CN107657895A - 一种可曲面变形的显示器装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可曲面变形的显示器装置，包括柔性显示屏、柔性变形板、驱动机构、壳体，所述柔性变形板与柔性显示屏背面固定；还包含撑开机构，所述撑开机构包含刚性薄板和支撑架，所述刚性薄板两端与支撑架活动连接；所述刚性薄板与柔性变形板粘接固定；所述驱动机构与壳体固定连接；所述驱动机构包含驱动杆，所述驱动杆沿轴向方向向内或向外运动，驱动所述刚性薄板外凸弧形变形或内凹弧形变形实现可变形显示屏由平面显示变为外凸曲面显示或内凹曲面显示。
Description
技术领域
本发明涉及一种显示器，具体涉及一种可曲面变形的显示器装置。
背景技术
显示器通常也被称为监视器。现有的显示器通常只能平面进行显示。为了提高一种更加舒适的观影屏幕，同时柔性屏技术的快速发展，为了得到更好的观影效果，目前已经有内凹型的显示器。但是既能兼顾平面显示，又能实现曲面显示的显示屏的机构目前都非常复杂，通常是通过多个拼版方式形成曲面显示支撑结构，或者是通过铰链结构方式拼接处曲面显示的支撑结构。
为了实现简单可靠的，并且可以兼顾平面显示，又能实现曲面显示的显示装置是进一步发展曲面显示需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种可曲面变形的显示器装置，从而解决上述问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
一种可曲面变形的显示器装置，包括柔性显示屏、柔性变形板、驱动机构、壳体，所述柔性变形板与柔性显示屏背面固定；还包含撑开机构，所述撑开机构包含刚性薄板和支撑架，所述刚性薄板两端与支撑架活动连接；所述刚性薄板与柔性变形板粘接固定；所述驱动机构与壳体固定连接；所述驱动机构包含驱动杆，所述驱动杆沿轴向方向向内或向外运动，驱动所述刚性薄板外凸弧形变形或内凹弧形变形实现可变形显示屏由平面显示变为外凸曲面显示或内凹曲面显示。
作为本发明的一种可选技术方案，所述驱动杆的移动距离h满足以下公式：
C＝L*(1+δ)＝2Rarcsin(L/2R)，
且
其中：
C＝柔性显示屏外凸或内凹时横向弧长；
L＝柔性显示屏外凸或内凹时横向的弦长；
arcsin＝反正弦函数；
δ＝柔性显示屏伸长率；
R＝半径；
h＝驱动杆轴向移动距离。
作为本发明的一种可选技术方案，所述柔性显示屏包含柔性屏基板和若干个显示单元，所述柔性屏基板与所述柔性变形板通过粘接相连，粘接方式包含全面粘接或网状粘接，所述刚性薄板变形带动所述柔性变形板变形，进而使所述柔性屏基板变形，避免造成所述柔性屏基板受力不均破裂或变形不一致，导致显示异常。
作为本发明的一种可选技术方案，所述柔性变形板包含整体柔性板或网状板。
作为本发明的一种可选技术方案，所述驱动杆通过连接块与所述刚性薄板连接；所述连接块包含长条型矩形板，其竖直设置并固定在所述刚性薄板中部，所述驱动杆的驱动连接块使刚性薄板变形。
作为本发明的一种可选技术方案，所述柔性屏基板采用可记忆变形材料、柔性塑料材料或柔性纤维材料制成。
作为本发明的一种可选技术方案，刚性薄板包括不锈钢薄板、塑料薄板制成或复合材料薄板。
作为本发明的一种可选技术方案，所述刚性薄板包括不锈钢材料或塑料材料制成。
作为本发明的一种可选技术方案，所述刚性薄板两端包含滑块，所述滑块包含跑道型的限位孔，所述支撑架包括限位轴；所述限位轴与限位孔活动连接，所述驱动杆沿轴向方向向内或向外运动，所述刚性薄板的外凸弧形变形或内凹弧形变形的弧度被限位孔限定。
