CN106371652A - 用于触敏式显示器的基板上的超薄玻璃制防刮层 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于机上娱乐显示器的触摸屏用户界面的罩。罩包括保护性外部元件，该保护性外部元件具有外部表面，其中，该表面包括超薄玻璃层。超薄玻璃包括内表面和相反的外表面，并因此限定出在该内表面与外表面之间的厚度，所述厚度的范围在0.02mm‑0.15mm之间。在超薄玻璃的内表面上设置有保护性内部元件，其中，保护性内部元件包括塑料。该罩用于覆盖监视器的显示元件。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年7月21日提交的序列号为62/194,981的美国临时专利申请的优先权。明确地要求该临时专利申请的优先权，并且在此该临时申请的公开内容以全文引用的方式并入本文并用于所有目的。
关于联邦政府赞助的研究或开发的声明
不适用
技术领域
本公开总体上涉及一种用于机上娱乐显示监视器的防护罩，并且更具体地涉及一种用于制造防刮抗冲击且触敏式防护罩并且将所述防护罩应用于触摸屏的基板之上的方法。
背景技术
为了使整个飞行体验更愉快而在飞行期间为飞机乘客提供娱乐在商业航空中已经是司空见惯的。近年来，航空公司已经为每个乘客安装了包括单独的显示监视器的机上娱乐系统。机上娱乐显示器通常安装于在乘客前方的座椅的椅背中，或者针对座在第一排的乘客安装于隔板中。
在过去，机上娱乐显示器已经设置有由CorningTM(康宁)提供的商标名为GorillaGlassTM的防刮玻璃构成的外部。由于Gorilla GlassTM表现出兼具防刮和抗碎裂的特性，因此通常将Gorilla GlassTM用作用于个人电子装置的覆层。
尽管具有这些优点，但是据报道的测试表明Gorilla GlassTM不满足用于飞行器上的颅脑损伤标准(HIC)。具体地，各项规章和制度——例如14C.F.R.§§23.785、25.785和29.785——要求如下设计：在因14C.F.R.§§23.562、25.562和29.562中所指出的动态条件而导致紧急着陆时没有潜在的有害物体、尖锐的边缘、凸起和坚硬表面。该要求使得正确使用装备的乘客将不会受到严重的伤害。因此，要求在乘客的头部由于突然减速事件而撞击显示器的情况下，显示器不会由于冲击而碎裂或伸出尖锐边缘或凸起。尽管GorillaGlassTM被认为是抗碎裂，然而根据报告，在借助假人的头部碰撞测试下的破裂以及产生的玻璃碎片可能进一步伤害乘客(尖锐边缘创伤)。在这些情况下，Gorilla GlassTM由于在强有力的冲击之后突出有尖锐边缘而明显不能满足前述要求。
为了使Gorilla GlassTM符合HIC，可以在Gorilla GlassTM上叠置由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜制成的外部覆层。因此，如果Gorilla GlassTM涉及可能导致GorillaGlassTM破裂的重大冲击，则PET膜可以捕获玻璃碎片以防止进一步的伤害。
然而，往往存在与将PET膜安置在Gorilla GlassTM上相关联的两个问题：(1)PET膜容易被刮伤，以及(2)PET膜的摩擦系数大于玻璃的摩擦系数并且使触摸屏表面的可用性降低。具体地，当表面覆盖有PET膜时用户的手指不能像仅有Gorilla GlassTM时那样平滑地在表面上滑动。
因此，本领域中存在对用于机上娱乐显示器的改进的防护罩的需要，所述防护罩通过减少在发生直接头部冲击时尖锐物体(例如玻璃碎片)的突出而符合管理规章和制度，同时提供了防刮的并且针对下面的触摸屏可表现出期望的触摸灵敏度的用户友好的表面。本公开的各个方面解决了该特定需要，如将在下面更详细地讨论。
发明内容
