CN112180492A - 导光模块及具有导光模块的显示模块 - Google Patents

导光模块及具有导光模块的显示模块 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种导光模块及具有导光模块的显示模块，导光模块包含导光元件以及光源。导光元件包含第一导光层以及第二导光层，其中第二导光层位于第一导光层上，且第一导光层的折射率大于第二导光层的折射率。光源设置于第一导光层内，因此本发明的导光模块可提高光传导性并增加光线均匀度。第一导光层与第二导光层可视为保护盖与导光板的整合结构，因此可简化传统导光模块的保护盖板与导光板个别制作的程序复杂度。反射式显示面板可控制导光元件所运用的输入装置(如键盘)的显示画面，因此可让使用者任意变换按键上的标示文字或图案。

Description

导光模块及具有导光模块的显示模块
技术领域
本发明是有关于一种导光模块及具有导光模块的显示模块。
背景技术
传统的导光模块需将导光元件与保护盖板(Cover lens)黏合，以保护导光元件的表面。然而，由于导光元件与保护盖板无法在制造阶段整合，使得导光模块的制造过程较为复杂。
此外，现行具有导光元件的输入装置(如键盘)，按键上的符号或文字标示为固定形式而无法变更。然而，现今高阶的应用(如电竞用键盘)则需要根据使用者设定变更不同输入键标示。因此，提供可弹性地任意变换按键标记的输入装置仍为目前所需努力的研发方向。
发明内容
本发明的目的在于提供一种导光模块，其可提高光传导性并增加光线均匀度。
本发明的一方面为一种导光模块。
在一些实施例中，导光模块包含导光元件以及光源。导光元件包含第一导光层以及第二导光层，其中第二导光层位于第一导光层上，且第一导光层的折射率大于第二导光层的折射率。光源设置于第一导光层内。
在一些实施例中，第一导光层的材料为聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)。
在一些实施例中，第二导光层的材料为聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate,PMMA)。
在一些实施例中，第一导光层的折射率介于1.49与1.6之间，且第二导光层的折射率介于1.4与1.49之间。
在一些实施例中，导光元件具有周边区以及显示区，显示区遮光涂层，覆盖导光元件的周边区。
在一些实施例中，导光模块还包含外壳以及遮光涂层。外壳包覆导光元件，遮光涂层覆盖外壳。
在一些实施例中，导光模块还包含硬化层，覆盖遮光涂层及导光元件。
在一些实施例中，导光模块还包含抗眩层，覆盖遮光涂层及导光元件。
在一些实施例中，第一导光层的表面具有微结构。
在一些实施例中，导光模块还包含第三导光层，位于第一导光层的下表面上、第一导光层与第二导光层之间、或第二导光层上表面上，其中第三导光层的折射率小于第一导光层的折射率。
本发明的另一方面为一种显示模块。
在一些实施例中，显示模块包含导光模块以及反射式显示面板。导光元件包含第一导光层、第二导光层以及光源。第二导光层位于第一导光层上，且第一导光层的折射率大于第二导光层的折射率。光源设置于第一导光层内。反射式显示面板位于导光元件下方。
在一些实施例中，第一导光层的材料为聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)。
在一些实施例中，第二导光层的材料为聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate,PMMA)。
在一些实施例中，第一导光层的折射率介于1.49与1.6之间，且第二导光层的折射率介于1.4与1.49之间。
在一些实施例中，导光元件具有周边区以及显示区，显示区遮光涂层，覆盖导光元件的周边区。
在一些实施例中，显示模块还包含外壳以及遮光涂层。外壳包覆导光元件及反射式显示面板，遮光涂层覆盖外壳。
