JP6166360B2 - Ｏｌｅｄ表示構造及びｏｌｅｄ表示装置 - Google Patents

Description

本発明の実施例は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）表示構造、及び前記ＯＬＥＤ表示構造を有するＯＬＥＤ表示装置を含む。

有機発光ダイオード（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ，ＯＬＥＤ）表示装置は、薄型軽量で、消費電力が少ないなどの特性を有するため、ＭＰ３プレーヤーなどのデジタル製品に広く応用されている。ＯＬＥＤ表示技術は従来のＬＣＤ（液晶表示装置、Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）表示技術と異なり、バックライトを必要とせず、通常は非常に薄い有機材料コーティング層及びガラス基板を用いる。電流が流れる場合、これらの有機材料は発光する。さらに、ＯＬＥＤディスプレイはより軽くより薄く、視野角を大きくすることができ、顕著に消費電力を節約することができる。しかし、表示装置として、ＯＬＥＤディスプレイは、同じように使用環境による影響を受けてしまう。特に室外の光が強い環境下において、ＯＬＥＤディスプレイの表示効果は悪くなってしまう。

光による影響を克服するために、図１に示すように、人々はＯＬＥＤ表示構造を提案した。それはＯＬＥＤ画素層２０上に順次、四分の一波長板層６０及び偏光板層７０を形成することにより、比較的強い環境光のディスプレイに対する影響を除去する。その作用原理は以下である。環境光８０がディスプレイに入射する際、まず偏光板層７０を通過して直線偏光となり、該直線偏光は四分の一波長板層６０をさらに通過（光軸と直線偏光の偏光方向は±４５°夾角となる）してから右円偏光または左円偏光となる。即ち、偏光板層７０と四分の一波長片層６０は組み合わせることで、右円偏光板または左円偏光板となり、自然光を右円偏光または左円偏光に変換させることができる。この右円偏光または左円偏光は例えば、基板１０によって反射されてから右円偏光または左円偏光となり、二回目に前記四分の一波長板層６０を通過して再度直線偏光となり、しかし偏光方向は９０℃回転し、ちょうど偏光板層７０の吸収軸と一致する。これにより該反射光は偏光板層７０によって吸収され、透過できない。即ち、右円偏光は左円偏光板を通過することができず、または左円偏光は右円偏光板を通過することができない。よって、前記配置は光の影響を消去でき、コントラストを向上させ、視覚効果を改善する目的を達成できる。

しかし、ＯＬＥＤ画素層２０から出る光は偏光性を有さず、四分の一波長板層６０を透過しても依然偏光特性を有しない。しかし、偏光板層７０を通過する際にエネルギーは半分吸収され、その上散乱、反射などの影響要因もあり、光透過率は大いに低下する。これにより実際の設計において、適切な輝度を達成するためには、画素電流を増大させなければならず、エネルギーの浪費をもたらしてしまう。

本発明の実施例は前記欠陥に対し、ＯＬＥＤ表示構造及び該ＯＬＥＤ表示構造を含むＯＬＥＤ表示装置を提供し、環境光の影響を克服することができ、さらに、自身から出る光を過度に吸収または散乱することなく、光透過率を高め、これにより省エネを達成する。

本発明は一つの態様において、ＯＬＥＤ表示構造を提供し、基板、及び基板上に順次形成されたＯＬＥＤ画素層、分光層及び円偏光板層を含み、これにおいて、前記分光層は光をｏ光及びｅ光に分割し、さらに前記ｏ光とｅ光をいずれも前記円偏光板層と同じ偏光状態の円偏光に変換し、前記円偏光板層は、それと同じ偏光状態の円偏光を透過させるものである。

該表示構造において、例えば、前記分光層は複屈折結晶層、及び、前記複屈折結晶層上に形成されたｏ光四分の一波長板層及びｅ光四分の一波長板層を含み、前記ｏ光四分の一波長板層は、ｏ光を前記円偏光板層と同じ偏光状態の円偏光に変換するものであって、前記ｅ光四分の一波長板層は、ｅ光を前記円偏光板層と同じ偏光状態の円偏光に変換するものである。

該表示構造において、例えば、前記ｏ光四分の一波長板層と、前記ｅ光四分の一波長板層の光軸は互いに垂直であり、且つ前記ｏ光四分の一波長板層と前記ｅ光四分の一波長板層の光軸はそれぞれ、その対応するｏ光とｅ光の偏光方向と４５°夾角を呈する。

該表示構造において、例えば、前記複屈折結晶層は方解石結晶、石英またはルビーなどの複屈折の性質を有する材料によって製作されたものである。

該表示構造において、例えば、前記円偏光板層は四分の一波長板層及びその上に形成する直線偏光板を含み、そのうち、前記四分の一波板層は円偏光を直線偏光に変換し、前記偏光板は、同じ偏光方向の直線偏光を透過させるものである。

例えば、前記ＯＬＥＤ表示構造は、さらにレンズ層を含み、前記レンズ層は前記ＯＬＥＤ画素層及び前記分光層の間に位置し、前記ＯＬＥＤ画素層から出る光を平行光に収束してから前記分光層に入射させる。

該表示構造において、例えば、前記レンズ層は透明基板、及び前記透明基板の両側にそれぞれ形成された第一凸レンズ及び第二凸レンズを含み、そのうち、前記第一凸レンズと前記第二凸レンズの焦点または焦点平面は重なっている。

該表示構造において、例えば、前記レンズ層は透明基板、及び前記透明基板の両側にそれぞれ形成された第一凸レンズと凹レンズ微細構造層を含み、そのうち、前記第一凸レンズ及び前記凹レンズ微細構造層は組み合わせることで、光を平行光に収束させる。

該表示構造において、例えば、前記透明基板は反射層を含み、前記反射層は環境光を前記円偏光板層に反射させて吸収させるものである。

本発明はもう一つの態様において、ＯＬＥＤ表示装置を含み、該ＯＬＥＤ表示装置は上記いずれかに記載のＯＬＥＤ表示構造を含む。

本発明の実施例のＯＬＥＤ表示構造及び前記ＯＬＥＤ表示構造を含むＯＬＥＤ表示装置は、ＯＬＥＤ画素層から出る光をｏ光及びｅ光に分割し、さらに前記ｏ光及びｅ光をそれぞれ、前記円偏光板層と同じ偏光状態の円偏光に変換し、完全に前記円偏光板層を透過させる。このため、光透過率を向上させ、ＯＬＥＤ画素層の画素電流を低下させ、これによりエネルギーを節約することができる。

本実施例の技術構成をさらに明確に説明するため、以下に実施例の図面について簡単に紹介する。明らかなように、以下に記載の図面は本発明の一部の実施例に過ぎず、本発明を制限するものではない。

図１は従来技術におけるＯＬＥＤ表示装置の構造模式図である。 従来技術における複屈折結晶の複屈折現象の空間直角座標系の模式図である。 本発明実施例１に記載のＯＬＥＤ表示装置の構造模式図である。 本発明実施例２に記載のＯＬＥＤ表示装置の構造模式図である。 本発明実施例３に記載のＯＬＥＤ表示装置の構造模式図である。

本発明の実施例の目的、技術構成及びメリットをさらに明確にするため、以下に本発明の実施例の図面を参照して、本発明の実施例の技術構成についてさらに明確に、完全に記載する。明らかなように、記載される実施例は本発明の一部の実施例であり、全部の実施例ではない。記載される本発明の実施例に基づいて、当業者が進歩性を有する労働を必要としない前提において得られるその他の実施例も、本発明が保護を求める範囲に属するものである。

別途定義する場合を除き、ここで使用する技術用語または科学技術用語は、本発明が属する分野における一般的な技能を有する者が理解する通常の意味である。本発明の特許出願明細書及び請求の範囲において使用される「一つ」または「一」などの類似用語は数量の制限を示しておらず、少なくとも一つ存在するという意味である。「Ａは、Ｂを含む」または「Ａは、Ｂを備える」などの類似の表現は、Ａという素子または部材が、Ｂとして列挙された素子または部材、及びその均等物を含むことを意味し、その他の素子または部材を排除するわけではない。「接続」または「連結」などの類似の用語は、物理的または機械的な接続に限られず、電気的な接続を含み、直接でも間接でも構わない。「上」、「下」、「左」、「右」などは相対的な位置関係の表示のみに用いるものであり、記載される対象の絶対的位置が変わった場合、その相対的な位置関係も相応に変化する可能性がある。

光の複屈折原理により、複屈折結晶中に入射する光は屈折して二束の直線偏光となり、そのうちの一つは屈折の法則に従うもので、通常光線（「ｏ光」）と称され、もう一つは屈折の法則に従わないもので、異常光線（「ｅ光」）と称される。前記複屈折結晶は光に複屈折を生じさせる結晶であり、例えば、方解石英体、石英、ルビーなどの複屈折特性を有する材料である。

図２に示すように、入射直線偏光の光の進行方向は、空間直交座標系のＺ軸の＋方向であり、紙面に垂直の内向きは空間直角座標系のｘ軸の＋方向であり、同時に、ｘ、ｚ軸に同時に垂直の方向は、空間直角座標系のｙ軸方向である。よって、ｏ光の振動面はｘｏｚ面であり、ｅ光の振動面はｙｏｚ面である。

本発明の実施例のＯＬＥＤ表示構造は、以下を含む。基板１０、及び基板１０上に順次形成されるＯＬＥＤ画素層２０、分光層及び円偏光板層を備え、前記分光層はＯＬＥＤ画素層から出射して、分光層を通過する光３０をｏ光およびｅ光に分割し、且つ前記ｏ光およびｅ光を前記円偏光板層と同じ偏光状態の円偏光に変換し、前記円偏光板層はそれと同じ偏光状態の円偏光を透過させるものである。

前記ＯＬＥＤ表示構造は、ＯＬＥＤ画素層から出る光をｏ光及びｅ光に分割し、さらに前記ｏ光及びｅ光のいずれをも、前記円偏光板層と同じ偏光状態の円偏光に変換し、完全に前記円偏光板層を透過させ、それから出射して表示を行う。これにより光透過率を向上させ、ＯＬＥＤ画素層の画素電流を低下させ、エネルギーを節約する。

本発明の実施例において、ＯＬＥＤ表示構造はさらにレンズ層を含み、該レンズ層は前記ＯＬＥＤ画素層及び前記分光層の間に位置し、前記ＯＬＥＤ画素層から出る光は平行光に収束されて前記分光層に入り、これにより分光層はより分光しやすいようになり、その他の方向への光の分量の影響を下げ、ＯＬＥＤ表示構造の光透過率を向上させる。

本発明実施例のＯＬＥＤ表示構造中に記載の分光層は、さらに複屈折結晶層５０、及び前記複屈折結晶層５０上に形成されるｏ光四分の一波長板層５１とｅ光四分の一波長板層５２を含むことができる。前記複屈折結晶層５０は方解石結晶、石英またはルビーなどの複屈折性質を有する材料によって製作される。前記ｏ光四分の一波長板層５１及びｅ光四分の一波長板層５２の光軸方向は互いに垂直であり、且つ前記ｏ光四分の一波長板層５１及びｅ光四分の一波長板層５２の光軸は、それぞれが対応のｏ光及びｅ光の偏光方向と４５°夾角を呈する。前記ｏ光四分の一波長板層５１は、ｏ光を前記円偏光板層と同じ偏光状態の円偏光に変換し、前記ｅ光四分の一波長板層５２は、ｅ光を前記円偏光板層と同じ偏光状態の円偏光に変換する。

本発明の実施例のＯＬＥＤ表示装置中に記載の円偏光板層は、四分の一波長板層６０、及びその上に形成する直線偏光板７０を含み、前記四分の一波長板層６０の偏光状態は、左円偏光または右円偏光を直線偏光に変換でき、前記直線偏光板７０はそれと同じ偏光方向の直線偏光を透過させる。

本発明の実施例において、ＯＬＥＤ画素層は、本分野中のいかなる方式によっても形成することができ、例えば、陰極層、有機エレクトロルミネッセンス層及び陽極層の積層構造を含む。該積層構造はさらに、例えば電子輸送層、ホール輸送層などの補助機能層を含む。通電した後、該ＯＬＥＤ画素層中において、陽極から注入したホールと、陰極から注入した電子は、発光層にて複合することで発光する。本発明の範囲はＯＬＥＤ画素層の具体的な構造に限られない。

図３に示すように、本実施例中のＯＬＥＤ表示構造は、基板１０、及び基板１０上に、下から上に順次形成するＯＬＥＤ画素層２０、レンズ層４、分光層５及び円偏光板層６を含む。ＯＬＥＤ画素層２０から上方向に出る光は順次レンズ層４、分光層５及び円偏光板層６を透過し、それから出射して表示に用いる。

前記分光層５はＯＬＥＤ画素層２０から出射し且つそれを透過する光３０を、ｏ光及びｅ光に分割し、さらに前記ｏ光及びｅ光を、前記円偏光板層と同じ偏光状態の円偏光に変更し、前記円偏光板層６はそれと同じ偏光状態の円偏光を透過させる。

前記分光層５は、複屈折結晶層５０、及びその上にそれぞれ形成する、ｏ光四分の一波長板層５１及びｅ光四分の一波長板層５２を含む。前記複屈折結晶層５０は、方解石結晶、石英またはルビーなどの複屈折特性を有する材料によって構成される。前記ｏ光四分の一波片層５１と、ｅ光四分の一波長板層５２の光軸は、互いに垂直であり、且つ前記ｏ光四分の一波長板層５１及びｅ光四分の一波長板層５２の光軸はそれぞれ、対応するｏ光及びｅ光の偏光方向と４５°夾角を呈する。前記ｏ光四分の一波長板層５１は、ｏ光を前記円偏光板層と同じ偏光状態の円偏光に変換し、前記ｅ光四分の一波長板層５２は、ｅ光を前記円偏光板層と同じ偏光状態の円偏光に変換する。ｏ光四分の一波長板層５１及びｅ光四分の一波長板層５２の両者は、並列的に複屈折結晶層５０上に設置され、例えばそれぞれ複屈折結晶層５０の半分の上表面を占める。

前記円偏光板層６は四分の一波長板層６０、及びその上に形成する直線偏光板７０を含む。前記四分の一波長板層６０の偏光状態は、左円偏光または右円偏光を直線偏光に変換でき、前記偏光板７０はそれと同じ偏光方向の直線偏光を透過させる。

前記レンズ層４は透明基板４０、及び前記透明基板４０の両側にそれぞれ形成された第一凸レンズ及び第二凸レンズ４２を含み、前記第一凸レンズ４１と前記凸レンズ４２の焦点または焦点平面は重なる。レンズ層４は光３０を収束させ、これにより表示効果を向上させる。

本実施例中において、例えば基板１０は反射性を有し、または基板１０上に反射層を形成し、これにより表示装置外部から入射する環境光８０を上に反射し、ＯＬＥＤ画素層から出る光を上向きに反射する。環境光８０は円偏光板層６によって消光され、これにより大いに環境光８０の影響を低減させる。

図４に示すように、本実施例と実施例１は基本的に同じであり、相違は本実施例のＯＬＥＤ表示構造中の前記レンズ層４は透明基板４０、及び前記透明基板４０の両側にそれぞれ形成される第一凸レンズ４１と凹レンズ微細構造層４３を形成し、前記第一凸レンズ４１と前記凹レンズ微細構造層４３は組み合わせることで、光を平行光に収束させる。

図５に示すように、本実施例と実施例１は基本的に同じであり、相違はレンズ層４のみならず、透明基板４０上に配置された反射層９０を含み、環境光８０を全て前記円偏光板層に反射して吸収させ、これにより環境光８０の影響を大いに低減させる。

前記実施例は互いに組み合わせ、置換することで新しい実施形態とすることができる。例えば、実施例２のレンズ層は実施例３中のレンズ層の代わりとすることができ（反射層９０を除く）、これにより新しい実施例を得ることができる。

また、本発明のもう一つの実施例は、さらに前記ＯＬＥＤ表示構造を有するＯＬＥＤ表示装置を提供する。

前記のように、本発明の実施例は、ＯＬＥＤ表示構造及び前記ＯＬＥＤ表示構造を含むＯＬＥＤ表示装置を開示し、前記ＯＬＥＤ表示構造を用いて、ＯＬＥＤ画素層から出る光をｏ光及びｅ光に分割し、さらに前記ｏ光及びｅ光のいずれをも、前記円偏光板層と同じ偏光状態の円偏光に変換し、前記円偏光板層を完全に透過させてから出射し、これにより光透過率を向上させ、ＯＬＥＤ画素の画素電流を低減させ、エネルギーを節約する。本発明の実施例は、さらに反射層を設けることができ、さらに環境光の影響を低減し、これにより室外環境での視認性を高め、環境適応能力が強い。また、複屈折結晶材料は種類が多く、性能に優れ、技術が成熟しているため、生産コストを下げることができる。

