KR20220096228A

KR20220096228A - 폴더블 표시 장치

Info

Publication number: KR20220096228A
Application number: KR1020200188485A
Authority: KR
Inventors: 명노진; 이완수; 박영주; 이지은; 노은
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2020-12-30
Filing date: 2020-12-30
Publication date: 2022-07-07
Also published as: US11797054B2; US20220206528A1; CN114694499A

Abstract

본 발명은 폴더블 표시 장치에 관한 것으로서, 폴더블 표시 장치는 폴딩 영역 및 폴딩 영역 양 측의 비폴딩 영역을 포함하는 표시 패널; 및 표시 패널 하부에서 폴딩 영역에 대응하는 영역에 배치되어, 표시 패널을 내측 폴딩(in folding) 또는 외측 폴딩(out folding)시키도록 구성된 힌지부를 포함하고, 힌지부는 복수의 회전축 및 복수의 회전축 사이에 배치된 복수의 결합 링크를 포함한다. 따라서, 간단한 구조의 힌지부에 의해 폴더블 표시 장치를 내측 또는 외측의 양방향으로 폴딩이 가능할 수 있다. 또한, 힌지부의 구성 요소, 즉 복수의 회전축과 복수의 결합 링크의 개수, 단면 길이 등을 조절하여 폴딩 시의 곡률 반경을 원하는대로 변경할 수 있다.

Description

폴더블 표시 장치{FOLDABLE DISPLAY DEVICE}

본 발명은 폴더블 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 간단한 구조의 힌지부를 이용하여 표시 장치를 양 방향으로 접고 펼칠 수 있는 폴더블 표시 장치에 관한 것이다.

근래에 들어 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 표시 장치(display) 분야가 급속도로 발전해 왔다. 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.

특히, 최근에는 종이처럼 휘어지거나 접어져도 화상 표시가 가능하게 제조되는 플렉서블 표시 장치(flexible)가 차세대 표시 장치로 주목받고 있다. 플렉서블 표시 장치는 유리가 아닌 플라스틱 박막 트랜지스터 기판을 활용하여 내구성이 높은 언브레이커블(unbreakable), 깨지지 않으면서도 구부릴 수 있는 밴더블(bendable), 둘둘 말 수 있는 롤러블(rollable), 접을 수 있는 폴더블(foldable) 등으로 구분될 수 있는데, 이러한 플렉서블 표시 장치는 공간활용성, 인테리어 및 디자인의 장점을 가지며, 다양한 응용분야를 가질 수 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 폴더블 표시 장치를 양 방향으로 접고 펼칠 수 있는 간단한 구조의 폴더블 표시 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 폴딩 시 다양한 곡률 반경을 설정할 수 있는 폴더블 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.

본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 표시 장치는 폴딩 영역 및 폴딩 영역 양 측의 비폴딩 영역을 포함하는 표시 패널; 및 표시 패널 하부에서 폴딩 영역에 대응하는 영역에 배치되어, 표시 패널을 내측 폴딩(in folding) 또는 외측 폴딩(out folding)시키도록 구성된 힌지부를 포함하고, 힌지부는 복수의 회전축 및 복수의 회전축 사이에 배치된 복수의 결합 링크를 포함한다. 따라서, 간단한 구조의 힌지부에 의해 폴더블 표시 장치를 내측 또는 외측의 양방향으로 폴딩이 가능할 수 있다. 또한, 힌지부의 구성 요소, 즉 복수의 회전축과 복수의 결합 링크의 개수, 단면 길이 등을 조절하여 폴딩 시의 곡률 반경을 원하는대로 변경할 수 있다.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 폴더블 표시 장치는 간단한 구조의 힌지부를 적용하여 힌지부의 부품을 간소화하고 부품 가공 난이도를 개선하면서도 내측 또는 외측의 양방향 폴딩을 구현할 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 표시 장치의 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1의 II-II'에 따른 폴더블 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전축을 나타내는 개략적인 입체도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 결합 링크를 나타내는 개략적인 입체도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전축과 결합 링크의 체결부를 나타내는 개략적인 입체도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 표시 장치가 내측 폴딩된 형태를 도시한 개략적인 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 표시 장치가 외측 폴딩된 형태를 도시한 개략적인 측면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폴더블 표시 장치의 개략적인 평면도이다.
도 9는 도 8의 IX-IX'에 따른 폴더블 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폴더블 표시 장치가 폴딩된 형태를 도시한 개략적인 측면도이다.

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 형상으로 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, 면적, 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 발명 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 면적 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 면적 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 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 표시 장치의 개략적인 평면도이다. 도 2는 도 1의 II-II'에 따른 폴더블 표시 장치의 개략적인 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 표시 장치(100)는 표시 패널(110) 및 백 커버(120)를 포함한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 표시 장치가 유기 발광 표시 장치인 것으로 가정하여 설명하나 이에 제한되지 않는다.

