反射型显示装置和制造导光板的方法

专利名称：反射型显示装置和制造导光板的方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种反射型显示装置和一种制造导光板的方法。更具 体地讲，本发明涉及一种可在电子纸显示器中使用的薄膜形式的反射型显示器。
背景技术：
通常，电子纸显示装置通过利用电场移动黑色染料和白色染料来显示图 像，并且由于其功耗低而适于用在信息终端中。这种电子纸显示装置由于其 材料特性是光不能穿过的反射型显示装置。
如上所述，与液晶显示器(即，代表性的透射型显示器)不同，由于光 不能穿过这种反射型显示装置，所以反射型显示装置不能采用位于显示器的 后表面上以直接照射显示器的照明单元(如背光单元)。反射型显示器不能确 保夜间可视性，并使用前光单元(FLU)来用于照明。换言之，即使在与外 部光源连接处不使用任何光源，反射型显示器也能显示图像，并且在没有任 何外部光源处，反射型显示器通过FLU的照明来显示图像。
图1示出了传统的反射型显示装置的FLU的结构。图1提供了示意性地 示出传统的反射型显示装置的FLU结构的透视图。
现在参照图1,传统的FLU包括光源103，产生并发射光；导光板107; 灯条(light bar) 101,用于将从光源103发射的光引入到导光板107中。导 光板107散射被引入的光。
导光板107被设置在反射型显示器109的上表面上，并且在导光板107 的上表面上形成V形槽。沿导光板107的纵向方向按直线或曲线设置具有特定角度的槽，并且根据预定的规则以预定的角度横向地设置所述具有特定角 度的槽。
如果被引入的光到达V形槽，则根据槽的角度和导光板107与外界之间
的折射系数的差以特定的角度反射被引入的光。当反射的光的角度不满足全
反射的条件时，光传播到导光板107的外面。传播到导光板107的外面的光 被反射型显示器109再次反射，然后到达用户的眼睛。当槽分布在导光板107 的上表面上时，整个导光板107被照亮。标号105表示用于保护导光板107 的保护膜和/或用于形成按键的键膜。
FLU要求灯条101将光引入到导光板107中。在灯条101中形成微槽(未 示出)。灯条IOI的槽改变在光源103外传播的光的方向，并均匀地引入光使 其穿过导光板107的侧表面。换言之，灯条101将点光源转换成线光源。具 体地讲，当光源103为发光二极管(LED)时，灯条101是必须的。
同时，通过注塑成型(injection molding )或机械加工来制造导光板。更 具体地讲，导光板通过使用具有V形槽的压模经注塑成型由透光材料(例如， 塑料)制成，或者通过直接加工V形槽制成。
然而，由于材料极薄，难以在薄膜形式的导光板中形成槽。另外，随着 薄膜形式的反射型显示器变得越来越流行，除了难以实现外，在薄膜中形成 槽并不是优选的。具体地讲，应用于要求高柔软性的应用(如键盘)的反射 型显示器要求厚度在0.2mm以下，利用传统的制造导光板的技术是不可能实 现这一点的。
此外，由于在传统的制造导光板的技术中使用高精度的压模或使用低生 产率的加工方法，所以FLU的价格升高。
另外，因为应用于FLU的V形槽由于它们的特点而存在锐利的边界表 面，所有没有照明时用户也会看见槽。

发明内容
本发明提供了一种薄膜形的反射型显示装置和一种制造导光板的方法。 本发明还提供了一种低价的反射型显示装置和一种制造导光板的方法，
该反射型显示装置的空腔几乎不能被看见。
本发明还提供了一种反射型显示装置和一种制造导光板的方法，该反射
型显示装置的空腔被横向和纵向地设置在导光板的上表面上。 '根据本发明的示例性实施例，提供了一种反射型显示装置，该反射型显
示装置包括反射型显示器；光源，设置在反射型显示器的一侧上；导光板， 结合到反射型显示器的上表面上，用于散射从光源引入的光，所述导光板具 有以预定的间隔横向和纵向地设置在所述导光板的上表面上的空腔；膜，结 合到所述导光板的上表面，用于保护所述导光板的上表面。
本发明包括一种制造反射型显示装置的导光板的方法，该方法包括的步 骤有按照具有预定大小和间隔的图案制造掩模；利用所述掩模通过曝光工 艺和显影工艺在主压模中平板印刷空腔，然后通过蚀刻工艺形成空腔；在主 压模上镀镍，并通过去除主压模来制造具有压花的压模；利用所述压模通过 挤压和/或加热导光板的材料来形成空腔。
