TW201530201A - 導光模組與具有導光模組的雙穩態顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

一種導光模組包含導光板、光源與反射體。導光板具有混光區與可視區。混光區位於導光板的邊緣，且混光區的相對兩側分別具有第一表面與第二表面。第一表面具有複數個第一凹凸結構。光源朝向於混光區之第二表面。當光源發光時，光線由第二表面進入混光區，並由第一凹凸結構反射至可視區。反射體覆蓋於第一凹凸結構，且反射體與第一凹凸結構之複數個底部間形成複數個間隙。

Description

導光模組與具有導光模組的雙穩態顯示裝置
本發明是有關一種導光模組與一種雙穩態顯示裝置。
在現今各式消費性電子產品的市場中，可攜式電子裝置已廣泛地應用電泳顯示裝置作為顯示螢幕，例如電子書。電泳顯示裝置的顯示介質層(或稱電子墨水)主要是由電泳液以及摻於電泳液中的白色、黑色粒子所構成。透過施加電壓於顯示介質層，可以驅動白色、黑色粒子移動，以使各個畫素分別顯示黑色、白色或灰階。
在現有技術中，電泳顯示裝置是利用入射光線照射顯示介質層，來達成顯示之目的，因此不需背光源，可節省電力消耗。為了擴大電泳顯示裝置的應用，一般會於電泳顯示裝置的前面板上方設置前光模組。設置前光模組的目的是為了讓電泳顯示裝置即使在環境光線不足的地方，仍可對顯示介質層發出入射光線，以供使用者觀看電泳顯示裝置所顯示的畫面。
習知技術主要是採用LED在導光板的側面入光，並透過導光板的光線照射電泳顯示裝置。然而，在顯示裝置的發展上在是以薄型化為趨勢，當導光板的厚度縮小到0.25mm或是更小的厚度時，若是依然採用厚度0.3mm以上的LED，就會產生漏光的問題。由於LED為於導光板的側面，因此漏光的方向與導光板內的導光方向相同，會影響導光板可視區的光學品味。如此一來，LED光源的厚度會受限於導光板的厚度，造成設計者不便。
本發明之一技術態樣為一種導光模組。
根據本發明一實施方式，一種導光模組包含導光板、光源與反射體。導光板具有混光區與可視區。混光區位於導光板的邊緣，且混光區的相對兩側分別具有第一表面與第二表面。第一表面具有複數個第一凹凸結構。光源朝向於混光區之第二表面。當光源發光時，光線由第二表面進入混光區，並由第一凹凸結構反射至可視區。反射體覆蓋於第一凹凸結構，且反射體與第一凹凸結構之複數個底部間形成複數個間隙。
在本發明一實施方式中，上述反射體包含銀、鋁、汞、銀色漆或白色漆。
在本發明一實施方式中，上述光源對準於第一凹凸結構的中間處。
在本發明一實施方式中，上述導光板之厚度為h。 每一第一凹凸結構的厚度介於1μm至0.9h。
在本發明一實施方式中，上述第二表面具有複數個第二凹凸結構，且第二凹凸結構朝向光源。
在本發明一實施方式中，上述第一凹凸結構為連續的凹凸面。
在本發明一實施方式中，上述每一第一凹凸結構的剖面形狀為三角形。
在本發明一實施方式中，上述每一第一凹凸結構包含相連的二壁面，且二壁面均為平面。
在本發明一實施方式中，上述二壁面的夾角介於20至80度。
在本發明一實施方式中，上述每一第一凹凸結構包含相連的二壁面，且二壁面分別為平面與曲面。
在本發明一實施方式中，上述每一第一凹凸結構包含相連的二壁面，且二壁面均為曲面。
在本發明一實施方式中，上述第一凹凸結構的俯視形狀為直線、折線或曲線。
在本發明一實施方式中，上述第一凹凸結構之複數個頂部的連線與水平線夾銳角。
在本發明一實施方式中，上述導光模組為雙穩態顯示裝置的前光模組。
在本發明一實施方式中，上述光源為發光二極體。
本發明之另一技術態樣為一種雙穩態顯示裝置。
根據本發明一實施方式，一種雙穩態顯示裝置包含 顯示背板與導光模組。顯示背板包含陣列基板與前面板。前面板位於陣列基板上，且前面板包含透明基板與顯示介質層。顯示介質層位於陣列基板與透明基板之間。導光模組位於顯示背板上，用以提供顯示背板光線。導光模組包含導光板、光源與反射體。導光板具有混光區與可視區。混光區位於導光板的邊緣。混光區的相對兩側分別具有第一表面與第二表面。第一表面具有複數個第一凹凸結構。光源朝向於混光區之第二表面。當光源發光時，光線由第二表面進入混光區，並由第一凹凸結構反射至可視區。反射體覆蓋於第一凹凸結構，且反射體與第一凹凸結構之複數個底部間形成複數個間隙。殼體環繞於顯示背板與導光模組，且覆蓋混光區。
