TWI804872B - 顯示裝置 - Google Patents

Abstract

一種顯示裝置包括腔體、光源以及波長轉換層。腔體具有開口。光源位於腔體內，且用以提供照明光束。波長轉換層位於腔體內，且對應於開口設置。波長轉換層適於接收至少部分照明光束並產生影像光束，且包括多個波長轉換粒子。這些波長轉換粒子各自包括核層、殼層以及多個疏水官能基。殼層包覆核層。這些疏水官能基設置在殼層背離核層的表面上。

Description

顯示裝置

本發明是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種具有實物展示功能的顯示裝置。

隨著顯示技術的蓬勃發展，生活應用的多元化正逐漸開啟另一波眼球革命。其中，搭載透明顯示層的商品展示櫃或家用冰箱正是近年來顯示科技結合生活應用的典型例子。現有的透明顯示技術主要可分為兩類，其中一類為採用顯示面板（例如液晶顯示面板或發光二極體顯示面板）來作為透明顯示層，而另一類則是採用透明光學膜並搭配投影設備來作為透明顯示層。

在採用液晶顯示面板的技術中，其彩色濾光層的透光度較差容易影響商品的展示品質。在採用發光二極體顯示面板的技術中，其驅動電極因採用透明導電材料製作而具有較高的電阻值，造成產品應用範圍被侷限在小尺寸（例如2吋至4吋）。在採用透明光學膜的技術中，本身具有一定透光度的透明光學膜為了兼顧投影成像的顯示品質，其製程技術的難度較高。此外，現行的透明顯示裝置的色域規格大多落在NTSC 70%至NTSC 90%之間，並無法滿足當今使用者對於顯示品質的要求。因此，一種兼具高色彩飽和度、高透光度和多元尺寸應用的透明顯示裝置仍有待開發。

本發明提供一種顯示裝置，其顯示層的色域表現及阻水氧能力都較佳，且在可見光波段的穿透率也較高。

為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明的一實施例提出一種顯示裝置。顯示裝置包括腔體、光源以及波長轉換層。腔體具有開口。光源位於腔體內，且用以提供照明光束。波長轉換層位於腔體內，且對應於開口設置。波長轉換層適於接收至少部分照明光束並產生影像光束，且包括多個波長轉換粒子。這些波長轉換粒子各自包括核層、殼層以及多個疏水官能基。殼層包覆核層。這些疏水官能基設置在殼層背離核層的表面上。

在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置更包括設置於腔體內的物件。波長轉換層位於開口與物件之間。

在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置更包括對應於開口設置的截止濾波器。波長轉換層位於截止濾波器與物件之間。

在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置的截止濾波器的截止波長為470nm以下。

在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置的照明光束的波長介於200nm至450nm之間。

在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置適於經由腔體的開口接收外部環境光束，且波長轉換層對外部環境光束的穿透率大於93%。

在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置的波長轉換層包括第一波長轉換圖案和第二波長轉換圖案。影像光束包括來自第一波長轉換圖案的第一影像光束和來自第二波長轉換圖案的第二影像光束，且第一影像光束的顏色不同於第二影像光束的顏色。

在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置更包括位於腔體內的導光板，其具有彼此連接的出光面和入光面。光源設置在導光板的入光面的一側，且波長轉換層設置在導光板的出光面的一側。

在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置的導光板的出光面設有波長轉換層。

在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置的導光板還具有背面。背面與出光面相對並且連接入光面，且導光板的背面設有多個光學微結構。

在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置的來自光源的照明光束直接投射至波長轉換層。

在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置的各疏水官能基為聚矽烷聚合物。

在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置的波長轉換層更包括基材。多個波長轉換粒子分散地設置於基材內。基材的材質包括環氧矽、矽膠或壓克力。

基於上述，在本發明的一實施例的顯示裝置中，對應腔體的開口設置的波長轉換層，其波長轉換粒子的殼層表面因設有多個疏水官能基，使波長轉換粒子具有較高的阻水氧能力。也因此，可避免波長轉換層因設置額外的保護層來阻水氧造成穿透率的下降。另一方面，波長轉換層所產生的影像光束可具有較佳的色域表現，且其在可見光波段的高穿透率可有效提升腔體內物件的展示品質。

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。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

圖1是本發明的第一實施例的顯示裝置的側視示意圖。圖2是圖1的顯示裝置的局部放大示意圖。圖3是圖2的波長轉換粒子的放大示意圖。圖4是圖1的截止濾波器的穿透率對波長的曲線圖。

