專利名稱：顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示器，尤其涉及一種包括能夠?qū)崿F(xiàn)高對(duì)比度的圓偏振片和自發(fā)光元件的顯示器。
背景技術(shù)：
近年來，作為一種能夠被包括在顯示器中的典型的自發(fā)光元件，有機(jī)電致發(fā)光(EL)元件已經(jīng)吸引了特殊的注意力，因?yàn)閼?yīng)用于有機(jī)EL元件的有機(jī)發(fā)光材料已經(jīng)開發(fā)到了實(shí)用的水平，并且有機(jī)EL元件具有諸如低功耗、寬視角、厚度小和重量輕等特征。
一般的有機(jī)EL元件是這樣配置的，發(fā)光層夾在第一電極(它主要具有反光性)和第二電極(它主要具有透光性)之間。在具有這種結(jié)構(gòu)的有機(jī)EL元件中，由發(fā)光層產(chǎn)生的光線是從第二電極一側(cè)提取出來的。具體來講，從發(fā)光層中發(fā)出的部分光線從第二電極中朝著觀察者的方向射出，并且從發(fā)光層中朝著第一電極發(fā)出的光線被第一電極朝著第二電極的方向反射。簡言之，第一電極具有盡可能將更多發(fā)出的光線朝著觀察者引導(dǎo)這樣一種功能。
不過，當(dāng)有機(jī)EL元件具有該結(jié)構(gòu)時(shí)，隨著充當(dāng)反射層的第一電極的反射率增大，對(duì)比度特性將變得更低。具體來講，當(dāng)入射的外部光的狀態(tài)為不使發(fā)光層產(chǎn)生任何光時(shí)(即黑色顯示狀態(tài))，第一電極反射外部光并且黑色顯示的黑色等級(jí)在下降。此外，當(dāng)入射的外部光的狀態(tài)為使發(fā)光層產(chǎn)生光線時(shí)，這種外部光出現(xiàn)在顯示屏上并且對(duì)比度下降。
可能的解決該問題的方法包括降低反射層的反射率這樣一種方法(極端地來講，幾乎減小到零)以及用圓偏振片吸收外部光的反射組分這樣一種方法。后一種方法的目的在于基于下面的原理來提高對(duì)比度。
從有機(jī)EL元件的第二電級(jí)一側(cè)入射的外部光穿過偏振片和1/4波片，并由此變?yōu)?例如)順時(shí)針的圓偏振光。如果該順時(shí)針的圓偏振光被基板或反射層的界面反射了，則該順時(shí)針的圓偏振光使其相位移動(dòng)180度并變?yōu)槟鏁r(shí)針的圓偏振光。該逆時(shí)針的圓偏振光接著通過1/4波片并變?yōu)槠浞较蚺c入射時(shí)的方向相垂直的線性偏振光。由此，該線性偏振光平行于偏振片的吸收軸并被該偏振片吸收了。
因此，不管反射層的反射率是多少，有可能獲得與并不反射外部光的情形相同的有利效果。該相同的有利效果的獲得不僅與反射層的反射有關(guān)，還與基板界面處的電介質(zhì)反射或布線電極處的反射有關(guān)。由此，與沒有提供偏振片和1/4波片的情形相比，可以提高對(duì)比度特征(參閱例如公開號(hào)為9-127885的日本專利申請(qǐng))。
不過，從發(fā)光層中發(fā)出的光線也包括順時(shí)針的偏振光和逆時(shí)針的偏振光。盡管順時(shí)針的偏振光穿過偏振片，但是逆時(shí)針的偏振光被偏振片吸收。即，從發(fā)光層中發(fā)出的光線的至少50％被偏振片吸收了。結(jié)果，顯示亮度自身下降了。對(duì)于目前實(shí)際可用的偏振片而言，與不提供偏振片和1/4波片的情況相比，顯示亮度約降低56％。
如上所述，在像有機(jī)EL元件這樣的自發(fā)光元件中，反射層(提供反射層是為了有效地提取發(fā)光層所產(chǎn)生的光線)使對(duì)比度特性下降。該問題在明亮的環(huán)境中(即，當(dāng)外部光強(qiáng)烈的時(shí)候)尤為明顯。為應(yīng)對(duì)該問題，可以提供偏振片和1/4波片。不過，在這種情況下，對(duì)比度特性得到改善但顯示亮度下降了。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是在考慮到上述問題的情況下得以產(chǎn)生的，并且本發(fā)明的目的在于提供一種顯示器，它包括自發(fā)光元件并能夠改善對(duì)比度特性并且提高顯示亮度。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種顯示器，它包括反射層、發(fā)光層、1/4波片和偏振片，1/4波片位于偏振片和發(fā)光層之間，并且發(fā)光層位于1/4波片和反射層之間，該顯示器包括位于1/4波片和發(fā)光層之間的選擇性反射層，該選擇性反射層包括按預(yù)定的螺旋節(jié)距排列的液晶分子，使第一圓偏振光通過并反射第二圓偏振光，該第二圓偏振光具有與第一圓偏振光的偏振態(tài)相反的偏振態(tài)并且具有預(yù)定的波長，
其中發(fā)光層具有至少一個(gè)峰值波長，并且當(dāng)峰值波長的數(shù)目是m時(shí)選擇性反射層包括m個(gè)選擇性反射區(qū)域，當(dāng)從發(fā)光層中射出的光線的峰值波長是λp(k)(k＝1、2、……m從最小波長起)時(shí)，峰值波長λp(k)小于通過使選擇性反射層(它用來形成各選擇性反射區(qū)域)的異常光折射率ne(k)乘以螺旋節(jié)距P(k)所獲得的一個(gè)數(shù)值ne(k)P(k)，并大于通過使尋常光折射率no(k)乘以螺旋節(jié)距P(k)所獲得的一個(gè)數(shù)值no(k)P(k)，并且在用于形成選擇性反射區(qū)域的選擇性反射層之間建立關(guān)系ne(k-1)P(k-1)＜no(k)P(k)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種包括反射層、發(fā)光層、彩色濾光片、1/4波片和偏振片的顯示器，1/4波片位于偏振片和彩色濾光片之間，并且彩色濾光片位于1/4波片和發(fā)光層之間，該顯示器包括位于1/4波片和彩色濾光片之間的選擇性反射層，該選擇性反射層包括按預(yù)定的螺旋節(jié)距排列的液晶分子，讓第一圓偏振光通過并反射第二圓偏振光，第二圓偏振光具有與第一圓偏振光的偏振態(tài)相反的偏振態(tài)并具有預(yù)定的波長，其中從發(fā)光層中發(fā)出并透射過彩色濾光片的光線具有至少一個(gè)峰值波長，并且當(dāng)峰值波長的數(shù)目是m時(shí)選擇性反射層包括m個(gè)選擇性反射區(qū)域，當(dāng)從彩色濾光片中射出的光線的峰值波長是λp(k)(k＝1、2、……m從最小波長起)時(shí)，峰值波長λp(k)小于通過使選擇性反射層(它用來形成各選擇性反射區(qū)域)的異常光折射率ne(k)乘以螺旋節(jié)距P(k)所獲得的一個(gè)數(shù)值ne(k)P(k)，并大于通過使尋常光折射率no(k)乘以螺旋節(jié)距P(k)所獲得的一個(gè)數(shù)值no(k)P(k)，并且在用于形成選擇性反射區(qū)域的選擇性反射層之間建立關(guān)系ne(k-1)P(k-1)＜no(k)P(k)。
圖1是示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的有機(jī)EL顯示器的結(jié)構(gòu)的透視圖；圖2是示意性地示出了圖1所示的有機(jī)EL顯示器的結(jié)構(gòu)的橫截面圖；
