KR20170136907A

KR20170136907A - 힌지 및 이를 구비하는 플렉서블 디스플레이 디바이스

Info

Publication number: KR20170136907A
Application number: KR1020160069062A
Authority: KR
Inventors: 이종익; 김복범; 한상현
Original assignee: 주식회사 이랜텍
Priority date: 2016-06-02
Filing date: 2016-06-02
Publication date: 2017-12-12
Also published as: KR101861077B1

Abstract

본 발명은 플렉서블 표시장치의 밴딩시 한계 곡률반경을 유지하도록 하여 표시장치의 파손을 방지할 수 있도록 한 힌지와 이를 구비하는 플렉서블 디스플레이 디바이스에 관한 것이다.
본 발명에 따른 힌지는 제1프레임 및 제2프레임의 측면에 배치되고, 가이드수단이 일방향으로 길게 형성되고 한 쌍으로 구성되는 가이드; 한 쌍의 상기 가이드 각각으로부터 돌출되어 형성되는 가이드 암; 상기 가이드 암과 회동가능하게 일측종단이 결합되고 한 쌍으로 구성되는 제1암; 일측종단이 상기 가이드수단에 슬라이딩 가능하게 결합되고 한 쌍으로 구성되는 제2암; 및 상기 제1암의 타측종단이 회전 가능하게 결합되는 제1축과 상기 제2암의 타측종단이 회전가능하게 결합되는 제2축을 가지는 베이스;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

힌지 및 이를 구비하는 플렉서블 디스플레이 디바이스{Hinge and flexible display device including the same}

본 발명은 힌지와 이를 구비하는 플렉서블 디스플레이 디바이스에 관한 것으로 특히, 플렉서블 표시장치의 밴딩시 한계 곡률반경을 유지하도록 하여 표시장치의 파손을 방지할 수 있도록 한 힌지와 이를 구비하는 플렉서블 디스플레이 디바이스에 관한 것이다.

최근에는 각종 디스플레이 장치에 LCD(Liquid Crystal Display device), LED(Light Emitting Diode)와 같은 평판표시장치가 주로 이용되고 있다. 이러한 평판표시장치들은 얇은 두께, 가벼운 무게가 장점으로 최근에는 고화질 영상의 출력이 가능하게 되어 더 많은 분야의 디스플레이 장치에 이용되고 있다.

더욱이 최근에는 이러한 평판표시장치를 통해 실현하려 했던 기술 중 가장 중요한 기술인 플렉서블 기술 및 곡면화 기술이 진일보하여 이와 관련된 평판표시장치들의 개발이 활발히 이루어지고 있으며, 일부 제품은 상용화되어 출시되고 있다.

곡면화기술은 생산기술의 발달로 대면적화 되는 평판표시장치를 사용하는 경우 사용자들의 몰입감을 높이고, 화면 전체의 시청효율을 높이기 위해 일정한 곡률로 만곡된 표시장치를 생산하고, 이러한 표시장치에서 왜곡없이 영상을 표현하기 위한 기술을 의미한다. 이러한 곡면화 기술이 적용된 표시장치들은 130cm 급 화면을 가지는 표시장치의 생산에 적용되어 이미 일부 사용자들이 이용하고 있다.

또한, 플렉서블 기술은 과거에 비해 표시화면의 밴딩시 곡률의 한계점인 곡률반경이 크게 줄어들었으며, 구부림과 펼침의 반복에도 표시장치의 표시부가 손상되지 않도록 하는 것이 가능해지고 있다. 이러한 플렉서블 기술을 통해 접이식 또는 롤식 디스플레이 장치를 제공하는 것이 가능해지며, 사용자의 편의에 따라 간편하게 화면의 면적을 자유자재로 조정하여 이용할 수 있는 환경이 마련되고 있다.

그러나 플렉서블 기술이 적용된 디스플레이 장치라 할지라도, 구부림의 한계 즉, 한계 곡률반경을 가지며, 한계 곡률반경 이상으로 구부러지는 경우 디스플레이장치가 파손되는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 10-2015-0037300(공개일 2015.04.08)

따라서, 본 발명의 목적은 플렉서블 표시장치의 밴딩시 한계 곡률반경을 유지하도록 하여 표시장치의 파손을 방지할 수 있도록 한 힌지와 이를 구비하는 플렉서블 디스플레이 디바이스를 제공하는 것이다.

