CN1722127A - 具有抗坠落lcd显示器的手持计算设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于手持计算设备的显示器,包括:显示板;显示电路板,承载了用于显示板的显示电子设备;盖组件,将显示板紧固在显示电路板上;以及粘合在显示电路板上的弹性层,用于将显示器紧固在计算设备上。

Description

具有抗坠落LCD显示器的手持计算设备
技术领域
这里所述的本发明涉及一种手持计算设备。具体地,这里所述的本发明涉及一种用于具有LCD显示器的手持计算设备的配置,所述LCD显示器能够抵抗由于碰撞引起的冲击负荷(shock loading)损坏。
背景技术
例如PDA或无线电话的传统手持计算设备包括:包含在公共外壳内的键盘/小键盘、显示组件和系统母板(未示出)。典型地,将显示组件设置为反射、透射或透反射(transreflective)LCD显示板。
为了限制功率损失和图像质量的噪声影响,必须将LCD显示电子设备设置在LCD显示板附近。因此,将LCD显示电子设备设置在与LCD显示板一起被容纳在塑料或金属支撑框架内的印刷电路板上。典型地,将显示电子设备和LCD显示板压入装配在框架内,并且利用永久粘合剂或螺钉紧固到母板上。
LCD显示板容易受到由于碰撞引起的冲击负荷的损坏。由于将LCD显示板固定在制成框架内,并且将制成框架紧固在母板上,如果撞击或坠落了手持计算设备,LCD显示板能够承受冲击碰撞损坏。
此外,考虑到将LCD显示板和LCD显示电子设备组装在一起的方法,典型地,如果LCD显示板受到损坏,必须丢弃整个显示组件。结果,维修成本经常会过高。
因此,需要一种用于手持计算设备的配置,能够减小LCD显示板对于振动碰撞损坏的敏感度。此外,需要一种用于手持计算设备的配置,能够减小显示组件的维修成本。
发明内容
根据这里所述的本发明的一方面,提供了一种用于手持计算设备的显示器,包括:显示板;显示电路板,承载了用于显示板的显示电子设备;盖组件,将显示板紧固在显示电路板上;以及粘合在显示电路板上的弹性层,用于将显示器紧固在计算设备上。
根据这里所述的本发明的另一方面,提供了一种手持计算设备,包括:系统母板和弹性地紧固在系统母板上的显示器。所述显示器包括:显示板;显示电路板,承载了用于显示板的显示电子设备;盖组件,将显示板紧固在显示电路板上;以及粘合在显示电路板上的弹性层,用于将显示器紧固在计算设备上。
在一种实现中,显示器还包括:背光,和设置在背光与显示板之间的光导框架。显示电路板是刚性、柔性或半刚性电路板。光导框架包括至少一个弹压式夹子(snap clip),用于将显示器保持在手持计算设备上。弹性层包括泡沫塑料层。泡沫塑料层具有粘合到显示电路板的永久粘合表面,以及粘合到母板的可去除粘合表面。优选地,可去除粘合表面包括:位于可去除粘合表面的选定位置处的重新定位粘合剂,以便更容易从母板上去除显示器。
附图说明
现在,参考附图,仅作为实例来说明本发明,其中:
图1是根据这里所述本发明的手持计算设备的屏幕图;
图2是示出了手持计算设备的功能细节的示意图;
图3是手持计算设备的母板的平面图;
图4是手持计算设备的LCD显示器的后视图;
图5是LCD显示器的弹性层的透视图;
图6是配备了弹性层的LCD显示器的透视图;
图7是示出了与母板相关的LCD显示器的分解图;以及
图8是紧固在母板的LCD显示器的透视图。
具体实施方式
现在参考图1,其中示出了根据本发明的一方面设置的、一概被表示为100的手持计算设备。手持计算设备100包括:显示器122、功能键146和设置在公共外壳内的系统母板102(未示出)。显示器122是与系统母板相连的自主式(self-contained)外围设备。
功能键146用作手持计算设备100的电源开/关开关,还可以用作显示器122的背光键。
除了显示器122和功能键146以外,手持计算设备100还包括用户数据输入装置,用于向数据处理装置输入数据。如图所示,优选地,用户数据输入装置包括:键盘132、指轮148和退出键160。
