TWI546587B - 顯示器裝置 - Google Patents
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Description
本發明係有關於一種提供揚聲器功能之顯示裝置。本發明更係有關於但非限於一種用在行動裝置之提供揚聲器功能之顯示裝置。
許多可攜式裝置例如行動電話裝配有顯示器諸如玻璃或塑膠顯示窗來提供資訊給用戶。此外,此等顯示窗今日常用作為觸控式輸入裝置。觸控式輸入裝置用於顯示器優於機械式鍵盤之優點在於顯示器可經組配來依據裝置之操作模式而顯示一定範圍之不同輸入信號。舉例言之,於第一操作模式中,顯示器可藉由顯示單純數字小鍵盤配置而允許鍵入電話號碼,而於第二操作模式中,顯示器可藉由顯示文數顯示組態諸如模擬奎堤(Qwerty)鍵盤顯示配置而允許文字輸入。
但此種觸控式螢幕輸入相較於機械鍵的缺點在於用戶沒有尋常預期的喀嚓聲或機械開關的回授經驗來指示輸入動作已經被檢測得。
為了克服此點,某些裝備已經設置按鍵的機械模擬或聽覺模擬。
此種回授當感知時稱作為觸覺回授(haptic feedback)。若干觸控式螢幕裝置已經裝配有裝置觸覺回授,換言之,當用戶碰觸螢幕且被檢知時,尋常振動諸如由裝置內部的揚聲器所產生的振動係用來使得整個裝置振搖(及也提供按鍵的音訊提示)。於其它裝置中,當裝置檢測得用戶碰觸螢幕時,偏心質量係用來振動裝置。但此等裝置-觸覺裝置本身有問題,原因在於其需要顯著大量電流來操作而產生顯著回授力。此乃常見現象原因在於裝置構造常常要求前窗係牢靠地定位或固定在周圍框架,或以此種方式連結來在施加前顯著阻尼由致動器所產生的力。
舉例言之,顯示器的前窗部分、觸控式介面及泡沫體氣密墊可藉黏著劑固定在框架的夾子而牢固地或硬性地連結至框架。同理,顯示器的前窗部分及觸控式介面可藉泡沫體氣密墊及夾子而相對於殼體定位。為了防止灰塵及其它物質進入精緻的內部電路及裝置的機械零組件,泡沫體氣密墊可設置來密封殼體與前窗/觸控式感測器間的任何間隙。此等泡沫體氣密墊具有協助感測器及前窗硬性定位的效果(特別係在加壓下),需要施加顯著電流至致動器來產生可由用戶檢知的回授力。又復,泡沫體氣密墊對機械公差極為敏感,於壓縮期間形成額外力道朝向致動器回授力作功。
此外,典型地此等裝置也使用電-聲轉換器來產生耳機及免手持式整合(IHF)操作用之音訊,以及用於警示號音(alert tones)。使用的移動式線圈動態揚聲器組態相對於裝置的內部容積典型地相當大,且要求特定信號處理考量來讓聲頻回應為人所接受。此外,移動式線圈轉換器可從裝置的內部容積及也通過設置來允許聲波從揚聲器傳輸至外部環境的埠口而吸引污染物,諸如小型鐵粒子。此等污染物可能造成失真及揚聲器內部故障而顯著縮短裝置壽命。
本案的執行係來自於考量設置可撓性膜連結顯示器至裝置的蓋子或主體,且可藉撓曲而將由致動器所提供的力傳輸給用戶,而不會顯著阻尼該力,可對顯示器提供物理及機械支承而不會不當地限制顯示器產生觸摸式(tactile)或觸覺回授的作用及音訊揚聲器的功能。
至少若干本發明之實施例之目的係解決一或多項此等問題。
依據一構面,提出一種裝置包含:經組配來形成該裝置殼體之至少部分之一第一部分;經組配來形成該裝置之顯示器之至少部分之一第二部分;經組配來於一第一接觸區耦接該第一部分及於一第二接觸區耦接該第二部分之一可撓性膜;及耦接至該第二部分及經組配來施力至該第二部分而產生該第二部分之一實質上平移位移之一致動器。
該第一部分可包含:一本體部分;及一框架部分,其中該可撓性膜之第一接觸區係經組配來附接於該本體部分與該框架部分間。
該第二部分可包含:一前窗層;至少一個顯示層;及至少一個觸控介面層。
該可撓性膜之第二接觸區可經組配來藉下列中之至少一者耦接:該前窗層、至少一個顯示層、及至少一個觸控介面層中之二者間;該等顯示層中之二者間;及該等觸控介面層中之二者間。
該可撓性膜可包含下列中之至少部分:該等顯示層中之一者及該等觸控介面層中之一者。
該可撓性膜可包含經組配來定位在該第一部分之一凹部內部之一懸吊環,其中該懸吊環及凹部係形成該第一接觸區。
該致動器可經組配來藉一固定式耦合件而進一步耦合至該第一部分。
該致動器可為下列中之至少一者:一壓電致動器;一動態偏心質量致動器;一移動式線圈致動器;及一移動式磁鐵致動器。
該可撓性膜及第二部分中之至少一者可經組配來回應於該力而產生音訊波。
該可撓性膜可包含下列中之至少一者:一彈性體;一聚矽氧箔;一聚對苯二甲酸伸乙酯(PET)聚酯薄膜;及一聚碳酸酯薄膜。
該可撓性膜可具有實質上於0.01毫米至1毫米範圍之一厚度。
該可撓性膜可藉一光學透明黏著劑層而耦接至該第一部分及該第二部分中之至少一者。
該裝置可進一步包含耦接在該致動器與第二部分間之一阻尼器來將一致動器的彎曲力矩轉成一第二部分的實質上直線位移。