특히, 본 발명의 다른 목적은 플렉서블 표시장치 외의 장치에서도 일정한 거리 또는 일정한 곡률을 유지해야 하는 장치에 사용할 수 있도록 한 단순한 구조의 힌지와 이를 구비하는 플렉서블 디스플레이 디바이스를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 힌지는 제1프레임 및 제2프레임의 측면에 배치되고, 가이드수단이 일방향으로 길게 형성되고 한 쌍으로 구성되는 가이드; 한 쌍의 상기 가이드 각각으로부터 돌출되어 형성되는 가이드 암; 상기 가이드 암과 회동가능하게 일측종단이 결합되고 한 쌍으로 구성되는 제1암; 일측종단이 상기 가이드수단에 슬라이딩 가능하게 결합되고 한 쌍으로 구성되는 제2암; 및 상기 제1암의 타측종단이 회전 가능하게 결합되는 제1축과 상기 제2암의 타측종단이 회전가능하게 결합되는 제2축을 가지는 베이스;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 힌지부재는 펼침상태의 상기 제1프레임 및 상기 프레임이 미리 정해진 간극을 유지하도록 상기 제1프레임과 상기 제2프레임을 결합시키는 것을 특징으로 한다.

상기 가이드암은 상기 가이드로부터 상기 제1프레임과 상기 제2프레임 사이의 간극 방향으로 돌출되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

한 쌍의 상기 제1암 타측종단은 상기 제1축에 중첩되어 결합되거나, 한 쌍의 상기 제2암 타측종단은 상기 제2축에 중첩되어 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1축 또는 상기 제2축은 축이 쌍으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

한 쌍의 상기 제1암 또는 한쌍의 상기 제2암의 타측종단은 쌍으로 형성되는 상기 축 각각에 결합되는 것을 특징으로 한다.

쌍으로 형성되는 상기 축 각각에 결합되는 상기 제1암 또는 상기 제2암은 암의 타측종단 외주연에 톱니가 형성되고, 상기 톱니는 쌍을 이루는 암 간에 맞물리는 것을 특징으로 한다.

상기 가이드는 상기 제1프레임 또는 상기 제1프레임과 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 힌지를 가지는 플렉서블 디스플레이 디바이스는 굽힘 및 펼침이 가능한 밴딩부를 가지는 표시패널; 상기 표시패널의 하부에 결합되고, 상기 밴딩부를 사이에 두고 이격되는 제1프레임 및 제2프레임; 및 복수의 암 쌍에 의해 상기 제1프레임과 상기 제2프레임을 회동 가능하게 연결하는 힌지부재;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 힌지부재는 제1프레임 및 제2프레임의 측면에 배치되고, 가이드수단이 일방향으로 길게 형성되고 한 쌍으로 구성되는 가이드; 한 쌍의 상기 가이드 각각으로부터 돌출되어 형성되는 가이드 암; 상기 가이드 암과 회동가능하게 일측종단이 결합되고 한 쌍으로 구성되는 제1암; 일측종단이 상기 가이드수단에 슬라이딩 가능하게 결합되고 한 쌍으로 구성되는 제2암; 및 상기 제1암의 타측종단이 회전 가능하게 결합되는 제1축과 상기 제2암의 타측종단이 회전가능하게 결합되는 제2축을 가지는 베이스;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 힌지부재는 펼침상태의 상기 제1프레임 및 상기 제2프레임이 미리 정해진 간극을 유지하도록 상기 제1프레임과 상기 제2프레임을 결합시키는 것을 특징으로 한다.

상기 힌지부재는 상기 제1프레임 및 상기 제2프레임의 접힘시작부터 접힘 종료기간 동안 상기 밴딩부가 상기 표시패널의 곡률반경 이상의 반경을 유지하도록 상기 제1프레임과 상기 제2프레임의 회전반경을 유지하도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1축 또는 상기 제2축은 펼침상태의 상기 표시패널 면에 수직인 방향으로 이격되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

쌍으로 형성되는 상기 축 각각에 결합되는 상기 제1암 또는 상기 제2암은 암의 타측종단 외주연에 톱니가 형성되고, 상기 톱니는 쌍으로 이루는 암 간에 서로 맞물리는 것을 특징으로 한다.

상기 제2암의 일측종단은 상기 표시패널의 펼침시 상기 간극에 인접한 상기 가이드수단의 일측으로 이동하고, 상기 표시패널의 굽힘시 상기 간극과 상기 가이드 수단의 타측종단으로 이동하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 힌지와 이를 구비하는 플렉서블 디스플레이 디바이스는 플렉서블 표시장치의 밴딩시 한계 곡률반경을 유지하도록 하여 표시장치의 파손을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 힌지와 이를 구비하는 플렉서블 디스플레이 디바이스는 플렉서블 표시장치 외의 장치에서도 일정한 거리 또는 일정한 곡률을 유지해야 하는 장치에 사용할 수 있다.

