CN102052579B - 前光板 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种前光板，其包括一透明基板、一第一电极层、一第二电极层以及多个发光元件。第一电极层位于透明基板上，且包括平行排列的多条第一电极。第二电极层与第一电极层相对设置，且包括平行排列的多条第二电极。第一电极的排列方向垂直于第二电极的排列方向。发光元件设置于第一电极层与第二电极层之间，且位于第一电极与第二电极的重叠处呈阵列式排列。每一发光元件具有一顶面、一底面及连接于顶面与底面之间的一侧面。顶面与底面分别与对应的第一电极与第二电极电性连接，而侧面为出光面。此前光板具有较高的亮度均匀性以及光使用率。

Description

前光板

技术领域

本发明涉及一种面光源装置,特别是涉及一种前光板。

背景技术

随着平面显示技术的进步加上平面显示装置具有重量轻、体积小及省电等优点，平面显示装置已愈来愈普及。常见的平面显示装置有液晶显示装置（liquid crystal display apparatus）、等离子体显示装置（plasmadisplay apparatus）、有机发光二极管显示装置（organic light emittingdiode display appara tus）以及电泳显示装置（electrophoretic displayapparatus）等。其中，又以液晶显示装置较为普及。

一般常见的液晶显示装置为透射式液晶显示装置。透射式液晶显示装置是藉由背光模块发光并通过液晶显示面板将色彩、图案传递到使用者眼中。但是，这样的显示方式的缺点在于当外界光源亮度大于背光模块的发光亮度时，使用者将会看到透射式液晶显示装置呈现一片白蒙蒙,而无法分辨出颜色差异，这对于经常白天在户外的使用者造成很大的不便。另外,由于透射式液晶显示装置有90%的电力损耗来自于背光模块，透射式液晶显示装置不论在户外或室内使用都需要点亮背光模块，因此相当不省电，也不环保。

相比较于透射式显示装置，反射式显示装置是依赖外界环境光源来达到显示效果，毋须使用消耗大量电力的背光模块，因此省电优势明显。在反射式显示装置中，基于电泳显示技术的电子纸显示装置（electronicpaper display apparatus）由于具有省电、轻薄、可弯曲的优点而受到瞩目。

但是，反射式显示装置也有缺点，其缺点是在外界光源微弱或甚至没有外界光源的情况下就无法显示。为了改善反射式显示装置的前述缺失,现有习知技术提出一种搭载发光元件的反射式显示装置，以在无外界光源或外界光源微弱的环境下，藉由发光元件提供光源至反射式显示装置。上述发光元件为发光二极管（light emitting diode,LED）或有机发光二极管（organic light emitting diode,OLED），其设置于反射式显示装置的可视区的周围。

虽然使用发光元件可使反射式显示装置在无外界光源或外界光源微弱的环境下仍可显示影像，但如此的设计会使得光源在可视区分布不均,导致反射式显示装置显示出亮度不均的影像。

由此可见，上述现有的平面显示装置在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的前光板,实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的平面显示装置存在的缺陷，而提供一种新型结构的前光板，所要解决的技术问题是使其具有较高的亮度均匀性以及光使用率，非常适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种前光板，其包括:一透明基板;一第一电极层,位于该透明基板上,该第一电极层包括平行排列的多条第一电极，每一该第一电极具有多个第一凸起部;一第二电极层,与该第一电极层相对设置,该第二电极层包括平行排列的多条第二电极,该些第一电极的排列方向垂直于该些第二电极的排列方向，每一该第二电极具有与该些第一凸起部相对的多个第二凸起部;以及多个发光元件,设置于该第一电极层与该第二电极层之间，且位于该些第一电极与该些第二电极的重叠处呈阵列式排列，每一发光元件具有一顶面、一底面以及连接于该顶面与该底面之间的一侧面，该顶面与该底面分别与对应的该第一电极与对应的该第二电极电性连接，该侧面为出光面，每一该发光元件的该顶面与该底面分别与对应的该第一凸起部与对应的该第二凸起部电性连接，该些第一凸起部与该些第二凸起部有利于发散该些发光组件内部的光。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的前光板，其中所述的顶面的面积大于该底面的面积，且该侧面从该顶面渐缩至该底面。

