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KR102515564B1 - 유기 발광 장치 - Google Patents

유기 발광 장치 Download PDF

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KR102515564B1
KR102515564B1 KR1020160061389A KR20160061389A KR102515564B1 KR 102515564 B1 KR102515564 B1 KR 102515564B1 KR 1020160061389 A KR1020160061389 A KR 1020160061389A KR 20160061389 A KR20160061389 A KR 20160061389A KR 102515564 B1 KR102515564 B1 KR 102515564B1
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South Korea
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light emitting
organic light
liquid crystal
inclination angle
crystal layer
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김주현
최현석
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삼성전자주식회사
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Abstract

유기 발광 표시 패널과 원편광판을 포함하고, 상기 원편광판은 편광자, 그리고 서로 마주하는 제1 면과 제2 면을 가지는 액정층을 포함하는 보상 필름을 포함하며, 상기 액정층은 상기 액정층의 표면에 대하여 경사진 복수의 액정들을 포함하고, 상기 액정층의 표면에 대한 상기 액정들의 경사각은 상기 액정층의 제1 면으로부터 제2 면까지 상기 액정층의 두께 방향을 따라 점진적으로 커지며, 상기 액정층의 표면에 대한 상기 액정들의 최대 경사각은 상기 유기 발광 표시 패널의 두께 방향으로 발생하는 두께 방향 위상 지연을 고려하여 광학 설계되는 유기 발광 장치에 관한 것이다.

Description

유기 발광 장치{ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DEVICE}
유기 발광 장치에 관한 것이다.
근래 모니터 또는 텔레비전 등의 경량화 및 박형화가 요구되고 있으며, 이러한 요구에 따라 유기 발광 장치(organic light emitting diode device, OLED device)가 주목받고 있다. 유기 발광 장치는 스스로 발광하는 자체 발광형 표시 장치로서 별도의 백라이트가 필요 없어 두께를 줄일 수 있고 플렉시블 표시 장치를 구현하는데 유리하다.
그러나 유기 발광 장치의 금속 전극 및 금속 배선은 외부로부터 유입된 광을 반사시킬 수 있고 이와 같이 반사된 광은 유기 발광 장치의 시인성과 대비비를 저하시켜 표시 품질을 떨어뜨릴 수 있다.
이를 줄이기 위하여 유기 발광 표시 패널의 일면에 소정의 광학 특성이 부여된 원편광판이 부착될 수 있다. 원편광판은 상기 반사된 광이 바깥으로 나오는 것을 줄여 반사방지 효과를 구현할 수 있다.
일 구현예는 반사방지 효과를 효과적으로 구현하여 표시 특성을 개선할 수 있는 유기 발광 장치를 제공한다.
다른 구현예는 상기 유기 발광 장치에 적용될 수 있는 원편광판을 제공한다.
일 구현예에 따르면, 유기 발광 표시 패널과 원편광판을 포함하고, 상기 원편광판은 편광자, 그리고 서로 마주하는 제1 면과 제2 면을 가지는 액정층을 포함하는 보상 필름을 포함하며, 상기 액정층은 상기 액정층의 표면에 대하여 비스듬하게 경사진 복수의 액정들을 포함하고, 상기 액정층의 표면에 대한 상기 액정들의 경사각은 상기 액정층의 제1 면으로부터 제2 면까지 상기 액정층의 두께 방향을 따라 점진적으로 커지며, 상기 액정층의 표면에 대한 상기 액정들의 최대 경사각은 상기 유기 발광 표시 패널의 두께 방향으로 발생하는 두께 방향 위상 지연을 고려하여 광학 설계되는 유기 발광 장치를 제공한다.
상기 액정들의 최대 경사각은 상기 원편광판의 일면에 반사판을 배치하고 측정된 상기 원편광판의 측면방향에서의 반사율 및 반사색상 중 적어도 하나가 최소일 때의 상기 액정들의 최대 경사각과 다를 수 있다.
상기 액정들의 최대 경사각은 상기 원편광판의 일면에 반사판을 배치하고 측정된 상기 원편광판의 측면방향에서의 반사율 및 반사색상 중 적어도 하나가 최소일 때의 상기 액정들의 최대 경사각보다 클 수 있다.
상기 액정들의 평균 경사각은 하기 관계식 1을 만족할 수 있다.
[관계식 1]
(T0 + Rthp/4) x 0.6 ≤ T1≤ (T0 + Rthp/4) x 1.4
상기 관계식 1에서,
T1은 액정들의 평균 경사각이고,
T0는 상기 원편광판의 일면에 반사판을 배치하고 측정된 상기 원편광판의 측면방향에서의 반사율 및 반사색상 중 적어도 하나가 최소일 때의 액정들의 평균 경사각이고,
Rthp는 상기 유기 발광 표시 패널의 두께 방향 위상 지연이다.
상기 액정들의 평균 경사각은 하기 관계식 2를 만족할 수 있다.
[관계식 2]
(T0 + Rthp/4) x 0.8 ≤ T1≤ (T0 + Rthp/4) x 1.2
상기 관계식 2에서,
T1은 액정들의 평균 경사각이고,
T0는 상기 원편광판의 일면에 반사판을 배치하고 측정된 상기 원편광판의 측면방향에서의 반사율 및 반사색상 중 적어도 하나가 최소일 때의 액정들의 평균 경사각이고,
Rthp는 상기 유기 발광 표시 패널의 두께 방향 위상 지연이다.
상기 액정들의 최대 경사각은 약 45도 내지 90도일 수 있다.
상기 액정들의 평균 경사각은 약 30도 내지 60도일 수 있다.
상기 유기 발광 표시 패널은 하기 관계식 3 및 4의 굴절률을 만족할 수 있다.
[관계식 3]
nxp > nzp
[관계식 4]
nyp > nzp
상기 관계식 3 및 4에서,
nxp은 상기 유기 발광 표시 패널의 면내 굴절률이 가장 큰 방향에서의 굴절률이고,
nyp은 상기 유기 발광 표시 패널의 면내 굴절률이 가장 작은 방향에서의 굴절률이고,
nzp은 상기 유기 발광 표시 패널의 두께 방향에서의 굴절률이다.
상기 유기 발광 표시 패널은 하기 관계식 5의 굴절률을 만족할 수 있다.
[관계식 5]
nxp = nyp > nzp
상기 관계식 5에서,
nxp은 상기 유기 발광 표시 패널의 면내 굴절률이 가장 큰 방향에서의 굴절률이고,
nyp은 상기 유기 발광 표시 패널의 면내 굴절률이 가장 작은 방향에서의 굴절률이고,
nzp은 상기 유기 발광 표시 패널의 두께 방향에서의 굴절률이다.
상기 유기 발광 표시 패널의 두께 방향 위상 지연의 절대값은 약 20nm 내지 200nm일 수 있다.
상기 액정층의 제1 면은 상기 편광자 측에 위치하고 상기 액정층의 제2 면은 상기 유기 발광 표시 패널 측에 위치할 수 있다.
상기 액정층의 제1 면은 상기 유기 발광 표시 패널 측에 위치하고 상기 액정층의 제2 면은 상기 편광자 측에 위치할 수 있다.
상기 보상 필름은 상기 액정층의 일면에 위치하는 보조층을 더 포함할 수 있고, 상기 보조층은 하기 관계식 6을 만족할 수 있다.
[관계식 6]
nz2 > nx2 = ny2
상기 관계식 6에서,
nx2은 보조층의 면내 굴절률이 가장 큰 방향에서의 굴절률이고,
ny2은 보조층의 면내 굴절률이 가장 작은 방향에서의 굴절률이고,
nz2은 보조층의 두께 방향에서의 굴절률이다.
상기 보조층은 고분자, 액정 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 보조층은 수직 배향 액정을 포함할 수 있다.
