KR20150057290A - 유기발광소자용 편광판 및 이를 포함하는 유기발광소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기발광소자에 관한 것으로, 특히 유기발광소자의 외부광을 차단할 수 있는 편광판 및 이를 포함하는 유기발광소자에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 OLED의 외부광 반사 차단을 위한 편광판의 위상차판에 위상지연상쇄층을 포함하도록 형성하는 것이다.
이를 통해, 정면을 기준으로 정면에서 비스듬한 각도에서 빛샘이 발생하거나 색이 반전되는 것을 방지할 수 있어, 영상이 왜곡되는 등의 화질저하 및 시인성이 저하되는 시야각 특성에 따른 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

Description

유기발광소자용 편광판 및 이를 포함하는 유기발광소자{Polarizer plate and organic light emitting diodes including the same}

본 발명은 유기발광소자에 관한 것으로, 특히 유기발광소자의 외부광을 차단할 수 있는 편광판 및 이를 포함하는 유기발광소자에 관한 것이다.

근래에 들어 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 여러 가지 다양한 평판표시장치가 개발되어 각광받고 있다.

이 같은 평판표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device : LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device : PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device : FED), 전기발광표시장치(Electroluminescence Display device : ELD), 유기발광소자(organic light emitting diodes : OLED) 등을 들 수 있는데, 이들 평판표시장치는 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 보여 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 빠르게 대체하고 있다.

위와 같은 평판표시장치 중에서, 유기발광소자(이하, OLED라 함)는 자발광소자로서, 비발광소자인 액정표시장치에 사용되는 백라이트를 필요로 하지 않기 때문에 경량 박형이 가능하다.

그리고, 액정표시장치에 비해 시야각 및 대비비가 우수하며, 소비전력 측면에서도 유리하며, 직류 저전압 구동이 가능하고, 응답속도가 빠르며, 내부 구성요소가 고체이기 때문에 외부충격에 강하고, 사용 온도범위도 넓은 장점을 가지고 있다.

특히, 제조공정이 단순하기 때문에 생산원가를 기존의 액정표시장치 보다 많이 절감할 수 있는 장점이 있다.

이러한 특성을 갖는 OLED는 크게 패시브 매트릭스 타입(passive matrix type)과 액티브 매트릭스 타입(active matrix type)으로 나뉘어 지는데, 패시브 매트릭스 타입은 신호선을 교차하면서 매트릭스 형태로 소자를 구성하는 반면, 액티브 매트릭스 타입은 화소를 온/오프(on/off)하는 스위칭 소자인 박막트랜지스터가 화소 별로 위치하도록 한다.

최근, 패시브 매트릭스 타입은 해상도나 소비전력, 수명 등에 많은 제한적인 요소를 가지고 있어, 고해상도나 대화면을 구현할 수 있는 액티브 매트릭스 타입 OLED의 연구가 활발히 진행되고 있다.

도 1은 일반적인 액티브 매트릭스 타입 OLED의 단면을 개략적으로 도시한 도면이며, OLED는 상부 발광방식이다.

도시한 바와 같이, OLED(10)는 구동 박막트랜지스터(DTr)와 발광다이오드(E)가 형성된 기판(1)이 보호필름(12)에 의해 인캡슐레이션(encapsulation)된다.

이를 좀더 자세히 살펴보면, 제 1 기판(1)의 상부에는 각 화소영역(P) 별로 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성되어 있고, 각각의 구동 박막트랜지스터(DTr)와 연결되는 제 1 전극(11)과 제 1 전극(11)의 상부에 특정한 색의 빛을 발광하는 유기발광층(13)과, 유기발광층(13)의 상부에는 제 2 전극(15)이 구성된다.

유기발광층(13)은 적(R), 녹(G), 청(B)색을 표현하게 되는데, 일반적인 방법으로는 각 화소마다 적(R), 녹(G), 청(B)색을 발광하는 별도의 유기물질(13a, 13b, 13c)을 패턴하여 사용한다.

이들 제 1 및 제 2 전극(11, 15)과 그 사이에 형성된 유기발광층(13)은 발광다이오드를 이루게 된다. 이때, 이러한 구조를 갖는 OLED(10)는 제 1 전극(11)을 양극(anode)으로 제 2 전극(15)을 음극(cathode)으로 구성하게 된다.

이러한 구동 박막트랜지스터(DTr)와 발광다이오드(E) 상부에는 얇은 박막필름 형태인 보호필름(12)이 형성되어, OLED(10)는 보호필름(120)을 통해 인캡슐레이션(encapsulation)되는데, 보호필름(12)은 외부 산소 및 수분이 OLED(10) 내부로 침투하는 것을 방지하기 위하여, 무기보호필름(12a)을 적어도 2장 적층하여 사용하는데, 이때, 2장의 무기보호필름(12a) 사이에는 무기보호필름(12a)의 내충격성을 보완하기 위한 유기보호필름(12b)이 개재되는 것이 바람직하다.

그러나 이러한 OLED(10)는 외부광의 세기에 따라 콘트라스트가 크게 감소하는 단점이 있다. 따라서, 외부광에 의한 콘트라스트의 저하를 방지하기 위하여 외부광 반사 차단용 편광판(20)을 OLED(10)에 부착 형성한다.

즉, OLED(10)는 유기발광층(13)을 통해 발광된 빛의 투과방향에 외부로부터 입사되는 외부광을 차단하는 편광판(20)을 형성함으로써, 콘트라스트를 향상시키게 된다.

