(57)【要約】  本発明は、流体キャビティと、流体キャビティ内の流体と、流体キャビティ内に配置された歪み／応力感知モジュールとを含むフレキシブルディスプレイである。歪み／応力感知モジュールは、可撓性基材と、可撓性封止層と、可撓性基材と可撓性封止層との間に配置されたＯＬＥＤ層とを含む。
2019507462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体キャビティと、
前記流体キャビティ内の流体と、
前記流体キャビティ内に配置された歪み／応力感知モジュールと、
を備える、フレキシブルディスプレイ。
【請求項２】
前記歪み／応力感知モジュールは、
可撓性基材と、
可撓性封止層と、
前記可撓性基材と前記可撓性封止層との間に配置された有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）層と、
を備える、請求項１に記載のフレキシブルディスプレイ。
【請求項３】
前記歪み／応力感知モジュールは、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）モジュール、電気泳動モジュール、エレクトロウェッティングモジュール、ＭＥＭＳディスプレイ、光起電層、タッチセンサ層、又は可撓性液晶（ＬＣＤ）モジュールのうちの１つを備える、請求項２に記載のフレキシブルディスプレイ。
【請求項４】
前記流体キャビティ内に、前記歪み／応力感知モジュールを支持する手段を更に備える、請求項１に記載のフレキシブルディスプレイ。
【請求項５】
前記歪み／応力感知モジュールを支持する前記手段は、スペーサを備える、請求項４に記載のフレキシブルディスプレイ。
【請求項６】
前記スペーサは、ビーズ、ポスト、リッジ、又はこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む、請求項５に記載のフレキシブルディスプレイ。
【請求項７】
前記歪み／応力感知モジュールを支持する軟質ばねを更に備える、請求項１に記載のフレキシブルディスプレイ。
【請求項８】
前記流体キャビティを少なくとも部分的に取り囲むシールを更に備える、請求項１に記載のフレキシブルディスプレイ。
【請求項９】
前記可撓性基材は延長テールを含む、請求項１に記載のフレキシブルディスプレイ。
【請求項１０】
前記流体は、ニュートン流体、非ニュートン流体、流体様材料、及び軟質ゲルのうちの１つを含む、請求項１に記載のフレキシブルディスプレイ。
【請求項１１】
前記歪み／応力感知モジュールは、いずれの隣接ディスプレイスタック層にも接合されていない、請求項１に記載のフレキシブルディスプレイ。
【請求項１２】
前記歪み／応力感知モジュールは、曲げ動作を受ける際でも、中立面に又は中立面近くに存在する、請求項１に記載のフレキシブルディスプレイ。
【請求項１３】
底部層と、
カバーフィルムと、
前記底部層と前記カバーフィルムとの間に配置された流体キャビティと、
前記流体キャビティ内の流体と、
前記流体キャビティ内に配置された歪み／応力感知モジュールと、
前記流体キャビティと前記カバーフィルムとの間に配置された光学的に透明なアセンブリ層と、
を備える、ディスプレイデバイス。
【請求項１４】
前記歪み／応力感知モジュールを支持する手段を更に備える、請求項１３に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１５】
前記歪み／応力感知モジュールを支持する前記手段は、スペーサを備える、請求項１４に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１６】
前記スペーサは、ビーズ、ポスト、リッジ、又はこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む、請求項１５に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１７】
前記歪み／応力感知モジュールを支持する軟質ばねを更に備える、請求項１３に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１８】
前記流体キャビティを少なくとも部分的に取り囲むシールを更に備える、請求項１３に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１９】
前記歪み／応力感知モジュールは、
可撓性基材と、
可撓性封止層と、
前記可撓性基材と前記可撓性封止層との間に配置された有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）層と、
を備える、請求項１３に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２０】
