JP2016532136A - フレキシブル電子デバイス - Google Patents
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Abstract
Description
このような携帯端末は、その機能が多様化することによって、写真や動画の撮影、音楽や動画ファイルの再生、ゲーム、放送の受信、無線インターネットなどの複雑な機能を備えており、総合的なマルチメディアプレーヤー(Multimedia player)の形態で実現される。
そして、マルチメディアプレーヤーの形態で実現された携帯端末は複雑な機能を実現するために、ハードウェア又はソフトウェア的な側面において新しく多様な試みが行われている。一例として、携帯端末にはユーザーが簡単で便利に機能を検索したり、選択するためのユーザインタフェース(User Interface)環境などが提供されている。
ところが、このようなディスプレイ部を備えた電子デバイスは、平らな状態を維持するため、大型のTVなどの場合は、その中心部と両端部の視野角が相異なって、ディスプレイ部に表示される映像の現実感が低下する問題点がある。
また、特許文献1に記載された技術は形状記憶合金からなるアクチュエータ8をフレキシブルな本体2の内部に備え、電子デバイスが曲げられるように制御して、よりリアルな映像を表示することができる利点がある。しかし、アクチュエータ8を一つの素材の形状記憶合金で形成したため、画面が曲げられた状態を安定的に維持することはできるが、平らな状態を安定的に維持することができない問題点がある。
また、アクチュエータ8を形成する形状記憶合金を制御するためにアクチュエータを加熱することがあり、この過程で発生する熱や電磁波により電子デバイスの内部に備えられる回路基板やディスプレイ部が損傷する恐れがあるなどの問題がある。
また、本発明の他の目的はディスプレイ部とフレキシブル回路基板が損傷することを確実に防止することができるフレキシブル電子デバイスを提供することにある。
更に、本発明の他の目的は長時間使用しても安定的に曲げられた状態と平らな状態を維持することができるフレキシブル電子デバイスを提供することにある。
更に、本発明の他の目的は一時的な電源供給により曲げられた状態を維持することによって、電力消費を最小化することができるフレキシブル電子デバイスを提供することにある。
また更に、本発明の他の目的は曲げられた状態から平らな状態に迅速に変形することができるフレキシブル電子デバイスを提供することにある。
前記第2プレートの一面には発熱層が形成され、他面には熱や電磁波を遮断するための遮蔽層が形成されることができる。
前記第1プレートは室温でリング状を維持する形状記憶合金、高弾性の金属、ポリマー、及びポリマー複合材料のいずれかを含み、前記第2プレートは特定の温度以上で円弧状を維持する形状記憶合金を含むことができる。
前記メインプレートは電気の供給により熱を発生させて補助プレートを加熱し、前記メインプレートの一面には熱や電磁波を遮断するための遮蔽層が形成されることができる。
前記曲げ調節部は常温でフレキシブルな状態を維持し、特定の温度以上では記憶した形状を維持する形状記憶バネ又は形状記憶輪と、両端が前記形状記憶バネの両端部、及び本体内の両側面にそれぞれ連結されるワイヤと、を含むことができる。
前記固定装置は内部カバーと、前記内部カバーに結合される外部カバーと、を含むことができる。
前記内部カバーと前記外部カバーの結合を解除するために前記内部カバー又は前記外部カバーの一面に形状記憶合金の第3プレートを含むことができる。
前記電子デバイスはユーザーインターフェースにより、前記曲げ調節部による撓みのオンオフと、曲げられた状態を維持する時間をユーザーから入力を受けて、ユーザーから入力された情報に基づいて前記第2プレートへの電源の供給を制御することができる。
前記装着ボックスの表面全体又は一面には熱や電磁波を遮断するための遮蔽層が形成されることができる。
前記曲げ調節部は前記装着ボックスが内部に設けられ、前記ワイヤの両端部が両内側面に連結されるカバーボックスを更に備えることができる。
前記カバーボックスの前面と背面の厚さは相異なるように形成され、厚さが薄い部分の中心部が凹状に曲げられることができる。
前記曲げ調節部は平板又はリング状の炭素繊維強化プラスチックからなるメインプレートと、前記メインプレートの内部に備えられ、特定の温度以上になる場合に平板又はリング状から変形した状態を維持させる形状記憶合金からなる補助プレートと、を含むことができる。