한편, 이러한 편광판(20)을 OLED(10) 상에 부착하더라도, 정면을 기준으로 정면에서 비스듬한 각도에서 바라보는 경우에는 OLED(10)로부터 반사된 빛의 편광특성과 편광판(20)의 흡수축이 불일치하게 됨에 따라 빛샘이 발생하거나 색이 반전될 수 있으며, 또한 영상이 왜곡되는 등의 화질저하 및 시인성이 저하되는 시야각 특성에 따른 문제점이 발생하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, OLED의 시야각 특성에 따른 문제점을 해소할 수 있는 광특성이 향상된 편광판을 제공하고자 하는 것을 제 1 목적으로 한다.

이를 통해, 콘트라스트 및 휘도가 향상되는 OLED를 제공하고자 하는 것을 제 2 목적으로 한다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 선편광층과; 상기 선편광층 하부에 위치하며, 위상지연상쇄층과, 파장판(wave plate)을 포함하는 위상차판을 포함하며, 상기 위상지연상쇄층은 상기 파장판의 두께방향의 위상지연값(Rth)의 음(-)의 값을 갖는 유기발광소자용 편광판을 제공한다.

이때, 상기 파장판은 사분파장판(quarter wave plate : 1/4λ plate)으로 이루어지며, 상기 파장판은 사분파장판(quarter wave plate : 1/4λ plate)과 반파장판(half wave plate : 1/2λ plate)을 포함하며, 상기 선편광층 하부로 순차적으로 상기 반파장판과, 상기 위상지연상쇄층 그리고 상기 사분파장판이 위치한다.

그리고, 상기 사분파장판의 두께방향의 위상지연값(Rth)이 80nm일때, 상기 위상지연상쇄층의 두께방향의 위상지연값(Rth)은 -80nm이며, 상기 반파장판의 두께방향의 위상지연값(Rth)이 130nm이며, 상기 사분파장판의 두께방향의 위상지연값(Rth)이 70nm일때, 상기 위상지연상쇄층의 두께방향의 위상지연값(Rth)은 -200nm이다.

그리고, 상기 위상지연상쇄층은 C-플레이트, B-플레이트, A-플레이트 중 선택된 하나로 이루어진다.

또한, 본 발명은 구동 박막트랜지스터와 유기전계 발광다이오드가 형성된 제 1 기판과; 상기 구동 박막트랜지스터 및 유기전계 발광다이오드를 덮어 인캡슐레이션(encapsulation)하는 보호필름과; 상기 유기전계 발광다이오드로부터 발광하는 빛의 투과방향에 위치하며, 위상지연상쇄층과, 파장판(wave plate)을 포함하는 위상차판과, 상기 위상차판 상부에 형성되는 선편광판을 포함하는 편광판을 포함하며, 상기 위상지연상쇄층은 상기 파장판의 두께방향의 위상지연값(Rth)의 음(-)의 값을 갖는 유기발광소자를 제공한다.

상기 파장판은 사분파장판(quarter wave plate : 1/4λ plate)으로 이루어며, 상기 파장판은 사분파장판(quarter wave plate : 1/4λ plate)과 반파장판(half wave plate : 1/2λ plate)을 포함하며, 상기 선편광층 하부로 순차적으로 상기 반파장판과, 상기 위상지연상쇄층 그리고 상기 사분파장판이 위치한다.

또한, 상기 위상지연상쇄층은 C-플레이트, B-플레이트, A-플레이트 중 선택된 하나로 이루어진다.

위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 OLED의 외부광 반사 차단을 위한 편광판의 위상차판에 위상지연상쇄층을 포함하도록 형성함으로써, 이를 통해, 정면을 기준으로 정면에서 비스듬한 각도에서 빛샘이 발생하거나 색이 반전되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다. 따라서, 영상이 왜곡되는 등의 화질저하 및 시인성이 저하되는 시야각 특성에 따른 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 액티브 매트릭스 타입 OLED의 단면을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 OLED를 개략적으로 도시한 단면도.
도 3은 도 2의 편광판의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 4a ~ 4c는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 편광판을 포함하는 OLED의 외부광에 대한 투과율을 나타낸 시뮬레이션 결과와, 비교 시뮬레이션 결과.
도 5a ~ 5c는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 편광판을 포함하는 OLED의 컬러비대칭을 나타낸 시뮬레이션 결과와, 비교 시뮬레이션 결과.
도 6a ~ 6b는 위상지연상쇄층의 위치에 따른 OLED의 외부광에 대한 투과율을 나타낸 시뮬레이션 결과.
도 7a ~ 7b는 위상지연상쇄층의 위치에 따른 OLED의 외부광에 대한 컬러비대칭을 나타낸 시뮬레이션 결과.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 OLED의 편광판의 구조를 개략적으로 도시한 단면도.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 편광판을 포함하는 OLED의 외부광에 대한 투과율을 나타낸 시뮬레이션 결과와, 비교 시뮬레이션 결과.
도 10은 OLED의 컬러비대칭을 나타낸 시뮬레이션 결과.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

- 제 1 실시예 -

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 OLED를 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 3은 도 2의 편광판의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 OLED(100)는 구동 박막트랜지스터(DTr)와 발광다이오드(E)가 형성된 기판(101)이 보호필름(120)에 의해 인캡슐레이션(encapsulation)된다.

이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 기판(101) 상의 화소영역(P)에는 반도체층(103)이 형성되는데, 반도체층(103)은 실리콘으로 이루어지며 그 중앙부는 채널을 이루는 액티브영역(103a) 그리고 액티브영역(103a) 양측면으로 고농도의 불순물이 도핑된 소스 및 드레인영역(103b, 103c)으로 구성된다.

이러한 반도체층(103) 상부로는 게이트절연막(105)이 형성되어 있다.

