柔性支撑板、柔性组件、折叠设备及生产设备的制作方法

文档序号:32452384发布日期:2022-12-07 02:07阅读:100来源:国知局
柔性支撑板、柔性组件、折叠设备及生产设备的制作方法

1.本技术涉及支撑结构领域,具体而言,涉及柔性支撑板、柔性组件、折叠设备及生产设备。


背景技术:

2.折叠屏或其他柔性结构需要通过支撑结构提供可弯曲变形的支撑。已知技术中的支撑结构,有的采用不锈钢、钛合金等结构制成,但这存在不容易兼顾折弯性能和支撑能力的问题。


技术实现要素:

3.本技术提供柔性支撑板、柔性组件、折叠设备及生产设备,以解决已知支撑结构不易兼顾折弯性能和支撑效果的问题。
4.第一方面,本技术实施例提供一种柔性支撑板,包括板体,板体具有第一表面。板体的第一表面开设有凹槽。板体包括由记忆合金板制成的基板部和间隔叠合于基板部同一侧表面的多个叠板部,凹槽位于相邻的叠板部之间。
5.本技术实施例中的柔性支撑板采用基板部为记忆合金板且表面具有凹槽的板体,能够在实现较小弯折半径的弯折的同时,提供更可靠的支撑效果。
6.在一种可能的实施方式中,板体具有沿第一方向相对的第一侧面和第二侧面,其中,第一方向平行于第一表面。凹槽沿第一方向延伸并贯通至第一侧面和第二侧面。
7.该实施方式中,凹槽侧向贯通板体,能够提高柔性支撑板在宽向的一致性,且利于折弯。
8.在一种可能的实施方式中,凹槽的槽宽恒定,槽宽指凹槽在第二方向上的尺寸,第二方向平行于第一表面且垂直于第一方向。
9.该实施方式中,凹槽槽宽恒定,方便加工,且能够提高柔性支撑板在宽向的一致性。
10.在一种可能的实施方式中,柔性支撑板用于支撑一柔性屏,板体厚度在0.05至0.4mm之间,凹槽的槽宽在5至55mm之间,凹槽的凹入深度小于板体的厚度的一半。
11.该实施方式中,在支撑柔性屏时,采用合适的板体厚度、凹槽槽宽及凹槽凹入深度,能够提供可靠的支撑,且折弯操作力适中,手感好。
12.在一种可能的实施方式中,板体的厚度在0.1至0.2mm之间。
13.该实施方式中,该厚度的板体制成的柔性支撑板适于折叠手机、平板等折叠设备的柔性屏的支撑。
14.在一种可能的实施方式中,凹槽的凹入深度与板体的厚度之比在0.10至0.90之间,例如0.7-0.8之间。
15.本实施方式中,因采用记忆合金,凹槽的凹入深度可以在板体厚度的一半以下,使柔性支撑板在对应凹槽处的厚度在一半以上,使得该柔性支撑板能够实现较小的弯折半径
的同时保持可靠地支撑刚度。其中,较小的弯折半径有利于折叠设备(如折叠屏手机)的减薄设计。当然,在另一些实施方式中,前述凹槽的凹入深度也可以设置在0.45至0.90之间。
16.在一种可能的实施方式中,凹槽的槽底面为平面或曲面或折面。
17.该实施方式中,凹槽槽底面的各种形状能够提供不同形状和支撑力的支撑。
18.在一种可能的实施方式中,凹槽在宽度方向的中间位置凹入深度较小、在宽度方向的两侧凹入深度较大,使凹槽的槽底面呈宽度方向中间凸出的弧面。
19.该实施方式中,槽底面为中间凸出的弧面,相较采用平面槽底面的情形,折角处更平滑,折角相对较大。
20.在一种可能的实施方式中,凹槽在宽度方向的中间位置凹入深度较大、在宽度方向的两侧凹入深度较小,使凹槽的槽底面呈宽度方向中间凹入的弧面。
21.该实施方式中,槽底面为中间凹入的弧面,相较采用平面槽底面的情形,折角处更尖锐,折角相对较小。
22.在一种可能的实施方式中,凹槽的槽底面的凹入深度最大处的凹入深度与板体的厚度之比在0.1至0.7之间,凹槽的槽底面的凹入深度最小处的凹入深度与板体的厚度之比在0.2至0.9之间。
23.该实施方式中,凹槽最深处尺寸和最低处尺寸的结合设置,能够兼顾折弯性能和支撑力。
24.在一种可能的实施方式中,凹槽的槽底面的宽度方向的中间位置向凹槽的开口一侧凸出形成凸台。
25.该实施方式中,凹槽槽底面宽度方向中间设置凸台,能够使凸台对应处更平滑,折角相对较大。
26.在一种可能的实施方式中,凹槽的凹入深度与板体的厚度之比在0.1至0.7之间,凸台的高度与板体的厚度之比在0.10至0.20之间。
27.该实施方式中,凹槽的凹入深度和凸台高度的组合限定,能够兼顾折弯性能和支撑力。
28.在一种可能的实施方式中,凸台关于凹槽的槽底面的宽度方向的中面对称。
29.该实施方式中,凸台对称设置有利于得到对称的支撑形状。
30.在一种可能的实施方式中,凹槽的数量为一个或多个。凹槽的数量为多个时,多个凹槽相互间隔且彼此平行或呈设定夹角。
31.该实施方式中,多个凹槽可实现多处弯折,更适于有更多弯折处的柔性元件的支撑。
32.在一种可能的实施方式中,柔性支撑板由镍钛合金板制成。
33.该实施方式中,采用镍钛合金,结合柔性支撑板的结构设置,能够在实现较小弯折半径的弯折的同时,提供更可靠的支撑效果。
34.在一种可能的实施方式中,叠板部由与基板部一体成形的记忆合金构成;或者,叠板部通过连接结构叠合连接于基板部。
35.该实施方式中,板体可以采用一体成形的整体结构,也可以采用分体连接的结构,适应不同使用或性能需求。
36.第二方面,本技术实施例提供一种柔性组件,包括柔性元件和前述的柔性支撑板。
柔性元件层叠于柔性支撑板,且具有沿柔性支撑板的厚度方向对应凹槽的区域。
37.本实施例中的柔性组件采用前述的柔性支撑板支撑柔性元件,柔性元件能够得到可靠的支撑且易于弯折至所需的折弯半径。
