KR20070032004A - 유연한 디스플레이 디바이스 - Google Patents

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KR20070032004A
KR20070032004A KR1020077000626A KR20077000626A KR20070032004A KR 20070032004 A KR20070032004 A KR 20070032004A KR 1020077000626 A KR1020077000626 A KR 1020077000626A KR 20077000626 A KR20077000626 A KR 20077000626A KR 20070032004 A KR20070032004 A KR 20070032004A
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마크 티. 존슨
휴고 제이. 코넬리센
마크 에이치. 에프. 오버위크
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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    • G—PHYSICS
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Abstract

유연한 디스플레이 디바이스는 상부, 사용자-변형 가능한 층, 바닥 기판 층, 상부 층을 바닥 층으로부터 이격시키는 이격 성분, 광을 바닥 층 또는 상부 층 중 적어도 하나에 공급하기 위한 광원을 포함하며, 디스플레이 디바이스는 상부 층이 바닥 층을 향해 변형될 때 광을 방출한다. 디스플레이 디바이스는 또한 상부 사용자-변형 가능한 층 상의 제1전극와 바닥 기판 층 상의 제2전극 양단에 전위차를 인가하기 위한 전압원을 포함한다.

Description

유연한 디스플레이 디바이스{A FLEXIBLE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 유연한 디스플레이 디바이스와 유연한 디스플레이 디바이스를 형성하는 방법에 관한 것이다.
디스플레이 디바이스의 많은 다른 종류가 알려졌다. 텔레비전과 컴퓨터용 평면 패널 모니터와 같은 전통적인 디스플레이 디바이스는 어떤한 물리적인 유연성도 갖지 않는 단단한 디바이스이다. 때때로, 말아감거나 접힐 수 있도록 유연한 디스플레이가 제공되기를 원하는 바람이 있다. 또한 의복 속에 디스플레이가 포함되기를 원하는 바람도 있었다. 착용할 수 있는 디스플레이는 튼튼하기 만들기 어렵다고 널리 알려져 있다. 약간의 유연성의 필요 외에도, 주 결점 중 하나는 전형적인 평평한 패널 매트릭스 디스플레이와 관련된 모든 전기 연결을 제공하는 것이다.
미국 특허 US 6653997은 행 및 열 전극, 움직일 수 있는 성분 및 전극에 전압을 공급하기 위한 전원을 포함하는 디스플레이 디바이스를 기재하며, 행 전극은 움직일 수 있는 성분에 위치한다. 작동 중에 전원은 움직일 수 있는 성분의 메모리 효과를 사용하는 전압을 전극에 공급한다. 작동 중에 행 전극에는 "온(on)", "오프(off)", "홀드(hold)" 전압이 공급되고, 열 전극에는 "홀드" 및 "오프" 전압이 공급된다. 이 특허의 디바이스는 유연하지 않다.
미국 특허 US 6511198은 광 방출 중합체 구조를 기재하는데, 색상의 변화와 제조 물품, 특히 직물과 의복의 표면 영역의 마킹을 증가시킨다. 이 특허의 디스플레이 디바이스는 유연하지만, 이것은 디스플레이 디바이스의 무게와 복잡성을 증가시키며 가능한 유연성을 감소시키는 작은 크기의 전극의 사용에 기초한다. 이런 디스플레이 디바이스는 또한 비교적 많은 전력을 소모한다.
따라서 본 발명의 목적은 종래 기술을 향상시키는 것이다.
본 발명의 제1양상에 따라서, 상부, 사용자-변형 가능한 층, 바닥 기판 층, 바닥 층으로부터 상부 층을 이격시키는 이격 성분, 바닥 층 또는 상부 층 중 적어도 하나에 광을 공급하기 위한 광원을 포함하는 디스플레이 디바이스가 제공되며, 디스플레이 디바이스는 상부 층이 바닥 층을 향해 변형될 때 광을 방출한다.
본 발명의 제2양상에 따라, 유연한 디스플레이 디바이스를 형성하는 방법이 제공되는데, 이 방법은 상부, 사용자-변형 가능한 층, 바닥 기판 층, 바닥 층으로부터 상부 층을 이격시키는 이격 성분, 바닥 층과 상부 층 중 적어도 하나에 광을 공급하기 위한 광원을 수용하는 단계와 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명으로 인하여, 픽셀의 개별적인 어드레싱을 요구하지 않고, 많은 전력을 사용하지 않음에도 불구하고 의복과 같은 유연한 환경에서 사용하기 위해 적합한 디스플레이를 제공하는 유연한 디스플레이 디바이스를 제공하는 것이 가능하다. 최소한의 전기 연결을 가진 튼튼한 착용 가능한 디스플레이를 생성하는 것이 가능한데, 이러한 전기 연결은 손 또는 펜 또는 유사한 형태의 물체와 같은 기계적인 수단을 사용하여 어드레싱될 수 있다.
