KR20220067165A - 폴딩 플레이트 및 이의 제조방법 - Google Patents

폴딩 플레이트 및 이의 제조방법 Download PDF

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KR20220067165A KR1020200153574A KR20200153574A KR20220067165A KR 20220067165 A KR20220067165 A KR 20220067165A KR 1020200153574 A KR1020200153574 A KR 1020200153574A KR 20200153574 A KR20200153574 A KR 20200153574A KR 20220067165 A KR20220067165 A KR 20220067165A
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Abstract

본 발명은 폴딩 플레이트 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 양측에 지지부(111,112)가 형성되고 중앙에 굴곡부(113)가 형성되는 제1 금속시트(110)와, 제1 금속시트(110)의 양측 지지부(111,112) 하면에 접합되고 방열 기능을 갖는 제2 금속시트(120)와 제3 금속시트(130)와, 제2 금속시트(120) 및 제3 금속시트(130)의 하면에 접합되어 굴곡부(113)를 커버하며, 열확산 기능을 갖는 열방사부재(140)를 포함한다. 본 발명은 얇고 가벼우며 강하고 열확산이 용이하며 OLED 디스플레이에서 발생하는 열의 방열 효율을 보다 높일 수 있으며, 디스플레이로의 이물질 유입을 방지하는 구조로 되어 디스플레이의 손상 및 파손을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Description

폴딩 플레이트 및 이의 제조방법{FOLDING PLATE AND MANUFACTURING METHOD THEROF}
본 발명은 폴딩 플레이트 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴더블폰에 적용되어 디스플레이를 지지하는 폴딩 플레이트 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
폴더블폰(Foldable Phone)은 플렉시블 OLED 디스플레이를 사용하여 화면을 접을 수 있도록 만든 것이다. 폴더블폰은 접는 과정을 통해 휴대성을 향상시킬 수 있고, 펼치면 넓은 화면으로 사용할 수 있는 이점이 있다.
폴더블폰은 힌지를 사용하여 화면을 접거나 펼칠 수 있으며, 디스플레이의 후면에 폴딩 플레이트를 배치하여 접었을 때 폴딩 부분이 완벽히 접히고 펼쳤을 때 접혔던 경계 흔적이 없이 평평한 넓은 화면을 보여줄 수 있도록 한다.
이러한 폴딩 플레이트는 수만 번을 접고 펼 수 있는 내구성을 갖추어야 하고, 접힘시 발생할 수 있는 기계적 응력으로부터 디스플레이 부분을 지지하여 보호할 수 있는 기계적 내구성을 가지는 것이 중요하다.
또한 폴딩 플레이트는 얇은 두께로 제조하고 디스플레이에서 발생하는 열을 방열할 수 있는 방열 성능을 갖는 것이 필요하다.
본 발명의 목적은 굴곡 반복성이 우수한 금속시트와 방열 특성이 우수한 금속시트의 이종 금속 접합을 통해 디스플레이의 방열 기능과 지지 기능을 가지며, 굴곡성이 우수하고 내구성이 우수하도록 한 폴딩 플레이트 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 이종 금속 접합에서 굴곡부의 간섭 방지가 가능하고 디스플레이로의 이물질 유입 방지가 가능하며, 방열 효율을 보다 더 높일 수 있는 폴딩 플레이트 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 양측에 지지부가 형성되고 중앙에 굴곡부가 형성되는 제1 금속시트와, 제1 금속시트의 양측 지지부 하면에 접합되고 방열 기능을 갖는 제2 금속시트와 제3 금속시트와, 제2 금속시트와 제3 금속시트의 하면에 접합되어 굴곡부를 커버하며, 열확산 기능을 갖는 열방사부재를 포함할 수 있다.
굴곡부는 메쉬로 형성되고 지지부는 평판으로 형성될 수 있다.
제1 금속시트는 스테인레스 재질로 형성되고, 제2 금속시트 및 제3 금속시트는 구리 또는 구리합금 재질로 형성될 수 있다.
제2 금속시트와 제3 금속시트는 제1 금속시트의 굴곡부와 일정 영역 중첩되는 중첩 영역을 포함하고, 중첩 영역은 제1 금속시트와 접합되지 않는 비접합 영역일 수 있다.
제1 금속시트의 일측 지지부와 제2 금속시트의 사이, 제1 금속시트의 타측 지지부와 제3 금속시트의 사이에 배치되어 제1 금속시트와 제2 금속시트를 브레이징 접합하고, 제1 금속시트와 제3 금속시트를 브레이징 접합하는 박막 필러층을 더 포함할 수 있다.
박막 필러층은 Ag, AgCu, AgCuTi 중 적어도 하나를 포함하는 합금재료로 이루어질 수 있다.
열방사부재는 굴곡부에 대응하는 위치에 배치되고, 하측을 향하여 굴곡지게 형성된 변형부를 포함할 수 있다.
변형부는 반원 형상, Z 형상, 삼각 형상 중 어느 하나의 형상일 수 있다.
변형부는 굴곡부와 접하지 않을 수 있다.
열방사부재는 구리 또는 구리합금, 및 그라파이트(Graphite) 중 적어도 하나의 재질로 형성될 수 있다.
폴딩 플레이트 제조방법은 양측에 지지부가 형성되고 중앙에 굴곡부가 형성되는 제1 금속시트를 준비하는 단계와, 제1 금속시트의 양측 지지부 하면에 제2 금속시트와 제3 금속시트를 접합하는 단계와, 굴곡부를 커버하도록 제2 금속시트와 상기 제3 금속시트의 하면에 열방사부재를 접합하는 단계를 포함할 수 있다.