在本發明上述實施方式中，由於混光區的第一表面具有第一凹凸結構，且第一凹凸結構可用來反射與折射光線，因此當光源的光線從混光區的第二表面進入導光板時，第一凹凸結構可將光線往可視區的方向傳送。反射體可反射從第一凹凸結構漏出的光線，並將光線反射入可視區內，提升導光板之可視區的發光效率。此外，混光區位於導光板的邊緣，且光源位於混光區的第二表面，因此光源的厚度不會受限於導光板的厚度，且光源的光線僅會從混光區的第一表面與第一凹凸結構漏光。在實際應用上，混光區會由殼體遮蔽，因此導光模組可提升可視區的光學品味。
100‧‧‧導光模組
100a‧‧‧導光模組
100b‧‧‧導光模組
100b’‧‧‧導光模組
100c‧‧‧導光模組
100d‧‧‧導光模組
100e‧‧‧導光模組
100f‧‧‧導光模組
100g‧‧‧導光模組
100h‧‧‧導光模組
100i‧‧‧導光模組
110‧‧‧導光板
112‧‧‧混光區
113‧‧‧第一表面
114‧‧‧可視區
115‧‧‧第二表面
116‧‧‧第一凹凸結構
117‧‧‧壁面
118‧‧‧第二凹凸結構
119‧‧‧壁面
120‧‧‧光源
130a‧‧‧反射體
200‧‧‧雙穩態顯示裝置
210‧‧‧顯示背板
220‧‧‧陣列基板
222‧‧‧畫素單元
224‧‧‧薄膜電晶體
226‧‧‧畫素電極
230‧‧‧前面板
232‧‧‧透明基板
233‧‧‧微膠囊
234‧‧‧顯示介質層
235‧‧‧暗色粒子
236‧‧‧共用電極
237‧‧‧亮色粒子
240‧‧‧殼體
2-2‧‧‧線段
13-13‧‧‧線段
h‧‧‧厚度
D‧‧‧間隙
L‧‧‧光線
h1‧‧‧厚度
L2‧‧‧水平線
L1‧‧‧連線
P2‧‧‧頂部
P1‧‧‧底部
θ 1‧‧‧夾角
θ‧‧‧夾角
第1圖繪示根據本發明一實施方式之導光模組的上視圖。
第2圖繪示第1圖之導光模組沿線段2-2的剖面圖。
第3圖繪示根據本發明一實施方式之導光模組的剖面圖，其剖面位置與第2圖相同。
第4A圖繪示根據本發明一實施方式之導光模組的剖面圖，其剖面位置與第2圖相同。
第4B圖繪示第4A圖的另一實施方式。
第5圖繪示根據本發明一實施方式之導光模組的剖面圖，其剖面位置與第2圖相同。
第6圖繪示根據本發明一實施方式之導光模組的剖面圖，其剖面位置與第2圖相同。
第7圖繪示根據本發明一實施方式之導光模組的剖面圖，其剖面位置與第2圖相同。
第8圖繪示根據本發明一實施方式之導光模組的剖面圖，其剖面位置與第2圖相同。
第9圖繪示根據本發明一實施方式之導光模組的剖面圖，其剖面位置與第2圖相同。
第10圖繪示根據本發明一實施方式之導光模組的上視圖。
第11圖繪示根據本發明一實施方式之導光模組的上視圖。
第12圖繪示根據本發明一實施方式之雙穩態顯示裝置的上視圖。
第13圖繪示第12圖之雙穩態顯示裝置沿線段13-13的剖面圖。
以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。
第1圖繪示根據本發明一實施方式之導光模組100的上視圖。第2圖繪示第1圖之導光模組100沿線段2-2的剖面圖。同時參閱第1圖與第2圖，導光模組100包含導光板110與光源120。導光板110具有混光區112與可視區114。混光區112位於導光板110的邊緣。可視區114為第1圖虛線的範圍，當導光模組100應用於顯示裝置時，可視區114可意指顯示畫面的範圍。混光區112的相對兩側分別具有第一表面113與第二表面115。混光區112的第一表面113具有複數個第一凹凸結構116。光源120朝向於混光區112之第二表面115。光源120可與導光板110接觸或相隔一間距，並不用以限制本發明。當光源120發光時，光線L可由第二表面115進入混光區112，並由第一凹凸結 構116反射至導光板110的可視區114。
