專利名稱：用于將表面玻璃安裝在表殼中間部分的方法
技術領域：
本發明涉及一種用于將表面玻璃(crystal)安裝在表殼的中間部分上的方法。更 具體地，本發明涉及一種用于安裝表的表面玻璃的方法，該表面玻璃包括面向使用者側的 頂面和與頂面相對的底面，其中數字顯示裝置結合/接合(bond)到表面玻璃的底面。
背景技術：
用于將由有機材料——例如塑料材料——制成的表面玻璃安裝到同樣由塑料制 成的表殼的中間部分的第一解決方案包括結合技術的使用。結合技術不會產生機械應力或 熱約束。然而，結合技術會引起其它問題。它們不總是保證高質量的密封并隨著時間產生 磨損問題。此外，在部件結合后，必須觀察聚合反應時間，該聚合反應時間通常為24小時。 因此在生產線中出現中斷，從經濟角度來看，此中斷是不利的。
在表的表面玻璃由塑料材料制成的情況下，因此優選使用超聲技術將這種類型的 表面玻璃焊接到同樣由塑料制成的表的中間部分上。實際上，超聲焊接技術允許以密封性 良好且持久的方式將表面玻璃固定到表的中間部分上。
然而，存在超聲焊接技術不適合的情況。當元件對機械應力和熱應力敏感時，尤其 是當液晶顯示裝置結合到表面玻璃的底面時，其情況就更加如此。申請人已認識到超聲焊 接具有結合在表面玻璃底面的液晶單元的表面玻璃，會造成整個液晶單元的空間內間隔物 (spacer)的聚集并伴隨著在液晶單元的顯示區域出現黑點的問題，這當然是無法接受的。 在申請人看來，在液晶單元空間中的上述間隔物聚集問題是因為由超聲焊接造成的機械振 動和溫度上升。發明內容
因此，申請人的目的是克服上述問題并找到一種用于將塑料表面玻璃安裝在同樣 由塑料制成的表中間部分上的新方法。
因此，本發明涉及一種用于將塑料表面玻璃固定在同樣由塑料制成的中間部分上 的方法，該中間部分與表面玻璃一起限定表殼，所述表面玻璃包括面向使用者側的頂面和 與頂面相對的底面，其中，數字顯示裝置結合在表面玻璃的底面上，所述方法的特征在于， 它包括通過激光束將表面玻璃焊接到中間部分上。
由于這些特征，本發明提供了一種用于將塑料表面玻璃以密封性良好且持久的方 式安裝在塑料的表中間部分上的方法，其中，表面玻璃具有特定的特征，即，包括結合在其 底面上的數字顯示裝置。事實上，令人驚訝地是，本申請人觀察到，激光焊接這種類型的表 面玻璃無論如何都不會影響數字顯示裝置的機械性能和光學性能。尤其是，盡管在激光焊 接中涉及高溫，但激光焊接方法仍然避免了使用超聲焊接方法所觀察到的間隔物聚集的問 題。而且，激光焊接方法允許將表面玻璃瞬時組裝到表的中間部分上。因此，不再需要等待， 例如以使結合部分聚合，以便繼續根據本發明的表的組裝步驟。這表示可節省大量的時間， 尤其是允許連續的工作流程而不中斷制作方法。而且，激光焊接表圈提供了堅固的組裝，這種堅固的組裝尤其是對于由兩個柔性連接器施加的永久反作用力提供了良好抵抗，這在閱讀下文描述時會變得更加清晰。
從下面對根據本發明的方法的實施例的詳細描述中，可以更清晰地發現本發明的其它特征和優點，該示例僅通過結合附圖的非限制性舉例的方式給出，其中
圖1是根據本發明的表殼的局部剖面圖。
具體實施方式
本發明源于以下總的發明思想，S卩，提供一種用于將塑料表面玻璃安裝在表殼的塑料中間部分上的方法。表的表面玻璃的一個特定特征是，數字顯示裝置例如液晶單元通過已知名稱為光學透明黏合劑(Optical Clear Adhesive)或OCA的光學黏合劑固定在表面玻璃的底面上，并且所希望的安裝方法必須允許在不影響液晶顯示裝置的機械性能和光學性能的情況下，將表面玻璃以密封性良好并持久的方式組裝在表的中間部分上。申請人觀察到，超聲焊接這種類型的組件會造成間隔物在顯示單元的空間中聚集，并在顯示區域出現黑點，這當然是不可接受的。在申請人看來，這種現象是由于超聲焊接產生的機械應力和熱應力。因此申請人繼續努力并發現，令人驚奇地是，盡管施加了熱約束，但是激光焊接無論如何都不會影響結合在表面玻璃的表面下方的液晶顯示單元的機械品質和光學性能。
