WO2021091043A1 - 폴더블 디스플레이 장치 - Google Patents

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WO2021091043A1
WO2021091043A1 PCT/KR2020/008988 KR2020008988W WO2021091043A1 WO 2021091043 A1 WO2021091043 A1 WO 2021091043A1 KR 2020008988 W KR2020008988 W KR 2020008988W WO 2021091043 A1 WO2021091043 A1 WO 2021091043A1
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WO
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bodies
magnet
display device
electromagnet
foldable display
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Application number
PCT/KR2020/008988
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English (en)
French (fr)
Inventor
이민영
Original Assignee
삼성전자주식회사
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Publication date
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    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
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    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00—Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04—Pivotal connections
    • G—PHYSICS
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    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
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    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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    • 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
    • G06F1/1641—Details related to the display arrangement, including those related to the mounting of the display in the housing the display being formed by a plurality of foldable display components
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    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04102—Flexible digitiser, i.e. constructional details for allowing the whole digitising part of a device to be flexed or rolled like a sheet of paper

Definitions

  • the present disclosure relates to a foldable display device, and more particularly, to a foldable display device capable of controlling an unfolding speed and a folding speed when the foldable device is unfolded or folded in a predetermined angle range.
  • a conventional foldable display device is configured such that two bodies are connected around a hinge so that it can be folded or unfolded.
  • the conventional foldable display device has a problem in that the hinge may be damaged if folded or unfolded with a force exceeding the rotation radius of the hinge.
  • the conventional foldable display device has inconvenient to manually operate the unfolding or folding operation.
  • An object of the present disclosure is to provide a foldable display device capable of controlling an unfolding speed and a folding speed when the foldable display device is unfolded or folded in a predetermined angle range.
  • the first or second body when the first or second body is pushed in the folding direction to fold the foldable display device and the finger is released, the first or second body can be folded by sensing the angular velocity of the rotating first or second body.
  • Another object of the present invention is to provide a foldable display device that is controlled to be controlled.
  • the present disclosure provides a foldable display device, comprising: a first body, a second body, a hinge portion that foldably connects the first body and the second body, and the first and second bodies It is possible to provide a foldable display device including a display supported on and a folding control unit for controlling folding speeds of the first and second bodies.
  • the folding control unit includes a magnet disposed on the hinge, a first electromagnet disposed on the first body to be adjacent to the magnet, and a second electromagnet disposed on the second body to be adjacent to the magnet, and the second In the first and second electromagnets, an attractive force or a repulsive force may act between the magnets according to the direction in which current is applied.
  • the magnet forms a part of the hinge part and may rotate together with the first body or the second body.
  • the magnet is magnetized with different magnetic poles on one side and the other side, and one side of the magnet faces the first electromagnet while the first and second bodies are unfolded, and the other side of the magnet faces the first and second bodies.
  • the second body may be disposed to face the first electromagnet in the unfolded state.
  • One side or the other side of the magnet may be disposed to face the first and second electromagnets when the first and second bodies are folded.
  • the first and second electromagnets may be arranged symmetrically with respect to the magnet.
  • the magnet may be disposed on the hinge to rotate together with the first body or the second body, and both ends of different magnetic poles may be disposed to face the first and second electromagnets, respectively.
  • At least one folding control unit may be disposed at a position corresponding to a portion of the hinge unit and the first and second bodies adjacent to the hinge unit, respectively.
  • the foldable display device of the present disclosure may further include a third body hingedly connected to the second body through an additional hinge part.
  • the folding control unit may include a position corresponding to a portion of the first and second bodies adjacent to the hinge portion and the hinge portion, respectively, and a portion of the second and third bodies adjacent to the additional hinge portion and the additional hinge portion, respectively. At least one may be disposed at each corresponding position.
  • first electromagnet or the second electromagnet In the first electromagnet or the second electromagnet, a current is applied when the first and second bodies are folded within a preset angular range, and a repulsive force is applied between the first electromagnet or the second electromagnet to which a current is applied and the magnet. As a result, it is possible to reduce the rotational speed of the first body or the second body.
  • the foldable display device of the present disclosure includes a sensor measuring the angular velocity of the first body or the second body when the first body or the second body rotates, and the first electromagnet or the first electromagnet according to the angular velocity sensed through the sensor. It may further include a processor that controls the amount of current applied to the second electromagnet.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a folded state of a foldable display device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an unfolded state of a foldable display device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is an enlarged view showing the internal structure of portion A1 shown in FIG. 2.
  • FIGS. 4 to 7 are diagrams sequentially illustrating a process of converting a foldable display device from an unfolded state to a folded state according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a state in which current is applied to first and second electromagnets in order to maintain the folded state shown in FIG. 7 in the foldable display device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a state in which a foldable display device according to an embodiment of the present disclosure is opened at a predetermined angle.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a state in which current is applied to first and second electromagnets in order to maintain an unfolded angle shown in FIG. 9 in the foldable display device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an unfolded state of a foldable display device according to another exemplary embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a folded state of a foldable display device according to another exemplary embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an unfolded state of a foldable display device according to another exemplary embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 14 is an enlarged view showing the internal structure of the portion E1 shown in FIG. 13-
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms may be used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present disclosure, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element.
  • FIGS. 1 to 3 a structure of a foldable display device according to an exemplary embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a folded state of a foldable display device according to an exemplary embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an unfolded state of a foldable display device according to an exemplary embodiment of the present disclosure
  • FIG. 3 is It is an enlarged view showing the internal structure of part A1 shown in FIG.
  • the foldable display device 10 includes a hinge portion connecting the first and second bodies 21 and 23 and the first and second bodies 21 and 23 to be foldable. 30), the display 40 disposed on one surface of the first and second bodies 21 and 23, and the first and second bodies 21, 23, and control the folding speed of the first and second bodies ( 21, 23) may include a folding control unit for maintaining the unfolded state at a predetermined angle.
  • the first and second bodies 21 and 23 may have the same or approximately similar size (width X length). In this case, the first and second bodies 21 and 23 may have the same or approximately similar thickness.
  • the first and second bodies 21 and 23 include a processor, memory, battery, communication module, small camera module, various sensors (eg, fingerprint recognition sensor, acceleration sensor, barometric pressure sensor, gyro sensor, geomagnetic sensor, hall sensor). , Proximity sensor, RGB light sensor, etc.), cooling module, speaker, microphone, etc. may be built-in.
  • the hinge part 30 is disposed between the first and second bodies 21 and 23 and is hingedly connected so that the first and second bodies 21 and 23 are collapsible with each other.
  • At least one flexible printed circuit board is disposed across the hinge unit 30 for electrical connection between printed circuit boards on which the electronic components are mounted on the first and second bodies 21 and 23 Can be.
  • at least one FPCB may have one end electrically connected to the printed circuit board disposed on the first body 21 and the other end may be electrically connected to the printed circuit board disposed on the second body 23.
  • the display 40 may be supported on one surface of the first and second bodies 21 and 23. As shown in FIG. 1, when the first and second bodies 21 and 23 are folded to face each other, the display 40 is substantially hinged in response to the folding operation of the first and second bodies 21 and 23. A portion corresponding to may be a flexible display that can be bent with a predetermined curvature. In addition, the display 40 may be a flexible touch screen capable of a user's touch input.
  • the display 40 When the first and second bodies 21 and 23 are unfolded to an extent maintaining approximately 180 degrees as shown in FIG. 2 by the unfolding operation of the first and second bodies 21 and 23, the display 40 has a predetermined curvature. The bent part can be restored to the plane or approximately close to the plane. In this case, the display 40 may be supported by the first and second bodies 21 and 23 as well as a portion substantially corresponding to the hinge 30 may be supported on the hinge 30.
  • the folding control unit may be disposed at two locations A1 and A2 occupying respective portions of the first body 21, the second body 23, and the hinge part 30.
  • the folding control unit may be disposed inside the first body 21, the second body 23, and the hinge unit 30, so that the foldable display device 10 is not exposed to the outside.
  • the foldable display device 10 is described as having a pair of folding control units adjacent to both ends of the hinge unit 30, but is not limited thereto and includes at least one. Also, the function to be implemented through the folding adjustment unit, that is, the function of controlling the folding speed of the first and second bodies 21 and 23 and maintaining the state in which the first and second bodies 21 and 23 are unfolded at a predetermined angle. Can be implemented.
