CN113140166A

CN113140166A - 穿戴式装置

Info

Publication number: CN113140166A
Application number: CN202110521907.2A
Authority: CN
Inventors: 刘立苹; 王耀宇
Original assignee: Interface Optoelectronics Shenzhen Co Ltd; Interface Technology Chengdu Co Ltd; Yecheng Optoelectronics Wuxi Co Ltd; General Interface Solution Ltd
Current assignee: Interface Optoelectronics Shenzhen Co Ltd; Interface Technology Chengdu Co Ltd; General Interface Solution Ltd
Priority date: 2021-05-13
Filing date: 2021-05-13
Publication date: 2021-07-20
Anticipated expiration: 2041-05-13
Also published as: CN113140166B; TWI768907B; TW202245573A

Abstract

本发明提供了一种穿戴式装置，其显示模组包括上基材、下基材和位于上、下基材之间的显示层，将密封胶填充于显示层侧边及上、下基材之间的间隙内，且于显示模组周围设有挡墙，挡墙内侧对应上、下基材设有二环状沟槽，环状沟槽内设有密封件，每一密封件包括安装侧与固定侧，其中安装侧具有复数指部，指部与对应的环状沟槽之槽底相抵而形成多个接触点，固定侧具有凸起部，而凸起部与环状沟槽对应的上基材或下基材相抵，藉此可达到固定显示模组，还能有效防止外界水汽或化学物质的渗入。

Description

穿戴式装置

技术领域

本发明有关于一种穿戴式装置，特别是一种利用双层密封件保护显示层结构的穿戴式装置。

背景技术

穿戴式装置之显示模组的组成元件包括有显示层，显示层通常包含有发光二极管或有机发光二极管、偏光片、固态光学胶(OCA)等。显示层中的部分膜材(例如偏光片)容易被水汽或皮脂、汗液等化学物质侵蚀，因此，为了防止水汽或化学物质进入显示模组内部侵蚀显示层，进而造成产品失效或影响显示效果，常使用的一种防护方法，如图1所示的一种显示模组50，是将显示层30设置成相较于基材10、20呈现内缩，并于显示层结构30侧边点上密封胶40，予以密封处理。然而，单纯点胶的防护方法较难充分防止水汽或各种化学物质的侵蚀，且存在有开胶风险。

为了解决这样的防护需求，进一步可在穿戴式装置中增设围绕显示模组50周边的防护结构70。如图2所示，将防护结构70固定在基材10、20和挡墙60之间来阻挡水汽和化学物质的渗入，而通过防护结构70的使用也会使显示模组50受到固定，则遭到外力撞击时可起到缓冲的作用。然而，防护结构70一般使用横截面为圆形的O形环结构，O形环与显示模组50侧边和挡墙60的接触点共为四个，O形环的受力面积小，容易转动，对于显示模组50难以发挥很好的固定和防护作用。

因此，目前的产业界迫切地需要寻求一种不仅可有效阻挡水汽和化学物质的侵袭，还可有效固定显示模组的穿戴式装置，使得上述习知技术中所遭遇的各种困难和缺失得以被解决。

发明内容

鉴于以上的问题，本发明的主要目的在于提供一种穿戴式装置，使用双层密封件，并改进了密封件的结构，能够有效防护和固定显示模组，藉以抵抗外力的撞击，同时，可有效防止水汽和化学物质等物质的侵入，从而能够确保产品的可靠性。

为了达成上述的目的，本发明提供一种穿戴式装置，其包含一显示模组、一挡墙以及二密封件。显示模组包含上基材、显示层以及下基材，显示层设于下基材上，上基材设于显示层上，并于显示层侧边以及上基材和下基材之间形成有一间隙，而密封胶填充于间隙内。挡墙环绕于显示模组周围，且挡墙内侧设有二环状沟槽，二环状沟槽分别对应上基材和下基材。二密封件分别设置于二环状沟槽内，每一密封件与对应的环状沟槽的槽底接触的一侧定义为安装侧，每一密封件与显示模组接触的一侧定义为固定侧与一固定侧，安装侧具有多个指部，这些指部与对应的环状沟槽的槽底相抵而形成多个接触点，而固定侧则具有一凸起部，凸起部与环状沟槽对应的上基材或下基材相抵。

