CN1244889C - 自发光型图像显示装置 - Google Patents

Abstract

一种自发光型图像显示装置，其具备用于图像显示的射出部；按照使反射面朝向该射出部的方式设置在该射出部后方的反射部；以及在该射出部后方设置的发光部，上述射出部具有覆盖显示面那样地设置、只透过外部光中规定的线性偏光的线性偏光元件，以及设置在比该线性偏光元件还靠向发光部一侧的、使透过该线性偏光元件的线性偏光变换为圆偏光的相位差膜，上述线性偏光元件的偏光度比70.0%还大。

Description

自发光型图像显示装置

技术领域

本发明涉及自发光型图像显示装置，其包含用于图像显示器的射出部、设置在该射出部的后方且反射面朝向射出部侧的反射部、以及在射出部后方设置的发光部。

背景技术

有机电(场)致发光显示器(以下称为「有机EL显示器」)是应用所谓通过注入电流到厚度1μm左右的有机薄膜产生发光现象的，近年来对其的研究开发正在盛行。这样的有机EL显示器的典型构造，如图7所示，是通过由射出侧基板主体11’及其内侧的ITO(Indium TinOxide)制透明电极12’以及其内侧的空穴注入输送层13’构成的射出侧基板10’，由反射侧基板主体21’及其内侧的铝制金属电极22’构成的反射侧基板20’以及由该两基板10’、20’夹持的有机EL发光层30’构成的叠层体。在有这样结构的有机EL显示装置中，向全方位发光的有机EL发光层30’的光中向射出侧基板10’侧行进的光保持原样地直接地从射出侧基板10’射出，另一方面，向反射侧基板20’侧行进的光应当通过镜面金属电极22’反射，间接地从射出侧基板10’射出，据此，更高效率输出有机EL发光层30’的发光。

可是，有机EL显示装置，如便携电话机等在屋外太阳光下使用时，或在室内有照明光下使用时，产生如下所示问题：太阳光或照明光的外部光一旦从射出侧基板入射至有机EL显示器内，则其被金属电极反射，再从射出侧基板射出，通过该外部光反射大幅度降低有机EL显示器的对比度。

对此，在特开平8-321381号公报上公开了在有机EL显示器的透明电极侧设置由线性偏光板以及相位差板构成的圆偏光板，此外，在特开平9-127885号公报上公开了在光射出面侧设置由线性偏光板以及1/4波长板构成的圆偏光部件的发光元件。根据这些公报的公开，外部光的一半被线性偏光板所遮蔽。而且，透过线性偏光板的其余一半的外部光的线性偏光通过相位差板或1/4波长板变为圆偏光(例如右偏光)，在其透过透明电极之后，被铝电极反射，构成反向圆偏光(曾是右偏光的变成左偏光)。其次，该反向圆偏光通过光相位差板或1/4波长板变为线性偏光，然而，由于该线性偏光与现有的偏光的偏光轴旋转90°，所以被线性偏光板遮蔽。由此，入射至有机EL显示器的外部光全部被线性偏光板遮蔽，外部光的反射光射出并不进入观察者目中，据此，防止由于外部光的反射产生的对比度降低。

另一方面，在设置线性偏光板以及相位差板或1/4波长板的有机EL显示器上，由于来自EL发光层的光的一半被线性偏光板遮蔽而丧失，所以与未设置的情况比较，亮度减半，存在要想得到同等亮度需要两倍电力的问题。

对此，在特开2001-35653号公报上公开了作为由1/4波长板和偏光板以及遮光层构成的有机EL显示屏的滤光片，偏光板的偏光度为50乃至70％，根据这样的构成可以得到兼顾防眩和清晰图像的识别性高的有机EL显示屏。

在特开平4-218025号公报上公开了关于在由对置的一对基板和由这一对基板夹持的液晶构成的液晶单元两侧设置偏光板，并在另一侧设置反射板的反射型液晶显示元件，通过在反射板侧的偏光板上使用偏光度低的偏光板，提高全体亮度的技术。

发明内容

本发明的目的是在自发光型图像显示装置中，既防止外部光的反射光被射出，又可靠地呈现高对比度。

为了达到上述目的，在本发明中，通过在射出部或射出侧基板上设置偏光度比70.0％还大且在99.2％以下的线性偏光元件，与用偏光度70％以下的元件相比对比度极大地提高。而且，与使用偏光度为99.9％的相比，亮度改善10％以上。

