TWI514062B - 前光模組與具有前光模組的電子紙顯示裝置 - Google Patents

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Description

前光模組與具有前光模組的電子紙顯示裝置
本發明是有關一種前光模組與一種電子紙顯示裝置。
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子紙顯示裝置作為顯示螢幕，例如電子書。電子紙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，電子紙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。為了擴大電子紙顯示裝置的應用，一般會於電子紙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子紙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，以供使用者觀看電子紙顯示裝置所顯示的畫面。
習知電子紙顯示裝置之前光模組可由光源、導光板與印刷有油墨層的透光保護蓋組成。透光保護蓋具有油墨層的一面貼合於導光板上。油墨層印刷在透光保護蓋的邊緣，作為遮光用的邊框。然而，光源所發出的光線會被導光板導光至透光保護蓋的外表面，由於透光保護蓋的外表面與油墨層的垂直距離遠，因此透光保護蓋的外表面易將光線反射至油墨層，進而產生螢光發光的效果，造成視覺上的干擾。如此一來，設計者只能選擇深色(例如黑色)油墨層以降低螢光發光的效果，對於油墨層顏色的選擇有所侷限，無法搭配外殼顏色作改變。又或者，使用額外的空氣介質來改變光線的折射方向，但會犧牲前光模組的穿透率。
本發明之一技術態樣為一種前光模組，用於電子紙顯示裝置。
根據本發明一實施方式，一種前光模組包含導光板、光源、第一透光基板、第二透光基板與印刷油墨層。導光板具有相對的第一出光面與第二出光面，及位於第一出光面與第二出光面之間的入光面。光源朝向導光板之入光面。第一透光基板位於導光板之第一出光面上。第二透光基板位於第一透光基板相對導光板的表面上，且第二透光基板的厚度小於第一透光基板的厚度。印刷油墨層位於第二透光基板朝向第一透光基板的表面上，且印刷油墨層位於第二透光基板的邊緣。
在本發明一實施方式中，上述前光模組更包含第一黏膠層。第一黏膠層位於導光板與第一透光基板之間。
在本發明一實施方式中，上述前光模組更包含第二黏膠層。第二黏膠層位於第一透光基板與第二透光基板之間，使得第二透光基板與印刷油墨層貼合於第一透光基板上。
在本發明一實施方式中，上述第二透光基板與印刷油墨層之厚度和佔第一透光基板、第二黏膠層、印刷油墨層與第二透光基板之厚度和的1%至25%。
在本發明一實施方式中，上述前光模組更包含平坦層。平坦層覆蓋印刷油墨層與第二透光基板朝向第一透光基板的表面，且第二黏膠層位於平坦層與第一透光基板之間。
在本發明一實施方式中，上述第二透光基板與印刷油墨層之厚度和佔第一透光基板、第二黏膠層、平坦層、印刷油墨層與第二透光基板之厚度和的1%至25%。
在本發明一實施方式中，上述第一透光基板的材質包含聚碳酸酯、壓克力、玻璃或上述之組合。
在本發明一實施方式中，上述第二透光基板的材質包含聚對聚對苯二甲酸乙二醇酯。
在本發明一實施方式中，上述第一透光基板的厚度介於0.4至1.2mm。
在本發明一實施方式中，上述第二透光基板的厚度介於0.1至0.2mm。
本發明之另一技術態樣為一種電子紙顯示裝置。 根據本發明一實施方式，一種電子紙顯示裝置包含顯示模組與前光模組。顯示模組包含陣列基板與前面板。前面板位於陣列基板上。前面板包含保護基板與顯示介質層，其中顯示介質層位於陣列基板與保護基板之間。前光模組位於顯示模組上。前光模組含導光板、光源、第一透光基板、第二透光基板與印刷油墨層。導光板具有相對的第一出光面與第二出光面，及位於第一出光面與第二出光面之間的入光面。第二出光面位於顯示模組上。第一透光基板位於導光板之第一出光面上。第二透光基板位於第一透光基板相對導光板的表面上，且第二透光基板的厚度小於第一透光基板的厚度。印刷油墨層位於第二透光基板朝向第一透光基板的表面上，且印刷油墨層位於第二透光基板的邊緣。
