TWI503606B - 整合式光管及周邊框體 - Google Patents

Description

整合式光管及周邊框體

本發明是有關於消費性電子裝置，特別是有關於和薄型輪廓消費性電子裝置之顯示器的設計有關的方法及裝置。

自視覺的觀點來看，使用者常常會認為小巧圓滑設計的消費性電子裝置較具有美感上的吸引力。舉例來說，又輕又薄的可攜式電子裝置設計在消費者間較為受歡迎。在某些薄型裝置的設計中，該裝置有一側表面是專門做為顯示器的觀視部位，而其他的輸入/輸出組件則在與顯示器相反一側環繞著該裝置的側邊及/或背面設置。一般而言，顯示器是薄型輪廓的殼體包圍，而顯示控制器、主邏輯板、電池、以及其他的界面電路則全部包覆於該殼體內。

在薄型輪廓電子裝置中經常會使用背光顯示器。背光顯示器，例如液晶顯示器，可包含一顯示器玻璃組件，其具有多個元件，係可控制來改變該顯示器玻璃上的光線透射率。透過改變顯示器玻璃上的光線透射率，即可在背光顯示器上觀看不同的影像。

背光顯示器的設計目的之一是要在顯示器上自邊緣至中心處提供較為均勻的光學性質，例如均勻的照射亮度。例如，其不需要背光在顯示器上產生局部的明亮及黑暗區域，例如靠近邊緣處較暗，而靠近中心處較亮。顯示器上 的局部明亮及黑暗區域是不好的，因為顯示器所輸出之影像的對比位準會變化。影像對比位準的變化會造成原本能在較均勻亮度下觀看的影像的細節變成無法觀看。

照射亮度在顯示器上的分佈會因一個以上用以產生自該顯示器射出之光線的發光源的設置及來自發光源之光線在自該顯示器射出之前所行經的路徑而受到影響。舉例來說，光管可用以將來自鄰近顯示器邊緣的發光源的光線分散至顯示器的不同部位上，包括顯示器的另一側邊緣。光線在自顯示器射出之前所採取的路徑可包括自一個以上不同的表面上反射出來。除非該表面能夠正確設計，否則光線的反射會在顯示器上造成局部的明亮及黑暗區域，而後會扭曲所顯示的影像。

當消費性電子裝置及他們相關的顯示器堆疊變得更薄時，包含該顯示器堆疊在內的該裝置的彎曲現象會成為一項會影響到該顯示器光線發射出性能的因素。例如，使用者與一電子裝置互動的力量，例如透過一觸控螢幕界面，會使得顯示器內位於觸控螢幕下方的光管及相關的顯示器玻璃移動及/或變形。所造成的該光管的移動及變形會改變與該光管有關的光線路徑，進而改變其光線發射出的性能。當光管自一種形狀彎折成另一種形狀時，光管的光線發射出性能會被改變而會在輸出於顯示器上之影像上產生顯著的扭曲。

鑑於以上所述，其會需要有能夠克服與操作具有薄而小巧殼體之輕量型可攜式電子裝置相關之結構變形所致之 光學問題的顯示器組件，例如光管及其支撐結構。

廣義地說，本文中所揭露的實施例描述相當適合應用於消費性電子裝置上的結構性組件，例如膝上型電腦、行動電話、筆記型電腦、可攜式媒體播放裝置、以及平板電腦。詳細地說，在此所描述的結構性組件係用以克服設有薄型罩殼及相關薄型輪廓顯示器之輕重量消費性電子裝置之設計有關的強度及光學議題。同時也描述形成這些結構性組件的方法。

在一實施例中，消費性電子裝置可以是一具有相關之薄型輪廓顯示器總成的薄型輪廓可攜式電子裝置。該顯示器總成可以包含有與一光管形成為一體的一周邊框體。在一實施例中，光管及周邊框體可以大致上為矩形形狀，其中該周邊框體實質上是中空的，而可讓該光管設置於該周邊框體的內部部位內。

一片包含有例如液晶之類可變透射元件的顯示器玻璃，設置於該光管上方，而使其部份地位在周邊框體內並由其圍繞。該光管可建構成能將來自一個以上位在該光管一側邊緣的發光源，例如發光二極體(LED)，的光線分佈開。光管及圍繞的結構可以設計成能將光線沿著光管的長度傳遞而以相當均勻的方式來照亮顯示器玻璃的底部。一位於該電子裝置內的處理器被建構成能夠控制該顯示器玻璃內的透射元件，故而可配合由該光管所提供的光線來將 影像輸出於顯示器上觀看。

當顯示器總成薄型化時，該結構整體的剛性會減低。將光管及周邊框體整合成一體的優點在於可以增加該顯示器總成的剛性。剛性的增強可以減少電子裝置使用時與光管有關的變形。因此可以使用較薄的顯示器總成。光管變形會改變其光學特性，例如其光分佈的性質，並會使產生在顯示器玻璃上的影像出現扭曲的情形。將光管及周邊框體整合成一體的另一項好處是光管外側周邊邊緣與周邊框體內側邊間的間隙可以減至最小，甚至可以去除掉。去掉該間隙可以將與光管有關的不良光漏減至最小。

在特定的實施例中，周邊框體及光管可透過一共模製製程而形成為一體。例如，可以在該模製製程的第一步驟中先形成光管，而後在該模製製程的第二步驟再形成周邊框體，反之亦然。光管及周邊框體所用的材料可以選擇成能在共模製製程中，在周邊框體與光管互相接觸的區域內，於光管及周邊框體之間產生結合。用來形成光管及周邊框體的材料的熱膨脹係數可選擇成在電子裝置使用時在該形成為一體組件上產生的收縮及膨脹過程中，保持住共模製製程中所形成的結合。