为了解决上述问题，本公开提出了通过防护罩组件替代Gorilla GlassTM，该防护罩组件包括粘附至或粘结至布置于椅背监视器的显示器上的抗冲击塑料罩的外部超薄玻璃层。该防护罩组件是抗碎裂的，以满足飞行器中规定的管理显示器的规章和制度，而与此同时提供了具有期望的皮肤电传导性能的防刮表面，以使用户能够容易地与下面的触摸屏显示器交互。此外，超薄玻璃的摩擦系数低于常规PET膜的摩擦系数，从而当使用触摸屏监视器时为交互提供更舒适及用户友好的表面。
根据本公开的一个实施方式，提供一种用于制造机上娱乐单元的触摸屏用户界面上的防刮抗碎裂罩的方法。该方法包括将超薄玻璃层固定至机上娱乐显示器的抗冲击罩的外部表面。超薄玻璃包括内表面和相反的外表面从而限定在内表面与外表面之间的厚度，其中该厚度在0.02mm-0.15mm之间。机上娱乐显示器能够固定至飞机座椅的椅背并且适于提供触敏式数字用户界面。
在固定步骤中使用的超薄玻璃层的厚度范围可以在0.03mm-0.10mm之间。
固定步骤可以包括通过使用粘合剂将超薄玻璃层粘附至抗冲击罩的外部表面。粘合剂可以是丙烯酸基的透明粘合剂。
在固定步骤中使用的抗冲击罩可以由塑料材料形成。
通过参考以下详细描述并结合附图阅读将最佳地理解本公开的内容。
附图说明
通过参照以下描述和附图将更好地理解本文所公开的各种实施方式的这些和其它特征及优点，在附图中：
图1是一对飞行器座椅的立体图，每个座椅具有集成到其靠背部分中的机上娱乐显示器；
图2是构造成用于与图1中描绘的机上娱乐显示器一起使用的显示监视器的局部剖视俯视立体图；
图3是图2中描绘的显示监视器的放大剖视图；以及
图4是显示监视器的俯视立体图，该显示监视器具有安全地保持在显示监视器内的破裂的显示器表面。
所有附图和详细描述使用共同的附图标记来指示相同的元件。
具体实施方式
下面结合附图阐述的详细描述意在对机上娱乐显示器的防刮且抗碎裂的表面的某些实施方式以及形成该表面的相关方法进行描述，并且无意于表示仅能以这些形式开发或利用。该描述结合所示实施方式阐述了多种结构和/或功能，但是应当理解的是，可以通过不同的实施方式实现的相同或等同的结构和/或功能也包含在本公开的范围内。还应当理解的是，相关术语、比如第一和第二等的使用仅用于区分一个物体与另一物体，而非必须要求或暗示所述物体之间的任何真实的那种关系或顺序。
本公开的各个方面涉及用于机上娱乐显示器的防刮且抗碎裂的外罩组件。外罩组件优选地符合颅脑损伤标准(HIC)，如在与航空工业有关的各种规章和制度中阐述的。本文描述的外罩组件不仅为机上娱乐显示器提供了防刮性和抗碎裂性，而且所述罩还被构造成不将机上娱乐显示器绝缘从而维持触摸灵敏度以允许用户通过下面的触摸屏与该娱乐系统交互。
现参照图1，描绘了特别地构造成在飞行器中使用的一对座椅10，其中，每个座椅10设置有机上娱乐显示器12。座椅10包括带衬垫的座椅部分14，该带衬垫的座椅部分14具有椅背16和能够选择性地展开的托盘18。在图1中的立体视图中，联接至最左侧座椅10的托盘18被示出为处于收起构型，而联接至最右侧座椅10的托盘18被示出处于展开构型。就此而言，机上娱乐显示器12不与托盘18的正常操作相干涉。
机上娱乐显示器12被集成到每个座椅10的椅背16中并且适于为面向机上娱乐显示器12的乘客显示数字内容。机上娱乐显示器12优选地包括触摸屏显示器，然而也可以相对于触摸屏独立地或者在触摸屏之外附加地使用单独的遥控器20来进行用户输入。例如，遥控器20能够用于视频游戏或键入，其中，在触摸屏显示器上可能难以进行重复性输入，或者这可能使坐在座椅10中的人烦恼。在图1中描绘的实施方式中，遥控器20在不使用期间可以收到形成在椅背16中的腔中。
