TWM557369U - 反射式顯示裝置 - Google Patents

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蔡宜育
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揚昇照明股份有限公司
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Abstract

一種反射式顯示裝置，包括導光板、至少一發光元件、反射式顯示面板、第一吸光部以及第一膠體層。發光元件設置於導光板的入光面旁。導光板具有第一區域以及第二區域。第一區域位於發光元件以及第二區域之間。反射式顯示面板設置於導光板的底面下方。第一吸光部設置於導光板的頂面與底面中之一的一側。第一膠體層設置於第一吸光部與導光板之間。第一吸光部位於第一區域中。反射式顯示面板的顯示區域位於第二區域中。在第一區域中，設置有第一吸光部之底面或頂面為平面。

Description

反射式顯示裝置
本新型創作是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種反射式顯示裝置。
一般的前光顯示器（Front Light Display）是透過膠體將導光板與顯示面板全黏合的方式設置，其顯示原理是當光束由導光板的入光面入射時，會在導光板中進行全內反射（Total Internal Reflection, TIR）。隨後，光束被微結構破壞全內反射而傳遞至顯示面板。顯示面板再將光束轉換成影像光束而穿透導光板傳遞至使用者。但在上述的架構中，導光板與顯示面板之間係透過膠體黏接。由於導光板與膠體之間的折射率差異非常小，而導致會有部分的光束會在導光板靠近入光端的一側穿透膠體傳遞至顯示面板靠近入光面的一部分，而不會在導光板內進行全內反射並依靠微結構傳遞到顯示面板的其他部分。也就是說，顯示面板在不同的部分所接受的光束的量是不均勻的，此現象造成了前光顯示器的畫面亮度不均勻（即亮帶現象），顯示品質不佳。
解決上述畫面亮度不均勻的一種方式是直接在靠近入光端的導光板處配置吸光層以吸收光束。但是這樣的做法卻導致了可在導光板全內反射的光束亦被吸收，造成畫面亮度下降，整體效率不佳。
“先前技術”段落只是用來幫助了解本新型創作內容，因此在“先前技術”段落所揭露的內容可能包含一些沒有構成所屬技術領域中具有通常知識者所知道的習知技術。在“先前技術”段落所揭露的內容，不代表所述內容或者本新型創作一個或多個實施例所要解決的問題，在本新型創作申請前已被所屬技術領域中具有通常知識者所知曉或認知。
本新型創作提供一種反射式顯示裝置，其能以在維持的良好的畫面亮度下並同時具有良好的顯示品質。
本新型創作的其他目的和優點可以從本新型創作所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。
本新型創作的反射式顯示裝置包括導光板、至少一發光元件、反射式顯示面板、第一吸光部以及第一膠體層。導光板，具有底面、頂面以及入光面。入光面與底面以及頂面連接，且底面相對於頂面。發光元件設置於入光面旁。導光板更具有第一區域以及第二區域，且第一區域位於發光元件以及第二區域之間。反射式顯示面板設置於底面下方。第一吸光部設置於導光板的頂面與底面中之一的一側。第一膠體層設置於第一吸光部與導光板之間。第一吸光部位於第一區域中，且反射式顯示面板的顯示區域位於第二區域中。在第一區域中，設置有第一吸光部之底面或頂面為平面。
在本新型創作的一實施例中，上述的反射式顯示裝置更包括第二吸光部以及第二膠體層。第二吸光部設置於導光板的頂面與底面中之另一側。第二吸光部位於第一區域中，且設置有第二吸光部之底面或頂面為平面。第二膠體層設置於第二吸光部與導光板之間。第一膠體層與第二膠體層中位於頂面的一側的膠體層的折射率大於或等於位於底面的一側的膠體層的折射率。
在本新型創作的一實施例中，上述的第一吸光部設置於導光板的底面的一側，且第二吸光部設置於導光板的頂面的一側。
