KR20200012359A - 플렉서블 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플렉서블 표시 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치는 표시 패널 및 표시 패널을 지지하고, 복수의 전기 활성층 및 복수의 전기 활성층을 둘러싸는 케이스로 이루어지는 백커버를 포함한다. 따라서, 복수의 전기 활성층의 상태를 가변시켜 백커버의 플렉서빌리티와 강성을 선택적으로 향상시킬 수 있다.

Description

플렉서블 표시 장치{FLEXIBLE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 플렉서블 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플렉서빌리티(flexibility)와 강성(rigidity)을 가변적으로 갖는 플렉서블 표시 장치에 관한 것이다.
컴퓨터의 모니터나 TV, 핸드폰 등에 사용되는 표시 장치에는 스스로 광을 발광하는 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display; OLED) 등과 별도의 광원을 필요로 하는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD)등이 있다.
표시 장치는 컴퓨터의 모니터 및 TV 뿐만 아니라 개인 휴대 기기까지 그 적용 범위가 다양해지고 있으며, 넓은 표시 면적을 가지면서도 감소된 부피 및 무게를 갖는 표시 장치에 대한 연구가 진행되고 있다.
또한, 최근에는 플렉서블(flexible) 소재인 플라스틱 등과 같이 유연성 있는 기판에 표시부, 배선 등을 형성하여, 종이처럼 휘어져도 화상 표시가 가능하게 제조되는 플렉서블 표시 장치가 차세대 표시 장치로 주목 받고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 표시 패널을 지지하여야 하는 경우 높은 강성을 갖는 백커버를 포함하는 플렉서블 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 표시 패널을 휘게 하는 경우 표시 패널과 함께 유연하게 휘어지도록 높은 플렉서빌리티를 갖는 백커버를 포함하는 플렉서블 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 저전력으로 플렉서빌리티를 높일 수 있는 백커버를 포함하는 플렉서블 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치는 표시 패널 및 표시 패널을 지지하고, 복수의 전기 활성층 및 복수의 전기 활성층을 둘러싸는 케이스로 이루어지는 백커버를 포함한다. 따라서, 복수의 전기 활성층의 상태를 가변시켜 백커버의 플렉서빌리티와 강성을 선택적으로 향상시킬 수 있다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치는, 표시 패널, 표시 패널 하부에 배치되고, 연성 영역 및 강성 영역으로 이루어지는 미드 프레임 및 미드 프레임 하부에 배치되고, 케이스 및 케이스 내에 배치된 복수의 전기 활성층으로 이루어진 백커버를 포함하고, 백커버는 적어도 연성 영역에 중첩하도록 배치된다. 따라서, 모듈러스가 가변되는 백커버를 강성이 낮은 연성 영역에 중첩하도록 배치하여 플렉서블 표시 장치의 강성을 향상시킬 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명은 백커버가 선택적으로 강성 및 연성을 가질 수 있어, 백커버가 표시 패널과 함께 용이하게 접히거나 돌돌 말리는 동시에, 표시 패널을 외부의 충격으로부터 보호할 수 있다.
또한, 본 발명은 백커버가 강성을 갖는 경우에는 전력이 필요하지 않고, 백커버가 연성을 갖는 경우에만 전력을 공급하므로, 저전력으로 백커버의 모듈러스를 가변할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 백커버의 개략적인 사시도이다.
도 3b는 도 3a의 Ⅲb-Ⅲb'에 따른 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 백커버의 개략적인 사시도이다.
도 4b는 도 4a의 Ⅳb-Ⅳb'에 따른 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 미드 프레임의 평면도이다.
도 5b 및 도 5c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 단면도이다.
도 7a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 미드 프레임의 평면도이다.
도 7b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 제한되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위 (on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.
또한 제 1, 제 2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제 2 구성 요소일 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 분해 사시도이다. 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 단면도이다. 도 2a는 백커버(130)가 제1 상태인 경우에서 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(100)의 단면도이고, 도 2b는 백커버(130)가 제2 상태인 경우에서 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(100)의 단면도이다. 도 1, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(100)는 표시 패널(110), 미드 프레임(120) 및 백커버(130)를 포함한다.
도 1을 참조하면, 표시 패널(110)은 영상이 구현되는 패널로, 영상을 구현하기 위한 표시 소자와 표시 소자를 구동하기 위한 회로부 등이 배치될 수 있다. 예를 들어, 플렉서블 표시 장치(100)가 유기 발광 표시 장치인 경우, 표시 소자는 유기 발광 소자를 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 플렉서블 표시 장치(100)가 유기 발광 소자를 포함하는 플렉서블 표시 장치(100)인 것으로 가정하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
회로부는 유기 발광 소자를 구동하기 위한 다양한 박막 트랜지스터, 커패시터, 배선 및 구동 IC 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 회로부는 구동 박막 트랜지스터, 스위칭 박막 트랜지스터, 스토리지 커패시터, 게이트 배선, 데이터 배선, 게이트 드라이버 IC 및 데이터 드라이버 IC 등과 다양한 구성을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1 및 도 2a를 참조하면, 표시 패널(110)은 폴딩 영역(FA) 및 비폴딩 영역(NFA)을 포함한다.
폴딩 영역(FA)은 표시 패널(110)이 폴딩 축을 기준으로 폴딩되는 영역으로, 표시 패널(110)이 폴딩된 경우 특정 곡률 반경으로 폴딩되는 영역이다. 도 2a 및 도 2b에서는 폴딩 영역(FA)이 표시 패널(110)의 중앙에 배치된 것으로 도시하였으나, 폴딩 영역(FA)의 위치는 다양하게 변경될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
비폴딩 영역(NFA)은 표시 패널(110)이 평평한 상태를 유지하는 영역이다. 비폴딩 영역(NFA)은 폴딩 영역(FA)의 양측으로 연장된 영역이다. 즉, 폴딩 영역(FA)을 사이에 두고 비폴딩 영역(NFA)이 정의될 수 있다. 또한, 플렉서블 표시 장치(100)가 폴딩될 때, 폴딩 영역(FA) 양측의 비폴딩 영역(NFA)은 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
도 1 및 도 2a를 참조하면, 미드 프레임(120)은 표시 패널(110)의 하면에 배치된다. 미드 프레임(120)은 표시 패널(110)을 보호하고 지지하기 위한 판 형상의 프레임으로, 표시 패널(110)과 접착 물질 등으로 고정될 수 있다. 미드 프레임(120)은 예를 들어, SUS(Steel Use Stainless) 또는 인바(Invar) 등의 금속 재질 또는 플라스틱 등 강성을 갖는 물질로 이루어질 수 있다.
미드 프레임(120)은 지지부(121) 및 폴딩부(122)를 포함한다. 지지부(121)는 평탄한 상태를 유지하는 영역으로, 표시 패널(110)의 비폴딩 영역(NFA)에 중첩한다. 그리고 플렉서블 표시 장치(100)가 펼쳐진 상태일 경우, 지지부(121)는 표시 패널(110)이 평탄한 상태를 유지하도록 지지할 수 있다. 즉, 지지부(121)는 비폴딩 영역(NFA)에서 표시 패널(110)을 높은 강성으로 지지 및 보호하는 강성 영역으로 기능할 수 있다.
폴딩부(122)는 가요성의 영역으로, 폴딩 영역(FA)에 중첩한다. 플렉서블 표시 장치(100)가 접히는 경우, 폴딩부(122)는 가요성을 가지므로 폴딩 영역(FA)과 함께 접힐 수 있다. 예를 들어, 플렉서블 표시 장치(100)가 폴딩 영역(FA)에서 폴딩되는 폴더블 표시 장치인 경우, 폴딩부(122)는 폴딩 영역(FA)에 중첩하도록 배치될 수 있다. 즉, 폴딩부(122)는 폴딩 영역(FA)에서 표시 패널(110)과 함께 용이하게 접히거나 펼쳐지도록 높은 연성을 갖는 연성 영역으로 기능할 수 있다.
