KR102041498B1 - 플렉서블 디스플레이용 힌지모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플렉서블 디스플레이용 힌지모듈에 관한 것으로서, 특히 플렉서블 디스플레이를 구비한 휴대단말기에 결합되어 플렉서블 디스플레이를 안정적으로 접철시킬 수 있는 플렉서블 디스플레이용 힌지모듈에 관한 것이다.
본 발명의 플렉서블 디스플레이용 힌지모듈은, 플렉서블 디스플레이를 구비한 휴대단말기에 결합되어 플렉서블 디스플레이를 접철시키는 플렉서블 디스플레이용 힌지모듈에 있어서, 플렉서블 디스플레이의 배면에서 다수개의 샤프트가 병렬로 배치된 샤프트유닛과; 병렬된 배치된 다수개의 상기 샤프트를 상호 연결하는 연결부재와; 다수개의 상기 샤프트의 외주면이 상호 밀착되도록 가압하는 가압부재;를 포함하여 이루어지되, 상기 샤프트의 길이방향을 중심으로 하여 상기 샤프트 상호간이 회전될 때, 이웃한 샤프트들은 상기 가압부재에 의해 상호 밀착되어 발생하는 마찰력에 의해 회전된 상태를 유지하는 것을 특징으로 한다.

Description

플렉서블 디스플레이용 힌지모듈 { HINGE MODULE FOR FLEXIBLE DISPLAY }

본 발명은 플렉서블 디스플레이용 힌지모듈에 관한 것으로서, 특히 플렉서블 디스플레이를 구비한 휴대단말기에 결합되어 플렉서블 디스플레이를 안정적으로 접철시킬 수 있는 플렉서블 디스플레이용 힌지모듈에 관한 것이다.

플렉시블 디스플레이(Flexible Display)란 기존의 디스플레이 특성의 손실없이 종이와 같이 수 센티미터 이내로 휘거나, 구부리거나, 말 수 있는 얇고 유연한 기판을 사용하여 제조된 디스플레이이며, 기존의 단단한 디스플레이와는 달리 가볍고, 얇고, 내충격성이 강하며, 구부림을 자유롭게 할 수 있는 디스플레이로 정의된다.

이러한 플렉시블 디스플레이는 가볍고, 견고하며, 구부림이 가능한 장점이 있기 때문에 DMB, WiBro, PDA, 휴대폰, 스마트폰 등의 휴대용 이동통신단말기에 유리하게 적용될 수 있다.

상기 플렉서블 디스플레이를 이용하여 폴딩하기 위해서는 그에 따른 힌지모듈이 필요하게 되는데, 최근에는 플렉서블 디스플레이용 힌지모듈이 개발되고 있다.

그러나, 종래의 플렉서블 디스플레이용 힌지모듈은, 그 구조가 복잡하여 제작이 어렵고, 힌지모듈이 회전된 상태를 그대로 유지시키는 한계가 있었다.

공개특허 10-2013-0073331 공개특허 10-2017-0086999

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 그 구조를 비교적 간단하게 하여 제작이 용이하고, 힌지모듈이 회전된 상태를 그대로 유지시켜 다양한 각도로 플렉서블 디스플레이를 오픈할 수 있는 플렉서블 디스플레이용 힌지모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 플렉서블 디스플레이용 힌지모듈은, 플렉서블 디스플레이를 구비한 휴대단말기에 결합되어 플렉서블 디스플레이를 접철시키는 플렉서블 디스플레이용 힌지모듈에 있어서, 플렉서블 디스플레이의 배면에서 다수개의 샤프트가 병렬로 배치된 샤프트유닛과; 병렬된 배치된 다수개의 상기 샤프트를 상호 연결하는 연결부재와; 다수개의 상기 샤프트의 외주면이 상호 밀착되도록 가압하는 가압부재;를 포함하여 이루어지되, 상기 샤프트의 길이방향을 중심으로 하여 상기 샤프트 상호간이 회전될 때, 이웃한 샤프트들은 상기 가압부재에 의해 상호 밀착되어 발생하는 마찰력에 의해 회전된 상태를 유지하는 것을 특징으로 한다.

