专利名称：控制显示器与增强层之间的间隔的制作方法
控制显示器与增强层之间的间隔
背景技术：
与监视器、键盘或其他这样的输入和输出设备相比，诸如表面计算设备之类的交互式显示设备可以通过对象的表面与用户交互。各种类型的触摸感测机构，包括但不限于光学和电容性触摸感测机构，可以实现在交互式表面上的多个时间上重叠的触摸的感测以及对象识别。这可以允许识别基于触摸和基于姿势的输入，从而提供丰富的用户体验。一些交互式显示设备可以利用显示面板(例如液晶显示器(IXD)或有机发光设备 (OLED)面板)向用户显示图像。然而，这样的显示面板可能不具有长期用作触摸交互式表面的足够耐用性。
发明内容
本文中公开了涉及显示面板的增强的各种实施例。例如，一个所公开的实施例提供一种制造增强的显示面板的方法，其中该方法包括在显示面板和保护层之一上施加流体粘合层；将保护层和显示面板中的另一个与该粘合层接触放置；通过在空间上跨显示面板与保护层之间的区域而散布在粘合层内的多个隔离物(spacer)来保持显示面板与保护层之间的间隔；以及固化该粘合层。提供该发明内容以便以简化的形式引入下面在具体实施方式
中进一步描述的构思的选择。该发明内容不旨在标识要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制要求保护的主题的范围。而且，要求保护的主题不限于解决在本公开的任何部分中指出的任一或所有缺陷的实施方式。
图1示出交互式显示设备的一个实施例的框图。图2示出描绘用于增强显示面板的方法的一个实施例的流程图。图3示出在增强过程的一个实施例期间对显示面板的一个实施例的改变的顺序 (sequence)的示意性描绘。图4示出在增强过程的另一个实施例期间对显示面板的另一个实施例的改变的顺序的示意性描绘。图5示出描绘用于增强显示面板的方法的另一个实施例的流程图。图6示出在执行图5的方法的同时在各种情况下显示面板的一个实施例的示意性描绘。
具体实施例方式图1示出被配置成感测触摸和/或对象的交互式显示设备100的实例实施例。交互式显示/感测设备100 (在下文中称为“交互式显示设备”)包括显示面板102，例如IXD 面板等等。所描绘的交互式显示设备100进一步包括背光源104，其被配置成将光导向显示面板102。该背光源还可以是边缘照亮(edgelit)类型的。应当理解，在使用诸如OLED面板之类的发射式显示面板的场合，背光源104可以省去。交互式显示设备100进一步包括合并入显示面板的多个图像传感器106，其中这些图像传感器被配置成检测接近和/或触摸显示面板102的表面的对象。包括这样的图像传感器的显示面板可以被称为像素传感器(sensor-in-pixel)显示面板。交互式显示设备 100进一步包括具有处理器108或一个或多个其他逻辑器件的控制器107和具有存储于其上的指令的存储器110，该指令可由处理器108执行以控制显示面板102对图像的显示并通过由图像传感器106获取的图像检测和解释触摸输入。将理解，其他实施例可以利用图像捕获设备而不是像素传感器装置，例如一个或多个相对于用户的位置位于显示面板后面的红外照相机，其能够检测穿过显示面板的红外光。另外，其他实施例还可以利用电容性、电阻性(在单元(cell)电容性触摸和其他触摸中)感测技术。如上所述，显示面板(包括但不限于IXD面板)可能缺乏长期用作触摸交互式表面的足够耐用性。因此，保护层120可以被放置在显示面板102上或粘结到显示面板102，以增加交互式显示设备100的寿命。照此，被选择用作保护层120的材料可以针对光学透明度和耐用性的期望级别来选择。用于保护层120的适当材料的实例包括但不限于化学上加强的玻璃。保护层120也可以被选择以避免影响(impact)显示面板102的尺寸公差和机械公差并避免影响触摸/感测灵敏度。然而，表面交互式设备的触摸、感测和/或显示属性都可以依赖于保护层相对于显示/感测表面的均勻性(uniformity)。例如，在交互式显示设备100的像素传感器装置中，未均勻地与IXD面板隔开的保护层可能影响由图像传感器106获取的图像的质量。这种非均勻性也可能影响除像素传感器系统之外的其他基于视觉的检测系统、以及电容性触摸感测系统和其他触摸感测技术。在基于视觉的触摸感测的情况下，间隔方面的非均勻性可能导致保护层表面的区域处于离焦(out of focus)，可能带来所获取图像中的视差，以及/ 或者可能产生斑痕(mura)(表面缺陷)。而且，粘合层中用于对于显示面板保持保护层的泡和其他间隙的存在可以产生对于用户而言显而易见的散射部位(site)。