專利名稱：致動(dòng)器的涂層以及應(yīng)用涂層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開內(nèi)容涉及電子設(shè)備以及在該電子設(shè)備中的致動(dòng)器的涂層，所述電子設(shè)備包 括，但不限于，具有觸敏顯示器的便攜式電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
包括便攜式電子設(shè)備在內(nèi)的電子設(shè)備已經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用，并且可以提供包括 例如電話、電子消息以及其它個(gè)人信息管理器(PIM)應(yīng)用功能在內(nèi)的不同功能。便攜式電 子設(shè)備包括幾種類型的設(shè)備，包括移動(dòng)站，比如簡單的蜂窩式電話、智能電話、無線PDA以 及具有802. 11或藍(lán)牙(Bluetooth)功能的膝上型計(jì)算機(jī)。諸如PDA或智能電話之類的便攜式電子設(shè)備通常用于手持使用，并且方便攜帶。 較小的設(shè)備一般因其便攜性而受到歡迎。對(duì)于手持設(shè)備而言，觸敏顯示器，也稱作觸摸屏顯 示器，是特別有用的，他們體積小且具有讓用戶輸入和輸出的有限空間。可以根據(jù)執(zhí)行的功 能和操作來修改在觸敏顯示器上顯示的信息。需要對(duì)具有觸敏顯示器的設(shè)備做出改進(jìn)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的便攜式電子設(shè)備的方框圖。圖2A是根據(jù)本發(fā)明的便攜式電子設(shè)備的示例的前視圖。圖2B是根據(jù)本發(fā)明的便攜式電子設(shè)備的沿著圖2A的線202的橫截面圖。圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的便攜式電子設(shè)備的組件的功能方框圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的致動(dòng)器的透視圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明的致動(dòng)器的分解圖。圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明的保護(hù)致動(dòng)器的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面描述了一種電子設(shè)備和方法，包括沿電子設(shè)備的致動(dòng)器的至少一部分施加由 第一材料構(gòu)成的唇狀邊，并且施加由彈性材料構(gòu)成的涂層以覆蓋致動(dòng)器的一部分，安排該 涂層以便于致動(dòng)器的致動(dòng)。為了讓說明簡化和清楚，在圖中可以重復(fù)參考標(biāo)號(hào)以指示相應(yīng)或相似的單元。闡 述大量特定的細(xì)節(jié)以提供對(duì)本文描述的實(shí)施例的完整理解?？梢栽跊]有這些特定細(xì)節(jié)的情 況下實(shí)現(xiàn)這些實(shí)施例。在其它實(shí)例中，沒有詳細(xì)描述眾所周知的方法、過程以及組件，以避 免與本文描述的實(shí)施例相混淆。不應(yīng)當(dāng)將這些描述看作是對(duì)本文描述的實(shí)施例的范圍的限制。本發(fā)明涉及電子設(shè)備，在本文描述的實(shí)施例中該電子設(shè)備是便攜式電子設(shè)備。便 攜式電子設(shè)備的示例包括移動(dòng)、或手持、無線通信設(shè)備，比如尋呼機(jī)、蜂窩式電話、蜂窩式智 能電話、無線電子備忘錄(organizer)、個(gè)人數(shù)字助理、啟用無線的筆記本計(jì)算機(jī)等等。便攜 式電子設(shè)備還可以是不具有無線通信能力的便攜式電子設(shè)備，比如手持電子游戲設(shè)備、數(shù) 碼相冊(cè)、數(shù)碼照相機(jī)或其它設(shè)備。圖1中示出了便攜式電子設(shè)備100的示例的方框圖。便攜式電子設(shè)備100包括多 個(gè)組件，比如控制便攜式電子設(shè)備100的整體操作的處理器102。通過通信子系統(tǒng)104來執(zhí) 行包括數(shù)據(jù)和語音通信在內(nèi)的通信功能。由解碼器106對(duì)便攜式電子設(shè)備100接收的數(shù)據(jù) 進(jìn)行解壓縮和解密。通信子系統(tǒng)104接收來自無線網(wǎng)絡(luò)150的消息并且向無線網(wǎng)絡(luò)150發(fā) 送消息。