本发明涉及有机发光显示装置,更具体地讲,涉及一种能够实现低反射的光学组件以及有机发光显示装置。
背景技术:
近来,随着对信息显示的关注上升并且对使用便携式信息介质的需求增长,代替现有显示器,阴极射线管(crt),已积极进行更轻、更薄的平板显示器(fpd)的研究和商业化。
在平板显示器领域,液晶显示器(lcd)已成为主流。然而,由于lcd是光接收装置而非光发射装置,并且在亮度、对比度、视角等方面有缺点,已积极开发能够克服这些缺点的新型显示装置。
作为新型显示装置之一,有机发光显示装置是自发光的,因此在视角和对比度方面优异。另外,由于有机发光显示装置不需要任何背光,所以有机发光显示装置可更轻且更薄,并且在功耗方面有优势。另外,有机发光显示装置可利用低dc电压来驱动并且具有快的响应速度。
以下,将参照附图详细描述有机发光显示装置的基本结构和操作特性。
图1是示出一般有机发光二极管的发光原理的示图。
通常,如图1所示,有机发光显示装置包括有机发光二极管(oled)。
oled包括作为像素电极的阳极18、作为公共电极28的阴极28以及形成在阳极18和阴极28之间的有机层30a、30b、30c、30d和30e。
有机层30a、30b、30c、30d和30e包括空穴传输层(htl)30b、电子传输层(etl)30d以及夹在空穴传输层30b和电子传输层30d之间的发射层(eml)30c。
这里,为了增强发光效率,空穴注入层(hil)30a被夹在阳极18与空穴传输层30b之间,电子注入层(eil)30e被夹在阴极28与电子传输层30d之间。
在以这样的方式配置的oled中,当正(+)电压和负(-)电压分别被施加到阳极18和阴极28时,穿过空穴传输层30b的空穴和穿过电子传输层30d的电子被转移至发射层30c以形成激子,当激子从激发态转变为基态(即,稳态)时,生成光。
在有机发光显示装置中,各自包括具有上述结构的oled的子像素按照矩阵形式布置,并且利用数据电压和扫描电压来选择性地控制以显示图像。
这里,有机发光显示装置被分成无源矩阵型有机发光显示装置或者使用薄膜晶体管(tft)作为开关元件的有源矩阵型有机发光显示装置。这里,在有源矩阵型有机发光显示装置中,选择性地使有源元件tft导通以选择子像素,并且利用存储电容器中维持的电压来维持子像素的光发射。
在这种一般有机发光显示装置中,圆偏振器被应用于面板组件的上表面以便减少由于由金属材料形成的各种类型的导线或电极而导致的反射。
图2是示例性地示出一般有机发光显示装置的结构的示图,图3是示例性地示出一般有机发光显示装置的另一结构的示图。
参照图2和图3,包括四分之一波片(qwp)62和线偏振器63的圆偏振器被应用于面板组件2的上表面以便减少反射。
标号66表示保护层。
在该传统有机发光显示装置中,在室外(即,在日光条件下)可见性较低,并且反射率由于有机发光二极管、各种类型的导线或电极而增大。另外,导线、电极图案等可能可见。为了解决这样的问题,应用圆偏振器。
即,如果四分之一波片62被布置在面板组件2上,使得其光轴与线偏振器63的透射轴形成45°的角度,则外部光将从面板组件2的内部反射。反射光在与线偏振器63的透射轴垂直的方向上向外出射。这可导致较低的反射率。供参考,反射率是折射率的函数,并且随着折射比增加而增加。空气具有折射率1,玻璃具有折射率1.5。因此,当光从空气入射到玻璃的前表面上时,发生约4%的反射。
然而,在图2的情况下,传统有机发光显示装置中的亮度降低了至少50%。也就是说,线偏振器63的透射率(透射比、透射系数)为约40%~50%,从有机发光二极管生成的光在经过圆偏振器之后亮度减小至约40%~50%。
如图3所示,在四分之一波片62与线偏振器63之间应用双亮度增强膜(dbef)67的情况下,亮度可增强,但是反射率也可能增加(折衷)。
另外,在传统技术中没有考虑太阳镜的影响。也就是说,在太阳镜的透射轴垂直于有机发光显示装置的线偏振器63的透射轴的情况下,戴着太阳镜的用户可能无法看到正被驱动的屏幕,因为屏幕被识别为黑色。
技术实现要素:
因此,详细描述的一方面在于提供一种能够增强反射率和亮度并且使色偏最小化的光学组件以及有机发光显示装置。
详细描述的另一方面在于提供一种允许戴着太阳镜的用户以所有角度识别图像的有机发光显示装置。
附图说明
附图被包括以提供对本发明的进一步理解,并且被并入本说明书并构成本说明书的一部分,附图示出了示例性实施方式并且与说明书一起用来说明本发明的原理。
附图中
图1是示出根据传统技术的有机发光二极管发射光的原理的示图;
图2是示例性地示出一般有机发光显示装置的结构的示图;
图3是示例性地示出一般有机发光显示装置的另一结构的示图;
图4是示意性地示出根据本发明的有机发光显示装置的框图;
图5是示出关于有机发光显示装置的子像素的电路的配置的示例图;
图6是示意性地示出根据本发明的第一实施方式的有机发光显示装置的结构的立体图;