도 1을 참조하면, 폴더블 표시 장치(100)에 포함되는 표시 패널은 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)을 포함한다. 또한, 표시 패널은 폴딩 영역(FA) 및 비폴딩 영역(NFA1, NFA2)을 포함한다. 표시 패널은 영상의 표시 여부에 따라 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)으로 구분될 수 있고, 폴딩 여부에 따라 폴딩 영역(FA) 및 폴딩 영역(FA) 양측의 비폴딩 영역(NFA1, NFA2)으로 구분될 수 있다.

표시 영역(DA)은 복수의 화소가 배치되어 실질적으로 영상이 표시되는 영역이다. 표시 영역(DA)에는 영상을 표시하기 위한 발광 영역을 포함하는 복수의 화소 및 화소를 구동하기 위한 박막 트랜지스터, 커패시터 등이 배치될 수 있다. 하나의 화소는 복수의 서브 화소(SP)를 포함할 수 있다. 서브 화소(SP)는 표시 영역을 구성하는 최소 단위로 각각의 서브 화소(SP)는 특정한 파장 대역의 광을 발광하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 각각의 서브 화소(SP)는 적색, 녹색, 청색 또는 백색 광을 발광하도록 구성될 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)을 둘러싸도록 위치한다. 비표시 영역(NDA)은 실질적으로 영상이 표시되지 않는 영역으로, 표시 영역(DA)에 배치되는 화소 및 구동회로를 구동하기 위한 다양한 배선, 구동 IC, 인쇄 회로 기판 등이 배치된다. 예를 들어, 비표시 영역(NDA)에는 게이트 드라이버 IC, 데이터 드라이버 IC와 같은 다양한 IC, VSS 배선 등이 배치될 수 있다.

상술한 바와 같이, 표시 패널은 폴딩 여부에 따라 폴딩 영역(FA) 및 비폴딩 영역(NFA1, NAF2)으로 정의될 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널은 폴딩 영역(FA)의 폴딩 축(folding axis, F)의 수직 방향, 즉, Y축 방향을 따라 순차적으로 위치하는 제1 비폴딩 영역(NFA1), 폴딩 영역(FA) 및 제2 비폴딩 영역(NFA2)을 포함한다.

폴딩 영역(FA)은 폴더블 표시 장치(100)를 폴딩할 때 접히는 영역으로 표시 영역(DA)의 일부 및 비표시 영역(NDA)의 일부를 포함할 수 있다. 폴딩 영역(FA)은 폴딩 영역(FA)의 폴딩 축(F)의 수직 방향, 즉, 도 1의 Y축 방향을 기준으로 특정한 곡률 반경에 따라 폴딩될 수 있다. 폴딩 영역(FA)이 폴딩 축(F)에 수직한 방향을 기준으로 폴딩되는 경우, 폴딩 영역(FA)은 원 또는 타원의 일부를 형성할 수 있다. 이때, 폴딩 영역(FA)의 곡률 반경은 폴딩 영역(FA)이 형성하는 원 또는 타원의 일부에 대응하는 반지름을 의미한다.

제1 비폴딩 영역(NFA1) 및 제2 비폴딩 영역(NFA2)은 폴더블 표시 장치(100)를 폴딩할 때, 접히지 않는 영역이다. 즉, 제1 비폴딩 영역(NFA1) 및 제2 비폴딩 영역(NFA2)은 각각 폴더블 표시 장치(100)를 폴딩할 때 평면 상태를 유지하는 영역이다. 제1 비폴딩 영역(NFA1) 및 제2 비폴딩 영역(NFA2)은 각각 표시 영역(DA)의 일부 및 비표시 영역(NDA)의 일부를 포함할 수 있다. 폴딩 영역(FA)이 폴딩 방향을 기준으로 폴딩될 때, 제1 비폴딩 영역(NFA1) 및 제2 비폴딩 영역(NFA2)은 서로 중첩될 수 있다.

표시 패널(110)은 영상이 구현되는 패널로, 영상을 구현하기 위한 표시 소자와 표시 소자를 구동하기 위한 회로부 등이 배치될 수 있다. 예를 들어, 폴더블 표시 장치(100)가 유기 발광 표시 장치인 경우, 표시 소자는 유기 발광 소자를 포함할 수 있다.

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.

표시 패널(110)은 플렉서블 기판 상에 구동 박막 트랜지스터 및 발광 소자가 형성된 플렉서블 기판이 봉지부에 의해 봉지된(encapsulated) 것으로, 플렉서블을 구현하기 위하여 두께가 매우 얇은 플렉서블 기판과, 플렉서블 기판 상에 배치된 표시소자를 포함한다.

