TW201947348A - 彎折模組及折疊式顯示裝置 - Google Patents

Abstract

一種彎折模組及折疊式顯示裝置。彎折模組適於在一攤平狀態以及一彎折狀態之間變化。此彎折模組包括一柔性單元以及一對支撐件，柔性單元具有一中性層，而一對支撐件對應連接至柔性單元，彎折模組於攤平狀態以及彎折狀態之間變化時，柔性單元形變，而支撐件以各自對應的一個旋轉中心而轉動以相對靠近或遠離，其中旋轉中心始終保持在柔性單元的中性層上。將此彎折模組應用在折疊式顯示裝置中，可延長折疊式顯示裝置的使用壽命。

Description

彎折模組及折疊式顯示裝置

本發明是有關於一種模組及裝置，且特別是有關於一種彎折模組及折疊式顯示裝置。

近年來，撓性顯示技術逐漸成熟，各家廠商開始將柔性顯示面板應用於各產品上。使用可撓式顯示面板的顯示裝置在展開時可實現大螢幕且在彎折時便於攜帶，因此適合應用至各種領域的顯示器，例如電視、監視器、攜帶型電話、超薄可移動式個人電腦、電子書以及電子紙等。

具體而言，當使用者要使用折疊式顯示裝置時，可將其展開，以將柔性顯示屏完全展開而能夠使用較大的顯示畫面。當使用者要移動折疊式顯示裝置時，可將折疊式顯示裝置折疊起來以縮小折疊式顯示裝置的尺寸，以便於攜帶。

一般來說，折疊式顯示裝置折疊時雖然可縮小產品的體積，但卻會一併折疊折疊式顯示裝置的柔性顯示屏，這有可能使得黏貼在柔性顯示屏的外側的支撐件對柔性顯示屏造成拉扯，進而損壞柔性顯示屏。因此，如何防止折疊式顯示裝置之柔性顯示屏折疊時受到支撐件拉扯的問題，是本領域人員目前亟待解決的問題之一。

本發明提供一種在開合過程中，支撐件恆保持在柔性單元上的固定位置的彎折模組。

本發明提供一種具有較長使用壽命的折疊式顯示裝置。

本發明的一種彎折模組適於在一攤平狀態以及一彎折狀態之間變化。此彎折模組包括一柔性單元以及一對支撐件，柔性單元具有一中性層，而一對支撐件對應連接至柔性單元，彎折模組於攤平狀態以及彎折狀態之間變化時，柔性單元形變，而支撐件以各自對應的一個旋轉中心而轉動以相對靠近或遠離，其中旋轉中心始終保持在柔性單元的中性層上。

在本發明的一實施例中，其中柔性單元具有一第一部以及位在第一部的兩邊的兩個第二部，支撐件對應地連接在第二部，而中性層於第一部及第二部中延伸。

在本發明的一實施例中，其中旋轉中心之位置為，彎折模組彎折時柔性單元的第二部的中性層延伸面，與彎折模組攤平時柔性單元的中性層延伸面，個別之交會點。

在本發明的一實施例中，其中在彎折模組處於攤平狀態時，兩個支撐件連接到柔性單元的兩個端點的距離為πR，R為第一部的彎折直徑。

本發明的一種折疊式顯示裝置，包括一彎折模組以及多個轉軸。彎折模組包括一柔性單元以及一對支撐件。柔性單元具有一中性層，支撐件對應連接至柔性單元，而轉軸成對地連接在支撐件之間，以使支撐件能夠同步移動，其中折疊式顯示裝置於一攤平狀態以及一彎折狀態之間變化時，柔性單元形變以使支撐件各自對應於旋轉中心中的其中一個而相對轉軸轉動以相對靠近或遠離，而旋轉中心始終保持在柔性單元的中性層上。

在本發明的一實施例中，其中柔性單元為一柔性屏。

在本發明的一實施例中，其中柔性單元具有一第一部以及位在第一部的兩邊的兩個第二部，支撐件對應地連接在第二部，而中性層於第一部及第二部中延伸。

在本發明的一實施例中，其中每一支撐件包括連接塊以及板，連接塊具有弧形槽部以及連接部，其中弧形槽部用以容納轉軸；而柔性屏的第二部與連接塊的連接部附著在板的相對兩側。

