CN103057116B - 用于将表面玻璃安装在表壳中间部分的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于将表的表面玻璃（4）安装在同样由塑料材料制成的中间部分（2）上的方法，该中间部分（2）与表面玻璃（4）一起限定表壳（1），其中，所述表面玻璃（4）包括面向使用者侧的顶面（6）和与顶面（6）相对的底面（8），并且数字显示装置（12）结合在表面玻璃的底面上，所述方法的特征在于，通过激光束将由表面玻璃（4）和数字显示装置（12）形成的组件焊接到中间部分（2）上。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于将表面玻璃（crystal）安装在表壳的中间部分上的方法。更具体地，本发明涉及一种用于安装表的表面玻璃的方法，该表面玻璃包括面向使用者侧的顶面和与顶面相对的底面，其中数字显示装置结合/接合（bond）到表面玻璃的底面。
背景技术
用于将由有机材料——例如塑料材料——制成的表面玻璃安装到同样由塑料制成的表壳的中间部分的第一解决方案包括结合技术的使用。结合技术不会产生机械应力或热约束。然而，结合技术会引起其它问题。它们不总是保证高质量的密封并随着时间产生磨损问题。此外，在部件结合后，必须观察聚合反应时间，该聚合反应时间通常为24小时。因此在生产线中出现中断，从经济角度来看，此中断是不利的。
在表的表面玻璃由塑料材料制成的情况下，因此优选使用超声技术将这种类型的表面玻璃焊接到同样由塑料制成的表的中间部分上。实际上，超声焊接技术允许以密封性良好且持久的方式将表面玻璃固定到表的中间部分上。
然而，存在超声焊接技术不适合的情况。当元件对机械应力和热应力敏感时，尤其是当液晶显示装置结合到表面玻璃的底面时，其情况就更加如此。申请人已认识到超声焊接具有结合在表面玻璃底面的液晶单元的表面玻璃，会造成整个液晶单元的空间内间隔物（spacer）的聚集并伴随着在液晶单元的显示区域出现黑点的问题，这当然是无法接受的。在申请人看来，在液晶单元空间中的上述间隔物聚集问题是因为由超声焊接造成的机械振动和温度上升。
发明内容
因此，申请人的目的是克服上述问题并找到一种用于将塑料表面玻璃安装在同样由塑料制成的表中间部分上的新方法。
因此，本发明涉及一种用于将塑料表面玻璃固定在同样由塑料制成的中间部分上的方法，该中间部分与表面玻璃一起限定表壳，所述表面玻璃包括面向使用者侧的顶面和与顶面相对的底面，其中，数字显示装置结合在表面玻璃的底面上，所述方法的特征在于，它包括通过激光束将表面玻璃焊接到中间部分上。
由于这些特征，本发明提供了一种用于将塑料表面玻璃以密封性良好且持久的方式安装在塑料的表中间部分上的方法，其中，表面玻璃具有特定的特征，即，包括结合在其底面上的数字显示装置。事实上，令人惊讶地是，本申请人观察到，激光焊接这种类型的表面玻璃无论如何都不会影响数字显示装置的机械性能和光学性能。尤其是，尽管在激光焊接中涉及高温，但激光焊接方法仍然避免了使用超声焊接方法所观察到的间隔物聚集的问题。而且，激光焊接方法允许将表面玻璃瞬时组装到表的中间部分上。因此，不再需要等待，例如以使结合部分聚合，以便继续根据本发明的表的组装步骤。这表示可节省大量的时间，尤其是允许连续的工作流程而不中断制作方法。而且，激光焊接表圈提供了坚固的组装，这种坚固的组装尤其是对于由两个柔性连接器施加的永久反作用力提供了良好抵抗，这在阅读下文描述时会变得更加清晰。
附图说明
从下面对根据本发明的方法的实施例的详细描述中，可以更清晰地发现本发明的其它特征和优点，该示例仅通过结合附图的非限制性举例的方式给出，其中：
图1是根据本发明的表壳的局部剖面图。
具体实施方式
本发明源于以下总的发明思想，即，提供一种用于将塑料表面玻璃安装在表壳的塑料中间部分上的方法。表的表面玻璃的一个特定特征是，数字显示装置例如液晶单元通过已知名称为光学透明黏合剂（Optical ClearAdhesive）或OCA的光学黏合剂固定在表面玻璃的底面上，并且所希望的安装方法必须允许在不影响液晶显示装置的机械性能和光学性能的情况下，将表面玻璃以密封性良好并持久的方式组装在表的中间部分上。申请人观察到，超声焊接这种类型的组件会造成间隔物在显示单元的空间中聚集，并在显示区域出现黑点，这当然是不可接受的。在申请人看来，这种现象是由于超声焊接产生的机械应力和热应力。因此申请人继续努力并发现，令人惊奇地是，尽管施加了热约束，但是激光焊接无论如何都不会影响结合在表面玻璃的表面下方的液晶显示单元的机械品质和光学性能。
本专利申请的附图1是根据本发明的表壳的局部剖视图。该表壳整体上由总的参考标号1示出，该表壳由在顶部由表面玻璃4封闭的中间部分2限定。中间部分2和表的表面玻璃4由可激光焊接的材料制成。仅作为非限制性示例，表面玻璃4由聚（甲基丙烯酸甲酯）或PMMA制成，而中间部分2由丙烯腈丁二烯苯乙烯或ABS制成。
表的表面玻璃4具有2个表面，即，面向表使用者侧的顶面6和面向表壳1侧的底面8。表面玻璃4抵靠在中间部分2的肩部10上。
数字显示装置安装在表面玻璃4的底面8上。仅作为非限制性示例，该数字显示装置可以是包括前基片14和后基片16的液晶显示单元12，该前基片14和后基片16平行延伸并彼此间隔一定距离，并通过密封框架（在图中不可见）彼此接合在一起，该密封框架限定容纳液晶的密封空间，间隔物散布在该空间中。两个基片——前基片14和后基片16——设置在具有交叉的偏振方向（polarisation direction）的第一偏振器（polariser）18和第二偏振器20之间。由两个基片14和16以及两个偏振器18和20形成的组件通过一层光学黏合剂22结合在表的表面玻璃4的底面8上。
仔细观察附图可以看出，前基片14的尺寸超过后基片16的尺寸。这形成了接触表面24，传导路径26展现在该接触表面24上，用于将显示单元12的控制电极电连接到单元12的电子控制元件（未示出）。这些电子控制元件安装在印刷电路板28上，该印刷电路板28设置在表壳1内部，在显示单元12下方并与其间隔一定距离。通过大体上竖直延伸的弹性体连接器32，将用于液晶显示单元12的控制电极的电连接的传导路径26连接到构造在印刷电路板28的表面上的相应的传导路径30。可想到的是，弹性体连接器——也通过斑马连接器（zebra connector）的商业名称为大家所知——是由通过弹性体绝缘片彼此分开的多个导电片形成的柔性连接器。此组件最后包括导光管34，该导光管34抵靠在印刷电路板28上并用于背光照亮液晶显示单元12。应该注意到，导光管34包括用于引导并竖直地保持斑马连接器32的槽36。当斑马连接器32被引导和保持时,斑马连接器32可被竖直压缩，然而不能横向移动，这保证了液晶显示单元12的传导路径26和由印刷电路板28承载的相应的连接器之间的精确对准。
如上所述，表面玻璃4抵靠在中间部分2的肩部10上。根据本发明，通过激光焊接将表面玻璃4固定在中间部分2上。为了激光焊接的目的，在中间部分2的内侧周边上设置环状凸缘（collar）38。该环状凸缘38设置在表面玻璃4抵靠中间部分2的地方。该凸缘38构成添加的热塑料材料，其在激光焊接工艺中将熔化，并将表面玻璃4以密封的方式永久地固定在中间部分2上。根据本发明的方法的一种变型，由在激光焊接过程中将熔化的热熔化材料制成的凸缘可位于表面玻璃4的外周边边缘下方。然而，由于位于表面玻璃4的表面下方的凸缘对于结合和按压液晶单元12以便将所有气泡移除的操作是不方便的，所以该变型不是优选的，其中上述气泡可能滞留在设置在单元12和表面玻璃4之间的所述一层光学黏合剂22中。
根据本发明，肩部10相对于印刷电路板28的高度使得当表面玻璃4被激光焊接到中间部分2上时，斑马连接器32被压缩。斑马连接器32的压缩部分在图中用虚线示出。此特定示例揭示了本发明的所有优点。首先，由于液晶单元12结合在表面玻璃4的底面8上，表面玻璃4激光焊接到中间部分2上的事实避免了任何损坏单元12的风险。其次，鉴于斑马连接器32设置成在液晶显示单元12和印刷电路板28之间被压缩，它趋向于试图返回初始形状，并在表面玻璃4上施加应力，该应力趋向于将表面玻璃4从中间部分2分离。因此，在表面玻璃4和中间部分2之间没有激光焊接的情况下，由所述表面玻璃4和中间部分2形成的组件将必须在机械应力下结合和聚合至少24个小时，这使制造操作复杂化，并且中断了生产流程。
当然，本发明并不限于刚刚已经描述的实施例，在不脱离由所附权利要求书限定的本发明的范围的情况下，本领域技术人员可以设想各种简单的改动和变化。特别地，关于激光焊接由塑料材料制成的两个部件的实际技术，可参考欧洲专利No.1117502B2，该专利公开了焊接参数，例如激光源的性质、波长、能量密度、脉冲持续时间、材料的准备等。还应指出的是，虽然已经关于液晶显示单元描述了本发明，但是在本发明的范围中，还可以设想属于OLED或电子墨水单元家族的其它数字显示装置。然而，具有分段（segments）的OLED或电子墨水显示装置是优选的。
Claims (16)
1.一种用于将由塑料材料制成的表的表面玻璃(4)固定到同样由塑料材料制成的中间部分(2)上的方法，该中间部分(2)与所述表面玻璃(4)一起限定表壳(1)，其中，所述表面玻璃(4)包括面向使用者侧的顶面(6)和与所述顶面(6)相对的底面(8)，并且数字显示装置(12)结合到所述表面玻璃的所述底面(8)上，所述方法的特征在于，通过激光束将由所述表面玻璃(4)和所述数字显示装置(12)形成的组件焊接到所述中间部分(2)上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了激光焊接的目的，所述中间部分(2)设置有环状凸缘(38)，该环状凸缘(38)设置在所述表面玻璃(4)抵靠所述中间部分(2)的位置处，所述环状凸缘(38)构成附加的热塑性材料，该热塑性材料将在激光焊接过程中熔化，以将所述表面玻璃(4)固定在所述中间部分(2)上。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，由将在激光焊接过程中熔化的热熔材料构成的凸缘位于所述表面玻璃(4)的外围边缘下方。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述数字显示装置(12)是液晶单元。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，印刷电路板(28)设置在所述表壳(1)内部，在所述数字显示装置(12)下方并与所述数字显示装置(12)间隔一定距离，所述数字显示装置(12)通过斑马型电连接器(32)电连接到所述印刷电路板(28)，所述表面玻璃(4)抵靠设置在所述中间部分(2)中的肩部(10)，所述肩部(10)相对于所述印刷电路板(28)的高度使得当所述表面玻璃(4)被固定在所述肩部(10)上时，斑马型电连接器(32)在所述数字显示装置(12)和所述印刷电路板(28)之间被压缩。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，印刷电路板(28)设置在所述表壳(1)内部，在所述数字显示装置(12)下方并与所述数字显示装置(12)间隔一定距离，所述数字显示装置(12)通过斑马型电连接器(32)电连接到所述印刷电路板(28)，所述表面玻璃(4)抵靠设置在所述中间部分(2)中的肩部(10)，所述肩部(10)相对于所述印刷电路板(28)的高度使得当所述表面玻璃(4)被固定在所述肩部(10)上时，斑马型电连接器(32)在所述数字显示装置(12)和所述印刷电路板(28)之间被压缩。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，印刷电路板(28)设置在所述表壳(1)内部，在所述数字显示装置(12)下方并与所述数字显示装置(12)间隔一定距离，所述数字显示装置(12)通过斑马型电连接器(32)电连接到所述印刷电路板(28)，所述表面玻璃(4)抵靠设置在所述中间部分(2)中的肩部(10)，所述肩部(10)相对于所述印刷电路板(28)的高度使得当所述表面玻璃(4)被固定在所述肩部(10)上时，斑马型电连接器(32)在所述数字显示装置(12)和所述印刷电路板(28)之间被压缩。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，印刷电路板(28)设置在所述表壳(1)内部，在所述数字显示装置(12)下方并与所述数字显示装置(12)间隔一定距离，所述数字显示装置(12)通过斑马型电连接器(32)电连接到所述印刷电路板(28)，所述表面玻璃(4)抵靠设置在所述中间部分(2)中的肩部(10)，所述肩部(10)相对于所述印刷电路板(28)的高度使得当所述表面玻璃(4)被固定在所述肩部(10)上时，斑马型电连接器(32)在所述数字显示装置(12)和所述印刷电路板(28)之间被压缩。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述斑马型电连接器(32)被竖直地引导和保持，结果所述斑马型电连接器能够被压缩但不会横向移动，这保证了在所述数字显示装置(12)的传导路径(26)和由所述印刷电路板(28)承载的相应连接器之间的精确对准。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述斑马型电连接器(32)被竖直地引导和保持，结果所述斑马型电连接器能够被压缩但不会横向移动，这保证了在所述数字显示装置(12)的传导路径(26)和由所述印刷电路板(28)承载的相应连接器之间的精确对准。
11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述斑马型电连接器(32)被竖直地引导和保持，结果所述斑马型电连接器能够被压缩但不会横向移动，这保证了在所述数字显示装置(12)的传导路径(26)和由所述印刷电路板(28)承载的相应连接器之间的精确对准。
12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述斑马型电连接器(32)被竖直地引导和保持，结果所述斑马型电连接器能够被压缩但不会横向移动，这保证了在所述数字显示装置(12)的传导路径(26)和由所述印刷电路板(28)承载的相应连接器之间的精确对准。
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，用于背光照亮所述数字显示装置(12)的导光管(34)包括用于引导和竖直地保持所述斑马型电连接器(32)的槽(36)。
14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，用于背光照亮所述数字显示装置(12)的导光管(34)包括用于引导和竖直地保持所述斑马型电连接器(32)的槽(36)。
15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，用于背光照亮所述数字显示装置(12)的导光管(34)包括用于引导和竖直地保持所述斑马型电连接器(32)的槽(36)。
16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，用于背光照亮所述数字显示装置(12)的导光管(34)包括用于引导和竖直地保持所述斑马型电连接器(32)的槽(36)。
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