TW201350944A - 光導結構體和顯示裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種光導結構體，該光導結構體包括具有第一端和第二端的透明板；以及複數個透明光導構件，每個透明光導構件沿該透明板的一個表面從該第一端延伸至該第二端並且被配置成回應於施加到其上的光而發射白光。

Description

光導結構體和顯示裝置

本發明係關於一種光導結構體及一種顯示裝置。

作為具有低功耗和優異的反射常數比特性的下一代顯示器，對於反射式顯示器，諸如電子紙、膽固醇液晶顯示器(cholesteric displays)和干涉調製顯示器存在高期望。這樣的反射式顯示器需要光導結構體以向它們的顯示面板發白光，但一般的光導結構體，諸如使用反射鏡對著顯示面板從其前緣照射白光的部分，或配置成從其側緣向顯示面板提供白光的部分，不適合於具有大顯示區的反射式顯示器，因為使用這樣的一般光導結構體難以在這樣一種大顯示區各處獲得均勻光強度分佈。因此，對於能夠發射在大顯示區各處具有均勻光強度分佈的白光的光導結構體存在需求。

根據本文描述的一個實施例的光導結構體可以配備複數個透明光導構件，每個透明光導構件沿透明板的一個表面從透明板的第一端延伸至該透明板的第二端並且被配 置成回應於施加到其上的光而發射白光。由於沿透明板的一個表面從第一端延伸至第二端的複數個透明光導構件，光導結構體可在顯示面板各處提供具有均勻光強度分佈的白光。

在下面的詳細描述中，參考附圖，該附圖形成其一部分。在附圖中，相同的符號通常表示相同的元件，除非上下文另有規定。另外，附圖意在說明並且可以不按比例繪製。本發明並不僅限於發明說明、附圖和申請專利範圍中描述的說明性實施。在不背離本文提出的主題的精神或範圍的情況下，可以採用其它實施例，並且可以進行其它改變。將容易理解的是，本公開內容的各方面，如本文一般性描述並在圖中所示，可對其以廣泛的多種配置形式來佈置、取代、組合、分離和設計，這些全部都併入本文中供作參考。

圖1顯示根據本公開的一個實施例的光導結構體10的頂視圖。圖2顯示沿圖1的2-2線獲取的光導結構體10的橫截面視圖。圖3顯示沿圖1的3-3線獲取的光導結構體10的橫截面視圖。

如圖1-3中顯示，可以將光導結構體10佈置成面向顯示面板80的前表面81，以便向顯示面板80提供白光300。例如，顯示面板80可以是反射式顯示面板，諸如電子紙、膽固醇液晶顯示器或干涉調製顯示器。光導結構體10可以配備透明板20和複數個透明光導構件30。透明板20的一個表面23可以面向顯示面板80。透明板20的平面形狀可以包括任意形狀，諸如多邊形(例如，三角形、四邊形、五邊形或六邊形)。透明板20可以具有第一端21和第二端22。當 透明板20的平面形狀是四邊形時，第二端22可以是第一端21的相對端。透明板20可以由諸如透明樹脂或透明玻璃的透光材料製成。例如，聚乙烯、聚丙烯、環烯烴聚合物、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醯胺、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯或三乙醯纖維素可用於透明板20。

每個透明光導構件30可以沿透明板20的一個表面23從第一端21延伸至第二端22，以便回應於施加到其上的光200而發白光300。在本公開內容的一個非限制性方面中，每個透明光導部件30可以含有螢光物質90，諸如至少一種紅色螢光物質、至少一種綠色螢光物質和至少一種藍色螢光物質的組合，以便回應於施加的光200而發白光300。

螢光物質90可以是能夠被所施加的光200激發以發射螢光的金屬錯合物。例如，螢光物質90可以選自由銪錯合物、鈮錯合物、鐠錯合物、釹錯合物、釤錯合物、釓錯合物、鋱錯合物、鏑錯合物、鈥錯合物，鉺錯合物，銩錯合物和鐿錯合物組成的組。具體而言，螢光物質90中的一種可以是選自由下述式1至10表示的錯合物組成的組中的任何一種；

(其中，R¹、R²、R³和R⁴各自獨立地表示有機基團，且R¹與R²相互不同。)

(其中，R¹、R²、R³和R4各自獨立地表示有機基團，且R¹與R²相互不同。)

(其中，n是1至18的整數(包括1和18)。)

(其中，m和n各自獨立地是1至18的整數(包括1和18)。)

[式5]

(其中，n是從1至18的整數(包括1和18)。)

(其中，n是從1至18的整數(包括1和18)，且D表示氘。)

(其中，D代表氘。)

(其中，D代表氘。)

[式9]

(其中，n是從1至18的整數(包括1和18)。)

(其中，D代表氘。)