依據第二構面提出一種操作一裝置之方法,該裝置包含一第一部分其係經組配來形成該裝置殼體之至少部分及一第二部分其係經組配來形成該裝置顯示器之至少部分,該方法係經由:藉於一第一接觸區附接至該第一部分及於一第二接觸區附接至該第二部分而耦接該第一部分至該第二部分,及耦接一致動器至該第二部分來施力至該第二部分而產生該第二部分之一實質上平移位移。
該第一部分可包含一本體部分及一框架部分,其中耦接該可撓性膜之第一接觸區可包含耦接該可撓性膜於該本體部分及框架部分間。
該第二部分可包含一前窗層、至少一個顯示層、及至少一個觸控介面層,及耦接該可撓性膜之第一接觸區可包含以下列方式中之至少一者耦接該可撓性膜:該前窗層、至少一個顯示層、及至少一個觸控介面層中之二者間;該等顯示層中之二者間;及該等觸控介面層中之二者間。
該方法可進一步包含回應於該力而產生音訊波。
該方法可進一步包含藉一光學透明黏著劑層耦接該可撓性膜至該第一部分及該第二部分中之至少一者。
耦接一致動器至該第二部分來施力至該第二部分而產生該第二部分之一實質上平移位移可包含將由該致動器所產生之一彎曲力矩轉成該實質上平移位移。
該方法可進一步包含藉一固定式耦合件而耦接該致動器至該第一部分。
依據第三構面提出一種裝置包含:一殼體裝置;一顯示器裝置;用以可撓性地耦接該第一部分至該第二部分之一可撓性耦聯裝置;及耦接至該第二部分及經組配來施力至該顯示器裝置而產生該顯示器裝置之一實質上平移位移之一致動器裝置。
該殼體裝置可包含:一本體部分;及一框架部分,其中該可撓性膜之第一接觸區係經組配來附接於該本體部分與該框架部分間。
該顯示器裝置可包含:一前窗層;至少一個顯示層;及至少一個觸控介面層。
該耦聯裝置可經組配來藉下列中之至少一者而耦接至該顯示器裝置:該前窗層、至少一個顯示層、及至少一個觸控介面層中之二者間;該等顯示層中之二者間;及該等觸控介面層中之二者間。
該耦聯裝置可包含下列中之至少部分:該等顯示層中之一者及該等觸控介面層中之一者。
該耦聯裝置可包含經組配來定位在該殼體補置之一凹部內部之一懸吊環,其中該懸吊環及凹部係形成該一固定式耦合件。
該致動器裝置可經組配來藉一固定式耦合件而進一步耦合至該第一部分。
該致動器裝置可為下列中之至少一者:一壓電致動器;一動態偏心質量致動器;一移動式線圈致動器;及一移動式磁鐵致動器。
該耦聯裝置及顯示器裝置中之至少一者可經組配來回應於該力而產生音訊波。
該耦聯裝置可包含由下列中之至少一者製成之一可撓性膜:一彈性體;一聚矽氧箔;一聚對苯二甲酸伸乙酯(PET)聚酯薄膜;及一聚碳酸酯薄膜。
該可撓性膜可具有實質上於0.01毫米至1毫米範圍之一厚度。
該可撓性膜可藉一光學透明黏著劑層而耦接至該第一部分及該第二部分中之至少一者。
該裝置可進一步包含耦接在該致動器裝置與顯示器裝置間之一阻尼器裝置來將一致動器的彎曲力矩轉成該第二部分的實質上直線位移。
為求更明白瞭解本發明,現在將參考附圖舉例說明,附圖中:第1圖示意顯示適用於採用本案實施例之一種裝置;第2圖顯示針對依據若干實施例之裝置拓樸學實例之示意分解平面圖;第3圖顯示針對依據若干實施例之裝置拓樸學實例之示意分解正交投影視圖;第4圖顯示針對依據若干實施例之裝置拓樸學實例之示意正交投影剖面圖;第5圖以進一步細節顯示該拓樸學實例之各部分之示意等角投影視圖;第6圖以進一步細節顯示該拓樸學實例之各部分之又一幅示意等角投影視圖;第7圖顯示針對依據若干實施例之裝置拓樸學實例之又一幅示意剖面圖;第8圖顯示第7圖所示拓樸學實例之又一幅示意剖面圖之細節;第9圖顯示依據若干實施例,第7圖所示拓樸學實例之又一幅示意剖面圖之操作;及第10圖顯示若干實施例之頻率響應。
本案描述適合用於產生觸控螢幕裝置可形成更佳互動式使用者經驗及透過螢幕產生音訊之裝置及裝置之組構方法。如此如後文於本發明之實施例中描述,使用可撓性膜用來連結顯示器與蓋子或殼體,使得顯示器實質上以直線方式驅動。以直線方式而非彎曲方式驅動顯示器通常可提升使用者的觸覺經驗,及產生適合用於耳機或揚聲器置換的音訊波。此種顯示模組之組成及於裝置內部具體實現之若干實例將容後詳述。
參考第1圖,可具體實現本案實施例之電子裝置10或裝置實例之示意方塊圖。裝置10為組配來提供改良式觸覺回授及產生音訊的此等實施例。
於若干實施例中,裝置10為行動終端、行動電話或於無線通訊系統中操作的用戶設備。於其它實施例中,電子裝置為組配來提供影像顯示之任一種適當電子裝置,諸如數位相機、可攜式音訊播放器(mp3播放器)、可攜式視訊播放器(mp4播放器)。於其它實施例中,裝置可以是任一種具有觸控介面(可顯示或可不顯示資訊)諸如觸控螢幕或觸控襯墊組配來當接觸觸控螢幕或觸控襯墊時提供回授的任一種適當電子裝置。例如於若干實施例中,觸控襯墊可以是觸控敏感數字小鍵盤,於若干實施例中其上並無任何記號,而於其它實施例中在前窗有實體記號或標示。此種觸控感測器之實例可以是觸控敏感用戶介面來置換不要求安裝在前窗下方的螢幕投射顯示之自動櫃員機(ATM)置換數字小鍵盤。於若干實施例中,可藉實體識別符諸如突起的輪廓外形或藉光導照明的印刷層來通知用戶觸碰何處。
