[发明专利]具有光学层的耐冲击装置

说明书

技术领域

本发明涉及一具有光学层的耐冲击装置，特别是一耐冲击显示器装置。

背景技术

以下所提到的“耐冲击”是表示一装置或其中的单一层结构被期望能抵抗冲击的能力，例如一装置经过抛掷或落下后所受冲击，仍能维持其正常的功能。“冲击”的定义为一物体与一装置之间撞击的相对速度超过0.1m/s；“光学层”的定义则是包括一单层或复合层，具有提供电磁辐射的功效，特别是指在光学层中进行光的吸收、发射及穿透等行为。主动式的功效包括，通过光射入或由光学层吸收产生的光电能量转换；而被动式的功效则是包括选择性反射、穿透或改变来自第二光源的光线。其中光学层一般用于显示器上，可提供图像信息给观赏者，通过显示器中例如像电子设计以形成可控制该光学层的接口，以达到上述的功效。

举例而言，在阴极射线显示器(CRT)中，光学层为一萤光层，通过显示器中的电路来控制电子束，并且射向萤光层上产生激发光效果。一般来说，CRT具有较好的耐冲击能力，因为其显示器前方具有一较厚的玻璃，然而，近年来普遍对于显示器的需求转为较薄、较轻者佳，因此CRT目前大多已由液晶显示器(LCDs)所取代，LCDs的光学层包括一液晶层结构，能够调整来自背光模块射出的光线的穿透率。另一个可能更薄且更轻的装置是所谓的电子书显示器(e-readers)，其中光学层由包覆一带电性的染料(electrophoretic ink)的微囊(micro-capsules)所构成，通过电子驱动改变电场以调整光线的反射条件，不论是上述哪一种显示装置，负责调控光学层作用的电子设计都是以紧邻或是整合于光学层中的一薄型电子层结构来呈现。

显示器的使用过程中，有机会遭遇许多不同尺寸、形状及带有冲击力的物体冲击，特别是当那些显示器被应用在较非正式使用的情况，例如提供给学校的儿童使用的电子书显示器。对于现在的薄型显示器装置来说，如何具有足够的耐冲击能力为一大问题，当然，包括用于移动电话、电子书及教育场所的较大型的显示器等对于耐冲击能力方面亦有很大的需求。对于这些较大型的显示器而言，两项最重要的要素为轻量化及好的耐冲击能力，此乃因显示器破损而导致的产品回收率往往会随着显示器尺寸提升而有明显的增加，然而，目前的方法无法同时满足轻量化及较佳的耐冲击能力的需求。

一种典型可增加显示器装置耐冲击能力的做法，就是提供一耐冲击的透明前置层，例如强化玻璃或是丙烯酸树脂板以保护较为脆弱的光学层受到冲击，但不幸的是，这样的耐冲击层却可能造成遮挡光学层的可视范围并且增加显示器装置的厚度，与前述现在普遍显示器的需求互相矛盾。美国专利2005/0077826中公开了使用一耐冲击膜的做法，利用贴覆于平面显示器的前方玻璃上，可避免该玻璃受到冲击而破损。

但是其缺点仍在于提供保护膜的作法仍可能遮挡到光学层的可视范围并影响显示器的图像质量，也可能增加显示器的非预期的厚度及重量，因此上述缺点均使得目前显示器在改善耐冲击能力这方面仍有极大的需求。

发明内容

本发明的一实施例提供一耐冲击薄片装置，包括一光学层、一电子层及一背板构件。光学层可见于显示器的正面(第一面)，而电子层可调控光学层和/或形成光学层的一连接接口。一可挠薄片构件包括上述的光学层与电子层，其具有一压力临界值及拉力临界值，当未达到压力临界值及拉力临界值时，光学层与电路层不会发生破损，而背板构件利用机械式接触的方式设置于可挠薄片构件的背面(第二面)，亦即与显示器的正面相反。

背板构件包括一可变形材料，具有一临界范围内的粘滞响应，此临界范围是由一来自装置正面的冲击造成的上述压力临界值及拉力临界值来定义，该临界范围的上极限定义为，受到冲击造成背板构件变形，其施加于可挠薄片构件上的压力要低于该压力临界；而下极限的定义则是，背板构件的变形量要保持在一最大变形量的范围内，以避免可挠薄片构件发生过度延展以超出其拉力临界，通过这样的做法，能够允许大部分的冲击能量通过背板构件的粘滞响应来消散。

关于粘滞响应，我们定义为一响应涉及应变率或其他复杂的形式，也就是指施加于背板构件的应力可能是相当于一应变的复杂函数再加上应变率。在一实施例中，背板构件具有一粘性η及一厚度d，且当粘性与厚度比(η/d)介于0.25MPa·s/m至5GPa·s/m时，该背板构件的粘滞响应于该临界范围内，如此一来，可挠薄片构件对于一般的冲击及应力可具有适当的耐冲击能力，这里的粘性是在室温及其他标准环境条件下所测量。