상기 유기 발광 표시 패널은 배향된 유기 분자를 포함하는 유기층을 포함할 수 있다.
상기 유기 발광 표시 패널은 증착된 유기 분자를 포함하는 유기층을 포함할 수 있다.
상기 유기 발광 표시 패널은 미세공진 구조를 가질 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 편광자, 그리고 서로 마주하는 제1 면과 제2 면을 가지는 액정층을 포함하는 보상 필름을 포함하며, 상기 액정층은 상기 액정층의 표면에 대하여 비스듬하게 경사진 복수의 액정들을 포함하고, 상기 액정층의 표면에 대한 상기 액정들의 경사각은 상기 제1 면으로부터 상기 제2 면까지 상기 액정층의 두께 방향을 따라 점진적으로 커지며, 상기 액정들의 최대 경사각은 상기 원편광판의 일면에 반사판을 배치하고 측정된 상기 원편광판의 측면방향에서의 반사율 및 반사색상 중 적어도 하나가 최소일 때의 상기 액정들의 최대 경사각과 다르게 광학 설계되는 유기 발광 장치용 원편광판을 제공한다.
상기 액정들의 최대 경사각은 상기 원편광판의 일면에 반사판을 배치하고 측정된 상기 원편광판의 측면방향에서의 반사율 및 반사색상 중 적어도 하나가 최소일 때의 상기 액정들의 최대 경사각보다 클 수 있다.
외광의 반사방지 효과를 더욱 효과적으로 개선하여 외광에 의해 시인성 및 대비비가 저하되는 것을 방지하여 유기 발광 장치의 표시 특성을 개선할 수 있다.
도 1은 일 구현예에 따른 유기 발광 장치를 개략적으로 보여주는 단면도이고,
도 2는 도 1의 유기 발광 장치에 적용된 일 예의 원편광판을 확대하여 도시한 유기 발광 장치의 단면도이고,
도 3은 도 1의 유기 발광 장치에 적용된 다른 일 예의 원편광판을 확대하여 도시한 유기 발광 장치의 단면도이고,
도 4는 도 1의 유기 발광 장치에 적용된 다른 예의 원편광판을 확대하여 도시한 유기 발광 장치의 단면도이고,
도 5는 도 1의 유기 발광 장치에 적용된 다른 예의 원편광판을 확대하여 도시한 유기 발광 장치의 단면도이고,
도 6은 도 1 및 도 2에 따른 유기 발광 장치의 시야각 개선 원리를 보여주는 개략도이고,
도 7은 실시예 6 내지 11에 따른 유기 발광 장치의 반사도를 보여주는 그래프이고,
도 8은 실시예 6 내지 11에 따른 유기 발광 장치의 색도 변화를 보여주는 그래프이고,
도 9는 기준예 6 내지 11에 따른 비교 샘플의 반사도를 보여주는 그래프이고,
도 10은 기준예 6 내지 11에 따른 비교 샘플의 색도 변화를 보여주는 그래프이다.
이하, 구현예들에 대하여 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 구현예는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이하 도면을 참고하여 일 구현예에 따른 유기 발광 장치를 설명한다.
도 1은 일 구현예에 따른 유기 발광 장치를 개략적으로 보여주는 단면도이고, 도 2는 도 1의 유기 발광 장치에 적용된 일 예의 원편광판을 확대하여 도시한 유기 발광 장치의 단면도이다.
도 1을 참고하면, 일 구현예에 따른 유기 발광 장치(500)는 유기 발광 표시 패널(100)과 원편광판(200)을 포함한다.
유기 발광 표시 패널(100)은 풀 컬러(full color)를 표현하기 위한 복수의 단위 화소 군을 포함하며, 복수의 단위 화소 군은 행 및/또는 열을 따라 교대로 배치될 수 있다. 각 단위 화소 군은 복수의 화소를 포함하며, 예컨대 2x2 매트릭스, 3x1 매트릭스 등 다양한 배열을 가질 수 있다. 각 단위 화소 군은 예컨대 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소를 포함할 수 있으며, 예컨대 백색 화소를 더 포함할 수 있다. 단위 화소 군의 구성 및 배치는 다양하게 변형될 수 있다.
도 1을 참고하면, 유기 발광 표시 패널(100)은 베이스 기판(110), 베이스 기판(110) 위에 배열되어 있는 박막 트랜지스터 어레이(thin film transistor array)(Q1, Q2, Q3), 유기 발광 다이오드(150) 및 대향 기판(170)을 포함한다.
베이스 기판(110)은 유리 기판, 고분자 기판 또는 반도체 기판일 수 있다. 상기 고분자 기판은 예컨대 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리아미드, 폴리에테르술폰, 이들의 공중합체, 이들의 유도체 또는 이들의 조합일 수 있으나 이에 한정되지 않으며, 고분자 기판을 사용한 경우 플렉시블 소자를 효과적으로 구현할 수 있다.
박막 트랜지스터 어레이(Q1, Q2, Q3)는 각 화소마다 배치되어 있는 스위칭 박막 트랜지스터(QS1, QS2, QS3) 및 구동 박막 트랜지스터(QD1, QD2, QD3)를 포함하며, 스위칭 박막 트랜지스터(QS1, QS2, QS3) 및 구동 박막 트랜지스터(QD1, QD2, QD3)는 전기적으로 연결되어 있다.
스위칭 박막 트랜지스터(QS1, QS2, QS3)는 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자를 가지며, 제어 단자는 게이트선에 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선에 연결되어 있으며, 출력 단자는 구동 박막 트랜지스터(QD1, QD2, QD3)에 연결되어 있다. 스위칭 박막 트랜지스터(QS1, QS2, QS3)는 게이트선에 인가되는 주사 신호에 응답하여 데이터선에 인가되는 데이터 신호를 구동 박막 트랜지스터(QD1, QD2, QD3)에 전달할 수 있다.
구동 박막 트랜지스터(QD1, QD2, QD3) 또한 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자를 가지며, 제어 단자는 스위칭 박막 트랜지스터(QS1, QS2, QS3)에 연결되어 있고, 입력 단자는 구동 전압선에 연결되어 있으며, 출력 단자는 유기 발광 다이오드(150)에 연결되어 있다. 구동 박막 트랜지스터(QD1, QD2, QD3)는 제어 단자와 출력 단자 사이에 걸리는 전압에 따라 그 크기가 달라지는 출력 전류를 흘릴 수 있다.
박막 트랜지스터 어레이(Q1, Q2, Q3) 위에는 절연층(111)이 형성되어 있다. 절연층(111)은 스위칭 박막 트랜지스터(QS1, QS2, QS3) 및 구동 박막 트랜지스터(QD1, QD2, QD3)의 일부를 드러내는 복수의 접촉구를 가진다.
절연층(111) 위에는 유기 발광 다이오드(150)가 형성되어 있다. 유기 발광 다이오드(150)는 제1 색을 표시하는 제1 유기 발광 다이오드, 제2 색을 표시하는 제2 유기 발광 다이오드 및 제3 색을 표시하는 제3 유기 발광 다이오드를 포함하며, 여기서 제1 색, 제2 색 및 제3 색은 각각 삼원색 중 하나일 수 있다.
유기 발광 다이오드(150)는 하부 전극(120), 유기층(130) 및 상부 전극(140)을 포함한다. 하부 전극(120)은 제1 내지 제3 유기 발광 다이오드에 각각 위치하는 제1 하부 전극(120a), 제2 하부 전극(120b) 및 제3 하부 전극(120c)을 포함하고, 유기층(130)은 제1 내지 제3 유기 발광 다이오드에 각각 위치하는 제1 유기층(130a), 제2 유기층(130b) 및 제3 유기층(130c)을 포함한다. 상부 전극(140)은 제1 내지 제3 유기 발광 다이오드에 공통되는 공통 전극일 수 있다. 제1 유기 발광 다이오드, 제2 유기 발광 다이오드 및 제3 유기 발광 다이오드 사이에는 예컨대 폴리이미드와 같은 절연 물질로 만들어진 격벽(160)이 형성되어 있다.