具体地说，本发明是具有以下特征的自发光型图像显示装置，即：具备用于图像显示的射出部；在该射出部后方设置的发光部；以及按照反射部朝向该射出部的方式设置在发光部后方的反射部，上述射出部具有覆盖显示面那样设置，只透过外部光中规定的线性偏光的线性偏光元件，和比该线性偏光元件更靠近发光部设置的，把透过该线性偏光元件的线性偏光变换为圆偏光的相位差膜，上述线性偏光元件的偏光度比70.0％还大且在99.2％以下。

此外，本发明是具有以下特征的自发光型图像显示装置，即：包含相互对置地设置的射出侧基板以及反射侧基板，和被这两基板夹持地设置的发光层，来自该发光层的光从该射出侧基板直接射出的同时，被该反射侧基板反射，从该射出侧基板间接地射出，而且，上述射出侧基板具有覆盖显示面那样地设置，只透过外部光中规定的线性偏光的线性偏光元件，和比该线性偏光元件更靠近上述发光层侧设置的，把透过该线性偏光元件的线性偏光变换为圆偏光的相位差膜，上述线性偏光元件的偏光度比70.0％还大且在99.2％以下。

根据上述的构成，因为在射出侧设置线性偏光元件以及相位差膜，所以防止了外部光的反射光射出，而且，线性偏光元件的偏光度比70.0％还大，所以可靠地呈现作为实用水平的5以上的高对比度。并且，线性偏光元件的偏光度在99.2％以下，故与使用偏光度为99.9％的相比，亮度改善10％以上。

本发明希望上述线性偏光元件的偏光度在78.0％以上99.2％以下。根据这样的构成，可以实现作为实用上极高品质的10以上的对比度。

本发明的上述线性偏光元件的偏光度优选在比70.0％还大99.0％以下。根据这样的构成，与用偏光度大体为100.0％的线性偏光元件的情况相比，亮度改善10％以上，可以有效地改善由于设置线性偏光元件以及相位差膜引起的亮度降低。从亮度改善的观点出发，优选用偏光度在85.0％以下的线性偏光元件，这种情况与用偏光度大体为100.0％的线性偏光元件的情况比较，亮体改善大体20％以上。另一方面，当偏光度在70.0～99.0％范围内，亮度的改善比率没有很大差别，其差别不足10％，与此相反，由于在该偏光度的范围内的对比度差非常大，所以从谋求一定亮度改善的同时，得到极高对比度的观点出发，用偏光度在90.0～99.0％的线性偏光元件较好，如果偏光度为95.0～99.0％的则更好，用97.0～99.0％的最好。

本发明的自发光型图像显示装置，其显示方式为电致发光显示方式或场致发光方式那样地，主要对屋外阳光下使用尤为有效。在这里，电致发光显示方式内包含有机电致发光显示方式以及无机电致发光显示方式两种。

本发明的其它目的和特征以及优越效果参照附图在如下说明中一目了然。

附图说明

图1是本发明的有机EL显示器的示意截面图。

图2是示出线性偏光板和1/4波长板之间配置关系的图。

图3是示出偏光度和亮度之间关系的图。

图4是示出偏光度和亮度改善比例之间关系的图。

图5是示出偏光度和对比度之间关系的图。

图6是局部放大图4的图。

图7是现有的有机EL显示器的示意截面图。

具体实施方式

以下，根据附图详细说明本发明的实施方式。

图1示意地示出作为本发明的自发光型图像显示装置的EL显示器A的截面。

该有机EL显示器A由相互对置地设置的射出侧基板(射出部)10以及反射侧基板(反射部)20，以及由这两基极10，20夹持的有机EL发光层(发光部)30构成。即：形成在射出侧基板10的后方配设有机EL发光层30，而在发光层后方配设反射侧基板20的结构。

射出侧基板10构成为：在由玻璃板构成的射出侧基板主体11内侧，顺序叠层作为阳极的透明电极12以及空穴注入输送层13，另一方面，在射出侧基板主体11的外侧，顺序叠层1/4波长板(相位差膜)14，以及线性偏光板(线性偏光元件)15。该射出侧基板10进行图像显示。

射出侧基板主体11内侧的透明电极12由ITO(Indium Tin Oxide)等构成，空穴注入输送层13内是注入空穴的。透明电极12通过呈栅格状地配设，分别由规定一个像素的多个像素电极构成。而且，在各像素电极上设置TFT(薄膜晶体管)等开关元件。即：该有机EL显示器A是有源矩阵方式的。

