KR102544073B1 - 플렉서블 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 제1 바디 및 제2 바디와, 상기 제1바디 및 제2바디를 상대회전 가능하게 연결하는 힌지부와, 상기 제1바디 및 제2바디의 일면에 배치되며, 상기 상대회전에 의하여 폴딩 및 언폴딩하는 플렉서블 디스플레이부와, 상기 플렉서블 디스플레이부의 폴딩에 의하여 형성되는 상기 제1 바디 및 제2 바디의 사이 공간을 가리도록 상기 제1 바디 및 제2 바디의 사이에 배치되는 가림부재, 및 상기 힌지부와 연결되어 상기 플렉서블 디스플레이부의 폴딩 및 언폴딩에 연동하여 회전하며, 상기 가림부재의 적어도 일부를 지지하도록 이루어지는 레버를 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치를 개시한다.

Description

플렉서블 디스플레이 장치{FLEXIBLE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 외력에 의하여 변형이 가능한 플렉서블 디스플레이를 구비하는 플렉서블 디스플레이 장치에 관한 것이다.
통신 단말기, 멀티미디어 기기, 휴대형 컴퓨터, 게임기, 촬영장치 등 휴대가 가능한 전자 기기(이하, 이동 단말기)는 영상 정보를 표시하는 디스플레이를 구비한다. 이동 단말기는 휴대의 편의성을 위하여 보다 작은 크기로 접을 수 있는 폴딩 구조를 갖기도 한다. 이러한 형태의 전자 기기에서는 두 개의 바디가 폴딩 구조(예를 들어, 힌지부)에 의하여 연결된다.
종래의 디스플레이는 접을 수 없는 구조를 가졌기 때문에, 디스플레이가 폴딩 가능하게 연결되는 두 개의 바디 전체에 걸쳐 배치되는 구조는 구현될 수 없었다. 그러므로, 폴딩 구조의 전자 기기에는 실질적으로 대화면이 적용될 수 없었다.
그러나 최근에 휘어짐이 가능한 플렉서블 디스플레이가 개발됨에 따라, 폴딩 구조의 이동 단말기에 플렉서블 디스플레이를 적용하려는 연구가 이루어지고 있다. 이 경우, 플렉서블 디스플레이가 폴딩 구조를 가로질러 두 개의 바디 전체에 걸쳐 배치될 수 있으므로, 대화면이 구현될 수 있다.
다만, 플렉서블 디스플레이 장치에서는 플렉서블 디스플레이를 힌지부를 이용하여 폴딩(접힘) 상태 및 언폴딩(펼친) 상태로 변형하나, 변형의 편차 문제가 존재한다. 즉, 굽힘의 경우 중립축(중립선)을 중심으로 일측은 인장변형되고, 타측은 압축변형되는 현상이 발생한다.
보다 구체적으로, 폴딩 구조의 전자 기기는 디스플레이의 특성을 보완하기 위하여, 디스플레이의 중립면(Neutral Plane) 제어를 위한 Hinge 작동 구조 (길이 보상 방식, 은폐 구조, 각 요소 별 연동 구조)나 디스플레이의 배면을 지지하기 위한 구조 및 작동 방식에 대한 여러가지 고려가 필요하다.
다만, 플렉서블 디스플레이 장치에서는 플렉서블 디스플레이를 힌지부를 이용하여 폴딩(접힘) 상태 및 언폴딩(펼친) 상태로 변형하나, 변형의 편차 문제가 존재한다. 즉, 굽힘의 경우 중립축(중립선)을 중심으로 일측은 인장변형되고, 타측은 압축변형되는 현상이 발생한다.
특히, 디스플레이가 바깥쪽으로 접히는 아우터 폴딩 타입의 플렉서블 디스플레이 장치에서는 실제 동작하는 단말기 형태로 구현하기 위하여, 전술한 문제를 해결하는 것이 필수적이다.
본 발명의 첫 번째 목적은, 플렉서블 디스플레이 장치에서 폴딩 및 언폴딩에 따른 길이 보상을 구현하는 새로운 메커니즘을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 두 번째 목적은, 아우터 폴딩 형태의 플렉서블 디스플레이 장치에서 사이즈가 보다 슬림화될 수 있는 힌지부 구조를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 세 번째 목적은, 플렉서블 디스플레이 장치에서 언폴딩시에 플렉서블 디스플레이이 평탄도를 유지하는 기능을 구현하기 위한 것이다.
이와 같은 본 발명의 과제를 달성하기 위하여, 플렉서블 디스플레이 장치는 플렉서블 디스플레이부가 바디의 바깥쪽에 배치되고, 힌지부의 길이 가변을 바디와 힌지부의 상대 슬라이딩을 통하여 보상한다.
보다 구체적으로, 상기 플렉서블 디스플레이 장치는, 제1 바디 및 제2 바디와, 상기 제1바디 및 제2바디를 상대회전 가능하게 연결하는 힌지부, 및 상기 제1바디 및 제2바디의 일면에 배치되며, 폴딩 및 언폴딩 가능하게 형성되는 플렉서블 디스플레이부를 포함하고, 상기 플렉서블 디스플레이부는 폴딩시에 외부로 노출되며 상기 제2바디와 함께 상기 제1바디의 타면을 덮도록 이루어지며, 상기 폴딩시에 상기 힌지부는 적어도 일부의 길이가 가변되고, 상기 제2바디의 하우징은 상기 힌지부의 길이 변화를 보상하도록 상기 힌지부에 대하여 상대 슬라이딩하도록 이루어진다.
본 발명의 일 실시예로, 상기 힌지부는 일 방향을 따라 순차적으로 배치되는 복수의 힌지분절들을 구비하고, 상기 힌지분절들은 상기 폴딩시에 상기 제1바디의 일측면을 감싸도록 배치된다.
상기 제1바디의 일측면은 상기 제2바디보다 두꺼운 두께를 가질 수 있다. 상기 힌지분절들은 상기 폴딩 및 언폴딩에 따라 상기 플렉서블 디스플레이부와 가까운 일단부의 거리가 변하도록 형성되고, 상기 거리 변화를 보상하도록 상기 제1바디 및 제2바디는 상대 슬라이딩하도록 형성될 수 있다.
상기 힌지분절들은 상기 언폴딩에서 상기 폴딩으로 전환함에 따라 상기 힌지분절들의 회전중심을 기준으로 상기 일단부의 거리가 멀어지고, 상기 플렉서블 디스플레이부는 상기 일단부를 덮도록 배치될 수 있다.
상기 힌지분절들 중 어느 하나는 상기 제2바디의 하우징에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 슬라이딩 플레이트와 연결된다. 상기 힌지분절들 중 최외각의 제1힌지분절은 상기 슬라이딩 플레이트와 일체로 형성될 수 있다.
다른 예로서, 상기 제2바디의 하우징에는 상기 플렉서블 디스플레이부가 고정되고, 상기 힌지부의 길이 변화를 보상하도록 상기 제2바디의 하우징에 슬라이딩 가능하게 연결되는 슬라이딩 플레이트가 상기 힌지부에서 연장된다.
또한, 본 발명은 상기 플렉서블 디스플레이부의 폴딩 및 언폴딩에 연동하여 상기 슬라이딩 동작이 수행되도록, 상기 탄성력 제공부의 새로운 구조를 제시한다.
예를 들어, 상기 제2바디의 하우징에는 상기 슬라이딩 플레이트에 탄성력을 부가하는 탄성력 제공부가 배치된다. 상기 탄성력 제공부는 상기 슬라이딩 플레이트에 상기 힌지부와 멀어지는 방향으로 탄성력을 부가하고, 상기 슬라이딩 플레이트가 상기 상기 힌지부를 향하여 당겨지도록 상기 슬라이딩 플레이트와 상기 제1바디의 적어도 일부에는 액추에이터가 각각 연결된다.
상기 액추에이터는, 상기 제1바디에서 상기 힌지부를 경유하여 상기 슬라이딩 플레이트로 연장되는 복수의 연장부와, 상기 연장부와 수직한 방향으로 형성되어 상기 연장부를 서로 연결하는 연결부를 포함할 수 있다. 상기 연결부는 상기 슬라이딩 플레이트에 결합될 수 있다.
다른 예로서, 상기 제1바디는 상기 액추에이터와 연결되는 지지 플레이트를 구비하고, 상기 지지 플레이트는 상기 제1바디의 하우징에 슬라이딩 가능하게 결합되고, 상기 제1바디의 하우징에는 상기 지지 플레이트에 탄성력을 가하는 스프링이 배치될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 플렉서블 디스플레이부의 평탄도를 유지할 수 있도록, 플렉서블 부재에 자성체를 혼입하고, 마그넷과의 자기력을 이용하여 상기 플렉서블 디스플레이부를 가압한다.
보다 구체적으로, 상기 플렉서블 디스플레이부에는 상기 폴딩에 의하여 굽혀지는 굽힘부가 형성되고, 상기 플렉서블 디스플레이부의 언폴딩시에 상기 굽힘부를 가압하도록, 상기 플렉서블 디스플레이부의 배면에는 자성체가 혼입된 플렉서블 부재가 배치되며, 상기 플렉서블 부재와 이격된 위치에 마그넷이 배치된다.
