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TWI862905B - 電子裝置 - Google Patents

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TWI862905B
TWI862905B TW111110130A TW111110130A TWI862905B TW I862905 B TWI862905 B TW I862905B TW 111110130 A TW111110130 A TW 111110130A TW 111110130 A TW111110130 A TW 111110130A TW I862905 B TWI862905 B TW I862905B
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light modulation
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transmittance
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林必立
陳永一
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群創光電股份有限公司
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Abstract

本揭露關於一種電子裝置，包括一太陽能電池、一第一光調變層、一穿透率可調變鏡片及一控制電路。第一光調變層的至少一部分設置於太陽能電池上方。控制電路電性連接至太陽能電池及穿透率可調變鏡片。

Description

電子裝置
本揭露係關於一種電子裝置，尤指一種具備太陽能電池的電子裝置。
隨著科技發展，太陽能電池已被廣泛使用於各種電子裝置上，例如智慧型眼鏡。然而，由於電子裝置本身能夠接收的能量有其上限，因此當環境光過於強烈(例如中午時的室外)，太陽能電池提供的能量可能會超過電子裝置能夠接收的上限值時，多餘的能量將轉化成熱能並集中太陽能電池處，因此容易造成損壞。
因此，需要一種改良的電子裝置來改善上述問題。
本揭露提供一種電子裝置，包含一太陽能電池、一第一光調變層、一穿透率可調變鏡片及一控制電路。第一光調變層的至少一部份設置於太陽能電池上方。控制電路電性連接至太陽能電池及穿透率可調變鏡片。
從下列的詳細描述並結合附圖，本揭露的其他的新穎特徵將變得更為清楚。
1:電子裝置
2:太陽能電池
3:光調變模組
4:穿透率可調變鏡片
5:控制電路
6:光調變層控制電路
41:第一鏡片區域
42:第二鏡片區域
411:第二光調變層
412:第三基板
413:第四基板
414:第三電極層
415:第四電極層
421:第三光調變層
422:第五基板
423:第六基板
424:第五電極層
425:第六電極層
31:第一光調變層
32:第一基板
33:第二基板
34:第一電極層
35:第二電極層
d1:第一厚度
d2:第二厚度
426:弧型凸起區域
427:凹透鏡或凸透鏡結構
425a:環狀電極
r1:間隙
w1:寬度
51:第一控制電路
52:第二控制電路
8:眼鏡腳架
9:投影裝置
43:第三鏡片區域
53:第三控制電路
300:整合結構
301:第七基板
302:第七電極層
303:金屬層
304:氮化層
305:PIN接面層
306:第八電極層
307:第四光調變層
308:第九電極層
309:第八基板
6a:最大功率點追蹤電路
圖1(A)是本揭露一些實施例的電子裝置的示意圖。
圖1(B)是本揭露一些實施例的電子裝置的光調變模組的結構示意圖。
圖2(A)是本揭露一些實施例的電子裝置的架構示意圖。
圖2(B)是本揭露一些實施例的電子裝置的架構示意圖。
圖3(A)是本揭露一些實施例的光調變模組及穿透率可調變鏡片的示意圖。
圖3(B)是本揭露一些實施例的光調變模組及穿透率可調變鏡片的剖面示意圖。
圖4(A)是本揭露一些實施例的第一鏡片區域與第二鏡片區域剖面示意圖。
圖4(B)是本揭露一些實施例的第一鏡片區域與第二鏡片區域剖面示意圖。
圖4(C)是本揭露一些實施例的第二鏡片區域的示意圖及剖面示意圖。
圖5是本揭露一些實施例的電子裝置的架構細節示意圖。
圖6(A)是本揭露一些實施例的電子裝置的延伸應用的示意圖。
圖6(B)是本揭露一些實施例的電子裝置的延伸應用的示意圖。
圖7是本揭露一些實施例的光調變模組及穿透率可調變鏡片的示意圖。
圖8是本揭露一些實施例的太陽能電池及光調變層的整合結構的剖面示意圖。
當結合附圖閱讀時，下列實施例用於清楚地展示本揭露的上述及其他技術內容、特徵及/或效果。透過具體實施方式的闡述，人們將進一步瞭解本揭露所採用的技術手段及效果，以達到上述的目的。此外，由於本揭露所揭示的內容應易於理解且可為本領域技術人員所實施，因此，所有不脫離本揭露的概念的相等置換或修改應包含在請求項中。
應注意的是，在本文中，除了特別指明者之外，「一」元件不限於單一的該元件，還可指一或更多的該元件。