本專利申請的附圖1是根據本發明的表殼的局部剖視圖。該表殼整體上由總的參考標號I不出，該表殼由在頂部由表面玻璃4封閉的中間部分2限定。中間部分2和表的表面玻璃4由可激光焊接的材料制成。僅作為非限制性示例，表面玻璃4由聚(甲基丙烯酸甲酯)或PMMA制成，而中間部分2由丙烯腈丁二烯苯乙烯或ABS制成。
表的表面玻璃4具有2個表面，即，面向表使用者側的頂面6和面向表殼I側的底面8。表面玻璃4抵靠在中間部分2的肩部10上。
數字顯示裝置安裝在表面玻璃4的底面8上。僅作為非限制性示例，該數字顯示裝置可以是包括如基片14和后基片16的液晶顯不單兀12,該如基片14和后基片16平行延伸并彼此間隔一定距離，并通過密封框架(在圖中不可見)彼此接合在一起，該密封框架限定容納液晶的密封空間，間隔物散布在該空間中。兩個基片如基片14和后基片16 設置在具有交叉的偏振方向(polarisation direction)的第一偏振器(polariser) 18和第二偏振器20之間。由兩個基片14和16以及兩個偏振器18和20形成的組件通過一層光學黏合劑22結合在表的表面玻璃4的底面8上。
仔細觀察附圖可以看出，前基片14的尺寸超過后基片16的尺寸。這形成了接觸表面24，傳導路徑26展現在該接觸表面24上，用于將顯示單元12 的控制電極電連接到單元12的電子控制元件(未示出)。這些電子控制元件安裝在印刷電路板28上,該印刷電路板28設置在表殼I內部，在顯示單元12下方并與其間隔一定距離。通過大體上豎直延伸的彈性體連接器32，將用于液晶顯示單元12的控制電極的電連接的傳導路徑26連接到構造在印刷電路板28的表面上的相應的傳導路徑30。可想到的是，彈性體連接器——也通過斑馬連接器(zebra connector)的商業名稱為大家所知-是由通過彈性體絕緣片彼此分開的多個導電片形成的柔性連接器。此組件最后包括導光管34，該導光管34抵靠在印刷電路板28上并用于背光照亮液晶顯示單元12。應該注意到，導光管34包括用于引導并 豎直地保持斑馬連接器32的槽36。當斑馬連接器32被引導和保持時，斑馬連接器32可 被豎直壓縮，然而不能橫向移動，這保證了液晶顯示單元12的傳導路徑26和由印刷電路板 28承載的相應的連接器之間的精確對準。
如上所述，表面玻璃4抵靠在中間部分2的肩部10上。根據本發明，通過激光焊 接將表面玻璃4固定在中間部分2上。為了激光焊接的目的，在中間部分2的內側周邊上 設置環狀凸緣(collar)38。該環狀凸緣38設置在表面玻璃4抵靠中間部分2的地方。該 凸緣38構成添加的熱塑料材料，其在激光焊接工藝中將熔化，并將表面玻璃4以密封的方 式永久地固定在中間部分2上。根據本發明的方法的一種變型，由在激光焊接過程中將熔 化的熱熔化材料制成的凸緣可位于表面玻璃4的外周邊邊緣下方。然而，由于位于表面玻 璃4的表面下方的凸緣對于結合和按壓液晶單元12以便將所有氣泡移除的操作是不方便 的，所以該變型不是優選的，其中上述氣泡可能滯留在設置在單元12和表面玻璃4之間的 所述一層光學黏合劑22中。
根據本發明，肩部10相對于印刷電路板28的高度使得當表面玻璃4被激光焊接 到中間部分2上時，斑馬連接器32被壓縮。斑馬連接器32的壓縮部分在圖中用虛線示出。 此特定示例揭示了本發明的所有優點。首先，由于液晶單元12結合在表面玻璃4的底面8 上，表面玻璃4激光焊接到中間部分2上的事實避免了任何損壞單元12的風險。其次，鑒 于斑馬連接器32設置成在液晶顯示單元12和印刷電路板28之間被壓縮，它趨向于試圖返 回初始形狀，并在表面玻璃4上施加應力，該應力趨向于將表面玻璃4從中間部分2分離。 因此，在表面玻璃4和中間部分2之間沒有激光焊接的情況下，由所述表面玻璃4和中間部 分2形成的組件將必須在機械應力下結合和聚合至少24個小時，這使制造操作復雜化，并 且中斷了生產流程。
