TW201835654A

TW201835654A - 前光板及其前光模組

Info

Publication number: TW201835654A
Application number: TW106109917A
Authority: TW
Inventors: 蔡宗霖; 王清霖; 羅秉澤
Original assignee: 茂林光電科技股份有限公司
Priority date: 2017-03-24
Filing date: 2017-03-24
Publication date: 2018-10-01

Abstract

本發明提供一種前光板及其前光模組，前光板設置於一反射式顯示器一側，具有一入光面、一第一表面、複數光學微結構、一第二表面、一第一電路及一第二電路。第一表面與第二表面相對設置並分別垂直鄰接於入光面，光學微結構佈設於第一表面以形成出光，第一電路佈設於第二表面且為可透光之電路，第二電路佈設於第二表面且位於第一電路一側並與其電性連接。第一表面可塗佈一第一光學膠以與反射式顯示器黏接，第二表面可塗佈一第二光學膠以與一蓋板黏接，而形成前光模組。藉此，第一電路及第二電路使前光板除具導光功效外，更具有觸摸操控功能。

Description

前光板及其前光模組

本發明係與導光元件領域相關，尤其是一種導光板。

鑒於導光板之優異導光特性，因此目前已被大量被使用於顯示裝置中，以導引入射光線形成所需之面光源提供予顯示面板。導光板係可搭配如LED燈條等光源，將高指向性之光線透過導光板導引形成均勻之面光源。

現今市面上之顯示裝置大致可區分為反射式顯示器或穿透式顯示器。穿透式顯示器例如液晶顯示器(Liquid-crystal display,LCD)，係採於面板下方設置導光板搭配光源使用，以獲得所需光線形成顯示畫面，一般稱該種導光板為背光板。反射式顯示器例如電子書(Electro-phonetic display,EPD)，係透過反射環境光之方式形成顯示畫面。然，為避免反射式顯示器在室內或較暗環境下使用時，因環境光線不足導致顯示品質下降，遂出現使用導光板作為補強光源之反射式顯示器。由於導光板會設置於顯示面板前側，以朝顯示面板出光供其利用反射原理達到顯示畫面之功效，故業界多半稱之為前光板，而前光板搭載光源之組裝結構則稱之為前光模組。

近年來，因應市場需求變化，反射式顯示器係朝輕薄方向發展，並逐漸應用於可攜式產品中。且隨科技發展，顯示器已不再單純做為顯示影像之用，而衍生結合其餘功能之需求，藉此提升產品整體的便利性與功能性。因此，如何有效從降低前光板或前光模組之厚度而減縮應用之電子產品厚度，以及增加其使用效能等目標，係為相關廠商當前重要的開發要點。

本發明之一目的，旨在提供一種前光板及其前光模組，其係可兼具多種功能，以有效降低整體厚度與製造成本，符合顯示裝置之薄型與多元化需求。

為達上述目的，本發明於一實施方式揭示一種前光板，供以設置於一反射式顯示器，其包括：一入光面，供以接收一LED光源之光線；一第一表面，垂直鄰接該入光面；複數光學微結構，佈設於該第一表面供以形成出光；一第二表面，垂直鄰接該入光面且相對該第一表面設置；一第一電路，佈設於該第二表面且為可透光；及一第二電路，佈設於該第二表面，且該第二電路係位於該第一電路一側並與其相互電性連接。藉此，透過第一電路與第二電路之設置即可讓前光板同時具有導光與電性傳導功能。

本發明亦於另一實施方式中揭示一種前光模組，包括如前所述之前光板；一第一光學膠，設於該第一表面且覆蓋該等光學微結構，供使該前光板黏固於該反射式顯示器；及一第二光學膠，設於該第二表面且覆蓋該第一電路，供以黏固一蓋板。透過第一光學膠與第二光學膠使前光板可搭配蓋板組配形成模組，並進一步黏固於反射式顯示器。

基於前述各實施方式，本發明進一步於再一實施方式中揭示該前光板之材料係選自聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯其中之一，以具有耐熱且可承載電路之材料特性。