在一實施例中，光管可由光學等級的透明材料形成，例如聚碳酸酯塑膠，而周邊框體可由另一種型式的塑膠材料形成，例如與光管相同材料族群的塑膠。在一特定的實施例中，周邊框體可由一種“黑色”，亦即較不具光反射性的材料形成。在另一實施例中，周邊框體的光反射性質 在整個組件內均不同。例如，周邊框體的一部份可以是“白色”，使其較具光反射性，而該周邊框體的另一部份則可是較不具反射性。

在特定的實施例中，光管可包含一混合區域，其中可將來自發光源的光線混合。該混合區域可以比該光管其他部份為厚。在一實施例中，光管的外側表面，例如光管中與顯示器玻璃底部相對的頂面，可以設有紋理(textured)。該紋理可用以讓自光管發射出去的光線較均勻的分佈。例如，光線穿過該紋理會被分散開而增進其均勻度。在其他的實施例中，光管的外側邊緣的形狀是設定成能在靠近於該外側邊緣處產生所需的光線反射型樣。光管外側邊緣的一部份可由周邊框體的內側邊緣部位圍繞並與之接觸。如前所述，在這些接觸區域內，周邊框體及光管可以互相結合在一起。

其他的觀點及優點可自下面的詳細說明，並配合舉例顯示出本發明原則的附圖而得知。

所述實施例將可自下面的詳細說明配合附圖而輕易理解，而在圖式中相同的參考編號代表相同的結構元件。

在下文的詳細說明中提出許多的特定細節，以提供對於所述實施例內含概念的完整理解。但是可以理解的，熟知此技術技術之人士當可知曉所述的這些實施例可以在省略這些特定細節之一部份或全部的情形下來實施。在其他 的例子中，已為人知的製程步驟將不會詳細說明，以避免對於下述的概念造成不必要的混淆。

供背光式顯示器使用的顯示器總成包含有一顯示器玻璃、一光管、以及一周邊框體。顯示器玻璃提供大量的可控制透射元件，例如液晶，可用以在顯示器玻璃上形成影像。為能觀看影像，其係使用一個以上光源來產生光線，其穿過顯示器玻璃的底面並向外朝向正在觀看形成於顯示器玻璃之影像的使用者。光管可用以將由一個以上光源所產生的光線傳遞通過顯示器玻璃的底面。周邊框體可用以將顯示器總成內與顯示器有關的其他組件支撐及/或對齊，例如顯示器玻璃及光管。顯示器玻璃及光管可由周邊框體部份包覆及/或完全圍繞之。

要減小電子裝置的厚度，其通常必須要減小該裝置內各種組件的厚度，例如顯示器，但同時仍能保有每一組件的功能性。減小顯示器總成的厚度通常需要將結構自該總成上移除，例如與周邊框體、顯示器玻璃、以及光管相關的結構，其等顯示器總成中較厚的組件。當顯示器總成的組件變薄後，該總成會喪失其結構剛性。結構剛性是很重要的，因為不必要的彎曲會影響到顯示器的光學性質，例如光管所產生之光線的分佈，而使得自顯示器輸出的影像品質劣化。結構剛性對於光學性質的影響會在下面的段落中針對數種顯示器總成設計來詳細說明。

在背光式顯示器總成的第一種設計中，周邊框體可形成為約略矩形的片體。該矩形片體可包含高突的邊緣，環 繞其周邊而形成一開放的矩形空腔。顯示器玻璃及光管的大小是可以套設於該開放矩形空腔內，而該空腔的邊緣則可讓顯示器玻璃與光管以一種堆疊架構互相對齊。在此例中，光管的位置是設置在顯示器玻璃與構成顯示器總成周邊框體之底面的矩形片體之間。因此，在此設計中，該顯示器總成包含一層與周邊框體有關的層、一層與光管有關的層、以及一層與顯示器玻璃有關的層。該周邊框體的底部部位可增加顯示器總成的剛性，並可有助於防止光管移動，因為光管是夾置於顯示器玻璃與周邊框體的底部部位之間。

在第二種設計中，減小顯示器總成厚度是將周邊框體的底層去除掉。因此，周邊框體是一中空矩形形狀的元件，其圍繞著顯示器玻璃及光管。當顯示器玻璃及光管設置在周邊框體內時，該周邊框體可有助於保持該二組件互相對齊。

在第一及第二種設計中，光管不能直接結合至周邊框體上，而是垂掛於顯示器玻璃上。其發現到，當顯示器總成及其相關的組件，例如顯示器玻璃及光管，變得愈來愈薄時，觸動位在顯示器玻璃上方之觸控螢幕界面會造成顯示器玻璃與光管移動及變形。光管的移動及/或變形會影響到其發光品質，而使得生成於光管上方之顯示器玻璃上的影像會變得扭曲。在第一種設計中，顯示器玻璃及光管向下的移動會受到限制，因為周邊框體包含有能限制光管向下移動的底部。但是，在第二種設計中，該向下的運動 則不會受到限制，因為周邊框體不再具有底部。

要減輕光管的移動及/或變形的一種方法是增加其剛性及/或限制其運動。增加光管剛性的一種方式是使其變厚。但是，由於設計的目的是要將顯示器厚度縮減至最小，增加管的厚度是不受歡迎的。如下文中將更詳細說明的，另一種方法是將光管結合至周邊框體上，以增加其剛性。藉由將周邊框體結合至光管上，光管的有效厚度及其剛性均會增加。但是，顯示器總成的的總厚度並不會增加，因為周邊框體已成為顯示器總成的一部份。此種設計類似於前面所描述的第一種設計，其中該周邊框體包含一底部，除了該周邊框體的底部現在是由光管所構成。

