WO2021020605A1 - 롤러블 디스플레이 디바이스 - Google Patents

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WO2021020605A1
WO2021020605A1 PCT/KR2019/009407 KR2019009407W WO2021020605A1 WO 2021020605 A1 WO2021020605 A1 WO 2021020605A1 KR 2019009407 W KR2019009407 W KR 2019009407W WO 2021020605 A1 WO2021020605 A1 WO 2021020605A1
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WO
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skin
display device
roller
display unit
module cover
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/009407
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English (en)
French (fr)
Inventor
안영준
김재용
민창식
진관은
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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Filing date
Publication date
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Priority to KR1020227001533A priority patent/KR20220020385A/ko
Priority to EP19939898.3A priority patent/EP4006885A4/en
Priority to US17/629,969 priority patent/US20220346249A1/en
Publication of WO2021020605A1 publication Critical patent/WO2021020605A1/ko

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    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • G09F9/301—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements flexible foldable or roll-able electronic displays, e.g. thin LCD, OLED
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/02—Details
    • H05K5/0217—Mechanical details of casings
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G—PHYSICS
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    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/1601—Constructional details related to the housing of computer displays, e.g. of CRT monitors, of flat displays
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613—Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/1633—Constructional details or arrangements of portable computers not specific to the type of enclosures covered by groups G06F1/1615 - G06F1/1626
    • G06F1/1637—Details related to the display arrangement, including those related to the mounting of the display in the housing
    • G06F1/1652—Details related to the display arrangement, including those related to the mounting of the display in the housing the display being flexible, e.g. mimicking a sheet of paper, or rollable
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/0017—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus with operator interface units
    • H05K5/0018—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus with operator interface units having an electronic display

Definitions

  • the present invention relates to a rollable display device in which the display is rolled.
  • LCD Liquid Crystal Display Device
  • PDP Plasma Display Panel
  • ELD Electro luminescent Display
  • VFD Vauum Fluorescent Display
  • OLEDs organic light emitting diodes
  • the flexible display may be applied and used in various fields.
  • it may be implemented as a rollable display device that can be opened when a display is used and then rolled up when not in use.
  • An object of the present invention is to provide a module cover usable for a rollable display and a rollable display device including the same.
  • the module cover has a different bending stiffness of a first surface facing the roller and a bending stiffness of a second surface facing the display panel, and at both ends of the display unit in a second direction crossing the first direction in which the display unit is rolled.
  • a bending portion bent toward the roller, and the bending portion may be different from a first height when the display portion is released from the roller and a second height when the display portion is wound around the roller.
  • the second surface may be a surface to which the display panel is bonded to the module cover, and a bending stiffness of the second surface may be greater than that of the first surface.
  • the ratio (h1/h2) of the first height h1 of the bending portion and the second height h2 is 1-5.
  • the module cover may include a first skin and a second skin facing the first skin and having a greater buckling stress than the first skin, and the second skin may be bonded to face the display panel. have.
  • the first skin may have a lower or no polymer matrix composite content than the second skin.
  • the difference between the buckling stress of the first skin and the second skin is 10 or more.
  • At least one of the first skin and the second skin may be configured to include reinforcing fibers, a method of weaving a first reinforcing fiber included in the first skin, and a second reinforcing fiber included in the second skin The weaving method may be different.
  • the second reinforcing fiber includes a first sub-skin in which yarn is arranged in a first direction, and a second sub-skin woven in a second direction orthogonal to the first direction, and the display unit is rolled in the first direction. It is the same direction as the direction in which it becomes, and the number of the first sub-skin may be greater than the number of the second sub-skin.
  • the thickness of the second skin may be equal to or greater than the thickness of the first skin, and may be equal to or less than 1 (mm).
  • the first reinforcing fiber may be configured to include only a plurality of subskin woven only in the first direction.
  • It may further include a core sandwiched between the first skin and the second skin.
  • the core may have a honeycomb structure including a hexagonal column, and the width of the hexagonal column in the first direction may be smaller than a width in the rolling direction.
  • the ratio (B2/B1) of the width B2 in the second direction and the width in the first direction B1 is 1.5 to 7.
  • the ratio (B1/G1) of the column thickness (G1) of the hexagonal column to the width (B1) in the first direction is 3 to 20.
  • the thickness of at least one of the second skin and the first skin may be a thickness that satisfies 1% or less of the bending stiffness of the core.
  • the second skin is bonded to the core by an adhesive layer, and the shore hardness of the adhesive layer is 80 or less.
  • the bent portion may be selectively formed only at the end of the second skin.
  • the height of the bent portion may be greater than a combined thickness of the first skin and the core.
  • the present invention further includes a supporter fixed to an end of the display unit, an upper link rotatably mounted to the supporter, a link assembly including a lower link connected to the upper link through a joint, and a motor assembly for rotating the lower link.
  • a supporter fixed to an end of the display unit
  • an upper link rotatably mounted to the supporter
  • a link assembly including a lower link connected to the upper link through a joint
  • a motor assembly for rotating the lower link.
  • FIG. 1 is a simplified diagram illustrating an overall appearance of a rollable display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an operation of the rollable display device.
  • FIG. 3 is a view showing a state of a display unit connected to a roller.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing a cross-sectional view taken along line A-A' of FIG. 3.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an overall appearance of a rollable display device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 6 is a view showing the rear view of FIG. 5.
  • FIG. 7 and 8 are views showing a folded state of the link assembly.
  • FIG. 9 is a view showing the appearance of the module cover 15 according to an embodiment.
  • 10 and 11 are diagrams for explaining bending of the module cover 15.
  • FIGS. 12 and 13 are views each illustrating a cross-sectional configuration of a first skin and a second skin.
  • 16 is a view showing a plan view of the core.
  • 17 is a view showing a display unit of another embodiment connected to a roller.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a state in which the display unit shown in FIG. 17 is wound around a roller.
  • FIG. 19 is a view showing a cross-sectional view when the module cover shown in FIG. 17 is wound around a roller and unfolded from the roller.
  • 20 is a view showing a state cut along line B-B' of FIG. 17;
  • 21 is a view showing another configuration of the bending unit.
  • an organic display panel Organic Light Emitting Display, OLED
  • OLED Organic Light Emitting Display
  • LCD liquid crystal panel
  • PDP plasma display panel
  • FED Field Emission Display
  • FIG. 1 is a simplified diagram illustrating an overall appearance of a rollable display device according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an operating state.
  • the rollable display device 100 may include a display unit 20 and a housing 30.
  • the display unit 20 is configured to display an image, and may be configured to include the display panel 10 and the module cover 15.
  • the display panel 10 is provided on the front surface of the display device 100 and may display an image.
  • the display panel 10 may output an image by dividing the image into a plurality of pixels and controlling to emit light according to color, brightness, and saturation for each pixel.
  • the display panel 10 may be divided into an active area in which an image is displayed and an inactive area in which an image is not displayed.
  • the display panel 10 may have a rectangular shape. However, the present invention is not limited thereto, and the display panel 10 may have a shape having a predetermined curvature at a corner.
  • the display panel 10 may be an organic light emitting diode (OLED) panel in one preferred form. However, the present invention is not limited thereto, and the display panel 10 may be implemented as various types of curved flat panel displays.
  • OLED organic light emitting diode
  • the module cover 15 may be provided on the rear surface of the display panel 10.
  • the module cover 15 may be directly attached to the display panel 10.
  • the module cover 15 may be the same as the size of the display panel 10 or larger than the display panel 10.
  • the module cover 15 supports the display panel 10 and is directly attached to the rear surface of the display panel 10 by facing the display panel 10 face to face so that the display panel 10 can stably roll. Can be.
  • the module cover 15 may be bonded to the display panel 10 by an adhesive having a certain strength or more when cured. As a result, the display panel 10 and the module cover 15 may be implemented to form one assembly and operate as one body.
  • the module cover 15 lifts the display unit 20 up and down, and should be configured not to be folded or folded well depending on the direction. The module cover 15 for this will be described in detail later.
  • the housing 30 accommodates the display panel 10, and may also mount a plurality of mechanical components for elevating and lowering the display unit 20 and driving circuits necessary for driving the display unit 20 therein. .
  • the rollable display device 100 can be operated in a first state and a second state.
  • the first state may be a state in which the active region of the display unit 20 is located inside the housing 30, and the second state may be a state exposed to the outside of the housing 30.
  • the first state may be a state in which the display unit 20 is accommodated in the housing, and the second state may be a state in which the display unit 20 is opened.
  • the active area of the display unit 20 may be located inside the housing 30. That is, it means that the display unit 20 can be shielded by the housing 30.
  • the rollable display device 100 maintains the first state when not operating or when not displaying a screen on the display, and maintains the second state when operating or displaying a screen on the display.
  • it may be configured to further include a roller 143 for elevating the rollable display device 100.
  • the roller 143 is installed in the housing 30 to perform a clockwise rotational motion or a counterclockwise rotational motion.
  • One end of the display unit 20 is connected to the roller 143, and spreads out of the housing 30 while the display unit 20 is raised or lowered by the rotational motion of the roller 143, or accommodated in the housing 30 Can be.
  • the display unit 20 in the first state, the display unit 20 is wound around the roller 143, and in the second state, the display unit 20 is unwound from the roller 143 and exposed to the outside, and the upper roller and the display unit 20
  • the first state the display unit 20 is wound around the roller 143
  • the second state the display unit 20 is unwound from the roller 143 and exposed to the outside, and the upper roller and the display unit 20
  • the detailed structure and operation method of the will be described later.
  • the display unit 20 may be in any one of a first state and a second state. Accordingly, only when the display device 100 is used, the display unit 20 can be exposed to the outside of the housing 30, thereby saving space.
  • FIGS. 3 and 4 are views showing a state of a display unit connected to a roller
  • FIG. 4 is a view schematically showing a cross-sectional view taken along line A-A' of FIG. 3.
  • a roller 143 may be connected to one end of the display panel 10.
  • the roller 143 may wind and unwind the display panel 10 so that the display panel 10 is in either a first state or a second state.
  • the roller 143 may be configured to rotate in an arrow direction (clockwise direction) to lift the display unit 20 and rotate in a counterclockwise direction to lower the display unit 20.
  • the display unit 20 may be disposed in a direction in which the front faces the -z axis and the rear faces the +z axis. In this case, the display unit 20 may be wound on the roller 143 so that the front surface on which the image is displayed is outward.
  • the display unit 20 When the display unit 20 is wound in this way, the display unit 20 is positioned close to the edge of the housing 30 when the display unit 20 is moved up and down outside the housing 30, so that the display unit 20 is raised and lowered. (30) It is possible to prevent the screen from being obscured by objects placed on the housing in front of the screen by eliminating space for storing items above it.
  • the display unit 20 may be disposed in a direction in which the front side faces the +z axis and the rear side faces the -z axis.
  • the source PCB 120 may be disposed on at least a part of the rear surface (inside when being wound on a roller) of the display unit 20. Each source PCB 120 may be disposed apart from its neighbors.
  • the source PCB 120 signal wires for transmitting digital video data and timing control signals transmitted from the timing controller board 105 may be located.
  • the source PCB 120 may be connected to the display panel 10 by a source COF (Chip On Film) 123.
  • the source COF 123 connected to one side of the source PCB 120 may extend to an active area of the display panel 10 and may be connected to the display panel of the display unit 20.
  • a seating portion 379 may be formed on the outer periphery of the roller 143.
  • the seating portion 379 may be formed in a form in which a part of the outer periphery of the roller 143 is stepped, and in this case, a receiving space B may be formed inside the roller 143.
