TWI442358B - 可撓式顯示裝置 - Google Patents

Description

可撓式顯示裝置

本發明係關於一種顯示裝置；具體而言，本發明係關於一種具較佳撓曲性的顯示裝置。

相較於傳統的陰極射線管(CRT)顯示器，平面顯示器(Flat Panel Display，FPD)具備體積較小、耗電較少等優勢。因此，在現今對電子設備的設計在體積上講求輕薄短小的趨勢中，平面顯示器已逐漸取代傳統的CRT而成為二十一世紀顯示器市場的主流產品。

平面顯示器的種類繁多，其中採用液晶顯示(Liquid Crystal Display，LCD)技術的液晶顯示器是目前較為主流的產品，其市場應用很廣泛，除了電腦顯示器外，液晶電視也日漸普及中。此外，採用電泳顯示(Electrophoretic Display，EPD)技術的電子紙(Electronic Paper，ePaper)等產品也正在逐漸產業化。

電子紙除了具有解析度高、色彩對比高、耗電量小、製造成本低等優點外，其最大特色在於能像紙一樣地自由彎曲。不同於一般的平板顯示器，電子紙可如同一般紙張一樣地靠反射環境中的光源來顯像，而不需藉助額外的光源。更重要的是，電子紙可以在不加電的情況下保留住原先顯示的畫面，因此它能夠高度擬真墨水在紙張上顯像的狀況。

無論是液晶顯示器或是電子紙，兩者都有一定的耐撓曲的需求。要做到在顯示器結構撓曲的狀況下仍能保持結構體中的元件之間的相對位置關係，而不產生移位、變形等狀況，就必須使元件之間的連結足夠穩固。

然而，現有的設計存在著顯示面板與光源模組之間的連結不夠穩固的缺點，影響顯示器產品的可撓曲性；此外，也存在著光能源利用率低的問題。圖1為習知顯示裝置之剖視圖。如圖1所示，由光源1射出的光線2經過導光板3及其上之微結構4，由於介面折射、反射的作用，分化成兩條光線2A及2B，其中光線2A提供給顯示面板5所需之光源，而光線2B直接出射出顯示模組，造成光能源浪費，如此一來，使得光源所提供的光能源不能很有效地輸出為顯示光線2C，並降低此一顯示模組的對比及清晰度。

本發明之目的在於提供一種顯示裝置，改善上述先前技術中的問題，使顯示面板與光源模組之間的連結更加穩固。

本發明之目的在於提供一種顯示裝置，改善上述先前技術中的問題，提高光能源利用率。

本發明可撓曲顯示裝置包含顯示面板、光源模組及光學結構膜。顯示面板具有入光面，入光面上形成有第一透光膠層。光源模組與顯示面板平行設置，其中包含導光板；導光板具有出光面，出光面朝向顯示面板的入光面，光源模組產生的光線自出光面射向入光面；出光面上形成有第二透光膠層。光學結構膜設置於顯示面板及光源模組之間，具有相對之第一面及第二面；第一面上形成有複數個台狀光學結構，每一台狀光學結構具有一平台頂面。其中台狀光學結構之平台頂面係與第一透光膠層或第二透光膠層其中之一相膠合，而光學結構膜之第二面則與其中之另一相膠合。此種結構一方面強化了顯示面板與光源模組之間的連結，而使顯示裝置的整體具有較佳的撓曲性，另一方面則去除了兩者之間的空氣間隙，提高光能源利用率。

本發明提供一種可撓式顯示裝置。在較佳實施例中，本發明之可撓曲顯示裝置係應用於各種平面顯示器，比如液晶顯示器、電子紙等產品中。

圖2為本發明可撓曲顯示裝置的一實施例之剖視圖。如圖2所示，此顯示裝置包含顯示面板10、光源模組20及光學結構膜30。在此較佳實施例中，顯示面板10係為電泳顯示面板。較常見的電泳顯示面板係利用儲存於透明液態介質中的無數個微膠囊球來完成黑、白兩種顏色的顯示，其中每個微膠囊球由黑、白兩色的兩個半球組成，藉由電場的變化來控制這些微膠囊球的轉動，使其在外部光線的照射下以黑、白兩色在電泳顯示面板的顯示面上呈現出欲顯示的文字或圖像。然而在不同實施例中，顯示面板10可為反射式液晶顯示面板或其他類型的平面顯示面板。顯示面板10包含入光面11，入光面11朝上面向光源模組20以接收來自光源模組20之光線，再反射形成顯示光線由入光面11朝上方出射，因此入光面11即為其顯示面。入光面11上形成有第一透光膠層40，以將光學結構膜30粘合於顯示面板10上。

