TWI598858B - 前光模組及其顯示裝置 - Google Patents

Description

前光模組及其顯示裝置

本發明係與光學元件領域相關，尤其是一種前光模組及其顯示裝置。

顯示裝置可依其特性大致分為穿透式與反射式兩大類型，穿透式顯示裝置之光線來源係為設於其面板背部之一背光模組，使光線穿透並達到顯示功效。而反射式顯示裝置在常態下係利用環境光照射至顯示面板並反射而達到顯示功效，其顯示面板並不主動發光；惟鑒於在如室內或環境光強度不足之情況下，會影響顯示品質，是以反射式顯示裝置多半會搭載置於顯示面板前側之一前光模組使用，以於環境較暗的情況下提供光線予顯示面板。

不管是穿透式顯示裝置使用的背光模組，還是反射式顯示裝置使用的前光模組，在技術上都可以利用導光板來實現。導光板的技術原理是讓例如LED等光源所提供的光線在其本體內傳導，然後適當地在特定區域破壞全反射，使光線出光，進而形成均勻面光源。

另一方面，導光板亦可作為功能性裝飾物使用，其應用可參考台灣專利I425264、美國專利US5894686等。此一應用之導光板係發揮其輕薄可撓的特性，並設計一個特定圖樣的區域，以及圍繞特定圖樣區域的空白光滑面，以增加特定圖樣跟其周邊的對比度，達到人眼可辨識的裝飾、 警示或標註商標等效果。

但是，將前述功能性裝飾用的導光板直接加諸於前述前光模組的做法則前所未見；且實際使用上，單純的結合兩種應用會使未點亮導光板時前述欲顯示圖樣仍可被肉眼視之，造成反射式顯示裝置於利用環境光線顯示影像時，使用者之觀看品質受到影響。有鑑於此，本發明人係對此構思一種前光模組及其顯示裝置，希冀可解決當前應用上之缺失。

本發明之一目的，旨在提供一種前光模組及其顯示裝置，係兼具顯示特定圖樣與輔助照明之功能，可於點亮而接收光源光線時顯示利用網點排列形成之特定圖樣，未點亮光源時則可隱去網點，保持顯示品質。

為達上述目的，本發明於一實施方式揭露一種前光模組，供以設置於一反射式顯示屏一側，其包括：一前光板，具有一底面、一入光面及複數第一網點，該底面係與該入光面垂直鄰接，該等第一網點佈設於該底面並排列形成一預定圖樣；一光學膠，對應該等第一網點塗佈於該底面，以使該前光板與該反射式顯示屏貼合固定，且該光學膠係填滿該等第一網點；及一光源，對應該入光面設置以提供光線予該前光板。藉此，該前光板接收該光源之光線時，使該反射式顯示屏顯現該等第一網點排列形成之該預定圖樣；反之，該前光板未接收該光源之光線時，該等第一網點區域則受該光學膠影響使環境光線穿透路徑的材料介面折射係數差異下降，於未接收光源光線時隱藏第一網點，降低對視覺感受之影響而提升顯示品質。

其中，於一實施方式中，該前光板具有一第一折射係數n₁， 該光學膠具有一第二折射係數n₂，且n₁與n₂之差值介於0.05~0.09，於此鑒於實務上使用的材料特性、應用需求以及防止前光板與光學膠折射係數差異過大等要件下，揭示一較佳的折射係數差值範圍，使前光板可有效地於未接收光源光線情況下隱蔽第一網點。

除了顯示第一網點排列形成之預定圖樣外，於再一實施方式中係揭示該前光板更具有複數第二網點，該等第二網點佈設於該前光板之一出光面或該底面非設有該等第一網點之區域，其中該出光面係與該底面相對設置並與該入光面垂直鄰接。透過第二網點係可調整並均勻化前光板之整體出光，以提供予反射式顯示屏。

