专利名称：Lcd单元和使用该单元的组合开关的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示(LCD)单元，更具体地涉及包括该LCD单元的组合开关的结构。
背景技术：
最近，为了获得更小尺寸，更高性能，以及利用装饰得到卓越的外观，已经开发了便携式终端，例如便携式数据助理或移动电话。这种更高性能应包括便携式终端更高级的功能以及更简单的操作。通过更大尺寸的显示单元，如LCD单元部分地实现操作的简单化，该单元给操作者显示指引图像。
在如上所述的情况下，便携式终端中使用的LCD单元具有越来越大的尺寸。在便携式终端的其它部件中，LCD单元对外力具有较低的机械阻力，因此一般用外层进行保护。但是设置外层会增加便携式终端的厚度。此外，增加便携式终端的操作数目可能必需给单个转换开关分配多种功能，这就使得便携式终端的操作本身变得复杂并使用户混淆。
鉴于由便携式终端提供的功能和服务的数量的增加，便携式终端LCD单元上的显示发生转换，以提供多种操作信息。这种用于操作信息的显示转换包括在LCD单元等待模式和LCD单元显示电话号码时的呼叫模式之间的转换，其中等待模式指的是LCD单元在显示时间信息，电池残留能量，天线感度，或便携式终端的类似习惯模式或振动模式的模式信息时的模式。LCD单元上的显示转换是通过在多种内置程序之间进行转换的转换开关来实现的。
便携式终端功能的增加使得便携式终端LCD单元的显示区域增加成为必需。在便携式终端的外壳或外套上设置转换开关和多个其它操作开关，则减小了要装配到LCD单元上的外壳的面积。因此在使LCD单元具有更大的显示区域和提供多个操作开关之间要进行折衷。
日本专利No.3019893涉及一种安装有变焦距镜头的相机，并暗示了一种用于如上所述的便携式终端的折衷方案。所述相机包括一个基板，其上形成一LCD单元，而且在基板上安装了一个转换开关或往复运动的开关，用于转换变焦镜头的变焦方向。该基板上进一步安装有大量电互联。
该往复运动的开关包括一对电触点，在它们之间夹着该LCD单元并且通常被推动到中性位置；和由透明材料制成的、并具有一对在往复开关操作位置处分别靠近电触点的突起的拱形杆，通过该拱形杆可观察到LCD单元。往复开关杆的旋转轴的延伸方向与相机机身或外套平行，且叠加在LCD单元的中心。
往复开关通过旋转操作在各电触点和相应突起之间进行接合，同时可在LCD单元上观察到变焦镜头的变焦方向。在固定到相机机身的基板上形成有LCD单元，用于指示包括变焦方向的多种操作信息。
所述相机包括往复开关杆，其还具有保护元件的作用，防止LCD单元受到外力作用。这样可减少操作开关和LCD单元的总面积，从而解决了相机中操作开关和LCD单元之间的折衷问题。
如果为了解决先前所述的折衷问题而将如上所述的的技术用在便携式终端中，则导致的问题在于将上面安装有LCD单元和往复开关的基板固定到相机机身上的结构复杂。此外，叠加在LCD单元上的往复开关的杆结构限制了杆移动的方向，由于杆滑动的方向挡住了LCD单元的端部，该杆不能在平行于基板的方向移动或滑动。
发明内容
鉴于传统LCD单元中存在的上述问题，本发明的目的是提供一种包括LCD单元和相关的转换元件的组合开关，可通过LCD单元的移动来操作该组合开关，同时不影响LCD单元的功能。
本发明的另一目的是提供在这种组合开关中使用的LCD单元。
本发明提供一种液晶显示(LCD)单元，该单元包括一透明的前面板，后面板，以及夹在透明的前面板和后面板之间的液晶(LC)层，透明的前面板具有对着LC层和后面板区域的中心区域和从该中心区域向外延伸的周边区域，透明前面板作为保护LC层和后面板防止受到适当的外力的外层。
本发明还提供一种组合开关结构，包括液晶显示(LCD)单元和转换元件；其中液晶显示单元包括透明的前面板，后面板，以及夹在透明的前面板和后面板之间的液晶(LC)层，透明的前面板具有对着LC层和后面板区域的中心区域和从该中心区域向外延伸的周边区域；转换元件是在透明前面板受到外力作用时，由周边区域的移动操作的。