圖3示意性地示出了在有機(jī)EL顯示器的各像素中發(fā)光光譜分布；圖4示意性地示出了在圖2所示的有機(jī)EL顯示器中選擇性反射層的結(jié)構(gòu)示例；圖5解釋了在從各像素中發(fā)出的逆時(shí)針圓偏振光組分的反射率與反射性反射層的選擇性反射功能之間的關(guān)系；圖6解釋了上表面發(fā)光型顯示器中光的運(yùn)行；圖7示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的顯示器的結(jié)構(gòu)；圖8示出了在不具有選擇性反射層的顯示器與具有選擇性反射層的顯示器之間比較發(fā)射光透射率所得的結(jié)果；圖9解釋了具有選擇性反射層的顯示器中的防反射作用；圖10示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的顯示器的結(jié)構(gòu)；并且圖11示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的顯示器的結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參照附圖來描述根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的顯示器。在該實(shí)施例中，作為顯示器的示例，描述了像有機(jī)EL(電致發(fā)光)顯示器這樣的自發(fā)光式顯示器。
如圖1和2所示，有機(jī)EL顯示器1被配置成具有陣列基板100，它具有用于顯示圖像的顯示區(qū)域102；以及密封構(gòu)件200，至少用來密封陣列基板100的顯示區(qū)域102。陣列基板100的顯示區(qū)域102包括排列成矩陣的多個(gè)像素PX(R，G，B)。
各像素PX(R，G，B)包括像素開關(guān)10，其功能為使導(dǎo)通態(tài)像素和截止態(tài)像素電分離并將視頻信號(hào)保留在導(dǎo)通態(tài)像素上；驅(qū)動(dòng)晶體管20，它基于通過像素開關(guān)10而提供的視頻信號(hào)將期望的驅(qū)動(dòng)電流提供給相關(guān)的顯示元件；以及存儲(chǔ)電容元件30，它存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)晶體管20的柵源電勢(shì)并保持預(yù)定的時(shí)間周期。在本實(shí)施例中，各像素開關(guān)10和驅(qū)動(dòng)晶體管20可以由例如薄膜晶體管來組成，并包括由多晶硅形成的半導(dǎo)體層。
各像素PX(R，G，B)包括充當(dāng)顯示元件的有機(jī)EL元件40(R，G，B)。具體來講，紅色像素PXR包括發(fā)出紅光的有機(jī)EL元件40R。綠色像素PXG包括發(fā)出綠光的有機(jī)EL元件40G。藍(lán)色像素PXB包括發(fā)出藍(lán)光的有機(jī)EL元件40B。
各有機(jī)EL元件40(R，G，B)基本上具有相同的結(jié)構(gòu)。有機(jī)EL元件40包括多個(gè)第一電極60中相關(guān)的一個(gè)，這些第一電極60形成于各像素PX中的島形之中并排列成矩陣；第二電極66，所形成的第二電極66為所有的像素PX共用以便與第一電極60對(duì)置；以及有機(jī)有源層64，它插放在第一電極60與第二電極66之間。
陣列基板100包括多個(gè)掃描線Ym(m＝1，2，……)，它們排列在像素PX的行方向上(即圖1中的y方向)；多個(gè)信號(hào)線Xn(n＝1，2，……)，它們排列在與掃描線Ym基本上成直角交叉的方向上(即圖1中的x方向)；以及電源線P，用于向有機(jī)EL元件40的第一電極60提供電源。
電源線P連接到第一電極電源線(未示出)，第一電極電源線位于顯示區(qū)域102的四周。有機(jī)EL元件40的第二電極66連接到第二電極電源線(未示出，并位于顯示區(qū)域102的四周)，并提供共用的電勢(shì)(在本示例中即為接地電勢(shì))。
在位于顯示區(qū)域102外圍的周邊區(qū)域104中，陣列基板100進(jìn)一步包括向掃描線Ym提供掃描信號(hào)的掃描線驅(qū)動(dòng)電路107以及向信號(hào)線Xn提供視頻信號(hào)的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路108。所有的掃描線Ym都連接到掃描線驅(qū)動(dòng)電路107。所有的信號(hào)線Xn都連接到信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路108。
像素開關(guān)10位于掃描線Ym和信號(hào)線Xn交叉處附近。像素開關(guān)10具有連接到掃描線Ym的柵電極、連接到信號(hào)線Xn的源電極以及連接到存儲(chǔ)電容元件30的多個(gè)電極之一并連接到驅(qū)動(dòng)晶體管20的柵電極的一個(gè)漏電極。驅(qū)動(dòng)晶體管20具有源電極，它連接到存儲(chǔ)電容元件30的多個(gè)電極中其它的電極上并連接到電源線P；以及漏電極，它連接到有機(jī)EL元件40的第一電極60上。
如圖2所示，陣列基板100包括位于布線基板120上的有機(jī)EL元件40。配置布線基板120，使得像素開關(guān)10、驅(qū)動(dòng)晶體管20、存儲(chǔ)電容元件30、掃描線驅(qū)動(dòng)電路107、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路108以及各種線路(例如，掃描線、信號(hào)線和電源線)都位于絕緣支撐基板(比如玻璃板或塑料板)上。
作為有機(jī)EL元件40的結(jié)構(gòu)組件的第一電極60位于布線基板120的絕緣膜上。第一電極60包括主要具有透光性的透射膜60T和主要具有反光性的反射膜60R。第一電極60充當(dāng)陽極。透射膜60T電連接到驅(qū)動(dòng)晶體管20并且是由像ITO(銦錫氧化物)或IZO(銦鋅氧化物)這樣的透光導(dǎo)電材料構(gòu)成的。反射膜60R通過絕緣層HRC位于透射膜60T下面，即位于布線基板120一側(cè)。反射膜60R是由例如鉬(Mo)/鋁(Al)/鉬(Mo)的多層膜構(gòu)成的。反射膜60R像透射膜60T那樣電連接到驅(qū)動(dòng)晶體管20。不過，反射膜60R并不必然要電連接到驅(qū)動(dòng)晶體管20。簡言之，在第一電極60中，是透射膜60T的導(dǎo)電材料充當(dāng)陽極，并且反射膜60R可以被配置成反射由有機(jī)有源層64所產(chǎn)生的具有預(yù)定波長的光。另外，第一電極60可以是由單層形成的。具體來講，在圖2中，可以用具有陽極特性和反光性的材料來代替透射膜60T。在這種情況下，圖2所示的反射膜60R可以省卻。適合用于這種單層第一電極的材料示例是Pt。
有機(jī)有源層64至少包括具有發(fā)光功能的有機(jī)化合物。有機(jī)有源層64可以是由包括空穴緩沖層和電子緩沖層(這些緩沖層是針對(duì)所有的彩色像素而形成的)以及發(fā)光層(發(fā)光層是針對(duì)各個(gè)彩色像素而形成的)的多層結(jié)構(gòu)來構(gòu)成的?；蛘?，有機(jī)有源層64可以由在其中集成了各種層的功能的兩層或單層而構(gòu)成?？昭ň彌_層被插入陽極和有機(jī)發(fā)光層之間，并且是由例如芳族胺衍生物、聚噻吩(polythiophene)衍生物或聚苯胺(polyaniline)衍生物的薄膜構(gòu)成的。發(fā)光層是由有機(jī)化合物構(gòu)成的，該有機(jī)化合物具有發(fā)出紅光、綠光或藍(lán)光的功能。當(dāng)使用高聚物發(fā)光材料時(shí)，發(fā)光層是由PPV(polyparaphenylenevinylene聚旁亞苯基次亞乙烯基)或聚芴(polyfluorene)衍生物或其前體構(gòu)成的。
