TWI262462B - Display panel comprising a light guide - Google Patents

Description

1262462 ⑴ 玖、發明說明 (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明） 技術領域 本發明關於一顯示面板，其包含一光波導板，一面對光 波導板之第二板，一可動元件位於光波導板與第二板之間 用以耦合光於光波導板之外，光波導板有一面對可動元件 之接觸表面以便接觸可動元件，第二板具有面對可動元件 之接觸表面以與可動元件接觸，可動元件具有與面對光波 導板之第-接觸表©用以與光波導板接觸 之第二接觸表面以與第二板接觸，用以降低可動元 黏接之裝置包含粗縫度以位於光波導板之接觸表面，其粗 I度R2位於可動疋件之第一接觸表面’至少粗梭度R1及粗 112大於5nm，二者粗才造度及粗縫度R2小於100nm，及包 含電極以將可動元件之接觸表面與光波導板之各接觸表面 及第一板之接觸表面成局部接觸。 先前技術 在首段所提及型3夕站—^ , 99/28890。 “之顯不面板之貫施例曾揭示於wo 已知之顯示面板包含一螢光材料之光 面板令，操作時，氺太A Μ 隹d顯不 波導拓二後被陷住，俾此第-板構成-光 渡V板，一第二板，右— 帝H 在—板之間有一可動元件。施加適當 二、、導板之電極’第二板及可動元件時，可動元件 局4與光波導板或第二板接觸牛 共同雷榀如 』切几忏上之電極亦稱為· 、 。在可動70件與光波導板接觸之處，#作時 被轉合至光波導板以外，並散射至可動二光 丑政射至可動7C件之外。光被耦 (2) 1262462 發明卿月續頁 」Λ ^ Λ s 合至光波導板之外之處稱為圖傻 口 V 7L件。以調節光是否耦合 至圖像元件，一影像為其代表。 粗糙度R1及R2出現在面對可說一 μ #」動tl件之光波導板之接觸 表面，以降低黏性范德瓦斯力 L 4刀方式以降低可動元件對光波 導板之黏性。粗糙性之定義為# 句表面輪廓被限制住之距離範 圍，如以原子力顯微鏡所測者。

