TWI439974B - 數字顯示器 - Google Patents

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Description

數字顯示器
本發明係有關於一種數字顯示器，為將多個字節作為一個顯示單元，更特別的是，該顯示單元具有28個字節，至少可顯示出0～9之數字及/或A～Z之英文字母。
數字顯示器係利用發光元件的明滅，搭配多個字節所作成的顯示單元來顯示阿拉伯數字、英文字母或是符號。
過去以來，使用數字顯示器顯示英文字母時，多以顯示大寫英文字母以及阿拉伯數字為主。如第1(A)圖所示，即為習知的點陣狀顯示裝置(100)，第1(B)圖則是專門用以顯示英文字母用之數字顯示器(200)。
第1(A)圖所示之點陣狀顯示裝置(100)，具有如圖例之35個發光點(101)，配合週邊的電路設計來控制各個發光點(101)之明滅，進而使觀察者可以觀察到英文字母或是數字，但因其所需控制的發光點較多，使得週邊電路複雜度高，進而造成裝置成本較高的問題。第1(B)圖係英文字母專用之數字顯示器(200)，由12個字節(201)組成一顯示單元，雖然可顯示英文字母，但部分的英文字母(如英文字母的”B、D、G、O等”)的顯示難以被辨識，且有無法顯示阿拉伯數字的問題。
第2圖的7字節的數字顯示器(300)，則為目前市面上最常使用的數字顯示器。如圖所示，該數字顯示器(300)具有7個字節(301)，除了可顯示阿拉伯數字之外，如下表1所示，還可顯示26個英文字母。
然而，誠如上述表1所示，部分英文字母的顯示難以被辨識(例如“K、M、N、Q、R、T、U、V、W、X、Z”)，甚至有與數字混淆之虞。其中例如英文字母B所顯示的符號，與阿拉伯數字6產生混淆，而英文字母O與阿拉伯數字0、英文字母Q與阿拉伯數字9、英文字母S與阿拉伯數字5、英文字母Z與阿拉伯數字2等產生混淆。
本發明之目的在於解決上述習知技術的問題，提供一種可清楚、明瞭顯示英文字母、符號與數字(例如包含阿拉伯數字與中文數字)的數字顯示器，其係沿用目前使用在數字顯示器的電路裝置，除不會造成成本的提升之外，還可達到裝置與週邊電路整體的簡化。
為達到上述目的，本發明揭示一種數字顯示器，包含至少一顯示單元，該顯示單元具有28個字節，該顯示單元之字節排列包括一個四邊形(quadrilateral)，由8個字節所構成且每邊具有兩個字節；並具有一個十字形(cross)，由4個字節所構成且位於該四邊形之中，並將該四邊形所圍繞的區域分為4個象限；並且具有四個X字形，分別位於每一象限之中且每一X字形由4個字節所構成。
根據上述本發明之數字顯示器，在本發明一實施例中，該四邊形包括正方形、長方形、梯形、菱形或不等邊四邊形。
根據上述本發明之數字顯示器，在本發明一實施例中，該顯示單元更包含一基材、一反射蓋層、複數發光元件以及複數封裝體；該反射蓋層設置在該基材上，並具有多個凹槽以暴露出部分該基材，該些發光元件分別設置在各該凹槽中並位於該基材上，該些發光元件與該基材電性連接，以及該些封裝體係由可透光的材料所形成，每一封裝體分別位於各該凹槽之中而封裝該些發光元件，其中，該些凹槽的輪廓顯示為該些字節。
根據上述本發明之數字顯示器，在本發明一實施例中，該基材包括印刷電路板、陶瓷基板或金屬支架。
根據上述本發明之數字顯示器，在本發明一實施例中，該些發光元件包括發光二極體(LED)晶片。
根據上述本發明之數字顯示器，在本發明一實施例中，為了可調整發光顏色，在至少一凹槽中，設置有一個或一個以上之該些發光二極體(LED)晶片。
根據上述本發明之數字顯示器，在本發明一實施例中，為作有效率的出光，該反射蓋層中之各該凹槽之斷面呈現一漏斗狀。
根據上述本發明之數字顯示器，在本發明一實施例中，該些封裝體之材料包括環氧樹脂或矽膠。
根據上述本發明之數字顯示器，在本發明一實施例中，該些反射蓋層之材料包括PPO或PPA。
根據上述本發明之數字顯示器，在本發明一實施例中，該基材上形成有多個通孔，以供複數導電針(conductive pins)穿入。