폴딩부(122)에 복수의 개구부(122H)가 배치된다. 복수의 개구부(122H)는 미드 프레임(120)의 폴딩부(122)가 가요성을 갖도록 할 수 있다. 따라서, 복수의 개구부(122H)가 배치됨에 따라 미드 프레임(120)의 폴딩부(122)가 용이하게 접힐 수 있다.
정리하면, 지지부(121)는 폴딩부(122)와 비교하여 상대적으로 강성이 높고 연성이 낮은 영역이고, 폴딩부(122)는 지지부(121)와 비교하여 상대적으로 연성이 높고 강성이 낮은 영역이다.
도 1에서는 복수의 개구부(122H)가 타원 형상인 것으로 도시하였으나, 복수의 개구부(122H)의 형상은 미드 프레임(120)의 폴딩부(122)가 가요성을 가질 수 있는 형상이라면 다양하게 변경될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
도 1 및 도 2a를 참조하면, 백커버(130)는 표시 패널(110) 및 미드 프레임(120)의 하부에 배치되어, 표시 패널(110) 및 미드 프레임(120)을 지지한다. 백커버(130)는 외부로부터 표시 패널(110)을 보호할 수 있고, 특히, 백커버(130)는 상대적으로 강성이 낮은 미드 프레임(120)의 폴딩부(122)를 대신하여 폴딩 영역(FA)의 표시 패널(110)을 높은 강성으로 지지 및 보호할 수 있다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 백커버(130)는 케이스(131), 절연층(132), 복수의 전기 활성층(133), 복수의 제1 전극(134), 복수의 제2 전극(135) 및 마찰 부재(136)를 포함한다.
케이스(131)는 백커버(130)의 다른 구성을 케이스(131) 내부에 수납하는 부재이다. 즉, 케이스(131)는 백커버(130)의 다른 구성을 둘러싸도록 이루어질 수 있다. 케이스(131)는 백커버(130)의 강성을 높이기 위해 복수의 전기 활성층(133)이 수납되는 갇힌 공간을 제공할 수 있다.
케이스(131)는 전기 활성층(133)의 두께 변화나 백커버(130)의 굽힘 등에 따라 소성 변형이 일어나지 않으면서도 강성이 높은 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 케이스(131)는 액체 금속이나 그래핀 시트와 같은 탄소 섬유 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
복수의 전기 활성층(133)은 케이스(131) 내부에 배치된다. 이때, 복수의 전기 활성층(133) 각각은 서로 다른 평면 상에서 표시 패널(110)에 중첩하도록 배치된다. 복수의 전기 활성층(133)은 외부의 자극에 의해 수축 또는 팽창하는 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 복수의 전기 활성층(133)은 전기 활성 세라믹(electro-active ceramic; EAC), 형상 기억 합금(shape memory alloy; SMA) 또는 전기 활성 폴리머(electro-active polymer; EAP) 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
예를 들어, 복수의 전기 활성층(133)이 전기 활성 폴리머로 이루어진 경우, 복수의 전기 활성층(133)에 전기장(electric field)이 인가되는 경우, 복수의 전기 활성층(133)을 구성하는 전기 활성 고분자 내부의 쌍극자(dipole)의 정렬 방향이 변경되며, 이로 인한 정전기적 인력 또는 반발력으로 복수의 전기 활성층(133)이 수축 또는 팽창할 수 있다.
복수의 전기 활성층(133) 각각의 상면에 복수의 제1 전극(134)이 배치되고, 복수의 전기 활성층(133) 각각의 하면에 복수의 제2 전극(135)이 배치된다. 복수의 제1 전극(134) 및 복수의 제2 전극(135)은 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 복수의 제1 전극(134) 및 복수의 제2 전극(135)은 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide; ITO), 인듐 아연 산화물(Indium Zinc Oxide; IZO), 인듐 주석 아연 산화물(Indium Zinc Tin Oxide; ITZO), 알루미늄 아연 산화물(Aluminium doped zinc oxide; AZO), 은-나노와이어(AgNW) 등과 같은 투명 도전성 물질로 이루어질 수도 있고 불투명한 금속 물질로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
복수의 제1 전극(134) 및 복수의 제2 전극(135)은 다양한 방식으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 제1 전극(134) 및 복수의 제2 전극(135)은 스퍼터링(sputtering), 프린팅(printing), 슬릿 코팅(slit coating) 등과 같은 방식으로 복수의 전기 활성층(133) 각각의 상면 및 하면에 형성될 수 있다.
복수의 마찰 부재(136)는 복수의 전기 활성층(133) 각각의 사이에 배치된다. 복수의 마찰 부재(136)는 플렉서블 표시 장치(100)를 접거나 펼칠 때, 복수의 전기 활성층(133) 간의 미끄러짐을 최소화하도록 복수의 전기 활성층(133) 사이에 배치될 수 있다. 구체적으로, 복수의 마찰 부재(136)는 복수의 전기 활성층(133) 상면의 복수의 제1 전극(134) 및 복수의 전기 활성층(133) 하면의 복수의 제2 전극(135) 사이에 배치될 수 있다. 제1 전극(134) 및 제2 전극(135) 사이의 마찰력보다 제1 전극(134)과 복수의 마찰 부재(136) 사이, 제2 전극(135)과 복수의 마찰 부재(136) 사이의 마찰력이 더 클 수 있다. 예를 들어, 복수의 마찰 부재(136)는 고무 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도 2a 및 도 2b에서는 복수의 전기 활성층(133)의 상면 및 하면에 배치된 복수의 제1 전극(134)과 복수의 제2 전극(135) 사이에만 마찰 부재(136)가 배치된 것으로 도시하였으나, 마찰 부재(136)는 복수의 전기 활성층(133) 중 최상부의 전기 활성층(133)의 상면의 제1 전극(134)과 케이스(131) 사이 및 최하부의 전기 활성층(133)의 하면의 제2 전극(135)과 케이스(131) 사이에 더 배치될 수도 있으며, 이에 제한되지 않는다.
절연층(132)은 복수의 전기 활성층(133)에 전압을 인가하는 복수의 제1 전극(134) 및 복수의 제2 전극(135)과 케이스(131)를 절연하기 위한 구성이다. 구체적으로, 복수의 전기 활성층(133)에 전압을 인가할 시, 도전성 물질로 이루어진 케이스(131)에 의해 복수의 전기 활성층(133)에 의도하지 않은 전압이 인가되어 신뢰성이 저감되는 것을 방지하기 위해, 케이스(131)와 복수의 제1 전극(134) 및 복수의 제2 전극(135) 사이에 절연층(132)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수의 전기 활성층(133) 중 최상부의 전기 활성층(133) 상면에 배치된 제1 전극(134) 및 최하부의 전기 활성층(133) 하면에 배치된 제2 전극(135)은 절연층(132)에 접할 수 있다. 또한, 복수의 제1 전극(134) 및 복수의 제2 전극(135) 각각의 측면과 케이스(131)의 내측면 사이에 절연층(132)이 배치되어, 복수의 제1 전극(134) 및 복수의 제2 전극(135)의 측면은 절연층(132)과 접할 수 있다.