상기 플렉서블 부재의 배면에는 플렉서블 프레임이 배치되고, 상기 마그넷은 상기 플렉서블 프레임과 이격되도록 배치될 수 있다.
상술한 해결수단을 통해 얻게 되는 본 발명의 효과는 다음과 같다.
첫째, 힌지부의 중립선이 디스플레이 라인과 이격된 위치에 형성되나, 본 발명의 길이 보상 구조를 통하여 아우터 폴딩 타입의 플렉서블 디스플레이 장치가 구현될 수 있다.
둘째, 힌지분절이 슬라이딩 플레이트와 일체화되는 구조를 통하여, 보다 컴팩트한 디스플레이 장치에 제공할 수 있다. 또한, 탄성력 제공부를 통하여, 슬라이딩 플레이트와 하우징의 상대 슬라이딩이 디스플레이의 폴딩 및 언폴딩 동작에 연동되는 메커니즘이 구현될 수 있다.
셋째, 언폴딩시에 자기력 및 탄성력이 함께 플렉서블 디스플레이의 배면에 물리력을 가하여, 플렉서블 디스플레이가 항상 평평한 상태로 원복되어, 표면이 물결처럼 일어나는 현상의 발생이 방지될 수 있다. 따라서, 플렉서블 디스플레이 장치의 신뢰성이 향상될 수 있다. 또한, 언폴딩시에 가하는 물리력이 연성재질에 혼입된 자성체에 의하여 제공됨에 따라, 컴팩트한 구조의 유지가 가능하게 된다.
도 1a는 본 발명과 관련된 디스플레이 장치를 설명하기 위한 블록도.
도 1b는 아우터 폴딩 형태의 플렉서블 디스플레이 장치를 설명하기 위한 개념도
도 2는 도 1b의 플렉서블 디스플레이 장치의 동작을 나타내는 동작도.
도 3은 도 1b의 A, B 부분의 확대도.
도 4는 도 1b의 플렉서블 디스플레이 장치의 동작을 나타내는 단면도.
도 5 는 도 1b의 플렉서블 디스플레이 장치의 분해도 및 액추에이터의 확대도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따르는 플렉서블 디스플레이 장치의 동작을 나타내는 동작도들.
도 7은 도 6의 플렉서블 디스플레이 장치의 동작을 나타내는 단면도들.
도 8은 도 6의 플렉서블 디스플레이 장치의 분해도.
도 9는 도 7의 C 부분의 확대도.
도 10은 도 9의 플렉서블 프레임을 나타내는 평면도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 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.
본 명세서에서 설명되는 디스플레이 장치에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등의 이동 단말기가 포함될 수 있다.
그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다. 이하, 본 명세서에서는 설명의 편의상 이동 단말기를 플렉서블 디스플레이 장치의 하나의 예시로서 설명한다.
도 1a는 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이다.
상기 이동 단말기(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 감지부(140), 출력부(150), 인터페이스부(160), 메모리(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1a에 도시된 구성요소들은 이동 단말기를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 이동 단말기는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100) 사이, 또는 이동 단말기(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(110)는, 이동 단말기(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.
이러한 무선 통신부(110)는, 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114), 위치정보 모듈(115) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
입력부(120)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 122), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(123, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.
센싱부(140)는 이동 단말기 내 정보, 이동 단말기를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(140)는 근접센서(141, proximity sensor), 조도 센서(142, illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121 참조)), 마이크로폰(microphone, 122 참조), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 이동 단말기는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.
출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(151), 음향 출력부(152), 햅팁 모듈(153), 광 출력부(154) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이부(151)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 이동 단말기(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(123)로써 기능함과 동시에, 이동 단말기(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.
인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(160)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이동 단말기(100)에서는, 상기 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.
또한, 메모리(170)는 이동 단말기(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 이동 단말기(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 이동 단말기(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 이동 단말기(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 이동 단말기(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, 이동 단말기(100) 상에 설치되어, 제어부(180)에 의하여 상기 이동 단말기의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.
제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 이동 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1a와 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 이동 단말기(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.
전원공급부(190)는 제어부(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 이동 단말기(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.
상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 이동 단말기의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 이동 단말기의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 이동 단말기 상에서 구현될 수 있다.
이하에서는, 위에서 살펴본 이동 단말기(100)를 통하여 구현되는 다양한 실시 예들을 살펴보기에 앞서, 위에서 열거된 구성요소들에 대하여 도 1a를 참조하여 보다 구체적으로 살펴본다.
먼저, 무선 통신부(110)에 대하여 살펴보면, 무선 통신부(110)의 방송 수신 모듈(111)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다. 상기 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널을 포함할 수 있다. 적어도 두 개의 방송 채널들에 대한 동시 방송 수신 또는 방송 채널 스위칭을 위해 둘 이상의 상기 방송 수신 모듈이 상기 이동단말기(100)에 제공될 수 있다.
상기 방송 관리 서버는, 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 생성하여 송신하는 서버 또는 기 생성된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 제공받아 단말기에 송신하는 서버를 의미할 수 있다. 상기 방송 신호는, TV 방송 신호, 라디오 방송 신호, 데이터 방송 신호를 포함할 뿐만 아니라, TV 방송 신호 또는 라디오 방송 신호에 데이터 방송 신호가 결합한 형태의 방송 신호도 포함할 수 있다.
상기 방송 신호는 디지털 방송 신호의 송수신을 위한 기술표준들(또는 방송방식, 예를 들어, ISO, IEC, DVB, ATSC 등) 중 적어도 하나에 따라 부호화될 수 있으며, 방송 수신 모듈(111)은 상기 기술표준들에서 정한 기술규격에 적합한 방식을 이용하여 상기 디지털 방송 신호를 수신할 수 있다.
상기 방송 관련 정보는, 방송 채널, 방송 프로그램 또는 방송 서비스 제공자에 관련된 정보를 의미할 수 있다. 상기 방송 관련 정보는, 이동통신망을 통하여도 제공될 수 있다. 이러한 경우에는 상기 이동통신 모듈(112)에 의해 수신될 수 있다.
상기 방송 관련 정보는 예를 들어, DMB(Digital Multimedia Broadcasting)의 EPG(Electronic Program Guide) 또는 DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld)의 ESG(Electronic Service Guide) 등의 다양한 형태로 존재할 수 있다. 방송 수신 모듈(111)을 통해 수신된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보는 메모리(160)에 저장될 수 있다.
이동통신 모듈(112)은, 이동통신을 위한 기술표준들 또는 통신방식(예를 들어, GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), CDMA2000(Code Division Multi Access 2000), EV-DO(Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등)에 따라 구축된 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다.
상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 이동 단말기(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 기술들에 따른 통신망에서 무선 신호를 송수신하도록 이루어진다.
무선 인터넷 기술로는, 예를 들어 WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등이 있으며, 상기 무선 인터넷 모듈(113)은 상기에서 나열되지 않은 인터넷 기술까지 포함한 범위에서 적어도 하나의 무선 인터넷 기술에 따라 데이터를 송수신하게 된다.
WiBro, HSDPA, HSUPA, GSM, CDMA, WCDMA, LTE, LTE-A 등에 의한 무선인터넷 접속은 이동통신망을 통해 이루어진다는 관점에서 본다면, 상기 이동통신망을 통해 무선인터넷 접속을 수행하는 상기 무선 인터넷 모듈(113)은 상기 이동통신 모듈(112)의 일종으로 이해될 수도 있다.
근거리 통신 모듈(114)은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다. 이러한, 근거리 통신 모듈(114)은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 통해 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100) 사이, 또는 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100, 또는 외부서버)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다. 상기 근거리 무선 통신망은 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks)일 수 있다.
여기에서, 다른 이동 단말기(100)는 본 발명에 따른 이동 단말기(100)와 데이터를 상호 교환하는 것이 가능한(또는 연동 가능한) 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 스마트워치(smartwatch), 스마트 글래스(smart glass), HMD(head mounted display))가 될 수 있다. 근거리 통신 모듈(114)은, 이동 단말기(100) 주변에, 상기 이동 단말기(100)와 통신 가능한 웨어러블 디바이스를 감지(또는 인식)할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 감지된 웨어러블 디바이스가 본 발명에 따른 이동 단말기(100)와 통신하도록 인증된 디바이스인 경우, 이동 단말기(100)에서 처리되는 데이터의 적어도 일부를, 상기 근거리 통신 모듈(114)을 통해 웨어러블 디바이스로 전송할 수 있다. 따라서, 웨어러블 디바이스의 사용자는, 이동 단말기(100)에서 처리되는 데이터를, 웨어러블 디바이스를 통해 이용할 수 있다. 예를 들어, 이에 따르면 사용자는, 이동 단말기(100)에 전화가 수신된 경우, 웨어러블 디바이스를 통해 전화 통화를 수행하거나, 이동 단말기(100)에 메시지가 수신된 경우, 웨어러블 디바이스를 통해 상기 수신된 메시지를 확인하는 것이 가능하다.