상기 샤프트유닛이 동일 평면상에서 수평방향으로 배치되어 있을 때, 상기 샤프트의 단면은 상하길이가 좌우길이보다 길게 형성된다.

상호 접하는 상기 샤프트의 측면은 외측방향으로 볼록한 곡면 형상으로 형성되고, 상면 및 하면은 평면 형상으로 형성된다.

상기 연결부재는 다수개로 이루어지되, 1개의 연결부재는 이웃하게 배치된 2개의 샤프트를 서로 연결하여, 다수개의 샤프트가 다수개의 상기 연결부재를 통해 연결된다.

상기 샤프트의 양단에는 단면이 원형으로 이루어진 장착돌기가 형성되어 있고, 상기 연결부재의 양측에는 상기 장착돌기가 삽입되는 장착공이 측방향으로 개방 형성되어 있되, 상기 샤프트의 회전시 상기 장착돌기는 상기 장착공 내주면에 밀착되면서 상기 장착공의 내부에서 이동된다.

상기 가압부재는 상기 샤프트유닛의 길이방향과 직교되는 방향으로 배치되어 이웃한 샤프트들의 외주면이 상호 밀착되도록 가압한다.

상기 샤프트유닛은, 양측에 배치되는 외측샤프트와; 상기 외측샤프트 사이에 배치되는 다수개의 내측샤프트;로 이루어지고, 상기 가압부재는, 상기 외측샤프트에는 상기 내측샤프트의 반대방향으로 돌출 형성된 고정돌기와; 상기 외측샤프트와 이격되면서 상기 고정돌기에 장착된 받침부재와; 상기 받침부재와 외측샤프트 사이에 배치되어 상기 외측샤프트를 상기 내측샤프트 방향으로 가압하여 상기 샤프트 상호간을 밀착시키는 스프링;을 포함하여 이루어진다.

상기 받침부재는 상기 샤프트유닛의 길이방향과 직교되는 방향에서 상기 샤프트유닛의 양측에 각각 배치되고, 상기 가압부재는, 상기 샤프트유닛을 가로질러 상호 이격된 한 쌍의 상기 받침부재를 연결하는 지지부재;를 더 포함하여 이루어지되, 상기 받침부재는 상기 고정돌기를 따라 이동 가능하게 장착된다.

상기 샤프트에는 길이방향과 직교되는 방향으로 관통공이 형성되고, 상기 지지부재는 상기 관통공을 관통하여 상기 받침부재에 결합된다.

상기 지지부재는 양단에 결합된 상기 받침부재를 서로 인접한 방향으로 잡아당시키는 힘을 발생시키는 탄성체로 이루어진다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 플렉서블 디스플레이용 힌지모듈에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

그 구조를 비교적 간단하게 하여 제작이 용이하고, 힌지모듈이 회전된 상태를 그대로 유지시켜 다양한 각도로 플렉서블 디스플레이를 안전하게 오픈할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이용 힌지모듈이 휴대단말기에 장착된 상태의 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이용 힌지모듈의 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이용 힌지모듈의 분해사시도,
도 4는 도 2의 A-A선을 취하여 본 측단면구조도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이용 힌지모듈의 측면 작동과정도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이용 힌지모듈의 측단면 작동과정도.

본 발명의 플렉서블 디스플레이용 힌지모듈은 도 1에 도시된 바와 같이 플렉서블 디스플레이(40)를 구비한 휴대단말기에 결합되어 플렉서블 디스플레이(40)를 접철시키는 것으로써, 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 샤프트유닛(10)과, 연결부재(20)와, 가압부재(30) 등을 포함하여 이루어진다.

상기 샤프트유닛(10)은 플렉서블 디스플레이(40)의 배면에서 배치되고, 다수개의 샤프트가 병렬로 배치되어 이루어진다.

