CN103676391A - 电致色变面板及控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电致色变面板及控制装置，该面板包含有一第一导电层，用来接收一正驱动电压；一第二导电层，用来接收一负驱动电压；一电解质层，设置于该第二导电层之上；以及一着色层，具有一图样，设置于该电解质层与该第一导电层之间，该负驱动电压产生的一电子流由该第二导电层依序经过该电解质层、该着色层以及该第一导电层，该着色层进行一氧化还原反应，使该图样的区域由透明转变为非透明的颜色。本发明的电致色变面板可由透明转变为非透明的颜色来显示其按键图样，如此能增添使用电子产品的乐趣。
Description
技术领域
本发明关于一种电致色变面板及控制装置，尤其关于一种利用电致色变材料来显示特殊图样，以作为输入界面或控制按键的电致色变面板及控制装置。
背景技术
日常生活中充满了各式各样电子产品，举凡个人电脑、电视、音响、空调、灯光以及其他家用电器，这些电子产品往往须搭配特定的开关、控制装置或使用者界面来操控其运作。
除了对产品功能的要求，其产品外观与整体室内空间设计的搭配也逐渐受到重视。然而，电子产品的控制装置上常有不同的按键图样，以供使用者操作来控制电子产品的运作，如此却使其外观呈现复杂的样貌，可能与室内空间设计产生违和感。况且在使用上可发现，控制装置的使用时间很短，例如在电视上观看电影，或使用音响播放音乐时，启动播放动作之后即不须使用控制装置。或者，灯源的开关只有在开启或关闭灯源时才有存在的必要。
因此，如何增进产品外观的设计，使之呈现简约时尚的外貌，以搭配整体室内空间设计，实为现代电子产品设计的重要考量。
发明内容
因此，本发明的主要目的即在于提供一种电致色变面板及控制装置，以提升电子产品的使用便利性及增添乐趣。
本发明揭露一种电致色变面板，用于一控制装置，包含有一第一导电层，用来接收一正驱动电压；一第二导电层，用来接收一负驱动电压；一电解质层，设置于该第二导电层之上；以及一着色层，具有一图样，设置于该电解质层与该第一导电层之间，该负驱动电压产生的一电子流由该第二导电层依序经过该电解质层、该着色层以及该第一导电层，该着色层进行一氧化还原反应，使该图样的区域由透明转变为非透明的颜色。
本发明另揭露一种控制装置，包含有一电致色变面板，包含有一第一导电层，用来接收一正驱动电压；一第二导电层，用来接收一负驱动电压；一电解质层，设置于该第二导电层之上；以及一着色层，具有一图样，设置于该电解质层与该第一导电层之间，该负驱动电压产生的一电子流由该第二导电层依序经过该电解质层、该着色层以及该第一导电层，该着色层进行一氧化还原反应，使该图样的区域由透明转变为非透明的颜色；以及一控制单元，耦接于该电致色变面板，用来根据一启动信号，输入该正驱动电压至该第一导电层，以及输入该负驱动电压至该第二导电层。
本发明的电致色变面板可由透明转变为非透明的颜色来显示其按键图样，如此能增添使用电子产品的乐趣。
附图说明
图1为本发明实施例一电致色变面板的侧视图。
图2为本发明实施例一控制装置的功能方块图。
图3A为本发明实施例一遥控器的侧视图。
图3B及图3C分别为图3A的遥控器在关闭与开启电致色变面板时的上视图。
图4A为本发明实施例一笔记型电脑在关闭电致色变面板时的示意图。
图4B为图4A的笔记型电脑在开启电致色变面板时的示意图。
其中，附图标记说明如下：
10：控制装置
30：遥控器
40：笔记型电脑
11：电致色变面板
12：控制单元
13：感应元件
L1：第一导电层
L2：第二导电层
ETL：电解质层
CRL：着色层
V+：正驱动电压
V-：负驱动电压
I-：电子流
PL：保护层
ACT、ACT1、ACT2、ACT3：启动信号
SRT：感应结果
A1、A2、A3：区域
具体实施方式
