KR20230106580A - 이동 단말기 - Google Patents

Abstract

제1 프레임과 상기 제1 프레임의 배면에 상기 제1 방향 또는 상기 제1 방향의 역방향인 제2 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 결합한 제2 프레임을 포함하는 바디; 상기 바디의 일측을 감싸는 측면부를 포함하는 플렉서블 디스플레이부; 및 상기 제1 프레임을 상기 제2 프레임에 대해 제1 방향 또는 제2 방향으로 슬라이드 이동시키는 구동부를 포함하고, 상기 제1 프레임의 배면은 상기 제2 상태에서 배면으로 노출되는 제1 배면과 상기 제2 상태에서 상기 제2 프레임과 중첩된 상태를 유지하는 제2 배면을 포함하며, 상기 구동부는, 상기 제2 프레임에 실장된 모터; 상기 모터의 회전력을 전달받아 회전하는 피니언 기어; 및 상기 제1 프레임의 상기 제2 배면에 체결되며 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 피니언 기어와 맞물려 직선운동하는 랙기어를 포함하는 이동 단말기에 관한 것이다.

Description

이동 단말기

본 발명은 이동 단말기에 관한 것으로서 플렉서블한 디스플레이를 가지며 상기 디스플레이가 슬라이딩하면서 화면의 크기를 확장할 수 있는 이동 단말기에 관한 것이다.

단말기는 이동 가능여부에 따라 이동 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)으로 나뉠 수 있다. 다시 이동 단말기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대(형) 단말기(handheld terminal) 및 거치형 단말기(vehicle mounted terminal)로 나뉠 수 있다.

디스플레이 디바이스는 사용자가 시청할 수 있는 영상을 수신, 처리 및 표시하는 기능을 갖춘 장치이다. 디스플레이 디바이스는 예를 들어, 방송국에서 송출되는 방송신호 중 사용자가 선택한 방송을 수신하고 수신된 신호로부터 영상신호를 분리하며, 다시 분리된 영상신호를 디스플레이에 표시한다.

최근들어, 방송기술 및 네트워크 기술의 발달로 인해 디스플레이 디바이스의 기능도 상당히 다양해져 왔으며, 상기 디바이스의 성능도 이에 따라 향상되어 왔다. 즉, 디스플레이 디바이스는 단순히 방송되는 컨텐츠 뿐만 아니라 다른 다양한 컨텐츠들을 사용자에게 제공하도록 발전해오고 있다. 예를 들어, 디스플레이 디바이스는 방송국으로부터 수신되는 프로그램뿐만 아니라 각종 애플리케이션을 이용하여 게임 플레이, 음악 감상, 인터넷 쇼핑, 사용자 맞춤정보등도 제공할 수 있다. 이러한 확장된 기능의 수행을 위해 디스플레이 디바이스는 기본적으로 다양한 통신 프로토콜을 이용하여 다른 기기들 또는 네트워크에 연결되며, 사용자에게 상시적인 컴퓨팅 환경(ubiquitous computing)을 제공할 수 있다. 즉, 디스플레이 디바이스는 네트워크로의 연결성(connectivity) 및 상시적 컴퓨팅을 가능하게 하는 스마트 디바이스로 진화되어 있다.

한편, 최근에는 충분한 탄성을 가져 큰 변형이 가능한 플렉서블 디스플레이가 개발되었다. 이러한 플렉서블 디스플레이의 변형하는 성질을 이용하여 이동 단말기의 크기를 가변할 수 있다. 이처럼 가변하는 구조의 이동 단말기는 이동 단말기의 크기 변화가 안정적으로 이루어져야 하며, 확장된 디스플레이부가 평평한 면을 유지할 수 있도록 서포트하는 구조가 필요하다.

또한, 가변 구조로 인하여 내부로 오염물질이 유입되는 것을 방지하기 위해 외부로 노출되는 부품을 최소화할 필요가 있다.

본 발명의 목적은 플렉서블 디스플레이부가 꺾이는 지점을 특정 위치로 한정하지 않아 플렉서블 디스플레이부의 내구성을 향상시키고 랙기어가 외부로 노출되지 않는 구동부를 구비한 이동 단말기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

제1 상태 및 상기 제1 상태에서 제1 방향으로 확장된 제2 상태로 전환 가능한 이동단말기에 있어서, 제1 프레임과 상기 제1 프레임의 배면에 상기 제1 방향 또는 상기 제1 방향의 역방향인 제2 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 결합한 제2 프레임을 포함하는 바디; 상기 바디 전면에 위치하는 전면부, 상기 바디의 배면에 위치하는 배면부 및 상기 전면부와 상기 배면부를 연결하며 상기 바디의 일측을 감싸는 측면부를 포함하는 플렉서블 디스플레이부; 및 상기 제1 프레임을 상기 제2 프레임에 대해 제1 방향 또는 제2 방향으로 슬라이드 이동시키는 구동부를 포함하고, 상기 제1 프레임의 배면은 상기 제2 상태에서 배면으로 노출되는 제1 배면과 상기 제2 상태에서 상기 제2 프레임과 중첩된 상태를 유지하는 제2 배면을 포함하며, 상기 구동부는, 상기 제2 프레임에 실장된 모터; 상기 모터의 회전력을 전달받아 회전하는 피니언 기어; 및 상기 제1 프레임의 상기 제2 배면에 체결되며 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 피니언 기어와 맞물려 직선운동하는 랙기어를 포함하는 이동 단말기를 제공한다.

상기 모터 및 상기 피니언 기어는 복수개가 상기 제1 방향으로 이격되어 배치되고, 상기 랙기어는 상기 복수개의 피니언 기어 중 적어도 하나와 맞물려 직선운동할 수 있다.

상기 피니언 기어는 한 쌍이 상기 제1 방향으로 나란히 배치되고, 상기 한 쌍의 피니언 기어를 동시에 감싸며 상기 한 쌍의 피니언 기어의 회전을 동기화하는 기어체인을 포함할 수 있다.

상기 제2 프레임의 배면에서 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향으로 슬라이드 가능하게 결합하고, 배면에 상기 플렉서블 디스플레이부의 단부가 고정되는 슬라이드 프레임을 포함하며, 상기 슬라이드 프레임의 전면에 체결되고 상기 피니언 기어와 맞물려 회전하는 보조 랙기어를 포함할 수 있따.

상기 피니언 기어는 한 쌍이 제1 방향으로 나란히 배치되고, 상기 랙기어와 상기 보조 랙기어는 상기 한 쌍의 피니언 기어 중 적어도 하나와 맞물려 슬라이드 이동할 수 있다.

상기 피니언 기어는 상기 랙기어와 상기 보조 랙기어 중 하나와 맞물려 회전하며, 상기 제1 프레임 및 상기 슬라이드 프레임을 슬라이드 이동시킬 수 있다.

상기 보조 랙기어의 길이는 상기 랙기어의 길이보다 짧게 형성할 수 있다.

상기 랙기어는 상기 제1 프레임의 제2 배면에 체결되는 고정기어; 및 상기 고정기어의 단부에 연결되고 상기 제1 상태 또는 상기 제2 상태에서 휨변형 가능한 연성기어를 포함하고, 상기 연성기어는 상기 제1 프레임에 체결되지 않을 수 있다.

상기 제2 프레임 내부에 위치하며 상기 연성기어의 휨변형을 가이드 하는 곡선가이드를 포함할 수 있다.

상기 피니언 기어는 상기 제1 방향에 수직인 제3 방향으로 연장된 회전축을 중심으로 회전하며, 상기 연성기어는 상기 이동 단말기의 두께 방향으로 휘어질 수 있다.

상기 피니언 기어는 상기 이동 단말기의 두께 방향으로 연장된 회전축을 중심으로 회전하며, 상기 연성기어는 상기 이동 단말기의 제3 방향으로 휘어질 수 있다.

상기 구동부는 상기 제1 방향에 수직인 제3 방향으로 이격하여 배치된 한 쌍을 포함할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 이동 단말기는 크기가 가변하여 사용성 및 휴대성을 높일 수 있다.

또한, 플렉서블 디스플레이부의 곡면부가 특정부위로 제한되지 않아, 이동 단말기의 크기 변화시 특정 부위에만 가해지는 응력을 분산시킬 수 있다.

또한, 이동 단말기가 확장된 경우에도 안정적으로 편평한 디스플레이부를 유지할 수 있어 확장된 상태에서 연속적인 대화면을 구현할 수 있다.

또한, 이동 단말기의 슬라이드 이동이 뒤틀림 없이 자연스럽게 이루어질 수 있어, 사용중 파손 및 고장이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 랙기어가 확장된 상태에서 외부로 노출되는 것을 방지하여 오염물질이 유입되는 것을 방지할 수 있으며 내구성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시예와 같은 특정 실시예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 이동 단말기의 일 실시예에 따른 제1 상태와 제2 상태의 전면도이다.
도 3은 이동 단말기의 일 실시예에 따른 제1 상태와 제2 상태의 배면도이다.
도 4는 이동 단말기를 제3 방향에서 바라본 측면도이다.
도 5 및 도 6은 이동 단말기의 일 실시예에 따른 분해사시도이다.
도 7은 이동 단말기의 일 실시예에 따른 내부를 도시한 도면이다.
도 8 은 이동 단말기의 다른 실시예에 따른 내부를 도시한 도면이다.
도 9는 이동 단말기의 구동부의 일 실시예를 도시한 도면이다. 도 10은 도 2의 A-A 및 B-B의 단면도이다.
도 11은 이동 단말기의 일 실시예에 따른 디스플레이부, 롤링 힌지를 도시한 도면이다.
도 12 및 도 13은 이동 단말기의 제2 상태에서 제1 프레임과 제2 프레임을 도시한 도면이다.
도 14는 도 13의 보강리브와 지지부의 제3 방향 단면을 도시한 도면이다.
도 15 및 도 16은 이동 단말기의 기어커버의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 17은 이동 단말기의 기어커버의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 18 내지 도 25는 도 2의 A-A 및 B-B의 단면도로, 구동부의 실시예를 도시한 도면이다.
도 26 및 도 27는 플렉서블 디스플레이부가 생략된 상태의 제1 상태와 제2 상태를 도시한 정면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이다.

상기 이동 단말기(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 센싱부(140), 출력부(150), 인터페이스부(160), 메모리(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 구성요소들은 이동 단말기를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 이동 단말기는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100) 사이, 또는 이동 단말기(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(110)는, 이동 단말기(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.

이러한 무선 통신부(110)는, 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114), 위치정보 모듈(115) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

먼저, 무선 통신부(110)에 대하여 살펴보면, 무선 통신부(110)의 방송 수신 모듈(111)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다. 상기 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널을 포함할 수 있다. 적어도 두 개의 방송 채널들에 대한 동시 방송 수신 또는 방송 채널 스위칭을 위해 둘 이상의 상기 방송 수신 모듈이 상기 이동단말기(100)에 제공될 수 있다.

이동통신 모듈(112)은, 이동통신을 위한 기술표준들 또는 통신방식(예를 들어, GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), CDMA2000(Code Division Multi Access 2000), EV-DO(Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등)에 따라 구축된 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다.

상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.

무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 이동 단말기(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 기술들에 따른 통신망에서 무선 신호를 송수신하도록 이루어진다.

무선 인터넷 기술로는, 예를 들어 WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등이 있으며, 상기 무선 인터넷 모듈(113)은 상기에서 나열되지 않은 인터넷 기술까지 포함한 범위에서 적어도 하나의 무선 인터넷 기술에 따라 데이터를 송수신하게 된다.

WiBro, HSDPA, HSUPA, GSM, CDMA, WCDMA, LTE, LTE-A 등에 의한 무선인터넷 접속은 이동통신망을 통해 이루어진다는 관점에서 본다면, 상기 이동통신망을 통해 무선인터넷 접속을 수행하는 상기 무선 인터넷 모듈(113)은 상기 이동통신 모듈(112)의 일종으로 이해될 수도 있다.

근거리 통신 모듈(114)은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다. 이러한, 근거리 통신 모듈(114)은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 통해 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100) 사이, 또는 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100, 또는 외부서버)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다. 상기 근거리 무선 통신망은 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks)일 수 있다.

위치정보 모듈(115)은 이동 단말기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 WiFi(Wireless Fidelity) 모듈이 있다. 예를 들어, 이동 단말기는 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 이동 단말기의 위치를 획득할 수 있다. 다른 예로서, 이동 단말기는 Wi-Fi모듈을 활용하면, Wi-Fi모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)의 정보에 기반하여, 이동 단말기의 위치를 획득할 수 있다. 필요에 따라서, 위치정보모듈(115)은 치환 또는 부가적으로 이동 단말기의 위치에 관한 데이터를 얻기 위해 무선 통신부(110)의 다른 모듈 중 어느 기능을 수행할 수 있다. 위치정보모듈(115)은 이동 단말기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위해 이용되는 모듈로, 이동 단말기의 위치를 직접적으로 계산하거나 획득하는 모듈로 한정되지는 않는다.

