TWI718739B

TWI718739B - 光學配件

Info

Publication number: TWI718739B
Application number: TW108139428A
Authority: TW
Inventors: 陳煜東; 陳俊榮
Original assignee: 恆顥科技股份有限公司
Priority date: 2019-10-31
Filing date: 2019-10-31
Publication date: 2021-02-11
Also published as: TW202119062A

Abstract

一種光學配件，用以設置於一顯示裝置的一顯示面。光學配件包括一光學膜堆以及至少一電極元件。光學膜堆包括不同折射率的多個光學膜以及至少一光學調控膜。至少一電極元件對應電性連接於至少一光學調控膜，其中光學膜堆對一環境光的反射率小於或等於1%，至少一光學調控膜適於藉由被施加電壓而提高對環境光的反射率大於或等於1%。

Description

光學配件

本發明是有關於一種光學裝置，且特別是有關於一種光學配件。

一般而言，電子屏幕（例如計算機監視器、機器人、智能電話或平板電腦等）的表面往往會塗佈抗反射層，以減輕環境亮光引起的反射而降低可見度。在具體的作法上，可在透明基板與空氣之間塗佈單層或多層材料以降低玻璃與空氣之間的介面產生反射。

然而，在一般的電子屏幕中，所塗佈之抗反射層為被動式的光學功能層。換句話說無法進一步藉由控制產生其他種類光學效果。若能改為主動式的光學功能層，則可使電子屏幕在被觀賞時提供更多用途，例如是變色或防窺等保密功能。因此，如何將被動式的光學功能層設計為主動式的光學功能層，以產生其他種類的光學效果，是本領域需致力於行的。

本發明提供一種光學配件，可在不同的情境下切換抗反射的功能或非抗反射的功能以達到良好的光學顯示效果或防窺效果。

本發明的一實施例提供一種光學配件，用以設置於一顯示裝置的一顯示面。光學配件包括一光學膜堆以及至少一電極元件。光學膜堆包括不同折射率的多個光學膜以及至少一光學調控膜。至少一電極元件對應電性連接於至少一光學調控膜，其中光學膜堆對一環境光的反射率小於或等於1%，至少一光學調控膜適於藉由被施加電壓而提高對環境光的反射率大於或等於1%。

在本發明的一實施例中，上述的至少一光學調控膜是藉由改變折射率或消光係數而提高對環境光的反射率。

在本發明的一實施例中，上述的至少一光學調控膜的數量與至少一電極元件的數量相同。

在本發明的一實施例中，上述的至少一光學調控膜的數量與至少一電極元件的數量皆為一個。

在本發明的一實施例中，上述的至少一光學調控膜的至少其中之一位於光學膜與顯示面之間。

在本發明的一實施例中，上述的光學膜包括交錯堆疊的至少一第一光學膜及至少一第二光學膜，至少一第一光學膜的折射率大於至少一第二光學膜。

在本發明的一實施例中，上述的至少一光學調控膜的材料與至少一第一光學膜的材料相同。

在本發明的一實施例中，上述的電極元件分佈於顯示裝置的邊緣處。

在本發明的一實施例中，上述的電極元件分佈位置對應於顯示裝置中多個顯示畫素位置。

在本發明的一實施例中，上述的光學配件可拆卸地設置在顯示裝置上。

基於上述，在本發明的光學配件中，光學配件的光學膜堆由不同折射率的多個光學膜以及至少一光學調控膜所構成。因此，可在一般情況下產生抗反射的功能，進而使顯示裝置達到良好光學顯示效果。而光學調控膜可藉由操控電極元件的控制改變折射率及消光係數。如此一來，可在不同的情境下切換抗反射的功能或非抗反射的功能，進而達到良好光學顯示效果或防窺效果。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1本發明一實施例的光學配件設置於顯示裝置的顯示面上的示意圖。請參考圖1。本實施例提供一種光學配件100，用以設置於一顯示裝置10的一顯示面S。光學配件100例如是直接製作在顯示裝置10的顯示面S上，或者是可拆卸地設置在顯示裝置10上，但本發明並不限於此。舉例而言，光學配件100可以是螢幕掛件掛載於顯示裝置10以覆蓋顯示面S。

