CN102239683B - 柔性显示器的保护 - Google Patents

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Abstract

根据一个方面，本发明提供了一种具有柔性显示屏的装置。该柔性显示屏可围绕轴在卷起状态与展开状态之间卷曲。为了加固显示屏，将加强件附接于该柔性显示屏。该加强件是可压缩的。当显示屏处于卷起状态时，加强件被压缩，以减小卷起的显示装置的尺寸。因此，本发明加固了显示器，并同时保持处于卷起状态的显示器的合理尺寸。

Description

柔性显示器的保护
技术领域
本发明涉及一种用于保护柔性显示器的系统。
背景技术
本发明涉及制造柔性显示器的领域。当柔性显示器足够薄时，它们可以小半径弯曲，从而提供可卷曲的显示器。可卷曲显示器的优点是当不使用时仅需要较小的储存容积，从而增加了显示装置的便携性。
薄的、柔性显示器的缺点在于它们在使用中容易受到损坏。从侧边或从背面推压显示器会导致显示器的挠曲(buckling)。而挠曲会引起小的弯曲半径，从而导致可能破坏显示器的较大应力。
在一方面，本发明的目的在于提供一种加固柔性显示器以防止发生挠曲，同时保持该经加固的显示器的柔性的系统。
现有技术公开的‘柔性显示器’(WO2004/047059)示出了一种柔性显示装置，其包括所谓的距离装置(间隔装置，distance means)以防止显示器处于卷起状态时其正面和背面之间直接接触。这些距离装置的一个方面是它们加固了展开时的显示器。然而，该距离装置显著增加了显示装置的尺寸，尤其是卷起状态下的尺寸。如US2004/052037中所公开的，使用柔性钢尺也会发生装置的厚度增加。因此，在另一方面，本发明提供了一种用于加固显示器，并同时保持显示器在卷起状态下的合理尺寸的系统。
发明内容
根据一个方面，本发明提供了一种柔性显示器装置，其包括：柔性显示屏，其可围绕轴在卷起状态与展开状态之间卷曲；加强件(stiffeningelement)，其附接于柔性显示屏以用于加固显示屏；其特征在于，该加强件是可变形的；当显示屏处于卷起状态时该加强件变平坦，从而减小卷起的显示装置的尺寸。
附图说明
图1：根据本发明的可卷曲且可卷绕型的柔性显示器的整体透视图。
图2：横截面为正方形、矩形或(部分)圆形的加强件。
图3：具有中空加强件的本发明的实施例。
图4：用于加固柔性显示器的具有正方形轮廓的本发明的实施例。
图5：具有I-形隆脊件的本发明的实施例。
图6：具有T形隆脊件的本发明的实施例。
图7：加强件为螺旋形式的本发明的实施例。
图8：加强件为波浪形式的本发明的实施例。
图9：加强件为有弹性和预应力的本发明的实施例。
图10：加强件附接于柔性材料层的本发明的实施例。
图11：实心杆嵌入到柔性材料层中的本发明的实施例。
图12：将中空管嵌入到柔性材料层中的本发明的实施例。
图13：用于移动通信装置的根据本发明的显示装置的可卷曲且可卷绕的实施例。
具体实施方式
本发明的一个方面是一种柔性显示装置1，其包括柔性显示屏2，该显示屏2可围绕轴3在卷起状态与展开状态之间卷曲。
可卷曲显示器的优点在于当不使用时其仅需要较小的储存容积，从而增加显示装置1的便携性。柔性显示器(而不限于可卷曲显示器)的另一个优点是它们不像玻璃基板上的显示器那样易损坏。
图1A中示出了可卷曲显示装置1的一个实施例的透视图，其中显示屏2围绕装置1中的一圆柱体卷曲。
应该注意到，显示装置1的‘可卷曲’限定并不必然意味着是以固定的半径围绕轴3可卷曲；取决于环绕角度(circular angle)，显示装置1在半径长度改变的情况下也认为是可卷曲的。后一种机构会导致形成另一种类型的显示装置1，即图1B中所示的所谓的“卷绕型”显示装置，其中显示器可以绕(电子)装置(例如移动电话)卷绕。于2006年8月17日公开的公开号WO2006085271中更加详细地描述了卷绕型，其以引证方式结合于本申请。
