有機発光素子用輝度向上偏光板

专利摘要:
本発明は線偏光板と１/４位相差板を含んで成る有機発光素子用偏光板に関する。前記線偏光板と１/４位相差板との間に前記線偏光板の透過軸に平行な偏光は透過させ、前記線偏光板の透過軸に垂直な偏光は反射させる反射型偏光フィルムが適用されることを特徴とする有機発光素子用輝度向上偏光板を提供する。本発明の偏光板を使用すると、有機発光素子の表示装置の輝度を画期的に向上させることができる。
公开号:JP2011512558A
申请号:JP2010546713
申请日:2009-05-22
公开日:2011-04-21
发明作者:キム、シン−ヤン；サーゲイ、ベラエヴ；パク、ムーン−ソー；ヨーン、ヒュク
申请人:エルジー・ケム・リミテッド；
IPC主号:G02B5-30

专利说明:

[0001] 本発明は有機発光素子用偏光板に関し、より詳細には有機発光素子の輝度を画期的に改善できるように開発された輝度向上用偏光板に関する。]
背景技術

[0002] 有機発光素子（ＯＬＥＤ）とは、蛍光性有機化合物に電流が流れると光を発する電界発光現象を利用して自ら光を発する'自己発光型有機物質'である。このような有機発光素子は低い電圧で駆動が可能であり、薄型にできる上、広い視野角と早い応答速度を有するため、液晶表示素子（ＬＣＤ）とは異なって、真横から見ても画質が変わらず、画面に残像が残らず、フルカラー化（Ｆｕｌｌ Ｃｏｌｏｒａｔｉｏｎ）が可能であるという長所があるため、次世代平板ディスプレイの主流製品になる潜在力の非常に大きい素材である。]
[0003] このような有機発光素子は、一般的に透明基板上に陽極（ＩＴＯ層）、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層及び陰極を順次に積層して成り、電圧を印加すると電子が移動するが、陰極では電子が電子輸送層に助けられて発光層に移動し、陽極では電子が抜け出た正孔（Ｈｏｌｅ）が正孔輸送層に助けられて発光層に移動する。有機物質である発光層で接触する電子とホールは高いエネルギーを有する励起子を生成するが、この際、励起子の低いエネルギーに落ちながら光を発生する。]
[0004] 一般的に有機発光素子（ＯＬＥＤ）は、陰極の材料としては電子の注入を容易にし、発光効率を高めるためにマグネシウム、マグネシウム−銀合金、アルミニウム、リチウムアルミニウム合金、カルシウム等の金属が使用されているが、このような金属電極は表面反射率が高いため、発光素子の外部の光が内部に入射されると、入射された光のうち多くの量が陰極で反射されるようになる。このような内部反射はＯＬＥＤのコントラストと視認性を低下させるという問題があった。]
[0005] 従って、従来はこのようなコントラストの低下を補完するために、線偏光板と１/４位相差板で構成された円偏光板を利用している。しかし、従来の円偏光板は、コントラストを向上させることはできるものの、偏光板の吸収により透過率が４５％以下に落ちて有機発光素子の輝度を著しく減少させるという問題点があった。]
[0006] 従来のＯＬＥＤ表示装置において、輝度低下の主要因としては発光素子を構成している各層の屈折率の差による全反射効果と円偏光板による偏光現象（偏光板吸収）等を挙げることができる。発光素子の発光層から発光された光は正孔輸送層、正孔注入層、陽極、透明基板等を経て全反射等の反射により輝度が減り、円偏光板を通過しながら最終的に１０％以下に輝度が減少して低い出射効率を有する。]
[0007] このような輝度低下の問題を解決すべく、表示装置内部の透過経路を光学的に改造するとか、各層毎に特殊物質を使用する法案等が考えられるが、このような方法は工程と歩留まりの低下、及びこれによる生産コストが大きく増加するため、実用化が困難であるという問題点がある。]
発明が解決しようとする課題

[0008] 本発明は上記のような問題点を解決するために、有機発光素子のコントラスト比の改善と共に輝度を画期的に向上させることができる有機発光素子用輝度向上偏光板を提供することをその目的とする。]
課題を解決するための手段

