触摸敏感显示器和方法
【专利摘要】一种触摸敏感装置，包括：第一材料；第二材料，与第一材料相接合，使得第一材料和第二材料在第一材料和第二材料之间的界面两端是基本平坦的；以及第一触摸传感器，跨越所述界面连续地从第一材料布置到第二材料。
【专利说明】触摸敏感显示器和方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及电子设备及其控制，包括但不限于具有触摸敏感显示器的便携式电子 设备。
【背景技术】
[0002] 包括便携式电子设备的电子设备得到了广泛使用并可以提供多种功能，例如包括 电话、电子消息和其它个人信息管理（PM)应用功能。便携式电子设备包括多种具有无线 网络通信或近场通信连接性（例如，Bluetooth?功能）的设备，包括：移动站（例如，简单 蜂窝电话）、智能电话（智能手机）、个人数字助理（PDA)、平板计算机和膝上型计算机。
[0003] 通常例如PDA或平板计算机的便携式电子设备用于手持使用并便于携带。为了实 现便携性，通常需要小型的设备。触摸敏感显示器（也称为触摸屏显示器）对于手持式设 备是尤其有利的，其中所述手持式设备往往较小且用于用户输入和输出的空间可能是有限 的。可以根据正在执行的功能和操作来修改显示在显示器上的信息。
[0004] 需要改进具有触摸敏感显示器的电子设备。
【专利附图】
【附图说明】
[0005] 图1是根据本公开的便携式电子设备的框图。
[0006] 图2是示出了根据本公开的便携式电子设备的前视图。
[0007] 图3是示出了根据本公开的制造触摸敏感显示器的覆盖物的方法的示例的流程 图。
[0008] 图4和图5是根据本公开的触摸敏感显示器的覆盖物的截面。
[0009] 图6是根据本公开的触摸敏感显示器的覆盖物的底视图。
[0010] 图7是根据本公开的包括覆盖物的触摸敏感显示器的截面。
【具体实施方式】
[0011] 下文描述了一种触摸敏感装置，包括：第一材料；第二材料，与第一材料相接合， 使得第一材料和第二材料在第一材料和第二材料之间的界面处是基本平坦的；以及第一触 摸传感器，跨越所述界面连续地从第一材料布置到第二材料。
[0012] 为了说明的简单性和清楚性，可以在多个附图中重复附图标记，以便指示对应的 或相似的元件。描述了大量细节以便提供对本文所述实施例的理解。没有这些细节也可以 实现所述实施例。在其它实例中，没有对已知方法、过程和组件进行详细描述，以免混淆所 述实施例。不应将所述描述理解为限制本文所述的实施例的范围。
[0013] 为了说明的简单性和清楚性，可以在多个附图中重复附图标记，以便指示对应的 或相似的元件。描述了大量细节以便提供对本文所述示例的理解。没有这些细节也可以实 现所述示例。在其它实例中，没有对已知方法、过程和组件进行详细描述，以免混淆所述示 例。不应将所述描述理解为限制本文所述的示例的范围。
[0014] 本公开总体上涉及一种电子设备，例如如本文所述的便携式电子设备。所述电子 设备的示例包括移动或手持的无线通信设备，例如，传呼机、蜂窝电话、蜂窝智能电话、无线 组织器、个人数字助理、支持无线的笔记本计算机、平板计算机、移动互联网设备、电子导航 设备等。所述电子设备可以是没有无线通信能力的便携式电子设备，例如，手持式电子游戏 机、数字相册、数字摄像机、媒体播放器、电子书阅读器等。
[0015] 图1示出了便携式电子设备100的示例的框图。便携式电子设备100包括多个组 件，例如控制便携式电子设备100的整体操作的处理器102。通过通信子系统104来执行包 括数据和语音通信的通信功能。通过解码器106对由便携式电子设备100接收到的数据进 行解压和解密。通信子系统104从无线网络150接收消息并向无线网络150发送消息。无 线网络150可以是任何类型的无线网络，包括但不限于：数据无线网络、语音无线网络以及 支持语音和数据通信二者的网络。电源142 (例如，一个或更多个可充电电池或与外部电源 相连的端口）向便携式电子设备100供电。