  • the seating portion 379 may be located at a portion where the source PCB 120 contacts the roller 143 when the display unit 20 is wound around the roller 143.
  • the source PCB 120 When the display unit 20 is wound, the source PCB 120 may be accommodated in the receiving space B formed by the seating unit 379. Accordingly, even if the roller 143 is wound, damage to the source PCB 120 can be prevented.
  • a timing controller board 105 may be mounted inside the roller 143.
  • the timing controller board 105 and the source PCB 120 may be electrically connected by an FFC cable 117.
  • the roller 143 is composed of two bodies rather than one body, and may include an upper roller 331 and a lower roller 337.
  • the upper roller 331 and the lower roller 337 may be assembled between the two by various methods without limitation. For example, the two may be screwed together.
  • the timing controller board 105 may be mounted between the upper roller 331 and the lower roller 337.
  • the FFC cable 117 may be connected to the timing controller board 105 and the source PCB 120 through a hole 331a located in the upper roller 331.
  • the FFC cable 117 may not be twisted because the timing controller board 105 rotates with the roller 143.
  • the timing controller board 105 since the timing controller board 105 is mounted inside the roller 143, space can also be saved.
  • main board and the power supply for driving the display unit 20 may be located inside the housing, for example, they may be mounted on the inner wall of the housing.
  • the timing controller board 105 may be connected to a main board and a power supply through wiring.
  • FIGS. 5 and 6 are views showing the overall view of the rollable display device 100 according to an embodiment
  • FIG. 6 is a view showing the rear view of FIG. 5.
  • the rollable display device 100 may be configured to include a link assembly LA for lifting the display unit 20.
  • the link assembly LA is positioned in a folded state inside the housing 30 in the first state by driving of the motor so that the display unit 20 is positioned inside the housing 30 while being wound around the roller 143. And, in the second state, the display unit 20 may function to be unfolded and come out of the housing 30.
  • the housing 30 functions as a mounting on which the link assembly LA and the motor assembly 137 are installed, and may support the link assembly LA and the motor assembly 137.
  • the housing 30 includes a first base 31 and a second base 33, and the first base 31 and the second base 33 face each other at a predetermined distance and are arranged to form a space therebetween. Can be.
  • the first base 31 is removed so that the roller 143 can be seen.
  • the roller 143 may be disposed between the first base 31 and the second base 33, and both ends may be axially connected to the housing 30 so as to rotate in a clockwise or counterclockwise direction. Accordingly, the roller 143 can perform a rotational motion based on the central axis of the roller.
  • the link assembly LA may be disposed on the first base 31.
  • the link assembly LA may function to support the display unit 20 so that it can rise or fall.
  • the link assembly LA may raise or lower the supporter 75 coupled to the upper portion of the display unit 20.
  • the display unit 20 may have an upper end fixed to the supporter 75 and a lower end fixed to the roller 143.
  • the link assembly LA When the link assembly LA is unfolded (or unfolded), the display unit 20 may be supported from the rear of the display unit 20 so that the display unit 20 is flatly unfolded without bending.
  • the motor assembly 137 may be positioned at a portion where the link assembly LA is connected to the housing 30.
  • the motor assembly 137 may drive the link assembly LA to rise or fall.
  • the motor assembly 137 may receive an electric signal and convert it into a physical force.
  • the motor assembly 137 may change from a first state to a second state by transmitting rotational energy to the link assembly LA.
  • the link assembly LA may include a supporter 75 and a pair of links 73 supporting both sides of the supporter 75.
  • the supporter 75 fixes the end of the display unit 20. Accordingly, the display unit 20 may be raised and lowered in the same manner according to the lifting operation of the supporter 75.
  • the link 73 includes an upper link 73a and a lower link 73b, and may be configured to have a bar shape.
  • the upper link 73a may be disposed at the top, and the lower link 73b may be disposed at the bottom.
  • the upper link 73a and the lower link 73b may be connected by a joint 152.
  • One end of the upper link 73a may be fastened to the supporter 75, and the other end of the upper link 73a may be fastened to the joint 152.
  • one end of the lower link 73b may be rotatably connected to the motor assembly 137, and the other end of the lower link 73b may be fastened to the joint 152.
  • the joint 512 may be configured to include a gear (not shown) installed on the upper link 73a and the lower link 73b, respectively, and the gear of the upper link 73a and the gear of the lower link 73b are meshed with each other. Can be placed. Accordingly, the link 73 may be configured to have a symmetrical movement around the joint 512.
  • Such links 73 may be provided one on the left and one on the right, and may operate in pairs. That is, although the left link and the right link should be controlled to have the same amount of momentum, the display unit 20 can be raised and lowered in a straight upright state without being inclined or wrinkled.
  • the link assembly LA may further include a shock absorber 72 supporting the link 73.
  • One end of the shock absorber 72 may be axially connected to the link 73, more precisely to the lower link 73b, and the other end may be axially connected to the first base 31 so as to be rotatable.
  • the shock absorber 72 may be an oil hydraulic cylinder, a pneumatic cylinder (an air cylinder, a pneumatic cylinder, or an air cylinder), or an actuator.
  • the shock absorber according to this configuration includes a piston and a cylinder, and the inside of the cylinder may be filled with hydraulic pressure or gas.
  • FIGS. 6 to 8. 7 and 8 are views showing a folded state of the link assembly.
  • the link 73 rotates/pivots by the operation of the motor assembly 137, and as a result, the support 75 may be moved up and down.
  • the rotational motion of the motor assembly 137 is rotated or pivoted in a direction in which the link 73 stands with respect to the base 31 by a gear configuration (not shown) disposed between the motor assembly 137 and the lower link 73b. It can be operated as much as possible.
  • the angle formed by the upper link 73a and the lower link 73b connected around the joint 152 may be operated to increase or decrease.
  • An operation of reducing or increasing the angle formed by the upper link 73a and the lower link 73b centered on the joint while the link 73a and the lower link 73b are folded and unfolded may be referred to as a pivoting motion.
  • the top case 950 may move in the +y axis direction. Accordingly, the display unit 20 having one end connected to the top case 950 may be lifted upward while being released from the roller 143.
  • the length of the shock absorber 72 is varied.
  • the shock absorber 72 connected to the lower link 73b at one end extends in the longitudinal direction thereof, thereby increasing the hydraulic pressure to support the link 73 in an upright state.
  • the link 73 can be fully erected (a state in which the link is at 90 degrees with the base) and the display unit 20 can be fully opened.
  • FIG. 9 is a view showing the appearance of the module cover 15 according to an embodiment.
  • the module cover 15 of an embodiment may be configured to have a thin module cover 15 (plate) shape.
  • the module cover 15 may have a thickness of about 1 (mm) to 2 (mm), and may be changed according to the size of the display panel 10.
  • the thickness of the module cover 15 may be relatively small as the size of the display panel 10 decreases, and conversely, as the size of the display panel 10 increases, the thickness of the module cover 15 may be increased accordingly.
  • the thickness of the module cover 15 may be adjusted according to the size of the structural rigidity. In order to increase structural rigidity, the thickness may be increased, and conversely, when the structural rigidity is reduced, the thickness may be reduced.
  • the thickness of the module cover 15 may be adjusted depending on the size of the roller 143, more precisely, the diameter size of the cylindrical roller 143. For example, when the diameter of the roller 143 is increased, the radius of curvature required for the display unit 20 is increased by that amount, so the thickness of the module cover 15 may be increased. Conversely, when the diameter of the roller 143 is decreased, the radius of curvature required for the display unit 20 is proportionally decreased, and thus the thickness of the module cover 15 must be decreased.
  • the module cover 15 may have a sandwich structure.
  • the sandwich structure is a structure made by putting a light-weight core between two outer plates, and has the advantage of having high structural strength while being light in weight.
  • the module cover 15 of one embodiment may be configured to include a first skin 151, a second skin 153 facing the first skin 151, and a core 155 disposed therebetween.
  • the core 155 is not a necessary configuration, and the core 155 may be omitted as long as structural strength permits.
  • the first skin 151 may be configured to have a thickness of about 0.1 to 0.3 (mm), but is not limited to this thickness, and the thickness may be adjusted in consideration of structural strength, bending stiffness, or buckling stress.
  • the first skin 151 may have less bending stiffness or buckling stress than the second skin 153 so that bending in one direction is possible.
  • the difference in the buckling stress between the first skin 151 and the second skin 153 is preferably 10 or more.
  • the display unit 20 can be well stretched without problems such as wrinkles or wrinkles.
  • the second skin 153 may be configured to have a different bending stiffness or buckling stress than the first skin 151 so that the module cover 15 and 150 may be bent in one direction. 2 As the difference between the bending stiffness or the buckling stress between the skin 153 and the first skin 151 increases, it can be bent and curled more easily.
  • the second skin 153 is at least equal to or greater than the thickness of the first skin 151. Since the bending stiffness or the first skin has a property of increasing in proportion to the thickness, when one has a large bending stiffness and the other has a small bending stiffness, it can be curled well with a smaller bending stiffness.
  • the buckling stress of the first skin 151 may be less than the buckling stress of the second skin 153.
  • a difference in buckling stress between the first skin 151 and the second skin 153 may be 10 or more.
  • the buckling stress of the first skin 151 disposed in the first direction is relatively much smaller than the buckling stress of the second skin 153 disposed in the second direction.
  • the first skin 151 is centered (the first skin is located inside the center of the rotation axis and the second Since the skin is positioned outside), bending in the first direction can easily occur.
  • the module cover 15 when the module cover 15 is bent in the second direction (or clockwise), the second skin 151 having a relatively large buckling stress is centered (the second skin is located inside the center of the rotation axis and the first Since the skin is positioned outside), bending in the second direction may be more difficult than in the first direction.
  • the first skin 151 constituting the module cover 15 may be configured to have inextensible properties in order to prevent bending in the second direction.
  • the first skin 151 receives a tensile force. Therefore, if the first skin 151 has stretchability, the module cover 15 may be bent clockwise.
  • the module cover 15 may be bent in the first direction, but may not be bent in the second direction.
  • the module cover 15 configured as described above may be bonded to the display panel 10 so that the second skin 153 faces the display panel 10. More precisely, the rear surface of the display panel 10 and the second skin 153 of the module cover 15 may be attached to each other while the two skins 153 face each other.
  • the display unit 20 is bent around the first skin 151 when the roller 143 rotates in a clockwise direction, so that the display unit 20 may be rolled on the roller 143, vice versa.
  • 143 is rotated counterclockwise, it is released from the roller 143 and can rise.
  • the module cover 15 is completely unfolded, it is possible to prevent the display unit 20 from being bent in the second direction due to the first skin 151 having non-stretchability in the second direction. Accordingly, when the display unit 20 is completely unfolded, it is possible to unfold flat due to the supporting force in the second direction.
  • the first skin 151 may be configured to have a low or no content of the second skin 153 and a polymer matrix composite. Since the polymer matrix composite functions to increase stiffness or hardness, the first skin 151 configured to have a relatively smaller bending strength or buckling stress than the first skin 151 is the second skin 153 ), or the first skin 151 may be configured not to include the polymer matrix composite.
  • the second skin 153 is configured to include the polymer matrix composite, it is possible to reduce the weight and increase the stiffness to prevent the display unit 20 from bending in the second direction (or the display unit 20 to collapse forward). There can be.
  • first skin 151 and the second skin 153 and at least one may be composed of reinforcing fibers as a main component.
  • the main component may mean that the composition ratio of the reinforcing fibers is 50 (wt%) or more, and more preferably, the composition ratio of the reinforcing fibers may be 90 (wt%) or more.