입력부(120)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 122), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(123, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.

카메라(121)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시되거나 메모리(170)에 저장될 수 있다. 한편, 이동 단말기(100)에 구비되는 복수의 카메라(121)는 매트릭스 구조를 이루도록 배치될 수 있으며, 이와 같이 매트릭스 구조를 이루는 카메라(121)를 통하여, 이동 단말기(100)에는 다양한 각도 또는 초점을 갖는 복수의 영상정보가 입력될 수 있다. 또한, 복수의 카메라(121)는 입체영상을 구현하기 위한 좌 영상 및 우 영상을 획득하도록, 스트레오 구조로 배치될 수 있다.

마이크로폰(122)은 외부의 음향 신호를 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 이동 단말기(100)에서 수행 중인 기능(또는 실행 중인 응용 프로그램)에 따라 다양하게 활용될 수 있다. 한편, 마이크로폰(122)에는 외부의 음향 신호를 입력 받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.

사용자 입력부(123)는 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 것으로서, 사용자 입력부(123)를 통해 정보가 입력되면, 제어부(180)는 입력된 정보에 대응되도록 이동 단말기(100)의 동작을 제어할 수 있다. 이러한, 사용자 입력부(123)는 기계식 (mechanical) 입력수단(또는, 메커니컬 키, 예를 들어, 이동 단말기(100)의 전·후면 또는 측면에 위치하는 버튼, 돔 스위치 (dome switch), 조그 휠, 조그 스위치 등) 및 터치식 입력수단을 포함할 수 있다. 일 예로서, 터치식 입력수단은, 소프트웨어적인 처리를 통해 터치스크린에 표시되는 가상 키(virtual key), 소프트 키(soft key) 또는 비주얼 키(visual key)로 이루어지거나, 상기 터치스크린 이외의 부분에 배치되는 터치 키(touch key)로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 가상키 또는 비주얼 키는, 다양한 형태를 가지면서 터치스크린 상에 표시되는 것이 가능하며, 예를 들어, 그래픽(graphic), 텍스트(text), 아이콘(icon), 비디오(video) 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.

센싱부(140)는 이동 단말기 내 정보, 이동 단말기를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(140)는 근접센서(141, proximity sensor), 조도 센서(142, illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121 참조)), 마이크로폰(microphone, 122 참조), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 이동 단말기는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.

출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(151), 음향 출력부(152), 햅팁 모듈(153), 광 출력부(154) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이부(151)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 이동 단말기(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(123)로써 기능함과 동시에, 이동 단말기(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.

음향 출력부(152)는 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(170)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력부(152)는 이동 단말기(100)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력부(152)에는 리시버(receiver), 스피커(speaker), 버저(buzzer) 등이 포함될 수 있다.

햅틱 모듈(haptic module)(153)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(153)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 될 수 있다. 햅틱 모듈(153)에서 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 사용자의 선택 또는 제어부의 설정에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 햅틱 모듈(153)은 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.

광출력부(154)는 이동 단말기(100)의 광원의 빛을 이용하여 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 이동 단말기(100)에서 발생 되는 이벤트의 예로는 메시지 수신, 호 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 애플리케이션을 통한 정보 수신 등이 될 수 있다.

인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(160)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이동 단말기(100)에서는, 상기 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.

또한, 메모리(170)는 이동 단말기(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 이동 단말기(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 이동 단말기(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 이동 단말기(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 이동 단말기(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, 이동 단말기(100) 상에 설치되어, 제어부(180)에 의하여 상기 이동 단말기의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.

제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 이동 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.

또한, 제어부(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1와 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 이동 단말기(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.

전원공급부(190)는 제어부(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 이동 단말기(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(190)는 배터리(191)를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.

상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시예들에 따른 이동 단말기의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 이동 단말기의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 이동 단말기 상에서 구현될 수 있다.

도 2는 이동 단말기의 일 실시예에 따른 제1 상태와 제2 상태의 전면도이고, 도 3는 이동 단말기의 일 실시예에 따른 제1 상태와 제2 상태의 배면도이다. 도 2의 (a) 및 도 3의 (a)는 이동 단말기가 축소된 제1 상태를 도시한 도면이고, 도 2의 (b) 및 도 3의 (b)는 이동 단말기가 확대된 제2 상태를 도시한 도면이다.

본 발명의 이동 단말기(100)는 크기가 가변하는 바디를 포함한다. 바디는 제1 프레임(101)과 제2 프레임(102)을 포함하며, 제2 프레임(102)이 제1 프레임(101)의 제1 방향 또는 제2 방향으로 이동하며 바디의 크기가 변화할 수 있다. 제1 상태는 바디(이동 단말기)가 축소된 상태이고 제2 상태는 바디(이동 단말기)가 확장된 상태이다.

제1 프레임(101)과 제2 프레임(102)의 이동은 상대적인 것으로 제1 상태에서 제2 상태로 전환시 제1 프레임(101) 기준으로 제2 프레임(102)은 제1 방향으로 이동하고, 제2 프레임(102) 기준으로 제1 프레임(101)은 제2 방향으로 이동한다. 따라서 제1 방향으로 확장은 도면상 가로방향으로의 확장을 의미한다. 도시된 바와 같이, 제1 상태의 이동 단말기(100)는 축소된 상태이며, 제 2 상태의 이동 단말기(100)에 비해 작은 크기를 갖는다. 또한, 이동 단말기(100)의 전면에 위치되는 디스플레이(151)의 크기도 제 2 상태보다 작아진다. 제 1 상태의 이동 단말기(100)는 제1 방향(D1)으로 확장되어 제 2 상태로 전환될 수 있다. 상기 제 2 상태에서, 도 2(b)에 도시된 바와 같이 이동 단말기(100)의 크기 및 전면에 위치하는 디스플레이부(151)의 크기가 제1 상태보다 더 커지고 도 3(b)에 도시된 바와 같이 배면에 위치하는 디스플레이부(151)의 크기는 축소된다. 즉, 제1 상태에서 이동 단말기(151)의 배면에 위치하던 디스플레이부(151) 중 일부는 제2 상태에서 이동 단말기(100)의 전면으로 이동한다.

다음의 설명에서, 이동 단말기(100) 및 이의 디스플레이(151)가 확장(extend or enlarge)되는 방향은 제 1 방향(D1), 제2 상태에서 제1 상태로 전환되기 위해 수축(contact or retract) 또는 축소(reduce)되는 방향은 제2 방향(D2)이라 하며, 상기 제 1 및 제 2 방향들(D1, D2)에 수직인 방향을 제3 방향이라 한다. 제1 및 제2 방향은 수평방향이고 제3 방향은 수직방향을 기준으로 설명하나, 이동 단말기(100)의 배치에 따라 제1 및 제2 방향이 수직방향이 될 수 있고, 제3 방향이 수평방향이 될 수 있다.

이와 같이 디스플레이부의 위치가 가변될 수 있도록 디스플레이부는 휘어지는 플렉서블 디스플레이부(151)를 이용할 수 있다. 플렉서블 디스플레이부(151)는 기존의 평판 디스플레이와 같이 평평한 상태를 유지할 수 있고, 종이와 같이 휘어짐, 구부러짐, 접힘, 비틀림 또는 말림이 가능한 디스플레이부이다. 얇고 유연한 기판 위에 제작되어, 가볍고 쉽게 깨지지 않는 튼튼한 디스플레이를 말한다. 종이와 같이 특정 방향으로 휘어질 수 있으며, 본 발명의 플렉서블 디스플레이부는 제1 방향으로 곡률이 변화할 수 있도록 배치할 수 있다.

또한, 전자 종이는 일반적인 잉크의 특징을 적용한 디스플레이 기술로서, 반사광을 사용하는 점이 기존의 평판 디스플레이와 다른 점일 수 있다. 전자 종이는 트위스트 볼을 이용하거나, 캡슐을 이용한 전기영동(electrophoresis)을 이용하여, 정보를 변경할 수 있다.

플렉서블 디스플레이부(151)가 변형되지 않는 상태(예를 들어, 무한대의 곡률반경을 가지는 상태, 이하 기본상태라 한다)에서, 플렉서블 디스플레이부(151)의 디스플레이 영역은 평면이 된다. 상기 기본상태에서 외력에 의하여 변형된 상태(예를 들어, 유한의 곡률반경을 가지는 상태, 이하, 변형상태라 한다)에서는 상기 디스플레이 영역이 곡면이 될 수 있다. 도시된 바와 같이, 상기 변형상태에서 표시되는 정보는 곡면상에 출력되는 시각 정보가 될 수 있다. 이러한 시각 정보는 매트릭스 형태로 배치되는 단위 화소(sub-pixel)의 발광이 독자적으로 제어됨에 의하여 구현된다. 상기 단위 화소는 하나의 색을 구현하기 위한 최소 단위를 의미한다.플렉서블 디스플레이부(151)에 외력이 가해지면, 플렉서블 디스플레이부(151)는 평평한 상태인 상기 기본상태에서 평평한 상태가 아닌 휘어진 상태로 변형될 수 있다.

한편, 플렉서블 디스플레이부(151)는 터치센서와 조합되어 플렉서블 터치 스크린을 구현할 수 있다. 플렉서블 터치 스크린에 대하여 터치가 이루어지면, 제어부(180, 도 1 참조)는 이러한 터치입력에 상응하는 제어를 수행할 수 있다. 플렉서블 터치 스크린은 상기 기본상태뿐만 아니라 상기 변형상태에서도 터치입력을 감지하도록 이루어질 수 있다.

터치 센서는 저항막 방식, 정전용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식, 자기장 방식 등 여러 가지 터치방식 중 적어도 하나를 이용하여 터치 스크린에 가해지는 터치(또는 터치입력)을 감지한다.

일 예로서, 터치 센서는, 터치 스크린의 특정 부위에 가해진 압력 또는 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는, 터치 스크린 상에 터치를 가하는 터치 대상체가 터치 센서 상에 터치 되는 위치, 면적, 터치 시의 압력, 터치 시의 정전 용량 등을 검출할 수 있도록 구성될 수 있다.

한편, 이동 단말기(100)에는 플렉서블 디스플레이부(151)의 변형을 감지할 수 있는 변형감지수단이 구비될 수 있다. 이러한 변형감지수단은 센싱부(140, 도 1 참조)에 포함될 수 있다.

상기 변형감지수단은 플렉서블 디스플레이부(151) 또는 제 1 프레임 및 제2 프레임(101, 102)에 구비되어, 플렉서블 디스플레이부(151)의 변형과 관련된 정보를 감지할 수 있다. 여기에서, 변형과 관련된 정보는, 플렉서블 디스플레이부(151)가 변형된 방향, 변형된 정도, 변형된 위치, 변형된 시간 및 변형된 플렉서블 디스플레이부(151)가 복원되는 가속도 등이 될 수 있으며, 이 밖에도 플렉서블 디스플레이부(151)의 휘어짐으로 인하여 감지 가능한 다양한 정보일 수 있다.

또한, 제어부(180)는 상기 변형감지수단에 의하여 감지되는 플렉서블 디스플레이부(151)의 변형과 관련된 정보에 근거하여, 플렉서블 디스플레이부(151) 상에 표시되는 정보를 변경하거나, 이동 단말기(100)의 기능을 제어하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다.

또한, 플렉서블 디스플레이부(151)의 변형은 제1 프레임(101) 및 제2 프레임(102)의 위치에 따라 달라질 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 제1 프레임과 제2 프레임의 위치에 따라 플렉서블 디스플레이부(151)의 꺾어진 위치가 결정되므로, 플렉서블 디스플레이부(151)의 변형 감지수단 대신 제1 프레임(101)과 제2 프레임(102)의 위치에 따라 플렉서블 디스플레이부(151)의 휨변형 위치와 전면에 위치하는 면적을 산출할 수 있다.

플렉서블 디스플레이부(151)의 상태전환(제 1 또는 제 2 상태), 즉 이동 단말기(100)의 크기변화에 따른 디스플레이부(151)의 이동 단말기(100)의 전면 및 후면에서의 크기 변화는, 사용자에 의해 가해지는 힘에 의해 수동으로 수행될 수 있으나, 이러한 수동적인 방식에 국한되지 않는다. 예를 들어, 이동 단말기(100) 또는 플렉서블 디스플레이부(151)가 제 1 상태를 가지고 있을 때, 사용자 혹은 애플리케이션의 명령에 의해서, 제 2 상태로 사용자에 의해 가해지는 외력없이 변형될 수도 있다. 이와 같이 외력 없이 플렉서블 디스플레이(151)가 자동적으로 변형되기 위해서, 이동 단말기(100)는 후술되는 구동부(200)를 포함할 수 있다.

