CN102365575B - 柔性屏蔽显示器 - Google Patents

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Abstract

一种显示器，其包括柔性层状结构和电路层。该柔性层状结构包括有源层，该有源层包括LC材料(214)和电致发光/荧光体材料(217)，该有源层夹置在前电极(212)与后电极(220)之间可切换地限定要显示的信息，其中该前电极(212)与该后电极(220)被配置为施加交流电压以产生横跨该有源层的电场。该显示器还包括基底、反射性绝缘层(219)、绝缘层(230)以及导电面(240)，其中该基底为透明前层(211)，该绝缘层(230)安装在该后电极(220)后方，并且该导电面(240)被安装在该绝缘层(230)后方并且被连接到地面、DC电压及/或与该电路层相同的电位。该电路层至少还可以包括一个通过该层状结构的变形而被激活的开关。

Description

柔性屏蔽显示器
技术领域
本发明涉及柔性显示器，具体而言，涉及能够放置在一个或多个开关上方的柔性电致发光显示器，使得这些开关能够通过该电致发光显示器的变形，例如通过拇指的压力而被激活。
背景技术
将柔性电致发光显示器层以一定的间隔安装在包括开关的电路前方，从而使得该开关能够通过该电致发光显示器的变形而被激活是公知的。国际专利申请No：PCT/GB2005/000600中描述了上述配置。但是，该配置的问题在于当该电致发光显示器通过交流电驱动时，在该开关的电路或者其它元件上会产生静电荷，显示器的后电极与该静电荷之间不断变化的电位可能会使该显示器发生振动，并且实际上，使扬声器产生声音。增加电致发光显示器的刚度会缓和上述问题。但是，刚性显示器并不适合用在其中使显示器变形以激活下方的开关的构造中。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种显示器，其包括：柔性层状结构；以及电路层，该电路层以一定的间隔布置在该层状结构下方，其中该层状结构包括有源层，该有源层夹置在前、后电极之间以可切换地限定要被显示的信息；前、后电极，该前、后电极被配置为施加交流电压以产生横跨该有源层的电场；绝缘层，该绝缘层被安装在该后电极的后方；以及导电面，该导电面被安装在该绝缘层的后方并且被连接到地面、DC电压及/或与该电路层相同的电位。
该显示器具有以下优点，即导电面充当屏蔽，以阻止在该电路层与该层状结构之间形成交流电位差，其中该交流电位差可能会使该层状结构发生振动，并且可能产生不期望的声音。但是，可以将该导电面形成为薄层，使得该层状结构足够柔软，可以产生所要求的变形。
该导电面可以被图案化，以限定具有许多切口的连续层，其中该许多切口限定柔性增加的区域。相对于没有上述切口的层状结构，该区域可以增加该层状结构的整体柔性。
该层状结构可以漂浮在该电路层上方。该显示器可以包括用以将该层状结构保持在其边缘的机构。
在优选实施例中，该电路层至少包括一个开关，该开关被配置为通过该层状结构的变形而被激活。但是，应理解，在其它实施例中，该电路层可以不包括机械操作的开关，而是可以通过一些其它方式，例如通过电容传感来检测该层状结构的变形。
该有源层可以包括液晶材料及/或电致发光材料。
该层状结构可以包括用以限定要被显示的信息的外罩和电致发光(EL)背光源，该外罩包括被安装在该背光源的EL层前方以可切换地限定要显示的信息的物理稳定性液晶层，和被配置为在使用过程中产生横跨EL层和LC层的电场的前、后电极。
附图说明
现在参考附图，仅仅通过示例的方式来描述本发明的实施例，其中：
图1A至图1E示出了根据本发明的不同实施例的显示器在开启及关闭位置下的剖视图；
图2示出了根据本发明的一个实施例的层状结构的剖视图；
图3示出了根据本发明的另一实施例的层状结构的剖视图；
图4示出了从上方观看被激活时的显示器的视图；以及
图5示出了根据本发明的实施例的导电面的平面图。
具体实施方式
图1A&图1B示出了包括金属圆顶按钮开关的显示器的剖视图；在图1A中，该开关被示为是打开的，而在图1B中，该开关被示为是通过手指按压而关闭的。
该开关是非闭锁型或者瞬时型，其中两个电触点的瞬时闭合(或者其它)会暂时形成电路。该开关属于金属圆顶类型；它包括被压的金属圆顶(11)，其中该被压的金属圆顶11在其边缘处具有支腿(12：该支腿通常有四个，但是在该截面图中可以看见两个)，该被压的金属圆顶11配置在印刷电路板(PCB 13)上方，使其与电极(14)处于持续的电接触状态，其中电极14是“断开的”电路(即，其中存在横跨两个导体[14、16]的间隙(15)的电路，其中当该开关被激活时，间隙15通过圆顶11桥接)的一侧。当如图1B所示，通过手指压力(F)按下圆顶11时，中心部分(11)向下发生形变，并且与断开的电路的另一侧16接触，只要圆顶11保持变形状态，则该中心部分11桥接两个电极14、16之间的间隙15，并且完成电路。由于圆顶11由弹性材料制成，所以当去除变形力F时，它可以弹性恢复带原来的圆项形状，从而中断该电路的两部分14、16之间的电接触。
所示按钮使用了放置在圆顶11上方的力集中层(17)，以减少使圆顶变形所需要的力。该层17具有压在圆顶11上的小突起(18)，从而确保手指压力所提供的所有力F实际上集中并施加在该圆顶上。该按钮构造上方是电致发光显示器层(19)的层状结构，将参考图2及图3具体进行描述。
图1C及图1D示出了根据本发明实施例的包括自由悬浮按钮开关的显示器分别在打开和关闭时的剖视图。
这里示出了非闭锁、瞬时型的推拉或者按钮开关。该开关包括下方的电路层(PCB 13)；抗变形悬浮接触层(32)，其被配置为面向电路板的电路层；以及间隔机构(33)，其在没有任何施加的力将两个层31、32推在一起的情况下。保持两个层31、32分离。现在将详细描述该开关，看似该开关自成一体，但是在实际情况下，该种开关只是同样开关的一个阵列，其中该阵列与所有其它阵列可以独立操作。
PCB电路层31承载着操作该开关的电路。该电路在此并未被完全示出，而是具有两个间隔的电极(34、35)，用以限定闭合该开关的间隙(36)。接触层32被安装为面向该电路层的电路正面，并且该接触层32在其朝向电路的正面上承载着与该间隙对准的导电桥接部分(37)。可以(通过力F)推动该桥接部分37，以可操作地接触电路层31的电极34、35，从而闭合间隙36。在没有任何外加力将桥接部分37和电极34、35推挤在一起的情况下，间隔机构33使两个层31、32保持分离，因而间隙36并未被桥接，因此电路是“打开”的。
