CN111129073B - 一种用于有机el显示器的构成体及有机el显示器 - Google Patents

一种用于有机el显示器的构成体及有机el显示器 Download PDF

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Abstract

本发明提供本发明提供了一种用于有机EL显示器特别是带有屏幕指纹识别的有机EL显示器中，主要由保护膜和偏光板构成的构成体。在有机EL发出的光信号，通过偏光板和画面保护膜后，经指纹反射再一次通过偏光板和画面保护膜，进入到指纹识别传感器被识别的过程中，本发明所述构成体不会使光信号的强度减弱或者发生折射，进而影响指纹识别的准确性。且本发明所述构成体没有色差，成型性好，可以用于在曲面有机EL显示器。

Description

一种用于有机EL显示器的构成体及有机EL显示器
技术领域
本发明涉及用于有机发光二极管显示元件(Organic Light-Emitting Diode，以下合并简称OLED)移动设备，且由保护膜、盖板和偏光板构成的构成体，以及有机EL显示器。
背景技术
随着科技发展，手机等移动设备得到了普及的同时，人们的防盗意识和个人隐私的保护意识不断增强。指纹识别技术由于其安全可靠性，被广泛用于手机等移动设备中。但是近几年的手机发展趋势，各大手机厂商都致力于提高屏占比，为了给用户更广视野的使用体验。所以很多手机厂商都将前置指纹识别挪到机身背面成为后置指纹识别，这种方式不但影响手机后盖美观度，也不符合人的使用习惯。所以不会占据屏幕空间且不影响屏幕显示的屏幕指纹识别技术在手机显示用途备受关注。
屏幕指纹识别技术是通过手指接触屏幕时，OLED屏幕发出的光线穿透盖板将指纹纹理照亮，指纹反射光线穿透屏幕返回传感器，最终形成指纹图像来进行识别。但是，出于习惯，人们在使用手机时，会给手机屏幕贴上保护膜。但是由于屏幕和屏幕保护膜其实都存在偏振问题，当光信号穿过屏幕和保护膜时会造成折射，进而影响指纹信息的准确性。该问题成为了困扰业界的一个重大难题。
发明内容
考虑到现有技术没有办法解决屏幕指纹识别类显示器在指纹识别时产生的偏差，本发明提供了一种用于有机EL显示器特别是带有屏幕指纹识别的有机EL显示器中，不会影响光信号，由画面保护膜和偏光板构成的构成体。
为了解决现有技术的缺陷，本发明提供一种含有画面保护膜和偏光板的构成体，显示器短边方向作为0°时，以从三波长光源TL84发出至通过45°偏光板后的光作为光源，从画面保护膜侧入射至有机EL背面的光的强度为基准100％时，从所述构成体的画面保护膜侧入射至有机EL背面的光，其强度在75％以上。
由于屏幕指纹识别技术是通过手指接触屏幕时，OLED屏幕发出的光线穿透盖板将指纹纹理照亮，指纹反射光线穿透屏幕返回传感器，最终形成指纹图像来进行识别的。其中，OLED是一种三波长光源。指纹解锁时，OLED所发出的三波长光线会通过45°偏光板后，穿透盖板和保护膜照亮指纹纹理。所以本发明以从三波长光源TL84发出至通过45°偏光板后的光作为光源。
由于识别指纹的传感器，是通过穿透屏幕的指纹反射光进行识别的，所以指纹反射光需要具有高光强度。本发明所述构成体，光线从构成体的画面保护膜侧入射至有机EL背面的光，其强度在75％以上。
高光强度的指纹反射光被指纹识别传感器识别后，传感器会将识别到的光的形状和预先储存的形状进行对比，所以被指纹反射后的光在到达传感器前，不能发生大角度的折射，从而影响到光的形状。为了避免反射光穿过画面保护膜后，因为画面保护膜的双折射效应而影响光的传播方向，本发明所述的构成体中，优选使用位相差在1500nm以下的薄膜作为画面保护膜。为了进一步避免保护膜的双折射效应，进一步优选相位差在800nm以下的薄膜。
