用于汽车内部显示面板的框架

相关申请的交叉引用

本申请依据35U.S.C.§119要求2019年5月3日提交的美国临时申请第62/842,885号和2018年10月18日提交的美国临时申请第62/747,545号的优先权的权益，上述申请是本申请的基础并且全文以引用的方式并入本文。

背景技术

在汽车工业中，在美国和在国际上每天都要发生汽车碰撞或汽车事故。在事故的撞击期间，如果驾驶员或乘客的头部撞击诸如显示模块的内部结构，就可能会严重受伤。因此，已经关注改善撞击涉及的或经历撞击的车辆的结构耐撞性(crashworthiness)、响应，以减少乘员的死亡和受伤。

附图说明

在不一定按比例绘制的附图中，类似的附图标记可在不同的视图中描述类似的部件。具有不同字母后置的类似附图标记可以表示类似部件的不同情况。附图通过示例的方式而非限制的方式大体上绘示了本文件中讨论的各种实施方式。

本申请文件包括至少一个用彩色制出的附图。在请求并支付必要费用的情况下由专利局提供带有彩色附图的本专利或专利申请公布的副本。

图1绘示了根据本公开内容的至少一个示例的汽车显示模块的横截面侧视图。

图2A绘示了示出根据本公开内容的至少一个示例的两个汽车显示模块的撞击性能的曲线图。

图2B绘示了示出根据本公开内容的至少一个示例的两个汽车显示模块的撞击性能的曲线图。

图3A绘示了示出根据本公开内容的至少一个示例的两个汽车显示模块的撞击性能的曲线图。

图3B绘示了示出根据本公开内容的至少一个示例的两个汽车显示模块的撞击性能的曲线图。

图4A绘示了示出根据本公开内容的至少一个示例的两个汽车显示模块的撞击性能的曲线图。

图4B绘示了示出根据本公开内容的至少一个示例的两个汽车显示模块的撞击性能的曲线图。

图5A绘示了根据本公开内容的至少一个示例的汽车显示模块的框架构件的横截面侧视图。

图5B绘示了根据本公开内容的至少一个示例的汽车显示模块的框架构件的横截面侧视图。

图5C绘示了根据本公开内容的至少一个示例的汽车显示模块的框架构件的横截面侧视图。

图5D绘示了根据本公开内容的至少一个示例的汽车显示模块的框架构件的横截面侧视图。

图5E绘示了根据本公开内容的至少一个示例的汽车显示模块的框架构件的横截面侧视图。

图5F绘示了根据本公开内容的至少一个示例的汽车显示模块的框架构件的横截面侧视图。

图6绘示了根据本公开内容的至少一个示例的汽车显示模块的一部分的横截面侧视图。

图7A绘示了根据本公开内容的至少一个示例的汽车显示模块的后视图。

图7B绘示了根据本公开内容的至少一个示例的汽车显示模块的底后视图。

图7C绘示了根据本公开内容的至少一个示例的汽车显示模块的底后视图。

图8A绘示了根据本公开内容的至少一个示例的汽车显示模块的顶前视图。

图8B绘示了根据本公开内容的至少一个示例的汽车显示模块的顶前视图。

图9绘示了根据本公开内容的至少一个示例的汽车显示模块的后视图。

图10A绘示了根据本公开内容的至少一个示例的汽车显示模块框架的前前视图。

图10B绘示了根据本公开内容的至少一个示例的汽车显示模块框架的后前视图。

图10C绘示了根据本公开内容的至少一个示例的汽车显示模块框架的等距截面视图。

图10D绘示了根据本公开内容的至少一个示例的汽车显示模块框架的等距截面视图。

图11绘示了根据本公开内容的至少一个示例的制造汽车显示模块的方法。

具体实施方式

改善结构耐撞性以减少乘员死亡和受伤是一个重要且持续的过程。由于电子设备，特别是大型触敏显示器，正在被集成到汽车中，因此大型显示模块的耐撞性是一个相对新的关注区域。根据联邦机动车安全标准(FMVSS)201，头型撞击试验(HIT)是汽车部门中的一项强制规定。根据FMVSS 201的HIT用于模拟在碰撞时乘客头部对仪表板和相邻区域的撞击。根据该测试，安装在仪表板上的任何显示器都必须通过HIT的标准，其包括连续3毫秒的头部负加速度不超过80倍重力(G)的要求。

除了满足这些要求以外，需要降低由撞击导致玻璃覆盖物中的应力以有助于降低打破玻璃的可能性，因为在碰撞期间破裂的玻璃可能对车辆乘员造成继发受伤，例如由破裂的玻璃的碎片导致的划伤。因此，重要的是确定在碰撞期间能保护乘员免于主要撞击和继发受伤的最佳显示模块途径。本公开内容通过提供一种利用粘合剂附接至金属框架的覆盖基板来解决这些问题。

冷成型是一种制造汽车内部用显示面板的相对新的方法，并因此，尤其对于撞击测试，仍然是实质上未开发的领域。使用诸如本公开内容中描述的具有支撑结构的冷成型玻璃有助于提供一种吸收撞击的动能的手段，并且有助于防止因覆盖基板的局部弯曲导致的覆盖基板失效，尤其是在覆盖基板的未被支撑的边缘上。本公开内容讨论了使用二维(平坦)的和三维(弯曲)的几何形状的框架以改善根据HIT的覆盖基板模块性能以及有助于防止乘客受伤和划伤。

在一些示例中，显示模块的部件分组为四个主要结构：覆盖基板、粘合剂、背部结构(壳体)和支撑件(方块架等)。背部结构典型地包括液晶显示面板、一个或多个触摸衬垫、电路板、显示框架和壳体，它们的结构并非旨在接受或耗散力，并且它们的设计通常视制造商规格而改变目标。因此，壳体和支撑件的性质支配了头型引起的覆盖基板应力的动态响应。