게이트절연막(105) 상부로는 반도체층(103)의 액티브영역(103a)에 대응하여 게이트전극(107)과 도면에 나타내지 않았지만 일방향으로 연장하는 게이트배선이 형성되어 있다.

또한, 게이트전극(107)과 게이트배선(미도시) 상부 전면에 제 1 층간절연막(109a)이 형성되어 있으며, 이때 제 1 층간절연막(109a)과 그 하부의 게이트절연막(105)은 액티브영역(103a) 양측면에 위치한 소스 및 드레인영역(103b, 103c)을 각각 노출시키는 제 1, 2 반도체층 콘택홀(116)을 구비한다.

다음으로, 제 1, 2 반도체층 콘택홀(116)을 포함하는 제 1 층간절연막(109a) 상부로는 서로 이격하며 제 1, 2 반도체층 콘택홀(116)을 통해 노출된 소스 및 드레인영역(103b, 103c)과 각각 접촉하는 소스 및 드레인 전극(110a, 110b)이 형성되어 있다.

그리고, 소스 및 드레인전극(110a, 110b)과 두 전극(110a, 110b) 사이로 노출된 제 1 층간절연막(109a) 상부로 드레인전극(110b)을 노출시키는 드레인콘택홀(117)을 갖는 제 2 층간절연막(109b)이 형성되어 있다.

이때, 소스 및 드레인 전극(110a, 110b)과 이들 전극(110a, 110b)과 접촉하는 소스 및 드레인영역(103b, 103c)을 포함하는 반도체층(103)과 반도체층(103) 상부에 형성된 게이트절연막(105) 및 게이트전극(107)은 구동 박막트랜지스터(DTr)를 이루게 된다.

한편, 도면에 나타나지 않았지만, 게이트배선(미도시)과 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 데이터배선(미도시)이 형성되어 있으며, 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 구동 박막트랜지스터(DTr)와 동일한 구조로, 구동 박막트랜지스터(DTr)와 연결된다.

그리고, 스위칭 박막트랜지스터(미도시) 및 구동 박막트랜지스터(DTr)는 도면에서는 반도체층(103)이 폴리실리콘 반도체층 또는 산화물반도체층으로 이루어진 탑 게이트(top gate) 타입을 예로써 보이고 있으며, 이의 변형예로써 순수 및 불순물의 비정질실리콘으로 이루어진 보텀 케이트(bottom gate) 타입으로 형성될 수도 있다.

또한, 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인전극(110b)과 연결되며 제 2 층간절연막(109b) 상부로는 실질적으로 화상을 표시하는 영역에는 예를 들어 일함수 값이 비교적 높은 물질로 발광다이오드(E)의 양극(anode)을 이루는 제 1 전극(111)이 형성되어 있다.

이러한 제 1 전극(111)은 각 화소영역(P) 별로 형성되는데, 각 화소영역(P) 별로 형성된 제 1 전극(111) 사이에는 뱅크(bank : 119)가 위치한다.

즉, 제 1 전극(111)은 뱅크(119)를 각 화소영역(P) 별 경계부로 하여 화소영역(P) 별로 분리된 구조로 형성되어 있다.

그리고 제 1 전극(111)의 상부에 유기발광층(113)이 형성되어 있다.

여기서, 유기발광층(113)은 발광물질로 이루어진 단일층으로 구성될 수도 있으며, 발광 효율을 높이기 위해 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층(hole transport layer), 발광층(emitting material layer), 전자수송층(electron transport layer) 및 전자주입층(electron injection layer)의 다중층으로 구성될 수도 있다.

그리고, 유기발광층(113)의 상부로는 전면에 음극(cathode)을 이루는 제 2 전극(115)이 형성되어 있다.

이때, 제 2 전극(115)은 이중층 구조로, 일함수가 낮은 금속 물질을 얇게 증착한 반투명 금속막 상에 투명한 도전성 물질을 두껍게 증착된 이층 구조이다.

따라서, 유기발광층(113)에서 발광된 빛은 제 2 전극(115)을 향해 방출되는 상부 발광방식으로 구동된다.

이러한 OLED(100)는 선택된 신호에 따라 제 1 전극(111)과 제 2 전극(115)으로 소정의 전압이 인가되면, 제 1 전극(111)으로부터 주입된 정공과 제 2 전극(115)으로부터 제공된 전자가 유기발광층(113)으로 수송되어 엑시톤(exciton)을 이루고, 이러한 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 천이 될 때 빛이 발생되어 가시광선의 형태로 방출된다.

이때, 발광된 빛은 투명한 제 2 전극(115)을 통과하여 외부로 나가게 되므로, OLED(100)는 임의의 화상을 구현하게 된다.

그리고, 이러한 구동 박막트랜지스터(DTr)와 발광다이오드(E) 상부에는 얇은 박막필름 형태인 보호필름(120)이 형성되어, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 OLED(100)는 보호필름(120)을 통해 인캡슐레이션(encapsulation)된다.

여기서, 보호필름(120)은 외부 산소 및 수분이 OLED(100) 내부로 침투하는 것을 방지하기 위하여, 무기보호필름(120a)을 적어도 2장 적층하여 사용하는데, 이때, 2장의 무기보호필름(120a) 사이에는 무기보호필름(120a)의 내충격성을 보안하기 위한 유기보호필름(120b)이 개재되는 것이 바람직하다.

이러한 유기보호필름(120b)과 무기보호필름(120a)이 교대로 반복하여 적층된 구조에서는 유기보호필름(120b)의 측면을 통해서 수분 및 산소가 침투하는 것을 막아주어야 하기 때문에 무기보호필름(120a)이 유기보호필름(120b)을 완전히 감싸는 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 OLED(100)는 외부로부터 수분 및 산소가 OLED(100) 내부로 침투하는 것을 방지할 수 있다.