裝置10包含觸控輸入模組或用戶介面11,其鏈接至處理器15。處理器15進一步鏈接至顯示器12。處理器15進一步鏈接至收發器(TX/RX)13及記憶體16。
於若干實施例中,觸控輸入模組11及/或顯示器12為分開或與電子裝置可分開,處理器接收來自觸控輸入模組11之信號,透過收發器13或其它適當介面發射及/或發信號給顯示器12。此外,於若干實施例中,觸控輸入模組11及顯示器12為同一個組件之一部分。於若干實施例中,觸控輸入模組11及顯示器12可稱作為顯示器部分或觸控顯示器部分。
於若干實施例中,處理器15可經組配來執行各個程式碼。於若干實施例中,具體實現之程式碼包含觸控捕捉數位處理或組態代碼之此等常式,此處觸控輸入模組輸入信號經檢測及處理,顯示影像處理及影像互動代碼,此處例如基於輸入信號檢測或致動器產生致動器信號用來驅動致動器,產生欲通過來產生顯示影像的資料。具體實現之程式代碼於若干實施例中例如可儲存於記憶體16,特別係儲存於記憶體16之程式代碼區段17來於需要時藉處理器15取回。於若干實施例中,處理器15進一步提供儲存資料之區段18,例如資料已經依據應用程式處理,例如顯示資訊資料。
於若干實施例中,觸控輸入模組11可具體實現任何適當觸控螢幕介面技術。例如於若干實施例中,觸控螢幕介面可包含組配來對觸控螢幕介面上方螢幕上手指的存在敏感之電容式感測器。電容式感測器可包含被覆以透明導體(例如銦錫氧化物-ITO)之絕緣體(例如玻璃或塑膠)。因人體也是導體,人體接觸螢幕表面,導致局部靜電場的扭曲,可測量為電容的改變。任何適當技術皆可用來測定接觸位置。該位置可送至處理器,處理器計算用戶接觸與裝置的關係。絕緣體保護傳導層避免塵土、灰塵或來自手指的殘質。
於若干其它實施例中,觸控輸入模組可以是包含數層之電阻式感測器,其它兩層為藉狹窄間隙隔開的薄形金屬導電層。當物件諸如手指向下按壓面板外表面的一點時,兩層金屬層變成在該點連接:然後面板形成一對具有連結輸出端的分壓器。因此此種實體改變造成電流的改變,其登錄為接觸事件且送至處理器進行處理。
於若干其它實施例中,觸控輸入模組可進一步使用下述技術測定接觸,該等技術諸如位在表面下方或上方檢測手指或接觸物件位置的相機進行視覺檢測、投影式電容檢測、紅外線檢測、表面聲波檢測、分散式信號技術、及聲波脈衝辨識。
於若干實施例中,裝置10可至少部分於硬體具體實現處理技術,換言之,藉處理器15進行之處理可至少部分在硬體具體實現而無需軟體或韌體來操作硬體。
於若干實施例中,收發器13允許與其它電子裝置通訊,例如於若干實施例中透過無線通訊網路通訊。
顯示器12可包含任何適當顯示技術。例如顯示元件可位在觸控輸入模組下方,經由觸控輸入模組投射影像而由用戶觀看。顯示器12可採用任一種適當顯示技術,諸如液晶顯示器(LCD)、發光二極體(LED)、有機發光二極體(OLED)、電漿顯示胞元、場發射顯示器(FED)、表面傳導電子發射體顯示器(SED)、及電泳顯示器(也稱作為電子紙、e紙、或電子墨水顯示器)。於若干實施例中,顯示器12採用使用光導投影至顯示窗的顯示技術中之一者。如此處描述,於若干實施例中,顯示器12可具體實現為實體固定式顯示器。例如顯示器可是實體印花或轉印至前窗上。於若干其它實施例中,顯示器可位在與表面其餘部分實體上不同高度,諸如前窗上突起的或凹陷的記號。於若干其它實施例中,顯示器可以是在前窗下方藉光導照明的印刷層。
參考第2及3圖,顯示依據本案若干實施例一個裝置或設備實例之分解視圖。又更參考第4圖顯示該裝置實例之組裝視圖。裝置10包含一本體部分311或外框架,其可由任何適當材料組構而成,且係經組構來提供一種結構,該結構可耦合其它組件及/或可保護其它組件免於損壞。於若干實施例中,本體部分311可包含內部組件定位之內表面及外部組件定位且暴露於該等元件之外表面。於若干實施例中,內表面與外表面間之接面係透過斜面或去角連接來使用接面平滑化。於此等實施例中,藉由平滑化接面可減少其它組件的受損機會。
於若干實施例中,裝置10包含電池309。電池309可以是任一種適當電力產生裝置,且可採用任一種適當電荷儲存或產生技術,例如但非排它地,鋰聚合物電池、燃料電池、太陽能電池或適當技術的組合。於若干實施例中,電池309可重新充電或重新充填且係透過本體部分311之埠連結而接納重新充電或重新充填耦合件,例如再充電插銷耦接至再充電插座來供應而將電池309重新充電。於若干實施例中,電池309係組配來位在本體部分311內部。例如於若干實施例中,本體部分311採用模製垂片或其它定位裝置於內表面來將電池固定定位或定位。
