KR20110108697A

KR20110108697A - 유기 발광 소자 및 이에 채용되는 편광 구조 장치

Info

Publication number: KR20110108697A
Application number: KR1020100028050A
Authority: KR
Inventors: 엄상용; 김동섭; 허훈도
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2010-03-29
Publication date: 2011-10-06
Also published as: JP2011210724A; EP2372806A2; CN102208553B; JP5798350B2; CN102208553A; TW201214830A; EP2372806B1; EP2372806A3; US20110234079A1; US8471446B2

Abstract

본 발명은 유기 발광 소자에 관한 것으로, 윈도우, 상기 윈도우 하부에 배치되는 편광 구조물, 상기 윈도우와 상기 편광 구조물 사이에 배치되며 상기 윈도우와 상기 편광 구조물의 굴절률과 유사한 굴절률을 가지며 배치되는 레진 ,상기 편광 구조물 하부에 배치되는 변조 기능층을 포함하되, 상기 편광 구조물은 외부에서 입사되는 광을 편광하는 편광층, 상기 편광된 광의 1차 위상 지연을 발생시키는 제1 파장판, 상기 제1 파장판을 투과한 광을 2차 위상 지연을 발생시키는 제2 파장판을 포함하는 구성을 개시한다.

Description

유기 발광 소자 및 이에 채용되는 편광 구조 장치{Polarizer for Organic electro luminescence Device And OLED including the same}

본 발명의 유기 발광 소자에 관한 것으로, 특히 리얼 블랙(Real Black) 실현을 위한 편광 구조 장치를 채용하는 유기 발광 소자에 관한 것이다.

액정 표시 장치나 유기 발광 소자(electro luminescence)에서는 입력되는 영상 신호에 따라서 투과광을 광학적으로 변조하거나, 또는 영상 신호에 따른 휘도로 화소를 자발광시킴으로써 화소마다의 계조를 얻는다. 이러한 투과광이나 발광 휘도를 화소마다 변조하는 층을 변조 기능층이라고 한다. 액정 표시 장치에서는 액정층이 변조 기능층에 해당하고, 유기 발광 소자에서는 유기 EL 발광층이 변조 기능층에 해당한다.

액정층은 그 자체로 완전히 광을 차단하는 라이트 밸브는 아니기 때문에 액정 표시 장치의 경우 액정층의 상하 방향의 양측 즉 백라이트 측과 표시면 측 각각에 1개의 편광판을 배치하게 된다. 이러한 편광판에 의한 광 손실을 고려하여 종래 액정 표시 장치는 실용에 적합한 수준에 이르기까지 콘트라스트를 높일 필요가 있다.

한편 유기 발광 소자의 발광층은 전압을 인가하지 않을 때는 광을 조사하지 않는다. 그러므로 유기 발광 소자는 완전한 검정색 표시가 가능하며 액정 표시 장치에 비하여 상대적으로 높은 콘트라스트를 제공한다. 따라서 검정색 표시 과정에서 발광을 차폐한다는 목적으로 편광판을 표시면 측에 설치하는 경우는 없다. 그러나 옥외에서 사용되는 유기 발광 소자는 외광에 의한 내부의 금속 배선에 의한 반사가 발생할 수 있어, 그에 따른 콘트라스트가 저하되는 현상이 생기기 쉽다. 내부의 금속 반사에 의한 광은 화면 표시와 관계없이 검정색 표시일 때에도 발생하므로, 콘트라스트 저하의 요인이 된다. 이러한 반사에 의해 발생하는 콘트라스트 저하를 방지하기 위해, 유기 발광 소자에 있어서도 표시면 측에 편광판과 파장판을 조합시킨 편광 구조물을 배치하는 경우가 있다.

그러나 이러한 구조를 채용한다 하더라도, 최상층에 놓이게 되는 유리 기판과 편광 구조물 사이에 굴절률이 다른 공기층이 형성되기 때문에 유리 기판 외부로부터 유리 기판 내측 방향으로 입사되는 광이 편광 구조물에 의한 반사를 발생시키는 문제점은 여전히 남게 된다. 이에 따라 외부로부터 입사되는 광에 의한 빛 반사를 최소화하면서도 자발광된 광의 투과율을 개선할 수 있는 방법의 모색이 요구되고 있다.

따라서 본 발명의 목적은 빛 반사에 의한 반사광 처리를 수행하여 시인성을 높일 수 있으며, 또한 광 투과율을 개선할 수 있는 편광 구조 장치 및 이를 포함하는 유기 발광 소자를 제공함에 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유기 발광 소자는 윈도우, 상기 윈도우 하부에 배치되는 편광 구조물, 상기 윈도우와 상기 편광 구조물 사이에 배치되며 상기 윈도우와 상기 편광 구조물의 굴절률과 유사한 굴절률을 가지며 배치되는 레진, 상기 편광 구조물 하부에 배치되는 자발광층을 포함하되, 상기 편광 구조물은 외부에서 입사되는 광을 편광하는 편광층, 상기 편광된 광의 1차 위상 지연을 발생시키는 제1 파장판, 상기 제1 파장판을 투과한 광을 2차 위상 지연을 발생시키는 제2 파장판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유기 발광 소자에 포함되는 편광 구조 장치는 상기 레진을 투과하여 입사되는 외부광을 편광하는 편광층, 상기 편광된 광의 1차 위상 지연을 발생시키는 제1 파장판, 상기 제1 파장판을 투과한 광을 2차 위상 지연을 발생시키는 제2 파장판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 소자 및 이에 채용되는 편광 구조 장치는 외부에서 입사되는 자연광에 의한 빛 반사를 제거하여 시인성 높은 표시 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 외관을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 도 1의 절단선 "A-A`"를 기준으로 절단한 단면을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 편광 구조물의 계층도를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 편광 구조물에서의 광학 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 편광 구조물을 가지는 유기 발광 소자의 파장 대역별 반사 특성을 나타낸 그래프이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