在本發明上述實施方式中，由於前光模組具有第一透光基板與第二透光基板，且第一透光基板可提供前光模組支撐力，因此第二透光基板的厚度得以降低。如此一來，位於第二透光基板的印刷油墨層與第二透光基板相對第一透光基板之表面間的垂直距離便可以縮短，使得光線不易從第二透光基板反射至印刷油墨層。因此，本發明之前光模組不易在印刷油墨層上方產生類似螢光的效果，可避免視覺上的干擾。此外，前光模組可選用深色(例如黑色)或淺色(例如白色)的印刷油墨層，以搭配電子紙顯示裝置的外觀設計(例如外殼顏色)，較具彈性。
100‧‧‧前光模組
110‧‧‧導光板
114‧‧‧第二出光面
120‧‧‧光源
132‧‧‧表面
140‧‧‧第二透光基板
144‧‧‧表面
160‧‧‧第一黏膠層
180‧‧‧平坦層
202‧‧‧顯示區
220‧‧‧陣列基板
232‧‧‧保護基板
100a‧‧‧前光模組
112‧‧‧第一出光面
116‧‧‧入光面
130‧‧‧第一透光基板
134‧‧‧表面
142‧‧‧表面
150‧‧‧印刷油墨層
170‧‧‧第二黏膠層
200‧‧‧電子紙顯示裝置
210‧‧‧顯示模組
230‧‧‧前面板
234‧‧‧顯示介質層
236‧‧‧微膠囊
238‧‧‧亮色粒子
D1‧‧‧厚度
D3‧‧‧厚度和
D5‧‧‧厚度和
L2‧‧‧光線
237‧‧‧暗色粒子
2-2‧‧‧線段
D2‧‧‧厚度
D4‧‧‧厚度和
L1‧‧‧光線
第1圖繪示根據本發明一實施方式之電子紙顯示裝置的上視圖。
第2圖繪示第1圖之電子紙顯示裝置沿線段2-2的剖面圖。
第3圖繪示第2圖之光源發光時的光線示意圖。
第4圖繪示根據本發明另一實施方式之前光模組的剖面圖。
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電子紙顯示裝置200的上視圖。第2圖繪示第1圖之電子紙顯示裝置200沿線段2-2的剖面圖。同時參閱第1圖與第2圖，電子紙顯示裝置200包含顯示模組210與前光模組100。前光模組100位於顯示模組210上。前光模組100含導光板110、光源120、第一透光基板130、第二透光基板140與印刷油墨層150。其中，導光板110具有相對的第一出光面112與 第二出光面114，及位於第一出光面112與第二出光面114之間的入光面116。光源120緊鄰且朝向導光板110之入光面116。第一透光基板130位於導光板110之第一出光面112上，且第一透光基板130具有相對的表面132、134。 第二透光基板140位於第一透光基板130相對導光板110的表面134上，且第二透光基板140具有相對的表面142、144。
在本實施方式中，印刷油墨層150位於第二透光基板140朝向第一透光基板130的表面142上。印刷油墨層150位於第二透光基板140的邊緣，作為遮光用的邊框，以定義電子紙顯示裝置200的顯示區202(如第1圖虛線內側區域)。上述印刷油墨層150的圖案亦可為其他不規則的圖案或以多個圖案且不同的顏色所組成，以增加印刷油墨層150的用途，例如為標示(logo)或多種顏色組成的美觀圖案等。
由於前光模組100具有第一透光基板130與第二透光基板140，且第一透光基板130可提供前光模組100支撐力並保護導光板110，因此第二透光基板140的厚度D1得以降低，使得第二透光基板140的厚度D1可小於第一透光基板130的厚度D2。如此一來，位於第二透光基板140的印刷油墨層150與第二透光基板140之表面144間的垂直距離(即厚度D1)便可以縮短。
在本實施方式中，前光模組100還包含第一黏膠層160與第二黏膠層170。第一黏膠層160位於導光板110與 第一透光基板130之間，使得第一透光基板130貼合於導光板110上。第二黏膠層170位於第一透光基板130與第二透光基板140之間，使得第二透光基板140與印刷油墨層150貼合於第一透光基板130上。其中，第二透光基板140與印刷油墨層150之厚度和D3佔第一透光基板130、第二黏膠層170、印刷油墨層150與第二透光基板140之厚度和D4的1%至25%。
在製作前光模組100時，可先將印刷油墨層150印刷於第二透光基板140的表面142；接著第一透光基板130可藉由第一黏膠層160貼合於導光板110上；最後具有印刷油墨層150的第二透光基板140可藉由第二黏膠層170貼合於第一透光基板130的表面134上。