为了避免粘合层中的泡和其他间隙，与压敏粘合剂等相反，可以使用光学清晰的、 可固化的液体来将保护层粘结到显示面板。而且，粘合层厚度的精确控制可以帮助增加由基于视觉的触摸系统获取的图像的边缘到边缘质量的均勻性。一些将保护层粘结到显示面板的方法涉及使用外围障碍物(dam)来保持粘合剂并且还充当隔离物以控制保护层与显示面板分隔的距离。然而，在大格式显示器上，在粘合剂固化的同时，保护层的中心可能下陷 (sag)，从而导致粘合层的非均勻厚度。该问题可能随着显示器大小的增加而恶化。这样的问题也可能在粘合层的厚度上强加较低的边界，因为粘合层太薄可能允许触摸保护层和显示面板的区域，从而破坏粘结，并且可能不说明表面的非平面性。因此，本文中公开了各种实施例，这些实施例涉及保持用于将保护层粘结到显示面板上的粘合层的厚度的期望均勻性。图2示出描绘将保护层粘结到显示面板的方法200 的实例实施例的流程图。方法200包括在202处，在显示面板或保护层上(依赖于保护层是否从上面施加在显示面板上或相反)施加流体粘合层。应当理解，衬垫(gasket)、障碍物或其他适当的结构可以用于限定粘合剂所施加的区域，使得该粘合剂包含在该衬垫或障碍物内。方法200然后包括，在204处，将保护层或显示面板中的另一个与粘合层接触放置。如上所提及，保持保护层与显示面板之间的均勻间隔可以帮助避免基于视觉的触摸检测系统中的各种成像问题。因此，方法200接下来包括，在步骤206处，通过散布在粘合层内的多个隔离物来保持显示面板与保护层之间的间隔。所述多个隔离物被配置成在期望的公差级内具有相同的大小，并且在空间上跨显示面板与保护层之间的区域而分布，使得这两个结构之间的距离在粘结固化过程期间通过隔离物保持。方法200接下来包括，在 212处，固化该粘合剂以形成增强的显示器。该粘合剂可以以任何适当的方式固化，包括但不限于通过暴露UV光214、可见光、电子束、热能和/或红外能等。所述隔离物可以采取不会不适当地降级粘合层的光学属性的任何适当的形式。例如，在一些实施例中，所述隔离物可以采取印制的零件(feature) 208的形式，印制的零件 208被印制到显示面板的表面层(例如偏振器)和/或保护层的表面上。所述印制的零件可以被配置成在期望的公差内具有均勻的高度，并且可以以适合于以期望的均勻性级别保持保护层与显示面板之间的间隔的空间密度被印制。而且，印制的零件可以由折射率接近或等于固化的粘合材料的折射率的一种或多种材料形成以避免导致光在印制的零件和固化的粘合剂的边界处的不想要的反射和折射。在一些实施例中，固化后的粘合剂的折射率和印制的零件的折射率在彼此的+/-0.01内。而且，在一些实施例中，相同的材料用于形成印制的零件和粘合层。在这样的实施例中，固化的粘合剂和印制的零件可以具有基本相同的折射率(取决于这两个结构中使用的任何添加剂的浓度和性质而具有可能的较小变化)。这可以致使(render)印制的零件与固化的粘合剂之间的边界在显示面板的平常使用期间不引人注意。在其他实施例中，粘合剂和印制的零件可以由不同的材料形成。任何适当的材料可以用于印制的零件和粘合层。 在一些实施例中，印制的零件和粘合层这二者包括聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)0适当材料的其他实例包括但不限于聚氨酯、环氧树脂和氰基丙烯酸酯。在其他实施例中，所述隔离物可以采取在流体粘合剂被施加在显示面板或保护层上之前被添加到该粘合剂的多个微球210的形式。这些微球可以被配置成具有高度均勻的直径分布，使得显示面板和保护层被以跨由流体粘合剂覆盖的整个区域的均勻间隔保持。 这些微球可以以任何适当的浓度被添加到流体粘合材料。适当的浓度包括跨保护层或显示面板的表面提供每单位面积期望的支持(support)量且不增加或另外地不适当地影响流体粘合层的粘性的浓度。在包括PMMA微球的PMMA粘合剂的情况下，微球的适当浓度的实例可以包括但不限于1-10%的范围内的体积浓度。这样的微球的使用可以简化制造，因为不需要执行单独步骤以在粘合剂施加之前在显示面板或保护层上形成或放置隔离物。如上文针对印制的零件隔离物所述，微球210可以由任何适当的材料制成。适当的材料包括但不限于折射率接近或等于固化的粘合材料的折射率的材料以避免导致光在微球和固化的粘合剂的边界处的不想要的反射和折射。在一些实施例中，固化后的粘合剂的折射率和微球的折射率在彼此的+/-0.01内。