此外，說明書及請求項中例如「第一」或「第二」等序數僅為描述所請求的元件，而不代表或不表示所請求的元件具有任何順序的序數，且不是所請求的元件及另一所請求的元件之間或製造方法的步驟之間的順序。這些序數的使用僅是為了將具有特定名稱的一個請求元件與具有相同名稱的另一請求元件區分開來。
此外，說明書及請求項中例如「相鄰」一詞是用於描述相互鄰近，不必然表示相互接觸。
此外，當元件或膜層被稱為在另一元件或另一膜層上，或是被稱為與另一元件或另一膜層連接時，應被瞭解為所述的元件或膜層是直接位於另一元件或另一膜層上，或是直接與另一元件或膜層連接，也可以是兩者之間存在有其他的元件或膜層(非直接)。但相反地，當元件或膜層被稱為“直接”在另一個元件或膜層“上”或“直接連接到”另一個元件或膜層時，則應被瞭解兩者之間不存在有插入的元件或膜層。當述及「上」或「之上」時，包括直接接觸之情形，或者兩者之間亦可能間隔一或更多其它元件，在此情形中，兩者之間可能不直接接觸。
於本揭露中，長度與寬度的量測方式可採用光學顯微鏡(optical microscope)量測而得，厚度可由電子顯微鏡中的剖面影像量測而得，但不以此為限。另外，任兩個用來比較的數值或方向，可存在著一定的誤差。若第一值等於第二值，其隱含著第一值與第二值之間可存在著約10%的誤差；若第一方向垂直於第二方向，則第一方向與第二方向之間的角度可介於80度至100度之間；若第一方向平行於第二方向，則第一方向與第二方向之間的角度可介於0度至10度之間。
除非另外定義，在此使用的全部用語(包含技術及科學用語)具有與本揭露所屬技術領域的技術人員通常理解的相同涵義。能理解的是，這些用語例如在通常使用的字典中定義用語，應被解讀成具有與相關技術及本揭露的背景或上下文一致的意思，而不應以一理想化或過度正式的方式解讀，除非在本揭露實施例有特別定義。
此外，本揭露中關於“當...”或“...時”等描述表示”當下、之前或之後”等態樣，而不限定為同時發生之情形，在此先行敘明。本揭露中關於“設置於...上”等類似描述係表示兩元件的對應位置關係，並不限定兩元件之間是否有所接觸，除非特別有限定，在此先行敘明。再者，本揭露記載多個功效時，若在功效之間使用“或”一詞，係表示功效可獨立存在，但不排除多個功效可同時存在。
此外，說明書及請求項中例如「連接」或「耦接」一詞不僅指與另一元件直接連接，也可指與另一元件間接連接或電性連接。另外，電性連接包含直接連接、間接連接或二元件間以無線電訊號交流的態樣。
此外，說明書及請求項中，「約」、「大約」、「實質上」、「大致上」之用語通常表示在一給定值或範圍的10%內，或5%內，或3%之內，或2%之內，或1%之內，或0.5%之內。在此給定的數量為大約的數量，亦即在沒有特定說明「約」、「大約」、「實質上」、「大致上」的情況下，仍可隱含「約」、「大約」、「實質上」、「大致上」之含義。此外，用語「範圍為第一數值至第二數值」、「範圍介於第一數值至第二數值之間」表示所述範圍包含第一數值、第二數值以及它們之間的其它數值。
應理解的是，以下所舉實施例可以在不脫離本揭露的精神下，可將數個不同實施例中的特徵進行替換、重組、混合以完成其他實施例。各實施例間特徵只要不違背發明精神或相衝突，均可任意混合搭配使用。
此外，本揭露所揭示的電子裝置可包含顯示裝置、天線裝置、感測裝置、觸控電子裝置(touch display)、曲面電子裝置(curved display)或非矩形電子裝置(free shape display)，例如智慧型手機、平板電腦、智慧型手表、智慧型眼鏡等產品，但不以此為限。電子裝置可為可彎折或可撓式電子裝置。電子裝置可例如包含液晶(liquid crystal)、發光二極體、螢光(luorescence)、磷光(phosphor)、其它合適的顯示介質、或前述之組合，但不以此為限。發光二極體可例如包含有機發光二極體(organic light emitting diode，OLED)、次毫米發光二極體(mini LED)、微發光二極體(micro LED)或量子點發光二極體(quantum dot,QD，可例如為QLED、QDLED)或其他適合之材料或上述材料的任意排列組合，但不以此為限。顯示裝置可例如包含拼接顯示裝置，但不以此為限。天線裝置可例如是液晶天線，但不以此為限。天線裝置可例如包含拼接天線裝置，但不以此為限。需注意的是，電子裝置可為前述之任意排列組合，但不以此為限。此外，電子裝置的外型可為矩形、圓形、多邊形、具有彎曲邊緣的形狀或其他適合的形狀。電子裝置可以具有驅動系統、控制系統、光源系統、層架系統...等週邊系統以支援顯示裝置、天線裝置或拼接裝置。為方便說明，下文將以電子裝置為智慧型眼鏡的態樣進行說明，但本揭露不以此為限。
圖1(A)是本揭露一些實施例的電子裝置1的示意圖，其中電子裝置1是以智慧型眼鏡來舉例，且當使用者配戴電子裝置1時，使用者的視線方向定義為Z方向，鏡片的橫向排列方向定義為X方向。
