KR20180062273A - 폴더블 표시 장치 - Google Patents

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KR20180062273A
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장세진
원유림
박영주
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Abstract

본 발명은 외부 충격 에너지가 전달될 때 표시 패널부로 도달하는 충격 에너지의 양을 감소시킴으로써 표시 패널을 보호할 수 있는 폴더블 표시 장치에 관한 것으로, 본 발명에 의한 폴더블 표시 장치는 적어도 하나의 폴딩부 및 비폴딩부를 포함하는 표시 패널과, 상기 표시 패널의 상측에 부착되는 커버 윈도우와, 상기 표시 패널 및 커버 윈도우를 수납하며, 커버 윈도우의 일측 및 그 반대측에서 상기 커버 윈도우를 서로 반대방향으로 당기도록 구비된 프레임을 포함한다.

Description

폴더블 표시 장치{FOLDABLE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 폴더블 표시 장치에 관한 것으로, 특히 외부 충격으로부터 표시 패널을 효과적으로 보호할 수 있는 폴더블 표시 장치에 관한 것이다.
다양한 정보를 화면으로 구현해 주는 영상 표시 장치는 정보 통신 시대의 핵심 기술로 더 얇고 더 가벼우며, 휴대가 가능하면서도 고성능의 방향으로 발전하고 있다. 이에 음극선관(CRT)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 평판 표시 장치로 유기 발광층의 발광량을 제어하여 영상을 표시하는 유기 발광 표시 장치 등이 각광받고 있다.
유기 발광 표시 장치는 다수의 화소들이 매트릭스 형태로 배열되어 화상을 표시하게 된다. 여기서, 각 화소는 발광 소자와, 그 발광 소자를 독립적으로 구동하는 다수의 트랜지스터로 이루어진 화소 구동 회로를 구비한다.
이와 같은 유기 발광 표시 장치는 자발광의 유기 발광 소자를 이용하므로, 별도의 광원을 요구하지 않으며, 초박형 표시 장치의 구형이 가능하므로, 근래에는 유기 발광 소자를 이용하고, 발광 셀 내부에 터치 전극 어레이를 포함하는 인-셀 터치 구조(In-Cell Touch)의 폴더블 표시 장치에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
폴더블 표시 장치는 표시 패널을 포함한 표시 장치 자체가 폴딩되는 구조를 가지며, 따라서 폴딩이 가능할 정도로 얇은 두께를 갖는 커버 윈도우가 사용된다. 이러한 얇은 두께를 갖는 커버 윈도우는 외부로부터 충격을 받을 경우, 그 충격 에너지가 수평 방향으로 전달되는 비율이 낮고, 수직 방향으로 더욱 많은 양의 충격 에너지가 전달된다. 따라서, 커버 윈도우의 내측에 위치하는 표시 패널에도 더욱 많은 양의 충격 에너지가 전달됨으로써 표시 패널에 데미지가 발생하고, 데미지가 발생한 화소에서는 휘점 또는 암점 불량 등의 표시 불량이 발생하게 된다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 외부 충격 에너지가 전달될 때 표시 패널부로 도달하는 충격 에너지의 양을 감소시킴으로써 표시 패널을 보호할 수 있는 폴더블 표시 장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 의한 폴더블 표시 장치는, 적어도 하나의 폴딩부 및 비폴딩부를 포함하는 표시 패널과, 상기 표시 패널의 상측에 부착되는 커버 윈도우와, 상기 표시 패널 및 커버 윈도우를 수납하며, 커버 윈도우의 일측 및 그 반대측에서 상기 커버 윈도우를 서로 반대방향으로 당기도록 구비된 프레임을 포함한다.
커버 윈도우는, 상기 표시 패널의 외곽에 대응되는 영역까지 연장된 제 1 연장부와 그 반대편에 구비된 제 2 연장부를 구비하고, 상기 제 1 및 제 2 연장부의 각각에는 적어도 하나의 홀이 구비되며, 이들 홀은 상기 프레임과 체결된다.
프레임은 상기 홀과의 체결을 위한 체결부를 포함한다. 체결부는 상기 홀을 관통하는 형태의 클램프 및 상기 클램프와 상기 프레임 사이에 체결되어 상기 클램프를 상기 프레임의 내측으로 당기는 역할을 하는 스프링을 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 폴더블 표시 장치는, 표시 패널 및 커버 윈도우를 덮는 프론트 케이스를 더 구비하고, 이 때 프론트 케이스는 상기 제 1 및 제 2 연장부를 덮어 사용자에게 시인되지 않도록 하는 베젤을 포함한다.
본 발명에 의한 폴더블 표시 장치는 체결부가 커버 윈도우를 양쪽으로 당기는 구조를 가질 뿐 아니라, 각 체결부는 탄성부를 구비함으로써 탄성력을 가진다. 이로 인해 커버 윈도우 및 커버 윈도우와 부착된 표시 패널은 펴진 상태, 즉 언폴딩(unfolded) 상태일 때 양측으로 당겨지는 힘이 가해지므로 평탄도(flatness)가 증가한다. 표시 패널 및 커버 윈도우의 평탄도가 증가하면 폴더블 표시 장치의 문제점인 표시 화면의 왜곡 현상이 사라질 뿐 아니라, 커버 윈도우의 상측에 충격이 가해지더라도 커버 윈도우의 변형이 최소화됨으로써 커버 윈도우의 변형으로 인해 표시 패널에 가해지는 스트레스를 최소화하고, 유기 발광 어레이의 손상을 방지한다.