本发明所达到的有益效果是：该装置是一种可曲面变形的显示器装置，该屏幕可以用于手机，平板上或电视机上，可以把电视机或电脑的屏幕由平面变成曲面，结构简单可靠。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的立体示意图；
图2是本发明图1所示2-2的剖视图；
图3是本发明图2所示3-3的放大示意图；
图4是本发明图3所示刚性薄板的示意图；
图5是本发明图4所示刚性薄板的局部示意图；
图6是本发明图2所示内凹曲面示意图；
图7是本发明图2所示外凸曲面示意图；
图8是是本发明的又一实施例的显示装置的立体示意图；
图9是是本发明图8所示9-9的剖视图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。为了方便描述，如图1所示，本发明描述中x轴方向称为横向，y轴方向称为纵向，z轴方向成为轴向，柔性显示屏10的中心位置为0点位置，凡是沿z轴方向靠近0点位置称为近端，凡是，沿z轴方向远离0点位置称为远端。
实施例1
如图1-4所示，显示器装置1，包括柔性显示屏10、柔性变形板20、驱动机构30、壳体50，所述柔性变形板20与柔性显示屏10背面固定。
还包含撑开机构40，所述撑开机构40包含刚性薄板41和支撑架43，所述刚性薄板41两端与支撑架43活动连接；所述刚性薄板41与柔性变形板20粘接固定；
所述壳体50包含后壳51和中框52，所述驱动机构30与壳体50的后壳51固定连接；所述驱动机构30包含驱动杆31，所述驱动杆31沿轴向方向向内或向外运动，驱动所述刚性薄板41外凸弧形变形或内凹弧形变形实现可变形显示屏10由平面显示变为外凸曲面显示或内凹曲面显示。
还包含设置在所示柔性显示屏10四周的侧边板21，侧边板21与所述柔性变形板20相连，所述侧边板21与柔性显示屏10的四周边缘粘接固定，同时与中框52粘接固定。所述侧边板21采用半刚性材料或柔性材料制成，所述侧边板21的变形能力远小于柔性显示屏10的变形能力，一方面对柔性显示屏10起到支撑限定作用，另一方面也可以在柔性显示屏10过度变形时对柔性变形板20进行变形补偿，避免出现变形过度引起柔性显示屏10显示异常甚至破裂。所述柔性变形板20采用柔性弹性材料制成，包括但不限于具有良好延展性的硅胶材料，橡胶材料，所述底部也可以由可以横向伸长的纤维布组成。所述柔性变形板20包含整体柔性板或网状板。
所述柔性显示屏10包含柔性屏基板12和若干个显示单元11，所述柔性屏基板12采用可记忆变形材料、柔性塑料材料或柔性纤维材料制成。所述柔性屏基板12与所述柔性变形板20通过粘接相连，粘接方式包含全面粘接或网状粘接。所述柔性显示屏10具有可以伸长变形的能力，可以在受到外力情况下实现外凸或内凹变形。
在变形过程中，所述刚性薄板41外凸弧形变形或内凹弧形变形，首先带动所述柔性变形板20变形，所述柔性变形板20进而使与之连接固定的所述柔性屏基板12变形，这样一方面由于柔性变形板20的缓冲，释放变形的应力，避免造成所述柔性屏基板12受力不均破裂或变形不一致，导致显示异常；另外一个方面柔性变形板20变形可以对所述刚性薄板41外凸弧形变形或内凹弧形变形出现的局部不平整的弧型进行平滑，使所述柔性屏基板12变形呈现出较好的弧面形态。
