JP3242977U - 前面照明構造を有するタッチ式電子ペーパーデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】エッジ領域に設けられた黒枠付近のゴースト現象を解消し、電子ペーパーディスプレイの照度を大きくし、電磁干渉信号を遮断することができる前面照明構造を有するタッチ式電子ペーパーデバイスを提供する。【解決手段】前面照明構造を有するタッチ式電子ペーパーデバイスであり、タッチカバーモジュール１０と、前面照明モジュール３０と、電子ペーパーディスプレイモジュール５０とを含む。タッチカバーモジュールは、天板１１とタッチセンサ１２と底板１３とを一体的に積層してなり、天板の底面の周縁領域には黒枠１１ａが設けられ、底板の底面には低屈折率透明導電膜１３ａの層が設けられる。前面照明モジュールは、導光板３１を有し、導光板の少なくとも１つの外側周縁部には少なくとも１つの点光源３２が設けられており、点光源は、前記導光板の側端面からの光を投射し、投射された光を前記導光板の底面から出射された面光源に変換される。【選択図】図２

Description

本考案は、電子ペーパーの技術的範疇、特に前面照明構造を有するタッチ式電子ペーパーデバイスに関する。

電子ペーパーディスプレイ(E-Paper Display)は、可撓性、広視野角、軽量、高解像度、高コントラスト、屋内および屋外の可読性などのアナログ用紙特性と低消費電力などの利点を有する。しかしながら、電子ペーパーディスプレイ自体は発光せず、通常、周囲光をディスプレイ照明光源としているが、室内空間などの周囲光が不十分な場合では、表示品質に大きな影響を与える。したがって、現在の電子ペーパーディスプレイは、表示品質を確保するために補助照明光を提供するために別の照明モジュールを設置することが多い。照明モジュールは、電子ペーパーディスプレイの前面に設置され、電子ペーパーディスプレイに補助照明を提供する。
従来の前面照明モジュール構造は、一般に、導光板の側端面に１つ以上の点状光源が設置されており、導光板は点状光源を面光源に変換できるため、電子ペーパーディスプレイモジュールのディスプレイに光が均一に投影され、照明が提供される。前面照明モジュールは、表面カバーと電子ペーパーディスプレイモジュールの積層の間に配置され、光学接着剤を使用して各積層を一体に接着する。表面カバープレートの底面周りのエッジ領域に、エッジライン構造を覆うための装飾的な境界線として光不透過性の黒枠が設けられており、前面照明モジュールの点状光源はちょうど黒枠のすぐ下にある。しかしながら、この構成は実際の使用では、前面照明モジュールの照明光が黒枠の近くのディスプレイに不均一なゴーストシャドウ現象を生成することが多く、電子ペーパーディスプレイの可視性に影響する。研究によると、表面カバープレートと接着された光学接着剤と導光板材料の屈折率は類似しており、導光板表面の全反射効果は接着後に破壊されるため、導光板の側面から入射する点状光源の光は、光学接着剤と表面カバーに部分的に屈折する。屈折した光は黒枠の影響を受け、黒枠の近くのディスプレイに不均一な光と影のパターンを持つゴーストシャドウ現象が形成され、美観に深刻な影響を及ぼし、電子ペーパーディスプレイの可視性を損う。
さらに、電子ペーパーディスプレイの前にタッチセンサを入力として設置し、ユーザがタッチセンサを介して電子ペーパーディスプレイの画像画面と対話できるようにし、電子ペーパーの使用の利便性をさらに拡大する多くのアプリケーションソリューションがある。しかいながら、周知のように、タッチセンサは使用時に外界からの電磁干渉(ＥＭＩ)および無線周波数干渉(ＲＦＩ)の影響を受けやすくなっている。そのため、電子ペーパーディスプレイがページをめくったり、画面をクリアしたりするなどの表示操作を変更すると、電子ペーパーは干渉信号を生成し、タッチセンサの誤警報点現象が発生することが多く、使用に支障をきたす。

本考案は、前面照明構造を有する改良されたタッチ式電子ペーパーデバイスを提供し、主に前面照明モジュールの導光板の上に低屈折率透明導電膜を設置し、導光板の上面に全反射界面を形成し、それに従って黒枠付近のゴースト現象の欠如が除去され、電子ペーパーディスプレイの照明が増加する。
また、低屈折率透明導電膜は、タッチセンサと電子ペーパーディスプレイの間に電磁遮蔽層を形成して、電磁干渉信号を遮断し、タッチセンサの通常の動作に影響を与えないようにすることができる。