於若干實施例中,裝置10進一步採用印刷布線板(PWB)307。印刷布線板307係經組配來提供定位電氣組件之適當結構。例如於若干實施例中,第1圖所示處理器15、收發器13及記憶體16可定位於印刷布線板上。於若干實施例中,可採用多於一層印刷布線板307。此外於若干實施例中,印刷布線板307可由印刷電路板(PCB)或適合將表面黏貼電氣組件定位於其上的表面黏貼板替代。於若干實施例中,印刷布線板307係經組配來耦接電池309,使得電池309係經組配來對印刷布線板307供電而操作定位於其上之電氣組件。於第2至4圖所示實例中,印刷布線板係定位在電池上及本體部分311內部。須了解於若干實施例中,本體部分311可採用模製垂片或其它定位裝置在內表面上來將印刷布線板固定或固定定位。
裝置10進一步包含至少一個壓電致動器305。於第2圖所示實例中,裝置採用朝向本體部分311之一端定位之一第一壓電致動器305及定位在本體部分311相對端之一第二壓電致動器305。於若干實施例中,壓電致動器305係透過印刷布線板307耦合而從電池309接收電力,及回應於電流流經壓電致動器305而產生物理力矩或力。
於若干實施例中,此外,各個壓電致動器305於第4圖可藉內凹部511而定位於殼體內部,內凹部511係組配來接納壓電致動器305。內凹部511係經組配來將壓電致動器305之任一端固定定位,使得於若干實施例中,當壓電致動器305操作時,壓電致動器之末端為固定節點。此外,如第4圖所示,於若干實施例中,壓電致動器305於各端係藉本體部分311之凹部511懸吊,使得當施加電流時,壓電致動器305撓曲,朝向殼體「推壓」,如此產生於顯示方向之遠離顯示方向的移動。換言之,顯示被視為於標示為X-Y軸之平面,壓電致動器的致動係起動或產生於「Z」維或「Z」方向之力。於若干實施例中,組態可以是壓電致動器305與印刷布線板307間有適當氣隙來防止壓電致動器305之致動的「裁剪」。
雖然下列實例係就壓電致動器305之使用做說明,但須了解可對顯示器產生平移力之任何適當致動器皆可具體實現於若干其它實施例。例如於若干其它實施例中,可採用偏心質量來產生可通過之力。於額外實施例中,移動線圈致動器或移動磁鐵致動器可產生力。
於若干其它實施例中,顯示器可直接經驗從壓電致動器傳遞至顯示器總成304之力,因而允許顯示器總成之平面移動。舉例言之,於若干實施例中,壓電致動器係以適當增厚中心部來提供一凸部,力可通過該凸部傳送至顯示器。
於若干實施例中,壓電致動器305進一步透過傳導性軟表面黏貼技術(SMT)襯墊219而耦接至印刷布線板(PWB),其係提供壓電致動器305與印刷布線板307間之電氣耦接。
於若干實施例中,裝置10包含橡膠力接點501。橡膠力接點係經組配來定位在沿致動器縱向約略半路接觸壓電致動器305之上或之內,且平移壓電致動器之彎曲移動來產生顯示器總成之直線或平面移動。於此等實施例中,橡膠力接點501可由任一種適當材料製成,諸如天然橡膠、合成橡膠或塑膠可於一方向傳送力。於若干實施例中,橡膠力接點501可設計來提供力之緩衝程度或壓電致動器305與顯示器間之「阻尼」,因此防止當壓電致動器305被驅動時顯示器遭到震動及/或損傷。橡膠力接點501或其它力阻尼裝置於若干實施例中額外可藉阻尼力來更進一步減少顯示器所遭遇的任何彎曲力矩。
於若干實施例中,裝置10進一步包含顯示器304或顯示器總成。顯示器304可包含此處所述任何適當顯示技術。
於若干實施例中,顯示器304係經組配來採用可撓性膜或板懸吊膜507。第4圖所示實例顯示可撓性膜係定位接觸或實質上接觸橡膠力接點,且至少部分係懸吊在框架部分301與本體部分311間之可撓性膜507周邊。於若干實施例中,如第4圖所示,可撓性膜507係夾置在本體部分311與框架部分301間之膜周邊,且係附接至可撓性膜507且定位在形成於本體部分311之內表面上的懸吊環凹部513內部之一懸吊環509定位。於若干實施例中,懸吊環509可形成為可撓性膜507之實質上增厚的區段。
於若干實施例中,本體部分311之內表面可透過黏著層而附接至可撓性膜507。於若干實施例中,黏著層延伸在本體部分311之內表面與可撓性膜507間之靜態接觸區來提供在本體部分311之內表面與可撓性膜507間之任何動態接觸區。於若干實施例中,可撓性膜507可從彈性體製造。於若干實施例中,彈性體可以是任一種適當薄膜或箔。例如於多個實施例中,薄膜或箔可以是聚對苯二甲酸伸乙酯(PET)薄膜、聚碳酸酯(PC)箔、或聚矽氧箔。
此外,可撓性膜507可透過額外黏著層附接至框架部分301之表面。如此於此等實施例中,本體部分311及框架部分301係定位在至少若干可撓性膜211。於若干實施例中,本體部分311表面與框架部分301表面間之接面係組配有斜面或去角來平滑接面用於前述類似理由:當該膜為動態時用來保護膜。同理,於若干實施例中,額外黏著層可延伸超出靜態接觸區來提供於任何動態接觸區之額外保護。