在本發明的一實施例中，其中轉軸為齒輪，且弧形槽內設置有齒，位於相對外側的兩個齒輪與弧形槽內的齒嚙合。

在本發明的一實施例中，其中折疊式顯示裝置處於攤平狀態時，板連接至柔性單元的兩個端點的距離為πR，R為第一部的彎折直徑。

在本發明的一實施例中，其中旋轉中心之位置為，彎折模組彎折時柔性單元的第二部的中性層延伸面，與彎折模組攤平時柔性單元的中性層延伸面，個別之交會點。

在本發明的一實施例中，折疊式顯示裝置還包括至少遮蔽住轉軸及第一部的一殼體，其中該些支撐件能夠相對該殼體轉動。

基於上述，通過將支撐件相對於柔性單元轉動時的旋轉中心設計成恆保持在中性層上，可以防止彎折模組在攤平狀態以及彎折狀態之間變化時，支撐件對柔性單元造成拉扯。而將此彎折模組應用在折疊式顯示裝置時，可延長折疊式顯示裝置的使用壽命。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1為本發明一實施例之彎折模組在攤平狀態的示意圖，而圖2為圖1之彎折模組在彎折狀態的示意圖。請同時參考圖1及圖2，本發明的彎折模組100包括一柔性單元110以及一對支撐件120，其中柔性單元110具有一中性層N，而一對支撐件120對應連接至柔性單元110，且彎折模組100在攤平狀態以及彎折狀態之間變化時，柔性單元110形變以使支撐件120以各自對應的一個旋轉中心C而轉動以相對靠近或遠離，其中旋轉中心C始終保持在柔性單元110的中性層N上。

前述的中性層N是指材料在彎曲過程中，外層受拉伸，內層受擠壓，而在材料的斷面上必然會有一個不受拉也不受壓的過渡層，應力幾乎等於零，這個過渡層稱為材料的中性層N。簡單地說，中性層N在彎曲過程中的長度和彎曲前一樣，保持不變。中性層N並非是指柔性單元110在斷面上的某一特定高度上的層，中性層N會依照柔性單元110的選用材料、實施厚度等變因而在柔性單元110的斷面上的不同高度上。換言之，中性層N可能位在柔性單元110的表面上，或是位在柔性單元110的內部。舉例而言，若柔性單元110的表面還貼附有其他鋼性較強的材料時，例如用來保護柔性單元110的表面的可彎折之玻璃或金屬材料，此時將材料及柔性單元110視為一個整體，中性層N可能位在包含有材料及柔性單元110的此一整體的表面上。

承上述，本發明的柔性單元110具有一第一部112以及位在第一部112的兩邊的兩個第二部114，其中支撐件120對應地連接在第二部114，而中性層N於第一部112及第二部114中延伸。附帶一提，圖1及圖2中雖然示意地使支撐件120的端點位在第二部114的邊緣處，但在實作上，支撐件120可更延伸入第二部114，或可能朝第一部112遠離第二部114的方向延伸。

在本實施例中，當彎折模組100處於攤平狀態時，兩個旋轉中心C彼此間的距離小於或等於第一部112的彎折直徑，且支撐件120彼此間的端點距離為πR，R為第一部112的彎折直徑。

當折疊彎折模組100以從圖1的攤平狀態逐漸變化至圖2的彎折狀態時，柔性單元110的第一部112會彎折形變成弧形，而位在第一部112的兩側的兩個第二部114各自隨著第一部112的形變而繞著其各自相對應的位在中性層N上的旋轉中心C而轉動以逐漸靠近彼此。

特別的是，通過將第二部114的旋轉中心C定義在中性層N上以進行轉動，不論彎折模組100處於攤平狀態或是處於彎折狀態，支撐件120連接至柔性單元110的端點至其相鄰的旋轉中心C的距離d都不會改變。這裡所指的支撐件120的端點至其相鄰的旋轉中心C的距離d不會改變是指彎折模組100在攤平狀態及彎折狀態之間變化時，支撐件120的端點到攤平狀態時的旋轉中心C的直線距離d都是相同的，不論支撐件120相較於旋轉中心C轉動多少角度。