예를 들어 이하 설명에서 자발광층을 AMOLED(Active Matrix OLED)를 기준으로 설명하지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉 본 발명은 PMOLED(Positive Matrix OLED) 등에도 적용이 가능한 것으로 자발광 소자를 기축으로 하는 표시 소자에 적용 가능한 것으로 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 소자로 구현된 유기 발광 소자의 외관을 개략적으로 나타낸 것이며, 도 2는 도 1의 절단선 "A-A`"를 기준으로 절단한 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.

상기 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 유기 발광 소자(100)는 변조 기능층에 해당하는 AMOLED 층(140), 편광 구조물(Polarizer)(130), 레진(Resin)(120), 윈도우(Window)(110) 및 상술한 각 층들을 감싸는 케이스(150)를 포함할 수 있다.

이와 같은 구조를 가지는 본 발명의 유기 발광 소자(100)는 상기 레진(120)을 윈도우(110)와 편광 구조물(130) 사이에 배치하되, 상기 레진(120)을 윈도우(110)와 편광 구조물(130)과의 굴절률이 유사한 물질로 배치시킨다. 이에 따라 상기 유기 발광 소자(100)는 윈도우(110) 외부로부터 입사되는 광이 윈도우(110)와 편광 구조물(130) 사이에 형성되던 공기층에 의한 반사를 제거하는 구조를 가질 수 있다. 즉 본 발명의 유기 발광 소자(100)는 윈도우(110)와 레진(120) 및 편광 구조물(130)이 유사한 굴절률을 가지게 됨으로 빛이 입사되는 외부를 기준으로 윈도우(110) 아랫면과 편광 구조물(130)의 표면에서의 반사를 제거할 수 있다.

한편, 상술한 구조의 본 발명의 유기 발광 소자(100)는 편광 구조물(130)의 반사 특성에 따른 광을 윈도우(110) 방향으로 투사하게 된다. 이때 편광 구조물(130)을 구성하는 계층들의 색감이 동일하다고 가정하면 위상지연(Retardation) 필름의 특성은 편광 구조물(130)의 반사 색감을 좌우하게 된다. 이에 본 발명의 편광 구조물(130)은 이분파장판과 사분파장판을 복층으로 구성하여 외부로부터 입사되는 광에 의한 편광 구조물(130)의 빛 반사를 제거하여 실제 검은색 표시를 달성함으로써 유기 발광 소자(100)의 시인성을 높일 수 있다. 이하 각 구성에 대하여 간략히 설명하기로 한다.

상기 AMOLED 층(140)은 외부로부터 공급되는 신호에 의하여 광을 발생하되 매트릭스 구조로 형성되며, 출력할 데이터의 색 특성에 따라 매트릭스를 구성하는 각 셀들의 광을 조절하는 자발광층이다. 이러한 AMOLED 층(140)은 크게 전술한 자발광층과 자발광층의 광 발산여부 및 밝기 여부를 조절하는 구동부의 구조를 가질 수 있다. 그리고 상기 AMOLED 층(140)은 색상 표현을 위하여 칼라 필터층이 자발광층 상부에 놓일 수 있다. 그리고 본 발명의 AMOLED 층(140)은 자발광층을 구성하는 각 셀들 상에 TSP(Touch Screen Panel)가 배치될 수 있다. 이러한 AMOLED 층(140)은 윈도우(110) 외부로부터 편광 구조물(130)을 거쳐 입사되는 광을 반사할 수 있다. 이를 보다 상세히 설명하면, 상기 AMOLED 층(140)은 매트릭스 셀 구조 형성을 위하여 많은 수의 금속성 신호 라인을 가지게 되는데, 이러한 금속성 신호 라인들은 입사되는 광을 반사하게 된다. 또한 상기 AMOLED 층(140)에 존재하는 기타 금속성 물질들 또한 상기 금속성 신호 라인들과 같이 입사되는 광을 반사할 수 있다. 한편 윈도우(110)를 거쳐 편광 구조물(130)을 통과하는 광은 편광 구조물(130)에서 원편광되며 이때 상기 원편광된 빛은 AMOLED 층(140)에서 빛 반사를 가지게 된다.