前述的前光板，其中所述的顶面的面积大于该底面的面积,且该侧面为朝向该发光元件内部内凹的一曲面。

前述的前光板，其中该些发光元件为有机发光二极管或发光二极管,该些第一电极与该些第二电极为金属电极或透明电极，该透明基板为玻璃基板。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案,本发明前光板至少具有下列优点及有益效果：

本发明的前光板的多个发光元件呈阵列式排列，而且每一发光元件的侧面为出光面，如此这些发光元件所发出的光能均匀分布，所以能有效提高前光板的亮度均匀性及光使用率。此外，本发明的另一前光板将第一发光元件与第二发光元件分别设置于第一电极上对应的每一凸块的相对两侧,以使第一发光元件与第二发光元件的出光面所面对的方向大致上与凸块的侧面所面对的方向相同。如此，能使这些第一发光元件与这些第二发光元件所发出的光均匀分布，进而使前光板具有较高的亮度均匀性以及光使用率。

本发明的前光板可设置在反射式显示装置上，如此可在无外界光源的情况下，藉由前光板的发光而使反射式显示装置仍具显示能力。而且，因本发明的前光板具有较高的亮度均匀性，所以能提升反射式显示装置的显示品质。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1是本发明第一较佳实施例的前光板的俯视示意图。

图2是图1所示的前光板沿图1中I-I线的剖面示意图。

图3是本发明第二较佳实施例的前光板的剖面示意图。

图4是本发明第三较佳实施例的前光板的剖面示意图。

图5是本发明第四较佳实施例的前光板的剖面示意图。

图6是本发明一较佳实施例的反射式电泳显示装置的剖面示意图。

100、100a、100b、100c:前光板   110：透明基板

120、120b、120c:第一电极层     122、122b:第一电极

130、120b、130c:第二电极层     132、132b:第二电极

140、140a、140b:发光元件       141、151、161:光线

142、142a、142b:发光元件的顶面 144、144a、144b:发光元件的底面

146、146a、146b:发光元件的侧面 124：第一凸起部

134：第二凸起部                128：凸块

1281：凸块的顶面               1283：凸块的底面

1285：凸块的侧面               129：第二电极

136：透明电极                  1361：第一子电极

1362：第二子电极               150：第一发光元件

160：第二发光元件              152：第一出光面

162：第二出光面                200：电泳显示面板

210：基板                      220：驱动电路层

224：薄膜晶体管                230：电泳层

240：彩色滤光基板              300：反射式电泳显示装置

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的前光板其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明,当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效获得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

图1是本发明第一较佳实施例的前光板的俯视示意图，图2是图1所示的前光板沿图1中I-I线的剖面示意图。请同时参阅图1与图2所示,本发明较佳实施例的前光板100包括一透明基板110、一第一电极层120、一第二电极层130以及多个发光元件140。第一电极层120配置于透明基板110上，而这些发光元件140是配置于第一电极层120与第二电极层130之间。

上述的前光板100中,透明基板110可为玻璃基板、塑胶基板或其他透明基板。

上述的第一电极层120包括平行排列的多条第一电极122。在本实施例中,这些第一电极122例如是等间距排列。这些第一电极122可为透明电极或金属电极。透明电极的材料例如可为铟锡氧化物（indium tin oxides,ITO）、铟锌氧化物（indium zinc oxide,IZO）、氧化锌（ZnO）、铟镓锌氧化物（indium gallium zinc oxide,IGZO）等，但不以此为限。金属电极的材料例如可为铝（Al），铜（Cu）等，但不以此为限。

上述的第二电极层130与第一电极层120相对设置，且第二电极层130包括平行排列的多条第二电极132。在本实施例中，这些第二电极132例如是等间距排列，且第二电极132的排列方向例如是垂直于第一电极122的排列方向。同样地，第二电极132可为透明电极或金属电极。透明电极的材料例如可为铟锡氧化物、铟锌氧化物、氧化锌、铟镓锌氧化物等，但不以此为限。金属电极的材料例如可为铝，铜等，但不以此为限。