  • each folding adjustment unit is not limited to a specific position, and the first and second bodies 21 and 23 ) Can be placed in an appropriate position in consideration of the arrangement or shape of each part built in).
  • the folding control unit disposed at two locations A1 and A2 may have the same configuration, only the folding control unit disposed at one location A1 will be described below.
  • the folding control unit includes a magnet 50 disposed on the hinge part 30, a first electromagnet 61 disposed on the first body 21, and a first electromagnet 61 disposed on the second body 23. 2 It may include an electromagnet 65.
  • an S pole may be magnetized on one side part 51 and an N pole may be magnetized on the other side part 53.
  • the magnet 50 may be disposed so that the S pole corresponds to the first electromagnet 61, and the N pole may be disposed to correspond to the second electromagnet 65.
  • the magnet 50 may be disposed so that the S pole corresponds to the second electromagnet 65, contrary to the present disclosure, and the N pole may be disposed to correspond to the first electromagnet 61.
  • the magnet 50 may be arranged to rotate together when the first body 21 or the second body 23 rotates. To this end, the magnet 50 may be coupled to a fixing member 31 (see FIG. 4) forming a part of the hinge part 30.
  • the fixing member 31 may have a rotation center disposed concentrically at the center of the hinge part 30.
  • One side of the fixing member 31 may be fixed to the first body 21 or the second body 23 through a fastening member (not shown) such as a screw or a conventional snap-fit coupling structure.
  • the distance between one side 51 of the magnet 50 and the first electromagnet 61 is the same as the distance between the other side 53 and the second electromagnet 65 of the magnet 50. Can be maintained.
  • the first electromagnet 61 may include a first magnetic core 62 disposed on the first body 21 and a first coil 63 wound around the first magnetic core 62.
  • the first magnetic core 61 may be made of a rod-shaped soft iron having a predetermined length, and one end may be disposed adjacent to the magnet 50.
  • the first magnetic core 61 when a current is applied to the first coil 63 in one direction, an N pole is formed on one side (a portion adjacent to the magnet) of the first magnetic core 62, and the first magnetic core is An S pole may be formed on the other side of (62).
  • an S pole when the first magnetic core 62 is applied to the first coil 63 in a reverse direction in one direction, an S pole is formed on one side of the first magnetic core 62 and the first magnetic core ( 62) may be formed on the other side of the N pole.
  • the magnetic pole formed on one side of the first magnetic core 62 is the same as the magnetic pole of the one side 51 of the magnet, between one side of the first magnetic core 62 and the one side 51 of the magnet A repulsive force acts on the first magnetic core 62, and if the magnetic pole formed on one side of the first magnetic core 62 is different from the magnetic pole of the one side 51 of the magnet, one side of the first magnetic core 62 and one side of the magnet ( 51) The manpower works.
  • magnetic poles are not formed on one side and the other side.
  • the second electromagnet 65 may have the same structure as the first electromagnet 61 described above. That is, the second electromagnet 65 may include a second magnetic core 66 disposed on the second body 23 and a second coil 67 wound around the second magnetic core 66.
  • the second magnetic core 66 may be made of a bar-shaped soft iron having a predetermined length, and one end may be disposed adjacent to the magnet 50.
  • the second magnetic core 66 when a current is applied to the second coil 67 in one direction, an N pole is formed on one side (a portion adjacent to the magnet) of the second magnetic core 67, and the second magnetic core is An S-pole may be formed on the other side of (66).
  • an S pole when a current is applied to the second coil 67 in a reverse direction in one direction, an S pole is formed on one side of the second magnetic core 66 and the second magnetic core ( The N pole may be formed on the other side of 66).
  • the magnetic pole formed on one side of the second magnetic core 66 is the same as the magnetic pole of the other side 53 of the magnet, between one side of the second magnetic core 66 and the other side 53 of the magnet A repulsive force acts on the second magnetic core 66, and if a magnetic pole formed on one side of the second magnetic core 66 is a magnetic pole different from that of the other side 53 of the magnet, one side of the second magnetic core 66 and the other side of the magnet ( 53) The attractive force acts between them.
  • first and second electromagnets 61 and 65 when current is applied in one direction or a reverse direction, respectively, a portion adjacent to the magnet 50 may act as a repulsive force or attractive force with the magnet 50.
  • the folding speed of the first and second bodies 21 and 23 is controlled so that the first and second bodies 21 and 23 are in contact with each other.
  • collisions see B, FIG. 1
  • the first and second electromagnets 61 and 65 may be arranged symmetrically with respect to the magnet 50. Accordingly, when the first and second bodies 21 and 23 are folded as shown in FIG. 1, the first and second electromagnets 61 and 65 may be disposed to face each other.
  • the attractive force acts, and as different magnetic poles are formed on the other side of the first magnetic core 62 and the other side of the second magnetic core 66, the attractive force can act.
  • the first and second bodies 21 and 23 are not easily unfolded and can be maintained in a folded state.
  • the fixing member 31 will be described as being connected to the second body 23 and rotating together with the second body 23. Accordingly, the magnet 50 coupled to the fixing member 31 may also rotate together with the second body 23 when the second body 23 rotates.
  • FIGS. 4 to 7 are diagrams sequentially illustrating a process of converting a foldable display device from an unfolded state to a folded state according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • the first and second bodies 21 and 23 may be unfolded at an angle of approximately 180 degrees.
  • the display 40 maintains a flat surface with portions corresponding to the first and second bodies 21 and 23 supported by the first and second bodies 21 and 23, respectively. do.
  • the portion of the display 40 corresponding to the hinge unit 30 may also be supported by the hinge unit 30.
  • the first and second bodies 21 and 23 can be firmly maintained at approximately 180 degrees to each other.
  • the user continuously rotates the second body 23 in the C direction so that the angle ⁇ 2 formed by the first and second bodies 21 and 23 is greater than the angle ⁇ 1 shown in FIG. 5. It can be small.
  • the rotation speed of the second body 23 may be reduced.
  • the second body 23 can be completely folded by rotating until it contacts the first body 21 in a state in which the rotational speed is reduced by the aforementioned repulsive force.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a state in which current is applied to first and second electromagnets in order to maintain the folded state shown in FIG. 7 in the foldable display device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • an attractive force acts between one side (N pole) of the first magnetic core 62 facing each other and one side (S pole) of the second magnetic core 66, and the first magnetic core facing each other
  • An attractive force acts between the other side (S pole) of 62 and the other side (N pole) of the second magnetic core 66.
  • first and second bodies 21 and 23 can be firmly maintained in a completely folded state due to attractive forces acting between the first and second magnetic cores 62 and 66.
  • the first and second bodies 21 and 23 are applied with a force sufficient to overcome the attractive force acting between the first and second magnetic cores 62 and 66.
  • the first and second bodies 21 and 23 may be unfolded around the hinge portion 30.
  • the angular velocity of the second body 23 can be detected by an acceleration sensor built into the second body 23.
  • the processor determines whether the angular velocity sensed by the acceleration sensor exceeds a preset velocity range, and when it exceeds the preset velocity range, the first and second bodies 21 and 23 are in contact with each other (part B, see FIG. 1). In order to prevent a collision, a current is applied to the first electromagnet 61 so that the second body 23 generates a repulsive force in the C direction, so that the rotation speed of the second body 23 can be reduced. have.
  • the time point at which the current is applied to the first electromagnet 61 is at least a time point at which the speed of the second body 23 can be reduced before the first and second bodies 21 and 23 contact,
  • the second body 23 may correspond to an angle range equal to or greater than the angle ⁇ 2 shown in FIG. 6 with respect to the first body 21.
  • the user when the first and second bodies 21 and 23 are unfolded while maintaining a certain angle (for example, the angle ⁇ 1 shown in FIG. 5), the user directly receives the second body 23 It is possible to automatically rotate the second body 23 toward the first body 21 without rotating.
  • a certain angle for example, the angle ⁇ 1 shown in FIG. 5
  • the present disclosure reduces the rotational speed of the second body 23 as the second body 23 is closer to the first body 21, so that the second body 23 is completely folded to the first body 21. At this time, it is possible to control so that a collision does not occur in part B (see Fig. 7).
  • an acceleration sensor (or a sensor capable of detecting an angular velocity change at which the permanent magnet rotates, a degree of folding, etc.) built in the second body 23 may detect the angular velocity of the second body 23.
