TWI707187B - 導光模組及具有導光模組之顯示模組 - Google Patents

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Abstract

一種導光模組，包含導光元件以及光源。導光元件包含第一導光層以及第二導光層，其中第二導光層位於第一導光層上，且第一導光層的折射率大於第二導光層的折射率。光源設置於第一導光層內。

Description

導光模組及具有導光模組之顯示模組
本揭露是有關於一種導光模組及具有導光模組之顯示模組。
傳統的導光模組需將導光元件與保護蓋板(Cover lens)黏合，以保護導光元件的表面。然而，由於導光元件與保護蓋板無法在製造階段整合，使得導光模組的製造過程較為複雜。
此外，現行具有導光元件之輸入裝置(如鍵盤)，按鍵上的符號或文字標示為固定形式而無法變更。然而，現今高階之應用(如電競用鍵盤)則需要根據使用者設定變更不同輸入鍵標示。因此，提供可彈性地任意變換按鍵標記之輸入裝置仍為目前所需努力之研發方向。
本揭露之一技術態樣為一種導光模組。
在一些實施例中，導光模組包含導光元件以及光源。導光元件包含第一導光層以及第二導光層，其中第二導光 層位於第一導光層上，且第一導光層的折射率大於第二導光層的折射率。光源設置於第一導光層內。
在一些實施例中，第一導光層的材料為聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)。
在一些實施例中，第二導光層的材料為聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate,PMMA)。
在一些實施例中，第一導光層的折射率介於1.49與1.6之間，且第二導光層的折射率介於1.4與1.49之間。
在一些實施例中，導光元件具有周邊區以及顯示區，顯示區遮光塗層，覆蓋導光元件的周邊區。
在一些實施例中，導光模組還包含外殼以及遮光塗層。外殼包覆導光元件，遮光塗層覆蓋外殼。
在一些實施例中，導光模組還包含硬化層，覆蓋遮光塗層及導光元件。
在一些實施例中，導光模組還包含抗眩層，覆蓋遮光塗層及導光元件。
在一些實施例中，第一導光層的表面具有微結構。
在一些實施例中，導光模組還包含第三導光層，位在第一導光層的下表面上、第一導光層與第二導光層之間、或第二導光層上表面上，其中第三導光層的折射率小於第一導光層的折射率。
本揭露之另一技術態樣為一種顯示模組。
在一些實施例中，顯示模組包含導光模組以及反射式顯示面板。導光元件包含第一導光層、第二導光層以及光 源。第二導光層位於第一導光層上，且第一導光層的折射率大於第二導光層的折射率。光源設置於第一導光層內。反射式顯示面板位於導光元件下方。
在一些實施例中，第一導光層的材料為聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)。
在一些實施例中，第二導光層的材料為聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate,PMMA)。
在一些實施例中，第一導光層的折射率介於1.49與1.6之間，且第二導光層的折射率介於1.4與1.49之間。
在一些實施例中，導光元件具有周邊區以及顯示區，顯示區遮光塗層，覆蓋導光元件的周邊區。
在一些實施例中，顯示模組還包含外殼以及遮光塗層。外殼包覆導光元件及反射式顯示面板，遮光塗層覆蓋外殼。
在一些實施例中，顯示模組還包含硬化層，覆蓋遮光塗層及導光元件。
在一些實施例中，顯示模組還包含抗眩層，覆蓋遮光塗層及導光元件。
在一些實施例中，第一導光層的表面具有微結構。
在一些實施例中，導光模組還包含第三導光層，位在第一導光層的下表面上、第一導光層與第二導光層之間、或第二導光層上表面上，其中第三導光層的折射率小於第一導光層的折射率。
在上述實施例中，由於光源設置在第一導光層， 且第一導光層的折射率大於第二導光層的折射率，因此可提高光傳導性並增加光線均勻度。第一導光層與第二導光層可視為保護蓋與導光板之整合結構，因此可簡化傳統導光模組之保護蓋板與導光板個別製作的程序複雜度。此外，反射式顯示面板可控制導光元件所運用之輸入裝置(如鍵盤)的顯示畫面，因此可讓使用者任意變換按鍵上的標示文字或圖案。