當然，本發明并不限于剛剛已經描述的實施例，在不脫離由所附權利要求書限定 的本發明的范圍的情況下，本領域技術人員可以設想各種簡單的改動和變化。特別地，關于 激光焊接由塑料材料制成的兩個部件的實際技術，可參考歐洲專利No. 1117502B2，該專利 公開了焊接參數，例如激光源的性質、波長、能量密度、脈沖持續時間、材料的準備等。還應 指出的是，雖然已經關于液晶顯示單元描述了本發明，但是在本發明的范圍中，還可以設想 屬于OLED或電子墨水單元家族的其它數字顯示裝置。然而，具有分段(segments)的OLED 或電子墨水顯示裝置是優選的。
權利要求
1.一種用于將由塑料材料制成的表的表面玻璃(4)固定到同樣由塑料材料制成的中間部分(2)上的方法，該中間部分(2)與所述表面玻璃(4) 一起限定表殼(1)，其中，所述表面玻璃(4)包括面向使用者側的頂面(6)和與所述頂面(6)相對的底面(8)，并且數字顯示裝置(12)結合到所述表面玻璃的所述底面(8)上，所述方法的特征在于，通過激光束將由所述表面玻璃(4)和所述數字顯示裝置(12)形成的組件焊接到所述中間部分(2)上。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，為了激光焊接的目的，所述中間部分(2) 設置有環狀凸緣(38)，該環狀凸緣(38)設置在所述表面玻璃(4)抵靠所述中間部分(2)的位置處，所述環狀凸緣(38)構成附加的熱塑性材料，該熱塑性材料將在激光焊接過程中熔化，以將所述表面玻璃(4)固定在所述中間部分(2)上。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，將在激光焊接過程中熔化的熱熔材料構成的凸緣位于所述表面玻璃(4)的外圍邊緣下方。
4.根據權利要求1至3所述的方法，其特征在于，所述數字顯示裝置(12)是液晶單元。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，印刷電路板(28)設置在所述表殼(I)內部，在所述數字顯示裝置(12)下方并與所述數字顯示裝置(12)間隔一定距離，所述數字顯示裝置(12)通過斑馬型電連接器(32)電連接到所述印刷電路板(28)，所述表面玻璃(4)抵靠設置在所述中間部分(2)中的肩部(10)，所述肩部(10)相對于所述印刷電路板(28)的高度使得當所述表面玻璃(4)被固定在所述肩部(10)上時，斑馬連接器(32)在所述數字顯示裝置(12)和所述印刷電路板(28)之間被壓縮。
6.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，印刷電路板(28)設置在所述表殼(I)內部，在所述數字顯示裝置(12)下方并與所述數字顯示裝置(12)間隔一定距離，所述數字顯示裝置(12)通過斑馬型電連接器(32)電連接到所述印刷電路板(28)，所述表面玻璃(4)抵靠設置在所述中間部分(2)中的肩部(10)，所述肩部(10)相對于所述印刷電路板(28)的高度使得當所述表面玻璃(4)被固定在所述肩部(10)上時，斑馬連接器(32)在所述數字顯示裝置(12 )和所述印刷電路板(28 )之間被壓縮。
7.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，印刷電路板(28)設置在所述表殼(I)內部，在所述數字顯示裝置(12)下方并與所述數字顯示裝置(12)間隔一定距離，所述數字顯示裝置(12)通過斑馬型電連接器(32)電連接到所述印刷電路板(28)，所述表面玻璃(4)抵靠設置在所述中間部分(2)中的肩部(10)，所述肩部(10)相對于所述印刷電路板(28)的高度使得當所述表面玻璃(4)被固定在所述肩部(10)上時，斑馬連接器(32)在所述數字顯示裝置(12 )和所述印刷電路板(28 )之間被壓縮。