在本實施方式中，光源120可以為發光二極體(Light Emitting Diode；LED)，但並不以LED為限。光源120可對準於第一凹凸結構116的中間處，以確保光線L由第一凹凸結構116反射至可視區114。此外，當導光板110具厚度h時，第一凹凸結構116的厚度h1可介於1μm至0.9h，依設計者需求而定。
第一凹凸結構116可以為連續的凹凸面，以得到較佳的導光效果。在本實施方式中，第一凹凸結構116的剖面形狀可以為三角形。舉例來說，第一凹凸結構116包含相連的二壁面117、119，且二壁面117、119均為平面。二壁面117、119的夾角θ可以介於20至80度，以得到較佳的導光效果。另外，第一凹凸結構116的俯視形狀可以為直線(如第1圖所示)，但並不以直線為線為限。第一凹凸結構116的俯視形狀也可以為折線(如第10圖所示)或曲線(如第11圖所示)。
在使用導光模組100時，由於混光區112的第一表面113具有第一凹凸結構116，且第一凹凸結構116可用來反射與折射光線，因此當光源120的光線L從混光區112的第二表面115進入導光板110時，第一凹凸結構116可將光線L反射而往可視區114的方向傳送，以達到導光的效果。此外，混光區112位於導光板110的邊緣，且光源120位於混光區112的第二表面115，因此光源120的厚度不會受限於導光板110的厚度，且光源120的光線僅會從 混光區112的第一表面113與第一凹凸結構116漏光，即漏光方向與導光方向大致垂直。
然而在實際應用上，導光板110之混光區112會由顯示裝置的殼體遮蔽，使用者僅會從第2圖導光模組100上方看到導光板110的可視區114，因此從第一表面113與第一凹凸結構116漏出的光線會被遮蔽，並不會影響可視區114的光線。也就是說，導光模組100能提升可視區114的光學品味。
應瞭解到，在以上敘述中，已敘述過的元件連接關係將不在重複贅述，合先敘明。在以下敘述中，將說明其他型式的導光模組。
第3圖繪示根據本發明一實施方式之導光模組100a的剖面圖，其剖面位置與第2圖相同。導光模組100a包含導光板110與光源120。與第2圖實施方式不同的地方在於：導光模組100a還包含反射體130a。反射體130a覆蓋於第一凹凸結構116，反射體130a與第一凹凸結構116之複數個底部P1間形成複數個間隙D，且反射體130a可由第一凹凸結構116之複數個頂部P2支撐。反射體130a可反射從第一凹凸結構116漏出的光線，並將光線反射入可視區114內，如此能提升導光板110之可視區114的發光效率，並提升可視區114的光學品味。在本實施方式中，反射體130a可以機構或是黏合的方式固定並覆蓋於第一凹凸結構116上，並且可以為金屬物質或是包含銀、鋁、汞或銀色、白色漆塗覆於表面的物質，但並不用以限制本發 明。
在以下敘述中，各型式的導光模組均可在第一凹凸結構116選擇性覆蓋反射體130a，依設計者需求而定。
第4A圖繪示根據本發明一實施方式之導光模組100b的剖面圖，其剖面位置與第2圖相同。導光模組100b包含導光板110與光源120。與第2圖實施方式不同的地方在於：第一凹凸結構116之複數個頂部P2的連線L1與水平線L2之夾角θ 1為銳角。也就是說，第一凹凸結構116的剖面呈傾斜排列。在本實施方式中，導光板110之可視區114具有較佳的發光效率。
第4B圖繪示第4A圖的另一實施方式。與第4A圖實施方式不同的地方在於：導光模組100b’除了包含導光板110與光源120外，還包含反射體130a。反射體130a覆蓋於第一凹凸結構116，反射體130a與第一凹凸結構116之底部P1間形成間隙D，且反射體130a可由第一凹凸結構116之頂部P2支撐。
第5圖繪示根據本發明一實施方式之導光模組100c的剖面圖，其剖面位置與第2圖相同。導光模組100c包含導光板110與光源120。與第2圖實施方式不同的地方在於：混光區112的第二表面115具有複數個第二凹凸結構118，且第二凹凸結構118朝向光源120。當光源120發光時，光線可由第二凹凸結構118進入混光區112，混光區112的光線可由第一凹凸結構116與第二凹凸結構118反射與折射。