한편, 백커버(130)는 제1 상태 또는 제2 상태로 전환될 수 있다. 제1 상태는 백커버(130)가 연성을 갖는 상태로, 제1 상태에서 표시 패널(110) 및 미드 프레임(120)은 용이하게 접히거나 펼쳐질 수 있다. 제2 상태는 백커버(130)가 강성을 갖는 상태로, 제2 상태에서 표시 패널(110) 및 미드 프레임(120)은 접힌 상태 또는 펼쳐진 상태를 유지할 수 있다. 이하에서는 도 2a 및 도 2b를 참조하여 제1 상태 및 제2 상태를 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 2a를 참조하면, 백커버(130)는 제1 상태이다. 제1 상태는 복수의 전기 활성층(133) 각각에 전압이 인가된 상태이다. 그리고 전압이 인가된 복수의 전기 활성층(133)은 수축할 수 있다. 예를 들어, 제1 상태에서 복수의 전기 활성층(133) 각각의 두께는 T1일 수 있다.
구체적으로, 복수의 제1 전극(134) 및 복수의 제2 전극(135) 각각은 전압 공급부와 전기적으로 연결되어, 복수의 전기 활성층(133)에 전압을 인가할 수 있다.
전압 공급부는 복수의 전기 활성층(133)에 직류 전압을 인가할 수 있다. 전압 공급부는 플렉서블 표시 장치(100)의 설계에 따라 다양하게 구현될 수 있다. 예를 들어, 전압 공급부는 플렉서블 표시 장치(100)에 전원을 인가하는 구성 등으로부터 전압을 복수의 전기 활성층(133)에 인가할 수도 있고, 별도의 전압 공급 회로로 구현되어 전압을 복수의 전기 활성층(133)에 인가할 수도 있으나, 설계에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
한편, 전압 공급부가 복수의 전기 활성층(133)에 전압을 인가하는 타이밍은 사용자의 액션 등에 따라 결정될 수도 있다. 예를 들어, 전압 공급부는 사용자의 외력에 의해 플렉서블 표시 장치(100)가 폴딩되려고 하는 것이 플렉서블 표시 장치(100) 내의 센서 등으로부터 감지되는 경우, 복수의 전기 활성층(133)에 전압을 인가할 수 있다. 반면, 플렉서블 표시 장치(100)가 폴딩되기 위한 별도의 외력 등이 감지되지 않는 경우, 전압 공급부는 복수의 전기 활성층(133)에 전압을 인가하지 않을 수 있다. 다만, 다른 방식으로 전압 공급부의 전압 인가 타이밍이 결정될 수도 있으며, 이에 제한되지 않는다.
아울러, 복수의 전기 활성층(133)이 수축함에 따라 케이스(131) 내부에 소정의 여유 공간(MA)이 생길 수 있다. 여유 공간(MA)으로 인해 복수의 전기 활성층(133)으로부터 복수의 마찰 부재(136)에 가해지는 압력은 높지 않을 수 있고, 마찰력 또한 낮을 수 있다.
이에, 플렉서블 표시 장치(100)가 접히거나 펼쳐지는 등 변형될 때, 백커버(130)의 복수의 전기 활성층(133)에 전압을 인가하면, 백커버(130)의 복수의 전기 활성층(133) 각각은 서로를 압박하지 않고 독립적으로 움직일 수 있다. 즉, 복수의 전기 활성층(133) 각각은 플렉서블 표시 장치(100)의 접힘 등을 따라 서로가 자유롭게 미끄러지면서 접힐 수 있다. 따라서, 백커버(130)가 제1 상태인 경우, 백커버(130)의 굽힘 강성(flexural rigidity)은 감소하고, 백커버(130)의 연성은 향상될 수 있다. 아울러, 표시 패널(110) 및 미드 프레임(120)은 백커버(130)에 의해 접히거나 펼쳐지는 것을 방해 받지 않고, 자유롭게 접히거나 펼쳐질 수 있다.
다음으로, 도 2b를 참조하면, 백커버(130)는 제2 상태이다. 제2 상태는 복수의 전기 활성층(133) 각각에 전압이 인가되지 않은 상태이다. 그리고 전압이 인가되지 않은 복수의 전기 활성층(133)은 제1 상태와 비교하여 팽창할 수 있다. 예를 들어, 제2 상태에서 복수의 전기 활성층(133) 각각의 두께는 T2일 수 있고, T2는 T1보다 큰 값을 가진다.
복수의 전기 활성층(133)이 팽창함에 따라 제1 상태에서 존재하던 케이스(131) 내부의 소정의 여유 공간(MA)은 복수의 전기 활성층(133)으로 채워질 수 있다. 복수의 전기 활성층(133)은 케이스(131) 내부의 갇힌 공간에서 상하로 팽창하며, 복수의 전기 활성층(133) 서로를 압박하고, 복수의 전기 활성층(133) 사이의 복수의 마찰 부재(136)를 압박할 수 있다. 즉, 팽창하는 복수의 전기 활성층(133)으로부터 복수의 마찰 부재(136)에 가해지는 압력은 높아지고, 마찰력 또한 커질 수 있다.
예를 들어, 제1 상태에서 T1의 두께를 갖는 복수의 전기 활성층(133)으로부터 복수의 마찰 부재(136)에 가해지는 압력은, 제2 상태에서 T1보다 큰 T2의 두께를 갖는 복수의 전기 활성층(133)으로부터 복수의 마찰 부재(136)에 가해지는 압력보다 높을 수 있다.
이에, 플렉서블 표시 장치(100)가 접히거나 펼쳐진 상태를 유지할 때, 백커버(130)의 복수의 전기 활성층(133)에 전압을 인가하지 않으면, 백커버(130)의 복수의 전기 활성층(133) 각각은 서로를 압박하며 일체로 움직일 수 있다. 즉, 복수의 전기 활성층(133) 각각은 마찰 부재(136)와 복수의 전기 활성층(133)이 강한 마찰력을 갖도록 압력을 높이는 케이스(131)의 한정된 공간과 복수의 전기 활성층(133)이 서로 미끄러지지 않도록 높은 마찰력을 제공하는 마찰 부재(136)에 의해 마치 하나의 전기 활성층(133)처럼 기능할 수 있다. 따라서, 백커버(130)가 제2 상태인 경우, 백커버(130)의 굽힘 강성이 향상될 수 있고, 표시 패널(110) 및 미드 프레임(120)은 백커버(130)에 의해 접힌 상태 또는 펼쳐진 상태를 유지할 수 있다.
한편, 하기의 수학식 1에 의해 하나의 전기 활성층(133)의 굽힘 강성(X)를 결정할 수 있다. 굽힘 강성(X)는 전기 활성층(133)을 굽히는 힘에 대해 갖는 강성으로 정의할 수 있다. 즉, 하나의 전기 활성층(133)의 굽힘 강성(X)이 높은 경우, 전기 활성층(133)을 휘게 하는 것이 상대적으로 어렵고, 굽힘 강성(X)이 낮은 경우, 전기 활성층(133)을 휘게 하는 것이 상대적으로 용이하다. 즉, 굽힘 강성(X)이 높으면 연성이 낮고, 굽힘 강성(X)이 낮으면 연성이 높은 것으로 정의할 수 있다.
Figure pat00001
수학식 1을 참조하면, 하나의 전기 활성층(133)의 굽힘 강성(X)은 전기 활성층(133)의 탄성 계수(E), 전기 활성층(133)의 두께(T) 및 전기 활성층(133)의 포아송비(μ)에 의해 결정될 수 있다. 여기서, 전기 활성층(133)의 탄성 계수(E) 및 전기 활성층(133)의 포아송비(μ)는 전기 활성층(133)의 고유 값이므로 변경되지 않으나, 전기 활성층(133)의 두께(T)는 제1 상태 및 제2 상태에서 상이하므로, 전기 활성층(133)의 굽힘 강성은 전기 활성층(133)의 두께(T)에 기초하여 결정될 수 있다. 따라서, 수학식 1에서 탄성 계수(E)/12(1-포아송비(μ)2)를 상수 a로 가정하면, 전기 활성층(133)의 굽힘 강성은 a*(T)3 으로도 정의될 수 있다.
