TWI665473B - 抗反射濾光器以及有機發光裝置 - Google Patents

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Abstract

本申請案是關於一種濾光器以及一種有機發光顯示裝 置。本申請案之濾光器在側面以及正面上具有優異的全向抗反射效能以及色彩特性，且所述濾光器可應用於有機發光裝置以改良可見度。

Description

抗反射濾光器以及有機發光裝置
本申請案是關於一種抗反射濾光器以及一種有機發光裝置。
本申請案主張2016年10月24日申請的韓國專利申請案第10-2016-0138286號之優先權，所述申請案之揭露內容以全文引用之方式併入本文中。
最近，已存在對監視器或電視及類似者的重量減輕以及薄化的需求，且回應此需求的有機發光裝置(organic light-emitting device；OLED)已引起注意。有機發光裝置為不要求單獨背光的自身發光的自發光顯示裝置，使得可減小厚度且有利於實現可撓性顯示裝置。
另一方面，有機發光裝置可藉由金屬電極以及形成於有機發光顯示面板上的金屬佈線來反射外部光，其中歸因於所反射的外部光可降低可見度以及對比率，而使顯示品質退化。如專利文獻1(韓國早期專利公開第2009-0122138號)中，圓形偏振片可 附接至有機發光顯示面板之一側以減小所反射的外部光洩漏至外部。
然而，目前所開發的圓形偏振片具有強視角相關性，且因此抗反射效能朝向所述側面退化，使得存在可見度降低的問題。
本申請案欲解決的問題為提供一種在側面以及正面上具有優異全向抗反射效能以及色彩特性的濾光器以及一種藉由應用所述濾光器而具有改良可見度的有機發光裝置。
本申請案是關於一種抗反射濾光器。圖1例示性地繪示所述濾光器。如圖1所示，濾光器可依序包含偏振器(40)、第一延遲膜(10)及第二延遲膜(20)，且在偏振器及第一延遲膜之間包含光學補償層(30)。
偏振器可具有形成於一個方向上的吸收軸。第一延遲膜可具有反向波長色散特性(reverse wavelength dispersion charact eristics)及四分之一波長相位延遲特性(quarter-wave phase reta rdation characteristics)。第二延遲膜可滿足將在下文描述的方程式1。光學補償層可包含滿足將在下文描述的Nz值的第三延遲膜。
在本說明書中，偏振器是指對於入射光展現選擇性透射 以及吸收特性的元件。例如，偏振器可將來自在各個方向上振動的入射光的任一個方向上振動的光透射，並將在其他方向上振動的光吸收。
包含於濾光器中之偏振器可為線性偏振器。在本說明書中，線性偏振器意謂選擇性地透射的光為在任一個方向上振動的線性偏振光且選擇性地吸收的光為在與線性偏振光的振動方向正交的方向上振動的線性偏振光的情況。
作為線性偏振器，例如使用將碘染色於諸如PVA拉伸薄膜的聚合物拉伸薄膜上的偏振器，或以定向狀態聚合的液晶用作主體以及取決於液晶之定向配置的各向異性染料用作客體的客體-主體偏振器，但不限於此。
根據本申請案之一個實例，PVA拉伸薄膜可用作偏振器。偏振器之透射率或偏振程度可考慮到本申請案之目的適當地調整。舉例而言，偏振器之透射率可為42.5%至55%，且偏振程度可為65%至99.9997%。
在本說明書中，當使用諸如垂直、水平、正交或平行等術語限定一角度時，其意謂實質上垂直、水平、正交或平行到期望的效果不受損害的程度，其包含例如將生產誤差或偏差(變化)以及類似者考慮在內的誤差。舉例而言，前文的各種情況可包含約±15度內的誤差、約±10度內的誤差或約±5度內的誤差。
在本說明書中，延遲膜為光學各向異性元件，其可意謂 能夠藉由控制雙折射來轉換入射的偏振光的元件。當描述本文中的延遲膜之x軸、y軸以及z軸時，除非另外規定，否則x軸意謂平行於延遲膜之共平面慢軸的方向，y軸意謂平行於延遲膜之共平面快軸的方向，且z軸意謂延遲膜之厚度方向。x軸以及y軸可在平面中彼此正交。當描述本文中的延遲膜之光軸時，除非另外規定，否則其意謂慢軸。當延遲膜包括棒狀液晶分子時，慢軸可意謂棒狀之長軸方向，且當其包括盤狀液晶分子時，慢軸可意謂盤狀之法線方向。
