KR20200045584A - 디스플레이 패널 지지부재 및 이를 포함하는 접이식 디스플레이 장치 - Google Patents

디스플레이 패널 지지부재 및 이를 포함하는 접이식 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디스플레이 패널 지지부재 및 이를 포함하는 접이식 디스플레이 장치에 관한 것으로, 본 발명의 디스플레이 패널 지지부재는, 베이스 기재를 관통하는 다공성 패턴이 형성되어 디스플레이 장치의 벤딩 표시 영역을 지지하는 벤딩 가이드부를 포함하되, 상기 패턴은, 벤딩의 법선 방향이 장축을 형성하고, 벤딩 방향이 단축을 형성하는 마름모 형상을 이루는 것을 특징으로 한다.

Description

디스플레이 패널 지지부재 및 이를 포함하는 접이식 디스플레이 장치{Display panel supporting device and foldable display apparatus having the same}
본 발명은 디스플레이 패널 지지부재 및 이를 포함하는 접이식 디스플레이 장치에 관한 것이다.
최근에는 휴대용 전자 기기에서도 큰 화면에 대한 요구가 늘어나면서 평판 디스플레이 패널을 연결하여 큰 화면의 표시부를 구현한 장치가 개발 및 상용화되고 있다. 특히, 접이식 디스플레이 장치(foldable display apparatus)는 휴대의 편의성을 유지하면서 큰 화면의 표시부를 제공할 수 있다는 장점으로 인하여 디스플레이 분야의 차세대 기술로 각광받고 있다.
접이식 디스플레이 장치는 평판 디스플레이 패널을 연결하는 형태로 구현하거나, 디스플레이 패널 자체가 가요성을 가지는 플렉시블 디스플레이 패널(flexible display panel)을 이용하여 구현할 수 있다. 플렉시블 디스플레이 장치란 기존의 평판 디스플레이 장치의 디스플레이 특성을 그대로 유지하면서 종이와 같이 휘어지거나, 구부러지거나, 접히거나 또는 말려지는 디스플레이 장치를 의미한다.
이러한 접이식 디스플레이 장치는 이동 통신 단말기, 전자 수첩, 전자 책, PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, UMPC(Ultra Mobile PC), 모바일 폰, 스마트 폰, 태블릿 PC(Personal Computer) 등과 같은 휴대용 전자 기기 등의 다양한 분야에 응용될 수 있다.
접이식 디스플레이 장치를 구현함에 있어서, 디스플레이 패널 외에도 디스플레이 패널을 보호하기 위한 케이스와 내부의 다른 구성품들도 필요하다. 따라서, 디스플레이 장치 전체가 임의의 형상으로 변형 가능한 접이식 디스플레이 장치를 구현하는 데에는 아직도 많은 과제가 남아 있다. 접이식 디스플레이 장치는 상대적으로 특정 위치에서만 단순하게 접히고 펼쳐질 수 있는 기계적인 구조로 구현할 수 있고, 플렉시블 디스플레이 패널의 전체 영역에 대해 폴딩 수단을 구현할 수도 있다.