10、10a、10b、10c、10d、10e‧‧‧顯示模組
100、100a、100b‧‧‧導光模組
110、110a、110b‧‧‧導光元件
110T‧‧‧上表面
110S‧‧‧側表面
110B‧‧‧下表面
PA‧‧‧周邊區
DA‧‧‧顯示區
112‧‧‧第一導光層
1122‧‧‧微結構
114、114a‧‧‧第二導光層
116‧‧‧第三導光層
120‧‧‧光源
130‧‧‧反射式顯示面板
140‧‧‧光學膠
150‧‧‧外殼
160‧‧‧遮光塗層
170‧‧‧系統電路
172‧‧‧導線
174‧‧‧電路板
176‧‧‧彈性接觸件
180‧‧‧硬化層
190‧‧‧抗眩層
OP‧‧‧凹槽
L‧‧‧光線
D1‧‧‧第一方向
第1圖為依據本發明一實施例之顯示模組的剖面圖；第2圖繪示第1圖之顯示模組之局部仰視圖，其省略系統電路、反射式顯示面板與光學膠；第3圖為依據本發明另一實施例之顯示模組的剖面圖；第4圖為依據本發明另一實施例之顯示模組的剖面圖；第5A圖為依據本發明另一實施例之顯示模組的剖面圖；第5B圖為依據本發明另一實施例之顯示模組的剖面圖；以及第6圖為依據本發明另一實施例之顯示模組的剖面圖。
第1圖為依據本發明一實施方式之顯示模組10的剖面圖。如第1圖所示，於本實施方式中，顯示模組10包含導光模組100以及反射式顯示面板130。導光模組100包含導光元件110以及光源120。導光元件110由多層材料堆疊而成。導光 元件110用以傳導由光源120發出並提供給反射式顯示面板130的光。在本實施例中，導光元件110具有第一導光層112以及第二導光層114，第二導光層114位在第一導光層112上方。光源120例如為發光二極體，且設置在第一導光層112內。反射式顯示面板130例如為反射式液晶面板，反射式顯示面板130位在導光元件110下方，並透過光學膠140與導光元件110黏合。
第2圖為第1圖之顯示模組10之局部仰視圖，其省略系統電路170、反射式顯示面板130與光學膠140。同時參照第1圖及第2圖。導光元件110具有上表面110T、側表面110S以及下表面110B。上表面110T可劃分為顯示區DA與周邊區PA。下表面110B面對反射式顯示面板130，並透過光學膠140與反射式顯示面板130黏合。第一導光層112具有自下表面110B向內凹陷的凹槽OP。光源120設置於凹槽OP內，凹槽OP只位在第一導光層112內，而無延伸至第二導光層114。如第2圖所示，凹槽OP位在第一導光層112的角落。在一些實施例中，凹槽OP也可位在第一導光層112的側邊。具體來說，如第1圖所示，光源120與導光元件110的周邊區PA在第一方向D1上重疊，且光源120與導光元件110的顯示區DA在第一方向D1上不重疊。
回到第1圖，在本實施例中，第一導光層112的材料為聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)，具有介於1.49與1.6之間的折射率。第二導光層114的材料為聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate,PMMA)，具有介於1.4與1.49之 間的折射率。也就是說，第一導光層112的折射率大於第二導光層114的折射率，且光源120是設置在具有較大折射率的第一導光層112。換句話說，第一導光層112為主要導光層，透過第一導光層112與第二導光層114之間的折射率差異，使光線在第一導光層112內進行全反射的機率增加，增進光線傳導性並提升光均勻度。如此一來，可使反射式顯示面板130顯示出的畫面亮度更加均勻。在一些實施例中，第一導光層112與第二導光層114可以是透過雙料射出而形成的複合材料(PMC)。也就是說，第一導光層112與第二導光層114是同時形成且無需再透過膠體(例如光學膠)黏合。此外。第一導光層112與第二導光層114可視為傳統保護蓋與導光板之整合結構，因此可簡化傳統導光模組之保護蓋板與導光板需個別製作的程序複雜度。