然而，上述的順序並不用以限制本發明。舉例來說，可先將具有印刷油墨層150的第二透光基板140藉由第二黏膠層170貼合於第一透光基板130的表面134上，之後才藉由第一黏膠層160把第一透光基板130貼合於導光板110上。
在本實施方式中，第一透光基板130的材質可以包含聚碳酸酯(Polycarbonate；PC)、壓克力(Polymethyl Methacrylate；PMMA)、玻璃或上述之組合，且第一透光基板130的厚度D2可以介於0.4至1.2mm。第二透光基板140的材質可以包含聚對聚對苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate；PET)，且第二透光基板140的厚度D1可以介於0.1至0.2mm。當第一透光基板130的厚度D2越厚 時，即第一透光基板130的厚度D2與第二透光基板140的厚度D1的厚度差越大時，降低在印刷油墨層上方產生類似螢光的效果會越明顯。
顯示模組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。前面板230包含保護基板232與顯示介質層234。顯示介質層234位於陣列基板220與保護基板232之間。導光板110之第二出光面114位於顯示模組210上。此外，前光模組100雖應用於電子紙顯示裝置200中，但並不用以限制本發明，例如其他需前光的顯示裝置亦可使用前光模組100。
在以下敘述中，將說明當光源120發光時，光線於電子紙顯示裝置200中的狀況。
第3圖繪示第2圖之光源120發光時的光線示意圖。如圖所示，當光源120發光時，光線L1可從導光板110的第一出光面112出光，而光線L2可從導光板110的第二出光面114出光。由於第二透光基板140的厚度D1小，例如第二透光基板140與印刷油墨層150之厚度和D3佔第一透光基板130、第二黏膠層170、印刷油墨層150與第二透光基板140之厚度和D4的20%，因此光線L1不易從第二透光基板140反射至印刷油墨層150。如此一來，前光模組100便不易在印刷油墨層150上方產生類似螢光的效果，可避免顯示區202(見第1圖)的畫面受到印刷油墨層150螢光的視覺干擾。也就是說，前光模組100不需設置額外的空氣層(air gap)便能減少反射到印刷油墨層150的光線L1， 因此能提升前光模組100的穿透率。
此外，由於前光模組100可減少反射到印刷油墨層150的光線L1，因此設計者可選用深色(例如黑色)或淺色(例如白色)的印刷油墨層150來搭配電子紙顯示裝置200的外觀設計(例如外殼顏色)，較具彈性。
在本實施方式中，顯示介質層234包含複數個微膠囊236。每一微膠囊236具有複數個暗色粒子237與複數個亮色粒子238。當光源120發光時，從導光板110之第二出光面114出光的光線L2可進入顯示介質層234。當亮色粒子238在上方而暗色粒子237在下方時，顯示模組210可反射光線L2而顯示為亮面。相反地，當亮色粒子238在下方而暗色粒子237在上方時，顯示模組210不會反射光線L2而顯示為暗面。
應瞭解到，已敘述過的元件連接關係與材料將不在重複贅述，合先敘明。在以下敘述中，將說明其他型式的前光模組。
第4圖繪示根據本發明另一實施方式之前光模組100a的剖面圖。如圖所示，前光模組100a包含導光板110、光源120、第一透光基板130、第二透光基板140與印刷油墨層150。與第2圖實施方式不同的方式在於：前光模組100a還包含平坦層180。平坦層180覆蓋印刷油墨層150與第二透光基板140朝向第一透光基板130的表面142，且第二黏膠層170位於平坦層180與第一透光基板130之間。平坦層180可選用紫外光固化材料，但並不以紫外光固化 材料為限。
在本發實施方式中，第二透光基板140與印刷油墨層150之厚度和D3佔第一透光基板130、第二黏膠層170、平坦層180、印刷油墨層150與第二透光基板140之厚度和D5的1%至25%。
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。
100‧‧‧前光模組
110‧‧‧導光板
112‧‧‧第一出光面
114‧‧‧第二出光面
116‧‧‧入光面
120‧‧‧光源
130‧‧‧第一透光基板
132‧‧‧表面
134‧‧‧表面
140‧‧‧第二透光基板
142‧‧‧表面