如图4所示，所述驱动杆31通过连接块42与所述刚性薄板41连接；所述连接块42包含长条型矩形板或条形板，其沿纵向竖直设置并固定在所述刚性薄板41远端中间位置，所述驱动杆31的驱动连接块42使刚性薄板41变形。如图4所示，所述连接块42在刚性薄板41远端中部纵向与刚性薄板41连接固定，可以采用焊接，铆接，粘接等现有技术进行连接，所述连接块42包括刚性的塑料材料或金属材料制成。所述连接块42可以有效将所述驱动杆45传递的力量沿纵向传递到刚性薄板41的中间位置，起到较好的分散力量的作用，保证外凸或内凹变形的弧面基本满足圆弧形状，防止刚性薄板41在受力点局部出现严重变形。
所述驱动机构30包含驱动杆31和驱动电机32(未示出)，驱动电机32通过减速齿轮34(未示出)与输出杆33(未示出)咬合，所述输出杆33与所述驱动杆31螺纹相连，驱动电机32旋转带动输出杆33旋转，并使驱动杆31沿轴向由近端向远端或远端向近端移动。通常情况下，假设已知柔性显示屏10的伸长率δ和柔性显示屏10未变形的横向长度L(即柔性显示屏10外凸或内凹时横向的弦长L)，那么通过控制驱动杆31轴向移动距离可以避免出现超出柔性显示屏10的延伸极限，保护柔性显示屏10正常显示不被损坏。所述驱动杆31的移动距离h满足以下公式：
C＝L*(1+δ)；
C＝2Rarcsin(L/2R)；
其中：
C＝柔性显示屏10外凸或内凹时横向弧长；
L＝柔性显示屏10外凸或内凹时横向的弦长；
arcsin＝反正弦函数；
δ＝柔性显示屏10伸长率；
R＝半径；
h＝驱动杆31轴向移动距离。
本实施例中，对驱动电机32可以通过预设程序控制驱动杆31轴向移动距离，也可以通过手机或其他设备通过蓝牙，无线连接等方式对驱动电机32的控制单元发送指令进行控制。
所述刚性薄板41包括不锈钢薄板、塑料薄板制成或复合材料薄板。所述刚性薄板41材料为不锈钢薄板时，其厚度一般为0.1-0.2mmm,当采用塑料薄板或复合材料薄板制成刚性薄板41时，其厚度一般可以设置为0.2-0.3mm,既保证所述刚性薄板41对柔性显示屏10有足够的支撑，同时也要满足在变形时形成近似圆弧的外凸或内凹弧形。
如图4-5所示，所述刚性薄板41两端包含滑块410，所述滑块410包含跑道型的限位孔413，所述限位孔413包括贯穿所述滑块410，也可以设置为在滑块410纵向两端形成盲孔。所述支撑架43包括限位轴44并沿柔性显示屏10轴向对称设置；所述限位轴44与限位孔413活动连接，限位轴44所述限位轴44的直径比限位孔413的两端的孔直径略小或基本相同。在本实施例中，限位轴44可以贯穿限位孔413，也可以设置在纵向两端都设置限位轴44。为了保证形成的弧面均匀受力，横向两端的所述限位轴44之间的距离与柔性显示屏10横向距离基本相当或稍小。所述限位孔413包含内端孔411和外端孔412。所述驱动杆31沿轴向方向向内或向外运动，所述刚性薄板41的外凸弧形变形或内凹弧形变形的弧度被限位孔413限定，并在内端孔411和外端孔412之间滑动。一种可选的技术方案，为了起到限位作用，限位孔413的内端孔411和外端孔412之间的距离D满足以下公式：
C＝2Rarcsin(L/2R)；
C＝L*(1+δ)；
其中：
C＝柔性显示屏10外凸或内凹时横向弧长；
L＝柔性显示屏10外凸或内凹时横向的弦长；
arcsin＝反正弦函数；
δ＝柔性显示屏10伸长率；
R＝半径；
M＝柔性显示屏10到刚性薄板41的距离；
D＝内端孔411和外端孔412之间的距离D。
如图4-7并结合图2所示，主要描绘了一种可曲面变形的显示器装置的柔性显示屏10从平面状态变为内凹弧面或外凸弧面的过程。
