具有光學層的耐沖擊裝置制造方法及圖紙

一種具有光學層的耐沖擊裝置。該耐沖擊裝置包括一光學層及一電子層。一可撓薄片構件包括前述光學層及電子層，以及一背板構件利用機械式接觸的方式設置于可撓薄片構件的背面。背板構件包括一可變型材料，具有一臨界范圍內的粘滯響應，其中臨界范圍是由來自正面的一沖擊造成可撓薄片構件的壓力臨界值以及拉力臨界值所定義，當未達到壓力臨界值及拉力臨界值時，前述光學層與電子層不會發生破損。

【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一具有光學層的耐沖擊裝置，特別是一耐沖擊顯示器裝置。
技術介紹
以下所提到的“耐沖擊”是表示一裝置或其中的單一層結構被期望能抵抗沖擊的能力，例如一裝置經過拋擲或落下后所受沖擊，仍能維持其正常的功能。“沖擊”的定義為一物體與一裝置之間撞擊的相對速度超過O. lm/s ;“光學層”的定義則是包括一單層或復合層，具有提供電磁輻射的功效，特別是指在光學層中進行光的吸收、發射及穿透等行為。主動式的功效包括，通過光射入或由光學層吸收產生的光電能量轉換；而被動式的功效則是包括選擇性反射、穿透或改變來自第二光源的光線。其中光學層一般用于顯示器上，可提供圖像信息給觀賞者，通過顯示器中例如像電子設計以形成可控制該光學層的接口，以達到上述的功效。 舉例而言，在陰極射線顯示器(CRT)中，光學層為一螢光層，通過顯示器中的電路來控制電子束，并且射向螢光層上產生激發光效果。一般來說，CRT具有較好的耐沖擊能力，因為其顯示器前方具有一較厚的玻璃，然而，近年來普遍對于顯示器的需求轉為較薄、較輕者佳，因此CRT目前大多已由液晶顯示器(IXDs)所取代，IXDs的光學層包括一液晶層結構，能夠調整來自背光模塊射出的光線的穿透率。另一個可能更薄且更輕的裝置是所謂的電子書顯示器(e-readers),其中光學層由包覆一帶電性的染料(electrophoretic ink)的微囊(micro-capsules)所構成,通過電子驅動改變電場以調整光線的反射條件,不論是上述哪一種顯示裝置，負責調控光學層作用的電子設計都是以緊鄰或是整合于光學層中的一薄型電子層結構來呈現。顯示器的使用過程中，有機會遭遇許多不同尺寸、形狀及帶有沖擊力的物體沖擊，特別是當那些顯示器被應用在較非正式使用的情況，例如提供給學校的兒童使用的電子書顯示器。對于現在的薄型顯示器裝置來說，如何具有足夠的耐沖擊能力為一大問題，當然，包括用于移動電話、電子書及教育場所的較大型的顯示器等對于耐沖擊能力方面亦有很大的需求。對于這些較大型的顯示器而言，兩項最重要的要素為輕量化及好的耐沖擊能力，此乃因顯示器破損而導致的產品回收率往往會隨著顯示器尺寸提升而有明顯的增加，然而，目前的方法無法同時滿足輕量化及較佳的耐沖擊能力的需求。一種典型可增加顯示器裝置耐沖擊能力的做法，就是提供一耐沖擊的透明前置層，例如強化玻璃或是丙烯酸樹脂板以保護較為脆弱的光學層受到沖擊，但不幸的是，這樣的耐沖擊層卻可能造成遮擋光學層的可視范圍并且增加顯示器裝置的厚度，與前述現在普遍顯示器的需求互相矛盾。美國專利2005/0077826中公開了使用一耐沖擊膜的做法，利用貼覆于平面顯示器的前方玻璃上，可避免該玻璃受到沖擊而破損。但是其缺點仍在于提供保護膜的作法仍可能遮擋到光學層的可視范圍并影響顯示器的圖像質量，也可能增加顯示器的非預期的厚度及重量，因此上述缺點均使得目前顯示器在改善耐沖擊能力這方面仍有極大的需求。
技術實現思路
