CN1953238A - 一种电激发光显示器 - Google Patents

Abstract

本发明为一种电激发光显示器，其中所述的电激发光显示器，包括一发光组件；一基板，位于所述的发光组件的一表面上方；一偏光层，位于所述的基板相对于所述的发光组件的一侧表面上方；一相位差层，位于所述的基板与所述的偏光层之间；以及一光分离层，位于所述的偏光层与所述的相位差层之间。本发明可以增加光的利用率。

Description

一种电激发光显示器

技术领域

本发明是关于一种发光装置，特别是一种调光机制(mechanism)及运用该调光机制的电激发光显示器。

背景技术

平面显示器，例如：有机发光显示器(organic light emitting display；OLED)及液晶显示器(liquid crystal display；LCD)，已广泛地应用于计算机及通讯领域。就OLED来说，其属自发光组件显示器，因此兼具了室内及户外不同环境光条件下的应用。大体而言，室内空间的应用因环境光亮度较低，因此对显示器组件的亮度需求也较低，相对地，户外的应用因环境光亮度较高，为达到较佳的对比，因此对显示器组件的亮度需求也较高，并且须具备有低的反射率。因此，即便OLED的技术成熟度已日趋成熟，但如何有效率提升光线的利用率仍是积极研发的目标。

图1为传统OLED面板的剖面结构示意图。参照图1，传统OLED面板是由玻璃基板110、透明电极120、发光层130和反射电极140依序层叠而成。传统OLED面板在使用时，外在环境的光会自显示面进入面板内，再经由面板内的反射电极或晶体管组件反射出显示面。反射的光线往往影响面板原本发出的光线表现，而造成对比下降的现象。

传统的改良方式是于OLED面板上方使用圆偏光镜。圆偏光镜包括偏光层及1/4波长板(1/4λretardation plate)。参照图2A、图2B，偏光层150能使落于面板上的环境光L2偏光，而1/4波长板160使偏振光转变成圆偏振光。接着，往回反射通过1/4波长板160的圆偏振光再被转变成线偏振光，且偏振方向与偏光层150穿透轴正交，因而实质上完全被偏光层150吸收。而OLED面板的内部发光L1则部份被偏光层150吸收，仅部份穿透过偏光层150而发射出去。相关技术可参考专利合作条约专利公开号第WO 02/10845A2号。然而，OLED所发出的光会被偏光层吸收，因而造成发光效率降低。

另一种改良方式，是将吸收层(如，吸光材料)或破坏性干涉层设置于装置背面，例如在基材或电极上的空腔内。相关技术可参见美国专利第US6,411,019B1号。然而，吸收层也会吸收掉OLED朝吸收层所发出的光，因而降低显示器的亮度。

再另一种改良方式，是在发光组件与环绕显示器的边缘间设置以吸光材料制成的黑色矩阵(black matrix)。相关技术可参见美国专利公开号第US2102/005098A1号。

发明内容

鉴于以上的问题，本发明的主要目的在于提供一种调光机制(mechanism)及运用该调光机制的电激发光显示器，藉以解决先前技术所揭示的光线的利用率的问题。

为达上述目的，本发明所揭示的调光机制(mechanism)包括有：至少一反射层、一相位差层、一光分离层及一偏光层。其中，偏光层位于反射层的上方，相位差层位于反射层与偏光层之间，且光分离层位于偏光层与相位差层之间。

其中，光分离层的光轴较佳是与偏光层的光轴平行。光分离层的光轴与相位差层的光轴较佳是夹45度。

此外，于偏光层相对于光分离层的一侧还可设置一抗反射层。并且可设置一抗静电层于偏光层对于光分离层的一侧。进一步还可设置一保护层于偏光层对于光分离层的一侧。其中，偏光层、抗反射层、抗静电层及保护层可依序层叠，也可视需求而调整设置顺序。再者，可于反射层与相位差层之间设置黑矩阵(black matrix)结构，以增加组件对比。

本发明所揭示的电激发光显示器包括有：基板、发光组件、相位差层、光分离层及偏光层。其中，基板位于发光组件的一表面上方，偏光层位于发光组件的一表面上方，相位差层位于发光组件与偏光层之间，且光分离层位于偏光层与相位差层之间。

并且，光分离层的光轴较佳是与偏光层的光轴平行。光分离层的光轴与相位差层的光轴较佳是夹45度。

其中，发光组件可包括：基板、反射电极、发光层、透明电极及背板。其中，发光层位于透明电极相对于基板的一侧表面上方上，反射电极位于发光层相对于透明电极的一侧表面上方，且背板位于反射电极相对于发光层的一侧表面上方，背板与反射电极可为接触或不接触。