また、本発明に係るフレキシブル電子デバイスによれば、ディスプレイ部とフレキシブル回路基板が損傷することを確実に防止することができる。
なお、本発明に係るフレキシブル電子デバイスによれば、長時間使用しても安定的に曲げられた状態と平らな状態を維持することができる。
また、本発明に係るフレキシブル電子デバイスによれば、一時的な電源供給により曲げられた状態を維持することによって、電力消費を最小化することができる。
更に、本発明に係るフレキシブル電子デバイスによれば、曲げられた状態から平らな状態に迅速に変形することができる。
図3は本発明の一実施形態に係るフレキシブル電子デバイスを示す概念図であり、図4のa、bは本発明の一実施形態に係るフレキシブル電子デバイスの曲げ調整部の設置位置を示す概念図であり、図5は本発明の一実施形態に係るフレキシブル電子デバイスの曲げ調整部を示す概念図であり、図6は本発明の一実施形態に係るフレキシブル電子デバイスの撓みを示す状態図であり、図7は本発明の他の実施形態に係るフレキシブル電子デバイスに設けられる曲げ調整部を示す概念図であり、図8は本発明の他の実施形態に係るフレキシブル電子デバイスが曲がる状態を示す概念図であり、図9は本発明の他の実施形態に係るフレキシブル電子デバイスを示す概念図であり、図10は図9の曲げ調節部の拡大断面図であり、図11は図9に示すフレキシブル電子デバイスが曲げられた状態の状態図であり、図12は本発明の他の実施形態に係るフレキシブル電子デバイスを示す概念図であり、図13は本発明の他の実施形態に係るフレキシブル電子デバイスを示す概念図である。図14は本発明に係る電子デバイスに結合される固定装置の外部プラスチックカバーを示す図であり、図15は本発明に係る電子デバイスに結合される固定装置の内部プラスチックカバーを示す図であり、図16は本発明に係る電子デバイスに結合される固定装置の断面図である。図17は本発明に係る電子デバイスに結合される固定装置の拡大断面図である。図18は本発明に係る電子デバイスに結合される固定装置が曲げられた状態を示す断面図である。
この時、曲げ調節部400は図4のaに示すように、本体100の長さ方向に沿って両側端に形成しても良く、図4のbに示すように、本体100の全体をカバーするように形成しても良い。また、図面に図示しなかったが、曲げ調節部400は本体100の内部に形成しても良く、本体100の表面部に形成しても良く、本体100の後部に着脱される本体カバー(図示せず)における両内側面に設けても良く、本体100を保護するための保護ケース(図示せず)の内側面に設けても良い。
もちろん、本体カバー(図示せず)と保護ケース(図示せず)も全体又は一部が曲げられるフレキシブルな材質からなることは当然である。
ここで、第1プレート410は常温で平らな状態を維持させる形状記憶合金、高弾性の金属、ポリマー又はポリマー複合材料からなり、第2プレート420は特定の温度以上で曲げられた状態を記憶する形状記憶合金からなる。
即ち、本発明で説明する形状記憶合金はチタンTiとニッケルNiを主元素とするニチノールである、特定の温度以上では記憶した形状に戻る超弾性を有している。
もちろん、本発明の形状記憶合金は前述したニチノール(Nitinol)に限定されるものではなく、ニッケル系(Ni)、銅系(Cu)、鉄系(Fe)などに分類し、詳細には亜鉛(Zn)、アルミニウム(Al)、金(Au)、銀(Ag)などの金属を組み合わせたCu−Zn−Ni、Cu−Zn−Al、Cu−Al−Ni、Ag−Ni、Au−Cdなどの合金を用いることができる。
これによって、第1プレート410が形状記憶合金である場合、常温で超弾性を有するようにするために超弾性が発生する温度を使用する環境に応じて適切に調節することができる。一例として、韓国の夏に使用する場合、5乃至10℃に設定することができる。
この時、曲げ調整部400を形成する第2プレート420は超弾性が発現される場合、第1プレート410より弾性が大きく作用するようにして、本発明の電子デバイスが第2プレート420が記憶している形状に曲げられた状態を維持している。
即ち、図6に示すように、常温では第1プレート410は超弾性状態であり、第2プレート420はフレキシブルな状態であるので、第1プレート410の超弾性によって曲げ調節部400は平らな状態を維持するようになり、電子デバイスは平らな状態を維持する。また、第2プレート420の温度が所定の温度以上になると、第2プレート420が超弾性を示すようになり、それによって第1プレート410の超弾性による力と第2プレート420の超弾性による力のうち、第2プレート420の力が大きいため、第2プレート420が記憶する形状を維持することができる。