在一个示例中，在需要时，覆盖基板可利用粘合剂固定至框架，其中该粘合剂和框架可有助于将覆盖基板维持为弯曲配置。显示器可安装在玻璃后且在框架的开口内。诸如壳体和支架的附加结构可用于将框架、玻璃和显示器固定至汽车。每一个部件可被优化以降低玻璃应力同时有助于确保头部负加速度不超过80G持续3毫秒且有助于使覆盖基板在撞击期间和在撞击之后能够维持其完整性。框架材料、框架几何形状和框架厚度每一项都影响根据HIT的显示性能，并因此可进行优化以有助于降低应力和加速度。在一些示例中，框架可包括肋以有助于将撞击能量传递至支撑支架，由此有助于将大量能量引导离开覆盖基板。

而且，为了易于安装、处理和燃料经济性，重要的是显示器的总重量要尽可能的低。本公开内容也提供了一种改善根据HIT的框架性能同时保持重量相对低并维持正常使用显示器所必要的硬度的解决方案。

图1绘示了根据本公开内容的至少一个示例的汽车显示模块100和头型102的横截面侧视图。汽车显示器100可包括框架102(其包括顶部框架构件102A和底部框架构件102B)、覆盖基板104、显示面板106、壳体108(或背部覆盖)、肋110A和110B(统称为肋110)和支架112。图1还图示厚度“t”和方向指示顶、底、前和后。

头型102可类似于用于符合FMVSS 201的测试的头型。在此测试中，头型典型地直径为165mm且具有约6.8kg的质量。头型102可被配置为以不同的角度并典型地以每秒6.67米的速度撞击显示模块100。总撞击能量可以是约152焦耳。

框架102(其包括顶部构件102A和底部构件102B)可以是一个或多个刚性或半刚性构件，其中限定有开口114，其中所述开口的尺寸可设置成容纳并保持显示面板106，使得框架实质上围绕显示面板106的周边。在一些示例中，框架102可以是诸如三维打印框架或者机加工框架的单个部件。在其他示例中，框架102可由多个件制成，诸如由焊接的管构件制成的框架。也可使用其他的紧固框架构件的方法。

框架102可由一个或多个材料制成，诸如一个或多个金属、塑料、泡沫、弹性体、陶瓷、复合物、它们的一个或多个组合、或类似物。在一些示例中，框架102可由具有高屈服强度的材料制成，诸如不锈钢合金、钛、铝、增强玻璃纤维、碳纤维、或类似物中的一个或多个。在一些示例中，框架可由一个或多个铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、双相不锈钢、碳钢、电镀碳钢(galvanized carbon steel)、铝合金、镁合金、或类似物制成。

框架构件110A和110B可各自具有厚度t。在一些示例中，框架构件110A可具有约0.5毫米和约7.5毫米之间的前后厚度。在一些示例中，厚度t可在约3毫米和约5毫米之间。这种厚度可有助于提供撞击能量的吸收，以有助于在撞击期间降低覆盖基板的应力并同时也将头型加速度维持在可接受的水平。在一些示例中，框架102的厚度在框架102的长度上可以是一致的，而在其他示例中，厚度t可沿该长度改变。

覆盖基板104可以是通透的、化学强化的玻璃，该玻璃被配置为保护显示面板同时仍然允许与显示面板106或其触摸面板进行触摸互动。在一些示例中，覆盖基板104可包括无机材料，并且可包括无定型基板、结晶基板或它们的组合。覆盖基板可由人造材料和/或天然产生的材料(例如，石英和聚合物)形成。例如，在一些情况下，覆盖基板的特征可在于是有机的，并且可具体地是聚合的。合适的聚合物的示例不受限地包括：包括(包括苯乙烯共聚物和共混物的)聚苯乙烯(PS)、(包括共聚物和共混物的)聚碳酸酯(PC)、(包括共聚物和共混物、包括聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚物的)聚酯、聚烯烃(PO)和环状聚烯烃(环-PO)、聚氯乙烯(PVC)、包括(包括共聚物和共混物的)聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的丙烯酸聚合物、热塑性聚氨酯(TPU)、聚醚酰亚胺(PEI)以及这些聚合物与彼此的共混物在内的热塑性塑料。其他示例性聚合物包括环氧树脂、苯乙烯树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂和硅树脂。

在一些具体实施方式中，覆盖基板可特别排除聚合物基板、塑料基板和/或金属基板。在一个或多个实施方式中，基板表现出在从约1.45至约1.55的范围内的折射率。在具体的实施方式中，覆盖基板在覆盖玻璃的一个或多个相对主表面上的表面处的平均失效应变，如利用至少5个、至少10个、至少15个、或者至少20个样品利用球对环试验(ball-on-ring testing)量测得到的，可表现为0.5％或更大、0.6％或更大、0.7％或更大、0.8％或更大、0.9％或更大、1％或更大、1.1％或更大、1.2％或更大、1.3％或更大、1.4％或更大、1.5％或更大、或者甚至2％或更大的。在具体的实施方式中，覆盖基板在其在一个或多个相对主表面上的表面处的平均失效应变可表现为约1.2％、约1.4％、约1.6％、约1.8％、约2.2％、约2.4％、约2.6％、约2.8％、或者约3％或更大。

合适的覆盖基板可表现出在从约30GPa至约120GPa的范围内的弹性模量(或者杨氏模量)。在一些情况下，基板的弹性模量可在从约30GPa至约110GPa、从约30GPa至约100GPa、从约30GPa至约90GPa、从约30GPa至约80GPa、从约30GPa至约70GPa、从约40GPa至约120GPa、从约50GPa至约120GPa、从约60GPa至约120GPa、从约70GPa至约120GPa的范围内和其间的所有范围和子范围内。

在一个或多个实施方式中，覆盖基板可包括无定型基板，其可包括玻璃制品。玻璃制品可经强化或未经强化。用于形成玻璃制品的合适的玻璃组合物家族的示例包括钠钙玻璃、碱金属铝硅酸盐玻璃、含碱金属的硼硅酸盐玻璃和碱金属铝硼硅酸盐玻璃。在一个或多个替代实施方式中，覆盖基板可包括诸如玻璃陶瓷制品(其可以是可经强化或未经强化的)的结晶基板，或者可包括诸如蓝宝石的单一结晶结构。在一个或多个具体实施方式中，覆盖基板包括无定型基质(例如，玻璃)和结晶覆层(例如，蓝宝石层、多晶氧化铝层、和/或尖晶石(MgAl

