KR102456889B1 - 플렉서블 프레임 및 이를 구비하는 플렉서블 디스플레이 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명의 플렉서블 프레임은 플렉서블 영역을 구비하며, 상기 플렉서블 영역은, 제1홀들이 반복적으로 형성되어, 최대 제1곡률을 가지는 상태까지 휘어짐이 가능하게 구성되는 제1플렉서블 포션; 및 상기 제1홀들과 평행한 제2홀들이 반복적으로 형성되어, 최대 제2곡률을 가지는 상태까지 휘어짐이 가능하게 구성되는 제2플렉서블 포션을 포함하며, 상기 제1곡률이 상기 제2곡률보다 크도록, 상기 제1플렉서블 포션에서 단위 면적당 상기 제1홀들이 차지하는 총 면적은 상기 제2플렉서블 포션에서 단위 면적당 상기 제2홀들이 차지하는 총 면적보다 크게 설정된다.

Description

플렉서블 프레임 및 이를 구비하는 플렉서블 디스플레이 유닛{FLEXIBLE FRAME AND FLEXIBLE DISPLAY UNIT HAVING THE SAME}

본 발명은 평평한 상태와 최대 곡률로 휘어진 상태 사이에서 탄성 변형 가능하게 구성되는 플렉서블 프레임 및 이를 구비하는 플렉서블 디스플레이 유닛에 관한 것이다.

통신 단말기, 멀티미디어 기기, 휴대형 컴퓨터, 게임기, 촬영장치 등 휴대가 가능한 전자 기기(이하, 이동 단말기)는 영상 정보를 표시하는 디스플레이를 구비한다. 이동 단말기는 휴대의 편의성을 위하여 보다 작은 크기로 접을 수 있는 폴딩 구조를 갖기도 한다. 이러한 형태의 이동 단말기에서는 두 개의 바디가 폴딩 구조(예를 들어, 힌지부)에 의하여 연결된다.

종래의 디스플레이는 접을 수 없는 구조를 가졌기 때문에, 디스플레이가 폴딩 가능하게 연결되는 두 개의 바디 전체에 걸쳐 배치되는 구조는 구현될 수 없었다. 그러므로, 폴딩 구조의 이동 단말기에는 실질적으로 대화면이 적용될 수 없었다.

그러나 최근에 휘어짐이 가능한 플렉서블 디스플레이가 개발됨에 따라, 폴딩 구조의 이동 단말기에 플렉서블 디스플레이를 적용하려는 연구가 이루어지고 있다. 이 경우, 플렉서블 디스플레이가 폴딩 구조를 가로질러 두 개의 바디 전체에 걸쳐 배치될 수 있으므로, 대화면이 구현될 수 있다. 다만, 휘어짐이 가능한 플렉서블 디스플레이라 하더라도 완전히 꺾어지면(즉, 각지게 구부러지면) 플렉서블 디스플레이 자체가 파손될 수 있으므로, 이동 단말기의 폴딩시 플렉서블 디스플레이의 곡률 반경을 제한할 수 있는 구조가 요구된다.

플렉서블 디스플레이가 기설정된 곡률로 휘어짐이 가능하도록 하기 위하여, 플렉서블 디스플레이에 플렉서블 프레임을 합지한 구조가 이용된다. 그런데 기존까지 개발된 플렉서블 프레임은 일 부분이 특정 곡률로 휘어짐이 가능한 구조를 가지고 있을 뿐, 인접한 두 부분이 서로 다른 최대 곡률로 휘어짐이 가능하게 구성되면서 매끄럽게 연결되는 구조에 대해서는 제안된 바가 없다.

특히, 인접한 두 부분이 서로 다른 곡률을 가질 경우, 그 경계에서는 곡률의 변화로 인하여 플렉서블 디스플레이의 파손이 발생될 수 있다. 이에, 서로 다른 곡률을 갖는 인접한 두 부분을 매끄럽게 이어지게 할 수 있는 플렉서블 프레임에 대한 연구가 진행되고 있다.

한편, 플렉서블 프레임으로는 일반적으로 스테인리스 스틸이 이용된다. 그런데 스테인리스 스틸은 항복 변형률이 크지 않아 복원 관점에서는 최적의 재료는 아니다. 특히, 스테인리스 스틸로 만들어진 플렉서블 프레임에 의해서는, 플렉서블 디스플레이가 휘어졌다가 다시 평평하게 펴지지 못하여, 플렉서블 디스플레이의 표면이 물결처럼 일어나는 문제가 발생하기도 한다.

아울러, 플렉서블 프레임이 금속 재질로 형성되는 경우, 플렉서블 디스플레이에 충격이 가해지면, 플렉서블 프레임이 그 충격을 흡수하지 못하여 플렉서블 디스플레이가 손상되는 문제가 발생할 수 있다.

본 발명의 첫 번째 목적은, 플렉서블 디스플레이와 합지되어, 형상 변형에 따라 플렉서블 디스플레이의 인접한 두 부분을 서로 다른 최대 곡률로 휘어지게 할 수 있는 플렉서블 프레임을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 두 번째 목적은, 상기 플렉서블 프레임의 휘어짐의 정도와 반발력을 조절할 수 있는 설계 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 세 번째 목적은, 플렉서블 디스플레이의 서로 다른 곡률을 갖는 인접한 두 부분을 매끄럽게 이어지게 할 수 있는 플렉서블 프레임을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 네 번째 목적은, 플렉서블 디스플레이가 휘어짐과 복원을 반복하여도, 평평한 상태로 원복되어 플렉서블 디스플레이를 항상 평평하게 펴줄 수 있는 플렉서블 프레임을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다섯 번째 목적은, 플렉서블 디스플레이에 가해지는 충격을 흡수할 수 있는 플렉서블 디스플레이와 플렉서블 프레임의 합지 구조를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 첫 번째 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 플렉서블 프레임은 플렉서블 영역을 구비하며, 상기 플렉서블 영역은, 제1홀들이 반복적으로 형성되어, 최대 제1곡률을 가지는 상태까지 휘어짐이 가능하게 구성되는 제1플렉서블 포션; 및 상기 제1홀들과 평행한 제2홀들이 반복적으로 형성되어, 최대 제2곡률을 가지는 상태까지 휘어짐이 가능하게 구성되는 제2플렉서블 포션을 포함하며, 상기 제1곡률이 상기 제2곡률보다 크도록, 상기 제1플렉서블 포션에서 단위 면적당 상기 제1홀들이 차지하는 총 면적은 상기 제2플렉서블 포션에서 단위 면적당 상기 제2홀들이 차지하는 총 면적보다 크게 설정된다.

상기 제1홀들은 상호 교차하는 상기 플렉서블 영역의 폭 방향 및 길이 방향을 따라 각각 반복적으로 형성되고, 상기 제2홀들은 상호 교차하는 상기 플렉서블 영역의 폭 방향 및 길이 방향을 따라 각각 반복적으로 형성된다.

상기 제1홀들은 상기 플렉서블 영역의 길이 방향을 따라 일부가 중첩된 상태로 엇갈리게 배치될 수 있으며, 상기 제2홀들은 상기 플렉서블 영역의 길이 방향을 따라 일부가 중첩된 상태로 엇갈리게 배치될 수 있다.

상기 제1홀들 간의 상호 중첩되는 부분의 길이는 상기 제2홀들 간의 상호 중첩되는 부분의 길이보다 길게 형성될 수 있다.

상기 제1 및 제2홀들은 동일한 크기로 기설정된 이격 간격을 두고 배치되는 복수의 홀을 포함할 수 있다.

상기 제1 및 제2홀들은 상기 복수의 홀과 크기 또는 이격 간격 중 적어도 하나가 다른 홀을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 두 번째 목적은, 각 플렉서블 포션에서 단위 면적당 홀들이 차지하는 총 면적을 조절함으로써 달성될 수 있다.

본 발명의 세 번째 목적은, 상기 제1플렉서블 포션과 제2플렉서블 포션 사이에 상기 제1 및 제2홀들과 평행한 제3홀들이 반복적으로 형성되는 커넥팅 포션에 의해 달성될 수 있다.

상기 커넥팅 포션에서 단위 면적당 상기 제3홀들이 차지하는 총 면적은 상기 제1플렉서블 포션에서 단위 면적당 상기 제1홀들이 차지하는 총 면적보다 작고 상기 제2플렉서블 포션에서 단위 면적당 상기 제2홀들이 차지하는 총 면적보다 크게 형성된다.

상기 제3홀들의 길이는 상기 제1홀들의 길이보다는 짧고 상기 제2홀들의 길이보다는 길게 형성될 수 있다.

상기 제3홀들의 길이는 상기 제1플렉서블 포션에서 상기 제2플렉서블 포션으로 갈수록 점차 줄어들도록 형성될 수 있다.

상기 제3홀들은 상기 플렉서블 영역의 길이 방향을 따라 일부가 중첩된 상태로 엇갈리게 배치될 수 있으며, 상기 제3홀들 간의 상호 중첩되는 부분의 길이는 상기 제1홀들 간의 상호 중첩되는 부분의 길이보다는 짧고 상기 제2홀들 간의 상호 중첩되는 부분의 길이보다는 길게 형성될 수 있다.

상기 제3홀들 간의 상호 중첩되는 부분의 길이는 상기 제1플렉서블 포션에서 상기 제2플렉서블 포션으로 갈수록 점차 줄어들도록 형성될 수 있다.

본 발명의 세 번째 목적은, 상기 제2플렉서블 포션과, 상기 제2플렉서블 포션의 일측에 위치하는 리지드 포션 사이에 제4홀들이 반복적으로 형성되는 바운더리 포션에 의해 달성될 수 있다.

상기 바운더리 포션에서 단위 면적당 제4홀들이 차지하는 총 면적은 상기 제2플렉서블 포션에서 단위 면적당 제2홀들이 차지하는 총 면적보다 작게 형성된다.

상기 제4홀들의 길이는 상기 제2홀들의 길이보다 짧게 형성될 수 있다.

상기 제4홀들 중 상기 리지드 포션에 인접한 홀의 길이는 상기 제2플렉서블 포션에 인접한 홀의 길이보다 짧게 형성될 수 있다.

상기 제4홀들은 상기 플렉서블 영역의 길이 방향을 따라 일부가 중첩된 상태로 엇갈리게 배치될 수 있으며, 상기 제4홀들 간의 상호 중첩되는 부분의 길이는 상기 제2홀들 간의 상호 중첩되는 부분의 길이보다 짧게 형성될 수 있다.

본 발명의 네 번째 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 플렉서블 디스플레이 유닛은, 탄성 변형 가능하게 형성되는 플렉서블 디스플레이; 및 상기 플렉서블 디스플레이의 배면에 결합되는 플렉서블 프레임을 포함하고, 상기 플렉서블 프레임은, 제1홀들이 반복적으로 형성되어, 최대 제1곡률을 가지는 상태까지 휘어짐이 가능하게 구성되는 플렉서블 포션; 및 플렉서블 포션의 적어도 일측에 배치되는 리지드 포션을 포함하며, 상기 플렉서블 프레임은 티타늄 재질로 형성된다.

상기 플렉서블 디스플레이의 변형시, 상기 제1홀들 간의 간격이 확장 또는 축소되어, 상기 플렉서블 디스플레이에 복원력을 가하도록 구성된다.

상기 플렉서블 디스플레이와 상기 플렉서블 프레임 사이에는 접착부가 배치되며, 상기 접착부의 일부는 상기 제1홀들을 통해 후방으로 노출된다.

