CN104181632A - 一种导光板结构及反射型显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种导光板结构及反射型显示装置，所述导光板结构包括导光板，所述导光板四周至少一个侧边还设有蓄光板。所述反射型显示装置包括显示层，以及设于显示层出光侧的所述的导光板结构。本发明所述反射型显示装置在外界环境光较强时，蓄光板内的发光材料吸收外界环境光并储存，在环境光较弱时释放储存的光，经过导光板形成平面光源，给反射型显示装置提供光源，使得反射型显示装置在夜晚也可以显示。本发明技术方案相比于普通的具有导光板的反射型显示装置具有明显的节能优势。

Description

一种导光板结构及反射型显示装置

技术领域

本发明涉及显示领域，尤其是一种可以储备外界太阳光的导光板结构，可以使得反射型显示装置即便在暗环境下不用额外提供电力而实现显示。

背景技术

反射型显示装置例如电子墨水(E-ink)、胆甾液晶显示器等具有不需要背光照明，低能耗的优点，因此反射型显示装置广泛的被应用于显示器、便携式电脑、PDA、电子书阅读器等便携式电子设备中。反射型显示装置的显示依赖于环境光的反射，因此反射型显示装置通常还配备有前光照明装置，以便在环境不明亮或者夜间等黑暗的场所给反射型显示装置提供环境光照明。

通常，反射型显示装置的前光照明装置包括导光板和设置在导光板的侧面的光源，从导光板侧面射入的光线在导光板内经过多次的反射与透射，形成均匀的光线照射在反射型显示装置的显示面板上，由显示面板所反射的光线最后进入人的眼睛，从而在没有环境光的情况下为反射型显示装置提供照明。但此种设计需要在导光板侧面设置额外的光源，故在暗环境中使用前光板还是会消耗电力。

因此，依然有待提出一种无需额外提供电力也能在外环境光弱的情况下实现显示的导光板结构及其显示装置。

发明内容

为了解决上述问题，进一步降低显示装置的功耗，本发明的第一目的即在于提出一种具有储备外界太阳光功能的导光板结构，可以使得其即便在外环境光弱的情况下不用额外提供电力而同样提供光源。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种导光板结构，包括导光板，所述导光板四周至少一个侧边还设有蓄光板。

本发明通过设置在导光板周边的蓄光板吸收并储存环境光，当外界光太弱时，蓄光板释放所储存的光，经过导光板形成平面光源。

本发明所述导光板结构，蓄光板的个数1-4个皆可，优选2-4个，当蓄光板为4个时，该结构具有更强的蓄光能力，可以为显示装置提供更持久的照明。本领域技术人员可依据产品的加工尺寸确定蓄光板的个数及其位置。

其中，所述导光板四周至少一侧还可选设有辅助光源，当蓄光板供光能力耗尽时，辅助光源可作为备选协助提供照明，本发明所述的辅助光源可沿用现有技术。

本发明所述蓄光板的尺寸可依实际情况而定，为了更好地兼顾蓄光能力及结构的复杂程度，优选所述蓄光板的厚度为0.3-6mm，宽度为1-10mm。所述蓄光板长度与其相对的导光板侧边长度的比值为2：3-1：1。

本发明的第二目的在于提供一种反射型显示装置。

本发明所述的反射型显示装置，包括显示层，以及设于显示层出光侧的如上所述的导光板结构。

本发明通过设置在导光板周边的蓄光板吸收并储存环境光，当外界光太弱时，蓄光板释放所储存的光，经过导光板形成平面光源，给反射型显示装置提供光源，使其在夜晚无环境光的情况下也可以显示。

其中，反射型显示装置的显示层结构可采用现有技术公开的多种，本发明优选所述显示层包括在远离导光板的方向上自出光侧依次形成的偏光片、彩色滤光片、液晶层和反射片。

本发明所述蓄光板的尺寸可依实际情况而定，为了更好地兼顾蓄光能力及结构的复杂程度，优选所述蓄光板的厚度为0.3-6mm，宽度为1-10mm。所述蓄光板长度与其相对的导光板侧边长度的比值为2：3-1：1。