38.在一种可能的实施方式中,柔性元件为柔性屏。
39.该实施方式中,采用柔性支撑板支撑柔性屏,能够为柔性屏提供合适的支撑力,且有利于柔性屏以较小折弯半径折弯,利于折叠设备的减薄设计。
40.在一种可能的实施方式中,柔性屏包括中间区域和分别位于中间区域两侧的侧区域。中间区域和凹槽沿柔性支撑板的厚度方向对应。两个侧区域中的一个或两个与柔性支撑板固定连接或可活动连接。
41.该实施方式中,柔性屏和柔性支撑板之间的不同支撑形式能够适应不同需求。
42.在一种可能的实施方式中,侧区域中的一个与柔性支撑板固定连接、另一个沿凹槽的宽度方向可相对活动地连接于柔性支撑板。
43.该实施方式中,采用部分可活动连接的方式,使得在折弯时,能够兼容柔性支撑版和柔性屏之间的错位,避免或降低折弯后的应力集中。
44.在一种可能的实施方式中,还包括粘接层。柔性元件通过粘接层粘接于柔性支撑板。
45.该实施方式中,通过粘接层粘接利于柔性元件和柔性支撑板之间相对位置的保持。
46.在一种可能的实施方式中,柔性支撑板具有与第一表面相背的第二表面。柔性元件层叠于第一表面或第二表面。
47.该实施方式中,柔性元件支撑于第二表面,利于柔性屏和柔性支撑板的完全接触支撑,支撑较全面;柔性元件支撑于第一表面,柔性屏对应凹槽处与柔性支撑板间隔不接触,适于需要柔性屏对应凹槽处与柔性支撑板间隔不接触的使用场景。
48.在一种可能的实施方式中,柔性元件为柔性电路板,柔性电路板粘合于柔性支撑板的第二表面。
49.该实施方式中,通过柔性支撑板支撑柔性电路板,能够为柔性电路板提供柔性支撑。
50.在一种可能的实施方式中,柔性元件为电路系统。第二表面附设有绝缘层,电路系统成型于绝缘层远离第二表面一侧。
51.该实施方式中,给出了柔性支撑板支撑电路系统的方案。
52.在一种可能的实施方式中,绝缘层开设有通孔,电路系统具有接地端,接地端由经过通孔的导电线路电连接至柔性支撑板。
53.该实施方式中,因为作为基底的柔性支撑板采用的是记忆合金,具有良好的导电性能,可方便地用作电路系统的接地端。
54.在一种可能的实施方式中,柔性元件为附着于第二表面的光学薄膜。
55.该实施方式中,柔性支撑板可以根据需要变形至合适的弯曲状态或恢复,使光学薄膜具有不同的光路特性。
56.第三方面,本技术实施例提供一种折叠设备,包括柔性屏和支撑组件。支撑组件包括前述的柔性支撑板,柔性支撑板用于抵接支撑柔性屏。
57.本实施例中的折叠设备由采用前述柔性支撑板的支撑组件来支撑柔性屏,能够兼顾对柔性屏的支撑效果和柔性屏的弯折半径,利于折叠设备减薄设计。
58.在一种可能的实施方式中,折叠设备还包括第一机身和第二机身。支撑组件还包括转轴结构,转轴结构包括相互转动连接的第一转动部和第二转动部,第一转动部连接第一机身,第二转动部连接第二机身,以使第一机身能够相对第二机身转动。柔性支撑板位于凹槽的两侧部分分别对应连接于第一转动部和第二转动部。柔性支撑板支撑于柔性屏;柔性屏包括中间区域和分别位于中间区域两侧的侧区域,中间区域和凹槽沿柔性支撑板的厚度方向对应,两个侧区域分别对应柔性支撑板位于凹槽两侧的区域。
59.该实施方式中,折叠设备折叠或展开时柔性屏均能够得到柔性支撑板的可靠支撑。
60.第四方面,本技术实施例提供一种生产设备,用于制备前述的柔性支撑板。生产设备包括:板锭熔铸设备、轧制设备、裁切设备、热整形设备和蚀刻设备。板锭熔铸设备用于熔铸形成记忆合金板锭;轧制设备用于将记忆合金板锭轧制为设定厚度的板材;裁切设备用于将板材裁切形成设定面积和厚度的记忆合金板坯;热整形设备包括退火箱、夹具和压紧器,夹具用于夹持层叠的多个记忆合金板坯,压紧器抵顶夹具,用于压紧夹于夹具的多个记忆合金板坯,退火箱用于对置入退火箱内的多个记忆合金板坯同时退火处理,形成具有设定尺寸的记忆合金材料制成的板体;蚀刻设备用于在板体的一侧表面蚀刻形成设定尺寸的凹槽。
61.本实施例中的生产设备,通过板锭熔铸、轧制、裁切、热整形和蚀刻的步骤,结合多板材层叠夹持压紧进行退火热处理的方式,能够得到平整度较高的柔性支撑板。
62.第五方面,本技术实施例提供一种柔性支撑板,包括板体,板体由记忆合金板制成,板体具有相对的第一表面和第二表面。第一表面开设第一凹槽,第二表面开设第二凹槽。
63.本实施例中的柔性支撑板采用一侧设置第一凹槽、另一侧设置第二凹槽的方式,能够实现多处弯折。
64.在一种可能的实施方式中,第一凹槽和第二凹槽的延伸方向相互平行,且第一凹槽和第二凹槽沿垂直于延伸方向的方向相互错开。
65.该实施方式中,柔性支撑板能够向不同方向弯折。
66.第六方面,本技术实施例提供一种柔性组件,其包括前述的柔性支撑板、第一柔性元件和第二柔性元件。第一柔性元件贴合于第一表面。第二柔性元件贴合于第二表面。
67.本实施例中的柔性组件采用前述柔性支撑板,能够实现多处弯折和/或向两侧分别弯折。
附图说明
68.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案,下面将对实施例中的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本技术的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
