TW201719883A - 顯示裝置與光學膜 - Google Patents
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Abstract
一種顯示裝置包括基板、光吸收層、光學匹配層、第一透明電極、發光層以及第二透明電極。光吸收層位於基板上，而光學匹配層位於光吸收層上。第一透明電極位於光學匹配層上，發光層位於第一透明電極上，而第二透明電極位於發光層上。藉由調整光學匹配層與光吸收層的折射率，可同時控制出光亮度及環境光反射率。
Description
本揭露是有關於一種顯示裝置與光學膜，且特別是有關於一種具有高環境對比的顯示裝置與光學膜。
發光二極體顯示器是一種利用發光材料自發光的特性來達到顯示效果的顯示元件，其發光結構主要是由一對電極以及發光層所構成。當電流藉由陽極及陰極經過發光層時，電子和電洞在發光層內結合而產生激子，便可依發光層之材料特性而產生不同顏色的光線。
對於顯示器而言，對比度是決定其顯示品質的因素之一。然而，較強的環境光將導致顯示器的環境對比低落，而影響顯示器的顯示品質。已知的發光二極體顯示器藉由增加一層光吸收層來吸收環境光。然而，此作法將導致發光層發出的部分光線也被光吸收層所吸收，造成出光亮度不足。
本揭露實施例提供一種顯示裝置，其在控制環境光反射的情況下，仍可提供高出光亮度與高環境對比。
本揭露一實施例提供一種顯示裝置，包括一基板、一光吸收層、一光學匹配層、一第一透明電極、一發光層以及一第二透明電極。光吸收層位於基板上，而光學匹配層位於光吸收層上。第一透明電極位於光學匹配層上，發光層位於第一透明電極上，而第二透明電極位於發光層上。
本揭露一實施例另提供一種顯示裝置，包括一基板、一光吸收層、一半反穿電極、一發光層以及一透明電極。光吸收層位於基板上。半反穿電極位於光吸收層上，發光層位於半反穿電極上，而透明電極位於發光層上，其中半反穿電極的穿透率介於40%~80%之間。
本揭露一實施例提供一種顯示裝置，包括一基板、一第一透明電極、一發光層、一第二透明電極、一抗反射層及一光吸收層。第一透明電極位於基板上。發光層位於第一透明電極上。第二透明電極位於發光層上。抗反射層位於第二透明電極上。光吸收層位於抗反射層上。
本揭露一實施例提供一種顯示裝置，包括一基板、一第一抗反射層、一第一抗反射層、一第一透明電極、一發光層、一第二透明電極及一光吸收層。第一抗反射層位於基板上。第一透明電極位於第一抗反射層上。發光層位於第一透明電極上。第二透明電極位於發光層上。光吸收層位於第二透明電極上。
為讓本揭露的能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1繪示依照本揭露之一實施例的一種顯示裝置。如圖1所示，顯示裝置100包括一基板110、一光吸收層120、一光學匹配層130、一第一透明電極140、一發光層150以及一第二透明電極160。光吸收層120位於基板110上，而光學匹配層130位於光吸收層120上。此外，第一透明電極140位於光學匹配層130上，發光層150位於第一透明電極140上，而第二透明電極160位於發光層150上。光吸收層120例如是黑色樹脂，用以吸收外界的環境光。又或者，光吸收層120可包括由不同膜層交互堆疊的多層結構，例如由多個氟化鋰(LiF)層與多個鉻(Cr)層交互堆疊而成的低反射率多層結構。第一透明電極140與第二透明電極160可分別互為陽極與陰極，用以對發光層150提供電流，使其發出光線L1、L2。在此，發光層150例如是適用於已知有機發光二極體顯示裝置(OLED)的各種可能的有機發光層，或適用於量子點發光二極體顯示裝置(QLED)的無機發光層(或稱量子點發光層)。
本實施例為了避免向下出射的光線L1被光吸收層120吸收，在光吸收層120與第一透明電極140之間設置了光學匹配層130，其中藉由光學匹配層130與光吸收層120的搭配，可在避免大量環境光反射的情況下，藉由光學匹配層130反射一部分向下出射的光線L1，以維持向上的出光亮度。在此，將光吸收層120的折射率與光學匹配層130的折射率設定為滿足下列條件：0.008＜[(n1-n2)/(n1+n2)]^2＜0.8，其中n1為光吸收層的折射率，n2為光學匹配層的折射率。在本實施例中，光吸收層120的折射率小於光學匹配層130的折射率。換言之，本實施例可藉由調整光學匹配層130與光吸收層120的折射率來同時控制向上的出光亮度及環境光反射率，以提高顯示裝置100的環境對比。本實施例的光學匹配層130可包括由不同膜層交互堆疊的多層結構，例如由多個二氧化矽(SiO2