空穴注入输送层13是由酞青系化合物或芳香族胺系化合物等形成，输送从透明电极12注入的空穴，以此供给有机EL发光层30。

1/4波长板14是呈薄膜状形成，具有使相位差只变化1/4波长功能的元件。此外，线性偏光板15呈薄膜状形成，是具有只透过特定振动方向(偏光轴方向)的光的功能的元件。而且，设置1/4波长板14和线性偏光板15，如图2所示，前者的延迟相轴和后者的偏光轴(透过轴)成45°角度。据此，透过线性偏光板15的线性偏光通过1/4波长板14变为圆偏光。

作为线性偏光板15，使用偏光度比70.0％还大的。据此，可以可靠地得到作为实用水平的5以上的高对比度。所谓该对比度5是相当于例如规定液晶显示器的视角范围，一般情况下有时将其定义在对比度5以上的范围，并且，该对比度5也相应于报纸一类印刷品，如果在5以上则无实用上的障碍的标准。如果偏光度取78.0％以上的，则更好。实用上也可以实现作为极高品质的10以上的对比度。所谓该对比度10指的是作为显示装置处于极高品质的水平。并且，作为线性偏光板15，使用偏光度在99.2％以下的。由此，与使用偏光度为99.9％的情况相比，亮度可改善10％以上。从改善亮度的观点看，优选用偏光度在85.0％以下的。另一方面，在谋求一定程度的亮度改善的同时，从得到所谓极高对比度的观点看，用偏光度90.0～99.0％的较好，如果用偏光度95.0～99.0％的更好，用偏光度97.0～99.0％的最好。

反射侧基板20构成为在由玻璃板形成的反射侧基板主体21的内侧叠层设置作为阴极且作为公共电极的金属电极22。

反射侧基板主体21内侧的金属电极22是由铝或镁等构成，而且呈镜面地形成，向有机EL发光层30内注入电子。

有机EL发光层30是由厚度1μm左右的芳香族环化合物或杂环化合物等有机萤光体构成的薄膜，其在来自金属电极22的电子和来自透明电极12以及空穴注入输送层13的空穴再结合时发光。

在以上所示构成的有机EL显示器A中，通过在作为阳极的金属电极22和作为阴极的透明电极12之间施加直流电压，从金属电极22向有机EL发光层30注入电子，另一方面，从透明电极12经空穴注入层13向有机EL发光层30注入空穴，在那里，电子和空穴再结合，产生规定波长的发光。而且，因为该发光向全方位产生，所以向射出侧基板10一侧行进的光原样直接地从射出侧基板10射出，另一方面，向反射侧基板20行进的光被金属电极22反射，间接地从射出侧基板10侧射出，据此，可以更高效地输出有机EL发光层30的发光。

屋外的阳光或屋内照明光一类的外部光的一半被线性偏光板15遮蔽，另一方面，透过线性偏光板15的其余一半外部光的线性偏光通过1/4波长板14变为圆偏光(例如右圆偏光)，其通过内部之后，被朝向射出侧基板10侧的镜面金属电极22反射，成为反向圆偏光(右圆偏光变为左圆偏光)。然后，该反向圆偏光再通过内部，到达1/4波长板14，在那里变为线性偏光，然而，该线性偏光与现有的相比，由于偏光轴旋转90°，所以被线性偏光板15遮蔽。据此，射入有机EL显示器A的所有外部光被线性偏光板15所遮蔽，防止了外部光被金属电极22的反射光射出。

以上公开了本发明具体实施方式的一部分，然而，本发明也可以在不与其精神或本质特性偏离的其它种种方式下加以实施。因此，应当认为本发明的上述实施方式只不过是用各点进行例示，并不能限定本发明，本发明的范围不以上述说明为限，而在权利要求中示出，因此，属于权利要求范围或其等价物的范围的全部变形例都被本发明所包含。

例如，在上述实施方式中，以自发光型图像显示装置作为有机EL显示器A，然而，并不特别地限于此，也可以是无机EL显示器，等离子体显示器，冷阴极管显示器，发光二极管显示器，尤其是，主要在屋外阳光下使用的场发光显示器效果好。

在上述实施方式中，是作成有源矩阵方式的有机EL显示器A，然而，并不特别地限于此，也可以是无源矩阵方式的，也可以是分段(segment)方式的。

虽在上述实施方式中未设置，但是，也可在金属电极22和有机EL发光层30之间设置电子注入输送层。

[实验]

(试验评价用试样)