하부 전극(120)은 구동 박막 트랜지스터(QD1, QD2, QD3)의 출력 단자에 연결되어 있고 상부 전극(140)은 공통 전압에 연결되어 있다.
하부 전극(120)과 상부 전극(140) 중 어느 하나는 애노드(anode)이고 다른 하나는 캐소드(cathode)이다. 예컨대 하부 전극(120)이 애노드일 수 있고 상부 전극(140)이 캐소드일 수 있다. 애노드는 정공(hole)이 주입되는 전극으로 높은 일 함수(work function)를 가지는 도전 물질로 만들어질 수 있으며 캐소드는 전자(electron)가 주입되는 전극으로 낮은 일 함수를 가진 도전 물질로 만들어질 수 있다.
하부 전극(120)과 상부 전극(140) 중 적어도 하나는 발광된 빛이 외부로 나올 수 있는 투명 또는 반투명 도전 물질로 만들어질 수 있으며 예컨대 ITO 또는 IZO와 같은 도전성 산화물 박막 및/또는 Ag, Al 박막과 같은 금속 박막 일 수 있다.
유기층(130)은 발광층을 포함하고, 추가적으로 부대층을 더 포함할 수 있다. 발광층은 하부 전극(120)과 상부 전극(140)에 전압이 인가되었을 때 적색, 녹색 또는 청색 등의 광을 고유하게 낼 수 있는 유기 물질을 포함할 수 있다. 부대층은 전자와 정공의 균형을 맞추기 위한 정공 전달층(hole transporting layer), 정공 주입층(hole injecting layer), 전자 주입층(electron injecting layer) 및/또는 전자 전달층(electron transporting layer)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 유기층(130)은 실질적으로 일 방향으로 배향된 유기 분자들을 포함할 수 있고, 유기층(130)의 유기 분자들은 예컨대 진공 증착과 같은 증착에 의해 형성될 수 있다.
도 1에서는 유기층(130)이 각 화소마다 분리되어 있는 예를 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 유기층(130)이 유기 발광 다이오드(150)에 공통층으로 형성된 구조일 수 있고, 예컨대 제1 색의 광을 내는 발광층, 제2 색의 광을 내는 발광층 및 제3 색의 광을 내는 발광층이 적층된 구조일 수도 있다. 이 경우 유기층(130)의 하부 또는 상부에 색 필터(도시하지 않음)를 더 포함할 수도 있다.
하부 전극(120), 유기층(130) 및 상부 전극(140)은 미세 공진 효과(microcavity effect)를 가질 수 있다. 미세 공진 효과는 발광층에서 나온 빛이 광로 길이(optical length) 만큼 떨어져 있는 반사층과 (반)투명층 사이에서 반복적으로 반사됨으로써 보강 간섭에 의해 특정 파장의 빛을 증폭하는 것으로, 미세 공진의 공명 파장에 상응하는 파장의 광은 강화되고 다른 파장의 광은 억제될 수 있다.
미세 공진 효과를 위해, 하부 전극(120)과 상부 전극(140) 중 하나는 반사층을 포함할 수 있고 다른 하나는 (반)투명층을 포함할 수 있다. 미세 공진 효과에서 강화되는 광의 파장 범위는 광로 길이에 따라 결정될 수 있으며 광로 길이는 예컨대 하부 전극(120)과 상부 전극(140) 사이의 거리로 결정될 수 있다. 즉 적색 화소는 적색 파장 영역의 광이 선택적으로 증폭될 수 있는 광로 길이를 가질 수 있고 녹색 화소는 녹색 파장 영역의 광이 선택적으로 증폭될 수 있는 광로 길이를 가질 수 있고 청색 화소는 청색 파장 영역의 광이 선택적으로 증폭될 수 있는 광로 길이를 가질 수 있다. 이와 같이 미세 공진 효과에 의해 각 화소 별로 특정 파장 영역의 광을 선택적으로 강화함으로써 색의 순도를 높일 수 있다.
대향 기판(170)은 예컨대 봉지 기판일 수 있다. 봉지 기판은 유리, 금속 및/또는 고분자로 만들어질 수 있으며, 고분자는 예컨대 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리카보네이트(PC), 트리아세틸셀룰로오즈(TAC), 이들의 공중합체, 이들의 유도체 및/또는 이들의 조합일 수 있다. 봉지 기판은 유기 발광 다이오드(150)를 봉지하여 외부로부터 수분 및/또는 산소가 유입되는 것을 방지할 수 있다. 베이스 기판(110)과 대향 기판(170)은 실링재(50)에 의해 결합되어 있을 수 있다.
도 1에서는 유기 발광 표시 패널(100)의 일 예의 구조를 예시하였으나, 유기 발광 표시 패널(100)의 구조는 다양할 수 있으며, 공지된 어떠한 유기 발광 표시 패널도 적용될 수 있다.
원편광판(200)은 유기 발광 표시 패널(100)의 일면에 위치하며, 유기 발광 표시 패널(100)로부터 빛이 나오는 측에 위치할 수 있다. 도 1에서는 대향 기판(170) 측으로 빛이 나오는 전면 발광(top emission) 구조를 예시하여 원편광판(200)이 대향 기판(170)의 일면에 배치된 예를 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 베이스 기판(110) 측으로 빛이 나오는 배면 발광(bottom emission) 구조인 경우 원편광판(200)은 베이스 기판(110)의 외측에 배치될 수도 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 원편광판(200)은 편광자(300) 및 보상 필름(400)을 포함한다.
편광자(300)는 외부로부터 입사되는 광(이하 "입사광"이라 한다)을 선편광으로 변환시키는 선형 편광자(linear polarizer)일 수 있다.
편광자(300)는 예컨대 연신된 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol, PVA)로 만들어진 편광판일 수 있으며, 상기 편광판은 예컨대 폴리비닐알코올 필름을 연신하고 여기에 요오드 또는 이색성 염료를 흡착시킨 후 붕산 처리 및 세정 등의 방법으로 형성될 수 있다.
편광자(300)는 예컨대 고분자와 이색성 염료를 용융혼합(melt blend)하여 준비된 편광 필름일 수 있으며, 상기 편광 필름은 예컨대 고분자와 이색성 염료를 혼합하고 상기 고분자의 용융점 이상의 온도에서 용융하여 시트로 제작하는 방법으로 형성될 수 있다. 상기 고분자는 소수성 고분자일 수 있으며 예컨대 폴리올레핀일 수 있다.
보상 필름(400)은 편광자(300)를 통과한 선편광된 빛을 원편광시켜 위상차를 발생시킬 수 있으며, 예컨대 λ/4 플레이트 또는 λ/2 플레이트일 수 있으며 예컨대 λ/4 플레이트일 수 있다. 상기 λ/4 플레이트는 550nm 파장(이하 '기준 파장'이라 한다)의 입사광에 대하여 예컨대 약 120nm 내지 160nm의 면내 위상차(in-plane retardation, Re)를 가질 수 있다. 상기 λ/2 플레이트는 기준 파장의 입사광에 대하여 예컨대 약 220nm 내지 320nm의 면내 위상차(Re)를 가질 수 있다.
보상 필름(400)은 기재(430), 배향막(440) 및 액정층(450)을 포함한다.
기재(430)는 예컨대 유리 기판 또는 고분자 기판일 수 있다. 상기 고분자 기판은 광학 등방성을 가질 수 있으며, 예컨대 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리카보네이트(PC), 트리아세틸셀룰로오즈(TAC), 이들의 유도체 및/또는 이들의 조합으로 만들어진 기판일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 보상 필름(400)이 기판 외에 다른 종류의 하부막을 포함하는 경우, 기재(430)는 상기 하부막일 수 있다. 기재(430)는 경우에 따라 생략될 수도 있다.