본 발명의 플렉서블 디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)의 제1 방향의 측부를 감싸며 감겨지면서(roll) 180도 꺾어진다. 따라서, 이동 단말기(100)의 측부를 기준으로 플렉서블 디스플레이부(151)의 일부는 이동 단말기(100)의 전면에 배치되고, 플렉서블 디스플레이부(151)의 다른 부분은 이동 단말기(100)의 배면에 배치된다. 설명의 편의를 위해 전면에 위치하는 플렉서블 디스플레이부(151)를 전면부라 하고 배면에 위치하는 플렉서블 디스플레이부(151)를 배면부라 한다. 이동 단말기는 도 2에 도시된 바와 같이 제1 방향으로 확장되거나 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향으로 수축될 수 있으며, 이 경우 전면에 위치하는 플렉서블 디스플레이부(151)의 영역이 변화한다. 즉, 전면부와 배면부의 크기는 이동 단말기의 상태 변화에 따라 달라질 수 있다.

이동 단말기(100)의 전면에 위치한 플렉서블 디스플레이부(151)의 일부는 상기 제1 프레임(101)의 전면에 움직이지 않게 고정될 수 있으며, 이동 단말기(100)에 배면에 위치하는 이의 다른 부분은 상기 배면에 이동 가능하게 제공될 수 있다.

또한, 플렉서블 디스플레이부(151)는 상기 이동 단말기의 제1 방향의 측부에서 감겨지거나 풀어질 수 있으며, 이에 따라 이의 이동 단말기(100) 배면에 배치되는 부분을 이동시켜, 플렉서블 디스플레이부(151)의 이동 단말기(100) 전면에 배치되는 영역의 크기가 조절될 수 있다. 플렉서블 디스플레이부(151)의 면적은 정해져 있고 하나의 연속적인 몸체로 이루어져 있기 때문에 전면부 면적이 늘어나면 배면부 면적이 줄어든다. 이와 같은 디스플레이부(151)는 후술되는 제 1 프레임(101)에 상대적으로 이동 가능한 제 2 프레임(102)내에, 정확하게는 상기 제 2 프레임(102)의 제1 방향의 측부에 감겨질 수 있으며, 이동 단말기(100)의 전면에서의 디스플레이부(151)의 면적을 조절하도록 제 2 프레임(102)의 이동방향에 따라 제 2 프레임(102)에 감겨지면서 상기 제 2 프레임(102)로부터 인출(withdraw or pulled out)되거나 이에 인입(insert or pushed into)될 수 있다. 이러한 작동은 이동 단말기(100)의 다른 관련 구성요소들과 함께 보다 상세하게 후술된다.

통상적으로 안테나는 이동 단말기(100)의 케이스 또는 하우징에 제공되나, 이동 단말기(100)의 전면을 비롯하여 배면까지 커버하는 플렉서블 디스플레이부(151)에 의해 상기 케이스에 안테나가 설치되는 부위가 제한될 수 있다. 이러한 이유로, 플렉서블 디스플레이부(151)상에 안테나가 구현할 수 있다. 디스플레이 내장형 안테나(AOD: Antenna on Display)는 패턴이 새겨진 전극층과 유전층이 겹겹이 투명 필름을 구성하는 형태의 안테나이다. 디스플레이 내장형 안테나는 기존의 구리 니켈도금 방식으로 구현하는 LDS(laser Direct Structuring) 기술보다 더 얇게 구현할 수 있어 두께에 영향을 거의 미치지 않으면서 외관으로 드러나지 않는 장점이 있다. 또한, 디스플레이 내장형 안테나는 디스플레이부(151)로부터 직접적으로 신호를 송수신할 수 있다. 따라서, 본 발명과 같이 양면에 디스플레이부(151)가 위치하는 이동 단말기(100)에서는 디스플레이 내장형 안테나를 이용할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이 이동 단말기(100)의 배면에 위치하는 후방카메라(121b)를 포함할 수 있다. 제1 상태에서 제1 방향에 디스플레이부(151)의 배면부가 위치하고 제2 프레임(102)의 공간을 카메라(121b), 사용자 입력부(123), 안테나 지문센서 등 부품이 실장될 수 있다.

도 4는 이동 단말기(100)를 제3 방향에서 바라본 측면도이다. 본 발명의 제1 프레임(101)은 제2 프레임(102)에 비해 얇은 판형상의 부재로 디스플레이부(151)의 제1 영역의 배면을 지지하고 제1 영역이 슬라이드 이동하여 플렉서블 디스플레이부(151)의 전면부의 면적이 확장된다. 제2 프레임(102)은 제1 프레임(101)보다 두껍고 전방부와 후방부(1022)를 포함하며 그 사이에 각종 부품이 수용될 수 있으며, 제2 프레임(102)의 제1 방향 단부에서 플렉서블 디스플레이부(151)가 감겨 배면 방향으로 연장될 수 있다. 제2 프레임(102)은 제1 방향 단부에 곡면을 포함하고, 제2 프레임(102)을 감싸 꺾어진 플렉서블 디스플레이부(151)의 측면부를 보호하는 사이드 프레임(1024)을 더 포함할 수 있다.

제1 프레임(101)의 두께가 얇고 실질적으로 부품은 제2 프레임(102)에 실장되며 제1 상태의 이동 단말기 배면은 제2 프레임(102)의 후방부(1022)가 구성할 수 있다. 제2 프레임(102)의 후방부(1022)는 제1 방향에 플렉서블 디스플레이부(151)의 배면부가 위치하는 제1 후방부(1022a)와 제1 상태 및 제2 상태에서 항상 후방으로 노출된 제2 후방부(1022b)를 포함할 수 있다.

상기 제2 후방부(1022b)에는 이동 단말기의 후방을 향하는 후방카메라(121b)가 실장될 수 있으며, 후방카메라(121b)는 광각, 초광각, 망원 등 화각이 다른 카메라를 복수 개 구비할 수 있다. 제2 후방부(1022b)에 후방카메라(121b) 이외에 근접센서(141), 음향출력부(152) 등이 위치할 수 있으며, 안테나가 설치될 수도 있다.

제1 상태에서는 도 3의 (a)와 같이 디스플레이부(151)의 배면부와 나란히 배치되어 후방카메라(121b)로 셀피 촬영이 가능하며, 사용자가 바라보는 대상체를 촬영하기 위해서는 제1 상태뿐만 아니라 제2 상태에서도 디스플레이부(151)의 전면부를 보면서 촬영할 수 있다. 제2 상태에서는 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 후방카메라(121b)는 이동 단말기(100)의 중앙부분에 위치하게 되어 촬영 시 디스플레이부를 보면서 피사체의 위치를 중앙에 맞추기 용이하다.

제2 프레임의 제1 후방부(1022a)는 디스플레이부(151)의 배면부가 이동하는 공간이다. 디스플레이부(151)의 이동을 방해하지 않고 제2 프레임(102)의 제1 후방부(1022a)가 외부로 노출되는 것을 방지하기 위해 후면커버(1025)를 더 포함할 수 있다. 후면커버(1025)와 제1 후방부(1022a) 사이에서 디스플레이부(151)와 슬라이드 프레임(103)이 이동할 수 있다. 후면커버(1025)는 제1 후방부(1022a)만 커버할 수도 있고, 제2 후방부(1022b)까지 커버하여 카메라 등의 부품을 보호할 수 있다.

후면커버(1025)는 불투명한 소재를 이용할 수도 있으나, 광투과성 소재르 이용하면, 이동 단말기의 후면에 위치하는 디스플레이부를 이용하여 사용자에게 정보를 제공할 수 있다. 후면커버(1025)는 미러코팅을 통해 디스플레이부(151)가 활성화 된 경우에만 사용자에게 내부가 보이고 디스플레이부(151)가 꺼진 상태에서는 내부가 보이지 않도록 구성할 수 있다. 후방카메라(121b)가 위치하는 부분만 후면커버(1025)의 미러 코팅등을 생략하여 투명도를 높일 수 있다.

도 2의 (b) 및 도 3의 (b)와 같이 이동 단말기(100)의 제3 방향 단부에서 돌출되는 팝업카메라(121a)를 더 포함할 수 있다. 카메라는 해상도 등 화질을 확보하기 위해 소정크기 이상의 렌즈가 필요하므로 디스플레이부(151)의 상부 베젤에 카메라가 위치하는 경우 이동 단말기 상부의 베젤 크기를 줄이기 어렵다. 이동 단말기의 전면의 상부 베젤의 크기를 최소화 하기 위해 카메라를 선택적으로 수납 인출되는 팝업형태로 구현할 수 있다.

팝업카메라(121a)는 사용하지 않는 경우 제2 프레임(102)의 내부에 위치하다가 사용자가 카메라 기능을 활성화 하면 상부로 돌출될 수 있다. 도면상 제2 상태에서 팝업카메라(121a)가 돌출된 것으로 도시되어 있으나 제1 상태에서도 카메라 기능을 활성화 하면 제2 프레임(102)으로부터 인출될 수 있다.

팝업카메라(121a)는 탄성부재를 이용하여 제2 프레임(102)으로부터 인출할 수도 있고, 별도의 모터를 이용하여 인출할 수도 있다. 모터(201)를 이용하는 경우 사용자가 카메라 기능의 활성화 여부에 따라 팝업카메라(121a)가 자동으로 인출 또는 수납될 수 있다. 도면상 팝업카메라(121a)는 이동 단말기의 전방을 향하도록 배치되어 있으나, 회전하여 후방을 향하도록 배치될 수도 있다.

또는 상기 팝업카메라(121a)는 제2 프레임(102)에 수납된 경우 배면방향을 향하여 제2 후방부에 형성된 렌즈홀을 통해 이미지 촬영이 가능하고 인출된 경우 전면방향을 향하여 셀피촬영이 가능한 회전형 카메라를 포함할 수 있다.

다른 실시예로 상기 팝업카메라(121a)는 힌지 운동을 통해 배면방향에 위치하는 후방카메라(121b)가 180도 회전하며 전방으로 방향을 변경하여 이동 단말기의 전방을 촬영할 수 있다.

팝업카메라(121a)가 프레임 내부로 수납 시 후방을 향하도록 회전하여 후방카메라(121b)로 기능을 할 수 있다. 카메라모듈로 이동 단말기의 팝업카메라(121a) alc 후방카메라(121b)를 모두 구현할 수 있다.

도 5 및 도 6은 이동 단말기의 일 실시예에 따른 분해사시도로서, 도 5는 전면 방향에서 바라본 분해 사시도이고, 도 6은 배면 방향에서 바라본 분해사시도이다.

본 발명의 이동 단말기(100)는 부품이 실장되는 프레임(101, 102)을 포함하고, 본 발명의 프레임(101, 102)은 도 2에 도시된 바와 같이 제1 방향으로 크기가 가변될 수 있다. 적어도 하나 이상의 프레임(101, 102)이 상대적으로 움직이며 제1 방향의 크기가 달라질 수 있다. 프레임(101, 102)은 내부에 전자부품이 실장되고 외부에 플렉서블 디스플레이부(151)가 위치한다.

본 발명의 이동 단말기(100)는 플렉서블 디스플레이부(151)를 포함하므로 플렉서블 디스플레이부(151)는 프레임(101, 102)의 전면과 배면을 감싸는 형태로 결합할 수 있다. 프레임은 제1 프레임(101)과 제1 프레임(101)에 대해 제1 방향으로 이동하는 제2 프레임(102)을 포함할 수 있다.

제1 프레임(101)은 이동 단말기의 전면을 구성하고, 제1 프레임(101)의 배면에 제2 프레임(102)에 결합한다. 제2 프레임(102)은 전방부(1021), 후방부(1022) 및 이동 단말기(100)의 측면 외관을 형성하는 측부 사이에 각종 부품이 수용되는 공간을 포함하는 메인 바디로서 구성될 수 있다. 제 2 프레임(101)내의 공간 내에 이동 단말기(100)의 부품으로서 카메라(121), 음향출력부(152), 입출력 단자, 제어부(180) 및 전원공급부(190)가 수용될 수 있다. 예를 들어, 제어부(180)는 이동 단말기(100)의 작동을 제어하는 프로세서 및 전자회로를 포함하는 회로기판(181)이 될 수 있으며, 전원 공급부(190)는 배터리(191) 및 관련 부품들이 될 수 있다. 제1 프레임(101)의 슬라이드 이동을 제어하는 구동부(200)도 제 2 프레임(102)내에 수용될 수 있다. 제2 프레임(102)에 실장되는 음향출력부(152a)의 음향홀은 도 2에 도시된 바와 같이 제2 프레임(102)의 제3 방향 단부, 즉 제1 프레임(101)과 중첩되지 않는 위치에 형성할 수 있다.