플렉서블 기판은 플렉서빌리티를 갖는 절연 물질로 형성될 수 있고, 예를 들어, 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르술폰(polyethersulfone), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 및 폴리카보네이트(polycarbonate) 중에서 선택된 절연성의 플라스틱 기판일 수 있다.

플라스틱 기판의 경우, 상대적으로 수분이나 산소에 대한 배리어 특성이 약하기 때문에 이를 보완하기 위해 플라스틱 필름과 무기막이 적층된 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 플렉서블 기판은 제1 플라스틱 필름, 무기막 및 제2 플라스틱 필름이 순차적으로 적층된 다층 구조를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

플렉서블 기판 상에는 표시 소자를 구동하기 위한 구동 박막 트랜지스터가 배치될 수 있다. 구동 박막 트랜지스터는 복수의 화소 영역 각각에 배치될 수 있다. 예를 들어, 구동 박막 트랜지스터는 게이트 전극, 액티브층, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함한다. 또한, 구동 박막 트랜지스터는 게이트 전극과 액티브층을 절연시키기 위한 게이트 절연층을 더 포함할 수 있고, 게이트 전극과 소스 전극 및 드레인 전극을 절연시키기 위한 층간 절연층을 더 포함할 수도 있다. 구동 박막 트랜지스터 상에는 상부면을 평탄하게 하기 위해 평탄화층이 배치될 수 있다. 평탄화층 상에 표시 소자가 배치될 수 있다. 표시 소자는 유기 발광 소자일 수 있다. 유기 발광 소자는 애노드, 캐소드 및 이들 사이에 배치되는 유기 발광층을 포함할 수 있다. 유기 발광 소자는 애노드로부터 주입된 정공과 캐소드로부터 주입된 전자가 유기 발광층에서 결합하여 광을 발광한다. 이와 같이 발광된 광을 이용하여 영상을 표시할 수 있다.

플렉서블 기판은 폴딩 특성은 우수하나 두께가 얇고, 유리 기판 또는 금속 기판에 비해 강성이 낮아 폴딩 시 형태를 일정하게 유지하기 어려울 수 있고, 이에 따라 처짐이 발생할 수 있다.

이에, 플렉서블 기판을 포함하는 표시 패널(110)을 지지하는 한편, 외부로부터 침투하는 수분이나 이물, 또는 외부 충격으로부터 표시 패널(110)을 보호하기 위해 표시 패널(110)의 배면에는 백 커버(120)가 배치된다. 예를 들면, 백 커버(120)는 접착층(adh)에 의해 표시 패널(110)의 배면에 부착될 수 있다.

도 2를 참조하면, 백 커버(120)는 폴딩 영역(FA)에 대응하는 영역에 배치되어, 표시 패널(110)을 내측 폴딩(in folding) 또는 외측 폴딩(out folding)시키도록 구성된 힌지부(121)를 포함한다. 폴더블 표시 장치(100)가 플랫(flat)한 상태에서 힌지부(121)는 일 방향으로 나란하게 배열되어 표시 패널(110)을 배면에서 지지한다. 이하에서는 힌지부(121)가 표시 패널(110)을 지지하는 백 커버(120)의 폴딩 영역(FA)에 백 커버(120)와 일체로 형성된 것에 대해 개시하였으나, 힌지부(121)는 백 커버(120)의 배면에서 폴딩 영역(FA)에 대응하도록 배치되어 폴딩 장치(100)를 접거나 펼칠 수도 있다.

예를 들면, 힌지부(121)가 백 커버(120)의 폴딩 영역(FA)에 일체로 형성될 경우, 힌지부(121)의 최외곽을 이루는 회전축(121a)과 백 커버(120)는 후술하는 회전축(121a)과 결합 링크(121b)와 동일한 방법으로 링크될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

힌지부(121)는 복수의 회전축(121a) 및 복수의 결합 링크(121b)를 포함한다. 예를 들면, 힌지부(121)는 n(이때, n은 2 이상의 자연수임)개의 회전축(121a) 및 n개의 회전축(121a) 사이에 배치된 n-1개의 결합 링크(121b)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 힌지부(121)는 복수의 회전축(121a) 사이에 복수의 결합 링크(121b)가 배치된다. 이때 복수의 결합 링크(121b)는 평탄면을 가지는 제1면(S1)과 곡면을 가지는 제2면(S2)을 포함하고, 제2면(S2)은 2개의 오목면(CC)과 오목면(CC) 사이의 볼록면(CV)을 포함한다. 이때 오목면(CC)의 곡률 반경은 회전축(121a)의 곡률 반경에 대응할 수 있다. 예를 들면, 회전축(121a)은 결합 링크(121b)의 제2면(S2), 구체적으로 제2면(S2)의 오목면(CC)에 접하도록 배치될 수 있다. 이에 따라 바람직하게는 오목면(CC)의 곡률 반경은 회전축(121a)의 곡률 반경과 동일할 수 있다.