제1 금속시트의 양측 지지부 하면에 제2 금속시트와 제3 금속시트를 접합하는 단계는, 제1 금속시트의 일측 지지부와 상기 제2 금속시트의 사이, 제1 금속시트의 타측 지지부와 제3 금속시트의 사이에 박막 필러층을 배치하는 단계와, 제1 금속시트와 제2 금속시트 및 제3 금속시트를 브레이징 접합하는 단계를 포함할 수 있다.
양측에 지지부가 형성되고 중앙에 굴곡부가 형성되는 제1 금속시트를 준비하는 단계에서, 굴곡부는 제1 금속시트의 중앙 부분을 포토 에칭하여 메쉬로 형성할 수 있다.
제1 금속시트의 일측 지지부와 제2 금속시트의 사이, 제1 금속시트의 타측 지지부와 제3 금속시트의 사이에 박막 필러층을 배치하는 단계는, 스퍼터링(sputtering), 페이스트 도포, 포일(foil) 부착, P-filler 중 어느 하나의 방법으로 1.0㎛이상 10㎛이하의 두께를 갖는 박막 필러층을 배치할 수 있다.
제1 금속시트의 일측 지지부와 제2 금속시트의 사이, 제1 금속시트의 타측 지지부와 제3 금속시트의 사이에 박막 필러층을 배치하는 단계에서, 제2 금속시트와 제3 금속시트는 굴곡부와 일정 영역 중첩되고, 제2 금속시트와 제3 금속시트가 굴곡부와 중첩된 영역에는 박막 필러층을 배치하지 않을 수 있다.
굴곡부를 커버하도록 제2 금속시트 및 제3 금속시트의 하면에 열방사부재를 접합하는 단계는, 하측을 향하여 굴곡지게 형성된 변형부를 굴곡부와 대응되는 위치에 배치하는 단계를 포함할 수 있다.
제1 금속시트와 제2 금속시트 및 제3 금속시트를 브레이징 접합하는 단계는, 780~900℃에서 수행하고, 브레이징 접합 중에 상부 중량 또는 가압을 실시할 수 있다.
본 발명은 제1 금속시트가 강성이 있는 스테인레스 재질로 형성되고 제1 금속시트에 형성한 굴곡부가 폴딩 기능을 가지므로 디스플레이의 벤딩 및 지지 기능을 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 구리 재질로 형성된 제2 및 제3 금속시트가 스테인레스 재질로 된 제1 금속시트의 양측 지지부에 접합되어 방열 효과를 가지며, 제1 금속시트의 양측 지지부에 제2 및 제3 금속시트를 접합한 박막 필러층이 제1 금속시트의 열을 제2 및 제3 금속시트로 빠르게 열전달하므로 방열 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 박막 고강도 고방열 기능을 갖는 구리합금 재질의 제2 및 제3 금속시트와 굴곡 반복성이 우수한 스테인레스 재질의 제1 금속시트를 박막 필러층을 이용한 브레이징 접합을 통해 얇게 제작 가능하므로 얇고, 가벼우며, 강하고, 특히 열확산이 용이한 폴딩 플레이트를 제조할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 굴곡부와 대응되는 위치에 변형부가 형성된 열방사부재가 제2 및 제3 금속시트의 하면에 접합되므로, 방열 효율을 높일 수 있고, 이와 더불어 메쉬 형태의 굴곡부를 통해 외부의 이물질이 OLED로 형성된 디스플레이 측으로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 열방사부재에서 반원 형상, Z 형상, 삼각 형상 중 어느 하나의 형상으로 굴곡지게 형성된 변형부가 제1 금속시트의 굴곡부에 대응하는 위치에 배치되기 때문에, 변형부는 굴곡부의 굴곡시 간섭없이 함께 굴곡되어 폴딩 플레이트의 자연스러운 벤딩이 가능하다.
도 1은 폴더블폰의 예로 모바일 단말기의 디스플레이 화면 폭 방향으로 접히는 클램쉘(Cla shell) 타입의 플립폰을 일 예로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 폴딩 플레이트를 보인 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 폴딩 플레이트에서 제1 금속시트의 양측 지지부 하면에 제2 금속시트 및 제3 금속시트가 배치된 모습을 보인 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 폴딩 플레이트를 보인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 폴딩 플레이트를 보인 분해 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 폴딩 플레이트를 굴곡시킨 모습을 보인 부분 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 폴딩 플레이트를 보인 부분 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴딩 플레이트 제조방법을 도시한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴딩 플레이트 제조방법에서 제2 금속시트와 제3 금속시트를 접합하는 단계를 도시한 흐름도이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 폴딩 플레이트는 디스플레이가 접히는 폴딩 형태의 모바일 단말기인 폴더블폰에 적용될 수 있다. 폴딩 플레이트는 폴더블폰의 디스플레이의 후면에 부착되어 디스플레이의 방열 기능과 지지 기능을 수행할 수 있다.
도 1은 폴더블폰의 예로 모바일 단말기의 디스플레이 화면 폭 방향으로 접히는 클램쉘(Clam shell) 타입의 플립폰을 일 예로 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바에 의하면, 폴더블폰(10)은 디스플레이(11)의 상측과 하측이 가로 축을 중심으로 안으로 접히는 인폴딩 방식으로 디스플레이는 OLED가 적용된다.