第二電極66位于所有的有機(jī)EL元件40所共用的有機(jī)有源層64上。第二電極66是由主要具有透光性并充當(dāng)陰極的金屬膜構(gòu)成的。在本示例中，第二電極66是由具有電子注入功能的金屬膜(比如，Ca(鈣)、Al(鋁)、Ba(鋇)、Ag(銀)或Yb(鐿))構(gòu)成的。第二電極66可以是兩層結(jié)構(gòu)，其中充當(dāng)陰極的金屬膜的表面涂有覆蓋金屬。覆蓋金屬是由例如鋁構(gòu)成的。
第二電極66的表面最好涂有具有吸潮特性的材料以作為干燥劑。如果有機(jī)EL元件40接觸濕氣，則其發(fā)光特性將迅速惡化。由此，為了保護(hù)有機(jī)EL元件40免受濕氣影響，在與有機(jī)EL元件40的表面相對(duì)應(yīng)的第二電極66上放置干燥劑68。干燥劑68可以用具有吸潮特性的任何材料構(gòu)成。干燥劑68的材料示例是簡單物質(zhì)堿金屬(比如，鋰(Li)、鈉(Na)或鉀(K)、或它們的氧化物)以及堿土金屬(比如，鎂(Mg)、鈣(Ca)或鋇(Ba)、或它們的氧化物)。
陣列基板100包括隔離壁70，至少用來將顯示區(qū)域102中相鄰的彩色像素RX(R，G，B)分離開。最好形成隔離壁70以便將這些像素分離開。在本示例中，隔離壁70沿第一電極60的外圍邊緣排列成格子形狀，所以隔離壁70所界定的小孔(其中露出第一電極60)可以是圓形或多邊形。
陣列基板100包括密封體300，至少用于覆蓋布線基板120的主表面之一的有效區(qū)域106。在本示例中，假定有效區(qū)域106至少包括具有像素PX(R，G，B)并用于顯示圖像的顯示區(qū)域102。或者，有效區(qū)域106可以包括含掃描線驅(qū)動(dòng)電路107和信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路108的外圍區(qū)域104。密封體300的表面基本上是平的。
密封構(gòu)件200是用涂在密封體300整個(gè)表面上的黏合劑來附在密封體300的表面上的。密封構(gòu)件200是用例如透光絕緣膜構(gòu)成的，諸如塑料板或象金剛石那樣的碳。
密封體300具有疊層結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)緩沖層311和至少兩個(gè)阻擋層320和321，各阻擋層的圖案具有比緩沖層要大的面積并覆蓋緩沖層以便將緩沖層與外部空氣隔開。在本示例中，密封體300包括第一阻擋層320、位于第一阻擋層320上以便對(duì)應(yīng)于有效區(qū)域106的緩沖層311、以及覆蓋緩沖層311的全部(包括其側(cè)面)的第二阻擋層321。
緩沖層311是由有機(jī)材料構(gòu)成的，比如丙烯酸樹脂材料。緩沖層311所形成的厚度約為0.1到2微米。特別是，作為緩沖層311的材料，最好選擇一種能夠在粘性相對(duì)較低的液態(tài)情況下涂覆的材料，并且該材料能夠在這樣的情況下固化以便使它下面的層上的不規(guī)則變得平整。用這種材料構(gòu)成的緩沖層311可充當(dāng)平整層，使下面的層的表面平整化。
各阻擋層320、321都是由無機(jī)材料構(gòu)成的。例如，各阻擋層320、321都是由金屬材料(比如，鋁或鈦)、金屬氧化物材料(比如，ITO或IZO)、或陶瓷材料(比如，氧化鋁)構(gòu)成的，其厚度在例如0.1微米的量級(jí)上。在背面反射類型中，EL光線是從第一電極60一側(cè)中提取出來的，至少用于阻擋層320、321之一的材料較佳地應(yīng)該具有遮光特性和反光性。在頂面發(fā)光類型中，EL光線是從第二電極66一側(cè)中提取出來的，用于阻擋層320、321的材料較佳地應(yīng)該具有透光性。
在具有上述結(jié)構(gòu)的有機(jī)EL器件40中，電子和空穴被注入到有機(jī)有源層64中，該層64被夾在第一電極60和第二電極66之間。電子和空穴復(fù)合形成激子，當(dāng)激子被釋放時(shí)通過預(yù)定波長的光子發(fā)射而產(chǎn)生了光。具體來講，在構(gòu)成各像素PX(R，G，B)的有機(jī)EL元件40中，相關(guān)的有機(jī)有源層(發(fā)光層)64發(fā)出具有不同的單峰值波長的EL光。例如，當(dāng)三種像素構(gòu)成1個(gè)像素單元時(shí)，可以由具有紅色峰值波長(620納米附近)的紅色像素PXR、具有綠色峰值波長(550納米附近)的綠色像素PXG以及具有藍(lán)色峰值波長(在440納米附近)的藍(lán)色像素PXB來實(shí)現(xiàn)彩色顯示和黑白顯示。
在具有上述結(jié)構(gòu)的頂面發(fā)射類型顯示器中，由有機(jī)有源層64的發(fā)光層產(chǎn)生的EL光是從陣列基板100的上表面一側(cè)發(fā)出的，即，從第二電極66一側(cè)。朝著第一電極60發(fā)射的EL光線是由反射膜60R反射的，并從第二電極66中出來。
在上述上表面發(fā)射類型顯示器中，在EL發(fā)光表面上(即在密封構(gòu)件200上)按指定的順序疊放著選擇性反射層SR、1/4波片WP和偏振片PP。在圖2所示的示例中，1/4波片WP插放在偏振片PP和有機(jī)有源層(發(fā)光層)64之間。另外，有機(jī)有源層64插放在1/4波片WP和反射膜60R之間。
選擇性反射層SR包括按預(yù)定的螺旋節(jié)距排列的液晶分子，具有使第一圓偏振光(例如，順時(shí)針的圓偏振光)通過并反射與第一圓偏振光偏振態(tài)相反并具有預(yù)定波長的第二圓偏振光(例如，逆時(shí)針圓偏振光)的功能。當(dāng)從有機(jī)有源層64中發(fā)出的EL光線的峰值波長的數(shù)目是m時(shí)，選擇性反射層SR被配置成包括m個(gè)選擇性反射區(qū)域。
在本實(shí)施例中，1個(gè)像素單元是由三種像素的陣列以平面方式組成的，即紅色像素PXR、綠色像素PXG和藍(lán)色像素PXB，各像素PX(R，G，B)中提供的有機(jī)EL元件40的有機(jī)有源層64發(fā)出具有單個(gè)峰值波長的EL光線。由此，峰值波長的數(shù)目m是3。例如，如圖3所示，從藍(lán)色像素PXB的有機(jī)有源層64中發(fā)出的EL光線具有440納米附近的單個(gè)第一峰值波長λp(1)。從綠色像素PXG的有機(jī)有源層64中發(fā)出的EL光線具有550納米附近的單個(gè)第二峰值波長λp(2)。從紅色像素PXR的有機(jī)有源層64中發(fā)出的EL光線具有620納米附近的單個(gè)第三峰值波長λp(3)。簡言之，從最小的一個(gè)起，從各個(gè)有機(jī)有源層64中發(fā)出的光線的峰值波長是λp(1)、λp(2)和λp(3)。
在本實(shí)施例中，選擇性反射層SR被配置成具有三種選擇性反射波長區(qū)域。具體來講，如圖4所示，選擇性反射層SR包括第一反射層SR1、第二反射層SR2和第三反射層SR3。
第一反射層SR1包括按第一螺旋節(jié)距P(1)排列的液晶分子，該第一螺旋節(jié)距P(1)對(duì)應(yīng)于第一峰值波長λp(1)。第一反射層SR1使第一圓偏振光通過并反射第二圓偏振光，該第二圓偏振光具有預(yù)定的波長(包括第一峰值波長λp(1)，其偏振態(tài)與第一圓偏振光的偏振態(tài)相反)。