可撓性膜507可由聚對苯二甲酸伸乙酯(PET)聚酯薄膜製成。於若干實施例中,薄膜可為雙軸定向聚對苯二甲酸伸乙酯,由於具有高抗拉強度、化學安定性及維度安定性、透明度及電氣絕緣性質故可使用。PET可撓性膜層於若干實施例中厚度可為約0.01毫米至約1毫米,原因在於此種厚度提供回應於來自用戶之力及來自致動器之力皆可提供可撓性,同時也具有足夠抗拉強度,故在此等作用力之下不會斷裂。PET可撓性膜211可藉任何適當手段製成。例如PET層可藉擠塑至冷激輥上,冷激輥將PET層淬熄成非晶態。此外,於若干實施例中,PET可撓膜層可以下示方式製成,故結晶快速成長,但到達鄰近結晶邊界且保持小於可見光波長,如此產生具有優異透明度之薄膜。
於若干實施例中,顯示總成可進一步包含顯示元件505。於若干實施例中,顯示元件505可包含定位在前窗303下方且穿過前窗303向上突起至用戶之一靜態顯示陣列。
圖形層可包含阻擋投射光之任何適當材料。於若干實施例中,圖形層之厚度可為約0.05毫米至約0.07毫米。此外,於若干實施例中,圖形層可直接印刷至前窗303之下側。於若干其它實施例中,例如顯示元件505為動態顯示器,圖形層可包含任何適當材料來允許光之可控制式且可選擇式投射,例如液晶顯示元件及彩色濾光片層、電子墨水等。
於若干實施例中,圖形層可透過光學透明黏著劑(OCA)層而耦接至可撓性膜507。光學透明黏著劑層之厚度可為約0.025毫米至約0.05毫米,且可以是其它OCA層之相同材料。
於若干實施例中,靜態顯示陣列也包含圖形層,圖形層可藉第一光學透明黏著劑(OCA)層而連接至前窗303。第一光學透明黏著劑層可為約0.025毫米至約0.05毫米厚,且可以是任一種適當OCA材料。
於若干實施例中,顯示總成304進一步包含一觸控感測器503,例如位在於顯示元件上方之電容式觸控感測器503。
於若干實施例中,電容式觸控感測器包含一串列多層。於電容式觸控感測器中之各層可包含於PET層上之至少一層銦錫氧化物及被覆PET層之保護性硬膜。於若干實施例中,各層可使用光學透明黏著劑固定至鄰近層來形成各層之夾置物。
於若干實施例中,例如顯示元件505可透過第二層光學透明黏著劑(OCA)而連結至PET上之第一層銦錫氧化物(ITO)。於若干實施例中,第二OCA層約0.025毫米至約0.05毫米厚。
於若干實施例中,PET上之第一銦錫氧化物(ITO)層為電容式觸控介面203多層中之第一層。換言之,第一ITO/PET層提供可檢測用戶手指接觸前窗303時由用戶手指所產生的電容式耦接之第一層。第一ITO/PET層於若干實施例中可以是約0.05毫米至0.2毫米厚度。
ITO/PET層中之第一層可透過光學透明黏著劑(OCA)之第三層而連接至第二ITO/PET層。於若干實施例中,第三OCA層可以是約0.025毫米至約0.05毫米厚度。
於若干實施例中,第二ITO/PET層可以是當用戶手指接觸前窗303時可檢測由用戶手指所產生的電容式耦接之額外層。於若干實施例中,第二ITO/PET層厚約0.05毫米至約0.2毫米。
雖然已經描述電容式接觸介面層為ITO/PET層,但須了解電容式接觸介面層可包含任何適當材料例如ITO於玻璃上。
於若干實施例中,顯示器包含保護窗或前窗303。
於若干實施例中,前窗303可從玻璃製成。於若干實施例中,玻璃可以使用光學薄膜(減少炫光)或斥油性薄膜(來防止指紋)被覆而提升前窗的特性。於若干實施例中,前窗303可覆在其它顯示組件上方且可經組配來保護其它顯示組件。於此等實施例中,由玻璃製成之前窗303可為約0.5毫米至約1.2毫米厚。
於若干其它實施例中,前窗303可從塑膠或其它保護性螢幕材料製成,該材料使得其它組件發揮其功能且保護其它組件免於物理性或其它損害。例如於若干實施例中,前窗303可提供電容式觸控介面觸控感測器503與用戶手指間之介電材料,而前窗303也足夠透明可允許窗下的顯示元件為用戶所可見。
如第4圖所示之前窗303覆蓋觸控式感測器503,及於若干實施例中,可藉光學透明黏著劑之額外層連結。
雖然顯示前述實例,顯示觸控式感測器501覆蓋顯示元件503,顯示元件係位在可撓性膜層507上,但須了解該等層也可重新排序成為任一種適當排列。
此外,於若干實施例中,顯示元件505可採用其它層諸如光導層來將光朝向用戶投射。光導層可從任一種適當材料製成,用來從光源(未顯示)傳輸光,且將光投射至用戶。於若干實施例中,光導可漫射光來產生更為怡人的顯示影像。
此外,於若干實施例中,顯示元件可採用硬被覆PET層,其可提供顯示器及/或可撓性膜之支承及保護免受物理性損害二者。
於若干其它實施例中,顯示元件505並非濾波顯示器,此處均一(或大致上均一)光源經濾波來產生影像,反而可以是發光顯示器諸如發光二極體(LED)或主動矩陣有機發光二極體(AMOLED)顯示器。