도 1은 힌지와 이를 구비하는 표시장치의 접힘상태 사시도.
도 2는 도 1의 펼침상태 사시도.
도 3은 힌지의 전면 형태를 예시적으로 도시한 전면예시도.
도 4 내지 도 9는 본 발명에 따른 힌지의 동작 및 이를 통한 표시장치의 밴딩과정을 설명하기 위한 예시도들.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 힌지부재를 도시한 예시도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.

도 1은 힌지와 이를 구비하는 표시장치의 접힘상태 사시도이고, 도 2는 도 1의 펼침상태 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 힌지를 구비하는 표시장치는 표시패널(10), 프레임(20) 및 힌지(30)를 포함하여 구성된다.

표시패널(10)은 제1 및 제2프레임(21 : 21a, 21b)에 고정되어, 구동부(미도시)로부터 공급되는 전원 및 데이터에 의해 화상을 표시한다. 이를 위해 표시패널(10)은 박막형태로 일부분이 밴딩될 수 있는 표시소자에 의해 제조되며, 일례로 액정표시장치, 발광표시장치(Light Emitting Diode)와 같은 표시소자에 의해 구성될 수 있다.

이러한 표시패널(10)은 서로 이격되어 나란하게 배치되는 제1 및 제2프레임(21)에 비밴딩부(12)가 결합되어 고정되고, 밴딩부(11)는 프레임 사이에 형성되는 간극에 위치하게 된다. 이를 위해 표시패널(10)은 일부분만 밴딩 가능한 형태로 형성될 수 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

프레임(20)은 표시패널(10)을 고정하고, 표시패널(10)의 구동을 위한 구성이 배치된다. 특히, 이 프레임(20)은 간극을 두고 서로 이격되어 배치되는 제1 및 제2프레임(21a, 21b)로 구성된다. 여기서, 설명의 편의를 위해 표시패널(10)의 구부러짐 및 펼침이 한곳에서 이루어지는 것으로 설명하지만, 밴딩부(11)가 여러 위치에 구성될 수 있으며, 이와 같은 경우 본 발명의 힌지가 각 밴딩부(11)에 적용되어 이용될 수 있으므로 한 곳의 밴딩부를 가지는 표시패널을 기본으로 상세히 설명하기로 한다.

프레임(20)은 기계적으로 견고하고 강도가 강한 합성수지 또는 금속에 의해 형성될 수 있으며, 일면이 표시패널(10)의 배면에 결합된다. 이러한 프레임(20)은 전술한 바와 같이 한 쌍 이상으로 구성될 수 있으며, 한 쌍으로 구성되는 경우 제1 프레임(21a)과 제2프레임(21b)로 구성될 수 있다. 제1 프레임(21a)과 제2프레임(21b)은 간극을 가지며 힌지(30)에 의해 일정거리 이격되어 가동 가능하게 결합된다. 이때, 표시패널(10)읜 밴딩부(11)가 간극에 위치하게 되어 힌지(30)에 의해 프레임(20)이 회동하는 경우 표시패널(10)의 밴딩 즉, 접힘이 이루어지게 된다.

이를 위해 제1 및 제2프레임(21a, 21b)의 일측 종단, 특히, 다른 프레임(20)을 마주하는 종단의 측면에는 힌지(30)와의 결합을 위한 안착부(22 : 22a, 22b)가 마련될 수 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

이 제1 및 제2프레임(21a, 21b)에는 표시패널의 구동을 위한 구동부, 전원공급을 위한 전원부가 마련될 수 있으며, 표시패널(10)의 구동 및 표시장치의 구성을 위한 각종 장치가 마련될 수 있다.

힌지(30)는 제1 및 제2프레임(21a, 21b)를 회동 가능하게 연결하며, 특히 제1 및 제2프레임(21a, 21b)의 회전시 표시패널(10)이 한계곡률반경 이상으로 밴딩될 수 있게 하는 역할을 한다. 즉, 힌지(30)는 제1 및 제2프레임(21a, 21b)의 회전에 의해 접힘이 발생하는 경우 제1 및 제2프레임(21a, 21b)의 마주대하는 측면이 한계 곡률반경 이하의 반경으로 급격하게 접히는 것을 방지하여 밴딩시 표시패널(10)이 손상되는 것을 방지하게 된다.

이를 위해 힌지(30)는 복수의 암과 암을 회동 가능하게 고정하는 베이스, 암의 이동을 보장하는 가이드를 포함하여 구성된다. 이에 대해서는 하기에서 별도의 도면을 참조하여 좀 더 상세히 설명하기로 한다. 이러한 힌지(30)는 제1 및 제2프레임(21a, 21b)에 하나 이상이 결합되며, 도시된 바와 같이 프레임(20)의 양측면에 한 쌍이 결합되거나 이보다 많은 수의 힌지(30)를 이용하여 구성될 수도 있다.