在本說明書中，滿足以下方程式1的延遲膜可被稱作所謂的+C板。
在本說明書中，滿足以下方程式2的延遲膜可被稱作所謂的+B板。
在本說明書中，滿足以下方程式3的延遲膜可被稱作所謂的-B板。
在本說明書中，滿足以下方程式4的延遲膜可被稱作所謂的+A板。
在本說明書中，滿足以下方程式5的延遲膜可被稱作所謂的-A板。
[方程式1]nx=ny<nz
[方程式2]ny<nx≠nz
[方程式3]nx>ny>nz
[方程式4]nx>ny=nz
[方程式5]nx=nz>ny
在方程式1、方程式2、方程式3、方程式4及方程式5中，nx、ny及nz分別為上文所定義的在x軸、y軸以及z軸方向上的折射率。
在本說明書中，藉由以下方程式6計算延遲膜之共平面延遲(in-plane retardation；Rin)。
在本說明書中，藉由以下方程式7計算延遲膜之厚度方向延遲(thickness-direction retardation；Rth)。
在本說明書中，藉由以下方程式8計算延遲膜之Nz值。
[方程式6]Rin=d x(nx-ny)
[方程式7] Rth=d x{(nz-(nx-ny)/2}
[方程式8]Nz=(nx-nz)/(nx-ny)
在方程式6、方程式7及方程式8中，Rin為共平面延遲、Rth為厚度方向延遲、d為延遲膜的厚度、及nx、ny及nz分別為上文所定義的在x軸、y軸以及z軸方向上的折射率。
在本說明書中，反向波長色散特性可意謂滿足以下方程式9的特性，正常波長色散(normal wavelength dispersion)特性可意謂滿足以下方程式10的特性，且平坦波長色散(flat wavelength dispersion)特性可意謂滿足以下方程式11的特性。
[方程式9]R(450)/R(550)<R(650)/R(550)
[方程式10]R(450)/R(550)>R(650)/R(550
[方程式11]R(450)/R(550)=R(650)/R(550)
R(λ)意謂延遲膜對於λ奈米的光之共平面延遲。當描述本文中的延遲膜之折射率時，除非另外規定，否則其意謂波長為約550奈米的光之折射率。
第一延遲膜可為滿足上述方程式2的+B板、滿足上述方程 式3的-B板、或滿足上述方程式4的+A板。
第一延遲膜可具有四分之一波長相位延遲特性。在本說明書中，術語「n波長相位延遲特性」可意謂入射光可以在至少一部分波長範圍內相位延遲入射光的波長的n倍的特性。因此，四分之一波長相位延遲特性可意謂入射光可以在至少一部分波長範圍內相位延遲入射光的波長的四分之一倍的特性。。
對於波長為550奈米的光，第一延遲膜之共平面延遲可為120奈米至160奈米，具體而言130奈米至150奈米。當第一延遲膜之共平面延遲滿足以上範圍時，其可有利於在側面以及正面上展現優異的全向抗反射效能以及色彩特性。
對於波長為550奈米的光，第一延遲膜之厚度方向延遲可為60奈米至120奈米，具體而言80奈米至100奈米。當第一延遲膜之厚度方向延遲滿足以上範圍時，其可有利於在側面以及正面上展現優異的全向抗反射效能以及色彩特性。
在一個實例中，第一延遲膜、第二延遲膜及第三延遲膜的厚度方向延遲的總和可為150奈米至250奈米，具體而言170奈米至210奈米。當厚度方向延遲的總和滿足以上範圍時，其可有利於在側面以及正面上展現優異的全向抗反射效能以及色彩特性。
第一延遲膜可具有反向波長色散特性。舉例而言，第一延遲膜可具有共平面延遲隨入射光波長的增加而增加的屬性。入射光之波長可為(例如)300奈米至800奈米。