또한, 복수의 회전축(121a) 사이에 배치되는 복수의 결합 링크(121b)는 순차적으로 상하 대칭으로 배열될 수 있다. 예를 들면, 복수의 결합 링크(121b) 중 제1 결합 링크는 제1면(S1)이 상부, 즉 표시 패널(110)의 표시면을 향하도록 배치되고, 제1 결합 링크와 인접한 제2 결합 링크는 제1면(S1)이 하부, 즉 표시 패널(110)의 배면을 향하도록 배치될 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 힌지부(121)는 복수의 회전축(121a)이 복수의 결합 링크(121b)의 일측과 타측에 회전 가능하게 체결되는 것일 수 있다. 예를 들어, 힌지부(121)는 회전축(121a)이 복수의 결합 링크(121b)의 일측과 타측에 회전 가능하게 체결되어, 결합 링크(121b)의 제2면(S2), 구체적으로 오목면(CC)을 따라 회전 가능하게 체결되는 것일 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)에서는, 복수의 회전축(121a) 사이에 복수의 결합 링크(121b)가 순차적으로 상하 대칭으로 배열하되, 이때 회전축(121a)이 결합 링크(121b)의 곡면을 가지는 제2면(S2)에 접하도록 배치됨에 따라 힌지부(121)의 양 방향 접이가 가능해질 수 있다.

힌지부(121)를 구성하는 복수의 회전축(121a)과 복수의 결합 링크(121b)에 대한 보다 구체적인 설명은 후술하기로 한다.

몇몇 실시예에서는 표시 패널(110)과 백 커버(120) 사이에는 백 플레이트(back plate)가 더 포함될 수 있다. 표시 패널(110)은 박형으로 형성되기 때문에 이를 더욱 지지하기 위하여 백 플레이트가 표시 패널(110)의 배면에 부착될 수도 있다. 또한, 백 플레이트는 폴더블 표시 장치(100)의 폴딩 시 표시 패널(110)의 곡률을 일정하게 유지시키고, 표시 패널(110) 상면에 발생할 수 있는 주름(crease)을 억제할 수 있다.

백 플레이트는 스테인레스 스틸(Stainless steel; SUS), 니켈(Ni) 등의 금속이 포함된 스테인레스 스틸(SUS), 철(Fe), 알루미늄(Al) 계열 또는 마그네슘(Mg)과 같은 금속 물질로 이루어질 수 있다. 바람직하게는 백 플레이트는 스테인레스 스틸(SUS)으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 스테인레스 스틸(SUS)은 높은 복원력(restoring force)과 강성을 가지고 있어, 백 플레이트 두께가 감소하더라도 높은 강성을 유지할 수 있다. 이에, 백 플레이트는 표시 패널(110)을 지지함과 동시에 폴더블 표시 장치(100)의 전체 두께를 감소시켜, 폴딩 영역(FA)의 곡률 반경을 감소시킬 수 있다. 다만, 백 플레이트는 이에 제한되지 않고, 폴리메닐메타아크릴레이트(polymethylmetacrylate, PMMA), 폴리카르보네이트(polycarbonate, PC), 폴리비닐알콜(polyvinylalcohol, PVA), 아크릴로니트릴-부타디엔-스타이렌(acrylonitirle-butadiene-styrene, ABS), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 실리콘(silicone), 폴리우레탄(polyurethane, PU)과 같은 고분자로 이루어질 수도 있다.

또한, 표시 패널(110)의 상부에는 커버 윈도우가 더 배치될 수 있다. 커버 윈도우는 외부 충격 및 스크래치로부터 표시 패널(110)을 보호한다. 이에 커버 윈도우는 투명하면서 내충격성 및 내스크래치성이 우수한 물질로 형성될 수 있다. 또한, 커버 윈도우는 외부로부터 침부하는 수분 등으로부터 표시 패널(110)을 보호한다.

커버 윈도우는 폴더블 표시 장치(100)의 박형 및 가요성을 위해 폴딩이 가능한 연성 플라스틱 계열일 수 있다. 예를 들어, 커버 윈도우는 폴리이미드, 폴리아미드 이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리카보네이트 등의 폴리머로 이루어진 필름일 수 있다. 또 다른 예로 커버 윈도우는 사이클로 올레핀 (공)중합체, 광등방성 폴리카보네이트, 광등방성 폴리메틸메타크릴레이트 등의 광등방성 폴리머로 이루어진 필름일 수 있다.

