《OLED偏光片与减反射补偿膜技术ppt课件.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《OLED偏光片与减反射补偿膜技术ppt课件.pptx（44页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、2018年 7 月 8 日,OLED 偏光片与减反射补偿膜技术- OLED Polarizer -,1,OLED的典型结构,逆波長分散波長板,玻璃基板ITO(陽極),偏光板,入射自然光,用于减反射用的圆偏光片,发光层（陰極）,3,TFT LCD 与 OLED 的结构比较,PMOLED/AMOLED 的 结构比较,4,OLED的特征,5,6,Oled havent the limit of viewing angle,OLED没有视角限制,OLED具有高色域,7,OLED 为什么需要偏光片和补偿膜,减反射补偿膜的作用：减少介质间界面反射。界面反射的危害：引起光学系统的光能量损失；加剧光学系统的杂
2、散光干扰，加大系统噪声。在OLED 显示器件中，最基本的反射界面是OLED 封装表面。次级反射界面是偏光片本身的层间界面和表面反射界面。,减反射补偿膜的关键技术指标：透过率和色中性,色中性好，膜系的透过率与波长的关系曲线比较平坦。,OLED减反射补偿膜偏光片的工作原理,常见的减反射膜的结构： 单层减反膜和多层减反膜；,常见的反射界面的表面反射率,n0、n1越接近，表面反射率就越低。对于从空气入射介质场合， n0 1。n11.441.92, R=3.2510%（在可见和近红外区）;在红外区域（硅和锗基底）, R31%,光垂直入射一光学界面，其表面反射率：,单层减反膜,在光的入射界面上镀一层低折射
3、率（ n0 nf ns ）的膜层减少反射率。,反射率为零的条件为,典型的单层减反膜的R曲线呈V型，存在一个谷底，在此波长处具有最小反射率。但色中性较差。,单层减反膜的讨论：,单层减反膜理论上只能在一个波长处实现零反射率所以色中性差，即反射率的波长相关性强, 影响显示系统的色平衡）；,如果入射光偏离正入射，那么最小反射率对应的波长向短波方向移动。最常用的单层减反射补偿膜是常规的PC减反射补偿膜。,双层减反膜,为改善单层减反膜的不足：色中性差以及很难实现零反射，提出双层减反膜的设计。具体结构有:1）双层/4膜堆2） /2 /4膜堆,1) 双层/4膜堆,GLA变成GHLA， 可以实现零反射，但不能克
4、服色中性差的缺陷, R曲线呈V型，适用与工作波段较窄的场合。,2) /2 /4膜堆,G2HLA 膜系：基质 /2膜层 /4膜层空气,1）反射率在参考波长处与/2膜层光学参数无关，等价与一单层减反膜系；,2）/2膜层在偏离参考波长处影响膜系的反射率，在参考波长两侧可望得到反射率的极小值。R曲线呈W型。所以在参考波长处反射率较双层/4膜堆高，但该波长两侧R曲线较平坦，色中性较好。（通过调整虚设层的折射率实现，虚设层起到平滑膜系反射透射特性的作用）,膜系反射率为,膜系特点：,在AM-OLED中偏光片应用的关注点,1、为了延长AM-OLED 使用寿命和提高工作显示亮度，需要最大限度提高偏光片的透过率。
5、2、为了改善减反射效率，需要在提高亮度的前提下，保持尽可能高的圆偏光度。3、为了改善膜表面反射率、解析度和作业性，需要高清晰度的防眩、防划伤表面处理。4、为了匹配AM-OLED 的使用寿命，需要不低于AM-OLED 器件本身工作条件的可靠性使用寿命。5、为了降低总厚度，需要在保证可靠性和裁切作业性的前提下最大限度地降低偏光片厚度。6、在满足上述要求的前提下最大限度降低成本。,小结：,1、 在PM-OLED 产品应用中，由于主要用于单色显示的减反射补偿，因此可以考虑采用单层PC /4 补偿膜，以降低材料成本。2、在AM-OLED产品应用中，需要考虑全色域减反射补偿，因此有必要考虑采用逆分散性补偿
6、膜或多层迭代减反射补偿机理的补偿膜，实现不同色域需求的减反射补偿要求。主要应用有WRS 系列和COP 系列单层或多层补偿膜产品。,OLED 相位差补偿膜的原理与特性,17,18,OLED用相位差补偿膜的補償原理及種類,廣義之相位差膜為可將入射偏光之相位改變的光學薄膜。就其功能目的來區分，可大約分為廣視角膜(Wide View Film)、色差補償膜(Achromatic Compensation Film)、或單純改變相位的相位差膜(Phase Difference Film or Retardation Film)，亦可泛稱為LCD補償膜。下圖一為相位差膜之發展歷史概況示意圖，圖中標示出幾個
7、時間點，在相位差膜發展歷程上都有重要的技術突破。起初開發相位差膜的目的是是要取代當年主流的STN-LCD上厚重的第二片STN玻璃cell(單片STN之底色非白色及視角甚差)；1988年首先是將鑄膜法得到的PC經拉伸的到所需的相位差值；1996年Fuji Film透過變化碟狀液晶在厚度方向的傾斜角(discotic O-plate)，用以補償TFT-TN型顯示器視角漏光的缺陷，成功開發出至今仍廣為使用的廣視角膜(Fuji WV Film)；2000年針對反射式及半穿反顯示器發展出寬波域之相位差膜(Broadband Retardation Film)，有效控制相位差膜之相位差值對應於波長分佈的曲