較佳者，於另一實施方式中，該等第二網點之佈設密度由該入光面朝另側漸增，以依據前光板各區域的光線強度進行取光能力調整，而獲得均勻出光。

本發明於一實施方式中亦揭示一種顯示裝置，包括：一反射式顯示屏；及一前光模組，設於該反射式顯示屏一側，包括：一前光板，具有一底面、一入光面及複數第一網點，該底面係與該入光面垂直鄰接，該等第一網點佈設於該底面並排列形成一預定圖樣；一光學膠，對應該等第一網點塗佈於該底面，以使該前光板與該反射式顯示屏貼合固定，且該光學膠係填滿該等第一網點；及一光源，對應該入光面設置以提供光線予該前光板；藉此，該前光板接收該光源之光線時，使該反射式顯示屏顯示該等第一網點排列形成之該預定圖樣；反之，該前光板未接收該光源之光線時，該等第一網點區域則受該光學膠影響而使環境光線可穿透。藉此，顯示裝置係可於點亮前光模組時顯示預定圖樣，並於未點亮前光模組，使 用環境光線時，利用光學膠調整環境光線路徑中的折射係數而可有效隱去第一網點，降低對視覺感受之影響。

同樣地，於一實施方式中，該前光板具有一第一折射係數n₁，該光學膠具有一第二折射係數n₂，且n₁與n₂之差值介於0.05~0.09，於此鑒於實務上使用的材料特性、應用需求以及防止前光板與光學膠折射係數差異過大等要件下，揭示一較佳的折射係數差值範圍，使前光板可有效地於未接收光線情況下隱蔽第一網點。

以及於再一實施方式中，揭示該前光板更具有複數第二網點，該等第二網點佈設於該前光板之一出光面或該底面非設有該等第一網點之區域，其中該出光面係與該底面相對設置並與該入光面垂直鄰接，以藉第二網點提供均勻之出光予反射式顯示屏，達到輔助照明之功效。

基於前述實施方式，為可依據前光板各區域的光線強度進行取光能力調整，於另一實施方式中，該等第二網點之佈設密度由該入光面朝另側漸增，藉此以提供均勻之出光。

綜上所述，本發明所揭露之前光模組及其顯示裝置，係可點亮前光模組時，透過第一網點使反射式顯示屏顯現預定圖樣，並利用光學膠降低光線穿越時的材料介面係數差異並使前光板與反射式顯示屏相互黏合，前光板於未接收光源光線時，環境光即可以較小的折射角變化穿透第一網點區域，達到隱去第一網點的功效。進一步地，本發明亦提出前光板之第一折射係數與光學膠之第二折射係數的較佳差值範圍。此外前光模組除了可供以顯示預定圖樣外，亦可提供光線予反射式顯示屏作為輔助照明之用，是以係可進一步佈設第二網點於前光板以使其提供均勻光線與反射 式顯示屏，達到前述補光功效。

1‧‧‧前光模組

10‧‧‧前光板

101‧‧‧底面

102‧‧‧入光面

103‧‧‧第一網點

104‧‧‧第二網點

105‧‧‧出光面

11‧‧‧光學膠

12‧‧‧光源

2‧‧‧反射式顯示屏

3‧‧‧顯示裝置

A‧‧‧預定圖樣

第1圖，為本發明一實施方式之立體示意圖。

第2圖，為本發明一實施方式之剖面示意圖。

第3圖，為本發明一實施方式之應用示意圖。

第4圖，為本發明一實施方式另一實施態樣之立體示意圖。

第5圖，為本發明一實施方式另一實施態樣之平面示意圖。

如前述，因應目前的市場需求以及光學呈現的提升，本發明人係提出如下所述之技術內容，請參閱第1、2及3圖，其係為本發明一實施方式之立體示意圖、剖面示意圖及應用示意圖。本發明係揭示一種前光模組1，其供以設置於一反射式顯示屏2一側，包括一前光板10、一光學膠11及一光源12。