在本新型創作的一實施例中，上述的第一吸光部位於反射式顯示面板中。
在本新型創作的一實施例中，上述的導光板更包括多個光學微結構。這些光學微結構設置於導光板在第二區域中的底面與頂面中至少其中之一。
在本新型創作的一實施例中，上述的反射式顯示裝置滿足以下的條件式： ， a表示為第一吸光部的寬度，t表示為導光板的厚度，n’表示為第一膠體層的折射率，且n表示為導光板的折射率。
在本新型創作的一實施例中，上述的反射式顯示面板更具有黑框。黑框位於第一區域中，且反射式顯示裝置更滿足以下的條件式 ， 其中，b表示為黑框的寬度。
在本新型創作的一實施例中，上述的反射式顯示裝置滿足以下的條件式： ，以及 ， 其中，a表示為第一吸光部的寬度，c表示為第二吸光部的寬度，t表示為導光板的厚度，n’表示為第一膠體層的折射率，n’’表示為第二膠體層的折射率，且n表示為導光板的折射率。
在本新型創作的一實施例中，上述的反射式顯示面板更具有黑框。黑框位於第一區域中，且反射式顯示裝置更滿足以下的條件式： ， 其中，b表示為黑框的寬度。
在本新型創作的一實施例中，上述的第一膠體層與第二膠體層的材料不同。
基於上述，在本新型創作的實施例的反射式顯示裝置中，透過將吸光部設置於導光板的第一區域的其中一側，可以消除亮帶現象，因此反射式顯示裝置具有的畫面亮度較為一致而具有良好的顯示品質。並且，在第一區域中，設置有吸光部的導光板的底面為平面，因此本新型創作的實施例的反射式顯示裝置的顯示畫面能夠維持良好的畫面亮度。
為讓本新型創作的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
有關本新型創作之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本新型創作。
圖1繪示為本新型創作的一實施例的一種反射式顯示裝置的剖面示意圖。
請參照圖1，在本實施例中，反射式顯示裝置100包括導光板110、發光元件120、反射式顯示面板130、第一吸光部140以及第一膠體層150。於以下的段落中，會詳細地說明上述各元件。
導光板（Light Guide Plate, LGP）110係為在反射式顯示裝置100中引導光束的傳遞方向的光學元件。導光板110具有底面112、頂面114、入光面116以及側面118。入光面116與底面112與頂面114連接。底面112相對於頂面114。入光面116相對於側面118。在本實施例中，導光板110更具有第一區域R1以及第二區域R2。在本實施例中，導光板110更包括多個光學微結構111。光學微結構111形成於在導光板110中對應於第二區域R2的底面112上。於一實施例中，光學微結構111也可以形成在導光板110中對應於第二區域R2的頂面114上。於另一實施例中，光學微結構111也可以同時形成在導光板110中對應於第二區域R2的底面112以及頂面114上，本新型創作並不以此為限制。光學微結構111例如是可透過噴墨製程、射出製程、熱滾壓製程等方式來形成，本新型創作並不以此為限制。接著，在本實施例中，導光板110的材料可為聚碳酸酯（Polycarbonate, PC）、聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethylmethacrylate, PMMA）、玻璃（Glass）或其所組成的群組，本新型創作並不以此為限制。
發光元件120係泛指具有發光功能的光學元件。發光元件120可為發光二極體（Light Emitting Diode, LED）、有機發光二極體（Organic Light Emitting Diode, OLED）、聚合物有機發光二極體（Polymer Light Emitting Diode, PLED）或雷射二極體（Laser Diode, LD）等具有發光功能的光學元件，但不以此為限。在本實施例中，發光元件120為發光二極體。