J ^ 已知，如至少一粗糙度IU 及以大於5 _時，范德瓦斯力可大幅降低。另一方面，如 -㈣度IU及R2大於⑽_，可動元件與光波導板間之光 接觸則降低，故光耦合至光浊逡 王尤友V板之外則嚴重變小。此 ’反黏接層備於光波導板盘可 从k 恢/、了動兀件之間，及備於可動元 & 棺|牛低化學黏接力之強度而降低 可動兀件與各板之黏接性。 面對可動元件之二板之表 之γ U n 之電極以一厚度為一微米 之，、.巴、吟層與可動元件上之丘 在杏、*道k u 之/、〇电極分開。此等絕緣層出現 《電極上及第二板上’以防止與可動元件上 =同電極之直接電接觸。該絕緣層代表板之接觸表面。 因此，面對其它構件之一 .. 干弋接觸表面，不論被此層芸 住與否’其可與其他構件作直接f接觸。 已知頌不衣置之缺點為其需要相當大之能量 壓於電極後，佶Φ、士谨 月b在加電 後使先波導板與可動元件接觸。因 已知田板需要相當大能量。 丁 發明内容； 本發明之目的為提供一首段所提之 當少之能量即可操作。 自而要相 (3) 1262462 發_朗，礙 此目的之達成係因為降低黏接之裝置，尚包含一粗糙度 R3於第二板之接觸面，及粗糙度以於可動元件之第二接觸 兀件，粗糙度R1及R2二者較至少一粗糙度Κ3Λί14為小。 本發明人認為加電壓於電極上而使光波導板與可動元件 接觸之遮夏，如果粗糙度R3出現在面對可動元件之第二板 之接觸表面，及粗糙度R4出現在面對第二板之可動元件之 接觸表面時則較小。如至少一粗糙度R3&R4大於5 _，在 第一板與可動元件間之范德瓦斯力可大幅降低，導致顯示 面板需要相當小之能量即可使光波導板與可動元件局部接 觸。僅考慮范得瓦斯力，並無理由使粗缝度们及以超過5 麵。但，發明人進一步認為粗链度R3及R4在第二板與可動 元件間之弘壓i可影冑第二板與可動元件間之吸引電力。 此吸引電力係與第二板上電極及可動元件上之共同電極間 之距離平方成反比。以第二板及可動元件言，其經由表面 接觸而黏在-起’此一吸引電力相當大。欲使其分開，此 相當大之吸引電力必須克服，實際上甚為困難以移除電壓 :方式消除此吸引電力。如第二板與可動元件間之距離較 大，可動疋件與第二板不會因表面接觸而黏接一起，即， 接觸表面最多在突出之尖端彼此接觸以保護各表面或二表 終一因而甚易將其分開。甚為明_，如可動元件與第二板 ’可動元件上電極與阻止接觸之光波導板間之電 大。利用粗咖在面對可動元件之第二板之接 =面上，及利用粗糖度财面對第二板之可動元件之接 觸表面上’則較小之可動元件與第二板間之吸引電力，如 (5) 1262462 _輝明师 ’粗縫度R4在1〇〇 nm至1000 nm之範圍。此等範圍為出現在 可動元件之較佳粗糙度範圍。此外，當粗糙度以為丄⑽至 a 1000 nm時，在圖像元件之發射光之各向同性甚大。 如至少一粗糙度R2及R4自可動元件無機物突出達成則 _ 甚為理想。當可動元件與一板接觸時，該無機物突出不易 受到见德瓦斯力引起之彈性及/或塑料變形之影塑，因此 可防止范得瓦斯黏性引起之彈性及/塑料變形。如有一體積 之可動元件包含選自包含非結晶玻璃及結晶聚合體層一組 · 之矩陣層，以^”/。之體積由^〇2顆粒佔據，其直徑⑻ 至400 nm之間，及一氧化銦錫層則更佳。該矩陣層可以非 晶玻璃狀態，晶態或混合之非晶玻璃/晶態以使聚合體材料 硬度與晶態有機材料相似。此等矩陣層為Paryle⑽，多異丁 烯酸甲酯，氟聚合體及聚亞硫氨層。此等材料不易受塑料 變形及/或蠕變影響。可動元件可在面對光波導板之表面有 一表面粗糙度約為30_50 nm之範圍，如由丁丨〇2顆粒構成自 可動元件穿出’及面對第二板表面之粗链度為跡議麵 之範圍。可動元件之厚度可在一或二微米之間。導雷之^ φ 化銦錫（ITO)層代表跨可動元件之全部表面之共同電極以 便施加電壓於可動元件。該IT〇層為透明以防止光導板與接 觸表面間之接觸表面放射之光被吸收。ΙΤ〇層之較佳厚度為 * 約為30-50 nm。可動元件自光波導擷取之光由散射中心如 ， 丁ι〇2及可動疋件二側上之表面粗糙度所散射。小於微 ： 未之顆粒媒法有效散射光。大於一微米或之顆粒太大而無 法適當限於可動元件之内。 -10- 1262462 ⑹ 發'輕月職 顯示面板為顯示裝置 ’其用以施加電壓至 本發明之顯示面板之-實施例中， 之-部分。顯示裝置尚包含選擇裝置 電極’視顯示之影像資訊而定。 實施方式 一，1_中”，、員不面板21包含一光波導板2, 一可動元件3, ^ 一弟二板4。電極5，6配置在面對可動元件3之 及第二板4之-伽扣_ 工收¥板 H示面板21包含-蓋元子件7與光波琴

板2連接，因而構成一空間8。顯示面板21尚含一光源 源9產生之光斗人5古、士 汁σ至先波導板2。光在光波導板2中傳播，连 於内邛反射而然法自光波導板2逸出，除非圖2所示之 ，生。圖2顯示可動元件3局部位於光波導板2之上。在^ 光進入可動元件。可動元件3將光散射俾其能難 I頁不面板2卜該光可在二側或一側發出。

