KR102261641B1 - 폴딩 가능한 디스플레이 장치 - Google Patents

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    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Abstract

본 발명의 일 실시예는 힌지부를 중심으로 폴딩과 언폴딩이 가능하게 결합된 제1케이스 및 제2케이스를 포함하는 케이스와, 제1케이스에 결합되어 플렉시블 디스플레이 패널의 일측을 지지하는 제1지지판 및 제2케이스에 결합되어 플렉시블 디스플레이 패널의 타측을 지지하는 제2지지판을 포함하는 폴딩 가능한 디스플레이 장치를 개시한다.

Description

폴딩 가능한 디스플레이 장치 {Foldable display apparatus}
본 발명의 실시예들은 필요에 따라 본체를 접었다 폈다 할 수 있는 폴딩 가능한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
예컨대, 유기 발광 표시 장치와 같은 평판 디스플레이 장치는 유연하게 변형되는 특성을 갖출 수 있으며, 따라서 휴대의 편의성을 위해 이를 폴딩 가능한 구조로 만들 수 있다.
본 발명의 실시예들은 폴딩 가능한 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 폴딩이 가능한 플렉시블 디스플레이 패널; 힌지부를 중심으로 폴딩과 언폴딩이 가능하게 결합된 제1케이스 및 제2케이스를 포함하는 케이스; 상기 제1케이스에 결합되어 상기 케이스의 폴딩과 언폴딩에 연동하면서 상기 플렉시블 디스플레이 패널의 일측을 지지하는 제1지지판; 및 상기 제2케이스에 결합되어 상기 케이스의 폴딩과 언폴딩에 연동하면서 상기 플렉시블 디스플레이 패널의 타측을 지지하는 제2지지판을 포함한다.
상기 제1지지판은 상기 제1케이스에 고정된 제1고정지지부와, 상기 케이스의 폴딩과 언폴딩에 연동하도록 상기 제1고정지지부에 회전 가능하게 결합된 제1회전지지부를 포함할 수 있으며, 상기 제2지지판은 상기 제2케이스에 고정된 제2고정지지부와, 상기 케이스의 폴딩과 언폴딩에 연동하도록 상기 제2고정지지부에 회전 가능하게 결합된 제2회전지지부를 포함할 수 있다.
상기 제1회전지지부와 상기 제2회전지지부는 상기 힌지부와 인접한 측에 배치되고, 상기 제1고정지지부와 상기 제2고정지지부는 상기 힌지부와 먼 측에 배치될 수 있다.
상기 플렉시블 디스플레이 패널은 상기 제1고정지지부와 상기 제2고정지지부에는 고정된 상태이고, 상기 제1회전지지부와 상기 제2회전지지부에는 미고정 상태일 수 있다.
상기 케이스의 폴딩 시 상기 제1회전지지부와 상기 제2회전지지부가 상기 플렉시블 디스플레이 패널의 접힘부에 눌려서 회전하도록 구성될 수 있다.
상기 힌지부는 상기 케이스의 폴딩 시 상기 플렉시블 디스플레이 패널의 접힘부를 수용하기 위한 곡면홈을 가진 곡면케이스를 포함할 수 있다.
상기 힌지부는 상기 곡면케이스와 상기 제1케이스 및 상기 제2케이스를 힌지 결합시키는 힌지핀과 힌지캡을 더 포함할 수 있다.
상기 곡면케이스에는 상기 케이스의 언폴딩 시 상기 제1회전지지부 및 상기 제2회전지지부를 각각 상기 제1고정지지부 및 상기 제2고정지지부와 평평한 일직선 상태가 되도록 받쳐주는 리브가 구비될 수 있다.
상기 곡면홈과 상기 리브의 모양은 반원형일 수 있다.
상기 제1케이스 및 상기 제2케이스에는 상기 케이스의 폴딩 시 상기 제1회전지지부 및 상기 제2회전지지부의 회전범위를 규제하는 제1스토퍼와 제2스토퍼가 각각 구비될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 폴딩 가능한 디스플레이 장치를 이용하면 폴딩 시 플렉시블 디스플레이 패널의 접힘부를 완만한 곡률로 지지할 수 있으므로 패널의 손상을 억제할 수 있게 되며, 또한 언폴딩시에는 플렉시블 디스플레이 패널의 전체 영역을 평평한 상태로 견고하게 지지할 수 있으므로 안정적인 평면 화상을 구현할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 폴딩 가능한 디스플레이 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 디스플레이 장치의 분리사시도이다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 디스플레이 장치의 언폴딩 상태와 폴딩 상태를 각각 도시한 단면도이다.