유리하게도, 디스플레이 디바이스는 상부의 사용자-변형 가능한 층 상의 제1전극과 바닥 기판 층 상의 제2전극 양단에 전위차를 인가하기 위한 전압원을 더 포함한다. 전압원은 스위칭 가능하고, 제1전극과 제2전극에 동일한 전압을 인가하기 위해 스위칭 될 수 있다. 전압원의 제공은 사용자가 상부 층을 변형하면, 상부 층과 바닥 층을 함께 유지하게 한다. 전압원을 스위칭해서 동일한 전압이 상부와 하부 층에 동시에 인가되게 하여, 층은 서로 반발(repel)하고, 디스플레이는 효과적으로 리셋(reset)된다. 디스플레이를 리셋하는 대안적인 방법은 제1전극와 제2전극을 함께 연결하여 단락(short circuit)을 생성하는 것이다.
바람직하게, 디스플레이 디바이스는 제1전극을 덮는 제1절연 층과, 제2전극을 덮는 제2절연 층을 더 포함한다. 절연 층은 전극에 대해 직접적으로 제공될 수 있거나, 또는 이격 성분이 형성된 후에 제공될 수 있어서, 이격 성분을 덮을 수 있다. (광에 투명할 수 있는) 하나 또는 두개의 얇은 절연 층을 제공하여, 전력이 절감된다. 상부 및 하부 층이 서로를 향해 모일 때, 전극은 접촉하지 않고, 전류도 흐르지 않아서, 전력을 절약한다.
바람직한 실시예에서, 전압원은 상부의 사용자-변형 가능한 층 상의 제1전극과 바닥 기판 층 상의 제2전극 양단에 계단형 전위차를 공급하기 위해 정렬된다. 이것은 디스플레이 디바이스에 그레이 레벨이 제공되게 한다.
유리하게, 이격 성분은 그리드 성분이다. 그리드의 형태로 이격 성분을 가져서, 오류가 발생될 가능성이 없이, 상부 및 바닥 층이 간단하고 효과적으로 이격될 수 있다. 이격 성분의 제1실시예에서, 이격 성분의 두께는 실제적으로 그 영역을 가로질러 일정하다. 이것은 가장 쉽게 제조되는 이격 성분의 가장 간단한 형태이다. 이격 성분의 제2실시예에서, 이격 성분의 두께는 그 영역을 가로질러 변화한다. 이것은 제조하기에 더 복합한 반면에, 이 형태의 이격 성분은 마무리된 디스플레이 디바이스의 가능한 출력에서 가장 큰 유연성을 허용하는데, 이것은 디스플레이에서 그레이 스케일의 사용을 지원하기 때문이다.
디스플레이 디바이스의 광원의 제1실시예에서, 광원은 상부, 사용자-변형 가능한 층에 위치되고, 주변의 광을 흡수하기 위한 형광 염료를 포함한다. 주변의 광을 흡수하고, 필요할 때 이 광을 재-방출하기 위한 염료를 사용함으로써 전력 소비가 감소된다. 광원의 제2실시예에서, 광원은 이격 성분 상에 위치된다. 광원은 전기-발광 물질 또는 중합체/유기 LED일 수 있다. 광원의 제3실시예에서, 광원은 층의 한 모서리에 위치되고 바닥 층 또는 상부 층의 적어도 하나에 광을 공급한다. 이런 종류의 광원의 한 예시는 유연한 스트립 상에 장착된 한 세트의 LED이다. 이것은 디스플레이의 유연한 모서리를 조명하기 위해 제공되고, 이에 따라 디스플레이 디바이스의 유연성을 유지시킨다.
본 발명의 실시예는 이제 단지 예시를 통해, 첨부된 도면을 참조하여 기술될 것이다.
도 1은 디스플레이 디바이스의 일부의 상부 사시도.
도 2는 도1의 디스플레이 디바이스를 통한 단면도.
도 3은 도 2와 유사한 도면으로서, 디스플레이 디바이스를 통한 단면도.
도 4는 디스플레이 디바이스의 제2실시예를 통한 단면도.
도 5는 도 4와 유사한 도면으로서, 디스플레이 디바이스의 제2실시예를 통한 단면도.
도 6은 도 1의 디스플레이 디바이스의 개략적인 평면도.
도 7은 디스플레이 디바이스의 제3실시예를 통한 단면도.