根据本发明，通过制造薄膜形状的柔性FLU来提供薄膜形状的反射型显 示装置，薄膜形状的柔性FLU的空腔不会被看见。换言之，用户看不见空腔。
另夕卜，通过利用压模形成空腔，可以排除高价的模具，从而与传统的FLU 相比，允许制造低价的FLU。


通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的目标、特征和优点将会变
得更加清楚，其中
图1是示意性地示出了传统的反射型显示装置的FLU结构的透视图； 图2A和图2B是示意性地示出了根据本发明的示例性实施例的反射型显
示装置的FLU结构的透视图和剖视用的视图，图3B是示出根据本发明实施例的空腔间隔的函数的视的导光板的方法的流程图5A至图5G是示意性地示出了根据本发明的示例性实施例的制造反射 型显示装置的导光板的过程的剖视图6A和图6B是在制造反射型显示装置的导光板的过程中形成的空腔的
照片；
图7是应用根据本发明示例性实施例的反射型显示装置的终端的图。
具体实施例方式
在下文中，将参照附图来详细描述本发明的示例性实施例，从而使本领 域的技术人员可以容易地实现本发明。在对本发明示例性实施例的详细描述 中，将省略本领域公知的和并不直接与本发明相关的技术，从而不会使本领 域的普通技术人员在理解本发明的主题时感到模糊。
同样地，在附图中，可以省略一些元件，或示意性地示出一些元件，并 且为了说明的目的，元件的尺寸并不反映它们的实际尺寸。
图2A和图2B是示意性地示出了根据本发明的实施例的反射型显示装置 的FLU结构的透视图和剖视图。
现在参照图2A和图2B,根据本发明的示例性实施例的反射型显示装置 包括反射型显示器209;光源203,设置在反射型显示器209的一侧上；导 光板207，结合到反射型显示器209的上表面；膜205,结合到导光板207的 上表面。在这种情况下，光源203和导光板207构成了本发明的FLU。
光源203产生并发射光。光源203优选地设置在反射型显示器209的一 侧上。光源203可为发光二极管(LED)或冷阴极荧光灯(CCFL)。在附图中 示出了两个光源203,但是本发明不限于此。光源203的数目可根据反射型 显示器209的尺寸而改变。根据本发明示例性实施例的FLU由于导光板207 的空腔217而不需要现有技术中要求的灯条，导光板207的空腔217将在后 面进4亍4苗述。
在光源203和导光板207之间设置微小的间隔，从而提高光的引入效率。 考虑到现有安装工艺中的公差，光源203和导光板207之间的间隔优选地在 0.2mm以下。
仍然参照图2A和图2B，导光板207散射从光源203引入的光。导光板 207结合在反射型显示器209的上表面和膜205的下表面之间。利用高透明 的粘合剂或胶带(bonding tape)来结合导光板207。导光板207具有高透明 度，并由如聚氯乙烯(PC)、聚对苯二曱酸乙二酯(PET)、聚曱基丙烯酸曱 酯(PMMA)或聚氨酯(PU)的塑料或硅制成。
在非柔性的导光板207的情况下，导光板207的厚度优选地为大约O.lmm 至0.4mm,另外，可为0.1mm至0.2mm。柔性的导光板指的是其反射型显示 装置可用作可被敲击(click)的键盘的导光板。换言之，柔性反射型显示装 置包括可被用户按压的键。导光板207的微小厚度优选地为O.lmm，从而导光板确保10尼特(nit) (nit是MKS单位系统中的亮度单位，为光强度为 lcd/m2或l(T4sb的表面的亮度)的亮度，其中，10nit的亮度为本领域中通常 使用的基准亮度。
如图2A中的示例所示，在导光板207的结合到膜205的上表面上按预 定的间隔设置空腔217。当光被引入导光板207时，通过全反射条件在导光 板207内引导光。引导的光到达空腔217，全反射条件被破坏，从而一些光 被折射并传播到导光板207外， 一些光被反射并被引导到导光板207中直到 这些光到达下一空腔217。换言之，根据被引入到导光板207的光的引导距 离，所述光被空腔散射，并用于照明。