第二反射層SR2包括按第二螺旋節(jié)距P(2)排列的液晶分子，該第二螺旋節(jié)距P(2)對(duì)應(yīng)于第二峰值波長λp(2)。第二反射層SR2使第一圓偏振光通過并反射第二圓偏振光，該第二圓偏振光具有預(yù)定的波長(包括第二峰值波長λp(2)，其偏振態(tài)與第一圓偏振光的偏振態(tài)相反)。第二螺旋節(jié)距P(2)被設(shè)置成大于第一螺旋節(jié)距P(1)。
第三反射層SR3包括按第三螺旋節(jié)距P(3)排列的液晶分子，該第三螺旋節(jié)距P(3)對(duì)應(yīng)于第三峰值波長λp(3)。第三反射層SR3使第一圓偏振光通過并反射第二圓偏振光，該第二圓偏振光具有預(yù)定的波長(包括第三峰值波長λp(3)，其偏振態(tài)與第一圓偏振光的偏振態(tài)相反)。第三螺旋節(jié)距P(3)被設(shè)置成大于第一螺旋節(jié)距P(2)。
各反射層SR(1，2，3)被配置成包括具有不同螺旋節(jié)距的膽甾型液晶層。如圖4所示，在各反射層SR(1，2，3)中，液晶分子(通常，向列型液晶分子)LM排列在與水平面(各反射層的主平面)H平行的方向上，并且在法線方向(垂直于各反射層的主平面的厚度方向)上扭曲。各反射層SR(1，2，3)的螺旋節(jié)距對(duì)應(yīng)于各反射層的法線方向V上的長度，該長度是液晶分子LM在水平面上旋轉(zhuǎn)一周所需的長度。在本示例中，從最小的一個(gè)起，螺旋節(jié)距是P(1)、P(2)和P(3)。
較佳地，各反射層SR(1，2，3)應(yīng)該是由下列各種層之一構(gòu)成的膽甾型液晶層，通過使膽甾型液晶層聚合而獲得的層，以及通過形成膜形的膽甾型液晶層而獲得的層。在如圖2所示的示例中，可以通過在密封構(gòu)件200或1/4波片WP上直接連續(xù)堆疊多個(gè)反射層SR(1，2，3)而構(gòu)成選擇性反射層SR?；蛘?，可以通過在底膜(比如，聚酰亞胺樹脂膜)上堆疊多個(gè)反射層SR(1，2，3)而形成選擇性反射層SR，之后可以將該選擇性反射層SR附在密封構(gòu)件200或1/4波片WP上。當(dāng)選擇性反射層SR具有足夠的屏蔽特性(防止外部空氣的影響，即防濕氣或氧氣)時(shí)，選擇性反射層SR可以兼作密封構(gòu)件200并且可以放在密封體300之上，或者選擇性反射層SR可以兼作密封體300并直接放在有機(jī)EL元件40之上。
通過選擇手性材料類型的最佳組合以便使液晶材料或液晶分子定向，便可以控制各反射層SR(1，2，3)的螺旋節(jié)距。即便使用相同的手性材料，通過調(diào)節(jié)手性材料的濃度，也可以控制螺旋節(jié)距(濃度越高，螺旋節(jié)距越小)。
如圖3所示，有紅綠藍(lán)三種發(fā)射光峰值波長。當(dāng)從最小的一個(gè)起三種波長依次是λp(1)、λp(2)和λp(3)時(shí)，數(shù)值no(1)P(1)和數(shù)值ne(1)P(1)被設(shè)置為要滿足與峰值波長λp(1)有關(guān)的下列關(guān)系no(1)P(1)＜λp(1)＜ne(1)P(1)，其中，數(shù)值no(1)P(1)是通過將在波長λp(1)附近選擇性反射層SR(特別是第一反射層SR1)的尋常光折射率no(1)與選擇性反射層SR(特別是第一反射層SR1)的螺旋節(jié)距P(1)相乘而獲得的一個(gè)數(shù)值，數(shù)值ne(1)P(1)是通過將異常光折射率ne(1)與螺旋節(jié)距P(1)相乘而獲得的一個(gè)數(shù)值。
相似的是，數(shù)值no(2)P(2)和數(shù)值ne(2)P(2)被設(shè)置為要滿足與峰值波長λp(2)有關(guān)的下列關(guān)系no(2)P(2)＜λp(2)＜ne(2)P(2)，其中，數(shù)值no(2)P(2)是通過將在波長λp(2)附近選擇性反射層SR(特別是第二反射層SR2)的尋常光折射率no(2)與選擇性反射層SR(特別是第二反射層SR2)的螺旋節(jié)距P(2)相乘而獲得的一個(gè)數(shù)值，數(shù)值ne(2)P(2)是通過將異常光折射率ne(2)與螺旋節(jié)距P(2)相乘而獲得的一個(gè)數(shù)值。
相似的是，數(shù)值no(3)P(3)和數(shù)值ne(3)P(3)被設(shè)置為要滿足與峰值波長λp(3)有關(guān)的下列關(guān)系no(3)P(3)＜λp(3)＜ne(3)P(3)，其中，數(shù)值no(3)P(3)是通過將在波長λp(3)附近選擇性反射層SR(特別是第三反射層SR3)的尋常光折射率no(3)與選擇性反射層SR(特別是第三反射層SR3)的螺旋節(jié)距P(3)相乘而獲得的一個(gè)數(shù)值，數(shù)值ne(3)P(3)是通過將異常光折射率ne(3)與螺旋節(jié)距P(3)相乘而獲得的一個(gè)數(shù)值。
同時(shí)，包括單獨(dú)的選擇性反射波長區(qū)域(這些區(qū)域構(gòu)成選擇性反射層SR)的反射層SR(1，2，3)被設(shè)置成具有螺旋節(jié)距P(1)、P(2)和P(3)，它們滿足下列關(guān)系ne(1)P(1)＜no(2)P(2)并且ne(2)P(2)＜no(3)P(3)。
具有這種結(jié)構(gòu)的選擇性反射層SR具有如圖5所示的與圓偏振光有關(guān)的反射率的波長色散，該圓偏振光具有與選擇性反射層SR中的液晶分子LM的螺旋方向相同的旋轉(zhuǎn)方向。圖5示出了當(dāng)選擇性反射層SR中的螺旋方向是逆時(shí)針時(shí)與逆時(shí)針的圓偏振光有關(guān)的反射率的波長色散。如圖3和5所示，選擇性反射層SR具有只反射有機(jī)有源層64所發(fā)出的EL光(即，包括峰值波長在內(nèi)的預(yù)定波長的光)的發(fā)射光譜的功能，該EL光被包括在圓偏振光中，該圓偏振光具有與選擇性反射層SR中液晶分子LM的螺旋方向相同的旋轉(zhuǎn)方向。
如圖5所示，數(shù)值n(k)P(k)最好被設(shè)置為基本上等于峰值波長λp(k)，其中數(shù)值n(k)P(k)是通過將選擇性反射層SR的選擇性反射層SR(1，2，3)的平均折射率n(k)(＝({ne(k)2+no(k)2}/2)1/2；異常光波長λe＞尋常光波長λo)與螺旋節(jié)距P(k)相乘而獲得的。通過這樣的設(shè)置，選擇性反射層的發(fā)射光譜和反射率的波長色散更精確地相一致，并且增強(qiáng)了上述有利的效果。
所期望的是，在峰值波長λp(k)處，被選擇性反射層反射的第二圓偏振光的反射率應(yīng)該被設(shè)置成50％或更大。通過這樣的設(shè)置，與不具有選擇性反射層的常規(guī)元件相比，各EL元件40的亮度提高了50％或更多，并且可以獲得足夠的亮度特征。
接下來，參照?qǐng)D6，解釋上述上表面發(fā)射型顯示器中的光學(xué)功能。為了簡便起見，作為示例，圖6只描繪了偏振片PP、1/4波片WP、選擇性反射層SR、有機(jī)有源層(發(fā)光層)64、反射膜60R以及具有有機(jī)有源層(發(fā)光層)64的布線基板120，它們按指定的順序排列。另外，為了方便起見，針對(duì)外部光線(從外部進(jìn)入顯示器)和從有機(jī)有源層64中發(fā)出的光線，描繪了不同的光路。
偏振片PP在其平面中具有位于不同方向上的吸收軸和透射軸。在預(yù)定波長的尋常光和異常光之間，1/4波片WP賦予1/4波長相位差。設(shè)置偏振片PP和1/4波片WP的光軸，使得入射的外部光(非偏振光)可以基本上變?yōu)閳A偏振光，例如，順時(shí)針的圓偏振光。
