TWM627907U - 顯示裝置 - Google Patents

Abstract

一種顯示裝置包含顯示模組、太陽能電池模組以及電源管理模組。顯示模組顯示顯示資料。太陽能電池模組設置於顯示模組的一側且產生電能。電源管理模組與太陽能電池模組及顯示模組電性連接，電源管理模組儲存電能，且輸出電能至顯示模組。

Description

顯示裝置

本創作係有關一種顯示裝置，尤指一種結合太陽能電池模組的顯示裝置。

目前常見的電子顯示器可以應用於室外廣告看板或是室內商品展示牌等多種用途。一般的電子顯示器可依據其電力來源(例如電池或市電)來支持其數位顯示之功能。

然而在節能減碳的世界潮流下，使用環保永續之電力來源已是普遍趨勢。傳統電子顯示器往往受限於其電力來源，不僅需配置於固定場域，且需頻繁維護。為此，如何設計出一種可節約電能支出的顯示裝置，乃為本案創作人所研究的重要課題。

本創作之目的在於提供一種顯示裝置，可使用環保永續之電力來源以節約電能支出，不需配置於固定場域，且不需頻繁維護，達到節能且便利使用之目的。

為了達到前述目的，本創作所提出的顯示裝置包含：顯示模組、太陽能電池模組以及電源管理模組。顯示模組具有彼此相對的第一側及第二側，並於第一側顯示顯示資料。太陽能電池模組與顯示模組電性連接，並設置於顯示模組的第二側，且從第一側接收第一入射光以產生電能。電源管理模組與太陽能電池模組及顯示模組電性連接，電源管理模組儲存電能，且輸出電能至顯示模組。

在某些實施例中，太陽能電池模組接收往第二側入射的第二入射光以產生電能。

在某些實施例中，電源管理模組包含：電能儲存單元、驅動單元以及微處理單元。電能儲存單元與太陽能電池模組電性連接，且儲存電能。驅動單元與顯示模組電性連接，且輸出顯示資料。微處理單元與電能儲存單元及驅動單元電性連接。

在某些實施例中，電源管理模組更包含：資料儲存單元、訊號接收單元以及解碼單元。資料儲存單元與微處理單元電性連接，且儲存顯示資料。訊號接收單元與微處理單元電性連接，且藉由有線連結或無線連結接收訊號。解碼單元與微處理單元電性連接，解碼單元將訊號進行轉譯為顯示資料，且將顯示資料傳輸至資料儲存單元。

在某些實施例中，顯示模組包含光學穿透率大於或等於50%的電子紙、發光二極體、有機發光二極體、高分子分散液晶或膽固醇液晶。

在某些實施例中，太陽能電池模組包含有機太陽能電池或鈣鈦礦太陽能電池。

在某些實施例中，所述之顯示裝置更包含：蓋板、背板以及框體。蓋板覆設於顯示裝置的其中一面。背板覆設於顯示裝置的其中另一面，且顯示模組、太陽能電池模組以及電源管理模組夾設於蓋板以及背板之間。框體配置於蓋板以及背板之間，且電源管理模組配置於框體邊緣的槽室。

在某些實施例中，所述之顯示裝置更包含透明膠層，透明膠層配置於顯示模組及太陽能電池模組之間。

在某些實施例中，所述之顯示裝置更包含可撓性電路板，可撓性電路板與顯示模組、太陽能電池模組以及電源管理模組彼此電性連接，且傳輸電能或顯示資料。

為了達到前述目的，本創作所提出的顯示裝置包含：顯示模組、太陽能電池模組以及電源管理模組。顯示模組顯示顯示資料。太陽能電池模組與顯示模組電性連接，太陽能電池模組與顯示模組彼此疊設，且從顯示模組之一側接受入射光並產生電能。電源管理模組與太陽能電池模組及顯示模組電性連接，電源管理模組儲存電能，且輸出電能至顯示模組。