而且，在一些实施例中，相同的材料用于形成微球和粘合层，而在其他实施例中，粘合层和微球由不同的材料形成，其中适当考虑热膨胀失配。图3示出在利用包括微球的流体粘合剂将保护层120粘结到显示面板102的增强过程期间显示面板102在各个阶段的示意性描绘。在、处示出增强前的显示面板102。接下来在^处，示出在添加了包括微球302的粘合层300之后的显示面板102，其中粘合层 300包含在由衬垫303限定的区域内。应当理解，尽管图3仅示出衬垫303的一部分，但是衬垫303可以完全围住(enclose)流体粘合剂所施加的区域。如图所示，可以看到，微球302 在空间上跨显示面板102与保护层120之间的区域而分布，并且由此帮助保持这些结构之间的均勻距离(在期望的公差内)。接下来，在、处，保护层120被放置在粘合层300之上， 并且然后粘合层300暴露于来自紫外光源304 (或其他适当的能源)的紫外光。应当理解， 在一些实施例中，可以在固化期间使用附加的过程，例如辊的应用。在固化时，如图所示，在 t3处，固化的粘合层306中的微球材料和粘合材料的折射率的相似性可以致使所述边界难以或不可能用眼睛辨别。图4示出增强过程的一个实施例的执行期间在各个阶段的显示面板102的示意性描绘，这个增强过程利用印制的零件(与微球相反)在粘结过程期间保持显示面板102与保护层120之间的均勻距离(在期望的公差内)。在、处，示出在添加了流体粘合层400之后的显示面板102，该流体粘合层400包含在由衬垫402限定的区域内。应当理解，尽管图4 仅示出衬垫402的一部分，但是衬垫402可以完全围住流体粘合剂所施加的区域。而且，保护层120被示出定位在流体粘合层400之上。如图所示，印制的零件404被印制在保护层 120上，但是应当理解，印制的零件404也可以印制到显示面板102上，或者可以包括预先印制在存在于显示面板上的偏振器上。接下来，在t2处，保护层120被示出施加到流体粘合层400，使得印制的零件404 在空间上跨显示面板102与保护层120之间的区域而分布在流体粘合层内，从而帮助保持这些结构之间的均勻距离。在用来自紫外光源406 (或其他适当的能源)的紫外光照射粘合层400时，这得以保持。在固化时，如图所示，在t3处，固化的粘合层408中的印制的零件材料和粘合材料的折射率的相似性导致所述边界变得难以或不可能用眼睛辨别。图4的实施例的印制的零件可以以任何适当的方式形成，所述方式包括但不限于丝网印制和喷墨印制。在图2-4的实施例中，将隔离物物理地放置在保护层与显示面板之间可以允许要在期望的公差内实现的均勻粘合层厚度，而无需用被配置成在固化期间维持这些结构平坦和平行的特殊工具(tooling)来保持保护层和显示面板。这可以简化甚至非常大的增强的显示器的制造。而且，应当注意，保护层与显示面板之间的间隔可以通过简单地修改隔离物的大小(例如通过印制更厚的印制的零件或在粘合剂中包括不同直径的微球)来改变。这可以允许粘合层针对各种使用场景而改变。例如，针对更大的冲击强度的更厚的保护层和对应地更薄的粘合层可以利用更小的微球或印制的零件来实现，而更薄的保护层和对应地更厚的粘合层可以帮助允许使用膨胀失配的保护层和显示面板。图2-4中图示的实施例利用位于显示面板102与保护层120之间的粘合层中的结构来保持这些层之间的分隔。图5和6图示了形成均勻厚度的粘合层的方法的实施例，其利用显示面板102与保护层120之间的区域外部的零件来在固化期间保持显示面板102与保护层120之间的均勻间隔。首先参照图5，示出了形成增强的显示面板的另一个方法500 的一个实施例。方法500包括，在502处，将流体粘合层施加在显示面板之上。在504处， 方法500包括将保护层放置在包括平坦支持表面的真空工具中。简要地参照图6，在、处示出了支持表面600的实例。该支持表面600包括一个或多个真空口 602，其允许在支持表面600与保护层120之间的间隔中抽出(drawn)真空。 该平坦的支持表面可以由可以以适当平坦的轮廓(profile)制成的任何材料形成。支持表面材料的实例包括但不限于平坦的玻璃材料(例如浮法玻璃)以及刚性聚合物(例如浇铸在浮法玻璃成型表面上的刚性聚合物)。还示出粘合层606被施加到显示面板，其中该粘合层由隔离障碍物(spacer dam) 607保持。在一些实施例中，隔离障碍物607可以包括精确形成的刚性材料，其被配置成固定显示面板102与保护层120之间的距离。在其他实施例中， 隔离障碍物607可以由柔性材料形成，并且显示面板与保护层120之间的间隔可以由其他机械或控制机构来保持。