为了加固显示器，将加强件4附接于显示屏2。该加强件4可以是胶粘上的，不过其他粘附技术(如热焊接)也是可以考虑的。另外，可以将加强件4附接于显示屏2，具体地，将加强件4附接于显示屏背面的很大的区域上并嵌入到柔性材料层8中。这将在后文中更加详细地描述。
加强件4是可变形的，当显示屏2处于卷起状态时加强件4是平坦的。这将基本上沿径向减小卷起的显示装置1的尺寸。通常，加强件4可以是可压缩的。
加强件4的可压缩性可以来自于制造该加强件4的材料。即使材料本身实质上是不可压缩的，产生可压缩性的另一种方式是选择加强件4的适当形状。材料和形状的组合也是可行的。
优选地，加强件4被定位成沿基本上平行于轴3的方向延伸。换言之，将加强件基本上轴向地定位。该方向提供了最好的加强结果，同时又保持了在卷曲方向上的柔性。
也可以将加强件4定位成与轴3成一角度。优选地，该角度不超过45度，从而保持加强件4平行于旋转轴3具有足够量的加强能力。
在下文中，将描述加强件4的几种实施方式。
在一个实施例中，加强件4是在卷曲方向上具有基本上为正方形(图2A)或矩形(图2B)横截面的梁(beam)5。当显示器处于卷起状态时正方形梁5是可压缩的。正如所指示的，处于未压缩状态的梁5的厚度为0.3-5毫米，而处于压缩状态时，其厚度为0.1-0.5毫米。
在一个实施例中，加强件4是在卷起方向上具有至少部分为圆形横截面的梁5。图2C和图2D示出了(部分)圆形梁5的实例。图2C示出了完全为圆形的梁5，即所谓的杆。图2D示出了‘半圆形梁5’。
圆形梁5的直径大约为0.1-1毫米。
适合用于制造梁5的材料是塑料。因为正方形或矩形加强件4提供了比圆形加强件4更大的刚度，因此为了实现相同的刚度，可以用比圆形加强件4更软的材料来制造正方形或矩形加强件4。较软材料的优点在于它们不像较硬的材料那样容易在显示器的顶部上留下印记。
在一个实施例中，加强件4基本上是中空的。因此，中空加强件4可通过在卷起的状态下朝向显示屏2倾斜而变平坦，从而增加加强件4的可压缩性。
图3中示出了该中空加强件的实施例。图3A和图3B分别示出了中空的正方形和矩形梁5。图3C示出了中空杆，即所谓的管(straw)，而图3D示出了半圆形的中空梁5。管的直径等同于杆的直径。
中空圆形梁5(例如管)可以由与实心的圆形梁5(例如杆)相同的材料制成。同样，中空的正方形或矩形梁5可以由与实心的正方形或矩形梁5相同的材料制成。
在另一个实施例中，中空的正方形或矩形加强件4邻接地布置在显示器上。它们形成如图4所示的正方形或矩形轮廓6，其中图4A示出了该正方形轮廓6的侧视图而图4B示出了正方形轮廓6的整体透视图。该轮廓6可通过朝向显示器方向倾斜而变平坦，从而减小显示装置1处于卷起状态下的尺寸。轮廓6例如通过胶粘或热焊接附接于显示器。
应该注意，处于展开的、不受应力的位置中的正方形或矩形轮廓6在卷起方向上和与该卷起方向垂直的方向上都提供了刚度。这可以使显示屏2在展开时保持在平坦的阅读位置中。
在另一个实施例中，如图5所示，加强件4是隆脊7。隆脊7基本上为I-形的。图5A示出了在展开状态中直立的隆脊7而图5B示出了在卷起位置中的倾斜的隆脊7。与梁5相比，隆脊7的优点在于它们更容易朝向显示器倾斜，从而减小卷起状态下的显示装置1的尺寸。
缺点在于所提供的刚度相对较弱。
由于由I形的隆脊7提供的刚度相对较低，因此它们可以由制造圆形梁5的(较硬)的材料制成。
为了增加I形隆脊7的刚度，可以在每个I形隆脊的远端侧加上基本上平坦的加强物(stiffener)，该加强物基本上垂直于隆脊，以制成T形隆脊。图6示出了该T形，其中图6A和图6B分别示出了处于展开状态中的隆脊7的侧视图和整体透视图。该T形增加了加强件4的刚度，但几乎不影响朝向显示器的可倾斜性，从而减小了卷起状态下的显示装置1的尺寸。图6C中示出了处于卷起位置中的T形隆脊7。
因为与I形隆脊7相比T形隆脊7的形状提供了更高的刚度，所以其可由制造正方形梁5的(较软)材料来制造。
