專利名稱：可折疊式顯示屏的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于電子裝置的可折疊式顯示屏。特別是涉及一種便于攜帶的電子產品上的顯示屏，譬如筆記型電腦，或者是其他類似產品。當它不使用時，顯示屏可以折疊起來，以減小外型尺寸，增加操作的方便性。
在高度發(fā)展的信息時代，商業(yè)的競爭與成功取決于企業(yè)成員可以利用通訊基礎建設快速的傳送與應用信息的程度。其中供應通訊基礎建設的零組件，無可避免的卷入攜帶式通訊設計的發(fā)展中，如筆記型電腦。
在設計此類產品時，外觀尺寸是一個非常重要的因素。必須掌握的重點是只有產品小型化才能使得操作攜帶方便。另一點是使用者總是希望有最大的顯示屏幕，使得觀看最為舒適。顯示屏提供了人與機器之間必要的介面，主要是采取筆式輸入，其可以改善輸入的正確性。因此在攜帶式通訊器材的設計上，面臨兩種主要矛盾，一方面需要體積小，另一方面，必須考慮增大屏幕。到目前為止，并沒有一個令人滿意的答案，如此我們將為解決此矛盾提出新的設計。美國專利5,049,862(專利’862)發(fā)表一個無鍵盤的攜帶式電腦和輔助型電腦筆記本，他們都為增加顯示面積而提供可以折疊的屏幕。在專利’862中，可折疊式的屏幕只是一個分開且有明顯界線的雙屏幕，并不能滿足一個合并式屏幕的須求。(備注專利862提供的雙屏幕都是兩個分開的顯示面。觀看者希望使用單一顯示屏，使得雙顯示屏可以組合成一個沒有隙縫的顯示屏。
本發(fā)明的目的在于提供一種體積小，顯示面積大的可折疊式電子圖象顯示屏。其是有最小的外觀尺寸及最大而舒適的視覺顯示屏。更重要是這個發(fā)明可以方便攜帶，如筆記型或次筆記型個人電腦、手上型電腦、個人訊息機等，如此可以適當減少外觀的尺寸又保留最舒適的視覺顯示。折疊式的顯示屏幕在這個創(chuàng)作中可以應用在電子式的機件或是設計中，如電腦輔助或電腦控制的機械、測量工具等。在此機器中，最小的尺寸雖然并不是最重要的，但是無論如何折疊式的顯示屏幕可以得到保護，防止損壞。
本發(fā)明的這個可折疊式的顯示屏與現(xiàn)有技術中的折疊式電子裝置有所不同，在現(xiàn)有設計的折疊式電子裝置中顯示屏是不能夠折疊的。本發(fā)明的顯示屏是由較小的兩個屏幕所組成，在不使用時，可折疊起而減少占用面積。
本發(fā)明的較佳實施例是利用鉸鏈方式將兩個次屏幕經一中心軸聯(lián)接在一起。當關閉時兩個屏幕成0度，打開時則兩個屏幕成180度。在停止旋轉的位置二個次屏幕在一平面上形成一整體。
為了提供使用者的感覺像在操作一個完整的顯示屏幕替代分開的雙屏幕，在兩個顯示器上置放一個光學放大的鏡。這個光學放大鏡包括一個一面平一面凸的透鏡或一個同心圓繞射板或光學放大元件，特別設計得使此屏幕(指雙屏幕)象是無接縫地連接在一起，使用者將只看到一個完整的顯示屏幕，這種放大光學元件的方案使來自二個屏幕的圖象緊緊連接在一起。
本發(fā)明的可折疊式的屏幕還附上一個透明的薄膜在兩個屏幕與它們中間的鉸鏈上。這個透明薄膜是由可彎曲且有彈性的材料所制成的如PVC、PE等。這個有彈性且可彎曲的透明薄膜實際上把兩個顯示屏幕結合成一個完整的顯示屏幕，這種顯示屏可以折疊彎曲并且不會累積灰塵或其他異物。
這個折疊式的顯示屏幕可以組合在一些電子裝置上以組成符合市場與消費者需求的完整產品。這些附屬品包括鍵盤、擴音器、CCD相機及PCMCIA的插槽。再者一個筆式輸入的感壓板附加于顯示屏幕上可以變成一個完整的電子裝置。
可折疊式的顯示屏也可以加入一些應用程序當作個人數(shù)據(jù)機、電子書、電子手杖、筆式電腦、攜帶型電視等。本發(fā)明的顯示屏也可以用于其他的電子產品如數(shù)值控制和測量儀器。
結合附圖及實施例，對本發(fā)明的特點說明如下