본 발명은 패널을 지지하는 지지부재의 벤딩 영역에 가해지는 스트레스를 최소로 하여 내구성을 향상시킬 수 있는 접이식 디스플레이 장치의 지지부재를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 패널 지지부재의 벤딩 영역의 구조를 개선하여 두께를 절감할 수 있는 접이식 디스플레이 장치의 지지부재를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 접혀진 디스플레이 패널의 벤딩 곡률이 안정적으로 유지되고 펼쳐진 디스플레이 패널의 벤딩 표시 영역이 평면 상태로 유지될 수 있는 접이식 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디스플레이 패널 지지부재는, 베이스 기재를 관통하는 다공성 패턴이 형성되어 디스플레이 장치의 벤딩 표시 영역을 지지하는 벤딩 가이드부를 포함하되, 상기 패턴은, 벤딩의 법선 방향이 장축을 형성하고, 벤딩 방향이 단축을 형성하는 마름모 형상을 이루는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 패턴은, 네 꼭지점이 라운드 형상을 이루는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 패턴은, 상기 베이스 기재의 일면에 형성되는 제 1 패턴과, 상기 베이스 기재의 타면에 형성되는 제 2 패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 패턴 및 상기 제 2 패턴은, 벤딩 방향에 대한 표면의 폭이 중앙부의 폭보다 상대적으로 넓은 폭을 갖는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 접이식 디스플레이 장치는, 벤딩 표시 영역을 포함하는 표시부를 갖는 디스플레이 패널, 및, 상기 벤딩 표시 영역을 지지하는 벤딩 가이드부를 갖는 패널 지지부재를 포함하고, 상기 벤딩 가이드부는, 벤딩의 법선 방향이 장축을 형성하고, 벤딩 방향이 단축을 형성하는 마름모 형상을 이루면서 베이스 기재를 관통하는 다공성 패턴을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 벤딩 가이드부에 형성되는 다공성 패턴이 벤딩의 법선 방향이 장축을 형성하고, 벤딩 방향이 단축을 형성하는 마름모 형상을 이룸으로써, 벤딩시 발생되는 스트레스를 최소로 하여 패널 지지부재의 수명을 연장시키고 디스플레이 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 다공성 패턴이 베이스 기재 양면에 각각 형성되는 제 1 패턴과 제 2 패턴으로 이루어져, 벤딩 영역에 가해지는 스트레스를 더욱 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 주요 구성을 나타낸 분해 사시도,
도 2는 도 1의 디스플레이 장치를 나타낸 결합 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 패널 지지부재의 주요부를 나타낸 평면도,
도 4는 본 실시예의 다공성 패턴에 가해지는 응력 분포를 나타낸 개념도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다공성 패턴을 나타낸 단면도이다.
본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 바람직한 실시예들에 의해 명확해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 살펴보기로 한다.
후술되는 본 실시예들의 차이는 상호 배타적이지 않은 사항으로 이해되어야 한다. 즉 본 발명의 기술 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서, 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은, 일 실시예에 관련하여 다른 실시예로 구현될 수 있으며, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 변경될 수 있음이 이해되어야 하며, 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이, 면적 및 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 주요 구성을 나타낸 분해 사시도와 결합 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 패널 지지부재의 주요부를 나타낸 평면도이며, 도 4는 본 실시예의 다공성 패턴에 가해지는 응력 분포를 나타낸 개념도이다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 접이식 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(100) 및, 패널 지지부재(200)를 포함하여 구성된다.
구체적으로 살펴보면, 디스플레이 패널(100)은 플렉시블 기판을 이용한 플렉시블 디스플레이 패널이 될 수 있다. 일 예로서, 디스플레이 패널(100)은 플렉시블 유기 발광 디스플레이 패널(Flexible Organic Light Emitting Display Panel), 플렉시블 전기 영동 디스플레이 패널(Flexible Electrophoretic Display Panel), 플렉시블 액정 디스플레이 패널(Flexible Liquid Crystal Display Panel), 또는 플렉시블 전자 습윤 디스플레이 패널(Flexible Electro-Wetting Display Panel) 등이 될 수 있다.
디스플레이 패널(100)은 영상을 표시하기 위한 복수의 화소를 갖는 화소 어레이를 포함하는 플렉시블 기판, 및 화소 어레이를 덮도록 플렉시블 기판 상에 형성된 커버 부재를 포함한다.
본 실시예에 따른 접이식 디스플레이 장치는 사용자의 터치를 이용한 사용자 인터페이스를 위해 터치 스크린(미도시)을 더 포함하여 구성될 수 있으며, 터치 스크린은 디스플레이 패널(100) 상에 부착되거나 화소 어레이의 형성 공정과 함께 디스플레이 패널(100)에 내장될 수 있다.
이와 같은, 디스플레이 패널(100)은 복수의 화소로 이루어지는 표시부(DA)를 포함하며, 표시부(DA)는 패널구동부(미도시)의 구동에 따라 소정의 영상을 표시하는 표시 화면이 될 수 있다. 이러한 표시부(DA)는 제 1 표시 영역(DA1), 제 2 표시 영역(DA2), 및 벤딩 표시 영역(BA)으로 구분될 수 있다.
제 1 표시 영역(DA1)은 표시부(DA) 중 벤딩 표시 영역(BA)의 일측에 위치하는 디스플레이 패널(100)의 제1 영역(예를 들어, 상측 영역)으로 정의될 수 있고, 제 2 표시 영역(DA2)은 표시부(DA) 중 벤딩 표시 영역(BA)의 타측에 위치하는 디스플레이 패널(100)의 제 2 영역(예를 들어, 하측 영역)으로 정의될 수 있다.