無線網(wǎng)絡(luò)150可以是任何類型的無線網(wǎng)絡(luò)，包括但不限于數(shù)據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)、語音無 線網(wǎng)絡(luò)、以及同時(shí)支持語音和數(shù)據(jù)通信的雙模網(wǎng)絡(luò)。諸如一個(gè)以上的可充電電池或與另一 個(gè)電源相連的端口之類的電源142向便攜式電子設(shè)備100供電。處理器102與諸如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 108、存儲(chǔ)器110、具有觸敏覆蓋114的顯 示器112、電子控制器116、觸敏顯示器118、一個(gè)以上的致動(dòng)器120、一個(gè)以上的力傳感器 122、輔助輸入/輸出(I/O)子系統(tǒng)124、數(shù)據(jù)端口 126、揚(yáng)聲器128、麥克風(fēng)130、短距通信 132以及其它設(shè)備子系統(tǒng)134之類的其它設(shè)備進(jìn)行交互。具有觸敏覆蓋114的顯示器112 與電子控制器116可操作地相連，一起構(gòu)成觸敏顯示器118。通過觸敏覆蓋114來執(zhí)行與圖 形用戶界面的用戶交互。處理器102經(jīng)由電子控制器116與觸敏覆蓋114進(jìn)行交互。經(jīng)由 處理器102在觸敏顯示器118上顯示信息，比如文本、字符、符號(hào)、圖像、圖標(biāo)以及可以在便 攜式電子設(shè)備上顯示或呈現(xiàn)的其它條目。處理器102還可以與加速計(jì)136進(jìn)行交互，可以 使用該加速計(jì)136來檢測(cè)重力或由重力引起的反作用力的方向。為了標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)接入的訂戶，便攜式電子設(shè)備100使用訂戶標(biāo)識(shí)模塊或可移除用戶 標(biāo)識(shí)模塊(SIM/RUIM)卡138，用于與諸如無線網(wǎng)絡(luò)150之類的網(wǎng)絡(luò)通信。備選地，可以將用 戶標(biāo)識(shí)信息編程到存儲(chǔ)器110中。便攜式電子設(shè)備100還包括由處理器102執(zhí)行的并且典型地存儲(chǔ)在諸如存儲(chǔ)器 110之類的持久性、可更新存儲(chǔ)器)中的操作系統(tǒng)146和軟件程序或組件148?？梢酝ㄟ^無 線網(wǎng)絡(luò)150、輔助I/O子系統(tǒng)124、數(shù)據(jù)端口 126、短距通信子系統(tǒng)132、或任何其它合適的子 系統(tǒng)134來向便攜式電子設(shè)備100加載附加的應(yīng)用或程序?？梢杂赏ㄐ抛酉到y(tǒng)104來處理諸如文本消息、電子郵件消息、或網(wǎng)頁下載之類的 接收的信號(hào)，并且將該信號(hào)輸入處理器102。處理器102處理接收的信號(hào)，向顯示器112和 /或輔助I/O子系統(tǒng)IM輸出。訂戶可以生成數(shù)據(jù)條目，例如電子郵件消息，可以通過通信 子系統(tǒng)104在無線網(wǎng)絡(luò)150上發(fā)送該數(shù)據(jù)條目。對(duì)于語音通信來說，便攜式電子設(shè)備100 的整體操作是類似的。揚(yáng)聲器1 輸出從電信號(hào)轉(zhuǎn)換的可聽信息，麥克風(fēng)130將可聽信息 轉(zhuǎn)換為電信號(hào)用于處理。如本領(lǐng)域中眾所周知的，觸敏顯示器118可以是任何合適的觸敏顯示器，比如電 容性、電阻性、紅外、或聲表面波(SAW)觸敏顯示器。電容性觸敏顯示器包括顯示器112和 電容性觸敏覆蓋114。覆蓋114可以是包括下列各項(xiàng)在內(nèi)的多層堆疊組裝例如基底、LCD 顯示器112、接地屏蔽層、屏障層、由基底或其它屏障分隔的一個(gè)以上的電容性觸摸傳感器層、以及蓋子。電容性觸摸傳感器層可以是任何合適的材料，比如有圖案的氧化銦錫。一次以上的觸摸，也稱作觸摸接觸或觸摸事件，可以由觸敏顯示器118檢測(cè)到，并 且由控制器116來處理，以確定例如觸摸的位置。觸摸位置數(shù)據(jù)可以包括用于進(jìn)一步處理 的單一接觸點(diǎn)，比如位于或接近接觸區(qū)域中心的點(diǎn)、或整個(gè)接觸區(qū)域。在觸敏顯示器118上 檢測(cè)到的觸摸位置可以包括χ和y分量，例如分別相對(duì)于觸敏顯示器118的視圖的水平和 垂直方向。例如，可以通過從一個(gè)觸摸傳感器層生成的信號(hào)來確定χ分量，通過從另一個(gè)觸 摸傳感器層生成的信號(hào)來確定y分量。依據(jù)觸敏顯示器118的本質(zhì)，響應(yīng)檢測(cè)到的(諸如 手指、拇指、或其它東西，例如觸摸筆、鋼筆、或其它指針之類的合適目標(biāo)，向控制器116提 供信號(hào)。同時(shí)多于一處的接觸位置可能發(fā)生，并且可以將它們檢測(cè)到。