在一些实施例中，显示模块还包含硬化层，覆盖遮光涂层及导光元件。
在一些实施例中，显示模块还包含抗眩层，覆盖遮光涂层及导光元件。
在一些实施例中，第一导光层的表面具有微结构。
在一些实施例中，导光模块还包含第三导光层，位于第一导光层的下表面上、第一导光层与第二导光层之间、或第二导光层上表面上，其中第三导光层的折射率小于第一导光层的折射率。
在上述实施例中，由于光源设置在第一导光层，且第一导光层的折射率大于第二导光层的折射率，因此可提高光传导性并增加光线均匀度。第一导光层与第二导光层可视为保护盖与导光板的整合结构，因此可简化传统导光模块的保护盖板与导光板个别制作的程序复杂度。此外，反射式显示面板可控制导光元件所运用的输入装置(如键盘)的显示画面，因此可让使用者任意变换按键上的标示文字或图案。
附图说明
图1为依据本发明一实施例的显示模块的剖面图；
图2绘示图1的显示模块的局部仰视图，其省略系统电路、反射式显示面板与光学胶；
图3为依据本发明另一实施例的显示模块的剖面图；
图4为依据本发明另一实施例的显示模块的剖面图；
图5A为依据本发明另一实施例的显示模块的剖面图；
图5B为依据本发明另一实施例的显示模块的剖面图；以及
图6为依据本发明另一实施例的显示模块的剖面图。
主要附图标记说明：
10、10a、10b、10c、10d、10e-显示模块，100、100a、100b-导光模块，110、110a、110b-导光元件，110T-上表面，110S-侧表面，110B-下表面，PA-周边区，DA-显示区，112-第一导光层，1122-微结构，114、114a-第二导光层，116-第三导光层，120-光源，130-反射式显示面板，140-光学胶，150-外壳，160-遮光涂层，170-系统电路，172-导线，174-电路板，176-弹性接触件，180-硬化层，190-抗眩层，OP-凹槽，L-光线，D1-第一方向。
具体实施方式
图1为依据本发明一实施方式的显示模块10的剖面图。如图1所示，在本实施方式中，显示模块10包含导光模块100以及反射式显示面板130。导光模块100包含导光元件110以及光源120。导光元件110由多层材料堆叠而成。导光元件110用以传导由光源120发出并提供给反射式显示面板130的光。在本实施例中，导光元件110具有第一导光层112以及第二导光层114，第二导光层114位于第一导光层112上方。光源120例如为发光二极管，且设置在第一导光层112内。反射式显示面板130例如为反射式液晶面板，反射式显示面板130位于导光元件110下方，并通过光学胶140与导光元件110黏合。
图2为图1的显示模块10的局部仰视图，其省略系统电路170、反射式显示面板130与光学胶140。同时参照图1及图2。导光元件110具有上表面110T、侧表面110S以及下表面110B。上表面110T可划分为显示区DA与周边区PA。下表面110B面对反射式显示面板130，并通过光学胶140与反射式显示面板130黏合。第一导光层112具有自下表面110B向内凹陷的凹槽OP。光源120设置于凹槽OP内，凹槽OP只位于第一导光层112内，而无延伸至第二导光层114。如图2所示，凹槽OP位于第一导光层112的角落。在一些实施例中，凹槽OP也可位于第一导光层112的侧边。具体来说，如图1所示，光源120与导光元件110的周边区PA在第一方向D1上重叠，且光源120与导光元件110的显示区DA在第一方向D1上不重叠。