在本发明之一实施例中，上述的每一密封件更具有一掌部，掌部的两个相对的侧面分别与前述多个指部、凸起部相连，且前述多个指部与凸起部沿相反方向延伸。

在本发明之一实施例中，上述的掌部的顶面和底面分别与环状沟槽连接其槽底的两个侧壁相贴合。

在本发明之一实施例中，上述的凸起部自掌部顶面突出并接抵上基板或下基板。

在本发明之一实施例中，上述的每一密封件的宽度与每一环状沟槽的宽度的比值介于1～1.2之间。

在本发明之一实施例中，上述的每一密封件由上而下依序具有顶层、中心层与底层，顶层为凸起部最下端所在平面，中心层为每一密封件的宽度的二分之一处的所在平面，且固定侧下方具有一倒角或倒圆角，底层为倒角或倒圆角起始点的所在平面。

在本发明之一实施例中，上述的每一密封件的中心总厚度为中心层的径向长度加上指部的径向长度，每一密封件的中心总厚度与每一环状沟槽的径向深度的比值介于0.9～1之间。

在本发明之一实施例中，上述的每一密封件的中心总厚度为中心层的径向长度加上指部的径向长度，每一密封件的中心总厚度与宽度的比值介于0.8～0.9之间。

在本发明之一实施例中，上述的每一密封件之顶层的径向长度与中心层的径向长度的比值介于0.8～0.9之间。

在本发明之一实施例中，上述的每一密封件之中心层的径向长度与底层的径向长度的比值介于0.8～0.9之间。

在本发明之一实施例中，上述的每一密封件的顶层的径向长度与指部的径向长度的比值介于6～10之间。

在本发明之一实施例中，上述的每一密封件的顶层的径向长度与凸起部的径向长度的比值介于2～10之间。

在本发明之一实施例中，上述的每一密封件的倒圆角的圆半径为中心层的径向长度的1/3～1/10。

在本发明之一实施例中，上述的每一密封件的指部的径向长度与宽度的比值介于0.6～1之间。

在本发明之一实施例中，上述的密封件的材质可为丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、硅胶、氟橡胶、全氟橡胶或聚氨酯橡胶。

在本发明之一实施例中，上述的密封件的材质为全氟橡胶。

在本发明之一实施例中，上述的挡墙和上基板之间以及挡墙和下基板之间分别具有0～2毫米的间隙。

相较于先前技术而言，根据本发明所提供之穿戴式装置，除了在显示模组进行侧边点胶的密封处理之外，同时，还搭配有特殊结构设计的双层密封件，并在挡墙上设有可供密封件安装且分别对应于上基材和下基材的二环状沟槽，使双层密封件得以固定在挡墙和显示模组之间。而每一密封件与环状沟槽接触的一侧具有多个指部来与环状沟槽相抵，这些指部增大了密封件与环状沟槽槽底的接触面积，并具有很好的缓冲作用，密封件与显示模组接触的一侧则具有凸起部，而且双层密封件的凸起部分别抵住上基材和下基材，因而本发明能够有效防止外界水汽或化学物质的渗入侵蚀，并起到固定显示模组的作用。

底下藉由具体实施例配合附图详加说明，当更容易了解本发明之目的、技术内容、特点及其所达成之功效。

附图说明

图1为先前技术之一种显示模组侧边点胶之示意图。

图2为先前技术之一种显示模组增设有防护结构之示意图。

图3为本发明之实施例的穿戴式装置之剖面示意图。

图4为本发明之实施例的穿戴式装置所使用的密封件之剖面示意图。

图5A-5C为使用不同防护结构的显示模组进行可靠性测试的示意图；其中，图5A为无密封件之对照组；图5B为使用单层圆形密封件；图5C为使用本发明之双层密封件。

图6A-6C为使用不同防护结构的显示模组在可靠性测试后的显示层表面的光学显微镜影像；其中，图6A为无密封件之对照组；图6B为使用单层圆形密封件；图6C为使用本发明之双层密封件。

