CN110473468B - 弯折模块及折叠式显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种弯折模块及折叠式显示装置。弯折模块适于在一摊平状态以及一弯折状态之间变化。此弯折模块包括一柔性单元以及一对支撑件，柔性单元具有一中性层，而一对支撑件对应连接至柔性单元，弯折模块于摊平状态以及弯折状态之间变化时，柔性单元形变，而支撑件以各自对应的一个旋转中心而转动以相对靠近或远离，其中旋转中心始终保持在柔性单元的中性层上。将此弯折模块应用在折叠式显示装置中，可延长折叠式显示装置的使用寿命。

Description

弯折模块及折叠式显示装置

技术领域

本发明涉及一种模块及装置，尤其涉及一种弯折模块及折叠式显示装置。

背景技术

近年来，挠性显示技术逐渐成熟，各家厂商开始将柔性显示面板应用于各产品上。使用可挠式显示面板的显示装置在展开时可实现大屏幕且在弯折时便于携带，因此适合应用至各种领域的显示器，例如电视、监视器、携带型电话、超薄可移动式个人电脑、电子书以及电子纸等。

具体而言，当使用者要使用折叠式显示装置时，可将其展开，以将柔性显示屏完全展开而能够使用较大的显示画面。当使用者要移动折叠式显示装置时，可将折叠式显示装置折叠起来以缩小折叠式显示装置的尺寸，以便于携带。

一般来说，折叠式显示装置折叠时虽然可缩小产品的体积，但却会一并折叠折叠式显示装置的柔性显示屏，这有可能使得粘贴在柔性显示屏的外侧的支撑件对柔性显示屏造成拉扯，进而损坏柔性显示屏。因此，如何防止折叠式显示装置的柔性显示屏折叠时受到支撑件拉扯的问题，是本领域人员目前亟待解决的问题之一。

发明内容

本发明提供一种在开合过程中，支撑件恒保持在柔性单元上的固定位置的弯折模块。

本发明提供一种具有较长使用寿命的折叠式显示装置。

本发明的一种弯折模块适于在一摊平状态以及一弯折状态之间变化。此弯折模块包括一柔性单元以及一对支撑件，柔性单元具有一中性层，而一对支撑件对应连接至柔性单元，弯折模块于摊平状态以及弯折状态之间变化时，柔性单元形变，而支撑件以各自对应的一个旋转中心而转动以相对靠近或远离，其中旋转中心始终保持在柔性单元的中性层上。

在本发明的一实施例中，其中柔性单元具有一第一部以及位于第一部的两边的两个第二部，支撑件对应地连接在第二部，而中性层于第一部及第二部中延伸。

在本发明的一实施例中，其中旋转中心的位置为，弯折模块弯折时柔性单元的第二部的中性层延伸面，与弯折模块摊平时柔性单元的中性层延伸面，分别的交会点。

在本发明的一实施例中，其中在弯折模块处于摊平状态时，两个支撑件连接到柔性单元的两个端点的距离为πR，R为第一部的弯折直径。

本发明的一种折叠式显示装置，包括一弯折模块以及多个转轴。弯折模块包括一柔性单元以及一对支撑件。柔性单元具有一中性层，支撑件对应连接至柔性单元，而转轴成对地连接在支撑件之间，以使支撑件能够同步移动，其中折叠式显示装置于一摊平状态以及一弯折状态之间变化时，柔性单元形变以使支撑件各自对应于旋转中心中的其中一个而相对转轴转动以相对靠近或远离，而旋转中心始终保持在柔性单元的中性层上。

在本发明的一实施例中，其中柔性单元为一柔性屏。

在本发明的一实施例中，其中柔性单元具有一第一部以及位于第一部的两边的两个第二部，支撑件对应地连接在第二部，而中性层于第一部及第二部中延伸。

在本发明的一实施例中，其中每一支撑件包括连接块以及板，连接块具有弧形槽部以及连接部，其中弧形槽部用以容纳转轴；而柔性屏的第二部与连接块的连接部附着在板的相对两侧。

在本发明的一实施例中，其中转轴为齿轮，且弧形槽内设置有齿，位于相对外侧的两个齿轮与弧形槽内的齿啮合。

在本发明的一实施例中，其中折叠式显示装置处于摊平状态时，板连接至柔性单元的两个端点的距离为πR，R为第一部的弯折直径。

在本发明的一实施例中，其中旋转中心的位置为，弯折模块弯折时柔性单元的第二部的中性层延伸面，与弯折模块摊平时柔性单元的中性层延伸面，分别的交会点。

在本发明的一实施例中，折叠式显示装置还包括至少遮蔽住转轴及第一部的一壳体，其中该些支撑件能够相对该壳体转动。

基于上述，通过将支撑件相对于柔性单元转动时的旋转中心设计成恒保持在中性层上，可以防止弯折模块在摊平状态以及弯折状态之间变化时，支撑件对柔性单元造成拉扯。而将此弯折模块应用在折叠式显示装置时，可延长折叠式显示装置的使用寿命。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例的弯折模块在摊平状态的示意图。