再次参照图5，方法500包括，在506处，形成真空，从而抵着平坦的支持表面保持 (hold)保护层。然后，在508处，方法500包括在保持真空的同时将保护层放置在粘合层上或与粘合层接触放置，并且在510处，在保持真空的同时固化该粘合层。如上所述，粘合层可以以任何适当的方式被固化，所述方式包括但不限于通过引导光(例如UV光或可见光) 通过平坦支持表面或通过暴露于热、电子束或其他适当的能源。在粘合层通过暴露于光而被固化的场合，所述支持表面可以被配置成对于用于固化该粘合剂的光的波长是透明的， 使得粘合层可以通过平坦支持表面而被照射，如在512处所示。例如，浮法玻璃支持表面可以对可见光或紫外光是透明的。同样，在粘合层被热固化的场合，支持表面可以被配置成在所使用的固化温度处是机械稳定的和具有鲁棒性的。再次参照图6，在增强过程期间，显示面板102可以放置在显示面板支持表面(在图6中指示为显示面板下面的剖面线表面)上并且抵着该显示面板支持表面而得以支持，从而确保在粘合剂固化过程期间显示面板也被保持平坦。应当理解，保护层的支持表面600 和显示面板支持表面可以被配置成平行的。接下来，在时间t2处，保护层120被抵着粘合层606放置，并且UV光(或可见光或其他能量)透射通过支持表面600和保护层120以固化粘合层，从而在、处形成固化的粘合层608。形成如本文所公开的增强的显示面板可以帮助提供高度均勻的和共面的交互表面，与具有局部变化的表面相对。这可以提供可靠的基于视觉的触摸检测，并且还可以帮助实现与不那么均勻的表面相比跨整个观看表面的静态负载属性、一致的跌落冲击。应当理解，本文所描述的配置和/或方法本质上是示范性的，并且这些特定实施例或实例不在限制意义下被考虑，因为多种变型是可能的。本文所描述的特定例程或方法可以表示任意数量的处理策略的一个或多个。照此，所说明的各种动作可以以所说明的顺序、以其他顺序、并行地执行，或在某些情况下被省略。同样，上述过程的顺序可以改变。本公开的主题包括本文中所公开的各种过程、系统和配置以及其他特征、功能、动作和/或属性的所有新颖的且非显而易见的组合和子组合以及其任一和所有等价物。
权利要求
1.一种制造增强的显示面板的方法(500)，该方法(500)包括 在显示面板上施加(502)流体粘合层；将保护层放置(504)在包括平坦支持表面和真空口的真空工具中，该真空工具被配置成形成并保持平坦支持表面与保护层之间的真空；利用真空工具形成(506)真空，从而抵着真空工具的平坦支持表面保持保护层； 在保持真空的同时将保护层放置(508)在粘合层之上；以及在保持真空的同时固化(510)所述粘合层。
2.权利要求1的方法，其中固化粘合层包括将该粘合层暴露于紫外光和可见光的一个或多个。
3.权利要求2的方法，其中将粘合层暴露于紫外光和可见光的一个或多个包括引导光通过平坦支持表面。
4.权利要求3的方法，其中引导光通过平坦支持表面包括引导光通过浮法玻璃表面。
5.权利要求1的方法，其中显示面板是LCD面板或OLED面板。
6.一种增强的显示面板，包括显示面板(102)，其被配置成显示图像； 保护层(120)，其被粘结到显示面板(102)；以及粘合层(300)，其位于显示面板(102)与保护层(120)之间，该粘合层(300)包括在空间上跨显示面板(102)与保护层(120)之间的区域而散布在粘合层(300)内的多个隔离物 (302)。
7.权利要求6的增强的显示面板，其中粘合层和隔离物由具有在所述粘合层的折射率的+/-0.01内的折射率的材料形成。
8.权利要求6的增强的显示面板，其中隔离物包括多个印制的元件。
9.权利要求6的增强的显示面板，其中隔离物包括多个微球。
10.权利要求6的增强的显示面板，其中该增强的显示面板被合并在交互式显示设备中。
全文摘要
本文公开了涉及显示面板的增强的实施例。一个所公开的实施例提供一种制造增强的显示面板的方法(200)，其中该方法(200)包括在显示面板和保护层之一上施加(202)流体粘合层；将保护层和显示面板中的另一个与该粘合层接触放置(204)；通过在空间上跨显示面板与保护层之间的区域而散布在粘合层内的多个隔离物(spacer)保持(206)显示面板与保护层之间的间隔；以及固化(212)粘合层。
文档编号G06F3/041GK102436322SQ20111030971
公开日2012年5月2日 申请日期2011年10月13日 优先权日2010年10月13日
发明者M. 迪德 R. 申请人:微软公司