含有形成為一體的光管及周邊框體之薄輪廓顯示器的設計及其在可攜式電子裝置上的應用將配合第1A圖至第7C圖來說明。但是，熟知此技術者當可輕易地理解到，本文中配合這些圖式所做的詳細說明僅是供解釋的目的而已，並不應解釋為限制之用。具體地說，針對第1A圖及第1B圖，其將說明具有與周邊框體形成為一體之光管的顯示器總成的的頂視及側視圖。光管的細節則配合第2圖說明。顯示器玻璃及光管受到外力作用的剖面圖則配合第3圖來討論。在第4A圖及第4B圖中則將探討具有不同邊緣形狀的光管。該邊緣形狀會影響到光管發射出之光線的分佈。在第5A圖至第5C圖中將說明與周邊框體形成為一體的光管。用以產生形成為一體之光管及周邊框體的方法將針對第6圖來討論。最後再針對第7A圖、第7B圖、以 及第7C圖來說明其內可包含具有形成為一體光管及周邊框體之顯示器的可攜式電子裝置的例子。

第1A圖顯示出可攜式電子裝置用的顯示器總成100的頂視圖。顯示器總成100包含一顯示器玻璃106。顯示器玻璃106可包含多個具有可變透射率的可控制元件，例如液晶。一處理器及一顯示控制器，結合至顯示器玻璃上，亦建構成能控制該元件每一者的透射率，而在顯示器玻璃上形成影像。一光管104可設置於顯示器玻璃106下方，以使得所形成的影像能被觀視到。

光管104被建構成能傳遞自一個以上發光元件，例如108，上發射出來的光線101。在特定的實施例中，該發光元件可以是一個以上發光二極體(LED)或一螢光燈泡。在第1A圖的實施例中，該發光元件是位在光管104的一側末端處，而光線會傳遞至光管的另一側末端，在該處一部份的光線會向上傳遞通過顯示器玻璃106的底部。在其他的實施例中，該發光元件108可以不同的方式配置。例如，發光元件可以位在光管的二側末端。在另一例子中，該發光元件可以位在光管101較長側邊之一者上，而不是較短側邊之一者。在另外的例子中，該發光元件中的一個以上可以設置在光管下方。

光管106可以建構成能傳遞自發光元件108發射出的光線101，而以大致上均勻的亮度來照亮顯示器玻璃106。該大致上均勻的亮度可讓形成於顯示器玻璃106的影像能在其所需的對比位準下被觀視到，亦即可在由該影像之 性質所決定的該影像之一部份相對於該影像另一部份的相對亮度下觀視。如果光管104所產生的亮度位準不均勻，則影像的對比位準是由影像性質及光管亮度位準的變異二者來決定的。如果光線101的亮度位準的變異在光管104中是很顯著，則形成於顯示器玻璃106上的影像就會出現扭曲。

周邊框體102圍繞著顯示器玻璃106。顯示器玻璃106的大小是能套設於周邊框體102內。當組合於周邊框體內的定位上時，顯示器玻璃106將能正確地對齊於其他的顯示器總成組件，例如光管104，並保持於定位上。周邊框體102可用以將顯示器總成100固定於一電子裝置的外殼內(例如參見第7A圖至第7B圖)。

周邊框體102及光管104可以某種方式互相固定在一起。在一實施例中，光管104及周邊框體102係分別形成，而後再此某種方式接著及/或結合在一起。在另一實施例中，其將更詳細地說明於後，周邊框體102及光管104係採用共模製製程(Co-Molding Process)而形成為一體。

第1B圖顯示出可攜式電子裝置用的顯示器總成100的側視圖。顯示器玻璃106的大小係可套設於周邊框體內而由周邊框體圍繞。顯示器玻璃106的高度可以延伸至周邊框體102的高度上方。在其他的實施例中，周邊框體102則延伸至顯示器玻璃106的高度上方。顯示器玻璃106可包含多個透射元件112。如前所述，該元件112每 一者的透射率均由一處理器及/或一顯示控制器控制，以在顯示器上產生可觀視的影像。

一偏光器110設置於顯示器玻璃106的頂部。在安裝顯示器總成100時，一外蓋玻璃及一觸控螢幕(每一者均未顯)可設置於該偏光器110及顯示器玻璃106上方。一光管104設置於顯示器玻璃106下方。光管104被建構成能將光線傳送通過顯示器玻璃底部，並自顯示器玻璃106的頂部射出。傳送通過光管的光線可讓影像形成在使用透射元件112的顯示器玻璃106上，以供被觀視。

周邊框體102可部份圍繞並接觸光管。在周邊框體102與及光管104互相接觸的區域內，周邊框體102與光管104係互相結合在一起。例如，周邊框體102及光管104可在共模製製程中互相結合成在一起(例如參見第6圖)。

一反射層113可位於光管104下方。反射層113可建構成能將自光管104發射出的光線沿著向下方向反射回光管。在一實施例中，一反射層113可透過黏著劑，例如105，結合至周邊框體102及/或光管104上。在另一實施例中，一反射性塗層，例如反射漆，可施用至光管底部上來形成該反射層113。

第2圖顯示出一光管104及發光源115的外觀圖。發光源115可發射出光子120。光管104可包含一較厚部位，其係做為一混合區域116。在混合區域內，來自多個發光源的光線，例如不同的LED，會互相混合在一起。離開 混合區域116後的光線在亮度上會比進入混合區域前的光線更為均勻。

光線在離開混合區域116後，會朝向光管104的另一側末端行進而通過光管。由側邊及底部離開光管104的光線會依圍繞著光管的材料而定，被反射及/或吸收。例如，如前面配合第1B圖所描述的，一反射層可位於光管104下方，其係設計用來將離開光管底部的光線反射回到光管。除了通過光管頂部離者以外，離開光管104的光線可降低光管上方之顯示器玻璃的最大亮度。因此，通常會需要將通過光管側邊及底部的光損耗減至最少。