图7是示例性地示出根据本发明的第一实施方式的有机发光显示装置的结构的立体图;
图8是详细示出图7所示的有机发光显示装置的部分的横截面图;
图9是示例性地示出根据本发明的第一实施方式的在光透射期间有机发光显示装置中的偏振态的改变的示图;
图10是示例性地示出根据本发明的第一实施方式的在光反射期间有机发光显示装置中的偏振态的改变的示图;
图11a和图11b是示出在光穿过圆偏振器之后一般有机发光显示装置中的偏振态的改变的邦加球(poincaresphere);
图12a和图12b是示出在光穿过光学构件之后根据本发明的第一实施方式的有机发光显示装置中的偏振态的改变的邦加球;
图13a和图13b是分别示出在穿戴太阳镜前后一般有机发光显示装置中的图像识别状态的示例图;
图14是示出在穿戴太阳镜之后根据本发明的第一实施方式的有机发光显示装置中的图像识别状态的示例图;以及
图15是示例性地示出根据本发明的第二实施方式的有机发光显示装置的结构的示图。
具体实施方式
以下,将参照附图详细描述实施方式中的光学组件以及有具有该光学组件的机发光显示装置,使得本公开所属领域的技术人员可容易地实践它们。
本公开的优点和特征及其实现方法将通过以下结合附图描述的实施方式来详细说明。然而,本公开的实施方式可按照许多不同的形式来实现,不应被解释为限于本文所阐述的实施方式。相反,这些实施方式被提供以使得本公开将彻底和完整,并且将向本领域技术人员充分传达本发明的范围,并且由本公开的权利要求书范围限定。贯穿说明书,将使用相同的标号来指代相同或相似的部件。在附图中,为了描述清晰和方便,可夸大地示出元件的尺寸或形状。
将理解,当元件或层被称作“在”另一元件或层“上”或者“连接至”另一元件或层时,它可直接在所述另一元件或层上或者直接连接至所述另一元件或层,或者可存在中间元件或层。
本文中可使用诸如“下”或“底部”以及“上”或“顶部”的相对术语来描述如附图所示的一个或更多个元件与其它元件的关系。将理解,除了附图中所描绘的取向以外,相对术语旨在涵盖装置的不同取向。例如,如果图中的装置翻转,则被描述为在另一元件“下”侧的元件将按照在所述另一元件“上”侧取向。因此,根据附图的特定取向,示例性术语“下”可涵盖“下”和“上”这两种取向。类似地,如果图之一中的装置翻转,则被描述为在其它元件“下面”或“下方”的元件将按照在其它元件“上方”取向。因此,术语“下面”或“下方”可涵盖上面和下面这两种取向。
本文中所使用的术语仅是为了描述特定实施方式,而非旨在限制示例性实施方式。如本文所用,除非上下文清楚地另外指示,否则单数形式旨在也包括复数形式。还将理解,术语“包括”和/或“包含”当用在本说明书中时指明存在所提及的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件,但是不排除一个或更多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。
图4是示意性地示出根据本发明的有机发光显示装置的框图。
参照图4,本发明中的有机发光显示装置可包括图像处理单元115、数据转换单元114、定时控制器113、数据驱动器112、选通驱动器111和显示面板116。
图像处理单元115执行各种图像处理,例如利用rgb数据信号(rgb)根据平均图像电平设定伽马电压以实现最大亮度,随后输出rgb数据信号(rgb)。图像处理单元115输出包括垂直同步信号(vsync)、水平同步信号(hsync)、数据使能信号(des)和时钟信号clk中的一个或更多个的驱动信号。
定时控制器113从图像处理单元115或数据转换单元114接收包括(可选地,转换的)rgb数据信号、垂直同步信号(vsync)、水平同步信号(hsync)、数据使能信号(des)和时钟信号clk中的一个或更多个的驱动信号。定时控制器113基于驱动信号输出用于控制选通驱动器111的操作定时的选通定时控制信号gcs以及用于控制数据驱动器112的操作定时的数据定时控制信号dcs。
定时控制器113根据选通定时控制信号cgs和数据定时控制信号dcs输出数据信号data。
响应于从定时控制器113供应的数据定时控制信号dcs,数据驱动器112对从定时控制器113供应的数据信号data进行采样和锁存,将该信号转换为伽马参考电压,并且输出伽马参考电压。数据驱动器112通过数据线dl1至dlm输出数据信号data。数据驱动器112形成为集成电路(ic)。
响应于从定时控制器113供应的选通定时控制信号cgs,选通驱动器111在使选通电压的电平移位的同时输出选通信号。选通驱动器111通过选通线gl1至gln输出选通信号。选通驱动器111可形成为ic,或者可按照面板中选通(gip)方式形成在显示面板116中。
显示面板116可具有包括红色子像素spr、绿色子像素spg和蓝色子像素spb的子像素结构。也就是说,单个像素p包括rgb子像素spr、spg和spb。然而,显示面板116的结构不限于此,可包括白色子像素。