以偏光度各异的以下10种线性偏光板作为试验评价用试样。

试样1，以偏光度99.9％的线性偏光板作为试样1。

试样2，以偏光度98.9％的线性偏光板作为试样2。

试样3，以偏光度97.6％的线性偏光板作为试样3。

试样4，以偏光度95.0％的线性偏光板作为试样4。

试样5，以偏光度91.3％的线性偏光板作为试样5。

试样6，以偏光度85.2％的线性偏光板作为试样6。

试样7，以偏光度77.9％的线性偏光板作为试样7。

试样8，以偏光度71.3％的线性偏光板作为试样8。

试样9，以偏光度63.0％的线性偏光板作为试样9。

试样10，以偏光度55.7％的线性偏光板作为试样10。

(试验评价方法)

--亮度及亮度改善比例--

在与上述实施方式同样构成的有机EL显示器中使用试样1～10各种线性偏光板，对它们分别测定显示面亮度，该测量在调整信号电流的条件下进行，以便使未设置线性偏光板以及1/4波长板情况下的亮度，即有机EL发光层的亮度成为195.0cd/m²。

以试样1的亮度作为基准，用百分率算出试样2～10各自的亮度改善比例。1/4波长板由聚碳酸酯制成，相对于波长550nm的光迟延大约为135nm。

--对比度--

以有照明的日常室内作为测量场所，在与上述实施方式同样构成的有机EL显示器正面设置了对比度测量装置。然后，调整信号电流，以便使有机EL发光层的发光强度为195.0cd/m²。调整室内照明亮度，以便使在不设置线性偏光板以及1/4波长板时的对比度为2.0。这样一来，设定条件，以便在射入对比度测量器的有机EL显示器的发光强度与照明的反射光大体相等的环境下进行对比度测量。

在以上所示的条件下，在有机EL显示器中使用试样1～10各自的线性偏光板，顺序地测量对比度。

(试验评价的结果)

表1示出亮度、亮度改善比例以及对比度试验评价的结果。图3，图4以及图5分别示出偏光度和亮度之间的关系，偏光度和亮度改善比例之间的关系以及偏光度和对比度之间的关系。

表1

试样号	偏光度％	亮度cd/m	亮度改善比例％	对比度
					1	99.9	76.7	0.0	306.5
2	98.9	87.5	14.1	85.2
					3	97.6	89.2	16.3	45.7
4	95.0	89.5	16.7	25.2
					5	91.3	91.2	18.9	19.0
6	85.2	92.5	20.6	13.6
					7	77.9	93.3	21.6	10.1
8	71.3	95.3	24.3	5.4
					9	63.0	101.9	32.9	4.4
10	55.7	115.2	50.2	2.4
					无	-	195.0	154.2	2.0

根据图3，可以看到，偏光度在50～70范围内，对于随着偏光度变高而亮度较大降低，在偏光度在70～90后半部分的范围内，随着偏光度变高而亮度降低较小，整体的水准大致相同。并且，可知偏光度在90后半部分，即偏光度为98.9的试样9以及偏光度为99.9的试样10之间的亮度降低变得非常大。

根据图4，可知伴随偏光度上升而亮度改善比例的降低倾向与图3所示亮度降低倾向大体相同，即在偏光度为50～70的范围内，随着偏光度变高，亮度大体从50％降低到25％左右，降低较多。与此相对，可知偏光度在70～90％后半部分的范围内，随着偏光度变高的亮度改善比例较小，处于14～25％的范围内。尤其是，偏光度在85.0％以下时，亮度改善比例达到20％左右的非常高的水准。

在这里，推测偏光度99.0％时的亮度改善比例看。如果求出由图6中实线示出的通过试样9以及试样10各自的亮度改善比例的数据点的直线公式，则得到下式(1)。

(亮度改善比例)＝14.1×(偏光度)+1408.6(1)

如果在式中代入(偏光度)＝99.0％，则(亮度改善比例)＝12.7％。另一方面，因为偏光度90～100％的亮度改善比例，如图6虚线所示，并且描出凸的轨迹，预想其低下，所以认为偏光度99.0％的亮度改善比例实际上比12.7％还高。因此，可以推测，偏光度在99.0％时，亮度改善比例至少为12.7％以上。此外，如果在上述式(1)中代入(亮度改善比例)＝10.0％，则由于(偏光度)＝99.2％，所以可以推测，通过用偏光度99.2％以下的线性偏光板，亮度改善比例可以达到10.0％以上。