제1 프레임(101)은 제2 프레임(102)의 전방에 제2 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 결합하고, 디스플레이부(151)의 제1 영역이 결합될 뿐 다른 전자부품은 모두 제2 프레임(102)에 위치할 수 있다. 전술한 바와 같이 음향출력부(152a)의 음향홀을 제2 프레임(102)에 형성하기 위해 제3 방향 및 그 반대방향인 제4 방향의 전방데코(1026)는 제2 프레임(102)에 결합하도록 구성할 수 있다. 엣지데코(1016)는 제1 영역(151a)의 단부를 제1 프레임(101)에 고정하는 역할을 한다. 이동 단말기(100)가 제2 상태로 확장 시 제2 방향의 단부가 취약하므로 강성을 보강하기 위해 금속재질을 이용할 수 있다.

또한 플렉서블 디스플레이부(151)의 전면 단부는 제2 방향에 감기는 측면부와 대칭적으로 구성하기 위해 곡면을 이루며 제1 프레임(101)에 결합할 수 있으며, 플렉서블 디스플레이부(151)의 곡면에 상응한 곡면을 포함할 수 있다.

앞서 설명된 바와 같이, 디스플레이부(151)는 연속적인 몸체를 가지며 이동 단말기(100)내에 감기면서 이동 단말기(100)의 전면 및 후면 둘 다에 배치될 수 있다. 디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)의 전면에 위치하는 전면부, 배면에 위치하는 배면부 및 전면부와 배면부 사이에 위치하며 이동 단말기의 측면을 감싸는 측면부를 포함할 수 있다. 전면부와 배면부는 평평하고 측면부는 디스플레이부(151)가 곡면을 이룰 수 있다. 각을 이루며 꺾어지는 경우 플렉서블 디스플레이부(151)가 파손될 수 있는 바, 측면부는 소정곡률을 가지고 꺾어지도록 구성할 수 있다.

디스플레이부(151)는 고정부(151a)와 가변부(151b)로 구분할 수 있다. 고정부(151a)는 프레임에 고정된 부분을 의미한다. 프레임에 고정되어 있으므로 휨정도가 변화하지 않고 일정한 형태를 유지하는 것을 특징으로 한다. 반면 가변부(151b)는 휘어진 부분의 각도가 가변하거나 휘어진 부분의 위치가 변화하는 부분을 의미한다. 휘어지는 위치나 각도가 달라지는 가변부(151b)는 상기 변화에 상응하여 가변부(151b)의 배면을 지지하는 구조가 필요하다.

고정부(151a)는 디스플레이부의 제1 프레임(101)에 결합되어 항상 전면에 위치하여 전면부의 일부를 구성한다. 가변부(151b)는 이동 단말기의 측면 방향에 위치하는 측면부를 포함하고, 제2 프레임(102)의 위치에 따라 측면부의 위치가 달라진다. 측면부를 기준으로 전면에 위치하는 영역과 배면에 위치하는 영역의 면적이 달라진다. 즉 가변부(151b)는 제1 상태 및 제2 상태에 따라 일부는 전면부가 될 수 있고, 일부는 배면부가 될 수 있다. 이동 단말기를 기준으로 고정부(151a)에 대해 제1 방향에 가변부(151b)가 위치하며, 가변부(151b)의 단부는 이동 단말기(100)의 배면 방향으로 꺾어지며 제2 프레임(102)의 배면에서 슬라이드 이동한다.

디스플레이부의 가변부(151b)의 단부는 제2 프레임의 배면 상에서 슬라이드 이동하도록 가이드하는 슬라이드 프레임(103)이 결합되며 슬라이드 프레임(103)은 제2 프레임(102)이 제1 방향으로 이동시 동시에 제2 프레임(102) 상에서 제1 방향으로 이동한다. 결과적으로 슬라이드 프레임(103)의 이동 거리는 제1 프레임에 대해 제2 프레임(102) 대비 2배의 거리를 이동한다. 다른 한편, 도 3에 잘 도시된 바와 같이, 이동 단말기(100)의 후방부(1022)는 제1 상태에서도 디스플레이부(151)가 커버하지 않고 외부로 노출되는 노출 후방부(1015)를 포함할 수 있다. 또한, 디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)의 전면 및 후면 둘 다에 배치되도록 제 2 프레임(102)내에서 감겨지면서 180도로 꺾일 수 있다. 이러한 디스플레이(151)의 배열(arrangement)를 위해, 제 2 프레임(102)은 이의 내부에 회전 가능하게 배치되는 롤러를 포함할 수 있다.

그러나, 디스플레이(151)는 사용자에게 좋은 품질의 화면을 제공하기 위해서는 이동 단말기(100)의 전면 및 후면에서 평평하게 전개(spread)되어야 하며, 이러한 전개를 위해서는 디스플레이(151)에 적절한 장력이 제공되어야 한다. 적절한 장력을 제공하기 위해서는, 롤러는 제 2 프레임(102)의 제1 방향 단부에 배치될 수 있다. 이러한 롤러는 제 2 프레임(102)에 회전가능하게 결합될 수 있다. 제2 프레임(102)에 실장되는 부품의 배치를 고려하여 롤러(210)는 짧은 길이의 롤러를 복수 개 이용하여 제3 방향으로 분산 배치할 수 있다.

디스플레이부(151)는 소정 곡률을 가지고 완만하게 휘어지면서 롤러에 감길 수 있다. 플렉서블 디스플레이부(151)는 영상이 출력되고 외측으로 노출되는 제1 면과 그 반대편으로 프레임을 향하는 내면을 포함할 수 있다. 롤러는 디스플레이부(151)의 내면과 접촉하면서, 제 2 프레임(102)에 자유롭게 회전하도록 설치될 수 있다. 또한, 롤러는 제 2 프레임(102)의 제1 방향 단부에 인접하여 배치하며, 롤러에 감긴 디스플레이부(151), 즉 곡면부의 파손을 방지하기 위해 제 2 프레임(102)의 제 1 방향 단부에 배치되는 사이드 프레임(1024)를 포함할 수 있다.

사이드 프레임(1024)은 제 2 프레임(102)의 길이방향(제3 방향)으로 길게 연장되어, 제 1 방향의 측부를 커버할 수 있으며, 이에 따라 제2 프레임(102)의 제1 방향 단부에 감긴 디스플레이부(151)을 보호할 수 있다. 사이드 프레임(1024)의 내측면은 측면부의 곡률에 상응한 곡면을 포함할 수 있다.

상기 사이드 프레임(1024)는 제 1 프레임(101)의 측부(1023)와 함께 실질적으로 이동단말기(100)의 외관을 형성할 수 있다. 또한, 이동중에 제 1 프레임(101)내의 부품들과 간섭을 최소화하기 위해 제 2 프레임(102)은 제2 방향 측부는 생략할 수 있다.

또한, 바디는 제 1 및 제 2 방향(D1, D2)으로의 확장 및 수축에 의해 이동 단말기(100) 자체의 크기, 특히 이동 단말기(100)의 전면을 확장 및 축소 시킬 수 있으며, 디스플레이부(151)는 의도된 제 1 및 제 2 상태를 얻기 위해서는 이러한 확장 또는 축소된 전면만큼 이동하여야 한다. 그러나, 제 2 프레임(102)에 고정되면, 디스플레이부(151)는 확장 또는 축소되는 이동 단말기(100)의 전면에 맞게 원활하게 이동될 수 없다. 이러한 이유로, 디스플레이부(151)는 제 2 프레임(102)에 이동 가능하게 결합될 수 있다.

보다 상세하게는, 디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)의 전면에 배치되는 제 1 영역(151a)과 제1 영역(151a)에서 제1 방향으로 연장되고 제2 프레임(102)을 감싸며 꺾어지는 제2 영역(151b)를 포함할 수 있다. 제2 영역(151b)는 이동 단말기(100)의 상태 변화에 따라 전면 또는 후면으로 이동 하며 전면부에서 배면부로 또는 배면부에서 전면부로 전환할 수 있다.

슬라이드 프레임(103)은 이동 단말기(100)의 길이방향(제3 방향)으로 길게 연장되는 판형 부재로 이루어질 수 있으며, 제2 후방부(1022)에 제 1 및 제 2 방향(D1, D2)로 이동 가능하게 결합될 수 있다. 제2 영역(151b)의 단부는 슬라이드 프레임(103)의 후면에 결합하여 슬라이드 프레임(103)의 슬라이드 이동이 제1 프레임(101)의 슬라이드 이동 및 디스플레이부(151)의 이동과 연동될 수 있다.

디스플레이부(151)의 각 영역들(151a, 151b)은 서로 연결되며, 디스플레이부(151)의 연속적인 몸체를 형성할 수 있다. 또한, 앞서 설명된 바와 같이, 제 2 프레임(102)의 이동방향에 따른 제2 영역(151b)의 이동 단말기(100)의 전면 또는 후면으로의 이동을 위해, 제1 영역(151a)이 이동 단말기(100)의 전면에 이동되지 않게 고정되며, 이동 단말기(100)의 후면에 이동 가능하게 제공될 수 있다. 이러한 디스플레이부(151)의 구성이 다음에서 보다 상세하게 설명된다.

제1 영역(151a)은 이동 단말기(100)의 전면, 보다 상세하게는 제 1 프레임(101)의 전면에 배치될 수 있다. 제1 영역(151a)은 항상 이동 단말기(100)의 전면에 노출될 수 있다.

제2 영역(151b)은 제1 영역(151a)에 제1 방향으로 인접하여 연장된 부분으로, 제 2 프레임(102)의 제1 방향 단부를 감싸며 일부는 이동 단말기(100)의 배면에 위치하며 배면부를 구성한다.

제2 영역(151b)의 배면부는 이동 단말기(100)의 배면, 보다 상세하게는, 제 2 프레임(102)의 후방부(1022)의 배면에 배치될 수 있다. 제2 영역(151b)은 제2 프레임(102)에 직접 결합하지 않고 슬라이드 프레임(103)에 결합하여 제2 프레임(102)의 배면에서 슬라이드 이동할 수 있다.

제1 영역(151a)은 이동 단말기(100)의 전면에 배치되어 제 2 프레임(102)의 이동에 상관없이 상기 전면에 항상 노출된다. 제2 영역(151b)은 제 2 프레임(102)의 이동 방향(D1, D2)에 따라 전면과 배면에 위치하는 면적이 변화한다.

책처럼 펼쳐지는 형태의 폴더블 이동 단말기는 특정위치만 반복적으로 접히기 때문에 상기 특정위치가 파손되기 쉽다. 반면, 플렉서블 디스플레이부(151)의 측면부의 위치는 이동 단말기(100)의 제 1 및 제 2 상태, 즉 제 2 프레임(102)의 이동에 따라 가변될 수 있다. 따라서, 본 발명의 이동 단말기(100)는 디스플레이부(151)의 특정부위에 반복적으로 가해지는 변형 및 피로를 현저하게 감소시킬 수 있어 디스플레이부(151)의 파손을 방지할 수 있다.

앞서 설명된 구성(configuration)에 기초하여, 이동 단말기(100)의 전체적인 작동을 설명하면 다음과 같다. 일 예로서, 사용자에 의해 수동으로 상태전환이 수행될 수 있으며, 이러한 수동상태 전환동안의 이동 단말기(100)의 작동이 설명된다. 그러나, 다음에서 설명되는 제 1-3 프레임(101-103) 및 디스플레이부(151)의 작동은 사용자의 힘이 아닌 다른 동력원이 사용되는 경우, 예를 들어 후술되는 구동부(200)가 적용되는 경우에도 동일하게 수행될 수 있다.

도 7은 이동 단말기(100)의 일 실시예에 따른 내부를 도시한 도면으로 (a)는 제1 상태를 (b)는 제2 상태를 도시하고 있다. 본 발명의 이동 단말기(100)는 사용자가 수동으로 제1 프레임(101)을 제2 프레임(102)에 대해 제1 방향(D1) 또는 제2 방향(D2)으로 밀고 당기는 방식으로 이동 단말기(100)의 상태를 전환시킬 수 있다. 다만, 수동방식은 이동 단말기(100) 본체에 과도하게 힘을 가하는 경우 파손 우려가 있어, 뒤틀림 없이 안정적으로 제2 프레임(102)이 이동할 수 있도록 모터(201)를 이용하는 구동부(200)를 더 포함할 수 있다.