致動(dòng)器120可以包括提供觸覺反饋的一個(gè)以上的壓電(piezo)致動(dòng)器。圖2A是 便攜式電子設(shè)備100的示例的前視圖。在圖2A所示的示例中，致動(dòng)器120包括四個(gè)壓電致 動(dòng)器120，每一個(gè)都位于靠近觸敏顯示器118的角部。圖2B是便攜式電子設(shè)備100沿著圖 2A的線202的橫截面圖。在便攜式電子設(shè)備100中支撐每一個(gè)壓電致動(dòng)器120，使得壓電致 動(dòng)器120的收縮對(duì)觸敏顯示器118施加力，與外部施加到顯示器118上的力相反。每一個(gè) 壓電致動(dòng)器120包括諸如壓電陶瓷盤206之類的壓電設(shè)備，壓電陶瓷盤206附連到諸如金 屬基底之類的基底208。單元210可以位于壓電盤206和觸敏顯示器118之間，該單元210 有利的是至少部分是撓性的，并且包括例如硬橡膠。在圖2A所示的示例中，使用四個(gè)可選 的力傳感器122，每一個(gè)力傳感器122位于單元210和基底208之間。當(dāng)由于在壓電盤206 處電荷積聚或響應(yīng)于對(duì)觸敏顯示器118施加的外力而使壓電盤206沿直徑收縮時(shí)，基底208 彎曲?？梢酝ㄟ^改變施加的電壓或電流來調(diào)節(jié)電荷，從而控制由壓電致動(dòng)器120施加到觸 敏顯示器118上致動(dòng)器的力。可以通過使壓電碟206沿直徑擴(kuò)展的受控放電電流來移除壓 電致動(dòng)器120上的電荷，減少由壓電致動(dòng)器120施加到觸敏顯示器118上致動(dòng)器的力。如 果沒有對(duì)覆蓋114施加外力并且壓電盤206沒有電荷，則壓電致動(dòng)器120可以因機(jī)械預(yù)載 而被略微彎曲致動(dòng)器。圖3示出了便攜式電子設(shè)備100的組件的功能方框圖。在該示例中，每一個(gè)力傳 感器122與控制器302相連，控制器302包括放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。力傳感器122可 以是電路中的力傳感電阻器，其電阻響應(yīng)所施加的力而改變。隨著在觸敏顯示器118上施 加的力增加，電阻減小。對(duì)于每一個(gè)力傳感器122來說，經(jīng)由控制器116來確定該改變?；?于在每一個(gè)力傳感器122處的力的值，來確定施加的觸摸力。壓電致動(dòng)器120與壓電驅(qū)動(dòng)器304相連，壓電驅(qū)動(dòng)器304與控制器302通信?？刂?器302還與便攜式電子設(shè)備100的主處理器102通信，并且可以接收和向主處理器102提 供信號(hào)。控制器302控制壓電驅(qū)動(dòng)器304，壓電驅(qū)動(dòng)器304控制施加到壓電盤206的電壓， 從而控制由壓電致動(dòng)器120施加在觸敏顯示器118上致動(dòng)器的電荷和力。可以大致相等并 同時(shí)地控制每一個(gè)壓電盤206。可選地，可以分開控制壓電盤206。當(dāng)在觸敏顯示器118上 施加的力超過第一閾值時(shí)，可以對(duì)壓電致動(dòng)器120處的電荷進(jìn)行調(diào)整，以將力傳到觸敏顯 示器上，以模擬罩開關(guān)(dome switch)的坍塌。當(dāng)在觸敏顯示器118上施加的力低于第二 閾值時(shí)，在壓電致動(dòng)器120致動(dòng)之后，可以對(duì)壓電致動(dòng)器120處的電荷進(jìn)行調(diào)整，以由壓電 致動(dòng)器120將力傳遞到觸敏顯示器118上致動(dòng)器，以模擬罩開關(guān)的釋放。第二閾值低于第 一閾值。
圖4示出了壓電致動(dòng)器120的透視圖，圖5示出了壓電致動(dòng)器120的分解圖。每 一個(gè)壓電致動(dòng)器120經(jīng)由導(dǎo)體402與壓電驅(qū)動(dòng)器304相連。導(dǎo)體402通常包括諸如沉積在 壓電盤206的每一側(cè)的銀導(dǎo)體之類的金屬。壓電驅(qū)動(dòng)器304在壓電盤206上施加電壓，以 驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器120，并且調(diào)整作用在觸敏顯示器118上的力?？梢栽诿恳粋€(gè)壓電盤206上施加 例如150V的電壓。在電場中出現(xiàn)的金屬遷移，比如使用銀導(dǎo)體時(shí)出現(xiàn)的銀遷移，使金屬離 子從壓電盤206的一側(cè)上的導(dǎo)體402在使電勢(shì)增加的方向上移動(dòng)。在壓電盤206的致動(dòng)期 間形成的微裂紋可以連起來以創(chuàng)建更大的裂紋。當(dāng)裂紋足夠大，裂紋協(xié)助銀遷移至在壓電 盤206和基底208之間的壓電盤206的另一側(cè)上的另一個(gè)導(dǎo)體(圖中未示出)，引起壓電 盤206短路。