图5是示出关于有机发光显示装置的子像素的电路的配置的示图。
例如,图5所示的子像素具有包括开关晶体管、驱动晶体管、电容器和oled的2t(晶体管)1c(电容器)结构。然而,子像素不限于此,在增加补偿电路的情况下可被各种修改以具有3t1c、4t2c或5t2c的结构。
参照图5,在有机发光显示装置中,子像素区域由布置在第一方向上的选通线gl以及布置在与第一方向交叉(例如,与第一方向垂直)的第二方向上并且彼此间隔开的数据线dl和驱动电源线vddl限定。
单个子像素可包括开关晶体管sw、驱动晶体管dr、电容器cst、补偿电路cc和oled。
oled根据由驱动晶体管dr形成的驱动电流来操作以发射光。
响应于通过选通线gl供应的选通信号,开关晶体管sw执行开关操作,使得通过数据线dl供应的数据信号作为数据电压被存储在电容器cst中。
驱动晶体管dr根据存储在电容器cst中的数据电压操作以允许驱动电流在驱动电源线vddl与接地线gnd之间流动。
补偿电路cc补偿驱动晶体管dr的阈值电压等。补偿电路cc可包括一个或更多个晶体管以及一个或更多个电容器。补偿电路(cc)可被不同地配置,其具体示例和描述将被省略。
具有上述子像素结构的有机发光显示装置可被实现为顶部发射型有机发光显示装置、底部发射型有机发光显示装置或双发射型有机发光显示装置。然而,本发明不限于这些类型。
图6是示意性地示出根据本发明的第一实施方式的有机发光显示装置的结构的立体图,其示出在柔性印刷电路板联接至有机发光显示装置的状态下的有机发光显示装置的示例。
图7是示例性地示出根据本发明的第一实施方式的有机发光显示装置的结构的立体图,其示出沿线a-a截取的横截面。
图8是详细示出图7所示的有机发光显示装置的部分的截面图,其示出面板部分和薄膜封装层的横截面。
面板部分具有多个子像素按照矩阵形式布置的结构。各个子像素可包括用于发射红光的红色子像素、用于发射绿光的绿色子像素以及用于发射蓝光的蓝色子像素。
参照图6,根据本发明的第一实施方式的有机发光显示装置主要包括用于显示图像的面板组件100以及连接至面板组件100的柔性印刷电路板150。
面板组件100被设置在基板101上。并且面板组件100包括分成有效区域aa和焊盘区域pa的面板部分110以及设置在面板部分110上覆盖有效区域aa的薄膜封装层140。
有效区域aa可被分成:像素部分aaa,实质上用于显示图像,布置有多个子像素;以及外周部分aab,围绕像素部分aaa形成并且被配置为将从外部施加的信号发送到像素部分aaa中。薄膜封装层140形成在面板部分110上覆盖像素部分aaa和外周部分aab的部分。
在这种情况下,面板部分110的一部分暴露于外而未被薄膜封装层140覆盖,并且构成形成有焊盘的焊盘区域pa。
基板101可以是柔性基板。柔性基板可由具有优异耐热性和耐久性的塑性材料形成,例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、聚碳酸酯(pc)、聚烯丙基化物(polyallylate)、聚醚酰亚胺(pei)、聚醚砜(pes)和聚酰亚胺。然而,本发明不限于上述示例,基板101可由各种材料或者具有柔性的各种材料形成。
在基板方向上形成图像的底部发射型有机发光显示装置的情况下,基板101应该由透明材料形成。相反,在与基板方向相反的方向上形成图像的顶部发射型有机发光显示装置的情况下,基板101不由透明材料形成。在这种情况下,基板101可由金属材料形成。如果基板101由金属材料形成,则基板101可包括选自碳、铁、铬、锰、镍、钛、钼和不锈钢的一种或更多种金属,然而,本发明不限于此。
面板部分110被设置在基板101的上表面上。在本说明书中,术语“面板部分”110表示有机发光二极管以及用于驱动有机发光二极管的tft阵列。面板部分110包括用于显示图像的有效区域aa以及用于驱动图像的显示的焊盘区域pa。
尽管未示出,像素按照矩阵形式布置在有效区域aa中,用于驱动像素的驱动装置(例如,扫描驱动器、数据驱动器等)以及其它部件被设置在有效区域aa之外。
薄膜封装层140形成在基板101的上表面上,以覆盖面板部分110的部分。包括在面板部分110中的有机发光二极管(oled)由易于由于外部水分或氧气而劣化的一种或更多种有机材料形成。为了保护这种oled,面板部分110应该被密封起来。作为一种将面板部分110密封起来的手段,薄膜封装层140具有多个无机膜和多个有机膜交替地彼此层叠的结构。由于面板部分110通过薄膜封装层140来密封而非封装基板,所以有机发光显示装置可具有较小厚度和柔性结构。然而,本发明不限于上述实现方式。
面板部分110的暴露于外而未被薄膜封装层140覆盖的部分构成上述焊盘区域pa。
集成电路芯片(未示出)可通过玻璃上芯片(cog)方法安装到面板组件100的焊盘区域pa。