綜上所述，太陽能電池模組可藉由外界入射的光線，而產生供顯示模組運作所需的電能。值得一提的是，本創作所述顯示模組可以是光學穿透率大於或等於50%，使得太陽能電池模組可接收到穿透過顯示模組的光線以及直接入射至太陽能電池模組之光線，以進行光電轉換而產生電能。即，通過顯示模組的光線雖然其能量已減弱(例如，照度為200 lux)，但通過顯示模組的光線仍足以激發太陽能電池模組進行光電效應而產生電能。

在某些實施例中，當訊號的資料量大、抑或是顯示裝置在閒置時，還可進一步地將欲顯示之顯示資料暫存於資料儲存單元中，且將電能儲存於電能儲存單元，以加快顯示效率且提升資料安全性。

為此，本創作顯示裝置可藉由太陽能電池模組使用環保永續之電力來源以節約顯示模組的電能支出，其不需要受限於市電來源而配置於固定場域，且不需要不斷地更換電池，達到節能且便利使用之目的。

為了能更進一步瞭解本創作為達成預定目的所採取之技術、手段及功效，請參閱以下有關本創作之詳細說明與附圖，相信本創作特徵與特點，當可由此得一深入且具體之瞭解，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本創作加以限制者。

以下係藉由特定的具體實施例說明本創作之實施方式，熟悉此技術之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本創作之其他優點及功效。本創作亦可藉由其他不同的具體實例加以施行或應用，本創作說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用在不悖離本創作之精神下進行各種修飾與變更。

須知，本說明書所附圖式繪示之結構、比例、大小、元件數量等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技術之人士瞭解與閱讀，並非用以限定本創作可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本創作所能產生之功效及所能達成之目的下，均應落在本創作所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。

茲有關本創作之技術內容及詳細說明，配合圖式說明如下。

圖1為本創作顯示裝置之第一實施例的方塊圖。圖2為本創作顯示裝置之第一實施例的分解結構示意圖。

如圖1及圖2所示，本創作所提出的顯示裝置1包含：顯示模組10、太陽能電池模組20以及電源管理模組30。

顯示模組10具有彼此相對的第一側11及第二側12，並於第一側11顯示顯示資料31。在某些實施例中，顯示模組10包含光學穿透率大於或等於50%的電子紙(e-paper)、發光二極體(LED)、有機發光二極體(OLED)、高分子分散液晶(polymer-dispersed liquid crystal, PDLC)或膽固醇液晶(cholesteric liquid crystal, CLC)，然其非限制性。

在某些實施例中，進一步而言，本創作所述顯示模組10用以使自第一側11穿透的光線具有至少200 lux的照度，且顯示模組10可搭配抗反射鍍膜(anti- reflection coating, ARC)、光柵(grating)、絨面(texture)或次波長(subwavelength)等微結構來達到強度調整或濾波等的光學功能，然其非限制性。

在某些實施例中，本創作結構特別選用透光率達60%之電子紙作為顯示模組10，且進一步而言，顯示資料31可包含文字、符號、商品圖樣或影像，以利於觀看理解，然其非限制性。

太陽能電池模組20與顯示模組10電性連接，並設置於顯示模組10的第二側12，且從第一側11接收第一入射光101以產生電能21。在某些實施例中，太陽能電池模組20接收的第一入射光101係自第一側11穿透過顯示模組10，且太陽能電池模組20包含有機太陽能電池(organic solar cell)或鈣鈦礦太陽能電池(perovskite solar cell, PSC)，且進一步而言，太陽能電池模組20可對照度至少200 lux的光線進行光電轉換效率而產生電能21，然其非限制性。

在某些實施例中，進一步而言，有機太陽能電池主要係以具有半導體性質之有機材料製作，其包含製造成本低、化合物結構可設計性、材料質輕、加工性能良好、適於製造大面積的太陽能電池及大量生產、高吸光係數、具有可撓曲、半透明等特性。此外，依據有機材料不同特性，有機太陽能電池又可區分為：染料敏化太陽能電池(dye-sensitized solar cells, DSC)、小分子太陽能電池(molecular solar cells)或高分子有機太陽能電池(polymer solar cells)，然其非限制性。

