光学元件及包含该光学元件的显示装置转让专利

申请号 : CN201480066532.3

文献号 : CN105793743B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 许煐台

申请人 : 长康化工有限公司

摘要 :

本发明公开了光学元件及包含该光学元件的显示装置,该光学元件包括:第一层,其具备突出部以及覆盖剂,其中,所述突出部具有多个凸起单元,所述覆盖剂的折射率小于所述突出部的折射率;及第二层,其位于所述第一层的至少一面上,其中,多个散射粒子分散在所述第二层的内部。从而本发明能够抑制显示装置的正面亮度的减少,同时抑制全反射,由此提高光提取效率。此外,在不降低光提取效率的情况下,减少像素的重叠,从而能够抑制图像模糊现象。

权利要求 :

1.一种光学元件,该光学元件包括:第一层,其包括突出部和覆盖剂,其中,所述突出部具有多个凸起单元,所述覆盖剂的折射率小于所述突出部的折射率;以及第二层,其位于所述第一层的至少一面上,其中,多个散射粒子分散在所述第二层的内部,其中,所述覆盖剂位于所述突出部的上部以使所述第一层平坦化,所述覆盖剂和所述突出部之间的折射率差小于所述突出部和空气之间的折射率差,其中,所述覆盖剂的折射率在1.3至1.5的范围内,

其中,所述突出部和所述覆盖剂的折射率差在0.01至0.4的范围内,其中,所述第二层包含基剂,所述多个散射粒子分散在所述基剂中,

其中,散射粒子的折射率在1.5至2.7的范围内,

其中,所述基剂与所述散射粒子的折射率差在0.01至0.7的范围内,其中,所述散射粒子的平均直径在0.1至1μm的范围内,

其中,所述第一层的厚度在0.2至130μm的范围内,所述第二层的厚度在0.1至130μm的范围内,其中,所述第一层的厚度与所述第二层的厚度相同或大于所述第二层的厚度,以及其中,所述第一层的厚度为100时,所述突出部的高度在60至100的范围内。

2.根据权利要求1所述的光学元件,其中,所述覆盖剂和所述基剂中的至少一个包含粘着剂。

3.根据权利要求1所述的光学元件,其中,所述第一层和所述第二层之间设置有包含高分子树脂的第三层。

4.根据权利要求1所述的光学元件,其中,所述多个凸起单元包含向一个方向延伸的杆形状和相互分离的岛屿形状中的至少一种形状,所述多个凸起单元相互接触或者间隔设置。

5.根据权利要求4所述的光学元件,其中,所述多个凸起单元的截面形状包括多边形、半圆形和椭圆形中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的光学元件,其中,所述多个凸起单元的顶点至所述第一层的上表面的高度在0至50μm的范围内。

7.根据权利要求1所述的光学元件,其中,当所述基剂的折射率为n1,所述突出部的折射率为n2,所述覆盖剂的折射率为n3,且所述多个散射粒子的折射率为n4时,n2大于n1和n3,并且n1和n4具有不同的值。

8.一种显示装置,该显示装置包括:产生光的发光层;形成在所述发光层上的圆偏光层;以及根据权利要求1所述的光学元件,所述光学元件设置在所述发光层和所述圆偏光层之间。

9.根据权利要求8所述的显示装置,其中,所述圆偏光层包括相位差膜(QWP)和形成在所述相位差膜(QWP)上的偏光膜。

10.根据权利要求8所述的显示装置,其中,在所述圆偏光层的上部或在所述发光层和所述光学元件之间设置有触控板。

说明书 :