如圖2所示，光源模組20隔著光學結構膜30平行地設置於顯示面板10上方，其中包含導光板21及光源裝置22。導光板21包含出光面211，出光面211朝下面向顯示面板10，而與入光面11相對應。出光面211上形成有第二透光膠層50，以粘合導光板21與光學結構膜30。

光源裝置22設置於導光板21的一側邊，以對導光板21提供光線。在較佳實施例中，光源裝置22可以為發光二極體(Light Emitting Diode，LED)、冷陰極螢光燈(Cold Cathode Fluorescence Lam，CCFL)或電激發光元件(Electroluminescence，EL)。在本實施例中，導光板21設計為一平板。然而在其他實施例中，如圖3所示，可將導光板21設計為楔形板，使得與出光面211相對的背面212呈階梯狀結構。光源裝置22設置於楔形的導光板21厚端的一側。

光學結構膜30夾設於顯示面板10及光源模組20之間，具有相對的第一面31及第二面32。第一面31上形成有複數個台狀光學結構311。每個台狀光學結構311形成為上窄下寬的錐形柱體。台狀光學結構311的上端有表面平坦的平台頂面3111，而且每個台狀光學結構311較佳具有相同的高度，使所有的平台頂面3111在同一個平面上。在較佳實施例中，台狀光學結構311可視需求在光學結構膜30的第一面31上呈現疏密不同的排列。例如使靠近光源處排列較為稀疏，遠離光源處排列較為緊密，可達到勻光的作用。然而，在不同實施例中，台狀光學結構311可採等距排列。在本實施例中，台狀光學結構311的平台頂面3111較佳係與第二透光膠層50相膠合，而光學結構膜30的第二面32則與第一透光膠層40相膠合。由於台狀光學結構311上細下寬的錐形設置可將入射至顯示面板10的光線導向正向，因而此錐形設置方式可應用於如圖2的實施例中所示的利用前光方式提供光源的電泳顯示器或反射式液晶顯示器；然而在其他實施例中，如圖4A所示，光學結構膜可以直接形成於出光面211，亦即將光學結構膜與導光板21一體成形，此時台狀光學結構2111的平台頂面21111可藉由第一透光膠層40與顯示面板10相膠合。由於台狀光學結構311上寬下細的倒錐形設置會使入射至顯示面板10的光線散開，因而此種設置方式僅可應用於利用前光模組提供光源的電泳顯示器或反射式液晶顯示器。

圖4B為圖4A所示的可撓曲顯示裝置撓曲時的示意圖。如圖4B所示，當具有可撓曲性的顯示面板10、導光板21撓曲變形時，藉由第一透光膠層40的連接，使得顯示面板10及導光板21產生同步的撓曲。第一透光膠層40在顯示面板10及光源模組20之間提供一個緊密的連結，使顯示裝置的整體具有較佳的撓曲性，而不容易因撓曲而產生元件移位、變形等狀況。

圖5為圖2所示的可撓曲顯示裝置撓曲時的示意圖。如圖5所示，當具有可撓曲性的顯示面板10、導光板21及光學結構膜30撓曲變形時，藉由第一透光膠層40及第二透光膠層50的連接，使得顯示面板10、導光板21及光學結構膜30產生同步的撓曲。第一透光膠層40及第二透光膠層50在顯示面板10、光源模組20及光學結構膜30之間提供一個緊密的連結，使顯示裝置的整體具有較佳的撓曲性，而不容易因撓曲而產生元件移位、變形等狀況。

此外，在不同實施例中，可在導光板上另設置一觸控板，以達成觸控的功能。如圖6A示，觸控板60設置於導光板21上方，觸控板60的其中一面朝外，另一面則平行貼合於導光板21。圖6B則為圖6A所示的可撓曲顯示裝置撓曲時的示意圖

圖7為光線在圖2所示的可撓曲顯示裝置中的傳導方式之示意圖。如圖7所示，光源裝置25產生的光線通過導光板21後，自出光面211射出而通過第二透光膠層50、光學結構膜30及第一透光膠層40，而後自入光面11入射電泳顯示面板10。最後經電泳顯示面板10轉化成顯示光線100後，自入光面11向外出射。藉由光學結構膜30的設置，可使通過光學結構膜30的光線較為均勻地分布在顯示面板10上，因而能達到勻光的效果。

在較佳實施例中，光學結構膜30可採用PMMA、PC或PET等透明彈性材質，而第一透光膠層40及第二透光膠層50則可採用與光學結構膜30之折射率相同或相近的材質，以減少材料折射率的差異對其光學性質的影響。此時還可藉由第一透光膠層40及第二透光膠層50將顯示面板10與光學結構膜30之間的空氣層間隙去除，以減少光線在不同折射率的介質之間傳導的機會，進而能表現出更好的光學性質。此外，在較佳實施例中，可採用UV膠(紫外線光硬化樹脂)作為第一透光膠層40及第二透光膠層50的材質；然而在其他實施例中，可採用其他類型的膠合材料。