前光板10係指前導光板，為一種置於顯示屏顯示畫面前方的光學元件，其具有一底面101、一入光面102及複數第一網點103。底面101與入光面102垂直鄰接，第一網點103佈設於底面101且排列形成一預定圖樣A。其中，依據需求亦可使第一網點103於前光板10排列形成複數個預定圖樣A，於本實施例中則以第一網點103排列形成位於前光板10下方之一預定圖樣A為例說明。其中，各圖式中用以框圍第一網點103之線段僅利於表示預定圖樣A之態樣，非為實際存在於前光板10上之線段，於此先行敘明。

光學膠11對應第一網點103塗佈於底面101，使前光板10與反射式顯示屏2貼合固定，且光學膠11係填滿於第一網點103。其中，光學膠11係可完全塗佈於底面101並填滿於第一網點103內，亦可僅針對第一網點103區域進行塗佈，使前光板10可與反射式顯示屏2貼合固接。光源12則對應入光面102設置以提供光線予前光板10，於此以光源12為一燈條為例說明。藉此，前光板10接收光源12之光線時，反射式顯示屏2係顯現第一網點103排列形成之預定圖樣A，反之，當前光板10未接收光源12之光線時，第一網點103區域受光學膠11影響而使環境光線可穿透，亦即在未點亮前光板10時，第一網點103係可隱去不被使用者窺見。對於光線而言，相較於未填滿光學膠11而由空氣氣泡填滿於第一網點103的結構態樣，在第一網點103中填有光學膠11會使材料介面的折射係數變化較小，因此在未點亮前光板10情況下，環境光線穿透材料介面時的折射角變化較小，而較不影響視覺感受。換言之，即如前述可讓使用者不易直接視得第一網點103排列形成的預定圖樣。如此係可解決前光模組1於應用上視覺效果不足的缺失，使前光板10於點亮時具有清晰預定圖樣呈現，未點亮時則降低對顯示畫面的視覺影響。特別一提的是，當光學膠11僅用以將前光板10與反射式顯示屏2貼合固定時，鑒於成本與製程考量，過往只會在底面101塗抹薄層之光學膠11，在塗設過程中並不會特地填補前光板10上的網點，因此網點內仍被空氣氣泡所填滿，造成網點可視程度提升。而本發明揭示之前光板10則特地使光學膠11填滿於第一網點103中，而利用光學膠11使光線穿透路徑上之各材料介面折射係數接近，避免光線折射角變化過大，進而達到隱藏第一網點103之功效。

較佳者，前光板10具有一第一折射係數n₁，光學膠11則具有一第二折射係數n₂，且n₁與n₂之差值介於0.05~0.09。前光板10係可選用如聚碳酸酯(Poly Carbonate，下稱PC)或聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，下稱PMMA)等材質製成，由於可隱藏第一網點103之方式在於利用光學膠11與而降低光線於各材料介面間的折射係數差異，是以使光學膠11與前光板10之折射係數越接近越好，惟考量材料特性以及其餘應用上的需求等條件，於此係進一步將前光板10之第一折射係數n₁與光學膠11之第二折射係數n₂差值限制於前述範圍。例如以前光板為PC材料製成之情況下，第一折射係數n₁約為1.58，光學膠11即可選用第二折射係數n₂約介於1.5~1.55間的材料製成，若以前光板10為PMMA材料製成之情況下，第一折射係數n₁約為1.47，則可選用第二折射係數n₂約為1.41之光學膠11配合設置，藉此透過光學膠11同時達到黏合固定前光板10與反射式顯示屏2，以及利用光學膠11與前光板10之折射係數條件，使前光板10於未點亮狀態下可隱去第一網點103所形成之預定圖樣A。