覆盖基板可实质上是片状，然而其他实施方式可利用弯曲的或者另外成型或雕刻的基板。覆盖基板可实质上光学通透的、透明的且无光散射。在这些实施方式中，覆盖基板可表现出约85％或更大、约86％或更大、约87％或更大、约88％或更大、约89％或更大、约90％或更大、约91％或更大、或者约92％或更大的在光波长范围内的平均光透过率。在一个或多个替代实施方式中，覆盖基板可不透明，或者可表现出小于约10％、小于约9％、小于约8％、小于约7％、小于约6％、小于约5％、小于约4％、小于约3％、小于约2％、小于约1％、或小于约0％的在光波长范围内的平均光透过率。在一些实施方式中，这些光透过率值是总透过率值(考虑通过基板的两个主表面的透过率)。基板110可任选地表现出诸如白色、黑色、红色、蓝色、绿色、黄色、橙色等的颜色。

在一个或多个实施方式中，覆盖基板104具有第一主表面、与第一主表面相对的第二主表面和连接第一主表面和第二主表面的次表面、定义为第一主表面和第二主表面之间距离的厚度、定义为第一主表面或第二主表面中的一个的与厚度正交的第一尺寸的宽度和定义为第一主表面或第二主表面中的一个的与厚度和宽度两个均正交的第二尺寸的长度。如本文所用，如本文所用的厚度指覆盖基板的最大厚度。

在一个或多个实施方式中，覆盖基板具有约1.5mm或更小的厚度。在一个或多个实施方式中，覆盖基板的厚度为大于约0.125mm(例如，约0.13mm或更大、约0.13mm或更大、约0.13mm或更大、约0.13mm或更大、约0.13mm或更大、约0.13mm或更大、约0.13mm或更大、约0.13mm或更大、约0.13mm或更大、约0.13mm或更大、约0.13mm或更大、约0.13mm或更大、约0.13mm或更大、约0.13mm或更大、约0.13mm或更大)。例如，厚度可在从约0.01mm至约1.5mm、0.02mm至约1.5mm、0.03mm至约1.5mm、0.04mm至约1.5mm、0.05mm至约1.5mm、0.06mm至约1.5mm、0.07mm至约1.5mm、0.08mm至约1.5mm、0.09mm至约1.5mm、0.1mm至约1.5mm、从约0.15mm至约1.5mm、从约0.2mm至约1.5mm、从约0.25mm至约1.5mm、从约0.3mm至约1.5mm、从约0.35mm至约1.5mm、从约0.4mm至约1.5mm、从约0.45mm至约1.5mm、从约0.5mm至约1.5mm、从约0.55mm至约1.5mm、从约0.6mm至约1.5mm、从约0.65mm至约1.5mm、从约0.7mm至约1.5mm、从约0.01mm至约1.4mm、从约0.01mm至约1.3mm、从约0.01mm至约1.2mm、从约0.01mm至约1.1mm、从约0.01mm至约1.05mm、从约0.01mm至约1mm、从约0.01mm至约0.95mm、从约0.01mm至约0.9mm、从约0.01mm至约0.85mm、从约0.01mm至约0.8mm、从约0.01mm至约0.75mm、从约0.01mm至约0.7mm、从约0.01mm至约0.65mm、从约0.01mm至约0.6mm、从约0.01mm至约0.55mm、从约0.01mm至约0.5mm、从约0.01mm至约0.4mm、从约0.01mm至约0.3mm、从约0.01mm至约0.2mm、从约0.01mm至约0.1mm、从约0.04mm至约0.07mm、从约0.1mm至约1.4mm、从约0.1mm至约1.3mm、从约0.1mm至约1.2mm、从约0.1mm至约1.1mm、从约0.1mm至约1.05mm、从约0.1mm至约1mm、从约0.1mm至约0.95mm、从约0.1mm至约0.9mm、从约0.1mm至约0.85mm、从约0.1mm至约0.8mm、从约0.1mm至约0.75mm、从约0.1mm至约0.7mm、从约0.1mm至约0.65mm、从约0.1mm至约0.6mm、从约0.1mm至约0.55mm、从约0.1mm至约0.5mm、从约0.1mm至约0.4mm、或者从约0.3mm至约0.7mm的范围内。

在一个或多个实施方式中，覆盖基板的厚度实质上均匀，使得其弯曲轴具有与覆盖基板的其他部分实质上相同的厚度。例如，覆盖基板的厚度在第一主表面、第二主表面、或者第一主表面和第二主表面两个的总表面积范围内的改变不超过±10％、±5％、或±2％。在一个或多个实施方式中，厚度在第一主表面、第二主表面、或者第一主表面和第二主表面两个的总表面积的90％、95％、或99％的范围内实质上恒定(在平均厚度的±1％内)。

在一个或多个实施方式中，覆盖基板的宽度在从约5cm至约250cm、从约10cm至约250cm、从约15cm至约250cm、从约20cm至约250cm、从约25cm至约250cm、从约30cm至约250cm、从约35cm至约250cm、从约40cm至约250cm、从约45cm至约250cm、从约50cm至约250cm、从约55cm至约250cm、从约60cm至约250cm、从约65cm至约250cm、从约70cm至约250cm、从约75cm至约250cm、从约80cm至约250cm、从约85cm至约250cm、从约90cm至约250cm、从约95cm至约250cm、从约100cm至约250cm、从约110cm至约250cm、从约120cm至约250cm、从约130cm至约250cm、从约140cm至约250cm、从约150cm至约250cm、从约5cm至约240cm、从约5cm至约230cm、从约5cm至约220cm、从约5cm至约210cm、从约5cm至约200cm、从约5cm至约190cm、从约5cm至约180cm、从约5cm至约170cm、从约5cm至约160cm、从约5cm至约150cm、从约5cm至约140cm、从约5cm至约130cm、从约5cm至约120cm、从约5cm至约110cm、从约5cm至约110cm、从约5cm至约100cm、从约5cm至约90cm、从约5cm至约80cm、或者从约5cm至约75cm的范围内。