도 8은 디스플레이 디바이스의 제4실시예를 통한 단면도.
도 9는 광원을 위한 3개의 대안적인 정렬의 개략적인 평면도.
도 10은 디스플레이 디바이스의 제5실시예를 통한 단면도.
도 11은 도 10과 유사한 도면으로서, 디스플레이 디바이스의 제5실시예를 통한 단면도.
도 12는 도 10 및 도 11과 유사한 도면으로서, 디스플레이 디바이스의 제5실시예를 통한 단면도.
본 발명의 기본적인 실시예는 도 1에 도시되었는데, 기계적으로 어드레싱되고, 전기적으로 소거 가능한, 착용 가능한 디스플레이 디바이스(10)의 작동의 원리를 도시한다. 디스플레이 디바이스(10)는 바닥 기판 층(12)인 제1유연한 포일 상에 형성되고, 이와 같이 의복(로고, 줄무늬 등)에 일반적으로 발견되는 다른 "헝겊조각"과 유사한 기계적인 특성을 갖는다. 제2의, 사용자-변형 가능한 포일 층(14)은 바닥 층으로부터 상부 층을 이격시키는 이격 성분(16)에 의해 바닥으로부터 분리된 다. 이격 성분(16)은 그리드 성분이고, 이격 성분(16)의 두께는 실제적으로 그 영역을 가로질러 일정하며, 2개의 층(12 및 14) 사이에 균일한 간격을 유지한다.
유연한 디스플레이 디바이스(10)는 또한 바닥 층 또는 상부 층 중 적어도 하나에 광을 공급하기 위한 광원(도면에 미도시)을 포함하며, 디스플레이 디바이스(10)는 상부 층(14)이 바닥 층(12)을 향해 변형될 때 광을 방출한다.
디스플레이 디바이스(10)의 작동의 주요 모드는 사용자가 상부 층(14)을 기계적으로 변형시켜 제1 및 제2 층(12 및 14)이 광학적으로 접촉되는 것이다. 이런 층(12 및 14)의 접촉은 디스플레이 디바이스(10)의 밝기가 부분적으로 변화하게 하고, 이 결과로 이미지가 형성될 수 있다. 디스플레이 디바이스(10)는 상부 층(14)이 바닥 층(12)을 향해 변형될 때 광을 방출한다.
도 2는 디스플레이 디바이스(10)를 통한 단면도를 도시한다. 이 실시예에서, 광은 사용자-변형 가능한 상부 층(14)내에서 캡쳐된다. 광은 바닥 및 상부 층(12 및 14)이 서로 모일 때만 추출된다. 이것이 발생할 때, 바닥 층(12)에 광 산란 특성을 제공하여 광이 추출된다. 이 방식으로, 이미지가 생성된다.
디스플레이 디바이스(10) 상에 임의의 이미지를 유지하기 위해서, 전압은 2개의 투명한 전극(13 및 15) 양단에 인가된다. 디스플레이 디바이스(10)는 제1전극(15) 및 제2전극(13) 양단에 전위차를 인가하기 위한 전압원(미도시)을 포함한다. 전압원은 스위칭 가능하고, 2개의 전극(13 및 15)에 동일한 전압을 인가하기 위해 스위칭 될 수 있다. 전압원은 각각의 전극(13 및 15)에 오직 단일 연결만 필요로한다. 이런 2개의 전기 연결은 디스플레이의 크기에 관계없이, 디스플레이 디바이스 (10)가 필요한 유일한 것이며, 이에 의해 최소한의 전기 연결을 가진 튼튼한 착용 가능한 디스플레이(10)가 실현된다. 도 2에 도시된 실시예에서, 바닥 기판 층(12) 상의 전극(13)은 양으로 대전되고, 이 때 상부, 사용자-변형 가능한 층(14) 상의 전극(15)은 음으로 대전된다.
전압원에 의해 제공되는 전압은 그 자체로 전극(13 및 15){따라서 2개의 층 (12 및 14)}을 끌어당기기에 불충분한데, 이들은 이격 성분(16)과 2개의 층(12 및 14)의 탄성 특성에 의해 이격된 상태로 있기 때문이다. 그러나, 디스플레이에 압력을 적용하여(디스플레이를 눌러서), 전극(13 및 15) 상의 전기적인 당기는 힘이 층(12 및 14)의 탄성 반발력을 초과하도록 층(12 및 14)은 함께 충분히 가까이 모일 수 있다. 이것이 발생할 때, 위에서 기술된 바와 같이 층(12 및 14)은 접촉하고 광이 추출된다. 유지되는 전압이 제공된다면 이미지는 디스플레이 디바이스(10) 상에 고정된다.