)層與二氧化鈦(TiO2
)層交互堆疊而成的多層結構。
更具體而言，當光學匹配層130包含金屬材料，如鋁(Al)、銀(Ag)、鋁釹合金(AlNd)等時，光吸收層120的折射率與光學匹配層130的折射率滿足下列條件：0.008＜[(n1-n2)/(n1+n2)]^2＜0.8。此外，當光學匹配層130包含矽等材料時，光吸收層120的折射率與光學匹配層130的折射率滿足下列條件：0.008＜[(n1-n2)/(n1+n2)]^2＜0.3。又，當光學匹配層130包含有機材料或金屬氧化物，如氧化矽(SiOx
)、氧化鈮(Nb2
Ox
)等時，光吸收層120的折射率與光學匹配層130的折射率滿足下列條件：0.008＜[(n1-n2)/(n1+n2)]^2＜0.15。
圖2A~2C分別繪示對顯示裝置100所進行的發光強度的模擬結果，其中圖2A為針對波長650奈米(nm)紅光的上下發光強度關係圖，圖2B為針對波長550奈米綠光的上下發光強度關係圖，圖2C為針對波長450奈米藍光的上下發光強度關係圖。由圖2A~2C可知，當光學匹配層130的折射率越高時，下發光的光輻射率越低，而上發光的光幅射率越高，亦即向上的出光亮度越高。特別是，當光學匹配層130的折射率大於或等於1.8時，此趨勢更為明顯。因此，可選擇將光學匹配層130的折射率設定為大於或等於1.8。
另一方面，下表一將光學匹配層的厚度設定為70奈米，而折射率設定為2.4，來進行顯示裝置的出光的模擬。在其他條件相同的前提下，可得到下表一的模擬結果： 表一
由表一可知，具有光學匹配層的綠光顯示裝置比不具有光學匹配層的綠光顯示裝置具有更高的出光亮度。此外，圖3更繪示兩種綠光顯示裝置的波長與出光強度的關係圖。由圖3可知，具有光學匹配層的顯示裝置在特定波長範圍(例如500nm~600nm)明顯具有較高的出光強度。
當然，實際應用時，可依照環境光或發光層150的出光波長來調整本實施例的光學匹配層130的折射率或厚度。換言之，在顯示上，可藉由調整光學匹配層130的折射率或厚度，在不同顏色畫素所發出的色光與環境光之間進行補償與平衡，以滿足各種顯示需求。
圖4繪示依照本揭露之另一實施例的一種顯示裝置。如圖4所示，本實施例的顯示裝置400與前述實施例的顯示裝置100類似，主要差異在於本實施例在光學匹配層130與第一透明電極140之間増設一半反穿層170。
半反穿層170的材質可為金屬，例如銀(Ag)。環境光與發光層150發出的光線在到達半反穿層170時，有一部分會穿過半反穿層170，而另一部分會被反射。因此，本實施例可藉由調整半反穿層170的厚度、穿透率以及光學匹配層130的折射率、厚度，來控制顯示裝置400向上的出光亮度。具體而言，本實施例的半反穿層170的厚度例如介於1~12奈米之間，而其穿透率可介於40%~80%之間，折射率介於0.1~1.4之間。
下面提供數種實施例(圖5至圖7)的顯示裝置，需說明的是，在圖5至圖7的這些實施例中，相同或是相似的元件以相同或相似的符號表示，不再重述已經在前述實施例提及的相同或類似的特徵與功效，以下僅就與前述實施例之間的差異進行說明。
圖5繪示依照本揭露之另一實施例的一種顯示裝置。如圖5所示，本實施例的顯示裝置500與前述實施例的顯示裝置100類似，主要差異在於本實施例在第二透明電極160上増設一抗反射層180。本實施例不再重述已經在前述實施例提及的相同或類似的特徵與功效。抗反射層180例如是多層結構，且可採用兩種以上的具有不同折射率的介電材質或金屬材質，其中各層的厚度可視需求調整，以對環境光形成破壞性干涉。藉此，可減少環境光反射，提高環境對比。
圖6繪示依照本揭露之另一實施例的一種顯示裝置。如圖6所示，本實施例的顯示裝置600與前述實施例的顯示裝置400類似，主要差異在於本實施例在第二透明電極160上増設一抗反射層180。本實施例不再重述已經在前述實施例提及的相同或類似的特徵與功效。抗反射層180例如是多層結構，且可採用兩種以上的具有不同折射率的介電材質或金屬材質，其中各層的厚度可視需求調整，以對環境光形成破壞性干涉。藉此，可減少環境光反射，提高環境對比。