이러한 힌지(30)와 프레임(20)은 표시패널(10)이 접혀지는 안쪽 즉, 표시패널(10)의 후면에 배치된다.

도 3은 힌지의 전면 형태를 예시적으로 도시한 전면예시도이다.

도 3을 참조하면, 힌지(30)는 한쌍의 제1암(50), 한쌍의 제2암(60), 베이스(40) 및 가이드(31 : 31a, 31b)를 포함하여 구성된다.

베이스(40)는 한쌍의 제1암(50) 및 한쌍의 제2암(60)이 회전할 수 있도록 축의 역할을 한다. 이를 위해 베이스(40)는 한쌍의 제1암(50)을 회동 가능하게 고정하는 제1축(41a)와 한 쌍의 제2암(60)을 회동 가능하게 고정하는 제2축(41b)를 포함하여 구성된다. 이 베이스(40)는 표시패널(10)의 밴딩시 제1축(41a) 및 제2축(41b)의 중심을 잇는 선과 평행한 방향으로 이동함과 아울러, 각 축(41 :41a, 41b)에 결합된 제1 및 제2암(50, 60)이 회동할 수 있게 하고, 이를 통해 제1암(50)이 접협지게 하거나, 제2암(60)이 가이드(31)를 따라 이동할 수 있게 한다. 이를 위해 베이스(40)에는 제1축(41a)과 제2축(41b)이 나란하게 형성되는 플레이트 형태로 형성되고, 제1축(41a)과 제2축(41b)은 펼쳐진 상태의 표시패널(10) 면과 수직인 방향으로 일렬로 형성된다.

제1축(41a)에는 한 쌍의 제1암(50)의 일측종단이 연결되며, 제1암(50)은 제1축(41a)에 결합된 상태에서 표시패널(10)의 펼침과 접힘에 따라 회전하게 된다. 이때 제1암(50)의 회전범위는 인접한 제2축(41b)에 결합되는 제2암(60)에 의해 제한된다. 즉, 제1암(50)은 표시패널(10)의 밴딩시 제1축(41a)와 결합되지 않은 타측 종단이 표시패널(10) 방향으로 회전하게 된다. 아울러, 제1축(41a)은 제1암(50)과의 결합을 위한 샤프트와, 샤프트에 끼움결합되는 제1암(50)의 이탈을 방지하기 위한 캡부재가 포함될 수 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 아울러, 한쌍의 제1암(50) 중 어느 하나가 제1축(41a)에 먼저 끼워지고, 다른 하나가 제1축(41a)에 나중에 끼워지게 되어, 한 쌍의 제1암(50)이 제1축(41a)에 적층되는 형태로 결합된다. 여기서, 제1축(41a)에 함께 끼워지는 한 쌍의 제1암(50) 간에는 회전시 간섭을 방지하고, 원활한 회전을 위한 판형 링부재가 게재될 수 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

제2축(41b)에는 한 쌍의 제2암(60)의 일측종단이 연결되며, 제2암(60)은 제2축(41b)에 결합된 상태에서 표시패널(10)의 펼침과 접힘에 따라 회전하게 된다. 이때 제2암(60)의 회전 범위는 제1암(50)에 의해 제한되며, 제1암(50)과 반대 방향으로 회전하게 된다. 아울러, 제2축(41b)도 제2암(60)과의 결합을 위한 샤프트, 샤프트에 끼움결합되는 제2암(60)의 이탈을 방지하기 위한 캡부재가 포함될 수 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 제2축(41b)과 제2암(60)의 결합방법은 제1암(50)과 제1축(41a)의 결합방법과 동일할 수 있다.

제1암(50)은 제2암(60)과 함께 표시패널(10)의 굽힘과 펼침시 표시패널(10)이 가지는 한계 곡률반경 이상의 반경을 유지하면서 굽혀지거나 펼쳐질 수 있게 제1 및 제2프레임(21a, 21b)의 밴딩간극을 유지시키고, 제1 및 제2프레임(21a, 21b)을 연결하는 역할을 한다. 좀 더 구체적으로 제1암(50)은 굽혀지거나 펼쳐지는 동작(이하에서 굽힘 및 펼침을 '밴딩'이라 칭하기로 한다)에서 제2암(60)의 지렛대 역할에 의해 베이스(40)가 표시패널(10)면과 수직인 방향(여기서 "수직 방향"은 표시패널(10)이 펼쳐진 상태에의 면에 수직인 방향으로 정의한다)으로 이동되며, 이에 따라 제1암(50)이 베이스(40)의 제1축(41a)에 의해 회전하면서 타측 종단에 연결된 가이드암(33)의 회전반경을 제약함으로써 밴딩간극을 조절하게 된다. 이를 위해 제1암(50)은 한 쌍으로 구성되고, 한 쌍의 제1암(50) 각각의 일측 종단은 제1축(41a)에 회전 가능하게 결합되고, 타측종단은 가이드암(33)에 회전가능하게 결합된다. 이를 위해 제1암(50)의 타측종단고 가이드암(33)은 회전축(34)에 의해 결합되며, 회전축의 형성을 위한 샤프트가 제1암(50)과 가이드암(33) 중 어느 하나에 형성되고, 다른 암은 회전축(34)에 끼움 결합될 수 있다. 이러한 제1암(50)은 프레임(20)과 같은 소재로 제조될 수도 있고, 다른 소재로 제조될 수도 있으며, 기계적 강도가 좋고, 견고하며, 가벼운 금속성 물질 또는 합성수지를 이용하여 제조될 수 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