바람직한 실시예에서, 얇고 투명한 절연 층은 전극(13 및 15) 중 하나 또는 모두를 덮는다. 이것은 전압이 어떤 전류의 흐름없이 유지된다는 것을 보장하며, 이에 의해 이 홀딩 모드는 전력을 소산하지 않는다. 이것은 낮은 전력의 착용 가능한 전자 기기를 위해 필수적이다.
사용자가 디스플레이 디바이스(10)에 의해 디스플레이된 이미지를 변화시키기 위해서, 현재 디스플레이된 이미지를 제거하는 것이 첫 번째 필요하다. 이것은 양 전극(13 및 15)에 동일한 전압을 인가하여 이루어진다. 이것은 2개의 층(12 및 14)상의 전극(13 및 15)을 (예를 들어 스위치로) 간단하게 전기적으로 연결하여, 또는 전압원으로부터 양 전극(13 및 15)에 동일한 전압을 인가하여 실행될 수 있다. 이것은 도3에 도시된다. 2개의 전극(13 및 15)이 동일한 전압일 때, 그들은 전압에 의해 서로 더 이상 이끌리지 않고, 층(12 및 14)의 탄성은 릴리스되는 층(14)을 야기하며 광도 더 이상 추출되지 않는다. 광(화살표 18로 도면에 도시)은 층(14) 내에 한 번 더 갇히고, 디스플레이 디바이스(10)에 의해 방출되기 보다, 이 층 내에 반사된다. 디스플레이(10)의 리셋이 완성되면, 전압은 재인가될 수 있고 새로운 이미지는 디스플레이 디바이스(10) 상에 사용자에 의해 기록될 수 있다.
상기 기재는 오직 2개의 전기 연결로만 디스플레이 디바이스(10)를 기술하지만, 추가 연결이 사용될 수 있고, 원하는 경우에, 디스플레이를 일련의 작은 부분으로 다시 나누기 위해, 각각의 부분은 개별적으로 어드레싱될 수 있다는 것을 알아야 한다.
도 4 및 도 5에 도시된 디스플레이 디바이스(10)의 제2실시예에서, 광(18)은 바닥(거의 변형하지 않음) 층(12)에서 캡쳐된다. 이미지의 형성 및 고정(holding)은 도 2 및 도 3의 실시예에 기술된 방식으로 더 진행된다. 사용자는 그들의 손가락 또는 펜과 같은 적당한 포인팅 디바이스로 2개의 층(12 및 14)이 결합하게 하며, 광이 바닥 층(12)으로부터 추출되어, 디스플레이 디바이스(10)로부터 방출되게 한다. 2개의 층(12 및 14) 상의 2개의 전극(13 및 15)은 상반되게 충전되고, 그들이 함께 모이면, 2개의 층(12 및 14)은 전극(13 및 15)의 전기적 인력에 의해 고정된다. 이전에, 새로운 이미지를 적용하기 위해서 디스플레이 디바이스(10)를 지우는 것을 원할 때, 층(12 및 14) 상의 2개의 전극(13 및 15)의 전압이 변화하여, 2 개의 전극은 동일한 전압을 갖고 서로 반발하며, 탄성력에 의해 고정된다.
본 발명의 중요한 양상은 광이 포일 층(12 또는 14)에 캡쳐되는 방법이다. 광을 유리 기판 또는 포일 기판에 결합하는 알려진 방법은 일반적으로 백라이트 및 전면 라이트 조명 시스템으로 사용되는, 형광 스트립 광 또는 LED 스틱을 이용한 모서리 조명을 사용하는 것이다. 그러나 이런 시스템은 단단하여, 디스플레이가 (적어도 한 방향으로) 구부러지지 않게 된다. 이런 조명이 디스플레이 디바이스(10)에 사용되는 경우, 이것은 바람직하게 예를 들어 고정된 어깨 패드 또는 의복의 심과 같은 대개 구부러지지 않는 의복의 일부에 통합해야 한다.
그러나, 튼튼한 착용 가능한 디스플레이에서, 디스플레이 디바이스(10)가 그 유연성을 유지하게 하는 조명 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 한 가지 이런 바람직한 실시예는 도 6에 도시되는데, 광 캡쳐는 상부, 사용자-변형 가능한 층(14)으로 광을 결합하여 이루어진다. 이 예시에서, 변경된 모서리 조명 시스템이 제공된다. 광원(20)은 상부 층(14)의 한 모서리에 위치되고 광을 상부 층(14)으로 공급한다. 광원(20)은 유연한 스트립(24) 상에 장착되는 한 세트의 LED(발광 다이오드)(22)이다. 이것은 디스플레이 디바이스(10)의 유연한 모서리 조명을 제공한다.