上述的多个发光元件140设置于第一电极层120与第二电极层130之间。这些发光元件140是位于第一电极122与第二电极132的重叠处,且呈阵列式排列。具体地，每一发光元件140具有一顶面142、一底面144及连接于顶面142与底面144之间的一侧面146。每一发光元件140的顶面142与底面144分别与对应的第一电极122与对应的第二电极132电性连接,以使第一电极122与第二电极132为对应的发光元件140提供所需的驱动电压。每一发光元件140的侧面146为出光面。

在本实施例中，发光元件140可为有机发光二极管、发光二极管或其他适用的点光源。此外，在第一电极122与第二电极132为透明电极的实施例中,发光元件140的折射率可大于第一电极122与第二电极132的折射率,以防止光线141从第一电极122与第二电极132出射。发光元件140的折射率例如是大于1,且小于或等于1.5。另外,每一发光元件140的顶面142的面积大于底面144的面积,且侧面146从顶面142渐缩至底面144。如此,每一发光元件140的出光面（即侧面146）大致上面向相邻的发光元件140所连接的第二电极132，而非面向发光元件140的正下方。如此，可使每一发光元件140所提供的光线141可均匀分布，进而避免在发光元件140之间的区域出现暗区。因此，本实施例的前光板100能提供亮度均匀性较佳的面光源。

承上所述，上述的发光元件140为侧发光结构，所以可有效减少光线141在发光元件140内部的传输路径,进而降低光损耗。因此,本实施例的前光板100具有较佳的光使用率。另外,由于发光元件140为侧发光结构,其光线141从出光面（侧面146）出射时的折射角度较大，所以即使单位面积内的发光元件140的数量较少,前光板100仍可提供亮度均匀的面光源。所以,本实施例的前光板100能减少发光元件140的数量，进而降低生产成本,并可达到省电的优点。

图3是本发明第二较佳实施例的前光板的剖面示意图。请参阅图3所示,本实施例的前光板100a与前述实施例前光板100的区别在于发光元件的结构。在本实施例中，每一发光元件140a的顶面142a的面积大于底面144a的面积，且每一发光元件140a的侧面146a为朝向发光元件140a内部内凹的一曲面。上述的发光元件140a与发光元件140相比较，由于侧面146a为内凹的曲面，因此可使光线141的出光方向较为一致，以进一步提高光使用率。

图4是本发明第三较佳实施例的前光板的剖面示意图。请参阅图4所示,本实施例的前光板100b与前述实施例前光板100的区别在于，前光板100b的第一电极层120b的每一第一电极122b具有多个第一凸起部124,且前光板100b的第二电极层130b的每一第二电极132b具有与这些第一凸起部124相对的多个第二凸起部134。每一第一凸起部124与每一第二凸起部134相对应，且是位于第一电极122b与第二电极132b的重叠处。每一发光元件140b的顶面142b与底面144b分别为与对应的第一凸起部132与对应的第二凸起部134相配合的一曲面，并且每一发光元件140b的顶面142b与底面144b分别与对应的第一凸起部132与对应的第二凸起部134电性连接。在本实施例中，每一发光元件140b的顶面142b的面积大于底面144b的面积，且侧面146b从顶面142b渐缩至底面144b。可以理解，每一发光元件140b的侧面146b也可为朝向发光元件140b内部内凹的一曲面。

本实施例中，第一凸起部124与第二凸起部134有利于发散发光元件140b内部的光，防止光聚集在发光元件140b内部，从而进一步提高前光板100b的光使用率。

图5是本发明第四较佳实施例的前光板的剖面示意图。请参阅图5所示,本实施例的前光板100c包括一透明基板110、一第一电极层120c、一第二电极层130c、多个第一发光元件150以及多个第二发光元件160。第一电极层120c配置于透明基板110上，而第一发光元件150及第二发光元件160是配置于第一电极层120c与第二电极层130c之间。