可以通过热压成形操作在单层材料上制成接触层32，以一体式地提供间隔和电接触。该层由热塑性薄膜制成，通常约0.175mm厚。在该薄膜的一个表面上，并且在桥接图案37中印刷有电导糊料(含银或者含碳的聚合物粘合剂)，其中桥接图案37被用来与放置在PCB31上方的电极接触区域34、35对准。接着，热压成形该薄膜，以在接触区域的周围提供小突起33，其中该接触区域位于相邻接触区域之间的相同开关的阵列中。这些突起形成了间隔，使得当接触层薄膜32在PCB 31上休眠时，该薄膜的(多个)导电桥接部分37不与PCB的接触区域34、35接触。
接触层32的热压成形材料所要求的变形度与该材料的厚度和所期望的按钮间隔有关，其中该接触层32依次充当合适的间距。但是，通常来讲，它也是材料自身的厚度级别(因此，约0.175mm)。
在根据本发明的构造中，接触层32也是间隔层，因此，不但节省了整个生产操作，而且也节省了薄膜键盘的传统构造中所必要的粘合剂组分。
图1D示出了本发明的被压的、并且与PCB 31上的两个电路元件34、35接触的按钮。特别注意，接触层32漂浮在所描述的“夹心”结构中，而不是被刚性地粘贴到PCB 31或者显示层(38)，其中显示层38包括放置在该接触层上方的电致发光显示层的层状结构。将参考图2及图3来描述电致发光显示层38。漂浮意在避免刚度的有害增加，其中刚度的增加会导致显示层38层压(结合)到接触层32，并且接着将该组件粘贴到PCB 31，其中PCB 31的刚度可能会导致很难压下按钮，也就是说闭合触点所必要的力将大于实际力。
当然，在该构造中，尽管接触层32并未通过粘合剂固定到显示层38或者PCB层31，但是相反，它被允许在PCB层和显示层之间垂直“漂浮”(即，按钮推挤对准)，尽管如此，可以通过一些机构(在此并未示出，但是可以是例如热熔柱、定位销、与接触层中的热压成形凸耳相对应的PCB层中的配合孔，或者边对边接触)将其保持在水平/侧向位置，使得接触桥接区域37通常维持在与PCB 31侧向对准的校正位置内。
这种新型构造使得当压力F被施加到显示层38时，接触层32能够在水平面内-侧向-垂直平面内发生微小的变形，从而显著地减小发生适当的变形所必要的冲击力。这种新型构造也能使得层32的热压成型间隔部分33尽可能地变薄，用以减小驱动该按钮并且使其接触所需要的变形，从而减小显示层38上因该变形而产生的应力，因此提高了其使用寿命，便于通过用户来关闭该开关。
附图1E示出了根据跟发明的另一实施例的开关。利用相同的标号增加100来表示与附图1C及图1D所示实施例相同的特征。
该图示出了分享共同的PCB 131的开关101的阵列100。各开关101(在此图中仅仅具体参考了一个)包括如上所述的通过间隙136分割的一对电极134、135。该阵列只设置了本身来执行接触层功能的电致发光(EL)显示层138的层状结构，从而代替上述实施例的接触层32。该电致发光(EL)显示层138根据参考图2及图5所描述的层状结构而形成。在该EL显示层138上印刷有导电桥接部分137，在通过用户150施加压力的情况下，该导电桥接部分137能够与电极134、135接触，以桥接间隙136。
间隔133被设置为当用户150没有施加压力时，使桥接部分137远离电极134、135。在此情况下，该间隔被设置为离散的单元，也用以相对于电路层131来固定EL层138。间隔133在各开关101的电极134、135周围形成了网，用以描述网孔。但是，间隔131也可以通过印刷或者形成带有截面的合适层，其中该截面在显示层138上不存在压力的情况下，分隔该层与其它层，而包括电路层131或者EL显示层138的主要部分。
现在参考图2及图5，描述电致发光显示层19、38和138的结构。
从前往后，可以看见附图2所描述的本发明第一实施例的显示器的结构：
相对较厚的保护性电绝缘透明前层(211；基底)；
非常薄的电导透明薄膜(212)，其位于基底211的后面上方，用以形成该显示器的前电极；
有源层，其覆盖在前电极212的后面上，该有源层包括物理稳定地分散在支持矩阵(215)内的LC层(214)的相对较薄的层(213)；和
分散在支持矩阵(218)内的电致发光/荧光体材料(217)的相对较薄的层(216)，其直接形成在液晶层213上并且覆盖液晶层213的后面；
介电常数相对较高的材料的相对较薄的光学反射电绝缘层(219)，其位于荧光体层216上方；以及
电导薄膜(220)，其配置在发射性电绝缘层219上方，用以形成该显示器的(多个)后电极。
前、后电极一起限定其中能够选择并打开或者关闭液晶层和电致发光层的区域。
在附图3所示的可替换性实施例中，EL材料和LC材料并不直接形成在另一者上，相反，而是被绝缘隔层210所分离。在所有其它方面中，实施例使用了相同并且相通的标号。
在两个实施例中，后电极层220被保护性绝缘膜230所覆盖，并且在该保护性绝缘膜上方，印刷有导电面240。在导电面240上方可以形成另一绝缘层250(如图3所示)。
参考图5，导电面240可以被图案化，以限定具有许多切口241的连续层，其中许多切口241限定柔软度被增加的区域。在本实施例中，切口241呈十字形，以限定导电面240中的本实施例矩形图块中的大图块244，其中这些大图快244通过相对较窄的桥接242连接，进而将大图快244电连接在一起。通过使图案化导电面240产生柔性增加(因此刚性降低)的区域240，确保电致发光显示层能够产生所期望的弯曲，从而操作该开关。导电面240通常为几微米至数十微米厚。期望较薄的导电面240，以维持柔性显示层。
在本实施例中，导电面240接地。但是应理解，可以将导电面240连接到DC电压，与电路层、金属圆顶11、接触层32或者几伏特的任何其它电源相同的电位。为了使导电面240充当避免在后电极220与按钮之间产生较大电位差的屏蔽，简单来讲，必须使导电面240接地，或者将其连接到几伏特的电位，其中当电致发光显示器通过较高的交流电驱动时，该电位远远小于出现在后电极上的数百伏特。
在其它实施例中，有源层只是液晶层诸如PDLC层，只是EL层或者通过交流电场激活的其它发光物质层。