圖1表示在一定距離之下裸視觀察物體的示意圖；圖2表示當裸視觀看25cm遠的物體的示意圖；圖3表示裸視觀察物體受到凸透鏡的影響的示意圖；圖4表示透過平面鏡所呈現(xiàn)出來得物體影像的示意圖；圖5顯示本發(fā)明實施例的兩個顯示屏所展開的俯視圖；圖6表示展開時折疊式顯示屏從圖5中剖面線6-6’的剖視圖；圖7表示展開時折疊式顯示屏從圖5中剖面線7-7’的剖視圖；圖8表示當顯示屏關閉時的側視圖8-A表示顯示屏半開啟時的側視圖；圖9表示展開時折疊式顯示屏從圖5的剖面線6-6’剖視圖；圖9-A次顯示屏的側視結構及各層結構圖；圖9-B，C表示次顯示屏的側視立體圖及各層示意圖；圖10表示此可折疊式顯示屏未加上光學凸透鏡之前的俯視圖；圖11表示此可折疊式顯示屏加上光學放大元件的示意圖；圖12A表示加上光學放大元件的顯示原理及方法；圖12B表示圖12A顯示原理的側視圖；圖13表示將鉸鏈拿開只留下雙屏幕及加上光學放大元件的示意圖；圖14表示放大元件應用在鉸鏈與次屏幕中間區(qū)域的示意圖；圖15為本發(fā)明顯示屏的局部示意圖；本發(fā)明的可折疊式顯示屏最重要的一點是其由至少兩個較小的顯示屏所組成，并且當它不使用時可以將顯示屏折疊，減少體積。雖然在不使用時可減少使用體積，但是并不會影響使用時觀看的舒適性。
本發(fā)明的可折疊式顯示屏的一個實施例是使用鉸鏈將二個顯示屏連接在一起，并且兩個顯示屏可圍繞鉸鏈從0度旋轉到180度。當旋轉至折疊的位置時二顯示屏相互間的角度為0度。當屏幕需要使用時則旋轉至180度。此時兩個顯示屏固定在水平狀態(tài)，構成一個完整的顯示屏。當兩個顯示屏合并時，有一個安全的距離以避免顯示屏相互接觸。當兩個屏幕打開定位時，顯示屏的面積增加到兩倍大，使得使用者觀看舒適且便利操作。這只屏幕的顯示可以水平或是垂直使用，在本發(fā)明的最佳實施例中，二個顯示屏是相水平連接，一個在連接裝置的右邊一個在左邊。
光學放大組件可以將屏幕變成單一個屏幕的感覺。這個光學放大組件是一組在交接處即平面處所組成的光學放大元件，如同心圓繞射板，使得觀看者所看到的屏幕是無接縫的。由于加入光學放大組件使得原本外加的鉸鏈所產生的屏幕隙縫空間因而消失。
本發(fā)明的雙屏幕附加的組件包括一個透明的薄膜覆蓋于雙屏幕與鉸鏈上。這個透明的薄膜可以彎曲折疊，它使用的材料為聚氯乙烯、聚乙烯(PVC，PE等)。當初發(fā)展此雙屏幕的儀器時，初始設計在兩個屏幕中間由鉸鏈連結并有一個小的溝槽，由于此溝槽容易囤積灰塵非常麻煩，加上一個透明薄膜后除了可以使顯示屏成為一個整體外，并且可以防止灰塵落入溝槽。再加上一個感壓板就可以使用筆式輸入的方法。
如圖1所示，其表示裸視的眼睛3與所見物體的距離關系。圖中物體1與2高度相同。但是物體1距離眼睛3比物體2距離眼睛3還要遠。所以角度φ比角度π要小。如眼睛應該小于物體2。
圖2表示當距離25cm遠時裸眼睛3看到的物體1的狀況。25cm是因為考慮一般眼睛可以清楚地看見物體的距離。圖3表示當眼睛3看物體1時的大小受到光學凸透鏡4的影響。
各物理量之間的關系如下放大倍數(shù)M.P=aa=Y′/DY0/25=Y′25Y0D------(a)]]>
MP是放大的光凸透鏡的放大倍數(shù)；a是影像視角，a。是物體的視角，Y是物體的高度，Y’是影像的高度；D是影像與物體之間的距離。
水平放大倍數(shù)的定義為M.P＝L′/L0×25/D＝(1－L′/F)25/D(b)L為物件與透鏡4中心的距離；而且L’是影像與凸透鏡4中心之間的距離。
L’(D-d)因此M.P＝25/D[1＋P(D－1)](c)圖4表示放大的凸透鏡5穿越視覺影像的示意圖。放大凸透鏡5的焦距長度為f，厚度為d，半徑為r，折射率為n。
各物理量的關系為1/f＝(n－1)/r(d)假如物體與平面凸透鏡5緊緊的接合在起，這視覺影像的大小簡易公式如下1/S′＋1/S＝1/f(e)圖中S與S’分別表示影像與物件對平面凸透鏡的距離，平面的半徑是無究大的，而透鏡的半徑(R2)即是-r。
