CN113345330A - 一种柔性显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及显示技术领域，公开了一种柔性显示装置。本发明中，柔性显示装置包括：底座、显示屏、转轴、以及补偿机构；转轴可旋转并可滑动地设置在底座上；补偿机构包括：壳体、滑轨，可滑动地设置在滑轨上的固定件，以及连接固定件和壳体的弹性件，显示屏的卷曲端固定在转轴上，显示屏的固定端与固定件相连；滑轨包括：靠近转轴的第一端、以及远离转轴的第二端，第一端指向第二端的方向为第一方向；其中，第一方向垂直于转轴的延伸方向、且与显示屏卷曲过程中转轴的滑动方向的夹角为锐角。本发明提供的柔性显示装置，能够改善屏体平整性以提高显示效果，同时，改善屏体被过度拉伸的状况以提高使用寿命。

Description

一种柔性显示装置

技术领域

本发明实施例涉及显示技术领域，特别涉及一种柔性显示装置。

背景技术

随着柔性卷曲显示屏的出现，各种针对卷曲屏的测试设备、展示设备、终端设备就应运而生，卷曲屏被应用于越来越广泛的领域。现有技术中，卷曲屏通常包括：底座、显示屏、转轴以及固定装置，显示屏的卷曲端固定在转轴上，显示屏的固定端固定在固定装置上，转轴沿直线来回运动的同时绕轴心转动，达到显示屏展开和卷曲(收纳)的功能。

发明人发现现有技术中至少存在如下问题：由于卷曲需要的屏体长度要比转轴运动的直线距离长，因此，经常出现“屏体不平整而影响显示效果，或者，屏体被过度拉伸而影响使用寿命”的问题。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种柔性显示装置，能够改善屏体平整性以提高显示效果，同时，改善屏体被过度拉伸的状况以提高使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种柔性显示装置，包括：底座、显示屏、转轴、以及补偿机构；所述转轴可旋转并可滑动地设置在所述底座上；所述显示屏包括卷曲端和固定端，所述卷曲端固定在所述转轴上，所述固定端固定在所述补偿机构上；所述补偿机构包括：固定设置在所述底座上的壳体、设置在所述壳体上的滑轨、可滑动地设置在所述滑轨上的固定件，以及连接所述固定件和所述壳体的弹性件，所述固定端与所述固定件相连；

所述弹性件用于在所述显示屏卷曲或展开的过程中做伸缩运动，带动固定件沿所述滑轨移动，以给所述固定端施加沿第一方向的补偿位移；所述滑轨包括：靠近所述转轴的第一端、以及远离所述转轴的第二端，所述第一端指向所述第二端的方向为第一方向；其中，所述第一方向垂直于所述转轴的延伸方向、且与所述显示屏卷曲过程中所述转轴的滑动方向的夹角为锐角。

本发明实施方式相对于现有技术而言，由于所述滑轨包括：靠近所述转轴的第一端、以及远离所述转轴的第二端，所述第一端指向所述第二端的方向为第一方向，即，滑轨沿第一方向延伸，其中，第一方向垂直于转轴的延伸方向、且与显示屏卷曲过程中转轴的滑动方向的夹角为锐角，即，固定件带动显示屏的固定端的运动包含：左右方向(转轴的滑动方向)的第一位移，以及前后方向(垂直于转轴的滑动方向、并垂直于转轴延伸方向)的第二位移。其中，第二位移能够补偿“显示屏卷曲或展开过程中，屏体长度的变化量与转轴滑动运动的距离之差(屏体长度的变化大于转轴运动的直线距离)”，从而避免屏体凸起，改善屏体平整性以提高显示效果，以及改善在显示屏展开过程中屏体被过度拉伸的状况，从而提高显示屏的使用寿命；并且，由于第一位移(即，显示屏的固定端在前后方向上的位移)与显示屏的卷曲端在前后方向上的位移方向一致，利用第一位移能够补偿“显示屏卷曲或展开过程中，因转轴上缠绕的显示屏的圈数变化，导致前后方向上显示面与转轴的距离变化”，改善了显示屏发生倾斜的问题。