[0009] 前記目的を達成するために、本発明は前記線偏光板と１/４位相差板との間に位置し、前記線偏光板の透過軸と平行な偏光成分は透過させて、透過軸に垂直な偏光成分は反射させる反射型偏光フィルムを含んで成る有機発光素子用輝度向上偏光板を提供する。]
[0010] 一方、前記反射型偏光フィルムの上部及び下部には、少なくとも1つ以上の粘着剤層が存在することができ、このとき、前記粘着剤層のうち、少なくとも１つは外光の反射率を減少させる色補正粘着剤から成ることが好ましい。]
[0011] このとき、前記色補正粘着剤は粘着性樹脂及び光吸収剤を含むことが好ましく、前記粘着性樹脂はアクリル系、ウレタン系、ポリイソブチレン系、ＳＢＲ（スチレン・ブタジエンラバー、ｓｔｙｒｅｎｅ−ｂｕｔａｄｉｅｎｅ ｒｕｂｂｅｒ）系、ゴム系、ポリビニルエーテル系、エポキシ系、メラミン系、ポリエステル系、フェノール系及びシリコン系樹脂またはこれらの共重合体であり、前記光吸収剤はブラック染料であることが好ましい。]
[0012] また、本発明は他の側面において、上記のように製造された有機発光素子用偏光板を含むことを特徴とする有機発光素子の表示装置を提供する。]
発明の効果

[0013] 本発明は、有機発光素子用偏光板の線偏光板と１/４位相差板との間に線偏光を選択的に透過することができる反射型偏光フィルムを適用することで、コントラスト改善効果と共に輝度を画期的に向上させる効果を齎す。]
図面の簡単な説明

[0014] 従来の有機発光素子パネルの構造を概略的に図示した図面である。
従来の有機発光素子パネルにおける光の進行過程を説明するための図面である。
本発明の有機発光素子パネルの構造を示すための図面である。
本発明の有機発光素子パネルにおける光の進行過程を説明するための図面である。]
実施例