此外，于偏光层相对于光分离层的一侧还可设置一抗反射层。并且可设置一抗静电层于偏光层对于光分离层的一侧。进一步还可设置一保护层于偏光层对于光分离层的一侧。其中，偏光层、抗反射层、抗静电层及保护层可依序层叠，也可视需求而调整设置顺序。再者，可于基板相对于相位差层的一侧表面上设置黑矩阵结构，以增加组件对比。

有关本发明的特征与实作，配合图式作最佳实施例详细说明如下。

附图说明

图1为传统OLED面板的剖面结构示意图；

图2A为另一传统OLED面板的剖面结构示意图；

图2B为于传统OLED面板中，环境光及内部发光的路径示意图；

图3A为根据本发明第一实施例的调光机制及环境光于其中的路径的示意图；

图3B为根据本发明第一实施例的调光机制及其内部发光的路径的示意图；

图4为根据本发明第二实施例的调光机制的剖面示意图；

图5为根据本发明第三实施例的调光机制的剖面示意图；

图6为根据本发明第四实施例的调光机制的剖面示意图；

图7为根据本发明第五实施例的调光机制的剖面示意图；

图8为根据本发明第六实施例的调光机制的剖面示意图；

图9A、图9B为根据本发明第一实施例的电激发光显示器的剖面示意图；

图10A、图10B为根据本发明第二实施例的电激发光显示器的剖面示意图；

图11A、图11B为根据本发明第三实施例的电激发光显示器的剖面示意图；

图12A、图12B为根据本发明第四实施例的电激发光显示器的剖面示意图；

图13A、图13B为根据本发明第五实施例的电激发光显示器的剖面示意图；

图14A、图14B为根据本发明第六实施例的电激发光显示器的剖面示意图；以及

图15A、图15B为根据本发明第七实施例的电激发光显示器的剖面示意图。

附图标号：

110玻璃基板

120透明电极

130发光层

140反射电极

150偏光层

1601/4波长板

210基板

220发光组件

222反射层

222a反射电极

223发光层

225透明电极

227背板

230相位差层

240光分离层

250偏光层

252抗反射层

254抗静电层

256保护层

260黑矩阵结构

270彩色滤光图案

280驱动电路组件

L1内部发光

L2环境光

具体实施方式

以下举出具体实施例以详细说明本发明的内容，并以图式作为辅助说明。说明中提及的符号请参照图式符号。

图3A、图3B为根据本发明一实施例的调光机制。参照图3A、图3B，调光机制包括有：至少一反射层222、一相位差层230、一光分离层240及一偏光层250。其中，偏光层250位于反射层222的上方，相位差层230位于反射层222与偏光层250之间，且光分离层240位于偏光层250与相位差层230之间。换句话说，反射层222、相位差层230、光分离层240及偏光层250是依序层叠的。

当环境光L2进入此调光机制时，会有部分的光量会被偏光层250所吸收，其余的光则穿透偏光层250和光分离层240形成线偏振光。穿透的线偏振光经过相位差层230，而使线偏振光转换成圆偏振光，经由反射层222的反射，导致圆偏振光旋转方向逆转，再经过相位差层230使其圆偏振光转变回线偏振光，但其偏振方向此时与光分离层240的光轴正交，因而被光分离层240反射后，再次经由相位差层230及反射层222使其偏振方向再旋转π/2，因而造成偏振方向反转成与偏光层250所能穿透的偏振方向相同，进而穿透光分离层240和偏光层250而发射出去，藉以利用两次的反射及较长的光路径来降低反射率。在内部发光L1(即，此调光机制内部所发出的光)方面，如图3B所示，由于经由光分离层240的分光，部分极化光会穿透，部分极化光会反射，穿透部分的光的偏振方向与偏光层250所能穿透的偏振方向相同，因此可以完全穿透偏光层250的结构，然而反射部分的光经由两次的穿透相位差层230，因此造成偏振方向的旋转π/2，而与偏光层250所能穿透的偏振方向相同，进而穿透光分离层240和偏光层250，以达到光利用率增加。

其中，光分离层240的光轴较佳是与偏光层的光轴平行。光分离层240的光轴与相位差层的光轴较佳是夹45度。

光分离层240可包括增亮膜。相位差层230可包括1/4波长板。偏光层250可包括线性偏光分离单元。反射层222的材料可包括银、铝、铜、上述合金或上述组合。而反射层222的反射率较佳约大于85％。反射层222可包括金属电极(例如，金属阳极或金属阴极)或晶体管等组件。