본 발명의 다섯 번째 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 플렉서블 디스플레이 유닛은, 상기 플렉서블 디스플레이의 배면에 배치되는 접착부; 및 상기 접착부와 상기 플렉서블 프레임 사이에 배치되는 실리콘부를 더 포함하며, 상기 실리콘부는, 상기 플렉서블 포션과 상기 리지드 포션 상에 배치되는 제1부분; 및 상기 제1홀들에 충전되는 제2부분을 포함한다.

상기 제2부분은 상기 플렉서블 프레임의 배면과 동일 평면을 형성할 수 있다.

상기 실리콘부는 인서트 사출에 의해 상기 플렉서블 프레임과 일체로 형성될 수 있다.

또는, 본 발명의 플렉서블 디스플레이 유닛은, 상기 플렉서블 디스플레이와 상기 플렉서블 프레임 사이에는 배치되는 접착부; 및 상기 제1홀들에 충전되는 실리콘부를 더 포함할 수 있다.

상기 실리콘부는 상기 제1홀들을 통해 노출되는 상기 접착부의 일부와 접촉될 수 있다.

상기 실리콘부는 상기 플렉서블 프레임의 배면과 동일 평면을 형성할 수 있다.

상기 실리콘부는 인서트 사출에 의해 상기 플렉서블 프레임과 일체로 형성될 수 있다.

한편, 본 발명은, 탄성 변형 가능하게 형성되는 플렉서블 디스플레이; 및 상기 플렉서블 디스플레이의 배면에 결합되는 플렉서블 프레임을 포함하고, 제1홀들이 반복적으로 형성되어, 최대 제1곡률을 가지는 상태까지 휘어짐이 가능하게 구성되는 제1플렉서블 포션; 상기 제1플렉서블 포션의 일측에 상기 제1홀들과 평행한 제2홀들이 반복적으로 형성되어, 최대 제2곡률을 가지는 상태까지 휘어짐이 가능하게 구성되는 제2플렉서블 포션; 및 상기 제1플렉서블 포션의 타측에 상기 제1홀들과 평행한 제3홀들이 반복적으로 형성되어, 최대 제3곡률을 가지는 상태까지 휘어짐이 가능하게 구성되는 제3플렉서블 포션을 포함하며, 상기 제1곡률은 상기 제2 및 제3곡률의 2배 이상으로 설정되는 플렉서블 디스플레이 유닛을 개시한다.

아울러, 본 발명은, 탄성 변형 가능한 재질로 형성되는 단말기 바디; 상기 단말기 바디의 일면에 결합되어 상기 단말기 바디와 함께 탄성 변형 가능하게 구성되는 상기 플렉서블 디스플레이 유닛; 및 상기 제1 내지 제3플렉서블 포션이 각각 상기 제1 내지 제3곡률로 휘어진 상태에서 서로 마주하도록 배치되는 상기 단말기 바디의 양단에 각각 구비되며, 상호 간에 인력을 작용하는 마그넷부를 포함하는 이동 단말기를 개시한다.

상술한 해결수단을 통해 얻게 되는 본 발명의 효과는 다음과 같다.

첫째, 제1플렉서블 포션에서 단위 면적당 제1홀들이 차지하는 총 면적을 제2플렉서블 포션에서 단위 면적당 제2홀들이 차지하는 총 면적보다 크게 설계하여, 제1플렉서블 포션이 제2플렉서블 포션보다 더 큰 곡률로 휘어짐이 가능한 플렉서블 프레임을 구현할 수 있다. 따라서, 상기 플렉서블 프레임을 플렉서블 디스플레이에 합지하여, 인접한 두 부분이 서로 다른 최대 곡률로 휘어지는 플렉서블 디스플레이 유닛을 구현할 수 있다.

둘째, 휘어지는 정도가 클수록 원복되려는 반발력이 크게 작용하므로, 각 플렉서블 포션에서 단위 면적당 홀들이 차지하는 총 면적을 조절하여 플렉서블 디스플레이 유닛의 휘어짐의 정도와 반발력을 조절할 수 있다.

셋째, 서로 다른 최대 곡률로 휘어짐이 가능한 두 플렉서블 포션들 사이에 커넥팅 포션을 형성하거나, 플렉서블 포션과 리지드 포션 사이에 바운더리 포션을 형성하여, 서로 다른 곡률을 갖는 인접한 두 부분이 매끄럽게 연결되는 플렉서블 디스플레이 유닛을 구현할 수 있다.

넷째, 플렉서블 프레임으로 스테인리스 스틸 대비 항복 강도는 낮지만 일정 수준의 항복 강도를 가지며 항복 변형률이 큰 티타늄을 사용하면, 플렉서블 디스플레이가 항상 평평한 상태로 원복되어, 표면이 물결처럼 일어나는 현상의 발생이 방지될 수 있다. 따라서, 플렉서블 디스플레이 유닛의 신뢰성이 향상될 수 있다.

다섯째, 플렉서블 디스플레이와 플렉서블 프레임 사이에 실리콘부가 구비되어, 플렉서블 디스플레이를 탄력적으로 지지함으로써, 플렉서블 디스플레이에 전달되는 충격이 일정 수준 흡수될 수 있다. 아울러, 실리콘부가 플렉서블 프레임의 홀들에 충전됨으로써, 플렉서블 프레임 자체가 갖는 복원력에 실리콘부가 갖는 복원력이 더해져 전체 복원력이 증가될 수 있다.

도 1은 본 발명의 플렉서블 프레임의 일 예를 보인 도면.
도 2는 도 1에 도시된 플렉서블 프레임의 각 플렉서블 포션이 최대 곡률로 휘어진 상태를 보인 개념도.
도 3은 도 1에 도시된 플렉서블 프레임의 Y 방향 면적 변화를 보인 개념도.
도 4는 도 1에 도시된 플렉서블 영역의 확대도.
도 5는 도 4에 도시된 제1플렉서블 포션의 확대도.
도 6은 도 5에 도시된 제1플렉서블 포션에 적용되는 홀들의 X 방향 배치 형태를 설명하기 위한 개념도.
도 7은 도 5에 도시된 제1플렉서블 포션에 적용되는 홀들의 Y 방향 배치 형태를 설명하기 위한 개념도.
도 8은 도 5에 도시된 제1플렉서블 포션이 X축과 Y축 대칭 형상을 가질 수 있음을 설명하기 위한 개념도.
도 9는 도 4에 도시된 커넥팅 포션의 확대도.
도 10은 도 4에 도시된 바운더리 포션의 일 예를 보인 개념도.
도 11은 도 4에 도시된 바운더리 포션의 다른 일 예를 보인 개념도.
도 12는 본 발명의 플렉서블 프레임을 구비하는 플렉서블 디스플레이 유닛의 일 예를 보인 개념도.
도 13은 본 발명의 플렉서블 프레임을 구비하는 플렉서블 디스플레이 유닛의 다른 일 예를 보인 개념도.
도 14는 본 발명의 플렉서블 프레임을 구비하는 플렉서블 디스플레이 유닛의 또 다른 일 예를 보인 개념도.
도 15는 본 발명의 플렉서블 프레임과 플렉서블 디스플레이의 합지에 의한 플렉서블 디스플레이 유닛의 복원 메커니즘을 설명하기 위한 개념도.
도 16은 도 1에 도시된 플렉서블 프레임을 구비하는 플렉서블 디스플레이 유닛이 적용된 이동 단말기의 일 예를 보인 개념도.
도 17은 본 발명의 플렉서블 프레임의 다른 일 예를 보인 도면.
도 18은 도 17에 도시된 플렉서블 프레임의 플렉서블 포션이 최대 곡률로 휘어진 상태를 보인 개념도.
도 19는 도 17에 도시된 플렉서블 프레임의 Y 방향 면적 변화를 보인 개념도.
도 20은 도 17에 도시된 플렉서블 영역의 확대도.
도 21은 도 17에 도시된 플렉서블 프레임을 구비하는 플렉서블 디스플레이 유닛이 적용된 이동 단말기의 일 예를 보인 개념도.
도 22는 본 발명의 플렉서블 프레임의 또 다른 일 예를 구비하는 플렉서블 디스플레이 유닛이 적용된 이동 단말기의 일 예를 보인 개념도.
도 23은 본 발명의 플렉서블 프레임의 또 다른 일 예를 보인 개념도.

이하, 본 발명에 관련된 플렉서블 프레임 및 이를 구비하는 플렉서블 디스플레이 유닛에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

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.

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.

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

도 1은 본 발명의 플렉서블 프레임(100)의 일 예를 보인 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 플렉서블 프레임(100)의 각 플렉서블 포션이 최대 곡률로 휘어진 상태를 보인 개념도이며, 도 3은 도 1에 도시된 플렉서블 프레임(100)의 Y 방향 면적 변화를 보인 개념도이고, 도 4는 도 1에 도시된 플렉서블 영역(110)의 확대도이다.

이하의 설명에서, X 방향은 플렉서블 프레임(100)의 폭 방향에 대응되고, Y 방향은 플렉서블 프레임(100)의 길이 방향에 대응된다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 플렉서블 프레임(100)은 적어도 하나의 최대 곡률로 휘어짐이 가능한 플렉서블 영역(110)을 구비한다. 플렉서블 영역(110)은 서로 다른 최대 곡률로 휘어짐이 가능한 플렉서블 포션들을 포함할 수 있다. 플렉서블 포션들은 플렉서블 프레임(100)의 일 방향(본 도면에서, Y 방향)을 따라 순차적으로 배치되어, 플렉서블 프레임(100)이 일 방향에 대하여 휘어질 수 있도록 한다.

본 예에서, 플렉서블 영역(110)은 최대 제1곡률을 가지는 상태까지 휘어짐이 가능한 제1플렉서블 포션(111)과 최대 제2곡률을 가지는 상태까지 휘어짐이 가능한 제2플렉서블 포션(112)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 제2플렉서블 포션(112)은 두 개로 구비되어, 제1플렉서블 포션(111)의 Y 방향 상의 양측에 각각 배치될 수 있다.

제1플렉서블 포션(111)의 휘어짐을 구현하기 위하여, 제1플렉서블 포션(111)에는 제1홀들(111')이 반복적으로 형성된다. 즉, 제1홀들(111')에 의해 제1플렉서블 포션(111)에 유연성이 생기며, 제1플렉서블 포션(111)은 최대 제1곡률을 가지는 상태까지 휘어짐이 가능하게 구성된다.

제1홀들(111')은 상호 교차하는 X 방향 및 Y 방향을 따라 각각 반복적으로 형성된다. 제1홀들(111')은 X 방향으로 길게 연장 형성된다.

마찬가지로, 제2플렉서블 포션(112)의 휘어짐을 구현하기 위하여, 제2플렉서블 포션(112)에는 제2홀들(112')이 반복적으로 형성된다. 즉, 제2홀들(112')에 의해 제2플렉서블 포션(112)에 유연성이 생기며, 제2플렉서블 포션(112)은 최대 제2곡률을 가지는 상태까지 휘어짐이 가능하게 구성된다. 여기서, 제2곡률은 제1곡률과 다른 곡률을 갖는다.

제2홀들(112')은 제1홀들(111')과 평행하게 형성되어, 제2플렉서블 포션(112)이 제1플렉서블 포션(111)과 함께 Y 방향에 대하여 휘어짐이 가능하게 구성된다. 제2홀들(112')은 상호 교차하는 X 방향 및 Y 방향을 따라 각각 반복적으로 형성된다. 제2홀들(112')은 X 방향으로 길게 연장 형성된다.

