TWI410167B - 前光板 - Google Patents

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TWI410167B
TWI410167B TW098131420A TW98131420A TWI410167B TW I410167 B TWI410167 B TW I410167B TW 098131420 A TW098131420 A TW 098131420A TW 98131420 A TW98131420 A TW 98131420A TW I410167 B TWI410167 B TW I410167B
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Sung Hui Huang
Yi Ching Wang
Ted Hong Shinn
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Description

前光板
本發明是有關於一種面光源裝置,且特別是有關一種前光板。
隨著平面顯示技術的進步加上平面顯示裝置具有重量輕、體積小及省電等優點,平面顯示裝置已愈來愈普及。常見的平面顯示裝置有液晶顯示裝置(liquid crystal display apparatus)、電漿顯示裝置(plasma display apparatus)、有機發光二極體顯示裝置(organic light emitting diode display apparatus)以及電泳顯示裝置(electrophoretic display apparatus)等。其中,又以液晶顯示裝置較為普及。
一般常見的液晶顯示裝置為透射式液晶顯示裝置。透射式液晶顯示裝置係藉由背光模組發光並透過液晶顯示面板將色彩、圖案傳遞到使用者眼中。但是,這樣的顯示方式的缺點在於當外界光源亮度大於背光模組的發光亮度時,使用者將會看到透射式液晶顯示裝置呈現一片白濛濛,而無法分辨出顏色差異,這對於經常白天在戶外的使用者造成很大的不便。另外,由於透射式液晶顯示裝置有90%的電力損耗來自於背光模組,透射式液晶顯示裝置不論在戶外或室內使用都需要點亮背光模組,因此相當不省電,亦不環保。
相較於透射式顯示裝置,反射式顯示裝置係依賴外界環境光源來達到顯示效果,毋須使用消耗大量電力的背光模組,因此省電優勢明顯。在反射式顯示裝置中,基於電泳顯示技術的電子紙顯示裝置(electronic paper display apparatus)由於具有省電、輕薄、可彎曲的優點而受到矚目。
但是,反射式顯示裝置亦有缺點,其缺點是在外界光源微弱或甚至沒有外界光源的情況下就無法顯示。為了改善反射式顯示裝置之前述缺失,習知技術提出一種搭載發光元件的反射式顯示裝置,以在無外界光源或外界光源微弱的環境下,藉由發光元件提供光源至反射式顯示裝置。上述發光元件為發光二極體(light emitting diode,LED)或有機發光二極體(organic light emitting diode,OLED),其設置於反射式顯示裝置的可視區的周圍。
雖然使用發光元件可使反射式顯示裝置在無外界光源或外界光源微弱的環境下仍可顯示影像,但如此的設計會使得光源在可視區分佈不均,導致反射式顯示裝置顯示出亮度不均的影像。
本發明提供一種前光板,其具有較高之亮度均勻性以及光使用率。
本發明另提供一種前光板,其具有較高之亮度均勻性以及光使用率。
為達上述優點,本發明提出一種前光板,其包括一透明基板、一第一電極層、一第二電極層以及多個發光元件。第一電極層位於透明基板上,且包括平行排列之多條第一電極。第二電極層與第一電極層相對設置,且包括平行排列之多條第二電極。第一電極之排列方向垂直於第二電極之排列方向。發光元件設置於第一電極層與第二電極層之間,且位於第一電極與第二電極的重疊處呈陣列式排列。每一發光元件具有一頂面、一底面及連接於頂面與底面之間的一側面。頂面與底面分別與對應之第一電極與對應之第二電極電性連接,而側面為出光面。
在本發明之一實施例中,上述之每一第一電極具有多個第一凸起部,每一第二電極具有與第一凸起部相對的多個第二凸起部,且每一發光元件之頂面與底面分別與對應之第一凸起部與對應之第二凸起部電性連接。
在本發明之一實施例中,上述之頂面的面積大於底面的面積,且側面從頂面漸縮至底面。