도 7에 도시된 대안적인 구조에서, 디스플레이 디바이스(10)를 가로질러 다수의 위치에서 광을 상부 포일 층(14)에 국부적으로 결합하는 것이 가능하다. 이 위치는 이격 성분(16)의 위치에서 편리할 수 있는데, 광-발생 성분(26)이 이격 성분(16)의 스페이서 리브 상에(또는 안에) 제공될 수 있다. 일반적으로 이런 광 발생 성분(26)은 알려진 전자-발광 포일, 또는 대안적으로 유기, 또는 중합체 LED일 수 있다.
예를 들어 유기 LED와 같은 광원(26)은 이격 성분(16)의 상부 상에 3-층 구조를 생성하여 구성된다. 이 3-층 구조는 하위 전극, 상부 전극에 의해 이어지는, OLED의 중간층으로 이루어져 있다. OLED는 전위차가 2개의 전극 양단에 인가될 때 광을 방출한다. OLED를 구동하는 이 2개의 전극은 제1 및 제2전극(13 및 15)으로부터 고립될 수 있다. 대안적으로, OLED를 구동하는 전극 중의 하나는 제1 또는 제2전극(13 또는 15)에 공통으로 만들어질 수 있고, 0V(즉, 기초 또는 기준 전압)와 같은, 공통 전압에서 고정된다.
바람직하게, 반사성 광 차폐물(reflective light shield)(28)은 상부 층(14)의 마주하는 측면에 위치될 수 있어서 그렇지 않은 경우 달리 내부적으로 반사되지 않을 광의 직접적인 방출을 막는다. 반사성 광 차폐물(28)은 또한 반사된 광이 추가의 내부 반사를 보장하는 각에서 반사되는 것을 보장하기 위해서 조직될 수 있다. 이산 광원(26)이 사용되는 경우, 이들은 유리하게 점, 선 또는 그리드 이미터의 형태로 분산될 수 있고, 전체 디스플레이 디바이스(10)를 가로질러 균일한 조명을 야기할 수 있다(이 대안은 도9에 도시됨). 이런 선택 중에서, 선과 그리드 이미터는 오직 연속적인 광 방출 영역이 생성되어야 한다는 장점이 있고; 분리된 점 방출 디바이스 사이에 필요한 임의의 전기 접촉을 필요로 하지 않는다.
도 8에 도시된 다른 실시예에서, 주변의 광은 염료(30)를 상부 포일 층(14)으로 통합하여 상부 층(14)에 캡쳐된다. 형광 염료(30)의 역할은 상부 층(14)의 내부에 주변의 광을 흡수하는 것이고 특정 파장 스펙트럼에서 주변의 광을 재방출하 는 것이다. 그러나, 광이 모든 방향으로 재방출되면, 많은 광이 내부 전 방출에 의해 포일 층으로 통해 일정 방향으로 이끌린다. 캡쳐된 광은 2개의 층(12 및 14)이 함께 모여질 때 국부적으로 방출된다.
모든 디스플레이(10)의 다양한 실시예에서, 동일한 기초적인 물리적인 구조가 사용된다. 상부 변형 가능한 층(14)은 일반적으로 10-100 마이크로미터 두께이고,
● 채널(channel), 밸브, 다이어프램(diaphragm)과 같은 성분을 형성하기 위해 마이크로유체의 적용에 폭넓게 사용되는 폴리디메틸실록산(PDMS) 탄성 중합체로서, PDMS 물질은 많은 이점을 제공하며, 투명하고 생물학으로 적합하고, 성형에 의해 쉽게 가공될 수 있고 저렴한 비용이 들며, 탄성이 있고 유체 밀봉을 형성하는 폴리디메틸실록산(PDMS) 탄성 중합체와,
● 파릴렌과,
● 폴리 에틸렌 나프탈레이트(PEN)와,
● 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하는 많은 다른 물질로부터 제조될 수 있다.
이격 성분(16)은 일반적으로 1-50 마이크로 미터의 높이이고, 광-중합체 또는 PDMS의 엠보싱(embossing)된 융기로부터 제조된 광리소그라픽 스페이서로부터 제조될 수 있다.
바닥 층(12)은 일반적으로 10-1000 마이크로미터 두께이고, 다음의 물질로부터 제조될 수 있다.
● 티타늄 디옥사이드(TiO2)와 같은 입자를 산재시킨 폴리디메틸실록산(PDMS)과,
● TiO2 이 있는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 또는,
● TiO2 이 있는 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN).