由此，入射到顯示器上的外部光(非偏振光)穿過偏振片PP和1/4波片WP，并變?yōu)轫槙r(shí)針的圓偏振光。既然選擇性反射層SR的液晶分子是逆時(shí)針扭曲的，那么從1/4波片WP中射出的圓偏振光不被反射而是透射，同時(shí)還保持其偏振態(tài)。由此，入射光變?yōu)轫槙r(shí)針的圓偏振光(不管其波長是多少)，并穿過有機(jī)有源層64并被反射膜60R反射。
被反射膜60R反射的反射光具有移動(dòng)了180°的相位，并且變?yōu)槟鏁r(shí)針的圓偏振光。在該逆時(shí)針的圓偏振光中，選擇性反射層SR反射具有預(yù)定波長(該預(yù)定的波長對(duì)應(yīng)于螺旋節(jié)距，即包括有機(jī)有源層64中發(fā)射光的峰值波長在內(nèi)的預(yù)定的波長)的逆時(shí)針圓偏振光組分，但使具有其它波長的逆時(shí)針圓偏振光組分透射。由此，反射光的大多數(shù)作為不帶有任何變化的逆時(shí)針圓偏振光穿過選擇性反射層SR。
從選擇性反射層SR中射出的透射光經(jīng)1/4波片WP而轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫杏谄衿琍P的吸收軸的線性偏振光，并且該線性偏振光是由偏振片PP吸收的。由此，即使大部分外部光被反射膜60R反射了，它也會(huì)被偏振片PP吸收掉。因此，可以獲得足夠的防反射功能。
相反，三種像素類型的有機(jī)有源層64的發(fā)射光是具有峰值波長λp(1)、λp(2)和λp(3)的非偏振光。如果發(fā)射光被分離成諸多組分，則它可以被歸類為逆時(shí)針圓偏振光和順時(shí)針圓偏振光。在具有峰值波長λp(1)、λp(2)和λp(3)的發(fā)射光中，順時(shí)針的圓偏振光穿過選擇性的偏振層SR。另一方面，具有峰值波長λp(1)的發(fā)射光的逆時(shí)針圓偏振光組分作為逆時(shí)針的圓偏振光被第一反射層SR1朝著反射膜60R反射，因?yàn)榈谝环瓷鋵覵R1具有選擇性反射的功能。相似的是，具有峰值波長λp(2)的發(fā)射光的逆時(shí)針圓偏振光組分作為逆時(shí)針的圓偏振光被第二反射層SR2朝著反射膜60R反射，因?yàn)榈诙瓷鋵覵R2具有選擇性反射的功能。同樣，具有峰值波長λp(3)的發(fā)射光的逆時(shí)針圓偏振光組分作為逆時(shí)針的圓偏振光被第三反射層SR3朝著反射膜60R反射，因?yàn)榈谌瓷鋵覵R3具有選擇性反射的功能。
被選擇性反射層SR反射的逆時(shí)針圓偏振光再一次被反射膜60R朝著選擇性反射層SR反射。被反射膜60R反射的發(fā)射光具有移動(dòng)了180度的相位，并且變?yōu)轫槙r(shí)針的圓偏振光。由此，順時(shí)針的圓偏振光穿過選擇性的反射層SR，像具有峰值波長λp(1)、λp(2)和λp(3)的發(fā)射光的順時(shí)針圓偏振光組分那樣。結(jié)果，有機(jī)有源層64中發(fā)出的所有的發(fā)射光變?yōu)轫槙r(shí)針的圓偏振光，并穿過選擇性的反射層SR。
從選擇性的反射層SR中射出的順時(shí)針的圓偏振光經(jīng)1/4波片WP被轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫杏谄衿琍P的透射軸的線性偏振光，并且該線性偏振光穿過偏振片PP。由此，從有機(jī)有源層64中射出的所有的發(fā)射光都穿過偏振片PP，并對(duì)顯示做出貢獻(xiàn)。
根據(jù)上述顯示器，實(shí)現(xiàn)了與入射外部光的大部分波長有關(guān)的防反射功能。此外，盡管使用了偏振片，但是從有機(jī)EL元件中發(fā)出的大部分光線都通過了該偏振片。因此，可以實(shí)現(xiàn)卓越的對(duì)比度特征和高顯示亮度。根據(jù)本實(shí)施例，可以獲得具有卓越的對(duì)比度特征和高顯示亮度的顯示器。
〔實(shí)施例〕如圖7所示，包括反射膜60R和有機(jī)有源層64的有機(jī)EL元件40位于布線基板120上，并被密封了。然后，選擇性反射層SR、1/4波片WP和偏振片PP接著放置在有機(jī)有源層64一側(cè)，由此制成了顯示器。為了簡便起見，圖7只描繪了偏振片PP、1/4波片WP、選擇性反射層SR、有機(jī)有源層(發(fā)光層)64、反射膜60R和具有有機(jī)有源層(發(fā)光層)64的布線基板120。其它結(jié)構(gòu)元件的描述在此省略。
形成選擇性反射層SR，使得充當(dāng)?shù)谝环瓷鋵拥哪戠扌鸵壕Ь酆衔?由BASF制造)、充當(dāng)?shù)诙瓷鋵拥哪戠扌鸵壕Ь酆衔?由BASF制造)和充當(dāng)?shù)谌瓷鋵拥哪戠扌鸵壕Ь酆衔?由BASF制造)在具有平面定向的情況下堆疊起來。第一反射層的膽甾型液晶聚合物具有275納米的螺旋節(jié)距，并且在440納米的波長處尋常光折射率為1.53而異常光的折射率為1.65。第二反射層的膽甾型液晶聚合物具有350納米的螺旋節(jié)距，并且在550納米的波長處尋常光折射率為1.52而異常光的折射率為1.62。第三反射層的膽甾型液晶聚合物具有400納米的螺旋節(jié)距，并且在620納米的波長處尋常光折射率為1.51而異常光的折射率為1.61。
各反射層的厚度被設(shè)置成約為液晶分子的螺旋節(jié)距的10倍(即，如果1個(gè)節(jié)距對(duì)應(yīng)于液晶分子的1周旋轉(zhuǎn)則液晶分子要旋轉(zhuǎn)10倍這樣一種狀態(tài)中的厚度)。通過將螺旋節(jié)距與各反射層中的平均折射率相乘而獲得的數(shù)值被設(shè)置為有效地與有機(jī)有源層的三個(gè)峰值波長λp(1)、λp(2)和λp(3)一致。由此，各反射層反射與扭曲方向相同的方向中的圓偏振光，例如，逆時(shí)針的圓偏振光，它被包括在與通過將螺旋節(jié)距與平均折射率相乘而獲得的數(shù)值相對(duì)應(yīng)的波長的光線中。各反射層的反射率根據(jù)膜厚度而變化，并且在螺旋節(jié)距約10倍所對(duì)應(yīng)的膜厚度處約為100％。
由此，各反射層反射逆時(shí)針的圓偏振光的帶寬的光線，該帶寬對(duì)應(yīng)于通過將尋常光折射率和異常光折射率之差Δn與螺旋節(jié)距相乘而獲得的一個(gè)數(shù)值，該光線的中心波長被設(shè)定為通過將螺旋節(jié)距與平均折射率相乘而獲得的一個(gè)數(shù)值。如上所述，形成具有不同螺旋節(jié)距的三種反射層，以具有使逆時(shí)針圓偏振光的反射率為100％的膜厚度，并且各層能夠反射通過將Δn與螺旋節(jié)距相乘而獲得的數(shù)值所對(duì)應(yīng)的帶寬的光線。因此，各層具有選擇性地反射波長區(qū)域中的逆時(shí)針圓偏振光的功能，該波長區(qū)域基本上等于發(fā)射光的帶寬。
較佳地，在本示例中所使用的液晶聚合物層應(yīng)該是可以被當(dāng)作類膜聚合物或薄層聚合物來處理的一種層。例如，液晶聚合物層可以包括紫外線固化樹脂，并且可以通過因紫外線輻射而導(dǎo)致的交叉耦合反應(yīng)而固化?；蛘?，液晶聚合物層可以包括熱固樹脂，并可以通過因熱能而導(dǎo)致的熱聚合反應(yīng)而固化。盡管選擇性反射層SR包括上述具有不同節(jié)距的三類反射層的堆疊，但是即便選擇性反射層SR是由具有連續(xù)變化螺旋節(jié)距的層構(gòu)成的，也可以獲得相同的功能和效果。另外，即便通過使用兩個(gè)或更多基板而不使用液晶聚合物，選擇性反射層SR可以作為液晶層而形成，光學(xué)效果也不會(huì)改變。