平面状态变形为外凸弧面的形成过程：首先，如图2所示，柔性显示屏10处于平面状态，所述驱动机构30包含驱动杆31和驱动电机32(未示出)，驱动电机32通过减速齿轮34(未示出)与输出杆33(未示出)咬合，所述输出杆33与所述驱动杆31螺纹传动配合，驱动电机32旋转带动输出杆33旋转，并使驱动杆31沿轴向由远端向近端移动，从而驱动杆31将推力传导到连接块42，所述连接块42将力分散并驱动与所述刚性薄板41，使刚性薄板41中间位置由远端向近端变形，与此同时，由于所述刚性薄板41两端包含滑块410，所述限位孔413包含内端孔411和外端孔412，被所述支撑架43的限位轴44限定的所述刚性薄板41的两端向中间滑动补偿变形弧形，所述内端孔411移动到外端孔412，并被外端孔412所限定，阻止其变形过度，所述刚性薄板41形成外凸的弧面，从而带动柔性变形板20变形，所述柔性变形板20进而使所述柔性屏基板12变形，最终形成外凸弧形的柔性显示屏10。
平面状态变形为内凹弧面的形成过程：所述驱动机构30包含驱动杆31和驱动电机32(未示出)，驱动电机32通过减速齿轮34(未示出)与输出杆33(未示出)咬合，所述输出杆33与所述驱动杆31螺纹传动配合，驱动电机32旋转带动输出杆33旋转(方向与外凸弧面时相反)，并使驱动杆31沿轴向由近端向远端移动，从而驱动杆31将拉力传导到连接块42，所述连接块42将拉力分散并驱动与所述刚性薄板41，使刚性薄板41中间位置由近端向远端变形，与此同时，由于所述刚性薄板41两端包含滑块410，所述限位孔413包含内端孔411和外端孔412，被所述支撑架43的限位轴44限定的所述刚性薄板41的两端向中间滑动补偿变形弧形，所述内端孔411移动到外端孔412，并被外端孔412所限定，所述刚性薄板41形成内凹的弧面，从而带动柔性变形板20变形，所述柔性变形板20进而使所述柔性屏基板12变形，最终形成内凹弧形的柔性显示屏10。
本领域的技术人员可以理解，柔性显示屏10也可以由外凸弧面直接变形为内凹弧面，或者由内凹弧面变形为外凸弧面。所述刚性薄板41的外凸弧形变形或内凹弧形变形的弧度被限位孔413中内端孔411与外端孔412的距离所限定。同时通过控制驱动杆31沿轴向由远端向近端或近端向远端移动的距离可以控制柔性显示屏10由平面变形为外凸或内凹弧面的程度，但驱动杆31移动距离不得超出设定的驱动杆31轴向移动距离h。当由外凸弧面直接变形为内凹弧面，或者由内凹弧面变形为外凸弧面，驱动杆31移动距离不得超出设定的驱动杆31轴向移动距离h的两倍。
实施例2
如图8-9所示，本实施例在实施例1的基础上，主要针对柔性显示屏10实现平面的不同方向屏拉伸变大或缩小。
显示器装置2，包括柔性显示屏10、柔性变形板20、驱动机构30、壳体50，所述柔性变形板20与柔性显示屏10背面固定。还包含撑开机构40，所述撑开机构40包含刚性薄板41和支撑架43，所述刚性薄板41两端与支撑架43活动连接；所述刚性薄板41与柔性变形板20粘接固定；所述壳体50包含后壳51和中框52，所述驱动机构30与壳体50的后壳51固定连接；所述驱动机构30包含驱动杆31，所述驱动杆31沿轴向方向向内或向外运动，驱动所述刚性薄板41外凸弧形变形或内凹弧形变形实现可变形显示屏10由平面显示变为外凸曲面显示或内凹曲面显示。
所述柔性显示屏10包含柔性屏基板12和若干个显示单元11，所述柔性屏基板12采用可记忆变形材料、柔性塑料材料或柔性纤维材料制成。所述柔性屏基板12与所述柔性变形板20通过粘接相连，粘接方式包含全面粘接或网状粘接。所述柔性显示屏10具有可以伸长变形的能力，可以在受到外力情况下实现外凸或内凹变形。