또한 본 발명에 의한 폴더블 표시 장치는, 커버 윈도우가 수평 방향으로 당겨지도록 고정됨에 따라 충격으로 인한 에너지가 수평 방향으로 전달되는 비율이 크게 증가한다. 즉 충격 발생시 수직 방향으로 전달되는 에너지 및 스트레스가 최소화되고, 표시 패널의 내충격성이 개선된다. 이 때 각 체결부는 탄성부를 포함함으로써, 커버 윈도우와 체결부가 체결될 때 발생할 수 있는 마찰력의 발생 또한 최소화한다.
도 1은 본 발명에 의한 폴더블 표시 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 2a는 도 1에 의한 폴더블 표시 장치가 결합된 구조를 설명하기 위한 것이고, 도 2b는 도 2a 에 의한 폴더블 표시 장치가 폴딩될 때의 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 표시 패널의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 커버 윈도우(3000)를 설명하기 위한 정면도이다
도 5는 프론트 케이스가 커버 윈도우 상에 위치하는 형상을 도시한 정면도이다.
도 6은 프레임을 좀더 상세히 설명하기 위한 모식도이다.
도 7은 본 발명에 의한 폴더블 표시 장치의 단면 구조를 설명하기 위한 개략도이다.
도 8은 본 발명의 커버 윈도우를 보호하기 위한 보호 수단이 구비된 폴더블 표시 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 9는 본 발명에 의한 폴더블 표시 장치의 충격 흡수 특성을 설명하기 위한 예시도이다.
도 10은 본 발명에 의한 폴더블 표시 장치의 내충격 개선도를 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 기술 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것으로, 실제 제품의 부품 명칭과 상이할 수 있다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어 '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명될 경우, '바로' 또는 '직접' 이 사용되지 않은 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
비록 제 1, 제 2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위해서 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제 2 구성요소일 수도 있다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 폴더블 표시 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
본 발명에 의한 폴더블 표시 장치는, 폴딩부(F/A)를 포함하고 영상을 표시하는 표시 패널(100)과, 상기 표시 패널(100)상에 상기 표시 패널(100)을 덮도록 위치하는 커버 윈도우(3000)와, 상기 표시 패널(100)의 후면에서 상기 표시 패널(100)을 지지하는 백 커버(200)와, 상기 백 커버(200), 표시 패널(100) 및 커버 윈도우(3000)를 수납하는 프레임(1000)과, 상기 프레임(1000)과 체결되어 상기 커버 윈도우(3000)를 덮는 프론트 케이스(1100)를 포함한다.
이 때 커버 윈도우(3000)는 폴딩부(F/A)에 대응되는 영역에 폴딩부(F/A)를 구비하고, 상기 폴딩부(F/A)는 플렉서블한 연질부를 포함할 수 있다. 그리고, 나머지 영역은 상기 연질부보다 높은 강성 및 견고한(rigid) 특성을 갖는 경질부로 이루어질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 커버 윈도우(3000)는 상기 표시 패널(100)보다 더 길게 구비된다. 즉, 커버 윈도우(3000)는 제 1 방향으로 연장된 제 1 연장부(3100)와, 상기 제 1 방향과 수평 방향으로 반대 방향인 제 2 방향으로 연장된 제 2 연장부(3200)를 포함한다. 상기 제 1 연장부(3100) 및 제 2 연장부(3200)에는 복수 개의 홀(340)이 구비된다.
표시 패널(100)은 커버 윈도우(3000)와 접착층 등을 통해 합착될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 표시 패널(100)은 폴딩부(F/A)와 그외 영역인 비폴딩부를 포함한다. 그리고, 표시 패널(100)은 커버 윈도우(3000)의 내면에 위치하는데, 제 1 연장부(3100) 및 제 2 연장부(3200)의 하측까지 연장되도록 형성되지는 않는다. 즉, 표시 패널(100)은 제 1 연장부(3100) 및 제 2 연장부(3200)를 포함한 커버 윈도우(3000)의 길이보다 짧게 형성된다.