在本發明之一實施例中,上述之頂面的面積大於底面的面積,且側面為朝向發光元件內部內凹之一曲面。
在本發明之一實施例中,上述之發光元件為有機發光二極體或發光二極體。
在本發明之一實施例中,上述之第一電極與第二電極為金屬電極或透明電極。
在本發明之一實施例中,上述之透明基板為玻璃基板。為達上述優點,本發明另提出一種前光板,其包括一透明基板、一第一電極層、一第二電極層、多個第一發光元件以及多個第二發光元件。第一電極層位於透明基板上,且包括多條第一電極、多個凸塊以及多個第二電極。第一電極平行排列於透明基板上。凸塊設置於每一第一電極上,且每一第一電極上的凸塊為多個,其中每一凸塊具有一頂面、一底面以及連接於頂面與底面之間的一側面,頂面連接於對應的第一電極。每一第二電極分別覆蓋對應的凸塊之底面與側面,並電性連接至對應的第一電極。第二電極層與第一電極層相對設置,且包括平行排列之多條透明電極。透明電極之排列方向垂直於第一電極之排列方向,且凸塊位於第一電極與透明電極的重疊處呈陣列式排列。每一透明電極包括平行排列之一第一子電極與一第二子電極。第一子電極與第二子電極位於對應之凸塊的相對兩側,且與對應之凸塊的側面相對。第一發光元件分別設置於每一相對應的第一子電極與第二電極之間,且每一第一發光元件的一第一出光面連接對應的第一子電極。第二發光元件分別設置於每一相對應的第二子電極與第二電極之間,且每一第二發光元件的一第二出光面連接對應的第二子電極。
在本發明之一實施例中,上述之凸塊與第二電極之材質相同。
在本發明之一實施例中,上述之凸塊之材質為絕緣材料。
在本發明之一實施例中,上述之凸塊之材質為光阻。
在本發明之一實施例中,上述之頂面的面積大於底面的面積,且側面從頂面漸縮至底面。
在本發明之一實施例中,上述之第一發光元件與第二發光元件為有機發光二極體或發光二極體。
在本發明之一實施例中,上述之第一電極為透明電極。
在本發明之一實施例中,上述之第二電極為透明電極。
在本發明之一實施例中,上述之第二電極為不透明電極。
本發明之前光板的多個發光元件呈陣列式排列,而且每一發光元件之側面為出光面,如此這些發光元件所發出的光能均勻分佈,所以能有效提高前光板的亮度均勻性及光使用率。此外,本發明之另一前光板將第一發光元件與第二發光元件分別設置於第一電極上對應的每一凸塊的相對兩側,以使第一發光元件與第二發光元件的出光面所面對的方向大致上與凸塊的側面所面對的方向相同。如此,能使這些第一發光元件與這些第二發光元件所發出的光均勻分佈,進而使前光板具有較高之亮度均勻性以及光使用率。
本發明之前光板可設置在反射式顯示裝置上,如此可在無外界光源的情況下,藉由前光板的發光而使反射式顯示裝置仍具顯示能力。而且,因本發明之前光板具有較高的亮度均勻性,所以能提升反射式顯示裝置的顯示品質。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下。
圖1是本發明第一實施例之前光板之俯視示意圖,圖2是圖1所示之前光板沿圖1中I-I線之剖面示意圖。請一併參閱圖1與圖2,本實施例之前光板100包括一透明基板110、一第一電極層120、一第二電極層130以及多個發光元件140。第一電極層120配置於透明基板110上,而這些發光元件140是配置於第一電極層120與第二電極層130之間。
上述之前光板100中,透明基板110可為玻璃基板、塑膠基板或其他透明基板。
上述之第一電極層120包括平行排列之多條第一電極122。在本實施例中,這些第一電極122例如是等間距排列。這些第一電極122可為透明電極或金屬電極。透明電極的材質例如可為銦錫氧化物(indium tin oxides,ITO)、銦鋅氧化物(indium zinc oxide,IZO)、氧化鋅(ZnO)、銦鎵鋅氧化物(indium gallium zinc oxide,IGZO)等,但不以此為限。金屬電極的材質例如可為鋁(Al),銅(Cu)等,但不以此為限。
上述之第二電極層130與第一電極層120相對設置,且第二電極層130包括平行排列之多條第二電極132。在本實施例中,這些第二電極132例如是等間距排列,且第二電極132之排列方向例如是垂直於第一電極122之排列方向。同樣地,第二電極132可為透明電極或金屬電極。透明電極的材質例如可為銦錫氧化物、銦鋅氧化物、氧化鋅、銦鎵鋅氧化物等,但不以此為限。金屬電極的材質例如可為鋁,銅等,但不以此為限。
