折叠式电子装置和柔性显示装置的制作方法

专利名称：折叠式电子装置和柔性显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子装置。此外，本发明涉及还一种用于电子 装置的柔性显示装置。
背景技术：
在折叠式电子装置中使用大面积的显示器已经变得越来越受到 关注，这也对不同类型的柔性显示装置产生了更大的关注。已经提出了一些方案，尤其是专利US6377324，其中已经考虑了柔性显示 装置的折叠；专利US6577496，其中柔性显示装置能够移动；以及做 专利申请公开US2004/0052044A1，其中电子装置的铰链系统辅助了 显示装置的弯曲和电子装置的闭合。
柔性显示装置的制造、材料、结构和操作在如下方面是公知的， 例如结构如何允许显示装置进行折叠，如US2004/0159710A1和 US6016176所公开的；或者结构如何允许显示装置进行翻转，如 US4948232、 W02004/047059A1或US2004/0061683A1所公开的。显示 装置例如基于LCD (液晶显示器)技术，并且它们已经特别被应用在 移动电话中，如WO2004/0017 04Al、 US2002/0090980A1、 US67712 32B2 或US6311076B1所/>开的。
在折叠式电子装置中，例如无线终端、移动电话和PDA装置(个 人数字助理)，当一体的显示装置位于电子装置的两部分之间并覆 盖打开的电子装置的不同部分时，使用柔性显示装置是成问题的。 通过抵靠一部分来折叠另一部分，电子装置容易闭合，因为柔性显 示装置本身可以趋向于折叠。在折叠的位置，所述趋势消失或者显 著减小，但是在电子装置的打开位置，上述效果作为连续的张力可 以施加于显示装置。除此之外，所讨论的现象可能限制实现电子装 置的可能性，因为为了使电子装置不易于自行闭合，必须用铰链结 构的结构来弥补这种影响。
一 种可能的方式是在铰链上增加锁定， 或者手动来防止装置自行闭合。此外，通常需要复杂的机械支撑布 置，以在装置被打开时，使折叠式显示器保持平坦并且因此容易阅 读。发明内容本发明的目的是消除与柔性显示装置相关的所述问题并使得它 们能够容易地应用在折叠式电子装置中。通过柔性显示装置，可以 使用装置的折叠点或者铰链上方的区域用于显示的目的。通过本发 明，还提供了一种显示器，其面积大于电子装置的单个部分。电子 装置的示例是由两个或多个可折叠部分形成的装置，例如无线终端 或移动电话，其可能装有个人数据处理或数据传输功能。根据本发明的一个实施例，柔性显示装置具有由优选的构型或 形式来表示的一种或多种状态，柔性显示装置易于自动设置到这些 优选的构型或形式。在一个实施例种，柔性显示装置易于在其覆盖 尽可能宽的区域的位置自动保持打开。同时，在与柔性显示装置易 于自动折叠或者柔性显示装置被折叠成两部分的方向大致垂直的方 向上，显示装置弯曲。根据本发明的显示装置不同于滚动式显示器，其仅仅易于折叠。有利的是，显示装置具有优选倾向于的两种状态 上述弯曲且刚直的构型；以及显示装置的轮廓是直的但被折成两部 分的构型。由此，显示装置具有两种状态，其中的主要张力不同。 在不同的实施例中，弯曲构型表现为凹入或者凸起状态，其中显示 薄片的横截面形状加强了显示器结构。根据一个实施例，在折叠式 电子装置的情况下，柔性显示装置易于至少在装置的旋轴或者可能 的铰链处折叠成两部分从而到达闭合的位置。向弯曲的打开构型移 动的趋势也发生在相应点处。根据一个实施例，向弯曲构型移动的 趋势是通过外部激励来引发的。在一个实施例中，激励是通过位于 电子装置中的机械控制或电控的元件或主体来实现的。在一个实施 例中，上述元件还有助于拉直显示装置，用于进行折叠。在 一 些实施例中，柔性显示装置的相对端部安装到电子装置的 两个相邻部分上。装置的这两个部分移动到成一定角度的位置，并 且柔性显示装置在它们之间伸直，在这种情况下，建立了面积比单 个部分大的显示器。


