CN101946195A - 用于有机发光元件的提高亮度的偏振板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有提高的亮度的用于有机发光二极管(OLED)的偏振片。包括线偏振片和1/4延迟板的所述偏振片包括反射偏振膜，所述反射偏振膜设置在所述线偏振片和1/4延迟板之间并且在反射垂直于线偏振片的透射轴的偏振光的同时透射平行于线偏振片的透射轴的偏振光。当在OLED器件中使用所述偏振片时，其可用于极大地提高OLED器件的亮度。

Description

用于有机发光元件的提高亮度的偏振板
技术领域
本发明涉及一种用于有机发光二极管(OLED)的偏振片，更具体地讲，本发明涉及一种被开发来用于极大地提高OLED的亮度的偏振片。
背景技术
有机发光二极管(OLED)是指通过应用电致发光来发光的自发光有机材料，其中当向荧光有机化合物施加电流时，荧光有机化合物就能发光。这种OLED可以在相对较低的电压下驱动并可以被做地很薄，并且具有宽视角和快速响应时间。因此，不象液晶显示器(LCD)，这种OLED的优点在于即使完全在侧面看，它也具有不变的影像质量以及没有影像滞留，并且可以实现全色彩。因此，这种OLED具有很大的潜力成为下一代平板显示器的主导器件之一。
这种OLED通常通过在透明基板上依次层叠阳极(ITO层)、电子注入层、电子传输层、发光层、空穴传输层、空穴注入层和阴极来形成。其中，当向OLED施加电压时，电子开始移动。在这种情况下，在阴极，电子借助于电子传输层移动到发光层。与此同时，在阳极，从其中释放出电子的空穴借助于空穴传输层移动到发光层。当所述电子和空穴在有机发光层发生相互碰撞时，它们复合形成具有高势能的激子。激子在下降到低能级时发光。
为了促进电子的注入并提高发光效率，在OLED中通常使用金属例如镁、镁银合金、铝、锂铝合金和钙来形成阴极。然而，当光线从OLED的外面射入时，由于金属阴极具有较高的表面反射率，一部分入射光在金属阴极上被反射。这种内反射会引起与OLED的对比度和可视度的劣化有关的问题。
因此，在本领域中已经使用包括线偏振片和1/4延迟板的圆偏振片来补偿OLED的劣化的对比度。然而，虽然可以使用常规的圆偏振片来提高对比度，但是常规的圆偏振片存在的问题是由于圆偏振片对光的吸收，其透光率降至45％以下，这会导致OLED的亮度的明显地降低。
在常规的OLED器件中，使OLED的亮度降低的主要因素可能为全内反射(total internal reflection)，这种全内反射是由于组成OLED的各层的折射指数的差异以及圆偏振片的偏振(光吸收)等造成的。从OLED的发光层发出的光在穿过空穴传输层、空穴注入层、阳极和透明基板时会因反射(例如，全内反射)使亮度降低，并且在穿过圆偏振片时，亮度会降低至10％以下，这会导致较低的发光效率。
为了解决有关亮度降低的问题，已经考虑在OLED器件内部通过光学修正透射通道或者在各层使用特殊材料的方法，但是这种替代的方法存在由于低效的工艺、低的产率以及由此导致的高的生产成本而很难在实际中得到应用的问题。
发明内容
技术问题
本发明是为了解决现有技术中的一些问题而设计的，因此本发明的目的是提供具有提高的亮度的用于有机发光二极管(OLED)的偏振片，其能够提高OLED的对比度并且还能够极大地提高亮度。
技术方案
根据本发明的一个方面，提供了包括线偏振片和1/4延迟板的具有提高的亮度的用于有机发光二极管(OLED)的偏振片，其包括反射偏振膜，所述反射偏振膜设置在所述线偏振片和1/4延迟板之间并且在反射垂直于线偏振片的透射轴的偏振光时透射平行于线偏振片的透射轴的偏振光。
在此情况下，在所述反射偏振膜的上部和下部可以存在一层或多层粘合剂层。其中，所述粘合剂层中的至少一层可以由用于降低外部光的反射率的色彩补偿粘合剂来形成。