  • the processor determines whether the angular velocity sensed by the acceleration sensor exceeds a preset speed range, and if it exceeds the preset speed range, the processor applies a current to the first electromagnet 61 as a first amount of current in one direction, and gradually exceeds the first amount of current. Current can be applied in one direction with a small amount of second current.
  • the processor reduces the amount of current applied to the first electromagnet 61 by applying the angular speed of the second body 23 detected in real time through the angular velocity sensor to the first electromagnet ( 61) and the second body 23 at a slow speed by reducing the magnitude of the repulsive force between the magnet.
  • the second body 23 rotating at a slow speed is safely folded without a collision with the first body 21, the problem that the display 40 is damaged by the collision can be solved.
  • the first and second bodies 21 and 23 can be automatically folded without damaging the display 40.
  • the torque generated by the first and second electromagnets 61 and 65 may be calculated as shown in Equation 1 below.
  • F force
  • i current
  • g gap between the magnetic core and magnet
  • a cross-sectional area of the magnet
  • n number of windings
  • magnetic constant 4 ⁇ ⁇ ⁇ 10 -7 .
  • Equation 1 when the number of windings is increased or decreased, the gap between the magnetic core and the magnet is adjusted, or the cross-sectional area of the magnet is changed, a desired degree of torque may be increased or decreased through an electromagnet.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a state in which a foldable display device according to an embodiment of the present disclosure is unfolded at a predetermined angle
  • FIG. 10 is a view illustrating an unfolded angle of the foldable display device according to an embodiment of the present disclosure. It is a diagram showing a state in which current is applied to the first and second electromagnets to maintain.
  • the present disclosure is an angle formed by the first and second bodies 21 and 23 in a state in which the first and second bodies 21 and 23 are folded as shown in FIG. 7 or unfolded at a predetermined angle ⁇ 2 as shown in FIG. 6.
  • ( ⁇ 3) is 90 degrees or more as shown in FIG. 9
  • the second body 23 with respect to the first body 21 may be controlled to maintain the corresponding angle ⁇ 3.
  • the angle ⁇ 3 formed by the first and second bodies 21 and 23 is that a predetermined application (for example, a game application, a document writing application, etc.) stored in the memory of the foldable display device 10 is executed.
  • a predetermined application for example, a game application, a document writing application, etc.
  • a keypad may be displayed on a part of the display 40 corresponding to the first body 21, and an image or image of the game may be displayed on the other part of the display 40 corresponding to the second body 23.
  • the displayed UI or the document input UI can be displayed.
  • the processor applies a current to the first coil 63 of the first electromagnet 61 in one direction as shown in FIG. 9 in order to maintain the angle ⁇ 3 formed by the first and second bodies 21 and 23, It is possible to control so that an attractive force acts between one side (N pole) of the first magnetic core 62 and one side (S pole) of the magnet. In this case, the first and second bodies 21 and 23 may maintain the angle ⁇ 3 shown in FIG. 9.
  • the processor simultaneously applies current to the first and second coils 63 and 67 of the first and second electromagnets 61 and 65 in one direction, the first magnetic core 62
  • An attractive force acts between one side (N pole) of the magnet and one side (S pole) of the magnet, and between one side (S pole) of the second magnetic core 66 and the other side (N pole) of the magnet. You can control it to work.
  • the first and second bodies 21 and 23 It is possible to more firmly maintain the angle ⁇ 3 shown in FIG. 9. Accordingly, when a touch input is applied to a portion of the display 40 corresponding to the second body 23, the second body 23 can maintain the angle ⁇ 3 without being pushed backward.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an unfolded state of a foldable display device according to another exemplary embodiment of the present disclosure.
  • the foldable display device 100 may have the same configuration as the foldable display device 10 described above.
  • the display may not be formed as a single unit, but may be formed of the first and second displays 141 and 143.
  • the first and second displays 141 may be disposed on one surface of the first and second bodies 121 and 123, respectively. Accordingly, the first display 141 may be supported by the first body 121, and the second display 143 may be supported by the second body 123.
  • At least one of the first and second displays 141 and 143 may be formed of a touch screen capable of a touch input.
  • the hinge unit 130 may not be covered by the first and second displays 141 and 143 in the unfolded state of the first and second bodies 121 and 123.
  • the foldable display device 100 includes at least one folding adjustment unit, similar to the above-described foldable display device 10, so that the first and second bodies 121 and 123 are folded when the first and second bodies 121 and 123 are folded. It is possible to prevent a collision from occurring at a portion in contact with the first and second bodies 121 and 123, thereby preventing some of the first and second displays 141 and 143 from being damaged.
  • the foldable display device 100 may control the first and second bodies 121 and 123 to maintain the unfolded state at a predetermined angle through at least one folding adjustment unit provided.
  • FIG. 12 is a view showing an unfolded state of a foldable display device according to another embodiment of the present disclosure
  • FIG. 13 is a view showing an unfolded state of a foldable display device according to another embodiment of the present disclosure
  • 14 is an enlarged view showing the internal structure of part E1 shown in FIG. 13.
  • the foldable display device 200 according to another exemplary embodiment of the present disclosure may have the same configuration as the foldable display device 10 described above. However, in the foldable display device 200 according to another exemplary embodiment of the present disclosure, the number of bodies, the number of hinges, and the number of displays may be different from the foldable display device 10 described above.
  • the first to third bodies 221, 223, and 225 may be folded or unfolded in three stages.
  • the second body 223 has one side facing the first body 221 and the other side facing the third body 225. I can.
  • the first display 241 may be disposed on one surface of the first and second bodies 221 and 223 and supported on the first and second bodies 221 and 223 at the same time. In this case, the portion corresponding to the first hinge portion 231 of the first display 241 is supported by the first hinge portion 231 when the first and second bodies 221 and 223 are unfolded as shown in FIG. 13. I can.
  • the first display 241 may be a flexible display or a flexible touch screen capable of a touch input.
  • the second display 243 may be disposed on one surface of the third body 225 and supported by the third body 225.
  • the second display 243 may be a touch screen capable of a touch input.
  • the first and second bodies 221 and 223 may be hinged to each other by the first hinge part 231, and the second and third bodies 223 and 225 may be hinged to each other by the second hinge part 233.
  • the first and second bodies 221 and 223 may be folded or unfolded at a predetermined angle by the first hinge part 231, and the second and third bodies 223 and 225 are formed by the second hinge part 233. It can be folded or unfolded at an angle.
  • folding adjustment units E1 and E2 are disposed at intervals at a portion connecting the first and second bodies 221 and 223.
  • the second and third bodies 223 and 225 may be connected to the second and third bodies 223 and 225, and other folding adjustment units E3 and E4 may be disposed at intervals.
  • the folding control unit E1 includes a magnet 250 disposed on the first hinge part 231, a first electromagnet 261 disposed on the first body 221, and 2 It may include a second electromagnet 265 disposed on the body 223.
  • the first electromagnet 261 includes a first magnetic core 262 at one side adjacent to the magnet 250 and a first coil 263 wound around the first magnetic core
  • the second electromagnet 265 One side of the silver may include a second magnetic core 266 adjacent to the magnet 250 and a second coil 267 wound around the second magnetic core.
  • the contact portions of the first and second bodies 221 and 223 F1, see FIG. 12
  • the second and third bodies 223 and 225 are folded, collisions are prevented from occurring in the contacting portions (F2, see FIG. 12) of the second and third bodies 223 and 225, respectively, Part of the first and second displays 241 and 243 may be prevented from being damaged.
  • the first and second bodies 221 and 223 are maintained in a state in which the first and second bodies 221 and 223 are unfolded at a predetermined angle through at least two or more folding adjustment units provided, 3 It is possible to control the body (223,225) to maintain the unfolded state at a predetermined angle.

Abstract

폴더블 디스플레이 장치가 개시된다. 개시된 폴더블 디스플레이 장치는 제1 몸체와, 제2 몸체와, 상기 제1 몸체 및 상기 제2 몸체를 접철 가능하게 연결하는 힌지부와, 상기 제1 및 제2 몸체에 지지되는 디스플레이와, 상기 제1 및 제2 몸체의 접힘 속도를 제어하는 접철조절부를 포함한다.

Description

폴더블 디스플레이 장치
본 개시는 폴더블 디스플레이 장치에 관한 것으로, 특히 폴더블 기기를 소정 각도 범위로 펼치거나 접을 때 펼침 속도 및 접힘 속도를 제어할 수 있는 폴더블 디스플레이 장치에 관한 것이다.