藉由上述本發明所揭示之數字顯示器，可解決習知技術英文字母大小寫顯示不清、阿拉伯數字與英文字母混淆等問題點，而可獲得可清楚、明瞭顯示英文字母、符號與數字的數字顯示器，甚至還可顯示出中文數字。
為讓上述目的、技術特徵、和優點能更明顯易懂，下文係以較佳實施例配合所附圖式進行詳細說明。
以下將透過實施例來解釋本發明之數字顯示器，然而，關於實施例之說明僅為闡釋本發明，而非用以限制本發明。
首先，請參照第3圖，其係為本發明之數字顯示器的顯示單元(1)平面圖。在本發明中，每一顯示單元(1)包含有28個字節(11)，而一數字顯示器可包括一個或是多個顯示單元，其單元數可隨需求適當調整。如第4圖所示，係為一顯示單元的數字顯示器(10)，使用者可透過組合方式來做使用上的變化應用。而如第10圖所示，則為多個單元的數字顯示器(20)。
在第4圖中，該顯示單元的28個字節的排列包括一個四邊形(quadrilateral)，係由8個字節所構成且每邊具有兩個字節，並具有一個十字形(cross)，係由4個字節所構成，且位於該四邊形之中並將該四邊形所圍繞的區域分為4個象限。該字節排列更具有四個X字形，分別位於上述每一象限之中且每一X字形由4個字節所構成，其中四邊形包括正方形、長方形、梯形、菱形或不等邊四邊形。
此外，每一顯示單元由於不具方向性，因此可以因應需求直放或是橫放。如第11(A)圖所示，即為將數字顯示器(20)橫放時的使用狀態示意圖，而第11(B)圖所示，則是將數字顯示器(20)直放時的使用狀態示意圖。
為顯示數字顯示器的基本構造，請同時參照第4圖以及第5圖，其中第4圖係本發明之數字顯示器的立體示意圖，而第5圖則為沿第4圖中之V-V剖線之剖面示意圖。
如第4圖以及第5圖所示，數字顯示器(10)包含有一基材(2)、一發光元件(4)、一反射蓋層(13)及一封裝體(12)，一凹槽(11a)形成於反射蓋層(13)中。發光元件(4)為設置於基材(2)之一側，當發光元件(4)為表面黏著型的發光元件(Surface Mount Device)時，為直接固定在基材(2)上；若發光元件(4)為發光二極體(LED)晶片時，則需要打金線步驟，使晶片與基材(2)上的電極作電性導通。其中基材2包括印刷電路板、陶瓷基板或金屬支架，而封裝體之材料包括環氧樹脂或矽膠。
接著，將用以驅動各個字節發光與否的端子(3)固定在基材(2)上，再將已設置發光元件(4)之基材(2)結合至反射蓋層(13)，其結合方式只要可將發光元件(4)正確的定位在反射蓋層(13)的凹槽(11a)中，並未限定其結合方式。此外，上述端子(3)並非僅限定其如第4圖之針狀，可將端子(3)彎折，或是將端子(3)變更為球狀或是電極片狀。
之後，將具透光性的封裝體(12)注入反射蓋層(13)的凹槽(11a)中。反射蓋層(13)係由不透光的材料形成，設置在基材(2)上，進而包覆發光元件(4)，且反射蓋層(13)具有多個凹槽(11a)，由觀察面觀看反射蓋層(13)之多個凹槽(11a)時，這些凹槽(11a)的輪廓形成每一顯示單元(1)的字節(11)。為作有效率的出光，反射蓋層之凹槽(11a)的斷面形狀可如第5圖所示，呈現一漏斗狀。在本實施例中，發光元件(4)係為發光二極體(LED)晶片。為了可調整發光顏色，在各個凹槽(11a)中可設置一個或一個以上之發光元件(4)，或是當發光元件(4)為藍光LED晶片時，可在具透光性的封裝體(12)中摻雜黃色螢光粉，使藍光激發黃色螢光體而混成白光。或是例如當發光元件(4)為三顆RGB LED晶片時，可直接利用混出白光或是其他色彩的光線，當然，此時具透光性的封裝體(12)中便無須摻雜黃色螢光粉。
在基材元件(2)與反射蓋層(13)結合且填入封裝體(12)後，經過一烘烤程序使封裝體(12)固化。而用以封裝發光元件(4)之封裝體(12)的材料，只要是可透光的材料均可，例如是環氧樹脂或矽膠。另外，有關前述反射蓋層(13)之材料，例如是PPO或PPA。
在上述實施例中，基材(2)係指一般習知的印刷電路板或陶瓷基板。因此需要端子(3)將電流訊號作控制。但上述基材(2)亦可為一種金屬支架(lead frame)，係可將晶片置放至支架上，直接利用支架將電流訊號作控制，故而無須另行設置上述實施例之端子(3)。