詳細而言，在本實施例中，光學配件100包括一光學膜堆110以及至少一電極元件120。光學膜堆110包括不同折射率的多個光學膜112以及至少一光學調控膜114。在本實施例中，光學膜112包括交錯堆疊的至少一第一光學膜112_1及至少一第二光學膜112_2，其中至少一第一光學膜112_1的折射率大於至少一第二光學膜112_2。舉例而言，在本實施例中，光學膜堆110由一個第一光學膜112_1、兩個第二光學膜112_2以及一個光學調控膜114所構成，其由下至上依序由光學調控膜114、第二光學膜112_2、第一光學膜112_1、第二光學膜112_2堆疊而成。換句話說，在本實施例中，其折射率由下至上依序為高、低、高、低，但本發明並不限於此。值得一提的是，在本實施例中，配置於光學膜堆110的最上層的為折射率相對較小的膜層，即是以第二光學膜112_2配置於光學膜堆110的最上層。在光學膜堆中具有五層堆疊結構的實施例中，則可以由下至上依序配置光學調控膜114、第一光學膜112_1、第二光學膜112_2、第一光學膜112_1、第二光學膜112_2堆疊而成，其中光學調控膜114可選用相同於第二光學膜112_2的材料或其他折射率小於第一光學膜112_1的材料製作而成。換句話說，即折射率由下至上依序為低、高、低、高、低。在本實施例中，光學調控膜114的至少其中之一位於光學膜112與顯示面S之間，但本發明並不限於此。

第一光學膜112_1以及光學調控膜114可選用三氧化鎢（Tungsten Trioxide，WO3）或五氧化二鈮（Niobium pentoxide，Nb ₂O ₅），而第二光學膜112_2可選用二氧化矽（Silicon dioxide，SiO ₂）。換句話說，在本實施例中，光學調控膜114的材料與第一光學膜112_1的材料相同。在其他實施例中，光學調控膜114的材料與第一光學膜112_1的材料可以選用不同材料製成，本發明並不限於此。因此，在五氧化二鈮光學膜與二氧化矽光學膜的交錯堆疊下，可使得光學膜堆110對環境光L的反射率小於或等於1%，進而達到抗反射的功能。

電極元件120對應電性連接於光學調控膜114。具體而言，電極元件120例如是一對電極結構，分佈於顯示裝置10的邊緣處，或者是電極元件120的分佈位置對應於顯示裝置10中多個顯示畫素位置，本發明並不限於此。此外，在本實施例中，電極元件120以及光學調控膜114的數量相同，例如皆為一個。但在其他實施例中，亦可以使用相同數量的多個電極元件120以及多個光學調控膜114，本發明並不限於此。在本實施例中，電極元件120可藉由外部設置實體按鍵觸發，或者是由電腦軟體控制而啟動，本發明亦不限於此。

圖2為一習知材料在不同電壓下對不同波長光透射率變化的曲線圖。圖3為圖2的材料在不同熱處理下對不同波長光折射率變化的曲線圖。圖4為圖2的材料在不同熱處理下對不同波長光消光係數變化的曲線圖。請參考圖1至圖4。需先說明的是，圖2至圖4中材料特性的曲線圖是引用自Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering 8902:24 (2013) 期刊中的文章：Characterization and application of WO3 films for electrochromic devices。而本實施例的光學調控膜114及第一光學膜112_1可使用圖2至圖4所教示的材料，故以下說明將以光學調控膜114及第一光學膜112_1使用三氧化鎢作為材料為例。在一實施例中，光學調控膜114及第一光學膜112_1的材料為三氧化鎢。以三氧化鎢作為材料的光學調控膜114適於藉由被施加電壓而提高對環境光L的反射率大於或等於1%。具體而言，當電極元件120對光學調控膜114施加不同電壓時，光學調控膜114對不同波長光的透射率及會隨著不同的電壓改變，如圖2所繪示。

詳細而言，如圖2所繪示，X軸座標表示環境光波長，單位為奈米。Y軸座標表示對環境光的透射率，以百分比顯示。線段201表示電極元件120不施加電壓至光學調控膜114時，光學調控膜114對不同波長光的透射率。線段202表示電極元件120對光學調控膜114施加1伏特電壓時，光學調控膜114對不同波長光的透射率。線段203表示電極元件120對光學調控膜114施加2伏特電壓時，光學調控膜114對不同波長光的透射率。線段204表示電極元件120對光學調控膜114施加3伏特電壓時，光學調控膜114對不同波長光的透射率。線段205表示電極元件120對光學調控膜114施加4伏特電壓時，光學調控膜114對不同波長光的透射率。線段206表示電極元件120對光學調控膜114施加5伏特電壓時，光學調控膜114對不同波長光的透射率。