回到图1，在本实施例中，第一导光层112的材料为聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)，具有介于1.49与1.6之间的折射率。第二导光层114的材料为聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate,PMMA)，具有介于1.4与1.49之间的折射率。也就是说，第一导光层112的折射率大于第二导光层114的折射率，且光源120是设置在具有较大折射率的第一导光层112。换句话说，第一导光层112为主要导光层，通过第一导光层112与第二导光层114之间的折射率差异，使光线在第一导光层112内进行全反射的机率增加，增进光线传导性并提升光均匀度。如此一来，可使反射式显示面板130显示出的画面亮度更加均匀。在一些实施例中，第一导光层112与第二导光层114可以是通过双料射出而形成的复合材料(PMC)。也就是说，第一导光层112与第二导光层114是同时形成且无需再通过胶体(例如光学胶)黏合。此外。第一导光层112与第二导光层114可视为传统保护盖与导光板的整合结构，因此可简化传统导光模块的保护盖板与导光板需个别制作的程序复杂度。
在一些实施例中，显示模块10还具有外壳150以及遮光涂层160。外壳150包围导光元件110以及反射式显示面板130。在本实施例中，外壳150覆盖导光元件110的周边区PA以及侧表面110S。遮光涂层160可通过喷涂或印刷方式覆盖外壳150表面。具体来说，在本实施例中，遮光涂层160可通过喷涂或印刷方式覆盖外壳150的上表面，亦即，外壳150以及遮光涂层160定义出导光元件110的显示区DA与周边区PA。换句话说，遮光涂层160与导光元件110的周边区PA在第一方向D1上重叠，而不与导光元件110的显示区DA重叠。如此一来，外壳150及遮光涂层160可阻挡光源120的光线自周边区PA泄漏。除此之外，遮光涂层160也覆盖外壳150的侧壁，可阻挡光源120的光线自外壳150侧向泄漏。如此一来，由于遮光涂层160可确保对光源120的遮蔽效果，因此用于制作外壳150的材料选择弹性也可增加。
在一些实施例中，显示模块10还具有系统电路170。系统电路170包含导线172、电路板174以及弹性接触件176。在一些实施例中，显示模块10为键盘或滑鼠的按键，并通过反射式显示面板130显示文字或图案。显示模块10通过系统电路170控制反射式显示面板130。反射式显示面板130通过导线172电性连接电路板174。弹性接触件176连接反射式显示面板130与电路板174，且弹性接触件176可做为反射式显示面板130的开关。举例来说，当外力施加于导光元件110或外壳150上时，弹性接触件176受挤压并电性连接电路板174而显示图案或去除图案。当外力被移除时，弹性接触件176则可将外壳150、导光元件110以及反射式显示面板130推回至原始的位置(即图1中所示的状态)。除此之外，显示模块10所显示的图案是由反射式显示面板130所决定，而非通过传统按键上印刷形成的图案。换句话说，系统电路170可变换反射式显示面板130的显示画面，使得每个显示模块10(例如为按键)所对应的文字或图案可以任意更换。
举例来说，高阶的键盘应用(如电竞用键盘)需要根据使用者设定弹性地变更输入键上的标示文字或图案，因此，通过系统电路170个别控制每个按键(即显示模块10)中的反射式显示面板130的显示画面，即可任意变换按键上的标示文字或图案。
在一些实施例中，显示模块10还具有硬化层180(Hard coating)，硬化层180覆盖遮光涂层160与导光元件110。具体来说，在图1所示的实施例中，硬化层180覆盖导光元件110的显示区DA以及遮光涂层160位于周边区PA的部分。硬化层180用于保护位于导光元件110的周边区PA上的遮光涂层160，避免遮光涂层160脱落。此外，硬化层180具有耐磨性，并可增加导光元件110的结构强度，避免导光元件110因按压而受损或刮伤。
在一些实施例中，显示模块10还具有抗眩层190(Anti-glare)，抗眩层190覆盖遮光涂层160与导光元件110。在本实施例中，抗眩层190位于硬化层180上。抗眩层190可降低光线于导光元件110的表面或硬化层180的表面被反射而干扰使用者的视线。