上記目的を達成するため、本考案により提供される前面照明構造を有するタッチ式電子ペーパーデバイスは、タッチカバーモジュールと、前面照明モジュールと、電子ペーパーディスプレイモジュールとからなる。タッチカバーモジュールは、天板とタッチセンサと底板とを一体的に積層してなり、天板の底面の周縁領域には黒枠が設けられ、底板の底面には低屈折率透明導電膜層が設けられている。前面照明モジュールは、導光板を有し、導光板の少なくとも１つの外側端部には少なくとも１つの点状光源が設けられており、点状光源は、導光板の側端面からの光を投射し、投射された光を導光板の底面から出射された面光源に変換する。タッチカバーモジュールは、前面照明モジュールと電子ペーパーディスプレイモジュールとを順次重ね合わせて全体を形成し、導光板の上面が低屈折率透明導電膜の底面に取り付けられるように、導光板の上面に全反射界面を形成する。並びにタッチセンサと電子ペーパーディスプレイモジュールとの間に電磁シールド層を形成する。
本考案によれば、低屈折率透明導電膜の屈折率が導光板の屈折率よりも小さい。好ましくは、低屈折率透明導電膜の屈折率は１.０以下であり、より好ましくは、低屈折率透明導電膜の屈折率は０.７以下である。
本考案によれば、低屈折率透明導電膜が金属膜であり、金属膜の厚さが７０nm以下であり、一実施形態において、低屈折率透明導電膜は、モリブデン含有金属膜である。
本考案によれば、黒枠は、非導電性材料からなる光不透過性または低透過率薄膜である。
本考案によれば、底板の底面の周縁領域に遮光枠を設けることもあり、遮光枠は、不透明又は低透過率の材料で形成された薄膜層であり、遮光枠の幅は、黒枠の幅に等しく、または以下とされる。
本考案によれば、タッチセンサは、静電容量式タッチセンサ、抵抗膜式タッチセンサ、電磁タッチセンサ、音響タッチセンサ、振動タッチセンサ、光学式タッチセンサ、または前述のタッチセンサの組み合わせから選択される。
本考案の上記実施形態は、本考案でなされた実施例を明確に説明する目的のみであり、本考案の実施形態の限定ではない。当業者にとって、他の異なる形態の変動または変更は、上記の説明に基づいて行うことができる。
本考案のその他の機能的・技術的特徴については、以下でさらに明らかにし、本領域の技術者は,本明細書の説明を熟読すれば、本考案を実現することができる。

本考案は黒枠付近のゴースト現象を解消し、電子ペーパーディスプレイの照度を大きくし、電磁干渉信号を遮断することができる。

本考案の模式図である。 図１のII-II断面線に沿った積層複合構造の側面断面模式図である。

図１及び図２は、本考案の前面照明構造を有するタッチ式電子ペーパーデバイスの好ましい実施形態を示しており、その積層構造は上下を順に、タッチカバーモジュール１０と、前面照明モジュール３０と、電子ペーパーディスプレイモジュール５０とを備える。

タッチカバーモジュール１０は、天板１１と、タッチセンサ１２と底板１３とから構成され、前記天板１１は、各種ガラス、ポリメチルメタクリレート(ＰＭＭＡ)、ポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)、ポリカーボネート(ＰＣ)または環状オレフィン共重合体(ＣＯＣ/ＣＯＰ)から選択される機械的強度に優れた高透過率シートであるが、実施範囲は前述の材料に限定されない。天板１１の上面は、硬化面および/または、防眩面(ＡＧ)または反射防止面(ＡＲ)などの光学機能面であってもよい。天板１１の底面の周囲縁部には黒枠１１aが設けられており、黒枠１１aは不透明または低透過率の薄膜からなる非導電性材料であり、前述の非導電性材料からインキやフォトレジスト(photoresist)などの材料を選択することができるが、実施できる材料の範囲はこれに限定されない。前述の非導電性材料を印刷、スパッタ、塗布等の工程を経て、天板１１の底面の周縁部に１５μm以上の厚さの薄膜層を形成してもよい。

図１は、タッチセンサ１２が静電容量式タッチセンサであり、Ｘ軸検出層とＹ軸検出層とから構成され、２つの検出層が絶縁されて配置され、Ｘ軸検出層とＹ軸検出層とが接地されて制御回路(図示せず)に接続されていることを示している。一般に、タッチセンサ１２のタッチ領域は、電子ペーパーディスプレイモジュール５０の視覚領域に対応する領域範囲を有し、電子ペーパーディスプレイモジュール５０によって表示される画像画面をタッチ入力として使用することができ、その結果、ユーザは、タッチセンサ１２および電子ペーパーディスプレイモジュール５０によって提供される画像画面と対話することができ、フレンドリーなヒューマンコンピュータ対話インターフェースを形成する。タッチセンサ１２は、前述の静電容量式タッチセンサに加えて、抵抗膜方式タッチセンサ、電磁タッチセンサ、音響タッチセンサ、振動タッチセンサ、光学式タッチセンサ、または前述のタッチセンサの２つ以上の組み合わせを選択することもできるが、実施形態の範囲は前述のタイプに限定されない。