69.图1为根据本技术一示例性实施例的柔性组件的结构示意图;
70.图2为根据本技术第一种实施方式的柔性支撑板的三维结构图;
71.图3为根据本技术第二种实施方式中的柔性支撑板的结构示意图;
72.图4为根据本技术第三种实施方式中的柔性支撑板的结构示意图;
73.图5为根据本技术第四种实施方式中的柔性支撑板的结构示意图;
74.图6为根据本技术第五种实施方式中的柔性支撑板的结构示意图;
75.图7为本技术实施例中的柔性支撑板的第一种弯曲状态示意图;
76.图8为本技术一实施例中的柔性支撑板在图6示出的弯曲状态下的变形力-变形量变化示意图;
77.图9为本技术实施例中的柔性支撑板的第二种弯曲状态示意图;
78.图10为本技术一实施例中的柔性支撑板在图8示出的弯曲状态下的变形力-变形量变化示意图,其中柔性支撑板的初始温度大于逆马氏体相变温度点af;
79.图11为本技术一实施例中的柔性支撑板在图8示出的弯曲状态下的变形力-变形量变化示意图,其中柔性支撑板的初始温度小于逆马氏体相变温度点af;
80.图12为根据本技术一示例性实施例中的柔性组件的一弯曲状态示意图;
81.图13为根据本技术一示例性实施例的折叠设备的结构示意图;
82.图14为根据本技术另一示例性实施例的柔性组件的结构示意图;
83.图15为根据本技术再一示例性实施例的柔性组件的结构示意图;
84.图16为根据本技术再一示例性实施例的柔性组件的结构示意图;
85.图17为根据本技术再一示例性实施例的柔性组件的结构示意图;
86.图18为根据本技术一示例性实施例的生产设备的结构示意图;
87.图19为根据本技术一示例性实施例的柔性支撑板的制备流程图。
88.主要元件符号说明:
89.柔性组件
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50,50b,50c,50d,50e
90.柔性元件
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10
91.柔性屏
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10a
92.柔性电路板
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10b
93.电路系统
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10c
94.光学薄膜
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10d
95.第一柔性元件
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10e
96.第二柔性元件
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10f
97.柔性支撑板
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98.板体
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99.基板部
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21a
100.叠板部
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101.连接结构
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102.凹槽
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103.第一凹槽
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104.第二凹槽
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105.凸台
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106.绝缘层
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107.粘接层
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40
108.导电线路
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30c
109.中间区域
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110.侧区域
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111.第一表面
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112.第二表面
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113.非出光面