机上娱乐显示器12包括壳体22，壳体22以可以允许机上娱乐显示器12被用户选择性地倾斜达到最佳的观看角度的方式连接至椅背16。壳体22不仅可以容纳显示监视器，而且还容纳显示监视器的操作所需的电子器件和配线。显示监视器可以与主机或服务器通信，该主机或服务器可以对整个飞行器中所设置的多个机上娱乐显示器12上显示的内容进行控制。在机上娱乐显示器12上显示的内容可以包括电视节目、电影、机上安全视频、视频游戏、关于目的地的信息、诸如高度、速度、航向之类的实时飞行信息、以及与飞行器上的服务有关的、比如能够向乘务员订餐和/或饮品或者要求其他服务的界面。
现参照图2和图3，描述了构造成用于在机上娱乐显示器12中使用的显示监视器24的示例性实施方式。特别地，在图2和图3中示出的显示监视器24已经从壳体22中移出，以为了更特别地示出包括在显示监视器24中的部件。显示监视器24包括显示元件26，该显示元件26具有叠置于其上的防护罩组件28，以保护显示元件26免于刮伤并且在与显示元件26的冲击事件中通过降低显示元件26碎裂和弹出碎片的可能性来提高显示元件26的整体安全性，其中显示元件26的碎裂和弹出的碎片可能伤及飞行器内的乘客。
图2和图3均为局部剖视图，以示出显示监视器24内的各个层或部件。通常，显示监视器24包括基部30或框架，显示元件26安装在所述基部30或框架上，其中，罩组件28在基部30和显示元件26上方延伸。
显示元件26可以是本领域中目前已知的或以后开发的任何显示元件。例如，显示元件26可以包括液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、等离子显示器、或有机发光二极管显示器。显示元件26可以包括触摸屏，以允许用户利用其一个或多个手指在屏幕上做手势而以触摸、按压或其他方式与屏幕交互，从而将输入指令输入到机上娱乐系统中。显示元件26上所采用的触摸屏可以与现有的各种触敏式电子设备——比如Apple iPadTM、AppleiPhoneTM、Microsoft SurfaceTM或Samsung GalaxyTM——上使用的触摸屏技术类似。根据一个实施方式，触摸屏为基于表面电容或投射电容的电容式触摸屏。然而，优选投射电容式触摸屏，因为其具有较大的分辨率，还因为投射电容式允许在不直接接触的情况下进行操作并且可以被另外的层覆盖。在另一实施方式中，触摸屏为电阻式触摸屏，或者触摸屏可以通过检测皮肤的导电性(electrical conductivity)——通常被称为Galvanic SkinResponse(皮肤电反应)——而进行操作。如将在下面更详细地描述的，防护罩组件28具体地构造成并且适于使得下面的显示元件26的触摸屏可以检测防护罩组件28上一个或多个物体——例如人手的手指——的位置。换句话说，防护罩组件28优选地由如下具有一定厚度的材料构成：该材料不仅抗碎裂而且具有低的表面摩擦(物体容易在其上滑动)，并且在触摸屏的正常操作期间对触摸屏的检测用户皮肤导电性的能力基本不具有绝缘作用。此外，防护罩组件28的外表面是防刮的并且具有至少为4的莫氏硬度。
用于覆盖显示元件26的罩组件28通常包括保护性内部元件32和保护性外部元件34。保护性内部元件32包括内表面36和相反的外表面38，其中，保护性内部元件32被构造成在显示元件26上延伸并且至少部分地在基部30上延伸。除了提供用于向显示元件26提供电力和数据所需的任何配线或连接件的空间之外，保护性内部元件32可以完全地围绕显示元件26和基部30延伸。就此而言，保护性内部元件32可以包括周壁40和中央显示面42，其中，周壁40环绕中央显示面42。现具体参照图3，周壁40可以经由圆角44过渡到显示面42，其中，角44的外表面限定有邻近中央显示面42的肩部46，其中，显示面42的外表面38相对于肩部46的上边沿凹入。这种凹入用以容纳保护性外部元件34并且允许该保护性外部元件34的外表面与肩部46的外表面大致平齐。
根据一个实施方式，保护性内部元件32由塑料材料比如聚碳酸酯或其他类似材料制成，其中，至少中央显示面42是透明的以允许用户容易地观察到在显示元件26上显示的内容。用于形成保护性内部元件32的塑料材料还优选地能防止冲击时的开裂或爆裂。