底板１３は、各種ガラス、ポリメチルメタクリレート(ＰＭＭＡ)、ポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)、ポリカーボネート(ＰＣ)または環状オレフィン共重合体(ＣＯＣ/ＣＯＰ)などから選択される高透過率シートであるが、実施範囲は前述の材料に限定されない。底板１３の底面には、低屈折率透明導電膜１３aの層が設けられており、低屈折率透明導電膜１３aの屈折率は導光板３１の屈折率未満である必要があり、好ましくは、低屈折率透明導電膜１３aの屈折率が１.０未満であり、より好ましくは、低屈折率透明導電膜１３aの屈折率が０.７未満である。一実施形態において、低屈折率透明導電膜１３aは、金属膜であり、これは、蒸発(Evaporation)、スパッタリング(Sputtering)および他のプロセスによって底板１３の底面に被覆され、良好な導電性を有する金属材料、例えばモリブデン(Ｍo)含有材料によって形成された金属膜のような、約２０～７０nm の厚さの金属膜を形成し、屈折率は約０.６９６である。また、遮光枠１３bは、底板１３の底面の周縁部に設けられており、遮光枠１３bは、点光源３２及び導光板３１からの垂直光源を下方から底板１３内に遮断し、黒枠１１a近傍に光干渉するゴースト現象を生じる。遮光枠１３bは、インクやフォトレジスト材料などの不透明または低透過率の材料で、印刷、スパッタリング、塗布などのプロセスによって薄膜層を形成する。底板１３の底面の周縁に沿って設けられた遮光枠１３bの幅は、黒枠１１aの幅に等しく、または以下である。

前面照明モジュール３０は、導光板３１を備え、導光板３１の少なくとも一方の外側端部に少なくとも１つの点光源３２が設けられ、点光源３２はＬＥＤまたはＭＩＣＲＯ ＬＥＤである。点光源３２は、導光板３１の一側端面から光を投射し、投影された光を導光板３１の底面から出射された面光源に変換する。導光板３１の領域サイズは、電子ペーパーディスプレイモジュール５０の可視領域範囲にほぼ適合し、可視領域に照明光を与えるようになっている。導光板３１の材質は、ポリカーボネート(ＰＣ)、ポリメチルメタクリレート(ＰＭＭＡ)、ポリエステル(ＰＥＴ)材料から選択されるが、使用される種類は前述の材料に限定されない。前述の導光板材料の屈折率は約１.４７～１.５１の範囲である。 また、導光板３１上に光輝度の分布が均一にされた面光源を形成するために、導光板３１の板本体に複数の非点収差点(図示せず)を設けて、点光源３２からの入射光を板体上に均等に分布した光に変換してもよい。非点収差点は、導光板３１の基板よりも屈折率が高い材料を選択するか、表面から凹んだ穴やバンプを導光板３１の板本体に配置し、導光板３１上の非点収差点の疎密分布を利用し、導光板３１上の光輝度の均一な分布を発生する。

電子ペーパーディスプレイモジュール５０は、低消費電力および可撓性を有する反射型ディスプレイであり、電気泳動技術またはコレステロール液晶技術を用いて、出力信号が電子ペーパーディスプレイモジュール５０の表示画面に表示される。

図２に示すように、タッチカバーモジュール１０、前面照明モジュール３０及び電子ペーパーディスプレイモジュール５０は、順次重ね合わされて一体を形成し、その結果、導光板３１の上面が低屈折率透明導電膜１３aの底面に貼り合わされる。低屈折率透明導電膜１３a(例えば、屈折率０.６９６のモリブデン金属膜)の屈折率は、導光板３１の屈折率よりもはるかに低い(一般に屈折率は１.４７～１.５１の間)ため、導光板３１の上面に全反射界面を形成することができ、入射導光板３１の側面からの光が上方に屈折しなくなり、黒枠１１aの悪影響を受けることになる。したがって、黒枠付近のディスプレイ上のゴースト現象の問題を改善して、導光板３１の光を電子ペーパーディスプレイモジュール５０の可視領域に集中して投射し、良好な照明を提供することができる。低屈折率透明導電膜１３aは、タッチセンサ１２と電子ペーパーディスプレイモジュール５０との間に電磁波シールド層を形成して、ＥＭＩ、ＲＦＩ干渉を遮断し、タッチセンサ１２の正常な動作に影響を与えないようにすることができる。また、タッチカバーモジュール１０上の黒枠１１aは、前面照明モジュール３０の下方の縁部に位置する点光源３２及び電子ペーパーディスプレイモジュール５０の周辺配線領域を遮光して、デバイス全体の美観を高めることができる。