具体而言，本发明所述的蓄光板包括靠近显示层的第一表面和远离显示层的第二表面、连接所述第一表面与所述第二表面的两个侧面以及分别连接所述第一、第二表面及所述两个侧面的首尾端面，其中，所述第二表面与靠近导光板的侧面设有电致变色层，所述第一表面与远离导光板的侧面、以及所述首尾端面均由平面支架构成，所述电致变色层与所述平面支架构成的容纳空间内设有发光材料；位于所述第一表面与远离导光板的侧面的平面支架内侧均设有反射层。

工作时，当外界环境光较强(例如白天)，不需要导光板提供光源，这时蓄光板第二表面的电致变色层处于基本透明态，而靠近导光板侧面的电致变色层处于基本反射态，这样外界的环境光可以穿透第二表面的电致变色层到达发光材料；而当外界环境光比较弱时(例如夜晚)，需要导光板提供光源，这时蓄光板第二表面的电致变色层处于基本反射态，而靠近导光板侧面的电致变色层处于基本透明态，由于其正对导光板，所以蓄光板出射的光线可以耦合至导光板，从而形成面光源。

本发明所述导光板可选用高透光率的塑料基板，如聚甲基丙烯酸甲酯材料制备而成。

本发明所述的发光材料可采用现有技术中可以的多种材料，其中，优选所述的发光材料为长余辉发光材料，更优选发白光的长余辉材料，包括但不局限于Sr₂MgSi₂O₇:Dy³⁺、MgSiO₃:Dy³⁺、Ca_xMgSi₂O_5+x:Dy³⁺或者Ca₃SnSi₂O₉:Dy³⁺，其中x＝1、2或者3。

此外，其他可见波段的材料也可以用于实现本发明，对此不作特别限定。

本发明所述的电致变色层具有如下的特点：可以在基本反射态和基本透明态之间切换，且具有稳态特性，即切换到一个态后不需要再用额外的电力来维持。

本发明所述的电致变色层为常规结构，满足电致变色即可。本发明进一步优选所述电致变色层包括第一基底材料层与第二基底材料层，以及在所述第一基底材料层和第二基底材料层之间，在远离所述第一基底材料层的方向上依次形成的第一透明导电层、离子存储层、电解质层、电致变色材料层和第二透明导电层。

其中基底材料可以是玻璃或者其他基底材料。

当显示设备处于显示模式时，处于基本透明态的电致变色层其透过率在80-100％之间，当显示设备处于反射模式时，处于基本反射态的电致变色层反射率在80-100％之间。电致变色层包含有反射性过渡金属氧化物。在自然态，电致变色层的过渡金属氢化物处于反射态，当在离子存储层和电致变色层两端加上电压或电流后，存在于离子存储层中的部分离子通过电解质层被传输到电致变色层，一旦电致变色层有了这些离子的注入就可以转变为基本透明态。所施加电流或者电压的逆转，可以使得离子转回离子存储层，从而重新转变为基本反射态。另外，一旦任何方向的离子注入完成，就不再需要额外的电压或电流来维持基本透明态或者基本反射态。通常两者之间切换的时间为50-2000ms之间，切换电压在0.25-3.0 V的范围。

本发明所述的蓄光板结构，平面支架可由金属或塑料构成，其作用在于为发光材料提供封闭的容纳空腔及强度支持。

此外，本发明所述平面支架的内侧设有反射层，所述的反射层为现有已知的镀膜反射层，如金属镀膜反射层、薄膜镀膜反射层或者BaSO₄漫反射层等。

本发明所述的显示装置在光线充足的时候能够自动蓄光，同时，也能够自动在光线不足的时候出射光线并耦合至导光板形成面光源。

本发明所述的显示装置，其在环境光弱的情况下持续供电的时间以蓄光板的蓄光能力而定(如蓄光材料的量，蓄光板的尺寸等)，通常可持续至少1小时。

其中，所述的显示装置包括但并不局限于电子书、室外广告屏、数字招牌等。本发明通过在反射型显示装置的导光板周围设置蓄光板来储备白天的环境光(太阳光)，在环境光弱的情况下(如晚上)蓄光板内的发光材料再释放储备的光，给反射型显示装置提供光源，该结构不需要额外的光源，从而具有节能的优点。