如圖1(A)所示，電子裝置1包含一太陽能電池(solar cell)2、一光調變模組3(light modulating cell)、至少一穿透率可調變鏡片4及一控制電路5，且光調變模組3包含一第一光調變層(light modulating layer)31。控制電路5可設置於電子裝置1內部，圖1(A)僅示意電子裝置1包含控制電路5而非指將其置於電子裝置1外部。當環境中的入射光入射時，入射光會先通過光調變模組3之中的第一 光調變層31後才到達太陽能電池2。當太陽能電池2接收入射光時，可將接收到的光能轉換為電能，並將能量輸出。控制電路5電性連接至太陽能電池2，可接收太陽能電池2提供的能量。控制電路5亦電性連接至穿透率可調變鏡片4，可傳送一控制訊號至穿透率可調變鏡片4。
在一些實施例中，太陽能電池2可包含複數個光電二極體，且光電二極體可形成一陣列，但本揭露不限於此。
在一些實施例中，第一光調變層31的材質可例如包含一主客效應型液晶(guest host type liquid crystal，GHLC)、染料液晶、扭曲向列型液晶(twisted nematic liquid crystal，TN LC)、超級扭曲向列液晶(super twisted nematic liquid crystal，STN LC)、聚合物分散液晶(polymer dispersed liquid crystal，PDLC)、膽固醇液晶(cholesteric texture liquid crystal)、聚合物穩定膽固醇液晶結構薄膜液晶(polymer-stabilized cholesteric texture liquid crystal，PSCT LC)、懸浮粒子材料(suspended particle material)、電致變色材料(electrochromic materials)或高分子網目狀液晶(polymer network liquid crystal，PNLC)等，但不限於此。
在此說明第一光調變層31及光調變模組3的細節。圖1(B)是本揭露一些實施例的電子裝置1的光調變模組3的結構示意圖。如圖1(B)所示，第一光調變層31設置於太陽能電池2之上。此外，光調變模組3包含第一光調變層31、一第一基板32、一第二基板33、一第一電極層34及一第二電極層35，其中第一光調變層31夾設於第一基板32及第二基板33之中。在一實施例中，第二電極層35可設置於第二基板33上，第一光調變層31可設置於第二電極層35與第一電極層34之間，第一電極層34可設置於第一基板32與第一光調變層31之間。此外，太陽能電池2與第一光調變層31之間可被其中一基板所隔開，例如太陽能電池2與第一光調變層31之間可被第二基板33所隔開，且不限於此。另外，第一光調變層31的穿透率可被控制調整，例如可透過施加不同電壓至第一電極層34及第 二電極層35，使第一光調變層31產生不同的驅動狀態(例如黑霧態、白霧態或不同的穿透態等，且不限於此)，並改變第一光調變層31的穿透率。藉由調整第一光調變層31的穿透率，可調整太陽能電池2所接收到的能量(例如光線的入射量)。此外，雖在圖1實施例中，第一光調變層31是設置於光調變模組3之中，而第一光調變層31與太陽能電池2之間被下基板33所隔開，但在另一些實施例中，第一光調變層31與太陽能電池2亦可夾設於兩個基板之間(請參考圖8實施例)，但不限於此。
接著說明穿透率可調變鏡片4，請再次參考圖1(A)。在一些實施例中，每個穿透率可調變鏡片4亦可包含一光調變層，其中穿透率可調變鏡片4的光調變層的材質可與上述第一光調變層31的材質相同，故在此不再贅述。穿透率可調變鏡片4的穿透率可透過控制電路5的控制訊號來進行調整。在一些實施例中，控制電路5可預先決定穿透率可調變鏡片4所需的穿透率，例如控制電路5內部可具備控制邏輯(例如但不限於演算法)，因此可根據電子裝置1周圍的環境光來設定穿透率可調變鏡片4所需的穿透率，並透過調整控制訊號的電壓值或電流值來改變穿透率可調變鏡片4的穿透率，或者穿透率可調變鏡片4所需的穿透率亦可以是一預設值，但不限於此。在一些實施例中，電子裝置1可設計為可供使用者自行調整穿透率可調變鏡片4的穿透率，例如控制電路5可接收使用者的指令而調整控制訊號的電壓值或電流值，進而改變穿透率可調變鏡片4的穿透率，但不限於此。此外，在一些實施例中，穿透率可調變鏡片4的穿透率可設定為與控制訊號的大小呈現反向關係，亦即當控制訊號越高時，穿透率可調變鏡片4的穿透率會越低，進而呈現較低的亮度，本揭露不限於此。
在一些實施例中，控制電路5具有一能量需求值(例如每個穿透率可調變鏡片4所需的能量)，因此當太陽能電池2提供能量至控制電路5時，控制電路5將從太陽能電池2處接收能量需求值的能量，而剩餘的能量則轉換為熱能或 以其它形式消散。在一些實施例中，穿透率可調變鏡片4所需的穿透率可能會改變(例如經由使用者調整或來自環境光的強度，但不限於此)，因此控制電路5的能量需求值亦可能隨之調整，因此能量需求值為可變值。在一些實施例中，能量需求值亦可為控制電路5能夠接收的能量上限值。本揭露不限於此。