并且，所述色彩补偿粘合剂可包含粘合剂树脂和光吸收剂。其中，所述粘合剂树脂为选自基于丙烯酰基的树脂(acryl-based resin)、基于聚氨酯的树脂、基于聚异丁烯的树脂、基于丁苯橡胶(SBR)的树脂、基于橡胶的树脂、基于聚乙烯醚的树脂、基于环氧的树脂、基于三聚氰胺的树脂、基于聚酯的树脂、基于酚的树脂、基于硅的树脂及其共聚物中，以及所述光吸收剂可包括黑色染料。
根据本发明的另一个方面，提供了一种包括上述用于OLED的偏振片的OLED器件。
有益效果
通过在所述线偏振片和1/4延迟板之间设置反射偏振膜，根据本发明的一个示例性实施方式的用于OLED的偏振片可用于提高OLED的对比度以及极大地提高亮度，所述反射偏振膜能够选择性地透射线偏振光。
此外，为了通过在所述反射偏振膜的上部或下部形成粘合剂层来提高OLED的对比度，根据本发明的一个示例性实施方式的用于OLED的偏振片可用于降低外部光的反射率，所述粘合剂层由色彩补偿粘合剂形成并且包含光吸收剂。
附图说明
图1为图示常规的OLED面板的构造的示意图。
图2为图示在常规的OLED面板中光的行进的图。
图3为图示根据本发明的一个示例性实施方式的OLED面板的构造的图。
图4为图示在根据本发明的一个示例性实施方式的OLED面板中光的行进的图。
具体实施方式
下文中，将参考附图来详细描述本发明的示例性实施方式。
图1为图示设置有圆偏振片的常规有机发光二极管(OLED)的构造的示意图，图2为图示在设置有圆偏振片的常规OLED面板中光的透射图。如图1所示，为了拦截外部光的反射，将由线偏振片24和1/4延迟板22组成的圆偏振片20粘附在常规的有机发光二极管10的透明基板11的外表面上。在如此构造的常规的OLED面板中，外部的入射光110在穿过线偏振片24时在某个方向上发生线性偏振，并且这种线偏振光120在穿过1/4延迟板22时转变为圆偏振光130。同时，当这种圆偏振光在金属阴极18上被反射时，圆偏振光的旋转方向发生反转(反向的偏振光140)，并且当这种圆偏振光在穿过1/4延迟板22时又转变为线偏振光150。在这种情况下，因为反射光的旋转方向发生反转，穿过1/4延迟板后的光成为具有垂直于原偏振面的偏振面的线偏振光150。结果，因为光被线偏振片24吸收而没有透过线偏振片24，光没有向外透射(参看图2)。
同时，从OLED的发光层发出的光160也穿过圆偏振片20。当所发出的光在穿过圆偏振片20时，所发出光的大约57％被圆偏振片20吸收，因此透过光的强度占光的总强度的大约43％。而且，从发光层发出的光在穿过圆偏振片之前要穿过空穴传输层、空穴注入层、阳极和透明基板等。在此过程中，由于各层的折射指数的差异所导致的全内反射会发生光的损失。因此，最终的透过光大体上会降低到从发光层发出的光的非常低的水平(例如10％或更低)。
本发明曾反复尝试来解决上述问题，并且发现了通过在线偏振片和1/4延迟板之间应用反射偏振膜可以极大地提高OLED的亮度，其中所述反射偏振膜是用来选择性地透射线偏振光而反射其他光。因此，本发明是在上述事实的基础上来完成的。
图3为图示包括根据本发明的一个示例性实施方式的偏振片30的OLED面板的构造的示意图。
如图3所示，根据本发明的一个示例性实施方式的偏振片30包括线偏振片34、反射偏振膜33和1/4延迟板32。其中，在所述线偏振片34、反射偏振膜33和1/4延迟板32中可形成一层或多层粘合剂层。本发明中所使用的线偏振片34和1/4延迟板32与常规的圆偏振片中所使用的相同。也就是说，所述的线偏振片和1/4延迟板分别包括本领域中所使用的所有的线偏振片和1/4延迟板。
其次，所述的反射偏振膜33为用于透射某种偏振光组分并且反射其他偏振光组分的膜。其中，可使用线栅偏振片、LCD亮度提高膜和胆甾型液晶膜等作为反射偏振膜33。本发明中使用的反射偏振膜可使穿过线偏振片的偏振光组分从其中穿过并使其他偏振光组分在其上反射，并且可以构造上述的各种膜。