用于处理驱动信号的电子器件(未示出)可通过膜上芯片(cof)方法安装到柔性印刷电路板150,用于向柔性印刷电路板150发送外部信号的连接器(未示出)可被安装到柔性印刷电路板150。
柔性印刷电路板150可朝着面板组件100的后侧弯曲,以面向面板组件100的后表面。在这种情况下,可使用各向异性导电膜(未示出)来将面板部分110的端子部与柔性印刷电路板150的连接部电连接。
参照图7和图8,将更详细地说明薄膜封装层140。例如,帽层129可形成在形成有有机发光二极管102的基板101的上表面上。然后,主保护膜140a、有机膜140b和次保护膜140c可作为封装手段顺序地形成在帽层129上,从而构成薄膜封装层140。然而,如上所述,构成薄膜封装层140的无机膜和有机膜的数量不限于上述实例。
主保护膜140a由于设置在下面的tft而具有低台阶覆盖,因为主保护膜140a由无机绝缘膜形成。然而,由于设置在主保护膜140a上的有机膜140b用作平坦化层,所以次保护膜140c不受设置在次保护膜140c下面的膜影响。另外,由于由聚合物形成的有机膜140b具有较大厚度,所以可补偿由异物导致的裂缝。
由多层形成的用于封装的保护膜145被设置在包括次保护膜140c的基板101的整个表面上。并且,可在基板101和保护膜145之间设置透明粘合剂146。
本发明的第一实施方式中的被配置为防止从外部入射的光的反射的光学构件160被设置在保护膜145上。光学构件160将稍后说明。
参照图8,各个子像素包括有机发光二极管以及电连接至有机发光二极管的电子器件。电子器件可包括至少两个tft、存储电容器等。电子器件电连接至导线,从而从面板部分之外的驱动装置接收电信号。电连接至有机发光二极管和导线的这些电子器件被布置为形成tft阵列。
图8示出单个子像素中的有机发光二极管以及用于驱动有机发光二极管的驱动tft。然而,这仅是为了简明描述,本发明不限于此。也就是说,可另外包括多个tft、多个存储电容器以及各种类型的导线。
图8所示的tft是顶栅型tft,顺序地包括有源层124、栅电极121和源/漏电极122、123。本发明不限于所示的顶栅型tft,可应用各种类型的tft。
有机发光二极管包括第一电极118、有机化合物层130和第二电极128。
尽管未示出,有机化合物层130可不仅包括实质上发生光发射的光发射层,而且包括用于有效地向光发射层转移诸如空穴或电子的载流子的各种有机层。
有机层可包括设置在第一电极118和光发射层之间的空穴注入层和空穴传输层以及设置在第二电极128和光发射层之间的电子注入层和电子传输层。
由透明氧化物形成的第一电极118形成在tft阵列上,有机化合物层130和第二电极128顺序地设置在第一电极118上。
在具有这种结构的有机发光二极管中,从第一电极118经由空穴传输层注入的空穴以及从第二电极128经由电子传输层注入的电子在光发射层处彼此耦合。并且空穴和电子向低能级移动。在这样的过程中,生成与光发射层处的能隙对应的波长的光。
在这种情况下,为了发射白光,光发射层可包括红光发射层、绿光发射层和蓝光发射层。然而,本发明不限于此。
并且tft包括开关晶体管和驱动晶体管。
尽管未示出,开关晶体管连接至扫描线和数据线,并且根据输入至扫描线的开关电压将输入至数据线的数据电压发送至驱动晶体管。存储电容器连接至开关晶体管和电源线,并且存储从开关晶体管接收的电压与供应给电源线的电压之间的电压差。
驱动晶体管连接至电源线和存储电容器,并且向有机发光二极管供应与存储在存储电容器中的电压与阈值电压之差的平方成比例的输出电流。然后,有机发光二极管通过该输出电流来发射光。
驱动晶体管包括有源层124、栅电极121和源/漏电极122、123。并且,有机发光二极管的第一电极118可连接至驱动晶体管的漏电极123。也就是说,驱动晶体管包括形成在基板101上的缓冲层(未示出)、形成在缓冲层上的有源层124、形成在形成有有源层124的基板101上的第一绝缘层115a、形成在第一绝缘层115a上的栅电极121、形成在形成有栅电极121的基板101上的第二绝缘层115b以及形成在第二绝缘层115b上并且经由第一接触孔电连接至有源层124的源/漏区域的源/漏电极122、123。
在这种情况下,缓冲层可形成为单层或多层,并且可保护在后续工艺期间形成的tft免受从基板101排放的诸如碱离子的杂质影响。
有源层124可以是形成的非晶硅或者通过使非晶硅、氧化物半导体、有机半导体等结晶而形成的多晶硅。
栅电极121可由基于铝的金属材料(例如,铝(al)或铝合金(al合金))、基于银的金属材料(例如,银(ag)或银合金(ag合金))、基于铜的金属材料(例如,铜(cu)或铜合金(cu合金))、基于钼的金属材料(例如,钼(mo)或钼合金(mo合金))或者低电阻不透明导电材料(例如,铬(cr)、钽(ta)、钛(ti))形成。然而,上述一个或更多个材料可构成具有物理性质不同的两个导电膜的多层结构。
