Гибкий дисплей

Изобретение относится к устройствам для управления интенсивностью, цветом, фазой, поляризацией или направлением света, в частности к гибким дисплеям. Гибкий дисплей содержит, по меньшей мере, две гибкие подложки с фигурными электродами и управляющими микросхемами на внутренних поверхностях обеих подложек, а также спейсеры, расположенные между подложками, причем внутренние поверхности подложек расположены параллельно напротив друг друга, каждая подложка имеет однонаправленные каналы на внутренней поверхности, причем направления каналов на противоположных поверхностях подложек не совпадают, а спейсеры расположены между подложками в местах пересечения каналов. Технический результат - повышение надежности дисплея и качества изображения при внешнем воздействии на дисплей. 9 з.п.ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к электронным технологиям, а более конкретно к устройствам для управления интенсивностью, цветом, фазой, поляризацией или направлением света, в частности к гибким дисплеям.

Как правило, гибкие дисплеи (жидкокристаллические, органические, электролюминесцентные, электрохромные) состоят из пластиковых или металлических подложек с фигурными электродами и управляющими микросхемами на их внутренних поверхностях, между подложками расположены прокладки, так называемые «спейсеры» (см., например, патент США №6184967 [1]). Подложки дисплеев обычно имеют плоские поверхности.

Спейсеры служат для поддержания однородного зазора между подложками и их соединения, а также для уменьшения и равномерного перераспределения давления по поверхности подложки. Типичными спейсерами являются стеклянные или жесткие полимерные шарики или столбцы, выращенные или осажденные на подложках (см. Flexible Flat Panel displays, Ed. G.P.Crawford, John Wiley & Sons, Ltd., Chichester, 2005 [2]). Например, в патенте США №4973138 [3] жидкокристаллический дисплей включает спейсеры в виде шариков, которые расположены между двумя плоскими подложками.

Для перераспределения давления, возникающего на поверхности подложек, а следовательно, минимизации эффектов изменения давления в активной области дисплея также используют систему периодических углублений (каналов). В патенте США № 5699139 [4] описывается жидкокристаллический дисплей с двумя подложками, на поверхности которых, кроме спейсеров, расположена система периодических углублений.

Наиболее близким к заявленному изобретению является дисплей, описанный в патенте США №5399390 [5]. Дисплей содержит две подложки с плоскими поверхностями, причем на поверхности одной подложки расположено множество однонаправленных каналов. Эти каналы и зазор между подложками заполнены холестерическим жидким кристаллом для улучшения оптических характеристик дисплея. Спейсеры расположены между подложками без привязки к положению каналов. Данный дисплей выбран в качестве прототипа заявленного изобретения.

Недостатки указанных выше аналогов и прототипа заявленного изобретения могут проявиться при внешнем воздействии, например сгибе, и заключаются в следующем.

В дисплеях с плоскими подложками и спейсерами, после внешнего воздействия на панель, в частности сгиба, может произойти разупорядочение спейсеров и, соответственно, увеличение зазора между подложками. Причиной разупорядочения является отсутствие надежной фиксации спейсеров. Более того, существует вероятность отделения подложки от спейсеров. Причина отделения подложки от спейсеров состоит в растяжении обеих поверхностей подложек, а именно, положительное для верхней подложки и отрицательное для нижней подложки, которое проявляется в разрыве связи между подложкой и спейсером. Другой важный недостаток заключается в растрескивании и/или разрыве электродов и других твердых покрытий, которые распложены на поверхности подложек, при изгибе дисплея. Данный эффект часто проявляется в местах контакта электрода со спейсерами, оказывающими дополнительное давление на электроды (этот эффект описан в частях 6 и 14 работы [2], а также в работах S.Gorkhali, D.R.Cairns, and G.P.Crawford "Reliability of transparent conducting substrates for rollable displays: A cyclic loading investigation," in Proc. Soc. Inform. Display Symp., Dig. Tech. Papers, vol.34, 2003, pp.1332-1335 [6] и S.К.Park, J.I.Han, D.G.Moon, and W.K.Kim, "Mechanical stability of externally deformed indium-tin-oxide films on polymer substrates," Jpn. J. Appl. Phys., vol.42, pp.624-629, 2003 [7]). Проявление описанных выше недостатков снижает надежность дисплея и качество изображения при внешнем воздействии.

Задачей заявленного изобретения является создание гибкого дисплея, позволяющего улучшить надежность и качество изображения при неблагоприятном внешнем воздействии на дисплей.

Поставленная задача решена путем создания гибкого дисплея, который содержит, по меньшей мере, две гибкие подложки с фигурными электродами и управляющими микросхемами на внутренних поверхностях обеих подложек, а также спейсеры, расположенные между подложками, причем внутренние поверхности подложек расположены параллельно напротив друг друга, каждая подложка имеет однонаправленные каналы на внутренней поверхности, причем направления каналов на противоположных поверхностях подложек не совпадают, а спейсеры расположены между подложками в местах пересечения каналов.

Для функционирования дисплея важно, чтобы глубина каналов составляла от одного до сорока процентов высоты спейсера.

Для функционирования дисплея важно, чтобы внутренние поверхности подложек в промежутках между каналами были плоские.

Для функционирования дисплея важно, чтобы фигурные электроды и управляющие микросхемы находились в промежутках между каналами.

Для функционирования дисплея важно, чтобы фигурные электроды и управляющие микросхемы частично покрывали поверхность каналов.

Для функционирования дисплея важно, чтобы в местах пересечения каналов, поверхность, по меньшей мере, одного из которых частично покрывают электроды, спейсеры отсутствовали.