[0015] 以下、図面を参照して本発明をより具体的に説明する。]
[0016] 図１は従来の円偏光板が適用された有機発光素子の構造を概略的に図示した図面であり、図２は従来の円偏光板が適用された有機発光素子における光の透過を説明するための図面である。図１に図示されたように、従来は有機発光素子１０の透明基板１１の外部に外光の反射を遮断するために線偏光板２４と、１/４位相差板２２から成る円偏光板２０を取り付けた。このように構成された従来の有機発光素子パネルは、外部から入射される光１１０が線偏光板２４を経ながら特定方向に線偏光１２０し、この線偏光１２０は１/４位相差板２２を透過しながら円偏光１３０に変化する。一方、このような円偏光は金属材質の陰極１８で反射されて、円偏光の回転方向が逆転され１４０、１/４位相差板２２を透過して線偏光に変換１５０される。このとき、反射光の回転方向が逆転されたため、１/４位相差板を通過した後の光は元の偏光面と垂直な偏光面を有する線偏光状態１５０となり、その結果、線偏光板２４を通過できず吸収され、光が外部に透過できない（図２参照）。] 図１ 図２
[0017] 一方、有機発光素子の発光層から発光された光１６０も円偏光板２０を透過するが、円偏光板２０を透過する間、透過された光の約５７％程度の光が吸収され、透過される光の量は４３％程度にしかならない。また、発光層から発光された光は円偏光板を通過する前に正孔輸送層、正孔注入層、陽極、透明基板等を経るが、この過程で各層の屈折率の差による全反射等により光の損失が生じるため、実質的に、最終的に透過された光は発光層から発光された光の１０％以下程度と非常に低くなる。]
[0018] 本発明者はこのような問題点を解決すべく研究を重ねた結果、線偏光板と１/４位相差板との間に線偏光を選択的に透過させて残りの光は反射させる反射型偏光フィルムを適用することで、有機発光素子の輝度を画期的に向上させることを見出し、本発明を完成した。]
[0019] 図３には、本発明の輝度向上偏光板３０を適用した有機発光素子パネルが概略的に図示されている。] 図３
[0020] 図３に図示されたように、本発明の輝度向上偏光板３０は線偏光板３４、反射型偏光フィルム３３及び１/４位相差板３２を含んで成り、前記線偏光板３４、反射型偏光フィルム３３、１/４位相差板３２の間には１つ以上の粘着剤層３５が形成されることができる。本発明で使用される線偏光板３４及び１/４位相差板３２は従来の円偏光板に使用されるものと同一である。即ち、前記線偏光板及び１/４位相差板は当該技術分野で使用される全ての任意の線偏光板及び１/４位相差板を含む。] 図３
[0021] 次に、反射型偏光フィルム３３は、特定偏光成分は透過させて残りの偏光成分は反射させるフィルムを意味し、金属格子偏光板（ｗｉｒｅ ｇｒｉｄ ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）、ＬＣＤ用輝度向上フィルム、コレステリック液晶フィルム等を使用することができる。本発明では線偏光板を通過する偏光成分は透過させて残りの偏光成分は反射させる反射型偏光フィルムを使用し、前記したフィルムで構成されることができる。]
[0022] 本発明のように、線偏光を選択的に透過、反射させる反射型偏光フィルム３３を線偏光板３４と１/４位相差板３２の間に適用する場合の光の進行過程を図４を参照して説明する。] 図４
[0023] 先ず、本願発明の偏光板を使用する場合の外部から入射された光の進行過程を説明する。図４に図示されたように、外部から入射された光２２１の量を１００％としたとき、このうち約４％は偏光板の表面で反射され、残りの約９６％程度の光が線偏光板３４を通過する。線偏光板３４を通過する過程で表面の反射を除いた約５３％の光が線偏光板３４に吸収され、４３％程度の光のみが透過されて線偏光状態に変換２２０される。線偏光は反射型偏光フィルム３３を通過２３０した後、１/４位相差板３２を通過する。１/４位相差板３２を通過すると光は円偏光に変換２４０され、有機発光素子の各層を経て陰極１８で反射される。陰極で反射された円偏光は回転方向が逆転２５０され、１/４位相差板３２を通過しながら線偏光に変換２６０される。このとき、線偏光２６０は元の偏光面と垂直な偏光面を有する線偏光となり、その結果、反射型偏光フィルム３３を透過できず、反射されてしまう２７０。反射された光２７０は再び１/４位相差板３２を通過しながら円偏光に変換２８０され、陰極１８まで進行し、陰極で反射されて円偏光の回転方向が逆転され２９０、その状態で１/４位相差板３２を通過する。このとき、１/４位相差板３２を通過した光は３００は反射型偏光フィルムを透過することができる偏光状態になるため、反射型透過フィルム３３と線偏光板３２を順次に透過し外部へ抽出される。このような過程で外光の相当部分が有機発光素子の各層と偏光板に吸収され、全体の外部光量のうち、約１５％程度が外部に抽出される。] 図４
[0024] 次に、発光層から発光される光について述べると、発光層から発光された光は有機発光素子の各層を経て１/４位相差板３２を透過し、反射型偏光フィルム３３に到達する。反射型偏光フィルム３３で一部の光は透過４１０され、一部の光は反射４２０されて再び１/４位相差板３２を透過する。反射型偏光フィルム３３を透過した光４１０は線偏光板３４を通過することができるため、線偏光板３４を透過して外部に放出される。一方、反射型偏光フィルムで反射された光４２０は１/４位相差板３２を通過しながら円偏光に変換４３０され、有機発光素子の各層を通過した後、金属素材の陰極１８で反射される。反射されながら円偏光の回転方向が逆転され４４０、この円偏光が再び有機発光素子の各層を通過した後１/４位相差板３２を通過しながら線偏光に変換される４５０。このとき、反射により円偏光の回転方向が逆転されたため、１/４位相差板３２を通過した後発生した線偏光４５０は反射型偏光フィルムを通過することができる偏光状態となる。従って、反射型偏光フィルムと線偏光板を順次に透過して外部へ放出される。このような過程を経る場合、発光層で発光される光は理論上では１００％放出され得るため、有機発光素子の輝度を画期的に向上させることができるようになる。]
[0025] このような本発明の偏光板を使用すると、発光層で発光された光の抽出効率を画期的に向上させることができる上、外部から入射された光が最大限線偏光板の各層に吸収されるように誘導して反射を最小化するため、従来に比べて光利用効率及び輝度を著しく向上させることができる。]
[0026] 一方、本発明では前記反射型偏光フィルムの上部または下部に外光の反射率を減少させる色補正粘着剤から成る粘着剤層を含んで成ることができる。]