电致色变（Electrichromism）技术是指材料的光学属性（反射率、通过率、吸收率等）在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象，因此在外观上呈现出颜色和透明度的可逆变化。常见的电致变色材料有过度金属气化物，如高能隙半导体氧化钨（WO3）、普鲁士蓝、Mo、Nb及Ti的氧化物（阴极着色），与Ni、Co及Ir的氧化物（阳极着色）。
请参考图1，图1为本发明实施例一电致色变面板11的侧视图。电致色变面板11包含有一第一导电层L1、一第二导电层L2、一电解质层ETL以及一着色层CRL。第一、第二导电层L1、L2较佳地可由铟锡氧化物（IndiumTin Oxide，ITO）制成，因此呈现透明并具有导电的特性。第一导电层L1用来接收一正驱动电压V+，第二导电层L2用来接收一负驱动电压V-。如图1所示，着色层CRL可以为任何电致变色的材料或聚合物，其可由蚀刻或印刷等工艺而具有特定图样（Pattern），因此着色层CRL在图1的侧视图中呈现部分缕空的图样。着色层CRL设置于第一导电层L1之上，电解质层ETL设置于第二导电层L2与着色层CRL之间。其中，电解质的选择方面，较佳地选择较小尺寸的离子，因此离子移动速率较快，使得着色层CRL呈现较快的反应时间，常用的离子为氢（H+）离子以及锂（Li+）离子。当正、负驱动电压V+、V-分别输入至第一、第二导电层L1、L2时，所产生的电子流I-由第二导电层L2依序经过电解质层ETL、着色层CRL以及第一导电层L1，着色层CRL进行氧化还原反应，使着色层CRL具有图样的区域由透明转变为非透明的颜色。另外，电致色变面板11可还包含保护层PL，设置于第一导电层L1与第二导电层L2的外部，用来保护电致色变面板11，增加其使用耐受性。
举例来说，以下为三氧化钨与氢离子的变色化学方程式：
三氧化钨的能量带隙（Energy Bandgap）约为1～3电子伏特之间，当施加正、负驱动电压V+、V-至第一、第二导电层L1、L2时，可促使三氧化钨接收电子，并同时与氢离子相结合进行还原反应，产生蓝色的氢氧化钨，即HXWO3。其中正、负驱动电压V+、V-的大小会影响氧化还原反应的程度，因此相关于电致色变面板11显示出的蓝色饱和度（Saturation）。并且，电致色变面板11也可还包含稳压电路，用来提供稳定的正、负驱动电压V+、V-，使电致色变面板11呈现均匀的颜色。
请参考图2，图2为本发明实施例一控制装置10的功能方块图。控制装置10包含有电致色变面板11、一控制单元12以及一感应元件13。控制单元12耦接于电致色变面板11以及感应元件13，用来根据感应元件13产生的启动信号ACT，控制开启或关闭电致色变面板11的电源。当电致色变面板11的电源关闭时，电致色变面板11呈现简洁的透明状态；当电致色变面板11的电源开启时，电致色变面板11由透明转变成非透明的颜色，而使电致色变面板11可显示其中的图样，如文字、数字、操作按键等。
进一步地，控制装置10可通过感应元件13或其他形式的侦测元件，侦测使用者触碰或操作电致色变面板11的行为，输出相应的感应结果SRT至控制单元12，使控制单元12可执行相关的程序或控制行为。
简言之，电致色变面板11可做为控制装置10的使用者输入界面，用来显示文字、数字、操作按键等图样，并搭配感应元件13或其他形式的侦测元件，启动电致色变面板11以及侦测使用者操作或互动行为，以达成相关的控制行为。