또한, 커버 윈도우 상에는 다양한 기능층이 적층될 수도 있다. 예를 들어, 커버 윈도우 상에는 외광 반사 저감층, UV 차단층, 하드 코팅층 등 다양한 기능층들이 배치될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

이하에서는 도 3 내지 도 5를 참조하여 힌지부를 구성하는 복수의 회전축 및 복수의 결합 링크에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전축을 나타내는 개략적인 입체도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 결합 링크를 나타내는 개략적인 입체도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전축과 결합 링크의 체결부를 나타내는 개략적인 입체도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르면 복수의 회전축(121a)과 복수의 결합 링크(121b)가 링크되어 힌지부(121)를 이루게 된다. 이하에서는 회전축(121a)과 결합 링크(121b)의 링크를 중점적으로 설명하기 위해 하나의 회전축(121a)이 하나의 결합 링크(121b)와 링크되는 경우에 대해서 도시함에 따라, 하나의 회전축(121a)은 일측에 복수의 체결 홈(G)을 포함하는 것을 도시하고, 하나의 결합 링크(121b)는 일측에 복수의 체결부(L)를 포함하는 것만을 도시하였으나, 하나의 회전축(121a)은 일측과 타측에 복수의 체결 홈(G)을 포함하고, 하나의 결합 링크(121b)는 일측과 타측에 복수의 체결부(L)를 포함하여 복수의 회전축(121a)과 복수의 결합 링크(121b)가 링크될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 회전축(121a)에 포함되는 복수의 체결 홈(G)에 결합 링크(121b)에 포함되는 복수의 체결부(L)가 링크되어 힌지부(121)를 이룰 수 있다.

도 3을 참조하면, 힌지부(121)의 하나의 구성요소인 회전축(121a)은 복수의 체결 홈(G)을 포함한다. 체결 홈(G)은 힌지부(121)를 구성하는 다른 하나의 구성요소인 결합 링크(121b)가 링크되는 곳으로, 회전축(121a)의 표면에서 내측으로 소정의 공간을 이룰 수 있다.

예를 들면, 복수의 체결 홈(G)은 회전축(121a)의 곡률 중심과 동일한 곡률 중심을 가지고 회전축(121a)의 표면에 위치할 수 있다. 예를 들면, 복수의 체결 홈(G)의 배치 간격은 동일할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

구체적으로, 복수의 체결 홈(G)은 회전축(121a) 표면의 삽입부 및 삽입부로부터 회전축(121a)의 내측으로 형성된 결합부를 포함한다. 이때 복수의 체결 홈(G)의 결합부의 폭(e)은 삽입부의 폭(d)보다 넓을 수 있다.

예를 들면, 복수의 체결 홈(G)에는 결합 링크(121b)가 링크되고, 이후 표시 장치(100)를 접거나 펼치는 과정에서 체결 홈(G)으로부터 결합 링크(121b)가 이탈되지 않아야 한다. 이에 따라 복수의 체결 홈(G)은 상대적으로 삽입부의 폭(d)이 좁고, 결합부의 폭(e)이 더 넓다.

도 4를 참조하면, 힌지부(121)의 다른 하나의 구성요소인 결합 링크(121b)는 복수의 체결 홈(G)에 링크되는 복수의 체결부(L)를 포함한다.

구체적으로, 결합 링크(121b)에 포함되는 복수의 체결부(L)는 각각 회전축(121a)에 포함되는 복수의 체결 홈(G)에 링크된다. 이때, 체결부(L)가 체결 홈(G)으로부터 이탈되지 않아야 하는 관점에서 결합 링크(121b)에 포함되는 복수의 체결부(L)는 체결 홈(G)에 결합되는 부분의 폭이 체결 홈(G)의 삽입부의 폭(d)보다는 넓어야 하고, 결합부의 폭(e)과는 동일하거나 또는 좁을 수 있다. 예를 들면, 결합 링크(121b)에 포함되는 복수의 체결부(L)는 결합 링크(121b)로부터 돌출되고 제1 폭(d')을 갖는 바디부 및 제1 폭(d')보다 넓은 제2 폭(e')을 갖는 헤드부를 포함한다. 이때 체결부(L)의 바디부는 체결 홈(G)의 삽입부에 대응되고, 헤드부는 체결 홈(G)의 결합부에 링크될 수 있다.

이때, 복수의 체결부(L)는 탄성을 가지는 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 복수의 체결부(L)는 외부로부터 소정의 힘을 가할 경우 압축 가능하고, 이후 외부로부터 가해지는 힘이 해지될 경우 압축 또한 해지되는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 복수의 체결부(L)는 탄성을 가진 수지(resin) 또는 자가 복원 가능한 고분자 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

이에 따라, 복수의 체결부(L)의 헤드부는 복수의 체결 홈(G)에 삽입 시, 삽입부를 통과할 때는 삽입부의 폭(d)을 통과할 만큼 헤드부를 압축하도록 외부로부터 소정의 힘을 가할 수 있고, 이후 헤드부가 회전축(121a)의 표면의 삽입부를 통과하면 외부로부터 가하는 힘을 해지하여 헤드부는 탄성에 따라 원래의 폭(e')으로 돌아감에 따라 회전축(121a)의 결합부에 안착할 수 있다.