換句話說，光學調控膜114對不同波長光會隨著不同的電壓而具有不同的透射率，是由於改變了光學調控膜114的折射率或消光係數。在一些實施例中，可依據不同的需求而在製作光學調控膜114時進行不同的加工處理。舉例而言，如圖3及圖4所繪示，在圖3中，X軸座標表示環境光波長，單位為奈米。Y軸座標表示對環境光的折射率。在圖4中，X軸座標表示環境光波長，單位為奈米。Y軸座標表示對環境光的消光係數。線段301表示進行熱加工處理之前光學調控膜114對不同波長光的折射率。線段302表示進行400度攝氏熱加工處理之後光學調控膜114對不同波長光的折射率。線段401表示進行熱加工處理之前光學調控膜114對不同波長光的消光係數。線段402表示進行400度攝氏熱加工處理之後光學調控膜114對不同波長光的消光係數。

因此，由圖2所顯示光學調控膜114在施加不同電壓值可改變不同透射率的特性，以及由圖3所顯示光學調控膜114在不同熱加工處理下可改變不同折射率及消光係數的特性可知，在光學配件100中，可藉由電極元件120對光學調控膜114施加電壓，使光學調控膜114的折射率改變以產生對不同波長光的透射率，進而可取消對環境光L產生抗反射的功能，使得使用者無法從顯示裝置10的顯示面S上獲得清晰的影像資訊。換句話說，即被施加電壓的光學調控膜114還可提供防窺的效果。如此一來，可藉由操控電極元件120控制光學調控膜114的折射率及消光係數以在不同的情境下切換抗反射的功能或非抗反射的功能，進而達到良好光學顯示效果或防窺效果。除此之外，相比一般電致變色材料，本實施例還可進一步節省配置電解液等電致變色材料所需構件。

值得一提的是，光學調控膜114若使用三氧化鎢製作而成，則可藉由被施加電壓而產生深藍色。在一些實施例中，光學調控膜114可使用氧化鉬、氧化鈮或氧化鈦製作而成。因此，可藉由被施加電壓而產生不同的非透明顏色。因此，可進一步提升顯示面S防窺的效果。

綜上所述，在本發明的光學配件中，光學配件的光學膜堆由不同折射率的多個光學膜以及至少一光學調控膜所構成。因此，可在一般情況下產生抗反射的功能，進而使顯示裝置達到良好光學顯示效果。而光學調控膜可藉由操控電極元件的控制改變折射率及消光係數。如此一來，可在不同的情境下切換抗反射的功能或非抗反射的功能，進而達到良好光學顯示效果或防窺效果。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10:顯示裝置 100:光學配件 110:光學膜堆 112:光學膜 112_1:第一光學膜 112_2:第二光學膜 114:光學調控膜 120:電極元件 201~206、301、302、401、402:線段 L:環境光 S:顯示面

圖1本發明一實施例的光學配件設置於顯示裝置的顯示面上的示意圖。圖2為一習知材料在不同電壓下對不同波長光透射率變化的曲線圖。圖3為圖2的材料在不同熱處理下對不同波長光折射率變化的曲線圖。圖4為圖2的材料在不同熱處理下對不同波長光消光係數變化的曲線圖。

10:顯示裝置

100:光學配件

110:光學膜堆

112:光學膜

112_1:第一光學膜

112_2:第二光學膜

114:光學調控膜

120:電極元件

L:環境光

S:顯示面

Claims

一種光學配件，用以設置於一顯示裝置的一顯示面，包括：一光學膜堆，包括不同折射率的多個光學膜以及至少一光學調控膜；以及至少一電極元件，對應電性連接於該至少一光學調控膜，其中該光學膜堆對一環境光的反射率小於或等於1%，該至少一光學調控膜適於藉由被施加電壓而提高對該環境光的反射率大於或等於1%，該至少一光學調控膜是藉由改變折射率或消光係數而提高對該環境光的反射率。
如申請專利範圍第1項所述的光學配件，其中該至少一光學調控膜的數量與該至少一電極元件的數量相同。
如申請專利範圍第1項所述的光學配件，其中該至少一光學調控膜的數量與該至少一電極元件的數量皆為一個。
如申請專利範圍第1項所述的光學配件，其中該至少一光學調控膜的至少其中之一位於該些光學膜與該顯示面之間。
如申請專利範圍第1項所述的光學配件，其中該些光學膜包括交錯堆疊的至少一第一光學膜及至少一第二光學膜，該至少一第一光學膜的折射率大於該至少一第二光學膜。
如申請專利範圍第1項所述的光學配件，其中該至少一光學調控膜的材料與該至少一第一光學膜的材料相同。
如申請專利範圍第1項所述的光學配件，其中該電極元件分佈於該顯示裝置的邊緣處。
如申請專利範圍第1項所述的光學配件，其中該電極元件分佈位置對應於該顯示裝置中多個顯示畫素位置。
如申請專利範圍第1項所述的光學配件，其中該光學配件可拆卸地設置在該顯示裝置上。