另外，所述第一方向和所述转轴的滑动方向的夹角a＝arctan[1/π(n-1)]，其中，n为所述显示屏完全卷曲或展开一次所述转轴转动的圈数。

另外，所述固定件包括：与所述显示屏贴合固定的贴合部、以及与所述贴合部相连的滑块，所述滑块与所述弹性件固定、并可滑动地设置在所述滑轨上；所述贴合部包括用于与所述显示屏贴合的贴合面，所述贴合面与所述转轴的滑动方向平行。如此设置，使得贴合部施加给显示屏的牵引力作用于整个贴合面，增大了受力面积，避免了显示屏因贴合部施加的牵引力而损坏，提高了显示屏的使用寿命。

另外，所述滑块包括：沿所述第一方向延伸并可滑动地设置在所述滑轨上的滑动部，以及自所述滑动部弯折延伸并连接所述贴合部的连接部；所述弹性件固定在所述滑动部上。

另外，所述滑块还包括：自所述滑动部弯折延伸的固定部，所述固定部与所述连接部位于所述滑动部的同一侧；所述弹性件经由所述固定部固定在所述滑动部上。通过额外设置固定件来连接弹性件和滑动部、而不是直接将弹性件与贴合部连接以固定在滑动部上，能够避免“柔性显示装置受外力发生震动时，弹性件的波动经贴合部传递至显示屏上，造成显示画面不稳定”的情况。

另外，所述弹性件为弹簧，所述弹簧的一端固定在所述固定部上，另一端固定在所述壳体上；所述弹簧的伸缩方向与所述转轴的滑动方向平行。

另外，所述滑轨为设置在所述壳体上的凹槽，所述滑动部为卡持在所述凹槽内的凸块；或者，所述滑轨为设置在所述壳体上的滑杆，所述滑动部为具有卡槽并卡持在所述滑杆上的卡块、或为套设在所述滑杆上的套环。

另外，所述壳体上设置有开口，所述显示屏伸入所述开口以使所述固定端与所述固定件相连，所述开口在垂直于所述转轴的延伸方向且垂直所述转轴的滑动方向上的尺寸大于(n+1)t，其中，n为所述显示屏完全卷曲或展开一次所述转轴转动的圈数，t为所述显示屏的厚度。如此设置，既能避免“开口过大导致外部的水汽等杂质进入壳体内，而影响补偿机构的性能”，又能保证“在显示屏卷曲或展开过程中，开口的内壁不会阻挡显示屏前后方向上的移动”，从而实现显示屏前后方向上的位移补偿，避免了显示屏发生倾斜。

另外，所述显示屏包括：在所述显示屏的展开状态下用于显示播放画面的显示面，所述转轴和所述滑轨均位于所述显示屏远离所述显示面一侧，或者，所述转轴和所述滑轨均位于所述显示屏靠近所述显示面一侧；所述滑轨沿所述显示屏卷曲过程中所述转轴的滑动方向，朝远离与所述显示面所在平面的方向延伸。当转轴和所述滑轨均位于所述显示屏远离所述显示面一侧，显示画面两侧不会被转轴和补偿机构遮挡，提高了显示效果。

另外，所述显示屏包括：在所述显示屏的展开状态下用于显示播放画面的显示面，所述转轴和所述滑轨中一者位于所述显示屏远离所述显示面一侧，另一者位于所述显示屏靠近所述显示面一侧；所述滑轨沿所述显示屏卷曲过程中所述转轴的滑动方向，朝靠近与所述显示面所在平面的方向延伸。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明实施例中柔性显示装置的立体结构示意图；

图2是沿图1中A-A方向的剖视图；

图3是本发明实施例中补偿机构的剖视图；

图4是沿图1中B-B方向的剖视图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种柔性显示装置，如图1、图2、图3、图4所示，包括：底座11、显示屏12、转轴13、以及补偿机构14；转轴13可旋转并可滑动地设置在底座11上；显示屏12包括卷曲端121和固定端122，卷曲端121固定在转轴13上，固定端122固定在补偿机构14上；补偿机构14包括：固定设置在底座11上的壳体141、设置在壳体141上的滑轨142、可滑动地设置在滑轨142上的固定件143，以及连接固定件143和壳体141的弹性件144，固定端122与固定件143相连；弹性件144用于在显示屏12卷曲或展开的过程中做伸缩运动，带动固定件143沿滑轨142移动，以给固定端122施加沿第一方向T的补偿位移；滑轨142包括：靠近转轴13的第一端142a、以及远离转轴13的第二端142b，第一端142a指向第二端142b的方向为第一方向T；其中，第一方向T垂直于转轴13的延伸方向O、且与显示屏12卷曲过程中转轴13的滑动方向X的夹角为锐角。