能量過高的入射光可能會超出控制電路5的能量需求值或能量上限值，進而造成能量浪費或加速電子元件損壞的速度。對此，本揭露的電子裝置1具備設置於太陽能電池2之上的光調變模組3(包含第一光調變層31)，可藉由改變其第一光調變層31的穿透率來調整太陽能電池2所接收到的入射光量，使太陽能電池2提供的能量能適當地符合控制電路5的能量需求值或能量上限值。在一些實施例中，當電子裝置1位於高亮度的環境時(例如室外強光的環境)，由於本揭露的電子裝置1具備設置於太陽能電池2之上的光調變模組3(包含第一光調變層31)，其可藉由改變第一光調變層31的穿透率來調整太陽能電池2所接收到的入射光量，例如降低第一光調變層31的穿透率，使得太陽能電池2所接收到的入射光量降低。在一些實施例中，當電子裝置1位於低亮度的環境時，第一光調變層31的穿透率可被提高，使得太陽能電池2能夠接收到足夠的能量並提供給控制電路5，使控制電路5可以對穿透率可調整鏡片4進行控制(例如提供控制訊號)。在一些實施例中，由於太陽能電池2可在低亮度的環境中對穿透率可調整鏡片4進行控制，穿透率可調整鏡片4在低亮度環境中仍可達到所需的穿透率，舉例來說，在室內時，穿透率可調整鏡片4可呈現非完全透明(非穿透率為100%)的狀態，所以即使於室內，穿透率可調整鏡片4也有至少些許遮蔽眼部的作用，有利於遮蔽眼疾或保有隱私的優點。
為了達成上述功能，本揭露的電子裝置1可具備特殊的架構。圖2(A)是本揭露一些實施例的電子裝置1的架構示意圖，並請同時參考圖1(A)及圖 1(B)。其中圖2(A)標號所有元件均包含於電子裝置1內部，圖2(A)僅是示意，而非將標號的所有元件置於電子裝置1外部。
如圖2(A)所示，除了前述的太陽能電池2、光調變模組3(包含第一光調變層31)、穿透率可調變鏡片4及控制電路5之外，電子裝置1更可包含一光調變層控制電路6。
光調變層控制電路6與太陽能電池2及光調變模組3電性連接。光調變層控制電路6亦可接收太陽能電池2所提供的能量，並可根據接收到的能量傳送一光調變層控制訊號至光調變模組3，以調整光調變模組3的第一光調變層31的穿透率，使入射至太陽能電池2的能量被調整。
在一些實施例中，光調變層控制電路6可預先設定一能量門檻值，並將太陽能電池2所提供的能量大小(例如提供給控制電路5的能量大小)與能量門檻值進行比較，進而決定第一光調變層31的穿透率的調整方式。在一些實施例中，能量門檻值可為控制電路5的能量需求值或能量上限值。
在一些實施例中，入射光可能是室內入射光或室外入射光，舉例而言，室外入射光的能量為室內入射光的能量的10至30倍，因此在室外環境時，入射至太陽能電池2的能量可能會遠高於能量門檻值，此時光調變層控制電路6可透過光調變層控制訊號降低第一光調變層31的穿透率，使入射至太陽能電池2的入射光的強度減少，並使太陽能電池2提供至控制電路5的能量降低；而在室內時，入射至太陽能電池2的入射光的強度可能會小於能量門檻值，此時光調變層控制電路6可透過光調變層控制訊號提高第一光調變層31的穿透率，使入射至太陽能電池2的入射光的強度增加，並使太陽能電池2提供的能量提升。本揭露不限於此。
在一些實施例中，由於控制電路5的能量需求值可能會改變，控制電路5可傳送能量需求值至光調變層控制電路6，使光調變層控制電路6可根據能量需求值調整能量門檻值。本揭露不限於此。
圖2(B)是本揭露一些實施例的電子裝置1的架構示意圖，並請同時參考圖1及圖2(A)。其中圖2(B)標號所有元件均包含於電子裝置1內部，圖2(B)僅是示意，非指將標號的所有元件置於電子裝置1外部。
圖2(B)實施例的控制電路5可包含一最大功率點追蹤(maximum power point tracking，MPPT)電路6a，且最大功率點追蹤電路6a可電性連接光調變模組3。最大功率點追蹤電路6a具備最大功率點追蹤(MPPT)功能，因此可自動根據環境光來調整光調變模組3的第一光調變層31的穿透率。由於本實施例的控制電路5包含最大功率點追蹤電路6a，因此電子裝置1可不具備圖2(A)實施例中的光調變層控制電路6。此外，在一些實施例中，最大功率點追蹤電路6a可設置於太陽能電池2的上方。本揭露不限於此。
參上述說明，電子裝置1的基本架構已可被理解。
接著將說明光調變模組3及穿透率可調變鏡片4的更多細節。圖3(A)是本揭露一些實施例的光調變模組3及穿透率可調變鏡片4的示意圖，並請同時參考圖1(A)~圖2(B)。
如圖3(A)所示，電子裝置1可包含左右二個鏡片(穿透率可調變鏡片4R及穿透率可調變鏡片4L)。每一穿透率可調變鏡片4R或4L可包含一第一鏡片區域41及一第二鏡片區域42。第一鏡片區域41可位於穿透率可調變鏡片4的側邊處，例如鄰近眼鏡腳架8或較遠離太陽能電池2，用於阻擋由側邊入射的入射光。第二鏡片區域42可位於較靠近太陽能電池2的區域。
在一些實施例中，根據第一鏡片區域41及第二鏡片區域42的作用，第一鏡片區域41可具備較低的穿透率，例如近似於黑霧態，以減少光線穿 透，而第二鏡片區域42可具備較高的穿透率，以供使用者正常視物，但不以此為限。一些實施例中，第一鏡片區域41與第二鏡片區域42兩者的穿透率亦可能相同，但不以此為限。
由於第一鏡片區域41與第二鏡片區域42可能具備不同的穿透率，因此控制電路5可傳送不同控制訊號至第一鏡片區域41及第二鏡片區域42，以分別控制第一鏡片區域41及第二鏡片區域42的穿透率。舉例來說，控制訊號可包含一第一控制訊號及一第二控制訊號，第一控制訊號用於控制第一鏡片區域41，第二控制訊號用於控制第二鏡片區域42。本揭露不限於此。