  • the reinforcing fibers are used in the sense of including glass fibers or carbon fibers.
  • the display unit 20 when the display unit 20 is wound around the roller 143 and then unfolded, it is easily displayed due to the inherent elastic recovery force.
  • the part 20 can be unfolded.
  • a weaving method of the first reinforcing fibers included in the first skin 151 and a weaving method of the second reinforcing fibers included in the second skin 153 may be different. This will be described in detail with reference to FIGS. 12 to 15.
  • 12 and 13 are diagrams for explaining a cross-sectional configuration of a first skin and a second skin, respectively, and FIGS. 14 and 15 are views for explaining an arrangement direction of reinforcing fibers.
  • each of the first skin 151 and the second skin 153 may be configured to have a cross-sectional structure in which a plurality of sub-skines are stacked.
  • each layer of the skins 151 and 153 may be classified according to the weaving direction of yarn made of reinforcing fibers, for example, carbon yarn.
  • the first skin 151 may be composed of a plurality of layers in which carbon yarn is woven in only one direction.
  • "x" means that the carbon yarns are woven in the first direction.
  • the first skin 151 may be composed of a plurality of sub-skin, and all carbon yarns in each layer may be configured to be arranged only in the first direction.
  • the second skin 153 includes a first sub-skin 153a in which carbon yarns are woven only in a first direction in different directions, and a second sub-skin 153a woven in a second direction orthogonal to the first direction. It may be configured to include the skin 153b. In the drawings, "+" means that the carbon yarns are woven in the second direction.
  • the second skin 153 since the second skin 153 needs to have a greater buckling stress than the first skin 151, it may be configured to further include a second sub-skin 153b woven in the second direction. More preferably, the second skin 153 may be configured such that the number of second sub-skin 153b is greater than the number of first sub-skin 153a.
  • the order or arrangement relationship in which the first sub-skin 153a and the second sub-skin 153b are stacked can be freely arranged without special restrictions.
  • first sub-skin 153a and the second sub-skin 153b are alternately arranged or after stacking a plurality of first sub-skins 153a, a plurality of second sub-skins 153b are placed thereon.
  • the second skin 153 can be formed by stacking.
  • the second skin 153 may be easier than bending in the second direction as an axis rather than bending in the first direction as an axis, and thus may have a supporting force in the second direction.
  • FIGS. 14 and 15 are views showing the yarn arrangement directions of the first sub-skin 153a and the second sub-skin 153b.
  • the first sub-skin 153a may be a layer in which all the yarns 153a1 are arranged only in the first direction (the y-axis direction of the drawing). Accordingly, the yarns 153a1 may be wefts among the weft and warp threads.
  • the second sub-skin 153b may be a layer in which the yarns 153b1 are arranged only in a second direction (the x-axis direction of the drawing) orthogonal to the first direction. Therefore, the yarn 153b1 may be warp.
  • the bending stiffness in the first direction of the first sub-skin 153a may be much greater than the bending stiffness in the second direction.
  • the yarn 153a1 is arranged in the first direction, so the deformation f1 with the direction as the axis V1 easily occurs, but the second direction is the axis V2. Can be difficult to fold.
  • the display unit 20 is rolled in the first direction, it may be difficult to fold the first sub-skin 153a in the rolling direction, and the second sub-skin 153b may be easily folded in the rolling direction.
  • the yarns of each sub-skin constituting the first skin 151 are configured to be arranged in a direction orthogonal to the rolling direction, the first skin 151 can be easily bent in the rolling direction.
  • the second skin 153 is not bent more easily than the first skin 151 because the yarns are disposed in a complex manner in the first direction and the second direction.
  • the second skin 153 accumulates an elastic recovery force when the display unit 20 is bent due to a sub-skin including yarns arranged in the same direction as the rolling direction of the display unit 20. Accordingly, when the display unit 20 is unfolded, it can be elastically unfolded, and as a result, it is possible to prevent wrinkles or wrinkles when the display unit 20 is unfolded.
  • the second skin 153 may have a different number of first sub-skin 153a and the number of second sub-skin 153b, and more preferably, the rolling direction of the display unit 20
  • the number of sub-skines arranged in the same direction may be configured to be greater than the number of other sub-skines.
  • the skins 151 and 13 are configured to include a plurality of sub-skines in which the yarns are arranged in one direction, it is possible to easily implement layer properties such as bending strength or buckling stress required for each skin. I can.
  • FIG. 16 is a view showing a plan view of the core, (A) shows a selectively enlarged portion of the honeycomb.
  • the core 155 may be configured in a honeycomb structure composed of an assembly of hexagonal columns 155a for structural rigidity.
  • the core 155 may be configured to include a hexagonal column 155a having a large horizontal and vertical ratio so as to be folded or unfolded as the display unit 20 is rolled in a rolling direction (y-axis direction of the drawing).
  • the rolling direction is, for example, illustrated in the first direction (the y-axis direction in the drawing). That the rolling direction is the first direction means that the display unit 20 is wound or spread around the rotation axis C1 in the wp2 direction.
  • the hexagonal column 155a has a width B2 in the second direction and a width B1 in the first direction. It is preferable that it is large. At this time, the height of the hexagonal column 155a was not considered in order to find out the relationship between the width B2 in the second direction and the width B1 in the first direction.
  • the ratio (B2/B1) of the width B2 in the second direction and the width in the first direction B1 may satisfy a relationship of 1.5 to 7.
  • the width B2 in the second direction may satisfy a relationship that is at least 1.5 times the width B1 in the first direction and at most 7 times. If the width B2 in the second direction is at least 1.5 times smaller than the width B1 in the first direction, the display unit 20 is bent so that the display unit 20 has a desired radius of curvature due to the structural rigidity of the core 155. May not be.
  • the width B2 in the second direction is larger than 7 times, the structural rigidity of the core 155 is too low, and thus it may be difficult to maintain the shape.
  • the pillar thickness G1 is a maximum 1/3 of the width B1 in the first direction, and may be configured to satisfy the minimum 1/20.
  • the column thickness (G1) is less than 1/20 compared to the width (B1) in the first direction, the thickness of the column is too thin to obtain structural rigidity for maintaining the shape, and the column thickness (G1) is in the first direction. Even if it is larger than 1/3 of the width B1 of B1, the structural rigidity is too large to bend the display unit 20 in the rolling direction.
  • the first skin 151 may be bonded to one surface of the core 155 configured as described above, and the second skin 153 may be bonded to face the first skin 151 on the other surface.
  • the skins 151 and 153 may be bonded to the core 155 through an adhesive layer.
  • the shore hardness of the adhesive layer is preferably 80 or less. If the shore hardness of the adhesive layer is greater than 80, it may be difficult to wind the display unit 60 around the roller 143 due to the strength of the adhesive layer.
  • the thickness of the skins 151 and 153 may be configured to satisfy 1% or less of the bending stiffness of the core. If the thickness of the skins 151 and 153 is greater than 1% of the bending stiffness of the core, the stiffness of the skin is increased, or the thickness of the skin is large, so that the display unit 60 is rotated by rollers ( 143) can be difficult to wind up.
  • FIG. 17 is a view showing an overall view of a display unit according to another exemplary embodiment
  • FIG. 20 is a view showing a view taken along line B-B' of FIG. 17.
  • the display unit 20 of this embodiment may be configured to include a module cover 15 configured to include a bending unit 15a and a display panel 10 bonded to one surface of the module cover.
  • the module cover 15 may be applied as it is to the configuration of the above-described module cover.
  • the module cover 15 of this embodiment may further include a bending portion 15a so that the module cover 15 has an elastic recovery force. Assuming that the rolling direction of the display unit 20 is the first direction (the y-axis direction in the drawing), the bending unit 15a has both ends of the module cover 15 in the second direction (the x-axis direction in the drawing). It may be formed to be bent in one direction.
  • the module covers 15 and 20 can be divided into a bonded area BA and a non-bonded area NBA.
  • the bonding area BA may be an area to which the display panel 10 is bonded by being formed to have a flat surface
  • the non-bonding area NBA is both ends of the module cover 15 to which the display panel 10 is not bonded.
  • the bent portion 15a may be formed in this non-junction region NBA.
  • the bending part 15a may be formed by bending the module cover 15 to have a constant radius of curvature, or may be formed by bending an end portion at a predetermined angle.
  • the bending portion 15a may be variously formed without limitation of a special shape as long as it is configured to have an elastic restoring force in addition to the shape illustrated in the drawings.
  • the bending part 15a is configured as a part of the module cover 15, it may be configured by adding a material separate from the module cover 15 to the module cover 15.
  • the bending portion 15a is configured by bending all of the first skin, the second skin, and the core constituting the module cover 15, or selectively, only the second skin 153 having the best elastic recovery power. It may be formed by selectively bending (see FIG. 21). In this case, the height t1 of the bending portion 15a should be greater than the combined thickness t2 of the core 155 and the first skin 151.
  • the display panel 10 may be bonded to face the second skin 155 so that the display unit 20 may be rolled outwardly folded on the roller 143. Therefore, in order for the bending portion 15a to have elasticity, it must be bent toward the first skin 151, so the height t1 of the bending portion 15a is the core 155 and the first skin 151. It must be greater than the combined thickness (t2).
  • the bending portion 15a is preferably bent toward the roller 143.
  • 19 illustrates a state when the module cover 15 is wound on a roller and released from the roller.
  • the bending portion 15a When the module cover 15 is released from the roller, the bending portion 15a may have a first height h1. In this state, no deformation force may be applied to the bending portion 15a.
  • the height h1 of the bending portion 15a refers to a linear height from the roller 143 to the module cover 15.
  • the bending portion 15a has a deformation force (in the direction of the arrow in the drawing) in the direction toward the roller 143 while the display unit 20 is rolled on the roller 143.
  • the second height h2 of the bent portion 15a is reduced compared to the first state.
  • the bending unit 15a stores this deformation force as an elastic restoring force, and may function to stand upright when the display unit 20 is unfolded.
  • the first height h1 when the bent part 15a is released from the roller and the second height when the display part is wound around the roller so that the display part 20 can stand upright when unfolded may be 1 to 5.
  • the first height h1 of the bent portion 15a may be at least 1 times higher than the second height h2 and at most 5 times or less. If the first height h1 of the bent part 15a is equal to or less than the second height h2, no deformation force occurs in the bent part 15a, and if it is 5 times or more, it is applied to the bent part 15a. It is possible to exceed the yield strain of the bending portion 15a due to the losing strain.
  • the display unit 20 of this embodiment stores elastic recovery force when the display unit 20 is wound around the roller 143 due to the bending unit 15a (see FIG. 18), and the display unit 20 When released at 143, this elastic recovery force increases the self-standing stiffness of the display unit 20 so that the display unit 20 can be easily unfolded, or the display unit 20 is only rotated by rotating the roller without mechanical assistance such as the link assembly described above. Can be raised or lowered.

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Abstract

본 발명은, 롤러, 상기 롤러에 롤링(rolling)되고, 디스플레이 패널과 상기 디스플레이 패널과 마주하게 접합된 모듈커버(15)를 포함하는 디스플레이부, 상기 디스플레이부의 단부에 고정되는 서포터, 상기 서포터에 회동 가능하게 장착되는 상부 링크, 상기 상부 링크와 조인트로 연결된 하부 링크를 포함하는 링크 어셈블리, 상기 하부 링크를 회전시키는 모터 어셈블리를 포함하고, 상기 모듈커버(15)는, 제1 스킨과, 상기 제1 스킨과 마주하며 상기 제1 스킨보다 좌굴 응력(buckling stress)이 큰 제2 스킨을 포함하고, 상기 모듈커버(15)는, 상기 제2 스킨이 상기 디스플레이 패널을 향하도록 접합된 롤러블 디스플레이 디바이스에 관한 것이다.