典型地,手持计算设备100是至少具有语音和数据通信能力的双向移动设备,具有与互联网上的其它计算机系统通信的能力。此外,优选地,手持计算设备100具有与因特网上的其它计算机系统进行通信的能力。取决于其提供的实际功能可以将无线手持计算设备100称为数据消息传递设备、双向寻呼机、无线电子邮件设备、具有数据消息传递能力的蜂窝电话、无线互联网设备或数据通信设备。
图2示出了手持计算设备100的功能细节。在手持计算设备100能够用于双向通信的情况下,母板102包含通信子系统111,通信子系统111包括:接收机112、发射机114和相关的部件,优选地,例如一个或多个嵌入式或内置天线单元116和118、本地振荡器(LO)113和例如数字信号处理器(DSP)120的处理模块。如本领域技术人员所显而易见的,通信子系统111的具体设计取决于设备意欲在其中进行操作的通信网络。例如,手持计算设备100可以包括设计运行于以下网络的子系统111:MobitexTM移动数据通信系统、DataTACTM移动通信系统、GPRS网络、UMTS网络、EDGE网络或CDMA网络。
网络接入需要还根据网络119的类型而改变。例如,在Mobitex和DataTAC网络中,利用与每个手持计算设备相关的唯一标识号,在网络上注册手持计算设备。然而,在UMTS和GPRS网络中,以及在一些CDMA网络中,网络接入与手持计算设备100的订户或用户相关。因此,GPRS手持计算设备需要订户标识模块(“SIM”)以便在GPRS网络上运行,以及需要RUIM,以便在一些CDMA网络上运行。没有有效的SIM/RUIM卡,GPRS/UTMS/CDMA手持计算设备不具有完全的功能。本地或非网络通信功能以及例如“911”紧急呼叫的合法需要的功能(如果有)可能是可运行的,但是手持计算设备100将不能执行涉及在数据网络上通信的任何功能。通常,SIM/RUIM接口144类似于可以插入并弹出类似磁盘或PCMCIA卡的SIM/RUIM卡的卡插槽。SIM/RUIM卡能够具有大约64K的存储器并保存多种密钥配置151和其它信息153,例如标识和订户相关信息。
在已经完成任何需要的网络注册或激活方法之后,手持计算设备100可经网络119发送和接收通信信号。由天线116从通信网络119接收的信号被输入到接收机112,该接收机执行普通接收机功能,例如信号放大、频率下转换、滤波、信道选择等,以及在图2所示的实例系统中,还执行模拟到数字(A/D)转换。接收信号的A/D转换允许更复杂的通信功能,例如将在DSP 120种执行的数字解调和解码。按照类似的方式,由DSP 120处理(例如包括调制和编码)将发送到网络119的信号,然后输入发射机114,用于数字模拟转换、频率上变换、滤波、放大和经天线118发送给通信网络119。DSP 120不仅处理通信信号,还提供用于接收机和发射机的控制。例如,通过在DSP120中实现的自动增益控制算法,适当地控制应用到接收机112和发射机114中的通信信号的增益。
优选地,手持计算设备100包括微处理器138,其控制设备的整个操作。通过通信子系统111来执行至少包括数据和语音通信的通信功能。微处理器138还与其它设备子系统交互,这些子系统例如是显示器122、闪速存储器124、随机存取存储器(RAM)126、辅助输入/输出(I/O)子系统128、串行端口130、键盘132、扬声器134、麦克风136、短距离通信子系统140和通常被表示为142的任何其它设备子系统。
典型地,将通信子系统111、快闪存储器124、RAM126、I/O子系统128、串行端口130、键盘132、扬声器134、麦克风136、微处理器138和子系统140、142设置在母板102上,并且将显示器122设置为物理地安装到母板102并与母板102电连接的自主式单元。下面将详细说明本发明的该方面。
图2所示的一些子系统执行通信相关功能,而其它子系统提供“驻留”或设备上功能。例如,例如键盘132和显示器122的一些子系统可以用于例如输入文本消息用于经通信网络传送的通信相关功能,以及诸如计算器或任务列表的设备驻留功能。