接下來，ARTON樹脂的第一相位片(由NITTO DENKO公司制造，延遲值為140納米)被附在上述選擇性反射層SR上，其到器件的縱向的角度為125度(該角度是在逆時(shí)針方向上定義的；下文也同樣如此)。ARTON樹脂的第二相位片(由NITTO DENKO公司制造，延遲值為270納米)被附在上述第一相位片上，其到器件的縱向的角度為62.5度。
之后，偏振片SEG1224DUAGAR(由NITTO DENKO公司制造)被附在第二相位片上，其到器件的縱向的角度為45度。通過按上述角度配置連接第一相位片、第二相位片和偏振片，兩個(gè)相位片充當(dāng)與所有的可見光波長有關(guān)的1/4波片WP，并且包括偏振片PP的結(jié)構(gòu)充當(dāng)逆時(shí)針圓形偏振器。由此，成功地獲得了具有防止外部光反射的功能和發(fā)射大部分所產(chǎn)生的光的功能的顯示器。
圖8示出了不帶選擇性反射層的現(xiàn)有技術(shù)的顯示器的結(jié)構(gòu)與本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)在從偏振片中射出的發(fā)射光的透射率方面比較的結(jié)果。如圖8所示，已確定使用本實(shí)施例的顯示器可以獲得的透射率約為現(xiàn)有技術(shù)的顯示器的兩倍。圖9示出了在本實(shí)施例的顯示器中的防反射功能，即與外部光譜有關(guān)的本實(shí)施例的顯示器的反射率的波長色散。如圖9所示，已確定光線的反射很少，并且獲得了足夠的防反射效果。因此，應(yīng)該理解，使用本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)便可以獲得高對(duì)比度特性和高顯示亮度。
本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例。在實(shí)施本發(fā)明的階段，在不背離本發(fā)明的精神的情況下可以通過修改結(jié)構(gòu)元件而產(chǎn)生各種實(shí)施例。上述實(shí)施例中所揭示的結(jié)構(gòu)元件可以適當(dāng)?shù)亟M合起來，并且可以產(chǎn)生各種發(fā)明。例如，某些結(jié)構(gòu)元件可以從上述實(shí)施例中省去。此外，不同實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)元件可以適當(dāng)?shù)亟M合起來。
在上述實(shí)施例中，配置上表面發(fā)光型顯示器，使得紅色像素PXR包括發(fā)出紅光的有機(jī)EL元件40R，綠色像素PXG包括發(fā)出綠光的有機(jī)EL元件40G，并且藍(lán)色像素PXB包括發(fā)出藍(lán)光的有機(jī)EL元件40B。不過，本發(fā)明并不限于本實(shí)施例。
例如，各像素PX(R，G，B)可以具有相同類型的有機(jī)EL元件40，并且各有機(jī)EL元件40可以包括發(fā)出白光的有機(jī)有源層。對(duì)于這種結(jié)構(gòu)，各像素PX(R，G，B)在它們的EL發(fā)光表面上包括紅色彩色濾光片、綠色彩色濾光片和藍(lán)色彩色濾光片，由此實(shí)現(xiàn)了彩色顯示。即，充當(dāng)發(fā)光層的有機(jī)有源層發(fā)出不具有明確的峰值波長的光線。負(fù)有任務(wù)的光線當(dāng)通過彩色濾光片時(shí)具有預(yù)定的峰值波長。
具體來講，如圖10所示，包括反射膜60R和有機(jī)有源層64的有機(jī)EL元件40位于布線基板120上并且被密封。然后，彩色濾光片CF、選擇性反射層SR、1/4波片WP和偏振片PP接連放置在有機(jī)有源層64一側(cè)，由此制成了顯示器。1/4波片WP位于偏振片PP和彩色濾光片CF之間，并且彩色濾光片CF位于1/4波片WP和有機(jī)有源層(發(fā)光層)64之間。為了簡便起見，圖10只描繪了偏振片PP、1/4波片WP、選擇性反射層SR、彩色濾光片CF、有機(jī)有源層(發(fā)光層)64、反射膜60R以及具有有機(jī)有源層(發(fā)光層)64的布線基板120。其它結(jié)構(gòu)元件的描述就此省略。
例如，作為彩色濾光片CF，紅色像素包括紅色彩色濾光片CFR(其峰值透射率在例如620納米處)，綠色像素包括綠色彩色濾光片CFG(其峰值透射率在例如550納米處)，藍(lán)色像素包括藍(lán)色彩色濾光片CFB(其峰值透射率在例如440納米處)。
使用這種結(jié)構(gòu)時(shí)，從有機(jī)有源層64和彩色濾光片CF中射出的光線經(jīng)歷和上述實(shí)施例相同的設(shè)置。由此，基于相同的原理，有可能獲得上述防止外部光的反射的功能和防止彩色濾光片中發(fā)出的光線在偏振片中被吸收的功能。
具體來講，選擇性反射層SR包括按預(yù)定的螺旋節(jié)距排列的液晶分子，并且具有使第一圓偏振光(例如，順時(shí)針的圓偏振光)通過而反射其偏振態(tài)與第一圓偏振光相反并具有預(yù)定的波長的第二圓偏振光(例如，逆時(shí)針的圓偏振光)。當(dāng)從有機(jī)有源層64中發(fā)出并穿過彩色濾光片CR的光線的峰值波長的數(shù)目是m時(shí)，選擇性反射層SR被配置成包括m個(gè)選擇性反射區(qū)域。
在本示例的結(jié)構(gòu)中，從各像素PX(R，G，B)中提供的有機(jī)EL元件40的有機(jī)有源層64中發(fā)出的白色EL發(fā)射光穿過相關(guān)的彩色濾光片并具有單個(gè)峰值波長。由此，峰值波長的數(shù)目m是3。例如，從藍(lán)色像素PXB的彩色濾光片CFB中發(fā)出的光線具有在440納米附近的單個(gè)第一峰值波長λp(1)。從綠色像素PXG的彩色濾光片CFG中發(fā)出的光線具有在550納米附近的單個(gè)第二峰值波長λp(2)。從紅色像素PXR的彩色濾光片CFR中發(fā)出的光線具有在620納米附近的單個(gè)第三峰值波長λp(3)。簡言之，從有機(jī)有源層64中發(fā)出并穿過各彩色濾光片CF的光線的峰值波長從最小的起依次是λp(1)、λp(2)和λp(3)。
由此，選擇性反射層SR被配置成具有三種選擇性的反射波長區(qū)域。具體來講，選擇性反射層SR包括第一反射層SR1(它反射具有第一峰值波長λp(1)的光線的逆時(shí)針圓偏振光)、第二反射層SR2(它反射具有第二峰值波長λp(2)的光線的逆時(shí)針圓偏振光)以及第三反射層SR3(它反射具有第三峰值波長λp(3)的光線的逆時(shí)針圓偏振光)。
從彩色濾光片中射出的光線具有紅綠藍(lán)三種峰值波長。當(dāng)三種波長從最小的起依次是λp(1)、λp(2)和λp(3)時(shí)，數(shù)值no(1)P(1)和數(shù)值ne(1)P(1)被設(shè)置為要滿足與峰值波長λp(1)有關(guān)的下列關(guān)系no(1)P(1)＜λp(1)＜ne(1)P(1)，其中，數(shù)值no(1)P(1)是通過將在波長λp(1)附近選擇性反射層SR(特別是第一反射層SR1)的尋常光折射率no(1)與選擇性反射層SR(特別是第一反射層SR1)的螺旋節(jié)距P(1)相乘而獲得的一個(gè)數(shù)值，數(shù)值ne(1)P(1)是通過將異常光折射率ne(1)與螺旋節(jié)距P(1)相乘而獲得的一個(gè)數(shù)值。