표시 패널(100)의 배면에는 백 커버(200)가 구비된다. 백 커버(200)는 상기 표시 패널(100)의 폴딩부(F/A)에 대응되는 위치에서 폴딩되도록 구성되는 것이 바람직하다. 그를 위해, 도 1에서 도시되지는 않았지만 백 커버(200)는 폴딩부(F/A)에 대응되는 영역에서 서로 분리되어 있거나, 폴딩부(F/A)는 폴딩 가능한 플렉서블한 재료를 이용하여 형성하거나, 폴딩부(F/A)에 대응되는 백 커버(200) 영역을 패터닝하여 폴딩 패턴을 구비할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
프레임(1000)은 백 커버(200), 표시 패널(100) 및 커버 윈도우(3000)를 수납한다. 프레임(1000)은 표시 패널(100)을 폴딩하기 위해 폴딩 영역(F/A)에 대응되는 위치에 폴딩이 가능하도록 구성된 제 1 힌지부(1001a) 및 제 2 힌지부(1001b)를 포함한다. 이같은 힌지부는 도 1의 (b)와 같이 표시 패널(100)의 폴딩부(F/A)의 양 측면에 대응되도록 위치하여 프레임(1000)이 폴딩될 수 있도록 하는 구성을 가지며, 이에 한정되지는 않는다. 이같이 힌지부(1001a, 1001b)가 폴딩부(F/A)이 양 측면에 대응되도록 위치하면, 상기 프레임(1000)은 힌지부(1001a, 1001b)를 기준으로 분리되어 회전할 수 있도록 형성될 수 있다. 그에 따라 본 발명에 의한 폴더블 표시 장치는 프레임(1000) 및 표시 패널(PN)이 모두 폴딩되는 특징을 갖는다.
이 때 프레임(1000)은 커버 윈도우(3000)의 일측 및 반대편에서 상기 커버 윈도우를 서로 반대 방향으로 견인하는 특징을 갖는다. 즉, 커버 윈도우(3000)의 일측은 프레임(1000)의 일측에 체결되어 제 1 방향으로 당겨지고, 그 반대편 또한 프레임(1000)타측에 체결되어 제 2 방향으로 당겨지게 된다. 이를 위해, 프레임(1000)은 체결부(360)를 포함한다.
체결부(360)는 클램프(362)와 탄성부(380)를 포함한다. 클램프(362)는 커버 윈도우(3000)의 제 1 및 제 2 연장부(3100, 3200)에 구비된 홀(340)에 일대일로 대응되어 체결된다. 그리고, 탄성부(380)는 클램프(362)와 상기 탄성부(380)를 체결하기 위해 구비된 지지부(1030) 사이에 연결되어 있다.
그에 따라, 상기 체결부(360)는 상기 제 1 및 제 2 연장부(3100, 3200)에 체결된 홀(340)에 체결되어 탄성부(380)의 탄성력에 의해 상기 제 1 연장부(3100)를 제 1 방향으로 당기고, 제 2 연장부(3200)를 제 2 방향으로 당기는 역할을 한다. 즉 본 발명에 의한 폴더블 표시 장치의 커버 윈도우(3000)는 상기 체결부(360)에 체결되어 제 1 방향 및 상기 제 1 방향과 수평 방향으로 반대 방향인 제 2 방향으로 동시에 당겨지게 된다.
프론트 케이스(1100)는 커버 윈도우(3000)의 외곽을 감싸도록 형성된다. 그리고, 커버 윈도우(3000)의 중앙부에는 프론트 케이스(1100)가 형성되지 않아도 무방하다. 프론트 케이스(1100)는 상기 제 1 및 제 2 연장부(3100, 3200) 상에 위치하여 상기 제 1 및 제 2 연장부(3100, 3200)를 덮는 베젤(1500)을 구비한다. 그에 따라 상기 제 1 및 제 2 연장부(3100, 3200)은 베젤(1500)에 의해 덮여 시인되지 않는다.
그리고, 상기 프론트 케이스(1100)는 프레임(1000)과 체결됨으로써 프레임(1000) 내부의 표시 패널(100)과 이를 구동하기 위한 각종 구동부(미도시)를 보호한다.
프론트 케이스(1100)는 표시 패널(100)이 폴딩될 때 함께 폴딩되는 특성을 갖는다. 이를 위해 프론트 케이스(1100)또한 표시 패널(100)의 폴딩부(F/A)에 대응되는 영역에는 폴딩을 위한 구성이 추가될 수 있다. 예를 들어, 상기 프론트 케이스(1100)는 폴딩부(F/A)에 대응되는 영역에서 서로 분리되거나, 플렉서블한 재료를 이용하여 형성하거나, 별도의 힌지부(미도시)를 구비하여 폴딩 가능하도록 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다.
도 2a는 도 1에 의한 폴더블 표시 장치가 결합된 구조를 설명하기 위한 것이고, 도 2b는 도 2a 에 의한 폴더블 표시 장치가 폴딩될 때의 형태를 설명하기 위한 모식도이다.
도 2a에 도시된 것과 같이, 본 발명에 의한 폴더블 표시 장치가 결합된 후에는, 프레임(1000) 및 프론트 케이스(1100)와, 프론트 케이스(1100)가 형성되지 않은 폴더블 표시 장치의 중심부를 통해 커버 윈도우(3000)가 시인된다. 프론트 케이스(1100)에 구비된 베젤(1500)에 의해 커버 윈도우의 제 1 및 제 2 연장부(3100, 3200)은 가려지며, 그에 따라 상기 제 1, 2 연장부(3100, 3200)에 구비된 홀(340) 및 지지부(360) 또한 시인되지 않는다.