光学元件及包含该光学元件的显示装置

技术领域

[0001] 本发明涉及光学元件及包含该光学元件的显示装置,具体地,本发明涉及能够提高光提取效率且能够改善色漂移的光学元件及包含该光学元件的显示装置。

背景技术

[0002] 近来,平板显示装置(Flat Panel Display)作为显示元件受到人们关注。这种平板显示装置包括液晶显示装置(Liquid Crystal Display)、等离子显示装置(Plasma Display Panel)及有机发光显示装置(Organic Light Emitting Device)等。
[0003] 其中,有机发光显示装置由于视角宽,且具有快速的响应速度,因此能够实现高画质的显示。这种有机发光显示装置包括基板、形成在基板上的透光性的第一电极、形成在第一电极上的有机层及形成在有机层上且反射率高的第二电极。通常,基板使用玻璃基板或塑料基板。此外,有机层包括空穴注入层、空穴传输层、发光层、空穴阻挡层及电子传输层。即,第一电极和第二电极之间层积多个有机层,由此制作多层结构的有机发光显示装置。
[0004] 另外,有机发光显示装置存在由于内部的反射导致的向侧面射出而不是正面射出的光,而导致光提取效率降低的问题。为了解决这种问题,在第一电极上形成微透镜阵列,从而抑制向侧面射出的光。
[0005] 但是,微透镜阵列难以大面积制作,而且光通过微透镜在前方聚焦,导致光重叠,因此存在输出图像不清晰的图像模糊(image blur)现象发生的问题。这种图像模糊(image blur)现象成为降低画质的主要原因。
[0006] 另外,韩国公开专利第10-2006-0081190号中公开了关于一种电致发光元件的技术,其包括基板、第一电极、第二电极及介于所述第一电极和第二电极之间且至少包括发光层的有机层,其特征在于,所述第一电极和第二电极的至少一种的一面具备多个金属纳米图案。
[0007] 现有技术文献
[0008] 专利文献1:韩国公开专利第10-2006-0081190号

发明内容

[0009] 技术问题
[0010] 本发明提供能够提高光提取效率的光学元件及包含该光学元件的显示装置。
[0011] 本发明提供能够抑制图像模糊并改善色漂移的光学元件及包含该光学元件的显示装置。
[0012] 技术方案
[0013] 根据本发明一实施方式的光学元件,包括:第一层,其包括突出部以及覆盖剂,其中,所述突出部具备多个凸起单元,所述覆盖剂的折射率小于所述突出部的折射率;及第二层,其位于所述第一层的至少一面上,其中,多个散射粒子分散在所述第二层的内部。
[0014] 其中,所述第二层可以包含基剂,所述散射粒子可以分散在所述基剂中,所述覆盖剂和所述基剂中的至少一种可以包含粘着剂。
[0015] 此外,所述第一层和所述第二层之间可以设置包含高分子树脂的第三层,所述突出部和所述覆盖剂的折射率差可以在0.01至0.4的范围内。
[0016] 所述凸起单元包含向一个方向延伸的杆形状和相互分离的岛屿形状中的至少一种,所述凸起单元可以相互接触或者间隔设置。此外,所述凸起单元的截面形状可以包括多边形、半圆形和椭圆形中的至少一种。
[0017] 在结构方面,所述第一层的厚度可以与所述第二层的厚度相同或比所述第二层的厚度大,假设所述第一层的厚度为100时,所述突出部的高度可以在60至100的范围内,所述凸起单元的顶点至所述第一层的上表面的高度可以在0至50μm的范围内。
[0018] 在各个构成要素的折射率方面,当所述基剂的折射率为n1,所述突出部的折射率为n2,所述覆盖剂的折射率为n3,所述散射粒子的折射率为n4时,n2大于n1和n3;n1和n4可以具有不同的值;所述n1和所述n4的差可以大约在0.01至0.7的范围内。
[0019] 根据本发明的一实施方式的显示装置,包括:产生光的发光层;形成在所述发光层上的圆偏光层;及在所述发光层和所述圆偏光层之间设置的图案层,其包含第一层和第二层,其中,所述第一层包含具备多个凸起单元的突出部,所述第二层位于所述第一层的至少一面上,且多个散射粒子分散在所述第二层的内部。
[0020] 其中,所述圆偏光层包括相位差膜(QWP(四分之一波片))和形成在所述相位差膜(QWP)上的偏光膜,其中,在所述圆偏光层的上部或在所述发光层和所述图案层之间可以设置触控板。
[0021] 此外,所述第一层可以与所述相位差膜接触,所述第二层可以与所述发光层接触,所述第一层和所述第二层之间可以设置包含高分子树脂的第三层。
[0022] 在所述第一层中,覆盖剂位于所述突出部上部,所述覆盖剂和所述突出部之间的折射率差小于所述突出部和空气之间的折射率差,所述第二层包含基剂,所述散射粒子可分散在所述基剂中。
[0023] 在折射率方面,当所述基剂的折射率为n1,所述突出部的折射率为n2,所述覆盖剂的折射率为n3,所述散射粒子的折射率为n4时,n2大于n1和n3;n1和n4可以具有不同的值。
[0024] 另外,所述覆盖剂和所述基剂中的至少一种可以包含粘着剂,相对于所述第二层的总重量,所述散射粒子的含量可以在0.01重量%至3重量%的范围内。
[0025] 此外,假设所述第一层的厚度为100时,所述突出部的高度可以在60至100的范围内,所述凸起单元的顶点至所述第一层的上表面的高度可以在0至50μm的范围内,所述覆盖剂的高度可以在0.1至100μm的范围,所述凸起单元的高度可以在0.1至50μm的范围内。
[0026] 发明的效果
[0027] 根据本发明的实施例,包括具有多个凸起单元的突出部和低折射率的覆盖剂的第一层以及含有分散的多个散射粒子的第二层一同被用作光学元件。即,这种光学元件形成在发光层上。
[0028] 由此,根据本发明实施例,抑制显示装置正面亮度减少,同时抑制全反射,从而提高光提取效率。此外,在光提取效率没有降低的情况下,减少像素的重叠,从而可以抑制图像模糊现象。
[0029] 此外,根据本发明的实施例,能够改善随着视角的变化而发生急剧的颜色变化的色漂移(color shift)现象。
[0030] 此外,根据本发明的实施例的光学元件可以作为独立于显示装置的单独部件容易制造,根据所需性能容易设置在显示装置的不同位置,从而可以提高显示装置的光学性能。