종래의 폴더블 디스플레이 장치는 힌지를 중심으로 2개의 몸체가 연결되어 접거나 펼칠 수 있도록 구성되어 있다.
그런데, 종래의 폴더블 디스플레이 장치는 2개의 몸체를 펼친 상태에서 접을 때 강한 힘으로 가하게 되면, 접히는 순간 2개의 몸체가 접촉하는 부분이 충돌하게 된다. 이로 인해 충돌한 부분에 인접한 디스플레이의 일부분들 역시 상호 충돌하여 파손되는 문제가 있었다.
또한, 종래의 폴더블 디스플레이 장치는 힌지의 회전 반경을 넘어서는 힘으로 접거나 펼치게 되면 힌지가 파손될 수 있는 문제가 있었다.
또한, 종래의 폴더블 디스플레이 장치는 펼치거나 접는 동작을 수동으로 조작해야 하는 불편함이 있었다.
본 개시에서는 폴더블 디스플레이 장치를 소정 각도 범위로 펼치거나 접을 때 펼침 속도 및 접힘 속도를 제어할 수 있는 폴더블 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시에서는 폴더블 디스플레이 장치를 접기 위해 제1 또는 제2 몸체를 접는 방향으로 밀어준 후 손가락을 떼면 회전하는 제1 또는 제2 몸체의 각속도를 감지하여 제1 또는 제2 몸체가 접힐 수 있도록 제어하는 폴더블 디스플레이 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 개시는 폴더블 디스플레이 장치에 있어서, 제1 몸체, 제2 몸체, 상기 제1 몸체 및 상기 제2 몸체를 접철 가능하게 연결하는 힌지부, 상기 제1 및 제2 몸체에 지지되는 디스플레이 및 상기 제1 및 제2 몸체의 접힘 속도를 제어하는 접철조절부를 포함하는 폴더블 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
상기 접철조절부는, 상기 힌지부에 배치된 마그네트, 상기 마그네트에 인접하도록 상기 제1 몸체에 배치된 제1 전자석 및 상기 마그네트에 인접하도록 상기 제2 몸체에 배치된 제2 전자석을 포함하며, 상기 제1 및 제2 전자석은 전류가 인가되는 방향에 따라 상기 마그네트와의 사이에 인력 또는 척력이 작용할 수 있다.
상기 마그네트는 상기 힌지부의 일부를 이루며, 상기 제1 몸체 또는 상기 제2 몸체와 함께 회전할 수 있다.
상기 마그네트는 일측부와 타측부에 서로 다른 자극이 착자되며, 상기 마그네트의 일측부는 상기 제1 및 제2 몸체가 펼쳐진 상태에서 상기 제1 전자석을 마주하며, 상기 마그네트의 타측부는 상기 제1 및 제2 몸체가 펼쳐진 상태에서 상기 제1 전자석을 마주하도록 배치될 수 있다.
상기 마그네트의 일측부 또는 타측부가 상기 제1 및 제2 몸체가 접힌 상태에서 상기 제1 및 제2 전자석을 향하도록 배치될 수 있다.
상기 제1 및 제2 전자석은 상기 마그네트를 기준으로 하여 대칭으로 배치될 수 있다.
상기 마그네트는 상기 제1 몸체 또는 상기 제2 몸체와 함께 회전하도록 상기 힌지부에 배치되고, 서로 다른 자극이 착자된 양단부는 각각 상기 제1 및 제2 전자석에 마주하도록 배치될 수 있다.
상기 접철조절부는, 상기 힌지부와 상기 힌지부에 각각 인접한 제1 및 제2 몸체의 일부에 대응하는 위치에 적어도 하나 배치될 수 있다.
본 개시의 폴더블 디스플레이 장치는 상기 제2 몸체에 추가 힌지부를 통해 힌지 연결되는 제3 몸체를 더 포함할 수 있다.
상기 접철조절부는, 상기 힌지부와 상기 힌지부에 각각 인접한 제1 및 제2 몸체의 일부에 대응하는 위치와, 상기 추가 힌지부와 상기 추가 힌지부에 각각 인접한 제2 및 제3 몸체의 일부에 대응하는 위치에 각각 적어도 하나씩 배치될 수 있다.
상기 제1 전자석 또는 상기 제2 전자석은 상기 제1 및 제2 몸체가 미리 설정된 각도 범위 내로 접히면 전류가 인가되며, 전류가 인가된 상기 제1 전자석 또는 상기 제2 전자석과 상기 마그네트 사이에 척력이 작용하여 상기 제1 몸체 또는 상기 제2 몸체의 회전 속도를 저감할 수 있다.
본 개시의 폴더블 디스플레이 장치는 상기 제1 몸체 또는 상기 제2 몸체 회전 시 상기 제1 몸체 또는 상기 제2 몸체의 각속도를 측정하는 센서 및 상기 센서를 통해 감지된 각속도에 따라 상기 제1 전자석 또는 상기 제2 전자석에 인가하는 전류량을 제어하는 프로세서를 더 포함할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 폴더블 디스플레이 장치가 접힌 상태를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 폴더블 디스플레이 장치가 펼쳐친 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 표시한 A1 부분의 내부 구조를 나타낸 확대도이다.
도 4 내지 도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 폴더블 디스플레이 장치가 펼쳐진 상태에서 접힌 상태로 전환되는 과정을 순차적으로 나타낸 도면들이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 폴더블 디스플레이 장치가 도 7에 도시된 접힌 상태를 유지하기 위해 제1 및 제2 전자석부에 전류가 인가된 상태를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 폴더블 디스플레이 장치가 소정 각도로 펼친 상태를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 폴더블 디스플레이 장치가 도 9에 도시된 펼쳐진 각도를 유지하기 위해 제1 및 제2 전자석부에 전류가 인가된 상태를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 개시의 다른 실시예에 따른 폴더블 디스플레이 장치가 펼쳐진 상태를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 폴더블 디스플레이 장치가 접힌 상태를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 폴더블 디스플레이 장치가 펼쳐친 상태를 나타낸 도면이다.
도 14는 도 13에 표시한 E1 부분의 내부 구조를 나타낸 확대도이다.-
본 개시의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예들에 대한 설명은 본 개시의 개시가 완전하도록 하며, 본 개시가 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성 요소들은 설명의 편의를 위하여 그 크기를 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성 요소의 비율은` 과장되거나 축소될 수 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 다수의 표현을 포함한다. "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하기 위한 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들이 부가될 수 있는 것으로 해석될 수 있다.
본 개시의 실시예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 개시의 일 실시예에 따른 폴더블 디스플레이 장치의 구조를 설명한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 폴더블 디스플레이 장치가 접힌 상태를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 폴더블 디스플레이 장치가 펼쳐친 상태를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2에 표시한 A1 부분의 내부 구조를 나타낸 확대도이다.
본 개시의 일 실시예에 따른 폴더블 디스플레이 장치(10)는 제1 및 제2 몸체(21,23)와, 제1 및 제2 몸체(21,23)를 상호 접철 가능하도록 연결하는 힌지부(30)와, 제1 및 제2 몸체(21,23)의 일면에 배치되는 디스플레이(40)와, 제1 및 제2 몸체(21,23)의 접힘 속도를 제어하고 제1 및 제2 몸체(21,23)가 소정 각도로 펼쳐진 상태를 유지하는 접철조절부를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 몸체(21,23)는 동일하거나 대략 유사한 크기(가로 X 세로)를 가질 수 있다. 이 경우, 제1 및 제 2 몸체(21,23)는 두께 역시 동일하거나 대략 유사한 두께를 가질 수 있다.
제1 및 제2 몸체(21,23)에는 프로세서, 메모리, 배터리, 통신 모듈, 소형 카메라 모듈, 각종 센서(예를 들면, 지문 인식 센서, 가속도 센서, 기압 센서, 자이로 센서, 지자기 센서, 홀 센서, 근접 센서, RGB 광 센서 등), 냉각 모듈, 스피커, 마이크 등이 내장될 수 있다.
힌지부(30)는 제1 및 제2 몸체(21,23) 사이에 배치되며, 제1 및 제2 몸체(21,23)가 상호 접철 가능하도록 힌지 연결한다.