이를 통해, 내부로 유입된 산소나 수분으로 인해, 전극층의 산화 및 부식이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 따라서 유기발광층(113)의 발광특성이 저하되고, 유기발광층(113)의 수명이 단축되었던 문제점을 방지할 수 있다.

또한, 전류 누설 및 단락이 발생하는 것을 방지하게 되며, 화소불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이를 통해 휘도나 화상 특성의 불균일이 발생되었던 문제점을 방지하게 된다.

그리고, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 OLED(100)는 보호필름(120)의 상부로 외부광에 의한 콘트라스트의 저하를 방지하기 위하여 편광판(200)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

즉, OLED(100)는 유기발광층(113)을 통해 발광된 빛의 투과방향에 외부로부터 입사되는 외부광을 차단하는 편광판(200)을 형성함으로써, 콘트라스트를 향상시키게 된다.

편광판(200)은 외부광을 차단하기 위한 원편광판으로, 보호필름(120)의 외면에 부착된 위상차판(210)과 선편광판(220)으로 구성된다.

이때, 선편광판(220)과 위상차판(210)의 적층 순서는 외부광의 입사방향에 가깝도록 선편광판(220)을 배치시키고 그 안쪽으로 사분파장판(211)을 포함하는 위상차판(210)을 배치시키는 구조가 바람직하다.

따라서, OLED(100)가 외부광의 세기에 따라 콘트라스트가 크게 감소할 수 있는데, 본 발명은 위상차판(210)과 선편광판(220)에 의해 외부로부터 입사되는 외부광의 반사를 최소화함으로써, 콘트라스트의 저하를 방지하고 향상시키게 된다.

즉, 외부로부터 입사되는 외부광은 선편광판(220)의 흡수축에 따른 방향의 성분이 흡수되고 투과축에 따른 방향의 성분이 투과된다. 이 투과축에 따른 방향의 성분은 위상차판(210)을 지나면서 일방향으로 회전되는 원편광으로 변환된 후, 발광다이오드(E)의 제 1 전극(111)에 의해 반사된다.

반사될 때 일방향으로 회전하는 원편광은 타방향으로 회전하는 원편광이 되고, 위상차판(210)을 지나면서 처음의 투과축에 직교하는 방향의 직선 편광으로 변환된다. 따라서, 이 직선 편광은 선편광판(220)의 흡수축에 의해 흡수되어 외부로 나오지 못하고 소멸 간섭을 일으키게 된다.

따라서, 외부광 반사가 최소화되고, 콘트라스트가 더욱 향상되게 된다.

여기서, 본 발명의 위상차판(210)은 사분파장판(quarter wave plate : 1/4λ plate)(211)과 반파장판(half wave plate : 1/2λ plate)(215)을 포함하며, 사분파장판(211)과 반파장판(215) 사이에는 위상지연상쇄층(213)이 더욱 형성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 위상지연상쇄층(213)은 사분파장판(211)과 반파장판(215)의 두께 방향의 위상지연값(Rth)을 상쇄시키는 역할을 하게 된다.

이를 통해, 본 발명의 OLED(100)는 정면을 기준으로 정면에서 비스듬한 각도에서 빛샘이 발생하거나 색이 반전되는 것을 방지할 수 있어, 영상이 왜곡되는 등의 화질저하 및 시인성이 저하되는 시야각 특성에 따른 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이에 대해 도 3을 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.

도 3에 도시한 바와 같이, 편광판(200)은 크게 선편광판(220)과 위상차판(210)으로 이루어지는데, 위상차판(210)은 사분파장판(211), 반파장판(215) 그리고 사분파장판(211)과 반파장판(215) 사이의 위상지연상쇄층(213)으로 이루어진다.

여기서, 선편광판(220)은 빛의 편광특성을 변화시키는 편광층(221)과, 편광층(221)의 양측면에 형성되어 편광층(221)을 보호 및 지지하는 제 1 및 제 2 TAC 필름(223a, 223b)으로 구성된다.

그리고, 제 2 TAC 필름(223b)의 일측에 표면처리층(미도시)을 더욱 포함할 수 있는데, 표면처리층(미도시)은 실리카비드(silica bead : 미도시)가 포함된 눈부심방지(anti-glare)층 이거나, 편광판(200) 표면의 손상 방지를 위한 하드 코팅(hard coating)층 일 수 있다.

제 1 및 제 2 TAC 필름(223a, 223b)은 트리아세틸셀룰로오스(tri-acetatecellulose)로 이루어져, 편광층(221)의 연신상태를 유지시키는 역할을 한다.

그리고, 선편광판(220)의 하부로는 위상차판(210)이 위치하는데, 여기서, 위상차판(210)의 적층 순서는 외부광의 입사방향에 가깝도록 반파장판(215)을 배치시키고, 그 안쪽으로 사분파장판(211)을 배치시키는데, 반파장판(215)과 사분파장판(211) 사이로는 위상지연상쇄층(213)을 형성하는 것이 바람직하다.

여기서, 선편광판(220)의 투과축이 0도일 경우, 사분파장판(211)은 면내 위상차(Ro)가 110nm<Ro<145nm 만족하도록 형성되며, 반파장판(215)은 면내 위상차(Ro)가 250nm<Ro<295nm을 만족하도록 형성된다.

즉, 사분파장판(211)은 75도의 위상차축을 가지며, 반파장판(215)은 15도의 위상차축을 갖는다.