第一绝缘层115a和第二绝缘层115b可形成为由诸如氮化硅(sinx)或氧化硅(sio2)的无机绝缘材料形成的单层,或者形成为由氮化硅(sinx)和氧化硅(sio2)形成的双层。
源电极122和漏电极123可由基于铝的金属材料(例如,铝(al)或铝合金(al合金))、基于银的金属材料(例如,银(ag)或银合金(ag合金))、基于铜的金属材料(例如,铜(cu)或铜合金(cu合金))、基于钼的金属材料(例如,钼(mo)或钼合金(mo合金))或者低电阻不透明导电材料(例如,铬(cr)、钽(ta)、钛(ti))形成。然而,上述材料可构成具有物理性质不同的两个导电膜的多层结构。
子像素的这种结构不限于上述结构,而是可不同地修改。
第三绝缘层115c形成在形成有驱动晶体管的基板101上,第三绝缘层115c可由诸如氮化硅(sinx)或氧化硅(sio2)的无机绝缘材料形成。
驱动晶体管的漏电极123经由形成在第三绝缘层115c内的第二接触孔电连接至第一电极118。
第一电极118可由诸如铟锡氧化物(ito)或铟锌氧化物(izo)的透明导电材料形成,或者可由诸如铝、银或其合金的反射性导电材料形成。
间壁115d形成在第三绝缘层115c上面的像素区域的边界处。间壁115d将各个像素区域彼此分离,从而防止特定颜色的光以混合的方式从邻近像素区域输出。
有机发光二极管的上述有机化合物层130可形成在基板101的整个表面上。然而,本发明不限于此。也就是说,有机化合物层130可形成在间壁115d之间的第一电极118上。
第二电极128形成在有机化合物层130上的显示区域中。向第二电极128供应公共电压。并且,第二电极128可由包括钙(ca)、钡(ba)、镁(mg)、铝、银等的反射性导电材料形成,或者可由诸如ito或izo的透明导电材料形成。
由诸如聚合物的有机材料形成的帽层129可整个形成在形成有第二电极128的基板101的像素部分中。然而,本发明不限于此。也就是说,可不形成帽层129。
在顶部发射型有机发光显示装置的情况下,帽层129由于其特定折射率而收集光以增强光发射。另一方面,在底部发射型有机发光显示装置的情况下,帽层129用于对有机发光二极管的第二电极128进行缓冲。
帽层129可用作单个光学控制层。帽层129可通过控制其本身与外部之间的折射率差异来增加其本身与外部之间的界面处的反射率。通过这种反射率增加,帽层129可在特定波长下提供微腔效应。在这种情况下,帽层129可被形成为在各个子像素处具有不同的厚度。
形成为多层的薄膜封装层140形成在帽层129上。
形成为用于封装的多层的保护膜145可设置在包括薄膜封装层140的基板101的整个表面上。可在基板101与保护膜145之间设置粘合剂146。然而,本发明不限于此。也就是说,可不形成保护膜145。
本发明的第一实施方式中的被配置为防止从外部入射的光的反射的光学构件160被设置在保护膜145上。
光学构件160通过限制外部光的反射来增强有机发光显示装置的可见性并且使从有机发光二极管向外部发射的光的损失最小化。
本发明的第一实施方式中的光学构件160可包括顺序地设置在有机发光二极管上的第一延迟层161、第二延迟层162、线偏振器163和第三延迟层164。
抗反射膜(ar膜)166可设置在第三延迟层164上。抗反射膜166可通过湿式涂覆(抗反射涂覆)或干式溅射(抗反射溅射)来形成。
在本发明中,光学构件160形成在包括薄膜封装层140的封装构件上。然而,本发明不限于此。因此,光学构件160可形成在封装构件与有机发光二极管之间。
在这种情况下,第一延迟层161可形成为胆甾型液晶(clc)层。clc层具有分层结构。由于clc的分子的长轴在单个平面中以预设方向对齐,所以在垂直于该平面的方向上,分子按照螺旋形状对齐。因此,clc层具有整体螺旋结构。光在穿过clc层161的同时圆偏振。
clc层可选择性地透射或反射圆偏振。也就是说,clc层可选择性地透射或反射右圆偏振或左圆偏振。在本发明中,基于圆偏振的方向(右圆偏振或左圆偏振)选择性地透射或反射光。以下,为了方便,将说明clc层相对于线偏振器163的偏振轴倾斜约45°的情况。在这种情况下,clc层反射方向与螺旋入射方向相同的圆偏振,但是透射方向与螺旋入射方向相反的圆偏振。
第二延迟层162可形成为第一四分之一波片(qwp)以用于生成λ/4的延迟。
线偏振器163具有偏振轴并且使光在偏振轴的方向上线偏振。更具体地讲,线偏振器163使平行于偏振轴的光通过,吸收不平行于偏振轴的光。因此,如果光通过线偏振器163,则光在偏振轴的方向上线偏振。
第三延迟层164也可形成为第二四分之一波片(qwp)以用于生成λ/4的延迟。
第二延迟层162可具有相对于线偏振器163的偏振轴倾斜约45°的光轴。
第二延迟层162和线偏振器163可构成圆偏振器。也就是说,如果在布置第二延迟层162之后第二延迟层162的光轴与线偏振器163的透射轴形成45°的角度,则外部光从有机发光二极管102的外部被反射。反射光在与线偏振器163的透射轴垂直的方向上向外出射。这可降低反射率。