附图说明

图1为实施例1所述导光板结构的俯视图；

图2为实施例2所述导光板结构的俯视图；

图3为本发明所述反射型显示装置的局部结构分解示意图；

图4为蓄光板结构示意图；

图5为电致变色层的结构示意图；

其中：

1为显示层；1-1为反射片；1-2为液晶层；1-3为彩色滤光片；1-4为偏光片；

2为导光板；

3为蓄光板；3-1为支架(第一表面)；3-2为电致变色层(第二表面)；3-3为电致变色层(靠近导光板)；3-4为支架；3-5为发光材料；3-6为反射层；3-7为反射层；

4为辅助光源；

电致变色层中：a为第一基底材料层；b为第一透明导电层；c为离子存储层；d为电解质层；e为电致变色材料层；f为第二透明导电层；g为第二基底材料层。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实施例公开了一种导光板结构，包括导光板2及设于导光板2四周至少一个侧边的1～4个蓄光板3(图示为4个)。

实施例2

如图2所示，本实施例公开了另一种导光板结构，包括导光板2及设于导光板2四周3侧边的3个蓄光板3，此外，本实施例中在导光板的另一侧边设置辅助光源4。

实施例3

本实施例公开了一种反射型显示装置，其包括显示层1，以及设于显示层出光侧的如实施例1或实施例1所得到的导光板结构(具体即包括显示层1，以及设于显示层1上的导光板2，导光板2四周至少一个侧边设有蓄光板3)。

本发明通过在导光板2周边的蓄光板3吸收并储存环境光，当外界光太弱时，蓄光板3释放所储存的光，经过导光板2形成平面光源，给反射型显示装置提供光源，使其在夜晚无环境光的情况下也可以显示。

本实施例所述反射型显示装置，蓄光板3的个数1-4个皆可，当蓄光板3为4个时(如图1)，该结构具有更强的蓄光能力，可以为显示装置提供更持久的照明。本领域技术人员可依据产品的加工尺寸确定蓄光板的个数及其位置。

实施例4

与实施例3相比，区别点在于：本实施例显示层1包括包括在远离导光板的方向上自出光侧依次形成的偏光片1-4、彩色滤光片1-3、液晶层1-2和反射片1-1(见图3)。

实施例5

与实施例4相比，区别点在于：如图4所示，本实施例蓄光板3包括靠近显示层1的第一表面和远离显示层1的第二表面连接所述第一表面与所述第二表面的两个侧面以及分别连接所述第一、第二表面及所述两个侧面的首尾端面。其中，第二表面与靠近导光板的侧面设有电致变色层3-2与3-3，第一表面与远离导光板的侧面由平面支架3-1与3-4构成(首尾端面也由平面支架构成)，各电致变色层与平面支架构成的容纳空间内设有发光材料3-5；此外，平面支架3-1和3-4的内侧设有反射层3-6、3-7。

实施例6

与实施例5相比，区别点在于：本实施例发光材料为发白光的长余辉材料，包括但不局限于Sr₂MgSi₂O₇:Dy³⁺、MgSiO₃:Dy³⁺、Ca_xMgSi₂O_5+x:Dy³⁺或者Ca₃SnSi₂O₉:Dy³⁺，其中x＝1、2或者3。

实施例7

如图1所示，本实施例所述的反射型显示装置，包括显示层1，设于显示层1上的导光板2，其中，显示层1为反射型显示层，导光板2的四周均设有蓄光板3，其中蓄光板3的厚度为2.5mm、宽度为5.0mm，显示层1的尺寸为7inch(172mm)，蓄光板3长度与其相对的导光板2侧边长度一致。

如图3所示，本实施例中反射型显示层包括在远离导光板的方向上自出光侧依次形成的偏光片1-4、彩色滤光片1-3、液晶层1-2和反射片1-1。

如图4所示，本实施例中蓄光板3包括靠近显示层1的第一表面和远离显示层1的第二表面连接所述第一表面与所述第二表面的两个侧面以及分别连接所述第一、第二表面及所述两个侧面的首尾端面。其中，第二表面与靠近导光板的侧面设有电致变色层3-2与3-3，第一表面与远离导光板的侧面由平面支架3-1与3-4构成(首尾端面也由平面支架构成)，各电致变色层与平面支架构成的容纳空间内设有发光材料3-5；此外，平面支架3-1和3-4的内侧设有反射层3-6、3-7。