图2为图1的弯折模块在弯折状态的示意图。

图3为应用图1的弯折模块的折叠式显示装置的摊平状态的示意图。

图4为图3的折叠式显示装置的弯折状态的示意图。

图5为应用图1的弯折模块的折叠式显示装置的局部示意图。

图6为图5的折叠式显示装置的另一视角的示意图。

图7为图6的截面示意图。

图8为图3的折叠式显示装置处于摊平状态的示意图。

图9为折叠式显示装置的另一种实施例的示意图。

具体实施方式

图1为本发明一实施例的弯折模块在摊平状态的示意图，而图2为图1的弯折模块在弯折状态的示意图。请同时参考图1及图2，本发明的弯折模块100包括一柔性单元110以及一对支撑件120，其中柔性单元110具有一中性层N，而一对支撑件120对应连接至柔性单元110，且弯折模块100在摊平状态以及弯折状态之间变化时，柔性单元110形变以使支撑件120以各自对应的一个旋转中心C而转动以相对靠近或远离，其中旋转中心C始终保持在柔性单元110的中性层N上。

前述的中性层N是指材料在弯曲过程中，外层受拉伸，内层受挤压，而在材料的断面上必然会有一个不受拉也不受压的过渡层，应力几乎等于零，这个过渡层称为材料的中性层N。简单地说，中性层N在弯曲过程中的长度和弯曲前一样，保持不变。中性层N并非是指柔性单元110在断面上的某一特定高度上的层，中性层N会依照柔性单元110的选用材料、实施厚度等变因而在柔性单元110的断面上的不同高度上。换言之，中性层N可能位于柔性单元110的表面上，或是位于柔性单元110的内部。举例而言，若柔性单元110的表面还贴附有其他钢性较强的材料时，例如用来保护柔性单元110的表面的可弯折的玻璃或金属材料，此时将材料及柔性单元110视为一个整体，中性层N可能位于包含有材料及柔性单元110的此一整体的表面上。

承上述，本发明的柔性单元110具有一第一部112以及位于第一部112的两边的两个第二部114，其中支撑件120对应地连接在第二部114，而中性层N于第一部112及第二部114中延伸。附带一提，图1及图2中虽然示意地使支撑件120的端点位于第二部114的边缘处，但在实作上，支撑件120可还延伸入第二部114，或可能朝第一部112远离第二部114的方向延伸。

在本实施例中，当弯折模块100处于摊平状态时，两个旋转中心C彼此间的距离小于或等于第一部112的弯折直径，且支撑件120彼此间的端点距离为πR，R为第一部112的弯折直径。

当折叠弯折模块100以从图1的摊平状态逐渐变化至图2的弯折状态时，柔性单元110的第一部112会弯折形变成弧形，而位于第一部112的两侧的两个第二部114各自随着第一部112的形变而绕着其各自相对应的位于中性层N上的旋转中心C而转动以逐渐靠近彼此。

特别的是，通过将第二部114的旋转中心C定义在中性层N上以进行转动，不论弯折模块100处于摊平状态或是处于弯折状态，支撑件120连接至柔性单元110的端点至其相邻的旋转中心C的距离d都不会改变。这里所指的支撑件120的端点至其相邻的旋转中心C的距离d不会改变是指弯折模块100在摊平状态及弯折状态之间变化时，支撑件120的端点到摊平状态时的旋转中心C的直线距离d都是相同的，不论支撑件120相较于旋转中心C转动多少角度。

具体而言，两个旋转中心C的位置分别为，弯折模块100弯折时柔性单元110的第二部114的中性层延伸面，与弯折模块100摊平时柔性单元110的中性层延伸面的交会点。

由上述可以知道，弯折模块100弯折时，通过旋转中心C始终保持在柔性单元110的中性层N上，使得支撑件120随着柔性单元110的第二部114在相对于柔性单元110的第一部112转动时，并不会因为柔性单元110的变形而对柔性单元110的表面拉扯。

所以，即使弯折模块100在弯折状态以及摊平状态之间多次转换，也不会因为状态的转换而使柔性单元110被破坏。

将前述弯折模块100的应用在折叠式显示装置200上，由于在弯折模块100弯折时，旋转中心C始终保持在中性层N上，支撑件120不会因为柔性单元110的变形而对柔性单元110的表面进行拉扯，所以可以防止折叠式显示装置200的柔性屏(对应于弯折模块100的柔性单元110)因为多次折叠而损坏。