8.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，印刷電路板(28)設置在所述表殼(I)內部，在所述數字顯示裝置(12)下方并與所述數字顯示裝置(12)間隔一定距離，所述數字顯示裝置(12)通過斑馬型電連接器(32)電連接到所述印刷電路板(28)，所述表面玻璃(4)抵靠設置在所述中間部分(2)中的肩部(10)，所述肩部(10)相對于所述印刷電路板(28)的高度使得當所述表面玻璃(4)被固定在所述肩部(10)上時，斑馬連接器(32)在所述數字顯示裝置(12 )和所述印刷電路板(28 )之間被壓縮。
9.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述斑馬連接器(32)被豎直地引導和保持，結果所述連接器能夠被壓縮但不會橫向移動，這保證了在所述數字顯示裝置(12 )的傳導路徑(26)和由所述印刷電路板(28)承載的相應連接器之間的精確對準。
10.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述斑馬連接器(32)被豎直地引導和保持，結果所述連接器能夠被壓縮但不會橫向移動，這保證了在所述數字顯示裝置(12)的傳導路徑(26)和由所述印刷電路板(28)承載的相應連接器之間的精確對準。
11.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述斑馬連接器(32)被豎直地引導和保持，結果所述連接器能夠被壓縮但不會橫向移動，這保證了在所述數字顯示裝置(12)的傳導路徑(26)和由所述印刷電路板(28)承載的相應連接器之間的精確對準。
12.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述斑馬連接器(32)被豎直地引導和保持，結果所述連接器能夠被壓縮但不會橫向移動，這保證了在所述數字顯示裝置(12 )的傳導路徑(26)和由所述印刷電路板(28)承載的相應連接器之間的精確對準。
13.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，用于背光照亮所述數字顯示裝置(12)的導光管(34 )包括用于引導和豎直地保持所述斑馬連接器(32 )的槽(36 )。
14.根據權利要求10所述的方法，其特征在于，用于背光照亮所述數字顯示裝置(12) 的導光管(34)包括用于引導和豎直地保持所述斑馬連接器(32 )的槽(36)。
15.根據權利要求11所述的方法，其特征在于，用于背光照亮所述數字顯示裝置(12) 的導光管(34)包括用于引導和豎直地保持所述斑馬連接器(32)的槽(36)。
16.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，用于背光照亮所述數字顯示裝置(12) 的導光管(34)包括用于引導和豎直地保持所述斑馬連接器(32)的槽(36)。
全文摘要
本發明涉及一種用于將表的表面玻璃(4)安裝在同樣由塑料材料制成的中間部分(2)上的方法，該中間部分(2)與表面玻璃(4)一起限定表殼(1)，其中，所述表面玻璃(4)包括面向使用者側的頂面(6)和與頂面(6)相對的底面(8)，并且數字顯示裝置(12)結合在表面玻璃的底面上，所述方法的特征在于，通過激光束將由表面玻璃(4)和數字顯示裝置(12)形成的組件焊接到中間部分(2)上。
文檔編號B29C65/16GK103057116SQ20121040331
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月22日 優先權日2011年10月21日
發明者C·雷欽, R·魏爾曼, A·卡爾藤里德 申請人:Eta瑞士鐘表制造股份有限公司