CN104808279A - 导光模块与具有导光模块的双稳态显示装置 - Google Patents

导光模块与具有导光模块的双稳态显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种导光模块与具有导光模块的双稳态显示装置。该导光模块包含导光板、光源与反射体。导光板具有混光区与可视区。混光区位于导光板的边缘，且混光区的相对两侧分别具有第一表面与第二表面。第一表面具有多个第一凹凸结构。光源朝向混光区的第二表面。当光源发光时，光线由第二表面进入混光区，并由第一凹凸结构反射至可视区。反射体覆盖于第一凹凸结构，且反射体与第一凹凸结构的多个底部间形成多个间隙。本发明提供的导光模块，提升了导光板的可视区的发光效率，并且光源的厚度不会受限于导光板的厚度。

Description

导光模块与具有导光模块的双稳态显示装置
技术领域
本发明涉及一种导光模块与一种双稳态显示装置。
背景技术
在现今各式消费性电子产品的市场中，便携式电子装置已广泛地应用电泳显示装置作为显示屏幕，例如电子书。电泳显示装置的显示介质层(或称电子墨水)主要是由电泳液以及掺在电泳液中的白色、黑色粒子所构成。通过在显示介质层施加电压，可以驱动白色、黑色粒子移动，以使各个像素分别显示黑色、白色或灰阶。
在现有技术中，电泳显示装置是利用入射光线照射显示介质层，来达成显示的目的，因此不需背光源，可节省电力消耗。为了扩大电泳显示装置的应用，一般会在电泳显示装置的前面板上方设置前光模块。设置前光模块的目的是为了让电泳显示装置即使在环境光线不足的地方，仍可对显示介质层发出入射光线，以供使用者观看电泳显示装置所显示的画面。
现有技术主要是采用LED在导光板的侧面入光，并通过导光板的光线照射电泳显示装置。然而，在显示装置的发展上在是以薄型化为趋势，当导光板的厚度缩小到0.25毫米(mm)或是更小的厚度时，若是依然采用厚度0.3毫米(mm)以上的LED，就会产生漏光的问题。由于LED位于导光板的侧面，因此漏光的方向与导光板内的导光方向相同，会影响导光板可视区的光学品味。如此一来，LED光源的厚度会受限于导光板的厚度，造成设计者不便。
发明内容
本发明的一技术目的在于提供一种导光模块，其导光板的可视区的发光效率得到提升，并且光源的厚度不会受限于导光板的厚度。
本发明的一个技术方面在于提供一种导光模块。
根据本发明一实施方式，一种导光模块包含导光板、光源与反射体。导光板具有混光区与可视区。混光区位于导光板的边缘，且混光区的相对两侧分别具有第一表面与第二表面。第一表面具有多个第一凹凸结构。光源朝向混光区的第二表面。当光源发光时，光线由第二表面进入混光区，并由第一凹凸结构反射至可视区。反射体覆盖于第一凹凸结构，且反射体与第一凹凸结构的多个底部间形成多个间隙。
在本发明一实施方式中，上述反射体包含银、铝、汞、银色漆或白色漆。
在本发明一实施方式中，上述光源对准第一凹凸结构。
在本发明一实施方式中，上述导光板的厚度为h。每一第一凹凸结构的厚度介于1微米至0.9h的范围。
在本发明一实施方式中，上述第二表面具有多个第二凹凸结构，且第二凹凸结构朝向光源。
在本发明一实施方式中，上述第一凹凸结构为连续的凹凸面。
在本发明一实施方式中，上述每一第一凹凸结构的剖面形状为三角形。
在本发明一实施方式中，上述每一第一凹凸结构包含相连的两个壁面，且两个壁面均为平面。
在本发明一实施方式中，上述两个壁面的夹角介于20至80度之间。
在本发明一实施方式中，上述每一第一凹凸结构包含相连的两个壁面，且两个壁面分别为平面与曲面。
在本发明一实施方式中，上述每一第一凹凸结构包含相连的两个壁面，且两个壁面均为曲面。
在本发明一实施方式中，上述第一凹凸结构的俯视形状为直线、折线或曲线。
在本发明一实施方式中，上述第一凹凸结构的多个顶部的连线与水平线夹锐角。
在本发明一实施方式中，上述导光模块为双稳态显示装置的前光模块。
在本发明一实施方式中，上述光源为发光二极管。
本发明的另一个技术方面在于提供一种双稳态显示装置。