根据本发明的组合开关，由于组合开关的功能和结构，可以解决开关数目和更大区域的LCD单元之间存在的折衷问题。
本发明的上述和其它目的，特性和优点将从以下参考附图的描述变得更加明了。
图1A到1C分别是根据本发明第一实施例的LCD单元的前视图，仰视图和侧视图。
图2A到2C分别是附在外套上的第一实施例中的LCD单元的前视图，沿图2A中B-B线的截面图，和沿2A中C-C线的截面图。
图3A到3C分别是附在外套上的本发明第一实施例中的另一LCD单元的前视图，仰视图和侧视图。
图4A到4C分别是本发明第二实施例的LCD单元的前视图，仰视图和侧视图。
图5A到5C分别是一组合开关的前视图，仰视图和侧视图，该组合开关包括与第二实施例中的LCD单元组合起来的往复开关。
图6A和6B分别是图5A到5C的组合开关的前视图和仰视图，显示了其操作。
图7是图5A到5C组合开关的仰视图，并显示了一操作步骤。
图8A到8C分别是本发明第三实施例的LCD单元的前视图，仰视图和侧视图。
图9A和9B分别是包括本发明实施例的LCD单元之一的组合开关的前视图和仰视图。
图10A和10B分别是包括本发明实施例的LCD单元之一的组合开关的前视图和仰视图。
具体实施例方式
以下将参考附图更详细地描述本发明，其中类似组件大部分用相同的附图标记表示。
参考图1A到1C，通常用标记10表示的依据本发明第一实施例的LCD单元包括透明的前面板11，透明的后面板12，和夹在二者之间的LC层13，以形成LCD单元整体10。后面板12具有相对小的厚度，可用不透明材料制成。
前面板11的功能是防止LC层13受到通常施加在例如便携式数据助理或移动电话的便携式终端10上的适当外力15。众所周知，如果前面板11由于外力15变形，LC层13也变形，由此影响了通过LC层13的图像。为防止这种变形，前面板11具有足以防止外力15对LC层13施加不利影响的厚度。前面板11的面积比后面板12和LC层13的面积大，且后面板12和LC层13的面积几乎相同。前面板11的周边区域16突出于后面板12和LC层13的边缘，在本文中称其为凸缘16，凸缘16包括相应于LCD单元10的4个边缘的4个凸缘部分。
在此使用的术语“外力”或“适当的外力”指的是无意中施加到便携式终端10上的力，例如当用户坐在椅子上时，放在裤子后袋中的便携式终端10会受到力的作用，放在皮包中的便携式终端10会受到例如行李施加的力，或当便携式终端10落向地面时会受到重力的作用。因此，外力作用在透明前面板的不确定的点上。图1中通过附图标记17显示了外力15的作用点。
参考图2A-2C，当第一实施例的LCD单元10固定到具有开口14的外套18上时，将形成在前面板11凸缘部分中的一对穿孔19a和19b分别与螺钉或螺栓20a和20b组合使用。在该情况下，如果合适的外力15施加在前面板11的任意点17上，由于前面板11具有足够厚度，基本不发生形变，外力15几乎不会损害LC层13和后面板12。
参考图3A到3C，第一实施例的LCD单元10被固定到具有开口14的外套18上，使得LCD单元10可以围绕着旋转轴X-X旋转移动或往复运动，且旋转轴X-X的延伸方向与外套18的前表面或前面板11平行。旋转轴X-X是由形成在前面板11凸缘部分16a和16b顶部和底部的一对突起21a和21b实现的。固定在外套18上的一对支撑座22a和22b支撑着该对突起21a和21b，因此LCD单元10可相对于外套18围绕着旋转轴X-X往复运动。
在图3A到图3C包括LCD单元10的组合开关构型中，施加在前面板11邻近轴X-X或轴X-X上的点17a处的外力15不会使LCD单元10旋转。此外由于前面板11具有足够的厚度，外力15几乎不会损害LC层13和后面板12或使之变形。