假設這個平面光學放大鏡的折射率為n＝1.5，中心厚度d＝2cm，凸透鏡的半徑R2＝10cm。H(指影像的定位點)和H’(指物件的定位點)可從下面的式子計算Lh＝fd(n－1)/nR1，Lh＝fd(n－1)/nR2(g)h與h’分別是h和h’至平面凸透鏡的距離。簡單的表示如下Lh＝d/n＝4/3′and Lh′＝0(因為R1＝∞)
利用前述的公式。則得出平面光學放大鏡的焦距，如下1/f＝n－1/r＝(1.5－1)/10＝1/20(h)因此可知焦距為20cm。在這個折疊式的顯示屏關緊平面時(r＝∞)。則S＝Lh＝d/n，因此S’值亦可推導出1S′+14/3=120------(i)]]>則′S′＝10/7得出放大倍數(shù)為m＝s’/s(10/7)(30/28)≈1.07結合本發(fā)明的較佳實施例詳細說明如下如圖5所示，本發(fā)明的折疊式的顯示器10包括兩個次顯示屏20由鉸鏈21連結在一起。如圖5所示，從上視圖觀察兩個次屏幕20打開的狀況。圖9則是圖6的放大圖，顯示次屏幕20的各層的關系及距離。標記11是一個同心圓繞射板、12是一個感壓板、13是一塊可折疊彎曲的薄膜。
11-1為一個光學大元件或稱為佛瑞奈透鏡，11-2為一個折射率小于11-1的透明薄膜，其中的光學放大元件或稱為佛瑞奈透鏡的結構可如圖9-A，B所示，可將顯示器LCD上顯示的影像，成正立放大虛像，以便人眼觀察。各平板間可利用粘膠，如折射率穩(wěn)合粘膠，將各平板牢固的結合在一起而形成一體，此種穩(wěn)合粘膠另一特點可消除多層介面的反射，以利于光線傳送，使影像清晰。
在圖5-9中同心圓繞射板型平面光學元件是起放大作用。本發(fā)明中的同心圓繞射板是一個平板，在透明與不透明狀的圓圈軌跡阻擋了每一個佛瑞奈半周期的區(qū)域(Fresnel half-period zone)，如前例所示，此穿越平板透鏡的光線形成強烈的成象光點，類似于例1中的一面平一面凸的透鏡的情況。
圖10表示沒有放大的平面光學元件時實際使用的狀況。圖11表示有放大的平面光學元件實際使用的狀況。圖10與圖11表示以二個顯示屏水平式鉸鏈連結的狀況。在沒有裝置放大元件下文字是分別顯示在兩個次屏幕20上，且因中心有鉸鏈連結的關系中間有一條空白線。如果加設放大元件，則文字將顯示在一整體顯示屏上。
圖12A表示從側面觀看每個次屏幕20與加上放大的平面光學元件的投影顯示原理。圖13表示加上放大的平面光學元件后可以刪除中間鉸鏈區(qū)域影響，使成為完整的屏幕。圖12A、12B和13表示有相同的放大焦距為66cm。在D＝30cm時代入(c)方程式則放大倍率為1.2倍。圖13中每個次顯示屏20的長為100mm寬為50mm，中間分離的距離為10mm。放大倍率為1.2部，兩個次屏幕20則結合為一個完整屏幕。
如圖9-A所組成的本發(fā)明的次顯示屏，其每個零件間的組合方式敘述如下；液晶顯示屏20為液晶顯示器20(LCD)，11-1與11-2為放大光學元件。12為一感壓板，將以上四零種件用UV膠(UV Cured Synthetic Polyester)結合，并固定于本體10上，(圖6中的本體10)。這些零件，因為具有物理光學的作用，將因膠合的結構，使得操作的時候，不會產生搖動或位移而影響放大光學原件11-1與11-2和顯示屏20之間的關系，而可以看到清楚圖像。
而圖9-A組成的本發(fā)明的次顯示屏20，其最上層設有一可彎曲的薄膜13，橫跨兩個次顯示屏20。在本發(fā)明裝置中，若折彎時，會有間隙產生。因此不能與其零件粘合。必須用卡榫的方式，如此有三點好處；1、容易折彎不會產生破裂；2、如有損壞，更換容易；3、組裝方便，不須要使用螺絲或高頻焊接。其組裝圖，如圖15中的13為一可折彎的薄膜，以人工的方式就可利用卡榫15予以固定(此卡榫是與外殼相同的材料，射出成形)組合，且可在本發(fā)明組裝前或后都可以容易組裝。