제1 및 제2 몸체(21,23)에 배치된 전술한 전자 부품들이 실장된 인쇄회로기판들 간의 전기적 연결을 위해 적어도 하나의 FPCB(flexible printed circuit board)는 힌지부(30)를 가로 질러 배치될 수 있다. 이 경우, 적어도 하나의 FPCB는 일단이 제1 몸체(21)에 배치된 인쇄회로기판에 전기적으로 접속되고, 타단이 제2 몸체(23)에 배치된 인쇄회로기판에 전기적으로 접속될 수 있다.
디스플레이(40)는 제1 및 제2 몸체(21,23)의 일면에 지지될 수 있다. 디스플레이(40)는 도 1과 같이 제1 및 제2 몸체(21,23)가 서로 마주하도록 접히는 경우, 제1 및 제2 몸체(21,23)의 접힘 동작에 대응하여 대략 힌지부(30)에 대응하는 부분이 소정 곡률로 휘어질 수 있는 플렉서블 디스플레이일 수 있다. 또한, 디스플레이(40)는 사용자의 터치 입력이 가능한 플렉서블 터치 스크린일 수 있다.
디스플레이(40)는 제1 및 제2 몸체(21,23)의 펼침 동작에 의해 도 2와 같이 제1 및 제2 몸체(21,23)가 대략 180도를 유지하는 정도로 펼쳐지면, 소정 곡률로 휘어졌던 부분이 평면 또는 대략 평면에 가깝게 복원될 수 있다. 이 경우, 디스플레이(40)는 제1 및 제2 몸체(21,23)에 의해 지지되는 것은 물론 대략 힌지부(30)에 대응하는 부분이 힌지부(30)에 지지될 수 있다.
도 2를 참조하면, 접철조절부는 제1 몸체(21), 제2 몸체(23)와 힌지부(30)의 각 부분을 점유하는 2개소(A1,A2)에 배치될 수 있다. 이 경우, 접철조절부는 제1 몸체(21), 제2 몸체(23)와 힌지부(30)의 내측에 배치될 수 있으므로 폴더블 디스플레이 장치(10)의 외부로 노출되지 않는다.
본 개시의 일 실시예에 따른 폴더블 디스플레이 장치(10)는 접철조절부가 힌지부(30)의 양단에 각각 인접하도록 한 쌍을 구비하는 것으로 설명하지만, 이에 제한될 필요는 없으며 적어도 하나를 구비하여도 접철조절부를 통해 구현하고자 하는 기능 즉, 제1 및 제2 몸체(21,23)의 접힘 속도를 제어하고 제1 및 제2 몸체(21,23)가 소정 각도로 펼쳐진 상태를 유지하는 기능을 구현할 수 있다.
또한, 접철조절부는 본 개시의 일 실시예에 따른 폴더블 디스플레이 장치(10)에 다수를 적용할 경우, 각 접철조절부의 배치는 특정한 위치에만 한정될 필요 없이 제1 및 제2 몸체(21,23)에 내장된 각 부품들의 배치나 형상 등을 고려하여 적절한 위치에 배치될 수 있다.
본 개시에서는 2개소(A1,A2)에 배치된 접철조절부는 동일한 구성으로 이루어질 수 있으므로, 이하에서는 1개소(A1)에 배치된 접철조절부에 대해서만 설명한다.
도 3을 참조하면, 접철조절부는 힌지부(30)에 배치된 마그네트(50)와, 제1 몸체(21)에 배치된 제1 전자석(61)과, 제2 몸체(23)에 배치된 제2 전자석(65)을 포함할 수 있다.
마그네트(50)는 일측부(51)에 S극이 착자되고, 타측부(53)에 N극이 착자될 수 있다. 이 경우, 마그네트(50)는 S극이 제1 전자석(61)에 대응하도록 배치될 수 있고, N극이 제2 전자석(65)에 대응하도록 배치될 수 있다. 물론, 마그네트(50)의 배치는 본 개시와 반대로 S극이 제2 전자석(65)에 대응하도록 배치될 수 있고, N극이 제1 전자석(61)에 대응하도록 배치하는 것도 가능하다.
마그네트(50)는 제1 몸체(21) 또는 제2 몸체(23)가 회전할 때 함께 회전하도록 배치될 수 있다. 이를 위해, 마그네트(50)는 힌지부(30)의 일부를 이루는 고정 부재(31, 도 4 참조)에 결합될 수 있다.
고정 부재(31)는 회전 중심이 힌지부(30)의 중심에 동심으로 배치될 수 있다. 고정 부재(31)는 일측이 나사와 같은 체결 부재(미도시)나 통상의 스냅핏 결합구조를 통해 제1 몸체(21) 또는 제2 몸체(23)에 고정될 수 있다.
고정 부재(31)는 마그네트(50)의 일측부(51)와 제1 전자석(61) 사이의 간격이 마그네트(50)의 타측부(53)와 제2 전자석(65) 사이의 간격과 동일하게 유지시킬 수 있다.
제1 전자석(61)은 제1 몸체(21)에 배치되는 제1 자성체 코어(62)와 제1 자성체 코어(62)에 권선된 제1 코일(63)을 포함할 수 있다.
제1 자성체 코어(61)는 소정 길이로 이루어진 막대 형상의 연철로 이루어질 수 있으며, 일단이 마그네트(50)에 인접하게 배치될 수 있다.
제1 자성체 코어(61)는 제1 코일(63)에 전류가 일 방향으로 인가되는 경우, 제1 자성체 코어(62)의 일측부(마그네트에 인접한 부분)에 N극이 형성되고 제1 자성체 코어(62)의 타측부에 S극이 형성될 수 있다. 또한, 제1 자성체 코어(62)는 제1 코일(63)에 전류가 일 방향의 역 방향으로 인가되는 경우, 제1 자성체 코어(62)의 일측부에 S극이 형성되고 제1 자성체 코어(62)의 타측부에 N극이 형성될 수 있다.
이 경우, 제1 자성체 코어(62)의 일측부에 형성되는 자극이 마그네트의 일측부(51)의 자극과 동일한 자극이면 제1 자성체 코어(62)의 일측부와 마그네트의 일측부(51) 사이에는 척력이 작용하고, 제1 자성체 코어(62)의 일측부에 형성되는 자극이 마그네트의 일측부(51)의 자극과 상이한 자극이면 제1 자성체 코어(62)의 일측부와 마그네트의 일측부(51) 사이에는 인력이 작용한다.
또한, 제1 자성체 코어(62)는 제1 코일(63)에 전류가 인가되지 않는 경우, 일측부 및 타측부에 자극이 형성되지 않는다.
제2 전자석(65)은 전술한 제1 전자석(61)과 동일한 구조로 이루어질 수 있다. 즉, 제2 전자석(65)은 제2 몸체(23)에 배치되는 제2 자성체 코어(66)와 제2 자성체 코어(66)에 권선된 제2 코일(67)을 포함할 수 있다.
제2 자성체 코어(66)는 소정 길이로 이루어진 막대 형상의 연철로 이루어질 수 있으며, 일단이 마그네트(50)에 인접하게 배치될 수 있다.
제2 자성체 코어(66)는 제2 코일(67)에 전류가 일 방향으로 인가되는 경우, 제2 자성체 코어(67)의 일측부(마그네트에 인접한 부분)에 N극이 형성되고 제2 자성체 코어(66)의 타측부에 S극이 형성될 수 있다. 또한, 제2 자성체 코어(66)는 제2 코일(67)에 전류가 일 방향의 역 방향으로 인가되는 경우, 제2 자성체 코어(66)의 일측부에 S극이 형성되고 제2 자성체 코어(66)의 타측부에 N극이 형성될 수 있다.
이 경우, 제2 자성체 코어(66)의 일측부에 형성되는 자극이 마그네트의 타측부(53)의 자극과 동일한 자극이면 제2 자성체 코어(66)의 일측부와 마그네트의 타측부(53) 사이에는 척력이 작용하고, 제2 자성체 코어(66)의 일측부에 형성되는 자극이 마그네트의 타측부(53)의 자극과 상이한 자극이면 제2 자성체 코어(66)의 일측부와 마그네트의 타측부(53) 사이에는 인력이 작용한다.
또한, 제2 자성체 코어(66)는 제2 코일(67)에 전류가 인가되지 않는 경우, 일측부 및 타측부에 자극이 형성되지 않는다.
제1 및 제2 전자석(61,65)은 각각 전류가 일 방향 또는 역 방향으로 인가되는 경우, 마그네트(50)와 인접한 부분이 마그네트(50)와 척력 또는 인력이 작용할 수 있다.