具體而言，兩個旋轉中心C的個別位置為，彎折模組100彎折時性單元110的第二部114的中性層延伸面，與彎折模組100攤平時柔性單元110的中性層延伸面的交會點。

由上述可以知道，彎折模組100彎折時，通過旋轉中心C始終保持在柔性單元110的中性層N上，使得支撐件120隨著柔性單元110的第二部114在相對於柔性單元110的第一部112轉動時，並不會因為柔性單元110的變形而對柔性單元110的表面拉扯。

所以，即使彎折模組100在彎折狀態以及攤平狀態之間多次轉換，也不會因為狀態的轉換而使柔性單元110被破壞。

將前述彎折模組100的應用在折疊式顯示裝置200上，由於在彎折模組100彎折時，旋轉中心C始終保持在中性層N上，支撐件120不會因為柔性單元110的變形而對柔性單元110的表面進行拉扯，所以可以防止折疊式顯示裝置200的柔性屏(對應於彎折模組100的柔性單元110)因為多次折疊而損壞。

圖3為應用圖1的彎折模組的折疊式顯示裝置的攤平狀態的示意圖，而圖4為圖3的折疊式顯示裝置的彎折狀態的示意圖。圖5為應用圖1的彎折模組的折疊式顯示裝置的局部示意圖，而圖6為圖5的折疊式顯示裝置的另一視角的示意圖。

請先同時參考圖3、圖4及圖5，本發明的折疊式顯示裝置200包括前述的彎折模組100以及多個轉軸211、212、213、214，其中柔性單元110以一柔性屏111來實施，柔性屏111具有中性層N，支撐件120對應連接至柔性屏111，而轉軸211、212、213、214成對地連接在支撐件120之間，以使柔性屏111彎折的時候，兩個支撐件120能夠藉由轉軸211、212、213、214而同步地移動。

圖7為圖6的截面示意圖。請同時參考圖5、圖6及圖7，具體而言，每一個支撐件120可以相連在一起的連接塊122及板124來實施，其中柔性屏111的第二部114貼附在板124上，而連接塊122可具有容置轉軸211、212、213、214的弧形槽部122a以及連接到板124的連接部122b。本實施例的折疊式顯示裝置200中使用4個轉軸211、212、213、214，並將4個轉軸211、212、213、214以沿著軸向A彼此平行但不重合的方式並排地設置。在這4個轉軸211、212、213、214中，位在相對外側的兩個轉軸211、214沿著軸向A分別突向兩個相反的方向。即，以圖5說明，位在下方的轉軸211較位在相對內側的兩個轉軸212、213突向左方而位在上方的轉軸214較位在相對內側的兩個轉軸212、213突向右方。本領域具通常知識者應知說明書中有關於上、下、左、右、內、外等方位或方向等的描述並不受前述說明而限制，當比較基準改變時，前述的描述也會跟著改變。

請繼續同時參考圖4、圖5及圖6，弧形槽部122a在轉軸211、212、213、214的軸向A上錯開設置，且沿著軸向A分別突向兩個相反方向的兩個轉軸211、214分別置於對應的弧形槽部122a中，而經由轉軸211、214及弧形槽部122a的形狀的互相配合及轉軸211、214與弧形槽部122a的設置方式，轉軸211、214與弧形槽部122a能夠相對轉動，以使折疊式顯示裝置200可以在如圖4的彎折狀態以及如圖3的攤平狀態之間變化。

此外，折疊式顯示裝置200還包括至少遮蔽住轉軸211、212、213、214及第一部112的殼體230，其中位在中間的兩個轉軸212、213與殼體230彼此固定住，而在折疊式顯示裝置200從攤平狀態變化至彎折狀態時，可通過弧形槽部122a與位在相對外側的兩個轉軸211、214的相對移動而讓兩個支撐件120同步地轉動。