상기 샤프트유닛(10)이 동일 평면상에서 수평방향으로 배치되어 있을 때, 상기 샤프트유닛(10)을 구성하는 개개의 상기 샤프트의 단면은 도 4에 도시된 바와 같이 상하길이가 좌우길이보다 길게 형성된다.

상기 샤프트의 측면은 상호 접하고 있는데, 상호 접하는 상기 샤프트의 측면은 외측방향으로 볼록한 곡면 형상으로 형성된다.

상기 샤프트의 상면 및 하면도 곡면 형상으로 형성될 수도 있으나, 휴대단말기 및 플렉서블 디스플레이(40)와의 안정적인 접촉 및 결합을 위해 상기 샤프트의 상면 및 하면은 평면 형상으로 형성되도록 함이 바람직하다.

상기 샤프트의 양단에는 단면이 원형으로 이루어진 장착돌기(15)가 형성되어 있고,

그리고, 상기 샤프트유닛(10)은, 양측에 배치되는 외측샤프트(12)와, 상기 외측샤프트(12) 사이에 배치되는 다수개의 내측샤프트(13)로 이루어진다.

또한, 상기 샤프트유닛(10)의 상면 및/또는 하면에는 FPCB가 안착되기 위한 홈이 오목하게 형성되어 있다.

상기 연결부재(20)는 병렬된 배치된 다수개의 상기 샤프트 즉 상기 외측샤프ㅌ(12)와 내측샤프트(13)를 연결하고, 상기 내측샤프트(13)와 내측샤프트(13)를 서로 연결한다.

이러한 상기 연결부재(20)는 다수개로 이루어져 있고, 1개의 연결부재(20)는 이웃하게 배치된 2개의 샤프트를 서로 연결하여, 다수개의 샤프트가 다수개의 상기 연결부재(20)를 통해 연결되게 된다.

상기 연결부재(20)의 양측에는 상기 장착돌기(15)가 삽입되는 장착공(25)이 측방향으로 개방 형성되어 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 샤프트의 길이방향을 중심으로 하여 상기 샤프트 상호간이 회전되어 힌지모듈이 접철될 때, 상기 장착돌기(15)는 상기 장착공(25) 내주면에 밀착되면서 상기 장착공(25)의 내부에서 이동되게 된다.

보다 구체적으로, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 상기 샤프트의 단면의 상하길이가 좌우길이보다 길게 형성되어 있기 때문에, 상기 샤프트를 동일 평면상에 전개된 상태보다 상기 샤프트들을 회전시켜 폴딩되었을 때에 이웃한 샤프트들의 중심간의 길이가 더 길어지게 된다.

이는, 플렉서블 디스플레이(40)를 폴딩시킬 때, 플렉서블 디스플레이(40)의 회전점과 플렉서블 디스플레이(40)의 배면에 배치되는 힌지모듈의 회전점이 서로 다르기 때문에, 플렉서블 디스플레이(40)가 전개되었을 때보다 폴딩되었을 때 플렉서블 디스플레이(40)가 힌지모듈로부터 더 멀리 이동하게 되는데, 이러한 점을 반영하여 힌지모듈에 적용한 것이다.

즉, 상기 샤프트유닛(10)을 폴딩하기 위해 회전시켰을 때, 상기 샤프트의 단면 형상에 의해 상기 샤프트의 중심점 간의 거리는 더 길어지게 된다.

이때, 상기 샤프트의 양단에 형성된 상기 장착돌기(15)들도 그 간격이 멀어지게 되는데, 상기 장착공(25)이 측방향으로 개방되어 있기 때문에 도 5(b) 및 도 5(c)에 도시된 바와 같이 상기 장착돌기(15)는 상기 장착공(25)의 내부에서 이동할 수 있다.

또한, 상기 장착돌기(15)가 상기 장착공(25)의 내주면에 밀착되어 있기 때문에, 다수개의 상기 샤프트는 상기 장착돌기(15)에 의해 서로 측면이 밀착된 상태를 유지하도록 할 수 있다.