從紅色螢光物質(例如，銪錯合物)發射的紅光、從綠色螢光物質(例如，鋱錯合物)發射的綠光和從藍色螢光物質(例如，釹錯合物)發射的藍光的組合可以產生白光300。

螢光物質90不限於上面說明的金屬錯合物。代替金屬錯合物，每個透明光導構件30可以含有能夠發射螢光的任意螢光物質，諸如有機螢光物質。

每個透明光導部件30還可以含有螢光物質90溶解於其中的聚合物基質，諸如聚甲基丙烯酸甲酯樹脂。

光導結構體10還可以配備複數個反射構件40。可以將每個反射構件40佈置在該一個表面23和複數個透明光導構件30的一個之間，以反射施加的光200，以便引導所 施加的光200以在沿該一個表面23從第一端21至第二端22的複數個透明光導構件30的一個之內傳播。在一個非限制性實例中，可以將一個反射構件40和一個透明光導構件30堆疊在一個表面23上。每個反射構件40可以由金屬層諸如鋁層、銀層或金層形成。另一方面，每個反射構件40可以由氧化的金屬層諸如氧化的鋁層、氧化的鈦層或氧化鋅層形成。

光導結構體10還可以配備複數個第一反射器51、至少一個第二反射器52和複數個孔70。每個第一反射器51可以形成於複數個透明光導構件30的兩個相鄰端之間。可以配置至少一個第二反射器52以在複數個第一反射器51的每一個和至少一個第二反射器52之間反射光200。可以將每個孔70佈置在兩個相鄰的第一反射器51之間以將在複數個第一反射器51的每一個和至少一個第二反射器52之間的反射光200引入到複數個透明光導構件30的一個中。複數個第一反射器51的每一個和至少一個第二反射器52之間的距離D可以是約0.1釐米至約2釐米。每個第一反射器51和至少一個第二反射器52可以由金屬層諸如鋁層、銀層或金層形成。另一方面，每個第一反射器51和至少一個第二反射器52可以由氧化的金屬層諸如氧化的鋁層、氧化的鈦層或氧化鋅層形成。

光導結構體10還可以配備一個或複數個光源60，該光源60被配置成發射具有足以激發螢光物質90的波長的光200。根據使用的螢光物質90的類型，光200的波長可以在紫外線波長範圍內(例如，210奈米、365奈米、375奈 米、385奈米)。具體地，光源60的每一個可以是紫外發光二極體。光源60的每一個可以位於複數個第一反射器51的每一個和至少一個第二反射器52之間。根據所需的亮度水準和光源60的位置，光源60的數目可以是約2至約30個。

在本公開內容的一個非限制性方面中，可以將複數個透明光導構件30沿一個表面23以平行排方式佈置。另外，可以將複數個透明光導構件以相等間距P相互隔開。例如，每個透明光導構件30可以具有小於約50微米的寬度W。寬度W可以是約10微米到約20微米。透明光導構件30的每一個可以具有約20微米至約200微米的厚度T1。每個反射構件40可以具有小於約1微米的厚度T2。厚度T2可以是約200奈米至約400奈米。間距P可以小於約1毫米。具體地，間距P可以是幾百微米(例如，150微米)。

由於從第一端21延伸到第二端22並且沿該一個表面23以平行排方式佈置的複數個透明光導構件30，因此光導結構體10可以提供在顯示面板80的前表面81各處具有均勻光強度分佈的白光300，即使前表面81大到一般光導結構體不能充分提供在前表面81各處具有均勻光強度分佈的白光的程度。

在本公開內容的一個非限制方面中，顯示裝置100可以配備下列各項：顯示面板80，配置成發射光200的光源60，具有第一端21和第二端22的透明板20，其中透明板20的一個表面23面向顯示面板80，和複數個透明光導構件30，每個透明光導構件30沿透明板20的一個表面23從 第一端21延伸至第二端22並且被配置成回應於施加到其上的光200而發射白光300。

10‧‧‧光導結構體

100‧‧‧顯示裝置

20‧‧‧透明板

200‧‧‧光

21‧‧‧第一端

22‧‧‧第二端

23‧‧‧表面

30‧‧‧透明光導構件

300‧‧‧白光

40‧‧‧反射構件

51‧‧‧第一反射器

52‧‧‧第二反射器

60‧‧‧光源

70‧‧‧孔

80‧‧‧顯示面板

81‧‧‧前表面

90‧‧‧螢光物質

P‧‧‧間距

W‧‧‧寬度

圖1顯示根據本公開內容的一個實施例的光導結構體的頂視圖。

圖2顯示沿圖1的2-2線獲取的光導結構體的橫截面視圖。

圖3顯示沿圖1的3-3線獲取的光導結構體的橫截面視圖。

實施例1：製造光導結構體

將聚甲基丙烯酸甲酯樹脂通過塑膠加工用於生產具有約1200平方釐米表面積的透明板20。接著，使用鋁以下述方式印刷複數個反射構件40：將具有約300奈米厚度的每個反射構件40通過絲網印刷從第一端21到第二端22印製在一個表面23上。接著，使用銪錯合物、鋱錯合物和釹錯合物，分別作為紅色螢光物質、綠色螢光物質和藍色螢光物質，將這些錯合物溶解在聚甲基丙烯酸甲酯樹脂中，然後通過絲網印刷印製在每個反射構件40上，以透明光導構件30的每一個堆疊在複數個反射構件40的一個上的方式製造複數個透明光導部件30，每個透明光導部件30具有約100微米的厚度。通過上面說明的方法，製造配備有透明板20和複 數個透明光導構件30的光導結構體10。