根据本发明一实施方式，一种双稳态显示装置包含显示背板与导光模块。显示背板包含阵列基板与前面板。前面板位于阵列基板上，且前面板包含透明基板与显示介质层。显示介质层位于阵列基板与透明基板之间。导光模块位于显示背板上，用以为显示背板提供光线。导光模块包含导光板、光源与反射体。导光板具有混光区与可视区。混光区位于导光板的边缘。混光区的相对两侧分别具有第一表面与第二表面。第一表面具有多个第一凹凸结构。光源朝向混光区的第二表面。当光源发光时，光线由第二表面进入混光区，并由第一凹凸结构反射至可视区。反射体覆盖于第一凹凸结构，且反射体与第一凹凸结构的多个底部间形成多个间隙。壳体环绕于显示背板与导光模块，且覆盖混光区。
在本发明上述实施方式中，由于混光区的第一表面具有第一凹凸结构，且第一凹凸结构可用来反射与折射光线，因此当光源的光线从混光区的第二表面进入导光板时，第一凹凸结构可将光线往可视区的方向传送。反射体可反射从第一凹凸结构漏出的光线，并将光线反射入可视区内，提升导光板的可视区的发光效率。此外，混光区位于导光板的边缘，且光源位于混光区的第二表面，因此光源的厚度不会受限于导光板的厚度，且光源的光线仅会从混光区的第一表面与第一凹凸结构漏光。在实际应用上，混光区会由壳体遮蔽，因此导光模块可提升可视区的光学品味。
附图说明
图1为根据本发明一实施方式的导光模块的俯视图。
图2为图1的导光模块沿线段2-2的剖面图。
图3为根据本发明一实施方式的导光模块的剖面图，其剖面位置与图2相同。
图4A为根据本发明一实施方式的导光模块的剖面图，其剖面位置与图2相同。
图4B为图4A的另一实施方式。
图5为根据本发明一实施方式的导光模块的剖面图，其剖面位置与图2相同。
图6为根据本发明一实施方式的导光模块的剖面图，其剖面位置与图2相同。
图7为根据本发明一实施方式的导光模块的剖面图，其剖面位置与图2相同。
图8为根据本发明一实施方式的导光模块的剖面图，其剖面位置与图2相同。
图9为根据本发明一实施方式的导光模块的剖面图，其剖面位置与图2相同。
图10为根据本发明一实施方式的导光模块的俯视图。
图11为根据本发明一实施方式的导光模块的俯视图。
图12为根据本发明一实施方式的双稳态显示装置的俯视图。
图13为图12的双稳态显示装置沿线段13-13的剖面图。
具体实施方式
以下将以附图公开本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多具体的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些具体的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些具体的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些现有惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式表示。
图1为根据本发明一实施方式的导光模块100的俯视图。图2为图1的导光模块100沿线段2-2的剖面图。同时参阅图1与图2，导光模块100包含导光板110与光源120。导光板110具有混光区112与可视区114。混光区112位于导光板110的边缘。可视区114为图1虚线的范围，当导光模块100应用于显示装置时，可视区114可表示显示画面的范围。混光区112的相对两侧分别具有第一表面113与第二表面115。混光区112的第一表面113具有多个第一凹凸结构116。光源120朝向混光区112的第二表面115。光源120可与导光板110接触或相隔一间距，并不用以限制本发明。当光源120发光时，光线L可由第二表面115进入混光区112，并由第一凹凸结构116反射至导光板110的可视区114。
在本实施方式中，光源120可以为发光二极管(LightEmitting Diode；LED)，但并不以LED为限。光源120可对准第一凹凸结构116，例如为第一凹凸结构116的中间处以确保光线L由第一凹凸结构116反射至可视区114。此外，当导光板110具厚度h(例如0.25毫米)时，第一凹凸结构116的厚度h1可介于1微米(μm)至0.9h的范围，依设计者需求而定。
