CN104010458A - 具有显示器的电子装置及制造方法 - Google Patents

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CN104010458A CN201410064943.0A CN201410064943A CN104010458A CN 104010458 A CN104010458 A CN 104010458A CN 201410064943 A CN201410064943 A CN 201410064943A CN 104010458 A CN104010458 A CN 104010458A
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阿达姆·R·科尔
迈克尔·J·福尔门蒂
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迈克尔·L·尼尔
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    • H04M1/18Telephone sets specially adapted for use in ships, mines, or other places exposed to adverse environment
    • H04M1/185Improving the rigidity of the casing or resistance to shocks

Abstract

具有显示器的电子装置及制造方法。提供一种透明透镜和不同塑料材料外壳,包括:透明透镜,所述透明透镜包括前表面、后表面和周界边缘,所述周界边缘包括凸缘;和塑料外壳,所述塑料外壳附接至所述周界边缘的凸缘,并且具有与所述透明透镜不同的材料,所述塑料外壳包括:与所述透明透镜的所述前表面相切的部分;和与所述透明透镜的所述后表面相切的部分。

Description

具有显示器的电子装置及制造方法
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求要求下列申请的权益:2013年2月25日提交的美国临时申请N0.61/769,129 ;2013年2月25日提交的美国临时申请N0.61/769,131 ;2013年2月25日提交的美国临时申请N0.61/769,135 ;和2013年2月25日提交的美国临时申请N0.61/769,133,在此通过引用将其全部并入。
背景技术
[0003] 日益难以制造包括电池和显示器的、相对紧凑、结构耐用并且利用最大可观看面积的便携式电子装置。
[0004] 在便携式电子装置中,显示器通常被层压至透明盖板透镜,以便提高光学性能并且在两部分之间产生机械结合。由于这种结合在显示器的全部观看区域上存在,所以提供足够的机械固位,从而消除通过任何其它机构来使显示器的侧面固位的需求。因而,在显示器的任一侧上,仅需要具有薄的装饰外壳来覆盖显示器的侧面。然而,在试图使用极其薄的装饰外壳来覆盖显示器边缘时,遇到的问题是寻找在该装饰外壳和便携式装置中的其它外壳之间本身不增大装置尺寸的适当连接机构。
[0005] 使寻找可行的连接机构进一步复杂化的是,期望降低装置厚度,以便当使用或传递该装置时,提高用户的舒适度。
[0006] 关于制造用于装置的透明透镜和塑料外壳的方法,常规地,插入模塑工艺包括将刚性金属插入件放置到注塑工具中,并且然后绕该金属零件模塑塑料特征。当完成时,塑料应良好地集成在原始金属零件中。近来,模具质量已经进步,允许使用玻璃或不同的透明材料件作为“插入件”,以便复杂的三维塑料外形可与透明材料片集成。
[0007] 在便携式装置中,期望显示器上的透明盖板透镜与包塑塑料特征集成,但是这不利地对用于玻璃或透明插入件的潜在外形尺寸产生限制。在显示器的观看区域上,期望透明盖板透镜大体薄和平,以便产生不失真图像和小尺寸的最终装置。另外,期望该盖板透镜也尽可能地窄和短,以便得到的装置为最小尺寸。相反地,玻璃或透明插入模塑工艺优选的是,在显示器之外有大量材料,以便提高塑料和玻璃或不同的透明材料之间的结合,并且确保在最终产品中,包塑塑料不从透明插入件脱离。
[0008] 关于在显示器装置中支撑透明(特别是玻璃)元件,便携式电子装置在其使用寿命期间暴露于频繁的机械冲击,这可能导致显示器故障。该显示器通常被层压至厚透明盖板透镜,但是显示器本身通常使用多个薄玻璃片构成,使得它们易受破裂,尤其是在玻璃片边缘处的破裂影响。另外,与其它元件或外壳相比,这些薄玻璃片通常没有匹配的宽度或长度,这可产生未经支撑玻璃的“凸出部分(ledge)”。如果装置经受机械冲击,则未经支撑的薄玻璃凸出部分用作悬臂,并且为潜在的显示器故障源。
附图说明
[0009] 贯穿各图,相同的附图标记都涉及相同或功能类似的元件的附图,与下文的详细描述一起,用于进一步图示本公开中阐述的实施例。
[0010] 图1是电子装置的前透视图;
[0011] 图2是根据图1的电子装置的后透视图;
[0012] 图3是根据图1的电子装置的前透视分解图;
[0013] 图4是根据图1的电子装置的后透视分解图;
[0014] 图5是可在根据图1的装置中使用的透镜的前透视图;
[0015] 图6是图示沿图5中的平面6-6截取的透镜切片的底端横截面图;
[0016] 图7A是图示根据图6的透镜边缘凸缘的横截面图的放大侧视图;
[0017] 图7B是图示具有墨、粘合剂和疏油涂层的根据图6的透镜边缘凸缘的横截面图的放大侧视图;
[0018] 图8是包括用于根据图1的电子装置前部的根据图5-7的透镜的透镜外壳的前透视图;
[0019] 图9是图示沿图8的平面9-9截取的透镜外壳切片的横截面底端视图;
[0020] 图10是图示包括根据图9的边缘凸缘的透镜外壳的横截面图的放大图;
[0021] 图11是图示一种示例性制造方法的流程图;