폴더블폰(10)은 디스플레이(11)의 후면에 폴딩 플레이트(도 2의 도면 부호 100)를 배치하여 접었을 때 폴딩 부분이 완벽히 접히고 펼쳤을 때 디스플레이 화면이 주름지지 않도록 지지하여 사용 중에 평탄도를 유지할 수 있도록 한다. 또한, 폴딩 플레이트(100)는 디스플레이(11)에서 발생하는 열을 방출할 수 있도록 열전도도가 우수한 재질로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 폴딩 플레이트(100)는 도 1 내지 도 3에 도시된 가로 축을 중심으로 안으로 접히는 인폴딩 방식의 폴더블폰에 적용되는 형상을 예로 들어 설명하기로 한다. 그러나 이를 한정하는 것은 아니며 세로 축을 중심으로 안으로 접히는 인폴딩 방식의 폴더블폰에 적용하는 것도 가능하다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 폴딩 플레이트를 보인 평면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 폴딩 플레이트에서 제1 금속시트의 양측 지지부 하면에 제2 금속시트 및 제3 금속시트가 배치된 모습을 보인 분해 사시도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 폴딩 플레이트를 보인 단면도이다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 폴딩 플레이트(100)는 다층 구조로 이루어질 수 있는데, 제1 금속시트(110), 제2 및 제3 금속시트(120,130) 및 상기 제2 및 제3 금속시트(120,130)에 접합된 열방사부재(140)를 포함할 수 있다.
제1 금속시트(110)는 디스플레이(11)의 지지 기능과 접는 굴곡 기능을 수행하기 위한 것으로, 디스플레이(11)의 화면을 평평(flat)하게 유지시키는 지지부(111,112)가 양쪽에 형성되고, 상기 지지부(111,112)의 중앙에 굴곡부(113)가 형성될 수 있다. 이를 위해 양측 지지부(111,112)는 평판(plate) 형상으로 형성되고, 굴곡부(113)는 메쉬(mesh) 형상으로 형성될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 제1 금속시트(110)는 디스플레이(11)가 주름지지 않도록 강성이 있는 재질로 형성될 수 있다. 하지만 강성이 있는 재료는 굴곡부(113)에서 접기가 어려우므로 강성이 있는 재료의 중앙 부분을 메쉬로 형성하여 스프링 역할을 할 수 있도록 한다. 제1 금속시트(110)는 메쉬로 형성된 굴곡부(113)에 의해 완전히 접혀지고, 펼쳤을 때 양측 지지부(111,112)에 의해 디스플레이(11)의 처짐이나 주름짐을 방지할 수 있다.
굴곡부(113)를 이루는 메쉬는 선이 서로 엇갈려 교차되는 형태로 형성된다. 굴곡부(113)는 수만 번을 접고 펼 수 있는 내구성을 갖추어야 하므로 선이 서로 엇갈려 교차되는 형태를 채용하여 내구성을 높일 수 있다. 메쉬 형상의 굴곡부(113)는 제1 금속시트(110)를 중앙 부분을 포토 에칭하여 형성할 수 있다. 그러나, 이를 한정하는 것은 아니며 메쉬를 형성할 수 있는 공정은 다양하게 사용할 수 있다. 그러나 메쉬를 프레스로 타공하여 형성하면 메쉬 패턴이 정밀하지 않을 수 있고, 이와 같이 메쉬 패턴이 정밀하지 않으면 제품에 요구되는 탄성력을 가지는 굴곡부(113)를 형성하기 어렵기 때문에 프레스 타공과 같은 공정은 사용하지 않는 것이 바람직하다.
제1 금속시트(110)는 탄성 및 지지 기능을 위해 강성이 있는 금속 재질로 이루어진다. 제1 금속시트(110)는 비정질합금 또는 스테인레스(SUS) 재질로 이루어질 수 있다. 비정질합금의 예로는 철계 아몰퍼스를 사용할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 제1 금속시트(110)는 포토 에칭을 통해 굴곡부(113)를 형성할 수 있는데 이 경우 제1 금속시트(110)는 스테인레스 재질이 바람직하다. 아몰퍼스는 강성이 있으나 에칭성이 좋지 않지만, 스테인레스 재질은 강성이 있으면서 에칭성도 좋기 때문이다.
스테인레스 재질은 SUS 304, SUS 316을 사용하는 것을 일 예로 할 수 있다. SUS 304와 SUS 316은 인장강도가 550MPa 이상이다. 제1 금속시트(110)로 SUS 304 또는 SUS 316를 사용하면 에칭성이 좋아 원하는 형상의 메쉬 패턴 형상을 형성할 수 있다. SUS 304 또는 SUS 316은 두께가 150㎛~300㎛인 것을 사용할 수 있으며, 실시예에서 SUS 304 또는 SUS 316은 경량화를 위해 두께가 150㎛인 것을 사용한다. 이때, 굴곡부(113)를 형성하는 메쉬는 굴곡 기능과 탄성복원력이 우수하도록 선폭이 0.110㎛ 내외로 마련되는 것이 좋다.