도 2a에는 도시되지 않았지만, 커버 윈도우(3000)이 하측에는 표시 패널(100)이 위치하여 커버 윈도우(3000)를 통해 영상을 표시한다. 프레임(1000)에 구비된 힌지부(1001a)는 프론트 케이스(1100) 내에 형성되어 시인되지 않을 수도 있고, 프론트 케이스(1100) 바깥쪽가지 돌출될 수도 있으며 반드시 이에 한정되지는 않는다. 그리고 프론트 케이스(1100)또한 폴딩되어야 하므로, 프론트 케이스(1100)는 힌지부(1001a) 주변을 기준으로 두 부분으로 분리되거나, 상기 폴딩부(F/A)에 대응되는 영역이 플렉서블한 재질로 형성되거나, 별도의 힌지부(미도시)를 구비할 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.
프레임(1000)은 힌지부(1001a)를 기준으로 두 부분으로 분리되도록 형성될 수 있다.
이상 설명한 것과 같은 프레임(1000) 및 프론트 케이스(1100)를 구비함으로써, 본 발명에 의한 폴더블 표시 장치는 도 2b 와 같이 폴딩시에 프레임(1000)과 프론트 케이스(1100)가 표시 패널(100), 커버 윈도우(3000) 및 백 커버(200)와 동시에 폴딩될 수 있는 특징을 갖는다.
도 3은 표시 패널(100)의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3의 단면도를 참조하여 표시 패널(100)을 보다 상세히 설명하면, 표시 패널(100)은 제 1 기재(120)와, 제 1 기재(120) 상에 위치하는 제 1 버퍼층(130)과, 상기 제 1 버퍼층(130) 상에 매트릭스 상으로 화소가 정의되며 각 화소별로 박막 트랜지스터를 갖는 박막 트랜지스터 어레이(140)와, 상기 각 화소의 박막 트랜지스터와 접속된 유기 발광 어레이(150)와, 패드부를 제외한 상기 박막 트랜지스터 어레이(140) 및 유기 발광 어레이(150)를 덮는 보호층(160)과, 상기 보호층(160)과의 사이에 접착층(400)을 개재하여 접착된 터치 전극 어레이(230)와, 상기 터치 전극 어레이(230) 상에 차례로 형성된 제 2 버퍼층(220)와, 제 2 기재(210) 및 상기 제 2 기재(210) 상측에 위치하는 커버 윈도우(3000)를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 표시 패널은 반드시 상기 실시예에 한정되지는 않으며, 박막 트랜지스터 어레이(140) 및 유기 발광 어레이(150)를 포함하는 폴딩 가능한 표시 장치를 광범위하게 적용할 수 있다.
제 1 버퍼층(130) 및 제 2 버퍼층(220)에는 각각 액티브 영역(A/A)과 데드 영역(D/A)이 정의되어 있으며, 터치 전극 어레이(230), 유기 발광 어레이(150) 및 패드부를 제외한 박막 트랜지스터 어레이(140) 내의 박막 트랜지스터들은 상기 액티브 영역(A/A)에 형성된다. 그리고, 데드 영역(D/A) 중 일부에 터치 패드부 및 박막 트랜지스터 어레이의 패드부가 정의된다.
여기서 제 1 및 제 2 기재(120, 210)는 레이저 조사나 식각 공정에서 내부 어레이의 손상을 방지하는 역할을 하며, 경우에 따라서는 제 1 및 제 2 기재(120, 210)가 표시 장치를 외부로부터 보호하는 역할을 수행한다. 제 1 및 제 2 기재(120, 210)는 폴리이미드(Polyimide) 및 포토아크릴(Photoacryl) 등의 고분자 물질로 이루어질 수 있다.
제 1 버퍼층(130) 및 제 2 버퍼층(220)는 각각 산화막(SiO2) 또는 질화막(SiNx)과 같은 무기막을 동일 종류로 연속 적층하거나 혹은 서로 다른 무기막을 교번 적층하여 이루어진다. 제 1 및 제 2 버퍼층(130, 210)은 하부 기판상에 상부 기판을 합착하는 이후 공정에서 유기 발광 어레이(150)로 수분이나 외기가 투습됨을 방지하는 배리어로 기능하게 한다.
터치 전극 어레이(230)와 터치 패드부(2350)는 제 2 버퍼층(220)의 동일면에 형성된다. 터치 패드부(2350)는 접착층(400)에 의한 상하 합착 과정에서, 도전성 볼(455)을 포함한 씰(450)에 의해 박막 트랜지스터 어레이(140)의 패드부(미도시)에 접속된다. 이 때 접착층(400)은 투습 방지 기능을 갖고, 유기 발광 어레이(150)를 덮는 보호층(160)과 적접 접하여 보호층(160)이 갖는 기능에 더하여 유기 발광 어레이(150)로 외기가 들어감을 방지하고 수분 투습을 보다 확실하게 방지하는 역할을 한다.