위치정보 모듈(115)은 이동 단말기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 WiFi(Wireless Fidelity) 모듈이 있다. 예를 들어, 이동 단말기는 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 이동 단말기의 위치를 획득할 수 있다. 다른 예로서, 이동 단말기는 Wi-Fi모듈을 활용하면, Wi-Fi모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)의 정보에 기반하여, 이동 단말기의 위치를 획득할 수 있다. 필요에 따라서, 위치정보모듈(115)은 치환 또는 부가적으로 이동 단말기의 위치에 관한 데이터를 얻기 위해 무선 통신부(110)의 다른 모듈 중 어느 기능을 수행할 수 있다. 위치정보모듈(115)은 이동 단말기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위해 이용되는 모듈로, 이동 단말기의 위치를 직접적으로 계산하거나 획득하는 모듈로 한정되지는 않는다.
다음으로, 입력부(120)는 영상 정보(또는 신호), 오디오 정보(또는 신호), 데이터, 또는 사용자로부터 입력되는 정보의 입력을 위한 것으로서, 영상 정보의 입력을 위하여, 이동 단말기(100) 는 하나 또는 복수의 카메라(121)를 구비할 수 있다. 카메라(121)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시되거나 메모리(170)에 저장될 수 있다. 한편, 이동 단말기(100)에 구비되는 복수의 카메라(121)는 매트릭스 구조를 이루도록 배치될 수 있으며, 이와 같이 매트릭스 구조를 이루는 카메라(121)를 통하여, 이동 단말기(100)에는 다양한 각도 또는 초점을 갖는 복수의 영상정보가 입력될 수 있다. 또한, 복수의 카메라(121)는 입체영상을 구현하기 위한 좌 영상 및 우 영상을 획득하도록, 스트레오 구조로 배치될 수 있다.
마이크로폰(122)은 외부의 음향 신호를 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 이동 단말기(100)에서 수행 중인 기능(또는 실행 중인 응용 프로그램)에 따라 다양하게 활용될 수 있다. 한편, 마이크로폰(122)에는 외부의 음향 신호를 입력 받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.
사용자 입력부(123)는 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 것으로서, 사용자 입력부(123)를 통해 정보가 입력되면, 제어부(180)는 입력된 정보에 대응되도록 이동 단말기(100)의 동작을 제어할 수 있다. 이러한, 사용자 입력부(123)는 기계식 (mechanical) 입력수단(또는, 메커니컬 키, 예를 들어, 이동 단말기(100)의 전·후면 또는 측면에 위치하는 버튼, 돔 스위치 (dome switch), 조그 휠, 조그 스위치 등) 및 터치식 입력수단을 포함할 수 있다. 일 예로서, 터치식 입력수단은, 소프트웨어적인 처리를 통해 터치스크린에 표시되는 가상 키(virtual key), 소프트 키(soft key) 또는 비주얼 키(visual key)로 이루어지거나, 상기 터치스크린 이외의 부분에 배치되는 터치 키(touch key)로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 가상키 또는 비주얼 키는, 다양한 형태를 가지면서 터치스크린 상에 표시되는 것이 가능하며, 예를 들어, 그래픽(graphic), 텍스트(text), 아이콘(icon), 비디오(video) 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.
한편, 센싱부(140)는 이동 단말기 내 정보, 이동 단말기를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하고, 이에 대응하는 센싱 신호를 발생시킨다. 제어부(180)는 이러한 센싱 신호에 기초하여, 이동 단말기(100)의 구동 또는 동작을 제어하거나, 이동 단말기(100)에 설치된 응용 프로그램과 관련된 데이터 처리, 기능 또는 동작을 수행 할 수 있다. 센싱부(140)에 포함될 수 있는 다양한 센서 중 대표적인 센서들의 대하여, 보다 구체적으로 살펴본다.
먼저, 근접 센서(141)는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선 등을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 이러한 근접 센서(141)는 위에서 살펴본 터치 스크린에 의해 감싸지는 이동 단말기의 내부 영역 또는 상기 터치 스크린의 근처에 근접 센서(141)가 배치될 수 있다.
근접 센서(141)의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전 용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 터치 스크린이 정전식인 경우에, 근접 센서(141)는 전도성을 갖는 물체의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 물체의 근접을 검출하도록 구성될 수 있다. 이 경우 터치 스크린(또는 터치 센서) 자체가 근접 센서로 분류될 수 있다.
한편, 설명의 편의를 위해, 터치 스크린 상에 물체가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 물체가 상기 터치 스크린 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 명명하고, 상기 터치 스크린 상에 물체가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 명명한다. 상기 터치 스크린 상에서 물체가 근접 터치 되는 위치라 함은, 상기 물체가 근접 터치될 때 상기 물체가 상기 터치 스크린에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미한다. 상기 근접 센서(141)는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지할 수 있다. 한편, 제어부(180)는 위와 같이, 근접 센서(141)를 통해 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 데이터(또는 정보)를 처리하며, 나아가, 처리된 데이터에 대응하는 시각적인 정보를 터치 스크린상에 출력시킬 수 있다. 나아가, 제어부(180)는, 터치 스크린 상의 동일한 지점에 대한 터치가, 근접 터치인지 또는 접촉 터치인지에 따라, 서로 다른 동작 또는 데이터(또는 정보)가 처리되도록 이동 단말기(100)를 제어할 수 있다.
터치 센서는 저항막 방식, 정전용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식, 자기장 방식 등 여러가지 터치방식 중 적어도 하나를 이용하여 터치 스크린(또는 디스플레이부(151))에 가해지는 터치(또는 터치입력)을 감지한다.
일 예로서, 터치 센서는, 터치 스크린의 특정 부위에 가해진 압력 또는 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는, 터치 스크린 상에 터치를 가하는 터치 대상체가 터치 센서 상에 터치 되는 위치, 면적, 터치 시의 압력, 터치 시의 정전 용량 등을 검출할 수 있도록 구성될 수 있다. 여기에서, 터치 대상체는 상기 터치 센서에 터치를 인가하는 물체로서, 예를 들어, 손가락, 터치펜 또는 스타일러스 펜(Stylus pen), 포인터 등이 될 수 있다.
이와 같이, 터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(180)로 전송한다. 이로써, 제어부(180)는 디스플레이부(151)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다. 여기에서, 터치 제어기는, 제어부(180)와 별도의 구성요소일 수 있고, 제어부(180) 자체일 수 있다.
한편, 제어부(180)는, 터치 스크린(또는 터치 스크린 이외에 구비된 터치키)을 터치하는, 터치 대상체의 종류에 따라 서로 다른 제어를 수행하거나, 동일한 제어를 수행할 수 있다. 터치 대상체의 종류에 따라 서로 다른 제어를 수행할지 또는 동일한 제어를 수행할 지는, 현재 이동 단말기(100)의 동작상태 또는 실행 중인 응용 프로그램에 따라 결정될 수 있다.
한편, 위에서 살펴본 터치 센서 및 근접 센서는 독립적으로 또는 조합되어, 터치 스크린에 대한 숏(또는 탭) 터치(short touch), 롱 터치(long touch), 멀티 터치(multi touch), 드래그 터치(drag touch), 플리크 터치(flick touch), 핀치-인 터치(pinch-in touch), 핀치-아웃 터치(pinch-out 터치), 스와이프(swype) 터치, 호버링(hovering) 터치 등과 같은, 다양한 방식의 터치를 센싱할 수 있다.
초음파 센서는 초음파를 이용하여, 감지대상의 위치정보를 인식할 수 있다. 한편 제어부(180)는 광 센서와 복수의 초음파 센서로부터 감지되는 정보를 통해, 파동 발생원의 위치를 산출하는 것이 가능하다. 파동 발생원의 위치는, 광이 초음파보다 매우 빠른 성질, 즉, 광이 광 센서에 도달하는 시간이 초음파가 초음파 센서에 도달하는 시간보다 매우 빠름을 이용하여, 산출될 수 있다. 보다 구체적으로 광을 기준 신호로 초음파가 도달하는 시간과의 시간차를 이용하여 파동 발생원의 위치가 산출될 수 있다.
한편, 입력부(120)의 구성으로 살펴본, 카메라(121)는 카메라 센서(예를 들어, CCD, CMOS 등), 포토 센서(또는 이미지 센서) 및 레이저 센서 중 적어도 하나를 포함한다.
카메라(121)와 레이저 센서는 서로 조합되어, 3차원 입체영상에 대한 감지대상의 터치를 감지할 수 있다. 포토 센서는 디스플레이 소자에 적층될 수 있는데, 이러한 포토 센서는 터치 스크린에 근접한 감지대상의 움직임을 스캐닝하도록 이루어진다. 보다 구체적으로, 포토 센서는 행/열에 Photo Diode와 TR(Transistor)를 실장하여 Photo Diode에 인가되는 빛의 양에 따라 변화되는 전기적 신호를 이용하여 포토 센서 위에 올려지는 내용물을 스캔한다. 즉, 포토 센서는 빛의 변화량에 따른 감지대상의 좌표 계산을 수행하며, 이를 통하여 감지대상의 위치정보가 획득될 수 있다.
디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이부(151)는 입체영상을 표시하는 입체 디스플레이부로서 구성될 수 있다.
상기 입체 디스플레이부에는 스테레오스코픽 방식(안경 방식), 오토 스테레오스코픽 방식(무안경 방식), 프로젝션 방식(홀로그래픽 방식) 등의 3차원 디스플레이 방식이 적용될 수 있다.