본 예에서, 제1곡률은 제2곡률보다 크다. 즉, 제1플렉서블 포션(111)은 제2플렉서블 포션(112)보다 더 많이 휘어짐이 가능하게 구성된다. 따라서, 제1 및 제2플렉서블 포션(111, 112)이 제1 및 제2곡률로 각각 휘어진 상태에서, 제1플렉서블 포션(111)에 작용하는 반발력은 제2플렉서블 포션(112)에 작용하는 반발력보다 크다.

도 2에서는 제1 및 제2플렉서블 포션(111, 112)이 최대로 휘어진 상태를 보이고 있다. 곡률의 역수가 곡률 반경이므로, 이 상태에서 제1플렉서블 포션(111)의 곡률 반경(R1)은 제2플렉서블 포션(112)의 곡률 반경(R2)보다 작다. 도시된 바와 같이, 제1플렉서블 포션(111)의 곡률 반경(R1)의 중심(O)은 플렉서블 프레임(100)의 폴딩에 의해 형성된 내부 공간에 위치하고, 제2플렉서블 포션(112)의 곡률 반경의 중심(O', O")은 플렉서블 프레임(100)의 폴딩에 의해 형성된 외부 공간에 위치한다.

각각의 제2플렉서블 포션(112)의 Y 방향 상의 일측에는 리지드 포션(120)이 배치된다. 리지드 포션(120)은 외력에 의해 거의 휘어지지 않는 부분으로서, 평면으로 형성될 수 있다. 리지드 포션(120)에는 휘어짐을 구현하기 위한 의도를 가지는 홀들이 형성되지 않는다.

이처럼, 제2플렉서블 포션(112)의 Y 방향 상의 양측에는 리지드 포션(120)과 제1플렉서블 포션(111)이 배치된다. 제1 및 제2플렉서블 포션(111, 112)이 최대로 휘어진 상태에서, 리지드 포션(120)은 서로 마주하도록 배치된다.

도 3을 참조하면, 플렉서블 포션의 단위 면적당 홀들이 차지하는 총 면적이 커질수록, 플렉서블 포션은 더 많이 휘어짐이 가능하게 된다. 달리 말하면, 플렉서블 포션의 단위 면적당 리지드한 본연의 재질이 차지하는 총 면적이 작을수록, 플렉서블 포션은 더 많이 휘어짐이 가능하게 된다. 이는 설계시 플렉서블 포션의 단위 면적당 홀들이 차지하는 총 면적을 변경함으로써, 플렉서블 포션의 최대 곡률을 조절할 수 있음을 의미한다.

이처럼, 제1플렉서블 포션(111)이 제2플렉서블 포션(112)보다 더 많이 휘어질 수 있도록, 제1플렉서블 포션(111)에서 단위 면적당 제1홀들(111')이 차지하는 총 면적은 제2플렉서블 포션(112)에서 단위 면적당 제2홀들(112')이 차지하는 총 면적보다 크다.

앞서 설명한 바와 같이, 제1플렉서블 포션(111)의 Y 방향 상의 양측에는 제2플렉서블 포션(112)이 각각 배치되며, 각각의 제2플렉서블 포션(112)의 Y 방향 상의 일측에는 리지드 포션(120)이 배치된다.

제1플렉서블 포션(111)과 제2플렉서블 포션(112) 사이에는 이들을 매끄럽게 연결하는 커넥팅 포션(113)이 형성된다. 마찬가지로, 제2플렉서블 포션(112)과 리지드 포션(120) 사이에는 이들을 매끄럽게 연결하는 바운더리 포션(114)이 형성된다.

즉, 플렉서블 프레임(100)에는 Y 방향을 따라 리지드 포션(120), 바운더리 포션(114), 제2플렉서블 포션(112), 커넥팅 포션(113), 제1플렉서블 포션(111), 커넥팅 포션(113), 제2플렉서블 포션(112), 바운더리 포션(114), 그리고 리지드 포션(120)이 순차적으로 배치된다.

이하에서는, 각각의 포션들에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

참고로, 제1플렉서블 포션(111)과 제2플렉서블 포션(112)은 단위 면적당 제1홀들(111')이 차지하는 총 면적이 단위 면적당 제2홀들(112')이 차지하는 총 면적보다 크다는 점에서만 차이가 있을 뿐, 제1홀들(111')과 제2홀들(112')의 배치 형태에 있어서는 실질적으로 차이가 없다. 따라서, 이하의 도 5 내지 도 8을 참조한 제1플렉서블 포션(111)에 대한 설명은 제2플렉서블 포션(112)에도 그대로 적용될 수 있다.

도 5는 도 4에 도시된 제1플렉서블 포션(111)의 확대도이다.

도 5를 참조하면, 제1플렉서블 포션(111)에 형성된 제1홀들(111')은 상호 교차하는 X 방향 및 Y 방향을 따라 각각 반복적으로 형성된다. 제1플렉서블 포션(111)이 Y 방향에 대하여 휘어짐이 가능하도록, 제1플렉서블 포션(111)에 형성된 제1홀들(111')은 X 방향으로 길게 연장 형성된다.

플렉서블 프레임(100)의 X 방향 상의 양측 단부에는 제1홀들(111')이 내측으로 리세스된 형태로 형성될 수 있다. 이러한 형태를 가지는 제1홀들(111')은 Y 방향을 따라 하나 걸러 하나씩 형성될 수 있다.

제1홀들(111')은 Y 방향을 따라 일부가 중첩된 상태로 엇갈리게 배치된다. 도시된 바와 같이, X 방향을 따라 배열되는 제1홀들(111') 사이의 영역[리지드한 플렉서블 프레임(100) 본연의 재질이 남겨진 영역, 이하 ‘링크'라 함]의 Y 방향 상의 바로 위 또는 아래에는, X 방향을 따라 배열되는 제1홀들(111')이 배치된다.

앞서 언급한 바와 같이, 제2플렉서블 포션(112)에도 제1플렉서블 포션(111)에 형성된 제1홀들(111')과 동일한 형태의 제2홀들(112')이 형성될 수 있다. 다만, 제2홀들(112') 간의 상호 중첩되는 부분의 길이는 제1홀들(111') 간의 상호 중첩되는 부분의 길이보다 짧게 설계된다.

링크의 단위 면적당 반발력은 다음의 식에 의해 계산될 수 있다.

T = 반발력(Torque) (Nm)

l = Y 방향을 따라 홀들이 중첩된 길이 (m)

G = 강성계수(Modulus of rigidity) (N/m2)

J' = 극관성 모멘트(Polar moment of inertia) (m4)

θ = 링크 당 휘어진 각도 (radians)

n = Y 방향을 따라 형성된 링크의 개수

Θ (Total) = 최대로 휘어진 각도 (radians)

즉, Y 방향을 따라 홀들이 중첩된 길이가 길수록 반발력이 작아지고, 링크 당 휘어진 각도가 클수록 반발력이 커진다.

시뮬레이션 결과, 제1플렉서블 포션(111)에서의 링크 당 휘어진 각도가 제2플렉서블 포션(112)에서의 링크 당 휘어진 각도보다 압도적으로 커서(대략 20배), Y 방향을 따라 홀들이 중첩된 길이가 제1플렉서블 포션(111)에서 더 짧음에도 불구하고, 제1플렉서블 포션(111)에 더 큰 반발력이 작용함을 확인할 수 있었다.

한편, 상기 링크는 X 방향을 따라 배열되므로, 배열되는 개수에 비례하여 반발력이 증가한다. 본 예에서, X 방향으로 배열되는 링크의 개수는 제1프렉서블 포션(111)과 제2플렉서블 포션(112) 모두 동일하므로, 이들의 반발력을 상호 비교하는 데에는 큰 영향을 주지 않음을 확인할 수 있다.

도 6은 도 5에 도시된 제1플렉서블 포션(111)에 적용되는 제1홀들(111')의 X 방향 배치 형태를 설명하기 위한 개념도이다.

도 6의 (a)를 참조하면, 제1홀들(111')은 동일한 폭(X 방향)를 가지면서 X 방향을 따라 기설정된 이격 간격을 두고 배치되는 복수의 홀(111'a)을 포함할 수 있다.

도시된 바와 같이, 복수의 홀(111'a) 각각은 폭 A를 가지며, 이격 간격 B를 두고 서로 간에 이격 배치될 수 있다. 이처럼, 복수의 홀(111'a)은 일정한 기준(폭 및 이격 간격)에 따라 반복되는 형태를 가질 수 있다.

도 6의 (b)를 참조하면, 제1홀들(111')은 복수의 홀(111'a)과 폭 또는 이격 간격 중 적어도 하나가 다른 홀(111'b)을 더 포함할 수 있다.

도시된 바와 같이, 폭 A를 가지며 이격 간격 B를 두고 서로 간에 이격 배치되는 복수의 홀(111'a) 내에, 복수의 홀(111'a)과 폭 또는 이격 간격 중 적어도 하나가 다른 홀(111'b)이 추가될 수 있다. 추가되는 홀(111'b)은 폭 A'를 가지며, 폭 A'는 폭 A보다 작거나 큰 값을 가진다. 또한, 추가되는 홀(111'b)과 이에 인접한 일정한 기준에 따라 반복적으로 배치되는 복수의 홀(111'a) 중 하나와의 이격 간격 B'는 이격 간격 B보다 작거나 큰 값을 가진다.

본 도면에서는, 일정한 기준에 따라 반복적으로 배치되는 복수의 홀(111'a) 사이에 좌우 이격 간격 B'와 폭 A'를 가지는 홀(111'b)이 추가된 것을 보이고 있다. 상기 좌우 이격 간격이 서로 다르게 설정될 수도 있음은 물론이다.

상술한 홀의 추가에 의해, 제1플렉서블 포션(111)의 최대 곡률 내지는 반발력이 조절될 수 있다. 예를 들어, 이격 간격 B'를 B보다 증가시키거나 폭 A'를 폭 A보다 감소시키면, 제1플렉서블 포션(111)의 최대 곡률이 감소될 수 있으며, 이에 따라 작용하는 반발력이 감소될 수 있다. 반대로, 이격 간격 B'를 B보다 감소시키거나 폭 A'를 폭 A보다 증가시키면, 제1플렉서블 포션(111)의 최대 곡률이 증가될 수 있으며, 이에 따라 작용하는 반발력이 증가될 수 있다.

도 7은 도 5에 도시된 제1플렉서블 포션(111)에 적용되는 제1홀들(111')의 Y 방향 배치 형태를 설명하기 위한 개념도이다.

도 7의 (a)를 참조하면, 제1홀들(111')은 동일한 길이(Y 방향)를 가지면서 Y 방향을 따라 기설정된 이격 간격을 두고 배치되는 복수의 홀(111'c)을 포함할 수 있다.

도시된 바와 같이, 복수의 홀(111'c) 각각은 길이 C를 가지며, 이격 간격 D를 두고 서로 간에 이격 배치될 수 있다. 이처럼, 복수의 홀(111'c)은 일정한 기준(길이 및 이격 간격)에 따라 반복되는 형태를 가질 수 있다.

도 7의 (b)를 참조하면, 제1홀들(111')은 복수의 홀(111'c)과 길이 또는 이격 간격 중 적어도 하나가 다른 홀(111'd)을 더 포함할 수 있다.