한편, 백커버(130)의 굽힘 강성(Y)은 복수의 전기 활성층(133)의 굽힘 강성(X)으로부터 결정될 수 있다. 구체적으로, 백커버(130)의 굽힘 강성(Y)은 케이스(131), 절연층(132), 복수의 전기 활성층(133), 복수의 제1 전극(134), 복수의 제2 전극(135), 복수의 마찰 부재(136)의 굽힘 강성에 의해 결정될 수 있다. 다만, 복수의 제1 전극(134), 복수의 제2 전극(135), 복수의 마찰 부재(136), 절연층(132), 케이스(131) 등은 얇은 두께를 가지고 있고, 두께가 가변 하지 않으므로 실제 백커버(130)의 굽힘 강성(Y)을 계산하는 과정에서 무시될 수 있다. 따라서, 이하에서는 설명의 편의를 위해 백커버의 다양한 구성 중 복수의 전기 활성층(133)의 굽힘 강성(X)이 백커버(130)의 굽힘 강성(Y)인 것으로 가정하여 설명하기로 한다.
먼저, 상술한 바와 같이, 제1 상태에서는 복수의 전기 활성층(133) 각각이 독립적으로 움직일 수 있고, 제2 상태에서는 복수의 전기 활성층(133)이 하나의 전기 활성층(133)처럼 움직일 수 있다. 또한, 제1 상태에서는 복수의 전기 활성층(133)이 수축하는 반면, 제2 상태에서는 복수의 전기 활성층(133)이 팽창하므로, 제1 상태 및 제2 상태에서의 복수의 전기 활성층(133)의 두께는 상이할 수 있다. 그러므로, 제1 상태에서 백커버(130)의 굽힘 강성(Y1)과 제2 상태에서 백커버(130)의 굽힘 강성(Y2)은 상이할 수 있다.
구체적으로, 제1 상태에서 백커버(130)의 굽힘 강성(Y1)은 하기의 수학식 2에 의해 결정될 수 있다. 제1 상태에서 복수의 전기 활성층(133) 각각은 독립적으로 움직이므로, 복수의 전기 활성층(133) 각각에 대한 굽힘 강성(X1)의 합이 백커버(130)의 굽힘 강성(Y1)인 것으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 백커버(130) 내에 n개의 전기 활성층(133)이 존재하고, n개의 전기 활성층(133) 각각의 두께가 T1인 경우, 하나의 전기 활성층(133)의 굽힘 강성(X1)은 a*(T1)3으로 정의될 수 있다. 그리고 하나의 전기 활성층(133)의 굽힘 강성(X1)이 a*(T1)3이면, 백커버(130)의 굽힘 강성(Y1)은 n*a*(T1)3으로 정의될 수 있다.
Figure pat00002
다음으로, 제2 상태에서 백커버(130)의 굽힘 강성(Y2)은 하기의 수학식 3에 의해 결정될 수 있다. 제2 상태에서 복수의 전기 활성층(133) 각각은 팽창하여 마찰 부재(136)에 의해 하나의 전기 활성층(133)인 것처럼 움직이므로, 복수의 전기 활성층(133)을 하나의 전기 활성층(133)으로 가정하여 계산된 굽힘 강성(X2)이 백커버(130)의 굽힘 강성(Y2)인 것으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 백커버(130)에 n개의 전기 활성층(133)이 존재하고, n개의 전기 활성층(133) 각각의 두께가 T2인 경우, 백커버(130)의 굽힘 강성(Y2)은 a*(n*T2)3 = n3*a*(T2)3으로 정의될 수 있다.
Figure pat00003
이때, 제1 상태에서 백커버(130)의 굽힘 강성(Y1)과 제2 상태에서 백커버(130)의 굽힘 강성(Y2)을 비교하면, 제1 상태에서 백커버(130)의 굽힘 강성(Y1)에 전기 활성층(133)의 개수(n)의 제곱 값을 곱하면 제2 상태에서 백커버(130)의 굽힘 강성(Y2)에 가깝게 결정될 수 있다. 실제로 제2 상태에서 전기 활성층(133)의 두께 T2가 제1 상태에서 전기 활성층(133)의 두께 T1보다 더 증가하므로 제2 상태에서 백커버(130)의 굽힘 강성(Y2)은 제1 상태에서 백커버(130)의 굽힘 강성(Y1)에 전기 활성층(133)의 개수의 제곱 값을 곱한 값보다 다소 더 클 수 있다.
제1 상태 및 제2 상태에서 복수의 전기 활성층(133)의 두께 T1, T2이 동일하다고 가정하는 경우, 제1 상태에서 백커버(130)의 굽힘 강성(Y1)은 대략적으로 n*X이고, 제2 상태에서 백커버(130)의 굽힘 강성(Y2)은 대략적으로 n3*X일 수 있다. 따라서, 제1 상태에서 백커버(130)의 굽힘 강성(Y1)과 비교하여 제2 상태에서 백커버(130)의 굽힘 강성(Y2)은 복수의 전기 활성층(133)의 개수의 제곱 배인 n2배 이상 증가하는 것으로 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(100)는 백커버(130)를 제1 상태 또는 제2 상태로 가변하여, 플렉서블 표시 장치(100)의 상태에 따라 백커버(130)의 연성을 향상시키거나, 강성을 선택적으로 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 백커버(130)는 복수의 전기 활성층(133)을 포함하고, 복수의 전기 활성층(133)에 전압을 인가하여 백커버(130)를 제1 상태로 변환할 수 있다. 제1 상태에서 복수의 전기 활성층(133)은 수축하여, 백커버(130)의 케이스(131) 내부에 소정의 여유 공간(MA)이 생길 수 있고, 복수의 전기 활성층(133)은 독립적으로 자유롭게 움직일 수 있다. 이에, 백커버(130)를 제1 상태로 변환하여 백커버(130)의 굽힘 강성(Y1)을 낮춰 연성을 높일 수 있고, 연성이 향상된 백커버(130)는 표시 패널(110) 및 미드 프레임(120)과 함께 유연하게 접히거나 펼쳐질 수 있다. 반면, 복수의 전기 활성층(133)에 전압을 비인가하여 백커버(130)를 제2 상태로 변환할 수 있다. 제2 상태에서 복수의 전기 활성층(133)은 팽창하여 케이스(131) 내부의 공간을 채울 수 있다. 이때, 복수의 전기 활성층(133)은 팽창하여 복수의 마찰 부재(136)와 강한 마찰력이 발생하여, 서로 미끄러지지 않고 하나의 전기 활성층(133)처럼 움직일 수 있다. 이에, 백커버(130)를 제2 상태로 변환하여 백커버(130)의 굽힘 강성(Y2)을 높혀 강성을 높일 수 있고, 강성이 향상된 백커버(130)는 플렉서블 표시 장치(100)가 접힌 상태 또는 펼쳐진 상태를 유지하도록 지지할 수 있고, 외부의 충격으로부터 표시 패널(110)을 보호할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(100)는 플렉서블 표시 장치(100)의 상태 변화에 따라 백커버(130)에 전압을 선택적으로 인가하여 백커버(130)의 연성 또는 강성을 선택적으로 확보할 수 있다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(100)는 플렉서블 표시 장치(100)의 상태가 변화하는 동안에만, 백커버(130)의 복수의 전기 활성층(133)에 전압을 인가하여 백커버(130)의 연성을 높이므로, 저전력으로 구현이 가능하다. 즉, 플렉서블 표시 장치(100)가 접힌 상태 또는 펼쳐진 상태를 유지하는 대부분의 기간 동안, 백커버(130)는 전압이 비인가되는 제2 상태를 유지하고, 플렉서블 표시 장치(100)의 상태를 변화시키는 잠시 동안에만 백커버(130)는 전압이 인가되는 제1 상태를 유지하므로, 백커버(130)를 가변하는데 있어 낮은 소비전력으로 구현이 가능하다.