图3为依据本发明另一实施例的显示模块10a的剖面图。显示模块10a与图1的显示模块10大致相同，其差异在于导光模块100a的导光元件110a的第二导光层114a为光学胶，且第二导光层114a具有例如是1.47的折射率。这样的设计，第一导光层112的折射率(即前述的PC，折射率1.49-1.6)仍大于第二导光层114a的折射率，使导光元件110a具有增进光线传导性并提升光均匀度的效果。在一些其他实施例中，第一导光层112也可以是由PMMA组成(即图1中的第二导光层114)，而第二导光层114a为光学胶。也就是说，只要让光源120所在的第一导光层112的折射率大于第二导光层114a的折射率即可。
图4为依据本发明另一实施例的显示模块10b的剖面图。显示模块10b与图1的显示模块10大致相同，其差异在于显示模块10b的外壳150部分地覆盖导光元件110的周边区PA，并通过遮光涂层160覆盖导光元件110的周边区PA以阻挡光源120的光线。也就是说，在本实施例中，遮光涂层160是同时与外壳150以及导光元件110的上表面110T接触。在一些其他实施例中，外壳150可以只包围导光元件110的侧表面110S。换句话说，外壳150可以是部分地与周边区PA重叠或不与周边区PA重叠，而仅通过遮光涂层160阻挡光源120的光线自周边区PA泄漏。应理解到，虽然图中的显示模块10的上表面为平面，但本发明并不以此为限。举例来说，当显示模块10为按键时，使用者施加外力按压的表面(即从图4中抗眩层190上方朝向导光元件110按压)，可根据外壳150与导光元件110的上表面110T的堆叠状况而调整。如此一来，在不影响遮光涂层160遮蔽光源120的效果的状况下，形成具有较佳触感的按键。
图5A为依据本发明另一实施例的显示模块10c的剖面图。显示模块10c的第一导光层112具有微结构1122，且微结构1122是形成于第一导光层112的下表面110B。举例来说，微结构1122可为多个凸点，且可具有不同形状。在不同实施例中，微结构1122可以是圆形、椭圆形、锯齿型等。在一些实施例中，微结构1122可能通过射出成形或热压成型而制成。在其他实施例中，微结构1122也可能是印刷而形成的网点结构。微结构1122表面的角度变化可增加光源120的光线在第一导光层112内各方向的传递，有助于提升导光元件110的亮度均匀性。
图5B为依据本发明另一实施例的显示模块10d的剖面图。显示模块10d的第一导光层112具有微结构1122，且微结构1122是形成于第一导光层112与第二导光层114的介面。如图5B所示，当微结构1122位于第一导光层112与第二导光层114的介面时，还可增加往导光元件110的上表面110T行进的光线被导向反射式显示面板130，以增加反射式显示面板130的显示亮度，例如图中光线L所示的路径。
图6为依据本发明另一实施例的显示模块10e的剖面图。显示模块10e与图1的显示模块10大致相同，其差异在于导光模块100b的导光元件110b具有第一导光层112、第二导光层114以及第三导光层116。在本实施例中，第三导光层116位于第一导光层112与光学胶140之间，也就是第一导光层112的下表面上。第三导光层116的折射率需小于第一导光层112的折射率，以利用第一导光层112与第三导光层116间的折射率差异，增加光线传导性并提升光均匀度。在其他实施例中，第三导光层116也可以位于第一导光层112与第二导光层114之间、或位于第二导光层114的上表面(等同于图6中的导光元件110b的上表面110T上，只要第三导光层116的折射率小于第一导光层112的折射率即可。在一些实施例中，如同前述，若第一导光层112的材料若为PC，则第三导光层116的材料可以是PMMA。
在一些实施例中，不同导光层的宽度可以不同。换句话说，导光元件110b的整个侧表面110S可以是平面，也可以是非平面。举例来说，如图6中所示，第三导光层116的宽度小于第一导光层112的宽度，也就是第三导光层116与导光元件110b的周边区PA在第一方向D1上部分重叠。第三导光层116覆盖部分第一导光层112的凹槽OP与部分光源120。在一些其他实施例中，第三导光层116与第一导光层112可以是大致对齐并重叠，因此第三导光层116可阻挡第一导光层112的凹槽OP。如此一来，可以避免光源120周边较高亮度的光线自第一导光层112的凹槽OP露出。