在針對第5A圖及5C圖做較詳細說明的實施例中，圍繞著光管104的周邊框體的材料可以是較具有光學吸收性，例如黑色材料。因此，穿過光管104側邊的光線會被周邊框體吸收，而防止光線滲漏進入圍繞著光管104的裝置內部。在光管及周邊框體並未形成為一體的其他設計中，周邊框體可能必須要使用較具光學反射性的材料，因為漏出光管側邊的光漏可能會太大。使用較具光學反射性材料來做周邊框體的缺點是光線可能散射至內部殼體的其他不想要光線的部位內。

在本文所描述的實施例中，光管104，其係與周邊框體形成為一體的，可以比其他周邊框體與光管未形成為一體的設計為薄。當光管104變薄時，光管側邊流失的損耗將會減低，因為該側邊的表面積會減小。此外，在本文所描述的實施例中，光管104的側邊可以結合於周邊框體， 因此在與光管及周邊框體是個別形成的設計相比較下，光管與周邊框體間的間隙可以減至最小。光管與周邊框體間之間隙的最小化亦可減少光漏。來自較薄而較緊密結合之光管的較小光漏可使其可以使用黑色材料來做為周邊框體。在某些例子中可能會因裝飾目的而採用黑色材料。

光管104可以建構成讓大部份的光線自光管頂面離開。離開頂面的光線會進入顯示器玻璃106的底部，以照亮形成在顯示器106上的影像。光管104的頂面可具有紋理。該紋理可以設計成能在光線離開光管後將其均勻地擴散，並將光管頂面上的光線亮度的變異減至最小。在另一實施例中，一具有擴散性質的層可設置於光管104與顯示器玻璃106之間。

第3圖顯示出顯示器玻璃106以及與周邊框體形成為一體之光管104在受到變形及未受到變形的情形下的剖面圖。在第3圖的上半部，光管104、顯示器玻璃106、及周邊框體102是大致上平直，而來自該光管的光線會產生第一光圖型122。在第3圖的下半部，一外力作用於該顯示器總成上。例如，外力可因使用者與設置在該玻璃上的觸控螢幕進行互動而施用。施加該外力126會造成光管104稍微變形，這會稍微改變自光管104發射出的光圖型124。

由於光管104是固著於周邊框體上，因此該外力126會分散至整個光管，並進入周邊框體內。在與外力126未擴散開的情形相比較，外力126的此種擴散開的情形可減 低特定區域內的彎曲情形。因此，雖然來自光管的光圖型124會因光管104的變形而稍微改變，但此種設計可以確保變形小到其對於顯示出之影像的影響是被視為可接受的。

第4A圖至第4B圖顯示出光管140及142的頂視圖。光管140及142分別具有側邊130a、130b、130c、及130d，以及側邊132a、132b、132c、及132d。該光管的每一側邊均具有一邊緣式樣。例如，在光管140中，側邊130a具有邊緣式樣131a，側邊130b具有邊緣式樣131b，側邊130c具有邊緣式樣131c，而側邊130d具有邊緣式樣131d。此外，在光管142中，側邊132a具有邊緣式樣133a，側邊132b具有邊緣式樣133b，側邊132c具有邊緣式樣133c，而側邊132d具有邊緣式樣133d。

每一光管的邊緣式樣可選取為能夠影響到來自光管的光分佈。例如，該邊緣的形狀是構成為能夠在靠近光管的該邊緣產生較均勻的光分佈。這些邊緣式樣可環繞每一光管，例如140及142，的側邊變化，也可以隨著不同的光管設計而變化。例如，光管142之側邊132a的邊緣式樣133a不同於側邊133c上的的邊緣式樣133c。邊緣式樣133a包含有比邊緣式樣133c更多的凸塊。另一個例子，光管140之側邊130b的邊緣式樣131b不同於光管142之側邊132b的邊緣式樣133b。邊緣式樣131b包含有邊緣式樣133b更多但更小的凸塊。

在其他的實施例中，邊緣式樣可沿著一側邊，例如 131b及131d，的長度變化。舉例來說，如果光源靠近於光管140的側邊131c，則側邊131b及131d上的邊緣式樣可隨著距光源之距離的增加而改變。模擬作業，例如包含光跡追蹤的模擬作業，可施用於光線自鄰近於光管之光源發射出的情形。光線通過光管時的光線的反射及吸收可模型化。基於模擬結果可以預測光線離開光管頂面的強度，包括光分佈的相對均勻度。光線的反射及吸收可包括對於通過光管底部及側邊之光線的反射及吸收的模型。基於這些模擬的結果，邊緣式樣可以被形塑成為能夠產生穿過光管頂面之較均勻的分佈。

第5A圖至第5C圖顯示出根據所述實施例之形成為一體的光管及周邊框體的頂視圖。在一實施例中，周邊框體可與光管一起共模製。首先，光管先模製，例如以注射模製製程的第一次射出為之，接著周邊框體再模製於光管的頂部，例如以注射模製製程的第二次射出為之。在其他的實施例中，周邊框體可先於模製程序成型，接著光管再成型。在再另外的實施例中，光管及周邊框體是分別成型，而後再模製一起。

光管及周邊框體的材料可以不同。例如，光管可由光學等級的透明材料製做，例如聚碳酸酯塑膠，而周邊框體則由不透明材料製做，例如吸收性光學黑色材料。光管及周邊框體的材料性質可以選擇成能夠讓光管及周邊框體可以在注射模製製程中結合在一起。在其他的實施例中，光管及周邊框體可以分別形成。接著再使用接著劑將光管結 合至周邊框上。