도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 백커버의 개략적인 사시도이다. 도 3b는 도 3a의 Ⅲb-Ⅲb'에 따른 단면도이다. 도 4a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 백커버의 개략적인 사시도이다. 도 4b는 도 4a의 Ⅳb-Ⅳb'에 따른 단면도이다. 도 3a 및 도 4a에서는 설명의 편의를 위해 백커버(300, 400)의 케이스(331, 431), 케이스(331, 431) 내부의 전기 활성층(333, 433) 및 격벽(337, 437)만을 도시하였고, 도 3b 및 도 4b에서는 제2 상태의 백커버(300, 400)를 도시하였다. 도 3a 및 도 3b의 플렉서블 표시 장치는 도 1 내지 도 2b의 플렉서블 표시 장치(100)와 비교하여, 백커버(330) 및 격벽(337)이 상이할 뿐, 다른 구성은 실질적으로 동일하므로 중복 설명은 생략한다. 아울러, 도 4a 및 도 4b의 플렉서블 표시 장치는 도 1 내지 도 2b의 플렉서블 표시 장치(100)와 비교하여, 백커버(430) 및 격벽(437)이 상이할 뿐, 다른 구성은 실질적으로 동일하므로 중복 설명은 생략한다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 백커버(330)의 케이스(331)는 격벽(337)을 더 포함한다. 격벽(337)은 케이스(331) 내부에서 케이스(331)의 내측 상면 및 내측 하면에 연결된다.
격벽(337)은 케이스(331) 내부에서 케이스(331)의 내측 상면 및 내측 하면과 연결되는 동시에 케이스(331)의 내측 측면에까지 연결되어, 격벽(337)은 케이스(337) 내부를 복수의 공간으로 나눌 수 있다. 격벽(337)은 케이스(331)와 일체로 형성될 수도 있고, 케이스(331)와 별도로 형성되어 배치될 수도 있으며, 이에 제한되지 않는다.
그리고 복수의 공간 각각에 절연층(332), 복수의 전기 활성층(333), 복수의 제1 전극(334), 복수의 제2 전극(335) 및 복수의 마찰 부재(336)가 배치된다. 그러므로, 복수의 전기 활성층(333) 중 일부는 동일 평면 상에 배치되고, 복수의 전기 활성층(333) 중 다른 일부는 서로 다른 평면 상에서 서로 중첩하도록 배치될 수 있다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 백커버(430)의 케이스(431)는 격벽(437)을 더 포함한다. 격벽(437)은 케이스(431) 내부에서 케이스(431)의 내측 상면 및 내측 하면에 연결된다.
격벽(437)은 복수의 전기 활성층(433) 각각에 서로 대응되도록 형성된 홀(433H)을 관통하여 케이스(431)의 내측 상면 및 내측 하면에 연결된다. 구체적으로, 격벽(437)은 기둥 형상으로 이루어질 수 있고, 복수의 전기 활성층(433), 복수의 제1 전극(434), 복수의 제2 전극(435) 및 복수의 마찰 부재(436)에 형성된 홀(433H)에 삽입되어 케이스(431)의 내측 상면 및 내측 하면에 연결될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치 및 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치는 백커버(330, 430)의 케이스(331, 431)의 내측 상면 및 내측 하면에 연결된 격벽(337, 437)을 더 포함하고, 격벽(337, 437)은 케이스(331, 431)의 내측 공간의 높이를 일정하게 유지시킬 수 있다. 구체적으로, 백커버(330, 430)는 제1 상태 또는 제2 상태로 변환될 수 있고, 제1 상태에서는 백커버(330, 430)의 복수의 전기 활성층(333, 433)에 전압이 인가되어, 복수의 전기 활성층(333, 433)은 수축하고, 케이스(331, 431) 내부에 소정의 여유 공간이 생길 수 있다. 이때, 케이스(331, 431)의 내측 하면 중 특히 중앙 부분이 쳐질 수도 있고, 케이스(331, 431)가 일정한 높이를 유지하기 어려울 수도 있다. 이에, 케이스(331, 431)의 내측 상면 및 내측 하면에 연결되는 격벽(337, 437)을 더 배치하여, 백커버(330, 430)의 제1 상태 또는 제2 상태에 무관하게 케이스(331, 431)가 일정한 두께를 유지할 수 있다. 즉, 격벽(337, 437)이 백커버(330, 430)의 내측 상면과 내측 하면 사이의 높이를 일정하게 유지하도록 고정시킬 수 있으므로, 케이스(331, 431)의 일부분이 쳐지는 등의 변형을 최소화할 수 있다. 예를 들어, 도 3a 및 도 3b의 플렉서블 표시 장치는 케이스(331)를 복수의 공간으로 구획하는 격벽(337)을 배치하여 케이스(331)의 두께를 일정하게 유지시킬 수 있다. 도 4a 및 도 4b의 플렉서블 표시 장치는 복수의 전기 활성층(433), 복수의 제1 전극(434), 복수의 제2 전극(435) 및 복수의 마찰 부재(436)를 관통하는 격벽(437)을 배치하여 케이스(431)의 두께를 일정하게 유지시킬 수 있다. 이에, 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치 및 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치는 케이스(331, 431)의 두께를 일정하게 유지시키는 격벽(337, 437)을 배치하여, 백커버(330, 430)의 변형을 최소화하고, 백커버(330, 430)의 두께를 일정하게 유지시킬 수 있다.
도 5a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 미드 프레임의 평면도이다. 도 5b 및 도 5c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 단면도이다. 도 5b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치가 펼쳐진 상태에서의 단면도이고, 도 5c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치가 접힌 상태에서의 단면도이다. 도 5a 내지 도 5c의 플렉서블 표시 장치(500)는 도 1 내지 도 2b의 플렉서블 표시 장치(100)와 비교하여 미드 프레임(520) 및 백커버(530)만이 상이할 뿐, 다른 구성은 실질적으로 동일하므로 중복 설명은 생략한다.
도 5a를 참조하면, 미드 프레임(520)은 복수의 폴딩부(522) 및 복수의 지지부(521)를 포함한다. 복수의 폴딩부(522)가 서로 이격되어 배치되고, 복수의 폴딩부(522) 사이에 복수의 지지부(521)가 각각 배치될 수 있다. 즉, 플렉서블 표시 장치(500)는 복수의 폴딩 영역(FA) 및 복수의 비폴딩 영역(NFA)으로 이루어질 수 있고, 플렉서블 표시 장치(500)는 복수의 폴딩 영역(FA)을 따라 여러 번 접힐 수 있다. 이에, 미드 프레임(520) 또한 플렉서블 표시 장치(500)의 복수의 폴딩 영역(FA) 및 복수의 비폴딩 영역(NFA)을 따라 복수의 폴딩부(522) 및 복수의 지지부(521)로 이루어질 수 있다.