Description

롤러블 디스플레이 디바이스
본 발명은 디스플레이가 롤링(rolling)되는 롤러블(rollable) 디스플레이 디바이스에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 디스플레이 디바이스에 대한 요구도 다양한 형태로 증가하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등 다양한 디스플레이 디바이스가 연구되어 사용되고 있다.
이 중에서, 유기 발광다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED)를 이용한 디스플레이 디바이스는 액정 디스플레이 디바이스에 비하여 휘도 특성 및 시야각 특성이 우수하고 백라이트 유닛을 필요로 하지 않아 초박형. 그리고 플렉서블 디스플레이로 구현할 수 있는 장점이 있다.
또한, 플렉서블 디스플레이는 다양한 분야에 응용되어 사용될 수 있으며, 일 예로 디스플레이를 사용시에는 폈다가 사용하지 않을 때는 말아 보관할 수 있는 롤러블(rollable) 디스플레이 디바이스로 구현되기도 한다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 목적은, 롤러블 디스플레이에 사용할 수 있는 모듈커버 및 이를 포함해 구성된 롤러블 디스플레이 디바이스를 제공하는데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 롤러블 디스플레이 디바이스는 롤러, 상기 롤러에 롤링되어 상하로 승강되고, 디스플레이 패널과 상기 디스플레이 패널을 지지하는 모듈커버를 포함하는 디스플레이부를 포함하고, 상기 모듈커버는 상기 롤러를 향하는 제1 면의 굽힘 강성과 상기 디스플레이 패널을 향하는 제2 면의 굽힘 강성이 다르고, 상기 디스플레이부가 롤링되는 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 상기 디스플레이부의 양쪽 단부에 상기 롤러를 향하도록 휘어진 벤딩부를 포함하고, 상기 벤딩부는 상기 디스플레이부가 상기 롤러에서 풀렸을 때의 제1 높이와 상기 디스플레이부가 상기 롤러에 감겼을 때의 제2 높이와 다를 수 있다.
상기 제2 면은 상기 디스플레이 패널이 상기 모듈커버에 접합되는 면일 수 있고, 상기 제2 면의 굽힘 강성은 상기 제1 면의 굽힘 강성보다 클 수 있다.
상기 벤딩부의 제1 높이(h1)와 상기 제2 높이(h2)의 비율(h1/h2)은 1 ~ 5인 것이 바람직하다.
상기 모듈커버는, 제1 스킨과 상기 제1 스킨과 마주하며 상기 제1 스킨보다 좌굴 응력(buckling stress)이 큰 제2 스킨을 포함하고, 상기 제2 스킨이 상기 디스플레이 패널을 향하도록 접합될 수 있다.
상기 제1 스킨은 상기 제2 스킨보다 고분자 매트릭스 복합체(Polymer matrix composite)의 함량이 적거나, 또는 없을 수 있다.
상기 제1 스킨과 제2 스킨의 좌굴 응력의 차이는 10 이상인 것이 바람직하다.
상기 제1 스킨과 제2 스킨 중 적어도 하나는, 강화 섬유를 포함하도록 구성될 수 있고, 상기 제1 스킨에 포함된 제1 강화 섬유의 직조 방식과, 상기 제2 스킨에 포함된 제2 강화 섬유의 직조 방식은 다를 수 있다.
상기 제2 강화 섬유는 원사가 제1 방향으로 배열된 제1 서브스킨과, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 직조된 제2 서브스킨을 포함하고, 상기 제1 방향은 상기 디스플레이부가 롤링되는 방향과 동일한 방향이고, 상기 제1 서브스킨의 개수가 상기 제2 서브스킨의 개수보다 많을 수 있다.
상기 제2 스킨의 두께는 상기 제1 스킨의 두께와 같거나 크고, 1(mm)와 같거나 작을 수 있다.
상기 제1 강화 섬유는 상기 제1 방향으로만 직조된 복수 개의 서브스킨 만을 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 제1 스킨과 상기 제2 스킨 사이에 샌드위치된 코어를 더 포함할 수 있다.
상기 코어는 육각 기둥을 포함하는 허니컴 구조를 이루며, 상기 육각 기둥은 상기 제1 방향의 폭이 상기 롤링 방향의 폭보다 작을 수 있다.
상기 제2 방향의 폭(B2)과 상기 제1 방향(B1) 폭의 비율(B2/B1)은 1.5 ~ 7인 것이 바람직하다.
상기 육각 기둥의 기둥 두께(G1)와 상기 제1 방향의 폭(B1)의 비율(B1/G1)은 3 ~ 20인 것이 바람직하다.
상기 제2 스킨 또는 제1 스킨 중 적어도 하나의 두께는 상기 코어의 굽힘 강성의 1% 이하를 만족하는 두께일 수 있다.
상기 제2 스킨은 접착층에 의해 상기 코어와 접합되고, 상기 접착층의 쇼어 경도(shore hardness)는 80이하인 것이 바람직하다.
상기 벤딩부는 상기 제2 스킨의 단부에만 선택적으로 형성될 수 있다.
상기 벤딩부의 높이는 상기 제1 스킨과 코어의 두께를 합한 두께보다 클 수 있다.
본 발명은 상기 디스플레이부의 단부에 고정되는 서포터, 상기 서포터에 회동 가능하게 장착되는 상부 링크, 상기 상부 링크와 조인트로 연결된 하부 링크를 포함하는 링크 어셈블리, 상기 하부 링크를 회전시키는 모터 어셈블리를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 디스플레이 디바이스의 효과에 대하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 무게가 가벼운 판재 모양의 모듈커버(15)를 제공해 디스플레이를 손쉽게 롤링하는 효과가 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 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러블 디스플레이 디바이스의 전체 모습을 단순화해 보여주는 도면이다.
도 2는 롤러블 디스플레이 디바이스의 동작을 설명하는 도면이다.
도 3은 롤러에 연결된 디스플레이부의 모습을 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3의 A-A'선에 따른 단면 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 일 실시예의 롤러블 디스플레이 디바이스의 전체 모습을 보여주는 도면이다.
도 6은 도 5의 후면을 모습을 보여주는 도면이다.
도 7 및 도 8은 링크 어셈블리가 접힌 상태를 보여주는 도면들이다.
도 9는 일 실시예의 모듈커버(15)의 모습을 보여주는 도면이다.
도 10 및 도 11은 모듈커버(15)의 벤딩을 설명하기 위한 도면들이다.
도 12 및 도 13은 각각 제1 스킨과 제2 스킨의 단면 구성을 설명하는 도면이다.
도 14 및 도 15는 강화 섬유의 배열 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 코어의 평면 모습을 보여주는 도면이다.
도 17은 롤러에 연결된 다른 실시예의 디스플레이부의 모습을 보여주는 도면이다.
도 18은 도 17에 도시한 디스플레이부가 롤러에 감긴 모습을 보여주는 도면이다.
도 19는 도 17에 도시한 모듈커버가 롤러에 감겼을 때 그리고 롤러에서 펼쳐졌을 때의 단면 모습을 보여주는 도면이다.
도 20은 도 17의 B-B'선을 따라 절단한 모습을 보여주는 도면이다.
도 21은 벤딩부의 다른 구성을 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 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 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 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.
또한, 도면은 선택에 따라 간략한 도시를 위해, 각 부의 구성이 도면에 따라 조금 다르게 표현될 수도 있으나, 동일한 도면 번호인 경우는 동일한 구성을 나타낸다.
이하에서는, 디스플레이 패널에 대해 유기 표시 패널(Organic Light Emitting Display, OLED)을 일례로 들어 설명하지만, 본 발명에 적용할 수 있는 디스플레이 패널이 액정 패널에 한정되는 것은 아니고, 액정 패널(Liquid Crystal Display Device, LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 전계 방출 표시 패널(Field Emission Display, FED)과 같은 평판 디스플레이 중 휘어지도록 구성된 디스플레이 역시 사용될 수 있다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러블 디스플레이 디바이스의 전체적인 외관 및 동작에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러블 디스플레이 디바이스의 전체 모습을 단순화해 도시하며, 도 2는 동작 상태를 설명하는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예의 롤러블 디스플레이 디바이스(100)는 디스플레이부(20)와 하우징(30)를 포함해 구성될 수 있다.
디스플레이부(20)는 영상을 표시하는 구성으로, 디스플레이 패널(10)과 모듈커버(15)를 포함하도록 구성될 수 있다.
디스플레이 패널(10)은 디스플레이 디바이스(100)의 전면에 제공되며 영상이 표시될 수 있다. 디스플레이 패널(10)은 영상을 복수개의 픽셀로 나누어 각 픽셀당 색상, 명도, 채도를 맞추어 발광하도록 제어하여 영상을 출력할 수 있다. 디스플레이 패널(10)은 영상이 표시되는 활성 영역과 영상이 표시되지 않는 비활성 영역으로 구분될 수 있다.
디스플레이 패널(10)은 직사각형 형상일 수 있다. 다만 이에 한정되지 아니하며, 디스플레이 패널(10)은 모서리에 소정의 곡률을 가지는 형상일 수 있다. 디스플레이 패널(10)은 바람직한 한 형태에서 유기 발광 다이오드(OLED) 패널일 수 있다. 다만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 디스플레이 패널(10)은 다양한 종류의 휘어지는 평판 디스플레이로 구현될 수 있다.
모듈커버(15)는 디스플레이 패널(10)의 후면에 제공될 수 있다. 모듈커버(15)는 디스플레이 패널(10)에 직접 부착될 수 있다. 모듈커버(15)는 디스플레이 패널(10)의 크기와 같거나 디스플레이 패널(10)보다 클 수 있다.
모듈커버(15)는 디스플레이 패널(10)를 지지하고, 또한 안정적으로 디스플레이 패널(10)이 롤링(rolling)되도록 디스플레이 패널(10)과 면대면으로 마주해 디스플레이 패널(10)의 후면에 바로 부착될 수 있다. 바람직한 한 형태에서, 모듈커버(15)는 경화한 경우에 일정 강도 이상을 갖는 접착제에 의해 디스플레이 패널(10)에 접합될 수 있다. 결과적으로, 디스플레이 패널(10)과 모듈커버(15)는 하나의 어셈블리(assembly)를 이뤄 하나의 몸체로 동작되도록 구현될 수 있다.
이 모듈커버(15)는 디스플레이부(20)를 위 아래로 승강시키며, 또한 방향에 따라서는 잘 접히거나 또는 접히지 않도록 구성되어야 한다. 이를 위한 모듈커버(15)에 대해서는 자세히 후술한다.
하우징(30)은 디스플레이 패널(10)을 수납하는 한편, 또한 디스플레이부(20)를 승강시키기 위한 다수의 기계적 구성, 그리고 디스플레이부(20)를 구동하는데 필요한 구동 회로들을 그 내부에 실장할 수 있다.
이 롤러블 디스플레이 디바이스(100)는 제1 상태와 제2 상태로 동작될 수 있다. 제1 상태는 디스플레이부(20)의 활성영역이 하우징(30) 내부에 위치하는 상태이고, 제2 상태는 하우징(30) 외부에 노출된 상태일 수 있다. 또는 제1 상태는 디스플레이부(20)가 하우징 내부에 수납된 상태이고, 제2 상태는 디스플레이부(20)가 펴진 상태일 수 있다.