接續，於一實施方式中，該第一電路係為電容式觸控感應電路，第一電路可為利用複數電容感應器所連接而成之電路，以使前光板具有觸控感應功能。

或於另一實施方式中，該第一電路係為電阻式觸控感應電路，第一電路可為利用複數電阻感應器所連接而成之電路，以因應壓力而形成導通狀態，讓前光板具有觸控感應功能。

為使第一電路可隨前光板一同形變而不易斷裂或脫落，於一實施方式中，係揭示該第一電路係為奈米電路，以利用微小線路而具有較佳之彎曲容忍度。

此外，為有效減縮前光板與前光模組之整體厚度，於一實施方式中揭示更包括一第三電路，其係佈設於該第一表面或該第二表面且與該LED光源電性連接，藉此可讓LED光源與前光板形成一體式結構，無須另透過電路板設置LED光源而造成組裝的不易及提高製造成本。

於次一實施方式中係揭示更包括一第三電路，其係透過一軟性電路板與該LED光源相互電性連接，藉此透過軟性電路板可任意彎折之可撓性質，避免增加整體厚度，且透過第三電路可讓LED光源與前光板組設為一體。

其中，於再一實施方式中，前光板因應所應用之反射式顯示器，而可於該第二表面由其邊緣向內依序具有一過渡區及一可視區，且該第一電路位於該可視區內，該第二電路位於該過渡區內。藉此位於可視區中的第一電路即可作為傳遞觸控訊號之用，而第二電路則為後端訊號傳輸之橋梁，並可為邊框所遮蔽。

綜上所述，本發明所揭示之前光板及其前光模組，透過佈設於第二表面之第一電路及第二電路，使前光板形成兼具導光與其他電性傳導之複合光學元件，有效地降低顯示器所需元件數量及成本。並且透過第三電路可使LED光源與前光板形成一體式結構，無須另外組設於附加之電路板，除可避免繁複之組裝程序外，亦可確保光線利用率、降低生產成本以及降低整體厚度。

1‧‧‧前光板

10‧‧‧入光面

11‧‧‧第一表面

12‧‧‧光學微結構

13‧‧‧第二表面

131‧‧‧過渡區

132‧‧‧可視區

14‧‧‧第一電路

15‧‧‧第二電路

16‧‧‧第三電路

2‧‧‧反射式顯示器

3‧‧‧LED光源

4‧‧‧軟性電路板

5‧‧‧前光模組

50‧‧‧第一光學膠

51‧‧‧第二光學膠

6‧‧‧蓋板

第1圖，為本發明第一實施方式之前光板示意圖。

第2圖，為本發明第一實施方式之前光板與LED光源示意圖。

第3圖，為本發明第二實施方式之前光板與LED光源立體分解圖。

第4圖，為本發明第二實施方式之前光板與LED光源組裝示意圖。

第5圖，為本發明第三實施方式之組裝示意圖。

前光板及其模組由於係設置於顯示器前側，而為使用者肉眼接觸的第一線元件，因此開發時需考量之因素相對增多，在設計上相較於應用於顯示器底側之背光板更為不易。為可因應輕薄化的市場產品需求，以及功能性要求，本發明人係於此提出一種前光板及其前光模組。請參閱第1及2圖，其係為本發明第一實施方式之前光板示意圖及前光板與LED光源示意圖。本發明揭示一種前光板1，供以設置於一反射式顯示器之一側，其中該反射式顯示器可為電泳顯示器(Electro-phonetic display,EPD)等利用反射環境光達到顯示目的之電子裝置，詳細言前光板1係置於反射式顯示器之前側。前光板1係包括一入光面10、一第一表面11、複數光學微結構12、一第二表面13、一第一電路14及一第二電路15。

第一表面11與第二表面13係相對設置，並分別垂直鄰接入光面10。入光面10供以接收一LED光源3之光線，以使光線進入前光板1內。該些光學微結構12佈設於第一表面11，以供形成出光。第一電路14佈設於第二表面13，且為可透光之電路，以避免影響前光板1之出光狀態。第二電路15亦佈設於第二表面13，並位於第一電路14之一側且與其相互電性連接，而第一電路14與第二電路15較佳係可經由熱處理而佈設於第二表面13上。其中，圖中所示之光學微結構12、第一電路14及第二電路15態樣僅為示意之用，非為實際產品態樣。