以上に記載されたのは本発明の例示的な実施形態に過ぎず、本発明の保護範囲を制限するものではなく、本発明の保護範囲は付属の請求の範囲によって決められる。

４ レンズ層
５ 分光層
６ 円偏光板層
１０ 基板
２０ ＯＬＥＤ画素層
３０ 光
４０ 透明基板
４１ 第一凸レンズ
４２ 第二凸レンズ
４３ 凹レンズ微細構造層
５０ 複屈折結晶層
５１ ｏ光四分の一波長板層
５２ ｅ光四分の一波長板層
６０ 四分の一波長板層
７０ 偏光板
８０ 環境光
９０ 反射層

Claims (10)

1. 基板、及び
   基板上に順次形成されたＯＬＥＤ画素層、分光層及び円偏光板層を含む有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）表示構造において、
   前記分光層は光をｏ光及びｅ光に分割し、さらに前記ｏ光及びｅ光をいずれも前記円偏光板層と同じ偏光状態の円偏光に変換し、
   前記円偏光板層は、それと同じ偏光状態の円偏光を透過させるものであることを特徴とする有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）表示構造。
2. 前記分光層は複屈折結晶層、及び、
   前記複屈折結晶層上に形成されたｏ光四分の一波長板層及びｅ光四分の一波長板層を含み、
   そのうち、前記ｏ光四分の一波長板層は、ｏ光を前記円偏光板層と同じ偏光状態の円偏光に変換するものであって、
   前記ｅ光四分の一波長板層は、ｅ光を前記円偏光板層と同じ偏光状態の円偏光に変換するものであることを特徴とする請求項１に記載のＯＬＥＤ表示構造。
3. 前記ｏ光四分の一波長板層と、前記ｅ光四分の一波長板層の光軸方向は互いに垂直であり、且つ前記ｏ光四分の一波長板層と、前記ｅ光四分の一波長板層の光軸はそれぞれ、その対応するｏ光とｅ光の偏光方向と４５°夾角を呈することを特徴とする、請求項２に記載のＯＬＥＤ表示構造。
4. 前記複屈折結晶層は方解石結晶、石英またはルビーによって製作されたものであることを特徴とする、請求項２または３に記載のＯＬＥＤ表示構造。
5. 前記円偏光板層は四分の一波長板層及びその上に形成する直線偏光板を含み、
   そのうち、前記四分の一波板層は円偏光を直線偏光に変換するもので、
   前記直線偏光板は、同じ偏光方向の直線偏光を透過させるものであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれに記載のＯＬＥＤ表示装置。
6. さらにレンズ層を含み、前記レンズ層は前記ＯＬＥＤ画素層及び前記分光層の間に位置し、前記ＯＬＥＤ画素層から出る光を平行光に収束してから前記分光層に入射させる事を特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のＯＬＥＤ表示構造。
7. 前記レンズ層は透明基板、及び前記透明基板の両側にそれぞれ形成された第一凸レンズ及び第二凸レンズを含み、そのうち、前記第一凸レンズと前記第二凸レンズの焦点または焦点平面は重なることを特徴とする、請求項６に記載のＯＬＥＤ表示構造。
8. 前記レンズ層は透明基板、及び前記透明基板の両側にそれぞれ形成された第一凸レンズと凹レンズ微細構造層を含み、そのうち、前記第一凸レンズ及び前記凹レンズ微細構造層は組み合わせることで、光を平行光に収束させることを特徴とする、請求項６に記載のＯＬＥＤ表示装置。
9. 前記透明基板は反射層を含み、前記反射層は環境光を前記円偏光板層に反射させて吸収させるものであることを特徴とする、請求項７または８に記載のＯＬＥＤ表示構造。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載のＯＬＥＤ表示構造を含むことを特徴とする有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）表示装置。