本專利技術的一實施例提供一耐沖擊薄片裝置，包括一光學層、一電子層及一背板構件。光學層可見于顯示器的正面(第一面)，而電子層可調控光學層和/或形成光學層的一連接接口。一可撓薄片構件包括上述的光學層與電子層，其具有一壓力臨界值及拉力臨界值，當未達到壓力臨界值及拉力臨界值時，光學層與電路層不會發生破損，而背板構件利用機械式接觸的方式設置于可撓薄片構件的背面(第二面)，亦即與顯示器的正面相反。背板構件包括一可變形材料，具有一臨界范圍內的粘滯響應，此臨界范圍是由一來自裝置正面的沖擊造成的上述壓力臨界值及拉力臨界值來定義，該臨界范圍的上極限定義為，受到沖擊造成背板構件變形，其施加于可撓薄片構件上的壓力要低于該壓力臨界；而下極限的定義則是，背板構件的變形量要保持在一最大變形量的范圍內，以避免可撓薄片構件發生過度延展以超出其拉力臨界，通過這樣的做法，能夠允許大部分的沖擊能量通過背板構件的粘滯響應來消散。關于粘滯響應，我們定義為一響應涉及應變率或其他復雜的形式，也就是指施加 于背板構件的應力可能是相當于一應變的復雜函數再加上應變率。在一實施例中，背板構件具有一粘性Η及一厚度山且當粘性與厚度比(η/d)介于O. 25MPa · s/m至5GPa · s/m時，該背板構件的粘滯響應于該臨界范圍內，如此一來，可撓薄片構件對于一般的沖擊及應力可具有適當的耐沖擊能力，這里的粘性是在室溫及其他標準環境條件下所測量。通過結合一可撓薄片構件以及一置于裝置背面的背板構件，目前公開的裝置可提供更好的耐沖擊能力，其中該背板構件具有一粘性，能夠在裝置受到沖擊時，通過變形以支撐可撓薄片構件，不會施加過大的壓力于可撓薄片構件或是讓其發生過度延展。光學層與電子層屬于關鍵零件，并包括于該可撓薄片構件中，由于背板構件能夠讓可撓薄片構件在受到沖擊的情況下，在一可控制的范圍內變形，因此沖擊的能量不會主要由這些關鍵零件負責消散，而是會傳遞至背面的背板構件上。 在一實施例中，例如為一顯示器裝置，通過電子層設置于光學層內，并能夠驅動及控制顯示器，且由于一背板構件為設置于光學層的背面，因此不會阻擋其可視范圍，進而不會影響該顯示器的圖像質量。此設計的一個優勢在于，背板構件的材質可不受限于必須使用可置于光學層正面的特性(例如非透明式)，因此，在一優選的實施例中，背板構件可包括一具有理想的粘滯特性的微胞泡棉(micro-cellular foam)層,其有助于沖擊能量的消散,例如通過擠壓時通過摩擦來消耗，另外泡棉相較于傳統實心的保護材料相對較輕，亦有助于減輕整體裝置的重量。在另一實施例中，該耐沖擊薄片裝置可為一太陽能板裝置，其中的光學層包括一光電板以及一電子層，且該電子層與光電板相連接并可傳送由光電板產生出的電能。應了解的是，太陽能板與顯示器裝置的問題相似，由于目前市面上大多數的太陽能板是生產于玻璃上，而為了安裝方便及減少運輸的花費，太陽能板同樣具有減輕重量的需求。此外，太陽能板還要能承受室外的條件，例如像冰雹等物體落在太陽能板的情況。另夕卜，太陽能板需特別考慮的就是理想效率，所謂理想效率，是只來自光源的光線必須具有一足夠好的光行徑路線，以抵達太陽能板的能量轉換層。傳統的太陽能板，其裝置正面會特別強化，以至于會增加重量、費用以及效率的損耗，因此，太陽能板也具有需要改善耐沖擊能力同時消去上述缺點的需求。而這些及其他的需求均可以由上述的裝置來實現。其他的應用，例如像有機發光二極管(OLED)發光層，當將OLED面板貼覆于一墻面時，其亦有耐沖擊防護的需求，可同樣由上述的裝置來實現。此外，本專利技術亦提供一可耐正面沖擊的裝置的制造方法。首先，提供一可撓薄片構件，包括一光學層以及一電子層，該電子層可控制該光學層和/或形成光學層的一連接接口。此外，可撓薄片構件的壓力臨界值及拉力臨界值，以未達到光學層與電子層發生損壞的條件決定；并且，背板構件利用機械性接觸的方式設置于可撓薄片構件的背面，與承受沖擊的裝置正面呈相反，該背板構件包括一可變形材料，具有同上述一黏性臨界范圍。而利用該制造方法，即可實現一耐沖擊裝置，并具有以上所述的優點。為使本專利技術的上述目的、特征、和優點能更明顯易懂，下文特舉優選實施例并配合附圖做詳細說明。