前記可撓性基材は延長テールを含む、請求項１９に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２１】
前記流体は、ニュートン流体、非ニュートン流体、流体様材料、及び軟質ゲルのうちの１つを含む、請求項１３に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２２】
前記底部層と前記流体キャビティとの間に配置されたアセンブリ層を更に備える、請求項１３に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２３】
前記歪み／応力感知モジュールは、いずれの隣接ディスプレイスタック層にも接合されていない、請求項１３に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２４】
前記流体キャビティと前記光学的に透明なアセンブリ層との間に配置されたタッチセンサを更に備える、請求項１３に記載のディスプレイデバイス。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
ハンドヘルド式モバイルデバイスの製造業者は、市場において自分らのデバイスを差別化する方法を常に探し求めている。最近の傾向では、より薄いディスプレイ、より高い解像度、より高いコントラスト、並びにデバイスを過度に大きくせずに表示領域を拡大すること、などに焦点が当てられてきた。直近では、曲面ディスプレイ又はディスプレイ縁部に丸みを持たせることによって顧客の注目を集める試みがなされている。有機発光ダイオード（organic light−emitting diodes、ＯＬＥＤ）の採用、特に可撓性ＯＬＥＤの出現は、折り畳み可能又は巻回可能なデバイスを製造する強力な推進力となり、コンパクトであることに加えて、展張可能であり、より大きい連続的ディスプレイを形成することもできるようになった。
【０００２】
折り畳み可能又は巻回可能なデバイスを製造するための現在の試みの一つの重点は、特定位置の構造の一部をセグメント化すること又は波形化することにより、折り畳み動作に対するデバイスの抵抗性を小さくすることにある。別の重点的な試みは、多層ディスプレイは繰り返し折り畳みと展開を受けるため、中立面（単数又は複数）（すなわち例えば引張歪みと圧縮歪みが互いに相殺される平面、又は実質的に引張歪み及び圧縮歪みが存在しない平面）の位置を管理することである。これらの構成において、ＯＬＥＤ層がデバイスの他の層に接合される際に、ＯＬＥＤ層を中立面に配置し、ディスプレイが曲げ動作を繰り返される間もＯＬＥＤ層を中立面に維持するためには著しい努力が必要である。ＯＬＥＤ層は脆弱な性質であるため、中立面がＯＬＥＤ層に存在するか、又は少なくともＯＬＥＤ層の近傍に存在するように、ディスプレイ積層体を構成するために著しい努力が払われている。中立面を必要な位置に維持することを支援するために、いわゆる応力制御部材又は弾性調整層（以下「アセンブリ層」と称する）を備えるディスプレイ積層体が開示されている。これら事例において、ディスプレイ積層体の個々の層は、それぞれは共に接合されている。その結果、個々のフィルム層は機械的に連結されるため、例えば複合構造体（すなわちカバーフィルム／アセンブリ層／タッチセンサ層／アセンブリ層／バリア層／ＯＬＥＤ層／ＯＬＥＤ基材層）の曲げ剛度は、各層が互いに独立して（それぞれの層の間に摩擦が存在しないかのように）運動することが可能な場合よりも、大きくなる。接合された結果、応力及び歪みが生じる可能性もあり、
アセンブリ層の弾性率が高まるにつれて、これはますます顕著になる。
【０００３】
図１は、先行技術の歪み／応力感知フレキシブルディスプレイ１０の典型的断面図を示す。先行技術の歪み／応力感知フレキシブルディスプレイ１０は概ね、底部層若しくはデバイスハウジング１２（「底部ハウジング１２」）と、第１アセンブリ層１４と、ＯＬＥＤモジュール１６と、第２アセンブリ層１８と、タッチセンサ２０と、第３アセンブリ層２２と、カバーフィルム２４とを含む。ここでは説明しないが、他の層がディスプレイ１０内に存在してもよい。例えば、円偏光子又はカラーフィルタを、ＯＬＥＤ層若しくはＯＬＥＤモジュールとカバーフィルムとの間に配置することができる。ＯＬＥＤモジュール１６は概ね、可撓性基材２６と、ＯＬＥＤ層２８と、可撓性封止層３０とを含むことができる。ＯＬＥＤモジュールは３つの層のみを有するように図１に示されているが、ＯＬＥＤモジュール１６は、より多くの層を含んでもよい。これらの形式のＯＬＥＤモジュール（プラスチックＯＬＥＤに関してはＰＯＬＥＤとも呼ばれることもある）は、可撓性及び耐久性が高いことが実証されている。