当将选择性地透射或反射线偏振光的反射偏振膜33设置在根据本发明的线偏振片34和1/4延迟板之间时，参考图4来描述光的行进。
首先，将更详细地描述在根据本发明的一个示例性实施方式的OLED中的外部入射光的行进。如图4所示，假定外部入射光221的总强度为100％，在线偏振片34的表面大约4％的外部入射光221被反射，其他大约96％的外部入射光221穿过线偏振片34。在外部入射光221穿过线偏振片34时，大约53％的外部入射光221被线偏振片34吸收，而大约43％的外部入射光221穿过线偏振片34。因此，外部入射光221转变成线偏振光220。所述线偏振光220穿过反射偏振膜33，并且线偏振光230然后穿过1/4延迟板32。当线偏振光230穿过1/4延迟板32时，线偏振光230转变成了圆偏振光240，并且所述圆偏振光240穿过OLED的各层，然后在阴极18上被反射。在这种情况下，在阴极18上被反射的圆偏振光240的旋转方向发生反转(反向的圆偏振光250)。然后，所述反向的圆偏振光250在穿过1/4延迟板32时转变为线偏振光260。在这种情况下，所述线偏振光260就成为了具有垂直于原偏振面的偏振面的线偏振光。结果，线偏振光在反射偏振膜33上被反射(反射光270)而没有穿过反射偏振膜33。反射光270在再次穿过1/4延迟板33时转变成圆偏振光280。然后，所述圆偏振光280前进到阴极18，并且当圆偏振光280在阴极上被反射时，圆偏振光280的旋转方向发生反转(反向的圆偏振光290)。然后，反向的圆偏振光290穿过1/4延迟板32。在这种情况下，因为穿过1/4延迟板32的光300成为可以穿过反射偏振膜的偏振光，所述的偏振光在依次穿过反射偏振膜33和线偏振片32以后向外射出。在这个过程中，绝大部分的外部入射光被吸收，最终大约15％的外部入射光向外射出。
其次，考虑从发光层发出的光，从发光层发出的光穿过OLED的各层，然后穿过1/4延迟板32并到达反射偏振膜33。所述光的一部分穿过反射偏振膜33(透过光410)，另一部分在反射偏振膜33上被反射(反射光420)。然后，反射光420再次穿过1/4延迟板32。因为穿过反射偏振膜33的光410可以穿过线偏振片34，透过光410穿过线偏振片34并向外射出。相反，在反射偏振膜上被反射的光420在穿过1/4延迟板时转变成圆偏振光430。然后，圆偏振光430穿过OLED的各层，然后在金属阴极18上被反射。当圆偏振光430在金属阴极18上被反射时，圆偏振光430的旋转方向发生反转(反向的圆偏振光440)。然后，反向的圆偏振光440再次穿过OLED的各层，并然后在穿过1/4延迟板32时转变成线偏振光450。在这种情况下，因为圆偏振光的旋转方向通过反射发生反转，穿过1/4延迟板32后形成的线偏振光450为可以穿过反射偏振膜的偏振光。因此，线偏振光450在依次穿过反射偏振膜和线偏振片以后向外射出。因为从理论上讲从发光层发出的光通过上述程序可以完全地向外射出，因此可以极大地提高OLED的亮度。
与常规的OLED相比，当将根据本发明的一个示例性实施方式的偏振片用于上述OLED时，所述OLED可具有极大地提高的光使用效率和亮度，因为其可被用于极大地提高从发光层发出的光的发射效率并且还能通过最大程度地降低线偏振片对外部入射光的吸收来使外部入射光的反射最小化。
同时，根据本发明的一个示例性实施方式的用于OLED的偏振片可以包括用于降低外部光的反射率的由色彩补偿粘合剂形成的粘合剂层，所述粘合剂层形成在反射偏振膜的上部或下部。
所述色彩补偿粘合剂为对整个可见光区域具有吸收预定的光强度的功效的粘合剂。其中，所述色彩补偿粘合剂可以通过混合粘合剂树脂和用于吸收可见光区域的光的光吸收剂来形成。