도 5b를 참조하면, 복수의 백커버(530)는 복수의 폴딩부(522)에 중첩하도록 배치될 수 있다. 복수의 백커버(530)는 플렉서블 표시 장치(500)가 완전히 펼쳐진 상태에서, 미드 프레임(520)의 폴딩부(522)를 평평하게 지지할 수 있다. 복수의 백커버(530)가 복수의 폴딩부(522)에만 중첩하게 배치되더라도, 미드 프레임(520)의 지지부(521)는 평평한 상태를 유지할 수 있으므로 복수의 플렉서블 표시 장치(500)가 평평한 상태를 유지할 수 있다. 즉, 비폴딩 영역(NFA)에서 미드 프레임(520)의 지지부(521)가 표시 패널(110)을 평평하게 지지하고, 폴딩 영역(FA)에서 복수의 백커버(530)가 표시 패널(110)을 평평하게 지지함으로써, 표시 패널(110)은 평평한 상태를 유지할 수 있다.
도 5c를 참조하면, 복수의 폴딩부(522)가 배치됨에 따라, 플렉서블 표시 장치(500)는 복수의 폴딩 영역(FA)을 따라 여러 번 접힐 수 있다. 예를 들어, 플렉서블 표시 장치(500)는 복수의 폴딩 영역(FA)을 따라 Z자 형상으로 접힐 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 이때, 복수의 백커버(530)는 플렉서블 표시 장치(500)가 접힌 상태에서, 미드 프레임(520)의 폴딩부(522)를 접힌 상태로 지지할 수 있고, 폴딩부(522)에서 강성을 향상시킬 수 있다.
그리고 복수의 백커버(530)는 전압이 비인가되는 제2 상태에서 복수의 전기 활성층(533) 각각은 길이가 늘어나도록 팽창하는 대신 두께가 두꺼워지도록 팽창하므로, 복수의 백커버(530)는 제1 상태에서 제2 상태로 변환될 때의 접히거나 펼쳐진 형상 그대로 유지될 수 있다.
아울러, 미드 프레임(520)의 지지부(521)와 비교하여 상대적으로 강성이 낮은 폴딩부(522)에 대응되도록 백커버(530)를 배치함에 따라, 플렉서블 표시 장치(500)가 특정 상태를 유지하는 동안 폴딩부(522)에서 강성을 향상시킬 수 있고, 표시 패널(110)을 외부의 충격으로부터 보호할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(500)는 백커버(530)를 폴딩 영역(FA)에만 중첩하도록 최소한으로 배치하여 폴딩 영역(FA)에서의 강성을 향상시킬 수 있다. 미드 프레임(520)은 폴딩 영역(FA)에 대응되도록 폴딩부(522)가 배치된다. 폴딩부(522)는 복수의 개구부(122H)가 배치되어 강성이 낮고 연성이 높은 영역으로, 복수의 폴딩 영역(FA)이 배치되는 경우, 미드 프레임(520)에도 복수의 폴딩부(522)가 배치될 수 있다. 이때, 폴딩 영역(FA)에서 표시 패널(110)을 지지하는 폴딩부(522)는 높은 연성 및 낮은 강성을 가지므로, 표시 패널(110)이 용이하게 접힐 수는 있으나, 표시 패널(110)을 외부의 충격으로부터 보호하기 어려울 수 있다. 이에, 폴딩부(522)에 대응되도록 백커버(530)를 최소한으로 배치하여 폴딩부(522)의 강성을 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 폴딩부(522)에 중첩하도록 배치된 백커버(530)에 전압이 비인가되는 제2 상태에서 백커버(530)는 높은 굽힘 강성을 갖고 낮은 연성을 가지므로, 폴딩 영역(FA)에서 표시 패널(110) 및 폴딩부(522)를 지지 및 보호할 수 있다. 백커버(530)에 전압이 인가되는 제1 상태에서 백커버(530)는 낮은 굽힘 강성 및 높은 연성을 가지므로, 표시 패널(110) 및 폴딩부(522)와 함께 유연하게 접히거나 펼쳐질 수 있다. 이에, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(500)에서는 폴딩 영역(FA)에만 중첩하도록 백커버(530)를 배치하여 폴딩 영역(FA)에서 표시 패널(110) 및 미드 프레임(520)의 폴딩부(522)를 지지하고 외부의 충격으로부터 보호할 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 단면도이다. 도 6의 플렉서블 표시 장치(600)는 도 5a 내지 도 5c의 플렉서블 표시 장치(500)와 비교하여 단차 보상부(640)를 더 포함할 뿐, 다른 구성은 실질적으로 동일하므로 중복 설명은 생략한다.
도 6을 참조하면, 미드 프레임(520)의 하면에 접하도록 단차 보상부(640)가 더 배치된다. 단차 보상부(640)는 백커버(530)와 동일 평면 상에서 미드 프레임(520)의 지지부(521)에 중첩하도록 배치된다. 즉, 단차 보상부(640)는 비폴딩 영역(NFA) 및 강성 영역인 지지부(521)에 중첩하도록 배치되고, 백커버(530)는 폴딩 영역(FA) 및 연성 영역인 폴딩부(522)에 중첩하도록 배치된다.
단차 보상부(640)는 백커버(530)와 동일한 두께를 가질 수 있다. 단차 보상부(640)는 백커버(530)가 배치되지 않은 비폴딩 영역(NFA)에 배치되어, 폴딩 영역(FA)과 비폴딩 영역(NFA)에서 단차가 발생하지 않도록 할 수 있다.
단차 보상부(640)는 항상 평탄한 상태를 유지하는 비폴딩 영역(NFA) 및 지지부(521)에 중첩하도록 배치되므로 강성이나 탄성력 등에 제한되지 않고, 다양한 재질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(600)는 미드 프레임(520)의 하부에서 비폴딩 영역(NFA)이자 지지부(521)에 중첩하도록 단차 보상부(640)를 배치하고, 폴딩 영역(FA)이자 폴딩부(522)에서 중첩하도록 백커버(530)를 배치하여, 폴딩 영역(FA)과 비폴딩 영역(NFA) 간의 단차를 최소화할 수 있다. 백커버(530)는 폴딩부(522)에 중첩하도록 배치되어, 폴딩 영역(FA)에서 표시 패널(110) 및 미드 프레임(520)의 강성을 향상시킬 수 있다. 이때, 백커버(530)가 폴딩 영역(FA)에만 배치되는 경우, 백커버(530)가 배치되지 않은 비폴딩 영역(NFA)과 단차가 발생하여, 표시 패널(110)이 평탄하게 지지되지 않을 수도 있고, 폴딩 영역(FA)과 비폴딩 영역(NFA) 간의 경계가 시인될 수도 있다. 이에, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(600)는 비폴딩 영역(NFA)에서 백커버(530)와 동일한 두께의 단차 보상부(640)를 배치하여 표시 패널(110)에서 폴딩 영역(FA)과 비폴딩 영역(NFA) 간의 경계가 시인되는 것을 개선할 수 있다.
도 7a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 미드 프레임의 평면도이다. 도 7b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 단면도이다. 도 7a 및 도 7b의 플렉서블 표시 장치(700)는 도 1 내지 도 2b의 플렉서블 표시 장치(100)와 비교하여 미드 프레임(720)만이 상이할 뿐, 다른 구성은 실질적으로 동일하므로 중복 설명은 생략한다.
도 7a를 참조하면, 미드 프레임(720)은 폴딩부(722)로 이루어지고, 미드 프레임(720) 전체에 복수의 개구부(122H)가 배치된다. 폴딩부(722)는 표시 패널(110) 전체에 중첩하도록 배치되고, 표시 패널(110)은 전체가 폴딩 영역(FA)으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 플렉서블 표시 장치(700)가 돌돌 말수 있는 롤러블 표시 장치인 경우, 표시 패널(110) 전체 및 미드 프레임(720) 전체가 폴딩 영역(FA)에 중첩할 수 있다.