如第3圖所示，當點亮光源12使前光板10接收入射光線時，受第一網點103作用，即可使反射式顯示屏2顯現預定圖樣A而可供使用者觀看。而當停止點亮光源12使前光模組1接收環境光線時，環境光進入前光板10後因應第一網點103與光學膠11與折射係數影響，其所經過的材料介面係數接近，而可讓光線折射角變化度降低，達到隱藏第一網點103之功效，而較不影響視覺感受，提供更佳的觀賞品質予使用者。

請續一併參閱第4及5圖，其係為本發明一實施方式另一實施態樣之立體示意圖及平面示意圖。除了前述排列形成預定圖樣A之第一 網點103外，前光板10係可更具有複數第二網點104，該些第二網點104佈設於前光板10之一出光面105，或是底面101非設有第一網點103的區域，而出光面105係與底面101相對設置且與入光面101垂直鄰接，於本實施態樣中則以第二網點104佈設於底面101為例。前光模組1除可用以顯示所需的預定圖樣A外，亦作為反射式顯示屏2的輔助光源，第二網點104係可使光源12光線進入前光板10後可提供均勻的出光予反射式顯示屏2，亦即第二網點104係用以調整提供給反射式顯示屏2之光線均勻度。其中，於本實施態樣中係以該些第一網點103於前光板10排列形成二個預定圖樣A為例說明，且光學膠11係皆填滿於所有第一網點103，而關於第二網點104部分，視第二網點104態樣，於實作上塗設光學膠11時亦可使光學膠11填充於第二網點104內或是不特別填滿第二網點104皆可。

較佳者，第二網點104之佈設密度係由入光面101朝另側漸增，藉由此種設置態樣而使前光板10之取光能力可依據光線能量強弱進行調配，進而取得均勻的出光。其中，各圖式中用以框圍第一網點103之線段僅利於表示預定圖樣A之態樣，非為實際存在於前光板10上之線段，於此先行敘明。

請復參閱第1~3圖，本發明亦揭示一種顯示裝置3，包括一反射式顯示屏2與一前光模組1。前光模組1設置於反射式顯示屏2一側並包括前光板10、光學膠11與光源12。前光板10具有底面101、入光面102及複數第一網點103，底面101與入光面102垂直鄰接，第一網點103則佈設於底面101並排列形成預定圖樣A，同樣地，預定圖樣A之數量與呈現位置係可依據需求增加。

光學膠11對應第一網點103塗佈於底面101，使前光板10與反射式顯示屏2相互貼合固定，且光學膠11係填滿於第一網點103。光源12對應入光面102設置以提供光線予前光板10。藉此，當前光板10接收光源12之光線時，係可使反射式顯示屏2顯示第一網點103排列形成之預定圖樣A，反之，當前光板10未接收光源12之光線時，第一網點103因光學膠11影響而使環境光可穿透，達到隱去第一網點103之功效，進而提高使用者觀看品質。其他同於前述內容之細部技術特徵，於此即不再加以贅述。

同樣地，第一網點103可隱去乃因為透過光學膠11調整環境光線經過的材料介面折射係數，降低環境光線的折射角變化度，較佳者，前光板10具有一第一折射係數n₁，光學膠11具有一第二折射係數n₂，並使n₁與n₂之差值介於0.05~0.09，以有效地達到於未點亮光源12時隱藏第一網點103之功效。而前光板10與光學膠11之選用與介紹已於前述，於此即不加以贅述。

再續一併參閱第4及5圖，前光板10除了依據需求設置第一網點103以呈現預定圖樣A外，亦可更具有複數第二網點104，該些第二網點104佈設於底面101或是相對底面101設置且與入光面102垂直鄰接之一出光面105，以提供均勻射出光線予反射式顯示屏2，達到補強顯示裝置3光線強度之功效。且較佳者，第二網點104之佈設密度係由入光面102朝另側漸減，以因應前光板10各區域光線能量的差異進行調光動作，使前光板10可提供均勻的出光予反射式顯示屏2，達到輔助照明之功效。其他同於前述內容之細部技術特徵，於此即不再加以贅述。