Claims (8)

1.一种显示器，其包括：
柔性层状结构，所述柔性层状结构包括
前、后电极；
有源层，所述有源层被配置在所述前、后电极之间，并且所述有源层被配置为可切换地限定要被显示的信息；
绝缘层，所述绝缘层被配置在所述后电极后方；以及
导电面，所述导电面被配置在所述绝缘层后方以及在用于限定要被显示的信息的光的光路的后方；以及
电路层，所述电路层以一定的间隔配置在所述柔性层状结构后方，其中
所述前、后电极被配置为在所述有源层上施加电场，并且
所述导电面被连接到地面、DC电压以及与所述电路层相同的电位中的至少一者。
2.根据权利要求1所述的显示器，其中所述导电面包括切口。
3.根据权利要求2所述的显示器，其中所述切口呈十字形。
4.根据权利要求1所述的显示器，其中所述柔性层状结构悬浮在所述电路层上方。
5.根据权利要求4所述的显示器，还包括热熔柱、定位销、和配合孔中至少一者，其中对应的支腿被布置以在所述柔性层状结构的边缘将所述柔性层状结构保持在合适的位置。
6.根据权利要求1所述的显示器，其中所述电路层至少包括一个开关，所述开关被配置为通过所述柔性层状结构的变形而被激活。
7.根据权利要求1所述的显示器，其中所述有源层包括液晶材料和电致发光材料中的至少一者。
8.根据权利要求1所述的显示器，其中：
所述有源层包括：
电致发光背光源，所述电致发光背光源包括电致发光层；以及
外罩，所述外罩被安装在所述电致发光层前方，并且包括物理稳定性液晶层，其被配置为可切换地限定要被显示的信息；并且
所述前、后电极被配置为在所述电致发光层和所述物理稳定性液晶层上施加电场。
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