제2암(60)은 제1암(50)과 함께 표시패널(10)의 밴딩시 표시패널(10)이 가지는 한계 곡률반경 이상의 반경을 유지하면서 굽혀지거나 펼쳐질 수 있게 제1 및 제2프레임(21a, 21b)의 밴딩간극을 유지시키고, 제1 및 제2프레임(21a, 21b)을 연결하는 역할을 한다. 좀 더 구체적으로, 제2암(60)은 밴딩시에 제1암(60)에 대해 지렛대 역할을 하여 제1암(50)과 가이드암(33)의 연결부위가 원활하게 밴딩될 수 있게 하는 역할을 한다. 이를 위해, 제1암(50)의 일단은 제2축(41b)에 회전 가능하게 연결되고, 타측 종단은 가이드(30)의 가이드홀(32)에 이동 가능하게 결합되어, 밴딩시 가이드홀(32)을 따라 표시패널(10) 면과 수평인 방향으로 왕복하게 된다. 이를 위해, 제2암(60)의 타측 종단은 가이드홀(32) 내에 안착되어 회전에 의해 가이드홀(32) 내의 왕복이 원활이 이루어질 수 있도록 하는 휠 또는 가이드홀(32)에 안착되는 수단을 구비할 수 있으며, 이 휠 또는 수단에 타측 종단이 결합될 수 있다. 이를 통해 제2암(60)은 펼침시에는 가이드홀(32)에서 간극 쪽으로 이동하고, 굽힘시에는 간극과 멀어지는 방향으로 이동하여 프레임(20) 및 표시패널(10)의 밴딩이 이루어질 수 있게 한다. 특히, 제2암(60)은 이러한 움직임을 통해 표시패널(10)이 한계 곡률반경 이상의 상태를 유지할 수 있도록 제1암(50)의 동작범위 및 프레임(20) 간의 간극을 유지하도록 하는 역할을 한다. 좀 더 상세히 설명하면, 펼침 상태에서 프레임이 가까워지려 하는 상황, 즉 간극이 줄어드는 상황에서 제2암(60)이 가이드홀(32)을 따라 이동하게 됨으로써 굽힘이 시작되어 표시패널(10)의 접힘이 발생하는 것으로 방지하며, 이때 베이스(40)가 어느 한쪽의 프레임(20)에 치우치는 것을 방지하여 표시패널이 곡률반경 이상의 원호를 형성하도록 하게 된다.

가이드(30)는 제1 및 제2암(50, 60)과 결합되어 제1 및 제2암(50, 60)의 동작을 안내하며, 이를 통해 밴딩시 표시패널(10)이 한계 곡률반경 이상의 원호를 유지하면서 밴딩이 이루어지도록 하는 역할을 한다. 이러한 가이드(30)는 프레임과 일체형으로 형성될 수도 있으나, 프레임(20)과 별로 제조되고, 프레임(20)에 마련되는 안착부(22 : 22a, 22b)에 결합될 수 있다. 이러한 가이드(30)는 제1 및 제2프레임(21a, 21b)의 간극측 종단 측면부에 결합 또는 형성되며, 제1암(50)과의 결합을 위한 가이드암(33)이 간극방향으로 돌출되어 형성되고, 표시패널(10)과 수평방향으로 가이드홀(32)이 형성된다. 가이드암(33)은 도시된 바와 같이 제1암(50)와 유사한 형태로 형성되고, 종단이 제1암(50)의 종단과 회전 가능하게 결합된다.

