有機ELテレビの屋外視認性を改善させる偏光板の役割


2015年3月30日 LGディスプレイ

OLEDのピクセルは、OLED素子とTFT /電極で構成されています。TFTと電極を構成する物質は、電気伝導度が高い金属物質です。これらの金属材料は、反射率も非常に高く、屋外の日光をそのまま反射させるので、画面を正確に表示する困難になります。

OLED構造の反射率の高い陰極が全面に敷かれた背面発光構造で偏光板(POL)なしでOLEDをそのまま入れると、ミラーディスプレイのように光を多反射してしまいます。

反射を解決するための方法

屋外視認性の問題は、外部光源がディスプレイから反射されて出てくる光が映像よりも明るくて生じます。反射が発生する要因は大きく2つに分けられるます。まず、ディスプレイの表面、すなわち前面についた物質によって反射される、表面反射が原因です。次に、表面を突き抜けて入ってきた光がTFT /電極によって反射される電極反射です。この2つの要因によって反射される光が映像放出光よりも明るいと、問題が生じることでしょう。では、これを改善するための方法は、どのようなものでしょうか?



1)表面反射の改善:これを改善するための方法は反射された光が、前面では無くて、光の方向を変える方法があります。フィルムの表面に若干の屈曲を与え、光の反射が外側に向けたり、もっと内部に透過されるようにする。

2)電極の反射の改善:OLED電極が光をよく反射するので、これを改善するためには、光が反射される電極面に光を吸収する物質を使う。しかし、このようにしたアプリケーションにおいて、工程/信頼性の問題が発生する可能性があります。だから今日では、対処する方策として偏光板を利用した方法がある。

3)画像自体のの明るさの改善:上で述べたように、反射された光が映像放出光よりも明るいので、屋外視認性の問題が生じます。裏返し考えてみれば、屋外視認性を向上させるためには、映像の明るさを反射する光よりも明るくする必要がある。

OLEDで使用されている偏光板の特別な用途

屋外視認性の原因は様々なので、一つだけの対策では改善することはできない。だから、上記の方法の全てを使用します。その中でOLEDで使用される偏光板を用いた改善方法について説明します。



OLEDで使用される偏光板は、LCDとは異なります。OLEDは線偏光板と円偏光板が合わさった一つの偏光板を使用します。

上の図を見れば、偏光されていない外部の光源が線偏光(90°)フィルムを通過します。OLEDに使用する円偏光フィルムは、線偏光フィルムと位相遅延フィルムが合わさった形で、偏光板を通る光は、位相遅延フィルム(45°)と、円偏光の光(135°)を通過します。この光は、TFTやOLEDの電極に反射して戻ってきます。図に示すように、電極に反射された光は、再び位相遅延フィルムを経て、180°の線偏光に変化します。

そして最後のフィルムが最初に光が入ってくるとき通過したX軸の線偏光(90°)フィルムです。だから180°線偏光光は通過できず、偏光板で止まってしまいます。このような原理で、OLEDは前面に円形偏光板を貼り付け、外部から入ってき光が反射して出ないようにしています。


OLEDが使用する円偏光板の動作原理

偏光板がOLEDに与える負担と改善案

OLEDでの偏光板の使用を考えると、興味深いものです。LCDのように必ずしも偏光板を必要としていないが、屋外視認性を改善し、より良い画質を作るためには必要です。しかし、偏光板を使用することの欠点もあります。費用が発生するとともに、明るさの減少という問題が発生します。

偏光板を通過する光は、50%以下の明るさになってしまうので、そのためにOLEDからはより明るい光を必要です。寿命が重要なOLEDの場合では、より高い電流を必要とするので、パネルに負担がかかります。現在これを改善するための方法が開発中です。OLEDは速い速度で発展しています。今後さらに大きくなるOLED市場でこのような小さな努力が本当に重要な役割をするだろうという考えます。