本发明的第一实施方式中的第二延迟层162(即,第一qwp)具有负色散特性。因此,反射率降低至小于2%,并且色偏最小化。也就是说,由于红色、绿色和蓝色的波长色散被最小化,所以反射率降低并且色偏最小化。
供参考,与正色散膜不同,当波长减小时负色散膜具有小延迟值。根据各个波长,负色散膜的延迟值的改变小于正色散膜。
在本发明的第一实施方式中,第一延迟层161(即,clc层)被设置在第二延迟层162(即,第一qwp)下面,因此从clc层反射的光被循环利用以增强亮度。也就是说,从clc层反射的光被循环利用以将亮度增强约70%,穿过clc层的光被第二延迟层162转换以具有与线偏振器163的透射轴平行的偏振。这可进一步增加透射率。
在本发明的第一实施方式中,当与使用圆偏振器的传统情况相比时,透射率从40%进一步增加至70%而不会增加反射率并且色偏被进一步最小化。
在本发明的第一实施方式中,第三延迟层164被设置在线偏振器163上,使得当太阳镜的透射轴和线偏振器163的透射轴彼此垂直时防止画面改变为黑色。
第三延迟层164可具有相对于线偏振器163的偏振轴倾斜约45°的光轴。也就是说,第三延迟层164的光轴与线偏振器163的偏振轴之间的交角为约45°。利用这样的配置,穿过线偏振器163的线偏振被第三延迟层164转换为圆偏振。由于第三延迟层164的光轴与线偏振器163的偏振轴之间的交角近似为45°,所以线偏振被第三延迟层164转换类似于圆偏振的光。
例如,第三延迟层164可形成为第二四分之一波片(qwp)。在这种情况下,当用户戴着太阳镜时,用户可在所有角度看到图像。
以下,将参照附图更详细地说明在本发明的第一实施方式中在透射和反射的时候有机发光显示装置的操作。
首先,将参照图9说明在透射的时候有机发光显示装置的操作。
图9是示例性地示出根据本发明的第一实施方式的有机发光显示装置中在透射的时候偏振态的改变的示图。
参照图9,在电压被施加于有机发光显示装置(从有机发光二极管102发射的光为具有各种相位的非偏振态)的情况下,从光发射层发射的光穿过第二电极以朝着第一延迟层161传播。
在已穿过第二电极的光当中,左圆偏振的光分量穿过第一延迟层161以朝着第二延迟层162传播,右圆偏振的光分量被第一延迟层161反射向第二电极。
如上所述,为了方便,将说明第一延迟层161相对于线偏振器163的偏振轴倾斜约45°的情况。
为了方便,假设clc层是当从上方看时左手侧的clc层。
在从下方看的方向上发生光的透射。因此,在透射期间,方向与clc层(右手侧clc层)的螺旋方向相同的右圆偏振被反射,但是方向与clc层(右手侧clc层)的螺旋方向相反的左圆偏振被透射。
已穿过第一延迟层161的光在穿过第二延迟层162的同时具有45°的延迟,从而线偏振。然后,线偏振
如上所述,第三延迟层164可具有相对于线偏振器163的偏振轴倾斜约45°的光轴。因此,穿过线偏振器163的线偏振被第三延迟层164转换为圆偏振。
朝着第二电极传播的右圆偏振被第二电极、第一电极等反射,因此,其相位被转换为左圆偏振。另外,光可能不仅被有机发光二极管102的电极,而非被其它导线反射。如上所述,左圆偏振顺序地经由第一延迟层161、第二延迟层162、线偏振器163和第三延迟层164向外发射。
在本发明的第一实施方式中的有机发光显示装置中,由于光通过第一延迟层161而被循环利用,所以从有机发光二极管102发射的光以相对小的损失向外发射。这可增加透射率。
接下来,将说明从外部通过光学构件入射到有机发光显示装置中的光的路径。
图10是示例性地示出根据本发明的第一实施方式的有机发光显示装置中在反射期间偏振态的改变的示图。
参照图10,外部光(非偏振态)通过第三延迟层164和线偏振器163而在偏振轴的方向上线偏振。线偏振被第二延迟层162、四分之一波片(qwp)转换为圆偏振。这里,第二延迟层162的光轴相对于线偏振器163的偏振轴倾斜45°。
由于线偏振的轴与第二延迟层162的光轴形成45°的角度,所以线偏振被第二延迟层162转换为圆偏振。在这种情况下,圆偏振为左圆偏振。然而,本发明不限于此。也就是说,第二延迟层162可被设置为使得已穿过第二延迟层162的光可被转换为右圆偏振。
左圆偏振被第一延迟层161反射,而非穿过第一延迟层161。原因是因为本发明的第一实施方式中的第一延迟层161的光轴与线偏振器163的偏振轴形成约45°的角度,并且当从线偏振器163看时clc层是左手侧clc层。然而,如上所述,本发明不限于此。因此,第一延迟层161可使左圆偏振通过,并且可反射右圆偏振。然而,在这种情况下,已穿过第二延迟层162的光应该为右圆偏振。也就是说,第一延迟层161应该反射经由线偏振器163和第二延迟层162而圆偏振的光。
被第一延迟层161反射的左圆偏振被转换为右圆偏振并且向第二延迟层162传播。在这种情况下,右圆偏振经由第二延迟层162被转换为线偏振。这里,右圆偏振被转换为与入射方向不同的方向上(即,与线偏振器163的偏振轴垂直的方向上)的线偏振。因此,右圆偏振无法穿过线偏振器163。