상기 가압부재(30)는 다수개의 상기 샤프트의 외주면이 상호 밀착되도록 가압한다.

상기 샤프트의 길이방향을 중심으로 하여 상기 샤프트 상호간이 회전될 때, 이웃한 샤프트들은 상기 가압부재(30)에 의해 상호 밀착되어 발생하는 마찰력에 의해 회전된 상태를 그대로 유지한다.

상기 가압부재(30)는 상기 샤프트유닛(10)의 길이방향과 직교되는 방향으로 배치되어 이웃한 샤프트들의 외주면이 상호 밀착되도록 가압한다.

본 실시예 상기 가압부재(30)는, 고정돌기(31)와, 받침부재(32)와, 스프링(33) 및 지지부재(34)를 포함하여 이루어진다.

상기 고정돌기(31)는 상기 외측샤프트(12)에는 상기 내측샤프트(13)의 반대방향으로 돌출 형성된다.

상기 받침부재(32)는 상기 외측샤프트(12)와 이격되면서 상기 고정돌기(31)에 장착된다.

보다 구체적으로 상기 받침부재(32)는 상기 샤프트유닛(10)의 길이방향과 직교되는 방향으로 상기 샤프트유닛(10)의 양측에 각각 배치된다.

그리고, 상기 받침부재(32)는 상기 고정돌기(31)를 따라 이동 가능하게 장착된다.

상기 스프링(33)은 상기 받침부재(32)와 외측샤프트(12) 사이에 배치되어 상기 외측샤프트(12)를 상기 내측샤프트(13) 방향으로 가압함으로서, 상기 샤프트 상호간을 밀착시키는 가압력을 발생시킨다.

상기 지지부재(34)는 상기 샤프트유닛(10)을 가로질러 상호 이격된 한 쌍의 상기 받침부재(32)를 연결한다.

상기 지지부재(34)는 상기 샤프트유닛(10)의 상면 또는 하면을 가로질러 배치될 수도 있으나, 바람직하게는 본 실시예와 같이 상기 샤프트에 길이방향과 직교되는 방향으로 관통공(14)이 형성되고, 상기 지지부재(34)가 상기 관통공(14)을 관통하여 상기 받침부재(32)에 결합되도록 한다.

이러한 상기 지지부재(34)에 의해 상기 지지부재(34)의 양측에 배치되어 결합된 상기 받침부재(32)는 상기 샤프트유닛(10)에서 멀어져 상기 고정돌기(31)에서 이탈됨이 없이 삽입된 상태를 유지한다.

이때, 상기 지지부재(34)는 탄성이 없는 재질로 이루어질 수도 있으나, 상기 지지부재(34)는 양단에 결합된 상기 받침부재(32)를 서로 인접한 방향으로 잡아당시키는 힘을 발생시키는 탄성체로 이루어지도록 함이 바람직하다.

이와 같이 상기 지지부재(34)가 탄성체로 이루어짐으로서, 양측에 결합되는 상기 받침부재(32)를 서로 인접한 방향으로 잡아당겨, 상기 받침부재(32)와 상기 샤프트유닛(10) 사이에 배치되는 상기 스프링(33)에 보다 강한 탄성력을 부가하도록 할 수 있다.

그리고, 상기 받침부재(32)는 상기 지지부재(34)에 의해 상기 샤프트유닛(10)의 반대방향으로 이동이 저지되고, 상기 스프링(33)은 상기 받침부재(32)에 지지되면서 상기 샤프트유닛(10)을 밀어 샤프트 상호간이 밀착되도록 한다.

또한 상기 지지부재(34)가 상기 샤프트를 관통하여 배치됨으로써, 상기 샤프트 상호간의 회전시 상기 연결부재(20)와 더불어 다수개의 상기 샤프트가 상호 분리 이탈되는 것을 더욱 방지할 수 있다.