在一些實施例中，第一鏡片區域41的穿透率可介於0.01%至99.99%之間，但不以此為限。在一些實施例中，第二鏡片區域42的穿透率可介於0.01%至99.99%之間，但不以此為限。在一些實施例中，第一鏡片區域41的穿透率可與第二鏡片區域42的穿透率大致上相同，但不以此為限。在一些實施例中，第一鏡片區域41的穿透率可與第二鏡片區域42的穿透率不同，例如第一鏡片區域41的穿透率小於第二鏡片區域42的穿透率，但不以此為限。
在一些實施例中，穿透率可調變鏡片4R或4L的第一鏡片區域41與第二鏡片區域42的光調變層可採用相同的材質，但不以此為限。在一些實施例中，第一鏡片區域41與第二鏡片區域42的光調變層亦可採用不同的材質，舉例來說，第一鏡片區域41的光調變層的材質可包含膽固醇液晶，例如聚合物穩定膽固醇液晶結構薄膜液晶(PSCT LC)，以在不同溫度下達到變色的效果，但不限於此。第二鏡片區域42的光調變層的材質可包含主客效應型液晶(GHLC)，但不限於此。在一些實施例中，穿透率可調變鏡片4R或4L的第一鏡片區域41、第二鏡片區域42與光調變模組3的第一光調變層31可採用相同的材質，但不以此為限。在一些實施例中，穿透率可調變鏡片4R或4L的第一鏡片區域41、第二鏡片區域42與光調變盒3的第一光調變層31可採用不相同的材質，但不以此為限。在 一實施例中，第一鏡片區域41及第二鏡片區域42可共用同一個光調變層，但並非限定。
在一些實施例中，部分眼鏡腳架8上亦可設置膽固醇液晶，使該部分的眼鏡腳架8亦可在不同溫度下達到變色的效果，但不限於此。
接著說明穿透率可調變鏡片4R或4L的內部結構。圖3(B)是本揭露一些實施例的光調變模組3及穿透率可調變鏡片4的沿著使用者的視線方向(Z方向)的一剖面示意圖，並請同時參考圖1(A)至圖3(A)。其中，圖3(B)可為三個獨立的區域，例如穿透率可調變鏡片4R、光調變模組3及穿透率可調變鏡片4L。為方便說明，以下以穿透率可調變鏡片4R進行說明。
如圖3(B)所示，穿透率可調變鏡片4R的第一鏡片區域41可包含一第二光調變層411、一第三基板412、一第四基板413、一第三電極層414及一第四電極層415，其中第四電極層415設置於第四基板413上，第二光調變層411設置於第四電極層415上，第三電極層414設置於第二光調變層411上，第三基板412設置於第三電極層414上。藉由施加極性相反的電壓(例如第一控制訊號)至第三電極層414及第四電極層415(圖3(B)中的正負極性僅是舉例)，可驅使第二光調變層411的穿透狀態產生改變，進而改變第一鏡片區域41的穿透率，但不限於此。在一些實施例中，可施加一電壓差(例如第一控制訊號)至第三電極層414及第四電極層415(例如第四電極層415為一共同電壓準位或第四電極層415為接地準位，而第三電極層414提供與第四電極層415不同之電壓準位)，可驅使第二光調變層411的穿透狀態產生改變，進而改變第一鏡片區域41的穿透率，但不限於此。在一些實施例中，第三電極層414與第四電極層415可具備相同圖案，但不限於此。在一些實施例中，第三電極層414與第四電極層415可具備不同圖案，但不限於此。
如圖3(B)所示，穿透率可調變鏡片4R的第二鏡片區域42可包含一第三光調變層421、一第五基板422、一第六基板423、一第五電極層424及一第六電極層425，其中第六電極層425設置於第六基板423上，第三光調變層421設置於第六電極層425上，第五電極層424設置於第三光調變層421上，第五基板422設置於第五電極層424上。藉由施加極性相反的電壓(例如第二控制訊號)至第五電極層424及第六電極層425(圖3(B)中的正負極性僅是舉例)，可驅使第三光調變層421的穿透狀態產生改變，進而改變第二鏡片區域42的穿透率，但不限於此。在一些實施例中，可施加一電壓差(例如第二控制訊號)至第五電極層424及第六電極層425(例如第六電極層425為一共同電壓準位或第六電極層425為接地準位，而第五電極層424提供與第六電極層425不同之電壓準位)，可驅使第三光調變層421的穿透狀態產生改變，進而改變第二鏡片區域42的穿透率，但不限於此。在一些實施例中，第五電極層424與第六電極層425可具備相同圖案，但不限於此。在一些實施例中，第五電極層424與第六電極層425可具備不同圖案，但不限於此。
在一些實施例中，穿透率可調變鏡片4L其構造可與上述穿透率可調變鏡片4R相同，但不限於此。在一些實施例中，穿透率可調變鏡片4L其構造可與上述穿透率可調變鏡片4R不同，例如電極圖案、電極材質等，但不限於此。在一些實施例中，穿透率可調變鏡片4R與穿透率可調變鏡片4L可為一體成形或單一獨立的區域，但不限於此。