图3为应用图1的弯折模块的折叠式显示装置的摊平状态的示意图，而

图4为图3的折叠式显示装置的弯折状态的示意图。图5为应用图1的弯折模块的折叠式显示装置的局部示意图，而图6为图5的折叠式显示装置的另一视角的示意图。

请先同时参考图3、图4及图5，本发明的折叠式显示装置200包括前述的弯折模块100以及多个转轴211、212、213、214，其中柔性单元110以一柔性屏111来实施，柔性屏111具有中性层N，支撑件120对应连接至柔性屏111，而转轴211、212、213、214成对地连接在支撑件120之间，以使柔性屏111弯折的时候，两个支撑件120能够通过转轴211、212、213、214而同步地移动。

图7为图6的截面示意图。请同时参考图5、图6及图7，具体而言，每一个支撑件120可以相连在一起的连接块122及板124来实施，其中柔性屏111的第二部114贴附在板124上，而连接块122可具有容置转轴211、212、213、214的弧形槽部122a以及连接到板124的连接部122b。本实施例的折叠式显示装置200中使用4个转轴211、212、213、214，并将4个转轴211、212、213、214以沿着轴向A彼此平行但不重合的方式并排地设置。在这4个转轴211、212、213、214中，位于相对外侧的两个转轴211、214沿着轴向A分别突向两个相反的方向。即，以图5说明，位于下方的转轴211较位于相对内侧的两个转轴212、213突向左方而位于上方的转轴214较位于相对内侧的两个转轴212、213突向右方。本领域技术人员应知说明书中有关于上、下、左、右、内、外等方位或方向等的描述并不受前述说明而限制，当比较基准改变时，前述的描述也会跟着改变。

请继续同时参考图4、图5及图6，弧形槽部122a在转轴211、212、213、214的轴向A上错开设置，且沿着轴向A分别突向两个相反方向的两个转轴211、214分别置于对应的弧形槽部122a中，而经由转轴211、214及弧形槽部122a的形状的互相配合及转轴211、214与弧形槽部122a的设置方式，转轴211、214与弧形槽部122a能够相对转动，以使折叠式显示装置200可以在如图4的弯折状态以及如图3的摊平状态之间变化。

此外，折叠式显示装置200还包括至少遮蔽住转轴211、212、213、214及第一部112的壳体230，其中位于中间的两个转轴212、213与壳体230彼此固定住，而在折叠式显示装置200从摊平状态变化至弯折状态时，可通过弧形槽部122a与位于相对外侧的两个转轴211、214的相对移动而让两个支撑件120同步地转动。

图8为图3的折叠式显示装置处于摊平状态的示意图。请参考图8，在折叠式显示装置200处于该摊平状态时，两个板124分别附接至柔性屏111的第二部114的的端点的距离为πR，其中R为柔性屏111的第一部112的一弯折直径。两个旋转中心C的位置分别为，弯折模块100弯折时柔性单元110的第二部114的中性层延伸面，与弯折模块100摊平时柔性单元110的中性层延伸面的交会点。

确切地说，当折叠式显示装置200从摊平状态要弯折到弯折状态时，使用者可以抓握住板124，通过使柔性屏111的第一部112变形成弧形而使两个板124相对靠近，此时，连接到板124的连接部122b受到板124的带动而让弧形槽部122a与转轴211、214发生相对转动的运动。

如前所述，附接到板124的柔性屏111的第二部114赖以旋转的旋转中心C始终保持在柔性屏111的中性层N上，所以在折叠式显示装置200处于弯折状态时板124连接至柔性屏111的端点到摊平状态时的旋转中心C的位置的距离d与折叠式显示装置200处于摊平状态时板124连接至柔性屏111的端点到旋转中心C的位置的距离d都是相同的，如图1及图2所示，因此不论板124相较于旋转中心C转动多少角度，板124都不会因为柔性屏111的第一部112的变形而对柔性屏111的表面造成拉扯。

由此可知，折叠式显示装置200即使经历过非常多次的摊平-折叠状态之间的转变，板124都不会对柔性屏111的表面造成拉扯，所以可以保持柔性屏111的外观及作用的完整性。

图9为折叠式显示装置的另一种实施例的示意图。请参考图9，本实施例的折叠式显示装置200’与前述实施例的折叠式显示装置200的不同之处在于：前述实施例的转轴211、212、213、214可以是由齿轮211’、212’、213’、214’实施，且可还在弧形槽部122a’内形成齿，因此通过齿轮211’、212’、213’、214’间彼此的啮合及与弧形槽部122a’内的齿的啮合以达到让折叠式显示装置200在摊平以及弯折状态之间变化。或者，也可以是依照需求而改变设计，在弧形槽部122a内额外装设另一个齿轮(未示出)，以与齿轮211’或214’啮合。