모터(201)는 도 7에 도시된 바와 같이 회전력을 제공하는 모터(201)를 이용할 수 있으며, 직선 운동하는 리니어 모터를 이용할 수도 있다. 회전력을 제공하는 모터(201)는 큰 힘을 제공하기 위해서는 모터(201)의 지름이 커야 한다. 이동 단말기(100)의 제약된 공간에서 두께를 증가시키지 않으면서 소정 크기 이상의 구동력을 제공하기 위해 도 7에 도시된 바와 같이 2개의 모터(201)를 이용할 수 있다.

제2 프레임(102)의 이동속도가 너무 빠르면 파손이나 오작동 우려가 있으므로 안정적인 속도로 이동하도록 모터(201)의 속력을 감속시키기 위한 유성기어를 더 포함할 수 있다. 유성기어(202)는 톱니의 개수가 다른 복수 개의 원판 기어를 이용하여 모터(201)의 회전 수를 증폭 또는 감쇄시키는 역할을 한다. 모터(201)는 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 제1 프레임(101)에 고정될 수 있으며, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 제2 프레임(102)이 제1 방향으로 이동하여 이동 단말기(100)가 제2 상태로 전환하더라도 위치는 고정되어 있다.

제2 프레임(102)은 제1 프레임(101)에 대해 제1 방향 또는 제2 방향으로 직선운동을 하기 때문에 모터(201)의 회전력을 직선운동으로 전환하는 랙 피니언 기어(202)를 이용할 수 있다. 모터(201)의 회전력을 전달받은 피니언 기어(202)는 제1 방향으로 연속적으로 배치된 톱니로 구성된 랙기어(205)와 맞물리도록 배치할 수 있다. 피니언 기어(202)는 모터(201)와 함께 제1 프레임(101)에 고정되고 랙기어(205)는 제2 프레임(102)에 위치할 수 있다. 반대로 제1 프레임(101)에 랙기어(205)가 위치하고 제2 프레임(102)에 모터(201)와 피니언 기어(202)가 배치될 수도 있다. 피니언 기어(202)가 회전하지 않도록 모터(201)가 피니언 기어(202)를 잡고 있으므로 제2 프레임(102)은 제1 상태 및 제2 상태를 유지할 수 있으나, 큰 외력이 가해지는 경우 피니언 기어(202)가 회전하면서 제2 프레임(102)의 위치가 어긋날 수 있다.

이동 단말기(100)가 제1 상태 또는 제2 상태로 고정되도록 제2 프레임(102) 또는 랙기어(205)와 제1 프레임(101) 사이의 위치를 고정하는 스토퍼(미도시)를 더 포함할 수 있다. 스토퍼는 모터(201)에 전류가 흘러 구동하는 경우 해제되어 제2 프레임(102)의 이동을 허용하고, 모터(201)에 전원이 인가되지 않아 모터(201)가 회전하지 않는 경우 제2 프레임(102)과 제2 프레임(102)의 위치를 고정하도록 체결될 수 있다.

이동 단말기(100)의 제한된 실장공간을 고려하여 배터리 등을 배치하기 위해서는 구동부(200)를 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 일측에 치우치게 배치할 수 있다.

이와 같은 비대칭적인 구동부(200)의 위치에 따라 제2 프레임(102)이 이동 중에 상단부와 하단부의 이동속도가 달라 뒤틀려 이동하는 문제가 발생할 수 있는 바, 리니어 가이드(230)를 더 포함할 수 있다.리니어 가이드(230)는 제3 방향으로 일측에 치우친 하나의 구동부(200)의 기능을 보완하기 위해 이동 단말기(100)의 제3 방향으로 이격하여 배치할 수 있다. 리니어 가이드(230)는 제1 방향으로 연장된 가이드 레일(231)과 가이드 레일(231)을 따라 이동하는 가이드 블록(232)을 포함할 수 있다. 가이드 레일(231)을 제1 프레임(101)에 배치하고 가이드 블록(232)을 제2 프레임(102)에 배치할 수 있고 도 7에 도시된 바와 같이, 그 반대도 가능하다.

가이드 블록(232)을 제1 프레임(101)에 결합하고 가이드 레일(231)을 제2 프레임(102)에 결합한 후에 가이드 블록(232)과 가이드 레일(231)을 슬라이드 체결할 수도 있으나 체결의 편의성을 위해 가이드 블록(232)과 가이드 레일(231)이 체결된 상태에서 먼저 가이드 블록(232)을 제1 프레임(101)에 고정하고 이후 제2 프레임(102)과 가이드 레일(231)을 결합할 수 있다.

가이드 블록(232)은 가이드 레일(231)이 삽입되는 가이드 홈이 형성될 수 있고, 반대로 가이드 레일(231)에 가이드 블록(232)의 일부가 삽입되는 레일홈이 형성될 수 있다. 가이드 레일(231)과 가이드 블록(232)의 체결부는 요철이 형성되어 이동 단말기(100)의 두께 방향으로 이탈되지 않고, 제1 방향 또는 제2 방향으로 이동할 수 있다. 가이드 블록(232)과 가이드 레일(231) 사이의 마찰력을 줄이기 위해 베어링이나 폴리옥시메틸렌(POM:Poly Oxil Metilen)과 같이 내마모성이 강하고 마찰저항이 적으며 자기윤활성이 있는 부재를 가이드 홈 내측에 부가할 수 있다.

도 8 은 이동 단말기(100)의 다른 실시예에 따른 내부를 도시한 도면이다. 전술한 실시예와 달리 한 쌍의 모터(201)를 상하방향으로 분리하여 배치한 것이 특징이다.

전술한 바와 같이 편심된 모터(201)배치는 제1 프레임(101)이 이동 시 일측으로 기울어지며 뒤틀리는 문제가 있다. 이동 단말기(100)가 상측과 하측이 동일한 속도로 이동하지 않으면 모터(201)의 오작동이 발생할 수 있고 플렉서블 디스플레이부(151)에 일측은 인장력이 타측은 수축이 발생하여 파손이 발생할 수 있다.

상하방향으로 모터(201)를 한 쌍 분리해서 배치하는 경우 구동력은 충분히 제공하면서 상하방향의 뒤틀림을 방지할 수 있다. 또한, 상하방향으로 배치된 구동부(200)가 상하방향에서 균형을 잡아 주기 때문에 별도의 리니어 가이드(230)를 생략할 수 있다.

도 9는 이동 단말기의 구동부(200)를 도시한 도면으로 모터(201), 모터(201)의 회전수를 조절하기 위한 유성기어 및 피니언 기어(202), 피니언 기어(202)와 맞물려 피니언 기어(202)의 회전력을 전달받아 직선 운동하는 랙기어(205), 및 모터(201), 유성기어 및 피니언 기어(202)가 수납되는 모터 하우징(204)을 포함한다. 도 9의 (a)는 구도우의 평면도이고 도 9의 (b)는 도 9(a)의 C-C단면도이며, 도 9의 (c)는 랙기어(205)를 제거한 상태에서 모터 하우징(204)과 피니언 기어(202) 부분을 도시한 사시도이다.

랙기어(205)는 피니언 기어(202)와 맞물리도록 피니언 기어(202)를 향하는 면에 톱니가 형성되어 있으며, 톱니는 제1 방향으로 복수개가 연속적으로 형성될 수 있다. 톱니가 형성된 부분의 좌우 부분에 톱니가 형성되지 않은 엣지부(2052)를 더 포함할 수 있다.

모터 하우징(204)은 피니언 기어(202)를 노출시켜 랙기어(205)와 피니언 기어(202)가 맞닿아 이동할 수 있으며, 랙기어(205)가 제3 방향으로 흔들리지 않도록 모터 하우징(204)은 랙기어(205)의 제3 방향에 위치하는 랙기어(205) 가이드를 더 포함할 수 있다. 랙기어(205) 가이드는 전술한 랙기어(205)의 엣지부(2052)와 접촉하여 랙기어(205)의 슬라이드 이동 방향을 가이드 한다. 다만, 랙기어(205) 가이드와 랙기어(205)가 접촉하는 경우 슬라이드 이동시 마찰이 발생하고 구동부(200)의 구동력이 저하되는 문제가 있다.

랙기어(205) 가이드와 랙기어(205)의 마찰을 줄이기 위해 도 9 (b) 및 도 9 (c)에 도시된 바와 같이 레일베어링(204a, 2054)을 포함할 수 있다. 레일베어링(204a, 2054)은 복수개의 베어링볼(204a)을 포함하며, 베어링볼(204a)은 랙기어(205) 가이드와 랙기어(205)의 엣지부(2052) 사이에서 랙기어(205)가 슬라이드 이동시 회전하며 마찰을 줄인다. 베어링볼(204a)이 이탈하지 않도록 랙기어(205)의 측면과 기어 가이드에 베어링볼(204a)의 상응하는 곡면을 포함하는 볼레일(2054)을 형성할 수 있다.

도면상에는 모터(201)가 하나인 구동부(200)가 도시되어 있으나, 도 7과 같이 2개의 모터(201)를 구비한 경우에도 적용 가능하고, 기어 가이드에 레일베어링(204a, 2054)을 적용하면 리니어 가이드(230)를 대체할 수 있다.

도 10은 도 2의 A-A 및 B-B의 단면이다. 도 2에 도시된 바와 같이 제2 프레임(102)이 제1 방향으로 이동하에 제2 상태로 전환하는 경우, 배면방향에 위치하던 제2 영역(151b)이 전면방향으로 이동하고 전면으로 이동된 제2 영역(151b)의 배면을 지지하는 구조가 필요하다. 제2 프레임(102)의 전면에 위치하는 전방부(1021)는 제2 상태에서 제2 영역(151b)의 배면에 위치할 수 있으나, 제1 상태에서 제1 프레임(101)의 배면에 배치되기 때문에 제2 상태에서 제1 프레임(101)의 전면과 제2 프레임(102)의 전면은 단차를 이루게 된다.

제1 프레임(101)의 전면과 제2 프레임(102)의 전면의 단차에 의해 플렉서블 디스플레이부(151)의 제1 영역(151a)과 제2 영역(151b)에 경계가 발생할 수 있다. 제2 프레임의 전방부(1021)와 플렉서블 디스플레이부(151)의 제2 영역(151b) 사이의 이격공간을 채우고 제2 영역(151b)가 처지지 않고 편평한 면을 유지할 수 있도록 제2 영역(151b)의 배면에 위치하는 롤링 힌지(104)를 구비할 수 있다.

롤링 힌지(104)는 제2 영역(1512)의 배면에 위치하며, 제2 상태에서 제2 프레임(102)의 전방부(1021)와 플렉서블 디스플레이부(151)의 제2 영역(1512) 사이의 이격 공간에 상응하는 두께를 가질 수 있다. 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이 제1 상태에서 롤링 힌지(104)는 롤러(210)에 감겨 이동 단말기(100)의 전면, 측면 및 배면에 위치할 수 있다.

도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 상태에서는 제2 프레임(102)의 후방부(1022)와 디스플레이부(151)의 배면부를 커버하는 후면커버(1025) 사이에 슬라이드 프레임(103), 플렉서블 디스플레이부(151)와 롤링 힌지(104)가 위치할 수 있다.

도 10의 (b)에 도시된 바와 같이 제2 상태로 전환 시 롤링 힌지(104)는 제2 영역(151b)와 함께 전면으로 이동하며, 롤링 힌지(104)는 제2 프레임(102)의 전방부에 위치할 수 있다. 슬라이드 프레임(103)은 제2 프레임의 후방부(1022)와 후면커버(1025) 사이에서 이동할 수 있다.

롤링 힌지(104)가 위치하는 디스플레이부(151)의 제2 영역(151b)은 제1 상태에서 제2 상태로 전환 시 휨변형이 일어나는 부분이므로, 롤링 힌지(104) 또한 제2 영역(151b)의 변형에 상응하여 변형될 수 있다. 그와 동시에, 롤링 힌지(104)는 플렉서블 디스플레이부(151)가 전면 또는 배면에 위치하는 경우 평평한 상태를 유지할 수 있도록 소정의 강성을 가질 수 있어야 한다. 즉, 롤링 힌지(104)는 제3 방향으로는 평평한 상태를 유지하고 제1 방향으로는 휨변형이 가능한 구조가 필요하다.