전극(13 및 15)을 생성하기 위해서, 패터닝된 ITO 층의 형태로, 전도성 물질의 연속적인 패턴은 상부 및 바닥 포일 층(12 및 14) 상에 제조된다. 이 패턴은 그물(mesh), 또는 선, 또는 연속적인 층일 수 있지만, 최종 디스플레이의 "픽셀"을 구성하는 영역에 있거나 상기 영역을 실제로 덮어야 한다.
바닥 포일 층(12) 상에, 이격 성분(16)은 엠보싱 공정 또는 광리소그라픽 공정에 의해 제조된다. 그 후 상부 및 바닥 포일 층(12 및 14)은 함께 결합되고 밀봉된다.
또한 디스플레이 디바이스(10)에서, 착용 가능하고, 기계적으로 어드레싱된 디스플레이 디바이스(10)의 그레이 레벨을 생성하는 유용한 방법을 갖는 것이 바람직하다. 상기 실시예에서, 밝고 어두운 영역의 이미지를 이루는 것은 가능하지만, 디스플레이 디바이스(10)의 외관은 약간의 그레이 레벨을 도입하는 것이 가능한 경우, 많이 향상된다. 이것은 2가지의 다음의 방법 중 하나로 이루어질 수 있다.
정전기적 접촉을 이루도록 2개의 포일층에 대한 충분히 근접한 접촉을 초래하기 위해 필요한 힘은 그들의 강도에 따라 좌우된다. 한 실시예에서, 이격 성분(16)의 두께는 그 영역을 가로질러 변화하여, 스페이서 벽 사이에 가변적인 분리가 생성된다. 이런 경우, 일반적으로 상부, 사용자-변형 가능한 층(14)을 압축하기 쉽고, 상기 층의 영역은 덜 단단해서 스페이서 분리가 넓다. 스페이서 분리가 좁은 영역은 이 영역은 더 단단하기 때문에 접촉되게 더 어려울 것이다. 이런 방법으로, 그레이 레벨은 밝은(또는 넓은) 선을 생성하기 위해 세게 디스플레이 디바이스(10)를 누르는 자연스런 방식으로 생성될 수 있다. 이 실시예에서, 오직 단일 전압이 이미지를 고정시키기 위해 필요하다.
그레이 스케일을 이루는 제2방법에서, 하나 이상의 이미지 고정 전압 레벨을 도입하여 순차적인 방식으로 그레이 스케일을 도입하는 것이 가능하다. 이것은 계단식으로 증가하는 고정 전압을 사용하여 이루어진다. 여기서, 높은 전압이 포일 층(12 및 14)을 더 세게 끌어당길 수 있다는 개념이 사용되어서, 포일 층(12 및 14)을 함께 끌어당기는 기회는 증가한다. 이 예시에서, 가장 작은 인력 전압으로, 오직 적은 수의 픽셀만이 접촉되도록 충분히 끌어당길 수 있는 반면, 높은 전압에서, 거의 모든 압축된 픽셀이 접촉된다. 그러므로, 이미지는 어두운 그레이 레벨(낮은 전압)부터 시작하여 밝은 그레이 레벨(높은 전압)까지 그려질 수 있다. 전압이 증가하면, 2개 층(12 및 14)의 모든 접촉된 영역은 새로운 이미지가 필요하고 레셋이 시작될 때까지 해제되지 않을 것이다.
상기 모든 실시예는 한번 기록된 정적인 이미지가 있는 디스플레이를 기술하지만, 또한 디스플레이 디바이스(10)의 동적인 효과를 생성하는 것도 가능하다. 예로서, 2개의 층(12 및 14) 양단에 사이클 또는 펄스 전압을 사용하여 플래쉬 효과를 생성할 수 있다. 전압이 감소되면, 포일 층(12 및 14)이 서로 떨어지기 시작하 는 상황이 발생할 것이다. 이것은 이격 성분(16)에 근접한 곳(탄성력이 가장 높은 곳)에서 발생하기 시작하면, {이제 층(12 및 14)이 좁은 영역 위에서 접촉하기 때문에)이것은 이미지의 밝기의 감소를 야기한다. 그러나, 층(12 및 14)이 완전히 분리되기 전에 전압이 다시 증가하기 시작하는 경우에, {이제 층(12 및 14)이 넓은 영역 위에서 접촉하기 때문에} 층(12 및 14)은 다시 서로 더 끌어당기고 이미지의 밝기가 증가될 것이다. 이 방식으로, 이미지는 깜빡거리기 시작할 것이다.