가이드홀(32)은 표시패널면(10)과 나란한 방향으로 형성되며, 전술한 바와 같이 가이드(30)의 표면보도 오목하게 형성된 홀로 형성되고, 제2암(60)의 종단에 결합되는 휠 또는 결합수단이 홀에 안착되어 슬라이딩 가능한 형태로 제2암(60)과 결합된다. 여기서, 본 발명의 상세한 설명에서는 가이드홀(32)이 오목하게 형성된 형태로 도시되어 있으나, 볼록하게 형성되거나, 레일 형태와 같은 다양한 형태로 형성이 가능하며, 각 형태에 따라 제2암(60)의 결합수단을 변경하여 이용하는 것이 가능하다.

도 4 내지 도 8은 본 발명에 따른 힌지의 동작 및 이를 통한 표시장치의 밴딩과정을 설명하기 위한 예시도들이다.

도 4 내지 도 8을 참조하면, 전술한 바와 같이 본 발명에 따른 힌지(30)는 플렉스블 디스플레이 장치의 표시패널(10)과 같이 한계 곡률반경을 가지는 대상체의 밴딩시, 대상체가 한계 곡률반경 미만으로 접히게 되어 손상되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 이러한 대상체는 표시패널(10)에 국한되지 않는다.

이를 위해 본 발명의 힌지(30)는 대상체인 표시패널(10)이 고정되는 프레임(20)을 회전 가능한 상태로 연결하기 위해 두 쌍의 암(50, 60)과 암의 회전축 역할을 하는 베이스(40)를 포함하여 구성된다.

우선 도 4를 참조하면, 펼침 상태에서는 제1암(50)과 가이드암(33)의 굴절이 최소화 된 상태 즉, 내각 각도가 최대인 상태가 되며, 이때 제2암(60)은 가이드홀(32)의 내측 종단 즉, 간극에 인접한 부분에 위치하게 된다.

이때 도 5와 같이 굽힘 초기 상태에서 제1암(50)과 가이드암(33)의 내각의 크기가 감소하면서 제1암(50)과 가이드암(33)의 회전축(34)을 중심으로 회전 즉, 접히기 시작한다. 또한, 제1암(50)의 일측종단은 베이스(40)에 마련된 제1축(41a)을 축으로하여 회전이 이루어진다. 이와 동시에 제2암(60)은 제2축(41b)를 중심으로 회전을 시작하며, 이때 타측종단은 가이드홀(32)을 따라 슬라이딩을 시작하게 된다.

그리고 도 6 및 도 7과 같이 굽힘이 진행될 수록 제1암(50)과 가이드암(33)은 내각은 점점 더 감소하고, 제2암(60)은 가이드홀(32)을 따라 슬라이딩되어 가이드홀(32)의 타측종단을 향해 진행하면서 프레임(20) 및 표시패널(10)이 점점 더 굽혀지게된다.

이러한 과정에서 제1암(50)과 가이드암(33)의 굽힘을 제2암(60)에 의해 보조함으로써 제1암(50)과 가이드암(33)의 과도한 굽힘을 방지하게 된다. 즉, 전술한 바와 같이 베이스를 공유하는 제2암(60)이 가이드홀(32)을 따라 슬라이딩하는 한편, 제1암(50)과 가이드암(33)의 굽힘에 따라 제1암(50)의 일측종단을 지지하는 형태가 되어 제2암(60)의 이동위치에 따라 제1암(50)과 가이드암(33)의 굽힘각을 제약하게 된다. 이를 통해 프레임(20) 간의 거리가 가까워지거나, 한 쌍의 제1암(50)과 한 쌍의 가이드암(33) 사이의 굽힘이 불균일해지는 것을 방지할 수 있게 된다. 이를 위해 가이드암(33), 제1암(50)과 제2암(60)의 길이는 일정한 비율을 가지게 되며, 일례로 가이드암(33)과 제1암(50)의 길이합은 제2암(60)의 길이와 같거나, 이보다 짧게 형성될 수 있다.

한편, 이와 같은 굽힘이 계속진행되면 도 8과 같이 완전히 접힌 형태가 될 수 있다. 이때 제1암(50)과 가이드암(33)의 내각은 최소가 되고, 제2암(60)의 타측종단은 가이드홀(32)의 타측종단 가이드암(33)과 가장 먼 위치에 위치하게 된다. 이때, 제1프레임(21a)과 제2프레임(21b)은 서로 바닥면이 마주한 상태가 되며, 표시패널(10)은 곡률반경 이상의 곡률로 구부러진 상태가 된다.

도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 힌지부재를 도시한 예시도이다.

본 발명의 제2실시예에 따른 힌지부재는 전술한 제1실시예와 비교하여 베이스(140)와 제1암(150) 및 제2암(160)의 연결부위에서 차이점을 갖는다. 때문에 제2실시예를 설명함에 있어서 전술한 제1실시예와 동일 또는 유사한 특징에 대한 상세한 설명은 생략하고, 차이점을 위주로 설명을 진행하기로 한다.