附图标记：

10…基材

20…基材

30…显示层

40…密封胶

50…显示模组

60…挡墙

70…防护结构

110…上基材

120…下基材

130…显示层

131…间隙

140…密封胶

150…显示模组

160…挡墙

161…环状沟槽

170…密封件

171…指部

172…凸起部

173…倒角

174…安装侧

175…固定侧

176…掌部

180…圆形密封件

190…化学物质

A…顶层

B…中心层

C…底层

D…径向深度

W…宽度

a…径向长度

b…径向长度

c…径向长度

d…径向长度

e…径向长度

f…宽度

g…宽度

具体实施方式

本发明之实施例将藉由下文配合相关附图进一步加以解说。尽可能的，于附图与说明书中，相同标号系代表相同或相似构件。于附图中，基于简化与方便标示，形状与厚度可能经过夸大表示。可以理解的是，未特别显示于附图中或描述于说明书中之元件，为所属技术领域中具有通常技术者所知之形态。本领域之通常技术者可依据本发明之内容而进行多种之改变与修改。

请参照图3，其绘示根据本发明之实施例所提供的一种穿戴式装置之剖面示意图；请同时参照图4，其绘示根据本发明之实施例所提供的一种密封件之剖面示意图。

如图3所示的穿戴式装置包含一显示模组150、一挡墙160以及二密封件170、180。其中，显示模组150是由上基材110、下基材120及位于上基材110和下基材120之间的显示层130所构成。上基材110和下基材120呈上下且平行设置。上基材110和下基材120的用途是作为显示模组150外面的保护层，其材质可以是玻璃、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、环烯烃共聚合体(COC)等高穿透率的透明材料，当然，在实务上不限于此。显示层130包含有发光二极管或有机发光二极管，以及偏光片、固态光学胶等光学膜。显示层130相对于上基材110和下基材120呈现内缩，而于显示层130侧边以及上基材110和下基材120之间形成有一间隙131，并于间隙131内填充有密封胶140，能对于显示层130起到密封作用，可以降低显示层130中的各层膜材受到水汽或化学物质等侵蚀的机会。

另外，挡墙160环绕于显示模组150的周围，将上基材110、下基材120及显示层130的侧面包围住，且挡墙160内侧分别对应上基材110和下基材120设有二环状沟槽161，使二环状沟槽161分别沿着上基材110和下基材120的周围整圈环绕设置。挡墙160的用途是作为固定和保护显示模组150的框架，挡墙160的材质主要选择包括有醋酸纤维、丙烯树脂、环氧树脂、聚酰胺等高分子材料或镍合金、铜合金、钛及钛合金等金属材料，当然，在实务上不限于此。挡墙160和上基板110之间以及挡墙160和下基板120之间分别具有0～2毫米的间隙。

二密封件170分别设置于挡墙160之二环状沟槽161内，二密封件170对应二环状沟槽161也是分别沿着上基材110和下基材120的周围整圈环绕设置，藉以固定在挡墙160和显示模组150之间。本发明中，每一密封件170与环状沟槽161槽底接触的一侧定义为安装侧175(见图4中为左侧)，每一密封件170与显示模组150接触的一侧定义为固定侧174(见图4中为右侧)；进一步而言，每一密封件170具有一掌部176，掌部176分别与多个指部171、凸起部172相连，多个指部171与凸起部172分别位于掌部176的两个相对的侧面，即上述之安装侧175和固定侧174，且这些指部171与凸起部172沿着相反方向延伸，而掌部176的顶面和底面分别与环状沟槽161连接其槽底的两个侧壁相贴合。再进一步地，掌部176的一个侧面(即安装侧175)间隔排列有多个指部171，每个指部171的尺寸约为同等大小，如图3和图4中所示，指部171结构的端部可为方角，相邻的两个指部171之间的凹面可为平面，或者，指部171结构的端部可为尖角。这些指部171与环状沟槽161的槽底相抵，而可于密封件170和环状沟槽161的槽底之间形成多个接触点，大大增加了密封件170与挡墙160之接触面积，且具有很好的缓冲作用；较佳来说，每一密封件170的指部171的数量可为2～20个。另外，凸起部172是从掌部176的顶面承载环状沟槽161处(也就是固定侧174上方)往外突出，并接抵于环状沟槽161所对应的上基板110或下基板120；本实施例中，凸起部172为一肋状凸起部，然而，在实务上凸起部172的形状并不限定，而且凸起部172亦可设置于固定侧174的任何位置，只要能够抵住显示模组150来达到固定的效果即可。固定侧174的表面大致上是呈现从凸起部172往下方收缩倾斜的斜面，且于固定侧174下方形成一倒角或倒圆角173。相比于尖角，倒角或倒圆角173的设计有助于密封件170在加工成型时更容易注塑和脱模。当本发明的双层密封件170安装于挡墙160后，顶层密封件170的凸起部172会与上基材110紧密相抵，而加强了密封作用，进一步防止外界的任何水汽或化学物质进入到显示模组150中，使显示层130受损，同时，底层密封件170的凸起部172则会与下基材120紧密相抵，使显示模组150能够受到固定，且密封件170可提供缓冲效果，可防止显示模组150受外力撞击而损伤。