由于第一方向T垂直于转轴13的延伸方向O，可知，固定件143带动显示屏12的固定端122的运动不包含上下方向(垂直于转轴13的延伸方向O)的位移，又由于第一方向T与显示屏12卷曲过程中转轴13的滑动方向X的夹角为锐角，可知，固定件143带动显示屏12的固定端122的运动包含：左右方向(转轴13的滑动方向X)的第一位移，以及前后方向Y(垂直于转轴13的滑动方向X、并垂直于转轴13的延伸方向Z)的第二位移。

其中，第二位移能够补偿“显示屏12卷曲或展开过程中，屏体长度的变化量(即，卷曲所需要的屏体长度，或展开所释放的屏体长度)与转轴13滑动运动的距离(即，转轴13运动的直线距离)之差(屏体长度的变化大于转轴13运动的直线距离)”，从而避免屏体凸起，改善屏体平整性以提高显示效果，以及改善在显示屏12展开过程中屏体被过度拉伸的状况，从而提高显示屏12的使用寿命；并且，由于第一位移(即，显示屏12的固定端122在前后方向Y上的位移)与显示屏12的卷曲端121在前后方向Y上的位移方向一致，利用第一位移能够补偿“显示屏12卷曲或展开过程中，因转轴13上缠绕的显示屏12的圈数变化，导致前后方向Y上显示面121与转轴13的距离变化”，改善了显示屏12发生倾斜的问题。

具体的说，固定件143可以包括：与显示屏12贴合固定的贴合部1431、以及与贴合部1431相连的滑块1432，滑块1432与弹性件144固定、并可滑动地设置在滑轨142上，贴合部1431包括用于与显示屏12贴合的贴合面，贴合面与转轴13的滑动方向X平行。如此设置，使得贴合部1431施加给显示屏12的牵引力作用于整个贴合面，增大了受力面积，避免了显示屏12因贴合部1431施加的牵引力而损坏，提高了显示屏12的使用寿命。

其中，滑块1432可以包括：沿第一方向T延伸并可滑动地设置在滑轨142上的滑块1432a，以及自滑块1432a弯折延伸并连接贴合部1431的连接部1432b，弹性件144固定在滑块1432a上。

关于弹性件144与滑块1432a的固定方式，本实施方式中，滑块1432还可以包括：自滑块1432a弯折延伸的固定部1432c，固定部1432c与连接部1432b位于滑块1432a的同一侧，弹性件144经由固定部1432c固定在滑块1432a上。通过额外设置固定件143来连接弹性件144和滑块1432a、而不是直接将弹性件144与贴合部1431连接以固定在滑块1432a上，能够避免“柔性显示装置受外力发生震动时，弹性件144的波动经贴合部1431传递至显示屏12上，造成显示画面不稳定”的情况。

其中，弹性件144可以为弹簧，弹簧的一端固定在固定部1432c上，另一端固定在壳体141上，弹簧的伸缩方向与转轴13的滑动方向X平行，通过额外设置固定件143来连接弹性件144和滑块1432a，能够便于将弹簧固定在伸缩方向与转轴13的滑动方向X平行的位置。

当然，弹性件144也可以直接固定于滑块1432a上，也能实现类似的技术效果，此处不再赘述。

为了实现滑块1432a可滑动地设置在滑轨142上，本实施方式中，滑轨142可以为设置在壳体141上的凹槽，滑块1432a可以为卡持在凹槽内的凸块。当然，滑轨142也可以为设置在壳体141上的滑杆，此时，滑块1432a可以为具有卡槽并卡持在滑杆上的卡块、或为套设在滑杆上的套环。

具体的说，壳体141上可以设置有开口145，显示屏12伸入开口145以使固定端122与固定件143相连。为了避免在显示屏12卷曲或展开过程中开口145的内壁阻挡显示屏12前后方向Y上的移动，从而实现显示屏12前后方向Y上的位移补偿，避免了显示屏12发生倾斜，开口145在前后方向Y的尺寸需要大于显示屏12的厚度，优选的，开口145在前后方向Y的尺寸需要大于显示屏12在前后方向Y上的最大位移。