배향막(440)은 후술하는 액정층(450)의 액정에 프리틸트 각도(pretilt angle)를 부여하여 액정의 배향성을 제어할 수 있으며, 예컨대 폴리비닐알코올, 폴리올레핀, 폴리아믹산, 폴리이미드 또는 이들의 조합으로 만들어질 수 있다. 배향막(440)의 표면은 러빙(rubbing)과 같은 물리적 처리 또는 광 배향과 같은 광 처리에 의해 액정 배향 능력을 부여할 수 있다. 배향막(440)은 경우에 따라 생략될 수도 있다.
액정층(450)은 액정층(450)의 표면에 대하여 경사진 배향을 가지는 복수의 액정(450a)을 포함할 수 있다. 여기서 액정층(450)의 표면에 대하여 경사진다는 겻은 액정층(450)의 표면에 대하여 수평하게 배향되지 않은 것을 말하고, 상기 각 액정(450a)은 액정층(450)의 표면에 대하여 예컨대 0도 초과 내지 90도 이하의 각도로 기울어져 있을 수 있다.
액정층(450)에 대하여 액정(450a)이 기울어진 각도(이하 '경사각(tilt angle)'이라 한다)는 액정층(450)의 두께 방향을 따라 변할 수 있으며, 예컨대 액정들(450a)의 경사각은 액정층(450)의 두께 방향을 따라 점진적으로 변할 수 있다. 즉, 액정층(450)은 상부에서 하부로 갈수록 경사각이 커지는 구조, 즉 하부 경사(bottom tilt) 구조일 수 있으며, 예컨대 액정층(450)이 편광자(300) 측에 위치하고 배향막(440)과 접하는 제1 면과 유기 발광 표시 패널(100)과 접하는 제2 면을 가질 때, 액정들(450a)의 경사각은 액정층(450)의 제1 면으로부터 제2 면까지 액정층(450)의 두께 방향을 따라 점진적으로 변할 수 있다.
이와 같이 액정(450a)의 경사각이 액정층(450)의 두께 방향을 따라 점진적으로 변하는 액정층(450)을 포함함으로써 정면 및 측면을 포함한 모든 방향에서 외광의 반사방지 효과를 개선할 수 있다.
도 6은 도 1 및 도 2에 따른 유기 발광 장치의 측면 시인성 개선 원리를 보여주는 개략도이다.
도 6을 참고하면, 외광은 편광자(300) 및 보상 필름(400)을 통과하여 유기 발광 표시 패널(100)에 도달하는 제1 광로(first optical path)(OP1)와 표시 패널(100)에서 반사되어 다시 보상 필름(400)을 통과하는 제2 광로(second optical path)(OP2)를 거치고 제1 광로(OP1)와 제2 광로(OP2)를 통해 편광 방향이 바뀐 광은 편광자(300)를 통과하지 못하면서 외광 반사방지 효과를 가질 수 있다.
이때 유기 발광 표시 패널(100)을 경계로 하여 제1 광로(OP1)와 제2 광로(OP2)가 실질적으로 거울상(mirror image)을 형성할 수 있다. 이에 따라 보상 필름(400)은 한 방향으로 치우치게 경사 배향된 액정들을 포함하지만 외광이 서로 반대 방향인 제1 광로(OP1)와 제2 광로(OP2)를 차례로 통과하면서 제1 광로(OP1)에 위치하는 액정들(450aa)의 경사 배향과 제2 광로(OP2)에 위치하는 액정들(450ab)의 경사 배향을 합하여 위상 지연을 조정할 수 있다. 따라서 모든 방향에서 실질적으로 동일한 반사방지 효과를 나타낼 수 있고 이에 따라 정면 뿐만 아니라 측면에서도 외광 반사에 의한 색도변화(color shift)를 효과적으로 방지할 수 있어서 측면 시인성을 개선할 수 있다.
이때 보상 필름(400)의 두께 방향 위상 지연은 액정층(450)의 액정들(450a)의 경사각에 따라 결정될 수 있으며, 액정층(450)의 액정들(450a)의 경사각은 원편광판(200)의 반사방지 효과가 최대일 때의 경사각 뿐만 아니라 유기 발광 표시 패널(100)의 광학 이방성에 의한 두께 방향 위상 지연을 함께 고려하여 광학 설계될 수 있다.
즉, 액정층(450)의 제1 면에 위치한 액정들(450a)의 최소 경사각(θ1)은 배향막(440)에 의한 프리틸트 각으로 실질적으로 동일하다고 할 때, 액정층(450)의 제2 면에 위치한 액정들(450a)의 최대 경사각(θ2)은 원편광판(200)의 반사방지 효과가 최대일 때의 액정의 최대 경사각 및 유기 발광 표시 패널(100)의 광학 이방성에 의한 위상 지연을 고려하여 광학 설계될 수 있다.
여기서 원편광판(200)의 반사방지 효과가 최대일 때의 액정들(450a)의 경사각은 원편광판(200)의 일면에 반사판을 배치하고 측정된 원편광판(200)의 측면방향에서의 반사율 및 반사색상 중 적어도 하나가 최소일 때의 각도일 수 있다. 여기서 측면방향은 정면을 기준으로 예컨대 약 30도일 수 있고 약 45도일 수 있고 약 60도일 수 있다.
유기 발광 표시 패널(100)의 광학 이방성은 다양한 요인에 의하여 나타낼 수 있다. 일 예로, 유기층(130)의 유기 분자들의 배향에 의해 유기 발광 표시 패널(100)은 광학 이방성을 나타낼 수 있다. 예컨대 광 추출 효과를 높이기 위하여 유기층(130) 내 발광층의 유기 분자들이 일 방향으로 배향될 수 있다. 예컨대 유기층(130)은 진공증착과 같은 방법으로 증착되어 일방향으로 배향될 수 있다. 예컨대 유기 발광 다이오드(150)의 전하 수송성을 높이기 위하여 유기층(130) 내 발광층 및/또는 보조층의 유기 분자들이 일 방향으로 배향될 수 있다. 일 예로, 유기 발광 표시 패널(100)의 미세 공진 효과에 의하여 광학 이방성을 나타낼 수 있다. 일 예로, 유기 발광 표시 패널(100)에 사용된 폴리이미드와 같은 유기물에 의하여 광학 이방성을 나타낼 수 있다.
유기 발광 표시 패널(100)은 예컨대 하기 관계식 3 및 4의 굴절률을 만족하는 광학 이방성을 가질 수 있다.
[관계식 3]
nxp > nzp
[관계식 4]
nyp > nzp
상기 관계식 3 및 4에서,
nxp은 상기 유기 발광 표시 패널의 면내 굴절률이 가장 큰 방향에서의 굴절률이고,
nyp은 상기 유기 발광 표시 패널의 면내 굴절률이 가장 작은 방향에서의 굴절률이고,
nzp은 상기 유기 발광 표시 패널의 두께 방향에서의 굴절률이다.
유기 발광 표시 패널(100)은 예컨대 하기 관계식 5의 굴절률을 만족할 수 있다.
[관계식 5]
nxp = nyp > nzp
상기 관계식 5에서,
nxp은 상기 유기 발광 표시 패널의 면내 굴절률이 가장 큰 방향에서의 굴절률이고,
nyp은 상기 유기 발광 표시 패널의 면내 굴절률이 가장 작은 방향에서의 굴절률이고,
nzp은 상기 유기 발광 표시 패널의 두께 방향에서의 굴절률이다.
상기 관계식 5에서 nxp와 nyp는 완전히 동일한 경우 외에 실질적으로 동일한 경우도 포함되며, 예컨대 nxp와 nyp의 굴절률 차이가 약 0.001 이하, 예컨대 약 0.01 이하인 경우 실질적으로 동일한 경우로 볼 수 있다.