8、線。,圖 相位差膜之發展歷史概況,19,OLED用偏光片相位差补偿膜的工作原理,相位差膜的基本運作原理示意圖如下圖二所示，利用材料本身具有的雙折射率特性，當線性偏振光之偏振方向與相位差膜夾一角度時，入射光之電場振動方向對應於no與ne方向分量看到的折射率大小不同，導致兩垂直偏振光行進的速度(或位相, phase)產生差異，產生的差異大小與n (=ne - no)及相位差膜的厚度d相關。當相位差值的大小為/2的倍數時，出射光仍為直線偏光，但與入射偏光之偏振方向垂直；當相位差值大小為/4的倍數時，出射光變成圓偏光，若相位差值為其他時出射光則形成橢圓偏光。,圖二 相位差膜的基本運作原理示意圖,20,
9、OLED偏光片用相位差补偿膜的品种与分子结构,相位差膜的種類若以光學性質來區分，簡單來說，可區分為單光軸的相位差膜(Uniaxial)、雙光軸的相位差膜(Biaxial)，常見的相位差膜又可分為A-plate、C-plate與O-plate。A-plate的折射率ny=nznx，x軸為其光軸，光軸方向平行於膜體表面；C-plate的折射率nx=nynz，z軸為其光軸，光軸方向垂直於膜體表面；而O-plate為雙光軸的相位差膜，折射率nynznx，光学軸與表面夾一角度，此外還有延伸的雙光軸相位差膜，其在x、y、z三方向的折射率均不相同，下圖三是相位差膜的種類定義分類及分子結構示意圖。圖三 相位差
10、膜的種類定義及分子結構示意圖,21,OLED偏光片用寬波长相位差膜,目前寬波域/4相位差膜的製作技術主要是以非晶性高分子延伸配向的方式結合分子設計(Molecular Design)或光學設計(Optical Design)兩種概念來製作，以下將一一敘述之。(1)分子設計 相位差膜為具單一光軸之透明膜，一般由非晶性高分子直接拉伸，藉由控制膜厚來達到所需之雙折射值，由此決定相位差膜的分佈。根據勞倫茲模型(Lorentz model)闡釋，當單一軸性材料雙折射率n 0時，其吸收極大波長會在長波長側，這樣的結果造成在可見光範圍折射率分佈應為正斜率。但由實驗結果得知，一般非晶性高分子雙折射值n 0時，
11、其在不同波長下為負斜率的折射率分佈，主要還需視分子的振動方向與強度而定，如圖六所示。由此可知，傳統的/4相位差膜受材料天性侷限多為窄波域相位差膜，因此，若要使用單一光軸材料來製作寬波域/4相位差膜，勢必需要在分子設計上多做一些琢磨。圖 一般高分子材料在不同波長下的折射率分佈曲線,22,OLED 偏光片用宽波长相位差补偿膜,(2)光學設計另一種製作寬波域相位差膜的方式則是將幾種相位差膜利用光學設計的方式堆疊而成，例如日東及住友皆是利用此手法達成。傳統的/4相位差膜受材料天性侷限多為窄波域相位差膜，因此必須利用兩層以上之相位差膜進行加成削減的方式方能製作寬波域相位差膜，但卻因此相對增加成本比重、重
12、量及厚度，是LCD產業最希望避免的重要課題。利用光學設計概念製作寬波域相位差膜主要有兩種手法：(1)利用兩種以上不同相位差分佈的材料堆疊貼合；(2)利用同一種相位差分佈的材料堆疊貼合而成。以下將一一描述之。不同非晶性高分子材料具有不同的相位差分佈，可以利用直交堆疊的方式製成寬波域相位差膜，如圖10所示。利用此方法製成的相位差膜，其相位差分散特性仍具光波長依存性，差異不大，因此仍無法有效將可見光波段之線偏光完全轉換為圓偏光。,圖 一般高分子材料折射率分佈曲線及利用不同相位差分佈材料堆,23,疊貼合成的OLED偏光片用寬波长相位差膜與傳統相位差膜之比較,利用同一種相位差分佈的材料將其做成/2波板與
13、/4波板後進行光學設計以非直交堆疊成的寬波域相位差膜已可以有效提升圓偏光在暗態的遮蔽情形，其中以2片/2波板與一片/4波板堆疊的效果最佳，如圖十一所示。倘若單純用/4波板改善，可以發現R、G、B波段的光要將線偏光轉為圓偏光的路徑不一，僅綠色波段完全轉換至圓偏光，其餘皆為漏光的現象（圖11 c）；結合/2波板與/4波板藉由光學設計堆疊的效果，可以將三原色之線偏光幾乎完全轉換成圓偏光（圖11 d），日東與住友皆是利用此方法製成寬波域相位差膜。日東已成功地利用光學設計以非直交堆疊的方式製作寬波域相位差膜，其中以利用折射率分佈差異不大的a-PO (amorphous polyolefin)材料做成一層
14、/2波板與一層/4波板堆疊成的寬波域相位差膜的相位差分佈最接近於理想值(圖11a、b)，同時也基於成本考量，目前日東已將此實驗結果商品化。圖 堆疊法製作寬波域相位差膜之原理與其暗態遮蔽表現比較,典型的OLED补偿膜类型和逆波长补偿膜的波長分散性,OLED 的圆偏光片,OLED的圆偏光片结构与原理,26,OLED用减反射偏光片的典型结构,粘着層,通常偏光板与高透過型偏光板,典型的 OLED偏光片结构,Normal,AM OLED,PM OLED(On sale),Structure,Thickness(),155,124,142,111,HC TAC(30),PVA(25),TAC(25),Ad