在一个或多个实施方式中，覆盖基板的长度在从约5cm至约250cm、从约10cm至约250cm、从约15cm至约250cm、从约20cm至约250cm、从约25cm至约250cm、从约30cm至约250cm、从约35cm至约250cm、从约40cm至约250cm、从约45cm至约250cm、从约50cm至约250cm、从约55cm至约250cm、从约60cm至约250cm、从约65cm至约250cm、从约70cm至约250cm、从约75cm至约250cm、从约80cm至约250cm、从约85cm至约250cm、从约90cm至约250cm、从约95cm至约250cm、从约100cm至约250cm、从约110cm至约250cm、从约120cm至约250cm、从约130cm至约250cm、从约140cm至约250cm、从约150cm至约250cm、从约5cm至约240cm、从约5cm至约230cm、从约5cm至约220cm、从约5cm至约210cm、从约5cm至约200cm、从约5cm至约190cm、从约5cm至约180cm、从约5cm至约170cm、从约5cm至约160cm、从约5cm至约150cm、从约5cm至约140cm、从约5cm至约130cm、从约5cm至约120cm、从约5cm至约110cm、从约5cm至约110cm、从约5cm至约100cm、从约5cm至约90cm、从约5cm至约80cm、或者从约5cm至约75cm的范围内。

在一个或多个实施方式中，覆盖基板包括经强化的玻璃制品或玻璃陶瓷制品。在一个或多个实施方式中，覆盖基板具有从主表面121、122中的一个或者两个延伸至第一压缩深度(DOC)的压缩应力(CS)区域。CS区域包括最大CS量级(CS

在一个或多个实施方式中，玻璃制品或玻璃陶瓷制品的覆盖基板可通过利用制品的部分之间的热膨胀系数的失配来进行机械强化，以产生压缩应力区域和表现出拉伸应力的中心区域。在一些实施方式中，覆盖玻璃可通过将玻璃加热至高于玻璃转变点的温度然后迅速地淬火来进行热强化。在一个或多个实施方式中，玻璃制品或玻璃陶瓷制品可通过离子交换来进行化学强化。在离子交换过程中，在玻璃制品或玻璃陶瓷制品的表面处或附近的离子被具有相同价态或氧化态的更大的离子取代，或者与具有相同价态或氧化态的更大的离子进行交换。在玻璃制品或玻璃陶瓷制品包括碱金属铝硅酸盐玻璃的那些实施方式中，制品的表面层中的离子和更大的离子是诸如Li

覆盖基板104可利用粘合剂固定至框架102。覆盖基板104可以是实质上平坦的或者二维的。覆盖基板104可以是弯曲的。

在一个或多个实施方式中，覆盖基板通过冷弯至框架而弯曲并经由粘合剂在该冷弯状态下固定。如本文所用，术语“冷弯(cold-bent)”、或“冷弯(cold-bending)”指在低于玻璃的软化点的冷弯温度下弯曲覆盖基板。通常，冷弯温度是室温。术语“可冷弯”指覆盖基板进行冷弯的能力。在一个或多个实施方式中，冷弯的覆盖基板可包括玻璃制品或玻璃陶瓷制品，该玻璃制品或玻璃陶瓷制品可任选地经强化。在更多的实施方式中，冷弯覆盖基板的特征在于第一主表面和第二主表面之间的非对称的表面压缩应力。在一个或多个实施方式中，在冷弯过程或者进行冷弯之前，覆盖基板的第一主表面和第二主表面中各自的压缩应力实质上相等。在覆盖基板未经强化的一个或多个实施方式中，在冷弯之前，第一主表面和第二主表面没有表现出明显的压缩应力(CS)。在覆盖基板经强化的一个或多个实施方式中(如本文所述的)，在冷弯之前，第一主表面和第二主表面表现出相对于彼此实质上相等的压缩应力。在一个或多个实施方式中，在冷弯之后，在冷弯后具有凹形的表面上的CS增加，而在冷弯后具有凸形的表面上的CS减小。换句话说，凹表面上的CS在冷弯之后大于在冷弯之前。不受理论所限，冷弯过程增加了被成型的覆盖基板的CS以补偿在冷弯期间被赋予的拉伸应力。在一个或多个实施方式中，冷弯过程导致凹表面经受压缩应力，而在冷弯后形成凸形的表面经受拉伸应力。在冷弯后凸表面所经受的拉伸应力造成表面压缩应力的净减小，从而在冷弯后强化覆盖基板的凸表面中的压缩应力小于当覆盖基板平坦时在相同表面上的压缩应力。

在一个或多个实施方式中，覆盖基板104可利用热处理进行弯曲。在这些实施方式中，覆盖基板可永久性地弯曲，并且第一主表面和第二主表面具有相同的CS。

显示面板106可以是诸如触敏液晶显示(LCD)面板的用户接口。在一些示例中，显示面板106可包括控制器或控制板，该控制器或控制板可包括机器可读取介质。术语“机器可读取介质”可包括能够储存、编码、或者携带由该装置执行并且使该装置执行本公开内容的技术中的任一个或多个的任何介质，或者能够储存、编码、或者携带由这些指令使用的或者与这些指令关联的数据结构的任何介质。非限制性的机器可读取介质示例可包括固态内存和光介质和磁介质。机器可读取介质的具体示例可包括：非挥发性内存，诸如半导体内存装置(例如，电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM))和闪存装置；磁盘，诸如内置硬盘和可移除磁盘；磁光盘；和CD-ROM盘和DVD-ROM盘。

显示面板106可包括可视侧(前侧)和与可视侧相对的支撑侧(背侧)，并且可至少部分地设置在框架102的开口114内。显示面板106的周边可部分地或基本上由框架102围绕。显示面板106的前侧(或可视侧)可邻近覆盖基板104的背侧。

壳体108(或背部覆盖)可以是其中限定有开口的刚性构件或半刚性构件，其中开口的尺寸可设置成在其中容纳并保持的显示面板106。壳体108可包封显示面板106的背部，并且可固定至框架102的背侧或后侧(如图9中更清楚地所示)。