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114.出光面
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115.槽底面
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116.第一侧面
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117.第二侧面
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118.通孔
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119.变形力-变形量曲线
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l1
120.原点
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121.屈服点
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122.第一状态点
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123.第二状态点
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124.第三状态点
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125.第四状态点
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126.折叠设备
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100
127.第一机身
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110
128.第二机身
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120
129.支撑组件
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130
130.转轴结构
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131
131.第一转动部
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131a
132.第二转动部
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131b
133.生产设备
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200
134.板锭熔铸设备
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210
135.轧制设备
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220
136.裁切设备
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230
137.热整形设备
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240
138.退火箱
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241
139.夹具
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242
140.压紧器
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243
141.蚀刻设备
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250
142.第一方向
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y1
143.第二方向
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y2
144.厚度方向
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y3
具体实施方式
145.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。
146.需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“设置于”另一个元件,它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
147.除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
148.本技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
149.实施例
150.柔性屏等柔性元件因其可弯折变形,而能够用于折叠设备。
151.该处所说的折叠设备指能够折叠一次或多次的设备,例如折叠手机、可折叠显示器等。这些折叠设备在使用中具有折叠状态和展开状态,且在折叠状态与展开状态的切换过程中,柔性元件会发生一定的弯曲变形。本实施例提供的柔性支撑板,能够适应弯折要求并实现对处于不同状态的柔性元件的可靠支撑。
152.图1为根据本技术一示例性实施例的柔性组件50的结构示意图,该柔性组件50包括柔性支撑板20和柔性屏10a,柔性支撑板20用于支撑柔性屏10a。
153.作为一种柔性元件10,该示例性实施例中的柔性屏10a指能够弯曲变形的用于显示图像信息的屏幕,如oled(organic light-emitting diode,有机电激光显示)屏或其他类型的柔性屏10a。该oled屏可以是amoled(active matrix organic light-emitting diode,有源矩阵有机发光二极体)屏、super amoled(super active matrix organic light-emitting diode,超级主动驱动式有机发光二极体)屏等。
154.图2为图1中的柔性支撑板20的结构示意图。参见图2,本实施例中的柔性支撑板20包括由记忆合金板(如镍钛合金板)制成的板体21,板体21具有相对的第一表面p1和第二表面p2,第一表面p1和第二表面p2为板体21厚度方向y3相对的两个表面。
155.本实施例中,板体21的厚度可以根据需要设置,例如,在用于支撑一手机、平板电脑等尺寸相对较小的设备的柔性屏10a时,板体21的厚度可设置在0.05至0.4mm之间(如设置在0.1至0.2mm之间),以适应柔性屏10a对支撑力和弯折性能(如弯折半径、弯折力)的要求。而对于更大尺寸的设备(如较大的液晶电视)的柔性屏10a,可能需要更大的支撑力,此时板体21的厚度可以适应性变大,如设置为0.4mm以上,如设置为0.4至1.0mm;类似地,对于更小尺寸的设备(如较小的智能手表)的柔性屏10a,可能需要更小的支撑力,此时板体21的厚度可以适应性变小,如设置为0.05mm以下。
156.板体21的板面形状可以设置为适配所支撑的柔性屏10a。例如对于大致呈圆角矩形的柔性屏10a,该板体21的板面形状也呈圆角矩形。当然,板体21的板面尺寸也可以大于、
小于或等于柔性屏10a。
157.本实施例中,板体21的第一表面p1上开设凹槽22。该凹槽22从第一表面p1凹入但不贯通至第二表面p2。通过采用开设有凹槽22的记忆合金板体21作为柔性支撑板20,能够在实现较小弯折半径的弯折的同时,提供可靠的支撑效果。凹槽22的形状和尺寸可以根据需要设置。
158.例如,图2示出的,凹槽22的截面大致呈矩形,其槽底面p5为一平面。凹槽22从第一表面p1凹入,并沿第一方向y1(图示为板体21的宽度方向)延伸至贯通板体21在第一方向y1上相对的第一侧面p6和第二侧面p7,呈一沿第一方向y1延伸贯通板体21的条形槽。本实施例中的凹槽22的槽宽恒定,如设置为5至55mm之间,如设置为5mm、15mm、30mm、15mm、55mm等。该处所说的槽宽指凹槽22在第二方向y2(图示为板体21的长度方向)上的尺寸,第二方向y2平行于第一表面p1且垂直于第一方向y1。
159.在其他实施例中,凹槽22的槽宽也可设置为不恒定。
160.本实施例中,凹槽22的凹入深度可设置为小于板体21厚度的一半(如设置为板体21厚度的0.10至0.5倍之间,不包含0.5倍),如此板体21在凹槽22处对应的剩余厚度可保持在板体21厚度的一半以上,利于保持该柔性支撑板20的结构完整度,使柔性支撑板20保持较高的支撑刚度以可靠支撑柔性屏10a。在此基础上,由于板体21采用记忆合金板,其能够通过“伪塑性变形”来获得较大的弯折变形量,得到更小弯曲半径的变形,利于折叠设备折叠后总厚度的减小。该处所说的“伪塑性变形”指记忆合金在受力发生塑性变形后,在一定的温度等条件下能够恢复的变形。在另一些实施例中,凹槽22的凹入深度也可设置为大于板体21厚度的一半(如设置为板体21厚度的0.5至0.9倍之间,包含0.5倍)。
161.相较之下,已知技术采用不锈钢或钛合金等板材制成的柔性屏支撑结构,则需要采用镂空设计后结合设置凹入深度在板材厚度一半以上(甚至达到板材厚度的0.6-0.8倍)的凹槽,来使得该支撑结构能够实现较大的变形,以适应所支撑的柔性屏的弯折要求。然而镂空结构或过深的凹槽会对该板材的支撑刚度造成较大的影响,可能导致无法有效支撑柔性屏。
162.对于本实施例中的凹槽22,除采用图2示出的槽底面p5设置为平面的方式外,本实施例中的凹槽22的槽底面还可以设置为其他形状,如曲面或折面。
163.如图3所示,在一种实施方式中,凹槽22在其宽度方向(即第二方向y2)的中间位置(可以是正中间或非正中间)凹入深度较小、在宽度方向的两侧凹入深度较大,使凹槽22的槽底面p5呈宽度方向中间凸出的弧面。该弧面可以是圆弧面或其他弧形面。相较图2示出的实施方式,该实施方式中通过使槽底面p5中间凸出,使得该柔性支撑板20在弯折变形时,对应凹槽22宽度方向中间的位置处的折弯角相对较大,从形状上看,不如图2示出的尖(弯曲半径较大)。