베이스(140)는 한쌍의 제1암(150 : 150a, 150b)이 결합되는 한 쌍의 제1축(141 : 141a, 141b), 한쌍의 제2암(160 : 160a, 160b)이 결합되는 한 쌍의 제2축(142 :142a, 142b)를 포함하여 구성된다.

그리고, 제1암(150)과 제2암(160) 중 어느 하나의 암에는 서로 쌍을 이루는 암간의 접촉면에 톱니(151, 161)가 형성된다.

구체적으로 한 쌍의 제1암(150 : 150a, 150b)은 각각 한 쌍의 제1축(141a, 141b)에 각각 회전 가능하게 결합되며, 한 쌍의 제2암(160 : 160a, 160b)은 각각 한 쌍의 제2축(142a, 142b)에 회전 가능하게 결합된다.

이때, 한 쌍의 제1축(141) 또는 제2축(142)에 결합되는 제1암(150a) 또는 제2암(160a)은 외주연이 쌍을 이루는 제1암(150b) 또는 제2암(160b)와 접촉하게되며, 이 접촉면 톱니(151, 161)가 형성된다.

이를 통해, 한 쌍의 제1암(150) 중 어느 하나의 암 또는 한 쌍의 제2암(160) 중 어느 하나가 회전을 시작하는 경우 톱니(151, 161)에 의해 나머지 하나의 암도 회전하게 되어 쌍을 이루는 암 간의 회전이 동일하게 진행되도록 할 수 있다.

좀 더 구체적으로 제1암(150)의 일측종단 외주연에 톱니(151)가 형성되는 경우 제1암(150) 중 어느 하나의 암인 A암(150a)이 반시계방향으로 회전하면, A암(150a)의 톱니와 맞물린 B암(150b)의 톱니에 의해 B암은 시계방향으로 회전하게 되며, A암(150a)의 회전각도만큼 B암(150b)도 회전하게 된다. 즉, 쌍을 이루는 암의 회전을 동일하게 함으로써 프레임(20)의 밴딩시 제1 및 제2프레임(21a, 21b)가 균등하게 회전 또는 이동하여 밴딩과정이 안정적으로 진행될 수 있으며, 이를 통해 표시패널(10)이 곡률반경 미만으로 구부러질 수 있는 가능성을 배제하는 것이 가능해진다.

이러한 톱니(151, 161)는 제1암(150) 또는 제2암(160) 중 어느 하나에만 형성될 수 있으며, 톱니(151, 161)가 형성되지 않음 암(150, 160)은 전술한 제1실시예에서와 같이 하나의 축에 한 쌍의 암이 함께 결합될 수 있다.

또한, 제1암(150)과 제2암(160)에 모두 톱니(151, 161)가 형성되는 경우 제1암(150)과 제2암(160)의 톱니 간격이나 크기 톱니 한 칸 당 암의 회전각도는 서로 다르게하여 형성될 수 있다.

아울러, 제1암(150)과 제2암(160) 중 어느 하나의 암 쌍에 형성되는 톱니 즉, 서로 마주하는 톱니(151 또는 161)은 톱니 간격 또는 크기가 위치에 따라 달라지게 하는 것이 가능하다.

이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.

10 : 표시패널 11 : 밴딩부
12 : 비밴딩부 20 : 프레임
21a : 제1프레임 21b : 제2프레임
22 : 안착부 30 : 힌지
31 : 가이드 32 : 가이드홀
33 : 가이드암 34 : 회전축
40 : 베이스 41 : 축
50 : 제1암 60 : 제2암