在第5A圖及第5B圖中顯示出共模製之光管及周邊框體180及181的頂視圖。在這兩個例子中，周邊框體150及152形成於前面配合第4A圖所描述的光管140上。周邊框體150及152尺寸是可以改變的，以配合於所形成之組件強度及光學性質有關於設計標的。例如，周邊框體150內側邊緣156a與外側邊緣156b間之距離是小於周邊框體的內側邊緣154a及外側邊緣154b間的距離。因此，周邊框體152會比周邊框體150堅硬。

另一個例子，在第5A圖中，周邊框體150的尺寸是選擇成可讓周邊框體150完全填滿光管140側邊上的每一凸塊間的空間。在第5B圖中，周邊框體152的尺寸是選擇成讓周邊框體152與光管140之間在該凸塊間的空間內存在著一間隙156。該間隙156可用以改變光管的光學特性，例如改變光管發射出之光線在靠近邊緣處的分佈。

在第5C圖中顯示出，光管與框體182共模製的另一實施例。在一實施例中，周邊框體182的光學特性是設為固定的。例如，周邊框體可以由相當具有吸收性，而因之為光學黑色的單一材料形成。在另一實施例中，如第5C圖所示，周邊框體的光學性質可穿過周邊框體的表面變化。如所示，與該框體的其餘部份相比對下，周邊框體160的光學性質在內側邊緣162a及162b之間的區域內是不同的。例如，周邊框體160的某一部份可以比該周邊框體的另一部份更較具吸收性，亦即更黑。周邊框體的光學性質 可以變化，以供改善穿透顯示器玻璃之光線的光分佈，因為離開光管側邊的光線會依圍繞著的周邊框體的光學性質而被吸收、反射、以及散射開。

在一實施例中，具有不固定光學性質的周邊框體可藉由在常用的塑膠內摻雜能改變其光學性質的材料來形成，亦即改變其反射性及吸收性。接著該摻雜過的塑膠再射入一模具內，其中在該模具內該周邊框體的第一位置處是射入具有第一摻雜物位準的塑膠，而在該模具內該周邊框體的第二位置處則射入具有第二摻雜物位準的塑膠。注射具有不同摻雜物位準的塑膠可以成為在不同位置處具有不同光學性質的周邊框體，例如182。

第6圖是製造具有形成為一體的光管及周邊框體之可攜式電子裝置的方法200的流程圖。在202中，先決定光管及周邊框體材料的性質。光管通常是由光學等級透明材料所形成，例如聚酸碳酯塑膠。該塑膠可選取成與例如注射模製之類的形成程序相容。

如果周邊框體及光管共模製製成的，例如以雙注射注射模製製程，則選用做為周邊框體的材料可選擇成能讓周邊框體與周邊框體在成型的過程中互相結合而不需要提供另外的黏著劑。如果周邊框體及光管是個別形成而後再結合在一起，則可以選用與光管及周邊框體的材料相容的黏著劑。周邊框體及光管的熱膨脹係數是選擇成不會讓周邊框體與光管間的任何結合因該材料間不同的熱膨脹率之故而破裂，且不會產生不良的彎曲。

周邊框體可以選用不同的光學性質來滿足於與光管相關的照明目的，以達成穿過靠近於邊緣之光管頂面的光分佈。在一實施例中，為達成靠近光管邊緣處的光分佈，周邊框體的反射性能可以自較具反射性的光學白色材料改變成較具吸收性的光學黑色材料。周邊框體的光學性質在其表面上可以是大致上均勻的。例如，周邊框體可以由通常會吸收光線的黑色材料來製做。在另一實施例中，周邊框體的光學性質可依個別部位而不同。例如，周邊框體的二側側邊可由較反射性的材料(例如光學白色)所形成，而其他的側邊則由較吸收性的材料(例如光學黑色)形成。

再者，周邊框體可以由二種具有不同折射率的材料來形成。第一例，周邊框體的第一部位可由具有第一折射率的材料形成，而周邊框體的第二部位則由具有第二折射率的材料形成。在二種材料的邊界處會因折射率的差異而發生光線的反射，例如當光線自第一材料進入第二材料。

在204中選取框體及光管的尺寸，以滿足強度及包裝的需求。包裝需求之一例是顯示器的整體厚度。強度需求之一例是在外力施加至顯示器上時，例如使用者透過設置在顯示器上方之觸控螢幕界面輸入資訊時的外力，需將光管的移動量限制低於一臨限值。該包裝及強度需求會影響例如光管的厚度及周邊框體的高度及厚度等參數。這些參數會互相影響。因此，要透過調整這些參數的組合來取捨，例如增加周邊框體的高度而同時減低光管的厚度，反之亦然。

在206，決定光管邊緣形狀。光管邊緣的形狀會影響到光線在光管頂面上的分佈，特別是靠近於光管邊緣處光分佈。如前所述，其需要能夠提供穿過光管頂面之大致上均勻的亮度。在多種的實施例中，穿過光管頂面的亮度分佈可以用程式來模擬，例如光跡追蹤程式，其可模擬光線的分佈，包含其在進入光管時的方向分佈。接著，當光線通過光管並且被各個表面散射、反射、及/或吸收時，以一個接著一個光子為基準的模擬作業來追蹤進入光管內的光線，直到其離開光管。離開光管頂面的光分佈可根據該模擬作業來估算，包括光管邊緣式樣對於穿過該頂面的光分佈的影響。依據該模擬作業，可以對光管的邊緣式樣調整，以改善穿過其頂面上光分佈的均勻度。

在208中形成光管及周邊框體組件。在一實施例中，光管及周邊框體可以分別形成。例如，光管及周邊框體可以透過使用二個個別的模製或加工程序來形成。接著，可以利用黏著劑將光管及周邊框體結合在一起，例如環氧樹脂。