164.如图4所示,在另一种实施方式中,凹槽22在宽度方向(即第二方向y2)的中间位置凹入深度较大、在宽度方向的两侧凹入深度较小,使凹槽22的槽底面p5呈宽度方向中间凹入的弧面。该弧面可以是圆弧面或其他弧形面。相较图2示出的实施方式,该实施方式中通过使槽底面p5中间凹入,使得该柔性支撑板20在弯折变形时,对应凹槽22宽度方向中间的位置处的折弯角相对较小,从形状上看比图2示出的更尖(弯曲半径更小)。
165.图3和图4示出的实施方式中,凹槽22的槽底面p5的凹入深度最大处的凹入深度与
板体21的厚度之比在0.1至0.7之间,凹槽22的槽底面p5的凹入深度最小处的凹入深度与板体21的厚度之比在0.1至0.9之间,例如,凹入深度最大处的凹入深度为0.05mm,凹入深度最小处的凹入深度为0.03mm。
166.如图5所示,在再一种实施方式中,凹槽22的槽底面p5的宽度方向的中间位置(可以是正中间或非正中间)向凹槽22开口一侧凸出形成凸台23,其中,凸台23可设置为关于凹槽22的槽底面p5的宽度方向的中面对称。凸台23可以是矩形凸台23、梯形凸台23、圆弧形凸台23等。相较图2示出的实施方式,该实施方式中通过设置凸台23,使得该柔性支撑板20在弯折变形时,对应凸台23部分的位置处的折弯角相对较大,从形状上看不如图2示出的尖(弯曲半径较大)。该实施方式中,凹槽22的凹入深度与板体21的厚度之比在0.1至0.7之间,凸台23的高度与板体21的厚度之比在0.10至0.20之间。如,凹槽22槽底面p5深度为0.05mm,凸台23凸出0.01mm。
167.通过设置图2至图5示出的各种形状的凹槽22,可以实现不同支撑力、不同弯折半径或不同支撑形状的调节。
168.本实施例中的柔性支撑板20的板体21可选奥氏体状态下屈服强度≤600mpa、逆马氏体相变温度点af≤35℃的镍钛合金板。
169.例如,在一示例性实施方式中,该柔性支撑板20的板体21选择0.2mm厚度的镍钛超弹记忆合金板,其在室温下为奥氏体状态,屈服强度为300mpa、逆马氏体相变温度点af为5
±
5℃。凹槽22为图2示出的矩形凹槽,凹槽22深度0.12mm,槽宽15mm。此时板体21在开设凹槽22处的剩余厚度为0.08mm,能够提供的支撑力约为60至70n,所需折弯力约为80至85n,适于一些设计要求。即该柔性支撑板20能够较省力地被折弯,同时能够提供合适的支撑力,用于折叠设备时,操作手感佳且对柔性屏支撑效果好。
170.图2至图5示出的柔性支撑板20中,开设有凹槽22的板体21从结构上看,包括基板部21a和两个叠合连接于基板部21a上的叠板部21b构成,相邻叠板部21b之间限定前述凹槽22,这些实施方式中,基板部21a和叠板部21b为由记忆合金一体成形的板体21的不同位置的部分,其材料相同,无明显的结合界面。而图6示出了另一种实施方式。
171.参见图6,在另一种实施方式中,柔性支撑板20的板体21的基板部21a采用记忆合金板制成,而叠板部21b则可采用其他材料(如不锈钢等金属材料或其他非金属材料)制成,并通过连接结构21c连接至基板部21a。该处所说的连接结构21c可以是连接螺钉、粘接结构、焊接结构、卡接结构等,以实现叠板部21b螺钉连接/粘接/焊接/卡接于基板部21a。
172.该柔性支撑板20的支撑特性如下:
173.参见图7和图8,在弯折变形量较小(弯折半径r1较大),未达到该柔性支撑板20屈服极限的情形中,柔性支撑板20的弯折区(对应凹槽22处的区域)的应变量较小,柔性支撑板20仍处于弹性变形阶段;在折弯卸载后,柔性支撑板20未发生塑形变形,仍可恢复初始状态。参见图8,加载变形时,柔性支撑板20的状态由原点d11沿变形力-变形量曲线l1(f-s曲线)移动至在屈服点d12之前的第一状态点d21;卸载变形时,柔性支撑板20的状态由第一状态点d21沿变形力-变形量曲线l1恢复至原点d11,路径如图8中的虚线箭头所示;
174.参见图9和图10,在弯折变形量较大(弯折半径r2较小,r2小于r1),超过柔性支撑板20屈服极限的情形中,柔性支撑板20的弯折区的应变量较大,柔性支撑板20进入塑性变形阶段;若柔性支撑板20的温度大于逆马氏体相变温度点af,在折弯卸载后,基于记忆合金
特性,因温度大于af,塑性变形部分仍能完全恢复,支撑板无残余变形。参见图10,加载变形时,柔性支撑板20的状态由原点d11沿变形力-变形量曲线l1移动至在屈服点d12之后的第二状态点d22;卸载变形时,柔性支撑板20的状态由第二状态点d22先脱离变形力-变形量曲线l1、后回到该曲线的弹性变形部分(图中原点d11至屈服点d12之间的部分),并恢复至原点d11,路径如图10中的虚线箭头所示;