第6圖繪示根據本發明一實施方式之導光模組100d的剖面圖，其剖面位置與第2圖相同。導光模組100d包含導光板110與光源120。與第2圖實施方式不同的地方在於：混光區112的第二表面115具有斜面，且光源120沿斜面傾斜設置。當光源120發光時，光線可由斜面進入混光區112。
第7圖繪示根據本發明一實施方式之導光模組100e的剖面圖，其剖面位置與第2圖相同。導光模組100e包含導光板110與光源120。與第2圖實施方式不同的地方在於：第一凹凸結構116包含相連的二壁面117、119，且壁面117為平面，壁面119為曲面。當光源120發光時，第一凹凸結構116的二壁面117、119可將光線反射而往可視區114的方向傳送。
第8圖繪示根據本發明一實施方式之導光模組100f的剖面圖，其剖面位置與第2圖相同。導光模組100f包含導光板110與光源120。與第7圖實施方式不同的地方在於：第一凹凸結構116的厚度不同，在本實施方式中，第一凹凸結構116的厚度由左往右逐漸變大。
第9圖繪示根據本發明一實施方式之導光模組100g的剖面圖，其剖面位置與第2圖相同。導光模組100g包含導光板110與光源120。與第2圖實施方式不同的地方在於：第一凹凸結構116包含相連的二壁面117、119，且二壁面117、119均為曲面。當光源120發光時，第一凹凸結構116的二壁面117、119可將光線反射而往可視區114 的方向傳送。
第10圖繪示根據本發明一實施方式之導光模組100h的上視圖。導光模組100h包含導光板110與光源120(見第2圖)。與第1圖實施方式不同的地方在於：第一凹凸結構116的俯視形狀為折線。其中，第一凹凸結構116的剖面形狀可以如第2圖至第9圖所示。
第11圖繪示根據本發明一實施方式之導光模組100i的上視圖。導光模組100i包含導光板110與光源120(見第2圖)。與第1圖實施方式不同的地方在於：第一凹凸結構116的俯視形狀為曲線。其中，第一凹凸結構116的剖面形狀可以如第2圖至第9圖所示。
第12圖繪示根據本發明一實施方式之雙穩態顯示裝置200的上視圖。第13圖繪示第12圖之雙穩態顯示裝置200沿線段13-13的剖面圖。同時參閱第12圖與第13圖，雙穩態顯示裝置200包含顯示背板210與前述之導光模組100。顯示背板210包含陣列基板220與前面板230。前面板230位於陣列基板220上，且前面板230包含透明基板232與顯示介質層234。顯示介質層234位於陣列基板220與透明基板232之間。導光模組100位於顯示背板210上，用以提供顯示背板210光線，在導光板110與顯示背板210之間具有折射率比導光板110低的透明黏著層。依據應用需求在導光板110上方或是下方可設置有抗眩膜(AG film)、保護面板(Cover lens)或觸控面板，所以在導光板110上方還設有上述或是其它元件時，導光板110與其 它元件之間也會有透明黏著層。導光模組100包含導光板110、光源120與反射體130a。導光板110具有混光區112與可視區114。混光區112位於導光板110的邊緣。混光區112的相對兩側分別具有第一表面113與第二表面115。第一表面113具有複數個第一凹凸結構116。光源120朝向於混光區112之第二表面115。反射體130a覆蓋於第一凹凸結構116，反射體130a與第一凹凸結構116之底部P1(見第3圖)間形成間隙D(見第3圖)，且反射體130a可由第一凹凸結構116之頂部P2(見第3圖)支撐。殼體240環繞於顯示背板210與導光模組100，且覆蓋混光區112。
此外，陣列基板220具有複數個畫素單元222。畫素單元222包含薄膜電晶體224與畫素電極226。前面板230還包含共用電極236。顯示介質層234包含複數個微膠囊233。每一微膠囊233具有複數個暗色粒子235與複數個亮色粒子237。此外，共用電極236位於透明基板232上且與畫素電極226相對，且微膠囊233位於共用電極236與畫素電極226之間。