在另一个实施例中，加强件4是螺旋形的。图7中示出了该螺旋形元件(4)，其中图7A是该实施例的侧视图。当显示装置处于卷起状态时，这些加强件由于受到施加于螺旋形加强件上的力8而被压缩。图7B示出了设置在柔性显示屏2上的多个螺旋形加强件的整体透视图。即使加强件4由(几乎)不可压缩的材料制成，该螺旋或弹簧状的形式也能保持加强件4可压缩。
螺旋形式的优点在于，具有这种形式的加强件4可以在相对于卷曲轴3的大角度范围下使用，并同时保持良好的可压缩性。使用螺旋形的另一个优点在于，与其他形状相比，当卷起时对准方面的问题较少。螺旋形的再一个优点在于，以较小尺寸制造时候，它们比其他形状更容易制造。
在另一个实施例中，加强件4(如杆或棒)是波浪形的。图8中示出了波浪形加强件4，其中图8A是该实施例的侧视图。当显示装置处于卷起状态时，这些波浪形加强件可以由于受到施加于加强件上的力8而压缩或变平坦。图8B示出了设置在柔性显示屏2上的多个波浪形加强件的整体透视图。即使加强件4由(几乎)不可压缩的材料制成，波浪形式也能保持这些加强件是可压缩的。使用波浪形加强件的一个优点在于，它们增加了用于增加强度的结构的高度，但限制了装置1的卷起厚度和重量。
在另一个实施例中，如图9所示的，加强件4是在加强方向上有弹性的并且有预应力，以增加显示屏2的刚度。图9A示出了整体图，其中加强件4附接到显示屏2并且其中指出了预张紧的方向。由于预张紧，加强件4可以以略微中空的或圆的方式(未示出)形成显示器的显示屏2。图9B是示出了图9A所示的预应力元件4的卷起的侧视图。正如所看到的，在卷起的过程中，加强件在卷曲方向上朝向显示屏翻转。可以对所提到的加强件的所有实施例施加预应力，例如对梁(中空的或实心的)、隆脊、螺旋件和波浪形杆或棒施加预应力。
在上文中所述的实施例中，加强件4附接于显示屏2的背面。在以下的实施例中，在显示屏2与加强件4之间设置有柔性材料层9。
柔性材料层9的作用是形成压力散布层9。这个层9用于散布(例如当触摸显示屏2时)由于施加于显示屏2的力而引起的压力，因此防止了由于高压力而引起的损坏。防止由于高压力引起损坏的另一种方式是将显示屏2附接成悬置的。
柔性材料层9的另一个作用是防止加强件4采用穿透显示屏2的形状并由此防止对显示器的观看表面造成影响。这个形状穿透(shape-through)的问题取决于加强件4的具体尺寸和形状。纤细的加强件4似乎不会造成不方便的形状穿透的问题。
尤其适用于柔性材料层9的材料是泡沫塑料。
由于中间卷起线(rolling line)穿过显示屏2而不穿过柔性层9，因此柔性层9在卷起状态时会稍微压缩。
为了提供显示屏2的压力散布功能和增加的刚度，可以使用柔性材料层9和加强件4的组合。
在一个实施例中，将加强件4附接于柔性材料层9。结果，当显示屏2处于卷起状态时，加强件4至少部分地被推挤到柔性材料中。这减小了卷起的显示装置1的尺寸。图10A示出了处于展开位置中的附接于柔性材料层9的杆状加强件4。图10B示出了在卷起状态中这些杆被部分压入柔性材料层9中。
在另一个实施例中，加强件4被嵌入到柔性材料层9中。在图11示出了该实施例的一个实例，其中嵌入的加强件4是实心杆。图11A示出了该实施例的侧视图而图11B是该实施例的整体透视图。图12示出了嵌入的中空管。图12A示出了该实施例的侧视图而图12B示出了该实施例的整体视图。
应该注意到，在一些实施例中，(除了柔性材料层9之外)，加强件4也提供了一定的压力散布功能，尤其是中空加强件4。当实心杆仅提供刚度的情况下，(中空的)管提供刚度和压力散布功能。这对于总的加强和压力散布层9的总厚度而言是有利的。
作为一个实例，应考虑带有实心和中空杆的柔性材料层9的厚度。假定厚度d1的柔性材料层9为显示器提供了充足的压力散布以防止损坏。提供刚度的实心杆的厚度为d2。由于实心杆几乎不增加任何压力散布能力，因此总厚度为d1+d2。