144‧‧‧表面
150‧‧‧印刷油墨層
160‧‧‧第一黏膠層
170‧‧‧第二黏膠層
200‧‧‧電子紙顯示裝置
210‧‧‧顯示模組
220‧‧‧陣列基板
230‧‧‧前面板
232‧‧‧保護基板
234‧‧‧顯示介質層
236‧‧‧微膠囊
237‧‧‧暗色粒子
238‧‧‧亮色粒子
D1‧‧‧厚度
D2‧‧‧厚度
D3‧‧‧厚度和
D4‧‧‧厚度和

Claims (16)

  1. 一種前光模組，用於一顯示裝置，該前光模組包含：一導光板，具有相對的一第一出光面與一第二出光面，及位於該第一出光面與該第二出光面之間的一入光面；一光源，朝向該導光板之該入光面；一第一透光基板，位於該導光板之該第一出光面上：一第二透光基板，位於該第一透光基板相對該導光板的表面上，且該第二透光基板的厚度小於該第一透光基板的厚度；一印刷油墨層，位於該第二透光基板朝向該第一透光基板的表面上，且該印刷油墨層位於該第二透光基板的邊緣；以及一第二黏膠層，位於該第一透光基板與該第二透光基板之間，使得該第二透光基板與該印刷油墨層貼合於該第一透光基板上，其中該第二透光基板與該印刷油墨層之厚度和佔該第一透光基板、該第二黏膠層、該印刷油墨層與該第二透光基板之厚度和的1%至25%。
  2. 如請求項1所述之前光模組，更包含：一第一黏膠層，位於該導光板與該第一透光基板之間。
  3. 如請求項1所述之前光模組，更包含：一平坦層，覆蓋該印刷油墨層與該第二透光基板朝向該第一透光基板的表面，且該第二黏膠層位於該平坦層與 該第一透光基板之間。
  4. 如請求項3所述之前光模組，其中該第二透光基板與該印刷油墨層之厚度和佔該第一透光基板、該第二黏膠層、該平坦層、該印刷油墨層與該第二透光基板之厚度和的1%至25%。
  5. 如請求項1所述之前光模組，其中該第一透光基板的材質包含聚碳酸酯、壓克力、玻璃或上述之組合。
  6. 如請求項1所述之前光模組，其中該第二透光基板的材質包含聚對聚對苯二甲酸乙二醇酯。
  7. 如請求項1所述之前光模組，其中該第一透光基板的厚度介於0.4至1.2mm。
  8. 如請求項1所述之前光模組，其中該第二透光基板的厚度介於0.1至0.2mm。
  9. 一種電子紙顯示裝置，包含：一顯示模組，包含：一陣列基板；以及一前面板，位於該陣列基板上，且包含一保護基板與一顯示介質層，其中該顯示介質層位於該陣列基 板與該保護基板之間；以及一前光模組，位於該顯示模組上，該前光模組包含：一導光板，具有相對的一第一出光面與一第二出光面，及位於該第一出光面與該第二出光面之間的一入光面，其中該第二出光面位於該顯示模組上；一光源，朝向該導光板之該入光面；一第一透光基板，位於該導光板之該第一出光面上：一第二透光基板，位於該第一透光基板相對該導光板的表面上，且該第二透光基板的厚度小於該第一透光基板的厚度；一印刷油墨層，位於該第二透光基板朝向該第一透光基板的表面上，且該印刷油墨層位於該第二透光基板的邊緣；以及一第二黏膠層，位於該第一透光基板與該第二透光基板之間，使得該第二透光基板與該印刷油墨層貼合於該第一透光基板上，其中該第二透光基板與該印刷油墨層之厚度和佔該第一透光基板、該第二黏膠層、該印刷油墨層與該第二透光基板之厚度和的1%至25%。
  10. 如請求項9所述之電子紙顯示裝置，更包含：一第一黏膠層，位於該導光板與該第一透光基板之間。
  11. 如請求項9所述之電子紙顯示裝置，更包含：一平坦層，覆蓋該印刷油墨層與該第二透光基板朝向該第一透光基板的表面，且該第二黏膠層位於該平坦層與該第一透光基板之間。
  12. 如請求項11所述之電子紙顯示裝置，其中該第二透光基板與該印刷油墨層之厚度和佔該第一透光基板、該第二黏膠層、該平坦層、該印刷油墨層與該第二透光基板之厚度和的1%至25%。
  13. 如請求項9所述之電子紙顯示裝置，其中該第一透光基板的材質包含聚碳酸酯、壓克力、玻璃或上述之組合。
  14. 如請求項9所述之電子紙顯示裝置，其中該第二透光基板的材質包含聚對聚對苯二甲酸乙二醇酯。
  15. 如請求項9所述之電子紙顯示裝置，其中該第一透光基板的厚度介於0.4至1.2mm。
  16. 如請求項9所述之電子紙顯示裝置，其中該第二透光基板的厚度介於0.1至0.2mm。
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