在一些實施例中，光調變模組3的結構可適用圖1(B)的內容，故不再詳述其結構。藉由施加極性相反的電壓(例如光調變層控制訊號)至第一電極層34及第二電極層35，可驅使第一光調變層31的穿透狀態產生改變，進而改變第一光調變層31的穿透率，但不限於此。在一些實施例中，可施加一電壓差(例如光調變層控制訊號)至第一電極層34及第二電極層35(例如第二電極層35為一 共同電壓準位或第二電極層35為接地準位，而第一電極層34提供與第二電極層35不同之電壓準位)，可驅使第一光調變層31的穿透狀態產生改變，進而改變第一光調變層31的穿透率，但不限於此。在一些實施例中，第一電極層34及第二電極層35可具備相同圖案，但不限於此。在一些實施例中，第一電極層34及第二電極層35可具備不同圖案，但不限於此。
在一些實施例中，第三基板412、第四基板413、第五基板422、第六基板423、第一基板32及/或第二基板33可包括玻璃、石英、藍寶石、聚醯亞胺(polyimide,PI)、聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)、其他適合的材料或其組合，以作為可撓或硬質的基板，但不以此為限。在一些實施例中，第三電極層414、第四電極層415、第五電極層424、第六電極層425、第一電極層34及/或第二電極層35可為透明導電電極，且不限於此。
在一些實施例中，第一鏡片區域41的第三電極層414及第四電極層415或光調變模組3的第一電極層34及第二電極層35的材質可包含金屬材料，例如鋁(Al)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鉬(Mo)、鈦或(Ti)等，且不限於此。
在一些實施例中，第二鏡片區域42的第五電極層424及第六電極層425的材質可包含透射鍍膜氧化物(transmittance coating oxides)，例如氧化銦錫(indium tin oxide，ITO)或銦鋅氧化物(indium zinc oxide IZO)等，且不限於此。在一些實施例中，第五電極層424及第六電極層425亦可鍍上一多層膜(圖未顯示)，其中多層膜的材質可包含銀(Ag)，以隔絕紅外線、紫外線等，且不限於此。
又如圖3(B)所示，在一些實施例中，第三基板412、第五基板422及第一基板32可為同一基板，但並非限定。在一些實施例中，第四基板413、第六基板423及第二基板33亦可為同一基板，但並非限定。在一些實施例中，第二光調變層411、第三光調變層421及第一光調變層31可為同一光調變層，但並非限定。在共用基板或光調變層的態樣下，光調變模組3、第一鏡片區域41及第二 鏡片區域42之間可透過不同的電極層圖案來區分，亦即第三電極層414(或第四電極層415)、第五電極層424(或第六電極層425)及第一電極層34(或第二電極層35)可分別具備不同的圖案。本揭露不限於此。藉此，光調變模組3及穿透率可調變鏡片4的內部結構已可被理解。
接著將說明穿透率可調變鏡片4的一些實施態樣。圖4(A)是本揭露一些實施例的第一鏡片區域41與第二鏡片區域42剖面示意圖，並請同時參考圖1(A)至圖3(B)。為方便說明，以下是以穿透率可調變鏡片4R來舉例。
如圖4(A)所示，沿著使用者的視線方向(Z方向)觀之，第一鏡片區域41的第二光調變層411具備一第一厚度d1，其中第一厚度d1可為第二光調變層411於使用者的視線方向(Z方向)上的平均厚度，其中平均厚度可為一剖面中任取三點的平均值而得。第二鏡片區域42的第三光調變層421具備一第二厚度d2，其中第二厚度d2定義為第三光調變層421於使用者的視線方向(Z方向)上的平均厚度，其中平均厚度可為一剖面中任取三點的平均值而得。在一些實施例中，第一厚度d1不同於第二厚度d2例如第一厚度d1小於第二厚度d2。在一些實施例中，第一厚度d1可介於3至500微米(micrometer，μm)之間(3μm≦d1≦500μm)，且第一厚度d1小於第二厚度d2，本揭露不限於此。在一些實施例中(未圖示)，第一厚度d1不同於第二厚度d2例如第一厚度d1大於第二厚度d2。在一些實施例中，第一厚度d1可介於3至500微米(micrometer，μm)之間(3μm≦d1≦500μm)，且第一厚度d1大於第二厚度d2，本揭露不限於此。此外，在本實施例中，第三光調變層421及第五電極層424具備沿著使用者的視線方向(Z方向)凸起的一弧型凸起區域426。藉由弧型凸起區域426搭配第二鏡片區域42的穿透率，第二鏡片區域42的光線入射焦距將可被調整，可如同近視鏡片或遠視鏡片的效果。圖4(B)是本揭露一些實施例的第一鏡片區域41與第二鏡片區域42剖面示意圖，並請同時參考圖1(A)至圖4(A)。為方便說明，以下是以穿透率可調變鏡片4R來舉例。
如圖4(B)所示，第二光調變層411與第三光調變層421具備相同的厚度(例如皆為第一厚度d1)。此外，第五基板422及第六基板423可具備凹透鏡或凸透鏡結構427。藉此，藉由凹透鏡或凸透鏡結構427搭配第二鏡片區域42的穿透率，第二鏡片區域42的光線入射焦距將可被調整，可如同近視鏡片或遠視鏡片的效果。
圖4(C)是本揭露一些實施例的第二鏡片區域42示意圖及剖面示意圖，並請同時參考圖1(A)至圖4(B)。為方便說明，以下是以穿透率可調變鏡片4R來舉例。其中圖4(C)中的左半部分呈現以使用者的視線方向(Z方向)觀看第二鏡片區域42時的示意圖，而右半部分呈現第二鏡片區域42的剖面示意圖