しかしながら、当モジュールを実際のデバイスに組み込むためには、これを底部層１２（例えば外部駆動回路、保護フィルム、可撓性電池など）に取り付けなければならないことがある。第１アセンブリ層１４は光学的に透明であり得るが、大部分のＰＯＬＥＤは上面で発光する必要はない。ＯＬＥＤモジュール１６の上部は、銀のナノワイヤパターンなどの導電層で覆われたポリエステル又は環状オレフィン共重合体をベースにする可撓性タッチセンサ２０に取り付けることができる。タッチセンサ２０の上部（又はセンサが埋め込まれている場合、若しくは使用されない場合にはＯＬＥＤモジュールの上部）には、可撓性カバーフィルム２４がしばしば適用される。ＯＬＥＤモジュール１６とタッチセンサ２０との間、及びタッチセンサ２０とカバーフィルム２４との間には、第２アセンブリ層１８及び第３アセンブリ層２２がそれぞれ存在し、ディスプレイの全表面に適用される。第２アセンブリ層１８及び第３アセンブリ層２２は、光学的に透明な接着層であることが多い。アセンブリ層１４、１８及び２２の全てはまた、弾性調整層、応力制御部材、又は応力再分配層であってもよい。個々の層（底部層／ＯＬＥＤモジュール／タッチセンサ／カバーフィルム）を共に接合することに加えて、アセンブリ層１４、１８及び２２はまた、積層体の内部で中立面を正しい場所に配置し（すなわち、わずかな歪み、圧縮、又は引張によっても損傷され得るＯＬＥＤ層２８に配置するか、又はＯＬＥＤ層に非常に接近した場所に配置する）、ディスプレイが曲げ動作を繰り返される間も中立面をその場所に維持する役割を果たす必要がある。
【０００４】
応力が印加される際に、アセンブリ層１４、１８及び２２のうちのいずれかが変形又はクリープを起こすと、その厚さが不均一となり、ＯＬＥＤモジュール１６から発せられる又は反射される光の経路内に層が存在する場合には光学的歪みが生じる可能性がある。更に、ＯＬＥＤディスプレイ１０を含むデバイスが、長い時間（すなわち一晩中）電源が切られていたり、若しくは閉じられていた場合、又は熱くなる（すなわち夏期に太陽光にさらされた車内に置かれる）場合にクリープは顕著になり得る。アセンブリ層の変形が完全に回復可能であったとしても、緩和時間が過度に長いため、画像歪みが長時間持続されることがある。アセンブリ層１４、１８及び２２はまた、異なる頻度及び異なる温度で起こる数千回の曲げ動作サイクルに起因する疲労を被り得る。
【発明の概要】
【０００５】
一実施形態において、本発明は、流体キャビティと、流体キャビティ内の流体と、流体キャビティ内に配置された歪み／応力感知モジュールとを含むフレキシブルディスプレイである。歪み／応力感知モジュールは、可撓性基材と、可撓性封止層と、可撓性基材と可撓性封止層との間に配置されたＯＬＥＤ層とを含む。
【０００６】
別の実施形態において、本発明は、底部層と、タッチセンサと、底部層とタッチセンサとの間に配置された流体キャビティと、流体キャビティ内の流体と、流体キャビティ内に配置された歪み／応力感知モジュールと、タッチセンサに隣接して配置された光学的に透明なアセンブリ層と、光学的に透明なアセンブリ層に隣接して配置されたカバーフィルムとを含む、ディスプレイデバイスである。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】先行技術のフレキシブルディスプレイの断面図である。
【図２】本発明のフレキシブルディスプレイの第１の実施形態の断面図である。
【図３】本発明のフレキシブルディスプレイの第２の実施形態の断面図である。
【図４Ａ】本発明のフレキシブルディスプレイの第３の実施形態の断面図である。
【図４Ｂ】本発明のフレキシブルディスプレイの図４に示される第３の実施形態の平面図である。
【図５】本発明のフレキシブルディスプレイの第４の実施形態の断面図である。
【図６】本発明のフレキシブルディスプレイの第５の実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）モジュールなどの歪み／応力感知フレキシブルディスプレイを含むディスプレイデバイスの構成であり、歪み／応力感知ディスプレイは、流体又は流体様材で満たされたキャビティ内を実質的に自由に浮遊することができる。本明細書は特にＯＬＥＤに言及するが、本発明は、本発明の意図する範囲から逸脱することなく、エレクトロウェッティング、電気泳動、ＭＥＭＳ、又は可撓性液晶ディスプレイモジュールなどの他の歪み／応力感知フレキシブルディスプレイモジュールにも適用することができる。タッチセンサ又はデバイスのために電力を発電する光起電性層など、ディスプレイデバイス内に存在し得る他の歪み／応力感知素子も、本発明の流体キャビティ構成を用いて保護することができる。現在の構成とは異なり、本発明の構造においてＯＬＥＤモジュールは、ディスプレイデバイスの残りの部分から機械的に隔離され、固有のキャビティ内に配置される。空隙が存在し、それによりもたらされるディスプレイの光学品質の劣化を回避するために、キャビティは、光学的に透明な流体又は流体様材で満たされ、ディスプレイデバイスの使用中に空気の侵入を避けるために密封される。