如果外力15施加在远离旋转轴X-X的前面板11上的点17b或17c处，LCD单元10旋转，且在LCD单元10上不发生损害。
参考图4A到4C，依据本发明第二实施例的LCD单元10A类似于第一实施例中的LCD单元10，除了在靠近前面板10周边的地方形成一台阶31外。该台阶31使得前面板10的前部11a的尺寸小于前面板10的后部11b的尺寸。换言之，台阶31是由前面板11的不同厚度形成的，其中前面板11各凸缘部分16a-16d内部区域的厚度比各凸缘部分16a-16d的外部区域的厚度大。
参考图5A到5C，第二实施例中的LCD单元10A固定到具有开口14的外套18上，使得LCD单元10A可围绕着旋转轴X-X旋转，同时前面板11的前表面安放到开口14中。旋转轴X-X是由存在于LCD单元10A前面板11的顶部和底部凸缘部分16a和16b上的一对转轴24a和24b实现的。通过放置在外套18与凸缘部分16a和16b的前表面之间的一对弹簧28a和28b，将前面板11的侧边支撑在外套18上。通过一对形成在基板26上的支撑元件32a和32b，紧靠弹簧28a和28b将前面板11的背面支撑在位于旋转轴X-X处的转轴24a和24b上。前面板11中心区域的前表面与位于LCD单元10A的正常位置处的外套18的前表面平接。前面板11的周边厚度比安放在外套18内部的中心区域的厚度薄。
一对转换开关25a和25b放置在基板26上，并且在进行转换开关25a和25b的开/关操作而旋转LCD单元10以后，位于靠近转换开关25a和25b的前面板11背面的右侧和左侧。转换开关25a和25b用于在多个程序之间进行转换，这些程序在LCD单元10A上显示出不同信息。
应当注意可在外套18上形成一对支撑元件，用于代替基板26上的支撑元件32a和32b支撑前面板11的凸缘部分16a和16b。在这种情况下，转轴存在于外套18的背面上。
参考图6A到6C，其中用箭头23a和23b显示了本发明实施例中的LCD单元10A的旋转方向。
如果外力15施加到LCD单元的靠近旋转轴X-X的前面板11上的点17a处，则由于围绕着旋转轴X-X的小力矩，LCD单元10A停留在正常位置。外力被转移至外套18和/或基板26上。前面板11具有足够的厚度，使得后面板12和LC层13基本不发生变形。如果一对外力15同时施加在点17b和17c处，那么这两个外力15相对于旋转轴X-X的力矩互相抵消，LCD单元10A也停留在正常位置。
为了操作其中一个转换开关25a和25b，外力15施加在远离旋转轴X-X的前面板上的点17b或17c上。如图7所示，当打破弹簧25a和25b之间的机械平衡后，LCD单元10A由于外力15而以往复方式驱动旋转，使其后侧边紧靠转换开关25a和25b之一。各开关25a和25b的固有功能是转换LCD单元10上的图像。
前面板11可由任何玻璃或塑料材料制成，以获得各种形状的凸缘部分。只要这些凸缘部分互相对置，前面板中的凸缘部分的数目可以是2或4。
在一种替代方案中，如果凸缘部分不用于旋转LCD单元10，而是简单地用于固定，则在前面板11中可形成顶部或底部凸缘和右侧或左侧凸缘的组合。
后面板12可以是透明或不透明的。前面板11可具有任意形状，例如多边形。LC层13可由任何LC材料或有机电致发光材料制成。
参考图8A到8C，本发明第三实施例中的LCD单元10B包括具有第一部分11c和第二部分11d的前面板11，后面板12和夹在二者之间的LC层13，其中第一部分11c的厚度更大，并作为保护第二部分11d、后面板12和LC层13不受外力作用的保护层。从垂直于面板的方向观看，保护层11c的面积还大于第二部分11d、后面板12和LC层13的面积。保护层11c在平行于面板的方向中具有凸出于第二部分11d边缘的凸缘部分16a-16d。
在本实施例的LCD单元10B中，前面板11的第二部分11d和后面板12具有基本相同的厚度和尺寸。这种结构使制作过程简化。
