KR102406243B1 - 신축성 패널 - Google Patents

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KR102406243B1
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김재현
이학주
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재단법인 파동에너지 극한제어 연구단
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Abstract

본 발명의 일실시예는 신축성 패널이 특정한 한도 이상으로 변형되지 않도록 제한할 수 있는 신축성 패널을 제공한다. 여기서, 신축성 패널은 기판 그리고 신장 제한부를 포함한다. 기판은 소자가 실장되는 복수의 셀이 구획되어 마련되고, 복수의 셀 사이의 간격이 조절되도록 신장 또는 수축된다. 신장 제한부는 기판에 구비되며, 기판의 제한 변형률 미만에서는 제1강성을 가지고, 제한 변형률 이상에서는 제1강성보다 큰 제2강성을 가지도록 형성되어 기판의 신장을 제한한다.

Description

신축성 패널{STRETCHABLE PANEL}
본 발명은 신축성 패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 신축성 패널이 특정한 한도 이상으로 변형되지 않도록 제한할 수 있는 신축성 패널에 관한 것이다.
일반적으로 인쇄 전자 기술을 기반으로 유연한 소자 부품을 제작하고자 하는 시도가 이루어지고 있으며, 주로 디스플레이, RFID, 태양광발전 등 일부 제품군에 대해 적용하는 사례가 등장하고 있다. 인쇄 전자 기술의 경우 반도체 공정에 비해 비교적 낮은 온도이거나 상온에서 이루어지는 것이 일반적이며, 코팅 공정, 프린팅 공정, 패터닝 공정 등에 의해 소자가 제작되며 배선 및 전극 형성을 위한 후공정과 접합이나 절단 등의 과정을 거쳐 유연한 부품을 얻을 수 있게 된다.
유연 표시장치(Flexible Display)는 기존의 유연성이 없는 유리기판 대신에 플라스틱 등과 같이 유연성 있는 재료를 사용하여 휘어져도 표시성능을 그대로 유지할 수 있기 때문에, 유연한 소자 부품을 구현하는 표시장치로 널리 사용되고 있다.
최근에는 신축성 표시장치(Stretchable Display)도 많이 사용되고 있다. 신축성 표시장치는 상하좌우로 잡아 늘린 후에도 원형으로 회복될 수 있으며, 이러한 특성으로 인해, 옷, 자동차 등 입체적 표면에 탑재 가능한 자유 형식(Free-Form) 구현에 광범위하게 적용되고 있다.
또한, 신축성 표시장치는 일반 유연 표시장치(Flexible Display)보다 자유로운 폼 팩터 구현이 가능해 디스플레이 사용가능 영역을 더욱 넓힐 수 있어 유망한 차세대 디스플레이 기술로 여겨지고 있다.
그러나, 신축성 표시장치는 사용자가 과도하게 잡아 늘릴 경우, 영상이 일그러지거나, 쉽게 파손될 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 신축성 표시장치가 특정한 한도 이상으로 변형되지 않도록 제한할 수 있는 기술이 요구된다.
대한민국 공개특허공보 제2020-0074634호(2020.06.25. 공개)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 신축성 패널이 특정한 한도 이상으로 변형되지 않도록 제한할 수 있는 신축성 패널을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 소자가 실장되는 복수의 셀이 구획되어 마련되고, 상기 복수의 셀 사이의 간격이 조절되도록 신장 또는 수축되는 기판; 그리고 상기 기판에 구비되며, 상기 기판의 제한 변형률 미만에서는 제1강성을 가지고, 상기 제한 변형률 이상에서는 상기 제1강성보다 큰 제2강성을 가지도록 형성되어 상기 기판의 신장을 제한하는 신장 제한부를 포함하는 것을 특징으로 하는 신축성 패널을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 신장 제한부는 상기 복수의 셀 중 이웃하는 셀에 양단부가 고정되는 와이어를 가지고, 상기 와이어는 상기 기판이 신장되지 않은 초기 상태에서는 양단부가 고정된 상기 셀 사이의 직선거리보다는 길게 형성되고, 상기 기판이 상기 제한 변형률만큼 신장된 상태에서는 양단부가 고정된 상기 셀 사이에서 팽팽하게 유지되어 장력을 발생할 수 있는 길이로 형성되며, 상기 기판이 상기 제한 변형률 이상으로 신장되면 상기 와이어는 상기 제2강성을 보유하면서 상기 기판의 신장을 제한할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 와이어는 각각 어느 하나의 셀로부터 수평방향으로 이웃하는 셀, 수직방향으로 이웃하는 셀 및 대각선 방향으로 이웃하는 셀에 각각 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 신장 제한부는 일단부가 상기 복수의 셀 중 대각선 방향으로 이웃하는 셀에 고정되는 걸림구를 가지고, 상기 걸림구는 상기 기판이 신장되지 않은 초기 상태에서는 상기 대각선 방향으로 이웃하는 셀에 고정되는 다른 걸림구와 결합되지 않고, 상기 기판이 상기 제한 변형률만큼 신장된 상태에서는 상기 대각선 방향으로 이웃하는 셀에 고정되는 상기 다른 걸림구와 결합되도록 구비되며, 상기 기판이 상기 제한 변형률 이상으로 신장되면 상기 걸림구는 상기 대각선 방향으로 이웃하는 셀에 고정되는 상기 다른 걸림구와 결합되어 상기 제2강성을 보유하면서 상기 기판의 신장을 