如圖4(C)所示，第二鏡片區域42的第六電極層425以使用者的視線方向(Z方向)觀之，第六電極層425可包含複數個不同大小的環狀電極425a。在一些實施例中，第六電極層425包含不同大小的環狀電極425a，且環狀電極425a依照大小依序排列並彼此包圍，因此第二鏡片區域42可形成如同菲涅爾透鏡(Fresnel lens)的效果，因此當施加不同的電壓(例如電控)或光線能量(例如光控)至第六電極層425時，第二鏡片區域42可產生如凸透鏡或凹透鏡的效果，可如同近視鏡片或遠視鏡片的效果。
在一些實施例中，每二個相鄰的環狀電極425a之間具有一間隙r1，其中間隙r1可介於1.5至4.5微米(μm)之間(亦即1.5μm≦r1≦4.5μm)，且不限於此。在一些實施例中，每個環狀電極425a具備一寬度w1，其中寬度w1可介於1.5至4.5微米(μm)之間(亦即1.5μm≦w1≦4.5μm)，且不限於此。
在一些實施例中，前述實施例中的光調變模組3亦可採用本實施例的概念，例如可包含複數個環狀電極，進而形成菲涅爾透鏡的效果。
藉此，穿透率可調變鏡片4的一些實施態樣已可被理解。
圖5是本揭露一些實施例的電子裝置1的架構細節示意圖，並請同時參考圖1(A)至圖4(C)。圖5實施例的特徵與圖2(A)實施例部分相似，因此相似部分可適用圖2(A)實施例的說明，針對圖5說明如下。其中圖5標號所有元件均包含於電子裝置1內部，圖5僅是示意，非指將標號的元件置於電子裝置1外部。
如圖5所示，電子裝置1的控制電路5可包含光調變層控制電路6、一第一控制電路51及一第二控制電路52。太陽能電池2電性連接至第一控制電路51、第二控制電路52及光調變層控制電路6。第一控制電路51電性連接至第一鏡片區域41，以傳送第一控制訊號至第一鏡片區域41。第二控制電路52電性連接至第二鏡片區域42，以傳送第二控制訊號至第二鏡片區域42。藉此，光調變模組3、第一鏡片區域41及第二鏡片區域42可分別由不同的控制電路進行控制。
在一些實施例中，第一控制電路51、第二控制電路52及光調變層控制電路6可整合在一起，例如可整合於同一個晶片之中，但不以此為限。
在一些實施例中，光調變層控制電路6可具備一控制邏輯(例如但不限於演算法)，以根據第一鏡片區域41及第二鏡片區域42各自所需的穿透率，計算出整體能量需求值，或者據此設定能量門檻值，但不以此為限。
藉此，電子裝置1的結構細節已可被理解。
圖6(A)是本揭露一些實施例的電子裝置1的延伸應用的示意圖，並請同時參考圖1(A)至圖5。
如圖6(A)所示，電子裝置1可包含一眼鏡腳架8及一投影裝置9。投影裝置9可設置於眼鏡腳架8，因此當使用者配戴電子裝置1時，投影裝置9可位於使用者的頭部側面位置。在一些實施例中，當使用者配戴電子裝置1時，投影裝置9可將投影影像投影至第一鏡片區域41，但不以此為限。在本實施例中，投影裝置9的投影影像的光線路徑可能包含眼鏡腳架8的塑膠、第一鏡片區域41或第二鏡片區域42的第三基板412、第五基板422、第四基板413或第六基板423(請 參考圖3(B))或第二光調變層411、第三電極層414、第三光調變層421或第五電極層424(請參考圖3(B))，且不限於此。藉由調整投影影像的光線路徑，可使投影影像投影至特定區域。本揭露不限於此。
圖6(B)是本揭露一些實施例的電子裝置1的延伸應用的示意圖，並請同時參考圖1(A)至圖6(A)。
與圖6(A)實施例相似，圖6(B)實施例的電子裝置1亦可包含投影裝置9，其中投影裝置9可設置於第一鏡片區域41的外側上方。在一些實施例中，當使用者配戴電子裝置1時，投影裝置9可從第一鏡片區域41的外側朝向第一鏡片區域41傳送影像訊號。在一些實施例中，部分影像訊號可穿透第一鏡片區域41並傳送至使用者的眼睛。在本實施例中，投影裝置9的投影影像的光線路徑可能包含第一鏡片區域41或第二鏡片區域42的第三基板412、第五基板422、第四基板413或第六基板423(請參考圖3(B))或第二光調變層411、第三電極層414、第三光調變層421或第五電極層424(請參考圖3(B))，且不限於此。藉由調整投影影像的光線路徑，可使投影影像投影至特定區域。本揭露不限於此。
圖7是本揭露一些實施例的光調變模組3及穿透率可調變鏡片4的示意圖，並請同時參考圖1(A)至圖6(B)。圖7實施例的部分特徵可適用圖3(A)實施例的說明，針對圖7說明如下。
如圖7所示，穿透率可調變鏡片4R或穿透率可調變鏡片4L的第二鏡片區域42中更包含一第三鏡片區域43，其中第三鏡片區域43可包含複數個環狀電極，進而形成可電控或光控的菲涅爾透鏡(可參考圖4(C)之說明)。在一些實施例中，控制電路5更包含一第三控制電路53，電性連接至第三鏡片區域43與太陽能電池2，以傳送一第三控制訊號至第三鏡片區域43。
在一些實施例中，第二鏡片區域42與第三鏡片區域43的穿透率可透過不同的控制電路控制。因此，當使用者配戴電子裝置1時，第二鏡片區域42 與第三鏡片區域43可提供不同的焦距，使得電子裝置1能提供多個可視區域，並提供多焦距視線的功能。本揭露不限於此。其中圖7標號所有元件均包含於電子裝置1內部，圖7僅是示意，非將標號元件置於電子裝置1外部。