또한, 도 3 내지 도 5를 함께 참조하면, 회전축(121a)의 삽입부의 길이(c)는 결합 링크(121b)의 바디부의 길이(c') 보다 길 수 있다.

구체적으로, 회전축(121a)과 결합 링크(121b)는 회전 가능하게 체결되고, 회전축(121a)으로부터 결합 링크(121b)가 이탈되지 않으면서도 회전축(121a)을 기준으로 소정의 곡률 반경을 가지고 힌지부(121)가 회전하기 위해서는 회전축(121a)과 결합 링크(121b) 사이에 회전 가능한 공간이 형성되어야 한다. 즉, 회전축(121a)의 결합부에는 결합 링크(121b)의 헤드부가 링크되어 고정되고, 회전축(121a)의 삽입부에는 결합 링크(121b)의 바디부가 배치되며, 이때 회전축(121a)의 삽입부의 길이(c)와 결합 링크(121b)의 바디부의 길이의 차이만큼의 공간에서 힌지부(121)는 회전축(121a)을 중심으로 회전할 수 있다. 이에 회전축(121a)의 삽입부의 길이(c)는 결합 링크(121b)의 바디부의 길이(c')보다 길어야 한다.

예를 들면, 힌지부(121)의 곡률 반경은 회전축(121a)의 단면 길이(a), 결합 링크(121b)의 평탄면인 제1면(S1)의 단면 길이(b) 및 회전축(121a)의 삽입부의 길이(c)에 의해 설정 가능할 수 있다. 즉, 힌지부(121)의 곡률 반경은 회전축(121a)의 단면 길이(a) 및 결합 링크(121b)의 제1면(S1)의 단면 길이(b)를 조절함으로써 힌지부(121)가 회전 가능한 최대 곡률 반경을 선택할 수 있다.

예를 들면 힌지부(121)가 회전 가능한 최대 곡률 반경은 제1 회전축(121a)의 곡률 반경과 동일할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

또한, 회전축(121a)의 단면 길이(a) 및 결합 링크(121b)의 제1면(S1)의 단면 길이(b)를 조절하여 힌지부(121)의 곡률 반경을 설정할 경우, 기설정된 최대 곡률 반경에 적합하도록 회전축(121a)의 삽입부의 길이(c) 또한 함께 선택할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 폴더블 표시 장치(100)는 간단한 구조를 가지는 복수의 회전축(121a) 및 복수의 결합 링크(121b)를 포함함으로써 원하는 곡률 반경을 용이하게 선택할 수 있을 뿐만 아니라, 제조 공정 비용 절감 또한 가능할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 표시 장치가 내측 폴딩된 형태를 도시한 개략적인 측면도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 표시 장치가 외측 폴딩된 형태를 도시한 개략적인 측면도이다.

예를 들면, 폴더블 표시 장치(100)에서 영상이 표시되는 상면은 표시면(100a)으로 정의하고, 표시면(100a)의 반대면인 폴더블 표시 장치(100)의 하면을 배면(100b)으로 정의하였을 때, 폴더블 표시 장치(100)는 도 6과 같이 폴딩 영역(FA)은 표시면(100a)이 서로 마주보도록 내측 폴딩(inner folding)될 수 있고, 도 7과 같이 표시 패널의 표시면(100a)이 외부로 노출되도록 외측 폴딩(out folding)될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 표시 장치(100)는 복수의 회전축(121a)과 복수의 결합 링크(121b)를 순차적으로 상하 배열하되, 이때 회전축(121a)이 결합 링크(121b)의 곡면인 제2면(S2)에 접하도록 배치됨에 따라 힌지부(121)는 양 방향으로 접힘 및 펼침이 가능해질 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폴더블 표시 장치의 개략적인 평면도이다. 도 9는 도 8의 IX-IX'에 따른 폴더블 표시 장치의 개략적인 단면도이다. 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폴더블 표시 장치가 폴딩된 형태를 도시한 개략적인 측면도이다.

본 발명에 다른 실시예에 따른 폴더블 표시 장치(200)에 포함되는 표시 패널(210)은 폴딩축(F)에 수직한 방향을 따라 순차적으로 위치하는 제1 비폴딩 영역(NFA1), 제1 폴딩 영역(FA1), 제2 비폴딩 영역(NFA2), 제2 폴딩 영역(FA2) 및 제3 비폴딩 영역(NFA3)을 포함한다. 제1 폴딩 영역(FA1) 및 제2 폴딩 영역(FA2)은 각각 폴더블 표시 장치(200)를 폴딩할 때 접히는 영역으로 표시 영역(DA)의 일부 및 비표시 영역(NDA)의 일부를 포함할 수 있다. 도 8 및 도 9에 따른 폴더블 표시 장치(200)는 도 1 및 도 2와 비교하여, 폴더블 표시 장치(200)가 폴딩 영역(FA1, FA2)을 더 포함하는 것을 제외하면 실질적으로 동일하므로, 중복 설명은 생략한다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 다른 폴더블 표시 장치(200)는 복수의 폴딩 영역(FA1, FA2)이 정의된 표시 패널(210) 및 백 커버(120)를 포함한다.