롤러블 디스플레이 디바이스(100)는 제 1 상태일 때 디스플레이부(20)의 활성영역이 하우징(30) 내부에 위치할 수 있다. 즉, 디스플레이부(20)가 하우징(30)에 차폐될 수 있음을 의미한다.
롤러블 디스플레이 디바이스(100)는 동작하지 않거나 또는 디스플레이에 화면을 표시하지 않을 때 제1 상태를 유지하고, 동작하거나 또는 디스플레이에 화면을 표시할 때 제2 상태를 유지한다.
실시예에서, 롤러블 디스플레이 디바이스(100)를 승강시키기 위한 롤러(143)를 더 포함해 구성될 수 있다. 롤러(143)는 하우징(30)의 내부에 시계방향의 회전 운동 또는 반시계 방향의 회전 운동을 하도록 설치되어 있다. 디스플레이부(20)의 일단은 롤러(143)에 연결되어 있으며, 롤러(143)의 회전 운동에 의해 디스플레이부(20)가 승강하면서 하우징(30) 밖으로 펼쳐지거나, 또는 하우징(30) 내부에 수납될 수가 있다.
또는 제1 상태에서, 디스플레이부(20)는 롤러(143)에 감겨진 상태이고, 제2 상태에서 디스플레이부(20)는 롤러(143)에서 풀어져 외부로 노출된 상롤러와 디스플레이부(20)의 자세한 구조 및 작동방법은 후술하도록 한다.
이처럼 일 실시예의 롤러블 디스플레이 디바이스(100)는 디스플레이부(20)가 제 1 상태 및 제 2 상태 중 어느 하나의 상태일 수 있다. 이에 따라, 디스플레이 디바이스(100)를 이용할 때만 디스플레이부(20)를 하우징(30) 외부로 노출시킬 수 있어, 공간을 절약할 수 있다.
이하, 도 3 및 4를 참조로, 디스플레이부(20)와 롤러(143)의 배치에 대해 자세히 설명한다. 도 3은 롤러에 연결된 디스플레이부의 모습을 보여주는 도면이고, 도 4는 도 3의 A-A'선에 따른 단면 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 일 실시예의 롤러블 디스플레이 디바이스는 디스플레이 패널(10)의 일 단에 롤러(143)가 연결될 수 있다. 롤러(143)는 디스플레이 패널(10)이 제 1 상태에 또는 제2 상태 중 어느 한 상태에 있도록 디스플레이 패널(10)을 권취(winding and unwinding)할 수 있다. 롤러(143)는 화살표 방향(시계 방향)으로 회전해 디스플레이부(20)를 승강하고, 반시계 방향으로 회전해 디스플레이부(20)를 하강하도록 구성될 수 있다. 일 예에서, 롤러(143)가 이처럼 동작할 때, 디스플레이부(20)는 전면(front)이 -z축을 향하는 방향이고, 후면이 +z축을 향하는 방향으로 배치될 수 있다. 이 경우, 디스플레이부(20)는 이미지가 표시되는 전면이 롤러(143)에 바깥을 향하도록(outward) 권취될 수가 있다. 디스플레이부(20)를 이처럼 권취하면 디스플레이부(20)가 하우징(30) 밖으로 승강할 때 하우징(30)의 모서리에 가깝게 위치해 디스플레이부(20)가 승강되므로, 디스플레이부(20) 화면 앞쪽의 하우징(30) 위로 물건을 수납할 만한 공간을 없애, 화면 앞쪽의 하우징 위로 배치된 물건 때문에 화면이 가려지는 것을 사전에 방지할 수 있다.
또는, 이와 반대로 디스플레이부(20)는 전면(front)이 +z축을 향하는 방향으로, 후면이 -z축을 향하는 방향으로 배치되는 것도 가능하다.
일 실시예의 롤러블 디스플레이 디바이스는 디스플레이부(20)의 후면(롤러에 권취될 때 안쪽)의 적어도 일부에 소스 PCB(120)가 배치될 수 있다. 각각의 소스 PCB(120)는 이웃한 것과 떨어져 배치될 수 있다.
적어도 하나의 소스 PCB(120)는 타이밍 컨트롤러 보드(105)로부터 전달되는 디지털 비디오 데이터들과 타이밍 제어신호들을 전송하기 위한 신호 배선들이 위치할 수 있다. 소스 PCB(120)는 소스 COF(Chip On Film, 123)에 의해 디스플레이 패널(10)과 연결될 수 있다. 소스 PCB(120)의 일측과 연결된 소스 COF(123)는 디스플레이 패널(10)의 활성 영역으로 연장되어 디스플레이부(20)의 디스플레이 패널과 연결될 수 있다.
롤러(143)의 외주에는 안착부(379)가 형성될 수 있다. 안착부(379)는 롤러(143) 외주의 일부가 단차진 형태로 형성될 수 있고, 이 경우 롤러(143) 안쪽으로 수용공간(B)이 형성될 수 있다. 안착부(379)는 디스플레이부(20)가 롤러(143)에 권취될 때 소스 PCB(120)가 롤러(143)에 접하는 부분에 위치할 수 있다.
디스플레이부(20)가 감길 때 소스 PCB(120)는 안착부(379)가 형성하는 수용공간(B)로 수용될 수 있다. 이에 따라, 롤러(143)가 감겨도 소스 PCB(120)에 손상이 생기는 것을 방지할 수 있다.
롤러(143) 내부로는 타이밍 컨트롤러 보드(105)가 실장될 수 있다. 타이밍 컨트롤러 보드(105)와 소스 PCB(120)는 FFC 케이블(117)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
롤러(143)는 하나의 몸체보다는 2개의 몸체로 구성되어, 상부 롤러(331)와 하부 롤러(337)를 포함할 수 있다. 상부 롤러(331)와 하부 롤러(337)는 제한없이 다양한 방법에 의해 둘 사이가 조립될 수 있는데, 일 예로 둘 사이는 스크류 체결될 수 있다.
타이밍 컨트롤러 보드(105)는 상부 롤러(331)와 하부 롤러(337)의 사이에 실장될 수 있다. FFC 케이블(117)은 상부 롤러(331)에 위치한 홀(331a)을 통하여 타이밍 컨트롤러 보드(105) 및 소스 PCB(120)와 연결될 수 있다.
이처럼 구성되는 경우에, 타이밍 컨트롤러 보드(105)가 롤러(143)와 같이 회전하기 때문에 FFC 케이블(117)이 꼬이지 않을 수 있다. 또한, 롤러(143) 내부에 타이밍 컨트롤러 보드(105)가 실장되므로 공간 역시 절약할 수 있다.
그리고, 디스플레이부(20)의 구동을 위한 메인 보드와 파워 서플라이는 하우징 내부에 위치할 수 있는데, 일 예로 이들은 하우징의 내부 벽면에 마운트될 수 있다. 타이밍 컨트롤러 보드(105)는 메인 보드 및 파워 서플라이와 배선을 통해 연결될 수 있다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조로 디스플레이부(20)를 승강시키기 위한 구성에 대해 설명한다. 도 5는 일 실시예의 롤러블 디스플레이 디바이스(100)의 전체 모습을 보여주는 도면이고, 도 6은 도 5의 후면을 모습을 보여주는 도면이다.
일 실시예에서, 롤러블 디스플레이 디바이스(100)는 디스플레이부(20)를 승강시키는 링크 어셈블리(LA)를 포함해 구성될 수 있다.
링크 어셈블리(LA)는 모터의 구동에 의해 제1 상태에서 하우징(30)의 내부에 접어진 상태로 위치해 디스플레이부(20)가 롤러(143)에 감겨진 상태로 하우징(30) 내부에 위치하도록 하고, 제2 상태에서는 디스플레이부(20)가 전개되어 하우징(30) 밖으로 나올 수 있도록 기능할 수 있다.
한편, 하우징(30)은 링크 어셈블리(LA) 및 모터 어셈블리(137)가 설치되는 마운팅으로 기능해, 링크 어셈블리(LA) 및 모터 어셈블리(137)를 지지할 수 있다.
하우징(30)은 제1 베이스(31)와 제2 베이스(33)를 포함하며, 제1 베이스(31)와 제2 베이스(33)는 소정 간격을 두고 마주해 그 사이에 공간을 형성하도록 배치될 수 있다. 참고로 도 5에서는 롤러(143)가 보여지도록 제1 베이스(31)를 제거한 상태로 도시하였다.
롤러(143)는 제1 베이스(31)와 제2 베이스(33) 사이에 배치될 수 있고, 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있도록 양 단이 하우징(30)에 축 연결될 수 있다. 이에 따라, 롤러(143)는 롤러의 중심축을 기준으로 회전운동을 할 수가 있다.
링크 어셈블리(LA)는 제1 베이스(31) 위로 배치될 수 있다. 링크 어셈블리(LA)는 디스플레이부(20)가 상승 또는 하강할 수 있도록 지지하는 기능을 할 수 있다. 링크 어셈블리(LA)는 디스플레이부(20)의 상부에 결합되어 있는 서포터(75)를 상승시키거나 하강시킬 수 있다.
디스플레이부(20)는 상단이 서포터(75)에 고정되고, 하단은 롤러(143)에 고정될 수 있다. 링크 어셈블리(LA)는 전개되었을 때(또는 펴졌을 때), 디스플레이부(20)가 굴곡없이 반듯하게 펴지도록 디스플레이부(20)의 후면에서 디스플레이부(20)를 지지할 수 있다.
링크 어셈블리(LA)가 하우징(30)에 연결되는 부분에 모터 어셈블리(137)가 위치할 수 있다. 모터 어셈블리(137)는 링크 어셈블리(LA)가 상승 또는 하강하도록 구동시킬 수 있다. 모터 어셈블리(137)는 전기신호를 받아 물리적 힘으로 전환할 수 있다. 모터 어셈블리(137)는 링크 어셈블리(LA)에 회전 에너지를 전달하여 제1 상태에서 제2 상태로 변화할 수 있다.
링크 어셈블리(LA)는 서포터(75) 및 이 서포터(75)의 양측을 지지하는 한 쌍의 링크(73)를 포함할 수 있다.
서포터(75)는 디스플레이부(20)의 끝을 고정하고 있다. 따라서, 디스플레이부(20)는 서포터(75)의 승강 동작에 맞춰 동일하게 승강될 수 있다.
링크(73)는 상부 링크(73a)과 하부 링크(73b)를 포함하며, 바 형상을 갖도록 구성될 수 있다. 상부 링크(73a)은 상부에 배치될 수 있고, 하부 링크(73b)은 하부에 배치될 수 있다.
상부 링크(73a)과 하부 링크(73b)은 조인트(152)에 의해 연결될 수 있다. 상부 링크(73a)의 일 단은 서포터(75)와 체결될 수 있고, 상부 링크(73a)의 타 단은 조인트(152)에 체결될 수 있다. 그리고 하부 링크(73b)의 일 단은 모터 어셈블리(137)에 회전 가능하게 축 연결될 수 있고, 하부 링크(73b)의 타 단은 조인트(152)에 체결될 수 있다.
조인트(512)는 상부 링크(73a) 및 하부 링크(73b)에 각각 설치된 기어(미도시)를 포함하도록 구성될 수 있고, 상부 링크(73a)의 기어와 하부 링크(73b)의 기어는 서로 맞물리게 배치될 수 있다. 이에 따라, 링크(73)는 조인트(512)를 중심으로 대칭하는 움직임을 갖도록 구성될 수 있다.