제2 금속시트(120) 및 제3 금속시트(130)는 제1 금속시트(110)의 하측에 후술할 박막 필러층(150)을 매개로 하여 접합될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 폴딩 플레이트를 보인 분해 단면도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바에 의하면, 제2 금속시트(120)와 제3 금속시트(130)는 제1 금속시트(110)의 양측 지지부(111,112) 하면, 즉 디스플레이(11) 접착면의 반대면에 접합된다. 구체적으로, 제2 금속시트(120)는 제1 금속시트(110)의 일측 지지부(111) 하면에 접합되고, 제3 금속시트(130)는 제1 금속시트(110)의 타측 지지부(112) 하면에 접합될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 제2 금속시트(120)와 제3 금속시트(130)는 방열 기능을 갖는 금속재질로 형성되고, 제1 금속시트(110)의 양측 지지부(111,112)와 열전도성을 가지는 박막 필러층(150)으로 접합되어 디스플레이(11, 도 1 참조)에서 발생되는 열을 방출할 수 있다. 제2 금속시트(120)와 제3 금속시트(130)는 구리 또는 구리합금 재질로 형성될 수 있다. 제2 금속시트(120)와 제3 금속시트(130)는 제1 금속시트(110)와 접합되어 방열 기능만 수행하므로 순수 구리로 형성되어도 무방하다.
또한, 제2 금속시트(120)와 제3 금속시트(130)는 방열 기능과 더불어 스테인레스 재질인 제1 금속시트(110)의 강도를 더 보강할 수 있도록 고강도와 고방열의 기능을 갖는 구리합금 재질로 형성될 수 있다.
구리합금 재질은 C7025, C7035, PH-1000HS Series 중 하나인 것을 일 예로 할 수 있다. C7025는 Cu에 Ni와 Si를 첨가하여 석출시킨 석출경화형 합금으로, 석출을 통해서 강도를 개선한 합금이다. C7025, C7035, PH-1000HS는 인장강도가 900MPa 이상이고, 전기전도도가 100W/m.K로 고강도를 갖고 고방열 기능을 가질 수 있다.
C7025, C7035, PH-1000HS는 두께가 50㎛~150㎛인 것을 사용할 수 있으며, 실시예에서 C7025, C7035, PH-1000HS는 얇은 두께와 방열 효율을 모두 고려하여 두께가 80㎛(0.08mm)인 것을 사용할 수 있다.
제2 금속시트(120)와 제3 금속시트(130)는 디스플레이(11)에서 발생한 열을 후술할 열방사부재(140)로 빠르게 전달할 수 있도록 제1 금속시트(110)의 일측 지지부(111) 및 타측 지지부(112)에 대응되는 면적으로 형성될 수 있으나, 이를 한정하는 것은 아니며, 일부 부품들과의 간섭 방지를 위해 제1 금속시트(110)의 양측 지지부(111,112)의 면적보다 작게 형성되는 것도 가능하다.
또한, 제2 금속시트(120)와 제3 금속시트(130)는 제1 금속시트(110)의 굴곡부(113)와 일정 영역 중첩되는 중첩 영역을 포함하고, 중첩 영역은 제1 금속시트(110)와 접합되지 않는 비접합 영역(122,132)으로 형성될 수 있다.
구체적으로, 제2 금속시트(120)와 제3 금속시트(130)는 제1 금속시트(110)의 일측 지지부(111) 및 타측 지지부(112)에 박막 필러층(150)을 매개로 접합되는 접합면(121,131)과, 굴곡부(113)와 일정 영역 중첩되면서 제1 금속시트(110)와 접합되지 않는 비접합 영역(122,132)을 포함한다.
비접합 영역(122,132)은 굴곡부(113)의 후면을 보강하기 위한 것이다. 비접합 영역(122,132)은 굴곡부(113)와 접합되지 않아 굴곡부(113)의 굴곡을 원활하게 하면서 굴곡부(113)가 펴지는 과정에서 굴곡부(113)의 후면을 보강하여 굴곡부(113)의 주름을 방지한다. 비접합 영역(122,132)은 굴곡부(113)의 굴곡에는 영향을 미치지 않아 굴곡부(113)의 굴곡 반복성이 확보되도록 하고, 굴곡부(113)가 펴진 상태에서는 굴곡부(113)의 후면을 보강하여 굴곡부(113)의 주름을 방지한다.
한편, 박막 필러층(150)은 제1 금속시트(110)의 일측 지지부(111)와 제2 금속시트(120)의 사이, 제1 금속시트(110)의 타측 지지부(112)와 제3 금속시트(130)의 사이에 배치되어, 제1 금속시트(110)와 제2 금속시트(120)를 브레이징 접합하고, 제1 금속시트(110)와 제3 금속시트(130)를 브레이징 공정을 통해 접합할 수 있다.
박막 필러층(150)은 Ag, AgCu, AgCuTi 중 적어도 하나를 포함하는 합금재료로 이루어질 수 있다. Ag, AgCu 및 AgCu 합금은 이종 금속인 스테인리스 재질의 제1 금속시트(110)와 구리 재질의 제2 및 제3 금속시트(120,130)의 부착력을 높일 수 있다. 이와 같이, 박막 필러층(150)을 스테인리스 재질인 제1 금속시트(110)보다 열전도도가 높은 Ag, AgCu 및 AgCu 합금으로 형성하면, OLED로 마련된 디스플레이(11)에서 발생되어 제1 금속시트(110)로 전달된 열을 구리 재질의 제2 및 제3 금속시트(120,130)로 원활하게 전달하여 열 방출을 용이하게 할 수 있다.
본 실시예에 따르면 박막 필러층(150)의 두께는 1.0㎛~10㎛ 범위로 형성될 수 있으며, 바람직하게는, 3.0㎛~10㎛ 범위로 형성되는 것이 바람직하다.