較佳者，該些光學微結構12之佈設密度，可依據距離入光面10越近則越低，距離入光面10越遠則越高之態樣設置，以實現均勻出光之效能，且該些光學微結構12可分別為點狀凹槽。當該些光學微結構12為凹陷狀結構時，於前光板1進行熱處理過程中，該些光學微結構12可能因受熱導致形狀輕微變形，但凹陷結構下之形變對於前光板1出光均勻度所產生的影響，會小於光學微結構12為凸起狀結構所產生之形變，因此可更為降低對於光學效能之影響。另一方面，在熱處理過程中產生的凹陷變形，係較易被進一步處理至肉眼不可見之狀態，以避免影響反射式顯示器之顯示品質。此外，另一實施方式下該些光學微結構12之形狀，亦可為波峰及波谷採半隨機分布之態樣，其目的在於變更第一表面11的粗糙度進而控制各區出光量，達到均勻出光之效能。進一步地，該些光學微結構12可為弧形或V形凹槽，在更精確的控制條件下，該些光學微結構12甚可為具特殊指定尺寸和分布之幾何形狀，例如為鳶形凹槽等。

關於前光板1之材料選擇，由於前光板1係設置於反射式顯示器前側，因此於本實施方式中，前光板1之材料需使用兼具導光與透光特性，並可承載電路之材料。傳統用以承載電路之透明塑料材質如聚醯亞胺(PI)，因其雙晶分子結構導致僅具有透光特性，而無法達到導光效能，故不適作為本實施方式所揭示之前光板1。此外，除了前述特性要求，前光板1進行熱處理製程時，亦不可產生泛黃或氧化現象、翹曲現象或破壞該些光學微結構12等情況。故，基於上述各項要件，前光板1較佳者係可選自聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚苯乙烯(PS)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)其中之一所製成，以在集成佈設第一電路14與第二電路15後，仍保有前光板1應有之光學特性。進一步地，若前光板1使用聚碳酸酯或聚對苯二甲酸乙二酯材料，則可透過壓印方式製成；若使用聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯材料，則可透過射出成型製成。

此外，亦可透過部分方式避免前述前光板1質變的情況發生。例如，於前光板1材料中加入各種功能性添加劑如抗氧化劑等，尤其是在射出成型製程，透過該些添加劑可更利於防止前光板1產生質變。而在進行集成佈設第一電路14及第二電路15之製程前，則可針對前光板1進行硬化鍍膜之預處理，以增強其硬度，防止在製程中產生翹曲現象。而泛黃或氧化之現象，則可透過氮或真空製程達到阻卻效能。

當前光板1應用於反射式顯示器時，第一電路14係可作為觸控感應電路使用，例如可為電容式觸控感應電路或電阻式觸控感應電路。當第一電路14為多個電容傳感器相互串接而成的電極網格時，即可形成電容式觸控感應電路，手指或其他導電物體與第一表面11上之電容傳感器接觸後，電極間電容改變所產生之誘導電流即可對應追蹤手指位置，而實現觸控目的。同樣地，第一電路14亦可為電阻式觸控感應電路，透過壓力形成電極導通從而得知接觸點位置，亦可達到觸控功能。透過第一電路14之配置，使前光板1可同時兼具導光效能與觸摸控制功能，進而減縮應用前光板1之反射式顯示器總厚度，有效降低製造成本並符合輕薄化需求。而第二電路15與第一電路14電性連接，則可進一步傳遞觸控訊號至相關處理元件等，而作為第一電路14與其餘電子元件之訊號傳導橋梁。