【０００９】
図２は、本発明のフレキシブルディスプレイ１００の第１の実施形態の断面図を示す。フレキシブルディスプレイ１００の第１の実施形態は、底部層若しくはデバイスハウジング１０２（「底部層１０２」）と、ＯＬＥＤモジュール１０４と、流体キャビティ１０６と、シール１０８と、タッチセンサ１１０と、光学的に透明なアセンブリ層１１２と、カバーフィルム１１４とを含む。底部層１０２及びカバーフィルム１１４は、可撓性又は剛性の基材とすることができる。例えば、カバーフィルム１１４は、湾曲したポリカーボネートフィルム又はレンズであってよく、フレキシブルディスプレイ１００又はフレキシブルディスプレイ１００を含むデバイスの組み立て中に、当フィルム又はレンズに対して可撓性ＯＬＥＤモジュール１０４が位置決めされる。このような組み立てにおいて、ＯＬＥＤモジュール１０４は、少なくとも１度は必ず曲げられるが、折り畳み及び展開動作を繰り返し受けることはない。カバーフィルム１１４は、光学的に透明であれば任意の基材であってもよい。用語「光学的に透明な」とは、本明細書で使用する場合、４００〜７００ｎｍの波長範囲において、約９０％を超える視感透過率、約２％未満のヘイズ、及び約１％未満の不透明度を有する材料を指す。視感透過率及びヘイズは両方とも、例えば、ＡＳＴＭ−Ｄ  １００３−９５を用いて決定することができる。流体キャビティ１０６は、底部層１０２とタッチセンサ１１０との間に配置されている。ＯＬＥＤモジュール１０４は、流体キャビティ１０６内に配置されており、可撓性基材１１６と、ＯＬＥＤ層１１８と、可撓性封止層１２０とを含む。次にカバーフィルム１１４が、光学的に透明なアセンブリ層１１２により、タッチセンサ１１０に取り付けられる。タッチセンサ１１０は、流体キャビティ１０６に隣接し、流体キャビティ１０６の壁を形成するように説明され示されるが、任意の他の層が、流体キャビティ１０６を形成するためにＯＬＥＤモジュール１０４又は流体キャビティ１０６に隣接して配置されてもよい。例えば、円偏光子がＯＬＥＤモジュール１０４に対してタッチセンサ１１０よりも近くに配置されるならば、この円偏光子を使用することができる。
【００１０】
ＯＬＥＤモジュール１０４は、ＯＬＥＤ層１１８を可撓性基材１１６と可撓性封止層１２０との間に配置することで、可撓性基材１１６上に形成される。図２には、ＯＬＥＤモジュール１０４が３つの層を含むものとして描かれているが、ＯＬＥＤモジュール１０４は、本発明の意図する範囲から逸脱することなく追加の層を含んでもよい。可撓性基材１１６は、耐熱性、熱暴露下での寸法安定性、及び耐久性を有するプラスチック材料で形成され得る。好適なプラスチック基材の例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、環状オレフィン共重合体、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、及びポリエーテルイミドなどが挙げられるが、これに限定されない。一実施形態において、ＯＬＥＤ層１１８は、可撓性基材１１６上にバッファ層を配置して平坦にすることにより、形成することができる。次に、薄膜トランジスタ（thin film transistor、ＴＦＴ）、コンデンサ、及び実際のＯＬＥＤがバッファ層上に置かれ、ＯＬＥＤ層１１８が形成される。ＴＦＴは、活性層と、ゲート電極と、ソース電極及びドレイン電極とを含み得る。実際のＯＬＥＤは、第１の電極と、第２の電極と、中間層とを含み得る。環境からＯＬＥＤ層１１８を密封するために、可撓性封止層１２０が適用される。可撓性封止層１２０は、例えば有機フィルム及び無機フィルムを含み得、有機フィルム及び無機フィルムのそれぞれは、複数の層を有し得る。可撓性封止層１２０はまた、有機フィルム及び無機フィルムを多層に互いに重ね合わせることにより、形成され得る。
【００１１】
流体キャビティ１０６の側面は、シール１０８により取り囲まれている。シール１０８は、タッチセンサ１１０及び底部層１０２などの他の層に接合し、したがって密封キャビティを提供し、これは流体１２２又は流体様材（すなわちニュートン流体若しくは非ニュートン流体）又は軟質ゲル類材により満たされる。この構成において、ＯＬＥＤモジュール１０４は、流体１２２により取り囲まれ、実質的に流体キャビティ１０６内に浮遊する。したがって、ＯＬＥＤモジュール１０４は、曲げ又は折り畳み動作中に、曲げ応力又はＯＬＥＤディスプレイ１００の他の層との摩擦を最小限しか受けず、又は全く受けない。シール１０８はまた、流体漏れを防止するように機能し、これにより、空気が流体キャビティ１０６内に取り込まれ、フレキシブルディスプレイ１００の表示領域内に気泡として見えることはない。一実施形態において、シール１０８はまた、十分な剛性を有するので、シール１０８が過度に膨張又は収縮して流体キャビティ１０６に深刻な変形をもたらすことはない。一実施形態において、タッチセンサ１１０及び底部層１０２などの他の層を共に密封して流体キャビティ１０６を形成することができる場合、シール１０８は不要であり得る。例えば、底部層１０２がタッチセンサ１１０に超音波溶接される場合、シールを使用することなく流体キャビティを形成することができる。