圖7繪示依照本揭露之一實施例的一種顯示裝置。如圖7所示，顯示裝置700包括一基板110、一光吸收層120、一半反穿電極270、一發光層150以及一第二透明電極160。光吸收層120位於基板110上。半反穿電極270位於光吸收層120上，發光層150位於半反穿電極270上，而第二透明電極160位於發光層150上。光吸收層120例如是黑色樹脂，用以吸收外界的環境光。又或者，光吸收層120可包括由不同膜層交互堆疊的多層結構，例如由多個氟化鋰(LiF)層與多個鉻(Cr)層交互堆疊而成的低反射率多層結構。
在本實施例中，半反穿電極270取代上述實施例中位於下方的第一透明電極140，而與位於上方的第二透明電極160分別互為陽極與陰極，用以對發光層150提供電流，使其發出光線。在此，發光層150例如是適用於已知有機發光二極體顯示裝置(OLED)的各種可能的有機發光層，或適用於量子點發光二極體顯示裝置(QLED)的無機發光層(或稱量子點發光層)。
半反穿電極270的材質可為金屬，例如銀(Ag)。環境光與發光層150發出的光線在到達半反穿電極270時，有一部分會穿過半反穿電極270，而另一部分會被反射。因此，本實施例可藉由調整半反穿電極270的厚度、穿透率，來控制顯示裝置700向上的出光亮度。
圖8A與8B分別繪示對顯示裝置700所進行的光學模擬結果，其中圖8A為半反穿電極270的厚度與環境光反射率的關係圖，而圖8B為半反穿電極270的厚度與元件亮度的關係圖。由圖8A可知，整體元件的環境光反射率會隨著半反穿電極270的厚度增加而變高。當厚度為12奈米時，環境光反射率為25%，約為實際應用時可接受的上限，因此本實施例可選擇將半反穿電極270的厚度設定為1~12奈米。此外，將依據圖8A所述而設定的半反穿電極270的厚度1~12nm代入圖8B時，所獲得的出光亮度皆比已知採用透明電極(如ITO電極)所得到的亮度520尼特來得高。對應於半反穿電極270的厚度為1~12奈米，半反穿電極270的穿透率可介於40%~80%之間，而半反穿電極270的折射率可介於0.1~1.4之間。
圖9繪示依照本揭露之另一實施例的一種顯示裝置。如圖9所示，本實施例的顯示裝置900與前述實施例的顯示裝置700類似，主要差異在於本實施例在半反穿電極270與光吸收層120之間增設一光學匹配層130。本實施例不再重述已經在前述實施例提及的相同或類似的特徵與功效，以下僅就兩者的差異進行說明。
如同前述實施例所述，藉由光學匹配層130與光吸收層120的搭配，可在避免大量環境光反射的情況下，藉由光學匹配層130反射一部分向下出射的光線，以維持向上的出光亮度。此外，本實施例可藉由調整半反穿電極270的厚度、穿透率以及光學匹配層130的折射率、厚度，來控制顯示裝置900的出光亮度。
圖10繪示依照本揭露之另一實施例的一種顯示裝置。如圖10所示，本實施例的顯示裝置1000與前述實施例的顯示裝置700類似，主要差異在於本實施例在透明電極160上増設一抗反射層180。本實施例不再重述已經在前述實施例提及的相同或類似的特徵與功效。抗反射層180例如是多層結構，且可採用兩種以上的具有不同折射率的介電材質或金屬材質，其中各層的厚度可視需求調整，以對環境光形成破壞性干涉。藉此，可減少環境光反射，提高環境對比。
圖11繪示依照本揭露之另一實施例的一種顯示裝置。如圖11所示，本實施例的顯示裝置1100與前述實施例的顯示裝置900類似，主要差異在於本實施例在透明電極160上増設一抗反射層180。本實施例不再重述已經在前述實施例提及的相同或類似的特徵與功效。抗反射層180例如是多層結構，且可採用兩種以上的具有不同折射率的介電材質或金屬材質，其中各層的厚度可視需求調整，以對環境光形成破壞性干涉。藉此，可減少環境光反射，提高環境對比。
圖12繪示依照本揭露之另一實施例的一種顯示裝置。如圖12所示，本實施例的顯示裝置1200與前述實施例的顯示裝置700類似，主要差異在於本實施例的半反穿電極370除了半反穿金屬層372之外，還包括位於半反穿金屬層372上的透明導電層374。如同前述實施例所述，本實施例同樣可藉由調整半反穿金屬層372的厚度、穿透率，來控制顯示裝置1200向上的出光亮度。