空腔217在导光板207的上表面上被横向和纵向地分散，从而可以在导 光板207的整个表面上实现亮度均匀的照明。随着空腔217越靠近光源203， 空腔217之间的间隔优选地越小，反之亦然。将参照图3A和图3B进行详细 描述。图3A是示出根据本发明的示例性实施例的反射型显示装置的FLU的 应用的视图，图3B是示出根据本发明示例性实施例的空腔之间的间隔的函数 的视图。
需要调节空腔217之间的间隔，从而获得均匀的照明。换言之，根据光 源203和空腔217之间的距离，调节空腔217的密度，即，每单位面积的空 腔217的数目，从而控制亮度的分布。可调节空腔217的大小或深度，在空 腔217的大小或深度增加的情况下，会更容易不期望地看见空腔217。空腔 217之间的间隔根据它们距离光源203的距离而变化，并且空腔具有式1表 示的多项式分布。
式l
其中，_y表示空腔217之间的间隔，；c表示光源203和空腔217之间的距 离，j、 S、 C和D根据导光板207的尺寸和形状进行适当地选择。在式1中， 当光源203和空腔217之间的距离变大时，空腔217之间的间隔变大。
如图3A所示，空腔217被横向和纵向地设置在导光板207中。导光板 207中的空腔217的间隔函^:如图3B所示。如图3B所示，当光源203和空 腔之间的距离变小时，空腔217之间的间隔变小。
优选地，空腔217是弯曲的。换言之，空腔217具有半球形状或圓锥形 状(参照图6B)。在该示例性实施例中，空腔217的直径为大约30lim至50jam,深度为大约3jum至10jum,从而空腔在最低程度上可见，并确保了照 明的亮度。
提供膜205用来保护导光板207并形成键。膜205可为保护膜或键膜， 并可通过将保护膜和^t膜集成来形成。
在下文中，将详细描述根据本发明的示例性实施例的用于制造反射型显 示器的FLU的方法。图4是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的用于 制造反射型显示装置的导光板的示例性步骤的流程图。图5A至图5G是示意 性地示出了根据本发明的示例性实施例的制造反射型显示装置的导光板的过 程的剖视图。
现在参照图4及图5A至图5G,根据本发明的示例性实施例的制造反射 型显示装置中的导光板的优选方法使用压模(stamper )。在具体的示例中，如 图4所示，制造掩模，以使该掩模有图案形状，该图案形状具有特定尺寸和 特定间隔(S401)。在这种情况下，上述图案的形状具有形成空腔的特定的形 状。换言之，制造掩模，使得最终形成在导光板中的空腔的直径为30Mm至 50 y m，深度为3 y m至10 ja m，并且空腔是弯曲的，空腔之间的间隔被限定 在式1中。
之后，经使用掩模通过曝光工艺和显影工艺在主压模中平板印刷空腔 (S403 )。图5A和图5B示出了执行曝光工艺和显影工艺的情况。如图5A所 示，在步骤S401制造的掩模503位于主压模510上，并且例如紫外(UV) 线的光被投射到掩模503,以将掩模划分为必要部分和非必要部分，从而硬 化光致抗蚀剂(PR) 505并执行曝光工艺。在这种情况下，主压模510包括 基体507和位于基体507上的光致抗蚀剂505。其后，如图5B所示，执行显 影工艺，在显影工艺中，去除主压模的光致抗蚀剂505的在供给UV线的过 程中由于失败而没有被硬化的部分。
之后，通过蚀刻工艺在主压模中形成空腔(S405 )。图5C示出了执行蚀 刻工艺的情况。如图5C所示，通过蚀刻工艺制造具有空腔521的主压模520。 在这种情况下，最终的空腔的深度和形状根据蚀刻程度来确定。空腔具有球 形或圓锥形状，从而空腔的表面是弯曲的。空腔521的直径为30jam至50 jum，深度为3nm至10pm，从而空腔在最小程度上可见，并确保照明的亮 度。 -'
之后，用镍(Ni)镀主压模(S407)。图5E示出了执行该工艺的情况。通过去除主压模520来制造如图5E示出的具有压花的压模530,其中，主压 模520镀有镍，如图5D所示。图6A示出了压花的照片。图6A是在根据本 发明的实施例的制造反射型显示装置的导光板的过程中形成的压花的照片。