상기 편광 구조물(130)은 상기 윈도우(110) 외부로부터 입사되는 광을 직선 편광하는 구조물과, 직선 편광된 광의 편광 각도를 조정하여 원편광으로 변환하는 구조물을 포함하고, 변환된 원편광을 상기 AMOLED 층(140)으로 투사한다. 그리고 상기 편광 구조물(130)은 AMOLED 층(140)으로부터 빛 반사되는 광을 무반사 처리할 수 있다. 이러한 상기 편광 구조물(130)은 추가로 AMOLED 층(140)으로부터 반사된 광의 특정 대역 가시광선을 제거하는 구조를 가질 수 있다. 그리고 상기 편광 구조물(130)은 AMOLED 층(140)으로부터 생성되어 조사되는 광의 위상 지연만을 가지도록 조절함과 아울러, 특정 대역의 파장만을 흡수 및 편광하도록 지원함으로써, AMOLED 층(140)으로부터 조사된 광의 투과효율을 높일 수 있다. 상기 편광 구조물(130)의 상세 구조에 대해서는 도 3 및 도 4를 참조하여 보다 상세히 후술하기로 한다.

상기 레진(120)은 상기 윈도우(110)와 상기 편광 구조물(130) 사이에 배치되어, 상기 윈도우(110)와 상기 편광 구조물(130) 사이에 발생할 수 있는 공기층을 제거하는 역할을 수행한다. 이때 상기 레진(120)은 상기 윈도우(110)와 상기 편광 구조물(130)의 굴절률과 유사한 굴절률을 가지는 물질로 형성되어 윈도우(110) 외부로부터 입사되는 광이 상기 윈도우(110)의 표면과 상기 편광 구조물(130)의 표면에서 발생할 수 있는 빛 반사를 제거하는 역할을 수행할 수 있다. 이러한 레진(120)은 제작 과정에서 상기 윈도우(110)와 일체형으로 제작된 후, 상기 편광 구조물(130) 상부에 놓일 수 있다.

상기 윈도우(110)는 상기 케이스(150)에 의하여 가장자리가 고정되며 레진(120)을 사이로 상기 편광 구조물(130)과 상기 AMOLED 층(140) 상부에 놓이게 된다. 이러한 윈도우(110)는 강화 유리나 투명한 강화 플라스틱 재질로 형성될 수 있다. 본 발명의 구조에서는 상기 AMOLED 층(140)의 각 셀 상부에 TSP가 배치되는 구조로 설명하기 때문에 상기 윈도우(110) 상부 또는 하부에 TSP가 배치되지 않는 구조로 설명하기로 한다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 유기 발광 소자(100)는 상기 AMOLED 층(140)에 형성되는 TSP가 상기 윈도우(110)의 상부 또는 하부에 배치되는 구조를 채용할 수 도 있다.

상기 케이스(150)는 상기 AMOLED 층(140)과 편광 구조물(130), 레진(120) 및 윈도우(110)를 감싸는 구조물이다. 이러한 케이스(150)는 상술한 AMOLED 층(140), 편광 구조물(130), 레진(120) 및 윈도우(110)가 안착한 이후 각 구성들이 유동되지 않도록 각 구조물들에 적절한 압력을 가하는 구조로 형성될 수 있다. 또한 상기 케이스(150) 일측에는 전술한 압력 제공을 위하여 일정한 결합 구조물 예를 들면 후크 등이 추가로 형성되거나, 결합 구조물 예를 들면 나사 결합 구조물 등이 부가될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 유기 발광 소자(100)는 윈도우(110)와 레진(120) 및 편광 구조물(130)을 배치하여 외부로부터 입사되는 광이 편광 구조물(130)의 반사 특성을 제외하고는 다른 위치에서 반사되지 않도록 하는 구조를 지원한다. 그리고 상기 편광 구조물(130)은 입사되는 광을 각각 원편광으로 변환하되 일정한 각도만큼씩 위상 지연을 시켜 반사되는 광이 투과되지 않고 상쇄되도록 설계된다. 이하 본 발명의 실시 예에 따른 편광 구조물(130)의 계층과, 편광 특성 및 빛 반사 제거에 관한 설명을 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 편광 구조물(130)의 계층을 보다 상세히 나타낸 도면이며, 도 4는 제1 파장판(135), 제2 파장판(136) 및 AMOLED 층(140) 사이에서 발생하는 광학적 특성을 설명하기 위한 도면이다. 설명에 앞서, 이하 편광 구조물(130)의 광 변화 이해를 위하여 편광에 대하여 설명하면, 편광의 종류는 크게 직선편광과, 원편광 및 타원 편광을 포함할 수 있으며, 실질적으로 직선편광과 원편광은 타원 편광의 특정한 형태에 해당할 수 있다.

직선편광은 전기장 벡터가 입사평면 내에서 특정한 방향의 직선을 그리는 형태를 가지며, 이 직선의 방향은 두 성분의 벡터 합에 따라 결정될 수 있다. 원편광은 전기장 벡터가 입사평면에서 두 성분의 벡터 합이 원형으로 계속 변화하는 경우 두 성분의 진폭이 정확히 같고 위상차가 90도일 경우 발생하는 광 변화이다. 이때 y 성분의 위상이 x성분보다 90도 앞설 경우 편광상태는 시계방향으로 회전하고 이것을 좌원편광이라 하며, 반대로 x성분의 위상이 y성분보다 90도 앞설 경우 편광상태는 반시계방향으로 회전하며 이를 우원편광이라고 한다. 타원편광은 직선편광과 원편광이 아닌 다른 모든 경우에 해당하며, 합성된 전기장 벡터가 회전하면서 크기도 변하는 경우 타원을 그리게 되는데, 이러한 광의 변화를 의미한다.