基於前述多個實施例，本揭露還提出可結合至顯示裝置，以在控制環境光反射的情況下，提高出光亮度與環境對比的光學膜。此光學膜可適用於例如有機發光二極體顯示裝置(OLED)或量子點發光二極體顯示裝置(QLED)等自發光顯示裝置，用以對顯示裝置本身發出的光線以及環境光進行控制。換言之，本揭露之光學模的設計概念即為將前述多個實施例中除了傳統發光二極體顯示元件的其他部分獨立出來，成為一光學膜。如此，所述光學膜當可在獨立製作完成後，被設置於各類已知適用的顯示裝置上，以獲得如同前述多個實施例提及的技術功效。同樣地，在下面的敘述中與前述實施例相同或相似的元件以相同或相似的符號表示，不再另外多加贅述。圖13繪示依照本揭露之一實施例的一種光學膜。如圖13所示，光學膜1300包括一基板110以及一光學匹配層130。本實施例的基板110上具有一光吸收層120，而光學匹配層130位於光吸收層120上，其中，光吸收層120的折射率與光學匹配層130的折射率滿足：0.008＜[(n1-n2)/(n1+n2)]^2＜0.8，其中n1為光吸收層120的折射率，n2為光學匹配層130的折射率。光吸收層120的折射率可小於光學匹配層130的折射率。此外，光學匹配層130的折射率也可在1.8~2.8之間。光吸收層120可包括由不同膜層交互堆疊的多層結構，例如由多個氟化鋰(LiF)層與多個鉻(Cr)層交互堆疊而成的低反射率多層結構，但光吸收層120的種類並不以此為限制。
雖然本實施例的光吸收層120是額外製作於基板110上，但在其他未繪示的實施例中，可以直接選用具有吸光特性的單一基板來取代本實施例光吸收層120與基板110形成的雙層結構。
圖14為將圖13之光學膜應用於顯示裝置的示意圖。如圖14所示，光學膜1300以光學匹配層130朝向顯示裝置1400，而被貼附於顯示裝置1400的一側。此顯示裝置1400例如是製作於基板110a上，而具有第一透明電極140、發光層150、第二透明電極160的發光二極體顯示裝置，且朝向圖面下方輸出光線。
由於本實施例在顯示裝置1400的出光方向的背側配置光學膜1300，因此可以藉由光學膜1300內的光學匹配層130與光吸收層120的搭配，吸收環境光，避免大量環境光反射，並且藉由光學匹配層130反射一部分來自發光層150的光線，以維持向下的出光亮度。
圖15繪示依照本揭露之另一實施例的一種光學膜。如圖15所示，本實施例的光學膜1500與前述實施例的光學膜1300類似，主要差異在於本實施例在光學匹配層130表面増設一半反穿層170。本實施例不再重述已經在前述實施例提及的相同或類似的特徵與功效，以下僅就兩者的差異進行說明。
半反穿層170的材質可為金屬，例如銀(Ag)。當光學膜1500被結合至顯示裝置時，環境光與顯示裝置發出的光線在到達半反穿層170時，有一部分會穿過半反穿層170，而另一部分會被反射。因此，本實施例可藉由調整半反穿層170的厚度、穿透率以及光學匹配層130的折射率，來控制顯示裝置的出光亮度。具體而言，本實施例的半反穿層170的厚度例如介於1~12奈米之間，而其穿透率可介於40%~80%之間。
圖16繪示依照本揭露之另一實施例的一種顯示裝置。如圖16所示，顯示裝置1600包括一基板110、一第一透明電極140、一發光層150、一第二透明電極160、一抗反射層180a及一光吸收層120。第一透明電極140位於基板110上，發光層150位於第一透明電極140上，第二透明電極160位於發光層150上。此外，抗反射層180位於第二透明電極160上，且光吸收層120位於抗反射層180a上。
基板110可以由玻璃或是塑膠所組成，可以是軟質或是硬質，基板110的反射率介於1.4~2.2。第一透明電極140與第二透明電極160可分別互為陽極與陰極，用以對發光層150提供電流，使其發出光線。第一透明電極140與第二透明電極160的材料可包括透明導電氧化物，例如是氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)或半透明的薄金屬膜。