제한할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 신장 제한부는 제2절개부, 상기 제2절개부에 의해 구획되는 복수의 패치 및 이웃하는 상기 패치를 연결하는 연결부를 가지는 신축성 필름이고, 상기 제2절개부 및 상기 연결부는 상기 신축성 필름이 상기 제한 변형률에 대응되는 임계 변형률 상태로 변형된 형상으로 형성되고, 상기 연결부는 상기 기판이 신장되지 않은 초기 상태에서는 주름 수축되도록 형성되고, 상기 기판이 상기 제한 변형률만큼 신장된 상태에서는 펴진 상태로 유지되며, 상기 기판이 상기 제한 변형률 이상으로 신장되면 상기 신축성 필름은 상기 제2강성을 보유하면서 상기 기판의 신장을 제한할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 기판의 외측에 상기 기판의 테두리 방향을 따라 구비되는 프레임과, 상기 프레임에 결합되고 상기 기판의 신장 또는 수축 시에 상기 프레임의 길이방향으로 이동되는 리니어 가이드와, 상기 프레임에 구비되는 제1걸림구와, 상기 리니어 가이드에 구비되는 제2걸림구를 가지고, 상기 기판이 상기 제한 변형률 이상으로 신장되면 상기 기판의 신장을 제한하는 스토퍼를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 제1절개부, 상기 제1절개부에 의해 구획되는 복수의 셀 및 이웃하는 상기 셀을 연결하는 신축성의 이음부를 가지는 기판을 포함하고, 상기 제1절개부 및 상기 이음부는 상기 기판이 제한 변형률 상태로 변형된 형상으로 형성되고, 상기 기판이 신장되지 않은 초기 상태에서는 상기 이음부는 주름 수축되도록 형성되어 상기 기판은 제1강성을 가지고, 상기 기판이 상기 제한 변형률만큼 신장된 상태에서는 상기 이음부는 펴진 상태로 유지되어 상기 기판은 상기 제1강성보다 큰 제2강성을 가지도록 형성되며, 상기 기판이 상기 제한 변형률 이상으로 신장되면 상기 기판은 상기 제2강성을 보유하면서 신장이 제한되는 것을 특징으로 하는 신축성 패널을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기판이 제한 변형률 이상으로 신장되면 신장 제한부가 기판의 신장을 제한할 수 있으며, 이를 통해, 기판의 파손이 방지되도록 할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 신축성 패널을 나타낸 예시도이다.
도 2는 도 1의 신축성 패널의 신장 제한부를 설명하기 위한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 신축성 패널에서 신장 제한부의 다른 예를 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 신축성 패널에서 신장 제한부를 나타낸 예시도이다.
도 5는 도 4의 신축성 패널의 신장 제한부를 설명하기 위한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 신축성 패널을 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 신축성 패널에서 신장 제한부의 다른 예를 나타낸 예시도이다.
도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 신축성 패널의 기판 및 신장 제한부를 나타낸 예시도이다.
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 신축성 패널을 나타낸 예시도이다.
도 10은 본 발명의 제5실시예에 따른 신축성 패널의 기판 및 신장 제한부를 나타낸 예시도이다.
도 11은 본 발명의 제6실시예에 따른 신축성 패널을 나타낸 예시도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결(접속, 접촉, 결합)”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 “간접적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 신축성 패널을 나타낸 예시도이고, 도 2는 도 1의 신축성 패널의 신장 제한부를 설명하기 위한 그래프이다.
도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 신축성 패널은 기판(100) 그리고 신장 제한부(200)를 포함할 수 있다.
기판(100)은 소자가 실장되는 복수의 셀이 구획되어 마련되고, 복수의 셀 사이의 간격이 조절되도록 신장 또는 수축될 수 있다.
기판(100)은 물질 자체가 늘어나는 소재(예를 들면, 고무)로 형성되어 신축되면서 각각의 셀 사이의 간격이 조절되도록 형성될 수 있다. 또는, 기판(100)은 기판(100) 자체에 절개선이 형성되고 절개선이 벌어지면서 셀 사이의 간격이 멀어지도록 하고, 절개선이 초기의 형태로 돌아오면서 셀 사이의 간격이 가까워지도록 형성될 수도 있다. 본 발명에 따른 기판(100)은 각 셀 사이의 간격이 조절되도록 신장 또는 수축된다면 전술한 형태뿐만 아니라, 그 외의 형태로 다 포함할 수 있다. 이중, 기판 자체에 절개선이 적절하게 형성되는 경우, 기판에 인장력이 가해졌을 때, 평면 상의 기판은 X축 방향 및 Y축 방향으로 신장될 수 있는데, 본 발명이 기판의 신장을 제한하는 기술을 소개하는 것인 만큼, 이하에서는 편의상, 기판 자체에 절개선이 있는 형태를 예로 설명한다. 그러나, 본 발명에 따른 신장 제한부(200)는 전술한 바와 같이, 다른 형태의 기판에 대해서도 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다.