음향 출력부(152)는 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(170)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력부(152)는 이동 단말기(100)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력부(152)에는 리시버(receiver), 스피커(speaker), 버저(buzzer) 등이 포함될 수 있다.
햅틱 모듈(haptic module)(153)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(153)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 될 수 있다. 햅틱 모듈(153)에서 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 사용자의 선택 또는 제어부(180)의 설정에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 햅틱 모듈(153)은 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.
햅틱 모듈(153)은, 진동 외에도, 접촉 피부면에 대해 수직 운동하는 핀 배열, 분사구나 흡입구를 통한 공기의 분사력이나 흡입력, 피부 표면에 대한 스침, 전극(electrode)의 접촉, 정전기력 등의 자극에 의한 효과와, 흡열이나 발열 가능한 소자를 이용한 냉온감 재현에 의한 효과 등 다양한 촉각 효과를 발생시킬 수 있다.
햅틱 모듈(153)은 직접적인 접촉을 통해 촉각 효과를 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 손가락이나 팔 등의 근 감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(153)은 이동 단말기(100)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.
광출력부(154)는 이동 단말기(100)의 광원의 빛을 이용하여 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 이동 단말기(100)에서 발생 되는 이벤트의 예로는 메시지 수신, 호 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 애플리케이션을 통한 정보 수신 등이 될 수 있다.
광출력부(154)가 출력하는 신호는 이동 단말기가 전면이나 후면으로 단색이나 복수색의 빛을 발광함에 따라 구현된다. 상기 신호 출력은 이동 단말기가 사용자의 이벤트 확인을 감지함에 의하여 종료될 수 있다.
인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)에 연결되는 모든 외부 기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(160)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 이동 단말기(100) 내부의 각 구성요소에 전달하거나, 이동 단말기(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트(port), 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 등이 인터페이스부(160)에 포함될 수 있다.
한편, 식별 모듈은 이동 단말기(100)의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(user identify module; UIM), 가입자 인증 모듈(subscriber identity module; SIM), 범용 사용자 인증 모듈(universal subscriber identity module; USIM) 등을 포함할 수 있다. 식별 모듈이 구비된 장치(이하 '식별 장치')는, 스마트 카드(smart card) 형식으로 제작될 수 있다. 따라서 식별 장치는 상기 인터페이스부(160)를 통하여 단말기(100)와 연결될 수 있다.
또한, 상기 인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 이동 단말기(100)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 이동 단말기(100)로 전달되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 이동 단말기(100)가 상기 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수 있다.
메모리(170)는 제어부(180)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 임시 저장할 수도 있다. 상기 메모리(170)는 상기 터치 스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(170)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크 및 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 이동 단말기(100)는 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(170)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작될 수도 있다.
한편, 앞서 살펴본 것과 같이, 제어부(180)는 응용 프로그램과 관련된 동작과, 통상적으로 이동 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(180)는 상기 이동 단말기의 상태가 설정된 조건을 만족하면, 애플리케이션들에 대한 사용자의 제어 명령의 입력을 제한하는 잠금 상태를 실행하거나, 해제할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등과 관련된 제어 및 처리를 수행하거나, 터치 스크린 상에서 행해지는 필기 입력 또는 그림 그리기 입력을 각각 문자 및 이미지로 인식할 수 있는 패턴 인식 처리를 행할 수 있다. 나아가 제어부(180)는 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들을 본 발명에 따른 이동 단말기(100) 상에서 구현하기 위하여, 위에서 살펴본 구성요소들을 중 어느 하나 또는 복수를 조합하여 제어할 수 있다.
전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다. 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 배터리는 충전 가능하도록 이루어지는 내장형 배터리가 될 수 있으며, 충전 등을 위하여 단말기 바디에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
또한, 전원공급부(190)는 연결포트를 구비할 수 있으며, 연결포트는 배터리의 충전을 위하여 전원을 공급하는 외부 충전기가 전기적으로 연결되는 인터페이스(160)의 일 예로서 구성될 수 있다.
다른 예로서, 전원공급부(190)는 상기 연결포트를 이용하지 않고 무선방식으로 배터리를 충전하도록 이루어질 수 있다. 이 경우에, 전원공급부(190)는 외부의 무선 전력 전송장치로부터 자기 유도 현상에 기초한 유도 결합(Inductive Coupling) 방식이나 전자기적 공진 현상에 기초한 공진 결합(Magnetic Resonance Coupling) 방식 중 하나 이상을 이용하여 전력을 전달받을 수 있다.
한편, 이하에서 다양한 실시 예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.
디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.
디스플레이부(151)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)의 구현 형태에 따라 2개 이상 존재할 수 있다. 이 경우, 이동 단말기(100)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.
디스플레이부(151)는 터치 방식에 의하여 제어 명령을 입력 받을 수 있도록, 디스플레이부(151)에 대한 터치를 감지하는 터치센서를 포함할 수 있다. 이를 이용하여, 디스플레이부(151)에 대하여 터치가 이루어지면, 터치센서는 상기 터치를 감지하고, 제어부(180)는 이에 근거하여 상기 터치에 대응하는 제어명령을 발생시키도록 이루어질 수 있다. 터치 방식에 의하여 입력되는 내용은 문자 또는 숫자이거나, 각종 모드에서의 지시 또는 지정 가능한 메뉴항목 등일 수 있다.
마이크로폰(122)은 사용자의 음성, 기타 소리 등을 입력 받도록 이루어진다. 마이크로폰(122)은 복수의 개소에 구비되어 스테레오 음향을 입력 받도록 구성될 수 있다.
인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)를 외부 기기와 연결시킬 수 있는 통로가 된다. 예를 들어, 인터페이스부(160)는 다른 장치(예를 들어, 이어폰, 외장 스피커)와의 연결을 위한 접속단자, 근거리 통신을 위한 포트[예를 들어, 적외선 포트(IrDA Port), 블루투스 포트(Bluetooth Port), 무선 랜 포트(Wireless LAN Port) 등], 또는 이동 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급단자 중 적어도 하나일 수 있다. 이러한 인터페이스부(160)는 SIM(Subscriber Identification Module) 또는 UIM(User Identity Module), 정보 저장을 위한 메모리 카드 등의 외장형 카드를 수용하는 소켓의 형태로 구현될 수도 있다.
단말기 바디에는 무선 통신을 위한 적어도 하나의 안테나가 구비될 수 있다. 안테나는 단말기 바디에 내장되거나, 케이스에 형성될 수 있다. 예를 들어, 방송 수신 모듈(111, 도 1a 참조)의 일부를 이루는 안테나는 단말기 바디에서 인출 가능하게 구성될 수 있다. 또는, 안테나는 필름 타입으로 형성되어 하우징의 내측면에 부착될 수도 있고, 도전성 재질을 포함하는 케이스가 안테나로서 기능하도록 구성될 수도 있다.
단말기 바디에는 이동 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(190, 도 1a 참조)가 구비된다. 전원 공급부(190)는 단말기 바디에 내장되거나, 단말기 바디의 외부에서 착탈 가능하게 구성되는 배터리(191)를 포함할 수 있다.
배터리(191)는 인터페이스부(160)에 연결되는 전원 케이블을 통하여 전원을 공급받도록 구성될 수 있다. 또한, 배터리(191)는 무선충전기기를 통하여 무선충전 가능하도록 구성될 수도 있다. 상기 무선충전은 자기유도방식 또는 공진방식(자기공명방식)에 의하여 구현될 수 있다.
이동 단말기(100)에는 외관을 보호하거나, 이동 단말기(100)의 기능을 보조 또는 확장시키는 액세서리가 추가될 수 있다. 이러한 액세서리의 일 예로, 이동 단말기(100)의 적어도 일면을 덮거나 수용하는 커버 또는 파우치를 들 수 있다. 커버 또는 파우치는 디스플레이부(151)와 연동되어 이동 단말기(100)의 기능을 확장시키도록 구성될 수 있다. 액세서리의 다른 일 예로, 터치 스크린에 대한 터치입력을 보조 또는 확장하기 위한 터치펜을 들 수 있다.
도 1b는 플렉서블 디스플레이 장치로서, 아우터 폴딩 형태의 플렉서블 디스플레이 장치를 설명하기 위한 개념도이고, 도 2는 도 1b의 플렉서블 디스플레이 장치의 동작을 나타내는 동작도이다.
본 발명에 따른 이동 단말기(200)는 외력에 의하여 변형이 가능하도록 이루어지는 플렉서블 디스플레이부(251)를 구비한다.
상기 변형은 디스플레이모듈의 휘어짐, 구부러짐, 접힘, 비틀림, 말림 중 적어도 하나일 수 있다. 이러한 변형 가능한 디스플레이모듈은 '플렉서블 디스플레이'로 명명될 수 있다. 여기에서, 플렉서블 디스플레이부(251)는 일반적인 플렉서블 디스플레이와 전자 종이(e-paper) 및 그 조합을 모두 포함할 수 있다.
일반적인 플렉서블 디스플레이는 기존의 평판 디스플레이의 특성을 유지하면서, 종이와 같이 휘어짐, 구부러짐, 접힘, 비틀림 또는 말림이 가능한 얇고 유연한 기판 위에 제작되어, 가볍고 쉽게 깨지지 않는 튼튼한 디스플레이를 말한다.
