KR20200117771A

KR20200117771A - 힌지 장치 및 이를 구비하는 폴더블 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR20200117771A
Application number: KR1020190040406A
Authority: KR
Inventors: 박순관
Original assignee: 주식회사 에스코넥
Priority date: 2019-04-05
Filing date: 2019-04-05
Publication date: 2020-10-14
Also published as: KR102310149B1

Abstract

본 발명은 힌지 장치 및 이러한 힌지 장치를 구비하는 폴더블 디스플레이 장치에 관한 것이다.
본 발명은 플렉시블 디스플레이 패널의 펼침과 접힘 동작이 가능하게 결합되는 힌지 유니트를 포함하고,
힌지 유니트는,
제1 실제축 기어를 가지는 제1 힌지 유니트와, 제2 실제축 기어를 가지는 제2 힌지 유니트로 이루어지며,
제1 힌지 유니트와 제2 힌지 유니트는 서로 대칭 구조를 이루고,
제1 힌지 유니트 또는 제2 힌지 유니트는 회전 동작시 구속 유니트에 의해 가이드되면서 회전되는 것이다.

Description

힌지 장치 및 이를 구비하는 폴더블 디스플레이 장치{Hinge Apparatus And Foldable Display Apparatus Having The Same}

본 발명은 힌지 장치 및 이를 구비하는 폴더블 디스플레이 장치에 관한 것이다.

플렉시블 디스플레이 패널(flexible display panel)은 소정의 곡률로 휘어질 수 있는 디스플레이 패널이다.

폴더블 디스플레이 장치는 터치 입력 가능한 플렉시블 디스플레이 패널을 구비한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 폴더블 디스플레이 장치의 반복된 펼침 및 접힘 동작시, 실제축 기어와 래크 및 피니언 기어의 조합에 의해 정확한 펼침 및 접힘 동작이 수행되도록 한 힌지 장치 및 이러한 힌지 장치를 구비하는 폴더블 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 힌지 장치는, 플렉시블 디스플레이 패널의 펼침과 접힘 동작이 가능하도록 상기 플렉시블 디스플레이 패널을 지지하는 힌지 유니트를 포함할 수 있다. 상기 힌지 유니트는, 상기 플렉시블 디스플레이 패널의 일측에 대면되는 제1 힌지 바디와 상기 플렉시블 디스플레이 패널의 타측에 대면되는 제2 힌지 바디를 포함하며, 상기 플렉시블 디스플레이 패널의 펼침과 접힘 동작시, 상기 제1 힌지 바디와 제2 힌지 바디는 동시에 회전되고 각각 동일한 각도만큼 회전될 수 있다.

본 발명의 힌지 장치에 따르면, 플렉시블 디스플레이 패널의 일측이 밀착되는 제1 힌지 바디 및 타측이 밀착되는 제2 힌지 바디가 마련되고, 상기 플렉시블 디스플레이 패널이 접히는 중심점을 접힘 센터로 정의할 때, 상기 제1 힌지 바디의 회전 중심이 되는 제1 센터 및 상기 제2 힌지 바디의 회전 중심이 되는 제2 센터는 서로 다르고, 상기 제1 센터 및 상기 제2 센터는 상기 접힘 센터와 다를 수 있다.

본 발명의 폴더블 디스플레이 장치는, 플렉시블 디스플레이 패널이 결합되는 제1 힌지 바디와 제2 힌지 바디; 상기 제1 힌지 바디와 제2 힌지 바디가 서로 회전가능하게 연결되는 힌지 유니트; 를 포함하고, 상기 힌지 유니트는, 제1 실제축 기어가 연결되는 제1 힌지 바디와, 제2 실제축 기어가 연결되는 제2 힌지 바디를 포함하고, 상기 제1 힌지 바디 및 상기 제2 힌지 바디는 회전 동작시 구속 유니트에 의해 동일 각도만큼 서로 반대 방향으로 회전될 수 있다.

플렉시블 디스플레이 패널은 이음부없이 한 장으로 된 것을 접힘 센터를 기준으로 접는 형태가 최신 기술이다.

그러나 플렉시블 디스플레이 패널을 접기 위해서는 패널의 일측을 지지하는 바디부와 패널의 타측을 지지하는 바디부를 포함하여 적어도 2개의 바디부가 필요하며, 한 쌍의 바디부의 사이에는 회전 중심이 되는 힌지 장치가 삽입될 수 있다. 플렉시블 디스플레이 패널의 안쪽에는 펼침 동작과 접힘 동작이 이루어지도록 하는 힌지 장치가 마련된다.

본 발명의 힌지 장치를 이용하여 한쌍의 바디부를 펼치거나 또는 접는 동작을 반복해서 수행한다.

본 발명에 따르면, 폴더블 디스플레이 장치는 힌지 장치가 설치된 제1 바디부 및 제2 바디부의 경계 부분인 접힘 센터에서, 플렉시블 디스플레이 패널이 견딜수 있는 휨 변형 한도를 넘어서 과도하게 접혀질 수 있는 문제점을 개선할 수 있다.

펼침 및 접힘 동작이 확실하게 이루어지지 못하거나 힌지 장치가 회전할 때 패널 장착면의 길이의 변화가 생길 수 있어 플렉시블 디스플레이 패널이 압축력 또는 인장력을 받아 파손 가능성이 발생하는 문제점을 개선할 수 있다.

본 발명은 서로 대칭을 이루는 제1 실제축 기어와 제2 실제축 기어를 통해 플렉시블 디스플레이 패널의 정확한 펼침 및 접힘 동작을 할 수 있다.

본 발명은 실제축을 가지는 제1 실제축 기어, 제2 실제축 기어와, 이러한 실제축 기어에 각각 맞물리는 제1 래크, 제2 래크 및 피니언 기어의 조합으로 구성되므로, 단순하고 소형화가 가능한 구조로 플렉시블 디스플레이 패널의 펼침 및 접힘 동작이 확실하게 구현될 수 있다.

본 발명은 사용자가 과도한 힘으로 플렉시블 디스플레이 패널의 펼침 동작을 하는 경우, 가이드 부재의 걸림부에 의해 180도 이상 회전되지 않고 정지된 상태를 유지할 수 있다. 무리한 회전동작에 의한 힌지 장치의 손상 또는 플렉시블 디스플레이 패널의 손상을 방지할 수 있다.