本实施方式中，显示屏12可以包括：在显示屏12的展开状态下用于显示播放画面的显示面121，转轴13和滑轨142可以均位于显示屏12远离显示面121一侧，滑轨142沿显示屏12卷曲过程中转轴13的滑动方向X，朝远离与显示面121所在平面的方向延伸，从而保证了显示画面两侧不会被转轴13和补偿机构14遮挡，提高了显示效果。

当然，转轴13和滑轨142也可以均位于显示屏12靠近显示面121一侧，此时，滑轨142的延伸方向不变，也是沿显示屏12卷曲过程中转轴13的滑动方向X，朝远离与显示面121所在平面的方向延伸。

实际应用中，也可以是转轴13和滑轨142中一者位于显示屏12远离显示面121一侧，另一者位于显示屏12靠近显示面121一侧，此时，滑轨142沿显示屏12卷曲过程中转轴13的滑动方向X，朝靠近与显示面121所在平面的方向延伸，也能实现前后方向Y和左右方向的位移补偿，此处不再赘述。

关于第一方向T具体设置方式，具体如下：

假设转轴13沿直线来回运动的单向距离为L₁，转轴13的半径为r，显示屏12的厚度为t，则在转轴13的运动长度L₁内，

转轴13转动的圈数n＝L₁/(2πr)；

实际屏体卷曲的长度L₂＝2πr+2π(r+t)+2π(r+2t)+…+2π[r+(n-1)t]；

在左右方向(转轴13的滑动方向X)上，实际需要补偿的长度ΔL＝L₂-L₁＝πnt(n-1)；

在前后方向Y(垂直于转轴13的滑动方向X、并垂直于转轴13的延伸方向Z，也即，转轴13的法向)上，由于转轴13上缠绕的显示屏12的圈数变化，显示面121移动距离ΔR＝nt；

第一方向T和转轴13的滑动方向X的夹角a＝arctan(ΔR/ΔL)，根据勾股定律，第一方向T上需要补偿的距离

将公式ΔR＝＝nt和公式ΔL＝πnt(n-1)代入a＝arctan(ΔR/ΔL)，得出，

第一方向T和转轴13的滑动方向X的夹角a可以设置为a＝arctan[1/π(n-1)]，其中，n为所述显示屏完全卷曲(即收纳)或展开一次转轴13转动的圈数。

假设显示屏12的卷曲应力(卷曲不同圈数时，显示屏12展平的应力范围F(max)，F(min))，则弹簧的基础拉力值可以设置为F(min)，弹簧的弹性系数可以设置为K＝(F(max)-F(min))/ΔL₁。

也就是说，当弹簧的数量为一个时，一个弹簧的基础拉力值可以设置为F(min)，一个弹簧的弹性系数可以设置为K；当沿着显示屏12的宽度方向(即，上下方向，又即，垂直于转轴13的延伸方向O)上设置多个弹簧时，多个弹簧的基础拉力值的总和可以设置为F(min)，多个弹簧的等效弹性件144的弹性系数可以设置为K，即，当设置三个相同的弹簧时，每个弹簧的基础拉力值可以设置为F(min)/3，一个弹簧的弹性系数可以设置为K/3。

由于显示屏12在前后方向Y上的最大位移为显示面121移动距离ΔR，因此，开口145在前后方向Y上的尺寸需要大于(ΔR+t)，即，开口145在前后方向Y上的尺寸大于(n+1)t，其中，n为所述显示屏完全卷曲(即收纳)或展开一次转轴13转动的圈数，t为显示屏12的厚度。

本发明实施方式相对于现有技术而言，由于第一方向T垂直于转轴13的延伸方向O、且与显示屏12卷曲过程中转轴13的滑动方向X的夹角为锐角，即，固定件143带动显示屏12的固定端122的运动包含：左右方向(转轴13的滑动方向X)的第一位移，以及前后方向Y(垂直于转轴13的滑动方向X、并垂直于转轴13的延伸方向Z)的第二位移，第二位移能够补偿“显示屏12卷曲或展开过程中，屏体长度的变化量与转轴13滑动运动的距离之差(屏体长度的变化大于转轴13运动的直线距离)”，从而改善屏体平整性以提高显示效果，并改善屏体被过度拉伸的状况以提高使用寿命，同时，利用第一位移能够补偿“显示屏12卷曲或展开过程中，因转轴13上缠绕的显示屏12的圈数变化，导致前后方向Y上显示面121与转轴13的距离变化”，改善了显示屏12发生倾斜的问题。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种柔性显示装置，其特征在于，包括：底座、显示屏、转轴、以及补偿机构；