請參照圖1，顯示裝置10包括腔體100、光源110、導光板120、波長轉換層200以及物件OBJ。腔體100具有開口100a以及連通於開口100a的容置空間SP。物件OBJ、光源110、導光板120和波長轉換層200設置於腔體100的此容置空間SP內。導光板120位於腔體100的開口100a與物件OBJ之間，且具有彼此連接的入光面120i和出光面120e。光源110設置在導光板120的入光面120i的一側，並且用以提供照明光束ILB。此照明光束ILB在入射導光板120的入光面120i後可經由多次全反射於導光板120內傳遞。

在本實施例中，波長轉換層200和導光板120對應於腔體100的開口100a設置，其中波長轉換層200位於開口100a與物件OBJ之間，且同時位於導光板120與物件OBJ之間。導光板120的出光面120e設有波長轉換層200，其中導光板120的出光面120e是朝向物件OBJ設置，但不以此為限。在其他實施例，波長轉換層200設置在導光板120的出光面120e的一側即可。特別說明的是，波長轉換層200可包括多個波長轉換圖案，而這些波長轉換圖案在觀賞者USR的視線方向上的輪廓與位置可根據所欲顯示的文字或圖案而調整。也就是說，波長轉換層200的這些波長轉換圖案可排列成特定的文字或圖案，且其所在的表面（例如：導光板120的出光面120e）可界定為顯示裝置10的顯示面。

在本實施例中，觀賞者USR可站在顯示裝置10設有開口100a的一側，並經由導光板120和波長轉換層200透視位於腔體100內的物件OBJ。亦即，顯示裝置10為具有實物展示功能的顯示裝置。舉例來說，為了滿足不同使用情境的需求，顯示裝置10可操作在實物展示模式或顯示模式。

當光源110被禁能時，顯示裝置10適於經由腔體100的開口100a接收來自腔體100外的外部環境光束EB，並且藉由此外部環境光束EB照射腔體100內的物件OBJ以進行實物展示。由於本實施例的波長轉換層200對於波長介於500nm至700nm的光束的穿透率可達93%以上，因此腔體100內的物件OBJ在外部環境光束EB的照射下可具有較佳的展示品質。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，當顯示裝置操作在實物展示模式時，也可利用設置在腔體100內的可見光源對物件OBJ進行照明。

相反地，當光源110被致能時，其發出的照明光束ILB在經由導光板120的傳遞後，至少部分照明光束ILB入射位在導光板120的出光面120e的波長轉換層200。波長轉換層200在接收此照明光束ILB後產生影像光束IB。來自波長轉換層200的多個波長轉換圖案的多道影像光束IB被觀賞者USR的眼睛接收後形成特定的顯示圖像，例如文字或圖案。此時，顯示裝置10是操作在顯示模式。由於顯示裝置10的顯示畫面是由波長轉換層200的多個波長轉換圖案所構成，因此可具有較佳的色域表現。

然而，本發明不限於此。在其他實施例中，顯示裝置也可同時進行實物的展示和影像畫面的顯示。亦即，顯示裝置可以混合模式進行操作，將顯示圖像與後方的物件OBJ融合在一起呈現。特別一提的是，波長轉換層200在接收照明光束ILB後也會產生朝向物件OBJ的影像光束（未繪示），而此影像光束也可作為物件OBJ的照明光束，以增加物件OBJ的可視性。

請同時參照圖2及圖3，在本實施例中，波長轉換層200包括基材201與多個波長轉換粒子WCP，這些波長轉換粒子WCP分散地設置於基材201內。基材201的材質例如包括環氧矽、矽膠或壓克力。波長轉換粒子WCP包括核層CL、殼層SL和多個疏水官能基HFG。殼層SL包覆核層CL。這些疏水官能基HFG設置在殼層SL背離核層CL的表面SLs上。

詳細而言，波長轉換粒子WCP的核層CL為發光核心，且其材料例如包括硒化鎘（Cadmium selenide，CdSe）、硫化鎘（Cadmium Sulfide，CdS）或硒化鋅（Zinc Selenide，ZnSe），但不以此為限。為了避免核層CL受水氣及氧氣的侵入而失效，包覆核層CL的殼層SL可作為保護層，且其材料例如包括二氧化矽（Silicon dioxide，SiO2）、硫化鎘或硒化鋅等，但不以此為限。在本實施例中，波長轉換粒子WCP的核層CL和殼層SL的總粒徑Da可介於22nm至25nm之間。

殼層SL的表面SLs可具有多個配體（ligand）LG。前述多個疏水官能基HFG可經由這些配體LG而配位於殼層SL的表面SLs上，並形成一疏水膜層。在本實施例中，疏水官能基HFG例如是聚矽烷聚合物。藉由此疏水膜層的包覆，可進一步提升波長轉換粒子WCP的阻水氧能力。也因此，可避免波長轉換層200因設置額外的保護層來阻水氧造成穿透率的下降。