金屬離子的移動(dòng)受到濕氣存在的影響，例如，受空氣中的濕度的影響，并且在 沒有濕氣以及缺少濕氣的移動(dòng)時(shí)被抑制。為了抑制來自諸如銀之類的導(dǎo)體的金屬遷移，在每一個(gè)壓電致動(dòng)器120上應(yīng)用由 聚合材料構(gòu)成的凸起的唇狀邊404，環(huán)繞壓電碟206。該聚合材料可以是例如基于硅樹脂的 材料，比如P/N 9186L。在圖4和圖5所示的示例中，唇狀邊404是在壓電盤206圓周上的 環(huán)形形狀。唇狀邊404可以例如在大約200 μ m到大約400 μ m厚的范圍中。第二聚合材料 的薄涂層406 (例如基于硅樹脂的材料，比如3-1953)覆蓋由唇狀邊404形成的環(huán)中的壓電 盤206以及金屬導(dǎo)體402。該薄涂層可以在例如在大約100 μ m到大約200 μ m的范圍中。 涂層406比唇狀邊404薄，并且涂層406的彈性便于壓電致動(dòng)器120的致動(dòng)。當(dāng)應(yīng)用到壓 電致動(dòng)器120上時(shí)，涂層406沒有唇狀邊404那么粘，，因此，在不使用唇狀邊404時(shí)，在可 以保留壓電致動(dòng)器120的某些區(qū)域不被覆蓋的應(yīng)用中，涂層406可能流動(dòng)。唇狀邊404起 到了壩的作用，在唇狀邊404中施加薄涂層406并且便于覆蓋唇狀邊404內(nèi)的壓電致動(dòng)器 120。如上所述，當(dāng)對(duì)觸敏顯示器118施加外力時(shí)，壓電致動(dòng)器120彎曲。唇狀邊404可以 用作抑制壓電致動(dòng)器120進(jìn)一步彎曲的制動(dòng)器?？蛇x地，可以用其它材料作唇狀邊404。例如，可以使用厭水或?qū)λ芊獾牟牧?，?如丙烯酸、氨基甲酸乙酯、基于氟的材料作唇狀邊404。類似地，可以使用其它材料作涂層 406。例如，可以使用厭水或?qū)λ芊獾牟牧?，比如丙烯酸、氨基甲酸乙酯、基于氟的材料?涂層406。圖6示出了保護(hù)壓電致動(dòng)器120的方法的一個(gè)示例的流程圖。由在每一個(gè)壓電盤 206的圓周上分配聚合材料的針來將所述唇狀邊施加602至每一個(gè)壓電致動(dòng)器120上。唇 狀邊404的聚合材料具有合適的粘性，當(dāng)施加到壓電致動(dòng)器120時(shí)形成唇狀邊404。將唇狀 邊404風(fēng)干606適當(dāng)?shù)臅r(shí)間段，以作為在其中施加涂層的壩。在唇狀邊404內(nèi)的壓電致動(dòng) 器120的區(qū)域上，將涂層406噴涂606在每一個(gè)壓電致動(dòng)器120致動(dòng)器。可以使用任何合 適的手動(dòng)或自動(dòng)分配或噴涂涂層機(jī)器來噴涂該涂層。將涂層風(fēng)干608。
在施加涂層406之前施加唇狀邊404便于形成覆蓋唇狀邊404內(nèi)的壓電盤206的 表面區(qū)域的涂層。涂層406在壓電盤206和導(dǎo)體402的一側(cè)形成密封，以抑制從導(dǎo)體402 的金屬(比如銀離子)遷移，從而增加每一個(gè)壓電致動(dòng)器120的壽命。一種方法包括沿電子設(shè)備的致動(dòng)器的至少一部分施加由第一材料構(gòu)成的唇狀邊， 并且施加由彈性材料構(gòu)成的涂層以覆蓋該致動(dòng)器的一部分，布置該涂層以便于致動(dòng)器的致 動(dòng)。一種電子設(shè)備包括致動(dòng)器，沿致動(dòng)器的至少一部分的、由第一材料構(gòu)成的唇狀邊；以及在致動(dòng)器的一部分上的由彈性材料構(gòu)成的涂層，布置該涂層以便于致動(dòng)器的致動(dòng)。
可以在不背離本公開內(nèi)容的精神或?qū)嵸|(zhì)特征的情況下，用其它特定形式來體現(xiàn)本 發(fā)明。應(yīng)當(dāng)將所述實(shí)施例在各方面認(rèn)為是說明性地而非限制性的。因此由所附權(quán)利要求而 非前述描述來指示本發(fā)明的范圍。落入權(quán)利要求等同物的含意和范圍內(nèi)的所有改變包括在 權(quán)利要求的范圍中。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括施加沿電子設(shè)備的致動(dòng)器的外緣的至少一部分布置的、由第一材料構(gòu)成的唇狀邊；以及施加由彈性材料構(gòu)成的涂層以覆蓋所述致動(dòng)器的一部分，布置所述涂層以便于所述致 動(dòng)器的致動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中沿所述致動(dòng)器的外緣布置所述唇狀邊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二材料覆蓋所述致動(dòng)器上的銀電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述致動(dòng)器包括壓電致動(dòng)器，并且所述致動(dòng)器的 所述部分包括陶瓷壓電器件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二材料包括聚合材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一材料包括聚合材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二材料比所述第一材料具有更大的粘性。