【００１２】
シール１０８は、流体キャビティ１０６の周りのそれら位置に応じて、異なって構成することができる、又は実質的に同一であってもよい。例えば、シール１０８は、同じ機械的特性を有する同一材料から作製することができる。あるいはシールは、異なる機械的特性を有する異種材料、又は異なる機械的特性を有する同一材料などで作製することができる。シール材は、フレキシブルディスプレイの折り畳み及び展開動作の際に、シールと流体キャビティ１０６の構造的結合性を維持するために十分な機械的強度を有する必要がある。シール１０８の形状（すなわち厚さ及び幅）はまた、流体キャビティ１０６の周りのそれらの位置、及び求められる可撓性／接合強度に基づいて、異なってもよい。例えば、流体キャビティ１０６が比較的厚い場合、シール１０８は相当な量のせん断応力を受けることがあるため、隣接する基材から剥離しないように形状を最適化することができる。シール材は、ディスプレイの表示領域外に通常配置されるため、光学的に透明である必要はない。一実施形態において、材料は、不透明であっても、着色されていても、又は充填されていてもよい。シーラントとして機能し得る好適な材料としては、約−３０℃〜約９０℃の温度範囲内で、シーラントが、周波数１Ｈｚにおいて約２ＭＰａを超えないせん断貯蔵弾性率を有し、約５０ｋＰａ〜約５００ｋＰａのせん断応力の適用により５秒で少なくとも約６×１０−６１／Ｐａが測定されるせん断クリープコンプライアンス（Ｊ）を示し、応力を取り除いた後、約１分以内に少なくとも約５０％の歪み回復を示す組成物が挙げられるが、これらに限定されない。例としては、アクリル単独重合体若しくはランダム共重合体、アクリルブロック共重合体、物理架橋シリコーンエラストマー、共有結合架橋シリコーンエラストマー、ポリウレタン、ポリイソプレン、ポリブタジエン、オレフィンブロック共重合体、ポリイソブチレン、及び高アルキルポリオレフィンが挙げられるが、これらに限定されない。シーラント材は、流体キャビティ１０６を満たす流体１２２に対して耐性を持たなければならない（すなわち「流体」と接触しても、シールは膨張、漏出、劣化してはならない）。相当量のせん断変形に対応することができ、キャビティの基材に対して優れた接着を提供する耐流体性シーラントを使用することもできる。例としては、窓用シーラント（すなわちブチル系ゴム又はシリコーン）及び航空宇宙において使用されるシーラント（すなわちポリスルフィド）及び自動車産業において使用されるシーラントが挙げられるが、これらに限定されない。側面のうちのいずれかが機械的にクランプされる場合、例えばミネソタ州Ｓｔ．Ｐａｕｌにある３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能であるフルオロエラストマーに由来するようなガスケット材を、そのクランプされる場所に使用することも可能である。流体キャビティ１０６を構成する層の自由な運動に干渉しないのであれば、有効な機械的シールを使用することもできる。
【００１３】
一実施形態において、ＯＬＥＤモジュール１０４の可撓性基材１１６は、ＯＬＥＤモジュール１０４をシール１０８に固定するテール１２４として機能するように延長することができる。シール１０８は、ディスプレイ積層体の曲げ軸３５０（図４Ｂに図示）に対して垂直な辺として画定された長辺ＢＢ（図４Ｂに図示）に沿うことができる。又は曲げ軸に対して平行な辺として画定された短辺ＡＡ（図４Ｂに図示）に沿うことができ、又は両方に沿うこともできる。デバイスの折り畳み軸に応じて、長辺及び短辺は、曲げ軸３５０に対するそれらの相対的配向に関して反転されてもよいことに留意されたい。一実施形態において、曲げ又は折り畳み動作中により高いせん断を誘起する歪みを示す長辺ＢＢに沿ったシール１０８は、短辺ＡＡに沿ったシール１０８よりも剛性が高くてよい。短辺ＡＡはまた、ＯＬＥＤモジュール１０４に対してより堅固な固定点を提供することができ、例えば導電性トレースで覆われたテール１２４を、シール１０８を貫通して延長することにより、いくつかの周辺ドライバ、電源などにＯＬＥＤモジュール１０４を接続するための未加工の経路を提供することもできる。
【００１４】