在一些示例中，壳体108可以是单个构件，诸如由薄规格金属制成的冲压构件、成形构件、或断裂构件中的至少一个。在其他示例中，壳体108可由多个件制成，诸如利用焊接或紧固多个部件制成。壳体108可由一个或多个材料制成，诸如一个或多个金属、塑料、泡沫、弹性体、陶瓷、复合物、它们的一个或多个组合、或类似物。在一些示例中，壳体108可由不锈钢合金、钛、铝、增强玻璃纤维、碳纤维、或类似物中的一个或多个制成。壳体108也可包括框架102。在该示例中，框架构件102可从壳体108的周边延伸。

肋110A和110B可以是固定至框架102的背侧的刚性或半刚性构件。这些肋可固定至框架102的背侧的实质上全部的周长。可策略性地置放肋110以增强框架102。除了(或者代替)框架102上的肋110，肋110可固定至壳体108的背部后面。

在这些示例中，肋110可由一个或多个材料制成，诸如一个或多个金属、塑料、泡沫、弹性体、陶瓷、复合物、它们的一个或多个组合、或类似物。在一些示例中，肋110可由不锈钢合金、钛、铝、增强玻璃纤维、碳纤维、或类似物中的一个或多个制成。

支架112可附接至壳体108的背侧，并且可进一步固定至汽车的部件，诸如仪表板内或者仪表板的框架或支撑件。在一些示例中，支架112也可固定至框架102。在一些示例中，支架112也可包括贯穿其中的一个或多个孔，诸如用于接收对应的紧固件以用于该安装。支架112可由一个或多个材料制成，诸如一个或多个金属、塑料、泡沫、弹性体、陶瓷、复合物、它们的一个或多个组合、或类似物。在一些示例中，支架112可由不锈钢合金、钛、铝、增强玻璃纤维、碳纤维、或类似物中的一个或多个制成。

汽车显示模块100可被配置为将撞击能量从头型102经由覆盖基板104、框架102、壳体108和肋112传递至支架112，以便耗散撞击能量并将能量传递至支撑支架112的汽车部件。

例如，头型102可根据HIT接触覆盖基板104以模拟涉及乘客碰撞显示面板的事故。头型102和覆盖基板104之间的此接触可向覆盖基板104提供约152焦耳。从撞击产生的力可从覆盖基板104传递至框架102。框架102自身可耗散力并且(借助于肋110)可以是充分刚性的以将力传递至壳体108。在一些示例中，将壳体108固定至框架102和将壳体108固定至支架的紧固件可承受塑性变形以耗散能量(力和应力)。在任一情境中，一部分力可从壳体108传递至支架112并传递至支撑汽车显示模块100的汽车部件。

在一些示例中，可选择框架102、肋110、壳体108和支架112的材料以改善撞击能量的耗散。可基于一个或多个特性来选择各部件的材料，诸如弹性模量、延展性、断裂韧性和屈服强度。具有相对高弹性模量和相对高延展性的材料可有助于维持框架102、肋110、壳体108和支架112的期望形状，同时也可有助于吸收更大量的能量而不会断裂。具有这些特性的材料还可提供在诸如冲压的制造过程中更容易成形的优点，如以下针对图10A至图10D讨论的那样。

通过包括框架102、肋110、壳体108和支架112，如前述，汽车显示模块100可提供足够的刚性以应对一般使用，并且可被配置为在头部撞击期间吸收能量并且有助于在撞击期间降低覆盖基板104中的应力。此覆盖基板中的应力降低可有助于在撞击后保持覆盖基板104完整，以有助于在事故期间降低划伤的可能性。

而且，由于本文讨论的技术无需对显示面板106做出改变，因而汽车显示模块100可相对成本节约。进一步地，由于汽车显示模块100的部件可利用汽车的部件通常使用的组装方法进行组装，因而汽车显示模块100的安装可相对容易且成本节约。

图2A绘示了示出根据本公开内容的至少一个示例的两个汽车显示模块的撞击性能的曲线图。图2B绘示了示出根据本公开内容的至少一个示例的两个汽车显示模块的撞击性能的曲线图。以下同时讨论图2A和图2B。

图2A示出的曲线图包括在x轴上以秒(s)表示的时间和在y轴上以重力单位(G)表示的加速度。曲线202表示使用厚度为约3毫米的铝框架的方法的性能。在此方法中，最大加速度可在40G之下，这远在FMVSS 201要求的最大80G之下。曲线204表示使用厚度为约3毫米的不锈钢框架的方法的性能。在此方法中，最大加速度可刚在40G之上，这也远在FMVSS 201要求的最大80G之下。

图2B示出的曲线图包括在x轴上以秒(s)表示的时间和在y轴上以千兆帕斯卡(GPa)表示的应力。曲线206表示使用图2A的铝框架的方法的性能。在此方法中，最大应力可刚在1.2GPa之上。曲线208表示使用图2A的不锈钢框架的方法的性能。在此方法中，最大应力可约为1.15GPa，并且曲线208的覆盖基板上的应力在0秒和约0.02秒之间显著低于曲线206的覆盖基板上的应力。不锈钢3毫米框架的该降低的应力在仍维持远在80G之下的加速度的同时可有助于在撞击期间降低覆盖基板破裂的可能性。

这些值表明，在此情况下，任一种框架均会通过HIT标准，因为3毫秒加速度在80G之下。然而，在铝框架的情况下，由曲线202和206所示，峰值应力值超过覆盖基板的失效极限，从而使得破裂的可能性非常高，而曲线204示出的不锈钢框架的峰值应力值在失效极限之下。因此，通过将材料从铝变更为钢，增加了显示器的硬度，以降低覆盖基板中的由于头型撞击时的局部弯曲而导致的应力，这可有助于降低覆盖基板的失效。

图3A绘示了示出根据本公开内容的至少一个示例的两个汽车显示模块的撞击性能的曲线图。图3B绘示了示出根据本公开内容的至少一个示例的两个汽车显示模块的撞击性能的曲线图。以下同时讨论图3A和图3B。

图3A示出的曲线图包括在x轴上以秒(s)表示的时间和在y轴上以重力单位(G)表示的加速度。曲线302表示使用厚度为约3毫米的铝框架的方法的性能。在此方法中，最大加速度可在40G之下，这远在FMVSS 201要求的最大80G之下。曲线304表示使用厚度为约5毫米的不锈钢框架的方法的性能。在此方法中，最大加速度可为约50G，这也远在FMVSS 201要求的最大80G之下。