도시된 바와 같이, 길이 C를 가지며 이격 간격 D를 두고 서로 간에 이격 배치되는 복수의 홀(111'c) 내에, 복수의 홀(111'c)과 길이 또는 이격 간격 중 적어도 하나가 다른 홀(111'd)이 추가될 수 있다. 추가되는 홀(111'd)은 길이 C'를 가지며, 길이 C'는 길이 C보다 작거나 큰 값을 가진다. 또한, 추가되는 홀(111'd)과 이에 인접한 일정한 기준에 따라 반복적으로 배치되는 복수의 홀(111'c) 중 하나와의 이격 간격 D'는 이격 간격 D보다 작거나 큰 값을 가진다.

본 도면에서는, 일정한 기준에 따라 반복적으로 배치되는 복수의 홀(111'c) 사이에 좌우 이격 간격 D'와 길이 C'를 가지는 홀(111'd)이 추가된 것을 보이고 있다. 상기 좌우 이격 간격이 서로 다르게 설정될 수도 있음은 물론이다.

상술한 홀의 추가에 의해, 제1플렉서블 포션(111)에 작용하는 최대 곡률 내지는 반발력이 조절될 수 있다. 예를 들어, 이격 간격 D'를 D보다 증가시키거나 길이 C'를 길이 C보다 감소시키면, 제1플렉서블 포션(111)의 최대 곡률이 감소될 수 있으며, 이에 따라 작용하는 반발력이 감소될 수 있다. 반대로, 이격 간격 D'를 D보다 감소시키거나 길이 C'를 길이 C보다 증가시키면, 제1플렉서블 포션(111)의 최대 곡률이 증가될 수 있으며, 이에 따라 작용하는 반발력이 증가될 수 있다.

정리하자면, 제1 및 제2홀들(111', 112')은 동일한 크기로 기설정된 이격 간격을 두고 배치되는 복수의 홀을 포함한다. 여기서, 동일한 크기는 폭(X 방향)과 길이(Y 방향)가 동일한 것을 의미한다. 경우에 따라서, 복수의 홀 사이에는 복수의 홀과 크기 또는 이격 간격 중 적어도 하나가 다른 홀이 추가될 수 있다.

도 8은 도 5에 도시된 제1플렉서블 포션(111)이 X축과 Y축 대칭 형상을 가질 수 있음을 설명하기 위한 개념도이다.

도 8을 참조하면, 제1플렉서블 포션(111)은 중심을 통과하는 X 방향의 축(X축)에 대하여 대칭 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 제1플렉서블 포션(111)이 Y 방향에 대하여 휘어진 상태에서, 제1플렉서블 포션(111)은 X축을 중심으로 대칭 형상을 이룰 수 있다.

마찬가지로, 제1플렉서블 포션(111)은 중심을 통과하는 Y 방향의 축(Y축)에 대하여 대칭 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 제1플렉서블 포션(111)이 Y 방향에 대하여 휘어진 상태에서, 제1플렉서블 포션(111)은 X 방향으로 균일한 형상을 유지할 수 있다.

제1플렉서블 포션(111)과 제2플렉서블 포션(112)이 서로 다른 최대 곡률로 휘어짐이 가능하게 구성됨에 따라, 제1플렉서블 포션(111)과 제2플렉서블 포션(112)이 연달아 형성될 경우, 그 경계에서는 곡률의 변화로 인하여 플렉서블 프레임(100)의 파손이 발생될 수 있다. 이하에서는, 서로 다른 곡률을 갖는 인접한 제1 및 제2플렉서블 포션(111, 112)이 매끄럽게 연결될 수 있는 구조에 대하여 설명한다.

도 9는 도 4에 도시된 커넥팅 포션(113)의 확대도이다.

도 9를 참조하면, 제1플렉서블 포션(111)과 제2플렉서블 포션(112) 사이에는 이들 사이를 매끄럽게 연결시키기 위한 커넥팅 포션(113)이 형성된다. 커넥팅 포션(113)이 Y 방향에 대하여 휘어짐이 가능하도록, 커넥팅 포션(113)에는 제1 및 제2홀들(111', 112')과 평행한 제3홀들(113')이 반복적으로 형성된다. 제3홀들(113')은 X 방향으로 길게 연장 형성된다.

앞서 제1 및 제2플렉서블 포션(111, 112)과 관련하여 설명한 바와 같이, 커넥팅 포션(113)의 단위 면적당 제3홀들(113')이 차지하는 총 면적을 변경함으로써, 커넥팅 포션(113)의 휘어짐의 정도를 조절할 수 있다.

커넥팅 포션(113)은 제1플렉서블 포션(111)보다는 덜 휘어지고 제2플렉서블 포션(112)보다는 더 많이 휘어질 수 있도록 구성된다. 이를 위해, 커넥팅 포션(113)에서 단위 면적당 제3홀들(113')이 차지하는 총 면적은, 제1플렉서블 포션(111)에서 단위 면적당 제1홀들(111')이 차지하는 총 면적보다는 작고, 제2플렉서블 포션(112)에서 단위 면적당 제2홀들(112')이 차지하는 총 면적보다는 크게 설정된다.

이를 위해, 제3홀들(113')의 길이는 제1홀들(111')의 길이보다는 짧고 제2홀들(112')의 길이보다는 길게 설정될 수 있다. 또는, 제3홀들(113') 간의 이격 간격은 제1홀들(111') 간의 이격 간격보다는 길고 제2홀들(112') 간의 이격 간격보다는 짧게 설정될 수 있다.

제3홀들(113')은 Y 방향을 따라 일부가 중첩된 상태로 엇갈리게 배치된다. 도시된 바와 같이, X 방향을 따라 배열되는 제3홀들(113') 사이의 영역[리지드한 플렉서블 프레임(100) 본연의 재질이 남겨진 영역]의 Y 방향 상의 바로 위 또는 아래에는 X 방향을 따라 배열되는 제3홀들(113')이 배치된다.

이때, Y 방향을 따라 제3홀들(113')의 상호 중첩되는 부분의 길이는, 제1홀들(111')의 상호 중첩되는 부분의 길이보다는 짧고 제2홀들(112')의 상호 중첩되는 부분의 길이보다는 길게 설정된다.

커넥팅 포션(113)은 제1플렉서블 포션(111)에서 제2플렉서블 포션(112)으로 갈수록 휘어지는 정도가 점차 감소하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 제1플렉서블 포션(111)에 인접한 커넥팅 포션(113)의 일단부에서의 최대 곡률은 제2플렉서블 포션(112)에 인접한 커넥팅 포션(113)의 타단부에서의 최대 곡률보다 크게 설정될 수 있다. 즉, 커넥팅 포션(113)의 일단부에서의 최대 곡률은 제1곡률보다 작고, 커넥팅 포션(113)의 타단부에서의 최대 곡률은 제2곡률보다 크게 설정될 수 있다.

이를 위해, 제3홀들(113')의 길이는 제1플렉서블 포션(111)에서 제2플렉서블 포션(112)으로 갈수록 점차 줄어들게 설정될 수 있다. 이때, 제3홀들(113')의 길이가 줄어드는 정도는 일정한 값(a)을 가질 수 있다. 또는, X 방향으로 제3홀들(113')이 이격된 간격은 제1플렉서블 포션(111)에서 제2플렉서블 포션(112)으로 갈수록 점차 증가하게 설정될 수 있다. 이때, 제3홀들(113') 간의 이격 간격이 증가하는 정도는 일정한 값을 가질 수 있다.

아울러, Y 방향을 따라 제3홀들(113')의 상호 중첩되는 부분의 길이는 제1플렉서블 포션(111)에서 제2플렉서블 포션(112)으로 갈수록 점차 줄어들게 설정될 수 있다.

제1플렉서블 포션(111)과 제2플렉서블 포션(112)을 매끄럽게 연결하기 위한 커넥팅 포션(113)과 마찬가지로, 제2플렉서블 포션(112)과 리지드 포션(120) 사이에도 이들을 매끄럽게 연결하기 위한 바운더리 포션(114)이 구비된다. 이하에서는, 서로 다른 곡률을 갖는 인접한 제2플렉서블 포션(112)과 리지드 포션(120)이 매끄럽게 연결될 수 있는 구조에 대하여 설명한다.

도 10은 도 4에 도시된 바운더리 포션(114)의 일 예를 보인 개념도이다.

도 10을 참조하면, 제2플렉서블 포션(112)과 리지드 포션(120) 사이에는 이들 사이를 매끄럽게 연결시키기 위한 바운더리 포션(114)이 형성된다. 바운더리 포션(114)이 Y 방향에 대하여 휘어짐이 가능하도록, 바운더리 포션(114)에는 제4홀들(114')이 반복적으로 형성된다. 제4홀들(114')은 X 방향으로 길게 연장 형성되어 제2홀들(112')과 평행하게 배치될 수 있다.

앞서 커넥팅 포션(113)과 관련하여 설명한 바와 같이, 바운더리 포션(114)의 단위 면적당 제4홀들(114')이 차지하는 총 면적을 변경함으로써, 바운더리 포션(114)의 휘어짐의 정도를 조절할 수 있다.

바운더리 포션(114)은 제2플렉서블 포션(112)보다는 덜 휘어지도록 구성된다. 이를 위해, 바운더리 포션(114)에서 단위 면적당 제4홀들(114')이 차지하는 총 면적은 제2플렉서블 포션(112)에서 단위 면적당 제2홀들(112')이 차지하는 총 면적보다 작게 설정된다.

이를 위해, 제4홀들(114')의 길이는 제2홀들(112')의 길이보다 짧게 설정될 수 있다. 또는, 제4홀들(114') 간의 이격 간격은 제2홀들(112') 간의 이격 간격보다 길게 설정될 수 있다.

제4홀들(114')은 Y 방향을 따라 일부가 중첩된 상태로 엇갈리게 배치될 수 있다. 도시된 바와 같이, X 방향을 따라 배열되는 제4홀들(114') 사이의 영역[리지드한 플렉서블 프레임(100) 본연의 재질이 남겨진 영역]의 Y 방향 상의 바로 위 또는 아래에는 X 방향을 따라 배열되는 제4홀들(114')이 배치된다.

이때, Y 방향을 따라 제4홀들(114')의 상호 중첩되는 부분의 길이는 제2홀들(112')의 상호 중첩되는 부분의 길이보다 짧게 설정된다.

제2플렉서블 포션(112)에 인접한 바운더리 포션(114)의 일단부에서의 최대 곡률은 리지드 포션(120)에 인접한 바운더리 포션(114)의 타단부에서의 최대 곡률보다 크게 설정될 수 있다. 즉, 바운더리 포션(114)의 일단부에서의 최대 곡률은 제2곡률보다 작고, 바운더리 포션(114)의 타단부에서의 최대 곡률은 0보다 크게 설정될 수 있다.

이를 위해, 제4홀들(114') 중 제2플렉서블 포션(112)에 인접한 홀의 길이는 리지드 포션(120)에 인접한 홀의 길이보다 길게 설정될 수 있다. 또는, 제2플렉서블 포션(112)에 인접한 부분에서의 제4홀들(114') 간의 이격 간격은 리지드 포션(120)에 인접한 부분에서의 제4홀들(114') 간의 이격 간격보다 짧게 설정될 수 있다.

도 11은 도 4에 도시된 바운더리 포션(114)의 다른 일 예를 보인 개념도이다.

도 11을 참조하면, 앞선 예와 마찬가지로, 바운더리 포션(214)이 Y 방향에 대하여 휘어짐이 가능하도록, 바운더리 포션(214)에는 제4홀들(214')이 반복적으로 형성된다. 제4홀들(214')은 X 방향으로 길게 연장 형성되어 제2홀들(212')과 평행하게 배치될 수 있다.

