TW550972B - Self-luminescence type picture display device - Google Patents

Description

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發明之技術領域 本發明係關於-種自行發光 有：出射部，i俜用以ig_固像頌不衣置，該裝置具 向出射部之側而設於該出射部的=射和：反射面係朝 於出射部的後方。"射相後方;及發光部’其係設 背景技術 有機電致發光顯示器（以下稱作 電流注入至厚約i 士从‘ 丨。口」）ί丁、將 現“制二 機薄膜，而利用其電致發光 衣成者，此領域的研究開發近年來十分盛行。以往 的有機EL顯示器之典型構造為_疊㈣，如圖7所示，豆 :糸包含以下各層而構成：出射側基板1〇,，其包含出射側基 反本體1 1、出射側基板本體内側的ιτ〇 (〗祕_ Tin Oxmde，銦錫氧化物）製透明電極12，，及進一步設於透明 電極内側的電洞注入輸送層13,；反射側基板2〇,，其包含 反射側基板本體2厂及反射側基板本體内側的鋁製金屬電極 22 ,以及有機EL發光層3〇’，其係由上述兩基板1〇,和汕， 相夾。在此種構造的有機EL顯示器下，有機EL發光層3〇, 向全方位發光的光線中，朝向出射側基板1〇，之側行進的光 線會直接從出射側基板1〇’出射，而朝向反射側基板2〇，之 側行進的光線，則在鏡面的金屬電極22，反射下，間接從出 射側基板10’出射，藉此以提升有機EL發光層3〇，的發光效 率。 然而，有機EL·顯示器如裝置於行動電話等產品而使用於 戶外陽光下，或者使用於室内燈光下時，會發生如下問 -4- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 550972 五、發明説明（2 題，亦即，陽光或燈光等外部光線一旦從出射側基板進入 有機EL巧示g θ ’即遇金屬電極反射而再度從出射側基板 出射，使得有機EL顯*器的對比度因該外部光線反射而大 幅低落。 相對於此，如特開平8_32Π81號公報中揭示者，係於有 機EL顯示器的透明電極之側設置包含直線偏光板及相位差 薄膜之圓偏光板；又如特開平9_127885揭示的發光元件， k於光出射面之側設有包含直線偏光板及1/4波長板之圓偏 光手又。根據此等公報揭示的發明可知，係以直線偏光板 遮敗住一半的外部光線，然後利用相位差板或者丨/4波長 板，使牙過直線偏光板的剩餘一半外部光線之直線偏光轉 變成圓偏光（例如右旋圓偏光），並於其穿過透明電極後， 在鋁電極的反射下成為逆向的圓偏光（原本的右旋圓偏光變 成左紋圓偏光）。接著，此逆向的圓偏光會藉由相位差板或 者1/4波長板而變成直線偏光，但由於此直線偏光的偏光軸 已較先刖旋轉了 9 0。，故會受直線偏光板遮擋，因此，所有 入射到有機EL顯示器的外部光線均可藉由直線偏光板遮 蔽，而避免外部光線的反射光進入觀看者的眼中，進而有 效防止外部光線反射導致對比度低落。 然而’设有直線偏光板及相位差板或者丨/4波長板的有機 EL顯示器的問題是，由於£[發光層發出的光線亦有一半會 被直線偏光板遮蔽，照度變成只有未設上述等者的一半’ 而必須供以兩倍的電力才能獲得同等的照度。 相對於此，在特開200 1 -3 565 3號公報中，揭示一種包含 -5- 550972 五、發明説明（3 1/4波長板、偏光板及強光過濾（Anti-Glare)層的有機el面 板之濾光片’其中偏光板的偏光度為5〇%至7〇0/。，而宣稱 根據如上構造，可製造出防眩與圖像鮮明度兼顧的高可視 度有機E L面板。 此外’在特開平心218〇25號公報中，揭示一種技術，其 係於一對方向相對的基板上，以及包含由該基板相夾的液 晶之液晶分子（〇41)兩側設置偏光板，並進一步於其中一 側設有反射板的反射型液晶顯示元件中，使用偏光度低於 反射板之側的偏光板之偏光板，藉此提升整體的明亮度。 發明之揭示 本發明的目的在於防止自行發光型圖像顯示裝置中，外 部光線的反射光出射，以呈現高對比度的顯示效果。 為達成上述目的，本發明改用偏光度大於70.0%的直線 偏光/C件’將其設置於出射部或者出射側基板上，相較於 使用偏光度低於70.0%者，其對比度獲得了極大的改善。 具體說明之，本發明係為一種自行發光型圖像顯示裝 置’该裝置具有：出射部’其係用以顯示圖像；反射部， 其反射面係朝向該出射部之側而設於該出射部的後方，·及 ，先部’其係設於該出射部的後方；其t上述出射部呈 2直線偏光元件，其錢被覆於顯示面而設 的繼光得以穿透;及相位差薄膜，其係先二 光轉變成圓-上述直⑽元件之1 本纸張尺度適 6 - 297公釐） 550972 五、發明説明（4 ) 此外，本發明具有·出射側基板及反射側基板，其係相 互對向而設；及發光層，其係由該二基板相失而設了:: 成原理係使來自該發光層的光線直接從該出射側基板出 射，並於該反射側基板反射後，間接從該出射侧^板出 射；其中上述出射部側基板具有：直線偏光元件，其係使 被覆於顯示面而設的外部光中僅有所定的直線偏光得以穿 透；及相位差薄膜，其係先於直線偏光元件而設置在靠近 上述發光層之側，使穿過該直線偏光元件的直線偏光 成圓偏光；上述直線偏光元件之偏光度大於7〇〇%。 根據上述構造，由於出射之側設有直線偏光元件及相位 差薄膜，故可防止外部光線的反射光出射，又因直線偏光 兀件的偏光度大於70.0%，故可呈現出實用等級在5以上的 高對比度。 、本务明中，上述直線偏光元件之偏光度宜以超過7 8 % 為佳。根據上述構造，即可製造出實用等級在十以上的超 南品質之對比度。 、本散月尹，上述直線偏光元件之偏光度宜不超過99.0 % 為佳。根據上述構造，相較於使用偏光度約1〇〇.〇%的直線 偏光元件之情形，其照度不但改善至少1〇%，並且在直線 偏光兀件及相位差薄膜之設置下，能有效改善照度低落的 問題。彳之改善照度的觀點來看，宜使用偏光度在8 5. 〇 %以 下的直線偏光元件，相較於使用偏光度約1〇〇 〇%的直線偏 光元件其知度可改善超過2 0 %。此外，照度的改善幅度 在偏光度7〇.〇〜99.0%的範圍内較小，相差不到1〇%，然而 A7 ^------— B7 五、發明説明l~^一~' 在該偏光度範圍下，對比度的差距卻相對極大，因此若要 使照度獲得一定程度的改善，又需兼顧極高的對比度，從 此觀點來看，則宜使用偏光度為90.0〜99.0%的直線偏光元 件’更好的是使用偏光度為95.0〜99.G%者，而最好是使用 偏光度為97.0〜99.0°/。者。 本發明的自行發光型圖像顯示裝置，其顯示方式係採用 電致發光顯示方式或者場發射顯示方式，主要對於戶外陽 光下使用者特別有效。此處所說的電致發光顯示方式，包 含有機電致發光顯示方式及無機電致發光顯示方式兩者。 本發明的進一步之其他目的、特徵及優點，參照附圖說 明如下。 、 σ 圖式之簡要說明 圖1為本發明的有機EL顯示器之模式化剖面圖。 圖2為直線偏光板與丨/4波長板之配置關係圖。 圖3為偏光度與照度之關係圖表。 圖4為偏光度與照度改善率之關係圖表。 圖5為偏光度與對比度之關係圖表。 圖6係將圖4部分放大之圖表。 圖7為以往的有機EL顯示器之模式化剖面圖。 本發明實施之最佳形態 以下根據圖式，詳細說明本發明之實施形態。 圖1係杈式化顯示本發明的自行發光型圖像顯示裝置之有 機E L顯示器a的剖面圖。 此有機EL顯示器线含有以下而構成：纟呈對向而設的 -8 - 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21QX297公^7 550972