上述之多個發光元件140設置於第一電極層120與第二電極層130之間。這些發光元件140係位於第一電極122與第二電極132的重疊處,且呈陣列式排列。具體地,每一發光元件140具有一頂面142、一底面144及連接於頂面142與底面144之間的一側面146。每一發光元件140的頂面142與底面144分別與對應之第一電極122與對應之第二電極132電性連接,以使第一電極122與第二電極132為對應之發光元件140提供所需之驅動電壓。每一發光元件140的側面146為出光面。
在本實施例中,發光元件140可為有機發光二極體、發光二極體或其他適用的點光源。此外,在第一電極122與第二電極132為透明電極的實施例中,發光元件140的折射率可大於第一電極122與第二電極132的折射率,以防止光線141從第一電極122與第二電極132出射。發光元件140的折射率例如是大於1,且小於或等於1.5。另外,每一發光元件140的頂面142的面積大於底面144的面積,且側面146從頂面142漸縮至底面144。如此,每一發光元件140的出光面(即側面146)大致上面向相鄰的發光元件140所連接的第二電極132,而非面向發光元件140的正下方。如此,可使每一發光元件140所提供的光線141可均勻分佈,進而避免在發光元件140之間的區域出現暗區。因此,本實施例之前光板100能提供亮度均勻性較佳的面光源。
承上述,上述之發光元件140為側發光結構,所以可有效減少光線141在發光元件140內部的傳輸路徑,進而降低光損耗。因此,本實施例之前光板100具有較佳的光使用率。另外,由於發光元件140為側發光結構,其光線141從出光面(側面 146)出射時的折射角度較大,所以即使單位面積內的發光元件140的數量較少,前光板100仍可提供亮度均勻的面光源。所以,本實施例之前光板100能減少發光元件140的數量,進而降低生產成本,並可達到省電的優點。
圖3是本發明第二實施例之前光板之剖面示意圖。請參閱圖3,本實施例之前光板100a與前述實施例前光板100的區別在於發光元件的結構。在本實施例中,每一發光元件140a之頂面142a的面積大於底面144a的面積,且每一發光元件140a之側面146a為朝向發光元件140a內部內凹之一曲面。上述之發光元件140a與發光元件140相較,由於側面146a為內凹的曲面,因此可使光線141的出光方向較為一致,以進一步提高光使用率。
圖4是本發明第三實施例之前光板之剖面示意圖。請參閱圖4,本實施例之前光板100b與前述實施例前光板100的區別在於,前光板100b的第一電極層120b的每一第一電極122b具有多個第一凸起部124,且前光板100b的第二電極層130b每一第二電極132b具有與這些第一凸起部124相對的多個第二凸起部134。每一第一凸起部124與每一第二凸起部134相對應,且係位於第一電極122與第二電極132的重疊處。每一發光元件140b之頂面142b與底面144b分別為與對應之第一凸起部132與對應之第二凸起部134相配合之一曲面,並且每一發光元件140b之頂面142b與底面144b分別與對應之第一凸起部132與對應之第二凸起部134電性連接。在本實施例中,每一發光元件140b之頂面142b的面積大於底面144b的面積,且側面146b從頂面142b漸縮至底面144。可以理解,每一發光元件140b之側面146b亦可為朝向發光元件140b內部內凹之一曲面。
本實施例中,第一凸起部124與第二凸起部134有利於發散發光元件140b內部的光,防止光聚集在發光元件140b內部,從而進一步提高前光板100b的光使用率。
圖5是本發明第四實施例之前光板之剖面示意圖。請參閱圖5,本實施例之前光板100c包括一透明基板110、一第一電極層120c、一第二電極層130c、多個第一發光元件150以及多個第二發光元件160。第一電極層120c配置於透明基板110上,而第一發光元件150及第二發光元件160是配置於第一電極層120c與第二電極層130c之間。
上述之第一電極層120c包括多條第一電極122(在圖5中僅繪示一條第一電極122)、多個凸塊128以及多個第二電極129。這些第一電極122平行排列於透明基板110上。在本實施例中,這些第一電極122例如是等間距排列。這些第一電極122可為透明電極,其中透明電極的材質例如可為銦錫氧化物、銦鋅氧化物、氧化鋅、銦鎵鋅氧化物等,但不以此為限。