Claims

제1프레임 및 제2프레임의 측면에 배치되고, 가이드수단이 일방향으로 길게 형성되고 한쌍으로 구성되는 가이드;
한 쌍의 상기 가이드 각각으로부터 돌출되어 형성되는 가이드 암;
상기 가이드 암과 회동가능하게 일측종단이 결합되고 한 쌍으로 구성되는 제1암;
일측종단이 상기 가이드수단에 슬라이딩 가능하게 결합되고 한 쌍으로 구성되는 제2암; 및
상기 제1암의 타측종단이 회전 가능하게 결합되는 제1축과 상기 제2암의 타측종단이 회전가능하게 결합되는 제2축을 가지는 베이스;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 힌지부재.
제 1 항에 있어서,
상기 힌지부재는 펼침상태의 상기 제1프레임 및 상기 프레임이 미리 정해진 간극을 유지하도록 상기 제1프레임과 상기 제2프레임을 결합시키는 것을 특징으로 하는 힌지부재.
제 2 항에 있어서,
상기 가이드암은 상기 가이드로부터 상기 제1프레임과 상기 제2프레임 사이의 간극 방향으로 돌출되어 형성되는 것을 특징으로 하는 힌지부재.
제 1 항에 있어서,
한 쌍의 상기 제1암 타측종단은 상기 제1축에 중첩되어 결합되거나, 한 쌍의 상기 제2암 타측종단은 상기 제2축에 중첩되어 결합되는 것을 특징으로 하는 힌지부재.
제 1 항에 있어서,
상기 제1축 또는 상기 제2축은
축이 쌍으로 형성되는 것을 특징으로 하는 힌지부재.
제 5 항에 있어서,
한 쌍의 상기 제1암 또는 한쌍의 상기 제2암의 타측종단은 쌍으로 형성되는 상기 축 각각에 결합되는 것을 특징으로 하는 힌지부재.
제 6 항에 있어서,
쌍으로 형성되는 상기 축 각각에 결합되는 상기 제1암 또는 상기 제2암은
암의 타측종단 외주연에 톱니가 형성되고, 상기 톱니는 쌍을 이루는 암 간에 맞물리는 것을 특징으로 하는 힌지부재.
제 1 항에 있어서,
상기 가이드는 상기 제1프레임 또는 상기 제1프레임과 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 힌지부재.
굽힘 및 펼침이 가능한 밴딩부를 가지는 표시패널;
상기 표시패널의 하부에 결합되고, 상기 밴딩부를 사이에 두고 이격되는 제1프레임 및 제2프레임; 및
복수의 암 쌍에 의해 상기 제1프레임과 상기 제2프레임을 회동 가능하게 연결하는 힌지부재;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 디바이스.
제 9 항에 있어서,
상기 힌지부재는
제1프레임 및 제2프레임의 측면에 배치되고, 가이드수단이 일방향으로 길게 형성되고 한쌍으로 구성되는 가이드;
한쌍의 상기 가이드 각각으로부터 돌출되어 형성되는 가이드 암;
상기 가이드 암과 회동가능하게 일측종단이 결합되고 한쌍으로 구성되는 제1암;
일측종단이 상기 가이드수단에 슬라이딩 가능하게 결합되고 한 쌍으로 구성되는 제2암; 및
상기 제1암의 타측종단이 회전 가능하게 결합되는 제1축과 상기 제2암의 타측종단이 회전가능하게 결합되는 제2축을 가지는 베이스;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 디바이스
제 10 항에 있어서,
상기 힌지부재는 펼침상태의 상기 제1프레임 및 상기 제2프레임이 미리 정해진 간극을 유지하도록 상기 제1프레임과 상기 제2프레임을 결합시키는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 디바이스.
제 10 항에 있어서,
상기 힌지부재는
상기 제1프레임 및 상기 제2프레임의 접힘시작부터 접힘 종료기간 동안 상기 밴딩부가 상기 표시패널의 곡률반경 이상의 반경을 유지하도록 상기 제1프레임과 상기 제2프레임의 회전반경을 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 디바이스.
제 10 항에 있어서,
상기 가이드암은 상기 가이드로부터 상기 제1프레임과 상기 제2프레임 사이의 간극 방향으로 돌출되어 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 디바이스.
제 10 항에 있어서,
한 쌍의 상기 제1암 타측종단은 상기 제1축에 중첩되어 결합되거나, 한 쌍의 상기 제2암 타측종단은 상기 제2축에 중첩되어 결합되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 디바이스.
제 10 항 또는 제 14항에 있어서,
상기 제1축 또는 상기 제2축은
펼침상태의 상기 표시패널 면에 수직인 방향으로 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 디바이스.
제 10 항에 있어서,
상기 제1축 또는 상기 제2축은
축이 쌍으로 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 디바이스.
제 16 항에 있어서,
한 쌍의 상기 제1암 또는 한 쌍의 상기 제2암의 타측종단은 쌍으로 형성되는 상기 축 각각에 결합되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 디바이스.
제 17 항에 있어서,
쌍으로 형성되는 상기 축 각각에 결합되는 상기 제1암 또는 상기 제2암은
암의 타측종단 외주연에 톱니가 형성되고, 상기 톱니는 쌍으로 이루는 암 간에 서로 맞물리는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 디바이스.
제 10 항에 있어서,
상기 제2암의 일측종단은
상기 표시패널의 펼침시 상기 간극에 인접한 상기 가이드수단의 일측으로 이동하고,
상기 표시패널의 굽힘시 상기 간극과 상기 가이드 수단의 타측종단으로 이동하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 디바이스.
제 10 항에 있어서,
상기 힌지부재는 상기 표시패널이 접히는 안쪽면에 배치되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 디바이스.