도 11은 이동 단말기(100)의 일 실시예에 따른 디스플레이부(151), 롤링 힌지(104)를 도시한 도면으로, 롤링 힌지(104)는 제3 방향으로 연장된 복수개의 지지바(1041)를 포함할 수 있다. 복수개의 지지바(1041)는 제1 방향으로 나란히 배치되며, 소정간격 이격되어 롤러(210)에 감겨 플렉서블 디스플레이부(151)가 휘어지더라도 지지바(1041) 사이에 간섭을 피할 수 있다. 지지바(1041)는 강성을 위해 소정 두께를 가지는 사출물로 구현할 수 있고, SUS나 페로실리콘(fe-Si) 등의 소재를 포함할 수 있다.

복수개의 지지바(1041)를 직접 디스플레이부(151) 배면에 부착할 수 있으나, 시간이 오래 걸리고 불량이 많이 발생하여 생산성이 떨어진다. 또한, 디스플레이부(151)를 직접 가공하는 경우 디스플레이부(151)가 파손될 우려가 높다. 따라서 복수개의 지지바(1041)를 고정하는 롤링시트(1045)를 더 포함할 수 있다. 롤링시트(1045)는 금속재질을 포함할 수 있으며, 휨 변형이 가능하며 휨 변형이 이후 다시 평평한 상태를 유지할 수 있는 초탄성을 가지는 물질을 이용할 수 있다. 예를 들면 0.05mm 이하의 박형의 STS시트와 같은 초탄성 메탈시트를 이용할 수 있다. 롤링시트(1045)와 지지바(1041)를 결합하기 위해 또한 디스플레이부(151)의 배면과 롤링시트(1045)를 결합하기 위해 롤링시트(1045)의 양면에 접착테이프가 부착될 수 있다.

롤링시트(1045) 자체에도 제3 방향으로 연장된 그루브가 제1 방향으로 복수개 형성된 커프(kerf) 패턴을 형성할 수 있다. 커프 패턴의 그루브는 복수개의 지지바(1041) 사이에 형성될 수 있으며, 롤링시트(1045)의 지지바(1041)가 결합하는 면에 형성되는 것이 바람직하다. 커프 패턴은 롤링시트(1045)의 표면부분의 크기가 크고 점점 좁아지는 쐐기 형태로 구성할 수 있다.

롤링시트(1045) 대신에 실리콘과 같이 탄성을 가지는 소재를 지지바(1041) 사이에 배치하여 이웃하는 지지바(1041) 사이를 결합하고 지지바(1041) 사이의 각도가 가변 할 수 있다. 탄성의 연결부는 롤러(210)에 대응되는 위치에서는 휘어질 수 있고, 전면 또는 배면에 위치하는 경우 지지바(1041)가 평면을 이루며 배치되도록 펼쳐질 수 있다.

지지바(1041)는 디스플레이부(151)의 배면에 상응하여 평평한 면을 구성할 수 있다. 또는 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 소정의 곡률을 가지는 형태로 구성할 수도 있으며, 곡면의 지지바(1041)는 롤링 힌지(104)가 롤러(210)에 감길 때 롤러(210)의 곡면에 밀착될 수 있다. 또는 지지바(1041)의 디스플레이부(151)가 접하는 일면은 평평한 평면을 유지하고, 그 반대의 타면은 롤러(210)의 곡률에 상응하는 곡률의 곡면을 포함할 수 있다. 이경우 지지바(1041)의 두께는 제1 방향 및 제2 방향의 단부는 두껍고 가운데가 가장 얇게 형성될 수 있다.

롤링 힌지(104)는 제2 영역(151b)에 대응되는 위치에 배치되며 롤러(210)에 감겨 꺾어져 있어 전면과 배면에 걸쳐있다. 전면방향에서는 제1 프레임(101)과 연결되고 후면방향에서는 슬라이드 프레임(103)과 연결된다. 플렉서블 디스플레이부(151)가 단차 없이 연속적인 표면을 형성하기 위해서는 제1 영역(151a)의 배면에 위치하는 제1 프레임(101) 및 제2 영역(151b)의 배면에 위치하는 롤링 힌지(104)의 디스플레이부(151)와 접하는 면은 동일한 높이를 가질 수 있다. 특히 슬라이드 프레임(103)은 이동 단말기(100)의 배면에서 이동하며, 롤링 힌지(104)와 동일한 공간에서 이동하므로 롤링 힌지(104)의 두께는 슬라이드 프레임(103)의 두께에 상응하는 두께를 가질 수 있다.

도 12 및 도 13은 이동 단말기(100)의 제2 상태에서 제1 프레임(101)과 제2 프레임(102)을 도시한 도면이다. 도 12의 (a) 및 도 13의 (a)는 디스플레이부(151)를 생략한 상태를 도시한 도면이고, 도 12의 (b) 및 도 13의 (b)는 도 12의 (a) 의 D-D 및 도 13의 (a)의 E-E의 단면이다. 도 13의 (c)는 도 13 (a)의 F-F단면도이다.

도 10을 참고하면 제1 프레임(101)은 내부 공간이 없이 판형상을 가지며 제2 상태에서 제1 프레임(101) 자체가 제1 영역을 지지해야 한다. 제1 프레임(101)의 두께가 너무 얇은 경우 제2 상태에서 강성에 취약한 바 제1 프레임(101)은 일정 크기 이상의 강성을 가질 필요가 있다.

제1 프레임(101)의 두께를 두껍게 하면 도 12의 (b)와 같이 롤링 힌지(104)와 제1 프레임(101) 사이에 두께차(Gap)가 발생한다. 이러한 두께차(Gap)로 인하여 제2 영역(151b)에 처짐현상이 나타나 디스플레이부(151)의 제1 영역(151a)과 제2 영역(151b)의 경계가 디스플레이부상 두드러질 수 있다.

롤링 힌지(104)의 두께를 제1 프레임(101)의 두께에 상응하여 두껍게 형성하는 경우 제2 프레임(102)을 감싸면서 꺾어지는 부분에서 곡률반경이 커져야 한다. 롤링 힌지(104)의 곡률반경이 커지면 이동 단말기(100)의 두께가 두꺼워지는 문제가 발생한다.

따라서, 제1 프레임(101)의 강성을 확보하면서, 제2 프레임(102)의 전방부와 롤링 힌지(104) 사이의 갭을 발생하지 않도록 구성할 필요가 있다. 로, 제1 프레임(101)의 배면에서 돌출된 보강리브(1018)와 제2 프레임(102)의 전면에서 돌출된 지지부(1028)가 도시되어 있다. 보강리브(1018)는 제1 프레임(101)의 배면에서 복수개가 제3 방향으로 이격되어 배치되고 각 보강리브(1018)는 제1 방향으로 길게 연장된다. 보강리브(1018)는 제1 프레임(101) 전체 두께를 두껍게 하지 않더라도 소정 크기 이상의 강성을 확보할 수 있다.

지지부(1028)는 복수개의 보강리브(1018) 사이에 위치하며 보강리브(1018)와 제1 방향으로는 중첩되지 않게 배치된다. 도 13의 (c)에 도시된 바와 같이 보강리브(1018) 사이의 공간을 꽉 채워 지지부(1028)가 형성될 수도 있고 보강리브(1018)와 지지부(1028) 사이에 제3 방향으로 이격공간을 포함할 수도 있다. 보강리브(1018)와 지지부(1028)는 제1 방향으로 중첩되지 않아, 제1 프레임(101)의 이동을 방해하지 않는다.

지지부(1028)의 이동 단말기(100)의 두께 방향 높이는 보강리브(1018)의 두께방향 높이에 상응하게 형성할 수 있다. 지지부(1028)는 도 13의 (b)에 도시된 바와 같이 롤링 힌지(104)의 배면을 지지하여 롤링 힌지(104)와 제2 프레임(102)의 전방부 사이의 갭을 없애 제2 영역이 제2 상태에서도 배면 방향으로 처지지 않고 안정적으로 지지될 수 있다.

도 14는 도 13의 보강리브(1018)와 지지부(1028)의 제3 방향 단면의 실시예로 도 13의 (c)의 G부분의 확대도이다. 보강리브(1018)와 지지부(1028)를 이용하여 제1 프레임(101)의 슬라이딩 이동 시 뒤틀림이 방지되고 리니어 가이드(230)를 구현할 수 있다. 보강리브(1018)와 지지부(1028)로 리니어 가이드(230) 기능을 수행하기 위해 도 14에 도시된 바와 같이 지지부(1028)의 형상을 보강리브(1018)를 제3 방향 양측에서 감싸는 형상으로 구성할 수 있다.

보강리브(1018)은 제3 방향으로 돌출된 리브 돌기(1018a)를 더 포함할 수 있고 지지부(1028)는 보강리브(108)의 리브 돌기에 상응하는 리브 홈(1028a)을 포함할 수 있다. 리브 돌기(1018a)와 리브 홈(1028a)은 도 14에 도시된 바와 같이 단면은 서로 맞물리는 요철 형상을 가질 수 있으며, 제1 방향으로 연장되어 제1 프레임(101)의 제1 방향 및 제2 방향 이동은 가이드 하고 제3 방향의 이동은 제한하여 뒤틀림을 방지할 수 있다. 보강리브(1018)의 제3 방향 단면은 도 13의 (c)에 도시된 바와 같이 사각형의 단면일 수도 있지만 도 14의 (a)와 같이 리브 돌기(1018a)이 형성된 원형의 단면이나 사다리꼴 단면을 가질 수 있다. 리브 홈(1028a)은 그에 상응하여 오목한 형상을 가질 수 있다.

도 14의 (c) 와 같이 리브 돌기(1018a)는 보강리브(1018)의 두께 방향 단부에서 제3 방향으로 돌출되는 요철 형상을 가질 수 있다. 도 14의 (d)와 같이 복수개의 보강리브(1018)와 복수개의 지지부(1028)는 제3 방향으로 돌출 인입된 복수개의 요철을 포함하여 제1 프레임이 제3 방향으로의 움직임이나 두께 방향으로 들뜨는 현상을 방지할 수 있다.

제1 프레임(101)의 배면에서 이격 될수록 단면의 너비가 커지거나 꺾어지는 경우, 제1 프레임(101)과 제2 프레임(102)이 이동 단말기의 두께 방향으로 분리되는 것을 방지할 수 있어 제3 방향의 뒤틀림뿐만 아니라 제1 프레임(101)과 제2 프레임(102) 사이의 체결력을 높일 수 있다.

도 15 및 도 16은 이동 단말기의 기어커버의 일 실시예를 도시한 도면이다. 도 3의 (b)를 참조하면 제2 상태가 되기 위해 제1 프레임(101)에 제2 프레임(102)의 전면에서 제2 방향으로 이동하면 제1 프레임(101)의 배면이 노출되게 된다. 제2 상태에서 제2 프레임(102)과 중첩된 상태가 해제되어 외부로 노출되는 배면을 제1 배면(1012a)이라고 하고, 중첩된 상태가 유지된 부분은 제2 배면(1012b)이라고 한다.

제1 프레임(101)의 전면에 디스플레이부(151)의 제1 영역이 위치하고 배면방향에는 랙기어(205)가 위치한다. 일반적으로 부품은 프레임 내부에 위치시킬 수 있으나, 랙기어(205)는 제2 프레임(102)에 실장 된 피니언 기어(202)와 맞물려 구동해야 하므로, 랙기어(205)의 톱니부(2051)가 제1 프레임(101)의 배면 방향으로 노출된다.

제1 상태에서는 제2 프레임(102)이 제1 프레임(101)의 배면에 위치하므로 랙기어(205)가 노출되지 않으나, 제2 상태에서는 랙기어(205)가 외부로 노출되게 되는 문제가 있다. 바디의 슬라이드 이동 거리에 상응한 랙기어(205)의 길이가 확보되어야 하므로 제1 프레임(101)의 배면 방향에 노출되는 문제가 발생한다.

랙기어(205)는 피니언 기어(202)와 맞물려 이동하기 때문에 작동성을 위해 구리스(grease)와 같은 윤활제를 도포하는 경우 이물질이 잘 부착되고 이로 인하여 이동 단말기(100) 내부에 먼지와 같은 이물질이 유입되는 문제가 발생한다. 또한, 랙기어(205)의 요철에 손이 닿는 경우 사용자가 다칠 우려가 있다.

이처럼 외부로 노출되는 랙기어(205)를 커버하기 위해 기어커버(206)를 더 포함할 수 있다. 기어커버(206)는 실리콘이나 패브릭과 같이 휨변형 가능한 소재를 이용할 수 있다. 또는 쉽게 파손되지 않고 내구성을 고려하여 메탈 플레이트를 이용할 수 있다.