承上述,第一電極層120c的這些凸塊128設置於每一第一電極122上,且每一第一電極上122的凸塊128的數量為多個。此外,每一凸塊128具有一頂面1281、一底面1283以及連接於頂面1281與底面1283之間的一側面1285。每一凸塊128之頂面1281的面積例如是大於底面1283的面積,且側面1285例如是從頂面1281漸縮至底面1283。每一凸塊128之頂面1281連接於對應的第一電極122。上述之第一電極層120c之每一第二電極129與每一凸塊128相對應,且每一第二電極129分別覆蓋對應的凸塊128之底面1283與側面1285,並電性連接至對應的第一電極122。
上述之第二電極129可為透明電極或不透明電極。透明電極的材質例如可為銦錫氧化物、銦鋅氧化物、氧化鋅、銦鎵鋅氧化物等,但不以此為限。不透明電極例如可為金屬電極,金屬電極的材質可為鋁,銅等,但不以此為限。凸塊128之材質可為絕緣材料,如光阻材料等。在另一實施例中,凸塊128之材質亦可與第二電極129之材質相同。
上述之第二電極層130c與第一電極層120c相對設置。第二電極層130c包括平行排列之多條透明電極136。在本實施例中,這些透明電極136例如是等間距排列。透明電極136之排列方向例如是垂直於第一電極122之排列方向。上述的第一電極層120c的這些凸塊128係位於第一電極122與透明電極136的重疊處,且呈陣列式排列。
在本實施例中,每一透明電極136包括平行排列之一第一子電極1361與一第二子電極1362。每一第一子電極1361與每一第二子電極1362分別與沿透明電極136延伸方向排列的一列凸塊128相對應,且第一子電極1361與第二子電極1362分別位於這些對應的凸塊128的相對兩側,且與這些對應的凸塊128的側面1285相對。亦即,與位於這些對應的凸塊128上的第二電極129相對。透明電極136(亦即第一子電極1361與第二子電極1362)的材質可為銦錫氧化物、銦鋅氧化物、氧化鋅、銦鎵鋅氧化物等,但不以此為限。
上述之第一發光元件150與第二發光元件160可為有機發光二極體、發光二極體或其他合適的點光源。此外,這些第一發光元件150與這些第二發光元件160設置於第一電極層120c與第二電極層130c之間。這些第一發光元件150與第二發光元件160位於第一電極122與透明電極136的重疊處呈陣列式排列,且每一對第一發光元件150與第二發光元件160與位於一個凸塊128上的一個第二電極129相對應。
具體地,這些第一發光元件150分別設置於每一相對應的第一子電極1361與第二電極129之間,且每一第一發光元件150的一第一出光面152連接對應的第一子電極1361。如此,第一發光元件150所發出的光可經由第一出光面152再透過第一子電極1361射出。此外,上述之這些第二發光元件160分別設置於每一相對應的第二子電極1362與第二電極129之間。每一第二發光元件160的一第二出光面162連接對應的第二子電極1362。如此,第二發光元件160所發出的光可經由第二出光面162再透過第二子電極1362射出。
基於上述,由於凸塊128的設置,使設置於對應的凸塊128的第一發光元件150與第二發光元件160的第一出光面152與第二出光面162大致上與凸塊128的側面1285面向相同的方向。如此,可使第一發光元件150與第二發光元件160所提供的光線151、161均勻分佈。因此,本實施例之前光板100c能提供亮度均勻性較佳的面光源。
圖6是本發明一實施例之反射式電泳顯示裝置之剖面示意圖。請參閱圖6,本實施例之反射式電泳顯示裝置300包括上述之前光板100及電泳顯示面板200,其中前光板100配置於電泳顯示面板200上,以提供面光源給電泳顯示面板200。
具體地,電泳顯示面板200包括一基板210以及依次配置於基板210之一驅動電路層220、一電泳層230及一彩色濾光基板240。驅動電路層220包括呈陣列式排列之多個薄膜電晶體(thin film transistor,TFT)224。彩色濾光基板240包括多個彩色光阻,如紅色光阻R、綠色光阻G與藍色光阻B。前光板100之第二電極層130係鄰近彩色濾光基板240。當反射式電泳顯示裝置300在外界光源微弱時或沒有外界光源時,前光板100之發光元件140所發出的光能形成一亮度均勻的面光源,且此面光源是朝接近電泳顯示面板200的方向傳遞至電泳顯示面板200。如此,反射式電泳顯示裝置300在外界光源微弱時或沒有外界光源時,仍可藉由前光板100所提供之面光源而讓使用者能看到電泳顯示面板200所顯示的影像。