在此情况下，在本领域中广泛使用的粘合剂树脂，例如用于常规的粘合剂片和粘合剂膜等中的粘合剂树脂，可以用作所述的粘合剂树脂。例如可以使用透射光的粘合剂树脂作为所述的粘合剂树脂，但本发明不特别局限于此。在此可使用的粘合剂树脂的例子包括基于丙烯酰基的树脂、基于聚氨酯的树脂、基于聚异丁烯的树脂、基于丁苯橡胶(SBR)的树脂、基于橡胶的树脂、基于聚乙烯醚的树脂、基于环氧的树脂、基于三聚氰胺的树脂、基于聚酯的树脂、基于酚的树脂、基于硅的树脂或其共聚物。基于丙烯酰基的粘合剂(acryl-based adhesive)是特别优选的。
同时，染料被广泛地用作光吸收剂。这里可使用的染料，例如包括黑色染料，但本发明不特别局限于此。因此，可以使用溶于有机溶剂并显示良好的透明性的染料而没有任何限制。另外，还可以使用通过混合除黑色染料以外的其他染料所形成的染料来代替黑色染料。
在此情况下，基于100重量份的粘合剂树脂，在粘合剂树脂中光吸收剂的含量优选为大约0.001-1重量份。当所述光吸收剂的含量小于0.001重量份时，不能充分地体现色彩补偿性能，然而当所述光吸收剂的含量超过1重量份时，会严重地降低透光率。
同时，对于吸收波长在可见光区域的化合物，可以使用任意化合物作为光吸收剂而没有限制。优选地，可以使用单种黑色染料或有色染料的混合物作为光吸收剂。其中，所述的单种黑色染料起到了广泛地吸收接近于可见光区域的中间波长(550nm)的光的作用，即450-650nm的波长，并更优选500-600nm。更具体地讲，使用单种黑色染料是理想的，并且具有较宽的吸收波长的染料混合物也是合适的。特别地，对于OLED来说，不同于自然光，从光源R、G和B发出的光具有特定的波长区域。出于此考虑，更优选使用不吸收从OLED发出的特定波长区域的光但是吸收波长区域不在所述特定波长区域的可见光的染料。例如，当一种染料可以更有效地吸收除特定的R、G和B波长区域之外的可见的波长区域的光时，这种染料就可被用于有效地提高OLED的内部光的透射，并且吸收某种水平的外部光。因此，这种染料可以非常有效地作为用于粘合剂的色彩补偿染料。假定R的中心波长为460nm，G的中心波长为530nm和B的中心波长为620nm，使用在R、G和B的波长区域之外的可以吸收接近于500nm和580nm波长的较宽波长的光的透射光谱是理想的。为此目的，可以使用通过以下方式获得的染料混合物作为光吸收剂，所述的染料混合物是通过混合吸收波长区域接近于500nm波长(例如，480-520nm的吸收波长区域，并更优选490-500nm)的染料与吸收波长区域接近于580nm波长(例如，570-600nm的吸收波长区域，并更优选580-590nm)的染料来获得。
当使用包含上述染料的色彩补偿粘合剂来形成粘合剂层时，可以通过改变OLED的总的透光率来控制内部光的透射和外部光的反射。因此，所述的色彩补偿粘合剂可以提高内部光的亮度以及保持OLED的高可视度。
如上所述，当由包含吸收光的光吸收剂的色彩补偿粘合剂形成粘合剂层时，用于OLED的偏振片通过吸收粘合剂层上的内部反射光可用于进一步提高对比度。
实施例
下文中，将更详细描述本发明的示例性实施方式。
实施例1
使用常规的线偏振片作为基膜，常规的线偏振片是通过将TAC保护膜层叠在聚乙烯醇(PVA)膜的上表面和下表面上获得的。然后，通过依次向常规的线偏振片的下表面上粘附反射偏振膜(亮度提高膜，3M)和140nm厚的1/4波长延迟膜(具有正常色散特性的COP拉伸膜)来制备根据本发明的一个示例性实施方式的具有提高的亮度的偏振片。其中，所述反射偏振膜可以以50％的透光率透过某种线偏振光。然后，将制得的偏振片粘附到OLED面板(2英寸的无源矩阵型OLED面板)上。
实施例2
使用常规的线偏振片作为基膜，常规的线偏振片是通过将TAC保护膜层叠在PVA膜的上表面和下表面上获得的。然后，将可以以50％的透光率透过某种线偏振光的反射偏振膜(亮度提高膜，3M)粘附到常规的线偏振片的下表面上。然后，通过向基于丙烯酰基的粘合剂中加入黑色染料(混合比＝100∶0.02)来制备其透光率被调节至80％的水平的色彩补偿粘合剂，并且将所述色彩补偿粘合剂涂敷到反射偏振膜上以形成色彩补偿粘合剂层。然后，将140nm厚的1/4波长延迟膜(具有正常色散特性的COP拉伸膜)粘附到色彩补偿粘合剂层上以制备根据本发明的一个示例性实施方式的具有提高的亮度的偏振片。最后，将制得的偏振片粘附到OLED面板(2.2英寸的有源矩阵型OLED面板)上。