在另一實施例中，光管及周邊框體可以利用一共模製製程形成為一體。例如，在注射模製製程的第一次注射時可形成光管，接著在注射模製製程的第二次注射中將周邊框體耦接至光管。光管及周邊框體的材料可以選取為能在模製製程中讓光管及周邊框體間形成結合。例如，當周邊框體的材料射出於光管上時，光管的表面與融熔的周邊框體相接觸而稍微熔化，而周邊框體及光管的材料可互相混 合而將此二組件結合在一起。

在210中形成包含有形成為一體的光管及周邊框體組件的顯示器模組。該組合程序包含但不限於一次或多次將發光源耦接至光管上、在光管下方加設一反射層、將顯示器玻璃置入由周邊框體及光管所形成的空腔內或將一偏光層設置於該顯示器玻璃上。在一實施例中，可將一擴散層設置於光管與顯示器玻璃之間。在另一實施例中，光管頂面可設有紋理，以構成一擴散層。在212中組合好的顯示器模組即可安裝於一電子裝置內。

第7A圖及第7B圖顯示出根據所述實施例之可攜式電腦裝置400的頂視及底視圖。該可攜式電腦裝置及其相關的形式因子(form factor)僅是提供做為示範之用而已，並非以限制該用形成為一體的光管及周邊框體所能應用的裝置的類型。該可攜式電腦裝置係適合使用者用手握持。一外蓋玻璃406及一顯示器404設置於外殼402的一開口408內。顯示器404可包含有前面配合第1A圖至第6圖描述的形成為一體光管及周邊框體，設置於該裝置400的內部。

外蓋玻璃可包含一供輸入機構用的開口，例如輸入按鈕414。在一實施例中，輸入按鈕414可用以將該可攜式電腦裝置返回至某一特定的狀態，例如起始狀態。一觸控螢幕界面可聯結至顯示器404。觸控螢幕界面亦可用以控制該可攜式裝置的狀態，並對於各種在該可攜式裝置上執行的應用程序提供輸入。

其他的輸入/輸出機構亦可繞著外殼402之周邊配置。例如，一電源開關，如410，可設置在該外殼的頂側邊緣，而一音量開關，如412，可沿著外殼的一側邊緣設置。一用以連接耳機或其他聲訊裝置的音頻插座416及一數據/電力連接器界面係設置於該外殼的底部邊緣。外殼400亦可包含供一攝影機415使用的孔洞，用以接收視訊數據。

第7C圖是根據所述實施例之電子裝置500的方塊圖。電子裝置500可包含一處理器502，其係有關於可以控制電子裝置500整體作業的微處理器或控制器。處理器502可自配合第7A圖及第7B圖所描述的各種輸入機構中接數控制信號。根據所接收到的控制信號，處理器502可根據該信號來操控該裝置500。

在一實施例中，電子裝置500可建構成能做為一媒體播放裝置。在其他的實施例中，電子裝置500能操作進行其他型式的功能，例如行動電話、網路設施、視訊播放器、視訊記錄器、遊戲播放器、以及聲音記錄器。一般而言，電子裝置500可依由該電子裝置儲存並執行的應用程式而定，而提供許多種不同的功能。

在媒體播放裝置模式中，電子裝置500可將與媒體物件有關的媒體數據儲存於一檔案系統504及一快取記憶體506內。該檔案系統504通常可以是一儲存碟片或多個碟片或固態儲存裝置，例如快閃記憶體。該檔案系統可提供媒體播放裝置500高容量的儲存容量。再者，由於檔案系 統504的存取時間可能相當的慢，因此媒體播放裝置500也可包含一快取記憶體506，以縮減記憶體的存取時間。快取記憶體506可以是例如由半導體記憶體所構成的隨機存取記憶體(RAM)。

電子裝置500亦可包含一使用者輸入裝置408，可以讓該電子裝置500的使用者與該電子裝置500互動。使用者輸入裝置508可以有多種的型式，例如按鍵、鍵盤、刻度盤等等。再另外，該電子裝置可包含一顯示器510(螢幕顯示裝置)，其可由處理器502控制來顯示資訊給使用者。如前所述，顯示器可包含有形成為一體的光管及周邊框體。一數據匯流排111可有助於至少在檔案系統504、快取記憶體506、處理器502、以及CODEC 512間的數據傳遞。

在一實施例中，電子裝置500可儲存複數媒體物件(例如歌曲、視訊檔案、以及播客(Podcast))於檔案系統504內。在啟動該電子裝置內的媒體播放裝置應用程式後，當使用者想要讓該媒體播放裝置播放特定的媒體物件，在顯示器510即可顯示出可用的媒體物件的清單。接著，透過使用使用者輸入裝置508，使用者可以選取該可用媒體物件中的一者。處理器502在接收到對於一特定媒體物件的選取後，即可將該特定媒體物件的媒體數據供給至一編碼/解碼器(CODEC)512。該CODEC 512即可接著產生供揚聲器514用的類比輸出信號。對於以視訊為基礎的媒體物件，一視訊CODEC可用來輸出視訊影像至顯示器 510。揚聲器514可以是內建於媒體播放裝置500或設置於媒體播放裝置100外部的揚聲器。例如，連接至媒體播放裝置500上的耳機或聽筒即可視為外部揚聲器。

前述實施例的各種觀點、實施例、實作、或特點均可個別使用或以任何組合來使用。前述實施例的各種觀點可由軟體、硬體、或硬體及軟體的組合來實施。前述實施例亦可實施為電腦可讀取媒體上的電腦可讀取碼，用以控制製程作業，或為一電腦可讀取媒體上的電腦可讀取碼，用以控制製造生產線。該電腦可讀取媒體是任何數據儲存裝置，其可儲存稍微要由一電腦系統讀取的數據。電腦可讀取媒體包含唯讀記憶體、隨機存取記憶體、CD-ROM、DVD、碟帶、以及光學數據儲存裝置。該電腦可讀取媒體亦可分散於由網路連接的電腦系統內，因此該電腦可讀取碼係以一種分散式的方式來儲存並執行。