在一些實施例中，顯示模組10還具有外殼150以及遮光塗層160。外殼150包圍導光元件110以及反射式顯示面板130。在本實施例中，外殼150覆蓋導光元件110的周邊區PA以及側表面110S。遮光塗層160可透過噴塗或印刷方式覆蓋外殼150表面。具體來說，在本實施例中，遮光塗層160可透過噴塗或印刷方式覆蓋外殼150的上表面，亦即，外殼150以及遮光塗層160定義出導光元件110的顯示區DA與周邊區PA。換句話說，遮光塗層160與導光元件110的周邊區PA在第一方向D1上重疊，而不與導光元件110的顯示區DA重疊。如此一來，外殼150及遮光塗層160可阻擋光源120的光線自周邊區PA洩漏。除此之外，遮光塗層160也覆蓋外殼150的側壁，可阻擋 光源120的光線自外殼150側向洩漏。如此一來，由於遮光塗層160可確保對光源120的遮蔽效果，因此用於製作外殼150的材料選擇彈性也可增加。
在一些實施例中，顯示模組10還具有系統電路170。系統電路170包含導線172、電路板174以及彈性接觸件176。在一些實施例中，顯示模組10為鍵盤或滑鼠的按鍵，並藉由反射式顯示面板130顯示文字或圖案。顯示模組10透過系統電路170控制反射式顯示面板130。反射式顯示面板130透過導線172電性連接電路板174。彈性接觸件176連接反射式顯示面板130與電路板174，且彈性接觸件176可做為反射式顯示面板130的開關。舉例來說，當外力施加於導光元件110或外殼150上時，彈性接觸件176受擠壓並電性連接電路板174而顯示圖案或去除圖案。當外力被移除時，彈性接觸件176則可將外殼150、導光元件110以及反射式顯示面板130推回至原始的位置(即第1圖中所示的狀態)。除此之外，顯示模組10所顯示的圖案是由反射式顯示面板130所決定，而非透過傳統按鍵上印刷形成的圖案。換句話說，系統電路170可變換反射式顯示面板130的顯示畫面，使得每個顯示模組10(例如為按鍵)所對應的文字或圖案可以任意更換。
舉例來說，高階的鍵盤應用(如電競用鍵盤)需要根據使用者設定彈性地變更輸入鍵上的標示文字或圖案，因此，透過系統電路170個別控制每個按鍵(即顯示模組10)中的反射式顯示面板130的顯示畫面，即可任意變換按鍵上的標示文字或圖案。
在一些實施例中，顯示模組10還具有硬化層180(Hard coating)，硬化層180覆蓋遮光塗層160與導光元件110。具體來說，在第1圖所示之實施例中，硬化層180覆蓋導光元件110的顯示區DA以及遮光塗層160位在周邊區PA的部分。硬化層180用於保護位在導光元件110的周邊區PA上的遮光塗層160，避免遮光塗層160脫落。此外，硬化層180具有耐磨性，並可增加導光元件110的結構強度，避免導光元件110因按壓而受損或刮傷。
在一些實施例中，顯示模組10還具有抗眩層190(Anti-glare)，抗眩層190覆蓋遮光塗層160與導光元件110。在本實施例中，抗眩層190位在硬化層180上。抗眩層190可降低光線於導光元件110的表面或硬化層180的表面被反射而干擾使用者的視線。
第3圖為依據本發明另一實施例之顯示模組10a的剖面圖。顯示模組10a與第1圖的顯示模組10大致相同，其差異在於導光模組100a之導光元件110a的第二導光層114a為光學膠，且第二導光層114a具有例如是1.47的折射率。這樣的設計，第一導光層112的折射率(即前述的PC，折射率1.49-1.6)仍大於第二導光層114a的折射率，使導光元件110a具有增進光線傳導性並提升光均勻度的效果。在一些其他實施例中，第一導光層112也可以是由PMMA組成(即第1圖中的第二導光層114)，而第二導光層114a為光學膠。也就是說，只要讓光源120所在的第一導光層112的折射率大於第二導光層114a之折射率即可。