在实际应用上，控制装置10可以为独立的控制装置，如遥控器、墙壁灯源开关等。具体来说，请参考图3A至图3C，图3A为本发明实施例一遥控器30的侧视图。图3B及图3C分别为遥控器30在关闭与开启电致色变面板11时的上视图。在图3A中，感应元件13较佳地为电容式感应元件，贴覆于电致色变面板11，用来感应是否有使用者触碰遥控器30，输出启动信号ACT以及感应结果SRT至控制单元12。控制单元12可还包含电源电路、无线发射器（未绘于图中）等子电路，以供应电致色变面板11的电源，并通过无线发射器将对应于感应结果SRT的无线信号发射至多媒体播放器或是其他电子仪器。其中，电致色变面板11的厚度W11相关于电容式感应元件13的厚度W13，可依不同设计需求作适当调整，以避免电致色变面板11开启电源时产生的电磁电场干扰电容式感应元件13的运作。在此实施例中，电致色变面板11的厚度W11较佳地约为3.0mm，电容式感应元件13的厚度W13较佳地约为0.2mm。当然，电容式感应元件13的感应灵敏度也可适当调整校准，以降低感应错误等误判的情况，使遥控器30整体的操作达到最佳化。
如图3B所示，当使用者未使用遥控器30时，电致色变面板11呈现简洁的透明状态。在图3C中，当使用者触碰遥控器30后，电容式感应元件13输出启动信号ACT，使控制单元12开启电致色变面板11的电源，以显示其中的图样，如图3C所示的电源键、选单、返回、设定（OK）、上下左右、加减等控制按键。其中，变色的区域即为着色层CRL进行还原反应的结果，未变色的区域则没有进行氧化还原反应。如此一来，使用者可触碰电致色变面板11中图样对应的位置，使电容式感应元件13感应该位置，输出相应的感应结果SRT至控制单元12，而使控制单元12执行相关的程序或控制行为。当使用者不需使用遥控器30时，例如关闭电视的电源、或控制单元12经过一段时间未接收到感应结果SRT，控制单元12可自动关闭电致色变面板11的电源，电致色变面板11则进行氧化反应，逐渐回复成透明状态。
感应元件13可以是其他形式的感应元件，例如电阻式感应元件、光学式感应元件、声波式感应元件或陀螺仪等。以电阻式感应元件为例，使用者手握遥控器30时即可开启电致色变面板11的电源，并且电阻式感应元件可感应按压的位置，输出相应的感应结果SRT。遥控器30也可包含两个以上的感应元件，用来分别产生启动信号ACT以及感应结果SRT。举例来说，遥控器30可通过声波式感应元件或陀螺仪来产生启动信号ACT，如使用者发出声音或将遥控器30由桌面拾起。接着，遥控器30通过电阻式、光学式或电容式感应元件来感应使用者操作遥控器30的对应位置，产生相应的感应结果SRT。
另外，控制装置10也可以整合入其他电子装置，做为该等电子装置的使用者输入界面，例如笔记型电脑的输入键盘，电视、音响或多媒体播放器等的功能控制板。
以笔记型电脑为例，请参考图4A及图4B，图4A及图4B分别为本发明实施例一笔记型电脑40在关闭与开启电致色变面板11时的示意图。电致色变面板11可用以显示传统的输入界面，而控制单元12的运作可交由笔记型电脑40中的中央处理器（未绘于图中）或其他运算单元来执行。感应装置13较佳地为电容式感应元件，贴覆于电致色变面板11，用来感应使用者触碰电致色变面板11的位置，以产生相应的启动信号ACT以及感应结果SRT。如图4A所示，当电致色变面板11关闭电源时，电致色变面板11呈现简洁的透明状态，可作为绘图或手写输入的绘图板。
在图4B中，电致色变面板11可划分为多个区域A1、A2、A3，用来同时或单独显示区域A1、A2、A3的按键图样，例如区域A1用来显示输入键盘，区域A2用来显示触控板（Touchpad），区域A3用来显示播放快捷键等。在此结构下，当使用者触碰区域A1时，感应装置13可输出启动信号ACT1至控制单元12，开启区域A1的电源，以显示输入键盘；当使用者触碰区域A2时，感应装置13可输出启动信号ACT2至控制单元12，开启区域A2的电源，以显示触控板；当使用者触碰区域A3时，感应装置13可输出启动信号ACT3至控制单元12，开启区域A3的电源，以显示播放快捷键。当然，区域A1、A2、A3可使用不同的电致色变材料以及对应的驱动电压，以使区域A1、A2、A3显示不同的颜色。