圖8為圖3的折疊式顯示裝置處於攤平狀態的示意圖。請參考圖8，在折疊式顯示裝置200處於該攤平狀態時，兩個板124分別附接至柔性屏111的第二部114的的端點的距離為πR，其中R為柔性屏111的第一部112的一彎折直徑。兩個旋轉中心C的個別位置為，彎折模組100彎折時性單元110的第二部114的中性層延伸面，與彎折模組100攤平時柔性單元110的中性層延伸面的交會點。

確切地說，當折疊式顯示裝置200從攤平狀態要彎折到彎折狀態時，使用者可以抓握住板124，通過使柔性屏111的第一部112變形成弧形而使兩個板124相對靠近，此時，連接到板124的連接部122b受到板124的帶動而讓弧形槽部122a與轉軸211、214發生相對轉動的運動。

如前所述，附接到板124的柔性屏111的第二部114賴以旋轉的旋轉中心C始終保持在柔性屏111的中性層N上，所以在折疊式顯示裝置200處於彎折狀態時板124連接至柔性屏111的端點到攤平狀態時的旋轉中心C的位置的距離d與折疊式顯示裝置200處於攤平狀態時板124連接至柔性屏111的端點到旋轉中心C的位置的距離d都是相同的，如圖1及圖2所示，因此不論板124相較於旋轉中心C轉動多少角度，板124都不會因為柔性屏111的第一部112的變形而對柔性屏111的表面造成拉扯。

由此可知，折疊式顯示裝置200即使經歷過非常多次的攤平-折疊狀態之間的轉變，板124都不會對柔性屏111的表面造成拉扯，所以可以保持柔性屏111的外觀及作用的完整性。

圖9為折疊式顯示裝置的另一種實施例的示意圖。請參考圖9，本實施例的折疊式顯示裝置200’與前述實施例的折疊式顯示裝置200的不同之處在於：前述實施例的轉軸211、212、213、214可以是由齒輪211’、212’、213’、214’實施，且可更在弧形槽部122a’內形成齒，因此通過齒輪211’、212’、213’、214’間彼此的嚙合及與弧形槽部122a’內的齒的嚙合以達到讓折疊式顯示裝置200在攤平以及彎折狀態之間變化。或者，也可以是依照需求而改變設計，在弧形槽部122a內額外裝設另一個齒輪(未繪示)，以與齒輪211’或214’嚙合。

在折疊式顯示裝置200中將轉軸211、212、213、214以齒輪211’、212’、213’、214’實施，可透過齒輪211’、212’、213’、214’與弧形槽部122a’內的齒嚙合而讓折疊式顯示裝置200在彎折狀態以及攤平狀態之間的變化較為緩慢且平順，防止轉軸211、212、213、214與弧形槽部122a之間可能因為摩擦力不足或材料耗損造成的突然崩潰，避免旋轉中心C的位置突然改變而板124會去拉扯柔性屏111的表面。

綜上所述，本發明的彎折模組透過將旋轉中心定義在柔性單元的中性層，因此在柔性單元的第二部以其各自對應的旋轉中心相對於柔性單元的第一部旋轉時，由於中性層不會被拉伸或是壓縮，因此彎折模組在攤平狀態及彎折狀態之間變化時，彎折模組的彎折過程的長度變化量最小，支撐件連接至柔性層的端點能夠固定在柔性單元的特定位置上而不會改變。所以，柔性單元不會被破壞。

將此彎折模組應用在折疊式顯示裝置中，即使折疊式顯示裝置在攤平狀態及彎折狀態之間多次變化，仍可確保柔性屏的外觀及功能完整性，延長折疊式顯示裝置的使用壽命。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧彎折模組