만일, 액정층(450)의 액정들(450a)의 최대 경사각이 원편광판(200)의 반사방지 효과가 최대일 때의 각도로 결정되는 경우, 유기 발광 표시 패널(100)의 광학 이방성에 의해 유기 발광 표시 패널(100)과 원편광판(200)이 결합된 유기 발광 장치에서 반사율 및 반사색상 중 적어도 하나가 최소일 때의 최대 경사각과의 차이가 발생하여 실제 반사방지 효과가 떨어질 수 있다.
따라서 액정층(450)의 액정들(450a)의 최대 경사각은 유기 발광 표시 패널(100)의 두께 방향에 대한 두께 방향 위상 지연을 함께 고려하여 광학 설계될 수 있다. 예컨대, 유기 발광 표시 패널(100)의 두께 방향 위상 지연의 절대값은 약 20nm 내지 200nm일 수 있다. 상기 범위 내에서 예컨대 약 20nm 내지 160nm일 수 있고 상기 범위 내에서 예컨대 약 20nm 내지 120nm일 수 있다.
예컨대 액정들(450a)의 경사각은 원편광판(200)의 일면에 반사판을 배치하고 측정된 원편광판(200)의 측면방향에서의 반사율 및 반사색상 중 적어도 하나가 최소일 때의 액정들(450a)의 경사각과 다르게 광학 설계될 수 있다. 예컨대 액정들(450a)의 최대 경사각, 즉 액정층(450)의 제2 면에 위치하는 액정의 경사각은 원편광판(200)의 일면에 반사판을 배치하고 측정된 원편광판(200)의 측면방향에서의 반사율 및 반사색상 중 적어도 하나가 최소일 때의 액정들(450a)의 최대 경사각보다 클 수 있다.
이와 같이 액정층(450)의 액정들(450a)의 경사각의 광학 설계시, 원편광판(200)의 반사방지 효과가 최대일 때의 위상 지연뿐만 아니라 유기 발광 표시 패널(100)의 광학 이방성에 의한 두께 방향 위상 지연을 함께 고려함으로써, 유기 발광 표시 장치의 반사방지 효과를 더욱 효과적으로 개선할 수 있다.
예컨대 액정층(450)의 액정들(450a)의 경사각은 평균 경사각으로 표현될 수 있다. 여기서 평균 경사각은 액정층(450)의 액정들(450a)의 경사각들의 평균 값일 수 있다.
예컨대 액정들(450a)의 평균 경사각은 원편광판(200)의 일면에 반사판을 배치하고 측정된 원편광판(200)의 측면방향에서의 반사율 및 반사색상 중 적어도 하나가 최소일 때의 액정들(450a)의 평균 경사각보다 클 수 있다.
액정들(450a)의 평균 경사각은 예컨대 유기 발광 표시 패널(100)의 두께 방향에 대한 위상 지연을 고려하여 하기 관계식 1을 만족할 수 있다.
[관계식 1]
(T0 + Rthp/4) x 0.6 ≤ T1≤ (T0 + Rthp/4) x 1.4
상기 관계식 1에서,
T1은 액정층의 액정들의 평균 경사각이고,
T0는 상기 원편광판의 일면에 반사판을 배치하고 측정된 상기 원편광판의 측면방향에서의 반사율 및 반사색상 중 적어도 하나가 최소일 때의 액정들의 평균 경사각이고,
Rthp는 상기 유기 발광 표시 패널의 두께 방향 위상 지연이다.
액정층(450)의 액정들(450a)의 평균 경사각은 예컨대 유기 발광 표시 패널(100)의 두께 방향에 대한 위상 지연을 고려하여 하기 관계식 2를 만족할 수 있다.
[관계식 2]
(T0 + Rthp/4) x 0.8 ≤ T1≤ (T0 + Rthp/4) x 1.2
상기 관계식 2에서,
T1은 액정들의 평균 경사각이고,
T0는 상기 원편광판의 일면에 반사판을 배치하고 측정된 상기 원편광판의 측면방향에서의 반사율 및 반사색상 중 적어도 하나가 최소일 때의 액정들의 평균 경사각이고,
Rthp는 상기 유기 발광 표시 패널의 두께 방향 위상 지연이다.
예컨대 액정층(450)의 액정들(450a)의 최소 경사각(θ1)은 배향막(440)에 의한 프리틸트 각도일 수 있으며, 예컨대 약 0도 초과 20도 이하일 수 있다. 상기 범위 내에서 예컨대 약 0도 초과 15도 이하일 수 있고 예컨대 약 0도 초과 10도 이하일 수 있고 예컨대 약 0도 초과 5도 이하일 수 있고 약 2도 내지 5도일 수 있다.
액정층(450)의 액정들(450a)의 최대 경사각(θ2)은 예컨대 약 45도 내지 90도일 수 있다. 상기 최대 경사각은 상기 범위 내에서 예컨대 약 50도 내지 90도일 수 있고, 상기 범위 내에서 예컨대 약 60도 내지 90도일 수 있고, 상기 범위 내에서 예컨대 약 70도 내지 90도일 수 있고, 상기 범위 내에서 예컨대 약 75도 내지 90도일 수 있다.
액정층(450)의 액정들(450a)의 평균 경사각은 예컨대 약 30도 내지 60도일 수 있다. 상기 평균 경사각은 상기 범위 내에서 예컨대 약 35도 내지 55도일 수 있고 상기 범위 내에서 예컨대 약 37도 내지 53도일 수 있고 상기 범위 내에서 예컨대 약 39도 내지 51도일 수 있다.
예컨대 유기 발광 표시 패널(100)의 두께 방향 위상 지연이 약 90nm 이하인 경우 액정층(450)의 액정들(450a)의 평균 경사각은 예컨대 약 45도 이하일 수 있다. 예컨대 유기 발광 표시 패널(100)의 두께 방향 위상차가 약 90nm 초과인 경우 액정층(450)의 액정들(450a)의 평균 경사각은 예컨대 약 45도 초과일 수 있다.
도 3은 도 1의 유기 발광 장치에 적용된 다른 일 예의 원편광판을 확대하여 도시한 유기 발광 장치의 단면도이다.
도 3에 도시된 원편광판(200)은 도 2에 도시된 원편광판(200)과 마찬가지로 편광자(300); 그리고 기재(430), 배향막(440) 및 액정층(450)을 포함하는 보상 필름(400)을 포함한다. 편광자(300), 기재(430), 배향막(440) 및 액정층(450)에 대한 내용은 전술한 바와 같다.
그러나 도 3에 도시된 원편광판(200)은 도 2에 도시된 원편광판(200)과 달리, 액정층(450)의 액정들(450a)이 하부에서 상부로 갈수록 경사각이 커지는 구조, 즉 상부 경사(top tilt) 구조이다. 예컨대 액정층(450)이 유기 발광 표시 패널(100) 측에 위치하고 배향막(440)과 접하는 제1 면과 편광자(300) 측에 위치하는 제2 면을 가질 때, 액정들(450a)의 경사각은 액정층(450)의 제1 면으로부터 제2 면까지 액정층(450)의 두께 방향을 따라 점진적으로 변할 수 있다.
전술한 바와 같이, 액정층(450)의 제2 면에 위치한 액정들(450a)의 최대 경사각(θ2)은 원편광판(200)의 반사방지 효과가 최대일 때의 경사각 및 유기 발광 표시 패널(100)의 광학 이방성에 의한 두께 방향 위상 지연을 고려하여 광학 설계될 수 있다.