微处理器138使用的操作系统软件最好存储在诸如闪速存储器124的永久存储器中,还可以利用只读存储器(ROM)或类似的存储单元(未示出)来代替闪速存储器124。本领域的技术人员可以理解,操作系统、特定的设备应用或其部分可以被临时装载到诸如RAM 126的易失性存储器中。还可以将接收到的通信信号临时装载到RAM 126中。
如图所示,可以将快闪存储器124分离为不同的区域,用于计算机程序158和程序数据存储150、152、154和156。不同的存储区域指示了每一个程序可以分配部分闪速存储器124,用于其自身的数据存储需要。除了其操作系统功能以外,优选地,微处理器能够执行手持计算设备上的软件应用。通常,在制造期间,将控制基本操作的预定应用集合安装在手持计算设备100上。例如,一种基本软件应用集合可以执行数据和/或语音通信功能。
优选的软件应用可以是个人信息管理器(PIM)应用,其具有组织并管理与手持计算设备的用户相关的数据项,例如但不限于:电子邮件、日历事件、语音邮件、约会和任务项。自然地,一个或多个存储器存储单元在手持计算设备上是可用的,以促进PIM数据项的存储。优选地,这种PIM应用能够通过无线网络119发送和接收数据项。在优选的实施例中,通过无线网络119,利用与主计算机系统存储或关联的、用户的对应数据项,无缝地集成、同步和更新PIM数据项。
还可以通过网络119、辅助I/O子系统128、串行端口130、短距离通信子系统140或其它任意适当的子系统142,将其它应用装载到手持计算设备100上,并且由用户安装在RAM 126或优选是非易失性存储单元(未示出)中,用于微处理器138的执行。这种在应用安装方面的灵活性增加了设备的功能,并且能够提供增强的设备上功能、通信相关功能或二者。例如,安全通信应用使得能够使用手持计算设备100执行电子商务功能和其它这种财务交易。
在数据通信模式中,由通信子系统111处理诸如文本消息或网页下载的接收到的信号,并且将其输入到微处理器138,优选地,微处理器138进一步处理接收的信号,用于输出到显示器122,或可选地,输出到辅助I/O设备128。手持计算设备100的用户还可以使用键盘132结合显示器122和可能的辅助I/O设备128编辑诸如电子邮件信息的数据项,键盘132最好是完整字母数字键盘布局或电话型小键盘。然后,可以通过通信子系统111在通信网络上传输这种编辑的数据项。
对于语音通信,手持计算设备100的整个操作类似,除了最好将接收的信号输出到扬声器134和用于发送的语音信号由麦克风136产生之外。还可以在手持计算设备100上实现可选的语音或音频I/O子系统,诸如语音消息记录子系统。尽管语音或音频信号输出最好基本通过扬声器134完成,例如,也能使用显示器122来提供呼叫方身份的指示、语音呼叫的持续时间或其它语音呼叫相关的功能。
通常,可以在个人数字助理(PDA)型手持计算设备中实现图2中的串行端口130,利用其与用户的台式计算机(未示出)进行同步。通过除无线通信网络以外向手持机算设备100提供信息或软件下载,串行端口130使用户能够通过外部设备或软件应用来设置首选项,并扩展手持计算设备100的能力。
例如短距离通信子系统的其它通信子系统140是其它可选部件,设置用于手持计算设备100和不同系统或设备之间的通信,所述不同系统和设备不必是类似的设备。例如,子系统140可以包括红外设备及相关电路和部件,或BluetoothTM通信模块,以提供与类似使能的系统和设备的通信。
图3示出了母板102的物理结构。如上所述,将通信子系统111(包括接收机112、发射机114和天线单元116、118)、闪速存储器124、RAM 126、I/O子系统128、串行端口130、键盘132、扬声器134、麦克风136、微处理器138和子系统140、142设置在母板102上。
图4是显示器122的后视图。将显示器122设置为物理地安装到母板102并与母板102电连接的自主式单元。显示器122包括显示板103(见图7)和承载显示电子设备的印刷电路板104。可以将印刷电路板104设置为刚性、柔性或半刚性板。优选地,显示板103包括玻璃LCD显示板。然而,可选地,显示板103可以包括塑料LCD显示板。