기어커버(206)는 랙기어(205)의 길이방향과 나란히 연장될 수 있으며, 랙기어(205) 전체를 커버할 수도 있으나, 도 15의 (a)에 도시된 바와 같이 랙기어(205)의 톱니부(2051)의 좌우에 위치하는 엣지부(2052)는 제외하고 커버할 톱니부(2051)분만 커버할 수 있다. 엣지부(2052)는 전술한 바와 같이 랙기어(205) 가이드와 체결되는 부분으로 베어링이 위치하도록 도 15의 (b)와 같이 홈이 형성될 수 있다.

도 15의 (b)는 도 15의 (a)의 H-H단면도로 엣지부(2052)에 기어커버(206)가 끼워지는 기어레일이 형성되어 있다. 기어레일의 제3 방향 단부가 엣지부(2052)의 커버레일(2053)에 끼워져 커버레일(2053)은 랙기어(205)에 대해 제1 방향으로 슬라이드 이동 가능하도록 체결될 수 있다.

기어커버(206)는 랙기어(205)가 제2 상태에서 배면 방향으로 노출되는 부분을 커버하기 위해 랙기어(205)가 피니언 기어(202)의 회전에 따라 이동시 순차적으로 랙기어(205)를 커버한다.

도 16에 도시된 바와 같이 이동 단말기가 제1 상태에서 제2 상태로 전환시, 랙기어(205)는 피니언 기어(202)에서 제2 방향에 위치하는 랙기어(205)의 길이가 점점 길어진다. 피니언 기어(202)의 제2 방향에 위치하는 랙기어(205)의 길이가 길어지는 것에 상응하여 기어커버(206)의 랙기어(205) 상의 위치도 달라진다.

기어커버(206)는 랙기어(205)의 톱니가 형성된 면을 커버하나, 피니언 기어(202)와 맞물리는 위치는 개방해야 하며, 피니언 기어(202)가 맞물리는 위치는 랙기어(205) 상에서 변화하므로 그에 상응하여 기어커버(206)의 위치도 변화한다.

도 16에 도시된 실시예는 기어커버(206)가 랙기어(205)의 제1 방향과 제2 방향의 단부에서 휘어져 랙기어(205)의 반대면을 커버하도록 랙기어(205)를 감싸고, 양 단부는 피니언 기어(202)의 양측에 고정될 수 있다. 기어커버(206)의 양단부의 위치는 제2 프레임(102)에 고정되나, 휘어지는 위치가 바뀌면서, 랙기어(205) 상에서 위치가 변화할 수 있다.

기어커버(206)는 커버레일(2053)을 따라 이동하고, 랙기어(205)의 양 단부에서 접히지 않고 곡선을 그리며 휘어지도록 랙기어(205)의 제1 방향 및 제2 방향의 단부는 곡면을 포함하거나, 작은 롤러를 구비할 수 있다.

랙기어(205)의 전면 방향에 기어커버(206)가 통과하도록 커버채널(2055)을 구비할 수 있다. 커버채널(2055)은 랙기어(205)와 제1 프레임(101) 사이의 공간으로 기어커버(206)의 너비에 상응한 공간을 가지고 도 15의 (b)에 도시된 바와 같이 커버채널(2055)의 양측에 커버레일(2053)을 구비하여 기어커버(206)의 랙기어(205)상의 슬라이드 이동을 가이드 할 수 있다.

기어커버(206)의 양 단부는 제2 프레임(102)에 직접 결합할 수도 있으나, 도 16에 도시된 바와 같이 피니언 기어(202)를 제2 프레임(102)에 고정하는 기어 하우징에 결합하여 제2 프레임(102)에 고정할 수도 있다.

도 17은 이동 단말기의 기어커버(206)의 다른 실시예를 도시한 도면이다. 기어커버(206)의 일단은 랙기어(205)의 제2 방향 단부에 결합하고, 타단은 제2 프레임(102) 내부에 위치하며 제1 상태에서는 도 17의 (a)와 같이 말려서 수납되고 제2 상태에서는 도 17의(b)와 같이 풀릴 수 있다.

기어커버(206)는 메탈 플레이트를 휘어서 형성한 스파이럴 스프링을 이용할 수도 있고, 구동부(200)의 구동력을 이용하여 감거나 풀 수 있다. 랙기어(205)의 슬라이드 이동시 피니언 기어(202)도 함께 회전하는 바, 피니어 기어(202)의 회전력시 같이 회전하는 릴(미도시)을 이용하여 기어커버(206)의 타단을 감아 제2 프레임(102) 내부에 구비할 수 있다.

[도 18]

도 18 내지 도 25는 도 2의 A-A 및 B-B의 단면도로, 구동부(200)의 여러 실시예를 도시한 도면이다. 랙기어(205)가 제1 프레임(101)의 배면에서 제1 배면(1012a) 부분에 위치하지 않고, 제2 배면(1012b)에만 위치시켜 외부로 랙기어(205)가 노출되지 않도록 구성할 수 있다.

다만, 랙기어(205)가 피니언 기어(202)와 맞물린 상태를 유지해야 슬라이드 이동이 가능하므로, 피니언 기어(202)와 맞물린 중첩구간을 제외한 나머지 구간이 랙기어(205)가 제1 프레임(101)을 이동 시킬 수 있는 구간 길이에 상응하게 된다.

예를 들어 제1 프레임(101)의 제1 방향 길이를 6.5cm라고 하면, 랙기어(205)와 피니언 기어(202)의 중첩 구간 크기가 0.5cm일 때 랙기어(205)가 4.5cm이면 제1 프레임(101)은 4cm 이동할 수 있다. 이때, 제2 배면(1012b)의 길이는 2.5cm이므로 제2 상태에서 외부로 노출되는 랙기어(205)의 길이는 2cm가 된다. 이와 같은 문제를 해소하기 위해 랙기어(205)의 길이를 3.5cm로 짧게 형성할 수 있다. 제2 상태에서 외부로 랙기어(205)가 노출되지 않지만, 제1 프레임(101)이 이동가능한 거리는 3cm에 불과하여 이동 단말기의 확장성이 저하되는 문제가 있다.

제1 프레임(101)의 이동거리를 확보하면서 랙기어(205)가 제2 상태에서 외부로 방향으로 노출되지 않도록 구성하기 위해 도 18에 도시된 바와 같이 피니언 기어(2021, 2022, 2023)를 제1 방향으로 이격하여 복수개를 배치할 수 있다. 피니언 기어(2021, 2022, 2023)의 수에 상응하여 모터(2011, 2012, 2013)를 포함할 수 있으며, 적어도 하나 이상의 피니언 기어(2021, 2022, 2023)와 맞물린 상태를 유지해야 한다.

제3 방향으로 복수개의 구동부(200)를 포함하는 경우가 아니라면 충분한 힘으로 제1 프레임(101)을 이동시키기 위해 2 이상의 피니언 기어(2021, 2022, 2023)의 구동력이 필요하므로 2 이상의 피니언 기어(2021, 2022, 2023)와 맞물리도록 피니언 기어(2021, 2022, 2023)의 간격을 랙기어(205)의 길이보다 짧게 배치할 수 있다. 이와 같이 하나의 랙기어(205)에 구동력을 제공하는 모터(2011, 2012, 2013)와 피니언 기어(2021, 2022, 2023)를 제1 방향으로 복수개를 배치하여 짧은 랙기어(205)를 이용하더라도 제1 프레임(101)의 이동거리를 확보할 수 있다.

이 경우도 적어도 2개의 피니언 기어(202)와 체결된 상태를 유지하기 위해서는 랙기어(205)의 길이가 길어지게 된다. 하나의 피니언 기어(202)와 맞물린 상태에서도 랙기어(205)에 2개의 모터(201)의 힘이 전달 될 수 있도록 기어체인(2025)를 포함할 수 있다.

도 19는 기어체인(2025)을 포함하는 실시예를 도시하고 있으며, 제1 피니언 기어(2021)와 제2 피니언 기어(2022)를 기어체인(2025)으로 감싸 한 쌍의 피니언 기어(202)를 동기화 시킬 수 있다.

동기화란 복수개의 개체의 회전수가 동일하도록 맞추는 것을 의미한다. 한 쌍의 모터(201)의 회전수를 조절하여 두 피니언 기어(202)의 회전속도를 동일하게 할 수 있으나, 기어체인(2025)을 이용하면 한 쌍의 모터(201)의 힘을 동기화 할 수 있고, 제2 모터(2012)의 회전력이 제1 피니언 기어(2021)에 전달될 수 있다(혹은 그 역으로도 가능하다).

기어체인(2025)이 제1 피니언 기어(2021)와 제2 피니언 기어(2022)을 감싸 연결할 수 있다. 기어체인(2025)는 제1 피니언 기어(2021)와 제2 피니언 기어(2022)의 회전속도를 동기화 시키고, 랙기어(205)가 제1 피니언 기어(2021)와 맞물린 상태에서도 기어체인(2025)을 통해 제2 모터(2012)의 힘을 전달 받을 수 있다.

이 경우 한 쌍의 피니언 기어(202)와 맞물린 상태를 유지하지 않아도 되므로 랙기어(205)의 길이가 짧아질 수 있다. 한 쌍의 피니언 기어(202)의 간격을 벌리면, 피니언 기어(202)의 간격만큼 랙기어(205)의 길이를 줄일 수 있어, 제2 상태에서 랙기어(205)가 노출되지 않는다.

다만, 구동부(200)가 모터(201)의 개수를 3개 이상 구비하거나, 한 쌍의 모터(201) 사이의 간격을 이격시키는 경우 모터(201)와 피니언 기어(202)가 차지하는 공간이 증가하는 문제가 있다.

도 20은 슬라이드 프레임(103)에 결합되어 슬라이드 프레임(103)을 따라 이동하며 랙기어(205)와 반대 방향으로 이동하는 보조 랙기어(207)를 도시하고 있다. 보조 랙기어(207)는 랙기어(205)와 반대 방향에서 피니언 기어(202)와 맞물려 슬라이드 이동하며, 랙기어(205)와 보조 랙기어(207)는 서로 반대 방향으로 이동한다.

본 실시예는 한 쌍의 모터(201)와 피니언 기어(202)가 제1 방향으로 나란히 배치되고, 제1 프레임(101)의 배면에 결합하여 피니언 기어(202)의 전방에 위치하는 랙기어(205)와 슬라이드 프레임(103)의 전면에 결합하여 피니언 기어(202)의 배면에 위치하는 보조 랙기어(207)를 포함한다.

도 20의 (a)와 같이 제1 상태에서 랙기어(205)는 피니언 기어(202) 중 제1 방향에 위치하는 제1 피니언 기어(2021)와 맞물리고 보조 랙기어(207)는 제2 방향에 위치하는 제2 피니언 기어(2022)와 맞물려 있을 수 있다. 제1 피니언 기어(2021)과 맞물린 랙기어(205)는 제1 모터(2011)의 구동력만 받게 되고 제2 모터(2012)의 힘은 랙기어(205)에 직접적으로 힘을 전달할 수 없다. 다만, 제2 모터(2012)는 제2 피니언 기어(2022)를 통해 보조 랙기어(207)와 맞물린 상태로 보조 랙기어(207)에 구동력을 제공할 수 있다. 제1 모터(2011)는 랙기어(205)를 이동시키고 제2 모터(2012)는 보조 랙기어(207)를 이동시키며, 결과적으로 이동 단말기의 슬라이드 운동에 2개의 모터(201)의 힘이 전달 될 수 있다.

도 7과 같이 보조 랙기어(207)가 없는 경우, 제1 프레임(101), 디스플레이부(151) 및 슬라이드 프레임(103)까지 이동하는 구동력을 랙기어(205)를 통해 한 쌍의 모터(201)의 힘을 전달하여 제공한다. 한 쌍의 모터(201)의 힘을 받기 위해서는 랙기어(205)는 항상 한 쌍의 피니언 기어(202)와 맞물린 상태를 유지해야 한다.

그러나 본 실시예에서는 보조 랙기어(207) 또는 랙기어(205)를 통해 각각의 모터(201)가 힘을 전달 할 수 있어, 도 7의 실시예에 비해 랙기어(205)의 길이를 짧게 구성할 수 있다. 숨김 배면 내에 랙기어(205)가 위치할 수 있어, 랙기어(205)가 노출 배면까지 연장되지 않아도 제1 프레임(101)의 이동거리를 확보할 수 있다.