본 개시에서는 제1 및 제2 전자석(61,65)에 전류를 인가함으로써 제1 및 제2 몸체(21,23)의 접힘 속도를 제어하여 제1 및 제2 몸체(21,23)가 접하는 부분(B, 도 1 참조)이 상호 충돌하는 것을 방지함으로써 B 부분에 인접한 디스플레이(40)의 일부분이 파손되는 것을 미연에 방지할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 몸체(21,23)가 일정한 각도로 펼쳐진 상태를 유지하도록 제어할 수 있다.
제1 및 제2 전자석(61,65)은 마그네트(50)를 기준으로 하여 대칭으로 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 몸체(21,23)를 도 1과 같이 접은 상태에서, 제1 및 제2 전자석(61,65)은 서로 마주하도록 배치될 수 있다.
이 경우, 제1 및 제2 전자석(61,65)의 각 코일(63,67)에 각각 일 방향으로 전류를 인가할 경우, 제1 자성체 코어(62)의 일측부와 제2 자성체 코어(66)의 일측부에는 서로 다른 자극이 형성됨에 따라 인력이 작용하고, 제1 자성체 코어(62)의 타측부와 제2 자성체 코어(66)의 타측부에도 서로 다른 자극이 형성됨에 따라 인력이 작용할 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 몸체(21,23)가 쉽게 펼쳐 지지않고 접힌 상태를 유지할 수 있다.
이하, 도 4 내지 도 7을 참조하여 제1 및 제2 몸체의 닫힘 속도를 제어하는 과정을 순차적으로 설명한다. 이하에서, 고정 부재(31)는 제2 몸체(23)에 연결되어 제2 몸체(23)와 함께 회전하는 것으로 설명한다. 이에 따라, 고정 부재(31)에 결합된 마그네트(50) 역시 제2 몸체(23)의 회전 시 제2 몸체(23)와 함께 회전할 수 있다.
도 4 내지 도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 폴더블 디스플레이 장치가 펼쳐진 상태에서 접힌 상태로 전환되는 과정을 순차적으로 나타낸 도면들이다.
도 4를 참조하면, 제1 및 제2 몸체(21,23)는 대략 180도 각도로 펼쳐진 상태를 이룰 수 있다. 이 경우, 디스플레이(40)는 도 2와 같이 제1 및 제2 몸체(21,23)에 각각 대응하는 부분이 제1 및 제2 몸체(21,23)에 의해 지지된 상태로 대햑 평면으로 유지된다. 이 경우, 디스플레이(40)는 힌지부(30)에 대응하는 부분 역시 힌지부(30)에 의해 지지될 수 있다.
이 상태에서, 제1 전자석(61)의 제1 코일(63)에 전류가 일 방향으로 인가되면, 마그네트(50)의 S극이 착자된 일측부(51)와 인접한 제1 자성체 코어(62)의 일측부에는 N극이 형성되고 제2 자성체 코어(62)의 타측부에는 S극이 형성된다.
이에 따라, 제1 전자석(61)과 마그네트(50)의 일측부(51) 사이에는 인력이 작용함에 따라, 제1 및 제2 몸체(21,23)는 서로 대략 180도를 견고하게 유지할 수 있다.
도 5를 참조하면, 사용자가 상기 인력을 극복할 수 있을 정도의 힘을 제2 몸체(23)에 C 방향으로 제2 몸체(23)에 가하면, 제1 및 제2 몸체(21,23)가 이루는 각도(θ1)가 점차 감소하여 제2 몸체(23)는 제1 몸체(21)에 마주할 수 있는 위치로 회전될 수 있다.
이 경우, 제1 전자석(61)의 제1 코일(63)에는 전류가 일 방향으로 지속적으로 인가될 수 있으며, 이에 따라 제1 전자석(61)과 마그네트(50)의 일측부(51) 사이에는 계속해서 인력이 작용할 수 있다.
도 6을 참조하면, 사용자가 제2 몸체(23)를 계속해서 C 방향으로 회전시켜 제1 및 제2 몸체(21,23)가 이루는 각도(θ2)가 도 5에 도시된 각도(θ1) 보다 작아질 수 있다.
이 경우, 마그네트(50)는 제2 몸체(23)와 함께 회전하면서 S극이 착자된 마그네트의 일측부(51)가 제1 전자석(61)의 일측부와 마주하는 면적이 점차 감소하고, N극이 착자된 마그네트의 타측부(53)가 제1 전자석(61)의 일측부와 마주하는 면적이 점차 증가하게 된다.
이때, 마그네트의 N극이 착자된 타측부(53)와 제1 전자석(61)의 N극이 형성된 일측부 사이에 척력이 작용하게 된다. 따라서, 마그네트의 타측부(53)와 제1 전자석(61) 사이에 작용하는 척력으로 인해, 제2 몸체(23)가 회전하는 C 방향(사용자가 제2 몸체(23)를 제1 몸체(21)에 접기 위해 힘을 가하는 방향)의 반대 방향으로 반발력이 형성된다.
이에 따라 사용자가 동일한 힘으로 제2 몸체(23)를 C 방향으로 회전시키는 경우, 제2 몸체(23)의 회전 속도는 감소될 수 있다.
도 7을 참조하면, 제2 몸체(23)는 전술한 반발력에 의해 회전 속도가 감소된 상태로 제1 몸체(21)에 접촉할 때 까지 회전하여 완전히 접힐 수 있다.
이 경우, 제1 및 제2 몸체(21,23)가 접하는 부분(B 부분)이 상호 충돌하는 것을 미연에 방지할 수 있다. 또한, B 부분에서의 충돌을 억제함으로써 B 부분에 인접한 디스플레이(40)의 일부분들이 파손되는 것을 방지할 수 있다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 폴더블 디스플레이 장치가 도 7에 도시된 접힌 상태를 유지하기 위해 제1 및 제2 전자석부에 전류가 인가된 상태를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 제1 및 제2 몸체(21,23)가 완전히 접힌 상태를 견고하게 유지하기 위해서 제2 전자석(65)에 전류를 역 방향으로 인가하면, 마그네트의 타측부(53)와 인접한 제2 자성체 코어(66)의 일측부에는 S극이 형성되고 제2 자성체 코어(66)의 타측부에는 N극이 형성될 수 있다.
이 경우, 서로 마주하는 제1 자성체 코어(62)의 일측부(N극)와 및 제2 자성체 코어(66)의 일측부(S극) 사이에는 인력이 작용하고, 서로 마주하는 제1 자성체 코어(62)의 타측부(S극)와 및 제2 자성체 코어(66)의 타측부(N극) 사이에는 인력이 작용하게 된다.
이에 따라, 제1 및 제2 자성체 코어(62,66) 사이에서 작용하는 인력들에 의해 제1 및 제2 몸체(21,23)는 완전히 접힌 상태를 견고하게 유지할 수 있다.
본 개시에서는 제1 및 제2 몸체(21,23)의 접힘 상태를 유지하기 위해, 힌지부(30)에 통상의 탄성 부재(미도시)를 추가로 구비하는 것도 물론 가능하다.
한편, 사용자가 제1 및 제2 몸체(21,23)를 펼치기 위해서는 제1 및 제2 자성체 코어(62,66) 사이에 작용하는 인력을 극복하는 정도의 힘을 제1 및 제2 몸체(21,23)가 펼쳐지는 방향으로 제1 및 제2 몸체(21,23)의 선단에 가하면 힌지부(30)를 중심으로 제1 및 제2 몸체(21,23)가 펼쳐질 수 있다.
한편, 제1 및 제2 몸체(21,23)가 도 5에 도시된 각도(θ1)로 펼쳐있는 상태에서 제1 및 제2 전자석(61,65)에 모두 전류를 인가하지 않을 수도 있다.
이 상태에서, 제2 몸체(23)를 접는 방향(C 방향)으로 회전시키면, 제2 몸체(23)에 내장된 가속도 센서에 의해 제2 몸체(23)의 각속도를 감지할 수 있다.
프로세서는 가속도 센서에 의해 감지된 각속도가 미리 설정된 속도 범위를 초과하는지 판단하여, 미리 설정된 속도 범위를 초과하면 제1 및 제2 몸체(21,23)가 접촉하는 부분(B 부분, 도 1 참조)에서 충돌이 발생할 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 제1 전자석(61)에 전류를 인가하여 제2 몸체(23)가 C 방향으로 반발력이 생성되도록 하여 제2 몸체(23)의 회전 속도를 감소할 수 있다.