AT B7 五、發明説明（6 出射側基板（出射部）10、反射側基板（反射部）20，及由此 一基板1 0和2 0相夾的有機E L發光層（發光部）3 0。亦即形成 以下構造：位在出射側基板1〇的後方之有機EL發光層30， 其後方進一步設有反射側基板20。 出射側基板1 0係於包含玻璃板的出射側基板本體1 1之内 側’順序疊層有陽極的透明電極12及電洞注入輸送層13 ; 而於出射側基板本體1 1的外側，順序疊層有1/4波長板（相 位差薄膜）1 4及直線偏光板（直線偏光元件）1 5。此出射側基 板10係在於進行圖像顯示。 出射側基板本體1 1内側的透明電極1 2，係包含1丁〇 (Indium Tin Oxiside)等而成，作用在於注入電洞至電洞 注入輸送層1 3。此外，透明電極丨2係呈格狀配置，且各自 包含規定為一像素的數個像素電極而構成；各像素電極中 則ό又有T F T (薄膜電晶體）等開關元件。亦即，此有機e乙顯 示器Α係採用主動矩陣方式者。 電洞注入輸送層13係包含鈦花青（Phthai〇cyanine)系化 合物或芳香族胺系化合物等而成，作用在於輸送注入自透 明電極12的電洞，並將其供應至有機EL發光層3〇。