相似的是，數(shù)值no(2)P(2)和數(shù)值ne(2)P(2)被設(shè)置為要滿足與峰值波長λp(2)有關(guān)的下列關(guān)系no(2)P(2)＜λp(2)＜ne(2)P(2)，其中，數(shù)值no(2)P(2)是通過將在波長λp(2)附近選擇性反射層SR(特別是第二反射層SR2)的尋常光折射率no(2)與選擇性反射層SR(特別是第二反射層SR2)的螺旋節(jié)距P(2)相乘而獲得的一個(gè)數(shù)值，數(shù)值ne(2)P(2)是通過將異常光折射率ne(2)與螺旋節(jié)距P(2)相乘而獲得的一個(gè)數(shù)值。
相似的是，數(shù)值no(3)P(3)和數(shù)值ne(3)P(3)被設(shè)置為要滿足與峰值波長λp(3)有關(guān)的下列關(guān)系no(3)P(3)＜λp(3)＜ne(3)P(3)，其中，數(shù)值no(3)P(3)是通過將在波長λp(3)附近選擇性反射層SR(特別是第三反射層SR3)的尋常光折射率no(3)與選擇性反射層SR(特別是第三反射層SR3)的螺旋節(jié)距P(3)相乘而獲得的一個(gè)數(shù)值，數(shù)值ne(3)P(3)是通過將異常光折射率ne(3)與螺旋節(jié)距P(3)相乘而獲得的一個(gè)數(shù)值。
同時(shí)，包括單獨(dú)的選擇性反射波長區(qū)域(這些區(qū)域構(gòu)成選擇性反射層SR)的反射層SR(1，2，3)被設(shè)置成具有螺旋節(jié)距P(1)、P(2)和P(3)，它們滿足下列關(guān)系ne(1)P(1)＜no(2)P(2)并且ne(2)P(2)＜no(3)P(3)。
使用這種結(jié)構(gòu)時(shí)，也可以獲得具有卓越的對(duì)比度特征和顯示亮度的顯示器。
在上述上表面發(fā)光型顯示器中，如果偏振片PP、1/4波片WP、選擇性反射層SR、有機(jī)有源層(發(fā)光層)64、反射膜60R以及具有有機(jī)有源層64的布線基板120按指定的順序放置，則有機(jī)有源層鄰接反射膜60R。由此，幾乎所有的被選擇性反射層SR反射的圓偏振光都可以被反射膜60R反射，并且可以充分地獲得上述效果。不用說，本發(fā)明可應(yīng)用于背面發(fā)光型顯示器，它從布線基板120(第一電極)一側(cè)提取EL光線。
對(duì)于背面發(fā)光類型，第一電極60是由主要具有透光性的導(dǎo)電材料構(gòu)成的，第二電極66是由主要具有反光性的導(dǎo)電材料構(gòu)成的。充當(dāng)發(fā)光層的有機(jī)有源層64位于第一電極60和第二電極66之間，由此構(gòu)造出有機(jī)EL元件60。在本示例的結(jié)構(gòu)中，第一電極60并不包括反射膜，第二電極66充當(dāng)反射膜。
具體來講，如圖11所示，包括反射膜60R和有機(jī)有源層64的有機(jī)EL元件40位于布線基板120上并被密封。然后，選擇性反射層SR、1/4波片WP和偏振片PP接連位于布線基板120一側(cè)，由此制成了背面發(fā)光類型的顯示器。即，偏振片PP、1/4波片WP、選擇性反射層SR、帶有有機(jī)有源層(發(fā)光層)64的布線基板120、有機(jī)有源層64以及反射膜(第二電極)66按指定的順序放置。為了簡便起見，圖11只描繪了偏振片PP、1/4波片WP、選擇性反射層SR、有機(jī)有源層(發(fā)光層)64、反射膜60R以及帶有有機(jī)有源層(發(fā)光層)64的布線基板120。其它結(jié)構(gòu)元件的描述將省略。
在上述結(jié)構(gòu)中，選擇性反射層SR和反射膜66之間的距離增加了一定的程度，該程度對(duì)應(yīng)于布線基板120和有機(jī)有源層64的厚度。因此，視差出現(xiàn)了。在這種情況下，除非選擇性反射層SR和反射膜66之間的距離相對(duì)于像素大小達(dá)到最佳，否則在直接從有機(jī)有源層64中穿過選擇性反射層SR的圓偏振光與曾被選擇性反射層SR反射而后在具有相位差180度的情況下被反射膜66反射再從選擇性反射層SR中射出的光線之間將會(huì)出現(xiàn)位移。為解決視差的問題，布線基板120的厚度需要被設(shè)置為不大于像素節(jié)距的10倍。由此，在實(shí)際視角(例如，±60度，在普通縱橫比為4∶3或16∶9的顯示中圖像的失真是可以忽略的)的范圍中視差變得可以忽略。
作為必然的結(jié)果，即使是使用背面發(fā)光類型的顯示器，選擇性反射層SR也可以用和上述實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)來形成，由此可以獲得具有卓越的對(duì)比度特性和顯示亮度的顯示器。
根據(jù)本發(fā)明，如果提供了上述選擇性反射層SR，則利用包括發(fā)光層并使用圓偏振器(每個(gè)圓偏振器都包括偏振片和1/4波片)的顯示器可以獲得有利的優(yōu)點(diǎn)。換句話說，利用包括除上述有機(jī)EL元件以外的任何類型的發(fā)光層(比如，無機(jī)EL元件、FED元件或PDP元件)的顯示器可以獲得相同的優(yōu)點(diǎn)。特別是，對(duì)于有機(jī)EL元件或無機(jī)EL元件而言，反射電極(或反射膜)位于發(fā)光層下面，以提高發(fā)光亮度。由此，增強(qiáng)了被上述選擇性反射層朝著觀察者反射的發(fā)射光的功能，并可以獲得更有效的優(yōu)點(diǎn)。
工業(yè)應(yīng)用性如上所述，本發(fā)明提供了一種顯示器，它包括自發(fā)光式元件并能夠改善對(duì)比度特性以及提高顯示亮度。
權(quán)利要求
1.一種包括反射層、發(fā)光層、1/4波片和偏振片的顯示器，所述1/4波片位于所述偏振片和所述發(fā)光層之間，并且所述發(fā)光層位于所述1/4波片和所述反射層之間，所述顯示器包括位于所述1/4波片和所述發(fā)光層之間的選擇性反射層，所述選擇性反射層包括按預(yù)定的螺旋節(jié)距排列的液晶分子，使第一圓偏振光通過并反射第二圓偏振光，所述第二圓偏振光具有與所述第一圓偏振光的偏振態(tài)相反的偏振態(tài)并具有預(yù)定的波長，其中所述發(fā)光層具有至少一個(gè)峰值波長，并且當(dāng)峰值波長的數(shù)目是m時(shí)，所述選擇性反射層包括m個(gè)選擇性反射區(qū)域，當(dāng)從所述發(fā)光層中射出的光線的峰值波長是λp(k)(k＝1，2，...，m從最小的波長起)時(shí)，所述峰值波長λp(k)小于通過使用于形成各選擇性反射區(qū)域的選擇性反射層的異常光折射率ne(k)乘以螺旋節(jié)距P(k)而獲得的一個(gè)數(shù)值ne(k)P(k)，并且大于通過使尋常光折射率no(x)乘以螺旋節(jié)距P(k)而獲得的一個(gè)數(shù)值no(k)P(k)，并且在用于形成所述選擇性反射區(qū)域的所述諸多選擇性反射層之間建立這樣一種關(guān)系ne(k-1)P(k-1)＜no(k)P(k)。