본 발명은 탄성을 가지는 각도 유지 부재를 통해 원하는 각도에서 정지시킬 수 있다.

본 발명은 플렉시블 디스플레이 패널의 펼침 및 접힘 동작시, 제1 힌지 바디와 제2 힌지 바디의 끝단부 일부분에 플렉시블 디스플레이 패널이 결합되지 않으므로, 플렉시블 디스플레이 패널의 길이 변화가 없이 플랫한 상태로 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 힌지 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 일부 분리 사시도이다.
도 3은 접힌 상태에서 도 1의 일부 분리 사시도이다.
도 4는 가이드 부재의 사시도이다.
도 5는 도 4의 저면 사시도이다.
도 6은 힌지 장치의 평면도이다.
도 7은 도 6의 A-A선 단면도이다.
도 8은 도 6의 B-B선 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 힌지 장치의 승강 유니트의 사시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 힌지 장치에서 제1 실제축 기어와 제2 실제축 기어의 조립상태를 나타낸 사시도이다.
도 11은 본 발명에 따른 힌지 장치를 펼친 상태의 단면도이다.
도 12는 본 발명에 따른 힌지 장치를 접은 상태의 단면도이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 예시도면에 의거 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 힌지 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 일부 분리 사시도이며, 도 3은 도 2에서 접힌 상태의 분리 사시도이다. .

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 힌지 장치(1)는, 가운데 접힘 센터를 갖는 한 장의 플렉시블 디스플레이의 일측 및 타측을 지지하는 제1 힌지 바디(10)와 제2 힌지 바디(20)를 포함할 수 있다. 힌지 장치(1)는, 제1 힌지 바디(10)와 제2 힌지 바디(20)를 회전 가능하게 연결하는 힌지 유니트(30)를 포함할 수 있다.

힌지 유니트(30)는 서로 맞물리는 대칭되는 구조의 제1 힌지 유니트(32)와 제2 힌지 유니트(34)로 구성될 수 있다. 제1 힌지 유니트(32)는 제1 힌지 바디(10)에 설치되고, 제2 힌지 유니트(34)는 제2 힌지 바디(20)에 설치될 수 있다. 힌지 유니트(30)는 제1 힌지 바디(10)와 제2 힌지 바디(20) 사이에서 길이 방향을 따라 간격을 두고 복수로 형성될 수 있다.

제1 힌지 유니트(32)와 제2 힌지 유니트(34)는 각각 제1 실제축 기어(40)와 제2 실제축 기어(50)를 포함할 수 있다. 제1 실제축 기어(40)와 제2 실제축 기어(50)는 제1 힌지 바디(10)와 제2 힌지 바디(20)에 각각 지지될 수 있다.

한편, 제1 힌지 바디(10)와 제2 힌지 바디(20)의 사이에는 제1 힌지 바디(10)와 제2 힌지 바디(20)의 사이의 틈을 메우는 승강 유니트(140)가 구비될 수 있다. 승강 유니트(140)는 제1 힌지 바디(10)와 제2 힌지 바디(20)의 회전 동작시 승강될 수 있다.

도 9를 참조하면, 승강 유니트(140)는, 제1 힌지 바디(10)와 제2 힌지 바디(20)의 전체 길이에 걸쳐서 형성되는 승강판(141), 승강판(141)에 형성되고 이동통로(142a)를 가지는 통로부재(142), 이동통로(142a)를 따라 슬라이딩되는 이동봉(143), 이동봉(143)을 제1 힌지 바디(10)와 제2 힌지 바디(20)에 연결하는 결합부재(144)를 포함할 수 있다.

승강판(141)은 전체 길이 방향을 따라 동일한 폭으로 형성될 수 있다. 통로부재(142)는 제1 힌지 바디(10)와 제2 힌지 바디(20)쪽으로 각각 형성될 수 있고, 승강판(141)의 길이 방향을 따라 간격을 두고 복수로 형성될 수 있다.

통로부재(142)의 이동통로(142a)는 장공 구조로 형성될 수 있다.

제1 힌지 바디(10)와 제2 힌지 바디(20)에는 간격을 두고 복수의 결합부재(144)가 각각 고정되고, 결합부재(144)에는 이동봉(143)이 통과되는 삽입관(144a)이 형성될 수 있다.

제1 실제축 기어(40)와 제2 실제축 기어(50)는 각각 지지 부재(300)(310)에 의해 지지될 수 있다. 지지 부재(300)(310)에는 수용홈(301)(311)이 각각 형성될 수 있다.

제1 실제축 기어(40)와 제2 실제축 기어(50)는 구속 유니트(400)와 맞물려서 회전될 수 있다. 구속 유니트(400)는 제1 실제축 기어(40)와 제2 실제축 기어(50)가 서로 맞물린 상태에서 동일 각도만큼 회전할 수 있게 구속할 수 있다. 따라서, 구속 유니트(400)는 제2 힌지 바디(20)가 덜렁거리지 않게 회전하도록 도와주고, 제1 힌지 바디(10)에 대하여 제2 힌지 바디(20)가 정해진 회전 궤적을 그리도록 구속할 수 있다. 구속 유니트(400)는, 제1 힌지 바디(10) 및 제2 힌지 바디(20)가 서로 접근하는 방향으로 회전하거나 서로 멀어지는 방향으로 회전할 수 있게 구속할 수 있다.

구속 유니트(400)는, 제1 실제축 기어(40)와 맞물리는 제1 래크(410), 제2 실제축 기어(50)와 맞물리는 제2 래크(420), 제1 래크(410)와 제2 래크(420)의 사이에 맞물리는 피니언 기어(430)를 포함할 수 있다.

도 1을 참조하면, 피니언 기어(430)에는 덮개판(440)이 대면될 수 있다.

제1 래크(410)에는 제1 패널면 및 제2 패널면에 각각 제1 실제축 기어(40)와 피니언 기어(430)가 맞물리는 제1 치형부(411)와 제2 치형부(412)가 형성될 수 있다.

제2 래크(420)에는 제1 패널면 및 제2 패널면에 각각 제2 실제축 기어(50)와 피니언 기어(430)와 맞물리는 제1 치형부(421)와 제2 치형부(422)가 형성될 수 있다.