예컨대 액정들(450a)의 경사각은 원편광판(200)의 일면에 반사판을 배치하고 측정된 원편광판(200)의 측면방향에서의 반사율 및 반사색상 중 적어도 하나가 최소일 때의 액정들(450a)의 경사각과 다르게 광학 설계될 수 있으며, 예컨대 액정들(450a)의 최대 경사각(θ2), 즉 액정층(450)의 제2 면에 위치하는 액정의 경사각은 원편광판(200)의 일면에 반사판을 배치하고 측정된 원편광판(200)의 측면방향에서의 반사율 및 반사색상 중 적어도 하나가 최소일 때의 액정들(450a)의 최대 경사각보다 클 수 있다.
유기 발광 표시 패널(100)의 두께 방향 위상 지연의 절대값은 예컨대 20nm 내지 200nm일 수 있다. 예컨대 액정층(450)의 액정들(450a)의 평균 경사각은 전술한 관계식 1 및/또는 2를 만족할 수 있다.
예컨대 액정층(450)의 액정들(450a)의 최소 경사각(θ1)은 배향막(440)에 의한 프리틸트 각도일 수 있으며, 예컨대 약 0도 초과 20도 이하일 수 있다. 상기 범위 내에서 예컨대 약 0도 초과 15도 이하일 수 있고 예컨대 약 0도 초과 10도 이하일 수 있고 예컨대 약 0도 초과 5도 이하일 수 있고 약 2도 내지 5도일 수 있다.
액정층(450)의 액정들(450a)의 최대 경사각(θ2)은 예컨대 약 45도 내지 90도일 수 있다. 상기 최대 경사각은 상기 범위 내에서 예컨대 약 50도 내지 90도일 수 있고, 상기 범위 내에서 예컨대 약 60도 내지 90도일 수 있고, 상기 범위 내에서 예컨대 약 70도 내지 90도일 수 있고 상기 범위 내에서 예컨대 약 75도 내지 90도일 수 있다.
액정층(450)의 액정들(450a)의 평균 경사각은 예컨대 약 30도 내지 60도일 수 있다. 상기 범위 내에서 예컨대 약 35도 내지 55도일 수 있고 상기 범위 내에서 예컨대 약 37도 내지 53도일 수 있고 상기 범위 내에서 예컨대 약 39도 내지 51도일 수 있다.
이와 같이 액정층(450)의 액정들(450a)의 경사각의 광학 설계시, 원편광판(200)의 반사방지 효과가 최대일 때의 위상 지연뿐만 아니라 유기 발광 표시 패널(100)의 광학 이방성에 의한 두께 방향 위상 지연을 함께 고려함으로써, 유기 발광 표시 장치의 반사방지 효과를 실질적으로 효과적으로 더욱 개선할 수 있다.
도 4는 도 1의 유기 발광 장치에 적용된 다른 예의 원편광판을 확대하여 도시한 유기 발광 장치의 단면도이다.
도 4에 도시된 원편광판(200)은 도 2에 도시된 원편광판(200)과 마찬가지로 편광자(300); 그리고 기재(430), 배향막(440) 및 하부 경사(bottom tilt) 구조의 액정층(450)을 포함하는 보상 필름(400)을 포함한다. 편광자(300), 기재(430), 배향막(440) 및 액정층(450)에 대한 내용은 전술한 바와 같다.
그러나, 도 4에 도시된 원편광판(200)은 도 2에 도시된 원편광판(200)과 달리, 액정층(450)의 일면에 위치하는 보조층(460)을 더 포함한다.
보조층(460)은 예컨대 고분자, 액정 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
보조층(460)은 예컨대 하기 관계식 6을 만족할 수 있다.
[관계식 6]
nz2 > nx2 = ny2
상기 관계식 6에서,
nx2은 보조층의 면내 굴절률이 가장 큰 방향에서의 굴절률이고,
ny2은 보조층의 면내 굴절률이 가장 작은 방향에서의 굴절률이고,
nz2은 보조층의 두께 방향에서의 굴절률이다.
보조층(460)은 예컨대 액정을 포함할 수 있으며 예컨대 수직 배향 액정(homeotropic liquid crystal)을 포함할 수 있다.
도 5는 도 1의 유기 발광 장치에 적용된 다른 예의 원편광판을 확대하여 도시한 유기 발광 장치의 단면도이다.
도 5에 도시된 원편광판(200)은 도 3에 도시된 원편광판(200)과 마찬가지로 편광자(300); 그리고 기재(430), 배향막(440) 및 상부 경사(top tilt) 구조의 액정층(450)을 포함하는 보상 필름(400)을 포함한다. 편광자(300), 기재(430), 배향막(440) 및 액정층(450)에 대한 내용은 전술한 바와 같다.
그러나, 도 5에 도시된 원편광판(200)은 도 3에 도시된 원편광판(200)과 달리, 액정층(450)의 일면에 위치하는 보조층(460)을 더 포함한다. 보조층(460)은 전술한 바와 같다.
이와 같이 두께 방향을 따라 액정들의 경사각이 변하는 구조, 즉 하부 경사 구조 또는 상부 경사 구조의 액정층을 포함하는 원편광판을 구현하고 이때 액정층의 액정의 경사각을 유기 발광 표시 패널의 두께 방향 위상 지연을 고려하여 광학 설계함으로써 유기 발광 장치의 반사방지 특성을 실질적으로 효과적으로 개선할 수 있다.
이하 실시예를 통하여 상술한 구현예를 보다 상세하게 설명한다. 다만 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
원편광판의 제조
제조예 1
유리 기판 위에 폴리아믹산(SE-7492, 닛산화학)을 도포하고 200℃에서 1시간 소성하고 러빙처리하여 배향막을 형성한다. 이어서 배향막 위에 액정(RMS03-011, Merck 사)을 스핀 코팅으로 도포하고 선경화한 후 가열하면서 UV 조사(500mJ)하여 액정층을 형성하여 보상 필름을 준비한다. 이때 액정층은 두께 방향을 따라 점진적으로 경사각이 변하는 액정을 포함하고, 배향막에 접하는 액정들의 최소 경사각은 약 3도이고 최상부에 위치하는 액정들의 최대 경사각은 약 30도이고 액정층의 평균 경사각은 약 17도이다. 이어서 보상 필름의 일면에 편광판(SEG1425DU, 닛토덴코사)을 부착하여 원편광판을 제조한다.
제조예 2
액정층의 최대 경사각이 약 45도이고 평균 경사각이 약 24도인 것을 제외하고 제조예 1과 동일한 방법으로 원편광판을 제조한다.
제조예 3
액정층의 최대 경사각이 약 70도이고 평균 경사각이 약 37도인 것을 제외하고 제조예 1과 동일한 방법으로 원편광판을 제조한다.
제조예 4
액정층의 최대 경사각이 약 90도이고 평균 경사각이 약 47도인 것을 제외하고 제조예 1과 동일한 방법으로 원편광판을 제조한다.
비교제조예 1
액정(RMS03-011, Merck 사) 대신 수평 배향 액정(RMS03-013C, Merck사)(평균경사각 0도)을 사용한 것을 제외하고 제조예 1과 동일한 방법으로 원편광판을 제조한다.
유기 발광 장치의 제조
실시예 1
유기 발광 표시 패널(갤럭시 S4 패널, 삼성 디스플레이 제조)의 일면에 제조예 1에 따른 원편광판을 부착하여 유기 발광 장치를 제조한다.
실시예 2
유기 발광 표시 패널(갤럭시 S4 패널, 삼성 디스플레이 제조)의 일면에 제조예 2에 따른 원편광판을 부착하여 유기 발광 장치를 제조한다.
실시예 3
유기 발광 표시 패널(갤럭시 S4 패널, 삼성 디스플레이 제조)의 일면에 제조예 3에 따른 원편광판을 부착하여 유기 발광 장치를 제조한다.
실시예 4
유기 발광 표시 패널(갤럭시 S4 패널, 삼성 디스플레이 제조)의 일면에 제조예 4에 따른 원편광판을 부착하여 유기 발광 장치를 제조한다.