한편, 상기 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 편광 구조물(130)은 상측으로부터 제1 TAC 층(Tri-Acetyl Cellulose)(131), 편광층에 해당하는 PVA 층(Poly-Vinyl Acetate)(132), 제2 TAC 층(133), 제1 접착층(134), 제1 파장판(Retardation)(135), 제2 파장판(136) 및 제2 접착층(137)을 포함한다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 편광 구조물(130)은 윈도우(110)와 레진(120)을 통과한 외부 광이 상기 PVA 층(132)을 통하여 직선 편광으로 변경되며, 변경된 직선 편광이 다시 제1 파장판(135)과 제2 파장판(136)을 거쳐 상기 AMOLED 층(140)으로 투사되는 구조를 가진다. 그리고 상기 AMOLED 층(140)에 형성된 신호 라인 등에 의하여 빛 반사된 광 중 전체 가시광선 영역 또는 특정 가시광선 대역의 광은 다시 상기 제2 파장판(136), 제1 파장판(135)에 흡수되어 전체적으로 상기 PVA 층(132) 층을 통하여 외부로 투과되는 광을 제거할 수 있다. 이에 따라 본 발명의 편광 구조물(130)은 외부로부터 투과되는 광 중 특정 대역의 광들을 단계별로 위상 지연시킴과 아울러 흡수하는 구조를 가짐으로써 빛 반사를 제거할 수 있다. 또한 본 발명의 편광 구조물(130)은 AMOLED 층(140)에서 생성되어 상기 제2 파장판(136), 제1 파장판(135), PVA 층(132)을 투과하는 광 중 특정 대역들의 광을 단계적으로 제거함으로써 광의 투과 효율을 개선할 수 있다. 이하 각 계층에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

상기 제1 TAC 층(131) 및 제2 TAC 층(133)은 셀룰로오스 원료에 무수초산을 반응시켜 얻은 TAC 수지를 메틸렌클로라이드 등의 용매로 도핑한 다음 캐스팅 법으로 막을 형성할 수 있다. 이러한 제1 TAC 층(131) 및 제2 TAC 층(133)은 상기 PVA 층(132)의 보호 필름으로 이용되며, 광학적으로 등방이고 투명성과 기계적 강도가 좋으며 온도 및 습도 변화에 대한 치수 안정성을 제공할 수 있다. 상기 제1 TAC 층(131) 및 제2 TAC 층(133)은 상기 PVA 층(132)을 상하에서 합지하여 PVA 층(132)을 보호하게 된다. 상기 제1 TAC 층(131) 및 제2 TAC 층(133)은 방현(Anti Glare) 및 저반사(Low Reflection) 또는 상기 양 기능을 동시에 부여한 AG/LR (Anti Glare/Low Reflection) 필름 형태로 제작될 수 있다.

상기 PVA 층(132)은 여러 방향으로 진동하면서 입사되는 자연광을 한쪽 방향으로만 진동하는 빛 즉 편광이 되도록 하는 기능을 제공한다. 이런 PVA 층(132)은 PVA의 필름을 연신시켜, 요오드(I2)와 이색성 염료의 용액에 담가, 요오드 분자와 염료분자를 연신 방향으로 나란하게 배열시킴으로써 획득될 수 있다. 그러나 상기 PVA 층(132)은 그 자체가 투과축의 방향에 대한 기계적 강도가 약하고, 열이나 수분에 의해 수축하거나, 편광기능이 떨어지기 때문에 상하면에 상술한 제1 TAC 층(131) 및 제2 TAC 층(133)이 배치되어 강도와 수축으로부터 보호될 수 있다.

상기 제1 접착층(134)은 상기 제1 TAC 층(131) 및 제2 TAC 층(133)이 합지된 PVA 층(132)을 아래에서 설명하는 제1 파장판(135) 및 제2 파장판(136)과 접착되도록 지원한다. 그리고 상기 제2 접착층(137)은 완성된 편광 구조물(130)을 AMOLED 층(140)에 접착될 수 있도록 지원한다.

상기 제1 파장판(135) 및 제2 파장판(136)은 통과하는 빛의 편광 상태를 변경해주는 광학 소자이다. 전자기파가 상기 제1 파장판(135) 또는 제2 파장판(136)을 통과하면 편광 방향(전기장 벡터 방향)이 광축에 평행하거나 수직한 두 성분 예를 들면 정상광선과 이상광선의 합이 되고, 파장판의 복굴절과 두께에 따라 두 성분의 벡터 합이 변하게 되므로 통과한 후의 편광 방향이 달라진다. 특히 본 발명의 제1 파장판(135)은 편광 방향을 180도 변화시키는 λ/2 파장판(반파장판)이며, 제2 파장판(136)은 편광 방향을 90도 변화시키는 λ/4 파장판이다. 상기 제2 파장판(136)이 λ/4 파장판인 경우, 파의 세기가 일정하다고 가정할 때, 상기 제2 파장판(136)을 투과한 편광은 90도 위상차 지연으로 인하여 원의 방정식에 따른 편광 변화를 가지게 된다. 즉 투과된 빛의 x-y좌표가 사인(Sine), 코사인(Cosine) 함수 꼴로 나타난다. 이에 따라 상기 제2 파장판(136)을 투과한 광은 원편광이 된다. 그리고 제1 파장판(136)은 λ/2 파장판으로 형성됨으로 입사되는 광을 180도 위상 지연 시킨다. 즉 제1 파장판(136)은 입사되는 수평 편광을 수직 편광으로 또는 수직 편광을 수평 편광으로 변환시킨다.