保护性外部元件34是在保护性内部元件32的显示面42的外表面38上延伸的超薄的层或片。优选地，当保护性外部元件34安置在保护性内部元件32之上时，保护性内部元件32的肩部46环绕保护性外部元件34，其中，保护性外部元件34与肩部46的边沿大致平齐。保护性外部元件34包括内表面48和相反的外表面50，从而限定了在内表面48与相反的外表面50之间的厚度“T”。该厚度T可以在0.02mm-0.15mm的范围内，并且更优选地在0.03mm-0.10mm之间。
保护性外部元件34由抗冲击、防刮和抗碎裂的材料制成。示例性的保护性外部元件包括来自Schott North America Inc.(肖特北美公司)的D263T eco薄玻璃以及来自日本的Kimoto Co.(本木实业株式会社)的SG90R PET膜，其中，每个保护性外部元件具有0.03mm的厚度。当制造保护性外部元件时，玻璃的使用为用户提供了当用户的手指在其表面上移动以与触摸屏交互时的光滑而熟悉的表面。这样使得，玻璃的摩擦系数与常规触摸屏的摩擦系数相似并且小于先前用作保护膜的PET膜的摩擦系数，并且因此，用户的手指可以在保护性外部元件34之上更轻松地滑动或滑行，这提高了触摸屏的整体易用性。
保护性外部元件34被粘结、粘附或以其他方式固定至保护性内部元件32。根据一个实施方式，使用粘合剂来防止一旦发生对罩组件28的冲击时保护性外部元件34的碎片从保护性内部元件32脱落。粘合剂可以是丙烯酸基的光学透明的粘合剂。当然，还可使用本领域普通技术人员已知的其他透明的粘合剂或粘结技术。
图4为仍粘附于保护性外部元件32的破裂的保护性外部元件34的示例性图示。就此而言，无论保护性外部元件34的破裂性质如何，罩组件28不包括任何碎片、凸起、或违反航空工业管理的规章制度的向外延伸的其他尖锐物体。
保护性内部元件32和保护性外部元件34构造成保护下面的显示元件26避免刮伤。这样，由玻璃形成的超薄保护性外部元件34比由PET膜形成的常规防刮层更防刮，因为玻璃通常具有4-7的莫氏硬度，而常规PET膜具有大约3-4的莫氏硬度。因此，整个机上娱乐显示器12可以在日常使用期间更防刮并且在紧急情况下更抗冲击。
当防护罩组件28被应用在飞行器的机上娱乐显示器12中时，显示器12表现出增强的防刮性和抗冲击性。就此而言，在飞行器突然减速导致就座于显示器12后方的乘客的头部撞击显示器12时，防护罩组件28被设计成防止碎片向外突出从而减少对乘客的伤害。特别地，超薄保护性外部元件34可能破裂，如图4中所示。然而，用于将保护性外部元件34粘附至保护性内部元件32的粘合剂可以防止保护性外部元件34的破裂片的脱离。
可以预期的是，在显示元件24的初始制造期间防护罩组件28可以安装在显示元件24上。然而，还可以预期的是，防护罩组件28的其他实施方式可以适于改装到现有机上娱乐显示器上。就此而言，防护罩组件28可以包括可被粘附至现有显示监视器的分层的组件或组合物上。例如，分层的组件可以包括如以上描述地粘附至PC/PET膜的层的超薄玻璃的外层，该超薄玻璃的外层包括用于将组件粘附至显示监视器的粘附层。该组件可以选择性地叠置在显示监视器的外表面上。如果组件被损坏，则其可以通过新的组件容易地更换。
通过本文描述的防护罩，可以延长显示监视器的寿命，由此降低维护成本并且通过为用户提供真实的玻璃表面作为触摸面板而改进了用户的体验。
这些细节在本文中仅以示例的方式且仅出于说明性讨论的目的而示出，并且不是全面呈现的，而是为了提供被认为是本公开的各个实施方式的原理和概念方面最有用和最容易理解的描述。在这点上，没有试图示出用于基本理解各个实施方式的不同特征所必需的细节之外的更多细节，结合附图的描述使本领域技术人员清楚上述实施方式在实际中如何实施。