第一延遲膜之R(450)/R(550)值可在0.60至0.99或0.80至0.99的範圍內，具體而言，0.80至0.92、或0.60至0.92的範圍內。第一延遲膜之R(650)/R(550)之值具有大於R(450)/R(550)之值的值，其可為1.01至1.19、1.05至1.15，或1.09至1.11。當第一延遲膜具有反向波長色散特性時，其可有利於在側面以及正面上展現優異的全向抗反射效能以及色彩特性。
第一延遲膜之共平面慢軸可與偏振器之吸收軸形成約40度至50度、約43度至47度，具體而言約45度。
第二延遲膜可為滿足上述方程式1的+C板。第二延遲膜可具有大於0的厚度方向延遲。具體而言，第二延遲膜之厚度方向延遲可為70奈米至160奈米。
第二延遲膜可具有反向波長色散特性、正常波長色散特性、或平坦波長色散特性。
第三延遲膜可具有1.2或小於1.2的Nz值。第三延遲膜可為滿足上述方程式2的+B板、滿足上述方程式3的-B板、滿足上述方程式4的+A板、或滿足上述方程式5的-A板。當第三延遲膜為+B板時，特別是當其滿足nz>nx>ny時，Nz值可為小於0的負數，特別是當其滿足nx>nz>ny時，Nz值可大於0且小於1。如果第三延遲膜是-B板，則Nz值可大於1。當第三延遲膜是+A板時，Nz值可為1。當第三延遲膜是-A板時，Nz值可為0。
在一個實例中，第三延遲膜的Nz值可為-1.2至1.2。第三 延遲膜的Nz值具體可為-1至1，並且可為-0.2至0.8。當第三延遲膜的Nz值滿足以上範圍時，其可有利於在側面以及正面上展現優異的全向抗反射效能以及色彩特性。
第三延遲膜之共平面延遲可為70奈米至200奈米。
第三延遲膜的共平面慢軸可與偏振器的吸收軸平行或正交。
第三延遲膜可具有反向波長色散特性、正常波長色散特性(normal wavelength dispersion characteristics)、或平坦波長色散特性(flat wavelength dispersion characteristics)。根據本申請案一實施例，第三延遲膜可具有正常波長色散特性。第三延遲膜的R(450)/R(550)可例如為1.05至1.15。
藉由根據第三延遲膜的共平面慢軸是否與偏振器的吸收軸正交或平行而調整第三至第二延遲膜的光學性質，本申請案的濾光器可有效地改善在側面以及正面上的全向抗反射效能及色彩特性。
在一個實例中，第三延遲膜的共平面慢軸可與偏振器的吸收軸平行。這裡第三延遲膜的共平面延遲可為70奈米至180奈米。這裡第三延遲膜的Nz值可為-0.2至0.8、0至0.8、0至0.6、0至0.2或0.4至0.6。在這種情況下，第二延遲膜的厚度方向延遲可為70奈米至120奈米。
在一個實例中，第三延遲膜的共平面慢軸可與偏振器的 吸收軸正交。第三延遲膜的共平面延遲可為100奈米至200奈米。這裡第三延遲膜的Nz值可為-0.4至0.6、-0.4至0.4、-0.2至0.4、-0.2至0.2或0至0.2。在這種情況下，第二延遲膜的厚度方向延遲可為100奈米至160奈米。
第一及第二至第三延遲膜可各自為聚合物薄膜或液晶薄膜。作為聚合物薄膜，可使用包括聚烯烴的薄膜，所述聚烯烴諸如聚碳酸酯(PC)、降冰片烯樹脂(norbonene resin)、聚(乙烯醇)(PVA)、聚苯乙烯(PS)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)以及聚丙烯(PP)，聚(芳酯)(Par)、聚醯胺(PA)、聚(對苯二甲酸伸乙酯)(PET)或聚碸(PS)以及類似物。聚合物薄膜可在適當的條件下拉伸或收縮以賦予雙折射且用作第一延遲膜以及第二延遲膜。液晶薄膜可包括處於定向以及聚合狀態的液晶分子。液晶分子可為可聚合液晶分子。在本說明書中，可聚合液晶分子可意謂包含能夠展現液晶性的部分(諸如液晶原(mesogen)骨架)以及包含至少一個可聚合官能基的分子。另外，以聚合形式包括可聚合液晶分子的事實可意謂液晶分子經聚合以在液晶薄膜中形成諸如液晶聚合物的主鏈或側鏈的骨架的狀態。