상기 샤프트 상호간의 회전시 샤프트 상호간이 밀착되어 발생하는 마찰력은, 상기 지지부재(34)의 벤딩에 의한 탄성복원력 및 상기 연결부재(20)에 삽입된 상기 장착돌기(15)의 이동에 의한 탄성복원력보다 크며, 이로 인해 도 6에 도시된 바와 같이 상기 샤프트 상호간이 회전하였을 때 그 회전된 상태를 유지하도록 할 수 있다.

한편, 상기 가압부재(30)는 상기 지지부재(34)없이 상기 받침부재(32)가 상기 고정돌기(31)에 고정 결합되어 있으면서, 상기 스프링(33)의 지지하여 상기 스프링(33)이 상기 샤프트유닛(10) 방향으로 탄성력을 부가하도록 할 수도 있다.

또한, 상기 가압부재(30)는 상기 지지부재(34)없이 상기 받침부재(32)가 상기 고정돌기(31)에 이동 가능하게 장착되고, 상기 고정돌기(31)에는 상기 받침부재(32)가 분리 이탈되지 않도록 별도의 스토퍼를 장착하여, 상기 스프링(33)이 상기 샤프트유닛(10) 방향으로 탄성력을 부가하도록 할 수도 있다.

이하, 상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 작동과정에 대하여 살펴본다.

도 1(a)에 도시된 바와 같이 휴대단말기가 전개된 상태에서는 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 힌지모듈은 거의 평면으로 전개되어 있다.

이때에는 도 5(a)에 도시된 바와 같이 상기 연결부재(20)의 장착공(25)에는 상기 샤프트의 장착돌기(15)가 그대로 밀착되어 있다.

그리고, 도 6(a)에 도시된 바와 같이 상기 샤프트유닛(10)을 동일 평면상에 배치되어 있고, 상기 스프링(33)의 탄성력에 의해 상기 샤프트들은 그 측면이 상호 밀착되어 있다.

따라서, 본 발명의 힌지모듈은 외력이 작용하지 않은 이상 전개된 상태를 그대로 유지하게 된다.

사용자가 상기 휴대단말기를 폴딩하기 위해 90도 절곡시키게 되면, 도 5(b) 및 도 6(b)에 도시된 바와 같은 상태가 된다.

이때에는 상기 샤프트들은 상기 연결부재(20) 및 가압부재(30)에 의해 분리되지 않고 상호 밀착된 상태로 90도 회전되게 된다.

도 6(b)에 도시된 바와 같이 상기 샤프트가 회전함에 따라 상기 샤프트 중심간의 거리를 멀어지게 된다.

그리고, 상기 연결부재(20)는 도 5(b)에 도시된 바와 같이 상기 샤프트의 회전에 의해 함께 회전하게 되면서 상기 샤프트 중심간의 거리가 멀어지게 되어, 상기 샤프트의 장착돌기(15)는 상기 연결부재(20)에 형성된 장착공(25)에서 일부가 나오게 된다.

상기 샤프트를 더 회전시켜 도 1(b)에 도시된 바와 같이 휴대단말기를 폴딩하게 되면, 도 6(c)에 도시된 바와 같이 상기 샤프트유닛(10)은 180도 폴딩된 상태가 되고, 상기 샤프트의 장착돌기(15)는 도 5(c)에 도시된 바와 같이 상기 장착공(25)에서 더 이탈하게 된다.

이와 같이 상기 샤프트의 장착돌기(15)가 상기 장착공(25)에서 일부 이동함으로써, 상기 샤프트의 회전에 의해 상기 샤프트의 중심거리가 가변되어도 상기 샤프트가 회전되면서 용이하게 폴딩 및 전개될 수 있다.

그리고, 상기 가압부재(30)가 항상 상기 샤프트의 측면이 상호 밀착되도록 가압력을 발생시켜 상기 샤프트유닛(10)은 분리되지 않고 다수개의 샤프트가 상호 밀착된 상태를 유지하면서 상호 접하는 마찰력에 의해 힌지모듈이 회전된 상태를 유지하도록 할 수 있다.