디스플레이 패널(100)이 평면 상태로 펼쳐질 경우, 제 1 표시 영역(DA1)과 제 2 표시 영역(DA2) 및 벤딩 표시 영역(BA)은 하나의 표시부(DA)를 구성함으로써 상대적으로 넓은 화면을 제공한다.
디스플레이 패널(100)은 제 1 영역 또는 제 2 영역의 가장자리 부분으로부터 일정한 폭과 길이를 가지도록 연장된 신호 인가부를 포함한다. 신호 인가부에는 화소 어레이에 형성된 신호 배선과 연결되는 링크 라인들이 형성되어 있다. 이러한 신호 인가부는 패널 지지부재(200)의 제 2 지지부(220)를 통과하여 후면 쪽으로 벤딩됨으로써 제 2 지지부(220)의 후면에 배치되는 시스템 구동부에 연결될 수 있다.
이와 같은 디스플레이 패널(100)은 플렉시블 지지 플레이트에 부착될 수도 있다. 플렉시블 지지 플레이트는 디스플레이 패널(100)의 후면 전체에 부착됨으로써 플렉시블한 디스플레이 패널(100)을 평면 상태로 유지시키는 역할을 한다.
디스플레이 패널(100)은 도 2와 같이, 외측 벤딩 구조를 가질 수 있다. 여기서, 외측 벤딩 구조는 디스플레이 패널(100)의 제 1 및 제 2 표시 영역(DA1, DA2)이 서로 직접적으로 대면되지 않도록 디스플레이 장치의 외부를 향해 접혀지는 것을 의미한다.
디스플레이 패널(100)이 외측 벤딩될 경우, 제 1 및 제 2 표시 영역(DA1, DA2)에는 서로 동일하거나 다른 영상이 동시 또는 선택적으로 표시될 수 있는데, 이 경우, 접이식 디스플레이 장치의 전면 및 후면에는 서로 동일하거나 다른 영상이 동시 또는 선택적으로 표시될 수 있다.
벤딩 표시 영역(BA)은 디스플레이 패널(100)의 접힘시 디스플레이 패널(100)의 벤딩부를 형성하는 영역으로서, 벤딩부의 곡률과 폭에 대응되는 표시부(DA)의 일부 영역, 예를 들어, 제 1 및 제 2 표시 영역(DA1, DA2) 사이의 영역으로 설정될 수 있다. 이러한 벤딩 표시 영역(BA)에는 디스플레이 패널(100)의 벤딩시 보조 영상이 표시될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 예에 따른 접이식 디스플레이 장치가 휴대용 정보 기기일 경우, 보조 영상은 배터리 잔량, 무선 통신 감도, 시간 정보, 및 메시지 수신 아이콘 등이 될 수 있다.
디스플레이 패널(100)의 펼침시, 벤딩 표시 영역(BA)은 상기 제 1 및 제 2 표시 영역(DA1, DA2) 사이에 평면 형태로 형성됨으로써 제 1 및 제 2 표시 영역(DA1, DA2)과 함께 하나의 넓은 화면을 구성할 수 있다.
한편, 디스플레이 패널(100)은 내측 벤딩 구조를 가질 수도 있다. 여기서, 내측 벤딩 구조는 디스플레이 패널(100)의 제 1 및 제 2 표시 영역(DA1, DA2)이 서로 직접적으로 대면하도록 디스플레이 장치의 내부를 향해 접혀지는 것을 의미한다.
패널 지지부재(200)는 디스플레이 패널(100)의 제 1 표시 영역(DA1), 제 2 표시 영역(DA2) 및 벤딩 표시 영역(BA)을 지지하는 제 1 지지부(210), 제 2 지지부(220) 및 벤딩 가이드부(230)를 포함한다.
패널 지지부재(200)는 강성 또는 연성 재질의 플레이트, 시트 또는 필름으로 이루어질 수 있으며, 메탈, 합성수지, 고무, 실리콘 등과 같은 하나 또는 2개 이상의 재질을 포함할 수 있다.
벤딩 가이드부(230)는 베이스 기재(232) 및 베이스 기재(232)에 형성된 다공성 패턴(234)을 포함한다.
