触摸屏、触摸屏显示装置及其组装方法与流程

1.本公开内容总体上涉及触摸屏显示装置。更具体地，本公开内容的实施方式涉及组装用于显示装置的触摸屏的部件，以防止腐蚀性气体进入触摸屏的主体或使其进入最小化。


背景技术：

2.工业自动化系统可以包括一个或更多个触摸屏显示装置，以显示与监控和/或调节工业自动化系统中的工业自动化设备有关的信息。在某些类型的工业自动化系统中，触摸屏显示装置可能暴露于可能存在于工业自动化系统的环境中的腐蚀性气体。这样的腐蚀性气体可能是工业过程的副产品，可能在工业过程期间用于实现某些目的，或者可能出于某些其他原因而存在于工业自动化系统周围的环境中。腐蚀性气体可能会渗入显示装置的触摸屏的主体，并且对存在于触摸屏的主体内的某些材料产生负面影响，或者以其他方式降低触摸屏的使用寿命或可操作性。例如，触摸屏可能包含由诸如银和铜的材料制成的某些功能性电路结构，如果这些功能性电路结构与腐蚀性气体接触，则这些材料容易受到腐蚀。因此，可以期望提供防止腐蚀性气体进入触摸屏的主体或使其进入最小化的改进的触摸屏显示装置。
3.本部分旨在向读者介绍可能与以下描述和/或要求保护的本技术的各个方面有关的技术的各个方面。相信该讨论有助于向读者提供背景信息，以便于更好地理解本公开内容的各个方面。因此，应当理解的是，这些陈述应当从这个角度来理解，而不是作为对现有技术的承认。


技术实现要素：

4.下面阐述本文所公开的特定实施方式的概述。应当理解的是，呈现这些方面仅仅是为了向读者提供这些特定实施方式的简要概述，并且这些方面并非旨在限制本公开内容的范围。实际上，本公开内容可以涵盖下面可能未阐述的多个方面。
5.在一个实施方式中，一种触摸屏显示装置可以包括设置在壳体中的触摸屏。触摸屏包括顶层、中间层和底层。该触摸屏显示装置还可以包括光学地结合至触摸屏的顶层的覆盖层以及在壳体内围绕触摸屏的周边延伸的沉积材料。沉积材料的长度可以从覆盖层的至少第一部分延伸至底层的至少第二部分。沉积材料在触摸屏与触摸屏显示装置的环境之间在中间层上形成密封。
6.在另一实施方式中，一种用于显示装置的触摸屏包括顶层、底层以及在顶层与底层之间的中间层。该触摸屏还包括围绕触摸屏的周边延伸的沉积材料。沉积材料的长度具有从顶层的至少第一部分延伸至底层的至少第二部分的长度。沉积材料可以在触摸屏与显示装置的环境之间在中间层上形成密封。
7.在又一实施方式中，一种方法包括：组装触摸屏，该触摸屏包括顶层、底层以及在顶层与底层之间的中间层；以及施加围绕触摸屏的周边延伸的沉积材料，其中，沉积材料的
长度从顶层的至少第一部分延伸至底层的至少第二部分，其中，沉积材料在触摸屏与触摸屏的环境之间在中间层上形成密封。
附图说明
8.当参照附图阅读下面的详细描述时，将更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优点，在附图中，贯穿整个附图，相似的附图标记表示相似的部分，其中：
9.图1是根据实施方式的可以在工业自动化系统中使用的触摸屏显示装置的正视图；
10.图2是根据实施方式的图1中所示的触摸屏显示装置内的触摸屏的一部分的框图；以及
11.图3是根据实施方式的用于利用沉积材料来组装触摸屏显示装置的触摸屏的方法的流程图。
具体实施方式
12.下面将描述本公开内容的一个或更多个具体实施方式。为了提供对这些实施方式的简明描述，在说明书中可能未描述实际的实现方式的所有特征。应当理解的是，在任何这样的实际的实现方式的开发中，如同在任何工程或设计项目中一样，必须做出许多特定于实现方式的决定来实现开发者的特定目标，例如，符合可能因实现方式而变化的系统相关和业务相关约束。此外，应当理解的是，这样的开发工作可能是复杂且耗时的，但是对于受益于本公开内容的普通技术人员而言，它仍然是设计、制作和制造的例行任务。
13.当介绍本公开内容的各种实施方式的元件时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”旨在意指存在一个或更多个元件。术语“包含”、“包括”和“具有”旨在是包括性的，并且意指可以存在除了列出的元件之外的附加元件。下面将描述本文中描述的本实施方式的一个或更多个具体实施方式。为了提供对这些实施方式的简明描述，在说明书中可能未描述实际的实现方式的所有特征。应当理解的是，在任何这样的实际的实现方式的开发中，如同在任何工程或设计项目中一样，必须做出许多特定于实现方式的决定来实现开发者的特定目标，例如，符合可能因实现方式而变化的系统相关和业务相关约束。此外，应当理解的是，这样的开发工作可能是复杂且耗时的，但是对于受益于本公开内容的普通技术人员而言，它仍然是设计、制作和制造的例行任务。
14.本公开内容涉及可以防止气体(例如，腐蚀性气体)进入触摸屏显示装置的触摸屏的主体或使其进入最小化的改进的触摸屏显示装置以及用于组装触摸屏显示装置的改进的技术。如上所述，在某些类型的工业自动化系统中，腐蚀性气体可能渗入触摸屏的主体，并且对触摸屏的主体内的某些材料产生负面影响。例如，电阻式触摸屏可以由以下若干层构成：在底部具有透明导电涂层的顶层、中间层以及在顶部上具有透明导电涂层的底部玻璃层。顶层和底部玻璃层上的透明导电涂层可以具有容易受到腐蚀的诸如银或铜的印刷导电材料的迹线。
15.为了防止腐蚀性气体进入中间层或使其进入最小化，改进的触摸屏显示装置和用于组装触摸屏显示装置的改进的技术可以使用保护材料或牺牲材料(a protective material or a sacrificial material)(即，“沉积材料”)来涂覆触摸屏的至少外部部分。
例如，沉积材料可以在中间层上延伸(例如，从顶部聚酯涂层到底部玻璃层)，以密封中间层而免受触摸屏显示装置的环境的影响。在某些实施方式中，沉积材料可以包括：保形涂层材料，例如，丙烯酸基涂层材料、环氧基涂层材料、聚氨酯基涂层材料、硅酮基涂层材料、聚对二甲苯基涂层材料、含氟聚合物基涂层材料；氨基甲酸乙脂；填缝剂，例如，牺牲铜浸渍填缝剂和/或牺牲银浸渍填缝剂等。通过利用沉积材料来密封中间层，可以在腐蚀环境中保持触摸屏的完整性，从而延长触摸屏显示装置的使用寿命并且提高其在腐蚀环境中的可操作性。
16.尽管关于电阻式触摸屏的部件描述了本公开内容的某些实施方式，但是应当理解的是，这样的技术可以与任何合适类型的触摸屏装置一起使用，以防止腐蚀性气体进入触摸屏装置的内部或使其进入最小化。例如，这样的技术可以用于密封投射电容式触摸屏的主体而免受投射电容式触摸屏或任何其他合适类型的触摸屏装置的环境的影响。
17.为了便于图1至图3的讨论，可以参照纵向轴或方向152、竖直轴或方向154和横向轴或方向156对触摸屏显示装置100及其部件进行描述。考虑到前述内容，图1是可以用于监控或调节工业自动化系统中的工业自动化装置或工业自动化设备的触摸屏显示装置100的正视图。例如，触摸屏显示装置100可以用于呈现信息和/或控制与工业自动化装置、工业自动化设备、工业系统等相关联的各种操作。尽管在本文中关于监控或调节工业自动化系统中的工业自动化装置或工业自动化设备描述了触摸屏显示装置100的某些实施方式，但是应当理解的是，这样的实施方式是示例性的。因此，触摸屏显示装置100可以用于任何住宅系统、工业系统或其他合适的系统(例如，任何触摸系统或者触摸屏系统)。
18.在一些实施方式中，触摸屏显示装置100可以集成在工业自动化装置的主体或工业自动化设备的主体中。例如，这样的工业自动化装置或工业自动化设备可以包括：控制器、输入/输出(i/o)模块、电机控制中心、电机、阀门、致动器、温度元件、压力传感器、接触器、启动器、传感器、驱动器、中继器、保护装置、开关装置、压缩机、网络交换机(例如，以太网交换机、模块化管理、固定管理、服务路由器、工业、非管理等)、数据中心、输送机部分、移动器等。在其他实施方式中，触摸屏显示装置100可以是独立设备，例如平板电脑、膝上型电脑等。工业自动化装置或工业自动化设备还可以与混合器、机器输送机、罐、滑轨、专业原始设备制造商机器、扫描仪、仪表、阀门、流量计等有关。
19.触摸屏显示装置100可以用于修改和/或查看与工业自动化装置、工业自动化设备或工业系统相关联的设置和操作。触摸屏显示装置100可以用于显示由工业控制系统生成的各种图像，例如，用于操作工业控制系统的图形用户界面(gui)。在一些实施方式中，gui可以被表征为人机界面、人界面机器等。
20.如图1所示，触摸屏显示装置100可以包括边框102、触摸屏104和壳体106。然而，应当理解的是，触摸屏显示装置100可以具有部件的任何合适的组合以便于与工业自动化设备或工业系统相关联的信息或控制的呈现。例如，触摸屏显示装置100可以具有电力板、逻辑板、显示适配器板等。在一些实施方式中，触摸屏显示装置100的某些部件可能无法从正面看到。在一些实施方式中，触摸屏显示装置100的壳体106的某些部分可能无法从正面看到。
21.边框可以有助于对触摸屏104进行支承或者将其固定在触摸屏显示装置100内。通常，边框102可以具有与触摸屏104的形状和大小对应的形状和大小。也就是说，边框102的
一个或更多个物理尺寸(例如，长度、宽度或高度)可以对应于触摸屏104的一个或更多个物理尺寸，使得触摸屏104或触摸屏104的一部分可以保持或者固定在边框102内。尽管图1中所示的边框102和触摸屏104基本上是矩形的，但是应当理解的是，边框102和触摸屏104可以具有任何期望的形状或大小。
22.触摸屏104可以检测触摸屏显示装置100的用户或操作者的物理触摸。在一些实施方式中，触摸屏104是电阻式触摸屏。例如，电阻式触摸屏可以包括例如：顶层(例如，顶部聚酯涂层等)，在该顶层的底侧具有透明导电涂层；中间层；以及底部玻璃层，在该底部玻璃层的顶侧具有透明导电涂层。当用户或操作者触摸触摸屏104的顶层时，顶层可以弯曲以记录来自用户或操作者的触摸。在其他实施方式中，触摸屏是投射电容式触摸屏或其他合适类型的触摸屏。
23.触摸屏104可以具有液晶显示器(lcd)、发光二极管(led)显示器、组合lcd-led显示器、有机led(oled)显示器、量子点led(qled)显示器、等离子显示器等。在一些实施方式中，可以使用光学级粘合剂将覆盖层光学地结合至触摸屏104的顶层。例如，光学级粘合剂可以包括硅基粘合剂、环氧基粘合剂、聚氨酯基粘合剂或用于在覆盖层和触摸屏104结合在一起时消除覆盖层与触摸屏104之间的气隙的任何其他合适的粘合剂。在某些实施方式中，覆盖层可以是聚酯覆盖层。在某些实施方式中，覆盖层的区域可以延伸超出触摸屏104的顶层的区域。
24.在组装之后的触摸屏显示装置100内，触摸屏显示装置100的壳体106可以包围或者支承边框102和触摸屏104。壳体106还可以包围或支承与触摸屏显示装置100相关联的其他部件。例如，这样的部件可以包括电力板、逻辑板、显示适配器板等。
25.如上所述，触摸屏显示装置100可以使用保护材料或牺牲材料(即，“沉积材料”)来涂覆触摸屏104的至少外部部分，以防止来自周围环境的气体进入触摸屏104的主体(例如，中间层)或使其进入最小化。考虑到前述内容，图2示出了由触摸屏显示装置100中的边框102支承的触摸屏104的一部分的框图。触摸屏104可以具有顶层110(例如，顶部聚酯涂层)、中间层112(例如，中间粘合剂层)和底层114(例如，玻璃层)。在某些实施方式中，触摸屏104可以是电阻式触摸屏、投射电容式触摸屏或任何其他合适类型的触摸屏。
26.顶层110可以具有透明导电涂层130和一个或更多个印刷导电材料迹线131，并且底层114可以具有透明导电涂层132和一个或更多个印刷导电材料迹线133。在某些实施方式中，透明导电涂层130或132可以包括铟锡氧化物、石墨烯、银、铜等。另外，印刷导电材料迹线131或133可以包括银、铜等。如图2所示，顶层110具有设置在透明导电涂层130下方的在中间层112中的印刷导电材料迹线131，并且底层114具有设置在透明导电涂层132上方的在中间层112中的印刷导电材料迹线133。尽管图2示出了用于顶层110和底层114的印刷导电材料迹线131和133，但是应当理解的是，在某些实施方式中，这样的导电材料可以设置在顶层110或底层114或两者上。另外，在某些实施方式中，顶层110可以在面向或靠近底层114的一侧具有第一透明导电涂层130，或者底层114可以在面向或靠近顶层110的一侧具有第二透明导电涂层132，或者两者兼而有之(例如，在电阻式触摸屏中)。
27.在某些实施方式中，可以使用光学级粘合剂124将顶层110光学地结合至覆盖层122。如上所述，光学级粘合剂124可以包括硅基粘合剂、环氧基粘合剂、聚氨酯基粘合剂或用于在触摸屏104的顶层110和覆盖层122结合在一起时使触摸屏104的顶层110与覆盖层
122之间的气隙最小化的任何其他合适的粘合剂。在一些实施方式中，覆盖层122可以是聚酯覆盖层。在一些实施方式中，覆盖层122的区域可以在竖直方向154、横向方向156或这两个方向上均延伸超出触摸屏104的顶层110的区域。
28.在将触摸屏104组装在一起之后，可以使用保护材料或牺牲材料(即，“沉积材料”120)来涂覆触摸屏104的至少外部部分。例如，沉积材料120可以跨中间层112并且围绕触摸屏顶层110的周边延伸，使得沉积材料120形成密封以防止来自周围环境的气体进入中间层112或使其最小化，免受触摸屏显示装置100的环境的影响。在某些实施方式中，沉积材料120可以包括：保形涂层材料，例如，丙烯酸基涂层材料、环氧基涂层材料、聚氨酯基涂层材料、硅酮基涂层材料、聚对二甲苯基涂层材料、含氟聚合物基涂层材料；氨基甲酸乙脂；填缝剂，例如，牺牲铜浸渍填缝剂和/或牺牲银浸渍填缝剂等。
29.如图2所示，沉积材料120可以在纵向方向152上从覆盖层122延伸至底层114。也就是说，沉积材料120的长度可以在纵向方向152上从覆盖层122的至少一部分、沿着光学透明粘合剂124、沿着顶层110、沿着第一透明导电涂层130、沿着中间层112、沿着第二透明导电涂层132以及底层114的至少一部分延伸。然而，应当理解的是，沉积材料120的长度可以是用于密封触摸屏104免受触摸屏显示装置100的环境的影响的任何合适的长度。例如，沉积材料120的长度可以在纵向方向152上从光学透明粘合剂124的至少一部分延伸至底层114的至少一部分、从顶层110的至少一部分延伸至底层114的至少一部分等。另外，沉积材料120在竖直方向154上的高度可以是任何合适的高度，或者沉积材料120在横向方向156上的宽度可以是任何合适的宽度，以用于密封触摸屏的内部112和118，免受触摸屏显示装置100的环境的影响。
30.另外，如图2所示，沉积材料120的几何轮廓(例如，横截面)是三角形形状的。然而，应当理解的是，沉积材料120的几何轮廓可以是用于在触摸屏显示装置的内部112和118(例如，中间层112)与触摸屏显示装置的环境之间维持密封的任何合适的形状。例如，沉积材料的几何轮廓可以是矩形形状的、方形形状的、圆形形状的、五边形形状的、六边形形状的等。
31.尽管图2示出了在触摸屏104的一侧上的沉积材料120，但是应当理解的是，可以在触摸屏104的多于一侧上使用沉积材料120以确保密封中间层112，免受触摸屏显示装置100的环境的影响。也就是说，沉积材料120可以围绕触摸屏104的周边或其一部分延伸，以确保在中间层112与触摸屏显示装置100的环境之间形成密封。另外，应当理解的是，图2中的触摸屏104的图示并不是按比例绘制的。也就是说，触摸屏显示装置100的每个部件的相应大小可以是针对该部件的任何适合大小，并且触摸屏显示装置100的每个部件的相应形状可以是针对该部件的任何适合形状。
32.考虑到前述内容，图3示出了用于组装触摸屏显示装置100的触摸屏104的方法200的流程图。尽管以特定顺序描述了方法200的以下描述，但是应当注意的是，方法200不限于所描绘的顺序，而是可以以任何合适的顺序执行方法200。参照图3，在框202处，将顶层110、中间层112和底层114一起组装至触摸屏104中。在某些实施方式中，触摸屏104可以组装为电阻式触摸屏、投射电容式触摸屏或任何其他合适类型的触摸屏。
33.在已经组装触摸屏104之后，在框204处，可选地使用光学级粘合剂124将覆盖层122光学地结合至顶层110。如上所述，光学级粘合剂124可以包括硅基粘合剂、环氧基粘合剂、聚氨酯基粘合剂或用于在触摸屏104的顶层110和覆盖层122结合在一起时使触摸屏104
的顶层110与覆盖层122之间的气隙最小化的任何其他合适的粘合剂。
34.在框206处，可以使用保护材料或牺牲材料(即，“沉积材料”120)来涂覆触摸屏104的至少外部部分。例如，沉积材料120可以跨中间层112并且围绕触摸屏顶层110的周边延伸，使得沉积材料120形成密封以防止来自周围环境的气体进入中间层112或使其进入最小化，免受触摸屏显示装置100的环境的影响。在某些实施方式中，沉积材料120可以包括：保形涂层材料，例如，丙烯酸基涂层材料、环氧基涂层材料、聚氨酯基涂层材料、硅酮基涂层材料、聚对二甲苯基涂层材料、含氟聚合物基涂层材料；氨基甲酸乙脂；填缝剂，例如，牺牲铜浸渍填缝剂和/或牺牲银浸渍填缝剂等。
35.本公开内容的技术效果包括用于提供可以防止来自周围环境的气体(例如，腐蚀性气体)进入触摸屏显示装置的触摸屏的主体或使其进入最小化的改进的触摸屏显示装置的技术和用于组装触摸屏显示装置的改进的技术。例如，沉积材料可以在触摸屏的主体(例如，中间层)与触摸屏显示装置的外部环境之间形成密封。以这种方式，可以防止腐蚀性气体经由中间层进入触摸屏的主体。另外地或可替选地，沉积材料可以充当周围环境中的气体的牺牲材料，使得腐蚀性气体与沉积材料而不是与触摸屏内容易受到腐蚀的材料相互作用。因此，通过使用沉积材料作为触摸屏的主体与触摸屏的外部环境之间的密封，在可能出现腐蚀性气体暴露的工业系统中，触摸屏显示装置的使用寿命会增加。
36.本文中提出和要求保护的技术被引用并被应用于实物和实际性质的具体示例，其明显改进了本技术领域，因此不是抽象的、无形的或纯理论的。此外，如果本说明书所附的任何权利要求包含一个或更多个被指定为“用于[执行][功能]
……
的装置”或“用于[执行][功能]
……
的步骤”的要素，则旨在将根据35u.s.c.112(f)来解释这样的要素。然而，对于包含以任何其他方式指定的要素的任何权利要求，旨在将不根据35u.s.c.112(f)来解释这样的要素。
[0037]
虽然在本文中仅示出和描述了本发明的某些特征，但是本领域技术人员会想到许多修改和变化。因此，应当理解的是，所附权利要求旨在涵盖落入本发明的真实主旨内的所有这样的修改和变化。