제1 래크(410)와 제2 래크(420)를 가이드하는 가이드 부재(500)가 마련될 수 있다. 가이드 부재(500)는 제1 힌지 바디(10)와 제2 힌지 바디(20)에 걸쳐서 고정될 수 있다.

가이드 부재(500)에는 제1 래크(410)와 제2 래크(420)가 삽입되어 직선 이동하는 가이드 레일(510)이 형성될 수 있다.

가이드 부재(500)에는 제1 래크(410)와 제2 래크(420) 사이에서 회전되는 피니언 기어(430)가 삽입되는 삽입홈(520)이 형성될 수 있다. 제1 래크(410)와 제2 래크(420)는 피니언 기어(430)에 맞물리며, 서로 반대 방향으로 직선 이동될 수 있다.

도 5를 참조하면, 제1 래크(410) 및 제2 래크(420)의 측면에 형성된 제2 치형부(412)(422)가 피니언 기어(430)에 맞물릴 수 있게 하는 관통공(521)이 삽입홈(520)의 양 측면에 형성될 수 있다.

도 2,3 및 도 10을 참조하면, 제1 실제축 기어(40)와 제2 실제축 기어(50)를 각각 지지 부재(300)(310)에 회전가능하게 지지하는, 제1 회전축(42)과 제2 회전축(52)이 형성될 수 있다. 제1 회전축(42)과 제2 회전축(52)에는 각각 탄성을 가지는 각도 유지 부재(600)가 감싸질 수 있다.

만약 각도 유지 부재(600)가 없다면 제1 힌지 바디(10) 및 제2 힌지 바디(20)는 일정 각도 벌어진 상태를 유지 못하고 그 각도보다 금방 벌어지거나 접혀지는 방향으로 자유 회전될 수 있다. 힌지 유니트(30)를 중심으로 한 제1 힌지 바디(10) 및 제2 힌지 바디(20)의 자유 회전을 억제하는 수단이 각도 유지 부재(600)이다.

일예로, 각도 유지 부재(600)는 마치 밴드 브레이크에 캠 수단을 합한 구조를 취하며, 제1 힌지 바디(10) 및 제2 힌지 바디(20)의 회전축인 제1 회전축(42)과 제2 회전축(52)를 탄성적으로 감싸서 회전 억제력을 제공할 수 있다. 제1 힌지 바디(10) 및 제2 힌지 바디(20)가 180도 벌어진 위치는 캠 수단에 의하여 탄성적으로 확보될 수 있다.

마치 모터 등의 구동원에 의하여 자동으로 회전되는 것처럼, 제1 힌지 바디(10) 및 제2 힌지 바디(20)는 180도 벌어진 위치에 탄력적으로 수렴될 수 있다. 캠 역할을 하는 구성은, 통과부(610)의 평면(611), 그리고 이에 대면하는 제1 회전축(42)과 제2 회전축(52)의 평면(42a)(52a)이 될 수 있다. 통과부(610)의 평면(611)과 제1 회전축(42)의 평면(42a)이 대면되면 제1 회전축(42)을 감싸는 탄성력이 급격히 약화되고 제1 회전축(42)의 자유 회전을 억제하는 토크가 급격히 감소될 수 있다.

통과부(610)의 일부를 구부린 평면(611)과 제1 회전축(42)의 일부를 절개한 평면(42a)이 대면되는 위치를 180도 위치로 정의할 수 있다. 다른 위치에 비하면 180도 위치는 상대적으로 자유 회전이 가능한 상태로 볼 수 있다. 180도 주변의 위치로부터 180도 위치를 향하여 제1 힌지 바디(10) 및 제2 힌지 바디(20)는 탄성력의 차이에 의하여 마치 자동으로 회전될 수 있다.

한편, 통과부(610)의 일부를 구부린 평면(611)과 제1 회전축(42)의 일부를 절개한 평면(42a)이 대면되는 180도 위치와, 이들이 전혀 대면되지 않는 기타 각도 위치를 비교하면 다음과 같다. 제1 힌지 바디(10) 및 제2 힌지 바디(20)가 180도 위치에서 기타 각도 위치로 회전하려면 통과부(610)가 제1 회전축(42)을 감싸는 탄성력이 증가되는 방향일 수 있다. 캠 수단은 통과부(610)의 일부를 구부린 평면(611)과 제1 회전축(42)의 일부를 절개한 평면(42a)을 포함할 수 있다. 캠 수단은 제1 힌지 바디(10) 및 제2 힌지 바디(20)가 180도 위치를 탄성적으로 유지하게 하는 수단일 수 있다. 제1 회전축(42)만 설명하였지만, 이와 동일한 구조의 제2 회전축(52)도 마찬가지이다.

도 2,3 및 도 7을 참조하면, 각각 제1 회전축(42)과 제2 회전축(52)이 통과하는 통과부(610)가 각도 유지 부재(600)에 형성될 수 있다. 통과부(610)에는 평면(611)이 형성될 수 있다.

통과부(610)의 평면(611)에 대면하는 제1 회전축(42)과 제2 회전축(52)의 일부분에는 평면(42a)(52a)이 형성될 수 있다. 각도 유지 부재(600)의 통과부(610)는 제1 회전축(42)과 제2 회전축(52)의 회전시, 탄성적으로 변화될 수 있다. 통과부(610)에 의하면, 제1 회전축(42)과 제2 회전축(52)이 회전할 수 있고, 회전시, 원활하게 회전되지 않고 원하는 회전 각도에서 일시 정지되도록 할 수 있다.

각도 유지 부재(600)는 통과부(610), 결합부(620)를 포함할 수 있다. 가이드 부재(500)와 결합되는 결합부(620)가 마련될 수 있다. 결합부(620)는 통과부(610)로부터 연장될 수 있다.

각도 유지 부재(600)는 제1 힌지 바디(10)와 제2 힌지 바디(20)의 회전시, 함께 회전되지 않고 고정된 상태에서 제1 회전축(42)과 제2 회전축(52)이 임의의 설정 각도에서 일시 정지되게 할 수 있다.

각도 유지 부재(600)는 가이드 부재(500)에 의하여 제1 힌지 바디(10) 또는 제2 힌지 바디(20)에 설치될 수 있다. 결합부(620)와 결합되는 결합돌기(530)가 가이드 부재(500)에 형성될 수 있다. 결합부(620)에는 결합돌기(530)가 결합되는 결합공(621)이 형성될 수 있다. 가이드 부재(500)의 측면에는 제1 회전축(42)과 제2 회전축(52)이 회전가능하게 결합될 수 있다.

본 발명의 힌지 장치(1)는 플렉시블 디스플레이 패널(F)이 펼친 동작으로 플랫한 상태일때, 180도 이상으로 펼쳐지지 않도록 할 수 있다.

구체적으로, 도 5를 참조하면, 가이드 부재(500)에는, 제1 힌지 바디(10)와 제2 힌지 바디(20)에 결합되는 제1 연결부재(60)와 제2 연결부재(70)와 접촉하는 걸림부(540)가 양측으로 형성될 수 있다.

제1 힌지 바디(10) 또는 제2 힌지 바디(20)는 플랫한 상태(180도 방향)로 회전시, 제1 연결부재(60)와 제2 연결부재(70)가 가이드 부재(540)의 걸림부(540)와 각각 접촉하면서 걸림이 이루어지므로, 더 이상 펼침 동작이 되지 못하고 플랫한 상태를 유지할 수 있다.

본 발명의 힌지 장치(1)는 사용자가 과도한 힘으로 플렉시블 디스플레이 패널(F)의 펼침 동작을 하는 경우, 가이드 부재(500)의 걸림부(540)에 의해 180도 이상 회전되지 않고 정지된 상태를 유지할 수 있고, 무리한 회전동작에 의한 힌지 장치의 손상 또는 플렉시블 디스플레이 패널(F)의 손상을 방지할 수 있다.

도 1을 참조하면, 힌지 장치(1)에는 별도의 커버부재(200)가 마련될 수 있고, 커버부재(200)는 디자인 및 각종 이물질 유입을 방지하기 위함이다.

플렉시블 디스플레이 패널(F)의 펼침 및 접힘 동작시, 제1 힌지 바디(10)와 제2 힌지 바디(20)의 회전과 함께 제1 실제축 기어(40)와 제2 실제축 기어(50)가 동시에 회전될 수 있다.

제1 실제축 기어(40) 또는 제2 실제축 기어(50)는 서로 대칭을 이루는 구조로서, 회전하면, 이와 맞물린 제1 래크(410)와 제2 래크(420)가 동시에 직선 이동할 수 있다.

제1 래크(410)와 제2 래크(420)의 사이에는 피니언 기어(430)가 맞물려 있으므로, 제1 실제축 기어(40) 또는 제2 실제축 기어(50)가 서로 맞물리면서 반대 방향으로 동일 각도만큼 회전되게 할 수 있다.

제1 래크(410)와 제2 래크(420)는 가이드 부재(500)의 가이드 레일(510)에서 직선 이동을 하기 때문에, 제1 실제축 기어(40)와 제2 실제축 기어(50)의 회전시 흔들림 없이 확실한 회전 동작이 이루어질 수 있다.

본 발명의 힌지 장치(1)는 플렉시블 디스플레이 패널(F)의 펼침 및 접힘 동작시, 제1 힌지 바디(10)와 제2 힌지 바디(20)가 회전하면, 승강 유니트(140)는 상승 또는 하강 동작을 수행할 수 있다.

제1 힌지 바디(10)와 제2 힌지 바디(20)를 접히는 방향으로 회전시키면, 제1 실제축 기어(40)와 제2 실제축 기어(50)에 각각 형성된 제1 회전축(42)과 제2 회전축(52)이 중심이 되어서 제1 힌지 바디(10)와 제2 힌지 바디(20)가 회전하고, 승강 유니트(140)의 승강판(141)은 상승될 수 있다.

제1 힌지 바디(10)와 제2 힌지 바디(20)가 접히는 방향으로 회전하면, 제1 힌지 바디(10)와 제2 힌지 바디(20)에 각각 결합된 결합부재(144)는 회전되고, 이와 동시에, 결합부재(144)의 삽입관(144a)안에 삽입된 이동봉(143)은 회전할 수 있다. 이동봉(143)의 회전 중심은 제1 실제축 기어(40)와 제2 실제축 기어(50)의 중심 또는 제1 회전축(42)과 제2 회전축(52)의 중심이 될 수 있다.

제1 힌지 바디(10)와 제2 힌지 바디(20)가 접히는 방향으로 회전하면, 이동봉(143)은 승강될 수 있다. 이동봉(143)은 원형 단면의 삽입관(144a)안에 구속되고 장공 단면의 이동통로(142a)내에서 이동 가능하므로, 제1 힌지 바디(10)와 제2 힌지 바디(20)가 회전하는 각도만큼 들어올려져 승강판(141)이 상승될 수 있다.

제1 실제축 기어(40)의 제1 회전축(42) 또는 제2 실제축 기어(50)의 제2 회전축(52)의 회전 중심으로부터 이동봉(143)까지의 거리는 일정할 수 있다. 이 거리는 제1 실제축 기어(40)의 제1 회전축(42) 또는 제2 실제축 기어(50)의 제2 회전축(52)의 회전 중심으로부터, 이동봉(143)이 들어올려지는 이동봉(143)의 회전 반경이 될 수 있다.

이러한 반경을 가지고 제1 실제축 기어(40) 또는 제2 실제축 기어(50)가 180도 플랫한 상태에서 90도로 접혀지는 위치로 회전하면, 승강판(141) 및 통로부재(142)는 이동봉(143)의 회전 이동되는 거리 만큼 상승하게 됨과 동시에 이동봉(143)은 이동통로(142a)내에서 이동하게 될 수 있다.

반대로, 90도로 접힌 상태에서 180도로 펼침 동작을 하는 경우, 제1 힌지 바디(10)와 제2 힌지 바디(20)의 이동봉(143)은, 제1 실제축 기어(40)의 제1 회전축(42)과 제2 실제축 기어(50)의 제2 회전축(52)과의 거리를 반경(R)으로 접힘 동작시와 반대로 회전 이동될 수 있다.

이동봉(143)은 하강하는 방향으로 이동하므로, 통로부재(142)의 이동통로(142a)에서 이동되고, 승강판(141)은 하강될 수 있다.

본 발명의 힌지 장치(1)는 펼침 및 접힘 동작시, 원하는 각도에서 일시 정지시킬 수 있다.

제1 실제축 기어(40)와 제2 실제축 기어(50)가 회전하면, 제1 회전축(42)과 제2 회전축(52)은 각도 유지 부재(600)를 관통한 상태에서 회전될 수 있다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 각도 유지 부재(600)를 구성하는 통과부(610)의 일면이 평면(611)으로 형성될 수 있다. 통과부(610)의 평면(611)과 대면하는 제1 회전축(42)과 제2 회전축(52)에도 평면(42a)(52a)이 형성될 수 있다.

제1 회전축(42)과 제2 회전축(52)은 평면(42a)(52a)으로 인해 통과부(610)내에서 쉽게 회전되지 못하게 되고, 일시 정지될 수 있다. 제1 회전축(42)과 제2 회전축(52)은 평면(42a)(52a)을 만나면 통과부(610)는 탄성이 약해질 수 있다. 따라서, 제1 회전축(42)과 제2 회전축(52)은 정해진 위치에 찾아들어갈 수 있다. 이 위치가 제1 힌지 바디(10)와 제2 힌지 바디(20)가 180도 펼쳐진 위치가 될 수 있다.

제1 회전축(42)과 제2 회전축(52)이 평면(42a)(52a)을 만난 위치에서 벗어나기 위하여, 보다 강한 힘으로 제1 회전축(42)과 제2 회전축(52)을 회전시키면, 통과부(610)는 탄성을 가지고 있으므로, 탄성 변형이 일어나서 제2 회전축(42)과 제2 회전축(52)이 회전될 수 있다.

본 발명에 따른 힌지 장치(1)는 폴더블 디스플레이 장치에 구비될 수 있다.

폴더블 디스플레이 장치는 힌지 장치(1), 힌지 장치(1)의 제1 힌지 바디(10)와 제2 힌지 바디(20)에 형성되는 플렉시블 디스플레이 패널(F), 플렉시블 디스플레이 패널(F)을 지지하는 제1 지지 프레임 및 제2 지지 프레임 등으로 구성될 수 있다.

본 발명의 폴더블 디스플레이 장치는 접었을 때, 안쪽에 화면부가 배치되는 인폴딩(infolding) 방식으로 구현될 수 있다.

본 발명의 폴더블 디스플레이 장치는 힌지 장치(1)를 복수로 설치하여 복수의 접힘 센터(730)를 구성할 수 있다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 플렉시블 디스플레이 패널(F)이 접히는 중심점을 접힘 센터(730)로 정의할 수 있다. 접힘 센터(730)를 중심으로 플렉시블 디스플레이 패널(F)의 일측 및 타측이 접히거나 펼쳐질 수 있다. 접힘 센터(730)의 곡률 반경은 완전히 겹쳐지는 수준인 0.1mm 부터 일측 및 타측이 약간 틈을 갖는 수준인 수 mm까지 허용될 수 있다. 최소 수준이 바람직한 곡률 반경은 플렉시블 디스플레이 패널(F)의 재질인 OLED의 특성 또는 힌지 유니트(30)의 성능에 따라 다양할 수 있다.

중요한 점은 플렉시블 디스플레이 패널(F)은 힌지 유니트(30)와 대면되는 부분에 이음부나 절단부가 없도록 완전히 이어진 한 장의 패널이라는 것일 수 있다. 반면에, 플렉시블 디스플레이 패널(F)의 일측이 밀착되는 제1 힌지 바디(10) 및 타측이 밀착되는 제2 힌지 바디(20)는 접힘 센터(730)를 기준으로 회전해야 하므로, 두 개로 분리된 별개의 부재일 수 있다. 여기서, 제1 힌지 바디(10)와 제2 힌지 바디(20) 사이의 틈을 메우는 수단이 필요하며, 이를 위하여 승강판(141)이 마련될 수 있다.

별개의 부재인 제1 힌지 바디(10)와 제2 힌지 바디(20)는 각각의 회전 중심이 다른 것이 타당할 수 있다. 제1 힌지 바디(10)와 제2 힌지 바디(20)는 자유롭게 덜렁거리면 안되고, 서로 일정한 상대 위치를 유지한 상태에서 각도만 변화되는 것이 바람직하다. 이를 위하여 제1 힌지 바디(10)의 회전 중심과 제2 힌지 바디(20)의 회전 중심은 고정된 위치인 것이 바람직하다. 제1 힌지 바디(10)의 회전 중심은 제1 실제축 기어(40)의 회전 중심과 일치하는 제1 센터(710)이고, 제2 힌지 바디(20)의 회전 중심은 제2 실제축 기어(50)의 회전 중심인 제2 센터(720)일 수 있다.

플렉시블 디스플레이 패널(F)의 일측 및 타측이 서로 대면되는 방향이며 사용자가 플렉시블 디스플레이 패널(F)을 바라보는 노출된 면을 제1 패널면으로 정의하고, 플렉시블 디스플레이 패널(F)이 제1 힌지 바디(10) 및 제2 힌지 바디(20)와 대면되는 면을 제2 패널면으로 정의할 수 있다. 플렉시블 디스플레이 패널(F)이 완전히 접혔을 때 제1 실제축 기어(40) 및 제2 실제축 기어(50)의 회전 각도를 0도로 보면, 플렉시블 디스플레이 패널(F)이 완전히 펼쳐진 180도 위치에서 제1 실제축 기어(40) 및 제2 실제축 기어(50)의 회전 각도는 90도로 볼 수 있다. 일정 크기 이상의 기어 치형을 적어도 90도 범위에 형성하려면, 제1 실제축 기어(40) 및 제2 실제축 기어(50)의 반경은 소정값보다 커질 수 있다.

각 기어의 반경을 고려하면, 제1 실제축 기어(40) 및 제2 실제축 기어(50)는 제1 패널면 쪽에 마련될 수 없으며, 제2 패널면 쪽에 배치되는 것이 바람직하다. 제1 센터(710) 및 제2 센터(720)도 제1 패널면의 상측으로 이격된 위치에 있기 어렵고 제2 패널면으로부터 각각의 힌지 바디를 향하는 방향으로 이격된 위치에 있을 수 있다.

도 11을 참조하면, 플렉시블 디스플레이 패널(F)이 하나의 평면으로 완전히 펼쳐진 상태를 180도 위치로 정의할 수 있다. 도 12를 참조하면, 플렉시블 디스플레이 패널(F)의 일측 및 타측이 접힘 센터(730)를 기준으로 적어도 평행하게 대면되는 상태를 0도 위치로 정의할 수 있다.

제1 실제축 기어(40) 및 제2 실제축 기어(50)는 소정 위치에 고정된 상태에서 회전할 뿐이므로, 제1 센터(710) 및 제2 센터(720)의 이격 거리는 일정할 수 있다.

제1 실제축 기어(40) 및 제2 실제축 기어(50)는 제1 패널면으로부터 제2 패널면을 향하는 방향을 따라 제2 패널면으로부터 이격된 위치에 마련될 수 있다. 제1 회전축(42) 및 제2 회전축(52)은 소정의 직경을 가질 수 밖에 없고, 플렉시블 디스플레이 패널(F)은 매끈한 평면을 이루어야 한다. 따라서, 제1 센터(710) 및 제2 센터(720)는 제1 패널면으로부터 제2 패널면을 향하는 방향을 따라 제2 패널면으로부터 이격된 위치에 마련될 수 있다.

제1 힌지 바디(10) 및 제2 힌지 바디(20) 각각의 회전 중심인 제1 센터(710) 및 제2 센터(720)가 제2 패널면으로부터 물러난 위치에 마련되므로, 제1 센터(710) 및 제2 센터(720) 사이에 해당하는 플렉시블 디스플레이 패널(F)의 일부를 지지하는 수단이 필요하다. 이것이 승강판(141)일 수 있다.

도 11에 도시된 180도 위치에서 접힘 센터(730)는 제1 센터(710) 및 제2 센터(720)를 연결한 직선으로부터 제1 패널면 또는 바깥쪽을 향하는 제1 방향으로 치우친 위치에 존재할 수 있다. 도 12에 도시된 0도 위치에서 접힘 센터(730)는 제1 센터(710) 및 제2 센터(720)를 연결한 직선으로부터 제2 패널면 또는 안쪽을 향하는 제2 방향으로 치우친 위치에 존재할 수 있다. 제1 힌지 바디(10) 및 제2 힌지 바디(20)의 회전에 따라 플렉시블 디스플레이 패널(F)의 접힘 센터(730)는 제1 센터(710) 및 제2 센터(720)를 연결한 직선의 일측으로부터 타측으로 직선 이동될 수 있다. 접힘 센터(730)의 직선 이동에 대응하여 플렉시블 디스플레이 패널(F)의 제2 패널면에 대면되는 승강판(141)이 직선 이동될 수 있다.

제1 힌지 바디(10) 및 제2 힌지 바디(20)의 회전 전후에 플렉시블 디스플레이 패널(F)이 평면을 유지하는 부분을 평면부로 정의하고, 제1 힌지 바디(10) 및 제2 힌지 바디(20)의 회전 전후에 플렉시블 디스플레이 패널(F)이 곡면으로 휘는 부분을 곡면부로 정의할 수 있다.

도 11을 참조하면, 제1 힌지 바디(10) 및 제2 힌지 바디(20)의 회전 전후에 평면부는 제1 힌지 바디(10) 및 제2 힌지 바디(20) 각각에 밀착될 수 있다. 제1 힌지 바디(10) 및 제2 힌지 바디(20)의 회전 전후에 곡면부는 승강 유니트(140) 또는 승강판(141)으로부터 이격될 수 있다. 곡면부는 제1 힌지 바디(10) 및 제2 힌지 바디(20) 각각으로부터 분리될 수 있다.

도 12를 참조하면, 제1 힌지 바디(10) 및 제2 힌지 바디(20)의 회전 전후에 곡면부의 적어도 일부는 제1 힌지 바디(10) 및 제2 힌지 바디(20) 각각으로부터 이격될 수 있다. 제1 힌지 바디(10) 및 제2 힌지 바디(20)의 회전 전후에 곡면부의 적어도 일부가 제1 힌지 바디(10) 및 제2 힌지 바디(20) 각각으로부터 이격되는 부분으로서, 바디 분리부(810)가 제1 힌지 바디(10) 및 제2 힌지 바디(20)에 마련될 수 있다. 플렉시블 디스플레이 패널(F)은 바디 분리부(810)에 접착되지 않거나 고정되지 않을 수 있다.

제1 힌지 바디(10) 및 제2 힌지 바디(20)의 회전 전후에 곡면부의 적어도 일부는 승강 유니트(140) 또는 승강판(141)으로부터 이격될 수 있다. 제1 힌지 바디(10) 및 제2 힌지 바디(20)의 회전 전후에 곡면부의 적어도 일부가 승강 유니트(140) 또는 승강판(141)으로부터 이격되는 부분으로서, 승강판 분리부(820)가 승강 유니트(140) 또는 승강판(141)에 마련될 수 있다. 플렉시블 디스플레이 패널(F)은 승강판 분리부(820)에 접착되지 않거나 고정되지 않을 수 있다.

F : 플렉시블 디스플레이 패널
1 : 힌지 장치
10 : 제1 힌지 바디 20 : 제2 힌지 바디
30 : 힌지 유니트 32 : 제1 힌지 유니트
34 : 제2 힌지 유니트 40 : 제1 실제축 기어
41 : 제1 치형부 42 : 제1 회전축
42a,52a : 평면 50 : 제2 실제축 기어
51 : 제2 치형부 52 : 제2 회전축
60 : 제1 연결부재 70 : 제2 연결부재
140 : 승강 유니트 141 : 승강판
142 : 통로부재 142a : 이동통로
143 : 이동봉 144 : 승강판
144a : 삽입관 300,310 : 지지 부재
301,311 : 수용홈 400 : 구속 유니트
410 : 제1 래크 411 : 제1 치형부
412 : 제2 치형부 420 : 제2 래크
421 : 제1 치형부 422 : 제2 치형부
430 : 피니언 기어 440 : 덮개판
500 : 가이드 부재 510 : 가이드 레일
520 : 삽입홈 521 : 관통공
530 : 결합돌기 540 : 걸림부
600 : 각도 유지 부재 610 : 통과부
620 : 결합부 621 : 결합공
710 : 제1 센터 720 : 제2 센터
730 : 접힘 센터 810 : 바디 분리부
820 : 승강판 분리부