在某些實施例中，進一步而言，鈣鈦礦太陽能電池(PSC)是以鈣鈦礦(例如，鉛鈣鈦礦CH3NH3PbI3或天然物鈦酸鈣CaTiO3)為吸光層的太陽能電池。即，將鈣鈦礦材料作為染料敏化太陽能電池(DSC)的光敏染料使用，使其亦具低成本、易加工、可撓曲、半透明等特性，然其非限制性。

電源管理模組30與太陽能電池模組20及顯示模組10電性連接，電源管理模組30儲存電能21，且輸出電能21至顯示模組10。

在某些實施例中，電源管理模組30係呈完全不透明，且可配置於太陽能電池模組20及顯示模組10的側邊。即，電源管理模組30不會光學遮蔽到太陽能電池模組20及顯示模組10的主動區域(active region)，而影響太陽能電池模組20產生電能21的效率、以及顯示模組10的顯示效果，然其非限制性。

因此，當使用者在使用本創作之顯示裝置1時，藉由外界入射顯示模組1的光線，使得太陽能電池模組20可接收到穿透過顯示模組10的光線，以進行光電轉換而產生供顯示模組10運作所需的電能21。

在某些實施例中，本創作顯示裝置1適合於任何環境下使用，尤其是半室內或室內環境更佳，可以用來作為商品展示如冰箱、櫥櫃、廣告看板等動態說明(例如，跑馬燈說明板)，且可具有圖案內容，以利於觀看理解。對使用者而言，由於仰賴太陽能電池模組20產生電能21，而不需顧慮電源配置的問題(例如，市電配線)，也不需要頻繁地更換電池，方便應用於各樣的長期陳列或展示，可提供告示或廣告的效果，然其非限制性。

圖3為本創作顯示裝置之第二實施例的方塊圖。圖4為本創作顯示裝置之第二實施例的分解結構示意圖。

如圖1及圖3所示，本創作所述之第二實施例與前述第一實施例大致相同，惟更包含透明膠層70以及可撓性電路板80，且電源管理模組30包含：電能儲存單元32、驅動單元33、微處理單元34、資料儲存單元35、訊號接收單元36以及解碼單元37。

請一併參閱圖3及圖4，透明膠層70配置於顯示模組10及太陽能電池模組20之間，用以固定顯示模組10及太陽能電池模組20的位置。在某些實施例中，進一步而言，透明膠層70包含光學透明膠(optical clear adhesive, OCA)、光學透明樹酯(optical clear resin, OCR)、和熱可塑性光學透明膜(thermoplastic optical clear film, OCF)等，然其非限制性。

在某些實施例中，透明膠層70的材料可包含有機塑膠透明片體、無機透明片體、有機無機複合或混合片體。進一步而言，有機塑膠透明片體的材料包括聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate, PET)、環烯烴聚合物(COP)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate, PMMA)、三醋酸纖維素(TCA)或其組合，然其非限制性。進一步而言，無機透明片體的材料包括氧化矽玻璃材料、氧化鋁陶瓷材料、鋁矽酸鹽材料或其組合，然其非限制性。

可撓性電路板80與顯示模組10、太陽能電池模組20以及電源管理模組30彼此電性連接，且傳輸電能21或顯示資料31。在某些實施例中，可撓性電路板80係可撓性印刷電路板(flexible printed circuit, FPC)，其可彎折於顯示模組10、太陽能電池模組20的邊緣區域，如圖4所示。

在某些實施例中，電源管理模組30係藉由可撓性電路板80電性連結太陽能電池模組20，以自太陽能電池模組20擷取電能21。進一步而言，可撓性電路板80可包含銅箔或塗佈有導電漿料的高分子材料如：聚醯亞胺(polyimide, PI）、聚乙烯(polyethylene, PE)、聚丙烯(polypropylene, PP)、聚苯乙烯(polystyrene, PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate, PMMA)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride, PVC)、尼龍(Nylon)、聚碳酸酯(polycarbonate, PC)、聚四氟乙烯(又稱鐵氟龍)(polytetrafluoroethylene, PTFE)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate, PET)、聚甲醛(polyoxymethylene, POM)，然其非限制性。