도 5a 내지 도 5d는 도 1에 도시된 디스플레이 장치가 도 3의 언폴딩 상태에서 도 4의 폴딩 상태로 진행되는 과정을 순차적으로 도시한 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 디스플레이 장치에서 플렉시블 디스플레이 패널의 세부 구조를 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴딩 가능한 디스플레이 장치를 도시한 것이다.
상기 디스플레이 장치는 유연하게 휘어질 수 있는 플렉시블 디스플레이 패널(100)을 디스플레이부로 구비하고 있다. 상기 플렉시블 디스플레이 패널(100)은 일반적으로 유연한 가요성 기판 위에 화상을 구현하기 위한 박막트랜지스터와 발광소자 및 그들을 덮어서 보호해주는 봉지층 등이 적층된 구조체이며, 단단한 글라스 기판 대신에 유연한 가요성 기판을 사용하기 때문에 그 유연성이 허용하는 범위 내에서 자유롭게 접고 펴기를 할 수 있다. 따라서, 폴딩 상태에서는 도 4와 같이 접어둘 수가 있다.
그리고, 이 플렉시블 디스플레이 패널(100)은 케이스(300)와 제1,2지지판(210)(220)을 포함하는 지지체에 의해 폴딩과 언폴딩이 가능하게 지지되는데, 도 2를 참조하여 이 지지체의 구조를 자세히 살펴보기로 한다.
먼저, 상기 케이스(300)는 힌지부(330)를 중심으로 폴딩 및 언폴딩 동작이 가능하게 결합된 제1케이스(310)와 제2케이스(320)를 구비하고 있다. 언폴딩 시에는 제1,2케이스(310)(320)가 일직선으로 평행하게 펼쳐지게 되며(도 3 참조), 폴딩 시에는 제1,2케이스(310)(320)가 힌지부(330)를 중심으로 접히면서 포개지게 된다(도 4 참조).
상기 힌지부(330)는 내부에 반원형의 곡면홈(331a)이 형성된 곡면케이스(331)와, 이 곡면케이스(331)를 상기 제1,2케이스(310)(320)와 힌지 결합시키는 힌지핀(332) 및 힌지캡(333)을 구비하고 있다. 여기서 상기 곡면홈(331a)은 케이스(300)의 폴딩 시 플렉시블 디스플레이 패널(100)의 접힘부(100a:도 4 참조)가 완만한 곡선을 이루면서 수용될 수 있는 공간을 제공하게 된다. 또, 상기 곡면케이스(331)에는 반원형의 리브(331b)가 마련되어 있는데, 이 리브(331b)는 케이스(300)의 언폴딩 시 제1,2지지판(210)(220)을 평평하게 펴지도록 떠받쳐주는 역할을 한다. 이 곡면홈(331a)과 리브(331b)의 자세한 기능에 대해서는 뒤에서 다시 설명하기로 한다.
그리고, 상기 제1지지판(210)과 제2지지판(220)는 케이스(300)의 내측에 설치되어 상기 플렉시블 디스플레이 패널(100)을 직접 지지해주는 역할을 한다.
상기 제1지지판(210)은, 제1케이스(310)의 단차면(311)에 부착 고정된 제1고정지지부(211)와, 그 제1고정지지부(211)에 회전가능하게 결합된 제1회전지지부(212)를 구비한다. 상기 플렉시블 디스플레이 패널(100)의 일측이 이 제1고정지지부(211) 위에 부착되어서 고정된다. 그러나, 제1회전지지부(212) 위에는 플렉시블 디스플레이 패널(100)의 일측이 부착되지 않은 미고정 상태로 지지된다.
마찬가지로, 상기 제2지지판(210) 역시 제2케이스(320)의 단차면(321)에 부착 고정된 제2고정지지부(221)와, 그 제2고정지지부(221)에 회전가능하게 결합된 제2회전지지부(222)를 구비한다. 상기 플렉시블 디스플레이 패널(100)의 타측이 이 제2고정지지부(221) 위에 부착되어서 고정되며, 제2회전지지부(222) 위에는 플렉시블 디스플레이 패널(100)의 타측이 부착되지 않은 미고정 상태로 지지된다.
참조부호 312와 322는 상기 제1,2회전지지부(212)(222)의 회전 범위를 각각 규제하기 위한 제1스토퍼(312) 및 제2스토퍼(322)를 나타낸다.
그리고, 폴딩이 가능한 상기 플렉시블 디스플레이 패널(100)의 내부 구조는 도 6에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다. 즉, 박막트랜지스터(121)와 EL소자(122)가 구비되어 있으며, 상기 EL소자(122)안에 특히 가스와의 접촉에 취약한 발광층(122b)이 구비되어 있다. 좀 더 자세히 살펴보면, 가요성 기판(123)과 인접한 버퍼층(121a) 상부에 반도체 활성층(121f)이 형성되어 있고, 이 활성층(121f)은 N형 또는 P형 불순물이 고농도로 도핑된 소스 및 드레인 영역을 갖는다. 이 활성층(121f)을 산화물 반도체로 형성할 수도 있다. 예를 들어, 산화물 반도체는 아연(Zn), 인듐(In), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 카드뮴(Cd), 게르마늄(Ge), 또는 하프늄(Hf) 과 같은 12, 13, 14족 금속 원소 및 이들의 조합에서 선택된 물질의 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들면 반도체 활성층(212)은 G-I-Z-O[(In2O3)a(Ga2O3)b(ZnO)c](a, b, c는 각각 a≥0, b≥0, c＞0의 조건을 만족시키는 실수)을 포함할 수 있다. 활성층(121f)의 상부에는 게이트 절연막(121b)을 개재하여 게이트 전극(121g)이 형성되어 있다. 게이트 전극(121g)의 상부에는 소스 전극(121h)과 드레인 전극(121i)이 형성되어 있다. 게이트 전극(121g)과 소스전극(121h) 및 드레인 전극(121i)의 사이에는 층간 절연막(121c)이 구비되어 있고, 소스전극(121h) 및 드레인 전극(121i)과 EL소자(122)의 애노드 전극(122a) 사이에는 패시베이션막(121d)이 개재되어 있다.
상기 애노드 전극(122a)의 상부로는 아크릴 등에 의해 절연성 평탄화막(121e)이 형성되어 있고, 이 평탄화막(121e)에 소정의 개구부(122d)를 형성한 후, EL 소자(122)를 형성한다.
상기 EL 소자(122)는 전류의 흐름에 따라 적, 녹, 청색의 빛을 발광하여 소정의 화상 정보를 표시하는 것으로, 박막트랜지스터(121)의 드레인 전극(121i)에 연결되어 이로부터 플러스 전원을 공급받는 애노드 전극(122a)과, 전체 화소를 덮도록 구비되어 마이너스 전원을 공급하는 캐소드 전극(122c), 및 이 두 전극(122a)(122c)의 사이에 배치되어 발광하는 발광층(122b)으로 구성된다.
이 발광층(122b)과 인접하여 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer), 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer), 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer), 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer) 등이 적층될 수도 있다.
참고로 이 발광층(122b)은 적색, 녹색, 청색의 빛을 방출하는 화소들이 모여서 하나의 단위 픽셀을 이루도록 각 화소마다 분리돼서 형성될 수 있다. 또는, 화소의 위치에 관계없이 전체 화소 영역에 걸쳐서 공통으로 발광층이 형성될 수도 있다. 이때, 발광층은 예컨대 적색, 녹색 및 청색의 빛을 방출하는 발광 물질을 포함하는 층이 수직으로 적층되거나 혼합되어 형성될 수 있다. 물론, 백색광을 방출할 수 있다면 다른 색의 조합이 가능함은 물론이다. 또한, 상기 방출된 백색광을 소정의 컬러로 변환하는 색변환층이나, 컬러 필터를 더 구비할 수 있다.
그리고, 상기 캐소드 전극(122c) 위에 유기막과 무기막이 교대로 적층된 박막봉지층(미도시)이 형성될 수 있다.
이와 같은 구조의 플렉시블 디스플레이 패널(100)은 유연하게 변형이 가능하므로, 상기 케이스(300)의 폴딩과 언폴딩 동작에 따라 접혀지거나 펼쳐지며 사용될 수 있다.
상기한 바와 같은 폴딩 가능한 디스플레이 장치는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 사용될 수 있다.
먼저, 상기 디스플레이 장치가 언폴딩 상태일 때에는 도 3에 도시된 바와 같이 플렉시블 디스플레이 패널(100)과 케이스(300) 및 제1,2지지판(210)(220)이 모두 일직선으로 펼쳐지게 된다. 이때, 상기 케이스(300)의 힌지부(330) 곡면케이스(331)에 마련된 상기 리브(331b)가 상기 제1,2지지판(210)(220)의 제1,2회전지지부(212)(222)를 떠받쳐서 제1,2고정지지부(211)(221)와 일직선으로 평행한 상태를 유지하게 해준다. 따라서, 사용자는 평평하게 펼쳐진 플렉시블 디스플레이 패널(100)을 통해 평면 화상을 시청할 수 있게 된다.
그리고, 디스플레이 장치를 보관 또는 운반할 때에는 도 4에 도시된 바와 같이 케이스(300)를 폴딩하게 되는데, 이때에는 상기 제1,2지지판(210)(220)의 제1,2회전지지부(212)(222)가 제1,2스토퍼(312)(322)에 의한 규제 범위까지 회전하면서 플렉시블 디스플레이 패널(100)의 접힘부(100a)가 곡면홈(331a)을 따라 완만한 곡선을 이루며 접히도록 지지해준다. 따라서, 폴딩 시에 플렉시블 디스플레이 패널(100)의 접힘부(100a)가 급격히 꺾이지를 않기 때문에, 폴딩 동작에 의해 플렉시블 디스플레이 패널(100)이 손상될 위험은 거의 없게 된다.
이와 같은 디스플레이 장치의 폴딩과 언폴딩 시에 플렉시블 디스플레이 패널(100)의 접힘부(100a)가 접혀지고 펴치는 진행 과정을 좀 더 자세히 묘사하면 도 5a 내지 도 5d에 도시된 바와 같다.
즉, 언폴딩 상태에서는 도 5a와 같이 제1,2지지판(210)(220)의 제1,2회전지지부(212)(222)가 곡면케이스(331)의 반원형 리브(331b)에 의해 떠받쳐져서 제1,2고정지지부(211)(221)와 함께 평평한 일직선 상태를 이루게 되며, 따라서 플렉시블 디스플레이 패널(100)도 전체 면이 제1,2지지판(210)(220)에 의해 평평한 상태로 지지된다.
이 상태에서 폴딩 시작되면, 도 5b와 같이 플렉시블 디스플레이 패널(100)의 접힘부(100a)에 의해 제1,2회전지지부(212)(222)가 눌리면서 회전하기 시작한다. 이때, 반원형 리브(331b)는 폴딩 동작에 따라 제1,2회전지지부(212)(222)를 떠받치고 있던 위치에서 벗어나며 제1,2회전지지부(212)(222)가 회전할 수 있게 해준다.
이후, 제1,2회전지지부(212)(222)는 도 5c와 같이 제1,2스토퍼(312)(322)에 의해 회전이 정지될 때까지 회전하게 되며, 이 상태에서 폴딩이 더 진행되면 도 5d와 같이 제1,2케이스(310)(320)가 완전히 포개지게 된다. 이와 같은 폴딩 상태에서 플렉시블 디스플레이 패널(100)의 접힘부(100a)는 곡면홈(331a)을 따라 완만한 곡선을 이루게 되므로, 전술한 바와 같이 폴딩 동작에 의해 플렉시블 디스플레이 패널(100)이 손상될 위험은 거의 없게 된다.
반대로, 이와 같은 폴딩 상태의 디스플레이 장치를 언폴딩 상태로 펼칠 때에는, 전술한 폴딩 시의 과정이 역순으로 진행되며 언폴딩이 완료되었을 때 상기 제1,2지지판(210)(220)에 의해 플렉시블 디스플레이 패널(100)의 전체 면이 평평하게 지지된다. 따라서, 플랫한 상태를 견고하게 유지할 수 있게 되며 안정적인 평면 화상을 구현할 수 있게 된다.