기판(100)은 제1절개부(110) 및 셀(120a,120b,120c,120d)을 가질 수 있다.
제1절개부(110)는 기판(100) 자체에 형성될 수 있으며, 기판(100)의 상면 및 하면을 관통하여 형성될 수 있다. 제1절개부(110)는 제1절개선(111) 및 제2절개선(112)을 가질 수 있다. 제1절개선(111)은 기판(100)에 제1방향(A1)으로 형성될 수 있다. 기판(100)이 제1절개선(111)에 의해 완전하게 분리되지는 않도록, 제1절개선(111)은 기판(100)의 제1방향(A1) 길이보다 짧은 길이로 형성될 수 있다.
제2절개선(112)은 제2방향(A2)으로 형성될 수 있으며, 제1절개선(111)에 교차하도록 형성될 수 있다. 여기서, 제2절개선(112)은 제1절개선(111)에 직접 교차하는 것은 아니며, 제2절개선(112)의 가상의 연장선이 제1절개선(111)에 교차하도록 형성될 수 있다. 제2절개선(112)도 기판(100)이 완전하게 분리되도록 형성되는 것은 아니다.
셀(120a,120b,120c,120d)은 제1절개부(110)에 의해 구획되어 형성될 수 있다. 각각의 셀(120a,120b,120c,120d)은 제1절개부(110)에 의해 구획되지만 서로 완전하게 분리되지 않으며, 제1절개부(110)가 형성되지 않은 잔존영역을 통해 이웃되는 셀은 서로 연결될 수 있다. 예를 들면, 제2방향(A2)으로 서로 이웃하는 셀(120b,120c)은 그 사이에 형성되는 잔존영역(101a)을 통해 서로 연결될 수 있고, 제1방향(A1)으로 서로 이웃하는 셀(120c,120d)는 그 사이에 형성되는 잔존영역(101b)을 통해 서로 연결될 수 있다.
그리고, 기판(100)에 인장력(F)이 가해지면, 제1절개선(111) 및 제2절개선(112)이 벌어지고, 각 셀(120a,120b,120c,120d)은 해당되는 잔존영역을 중심으로 힌지 회동될 수 있다. 각 셀(120a,120b,120c,120d)이 해당되는 잔존영역을 중심으로 힌지 회동되면 각 셀(120a,120b,120c,120d)의 중심간의 거리는 멀어질 수 있다.
본 발명에 따른 기판은 제1방향(A1)으로 신장되도록 변형되면 제2방향(A2)으로도 신장되도록 변형이 발생할 수 있으며, 이때, 제1방향(A1) 및 제2방향(A2)으로의 변형량은 동일해질 수 있다.
신장 제한부(200)는 기판(100)에 구비될 수 있다. 신장 제한부(200)는 기판(100)의 제한 변형률 미만에서는 제1강성을 가지도록 형성될 수 있다. 그리고, 신장 제한부(200)는 기판(100)의 제한 변형률 이상에서는 제1강성보다 큰 제2강성을 가지도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 기판(100)이 제한 변형률 이상으로 변형되는 시점에서 부터 신장 제한부(200)는 제2강성을 가지게 되면서 기판(100)의 신장 변형을 제한할 수 있다.
본 발명에서 신장 제한부(200)는 여러 형태로 구현될 수 있으며, 본 실시예에서는, 신장 제한부(200)는 복수의 와이어(210)를 가질 수 있다.
각각의 와이어(210)는 복수의 셀 중 이웃하는 셀에 양단부가 고정될 수 있다. 그리고, 와이어(210)는 어느 하나의 셀로부터 수평방향으로 이웃하는 셀, 수직방향으로 이웃하는 셀 및 대각선 방향으로 이웃하는 셀에 각각 연결될 수 있다. 즉, 수평방향으로 이웃하는 셀(120a,120d) 및 셀(120b,120c)과, 수직방향으로 이웃하는 셀(120a,120b) 및 셀(120c,120d), 그리고, 대각선 방향으로 이웃하는 셀(120d,120b) 및 셀(120a,120c)은 각각 와이어(210)에 의해 연결될 수 있다.
신장 제한부(200)는 고정구(220)를 더 가질 수 있다. 고정구(220)는 각각의 셀(120a,120b,120c,120d)에 고정될 수 있으며, 와이어(210)의 양단부가 해당 셀에 구비되는 고정구(220)에 결합되도록 함으로써, 와이어(210)는 더욱 견고하게 고정될 수 있다.
와이어(210)는 기판(100)이 신장 변형되지 않는 초기 상태에서는 양단부가 고정된 셀 사이의 직선거리보다는 길게 형성될 수 있다. 그리고, 와이어(210)는 기판(100)이 제한 변형률만큼 신장된 상태에서는 양단부가 고정된 셀 사이에서 팽팽하게 유지되어 장력을 발생할 수 있는 길이로 형성될 수 있다.