도 7b를 참조하면, 백커버(130)는 표시 패널(110) 및 미드 프레임(720) 하부에 배치되어, 표시 패널(110) 및 미드 프레임(720) 전체에 중첩하도록 배치된다. 백커버(130)는 미드 프레임(720)의 폴딩부(722)이자 폴딩 영역(FA)에 중첩하도록 배치된다. 백커버(130)는 연성이 높고 강성이 낮은 미드 프레임(720)의 폴딩부(722)를 대신하여 폴딩 영역(FA)의 표시 패널(110) 전체를 높은 강성으로 지지 및 보호할 수 있다.
구체적으로, 제1 상태의 백커버(130)는 미드 프레임(720)의 폴딩부(722) 및 표시 패널(110)과 함께 유연하게 말리거나 펼쳐질 수 있다. 제2 상태의 백커버(130)는 미드 프레임(720)의 폴딩부(722) 및 표시 패널(110)이 말린 상태 또는 펼쳐진 상태를 유지하도록 지지할 수 있고, 높은 굽힘 강성을 가져 외부의 충격으로부터 표시 패널(110)을 보호할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(700)는 백커버(130)를 폴딩 영역(FA)에 중첩하도록 배치하여 폴딩 영역(FA)에서 강성을 향상시킬 수 있다. 미드 프레임(720)이 폴딩부(722)로만 이루어지는 경우, 표시 패널(110)을 돌돌 말거나 펼칠 수 있는 롤러블 표시 장치로 구현할 수 있다. 이때, 미드 프레임(720) 전체가 강성이 낮고 연성이 높은 폴딩부(722)로만 이루어지면, 미드 프레임(720)은 표시 패널(110)을 외부의 충격으로부터 보호하기 어려울 수 있다. 이에, 미드 프레임(720) 및 표시 패널(110) 전체에 중첩하도록 백커버(130)를 배치하여, 표시 패널(110)을 외부의 충격으로부터 보호할 수 있다. 구체적으로, 표시 패널(110) 및 미드 프레임(720)을 돌돌 말거나 펼치는 등 상태를 변화시킬 때, 백커버(130)를 제1 상태로 변환하여 백커버(130)의 연성을 향상시킬 수 있다. 그러므로, 연성이 향상된 백커버(130)는 표시 패널(110) 및 미드 프레임(720)과 함께 돌돌 말리거나 펼쳐지는 등 유연하게 변형될 수 있다. 다음으로, 표시 패널(110) 및 미드 프레임(720)이 돌돌 말린 상태 또는 펼쳐진 상태 등 특정 상태를 유지할 때, 백커버(130)를 제2 상태로 변환하여 백커버(130)의 굽힘 강성을 향상시킬 수 있다. 굽힘 강성이 향상된 백커버(130)는 표시 패널(110) 및 미드 프레임(720)이 특정 상태를 유지하도록 지지할 수 있고, 외부의 충격으로 인해 표시 패널(110)이 파손되는 것을 최소화하도록 표시 패널(110)을 보호할 수 있다. 따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(700)는 백커버(130)를 표시 패널(110) 및 미드 프레임(720) 하부에 배치하여 표시 패널(110)을 보호할 수 있다. 아울러, 플렉서블 표시 장치(700)가 접히거나, 돌돌 말리는 등 상태를 변화시키는 경우라면 제한되지 않고, 제1 상태 또는 제2 상태로 가변하는 백커버(130)를 적용하여 표시 패널(110)이 파손되지 않도록 표시 패널(110)을 보호할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(700)는 백커버(130)를 폴딩 영역(FA)에만 중첩하도록 최소한으로 배치하여 폴딩 영역(FA)에서의 강성을 향상시킬 수 있다. 미드 프레임(720)은 폴딩 영역(FA)에 대응되도록 폴딩부(722)가 배치된다. 폴딩부(722)는 복수의 개구부(122H)가 배치되어 강성이 낮고 연성이 높은 영역으로, 복수의 폴딩 영역(FA)이 배치되는 경우, 미드 프레임(720)에도 복수의 폴딩부(722)가 배치될 수 있다. 이때, 폴딩 영역(FA)에서 표시 패널(110)을 지지하는 폴딩부(722)는 높은 연성 및 낮은 강성을 가지므로, 표시 패널(110)이 용이하게 접힐 수는 있으나, 표시 패널(110)을 외부의 충격으로부터 보호하기 어려울 수 있다. 이에, 폴딩부(722)에 대응되도록 백커버(130)를 최소한으로 배치하여 폴딩부(722)의 강성을 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 폴딩부(722)에 중첩하도록 배치된 백커버(130)에 전압이 비인가되는 제2 상태에서 백커버(130)는 높은 굽힘 강성을 갖고 낮은 연성을 가지므로, 폴딩 영역(FA)에서 표시 패널(110) 및 폴딩부(722)를 지지 및 보호할 수 있다. 백커버(130)에 전압이 인가되는 제1 상태에서 백커버(130)는 낮은 굽힘 강성 및 높은 연성을 가지므로, 표시 패널(110) 및 폴딩부(722)와 함께 유연하게 접히거나 펼쳐질 수 있다. 이에, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(700)에서는 폴딩 영역(FA)에만 중첩하도록 백커버(130)를 배치하여 폴딩 영역(FA)에서 표시 패널(110) 및 미드 프레임(720)의 폴딩부(722)를 지지하고 외부의 충격으로부터 보호할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 플렉서블 표시 장치는 다음과 같이 설명될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치는 표시 패널 및 표시 패널을 지지하고, 복수의 전기 활성층 및 복수의 전기 활성층을 둘러싸는 케이스로 이루어지는 백커버를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 백커버는 복수의 전기 활성층 각각의 사이에 배치된 적어도 하나 이상의 마찰 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 백커버는, 복수의 전기 활성층 각각의 상면에 배치된 복수의 제1 전극, 복수의 전기 활성층 각각의 하면에 배치된 복수의 제2 전극 및 케이스의 내측면에 배치되는 절연층을 더 포함하고, 복수의 전기 활성층 중 최상부의 전기 활성층의 상면에 배치된 제1 전극 및 최하부의 전기 활성층의 하면에 배치된 제2 전극은 절연층에 접할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 전기 활성층 각각은 서로 다른 평면 상에서 표시 패널에 중첩하도록 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 백커버는 케이스 내부에서 케이스의 내측 상면과 내측 하면에 연결된 격벽을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 격벽은 케이스 내부를 복수의 공간으로 구획하고, 복수의 전기 활성층은 복수의 공간 각각에 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 전기 활성층 각각은 서로 대응되도록 배치되는 복수의 홀을 더 포함하고, 격벽은 복수의 홀을 관통하여 케이스의 내측 상면과 내측 하면에 연결될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 표시 패널과 백커버 사이에 배치되고, 복수의 개구부가 배치된 폴딩부 및 폴딩부를 제외한 나머지 영역인 지지부를 포함하는 미드 프레임을 더 포함하고, 백커버는 적어도 폴딩부에 중첩하도록 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 백커버와 동일 평면 상에서 지지부에 중첩하도록 배치된 단차 보상부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 플렉서블 표시 장치가 롤러블 표시 장치인 경우, 폴딩부는 표시 패널 전체에 중첩하도록 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 플렉서블 표시 장치가 폴딩 영역에서 폴딩되는 폴더블 표시 장치인 경우, 폴딩부는 폴딩 영역에 중첩하도록 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치는, 표시 패널, 표시 패널 하부에 배치되고, 연성 영역 및 강성 영역으로 이루어지는 미드 프레임 및 미드 프레임 하부에 배치되고, 케이스 및 케이스 내에 배치된 복수의 전기 활성층으로 이루어진 백커버를 포함하고, 백커버는 적어도 연성 영역에 중첩하도록 배치된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 복수의 전기 활성층에 전압을 인가하기 위한 전압 공급부를 더 포함하고, 전압 공급부가 복수의 전기 활성층에 전압을 인가하는 제1 상태에서의 백커버의 굽힘 강성(flexural Rigidity)이 전압 공급부가 복수의 전기 활성층에 전압을 비인가하는 제2 상태에서의 백커버의 굽힘 