ＯＬＥＤ層１１８又はＯＬＥＤモジュール１０４は隣接するいずれのディスプレイスタック層にも接合されていないので、曲げ動作を繰り返し受けても中立面に存在する。流体キャビティ１０６の厚さは、非常に厚くする必要はない。技術的にも性能的にも実質的な上限はないが、実際には、フレキシブルディスプレイの厚さ及び重さにより、キャビティの最大の厚さが決定される。一実施形態において、周りを取り囲む比較的剛性の層（通常、ＯＬＥＤモジュールに接合されている）の曲げ動作によりＯＬＥＤ層１１８に歪みが発生するのを防止するためには、流体キャビティの厚さがＯＬＥＤモジュール１０４の厚さをわずか数ミクロン超えれば十分である。別の実施形態において、ＯＬＥＤモジュール１０４と隣接するディスプレイスタック層との間を潤滑するのに十分な流体１２２が存在するのであれば、流体キャビティ１０６の厚さは約１ミクロン以下である。更に、流体キャビティ１０６の壁は非常に薄いため、流体キャビティ１０６は比較的剛性の高い材料から構成することができる。例えば、比較的剛性の高い材料が、度重なる曲げ動作に対応可能であり、フレキシブルディスプレイ１００の発光に対し少なくとも１つの透明な側面を有する場合、流体キャビティ１０６は、ガラス又は剛性プラスチックから構成することができる。周りを取り囲む流体キャビティ１０６が比較的剛性の高い材料で構成される場合、流体キャビティ１０６の封入及びその機械的結合性を提供するために、シール１０８、タッチセンサ１１０、及び底部層１０２に頼らなくてもよい。流体キャビティ１０６はまた、薄いフィルム及びエラストマーの基材などの軟質材料により取り囲むことができ、これによってパウチを形成してもよい。適切に密封された場合、内部に流体が含まれているのでパウチが崩壊することはなく、したがってＯＬＥＤモジュール１０４のような壊れやすい構成要素でも確実に保持することができる。
【００１５】
ＯＬＥＤモジュール１０４は、必須ではないが、流体キャビティ１０６の中心に配置することができる。例えば、ＯＬＥＤモジュール１０４は、ＯＬＥＤモジュール１０４と流体キャビティ１０６の外側層との間により多くの流体１２２を置くことによってＯＬＥＤモジュール１０４の上部への衝撃からより良好に保護するために、流体キャビティ１０６の底部に向くように配置することができる。
【００１６】
流体キャビティ１０６内の流体１２２は、デバイスの寿命の間、光学的に透明であり耐久性のある（すなわち変色又は曇ることのない）、当技術分野において既知の任意の流体とすることができる。流体１２２は、ニュートン流体若しくは非ニュートン流体、流体様材（例えばチキソトロピー材）、更には軟質ゲルであってもよい。流体１２２はまた、潤滑剤としても機能し、ＯＬＥＤモジュール１０４と流体キャビティ１０６の上層との間の屈折率を（空気間隙に対して）より厳密に一致させるのに役立ち、これによりディスプレイ出力のコントラスト及び輝度を維持することができる。別の実施形態において、流体１２２はまた、ミネソタ州Ｓｔ．Ｐａｕｌにある３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＮＯＶＥＣブランドで市販されるものなど、鉱油又はより特殊な流体のような単純な材料であってよい。流体が、光学的に透明であり、使用中もその状態を維持し、流体キャビティ１０６又はＯＬＥＤモジュール１０４自体を構成する壁の材料を劣化させない限り、任意の流体を使用することができる。流体様材の場合、例えばシリカ、会合性増粘剤、又はナノ粒子などのチキソトロープ剤により、これらの粘度を改質することができ、これにより、せん断力のない状態ではこれらの粘度を高め、せん断力に曝されるとこれらは薄くなり粘度を低下させる。極端な場合、軟質ゲル材が有用であり得る。軟質ゲルとして機能し得る好適な材料としては、約−３０℃〜約９０℃の温度範囲内で、軟質ゲル層が約１０ｋＰａを超えないせん断弾性率及び約１５０，０００ｃＰを超えない粘度を有する組成物が挙げられるが、これに限定されない。例えば鉱油展ポリスチレン／ポリイソプレン／ポリスチレンブロック共重合体が、軟質ゲル材として使用され得る。概ね、デバイスの使用温度範囲内で凍結、分解、光学的品質の損失、又は沸騰をしない限り、任意の「流体」も使用可能である。
【００１７】