따라서, 사분파장판(211)과 반파장판(215)의 위상차축이 각각 15도와 75도로 설계될 경우, 이를 통해 OLED(100)에서 출사된 빛의 분산특성을 향상시킬 수 있다.

그리고, 사분파장판(211)과 반파장판(215) 그리고 위상지연상쇄층(213)은 하기 수학식1과 하기 수학식2로 나타내는 면상의 위상지연값 Rin와 두께 방향의 위상지연값인 Rth로 나타낼 수 있다.

Rin = (nx - ny)× d ....수학식1

(단, d는 위상차판(210)의 두께)

Rth = (nz - ny)× d ....수학식2

(단, d는 위상차판(210)의 두께)

이때, 면상의 위상지연값인 Rin은 A 성분의 굴절율 이방성으로 광축이 xy 평면상에 존재함을 의미한다. 그리고, 두께 방향의 위상지연값인 Rth는 C성분의 굴절율 이방성으로 광축이 두께방향 z축에 존재함을 의미한다.

여기서, 위상지연상쇄층(213)은 사분파장판(211)과 반파장판(215)의 두께 방향의 위상지연값(Rth)을 상쇄시키는 역할을 하게 된다.

즉, 위상지연상쇄층(213)은 사분파장판(211)과 반파장판(215)의 두께 방향의 위상지연값(Rth)의 음(-)의 값을 갖는다.

일예로 550nm의 파장에서 수학식1에 의하여 산출된 사분파장판(211)의 두께방향의 위상지연값(Rth)이 70nm의 값을 가지며, 반파장판(215)은 두께방향의 위상지연값(Rth)이 130nm의 값을 가질 때, 위상지연상쇄층(213)은 두께 방향의 위상지연값인 Rth가 -200nm의 값을 갖는 것이다.

여기서, 위상지연상쇄층(213)은 반파장판(215)과 사분파장판(211)의 두께방향의 위상지연값(Rth)에 대응하여 음(-)의 값을 가질 수 있는 보상필름이면 어떠한 것도 가능하다.

즉, 위상지연상쇄층(213)은 C-플레이트, B-플레이트, A-플레이트 중 선택된 하나로 이루어질 수 있으며, 위의 조건과 같이 사분파장판(211)의 두께방향의 위상지연값(Rth)이 70nm의 값을 가지며, 반파장판(215)은 두께방향의 위상지연값(Rth)이 130nm의 값을 가지면, 위상지연상쇄층(213)은 음(-)의 위상지연값(Rth)을 갖는 포지티브 C-플레이트로 이루어지거나, 포지티브 B-플레이트 그리고 네가티브 A-플레이트 중 선택된 하나로 이루어질 수 있다.

여기서, 포지티브 C-플레이트와 포지티브 B-플레이트 그리고 네가티브 A-플레이트는 nx ≠ ny 이고, 두께방향의 위상지연값(Rth)≥0 이다.

이를 통해, 본 발명의 OLED(100)는 정면을 기준으로 정면에서 비스듬한 각도에서 빛샘이 발생하거나 색이 반전되는 것을 방지할 수 있어, 영상이 왜곡되는 등의 화질저하 및 시인성이 저하되는 시야각 특성에 따른 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, OLED(100)는 정면으로는 콘트라스트비가 높은 영상이 표시되지만, 정면을 기준으로 정면에서 비스듬한 각도에서는 콘트라스트비가 낮은 영상이 표시된다. 이는 OLED(100)의 측면으로 진행하는 빛은 두께방향의 위상지연이 발생하기 때문이다.

따라서, 정면을 기준으로 정면에서 비스듬한 각도에서 빛샘이 발생하거나 색이 반전되며, 이를 통해 영상이 왜곡되는 등의 화질저하 및 시인성이 저하되는 시야각 특성에 따른 문제점이 발생하는 것이다.

그러나, 본 발명의 제 1 실시예와 같이 위상차판(210)에 두께방향의 위상차값(Rth)을 상쇄시킬 수 있는 위상지연상쇄층(213)을 형성함으로써, 두께방향의 위상지연값(Rth)이 상쇄되어, 두께방향에서 위상지연이 발생하는 것을 방지할 수 있는 것이다.

따라서, 정면을 기준으로 정면에서 비스듬한 각도에서 빛샘이 발생하거나 색이 반전되는 것을 방지할 수 있어, 영상이 왜곡되는 등의 화질저하 및 시인성이 저하되는 시야각 특성에 따른 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

그리고 편광판(200)의 하부에는 편광판(200)을 OLED(100)에 부착하기 위한 접착층(130)이 구비되며, 접착층(130)의 하부로는 별도의 보호층(미도시)이 포함될 수 있다.

보호층(미도시)은 편광판(200) 부착공정에서 탈착되어 접착층(130)을 노출시키며, 운반 및 이송 등의 과정에서 접착층(130)이 오염되지 않도록 보호하는 역할을 한다.

여기서, 본 발명의 편광판(200)은 선편광판(220)의 제 1 TAC 필름(223a)을 삭제하고, 반파장판(215)이 위상지연 효과와 동시에 제 1 TAC 필름(223a)의 역할을 함께 하도록 형성하는 것도 가능하다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 OLED(100)는 외부광 반사 차단을 위한 편광판(200)의 위상차판(210)이 외부광의 입사방향으로부터 순차적으로 반파장판(215)과 위상지연상쇄층(213) 그리고 사분파장판(211)을 포함하도록 형성함으로써, 정면을 기준으로 정면에서 비스듬한 각도에서 빛샘이 발생하거나 색이 반전되는 것을 방지할 수 있다. 이를 통해, 영상이 왜곡되는 등의 화질저하 및 시인성이 저하되는 시야각 특성에 따른 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도 4a ~ 4c는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 편광판을 포함하는 OLED의 외부광에 대한 투과율을 나타낸 시뮬레이션 결과와, 비교 시뮬레이션 결과이다.