이 같은 링크(73)는 왼쪽과 오른쪽에 각각 하나씩 구비될 수 있고, 쌍을 이뤄 동작할 수 있다. 즉, 왼쪽 링크와 오른쪽 링크가 동일한 운동량을 갖도록 제어되어야지만 디스플레이부(20)가 기울지거나 구겨지지 않고 똑바로 직립한 상태로 승강될 수가 있다.
이 점을 고려해 일 예에서는 링크 어셈블리(LA)는 링크(73)를 지지하는 쇼바(72)를 더 포함해 구성될 수 있다. 쇼바(72)의 일단은 링크(73), 보다 정확히는 하부 링크(73b)에 회전 가능하게 축 연결되고, 타단은 제1 베이스(31)에 회전 가능하게 축 연결될 수 있다. 바람직한 형태에서 쇼바(72)는 유압실린더(oil hydraulic cylinder), 공압실린더(에어실린더, pneumatic cylinder 또는 air cylinder) 또는 액츄에이터(actuator)일 수 있다. 이 같은 구성에 따른 쇼바는 피스톤과 실린더를 포함하며, 실린더 내부는 유압이나 기체로 채워질 수 있다.
이하, 도 6 내지 도 8을 참조로 링크 어셈블리(LA)의 동작에 대해 설명한다. 도 7 및 도 8은 링크 어셈블리가 접힌 상태를 보여주는 도면들이다.
일 실시예의 롤러블 디스플레이 디바이스(100)는 모터 어셈블리(137)의 동작에 의해 링크(73)가 회전/피봇 동작을 하게 되고, 그 결과 서포트(75)가 승강되게 동작될 수 있다.
모터 어셈블리(137)의 회전 운동은 모터 어셈블리(137)와 하부 링크(73b) 사이에 배치된 기어 구성(미도시)에 의해 링크(73)가 베이스(31)에 대해 기립하는 방향으로 회전 또는 피봇되도록 동작될 수 있다.
일 예로, 모터 어셈블리(137)의 축이 회전함에 따라 조인트(152)를 중심으로 연결된 상부 링크((73a)과 하부 링크(73b)이 이루는 각도는 증가하거나 또는 감소하도록 동작할 수 있다. 이처럼 상부 링크((73a)과 하부 링크(73b)이 접었다 펴지면서 조인트를 중심으로 한 상부 링크((73a)과 하부 링크(73b)이 이루는 각도를 줄이거나 커지도록 하는 동작을 피봇 동작이라 할 수 있다.
링크(73)가 피봇되어짐에 따라서, 탑 케이스(950)는 +y축 방향으로 이동할 수 있다. 이에 따라, 탑 케이스(950)에 일단이 연결된 디스플레이부(20)는 롤러(143)에서 풀리면서 위쪽으로 승강될 수 있다.
링크(73)가 베이스(31)에 대해 기립하는 방향으로 피봇됨에 따라, 쇼바(72)의 길이는 가변되어진다. 링크(73)가 전개되는 경우에, 하부 링크(73b)에 일단이 연결된 쇼바(72)는 그 길이방향으로 늘어나면서, 유압이 커져 링크(73)가 기립한 상태를 이룰 수 있도록 지지할 수 있다.
모터 어셈블리(137)가 하부 링크(73b)를 베이스(31)에 대해 기립하는 방향의 반대 방향(시계 방향)으로 피봇시키게 되면, 하부링크(73b)와 상부링크(73a)가 이루는 각도는 감소할 수 있다. 그 결과, 서포터(75)는 -y축 방향으로 하강하게 되고, 디스플레이부(20)의 일부는 롤러(143)에 감길 수 있다. 그리고, 모터 어셈블리(137)가 하부링크(73b)를 베이스(31)에 대해 기립하는 방향의 반대방향으로 피봇시킴에 따라, 쇼바(72)의 길이는 줄어들 수 있다.
이처럼 하부링크(73b)가 시계 방향으로 회전함에 따라 또는 링크(73)가 피봇하게 됨에 따라, 왼쪽 링크의 조인트와 오른쪽 링크의 조인 사이의 거리는 작아지고, 최소값을 가질 때 디스플레이부(20)는 하우징에 완전히 수납될 수 있다. 반대로, 왼쪽 링크의 조인트와 오른쪽 링크의 조인 사이의 거리가 최대 값을 가질 때, 링크(73)는 완전히 기립(링크가 베이스와 90도를 이루는 상태)해 디스플레이부(20)를 완전히 펼칠 수 있다.
이하, 도 9를 참조로 일 실시예의 모듈커버(15)에 대해 보다 자세히 설명한다. 도 9는 일 실시예의 모듈커버(15)의 모습을 보여주는 도면이다.
도 9에서, 일 실시예의 모듈커버(15)는 얇은 모듈커버(15)(plate) 형상을 가지도록 구성될 수 있다. 모듈커버(15)는 약 1(mm) ~ 2(mm)의 두께를 가질 수 있는데, 디스플레이 패널(10)의 크기에 맞춰 변경될 수 있다. 예를 들어서, 모듈커버(15)의 두께는 디스플레이 패널(10)의 크기가 작아질수록 상대적으로 작아질 수 있고, 반대로 디스플레이 패널(10)의 크기가 커지면 그에 맞춰 커질 수 있다. 또한 모듈커버(15)는 구조 강성의 크기에 따라 그 두께가 조정될 수 있다. 구조 강성을 높이기 위해서는 두께가 커질 수 있고, 반대로 구조 강성을 줄이는 경우에는 두께가 작아질 수 있다.
또한, 모듈커버(15)의 두께는 롤러(143)의 크기, 보다 정확히는 원기둥 형상인 롤러(143)의 지름 크기에 의존해 조정될 수 있다. 예를 들어서, 롤러(143)의 지름이 커지는 경우에, 디스플레이부(20)에 요구되는 곡률 반경은 그만큼 커지므로 모듈커버(15)의 두께는 커질 수 있다. 반대로 롤러(143)의 지름이 작아지는 경우는 디스플레이부(20)에 요구되는 곡률 반경은 비례해서 작아지므로 모듈커버(15)의 두께는 작아져야 한다.
일 실시예의 모듈커버(15)는 샌드위치 구조를 가질 수 있다. 샌드위치 구조라 함은 2장의 외부판 사이에 무게가 가벼운 심재(core)를 넣어 만든 구조체로 무게가 가벼우면서 높은 구조 강도를 갖는 장점이 있다.
일 실시예의 모듈커버(15)는 제1 스킨(151)과 이와 마주하는 제2 스킨(153), 그리고 그사이에 배치된 코어(155)을 포함하도록 구성될 수 있다. 여기서, 코어(155)은 반드시 필요한 구성은 아니며, 구조 강도가 허락되는 한 이 코어(155)은 생략될 수 있다.
제1 스킨(151)은 약 0.1~0.3(mm)의 두께를 갖도록 구성될 수 있으나, 이 두께에 한정되는 것은 아니며 구조 강도나 굽힘 강성 또는 좌굴 응력 등을 고려해 그 두께는 조절될 수 있다.
바람직하게 제1 스킨(151)은 일 방향으로의 굽힘이 가능하도록 제2 스킨(153)보다는 굽힘 강성 또는 좌굴 응력이 작을 수 있다. 좌굴 응력이나 굽힘 강성이 작을수록 스킨은 잘 구부러져 말릴 수 있다. 바람직한 한 형태에서, 제1 스킨(151)과 제2 스킨(153)의 좌굴 응력의 차이는 10이상인 것으로 바람직하다. 좌굴 응력의 차이가 10이상이 되었을 때, 디스플레이부(20)가 구겨지거나 주름이 지는 등의 문제없이 잘 펴질 수 있다.
이와 대비해서, 제2 스킨(153)은 제1 스킨(151)과 다른 굽힘 강성 또는 좌굴 응력을 갖도록 구성되어 모듈커버(15)(150가 일 방향으로 휘어지도록 구성될 수 있다. 일 에로, 제2 스킨(153)과 제1 스킨(151)의 굽힘 강성 또는 좌굴 응력의 차이가 커지면 커질수록 잘 휘어져 말릴 수 있다.
이 같은 점을 고려해, 제2 스킨(153)은 적어도 상기 제1 스킨(151)의 두께와 같거나 큰 것이 바람직하다. 굽힘 강성이나 제1 스킨은 두께에 비례해 커지는 속성이 있기 때문에, 한쪽은 굽힘 강성이 크고, 다른 한 쪽은 굽힘 강성이 작은 경우에 굽힘 강성이 작은 쪽으로 잘 말릴 수가 있다.
이에 대해 도 10을 참조하면, 일 실시예의 모듈커버(15)는 제1 스킨(151)의 좌굴 응력이 제2 스킨(153)의 좌굴 응력보다 작을 수 있다. 일 예로, 제1 스킨(151)과 제2 스킨(153)의 좌굴 응력 차이는 10 이상일 수 있다.
제1 방향으로 배치된 제1 스킨(151)의 좌굴 응력은 제2 방향으로 배치된 제2 스킨(153)의 좌굴 응력보다는 상대적으로 많이 작다. 이 상태에서, 제1 방향(또는 반시계 방향)으로 모듈커버(15)가 벤딩(bending)될 때, 제1 스킨(151)을 중심(회전 축의 중심에 대해 제1 스킨이 안쪽에 위치하고 제2 스킨이 바깥으로 위치함)으로 벤딩이 이뤄지므로, 제1 방향의 벤딩은 쉽게 일어날 수가 있다.
반대로, 제2 방향(또는 시계 방향)으로 모듈커버(15)가 벤딩되는 경우는 상대적으로 좌굴 응력이 큰 제2 스킨(151)을 중심(회전 축의 중심에 대해 제2 스킨이 안쪽에 위치하고 제1 스킨이 바깥으로 위치함)으로 벤딩이 일어나므로, 제2 방향의 벤딩은 제1 방향보다 어려울 수 있다.
또한, 이처럼 모듈커버(15)를 구성하는 제1 스킨(151)은 제2 방향으로 벤딩되는 것을 방지하기 위해서 비연신성(inextensible)을 갖도록 구성될 수 있다. 모듈커버(15)가 시계 방향(또는 제2 방향)으로 벤딩되는 경우에, 제1 스킨(151)은 인장력을 받게 된다. 따라서, 만약 제1 스킨(151)이 연신성을 갖는다면, 모듈커버(15)가 시계 방향으로 벤딩될 수가 있다.
허나 일 예에서, 제1 스킨(151)이 비연신성을 가지고 있기 대문에, 모듈커버(15)는 제1 방향으로는 벤딩이 되나, 제2 방향으로는 벤딩되지 않을 수 있다.
한편, 도 11에서 예시하는 바와 같이 이처럼 구성된 모듈커버(15)는 제2 스킨(153)이 디스플레이 패널(10)을 향하도록 디스플레이 패널(10)에 접합될 수가 있다. 보다 정확히, 디스플레이 패널(10)의 후면과 모듈커버(15)의 제2 스킨(153)이 마주한 상태로 둘 사이가 부착될 수 있다.
그 결과, 디스플레이부(20)는 롤러(143)가 시계 방향으로 회전하게 되면 제1 스킨(151)을 중심으로 벤딩되므로 디스플레이부(20)가 롤러(143)에 롤링될 수가 있고, 반대로 롤러(143)가 반시계 방향으로 회전하는 경우에는 롤러(143)에서 풀려 상승을 할 수가 있다. 또한 모듈커버(15)가 완전히 펴진 상태에서는 제2 방향으로 비연신성을 갖는 제1 스킨(151) 때문에 디스플레이부(20)가 제2 방향으로 구부려지는 것을 방지할 수가 있다. 이에 따라, 디스플레이부(20)는 완전히 펴졌을 때 제2 방향의 지지력으로 인해 평탄하게 펼쳐지는 것도 가능하다.