於若干實施例中,可撓性膜層507可製造為除了前述PET薄膜以外中之一者。舉例言之,可撓性PET膜可以是ITO/PET層延伸超出觸控感測器形狀之一個延伸部使得其可固定於殼體。於若干實施例中,ITO/PET層可以是可撓性膜及對電容式改變敏感二者。
雖然前述實例係以可撓性膜層作為PET層為其特徵,但須了解可採用任一種適當材料。例如於若干實施例中,可撓性膜可藉聚碳酸酯層形成。於此等實施例中,約0.1毫米聚碳酸酯厚度可提供足夠抗拉強度及可撓性。
於若干實施例中,可撓性膜507可視為層狀薄膜或層狀層,其係定位於內部部分之至少某個接觸區,該內部部分包含窗、觸控式感測器及顯示元件中之至少一者,及定位在與包含框架部分或本體部分中之至少一者的外部部分之至少若干其它接觸區。此外,於此等實施例中,可撓性膜507維持內部部分與外部部分間之可撓性連結。換言之,可撓性膜507於此等實施例中可組配成可撓性,原因在於其本質上為彈性,因此當施加壓力至前窗303時,可撓性膜507可相對於框架部分或本體部分移動或撓曲,如此內部部分可相對於外部部分移動。
此外,於此等實施例中,可撓性膜507可允許由壓電致動器305所產生之力諸如1牛頓至2牛頓力傳輸至顯示器總成304,不會不當地阻尼傳輸,且可由用戶感測。
此外,於若干實施例中,可撓性膜507連同橡膠力接點501可進一步限制內部部分相對於外部部分或周邊部分的移動。可撓性膜507及橡膠力接點501因此可防止內部部分251免於「懸停(hovering)」。懸停是一種內部部分及外部部分可相對於彼此橫向及縱向移動,而可由用戶經驗的效應。例如出現於氣密墊摩耗或鬆脫,如此產生內部部分相對於周邊部分之滑動、傾斜或滾動移動之系統。此種效應於大型觸控介面及觸控螢幕顯示器特別顯著。此種懸停不只是互動上感覺不愉快,原因在於按鈕壓下時感覺斷裂,同時也可能振動而產生蜂鳴聲或雜音,導致用戶認為產生故障或低於標準。於若干實施例中,可撓性膜507如此在內部部件上不會產生或只產生可忽略的阻尼力,也不會透過薄膜傳輸任何或只有可忽略之力至殼體來限制任何殼體的振動。
可撓性膜507較佳為輕質,因此除了欲藉壓電致動器305移動的懸吊式顯示器總成的質量之外,不會產生顯著更多的未經阻尼的重量。於若干實施例中,可撓性膜507之彈性或可撓性使得顯示器總成相對於本體部分311/框架部分301垂直位移或剪力位移,使得用戶經歷類似按下實體按鍵或按鈕的反應。
於若干實施例中,壓電致動器305可經調變使得透過層合至顯示器304之可撓性膜傳輸的調變造成顯示器304產生可聽聞的振盪。換言之,於若干實施例中,顯示器可用作平板揚聲器結構,此處可撓性膜305提供阻尼(但非阻尼不足或過度阻尼)於壓電致動器振動傳輸給顯示器304。
於若干額外實施例中,可撓性膜507係橫跨裝置延伸方向施加,如此提供防塵及防水封,保護精緻的電子電路及機械組件免於接觸水、塵土或其它物質。
此外,裝置10包含框架部分301,其係組配來相對於如此處所述之本體部分311定位顯示器總成304。
參考第5及6圖,以一系列實例維度顯示顯示器總成304之實例。於第5圖所示實例中,前窗303係小於顯示器總成304(本例中包括可撓性膜及懸吊環),使得顯示器總成可撓性膜可定位在框架301與本體部分311間。第5圖所示實例具有長約110毫米寬約54毫米之前窗303,及具有0.565毫米之厚度或深度。於此等實施例中,前窗303係定位在顯示器總成304上方或接觸顯示器總成304,前窗303於各方向可更長2毫米及於各方向可更寬0.6毫米。於此等實施例中,壓電致動器305可透過例如橡膠力接點501而接觸顯示器總成。
參考第6圖,顯示顯示器模組額外實例之對側,藉此顯示器模組或顯示器總成304(於本實例中不包括顯示可撓性膜及懸吊環,而只包括顯示器層)係小於前窗303,前窗303接觸壓電致動器305因此減少於顯示器總成304上的直接壓力。第4圖所示實例將顯示器總成304顯示為寬約58毫米及長約114毫米。此外,顯示壓電致動器305,各自長55毫米及寬6毫米,位在顯示器模組之相對兩端,因此各致動器長軸中心係約略定位在顯示器總成304之短軸中心。此外,前窗303長約91.2毫米及寬約50.4毫米中心係定位在顯示器總成上。
參考第7圖,顯示依據若干實施例,裝置10終端剖面之進一步細節,此處顯示器總成304之實體上係大於前窗303,及壓電致動器305係透過橡膠力接點501而耦接至顯示器總成。參考第8圖,顯示第7圖所示剖面圖之進一步細節來顯示使用懸吊環509組件將顯示器總成304相對於本體部分311及框架部分301定位的可能方式。細節顯示懸吊環509係固定在或定位在形成於框架部分301及本體部分311間之凹部,於一點該凹部係比懸吊環509之截面更窄來允許懸吊環509與顯示器總成間透過可撓性膜507而耦接。