[0022] 图12A-D是注塑工艺步骤的横截面图;
[0023] 图12E是注塑工具的分解图;
[0024] 图13是图示沿图18的平面13-13截取的透镜外壳切片和显示器层压板的横截面图;
[0025] 图14是根据图13的各种实施例的透镜外壳截面和显示器层压板的放大图;
[0026] 图15是图示包括透明透镜和模塑壁的现有技术透镜外壳横截面的放大侧横截面图;
[0027] 图16是根据现有技术的透镜和显示器层压板的侧横截面图;
[0028] 图17是根据现有技术的透镜和显示器层压板的放大侧横截面图;
[0029] 图18是图示包括带有根据图11的一体触屏传感器的显示器的透镜外壳和显示器层压板的后正交图;
[0030] 图19是图示沿图18的线19-19截取的透镜外壳切片和显示器层压板的侧横截面图;
[0031] 图20是根据图19的透镜外壳和显示器层压板两个截面的放大图;
[0032] 图21是图示根据一个实施例的透镜外壳末端的放大侧横截面图;
[0033] 图22A是图示根据替代实施例的透镜外壳末端的放大侧横截面图;
[0034] 图22B是图示透镜外壳末端的透视横截面图;
[0035] 图23是图示无支撑结构,但是带有网和支架组件的透镜外壳的后正交图;
[0036] 图24是图示带有支撑结构,但是无网和支架组件的透镜外壳的后正交图;
[0037] 图25是图示带有插入的网和支架组件的透镜外壳的后正交图;
[0038] 图26是图示透镜外壳和显示器层压板的后正交图;
[0039] 图27是图示根据图26的透镜外壳顶部截面和显示器层压板的放大后视图;
[0040] 图28是图示根据图26的透镜外壳底部截面和显示器层压板的放大后视图;
[0041] 图29-31是图示根据图1的装置组件的右侧透视图;[0042] 图32是塑料侧壁上的榫状突出体的右侧透视图;
[0043] 图33是内部底座组件中的榫状切口的右侧透视图;
[0044] 图34是在组装步骤中,被放置到榫状切口中,以便组装塑料侧壁和内部底座组件的榫状突出体的右侧透视图;
[0045] 图35是在其轴上具有固位特征的示例性销的侧视图;
[0046] 图36是在其轴上没有固位特征的示例性销的侧视图;
[0047] 图37是通过插入的销组装的塑料侧壁和内部底座组件的右侧透视图;
[0048] 图38是根据图1的装置的截面的底横截面图;
[0049] 图39是根据图38的装置的截面的放大底横截面图;
[0050] 图40是示出固位指部的根据图1的装置的截面的另一底横截面图;
[0051] 图41是根据图40的装置的截面的放大底横截面图;
[0052] 图42图示存在不透明墨掩模时,在组装层压显示器和透镜外壳期间的光学透明粘合剂的一个UV固化实施例;和
[0053] 图43是不存在墨掩模时,在组装层压显示器和透镜外壳期间的光学透明粘合剂的另一个UV固化实施例。
[0054] 本领域技术人员应明白,为了简化和清晰而图示图中的元件,并且不必按比例绘制。例如,图中一些元件的尺寸可相对于其它元件放大,以便帮助理解本文公开的各种实施例。
[0055] 已经在图中视需要,以常规符号表示设备和方法部件,示出有关于理解各种实施例的特定细节,并且不以这些细节来模糊受益于本文说明书的本领域技术人员应明白的本公开。
具体实施方式
[0056] 在下文的描述中,为了解释,阐述多种具体细节,以提供对本文公开的实施例的完全理解。然而,本领域技术人员应明白,无这些具体细节,也能够实践这些实施例。在一些情况下,为了简明,以方框图的形式示出结构和装置。
[0057] 本文描述的实施例能够使装置厚度最小化,这是因为当使用螺钉时,螺钉头会由于头部厚度而增大装置宽度,并且本文描述的实施例能够提高卡扣(snaps)的可靠性,卡扣可能随着时间的过去而松脱,具有有限的方向性约束,并且能够在机械冲击时松开。它们能够允许也需要用于热撑螺钉头部的空隙的热撑(Heat stake)螺钉的极好可用性,并且避免对专用设备和设计努力的需要。最后,它们也允许胶水的极好可用性,并且不需要胶水所需要的专用设备或复杂工艺控制。这些实施例具有非常好的机械可靠性,并且允许在3D成形(formed)玻璃或其它透明材料上产生耐用附接特征,并且具有较高机械强度,并且在透明塑料外壳上的显示器的观看区域上刮擦的可能性较小。
[0058] 通过在透明盖板透镜上使用插入模塑塑料工艺,能够直接将塑料细部(detail)集成到透明材料上。这允许透明盖板透镜的尺寸小于显示器,但是使用塑料包塑,以在制造期间和在最终装置中保持显示器边缘受保护。通过减小盖板透镜的尺寸,并且消除常规装置外壳对显示器/盖板透镜组件结合(被塑料与玻璃或其它类型的透明材料的模内结合代替)的需求,该工艺能够生产更小、更可靠的便携式装置。[0059] 在本公开的实施例中,透明透镜和不同的塑料材料外壳包括:透明透镜,该透明透镜包括前表面、后表面和周界边缘,该周界边缘包括凸缘;塑料外壳,该塑料外壳附接至周界边缘的凸缘,并且具有与透明透镜不同的材料,与透明透镜的前表面相切的部分,和与透明透镜的后表面相切的部分。
[0060] 透明透镜可以由玻璃制成,或者可以由耐用透明塑料材料制成,该耐用透明塑料材料与透明透镜所附接的侧壁的材料不同。如本文所述的,当透明透镜由塑料制成时,应理解,该材料构成与侧壁中使用的塑料不同的材料。
[0061] 在实施例中,提供一种显示器外壳组件。该显示器外壳组件具有透明部分和塑料部分,并且包括透明透镜,该透明透镜具有前表面、后表面和周界边缘。该周界边缘包括凸缘。塑料部分的塑料侧壁附接至凸缘。塑料侧壁具有:前表面部分,该前表面部分与透明透镜的前表面共面;和后表面部分,该后表面部分与透明透镜的后表面共面。该构造形成前和后平面表面,每个平面表面具有透明材料和塑料两者。该组件还包括显示器,该显示器通过显示器粘合剂附接至后平面表面。