在一些实施例中，导光元件110b通过第一导光层112、第二导光层114、或第三导光层116中的任一个或多个与外壳150黏合。举例来说，在图6所示的实施例中，导光元件110b通过第一导光层112以及第二导光层114与外壳150黏合。换句话说，第三导光层116未与外壳150黏合，因此整个导光元件110b的侧表面110S是部分地与外壳150黏合。
虽然本发明已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。

Claims (20)

1.一种导光模块，其特征在于，包含：
导光元件，包含第一导光层以及第二导光层，其中所述第二导光层位于所述第一导光层上，且所述第一导光层的折射率大于所述第二导光层的折射率；以及
光源，设置于所述第一导光层内。
2.如权利要求1所述的导光模块，其特征在于，所述第一导光层的材料为聚碳酸酯。
3.如权利要求1所述的导光模块，其特征在于，所述第二导光层的材料为聚甲基丙烯酸甲酯。
4.如权利要求1所述的导光模块，其特征在于，所述第一导光层的折射率介于1.49与1.6之间，且所述第二导光层的折射率介于1.4与1.49之间。
5.如权利要求1所述的导光模块，其特征在于，所述导光元件具有周边区以及显示区，所述导光模块还包含：
遮光涂层，覆盖所述导光元件的所述周边区。
6.如权利要求1所述的导光模块，其特征在于，还包含：
外壳，包覆所述导光元件；以及
遮光涂层，覆盖所述外壳。
7.如权利要求5所述的导光模块，其特征在于，还包含：
硬化层，覆盖所述遮光涂层及所述导光元件。
8.如权利要求5所述的导光模块，其特征在于，还包含：
抗眩层，覆盖所述遮光涂层及所述导光元件。
9.如权利要求1所述的导光模块，其特征在于，所述第一导光层的表面具有微结构。
10.如权利要求1所述的导光模块，其特征在于，还包含：
第三导光层，位于所述第一导光层的下表面上、所述第一导光层与所述第二导光层之间、或所述第二导光层上表面上，其中所述第三导光层的折射率小于所述第一导光层的折射率。
11.一种显示模块，其特征在于，包含：
导光模块，包含：
导光元件，包含第一导光层以及第二导光层，其中所述第二导光层位于所述第一导光层上，且所述第一导光层的折射率大于所述第二导光层的折射率；以及
光源，设置于所述第一导光层内；以及
反射式显示面板，位于所述导光元件下方。
12.如权利要求11所述的显示模块，其特征在于，所述第一导光层的材料为聚碳酸酯。
13.如权利要求11所述的显示模块，其特征在于，所述第二导光层的材料为聚甲基丙烯酸甲酯。
14.如权利要求11所述的显示模块，其特征在于，所述第一导光层的折射率介于1.49与1.6之间，且所述第二导光层的折射率介于1.4与1.49之间。
15.如权利要求11所述的显示模块，其特征在于，所述导光元件具有周边区以及显示区，所述显示模块还包含：
遮光涂层，覆盖所述导光元件的所述周边区。
16.如权利要求11所述的显示模块，其特征在于，还包含：
外壳，包覆所述导光元件及所述反射式显示面板；以及
遮光涂层，覆盖所述外壳。
17.如权利要求15所述的显示模块，其特征在于，还包含：
硬化层，覆盖所述遮光涂层及所述导光元件。
18.如权利要求15所述的显示模块，其特征在于，还包含：
抗眩层，覆盖所述遮光涂层及所述导光元件。
19.如权利要求11所述的显示模块，其特征在于，所述第一导光层的表面具有微结构。
20.如权利要求11所述的显示模块，其特征在于，还包含：
第三导光层，位于所述第一导光层的下表面上、所述第一导光层与所述第二导光层之间、或所述第二导光层上表面上，其中所述第三导光层的折射率小于所述第一导光层的折射率。
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