第4圖為依據本發明另一實施例之顯示模組10b的剖面圖。顯示模組10b與第1圖的顯示模組10大致相同，其差異在於顯示模組10b的外殼150部分地覆蓋導光元件110的周邊區PA，並透過遮光塗層160覆蓋導光元件110的周邊區PA以阻擋光源120的光線。也就是說，在本實施例中，遮光塗層160是同時與外殼150以及導光元件110的上表面110T接觸。在一些其他實施例中，外殼150可以只包圍導光元件110的側表面110S。換句話說，外殼150可以是部分地與周邊區PA重疊或不與周邊區PA重疊，而僅透過遮光塗層160阻擋光源120的光線自周邊區PA洩漏。應理解到。雖然圖中之顯示模組10的上表面為平面，但本揭露並不以此為限。舉例來說，當顯示模組10為按鍵時，使用者施加外力按壓的表面(即從第4圖中抗眩層190上方朝向導光元件110按壓)，可根據外殼150與導光元件110的上表面110T的堆疊狀況而調整。如此一來，在不影響遮光塗層160遮蔽光源120的效果之狀況下，形成具有較佳觸感的按鍵。
第5A圖為依據本發明另一實施例之顯示模組10c的剖面圖。顯示模組10c的第一導光層112具有微結構1122，且微結構1122是形成於第一導光層112的下表面110B。舉例來說，微結構1122可為多個凸點，且可具有不同形狀。在不同實施例中，微結構1122可以是圓形、橢圓形、鋸齒型等。在一些實施例中，微結構1122可能透過射出成形或熱壓成型而製成。在其他實施例中，微結構1122也可能是印刷而形成的網點結構。微結構1122表面的角度變化可增加光源120的光線在第一 導光層112內各方向的傳遞，有助於提升導光元件110的亮度均勻性。
第5B圖為依據本發明另一實施例之顯示模組10d的剖面圖。顯示模組10d的第一導光層112具有微結構1122，且微結構1122是形成於第一導光層112與第二導光層114的介面。如第5B圖所示，當微結構1122位在第一導光層112與第二導光層114的介面時，還可增加往導光元件110的上表面110T行進的光線被導向反射式顯示面板130，以增加反射式顯示面板130的顯示亮度，例如圖中光線L所示之路徑。
第6圖為依據本發明另一實施例之顯示模組10e的剖面圖。顯示模組10e與第1圖的顯示模組10大致相同，其差異在於導光模組100b的導光元件110b具有第一導光層112、第二導光層114以及第三導光層116。在本實施例中，第三導光層116位在第一導光層112與光學膠140之間，也就是第一導光層112的下表面上。第三導光層116的折射率需小於第一導光層112的折射率，以利用第一導光層112與第三導光層116間的折射率差異，增加光線傳導性並提升光均勻度。在其他實施例中，第三導光層116也可以位在第一導光層112與第二導光層114之間、或位在第二導光層114的上表面(等同於第6圖中的導光元件110b的上表面110T上，只要第三導光層116的折射率小於第一導光層112的折射率即可。在一些實施例中，如同前述，若第一導光層112的材料若為PC，則第三導光層116的材料可以是PMMA。
在一些實施例中，不同導光層的寬度可以不同。 換句話說，導光元件110b的整個側表面110S可以是平面，也可以是非平面。舉例來說，如第6圖中所示，第三導光層116的寬度小於第一導光層112的寬度，也就是第三導光層116與導光元件110b的周邊區PA在第一方向D1上部分重疊。第三導光層116覆蓋部分第一導光層112的凹槽OP與部分光源120。在一些其他實施例中，第三導光層116與第一導光層112可以是大致對齊並重疊，因此第三導光層116可阻擋第一導光層112的凹槽OP。如此一來，可以避免光源120周邊較高亮度的光線自第一導光層112的凹槽OP露出。
在一些實施例中，導光元件110b透過第一導光層112、第二導光層114、或第三導光層116中之任一者或多者與外殼150黏合。舉例來說，在第6圖所示的實施例中，導光元件110b透過第一導光層112以及第二導光層114與外殼150黏合。換句話說，第三導光層116未與外殼150黏合，因此整個導光元件110b的側表面110S是部分地與外殼150黏合。
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。
10‧‧‧顯示模組
100‧‧‧導光模組
110‧‧‧導光元件
110T‧‧‧上表面
110S‧‧‧側表面
110B‧‧‧下表面
PA‧‧‧周邊區
DA‧‧‧顯示區
112‧‧‧第一導光層
114‧‧‧第二導光層
120‧‧‧光源
130‧‧‧反射式顯示面板
140‧‧‧光學膠
150‧‧‧外殼
160‧‧‧遮光塗層
170‧‧‧系統電路
172‧‧‧導線
174‧‧‧電路板
176‧‧‧彈性接觸件
180‧‧‧硬化層
190‧‧‧抗眩層
OP‧‧‧凹槽
D1‧‧‧第一方向

Claims (20)

  1. 一種導光模組，應用於一反射式顯示面板，包含：一導光元件，包含一第一導光層以及一第二導光層，其中該第二導光層位於該第一導光層上，且該第一導光層的折射率大於該第二導光層的折射率；以及一光源，設置於該第一導光層內，且該光源所位在的該第一導光層比該第二導光層更接近該反射式顯示面板。
  2. 如請求項1所述之導光模組，其中該第一導光層的材料為聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)。
  3. 如請求項1所述之導光模組，其中該第二導光層的材料為聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate,PMMA)。
  4. 如請求項1所述之導光模組，其中該第一導光層的折射率介於1.49與1.6之間，且該第二導光層的折射率介於1.4與1.49之間。
  5. 如請求項1所述之導光模組，其中該導光元件具有一周邊區以及一顯示區，該導光模組還包含：一遮光塗層，覆蓋該導光元件的該周邊區。
  6. 如請求項1所述之導光模組，還包含： 一外殼，包覆該導光元件；以及一遮光塗層，覆蓋該外殼。
  7. 如請求項5所述之導光模組，還包含：一硬化層，覆蓋該遮光塗層及該導光元件。
  8. 如請求項5所述之導光模組，還包含：一抗眩層，覆蓋該遮光塗層及該導光元件。
  9. 如請求項1所述之導光模組，其中該第一導光層的表面具有一微結構。
  10. 如請求項1所述之導光模組，還包含：一第三導光層，位在該第一導光層的下表面上、該第一導光層與該第二導光層之間、或該第二導光層上表面上，其中該第三導光層的折射率小於該第一導光層的折射率。
  11. 一種顯示模組，包含：一導光模組，包含：一導光元件，包含一第一導光層以及一第二導光層，其中該第二導光層位於該第一導光層上，且該第一導光層的折射率大於該第二導光層的折射率；以及一光源，設置於該第一導光層內；以及一反射式顯示面板，位於該導光元件下方，其中該光源所位在的該第一導光層比該第二導光層更接近該反射式顯示 面板。
  12. 如請求項11所述之顯示模組，其中該第一導光層的材料為聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)。
  13. 如請求項11所述之顯示模組，其中該第二導光層的材料為聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate,PMMA)。
  14. 如請求項11所述之顯示模組，其中該第一導光層的折射率介於1.49與1.6之間，且該第二導光層的折射率介於1.4與1.49之間。
  15. 如請求項11所述之顯示模組，其中該導光元件具有一周邊區以及一顯示區，該顯示模組還包含：一遮光塗層，覆蓋該導光元件的該周邊區。
  16. 如請求項11所述之顯示模組，還包含：一外殼，包覆該導光元件及該反射式顯示面板；以及一遮光塗層，覆蓋該外殼。
  17. 如請求項15所述之顯示模組，還包含：一硬化層，覆蓋該遮光塗層及該導光元件。
  18. 如請求項15所述之顯示模組，還包含： 一抗眩層，覆蓋該遮光塗層及該導光元件。
  19. 如請求項11所述之顯示模組，其中該第一導光層的表面具有一微結構。
  20. 如請求項11所述之顯示模組，還包含：一第三導光層，位在該第一導光層的下表面上、該第一導光層與該第二導光層之間、或該第二導光層上表面上，其中該第三導光層的折射率小於該第一導光層的折射率。
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