[0027] 前記色補正粘着剤は、可視光線領域の全体波長に対して一定量の光を吸収する機能を有する粘着剤を意味し、粘着性樹脂に可視光領域の光を吸収する光吸収剤を含んで成ることができる。]
[0028] このとき、前記粘着性樹脂としては、当該技術分野において通常使用される粘着性樹脂、即ち、通常の粘着シート（ｓｈｅｅｔ）、粘着フィルム等に使用される粘着性樹脂を使用することができ、光の透過を制限しないものであれば、特に限定されない。例えば、前記粘着性樹脂としてはアクリル系、ウレタン系、ポリイソブチレン系、ＳＢＲ（ｓｔｙｒｅｎｅ−ｂｕｔａｄｉｅｎｅ ｒｕｂｂｅｒ）系、ゴム系、ポリビニルエーテル系、エポキシ系、メラミン系、ポリエステル系、フェノール系またはシリコン系樹脂またはこれらの共重合体等を使用することができ、特に、アクリル系の粘着剤が好ましい。]
[0029] 一方、前記光吸収剤としては主に染料が使用される。使用可能な染料としては、例えば、ブラック染料が挙げられるが、これに制限されず、有機溶媒に溶けて透明度のよいものであれば、特に制限されずに用いることができる。また、ブラック染料ではない染料を混合してブラック染料の代わりに用いてもよい。]
[0030] このとき、粘着性樹脂に含まれる光吸収剤の含量は、粘着性樹脂１００重量部に対して０．００１から１重量部程度であることが好ましい。光吸収剤の含量が０．００１重量部未満であると色補正特性が表れず、１重量部以上であると透過度の低下が大きすぎて使用が困難であるためである。]
[0031] 一方、前記光吸収剤としては、可視光線領域の吸収波長を有するものであれば、制限なく使用することができ、好ましくは可視光線領域の中心である５５０ｎｍ近傍、即ち、４５０ｎｍから６５０ｎｍ波長、さらに好ましくは、５００ｎｍから６００ｎｍ波長を広く吸収する単一ブラック染料や、有色染料を混合して使用することが好ましい。より詳細に述べると、ブラックの単一染料でもよく、混合形態の広い吸収波長を有する染料の構成であれば適切である。特に、有機発光素子の場合、自然光とは異なってＲ、Ｇ、Ｂの各領域の特定波長領域が光源として発現するため、これを考慮し、有機発光素子から発現される特定波長領域はできるたけ吸収せず、前記特定波長領域の他の波長を有する可視光を吸収することができればより好ましい。例えば、有機発光素子のＲ、Ｇ、Ｂの特定領域以外の可視光領域をより多く吸収することができる染料があれば、有機発光素子の内光透過を効果的に高めることができ、外光に対しても一定水準の吸収が可能であるため、粘着剤用の色補正染料として非常に有用である。Ｒ波長の中心が４６０ｎｍ、Ｇ波長の中心が５３０ｎｍ、Ｂ波長の中心が６２０ｎｍと仮定すると、これらの波長領域から離れて、５００ｎｍと５８０ｎｍ波長近傍を相対的に多く吸収することができる透過スペクトルであればよい。このために５００ｎｍ波長近傍、例えば、４８０から５２０ｎｍ、さらに好ましくは、４９０から５００ｎｍの吸収波長領域を有する染料と、５８０ｎｍ波長近傍、例えば、５７０から６００ｎｍ、さらに好ましくは、５８０から５９０ｎｍの吸収波長領域を有する染料を混合して使用することができる。]
[0032] 上記のような染料を混合した色補正粘着剤を使用して粘着剤層を形成する場合、有機発光素子の全体透過度を変化させ、内光透過及び外光に対する反射の程度を調節することができるため、内光の輝度向上と高視認性の維持に寄与するという長所がある。]
[0033] 上記のように、光を吸収する吸収剤を含む色補正粘着剤を使用して粘着剤層を形成すると、粘着剤層で内部反射光を吸収することで、コントラストをより向上させることができるという長所がある。]
[0034] 以下、具体的な実施例を通じて本発明をより詳細に説明する。]
[0035] 実施例１
ＰＶＡ素子の上−下部にＴＡＣ保護フィルムで合板された一般的な線偏光板を基本フィルムとし、下部に５０％の透過度で特定線偏光を透過することができる反射型偏光フィルム（輝度向上用フィルム、３Ｍ）と１/４波長の１４０ｎｍ位相差フィルム（正分散特性を有するＣＯＰ高分子延伸フィルム）を順次に取り付けて本発明の輝度向上偏光板を製造した後、製造された偏光板を有機発光素子パネル（２インチ受動型ＯＬＥＤパネル）に取り付けた。]
[0036] 実施例２
ＰＶＡ素子の上−下部にＴＡＣ保護フィルムで合板された一般的な線偏光板を基本フィルムとし、下部に５０％の透過度で特定線偏光を透過することができる反射型偏光フィルム（輝度向上用フィルム、３Ｍ）に取り付けた。次に、アクリル系粘着剤にブラック染料を添加（配合比＝１００：０．０２）して透過率を８０％に調節した色補正粘着剤を製造した後、これを前記反射型偏光フィルム上に塗布し色補正粘着剤層を形成した。次いで、前記色補正粘着剤層上に１/４波長の１４０ｎｍ位相差フィルム（正分散特性を有するＣＯＰ高分子延伸フィルム）を取り付けて本発明の輝度向上偏光板を製造した後、製造された偏光板を有機発光素子パネル（２．２インチ能動型ＯＬＥＤパネル）に取り付けた。]
[0037] 比較例１
比較のために、偏光板が取り付けられていない有機発光素子パネル（２．２インチ能動型ＯＬＥＤパネル）を使用した。]
[0038] 比較例２
ＰＶＡ素子の上−下部にＴＡＣ保護フィルムで合板された一般的な線偏光板と１/４波長の１４０ｎｍ位相差フィルム（正分散特性を有するＣＯＰ高分子延伸フィルム）から成る従来の円偏光板を有機発光素子パネルに取り付けた。]
[0039] 試験例
前記実施例１から２、及び比較例１及び２の有機発光素子パネルの輝度及び反射率を測定した。]
[0040] 輝度は夫々のＯＬＥＤパネルの駆動時に発光される光量の程度を波長別スペクトル形態で得て、計算した結果であり、括弧内には偏光板が取り付けられていない有機発光素子パネル（比較例１）の光量を１００％にした時の輝度割合を記載した。]
[0041] 一方、反射率はＵＶスペクトル測定装備を用いて夫々のＯＬＥＤパネルの正面から反射される程度を測定し、括弧内には偏光板が取り付けられていない有機発光素子パネル（比較例１）の反射率を１００％にした時の反射率の割合を記載した。]
[0042] 測定結果は表１に示した。]
[0043] ]
[0044] 前記表１から、従来の円偏光板を使用した比較例２は輝度が４３．４％に過ぎない一方、本発明の偏光板を使用した実施例１及び２は輝度が夫々７９．３％、６４．６％で大きく向上したことが分かる。また、粘着剤層が形成された実施例２は反射率が１５％程度で良好であることが分かる。即ち、本発明の偏光板を使用すると、有機発光素子の輝度及びコントラスト比を全て改善できることが分かる。]