在本實施方式中，導光模組100可視為雙穩態顯示裝置200的前光模組。顯示背板210可藉由改變共用電極236與畫素電極226之間的電場，使亮色粒子237或暗色粒子235位於上方。當亮色粒子237在上方而暗色粒子235在下方時，顯示背板210可反射環境的入射光而顯示為亮面。相反地，當亮色粒子237在下方而暗色粒子235在上方時，顯示背板210不會反射環境的入射光而顯示為暗面。 當環境光源不足時，可以點亮光源120，使光源120之光線由第二表面115進入混光區112，並由第一凹凸結構116反射至可視區114，以提供顯示背板210入射光。
此外，光源120的厚度不會受限於導光板110的厚度，且光源120的光線僅會從混光區112的第一表面113與第一凹凸結構116漏光。然而，混光區112會由殼體240遮蔽，因此導光模組100可提升雙穩態顯示裝置200的光學品味。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100a‧‧‧導光模組
110‧‧‧導光板
112‧‧‧混光區
113‧‧‧第一表面
114‧‧‧可視區
115‧‧‧第二表面
116‧‧‧第一凹凸結構
120‧‧‧光源
130a‧‧‧反射體
D‧‧‧間隙
P1‧‧‧底部
P2‧‧‧頂部

Claims (16)

  1. 一種導光模組，包含：一導光板，具有一混光區與一可視區，該混光區位於該導光板的一邊緣，且該混光區的相對兩側分別具有一第一表面與一第二表面，該第一表面具有複數個第一凹凸結構；一光源，朝向於該混光區之該第二表面，當該光源發光時，光線由該第二表面進入該混光區，並由該些第一凹凸結構反射至該可視區；以及一反射體，覆蓋於該些第一凹凸結構，且該反射體與該第一凹凸結構之複數個底部間形成複數個間隙。
  2. 如請求項1所述之導光模組，其中該反射體包含銀、鋁汞、銀色漆或白色漆。
  3. 如請求項1所述之導光模組，其中該光源對準於該些第一凹凸結構的中間處。
  4. 如請求項1所述之導光模組，其中該導光板之厚度為h，每一該第一凹凸結構的厚度介於1μm至0.9h。
  5. 如請求項1所述之導光模組，其中該第二表面具有複數個第二凹凸結構，且該些第二凹凸結構朝向該光源。
  6. 如請求項1所述之導光模組，其中該些第一凹凸結構為連續的凹凸面。
  7. 如請求項1所述之導光模組，其中每一該第一凹凸結構的剖面形狀為三角形。
  8. 如請求項1所述之導光模組，其中每一該第一凹凸結構包含相連的二壁面，且該二壁面均為平面。
  9. 如請求項8所述之導光模組，其中該二壁面的夾角介於20至80度。
  10. 如請求項1所述之導光模組，其中每一該第一凹凸結構包含相連的二壁面，且該二壁面分別為平面與曲面。
  11. 如請求項1所述之導光模組，其中每一該第一凹凸結構包含相連的二壁面，且該二壁面均為曲面。
  12. 如請求項1所述之導光模組，其中該些第一凹凸結構的俯視形狀為直線、折線或曲線。
  13. 如請求項1所述之導光模組，其中該些第一凹凸結構之複數個頂部的連線與一水平線夾銳角。
  14. 如請求項1所述之導光模組，其中該導光模組為雙穩態顯示裝置的前光模組。
  15. 如請求項1所述之導光模組，其中該光源為發光二極體。
  16. 一種雙穩態顯示裝置，包含：一顯示背板，包含：一陣列基板；以及一前面板，位於該陣列基板上，且包含一透明基板與一顯示介質層，其中該顯示介質層位於該陣列基板與該透明基板之間；以及一導光模組，位於該顯示背板上，用以提供該顯示背板光線，導光模組包含：一導光板，具有一混光區與一可視區，該混光區位於該導光板的一邊緣，且該混光區的相對兩側分別具有一第一表面與一第二表面，該第一表面具有複數個第一凹凸結構；一光源，朝向於該混光區之該第二表面，當該光源發光時，光線由該第二表面進入該混光區，並由該些第一凹凸結構反射至該可視區；以及一反射體，覆蓋於該些第一凹凸結構，且該反射體與該第一凹凸結構之複數個底部間形成複數個間隙；以及 一殼體，環繞於該顯示背板與該導光模組，且覆蓋該混光區。
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