これによって、フレキシブル回路基板300に備えられる制御部(図示せず)の制御により、この発熱層422に電気を供給して第2プレート420を加熱するようになり、第2プレート420の温度を所定の温度以上に維持させることによって、本発明の電子デバイスは曲げられた状態を維持するようになる。
そして、そのように曲げられた状態と平らになった状態は制御部の制御により設定する。
そして、本発明の他の実施形態では、本体100と、この本体100に備えられるディスプレイ部200と、この本体100の内部に備えられるフレキシブル回路基板300と、本体100の内部に備えられる曲げ調節部400と、を含むフレキシブル電子デバイスにおいて、図7に示すように、曲げ調整部400aは平板状の炭素繊維強化プラスチックからなるメインプレート430と、メインプレート430の内部に備えられる補助プレート440と、を含む。
ここで、補助プレート440は特定の温度以上で超弾性を示すようになって記憶した曲げられた状態を維持する形状記憶合金からなる。
この時、メインプレート430は炭素強化繊維からなり、炭素強化繊維は電気を供給すると、炭素成分によって熱を発生させる。従って、別の発熱のための部分を形成せず、炭素強化繊維からなるメインプレート430に電気を供給することによって、熱を発生させると共に、内部に備えられる補助プレート440を加熱して、補助プレート440が超弾性を示す温度以上を維持させるようになる。
これによって、メインプレート430は常温で平らな状態を維持する超弾性特性を有しており、補助プレート440は特定の温度以上になると超弾性状態になって曲げられた状態を維持する。
もちろん、メインプレート430の弾性力と補助プレート440が超弾性状態のときに作用する弾性力のうち、補助プレート440の弾性力が大きく作用するように形成することは当然である。
これによって、常温では本発明の電子デバイスがリング状を維持するようになりブレスレットなどに使用することができ、電子デバイスを動作させると、制御部から第2プレート420bの発熱層(図示せず)を加熱して第2プレート420bが超弾性状態になるようにすることによって、電子デバイスが円弧状に変形するようになる。
この時、第2プレート420bの弾性力は超弾性状態になった時、第1プレート410bの弾性力よりも大きく形成されることはもちろんである。
ここで、曲げ調節部400cは特定の条件で記憶した形状に戻る形状記憶合金からなる形状記憶バネ450と、形状記憶バネ450の両端部に備えられるワイヤ454と、を含む。
そしてワイヤー454は、その一端が形状記憶バネ450の両端部に連結され、他端部は本体100の両内側面に連結される。
もちろん、本発明の形状記憶合金は前述したニチノール(Nitinol)に限定されるものではなく、ニッケル系(Ni)、銅系(Cu)、鉄系(Fe)などに分類し、詳細には亜鉛(Zn)、アルミニウム(Al)、金(Au)、銀(Ag)などの金属を組み合わせたCu−Zn−Ni、Cu−Zn−Al、Cu−Al−Ni、Ag−Ni、Au−Cdなどの合金を用いることができある。
これによって、形状記憶バネ450は、常温ではフレキシブルな状態を維持し、特定の温度(使用する環境に応じて設定することができるが、本発明においては50℃を例として説明する)以上になる場合は、形状記憶合金が記憶するバネ形態に戻るようになる。
即ち、形状記憶バネ450とワイヤ454とを含む曲げ調節部400cを本体100の内部に設ける際に、形状記憶バネ450が記憶している形状にする場合は、ワイヤ454が本体100の両内側面に当接しない程度の短い長さに形成して、常温で形状記憶バネ450がフレキシブルな状態を維持する時、形状記憶バネ450を両側に長く変形させてワイヤ454の端部を本体100の両内側面に連結する。それによって、常温では形状記憶バネ450がフレキシブルな状態を維持するために、本体100の弾性力によって形状記憶バネ450が両側に伸びた状態を維持するようになり、所定の温度である50℃以上になる場合は、図11に示すように、超弾性が発現されて元の形状に戻るようになる。従って、形状記憶バネ450の長さが小さくなり、それによって、ワイヤ454が引っ張られて本発明の電子デバイスが曲がるようになる。