도 4a는 OLED(도 2의 100)의 보호필름(도 2의 120) 상부로 부착되는 편광판(도 3의 200)이 외부광의 입사방향으로부터 순차적으로 선편광판과 사분파장판으로 이루어졌을 경우의 외부광에 대한 투과율을 나타낸 시뮬레이션 결과이며, 도 4b는 입사방향으로부터 순차적으로 선편광판과 반파장판 그리고 사분파장판으로 이루어졌을 경우의 외부광에 대한 투과율을 나타낸 시뮬레이션 결과이며, 도 4c는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 OLED의 보호필름 상부로 부착되는 편광판이 입사방향으로부터 순차적으로 선편광판과 반파장판 위상지연상쇄층 그리고 사분파장판으로 이루어졌을 경우의 외부광에 대한 투과율을 나타낸 시뮬레이션 결과이다.

도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 도 4a는 외부광에 대한 투과율이 평균 0.002에서 최대 0.010까지 발생하며, 도 4b는 외부광에 대한 투과율이 평균 0.0012에서 최대 0.008까지 발생하는 것을 확인할 수 있다.

특히, 정면을 기준으로 정면에서 비스듬한 각도에서 빛샘이 발생하는 것을 확인할 수 있다.

이에 반해, 도 4c의 본 발명의 제 1 실시예에 따른 편광판(도 3의 200)을 포함하는 OLED(도 2의 100)는 외부광에 대한 투과율이 평균 0.001에서 최대 0.004로 도 4a와 도 4b에 비해 낮은 것을 확인할 수 있으며, 특히 정면을 기준으로 정면에서 비스듬한 각도에서 빛샘이 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다.

이는, 본 발명의 제 1 실시예와 같이 편광판(도 3의 200)의 위상차판(도 3의 210)에 위상지연상쇄층(도 3의 213)을 형성함으로써, 두께방향의 위상지연값(Rth)이 상쇄되어, 두께방향에서 위상지연이 발생하는 것을 방지할 수 있기 때문이다.

도 5a ~ 5c는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 편광판을 포함하는 OLED의 컬러비대칭을 나타낸 시뮬레이션 결과와, 비교 시뮬레이션 결과이다.

도 5a는 OLED(도 2의 100)의 보호필름(도 2의 120) 상부로 부착되는 편광판(도 3의 200)이 외부광의 입사방향으로부터 순차적으로 선편광판과 사분파장판으로 이루어졌을 경우의 컬러비대칭을 나타낸 시뮬레이션 결과이며, 도 5b는 입사방향으로부터 순차적으로 선편광판과 반파장판 그리고 사분파장판으로 이루어졌을 경우의 컬러비대칭을 나타낸 시뮬레이션 결과이며, 도 5c는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 OLED의 보호필름 상부로 부착되는 편광판이 입사방향으로부터 순차적으로 선편광판과 반파장판 위상지연상쇄층 그리고 사분파장판으로 이루어졌을 경우의 컬러비대칭을 나타낸 시뮬레이션 결과이다.

도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 컬러비대칭이 클수록 색이 반전되게 되는데, 도 5a와 도 5b는 각도에 따라 다양한 컬러가 나타남에 따라, 컬러비대칭이 좋지 않은 것을 확인할 수 있다.

이에 반해, 도 5c의 본 발명의 제 1 실시예에 따른 편광판(도 3의 200)을 포함하는 OLED(도 2의 100)는 컬러비대칭이 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다.

따라서, 색 반전이 발생하지 않게 된다.

즉, 본 발명의 OLED(도 2의 100)는 외부광 반사 차단을 위한 편광판(도 3의 200)의 위상차판(도 2의 210)이 외부광의 입사방향으로부터 순차적으로 반파장판(도 3의 215)과 위상지연상쇄층(도 3의 213) 그리고 사분파장판(도 3의 211)을 포함하도록 형성함으로써, 정면을 기준으로 정면에서 비스듬한 각도에서 빛샘이 발생하거나 색이 반전되는 것을 방지할 수 있다.

이를 통해, 영상이 왜곡되는 등의 화질저하 및 시인성이 저하되는 시야각 특성에 따른 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 OLED(도 2의 100)의 편광판(도 3의 200)은 위상지연상쇄층(도 3의 213)의 위치가 매우 종요한 요소로 작용하게 되는데, 즉, 본 발명의 제 1 실시예와 같이 위상지연상쇄층(도 3의 213)을 반파장판(도 3의 215)과 사분파장판(도 3의 211) 사이에 위치함으로써, 위와 같은 효과를 구현할 수 있다.

이에 대해 도 6a ~ 6b, 도 7a ~ 7b를 위의 도 4c와 도 5c와 비교하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.

도 6a ~ 6b는 위상지연상쇄층의 위치에 따른 OLED의 외부광에 대한 투과율을 나타낸 시뮬레이션 결과이다.

도 6a는 위상차판(도 3의 210)이 외부광의 입사방향으로부터 순차적으로 위상지연상쇄층, 반파장판, 사분파장판으로 이루어져 있을 경우의 외부광에 대한 투과율을 나타낸 시뮬레이션 결과이며, 도 6b는 입사방향으로부터 순차적으로 반파장판, 사분파장판 그리고 위상지연상쇄층으로 이루어져 있을 경우의 외부광에 대한 투과율을 나타낸 시뮬레이션 결과이다.