第一延遲膜的厚度可為1.0微米至5.0微米或1.25微米至3.0微米。第二延遲膜的厚度可為1.1微米至5.5微米或1.2微米至3.0微米。第三延遲膜的厚度可為1.1微米至6.7微米、或1.1微米至3.5微米。
濾光器可進一步包括表面處理層。可藉由抗反射層或類似者例示表面處理層。表面處理層可設置於偏振器之外側上，亦即第二延遲膜所設置的相對側上。作為抗反射層，可使用具有不同折射率的二層或更多層的層疊品或類似物，但不限於此。
濾光器的第一延遲膜、第二延遲膜、及第三延遲膜或偏振器可藉由壓敏黏著劑或黏著劑而彼此附接，或可藉由直接塗佈而彼此層疊。光學透明的壓敏黏著劑或黏著劑可用作壓敏黏著劑或黏著劑。
舉例而言，當在60度的傾斜角度處測量時，濾光器可具有14.5%或小於14.5%、14%或小於14%、13%或小於13%、12%或小於12%、11%或小於11%、或者10%或小於10%的反射率。反射率可為對於在可見光區域中任何波長的光的反射率，例如，對於在380奈米至780奈米範圍內的任何波長的光的反射率，或對於屬於整個可見光區域的光的反射率。反射率可例如為在濾光器的偏振器側上量測的反射率。反射率可為在特定方位角下或60度之傾斜角的方位角的預定範圍量測的反射率，或在60度之傾斜角下為整個方位角量測的反射率，或在60度之傾斜角下為整個方位角量測的平均反射率，其為將在下文描述的實例中量測的值。
濾光器可具有小於70、60或小於60、50或小於50、40或小於40、30或小於30、25或小於25、20或小於20、或者15或小於15的平均色差。在本說明書中，色差意謂當濾光器已應用於有機發 光顯示面板時，側面色彩不同於正面色彩的程度，其可意謂在將在下文描述的實例的色彩特性模擬評估中藉由方程式ΔE* ab計算的值。
本申請案之濾光器可阻止外部光之反射，藉此改良有機發光裝置之可見度。當自外部入射的入射非偏振光(下文稱作「外部光」)穿過偏振器時，可僅透射兩個偏振正交分量中的一個偏振正交分量(亦即第一偏振正交分量)，且偏振光可在通過第一延遲膜的同時變成圓偏振光。當圓偏振光被包括基板、電極以及類似物的有機發光顯示裝置的顯示面板反射時，圓偏振光之旋轉方向改變，且當再次穿過第一延遲膜時，圓偏振光被轉換成兩個偏振正交分量中之另一偏振正交分量(亦即第二偏振正交分量)。第二偏振正交分量不穿過偏振器且因此不發光至外部，使得其可具有阻止外部光反射的效果。
本申請案之濾光器亦可有效地阻止自側面入射的外部光之反射，藉此改良有機發光裝置之橫向可見度。舉例而言，亦可藉由視角偏振補償原理(viewing angle polarization compensation principle)有效地阻止自側面入射的外部光之反射。
本申請案之濾光器可應用於有機發光裝置。圖2示例性地繪示有機發光裝置的剖面圖。參看圖2，有機發光裝置包括有機發光顯示面板(200)以及位於有機發光顯示面板(200)之一側上的濾光器(100)。相較於偏振器(40)，濾光器之第一延遲膜(10) 可鄰接於有機發光顯示面板(200)設置。
有機發光顯示面板可包括基底基板、下電極、有機發光層、上電極以及密封基板以及類似者。下電極以及上電極中之一者可為陽極，且另一者可為陰極。陽極為電洞注入其中的電極，其可由具有高功函數的導電材料製成，且陰極為電子注入其中的電極，其可由具有低功函數的導電材料製成。下電極以及上電極中之至少一者可由所發射的光可出現至外部的透明導電材料製成，且可例如為ITO或IZO。有機發光層可包括當已將電壓施加至下電極以及上電極時能夠發光的有機材料。
額外層可進一步包含於下電極與有機發光層之間以及上電極與有機發光層之間。額外層可包含用於平衡電子以及電洞的電洞傳輸層、電洞注入層、電子注入層以及電子傳輸層，但不限於此。密封基板可由玻璃、金屬以及/或聚合物製成，且可密封下電極、有機發光層以及上電極以阻止水分以及/或氧自外部引入。
