TWI388949B - 用於例如手錶的可攜式裝置之顯示單元 - Google Patents

Description

用於例如手錶的可攜式裝置之顯示單元

本發明與一顯示單元有關，用於裝飾一可攜式裝置，例如手錶。此單元包括至少一顯示胞元和連接至胞元的至少二電極之控制機構。控制機構能提供電信號，尤其是電位差，至電極以使顯示資訊之胞元處於第一狀態。在第一顯示狀態中，顯示胞元顯示之資訊可以是一系列文字、一影像或暫時資訊。不存在電信號的情況下，顯示胞元處於第二狀態，稱為休眠。在第二狀態中，顯示胞元可以是透明或不透明的。

本發明也與手錶相關，例如具有一顯示單元之腕錶。

在手錶製造領域中，經常提供裝飾零件以裝飾手錶之殼體或視窗或表盤。這些裝飾零件除了改進手錶的美觀之外沒有其他功能。例如可以為了裝飾而裝置稀有磨石在昂貴手錶的視窗或殼體上。

本發明之主要目的為提供用於一可攜式裝置上之一顯示單元，例如手錶，以改進顯示資訊的品質和模式以及產生具有裝飾效果的顯示資訊。

因此，本發明之一主要目的為上述之顯示單元，其中更包含複數個支承在支座上或支座中之透明或半透明硬性部件，此支座被置於顯示胞元之前可見表面或顯示胞元之後表面以結合處於第一顯示狀態之胞元中的資訊，其為具有通過可見硬性部件之光折射和/或在可見硬性部件上或在可見硬性部件中之光反射。

根據本發明之顯示單元的一優勢在於使用被切割稀有磨石之透明或半透明硬性部件以提供更佳顯示資訊。當裝置之顯示單元提供美觀和用於裝飾效果時，環境光線或背光裝置的光線在胞元和支座下方會被反射、折射或被磨石繞射，也使資訊更容易被讀取。此裝置可以為腕錶或懷錶。

根據本發明之顯示單元的另一優勢，在於具有透明或半透明磨石之支座被置放在顯示胞元之後透明基板下方。結果是在顯示期間當使用具有負對比之顯示胞元，此些稀有磨石可通過部分透明胞元以顯現資訊，例如暫時資訊。當胞元在休眠狀態中，稀有磨石被不透明胞元隱藏。最好是，當胞元在第二狀態時，稱為靜止，會具有不透明且較深的顏色，例如黑色，或形成一鏡。

根據本發明之顯示單元的另一優勢，在於顯示胞元包含複數個組態為數字之透明第一電極，各個皆由在一前透明面基板之一內部表面上的顯示區塊形成，至少一第二透明電極在後透明基板的一內部表面上以及一固定架在兩基板之間形成封閉空間以置放電極和一材質。可以透過控制機構驅動至少一第一電極和第二電極之間的一電位差改變此材質之光學或物質特性。支座的全部硬性部件被置於顯示胞元之背板並且在第一電極之數字對面組態為數字形式。當顯示資訊時，由於顯示胞元為負對比，至少一硬性部件，即至少一稀有磨石，係全部可見且可通過主動區塊。

根據本發明之顯示單元的另一優勢，在於顯示胞元包含矩陣類型電極並且連接至控制機構。電極的處理可藉由控制機構加以定址，以手錶指針形式提供暫時資訊。處於第一顯示狀態的負對比胞元可提供資訊，支座之複數個置於在胞元之背板上的稀有磨石，成為可見。這些磨石可以是紅寶石、藍寶石、純綠寶石、月長石、鑽石或其他稀有磨石。這些磨石同樣可以是合成磨石，例如單晶立方鋯氧化物磨石。因此，複數個相等或不同尺寸的磨石類型可以裝飾支座並且通過胞元資訊結合光的一次折射或特別的反射以產生不同顏色。

根據本發明之顯示單元的另一優勢，在於一背光裝置係裝置在顯示胞元以及具有透明硬性部件之透明支座下。以這種方法，硬性部件以透明或半透明磨石形式被照亮並且顯示單元部分可見區域之胞元成為可透光。為了使大部分的光可以通過，可以調整磨石大小。這個尺寸可以產生具有光輝或半圓飾類型或其他多磨光面類型。

當支座的透明或半透明硬性部件置於之顯示胞元上時，儘可能利用高對比，通過胞元之顯示為具有深色顏色，例如黑色。在顯示資訊之部分可以使用白色或銀色，以在白天或使用背光裝置時能與支座硬性部件之資訊形成高對比。

在下列描述過程中，只描述具有顯示單元之手錶，例如作為一可攜式裝置之腕錶。任何熟知此技藝人士所知的傳統顯示單元，將只在下列描述過程中被簡單說明。不過，非常清楚的知道這樣的顯示單元能裝置在其他可攜式裝置上，例如可攜式電話、電子筆記本或其他裝置。

在第1和2圖中，描述根據本發明的第一實施例之手錶1的顯示單元2，一部分顯示單元作為手錶計時之用。手錶1包含殼體11，提供置有一電子手錶機芯16和藉由一接觸彈簧10支承於背板12上之一電池18的一背板12。殼體11包含一般方式被玻璃17封閉之表盤並且殼體的一調整鈕19可以控制，尤其是手錶時間或日期。

機芯16包含使用一控制電路與驅動裝置(未顯示)所驅動之一秒針13、一分針145和一時針15之計時電子電路。這錶針高於顯示單元2之顯示胞元4部分形成的一計時表盤。因此，錶針的軸通過顯示單元2中心之開口9以被裝置驅動進而驅動手錶機芯16。

根據本發明之顯示單元2包含一負對比顯示胞元4，一透明或半透明支座3形成一網柵支承複數個透明或半透明硬性部件30，支座置放在顯示胞元4下面，以及一背光裝置5置於在具有硬性部件30之支座下面。背光裝置可以是接近手錶1之殼體11側邊的一電致發光薄片或與結合電致發光二極體之一光導。背光裝置使顯示胞元之資訊在暗處也可以通過支座3之可見硬性部件30而被檢視。

可以知道置於胞元4和/或支座3上的前照明裝置為透明或半透明硬性部件30。一前照明裝置可以包含，例如，一般電致發光二極體(LED)或有機電致發光二極體(OLED)於手錶殼體11附近。

顯示胞元4包含位於使用者的顯示資訊之視窗的一可見前透明基板41、一後透明基板42、用於兩基板之間的一空間固定架43和置於基板之間所形成之封閉空間的材質44。前基板41在一內部表面上，具有組態為數字形式的第一透明電極45，各個皆由7個顯示區塊形成，符合硬性部件30的寬度和長度尺寸。寬度可能不到1毫米，例如是0.8毫米或更小，但是也能是1.5毫米或更大，如大於1毫米。

後基板42之一內部表面，具有相對第一電極45之第二透明電極46。在第一和第二電極之間的電信號可以改變在第一和第二電極之間材質的化學或物理特性，例如手錶機芯16之控制機構，未顯示，所提供的電位差。控制機構使用連接器33藉由電力連結至顯示胞元4。當然，前和後基板也可以具有偏光板，未顯示。

藉由第一電極45以數字組態形式，顯示胞元4與支座3之硬性透明部件30可以提供暫時數字化資訊，例如時間，如圖2中所示。數字的非主動第一電極45和在第一電極下方之非顯示可見硬性部件使用深色顏色顯示。在白天，小時資訊可藉由錶針以及時間的數字化資訊以提供給手錶1的使用者。數字化的顯示可以結合錶針或者單獨顯示。

在第1和2圖顯示的第一實施例中，顯示胞元4具有負對比並且顯示胞元4的前基板41在第2圖具有可見小時時間指標20。顯示胞元為休眠之第二狀態，顏色為深色顏色且僅僅提供手錶1之使用者類比不透明時間資訊錶針13、14和15的方法和指標20。

顯示胞元可以為一流狀螺旋狀類型(TN或者STN)、膽固醇質地類型(CT)之液晶胞元、一雙穩態液晶胞元(ZBD、Nemoptic或其它)、一電解胞元、一雙穩態電染色胞元、一電泳胞元、一電濕潤胞元、一聚合物分散胞元(PDLC)、一平面切換胞元(IPS)、一干擾調變胞元(IMOD)、有機電致發光二極體胞元(OLED)、一微機電類型(MEMS)胞元或者能提供一透明狀態和一不透明狀態的其他胞元。最好可以結合支座上的硬性部件和顯示胞元一起顯示資訊，最有可能選擇的是最透明顯示類型。因此，最好所選擇液晶顯示的胞元是比其它胞元具有更高透光度(70－80%)的膽固醇質地類型。另外，有兩偏極的流狀類型液晶顯示胞元中，可以有一約40%的可透光度。讀者可參考專利申請WO99/32945或歐洲專利EP0078237 B1之申請人相關的資訊而獲得關於各種類型的胞元。

就有機電致發光二極體類型(OLED)的顯示胞元4而論，因為各個區塊可以主動產生光資訊並通過一或更多高於上述胞元的磨石，所以不需要提供背光裝置給顯示單元。可以使用微弱控制電壓控制胞元中的每一被致動區塊。也能使用胞元中各種顏色之發光區塊。OLED顯示胞元可以具有一較小厚度使腕錶可以有較小的厚度。

應注意的是第一實施例中的顯示胞元4也可以有正對比。這樣的話，在休眠第二狀態的顯示胞元，在顯示單元2之視窗上的支座3之全部硬性部件30係為可見。

根據本發明，顯示單元2的支座3之硬性部件30最好為稀有磨石，例如單晶立方鋯氧化物磨石、切割鑽石或合成磨石。這幾種稀有磨石可以置放或固定在支座3上或者在支座3中或者整合至一透明支座中，例如塑膠。稀有磨石可以被裝置在支座上，使得光可以通過。這樣的話，如果稀有磨石已經為透明或半透明的，支座就不一定要為透明的。

稀有磨石30可以彼此接近並置放於支座3的整個表面。每塊稀有磨石的有效寬度可以被選擇為小於1毫米，例如是0.8毫米(0.01克拉)，例如數字區塊之寬度。每塊稀有磨石之間的空間不到0.5毫米，例如0.15毫米的寬度。當然，可想像到的是也能提供與支座一樣大小的大於1毫米之稀有磨石，例如是1.5毫米或者更大。

有許多種不同顏色的磨石可以用來裝飾支座。稀有磨石30可以是紅寶石、藍寶石、純綠寶石、月長石、鑽石或者其他稀有磨石。每塊磨石可以從中間最寬區域切開為實質上分開的兩部分或者有多個切磨光面。置於支座上的磨石可以有不同尺寸。不同顏色或尺寸的磨石都可以被用來作為顯示胞元4所顯示的各個數字資訊。這些磨石的大小可以從各類型中選擇，例如輝度、半圓狀或其他多磨光面類型，以提供具有亮度的可見磨石。

從稀有磨石的經濟角度上考慮，可以設計為支座3的稀有磨石30只置於第一透明電極45之各個數字區塊下方。對於顯示胞元之各個致動區塊(透明)，選擇區塊和稀有磨石的尺寸以至少可看見一稀有磨石，最好是可看見至少二個稀有磨石。在此設計中，可以由一些透明區塊完全看到二或三個稀有磨石。

第3圖中描述放大的顯示單元，每塊磨石可以被切割以獲得平行於顯示胞元4之後基板42的至少一上表面31。導致白天處於第一顯示狀態之顯示胞元，光F可通過每一可見磨石之上表面31，接著通過顯示資訊的每一透明區塊。例如在稀有磨石和支座材料，或當支座係為網柵以支承磨石時則為空氣，之間折射率有差異時，則光F可以由每一可見磨石的下表面32反射出。在下表面的反射光可以被重現，如通過稀有磨石的上表面，在被顯示的資訊上產生亮光。

在第一實施例中提供一背光裝置，裝置產生的光R通過可見稀有磨石至可見資訊之視窗。根據本發明，可以結合在第一顯示狀態之胞元的資訊與通過可見稀有磨石的折射光和/或可見稀有磨石中的反射光。顏色也會影響通過可見稀有磨石的日光折射，因此可以改善顯示資訊使手錶看起來更加美觀。

應注意的是，每塊稀有磨石(鑽石)的尺寸和置放在支座上的位置，要使得背光裝置產生的光可以通過可見磨石以在暗處或夜裡得到具有較佳可讀性資訊。

在第4和5圖中，係為手錶1之顯示單元2的一第二實施例，其中殼體11在頂視圖下係為一矩形形狀。應注意的是，根據本發明所描述之包含顯示單元2的手錶1之各個部件具有和第1和2圖中相同的參考標號。為簡化起見，其部件的描述將不在第4和5圖中重複。

第二實施例主要的差異在於支承稀有磨石30的支座3被置放為高於顯示胞元4。具有稀有磨石之支座形成手錶表盤的直接可見部分。因此，最好是磨石30可以裝飾整個支座3至殼體11的內部邊緣。每塊磨石之間的空間小於每塊稀有磨石的寬度。

顯示胞元4最好可以為正對比，藉由支座上稀有磨石30的架構獲得較佳對比之顯示資訊。而且背光裝置5可以置於顯示胞元4下方，以透過顯示胞元之透明部分照亮稀有磨石。

在第6和7圖係為從上方向下看(視窗)之手錶1的顯示單元之第三和第四實施例。從上方看手錶的殼體11為具有一橢圓形或圓形形狀。根據本發明，包含顯示單元2之手錶1的全部部件與第1至5圖中的具有相同的參考標號。為簡化起見，各個部件的描述將不在第6和7圖中重複。

第三和第四描述實施例之間主要的差異為顯示胞元具有矩陣類型。它在一透明前基板的內部表面上具有複數行第一透明電極，和在後透明基板之內部表面上的複數行第二電極。複數行第一透明電極垂直於複數行第二電極。因此顯示胞元在第一顯示狀態下，控制機構多工控制和選擇第一和二電極之位址以顯示資訊。在第一顯示狀態下的胞元之顯示資訊係利用手錶錶針形式描述每小時的時間資訊。

在第6圖中，顯示胞元4為負對比且支座之整個表面布置有稀有磨石30，位於胞元背面。小時的資訊可以在黑暗背景中利用稀有磨石和胞元的錶針清楚地顯示出來。

在第7圖中之一顯示胞元4具有正對比且支座之整個表面布置有稀有磨石30，位於胞元前面。這樣的話，通過具有稀有磨石之支座的小時時間資訊在一反光背景下具有深色顏色，例如黑色。

當然一背光裝置也可以用於第三和第四實施例之顯示單元，以使資訊在暗處變得容易被看到。不過，背光裝置也可以用一反射層替換，例如一鏡子或一白色顏色層。

其他各種顯示單元之變型的實施例可利用置在手錶玻璃下面之一雙液晶顯示胞元產生，如作為參考資料的專利申請案WO99/32945中所示。稀有磨石的支座被置於表示資訊之第一顯示胞元和作為光閥門之第二胞元之間的空間。如果這兩個顯示胞元為透明的，在胞元下面使用手錶錶針表示之時間可以通過支座之稀有磨石被看見。

從上述提供的說明，顯示單元之變型的多種實施例可以在本發明之申請專利範圍內被熟知此技藝人士加以變化。顯示胞元和具有稀有磨石之支座，可以被弄彎為圓柱形狀裝置於手錶上，殼體也可以同樣被彎曲。顯示胞元之前和後基板也可以被彎曲。顯示單元所顯示的資訊能具有數字類型或甚至一影像或一圖案。胞元的電極可以利用電阻部件加熱或加熱本體以改變光學特性，例如透過顏色的修改。顯示胞元可以利用微機電胞元，也就是電極可以控制不透明快門的打開或關閉以顯示資訊。這種顯示胞元可以同樣包含一可暫時被移開之不透明材質，如微幫浦，以替代在第一顯示狀態下的胞元以顯示資訊。顯示胞元可以被放在類比手錶之玻璃下方，而具有稀有磨石之支座可以被置於手錶錶針下方的表盤上。

1．．．手錶

2．．．顯示單元

3．．．支座

4．．．顯示胞元

5．．．背光裝置

9．．．開口

10．．．接觸彈簧

11．．．殼體

12．．．背板

13．．．秒針

14．．．分針

15．．．時針

16．．．機芯

17．．．玻璃

18．．．電池

19．．．調整鈕

20．．．時間指標

30．．．半透明硬性部件

31．．．上表面

32．．．下表面

33．．．連接器

41．．．前透明基板

42．．．後透明基板

43．．．固定架

44．．．材質

45．．．第一透明電極

46．．．第二透明電極

顯示單元的主要優勢和特徵將在隨後的描述以及實施例和附圖得到更清楚的說明，另外本發明並非只包含以下附圖之描述：第1和2圖係從直徑方向上和從上方描述根據本發明的第一實施例之一手錶的顯示單元，第3圖描述根據本發明的部分顯示單元之光的反射、折射或折射和通過支座之透明或半透明磨石的一放大圖式，第4和5圖描述從直徑方向上和從上方描述根據本發明的第二實施例之一手錶隨著時間以數字形式顯示，第6圖從上方描述根據本發明的第三實施例之顯示單元，利用在手錶中之負對比顯示胞元用類比形式表示時間，以及第7圖從上方描述根據本發明的第四實施例之顯示單元，利用在手錶中之正對比顯示胞元用類比形式表示時間。

1．．．手錶

2．．．顯示單元

3．．．支座

4．．．顯示胞元

5．．．背光裝置

9．．．開口

10．．．接觸彈簧

11．．．殼體

12．．．背板

13．．．秒針

14．．．分針

15．．．時針

16．．．機芯

17．．．玻璃

18．．．電池

19．．．調整鈕

30．．．半透明硬性部件

33．．．連接器

41．．．前透明基板

42．．．後透明基板

43．．．固定架

44．．．材質

45．．．第一透明電極

46．．．第二透明電極

Claims (14)

1. 一種用於例如手錶的可攜式裝置之顯示單元，該單元包含支承在一支座上或一支座中的複數個透明或半透明硬性部件、至少一顯示胞元、和連接於該胞元的至少二電極之控制機構，該控制機構提供電信號至該電極以使該胞元處於一第一狀態，以顯示資訊，當不存在該電信號時，該胞元靜止並處於一第二狀態，其中該透明或半透明硬性部件係包括具有複數個切削表面的稀有磨石或合成磨石，該些磨石支承在該支座上或該支座中，而該支座係配置在該顯示胞元的一可見前表面上或者在該顯示胞元的一後表面上，以將處於該第一顯示狀態的該胞元之資訊與通過該可見切削磨石之折射光和/或在該可見切削磨石上或在該可見切削磨石中之反射光彼此結合，其中各個磨石的至少一上表面被配置為平行該顯示胞元的該前表面或該後表面，且其中各個切削磨石的下表面係以相對於該前表面或該後表面之小於90°的角度來傾斜，以反射一部分通過部分該些可見磨石之光線。
2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示單元，其中該稀有磨石係為紅寶石、藍寶石、純綠寶石、月長石或鑽石，且其中該合成磨石係為單晶立方鋯氧化物磨石。
3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示單元，其中置放在該支座中或該支座上的各個稀有磨石的尺寸係為相同。
4. 如申請專利範圍第1項所述之顯示單元，其中該切削磨石係被固定在一透明或半透明支座上或一透明或半透明支座中，且其中該切削磨石係具有不同顏色和/或不同尺寸。
5. 如申請專利範圍第1項所述之顯示單元，其中該顯示胞元包含複數個第一透明電極，該些電極被組態為數字，各個數字係由在一前透明基板的一內部表面上的顯示區塊形成；在一後透明基板的一內部表面上的至少一第二透明電極；以及用於該兩基板的一固定架，以在該些基板之間界定一封閉空間，用來容納該些電極和一材質，可藉由該控制機構施加一電位差在至少一第一電極和該第二電極之間而調整該材質的光學或物理特性，且其中該切削磨石支座置放在該前基板的一外表面上或者在該後基板的一外表面上。
6. 如申請專利範圍第5項所述之顯示單元，其中用於該切削磨石之該支座被配置於具有負對比之該顯示胞元的該後基板上的該外表面之側邊上，其中該支座的所有該些切削磨石以數字形式而配置在該支座上，並相對於被配置為數字的第一電極，且其中該些第一電極的各個區塊的形式和尺寸被加以選擇，用於處於該第一狀態的每個被致動區塊至少兩個切削磨石完全地或者部分地感知，以顯示該顯示胞元的資訊。
7. 如申請專利範圍第1項所述之顯示單元，其中該矩陣型的顯示胞元包含在一前透明基板之一內表面上的複數 行第一透明電極；在一後透明基板之一內表面上的複數行第二透明電極，該複數行第二透明電極與該複數行第一透明電極成垂直配置；以及用於該兩個基板之一固定架，以在該些基板之間界定一封閉空間，用來容納該些電極和一材質，可藉由該控制機構施加一電位差在至少一第一電極和該第二電極之間而調整該材質的光學或物理特性，使該顯示胞元處於一第一顯示狀態以顯示該資訊，且其中該切削磨石支座置放在該前基板的一外表面上或者在該後基板的一外表面上。
8. 如申請專利範圍第1項所述之顯示單元，其中該顯示胞元係為一液晶顯示胞元或一電致變色顯示胞元或一電解顯示胞元或一電濕潤顯示胞元或一可離散聚合物胞元或一微機電類型或一干擾調變胞元或一有機電致發光二極體胞元，其中由處於該第一顯示狀態之該胞元所顯示的該資訊以手錶錶針之形式呈現每小時的資訊。
9. 如申請專利範圍第1項所述之顯示單元，其中當該顯示胞元處於該第一狀態且在讀取該資訊的期間，一背光裝置被配置在該胞元和該切削磨石之該支座的下方，以照明可見切削磨石。
10. 如申請專利範圍第1項所述之顯示單元，其中當該顯示胞元處於該第一狀態且在讀取該資訊的期間，一前發光裝置被配置在該胞元和該切削磨石之該支座的上方，以照明可見切削磨石。
11. 如申請專利範圍第9或10項所述之顯示單元，其 中一背光裝置或該發光裝置包含一電致發光薄片或一標準或有機電致發光二極體。
12. 一種手錶，係為腕錶類型之手錶，該手錶包含由一玻璃所封閉的一殼體、如申請專利範圍第1項所述之顯示單元。
13. 如申請專利範圍第12項所述之手錶，其中該顯示單元部分地包含該手錶之錶面，且其中用於表示時間之錶針受一手錶機芯之一驅動裝置所驅動，其通過該些切削磨石之該支座和該顯示胞元，以表示時間。
14. 如申請專利範圍第12項所述之手錶，其中用於表示時間之錶針受用於驅動一手錶機芯的一裝置所驅動，其通過該些切削磨石之該支座，成為該手錶之錶面的一部分，且其中用於表示時間的該顯示胞元係被配置於該手錶之該錶針上方和該手錶之該玻璃下方。