所述转轴可旋转并可滑动地设置在所述底座上；

所述显示屏包括卷曲端和固定端，所述卷曲端固定在所述转轴上，所述固定端固定在所述补偿机构上；

所述补偿机构包括：固定设置在所述底座上的壳体、设置在所述壳体上的滑轨、可滑动地设置在所述滑轨上的固定件，以及连接所述固定件和所述壳体的弹性件，所述固定端与所述固定件相连；

所述弹性件用于在所述显示屏卷曲或展开的过程中做伸缩运动，带动固定件沿所述滑轨移动，以给所述固定端施加沿第一方向的补偿位移；

所述滑轨包括：靠近所述转轴的第一端、以及远离所述转轴的第二端，所述第一端指向所述第二端的方向为第一方向；

其中，所述第一方向垂直于所述转轴的延伸方向、且与所述显示屏卷曲过程中所述转轴的滑动方向的夹角为锐角。

2.根据权利要求1所述的柔性显示装置，其特征在于，所述第一方向和所述转轴的滑动方向的夹角a＝arctan[1/π(n-1)]，其中，n为所述显示屏完全卷曲或展开一次所述转轴转动的圈数。

3.根据权利要求1所述的柔性显示装置，其特征在于，所述固定件包括：与所述显示屏贴合固定的贴合部、以及与所述贴合部相连的滑块，所述滑块与所述弹性件固定、并可滑动地设置在所述滑轨上；

所述贴合部包括用于与所述显示屏贴合的贴合面，所述贴合面与所述转轴的滑动方向平行。

4.根据权利要求3所述的柔性显示装置，其特征在于，所述滑块包括：沿所述第一方向延伸并可滑动地设置在所述滑轨上的滑动部，以及自所述滑动部弯折延伸并连接所述贴合部的连接部；

所述弹性件固定在所述滑动部上。

5.根据权利要求4所述的柔性显示装置，其特征在于，所述滑块还包括：自所述滑动部弯折延伸的固定部，所述固定部与所述连接部位于所述滑动部的同一侧；

所述弹性件经由所述固定部固定在所述滑动部上。

6.根据权利要求5所述的柔性显示装置，其特征在于，所述弹性件为弹簧，所述弹簧的一端固定在所述固定部上，另一端固定在所述壳体上；

所述弹簧的伸缩方向与所述转轴的滑动方向平行。

7.根据权利要求4所述的柔性显示装置，其特征在于，所述滑轨为设置在所述壳体上的凹槽，所述滑动部为卡持在所述凹槽内的凸块；

或者，所述滑轨为设置在所述壳体上的滑杆，所述滑动部为具有卡槽并卡持在所述滑杆上的卡块、或为套设在所述滑杆上的套环。

8.根据权利要求1所述的柔性显示装置，其特征在于，所述壳体上设置有开口，所述显示屏伸入所述开口以使所述固定端与所述固定件相连，所述开口在垂直于所述转轴的延伸方向且垂直所述转轴的滑动方向上的尺寸大于(n+1)t，其中，n为所述显示屏完全卷曲或展开一次所述转轴转动的圈数，t为所述显示屏的厚度。

9.根据权利要求1所述的柔性显示装置，其特征在于，所述显示屏包括：在所述显示屏的展开状态下用于显示播放画面的显示面，所述转轴和所述滑轨均位于所述显示屏远离所述显示面一侧，或者，所述转轴和所述滑轨均位于所述显示屏靠近所述显示面一侧；

所述滑轨沿所述显示屏卷曲过程中所述转轴的滑动方向，朝远离与所述显示面所在平面的方向延伸。

10.根据权利要求1所述的柔性显示装置，其特征在于，所述显示屏包括：在所述显示屏的展开状态下用于显示播放画面的显示面，所述转轴和所述滑轨中一者位于所述显示屏远离所述显示面一侧，另一者位于所述显示屏靠近所述显示面一侧；

所述滑轨沿所述显示屏卷曲过程中所述转轴的滑动方向，朝靠近与所述显示面所在平面的方向延伸。

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