바운더리 포션(214)은 제2플렉서블 포션(212)보다는 덜 휘어지도록 구성된다. 이를 위해, 바운더리 포션(214)에서 단위 면적당 제4홀들(214')이 차지하는 총 면적은 제2플렉서블 포션(212)에서 단위 면적당 제2홀들(212')이 차지하는 총 면적보다 작게 설정된다.

다만, 이를 구현하기 위한 제4홀들(214')은 랜덤하게 배열될 수 있다. 다시 말해서, 바운더리 포션(214)에서 단위 면적당 제4홀들(214')이 차지하는 총 면적이 제2플렉서블 포션(212)에서 단위 면적당 제2홀들(212')이 차지하는 총 면적보다 작게 설정되는 조건 하에서, 제4홀들(214')은 랜덤하게 배열될 수 있다.

제2플렉서블 포션(212)에 인접한 바운더리 포션(214)의 일단부에서의 최대 곡률은 리지드 포션(220)에 인접한 바운더리 포션(214)의 타단부에서의 최대 곡률보다 크게 설정될 수 있다. 즉, 바운더리 포션(214)의 일단부에서의 최대 곡률은 제2곡률보다 작고, 바운더리 포션(214)의 타단부에서의 최대 곡률은 0보다 크게 설정될 수 있다.

이를 위해, 제2플렉서블 포션(212)에 인접한 바운더리 포션(214)의 일단부에서의 단위 면적당 제4홀들(214')이 차지하는 총 면적은, 리지드 포션(220)에 인접한 바운더리 포션(214)의 타단부에서의 단위 면적당 제4홀들(214')이 차지하는 총 면적보다 크게 설정될 수 있다. 즉, 바운더리 포션(214)의 단위 면적당 리지드한 본연의 재질이 차지하는 총 면적이 바운더리 포션(214)의 일단부보다 타단부에서 더 크도록 하여, 바운더리 포션(214)의 휘어짐의 정도를 조절할 수 있다.

도 12는 본 발명의 플렉서블 프레임(100)을 구비하는 플렉서블 디스플레이 유닛(10)의 일 예를 보인 개념도이다.

도 12를 참조하면, 플렉서블 디스플레이 유닛(10)은 탄성 변형 가능하게 형성되며, 플렉서블 디스플레이(11) 및 상술한 플렉서블 프레임(100)을 포함한다.

플렉서블 디스플레이(11)는 외력에 의해 탄성 변형 가능하게 형성된다. 플렉서블 디스플레이(11)는 터치 입력이 가능하게 구성될 수 있다.

플렉서블 디스플레이(11)의 배면에는 플렉서블 프레임(100)이 결합된다. 플렉서블 디스플레이(11)는 플렉서블 프레임(100)의 리지드 포션(120)과 플렉서블 영역(110)을 덮도록 배치된다. 따라서, 플렉서블 영역(110)이 휘어지면 플렉서블 디스플레이(11)도 함께 휘어지고, 플렉서블 영역(110)이 원복되면 플렉서블 디스플레이(11)도 함께 원복된다.

플렉서블 영역(110)에는 플렉서블 포션이 적어도 하나 이상 구비될 수 있다. 플렉서블 포션이 복수 개로 구비되는 경우, 이들은 각기 다른 최대 곡률을 가지는 상태까지 휘어짐이 가능하게 구성될 수 있다.

플렉서블 디스플레이(11)와 플렉서블 프레임(100)에는 다양한 합지 구조가 적용될 수 있다. 일 예로, 도 12에 도시된 바와 같이, 플렉서블 디스플레이(11)와 플렉서블 프레임(100)은 이들 사이에 개재되는 접착부(12)에 의해 결합될 수 있다. 접착부(12)로는 OCA(Optically Clear Adhesive)가 이용될 수 있다. 상기 구조에서, 접착부(12)의 일부는 플렉서블 포션에 형성된 홀들을 통해 후방, 즉 플렉서블 프레임(100)의 배면 상으로 노출된다.

상기 구조에 의하면, 저 비용으로 플렉서블 디스플레이(11)와 플렉서블 프레임(100)의 합지 구조를 구현할 수 있으며, 플렉서블 디스플레이 유닛(10)의 두께를 슬림하게 만들 수 있다는 이점이 있다.

도 13은 본 발명의 플렉서블 프레임(100)을 구비하는 플렉서블 디스플레이 유닛(20)의 다른 일 예를 보인 개념도이다.

도 13을 참조하면, 플렉서블 디스플레이(21)의 배면에는 접착부(22)가 부착된다. 접착부(22)로는 OCA(Optically Clear Adhesive)가 이용될 수 있다.

접착부(22)와 플렉서블 프레임(100) 사이에는 탄성 변형 가능한 재질의 실리콘부(23)가 배치된다. 실리콘부(23)는 플렉서블 영역(110)과 리지드 포션(120) 상에 배치되는 제1부분(23a)과, 플렉서블 영역(110)의 홀들(110') 사이사이에 충전되는 제2부분(23b)을 포함한다. 이때, 제1부분(23a)과 제2부분(23b)은 일체로 형성된다.

실리콘부(23)의 제1부분(23a)은 플렉서블 디스플레이(21)와 플렉서블 프레임(100) 사이에 구비되어, 플렉서블 디스플레이(21)를 탄력적으로 지지한다. 따라서, 플렉서블 디스플레이(21)에 전달되는 충격이 제1부분(23a)에 의해 일정 수준 흡수될 수 있다.

제2부분(23b)은 플렉서블 영역(110)의 홀들(110')을 통해 후방, 즉 플렉서블 프레임(100)의 배면 상으로 노출된다. 도시된 바와 같이, 제2부분(23b)은 플렉서블 프레임(100)의 배면과 동일 평면을 형성할 수 있다.

실리콘부(23)는 인서트 사출에 의해 플렉서블 프레임(100)과 일체로 형성될 수 있다. 실리콘부(23)가 플렉서블 프레임(100)과 일체로 형성됨으로써, 실리콘부(23)는 플렉서블 프레임(100) 자체가 갖는 복원력을 증가시키게 된다. 즉, 본 합지 구조에서는 플렉서블 프레임(100)이 가지는 복원력에 실리콘부(23)가 가지는 복원력이 함께 작용한다. 따라서, 본 합지 구조는 도 12에 도시된 합지 구조 대비 더 큰 복원력을 갖게 된다.

아울러, 실리콘부(23)는 플렉서블 프레임(100)이 반복적인 휘어짐에 의해 변형되는 것을 방지하도록 이루어진다. 따라서, 본 합지 구조에 의하면, 플렉서블 프레임(100)의 신뢰성이 향상될 수 있다.

도 14는 본 발명의 플렉서블 프레임(100)을 구비하는 플렉서블 디스플레이 유닛(30)의 또 다른 일 예를 보인 개념도이다.

도 14를 참조하면, 플렉서블 디스플레이(31)와 플렉서블 프레임(100)은 이들 사이에 개재되는 접착부(32)에 의해 결합될 수 있다. 접착부(32)로는 OCA(Optically Clear Adhesive)가 이용될 수 있다.

플렉서블 영역(110)의 홀들(110')에는 탄성 변형 가능한 재질의 실리콘부(33)가 충전된다. 도시된 바와 같이, 실리콘부(33)는 홀들(110')을 통해 노출되는 접착부(32)의 일부와 접촉될 수 있다. 실리콘부(33)는 플렉서블 프레임(100)의 배면과 동일 평면을 형성할 수 있다.

실리콘부(33)는 인서트 사출에 의해 플렉서블 프레임(100)과 일체로 형성될 수 있다. 즉, 실리콘부(33)는 홀들(110') 사이사이에 충전될 수 있다.

실리콘부(33)가 플렉서블 프레임(100)과 일체로 형성됨으로써, 실리콘부(33)는 플렉서블 프레임(100) 자체가 갖는 복원력을 증가시키게 된다. 즉, 본 합지 구조에서는 플렉서블 프레임(100)이 가지는 복원력에 실리콘부(33)가 가지는 복원력이 함께 작용한다. 따라서, 본 합지 구조는 도 12에 도시된 합지 구조 대비 더 큰 복원력을 갖게 된다.

아울러, 본 합지 구조는 도 13에 도시된 합지 구조 대비, 플렉서블 영역(110)과 리지드 포션(120) 상에 배치되는 실리콘부[도 13에서 제1부분(23a)]의 두께를 줄일 수 있다는 이점이 있다. 따라서, 본 플렉서블 디스플레이 유닛(30)을 도 13에 도시된 플렉서블 디스플레이 유닛(20)과 동일한 높이를 가지도록 설계한다면, 플렉서블 프레임(100)의 두께를 더 두껍게 할 수 있다. 따라서, 본 합지 구조는 도 13에 도시된 합지 구조 대비 플렉서블 프레임(100)의 항복 변형률을 증가시킬 수 있다는 이점을 갖는다.

참고로, 도 12 내지 도 14에서 설명한 합지 구조들은 앞서 도 1에 도시된 플렉서블 프레임(100)뿐만 아니라, 플렉서블 프레임의 다양한 변형예에 모두 적용될 수 있다. 예를 들어, 후술할 플렉서블 프레임(400, 도 18 참조)에도 본 합지 구조들이 적용될 수 있다.

도 15는 본 발명의 플렉서블 프레임(100)과 플렉서블 디스플레이(11)의 합지에 의한 플렉서블 디스플레이 유닛(10)의 복원 메커니즘을 설명하기 위한 개념도이다.

본 도면에서는, 도 1 내지 도 11에서 설명한 바와 같이, 제1플렉서블 포션(111)의 양측에 제2플렉서블 포션(112)이 각각 형성되어 플렉서블 영역(110)을 형성하는 것을 보이고 있다. 제1플렉서블 포션(111)은 반복적으로 형성되는 제1홀들(111')에 의해 최대 제1곡률을 가지는 상태까지 휘어짐이 가능하게 구성되고, 제2플렉서블 포션(112)은 반복적으로 형성되는 제2홀들(112')에 의해 최대 제2곡률을 가지는 상태까지 휘어짐이 가능하게 형성된다. 여기서, 제1곡률은 제2곡률보다 크게 설정된다. 즉, 제1 및 제2플렉서블 포션(111, 112)이 최대로 휘어진 상태에서 제1플렉서블 포션(111)의 제1곡률 반경은 제2플렉서블 포션(112)의 제2곡률 반경보다 작다.

(a)를 참조하면, 외력이 가해지지 않은 제1상태에서는, 제1홀들(111') 간의 간격과 제2홀들(112') 간의 간격이 변함없이 일정하게 유지된다. 제1상태에서, 플렉서블 프레임(100)은 평평하게 배치되며, 이에 합지된 플렉서블 디스플레이(11) 역시 평평하게 배치된다. 즉, 제1상태에서 플렉서블 디스플레이 유닛(10)은 평평하게 배치된다.

(b)를 참조하면, 외력에 의해 플렉서블 디스플레이 유닛(10)이 최대로 휘어진 제2상태에서는, 제1 및 제2홀들(111', 112')의 이격 간격이 확장 또는 축소되게 된다. 플렉서블 프레임(100)과 플렉서블 디스플레이(11)가 합지되어 플렉서블 프레임(100)의 전체 길이는 변하지 않으므로, 홀들 간의 이격 간격이 확장된 부분이 있으면, 홀들 간의 이격 간격이 축소된 부분이 발생한다.

