折纸式手机/电脑一体化超柔性设备制造技术

本实用新型专利技术提供了一种折纸式手机/电脑一体化超柔性设备，涉及超柔性电子设备技术领域。该设备包括正面的柔性可折叠聚合物封装层、可折叠透明薄膜电容触摸感应层、可折叠聚合物绝缘层(内置磁铁和铁片，以实现设备折叠之后的磁性贴合固定作用)、可折叠OLED显示屏、嵌有刚性处理器及电池的可折叠柔性电路板以及底部的可折叠柔性封装底层；层与层之间如需导电，则采用透明导电胶复合粘连，层与层之间如需绝缘，则采用绝缘OCA光学胶复合粘连，整体组装方式不引入刚性零件。作为举例而非限定，本实用新型专利技术提供的方案，其有益效果在于：该设备可弯叠，且可以任意弯折大量次数，以实现手机和便携电脑功能的来回转换，且操作方便，实用性强。

【技术实现步骤摘要】
折纸式手机/电脑一体化超柔性设备
本技术涉及超柔性电子设备
，尤其涉及一种可任意反复弯折的折纸式手机/电脑一体化超柔性设备。
技术介绍
随着科学的发展和技术的进步，人们对电子通讯设备(特别是手机、平板、电脑)的要求与依赖也日益提高，并且随着手机功能的日益强大，使得其向着微型电脑的方向发展，但是由于手机屏幕大小的限制，使得其仍然无法取代笔记本电脑的核心功能；同时，由于电脑不方便随身携带，这又阻碍了电脑实现手机化，如果能将手机、平板和电脑的功能集成一体化并实现便携式，将会大大推动通讯电子行业的发展，从而大大方便人们的工作和生活。为实现该目标，最为直接的方式，则是可以通过任意改变设备大小的方式，达到手机、平板、电脑的随意转换。为此，世界各国相关公司及研究机构都在积极进行相关研究。主要的进展与存在的问题如下：苹果公司虽未正式提出手机电脑一体化的概念，不过却设计并申请了相关可折叠手机外壳的专利，以及名为“柔性显示设备”(No.9504170)的专利，苹果在专利中利用了镍钛合金的弹性结构以及可记忆特性，并且替换现有的柔性聚合物。在专利中的一些举例中，这种可折叠的智能手机包含可折叠底座，并且分成上下两个部分，每个部分都包含了处理器、传感器和一些智能手机常见的电路组件。比如在上半部分将包括摄像头、显示控制器、扬声器模块和环境光传感器，而在下半部分则有麦克风、CPU、GPU、振动器和其他一些必要组件。其上下两个部分都通过一个单一或多重的铰链机制连接，并且可以彼此移动和折叠，上下两个部分通过挠性印刷电路板进行数据交换，但这些设计距离手机电脑一体化相去甚远，仅可视作智能翻盖手机，其局限性有以下几点：1)折叠处是采用铰链折叠工艺，仅能进行对折，不利于设备的有效缩小，实用性并不强；2)苹果设计的这些可弯曲可拉伸的屏幕及器件，无法真正意义上的任意改变设备大小，也不是柔性可折叠设备。加拿大皇后大学曾发布一款纸手机，可通过弯曲方式进行手机操作，但是，1)其采用的柔性材料仅能够实现一定角度的弯曲，无法大角度折叠，故无法实现手机电脑一体化；2)其无法通过触摸进行点选操作，只能通过弯曲进行机械感应操作，组成部分中略去了智能手机的大部分部件。三星电子提出了一体化构想，并设计了相关概念产品，它是通过三块手机大小的操作显示面板拼接而成，可以通过连接处的轴承进行绕轴折叠和铺展，折叠后即为手机，铺展后即为平板电脑，外接键盘后成为笔记本电脑，但该概念产品仍远未达到三维方向任意缩放的目的和要求，因而根本不能称其为一体化设备，原因有三：1)在面积缩放方面，受到每块拼接板大小的限制，纵向尺寸无法改变，从而造成：向下无法进一步缩小，不便于携带；向上无法进一步增高，影响视觉且不便于操作。2)在厚度和体积方面，由于每块操作板就是一个手机，使得折叠之后整个设备过厚，体积过大，十分笨重，满足不了便捷操作和随身携带的要求；3)在折叠方式上，该概念产品不是采取柔性折叠操作方式，而是借助轴承的机械翻动进行折叠，与以往的翻盖手机相似，就是三块手机的机械连接，这样一来，该产品就无法在三维空间内自由缩放，因而不是什么创新的设计，根本谈不上一体化概念。总之，该概念产品由于未能实现任意折叠模式，所以使用起来不是更便捷了，而是更笨拙了，并且在便携性和功能性上反而不及单独的手机、平板和电脑：其作为手机而言，过长过厚过重，不便携带；作为平板而言，尺寸不协调；而作为电脑而言，屏幕太小且太扁，功能也太弱，远远不及现有笔记本电脑，而且还需要带一个外接键盘，根本无法随身携带。故此，其所谓的手机电脑一体化有偷换概念之嫌，根本不能真正实现在随身携带的前提下进行手机、平板和电脑的任意转换，因而尚不能称其为真正的一体化设备。总而言之，目前世界各国尚未有人提出利用现有超柔性材料采用折纸式设计来实现手机、平板和电脑一体化的构想，更没有人能够真正制造出手机与电脑一体化的设备。
技术实现思路