本发明利用双层密封件170作为显示层130的防护结构，使得穿戴式装置不因环境水汽与皮脂汗液等化学试剂的侵入而影响产品的显示效能，同时提供缓冲固定的作用。为了确保密封件170对于多层膜光学膜结构130的防护效果，密封件170的材料选择和形状设计显得尤其重要。本发明中，密封件170材料包括有丁腈橡胶(NBR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、硅胶(Silicone)、氟橡胶(FKM)、全氟橡胶(FFKM)或聚氨酯橡胶(AU或EU)，而氟橡胶又可以包括氟碳橡胶、氟化烃橡胶(Viton)等，实务上并不限与此。

密封件170在应用上的首要考虑通常是压缩形变率。通常密封件170所使用的材料为氟化弹性体，氟化弹性体的黏度越高，压缩形变率就越低。密封件材料需与运动件之间摩擦力小、耐磨性好，才能增长密封件的工作寿命，并在磨损后一定程度上依然有着良好的密封减震作用。至于耐压与耐久性方面，密封件170的硬度越低，压缩量就越大；硬度越高，压缩量就越小。另外，还建议密封件170可选择弹性佳、耐老化、耐腐蚀的橡胶类产品，且要确保密封件170与显示层130材料经可靠性测试不能与化学物质有交互作用发生。具体而言，密封件170的材料较佳可选择全氟橡胶材料。由于全氟橡胶的组成分子中主链或侧链的碳原子全与氟原子键结，比氟橡胶有更高含氟量，因此，全氟橡胶在所有弹性体中具备最佳的耐温与耐化性，且全氟橡胶还具有疏水疏油的特性，使得全氟橡胶作为密封件170的防护性能更加优异。本发明之实施例中，密封件170是使用全氟橡胶；全氟橡胶的含氟量为60％-80％，硬度为70-86shore A，压缩形变率(测试方法为ASTM D395 method B，70hrs@200℃)为15-35％，其耐高温达260-325℃，同时可以耐强酸、强碱、醚类、酮类、酯类、醇类与含氮化合物。

接着，说明本发明之实施例所设计的密封件170的详细结构。

本实施例中，定义每一环状沟槽161具有宽度W和径向深度D(见图3)，并定义每一密封件170由上而下依序大概区分为顶层A、中心层B与底层C(见图4)，顶层A于固定侧延伸有凸起部172，而顶层A、中心层B与底层C于安装侧连接多个指部171；具体而言，顶层A为凸起部172最下端所在平面，中心层B为每一密封件170的宽度g的二分之一处的所在平面，且底层C为倒角或倒圆角173起始点的所在平面。每一密封件170具有宽度g，而每一密封件170之顶层A、中心层B和底层C分别具有径向长度a、b和c，指部171具有径向长度e和宽度f，凸起部172具有径向长度d，每一密封件170的中心总厚度为中心层B的径向长度b加上指部171的径向长度e。本实施例中，每一密封件170较佳为满足下列条件(1)～(8)中的一个或多个：