즉, 도 1의 (a)를 참조하면, 셀(120b,120c)을 연결하는 와이어(210)는 기판(100)의 초기 상태에서 셀(120b,120c) 사이의 직선거리보다는 길게 형성될 수 있다. 따라서, 기판(100)이 신장되지 않는 초기 상태에서, 와이어(210)는 벤딩된 상태일 수 있다. 이후 도 1의 (b)에서와 같이 기판(100)이 신장되어 셀(120a,120b,120c,120d) 사이의 간격이 벌어지게 되면, 와이어(210)의 양단부가 당겨지게 되면서 와이어(210)가 펴지게 되는데, 와이어(210)가 직선 형태가 되도록 펴지기 전까지의 변형구간인 제1변형구간(D1)에서는 와이어(210)에는 장력이 발생하지 않게 될 수 있다.
그러다가, 기판(100)이 셀(120a,120b,120c,120d) 사이의 간격이 와이어(210)의 길이에 대응될 때까지 계속 신장되면, 즉, 도 1의 (c)에서와 같이 셀(120a,120b,120c,120d) 사이의 간격이 와이어(210)의 길이에 대응되는 거리만큼 멀어지게 되면, 와이어(210)는 팽팽하게 직선 형태로 펴질 수 있다. 그러면, 와이어(210)는 제2변형구간(D2)에 들어가게 되면서 장력을 발생할 수 있다. 와이어(210)가 팽팽하게 직선 형태로 펴지는 순간이 기판(100)이 제한 변형률로 변형된 상태일 수 있다. 이때부터는 기판(100)은 장력을 발생하기 때문에, 즉, 제2강성을 보유하게 되기 때문에, 각 셀(120a,120b,120c,120d)의 신장 변형을 제한하기 시작하게 된다. 만일, 이후에도 사용자에 의해 계속해서 인장력이 가해지게 되면 와이어(210)도 신장되면서 기판(100)이 좀 더 신장 변형될 수는 있겠지만, 와이어(210)에 의해 기판(100)의 신장이 제한되고 있음을 사용자가 충분히 느낄 수 있도록 할 수 있고, 이를 통해, 더 이상 인장력이 가해지지 않도록 유도하여 기판(100)의 파손이 방지되도록 할 수 있다.
기판(100)의 셀(120a,120b,120c,120d)의 일면에는 소자가 실장될 수 있다. 따라서, 신장 제한부(200)는 셀(120a,120b,120c,120d)의 타면에 구비됨이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 신축성 패널에서 신장 제한부의 다른 예를 나타낸 예시도이다.
도 3에서 보는 바와 같이, 신장 제한부(200a)의 와이어(210a)는 서로 결합된 복수의 와이어(211,212)를 가질 수 있다. 기판이 신장되지 않는 초기 상태에서, 서로 짝을 이루는 복수의 와이어(211,212)는 여유 있게 결합된 상태일 수 있으며, 기판의 신장이 계속되면 복수의 와이어(211,212)가 서로 팽팽하게 당겨지면서 제2강성을 보유하면서 기판의 신장을 제한할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 신축성 패널에서 신장 제한부를 나타낸 예시도이고, 도 5는 도 4의 신축성 패널의 신장 제한부를 설명하기 위한 그래프이다.
도 4 및 도 5에서 보는 바와 같이, 본 실시예에 따른 신장 제한부(200b)의 와이어(210b)는 기판의 신장 또는 수축에 대응되어 신장 또는 수축되도록 형성될 수 있다. 즉, 와이어(210b)는 기판이 신장 시에 함께 신장되고, 기판이 수축 시에는 함께 수축될 수 있다. 일 예로, 와이어(210b)는 탄성 소재로 형성될 수 있다.
와이어(210b)는 수평방향으로 이웃하는 셀과, 수직 방향으로 이웃하는 셀을 연결하는 와이어(213) 및 대각선 방향으로 이웃하는 셀을 연결하는 와이어(214)를 가질 수 있다. 각각의 와이어(213,214)는 기판이 제한 변형률 이상으로 신장하기 전에는, 제1변형률(D1)의 범위에서 변형될 수 있으며, 이때에는 제1강성을 보유할 수 있다. 그러다가, 기판이 제한 변형률 이상으로 신장되면 제2변형률(D2)의 범위에서 변형될 수 있고, 이때에는 제2강성을 보유할 수 있다.
기판이 신장됨에 따라 각각의 와이어(213,214)가 신장될 때, 각각의 와이어(213,214)는 기판이 제한 변형률 이상으로 변형되는 시점에서 제2변형률(D2)의 범위에 도달하도록 형성될 수 있다. 각각의 와이어(213,214)는 기판이 제한 변형률 이상으로 신장 변형하게 되면, 제1강성에서 제2강성을 보유할 수 있고, 이를 통해, 기판의 신장을 제한할 수 있다.