在本實施例中,前光板100的發光元件140之排列位置可對稱於驅動電路層220的薄膜電晶體224之位置,以減少薄膜電晶體224漏電的機率。此外,由於前光板100使用較少的發光元件140即可提供亮度均勻之面光源,所以有助於提高反射式電泳顯示裝置300的開口率。
需說明的是,本發明其他實施例所揭露的前光板100a、100b、100c亦可應用於上述之反射式電泳顯示裝置300。此外,本發明各實施例所揭露之前光板100、100a、100b、100c亦可應用在其他各種反射式顯示器上,並不以本實施例為限。
綜上所述,本發明至少具有下列優點:
1.在一實施例中,由於前光板的發光元件呈陣列排列,且發光元件的出光面大致上面向相鄰的發光元件所連接的第二電極,所以可使發光元件提供的光線能均勻分佈,進而提供亮度均勻性較佳的面光源。
2.在另一實施例中,由於凸塊的設置,使設置於對應的凸塊上方的第一發光元件與第二發光元件所提供的光線能均勻分佈,所以使前光板能提供亮度均勻性較佳的面光源。
3.本發明之前光板中,由於光線出射時的折射角度較大,所以有利於減少單位面積所需發光元件的數量,如此可降低生產成本,並達到省電的優點。
4.由於本發明之前光板所使用的發光元件的數量較少,所以相較於發光元件較多的前光板,本發明之前光板應用在反射式顯示器時,能提高反射式顯示器的開口率。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上,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,當可作些許之更動與潤飾,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、100a、100b、100c...前光板
110...透明基板
120、120b、120c...第一電極層
122、122b...第一電極
130、120b、130c...第二電極層
132、132b...第二電極
140、140a、140b...發光元件
141、151、161...光線
142、142a、142b...發光元件之頂面
144、144a、144b...發光元件之底面
146、146a、146b...發光元件之側面
124...第一凸起部
134...第二凸起部
128...凸塊
1281...凸塊之頂面
1283...凸塊之底面
1285...凸塊之側面
129...第二電極
136...透明電極
1361...第一子電極
1362...第二子電極
150...第一發光元件
160...第二發光元件
152...第一出光面
162...第二出光面
200...電泳顯示面板
210...基板
220...驅動電路層
224...薄膜電晶體
230...電泳層
240...彩色濾光基板
300...反射式電泳顯示裝置
圖1繪示為本發明第一實施例之前光板之俯視示意圖。
圖2是圖1所示之前光板沿圖1中I-I線之剖面示意圖。
圖3繪示為本發明第二實施例之前光板之剖面示意圖。
圖4繪示為本發明第三實施例之前光板之剖面示意圖。
圖5繪示為本發明第四實施例之前光板之剖面示意圖。
圖6是本發明一實施例之反射式電泳顯示裝置之剖面示意圖。
100...前光板
110...透明基板
120...第一電極層
122...第一電極
130...第二電極層
132...第二電極
140...發光元件
141...光線
142...發光元件之頂面
144...發光元件之底面
146...發光元件之側面

Claims (17)