本技术的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种折纸式手机/电脑一体化超柔性设备，不仅能够实现电脑屏幕的小型化便携化，也能实现手机的大型化，提高手机使用体验，即能够实现手机和便携电脑功能的来回转换。为实现上述目标，本技术提供了如下技术方案:一种折纸式的手机/电脑一体化超柔性设备，其特征在于：该设备包括正面的柔性可折叠聚合物封装层、可折叠透明薄膜电容触摸感应层、可折叠聚合物绝缘层、可折叠OLED显示屏、嵌有刚性处理器的可折叠柔性电路板以及底部的可折叠柔性封装底层；层与层之间需要导电时，采用透明导电胶复合粘连；层与层之间需要绝缘时，采用绝缘OCA光学胶复合粘连，且整体组装方式不引入刚性零件。优选的，所述可折叠聚合物绝缘层的内部嵌有磁铁和铁片；所述磁铁和铁片成对地对称分布于该可折叠聚合物绝缘层的两条边线位置及中线位置的内部，以实现该设备折叠之后的磁性贴合固定作用。优选的，所述可折叠聚合物绝缘层内部嵌有的磁铁及铁片各设置1-4片。进一步，该设备还包括有处理器和电池，所述处理器及电池分散镶嵌于可折叠柔性电路板的四个角上，且相互之间用柔性电路相连；所述可折叠透明薄膜电容触摸感应层2、可折叠OLED显示屏4分别通过连接线路与所述处理器连接。优选的，所述柔性电路采用喷墨印刷柔性电路，工艺过程为：1)备好共聚聚丙烯腈树脂(分子量高于6-8万)；2)将步骤1)共聚聚丙烯腈树脂经溶剂二甲亚矾溶解，形成粘度为1.8-2.8范围内的聚丙烯腈高分子溶液；3)先将乙二醇、2-甲醚按照体积比1：1混合，再将乙炔黑溶于混合溶液中，其中乙炔黑占总质量的百分比为3％，备用；4)将步骤2)的聚丙烯腈高分子溶液与步骤3)的乙炔黑混合溶液混合，即制成聚丙烯腈高分子导电油墨；5)按照实际需要在电脑中设计好所需线路图案；6)采用喷墨打印机输出电脑中设计好的线路图案，进行喷墨打印，具体为：把步骤4)制备好的聚丙烯腈高分子导电油墨打印在铜箔基板上，从而得到印有聚丙烯腈高分子前体网状线路的铜箔；7)将步骤6)印有聚丙烯腈高分子前体网状线路的铜箔放在空气中进行低温热处理，加热至270℃，保温0.5-3h，预氧化处理，形成印有黑色的预氧化高分子的铜箔；8)再将步骤7)印有黑色的预氧化高分子的铜箔在氮气中进行800℃高温碳化处理，最后形成印有超柔性碳网状线路的铜箔；9)准备可折叠柔性板，将所述可折叠柔性板压叠于步骤8)铜箔上的超柔性碳网络线路上，并加热热压，使超柔性碳网络线路脱离铜箔而转移压印于可折叠柔性板上，最终获得本技术的可折叠柔性电路板5。优选的，所述柔性可折叠聚合物封装层与可折叠透明薄膜电容触摸感应层之间采用采用透明导电胶复合粘连；所述可折叠透明薄膜电容触摸感应层2与可折叠聚合物绝缘层3之间,所述可折叠聚合物绝缘层3之间与可折叠OLED显示屏4之间，所述可折叠OLED显示屏4与可折叠柔性电路板5之间，所述可折叠柔性电路板5与可折叠柔性封装底层6之间，以上均采用绝缘OCA光学胶复合粘连。本技术采用的以上技术方案，与现有技术相比，其创新之处在于：(1)设计创新：1)突破设备拼接扩展及机械折叠的思路局限，设计出对大小无限制的超柔性三维方向任意折叠的新形式，从而真正实现手机、平板、电脑一体化；2)首次提出分散式主板处理器设计，有效化整为零，解决设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种折纸式手机/电脑一体化超柔性设备，其特征在于：该设备包括正面的柔性可折叠聚合物封装层(1)、可折叠透明薄膜电容触摸感应层(2)、可折叠聚合物绝缘层(3)、可折叠OLED显示屏(4)、嵌有刚性处理器的可折叠柔性电路板(5)以及底部的可折叠柔性封装底层(6)；层与层之间需要导电时，采用透明导电胶复合粘连；层与层之间需要绝缘时，采用绝缘OCA光学胶复合粘连，且整体组装方式不引入刚性零件。

【技术特征摘要】
1.一种折纸式手机/电脑一体化超柔性设备，其特征在于：该设备包括正面的柔性可折叠聚合物封装层(1)、可折叠透明薄膜电容触摸感应层(2)、可折叠聚合物绝缘层(3)、可折叠OLED显示屏(4)、嵌有刚性处理器的可折叠柔性电路板(5)以及底部的可折叠柔性封装底层(6)；层与层之间需要导电时，采用透明导电胶复合粘连；层与层之间需要绝缘时，采用绝缘OCA光学胶复合粘连，且整体组装方式不引入刚性零件。2.根据权利要求1所述的折纸式手机/电脑一体化超柔性设备，其特征在于：所述可折叠聚合物绝缘层(3)的内部嵌有磁铁和铁片；所述磁铁和铁片成对地对称分布于该可折叠聚合物绝缘层(3)的两条边线位置及中线位置的内部，以实现该设备折叠之后的磁性贴合固定作用。3.根据权利要求2所述的折纸式手机/电脑一体化超柔性设备，其特征在于：所述可折叠聚合物绝缘层(3)内部嵌有的磁铁及铁...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴庆生，陈瀚星，吴彤，昝广涛，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：新型
国别省市：上海,31