在本實施例中，第一透明電極140與第二透明電極160之間有多層不同材料層所組成的結構，更詳細地說，顯示裝置1600還包括了一第一有機層152與一第二有機層154。第一有機層152位於第一透明電極140上，發光層150位於第一有機層152上，第二有機層154位於發光層150上，第二透明電極160位於第二有機層154上。第一有機層152與第二有機層154分別可作為一電洞注入層(hole injection layer)、一電洞遷移層(hole transport layer)、一電洞阻斷層(hole blocking layer)或一電子遷移層(electron transport layer)。在此，發光層150例如是適用於已知有機發光二極體顯示裝置(OLED)的各種可能的有機發光層，或適用於量子點發光二極體顯示裝置(QLED)的無機發光層(或稱量子點發光層)。
抗反射層180a例如是多層結構，且可採用兩種以上的具有不同折射率的介電材質或金屬材質，其中各層的厚度可視需求調整，以對環境光形成破壞性干涉。藉此，可減少環境光反射，提高環境對比。光吸收層120例如是黑色樹脂，用以吸收外界的環境光。又或者，光吸收層120可包括由不同膜層交互堆疊的多層結構，例如由多個氟化鋰(LiF)層與多個鉻(Cr)層交互堆疊而成的低反射率多層結構。
從發光層150所發出的光線L1向圖面的下方傳播，環境光L3通過各層藉由抗反射層180a的幫助而被光吸收層120吸收。抗反射層180a的膜層厚度經最佳化後，抗反射層180a的反射係數可以足夠低而可取代圓偏振片的抗反射效果。抗反射層180a可以幫助降低有效折射指數，在高折射率基板的幫助下，直接出光(Direct Emission)與基板模態(Substrate mode)的效率將被增進。
圖17是圖16的顯示裝置以有機發光二極體顯示裝置(OLED)為例的波長與反射率/吸收率的關係圖。由表二以及圖17的結果可知，本實施例的結構提供相當低的反射率。此外，反射率(Luminous Reflectance)被定義為，其中V()為視覺敏感函數(spectral eye sensitivity)，R()為顯示裝置的反射率，S()為環境光的光譜。反射率為1.12%，此數值相當低而使抗反射層180a可取代圓偏振片的抗反射效果。
另外，圖18是比較圖16的顯示裝置(以有機發光二極體顯示裝置(OLED)為例，且具有抗反射層的顯示裝置)與不具有抗反射層的顯示裝置的波長與反射率的關係圖與列表。以有機發光二極體(OLED)作為發光層150的顯示裝置1600的抗反射層180a中各層結構與厚度如下表二。由圖18與表二可知，抗反射層180a可達到兩個目的，第一是更降低反射率，第二是增加效率。
表二
此外，圖19是圖16的顯示裝置以有機發光二極體顯示裝置(OLED)為例的基板折射率與模態能量比例(fraction of power)的關係圖。圖19顯示圖16的顯示裝置的直接發光與基板模式的效率，從圖19可看到，當基板的折射率增加，基板模式的效率巨幅增加。在基板折射率超過1.80之後，直接發光與基板模式的效率可達到超過60%。
若將圖16的顯示裝置的發光層150以量子點發光二極體顯示裝置(QLED)的無機發光層(或稱量子點發光層)為例，以量子點發光二極體顯示裝置(QLED)的無機發光層(或稱量子點發光層)作為發光層150的顯示裝置1600的抗反射層180a中各層結構與厚度如下表三。圖20是圖16的顯示裝置的波長與反射率/吸收率的關係圖。如表3與圖20所示，在整個可見光譜中，顯示裝置的反射率相對地低。0.78%的數值甚至低於使用圓偏振器(circular polarizer)所得到的數值。
表三
圖21是圖16的顯示裝置以量子點發光二極體顯示裝置(QLED)的無機發光層(或稱量子點發光層)為例的基板折射率與模態能量比例(fraction of power)的關係圖。從圖21可看到，當基板的折射率增加，基板模式的效率巨幅增加。在基板折射率超過1.90之後，直接發光與基板模式的效率可達到超過80%。
圖22繪示依照本揭露之另一實施例的一種顯示裝置。如圖22所示，顯示裝置2200包括一基板110、一抗反射層180a、一第一透明電極140、一第一有機層152、一發光層150、一第二有機層154、一第二透明電極160、一緩衝層190及一光吸收層120。抗反射層180a位於基板110上，第一透明電極140位於抗反射層180a上，第一有機層152位於第一透明電極140上，發光層150位於第一有機層152上，第二有機層154位於發光層150上，第二透明電極160位於第二有機層154上，緩衝層190位於第二透明電極160上，光吸收層120位於緩衝層190上。