한편 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제1 파장판(135)과 제2 파장판(136)이 각각 λ/2 파장판 및 λ/4 파장판으로서 놓이게 되면, 제1 파장판(135)을 투과한 광은 180도 위상 지연이 발생한 이후 다시 제2 파장판(136)을 투과하게 되고, 이때 제2 파장판(136)에서 90도의 위상 지연이 발생할 수 있다. 제2 파장판(136)을 투과한 광은 전술한 바와 같이 상기 AMOLED 층(140)에 놓인 다양한 소자들 예를 들면 신호 라인들에 의하여 반사되고, 반사된 광은 다시 제2 파장판(136)에 입사될 수 있다. 이때 제2 파장판(136)을 투과한 광이 90도 위상 지연이 발생하게 됨으로 제2 파장판(136)의 아랫면으로 재입사되는 반사광은 제2 파장판(136)에 막혀 방출되지 않게 된다. 결과적으로 상기 제2 파장판(136)은 투과한 광을 무반사 처리하게 된다. 이때 제2 파장판(136)은 가시광선 전체 파장 영역에 대하여 일정한 투과율을 가지도록 설계될 수 있는데, 이러한 전체 가시광선 파장 영역에 대하여 일정 투과율을 가지도록 설계된 제2 파장판(136)은 특성상 투과 효율이 다소 낮은 비율로 형성될 수 있다. 이러한 투과 효율을 보강하기 위하여 상기 제2 파장판(136)은 특정 파장 영역에 집중적인 투과율을 가짐과 아울러 특정 파장 영역에 집중적인 흡수율을 가지도록 설계될 수 있다. 예를 들면 상기 제2 파장판(136)은 백색광을 구성하는 R(red), G(green), B(blue)의 요소 중 G의 파장 영역을 집중적으로 흡수할 수 있도록 설계될 수 있으며 나머지 요소 예를 들면 R과 B의 요소에 대해서는 투과율이 높도록 염료 배양 또는 특정 방식에 따라 증착된 구조를 가질 수 있다.

이를 보다 상세히 설명하면, R, G, B의 광 효율은 일반적으로 G의 효율이 가장 높게 나타난다. 이에 따라 상기 제2 파장판(136)을 G의 흡수율은 높게 설계하고, R과 B의 투과율을 높게 설계할 경우, 상기 제2 파장판(136)은 전체적으로 백색광의 투과율을 이전보다 높게 유지할 수 있다. 그러나 이러한 제2 파장판(136)의 특정 영역대의 흡수율 증가를 통한 투과율 개선 방식은 실질적으로 R과 B의 광량을 증대하게 만들어 결과적으로 윈도우(110)에 표현되는 색이 푸르스름(Bluish)한 빛깔을 띠게 한다.

이에 따라 본 발명의 편광 구조물(130)은 제2 파장판(136) 상층에 배치된 제1 파장판(135)을 통하여 전술한 푸르스름한 현상을 제거하도록 하고 있다. 또한 상기 제1 파장판(135)은 제2 파장판(136)을 투과하는 광에 대한 180도 위상 지연을 발생시킬 수 있는데, 이러한 특성은 반사광에 대해서는 제1 파장판(135)을 투과하지 못하도록 무반사 처리할 수 있다.

이를 보다 상세히 설명하면, 반사광의 경우 상술한 PVA 층(132)을 통과하면서 편광이 되며, 편광된 광이 제1 파장판(135)을 투과하면서 180도 위상 지연 예를 들면 수평 편광이 수직 편광으로 변경된다. 그리고 변경된 편광은 다시 제2 파장판(136)을 거치면서 90도 위상 지연을 발생시키고, 상기 위상 지연된 광이 AMOLED 층(140)에서 반사되는 경우 반사광으로서 제2 파장판(136)에 입사되게 됨으로 제2 파장판(136)에서 정확한 90도 위상 지연이 발생한 광은 제2 파장판(136)을 투과할 수 없어 무반사가 발생하게 된다.