当直径为d2的(中空)管提供刚度时，这些管也提供压力散布功能。这意味着，为了达到与前一种情况相同的总压力散布功能，由柔性材料层9提供的压力散布功能可以较少。因此，柔性材料层9可以比d1要薄并且因此总厚度小于d1+d2。
如上文所述，可卷曲的显示装置1可以用于移动通信设备9的领域。图13示出了当用在移动通信装置中时显示装置1的可卷曲和可卷绕实施例的实例的透视图。图13A和图13B分别示出了处于关闭位置和打开位置的可卷曲的实施例。
图13C和图13D分别示出了处于卷起状态和展开状态的可卷绕实施例。在该实例中，显示器绕诸如移动电话的(电子)设备10卷绕。该显示器围绕设备10的本体卷绕，其中卷绕的圈数取决于显示屏2的尺寸：显示屏越大，圈数就越多。图13还示出了开启和关闭设备10的按钮11、导航按钮和为移动设备10的电池充电的连接器12。
为了不启用卷绕的情况下保护显示器，将显示器的观看侧卷绕在内侧。电子装置9的其他实例是视频播放器和导航系统。
所给出的详细附图、具体实例以及特定结构仅仅是出于举例说明的目的。而且，在不背离本发明的范围的前提下，可以对示例性实施例的设计、操作条件、和布置进行其他的替换、修改、变化、和省略，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (13)

1.一种柔性显示装置(1)，包括：
-柔性显示屏(2)，围绕轴(3)在卷起状态与展开状态之间能够卷曲；
-加强件(4)，附接于所述柔性显示屏(2)以加固所述柔性显示屏(2)；其特征在于
-所述加强件(4)是可变形的；当所述柔性显示屏(2)处于卷起状态时，所述加强件(4)变平坦，以便减小卷起的所述柔性显示装置(1)的尺寸，
其中，所述加强件(4)定位成在基本上平行于所述轴(3)的方向上延伸，其中，所述加强件(4)是隆脊(7)，该隆脊朝向所述显示器可倾斜以减小卷起状态下的所述显示装置(1)的尺寸。
2.根据权利要求1所述的柔性显示装置，其中，所述加强件(4)是可压缩的。
3.根据权利要求2所述的柔性显示装置，其中，所述加强件(4)是中空的，以便增加所述加强件(4)的可压缩性。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的柔性显示装置，其中，所述加强件(4)为中空的正方形或矩形的梁(5)，所述梁(5)邻接地定位于所述显示器上，以便形成正方形或矩形的轮廓(6)，该轮廓朝向所述显示器可倾斜从而在卷起的状态中变平坦。
5.根据权利要求1所述的柔性显示装置，其中，所述隆脊(7)在每个隆脊的远端侧处各自包括一个平坦的加强物，所述加强物基本上垂直于所述隆脊，以便形成T形隆脊，该T形隆脊朝向所述显示器可倾斜以减小处于卷起状态下的所述显示装置(1)的尺寸。
6.根据权利要求1至2中任一项所述的柔性显示装置，其中，所述加强件(4)是螺旋形的。
7.根据权利要求1至2中任一项所述的柔性显示装置，其中，所述加强件(4)是波浪形的。
8.根据权利要求1至2中任一项所述的柔性显示装置，其中，所述加强件(4)有弹性并且具有预应力以增加所述显示屏(2)的刚度。
9.根据权利要求1至2中任一项所述的柔性显示装置，进一步包括柔性材料层(9)，所述柔性材料层(9)附接于所述显示屏(2)，从而形成压力散布层(9)。
10.根据权利要求9所述的柔性显示装置，其中，所述柔性材料层(9)由泡沫塑料制成。
11.根据权利要求9所述的柔性显示装置，其中，所述加强件(4)附接于所述柔性材料层(9)，以使得当所述显示屏(2)处于卷起状态中时，所述加强件(4)至少部分地被推挤到柔性材料中，从而减小卷起的显示装置(1)的尺寸。
12.根据权利要求9所述的柔性显示装置，其中，所述加强件(4)嵌入到所述柔性材料层(9)中。
13.一种移动通信设备(10)，包括根据权利要求1至12中任一项所述的柔性显示装置。
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