图3B示出的曲线图包括在x轴上以秒(s)表示的时间和在y轴上以GPa表示的应力。曲线306表示使用图3A的铝框架的方法的性能。在此方法中，最大应力可刚在1.2GPa之上。曲线308表示使用图3A的不锈钢框架的方法的性能。在此方法中，最大应力可为约0.7GPa，并且曲线308的覆盖基板上的应力在整个曲线持续期间显著更低。不锈钢5毫米框架的该降低的应力在仍维持远在80G之下的加速度的同时可有助于在撞击期间减少破裂。

图4A绘示了示出根据本公开内容的至少一个示例的两个汽车显示模块的撞击性能的曲线图。图4B绘示了示出根据本公开内容的至少一个示例的两个汽车显示模块的撞击性能的曲线图。以下同时讨论图4A和图4B。

图4A示出的曲线图包括在x轴上以秒(s)表示的时间和在y轴上以重力单位(G)表示的加速度。曲线402表示使用包括加强肋的3毫米铝框架的方法的性能。在此方法中，最大加速度为约80G，这就是FMVSS 201要求的最大值80G。曲线404表示使用厚度为约5毫米的不锈钢框架的方法的性能，如上文图3A所示。

图4B示出的曲线图包括在x轴上以秒(s)表示的时间和在y轴上以兆帕(MPa)表示的应力。曲线406表示使用图4A的肋的方法的性能。在此方法中，最大应力可恰好在700MPa之上。曲线408表示使用图3A至图4A的不锈钢框架的方法的性能。在此方法中，最大应力可为约750MPa。

图4A至图4B的曲线示出铝框架方法和肋方法的加速度(曲线402和406)可具有达到80G极限的增加的加速度；然而，这种加速度通过了FMVSS 201。图4B也示出，对于两种方法而言，峰值应力仍在破裂的阈值之下。铝肋框架的主要优点在于，通过重量远低于不锈钢框架的框架，降低了覆盖基板的峰值应力。

图5A绘示了根据本公开内容的至少一个示例的汽车显示模块的框架构件502的横截面侧视图。框架构件502可以是实心杆，诸如圆柱形杆。

图5B绘示了根据本公开内容的至少一个示例的汽车显示模块的框架构件504的横截面侧视图。框架构件504可以是实心正方形棒。

图5C绘示了根据本公开内容的至少一个示例的汽车显示模块的框架构件506的横截面侧视图。框架构件506可以是实心矩形棒。

图5D绘示了根据本公开内容的至少一个示例的汽车显示模块的框架构件508的横截面侧视图。框架构件508可以是圆柱形管(或环)。

图5E绘示了根据本公开内容的至少一个示例的汽车显示模块的框架构件510的横截面侧视图。框架构件510可以是正方形管(或正方形环)。

图5F绘示了根据本公开内容的至少一个示例的汽车显示模块的框架构件512的横截面侧视图。框架构件512可以是矩形管(或矩形环)。

亦即，框架构件的横截面积的几何形状可以为圆形、矩形、正方形、环形、正方形管、矩形管、或类似形状中的一个。类似地，上文参照图1所讨论的肋(诸如肋110)可具有图5A至图5F中示出的横截面，以有助于增强框架构件102或502至512。

框架构件502至512中的每一个可具有改变的厚度，以便优化减小在撞击期间覆盖基板的应力以及减小由于与覆盖基底的撞击而导致的头型所经受的加速度。在一些示例中，实心框架构件(502-506)的厚度可以是约0.5毫米至约8毫米。在进一步的示例中，该厚度可以是约3毫米至约5毫米。此厚度可提供足以在有助于限制头型加速度的同时降低覆盖基板中应力的框架。中空框架构件(508-512)可具有相似的整体厚度的范围，但在一些示例中由于是中空的而可具有更低的重量和更低的强度。在一些示例中，中空框架构件(508-512)的厚度可以更大，诸如在0.5毫米和12毫米之间，以提供增加的强度。

在一些示例中，当框架构件的质量在框架构件中适当地分布时，框架构件502至512中的任一个在HIT期间可实现期望的性能。例如，为了实现期望的HIT性能，框架构件502至512可分别具有在约18毫米四次方(mm

图6绘示了根据本公开内容的至少一个示例的汽车显示模块600的一部分的横截面侧视图。除了显示模块600包括紧固件616A至616C之外，显示模块600可与上文针对图1讨论的显示模块100一致。

紧固件616A至616C可以是螺丝、螺栓、铆钉或类似物，被配置为将显示模块600的部件固定在一起。例如，紧固件616A和616B可将安装支架612固定至壳体608。此外，紧固件616C可将壳体608固定至框架602。通过将框架602固定至壳体608和支架612，紧固件616A至616C可有助于将力从覆盖基板604传递至支架612，并因此传递至支撑显示模块600的汽车部件。

在一些示例中，紧固件616A至616C可由被配置为通过变形以耗散对覆盖基板的撞击所产生的能量来降低从支架传递至壳体的力的材料制成。例如，紧固件616A至616C可由塑料制成，诸如尼龙、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、玻璃纤维增强塑料、或类似物中的一个或多个。紧固件616A至616C可由其他材料构成，这些其他材料可在期望的应力水平下剪切、破裂、塑性变形、或拉伸以耗散能量。此紧固件可由具有低屈服强度和/或高延展性的材料制成，诸如铝、铜、镁、低碳钢、它们的合金、或类似物中的一个或多个。

在一些示例中，紧固件616A至616C可具有小直径以使得紧固件616A至616C能够在期望的应力水平下破裂。少量的小直径紧固件616A至616C也可用于控制能量耗散。

图6也示出可用于将覆盖基板604固定至框架602的粘合剂618。在一些示例中，粘合剂618可在冷成型过程期间将覆盖基板604固定至框架602。粘合剂618可以是环氧树脂、压敏粘合剂、光固化粘合剂、或类似物中的一个或多个。

图7A绘示了根据本公开内容的至少一个示例的汽车显示模块700的后视图。图7B绘示了根据本公开内容的至少一个示例的汽车显示模块700的底后视图。图7C绘示了根据本公开内容的至少一个示例的汽车显示模块700的底后视图。以下同时讨论图7A至图7C。