그런데 전술한 바와 같이 상기 제2 파장판(136)이 특정 파장 예를 들면 G 파장 영역을 집중적으로 흡수하도록 설계된 경우, R과 B의 요소는 제2 파장판(136)에 대하여 정확한 90도 위상 지연이 발생하지 않고 90도 보다 작거나 큰 위상 지연이 발생하게 됨으로 AMOLED 층(140)을 통하여 반사된 R과 B의 반사광은 제2 파장판(136)을 투과하여 제1 파장판(135)에 전달될 수 있다. 이때, 제1 파장판(135)에 전달되는 제2 파장판(136)을 투과한 광은 제1 파장판(135)을 투과하면서 편광되었기 때문에 제1 파장판(135)에 의하여 다시 반사되어 차단될 수 있다. 즉 최초 제1 파장판(135)을 투과한 편광이 180도 위상지연이 발생하였고, 제2 파장판(136)에서 다시 90도 위상지연이 발생하였으며, AMOLED 층(140)에서 빛 반사가 되어 다시 제2 파장판(136)을 투과하면서 90도 위상 지연이 발생하기 때문에 실질적으로 제1 파장판(135)의 아랫면에 입사되는 반사광은 제1 파장판(135)을 투과하는 광에 비하여 180도 반전된 파장을 가지게 된다. 이에 따라, 제1 파장판(135)의 아랫면에서 제2 파장판(136)을 거쳐 제1 파장판(135)을 투과하는 반사광은 제1 파장판(135)에 의하여 반사되어 제거될 수 있다. 이에 따라 본 발명의 편광 구조물(130)은 반사광의 억제를 보다 개선하여 높은 명암 비를 제공할 수 있으며 리얼 블랙을 지원할 수 있다. 여기서 상기 제1 파장판(135)과 제2 파장판(136)은 유기 발광 소자(100) 상에 형성될 때 구조적으로 상하층으로 놓임으로써 수직을 기준으로 제1 파장판(135)과 제2 파장판(136)은 0도를 가지며 배치되는 것이 바람직하다. 즉 상기 제1 파장판(135)과 제2 파장판(136)은 경사를 가지지 않도록 배치되어야 투과되는 반사광을 적절하게 제거할 수 있다. 이에 따라 제1 파장판(135) 및 제2 파장판(136)을 투과한 광이 반사되어 상기 제1 파장판(135)과 제2 파장판(136)을 다시 투과할 때 광이 반사-반사되어 상쇄될 수 있다.

한편, 상기 제1 파장판(135)은 AMOLED 층(140)에서 생성되어 조사된 광 중 R과 B의 흡수율 증대를 지원하고 G의 투과율을 지원함으로써, 보다 개선된 광학 특성을 지원할 수 있다. 이를 보다 상세히 설명하면, 전술한 바와 같이, 제2 파장판(136)이 투과율 개선을 위하여 특정 파장 대역의 빛을 집중 흡수하는 대신에 다른 파장 대역의 빛의 투과율을 개선하도록 설계되기 때문에 제1 파장판(135)에 전달되는 광에는 R과 B의 요소가 증대될 수 있다. 이에 따라 본 발명의 제1 파장판(135)은 특정 파장(λ) 즉 상술한 R과 B의 파장에 대한 흡수율을 높이고 G의 투과율을 개선하도록 염료계를 형성하거나, 해당 파장 대역의 흡수율 증대를 위한 나노 경사 입사 증착 구조 설계 방식으로 생성될 수 있다. 나노 경사 입사 증착 구조 설계 방식의 경우, 제1 파장판(135) 상에 구조물을 증착시키되 일정 속도를 가지며 회전하도록 하여 구조물이 생성하는 다수의 기둥들이 일정한 경사를 가지도록 설계할 수 있으며, 이에 따라 제1 파장판(135)을 투과하는 광은 원편광될 수 있다. 상기 일정한 경사는 흡수하고자 하는 파장 대역 및 투과하고자 하는 파장 대역에 따라 결정될 수 있다. 또한 본 발명의 제1 파장판(135)은 상술한 바와 같이 특정 파장 대역의 흡수율 개선 및 특정 파장 대역의 투과율 개선을 위한 염료계 형성으로 제작이 가능하다. 이렇게 생성된 제1 파장판(135)은 R과 B의 파장 대역을 흡수함으로써, 푸르스름한 빛깔을 띠는 현상을 제거할 수 있다. 한편, 상술한 설명에서 상기 제1 파장판(135)과 제2 파장판(136)의 두께는 해당 파장판의 위상 지연이 각각 180도와 90도로 결정되기 때문에 해당 파장판을 구성하는 물질의 복굴절율 정도와 파장에 의해 결정될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 제1 파장판(135) 및 제2 파장판(136)의 복층 구조를 가지는 본 발명의 편광 구조물(130)은 외부로부터 입사되는 광에 의해 발생하는 반사광은 제1 파장판(135)과 제2 파장판(136) 내에서 위상 지연을 통하여 제거할 수 있다. 그리고 본 발명의 편광 구조물(130)은 AMOLED 층(140)에서 생성되어 조사된 광의 특정 대역 투과율을 개선한 제1 파장판(135)과 제2 파장판(136)을 통하여 높은 광 투과율을 유지할 수 있다. 한편, 상기 편광 구조물(130)은 상기 PVA층(132), 제1 파장판(135) 및 제2 파장판(136)이 각각 일정 각도만큼 기울어지도록 배치함으로써 전 파장대에 대하여 균일한 색감을 가지도록 지원할 수 있다. 이를 보다 상세히 설명하면, 상기 제1 파장판(135) 및 제2 파장판(136)은 직선편광을 원편광으로 변환하면서 파장 분산이 최소가 되도록 일정 각도를 가지며 배치될 수 있는데, 예를 들면 상기 제1 파장판(135)은 상기 PVA층(132)에 대하여 15도만큼 기울어진 각도로 배치되고, 상기 제2 파장판(136)은 상기 제1 파장판(135)에 대하여 60도만큼 기울어진 각도로 배치될 수 있다. 이러한 배치를 통하여 상기 편광 구조물(130)은 투과하는 광에 대하여 최소의 파장분산을 가지도록 하여 전 파장대에 걸쳐서 동일한 색감을 가질 수 있도록 지원할 수 있다.

상술한 본 발명의 편광 구조물(130)이 적용된 광 특성을 다음 표 1에 나타내었다.