제2 상태에서 도 20의 (b)와 같이 보조 랙기어(207)만 제1 피니언 기어(2021)와 맞물린 상태로 배치될 수 있다. 제2 상태가 종료되는 경우 속도가 감소되고 제2 상태에서 제1 상태로 전환시 슬라이드 프레임(103)이 보조 랙기어(207)에 의해 제2 방향으로 이동하며 제1 프레임(101)과 랙기어(205)를 제1 방향으로 당기므로 힘이 전달되고 제2 피니언 기어(2022)까지 랙기어(205)가 이동하면 제2 모터(2012)의 구동력을 전달받아 제1 프레임(101)과 슬라이드 프레임(103)이 슬라이드 이동할 수 있다.

도 21도 랙기어(205)와 보조 랙기어(207)를 포함하는 실시예로, 하나의 피니언 기어(202)만 도시되어 있으나, 도 20과 같이 한 쌍을 구비한 경우에도 적용 될 수 있다. 모터(201)가 하나 구비된 경우는 충분한 힘을 제1 프레임(101)에 제공하기 위해 도 8과 같이 제3 방향으로 한 쌍의 구동부(200)가 배치될 수 있다.

본 실시예의 랙기어(205)는 도 21의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 상태에서는 피니언 기어(202)에 랙기어(205)만 맞물린 상태이고 제1 프레임(101)이 제2 방향으로 이동 중에 슬라이드 프레임(103)에 체결된 보조 랙기어(207)가 피니언 기어(202)를 향해 다가오며 파니언기어의 배면에서 피니언 기어(202)와 맞물리게 된다. 제1 프레임(101)이 이동함에 따라 랙기어(205)와 피니언 기어(202)의 맞물린 상태가 해제되고, 제2 상태에서 도 21의 (b)에 도시된 바와와 같이 피니언 기어(202)와 보조 랙기어(207)만 맞물린 상태가 된다.

반대로 도 22에 도시된 바와 같이 제1 상태에서 보조 랙기어(207)만 피니언 기어(202)와 맞물려 피니언 기어(202)의 회전력을 직접 전달받고(a), 제2 상태에서는 랙기어(205)만 피니언 기어(202)와 맞물려 피니언 기어(202)의 회전력을 직접 전달 받을 수도 있다(b). 이는 랙기어(205)의 길이와 피니언 기어(202)의 위치에 따라 달라질 수 있다.

즉, 랙기어(205)와 보조 랙기어(207) 중 적어도 하나가 피니언 기어(202)와 맞물린 상태를 유지하면 제1 프레임(101)과 슬라이드 프레임(103) 및 플렉서블 디스플레이부(151)는 연결되어 있어 힘이 전달되므로 모터(201)의 구동력을 전달받아 슬라이드 이동할 수 있다.

도 23 내지 도 25는 연성기어(205b)를 포함하는 랙기어(205)를 구비한 이동 단말기에 대한 실시예이다. 도 23 및 도 24에 도시된 바와 같이 랙기어(205)는 제1 프레임(101)의 제2 배면(1012b)에 위치하는 고정기어(205a)와 고정기어(205a)의 일측에 위치하는 연성기어(205b)를 포함하며, 연성기어(205b)는 도 23의 (a)와 같이 피니언 기어(202)와 맞물린 상태에서는 제1 방향으로 연장되나, 도 23의 (b)와 같이 꺾어져 제2 프레임(102) 내부에 위치하는 상태를 유지할 수 있다.

연성기어(205b)는 제1 프레임(101)에 고정되지 않고, 고정기어(205a)의 단부에 연결된 형태를 가질 수 있다. 도 23에 도시된 바와 같이 연성기어(205b)가 랙기어(205)의 제2 방향 단부에 위치할 수도 있고, 도 24에 도시된 바와 같이 랙기어(205)의 제1 방향 단부에 위치할 수 있다.

전자의 경우 도 23의 (b)에 도시된 바와 같이, 제2 상태에서 연성기어(205b)가 휘어지고, 후자의 경우 도 24의 (b)에 도시된 바와 같이 제1 상태에서 연성기어(205b)가 휘어진다.

연성기어(205b)가 휘어질 수 있도록 제2 프레임(102) 내부에 연성기어(205b)의 휨 변형을 가이드하는 곡선가이드를 포함할 수 있다. 곡선가이드를 따라 연성기어(205b)가 곡선을 그리며 휘어지며, 제2 프레임(102) 내부에 위치하는 상태를 유지할 수 있다.

도 25와 같이 보조 랙기어(207)를 구비한 경우 보조 랙기어(207)에도 연성기어(205b)를 구비하여 모터(201)의 회전력이 제1 프레임(101) 및 슬라이드 프레임(103)에 모두 전달되도록 가이드 할 수 있다. 도 25와 같이 랙기어(205)와 보조 랙기어(207)가 항상 피니언 기어(202)와 맞물린 상태를 유지하는 경우 제1 프레임(101)과 슬라이드 프레임(103)의 이동이 동기화 되어 피니언 기어(202)를 중심으로 대칭적으로 이동하여 디스플레이부(151)의 들뜸현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 제1 상태에서 제2 상태로 전환뿐만 아니라 제2 상태에서 제1 상태로 전환도 안정적으로 구현될 수 있다.

도 26 및 도 27은 플렉서블 디스플레이부(151)가 생략된 상태의 제1 상태와 제2 상태를 도시한 정면도로, 연성기어(205b)를 포함하는 랙기어(205)를 도시하고 있다. 본 실시예의 랙기어(205)도 전술한 실시예와 같이 제1 프레임(101)의 배면에 고정된 고정기어(205a)와 제1 프레임(101)에 고정되지 않고, 고정기어(205a)의 단부에서 연장된 연성기어(205b)를 포함한다.

본 실시예의 피니언 기어(202)의 배치는 전술한 실시예와 달리 두께방향으로 연장된 회전축을 중심으로 회전한다. 따라서 랙기어(205)의 톱니면도 이동 단말기의 배면을 향하는 것이 아니라 측방향을 향하도록 배치될 수 있다. 이 경우 랙기어(205)의 너비로 인하여 도 23과 같이 두께 방향으로 휨변형이 어렵다.

따라서, 도 26 및 도 27에 도시된 바와 같이 제1 방향을 향하던 랙기어(205)가 제3 방향을 향하도록 휘어질 수 있다. 고정기어(205a)는 제1 상태 및 제2 상태에서 항상 제1 방향으로 연장되나, 연성기어(205b)는 제1 상태 또는 제2 상태 중 하나의 경우 곡선으로 휘어지며 단부가 제3 방향을 향하도록 배치될 수 있다.

연성기어(205b)는 도 26에 도시된 바와 같이 고정기어(205a)의 제1 방향에 위치할 수도 있고, 도 27에 도시된 바와 같이 고정기어(205a)의 제2 방향에 위치할 수 있다.

도 26의 실시예에서는 제1 상태에서 연성기어(205b)가 휘어지고 도 27의 실시예에서는 제2 상태에서 연성기어(205b)가 휘어진다. 피니언 기어(202)의 위치에 따라 서로 반대가 될 수도 있다.

연성기어(205b)의 휨변형을 가이드 하기 위해 제2 프레임(102)은 곡선가이드(1021b)를 포함할 수 있으며, 도 26의 (b)와 같이 제 2상태에서 제1 프레임(101)이 제1 방향으로 이동하면, 제2 프레임(102)의 곡선가이드(1021b)를 따라 휘어지며 제1 상태에서 도 26의 (a)와 같은 휘어진 상태로 전환된다. 연성기어(205b)가 고정기어(205a)의 제1 방향에 위치하므로 곡선가이드(1021b)도 제2 프레임(102)에 제1 방향쪽에 위치할 수 있다. 도 27은 연성기어(205b)가 제2 방향에 위치하므로 곡면부(1021b)도 제2 방향쪽에 위치하며 제2 상태로 전환시 곡선으로 변화될 수 있다.

제3 방향으로 한 쌍이 대칭으로 배치되어 제1 프레임(101)이 일측으로 치우치지 않고 상하 방향 균일한 속도로 할 수 있으며, 이와 같이 대칭으로 배치된 랙기어(205)의 경우 리니어 가이드(230)의 역할도 동시에 할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 이동 단말기는 크기가 가변하여 사용성 및 휴대성을 높일 수 있다.

또한, 플렉서블 디스플레이부(151)의 곡면부가 특정부위로 제한되지 않아, 이동 단말기의 크기 변화 시 특정 부위에만 가해지는 응력을 분산시킬 수 있다.

또한, 이동 단말기(100)가 확장된 경우에도 안정적으로 편평한 디스플레이부(151)를 유지할 수 있어 확장된 상태에서 연속적인 대화면을 구현할 수 있다.

또한, 이동 단말기의 슬라이드 이동이 뒤틀림 없이 자연스럽게 이루어질 수 있어, 사용중 파손 및 고장이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 랙기어(205)가 확장된 상태에서 외부로 노출되는 것을 방지하여 오염물질이 유입되는 것을 방지할 수 있으며 내구성을 향상시킬 수 있다.

상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (12)

1. 제1 상태 및 상기 제1 상태에서 제1 방향으로 확장된 제2 상태로 전환 가능한 이동단말기에 있어서,
   제1 프레임과 상기 제1 프레임의 배면에 상기 제1 방향 또는 상기 제1 방향의 역방향인 제2 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 결합한 제2 프레임을 포함하는 바디;
   상기 바디 전면에 위치하는 전면부, 상기 바디의 배면에 위치하는 배면부 및 상기 전면부와 상기 배면부를 연결하며 상기 바디의 일측을 감싸는 측면부를 포함하는 플렉서블 디스플레이부; 및
   상기 제1 프레임을 상기 제2 프레임에 대해 제1 방향 또는 제2 방향으로 슬라이드 이동시키는 구동부를 포함하고,
   상기 제1 프레임의 배면은 상기 제2 상태에서 배면으로 노출되는 제1 배면과 상기 제2 상태에서 상기 제2 프레임과 중첩된 상태를 유지하는 제2 배면을 포함하며,
   상기 구동부는,
   상기 제2 프레임에 실장된 모터;
   상기 모터의 회전력을 전달받아 회전하는 피니언 기어; 및
   상기 제1 프레임의 상기 제2 배면에 체결되며 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 피니언 기어와 맞물려 직선운동하는 랙기어를 포함하는 이동 단말기.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 모터 및 상기 피니언 기어는 복수개가 상기 제1 방향으로 이격되어 배치되고,
   상기 랙기어는 상기 복수개의 피니언 기어 중 적어도 하나와 맞물려 직선운동하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 피니언 기어는 한 쌍이 상기 제1 방향으로 나란히 배치되고,
   상기 한 쌍의 피니언 기어를 동시에 감싸며 상기 한 쌍의 피니언 기어의 회전을 동기화하는 기어체인을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 제2 프레임의 배면에서 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향으로 슬라이드 가능하게 결합하고, 배면에 상기 플렉서블 디스플레이부의 단부가 고정되는 슬라이드 프레임을 포함하며,
   상기 슬라이드 프레임의 전면에 체결되고 상기 피니언 기어와 맞물려 회전하는 보조 랙기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 피니언 기어는 한 쌍이 제1 방향으로 나란히 배치되고,
   상기 랙기어와 상기 보조 랙기어는 상기 한 쌍의 피니언 기어 중 적어도 하나와 맞물려 슬라이드 이동하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
6. 제4 항에 있어서,
   상기 피니언 기어는 상기 랙기어와 상기 보조 랙기어 중 하나와 맞물려 회전하며, 상기 제1 프레임 및 상기 슬라이드 프레임을 슬라이드 이동시키는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
7. 제6 항에 있어서,
   상기 보조 랙기어의 길이는
   상기 랙기어의 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 랙기어는
   상기 제1 프레임의 제2 배면에 체결되는 고정기어; 및
   상기 고정기어의 단부에 연결되고 상기 제1 상태 또는 상기 제2 상태에서 휨변형 가능한 연성기어를 포함하고,
   상기 연성기어는 상기 제1 프레임에 체결되지 않은 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 제2 프레임 내부에 위치하며 상기 연성기어의 휨변형을 가이드 하는 곡선가이드를 포함하는 이동 단말기.
10. 제8 항에 있어서,
    상기 피니언 기어는 상기 제1 방향에 수직인 제3 방향으로 연장된 회전축을 중심으로 회전하며,
    상기 연성기어는 상기 이동 단말기의 두께 방향으로 휘어지는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
11. 제8 항에 있어서,
    상기 피니언 기어는 상기 이동 단말기의 두께 방향으로 연장된 회전축을 중심으로 회전하며,
    상기 연성기어는 상기 이동 단말기의 제3 방향으로 휘어지는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
12. 제1 항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 제1 방향에 수직인 제3 방향으로 이격하여 배치된 한 쌍을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.

Images