1/4波長板14係形成薄膜狀，是為具有使相位差產生僅 1/4波長變化的功能之元件。此外，直線偏光板Μ係形成薄 膜狀，是為具有僅使特定振動方向（偏光軸方向）的光線穿 透的功能之凡件。至於1/4波長板14與直線偏光板15如圖2 所不，财者的遲相軸與後者的偏光軸（穿透軸）係呈牝。角而 設，如此一來，穿過直線偏光板15的直線偏光即可藉由"A

波長板1 4而變成圓偏光。 光板15係採用偏光度大於7〇_〇%者，如此即可確 :獲付貫用等級在5以上的高對比度。此所謂的對比产5, 二以在Γ晶顯示器的視角範圍規定上，—般會定義在對 又的祀圍，或者比照報紙等印刷物的對比戶，凡3 超過此等級者即無實用上的障礙。此外，如採用；光:: 過者更佳，在實用上亦可實現對比度在二: η，此所謂的對比度1〇 ’係為顯示裝置極高的品質級 於從改善照度的觀點而言，宜使用偏光度低於 9·〇%者為佳，而偏光度低於85()%以下者更好。若欲達 „度的照度改善且兼具極高對比度的觀點來看，偏 、’度宜使用90.0%〜99.0%者為佳，偏光度％ 〇〜99 〇%者 更好，而最好是97.0〜99.0%者。 反㈣基板20係於包含玻璃板的反射側基板本體训 側σ又有陰極且為共同電極的金屬電極22之疊層構造。 反射側基板本體内側的金屬電極22，係包含紹或鎮等 /成4面’作用在於注入電子至有機此發光層川。 有機EL發光層3〇為包含厚1 _左右的芳香族環化合物或 雜環化合物等有機螢光體之薄膜，其係於金屬電極22的電 子與透明電極12和電洞注入輸送層13的電洞再結合時發 光0 Χ ‘極 具有以上構造的有機EL顯示器Α，即在陽極金屬電極U Μ陰=处明電極i 2之間施加直流電壓下，使來自金屬電 -2的弘子/主入有^EL發光層3〇，並介以電洞注入輸送層 _ 1〇 :297公釐） 13 550972 AT B7 五、發明説明（8 ) 使來自透明電極1 2的電洞注入有機el發光層3 0，於其中使

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―例如，在上述實施形態中，係以有機EL·顯示器A作為自 ==型圖像顯示裝置’然非特殊限定於此，亦可採用無 :一 益、電漿顯示器、冷陰極管顯示器及發光二極體 。。等’尤其是以主要用於戶外陽光下的場 4 田田山 一 * ’、 丨口口 效果取鬲、教為適用。 扣又於上述實施形態中，係採用主動矩陣式的有機EL顯示 為A，但非特殊限定於此，亦可採㈣動矩陣式或分段式 者。 此外，亦可於金屬電極22與有機EL發光層3〇之間’設置 上述實施形態中未予設置的電子注入輸送層。 [實驗] θ (試驗評估試料） 以下列十種偏光度互異的直線偏光板作為試驗評估試 料： -試料編號1 ** 以偏光度99.9%的直線偏光板作為試料編號i。 -試料編號2 _ 以偏光度98.9%的直線偏光板作為試料編號2。 -試料編號3 - 以偏光度97.6%的直線偏光板作為試料編號3。 -試料編说4 - 以偏光度95.0%的直線偏光板作為試料編號4。 -試料編號5- 以偏光度9 1.3 %的直線偏光板作為試料編號5。

裝 玎

線

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AT

'試料編號6- 以偏光度85.2%的直線偏光板作為試料編號^ -試料編號7- 以偏光度77.9%的直線偏光板作一料編❸。 -§式料編號§ - ' 以偏光度7L3%的直線偏光板作為試料編號8。 -試料編號9-