在折叠式显示装置200中将转轴211、212、213、214以齿轮211’、212’、213’、214’实施，可通过齿轮211’、212’、213’、214’与弧形槽部122a’内的齿啮合而让折叠式显示装置200在弯折状态以及摊平状态之间的变化较为缓慢且平顺，防止转轴211、212、213、214与弧形槽部122a之间可能因为摩擦力不足或材料耗损造成的突然崩溃，避免旋转中心C的位置突然改变而板124会去拉扯柔性屏111的表面。

综上所述，本发明的弯折模块通过将旋转中心定义在柔性单元的中性层，因此在柔性单元的第二部以其各自对应的旋转中心相对于柔性单元的第一部旋转时，由于中性层不会被拉伸或是压缩，因此弯折模块在摊平状态及弯折状态之间变化时，弯折模块的弯折过程的长度变化量最小，支撑件连接至柔性层的端点能够固定在柔性单元的特定位置上而不会改变。所以，柔性单元不会被破坏。

将此弯折模块应用在折叠式显示装置中，即使折叠式显示装置在摊平状态及弯折状态之间多次变化，仍可确保柔性屏的外观及功能完整性，延长折叠式显示装置的使用寿命。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。

Claims (12)

1.一种弯折模块，适于在摊平状态以及弯折状态之间变化，所述弯折模块包括：

柔性单元，具有中性层；以及

一对支撑件，对应连接至所述柔性单元，

所述弯折模块于所述摊平状态以及所述弯折状态之间变化时，所述柔性单元形变，而所述一对支撑件各自对应于始终保持在所述柔性单元的所述中性层上的一对旋转中心中的其中之一而转动以相对靠近或远离，所述支撑件连接至所述柔性单元的端点至所述端点相邻的所述旋转中心的距离不改变。

2.根据权利要求1所述的弯折模块，其中所述柔性单元具有第一部以及位于所述第一部的两边的两个第二部，所述一对支撑件对应地连接在所述两个第二部，而所述中性层于所述第一部及所述两个第二部中延伸。

3.根据权利要求2所述的弯折模块，其中所述一对旋转中心的位置为所述弯折模块弯折时所述柔性单元的所述第二部的中性层延伸面，与所述弯折模块摊平时所述柔性单元的中性层延伸面，分别的交会点。

4.根据权利要求2所述的弯折模块，其中在所述弯折模块处于所述摊平状态时，所述一对支撑件连接至所述柔性单元的两个端点的距离为πR，其中R为所述第一部的弯折直径。

5.一种折叠式显示装置，包括：

弯折模块，包括：

柔性单元，具有中性层；及

一对支撑件，对应连接至所述柔性单元；以及

多个转轴，成对地连接在所述一对支撑件之间，以使所述一对支撑件能够同步移动，

所述折叠式显示装置于摊平状态以及弯折状态之间变化时，所述柔性单元形变以使所述一对支撑件各自对应于始终保持在所述柔性单元的所述中性层上的一对旋转中心中的其中之一而相对所述多个转轴转动以相对靠近或远离，所述支撑件连接至所述柔性单元的端点至所述端点相邻的所述旋转中心的距离不改变。

6.根据权利要求5所述的折叠式显示装置，其中所述柔性单元为柔性屏。

7.根据权利要求5所述的折叠式显示装置，其中所述柔性单元具有第一部以及位于所述第一部的两边的两个第二部，所述一对支撑件对应地连接在所述两个第二部，而所述中性层于所述第一部及所述两个第二部中延伸。

8.根据权利要求7所述的折叠式显示装置，其中每一所述支撑件包括：

连接块，具有弧形槽部以及连接部，其中所述弧形槽部用以容纳所述多个转轴；以及

板，所述柔性单元的所述第二部与所述连接块的所述连接部附着在所述板的相对两侧。

9.根据权利要求8所述的折叠式显示装置，其中所述多个转轴为齿轮，且所述弧形槽内设置有齿，所述多个齿轮中的位于相对外侧的两个与所述多个弧形槽内的齿啮合。

10.根据权利要求8所述的折叠式显示装置，其中所述折叠式显示装置处于所述摊平状态时，所述多个板连接至所述柔性单元的两个端点的距离为πR，其中R为所述第一部的弯折直径。

11.根据权利要求7所述的折叠式显示装置，其中所述一对旋转中心的位置为所述弯折模块弯折时所述柔性单元的所述第二部的中性层延伸面，与所述弯折模块摊平时所述柔性单元的中性层延伸面，分别的交会点。

12.根据权利要求8所述的折叠式显示装置，还包括壳体，至少遮蔽住所述多个转轴及所述第一部，其中所述一对支撑件能够相对所述壳体转动。

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