圖8A為圖2所示的可撓曲顯示裝置中的台狀光學結構的示意圖。如圖8A所示，台狀光學結構311為圓錐狀，包含第一面3111及錐管外壁3112。錐管外壁3112自圓形的平台頂面3111的邊緣向外擴張並延伸至光學結構膜30的第一面31。台狀光學結構311的形狀可視需求而改變。如圖8B所示，台狀光學結構311可以為兩端同為多角形的角錐狀；如圖8C所示，台狀光學結構311可以為一端是圓形的平台頂面3111、另一端是多角形的角錐狀；如圖8D所示，台狀光學結構311還可以為一端是多角形的平台頂面3111、另一端是圓形的角錐狀。此外，還可視其他不同需求而將台狀光學結構311設計成其他不同形狀。在較佳實施例中，錐管外壁3112與光學結構膜30的第一面31之間的夾角A係介於30度至90度之間。當平台頂面3111為圓形時，其直徑D係介於1μm至60μm之間；當平台頂面3111為多角形時，其兩個邊之間最長的距離L係介於1μm至60μm之間。

圖9A為本發明可撓曲顯示裝置的另一實施例之剖視圖。在此實施例中，顯示面板10係為穿透式或半穿透反射式液晶顯示面板。如圖9A所示，此顯示裝置包含顯示面板10、光源模組20及光學結構膜30。液晶顯示面板10具有相對的入光面11及顯示面12，並包含液晶13及薄膜電晶體(Thin-Film Transistor,TFT)元件14。光源裝置22產生的光線通過導光板21後，自出光面211射出而通過第二透光膠層50、光學結構膜30及第一透光膠層40，而後自入光面11入射液晶顯示面板10，最後經液晶顯示面板10轉化為顯示光線100後，自顯示面12向外出射。圖9B為圖9A所示的可撓曲顯示裝置撓曲時的示意圖。如圖9B所示，藉由第一透光膠層40及第二透光膠層50的連接，可使得顯示面板10、導光板21及光學結構膜30產生同步的撓曲。

本發明已由上述相關實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發明之範例。必需指出的是，已揭露之實施例並未限制本發明之範圍。相反地，包含於申請專利範圍之精神及範圍之修改及均等設置均包含於本發明之範圍內。

10．．．顯示面板

11．．．入光面

13．．．液晶

14．．．薄膜電晶體元件

20．．．光源模組

21．．．導光板

211．．．出光面

2111．．．台狀光學結構

21111．．．平台頂面

212．．．背面

22．．．光源裝置

30．．．光學結構膜

31．．．第一面

311．．．台狀光學結構

3111．．．平台頂面

3112．．．錐管外壁

32．．．第二面

40．．．第一透光膠層

50．．．第二透光膠層

60．．．觸控板

100．．．顯示光線

圖1為習知顯示裝置之剖視圖。

圖2為本發明可撓曲顯示裝置的一實施例之剖視圖；

圖3為本發明可撓曲顯示裝置採用楔形導光板之示意圖；

圖4A為圖2所示的可撓曲顯示裝置中的光學結構膜設置方式的另一實施例之示意圖；

圖4B為圖4A所示的可撓曲顯示裝置撓曲時的示意圖；

圖5為圖2所示的可撓曲顯示裝置撓曲時的示意圖；

圖6A為本發明可撓曲顯示裝置的另一實施例之剖視圖；

圖6B為圖6A所示的可撓曲顯示裝置撓曲時的示意圖；

圖7為光線在圖2所示的可撓曲顯示裝置中的傳導方式之示意圖；

圖8A為圖2所示的可撓曲顯示裝置中的台狀光學結構的示意圖；

圖8B為台狀光學結構的另一實施例之示意圖；

圖8C為台狀光學結構的再一實施例之示意圖；

圖8D為台狀光學結構的又一實施例之示意圖；

圖9A為本發明可撓曲顯示裝置的另一實施例之剖視圖；

圖9B為圖9A所示的可撓曲顯示裝置撓曲時的示意圖。

10．．．顯示面板

11．．．入光面

20．．．光源模組

21．．．導光板

211．．．出光面

22．．．光源裝置

30．．．光學結構膜

31．．．第一面

311．．．台狀光學結構

3111．．．平台頂面

32．．．第二面

40．．．第一透光膠層

50．．．第二透光膠層

Claims (22)