将显示板103和显示电路板104保持在盖组件105中,该盖组件105将显示板103紧固在显示电路板104上。优选地,盖组件105包括前金属盖板和与前金属盖板相连接的后金属盖板。除了将显示板103紧固到显示电路板104上以外,前和后金属盖板还提供了用于显示板103和显示电路板104的ESD保护。
显示器122还包括设置在电路板104和母板102之间的弹性层106(见图7)。如图5所示,弹性层106包括上水平端123a、下水平端123b和在水平端123a和123b之间延伸的一对垂直侧板125a、125b。弹性层106具有将弹性层106粘合到电路板104的第一粘合表面,以及将弹性层106粘合到母板102的第二粘合表面。典型地,尽管可以倒换第一和第二粘合表面的性质,第一粘合表面是永久粘合表面,而第二粘合表面是可去除粘合表面。然而,可选地,如果希望,第一和第二粘合表面均包括可去除或永久粘合表面。
优选地,第二粘合表面包括只设置在第二粘合表面上的选定位置处的重新定位粘合剂,以便能够更容易地从母板102上去除显示器122。具体地,如图6所示,优选地,沿弹性层106的上和下水平端123设置重新定位粘合剂,而不是沿着垂直侧板125。可选地,可以沿着弹性层106的垂直侧板125来设置重新定位粘合剂,而不是沿着上水平端123。用于可重新设置粘合剂的其它配置是显而易见的。例如,重新定位粘合剂可以位于弹性层106的拐角处。
优选地,弹性层106包括缓解扭曲(shear)和碰撞力的减速回弹氨基甲酸酯泡沫(urethane foam)层。选择弹性层106,以使当将显示器粘合到母板102并且将扭曲和碰撞力施加到显示板103上时,弹性层106缓解这些力,并由此限制了显示板103损坏的可能性。
除了弹性层106以外,显示器122还包括背光(未示出)和设置在背光与显示板103之间的光导框架121。背光和光导框架121夹在盖组件105的前和后盖板之间。前和后盖板包括锁定片(1ocking tab),用于将前和后金属盖板扣紧到光导框架121上。从前到后,显示器122包括前盖板、显示板103、一对正交亮度增强膜、光扩散膜、光导框架121、背光、光反射板、印刷电路板104和后盖板。
光导框架121包括沿着母板102延伸的两对弹压式夹子107a、107b、107c、107d,帮助将显示器122紧固在手持计算设备100的母板上。弹压式夹子107包括横向相对的头部分108,用于松散地啮合母板102的相对边缘,以便在由弹压式夹子107所限定的限制范围内,使显示器122移向母板102或从母板102上去除。
优选地,光导框架121还包括沿母板102延伸的一对销钉(pin)109a、109b。在母板102上形成的对应定位孔110a、110b中容纳销钉109a、109b,将其用作将显示器122和母板102对准。使孔110的尺寸稍微较大,以便在由弹压式夹子107和孔110的尺寸所限定的限制范围内,能够相对于母板102横向移动显示器122。尽管示出了具有两对弹压式夹子107和一对销钉109的光导框架112,应当理解,根据显示器122的尺寸和形状的需要,光导框架121可以具有任意数目的夹子107和销钉109。
通过将销钉109a、109b与母板102上的定位孔110对准,将显示器122安装到母板102上,然后,将显示器122相对于接近母板102的表面下压,以便将弹性层106的第二粘合表面粘合到母板102。同时,弹压式夹子107松散地啮合到母板102的边缘,其中相关联的头部分108松散地啮合母板102的相对表面。
当将显示器122安装在母板102上时,将显示器122弹性地安装在母板102上,其中弹性层106的弹性性质允许显示器122相对于母板102轻微移动(向前、向后和横向)。结果,如果手持机算设备100受到冲击或坠落,施加到显示板103的碰撞力将小于现有技术的计算设备。因此,减小了显示板103受到这种碰撞的损坏的可能性。