·附圖說明圖I表示本專利技術一實施例的電流模型示意圖；圖2A-圖2B表示本本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種耐沖擊薄片裝置，包括：一光學層；一電子層，可控制該光學層且形成該光學層的一連接接口；其中該光學層及該電子層組成一可撓薄片構件的至少一部分，且該可撓薄片構件具有一壓力臨界值σcritical及一拉力臨界值εcritical，當未達到該壓力臨界值σcritical及該拉力臨界值εcritical時，該光學層與該電子層不會發生破損；以及一背板構件，以機械性接觸的方式設置于該可撓薄片構件的一第二面，該第二面相反于該耐沖擊薄片裝置的一第一面；其中，該背板構件包括一可變形材料，具有一臨界范圍內的一粘滯響應，該臨界范圍是由來自該第一面的一沖擊造成的該壓力臨界值σcritical及該拉力臨界值εcritical所定義，該臨界范圍的上極限定義為，當受到該沖擊造成該背板構件變形時，必須使得施加于該可撓薄片構件上的壓力要低于該壓力臨界值σcritical；而下極限的定義則是，該背板構件的變形量要保持在一最大變形量的范圍內，以避免該可撓薄片構件因過度延展而超出該拉力臨界值εcritical，藉此能夠允許大部分的沖擊能量通過該背板構件的該粘滯響應來消散。

【技術特征摘要】
2011.07.29 US 61/512,9551.一種耐沖擊薄片裝置，包括 一光學層; 一電子層，可控制該光學層且形成該光學層的一連接接口 ； 其中該光學層及該電子層組成一可撓薄片構件的至少一部分，且該可撓薄片構件具有一壓力臨界值σ raitic;al及一拉力臨界值ε ^itiral，當未達到該壓力臨界值σ itic;al及該拉力臨界值ε critical時，該光學層與該電子層不會發生破損；以及 一背板構件，以機械性接觸的方式設置于該可撓薄片構件的一第二面，該第二面相反于該耐沖擊薄片裝置的一第一面； 其中，該背板構件包括一可變形材料，具有一臨界范圍內的一粘滯響應，該臨界范圍是由來自該第一面的一沖擊造成的該壓力臨界值oraitic;al及該拉力臨界值ε raitiMl所定義，該臨界范圍的上極限定義為，當受到該沖擊造成該背板構件變形時，必須使得施加于該可撓薄片構件上的壓力要低于該壓力臨界值oraitic;al ;而下極限的定義則是，該背板構件的變形量要保持在一最大變形量的范圍內，以避免該可撓薄片構件因過度延展而超出該拉力臨界值ε ttitic;al，藉此能夠允許大部分的沖擊能量通過該背板構件的該粘滯響應來消散。2.如權利要求I所述的耐沖擊薄片裝置，其中該背板構件具有一粘性Π以及一厚度d，且當n /d介于O. 25MPa · s/m_5GPa · s/m時，該粘滯響應在該臨界范圍內。3.如權利要求I所述的耐沖擊薄片裝置，其中該背板構件的粘性介于250Pa · s_5MPa · S。4.如權利要求I所述的耐沖擊薄片裝置，其中該背板構件具有一微胞泡棉層。5.如權利要求I所述的耐沖擊薄片裝置，其中當該背板構件因受到該沖擊而發生的一凹陷深度小于2mm時，該背板構件的楊氏系數會隨著該凹陷深度增加而變大。6.如權利要求I所述的耐沖擊薄片裝置，其中該耐沖擊薄片裝置為一顯示器裝置，其中該電子層用以驅動、控制和/或提供該光學層的一顯示效果。7.如權利要求I所述的耐沖擊薄片裝置，其中該可撓薄片構件的厚度介于50 μ m-3000 μ m,及該背板構件的厚度介于O. 5mm-2cm。8.如權利要求I所述的耐沖擊薄片裝置，其中該可撓薄片構件的厚度介于50 μ m-300 μ m,及該背板構件的厚度介于O. 5mm_6cm。9.如權利要求I所述的耐沖擊薄片裝置，其...

【專利技術屬性】
技術研發人員：LM博滕，MAJHJ謝勒肯斯，E范維南達爾，HEA休伊特馬，
申請(專利權)人：聚合物視象有限公司，
類型：發明
國別省市：