濾光器(100)可設置於光自有機發光顯示面板出現的側面上。舉例而言，在光朝向基底基板發射的底部發射結構之情況下，其可設置於基底基板外部，且在光朝向密封基板發射的頂部發射結構之情況下，其可設置於密封基板外部。濾光器(100)可藉由阻止外部光由反射層反射以及自有機發光裝置出現而改良有機發光裝置的顯示特性，所述反射層由諸如電極的金屬以及有機發光顯示面板(200)之佈線製成。此外，由於濾光器(100)可 在側面及正面上展現抗反射效果，如上文所描述，因此可改良橫向可見度。
本申請案之濾光器在側面以及正面上具有優異的全向抗反射效能以及色彩特性，且所述濾光器可應用於有機發光裝置以改良可見度。
10‧‧‧第一延遲膜
20‧‧‧第二延遲膜
30‧‧‧第三延遲膜
40‧‧‧偏振器
100‧‧‧濾光器
200‧‧‧有機發光顯示面板
圖1為根據本申請案之一實例的濾光器之例示性剖面圖。
圖2為根據本申請案之一實例的有機發光裝置之剖面圖。
圖3為比較實例1的色彩特性模擬結果。
圖4為實例1的色彩特性模擬結果。
圖5為實例2的色彩特性模擬結果。
在下文中，內容將藉由實例以及比較實例更詳細地描述，但本申請案之範疇不限於以下內容。
實例1及實例2及比較實例1
對於反射率以及色彩特性模擬之評估，設定偏振器、延遲膜以及OLED面板依序設置的結構。偏振器具有於一個方向上的 吸收軸以及42.5%的單個透射率(Ts)，且OLED面板為蓋樂世S6(Galaxy S6)。第一延遲膜的R(450)/R(550)通常為0.84。
比較實例1為偏振器(0度)、第一延遲膜(45度)及OLED面板依序配置的結構。
實例1為偏振器(0度)、第三延遲膜(0度)、第一延遲膜(45度)、第二延遲膜、及OLED面板依序配置的結構。
實例2為偏振器(0度)、第三延遲膜(90度)、第一延遲膜(45度)、第二延遲膜、及OLED面板依序配置的結構。
括弧之角度意謂偏振器的光吸收軸的方向或延遲膜的共平面慢軸的方向。
實例1及實例2及比較實例1的延遲膜的光學物理性質歸納在表1至表3中，對於實例1及2，在改變Nz值的同時評估反射率及色彩特性。
評估實例1 反射率模擬評估
對於實例1及實例2及比較實例1，根據0度至360度的方位角基於正面在60度的側面方向上模擬(Techwiz 1D加，SANAYI系統有限公司(Techwiz 1D plus,SANAYI System Co.,Ltd.))反射率，且結果概述於表1至表3中。反射率意謂380奈米至780奈米的波長的平均反射率。在表1至表3中，最大反射率意謂在0度至360度的方位角的反射率中最高的反射率。由於實例1及實例2之結構 之最大反射率低於比較實例1之結構的最大反射率，可以確認實例1至實例2之結構在抗反射效果上較優異。
評估實例2 色彩特性模擬評估
對於實例1及實例2及比較實例1，模擬全向色彩特性(Techwiz 1D加，SANAYI系統有限公司)，結果描繪於圖3至圖5中並概述於表1至表3中。
在色彩特性的情況下，除了表面反射影響之外，分析是合適的，所以其已藉由擴展瓊斯方法(Extended Jones method)計算及評估。圖3至圖5中的各圓形之亮度意謂色差(ΔE* ab)，且色彩越接近黑色意謂色差越低。色差由以下方程式定義。
在以上方程式中，(L* 1,a* 1,b* 1)意謂在正面(傾斜角0°，方位角0°)所反射的色彩值，且(L* 2,a* 2,b* 2)意謂在各傾斜角以及方位角的位置處所反射的色彩值。圖3至圖5為藉由計算全向角度的色差所說明的曲線。色差圖意謂表示側面色彩不同於正面色彩的程度。因此，隨著圖3至圖5中的色彩變得更黑，其可為能夠判定均一色彩在所有方位角實現的量測。
所顯示的色彩表示個人可實際上感知的色彩感測。圓形的中心意謂正面(傾斜角0°，方位角0°)以及傾斜角隨著與圓形的距離增加而增加至高達60°。各自意謂諸如在自沿圓形的直徑方向 的右側(0°)的逆時針方向90°、180°以及270°的方位角。
在表1至表3中，最大色差意謂在0度至360度的方位角下反射率的最高色差，且平均色差意謂在0度至360度的方位角下的色差的平均值。如圖3至圖5所示，實例1及實例2的顏色比比較實例1的顏色深，如表1至表3所示，最大色差和平均色差小，因此可以確認它們實現統一的顏色。