本發明的多種特點及優點可以書面說明中得知，因此下附的申請專利範圍是意欲涵蓋本發明的所有的特點及優點。再者，由於多種的改良及變化可為熟知此技術者輕易得知，本發明並不應侷限於與所示及所述完全一樣的結構及作業。因此，所有適當的修改及等效者均應視為包含於本發明的範疇內。

100‧‧‧顯示器總成

101‧‧‧光線

102‧‧‧周邊框體

104‧‧‧光管

105‧‧‧黏著劑

106‧‧‧顯示器玻璃

108‧‧‧發光元件

110‧‧‧偏光器

112‧‧‧透射元件

113‧‧‧反射層

115‧‧‧發光源

116‧‧‧混合區域

120‧‧‧光子

122‧‧‧第一光圖型

124‧‧‧光圖型

126‧‧‧外力

130a‧‧‧側邊

130b‧‧‧側邊

130c‧‧‧側邊

130d‧‧‧側邊

131a‧‧‧邊緣式樣

131b‧‧‧邊緣式樣

131c‧‧‧邊緣式樣

131d‧‧‧邊緣式樣

132a‧‧‧側邊

132b‧‧‧側邊

132c‧‧‧側邊

132d‧‧‧側邊

133a‧‧‧邊緣式樣

133b‧‧‧邊緣式樣

133c‧‧‧邊緣式樣

133d‧‧‧邊緣式樣

140‧‧‧光管

142‧‧‧光管

150‧‧‧周邊框體

152‧‧‧周邊框體

154a‧‧‧內側邊緣

154b‧‧‧外側邊緣

156‧‧‧間隙

156a‧‧‧內側邊緣

156b‧‧‧外側邊緣

160‧‧‧周邊框體

162a‧‧‧內側邊緣

162b‧‧‧內側邊緣

182‧‧‧周邊框體

200‧‧‧方法

202‧‧‧步驟

204‧‧‧步驟

206‧‧‧步驟

208‧‧‧步驟

210‧‧‧步驟

212‧‧‧步驟

400‧‧‧可攜式電腦裝置

402‧‧‧外殼

404‧‧‧顯示器

406‧‧‧外蓋玻璃

408‧‧‧開口

410‧‧‧電源開關

412‧‧‧音量開關

414‧‧‧輸入按鈕

415‧‧‧攝影機

416‧‧‧音頻插座

500‧‧‧電子裝置

502‧‧‧處理器

504‧‧‧檔案系統

506‧‧‧快取記憶體

508‧‧‧使用者輸入裝置

510‧‧‧顯示器

512‧‧‧編碼/解碼器

514‧‧‧揚聲器

第1A圖顯示出根據所述實施例之供應用於可攜式電子裝置上的顯示器總成的頂視圖。

第1B圖顯示出根據所述實施例之供應用於可攜式電子裝置上的顯示器總成的側視圖。

第2圖顯示出根據所述實施例的光管的立體圖。

第3圖顯示出根據所述實施例的顯示器玻璃及光管在有及無變形情形下的剖面圖。

第4A圖至第4B圖顯示出根據所述實施例的光管的頂視圖。

第5A圖至第5C圖顯示出根據所述實施例的形成為一體光管及周邊框體的頂視圖。

第6圖是用以形成根據所述實施例之具有形成為一體光管及周邊框體的可攜式電子裝置的方法的流程圖。

第7A圖顯示出根據所述實施例之可攜式電子裝置的頂視圖。

第7B圖顯示出根據所述實施例之可攜式電子裝置的底視圖。

第7C圖顯示出根據所述實施例之可攜式電子裝置的方塊圖。

102‧‧‧周邊框體

104‧‧‧光管

105‧‧‧黏著劑

106‧‧‧顯示器玻璃

110‧‧‧偏光器

112‧‧‧透射元件

113‧‧‧反射層

Claims (25)