여기서, 상기 패드부를 포함한 박막 트랜지스터 어레이(140)는 상기 터치 전극 어레이(230)보다 일측이 돌출되도록 형성되며, 돌출된 부분에서 상기 터치 전극 어레이 및 박막 트랜지스터 어레이와 유기 발광 어레이를 함께 구동하기 위한 신호를 전달하는 구동 회로가 구비될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다. 도시되지는 않았지만, 상기 구동 회로와 박막 트랜지스터 어레이 구동 패드, 더미 패드들은 복수의 더미 전극을 포함하고, 상기 구동 회로와 배선에 의해 연결된다. 그리고, 상기 구동 회로는, FPCB(Flexible Printed Circuit Board)(미도시)와 본딩되어 연결되어, FPCB에 구비된 MCU(Micro Control Unit, 미도시) 및 타이밍 컨트롤러(미도시)에 의해 제어될 수 있다. 상기 더미 패드는 액티브 영역 외곽의 데드 영역 중 상기 터치 패드부와 대응되는 영역에 게이트 라인 또는 데이터 라인을 이루는 금속과 동일층에 형성된다. 또한 구동 회로는 상기 FPCB 또는 이방성 도전성 필름 등에 실장되어 표시 패널(100)의 배면에 구비될 수도 있다.
상기 가요성 인쇄회로기판 또는 이방성 도전성 필름(ACF)에 실장되는 구동 회로는 COF(Chip On Film)방식으로 실장될 수 있다.
도시되지는 않았지만, 상기 박막 트랜지스터 어레이 구동 패드, 더미 패드들은 상기 가요성 인쇄회로기판과 배선(미도시)에 의해 연결된다. 또한 상기 가요성 인쇄회로기판에는 상기 구동 회로를 제어하기 위한 컨트롤러(미도시)가 더 구비될 수 있다.
상기 더미 패드는 액티브 영역 외곽의 데드 영역 중 상기 터치 패드부(2350)와 대응되는 영역에 게이트 라인 또는 데이터 라인을 이루는 금속과 동일층에 형성된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 커버 윈도우(3000)를 설명하기 위한 정면도이다. 도 4를 참조하면, 커버 윈도우(3000)는 표시 패널(100)의 폴딩부에 대응되는 영역에 플렉서블한 특징을 갖는 연질부(3300)를 포함한다. 또한, 커버 윈도우(3000)는 표시 패널의 길이보다 제 1 방향 및 상기 제 1 방향과 수평 방향으로 반대 방향인 제 2 방향으로 길게 연장되도록 구비된 제 1 연장부(3100) 및 제 2 연장부(3200)를 포함한다. 제 1 및 제 2 연장부(3100, 3200)는 상기 커버 윈도우(3000)와 동일한 물질로 일체로 형성될 수 있다. 그리고, 제 1 및 제 2 연장부(3100, 3200)에는 각각 복수 개의 홀(340)이 구비될 수 있다.
표시 패널(100)의 비폴딩부에 대응되는 커버 윈도우(3000) 영역에는 연질부(3300)보다 높은 강성을 갖는 재료로 이루어진 경질부를 포함한다. 이 때 연질부 및 경질부는 실리콘 수지 또는 플라스틱 물질 등의 다양한 물질로 이루어질 수 있다. 이 때 연질부와 경질부는 서로 다른 강성을 갖는 이종의 물질로 형성되거나, 동종의 물질로 연질부 및 경질부의 경도를 다르게 조절함으로써 일체로 형성될 수 있다.
도 5는 프론트 케이스(1100)가 커버 윈도우(3000) 상에 위치하는 형상을 도시한 정면도이다. 앞서 설명한 것과 같이, 도 4와 같이 프론트 케이스(1100)는 커버 윈도우(3000)의 외곽부를 덮도록 형성된다. 특히 프론트 케이스(1100)는 상기 커버 윈도우(3000)의 제 1 및 제 2 연장부(3100, 3200)를 덮음도록 구비된다. 이를 위해, 프론트 케이스(1100)는 상기 커버 윈도우(3000)의 홀(340)을 덮도록 형성되는 베젤(1500)을 포함한다. 따라서 커버 윈도우(3000)의 제 1 및 제 2 연장부(3100, 3200)는 베젤(1500)에 의해 가려져 사용자에게는 시인되지 않는다.
도 6은 프레임(1000)을 좀더 상세히 설명하기 위한 모식도이다.
프레임(1000)은 상기 백 커버(200)와, 표시 패널(100) 및 커버 윈도우(3000)를 수납한다. 이 때 백 커버(200)는 커버 윈도우(3000)와 접착층(미도시)을 통해 합착됨으로써 백 커버(200) 및 표시 패널(100)이 고정될 수도 있다.
도 1 및 도 6을 참조하면 프레임(1000)은 측면 표시 패널(100)의 폴딩부(F/A)에 대응되는 영역에 힌지부(1001a, 100b)를 포함한다. 힌지부(1001a, 1001b)는 원형 구조로 형성되어, 프레임(1000) 측벽에 위치한다. 프레임(1000)은 양 측면에 형성된 힌지부(1001a, 1001b)를 기준으로 두 부분으로 나뉘어 형성될 수 있다. 이 때 두 부분으로 나뉜 프레임(1000)은 힌지부(1001a, 1001b)에 의해 서로 연결됨으로써, 도 2b에 도시된 것과 같이 프레임(1000)의 바닥면이 서로 분리되도록 폴딩될 수 있다.