도 10 내지 도 12에 도시된 또 다른 실시예에서, 디스플레이 디바이스(10)는 바닥 기판 층(12)에 대해 상부 사용자-변형 가능한 층(14)의 대향 측에 위치되고, 추가의 이격 성분(42)에 의해 상부 층(14)으로부터 분리된 추가의 사용자-변형 가능한 층(40)을 포함한다. 추가의 사용자 변형-가능한 층(40)은 상부 층(14)을 마주하는 측 상에 추가의 전극(44)을 갖고 전압원을 구비한다.
추가 전극(44)은 제1전극(15)에 대해 전압차를 제공하기 위해 사용되며, 따라서 바닥 기판 층(12)으로부터 떨어진 상부 층(14)을 끌어당기기 위한 전기력을 생성한다. 이 힘은 탄성력에 추가될 것이며, 따라서 이미지를 지우는 것을 돕는 강한 반발력을 구성한다. 도 10에 도시된 새로운 이미지를 생성하는 동안에, 추가 전극(44)의 전압은 실제적으로 제1전압(15)과 동일하게 세팅되어, 아무런 전기력도 존재하지 않고, 이미지는 상부 층(14)과 추가 층(40)을 변형하여 형성된다.
도 11은 한 번 사용자에 의해 형성되어 고정된 이미지를 도시하고, 도 12는 리셋 전압이 추가 전극(44)과 제1전극(15) 양단에 인가될 때 디바이스(10)의 작용을 도시한다.
추가 사용자 변형 가능한 층(40)의 주요 이점은 디바이스를 더 울퉁불퉁하게 만든다는 것이다. 그것은 사용자-변형 가능한 층(14)에 손상을 막기 위한 보호 층으로서 작용한다. 결과적으로 사용자-변형 가능한 층(14)은 얇아 질 수 있어 그 변형을 촉진하며, 이미지의 제거에 필요한 전압을 낮춘다.
본 발명은 유연한 디스플레이 디바이스와 유연한 디스플레이 디바이스를 형성하는 방법에 사용된다.

Claims (32)

  1. 유연한 디스플레이 디바이스(10)로서,
    상부, 사용자-변형 가능한 층(14), 바닥 기판 층(12), 바닥 층(12)으로부터 상부 층(14)을 이격시키기 위한 이격(spacing) 성분(16) 및 바닥 층(12) 또는 상부 층(14) 중 적어도 하나에 광을 공급하기 위한 광원(20;26;30)을 포함하며, 상기 디스플레이 디바이스(10)는 상부 층(14)이 바닥 층(12)을 향해 변형될 때 광을 방출하는,
    유연한 디스플레이 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상부 사용자-변형 가능한 층(14) 상의 제1전극(15)과 바닥 기판 층(12) 상의 제2전극(13) 양단에 전위차를 인가하기 위한 전압원을 더 포함하는, 유연한 디스플레이 디바이스.
  3. 제2항에 있어서, 전압원은 스위칭 가능하고, 상기 제1전극(15)과 상기 제2전극(13)에 동일한 전압을 인가하기 위해 스위칭될 수 있는, 유연한 디스플레이 디바이스.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제1전극(15) 및 상기 제2전극(13)은 함께 연결될 수 있는, 유연한 디스플레이 디바이스.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1전극(15)을 덮는 제1절연 층을 더 포함하는, 유연한 디스플레이 디바이스.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2전극(13)을 덮는 제2절연 층을 더 포함하는, 유연한 디스플레이 디바이스.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 또는 각각의 절연 층은 실제적으로 모든 전극(15,13)을 덮는, 유연한 디스플레이 디바이스.
  8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 전압원은 상부 사용자-변형 가능한 층(14) 상의 상기 제1전극(15)과 바닥 기판 층(12) 상의 상기 제2전극(13) 양단에 계단형 전위차를 공급하기 위해 정렬되는, 유연한 디스플레이 디바이스.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 이격 성분(16)은 그리드(grid) 성분(16)인, 유연한 디스플레이 디바이스.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이격 성분(16)의 두께는 그 영역을 가로질러 실제적으로 일정한, 유연한 디스플레이 디바이스.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이격 성분(16)의 두께는 그 영역을 가로질러 변화하는, 유연한 디스플레이 디바이스.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 광원(30)은 주변의 광을 흡수하기 위한 형광 염료(30)를 포함하는, 유연한 디스플레이 디바이스.
  13. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 광원(26)은 상기 이격 성분(16) 상에 위치되는, 유연한 디스플레이 디바이스.
  14. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 광원(26)은 상기 이격 성분(16)의 위치에서 상부 또는 바닥 층(14,12) 상에 위치되는, 유연한 디스플레이 디바이스.