디스플레이 패널(100)의 벤딩시, 벤딩 영역에서 디스플레이 패널(100)과 패널 지지부재(200)의 곡률 반경 차이로 인한 길이 차이가 발생하고, 이에 따라 디스플레이 패널(100)의 벤딩 표시 영역(BA)은 인장이나 압축으로 인한 스트레스를 받게 된다. 또한, 디스플레이 패널(100)의 벤딩시 패널 지지부재(200)는 그 자체에서도 내외측 표면의 곡률 반경 차이로 인한 길이 차이가 발생하고, 패널 지지부재(200)의 벤딩 가이드부(230)는 인장이나 압축으로 인한 스트레스를 받게 된다.
이에 따라, 디스플레이 패널(100)의 펼침과 벤딩시 벤딩 가이드부(230)는 다공성 패턴(234)에 의해 길이가 변화되기 때문에 디스플레이 패널(100)과 패널 지지부재(200)의 곡률 반경 차이로 인한 길이 차이를 보상할 수 있으며, 디스플레이 패널(100)을 지지하면서 디스플레이 패널(100)의 벤딩 표시 영역(BA)이 일정한 곡률로 벤딩되도록 가이드함으로써 디스플레이 패널(100)의 벤딩 표시 영역(BA) 및 패널 지지부재(200)의 벤딩 가이드부(230)에 가해지는 벤딩 스트레스를 최소화하여 디스플레이 장치의 신뢰성을 향상시킨다.
본 실시예의 벤딩 가이드부(230)는 제 1 지지부(210) 및 제 2 지지부(220) 사이의 패널 지지부재(200) 특정 영역에 형성되는 구성을 예시하였으나, 패널 지지부재(200)의 전체 영역에 형성될 수도 있다.
다공성 패턴(234)은 다수의 홀 또는 홈 형상으로 형성되며, 벤딩 영역 내에서 패널 지지부재(200)의 길이 방향, 즉, 벤딩 방향(X 방향)으로 소정의 간격을 이루면서 형성된다. 다공성 패턴(234)은 베이스 기재(232)에 대하여 에칭, 펀칭, 프레스, 레이저 가공 등의 공정으로 형성될 수 있다.
또한, 본 실시예의 다공성 패턴(234)은 도 3에 도시된 바와 같이, 벤딩의 법선 방향(Y 방향)이 장축을 형성하고 벤딩 방향이 단축을 형성하는 마름모 형상을 이룬다. 마름모 형상의 다공성 패턴(234)은 벤딩시 벤딩 가이드부(230)에 발생하는 스트레스를 분산시켜 스트레스에 의한 벤딩 가이드부(230)의 손상이나 마모를 최소로 한다.
도 4를 참조하면, 마름모 형상의 다공성 패턴(234)은 벤딩시 벤딩의 법선 방향(Y 방향)으로 응력이 발생하며, 이때, 벤딩 응력(σ)은 벤딩의 수직 법선 방향의 응력(σ1)과, 일측 대각선 방향의 응력(σ2)과, 타측 대각선 방향의 응력(σ3)으로 나타난다(σ=σ1+σ2+σ3). 즉, 벤딩의 법선 방향으로 나타나는 벤딩 응력은 양측의 대각선 방향으로 일부가 분산되어 응력에 의한 스트레스를 줄일 수 있다.
이때, 다공성 패턴의 각 꼭지점은 응력이 집중되는 것을 방지하기 위하여 소정의 곡률을 갖는 라운드 형상을 이루는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다공성 패턴을 나타낸 단면도이다.
본 실시예의 다공성 패턴(234)은, 베이스 기재(232) 일면의 제 1 패턴(234-1)과, 타면의 제 2 패턴(234-2)으로 구성될 수 있다. 즉, 제 1 패턴(234-1)은 베이스 기재(232)의 두께 방향(Z 방향)에 대하여 제 1 면(일 예로, 내면) 측에 형성되는 다공성 패턴을 정의될 수 있고, 2 패턴(234-2)은 그 반대 면인 제 2 면(일 예로, 외면)에 형성되는 다공성 패턴을 정의될 수 있다.