附图说明

[0031] 图1是根据本发明实施例的显示装置的截面的简略示意图;
[0032] 图2是根据本发明实施例的光学元件的截面示意图;
[0033] 图3是根据本发明实施例的显示装置中光的射出路径的截面的概念示意图;
[0034] 图4是根据本发明的多个变形例的光学元件的截面示意图;
[0035] 图5是根据本发明的多个变形例的显示装置的截面的简略示意图;
[0036] 图6是本发明实验例的基于视角的色坐标图谱;
[0037] 图7是本发明实验例的像素图像照片。

具体实施方式

[0038] 下面结合附图详细说明本发明的实施例。但是本发明并不限于下面公开的这些实施例,可以实施成其他不同形态,这些实施例仅用于使本发明的公开完整,并向本领域技术人员完整地说明本发明范围而提供。附图中为了明确表现多个层及各领域,而夸张或扩大表现了它们的厚度,附图中的相同符号表示相同要素。
[0039] 图1是根据本发明实施例的显示装置的截面的简略示意图。图2是根据本发明实施例的光学元件的截面示意图。
[0040] 参照图1,根据本发明实施例的显示装置是接收电信号并显示光学图像的装置,其包括:产生光的发光层10;形成在发光层10上的圆偏光层30;及在发光层10和圆偏光层30之间设置的图案层20,其包含第一层22和第二层21,其中,第一层22包含具备多个凸起单元的突出部,第二层21位于所述第一层22的至少一面上,且多个散射粒子分散在第二层21的内部。
[0041] 所述发光层10由有机物形成,包含能够自发光的有机发光层。这种发光层10包括:产生光的有机层11;形成在有机层11的一侧的第一电极12;及形成在有机层11的另一侧的第二电极13。第一电极12是起到阳极(anode)的作用,由能够透光的透明导电氧化物形成,可以是ITO(氧化铟锡,Indium Tin Oxide)、IZO(氧化铟锌,Indium Zinc Oxide)、ZnO(氧化锌,Zinc Oxide)和In2O3(三氧化二铟)中的任意一种。第二电极13是起到阴极(cathode)的作用,由能够反光的金属材料形成,可以是LiF(氟化锂)/Al(铝)、Ca(钙)/Al(铝)、Ca(钙)/Ag(银)、Ag(银)、Au(金属)和Cu(铜)中的任意一种。第一电极12(即透光的透明电极)位于有机层11和图案层20之间,反光的第二电极13形成在有机层11的另一侧面。
[0042] 有机层11包括空穴注入层(Hole Injection Layer,HIL)、空穴传输层(Hole Transport Layer,HTL)、发光层(Emitting Layer,EML)、空穴阻挡层(HBL)及电子传输层(ETL)等。其中,空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、发光层(EML)、空穴阻挡层(HBL)及电子传输层(ETL)可以按照从第一电极12到第二电极12所处的方向依次层积。当然,根据要制造的发光层10的结构及特性,可以不形成空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、空穴阻挡层(HBL)及电子传输层(ETL)中的至少一种或额外形成其他层。