现在市场中常见的画面保护膜多为双向拉伸薄膜，经过MD和TD两次拉伸后，薄膜中分子链排布方向和薄膜拉伸方向会存在一定角度，该夹角为薄膜的主配向角。在光透过薄膜后，光会沿着薄膜的主配向方向传播。所以指纹识别时，指纹反射光会先经过画面保护膜，光线沿着保护膜的主配向方向传播后，到达有机EL显示器内存在的偏光板，此时和偏光板的偏光方向一致的光，会透过偏光板和有机EL层到达指纹识别传感器。在此过程中，保护膜的主配向方向和有机EL显示器中偏光板的偏光方向不同时，光的强度会减弱，进而影响指纹识别的准确性。
因此，优选为将显示器短边方向作为0°时，有机EL显示器内存在的偏光板的偏光方向的角度为A°，且0°≦A＜180°，本发明所述构成体中的画面保护膜的主配向角为A°±10°。为了保证在指纹识别时，指纹反射光不会减弱，进一步优选主配向角为A°±8°的薄膜作为画面保护膜。
为了保护显示器表面不被划伤，会在显示器表面贴上画面保护膜。而且为了提高画面保护膜表面的硬度，会将硬化涂层涂布于薄膜表面。在显示器正常使用的时候，自然光会先照射到带有硬化涂层的画面保护膜后进入显示器内部。这个过程中，光会在硬化涂层表面、硬化涂层和薄膜之间的界面发生反射，两束反射光线的光程不同所引起的干涉现象，会使整个画面保护膜的颜色不均一，进而影响到显示器的使用观感。
为了保证显示器在使用过程中，肉眼不能感觉到因外部光的干涉所形成的色差，本发明所述构成体中的表面有硬化涂层的画面保护膜，光从硬化涂层面入射透过整个保护膜的过程中，优选为画面保护膜的硬化涂层面的反射色差ΔE在5以下。为了进一步保证色差不可见，以提高使用观感，进一步优选反射色差ΔE在2以下。
由于现在市场上有很多曲面有机EL显示器，所以需要在显示器盖板为曲面构造时，画面保护膜具有良好的成型性，可以与曲面盖板完全贴合。本发明所述构成体，可以用于平面有机EL显示器，也可以用于曲面有机EL显示器。而且构成体中的画面保护膜为曲面构造时，保护膜表面的硬质涂层不会开裂，保护膜在使用过程中不会翘起。
因此本发明还提供一种有机EL显示器，使用了上述的构成体。进一步优选为所述有机EL显示器为曲面有机EL显示器。
附图说明
图1为有机EL显示器的断面图。图中，1画面保护膜，2盖板，3偏光板，4有机EL发光层，5指纹识别传感器，6后盖。
图2为指纹识别过程中光的传播路线图。图中，1画面保护膜，2盖板，3偏光板，4有机EL发光层，5指纹识别传感器。
具体实施方式
为使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚，下面结合附图、表对本发明实施方式作进一步的详细描述。
实施例以及对比例中使用的画面保护膜样品、盖板样品、偏光板样品如下(具体物性参考表1)：
<画面保护膜>
A：以日本东丽公司特殊层结构PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜为基膜，表面有硬化涂层，内面有胶层。将上述薄膜的TD方向旋转45°后，断裁成盖板尺寸的画面保护膜(画面保护膜短边方向作为0°，上述薄膜的拉伸方向为画面保护膜的45°方向)。位相差1050nm，配向角53°，反射色差ΔE为5。
B:以PC(聚碳酸酯)薄膜为基膜，表面有硬化涂层，内面有胶层。将上述薄膜断裁成盖板尺寸的画面保护膜(画面保护膜短边方向作为0°，上述薄膜的横向方向为画面保护膜的0°方向)。位相差100nm，无主配向角，反射色差ΔE为5。