如前述，為防止前光板1受熱產生形變等情況，因此第一電路14無法採用作為觸控電極的常規材料，例如氧化銦錫(ITO)，因氧化銦錫之製程溫度過高，會導致前光板1受熱形變或質變。故較佳者，於本實施方式中，第一電路14可為銀或銅製成之奈米電路，透過奈米電路的微小電線，即使前光板1產生彎曲形變，亦可讓第一電路14與前光板1一同彎折而不會剝落或斷裂。另一方面，仍可採用具有約110℃~120℃之低處理溫度之氧化銦錫作為第一電路14的材料。第二電路15則可為低溫固化銀漿組成，例如固化溫度為70℃~90℃之銀漿，並可透過絲網印刷顯影方式低溫固化形成於第二表面13。

如第2圖所示，LED光源3係對應入光面10設置，前光板1可更包括一第三電路16，其係佈設於第一表面11或第二表面13而與LED光源3形成電性連接。藉此，LED光源3可直接組裝於前光板1，使前光板1與LED光源3可形成一體式之發光導光結構，有效降低製造成本與時間成本。在另種實施態樣中，入光面10係可設有凹部，並使LED光源3設置於凹部內且與第三電路16電性連接，亦可達到使前光板1與LED光源3一體化之功效。此外，LED光源3亦可為具有複數LED之燈條。

請續參閱第3及4圖，其係為本發明第二實施方式之前光板1與LED光源3立體分解圖及前光板1與LED光源組裝示意圖。於本實施方式中，第三電路16係透過一軟性電路板(FPC)4與LED光源3電性連接設置。其中軟性電路板4可與前光板1一體化，亦即可直接固設於前光板1，在裝箱運輸至面板廠等處時，鑒於軟性電路板4之可撓特性，即可有效減縮整體高度。同樣地，藉由第三電路16搭配軟性電路板4之設置，係可讓前光板1與LED光源3組接為一體而兼具發光與導光之功能。

第3圖所示之軟性電路板4係為展開態樣以利於說明第三電路16與LED光源3之設置狀態，非為實際之結構態樣，合先敘明。舉例說明，LED光源3係可直接設置於軟性電路板4上，並使兩者對應前光板1之入光面10設置，LED光源3之光線即可由入光面10側向進入前光板1內，而第三電路16係可設置於軟性電路板4上，以與LED光源3電性連接，藉此達到使LED光源3與前光板1一體化設置之功效。如第4圖所示，軟性電路板4係可撓地對應入光面10設置，故LED光源3無需再另組設於傳統電路板上而增加製造成本。詳細言，在過去為了滿足固定LED光源3的位置與供電需求，因此LED光源3需要設置在電路板，再將電路板與前光板1相互組設，如此，則會造成整體厚度增加，亦即使搭載之反射式顯示器無法有效降低厚度。另一方面來說，當後續需要將其餘部件設置於前光板1一側，則其塗佈的黏合劑厚度需大於電路板厚度，以免干擾電路板，卻反而增加了整體厚度。是以，本發明揭示透過設置第三電路16之方式，或進一步利用軟性電路板4作為連接元件實施，以使LED光源3可對應入光面10而與前光板1直接組設為一體，進而降低前光板1及前光模組4之厚度。

於本實施方式中，第二表面13由其邊緣向內依序具有一過渡區131及一可視區132，且第一電路14係位於可視區132中，第二電路15則位於過渡區131內而設置於第二表面13鄰近邊緣處。可視區132係指可供使用者直接觀賞至顯示畫面或進行操作之作用區域，過渡區131則為顯示器組裝時預留之邊框區域，當組裝前光板與反射式顯示器以及其餘元件時，係可利用框架將各元件確實地組固，過渡區131部分則會受到框體遮蔽，因此亦可稱之為不可視區。是以第一電路14須為透明電路，防止阻擋顯示畫面，第二電路15則由於設置在過渡區131而可於組裝後受框體遮蔽，因此可為非透明狀之電路。