실시예 5
유기 발광 표시 패널(갤럭시 S4 패널, 삼성 디스플레이 제조)의 일면에 비교제조예 1에 따른 원편광판을 부착하여 유기 발광 장치를 제조한다.
기준예 1
반사판의 일면에 제조예 1에 따른 원편광판을 부착하여 비교샘플을 제조한다.
기준예 2
반사판의 일면에 제조예 2에 따른 원편광판을 부착하여 비교샘플을 제조한다.
기준예 3
반사판의 일면에 제조예 3에 따른 원편광판을 부착하여 비교샘플을 제조한다.
기준예 4
반사판의 일면에 제조예 4에 따른 원편광판을 부착하여 비교샘플을 제조한다.
기준예 5
반사판의 일면에 비교제조예 1에 따른 원편광판을 부착하여 비교샘플을 제조한다.
평가 1
실시예 1 내지 5에 따른 유기 발광 장치와 기준예 1 내지 5에 따른 비교 샘플의 측면 45도에서의 반사율 및 색도변화를 각각 측정하여 가장 작은 색도변화(color shift)를 나타내는 유기 발광 장치 및 비교 샘플을 확인한다.
색도변화는 CIE-Lab 색 좌표계를 사용하여
Figure 112016048076770-pat00001
로 표기될 수 있으며, 양수 a*는 적색, 음수 a*는 녹색, 양수 b*는 황색, 음수 b*는 청색을 나타내며, a*와 b*의 절대값이 클수록 색이 진한 정도를 나타내며, 작은 색도변화 값을 가지는 것은 반사에 의한 색감이 검정에 더 가깝고 색감의 변화가 적은 것을 나타내며 외광 반사에 의한 시인성이 양호한 것을 의미한다. 색도변화는 Shimadzu Solid-state3700(제조사)를 사용하여 측정한다.
그 결과, 실시예 1 내지 5에 따른 유기 발광 장치 중 실시예 3에 따른 유기 발광 장치 (액정의 최대 경사각 70도)의 색도변화가 가장 작고 색도가 정돈되어 있는 반면, 기준예 1 내지 5에 따른 비교 샘플들 중 기준예 2 (액정의 최대 경사각 45도)에 따른 비교 샘플의 색도변화가 가장 작고 색도가 정돈되어 있는 것을 확인했다.
이로부터 원편광판의 일면에 실제의 유기 발광 표시 패널을 배치한 경우와 원편광판의 일면에 반사판을 배치한 경우는 최대의 반사방지 효과를 내는 액정의 최대 경사각이 다른 것을 확인할 수 있다.
이에 따라 유기 발광 장치의 반사방지 특성을 실질적으로 개선하기 위해서는 유기 발광 표시 패널의 위상 지연을 고려하여 액정층의 경사각을 광학 설계하는 것이 필요함을 확인할 수 있다.
보상 필름의 광학 설계 I
유기 발광 표시 패널의 두께 방향 위상 지연의 절대값을 약 60nm로 설정하고, 유기 발광 장치의 반사율 및/또는 색도변화가 최소가 되는 액정의 경사각을 가지는 보상 필름을 광학 설계한다.
실시예 6 내지 11
시뮬레이션 광학 설계를 위하여, 편광판, 액정층을 포함하는 보상 필름 및 유기 발광 표시 패널이 차례로 배치된 유기 발광 장치의 구조를 설정하고, 액정층의 액정의 최소 경사각을 3도로, 액정의 최대 경사각을 각각 15도(실시예 6), 30도(실시예 7), 45도(실시예 8), 60도(실시예 9), 75도(실시예 10) 및 90도(실시예 11)로 각각 설정하여 액정층의 최대 경사각에 따른 반사도 및 색도변화를 평가한다.
기준예 6 내지 11
시뮬레이션 광학 설계를 위하여, 편광판, 액정층을 포함하는 보상 필름 및 반사판이 차례로 배치된 비교샘플 구조를 설정하고, 액정층의 액정의 최소 경사각을 3도로, 액정의 최대 경사각을 각각 15도(기준예 6), 30도(기준예 7), 45도(기준예 8), 60도(기준예 9), 75도(기준예 10) 및 90도(기준예 11)로 각각 설정하여 액정층의 최대 경사각에 따른 반사도 및 색도변화를 평가한다.
평가 2
실시예 6 내지 11과 기준예 6 내지 11에 따른 구조의 반사도 및 색도변화를 평가한다. 반사도 및 색도변화는 LCD master (Shintech 사)를 사용하여 시뮬레이션 평가한다.
도 7는 실시예 6 내지 11에 따른 유기 발광 장치의 반사도를 보여주는 그래프이고, 도 8은 실시예 6 내지 11에 따른 유기 발광 장치의 색도 변화를 보여주는 그래프이고, 도 9은 기준예 6 내지 11에 따른 비교 샘플의 반사도를 보여주는 그래프이고, 도 10은 기준예 6 내지 11에 따른 비교 샘플의 색도 변화를 보여주는 그래프이다.
도 7 및 도 8을 참고하면, 실시예 6 내지 11에 따른 유기 발광 장치 중 실시예 10에 따른 유기 발광 장치(액정의 최대 경사각 75도)의 반사도 및 색도변화가 가장 작은 것을 확인할 수 있다.
이에 반해, 도 9 및 도 10을 참고하면, 기준예 6 내지 11에 따른 비교샘플 중 기준예 8에 따른 비교샘플(액정의 최대 경사각 45도)의 반사도 및 색도변화가 가장 작은 것을 확인할 수 있다.
이로부터 원편광판의 일면에 실제의 유기 발광 표시 패널을 배치한 경우와 원편광판의 일면에 반사판을 배치한 경우는 최대의 반사방지 효과를 내는 액정의 최대 경사각이 다른 것을 확인할 수 있다.
이에 따라 유기 발광 장치의 반사방지 특성을 실질적으로 개선하기 위해서는 유기 발광 표시 패널의 위상 지연을 고려하여 액정층의 경사각을 광학 설계하는 것이 필요함을 확인할 수 있다.
보상 필름의 광학 설계 II
유기 발광 표시 패널의 두께 방향 위상 지연의 절대값을 약 60nm, 70nm, 80nm, 90nm, 100nm 및 110nm 로 설정하고, 각각 유기 발광 장치의 반사도 및/또는 색도변화가 최소가 되는 액정의 경사각을 가지는 보상 필름을 광학 설계한다. 보상필름의 기준파장(550nm)에 대한 면내위상차(Re)는 138nm, 기준파장과 450nm에 대한 면내위상차의 비율(Re(450nm)/Re(550nm))은 약 0.84 및 기준파장과 650nm에 대한 면내위상차의 비율(Re(650nm)/Re(550nm))은 약 1.01로 가정한다.
반사율 및 반사색상은 LCD master (Shintech 사)를 사용하여 시뮬레이션 평가한다.
표 1은 유기 발광 표시 패널의 두께 방향 위상 지연 및 액정의 최소 경사각, 최대 경사각 및 평균 경사각을 보여주며, 그에 따른 측면방향(45도)에서의 반사도 및 색도변화도 보여준다.
[표 1]
Figure 112016048076770-pat00002
표 1을 참고하면, 유기 발광 표시 패널의 두께 방향 위상 지연에 따라 유기 발광 장치의 반사도 및/또는 색도변화가 최소가 되는 보상 필름의 액정의 최대 경사각 및 평균 경사각이 변하는 것을 확인할 수 있으며, 구체적으로 유기 발광 표시 패널의 두께 방향 위상 지연이 클수록 액정의 최대 경사각 및 평균 경사각 또한 커지는 것을 확인할 수 있다.
이에 따라 유기 발광 장치의 반사방지 특성을 실질적으로 개선하기 위해서는 유기 발광 표시 패널의 위상 지연을 고려하여 액정층의 경사각을 광학 설계하는 것이 필요함을 확인할 수 있다.