為了達到彩色顯示的效果，本實施例的波長轉換層200可包括多個第一波長轉換圖案210、多個第二波長轉換圖案220與多個第三波長轉換圖案230，且第一波長轉換圖案210、第二波長轉換圖案220和第三波長轉換圖案230在接收照明光束ILB後所產生的影像光束IB分別具有不同的顏色，例如：紅色、綠色與藍色，但不以此為限。

舉例來說，第一波長轉換圖案210具有多個第一波長轉換粒子WCP1，第二波長轉換圖案220具有多個第二波長轉換粒子WCP2，且第一波長轉換粒子WCP1的粒徑大於第二波長轉換粒子WCP2的粒徑。當來自光源110的部分照明光束ILB入射第一波長轉換圖案210並且被第一波長轉換粒子WCP1吸收後會產生紅色的第一影像光束IB1，而來自光源110的另一部分照明光束ILB在入射第二波長轉換圖案220並且被第二波長轉換粒子WCP2吸收後會產生綠色的第二影像光束IB2。依此類推，未繪示的第三波長轉換粒子在接收來自光源110的又一部分照明光束ILB後會產生藍色的第三影像光束。因此，來自波長轉換層200的影像光束IB包括不同顏色的第一影像光束IB1、第二影像光束IB2和第三影像光束（未繪示），以形成彩色畫面。

在本實施例中，用以激發波長轉換層200的照明光束ILB，其波長可介於200nm至450nm之間。亦即，光源110可以是紫外光（ultraviolet）源，但不以此為限。

請參照圖1及圖4，在本實施例中，顯示裝置10還可選擇性地包括截止濾波器130。截止濾波器130對應於腔體100的開口100a設置並位於波長轉換層200朝向開口100a的一側，且波長轉換層200位於截止濾波器130與物件OBJ之間。特別注意的是，此截止濾波器130的截止波長為470nm（如圖4所示）。也就是說，波長小於470nm的光束大致上無法通過截止濾波器130。因此，截止濾波器130的設置可避免波長轉換層200在外部環境光束EB的照射下受其紫外光波段的光分量激發而影響物件OBJ的展示品質。另一方面，也可避免照明光束ILB中未被波長轉換層200吸收的部分從腔體100的開口100a溢出而影響顯示品質或對人體造成傷害。

以下將列舉另一些實施例以詳細說明本揭露，其中相同的構件將標示相同的符號，並且省略相同技術內容的說明，省略部分請參考前述實施例，以下不再贅述。

圖5是本發明的第二實施例的顯示裝置的側視示意圖。請參照圖5，在本實施例中，顯示裝置11的波長轉換層200A並非直接設置在導光板120A的出光面120e上，而是改設置在一透光板材150上。此透光板材150的材質可包括玻璃或高分子聚合物（例如：聚對苯二甲酸乙酯、聚碳酸酯或聚醯亞胺、環烯烴共聚物），但不以此為限。由於本實施例的波長轉換層200A是設置在腔體100的開口100a與導光板120A之間，因此導光板120A的出光面120e是背對物件OBJ設置。

導光板120A還具有連接入光面120i的背面120b，且此背面120b與出光面120e相對。亦即，導光板120A的背面120b是朝向物件OBJ。在本實施例中，導光板120A的背面120b上設有多個光學微結構MS。這些光學微結構MS的設置可讓照明光束ILB以更為均勻的方式照射在波長轉換層200A的多個波長轉換圖案上。換句話說，這些光學微結構MS的設置方式可根據波長轉換層200A的多個波長轉換圖案的設置位置而調整，本發明並不以圖式揭示內容為限制。

圖6是本發明的第三實施例的顯示裝置的側視示意圖。請參照圖6，本實施例的顯示裝置12與圖5的顯示裝置11的差異在於：顯示裝置12不具有顯示裝置11的導光板120A，且其光源110A所發出的照明光束ILB是直接投射至波長轉換層200A。據此，可讓照明光束ILB以更為均勻且有效的方式照射波長轉換層200A。

綜上所述，在本發明的一實施例的顯示裝置中，對應腔體的開口設置的波長轉換層，其波長轉換粒子的殼層表面因設有多個疏水官能基，使波長轉換粒子具有較高的阻水氧能力。也因此，可避免波長轉換層因設置額外的保護層來阻水氧造成穿透率的下降。另一方面，波長轉換層所產生的影像光束可具有較佳的色域表現，且其在可見光波段的高穿透率可有效提升腔體內物件的展示品質。