仍然参照图4，其后，利用压模通过挤压并加热导光板的材料在导光板 中形成空腔(S411)。图5F和图5G示出了执行该工艺的情况。如图5F所示， 具有压花的压才莫530才齐压并加热导光板的材料535。然后，施加5MPa至6MPa 的压力以及180摄氏度至200摄氏度的温度。导光板207可具有高透明度， 并可由如聚氯乙烯(PC)、聚对苯二曱酸乙二酯(PET)、聚曱基丙烯酸曱酯 (PMMA)或聚氨酯(PU)的塑料或硅制成。
如图5G所示，最后制成具有空腔541的导光板540。图6B示出了空腔 的照片。图6B是在根据上述工艺的制造反射型显示装置的导光板的过程中形 成的压花的照片。
其后，尽管未示出，对具有空腔541的导光板540进行加工，从而使得 导光板540的厚度为O.lmm至0.4mm。如上所述，在非柔性的导光板207的 情况下，其厚度为O.lmm至0.4mm,另夕卜，其厚度可为O.lmm至0.2mm。
在下文中，将描述根据本发明实施例的反射型显示装置的特性的评估结 果。图7是可应用根据本发明示例性实施例的反射型显示装置的一种终端的图。
如图7所示，在暗室中通过利用亮度测量仪来测量应用于终端的反射型 显示装置。测量结果显示均匀性在50%以上、亮度在10nit以上，并且空腔不可见。
根据本发明的反射型显示装置和制造导光板的方法不限于上述实施例， 但是在本发明的精神的范围内，可以进行各种修改。本领域的任何技术人员 可以理解，可以<故出各种》务改和变形。
权利要求
1、一种反射型显示装置，包括反射型显示器；光源，设置在反射型显示器上；导光板，结合到反射型显示器的上表面上，用于散射从光源引入的光，所述导光板沿其上表面具有以预定的间隔横向和纵向地设置在所述导光板中的空腔；膜，结合到所述导光板的上表面，用于保护所述导光板的上表面。
2、 根据权利要求1所述的反射型显示装置，其中，空腔的表面是弯曲的。
3、 根据权利要求2所述的反射型显示装置，其中，空腔的直径在30nm 至50ium的范围内，空腔的深度在3nm至10ym的范围内。
4、 根据权利要求1所述的反射型显示装置，其中，导光板的厚度在O.lmm 至0.4mm的范围内。
5、 根据权利要求1所述的反射型显示装置，其中，当空腔之间的间隔用 少表示时，少具有多项式分布其中，7表示空腔之间的间隔，；c表示光源和空腔之间的距离，」、S、 C 和D根据导光板的尺寸和形状进行选择。
6、 根据权利要求5所述的反射型显示装置，其中，当光源和空腔之间的 距离变大时，空腔之间的间隔变大。
7、 根据权利要求1所述的反射型显示装置，其中，所述膜包含保护膜、 键膜和集成有保护膜和键膜的膜中的至少 一种。
8、 根据权利要求1所述的反射型显示装置，其中，光源邻近反射型显示 器的一侧设置。
9、 一种制造反射型显示装置的导光板的方法，所述方法包括的步骤有 按照具有预定大小和间隔的图案制造掩模；利用所述掩模通过曝光工艺和显影工艺在主压模中平板印刷空腔，然后 通过蚀刻工艺形成空腔；在主压模上镀镍，并通过去除主压模来制造具有压花的压模； 利用所述压模通过挤压和/或加热导光板的材料来形成空腔。
10、 根据权利要求9所述的方法，其中，在形成空腔的步骤中，施加5MPa 至6MPa的压力和180摄氏度至200摄氏度的温度。
11、 根据权利要求9所述的方法，其中，在掩模的图案中，当空腔之间 的间隔用y表示时，y具有多项式分布其中，y表示空腔之间的间隔，x表示光源和空腔之间的距离，J、 S、 C 和Z)根据导光板的尺寸和形状进行选择。
12、 根据权利要求9所述的方法，还包括在导光板中形成空腔之后， 对导光板进行加工，从而导光板的厚度在O.lmm至0.4mm的范围内。
全文摘要
本发明提供了一种反射型显示装置和一种制造导光板的方法。反射型显示装置包括分散在导光板上的空腔，并为柔性薄膜的类型。该反射型显示装置包括反射型显示器；光源，设置在反射型显示器的一侧上；导光板，结合到反射型显示器的上表面上，用于散射从光源引入的光，所述导光板具有以预定的间隔横向和纵向地设置在所述导光板的上表面上的空腔；膜，结合到所述导光板的上表面，用于保护所述导光板的上表面。
文档编号G02F1/167GK101446727SQ20081017286
公开日2009年6月3日 申请日期2008年11月5日 优先权日2007年11月28日
发明者李周勋, 李有燮, 郑善太 申请人:三星电子株式会社