基板110可以由玻璃或是塑膠所組成，可以是軟質或是硬質，基板110的反射率介於1.4~2.2。第一透明電極140與第二透明電極160可分別互為陽極與陰極，用以對發光層150提供電流，使其發出光線。第一透明電極140與第二透明電極160的材料可包括透明導電氧化物，例如是氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)或半透明的薄金屬膜。
第一有機層152與第二有機層154分別可作為一電洞注入層(hole injection layer)、一電洞遷移層(hole transport layer)、一電洞阻斷層(hole blocking layer)或一電子遷移層(electron transport layer)。在此，發光層150例如是適用於已知有機發光二極體顯示裝置(OLED)的各種可能的有機發光層，或適用於量子點發光二極體顯示裝置(QLED)的無機發光層(或稱量子點發光層)。
抗反射層180a例如是多層結構，且可採用兩種以上的具有不同折射率的介電材質或金屬材質，其中各層的厚度可視需求調整，以對環境光形成破壞性干涉。藉此，可減少環境光反射，提高環境對比。光吸收層120例如是黑色樹脂，用以吸收外界的環境光。又或者，光吸收層120可包括由不同膜層交互堆疊的多層結構，例如由多個氟化鋰(LiF)層與多個鉻(Cr)層交互堆疊而成的低反射率多層結構。緩衝層190用來平坦化第二透明電極160的表面且將第二透明電極160與光吸收層120分離，在其他實施例中，緩衝層190也可以省略。
從發光層150所發出的光線L1向圖面的下方傳播，環境光L3通過各層藉由抗反射層180a的幫助而被光吸收層120吸收。抗反射層180a的膜層厚度經最佳化後，抗反射層180a的反射係數可以足夠低而可取代圓偏振片的抗反射效果。抗反射層180a與緩衝層190可以幫助降低有效折射指數，在高折射率基板的幫助下，直接出光(Direct Emission)與基板模態(Substrate mode)的效率將被增進。
圖23繪示依照本揭露之另一實施例的一種顯示裝置。如圖23所示，顯示裝置2300包括一基板110、一第一抗反射層180b、一第一透明電極140、一第一有機層152、一發光層150、一第二有機層154、一第二透明電極160、一第二抗反射層180c及一光吸收層120。第一抗反射層180b位於基板110上，第一透明電極140位於第一抗反射層180b上，第一有機層152位於第一透明電極140上，發光層150位於第一有機層152上，第二有機層154位於發光層150上，第二透明電極160位於第二有機層154上，第二抗反射層180c位於第二透明電極160上，光吸收層120位於第二抗反射層180c上。
基板110可以由玻璃或是塑膠所組成，可以是軟質或是硬質，基板110的反射率介於1.4~2.2。第一透明電極140與第二透明電極160可分別互為陽極與陰極，用以對發光層150提供電流，使其發出光線。第一透明電極140與第二透明電極160的材料可包括透明導電氧化物，例如是氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)或半透明的薄金屬膜。
第一有機層152與第二有機層154分別可作為一電洞注入層(hole injection layer)、一電洞遷移層(hole transport layer)、一電洞阻斷層(hole blocking layer)或一電子遷移層(electron transport layer)。在此，發光層150例如是適用於已知有機發光二極體顯示裝置(OLED)的各種可能的有機發光層，或適用於量子點發光二極體顯示裝置(QLED)的無機發光層(或稱量子點發光層)。
第一抗反射層180b與第二抗反射層180c分別例如是多層結構，且可採用兩種以上的具有不同折射率的介電材質或金屬材質，其中各層的厚度可視需求調整，以對環境光形成破壞性干涉。藉此，可減少環境光反射，提高環境對比。在本實施例中，第一抗反射層180b與第二抗反射層180c以兩種具有不同折射率的介電材質或金屬材質交疊而成。此外，第一抗反射層180b與第二抗反射層180c的膜層數量不同，第一抗反射層180b以六層，第二抗反射層180c以五層為例，但第一抗反射層180b與第二抗反射層180c的膜層數量並不以此為限制，在其他實施例中，第一抗反射層180b與第二抗反射層180c的膜層數量也可以相同。