이때, 제 1 패턴(234-1)과 제 2 패턴(234-2)은 폭(B)이 표면에서 중앙 영역으로 갈수록 좁아지는 형상을 이루면서, 중앙에서 서로 연결되어 베이스 기재(232)의 두께 방향(Z 방향)으로 서로 관통하는 홀을 이룰 수 있다. 즉, 제 1 패턴(234-1)과 제 2 패턴(234-2)은 벤딩 방향(X 방향)의 폭(B)이 표면에서 상대적으로 넓으면서, 베이스 기재(232)의 두께 방향 중앙부를 기준으로 서로 대칭되는 형상을 이룰 수 있다. 이와 같이, 제 1 패턴(234-1)과 제 2 패턴(234-2)은 표면의 폭(B)이 상대적으로 넓을 구조를 이룸으로써, 벤딩시 벤딩 가이드부(230)에 발생되는 스트레스를 최소로 할 수 있다.
또한, 제 1 패턴(234-1)과 제 2 패턴(234-2)의 깊이(D)는 베이스 기재(232)의 두께(T)에 대하여 1/2·T로 형성되는 것이 바람직하다(D = 1/2·T).
실험예
본 실험예에서는 바(bar) 형태의 일자 형상을 이루는 다공성 패턴(비교예)과, 벤딩 법선 방향으로 장축을 갖고 벤딩 방향으로 단축을 갖는 마름모 형상의 다공성 패턴(실시예)에 대하여 벤딩 가이드부(230)에 나타나는 응력을 각각 측정하여 비교하였다.
구분 유형 최대응력 개선효과
비교예 Von Mises 응력 66,057.3 kgf/㎠ -
실시예 Von Mises 응력 40,326.2 kgf/㎠ 39% 개선
위 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 바 형태의 일자 형상으로 이루어진 다공성 패턴의 비교예에서는 최대 응력이 66,057.3 kgf/㎠ 을 나타내지만, 벤딩 법선 방향이 장축을 형성하는 마름모 형상의 다공상 패턴의 실시예에서는 최대 응력이 40,326.1 kgf/㎠ 을 나타내고 있어, 최대 응력이 약 39% 개선되었음을 확인할 수 있다.
따라서 본 실시예의 다공성 패턴을 갖는 패널 지지부재(200)는 접힘과 펼침시 벤딩 영역에서 발생되는 스트레스를 최소로 할 수 있고, 제품 수명을 향상시킬 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.
100 : 디스플레이 패널
DA1 : 제 1 표시 영역 DA2 : 제 2 표시 영역
BA : 벤딩 표시 영역 DA : 표시부
200 : 패널 지지부재
210 : 제 1 지지부 220 : 제 2 지지부
230 : 벤딩 가이드부 232 : 베이스 기재
234 : 다공성 패턴

Claims (5)

  1. 베이스 기재를 관통하는 다공성 패턴이 형성되어 디스플레이 장치의 벤딩 표시 영역을 지지하는 벤딩 가이드부;를 포함하되,
    상기 패턴은,
    벤딩의 법선 방향이 장축을 형성하고, 벤딩 방향이 단축을 형성하는 마름모 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 지지부재.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 패턴은,
    네 꼭지점이 라운드 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 지지부재.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 패턴은,
    상기 베이스 기재의 일면에 형성되는 제 1 패턴과, 상기 베이스 기재의 타면에 형성되는 제 2 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 지지부재.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 패턴 및 상기 제 2 패턴은,
    벤딩 방향에 대한 표면의 폭이 중앙부의 폭보다 상대적으로 넓은 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 지지부재.
  5. 벤딩 표시 영역을 포함하는 표시부를 갖는 디스플레이 패널; 및,
    상기 벤딩 표시 영역을 지지하는 벤딩 가이드부를 갖는 패널 지지부재;를 포함하고,
    상기 벤딩 가이드부는,
    벤딩의 법선 방향이 장축을 형성하고, 벤딩 방향이 단축을 형성하는 마름모 형상을 이루면서 베이스 기재를 관통하는 다공성 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 접이식 디스플레이 장치.
KR1020180125802A 2018-10-22 2018-10-22 디스플레이 패널 지지부재 및 이를 포함하는 접이식 디스플레이 장치 KR20200045584A (ko)

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WO2022211362A1 (ko) * 2021-03-31 2022-10-06 삼성디스플레이 주식회사 표시장치 및 그 제조방법

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