上述的第一电极层120c包括多条第一电极122（在图5中仅绘示一条第一电极122）、多个凸块128以及多个第二电极129。这些第一电极122平行排列于透明基板110上。在本实施例中，这些第一电极122例如是等间距排列。这些第一电极122可为透明电极，其中透明电极的材料例如可为铟锡氧化物、铟锌氧化物、氧化锌、铟镓锌氧化物等，但不以此为限。

承上所述，第一电极层120c的这些凸块128设置于每一第一电极122上,且每一第一电极上122的凸块128的数量为多个。此外，每一凸块128具有一顶面1281、一底面1283以及连接于顶面1281与底面1283之间的一侧面1285。每一凸块128的顶面1281的面积例如是大于底面1283的面积,且侧面1285例如是从顶面1281渐缩至底面1283。每一凸块128的顶面1281连接于对应的第一电极122。上述的第一电极层120c的每一第二电极129与每一凸块128相对应，且每一第二电极129分别覆盖对应的凸块128的底面1283与侧面1285，并电性连接至对应的第一电极122。

上述的第二电极129可为透明电极或不透明电极。透明电极的材料例如可为铟锡氧化物、铟锌氧化物、氧化锌、铟镓锌氧化物等，但不以此为限。不透明电极例如可为金属电极，金属电极的材料可为铝，铜等，但不以此为限。凸块128的材料可为绝缘材料，如光阻材料等。在另一实施例中,凸块128的材料也可与第二电极129的材料相同。

上述的第二电极层130c与第一电极层120c相对设置。第二电极层130c包括平行排列的多条透明电极136。在本实施例中，这些透明电极136例如是等间距排列。透明电极136的排列方向例如是垂直于第一电极122的排列方向。上述的第一电极层120c的这些凸块128是位于第一电极122与透明电极136的重叠处，且呈阵列式排列。

在本实施例中，每一透明电极136包括平行排列的一第一子电极1361与一第二子电极1362。每一第一子电极1361与每一第二子电极1362分别与沿透明电极136延伸方向排列的一列凸块128相对应，且第一子电极1361与第二子电极1362分别位于这些对应的凸块128的相对两侧，且与这些对应的凸块128的侧面1285相对。亦即，与位于这些对应的凸块128上的第二电极129相对。透明电极136（亦即第一子电极1361与第二子电极1362）的材料可为铟锡氧化物、铟锌氧化物、氧化锌、铟镓锌氧化物等，但不以此为限。

上述的第一发光元件150与第二发光元件160可为有机发光二极管、发光二极管或其他合适的点光源。此外，这些第一发光元件150与这些第二发光元件160设置于第一电极层120c与第二电极层130c之间。这些第一发光元件150与第二发光元件160位于第一电极122与透明电极136的重叠处呈阵列式排列，且每一对第一发光元件150与第二发光元件160与位于一个凸块128上的一个第二电极129相对应。

具体地，这些第一发光元件150分别设置于每一相对应的第一子电极1361与第二电极129之间，且每一第一发光元件150的一第一出光面152连接对应的第一子电极1361。如此,第一发光元件150所发出的光可经由第一出光面152再通过第一子电极1361射出。此外,上述的这些第二发光元件160分别设置于每一相对应的第二子电极1362与第二电极129之间。每一第二发光元件160的一第二出光面162连接对应的第二子电极1362。如此,第二发光元件160所发出的光可经由第二出光面162再通过第二子电极1362射出。

基于以上所述，由于凸块128的设置，使设置于对应的凸块128的第一发光元件150与第二发光元件160的第一出光面152与第二出光面162大致上与凸块128的侧面1285面向相同的方向。如此，可使第一发光元件150与第二发光元件160所提供的光线151、161均匀分布。因此，本实施例的前光板100c能提供亮度均匀性较佳的面光源。