[0043] 以上说明的是,使用透光性材料形成阳极用第一电极12、使用反射率高的材料形成阴极用第二电极13、以及有机层11中产生的光向阳极(第一电极12)的方向射出的底部发光型(Bottom Emission type)。但不限于此,也可以是有机层11产生的光向阴极(第二电极13)所处的方向射出的顶部发光型(Top Emission type)。其中,顶部发光型的发光层10的结构为,利用反射率高的材料(例如诸如Ni的金属)形成阳极用第一电极12,利用金属材料以薄的厚度形成阴极用第二电极13从而使得透光。采用这种顶部发光型的情况下,在第二电极13的下侧方向(图1中的第二电极的下侧方向)层积图案层20和圆偏光层30。此外,作为其他例,也可以是有机层110产生的光向阳极(第一电极12)和阴极(第二电极13)的两侧方向射出的两面发光型(Transparent Emission type)。在两面发光型中,发光层10形成为使得第一电极12和第二电极13均具有透光性的特性,第一电极12上部和第二电极13的下部分别层积图案层20和偏光膜31。
[0044] 圆偏光层30是防止外部光在显示面板内再反射,阻断了外部光的反射,从而提高亮度和色纯度的层。此外,圆偏光层30可以包含相位差膜(QWP(四分之一波片))和偏光膜(Pol)。
[0045] 偏光膜32形成在相位差膜31上,起到使从外部入射的光(以下称为外部入射光)中特定方向的偏振光(例如Y轴的偏振光)被吸收,使其余其他方向的偏振光(例如X轴的偏振光)被透过的功能。
[0046] 相位差膜(QWP)31位于图案层20和偏光膜32之间。其起到对通过偏光膜32的线偏光状态的光的相位进行延迟,转变为圆偏光状态的作用。所使用的相位差膜31与通常的显示装置中使用的相位差膜类似或相同,因此省略对此的详细说明。
[0047] 此时,没有被偏光膜32吸收而透过的外部入射光,在图案层20散射后,入射到发光层10。偏光膜32可以利用由PVA(聚乙烯醇,polyvinyl alcohol)和碘系染料混合的材料形成。例如,可以通过将PVA(聚乙烯醇,polyvinyl alcohol)和碘系染料混合的材料制作为膜(film)的形态后将该膜附着于相位差膜31上的方法形成。其中,偏光膜32不限于由上述给出的材料形成的偏光膜,可以采用通常的显示装置中使用的多种偏光膜。
[0048] 图案层20是设置于发光层10和圆偏光层30之间,用以提高显示装置的光学性能的一种光学元件。
[0049] 参照图1和图2,根据本发明实施例的光学部件包括:第一层22,其具备突出部221和覆盖剂222,其中,突出部221具有多个凸起单元221b,覆盖剂222的折射率小于突出部221的折射率;及第二层21,其位于所述第一层22的至少一面上,其中,多个散射粒子211分散在第二层21的内部。
[0050] 第一层22是对发光层10发射的光进行聚光以提高正面亮度的层,包括突出部221和覆盖所述突出部221上部的覆盖剂222。其中,第一层22可以设置为与相位差膜31接触。突出部221包括:向上部方向突出形成的多个凸起单元221b;以及连接凸起单元221b之间并覆盖第二层21的上表面的残留部221a。
[0051] 凸起单元221b可以形成为向一方向延长的杆形状,也可以形成为相互分离的岛屿形状,或它们混合形成。即,凸起单元221b可以是从第一层22的一边延长到相对的另一边的杆形状,例如可以是端面为曲面的杆、棱镜图案、透镜图案。此外,可以是以岛屿形状孤立地设置有各个凸起单元221b的结构(例如,设置有金字塔形、三角锥、圆锥的结构)。这些凸起单元221b可以相互接触,也可以间隔设置。此外,以竖直方向切断凸起单元221b后观察的截面形状可以包括多边形、半圆形、椭圆形中的至少一种。例如,凸起单元221b的截面形状可以为三角形、梯形、四边形、或半圆形、圆弧形、椭圆形等。此外,凸起单元221b可以形成为具有相同的大小,也可以形成为具有不同的大小,例如可以形成为具有随机的大小。凸起单元221b可以有规则地排列,也可以随机不规则地排列。凸起单元221b可以占第一层22总面积的20%至100%的范围的面积。如图所示,凸起单元221b以凸出的凸镜形状制造时,凸镜的截面的纵横比可以在0.01:1至2:1的范围内。此外,凸起单元221b制造成具有三角形截面的棱镜图案制造时,各个棱镜顶角可以在40至170度范围内,棱镜截面中纵横比可以在0.08:1至2:1的范围内。