請續參閱第5圖，其係為本發明第三實施方式之組裝示意圖。於本實施方式中，本發明係揭示一種前光模組5，其包括如前所述之一前光板1、一第一光學膠50及一第二光學膠51，前光板1係如第一與第二實施方式所述，於此即不重述。第一光學膠50設於第一表面11並覆蓋該些光學微結構12，供使前光板1可黏固於反射式顯示器2。第二光學膠51設於第二表面13且覆蓋第一電路14，供以黏固一蓋板6，其中蓋板6係可為保護玻璃、防眩膜或抗反射膜等，以達到保護前光板1及第一電路14之功效，或是進一步提升顯示效能等。藉此，透過第一光學膠50與第二光學膠51使前光板1可附接至反射式顯示器2，以及搭配蓋板6組裝。第一光學膠 50與第二光學膠51係泛指可用以黏合光學元件，並具有透光特性之黏著劑。附帶一提的是，當前光板1單獨裝箱運送時，係可在第二表面13處塗佈第二光學膠51，以黏附一保護膜(圖中未示)，防止前光板1於運輸期間受到外力影響而損壞。於組裝蓋板6時，僅需將保護膜取下並將蓋板6安裝於第二表面13處而藉由第二光學膠51黏固蓋板6即可。同樣地，第一光學膠50亦可先塗佈於第一表面11處，並黏附保護膜，以防止前光板1之第一表面11受損，待欲組裝至反射式顯示器2時，將保護膜取下即可。

同樣地，基於前述之各實施方式，前光板1之材料係選自聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯其中之一，且第一電路14可為電容式或電阻式觸控電路，並為利於讓第一電路14與前光板1一同彎折而不會剝落或斷裂，第一電路14亦可為奈米電路。另，前光模組5係可透過第三電路16與LED光源3電性連接，或使第三電路16透過軟性電路板4與LED光源3電性連接等，而使LED光源3與前光板1可形成一體式結構，有效降低整體厚度與安裝時間。以及第一電路14較佳可位於第二表面13之可視區132，第二電路15較佳可位於第二表面13之過渡區131中。其他已於前述之細部技術特徵，於此即不再重述，並請復參閱對應之第2至4圖。

綜上所述，本發明所揭示之前光板及其前光模組，透過佈設於第二表面之第一電路及第二電路，使前光板形成兼具導光與電性傳遞功能之複合光學元件，有效地降低反射式顯示器所需元件數量及成本。並且透過第三電路可使LED光源與前光板形成一體式結構，無須另外組設於附加之傳統電路板，除可避免繁複之組裝程序外，亦可確保光線利用率、降低生產成本以及降低整體厚度。

惟，以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明實施之範圍；故在不脫離本發明之精神與範圍下所作之均等變化與修飾，皆應涵蓋於本發明之專利範圍內。

Claims

一種前光板，供以設置於一反射式顯示器，其包括：一入光面，供以接收一LED光源之光線；一第一表面，垂直鄰接該入光面；複數光學微結構，佈設於該第一表面供以形成出光；一第二表面，垂直鄰接該入光面且相對該第一表面設置；一第一電路，佈設於該第二表面且為可透光；及一第二電路，佈設於該第二表面，且該第二電路係位於該第一電路一側並與其相互電性連接。
一種前光模組，包括：一如申請專利範圍第1項所述之前光板；一第一光學膠，設於該第一表面且覆蓋該等光學微結構，供使該前光板黏固於該反射式顯示器；及一第二光學膠，設於該第二表面且覆蓋該第一電路，供以黏固一蓋板。
如申請專利範圍第1項所述之前光板或第2項所述之前光模組，其中，該前光板之材料係選自聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯其中之一。
如申請專利範圍第1項所述之前光板或第2項所述之前光模組，其中，該第一電路係為電容式觸控感應電路。
如申請專利範圍第1項所述之前光板或第2項所述之前光模組，其中，該第一電路係為電阻式觸控感應電路。
如申請專利範圍第1項所述之前光板或第2項所述之前光模組，其中，該第一電路係為奈米電路。
如申請專利範圍第1項所述之前光板或第2項所述之前光模組，更包括一第三電路，其係佈設於該第一表面或該第二表面且與該LED光源電性連接。
如申請專利範圍第1項所述之前光板或第2項所述之前光模組，更包括一第三電路，其係透過一軟性電路板與該LED光源相互電性連接。
如申請專利範圍第1項所述之前光板或第2項所述之前光模組，其中，該第二表面由其邊緣向內依序具有一過渡區及一可視區，且該第一電路位於該可視區內，該第二電路位於該過渡區內。