제1 폴딩 영역(FA1) 및 제2 폴딩 영역(FA2)은 각각 폴더블 표시 장치(200)를 폴딩할 때 접히는 영역으로 각각 폴딩축(F)에 수직한 방향, 즉 y축 방향을 기준으로 특정한 곡률 반경에 따라 폴딩될 수 있다. 제1 폴딩 영역(FA1) 및 제2 폴딩 영역(FA2)이 각각 폴딩축(F)을 기준으로 폴딩되는 경우, 제1 폴딩 영역(FA1) 및 제2 폴딩 영역(FA2)은 각각 원 또는 타원의 일부를 형성할 수 있다. 이때, 제1 폴딩 영역(FA1) 및 제2 폴딩 영역(FA2) 각각의 곡률 반경은 각각 제1 폴딩 영역(FA1) 및 제2 폴딩 영역(FA2)이 형성하는 원 또는 타원의 일부에 대응하는 반지름을 의미한다.

제1 비폴딩 영역(NFA1), 제2 비폴딩 영역(NFA2) 및 제3 비폴딩 영역(NFA3)은 폴더블 표시 장치(200)를 폴딩할 때, 접히지 않는 영역이다. 즉, 제1 비폴딩 영역(NFA1), 제2 비폴딩 영역(NFA2) 및 제3 비폴딩 영역(NFA3)은 각각 폴더블 표시 장치(200)를 폴딩할 때 평면 상태를 유지하는 영역이다. 제1 폴딩 영역(FA1) 및 제2 폴딩 영역(FA2)이 각각 폴딩축(F)을 기준으로 폴딩될 때, 제1 비폴딩 영역(NFA1), 제2 비폴딩 영역(NFA2) 및 제3 비폴딩 영역(NFA3)은 서로 중첩된다. 폴더블 표시 장치(200)에서 영상이 표시되는 상면은 표시면(100a)으로 정의하고, 표시면(100a)의 반대면인 폴더블 표시 장치(200)의 하면을 배면(100b)으로 정의하였을 때, 제1 폴딩 영역(FA1)은 표시 패널(210)의 표시면(100a)이 서로 마주보도록 폴딩하는 내측 폴딩(inner folding)되고, 제2 폴딩 영역(FA2)은 표시 패널(210)의 표시면(100a)이 외부로 노출되도록 폴딩되는 외측 폴딩(outer folding)될 수 있다.