权利要求:

請求項1
線偏光板及び１/４位相差板を含んで成る有機発光素子用偏光板において、前記線偏光板と１/４位相差板との間に位置し、前記線偏光板の透過軸と平行な偏光は透過させ、前記線偏光板の透過軸と垂直な偏光は反射させる反射型偏光フィルムを含むことを特徴とする有機発光素子用輝度向上偏光板。
請求項2
前記有機発光素子用輝度向上偏光板は、前記反射型偏光フィルムの上部及び下部に少なくとも１つの粘着剤層を含み、前記粘着剤層のうち、少なくとも１つは、外光の反射率を減少させるための色補正粘着剤から成ることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子用輝度向上偏光板。
請求項3
前記色補正粘着剤は、粘着性樹脂及び光吸収剤を含むことを特徴とする請求項２に記載の有機発光素子用輝度向上偏光板。
請求項4
前記光吸収剤は、粘着性樹脂１００重量部に対して０．０１から１重量部の含量で含まれることを特徴とする請求項３に記載の有機発光素子用輝度向上偏光板。
請求項5
前記粘着性樹脂は、アクリル系、ウレタン系、ポリイソブチレン系、ＳＢＲ（スチレン・ブタジエンラバー、ｓｔｙｒｅｎｅ−ｂｕｔａｄｉｅｎｅｒｕｂｂｅｒ）系、ゴム系、ポリビニルエーテル系、エポキシ系、メラミン系、ポリエステル系、フェノール系及びシリコン系樹脂及びこれらの共重合体から成る群から選ばれることを特徴とする請求項３に記載の有機発光素子用輝度向上偏光板。
請求項6
前記光吸収剤は、ブラック染料であることを特徴とする請求項３に記載の有機発光素子用輝度向上偏光板。
請求項7
前記ブラック染料は、吸収波長領域が５００ｎｍから６００ｎｍであることを特徴とする請求項６に記載の有機発光素子用輝度向上偏光板。
請求項8
前記光吸収剤は、４９０ｎｍから５００ｎｍの吸収波長領域を有する染料と５８０から５９０ｎｍの吸収波長領域を有する染料を混合して使用することを特徴とする請求項３に記載の有機発光素子用輝度向上偏光板。
請求項9
請求項１から請求項８の何れか１項に記載の輝度向上偏光板を含むことを特徴とする有機発光素子の表示装置。