175.参见图9和图11,在弯折变形量较大(弯折半径r2较小,r2小于r1),超过柔性支撑板20屈服极限的情形中,柔性支撑板20的弯折区的应变量较大,柔性支撑板20进入塑性变形阶段;若柔性支撑板20的温度小于逆马氏体相变温度点af,在折弯卸载后,因温度小于af,会残留小部分塑性变形;当通过加热等方式使柔性支撑板20温度升高至af温度以上时,基于记忆合金特性,残余的变形完全恢复。参见图11,加载变形时,柔性支撑板20的状态由原点d11沿变形力-变形量曲线l1移动至在屈服点d12之后的第三状态点d23;卸载变形时,柔性支撑板20的状态由第三状态点d23沿变形力-变形量曲线l1外的路线变动至变形量轴(s轴)上的第四状态点d24,第四状态点d24和原点d11之间存在一定距离,即存在残余变形量;在加热后,柔性支撑板20的状态由第四状态点d24恢复至原点d11,残余变形量完全消除,路径如图11中的虚线箭头所示。
176.而若采用其他已知技术的不锈钢板或钛合金板等材料用作支撑结构,在弯折变形量较大(弯折半径较小),超过该支撑结构屈服极限时,残留在该支撑结构中的参与变形量将无法消除,从而使得该支撑结构失效或无法实现正常支撑效果。
177.此外,已知技术中采用不锈钢、钛合金等板材的支撑结构,为增加可折弯性,需要较大程度的减薄(折弯区的厚度在板材板厚的一半以下,甚至减薄至板厚的25%-40%)结合对减薄区的镂空设计。然而,这将导致该柔性屏支撑结构自身刚度过度减小且对柔性屏的支撑作用减弱。
178.而本技术实施例中的柔性支撑板20,可以采用开设凹槽22来实现兼顾支撑力和折弯性能的效果,工艺相对简单,成本较低。
179.当然,在其他实施例中,在也可根据实际需要在设置凹槽22的基础上适当开设镂空孔。或者不开设凹槽22(无减薄结构),而是采用镂空结构替代凹槽22。
180.在其他实施例中,前述凹槽22可以根据需要设置为一个或多个。凹槽22的数量为多个时,多个凹槽22可以相互间隔且彼此平行或呈设定夹角(不相交),如此,该柔性支撑板20可以实现在多处弯折的支撑。
181.再次参见图1,该柔性支撑板20配合于柔性屏10a时,柔性屏10a以其非出光面p3(指与柔性屏10a的出光面p4相对侧的表面)层叠于柔性支撑板20的第二表面p2。其中,柔性屏10a包括中间区域s1和分别位于中间区域s1两侧的侧区域s2,中间区域s1和凹槽22沿柔性支撑板20的厚度方向y3对应,两个侧区域s2分别对应第二表面p2在凹槽22的两侧部分。
182.柔性屏10a可以通过由胶体形成的粘接层40粘合于第二表面p2,也可以通过其他方式连接于第二表面p2。在一些实施方式中,可使中间区域s1和其中一个侧区域s2分别与第二表面p2固定粘合,另一侧区域s2和第二表面p2之间呈可相对活动的连接,以适应柔性组件50在折弯时柔性屏10a和柔性支撑板20在面向的相对错位。该处所说的可相对活动的连接,可通过多种方式实现,例如,通过减小粘合面积或粘胶的粘合力使得该侧区域s2可以相对第二表面p2发生一定错位。当然,在该相对错位较小时,也可使两个侧区域s2分别粘固
第二表面p2。
183.图12示出了本实施例中的柔性组件50在折弯状态下的结构示意图。参见图12,在折弯状态下,柔性支撑板20的开设凹槽22的区域弯曲变形以适配柔性屏10a中间区域s1的弯曲变形,实现良好的形状限定和支撑效果。在安装于折叠设备时,该柔性支撑板20远离柔性屏10a一侧表面可受到其他支撑结构(如折叠设备的转动铰链,图中未示出)的支撑。
184.在一些其他实施例中,柔性屏10a还可以配合于第一表面p1。此时,柔性屏10a对应凹槽22部分可以在弯曲状态下与凹槽22的槽底面p5间隔,适用于需要实现柔性屏10a折弯处(即中间区域s1)不接触凹槽22槽底面p5的使用场景。
185.前述柔性支撑板20可与柔性屏10a设置为一体而形成一柔性组件50,方便组件供料和组装。
186.在另一种实施方式中,柔性屏10a和柔性支撑板20可采用相分离的形式使用。例如,柔性支撑板20可以连接在折叠设备的转轴结构(如铰链结构)上,和转轴结构组装成一柔性的支撑组件,该支撑组件可整体装配在折叠设备中,用于支撑折叠设备的柔性屏或其他柔性元件。
187.图13为根据一示例性实施例的折叠设备100的结构示意图。参见图13,该折叠设备100包括第一机身110、第二机身120、柔性屏10a及支撑组件130。
188.其中,支撑组件130包括转轴结构131和前述的柔性支撑板20。转轴结构131包括相互转动连接的第一转动部131a和第二转动部131b,第一转动部131a连接第一机身110,第二转动部131b连接第二机身120,以使第一机身110能够相对第二机身120转动。柔性屏10a包括中间区域s1和分别位于中间区域s1两侧的侧区域s2,两个侧区域s2分别连接第一机身110和第二机身120,中间区域s1对应于支撑组件130。柔性支撑板20位于凹槽22两侧的部分分别对应连接于第一转动部131a和第二转动部131b,柔性支撑板20支撑柔性屏10a;中间区域s1和凹槽22沿柔性支撑板20的厚度方向y3对应,两个侧区域s2分别对应柔性支撑板20位于凹槽22两侧的区域。
189.如此,在第一机身110和第二机身120相对转动时,将带动第一转动部131a和第二转动部131b相对转动以及带动柔性屏10a弯曲变形。与此同时,第一转动部131a和第二转动部131b带动柔性支撑板20弯折以保持支撑变形后的柔性屏10a,并协助限定柔性屏10a的弯曲形状。
190.该实施例中的折叠设备100中,柔性屏10a和柔性支撑板20可以是预先组装或成型为一体的组件,用以整体装配至与转轴结构131配合;也可以使柔性支撑板20和转轴结构131预先组装为一整体,用以整体装配至折叠设备100,实现对柔性屏10a的支撑。