도 6a 내지 도 6b를 참조하면, 도 6a는 외부광에 대한 투과율이 평균 0.0012에서 최대 0.02까지 발생하며, 도 6b는 외부광에 대한 투과율이 평균 0.0011에서 최대 0.02까지 발생하는 것을 확인할 수 있다.

그리고, 정면을 기준으로 정면에서 비스듬한 각도에서도 빛샘이 발생하는 것을 확인할 수 있다.

이에 반해, 도 4c의 본 발명의 제 1 실시예에 따라 위상차판(도 3의 210)을 외부광의 입사방향으로부터 순차적으로 반파장판(도 3의 215), 위상지연상쇄층(도 3의 213), 사분파장판(도 3의 211)으로 형성할 경우, 외부광에 대한 투과율은 평균 0.001에서 최대 0.004로 도 6a와 도 6b에 비해 낮은 것을 확인할 수 있으며, 특히 정면을 기준으로 정면에서 비스듬한 각도에서 빛샘이 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다.

또한, 도 7a ~ 7b는 위상지연상쇄층의 위치에 따른 OLED의 외부광에 대한 컬러비대칭을 나타낸 시뮬레이션 결과이다.

도 7a는 위상차판(도 3의 210)이 외부광의 입사방향으로부터 순차적으로 위상지연상쇄층, 반파장판, 사분파장판으로 이루어져 있을 경우의 컬러비대칭을 나타낸 시뮬레이션 결과이며, 도 7b는 입사방향으로부터 순차적으로 반파장판, 사분파장판 그리고 위상지연상쇄층으로 이루어져 있을 경우의 컬러비대칭을 나타낸 시뮬레이션 결과이다.

도 7a ~ 7b 를 참조하면, 컬러비대칭이 클수록 색이 반전되게 되는데, 도 7a와 도 7b는 각도에 따라 다양한 컬러가 나타남에 따라, 컬러비대칭이 좋지 않은 것을 확인할 수 있다.

이에 반해, 도 5c의 본 발명의 제 1 실시예에 따라 위상차판(도 3의 210)을 외부광의 입사방향으로부터 순차적으로 반파장판(도 3의 215), 위상지연상쇄층(도 3의 213), 사분파장판(도 3의 211)으로 형성할 경우, 컬러비대칭이 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다.

따라서, 색 반전이 발생하지 않게 된다.

이를 통해, 영상이 왜곡되는 등의 화질저하 및 시인성이 저하되는 시야각 특성에 따른 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

- 제 2 실시예 -

도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 OLED의 편광판의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 편광판(300)은 크게 선편광판(320)과 위상차판(310)으로 구성된다.

이때, 선편광판(320)과 위상차판(310)의 적층 순서는 외부광의 입사방향에 가깝도록 선편광판(320)을 배치시키고 그 안쪽으로 사분파장판(311)을 포함하는 위상차판(310)을 배치시키는 구조가 바람직하다.

선편광판(320)은 빛의 편광특성을 변화시키는 편광층(321)과, 편광층(321)의 양측면에 형성되어 편광층(321)을 보호 및 지지하는 제 1 및 제 2 TAC 필름(323a, 323b)으로 구성된다.

그리고, 위상차판(310)은 사분파장판(quarter wave plate : 1/4λ plate)(311) 위상지연상쇄층(313)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

위상지연상쇄층(313)은 사분파장판(311)의 두께 방향의 위상지연값(Rth)을 상쇄시키는 역할을 하게 된다.

즉, 위상지연상쇄층(313)은 사분파장판(311)의 두께 방향의 위상지연값(Rth)의 음(-)의 값을 갖는다.

일예로 550nm의 파장에서 수학식1에 의하여 산출된 사분파장판(311)의 두께방향의 위상지연값(Rth)이 80nm의 값을 가질 때, 위상지연상쇄층(313)은 두께 방향의 위상지연값인 Rth가 -80nm의 값을 갖는 것이다.

여기서, 위상지연상쇄층(313)은 사분파장판(311)의 두께방향의 위상지연값(Rth)에 대응하여 음(-)의 값을 가질 수 있는 보상필름이면 어떠한 것도 가능하다.

즉, 위상지연상쇄층(313)은 C-플레이트, B-플레이트, A-플레이트 중 선택된 하나로 이루어질 수 있으며, 위의 조건과 같이 사분파장판(311)의 두께방향의 위상지연값(Rth)이 80nm의 값을 가지면, 위상지연상쇄층(313)은 음(-)의 위상지연값을 갖는 포지티브 C-플레이트로 이루어지거나, 포지티브 B-플레이트 그리고 네가티브 A-플레이트 중 선택된 하나로 이루어질 수 있다.

여기서, 포지티브 C-플레이트와 포지티브 B-플레이트 그리고 네가티브 A-플레이트는 nx ≠ ny 이고, 두께방향의 위상지연값(Rth)≥0 이다.

이를 통해, 본 발명의 OLED(도 2의 100)는 정면을 기준으로 정면에서 비스듬한 각도에서 빛샘이 발생하거나 색이 반전되는 것을 방지할 수 있어, 영상이 왜곡되는 등의 화질저하 및 시인성이 저하되는 시야각 특성에 따른 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 편광판을 포함하는 OLED의 외부광에 대한 투과율을 나타낸 시뮬레이션 결과와, 비교 시뮬레이션 결과이며, 도 10은 OLED의 컬러비대칭을 나타낸 시뮬레이션 결과이다.