본 발명인 플렉서블 디스플레이용 힌지모듈은 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

10 : 샤프트유닛, 12 : 외측샤프트, 13 : 내측샤프트, 14 : 관통공, 15 : 장착돌기,
20 : 연결부재, 25 : 장착공,
30 : 가압부재, 31 : 고정돌기, 32 : 받침부재, 33 : 스프링, 34 : 지지부재,
40 : 플렉서블 디스플레이.

Claims (10)

1. 플렉서블 디스플레이를 구비한 휴대단말기에 결합되어 플렉서블 디스플레이를 접철시키는 플렉서블 디스플레이용 힌지모듈에 있어서,
   플렉서블 디스플레이의 배면에서 다수개의 샤프트가 병렬로 배치된 샤프트유닛과;
   병렬된 배치된 다수개의 상기 샤프트를 상호 연결하는 연결부재와;
   상기 샤프트유닛의 길이방향과 직교되는 방향으로 배치되어 이웃한 샤프트들의 외주면이 상호 밀착되도록 가압하는 가압부재;를 포함하여 이루어지되,
   상기 샤프트유닛은,
   양측에 배치되는 외측샤프트와;
   상기 외측샤프트 사이에 배치되는 다수개의 내측샤프트;로 이루어지고,
   상기 가압부재는,
   상기 외측샤프트에서 상기 내측샤프트의 반대방향으로 돌출 형성된 고정돌기와;
   상기 샤프트유닛의 길이방향과 직교되는 방향에서 상기 샤프트유닛의 양측에 배치되고, 상기 외측샤프트와 이격되면서 상기 고정돌기에 상기 고정돌기를 따라 이동 가능하게 장착된 받침부재와;
   상기 받침부재와 외측샤프트 사이에 배치되어 상기 외측샤프트를 상기 내측샤프트 방향으로 가압하여 상기 샤프트 상호간을 밀착시키는 스프링과;
   상기 샤프트유닛을 가로질러 상호 이격된 한 쌍의 상기 받침부재를 연결하는 지지부재;를 포함하여 이루어지며,
   상기 샤프트의 길이방향을 중심으로 하여 상기 샤프트 상호간이 회전될 때, 이웃한 샤프트들은 상기 가압부재에 의해 외주면이 상호 밀착되어 발생하는 마찰력에 의해 회전된 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이용 힌지모듈.
2. 청구항1에 있어서,
   상기 샤프트유닛이 동일 평면상에서 수평방향으로 배치되어 있을 때, 상기 샤프트의 단면은 상하길이가 좌우길이보다 길게 형성된 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이용 힌지모듈.
3. 청구항2에 있어서,
   상호 접하는 상기 샤프트의 측면은 외측방향으로 볼록한 곡면 형상으로 형성되고, 상면 및 하면은 평면 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이용 힌지모듈.
4. 청구항1에 있어서,
   상기 연결부재는 다수개로 이루어지되,
   1개의 연결부재는 이웃하게 배치된 2개의 샤프트를 서로 연결하여, 다수개의 샤프트가 다수개의 상기 연결부재를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이용 힌지모듈.
5. 청구항4에 있어서,
   상기 샤프트의 양단에는 단면이 원형으로 이루어진 장착돌기가 형성되어 있고,
   상기 연결부재의 양측에는 상기 장착돌기가 삽입되는 장착공이 측방향으로 개방 형성되어 있되,
   상기 샤프트의 회전시 상기 장착돌기는 상기 장착공 내주면에 밀착되면서 상기 장착공의 내부에서 이동되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이용 힌지모듈.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 청구항1에 있어서,
   상기 샤프트에는 길이방향과 직교되는 방향으로 관통공이 형성되고,
   상기 지지부재는 상기 관통공을 관통하여 상기 받침부재에 결합된 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이용 힌지모듈.
10. 청구항1에 있어서,
    상기 지지부재는 양단에 결합된 상기 받침부재를 서로 인접한 방향으로 잡아당시키는 힘을 발생시키는 탄성체로 이루어진 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이용 힌지모듈.

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