1. 一種顯示裝置，包含：一顯示面板，具有一入光面，該入光面上形成有一第一透光膠層；一光源模組，係與該顯示面板平行設置；其中該光源模組包含一導光板，該導光板具有一出光面朝向該顯示面板之該入光面，該光源模組產生光線自該出光面射向該入光面；其中該出光面上形成有一第二透光膠層；以及一光學結構膜，設置於該顯示面板及該光源模組之間，該光學結構膜具有相對之一第一面及一第二面，該第一面上形成有複數個台狀光學結構，每一台狀光學結構具有一平台頂面；其中該複數台狀光學結構之該平台頂面係選擇性與該第一透光膠層及該第二透光膠層其中之一膠合，而該光學結構膜之該第二面則與該第一透光膠層及該第二透光膠層中未與該平台頂面膠合者膠合。
2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該顯示面板、該導光板及該光學結構膜分別具有可撓曲性，藉由該第一透光膠層及該第二透光膠層之連接，該顯示面板、該導光板及該光學結構膜具同步之撓曲行為。
3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該台狀光學結構包含有一錐管外壁自該平台頂面朝該光學結構膜之該第一面外擴延伸，該錐管外壁與該第一面間之夾角係介於30度至90度之間。
4. 如申請專利範圍第3項所述之顯示裝置，其中該錐管外壁係選自於圓錐管外壁及角錐管外壁其中之一。
5. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該平台頂面之形狀係選自多邊形及圓形其中之一。
6. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該平台頂面之直徑介於1μm至60μm之間。
7. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該第一透光膠層之折射率係與該光學結構膜之折射率相近。
8. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該第二透光膠層之折射率係與該光學結構膜之折射率相近。
9. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該顯示面板實際上為一電泳顯示面板(Electrophoretic Display,EPD)，自該光線提供模組發出之光線於穿過該光學結構膜後自該電泳顯示面板之該入光面入射該電泳顯示面板，並經該電泳顯示面板轉化形成為一顯示光線自該入光面出射。
10. 如申請專利範圍第8項所述之顯示裝置，其中該導光板具有相對該出光面之一背面，該背面上形成有並列之一階梯結構。
11. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該顯示面板實際上為一液晶顯示面板，該光學結構膜之該第二面係膠合於該第一透光膠層，而該台狀光學結構之該平台頂面則膠合於該第二透光膠層；該液晶顯示面板具有相對於該入光面之一顯示面，自該光線提供模組發出之光線於穿過該光學結構膜後自該入光面入射該液晶顯示面板，並經該液晶顯示面板轉化為一顯示光線自該顯示面出射。
12. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該光學結構膜直接形成於該出光面。
13. 一種電泳顯示裝置，包含：一電泳顯示面板，具有一入光面，該入光面上形成有一第一透光膠層；一光源模組，係與該電泳顯示面板平行設置；其中該光源模組包含一導光板，該導光板具有一出光面朝向該電泳顯示面板之該入光面；其中該出光面上形成有一第二透光膠層；以及一光學結構膜，設置於該電泳顯示面板及該光源模組之間，該光學結構膜具有相對之一第一面及一第二面，該第一面上形成有複數個台狀光學結構，每一台狀光學結構具有一平台頂面；自該光線提供模組發出之光線於穿過該光學結構膜後自該電泳顯示面板之該入光面入射該電泳顯示面板，並經該電泳顯示面板轉化形成為一顯示光線自該入光面出射；其中該複數台狀光學結構之該平台頂面係選擇性與該第一透光膠層及該第二透光膠層其中之一膠合，而該光學結構膜之該第二面則與該第一透光膠層及該第二透光膠層中未與該平台頂面膠合者膠合。
14. 如申請專利範圍第13項所述之電泳顯示裝置，其中該電泳顯示面板、該導光板及該光學結構膜分別具有可撓曲性，藉由該第一透光膠層及該第二透光膠層之連接，該電泳顯示面板、該導光板及該光學結構膜具同步之撓曲行為。
15. 如申請專利範圍第13項所述之電泳顯示裝置，其中該台狀光學結構包含有一錐管外壁自該平台頂面朝該光學結構膜之該第一面外擴延伸，該錐管外壁與該第一面間之夾角係介於30度至90度之間。
16. 如申請專利範圍第15項所述之電泳顯示裝置，其中該錐管外壁係選自於圓錐管外壁及角錐管外壁其中之一。
17. 如申請專利範圍第13項所述之電泳顯示裝置，其中該平台頂面之形狀係選自多邊形及圓形其中之一。
18. 如申請專利範圍第13項所述之電泳顯示裝置，其中該平台頂面之直徑介於1μm至60μm之間。
19. 如申請專利範圍第13項所述之電泳顯示裝置，其中該第一透光膠層之折射率係與該光學結構膜之折射率相近。
20. 如申請專利範圍第13項所述之電泳顯示裝置，其中該第二透光膠層之折射率係與該光學結構膜之折射率相近。
21. 如申請專利範圍第13項所述之電泳顯示裝置，其中該導光板具有相對該出光面之一背面，該背面上形成有並列之一階梯結構。
22. 如申請專利範圍第13項所述之電泳顯示裝置，其中該光學結構膜直接形成於該出光面。