综上所述，本发明的电致色变面板11可做为控制装置10的使用者输入界面，用来显示文字、数字、操作按键等图样，并搭配感应元件13或其他形式的侦测元件，启动电致色变面板11以及侦测使用者操作或互动行为，以达成相关的控制行为。因此，当控制装置整合入遥控器30、笔记型电脑40或其他电子产品时，在不使用控制装置10的情况下，电致色变面板11可将其中的按键图样隐藏于电子产品之中，呈现简约的透明状态，以搭配室内空间设计。需使用控制装置10时，电致色变面板11可由透明转变为非透明的颜色来显示其按键图样，如此也能增添使用电子产品的乐趣。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (15)
1.一种电致色变面板，用于一控制装置，包含有：
一第一导电层，用来接收一正驱动电压；
一第二导电层，用来接收一负驱动电压；
一电解质层，设置于该第二导电层之上；以及
一着色层，具有一图样，设置于该电解质层与该第一导电层之间，该负驱动电压产生的一电子流由该第二导电层依序经过该电解质层、该着色层以及该第一导电层，该着色层进行一氧化还原反应，使该图样的区域由透明转变为非透明的颜色。
2.如权利要求1所述的电致色变面板，其中该控制装置包含有一控制单元，耦接于该电致色变面板，用来根据一启动信号，输入该正驱动电压至该第一导电层，以及输入该负驱动电压至该第二导电层。
3.如权利要求2所述的电致色变面板，其中该控制装置包含有一感应元件，耦接于该控制单元，用来产生该启动信号，以及用来感应使用者触碰该电致色变面板的位置，以产生相应的感应结果至该控制单元，使该控制单元可执行相关的程序或控制行为。
4.如权利要求3所述的电致色变面板，其中该感应元件为一电容式感应元件，贴覆于该电致色变面板，该电致色变面板的一厚度相关于该感应元件的一厚度。
5.如权利要求3所述的电致色变面板，其中该感应元件为一电阻式感应元件、一光学式感应元件、一声波式感应元件、或一陀螺仪。
6.如权利要求1所述的电致色变面板，其中该控制装置选自一电脑键盘、一遥控器、一电视控制版、一墙壁灯源开关或一音响功能控制板。
7.如权利要求1所述的电致色变面板，其中该颜色的一饱和度相关于该正驱动电压以及该负驱动电压的大小。
8.如权利要求1所述的电致色变面板，其包含有至少一保护层，设置于该第一导电层的外部与该第二导电层的外部。
9.一种控制装置，包含有一电致色变面板及一控制单元：
该电致色变面板，包含有：
一第一导电层，用来接收一正驱动电压；
一第二导电层，用来接收一负驱动电压；
一电解质层，设置于该第二导电层之上；以及
一着色层，具有一图样，设置于该电解质层与该第一导电层之间，该负驱动电压产生的一电子流由该第二导电层依序经过该电解质层、该着色层以及该第一导电层，该着色层进行一氧化还原反应，使该图样的区域由透明转变为非透明的颜色；以及
该控制单元，耦接于该电致色变面板，用来根据一启动信号，输入该正驱动电压至该第一导电层，以及输入该负驱动电压至该第二导电层。
10.如权利要求9所述的控制装置，其中该控制装置包含有一感应元件，耦接于该控制单元，用来产生该启动信号，以及用来感应使用者触碰该电致色变面板的位置，以产生相应的感应结果至该控制单元，使该控制单元可执行相关的程序或控制行为。
11.如权利要求10所述的控制装置，其中该感应元件为一电容式感应元件，贴覆于该电致色变面板，该电致色变面板的一厚度相关于该感应元件的一厚度。
12.如权利要求10所述的控制装置，其中该感应元件为一电阻式感应元件、一光学式感应元件、一声波式感应元件、或一陀螺仪。
13.如权利要求9所述的控制装置，其中该控制装置选自一电脑键盘、一遥控器、一电视控制版、一墙壁灯源开关或一音响功能控制板。
14.如权利要求9所述的控制装置，其中该颜色的一饱和度相关于该正驱动电压以及该负驱动电压的大小。
15.如权利要求9所述的控制装置，其还包含有至少一保护层，设置于该第一导电层的外部与该第二导电层的外部。
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