如圖14所示，光學放大元件其工作原理，在粘著一體的次顯示屏20中，光學放大元件或佛瑞奈透鏡尤如一般普通透鏡具焦距f，當次顯示屏20顯示影象位于普通透鏡焦距內，即呈現(xiàn)正立放大虛像，其中放大光學元件11-1的折射率大于11-2的平板折射率。
上述附圖與敘述的目的都是在討論描述本發(fā)明的實施例的情況。根據(jù)前面的資料所產生的修改或是改變應該是很容易的。實施例中的選擇與討論，僅提供這個發(fā)明最好的原則和實際應用，在不變更本發(fā)明實質內容下的修改，均應屬于本發(fā)明的權利范圍。
權利要求
1.一種可折疊式顯示屏，其特征在于，包括至少兩個次顯示屏，次顯示屏是由鉸鏈將其側邊相互連接；每一個次屏幕上面置放一個光學放大元件，光學放大元件的放大倍率是在1.05與1.3之間；一透明且可彎曲的薄膜覆蓋在次屏幕和鉸鏈上面。
2.根據(jù)權利要求1所述的可折疊式顯示屏，其特征在于，所述放大元件為一同心圓繞射板。
3.根據(jù)權利要求1所述的可折疊式顯示屏，其特征在于，所述兩個次顯示屏以水平方式連接成一體。
4.根據(jù)權利要求1所述的可折疊式顯示屏，其特征在于，所述次顯示屏以垂直方式連接成一體。
5.根據(jù)權利要求1所述可折疊式顯示屏，其特征在于，所述光學放大元件的放大倍率，等于1加鉸鏈與次屏幕寬度之比。
6.根據(jù)權利要求1所述的可折疊式顯示屏，其特征在于，所述透明薄膜為聚乙烯薄膜。
7.根據(jù)權利要求1所述的可折疊式顯示屏，其特征在于，所述顯示屏上的透明薄膜是由一種聚氯乙烯制成。
8.一種帶有可折疊式顯示屏的可攜式的電子裝置，其特征在于，其包括一可折疊式顯示屏，其包括至少兩個次顯示屏；次顯示屏的連接是由鉸鏈將次顯示屏的側邊相互連接；每一個次顯示屏上面置放一個光學放大元件，光學放大元件的放大倍率是在1.05與1.3之間；以及一個透明且可彎曲的薄膜覆蓋在次顯示屏及鉸鏈上。
9.根據(jù)權利要求8所述的可攜帶式的電子裝置，其特征在于，所述光學放大元件是一個一面平一面凸的透鏡。
10.根據(jù)權利要求1所述的可攜帶式的電子裝置，其特征在于，所述光學放大元件是一種同心圓繞射板。
11.根據(jù)權利要求8所述的可攜帶式的電子裝置，其特征在于，所述次顯示屏以水平方式連接。
12.根據(jù)權利要求8所述的可攜帶式的電子裝置，其特征在于，所述次顯示屏以垂直方式連接。
13.根據(jù)權利要求8所述的可攜帶式的電子裝置，其特征在于，所述透明薄膜使用聚乙烯制作。
14.根據(jù)權利要求8所述之可攜帶式的電子裝置，其特征在于，所述透明薄膜是由一種聚乙烯的氯化物制成。
15.根據(jù)權利要求8所述的可攜帶式的電子裝置，其特征在于，所述顯示屏上一筆式輸入感壓板，其配放于所述放大光學元件與薄膜之間。
16.根據(jù)權利要求8所述的可攜帶式的電子裝置，其特征在于，所述可攜式的電子裝置是一次筆記型電腦。
全文摘要
一種可折疊式顯示屏包括(a)至少二個次顯示屏；(b)使用鉸鏈連接多顯示屏的側邊；(c)次顯示屏上設有光學放大元件，其放大倍率為1.05與1.3之間；(d)覆蓋在兩個次顯示屏與鉸鏈上的透明薄膜。光學放大元件可使得整個屏幕看起來比較大。這個可折疊式的顯示屏，一方面提供使用者攜帶方便，另一方面又使得顯示屏不會太小，增加觀看操作的舒適性。它可以被應用在電子書、電子手杖、筆式電腦、攜帶型電視等裝置上。
文檔編號G06F3/14GK1140271SQ9610490
公開日1997年1月15日 申請日期1996年4月22日 優(yōu)先權日1995年7月10日
發(fā)明者王泰元, 李鎮(zhèn)樟, 王千睿, 趙偉忠, 黃導陽, 孔建平, 黃俊杰, 藍敏宗, 陳玲玲 申請人:財團法人工業(yè)技術研究院