그리고, 전술한 바와 같이 프레임(1000)은 체결부(360)를 구비한다. 전술한 바와 같이, 체결부(360)는 커버 윈도우의 제 1 및 제 2 연장부(3100, 3200)에 구비된 홀(340)에 체결된다. 이를 위해 체결부(360)는 클램프(362)와 탄성부(380)를 포함한다. 탄성부(380)는 스프링을 포함하며, 프레임(1000) 내벽과 클램프(362) 사이에 체결된다. 이를 위하여, 클램프(362)는 제 1 지지부를 구비할 수 있으며, 프레임(1000) 내벽에는 제 2 지지부(1030)가 구비될 수 있다. 제 2 지지부(1030)는 프레임(1000) 내벽으로부터 클램프(362) 방향으로 돌출되도록 형성되며, 돌출된 부분의 중심부에 홀이 구비될 수 있다. 탄성부(380)의 일측은 상기 홀에 체결된다.
제 1 지지부(363)은 클램프(362)로부터 제 2 지지부(1030) 방향으로 돌출되도록 형성된다. 그리고, 제 1 지지부(363)의 돌출된 부분 중심부에는 홀이 구비되어 일측이 제 2 지지부(1030)와 체결된 탄성부(380)의 타측이 체결된다.
이 때 체결부(360)는 상기 제 1 연장부(3100)에 대응되는 프레임(1000) 영역과, 제 2 연장부(3200)에 대응되는 프레임(1000) 영역에 구비된다. 그리고, 체결부(360)는 상기 제 1 연장부(3100) 및 제 2 연장부(3200)의 홀(340)과 체결되어, 앞서 언급한 바와 같이 커버 윈도우(3000)를 수평 방향으로 서로 반대 방향인 제 1 및 제 2 방향으로 당기는 특징을 갖는다.
도 7은 본 발명에 의한 폴더블 표시 장치의 단면 구조를 설명하기 위한 개략도이다.
도 7을 참조하면, 표시 패널(100)의 배면에는 백 커버(200)가 위치할 수 있다. 또한 도 7에 도시되지는 않았지만, 백 커버(200)의 배면 프레임(1000) 내부에는 배터리 또는 구동 회로들이 더 수납될 수 있다.
도 7을 참조하면, 프레임(1000)과 프론트 케이스(1100)은 스크루(미도시) 또는 접착제 등에 의해 서로 결합될 수 있다. 그리고, 프론트 케이스(1100)의 커버 윈도우(3000) 상에 위치하는 단부는 커버 윈도우(3000)를 향하도록 하측으로 만곡된 구조를 가질 수 있다.
앞서 설명한 것과 같이, 체결부(360)는 홀(340)을 관통하도록 구비된 클램프(362)와, 상기 클램프(362)와 프레임(1000)의 내측면 사이에 체결된 탄성부(380)를 포함한다. 탄성부(380)는 스프링 구조를 포함할 수 있다. 상기 탄성부는 클램프(362)의 제 1 지지부(363)와 프레임(1000)의 내측면의 제 2 지지부(1030) 사이에 체결된다. 도 7은 제 1 지지부(363)와 제 2 지지부(1030)의 구조를 보다 상세히 도시한다. 제 1 지지부(363)는 클램프(362) 일측에서 프레임(1000)의 내벽을 향하도록 돌출된 구조를 갖는다. 이 때 제 1 지지부(363)는 클램프(362)와 일체로 형성될 수있다. 제 1 지지부(363)의 중앙부에는 탄성부(380)의 일측을 고정하기 위한 홀이 구비된다.
제 2 지지부(1030)는 상기 프레임(1000)의 내벽에서부터 상기 제 1 지지부(363), 즉 표시 영역을 향하여 돌출되어 있다. 그리고, 제 2 지지부(1030)는 상기 제 1 지지부(363)와 일측이 체결되어 고정된 탄성부(380)의 타측과 체결, 고정된다.
탄성부(380)는 상기 클램프(362)를 최대한 당길 수 있는, 즉 최대한 수축되는 탄성력을 갖도록 구비되어, 체결부(360)가 커버 윈도우(3000)의 제 1 및 제 2 연장부(3100, 3200)에 결합될 때 상기 제 1 및 제 2 연장부(3100, 3200)가 최대한 당겨질 수 있도록 구비된다. 따라서 클램프(363)에 홈(340)을 통해 체결된 커버 윈도우(3000)의 제 1 연장부(3100)에는 수평 방향인 제 1 방향으로, 제 2 연장부(3200)에는 제 1 방향과 수평 방향으로 반대 방향인 제 2 방향으로 당기는 힘이 가해진다. 그 결과, 커버 윈도우(3000)는 지속적으로 제 1 및 제 2 방향으로 동시에 당겨진다.