바람직한 한 형태에서, 제1 스킨(151)은 제2 스킨(153) 고분자 매트릭스 복합체(Polymer matrix composite)의 함량이 적거나, 또는 없도록 구성될 수 있다. 고분자 매트릭스 복합체(Polymer matrix composite)는 강성 또는 경도를 키우도록 기능하기 때문에, 제1 스킨(151)보다 상대적으로 굽힘 강도 또는 좌굴 응력이 작도록 구성되는 제1 스킨(151)이 제2 스킨(153)보다 고분자 매트릭스 복합체의 함량이 작거나, 또는 제1 스킨(151)은 고분자 매트릭스 복합체를 포함하지 않도록 구성될 수 있다.
제2 스킨(153)이 고분자 매트릭스 복합체를 포함하도록 구성됨에 따라, 무게를 줄이며 강성도를 높여 디스플레이부(20)가 제2 방향으로 벤딩되는(또는, 디스플레이부(20)가 앞으로 무너짐) 것을 방지할 수가 있다.
또한, 제1 스킨(151)과 제2 스킨(153)과 적어도 하나는 강화 섬유를 주 성분으로 구성될 수 있다. 여기서 주 성분이라 함은 강화섬유의 조성비가 50(wt%) 이상인 것으로 의미할 수 있고, 더욱 바람직하게는 강화섬유의 조성비가 90(wt%) 이상일 수 있다. 여기서, 강화 섬유는 유리 섬유 또는 카본 섬유를 포함하는 의미로 사용된다.
제1 스킨(151)과 제2 스킨(153) 중 적어도 하나가 강화 섬유를 포함하도록 구성됨으로써, 디스플레이부(20)를 롤러(143)에 감겼다가 펴질 때, 내재된 탄성 회복력으로 인해 쉽게 디스플레이부(20)가 펼쳐질 수 있다.
또한, 일 실시예에서 제1 스킨(151)에 포함된 제1 강화 섬유의 직조 방식과, 제2 스킨(153)에 포함된 제2 강화 섬유의 직조 방식은 다를 수 있다. 이에 대해서 도 12 내지도 15를 참조로 자세히 설명한다. 도 12 및 도 13은 각각 제1 스킨과 제2 스킨의 단면 구성을 설명하는 도면이고, 도 14 및 도 15는 강화 섬유의 배열 방향을 설명하기 위한 도면이다.
이 도면들을 참조하면, 제1 스킨(151)과 제2 스킨(153)은 각각, 복수 개의 서브스킨들이 적층된 단면 구조를 갖도록 구성될 수 있다. 여기서, 스킨(151, 153)의 각 층은 강화 섬유로 이뤄진 원사, 일 예로 탄소 원사의 직조 방향에 따른 분류일 수 있다.
일 에에서, 제1 스킨(151)은 한 방향으로만 탄소 원사가 직조된 복 수개의 층들로 구성될 수 있다. 도면에서, "x"는 탄소 원사들이 제1 방향으로 직조된 것임을 말한다.
도 12에서 예시하고 있는 것처럼, 제1 스킨(151)은 복수 개의 서브스킨들로 구성될 수 있고, 각 층에서 탄소 원사들은 모두 제1 방향으로만 배열되도록 구성될 수 있다.
그리고, 일 예에서, 제2 스킨(153)은 서로 다른 방향으로 탄소 원사들이 제1 방향으로만 직조된 제1 서브스킨(153a)과 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 직조된 제2 서브스킨(153b)을 포함하도록 구성될 수 있다. 도면에서, "+"는 탄소 원사들이 제2 방향으로 직조된 것임을 말한다.
바람직한 한 형태애서, 제2 스킨(153)은 제1 스킨(151)보다 좌굴 응력이 커야 하므로, 제2 방향으로 직조된 제2 서브스킨(153b)을 더 포함하도록 구성될 수 있다. 더욱 바람직하게, 제2 스킨(153)은 제2 서브스킨(153b)의 개수가 제1 서브스킨(153a)의 개수보다 많도록 구성될 수 있다. 여기서, 제1 서브스킨(153a)과 제2 서브스킨(153b)이 적층되는 순서나 배치 관계는 특별한 제한이 자유롭게 배치할 수 있다. 일 에로, 제1 서브스킨(153a)과 제2 서브스킨(153b)은 교대로 배치되거나 또는 복수의 제1 서브스킨(153a)들을 적층한 후에, 복수의 제2 서브스킨(153b)을 그 위에 적층해 제2 스킨(153)을 구성할 수 있다.
이 같은 구성에 따르면, 제2 스킨(153)은 제1 방향을 축으로 하는 벤딩보다는 제2 방향을 축으로 하는 벤딩보다 쉬울 수 있어, 제2 방향에 대해서는 지지력을 가질 수 있다.
한편, 도 14 및 도 15는 제1 서브스킨(153a)과 제2 서브스킨(153b)의 원사 배열 방향을 보여주는 도면이다.
제1 서브스킨(153a)은 원사들(153a1)이 모두 제1 방향(도면의 y축 방향)으로만 배열된 층일 수 있다. 따라서, 원사(153a1)들은 씨실과 날실 중 씨실일 수 있다.
그리고, 제2 서브스킨(153b)은 원사들(153b1)이 제1 방향과 직교하는 제2 방향(도면의 x축 방향)으로만 배열된 층일 수 있다. 따라서 원사(153b1)는 날실일 수 있다.
그런데, 강화 섬유로 이뤄진 원사들로 인해, 제1 서브스킨(153a)은 제1 방향의 굽힘 강성이 제2 방향의 굽힘 강성보다 매우 클 수가 있다. 다시 말해, 제1 서브스킨(153a)은 원사(153a1)가 제1 방향으로 배열되어 있어 그 방향을 축(V1)으로 하는 변형(f1)은 쉽게 일어나지만, 제2 방향을 축(V2)으로는 접기가 어려울 수 있다.
따라서, 디스플레이부(20)가 제1 방향으로 롤링된다면, 제1 서브스킨(153a)은 롤링 방향으로 접는 것이 힘들 수 있고, 제2 서브스킨(153b)은 롤링 방향으로 쉽게 접힐 수 있다.
결국, 제1 스킨(151)을 구성하는 각 서브스킨의 원사들이 롤링방향과 직교하는 방향으로 배열되도록 구성되면, 제1 스킨(151)은 롤링 방향으로 쉽게 벤딩이 될 수 있다.
반면에, 제2 스킨(153)은 원사들이 제1 방향과 제2 방향으로 복합적으로 배치되므로, 제1 스킨(151)보다 쉽게 벤딩이 되지는 않는다. 그런데 제2 스킨(153)은 디스플레이부(20)의 롤링 방향과 동일한 방향으로 배열된 원사들을 포함하는 서브스킨으로 인해 디스플레이부(20)는 밴딩될 때 탄성 회복력을 축적하게 된다. 따라서, 디스플레이부(20)가 펴질 때, 탄력적으로 펴질 수가 있고, 그 결과 디스플레이부(20)가 펴질 때 구겨지거나 주름이 지는 것을 방지할 수 있다.
이 같은 점을 고려해, 제2 스킨(153)은 제1 서브스킨(153a)의 개수와 제2 서브스킨(153b)의 개수가 다를 수 있고, 보다 바람직하게는 디스플레이부(20)의 롤링 방향과 동일한 방향으로 배열된 서브스킨의 개수가 다른 서브스킨의 개수보다 많도록 구성될 수 있다.
일 구성에서, 스킨(151, 13)은 원사들이 일 방향으로 배열된 복수의 서브스킨들을 포함하도록 구성되기 때문에, 각 스킨에서 요구되는 벤딩 강도 또는 좌굴 응력과 같은 층(layer)의 특성을 손쉽게 구현할 수 있다.
이하, 도 16을 참조로, 모듈커버(15)를 구성하는 코어에 대해 상세히 설명한다. 도 16은 코어의 평면 모습을 보여주는 도면으로, (A)는 허니컴의 일부를 선택적으로 확대해서 보여준다.
일 구성에서, 코어(155)는 구조적 강성을 위해 육각 기둥(155a)의 집합체로 구성되는 허니컴 구조로 구성될 수 있다.
코어(155)는 롤링 방향(도면의 y축 방향)으로 디스플레이부(20)가 롤링됨에 따라 접히거나 펴질 수 있도록 가로 및 세로의 비가 큰 육각 기둥(155a)을 포함하도록 구성될 수 있다.
여기서, 도시된 바에 따르면 롤링 방향은 제1 방향(도면의 y축 방향)으로 예를 들어 도시하고 있다. 롤링 방향이 제1 방향이라고 함은 wp2 방향의 회전축(C1)을 중심으로 디스플레이부(20)가 감기거나 퍼지는 것을 말한다.
디스플레이부(20)의 롤링 방향이 제1 방향(도면의 y축 방향)이라고 가정했을 때, 이 육각 기둥(155a)은 제2 방향의 폭(B2)이 제1 방향의 폭(B1)이 더 큰 것인 것이 바람직하다. 이때, 육각 기둥(155a)의 높이는 제2 방향의 폭(B2)이 제1 방향의 폭(B1) 사이의 관계를 알아보기 위해서 고려치 않았다.
보다 바람직하게, 제2 방향의 폭(B2)과 상기 제1 방향(B1) 폭의 비율(B2/B1)은 1.5 ~ 7인 관계를 만족할 수 있다. 다시 말해, 제2 방향의 폭(B2)은 제1 방향의 폭(B1)보다 최소한 1.5배이고, 최대 7배인 관계를 만족할 수 있다. 만약, 제2 방향의 폭(B2)은 제1 방향의 폭(B1)보다 최소한 1.5배보다 작으면, 코어(155)가 갖는 구조 강성으로 인해서 디스플레이부(20)가 원하는 곡률 반경을 갖도록 벤딩이 되지 않을 수 있다. 그리고, 제2 방향의 폭(B2)이 7배보다 커지면, 코어(155)의 구조 강성이 지나치게 낮아져 형태 유지가 어려울 수 있다.
또한, 육각 기둥(155a)의 기둥 두께(G1)와 상기 제1 방향의 폭(B1)의 비율(B1/G1)인 3 ~ 20인 관계를 만족하도록 구성될 수 있다. 다시 말해, 기둥 두께(G1)는 제1 방향의 폭(B1)보다 최대1/3의 크기이고, 최소 1/20을 만족하도록 구성될 수 있다.
만약 기둥 두께(G1)가 제1 방향의 폭(B1)과 비교해 1/20보다 작으면, 기둥의 두께가 너무 얇아 형태 유지를 위한 구조 강성을 얻기가 어려우며, 기둥 두께(G1)가 제1 방향의 폭(B1)과 비교해 1/3보다 크더라도 구조 강성이 너무 커 디스플레이부(20)를 롤링 방향으로 벤딩하는 것이 사실상 불가능할 수 있다.
이처럼 구성되는 코어(155)의 일면으로 제1 스킨(151)이 접합될 수 있고, 타면으로는 제1 스킨(151)과 마주하게 제2 스킨(153)이 접합될 수가 있다. 여기서, 스킨(151, 153)은 코어(155)에 접착층을 통해 접합될 수가 있다. 이 경우에 접착층의 쇼어 경도는 80이하인 것이 바람직하다. 만약 접착층의 쇼어 경도가 80보다 크면 접착층의 강도로 인해 디스플레이부(60)를 롤러(143)에 감는 것이 어려울 수 있다.