反射式顯示面板130（Reflective Display Panel）係為藉由將外加的光束反射而成影像光束的一種影像提供元件。反射式顯示面板130可為反射式矽基液晶顯示面板（Liquid Crystal on Silicon, LCOS）或電子紙顯示面板（E-paper Display），但不以此為限制。在本實施例中，反射式顯示面板130為矽基液晶顯示面板。
第一吸光部140係泛指具有吸光功能的光學元件。第一吸光部140的材料可為聚酯薄膜（Polyethylene terephthalate, PET）、染色橡膠或染色PET，但不以此為限制。在本實施例中，第一吸光部140的材料選用黑色聚酯薄膜。
第一膠體層150的材料可為矽膠（Silicone）、聚甲基丙烯酸甲酯或其所組成的群組，但不以此為限制。在本實施例中，第一膠體層150的材料選用矽膠。
於以下的段落中會詳細地說明上述各元件彼此之間的配置關係。
請參照圖1，至少一發光元件120設置於導光板110的入光面116旁。於圖1中，以一個發光元件120繪示於入光面116旁為例，於其他的實施例中，可以是多個發光元件120設置於入光面116旁，本新型創作並不以此為限制。導光板110的第一區域R1位於發光元件120與導光板110的第二區域R2之間。第一吸光部140設置於導光板110的頂面114與底面112中之一的一側。於本實施例中，第一吸光部140設置於導光板110的底面112的一側S2，且位於第一區域R1中。反射式顯示面板130設置於底面112下方，且反射式顯示面板130中具有顯示功能的顯示區域DR位於第二區域R2中。第一膠體層150設置於第一吸光部140與導光板110之間，且設置於反射式顯示面板130與導光板110之間。第一吸光部140與反射式顯示面板130透過第一膠體層150黏合於導光板110。在第一區域R1中，設置有第一吸光部140的底面112或頂面114為平面。以圖1為範例，設置有第一吸光部140的底面112為平面112a。
於其他的實施例中，第一吸光部140可以設置於導光板110的頂面114的一側S1，本新型創作並不以此為限制。
在本實施例中，在第一區域R1中，沒有設置有第一吸光部140的頂面114為平面114a。但在其他的實施例中，沒有設置有第一吸光部140的頂面114也可以設置微結構，以調整光學路徑。
於以下的段落中會詳細地說明反射式顯示裝置100中光束的傳遞方式以及光學效果。
當發光元件120發出光束B時，光束B由入光面116進入導光板110。由於位於導光板110的相對兩側S1、S2的介質（空氣、第一膠體層150）的折射率皆小於導光板110，因此，光束B進入導光板110後，其中入射導光板110與相對兩側S1、S2的界面之入射角度大於等於在導光板110內全內反射之臨界角的部分光束B1可以在導光板110的頂面114以及底面112之間進行一至多次的全內反射。直到當光束B1傳遞至位於第二區域R2的光學微結構111時，光束B1的全內反射現象被光學微結構111所破壞，而穿透第一膠體層150並傳遞至反射式顯示面板130。反射式顯示面板130再將光束B1反射而成影像光束IB。因此，使用者（未示出）可在第二區域R2對應觀看到反射式顯示裝置100的影像畫面，亦即，第二區域R2為反射式顯示裝置100的顯示區域。相對而言，由於在第一區域R1出光的光束並未被反射式顯示面板130所反射，因此第一區域R1為反射式顯示裝置100的非顯示區域。
接著，由於光束B進入導光板110後，其中入射導光板110與相對兩側S1、S2的界面之入射角度小於在導光板110內全內反射之臨界角的部分光束B2並無法在導光板110內以全內反射的方式進行傳遞，因此在第一區域R1中，光束B2即直接經由底面112而穿透第一膠體層150並被第一吸光部140所吸收。
承上述，在本實施例的反射式顯示裝置100中，透過將第一吸光部140設置於發光元件120與第二區域R2之間的第一區域R1，可以消除因光束B2而衍生的亮帶現象。因此，本實施例的反射式顯示裝置100所顯示的畫面亮度較為一致，而具有良好的顯示品質。接著，根據司乃爾定律（Snell’s Law）可知，光束B2無法經由全內反射的方式來傳遞至反射式顯示面板130，換言之，光束B2本來即無法提供給反射式顯示面板130。因此，即使第一吸光部140吸收光束B2，也不會降低反射式顯示裝置100的效率。