以下，将参考附图更详细地描述本发明，其中图1示出处于闭合位置的折叠式电子装置以及被折叠的柔性显示装置；图2示出处于打开位置的图1的折叠式电子装置以及弯曲的柔 性显示器；图3示出处于打开的图1的折叠式电子装置以及其未被覆盖的 铰链结构的俯视图；图4和5示出处于打开位置的图1的折叠式电子装置以及弯曲 的柔性显示器的端部视图；图6示出处于打开位置的折叠式电子装置以及其未被覆盖的铰 链结构的俯视图；图7和8示出处于打开位置的折叠式电子装置以及弯曲的柔性 显示器的端部视图；图9示出处于打开位置的折叠式电子装置和组装到其上的柔性 显示装置的俯视图；图10和11示出处于打开位置的折叠式电子装置和弯曲的柔性 显示器的侧视图；图12至16示出处于闭合位置的折叠式电子装置和被折叠的柔 性显示器的侧-f见图；以及图17示出处于打开位置的折叠式电子装置和弯曲的柔性显示器 的侧视图。
具体实施方式
附图中从显现本发明所需的各个方面示出了电子装置1。对于电 子装置的内部结构的部件和操作，使用已知的技术，典型的电子装 置例如移动电话和PM装置或其结合、无线终端或者用于无线数据 传输的其他便携式装置。在以下的描述中，将讨论图中所示电子装 置的元件。附图中从显现本发明所需的各个方面示出了柔性显示装置2。对于柔性显示装置的结构、材料和电气操作，使用已知的技术， 典型的柔性显示装置例如柔性LCD显示器。由此，本发明可以用于 与任何柔性显示器结合使用，柔性显示器可以是自发射的，例如有 机电致发光显示器和有机发光二极管显示器(0LED),或者可以是 非发射性的(反射型显示器)，例如电泳显示器。使用已知的显示 器2与装置1之间的连接以及控制方式来示出显示器2上的信息。 在无线终端的情况下，使用根据所选规格确定的数据传输和仪器。 在以下的描述中，公开了柔性显示装置的那些对本发明很典型的元 件，并用于将柔性显示装置应用在折叠式电子装置中。在图3和6中，仅通过虚线来表示显示器2的位置，以更好地 显示通常保持在显示器2之下的铰链结构5。电子装置包含彼此相关的至少两个可折叠的部分，这些部分可 以旋转至不同的操作位置。根据图1的折叠式电子装置(也就是装 置1 )包括抵靠彼此定位的两个部分3和4，两个部分3和4之间具 有铰链结构5，铰链结构5使得部分3和4能够折叠到根据图1的闭 合位置(这表示第一位置)并能够折叠到根据图2的打开位置(这 表示第二位置)。在图9中标注出了轴线A，部分3绕轴线A相对于 部分4旋转，这是通过铰链5来实现的。图1的铰链5的具体位置 可以不同于所示的位置。还可以选择没有延伸到显著超出部分3或4 的结构来作为铰链，如图9所示。图2所示的铰链5不允许部分3 和4彼此分开，因此用于显示区域2c和折叠的空间布置在根据图1 的铰链5中。当铰链允许部分3和4之间的运动(主要是分开)时， 然后当装置1闭合时，不需要所涉及的空间。可替换地，显示器2
以其至少能够在图9的方向X上(如果需要的话，也可以在方向Y 上)运动的方式安装到装置1。由此，显示器2例如放在围绕装置1 的框架之下。在根据图9的实施例中，显示器2利用其边缘安装到 部分3和4，在这种情况下，至少显示器2的中间部分能够自由移动 到弯曲的位置。换言之，这样的设置允许在显示器被折叠在闭合位 置时改变显示器的有效长度。即使显示器被制造成柔性的，其通常 也不能在其片状结构平面的方向上延长。显示器2覆盖装置1的两 个或更多部分，进行整体或者部分地覆盖。在图9的实施例中，部 分3中空闲的区域14例如可以装有允许使用者与装置1进行交互所 需的键盘或其他部件(元件)。以相应的方式，部分4的上部可以 是空闲的。如图12至17的实施例所示，显示器延伸超过一个或多 个铰链结构。在根据图1的实施例中，柔性显示装置(也就是显示器2)弯曲 连续地延伸到两个部分3和4的区域，并特别在铰链5上延伸。显 示器2至少部分覆盖铰链5以及部分3和4。根据图2,显示器2形 成一个大的区域，其一体的表面可以显示允许使用者进行交互所需 的图像、文字或符号。信息可以在至少一个方向上示出在显示器2 上，所述至少一个方向对应于装置1的横向(对应于图9的方向Y) 或者纵向(对应于图9的方向X)。