이 때 커버 윈도우의 제 1 및 제 2 연장부는 폴딩을 위해 폴딩부(F/A)에 대응되는 영역에 구비되는 연질 재질보다 높은 강성을 갖는 경질부를 포함한다. 경질부는 클램프(323)로 인해 커버 윈도우(3000)의 홀(340) 부분에 가해지는 스트레스를 견딜 수 있도록 높은 강성을 갖는 물질을 포함하도록 형성된다. 상기 경질부는 연질부와 다른 물질로 형성되거나, 일체로 형성될 수 있다.
베젤(1500)은 커버 윈도우(3000)의 제 1 및 제 2 연장부(3100, 3200)을 완전히 가리도록 구비됨으로써, 상기 제 1 및 제 연장부(3100, 3200)의 홈(340) 및 체결부(360)가 사용자에게 시인되는 것을 방지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 커버 윈도우(3000)를 보호하기 위한 보호 수단이 구비된 폴더블 표시 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 8에 따르면, 제 2 연장부(3200)는 커버 윈도우(3000)의 다른 부분보다 두껍게 형성될 수 있다. 도 8에는 제 2 연장부(3200)만 도시되어 있으나, 제 1 연장부(3100) 및 제 2 연장부(3200)는 커버 윈도우(3000)의 다른 부분, 즉, 커버 윈도우(3000)의 표시 패널(100)상에 대응되는 영역보다 두껍게 형성된다. 특히, 제 1 연장부(3100) 및 제 2 연장부(3200)에는 상기 연질부보다 높은 강성을 갖는 보호 필름(3110)이 부착될 수 있다. 이 때 보호 필름(3110)은 홀(340)에는 형성되지 않는 특징을 갖는다.
도 8에서는 연장부의 상측에 보호 필름(3110)이 위치하는 구성이 도시되었으나, 반드시 이에 한정되지는 않으며, 보호 필름(3110)은 연장부의 배면에 부착되어도 무방하다. 보호 필름(3110)이 부착되면, 추가적인 공정 없이 간단하게 제 1 및 제 2 연장부(3100, 3200)의 강성을 향상시킴으로써 커버 윈도우(3000)의 홀(340) 부분에 가해지는 스트레스로 인한 커버 윈도우(3000)의 변형을 방지할 수 있다.
도 9는 발명에 의한 폴더블 표시 장치의 충격 흡수 특성을 설명하기 위한 예시도이다.
폴더블 표시 장치에 외부 충격이 발생할 경우, 그 충격으로 인한 스트레스는 커버 윈도우(3000)로부터 시작하여 수직 방향, 즉 커버 윈도우(3000)를 관통하는 방향 및 수평 방향, 즉 커버 윈도우(3000)를 타고 전달된다. 이 때 수직 방향으로 전달되는 스트레스는 표시 패널(100)에도 전달되는 반면, 수평 방향으로 전달되는 스트레스는 표시 패널(100)에 큰 영향을 미치지 않는다. 다시 말하면, 표시 패널(100)의 유기 발광 어레이(150)는 상기 수직 방향으로 전달되는 스트레스에 의해 손상되고, 수평 방향으로 전달되는 스트레스는 표시 패널(100)에 미치는 영향이 적다.
특히 도 9의 (a)에 도시된 것과 같이, 종래의 폴더블 표시 장치는 폴딩을 위해 커버 윈도우(3000)의 두께를 얇게 형성하는 특징을 가질 뿐 아니라, 폴딩부(F/A)에 대응되는 영역은 플렉서블하게 형성된다.
따라서 종래의 폴더블 표시 장치에 있어서는, 커버 윈도우(3000)에 충격이 가해졌을 때 가해지는 스트레스로 인해 커버 윈도우(3000)가 변형될 가능성이 더 높으며, 이같은 커버 윈도우(3000)의 변형으로 인해 유기 발광 어레이(150)가 손상될 수 있다. 또한, 커버 윈도우(3000)의 두께가 얇으므로, 그 자체에서 견딜 수 있는 충격 에너지의 양이 상대적으로 적어 표시 패널(100) 방향으로 전달되는 스트레스의 비율이 높다. 결국, 종래의 폴더블 표시 장치는 내충격성이 낮고 유기 발광 어레이(150)가 충격에 의해 손상되기 쉬운 문제를 갖는다. 그에 더하여, 종래의 폴더블 표시 장치는 커버 윈도우(3000)가 변형되면서 표시 화면이 왜곡되는 문제가 발생한다.
반면 도 9의 (b)에 도시된 것과 같이, 본 발명에 의한 폴더블 표시 장치는 체결부(360)가 커버 윈도우(3000)를 양쪽으로 당기는 구조를 가질 뿐 아니라, 각 체결부(360)는 탄성부(380)를 통해 탄성력을 가진다. 이로 인해 커버 윈도우(3000) 및 커버 윈도우(3000)와 부착된 표시 패널(100)은 펴진 상태, 즉 언폴딩(unfolded) 상태일 때 양측으로 당겨지는 힘이 가해지므로 평탄도(flatness)가 증가한다. 표시 패널(100) 및 커버 윈도우(3000)의 평탄도가 증가하면 폴더블 표시 장치의 문제점인 표시 화면의 왜곡 현상이 사라질 뿐 아니라, 커버 윈도우(3000)의 상측에 충격이 가해지더라도 커버 윈도우(3000)의 변형이 최소화됨으로써 커버 윈도우(3000)의 변형으로 인해 표시 패널(100)에 가해지는 스트레스를 최소화하고, 유기 발광 어레이(150)의 손상을 방지한다.