第一凹凸结构116可以为连续的凹凸面，以得到较佳的导光效果。在本实施方式中，第一凹凸结构116的剖面形状可以为三角形。举例来说，第一凹凸结构116包含相连的两个壁面117、119，且两个壁面117、119均为平面。两个壁面117、119的夹角θ可以介于20至80度之间，以得到较佳的导光效果。另外，第一凹凸结构116的俯视形状可以为直线(如图1所示)，但并不以直线为线为限。第一凹凸结构116的俯视形状也可以为折线(如图10所示)或曲线(如图11所示)。
在使用导光模块100时，由于混光区112的第一表面113具有第一凹凸结构116，且第一凹凸结构116可用来反射与折射光线，因此当光源120的光线L从混光区112的第二表面115进入导光板110时，第一凹凸结构116可将光线L反射而往可视区114的方向传送，以达到导光的效果。此外，混光区112位于导光板110的边缘，且光源120位于混光区112的第二表面115，因此光源120的厚度不会受限于导光板110的厚度，且光源120的光线仅会从混光区112的第一表面113与第一凹凸结构116漏光，即漏光方向与导光方向大致垂直。
然而在实际应用上，导光板110的混光区112会由显示装置的壳体遮蔽，使用者仅会从图2导光模块100上方看到导光板110的可视区114，因此从第一表面113与第一凹凸结构116漏出的光线会被遮蔽，并不会影响可视区114的光线。也就是说，导光模块100能提升可视区114的光学品味。
应了解到，在以上叙述中，已叙述过的元件连接关系将不再重复赘述，合先叙明。在以下叙述中，将说明其他形式的导光模块。
图3为根据本发明一实施方式的导光模块100a的剖面图，其剖面位置与图2相同。导光模块100a包含导光板110与光源120。与图2实施方式不同的地方在于：导光模块100a还包含反射体130a。反射体130a覆盖于第一凹凸结构116，反射体130a与第一凹凸结构116的多个底部P1间形成多个间隙D，且反射体130a可由第一凹凸结构116的多个顶部P2支撑。反射体130a可反射从第一凹凸结构116漏出的光线，并将光线反射入可视区114内，如此能提升导光板110的可视区114的发光效率，并提升可视区114的光学品味。在本实施方式中，反射体130a能够以机构或是粘合的方式固定并覆盖在第一凹凸结构116上，并且可以为金属物质或是包含银、铝、汞或银色、白色漆涂覆于表面的物质，但并不用以限制本发明。
在以下叙述中，各形式的导光模块均可在第一凹凸结构116选择性覆盖反射体130a，依设计者需求而定。
图4A为根据本发明一实施方式的导光模块100b的剖面图，其剖面位置与图2相同。导光模块100b包含导光板110与光源120。与图2实施方式不同的地方在于：第一凹凸结构116的多个顶部P2的连线L1与水平线L2的夹角θ1为锐角。也就是说，第一凹凸结构116的剖面呈倾斜排列。在本实施方式中，导光板110的可视区114具有较佳的发光效率。
图4B为图4A的另一实施方式。与图4A实施方式不同的地方在于：导光模块100b’除了包含导光板110与光源120外，还包含反射体130a。反射体130a覆盖于第一凹凸结构116，反射体130a与第一凹凸结构116的底部P1间形成间隙D，且反射体130a可由第一凹凸结构116的顶部P2支撑。
图5为根据本发明一实施方式的导光模块100c的剖面图，其剖面位置与图2相同。导光模块100c包含导光板110与光源120。与图2实施方式不同的地方在于：混光区112的第二表面115具有多个第二凹凸结构118，且第二凹凸结构118朝向光源120。当光源120发光时，光线可由第二凹凸结构118进入混光区112，混光区112的光线可由第一凹凸结构116与第二凹凸结构118反射与折射。