(1)每一密封件170的宽度g与每一环状沟槽161的宽度W的比值介于1～1.2之间。

(2)每一密封件170的中心总厚度(b+e)与每一环状沟槽161的径向深度D的比值介于0.9～1之间。

(3)每一密封件170的中心总厚度(b+e)与宽度g的比值介于0.8～0.9之间。

(4)每一密封件170之顶层A的径向长度a与中心层B的径向长度b的比值介于0.8～0.9之间。

(5)每一密封件170之中心层B的径向长度b与底层C的径向长度c的比值介于0.8～0.9之间。

(6)每一密封件170的顶层A的径向长度a与指部171的径向长度e的比值介于6～10之间。

(7)每一密封件170的顶层A的径向长度a与凸起部172的径向长度d的比值介于2～10之间。

(8)每一密封件170的指部171的径向长度e与宽度f的比值介于0.6～1之间。

(9)每一密封件170之倒圆角173的圆半径为中心层B的径向长度b的1/3～1/10。

(10)每一密封件170之倒角的角度范围在0～90度之间。

满足上述条件(1)，有利于密封件170紧密卡控在环状沟槽161中。满足上述条件(2)，有利于密封件170良好地固定显示模组150。满足上述条件(4)、(5)、(9)和(10)，使得径向长度a>径向长度b>径向长度c，来形成从凸起部172往下方收缩倾斜的斜面，并进而形成倒角或倒圆角，有利于注塑加工。进一步满足其他条件(3)、(6)～(8)，则有利于本发明所提供的穿戴式装置提供杰出的抗冲击性和优秀的密封性，可以降低因为掉落或意外撞击所造成的损坏，并能够有效抵御来自外界的种种侵蚀，例如水汽、皮脂和汗液等化学物质侵入显示模组150内部，造成显示层130的膜材受损或失效，从而可确保产品质量及延长产品的使用寿命。

最后，为了证实本发明之实施例所采用之双层密封件对于显示层的保护效果，执行以下的可靠性测试。

可靠性测试选择四种化学物质分别为：混合皮脂、乳液、肥皂、合成眼泪，将四种化学物质分别涂布在设有密封件之挡墙固定的显示层结构上，并在65℃和湿度90％RH的条件下，持续72小时，进行可靠性测试后，观察显示层是否会因化学物质渗透或与密封件反应而产生变化，并选用不加密封件的情况作为对照组。其中，混合皮脂为人造皮脂、汗液及防晒霜的混合物。

请参照图5A～图5C，其绘示使用不同防护结构的显示模组150涂布化学物质190进行可靠性测试的示意图。其中，图5A为无密封件之对照组；图5B为使用单层圆形密封件180；图5C为使用本发明之双层密封件170。实验结果如图6A～图6C所示，其分别为对应图5A～图5C的测试结果，可以发现使用无密封件和单层圆形密封件的防护结构之可靠性测试后，无密封件之对照组的显示层已经被化学物质侵蚀至内部，出现大范围的白化情况(见图6A)，使用单层圆形密封件的显示层也已经被化学物质所侵蚀，其边缘发生白化(图6B)，而本发明使用双层密封件作为防护结构的显示层的样品仍然完好(见图6C)，可以证明双层密封件可以有效保护显示层，阻止化学物质的渗透。

综上所述，根据本发明所提供的穿戴式装置，其显示模组包括上基材、下基材和位于上、下基材之间的显示层，显示模组的密封处理除了藉由将密封胶填充于显示层侧边及上、下基材之间的间隙内来进行侧边点胶之外，并于显示模组周围设有挡墙，再搭配有特殊结构设计的双层密封件。挡墙内侧对应上、下基材设有可供密封件安装之二环状沟槽，使双层密封件得以固定在挡墙和显示模组之间。每一密封件与环状沟槽接触的一侧具有多个指部来与环状沟槽相抵，这些指部增大了密封件与环状沟槽底面的接触面积，并具有很好的缓冲作用。每一密封件与显示模组接触的一侧则具有凸起部，而且双层密封件的凸起部分别抵住上基材和下基材。藉此，本发明可达到有效固定及保护显示模组，同时，还能够有效阻挡外界水汽和化学物质的渗入，以确保产品的可靠性和使用寿命。