한편, 다른 예로, 각각의 와이어(213,214)는 인장할려고 하는 힘에 저항하는 탄성부재, 예를 들면, 인장 코일 스프링 형태로 마련될 수 있다. 이러한 인장 코일 스프링 형태의 와이어는 기판이 제한 변형률 이상으로 변형되는 시점에서 제2변형률(D2)의 범위에 도달하도록 형성될 수 있고, 이를 통해, 기판이 제한 변형률 이상으로 신장 변형하게 되면, 제1강성에서 제2강성을 보유하게 되어 기판의 신장을 제한할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 신축성 패널을 나타낸 예시도이다. 본 실시예에서는 신장 제한부의 구성이 다를 수 있으며, 기판은 전술한 제1실시예와 동일하므로 반복되는 내용은 가급적 설명을 생략한다.
도 6에서 보는 바와 같이, 본 실시예에 따른 신장 제한부(200c)는 일단부가 복수의 셀(120a,120b,120c,120d) 중 대각선 방향으로 이웃하는 셀(120b,120d)에 고정되는 걸림구(230b,230c)를 가질 수 있다.
제1걸림구(230b)의 일단부(231b)는 해당 셀(120d)에 고정될 수 있으며, 타단부(232b)는 어디에도 고정되지 않은 자유단 상태일 수 있다. 그리고, 제1걸림구(230b)가 결합된 셀(120d)와 대각선 방향의 셀(120b)에 고정되는 제2걸림구(230c)는 일단부(231c)가 해당 셀(120b)에 고정될 수 있으며, 타단부(232c)는 어디에도 고정되지 않은 자유단 상태일 수 있다.
대각선 방향으로 이웃하는 셀(120b,120d)에 각각 구비되는 제1걸림구(230b) 및 제2걸림구(230c)는 쌍을 이룰 수 있다. 기판(100)이 신장하지 않은 초기 상태에서는, 제1걸림구(230b) 및 제2걸림구(230c)는 서로 결합되지 않을 수 있다. 그러다가 기판(100)이 제한 변형률만큼 신장된 상태에서는 셀(120a,120b,120c,120d)의 회동에 의해 제1걸림구(230b) 및 제2걸림구(230c)의 (232b,232c)는 서로 결합될 수 있다. 그리고, 기판이 제한 변형률 이상으로 신장되면 제1걸림구(230b) 및 제2걸림구(230c)는 서로 결합되어 제2강성을 보유할 수 있게 되고, 이를 통해, 기판(100)의 신장이 제한되도록 할 수 있다. 제1걸림구(230b) 및 제2걸림구(230c)의 결합이 용이하도록, 타단부(232b,232c)는 후크 형상으로 형성될 수 있다.
한편, 도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 신축성 패널에서 신장 제한부의 다른 예를 나타낸 예시도인데, 도 7에서 보는 바와 같이, 신장 제한부는 대각선 방향으로 배치되는 다른 셀(120a,120c)에 결합되어 쌍을 이루는 걸림구(230d,230e)를 더 가질 수 있다.
이에 따르면, 기판(100)이 신장되면서 셀(120a,120b,120c,120d)이 회동하게 되면 전술한 한 쌍의 걸림구(230b,230c) 뿐만 아니라, 추가된 한 쌍의 걸림구(230d,230e)도 서로 결합하게 되기 때문에, 더욱 안정적인 제한력이 발생되어 기판(100)의 신장이 효과적으로 제한될 수 있다.
도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 신축성 패널의 기판 및 신장 제한부를 나타낸 예시도인데, 도 8의 (a) 및 (b)는 신장 제한부를 나타낸 것이고, 도 8의 (c) 및 (d)는 기판을 나타낸 것이다. 그리고 도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 신축성 패널을 나타낸 예시도인데, 도 9의 신장 제한부 및 기판이 결합된 상태를 나타낸 것이다. 본 실시예에서는 신장 제한부의 구성이 다를 수 있으며, 기판은 전술한 제1실시예와 동일하므로 반복되는 내용은 가급적 설명을 생략한다.
도 8 및 도 9에서 보는 바와 같이, 본 실시예에 따른 신장 제한부(200d)는 신축성 필름일 수 있으며, 제2절개부(240), 패치(250a,250b,250c,250d) 및 연결부(260a,260b,260c,260d)를 가질 수 있다.
제2절개부(240)는 신장 제한부(200d) 자체에 형성될 수 있으며, 신장 제한부(200d)의 상면 및 하면을 관통하여 형성될 수 있다. 제2절개부(240)는 제3절개선(241) 및 제4절개선(242)을 가질 수 있다.
제3절개선(241)은 신장 제한부(200d)가 제3절개선(241)에 의해 완전하게 분리되지는 않도록 형성될 수 있다. 그리고 제4절개선(242)은 제3절개선(241)에 교차하도록 형성될 수 있다. 제4절개선(242)도 신장 제한부(200d)가 완전하게 분리되도록 형성되는 것은 아니다. 제2절개부(240)는 전체적으로 전술한 제1절개부(110)와 유사하게 형성될 수 있다.
패치(250a,250b,250c,250d)는 제2절개부(240)에 의해 구획되어 형성될 수 있다.