図３は、本発明のフレキシブルディスプレイ２００の第２の実施形態の断面図である。フレキシブルディスプレイ２００の第２の実施形態は、フレキシブルディスプレイ１００の第１の実施形態に類似し、底部層若しくはデバイスハウジング２０２と、ＯＬＥＤモジュール２０４と、流体キャビティ２０６と、シール２０８と、タッチセンサ２１０と、光学的に透明なアセンブリ層２１２と、カバーフィルム２１４とを含む。ＯＬＥＤモジュール２０４は、流体キャビティ２０６内に配置されており、可撓性基材２１６と、ＯＬＥＤ層２１８と、可撓性封止層２２０とを含む。類似の構成要素及び層が、フレキシブルディスプレイ１００の第１の実施形態のそれぞれの構成要素と同様に配置され機能する。第２の実施形態が第１の実施形態と異なるのは、第２の実施形態が流体キャビティ２０６内にＯＬＥＤモジュール２０４を支持する手段を含み、ＯＬＥＤモジュール２０４が浮き上がり又は沈没して流体キャビティ２０６の壁に接触するリスクを最小化している点である。一実施形態において、フレキシブルディスプレイ２００は、流体キャビティ２０６の壁とＯＬＥＤモジュール２０４との間の間隙を維持するために、ＯＬＥＤモジュール２０４の周りにスペーサ２２６を含む。一実施形態において、スペーサ２２６はビーズである。スペーサは、流体キャビティ２０６内の流体２２２の屈折率と厳密に一致しているので、見えることはない。この形式のスペーサは、例えば液晶ディスプレイモジュールのセルギャップを設定するスペーサビーズなど、ディスプレイ産業の技術分野では良く知られている。更に、図３において、スペーサはビーズとして描かれているが、スペーサは、本発明の意図する範囲から逸脱することなく、小さいポスト又はリッジなど他の形状又は構造を含んでもよい。一実施形態において、ポスト又はリッジの形態のスペーサは、約０．００２ｍｍ〜約５ｍｍの範囲の幅、及び約０．００１ｍｍ〜約３ｍｍの範囲の高さを有する。一実施形態において、ポスト同士又はリッジ同士の間隔は、約０．００３ｍｍ〜約５ｍｍの範囲である。
【００１８】
図４Ａ及び４Ｂは、本発明のフレキシブルディスプレイ３００の第３の実施形態の断面図及び平面図をそれぞれ示す。フレキシブルディスプレイ３００の第３の実施形態は、フレキシブルディスプレイ２００の第２の実施形態に類似し、底部層若しくはデバイスハウジング３０２と、ＯＬＥＤモジュール３０４と、流体キャビティ３０６と、シール３０８と、タッチセンサ３１０と、光学的に透明なアセンブリ層３１２と、カバーフィルム３１４と、流体キャビティ内にＯＬＥＤモジュールを支持する手段とを含む。ＯＬＥＤモジュール３０４は、流体キャビティ３０６内に配置されており、可撓性基材３１６と、ＯＬＥＤ層３１８と、可撓性封止層３２０とを含む。類似の構成要素及び層が、フレキシブルディスプレイ２００の第２の実施形態のそれぞれの構成要素と同様に配置され機能する。フレキシブルディスプレイ３００の第３の実施形態において、基材は、ＯＬＥＤモジュールを支持する手段である延長可撓性基材３２４である。当実施形態において、ＯＬＥＤ層３１８及び可撓性封止層３２０は、可撓性基材３１６と延長テール３２６とを含む延長可撓性基材３２４上に形成される。テール３２６は、シール３０８に埋め込まれており、流体キャビティ３０６の互いに対向する側面に固定点を提供する。したがってＯＬＥＤモジュール３０４は基本的に、テール３２６から縣架された状態で流体３２２内に吊るされる。図４ｂに示される実施形態において見られるように、ＯＬＥＤモジュール３０４は、テール３２６から流体キャビティ３０６の両側で吊るされている。
【００１９】
図５は、本発明のフレキシブルディスプレイ４００の第４の実施形態の断面図を示す。フレキシブルディスプレイ４００の第４の実施形態は、フレキシブルディスプレイ２００及び３００の第２及び第３の実施形態に類似し、底部層若しくはデバイスハウジング４０２と、ＯＬＥＤモジュール４０４と、流体キャビティ４０６と、シール４０８と、タッチセンサ４１０と、光学的に透明なアセンブリ層４１２と、カバーフィルム４１４と、流体キャビティ４０６内にＯＬＥＤモジュール４０４を支持する手段とを含む。ＯＬＥＤモジュール４０４は、流体キャビティ４０６内に配置されており、可撓性基材４１６と、ＯＬＥＤ層４１８と、可撓性封止層４２０とを含む。類似の構成要素及び層が、フレキシブルディスプレイ２００及び３００の第２及び第３の実施形態のそれぞれの構成要素と同様に配置され機能する。フレキシブルディスプレイ４００の第４の実施形態は、流体キャビティ４０６内にＯＬＥＤモジュール４０４を支持する軟質ばね４２４を含む。ＯＬＥＤモジュール４０４は、一方の側面が可撓性基材４１６から作製された延長テール４２６と結合されており、他方の側面は軟質ばね４２４から作製されている。「軟質ばね」は、ＯＬＥＤ可撓性基材４１６の上に配置された層に損傷を与え得るＯＬＥＤ可撓性基材４１６において顕著な歪み又は応力を潜在的に引き起こすことなく、ＯＬＥＤモジュール４０４を所定の位置に維持する材料として定義される。
【００２０】
別の実施形態において、軟質ばね４２４は、４つ全ての側面上に延在し、シール４０８に連結されている。当実施形態において、軟質ばね４２４は、フレキシブルディスプレイ４００が開かれ平坦にされた時に緊張した状態に保つが、折り畳み動作中にＯＬＥＤモジュール４０４に損傷を与え得る歪み／ストレスを引き起こすことなく伸展することもできる。
【００２１】