도 10을 참조하면, 제1 폴딩 영역(FA1)은 표시면(100a)이 내측을 향하도록 내측 폴딩되어 제1 비폴딩 영역(NFA1)의 표시면(100a)과 제2 비폴딩 영역(NFA2)의 표시면(100a)이 서로 마주보도록 배치된다. 또한, 제2 폴딩 영역(FA2)은 표시면(100a)이 외측을 향하도록 외측 폴딩되어 제3 비폴딩 영역(NFA3)의 배면(100b)과 제2 비폴딩 영역(NFA2)의 배면(100b)이 서로 마주보도록 폴딩된다. 도 10에 도시한 바와 같이 제1 폴딩 영역(FA1) 및 제2 폴딩 영역(FA2)이 폴딩될 경우, 제3 비폴딩 영역(NFA3)의 배면(100b)과 제2 비폴딩 영역(NFA2)의 배면(100b) 사이에 배터리를 포함한 기타 구성 요소가 배치될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 폴더블 표시 장치(200)는 폴딩 영역(FA)을 더 구비함에 따라 미사용시에는 적은 면적만 차지할 수 있고, 이후 사용시에는 폴더블 표시 장치(200)를 펼침에 따라 대면적화가 용이하여 보관 및 사용이 용이할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예들에 따른 폴더블 표시 장치는 다음과 같이 설명될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 표시 장치는 폴딩 영역 및 폴딩 영역 양 측의 비폴딩 영역을 포함하는 표시 패널; 및 표시 패널 하부에서 폴딩 영역에 대응하는 영역에 배치되어, 표시 패널을 내측 폴딩(in folding) 또는 외측 폴딩(out folding)시키도록 구성된 힌지부를 포함하고, 힌지부는 복수의 회전축 및 복수의 회전축 사이에 배치된 복수의 결합 링크를 포함한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 복수의 결합 링크는 평탄면을 가지는 제1면과, 곡면을 가지는 제2면을 포함하고, 회전축은 결합 링크의 곡면에 접하도록 배치될 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 복수의 결합 링크의 제2 면은 2개의 오목면 및 오목면 사이의 볼록면을 포함하고, 오목면의 곡률 반경은 회전축의 곡률 반경에 대응할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 복수의 결합 링크는 순차적으로 상하 대칭으로 배열될 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 복수의 결합 링크 중 제1 결합 링크는 제1면이 상부를 향하도록 배치되고, 제1 결합 링크와 인접한 제2 결합 링크는 제1면이 하부를 향하도록 배치될 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 회전축은 복수의 체결 홈을 포함하고, 결합 링크는 복수의 체결 홈에 링크되는 복수의 체결부를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 복수의 체결 홈은 회전축의 곡률 중심과 동일한 곡률 중심을 가지며, 복수의 체결 홈은 회전축 표면의 삽입부 및 삽입부로부터 내측으로 형성된 결합부를 포함하고, 결합부의 폭이 삽입부의 폭보다 넓을 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 복수의 체결부는 제1 폭을 갖는 바디부 및 제1 폭보다 넓은 제2 폭을 갖는 헤드부를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 회전축의 삽입부의 길이가 결합 링크의 바디부의 길이보다 길 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 회전축의 삽입부의 폭이 결합 링크의 헤드부의 폭보다 좁을 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 복수의 체결부는 탄성체를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 표시 패널은 폴딩축에 수직한 방향을 따라 순차적으로 위치하는 제1 비폴딩 영역, 제1 폴딩 영역, 제2 비폴딩 영역, 제2 폴딩 영역 및 제3 비폴딩 영역을 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 변형 실시될 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, 200: 표시 장치
110, 210: 표시 패널
120: 백 커버
121: 힌지부
121a: 회전축
121b: 결합 링크

Claims

폴딩 영역 및 상기 폴딩 영역 양 측의 비폴딩 영역을 포함하는 표시 패널; 및
상기 표시 패널 하부에서 상기 폴딩 영역에 대응하는 영역에 배치되어, 상기 표시 패널을 내측 폴딩(in folding) 또는 외측 폴딩(out folding)시키도록 구성된 힌지부를 포함하고,
상기 힌지부는 복수의 회전축 및 상기 복수의 회전축 사이에 배치된 복수의 결합 링크를 포함하는, 폴더블 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 복수의 결합 링크는 평탄면을 가지는 제1면과, 곡면을 가지는 제2면을 포함하고,
상기 회전축은 상기 곡면에 접하도록 배치되는, 폴더블 표시 장치.
제2항에 있어서,
상기 제2면은 2개의 오목면 및 상기 오목면 사이의 볼록면을 포함하고,
상기 오목면의 곡률 반경은 상기 회전축의 곡률 반경에 대응하는, 폴더블 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 복수의 결합 링크는 순차적으로 상하 대칭으로 배열되는, 폴더블 표시 장치.
제2항에 있어서,
상기 복수의 결합 링크 중 제1 결합 링크는 상기 제1 면이 상부를 향하도록 배치되고,
상기 제1 결합 링크와 인접한 제2 결합 링크는 상기 제1 면이 하부를 향하도록 배치되는, 폴더블 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 회전축은 복수의 체결 홈을 포함하고,
상기 결합 링크는 상기 복수의 체결 홈에 링크되는 복수의 체결부를 포함하는, 폴더블 표시 장치.
제6항에 있어서,
상기 복수의 체결 홈은 상기 회전축의 곡률 중심과 동일한 곡률 중심을 가지며,
상기 복수의 체결 홈은 상기 회전축 표면의 삽입부 및 상기 삽입부로부터 내측으로 형성된 결합부를 포함하고,
상기 결합부의 폭이 상기 삽입부의 폭보다 넓은, 폴더블 표시 장치.
제6항에 있어서,
상기 복수의 체결부는 제1 폭을 갖는 바디부 및 상기 제1 폭보다 넓은 제2 폭을 갖는 헤드부를 포함하는, 폴더블 표시 장치.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 회전축의 삽입부의 길이가 상기 결합 링크의 바디부의 길이보다 긴, 폴더블 표시 장치.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 회전축의 삽입부의 폭이 상기 결합 링크의 헤드부의 폭보다 좁은, 폴더블 표시 장치.
제6항에 있어서,
상기 복수의 체결부는 탄성체를 포함하는, 폴더블 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 표시 패널은 폴딩축에 수직한 방향을 따라 순차적으로 위치하는 제1 비폴딩 영역, 제1 폴딩 영역, 제2 비폴딩 영역, 제2 폴딩 영역 및 제3 비폴딩 영역을 포함하는, 폴더블 표시 장치.