举例来说，若使用线性偏光分离单元作为偏光层250，其可吸收S-偏振模式(S-polarized mode)的光，并穿透P-偏振模式(P-polarized mode)的光；使用1/4波长板作为相位差层230且与偏光层250穿透轴夹45度，其可使P-偏振模式的光转变成左旋圆偏振光；以及使用光轴与偏光层250的光轴平行的增亮膜作为光分离层240，以反射S-偏振模式的光，并穿透P-偏振模式的光。

当环境光进入此调光机制时，偏光层250会吸收到至少会有一半的光量，最后所穿透出的光至少为原来的一半以下。也就是说，S-偏振模式的光会先被偏光层250给吸收，只有大约42％的光(即，P-偏振模式的光)会通过偏光层250。P-偏振模式的光可通过增亮膜，因为1/4波板光轴与偏光层250穿透轴夹45度经过1/4波长板后，P-偏振模式的光转变成为左旋圆偏振光，再经反射层222反射后成为右旋圆偏振光，之后再次通过1/4波长板后成为S-偏振模式的光，而被增亮膜反射回来，再通过1/4波长板使S-偏振模式的光成为右旋圆偏振光，再次经反射层222反射后成为左旋圆偏振光，之后通过1/4波长板后成为P-偏振模式的光，于是可通过增亮膜及偏光层250，成为反射光的部分。

当此调光机制内部发射出光时，所发射的光是无偏振方向，而其中P-偏振模式的光可通过1/4波长板、增亮膜及偏光层250，因而发射出的光量大约为原本发光量的42％，而S-偏振模式的光会被增亮膜反射，通过1/4波长板使S-偏振模式的光成为右旋圆偏振光，再经反射层222反射后成为左旋圆偏振光，之后通过1/4波长板后成为P-偏振模式的光，于是可通过增亮膜及偏光层250。其中，由于反射层222的反射率以及各膜层的吸收的关系，实际上增加的出光量大约可达20％以上。也就是说，总出光量可达62％以上，可为使用一般偏光层的1.45倍以上。若进一步改善反射层222的反射率将可更进一步提高出光量。

此外，于偏光层250相对于光分离层240的一侧表面上更可设置一抗反射层252，如图4所示。并且可设置一抗静电层254于抗反射层252相对于偏光层250的一侧表面上，如图5所示。进一步还可设置一保护层256于抗静电层254相对于抗反射层252的一侧表面上，如图6所示。

再者，可于反射层222与相位差层230之间设置黑矩阵结构260，如图7所示。如此，即可进一步增加对比。于反射层222与相位差层230之间还可设置多个彩色滤光图案270，以选择发射出光的颜色(例如：红色、绿色或蓝色)，如图8所示。

其中，根据本发明的调光机制可应用于各种平面显示器。

以应用于电激发光显示器(例如：有机发光显示器)来说，请参照图9A、图9B，根据本发明的电激发光显示器包括有：基板210、发光组件220(例如为有机发光二极管)、相位差层230、光分离层240及偏光层250。其中，基板210位于发光组件220的一表面上方，偏光层250位于发光组件220的一表面上方，相位差层230位于发光组件220与偏光层250之间，且光分离层240位于偏光层250与相位差层230之间。于图9A、图9B中，内部发光L1是向下发射出电激发光显示器，即发光组件220是朝向基板210提供内部发光L1。其中，发光组件可为有机发光二极管。

其中，光分离层240的光轴较佳是与偏光层250的光轴平行。光分离层240的光轴与相位差层的光轴较佳是夹45度。光分离层240可包括增亮膜。相位差层230可包括1/4波长板。偏光层250可包括线性偏光分离单元。

当环境光(未绘示)进入电激发光显示器时，部分的光被偏光层250给吸收，其余则穿透过去；穿透的光经由相位差层230及反射层(未绘示)使其偏振方向旋转后，其偏振方向与光分离层240所能穿透的偏振方向不同，因而被光分离层240反射，而再次经由相位差层230及反射层使其偏振方向旋转，而后形成偏振方向与光分离层240所能穿透的偏振方向相同的光，于是可通过增亮膜及偏光层250，而成为反射光的部分。

对电激发光显示器所发出的光而言，部分的光穿透各层而发射出去，另一部分的光会被增亮膜反射，经由相位差层230及反射层使其偏振方向二次旋转后，形成偏振方向与光分离层240所能穿透的偏振方向相同的光，于是即可通过增亮膜及偏光层250。如此一来，即可提升光利用率。