在某些實施例中，銅箔可包含電解銅或壓延銅，導電漿料可包含石墨、奈米碳管、石墨烯、銅、銀、金或其各自合金的至少一者作為導電材料，以達到導電之功效。進一步而言，導電漿料可更包含聚胺酯(polyurethane, PU)或聚二甲基矽氧烷(Polydimethylsiloxane, PDMS)，可混入前述導電材料使導電漿料具可熱塑性，可作為熱成型導電油墨(例如杜邦導電油墨ME-603等)，然其非限制性。

電能儲存單元32與太陽能電池模組20電性連接，且儲存電能21。在某些實施例中，電能儲存單元32係藉由可撓性電路板80電性連結顯示模組10，以傳輸電能21，且電能儲存單元32可包含電容、鋰電池、鎳鎘電池或鎳氫電池，然其非限制性。

驅動單元33與顯示模組10電性連接，且輸出顯示資料31，用以驅動並控制顯示模組10的顯示內容及顯示方式。在某些實施例中，驅動單元33係藉由可撓性電路板80電性連結顯示模組10，以傳輸顯示資料31，且驅動單元33係包含時序控制器(timing controller, TCON)、移位暫存器(shift register)及其他IC的單一電路板(例如，驅動板(driver board))或單一電子元件(例如，已封裝之特定應用積體電路(application specific integrated circuit, ASIC)，然其非限制性。

微處理單元34與電能儲存單元32及驅動單元33電性連接，用以自電能儲存單元32汲取電能21，且控制驅動單元33。在某些實施例中，微處理單元34可包含微控制器(MCU)、微處理器(MPU)、中央處理器(CPU)、特殊應用積體電路(ASIC)或系統單晶片(system on a chip, SoC)的其中一者。微控制器亦可包含基於Arduino機器碼架構的電路板。系統單晶片可以是樹莓派(Raspberry Pi)，且其型號可以是1A型、1A+型、1B型、1B+型、2B型、3B型、3B+型、3A+型或4B型，然其非限制性。

資料儲存單元35與微處理單元34電性連接，且儲存顯示資料31。在某些實施例中，資料儲存單元35可包含NAND Flash或EEPROM等非揮發性儲存媒介，然其非限制性。

訊號接收單元36與微處理單元34電性連接，且藉由有線連結或無線連結接收訊號103。在某些實施例中，有線連結可相容於包含USB、RJ-45等有線協定，無線連結可相容於包括藍牙(Bluetooth)、無線射頻(radio frequency, RF)、近場通訊(near field communication, NFC)、紅外線(infrared, IR)、Wi-Fi或Zigbee等無線協定，然其非限制性。進一步而言，訊號接收單元36可與雲端伺服器(cloud server)或其他電子裝置進行傳輸訊號103，然其非限制性。

解碼單元37與微處理單元34電性連接，解碼單元37將訊號103進行轉譯為顯示資料31，且將顯示資料31傳輸至資料儲存單元35。在某些實施例中，進一步而言，解碼單元37可對訊號103進行調變(modulation)、解調變(demodulation)、加密(encryption)或解密(decryption)等處理程序，然其非限制性。

如圖4所示，在某些實施例中，太陽能電池模組20還可接收往第二側12入射的第二入射光102以產生電能21。即，太陽能電池模組20可接收直接入射至太陽能電池模組20之另一面的另一方向的第二入射光102 (相對於第一入射光101而言)，達成自兩側收光以增加光電轉換效率而產生更多電能21，然其非限制性。