연결부(260a,260b,260c,260d)는 이웃하는 패치를 연결할 수 있다. 이에 따라, 각각의 패치(250a,250b,250c,250d)는 제2절개부(240)에 의해 구획되지만 연결부(260a,260b,260c,260d)에 의해 서로 완전하게 분리되지 않고 연결될 수 있다. 예를 들면, 제2방향(A2)으로 서로 이웃하는 패치(250b,250c)는 그 사이에 형성되는 연결부(260b)에 의해 서로 연결될 수 있고, 제1방향(A1)으로 서로 이웃하는 패치(250c,250d)는 그 사이에 형성되는 연결부(260c)에 의해 서로 연결될 수 있다.
제2절개부(240) 및 연결부(260a,260b,260c,260d)는 도 8의 (a)에서와 같이 인장력을 가해 신장 제한부(200d)가 임계 변형률 상태로 변형된 상태에서 형성될 수 있다. 여기서, 신장 제한부(200d)의 임계 변형률은 기판(100)의 제한 변형률에 대응될 수 있다.
신장 제한부(200d)는 신축성 필름으로 형성되기 때문에, 신장 제한부(200d)에 가해지는 인장력이 제거되면 신장 제한부(200d)는 도 8의 (b)와 같이 수축되어, 초기 상태로 될 수 있다.
신장 제한부(200d)는 신장되지 않은 초기 상태인 상태에서, 도 8의 (d)에서와 같은 초기 상태의 기판(100)에 결합될 수 있다. 그러면, 도 9의 (b)에서 보는 바와 같이, 신장 제한부(200d)가 기판(100)에 결합되었을 때, 패치(250a,250b,250c,250d)는 셀(120a,120b,120c,120d)에 위치될 수 있고, 연결부(260a,260b,260c,260d)는 기판(100)의 잔존 영역에 위치될 수 있다.
연결부(260a,260b,260c,260d)는 신장 제한부(200d)가 신장되지 않은 초기 상태에서는 주름 수축될 수 있다. 즉, 연결부(260a,260b,260c,260d)는 기판(100)이 신장되지 않은 초기 상태에서는 주름 수축될 수 있다.
이 상태에서, 신축성 패널에 인장력이 가해지면, 기판(100)과 함께 신장 제한부(200d)가 신장될 수 있으며, 기판(100)이 제한 변형률만큼 신장된 상태에서는 연결부(260a,260b,260c,260d)는 펴진 상태로 유지될 수 있다. 그리고, 기판(100)이 제한 변형률 이상으로 신장되면 신장 제한부(200d)는 임계 변형률 이상으로 신장되게 되면서 제2강성을 보유하게 되고, 이를 통해 기판(100)의 신장을 제한할 수 있다(도 9의 (a) 상태).
한편, 다른 예로, 신장 제한부(200d)는 비신축성 소재로 형성될 수도 있다.
신장 제한부(200d)는 도 8의 (a)에서와 같이 제2절개부(240), 연결부(260a,260b,260c,260d) 및 패치(250a,250b,250c,250d)가 패터닝될 수 있다. 그리고, 도 9의 (a)에서와 같이 기판(100)에 부착될 수 있으며, 도 9의 (b)에서와 같이 기판(100)이 수축되면 연결부(260a,260b,260c,260d)는 볼록하게 돌출되거나 또는 주름지게 될 수 있다.
신축성 패널에 인장력이 가해져 기판(100)이 신장되면 연결부(260a,260b,260c,260d)는 점차적으로 펴질 수 있으며, 기판(100)이 제한 변형률만큼 신장된 상태에서는 연결부(260a,260b,260c,260d)는 완전하게 펴진 상태가 될 수 있다. 그리고, 기판(100)이 제한 변형률 이상으로 신장되어 결부(260a,260b,260c,260d)는 완전하게 펴진 상태가 되면 신장 제한부(200d)는 제2강성을 보유하게 되고, 이를 통해 기판(100)의 신장을 제한할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제5실시예에 따른 신축성 패널의 기판 및 신장 제한부를 나타낸 예시도이다. 본 실시예에서는 스토퍼를 더 포함할 수 있으며, 기판은 전술한 제1실시예와 동일하므로 반복되는 내용은 가급적 설명을 생략한다.
도 10에서 보는 바와 같이, 본 실시예에 따른 신축성 패널은 스토퍼(270)를 더 포함할 수 있다.
스토퍼(270)는 프레임(271a,271b,271c,271d), 리니어 가이드(273), 제1걸림구(276) 및 제2걸림구(277)를 가질 수 있다.
프레임(271a,271b,271c,271d)은 기판(100)의 외측에 기판(100)의 테두리 방향을 따라 구비될 수 있다. 프레임(271a,271b,271c,271d)은 기판(100)의 상측, 하측, 좌측 및 우측에 각각 구비될 수 있으며, 기판(100)의 테두리 중앙부분에 위치될 수 있다.
리니어 가이드(273)는 프레임(271a,271b,271c,271d)에 결합될 수 있다. 구체적으로, 리니어 가이드(273)는 기판(100)의 모서리를 포함하는 영역에서 각각의 프레임(271a,271b,271c,271d)의 사이에 구비될 수 있으며, 양단부가 양측의 프레임에 이동 가능하게 결합될 수 있다. 이를 통해, 기판(100)의 신장 변형 또는 수축 변형 시에 리니어 가이드(273)는 프레임의 길이방향으로 이동될 수 있다.