再者，由於第一膠體層150設置於第一吸光部140與導光板110之間，因此光束B1能夠在底面112與頂面114之間進行全內反射而不會穿透第一膠體層150被第一吸光部140所吸收。並且，在第一區域R1中，設置有第一吸光部140的底面112為平面112a，因此光束B1能夠順利地於導光板110內進行全內反射，而不會因為被在第一區域R1中的底面112的其他形狀散射而傳遞至第一吸光部140。是以，光束B1能夠成功地傳遞至反射式顯示面板130而使其所顯示出的顯示畫面能夠維持一定的亮度。
此外，在本實施例中，反射式顯示裝置100滿足以下的條件式： 在上述的不等式中，a表示為第一吸光部140的寬度，t表示為導光板110的厚度，n’表示為第一膠體層150的折射率，且n表示為導光板110的折射率。以導光板110的厚度t為2毫米，且導光板110的材質為PMMA（折射率n為1.49），第一膠體層150的材質為矽膠（折射率n’為1.41）為例，在上述條件下，第一吸光部140的寬度a至少大於2.9毫米（mm）。透過上述的寬度設計，可較為確保光束B2能夠完整地被第一吸光層140所吸收。進一步來說，第一吸光部140的寬度a更滿足以下的條件式： 在上述的不等式中，w代表的是導光板110的寬度。
在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的部分內容，省略了相同技術內容的說明，關於相同的元件名稱可以參考前述實施例的部分內容，下述實施例不再重複贅述。
圖2繪示為本新型創作的另一實施例的一種反射式顯示裝置的剖面示意圖。
圖2示出的反射式顯示裝置100a大致類似於圖1的反射式顯示裝置100，其主要差異在於：反射式顯示裝置100a更包括第二吸光部160與第二膠體層170，而第二吸光部160的功能以及材料的選用類似於第一吸光部140，第二膠體層170的功能以及材料的選用類似於第一膠體層150，於此不再贅述。第二吸光部160設置於導光板110的頂面114與底面112中的另一側。具體而言，第二吸光部160設置於導光板110的頂面114的一側S1，且位於第一區域R1中。設置有第二吸光部160的底面112或頂面114為平面。以圖2為範例，設置有第二吸光部160的頂面114為平面114a。第二膠體層170設置於第二吸光部160與導光板110之間。接著，第一膠體層150與第二膠體層170中位於頂面114的一側的膠體層的折射率大於或等於位於底面112的一側的膠體層的折射率，且第一膠體層150與第二膠體層170的材料可為相同或不同。具體而言，在本實施例中，第一膠體層150係位於底面112一側S2的膠體層。第二膠體層170係位於頂面114一側S1的膠體層。第二膠體層170的折射率n’’大於第一膠體層150的折射率n’，且第一膠體層150與第二膠體層170的材料不同。具體而言，第一膠體層150的材料選用為矽膠（Silicone，折射率為1.41），而第二膠體層170的材料選用為聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA，折射率為1.49）。但在其他的實施例中，第一膠體層150的折射率等於第二膠體層170的折射率，且第一膠體層150與第二膠體層170的材料相同。此外，在本實施例中，第二吸光部160的寬度c等於第一吸光部140的寬度a。
在本實施例中，反射式顯示裝置100a更滿足以下的條件式： ，以及 ， 在上述的不等式中，c表示為第二吸光部160的寬度，而其他的參數以及功效類似於圖1中實施例的相關描述，於此不在贅述。在本實施例中，第二吸光部160的寬度c等於第一吸光部140的寬度a。
承上述，在本實施例的反射式顯示裝置100a中，由於在第一區域R1中的導光板110的一側S2設置第一吸光部140之外，在第一區域R1中的導光板100的另一側S1更設置第二吸光部160，因此本實施例的反射式顯示裝置100a消除亮帶現象的能力更為顯著。接著，在本實施例的反射式顯示裝置100a中，透過將第二膠體層170的折射率n’’設計成大於或等於第一膠體層150的折射率n’，可以避免漏光現象。