本考案は図面を参照しながら具体的な実施形態を完全に説明しているが、前記実施形態は、実施例を容易に説明するためのみであり、本考案実施形態は、この説明に限定するものではない。本考案は実際に所望の機能および目的を達成することができ、当業者が上記詳細な記述に基づいて実施することが可能であるため、上記の実施例より、同等の構造における変化は、依然として本考案の権利の範囲から逸脱していない。即ち、本考案に関連する同じ創造的な精神において行われた変更または改変は、本考案の保護の範囲に含まれるべきである。

１０ タッチカバーモジュール
１１ 天板
１１ａ 黒枠
１２ タッチセンサ
１３ 底板
１３ａ 低屈折率透明導電膜
１３ｂ 遮光枠
３０ 前面照明モジュール
３１ 導光板
３２ 点光源
５０ 電子ペーパーディスプレイモジュール

Claims (10)

1. 前面照明構造を有するタッチ式電子ペーパーデバイスであり、タッチカバーモジュールと、前面照明モジュールと、電子ペーパーディスプレイモジュールとを備え、
   前記タッチカバーモジュールは、天板とタッチセンサと底板とを一体的に積層してなり、前記天板の底面の周縁領域には黒枠が設けられ、前記底板の底面には低屈折率透明導電膜の層が設けられ、
   前記前面照明モジュールは、導光板を有し、前記導光板の少なくとも１つの外側周縁部には少なくとも１つの点光源が設けられており、前記点光源は、前記導光板の側端面からの光を投射し、前記投射された光を前記導光板の底面から出射された面光源に変換され、 前記タッチカバーモジュール、前記前面照明モジュール及び前記電子ペーパーディスプレイモジュールを順次重ね合わせて全体を形成し、前記導光板の上面が低屈折率透明導電膜の底面に貼り合わされるように、前記導光板の上面に全反射界面を形成し、並びに前記タッチセンサと前記電子ペーパーディスプレイモジュールとの間に電磁シールド層を形成することを特徴とする前面照明構造を有するタッチ式電子ペーパーデバイス。
2. 前記低屈折率透明導電膜の屈折率は、前記導光板の屈折率よりも小さいことを特徴とする、請求項１に記載の前面照明構造を有するタッチ式電子ペーパーデバイス。
3. 前記低屈折率透明導電膜の屈折率は１.０以下であることを特徴とする、請求項２に記載の前面照明構造を有するタッチ式電子ペーパーデバイス。
4. 前記低屈折率透明導電膜は、屈折率が０.７以下であることを特徴とする請求項３に記載の前面照明構造を有するタッチ式電子ペーパーデバイス。
5. 前記低屈折率透明導電膜は金属膜であり、前記金属膜の膜の厚さは７０nm以下であることを特徴とする請求項４に記載の前面照明構造を有するタッチ式電子ペーパーデバイス。
6. 前記低屈折率透明導電膜は、モリブデン含有金属膜であることを特徴とする請求５に記載の前面照明構造を有するタッチ式電子ペーパーデバイス。
7. 前記黒枠は、非導電性材料で作られた光不透明または低透過率の薄膜であることを特徴とする請求項１に記載の前面照明構造を有するタッチ式電子ペーパーデバイス。
8. 前記底板の底面の周縁部に設けられる遮光枠を備え、前記遮光枠は、不透明または低透過率である材料により形成された薄膜層であることを特徴とする請求項１に記載の前面照明構造を有するタッチ式電子ペーパーデバイス。
9. 前記遮光枠の幅は前記黒枠の幅に等しく、または以下であることを特徴とする請求項８に記載の前面照明構造を有するタッチ式電子ペーパーデバイス。
10. 前記タッチセンサは、静電容量式タッチセンサ、抵抗膜方式タッチセンサ、電磁式タッチセンサ、音響タッチセンサ、振動式タッチセンサ、光学式タッチセンサ、又は前記タッチセンサの１つ以上の組み合わせから選択されることを特徴とする請求項１に記載の前面照明構造を有するタッチ式電子ペーパーデバイス。