第6圖係分別揭示本發明之數字顯示器之各個顯示單元，在顯示英文字母時之狀態圖。第7圖係分別揭示本發明之數字顯示器之各個顯示單元，在顯示阿拉伯數字0至1之狀態圖。第8圖係分別揭示本發明之數字顯示器之各個顯示單元，在顯示中文數字一至十之狀態圖。
由上述各圖可知，本發明之數字顯示器之各個顯示單元，為可因應其顯示字母為英文、阿拉伯數字、或是中文數字而調整其發光區間。例如，當顯示英文字母或是中文數字時，為使用全範圍的顯示單元，而顯示阿拉伯數字時，則使用半範圍的顯示單元。藉由此種顯示方式，可解決習知技術中英文字母與阿拉伯數字混淆不清的問題。此外，本發明之數字顯示器之每一顯示單元係由28字節所形成，利用該種28字節的排列方式，除了可解決習知技術中，英文字母不夠美觀、易懂的問題以外，更可增加顯示圖案，如第8圖所揭示之中文數字、或是第11圖之箭頭符號等。
在此，請參照第9(A)至9(C)圖，係分別表示本發明之數字顯示器的各個顯示單元，在英文字母與阿拉伯數字時之比較圖。第9(A)圖係將英文字母B與阿拉伯數字8作一比較，利用本發明之數字顯示器，由於每一顯示單元具有28個字節，因此可清楚區分出英文字母B與阿拉伯數字8的不同，更可增加英文字母的美感。第9(B)圖係將英文字母O與阿拉伯數字0作一比較，利用上述「當顯示英文字母或是中文數字時，為使用全範圍的顯示單元，而顯示阿拉伯數字時，則使用半範圍的顯示單元」的概念，可解決習知技術中，難以區別英文字母O與阿拉伯數字0的問題。第9(C)圖係將英文字母S與阿拉伯數字5作一比較，同樣的，利用上述的概念，可解決習知技術中，難以區別英文字母S與阿拉伯數字5的問題。
為說明本發明之數字顯示器的驅動機制之一例，請參照第12(A)圖與第12(B)圖。第12(A)圖係本發明之數字顯示器的顯示單元字節編號示意圖，第12(B)圖則為本發明之數字顯示器的驅動方式示意圖。
其中，第12(B)圖所例示的驅動方式，為利用11根端子引進電流，但只要可引進電流、將電流訊號作一控制，並不限定其形狀須為導電針狀，亦可為球狀或是電極片狀等。此外，第12(A)圖與第12(B)圖中所揭示的編號，均是為了說明上的便利起見所賦予的編號，並非強制限定其編號位置或是順序須如圖面所示。
如第12(A)圖所示，分別將本發明之數字顯示器之一顯示單元中所包含的28個字節，編列成A1、A2、B、C、D1、D2、E、F、G1、G2、H1、H2、I、J1、J2、K1、K2、L、M1、M2、N1、N2、O1、O2、P1、P2、Q1、Q2。
第12(B)圖所示，A1、A2、B、C、D1、D2、E為一群組，係由第8根端子控制，F、G1、G2、H1、H2、I、J1為由第9根端子所控制的群組，J2、K1、K2、L、M1、M2、N1為由第10根端子所控制的群組，N2、O1、O2、P1、P2、Q1、Q2為由第11根端子所控制的群組。而第12(B)圖所示之數字1至7則表示第1根端子至第7根端子，利用上述11根端子的電流控制來進行本發明之數字顯示器的驅動控制。而圖中未示的其他端子，應與驅動控制無直接關聯，故省略贅述。
舉例而言，若是欲使本發明之數字顯示器之一顯示單元顯示英文字母”L”時，使須驅動第12(A)圖中的F、E、D1、D2四個字節。
參照第12(B)圖，其驅動方式為：
(a)　將第9根端子由負轉正、且將第1根端子由正轉負，如此電流導通，便可使字節F發光；
(b)　接著將第8根端子由負轉正、且將第7根端子由正轉負，如此電流導通，便可使字節E發光；
(c)　接著將第8根端子由負轉正、且將第5根端子由正轉負，如此電流導通，便可使字節D1發光；
(d)　接著將第8根端子由負轉正、且將第6根端子由正轉負，如此電流導通，便可使字節D2發光。
由於數字顯示器的顯示為利用視覺暫存原理，因此在極短時間內反覆重複上述(a)至(d)的作業，便可使本發明之數字顯示器之一顯示單元呈現英文字母”L”的字樣。
此外，上述流程僅是為了說明上的方便起見而編列其發光順序，承上述，由於數字顯示器的顯示為利用視覺暫存原理，故在可產生視覺暫存的基礎下，可隨意變動各字節的發光順序。