도 9와 도 10은 OLED(도 2의 100)의 보호필름(도 2의 120) 상부로 부착되는 편광판(도 8의 300)이 외부광의 입사방향으로부터 순차적으로 선편광판과 위상지연상쇄층 그리고 사분파장판으로 이루어졌을 경우의 외부광에 대한 투과율과 컬러비대칭을 나타낸 시뮬레이션 결과이다.

도 9를 참조하면, 도 9는 외부광에 대한 투과율이 평균 0.018에서 최대 0.008까지 발생하는 것을 확인할 수 있다.

이는, 도 4a와 도 4b와 같이 편광판이 외부광의 입사방향으로부터 순차적으로 선편광판과 사분파장판으로 이루어졌을 경우와 입사방향으로부터 순차적으로 선편광판과 반파장판 그리고 사분파장판으로 이루어졌을 경우에 비해 외부광에 대한 투과율이 낮은 것을 확인할 수 있다.

특히, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 편광판(도 8의 300)은 컬러비대칭에 탁월한 효과를 갖는데, 도 10을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 편광판(도 8의 300)은 컬러비대칭이 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다.

따라서, 색 반전이 발생하지 않게 된다.

여기서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 편광판(도 8의 300)은 위상지연상쇄층(도 8의 313)의 위치에 대해 한정되지 않는다. 즉, 위상지연상쇄층(도 8의 313)은 외부광의 입사방향으로부터 순차적으로 선편광판(도 8의 320)과 위상지연상쇄층(도 8의 313) 그리고 사분파장판(도 8의 311)으로 이루어질 수 있으며, 또한 입사방향으로부터 순차적으로 선편광판(도 8의 320)과 사분파장판(도 8의 311) 그리고 위상지연상쇄층(도 8의 313)으로 이루어질 수도 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 OLED(도 2의 100)는 외부광 반사 차단을 위한 편광판(도 8의 300)의 위상차판(도 8의 310)이 위상지연상쇄층(도 8의 313)을 포함하도록 형성함으로써, 정면을 기준으로 정면에서 비스듬한 각도에서 빛샘이 발생하거나 색이 반전되는 것을 방지할 수 있다.

이를 통해, 영상이 왜곡되는 등의 화질저하 및 시인성이 저하되는 시야각 특성에 따른 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명은 선편광판(220)의 편광층(221)의 양측면으로 제 1 및 제 2 TAC필름(223a, 223b)이 구비되는 것을 일예로 하였으나, 위상차판(210)의 반파장판(215)이 제 1 TAC필름(223a)의 역할을 대신 할 수도 있다.

즉, 제 1 TAC필름(223a)은 삭제 가능하다.

본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

130 : 접착층
200 : 편광판
210 : 위상차판(211 : 사분파장판, 213 : 위상지연상쇄층, 215 : 반파장판)
220 : 선편광판(221 : 편광층, 223a, 223b : 제 1 및 제 2 TAC 필름)

Claims (10)

1. 선편광층과;
   상기 선편광층 하부에 위치하며, 위상지연상쇄층과, 파장판(wave plate)을 포함하는 위상차판
   을 포함하며, 상기 위상지연상쇄층은 상기 파장판의 두께방향의 위상지연값(Rth)의 음(-)의 값을 갖는 유기발광소자용 편광판.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 파장판은 사분파장판(quarter wave plate : 1/4λ plate)으로 이루어지는 유기발광소자용 편광판.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 파장판은 사분파장판(quarter wave plate : 1/4λ plate)과 반파장판(half wave plate : 1/2λ plate)을 포함하며, 상기 선편광층 하부로 순차적으로 상기 반파장판과, 상기 위상지연상쇄층 그리고 상기 사분파장판이 위치하는 유기발광소자용 편광판.
   
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 사분파장판의 두께방향의 위상지연값(Rth)이 80nm일때, 상기 위상지연상쇄층의 두께방향의 위상지연값(Rth)은 -80nm인 유기발광소자용 편광판.
   
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 반파장판의 두께방향의 위상지연값(Rth)이 130nm이며, 상기 사분파장판의 두께방향의 위상지연값(Rth)이 70nm일때, 상기 위상지연상쇄층의 두께방향의 위상지연값(Rth)은 -200nm인 유기발광소자용 편광판.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 위상지연상쇄층은 C-플레이트, B-플레이트, A-플레이트 중 선택된 하나로 이루어지는 유기발광소자용 편광판.
   
7. 구동 박막트랜지스터와 유기전계 발광다이오드가 형성된 제 1 기판과;
   상기 구동 박막트랜지스터 및 유기전계 발광다이오드를 덮어 인캡슐레이션(encapsulation)하는 보호필름과;
   상기 유기전계 발광다이오드로부터 발광하는 빛의 투과방향에 위치하며, 위상지연상쇄층과, 파장판(wave plate)을 포함하는 위상차판과, 상기 위상차판 상부에 형성되는 선편광판을 포함하는 편광판
   을 포함하며, 상기 위상지연상쇄층은 상기 파장판의 두께방향의 위상지연값(Rth)의 음(-)의 값을 갖는 유기발광소자.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 파장판은 사분파장판(quarter wave plate : 1/4λ plate)으로 이루어지는 유기발광소자.
   
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 파장판은 사분파장판(quarter wave plate : 1/4λ plate)과 반파장판(half wave plate : 1/2λ plate)을 포함하며, 상기 선편광층 하부로 순차적으로 상기 반파장판과, 상기 위상지연상쇄층 그리고 상기 사분파장판이 위치하는 유기발광소자.
   
10. 제 7 항에 있어서,
    상기 위상지연상쇄층은 C-플레이트, B-플레이트, A-플레이트 중 선택된 하나로 이루어지는 유기발광소자.
    

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