稱為矩陣層’其中備有散射中心。該散射中心可由盘矩陣 層材料不同之材料形成，或由矩陣中之氣泡形成。進入可 動兀件3之光由散射中心散射。圖2中，由直箭頭所示。此 2中亦顯示出面對可動元件3之光波導板2之接觸表面 面對光波導板2之可動元件3之接觸表面ΐ5，面對可動 兀件3之第二板4之接觸表面16’及面對第二板4可動元件3 之接觸表面17。 切兀件3 一圖3中，可動元件3以隔片12及"將其配置於光波導板] 弟一板4之間。一共同電極25為可動元件3之一部分 電極W面對光波導板2之可動元件3之—側，可： -II- 1262462 ⑺ 發麵明續頁、 面對第二板4之可動元件3之一側，或甚至為可動元件3體之 一部分。電極5及6被絕緣層10及11所蓋住以預防可動元件3 上之共同電極與電極5與6間之直接電接觸。在光波導板2 上之絕緣層1 0如共同電極2 5在面對第二板4之可動元件3之 · 一側則不必要。施加適當電壓至電極5及6及可動元件3上之 共同電極25上時，即產生電力F，該力壓縮可動元件3抵住 光波導板2上之電極5。該電極為透明及由IT〇組成。可動元 件3與光波導板2間之接觸使光離開光波導板2及進入在接 · 觸位置之可動元件3。在可動元件3中，光被散射並經透明 電極5及光波導板2離開顯示面板2 1。在面對可動元件之光 波板2之接觸表面14之粗链度R1，及在面對光波導板2之 可動元件3之接觸表面15之粗糙度…之存在可降低可動元 件3與光波導板2之黏接。至少一粗糙度以丨及们為大於5 nm ’及一R1及R2之粗链度為小於1〇〇 nm。在面對第二板4之 可動元件3之接觸表面16之粗糙度r3，及在面對第二板*之 可動元件3之接觸表面17之粗糙度R4，二粗糙度r 1及R2小 於至少粗糙度R3與R4之一，因此可降低可動元件3黏接至 * 第二板4。較佳為至少一粗糙度幻與!^大於1〇〇 nm及二粗 糙度R3及R4小於1〇〇〇 nm。如粗糙度们大於粗糙度R1及粗 糙度R4大於粗糙度R3，光波導板2及第二板4可能有面對可 動元件3之平滑接觸表面，此點在製造程序中甚易實現。特 別是’粗糙度之較佳範圍出現在面對光波導板2及第二板4 之可動元件3接觸表面：粗糙度&2在5-100 nm之範圍，粗糙 度R3贊100-1000 nm之範圍。 1262462 圖4中矩陣層丨8為一非晶玻璃層。矩陣層以亦可為晶態聚 。拉層例如，此等層為ParyIene，多異丁烯酸甲酯，氟聚 合體及聚亞硫氨層。同時，交差鏈接之聚合體層具有與非 晶態玻璃或晶態聚合體層等之機械特性者亦可使用。矩陣 層18之厚度較佳在〇·5及3微米，最佳為^微米之間。散射 顆粒19亦作為無機突出物24，以丁i〇2，βν ,心〇2 , ’ Si3N4及AL203製成。散射顆粒19之尺寸較佳在2〇〇_4〇〇 nm之間。散射顆粒19之濃度在卜观之間。較佳為濃度在1 着 及25%之間。矩陣層18與散射顆粒19間之折射係數大於〇·ι 。因差異較小，散射顆粒19之散射效率甚低。良好之散射 結果在折射係數大於〇·5時可獲得。散射材料19較佳之材料 為丁i〇2，BN及AL203，因此等材料實際上無色。矩陣材料 '8之折射係數較佳為接&光波導板2之才斤射係數，即，折射 係數約為0.2。此時，光波導板2與可動元件3間之接觸表面 之反射甚小。備有一導電之氧化銦錫層20用以施加電壓至 可動元件。 圖5中，顯示裝置1包含顯示面板21及選擇裝置22用以施 · 加電壓至電極5，6及25，視待顯示之圖像資訊而定。 圖式簡單說明 本發明之各特性將進一步配合圖式加以說明，圖中· * 圖1為顯示面板之剖面圖， β 圖2為顯示面板之一部分略圖， 圖3為顯示面板一部分之詳細圖， 圖4為可動儿件略圖’及 -13- 1262462 (9) 發明說明賴 圖5為顯示裝置略圖。 以上圖式為略圖而未合比例，圖中相同參考號碼代表對 應零件。 圖式代表符號說明 2 光波導板 3 可動元件 4 第二板 5 電極 6 電極 7 蓋子元件 8 空間 9 光源 10 絕緣層 11 絕緣層 12 隔片 13 隔片 14 接觸表面 15 接觸表面 16 接觸表面 17 接觸表面 18 矩陣層 19 散射顆粒 20 氧化銦錫層 21 顯示面板