110‧‧‧柔性單元

111‧‧‧柔性屏

112‧‧‧第一部

114‧‧‧第二部

120‧‧‧支撐件

122‧‧‧連接塊

122a、122a’‧‧‧弧形槽部

122b‧‧‧連接部

124‧‧‧板

200、200’‧‧‧折疊式顯示裝置

211、212、213、214‧‧‧轉軸

211’、212’、213’、214’‧‧‧齒輪

230‧‧‧殼體

N‧‧‧中性層

C‧‧‧旋轉中心

A‧‧‧軸向

d‧‧‧距離

R‧‧‧半徑

圖1為本發明一實施例之彎折模組在攤平狀態的示意圖。

圖2為圖1之彎折模組在彎折狀態的示意圖。

圖3為應用圖1的彎折模組的折疊式顯示裝置的攤平狀態的示意圖。

圖4為圖3的折疊式顯示裝置的彎折狀態的示意圖。

圖5為應用圖1的彎折模組的折疊式顯示裝置的局部示意圖。

圖6為圖5的折疊式顯示裝置的另一視角的示意圖。

圖7為圖6的截面示意圖。

圖8為圖3的折疊式顯示裝置處於攤平狀態的示意圖。

圖9為折疊式顯示裝置的另一種實施例的示意圖。

Claims (12)

1. 一種彎折模組，適於在一攤平狀態以及一彎折狀態之間變化，該彎折模組包括： 一柔性單元，具有一中性層；以及 一對支撐件，對應連接至該柔性單元， 該彎折模組於該攤平狀態以及該彎折狀態之間變化時，該柔性單元形變，而該一對支撐件各自對應於始終保持在該柔性單元的該中性層上的一對旋轉中心中的其中之一而轉動以相對靠近或遠離。
2. 如申請專利範圍第1項所述的彎折模組，其中該柔性單元具有一第一部以及位在該第一部的兩邊的兩個第二部，該一對支撐件對應地連接在該些第二部，而該中性層於該第一部及該些第二部中延伸。
3. 如申請專利範圍第2項所述的彎折模組，其中該一對旋轉中心的位置為該彎折模組彎折時該柔性單元的該第二部的中性層延伸面，與該彎折模組攤平時該柔性單元的中性層延伸面，個別之交會點。
4. 如申請專利範圍第2項所述的彎折模組，其中在該彎折模組處於該攤平狀態時，該一對支撐件連接至該柔性單元的兩個端點的距離為πR，其中R為該第一部的一彎折直徑。
5. 一種折疊式顯示裝置，包括： 一彎折模組，包括： 一柔性單元，具有一中性層一對支撐件，對應連接至該柔性單元；以及 多個轉軸，成對地連接在該一對支撐件之間，以使該一對支撐件能夠同步移動， 該折疊式顯示裝置於一攤平狀態以及一彎折狀態之間變化時，該柔性單元形變以使該一對支撐件各自對應於始終保持在該柔性單元的該中性層上的一對旋轉中心中的其中之一而相對該些轉軸轉動以相對靠近或遠離。
6. 如申請專利範圍第5項所述的折疊式顯示裝置，其中該柔性單元為一柔性屏。
7. 如申請專利範圍第5項所述的折疊式顯示裝置，其中該柔性單元具有一第一部以及位在該第一部的兩邊的兩個第二部，該一對支撐件對應地連接在該些第二部，而該中性層於該第一部及該些第二部中延伸。
8. 如申請專利範圍第7項所述的折疊式顯示裝置，其中每一該支撐件包括： 一連接塊，具有一弧形槽部以及一連接部，其中該弧形槽部用以容納該些轉軸；以及 一板，該柔性屏的該第二部與該連接塊的該連接部附著在該板的相對兩側。
9. 如申請專利範圍第8項所述的折疊式顯示裝置，其中該些轉軸為齒輪，且該弧形槽內設置有齒，該些齒輪中的位於相對外側的兩個與該些弧形槽內的齒嚙合。
10. 如申請專利範圍第8項所述的折疊式顯示裝置，其中該折疊式顯示裝置處於該攤平狀態時，該些板連接至該柔性單元的兩個端點的距離為πR，其中R為該第一部的一彎折直徑。
11. 如申請專利範圍第7項所述的折疊式顯示裝置，其中該一對旋轉中心的位置為該彎折模組彎折時該柔性單元的該第二部的中性層延伸面，與該彎折模組攤平時該柔性單元的中性層延伸面，個別之交會點。
12. 如申請專利範圍第8項所述的折疊式顯示裝置，還包括一殼體，至少遮蔽住該些轉軸及該第一部，其中該些支撐件能夠相對該殼體轉動。