綜上所述，本發明之前光模組及其顯示裝置，係可依據需求於點亮前光模組時，透過第一網點使反射式顯示屏顯現預定圖樣，並利用光學膠使前光板與反射式顯示屏於相互黏合同時，藉光學膠降低光線穿越時的材料介面係數差異，使前光板於未接收光源光線時，環境光可以較小的折射角變化穿透第一網點區域，進而達到隱去第一網點的功效，提供更佳的觀賞品質。進一步地，在材料特性、應用需求與需使前光板與光學膠之折射係數保持接近狀態等要求下，本發明亦於一實施方式提出前光板之第一折射係數與光學膠之第二折射係數的較佳差值範圍。此外前光模組除了可供以顯示預定圖樣外，亦可提供光線予反射式顯示屏，以於環境光線不足情況下補強亮度，是以係可進一步佈設第二網點於前光板以使其提供均勻光線與反射式顯示屏，達到前述補光功效。

惟，以上所述者，僅為本發明之諸實施方式而已，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。

1‧‧‧前光模組

10‧‧‧前光板

101‧‧‧底面

102‧‧‧入光面

103‧‧‧第一網點

11‧‧‧光學膠

12‧‧‧光源

2‧‧‧反射式顯示屏

3‧‧‧顯示裝置

A‧‧‧預定圖樣

Claims (6)

1. 一種前光模組，供以設置於一反射式顯示屏一側，其包括：一前光板，具有一底面、一入光面及複數第一網點，該底面係與該入光面垂直鄰接，該等第一網點佈設於該底面並排列形成一預定圖樣；一光學膠，對應該等第一網點塗佈於該底面，以使該前光板與該反射式顯示屏貼合固定，且該光學膠係填滿該等第一網點，其中，該前光板具有一第一折射係數n₁，該光學膠具有一第二折射係數n₂，且n₁與n₂之差值介於0.05~0.09；及一光源，對應該入光面設置以提供光線予該前光板；藉此，該前光板接收該光源之光線時，使該反射式顯示屏顯現該等第一網點排列形成之該預定圖樣；反之，該前光板未接收該光源之光線時，該等第一網點區域則受該光學膠影響而使環境光線可穿透。
2. 如申請專利範圍第1項所述之前光模組，其中，該前光板更具有複數第二網點，該等第二網點佈設於該前光板之一出光面或該底面非設有該等第一網點之區域，其中該出光面係與該底面相對設置並與該入光面垂直鄰接。
3. 如申請專利範圍第2項所述之前光模組，其中，該等第二網點之佈設密度由該入光面朝另側漸增。
4. 一種顯示裝置，包括：一反射式顯示屏；及一前光模組，設於該反射式顯示屏一側，包括：一前光板，具有一底面、一入光面及複數第一網點，該底面係 與該入光面垂直鄰接，該等第一網點佈設於該底面並排列形成一預定圖樣；一光學膠，對應該等第一網點塗佈於該底面，以使該前光板與該反射式顯示屏貼合固定，且該光學膠係填滿該等第一網點，其中，該前光板具有一第一折射係數n₁，該光學膠具有一第二折射係數n₂，且n₁與n₂之差值介於0.05~0.09；及一光源，對應該入光面設置以提供光線予該前光板；藉此，該前光板接收該光源之光線時，使該反射式顯示屏顯示該等第一網點排列形成之該預定圖樣；反之，該前光板未接收該光源之光線時，該等第一網點區域則受該光學膠影響而使環境光線可穿透。
5. 如申請專利範圍第4項所述之顯示裝置，其中，該前光板更具有複數第二網點，該等第二網點佈設於該前光板之一出光面或該底面非設有該等第一網點之區域，其中該出光面係與該底面相對設置並與該入光面垂直鄰接。
6. 如申請專利範圍第5項所述之顯示裝置，其中，該等第二網點之佈設密度由該入光面朝另側漸增。