또한, 유기 발광 표시 패널의 두께 방향 위상 지연의 절대값이 100nm 이상인 경우, 보상 필름의 액정의 최대 경사각을 90도로 하는 동시에 액정층의 일면에 보조층(C 플레이트)를 추가함으로써 보상 기능이 더욱 개선될 수 있음을 확인할 수 있다.
이상을 통해 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100: 유기발광표시패널 150: 유기발광다이오드
200: 원편광판
300: 편광자
400: 보상 필름
430: 기판 440: 배향층
450: 액정층 450a: 액정
500: 유기 발광 장치

Claims (20)

  1. 유기 발광 표시 패널과 원편광판을 포함하고,
    상기 원편광판은
    편광자, 그리고
    서로 마주하는 제1 면과 제2 면을 가지는 액정층을 포함하는 보상 필름
    을 포함하며,
    상기 액정층은 상기 액정층의 표면에 대하여 경사진 복수의 액정들을 포함하고,
    상기 액정층의 표면에 대한 상기 액정들의 경사각은 상기 액정층의 제1 면으로부터 제2 면까지 상기 액정층의 두께 방향을 따라 점진적으로 커지며,
    상기 액정층의 표면에 대한 상기 액정들의 최대 경사각은 상기 유기 발광 표시 패널의 두께 방향으로 발생하는 두께 방향 위상 지연을 고려하여 광학 설계되며,
    상기 액정들의 최대 경사각은 상기 원편광판의 일면에 반사판을 배치하고 측정된 상기 원편광판의 측면방향에서의 반사율 및 반사색상 중 적어도 하나가 최소일 때의 상기 액정들의 최대 경사각과 다른 유기 발광 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에서,
    상기 액정들의 최대 경사각은 상기 원편광판의 일면에 반사판을 배치하고 측정된 상기 원편광판의 측면방향에서의 반사율 및 반사색상 중 적어도 하나가 최소일 때의 상기 액정들의 최대 경사각보다 큰 유기 발광 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 액정들의 평균 경사각은 하기 관계식 1을 만족하는 유기 발광 장치:
    [관계식 1]
    (T0 + Rthp/4) x 0.6 ≤ T1≤ (T0 + Rthp/4) x 1.4
    상기 관계식 1에서,
    T1은 액정들의 평균 경사각이고,
    T0는 상기 원편광판의 일면에 반사판을 배치하고 측정된 상기 원편광판의 측면방향에서의 반사율 및 반사색상 중 적어도 하나가 최소일 때의 액정들의 평균 경사각이고,
    Rthp는 상기 유기 발광 표시 패널의 두께 방향 위상 지연이다.
  5. 제1항에서,
    상기 액정들의 평균 경사각은 하기 관계식 2를 만족하는 유기 발광 장치:
    [관계식 2]
    (T0 + Rthp/4) x 0.8 ≤ T1≤ (T0 + Rthp/4) x 1.2
    상기 관계식 2에서,
    T1은 액정들의 평균 경사각이고,
    T0는 상기 원편광판의 일면에 반사판을 배치하고 측정된 상기 원편광판의 측면방향에서의 반사율 및 반사색상 중 적어도 하나가 최소일 때의 액정들의 평균 경사각이고,
    Rthp는 상기 유기 발광 표시 패널의 두께 방향 위상 지연이다.
  6. 제1항에서,
    상기 액정들의 최대 경사각은 45도 내지 90도인 유기 발광 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 액정들의 평균 경사각은 30도 내지 60도인 유기 발광 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 유기 발광 표시 패널은 하기 관계식 3 및 4의 굴절률을 만족하는 유기 발광 장치:
    [관계식 3]
    nxp > nzp
    [관계식 4]
    nyp > nzp
    상기 관계식 3 및 4에서,
    nxp은 상기 유기 발광 표시 패널의 면내 굴절률이 가장 큰 방향에서의 굴절률이고,
    nyp은 상기 유기 발광 표시 패널의 면내 굴절률이 가장 작은 방향에서의 굴절률이고,
    nzp은 상기 유기 발광 표시 패널의 두께 방향에서의 굴절률이다.
  9. 제1항에서,
    상기 유기 발광 표시 패널은 하기 관계식 5의 굴절률을 만족하는 유기 발광 장치:
    [관계식 5]
    nxp = nyp > nzp
    상기 관계식 5에서,
    nxp은 상기 유기 발광 표시 패널의 면내 굴절률이 가장 큰 방향에서의 굴절률이고,
    nyp은 상기 유기 발광 표시 패널의 면내 굴절률이 가장 작은 방향에서의 굴절률이고,
    nzp은 상기 유기 발광 표시 패널의 두께 방향에서의 굴절률이다.
  10. 제1항에서,
    상기 유기 발광 표시 패널의 두께 방향 위상 지연의 절대값은 20nm 내지 200nm인 유기 발광 장치.
  11. 제1항에서,
    상기 액정층의 제1 면은 상기 편광자 측에 위치하고 상기 액정층의 제2 면은 상기 유기 발광 표시 패널 측에 위치하는 유기 발광 장치.
  12. 제1항에서,
    상기 액정층의 제1 면은 상기 유기 발광 표시 패널 측에 위치하고 상기 액정층의 제2 면은 상기 편광자 측에 위치하는 유기 발광 장치.
  13. 제1항에서,
    상기 보상 필름은 상기 액정층의 일면에 위치하는 보조층을 더 포함하고,
    상기 보조층은 하기 관계식 6을 만족하는 유기 발광 장치:
    [관계식 6]
    nz2 > nx2 = ny2
    상기 관계식 6에서,
    nx2은 보조층의 면내 굴절률이 가장 큰 방향에서의 굴절률이고,
    ny2은 보조층의 면내 굴절률이 가장 작은 방향에서의 굴절률이고,
    nz2은 보조층의 두께 방향에서의 굴절률이다.
  14. 제13항에서,
    상기 보조층은 고분자, 액정 또는 이들의 조합을 포함하는 유기 발광 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 보조층은 수직 배향 액정을 포함하는 유기 발광 장치.
  16. 제1항에서,
    상기 유기 발광 표시 패널은 배향된 유기 분자를 포함하는 유기층을 포함하는 유기 발광 장치.
  17. 제1항에서,
    상기 유기 발광 표시 패널은 증착된 유기 분자를 포함하는 유기층을 포함하는 유기 발광 장치.
  18. 제1항에서,
    상기 유기 발광 표시 패널은 미세공진(microcavity) 구조를 가지는 유기 발광 장치.
  19. 편광자, 그리고
    서로 마주하는 제1 면과 제2 면을 가지는 액정층을 포함하는 보상 필름
    을 포함하는 유기 발광 장치용 원편광판에서,
    상기 액정층은 상기 액정층의 표면에 대하여 비스듬하게 경사진 복수의 액정들을 포함하고,
    상기 액정층의 표면에 대한 상기 액정들의 경사각은 상기 제1 면으로부터 상기 제2 면까지 상기 액정층의 두께 방향을 따라 점진적으로 커지며,
    상기 액정들의 최대 경사각은 상기 유기 발광 장치용 원편광판의 일면에 반사판을 배치하고 측정된 상기 유기 발광 장치용 원편광판의 측면방향에서의 반사율 및 반사색상 중 적어도 하나가 최소일 때의 상기 액정들의 최대 경사각과 다르게 광학 설계되는 유기 발광 장치용 원편광판.
  20. 제19항에서,
    상기 액정들의 최대 경사각은 상기 유기 발광 장치용 원편광판의 일면에 반사판을 배치하고 측정된 상기 유기 발광 장치용 원편광판의 측면방향에서의 반사율 및 반사색상 중 적어도 하나가 최소일 때의 상기 액정들의 최대 경사각보다 큰 유기 발광 장치용 원편광판.
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