Claims

플렉시블 디스플레이 패널의 펼침과 접힘 동작이 가능하도록 상기 플렉시블 디스플레이 패널을 지지하는 힌지 유니트를 포함하고,
상기 힌지 유니트는, 상기 플렉시블 디스플레이 패널의 일측에 대면되는 제1 힌지 바디와 상기 플렉시블 디스플레이 패널의 타측에 대면되는 제2 힌지 바디를 포함하며,
상기 플렉시블 디스플레이 패널의 펼침과 접힘 동작시, 상기 제1 힌지 바디와 제2 힌지 바디는 동시에 회전되고 각각 동일한 각도만큼 회전되는 힌지 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 힌지 바디에 제1 실제축 기어가 연결되고,
상기 제2 힌지 바디에 제2 실제축 기어가 연결되며,
상기 제1 실제축 기어와 상기 제2 실제축 기어에 맞물리는 것으로, 상기 제1 실제축 기어와 상기 제2 실제축 기어를 동일한 각도만큼 서로 반대 방향으로 회전시키는 구속 유니트가 마련되는 힌지 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 힌지 바디에 대하여 회전하지 않도록 상기 제1 힌지 바디에 제1 실제축 기어가 고정되고,
상기 제2 힌지 바디에 대하여 회전하지 않도록 상기 제2 힌지 바디에 제2 실제축 기어가 고정되며,
상기 제1 실제축 기어와 상기 제2 실제축 기어 사이에 회전하는 짝수 개의 기어 또는 직선 이동하는 짝수 개의 래크가 삽입되고,
상기 짝수 개의 기어 또는 상기 짝수 개의 래크에 의하여 상기 제1 실제축 기어와 상기 제2 실제축 기어가 서로 반대 방향으로 회전하는 힌지 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 힌지 바디 및 상기 제2 힌지 바디를 동일한 각도만큼 서로 반대 방향으로 회전시키는 구속 유니트가 마련되고,
상기 구속 유니트는 직선 이동하는 제1 래크와 제2 래크를 포함하며,
상기 제1 래크와 제2 래크가 직선 이동 가능하도록 상기 제1 래크와 제2 래크를 지지하는 가이드 부재가 마련되며,
상기 가이드 부재는 고정된 위치에 있고, 상기 가이드 부재에 대하여 상기 제1 힌지 바디 및 상기 제2 힌지 바디가 각각 회전되는 힌지 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 힌지 바디에 제1 실제축 기어가 고정되고,
상기 제2 힌지 바디에 제2 실제축 기어가 고정되며,
상기 제1 실제축 기어에 연결되는 제1 래크 및 상기 제2 실제축 기어에 연결되는 제2 래크가 마련되고,
상기 제1 래크 및 상기 제2 래크는 피니언 기어를 사이에 두고 연결되며,
상기 제1 래크 및 상기 제2 래크는, 상기 제1 실제축 기어가 연결되는 쪽에 직선으로 배열된 제1 기어 배열과 상기 피니언 기어가 연결되는 쪽에 직선으로 배열된 제2 기어 배열을 각각 구비하고,
상기 제1 기어 배열과 상기 제2 기어 배열은 상기 제1 래크의 서로 다른 면에 형성되거나 상기 제2 래크의 서로 다른 면에 형성되는 힌지 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 힌지 바디와 상기 제2 힌지 바디 사이에 가이드 부재가 마련되고,
상기 제1 힌지 바디 및 상기 제2 힌지 바디가 펼쳐진 180도 위치에서 상기 플렉시블 디스플레이 패널의 플랫한 상태를 유지시키는 걸림부가 상기 가이드 부재에 형성되며,
상기 180도 위치에서 제1 힌지 바디의 일부 또는 상기 제2 힌지 바디의 일부가 상기 걸림부에 접촉 간섭되는 힌지 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 힌지 바디의 회전 중심에 제1 회전축이 마련되고,
상기 제2 힌지 바디의 회전 중심에 제2 회전축이 마련되며,
상기 제1 힌지 바디와 제2 힌지 바디의 회전시 상기 제1 회전축 또는 제2 회전축에 회전 부하를 작용하는 각도 유지 부재가 마련되는 힌지 장치.
제1 항에 있어서,
상기 플렉시블 디스플레이 패널을 접는 외력이 없을 때, 상기 제1 힌지 바디와 제2 힌지 바디를 임의의 각도에서 정지시키는 각도 유지 부재가 마련되고,
상기 각도 유지 부재는, 상기 제1 힌지 바디에 고정되는 제1 회전축 또는 상기 제2 힌지 바디에 고정되는 제2 회전축을 감싸는 통과부를 포함하며,
상기 통과부는 상기 제1 회전축 또는 제2 회전축의 회전시 상기 제1 회전축 또는 제2 회전축의 외주에 마찰력을 가하도록 탄성적으로 접촉되는 힌지 장치.
제8 항에 있어서,
상기 통과부의 일부는 평면으로 형성되고, 상기 제1 회전축 또는 제2 회전축의 일부분은 평면으로 절개되며,
상기 제1 회전축의 평면 또는 상기 제2 회전축의 평면과, 상기 통과부의 평면이 대면되면 상기 통과부가 상기 각각의 회전축에 작용하는 회전 부하가 불연속적으로 감소되는 힌지 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 힌지 바디와 제2 힌지 바디는 180도 플랫한 상태일 때 서로 간격을 두고 위치하며,
상기 제1 힌지 바디와 제2 힌지 바디 사이에 가이드 부재 또는 지지 부재가 마련되고,
상기 가이드 부재 또는 지지 부재 사이에 수용홈이 형성되며,