강성보다 작을 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 전기 활성층은 제1 상태에서 수축하고, 제2 상태에서 팽창하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 상태에서 복수의 전기 활성층 각각의 두께는, 제2 상태에서 복수의 전기 활성층 각각의 두께보다 작을 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 전기 활성층 각각의 일면에 배치된 복수의 마찰 부재를 더 포함하고, 제1 상태에서 복수의 전기 활성층으로부터 복수의 마찰 부재에 가해지는 압력은, 제2 상태에서 복수의 전기 활성층으로부터 복수의 마찰 부재에 가해지는 압력보다 높을 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 케이스는 케이스 내부에서 케이스의 내측 상면 및 내측 하면에 연결된 격벽을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 격벽은 케이스 내부를 복수의 공간으로 나누고, 복수의 전기 활성층은 복수의 공간 각각에 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 격벽은 복수의 전기 활성층의 홀에 삽입될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 강성 영역에 중첩하도록 배치되고, 백커버와 함께 미드 프레임의 하면에 접하도록 배치된 단차 보상부를 더 포함할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 제한하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 제한되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 500, 600, 700: 표시 장치
110: 표시 패널
120, 520, 720: 미드 프레임
121, 521: 지지부
122, 522, 722: 폴딩부
130, 330, 430, 530: 백커버
131, 331, 431, 531: 케이스
132, 332, 432, 532: 절연층
133, 333, 433, 533: 전기 활성층
134, 334, 434, 534: 제1 전극
135, 335, 435, 535: 제2 전극
136, 336, 436, 536: 마찰 부재
337, 437: 격벽
640: 단차 보상부
122H: 개구부
433H: 홀
FA: 폴딩 영역
NFA: 비폴딩 영역
MA: 여유 공간
T1: 제1 상태에서 전기 활성층의 두께
T2: 제2 상태에서 전기 활성층의 두께

Claims (20)

  1. 표시 패널; 및
    상기 표시 패널을 지지하고, 복수의 전기 활성층 및 상기 복수의 전기 활성층을 둘러싸는 케이스로 이루어지는 백커버를 포함하는, 플렉서블 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 백커버는 상기 복수의 전기 활성층 각각의 사이에 배치된 적어도 하나 이상의 마찰 부재를 더 포함하는, 플렉서블 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 백커버는,
    상기 복수의 전기 활성층 각각의 상면에 배치된 복수의 제1 전극;
    상기 복수의 전기 활성층 각각의 하면에 배치된 복수의 제2 전극; 및
    상기 케이스의 내측면에 배치되는 절연층을 더 포함하고,
    상기 복수의 전기 활성층 중 최상부의 전기 활성층의 상면에 배치된 제1 전극 및 최하부의 전기 활성층의 하면에 배치된 제2 전극은 상기 절연층에 접하는, 플렉서블 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전기 활성층 각각은 서로 다른 평면 상에서 상기 표시 패널에 중첩하도록 배치되는, 플렉서블 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 백커버는 상기 케이스 내부에서 상기 케이스의 내측 상면과 내측 하면에 연결된 격벽을 더 포함하는, 플렉서블 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 격벽은 상기 케이스 내부를 복수의 공간으로 구획하고,
    상기 복수의 전기 활성층은 상기 복수의 공간 각각에 배치되는, 플렉서블 표시 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 전기 활성층 각각은 서로 대응되도록 배치되는 복수의 홀을 더 포함하고,
    상기 격벽은 상기 복수의 홀을 관통하여 상기 케이스의 내측 상면과 내측 하면에 연결되는, 플렉서블 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 표시 패널과 상기 백커버 사이에 배치되고, 복수의 개구부가 배치된 폴딩부 및 상기 폴딩부를 제외한 나머지 영역인 지지부를 포함하는 미드 프레임을 더 포함하고,
    상기 백커버는 적어도 상기 폴딩부에 중첩하도록 배치된, 플렉서블 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 백커버와 동일 평면 상에서 상기 지지부에 중첩하도록 배치된 단차 보상부를 더 포함하는, 플렉서블 표시 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 플렉서블 표시 장치가 롤러블 표시 장치인 경우,
    상기 폴딩부는 상기 표시 패널 전체에 중첩하도록 배치되는, 플렉서블 표시 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 플렉서블 표시 장치가 폴딩 영역에서 폴딩되는 폴더블 표시 장치인 경우,
    상기 폴딩부는 상기 폴딩 영역에 중첩하도록 배치되는, 플렉서블 표시 장치.
  12. 표시 패널;
    상기 표시 패널 하부에 배치되고, 연성 영역 및 강성 영역으로 이루어지는 미드 프레임; 및
    상기 미드 프레임 하부에 배치되고, 케이스 및 상기 케이스 내에 배치된 복수의 전기 활성층으로 이루어진 백커버를 포함하고,
    상기 백커버는 적어도 상기 연성 영역에 중첩하도록 배치된, 플렉서블 표시 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 전기 활성층에 전압을 인가하기 위한 전압 공급부를 더 포함하고,
    상기 전압 공급부가 상기 복수의 전기 활성층에 전압을 인가하는 제1 상태에서의 상기 백커버의 굽힘 강성(flexural Rigidity)이 상기 전압 공급부가 상기 복수의 전기 활성층에 전압을 비인가하는 제2 상태에서의 상기 백커버의 굽힘 강성보다 작은, 플렉서블 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 전기 활성층은 상기 제1 상태에서 수축하고, 상기 제2 상태에서 팽창하도록 구성된, 플렉서블 표시 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1 상태에서 상기 복수의 전기 활성층 각각의 두께는, 상기 제2 상태에서 상기 복수의 전기 활성층 각각의 두께보다 작은, 플렉서블 표시 장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 전기 활성층 각각의 일면에 배치된 복수의 마찰 부재를 더 포함하고,
    상기 제1 상태에서 상기 복수의 전기 활성층으로부터 상기 복수의 마찰 부재에 가해지는 압력은, 상기 제2 상태에서 상기 복수의 전기 활성층으로부터 상기 복수의 마찰 부재에 가해지는 압력보다 높은, 플렉서블 표시 장치.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 케이스는 상기 케이스 내부에서 상기 케이스의 내측 상면 및 내측 하면에 연결된 격벽을 더 포함하는, 플렉서블 표시 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 격벽은 상기 케이스 내부를 복수의 공간으로 나누고, 상기 복수의 전기 활성층은 상기 복수의 공간 각각에 배치되는, 플렉서블 표시 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 격벽은 상기 복수의 전기 활성층의 홀에 삽입된, 플렉서블 표시 장치.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 강성 영역에 중첩하도록 배치되고, 상기 백커버와 함께 상기 미드 프레임의 하면에 접하도록 배치된 단차 보상부를 더 포함하는, 플렉서블 표시 장치.
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