通过使用显示区域2a、 2b和2c 来表示显示器2,显示区域2a沿着部分3移动或者安装到部分3上， 显示区域2b沿着部分4移动或者安装到部分4上，显示区域2c位 于部分3和4的折叠处，也就是铰链5处。显示区域2c主要是显示 器2的在根据图1的位置进行折叠的部分，由此可以看出，显示器2 在X方向上的折叠(也就是朝向根据图1的位置的趋势)可以被限 制到显示区域2c上，然后，可以打开和关闭装置l。在显示器2和装置1的打开位置，显示器2在与装置的横向(对 应于图9中的方向Y)相对应的方向上弯曲。显示器2本身意图到达 图2的位置并保持在那里。由此，例如通过其制造过程中产生的内 部张力，图2的位置对应于显示器2自然朝向的位置。这是一种影
响显示器2的原始张力。例如通过首先巻起闭合然后打开巻拢的纸 张或者金属板来视觉化这种效果。根据其结构，纸张或者板倾向于 保持被弯曲的位置或者甚至巻成巻。这种效果例如是以如下的方式来产生的显示器2的一些结构 层整体或部分具有所述的这种性质，或者显示器2包含有薄的、弹 性的并且能弹回的金属板，金属板安装到显示器2上。例如以显示 器2或其一些结构层的形状制造成弯曲的来产生这种效果。通过弯 曲的模具和热处理能产生原始的张力和弯曲的形状。通过以辊子的 形式来巻曲薄金属板能够产生弯曲的形状。优选的形状是通过加强 来形成的。由此，处于弯曲构型的显示器2的轮廓的高度H大于显 示器2本身的厚度，显示器2本身的厚度与处于图1所示位置下的 显示器2的轮廓高度相同。金属板在图2中被示作层2d,层2d被层 叠到显示器2上。在图2的实施例中，层2d在显示器2的整个区域 上延伸，但是在一个实施例中，层2d仅位于显示器2的中央区域， 覆盖长且窄的区域，并且如果需要的话从显示器2的一端延伸到另 一端。在图6中，用点画线示出层2d。在一个实施例中，显示器2 包括两个或多个单独的层2d,它们相对于装置1的纵向轴线对称设 置，并覆盖长且窄的区域。一般来说，显示器2需要外部激励或者力，通过外部激励或力， 显示器2更容易转换到根据图4或8的弯曲并且同时被加强的位置。 在所述的弯曲并且被加强的位置，当从上方观察时，无论曲率大小， 显示器看起来基本上是平的并且因此容易阅读。在附图中，弯曲模 式下的曲率在一定程度上被放大以更清楚地示出加强效果。在图2 的装置1的部分3和4的位置彼此相差大约180度、显示器2完全 打开且基本上平(例如对应于图1的显示器部分2a或2b的轮廓形 式)的情况下，如果显示器2自身能够移动到根据图4或8的弯曲 构型，则不需要外部激励。在图10和11的实施例中，显示器2自身弯曲打开，其中，部 分之间的角度小于180度。显示器在其端部处安装到装置的两个不
同的部分或者区域上，并且当装置打开时，显示器2从折叠的位置 (对应于图l)伸直，并且通过其自身或者由于给定的激励而移动到弯曲的位置。在图10和11所示的位置，显示器2相对于装置1的 部分3和4形成一定的角度。显示器2与部分3、 4形成三角形的结 构。显示器2相对于使用者处于合适的角度。如果需要，装置还可 以进一步包含图17所示方式的结构。显示器2至少在装置1的两个 部分上延伸，并至少部分地覆盖他们。例如，在图10中，部分4中 保持空闲的区域可以装有例如键盘或其他类型的用户界面装置。在图3的实施例中，激励是通过安装到铰链5上的机构或者部 件6来实现的，元件6凸升在部分3和/或部分4的表面上方。当装 置1打开并且铰链5工作时，元件6移动。元件6强迫显示器2升 高并使显示器2具有向根据图4的凸起形式弯曲的趋势。在一个实 施例中，元件6的位置相对于部分4是固定的，但是在装置1的打 开过程中，显示器2降低或者绕元件6拉紧，使得元件6迫使显示 器2到达弯曲模式。图6的实施例也示出了元件6,但是现在其安装到机构7上，机 构7移动元件6并且在这种情况下其连接到铰链5。机构7的位置依 赖于铰链5的位置，或者元件6通过机构7而移动到根据图4的位 置。这种移动可以是手动启动的，例如通过位于铰链5或部分3上 的按钮10。图6示出了元件8,元件8是销，其进行与元件6相对应的操作。 图6中示出了两个销8,两个销8位于部分4 (和/或部分3)中并使 显示器移动到弯曲的位置。 一个或多个销8位于装置1的中心线(对 应于图9的方向X)上。销8或元件6还可以位于除了中心线以外的 位置，只要其位于区域2d中，优选位于区域2d的中间或者位于其 中心线上。销8的位置以与元件6相同的方式依赖于铰链5的位置，或者 在需要的时间其移动到根据图7的位置。这种移动可以是手动启动 的，例如以按4丑10的方式通过位于部分3上的按钮12。销8也可以