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22 選擇裝置 24 無機突出物 25 電極 發明說明續頁

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Claims (1)

126246£〇91134301號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(95年2月） if 1 1 拾、Θ請專利範圍 L 一種顯示面板（2丨），包含：一光波導板（2) ; _面對1光 波導板（2)之第二板（4); 一位於該光波導板（2)與該 板（4)間之可動元件（3)，該可動元件（3)係用於局部耦合 來自忒光波導板（2)之光線，該光波導板（2)具有一面對 該可動元件（3)以接觸該可動元件（3)之接觸表面（14)，該 第二板（4)有一面對該可動元件（3)以接觸該可動元件（3) 之接觸表面（16)，該可動元件（3)有一面對該光波導板（2) 以接觸3光波導板（2)之第一接觸表面（15)，及一面對該 第二板（4)以接觸該第二板（4)之第二接觸表面（17)，用於 降低該可動元件與板（2、4)黏接之裝置包含一位於該光 波導板（2)之接觸表面（14)上的粗糙度R1及一位於該可 動元件之第一接觸表面（1 5)上的粗糙度r2，該等粗糙度 R1及R2之至少一粗糙度大於5 nm，且該等粗糙度R1& R2皆小於1〇〇 ηιη ;以及電極（5、6、25)，用於使該可動 元件之該等接觸表面（15 ' 17)分別局部接觸於該光波導 板（2)之接觸表面（14)及該第二板（4)之接觸表面（16)， 其特徵為用於降低黏接之裝置進一步包含一位於該第 二板（4)之接觸表面（16)上的粗糙度R3及一位於該可動 兀件（3)之第二接觸表面（π)上的粗糙度R4，該等粗糙度 R1及R2小於該等粗糙度R3及R4之至少一粗糙度。 2·如申請專利範圍第1項之顯示面板（21)，其特徵為該等粗 綠度R3及R4之至少一粗糙度大於1〇〇 nm，且該等粗糙度 R3及R4皆小於1 〇〇〇 nm。

1262462 3·如中請專利範圍第1項之顯示面板⑼，其特徵為該粗 I度R2大於忒粗糙度R丨，及該粗糙度R4大於該粗糙度 R3。 4. 如申凊專利範圍第3項之顯示面板⑼，其特徵為該粗縫 度R2在5 nm&100 nm之範圍，該粗糙度R4在丨〇〇·ι〇⑻ nm之範圍。 5. 如申請專利範圍第3項之顯示面板（21)，其特徵μ㈣ 糙度R2及R4之至少一粗糙度係由該自可動元件（3)之無 機突出物（24)實現。 … 6·如申請專利範圍第5項之顯示面板（21)，其特徵為具有 體積之該可動元件（3)包含：一矩陣層（18)，其係選自 一由非晶玻璃與晶態聚合體層之群組，體積的i至乃％ 被直徑為200-400 nm的Ti02顆粒（19)佔據；及_氧化 銦錫層（20)。 7. —種包含如申請專利範圍第1項之顯示面板（2ι)的 裝置（1)。 、”、、不

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