2.一種包括反射層、發(fā)光層、彩色濾光片、1/4波片和偏振片的顯示器，所述1/4波片位于所述偏振片和所述彩色濾光片之間，并且所述彩色濾光片位于所述1/4波片和所述發(fā)光層之間，所述顯示器包括位于所述1/4波片和所述彩色濾光片之間的選擇性反射層，所述選擇性反射層包括按預(yù)定的螺旋節(jié)距排列的液晶分子，使第一圓偏振光通過并反射第二圓偏振光，所述第二圓偏振光具有與所述第一圓偏振光的偏振態(tài)相反的偏振態(tài)并具有預(yù)定的波長，其中從所述發(fā)光層中發(fā)出并透射過所述彩色濾光片的光線具有至少一個(gè)峰值波長，并且當(dāng)峰值波長的數(shù)目是m時(shí)，所述選擇性反射層包括m個(gè)選擇性反射區(qū)域，當(dāng)從所述彩色濾光片中射出的光線的峰值波長是λp(k)(k＝1，2，...，m從最小的波長起)時(shí)，所述峰值波長λp(k)小于通過使用于形成各選擇性反射區(qū)域的選擇性反射層的異常光折射率ne(k)乘以螺旋節(jié)距P(k)而獲得的一個(gè)數(shù)值ne(k)P(k)，并且大于通過使尋常光折射率no(x)乘以螺旋節(jié)距P(k)而獲得的一個(gè)數(shù)值no(k)P(k)，并且在用于形成所述選擇性反射區(qū)域的所述諸多選擇性反射層之間建立這樣一種關(guān)系ne(k-1)P(k-1)＜no(k)P(k)。
3.如權(quán)利要求1所述的顯示器，其特征在于，通過使所述選擇性反射層的平均折射率n(k)乘以所述螺旋節(jié)距P(k)而獲得的一個(gè)數(shù)值n(k)P(k)基本上等于所述發(fā)光層的峰值波長λp(k)。
4.如權(quán)利要求2所述的顯示器，其特征在于，通過使所述選擇性反射層的平均折射率n(k)乘以所述螺旋節(jié)距P(k)而獲得的一個(gè)數(shù)值n(k)P(k)基本上等于所述發(fā)光層的峰值波長λp(k)。
5.如權(quán)利要求1所述的顯示器，其特征在于，在所述發(fā)光層的峰值波長λp(k)處，被所述選擇性反射層反射的第二圓偏振光的反射率是50％或更大。
6.如權(quán)利要求2所述的顯示器，其特征在于，在所述發(fā)光層的峰值波長λp(k)處，被所述選擇性反射層反射的第二圓偏振光的反射率是50％或更大。
7.如權(quán)利要求1所述的顯示器，其特征在于，至少具有紅色峰值波長的紅色像素、具有綠色峰值波長的綠色像素以及具有藍(lán)色峰值波長的藍(lán)色像素是以平面的方式排列的，并且提供了用于單獨(dú)驅(qū)動(dòng)各個(gè)像素的手段。
8.如權(quán)利要求2所述的顯示器，其特征在于，至少具有紅色峰值波長的紅色像素、具有綠色峰值波長的綠色像素以及具有藍(lán)色峰值波長的藍(lán)色像素是以平面的方式排列的，并且提供了用于單獨(dú)驅(qū)動(dòng)各個(gè)像素的手段。
9.如權(quán)利要求1所述的顯示器，其特征在于，所述反射層、所述發(fā)光層、所述選擇性反射層、所述1/4波片以及所述偏振片是按所述指定的順序放置在基板上的。
10.如權(quán)利要求2所述的顯示器，其特征在于，所述反射層、所述發(fā)光層、所述選擇性反射層、所述1/4波片以及所述偏振片是按所述指定的順序放置在基板上的。
11.如權(quán)利要求7所述的顯示器，其特征在于，所述選擇性反射層、所述1/4波片和所述偏振片按所述指定的順序放置在基板的一個(gè)主表面上，并且所述發(fā)光層和所述反射層按所述指定的順序放置在所述基板的另一個(gè)主表面上，并且所述基板的厚度不大于所述像素的排列節(jié)距的10倍。
12.如權(quán)利要求8所述的顯示器，其特征在于，所述選擇性反射層、所述1/4波片和所述偏振片按所述指定的順序放置在基板的一個(gè)主表面上，并且所述發(fā)光層和所述反射層按所述指定的順序放置在所述基板的另一個(gè)主表面上，并且所述基板的厚度不大于所述像素的排列節(jié)距的10倍。
13.如權(quán)利要求1所述的顯示器，其特征在于，所述發(fā)光層位于一對(duì)電極之間，由此構(gòu)成了EL元件。
14.如權(quán)利要求2所述的顯示器，其特征在于，所述發(fā)光層位于一對(duì)電極之間，由此構(gòu)成了EL元件。
15.如權(quán)利要求1所述的顯示器，其特征在于，所述選擇性反射層是下列各種層中的一種膽甾型液晶層，通過使膽甾型液晶層聚合而獲得的層，以及通過以膜形來構(gòu)成膽甾型液晶層而獲得層。
16.如權(quán)利要求2所述的顯示器，其特征在于，所述選擇性反射層是下列各種層中的一種膽甾型液晶層，通過使膽甾型液晶層聚合而獲得的層，以及通過以膜形來構(gòu)成膽甾型液晶層而獲得層。
17.一種顯示器，它包括按指定的順序放置的反射層、發(fā)光層、選擇性反射層、1/4波片和偏振片，其中所述發(fā)光層包括第一發(fā)光層和第二發(fā)光層，所述第一發(fā)光層發(fā)出具有單個(gè)第一峰值波長的光線，所述第二發(fā)光層發(fā)出具有單個(gè)第二峰值波長的光線，并且所述選擇性反射層使第一圓偏振光通過并反射第二圓偏振光，所述第二圓偏振光具有與所述第一圓偏振光的偏振態(tài)相反的偏振態(tài)并具有預(yù)定的波長，并且所述選擇性反射層還包括第一反射層和第二反射層，所述第一反射層包括按所述第一峰值波長所對(duì)應(yīng)的第一螺旋節(jié)距來排列的液晶分子并反射含所述第一峰值波長在內(nèi)的預(yù)定波長的第二圓偏振光，所述第二二反射層包括按所述第二發(fā)光層的波長所對(duì)應(yīng)的第二螺旋節(jié)距而排列的液晶分子并反射含所述第二峰值波長在內(nèi)的預(yù)定波長的第二圓偏振光。
18.一種包括反射層、發(fā)光層、1/4波片和偏振片的顯示器，所述1/4波片位于所述偏振片和所述發(fā)光層之間，并且所述發(fā)光層位于所述1/4波片和所述反射層之間，所述顯示器包括位于所述1/4波片和所述發(fā)光層之間的選擇性反射層，所述選擇性反射層使第一圓偏振光通過并反射第二圓偏振光，所述第二圓偏振光具有與所述第一圓偏振光的偏振態(tài)相反的偏振態(tài)并具有預(yù)定的波長，從所述發(fā)光層中發(fā)出的光線具有至少一個(gè)峰值波長λp，并且所述選擇性反射層反射指定的波長范圍所對(duì)應(yīng)的光線，所述指定的波長范圍包括所述峰值波長λp。
全文摘要
一種顯示器包括選擇性反射層SR，該選擇性反射層SR位于1/4波片WP和發(fā)光層64之間并包括按預(yù)定的螺旋節(jié)距排列的液晶分子，該選擇性反射層SR使第一圓偏振光通過而反射第二圓偏振光，第二圓偏振光具有與第一圓偏振光的偏振態(tài)相反的偏振態(tài)并具有預(yù)定的波長。發(fā)光層64具有至少一個(gè)峰值波長，并且當(dāng)峰值波長的數(shù)目是m時(shí)選擇性反射層SR包括m個(gè)選擇性反射區(qū)域。當(dāng)從發(fā)光層64中射出的光線的峰值波長是λp(k)(k＝1，2，...，m從最小的波長起)時(shí)，峰值波長λp(k)小于通過使用于形成各選擇性反射區(qū)域的選擇性反射層SR的異常光折射率ne(k)乘以螺旋節(jié)距P(k)而獲得的一個(gè)數(shù)值ne(k)P(k)，并且大于通過使尋常光折射率no(x)乘以螺旋節(jié)距P(k)而獲得的一個(gè)數(shù)值no(k)P(k)。在用于形成選擇性反射區(qū)域的諸多選擇性反射層之間建立這樣一種關(guān)系ne(k－1)P(k－1)＜no(k)P(k)。
文檔編號(hào)H01L51/52GK1871627SQ20048003143
公開日2006年11月29日 申請(qǐng)日期2004年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月24日
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