또한 본 발명에 의한 폴더블 표시 장치는, 커버 윈도우(3000)가 수평 방향으로 당겨지도록 고정됨에 따라 충격으로 인한 에너지가 수평 방향으로 전달되는 비율이 크게 증가한다. 즉 충격 발생시 수직 방향으로 전달되는 에너지 및 스트레스가 최소화되고, 표시 패널(100)의 내충격성이 개선된다. 이 때 각 체결부(360)는 탄성부(380)를 포함함으로써, 커버 윈도우(3000)와 체결부(360)가 체결될 때 발생할 수 있는 마찰력의 발생 또한 최소화한다.
도 10은 본 발명에 의한 폴더블 표시 장치의 내충격 개선도를 나타낸 그래프이다. y축은 폴더블 표시 장치에 동일한 소정 무게의 쇠구슬을 떨어트려 충격을 가한 경우, 표시 패널(100)에 최초로 손상이 발생한 높이(cm)를 나타낸 것이다.
종래(prior)의 폴더블 표시 장치는 상기 소정 무게의 쇠구슬을 25cm 의 높이에서 떨어뜨린 경우 최초로 표시 패널(100)에 손상이 발생한 반면, 본 발명(present)에 의한 폴더블 표시 장치는 약 30cm 가량의 높이에서 쇠구슬을 떨어뜨리기 전까지 손상이 발생하지 않았다. 즉 본 발명에 의한 폴더블 표시 장치는 종래에 비해 약 20% 가량 향상된 내충격성을 갖는 것을 확인할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.
100: 표시 패널 120: 제 1 기재
130: 제 1 버퍼층 140: 박막 트랜지스터 어레이
150: 유기 발광 어레이 160: 보호층
230: 터치 전극 어레이 220: 제 2 버퍼층
210: 제 2 기재 1000: 프레임
3000: 커버 윈도우 1100: 프론트 케이스
1001a, 1001b: 힌지부 3100: 제 1 연장부
3200: 제 2 연장부 360: 체결부
200: 백 커버 340: 홀
362: 클램프 380: 탄성부
363: 제 1 지지부 1030: 제 2 지지부
1500: 베젤

Claims (9)

  1. 적어도 하나의 폴딩부 및 비폴딩부를 포함하는 표시 패널,
    상기 표시 패널의 상측에 부착되는 상기 폴딩부에 대응되는 영역에 연질부를 포함하는 커버 윈도우 및
    상기 표시 패널 및 상기 커버 윈도우를 수납하며, 상기 커버 윈도우의 일측 및 그 반대측에서 상기 커버 윈도우를 서로 반대 방향으로 당기는 프레임을 포함하는 폴더블 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버 윈도우는, 제 1 방향으로 상기 표시 패널의 외곽에 대응되는 영역까지 연장된 제 1 연장부와, 상기 제 1 방향과 반대 방향인 제 2 방향으로 연장된 제 2 연장부 및 상기 제 1 및 제 2 연장부 각각에 구비된 적어도 하나의 홀을 포함하며, 상기 홀은 상기 프레임과 체결된 폴더블 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 프레임은, 상기 홀과 일대일로 대응되도록 체결된 적어도 하나의 체결부를 더 포함하는 폴더블 표시 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 체결부는, 상기 홀을 관통하도록 위치하여 상기 홀을 지지하는 클램프 및
    상기 클램프와 상기 프레임 내측면 사이에 체결되어 상기 클램프를 상기 제 1 방향 또는 제 2 방향 중 어느 한 방향으로 당기는 탄성부를 포함하는 폴더블 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 탄성부는 스프링을 포함하고,
    상기 클램프는, 상기 스프링의 일측을 체결하기 위한 제 1 지지부를 포함하고,
    상기 프레임은, 상기 스프링의 타측을 체결하기 위한 제 2 지지부를 포함하는 폴더블 표시 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 프레임의 상측에 체결되어 상기 표시 패널 및 상기 커버 윈도우를 덮음과 아울러, 상기 커버 윈도우의 상기 제 1 및 제 2 연장부를 가리는 베젤이 구비된 프론트 케이스를 포함하는 폴더블 표시 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 연장부는 상기 연질부보다 높은 강성을 갖는 경질부를 포함하는 폴더블 표시 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 연장부의 두께는, 상기 커버 윈도우의 표시 패널에 중첩되도록 위치하는 영역의 두께보다 더 두꺼운 폴더블 표시 장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 커버 윈도우는, 상기 제 1 및 제 2 연장부의 상측 또는 하측에 상기 홀을 노출하도록 부착되는 상기 연질부보다 높은 강성을 갖는 경질의 보호 필름을 더 포함하는 폴더블 표시 장치.
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