[0052] 残留部221a是制造凸起单元221b时形成的图案残留层,根据制造方法的不同以不同厚度形成。残留部221a形成于第二层21的上表面,增加突出部221和第二层21之间的结合力。此外,包括凸起单元221b和残留部221a的突出部221可以由光固化组合物或热固化组合物制造,折射率可以在例如1.51至1.7的范围内。
[0053] 覆盖剂222是形成在所述突出部221的上部的层,使突出部221平坦化,从而提高突出部221与在其上部层积的层之间的结合力。此外,覆盖剂222使第一层22平坦,从而使得第一层22容易插入由多个层层积的层积结构物中间。覆盖剂222可以由折射率小于所述突出部221的材质形成,覆盖剂222的折射率例如可以在1.3至1.5的范围内,与突出部221的折射率差可以在0.01至0.4的范围内。此外,覆盖剂222可以由光固化组合物或热固化组合物制造,也可以由粘着剂制造。覆盖剂222由粘着剂形成时,可以进一步提高覆盖剂与层积在上部的层之间的结合力。
[0054] 在以往的显示元件中使用微透镜时,通常将微透镜结构物用在显示元件的最外围。此时发生了因微透镜结构物与空气(折射率大约为1)的折射率差较大而输出的图像不清楚的图像模糊现象。相反,本发明的实施例中,将具备低折射率的覆盖剂222的第一层22设置在发光层10和圆偏光层30之间。因此,覆盖剂222与突出部221之间的折射率小于突出部221和空气之间的折射率,从而降低与突出部之间的界面处的折射率差,第一层22设置在离发光层10较近的位置,从而发射光的焦距变小,改善图像模糊。此外,在突出部221聚集光而提高正面亮度。
[0055] 第二层21是改善色漂移,去除全反射的层,其一面与所述第一层22的一面接触并结合。例如,所述第一层22的下表面与第二层21的上表面接触并两层结合。此外,第二层21的另一面可以与发光层10接触并结合。第二层21具有基剂212和在基剂212内部分散的多个的散射粒子211。
[0056] 基剂212可以是维持第二层21的形态的薄片形状,可以使用热固化组合物或光固化组合物等高分子树脂制造。此外,基剂212可以使用粘着剂制造。使用粘着剂时,可以提高与层积在上下部的层之间的结合力。热固化组合物可以包括热固化树脂和固化剂,热固化树脂可以使用丙烯酸类树脂、硅类树脂或环氧类树脂中的至少一种,固化剂可以使用异氰酸酯化合物、胺类化合物、有机酸酐类化合物、酰胺类化合物、二醛类化合物、氮丙啶类化合物、金属螯合物、金属醇盐或金属盐等。光固化组合物可以包含光固化化合物和光引发剂(photo-initiator),光固化化合物可以是聚合物或低聚物或单体,且光固化化合物可以组合使用聚合物、低聚物和单体中的2种以上。其中,作为聚合物或低聚物的例子,可以使用丙烯酸类化合物、硅类化合物、环氧类化合物等,它们可以分别单独使用或2种以上组合使用。
[0057] 散射粒子211使用与基剂212折射率不同的粒子。即。散射粒子211可以使用比基剂212折射率大的材料,或使用比基剂212折射率小的材料。散射粒子211的折射率可以在1.5至2.7的范围内,散射粒子211与基剂212的折射率差可以在0.01至0.7的范围内。其中,如果折射率差小于0.01的话,入射光难以识别散射粒子而几乎没有散射效果;如果折射率差超过0.7,则引起雾度变得严重的问题,从而减少亮度,使得产品量产效率降低。散射粒子211可以由ZrO2(二氧化锆)、TiO2(二氧化钛)、Al2O3(三氧化二铝)、MgO(氧化镁)及SiO2(二氧化硅)中的至少一种制造,散射粒子211的形状可以是球形或多种多边形形状。