还包含设置在所述柔性显示屏10四周的侧边板211，所示侧边板211远端与所述柔性变形板20近端相连，所述侧边板211与柔性显示屏10的柔性屏基板12的四周边缘粘接固定，所述侧边板211外侧设置褶皱型的填充边212，所述填充边212近端面为弹性平面213并连接褶皱型的支撑边214，所述弹性平面213在柔性显示屏10拉伸或恢复时都保持平面，保证显示器装置2正面的美观性。所述支撑边214支撑所述弹性平面213的同时，也对所述侧边板211起到一定的支撑作用。所述侧边板211外侧相连的还包括电动伸缩杆210，所述电动伸缩杆210另一端与中框52连接固定。所述电动伸缩杆210通过伸缩拉动侧边板211变形。同时由于所示侧边板211内侧与所述柔性变形板20外侧相连，所述电动伸缩杆210伸缩时，驱动侧边板211带动柔性变形板20一起变形，所述侧边板211和柔性变形板20驱动所述变形柔性屏基板12带动所述柔性显示屏10变大或恢复，保证所述柔性显示屏10变形过程受力均匀。
所述柔性变形板20采用柔性弹性材料制成，包括但不限于具有良好延展性的硅胶材料，橡胶材料，所述底部也可以由可以横向伸长的纤维布组成。所述柔性变形板20包含整体柔性板或网状板。
针对小尺寸的显示器装置2，比如应用于手机或者平板上的时候，所述电动伸缩杆210在沿着横向和纵向中间位置对称设置，显示器装置2四周的每一个边设置不少于1个所述电动伸缩杆210。针对较大尺寸的显示器装置2，比如应用于电视或者电脑上的时候，所述电动伸缩杆210在沿着横向和纵向中间位置对称设置，显示器装置2四周的每一个边设置多个所述电动伸缩杆210。
所述显示器装置2还包括内置设有速度传感器和控制器，当屏幕掉落时，在自由落体产生的速度会通过速度传感器把信号传给控制器，让控制器控制电动伸缩杆210与驱动机构30通电工作。所述显示器装置2还包括蓝牙接收器，蓝牙接收器与控制器电性连接，可以通过手机连接蓝牙，利用手机通过控制器直接控制所述驱动机构30通电工作。
应用于手机或者平板上的时候，可以通过手机或平板上的开关，通过电动伸缩杆210调节柔性屏基板12的大小，从而让柔性显示屏10变大或变小，而且可以通过电动伸缩杆210让手机或平板从屏膜的上下左右的任一方向移动，也可以上下拉伸或左右拉伸或左上、左下、右上、右下拉伸，还可以通过驱动机构30调节屏幕的凸起或凹下，当手机或者平板自由落体快速下落的时候，显示器底座上的速度传感器，会感应速度，然后通过控制器让电动伸缩杆210把屏幕缩回，与此同时，驱动机构30驱动柔性显示屏向内形成内凹弧面，从而把屏幕凹下，屏幕摔落的时候不会有破损的现象。
应用于电视或者电脑上，可以通过遥控器或者手机通过蓝牙接收器与电视机或电脑里的控制器相连，并直接通过手机利用控制器控制电动伸缩杆210和驱动机构30通电工作，让电视机或电脑的屏幕能凹下，从而由平面变成曲面，可以根据不同人群的的观影状况来调整屏幕形成的外凸曲面或内凹曲面的程度，还可以让电脑或电视机的屏幕变大变小，利用电视机或电脑四周中部的电动伸缩杆210，让屏幕能单向、双向和四侧拉伸，从而增大屏幕，给人们带来更好的视觉感。