  15. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 광원(20)은 층(12,14)의 하나의 모서리 상에 위치되고 바닥 층(14) 또는 상부 층(12) 중 적어도 하나에 광을 공급하는, 유연한 디스플레이 디바이스.
  16. 제15항에 있어서, 광원(20)은 유연한 스트립(24) 상에 장착된 한 세트의 LED(22)인, 유연한 디스플레이 디바이스.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 추가 사용자-변형 가능한 층(40)과 상부, 사용자-변형 가능한 층(14)으로부터 추가 사용자-변형 가능한 층(40)을 이격시키는 추가 이격 성분(42)을 더 포함하는, 유연한 디스플레이 디바이스.
  18. 제17항에 있어서, 상기 추가 사용자-변형 가능한 층(40) 상에 추가 전극(44)을 더 포함하는, 유연한 디스플레이 디바이스.
  19. 유연한 디스플레이 디바이스를 형성하는 방법으로서,
    바닥 기판 층(12)을 수용하는 단계와, 바닥 층(12)에 이격 성분(16)을 도포하는 단계와, 상부, 사용자-변형 가능한 층(14)을 이격 성분(16)에 도포하는 단계와, 바닥 층(12) 또는 상부 층(14) 중 적어도 하나에 광을 공급하기 위한 광원(20;26;30)을 제공하는 단계를 포함하는,
    유연한 디스플레이 디바이스를 형성하는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상부 사용자-변형 가능한 층(14)에 제1전극(15)을 인가하는 단계와, 바닥 기판 층(12)에 제2전극을 인가하는 단계와, 제1전극(15)과 제2전극(13)에 전압원을 연결하는 단계를 더 포함하는, 유연한 디스플레이 디바이스를 형성하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 제1전극과 상기 제2전극(13)이 형성되어 함께 연결될 수 있는, 유연한 디스플레이 디바이스를 형성하는 방법.
  22. 제20항 또는 제21항에 있어서, 상기 제1전극(15)과 이격 성분(16) 사이의 제1절연 층을 적용하는 단계를 더 포함하는, 유연한 디스플레이 디바이스를 형성하는 방법.
  23. 제20항 내지 제22항에 있어서, 상기 제2전극(13)과 상기 이격 성분(16) 사이에 제2절연 층을 적용하는 단계를 더 포함하는, 유연한 디스플레이 디바이스를 형성하는 방법.
  24. 제19항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이격 성분(16)은 그리드 성분(16)인, 유연한 디스플레이 디바이스를 형성하는 방법.
  25. 제19항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이격 성분(16)의 두께는 그 영역을 가로질러 실제적으로 일정한, 유연한 디스플레이 디바이스를 형성하는 방법.
  26. 제19항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이격 성분(16)의 두께는 그 영역을 가로질러 변화하는, 유연한 디스플레이 디바이스를 형성하는 방법.
  27. 제19항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 광원(30)은 주변의 광을 흡수하기 위한 형광 염료(30)를 포함하는, 유연한 디스플레이 디바이스를 형성하는 방법.
  28. 제19항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 광원(26)은 상기 이격 성분(16) 상에 위치되는, 유연한 디스플레이 디바이스를 형성하는 방법.
  29. 제19항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 광원(20)은 층(12,14)의 한 모서리에 위치되며 바닥 층(14) 또는 상부 층(12) 중의 적어도 하나에 광을 공급하는, 유연한 디스플레이 디바이스를 형성하는 방법.
  30. 제29항에 있어서, 광원(20)은 유연한 스트립(24) 상에 장착된 한 세트의 LED(22)인, 유연한 디스플레이 디바이스를 형성하는 방법.
  31. 제19항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 추가 사용자-변형 가능한 층(40)과, 상부, 사용자-변형 가능한 층(14)으로부터 추가 사용자-변형 가능한 층(40)을 이격시키는 추가 이격 성분(42)을 적용하는 단계를 더 포함하는, 유연한 디스플레이 디바이스를 형성하는 방법.
  32. 제31항에 있어서, 추가 사용자-변형 가능한 성분(40) 상에 추가 전극(44)을 인가하는 단계를 더 포함하는, 유연한 디스플레이 디바이스를 형성하는 방법.
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KR20150039048A (ko) * 2013-10-01 2015-04-09 삼성디스플레이 주식회사 플렉시블 디스플레이 장치
KR20170067902A (ko) * 2014-11-05 2017-06-16 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 힘 감지 커패시터 소자, 변형가능한 멤브레인 및 그로부터 제조된 전자 디바이스

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