[0062] 在本公开的实施例中,装置外壳组件具有显示器模块,该显示器模块包括:前嵌板,其可以透明;和后嵌板,其可以透明,后嵌板在至少一个方向上具有大于第一嵌板的段。该外壳组件还具有透明透镜和塑料外壳,该透明透镜具有前表面和后表面;和在前嵌板和透明透镜的后表面之间的粘合剂。该外壳包括支撑结构,该支撑结构被模塑至位于后嵌板更长的段附近、并且与前嵌板相邻的透明透镜的后表面,该结构向后嵌板提供机械支撑。
[0063] 本公开的另一实施例是一种薄装饰外壳,该薄装饰外壳具有榫状特征,该榫状特征在直线方向上组装至内部结构性外壳。该外壳具有切除部,以便接纳该榫状特征,因而在两个轴线上约束该装饰和结构性外壳。
[0064] 在组装外壳时,一旦榫状特征对齐,销就通过每个榫状中垂直于榫状组装方向的孔插入,并且进入到结构性外壳中的孔中。这些销在第三和最终轴线上约束装饰性和结构性外壳。最后,第二薄装饰外壳卡到在第一装饰外壳的每个榫状上的卡孔中,卡孔在第三轴线的方向上接合。该外壳完全覆盖先前插入的销,这导致最终装置的外观更好,并且防止当销随着时间过去而松脱时退出足够多而松开。附接系统导致最终装置的宽度和厚度较小。
[0065] 更特别地,外壳包括:第一外壳部件,其具有多个榫状突出体,该多个榫状突出体中的至少一个榫状突出体具有穿过突出体厚度的第一销孔;和第二外壳部件,其具有多个匹配的榫状切口,至少一个榫状切口包含第二销孔。外壳还具有多个销。第一外壳部件在直线方向上与第二外壳部件匹配,以每个榫状突出体对齐每个榫状切口。第一外壳部件和第二外壳部件被压在一起,以便使第一销孔与第二销孔轴向对齐,并且通过每个轴向对齐的第一销孔和第二销孔轴向插入该销。
[0066] 在本公开的实施例中,一种制作装置外壳的方法涉及提供带有前表面和后表面的透明透镜,以及沿透镜周界的至少一部分的阶形凸缘。该方法包括将塑料注入到包括阶形凸缘的透明透镜周界上,塑料形成塑料特征,该塑料特征具有与透明透镜的前表面相切的前表面、与透明透镜的后表面共面的后表面,并且从透明材料的侧面,远离装置宽度中心线地向外延伸。该塑料特征在装置外壳两端的至少一端处,模塑至透明透镜的后表面,并且该塑料包封透明透镜凸缘的阶形中间表面。在实施例中也包括由该方法制作的装置外壳。
[0067] 在图1和2中图示包括显示器的电子显示装置100。图1包括下文涉及的参考坐标系,其指示装置100的左侧和右侧(当手持装置时,从用户的角度看)、顶侧和底侧(或末端)(顶侧是在正常使用期间大致远离地面的一侧,底侧是在正常使用期间大致朝着地面的一侧)以及前侧和后侧(前侧是在正常使用期间面对用户的一侧,后侧是在正常使用期间背离用户的一侧)。
[0068] 电子装置100可以是包括显示器的任何便携式电子装置,并且可以例如为蜂窝电话、智能电话、互联网装置、音乐播放器或者包括显示器的任何其它装置,该装置可以有利地采用本文所公开的透镜、显示器、层压显示器组件和/或外壳组件。另外,本文图示的通信装置100的移动智能电话特征是作为示例提供,并且无意以任何方式限制,本质上也不限于本文所述和所要求保护的透镜外壳、显示器或层压显示器组件。
[0069] 电子显示装置100包括具有层压显示器102的透镜外壳。有利地,如下文更详细描述地制造带有层压显示器102的透镜外壳。允许无障碍地接触装置的扬声器和麦克风的扬声器端口 108和麦克风端口 110开口分别位于显示器窗口 104的相对端处,用户能够通过该显示器窗口 104观看电子装置100中承载(carried)的显示器。所图示的显示器装置可包括面向前的相机112和电连接器端口 114,用于接入外壳内的电路。例如,端口 114可容纳连接器,诸如公连接器,并且可以例如为市售连接器,诸如通用串行总线(USB)连接器、mini USB、micro USB,或其它任何适当的连接器。
[0070] 电子显示装置100包括后外壳200 (图2)。后外壳200可包括类似于装置前部所存在的那些的后麦克风端口 202、后扬声器端口 204和面向后的相机206。在图2中还图示可移除卡进出门210,以插入和移除电子卡,诸如记忆卡、用户身份模块(SIM)或者能够有利地在电子装置中使用的其它可移除卡。
[0071] 现在参考图3和4,图示了外壳部件被分解的电子显示装置100,并且更具体地分别以前透视图和后透视图来图示。如下文将更详细描述地制造带有层压显示器102的透镜外壳。内部底座304位于透镜外壳之后。底座可由任何适当的材料制造,向外壳提供支撑,并且可以是金属、塑料或适当的复合材料,并且可例如由任何适当的材料冲压或模铸,诸如铝或钢,或者由复合非金属材料或模塑塑料形成。有利地,底座304是金属底座,其在下列一些底座区域中具有塑料包塑段,当已完全组装外壳时,天线将被定位为临近该区域。
[0072] 当组装装置100时,印刷电路板(PCB)组件306被定位为临近底座304。PCB组件306包括在其上组装有电子部件的电路板,如本领域已知的。如本领域已知的,电子部件包括显示装置100运行必需的电路,该电路也可包括用于处理显示器的触屏部件(触屏传感器)的输入的电路。PCB可被完全定位在底座周界内。替代地,PCB可被堆叠在底座304上,电子部件附接至位于底座内部中的PCB。顶部天线外壳308附接至底座。天线外壳308可以以任何适当的方式制造,并且可例如由可电镀树脂模塑,以便产生期望的天线外形。底部天线外壳310也附接至示例装置中的底座。底部天线外壳也可有利地由可电镀树脂模塑,以便产生期望的天线外形。顶部和底部天线外壳308、310使用适当的紧固件,诸如螺钉309,夹子(未示出)等等,将PCB组件306夹紧至底座304。在图示示例中,螺钉309可被旋拧到底座304中,或者到印刷电路板组件306中。
[0073] 还图示装置100包括卡托盘320,以便保持一个或更多个记忆卡和/或SM卡。例如,卡托盘320可例如为用于保持SM卡的插入模塑塑料和金属托盘。卡托盘320滑动到卡槽322中。卡槽被组装到PCB部件306上。[0074] 装置100也包括在PCB组件306后的电池312。