參考第9圖顯示壓電致動器305之操作實例。第9圖中,壓電致動器305係組配來振動1001使得壓電致動器305之彎曲力矩係透過橡膠力接點501傳輸力給顯示器總成304造成顯示器實質上於平移位移模式移動。如此處討論,顯示器總成304於若干實施例中可組配成以下述方式移動,於垂直於膜層之裝置10的維度(比較界定顯示器平面之x及y方向,其為「z」方向)實質上直線平移,原因在於比較顯示器總成之剛性,於膜接合處1005可有相當大的可撓性程度。
於若干實施例中,可撓性膜507係經組配來允許顯示器總成304/前窗303於20微米至50微米區實質上垂直於顯示器總成304之平面位移。於若干實施例中,顯示器總成可經微調來提供有利的音訊響應。
如此顯示器總成304可產生足夠空氣位移,產生有夠大振幅之音訊信號來具體實現不僅耳機操作同時也提供揚聲器操作,例如整合型免手持式揚聲器操作。舉例言之,全部既有整合型耳機技術之參考要求為11立方微米或對整合型免手持式揚聲器為55立方微米,應用實施例中顯示之顯示器具有5600平方微米板面積,乘以50微米峰至峰位移而產生280立方微米之空氣體積位移。此外,如此提供優於NXT技術之更佳的觸覺效能。
此外,於若干實施例中,無需磁性部分,並無有關金屬塵粉或其它污染物之相關問題。此外,因可撓性膜、框架部分及本體部分於若干實施例中形成密封的整體,整個系統容易密封免於水分及灰塵入侵,原因在於無需聲音孔而裝置可容易具有耐候性。此外,於使用顯示器總成作為顯示器及空氣質量驅動器之實施例中,無需內部音訊轉換器,如此可減少要求的體積及空間,允許設計更薄及更具有美感怡人的產品。
有關觸覺方面可進一步改良,原因在於在整個顯示表面進行回授時回授感覺更均勻,此外由於比較X或Y方向之平移移動相對用戶之方向性移動,故所經驗的回授係大於一般回授。
此外,具有使用兩個壓電致動器及顯示器模組置換先進觸覺元件、耳機音訊及整合型揚聲器的需求。有關第10圖,顯示兩個具體實施例之頻率響應效能之線圖。於第10圖中,具體實施例顯示良好低頻效能,所產生的音量相對於目前操作中的許多整合型揚聲器解決辦法。此外,此等裝置不像用在小音量的習知整合型免手持式裝置要求額外信號處理微調。
須了解用戶設備一詞意圖涵蓋任何適當類型之無線用戶設備,諸如行動電話、可攜式資料處理裝置或可攜式網路瀏覽器。此外,須了解聲音通道一詞意圖涵蓋聲音出口、通道及空腔,此等聲音通道可與轉換器整合一體形成,或可形成作為轉換器與裝置之機械式整合的一部分。
一般而言,本發明之各個實施例的設計可於硬體或特定用途電路、軟體、邏輯電路或其任一種組合具體實施。舉例言之,若干面相可於硬體具體實施,而其它面相可於韌體或軟體具體實現,可藉控制器、微處理器或其它運算裝置執行,但本發明並非受此所限。雖然已經以方塊圖、流程圖或使用其它圖解表示型態來舉例說明本發明之多個面相,但須了解此等方塊、裝置、系統、技術或方法可於硬體、軟體、韌體、特殊用途電路或邏輯電路、通用硬體或控制器或其它運算裝置或若干其它組合具體實現作為非限制性實例。
本發明實施例之設計可藉行動裝置之資料處理器所可執行的電腦軟體例如於處理器,或藉硬體或藉軟體與硬體的組合具體實現。進一步就此方面而言,須注意圖式中邏輯流程的任何方塊可表示程式步驟或互連的邏輯電路、方塊及功能,或程式步驟與邏輯電路、方塊及功能之組合。軟體可儲存於此等實體媒體諸如記憶體晶片上,或於處理器內部具體實現之記憶體區塊、磁性媒體諸如硬碟或軟碟、及光學媒體諸如DVD及其資料變化例、CD。
用於本發明實施例之設計之記憶體可以是任一種適合本地技術環境之任何類型,且可使用任何適當資料儲存技術具體實現,諸如基於半導體之記憶體裝置、磁性記憶體裝置及系統、光學記憶體裝置及系統、固定式記憶體及活動式記憶體。資料處理器可以是適合本地技術環境之任何類型,可包括通用電腦、特用電腦、微處理器、數位信號處理器(DSP)、特定應用積體電路(ASIC)、閘極層面電路及基於多核心處理器構架之處理器中之一者或多者作為非限制性實例。
本發明之實施例可藉多個組件諸如積體電路模組設計。
如本案使用,「電路」一詞係指下列全部者:
(a)只有硬體電路具體實施例(諸如只在類比電路及/或數位電路具體實施);及
(b)電路與軟體(及/或韌體)之組合,諸如:(i)處理器之組合或(ii)處理器/軟體(包括數位信號處理器)之部分、軟體及記憶體一起發揮功能來使得裝置諸如行動電話或伺服器發揮多項功能;及
(c)電路,諸如微處理器或微處理器之一部分,其要求軟體或韌體來操作,甚至軟體或韌體實質上不存在。
「電路」之定義應用於本術語用在本案包括申請專利範圍之任一項。至於額外實例,如本案使用,「電路」一詞也涵蓋只有處理器(或多個處理器)或處理器之一部分與其伴隨之軟體及/或硬體之具體實施例。「電路」一詞也涵蓋例如且若適用於特定申請專利元件、行動電話用之基帶積體電路或應用處理器積體電路,或伺服器、小區式網路裝置或其它網路裝置之類似的積體電路。