圖3繪示為圖2中反射式顯示裝置100a與習知技術的前光顯示器的亮度距離關係圖。
請參照圖3，在圖3中，橫軸表示為由入光面至側面的距離（單位為公釐（mm））。縱軸表示為相對亮度百分比（%），其中反射式顯示裝置100a在第二區域R2所顯示的影像畫面的中心亮度被定義為100%。因此，由圖3可看出，本實施例的反射式顯示裝置100a的鄰近入光面116一處的亮度相對於習知技術中的前光顯示器的鄰近入光面一處的亮度明顯地降低。
圖4繪示為本新型創作的又一實施例的一種反射式顯示裝置的剖面示意圖。
圖4示出的反射式顯示裝置100b大致類似於圖2的反射式顯示裝置100b，其主要差異在於：在本實施例中，反射式顯示面板130b更包括上基板132、下基板134、黑框136以及顯示介質138。黑框136（Black Matrix）與顯示介質138位於上基板132與下基板134之間，且黑框136與顯示介質138構成同一層。黑框136可例如用於遮蔽反射式顯示裝置100b的掃描驅動電路等構件。於本實施例中，黑框136位於該第一區域R1中。由於在反射式顯示面板130b中的黑框136具有吸收光束的作用，因此黑框136的功能類似於上方所述及的第一吸光部140以及第二吸光部160的功能。因此，在本實施例中，第一吸光部140以及黑框136會共同吸收由導光板110在第一區域R1中由底面112出光的光束。
在本實施例中，反射式顯示裝置100b更滿足以下的條件式： ， 在上述的不等式中，b表示為黑框136的寬度，而其他的參數以及功效類似於圖1中實施例的相關描述，於此不在贅述。
圖5繪示為本新型創作的再一實施例的一種反射式顯示裝置的剖面示意圖。
圖5示出的反射式顯示裝置100c大致類似於圖4的反射式顯示裝置100b，其主要差異在於：在本實施例中，反射式顯示面板130c的寬度與導光板110的寬度w相同。第一吸光部140c位於反射式顯示面板130c中，且例如是作為反射式顯示面板130c中的黑框。
綜上所述，在本新型創作的實施例的反射式顯示裝置中，透過將吸光部設置於導光板的第一區域的其中一側，可以消除亮帶現象，因此反射式顯示裝置具有的畫面亮度較為一致而具有良好的顯示品質。接著，也可在導光板的第一區域的相對兩側皆設置吸光部，消除亮帶現象的效果會更加顯著。此外，在第一區域中，設置有吸光部的導光板的底面為平面，因此能夠在導光板內以全內反射行進的光束不會被此處的形狀所影響而散射，而可成功地傳遞至反射式顯示面板，因此本新型創作的實施例的反射式顯示裝置的顯示畫面能夠維持一定的亮度。
惟以上所述者，僅為本新型創作之較佳實施例而已，當不能以此限定本新型創作實施之範圍，即大凡依本新型創作申請專利範圍及新型創作說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型創作專利涵蓋之範圍內。另外本新型創作的任一實施例或申請專利範圍不須達成本新型創作所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本新型創作之權利範圍。此外，本說明書或申請專利範圍中提及的“第一”、“第二”等用語僅用以命名元件（Element）的名稱或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量上的上限或下限。
100、100a、100b、100c‧‧‧反射式顯示裝置
110‧‧‧導光板
111‧‧‧光學微結構
112‧‧‧底面
112a、114a‧‧‧平面
114‧‧‧頂面
116‧‧‧入光面
118‧‧‧側面
120‧‧‧發光元件
130、130b、130c‧‧‧反射式顯示面板
132‧‧‧上基板
134‧‧‧下基板
136‧‧‧黑框
138‧‧‧顯示介質
140、140c‧‧‧第一吸光部
150‧‧‧第一膠體層
160‧‧‧第二吸光部
170‧‧‧第二膠體層
a‧‧‧第一吸光部的寬度