本发明的具有LCD单元的组合转换开关除了图5A到5C所示的往复开关类型，还可以是单一开关类型或滑动开关类型。
图9A和9B显示的是具有图1A到1C所示的LCD单元10的一种单一开关类型的组合开关结构。一对弹性元件或弹簧42a和42b设在前面板11凸缘部分16c，16d与其上安装有LCD单元10的基板26之间，将LCD单元10推向前侧。转换开关41设在后面板12背面的中心处，使得转换开关41在弹簧42a和42b的作用下处于正常状态。外套18具有用来暴露LCD单元10的前面板11的开口14，其通过螺钉43a和43b固定到基板26上。
在操作中，当对着弹簧42a和42b向背侧按压LCD单元10时，转换开关41被打开。
图10A和10B显示的是具有第二实施例中的LCD单元10A的滑动开关结构。
LCD单元10A的凸缘部分16a和16b安装在固定在基板26上的一对导轨51a和51b上，使得导轨51a和51b允许LCD单元10A在两个位置之间滑动，凸缘部分16c和16d的台阶31在此作为开口14边缘的限制块。LCD单元10A具有在LCD单元10A在限制块之间滑动时，驱动开关52开或关的杆53。
前面板11具有足够的厚度，可以防止LC层13和后面板12受到使LCD单元10A在限制块之间移动的外力作用。
以上所描述的实施例仅是举例方式的，因此本发明不限于上述实施例，本领域技术人员可容易地从本发明的内容得出不偏离本发明范围的各种改进或变化。
权利要求
1.一种液晶显示(LCD)单元，该单元包括一透明的前面板，后面板，以及夹在所述透明前面板和所述后面板之间的液晶(LC)层，所述透明前面板具有对着所述LC层和所述后面板区域的中心区域，和从所述中心区域向外延伸的周边区域，所述透明前面板作为保护所述LC层和所述后面板不受适当的外力作用的外层。
2.如权利要求1所述的LCD单元，其中所述周边区域具有用于安装螺钉的多个孔。
3.如权利要求1所述的LCD单元，其中所述周边区域包括一对从所述中心区域向外延伸的凸缘部分。
4.如权利要求1所述的LCD单元，其中所述中心区域的厚度大于所述周边区域的厚度，由此在靠近所述中心区域和所述周边区域之间的边界处形成一台阶。
5.如权利要求1所述的LCD单元，其中所述透明前面板包括第一部分和第二部分，第一部分的厚度与所述后面板的厚度基本相等，且第二部分覆盖所述第一部分。
6.一种组合开关结构，包括液晶显示(LCD)单元，该单元包括一透明的前面板，后面板，以及夹在所述透明前面板和所述后面板之间的液晶(LC)层，所述透明前面板具有对着所述LC层和所述后面板区域的中心区域，和从所述中心区域向外延伸的周边区域；转换元件，该转换元件在所述透明前面板被施加外力时，由所述周边区域的移动来操作的。
7.如权利要求6所述的组合开关结构，其进一步包括至少一个用于推动所述LCD单元的弹性元件，其中所述转换元件受到对着所述弹性元件按压所述透明前面板的力的按压。
8.如权利要求7所述的组合开关结构，其中所述的至少一个弹性元件包括一对弹簧，所述LCD单元在所述透明面板受到按压时围绕着一旋转轴旋转。
9.如权利要求6所述的组合开关结构，其进一步包括一固定在外套上的导轨元件，用于引导所述LCD单元沿着所述外套的表面移动，其中所述转换元件是由所述周边区域的滑动来操作的。
全文摘要
本发明公开了一种与一对开关相连的LCD单元,通过按压该LCD单元使得其中一个受到挤压,从而以往复操作的方式旋转。该LCD单元的前面板比LC层、后面板具有更大的厚度,因此能够防止LC层和后面板受到按压前面板的转换操作的适当外力的作用。该LCD单元适于用在具有较小开关和LCD单元空间的便携式终端中。
文档编号H01H9/18GK1372159SQ0210543
公开日2002年10月2日 申请日期2002年2月26日 优先权日2001年2月26日
发明者大茑一夫, 岩永宏 申请人:日本电气株式会社