一実施形態において、軟質ばね４２４は、例えばフィルム、メッシュ類構造、又は有孔フィルムであってよい。メッシュ又は有孔フィルムなどの構造は、限定的な制限のみで流体４２２が軟質ばねを通過することを可能にするが、それでもなおスペーサビーズ（使用される場合）が底部に沈下することを防止する。別の実施形態において、ばねは、ディスプレイの表示領域の外側に配置された真のばね又はばねセットであってよい。例えば、ばねは、金属コイルばねであり得る。
【００２２】
図５には、スペーサビーズ４２８を含むフレキシブルディスプレイ４００が描かれているが、スペーサビーズは任意選択である。
【００２３】
図６は、本発明のフレキシブルディスプレイ５００の第５の実施形態の断面図である。フレキシブルディスプレイ５００の第５の実施形態は、フレキシブルディスプレイ４００の第４の実施形態に類似し、底部層若しくはデバイスハウジング５０２と、ＯＬＥＤモジュール５０４と、流体キャビティ５０６と、シール５０８と、タッチセンサ５１０と、第１アセンブリ層５１２ａと、第２アセンブリ層５１２ｂと、第３アセンブリ層５１２ｃと、カバーフィルム５１４と、流体キャビティ５０６内にＯＬＥＤモジュール５０４を支持する手段とを含む。ＯＬＥＤモジュール５０４は、流体キャビティ５０６内に配置されており、可撓性基材５１６と、ＯＬＥＤ層５１８と、可撓性封止層５２０とを含む。類似の構成要素及び層が、フレキシブルディスプレイ４００の第４の実施形態のそれぞれの構成要素と同様に配置され機能する。フレキシブルディスプレイ５００の第５の実施形態において、流体キャビティ５０６は、底部フィルム５２４と、縁部にてシール５０８に融着された上部フィルム５２６との間に形成されている。別の実施形態において、シールを必要としないように、底部フィルム５２４及び上部フィルム５２６は互いに融着してもよい。底部フィルム５２４及び上部フィルム５２６は、ＯＬＥＤモジュール５０４及び流体５２２を含む流体キャビティ５０６を完全に取り囲む。底部フィルム５２４及び上部フィルム５２６は、当技術分野において既知の任意の手段により、例えば超音波溶接によりシール５０８に融着することができ、コロナ処理又は火炎処理といった接着面の化学的プライマ処理又は物理的処理の助けを借りるなどして接着を促進する技術を含むことができる。底部フィルム５２４及び上部フィルム５２６並びに流体５２２は、流体キャビティ５０６を形成する底部フィルム５２４及び上部フィルム５２６並びにその内容物が、フレキシブルディスプレイ５００を使用するデバイスの寿命の間、耐久性があり光学的に透明な状態を維持するように（少なくともＯＬＥＤモジュール発光側において）選択される。一実施形態において、底部フィルム５２４及び上部フィルム５２６の材料は、例えば可撓性タッチセンサに好適な材料集合とは全く異なる材料集合から選択することができる。底部フィルム５２４及び上部フィルム５２６に好適な材料の例としては、非晶質ポリオレフィン、ポリウレタン、アクリル、ポリイミド、ポリスルフォン、ポリエステルなどが挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの事例において、可撓性フィルムはまた、可撓性ガラス又はスピネルのような透明で可撓性のあるセラミックで置き換えてもよい。
【００２４】
フレキシブルディスプレイ５００の第５の実施形態のＯＬＥＤモジュール５０４を含む流体キャビティ５０６は、ディスプレイ積層体の残りの部分とは独立して製造することができ、最終的にディスプレイ積層体の残りの層に接合される。これにより、出荷及び取り扱い中に、ＯＬＥＤモジュール５０４をより良好に保護することができる。
【００２５】
別の実施形態と同様に、ＯＬＥＤモジュール５０４が流体キャビティ５０６の壁に偶発的に接触すること、又は曲げ動作サイクルが繰り返された後に一箇所に集中することを阻止するために、ＯＬＥＤモジュール５０４を支持する手段を使用することもできる。
【００２６】
一実施形態において、少なくとも第２アセンブリ層５１２ｂ及び第３アセンブリ層５１２ｃは、光学的に透明である。
【００２７】
図６には、スペーサとして使用される小さいポスト５２８が描かれているが、流体の屈折率に厳密に一致する屈折率を有し、及び／又は最終的な表示の際には見えない程度に十分に小さい構造である限り、任意の構造を使用してもよい。
【００２８】
好ましい実施形態を参照して本発明は説明されたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく形態及び詳細において変更が行われ得ることを、当業者は認識するであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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