散射粒子211的大小可以在0.1μm至1μm的范围内。其中,大小表示散射粒子211的平均直径。使用上述范围大小的散射粒子211时,由于使用与可视光区域带的波长相似的大小的散射粒子,因此能够将米氏散射(Mie Scattering)效果最大化,从而能够向前方散射,由此能够减少特定波长的光的直进性,能够减少根据观察显示装置的角度不同而颜色歪曲显示的色漂移现象。此外,散射粒子211的填充率,即,相对于第二层21的总重量的散射粒子211的含量可以在0.01至3重量%的范围内。含量小到未满0.01重量%时,改善色漂移的效果甚微;含量大到超过3重量%时,亮度降低,黑色可视性改善效果甚微。
[0058] 通常在显示装置上部附着分散有散射粒子的膜而使用时,能够去除全反射,并改善一些色漂移,但是同时对不引起全反射的角度的光也进行散射,从而降低正面亮度,因此具有在显示装置关闭时本应该显示为黑色的画面(黑色可视性)会显示为亮的问题。相反,本发明的实施例中准备具备分散有散射粒子的层和具有突出部的层的光学元件,将此位于相位差膜下部,抑制正面亮度降低,有效改善色漂移,从而能够显著提高黑色的可视性。
[0059] 下面参照图2,进一步详细说明光学元件的结构及要素间的折射率关系。
[0060] 就光学元件而言,第一层22的厚度e可以与第二层21的厚度f相同或比第二层21的厚度f大。例如,第一层22的厚度e可以在0.2至130μm的范围内,第二层21的厚度f可以在0.1至130μm的范围内。假设第一层22的厚度e为100,突出部221的高度c+d可以在60至100的范围内。此外,突出部221的高度c+d可以在0.2~80μm的范围内,突出部221中凸起单元221b的高度c可以在0.1~50μm的范围内,突出部221中残留部221a的高度d可以在0.1~30μm的范围内。此外,从凸起单元221b的顶点至第一层22的上表面的高度b可以在0至50μm的范围内。即,高度b为0的情况是,以凸起单元221b的顶点为基准,第一层22的上表面平坦化的情况。
[0061] 其中,高度b如果小于0,覆盖剂222以低于凸起单元221b的高度的高度覆盖,从而第一层的上部没有形成为平坦面,从而降低与结合在第二层的上部的层之间的结合力。此外,高度b如果大于50μm,光学元件的透光度降低,由此减少亮度。另外,突出部211的残留层221a至第一层22的上表面的高度,即,覆盖剂222的高度a大于突出部221的凸起单元221b的高度c。这是因为,如果高度a小于凸起单元221b的高度,覆盖剂222就覆盖为比凸起单元
221b的高度低的高度b,第一层22的上部没有形成为平坦面,从而降低与结合在第一层22上的层之间的结合力。此外,覆盖剂22的高度a可以在0.1至100μm的范围内。覆盖剂222的高度a过低的话,无法正常覆盖突出部221;覆盖剂222的高度a过高的话,则减少光的透过度。
[0062] 此外,光学元件的各要素具有适当的折射率关系。例如,所述基剂212的折射率为n1,所述突出部221的折射率为n2,所述覆盖剂222的折射率为n3,所述散射粒子211的折射率为n4时,n2大于n1和n3;n1和n4可以具有不同的值。即,可以具有n1<n2,n3<n2,n1≠n4的关系。所述n1和所述n4的差可以在大约为0.01至0.7的范围内。其中,基剂212的折射率n1大于突出部221的折射率n2时,由于界面的全反射而光提取效率降低;覆盖剂222的折射率n3大于突出部221的折射率n2时,突出部221的聚光效率降低。此外,基剂212的折射率n1和散射粒子211的折射率n4相同时,光散射效果几乎不存在。