图7A至图7C图示汽车显示模块700，其可与上文针对图6讨论的显示模块600一致。显示模块700进一步图示紧固件716A至716N如何能将壳体708固定至框架702以在壳体708和框架702之间产生相对弱的连接。

在一些示例的操作中，在HIT期间，来自于撞击的能量可经由紧固件716A至716N的变形来耗散，诸如紧固件716A至716N的剪切和分层。随着716A至716N(诸如尼龙螺丝)首先破裂，降低的力可从框架702传递至壳体708。

图8A绘示了根据本公开内容的至少一个示例的汽车显示模块的顶前视图。图8B绘示了根据本公开内容的至少一个示例的汽车显示模块的顶前视图。以下同时讨论图8A至图8B。

图8A至图8B图示汽车显示模块700，其可与上文针对图6至图7C讨论的显示模块700一致。图8A至图8B图示紧固件722如何能将支架712固定至部件720以将显示模块700固定至该部件，其中该部件例如可以是汽车的部件或者试件组件的部件。紧固件722可以是螺丝、螺栓、铆钉、或类似物。在一些示例中，紧固件722可以是金属的螺丝或螺栓以有助于确保撞击的力从支架712传递至部件720。

图9绘示了根据本公开内容的至少一个示例的汽车显示模块900的后视图。除了显示模块900图示肋916A至916N如何能围绕壳体908的周边设置并且能附接至框架90之外，显示模块900可与以上讨论的显示模块一致。

在一些示例中，显示模块900可包括跨越截面的数个肋。例如，肋916A至916C可以是围绕支架912A和912B的单独的肋。类似地，肋916D可仅跨越框架902的左侧的一部分，而肋916E可实质上跨越框架902的右侧的全部长度。肋916N可类似地实质上跨越框架902底侧的全部长度。肋916N也可在支架912C和912D与框架902之间穿过。肋(诸如肋916A至916D)的中间置放可有助于增强框架902，并且可有助于进一步最小化显示模块900的重量。尽管图9图示六个肋916A至916N，但也可使用更少的肋，诸如1个、2个、3个、4个、或5个，或是更多的肋，诸如7个、8个、9个、10个、12个、15个、20个或类似数量。

图9还图示支架912A和912B可从显示面板部分向外固定至框架902，以有助于更直接地将力从框架902传递至支架912A和912B。

图10A绘示了根据本公开内容的至少一个示例的汽车显示模块框架1002的前前视图。图10B绘示了根据本公开内容的至少一个示例的汽车显示模块框架1002的后前视图。图10C绘示了根据本公开内容的至少一个示例的汽车显示模块框架1002的等距截面视图。图10D绘示了根据本公开内容的至少一个示例的汽车显示模块框架1002的等距截面视图。

图10A至图10D中示出的框架1002可类似于以上讨论的汽车显示模块的框架，区别在于框架1002可包括冲压件1024、1026和1028。冲压件1024、1026和1028可有助于增强或者硬化框架1002，以为框架1002提供改善的强度和刚性。这种改善的材料特性可有助于在HIT期间降低头型的加速度，并且可有助于在HIT期间降低覆盖基板的应力。在其他示例中，可对框架1002做出其他结构改变已改善其强度和刚性，如折叠或者弯曲框架1002。

在一些示例中，诸如支架(类似于以上讨论的支架712)的显示模块的次级结构可包括冲压件、折叠件、和/或弯曲件以改善显示模块的刚性和撞击吸收性。通过将结构置放在支架中，显示模块的整体硬度可在特定区域中得到增强，而对模块重量的影响最小。

图11绘示了根据本公开内容的至少一个示例的制造汽车显示模块的方法1100。为了便利和清楚，方法1100的步骤或操作以具体的顺序进行绘示；所讨论的操作中的许多可以以不同的顺序执行或者并行执行而不会实质影响其他操作。所讨论的方法1100可包括由多个不同参与者、装置、和/或系统执行的操作。应当理解，方法1100中讨论的可归因于单个参与者、装置、或系统的操作的子集可被视为单独的独立过程或方法。

在一些示例中，方法1100可在步骤1102开始，在该步骤可形成框架构件。例如，可形成图1的汽车显示模块100的框架构件110A。在步骤1104，可将粘合剂施加至框架构件的前侧。例如，图6的汽车显示模块600的粘合剂618可施加至框架构件602的前侧。在步骤1106，覆盖基板可利用粘合剂固定至框架构件的前侧。例如，图6的覆盖基板604可利用粘合剂618固定至框架构件602的前侧。

在步骤1108，显示面板可定位至覆盖基板的背侧。例如，显示面板606可定位至图6的覆盖基板604的背侧。在步骤1110，框架、显示面板和覆盖基板可固定至汽车部件。例如，框架102、显示面板106和覆盖基板104可固定至汽车部件720。

在另一示例中，方法1100可包括将壳体固定至框架的背侧以及固定至显示面板的背侧以至少部分地包封显示面板的步骤。在另一示例中，方法1100可包括将安装支架固定至壳体的步骤。在另一示例中，将框架、显示面板和覆盖基板固定至汽车部件可包括将安装支架固定至汽车部件。

在另一示例中，将壳体固定至框架的背侧可包括将第一塑料紧固件固定至框架和壳体，其中将安装支架固定至壳体可包括将第二塑料紧固件固定至安装支架和壳体，并且其中第一塑料紧固件和第二塑料紧固件可被配置为通过变形以耗散由对覆盖基板的撞击而产生的能量来降低从支架传递至壳体的力。

在另一示例中，将覆盖基板冷成型可包括将力施加至覆盖基板的前侧以将玻璃形成为三维形状的框架构件。在另一示例中，方法1100可包括将覆盖基板冷成型为框架构件的前侧的步骤。在另一示例中，方法1100可包括将肋固定至与框架构件的前侧相对的框架构件的背侧的步骤，该肋被配置为在前侧撞击期间增强框架构件。在另一示例中，框架构件可具有在约0.5毫米和约7.5毫米之间的前后厚度。