Для функционирования дисплея важно, чтобы спейсеры были изготовлены из эластичного материала.

Для функционирования дисплея важно, чтобы направления каналов на противоположных поверхностях подложек в проекции на одну из подложек составляли угол в пределах от одного до девяноста градусов.

Для функционирования дисплея важно, чтобы каналы имели сечение, приближенное к эллиптическому, т.е. представляли собой многоугольник, вписанный в эллипс.

Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении надежности дисплея и качества изображения при внешнем воздействии на дисплей за счет предотвращения разупорядочения спейсеров, поддержания однородного постоянного зазора между подложками и уменьшения растрескивания электродов и других твердых покрытий на подложках путем поперечного расположения каналов на противоположных поверхностях подложек, расположения спейсеров в местах пересечения каналов.

Для лучшего понимания настоящего изобретения далее приводится его подробное описание с соответствующими чертежами.

На фиг.1-3 изображена схема гибкого дисплея, выполненная согласно изобретению, где

на фиг.1 дисплей содержит плоские гибкие подложки с каналами, имеющими сечение, приближенное к эллиптическому;

на фиг.2 дисплей содержит плоские гибкие подложки с каналами, имеющими прямоугольное сечение;

на фиг.3 дисплей содержит гибкие подложки, имеющие регулярные каналы по всей площади подложки.

Гибкий дисплей, показанный на фиг.1-3, содержит две гибкие подложки 1 и 2 с фигурными электродами 3, управляющими микросхемами (не показаны) на внутренних поверхностях подложек 1 и 2 и спейсерами 4, расположенными между подложками 1 и 2. Кроме того, подложки 1 и 2 на внутренних поверхностях имеют периодические однонаправленные каналы 5. Углубления каналов 5 имеют прямоугольную или приближенную к эллипсу форму, причем форма каналов соответствует форме спейсеров 4 (фиг.1, 2). Направления каналов 5 на противоположных поверхностях подложек 1 и 2 в проекции на одну из подложек составляют угол в пределах от одного до девяноста градусов. В варианте изобретения, показанном на фиг.1, - этот угол равен девяноста градусам. Спейсеры 4 расположены в местах пересечения каналов 5 между подложками 1 и 2.

При изгибе дисплея (подложек 1 и 2) в любом направлении спейсеры 4 сохраняют свое положение за счет того, что стенки углублений каналов 5 ограничивают перемещение концов спейсеров 4, расположенных внутри каналов 5. При неизменном положении спейсеров 4 сохраняется величина зазора между подложками 1 и 2.

Глубина канала 5, которая обеспечивает фиксацию спейсера 4, составляет от одного до сорока процентов высоты спейсера 4. Концы спейсеров 4 находятся в углублениях каналов 5 верхней и нижней подложек 1 и 2 в местах пересечения каналов 5, причем форма концов спейсеров 4 повторяет форму каналов 5.

Фигурные электроды 3 находятся в промежутках между каналами 5 и могут частично покрывать поверхность каналов 5, при этом в местах пересечения проекций на плоскость подложки каналов 5, поверхность, по меньшей мере, одного из которых частично покрывают электроды 3, спейсеры 4 отсутствуют.

Если на внутренних поверхностях каналов 5, на которые опираются спейсеры 4, нет электродов 3, не происходит дополнительного давления на электроды 3 в местах их контакта со спейсерами 4. Это приводит к уменьшению растрескивания электродов 3 и других твердых покрытий на подложках 1 и 2 при изгибе подложек.

Следует учитывать, что указанный выше вариант выполнения изобретения был изложен с целью иллюстрации настоящего изобретения, и специалистам ясно, что возможны разные модификации, добавления и замены, не выходящие из объема и смысла настоящего изобретения, раскрытого в прилагаемой формуле изобретения.

1. Гибкий дисплей, содержащий, по меньшей мере, две гибкие подложки с фигурными электродами и управляющими микросхемами на внутренних поверхностях обеих подложек, а также спейсеры, расположенные между подложками, причем внутренние поверхности подложек расположены параллельно напротив друг друга, каждая подложка имеет однонаправленные каналы на внутренней поверхности, причем направления каналов на противоположных поверхностях подложек не совпадают, а спейсеры расположены между подложками в местах пересечения каналов.

2. Дисплей по п.1, отличающийся тем, что глубина каналов составляет от одного до сорока процентов высоты спейсера.

3. Дисплей по п.1, отличающийся тем, что внутренние поверхности подложек в промежутках между каналами плоские.

4. Дисплей по п.1, отличающийся тем, что внутренние поверхности подложек в промежутках между каналами имеют микрорельеф.

5. Дисплей по п.1, отличающийся тем, что фигурные электроды и управляющие микросхемы находятся в промежутках между каналами.

6. Дисплей по п.1, отличающийся тем, что фигурные электроды и управляющие микросхемы частично покрывают поверхность каналов.

7. Дисплей по п.1, отличающийся тем, что в местах пересечения каналов, поверхность, по меньшей мере, одного из которых частично покрывают электроды, спейсеры отсутствуют.

8. Дисплей по п.1, отличающийся тем, что спейсеры изготовлены из эластичного материала.

9. Дисплей по п.1, отличающийся тем, что направления каналов на противоположных поверхностях подложек в проекции на одну из подложек составляют угол в пределах от одного до девяноста градусов.

10. Дисплей по п.1, отличающийся тем, что каналы имеют сечение, представляющее собой многоугольник, вписанный в эллипс.