1. 一種顯示器總成，包含：一顯示器玻璃，包含複數可變透射元件，其中該等可變透射元件經組態以在該顯示器玻璃上形成一或多個影像；一光管，由一透明光學等級材料所形成，其中該光管經組態以產生穿過該光管之一頂面之實質上均勻的光線分佈，以照亮該顯示器玻璃的一底面，其中該光管經組態以接收來自一或多個沿著該光管之一邊緣而設置的發光源用於分佈之光線；以及一周邊框體，直接地結合於鄰近於該光管之該外側邊緣的表面區域內之該光管，其中該周邊框體經組態以延伸於該光管的該頂面上方，而形成該周邊框體之一開放空腔，且其中該開放空腔經組態以接收該顯示器玻璃，且其中該周邊框體係經由該開放空腔直接地耦合至該顯示器玻璃，且其中該周邊框體和該光管以共模製製程形成為一體並互相結合在一起，該光管與該周邊框體間的結合增加該光管的剛性。
2. 如申請專利範圍第1項之顯示器總成，其中該光管及該周邊框體是由二種不同塑膠材料形成，該塑膠材料被選擇成可在該共模製製程期間互相結合。
3. 如申請專利範圍第1項之顯示器總成，其中該周邊框體繞著該光管的側邊邊緣延伸並延伸至該光管的該頂面上，形成一實質上呈矩形而圍繞著該顯示器玻璃的區域，其中該周邊框體沿著該側邊邊緣和該頂面結合於該光管上。
4. 如申請專利範圍第1項之顯示器總成，其中該光管的一或多個側邊邊緣的輪廓可影響鄰近於該等邊緣之該光管表面的頂部上之光線的分佈。
5. 如申請專利範圍第1項之顯示器總成，其中該周邊框體是由一光學相對黑的材料形成。
6. 如申請專利範圍第1項之顯示器總成，其中該周邊框體包含一第一部份，其折射率是不同於第二部份。
7. 如申請專利範圍第1項之顯示器總成，其中該光管是形成於注射模製製程的第一次射出中，而該周邊框體則是形成於一注射模製製程的第二次射出中。
8. 如申請專利範圍第1項之顯示器總成，其中該顯示器玻璃係設置於該光管的該頂面上。
9. 如申請專利範圍第1項之顯示器總成，其中該周邊框體之該開放空腔包含複數突起(raised)邊緣，其中該等突起邊緣係經組態以對準該顯示器玻璃且該光管處於一實質上堆疊組態。
10. 一種顯示器，包含：一顯示器玻璃，包含複數可變透射元件，其中該可變透射元件經組態以在該顯示器玻璃上形成影像；一光管，設置於該顯示器玻璃下方，由透明光學等級材料形成，該光管經組態以產生穿過該光管之一頂面之實質上均勻的光線分佈，以傳送光線至該顯示器玻璃的底面上，而照亮形成於該顯示器玻璃上的該影像；一或多個發光源，沿著該光管的邊緣而設置，以產生 穿過該光管的該頂面而分佈的該光線；以及一周邊框體，係直接地結合於在鄰近於該光管之該等外側邊緣的表面區域內之該光管，該周邊框體延伸於該光管的該頂面上方，從而形成該周邊框體之一實質上為矩形的空腔，其中該實質上為矩形的空腔經組態以接收該顯示器玻璃，且其中該周邊框體係經由該實質上為矩形的空腔直接地耦合至該顯示器玻璃，且其中該周邊框體及該光管係互相結合，以增加該光管的剛性。
11. 如申請專利範圍第10項之顯示器，其中該光管和該周邊框體在一共模製製程期間形成為一體並互相結合在一起。
12. 如申請專利範圍第10項之顯示器，其中該光管和周邊框體是分別形成，然後結合在一起。
13. 如申請專利範圍第10項之顯示器，進一步包含：一偏光器，設置於該顯示器玻璃上方。
14. 如申請專利範圍第10項之顯示器，進一步包含：一反射層，設置於該光管下方，並經組態以向上反射將離開該光管之一底面的光線。
15. 如申請專利範圍第10項之顯示器，其中該光管的該頂面具有紋理，可擴散將離開該光管之該頂面的光線。
16. 一種電子裝置，包含：一顯示器，包含：一顯示器玻璃，包含複數可變透射元件，該可變透射元件受到控制以在該顯示器玻璃上形成影像； 一光管，設置於該顯示器玻璃下方，由透明光學等級材料形成，該光管被建構成產生穿過該光管頂面之實質上均勻的光線分佈，以傳送光線至該顯示器玻璃的底面上，而照亮形成於該顯示器玻璃上的該影像；複數發光二極體，沿著該光管的邊緣而設置，以產生穿過該光管的該頂面而分佈之該光線；及一周邊框體，直接地結合於鄰近於該光管之該外側邊緣的表面區域內之該光管，該周邊框體延伸於該光管的該頂面上方，從而形成該周邊框體之一實質上矩形的空腔，其中該實質上矩形的空腔經組態以接收該顯示器玻璃，且其中該周邊框體係經由該實質上矩形的空腔直接地耦合至該顯示器玻璃，且其中該周邊框體及該光管互相結合，以增加該光管的剛性；一處理器，耦接至該顯示器，以控制形成於該顯示器玻璃上的該影像；以及一電池，耦接至該處理器和該顯示器。
17. 如申請專利範圍第16項之電子裝置，其中該光管包含一混合區域，用以混合由該複數發光二極體所產生的該光線。
18. 如申請專利範圍第16項之電子裝置，其中該光管及該周邊框體係形成為一體。
19. 如申請專利範圍第16項之電子裝置，其中該光管和該周邊框體分別形成，然後以接著劑互相結合。
20. 如申請專利範圍第16項之電子裝置，其中透射元 件包含液晶。
21. 如申請專利範圍第16項之電子裝置，其中該周邊框體包含一第一部份，實質上為光反射性和第二部份，實質上為光吸收性。
22. 如申請專利範圍第16項之電子裝置，其中該周邊框體包含該顯示器玻璃及該光管，該周邊框體經組態以套設(fit)於該電子裝置之一外殼內。
23. 一種製造一顯示器的方法，包含：提供包括複數可受控制的透射元件之一顯示器玻璃，其中該顯示器玻璃經組態以顯示影像；針對一光管提供一光學等級的透明材料；針對一周邊框體提供一材料，包括該材料的光學性質；形成該光管，該光管被建構成可將來自一個以上發光源的光線傳遞通過該光管的頂面；形成該周邊框體；將該周邊框體接合至該光管，其中該周邊框體和該光管接合成可形成該周邊框體之一約略呈矩形的空腔，其中該矩形的空腔係經組態以接收該顯示器玻璃，其中該周邊框體係經由該約略呈矩形的空腔直接地耦合至該顯示器玻璃，且其中該光管被建構成可將光線傳遞通過該顯示器玻璃以照亮顯示於該顯示器玻璃上的該影像；以及於該光管下方提供一反射層。
24. 如申請專利範圍第23項之方法，其中該光管和該周邊框體是在共模製製程期間形成並互相接合。
25. 如申請專利範圍第24項之方法，其中該光管是在注射模製製程的第一次射出中形成，而該周邊框體則是在該注射模製製程的第二次射出中形成並接合至該光管。