以下非限制示例详述了本目标的特定方面以解决其中的挑战并提供本文讨论的益处

示例1是一种汽车显示模块，该汽车显示模块可包括：安装支架，该安装支架可固定至汽车的部件；显示面板，该显示面板可包括前侧和相对的背侧，该显示面板可耦接至安装支架；覆盖基板，该覆盖基板可包括前侧和背侧，该背侧邻近显示面板的前侧；和框架构件，该框架构件可连接至覆盖面板的背侧，该框架构件可位于显示面板的周边。

在示例2中，示例1的主题任选地包括：其中覆盖基板通过形成覆盖基板而粘附至框架。

在示例3中，示例1至2中的任一个或多个的主题任选地包括：其中覆盖基板包括三维冷成型玻璃。

在示例4中，示例1至3中的任一个或多个的主题任选地包括：肋，该肋可固定至框架构件的背侧以增强框架构件。

在示例5中，示例1至4中的任一个或多个的主题任选地包括：壳体，该壳体可至少部分围绕显示面板的前侧和显示面板的周边，壳体可耦接至框架构件。

在示例6中，示例5的主题任选地包括：第一紧固件，该第一紧固件可将框架构件固定至壳体，第一紧固件可被配置为通过变形以耗散由对覆盖基板的撞击而产生的能量来降低从框架构件传递至壳体的力。

在示例7中，示例6的主题任选地包括：第二紧固件，该第二紧固件将支架固定至壳体，第二紧固件可被配置为通过变形以耗散由对覆盖基板的撞击而产生的能量来降低从支架传递至壳体的力。

在示例8中，示例5至7中的任一个或多个的主题任选地包括：其中第一紧固件和第二紧固件由塑料制成。

在示例9中，示例1至8中的任一个或多个的主题任选地包括：其中框架构件由不锈钢合金、钛、铝、增强玻璃纤维、碳纤维、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、双相不锈钢、碳钢、电镀碳钢、铝合金或镁合金中的一个制成。

在示例10中，示例1至9中的任一个或多个的主题任选地包括：其中框架构件具有在0.5毫米与7.5毫米之间的前后厚度。

在示例11中，示例1至10中的任一个或多个的主题任选地包括：其中框架构件的横截面积的几何形状为圆形、矩形、正方形、环形、正方形管和矩形管中的一个。

在示例12中，示例1至11中的任一个或多个的主题任选地包括：其中框架构件的面积二次矩在约18毫米四次方至约200毫米四次方之间。

在示例13中，示例1至12中的任一个或多个的主题任选地包括：其中支架耦接至框架构件。

在示例14中，示例1至13中的任一个或多个的主题任选地包括：其中框架构件包括冲压件以增强框架构件。

示例15是一种制造汽车显示模块的方法，该方法包括：形成框架构件；将粘合剂施加至框架构件的前侧；利用粘合剂将覆盖基板固定至框架构件的前侧；将显示面板邻近覆盖基板的背侧定位；和将框架、显示面板和覆盖基板固定至汽车的部件。

在示例16中，示例15的主题任选地包括：将壳体固定至框架的背侧并固定至显示面板的背侧以至少部分地包封显示面板。

在示例17中，示例16的主题任选地包括：将安装支架固定至壳体。

在示例18中，示例17的主题任选地包括：其中将框架、显示面板和覆盖基板固定至汽车的部件包括将安装支架固定至汽车的部件。

在示例19中，示例18的主题任选地包括：其中将壳体固定至框架的背侧包括将第一塑料紧固件固定至框架和壳体，其中将安装支架固定至壳体包括将第二塑料紧固件固定至安装支架和壳体，并且其中第一塑料紧固件和第二塑料紧固件被配置为通过变形以耗散由对覆盖基板的撞击而产生的能量来降低从支架传递至壳体的力。

在示例20中，示例15至19中的任一个或多个的主题任选地包括：将覆盖基板冷成型至框架构件的前侧。

在示例21中，示例20的主题任选地包括：其中冷成型覆盖基板包括将力施加至覆盖基板的前侧以将玻璃成型为三维形状的框架构件。

在示例22中，示例15至21中的任一个或多个的主题任选地包括：将肋固定至与框架构件的前侧相对的框架构件的背侧，该肋被配置为在前侧撞击期间增强框架构件。

在示例23中，示例16至22中的任一个或多个的主题任选地包括：其中框架构件具有在约0.5毫米和约7.5毫米之间的前后厚度。

示例24是一种汽车显示模块，包括：可固定至汽车的部件的安装支架；包括前侧和相对的背侧的显示面板，显示面板耦接至安装支架；包括前侧和背侧的覆盖基板，背侧邻近显示面板的前侧；和用于将覆盖基板和显示面板连接至安装支架的装置。

在示例25中，示例24的主题任选地包括：该装置包括框架构件，该框架构件由不锈钢合金、钛、铝、增强玻璃纤维、碳纤维、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、双相不锈钢、碳钢、电镀碳钢、铝合金或镁合金中的一个制成。

在示例26中，示例24至25中的任一个或多个的主题任选地包括：该装置包括框架构件，框架构件具有在0.5毫米与7.5毫米之间的前后厚度。

在示例27中，示例23至26中的任一个或多个的主题任选地包括：该装置包括框架构件，框架构件的横截面积的几何形状为圆形、矩形、正方形、环形、正方形管和矩形管中的一个。

在示例28中，示例26至27中的任一个或多个的主题任选地包括：其中框架构件的面积二次矩在约18毫米四次方至约200毫米四次方之间。

在示例29中，示例1至28中的任一个或任意组合的装置或方法可任选地被配置为使得可以使用或选择所有叙述的元件和选项。

以上详细描述包括对随附附图的引用，这些随附附图形成该详细描述的一部分。附图通过绘示的方式图示可实施本发明的具体实施方式。这些实施方式在本文中也被称为“示例”。这些示例可包括除了示出或描述的那些元件之外的元件。然而，本发明人也考虑了仅提供示出或描述的那些元件的示例。而且，或者针对特定的示例(或其一个或多个方面)，或者针对本文中示出或描述的其他示例(或其一个或多个方面)，本发明人也考虑使用示出或描述的那些元件的任何组合或置换的示例(或其一个或多个方面)。

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