또한, 스킨(151, 153)의 두께는 상기 코어의 굽힘 강성의 1% 이하를 만족하는 두께로 구성될 수 있다. 만약, 스킨(151, 153)의 두께가 코어의 굽힘 강성의 1% 보다 크면 스킨의 강성이 커져서, 또는 스킨의 두께가 커서 스킨(151, 153)의 강도로 인해 디스플레이부(60)를 롤러(143)에 감는 것이 어려울 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 디스플레이부(20)의 다른 실시예에 대해 설명한다. 도 17은 다른 실시예의 디스플레이부의 전체 모습을 보여주는 도면이고, 도 20은 도 17의 B-B'선을 따라 절단한 모습을 보여주는 도면이다.
이 도면을 참조하면, 이 실시예의 디스플레이부(20)는 벤딩부(15a)를 포함하도록 구성된 모듈커버(15)와 이 모듈커버의 일면에 접합된 디스플레이 패널(10)을 포함하도록 구성될 수 있다. 모듈커버(15)는 상술한 모듈커버의 구성을 그대로 적용될 수가 있다.
이 실시예의 모듈커버(15)는 모듈커버(15)가 탄성 회복력을 가질 수 있도록 벤딩부(15a)를 더 포함해 구성될 수 있다. 디스플레이부(20)의 롤링 방향이 제1 방향(도면의 y축 방향)이라고 가정했을 때, 벤딩부(15a)는 모듈커버(15)의 제2 방향(도면의 x축 방향)의 양 단부를 한 방향으로 휘어지게 형성된 것일 수 있다.
이에 따라, 모듈커버(15)(20)는 접합 영역(BA)과 비접합 영역(NBA)로 구획할 수가 있다. 여기서 접합 영역(BA)은 평탄한 면을 갖도록 형성되어 디스플레이 패널(10)이 접합되는 영역일 수 있고, 비접합 영역(NBA)은 디스플레이 패널(10)이 접합되지 않는 모듈커버(15)의 양 단부일 수 있다. 벤딩부(15a)는 이 비접합 영역(NBA)에 형성될 수 있다.
벤딩부(15a)는 모듈커버(15)를 일정한 곡률 반경을 갖도록 만곡시켜 형성되거나, 또는 단부를 일정한 각도로 절곡해 형성될 수 있다. 또한 벤딩부(15a)는 도면에 예시된 형태 외에도 탄성 복원력을 갖도록 구성되는 것이라면 특별한 형상의 제한 없이 다양하게 형성될 수 있다. 또한 벤딩부(15a)는 모듈커버(15)의 일부로 구성되는 것을 설명하였으나, 모듈커버(15)와는 별개의 소재를 모듈커버(15)에 추가해 구성한 것일 수도 있다.
바람직한 한 형태에서, 벤딩부(15a)는 모듈커버(15)를 구성하는 제1 스킨, 제2 스킨 그리고 코어를 모두 벤딩시켜 구성하거나, 또는 선택적으로 탄성 회복력이 가장 좋은 제2 스킨(153)만을 선택적으로 벤딩시켜 형성될 수도 있다(도 21 참조바람). 이때, 벤딩부(15a)의 높이(t1)는 코어(155) 및 제1 스킨(151)을 합한 두께(t2)보다 커야 한다. 일 예에 따르면, 디스플레이 패널(10)은 제2 스킨(155)과 마주하도록 접합되어 롤러(143)에 디스플레이부(20)가 외향으로(outward folding) 말릴 수가 있다. 따라서, 벤딩부(15a)가 탄성을 회복력을 갖기 위해서는 제1 스킨(151)을 향하도록 벤딩되어야 하므로, 벤딩부(15a)의 높이(t1)는 코어(155) 및 제1 스킨(151)을 합한 두께(t2)보다 커야 한다.
또한, 벤딩부(15a)가 롤러(143)에 감겼을 때 탄성 회복력을 갖기 위해서 벤딩부(15a)는 롤러(143)를 향해 벤딩되는 것이 바람직하다. 도 19는 모듈커버(15)가 롤러에 감겼을 때, 그리고 롤러에서 풀렸을 때 모습을 예시한다.
모듈커버(15)가 롤러에서 풀렸을 때 벤딩부(15a)는 제1 높이(h1)를 가지고 있을 수 있다. 이 상태에서, 벤딩부(15a)에는 아무런 변형력이 가해지지 않을 수 있다. 여기서 벤딩부(15a)의 높이(h1)는 롤러(143)로부터 모듈커버(15)까지의 직선 높이를 말한다.
그리고 모듈커버(15)가 롤러에 벤딩되면, 벤딩부(15a)로는 디스플레이부(20)가 롤러(143)에 롤링되는 동안 지속적으로 롤러(143)를 향하는 방향으로 변형력(도면의 화살표 방향)이 발생하게 되어, 벤딩부(15a)의 제2 높이(h2)는 제1 상태보다 줄어들게 된다. 한편, 벤딩부(15a)는 이 변형력을 탄성 복원력으로 저장하게 되고, 디스플레이부(20)가 펼쳐질 때 스스로 직립할 수 있도록 기능할 수 있다.
바람직한 한 형태에서, 디스플레이부(20)가 펼쳐질 때 스스로 직립할 수 있도록, 벤딩부(15a)가 롤러에서 풀렸을 때의 제1 높이(h1)와 상기 디스플레이부가 롤러에 감겼을 때의 제2 높이(h2)의 비율(h1/h2)은 1 ~ 5일 수 있다. 다시 말해, 벤딩부(15a)의 제1 높이(h1)는 제2 높이(h2)보다 최소 1배 이상이고, 최대 5배 이하일 수 있다. 만약, 벤딩부(15a)의 제1 높이(h1)가 제2 높이(h2)와 같거나 작으면, 벤딩부(15a)에 변형력이 발생하지 않으며, 5배 이상이면 벤딩부(15a)에 가해지는 변형력으로 인해 벤딩부(15a)의 항복 변형률을 넘어설 수가 있다.
이 실시예의 디스플레이부(20)는 벤딩부(15a)로 인해 디스플레이부(20)가 롤러(143)에 감겼을 때(도 18 참조) 탄성 회복력을 저장하게 되고, 디스플레이부(20)가 롤러(143)에서 풀릴 때 이 탄성 회복력은 디스플레이부(20)의 자립 강성을 증가시켜 디스플레이부(20)가 손쉽게 펼쳐지거나, 또는 상술한 링크 어셈블리와 같은 기구적 도움없이 롤러의 회전만으로 디스플레이부(20)를 승강시킬 수 있다.
앞에서 설명된 본 발명의 실시 예들은 서로 배타적이거나 구별되는 것은 아니다. 앞서 설명된 본 발명의 실시 예들은 각각의 구성 또는 기능이 병용되거나 조합될 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 (21)

  1. 롤러; 및
    상기 롤러에 롤링되어 상하로 승강되고, 디스플레이 패널과 상기 디스플레이 패널을 지지하는 모듈커버를 포함하는 디스플레이부;
    를 포함하고,
    상기 모듈커버는,
    상기 롤러를 향하는 제1 면의 굽힘 강성과 상기 디스플레이 패널을 향하는 제2 면의 굽힘 강성이 다르고,
    상기 디스플레이부가 롤링되는 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 상기 디스플레이부의 양쪽 단부에 상기 롤러를 향하도록 휘어진 벤딩부를 포함하고,
    상기 벤딩부는 상기 디스플레이부가 상기 롤러에서 풀렸을 때의 제1 높이와 상기 디스플레이부가 상기 롤러에 감겼을 때의 제2 높이와 다른 롤러블 디스플레이 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 면은 상기 디스플레이 패널이 상기 모듈커버에 접합되는 면인 롤러블 디스플레이 디바이스.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 면의 굽힘 강성은 상기 제1 면의 굽힘 강성보다 큰 롤러블 디스플레이 디바이스.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 벤딩부의 제1 높이(h1)와 상기 제2 높이(h2)의 비율(h1/h2)은 1 ~ 5인 롤러블 디스플레이 디바이스.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 모듈커버는,
    제1 스킨과, 상기 제1 스킨과 마주하며 상기 제1 스킨보다 좌굴 응력(buckling stress)이 큰 제2 스킨을 포함하고, 상기 제2 스킨이 상기 디스플레이 패널을 향하도록 접합된 롤러블 디스플레이 디바이스.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 스킨은 상기 제2 스킨보다 고분자 매트릭스 복합체(Polymer matrix composite)의 함량이 적거나, 또는 없는 롤러블 디스플레이 디바이스.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 스킨과 제2 스킨의 좌굴 응력의 차이는 10 이상인 롤러블 디스플레이 디바이스.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 스킨과 제2 스킨 중 적어도 하나는, 강화 섬유를 포함하도록 구성된 롤러블 디스플레이 디바이스.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 스킨에 포함된 제1 강화 섬유의 직조 방식과, 상기 제2 스킨에 포함된 제2 강화 섬유의 직조 방식은 다른 롤러블 디스플레이 디바이스.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 강화 섬유는 원사가 제1 방향으로 배열된 제1 서브스킨과, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 직조된 제2 서브스킨을 포함하고,
    상기 제1 방향은 상기 디스플레이부가 롤링되는 방향과 동일한 방향이고,
    상기 제1 서브스킨의 개수가 상기 제2 서브스킨의 개수보다 많은 롤러블 디스플레이 디바이스.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제2 스킨의 두께는 상기 제1 스킨의 두께와 같거나 크고, 1(mm)와 같거나 작은 롤러블 디스플레이 디바이스.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제1 강화 섬유는 상기 제1 방향으로만 직조된 복수 개의 서브스킨 만을 포함하도록 구성된 롤러블 디스플레이 디바이스.
  13. 제6항에 있어서,
    상기 제1 스킨과 상기 제2 스킨 사이에 샌드위치된 코어를 더 포함하는 롤러블 디스플레이 디바이스.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 코어는 육각 기둥을 포함하는 허니컴 구조를 이루며,
    상기 육각 기둥은 상기 제1 방향의 폭이 상기 롤링 방향의 폭보다 작은 롤러블 디스플레이 디바이스.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 방향의 폭(B2)과 상기 제1 방향(B1) 폭의 비율(B2/B1)은 1.5 ~ 7인 롤러블 디스플레이 디바이스.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 육각 기둥의 기둥 두께(G1)와 상기 제1 방향의 폭(B1)의 비율(B1/G1)은 3 ~ 20인 롤러블 디스플레이 디바이스.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 제2 스킨 또는 제1 스킨 중 적어도 하나의 두께는 상기 코어의 굽힘 강성의 1% 이하를 만족하는 두께인 롤러블 디스플레이 디바이스.
  18. 제5항에 있어서,
    상기 제2 스킨은 접착층에 의해 상기 코어와 접합되고,
    상기 접착층의 쇼어 경도(shore hardness)는 80이하인 롤러블 디스플레이 디바이스.
  19. 제5항에 있어서,
    상기 벤딩부는 상기 제2 스킨의 단부에만 선택적으로 형성된 롤러블 디스플레이 디바이스.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 벤딩부의 높이는 상기 제1 스킨과 코어의 두께를 합한 두께보다 큰 롤러블 디스플레이 디바이스.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이부의 단부에 고정되는 서포터, 상기 서포터에 회동 가능하게 장착되는 상부 링크, 상기 상부 링크와 조인트로 연결된 하부 링크를 포함하는 링크 어셈블리; 및
    상기 하부 링크를 회전시키는 모터 어셈블리
    를 더 포함하는 롤러블 디스플레이 디바이스.
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