前文描述已經提供舉例說明但非限制性本發明具體實施例之完整及資訊描述。但多個實施例及調整為熟諳技藝人士鑑於前文說明結合附圖及隨附之申請專利範圍一起研讀將更為明瞭。但本發明教示之全部此等及類似修改仍係落入於隨附之申請專利範圍界定之本發明之範圍。
10...電子裝置
11...觸控輸入模組或用戶介面
12...顯示器
13...收發器(TX/RX)
15...處理器
16...記憶體
17...程式代碼區段
18...儲存資料區段
203...電容式觸控介面
211...可撓性膜、聚對苯二甲酸伸乙酯(PET)可撓性膜
219...傳導性軟表面黏貼技術(SMT)襯墊
251...內部部分
301...框架部分
303...前窗
304...顯示器總成
305...壓電致動器
307...印刷布線板(PWB)
309...電池
311...本體部分
501...橡膠力接點
503...觸控感測器
505...顯示元件
507...可撓性膜或板懸吊膜
509...懸吊環
511...內凹部
513...懸吊環凹部
1001...振動
1003...移動
1005...膜接合處
第1圖示意顯示適用於採用本案實施例之一種裝置;
第2圖顯示針對依據若干實施例之裝置拓樸學實例之示意分解平面圖;
第3圖顯示針對依據若干實施例之裝置拓樸學實例之示意分解正交投影視圖;
第4圖顯示針對依據若干實施例之裝置拓樸學實例之示意正交投影剖面圖;
第5圖以進一步細節顯示該拓樸學實例之各部分之示意等角投影視圖;
第6圖以進一步細節顯示該拓樸學實例之各部分之又一幅示意等角投影視圖;
第7圖顯示針對依據若干實施例之裝置拓樸學實例之又一幅示意剖面圖;
第8圖顯示第7圖所示拓樸學實例之又一幅示意剖面圖之細節;
第9圖顯示依據若干實施例,第7圖所示拓樸學實例之又一幅示意剖面圖之操作;及
第10圖顯示若干實施例之頻率響應。
301...框架部分
303...前窗
304...顯示器總成
305...壓電致動器
307...印刷布線板(PWB)
309...電池
311...本體部分
Claims (13)
- 一種顯示裝置,其係包含:一第一部分,其組配來形成該裝置的一殼體之至少部分;一第二部分,其組配來形成該裝置之一顯示器之至少部分;一可撓性膜,其組配來於一第一接觸區耦接該第一部分及於一第二接觸區耦接該第二部分;以及至少兩個致動器,其係耦接至該第二部分並組配來至少部分基於該可撓性膜致動該第二部分而產生該第二部分之一平移平面運動位移,該可撓性膜允許該第二部分之該平移平面運動位移,以於該第二部分被該等至少兩個致動器所致動時產生聲波。
- 如申請專利範圍第1項之裝置,其中該第一部分包含一本體部分及一框架部分中之至少一者,且其中該可撓性膜之第一接觸區係組配來附接到所述該本體部分及該框架部分中之至少一者,或者,附接於該本體部分與該框架部分之間。
- 如申請專利範圍第1項之裝置,其中該第二部分包含下列項目中之至少一個:一前窗層;至少一個顯示層;及至少一個觸控介面層。
- 如申請專利範圍第3項之裝置,其中該可撓性膜之第二 接觸區係耦接至包含在該第二部分中的層體中之至少一者。
- 如申請專利範圍第3項之裝置,其中該可撓性膜包含下列中之至少部分:該等顯示層中之一者及該等觸控介面層中之一者。
- 如申請專利範圍第1項之裝置,其中該可撓性膜包含組配來定位在該第一部分之一凹部內之一懸吊環,其中該懸吊環及凹部形成該第一接觸區。
- 如申請專利範圍第1項之裝置,其中該至少兩個致動器係組配來藉一固定式耦合件而進一步耦合至該第一部分。
- 如申請專利範圍第1項之裝置,其中該至少兩個致動器為下列項目中之至少一者:一壓電致動器;一動態偏心質量致動器;一移動式線圈致動器;以及一移動式磁鐵致動器。
- 如申請專利範圍第1項之裝置,其中該至少兩個致動器設置在該第二部分之實質相對端,其中在該第二部分之該等實質相對端處的該至少兩個致動器組配來同時致動,以產生該第二部分之該平移平面運動位移。
- 如申請專利範圍第1項之裝置,其中該可撓性膜包含下列中之至少一者:一彈性體;一聚矽氧箔; 一聚對苯二甲酸伸乙酯(PET)聚酯薄膜;及一聚碳酸酯薄膜。
- 如申請專利範圍第9項之裝置,其中該可撓性膜具有實質上於0.01毫米至1毫米範圍內之一厚度。
- 如申請專利範圍第1項之裝置,其中該可撓性膜係藉光學透明黏著劑之一層體而耦接至該第一部分及該第二部分中之至少一者。
- 如申請專利範圍第1項之裝置,其係進一步包含耦接在該等致動器之至少一者與該第二部分間之一阻尼器,來將致動器的一彎曲力矩轉成一實質上平移位移,以形成該第二部分之該平移平面運動位移。
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