图6为根据本发明一实施方式的导光模块100d的剖面图，其剖面位置与图2相同。导光模块100d包含导光板110与光源120。与图2实施方式不同的地方在于：混光区112的第二表面115具有斜面，且光源120沿斜面倾斜设置。当光源120发光时，光线可由斜面进入混光区112。
图7为根据本发明一实施方式的导光模块100e的剖面图，其剖面位置与图2相同。导光模块100e包含导光板110与光源120。与图2实施方式不同的地方在于：第一凹凸结构116包含相连的两个壁面117、119，且壁面117为平面，壁面119为曲面。当光源120发光时，第一凹凸结构116的两个壁面117、119可将光线反射而往可视区114的方向传送。
图8为根据本发明一实施方式的导光模块100f的剖面图，其剖面位置与图2相同。导光模块100f包含导光板110与光源120。与图7实施方式不同的地方在于：第一凹凸结构116的厚度不同，在本实施方式中，第一凹凸结构116的厚度由左往右逐渐变大。
图9为根据本发明一实施方式的导光模块100g的剖面图，其剖面位置与图2相同。导光模块100g包含导光板110与光源120。与图2实施方式不同的地方在于：第一凹凸结构116包含相连的两个壁面117、119，且两个壁面117、119均为曲面。当光源120发光时，第一凹凸结构116的两个壁面117、119可将光线反射而往可视区114的方向传送。
图10为根据本发明一实施方式的导光模块100h的俯视图。导光模块100h包含导光板110与光源120(见图2)。与图1实施方式不同的地方在于：第一凹凸结构116的俯视形状为折线。其中，第一凹凸结构116的剖面形状可以如图2至图9所示。
图11为根据本发明一实施方式的导光模块100i的俯视图。导光模块100i包含导光板110与光源120(见图2)。与图1实施方式不同的地方在于：第一凹凸结构116的俯视形状为曲线。其中，第一凹凸结构116的剖面形状可以如图2至图9所示。
图12为根据本发明一实施方式的双稳态显示装置200的俯视图。图13为图12的双稳态显示装置200沿线段13-13的剖面图。同时参阅图12与图13，双稳态显示装置200包含显示背板210、壳体240与前述的导光模块100。显示背板210包含阵列基板220与前面板230。前面板230位于阵列基板220上，且前面板230包含透明基板232与显示介质层234。显示介质层234位于阵列基板220与透明基板232之间。导光模块100位于显示背板210上，用以提供显示背板210光线，在导光板110与显示背板210之间具有折射率比导光板110低的透明粘着层。依据应用需求在导光板110上方或是下方可设置有抗眩膜(AG film)、保护面板(Cover lens)或触控面板，所以在导光板110上方还设有上述或是其它元件时，导光板110与其它元件之间也会有透明粘着层。导光模块100包含导光板110、光源120与反射体130a。导光板110具有混光区112与可视区114。混光区112位于导光板110的边缘。混光区112的相对两侧分别具有第一表面113与第二表面115。第一表面113具有多个第一凹凸结构116。光源120朝向混光区112的第二表面115。反射体130a覆盖于第一凹凸结构116，反射体130a与第一凹凸结构116的底部P1(见图3)间形成间隙D(见图3)，且反射体130a可由第一凹凸结构116的顶部P2(见图3)支撑。壳体240环绕于显示背板210与导光模块100，且覆盖混光区112。
此外，阵列基板220具有多个像素单元222。像素单元222包含薄膜晶体管224与像素电极226。前面板230还包含共用电极236。显示介质层234包含多个微胶囊233。每一微胶囊233具有多个暗色粒子235与多个亮色粒子237。此外，共用电极236位于透明基板232上且与像素电极226相对，且微胶囊233位于共用电极236与像素电极226之间。