[표 1]

표 1에 나타낸 바와 같이 본 발명은 백색광의 투과율 개선을 통하여 "White" 휘도가 개선되었으며 결과적으로 콘트라스트가 개선되었음을 알 수 있다. 상기 색좌표는 CIE(Commission Internationale de I`Eclairage) 색좌표를 기준으로 한 것이다. 표 1에 나타난 바와 같이 각각 R, G, B의 X축 Y축 좌표가 해당 R, G, B의 색좌표로 조금씩 더 이동함으로써 해당 색감이 보다 명료하게 나타난 것을 알 수 있다. 즉, CIE 색좌표의 백색광을 구성하는 성분을 기준으로 R 성분은 종래와 비교하여 X축 오른쪽으로, Y축 아래쪽으로 이동한 좌표를 나타내어 보다 붉은색의 색감이 투영된 것을 의미하며, G 성분은 X축으로 오른쪽 Y축으로 아래쪽으로 이동함으로써 G 성분이 감쇄된 것을 나타낸다. 실질적으로 G 성분은 제2 파장판(136)에서 집중 흡수된 뒤 제1 파장판(135)에 소량 흡수됨에 따라 감쇄된 것으로 판단되며, 본 발명은 이러한 G 성분의 감쇄에 따라 다른 광에 비하여 효율이 높은 G 성분의 적정 감쇄 정도를 지원할 수 있을 것이다. B 성분은 Y축으로 다소 이동함으로써 보다 푸른색의 색감이 투영된 것을 의미할 수 있다. 전체적으로 표 1에 나타낸 바와 같이 종래와 비교하여 색 투과율이 개선되었으며, 반사광의 제거를 통하여 콘트라스트가 개선되었음을 알 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 편광 구조물(130)이 적용된 유기 발광 소자(100)에서의 각 가시광선 파장 대역에서의 반사율을 나타낸 그래프이다.

상기 도 5에 나타난 바와 같이, 종래에 비하여 본 발명의 가시광선 파장 대역은 전체적으로 R, G, B 성분에 대한 반사광을 거의 무반사에 가깝게 유지하도록 지원함을 알 수 있다. 이에 따라 본 발명의 편광 구조물(130)을 채용한 유기 발광 소자(100)는 반사광 중 R, G, B 성분을 고르게 제거함으로써, Bluish한 특성을 제거할 수 있음을 알 수 있다.

한편, 상술한 설명에서는 제2 파장판(136)이 R, G, B 성분 중 G 성분에 대하여 집중 흡수하고 다른 성분들을 집중 투과하도록 설계되는 것을 예시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 제2 파장판(136)이 R 성분 또는 B 성분 중 어느 하나를 집중 흡수하고 다른 성분들을 집중 투과하도록 설계되었다면, 상기 제1 파장판(135)이 제2 파장판(136)에서 처리되지 않는 광 성분들에 대한 흡수 또는 투과 처리를 수행하도록 설계할 수 있을 것이다. 이러한 설계는 전술한 바와 같이 파장판의 두께 조절이나, 복굴절율 조절을 통하여 이루어질 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 유기 발광 소자(100)는 윈도우(110)와 편광 구조물(130) 사이에 레진(120)이 배치된 구조에서 편광 구조물(130)의 특성에 의하여 발생할 수 있는 Bluish 문제를 편광 구조물(130) 내에서 처리하도록 함으로써, 보다 검정색에 가까운 리얼 블랙을 실현함으로써, 유기 발광 소자(100) 명암비 개선을 통한 사용자의 시인성을 개선할 수 있다. 특히 본 발명의 유기 발광 소자(100)는 제1 파장판(135)과 제2 파장판(136)이 각각 1/2 파장판 및 1/4 파장판을 수직을 기준으로 0도를 가지도록 배치하여, 외부에서 입사되는 광이 반사되는 경우, 반사광을 무반사 처리하도록 할 수 있는 구조를 제공하고 있다. 또한 본 발명의 유기 발광 소자(100)는 AMOLED 층(140)에서 발생한 광의 투과 효율을 개선하기 위하여 제2 파장판(136)을 특정 가시광선 파장 영역을 집중적으로 투과하거나 흡수할 수 있도록 설계한 경우, 제1 파장판(135)을 제2 파장판(136)에서 제외된 가시광선 파장 영역을 집중적으로 투과하거나 흡수할 수 있도록 설계함으로써, AMOLED 층(140)에서 발생한의 투과 효율을 개선할 수 있도록 지원할 수 있다. 여기서 상기 제1 파장판(135) 및 제2 파장판(136)에 대한 특정 파장 영역에 대한 흡수율 또는 투과율 개선을 위한 설계 방식은 전술한 바와 같이 염료계 특성을 적용하거나 경사 입사 증착 방식을 통하여 달성할 수 있다.