此外，本揭露亦可將前述實施例的光調變模組3的第一光調變層31與太陽能電池2整合在一起。圖8是本揭露一些實施例的太陽能電池2與一光調變層的整合結構300之剖面示意圖。其中，太陽能電池2與光調變層夾設於兩基板之間。
如圖8所示，整合結構300可以是太陽能電池2與一第四光調變層307夾設於一第七基板301及一第八基板309之間的結構，且第四光調變層307的至少一部份可設置於太陽能電池2的上方。在一些實施例中，第四光調變層材料307可如同上述第一光調變層31的材質，在此不再贅述。如圖8所示，整合結構300包含第七基板301、一第七電極層302、一金屬層303、一氮化層304(例如氮化矽(SiNx)層)、一PIN接面層305、一第八電極層306、第四光調變層307及一第九電極層308、第八基板309，其中太陽能電池2可包含金屬層303、PIN接面層305及第八電極層306。以視線方向(Z方向)觀之，第七電極層302及金屬層303設置於第七基板301上，PIN接面層305設置於金屬層303上，第八電極層306設置於PIN接面層305上，氮化層304設置於第八電極層306、部份第七基板301及第七電極層302上，第四光調變層307設置於氮化層304上，第九電極層308設置於一第八基板309及第四光調變層307之間。
在一些實施例中，第七電極層302、第八電極層306及第九電極層308的材質可適用前述各實施例中所述的材質，且不限於此。在一些實施例中，上述電極層材料可為單層或多層結構，本揭露不限於此。在一些實施例中，上述電極層可包含單層或多層結構，本揭露不限於此。在一些實施例中，電極層材料可包含金屬材料或非金屬材料，本揭露不限於此。
在一些實施例中，第七基板301可以是硬性(rigid)基板或軟性(flexible)基板。
在一些實施例中，整合結構300可透過觸控的方式控制第四光調變層307的穿透率，但不以此為限。在一些實施例中，整合結構300可透過如前述實施例的施加電壓的方式(例如施加極性相反的電壓至第七電極層302及第九電極層308)控制第四光調變層307的穿透率，但不以此為限。在一些實施例中，整合結構300可同時具備前述二種第四光調變層307的穿透率的控制方式。
藉此，光調變層307及太陽能電池2的整合結構300已可被理解。
本揭露至少可透過比對電子裝置1中元件的有無及連接方式做為物件是否落入專利保護範圍的舉證，且不限於此。
前述實施例所製得之電子裝置1可搭配觸控面板而形成一觸控裝置。再者，本揭露前述實施例所製得之電子裝置1若為顯示裝置或觸控顯示裝置之態樣，將可應用於本技術領域已知之任何需要顯示螢幕之產品上，例如顯示器、手機、筆記型電腦、攝影機、照相機、音樂播放器、行動導航裝置、電視、車用儀表板、中控台、電子後視鏡、抬頭顯示器...等需要顯示影像的產品。
藉此，本揭露提供了改良的電子裝置1，可根據環境中的光線強度調節太陽能電池所接收到的能量，以避免能量浪費或電子元件損壞。或者，本揭露的電子裝置1者可適用於室外環境及室內環境，例如在室內環境中亦使鏡片呈現非透明狀態。
本揭露各實施例間的特徵只要不違背發明精神或相衝突，均可任意混合搭配使用。
上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本揭露所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。
1:電子裝置
2:太陽能電池
3:光調變模組
31:第一光調變層
4:穿透率可調變鏡片
5:控制電路

Claims (9)

  1. 一種電子裝置，包含：一太陽能電池(solar cell)；一第一光調變層，其中該第一光調變層的至少一部份設置於該太陽能電池之上；至少一穿透率可調變鏡片；一控制電路，電性連接至該太陽能電池及該穿透率可調變鏡片；一光調變模組；以及一光調變層控制電路，其中該光調變模組包含該第一光調變層，且該光調變層控制電路與該光調變模組及該太陽能電池電性連接。
  2. 如請求項1所述的電子裝置，其中該穿透率可調變鏡片包含一第一鏡片區域及一第二鏡片區域。
  3. 如請求項2所述的電子裝置，其中該控制電路提供一第一控制訊號至該第一鏡片區域，並提供一第二控制訊號至該第二鏡片區域。
  4. 如請求項2所述的電子裝置，其中該第一鏡片區域包含一第二光調變層，該第二鏡片區域包含一第三光調變層，且該第二光調變層具備一第一厚度，該第三光調變層具備一第二厚度，其中該第一厚度不同於該第二厚度。
  5. 如請求項2所述的電子裝置，其中該穿透率可調變鏡片更包含一第三鏡片區域，其中該第三鏡片區域包含光控或電控的一菲涅爾透鏡。
  6. 如請求項2所述的電子裝置，其中該第一鏡片區域及該第二鏡片區域共用同一個光調變層。
  7. 如請求項1所述的電子裝置，其中該穿透率可調變鏡片包含光控或電控的一菲涅爾透鏡。
  8. 如請求項1所述的電子裝置，其中該太陽能電池與該第一光調變層夾設於兩基板之間。
  9. 如請求項1所述的電子裝置，其中該太陽能電池與該第一光調變層之間被一基板所隔開。
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