对于具有2.2英寸LCD显示器122的手持计算设备(具有3.2mm厚的模块),利用Rogers Corporation PORON(注册商标)手机的0.53mm弹性层106厚度,非常柔软、减速回弹PET支撑氨基甲酸酯泡沫P/N4790-92-25021-04,能够获得理想的坠落测试特性(在多达1米的坠落高度)。弹性层106的PET支撑侧涂敷有0.051mm的3M9667,467MP或467MPF永久粘合剂,而另一侧选择性地涂敷有0.063mm的Adchem 8311 M-74低粘性可去除粘合剂。明显地,对于较大的LCD显示器11(或更薄、更易碎的LCD显示器122),应当增大弹性层106的厚度。
多个因素(例如显示器122的尺寸和大小,以及使用手持计算设备的环境)规定了弹性层106和涂到弹性层106的粘合剂的特性。例如,为了便于拆卸更容易(例如,用于维修目的),其上将重新定位粘合剂涂到弹性层106的表面面积应尽可能小。另一方面,应当选择其上将永久和重新定位粘合剂涂到弹性层106的表面面积以及涂到弹性层106上的粘合剂的粘合性质,以便在手持计算设备100的使用期间,当手持计算设备100暴露于遭遇到的碰撞力时,显示器122不会从母板102上移去。
为了减小碰撞损坏显示板103的可能性,优选地,将粘合剂对称地涂到弹性层106上,弹性层106自身具有对称的形状,以便将碰撞力均匀地施加到显示板103上。此外,由于不存在来自前盖板的压力,以平衡显示板103的中心处来自后盖板的后支撑力,优选地,弹性层106在其中心具有切孔,由此在其外边缘处支撑显示板103。
由所附的权利要求来限定本发明,其中前述说明仅演示了本发明的优选实施例。尽管这里没有明确讨论,本领域的技术人员能够设想对于前述实施例的特定修改没有脱离如所附权利要求所限定的本发明的范围。

Claims (16)

1.一种用于手持计算设备的显示器,包括:
显示板;
电路板,承载了用于显示板的显示电子设备;
盖组件,将显示板紧固在电路板上;以及
粘合在电路板上的弹性层,用于将显示器紧固在计算设备上。
2.根据权利要求1所述的显示器,其特征在于显示器还包括:背光,和设置在背光与显示板之间的光导框架,光导框架包括至少一个弹压式夹子,用于进一步将显示器紧固在手持计算设备上。
3.根据权利要求2所述的显示器,其特征在于弹性层包括粘合到电路板的第一粘合表面,以及用于将显示器粘合到计算设备的第二粘合表面。
4.根据权利要求3所述的显示器,其特征在于粘合表面之一包括沿着一个粘合表面的选定部分设置的重新定位粘合剂。
5.根据权利要求3所述的显示器,其特征在于第一粘合表面包括永久粘合表面,第二粘合表面包括可去除粘合表面。
6.根据权利要求5所述的显示器,其特征在于可去除粘合表面包括沿着第二粘合表面的选定部分设置的重新定位粘合剂。
7.根据权利要求2所述的显示器,其特征在于盖组件包括前盖板和后盖板,将显示板和电路板设置在盖板之间,将盖板扣紧到光导框架上。
8.根据权利要求2所述的显示器,其特征在于弹性层包括氨基甲酸酯泡沫层。
9.一种手持计算设备,包括:
系统母板;以及
弹性地紧固在系统母板上的显示器,所述显示器包括:
显示板;
电路板,承载了用于显示板的显示电子设备;
盖组件,将显示板紧固在电路板上;以及
粘合在电路板以及母板上的弹性层。
10.根据权利要求9所述的手持计算设备,其特征在于显示器还包括:背光,和设置在背光与显示板之间的光导框架,光导框架包括至少一个弹压式夹子,用于进一步将显示器紧固在手持计算设备上。
11.根据权利要求10所述的手持计算设备,其特征在于弹性层包括粘合到电路板的第一粘合表面,以及用于粘合到母板的第二粘合表面。
12.根据权利要求11所述的手持计算设备,其特征在于粘合表面之一包括沿着一个粘合表面的选定部分设置的重新定位粘合剂。
13.根据权利要求11所述的手持计算设备,其特征在于第一粘合表面包括永久粘合表面,第二粘合表面包括可去除粘合表面。
14.根据权利要求13所述的手持计算设备,其特征在于可去除粘合表面包括沿着第二粘合表面的选定部分设置的重新定位粘合剂
15.根据权利要求10所述的手持计算设备,其特征在于盖组件包括前盖板和后盖板,将显示板和电路板设置在盖板之间,将盖板扣紧到光导框架上。
16.根据权利要求10所述的手持计算设备,其特征在于弹性层包括氨基甲酸酯泡沫层。
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