이상 상술한 유기 발광 소자(100)는 편광 구조물(130)을 중심으로 광학적 접근에서 그 구조를 설명하였으나, 본 발명이 상술한 단순 구조의 유기 발광 소자에 한정되는 것은 아니며, 그 제공 형태에 근거리 통신을 위한 근거리통신모듈, 피사체의 정지영상/동영상을 촬영하기 위한 카메라모듈, 상기 휴대 유기 발광 소자(100)의 유선통신방식 또는 무선통신방식에 의한 데이터 송수신을 위한 인터페이스, 인터넷 네트워크와 통신하여 인터넷 기능을 수행하는 인터넷통신모듈 및 디지털 방송 수신과 재생 기능을 수행하는 디지털방송모듈 등과 같이 상기에서 언급되지 않았거나 간략히 언급한 구성들을 더 포함할 수도 있다. 이러한 구성 요소들은 디지털 기기의 컨버전스(convergence) 추세에 따라 변형이 매우 다양하여 모두 열거할 수는 없으나, 상기 언급된 구성 요소들과 동등한 수준의 구성 요소가 상기 디바이스에 추가로 더 포함되어 구성될 수 있다. 또한 본 발명의 유기 발광 소자(100)는 그 제공 형태에 따라 상기한 구성에서 특정 구성들이 제외되거나 다른 구성으로 대체될 수도 있음은 물론이다. 이는 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에겐 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

또한 본 발명의 실시 예에 따른 편광 구조물을 포함하는 유기 발광 소자(100)는 다양한 통신 방식에 따른 통신 서비스를 제공할 수 있다. 예를 들면, 상기 유기 발광 소자(100)는 다양한 통신 시스템들에 대응되는 통신 프로토콜들(communication protocols)에 의거하여 동작하는 모든 이동통신 유기 발광 소자들(mobile communication terminals)을 비롯하여, PMP(Portable Multimedia Player), 디지털방송 플레이어, PDA(Personal Digital Assistant), 음악 재생기(예컨대, MP3 플레이어), 휴대게임단말, 스마트 폰(Smart Phone) 및 핸드헬드 PC 등 모든 정보통신기기와 멀티미디어기기 및 그에 대한 응용기기를 포함할 수 있다.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시 예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시 예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.

100 : 유기 발광 소자 110 : 윈도우
120 : 레진 130 : 편광 구조물
140 : AMOLED 층 150 : 케이스
131 : 제1 TAC 층 132 : PVA 층
133 : 제2 TAC 층 134 : 제1 접착층
135 : 제1 파장판 136 : 제2 파장판
137 : 제2 접착층

Claims

윈도우;
상기 윈도우 하부에 배치되는 편광 구조물;
상기 윈도우와 상기 편광 구조물 사이에 배치되며 상기 윈도우와 상기 편광 구조물의 굴절률과 유사한 굴절률을 가지며 배치되는 레진;
상기 편광 구조물 하부에 배치되는 자발광층;을 포함하되,
상기 편광 구조물은
외부에서 입사되는 광을 편광하는 편광층;
상기 편광된 광의 1차 위상 지연을 발생시키는 제1 파장판;
상기 제1 파장판을 투과한 광을 2차 위상 지연을 발생시키는 제2 파장판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
제1항에 있어서,
상기 제1 파장판은
반파장판이며,
상기 제2 파장판은
1/4파장판인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
제2항에 있어서,
상기 제1 파장판은 상기 편광층에 대하여 15만큼 기울어지도록 배치되며, 상기 제2 파장판은 상기 제1 파장판에 대하여 60도만큼 기울어지도록 배치되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
제1항에 있어서,
상기 제1 파장판은
기사광선 영역 중 특정 영역의 파장을 집중 흡수하거나 집중 투과하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
제4항에 있어서,
상기 제2 파장판은 상기 제1 파장판에서 집중 흡수하거나 집중 투과하도록 설계된 영역을 제외한 영역의 파장을 집중 흡수하거나 집중 투과하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
제1항에 있어서,
상기 제2 파장판은
R, G, B 성분 중 G 성분을 집중 흡수하고 R 성분 및 B 성분을 집중 투과하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
제6항에 있어서,
상기 제1 파장판은
상기 R 성분 및 B 성분을 흡수하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
상층에 굴절률이 유사한 레진이 배치되며 아래에 자발광층이 배치되는 편광구조물에 있어서,
상기 레진을 투과하여 입사되는 외부광을 편광하는 편광층;
상기 편광된 광의 1차 위상 지연을 발생시키는 제1 파장판;
상기 제1 파장판을 투과한 광을 2차 위상 지연을 발생시키는 제2 파장판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자에 채용되는 편광 구조 장치.
제8항에 있어서,
상기 제1 파장판은
반파장판이며,
상기 제2 파장판은
1/4파장판인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자에 채용되는 편광 구조 장치.
제9항에 있어서,
상기 제1 파장판은 상기 편광층에 대하여 15만큼 기울어지도록 배치되며, 상기 제2 파장판은 상기 제1 파장판에 대하여 60도만큼 기울어지도록 배치되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자에 채용되는 편광 구조 장치.
제8항에 있어서,
상기 제1 파장판은
기사광선 영역 중 특정 영역의 파장을 집중 흡수하거나 집중 투과하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자에 채용되는 편광 구조 장치.
제11항에 있어서,
상기 제2 파장판은 상기 제1 파장판에서 집중 흡수하거나 집중 투과하도록 설계된 영역을 제외한 영역의 파장을 집중 흡수하거나 집중 투과하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자에 채용되는 편광 구조 장치.
제8항에 있어서,
상기 제2 파장판은
R, G, B 성분 중 G 성분을 집중 흡수하고 R 성분 및 B 성분을 집중 투과하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자에 채용되는 편광 구조 장치.
제13항에 있어서,
상기 제1 파장판은
상기 R 성분 및 B 성분을 흡수하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자에 채용되는 편광 구조 장치.