박막 필러층(150)은 다층 구조의 박막으로 형성될 수 있다. 일 예로, 박막 필러층(150)은 Ag층과 Ag층 상에 형성된 Cu층을 포함하는 다층 구조 박막이거나, Ag층과 Ag층 상에 형성된 Cu층과 Cu층 상에 형성된 Ag층을 포함하는 다층 구조 박막일 수 있다. 또는, 박막 필러층(150)은 Ag 65~75 중량%, Cu 35~25 중량%를 포함한 것을 일 예로 할 수 있다.
또한, 박막 필러층(150)은 시드층으로 Ti를 포함할 수 있다. Ti는 0.1㎛~0.2㎛의 두께로 형성할 수 있다. 일 예로, 박막 필러층(150)은 Ti/Cu/Ag/Cu의 다층 구조로 형성할 수 있고, 이때, Ti층을 0.1㎛~0.2㎛의 두께로 형성하고, Ti층의 상부에 형성되는 Cu층을 0.2㎛~0.5㎛의 두께로 형성하고, Cu층의 상부에 형성되는 Ag층을 1.5㎛의 두께로 형성하고, Ag층의 상부에 형성되는 Cu층을 1.5㎛의 두께로 형성할 수 있다. 박막 필러층(150)의 다층 구조는 제1 금속시트(110)와 제2 금속시트(120)를 브레이징 접합하고, 제1 금속시트(110)와 제3 금속시트(130)를 브레이징 접합한 후 그 경계가 모호할 수 있다.
한편, 열방사부재(140)는 제2 금속시트(120) 및 제3 금속시트(130)의 하측에 접합되어 굴곡부(113)를 커버할 수 있다. 즉, 열방사부재(140)는 제2 금속시트(120) 및 제3 금속시트(130)의 하면에 접합됨으로써, 외부의 이물질이 메쉬를 통해 디스플레이(11)로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 열방사부재(140)는 하나의 연결된 시트 형상의 부재로 형성되므로 제1 금속시트(110)의 굴곡부(113)와의 간섭 방지를 위해 제1 금속시트(110)의 굴곡부(113)에 대응하는 위치에 변형부(141)가 배치될 수 있고, 변형부(141)의 양측에는 제2 및 제3 금속시트(120,130)의 하면에 접합되는 평판 형태의 접합부(142)가 배치될 수 있다.
변형부(141)는 굴곡부(113)의 굴곡시 연동하여 함께 굴곡됨으로써 굴곡부(113)의 굴곡 반복성이 확보되고 주름 방지가 가능하도록 한다. 변형부(141)는 굴곡부(113)를 접고 펼쳤을 때의 간섭 및 마진을 고려하여 굴곡부(113)와 대응하는 위치에서 여유 공간을 두도록 하측을 향하여 굴곡진 형상으로 마련될 수 있다.
변형부(141)는 굴곡부(113)와 접하지 않는다. 이는 변형부(141)가 굴곡부(113)의 굴곡에는 영향을 주지 않고, 굴곡부(113)의 굴곡시 간섭없이 연동하여 굴곡되기 위함이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 폴딩 플레이트를 굴곡시킨 모습을 보인 부분 단면도이다.
도 6에 도시된 바에 의하면, 폴딩 플레이트(100)는 제1 금속시트(110)의 양측 지지부(111,112)에 제2 금속시트(120)와 제3 금속시트(130)가 박막 필러층(150)을 매개로 접합되며, 열방사부재(140)의 중앙에 위치한 변형부(141)는 제1 금속시트(110)의 굴곡부(113)와 대응되게 배치되고 접하지는 않게 형성될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 열방사부재(140)의 변형부(141)는 하측을 향하도록 굴곡진 반원 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 변형부(141)는 굴곡부(113)의 굴곡시 곡률이 가변하면서 자연스럽게 굴곡될 수 있다. 이와 같이 변형부(141)를 포함한 열방사부재(140)는 제1 금속시트(110)의 양측 지지부(111,112) 사이에 형성된 굴곡부(113)를 덮을 수 있고, 제2 및 제3 금속시트(120,130)를 연결할 수 있다. 따라서, 제1 금속시트(110), 제2 및 제3 금속시트(120,130)를 통해 전달된 디스플레이(11)의 열을 보다 효과적으로 방출할 수 있고, 굴곡부(113)를 통해 외부의 이물질이 OLED로 형성된 디스플레이(11) 측으로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 열방사부재(140)는 제1 금속시트(110), 제2 및 제3 금속시트(120,130)를 통해 전달받은 열을 방출할 수 있는 구리 또는 구리합금, 그라파이트(Graphite) 중 적어도 하나의 재질로 형성될 수 있다. 일 예로, 열방사부재(140)가 그라파이트를 포함하여 형성될 경우, 면 전체에 균일하게 열을 확산하여 전체가 고온 또는 저온이 되므로 열이 테두리로 빠져나가게 한다. 또한, 구리는 종방향의 방열 위주인 반면, 그라파이트는 횡방향의 방열 특성을 함께 가지고 있어 열전도 효율을 높일 수 있다. 더욱이, 그라파이트는 면방향의 열전도율이 은, 구리, 알루미늄 보다 뛰어나고, 면방향의 열확산성은 구리의 3배 이상이다.
일 예로, 열방사부재(140)는 합성흑연시트, 천연흑연시트, 그래핀이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 방열 성능이 우수하고 카본스틸구조인 합성흑연시트가 사용될 수 있다.