これによって、フレキシブル回路基板300に備えられる制御部(図示せず)の制御によって曲げ調節部400cの発熱層452に電気を供給させて、発熱層452で発生する熱により形状記憶バネ450が加熱されて所定の温度以上になると、形状記憶バネ450が超弾性を示すようになって記憶した形状に戻る。
また、形状記憶バネ450の外側には形状記憶バネ450が設けられる装着ボックス460を更に備えることができる。装着ボックス460は本体100の内部に固設されることによって、形状記憶バネ450が任意に移動することを防止して本発明の電子デバイスが意図した形態に曲げられるようにする。
この時、バネ450の両端に連結されるワイヤ454は装着ボックス460の両側部に貫設される。
この時、遮蔽層462は装着ボックス460の表面全体に亘って形成しても良く、フレキシブル回路基板300とディスプレイ部200が形成された方向の一面のみに形成しても良くる。
ここで、カバーボックス470の背面の厚さは、前面より厚く形成されて高い弾性力を有している。それによって、形状記憶バネ450が特定の温度以上になって超弾性状態になると、ワイヤ454が引っ張られるようになる。この場合、弾性力が弱い前面の中心部が凹状に曲げられて、曲がる方向を調節することができる。
ここで、曲げ調節部400eは特定の条件で記憶した形状に戻る形状記憶合金からなる形状記憶輪480と、この形状記憶輪480の両端部に連結されるワイヤ484と、を含む。形状記憶輪480は図13に示した形状以外にも、様々な形状の輪に形成することができる。
そして、形状記憶輪480の外側には形状記憶輪480が設けられる装着ボックス460が備えのに、装着ボックス460は本体100の内部に固設されることによって、形状記憶輪480が任意に移動することを防止して、本発明の電子デバイスが意図した形態に曲げられるようにする。
この時、形状記憶輪480の両端に連結されるワイヤ454は装着ボックス460の両側部に貫設される。
もちろん、本発明の形状記憶合金は前述したニチノール(Nitinol)に限定されるものではなく、ニッケル系(Ni)、銅系(Cu)、鉄系(Fe)などに分類し、詳細には亜鉛(Zn)、アルミニウム(Al)、金(Au)、銀(Ag)などの金属を組み合わせたCu−Zn−Ni、Cu−Zn−Al、Cu−Al−Ni、Ag−Ni、Au−Cdなどの合金を用いることができある。
これによって、形状記憶輪480は、常温ではフレキシブルな状態を維持することによって、両端に連結されたワイヤ484によって両側に伸びて、本発明の電子デバイスが平らな状態を維持するようになり、特定の温度(使用する環境に応じて設定することができるが、本発明においては50℃を例として説明する)以上になる場合は、形状記憶合金が記憶するバネ形態に戻って、ワイヤ484が引っ張られるようになる。
本発明に係る電子デバイスに結合される固定装置は、常に平面を維持しようとする性質を有する内部弾性カバーと、常に平面を維持しようとする性質を有する外部カバーと;を含むことができる。
図15は本発明に係る電子デバイスに結合されて曲げられた状態を維持するための内部カバーを示す図である。図15に示すように、本発明に係る電子デバイスに結合される固定装置500の内部カバー510は、一面に鋸歯状の結合部490が形成され、外部カバー520と結合され、第3プレート415が形成されて、外側のカバーを曲げられた状態から平らな状態に変形させる。本発明に係る内部カバー510もやはり炭素繊維強化プラスチックのように高弾性の炭素複合材料で製造することが好ましい。
これによって、一時的な電源供給により曲げられた状態を維持することによって、電力消費を最小化することができ、曲げられた状態から平らな状態に迅速に変形することができる。
この時、本発明に係る電子デバイスは曲げられた状態を維持するためのユーザーインターフェイスをユーザーに提供して曲げられた状態のオンオフと、曲げられた状態を維持する時間をユーザーから入力を受けることができ、ユーザーから入力された情報に基いて第2プレート420への電源の供給を制御することによって、ユーザーの利便性を向上させることができる。
Claims (19)
- フレキシブルな材質からなる本体と;
前記本体に備えられるディスプレイ部と;
前記本体の内部に備えられるフレキシブル回路基板と;
常温で平らな形態を維持する第1プレートと、特定の温度以上で曲げられた状態を維持し、超弾性状態で前記第1プレートよりも弾性力が大きくなる第2プレートと、を含み、これらのプレートにより前記本体の撓みを制御する曲げ調節部と;を含む
ことを特徴とするフレキシブル電子デバイス。 - 前記第1プレートは形状記憶合金、高弾性の金属、ポリマー、及びポリマー複合材料のいずれかを含み、