在本实施方式中，导光模块100可视为双稳态显示装置200的前光模块。显示背板210可通过改变共用电极236与像素电极226之间的电场，使亮色粒子237或暗色粒子235位于上方。当亮色粒子237在上方而暗色粒子235在下方时，显示背板210可反射环境的入射光而显示为亮面。相反地，当亮色粒子237在下方而暗色粒子235在上方时，显示背板210不会反射环境的入射光而显示为暗面。当环境光源不足时，可以点亮光源120，使光源120的光线由第二表面115进入混光区112，并由第一凹凸结构116反射至可视区114，从而为显示背板210提供入射光。
此外，光源120的厚度不会受限于导光板110的厚度，且光源120的光线仅会从混光区112的第一表面113与第一凹凸结构116漏光。然而，混光区112会由壳体240遮蔽，因此导光模块100可提升双稳态显示装置200的光学品味。
虽然本发明已经以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种变动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (16)

1.一种导光模块，其特征在于，该导光模块包含：
导光板，其具有混光区与可视区，所述混光区位于所述导光板的边缘，且所述混光区的相对两侧分别具有第一表面与第二表面，所述第一表面具有多个第一凹凸结构；
光源，其朝向所述混光区的所述第二表面，当所述光源发光时，光线由所述第二表面进入所述混光区，并由所述多个第一凹凸结构反射至所述可视区；以及
反射体，其覆盖于所述多个第一凹凸结构，且所述反射体与所述第一凹凸结构的多个底部间形成多个间隙。
2.如权利要求1所述的导光模块，其特征在于，所述反射体包含银、铝、汞、银色漆或白色漆。
3.如权利要求1所述的导光模块，其特征在于，所述光源对准所述多个第一凹凸结构。
4.如权利要求1所述的导光模块，其特征在于，所述导光板的厚度为h，每一所述第一凹凸结构的厚度介于1微米至0.9h的范围。
5.如权利要求1所述的导光模块，其特征在于，所述第二表面具有多个第二凹凸结构，且所述多个第二凹凸结构朝向所述光源。
6.如权利要求1所述的导光模块，其特征在于，所述多个第一凹凸结构为连续的凹凸面。
7.如权利要求1所述的导光模块，其特征在于，每一所述第一凹凸结构的剖面形状为三角形。
8.如权利要求1所述的导光模块，其特征在于，每一所述第一凹凸结构包含相连的两个壁面，且所述两个壁面均为平面。
9.如权利要求8所述的导光模块，其特征在于，所述两个壁面的夹角介于20至80度之间。
10.如权利要求1所述的导光模块，其特征在于，每一所述第一凹凸结构包含相连的两个壁面，且所述两个壁面分别为平面与曲面。
11.如权利要求1所述的导光模块，其特征在于，每一所述第一凹凸结构包含相连的两个壁面，且所述两个壁面均为曲面。
12.如权利要求1所述的导光模块，其特征在于，所述多个第一凹凸结构的俯视形状为直线、折线或曲线。
13.如权利要求1所述的导光模块，其特征在于，所述多个第一凹凸结构的多个顶部的连线与水平线夹锐角。
14.如权利要求1所述的导光模块，其特征在于，所述导光模块为双稳态显示装置的前光模块。
15.如权利要求1所述的导光模块，其特征在于，所述光源为发光二极管。
16.一种双稳态显示装置，其特征在于，该双稳态显示装置包含：
显示背板，其包含：
阵列基板；以及
前面板，其位于所述阵列基板上，且包含透明基板与显示介质层，所述显示介质层位于所述阵列基板与所述透明基板之间；以及
导光模块，其位于所述显示背板上，用以为所述显示背板提供光线，导光模块包含：
导光板，其具有混光区与可视区，所述混光区位于所述导光板的边缘，且所述混光区的相对两侧分别具有第一表面与第二表面，所述第一表面具有多个第一凹凸结构；
光源，其朝向所述混光区的所述第二表面，当所述光源发光时，光线由所述第二表面进入所述混光区，并由所述多个第一凹凸结构反射至所述可视区；以及
反射体，其覆盖于所述多个第一凹凸结构，且所述反射体与所述第一凹凸结构的多个底部间形成多个间隙；以及
壳体，其环绕于所述显示背板与所述导光模块，且覆盖所述混光区。
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