其中，发光组件220可为一有机发光二极管。

参照图10A、图10B，其中发光组件220包括：反射电极222a、发光层223、透明电极225及背板227。反射电极222a与背板227可为接触或不接触，在本实施例中，以反射电极222a与背板227接触为例。其中，发光层223位于透明电极225相对于基板210的一侧表面上方上，反射电极222a位于发光层223相对于透明电极225的一侧表面上方，且背板227位于反射电极222a相对于发光层223的一侧表面上方。于图10A、图10B中，内部发光L1是向下发射出电激发光显示器，即发光层223是朝向基板210提供内部发光L1。

反射电极222a的材料可包括银、铝、铜、上述合金或上述组合。而反射电极222a的反射率较佳约大于85％。基板210较佳是由玻璃、石英、压克力或包含聚合物的有机材质等透明材质制成。

并且，若进一步设置黑矩阵结构260于基板210相对于相位差层230的一侧表面上)，可增加组件显示对比，如图11A、图11B所示，其中内部发光L1是向下发射出电激发光显示器，即发光组件220是朝向基板210提供内部发光L1。也就是说，一般于基板210上有发光区域及非发光区域(未标示)。发光组件220则是位于发光区域上。而非发光区域上则设置有驱动电路组件280。其中，黑矩阵结构260则是设置于驱动电路组件280与基板210之间，以减少环境光进入非发光区域的光量，进而减少因线路或电子组件反射环境光所造成的反射光。在较佳实施例中，黑矩阵结构260可完全覆盖非发光区域；而在不同实施例中，黑矩阵结构260也可仅部分覆盖非发光区域。

于基板210与发光组件220之间上还可设置多个彩色滤光图案270，以选择发射出光的颜色，如图12A、图12B所示，其中内部发光L1是向下发射出电激发光显示器，即发光组件220是朝向基板210提供内部发光L1。

此外，于偏光层250上可设置一膜层，举例而言，于偏光层250上更可设置一抗反射层252，如图13A、图13B所示，其中内部发光L1是向下发射出电激发光显示器，即发光组件220是朝向基板210提供内部发光L1。

并且可设置一抗静电层254于抗反射层252，如图14A、图14B所示，其中内部发光L1是向下发射出电激发光显示器，即发光组件220是朝向基板210提供内部发光L1。

进一步还可设置一保护层256于抗静电层254上，如图15A、图15B所示，其中内部发光L1是向下发射出电激发光显示器，即发光组件220是朝向基板210提供内部发光L1。

其中，抗反射层252、抗静电层254以及保护层256的配置顺序及相对位置可视需求而定，并不局限于此。

虽然本发明的技术内容已经以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神所作些许的更动与润饰，皆应涵盖于本发明的范畴内，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (11)

1.一种电激发光显示器，所述的电激发光显示器包括：

一发光组件；

一基板，位于所述的发光组件的一表面上方；

一偏光层，位于所述的基板相对于所述的发光组件的一侧表面上方；

一相位差层，位于所述的基板与所述的偏光层之间；以及

一光分离层，位于所述的偏光层与所述的相位差层之间。

2.如权利要求1所述的电激发光显示器，其中所述的光分离层的光轴与所述的偏光层的光轴平行。

3.如权利要求1所述的电激发光显示器，其中所述的光分离层的光轴与所述的相位差层的光轴夹45度。

4.如权利要求1所述的电激发光显示器，其中所述的光分离层包括一增亮膜。

5.如权利要求1所述的电激发光显示器，其中所述的相位差层包括一1/4波长板。

6.如权利要求1所述的电激发光显示器，其中所述的偏光层包括一线性偏光分离单元。

7.如权利要求1所述的电激发光显示器，其中所述的发光组件为一有机发光二极管。

8.如权利要求1所述的电激发光显示器，其中所述的发光组件包括：

一透明电极；

一发光层，位于所述的透明电极相对于所述的基板的一侧表面上方；

一反射电极，位于所述的发光层相对于所述的透明电极的一侧表面上方，其中该反射电极的反射率约大于85％；以及

一背板，位于所述的反射电极相对于所述的发光层的一侧表面上。

9.如权利要求1所述的电激发光显示器，更包括一黑矩阵结构，位于所述的基板相对于所述的相位差层的一侧表面上。

10.如权利要求1所述的电激发光显示器，更包括多个彩色滤光图案，位于所述的基板与所述的发光组件之间。

11.如权利要求1所述的电激发光显示器，更包括一膜层，位于所述的偏光层相对于所述的光分离层的一侧，其中该膜层包括一抗反射层、一抗静电层或一保护层。

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