因此，當使用者在使用本創作之顯示裝置2時，太陽能電池模組20可藉兩側收光而產生更多電能21，使微處理單元34自電能儲存單元32汲取電能21，且可藉由訊號接收單元36與外界傳輸訊號103，來達到更新或控制顯示模組10所呈現之顯示資料31及其顯示方式。又微處理單元34更可藉控制驅動單元33以及解碼單元37來達到對訊號103的接收、讀取以及轉譯等步驟。且進一步而言，當訊號103的資料量大、抑或是顯示裝置1在閒置時，還可進一步地將欲顯示之顯示資料31暫存於資料儲存單元35中，且將電能21儲存於電能儲存單元32，以加快顯示效率且提升資料安全性，然其非限制性。

圖5為本創作顯示裝置之第三實施例的分解結構示意圖。

請一併參閱圖4及圖5，本創作所述之第三實施例與前述第二實施例大致相同，惟更包含蓋板40、背板50以及框體60。

蓋板40覆設於顯示裝置3的其中一面，用以保護顯示裝置3。在某些實施例中，蓋板40可以是完全透明或部分區域透明的，可藉由透明膠層70黏貼於顯示模組10之一側，且可搭配抗反射鍍膜(anti- reflection coating, ARC)、光柵(grating)、絨面(texture)或次波長(subwavelength)等微結構，以加強太陽能電池模組20的收光效濾，然其非限制性。

背板50覆設於顯示裝置3的其中另一面，且顯示模組10、太陽能電池模組20以及電源管理模組30夾設於蓋板40以及背板50之間，用以保護顯示裝置3。在某些實施例中，背板50可以是完全透明或部分區域透明的，可藉由透明膠層70黏貼於框體60及太陽能電池模組20之一側，且可搭配抗反射鍍膜(anti- reflection coating, ARC)、光柵(grating)、絨面(texture)或次波長(subwavelength)等微結構，以加強太陽能電池模組20的收光效濾，然其非限制性。

框體60配置於蓋板40以及背板50之間，且電源管理模組30配置於框體60邊緣的槽室61。在某些實施例中，框體60鄰近顯示模組10的第二側12，且框體60的中央位置用以容置太陽能電池模組20。槽室61係呈開口朝內的C型缺口，用以容置電源管理模組30以及可撓性電路板80，然其非限制性。

因此，當使用者在使用本創作之顯示裝置3時，顯示裝置3可藉蓋板40與背板50而獲得保護作用，且更可藉蓋板40與背板50上的光學微結構，使太陽能電池模組20產生更多電能21，然其非限制性。

綜上所述，太陽能電池模組可藉由外界入射的光線，而產生供顯示模組運作所需的電能。值得一提的是，本創作所述顯示模組可以是光學穿透率大於或等於50%，使得太陽能電池模組可接收到穿透過顯示模組的光線以及直接入射至太陽能電池模組之光線，以藉兩側收光而產生更多電能。即，通過顯示模組的光線雖然其能量已減弱(例如，照度為200 lux)，但通過顯示模組的光線仍足以激發太陽能電池模組進行光電效應而產生電能。

且進一步而言，本創作之顯示裝置可藉由訊號接收單元與外界傳輸訊號，來達到更新或控制顯示模組所呈現之顯示資料及其顯示方式。又更可藉驅動單元以及解碼單元來達到對訊號的接收、讀取以及轉譯等步驟。

在某些實施例中，當訊號的資料量大、抑或是顯示裝置在閒置時，還可進一步地將欲顯示之顯示資料暫存於資料儲存單元中，且將電能儲存於電能儲存單元，以加快顯示效率且提升資料安全性。

為此，本創作顯示裝置可藉由太陽能電池模組使用環保永續之電力來源以節約顯示模組的電能支出，且不需要不斷地更換電池，達到節能且便利使用之目的。

以上所述，僅為本創作較佳具體實施例之詳細說明與圖式，惟本創作之特徵並不侷限於此，並非限制本創作，本創作之所有範圍應以下述之申請專利範圍為準，凡合於本創作申請專利範圍之精神與其類似變化之實施例，皆應包含於本創作之範疇中，任何熟悉該項技藝者在本創作之領域內，可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。