Claims (12)

  1. 一種抗反射濾光器，依序包括：偏振器，具有形成於一個方向上的吸收軸，第一延遲膜，具有反向波長色散特性與四分之一波長相位延遲特性，及第二延遲膜，滿足以下方程式1，以及在所述偏振器及所述第一延遲膜之間包括光學補償層，其中所述光學補償層包括第三延遲膜，所述第三延遲膜在以下方程式8中具有-1.2至1.2的Nz值，其中所述第一延遲膜具有0.60至0.92的R(450)/R(550)，且R(λ)意謂所述延遲膜對於λ奈米的光之共平面延遲，其中所述第二延遲膜具有70奈米至160奈米的厚度方向延遲：[方程式1]nx=ny<nz [方程式8]Nz=(nx-nz)/(nx-ny)其中，nx、ny以及nz為所述延遲膜在x軸、y軸以及z軸方向上的折射率，所述x軸為平行於所述延遲膜之共平面慢軸的方向，所述y軸為平行於所述延遲膜之共平面快軸的方向，且所述z軸為所述延遲膜之厚度方向。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之抗反射濾光器，其中所述第一延遲膜是滿足以下方程式2、方程式3或方程式4的延遲膜：[方程式2]ny<nx≠nz [方程式3]nx>ny>nz [方程式4]nx>ny=nz其中nx、ny及nz與申請專利範圍第1項中的定義相同。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之抗反射濾光器，其中對於波長為550奈米的光，所述第一延遲膜具有130奈米至150奈米的共平面延遲。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之抗反射濾光器，其中所述第一延遲膜之共平面慢軸與所述偏振器的吸收軸形成43度至47度的角度。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之抗反射濾光器，其中所述第三延遲膜具有70奈米至200奈米的共平面延遲。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之抗反射濾光器，其中所述第三延遲膜的共平面慢軸與所述偏振器的吸收軸平行或正交。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之抗反射濾光器，其中所述第三延遲膜具有-1至1的Nz值。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之抗反射濾光器，其中所述第三延遲膜具有-0.2至0.8的Nz值。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之抗反射濾光器，其中所述第三延遲膜具有與所述偏振器的吸收軸平行的共平面慢軸、70奈米至180奈米的共平面延遲及-0.2至0.8的Nz值，且所述第二延遲膜具有70奈米至120奈米的厚度方向延遲。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之抗反射濾光器，其中所述第三延遲膜具有與所述偏振器的吸收軸正交的共平面慢軸、100奈米至200奈米的共平面延遲及-0.4至0.6的Nz值，且所述第二延遲膜具有100奈米至160奈米的厚度方向延遲。
  11. 一種包括如申請專利範圍第1項所述之抗反射濾光器以及有機發光顯示面板的有機發光裝置。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之有機發光裝置，其中相較於所述偏振器，所述濾光器之所述第一延遲膜鄰接於所述有機發光顯示面板設置。
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