光吸收層120例如是黑色樹脂，用以吸收外界的環境光。又或者，光吸收層120可包括由不同膜層交互堆疊的多層結構，例如由多個氟化鋰(LiF)層與多個鉻(Cr)層交互堆疊而成的低反射率多層結構。
從發光層150所發出的光線L1向圖面的下方傳播，環境光L3通過各層藉由第一抗反射層180b與第二抗反射層180c的的幫助而被光吸收層120吸收。第一抗反射層180b與第二抗反射層180c的的膜層厚度經最佳化後，第一抗反射層180b與第二抗反射層180c的的反射係數可以足夠低而可取代圓偏振片的抗反射效果。第一抗反射層180b與第二抗反射層180c的可以幫助降低有效折射指數，在高折射率基板的幫助下，直接出光(Direct Emission)與基板模態(Substrate mode)的效率將被增進。
雖然本揭露已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本揭露的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
L1、L2‧‧‧光線
L3‧‧‧環境光
100、400、500、600、700、900、1000、1100、1200、1400、1600、2200、2300‧‧‧顯示裝置
110、110a‧‧‧基板
120‧‧‧光吸收層
130‧‧‧光學匹配層
140‧‧‧第一透明電極
150‧‧‧發光層
152‧‧‧第一有機層
154‧‧‧第二有機層
160‧‧‧第二透明電極
170‧‧‧半反穿層
180、180a‧‧‧抗反射層
180b‧‧‧第一抗反射層
180c‧‧‧第二抗反射層
190‧‧‧緩衝層
1300、1500‧‧‧光學膜
270、370‧‧‧半反穿電極
372‧‧‧半反穿金屬層
374‧‧‧透明導電層
L3‧‧‧環境光
100、400、500、600、700、900、1000、1100、1200、1400、1600、2200、2300‧‧‧顯示裝置
110、110a‧‧‧基板
120‧‧‧光吸收層
130‧‧‧光學匹配層
140‧‧‧第一透明電極
150‧‧‧發光層
152‧‧‧第一有機層
154‧‧‧第二有機層
160‧‧‧第二透明電極
170‧‧‧半反穿層
180、180a‧‧‧抗反射層
180b‧‧‧第一抗反射層
180c‧‧‧第二抗反射層
190‧‧‧緩衝層
1300、1500‧‧‧光學膜
270、370‧‧‧半反穿電極
372‧‧‧半反穿金屬層
374‧‧‧透明導電層
圖1繪示依照本揭露之一實施例的一種顯示裝置。 圖2A~2C分別繪示對圖1之顯示裝置所進行的發光強度的模擬結果。 圖3繪示兩種本揭露之實施例的顯示裝置之波長與出光強度的關係圖。 圖4繪示依照本揭露之另一實施例的一種顯示裝置。 圖5繪示依照本揭露之另一實施例的一種顯示裝置。 圖6繪示依照本揭露之另一實施例的一種顯示裝置。 圖7繪示依照本揭露之一實施例的一種顯示裝置。 圖8A與8B分別繪示對圖7之顯示裝置所進行的光學模擬結果。 圖9繪示依照本揭露之另一實施例的一種顯示裝置。 圖10繪示依照本揭露之另一實施例的一種顯示裝置。 圖11繪示依照本揭露之另一實施例的一種顯示裝置。 圖12繪示依照本揭露之另一實施例的一種顯示裝置。 圖13繪示依照本揭露之一實施例的一種光學膜。 圖14為將圖13之光學膜應用於顯示裝置的示意圖。 圖15繪示依照本揭露之另一實施例的一種光學膜。 圖16繪示依照本揭露之另一實施例的一種顯示裝置。 圖17是圖16的顯示裝置以有機發光二極體顯示裝置(OLED)為例的波長與反射率/吸收率的關係圖。 圖18是比較圖16的顯示裝置(以有機發光二極體顯示裝置(OLED)為例，且具有抗反射層的顯示裝置)與不具有抗反射層的顯示裝置的波長與反射率的關係圖。 圖19是圖16的顯示裝置以有機發光二極體顯示裝置(OLED)為例的基板折射率與模態能量比例(fraction of power)的關係圖。 圖20是圖16的顯示裝置的波長與反射率/吸收率的關係圖。 圖21是圖16的顯示裝置以量子點發光二極體顯示裝置(QLED)為例的基板折射率與模態能量比例(fraction of power)的關係圖。 圖22繪示依照本揭露之另一實施例的一種顯示裝置。 圖23繪示依照本揭露之另一實施例的一種顯示裝置。