또한, 전자 종이는 일반적인 잉크의 특징을 적용한 디스플레이 기술로서, 반사광을 사용하는 점이 기존의 평판 디스플레이와 다른 점일 수 있다. 전자 종이는 트위스트 볼을 이용하거나, 캡슐을 이용한 전기영동(電氣泳動, electrophoresis)을 이용하여, 정보를 변경할 수 있다.
플렉서블 디스플레이부(251)가 변형되지 않는 상태(예를 들어, 무한대의 곡률반경을 가지는 상태, 이하 제1 상태라 한다, 도 1b의 (a) 참조)에서, 플렉서블 디스플레이부(251)의 디스플레이 영역은 평면이 된다. 상기 제1 상태에서 외력에 의하여 변형된 상태(예를 들어, 유한의 곡률반경을 가지는 상태, 이하, 제2 상태라 한다, 도 1b의 (b) 참조)에서는 상기 디스플레이 영역이 곡면이 될 수 있다.
도시된 바와 같이, 상기 제2 상태에서 표시되는 정보는 곡면상에 출력되는 시각 정보를 포함할 수 있다. 이러한 시각 정보는 매트릭스 형태로 배치되는 단위 화소(sub-pixel)의 발광이 독자적으로 제어됨에 의하여 구현된다. 상기 단위 화소는 하나의 색을 구현하기 위한 최소 단위를 의미한다.
플렉서블 디스플레이부(251)는 상기 제1 상태에서 평평한 상태가 아닌, 휘어진 상태(예를 들어, 상하 또는 좌우로 휘어진 상태)에 놓일 수 있다. 이 경우, 플렉서블 디스플레이부(251)에 외력이 가해지면, 플렉서블 디스플레이부(251)는 평평한 상태(혹은 보다 덜 휘어진 상태) 또는 보다 많이 휘어진 상태로 변형될 수 있다.
한편, 플렉서블 디스플레이부(251)는 터치센서와 조합되어 플렉서블 터치 스크린을 구현할 수 있다. 플렉서블 터치 스크린에 대하여 터치가 이루어지면, 제어부(180, 도 1a 참조)는 이러한 터치입력에 상응하는 제어를 수행할 수 있다. 플렉서블 터치 스크린은 상기 제1 상태뿐만 아니라 상기 제2 상태에서도 터치입력을 감지하도록 이루어질 수 있다.
한편, 본 변형 예에 따른 이동 단말기(200)에는 플렉서블 디스플레이부(251)의 변형을 감지할 수 있는 변형감지수단이 구비될 수 있다. 이러한 변형감지수단은 센싱부(140, 도 1a 참조)에 포함될 수 있다.
상기 변형감지수단은 플렉서블 디스플레이부(251) 또는 바디(201, 202)에 구비되어, 플렉서블 디스플레이부(251)의 변형과 관련된 정보를 감지할 수 있다. 여기에서, 변형과 관련된 정보는, 플렉서블 디스플레이부(251)가 변형된 방향, 변형된 정도, 변형된 위치, 변형된 시간 및 변형된 플렉서블 디스플레이부(251)가 복원되는 가속도 등이 될 수 있으며, 이 밖에도 플렉서블 디스플레이부(251)의 휘어짐으로 인하여 감지 가능한 다양한 정보일 수 있다.
또한, 제어부(180, 도 1a 참조)는 상기 변형감지수단에 의하여 감지되는 플렉서블 디스플레이부(251)의 변형과 관련된 정보에 근거하여, 플렉서블 디스플레이부(251) 상에 표시되는 정보를 변경하거나, 이동 단말기(200)의 기능을 제어하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다.
플렉서블 디스플레이부(251)의 상태 변형은 외력에 의한 것으로만 국한되지는 않는다. 예를 들어, 플렉서블 디스플레이부(251)가 제1 상태를 가지고 있을 때, 사용자 혹은 애플리케이션의 명령에 의해서, 제2 상태로 변형될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기(200)는 폴딩 및 언폴딩 가능하게 이루어지는 하우징(210)을 구비할 수 있다. 상기 하우징(210)은 이동 단말기의 외관을 이루는 케이스(예를 들면, 프레임, 커버 등)가 될 수 있다. 상기 하우징(210)은 복수의 케이스들을 구비하고, 이들의 결합에 의해 형성되는 내부공간에는 각종 전자부품들이 배치된다.
도시에 의하면, 상기 하우징(210)은 서로 회전 가능하게 연결되는 제1 및 제2 바디(201, 202)에 각각 구비될 수 있다. 상기 플렉서블 디스플레이부(251)는 상기 하우징(210)의 일면에 결합되며, 변형 가능하게 형성된다.
이 경우에, 상기 플렉서블 디스플레이부(251)가 폴딩되는 상기 제2상태에서 상기 플렉서블 디스플레이부(251)가 외부로 노출되도록 상기 플렉서블 디스플레이부(251)는 상기 제2바디(202)와 함께 상기 제1바디(201)의 상면을 덮도록 이루어지며, 상기 제1바디(201)의 배면이 상기 제2바디(202)와 포개어진다.
보다 구체적으로, 상기 제1 바디(201)는 상기 플렉서블 디스플레이부(251)의 일 영역을 지지하고, 상기 제2 바디(202)는 상기 플렉서블 디스플레이부(251)의 타 영역(나머지 영역)을 지지한다. 상기 제1 및 제2 바디(201, 202) 중 적어도 일 영역에 상기 이동 단말기(200)를 구동시키기 위한 복수의 전자부품이 실장된다.
상기 제1 및 제2 바디(201, 202)는 서로 연결된 상태로 각을 이루면서 상대회전하고, 이를 통하여 상기 플렉서블 디스플레이부(251)가 휘어지게 되며, 상기 플렉서블 디스플레이부(251)는 적어도 일 영역이 중첩되도록 접히는 폴딩 상태(접힌 상태, 제2 상태)가 된다.
도 1b의 (a)는 상기 플렉서블 디스플레이부(251)가 펴진상태인 언폴딩(펼침 상태, 제1 상태)를 도시한 개념도이고, 도 1b의 (b)는 상기 플렉서블 디스플레이부(251)가 접힌 상태인 폴딩(제2상태)을 도시한 개념도이다. 상기 폴딩에 의하여 상기 제1 및 제2 바디(201, 202)의 배면이 서로 마주보게 되며, 이 경우에 상기 플렉서블 디스플레이부(251)의 외면이 노출된 상태를 유지하도록 상기 플렉서블 디스플레이부(251)가 상기 바디들의 바깥쪽에 배치된다. 따라서, 본 예시의 이동 단말기는 아우터 폴딩 형태의 플렉서블 디스플레이 장치가 될 수 있다. 이와 같은 아우터 폴딩 구조에 의하면, 상기 플렉서블 디스플레이부(251)는 폴딩시에 외부로 노출되며 상기 제2바디(202)와 함께 상기 제1바디(201)의 바깥면을 덮도록 이루어진다.
이 경우에, 일부가 상기 제1바디(201)의 일면에 배치되는 상기 플렉서블 디스플레이부(251)의 화면의 다른 일부가 제2상태에서 상기 제1바디(201)의 타면에 배치될 수 있다. 이를 위하여, 상기 제2바디(202)는 상기 제2상태에서 상기 제1바디(201)의 타면에 수용될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2바디(202)의 타면에는 수용홈(201a, 도 3 및 도 4 참조)이 형성되며, 상기 제2상태에서는 상기 수용홈(201a)에 상기 제1바디(201)가 수용될 수 있다.
이 경우에, 상기 수용홈(201a)는 상기 제1바디의 일측면까지 연장되어 측면 수용홈(201b, 도 3 및 도 4 참조)을 형성할 수 있다. 상기 측면 수용홈(201b)에는 제2상태에서 후술하는 힌지부(230)가 수용될 수 있다.
한편, 도 2를 참조하면, 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 변형되는 동안, 상기 플렉서블 디스플레이부(251)의 일 영역과 상기 나머지 영역이 이루는 각도가 가변되는 상태도 존재한다. 상기 각도 가변에 연동하여, 상기 플렉서블 디스플레이부(252)는 점차적으로 폴딩되어, 제1상태에서 제2상태로 전환된다.
상기 제2 상태에서는 상기 제1 및 제2 바디(201, 202)는 서로 중첩된 상태가 되며, 상기 플렉서블 디스플레이부(251)의 상기 일 영역과 상기 타 영역 사이의 공간은 곡면을 이루면서 구부러진다. 이 경우에, 상기 곡면을 이루는 부분이 굽힘부(252, 도 3 참조)가 될 수 있다. 즉, 상기 플렉서블 디스플레이부(251)에는 상기 하우징(210)의 폴딩에 의하여 굽혀지는 굽힘부(252)가 형성될 수 있으며, 상기 굽힘부(252)는 폴딩시에 상기 제1바디(201)의 일측면을 감싸도록 이루어진다. 도시에 의하면, 상기 제1바디(201)의 일측면은 상기 제2바디(202)보다 두꺼운 두께를 가지며, 상기 일측면을 상기 제1바디(201)가 상기 플렉서블 디스플레이부(251)와 함께 감싸면서 아우터 폴딩이 구현된다.