裝 以偏光度63.0〇/〇的直線偏光板作為試料編號9。

-試料編號10- U 以偏光度55.7%的直線偏光板作為試料編號1〇。 (試驗評估方法） -照度及照度改善率-

線 分別在構造與上述實施形態相同的有機則貞示器中，使 用簡編號1〜1G的直線偏光板，並逐_進行顯示面的照度 測定。此外，此項敎係在以下條件了進行：調整訊號電 流使未設置直線偏光板及1/4波長板的情形下之照度一料 有機EL發光層的照度為195.〇 cd/m2。 此外，以試料編號1的照度為基準，分別計算出試料編號 2〜1 〇的知、度改善之百分比。又1 /4波長板係使用聚碳酸酯 製且對波長550 nm的光具有相位延遲約U5 nm者。 -對比度- 以點燃照明燈光的日常室内環境為測定場所，於構造相 同於上述實施形態的有機EL顯示器的正面，裝設對比度測 定裝置，並調整訊號電流，使有機EL發光層的發光強度為 -13- 550972 Α7 Β7 五、發明説明（” t碉正室内照明的亮度班 =長板時的對_2·。。二= 光的反射ΓΓ定器的有機EL顯示器之發光強度與照明燈 的反射Μ近相同的環境下，進行對比度測定。 康乂上條件’於有機EL顯示器中分別使用試料 卜10的直線偏光板，並逐—測定對比度。 、& (試驗評估結果） A度、照度改善率及對比度的試驗評估結杲如表丨所示。 又分別以圖3顯示偏光度與照度之關係、圖4顯示偏光度與 知、度改善率之關係、圖5顯示偏光度與對比度之關係。 試料編號

表1 偏光度 —~~~ % cd/m ——— 9^9 98^9 97\6_ 95Ό 9U_ 77^9 TU 63.0 76.7 87.5 89.2 89.5 91.2 92.5 93.3 95.3 101.9 55J__115.2 ：_ 195.0 照度改善率 %

i〇6.5 0.0 14.1 16J_ 16J_ 18^_ 206 2L6 243 32.9 50.2 154.2

^ __ 14 - 550972

由圖3可知，在偏光度5〇〜7〇的範圍内，偏光度越高則照 度減低的幅度較大，相對的在偏光度7〇~9〇後半的範圍 内，偏光度越高則照度減低的幅度較小，呈現出整體大致 平均的水準。此外從圖中可知，偏光度9Q後半，亦即偏光 度為98.9的試料編號9及偏光度為99 9的試料編號1〇之間， 照度低落之幅度極大。 由圖4可知，偏光度越高則照度改善率越低的趨勢，大致 相同於圖3所示的照度低落之趨勢，亦即，在偏光度5〇〜7〇 的範圍内，偏光度越南則照度減低的幅度較大，約在5 % 至25%左右；相對的，在偏光度7〇〜9〇%後半的範圍内，偏 光度越南則照度改善率減低的幅度較小，約在丨4%至2 5% 左右；其中尤以偏光度85.0%以下者的幅度最高，照度改 善率高達20%。 在此試推測偏光度99.0%時的照度改善率。圖6中以實線 所示的试料編號9及試料編號1 〇的照度改善率，求算通過兩 者資料點的直線數值，可得下列公式（1): (照度改善率）= -14.1 X (偏光度）+ 1408·6 (1) 於此式中代入（偏光度）=99.0%則（照度改善率12 7%。 至於偏光度為90〜1 〇〇%的照度改善率如圖6的虛線所示， 係依上方描繪的凸狀轨道而推測為低落，故判斷偏光度 9 9 · 0 /〇的知度改善率貫際而於丨2 · 7 %，由此可推斷偏光度 在99.0%時，照度改善率至少在12·7%以上。又於上述公 式（1)中代入（照度改善率）=10.0%則（偏光度）==99.2%， -15- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公爱） 550972