제1걸림구(276)는 각각의 프레임(271a,271b,271c,271d)에 구비될 수 있으며, 각 프레임의 양단부에 형성될 수 있다. 그리고 제2걸림구(277)는 리니어 가이드(273)에 구비될 수 있다.
기판(100)이 신장 변형될 때, 제2걸림구(277)는 리니어 가이드(273)와 함께 이동되다가 제1걸림구(276)에 걸림으로써 리니어 가이드(273)의 이동이 구속되도록 할 수 있다. 기판(100)이 초기 상태(도 10의 (a) 상태)에서 신장되면(도 10의 (b) 상태), 각각의 리니어 가이드(273)는 기판(100)의 신장 상태에 대응되어 프레임(271a,271b,271c,271d)을 따라 이동할 수 있다. 그리고, 제1걸림구(276) 및 제2걸림구(277)는 기판(100)이 제한 변형률 이상으로 신장되면 서로 걸림결합되어 기판(100)의 신장을 제한할 수 있다.
그리고, 스토퍼(270)는 걸림 와이어(278)를 가질 수 있다. 걸림 와이어(278)는 일단부가 기판(100) 중 꼭지점에 해당되는 셀(120a,120b,120c,120d)에 결합되고, 타단부는 각 모서리에 위치되는 리니어 가이드(273)에 결합될 수 있다. 걸림 와이어(278)는 기판(100)이 초기 상태일 때, 걸림 와이어(278)의 일단부가 결합된 셀과 타단부가 결합된 리니어 가이드(273) 사이의 직선 거리보다 긴 길이로 형성될 수 있으며, 기판(100)이 제한 변형률만큼 신장된 경우에는 팽행하게 유지되어 장력을 발생할 수 있다.
본 실시예에서는, 신장 제한부(200d)는 기판(100)의 모든 셀(120n)에 대해 이웃하는 셀을 연결하는 와이어(210)에 더해 스토퍼(270)의 구성을 더 포함하기 때문에 기판(100)이 변형될 때, 모든 셀(120n)의 변형률 분포 차이가 효과적으로 감소될 수 있다.
도 11은 본 발명의 제6실시예에 따른 신축성 패널을 나타낸 예시도이다.
도 11에서 보는 바와 같이, 본 실시예에 따른 신축성 패널은 기판만 포함할 수 있으며, 별도의 신장 제한부는 생략될 수 있다.
본 실시예에서 기판(100a)은 제1절개부(110), 셀(120a,120b,120c,120d) 그리고 신축성의 이음부(130a,130b,130c,130d)를 가질 수 있다.
제1절개부(110)는 기판(100a) 자체에 형성될 수 있으며, 기판(100a)의 상면 및 하면을 관통하여 형성될 수 있다.
제1절개부(110)는 제1절개선(111) 및 제2절개선(112)을 가질 수 있다. 제1절개선(111) 및 제2절개선(112)은 제1실시예와 동일할 수 있다.
셀(120a,120b,120c,120d)은 제1절개부(110)에 의해 구획되어 형성될 수 있다. 각각의 셀(120a,120b,120c,120d)은 제1절개부(110)에 의해 구획되지만 서로 완전하게 분리되지는 않을 수 있다. 셀(120a,120b,120c,120d)은 제1실시예와 동일할 수 있다.
이음부(130a,130b,130c,130d)는 이웃되는 셀이 서로 연결되도록 할 수 있다. 예를 들면, 제2방향(A2)으로 서로 이웃하는 셀(120b,120c)은 그 사이에 형성되는 이음부(130b)를 통해 서로 연결될 수 있고, 제1방향(A1)으로 서로 이웃하는 셀(120c,120d)는 그 사이에 형성되는 이음부(130c)를 통해 서로 연결될 수 있다.
본 실시예에서, 제1절개부(110) 및 이음부(130a,130b,130c,130d)는 기판(100a)이 제한 변형률 상태로 변형된 형상으로 형성될 수 있다.
기판(100a)이 신장되지 않은 초기 상태에서는 이음부(130a,130b,130c,130d)는 주름 수축되도록 형성될 수 있으며, 이때 기판(100a)은 제1강성을 가질 수 있다(도 10의 (b) 참조).
그리고, 기판(100a)이 제한 변형률만큼 신장된 상태에서는 이음부(130a,130b,130c,130d)는 펴진 상태로 유지되어 기판(100a)은 제1강성보다 큰 제2강성을 가지도록 형성될 수 있다(도 11의 (a) 참조). 또한, 기판(100a)이 제한 변형률 이상으로 신장되면 기판(100a)은 제2강성을 보유하면서 신장이 제한될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 기판(100a) 자체가 신장이 제한되도록 형성될 수 있기 때문에, 별도의 신장 제한부의 구성은 생략될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100, 100a: 기판
110: 제1절개부
120a,120b,120c,120d: 셀
130a,130b,130c,130d: 이음부
200,200a,200b,200c,200d: 신장 제한부
210: 와이어
230b,230c,230d,230e: 걸림구
240: 제2절개부
250a,250b,250c,250d: 패치
260a,260b,260c,260d: 연결부
270: 스토퍼
271a,271b,271c,271d: 프레임
273: 리니어 가이드

Claims (7)

  1. 제1절개부, 상기 제1절개부에 의해 구획되고 소자가 실장되는 복수의 셀을 가지며, 상기 복수의 셀 사이의 간격이 조절되도록 신장 또는 수축되는 필름 형태의 기판; 그리고
    상기 기판에 구비되며, 상기 기판의 제한 변형률 미만에서는 제1강성을 가지고, 상기 제한 변형률 이상에서는 상기 제1강성보다 큰 제2강성을 가지도록 형성되어 상기 기판의 신장을 제한하는 신장 제한부를 포함하며,
    상기 신장 제한부는
    상기 복수의 셀 중 이웃하는 셀에 양단부가 고정되는 와이어와,
    상기 복수의 셀에 각각 구비되고 상기 와이어의 양단부가 각각 고정되는 고정구를 가지는 것을 특징으로 하는 신축성 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 와이어는 상기 기판이 신장되지 않은 초기 상태에서는 양단부가 고정된 상기 셀 사이의 직선거리보다는 길게 형성되고, 상기 기판이 상기 제한 변형률만큼 신장된 상태에서는 양단부가 고정된 상기 셀 사이에서 팽팽하게 유지되어 장력을 발생할 수 있는 길이로 형성되며,
    상기 기판이 상기 제한 변형률 이상으로 신장되면 상기 와이어는 상기 제2강성을 보유하면서 상기 기판의 신장을 제한하는 것을 특징으로 하는 신축성 패널.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 와이어는 각각 어느 하나의 셀로부터 수평방향으로 이웃하는 셀, 수직방향으로 이웃하는 셀 및 대각선 방향으로 이웃하는 셀에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 신축성 패널.
  4. 제1절개부, 상기 제1절개부에 의해 구획되고 소자가 실장되는 복수의 셀을 가지며, 상기 복수의 셀 사이의 간격이 조절되도록 신장 또는 수축되는 필름 형태의 기판; 그리고
    상기 기판에 구비되며, 상기 기판의 제한 변형률 미만에서는 제1강성을 가지고, 상기 제한 변형률 이상에서는 상기 제1강성보다 큰 제2강성을 가지도록 형성되어 상기 기판의 신장을 제한하는 신장 제한부를 포함하며,
    상기 신장 제한부는
    일단부가 상기 복수의 셀 중 대각선 방향으로 이웃하는 셀에 고정되고, 타단부는 어디에도 고정되지 않은 자유단 상태로 구비되는 걸림구를 가지고,
    상기 걸림구의 타단부는 후크 형상으로 형성되며,
    상기 걸림구는 상기 기판이 신장되지 않은 초기 상태에서는 상기 대각선 방향으로 이웃하는 셀에 고정되는 다른 걸림구와 결합되지 않고, 상기 기판이 상기 제한 변형률만큼 신장된 상태에서는 상기 대각선 방향으로 이웃하는 셀에 고정되는 상기 다른 걸림구와 결합되도록 구비되며,
    상기 기판이 상기 제한 변형률 이상으로 신장되면 상기 걸림구는 상기 대각선 방향으로 이웃하는 셀에 고정되는 상기 다른 걸림구와 결합되어 상기 제2강성을 보유하면서 상기 기판의 신장을 제한하는 것을 특징으로 하는 신축성 패널.
  5. 제1절개부, 상기 제1절개부에 의해 구획되고 소자가 실장되는 복수의 셀을 가지며, 상기 복수의 셀 사이의 간격이 조절되도록 신장 또는 수축되는 필름 형태의 기판; 그리고
    상기 기판에 구비되며, 상기 기판의 제한 변형률 미만에서는 제1강성을 가지고, 상기 제한 변형률 이상에서는 상기 제1강성보다 큰 제2강성을 가지도록 형성되어 상기 기판의 신장을 제한하는 신장 제한부를 포함하며,
    상기 신장 제한부는
    제2절개부, 상기 제2절개부에 의해 구획되는 복수의 패치 및 이웃하는 상기 패치를 연결하는 연결부를 가지는 신축성 필름이고,
    상기 제2절개부 및 상기 연결부는 상기 신축성 필름에 인장력이 가해져 상기 제한 변형률에 대응되는 임계 변형률 상태로 변형된 형상으로 형성되고,
    상기 연결부는 상기 기판에서 상기 복수의 셀 중 서로 이웃하는 셀의 사이에 형성되어 이웃하는 셀을 서로 연결하는 잔존영역에 위치되며,
    상기 연결부는 상기 기판이 신장되지 않은 초기 상태에서는 주름 수축되도록 형성되고, 상기 기판이 상기 제한 변형률만큼 신장된 상태에서는 펴진 상태로 유지되며,
    상기 기판이 상기 제한 변형률 이상으로 신장되면 상기 신축성 필름은 상기 제2강성을 보유하면서 상기 기판의 신장을 제한하는 것을 특징으로 하는 신축성 패널.
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