이 경우에, 상기 플렉서블 디스플레이부(251)의 폴딩 및 언폴딩시에 길이변화가 없는 중립선(NL)과 멀어질수록 길이 변화가 발생하게 된다. 본 발명에서는 힌지부의 중립선이 디스플레이 라인과 이격된 위치에 형성되나, 아우터 폴딩 타입의 플렉서블 디스플레이 장치가 구현하는 보상 메커니즘을 제시한다. 또한, 본 예시에서 상기 길이 보상은 상기 플렉서블 디스플레이부(251)의 폴딩 및 언폴딩과 연동하여 자동으로 수행되며, 이하 이러한 보상 메커니즘에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 3은 도 1b의 A, B 부분의 확대도이고, 도 4는 도 1b의 플렉서블 디스플레이 장치의 동작을 나타내는 단면도이며, 도 5의 (a)는 도 1b의 플렉서블 디스플레이 장치의 분해도이고, (b)는 액추에이터의 확대도이다. 이 경우, 도 3의 (c)는 도 1b의 B부분을 하측에서 바라본 확대도이다.
본 도면들을 참조하면, 상기 이동 단말기에서 상기 제1 및 제2 바디(201, 202)는 힌지부(230)에 의하여 서로 회전가능하게 연결될 수 있다. 즉, 상기 힌지부(230)는 상기 제1 및 제2 바디(201, 202)를 상대회전 가능하게 연결하며, 상기 제1 및 제2 바디(201, 202)의 사이에 배치된다. 상기 플렉서블 디스플레이부(251)는 상기 제1 및 제2 바디(201, 202)의 일면에 배치되며, 상기 상대회전에 의하여 폴딩 및 언폴딩하게 된다.
도시에 의하면, 상기 폴딩시에 상기 힌지부(230)는 적어도 일부의 길이가 가변되고, 상기 제2바디(202)의 하우징은 상기 힌지부(230)의 길이 변화를 보상하도록 상기 힌지부(230)에 대하여 상대 슬라이딩하도록 이루어진다.
이 경우에, 상기 힌지부(230)에 대하여 고정되는 제2바디의 일측면을 상기 힌지부(230)가 감싸면서 폴딩이 수행된다. 보다 구체적인 예로써, 상기 제1바디(201)의 일측면은 상기 제2바디(202)보다 두꺼운 두께를 가지게 되며, 상기 힌지부(230)는 폴딩시에 상기 제1바디(201)의 일측면을 감싸도록 형성된다.
도시에 의하면, 상기 힌지부(230)는 일 방향을 따라 순차적으로 배치되는 복수의 힌지분절들(231)을 구비하고, 상기 힌지분절들(231)은 상기 폴딩시에 상기 제1바디(201)의 일측면을 감싸도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1바디(201)의 일측면은 적어도 일부가 곡면으로 형성되며, 상기 힌지부(230)의 힌지분절들(231)은 상기 플렉서블 디스플레이부(251)가 상기 제1바디(201)를 덮는 제2상태에서, 상기 1바디(201)의 곡면을 따라 순차적으로 배치된다. 이 경우에, 상기 곡면은 전술한 측면 수용홈(201b)의 바닥이 될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 복수의 힌지분절들(231)은 인접하는 힌지분절과 회전가능하게 연결되어 굽힘이 가능한 형상으로 이루어지며, 상기 제1 및 제2바디(201, 202)의 사이에 배치될 수 있다.
상기 힌지분절들(231)은 상기 이동 단말기(200)의 모서리를 따라 순차적으로 배치되며, 상기 플렉서블 디스플레이부(251)의 폴딩 및 언폴딩에 의하여 적어도 일부분의 간격이 변하도록 회전 중심에서 인접한 힌지분절과 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 힌지분절들(231)은 양단부가 자유단으로서 회전변위가 가능하게 형성되고, 상기 양단의 사이에 배치되는 회전축이 상기 회전변위의 중심을 이루게 된다.
상기 힌지분절들(231)은 상기 굽힘부(252)에 해당하는 영역에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 힌지분절들(231)이 상기 굽힘부(252)의 폴딩 및 언폴딩을 가이드하므로, 상기 굽힘부(252)의 굽혀진 단면 형상이 상기 힌지분절들(231)과 중첩될 수 있다. 이 경우에, 상기 힌지분절들(231)은 X 방향(이동 단말기의 폭 방향)을 따라 길게 형성되며, 상기 플렉서블 디스플레이부(251)의 배면을 마주보도록 배치될 수 있다.
본 도면들을 참조하면, 상기 힌지분절들(231)은 상기 폴딩 및 언폴딩에 따라 상기 플렉서블 디스플레이부(251)와 가까운 일단부의 거리가 변하도록 형성된다.
예를 들어, 상기 힌지분절들(231)은 상기 언폴딩에서 상기 폴딩으로 전환함에 따라 상기 힌지분절들(231)의 회전중심을 기준으로 상기 일단부의 거리가 멀어지고, 상기 플렉서블 디스플레이부(251)는 상기 일단부를 덮도록 배치된다. 즉, 상기 회전중심을 기준으로 상측의 일단부(232)는 폴딩시에 거리가 멀어지고, 하측의 타단부(233)는 폴딩시에 거리가 가까워지게 된다.
이 경우에, 상기 거리 변화를 보상하도록 상기 제1 및 제2바디(201, 202)는 상대 슬라이딩하도록 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 예시에서는 힌지부(230)에 대하여 상대 슬라이딩하는 바디(제2 바디)와 힌지부(230)에 대하여 고정되는 바디(제1 바디)를 구비한다.
상기 슬라이딩 동작을 구현하기 위하여, 상기 제2바디(202)의 하우징(212)에는 상기 플렉서블 디스플레이부(251)가 고정되고, 상기 제2바디(202)의 하우징(212)에 슬라이딩 가능하게 연결되는 슬라이딩 플레이트(240)가 상기 힌지부(230)에서 연장된다. 이를 통하여 상기 힌지부(230)의 길이 변화가 보상될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 슬라이딩 플레이트(240)는 상기 제2바디(202)의 하우징(212)에 슬라이딩 가능하게 삽입되고, 상기 슬라이딩 플레이트(240)가 상기 힌지분절들(231) 중 어느 하나와 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 힌지분절들 중 최외각의 제1힌지분절(231a)은 상기 슬라이딩 플레이트(240)와 일체로 형성될 수 있다.
이 경우에, 상기 제1힌지분절(231a)과 가장 먼 위치(반대측 최외각)에 배치되는 M번째 힌지분절은 일측에서 상기 제1바디(201)와 회전가능하게 연결되며, 타측에서 M-1번째 힌지분절과 회전가능하게 연결될 수 있다.
이에 반해, 상기 제1힌지분절(231a)은 일측에서 인접한 제2힌지분절(231b)과 회전가능하게 연결되고, 상기 제1힌지분절(231a)의 타측에서 상기 슬라이딩 플레이트(240)가 상기 제2바디(202)를 향하여 돌출될 수 있다. 상기 제2바디의 하우징(212)에는 상기 슬라이딩 플레이트(240)가 삽입되는 개구(212a)가 형성되며, 상기 개구(212a)의 외측벽에 상기 제1힌지분절(231a)이 맞닿음에 따라 상기 개구(212a)와 상기 제1힌지분절(231a)이 가까워지는 방향으로 상기 슬라이딩이 제한될 수 있다. 또한, 상기 제2바디의 하우징(212)의 일면에는 상기 슬라이딩 플레이트(240)가 안착되는 안착홈(212b)이 형성되며, 상기 안착홈(212b)의 내측벽이 상기 슬라이딩 플레이트(240)의 슬라이딩을 가이드하게 된다.
상기 안착홈(212b)에서는 복수의 가이드 돌기(213)가 돌출되며, 상기 슬라이딩 플레이트(240)에는 상기 가이드 돌기(213)가 삽입되는 복수의 가이드 홀(241)이 형성될 수 있다. 상기 가이드 홀(241)은 상기 Y방향을 따라 길게 형성되며, 상기 가이드 돌기(213)는 상기 슬라이딩 플레이트(240)의 슬라이딩 가능 거리만큼 상기 가이드 홀(241)을 따라 이동하도록 형성된다.
본 예시에서는, 상기 길이 보상이 슬라이딩을 통하여 자동으로 수행되도록, 탄성력 제공부(260)를 구비한다. 예를 들어, 상기 탄성력 제공부(260)는 상기 슬라이딩 플레이트(240)에 탄성력을 부가하며, 상기 제2바디(202)의 하우징(212)에 배치될 수 있다.
상기 탄성력 제공부(260)는 상기 슬라이딩 플레이트(240)에 상기 힌지부(230)와 멀어지는 방향으로 탄성력을 부가할 수 있다. 이러한 예로서, 상기 탄성력 제공부(260)는 일단은 상기 슬라이딩 플레이트(240)에 연결되고, 타단은 상기 제2바디(202)의 하우징(212)에 연결되는 스프링들(261)을 구비할 수 있다. 예를 들어, 상기 스프링들(261)은 상기 슬라이딩 플레이트(240)의 배면과 상기 안착홈(212b)의 바닥의 사이에 배치되며, 활 형상의 곡선으로 형성되어 상기 슬라이딩 플레이트(240)의 배면과 상기 안착홈(212b)에 각각 연결될 수 있다. 또한, 상기 스프링들(261)은 상기 슬라이딩 플레이트(240)의 전체에 균일한 탄성력을 가하도록 상기 복수의 가이드 홀(241)의 사이들에 배치될 수 있다.