實施例2：測量光強度分佈

使用通過上述實施例1製造的光導結構體10，測量從光導結構體10向顯示面板80發射的白光的光強度分佈。將會發現所測得的光強度分佈是基本均勻的。

雖然已經關於有限數量的實施例描述了本公開內容，但是受益於本公開內容的本領域技術人員將理解，可以設計不背離本文公開的本公開內容的範圍的其它實施例。因此，本發明的範圍應該僅由所附申請專利範圍所限制。

10‧‧‧光導結構體

20‧‧‧透明板

21‧‧‧第一端

22‧‧‧第二端

30‧‧‧透明光導構件

51‧‧‧第一反射器

52‧‧‧第二反射器

60‧‧‧光源

70‧‧‧孔

100‧‧‧顯示裝置

200‧‧‧光

P‧‧‧間距

W‧‧‧寬度

Claims (17)

1. 一種光導結構體，包括：具有一第一端和一第二端的一透明板；以及複數個透明光導構件，每個透明光導構件沿該透明板的一個表面從該第一端延伸至該第二端並且被配置成回應於施加到其上的光而發射白光。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光導結構體，其中每個透明光導構件含有一種或多種螢光物質以回應於所施加的光而發射白光。
3. 如申請專利範圍第2項所述之光導結構體，其中該螢光物質包括至少一種紅色螢光物質、至少一種綠色螢光物質和至少一種藍色螢光物質。
4. 如申請專利範圍第2項所述之光導結構體，其中所施加的光具有激發該螢光物質的波長。
5. 如申請專利範圍第4項所述之光導結構體，其中，該波長在紫外波長範圍內。
6. 如申請專利範圍第1項所述之光導結構體，該光導結構體還包括複數個反射構件，每個反射構件被佈置在該透明板的該一個表面和該複數個透明光導構件中的一個透明光導構件之間，並且配置成反射所施加的光以便引導所施加的光以沿該透明板的該一個表面在該複數個透明光導構件中的一個透明光導構件內傳播。
7. 如申請專利範圍第1項所述之光導結構體，該光導結構體更包括： 複數個第一反射器，每個第一反射器形成於該複數個透明光導構件的兩個相鄰端之間；至少一個第二反射器，其配置成在該複數個第一反射器的每一個和該至少一個第二反射器之間反射該光；以及複數個孔，每個孔被佈置在該複數個第一反射器的兩個相鄰第一反射器之間，並且配置成將該複數個第一反射器的每一個和該至少一個第二反射器之間的反射光引入到該複數個透明光導構件的一個中。
8. 如申請專利範圍第1項所述之光導結構體，其中該複數個透明光導構件沿該透明板的該一個表面以平行排方式佈置。
9. 如申請專利範圍第8項所述之光導結構體，其中將該複數個透明光導構件以相等間距相互隔開。
10. 如申請專利範圍第9項所述之光導結構體，其中該間距小於約1毫米。
11. 如申請專利範圍第1項所述之光導結構體，其中每個透明光導構件具有小於約50微米的寬度。
12. 如申請專利範圍第6項所述之光導結構體，其中每個反射構件具有小於約1微米的厚度。
13. 一種顯示裝置，該顯示裝置包括：一顯示面板；配置成發光的一光源；具有一第一端和一第二端的一透明板，其中該透明板的一個表面面對該顯示面板；以及 複數個透明光導構件，每個透明光導構件沿該透明板的該一個表面從該第一端延伸至該第二端並且被配置成回應於施加到其上的光而發射白光。
14. 如申請專利範圍第13項所述之顯示裝置，其中每個透明光導構件含有螢光物質以回應於從該光源發射的光而發射該白光。
15. 如申請專利範圍第13項所述之顯示裝置，其中該顯示面板是反射式顯示面板。
16. 一種製造光導結構體的方法，該方法包括：提供具有一第一端和一第二端的一透明板；以及形成複數個透明光導構件，每個透明光導構件沿該透明板的一個表面從該第一端延伸至該第二端並且被配置成回應於施加到其上的光而發射白光。
17. 一種對顯示面板提供白光的方法，該方法包括：從光源發射一光；將該光引入到複數個透明光導構件的每一個中，每個透明光導構件沿一透明板的一個表面從該透明板的一第一端延伸至該透明板的一第二端；引導該光以沿該透明板的該一個表面在每個透明光導構件內傳播；以及回應於每個透明光導構件內傳播的光從每個透明光導構件向該顯示面板發射該白光。