[0075] 如下文将更详细描述的,有利地,可采用销311来组装电子装置。销311可由任何适当的材料制造,诸如不锈钢、铝、另一种金属、塑料或复合材料。如下文将更详细描述的,销311用于插入到内部底座304中。
[0076] 后外壳200可由复合材料制造,诸如在模塑工艺期间一体结合至复合材料的插入模塑塑料。复合材料可以是形成为后外壳的期望的三维形状的片材,以便提供弯曲表面,当手持时,该弯曲表面手持舒适,令人舒服地适配在手掌中。该形状可具有在左-右侧方向以及顶-底端方向这两个方向上的弯曲,其中该弯曲包括全部右-左方向和/或全部顶-底方向。替代地,可在一个或两个方向上具有平坦部分,其中弯曲部分仅在接近边缘区域处延伸。
[0077] 参考图4,给卡进出开口提供卡槽加固件402,通过该开口,插入卡托盘320以及从卡槽322取出卡托盘320。例如,卡槽加固件可由金属制造,并且使用穿过加固件402的每一端附接的螺钉402固定。螺钉404可附接至底座304、PCB306或外壳102。图示卡进出狭槽406被模塑到透镜外壳侧壁中,以便接触卡托盘。
[0078] 透明透镜500 (图5)包括观看窗口 104,窗口 104为透镜的透明区域,用于与显示器的有效像素对齐。窗口的周界可由不透明墨504限定,不透明墨504为被施加至透镜500背部的一层。墨可不被施加到观看窗口 104,而沿一部分窗口 104围绕或延伸。
[0079] 如图5-7B中所示,阶形凸缘540沿透镜的侧面、顶和底边缘周界510的大部分延伸。凸缘540可绕透镜500的全部周界510连续,或者在关键区域中排除,以便在装置100掉落或以其它方式受到冲击时,防止透镜受损。在图5中,示例透镜500在透镜的四个角处不包括凸缘540,以便在装置以特定撞击角度掉落的情况下,帮助避免在这些角处的破裂。
[0080] 图6是沿图5中所示的线6-6的透镜500的底端横截面图,并且示出周界510和凸缘540。
[0081] 图7A和7B是图6的横截面的放大区域。图7B与图7A所示的相同,但是增加了粘合剂层1401和疏油涂层523。在图7A中,能够看出墨层504以及凸缘540的细部。在实施例中,边缘部分510包括三个倒角544、546和548。凸缘部分540本身可由其间带有直/平表面550的两个倒角546、548划界。内角径向外形(inside corner radial geometry)542可将底部倒角544与对凸缘540划界的第一倒角546分离。因而,透明透镜凸缘540具有阶形外形。透明材料的加工步骤提供增大的结合表面区域。倒角544、546和548被应用到透明材料的所有尖锐角部,以便从切割工艺中移除精微边缘裂缝,并且有助于模塑。有利地,可以在内角上采用542处的加工径向外形,以便降低由其它突然外形改变导致的应力聚集,如果角是方的将发生该突然外形改变。
[0082] 参考图7B,在模塑期间与塑料结合的凸缘表面可以包括贴合粘合剂1401。通过在凸缘540、倒角544、546、548、内角径向外形542和透明透镜的凸缘平面/平坦表面550上喷射、打印或以其它方式分配,来沉积粘合剂。粘合剂提高塑料和透明材料之间的结合强度。另外,任选地,在透镜的背表面上包括墨504。透镜可在外部表面上包括疏油涂层523。该表面可以为被施加至透镜前表面的纳米涂层,以便降低透明材料的表面量,并且抵制油在透明材料表面上的沉积。通常,将这种材料称为抗污染或抗指纹涂层。该涂层将防止贴合粘合剂1401粘着至透明材料的前平面。[0083] 凸缘540被公开为具有三个大致平行平面。后平面522是透明材料的背表面,在后平面522上打印有墨504装饰物,并且显示器1200被层压至后平面522。在过去,后平面522必须具有塑料,塑料绕透镜的全部周界结合至玻璃。各种实施例不沿显示器的侧面将塑料结合至透明材料的该平面,因而允许使容纳显示器必需的装置宽度变窄,并且提高用户的边缘-边缘显示体验。可以位于在前表面和后表面之间一半处的透镜厚度中心的透明材料的中间平面524,用于提高在零件侧面上的塑料和透明材料之间的机械结合,而不需要在透明材料的后平面上延伸的塑料。在最终产品上,透明材料的前平面526暴露于用户,并且该表面不具有模塑到其上的任何塑料。通过透明透镜的前表面观看显示器。
[0084] 带有层压显示器102的透镜外壳的透镜外壳800 (图8_10中所示)包括透明透镜500,透明透镜500与透镜外壳侧壁802 —体模塑。透镜500与透镜周界塑料一起插入模塑,以便产生用于前透镜外壳的期望外形,包括一体结合至透明透镜的塑料边缘。
[0085] 参考图10,在模塑工艺中,在模塑包括塑料侧壁902的塑料部分900之前,插入透明透镜500,并且在添加和固化塑料树脂之后,一体结合。当模塑工艺完成时,凸缘540的外形有助于与透明透镜500的前平面526和后平面522平滑相切地形成塑料902。虽然当两个平面都平坦时,相切可意味着共面,但是当平面弯曲时,相切也意味着“连续”,使得表面在它们相交的位置处平滑。塑料外壳在倒角外形544、546、548以及内角径向外形542处填充,以便产生贯穿从透明透镜500至塑料侧壁902的过渡区域的齐平、一致表面。没有间隙对用户可见,用户将最多看到透明材料500至塑料902在其处发生过渡的细微有限单线。下文将更详细地描述该工艺中产生的塑料特征960。
[0086] 图11是图示根据实施例的,在组装时的基本程序的流程图。首先产生透明透镜S100,并且(任选地)疏油涂层被施加至透镜S110。粘合剂被施加至透明透镜的边缘S120。然后,塑料被注入到透镜周界上S130 (图12A-12E中更详细图示)。光学透明光固化树脂1403被施加至透镜后表面522S140,并且显示器模块1200被放置在树脂1403上。然后,使用前光源4000和后光源4010固化树脂S160 (参见图42和43)。