上述之實施例僅用以例舉本發明之實施態樣、及闡釋本發明之技術特徵，並非用來限制本發明之範疇。任何熟悉此技術者可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍，本發明之權利範圍應以申請專利範圍為準。
1．．．顯示單元
10．．．數字顯示器
100．．．點陣狀顯示裝置
101．．．發光點
11．．．字節
11a．．．凹槽
12．．．封裝體
13．．．反射蓋層
2．．．基材
20．．．數字顯示器
200．．．數字顯示器
201．．．字節
3．．．端子
4．．．發光元件
第1(A)圖係習知的發光顯示裝置之概略平面圖；
第1(B)圖係習知的發光顯示裝置之概略平面圖；
第2圖係習知的發光顯示裝置之概略平面圖；
第3圖係本發明之數字顯示器的顯示單元平面圖；
第4圖係本發明之數字顯示器的立體示意圖；
第5圖係沿第4圖中之V-V剖線之剖面示意圖；
第6圖係分別揭示本發明之數字顯示器之各個顯示單元，在顯示英文字母時之狀態圖；
第7圖係分別揭示本發明之數字顯示器之各個顯示單元，在顯示阿拉伯數字0至1之狀態圖；
第8圖係分別揭示本發明之數字顯示器之各個顯示單元，在顯示中文數字一至十之狀態圖；
第9(A)至9(C)圖，係分別表示本發明之數字顯示器的各個顯示單元，在英文字母與阿拉伯數字時之比較圖；
第10圖係本發明另一實施例之數字顯示器的立體示意圖；
第11(A)、11(B)圖係本發明另一實施例之數字顯示器的使用狀態示意圖；
第12(A)圖係本發明之數字顯示器的顯示單元字節編號示意圖；以及
第12(B)圖係本發明之數字顯示器的驅動方式示意圖。
10．．．數字顯示器
11．．．字節
13．．．反射蓋層
3．．．端子

Claims (9)

  1. 一種數字顯示器，包含：至少一顯示單元，具有28個字節，該顯示單元之字節排列包括：一四邊形(quadrilateral)，由8個字節所構成且每邊具有兩個字節；一十字形(cross)，由4個字節所構成且位於該四邊形之中，並將該四邊形所圍繞的區域分為4個象限；以及四X字形，分別位於每一象限之中且每一X字形由4個字節所構成，其中該顯示單元更包含：一基材；一反射蓋層，設置在該基材上，該反射蓋層具有多個凹槽以暴露出部分該基材；複數發光元件，每一發光元件分別設置在各該凹槽中並位於該基材上，該些發光元件與該基材電性連接；以及複數封裝體，由可透光的材料所形成，每一封裝體分別位於各該凹槽之中而封裝且直接接觸該些發光元件，其中，該些凹槽的輪廓顯示為該些字節。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之數字顯示器，其中該四邊形包括正方形、長方形、梯形、菱形或不等邊四邊形。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之數字顯示器，其中該基材包括 印刷電路板、陶瓷基板或金屬支架。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之數字顯示器，其中該些發光元件包括發光二極體(LED)晶片。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之數字顯示器，其中在至少一凹槽中，設置有一個或一個以上之該些發光二極體(LED)晶片。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之數字顯示器，其中該反射蓋層中之各該凹槽之斷面呈現一漏斗狀。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之數字顯示器，其中該些封裝體之材料包括環氧樹脂或矽膠。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之數字顯示器，其中該些反射蓋層之材料包括PPO或PPA。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之數字顯示器，其中該基材上形成有多個通孔，以供複數導電針(conductive pins)穿入。
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