그 결과, 플렉서블 프레임(100)에는 확장 또는 축소된 제1 및 제2홀들(111', 112')이 원래의 이격 간격으로 돌아가려는 성질에 의해 복원력이 발생한다. 상기 복원력에 의해, 플렉서블 디스플레이 유닛(10)은 제1상태로 돌아가게 된다.

구체적으로, 제1플렉서블 포션(111)에 형성된 제1홀들(111') 간의 이격 간격이 증가하여, 제1플렉서블 포션(111)에는 제1홀들(111')의 이격 간격을 좁히려는 복원력이 발생한다. 제2플렉서블 포션(112)에 형성된 제2홀들(112') 간의 이격 간격이 감소하여, 제2플렉서블 포션(112)에는 제2홀들(112')의 이격 간격을 넓히려는 복원력이 발생한다.

플렉서블 프레임(100)은 플렉서블 디스플레이(11)보다 더 큰 탄성을 가지도록 구성되는 것이 바람직하다. 이에 따르면, 플렉서블 프레임(100)이 휘어졌을 때, 플렉서블 디스플레이(11) 자체의 복원력이 플렉서블 프레임(100)의 복원력에 더해져 플렉서블 디스플레이 유닛(10)의 복원력이 향상되는 이점이 있다.

한편, 제1곡률은 제2곡률의 두배 이상으로 설계되는 것이 바람직하다. 달리 말해서, 제1 및 제2플렉서블 포션(111, 112)이 최대로 휘어진 상태에서 제2플렉서블 포션(112)의 제2곡률 반경은 제1플렉서블 포션(111)의 제1곡률 반경의 두 배 이상으로 설계되는 것이 바람직하다.

이하에서는, 플렉서블 프레임(100)으로 어떠한 재질을 사용하는 것이 적합한지 설명하기로 한다.

위의 표는 티타늄과 스테인리스 스틸의 항복 강도 및 항복 변형률을 나타낸다.

특정 재료가 보이는 응력(stress)과 변형률(strain)의 관계는 재료의 응력-변형률 곡선으로 나타낼 수 있다. 재료는 특유의 응력-변형률 곡선을 가지며, 이 곡선에서 기울기는 탄성계수를 의미한다.

항복 강도는 재료에 힘을 가했을 때, 더 이상 원복되지 않을 때까지 견딜 수 있는 힘을 의미한다. 항복 변형률은 항복 강도에서의 변형률을 의미한다. 또한, 항복 지점까지의 응력-변형률 곡선 아래의 면적은 회복력을 의미한다. 따라서, 그 면적이 넓을수록 재료의 회복력이 크다고 할 수 있다.

플렉서블 프레임(100)이 반복되는 휘어짐과 원복에 견딜 수 있으려면, 플렉서블 프레임(100)은 일정 수준의 항복 강도를 가지며, 항복 변형률과 회복력이 큰 재료로 만들어지는 것이 바람직하다.

표에서 확인할 수 있듯이, 스테인리스 스틸은 항복 강도는 높지만 항복 변형률이 작아, 휘어짐과 원복이 반복되는 플렉서블 프레임(100)에 적용되기에는 적합하지 않다. 반면에, 티타늄은 스테인리스 스틸 대비 항복 강도는 낮지만 일정 수준의 항복 강도를 가지며, 항복 변형률이 큰 것을 확인할 수 있다. 따라서, 플렉서블 프레임(100)을 티타늄 재질로 형성한다면, 파손 없이 휘어질 수 있으며 다시 원복 가능한 특성을 구현할 수 있다.

플렉서블 프레임(100)을 만드는 데에, Beta Titanium, Titanium Gr2 등 다양한 티타늄 재질이 사용될 수 있다. 스테인리스 스틸 대비 높은 항복 변형률과 회복력을 가지고, 상대적으로 저렴한 티타늄을 찾고자 한다면, Titanium Gr2가 좋은 선택이 될 수 있다.

뿐만 아니라, 스테인리스 스틸은 강자성체로서, 주변의 전자부품에 영향을 줄 수 있는 반면에, 티타늄은 자성을 갖지 않아서 이동 단말기(1000)와 같이 전자부품이 집적된 전자기기에 사용하기에 더 적합하다.

도 16은 도 1에 도시된 플렉서블 프레임(100)을 구비하는 플렉서블 디스플레이 유닛(10)이 적용된 이동 단말기(1000)의 일 예를 보인 개념도이다.

도 16을 참조하면, 이동 단말기(1000)는 상대 이동 가능하게 구성되는 제1바디(1100)와 제2바디(1200)를 포함한다. 제1바디(1100)와 제2바디(1200)는 같은 크기를 가질 수 있다.

(a)는 제1바디(1100)와 제2바디(1200)가 평행하게 배치된 제1상태를 보이고 있고, (b)는 제1바디(1100)에 제2바디(1200)가 포개진 제2상태를 보이고 있다. 이동 단말기(1000)는 제1상태에서 제2상태로, 또는 제2상태에서 제1상태로 그 형태를 자유롭게 변형시킬 수 있도록 구성된다.

이를 구현하기 위해, 제1바디(1100)와 제2바디(1200)는 힌지부(1300)에 각각 연결되어, 힌지부(1300)에 대하여 회동 가능하게 구성될 수 있다.

(a)를 참조하면, 플렉서블 디스플레이 유닛(10)은 제1바디(1100)의 일면과 제2바디(1200)의 일면 상에 배치된다. 즉, 플렉서블 디스플레이 유닛(10)은 제1바디(1100)와 제2바디(1200)에 걸쳐 배치됨으로써, 대화면을 구현한다. 플렉서블 디스플레이 유닛(10)은 힌지부(1300)를 덮도록 배치된다.

플렉서블 프레임(100)의 제1플렉서블 포션(111)은 힌지부(1300)를 덮도록 배치되고, 제2플렉서블 포션(112)은 제1바디(1100)와 제2바디(1200)의 단부를 덮도록 배치된다. 제1플렉서블 포션(111)은 플렉서블 프레임(100)의 중간 부분에 형성될 수 있다. 리지드 포션(120)은 제1바디(1100)와 제2바디(1200)를 덮도록 배치되어, 플렉서블 디스플레이(11)를 평평한 상태로 지지한다.

(b)를 참조하면, 제1바디(1100)에 제2바디(1200)가 포개지면, 이에 따른 외력에 의해 플렉서블 디스플레이 유닛(10)이 휘어지게 된다. 제1플렉서블 포션(111)은 제1곡률로 휘어지고, 제2플렉서블 포션(112)은 제2곡률로 휘어지며, 리지드 포션(120)은 서로 마주하도록 배치된다. 따라서, 리지드 포션(120)에 지지되는 플렉서블 디스플레이(11)의 일 부분들은 서로 마주하도록 배치된다.

플렉서블 프레임(100)은, 제1플렉서블 포션(111)의 곡률 반경의 중심이 플렉서블 프레임(100)의 폴딩에 의해 형성된 내부 공간에 위치하고, 제2플렉서블 포션(112)의 곡률 반경의 중심이 플렉서블 프레임(100)의 폴딩에 의해 형성된 외부 공간에 위치하여, (b)에 도시된 것과 같은 형태로 휘어진다. 이러한 형태 변화를 고려하여, 제1 및 제2바디(1100, 1200)에는 제1 및 제2플렉서블 포션(111, 112)에 대응되는 플렉서블 디스플레이 유닛(10)의 일 부분이 내측으로 수용될 수 있는 리세스된 공간(1100', 1200')이 형성될 수 있다.

도시된 바와 같이, 상기 리세스된 공간(1100', 1200')은 (a)에 도시된 제1상태에서는 제1 및 제2바디(1100, 1200)와 힌지부(1300)와의 기구적 연동에 의해 막히도록 구성될 수 있다. 즉, (b)에 도시된 제2상태에서만 상기 리세스된 공간(1100', 1200')이 형성되도록 구성될 수 있다.

한편, (b)에 도시된 제2상태에서 제1 및 제2바디(1100, 1200)는 플렉서블 디스플레이 유닛(10)의 복원력에 의해 (a)에 도시된 제1상태로 돌아가려는 힘을 받게 된다. 따라서, (b)에 도시된 제2상태가 유지될 수 있도록 하기 위하여, 제1바디(1100)와 제2바디(1200)에는 포개진 상태에서 상호 간에 인력을 작용하는 마그넷부(1400', 1400")가 구비될 수 있다.

마그넷부(1400', 1400")는 제1 및 제2바디(1100, 1200)의 각 단부에 구비되어, 포개진 상태에서 서로 마주하도록 배치될 수 있다. 마그넷부(1400', 1400")에 의해 작용하는 인력은 플렉서블 디스플레이 유닛(10)의 복원력보다 크도록 설정된다. 따라서, 플렉서블 디스플레이 유닛(10)의 복원력만으로는 이동 단말기(1000)가 (a) 상태로 돌아갈 수 없다.

그러나, 제1바디(1100)와 제2바디(1200)를 서로 멀어지게 하는 힘이 (순간적으로) 가해지고, 그 힘과 플렉서블 디스플레이 유닛(10)의 복원력을 합한 힘이 마그넷부(1400', 1400")에 의한 인력보다 클 경우, 이후에는 플렉서블 디스플레이 유닛(10)의 복원력만으로 이동 단말기(1000)가 (a) 상태로 돌아갈 수 있게 된다.

이하에서는, 플렉서블 프레임(100)이 다양한 형태를 가질 수 있음을 보여주기 위하여, 다양한 다른 예들에 대하여 설명하기로 한다.

도 17은 본 발명의 플렉서블 프레임(400)의 다른 일 예를 보인 도면이고, 도 18은 도 17에 도시된 플렉서블 프레임(400)의 플렉서블 포션이 최대 곡률로 휘어진 상태를 보인 개념도이며, 도 19는 도 17에 도시된 플렉서블 프레임(400)의 Y 방향 면적 변화를 보인 개념도이고, 도 20은 도 17에 도시된 플렉서블 영역(410)의 확대도이다.

도 17 내지 도 20을 참조하면, 플렉서블 프레임(400)은 플렉서블 포션(411), 플렉서블 포션(411)의 양측에 각각 배치되는 제1리지드 포션(420')과 제2리지드 포션(420"), 그리고 플렉서블 포션(411)과 제1리지드 포션(420') 사이에 배치되는 제1바운더리 포션(412')과, 플렉서블 포션(411)과 제2리지드 포션(420") 사이에 배치되는 제2바운더리 포션(412")을 포함한다. 여기서, 플렉서블 포션(411)과 제1 및 제2바운더리 포션(412', 412")은 플렉서블 영역(410)을 형성한다.

플렉서블 영역(410)은 Y 방향에 대하여 휘어질 수 있도록 구성된다. 여기서, X 방향은 플렉서블 프레임(400)의 폭 방향에 대응되고, Y 방향은 플렉서블 프레임(400)의 길이 방향에 대응된다.

플렉서블 포션(411)은 최대 제1곡률을 가지는 상태까지 휘어짐이 가능하게 구성된다. 플렉서블 포션(411)의 휘어짐을 구현하기 위하여, 플렉서블 포션(411)에는 제1홀들(411')이 반복적으로 형성된다. 즉, 제1홀들(411')에 의해 플렉서블 포션(411)에 유연성이 생기며, 플렉서블 포션(411)은 최대 제1곡률을 가지는 상태까지 휘어짐이 가능하게 구성된다.