根据图5可知，偏光度在50～85％附近的范围，随着偏光度变高，对比度大体呈线性上升，而如果偏光度比85％还大，则随着偏光度变高，对比度按照指数函数上升。

在这里，推测偏光度70.0％时的亮度改善比例。如果求出通过由图5虚线示出的试样1～5(偏光度为50～85％附近)各自的对比度数据点得到的近似直线公式，则得到下式(2)。

(对比度)＝0.38×(偏光度)-19.4(2)

如果在此代入(偏光度)＝70.0％，则(对比度)＝7.2。因此，作为偏光度71.3％的线性偏光板的试样3的对比度为5.4时稍低，但如果偏光度比70.0％还大，则可以推测能可靠地得到5.0以上的对比度。如果把(对比度)＝10.0代入上式(2)，则由于(偏光度)＝77.4％，所以通过用偏光度77.4％以上，更可靠地说，用偏光度78.0％以上的线性偏光板，则可以推测对比度达到10.0以上。

因此，一旦线性偏光板的偏光度大于70.0％，则认为对比度可以可靠地达到5.0以上。此外，如果偏光度达到78.0％以上，则认为对比度可以达到10.0以上，即达到偏光度50～70％的约2倍。此外，根据图5，如果偏光度达到90.0％以上，则认为对比度可以达到15.0以上，即：达到偏光度50～70％的约3倍。如果偏光度达到95.0％以上，则认为对比度达到大致25.0以上，即：达到偏光度50～70％的约5倍。如果偏光度达到97.0％以上，则认为对比度可以达到大体45.0以上，即达到偏光度50～70％的大体10倍。

根据以上所示，从改善亮度的观点出发，用偏光度99.0％以下的线性偏光板较好，据此，亮度改善比例成为10.0％以上。用偏光度85.0％以下的更好，这时，亮度改善比例为20.0％以上。

另一方面，在谋求一定程度的亮度改善的同时，从得到极高对比度的观点出发，用偏光度90.0～99.0％的线性偏光板较好。这时，亮度改善比例为10.0％以上，而且，对比度为15.0以上。用偏光度为95.0～99.0％的更好，这时，亮度改善比例为10.0％以上，而且，对比度为25.0以上。用偏光度为9.70～99.0％的更好，这时，亮度改善比例为10.0％以上，而且，对比度为45.0以上。

工业上利用的可能性

本发明的自发光型图像显示装置适用于要求高对比度的显示。

Claims (8)

1.一种自发光型图像显示装置，其特征在于，具备用于图像显示的射出部；设置在该射出部的后方的发光部；以及按照反射面朝向该射出部的方式设置在该发光部的后方的反射部，

所述射出部具有：覆盖显示面那样地设置，只透过外部光中规定的线性偏光的线性偏光元件，以及设置在比该线性偏光元件还靠向发光部一侧，使透过该线性偏光元件的线性偏光变换为圆偏光的相位差膜，

所述线性偏光元件的偏光度比70.0％还大且在99.2％以下。

2.根据权利要求1所述的自发光型图像显示装置，其特征在于，所述线性偏光元件，其偏光度为78.0％以上且在99.2％以下。

3.根据权利要求1所述的自发光型图像显示装置，其特征在于，所述线性偏光元件的偏光度比70.0％还大且在99.0％以下。

4.根据权利要求1所述的自发光型图像显示装置，其特征在于，显示方式为电致发光显示方式或场致发光显示方式。

5.一种自发光型图像显示装置，其特征在于，具备相互对置地设置的射出侧基板和反射侧基板，以及被这两基板夹持地设置的发光层，来自该发光层的光从该射出侧基板直接射出的同时，被该反射侧基板反射，从该射出侧基板间接地射出，

所述射出侧基板具有：覆盖显示面地设置且只透过外部光中规定的线性偏光的线性偏光元件；以及设置在比该线性偏光元件还靠向所述发光层一侧，使透过该线性偏光元件的线性偏光变为圆偏光的相位差膜，

所述线性偏光元件的偏光度比70.0％还大且在99.2％以下。

6.根据权利要求5所述的自发光型图像显示装置，其特征在于，所述线性偏光元件的偏光度在78.0％以上且在99.2％以下。

7.根据权利要求5所述的自发光型图像显示装置，其特征在于，所述线性偏光元件的偏光度比70.0％还大且在99.0％以下。

8.根据权利要求5所述的自发光型图像显示装置，其特征在于，显示方式为电致发光显示方式或场致发光显示方式。

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