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二材料包括下列材料中的任何一種基于 硅樹脂的材料、丙烯酸、氨基甲酸乙酯、基于氟的材料或上述材料的組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述唇狀邊包括下列材料中的任何一種基于硅 樹脂的材料、丙烯酸、氨基甲酸乙酯、基于氟的材料或上述材料的組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中施加所述唇狀邊包括由在所述致動(dòng)器周圍分配 所述第一材料的針來施加所述唇狀邊。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中施加所述涂層包括在所述致動(dòng)器上噴涂所述涂層。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述涂層比所述唇狀邊薄。
13.一種電子設(shè)備，包括 致動(dòng)器；由第一材料構(gòu)成的唇狀邊，沿所述致動(dòng)器的邊緣的至少一部分布置；以及 由彈性材料構(gòu)成的涂層，布置在所述致動(dòng)器的所述部分上，安置該涂層以便于所述致 動(dòng)器的致動(dòng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子設(shè)備，其中沿所述致動(dòng)器的外緣布置所述唇狀邊。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子設(shè)備，其中所述致動(dòng)器包括壓電致動(dòng)器，并且所述致 動(dòng)器的所述部分包括陶瓷壓電器件。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子設(shè)備，其中所述第二材料覆蓋所述致動(dòng)器上的銀電極。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子設(shè)備，其中所述第二材料包括聚合材料。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子設(shè)備，其中所述第一材料包括聚合材料。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子設(shè)備，其中所述第二材料比所述第一材料具有更大的 粘性。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子設(shè)備，其中所述第二材料包括下列材料中的任何一 種基于硅樹脂的材料、丙烯酸、氨基甲酸乙酯、基于氟的材料或上述材料的組合。
21.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子設(shè)備，其中所述唇狀邊包括下列材料中的任何一種 基于硅樹脂的材料、丙烯酸、氨基甲酸乙酯、基于氟的材料或上述材料的組合。
22.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子設(shè)備，其中所述涂層比所述唇狀邊薄。
23.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子設(shè)備，其中配置所述唇狀邊以限制所述致動(dòng)器在受到 外部施加力時(shí)致動(dòng)器的彎曲。
全文摘要
致動(dòng)器的涂層以及應(yīng)用涂層的方法，一種方法，包括沿電子設(shè)備的致動(dòng)器的至少一部分上施加由第一材料構(gòu)成的唇狀邊，并且施加由彈性材料構(gòu)成的涂層以覆蓋所述致動(dòng)器的一部分，布置所述涂層以便于所述致動(dòng)器的致動(dòng)。
文檔編號(hào)G06F3/041GK102043519SQ201010509238
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月13日
發(fā)明者伊恩·保羅·布拉塔, 帕特里克·克萊門特·斯特里特馬特, 庫爾特·約翰尼斯·格爾德·梅爾霍恩, 托德·羅伯特·帕萊奇內(nèi), 理查德·詹姆斯·布羅格萊, 阿內(nèi)特·瑞安·韋伯 申請(qǐng)人:捷訊研究有限公司