[0016] 处理器102与其它组件（例如，随机访问存储器（RAM) 108、存储器110、触摸敏感 显示器118、一个或更多个致动器120、一个或更多个力学传感器122、辅助输入/输出（1/ 〇)子系统124、数据端口 126、扬声器128、麦克风130、短程通信设备132和其他设备子系统 134)进行交互。触摸敏感显示器118包括显示器112和与至少一个控制器116相耦合的 触摸传感器114,所述控制器116被用于与处理器102进行交互。通过触摸敏感显示器118 提供经由图形用户界面的输入。通过处理器102将信息（例如，文本、字母、符号、图像、图 标和可以显示或呈现在便携式电子设备上的其它项目）显示在触摸敏感显示器118上。处 理器102还可以与加速度计136进行交互，所述加速度计136被用于检测重力或由重力引 起的反作用力的方向。
[0017] 为了标识网络访问的用户，便携式电子设备100可以使用用户身份模块或可移除 的用户身份模块（SIM/RUIM)卡138,以便与例如无线网络150的网络进行通信。备选地，可 以向存储器110编程用户标识信息。
[0018] 便携式电子设备100包括操作系统146和软件程序、应用或组件148,其中所述操 作系统146和软件程序、应用或组件148由处理器102来执行，并通常被存储在永久性的可 更新的存储设备（例如，存储器110)中。可以通过无线网络150、辅助I/O子系统124、数 据端口 126、短程通信子系统132或任何其它适合子系统134将附加应用或程序加载到便携 式电子设备100上。
[0019] 通过通信子系统104来处理接收到的信号（例如，文本消息、电子邮件消息或web 页面下载），并将其输入到处理器102内。处理器102处理接收到的信号以便输出给显示器 112和/或辅助I/O子系统124。用户可以产生例如电子邮件消息的数据项目，其中可以通 过通信子系统104在无线网络150上来传输所述数据项目。对于语音通信，对便携式电子 设备100的整体操作是相似的。扬声器128输出从电信号转换而来的声音信息，麦克风130 将声音信息转换为电信号以便进行处理。
[0020] 触摸敏感显示器118可以是电容型触摸敏感显示器，包括一个或更多个电容型触 摸传感器114。电容型触摸传感器可以包括任何适合材料，例如，氧化铟锡（IT0)。
[0021] 可以由触摸敏感显示器118来检测一个或更多个触摸（也称为触摸接触或触摸事 件）。处理器102可以确定触摸的属性，包括触摸的位置。触摸位置数据可以包括触摸区域 的数据或单个触摸点的数据，例如触摸区域中心处的点或在触摸区域中心周围的点。相对 触摸敏感显示器118的视角，检测到的触摸的位置可以分别包括x和y分量，例如，水平和 垂直分量。根据触摸敏感显示器118的属性，可以检测来自任意适合输入件的触摸，例如， 手指、拇指、附件或其它对象（例如，触控笔（有源或无源）、笔或其它指针）。可以检测多 个同时的触摸。
[0022] 触摸敏感显示器118还可以检测一个或更多个手势。例如滑动（也称为轻击）的 手势是在触摸敏感显示器118上的具体类型的触摸，所述手势可以在原点开始并继续到结 束点（例如，该手势的结束端）。可以通过手势的属性（例如包括原点、结束点、行进的距 离、时长、速度和方向）来标识手势。手势可以在距离和/或时长方面是较长的或较短的。 所述手势的两点可以用于确定该手势的方向。手势还可以包括悬停。悬停可以是在通常不 随时间改变的位置处的手势，或与一段时间上的同一选择项目相关联。
[0023]可以通过向触摸敏感显示器118施加足够的力来克服致动器120的致动力，来按 压或激活可选的致动器120。可以通过按压触摸敏感显示器118上的任意位置来致动所述 致动器120。致动器120可以在被致动时向处理器102提供输入。致动致动器120可以引 起提供触觉反馈。当施加力时，触摸敏感显示器118是可按压的、可旋转的和/或可移动的。 这种力可以致动致动器120。触摸敏感显示器118可以例如相对便携式电子设备的壳体浮 动，即，触摸敏感显示器118可以不固定到所述壳体。可以使用机械式的穹顶开关致动器。 在该示例中，当穹顶由于所受到的力而折叠时并当在释放该开关之后该穹顶返回到平衡位 置时，提供触觉反馈。备选地，致动器120可以包括一个或更多个压电（piezo)设备，提供 对触摸敏感显示器118的触觉反馈。