  1. 一種前光板,包括:一透明基板;一第一電極層,位於該透明基板上,該第一電極層包括平行排列之多條第一電極;一第二電極層,與該第一電極層相對設置,該第二電極層包括平行排列之多條第二電極,該些第一電極之排列方向垂直於該些第二電極之排列方向;以及多個發光元件,設置於該第一電極層與該第二電極層之間,且位於該些第一電極與該些第二電極的重疊處呈陣列式排列,每一發光元件具有一頂面、一底面以及連接於該頂面與該底面之間的一側面,該頂面與該底面分別與對應之該第一電極與對應之該第二電極電性連接,該側面為出光面,其中,每一第一電極具有多個第一凸起部,每一第二電極具有與該些第一凸起部相對的多個第二凸起部,且每一發光元件之該頂面與該底面分別與對應之該第一凸起部與對應之該第二凸起部電性連接,每一發光元件之該頂面與該底面分別為與對應之該第一凸起部與對應之該第二凸起部相配合之一曲面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之前光板,其中該頂面的面積大於該底面的面積,且該側面從該頂面漸縮至該底面。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之前光板,其中該頂面的面積大於該底面的面積,且該側面為朝向該發光元件內部內凹之一曲面。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之前光板,其中該些發光元件為有機發光二極體或發光二極體。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之前光板,其中該些第一電 極與該些第二電極為金屬電極或透明電極。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之前光板,其中該透明基板為玻璃基板。
  7. 一種前光板,包括:一透明基板;一第一電極層,位於該透明基板上,該第一電極層包括平行排列之多條第一電極;一第二電極層,與該第一電極層相對設置,該第二電極層包括平行排列之多條第二電極,該些第一電極之排列方向垂直於該些第二電極之排列方向;以及多個發光元件,設置於該第一電極層與該第二電極層之間,且位於該些第一電極與該些第二電極的重疊處呈陣列式排列,每一發光元件具有一頂面、一底面以及連接於該頂面與該底面之間的一側面,該頂面與該底面分別與對應之該第一電極與對應之該第二電極電性連接,該側面為出光面,其中該頂面的面積大於該底面的面積,且該側面為朝向該發光元件內部內凹之一曲面。
  8. 一種前光板,包括:一透明基板;一第一電極層,位於該透明基板上,該第一電極層包括:多條第一電極,平行排列於該透明基板上;多個凸塊,設置於每一第一電極上,且每一第一電極上的該些凸塊為多個,其中每一凸塊具有一頂面、一底面以及連接於該頂面與該底面之間的一側面,該頂面連接於對應的該第一電極;多個第二電極,每一第二電極分別覆蓋對應的該凸 塊之該底面與該側面,並電性連接至對應的該第一電極;一第二電極層,與該第一電極層相對設置,該第二電極層包括平行排列之多條透明電極,該些透明電極之排列方向垂直於該些第一電極之排列方向,且該些凸塊位於該些第一電極與該些透明電極的重疊處呈陣列式排列,每一透明電極包括平行排列之一第一子電極與一第二子電極,該第一子電極與該第二子電極位於對應之該些凸塊的相對兩側,且與對應之該些凸塊的該些側面相對;多個第一發光元件,分別設置於每一相對應的該第一子電極與該第二電極之間,且每一第一發光元件的一第一出光面連接對應的該第一子電極;以及多個第二發光元件,分別設置於每一相對應的該第二子電極與該第二電極之間,且每一第二發光元件的一第二出光面連接對應的該第二子電極。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之前光板,其中該些凸塊與該些第二電極之材質相同。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之前光板,其中該些凸塊之材質為絕緣材料。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之前光板,其中該些凸塊之材質為光阻。
  12. 如申請專利範圍第8項所述之前光板,其中該頂面的面積大於該底面的面積,且該側面從該頂面漸縮至該底面。
  13. 如申請專利範圍第8項所述之前光板,其中該些第一發光元件與該些第二發光元件為有機發光二極體或發光二極體。
  14. 如申請專利範圍第8項所述之前光板,其中該些第一 電極為透明電極。
  15. 如申請專利範圍第8項所述之前光板,其中該些第二電極為透明電極。
  16. 如申請專利範圍第8項所述之前光板,其中該些第二電極為不透明電極。
  17. 如申請專利範圍第8項所述之前光板,其中該透明基板為玻璃基板。
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