图6是本发明一较佳实施例的反射式电泳显示装置的剖面示意图。请参阅图6所示，本实施例的反射式电泳显示装置300包括上述的前光板100及电泳显示面板200，其中前光板100配置于电泳显示面板200上，以提供面光源给电泳显示面板200。

具体地，电泳显示面板200包括一基板210以及依次配置于基板210的一驱动电路层220、一电泳层230及一彩色滤光基板240。驱动电路层220包括呈阵列式排列的多个薄膜晶体管（thin film transistor,TFT）224。彩色滤光基板240包括多个彩色光阻，如红色光阻R、绿色光阻G与蓝色光阻B。前光板100的第二电极层130是邻近彩色滤光基板240。当反射式电泳显示装置300在外界光源微弱时或没有外界光源时，前光板100的发光元件140所发出的光能形成一亮度均匀的面光源，且此面光源是朝接近电泳显示面板200的方向传递至电泳显示面板200。如此，反射式电泳显示装置300在外界光源微弱时或没有外界光源时，仍可藉由前光板100所提供的面光源而让使用者能看到电泳显示面板200所显示的影像。

在本实施例中,前光板100的发光元件140的排列位置可对称于驱动电路层220的薄膜晶体管224的位置,以减少薄膜晶体管224漏电的机率。此外,由于前光板100使用较少的发光元件140即可提供亮度均匀的面光源,所以有助于提高反射式电泳显示装置300的开口率。

需要说明的是，本发明其他实施例所揭露的前光板100a、100b、100c也可应用于上述的反射式电泳显示装置300。此外，本发明各实施例所揭露的前光板100、100a、100b、100c也可应用在其他各种反射式显示器上,并不以本实施例为限。

综上所述，本发明至少具有下列优点：

1.在一实施例中，由于前光板的发光元件呈阵列排列，且发光元件的出光面大致上面向相邻的发光元件所连接的第二电极，所以可使发光元件提供的光线能均匀分布，进而提供亮度均匀性较佳的面光源。

2.在另一实施例中，由于凸块的设置，使设置于对应的凸块上方的第一发光元件与第二发光元件所提供的光线能均匀分布，所以使前光板能提供亮度均匀性较佳的面光源。

3.本发明的前光板中，由于光线出射时的折射角度较大，所以有利于减少单位面积所需发光元件的数量，如此可降低生产成本，并达到省电的优点。

4.由于本发明的前光板所使用的发光元件的数量较少，所以相比较于发光元件较多的前光板，本发明的前光板应用在反射式显示器时，能提高反射式显示器的开口率。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种前光板,其特征在于其包括：

一透明基板；

一第一电极层,位于该透明基板上,该第一电极层包括平行排列的多条第一电极，每一该第一电极具有多个第一凸起部；

一第二电极层，与该第一电极层相对设置，该第二电极层包括平行排列的多条第二电极，该些第一电极的排列方向垂直于该些第二电极的排列方向，每一该第二电极具有与该些第一凸起部相对的多个第二凸起部；以及

多个发光元件，设置于该第一电极层与该第二电极层之间，且位于该些第一电极与该些第二电极的重叠处呈阵列式排列，每一发光元件具有一顶面、一底面以及连接于该顶面与该底面之间的一侧面,该顶面与该底面分别与对应的该第一电极与对应的该第二电极电性连接,该侧面为出光面，每一该发光元件的该顶面与该底面分别与对应的该第一凸起部与对应的该第二凸起部电性连接，该些第一凸起部与该些第二凸起部有利于发散该些发光组件内部的光。

2.根据权利要求1所述的前光板，其特征在于其中所述的顶面的面积大于该底面的面积，且该侧面从该顶面渐缩至该底面。

3.根据权利要求1所述的前光板，其特征在于其中所述的顶面的面积大于该底面的面积，且该侧面为朝向该发光元件内部内凹的一曲面。

4.根据权利要求1所述的前光板，其特征在于其中该些发光元件为有机发光二极管或发光二极管，该些第一电极与该些第二电极为金属电极或透明电极，该透明基板为玻璃基板。

Images