[0024] 可选的力学传感器122可以布置为与触摸敏感显示器118相连，以便确定施加给 触摸敏感显示器118的力或对其进行反应。可以根据压电致动器120来布置力学传感器 122。力学传感器122可以是对力敏感的电阻器、应变计量仪、压电型或压阻型设备、压力传 感器、量子隧道复合物、对力敏感的开关或其它适合设备。贯穿本说明书（包括权利要求） 所使用的力是指力学测量、估计和/或计算，例如，压力、变形、应力、张力、力密度、力面积 关系、推力、扭转力和包括力与相关量的其它方面。可选地，与检测到的触摸相关的力信息 可以用于选择信息，例如与触摸位置相关的信息。例如，不满足力的阈值的触摸可以强调选 择选项，而满足力阈值的触摸可以选择或输入该选择选项。选择选项例如包括：键盘的所显 示键或虚拟键；选择框或窗口，例如"取消"、"选择"或"解锁";功能按钮，例如在音乐播放 器上播放或停止等。不同大小的力可以与不同功能或输入相关联。例如，较小的力可以引 起淘选，较大的力可以引起缩放。
[0025] 图2示出了电子设备100的示例的前视图。电子设备100包括触摸敏感显示器 118。壳体202和触摸敏感显示器118封装例如图1所示组件的组件。
[0026]触摸敏感显示器118包括可以显示信息的显示区域204以及围绕显示区域204的 外围延伸的非显示区域206。触摸敏感显示器118的显示区域204 -般位于壳体202的中 心。非显示区域206围绕显示区域204的外围延伸。显示区域204通常与显示器112的区 域相对应。显示器不在非显示区域206内显示信息，其中将非显示区域206用于容纳例如 电子迹线或电学连接、粘合剂或其它密封剂和/或围绕显示区域204边缘的保护涂层。非 显示区域206可以是指非活动区域，并且不是电子设备的物理壳体或框架的一部分。通常， 没有显示像素在非显示区域206内，因此,显示器112不在非显示区域206中显示图像。可 选地，可以将辅助显示器（不是主要显示器112的一部分）布置在非显示区域206的下方。 将触摸传感器布置在非显示区域206中，其中所述触摸传感器可以从显示区域204中的触 摸传感器114延伸。触摸（包括手势）可以与显示区域204、非显示区域206或这两个区域 相关联。触摸传感器114可以在基本上整个非显示区域206上延伸，或可以仅位于非显示 区域206的一部分中。
[0027] 在已知设备中，可以围绕触摸敏感显示器118的覆盖物的外周印刷不透明墨水。 不透明墨水可以是任何适合颜色，例如可以与壳体202的颜色相匹配。不透明墨水可以用 于覆盖围绕显示区域204的边缘的非显示区域206中的组件，例如电子迹线、电学连接、粘 合剂或其它密封剂。通过印刷在覆盖物上的墨水，在覆盖物的底面或与显示器112最接近 布置的一面形成台阶。台阶位于显示区域204和非显示区域202之间的界面处。墨水的颜 色影响印刷的墨水的厚度，因此影响台阶的尺寸。例如，黑色墨水大约8 y m厚，而白色墨水 大约20 iim厚。由于触摸传感器和迹线可以由例如IT0的易碎材料构成，如果覆盖物的底 面的台阶过大（例如，当所印刷的墨水太厚时，例如台阶大于4 y m)，则印刷在覆盖物底面 的触摸传感器和迹线易于开裂或断裂。