OLED 디스플레이의 경우, 열이 많이 발생하여 구리 재질로 된 제2 금속시트(120) 및 제3 금속시트(130)만으로는 방열 성능이 부족할 수 있다. 따라서 제2 금속시트(120) 및 제3 금속시트(130)의 하면에 열확산 기능을 갖는 열방사부재(140)를 더 접합하여 방열 효율을 높일 수 있고, 이와 더불어 열방사부재(140)는 제1 금속시트(110)의 굴곡부(113)를 커버하여 굴곡부(113)의 메쉬를 통해 디스플레이(11)로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 폴딩 플레이트를 보인 부분 단면도이다.
도 7에 도시된 바에 의하면, 열방사부재(140)의 변형부(141)는 Z 형상, 삼각 형상 등 다양하게 형성될 수 있다. 도 7(a) 및 도 7(b)에 도시된 바와 같이 변형부(141)가 Z 형상 또는 삼각 형상으로 형성된 경우, 굴곡부(113)의 굴곡시 변형부(141)는 접혔던 부분이 펴지면서 자연스럽게 굴곡될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 폴딩 플레이트 제조방법은 도 8에 도시된 바와 같이, 양측에 지지부(111,112)가 형성되고 중앙에 굴곡부(113)가 형성되는 제1 금속시트(110)를 준비하는 단계(S10)와, 제1 금속시트(110)의 양측 지지부(111,112) 하면에 제2 금속시트(120)와 제3 금속시트(130)를 접합하는 단계(S20)와, 굴곡부(113)를 커버하도록 제2 금속시트(120) 및 제3 금속시트(130)의 하면에 열방사부재(140)를 접합하는 단계(S30)를 포함한다.
양측에 지지부가 형성되고 중앙에 굴곡부가 형성되는 제1 금속시트를 준비하는 단계(S10)에서, 굴곡부(113)는 제1 금속시트(110)의 중앙 부분을 포토 에칭하여 메쉬로 형성할 수 있다.
제1 금속시트(110)는 스테인레스 재질 금속시트를 준비한다. 일 예로, 제1 금속시트(110)는 두께가 0.15mm인 SUS304 또는 SUS316을 준비할 수 있다.
굴곡부(113)는 제1 금속시트(110)를 상측과 하측으로 나누는 중앙 부분을 포토 에칭하여 메쉬 패턴 형태로 형성할 수 있다. 메쉬를 프레스로 타발하여 형성하면 메쉬 패턴을 정밀하게 형성하기 어려우므로 포토 에칭하여 형성한다. 포토 에칭은 메쉬 패턴을 정밀하게 형성할 수 있다. 메쉬는 선폭이 최소 0.110㎛가 되도록 형성한다. 메쉬 패턴을 정밀하게 형성하면 굴곡성이 좋아진다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제1 금속시트(110)의 양측 지지부(111,112) 하면에 제2 금속시트(120)와 제3 금속시트(130)를 접합하는 단계(S20)는, 제1 금속시트(110)의 일측 지지부(111)와 제2 금속시트(120)의 사이, 제1 금속시트(110)의 타측 지지부(112)와 제3 금속시트(130)의 사이에 박막 필러층(150)을 배치하는 단계(S21)와, 제1 금속시트와 상기 제2 금속시트 및 제3 금속시트를 브레이징 접합하는 단계(S22)를 포함할 수 있다.
여기서, 제2 금속시트(120)와 제3 금속시트(130)는 두께가 0.08mm인 C7025, C7035 및 PH-1000HS 중 어느 하나를 준비할 수 있다.
제1 금속시트(110)의 일측 지지부(111)와 제2 금속시트(120)의 사이, 제1 금속시트(110)의 타측 지지부(112)와 제3 금속시트(130)의 사이에 박막 필러층(150)을 배치하는 단계(S21)는, 스퍼터링(sputtering), 페이스트 도포, 포일(foil) 부착, P-filler 중 어느 하나의 방법으로 1.0㎛ 이상 10㎛이하의 두께를 갖는 박막 필러층(150)을 배치할 수 있다. 박막 필러층(150)은 Ti층/Ag층/Cu층의 3층 구조 또는 Ti층/Cu층/Ag층/Cu층의 4층 구조일 수 있다. 박막 필러층(150)은 이종 금속인 스테인레스 재질의 금속시트와 구리합금 재질의 금속시트의 접합을 가능하게 할 수 있다. 일 예로, 박막 필러층(150)은 제1 금속시트(110)의 양측 지지부(111,112)의 하면에 스퍼터링 공법으로 Ti층을 형성하고, Ti층 상에 이빔 또는 증착에 의해 Ag층을 형성하고, Ag층 상에 이빔 또는 증착 또는 도금에 의해 Cu층을 형성할 수 있다.
또한, 제2 금속시트(120)와 제3 금속시트(130) 중 제1 금속시트(110)의 일측 지지부(111) 및 타측 지지부(112)와 접하는 접합면(121,131)에만 박막 필러층(150)을 배치할 수 있다. 즉, 제2 금속시트(120)와 제3 금속시트(130)에서 제1 금속시트(110)의 굴곡부(113)와 중첩된 영역에는 굴곡부(113)의 굴곡 반복성이 확보되도록 박막 필러층(150)을 배치하지 않는 것이 바람직하다.
제1 금속시트(110)와 제2 금속시트(120) 및 제3 금속시트(130)를 브레이징 접합하는 단계(S22)는, 제1 금속시트(110)의 일측 지지부(111)와 제2 금속시트(120)의 사이, 제1 금속시트(110)의 타측 지지부(112)와 제3 금속시트(130)의 사이에 배치한 박막 필러층(150)을 고온의 열로 녹여 이종 금속인 스테인레스 재질 금속시트와 구리합급 재질 금속시트를 접합할 수 있다.