Claims (20)
1.一种用于制造机上娱乐单元的触摸屏用户界面上的防刮抗碎裂罩的方法，所述方法包括：
将超薄玻璃层固定至机上娱乐显示器的抗冲击罩的外部表面，所述超薄玻璃具有内表面和相反的外表面从而限定出在所述内表面与所述外表面之间的厚度，所述厚度在0.02mm至0.15mm之间；
所述机上娱乐显示器能够固定至飞机座椅的椅背并且适于提供触敏式数字用户界面。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在固定步骤中使用的所述超薄玻璃层的厚度范围在0.03mm至0.10mm之间。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在固定步骤中使用的所述抗冲击罩由塑料材料形成。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述固定步骤包括通过使用粘合剂将所述超薄玻璃层粘附至所述抗冲击罩的外部表面。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，用于将所述超薄玻璃层粘附至所述抗冲击罩的外部表面的所述粘合剂为丙烯酸基的透明粘合剂。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，在所述固定步骤中使用的所述抗冲击罩由塑料材料形成。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述固定步骤中使用的所述超薄玻璃层的厚度范围在0.03mm至0.10mm之间。
8.一种用于机上娱乐显示器的触摸屏用户界面的罩，所述罩包括：
保护性外部元件，所述保护性外部元件包括具有超薄玻璃层的外部表面，所述超薄玻璃包括内表面和相反的外表面并由此限定出在所述内表面与所述外表面之间的厚度，所述厚度介于0.02mm至0.15mm之间；以及
保护性内部元件，所述保护性内部元件布置在所述超薄玻璃的所述内表面上，所述保护性内部元件由塑料构成。
9.根据权利要求8所述的罩，其中，所述厚度在0.03mm至0.10mm之间。
10.根据权利要求9所述的罩，其中，所述保护性内部元件粘结至所述超薄玻璃。
11.根据权利要求9所述的罩，还包括布置在所述保护性外部元件与所述保护性内部元件之间的粘合剂。
12.根据权利要求11所述的罩，其中，所述粘合剂包括丙烯酸基的光学透明的材料。
13.根据权利要求8所述的罩，其中，所述塑料包括聚碳酸酯。
14.根据权利要求8所述的罩，其中，所述保护性内部元件粘结至所述超薄玻璃。
15.根据权利要求8所述罩，其中，所述保护性内部元件包括凹入部，所述保护性外部元件被接纳在所述凹入部中。
16.一种用于交通工具中的娱乐显示器的显示监视器，所述显示监视器包括：
保护性外部元件，所述保护性外部元件包括具有超薄玻璃层的外部表面，所述超薄玻璃包括内表面和相反的外表面并由此限定出在所述内表面与所述外表面之间的厚度，所述厚度在0.02mm至0.15mm之间；
基部；
显示元件，所述显示元件布置在所述基部上，所述显示元件位于所述保护性外部元件与所述基部之间；以及
保护性内部元件，所述保护性内部元件布置在所述保护性外部元件与所述显示元件之间，所述保护性内部元件由塑料构成。
17.根据权利要求16所述的显示监视器，其中，所述厚度在0.03mm至0.10mm之间。
18.根据权利要求16所述的显示监视器，其中，所述保护性内部元件被粘结至所述超薄玻璃。
19.根据权利要求16所述的显示监视器，其中，所述塑料包括聚碳酸酯。
20.根据权利要求16所述的显示监视器，其中，所述保护性内部元件包括凹入部，所述保护性外部元件被接纳在所述在凹入部中。
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