[0028] 图3示出了描述制造便携式电子设备100的覆盖物的方法的示例的流程图。第一 材料与第二材料相接合302。第一材料可以是例如光学透明的、半透明的或透明的玻璃，被 用于覆盖触摸敏感显示器118的显示区域204。第二材料可以是大小围绕第一玻璃外围延 伸的有色玻璃（例如黑色玻璃），例如以便覆盖非显示区域206。可以将第一材料和第二材 料接合或熔合，使得第一材料和第二材料的底面是基本平坦的或平面的，包括跨越界面。第 一材料和第二材料的厚度是基本相同的，在第一材料和第二材料之间不存在凸缘或台阶， 或者凸缘或台阶是微小的或较小的，使得形成在覆盖物底面的触摸传感器不易于由于台阶 而发生开裂或断裂。例如，厚度小于4 y m的台阶比6 y m厚或更厚的台阶更有可能抗开裂。 例如，所述台阶可以小于4pm。可选地，所述台阶可以小于3微米。可选地，所述台阶可以 小于2微米。可选地，所述台阶可以小于1微米。可以基于接合或熔合工艺和任何后处理 来减小所述台阶的尺寸。例如可以通过部分熔化第一材料和第二材料并将两者相接合，来 熔合第一材料和第二材料。备选地，第一材料可以是部分融化的，几乎不是或几乎是固态， 或是固态的并例如被置于模具中。可以添加熔化的或熔融的第二材料以填充模具。可以控 制所述熔合，以便最小化包括熔合状态或合并状态的两个材料的区域。可以通过例如细磨， 移除在第一材料和第二材料之间的界面处的任何台阶或凸缘。
[0029] 将触摸传感器形成在304第一材料和第二材料的底面，使得触摸传感器跨越界面 从第一材料到第二材料连续地延伸。可以通过例如将导电材料（例如，IT0)沉积在第一材 料和第二材料的底面，此后通过例如对所述导电材料进行激光图案化，来形成触摸传感器。
[0030] 图4示出了触摸敏感显示器118的覆盖物400的截面，所述截面是长度方向截面， 图5是宽度方向截面。在图4和图5的示例中的第一材料402通常是矩形的，大小覆盖触 摸敏感显示器118的显示区域204。在图4和图5的示例中的第二材料404围绕第一材料， 沿第一材料402的外围延伸。第二材料404的厚度与第一材料402的厚度基本相同。第二 材料404与第一材料402相熔合。第一材料402和第二材料404在它们的界面406处是基 本平坦的。如上所述，熔合的覆盖物400的底面是基本平面的。熔合覆盖物400的顶面或 最外侧面跨越第一材料和第二材料的界面同样是基本平面的，并且可以与形成所述底面相 似的方式来形成和/或进一步处理。
[0031] 触摸传感器408布置在覆盖物400的平面底面上，所述触摸传感器可以是例如感 测线。触摸传感器408跨越界面406从第一材料402 (例如，光学透明玻璃）到第二材料 404 (例如，有色玻璃）连续延伸。
[0032] 图6示出了触摸敏感显示器的覆盖物的底面或底部视图。弯曲连接器（flex connector) 602与触摸传感器408相稱合，并且被用于将触摸传感器408与控制器116相奉禹 合。
[0033] 图7示出了包括覆盖物400的触摸敏感显示器118的截面。触摸传感器408布置 在接合的或熔合的第一材料402和第二材料404的平面底面上。扫描触摸传感器702布置 在基板706上，并由布置在触摸传感器408和扫描触摸传感器702之间的介电材料704与 触摸传感器408相隔。例如，触摸传感器408和触摸传感器702使用一个或更多个弯曲连 接器602与控制器116相耦合，以便于检测例如在覆盖物400上的触摸。
[0034]尽管在以上示例中将两个玻璃熔合在一起，然而可以将多于两个的玻璃熔合在一 起。还可以将有色玻璃熔合至有色玻璃以在覆盖物中提供艺术或其它显示特征。术语"底 面"和"顶面"仅用于参考，而不是用于限制。
[0035]通过将两个材料（例如，光学透明玻璃和有色玻璃）熔合在一起而制造的覆盖物 是基本平坦的或平面的。在两个材料之间的界面处没有台阶或凸缘的情况下，沉积在覆盖 物底面的触摸传感器或迹线不易于开裂或断裂。如图4到图7所示，可以使用多种不同颜 色的玻璃，并将其熔合。备选地，可以按照图案熔合有色玻璃，以便在覆盖物上包括艺术或 其它显示特征。