[0063] 下面参照图3详细说明光射出路径。图3是根据本发明实施例的显示装置中光射出路径的截面的概念示意图。
[0064] 本发明实施例的显示装置设置有在发光层10和相位差膜31之间具备第一层22和第二层21的光学元件。由此,将从发光层10产生的光进行散射和折射,提高光提取效率,减少图像模糊现象,改善色漂移现象。
[0065] 从发光层10产生的光碰撞分散的散射粒子211而散射。即,光通过散射粒子211的散射而分散为多个光,朝向前方。接着,通过突出部211和覆盖剂22的折射率差,所述光在界面折射而向前方射出。即,不向显示装置的侧方向射出,向偏光膜32的上面行进。如此,通过散射粒子211散射成多个光,向前方射出,因此抑制以往的图像模糊现象,改善色漂移。此外,第一层22抑制由发光层10产生的光被全反射而射出,使光向正面射出,由此提高光提取效率。
[0066] 下面参照图4说明本发明光学元件的多种变形例。图4是根据本发明的多种变形例的光学元件的截面示意图。
[0067] 光学元件可以是第一层22下部直接结合第二层21(图4的(a))的方式之外的多种方式。例如,第一层22和第二层21之间可以设置单独的第三层23(图4的(b)),也可以在第一层22上部设置第二层21(图4的(c))。其中,第三层23可以包含高分子树脂,可以通过第三层23的插入而提高第一层22和第二层21的结合,从而容易地实施制造光学元件的工序。此外,调换第一层22和第二层21的顺序时,光的路径发生变化。即,图4的(a)的光学元件设置于显示装置时,如上所述地发光层射出的光散射后折射。将图4(c)的光学元件设置于显示装置,由发光层射出的光折射后散射。当然这种情况也能够提高光提取效率,减少图像模糊现象,改善色漂移现象。此外,光学部件中突出部221的形状可以进行多种变更。于此相关的在上面已经详述,例如,凸起单元可以制造为三角棱镜形状(图4的(d))。
[0068] 下面参照图5说明本发明显示装置的多种变形例。图5是根据本发明的多个变形例的显示装置的简略截面示意图。
[0069] 显示装置中,除了光学元件设置在发光层10的上部之外,可以有多种变更。例如,圆偏光层30的上部可以设置透过窗(Cover glass)40(图5的(a)),触控板50可以设置在圆偏光层30上部(图5的(b)),触控板50也可以设置在发光层10和图案层20之间(图5的(c))。当然也可以有这些之外的多种变更。
[0070] 实验例和对比例
[0071] 以下说明本发明的实验例和对比例。
[0072] 实验例的光学元件通过将在基剂中分散有散射粒子的第一层和包含突出部的第二层结合而制造。首先,在折射率为1.5的OCA(光学透明胶,Optical Clear adhesive)基剂49.47重量%中混合了折射率为1.77的氧化铝(Al2O3)散射粒子0.5重量%、乙酸乙酯(Ethyl acetate)50重量%、固化剂0.03重量%。将这种混合物,即散射粒子分散液以约200μm的厚度进行涂覆,在100℃的烤箱中干燥,制造了厚度约为30μm的第二层。此后,将紫外线(UV)固化树脂(n=1.58)涂覆在第二层的一面上,通过压印(Imprinting)工序成型,通过UV固化仪进行固化,制造了包含凸起单元的突出部。其中,突出部的高度大约为8μm,凸起单元之间的间距(Pitch)大约为30μm。另外,在突出部上面涂覆折射率为1.47的低折射率光固化树脂,通过UV固化仪进行固化,从而制造了第一层。
[0073] 对比例中是没有使用光学元件或将微透镜作为光学元件使用。即,对比例1是没有使用光学元件的情况,对比例2是将微透镜形成的层作为光学元件使用。对比例2的光学元件中,将折射率为1.58的UV固化树脂(n=1.58)涂覆在PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜的一面上,通过压印工序成型,通过UV固化仪进行固化,从而制造了多个微透镜。其中,微透镜的高度为8μm,微透镜之间的间距为30μm。