100‧‧‧顯示裝置
110‧‧‧基板
120‧‧‧光吸收層
130‧‧‧光學匹配層
140‧‧‧第一透明電極
150‧‧‧發光層
160‧‧‧第二透明電極
L1、L2‧‧‧光線
Claims (24)
- 一種顯示裝置，包括： 一基板； 一光吸收層，位於該基板上； 一光學匹配層，位於該光吸收層上； 一第一透明電極，位於該光學匹配層上； 一發光層，位於該第一透明電極上；以及 一第二透明電極，位於該發光層上。
- 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該光吸收層的折射率與該光學匹配層的折射率滿足： 0.008＜[(n1-n2)/(n1+n2)]^2＜0.8， 其中n1為該光吸收層的折射率，n2為該光學匹配層的折射率。
- 如申請專利範圍第2項所述的顯示裝置，其中該光吸收層的折射率小於該光學匹配層的折射率。
- 如申請專利範圍第3項所述的顯示裝置，其中該光學匹配層的折射率大於或等於1.8。
- 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，更包括一半反穿層，且該光學匹配層位於該半反穿層與該光吸收層之間，其中該半反穿層的穿透率介於40%~80%之間。
- 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，更包括一抗反射層位於該第二透明電極上。
- 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該光吸收層包括由不同膜層交互堆疊的多層結構。
- 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該光學匹配層包括由不同膜層交互堆疊的多層結構。
- 一種顯示裝置，包括： 一基板； 一光吸收層，位於該基板上； 一半反穿電極，位於該光吸收層上； 一發光層，位於該半反穿電極上；以及 一透明電極，位於該發光層上， 其中該半反穿電極的穿透率介於40%~80%之間。
- 如申請專利範圍第9項所述的顯示裝置，其中該半反穿電極的折射率介於0.1~1.4之間。
- 如申請專利範圍第9項所述的顯示裝置，更包括一光學匹配層位於該半反穿電極和該光吸收層之間，其中該光學匹配層的折射率大於等於1.8。
- 如申請專利範圍第9項所述的顯示裝置，其中該半反穿電極包括一透明導電層與一半反穿金屬層。
- 如申請專利範圍第9項所述的顯示裝置，更包括一抗反射層位於該透明電極上。
- 如申請專利範圍第9項所述的顯示裝置，其中該光吸收層包括由不同膜層交互堆疊的多層結構。
- 一種顯示裝置，包括： 一基板； 一第一透明電極，位於該基板上； 一發光層，位於該第一透明電極上； 一第二透明電極，位於該發光層上； 一抗反射層，位於該第二透明電極上；以及 一光吸收層，位於該抗反射層上。
- 如申請專利範圍第15項所述的顯示裝置，更包括一第一有機層與一第二有機層，該第一有機層位於該第一透明電極與該發光層之間，該第二有機層位於該發光層與該第二透明電極之間。
- 如申請專利範圍第15項所述的顯示裝置，其中該光吸收層包括由不同膜層交互堆疊的多層結構。
- 如申請專利範圍第15項所述的顯示裝置，其中該抗反射層包括由不同膜層交互堆疊的多層結構。
- 一種顯示裝置，包括： 一基板； 一第一抗反射層，位於該基板上； 一第一透明電極，位於該第一抗反射層上； 一發光層，位於該第一透明電極上； 一第二透明電極，位於該發光層上；以及 一光吸收層，位於該第二透明電極上。
- 如申請專利範圍第19項所述的顯示裝置，更包括一緩衝層，位於該第二透明電極與該光吸收層之間。
- 如申請專利範圍第19項所述的顯示裝置，更包括一第二抗反射層，位於該第二透明電極與該光吸收層之間。
- 如申請專利範圍第19項所述的顯示裝置，更包括一第一有機層與一第二有機層，該第一有機層位於該第一透明電極與該發光層之間，該第二有機層位於該發光層與該第二透明電極之間。
- 如申請專利範圍第19項所述的顯示裝置，其中該光吸收層包括由不同膜層交互堆疊的多層結構。
- 如申請專利範圍第19項所述的顯示裝置，其中該第一抗反射層包括由不同膜層交互堆疊的多層結構。
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