191.本技术实施例中的柔性支撑板20,除能够实现对柔性屏10a进行支撑外,还可以对其他柔性元件进行支撑,如柔性电路板、柔性光学薄膜或柔性镜片等光学或电学元件等,以形成不同种类的柔性组件。
192.如图14示出的,该柔性组件50b包括柔性元件10和柔性支撑板20。其中,柔性元件10为柔性电路板10b,柔性电路板10b粘合于柔性支撑板20的第二表面p2。如此,该柔性支撑板20能够柔性地支撑柔性电路板10b,并容许柔性电路板10b的一定的变形。
193.如图15示出的,另一柔性组件50c中,柔性元件10为电路系统10c,柔性支撑板20的第二表面p2附设有绝缘层30,电路系统10c成型于绝缘层30远离第二表面p2一侧。电路系统
10c可以包括通过金属沉积等方式形成于绝缘层30表面的金属导线以及如电阻、电容、晶体管等电子元器件。在需要时,可在绝缘层30开设有通孔k1,电路系统10c的接地端由经过通孔k1的导电线路30c电连接至柔性支撑板20,用于电路系统10c的接地。其中,导电线路30c可以是通孔k1表面金属化形成的连通电路系统10c和柔性支撑板20的电通道。该实施方式中,因为基底材料采用的是记忆合金的柔性支撑板20,具有良好的导电性能,可方便地用作电路系统10c的接地端。
194.如图16示出的,另一柔性组件50d中,柔性元件10为附着于第二表面p2的光学薄膜10d,如反射膜。柔性支撑板20可以根据需要变形至合适的弯曲状态或恢复,使光学薄膜10d具有不同的光路特性。
195.参见图17,本实施例还提供另一种柔性组件50e,包括柔性支撑板20、第一柔性元件10e和第二柔性元件10f。
196.其中,第一柔性元件10e/第二柔性元件10f可以是前述的柔性屏10a或其他类型的柔性元件10。
197.柔性支撑板20包括板体21,板体21由记忆合金板制成,具有相对的第一表面p1和第二表面p2。在板体21的第一表面p1开设第一凹槽22a,第二表面p2开设第二凹槽22b。其中,第一凹槽22a和第二凹槽22b的形状尺寸等可参照前述凹槽22设置,也可根据需要设置为与前述凹槽22不同。第一柔性元件10e贴合于第一表面p1,第二柔性元件10f贴合于第二表面p2。在一些实施方式中,第一凹槽22a和第二凹槽22b的延伸方向(如前述第一方向y1)相互平行,且第一凹槽22a和第二凹槽22b沿垂直于延伸方向的方向(如前述第二方向y2)相互错开,如此,该柔性组件50能够实现在第一凹槽22a和第二凹槽22b处分别弯折,即能够实现多处弯折,且弯折方向可以相反,如在第一凹槽22a处向第一表面p1一侧弯折,在第二凹槽22b处向第二表面p2一侧弯折。
198.参见图18,本技术实施例提供一种生产设备200,用于制备前述的柔性支撑板20。该生产设备200包括板锭熔铸设备210、轧制设备220、裁切设备230、热整形设备240和蚀刻设备250。
199.其中,板锭熔铸设备210用于熔铸形成记忆合金板锭。轧制设备220用于将记忆合金板锭轧制为所需厚度的板材。裁切设备230用于将板材裁切形成设定板面形状的记忆合金板坯。热整形设备240包括退火箱241、夹具242和压紧器243,夹具242用于夹持层叠的多个记忆合金板坯,压紧器243抵顶夹具242,用于压紧夹于夹具242的多个记忆合金板坯,退火箱241用于对置入退火箱241内的多个记忆合金板坯同时退火处理,形成具有设定尺寸的记忆合金材料制成的板体21。蚀刻设备250用于在板体21的一侧表面蚀刻形成设定尺寸的凹槽22。
200.参见图19,以制备前述柔性支撑板20(厚度为0.2mm的镍钛记忆合金板材)为例,其制备方法包括以下步骤:
201.s1:板锭熔铸。
202.按照合金配备进行铸锭熔铸形成记忆合金板锭,其中,各组分重量百分比为,ni:50.0至51.0%;c≤0.070%;h≤0.005%;o+n≤0.070%;ti余量,并进行均匀化退火,退火参数选择为900℃/1h。
203.s2:轧制。
204.通过多道次热轧和冷轧获得厚度为0.2mm的记忆合金板材。
205.s3:裁切。
206.通过冲压裁切出设定尺寸,如200*180mm大小的记忆合金板坯。
207.s4:热整形。
208.将多片记忆合金板坯层叠并夹于夹具242内,并由压紧器243压紧,然后在退火箱241中以450℃/1h的温度进行退火整形,以获得平面度符合要求的板体21。
209.s5:蚀刻。
210.通过冲工具孔、清洗、电镀、涂层、曝光、显影、蚀刻、剥膜等工艺,在板体21上形成所需形状的凹槽,得到柔性支撑板。
211.综合以上描述,本技术实施例提供的柔性支撑板20具有能够兼顾折弯性能和支撑能力的有益效果,能够广泛应用于多种柔性元件10的支撑。
212.以上实施方式仅用以说明本技术的技术方案而非限制,尽管参照以上较佳实施方式对本技术进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本技术的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本技术技术方案的精神和范围。
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