前記第2プレートは形状記憶合金を含む
請求項1に記載のフレキシブル電子デバイス。 - 前記第2プレートの一面には発熱層が形成され、
他面には熱や電磁波を遮断するための遮蔽層が形成される
請求項2に記載のフレキシブル電子デバイス。 - 前記第1プレートは室温でリング状を維持する形状記憶合金、高弾性の金属、ポリマー、及びポリマー複合材料のいずれかを含み、
前記第2プレートは特定の温度以上で円弧状を維持する形状記憶合金を含む
請求項1に記載のフレキシブル電子デバイス。 - 前記曲げ調節部は平板又はリング状の炭素繊維強化プラスチックからなるメインプレートと、
前記メインプレートの内部に備えられ、特定の温度以上になる場合に平板又はリング状から変形した状態を維持させる形状記憶合金からなる補助プレートと、を含む
請求項1に記載のフレキシブル電子デバイス。 - 前記メインプレートは電気の供給により熱を発生させて補助プレートを加熱し、
前記メインプレートの一面には熱や電磁波を遮断するための遮蔽層が形成される
請求項5に記載のフレキシブル電子デバイス。 - 前記曲げ調節部は常温でフレキシブルな状態を維持し、特定の温度以上では記憶した形状を維持する形状記憶バネ又は形状記憶輪と、
両端が前記形状記憶バネの両端部、及び本体内の両側面にそれぞれ連結されるワイヤと、を含む
請求項1に記載のフレキシブル電子デバイス。 - 前記本体と結合して、前記本体が曲がる場合曲げられた状態を固定させる固定装置を含む
請求項1に記載のフレキシブル電子デバイス。 - 前記固定装置は、
内部カバーと;
前記内部カバーに結合される外部カバーと;を含む
請求項8に記載のフレキシブル電子デバイス。 - 前記内部カバーと前記外部カバーの結合を解除するために、前記内部カバー又は前記外部カバーの一面に形状記憶合金の第3プレートを含む
請求項9に記載のフレキシブル電子デバイス。 - 前記電子デバイスはユーザーインターフェースにより、前記曲げ調節部による撓みのオンオフと、曲げられた状態を維持する時間をユーザーから入力を受けて、ユーザーから入力された情報に基づいて前記第2プレートへの電源の供給を制御する
請求項8ないし10のいずれかに記載のフレキシブル電子デバイス。 - フレキシブルな材質からなる本体と;
前記本体に備えられるディスプレイ部と;
前記本体の内部に備えられるフレキシブル回路基板と;
常温ではフレキシブルな状態を維持し、特定の温度以上では記憶した形状を維持する形状記憶バネ又は形状記憶輪と、両端が前記形状記憶バネの両端部、及び本体内の両側面にそれぞれ連結されるワイヤと、からなり、前記形状記憶バネ又は形状記憶輪の表面には発熱層が形成され、前記本体の撓みを制御する曲げ調節部と;を含む
ことを特徴とするフレキシブル電子デバイス。 - 前記形状記憶バネ又は形状記憶輪の外側には形状記憶バネ又は形状記憶輪が設けられる装着ボックスが備えられる
請求項12に記載のフレキシブル電子デバイス。 - 前記装着ボックスの表面全体又は一面には熱や電磁波を遮断するための遮蔽層が形成される
請求項13に記載のフレキシブル電子デバイス。 - 前記曲げ調節部は前記装着ボックスが内部に設けられ、前記ワイヤの両端部が両内側面に連結されるカバーボックスを備える
請求項13に記載のフレキシブル電子デバイス。 - 前記カバーボックスの前面と背面の厚さは相異なるように形成され、厚さが薄い部分の中心部が凹状に曲げられる
請求項15に記載のフレキシブル電子デバイス。 - フレキシブル本体と;
常温で平らな形態を維持する第1プレートと、特定の温度以上で曲げられた状態を維持し、超弾性状態で前記第1プレートよりも弾性力が大きくなる第2プレートと、を含み、これらのプレートにより前記本体の撓みを制御する曲げ調節部と;を含む
ことを特徴とするフレキシブル電子デバイス。 - 前記第1プレートは形状記憶合金、高弾性の金属、ポリマー、及びポリマー複合材料のいずれかを含み、
前記第2プレートは形状記憶合金を含む
請求項17に記載のフレキシブル電子デバイス。 - 前記曲げ調節部は平板又はリング状の炭素繊維強化プラスチックからなるメインプレートと、
前記メインプレートの内部に備えられ、特定の温度以上になる場合に平板又はリング状から変形した状態を維持させる形状記憶合金からなる補助プレートと、を含む
請求項17に記載のフレキシブル電子デバイス。
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