또한, 이종 금속인 제1 금속시트(110)와 구리 재질의 제2 및 제3 금속시트(120,130)를 박막 필러층(150)을 매개로 브레이징 접합하는 것과, 구리 재질의 제2 및 제3 금속시트(120,130)와 열방사부재(140)를 Cu층 등을 매개로 열접착하는 것은 브레이징 접합하는 단계(S22)에서 동시에 수행될 수도 있다.
또한, 브레이징 접합하는 단계(S22)는 780~900℃에서 수행하고, 브레이징 접합 중에 상부 중량 또는 가압을 실시하여 보이드(void) 없는 접합이 가능하도록 할 수 있다. 브레이징 중에 상부 중량 또는 가압을 실시하는 것은 보이드(Void)가 없는 접합을 위한 것이다.
여기서, 박막 필러층(140)은 환원분위기 또는 진공의 브레이징 로 내에서 브레이징 온도 제어가 용이한 성분 및 조성으로 이루어질 수 있으며, 환원분위기 또는 진공의 브레이징 로 내에서의 효율적인 브레이징 접합 공정을 위해 가열 온도는 780℃ 이상, 바람직하게는 780~900℃ 범위로 제어될 수 있다.
굴곡부(113)를 커버하도록 제2 금속시트(120) 및 제3 금속시트(130)의 하면에 열방사부재(140)를 접합하는 단계(S30)는, 여유 공간을 두도록 하측을 향하여 굴곡지게 형성된 변형부(141)를 제1 금속시트(110)의 굴곡부(113)와 대응되는 위치에 배치하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 폴딩 플레이트(100)를 접고 펼쳤을 때, 간섭을 방지하고 자연스러운 굴곡이 가능하도록 한다.
열방사부재(140)는 두께가 0.01~0.035mm인 그라파이트 시트(graphite sheet)를 준비할 수 있다.
상기한 바와 같은 공정에 따라 제조된 폴딩 플레이트(100)는 스테인레스 재질의 제1 금속시트(110)와 구리합금 재질의 제2 및 제3 금속시트(120,130)가 박막 필러층(150)을 매개로 접합되며, 상기 제2 및 제3 금속시트(120,130)에 열방사부재(140)가 접합된 다층시트 구조로 구성될 수 있다. 스테인레스 재질의 제1 금속시트(110)의 두께는 0.15mm이고, 구리합금 재질의 제2 금속시트(120)의 두께는 0.08mm일 수 있으며, 열방사부재(140)의 두께는 0.01mm~0.035mm일 수 있다.
이상과 같이 구성된 본 실시예에 따른 폴딩 플레이트(100)는 제1 금속시트(110)가 강성이 있는 스테인레스 재질로 형성되고, 제1 금속시트(110)에 형성한 굴곡부(113)가 폴딩 기능을 가진다.
또한, 폴딩 플레이트(100)는 구리합금 재질로 된 제2 및 제3 금속시트(120,130)가 제1 금속시트(110)에 브레이징 접합되어 열 확산 기능을 수행하고, 열방사부재(140)가 제2 및 제3 금속시트(120,130) 하면에 접합되므로, 방열 효율을 높일 수 있다. 이와 더불어, 열방사부재(140)는 굴곡부(113)와 대응되는 위치에 굴곡부(113)를 커버하도록 변형부(141)가 배치되므로, 메쉬 형태의 굴곡부(113)를 통해 외부의 이물질이 OLED로 형성된 디스플레이(11) 측으로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제2 및 제3 금속시트(120,130) 및 열방사부재(140)는 두께와 중량을 감소시켜 경량화하기 위해 일면 또는 양면이 하프(Half) 에칭되어 정밀한 홈, 단차면 등이 형성될 수도 있다. 이때, 홈, 단차면 등을 프레스로 타발하여 형성할 경우, 평탄도가 떨어져 접합강도가 저하되므로 하프 에칭하여 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 제2 및 제3 금속시트(120,130)에 접합된 열방사부재(140)는 반원 형상, Z 형상, 삼각 형상 중 어느 하나의 형상으로 굴곡지게 형성된 변형부(141)가 제1 금속시트(110)의 굴곡부(113)에 대응하는 위치에 배치되기 때문에, 변형부(141)는 굴곡부(113)의 굴곡에 영향을 주지 않고, 굴곡부(113)의 굴곡시 간섭없이 연동하여 굴곡될 수 있다.
아울러, 폴딩 플레이트(100)는 굴곡부(113)의 후면으로 연장 배치된 제2 금속시트(120)와 제3 금속시트(130)의 비접합 영역(122,132)이 굴곡부(113)의 후면을 보강하여 굴곡 반복성을 높이고 굴곡부(113)의 주름을 방지한다. 따라서 폴딩 플레이트(100)는 수만 번의 반복 굴곡에도 접었을 때 완벽히 접히고 펼쳤을 때 디스플레이 화면이 주름지지 않도록 지지하여 사용 중에 평탄도를 유지할 수 있다.
상술한 폴딩 플레이트는 세 화면이 병풍 형태로 접히는 트리플 디스플레이를 갖는 폴더블폰, 아웃폴딩 방식의 폴더플폰, 인폴딩 방식의 폴더블폰에 모두 적용되어 디스플레이를 지지할 수 있다.