이를 통하여, 상기 스프링(261)은 상기 힌지부(230)와 상기 제2바디(202)의 하우징(212)이 최대로 멀어진 경우에 Y방향(이동 단말기의 길이방향)으로 최대의 탄성력을 부가한다. 또한, 폴딩에 의하여 상기 힌지부(230)와 상기 제 2바디(202)의 하우징(212)이 최대로 가까워진 경우에는 상기 Y방향의 탄성력이 저감될 수 있다.
상기에서 설명한 구조에 의하면, 폴딩에 의하여 상기 힌지분절들(231)의 거리가 가변되면, 상기 제 2바디(202)의 하우징(212)이 상기 Y방향의 탄성력을 이기면서 상기 힌지부(230)를 향하여 슬라이딩하여야 한다. 따라서, 상기 슬라이딩 동작이 부드럽게 수행될 수 있다.
또한, 언폴딩시에 상기 힌지부(230)와 상기 제2바디(202)의 하우징(212)과의 거리가 유지되어야 한다. 이를 위하여, 상기 슬라이딩 플레이트(240)가 상기 힌지부(230)를 향하여 당겨지도록 상기 슬라이딩 플레이트(240)와 상기 제1바디의 적어도 일부에는 액추에이터(270)가 각각 연결된다. 상기 액추에이터(270)는 초탄성 와이어, 플렉시놀 근육 와이어 (Flexinol Wire), 형상기억합금 와이어 등이 될 수 있다.
도시에 의하면, 상기 액추에이터(270)는 연장부(271)와 연결부(272)를 구비할 수 있다.
상기 연장부(271)는 상기 제1바디에서 상기 힌지부(230)를 경유하여 상기 슬라이딩 플레이트(240)로 연장되도록 형성된다. 상기 연장부(271)는 상기 Y방향을 따라 길게 복수로 구비되어, 상기 X방향을 따라 순차적으로 배치될 수 있다. 상기 연결부(272)는 상기 연장부(271)와 수직한 방향으로 형성되어 상기 연장부(271)를 서로 연결한다.
보다 구체적으로, 상기 연장부(271)는 일단이 상기 제1바디에 결합되고, 타단이 상기 연결부(272)에서 서로 연결될 수 있다. 이 경우에, 상기 연결부(272)는 상기 슬라이딩 플레이트(240)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 연결부(272)가 상기 슬라이딩 플레이트(240)에 연결되어, 상기 슬라이딩 플레이트(240)를 상기 제1바디(201)를 향하여 당겨주게 된다.
이 경우에, 상기 액추에이터(270)는 상기 제1바디(201)에 구비되는 지지 플레이트(280)와 연결될 수 있다. 상기 지지 플레이트(280)는 상기 제1바디(201)의 하우징(211)에 슬라이딩 가능하게 결합되고, 상기 제1바디(201)의 하우징(211)에는 상기 지지 플레이트(280)에 탄성력을 가하는 스프링(281)이 배치될 수 있다.
상기 지지 플레이트(280)는 상기 제1바디(201)의 하우징(211)에 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다. 상기 스프링(281)은 상기 제1바디(201)의 하우징(211)에 일단이 연결되고, 상기 지지 플레이트(280)에 타단이 연결되며, 이를 통하여 상기 지지 플레이트(280)에 상기 제2바디(202)와 멀어지는 방향으로 탄성력을 부가할 수 있다. 이 때에, 상기 제2바디(202)의 스프링(이하, 제2스프링, 261)의 Y방향 탄성력보다 상기 제1바디(201)의 스프링(이하, 제1스프링, 281)의 Y방향 탄성력이 더 크도록 이루어진다. 따라서, 상기 제1바디측은 고정되고, 상기 제2바디측에서 힌지부(230)에 대한 상대 슬라이딩이 발생할 수 있다.
상기에서 설명한 구조에 의하면, 길이 보상 구조를 통하여 아우터 폴딩 타입의 플렉서블 디스플레이 장치에서 슬라이딩 플레이트(240)와 하우징(212)의 상대 슬라이딩이 디스플레이의 폴딩 및 언폴딩 동작에 연동되는 메커니즘이 구현될 수 있다.
한편, 전술한 구조는 여러가지 형태로 변형될 수 있으며, 이하 이러한 변형예에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따르는 플렉서블 디스플레이 장치의 동작을 나타내는 동작도들이고, 도 7은 도 6의 플렉서블 디스플레이 장치의 동작을 나타내는 단면도들이며, 도 8은 도 6의 플렉서블 디스플레이 장치의 분해도이고, 도 9는 도 7의 C 부분의 확대도이며, 도 10은 도 9의 플렉서블 프레임을 나타내는 평면도이다.
본 도면들을 참조하면, 이동 단말기(300)는 외력에 의하여 변형이 가능하도록 이루어지는 플렉서블 디스플레이부(351)를 구비하고, 상기 플렉서블 디스플레이부(351)가 제1 및 제2 바디(301, 302)의 일면에 고정되고, 상기 제1 및 제2 바디(301, 302)는 힌지부(330)에 의하여 서로 회전가능하게 연결될 수 있다.
상기 플렉서블 디스플레이부(351), 제1 및 제2 바디(301, 302)의 구조는 도 1b 내지 도 6을 참조하여 설명한 실시예와 동일하므로, 전술한 내용으로 그 설명을 갈음한다. 이러한 예로서, 상기 플렉서블 디스플레이부(351)는 언폴딩의 제1상태에서, 외력에 의하여 폴딩된 제2상태의 사이에서 변형될 수 있다.
이 경우에, 힌지부의 구조는 전술한 예시의 조인트 타입과 달리, 폴더 힌지 타입이 될 수 있다. 다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 예시에서도 조인트 타입의 힌지부가 적용될 수 있다.
상기 힌지부(330)는 상기 제1 및 제2 바디(301, 302)를 상대회전 가능하게 연결하며, 상기 제1 및 제2 바디(301, 302)의 사이에 배치된다. 상기 플렉서블 디스플레이부(351)는 상기 제1 및 제2 바디(301, 302)의 일면에 배치되며, 상기 상대회전에 의하여 폴딩 및 언폴딩하게 된다.
도시에 의하면, 상기 힌지부(330)는 상기 제1바디(301)의 일측면에 배치되는 힌지축(331)을 중심으로 회전하는 힌지몸체(332)를 구비한다. 상기 힌지몸체(332)에는 상기 힌지축(331)이 삽입되는 힌지공이 구비될 수 있다. 또한, 상기 힌지몸체(332)의 일측에는 슬라이딩 플레이트(340)가 돌출될 수 있다.
본 도면들을 참조하면, 상기 슬라이딩 플레이트(340)에 의하여 상기 힌지몸체(332)는 상기 폴딩 및 언폴딩에 따라 상기 제2바디(302)의 하우징(312)의 개구와 가까워지거나 멀어지는 방향으로 이동하게 된다. 이를 통하여, 상기 제1 및 제2바디(301, 302)에 상기 플렉서블 디스플레이부(351)가 고정되어, 상기 플렉서블 디스플레이부(351)와 이격된 위치에 발생하는 길이 변화가 보상될 수 있다.
즉, 상기 길이 변화를 보상하도록 상기 제1 및 제2바디(301, 302)는 상대 슬라이딩하도록 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 예시에서는 힌지부(330)에 대하여 상대 슬라이딩하는 바디(제2 바디)와 힌지부(230)에 대하여 고정되는 바디(제1 바디)를 구비한다.
상기 슬라이딩 동작을 구현하기 위하여, 상기 제2바디(302)의 하우징(312)에는 상기 플렉서블 디스플레이부(351)가 고정되고, 상기 제2바디(302)의 하우징(312)에 슬라이딩 가능하게 연결되는 슬라이딩 플레이트(340)가 상기 힌지몸체(332)에서 연장된다.
보다 구체적으로, 상기 슬라이딩 플레이트(340)는 상기 제2바디(302)의 하우징(312)에 슬라이딩 가능하게 삽입되고, 상기 길이 보상이 슬라이딩을 통하여 자동으로 수행되도록, 탄성력 제공부(360)가 상기 하우징에 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 탄성력 제공부(360)는 상기 슬라이딩 플레이트(340)에 탄성력을 부가하며, 상기 제2바디(302)의 하우징(312)에 배치될 수 있다.
상기 탄성력 제공부(360)는 상기 슬라이딩 플레이트(340)에 상기 힌지부(330)와 멀어지는 방향으로 탄성력을 부가할 수 있다. 이러한 예로서, 상기 탄성력 제공부(360)는 일단은 상기 슬라이딩 플레이트(340)에 연결되고, 타단은 상기 제2바디(302)의 하우징(312)에 연결되는 스프링들(361)을 구비할 수 있다. 예를 들어, 상기 스프링들(361)은 활 형상의 곡선으로 형성되어 상기 슬라이딩 플레이트(240)의 배면과 상기 하우징(312)에 각각 연결될 수 있다.