以上所述之实施例，仅系为说明本发明之技术思想及特点，目的在使熟习此项技艺之人士足以了解本发明之内容，并据以实施，当不能以之限定本发明之专利范围，即大凡依本发明所揭示之精神所作之均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明之专利范围。

Claims

1.一种穿戴式装置，其特征在于，包含：

显示模组，包含；

下基材；

显示层，设于所述下基材上；

上基材，设于所述显示层上，并于所述显示层侧边以及所述上基材和所述下基材之间形成有间隙；及

密封胶，填充于所述间隙内；

挡墙，环绕于所述显示模组周围，所述挡墙内侧设有两个环状沟槽，所述两个环状沟槽分别对应所述上基材和所述下基材设置；及

两个密封件，分别卡设于所述两个环状沟槽内，每个密封件与对应的所述环状沟槽的槽底接触的一侧定义为安装侧，每个密封件与所述显示模组接触的一侧定义为固定侧，所述安装侧具有复数指部，所述指部与对应的所述环状沟槽的槽底相抵而形成复数接触点，所述固定侧具有凸起部，所述凸起部与所述环状沟槽对应的所述上基材或所述下基材相抵。

2.如权利要求1所述的的穿戴式装置，其特征在于，每个密封件更具有掌部，所述掌部的两个相对的侧面分别与所述指部、所述凸起部相连，所述指部与所述凸起部沿相反方向延伸。

3.如权利要求2所述的穿戴式装置，其特征在于，所述掌部的顶面和底面分别与所述环状沟槽连接其槽底的两个侧壁相贴合。

4.如权利要求2所述的穿戴式装置，其特征在于，所述凸起部自所述掌部顶面突出并接抵所述上基板或所述下基板。

5.如权利要求1所述的穿戴式装置，其特征在于，每个密封件的宽度与每个环状沟槽的宽度的比值介于1～1.2之间。

6.如权利要求1所述的穿戴式装置，其特征在于，每个密封件由上而下依序具有顶层、中心层与底层，所述顶层为所述凸起部最下端所在平面，所述中心层为每个密封件的宽度的二分之一处的所在平面，且所述固定侧下方具有倒角或倒圆角，所述底层为所述倒角或倒圆角起始点的所在平面。

7.如权利要求6所述的穿戴式装置，其特征在于，每个密封件的中心总厚度为所述中心层的径向长度加上所述指部的径向长度，每个密封件的中心总厚度与每个环状沟槽的径向深度的比值介于0.9～1之间。

8.如权利要求6所述的穿戴式装置，其特征在于，每个密封件的中心总厚度为所述中心层的径向长度加上所述指部的径向长度，每个密封件的中心总厚度与宽度的比值介于0.8～0.9之间。

9.如权利要求6所述的穿戴式装置，其特征在于，每个密封件的所述顶层的径向长度与所述中心层的径向长度的比值介于0.8～0.9之间。

10.如权利要求6所述的穿戴式装置，其特征在于，每个密封件的所述中心层的径向长度与所述底层的径向长度的比值介于0.8～0.9之间。

11.如权利要求6所述的穿戴式装置，其特征在于，每个密封件的所述顶层的径向长度与所述指部的径向长度的比值介于6～10之间。

12.如权利要求6所述的穿戴式装置，其特征在于，每个密封件的所述顶层的径向长度与所述凸起部的径向长度的比值介于2～10之间。

13.如权利要求6所述的穿戴式装置，其特征在于，每个密封件的所述倒圆角的圆半径为所述中心层的径向长度的1/3～1/10。

14.如权利要求1所述的穿戴式装置，其特征在于，每个密封件的所述指部的径向长度与宽度的比值介于0.6～1之间。

15.如权利要求1所述的穿戴式装置，其特征在于，所述密封件为丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、硅胶、氟橡胶、全氟橡胶或聚氨酯橡胶。

16.如权利要求15所述的穿戴式装置，其特征在于，所述密封件为全氟橡胶。

17.如权利要求1所述的穿戴式装置，其特征在于，所述挡墙和所述上基板之间以及所述挡墙和所述下基板之间分别具有0～2毫米的间隙。