这可有效地限制外部光的反射。
在透射的情况下,向外部发射的光是通过第三延迟层164而圆偏振的光。因此,用户即使戴着太阳镜时也可在所有角度看到图像。
如上所述,本发明的第一实施方式中的第二延迟层(即,第一qwp)具有负色散特性。这可将反射率减小至小于2%并且使色偏最小化。
图11a和图11b是示出在光穿过圆偏振器之后一般有机发光显示装置中的偏振态的改变的邦加球。图11b以二维示出图11a所示的偏振态的改变。
图12a和图12b是示出在光穿过光学构件之后根据本发明的第一实施方式的有机发光显示装置中的偏振态的改变的邦加球。图12b以二维示出图12a所示的偏振态的改变。
为了几何分析诸如液晶的透明介质的光学特性,使用偏振态的邦加球。
琼斯向量仅可表示完全偏振,使用由下式1定义的斯托克斯(stokes)参数来表示更一般的部分偏振。
[式1]
so=<|ex|2>+<|ey|2>
s1=<|ex|2>-<|ey|2>
s2=2|ex||ey|<cos(φx-φy)>
s3=2|ex||ey|<sin(φx-φy)>
这里,<>表示时间平均,在四个变量之间形成so2>s12+s22+s32的不等式。并且等式仅应用于完全偏振。
在完全偏振的情况下,通过将s1、s2和s3除以s0(光的亮度)而获得的标准化变量s1、s2和s3满足下式2。
[式2]
式2表示在三维空间中半径为1的球体的等式。并且由以(s1,s2,s3)作为正交坐标的点组成的球体表示邦加球。
在邦加球中,赤道线以上的所有点对应于线偏振,北极对应于右旋圆偏振,南极对应于左旋圆偏振。北半球上的所有点对应于右旋椭圆偏振,南半球上的所有点对应于左旋椭圆偏振。
表示当光穿过透明介质时偏振态的改变的单位矩阵可被解释为邦加球上的旋转变换。
如上所述,邦加球上表示了光的所有偏振态。一旦提供了光学装置的光轴和延迟值,就可基于邦加球容易地预测偏振态。
参照图11a和图11b,穿过线偏振器的线偏振位于s1处。
在现有技术中,在穿过四分之一波片(qwp)之后具有45°的延迟的圆偏振位于s3处。
通常,延迟值受波长的显著影响。因此,即使基于红色波长范围(~550nm)来进行光学设计,在蓝色波长范围(~450nm)发生大于参考值的延迟值,在红色波长范围(~650nm)发生小于参考值的延迟值。
结果,如图11a和图11b的邦加球上所示,由于距离根据各个波长而改变,发生色散。
另一方面,参照图12a和图12b,在本发明的第一实施方式中,负色散膜被应用于第二延迟层以限制红光和蓝光的色散。这可减小反射率并且使色散最小化。
即,如图12a和图12b的邦加球上所示,在rgb波长处色散最小化。
在这种情况下,第二延迟层的负色散特性(△n(450/550))在0.70~0.82的范围内。在本发明的第一实施方式中的有机发光显示装置中,由于具有负色散特性(△n(450nm)<△n(550nm)<△n(650nm))的第二延迟层,各个rgb颜色的波长的光的路径比传统技术中更会聚。
另外,当触摸屏面板和待测量的样本在具有空隙(~0.12t)的情况下被附接到黑色丙烯酸(acryl)板上以便测量反射率和反射颜色时,反射率减小至3.99%,这远低于比较实施方式中(~11.66%)。
这里,比较实施方式表示在触摸屏面板上没有沉积膜并且通过将线偏振器层压在负色散qwp上来获得待测量的样本的状态。
在这种情况下,反射颜色的x和y颜色坐标为0.310、0.324,这与比较实施方式的0.311、0.324相似。这意味着没有发生颜色失真。
如上所述,由于第三延迟层164被设置在线偏振器163上,所以用户即使在戴着偏振太阳镜时也可在所有角度看到图像。另外,平面方向(re)上的延迟值可被设定在100nm~140nm的范围内以便使色偏最小化。
图13a和图13b是分别示出在穿戴太阳镜前后一般有机发光显示装置中的图像识别状态的示例图。图13a示例性地示出用户穿戴太阳镜之前的图像识别状态,图13b示例性地示出用户穿戴太阳镜之后的图像识别状态。
参照图13a和图13b,如果线偏振器的吸收轴成90°的角度,则在具有0°的透射方向的线偏振中提供输出图像。
在这种情况下,如果太阳镜的透射轴与有机发光显示装置的线偏振器的透射轴正交,即,如果太阳镜的透射轴与从显示装置传播的光的偏振成90°的角度,则图像看起来为黑色。
图14是示出在用户穿戴太阳镜之后根据本发明的第一实施方式的有机发光显示装置中的图像识别状态的示例图。
参照图14,如果在线偏振器上设置另一qwp以将线偏振转换为圆偏振,则用户即使在戴着偏振太阳镜时也可在所有角度看到图像。
图15是示例性地示出根据本发明的第二实施方式的有机发光显示装置的结构的示图。
图15所示的本发明的第二实施方式中的有机发光显示装置具有与本发明的第一实施方式中的有机发光显示装置相同的配置,然而,本发明的第二实施方式中的有机发光显示装置还包括设置在第二延迟层和线偏振器之间的基础基板。