b‧‧‧黑框的寬度
c‧‧‧第二吸光部的寬度
B、B1、B2‧‧‧光束
DR‧‧‧顯示區域
IB‧‧‧影像光束
R1‧‧‧第一區域
R2‧‧‧第二區域
S1、S2‧‧‧導光板的相對兩側
t‧‧‧導光板的厚度
w‧‧‧導光板的寬度
圖1繪示為本新型創作的一實施例的一種反射式顯示裝置的剖面示意圖。 圖2繪示為本新型創作的另一實施例的一種反射式顯示裝置的剖面示意圖。 圖3繪示為圖2中反射式顯示裝置與習知技術的前光顯示器的亮度距離關係圖。 圖4繪示為本新型創作的又一實施例的一種反射式顯示裝置的剖面示意圖。 圖5繪示為本新型創作的再一實施例的一種反射式顯示裝置的剖面示意圖。

Claims (10)

  1. 一種反射式顯示裝置，包括： 一導光板，具有一底面、一頂面以及一入光面，該入光面與該底面以及該頂面連接，且該底面相對於該頂面； 至少一發光元件，設置於該入光面旁，其中該導光板更具有一第一區域以及一第二區域，且該第一區域位於該發光元件以及該第二區域之間； 一反射式顯示面板，設置於該底面下方； 一第一吸光部，設置於該導光板的該頂面與該底面中之一的一側；以及 一第一膠體層，設置於該第一吸光部與該導光板之間， 其中，該第一吸光部位於該第一區域中，且該反射式顯示面板的顯示區域位於該第二區域中， 在該第一區域中，設置有該第一吸光部之該底面或該頂面為平面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的反射式顯示裝置，更包括： 一第二吸光部，設置於該導光板的該頂面與該底面中之另一側，其中該第二吸光部位於該第一區域中，且設置有該第二吸光部之該底面或該頂面為平面；以及 一第二膠體層，設置於該第二吸光部與該導光板之間， 其中該第一膠體層與該第二膠體層中位於該頂面的一側的膠體層的折射率大於或等於位於該底面的一側的膠體層的折射率。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的反射式顯示裝置，其中該第一吸光部設置於該底面的一側，且該第二吸光部設置於該頂面的一側。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的反射式顯示裝置，其中該第一吸光部位於該反射式顯示面板中。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的反射式顯示裝置，其中該導光板更包括多個光學微結構，且該些光學微結構設置於該導光板在該第二區域中的該底面與該頂面中至少其中之一。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的反射式顯示裝置，其中該反射式顯示裝置滿足以下的條件式： ， 其中，a表示為該第一吸光部的寬度，t表示為該導光板的厚度，n’表示為該第一膠體層的折射率，且n表示為該導光板的折射率。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的反射式顯示裝置，其中該反射式顯示面板更具有一黑框，位於該第一區域中，且該反射式顯示裝置更滿足以下的條件式： ， 其中，b表示為該黑框的寬度。
  8. 如申請專利範圍第2項所述的反射式顯示裝置，其中該反射式顯示裝置滿足以下的條件式： ，以及 ， 其中，a表示為該第一吸光部的寬度，c表示為該第二吸光部的寬度，t表示為該導光板的厚度，n’表示為該第一膠體層的折射率，n’’表示為該第二膠體層的折射率，且n表示為該導光板的折射率。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的反射式顯示裝置，其中該反射式顯示面板更具有一黑框，位於該第一區域中，且該反射式顯示裝置更滿足以下的條件式： ， 其中，b表示為該黑框的寬度。
  10. 如申請專利範圍第2項所述的反射式顯示裝置，其中該第一膠體層與該第二膠體層的材料不同。
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