제1홀들(411')은 상호 교차하는 X 방향 및 Y 방향을 따라 각각 반복적으로 형성된다. 제1홀들(411')은 X 방향으로 길게 연장 형성된다.

플렉서블 포션(411)의 Y 방향 상의 양측에는 제1 및 제2리지드 포션(420', 420")이 각각 배치된다. 제1 및 제2리지드 포션(420', 420")은 외력에 의해 거의 휘어지지 않는 부분으로서, 평면으로 형성될 수 있다. 제1 및 제2리지드 포션(420', 420")에는 휘어짐을 구현하기 위한 의도적인 홀들이 형성되지 않는다. 플렉서블 포션(411)이 최대로 휘어진 상태에서, 제1 및 제2리지드 포션(420', 420")은 서로 마주하도록 배치된다.

플렉서블 포션(411)과 제1리지드 포션(420') 사이, 그리고 플렉서블 포션(411)과 제2리지드 포션(420") 사이에는 이들 사이를 매끄럽게 연결시키기 위한 제1 및 제2바운더리 포션(412', 412")이 각각 형성된다. 제1 및 제2바운더리 포션(412', 412")이 Y 방향에 대하여 휘어짐이 가능하도록, 제1 및 제2바운더리 포션(412', 412")에는 제2 및 제3홀들(412', 412")이 각각 반복적으로 형성된다. 제2 및 제3홀들(412', 412")은 X 방향으로 길게 연장 형성되어 제1홀들(411')과 평행하게 배치될 수 있다.

제1 및 제2바운더리 포션(412', 412")의 휘어짐의 정도는 제1 및 제2바운더리 포션(412', 412")의 단위 면적당 제2 및 제3홀들(412', 412")이 차지하는 총 면적을 변경함으로써 이루어질 수 있다.

제1 및 제2바운더리 포션(412', 412")은 플렉서블 포션(411)보다는 덜 휘어지도록 구성된다. 이를 위해, 제1 및 제2바운더리 포션(412', 412")에서 단위 면적당 제2 및 제3홀들(412', 412")이 차지하는 총 면적은 플렉서블 포션(411)에서 단위 면적당 제1홀들(411')이 차지하는 총 면적보다 작게 설정된다.

이를 위해, 제2 및 제3홀들(412', 412")의 길이는 제1홀들(411')의 길이보다 짧게 설정될 수 있다. 또는, 제2 및 제3홀들(412', 412") 간의 이격 간격은 제1홀들(411') 간의 이격 간격보다 길게 설정될 수 있다.

제2 및 제3홀들(412', 412")은 Y 방향을 따라 일부가 중첩된 상태로 엇갈리게 배치될 수 있다. 도시된 바와 같이, X 방향을 따라 배열되는 제2 및 제3홀들(412', 412") 사이의 영역[리지드한 플렉서블 프레임(400) 본연의 재질이 남겨진 영역]의 Y 방향 상의 바로 위 또는 아래에는 X 방향을 따라 배열되는 제2 및 제3홀들(412', 412")이 배치된다.

이때, Y 방향을 따라 제2 및 제3홀들(412', 412")의 상호 중첩되는 부분의 길이는 제1홀들(411')의 상호 중첩되는 부분의 길이보다 짧게 설정된다.

플렉서블 포션(411)에 인접한 제1 및 제2바운더리 포션(412', 412")의 일단부에서의 최대 곡률은 제1 및 제2리지드 포션(420', 420")에 인접한 제1 및 제2바운더리 포션(412', 412")의 타단부에서의 최대 곡률보다 크게 설정될 수 있다. 즉, 제1 및 제2바운더리 포션(412', 412")의 일단부에서의 최대 곡률은 제1곡률보다 작고, 제1 및 제2바운더리 포션(412', 412")의 타단부에서의 최대 곡률은 0보다 크게 설정될 수 있다.

이를 위해, 제2 및 제3홀들(412', 412") 중 플렉서블 포션(411)에 인접한 홀의 길이는 제1 및 제2리지드 포션(420', 420")에 인접한 홀의 길이보다 길게 설정될 수 있다. 또는, 플렉서블 포션(411)에 인접한 부분에서의 제2 및 제3홀들(412', 412") 간의 이격 간격은 제1 및 제2리지드 포션(420', 420")에 인접한 부분에서의 제2 및 제3홀들(412', 412") 간의 이격 간격보다 짧게 설정될 수 있다.

또는, 제1 및 제2바운더리 포션(412', 412")에서 단위 면적당 제2 및 제3홀들(412', 412")이 차지하는 총 면적이 플렉서블 포션(411)에서 단위 면적당 제1홀들(411')이 차지하는 총 면적보다 작게 설정되는 조건 하에서, 제2 및 제3홀들(412', 412")은 랜덤하게 배열될 수 있다.

도 18에서는 플렉서블 포션(411)이 최대로 휘어진 상태를 보이고 있다. 도시된 바와 같이, 플렉서블 포션(411)의 곡률 반경의 중심은 플렉서블 프레임(400)의 폴딩에 의해 형성된 내부 공간에 위치한다.

도 21은 도 17에 도시된 플렉서블 프레임(400)을 구비하는 플렉서블 디스플레이 유닛(40)이 적용된 이동 단말기(2000)의 일 예를 보인 개념도이다.

플렉서블 디스플레이 유닛(40)은 탄성 변형 가능하게 형성되며, 플렉서블 디스플레이(41) 및 상술한 플렉서블 프레임(400)을 포함한다. 플렉서블 디스플레이(41)와 플렉서블 프레임(400)은 앞선 도 12 내지 도 14에서 설명한 합지 구조에 의해 상호 결합될 수 있다.

(a)는 플렉서블 디스플레이 유닛(40)이 단말기 바디(2100)의 일면 상에서 평평하게 펼쳐진 제1상태를 보이고 있고, (b)는 플렉서블 디스플레이 유닛(40)이 폴딩되어 일부가 단말기 바디(2100)의 타면 상에 배치된 제2상태를 보이고 있다. 플렉서블 디스플레이 유닛(40)은 제1상태에서 제2상태로, 또는 제2상태에서 제1상태로 그 형태를 자유롭게 변형시킬 수 있도록 구성된다.

이를 구현하기 위해, 제1리지드 포션(420')은 단말기 바디(2100)의 일면 상에 부착되고, 제1바운더리 포션(412'), 플렉서블 포션(411), 제2바운더리 포션(412"), 그리고 제2리지드 포션(420")은 단말기 바디(2100)에 착탈 가능하게 구성된다.

단말기 바디(2100)의 일단부에는 라운드부(2100')가 형성되어, 제1바운더리 포션(412'), 플렉서블 포션(411) 및 제2바운더리 포션(412")이 라운드부(2100')에 대응되게 휘어질 수 있도록 그 형상 변형을 가이드한다. 라운드부(2100')가 휘어진 정도, 즉 곡률은 플렉서블 포션(411)이 휘어짐이 가능한 최대 곡률인 제1곡률과 같거나 이보다 작게 설정되는 것이 바람직하다.

제1바운더리 포션(412'), 플렉서블 포션(411) 및 제2바운더리 포션(412")이 라운드부(2100')에 대응되게 휘어지면, 제2리지드 포션(420")은 단말기 바디(2100)의 타면을 덮도록 배치된다. 단말기 바디(2100)의 타면에는 제2리지드 포션(420")에 대응되는 플렉서블 디스플레이 유닛(40)의 일부분이 수용될 수 있는 리세스부(2100")가 형성될 수 있다. 상기 리세스부(2100")에 제2리지드 포션(120)에 대응되는 플렉서블 디스플레이 유닛(10)의 일부분이 수용된 상태에서, 상기 일 부분의 상면은 단말기 바디(2100)의 타면과 동일 평면을 형성할 수 있다.

한편, (b)에 도시된 제2상태에서 플렉서블 디스플레이 유닛(40)은 플렉서블 프레임(400)의 복원력에 의해 (a)에 도시된 제1상태로 돌아가려는 힘을 받게 된다. 따라서, (b)에 도시된 제2상태가 유지될 수 있도록 하기 위하여, 플렉서블 디스플레이 유닛(40)의 일단부와 단말기 바디(2100)에는 상호 간에 인력을 작용하는 마그넷부(42, 2200)가 구비될 수 있다.

마그넷부(42, 2200)는 제2리지드 포션(420")과 단말기 바디(2100)의 타면측에 구비되어, 플렉서블 디스플레이 유닛(40)이 폴딩된 상태에서 서로 마주하도록 배치될 수 있다. 마그넷부(42, 2200)에 의해 작용하는 인력은 플렉서블 디스플레이 유닛(40)의 복원력보다 크도록 설정된다. 따라서, 플렉서블 디스플레이 유닛(40)의 복원력만으로는 플렉서블 디스플레이 유닛(40)이 (a) 상태로 돌아갈 수 없다.

그러나, 사용자에 의해 제2리지드 포션(420")을 단말기 바디의 타면측에서 떼어내기 위한 힘이 (순간적으로) 가해지고, 그 힘과 플렉서블 디스플레이 유닛(40)의 복원력을 합한 힘이 마그넷부(42, 2200)에 의한 인력보다 클 경우, 이후에는 플렉서블 디스플레이 유닛(40)의 복원력만으로 플렉서블 디스플레이 유닛(40)이 (a) 상태로 돌아갈 수 있게 된다.

도 22는 본 발명의 플렉서블 프레임(500)의 또 다른 일 예를 구비하는 플렉서블 디스플레이 유닛(50)이 적용된 이동 단말기(3000)의 일 예를 보인 개념도이다.

도 22의 (a)를 참조하면, 본 예의 플렉서블 프레임(500)에는 두 개의 플렉서블 영역(510', 510")이 구비될 수 있다. 도면상 상부의 플렉서블 영역(510')은 앞서 도 1에 도시된 플렉서블 프레임(100)의 구조와 동일하고, 도면상 하부의 플렉서블 영역(510")은 도 17에 도시된 플렉서블 프레임(400)의 구조와 동일하다. 따라서, 플렉서블 프레임(500)의 구조에 대한 설명은 앞선 설명으로 갈음하기로 한다.

(b)를 참조하면, 이동 단말기(3000)는 상대 이동 가능하게 구성되는 제1바디(3100), 제2바디(3200) 및 제3바디(3300)를 포함한다. 제1바디(3100), 제2바디(3200) 및 제3바디(3300)는 같은 크기를 가질 수 있다.

제1바디(3100), 제2바디(3200) 및 제3바디(3300)가 평평하게 펼쳐진 제1상태에서, 플렉서블 디스플레이 유닛(50)은 제1바디(3100), 제2바디(3200) 및 제3바디(3300)에 걸쳐 배치되어 대화면을 구성한다.

(b)와 같이 제1바디(3100), 제2바디(3200) 및 제3바디(3300)가 순차적으로 포개진 제2상태에서, 플렉서블 디스플레이 유닛(50)도 이에 대응하여 폴딩된다.

이동 단말기(3000)는 제1상태에서 제2상태로, 또는 제2상태에서 제1상태로 그 형태를 자유롭게 변형시킬 수 있도록 구성된다.

이를 구현하기 위해, 제1바디(3100)와 제2바디(3200)는 제1힌지부(3000')에 각각 연결되어 제1힌지부(3000')에 대하여 회동 가능하게 구성될 수 있으며, 제2바디(3200)와 제3바디(3300)는 제2힌지부(3000")에 각각 연결되어 제2힌지부(3000")에 대하여 회동 가능하게 구성될 수 있다.