상기에서 설명한 구조에 의하면, 폴딩에 의하여 상기 제2바디(302)의 하우징(312)은 상기 Y방향의 탄성력을 이기면서 상기 힌지몸체(332)를 향하여 슬라이딩하게 된다.
한편, 상기 플렉서블 디스플레이부(351)에는 상기 폴딩에 의하여 굽혀지는 굽힘부(352)가 형성되고, 상기 플렉서블 디스플레이부(351)의 언폴딩시에 상기 굽힘부(352)를 가압하도록, 상기 플렉서블 디스플레이부(351)의 배면에는 자성체(391)가 혼입된 플렉서블 부재(390)가 배치될 수 있다.
이 경우에, 상기 플렉서블 부재(390)의 배면에는 플렉서블 프레임(320)이 배치될 수 있다. 즉, 상기 플렉서블 디스플레이부(351)와 상기 플렉서블 프레임(320)의 사이에 상기 플렉서블 부재(390)가 배치된다.
도 10을 참조하면, 상기 플렉서블 프레임(320)의 제1플렉서블 포션(321) 및 제2 플렉서블 포션(322)은 플렉서블 프레임(320)의 중간 부분에 형성되어, 플렉서블 디스플레이부(351)의 굽힘부(352)를 지지한다. 제1플렉서블 포션(321) 및 제2 플렉서블 포션(322)은 플렉서블 영역(325)으로서, 관통홀이 형성되는 부분이 될 수 있다. 이 경우에, 제1플렉서블 포션(221)은 제1곡률로 휘어지고, 제2플렉서블 포션(222, 이하 도 6 참조)은 제2곡률로 휘어지는 포션이 될 수 있다. 이 때에, 상기 플렉서블 영역(325)의 양측에 리지드 포션(326)이 배치될 수 있다. 상기 리지드 포션(326)은 제1바디(201)와 제2바디(302)를 덮도록 배치되어, 굽힘부(352)의 양측에서 플렉서블 디스플레이부(351)를 평평한 상태로 지지한다.
상기 플렉서블 부재(390)는 러버 재질로 형성되며, 실리콘 등을 구비할 수 있다. 상기 자성체(391)는 마그네 파우더 형태로 상기 러버 재질에 혼입될 수 있다. 이러한 예로서, 상기 상기 플렉서블 부재(390)는 고무 자석 시트가 되거나, 강자성체 에칭 시트 등이 될 수 있다.
도시에 의하면, 상기 플렉서블 부재(390)와 이격된 위치에 마그넷(392)이 배치되며, 상기 마그넷(392)와 상기 자성체(391)의 자기력에 의하여 상기 굽힘부(352)가 가압될 수 있다. 보다 구체적으로 상기 마그넷(392)은 상기 플렉서블 프레임(320)과 이격되도록 배치될 수 있고, 상기 플렉서블 부재(390)는 상기 굽힘부(352)에 대응하는 크기로 형성되어, 상기 플렉서블 영역(325)에 배치될 수 있다.
본 예시에서 상기 이동 단말기는 상기 마그넷(392)과 상기 플렉서블 부재(390)의 사이에서 발생하는 자기력을 상기 플렉서블 디스플레이(351)의 굽힘부(352)에 전달하도록 이루어진다. 예를 들어, 상기 마그넷(392)은, 척력을 형성하도록 상기 자성체(391)와 동일 극성으로 이루어진다. 다른 예로서, 상기 마그넷(392)은, 인력을 형성하도록 상기 자성체(391)와 반대 극성으로 이루어진다. 인력 또는 척력 중 어느 힘이 상기 굽힘부(352)의 평탄도를 유지하기 위하여 이용되는지 여부는, 주변 구조에 따라 결정될 수 있다.
상기에서 설명한 구조에 의하면, 상기 플렉서블 디스플레이(351)의 굽힘부(352)의 하측에 형성되는 빈 공간에서 자기력을 통하여 상기 플렉서블 디스플레이(351)의 굽힘부(352)에 힘을 가하게 된다. 이와 같이, 자기력으로 인하여 상기 플렉서블 디스플레이(351)의 처짐이 제한되며, 물결이 발생하는 것이 방지될 수 있다.
또한, 상기 마그넷(392)의 상대 위치는 상기 플렉서블 디스플레이(351)와 상기 하우징(312)의 상대 이동에 의하여 상기 폴딩 및 언폴딩 사이에서 가변될 수 있다. 이 경우에, 상기 제1 상태에서 상기 마그넷(392)은 상기 굽힘부(352)를 마주보도록 배치될 수 있다. 이러한 구조를 통하여 언폴딩시에만, 상기 굽힘부(352)에 자기력을 가할 수 있게 된다. 상기에서 설명한 구조를 통하여, 언폴딩 상태에서는 척력이 생성되어 플렉서블 디스플레이의 처짐이나 물결 발생을 방지하고, 폴딩 상태에서는 상기 척력이 해제되는 메커니즘이 구현될 수 있다.
상기와 같이 설명된 플렉서블 디스플레이 장치는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (15)

  1. 제1바디 및 제2바디;
    상기 제1바디 및 제2바디를 상대회전 가능하게 연결하는 힌지부; 및
    상기 제1바디 및 제2바디의 일면에 배치되며, 폴딩 및 언폴딩 가능하게 형성되는 플렉서블 디스플레이부를 포함하고,
    상기 플렉서블 디스플레이부는 폴딩시에 외부로 노출되며 상기 제2바디와 함께 상기 제1바디의 타면을 덮도록 이루어지며,
    상기 폴딩시에 상기 힌지부는 적어도 일부의 길이가 가변되고, 상기 제2바디의 하우징은 상기 힌지부의 길이 변화를 보상하도록 상기 힌지부에 대하여 상대 슬라이딩하도록 이루어지고,
    상기 힌지부는 일 방향을 따라 순차적으로 배치되는 복수의 힌지분절들을 구비하고,
    상기 힌지분절들 중 어느 하나는 상기 제2바디의 하우징에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 슬라이딩 플레이트와 연결되고,
    상기 슬라이딩 플레이트가 상기 힌지부를 향하여 당겨지도록 상기 슬라이딩 플레이트와 상기 제1바디의 적어도 일부에는 액추에이터가 각각 연결되고,
    상기 액추에이터는,
    상기 제1바디에서 상기 힌지부를 경유하여 상기 슬라이딩 플레이트로 연장되는 복수의 연장부와,
    상기 연장부와 수직한 방향으로 형성되어 상기 연장부를 서로 연결하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 힌지분절들은 상기 폴딩시에 상기 제1바디의 일측면을 감싸도록 배치되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1바디의 일측면은 상기 제2바디보다 두꺼운 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 힌지분절들은 상기 폴딩 및 언폴딩에 따라 상기 플렉서블 디스플레이부와 가까운 일단부의 거리가 변하도록 형성되고, 상기 거리 변화를 보상하도록 상기 제1바디 및 제2바디는 상대 슬라이딩하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 힌지분절들은 상기 언폴딩에서 상기 폴딩으로 전환함에 따라 상기 힌지분절들의 회전중심을 기준으로 상기 일단부의 거리가 멀어지고,
    상기 플렉서블 디스플레이부는 상기 일단부를 덮도록 배치되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 힌지분절들 중 어느 하나는 상기 제2바디의 하우징에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 슬라이딩 플레이트와 연결되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 힌지분절들 중 최외각의 제1힌지분절은 상기 슬라이딩 플레이트와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2바디의 하우징에는 상기 플렉서블 디스플레이부가 고정되고,
    상기 힌지부의 길이 변화를 보상하도록 상기 제2바디의 하우징에 슬라이딩 가능하게 연결되는 슬라이딩 플레이트가 상기 힌지부에서 연장되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2바디의 하우징에는 상기 슬라이딩 플레이트에 탄성력을 부가하는 탄성력 제공부가 배치되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 탄성력 제공부는 상기 슬라이딩 플레이트에 상기 힌지부와 멀어지는 방향으로 탄성력을 부가하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 슬라이딩 플레이트에 결합되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1바디는 상기 액추에이터와 연결되는 지지 플레이트를 구비하고,
    상기 지지 플레이트는 상기 제1바디의 하우징에 슬라이딩 가능하게 결합되고, 상기 제1바디의 하우징에는 상기 지지 플레이트에 탄성력을 가하는 제1스프링이 배치되고, 상기 제2바디의 하우징에는 제2스프링이 배치되고,
    상기 제1스프링은 상기 제1바디의 하우징에 일단이 연결되고 상기 지지 플레이트에 타단이 연결되고, 상기 제2스프링의 일방향 탄성력보다 상기 제1스프링의 일방향 탄성력이 더 크도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 플렉서블 디스플레이부에는 상기 폴딩에 의하여 굽혀지는 굽힘부가 형성되고,
    상기 플렉서블 디스플레이부의 언폴딩시에 상기 굽힘부를 가압하도록, 상기 플렉서블 디스플레이부의 배면에는 자성체가 혼입된 플렉서블 부재가 배치되며, 상기 플렉서블 부재와 이격된 위치에 마그넷이 배치되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 플렉서블 부재의 배면에는 플렉서블 프레임이 배치되고, 상기 마그넷은 상기 플렉서블 프레임과 이격되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 장치.
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