通过可控的电操作致动器9 (见图7和8)来推进和推出。致动器9 是通过上述按钮12和/或基于取决于铰链位置的信号来启动的。为 了此目的，如果需要的话，装置1包含检测器11,检测器11提供装 置1的位置的信息。元件6和销8优选在装置1或铰链5到达根据 图2的位置时进行操作。在一个实施例中，显示器2安装到元件6或销8上。在根据图7 的情况下，在折叠装置1之前或者之中，可以将显示器2拉直，由 此弯曲的位置不会妨碍装置1和显示器2移动到根据图1的被折叠 位置。上述拉动是例如通过按钮来手动致动或者基于由检测器11提 供的信号来致动的。检测器11检测装置1闭合的时间。可替换地， 根据图5，通过一个或多个元件13将显示器拉直用于折叠。元件安 装到显示器2上或者在显示器2的一侧或两侧上，并且例如通过致 动器在方向Y上拉元件。元件13的操作还可以设置为依赖于铰链5、 检测器11或按钮19,如上所述。在根据图8的实施例中，显示器2倾向于弯曲成凹入形状，在 这种情况下，如果需要的话，通过朝向装置1将显示器2拉成弯曲 的形状来产生激励。由此，显示器2安装到元件6或者销8上。相 应地，为了折叠装置l,通过主动的措施来拉直显示器2,这可以通 过向上推元件6或销8来实现。如上所述，如果需要的话，使用检 测器11、致动器9和按钮12。拉元件6的操作可以依赖于铰链5的 操作，如上所述，在这种情况下，当打开装置1时向内拉元件6,并 且如果需要的话，使用机构7和按钮10。以使凹入侧彼此抵靠的方 式来折叠凹入的显示器2通常更加容易，因此不需要主动拉直。销8 可以被设置用于激励，以仅进行较短的拉动运动并在之后释放。图9更清楚地示出方向X,方向X相对于方向Y是横向的，方向 Y平行于轴线A。装置1绕轴线A进行折叠。显示器2倾向于相对于 方向X或绕方向X形成凸起或凹入的形状。如果需要，弯曲的形状 在显示器2的整个长度上延伸。显示器2上至少有一个点易于绕方 向Y折叠成两部分。所讨论的点优选是显示区域2c。显示区域2a
和2b不需要绕方向Y进行折叠，并且它们设置成抵靠部分3和4。 显示区域2c的轮廓在其被折成两部分之前必须是直的。当显示区域 2c的轮廓为直的时，如果需要，其自身可以朝向被折叠构型，这是 其另一种优选的形式。区域2c的弯曲形式无论是凸起还是凹入都消 除并防止了所讨^r的趋势。
图12至17示出了电子装置和柔性显示器的其他实施例，其中 电子装置包含两个或多个可折叠的部分，它们彼此处于不同的构型。 图12至16中的电子装置的位置对应于闭合的位置。在这些实施例 中，这些部分具有平行的旋转轴线并且它们按顺序定位。附加部件 也可以安装到图中所示的部分上，例如4建盘或其他的用户界面元件。 这些附加部件的旋转轴通常与图12至17中的部件的旋转轴线垂直 或成一定角度。在图12至16的装置中，应用了上述方案与例如图4 至图8的结合。柔性显示器在两个或多个部件的区域上延伸，整体 或部分地覆盖这些部件。显示器包括在与图14-16相同的方向或者 不同的方向(例如图12)上易于被折叠成两部分的一个或多个点。 在图12至17的实施例中，显示器是凸起的或者凹入的。本发明不局限于上述实施例，而是可以在所附权利要求的范围 内变化。
权利要求
1.一种电子装置，包括可相对于彼此折叠的至少两个部分，所述至少两个部分可以绕旋转轴线旋转到第一位置和第二位置；柔性显示装置，所述柔性显示装置在所述至少两个可折叠部分上延伸，全部或部分地覆盖所述至少两个可折叠部分，并且所述柔性显示装置具有被折叠构型，在该构型下，所述显示装置设置在所述第一位置，并且所述显示装置绕与所述旋转轴线平行的第一方向进行折叠；以及弯曲构型，在该构型下，所述显示装置设置在所述第二位置，并且所述显示装置绕与所述旋转轴线垂直的第二方向弯曲。