그러므로, 이상에서 설명한 바와 같은 디스플레이 장치는, 폴딩 시 플렉시블 디스플레이 패널의 접힘부를 완만한 곡률로 지지할 수 있으므로 패널의 손상을 억제할 수 있게 해주며, 또한 언폴딩시에는 플렉시블 디스플레이 패널의 전체 영역을 평평한 상태로 견고하게 지지하여 안정적인 평면 화상을 구현할 수 있게 해준다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 플렉시블 디스플레이 패널 210,220: 제1,2지지판
211,221: 제1,2고정지지부 212,222: 제1,2회전지지부
300: 케이스 310,320: 제1,2케이스
312,322: 제1,2스토퍼
330: 힌지부 331: 곡면케이스
331a: 곡면홈 331b: 리브

Claims (10)

  1. 폴딩이 가능한 플렉시블 디스플레이 패널;
    힌지부를 중심으로 폴딩과 언폴딩이 가능하게 결합된 제1케이스 및 제2케이스를 포함하는 케이스;
    상기 제1케이스에 결합되어 상기 케이스의 폴딩과 언폴딩에 연동하면서 상기 플렉시블 디스플레이 패널의 일측을 지지하는 제1지지판; 및
    상기 제2케이스에 결합되어 상기 케이스의 폴딩과 언폴딩에 연동하면서 상기 플렉시블 디스플레이 패널의 타측을 지지하는 제2지지판을 포함하되,
    상기 제1지지판은 상기 제1케이스에 고정된 제1고정지지부와, 상기 제1고정지지부에 회전 가능하게 결합된 제1회전지지부를 포함하며, 상기 제1고정지지부는 상기 제1회전지지부의 제1돌출부를 수용하는 제1노치를 구비하며,
    상기 제2지지판은 상기 제2케이스에 고정된 제2고정지지부와, 상기 제2고정지지부에 회전 가능하게 결합된 제2회전지지부를 포함하며, 상기 제2고정지지부는 상기 제2회전지지부의 제2돌출부를 수용하는 제2노치를 구비하는 폴딩 가능한 디스플레이 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1회전지지부와 상기 제2회전지지부는 상기 힌지부와 인접한 측에 배치되고, 상기 제1고정지지부와 상기 제2고정지지부는 상기 힌지부와 먼 측에 배치된 폴딩 가능한 디스플레이 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 플렉시블 디스플레이 패널은 상기 제1고정지지부와 상기 제2고정지지부에는 고정된 상태이고, 상기 제1회전지지부와 상기 제2회전지지부에는 미고정 상태인 폴딩 가능한 디스플레이 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 케이스의 폴딩 시 상기 제1회전지지부와 상기 제2회전지지부가 상기 플렉시블 디스플레이 패널의 접힘부에 눌려서 회전하게 되는 폴딩 가능한 디스플레이 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 힌지부는 상기 케이스의 폴딩 시 상기 플렉시블 디스플레이 패널의 접힘부를 수용하기 위한 곡면홈을 가진 곡면케이스를 포함하는 폴딩 가능한 디스플레이 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 힌지부는 상기 곡면케이스와 상기 제1케이스 및 상기 제2케이스를 힌지 결합시키는 힌지핀과 힌지캡을 더 포함하는 폴딩 가능한 디스플레이 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 곡면케이스에는 상기 케이스의 언폴딩 시 상기 제1회전지지부 및 상기 제2회전지지부를 각각 상기 제1고정지지부 및 상기 제2고정지지부와 평평한 일직선 상태가 되도록 받쳐주는 리브가 구비된 폴딩 가능한 디스플레이 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 곡면홈과 상기 리브의 모양은 반원형인 폴딩 가능한 디스플레이 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1케이스 및 상기 제2케이스에는 상기 케이스의 폴딩 시 상기 제1회전지지부 및 상기 제2회전지지부의 회전범위를 규제하는 제1스토퍼와 제2스토퍼가 각각 구비된 폴딩 가능한 디스플레이 장치.
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