[0036]触摸敏感装置包括：第一材料；第二材料，与第一材料相接合，使得第一材料和第 二材料在第一材料和第二材料之间的界面处是基本平坦的；以及第一触摸传感器，跨越所 述界面连续地从第一材料布置到第二材料。触摸敏感装置包括：第一材料，布置在第一平面 中；第二材料，布置在第一平面中，并沿第一材料的外围布置，使得第一材料和第二材料在 第一材料和第二材料之间的界面处是基本平坦的；以及触摸传感器，在所述界面处连续地 从第一材料布置到第二材料。方法包括：将第一材料与第二材料相接合，使得第一材料和第 二材料在第一材料和第二材料之间的界面处是基本平坦的；以及在第一材料和第二材料上 形成触摸传感器，使得触摸传感器跨越所述界面连续地从第一材料布置到第二材料。
[0037]本公开可以表现为其它具体形式，而不脱离本公开的精神或本质特征。应在各方 面将所述实施例理解为仅是说明性的而不是限制性的。因此，通过所附权利要求而不是上 述描述，来指示本公开的范围。在权利要求等同含义和范围内的所有改变均包括在所述权 利要求的范围内。
【权利要求】
1. 一种触摸敏感装置，包括： 第一材料； 第二材料，与第一材料相接合，使得第一材料和第二材料基本平坦地跨越第一材料和 第二材料之间的界面； 第一触摸传感器，跨越所述界面连续地从第一材料布置到第二材料。
2. 根据权利要求1所述的触摸敏感装置，其中所述第一材料与第二材料相熔合。
3. 根据权利要求1所述的触摸敏感装置，其中所述第一材料和第二材料包括玻璃。
4. 根据权利要求1所述的触摸敏感装置，其中所述第一材料包括第一颜色玻璃，所述 第二材料包括第二颜色玻璃。
5. 根据权利要求1所述的触摸敏感装置，包括与第一触摸传感器相耦合的弯曲连接 器。
6. 根据权利要求1所述的触摸敏感装置，包括通过弯曲连接器与第一触摸传感器相耦 合的控制器。
7. 根据权利要求1所述的触摸敏感装置，包括第二触摸传感器和布置在第一触摸传感 器与第二触摸传感器之间的介电材料。
8. 根据权利要求1所述的触摸敏感装置，其中所述第一材料的第一厚度与第二材料的 第二厚度基本相同。
9. 根据权利要求1所述的触摸敏感装置，其中所述第一材料、第二材料以及第一材料 和第二材料之间的界面一起包括平坦表面，其中第一触摸传感器布置在所述平坦表面上。
10. -种触摸敏感装置，包括： 第一材料，布置在第一平面中； 第二材料，布置在第一平面中，并沿第一材料的外围布置，使得第一材料和第二材料基 本平坦地跨越第一材料和第二材料之间的界面； 触摸传感器，跨越所述界面连续地从第一材料布置到第二材料。
11. 根据权利要求10所述的触摸敏感装置，其中所述第一材料与第二材料相熔合。
12. 根据权利要求10所述的触摸敏感装置，其中所述第一材料和第二材料包括玻璃。
13. 根据权利要求10所述的触摸敏感装置，其中所述第一材料包括第一颜色玻璃，所 述第二材料包括第二颜色玻璃。
14. 根据权利要求10所述的触摸敏感装置，其中所述第一材料的第一厚度与第二材料 的第二厚度基本相同。
15. 根据权利要求10所述的触摸敏感装置，其中所述第一材料、第二材料以及在第一 材料和第二材料之间的界面一起包括平坦表面，其中第一触摸传感器布置在所述平坦表面 上。
16. -种方法，包括： 将第一材料与第二材料相接合，使得第一材料和第二材料基本平坦地跨越第一材料和 第二材料之间的界面； 在第一材料和第二材料上形成触摸传感器，使得触摸传感器跨越所述界面连续地从第 一材料布置到第二材料。
17. 根据权利要求16所述的方法，其中所述接合包括熔合。
18. 根据权利要求16所述的方法，其中所述第一材料包括第一颜色玻璃，所述第二材 料包括第二颜色玻璃。
19. 根据权利要求16所述的方法，其中所述形成包括将导电材料沉积在第一材料和第 二材料上。
20. 根据权利要求19所述的方法，其中所述形成包括对所述导电材料进行激光图案 化。
【文档编号】G06F3/041GK104412205SQ201280074265
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2012年6月28日 优先权日:2012年6月28日
【发明者】艾隆·罗伯特·艾伦 申请人:黑莓有限公司