본 발명은 도면과 명세서에 최적의 실시예들이 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 발명은 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 권리범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 폴더블폰 11: 디스플레이
100: 폴딩 플레이트 110: 제1 금속시트
111,112: 지지부 113: 굴곡부
120: 제2 금속시트 121: 접합면
122: 비접합영역 130: 제3 금속시트
131: 접합면 132: 비접합영역
140: 열방사부재 141: 변형부
142: 접합부 150: 박막 필러층

Claims (17)

  1. 양측에 지지부가 형성되고 중앙에 굴곡부가 형성되는 제1 금속시트;
    상기 제1 금속시트의 양측 지지부 하면에 접합되고 방열 기능을 갖는 제2 금속시트와 제3 금속시트; 및
    상기 제2 금속시트와 상기 제3 금속시트의 하면에 접합되어 상기 굴곡부를 커버하며, 열확산 기능을 갖는 열방사부재;
    를 포함하는 폴딩 플레이트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 굴곡부는 메쉬로 형성되고 상기 지지부는 평판으로 형성된 폴딩 플레이트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 금속시트는 스테인레스 재질로 형성되고,
    상기 제2 금속시트 및 상기 제3 금속시트는 구리 또는 구리합금 재질로 형성되는 폴딩 플레이트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 금속시트와 상기 제3 금속시트는 상기 제1 금속시트의 굴곡부와 일정 영역 중첩되는 중첩 영역을 포함하고, 상기 중첩 영역은 상기 제1 금속시트와 접합되지 않는 비접합 영역인 폴딩 플레이트.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 금속시트의 일측 지지부와 상기 제2 금속시트의 사이, 상기 제1 금속시트의 타측 지지부와 상기 제3 금속시트의 사이에 배치되어 상기 제1 금속시트와 상기 제2 금속시트를 브레이징 접합하고, 상기 제1 금속시트와 상기 제3 금속시트를 브레이징 접합하는 박막 필러층을 더 포함하는 폴딩 플레이트.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 박막 필러층은 Ag, AgCu, AgCuTi 중 적어도 하나를 포함하는 합금재료로 이루어지는 폴딩 플레이트.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 열방사부재는,
    상기 굴곡부에 대응하는 위치에 배치되고, 하측을 향하여 굴곡지게 형성된 변형부를 포함하는 폴딩 플레이트.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 변형부는 반원 형상, Z 형상, 삼각 형상 중 어느 하나의 형상인 폴딩 플레이트.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 변형부는 상기 굴곡부와 접하지 않는 폴딩 플레이트.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 열방사부재는 구리, 구리합금, 및 그라파이트(Graphite) 중 적어도 하나의 재질로 형성되는 폴딩 플레이트.
  11. 양측에 지지부가 형성되고 중앙에 굴곡부가 형성되는 제1 금속시트를 준비하는 단계;
    상기 제1 금속시트의 양측 지지부 하면에 제2 금속시트와 제3 금속시트를 접합하는 단계; 및
    상기 굴곡부를 커버하도록 상기 제2 금속시트와 상기 제3 금속시트의 하면에 열방사부재를 접합하는 단계;
    를 포함하는 폴딩 플레이트 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 금속시트의 양측 지지부 하면에 제2 금속시트와 제3 금속시트를 접합하는 단계는,
    상기 제1 금속시트의 일측 지지부와 상기 제2 금속시트의 사이, 상기 제1 금속시트의 타측 지지부와 상기 제3 금속시트의 사이에 박막 필러층을 배치하는 단계; 및
    상기 제1 금속시트와 상기 제2 금속시트 및 제3 금속시트를 브레이징 접합하는 단계;
    를 포함하는 폴딩 플레이트 제조방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 양측에 지지부가 형성되고 중앙에 굴곡부가 형성되는 제1 금속시트를 준비하는 단계에서,
    상기 굴곡부는 상기 제1 금속시트의 중앙 부분을 포토 에칭하여 메쉬로 형성하는 폴딩 플레이트 제조방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 금속시트의 일측 지지부와 상기 제2 금속시트의 사이, 상기 제1 금속시트의 타측 지지부와 상기 제3 금속시트의 사이에 박막 필러층을 배치하는 단계는,
    스퍼터링(sputtering), 페이스트 도포, 포일(foil) 부착, P-filler 중 어느 하나의 방법으로 1.0㎛이상 10㎛이하의 두께를 갖는 박막 필러층을 배치하는 폴딩 플레이트 제조방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제1 금속시트의 일측 지지부와 상기 제2 금속시트의 사이, 상기 제1 금속시트의 타측 지지부와 상기 제3 금속시트의 사이에 박막 필러층을 배치하는 단계에서,
    상기 제2 금속시트와 상기 제3 금속시트는 상기 굴곡부와 일정 영역 중첩되고, 상기 제2 금속시트와 상기 제3 금속시트가 상기 굴곡부와 중첩된 영역에는 박막 필러층을 배치하지 않는 폴딩 플레이트 제조방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 굴곡부를 커버하도록 상기 제2 금속시트 및 상기 제3 금속시트의 하면에 열방사부재를 접합하는 단계는,
    하측을 향하여 굴곡지게 형성된 변형부를 상기 굴곡부와 대응되는 위치에 배치하는 단계를 포함하는 폴딩 플레이트 제조방법.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 제1 금속시트와 상기 제2 금속시트 및 제3 금속시트를 브레이징 접합하는 단계는,
    780~900℃에서 수행하고, 브레이징 접합 중에 상부 중량 또는 가압을 실시하는 폴딩 플레이트 제조방법.
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