상기 제1 힌지 바디와 제2 힌지 바디의 접힘 동작시 상기 플렉시블 디스플레이 패널의 일부분이 상기 수용홈에 수용되는 힌지 장치.
플렉시블 디스플레이 패널의 일측이 밀착되는 제1 힌지 바디 및 타측이 밀착되는 제2 힌지 바디가 마련되고,
상기 플렉시블 디스플레이 패널이 접히는 중심점을 접힘 센터로 정의할 때, 상기 제1 힌지 바디의 회전 중심이 되는 제1 센터 및 상기 제2 힌지 바디의 회전 중심이 되는 제2 센터는 서로 다르고,
상기 제1 센터 및 상기 제2 센터는 상기 접힘 센터와 다른 힌지 장치.
제11 항에 있어서,
상기 플렉시블 디스플레이 패널의 접힘과 펼침 동작시, 상기 제1 센터 및 상기 제2 센터는 고정된 위치에 있고, 상기 접힘 센터의 위치가 이동되는 힌지 장치.
제11 항에 있어서,
상기 제1 힌지 바디와 상기 제2 힌지 바디는 별개의 부재이고,
상기 플렉시블 디스플레이 패널의 접힘과 펼침 동작시, 상기 제1 센터 및 상기 제2 센터는 서로 일정한 상대 위치를 유지한 상태에서 상기 제1 힌지 바디와 상기 제2 힌지 바디의 각도만 변화되는 힌지 장치.
제11 항에 있어서,
상기 플렉시블 디스플레이 패널이 노출된 면을 제1 패널면으로 정의하고, 상기 플렉시블 디스플레이 패널이 상기 제1 힌지 바디 및 제2 힌지 바디와 대면되는 면을 제2 패널면으로 정의할 때,
제1 센터를 회전 중심으로 하는 제1 실제축 기어가 상기 제1 힌지 바디에 고정되고,
제2 센터를 회전 중심으로 하는 제2 실제축 기어가 상기 제2 힌지 바디에 고정되며,
상기 제1 실제축 기어 및 상기 제2 실제축 기어는 소정의 반경을 갖고,
상기 제1 실제축 기어 및 상기 제2 실제축 기어는 상기 제2 패널면으로부터 각각의 힌지 바디를 향하는 방향으로 이격된 위치에 마련되며,
상기 플렉시블 디스플레이 패널의 접힘과 펼침 동작시, 상기 제1 실제축 기어 및 상기 제2 실제축 기어는 소정 위치에 고정된 상태에서 회전하고, 상기 제1 센터 및 제2 센터의 이격 거리는 일정한 힌지 장치.
제11 항에 있어서,
상기 플렉시블 디스플레이 패널이 노출된 면을 제1 패널면으로 정의하고, 상기 플렉시블 디스플레이 패널이 상기 제1 힌지 바디 및 제2 힌지 바디와 대면되는 면을 제2 패널면으로 정의할 때,
상기 플렉시블 디스플레이 패널이 펼쳐진 180도 위치에서, 상기 접힘 센터는 상기 제1 센터 및 제2 센터를 연결한 직선으로부터 상기 제1 패널면 또는 바깥쪽을 향하는 제1 방향으로 치우친 위치에 존재하고,
상기 플렉시블 디스플레이 패널이 접힌 위치에서 상기 접힘 센터는 상기 제1 센터 및 제2 센터를 연결한 직선으로부터 안쪽을 향하는 제2 방향으로 치우친 위치에 존재하며,
상기 제1 힌지 바디 및 제2 힌지 바디의 회전에 따라 상기 플렉시블 디스플레이 패널의 접힘 센터는 상기 제1 센터 및 제2 센터를 연결한 직선의 일측으로부터 타측으로 직선 이동되는 힌지 장치.
제11 항에 있어서,
상기 플렉시블 디스플레이 패널이 노출된 면을 제1 패널면으로 정의하고, 상기 플렉시블 디스플레이 패널이 상기 제1 힌지 바디 및 제2 힌지 바디와 대면되는 면을 제2 패널면으로 정의할 때,
상기 제1 센터 및 제2 센터가 상기 제1 패널면으로부터 상기 제2 패널면을 향하는 방향을 따라 상기 제2 패널면으로부터 이격된 위치에 있고,
상기 제1 센터 및 상기 제2 센터 사이에 해당하는 상기 플렉시블 디스플레이 패널의 일부를 지지하는 승강판이 상기 제1 힌지 바디 및 제2 힌지 바디 사이에 마련되며,
상기 플렉시블 디스플레이 패널이 접히면, 상기 제1 힌지 바디 및 상기 제2 힌지 바디가 회전되고, 상기 접힘 센터가 직선 이동되며, 상기 접힘 센터의 직선 이동에 대응하여 상기 승강판이 직선 이동되는 힌지 장치.
제11 항에 있어서,
상기 제1 힌지 바디 및 제2 힌지 바디의 회전 전후에 상기 플렉시블 디스플레이 패널이 평면을 유지하는 부분을 평면부로 정의하고, 상기 제1 힌지 바디 및 제2 힌지 바디의 회전 전후에 상기 플렉시블 디스플레이 패널이 곡면으로 휘는 부분을 곡면부로 정의할 때,
상기 제1 힌지 바디 및 제2 힌지 바디의 회전 전후에 상기 평면부는 상기 제1 힌지 바디 및 상기 제2 힌지 바디 각각에 밀착되고,
상기 제1 힌지 바디 및 제2 힌지 바디의 회전 전후에 상기 곡면부는 상기 제1 힌지 바디 및 상기 제2 힌지 바디로부터 분리되며,
상기 제1 힌지 바디 및 제2 힌지 바디의 회전 전후에 상기 곡면부의 적어도 일부가 상기 제1 힌지 바디 및 제2 힌지 바디 각각으로부터 이격되는 부분인 바디 분리부가 상기 제1 힌지 바디 및 제2 힌지 바디에 마련되는 힌지 장치.
플렉시블 디스플레이 패널이 결합되는 제1 힌지 바디와 제2 힌지 바디;
상기 제1 힌지 바디와 제2 힌지 바디가 서로 회전가능하게 연결되는 힌지 유니트; 를 포함하고,
상기 힌지 유니트는, 제1 실제축 기어가 연결되는 제1 힌지 바디와, 제2 실제축 기어가 연결되는 제2 힌지 바디를 포함하고,
상기 제1 힌지 바디 및 상기 제2 힌지 바디는 회전 동작시 구속 유니트에 의해 동일 각도만큼 서로 반대 방향으로 회전되는 폴더블 디스플레이 장치.