15、hesive(11),QWF(RM, 53),Adhesive(11),HC TAC(30),PVA(5),TAC(20),Adhesive(5),QWF(RM, 53),Adhesive(11),HC TAC(30),PVA(25),TAC(25),Adhesive(11),QWF(PC, 40),Adhesive(11),HC TAC(30),PVA(5),TAC(20),Adhesive(5),QWF(PC, 40),Adhesive(11),30,OLED 偏光片的工作原理,OLED 圆偏光片的技术要求,31,1. High Transmittance / High Polarizin
16、g efficiency - T : 43.5%, PE : 99.92. Wide band Retarder : Contrast Enhancement3. Thinner Thickness4. Surface treatment - HC / LR / AGSR / AR,32,OLED 偏光片补偿膜的应用示例,Polarizer (abs. axis:0deg),/4 (slow axis:45deg),Reflector(Cathode),/2 (slow axis:15deg),/4 (slow axis:75deg),Single,Double,OLED偏光片的反射率特性,3
17、4,WR-W single(R=140nm),WR-S single(R=140nm),APO single(R=140nm),PC single(R=140nm),OLED 偏光片的视角特性,APO double(R=280nm,140nm),PC double(R=280nm,140nm),OLED偏光片的镜像反射率,35,PM OLED,Wide band,New RM,PM OLED 偏光片的典型结构和特性参数,36,StructureOptical Property,Released film,PSA,PC Retarder,Anti glare or Hard-coating,PS
18、A,Polarizer,Surface Treatment,Protective film,The mirror reflectance is lower 10% then the optical wavelength is larger than 480nm.,PSA,/4 COP,AM OLED 偏光片的典型结构与特性参数,37,Structure2. Optical Property,Released film,PSA,Wide band Retarder,Polarizer,Surface Treatment,Protective film,Released film,PSA,/2 C
19、OP,Polarizer,Surface Treatment,Protective film,Released film,PSA,RM Retarder,Polarizer,Surface Treatment,Protective film,38,1. Property 1) Optical Property 2) Reliability,PMOLED & AMOLED偏光片的光学参数,PM-OLED 用高可靠性、高透过率偏光片的典型结构,39,StructureOptical Property,Released film,PSA,PC Retarder,Anti glare or Hard-
20、coating,PSA,Polarizer(DYE),Surface Treatment,Protective film,OLED用高透过率圆偏光片的机理,40,3. Characteristics of organic light emitting material 1) 有机素子的色调及SPEC TRUN(光谱)依赖于发光物体的Bandgap. 2) 各个颜色物质的Bandgap, HOMO, LUMO能级不同, 需要开发此素子的结构.,Blue: 无机物的种类少，电力消耗多，寿命短.,Green: 有机物的种类多，因此亮度号.,OLED用高透过率圆偏光片染色机理,41,4. Transmittance Graph of Polarizer,提高有机发光体亮度不好的Blue及Red领域偏光片的透过率来完善,提高有机发光体亮度不好的Blue及Red领域偏光片的透过率来完善,OLED用高透过率圆偏光片的典型技术参数,42,5. Comparison of iodine and Dye polarizing film,43,谢 谢 ！,