이 경우, 제1 전자석(61)에 전류가 인가되는 시점은 적어도 제1 및 제2 몸체(21,23)가 접촉하기 전에 제2 몸체(23)의 속도를 저감할 수 있는 시점이 바람직하며, 예를 들면, 제2 몸체(23)가 제1 몸체(21)에 대하여 도 6에 도시된 각도(θ2)와 같거나 상기 각도(θ2)보다 큰 각도 범위에 대응하는 시점일 수 있다.
또한, 본 개시는 제1 및 제2 몸체(21,23)가 일정한 각도(예를 들면, 도 5에 도시된 각도(θ1))를 유지하면서 펼쳐져 있는 경우, 사용자가 직접 제2 몸체(23)를 회전시키지 않고 자동으로 제2 몸체(23)를 제1 몸체(21) 측으로 회전시킬 수 있다.
이 경우, 본 개시는 제2 몸체(23)가 제1 몸체(21)에 인접할수록 제2 몸체(23)의 회전 속도를 저감하여 제2 몸체(23)가 제1 몸체(21)에 완전히 접힐 때, B 부분(도 7 참조)에서 충돌이 발행하지 않도록 제어할 수 있다.
즉, 제2 몸체(23)를 접는 방향(C 방향)으로 손가락으로 밀어준 후 제2 몸체(23)로부터 손가락을 떼면 제2 몸체(23)가 C 방향으로 회전한다.
이때, 제2 몸체(23)에 내장된 가속도 센서(또는 영구자석이 회전하는 각속도 변화량, 접힘 정도를 감지할 수 있는 센서 등)는 제2 몸체(23)의 각속도를 감지할 수 있다.
프로세서는 가속도 센서에 의해 감지된 각속도가 미리 설정된 속도 범위를 초과하는지 판단하여, 미리 설정된 속도 범위를 초과하면 제1 전자석(61)에 제1 전류량으로 전류를 일 방향으로 인가하고 점차 제1 전류량보다 적은 제2 전류량으로 전류를 일 방향으로 인가할 수 있다.
이 경우, 제2 몸체(23)의 회전 속도가 미리 설정된 회전 속도를 초과하기 시작하는 시점에서 큰 전류를 제1 전자석(61)에 인가함으로써, 제1 전자석의 제1 자성체 코어(62)의 일측부(N극)가 마그네트(50)의 타측부(53)(N극)와 동일한 자극이 형성되므로, 척력에 의해 제2 몸체(23)의 회전 속도를 저감시킬 수 있다.
또한, 제2 몸체(23)의 회전 속도가 저감되면, 프로세서는 각속도 센서를 통해 실시간으로 감지되는 제2 몸체(23)의 각속도를 제1 전자석(61)에 인가하는 전류량을 줄여 제1 전자석(61)과 마그네트 간의 척력의 크기를 줄여 느린 속도로 제2 몸체(23)를 회전시킨다.
이에 따라, 느린 속도로 회전하는 제2 몸체(23)는 제1 몸체(21)에 충돌없이 안전하게 접히므로, 디스플레이(40)가 충돌에 의해 손상되는 문제를 해소할 수 있다. 본 개시에 따르면, 종래와 같이 수동으로 제1 및 제2 몸체(23)를 접는 경우에 비해 디스플레이(40)의 손상 없이 자동으로 제1 및 제2 몸체(21,23)를 접을 수 있다.
본 개시에서는 제1 및 제2 전자석(61,65)에서 발생하는 토크를 하기 수학식 1과 같이 계산할 수 있다.
Figure PCTKR2020008988-appb-img-000001
여기서, F= 힘, i= 전류, g= 자성체 코어와 마그네트 사이의 간격, a= 마그네트의 단면적, n= 권선수, 자기상수= 4×π×10 -7 이다.
상기 수학식 1에 따르면, 권선수를 증가 또는 감소시키거나, 자성체 코어와 마그네트 사이의 간격을 조절하거나, 마그네트의 단면적을 변화시키는 경우, 전자석을 통해 원하는 정도의 토크를 증가시키거나 감소시킬 수 있다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 폴더블 디스플레이 장치가 소정 각도로 펼친 상태를 나타낸 도면이고, 도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 폴더블 디스플레이 장치가 도 9에 도시된 펼쳐진 각도를 유지하기 위해 제1 및 제2 전자석부에 전류가 인가된 상태를 나타낸 도면이다.
본 개시는 제1 및 제2 몸체(21,23)가 도 7과 같이 접힌 상태 또는 도 6과 같이 소정 각도(θ2)로 펼쳐진 상태에서, 제1 및 제2 몸체(21,23)가 이루는 각도(θ3)가 도 9와 같이 90도 이상 이루는 경우, 제1 몸체(21)에 대하여 제2 몸체(23)를 해당 각도(θ3)를 유지하도록 제어할 수 있다.
여기서, 제1 및 제2 몸체(21,23)가 이루는 각도(θ3)는 폴더블 디스플레이 장치(10)의 메모리에 저장된 소정의 애플리케이션(예를 들면, 게임 애플리케이션, 문서작성 애플리케이션 등)을 실행시켰을 때 적절한 각도일 수 있다. 이 경우, 제1 몸체(21)에 대응하는 디스플레이(40)의 일 부분에는 키패드를 표시할 수 있고, 제2 몸체(23)에 대응하는 디스플레이(40)의 다른 부분에는 게임의 영상이나 이미지를 표시하는 UI 또는 문서입력 UI를 를 표시할 수 있다.
프로세서는 제1 및 제2 몸체(21,23)가 이루는 각도(θ3)를 유지하기 위해, 도 9와 같이 제1 전자석(61)의 제1 코일(63)에 전류를 일 방향으로 인가하여, 제1 자성체 코어(62)의 일측부(N극)와 마그네트의 일측부(S극) 사이에 인력이 작용하도록 제어할 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 몸체(21,23)는 도 9에 도시된 각도(θ3)를 유지할 수 있다.
또한, 도 10과 같이, 프로세서가 제1 및 제2 전자석(61,65)의 제1 및 제2 코일(63,67)에 동시에 일 방향으로 전류를 인가하는 경우, 제1 자성체 코어(62)의 일측부(N극)와 마그네트의 일측부(S극) 사이에 인력이 작용하고, 제2 자성체 코어(66)의 일측부(S극)와 마그네트의 타측부(N극) 사이에 인력이 작용하도록 제어할 수 있다.
이 경우, 제1 전자석(61)과 마그네트(50) 사이, 제2 전자석(65)과 마그네트(50) 사이의 각 2곳에 동시에 인력이 작용하므로, 제1 및 제2 몸체(21,23)는 더욱 견고하게 도 9에 도시된 각도(θ3)를 유지할 수 있다. 따라서, 제2 몸체(23)에 대응하는 디스플레이(40)의 일 부분에 터치 입력을 하는 경우, 제2 몸체(23)가 후방으로 밀리지 않고 각도(θ3)를 유지할 수 있다.
도 11은 본 개시의 다른 실시예에 따른 폴더블 디스플레이 장치가 펼쳐진 상태를 나타낸 도면이다.
본 개시의 다른 실시예에 따른 폴더블 디스플레이 장치(100)는 전술한 폴더블 디스플레이 장치(10)와 대부분 동일한 구성으로 이루어질 수 있다. 다만, 디스플레이가 단일로 이루어지지 않고 제1 및 제2 디스플레이(141,143)로 이루어질 수 있다.
이 경우, 제1 및 제2 디스플레이(141)는 각각 제1 및 제2 몸체(121,123)의 일면에 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 디스플레이(141)는 제1 몸체(121)에 지지되고, 제2 디스플레이(143)는 제2 몸체(123)에 지지될 수 있다.
제1 및 제2 디스플레이(141,143)는 적어도 하나가 터치 입력이 가능한 터치 스크린으로 이루어질 수 있다.
이 경우, 힌지부(130)는 제1 및 제2 몸체(121,123)를 펼친 상태에서 제1 및 제2 디스플레이(141,143)에 의해 가려지지 않을 수 있다.
본 개시의 다른 실시예에 따른 폴더블 디스플레이 장치(100)는 전술한 폴더블 디스플레이 장치(10)와 마찬가지로 적어도 하나의 접철조절부를 구비하고 있으므로, 제1 및 제2 몸체(121,123)를 접을 때 제1 및 제2 몸체(121,123)의 접하는 부분에서 충돌이 발생하는 것일 방지하여, 제1 및 제2 디스플레이(141,143)의 일부가 파손되는 것을 미연에 차단할 수 있다.