[0074] 如上所述制造的各光学元件设置于显示装置,观察了光学性能。将通常供给的商用有机发光显示面板(OLED板)作为光源使用,将商用的圆偏光片作为圆偏光层使用,在其上部分别设置上述的各个例的光学元件,利用EZ Contrast仪(爱尔迪母公司,法国)测量了根据不同视角的亮度及色坐标,利用VK-9500(基恩士公司,日本)仪测量像素图像。
[0075] 即,首先为了观察没有额外设置光学元件的情况(对比例1)的光学性能,在光源(OLED板)的上部(光向外部射出的面)层积了圆偏光层。对此,利用EZ Contrast仪测量根据不同视角的亮度及色坐标。然后为了确认图像模糊现象,在去除圆偏光层之后,利用VK-9500仪测量像素图像。
[0076] 此外,为了评价对比例2的光学性能,按照上述方法将光源和圆偏光层层积后,在圆偏光层上部层积对比例2的光学元件,利用EZ Contrast仪测量根据不同视角的亮度及色坐标。然后为了确认图像模糊现象,在去除圆偏光层之后,利用VK-9500仪测量像素图像。
[0077] 此外,为了评价实验例的光学性能,按照上述方法将光源和圆偏光层层积后,在它们之间设置了实验例的光学元件,利用EZ Contrast仪测量根据不同视角的亮度及色坐标。然后为了确认图像模糊现象,在去除圆偏光层之后,利用VK-9500仪测量像素图像。
[0078] 表1中示出了上述亮度及色坐标数值,图6是根据本发明实验例和对比例的根据不同视角的色坐标图谱,图7是本发明实验例和对比例的像素图像照片。
[0079] 表1示出了上述的亮度和色坐标,亮度是表示在显示装置上设置的光学元件上部的区域中的9个位置分别测量的亮度值的平均值。色坐标(u’,v’)是通过将测量的CIE 1921(x,y)值为基准,按照下列式变换为CIE 1976UCS(u’,v’)值后,将0度对应值作为1进行归一化后比较。
[0080] 式
[0081] u=4x/-2x+12y+3
[0082] v=6y/-2x+12y+3
[0083] u’=u
[0084] v’=3v/2
[0085] 表1
[0086]
[0087] 如表1和图6所示,可知实验例相比对比例1和2亮度增加。此外,实验例相比对比例1和2改善了色漂移现象。即,至于对比例1的没有使用光学元件的显示装置的情况及对比例
2的使用微透镜作为光学元件的情况,随着视角增加,出现严重的色漂移现象。尤其是,在60度以上产生急剧的色变化。相反,至于实验例,即在显示装置的相位差膜下部采用本发明实施例的光学元件时,即使增加视角,色变化也缓慢出现,由此确认色漂移现象得到改善。
[0088] 此外,如图7所示,至于在有机发光显示装置上没有设置单独光学元件的对比例1,得到如图6的(a)所示的像素图像。但是,至于对比例2,即在显示面板的最外围采用由微透镜形成的层的情况下,各个像素重叠而无法得到鲜明的图像,观察到画面歪曲的现象(图6的(b))。相反,至于实验例,即在显示面板的相位差膜下部采用本发明实施例的光学元件的情况下,改善了像素重叠的现象,从而能够得到鲜明的图像(图6的(c))。
[0089] 以上,虽然举例说明了有机发光显示装置,但不限于此,本发明的光学元件可以适用于旨在提高光提取效率、改善图像模糊和色漂移现象的多种发光装置或显示装置。
[0090] 本发明的技术思想通过上述实施例具体记载,但上述实施例仅用于其说明,并不对本发明的范围进行限定。此外,本领域技术人员应当理解的是,在本发明的技术思想范围内,可以有多种实施例。