1、2、3:顯示裝置 10:顯示模組 11:第一側 12:第二側 20:太陽能電池模組 21:電能 30:電源管理模組 31:顯示資料 32:電能儲存單元 33:驅動單元 34:微處理單元 35:資料儲存單元 36:訊號接收單元 37:解碼單元 40:蓋板 50:背板 60:框體 61:槽室 70:透明膠層 80:可撓性電路板 101:第一入射光 102:第二入射光 103:訊號

圖1為本創作顯示裝置之第一實施例的方塊圖；

圖2為本創作顯示裝置之第一實施例的分解結構示意圖；

圖3為本創作顯示裝置之第二實施例的方塊圖；

圖4為本創作顯示裝置之第二實施例的分解結構示意圖；以及

圖5為本創作顯示裝置之第三實施例的分解結構示意圖。

1:顯示裝置

10:顯示模組

20:太陽能電池模組

21:電能

30:電源管理模組

31:顯示資料

101:第一入射光

Claims (10)

1. 一種顯示裝置，包含： 一顯示模組，具有彼此相對的一第一側及一第二側，並於該第一側顯示一顯示資料； 一太陽能電池模組，與該顯示模組電性連接，並設置於該顯示模組的該第二側，且從該第一側接收一第一入射光以產生一電能；以及 一電源管理模組，與該太陽能電池模組及該顯示模組電性連接，該電源管理模組儲存該電能，且輸出該電能至該顯示模組。
2. 如請求項1所述之顯示裝置，其中，該太陽能電池模組接收往該第二側入射的一第二入射光以產生該電能。
3. 如請求項1所述之顯示裝置，其中，該電源管理模組包含： 一電能儲存單元，與該太陽能電池模組電性連接，且儲存該電能； 一驅動單元，與該顯示模組電性連接，且輸出該顯示資料；以及 一微處理單元，與該電能儲存單元及該驅動單元電性連接。
4. 如請求項3所述之顯示裝置，其中，該電源管理模組更包含： 一資料儲存單元，與該微處理單元電性連接，且儲存該顯示資料； 一訊號接收單元，與該微處理單元電性連接，且藉由一有線連結或一無線連結接收一訊號；以及 一解碼單元，與該微處理單元電性連接，該解碼單元將該訊號進行轉譯為該顯示資料，且將該顯示資料傳輸至該資料儲存單元。
5. 如請求項1所述之顯示裝置，其中，該顯示模組包含光學穿透率大於或等於50%的電子紙、發光二極體、有機發光二極體、高分子分散液晶或膽固醇液晶。
6. 如請求項1所述之顯示裝置，其中，該太陽能電池模組包含有機太陽能電池或鈣鈦礦太陽能電池。
7. 如請求項1所述之顯示裝置，更包含： 一蓋板，覆設於該顯示裝置的其中一面； 一背板，覆設於該顯示裝置的其中另一面，且該顯示模組、該太陽能電池模組以及該電源管理模組夾設於該蓋板以及該背板之間；以及 一框體，配置於該蓋板以及該背板之間，且該電源管理模組配置於該框體邊緣的一槽室。
8. 如請求項1所述之顯示裝置，更包含： 一透明膠層，配置於該顯示模組及該太陽能電池模組之間。
9. 如請求項1所述之顯示裝置，更包含： 一可撓性電路板，與該顯示模組、該太陽能電池模組以及該電源管理模組彼此電性連接，且傳輸該電能或該顯示資料。
10. 一種顯示裝置，包含： 一顯示模組，顯示一顯示資料； 一太陽能電池模組，與該顯示模組電性連接，該太陽能電池模組與該顯示模組彼此疊設，且從該顯示模組之一側接受一入射光並產生一電能；以及 一電源管理模組，與該太陽能電池模組及該顯示模組電性連接，該電源管理模組儲存該電能，且輸出該電能至該顯示模組。

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