또한, 본 개시의 다른 실시예에 따른 폴더블 디스플레이 장치(100)는 구비된 적어도 하나의 접철조절부를 통해 제1 및 제2 몸체(121,123)가 소정 각도 펼쳐진 상태를 유지하도록 제어할 수 있다.
도 12는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 폴더블 디스플레이 장치가 펼쳐친 상태를 나타낸 도면이고, 도 13은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 폴더블 디스플레이 장치가 펼쳐친 상태를 나타낸 도면이고, 도 14는 도 13에 표시한 E1 부분의 내부 구조를 나타낸 확대도이다.
본 개시의 또 다른 실시예에 따른 폴더블 디스플레이 장치(200)는 전술한 폴더블 디스플레이 장치(10)와 대부분 동일한 구성으로 이루어질 수 있다. 다만, 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 폴더블 디스플레이 장치(200)는 몸체의 개수, 힌지부의 개수, 디스플레이의 개수가 전술한 폴더블 디스플레이 장치(10)가 상이할 수 있다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 제1 내지 제3 몸체(221,223,225)는 3단으로 접히거나 펼쳐질 수 있다.
도 12와 같이 제1 내지 제3 몸체(221,223,225)는 3단으로 접히는 경우, 제2 몸체(223)는 일면이 제1 몸체(221)와 마주하고, 타면이 제3 몸체(225)와 마주할 수 있다.
제1 디스플레이(241)는 제1 및 제2 몸체(221,223)의 일면에 배치되고 제1 및 제2 몸체(221,223)에 동시에 지지될 수 있다. 이 경우, 제1 디스플레이(241)는 제1 힌지부(231)에 대응하는 부분은 제1 및 제2 몸체(221,223)가 도 13과 같이 펼쳐진 상태에서는 제1 힌지부(231)에 의해 지지될 수 있다. 제1 디스플레이(241)는 플렉서블 디스플레이 또는 터치 입력이 가능한 플렉서블 터치 스크린일 수 있다.
제2 디스플레이(243)는 제3 몸체(225)의 일면에 배치되고 제3 몸체(225)에 의해 지지될 수 있다. 제2 디스플레이(243)는 터치 입력이 가능한 터치 스크린일 수 있다.
제1 및 제2 몸체(221,223)는 제1 힌지부(231)에 의해 상호 힌지 연결될 수 있고, 제2 및 제3 몸체(223,225)는 제2 힌지부(233)에 의해 상호 힌지 연결될 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 몸체(221,223)는 제1 힌지부(231)에 의해 접히거나 소정 각도로 펼쳐질 수 있고, 제2 및 제3 몸체(223,225)는 제2 힌지부(233)에 의해 접히거나 소정 각도로 펼쳐질 수 있다.
도 13을 참조하면, 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 폴더블 디스플레이 장치(200)는 제1 및 제2 몸체(221,223)를 연결하는 부분에 간격을 두고 접철조절부들(E1,E2)이 배치될 수 있고, 제2 및 제3 몸체(223,225)를 연결하는 부분에 간격을 두고 다른 접철조절부들(E3,E4)가 배치될 수 있다.
4개의 접철조절부(E1,E2,E3,E4)는 모두 동일한 구조로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 도 14와 같이, 접철조절부(E1)는 제1 힌지부(231)에 배치된 마그네트(250)와, 제1 몸체(221)에 배치된 제1 전자석(261)과, 제2 몸체(223)에 배치된 제2 전자석(265)을 포함할 수 있다.
이 경우, 제1 전자석(261)은 일측부가 마그네트(250)에 인접한 제1 자성체 코어(262)와, 제1 자성체 코어에 권선된 제1 코일(263)을 포함하고, 제2 전자석(265)은 일측부가 마그네트(250)에 인접한 제2 자성체 코어(266)와, 제2 자성체 코어에 권선된 제2 코일(267)을 포함할 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시예에 따른 폴더블 디스플레이 장치(200)는 구비된 적어도 2이상의 접철조절부를 통해 제1 및 제2 몸체(221,223)를 접을 때 제1 및 제2 몸체(221,223)의 접하는 부분(F1, 도 12 참조)과, 제2 및 제3 몸체(223,225)를 접을 때 제2 및 제3 몸체(223,225)의 접하는 부분(F2, 도 12 참조)에서 각각 충돌이 발생하는 것을 방지하여, 제1 및 제2 디스플레이(241,243)의 일부가 파손되는 것을 미연에 차단할 수 있다.
또한, 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 폴더블 디스플레이 장치(200)는 구비된 적어도 2이상의 접철조절부를 통해 제1 및 제2 몸체(221,223)가 소정 각도 펼쳐진 상태를 유지하고, 제2 및 제3 몸체(223,225)가 소정 각도 펼쳐진 상태를 유지하도록 제어할 수 있다.
이상에서는 본 개시의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위상에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

Claims (12)

  1. 폴더블 디스플레이 장치에 있어서,
    제1 몸체;
    제2 몸체;
    상기 제1 몸체 및 상기 제2 몸체를 접철 가능하게 연결하는 힌지부;
    상기 제1 및 제2 몸체에 지지되는 디스플레이; 및
    상기 제1 및 제2 몸체의 접힘 속도를 제어하는 접철조절부;를 포함하는 폴더블 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접철조절부는,
    상기 힌지부에 배치된 마그네트;
    상기 마그네트에 인접하도록 상기 제1 몸체에 배치된 제1 전자석; 및
    상기 마그네트에 인접하도록 상기 제2 몸체에 배치된 제2 전자석;을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 전자석은 전류가 인가되는 방향에 따라 상기 마그네트와의 사이에 인력 또는 척력이 작용하는 폴더블 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 마그네트는 상기 힌지부의 일부를 이루며, 상기 제1 몸체 또는 상기 제2 몸체와 함께 회전하는 폴더블 디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 마그네트는 일측부와 타측부에 서로 다른 자극이 착자되며,
    상기 마그네트의 일측부는 상기 제1 및 제2 몸체가 펼쳐진 상태에서 상기 제1 전자석을 마주하며, 상기 마그네트의 타측부는 상기 제1 및 제2 몸체가 펼쳐진 상태에서 상기 제1 전자석을 마주하도록 배치되는 폴더블 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 마그네트의 일측부 또는 타측부가 상기 제1 및 제2 몸체가 접힌 상태에서 상기 제1 및 제2 전자석을 향하도록 배치되는 폴더블 디스플레이 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전자석은 상기 마그네트를 기준으로 하여 대칭으로 배치되는 폴더블 디스플레이 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 마그네트는 상기 제1 몸체 또는 상기 제2 몸체와 함께 회전하도록 상기 힌지부에 배치되고, 서로 다른 자극이 착자된 양단부는 각각 상기 제1 및 제2 전자석에 마주하도록 배치된 폴더블 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 접철조절부는,
    상기 힌지부와 상기 힌지부에 각각 인접한 제1 및 제2 몸체의 일부에 대응하는 위치에 적어도 하나 배치되는 폴더블 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 몸체에 추가 힌지부를 통해 힌지 연결되는 제3 몸체를 더 포함하는 폴더블 디스플레이 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 접철조절부는,
    상기 힌지부와 상기 힌지부에 각각 인접한 제1 및 제2 몸체의 일부에 대응하는 위치와, 상기 추가 힌지부와 상기 추가 힌지부에 각각 인접한 제2 및 제3 몸체의 일부에 대응하는 위치에 각각 적어도 하나씩 배치되는 폴더블 디스플레이 장치.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 제1 전자석 또는 상기 제2 전자석은 상기 제1 및 제2 몸체가 미리 설정된 각도 범위 내로 접히면 전류가 인가되며,
    전류가 인가된 상기 제1 전자석 또는 상기 제2 전자석과 상기 마그네트 사이에 척력이 작용하여 상기 제1 몸체 또는 상기 제2 몸체의 회전 속도를 저감하는 폴더블 디스플레이 장치.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 제1 몸체 또는 상기 제2 몸체 회전 시 상기 제1 몸체 또는 상기 제2 몸체의 각속도를 측정하는 센서; 및
    상기 센서를 통해 감지된 각속도에 따라 상기 제1 전자석 또는 상기 제2 전자석에 인가하는 전류량을 제어하는 프로세서;를 더 포함하는 폴더블 디스플레이 장치.
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