本发明所达到的有益效果是：该装置是一种可曲面变形的显示器装置，该屏幕可以用于手机或平板上，可以随意调节屏幕的大小，而且在摔落的时候不会破坏屏幕，减少人们更换屏幕的费用；可以用于电视机和电脑上，可以把电视机或电脑的屏幕由平面变成曲面，还可以调节电视机或电脑屏幕的大小，给人们使用的时候提供一个更舒适使用的显示屏。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种可曲面变形的显示器装置，其特征在于，包括柔性显示屏(10)、柔性变形板(20)、驱动机构(30)、壳体(50)，所述驱动机构(30)与壳体(50)固定连接；所述柔性变形板(20)与柔性显示屏(10)背面固定；
还包含撑开机构(40)，所述撑开机构(40)包含刚性薄板(41)和支撑架(43)，所述刚性薄板(41)两端与支撑架(43)活动连接；所述刚性薄板(41)与柔性变形板(20)粘接固定；
所述驱动机构(30)包含驱动杆(31)；所述驱动杆(31)沿轴向方向向内或向外运动，驱动所述刚性薄板(41)外凸弧形变形或内凹弧形变形实现可变形显示屏(10)由平面显示变为外凸曲面显示或内凹曲面显示。
2.根据权利要求1所述的一种可曲面变形的显示器装置，其特征在于，所述驱动杆(31)的移动距离h满足以下公式：
C＝L*(1+δ)＝2Rarcsin(L/2R)，且
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</msqrt>
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</mrow>
其中：
C＝柔性显示屏(10)外凸或内凹时横向弧长；
L＝柔性显示屏(10)外凸或内凹时横向的弦长；
arcsin＝反正弦函数；
δ＝柔性显示屏(10)伸长率；
R＝半径；
h＝驱动杆(31)轴向移动距离。
3.根据权利要求1所述的一种可曲面变形的显示器装置，其特征在于，所述柔性显示屏(10)包含柔性屏基板(12)和若干个显示单元(11)，所述柔性屏基板(12)与所述柔性变形板(20)通过粘接相连，粘接方式包含全面粘接或网状粘接，所述刚性薄板(41)变形带动所述柔性变形板(20)变形，进而使所述柔性屏基板(12)变形，避免造成所述柔性屏基板(12)受力不均破裂或变形不一致，导致显示异常。
4.根据权利要求3所述的一种可曲面变形的显示器装置，其特征在于，所述柔性变形板(20)包含整体柔性板或网状板。
5.根据权利要求1所述的一种可曲面变形的显示器装置，其特征在于，所述驱动杆(45)通过连接块(42)与所述刚性薄板(41)连接；所述连接块(42)包含长条型矩形板，其竖直设置并固定在所述刚性薄板(41)中部，所述驱动杆(45)驱动连接块(42)使刚性薄板(41)变形。
6.根据权利要求4所述的一种可曲面变形的显示器装置，其特征在于，所述柔性屏基板(12)采用可记忆变形材料、柔性塑料材料或柔性纤维材料制成。
7.根据权利要求1所述的一种可曲面变形的显示器装置，其特征在于，刚性薄板(41)包括不锈钢薄板、塑料薄板制成或复合材料薄板。
8.根据权利要求1所述的一种可曲面变形的显示器装置，其特征在于，所述刚性薄板(41)包括不锈钢材料或塑料材料制成。
9.根据权利要求1所述的一种可曲面变形的显示器装置，其特征在于，所述刚性薄板(41)两端包含滑块(410)，所述滑块(410)包含跑道型的限位孔(413)，所述支撑架(43)包括限位轴(44)；所述限位轴(44)与限位孔(413)活动连接，所述驱动杆(31)沿轴向方向向内或向外运动，所述刚性薄板(41)的外凸弧形变形或内凹弧形变形的弧度被限位孔(413)限定。
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