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、11、12:顯示裝置 100:腔體 100a:開口 110、110A:光源 120、120A:導光板 120b:背面 120e:出光面 120i:入光面 130:截止濾波器 150:透光板材 200、200A:波長轉換層 201:基材 210、220、230:波長轉換圖案 CL:核層 Da:粒徑 EB:外部環境光束 HFG:疏水官能基 IB、IB1、IB2:影像光束 ILB:照明光束 LG:配體 MS:光學微結構 OBJ:物件 SL:殼層 SLs:表面 SP:容置空間 USR:觀賞者 WCP:波長轉換粒子 WCP1:第一波長轉換粒子 WCP2:第二波長轉換粒子

圖1是本發明的第一實施例的顯示裝置的側視示意圖。 圖2是圖1的顯示裝置的局部放大示意圖。 圖3是圖2的波長轉換粒子的放大示意圖。 圖4是圖1的截止濾波器的穿透率對波長的曲線圖。 圖5是本發明的第二實施例的顯示裝置的側視示意圖。 圖6是本發明的第三實施例的顯示裝置的側視示意圖。

10:顯示裝置

100:腔體

100a:開口

110:光源

120:導光板

120e:出光面

120i:入光面

130:截止濾波器

200:波長轉換層

210、220、230:波長轉換圖案

EB:外部環境光束

IB:影像光束

ILB:照明光束

OBJ:物件

SP:容置空間

USR:觀賞者

Claims (13)

1. 一種顯示裝置，包括：一腔體，具有一開口；一光源，位於該腔體內，用以提供一照明光束；一波長轉換層，位於該腔體內，且對應於該開口設置，該波長轉換層適於接收至少部分該照明光束並產生一影像光束，且包括多個波長轉換粒子，該些波長轉換粒子各自包括：一核層；一殼層，包覆該核層；以及多個疏水官能基，設置在該殼層背離該核層的一表面上；以及一截止濾波器，對應於該開口設置。
2. 如請求項1所述的顯示裝置，其中該腔體適於容置一物件，且該波長轉換層位於該開口與該物件之間。
3. 如請求項2所述的顯示裝置，其中該波長轉換層位於該截止濾波器與該物件之間。
4. 如請求項3所述的顯示裝置，其中該截止濾波器的截止波長為470nm以下。
5. 一種顯示裝置，包括：一腔體，具有一開口；一光源，位於該腔體內，用以提供一照明光束；以及一波長轉換層，位於該腔體內，且對應於該開口設置，該波 長轉換層適於接收至少部分該照明光束並產生一影像光束，且包括多個波長轉換粒子，該些波長轉換粒子各自包括：一核層；一殼層，包覆該核層；以及多個疏水官能基，設置在該殼層背離該核層的一表面上，其中該照明光束的波長介於200nm至450nm之間。
6. 一種顯示裝置，包括：一腔體，具有一開口；一光源，位於該腔體內，用以提供一照明光束；以及一波長轉換層，位於該腔體內，且對應於該開口設置，該波長轉換層適於接收至少部分該照明光束並產生一影像光束，且包括多個波長轉換粒子，該些波長轉換粒子各自包括：一核層；一殼層，包覆該核層；以及多個疏水官能基，設置在該殼層背離該核層的一表面上，該顯示裝置適於經由該腔體的該開口接收一外部環境光束，且該波長轉換層對該外部環境光束的穿透率大於93%。
7. 一種顯示裝置，包括：一腔體，具有一開口；一光源，位於該腔體內，用以提供一照明光束；以及一波長轉換層，位於該腔體內，且對應於該開口設置，該波長轉換層適於接收至少部分該照明光束並產生一影像光束，且包 括多個波長轉換粒子，該些波長轉換粒子各自包括：一核層；一殼層，包覆該核層；以及多個疏水官能基，設置在該殼層背離該核層的一表面上，其中該波長轉換層包括一第一波長轉換圖案和一第二波長轉換圖案，該影像光束包括來自該第一波長轉換圖案的一第一影像光束和來自該第二波長轉換圖案的一第二影像光束，且該第一影像光束的顏色不同於該第二影像光束的顏色。
8. 如請求項1所述的顯示裝置，更包括：一導光板，位於該腔體內，具有彼此連接的一出光面和一入光面，其中該光源設置在該導光板的該入光面的一側，且該波長轉換層設置在該導光板的該出光面的一側。
9. 如請求項8所述的顯示裝置，其中該導光板的該出光面設有該波長轉換層。
10. 如請求項8所述的顯示裝置，其中該導光板還具有一背面，該背面與該出光面相對並且連接該入光面，且該導光板的該背面設有多個光學微結構。
11. 如請求項1所述的顯示裝置，其中來自該光源的該照明光束直接投射至該波長轉換層。
12. 如請求項1所述的顯示裝置，其中各該些疏水官能基為聚矽烷聚合物。
13. 如請求項1所述的顯示裝置，其中該波長轉換層更包括：一基材，該些波長轉換粒子分散地設置於該基材內，其中該基材的材質包括環氧矽、矽膠或壓克力。

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