각 구조에 대한 설명은 앞선 도 16과 도 21에 대한 설명으로 갈음하기로 한다.

도 23은 본 발명의 플렉서블 프레임(600)의 또 다른 일 예를 보인 개념도이다.

도 23을 참조하면, 플렉서블 프레임(600)에는 플렉서블 포션(611, 612, 613, 614, 615)이 적어도 하나 이상 구비될 수 있다. 이때, 플렉서블 포션(611, 612, 613, 614, 615)은 비대칭 형태를 가질 수 있다.

다시 말해서, 도 1에서는 제1플렉서블 포션(111)의 양측에 동일한 최대 곡률을 가지는 제2플렉서블 포션(112)이 동일한 길이로 형성되어 제1플렉서블 포션(111)의 중심을 기준으로 대칭된 형태를 가졌지만, 플렉서블 프레임(100)의 형태가 이러한 대칭 형태에만 한정되는 것은 아니다.

복수의 플렉서블 포션(611, 612, 613, 614, 615) 각각이 최대로 휘어질 수 있는 정도, 즉 최대 곡률은 서로 다른 값을 갖도록 설계될 수 있다. 또한, 복수의 플렉서블 포션(611, 612, 613, 614, 615)의 길이도 각기 다르게 설계될 수 있다.

본 도면에서는, 다섯 개의 플렉서블 포션(611, 612, 613, 614, 615)이 서로 다른 최대 곡률을 가지도록 설계되며, 이들의 길이도 각기 다르게 설정된 것을 보이고 있다.

Claims (25)

1. 플렉서블 영역을 구비하는 플렉서블 프레임에 있어서,
   상기 플렉서블 영역은,
   제1홀들이 반복적으로 형성되어, 최대 제1곡률을 가지는 상태까지 휘어짐이 가능하게 구성되는 제1플렉서블 포션; 및
   상기 제1홀들과 평행한 제2홀들이 반복적으로 형성되어, 최대 제2곡률을 가지는 상태까지 휘어짐이 가능하게 구성되는 제2플렉서블 포션을 포함하며,
   상기 제1곡률이 상기 제2곡률보다 크도록, 상기 제1플렉서블 포션에서 단위 면적당 상기 제1홀들이 차지하는 총 면적은 상기 제2플렉서블 포션에서 단위 면적당 상기 제2홀들이 차지하는 총 면적보다 크고,
   상기 플렉서블 프레임의 중심축은 상기 제1플렉서블 포션상에 위치하며,
   상기 제2플렉서블 포션은, 상기 플렉서블 프레임의 중심축으로부터 멀어지는 방향에 위치하는 상기 제1플렉서블 포션의 양측에 각각 배치되고, 상기 제1플렉서블 포션의 제1 곡률 반경의 중심은 상기 플렉서블 프레임의 폴딩에 의해 형성된 내부 공간에 위치하고 상기 제1플렉서블 포션의 양측에 각각 배치되는 상기 제2플렉서블 포션의 제2 곡률 반경의 중심은 상기 플렉서블 프레임의 폴딩에 의해 형성된 외부 공간에 위치하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 프레임.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1홀들은 상호 교차하는 상기 플렉서블 영역의 폭 방향 및 길이 방향을 따라 각각 반복적으로 형성되고,
   상기 제2홀들은 상호 교차하는 상기 플렉서블 영역의 폭 방향 및 길이 방향을 따라 각각 반복적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 프레임.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1홀들은 상기 플렉서블 영역의 길이 방향을 따라 일부가 중첩된 상태로 엇갈리게 배치되며,
   상기 제2홀들은 상기 플렉서블 영역의 길이 방향을 따라 일부가 중첩된 상태로 엇갈리게 배치되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 프레임.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1홀들 간의 상호 중첩되는 부분의 길이는 상기 제2홀들 간의 상호 중첩되는 부분의 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 플렉서블 프레임.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 및 제2홀들은 동일한 크기로 기설정된 이격 간격을 두고 배치되는 복수의 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 프레임.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1 및 제2홀들은 상기 복수의 홀과 크기 또는 이격 간격 중 적어도 하나가 다른 홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 프레임.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제1플렉서블 포션과 제2플렉서블 포션 사이에 상기 제1 및 제2홀들과 평행한 제3홀들이 반복적으로 형성되는 커넥팅 포션을 더 포함하며,
   상기 커넥팅 포션에서 단위 면적당 상기 제3홀들이 차지하는 총 면적은 상기 제1플렉서블 포션에서 단위 면적당 상기 제1홀들이 차지하는 총 면적보다 작고 상기 제2플렉서블 포션에서 단위 면적당 상기 제2홀들이 차지하는 총 면적보다 큰 것을 특징으로 하는 플렉서블 프레임.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제3홀들의 길이는 상기 제1홀들의 길이보다는 짧고 상기 제2홀들의 길이보다는 긴 것을 특징으로 하는 플렉서블 프레임.
9. 제7항에 있어서,
   상기 제3홀들의 길이는 상기 제1플렉서블 포션에서 상기 제2플렉서블 포션으로 갈수록 점차 줄어드는 것을 특징으로 하는 플렉서블 프레임.
10. 제7항에 있어서,
    상기 제3홀들은 상기 플렉서블 영역의 길이 방향을 따라 일부가 중첩된 상태로 엇갈리게 배치되며,
    상기 제3홀들 간의 상호 중첩되는 부분의 길이는 상기 제1홀들 간의 상호 중첩되는 부분의 길이보다는 짧고 상기 제2홀들 간의 상호 중첩되는 부분의 길이보다는 긴 것을 특징으로 하는 플렉서블 프레임.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제3홀들 간의 상호 중첩되는 부분의 길이는 상기 제1플렉서블 포션에서 상기 제2플렉서블 포션으로 갈수록 점차 줄어드는 것을 특징으로 하는 플렉서블 프레임.
12. 제1항에 있어서,
    상기 제1플렉서블 포션과 상기 제2플렉서블 포션 사이에 형성되고, 상기 제1플렉서블 포션과 상기 제2플렉서블 포션을 연결하도록 구성된 커넥팅 포션;
    상기 제2플렉서블 포션의 일측에 위치하는 리지드 포션; 및
    상기 제2플렉서블 포션과 상기 리지드 포션 사이에 형성되고, 상기 제2플렉서블 포션과 상기 리지드 포션을 연결하도록 구성된 바운더리 포션을 더 포함하는 플렉서블 프레임.
13. 제12항에 있어서,
    상기 바운더리 포션은 제4홀들이 반복적으로 형성되고, 상기 제4홀들의 길이는 상기 제2홀들의 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 플렉서블 프레임.
14. 제13항에 있어서,
    상기 제4홀들 중 상기 리지드 포션에 인접한 홀의 길이는 상기 제2플렉서블 포션에 인접한 홀의 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 플렉서블 프레임.
15. 제13항에 있어서,
    상기 제4홀들은 상기 플렉서블 영역의 길이 방향을 따라 일부가 중첩된 상태로 엇갈리게 배치되며,
    상기 제4홀들 간의 상호 중첩되는 부분의 길이는 상기 제2홀들 간의 상호 중첩되는 부분의 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 플렉서블 프레임.
16. 플렉서블 영역을 구비하는 플렉서블 프레임에 있어서,
    제1홀들이 반복적으로 형성되어, 최대 제1곡률을 가지는 상태까지 휘어짐이 가능하게 구성되는 제1플렉서블 포션;
    상기 제1플렉서블 포션의 일측에 상기 제1홀들과 평행한 제2홀들이 반복적으로 형성되어, 최대 제2곡률을 가지는 상태까지 휘어짐이 가능하게 구성되는 제2플렉서블 포션; 및
    상기 제1플렉서블 포션의 타측에 상기 제1홀들과 평행한 제3홀들이 반복적으로 형성되어, 최대 제3곡률을 가지는 상태까지 휘어짐이 가능하게 구성되는 제3플렉서블 포션을 포함하며,
    상기 제1곡률이 상기 제2 및 제3곡률보다 크도록, 상기 제1플렉서블 포션에서 단위 면적당 상기 제1홀들이 차지하는 총 면적은 상기 제2플렉서블 포션에서 단위 면적당 상기 제2홀들이 차지하는 총 면적 및 상기 제3플렉서블 포션에서 단위 면적당 상기 제3홀들이 차지하는 총 면적 보다 크고,
    상기 플렉서블 프레임의 중심축은 상기 제1플렉서블 포션상에 위치하며,
    상기 제2플렉서블 포션은, 상기 플렉서블 프레임의 중심축으로부터 멀어지는 방향에 위치하는 상기 제1플렉서블 포션의 양측에 각각 배치되고, 상기 제1플렉서블 포션의 제1 곡률 반경의 중심은 상기 플렉서블 프레임의 폴딩에 의해 형성된 내부 공간에 위치하고 상기 제1플렉서블 포션의 양측에 각각 배치되는 상기 제2플렉서블 포션의 제2 곡률 반경의 중심은 상기 플렉서블 프레임의 폴딩에 의해 형성된 외부 공간에 위치하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 프레임.
17. 제16항에 있어서,
    상기 제2곡률과 상기 제3곡률이 같도록, 상기 제2플렉서블 포션과 상기 제3플렉서블 포션은 상기 제1플렉서블 포션을 중심으로 대칭되게 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 프레임.
18. 제17항에 있어서,
    상기 제2플렉서블 포션과 상기 제3플렉서블 포션의 일측에는 제1 및 제2리지드 포션이 각각 배치되며,
    상기 제1 내지 제3플렉서블 포션이 각각 상기 제1 내지 제3곡률로 휘어진 상태에서, 상기 제1 및 제2리지드 포션은 서로 마주하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 프레임.
19. 제18항에 있어서,
    상기 제2플렉서블 포션과 상기 제1리지드 포션 사이에 제4홀들이 반복적으로 형성되되, 단위 면적당 제4홀들이 차지하는 총 면적이 상기 제2플렉서블 포션에서 단위 면적당 제2홀들이 차지하는 총 면적보다 작은 제1바운더리 포션; 및
    상기 제3플렉서블 포션과 상기 제2리지드 포션 사이에 제5홀들이 반복적으로 형성되되, 단위 면적당 제5홀들이 차지하는 총 면적이 상기 제3플렉서블 포션에서 단위 면적당 제3홀들이 차지하는 총 면적보다 작은 제2바운더리 포션을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 프레임.
20. 제19항에 있어서,
    상기 제1플렉서블 포션과 제2플렉서블 포션 사이에 상기 제1 및 제2홀들과 평행한 제6홀들이 반복적으로 형성되되, 단위 면적당 상기 제6홀들이 차지하는 총 면적이 상기 제1플렉서블 포션에서 단위 면적당 상기 제1홀들이 차지하는 총 면적보다 작고 상기 제2플렉서블 포션에서 단위 면적당 상기 제2홀들이 차지하는 총 면적보다 큰 제1커넥팅 포션; 및
    상기 제1플렉서블 포션과 제3플렉서블 포션 사이에 상기 제1 및 제3홀들과 평행한 제7홀들이 반복적으로 형성되되, 단위 면적당 상기 제7홀이 차지하는 총 면적이 상기 제1플렉서블 포션에서 단위 면적당 상기 제1홀이 차지하는 총 면적보다 작고 상기 제3플렉서블 포션에서 단위 면적당 상게 제3홀이 차지하는 총 면적보다 큰 제2커넥팅 포션을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 프레임.
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