C:以日本东洋纺公司“SRF”PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜为基膜，表面有硬化涂层，内面有胶层。将上述薄膜的TD方向旋转45°后，断裁成盖板尺寸的画面保护膜(画面保护膜短边方向作为0°，上述薄膜的拉伸方向为画面保护膜的45°方向)。位相差8000nm，主配向角47°，反射色差ΔE为23。
D:以日本东丽公司“露米勒”PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜为基膜，表面有硬化涂层，内面有胶层。将上述薄膜的TD方向旋转30°后，断裁成盖板尺寸的画面保护膜(画面保护膜短边方向作为0°，上述薄膜的拉伸方向为画面保护膜的30°方向)。位相差4000nm，主配向角45°，反射色差ΔE为2。
E:以日本东洋纺公司“SRF”PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜为基膜，表面有硬化涂层，内面有胶层。将上述薄膜断裁成盖板尺寸的画面保护膜(画面保护膜短边方向作为0°，上述薄膜的拉伸方向为画面保护膜的0°方向)。位相差8000nm，主配向角2°，反射色差ΔE为23。
F:以日本东丽公司“露米勒”PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜为基膜，表面有硬化涂层，内面有胶层。将上述薄膜断裁成盖板尺寸的画面保护膜(画面保护膜短边方向作为0°，上述薄膜的拉伸方向为画面保护膜的0°方向)。位相差4000nm，主配向角30°，反射色差ΔE为2。
G:以日本东丽公司“东丽特克”PE(聚乙烯)薄膜为基膜，表面有硬化涂层，内面有胶层。将上述薄膜断裁成盖板尺寸的画面保护膜(画面保护膜短边方向作为0°，上述薄膜的横向方向为画面保护膜的0°方向)。位相差200nm，无主配向角，反射色差ΔE为26。
<盖板>
Ⅰ：蓝思科技公司曲面盖板玻璃，6.28英寸，纵横比19:9，长边带有R10mm的弧形倒角。
<偏光板>
ⅰ：日东电工株式会社
Figure BDA0001846410190000061
TEG型号偏光板，偏光角度45°。
有机EL显示器的断面图如图1所示，指纹识别过程中光的传播路线图如图2所示。
当手指接触有机EL显示器画面保护膜后，指纹识别传感器5上方的有机EL发光4会发出RGB三波长的光，穿过偏光板3后三波长光线沿偏光板的偏振方向传播，穿过盖板2后的光其传播方向不变，穿过画面保护膜1后的光其传播方向沿着画面保护膜1的主配向方向传播，到达手指。经过手指指纹反射后的光回到画面保护膜1，指纹反射光继续沿着画面保护膜1的主配向方向传播，穿过盖板2后反射光的传播方向不变，到达偏光板3，只有与偏光板3的偏光方向一致的光可以透过，后穿过有机EL发光层4到达指纹识别传感器。这时，指纹识别传感器会根据已经储存的指纹信息对比检测到的光的形状(包括光的位置和明暗程度)，最终实现指纹识别的效果。
如上述指纹识别过程，指纹反射光依次通过画面保护膜1，盖板2和偏光板3后，需要保持高光强度，被指纹识别传感器检测到。且反射光透过的时候，需要保证该反射光穿过保护膜后光线不会发生大角度折射后传感器检测到的光的形状发生改变。
表1展示实施例和对比例所使用的画面保护膜。本发明涉及到有机EL显示器的屏下指纹识别过程(图2)，所以实施例和比较例以屏下指纹识别过程为主进行说明。表2为实施例与对比例的结果。指纹反射光到达指纹识别传感器后的光强度75％以上，指纹识别成功率90％以上，且有机EL显示器显示面没有色差，则为包含构成体的有机EL显示器具有指纹识别功能可以正常使用。
使用下述实施例与对比例中制作的构成体进行测试。实施例与对比例中使用的测试方法如下。