对比实施例1
为了比较，这里使用未粘附偏振片的OLED面板(2.2英寸的无源矩阵型OLED面板)。
对比实施例2
将由常规的线偏振片和140nm厚的1/4波长延迟膜(具有正常色散特性的COP拉伸膜)组成的常规的圆偏振片粘附到OLED面板上。其中，所述常规的线偏振片通过将TAC保护膜层叠在PVA膜的上表面和下表面上来获得。
试验实施例1
测量在实施例1-2和对比实施例1和2制备的OLED面板的亮度和反射率。
在驱动每个OLED面板期间根据波长在测量所发出的光的强度以后计算亮度。其中，OLED的亮度比示于括弧中，假定从没有粘附偏振片的OLED面板(对比实施例1)所发出的光的强度为100％。
同时，使用UV分光计通过测量在每个OLED面板的前面所反射的光的强度来计算反射率。其中，OLED的反射率示于括弧中，假定没有粘附偏振片的OLED面板(对比实施例1)的反射率为100％。
测量结果示于下面表1中。
表1
  亮度cd/A(％)   反射率AU(％)
  对比实施例1   19.8(100)   69.40(100)
  对比实施例2   8.6(43.4)   3.76(5.4)
  实施例1   15.7(79.3)   26.03(37.5)
  实施例2   12.8(64.6)   10.81(15.6)
如表1所示，结果显示，当在OLED面板中使用在对比实施例2中制备的常规的圆偏振片时，OLED面板只有43.4％的亮度，但是，当在OLED面板中分别使用在实施例1和2中制备的偏振片时，OLED面板分别具有79.3％和64.6％的极大地提高的亮度。同时，结果还显示具有在其中形成的粘合剂层的实施例2的OLED面板具有高达15％水平的良好的反射率。也就是说，当在OLED面板中使用根据本发明的一个示例性实施方式的偏振片时，可以看出OLED面板的亮度和对比度都极大地提高了。

Claims (9)

1.一种包括线偏振片和1/4延迟板的具有提高的亮度的用于有机发光二极管(OLED)的偏振片，其包括反射偏振膜，所述反射偏振膜设置在所述线偏振片和1/4延迟板之间并且在反射垂直于线偏振片的透射轴的偏振光时透射平行于线偏振片的透射轴的偏振光。
2.根据权利要求1所述的偏振片，其进一步包括形成在所述反射偏振膜的上部和下部的一层或多层粘合剂层，
其中，所述粘合剂层中的至少一层是由用于降低外部光的反射率的色彩补偿粘合剂形成的。
3.根据权利要求2所述的偏振片，其中，所述色彩补偿粘合剂包含粘合剂树脂和光吸收剂。
4.根据权利要求3所述的偏振片，其中，基于100重量份的粘合剂树脂，所述光吸收剂存在的量为0.01-1重量份。
5.根据权利要求3所述的偏振片，其中，所述粘合剂树脂为选自基于丙烯酰基的树脂、基于聚氨酯的树脂、基于聚异丁烯的树脂、基于丁苯橡胶(SBR)的树脂、基于橡胶的树脂、基于聚乙烯醚的树脂、基于环氧的树脂、基于三聚氰胺的树脂、基于聚酯的树脂、基于酚的树脂、基于硅的树脂及其共聚物中。
6.根据权利要求3所述的偏振片，其中，所述光吸收剂为黑色染料。
7.根据权利要求6所述的偏振片，其中，所述黑色染料的吸收波长为500-600nm。
8.根据权利要求3所述的偏振片，其中，所述光吸收剂为具有490-500nm的吸收波长区域的染料和具有580-590nm的吸收波长区域的染料的染料混合物。
9.一种OLED器件，其包括在权利要求1-8中任一项所定义的具有提高的亮度的偏振片。
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