2. 根据权利要求1所述的电子装置，其中，所述显示装置还绕 与所述旋转轴线平行的第三方向进行折叠。
3. 根据权利要求1所述的电子装置，其中，所述弯曲构型是所 述显示装置易于自动移动并保持在那里的优选构型。
4. 根据权利要求3所述的电子装置，其中，所述电子装置还包 含至少一个元件，所述至少一个元件能够向所述显示装置提供激励， 以使所述显示装置移动到所述优选构型。
5. 根据权利要求1所述的电子装置，其中，所述弯曲构型是凸 起的或者凹入的。
6. 根据权利要求1所述的电子装置，其中，所述电子装置还包 括至少一个元件，所述至少一个元件能够向所述弯曲构型推或拉所 述显示装置。
7. 根据权利要求1所述的电子装置，其中，所述电子装置还包 括至少一个元件，所述至少一个元件能够将所述显示装置从所述弯 曲构型拉或推到伸直的位置，其中，可以折叠所述显示装置。
8. 根据权利要求1所述的电子装置，其中，所述电子装置还包 括铰链结构，所述柔性显示装置延伸越过所述铰链结构。
9. 根据权利要求1所述的电子装置，其中，所述电子装置还包 括铰链结构，至少一个元件位于所述铰链结构处，所述至少一个元 件能够向所述显示装置提供激励，以使所述显示装置向所述被折叠 构型和/或所述弯曲构型移动。
10. 根据权利要求1所述的电子装置，其中，所述电子装置还包 括至少一个电操作致动器，所述电操作致动器能够向所述弯曲构型 推或拉所述显示装置。
11. 根据权利要求1所述的电子装置，其中，当所述显示装置处 于所述被折叠构型时，至少一个所述可折叠部分设置在所述显示装 置之间。
12. 根据权利要求1所述的电子装置，其中，当所述部分处于所 述第一位置时，至少一个所述可折叠部分设置在两个所述可折叠部 分之间。
13. 根据权利要求1所述的电子装置，其中，当所述部分处于所述第二位置时，至少两个所述可折叠部分是按顺序设置的。
14. 根据权利要求1所述的电子装置，其中，两个所述可折叠部 分之间的角度小于180度，并且所述柔性显示装置越过所述可折叠 部分设置在所述弯曲构型，并且所述柔性显示装置相对于所述可折 叠部分形成一定角度。
15. 根据权利要求14所述的电子装置，其中，所述电子装置是 无线终端或者移动电话。
16. —种用于电子装置的柔性显示装置，其中，所述柔性显示装 置包括被折叠的闭合构型，其中，所述显示装置绕第一方向进行折叠， 以及弯曲的打开构型，其中，所述显示装置绕与所述第一方向垂直的 第二方向弯曲。
17. 根据权利要求16所述的柔性显示装置，所述弯曲构型是所 述显示装置易于自动移动并保持在那里的优选构型。
18. 根据权利要求17所述的柔性显示装置，其中，所述被折叠 构型也是所述显示装置易于自动移动并保持在那里的优选构型。
19. 根据权利要求16所述的柔性显示装置，其中，所述柔性显示装置处于被折叠成两部分的所述被折叠构型。
20. 根据权利要求16所述的柔性显示装置，其中，所述柔性显 示装置被布置成用于电子装置，所述电子装置包含可相对于彼此绕 旋转轴线进行折叠的至少两个部分，所述旋转轴线平行于所述第一 方向，所述柔性显示装置能够在至少两个所述可折叠部分上延伸并 整体或局部地覆盖所述可折叠部分。
全文摘要
一种电子装置，包括可相对于彼此折叠的至少两个部分，这两个部分可以绕旋转轴线旋转到第一位置和第二位置；和柔性显示装置，该柔性显示装置至少在所述两个可折叠部分上延伸，全部或部分地覆盖所述两个可折叠部分。所述柔性显示装置具有被折叠构型，在该构型下，所述显示装置设置在所述第一位置，并且所述显示装置绕与所述旋转轴线平行的第一方向进行折叠，和弯曲构型，在该构型下，所述显示装置设置在所述第二位置，并且所述显示装置绕与所述旋转轴线垂直的第二方向弯曲。柔性显示装置还可以用于电子装置。
文档编号G06F1/16GK101120295SQ200680001771
公开日2008年2月6日 申请日期2006年1月5日 优先权日2005年1月5日
发明者J·基姆默尔 申请人:诺基亚公司