1.透过光强度：用分光光度计进行测试。将盖板、偏光片和有机EL层贴合，以从三波长光源TL84发出至通过45°偏光板后的光作为光源，从盖板侧入射，用分光光度计测试得的透过贴合品后光的强度，以此作为基准100％。将画面保护膜贴合到盖板上，从画面保护膜侧入射，再一次测试透过贴合体的光的强度，该强度作为透过光强度。
2.画面保护膜的位相差：用阿贝折射仪进行测试。测试画面保护膜同一位置的MD方向和TD方向的折射率，将两个方向折射率差值的绝对值和画面保护膜基膜厚度相乘，相乘结果为画面保护膜该位置的位相差。测试3个不同位置的样品，取这3个样品的算术平均值作为该画面保护膜的位相差结果。
3.画面保护膜的主配向角：用正交偏光镜测试。将偏光镜的上下两片偏光片处于相互垂直的位置，此时目镜中观察画面为全黑，将画面保护膜样品放置在正交的两片偏光片之间，放置时以画面保护膜样品的TD方向为0°，逆时针旋转样品，目镜中观察画面会发生明暗变化，将观察到的画面为最暗的时候，样品旋转的角度作为画面保护膜的主配向角度。
4.画面保护膜的反射色差ΔE：指在画面保护膜的粘着面贴上日东电工No.21黑色遮光胶带，用C光源以2°的入射角从画面保护膜的硬化涂层面照射到样品后的反射测得色调L*a*b*值后，测试同一样品的另一位置的色调L*a*b*值，两者色调的差值作为反射色差ΔE。测试样品数量为3，取3次测试结果的算术平均值作为色差ΔE结果。
5.成型性：将裁切好的画面保护膜，用热压成型机，以120℃、15s的加热条件将画面保护膜热压成长边有R10mm弧形倒角的曲面画面保护膜。显微镜观察热压后画面保护膜的硬化涂层及基膜部分有无开裂。将画面保护膜和盖板贴合，目视观察画面保护膜是否完全贴合，带有倒角的部位是否会翘起，观察周期为1周。
6.显示器色差：将画面保护膜、盖板、偏光板、有机EL发光层、指纹识别传感器和后盖进行组装，制成有机EL显示器。目视观察显示器的画面保护膜侧，确认在正常使用有机EL显示器的情况下，是否可以观察到明显的色差。
7.指纹识别成功率：将画面保护膜、盖板、偏光板、有机EL发光层、指纹识别传感器和后盖进行组装，制成具有指纹识别功能的有机EL显示器。录入用于解锁的指纹，确认可以正常识别后，用该指纹反复按压显示器指纹识别传感器上方的画面保护膜部分100次，记录可以正常识别指纹并且成功解锁手机的次数，作为指纹识别成功率。
实施例1
使用贴合设备，将盖板Ⅰ、偏光板ⅰ和有机EL发光层进行贴合。使用热压成型设备将画面保护薄膜A经120℃、15s热成型后制成长边有R10mm弧形倒角的曲面画面保护膜后贴合在盖板Ⅰ表面，检测三波长光的透过率。使用整机组装设备，将上述贴合品分别和指纹识别传感器链接后，装上后盖，组装成完整的的具有指纹识别功能的有机EL显示器，进行显示器色差、保护膜贴合及指纹识别测试。
实施例2
使用贴合设备，将盖板Ⅰ、偏光板ⅰ和有机EL发光层进行贴合。使用热压成型设备将画面保护薄膜B经120℃、15s热成型后制成长边有R10mm弧形倒角的曲面画面保护膜后贴合在盖板Ⅰ表面，检测三波长光的透过率。使用整机组装设备，将上述贴合品分别和指纹识别传感器链接后，装上后盖，组装成完整的的具有指纹识别功能的有机EL显示器，进行显示器色差、保护膜贴合及指纹识别测试。
实施例3
使用贴合设备，将盖板Ⅰ、偏光板ⅰ和有机EL发光层进行贴合。使用热压成型设备将画面保护薄膜C经120℃、15s热成型后制成长边有R10mm弧形倒角的曲面画面保护膜后贴合在盖板Ⅰ表面，检测三波长光的透过率。使用整机组装设备，将上述贴合品分别和指纹识别传感器链接后，装上后盖，组装成完整的的具有指纹识别功能的有机EL显示器，进行显示器色差、保护膜贴合及指纹识别测试。
实施例4
使用贴合设备，将盖板Ⅰ、偏光板ⅰ和有机EL发光层进行贴合。使用热压成型设备将画面保护薄膜D经120℃、15s热成型后制成长边有R10mm弧形倒角的曲面画面保护膜后贴合在盖板Ⅰ表面，检测三波长光的透过率。使用整机组装设备，将上述贴合品分别和指纹识别传感器链接后，装上后盖，组装成完整的的具有指纹识别功能的有机EL显示器，进行显示器色差、保护膜贴合及指纹识别测试。
对比例1
使用贴合设备，将盖板Ⅰ、偏光板ⅰ和有机EL发光层进行贴合。使用热压成型设备将画面保护薄膜E经120℃、15s热成型后制成长边有R10mm弧形倒角的曲面画面保护膜后贴合在盖板Ⅰ表面，检测三波长光的透过率。使用整机组装设备，将上述贴合品分别和指纹识别传感器链接后，装上后盖，组装成完整的的具有指纹识别功能的有机EL显示器，进行显示器色差、保护膜贴合及指纹识别测试。
对比例2
使用贴合设备，将盖板Ⅰ、偏光板ⅰ和有机EL发光层进行贴合。使用热压成型设备将画面保护薄膜F经120℃、15s热成型后制成长边有R10mm弧形倒角的曲面画面保护膜后贴合在盖板Ⅰ表面，检测三波长光的透过率。使用整机组装设备，将上述贴合品分别和指纹识别传感器链接后，装上后盖，组装成完整的的具有指纹识别功能的有机EL显示器，进行显示器色差、保护膜贴合及指纹识别测试。
对比例3
使用贴合设备，将盖板Ⅰ、偏光板ⅰ和有机EL发光层进行贴合。使用热压成型设备将画面保护薄膜G经120℃、15s热成型后制成长边有R10mm弧形倒角的曲面画面保护膜后贴合在盖板Ⅰ表面，检测三波长光的透过率。使用整机组装设备，将上述贴合品分别和指纹识别传感器链接后，装上后盖，组装成完整的的具有指纹识别功能的有机EL显示器，进行显示器色差、保护膜贴合及指纹识别测试。
由各实施例1～4可见，本发明所述构成体运用在有机EL显示器中，透过光强度在75％以上，不会削弱指纹识别时指纹反射光的强度，且指纹识别率大于90％。其中，实施例1所述的构成体具有优越的成型性和色调统一性，适用于平面和曲面有机EL显示器，且不会影响显示器的色差。实施例2所述构成体，由于画面保护膜在热压过程中其机械性能不足导致热压后画面保护膜的硬化涂层开裂，不适用于曲面有机EL显示器。实施例3、4所述构成体，由于画面保护膜是倾斜一定角度断裁制成的，在热压过程中画面保护膜的热收缩方向和断裁方向不同，导致画面保护膜的翘曲或部分开裂，不适用于曲面有机EL显示器。
表1画面保护膜样品与基本物性
Figure BDA0001846410190000121
表2实施例与对比例结果对比
Figure BDA0001846410190000122
Figure BDA0001846410190000131

Claims (5)

1.一种含有画面保护膜和偏光板的构成体，其特征在于：显示器短边方向作为0°时，以从三波长光源发出至通过45°偏光板后的光作为光源，从画面保护膜侧入射至有机EL背面的光的强度为基准100％时，从所述构成体的画面保护膜侧入射至有机EL背面的光，其强度在75％以上；所述构成体中的画面保护膜的位相差在1500nm以下。
2.根据权利要求1所述的构成体，其特征在于：显示器短边方向作为0°时，有机EL显示器内存在的偏光板的偏光方向的角度为A°，且0°≦A＜180°，构成体中的画面保护膜的主配向角为A°±10°。
3.根据权利要求1所述的构成体，其特征在于：画面保护膜有硬化涂层，该硬化涂层面的反射色差ΔE在5以下。
4.一种有机EL显示器，其特征在于：使用了权利要求1-3中任一项所述的构成体。
5.根据权利要求4所述的有机EL显示器，其特征在于：所述有机EL显示器为曲面有机EL显示器。
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