本实施例中发光材料为Sr₂MgSi₂O₇:Dy³⁺，支架为金属支架，反射层为铝镀膜反射层。

如图5所示，电致变色层包括第一基底材料层a与第二基底材料层g，以及在所述第一基底材料层a和第二基底材料层g之间，在远离所述第一基底材料层a的方向上依次形成的第一透明导电层b、离子存储层c、电解质层d、电致变色材料层e和第二透明导电层f，第一透明导电层b和第二透明导电层f之间还设有开关，该开关用于控制电致变色层状态(如避免夜间蓄光板持续提供光源影响用户休息)。其中基底材料可以是玻璃或者其他基底材料。

本实施例所述反射型显示装置的工作原理如下：

当外界环境光较强，不需要导光板提供光源，这时蓄光板第二表面的电致变色层处于基本透明态，而靠近导光板侧面的电致变色层处于基本反射态，这样外界的环境光可以穿透第一表面的电致变色层到达发光材料；而当外界环境光比较弱时，需要导光板提供光源，这时蓄光板第二表面的电致变色层处于基本反射态，而靠近导光板侧面的电致变色层处于基本透明态，由于其正对导光板，所以蓄光板出射的光线可以耦合至导光板，从而形成面光源。

本实施例所述的显示装置，蓄光能力显著，可在夜晚持续提供光源显示至少1小时。

实施例8

与实施例7相比，区别点仅在于本实施例中蓄光板个数为2个，发光材料为Ca_xMgSi₂O_5+x:Dy³⁺，其中，x为1。

实施例9

与实施例8相比，区别点仅在于本实施例中蓄光板个数为3个，发光材料为MgSiO₃:Dy³⁺。蓄光板的厚度为0.3mm，宽度为1mm，长度与其相对的导光板侧边长度一致。

实施例10

与实施例8相比，区别点仅在于本实施例中蓄光板个数为1个，发光材料为Ca₃SnSi₂O₉:Dy³⁺。

实施例11

与实施例7相比，区别点仅在于本实施例中蓄光板个数为3个，蓄光板的厚度为6mm，宽度为10mm，长度与其相对的导光板侧边长度的比值为2：3。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种导光板结构，包括导光板，其特征在于：所述导光板四周至少一个侧边还设有蓄光板。

2.根据权利要求1所述的导光板结构，其特征在于：所述蓄光板为2-4个。

3.根据权利要求1或2所述的导光板结构，其特征在于：所述导光板四周至少一侧还设有辅助光源。

4.一种反射型显示装置，包括显示层，以及设于显示层出光侧的如权利要求1-3任一项所述的导光板结构。

5.根据权利要求4所述的反射型显示装置，其特征在于：所述显示层包括在远离导光板的方向上自出光侧依次形成的偏光片、彩色滤光片、液晶层和反射片。

6.根据权利要求4所述的反射型显示装置，其特征在于：所述蓄光板的厚度为0.3-6mm，宽度为1-10mm。

7.根据权利要求6所述的反射型显示装置，其特征在于：所述蓄光板长度与其相对的导光板侧边长度的比值为2：3-1：1。

8.根据权利要求4-7任一项所述的反射型显示装置，其特征在于：所述的蓄光板包括靠近显示层的第一表面和远离显示层的第二表面、连接所述第一表面与所述第二表面的两个侧面以及分别连接所述第一、第二表面及所述两个侧面的首尾端面，其中，所述第二表面与靠近导光板的侧面设有电致变色层，所述第一表面与远离导光板的侧面、以及所述首尾端面均由平面支架构成，所述电致变色层与所述平面支架构成的容纳空间内设有发光材料；位于所述第一表面与远离导光板的侧面的平面支架内侧均设有反射层。

9.根据权利要求8所述的反射型显示装置，其特征在于：所述的发光材料为长余辉发光材料，包括但不局限于Sr₂MgSi₂O₇:Dy³⁺、MgSiO₃:Dy³⁺、Ca_xMgSi₂O_5+x:Dy³⁺或者Ca₃SnSi₂O₉:Dy³⁺，其中x＝1、2或者3。

10.根据权利要求8所述的反射型显示装置，其特征在于：所述电致变色层包括第一基底材料层与第二基底材料层，以及在所述第一基底材料层和第二基底材料层之间，在远离所述第一基底材料层的方向上依次形成的第一透明导电层、离子存储层、电解质层、电致变色材料层和第二透明导电层。