基础基板可由0-tac丙烯酸形成,并且可通过增强光学构件的强度来减弱外部冲击。
参照图15,帽层(未示出)可形成在形成有有机发光二极管202的基板201的上表面上。然后,主保护膜240a、有机膜240b和次保护膜240c可作为封装手段顺序地形成在帽层上,从而构成薄膜封装层240。然而,如上所述,薄膜封装层240中的无机膜的数量和有机膜的数量不限于此。
由多层形成的用于封装的保护膜245被设置在包括次保护膜240c的基板201的整个表面上。并且,可在基板201与保护膜245之间设置透明粘合剂246。
在本发明的第二实施方式中被配置为防止从外部入射的光的反射的光学构件260被设置在保护膜245上。
尽管未示出,如上所述,有机发光二极管202包括第一电极、有机化合物层和第二电极。
在具有这种结构的有机发光二极管中,从第一电极经由空穴传输层注入的空穴以及从第二电极经由电子传输层注入的电子在光发射层处彼此耦合。并且空穴和电子向低能级移动。在这样的过程中,生成与光发射层处的能差对应的波长的光。
在这种情况下,为了发射白光,光发射层可包括红光发射层、绿光发射层和蓝光发射层。然而,本发明不限于此。
由诸如聚合物的有机材料形成的帽层可整个形成在形成有第二电极的基板201的像素部分处。然而,本发明不限于此。也就是说,可不形成帽层。
由多层形成的薄膜封装层240可形成在帽层上。
由多层形成的用于封装的保护膜245可被设置在包括薄膜封装层240的基板201的整个表面上。并且可在基板201与保护膜245之间设置粘合剂246。然而,本发明不限于此。也就是说,可不形成保护膜245。
在本发明的第二实施方式中被配置为防止从外部入射的光的反射的光学构件260被设置在保护膜245上。
光学构件260通过限制外部光的反射来增强有机发光显示装置的可见性并且使从有机发光二极管向外部发射的光的损失最小化。
本发明的第二实施方式中的光学构件260可包括顺序地设置在有机发光二极管上的第一延迟层261、第二延迟层262、线偏振器263和第三延迟层264。
在本发明的第二实施方式中,基础基板265可由0-tac丙烯酸形成,并且可设置在第二延迟层262和线偏振器263之间。
在本发明中,光学构件260形成在包括薄膜封装层240的封装构件上。然而,本发明不限于此。因此,光学构件260可形成在封装构件和有机发光二极管之间。
第一延迟层261可形成为clc层.
第二延迟层262可形成为第一四分之一波片(qwp)以用于生成λ/4的延迟。
线偏振器263具有偏振轴,并且使光在该偏振轴的方向上线偏振。
第三延迟层264也可形成为第二四分之一波片(qwp)以用于生成λ/4的延迟。
第二延迟层262可具有相对于线偏振器263的偏振轴倾斜约45°的光轴。
第二延迟层262和线偏振器263可构成圆偏振器。也就是说,当第二延迟层262被布置为使其光轴与线偏振器263的透射轴成45°的角度时,外部光从有机发光二极管202的外部反射。反射光在与线偏振器263的透射轴垂直的状态下向外部出射。这可降低反射率。
类似第一实施方式,本发明的第二实施方式中的第二延迟层262(即,第一qwp)具有负色散特性。因此,反射率减小至小于2%并且色偏最小化。也就是说,由于红色、绿色和蓝色的波长色散最小化,所以反射率减小并且色偏最小化。
在本发明的第二实施方式中,第一延迟层261(即,clc层)被设置在第二延迟层262(即,第一qwp)下面,因此从clc层反射的光被循环利用以增强亮度。也就是说,从clc层反射的光被循环利用以将亮度增强约70%,穿过clc层的光被第二延迟层262转换以具有与线偏振器263的透射轴平行的偏振。这可进一步增加透射率。
在本发明的第二实施方式中,当与使用圆偏振器的传统情况相比时,透射率从40%进一步增加至70%而不会增加反射率并且色偏被进一步最小化。
在本发明的第二实施方式中,第三延迟层264被设置在线偏振器263上,使得当太阳镜的透射轴和线偏振器263的透射轴彼此垂直时防止画面改变为黑色。
第三延迟层264可具有相对于线偏振器263的偏振轴倾斜约45°的光轴。也就是说,第三延迟层264的光轴与线偏振器263的偏振轴之间的交角为约45°。利用这种配置,通过线偏振器263而线偏振的光被第三延迟层264转换为圆偏振。由于第三延迟层264的光轴与线偏振器263的偏振轴之间的交角约为45°,所以线偏振被第三延迟层264转换为类似于圆偏振的光。
例如,第三延迟层264可形成为第二四分之一波片(qwp)。在这种情况下,当用户戴着太阳镜时,用户可在所有角度识别出图像。
由于在不脱离其特性的情况下本发明特征可按照多种形式来具体实现,所以还应该理解,除非另外指明,否则上述实施方式不受以上描述的任何细节限制,而是应该在所附权利要求中限定的其范围内广义地解释,因此,落入权利要求的范围或者其等同范围内的所有改变和修改因此旨在被所附权利要求书涵盖。