[0087] 图12A-12E图示该组装工艺。在图12A中,注塑工具(注模)1100包括顶部部分1102和底部部分1110。顶部部分1102具有放置在其中的透明透镜500。如图12B中所示,注模的底部部分1110接触顶部部分1102,然后,如图12C所示,塑料部分900被注入到注模1100中。当注模1100分离时,形成一体的透明透镜500和塑料部分900。图12E是注模部分1102、1110和透明材料/塑料500、900组件的分解图。可利用孔108、110,以便透明透镜500能够被精确地放置在注塑工具1100中。
[0088] 参考图13-14,显示器模块1200包括后玻璃(用于显示器的玻璃,如本文限定的,也可以包括充分强度和耐久性的其它类型的透明材料,诸如塑料等等)1205、前玻璃1201和偏光片1203。使用液体光学透明树脂(0CR)1403,将显示器1200层压至前透镜外壳800的内部表面。0CR1403被分配在透镜500或显示器1200上,然后透镜和显示器结合在一起。0CR1403流出观看区域,并且向上流动至该显示器模块的侧面1403a,以便形成软OCR衬垫。因而,使用层压工艺的溢流,形成粘合剂衬垫1403。液体粘合剂1403将显示器模块永久地层压至前透镜。如图所示,偏光片1203和前玻璃1201接触光学透明树脂(OCR) 1403。由线1202图示显示器有效像素周界。所采用的模塑工艺允许显示器1200被放置成非常紧临侧壁902,因而允许有效像素被放置成非常靠近外边缘。另外,带凸缘边缘结构540特别有利于以侧壁902和显示器的有效像素之间的最小间距,容纳前透镜外壳的弯曲外部表面。
[0089] 图14包括两个实施例。第一实施例在透明透镜500的后表面522上没有墨504。当存在这种情况时,限定前外壳塑料-透明材料过渡530’的前表面边界,可比下列实施例更远地延伸,在该实施例中,存在墨504,并且前表面边界限定更靠近装置边缘的前外壳塑料-透明材料过渡530。墨504可以沿侧壁施加至透镜500的后表面522,以便墨将框出全部窗口 104 (图1)。通过沿侧壁部不包括墨,外壳框出观看窗口 104,保持了边缘-边缘外观,不发生施加墨的成本,并且通过前透镜施加UV光,在组装工艺期间(下文更详细描述),更好地进入0CR1403,以便固化。
[0090] 参考图15,现有技术模塑包括侧壁902和透明透镜500。为了使结合表面更大,大塑料臂1506向外延伸至透明材料表面中。臂1506产生阻碍显示器的观看区域的大表面积,并且增大绕显示器的遮板(bezel)的尺寸。结果,在现有技术中,给定显示器的外壳尺寸必须比本文所述的凸缘实施例中能够具有的尺寸更大。
[0091] 图16和17图示现有技术的进一步限制。平坦透镜500和显示器层压板1200使用不透明墨504,并且能够看出,在透镜之后的,容纳模塑所需的塑料臂1506的区域非常大。与本文所述的构造能够实现的相比,有效像素进一步向内移动,在有效像素和装置的外部周界之间产生更大间隙。与本公开不同,现有技术中的透镜外边缘延伸超过显示器模块的边缘,因而增大了装置的宽度。
[0092] 图18-20图示显示器和前外壳段层压板102。显示器的背部包括图18中所示的显示器电路2104 (图21)。图19示出侧横截面图,其图示透镜和显示器层压板102的放大全图。如图20所示,沿装置100的顶部,显示器1200沿顶壁延伸至塑料外壳902。显示器的底部示出间隙2002,其为外壳中的显示器的公差。替代地,OCR可溢流并固化1403a。当0CR1403溢流时,可填充或不填充间隙。
[0093] 参考图21和22,图示透镜外壳和显示器层压板102以及网和支架组件2105的放大横截面图。前外壳显示器组件包括显示器驱动器电路2104。在图21中图示第一实施例。显示器1200包括后玻璃1205、前玻璃1201和偏光片1203。图21的实施例中的后显示器玻璃1205朝着装置边缘延伸超过前显示器玻璃1201,并且在空气间隙1405上形成易碎悬臂 1234。
[0094] 虽然显示器包括为了简短在本文中未特别描述的其它部件和层,但是所图示的显示器包括含有显示器驱动器的电路2104。排线(flex)2102在电路2104的和PCB306的部件之间提供电连接。显示器1200可以为任何常规显示器,并且可例如为液晶显示器、发光二极管显示器、有机发光显示器、AMOLED或任何其它常规显示器。
[0095] 当制造时,如图21中所示,0CR1403在透镜500和显示器前玻璃1201或偏光片1203之间流动,通过显示器和前透镜之间的永久结合形成层压板。示出液体粘合剂1403在前玻璃1201的边缘处停止。然而,由于粘合剂为液体,并且流动可能不受控制,所以0CR1403能够潜在地流入和流经空气间隙1405,或者在到达前玻璃1201的边缘前停止。空气间隙1405存在于前透镜500和包括电路2104的玻璃显示器边缘之间。在该实施例中,溢流到空气间隙中的任何液体都能够潜在地干扰扬声器网和支架2105的定位。另外,如图21中所示,不存在用于防止网2108和支架2106不正确定位的物理引导件,诸如被定位为在透明透镜上太低(例如,被定位为偏离扬声器开口 108,或者离装置边缘太远)。也示出显示器缓冲垫1255。
[0096] 参考图22A,替代实施例包括被模塑到透镜外壳102中的结构2202。当制造透镜外壳时,作为模塑工艺的一部分,结构2202与壁902 —起,并且也沿透明透镜500的背表面
522 (如图22A中所示)一体模塑。一体模塑的结构特别有利。在组装装置100期间,该结构允许扬声器网和支架2105被精确地放置在透镜外壳102中。
[0097] 该结构还提供一体坝,使液体粘合剂1403的流动最小化,并且因而使流动到用于网和支架组件2105的区域上的液体最小化。能够使液体粘合剂1403和网与支架组件2015之间的接触最小化,同时仍允许一些液体粘合剂填充小间隙,这是因为可能在其它位置故意引入更大的间隙,并且因而在存在更大间隙的位置处较少地限制液体1403的流动。溢流量将汇入更大间隙区域中,同时少量溢流在遇到阻力之前,部分地填充横截面中的小间隙。
[0098] 透镜外壳提供用于网和支架组件2105的支座,以便网和支架组件2105能够被可靠地放置在透镜外壳中,而不受粘合剂干扰。因而,在显示器层压之前,扬声器开口 108、网和支架组件2105能够被精确定位,允许其视需要地位于玻璃悬臂之下。
[0099] 可构思的是,在模塑工艺期间产生的透镜外壳细部2202可跟随显示器排线2102的印迹(footprint),以便其支撑边缘但是决不接触显示器1200的玻璃,而是仅接触排线2102。然而,后玻璃1205的直接支撑也是可能的,并且将提供降低在图21的未经支撑的玻璃边缘中存在的悬臂状况的类似优点。
[0100] 有利地,外壳支撑件也可包括带倒角边缘2212(也参见图22B),其成形为使得用于层压显示器和透镜的液体粘合剂将流入并且填充在外壳和显示器边缘之间的任何小间隙。因而,如果装置100暴露于机械冲击,则排线导线2102将被良好支撑和保护。
[0101] 图23示出用于根据图21的扬声器端口的透镜组件和网支架组件2105,没有支撑结构。图24示出包括根据图22A的支撑结构2202的透镜外壳,但是不包括用于扬声器端口的网支架组件2105。图25示出插入了网和支架组件2105的透镜外壳。在显示器层压之前,网和支架组件2105可被定位在透镜外壳中,允许网被良好地定位在显示器之下。所添加的结构2202防止液体粘合剂干扰扬声器网和支架2105,防止其粘接至透镜的后部或者不利地密封音频端口 108。在图23中,不存在防止网支架组件朝着透镜外壳底部错误组装的部件。这可能导致通过音频端口 108可见的装饰问题,或者对音频端口的阻碍。图24和25中提出的结构2202,通过提供靠着其放置该组件的底部边缘,防止网支架组件错误组装。
[0102] 在组装期间,当显示器被定位到前透镜外壳中时,结构2202向显示器1200提供精确高度支撑。能够在模塑期间控制结构2202的高度,以便向显示器和被结合至后显示器玻璃1200的显示器排线2102提供适当的支座。如上所述,该组件可包括粘接至显示器后部的缓冲垫1255,用于保护其不受装置的其它零件的影响。如图21和22所示,显示器驱动器2104是附接至后显示器玻璃的集成电路。液体粘合剂1403可填充显示器驱动器周围的区域,并且结合透镜500、外壳902、排线2102和/或后显示器玻璃1200。优选地,透镜外壳包含支撑结构2202,以便防止玻璃悬臂弯曲,并且包含液体粘合剂1403。
[0103] 图26-28图示带有层压显示器102的透镜外壳。壁902能够提供塑料特征,以便从侧面精确对齐显示器模块1200和观看窗口。另外,能够提供边缘2802,以便在透镜外壳102上对齐显示器。[0104] 参考图29-44,现在将描述外壳组件。所图示的带有层压显示器102的透镜外壳,包括沿透镜外壳侧壁902侧壁的榫状突出体940。榫状突出体每个包括卡孔946和销孔942(图32中最佳示出)。榫状突出体还包含处于突出体的每个末端处的有角度面940a。这些有角度面940a提供了显著优点,即它们防止塑料侧壁902能够绕塑料-透明透镜结合体旋转。
[0105] 内部底座304包括在透镜外壳组件中用于每个榫状突出体942的匹配榫状切口
3302 (图33中最佳示出)。这些榫状切口包括在每个切口末端处的匹配的有角度面3302,以便与榫状突出体940的有角度面940a接界。为了组装,榫状突出体940滑动到榫状切口3302中。榫状突出体滑动到内部底座中的榫状切口中。匹配的有角度面940a、3302a防止透镜外壳800的侧壁902能够沿销孔的轴线移动,因而防止在塑料外壳凸缘960和透明透镜凸缘540之间的胶水结合1401上施加任何扭矩。当被组装时,榫状突出体中的销孔942与内部底座组件304的榫状切口 3302中的销孔3303对齐。圆柱形销311被插入到轴向对齐的销孔中。在组装期间,销将底座保持在前透镜外壳上。圆柱形销可包括固位特征311a(图35),或具有图36中所示的平滑孔。
[0106] 图29-41图示将带有层压显示器102的透镜外壳组装至内部底座304,以及装置外壳的最终组装。当如上所述对齐销孔时,销311、311’被插入销孔中。包括固位特征311a的销311卡入或压入到销孔中。平滑销孔311’由摩擦配合保持。当销311’被插入销孔时,由于玻璃层、液体粘合剂1403和任选的压缩垫1255(图39和41中最佳示出),将在销311’上施加摩擦力,导致底座抵靠销311’推出,并且在组装期间将销311’保持在适当位置。竖直堆叠包括具有靠着后玻璃1205定位的护罩3902的PCB306组件和电池312。
[0107] 后外壳包括与塑料侧壁220 —体模塑的复合材料插入件200。侧壁包括卡扣指部222 (图40、41),其接合透镜外壳榫状特征940中的卡孔946,以便将后外壳保持在带有层压显示器组件102的透镜外壳上。一旦被组装,后外壳侧壁220就覆盖销311、311’,并且进一步防止它们沿如图38和39所示的原始插入轴线滑出。后复合材料插入件200形成为用于后外壳的期望的三维形状。后外壳保持电池靠着堆叠中的PCB组件和显示器模块。另夕卜,可以在后外壳和电池和/或底座之间包括粘合剂(未示出),以便固定该堆叠。
[0108] 将显示器层压到透镜插入模塑透镜上
[0109] 液体光学透镜树脂(0CR)1403被分配在透镜500和显示器组件1200之间,以便将显示器结合至前透镜。0CR1403流出观看区域,并且向上流动至显示器和透镜组件的周界壁902之间。该0CR1403形成软“衬垫”。因而使用层压工艺的溢流,形成粘合剂衬垫1403。液体粘合剂1403将显示器模块1200永久地层压至透镜500。在所图示示例中的显示器包括一体触屏传感器。
[0110] 在用于平坦透明透镜的常规显示器层压(图16和17)中,层压在无任何塑料特征的孤立玻璃上发生。结果,贯穿另外的制造步骤,显示器模块的边缘暴露并且可能受损。液体粘合剂可溢流超过显示器的边缘,但是将不被定位为,如上文所述的各种实施例那样始终保护显示器的侧面。
[0111] 在现有技术中,透明透镜500延伸超过显示器1200的边缘,以便在层压期间提供用于过量粘合剂流动的着落区域。图16和17中示出的该延伸透镜增大了装置尺寸,而本文所述的透镜组件外壳800的凸缘540构造,避免了在本凸缘构造中用于透镜材料和塑料两者的过大宽度。在优选实施例中,透明透镜500实际上比显示器模块1200更窄。图14示出,为了实现该目标,塑料侧壁902形成透明材料522的后表面的平面延续部922,导致部分地通过透明材料并且部分地通过透镜外壳800中的塑料产生的单个、平面显示器层压表面。
[0112] 可通过粘合剂溢流1403a,以便对如图11和13所示的显示器模块的侧面进行涂覆,实现另外的利益。由于图16和17的更常规显示器层压在透镜和显示器的两个平坦玻璃平面之间发生,所以不存在用于将显示器适当地定位至透镜的观看窗口的机械特征。适当定位要求专业和昂贵的光学视觉系统,以便将透镜的观看窗口与显示器的有效区域对齐。透镜外壳800的壁902能够提供用于定位显示器1200的引导,而不使用专业设备。
[0113] 对平坦透明透镜的常规显示器层压使用液体粘合剂,液体粘合剂使用通过透镜的观看窗口照射的紫外光固化。然后采用侧紫外光来固化前UV光不能到达的液体粘合剂,特别地前光源被透镜500上的不透明墨504阻碍的区域。
[0114] 在本实施例中,塑料侧壁902防止使用用于固化0CR1403的侧紫外光。图42和43示出两种替代的紫外光技术,其能够用于固化0CR,并且永久地结合显示器1200和透明透镜 500。
[0115] 如图42中所示,显示器偏光片1203(或者可能是显示器1200的一些其它不透明构件)阻断来自装置背部的光,并且不透明墨504阻断来自装置前部的紫外光,以便在墨504之后的0CR1403的一部分将不接收用于固化的UV光。根据图43的实施例,沿透明透镜侧面,从后表面522省略了不透明墨504,并且外壳限定沿侧壁的观看窗口 104。
[0116] 可使用后紫外光源4010来固化液体0CR1403。UV光能够在不存在电子电路的区域中穿过前显示器玻璃1201和后显示器玻璃1205。通过窗口 104的清晰透明透镜500使用前紫外光源4000。在发生对紫外光的直接暴露的位置处,0CR1403将固化(硬化)。通过使用凸缘塑料特征960限定沿侧壁902的观看,在侧壁上避免了在透明透镜500的后表面522上打印的不透明墨504的需要。允许UV光从前部完全固化液体粘合剂1403,并且溢流1403a被来自后部的UV光固化。
[0117] 最后,一旦完成显示器层压,则在其余的制造期间,由透明透镜500的模塑塑料侧壁902插入模塑塑料,内在地保护显示器的边缘,这与常规制作方法不同,在常规制作方法中,整个运输期间并且在进一步制造步骤完成之前,使易碎的玻璃显示器1200边缘大体暴露。
[0118] 所公开的装置100具有相对于现有结构的数个另外优点。避免了侧螺钉,该螺钉直径增大装置厚度,并且头部厚度增大装置宽度。单独使用的、随着时间松脱的卡扣提供有限方向性约束,并且能够在机械冲击时松开。热撑提供不良的使用性,需要用于热撑螺钉头的空隙,并且使用专用设备。单独的胶水提供不良使用性,和复杂的过程控制。
[0119] 利益、优点和问题的解决方案,以及可导致任何利益、优点或解决方案发生或更明显的任何元件,不应被视为任何或全部权利要求的关键、必需或本质特征或元件。
[0120] 附图标记表
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Claims (39)

1.一种透明透镜和不同塑料材料外壳,包括: 透明透镜,所述透明透镜包括前表面、后表面和周界边缘,所述周界边缘包括凸缘;和塑料外壳,所述塑料外壳附接至所述周界边缘的凸缘,并且具有与所述透明透镜不同的材料,所述塑料外壳包括: 与所述透明透镜的所述前表面相切的部分;和 与所述透明透镜的所述后表面相切的部分。
2.根据权利要求1所述的外壳,其中所述凸缘在远离装置宽度中心线的方向上,从所述透明透镜的所述后表面延伸。
3.根据权利要求1所述的外壳,其中所述塑料外壳通过被施加至所述凸缘的粘合剂,附接至所述凸缘。
4.根据权利要求1所述的外壳,其中与所述透明透镜的所述后表面相切的所述部分至少部分地与所述透明透镜的所述后表面共面。
5.根据权利要求3所述的外壳,还包括被施加至所述透明透镜的所述前表面的疏油涂层,所述涂层防止凸缘粘合剂粘着至所述透明透镜的所述前表面。
6.根据权利要求1所述的外壳,还包括: 疏油涂层,所述疏油涂层被施加至所述透明透镜的所述前表面;和不透明墨,所述不透明墨被施加至所述透明透镜的所述后表面,所述不透明墨限定显示器的观看区域。
7.根据权利要求1所述的外壳,其中: 所述周界边缘包括第一倒角角部;并且 所述凸缘包括第二倒角角部和第三倒角角部。
8.根据权利要求7所述的外壳,其中所述凸缘包括在所述第一和第二倒角角部之间延伸的径向表面。
9.根据权利要求7所述的外壳,其中所述凸缘包括在所述第二和第三倒角角部之间延伸的相对直的表面。
10.根据权利要求1所述的外壳,其中所述塑料外壳限定显示器观看区域的一个或更多个边缘。
11.根据权利要求1所述的外壳,其中所述透明透镜包括通过所述前和后表面的至少一个孔,以便所述透明透镜能够被精确地定位在注塑工具中。
12.根据权利要求1所述的外壳,其中: 所述凸缘在远离装置宽度中心线的方向上,从所述透明透镜的所述后表面延伸; 所述塑料外壳通过被施加至所述凸缘的粘合剂,附接至所述凸缘;并且 所述塑料外壳包括: 至少部分地与所述透明透镜的所述后表面共面的部分。
13.根据权利要求3所述的外壳,其中: 所述塑料外壳包括: 至少部分地与所述透明透镜的所述后表面共面的部分;并且 所述透明透镜包括被施加至其前表面的疏油涂层,所述涂层防止凸缘粘合剂粘着至所述透明透镜的所述前表面。
14.根据权利要求1所述的外壳,其中: 所述凸缘在远离装置宽度中心线的方向上,从所述透明透镜的所述后表面延伸; 所述周界边缘包括第一倒角角部;并且 所述凸缘包括第二倒角角部和第三倒角角部。
15.根据权利要求1所述的外壳,其中: 所述塑料外壳通过被施加至所述凸缘的粘合剂,附接至所述凸缘; 所述周界边缘包括第一倒角角部;并且 所述凸缘包括第二倒角角部和第三倒角角部。
16.根据权利要求7所述的外壳,其中所述凸缘包括: 在所述第一和第二倒角角部之间延伸的径向表面;和 在所述第二和第三倒角角部之间延伸的相对直的表面。
17.根据权利要求3所述的外壳,其中: 所述塑料外壳包括: 至少部分地与所述透明透镜的所述后表面共面的部分;并且 所述透明透镜包括通过所述前和后表面的至少一个孔,以便所述透明透镜能够被精确地定位在注塑工具中。
18.根据权利要求1所述的外壳,其中所述透明透镜由玻璃制成。
19.一种透明材料和不同塑料材料外壳,包括: 透明透镜,所述透明透镜包括前表面、后表面和周界边缘,所述周界边缘包括凸缘;和 塑料外壳,所述塑料外壳附接至所述周界边缘的凸缘; 其中: 所述凸缘在远离装置宽度中心线的方向上,从所述透明透镜的所述后表面延伸; 所述塑料外壳通过施加至所述凸缘的粘合剂,附接至所述凸缘; 所述塑料外壳包括: 与所述透明透镜的所述前表面相切的部分;和 与所述透明透镜的所述后表面相切的部分; 其中所述外壳还包括: 疏油涂层,所述疏油涂层被施加至所述透明透镜的所述前表面,所述涂层防止凸缘粘合剂粘着至所述透明透镜的所述前表面; 不透明墨,所述不透明墨被施加至所述透明透镜的所述后表面,所述不透明墨限定显示器的观看区域; 其中: 所述透明透镜包括通过所述前和后表面的至少一个孔,以便所述透明透镜能够被精确地定位在注塑工具中。
20.一种包括透明透镜部分和塑料部分的显示器外壳组件,包括: 透明透镜,所述透明透镜包括前表面、后表面和周界边缘; 所述周界边缘包括凸缘; 所述塑料部分的塑料侧壁附接至所述周界边缘的凸缘; 其中所述塑料侧壁包括:前表面部分,所述前表面部分与所述透明透镜的所述前表面相切;和后表面部分,所述后表面部分与所述透明透镜的所述后表面共面,由此形成相应的前和后连续表面,每个连续表面由透明材料和不同塑料材料两者组成; 所述组件还包括显示器,所述显示器使用显示器粘合剂附接至所述后平面表面。
21.根据权利要求20所述的组件,其中所述粘合剂在所述显示器的末端和所述塑料部分的内侧壁表面之间延伸。
22.根据权利要求21所述的组件,其中所述粘合剂从所述侧壁弹性地缓冲所述显示器。
23.根据权利要求21所述的组件,其中所述粘合剂是在所述显示器和所述透镜之间延伸的光学透明粘合剂。
24.根据权利要求20所述的组件,其中所述塑料侧壁和所述透镜的前表面边界在水平方向上靠近限定被垂直投影到所述透明透镜前表面上的所述显示器的有效像素周界的边缘,由此所述前表面限定观看窗口。
25.根据权利要求24所述的组件,其中所述透镜为无墨透镜。
26.根据权利要求20所述的组件,还包括塑料特征,以便使所述显示器与所述透明透镜的观看窗口精确 对齐,所述观看窗口被限定为所述透镜的透明区域,通过所述透明区域观看所述显示器。
27.根据权利要求20所述的组件,其中所述显示器具有触屏传感器,并且所述显示器被层压至所述透明透镜,所述透明透镜被插入模塑至所述塑料外壳。
28.根据权利要求20所述的组件,其中所述透镜包括处于所述塑料侧壁的第一表面边界处的第一倒角。
29.根据权利要求28所述的组件,包括多个倒角。
30.根据权利要求20所述的组件,其中所述透镜包括内角径向外形。
31.根据权利要求30所述的组件,其中所述内角径向外形限定处于所述透镜的中间平面处的所述凸缘的下边缘。
32.根据权利要求20所述的组件,还包括: 所述塑料侧壁和所述透镜的无间隙前表面边界; 所述塑料侧壁和所述透镜的无间隙后表面边界; 其中所述前表面边界和所述后表面边界在平行于所述前表面的方向上彼此偏移。
33.根据权利要求20所述的组件,还包括: 所述塑料侧壁和所述透镜的无间隙前表面边界; 所述塑料侧壁和所述透镜的无间隙后表面边界; 其中: 所述侧壁和所述透镜具有多个匹配表面,所述匹配表面在所述前表面边界和所述后表面边界之间彼此接触。
34.根据权利要求33所述的组件,还包括: 施加的粘合剂,所述粘合剂大体覆盖在所述塑料侧壁和所述透镜之间的所述匹配表面。
35.根据权利要求20所述的组件,其中所述透镜包括在其前表面上的疏油涂层。
36.根据权利要求20所述的组件,其中所述显示器粘合剂直接接触: 所述显示器; 所述侧壁的内表面;和 所述透镜。
37.根据权利要求20所述的组件,其中: 所述凸缘包括第一倒角和第二倒角; 所述透明透镜还包括在顶部部分处由所述第二倒角和在底部部分处由第三倒角划界的内角径向外形。
38.一种包括透明透镜部分和塑料部分的显示器外壳组件,包括: 透明透镜,所述透明透镜包括前表面、后表面和周界边缘; 所述周界边缘包括凸缘; 所述组件还包括: 所述塑料部分的塑料侧壁,所述塑料侧壁附接至所述周界边缘的凸缘; 其中所述塑料侧壁包括: 前表面部分,所述前表面部分与所述透明透镜的所述前表面共面;和后表面部分,所述后表面部分与所述透明透镜的所述后表面共面,由此形成相应的前和后平面表面,每个平面表面由透明材料和不同塑料材料两者组成; 所述组件还包括显示器,所述显示器使用显示器粘合剂附接至所述后平面表面,其中所述粘合剂是光学透明粘合剂,所述光学透明粘合剂在所述显示器的末端和所述塑料部分的内部侧壁表面之间延伸,并且从所述侧壁弹性地缓冲所述显示器; 所述塑料侧壁和所述透镜的无间隙前表面边界;和 所述塑料侧壁和所述透镜的无间隙后表面边界; 其中所述前表面边界和所述后表面边界在平行于所述前表面的方向上彼此偏移。
39.根据权利要求38所述的组件,其中: 所述塑料侧壁和所述透镜的前表面边界在水平方向上靠近限定被垂直投影到所述透明透镜前表面上的所述显示器的有效像素周界的边缘,由此所述前表面限定观看窗口 ;并且 所述塑料部分还包括塑料特征,以便精确对齐显示器模块和所述观看窗口。
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