AT B7 五、發明説明（13 由此可推知藉由使用偏光度在99 ·2%以下的直線偏光板， 照度改善率可望提升超過1〇 〇%。 由圖5可知，當偏光度在5〇〜85%一帶範圍内，偏光度越 咼則對比度幾乎呈直線上升；而當偏光度大於85%時，偏 光度越高則對比度呈指數函數性上升。 在此試推測偏光度70.0%時的照度改善率。根據圖5中虛 線所示的試料編號1〜5 (偏光度在5〇〜85% 一帶）之各個對= 度資料點，求出近似直線的公式，可得下列公式（2): (對比度）=0·38 X (偏光度）_ 19.4 (2) 於此式中代入（偏光度）=70.0%則（對比度）=72。由此可 推知，偏光度71.3%的直線偏光板-即試料編號3的對比度 為5.4，稍微偏低；一旦偏光度大於7〇〇%，即可獲得5.〇 以上的對比度。又於上述公式（2)中代入（對比度）=1〇〇則 (偏光度）二77.4%，由此可推知藉由使用偏光度在77 4%以 上-更精確而言是7 8 _ 0%以上的直線偏光板，則對比度可望 提升超過1 0. 〇。 由此推論，直線偏光板的偏光度一旦大於7 0 · 0 %，對比 度便一定會超過5·0。此外，當偏光度超過78 〇%則對比度 將在10.0以上，也就是偏光度5〇〜7〇%者的兩倍左右。不 僅如此，從圖5可推知，當偏光度超過9〇·〇%則對比度將在 15.0以上，也就是偏光度50〜7〇%者的三倍左右。又當偏 光度超過95.0%則對比度將在25.0以上，也就是偏光度 50〜70%者的五倍左右。此外，當偏光度超過97 〇%則對比 -16 -

550972 五 A7 B7 發明説明（14 度將在45.0以上，也就是偏光度5〇〜7〇%者的十倍左右。 女上述，攸改善照度的觀點而言，宜使用偏光度在 ^下的直線偏光板，以使照度改善率超過1 〇 . 〇 %， 其中更以偏光度在85.0%者為佳，其照度改善率將超過 20.0%。 至於既能達到某種程度的照度改善，且兼具極高對比度 之考量觀點，則宜使用偏光度為9〇〇〜99〇%的直線偏光板 為佳’其照度改善率將超過100%且對比度達15〇以上； 更且使用偏光度為9 5 · 0〜9 9.0 %者，其照度改善率將超過 10.0%且對比度達25.0以上；而最宜使用偏光度為 97.0〜99.0%者，其照度改善率將超過1〇〇%且對比度達 45.0以上。 產業上利用之可能性 本發明相關的自行發光型圖像顯示裝置，凡是對於高對 比度需求者皆可適用。 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格（210 X 297公釐)

Claims (1)

1. D8 A、申請專利範圍 £ ’該裝置具有：出射部， ’其反射面係朝向該出射部 ，及發光部，其係設於該出 一種自行發光型圖像顯示裝置， 其係用以顯示圖像；反射部，其 之側而設於該出射部的後方；及 射部的後方； 其係使被覆於顯示 上述出射部具有：直線偏光元件， 面而α又的外^光中僅有所定的直線偏光得以穿透；及相 位差薄膜’其錢於直線偏光元件而設置在靠近發光部 之側，使牙過該直線偏光元件的直線偏光轉變成 光； 何 上述直線偏光元件之偏光度大於70.0%。

   上述直線偏光元件之偏光度在78.0%以上。 如申請專利範圍第1項之自行發光型圖像顯示裝置 上述直線偏光元件之偏光度在99 〇%以下。 如申凊專利範圍第1項之自行發光型圖像顯示裝置，其 顯示方式為電致發光顯示方式或場發射方式。 5 · 一種自行發光型圖像顯示裝置，該裝置具有：相互呈對 向而設的出射側基板及反射側基板，以及由該二基板相 失而叹發光層，其構造係使來自該發光層的光線直接從 垓出射側基板出射，並於該反射側基板反射後，從該出 射側基板間接出射；

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   上々出射側基板具有·直線偏光元件，其係使被覆於 ’、、員示面而σχ的外部光中僅所定的直線偏光得以穿透；及 相位差薄膜，其係先於直線偏光元件而設置在靠近上述 毛光層之側，使穿過該直線偏丨元件的直線偏光轉變成 圓偏光； 上述直線偏光元件之偏光度大於70 0%。 6. 如申請專利範圍第5項之自行發光型圖像顯示裝置，其 中 、 上述直線偏光元件之偏光度在78.0%以上。 7. 如申請專利範圍第5項之自行發光型圖像顯示裝置，其 中 上述直線偏光元件之偏光度在9 9.0 %以下。 8. 如申請專利範圍第5項之自行發光型圖像顯示裝置，其 中 顯示方式為電致發光顯示方式或場發射方式。 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐）