KR20170050741A - 반사형 편광판과 이를 포함하는 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 베이스 필름과, 상기 베이스 필름 상부에 제1 방향으로 연장되고 제2 방향으로 이격된 다수의 편광 패턴을 포함하며, 인접한 편광 패턴 사이뿐만 아니라 편광 패턴을 통해 선편광을 투과시키는 반사형 편광판을 제공한다. 상기 편광 패턴의 피치를 조절하여 반사형 편광판의 편광도를 높이며, 본 발명의 반사형 편광판을 액정표시장치나 유기발광다이오드 표시장치에 적용하여 표시장치의 휘도를 향상시킨다.

Description

반사형 편광판과 이를 포함하는 표시장치{Reflective Polarizer And Display Device Including The Same}
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 특히 반사형 편광판과 이를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.
정보화 시대에 발맞추어 디스플레이(display) 분야 또한 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응해서 박형화, 경량화, 저소비전력화 장점을 지닌 평판표시장치(flat panel display device: FPD)로서 액정표시장치(liquid crystal display device: LCD)나 유기발광다이오드 표시장치(organic light emitting diode display device: OLED) 등이 개발되어 널리 적용되고 있다.
이중, 액정표시장치는 액정분자의 광학적 이방성과 유전율 이방성을 이용하여 영상을 표시한다. 막대 모양의 액정 분자들이 한 방향으로 배열된 상태에서 인위적인 전기장이 액정에 인가되었을 때 액정의 유전율 이방성에 의해 액정이 회전하게 된다. 따라서, 적절한 전압을 액정층에 인가하여 액정분자의 배열 방향을 임의로 조절함으로써 액정분자의 배열을 변화시키고, 이에 따른 액정의 광학적 이방성에 의하여 편광된 빛을 변조함으로써 원하는 영상을 표시하며, 이때 편광된 빛을 형성하기 위해 액정 표시 장치 상 하부에 편광필름이 필요하다.
한편, 유기전계발광 표시장치 또는 유기전기발광 표시장치(organic electroluminescent display device)라고도 불리는 유기발광다이오드 표시장치는, 전자 주입 전극인 음극과 정공 주입 전극인 양극 사이에 형성된 발광층에 전하를 주입하여 전자와 정공의 결합에 의해 형성된 여기자가 도펀트에 에너지를 전달하여 빛을 냄으로써 영상을 표시한다.
유기발광다이오드 표시장치는 원칙적으로 액정표시장치와 다르게 편광필름이 필요하지 않지만, 높은 기판 반사율로 인하여 반사 방지를 위해 편광필름을 사용하고 있다.
도 1은 종래의 편광판 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 편광판(10)은 편광필름(12)과 제1 및 제2 지지필름(14, 16)을 포함한다.
편광필름(12)은 요오드 이온 또는 이색성 염료가 염착된 폴리비닐알코올(poly-vinyl alcohol: PVA)을 연신(stretching)하여 형성되는데, 연신방향으로 흡수축이 형성되어 흡수축에 평행한 방향으로 진동하는 빛은 흡수되고, 흡수축에 수직한 방향으로 진동하는 빛만을 선택적으로 투과시킨다.
제1 및 제2 지지필름(14, 16) 각각은 트리아세틸셀룰로오스(tri-acetyl cellulose: TAC)로 이루어지며, 편광필름(12)의 상면과 하면에 각각 부착되어 편광필름(12)을 보호한다.
그런데, 이러한 편광판(10)은 흡수형 편광판으로, 흡수축에 수직한 방향으로 진동하는 빛만을 선택적으로 투과시키므로 투과율이 50%보다 작아, 표시장치의 휘도를 저하시킨다. 특히, 액정표시장치는 이러한 편광판(10)을 액정패널 상부와 하부에 사용하므로, 액정표시장치의 휘도는 더욱 낮아지게 된다.
또한, 편광판(10)의 편광도는 요오드 이온 또는 이색성 염료의 정렬도에 따라 달라지는데, 요오드 이온 또는 이색성 염료의 정렬을 완벽하게 제어하기가 쉽지 않으므로, 편광도를 높이는데 한계가 있다.
본 발명은, 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제시된 것으로, 흡수형 편광판에 의한 표시장치의 휘도 저하 문제를 해결하고자 한다.
또한, 본 발명은 흡수형 편광판의 편광도 제한 문제를 해결하고자 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 베이스 필름과, 상기 베이스 필름 상부에 제1 방향으로 연장되고 제2 방향으로 이격된 다수의 편광 패턴을 포함하며, 인접한 편광 패턴 사이뿐만 아니라 편광 패턴을 통해 선편광을 투과시키는 반사형 편광판을 제공한다.
즉, 본 발명의 반사형 편광판에서는, 인접한 상기 편광 패턴 사이에서 상기 제2 방향의 선편광을 투과시키며, 상기 편광 패턴의 각각은 상기 제1 방향의 선편광을 반사하고, 상기 제2 방향의 선편광을 투과시킨다.
상기 편광 패턴의 피치는 1 nm 내지 150 nm로, 피치를 조절하여 반사형 편광판의 편광도를 높일 수 있다.
한편, 본 발명의 반사형 편광판을 액정표시장치나 유기발광다이오드 표시장치에 적용할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 반사형 편광판은 편광 패턴 사이를 투과하는 빛뿐만 아니라 편광 패턴을 투과하는 빛에 의해 투과율을 높일 수 있다.
이러한 반사형 편광판을 액정표시장치 및 유기발광다이오드 표시장치에 적용할 경우, 표시장치의 휘도를 향상시킬 수 있다.
한편, 편광 패턴의 피치를 조절하여 반사형 편광판의 편광도를 높일 수 있으며, 이에 따라 액정표시장치의 대비비를 상승시킬 수 있다.
또한, 반사형 편광판을 적용하여 외부광을 반사시킴으로써 거울형 표시장치로 이용할 수도 있다.
도 1은 종래의 편광판 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반사형 편광판을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반사형 편광판에서 빛의 투과 및 반사를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 반사형 편광판의 제조 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 편광판을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 편광판의 제조 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 반사형 편광판을 포함하는 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 반사형 편광판을 포함하는 액정표시장치의 표시패널을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사형 편광판을 포함하는 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 반사형 편광판을 포함하는 유기발광다이오드 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 반사형 편광판을 포함하는 유기발광다이오드 표시장치의 표시패널을 개략적으로 도시한 단면도이다.
본 발명의 반사형 편광판은, 베이스 필름과, 상기 베이스 필름 상부에 제1 방향으로 연장되고 제2 방향으로 이격된 다수의 편광 패턴을 포함하고, 인접한 상기 편광 패턴 사이에서 상기 제2 방향의 선편광을 투과시키며, 상기 편광 패턴의 각각은 상기 제1 방향의 선편광을 반사하고, 상기 제2 방향의 선편광을 투과시킨다.
상기 편광 패턴의 각각은 적어도 하나의 제1 패턴층과 적어도 하나의 제2 패턴층을 포함하고, 상기 제1 패턴층의 굴절률은 상기 제2 패턴층의 굴절률과 다르다.
상기 제1 패턴층의 상기 제1 방향의 굴절률은 상기 제2 패턴층의 상기 제1 방향의 굴절률과 다르며, 상기 제1 패턴층의 상기 제2 방향의 굴절률은 상기 제2 패턴층의 상기 제2 방향의 굴절률과 같다.
상기 편광 패턴의 피치는 1 nm 내지 150 nm이다.
본 발명의 반사형 편광판은 상기 베이스 필름과 상기 편광 패턴 사이에 고분자 나노 패턴을 더 포함한다.
한편, 본 발명의 표시장치는, 표시패널과, 상기 표시패널의 일측에 앞서 언급한 구성을 갖는 반사형 편광판을 포함한다.
본 발명의 표시장치는 상기 표시패널의 타측에 흡수형 편광판을 더 포함하고, 상기 표시패널은 제1 및 제2 기판과 상기 제1 및 제2 기판 사이의 액정층을 포함하며, 상기 흡수형 편광판의 흡수축은 상기 제2 방향에 평행하다.
또는, 본 발명의 표시장치는 상기 표시패널과 상기 반사형 편광판 사이의 사분파장판과, 상기 반사형 편광판의 외측에 흡수형 편광판을 더 포함하고, 상기 표시패널은 제1 및 제2 전극과 상기 제1 및 제2 전극 사이의 유기 발광층을 포함하며, 상기 흡수형 편광판의 흡수축은 상기 제1 방향에 평행하다.
이하, 종래의 문제를 해결할 수 있는 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반사형 편광판을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 반사형 편광판은 베이스 필름(110)과 다수의 나노 패턴(120), 그리고 다수의 편광 패턴(130)을 포함한다.
베이스 필름(110)은 투명한 재질로 이루어지며, 폴리메틸메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate): PMMA)와 폴리카보네이트(polycarbonate: PC)를 포함하는 비정질 열가소성 수지로 이루어지거나, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate: PET)를 포함하는 결정성 열가소성 수지로 이루어질 수도 있다. 이와 달리, 베이스 필름(110)은 유리 등의 무기 기판일 수도 있다.
베이스 필름(110) 상부에는 다수의 나노 패턴(120)이 형성된다. 나노 패턴(120)의 각각은 지면에 수직한 방향, 즉, 제1 방향으로 연장되며, 지면에 평행한 방향, 즉, 제1 방향에 수직한 제2 방향을 따라 일정 간격을 가지고 서로 이격되어 격자형 구조를 가질 수 있다. 나노 패턴(120)은 베이스 필름(110)과 접하는 하면으로부터 상면으로 갈수록 폭이 좁아질 수 있다. 이와 달리, 나노 패턴(120)은 하면과 상면이 동일한 폭을 가질 수도 있다.
나노 패턴(120)은 투명한 고분자 수지로 이루어지며, 폴리메틸메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate): PMMA)와 폴리카보네이트(polycarbonate: PC)를 포함하는 비정질 열가소성 수지로 이루어지거나, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate: PET)를 포함하는 결정성 열가소성 수지로 이루어질 수도 있다. 이러한 나노 패턴(120)은 베이스 필름(110)과 일체로 형성될 수 있다.
나노 패턴(120) 각각의 상부에는 편광 패턴(130)이 위치한다. 나노 패턴(120)과 마찬가지로, 편광 패턴(130)의 각각은 지면에 수직한 제1 방향으로 연장되며, 지면에 평행한 제2 방향을 따라 일정 간격을 가지고 서로 이격되어 격자형 구조를 가질 수 있다.
편광 패턴(130)은 서로 다른 굴절률을 갖는 적어도 하나의 제1 패턴층(132)과 적어도 하나의 제2 패턴층(134)을 포함한다. 여기서, 제1 패턴층(132)의 제1 방향의 굴절률과 제2 패턴층(134)의 제1 방향의 굴절률은 서로 다르고, 제1 패턴층(132)의 제2 방향의 굴절률과 제2 패턴층(134)의 제2 방향의 굴절률은 같을 수 있다.
편광 패턴(130)은 제1 패턴층(132)과 제2 패턴층(134)이 번갈아 배치된 구조를 가질 수 있다. 도면 상에서는 편광 패턴(130)이 4개의 패턴층(132, 134)을 포함하는 구조에 대하여 도시하였으나, 이에 제한되지 않는다.
편광 패턴(130)의 폭은 나노 패턴(120)의 상면 폭과 동일할 수 있다. 이와 달리 편광 패턴(130)의 폭은 나노 패턴(120)의 상면 폭보다 클 수도 있으며, 이 경우 편광 패턴(130)의 폭은 나노 패턴(120)의 하면 폭과 같거나 작은 것이 바람직하다.
편광 패턴(130)의 피치(P1), 즉, 인접한 두 편광 패턴(130)의 중심 간의 거리는 1 nm 내지 150 nm일 수 있으며, 편광 패턴(130)의 두께는 50 nm 내지 500 nm, 보다 바람직하게는, 50 nm 내지 300 nm일 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반사형 편광판에서 빛의 투과 및 반사를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 인접한 편광 패턴(130) 사이에서 편광 패턴(130)에 수직한 방향, 즉, 제2 방향으로 진동하는 빛(L1)이 투과되고, 편광 패턴(130)에 평행한 방향, 즉, 제1 방향으로 진동하는 빛(도시하지 않음)은 반사된다.
또한, 편광 패턴(130)으로 입사된 빛 중, 제1 패턴층(132)과 제2 패턴층(134)의 굴절률이 동일한 제2 방향으로 진동하는 빛(L2)은 편광 패턴(130)을 투과하고, 제1 패턴층(132)과 제2 패턴층(134)의 굴절률이 다른 제1 방향으로 진동하는 빛(L3)은 편광 패턴(130)에서 반사된다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 반사형 편광판은 편광 패턴(130) 사이를 투과하는 빛(L1)뿐만 아니라 편광 패턴(130)을 투과하는 빛(L2)에 의해 투과율을 높일 수 있다. 이러한 본 발명의 실시예에 따른 반사형 편광판의 투과율은, 편광 패턴(130) 사이를 투과하는 빛(L1)에 의한 투과율에 비해 약 10% 이상 상승될 수 있다.
또한, 편광 패턴(130)의 피치(도 2의 P1)를 조절하여 반사형 편광판의 편광도를 높일 수 있다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 반사형 편광판의 제조 방법에 대하여 도 4a 내지 도 4d를 참조하여 설명한다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 반사형 편광판의 제조 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4a에 도시한 바와 같이, 베이스 필름(110) 상에 고분자 용액을 도포하고 40℃ 내지 100℃의 온도에서 건조하여 고분자 층(120a)을 형성한다. 여기서, 고분자 용액은 고분자를 포함하는 용액일 수 있으며, 단분자 및/또는 올리고머가 중합되어 형성된 고분자를 포함할 수도 있다. 이와 달리, 고분자 용액 대신 단분자 및/또는 올리고머를 포함하는 용액이 사용될 수도 있으며, 용액 내의 단분자 및/또는 올리고머가 중합되어 고분자 층(120a)이 형성될 수 있다.
고분자 층(120a)은 폴리메틸메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate): PMMA)나 폴리카보네이트(polycarbonate: PC) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate: PET)를 포함할 수 있다.
이어, 고분자 층(120a) 상부에 엠보싱 드럼(embossing drum, 150)을 배치한다. 엠보싱 드럼(150)은 표면에 나노미터 크기의 폭을 가지며 서로 이격된 다수의 음각 패턴(152)을 포함한다.
다음, 도 4b에 도시한 바와 같이, 고분자 층(도 4a의 120a)에 대해 엠보싱 드럼(도 4a의 150)을 가압하면서 일 방향, 일례로, 도면 상의 우측에서 좌측으로 이동시킴으로써, 베이스 필름(110) 상부에 다수의 나노 패턴(120)을 형성한다. 나노 패턴(120)은 엠보싱 드럼(도 4a의 150)의 음각 패턴(152)에 대응하여 형성된다. 나노 패턴(120)은 베이스 필름(110)과 접하는 하면으로부터 상면으로 갈수록 폭이 좁아질 수 있다. 이와 달리, 나노 패턴(120)은 하면과 상면이 동일한 폭을 가질 수도 있다.
이어, 나노 패턴(120)을 경화한다. 이때, 자외선 경화법 또는 열경화법이 이용될 수 있다. 일례로, 나노 패턴(120)은 1 mJ/cm2 내지 500 mJ/cm2의 에너지 밀도를 갖는 자외선을 조사하여 경화될 수 있으며, 또는 80℃ 내지 120℃의 온도에서 열경화될 수도 있다.
다음, 도 4c에 도시한 바와 같이, 나노 패턴(120)을 포함하는 베이스 필름(110) 상부에 반사형 편광 필름(130a)이 배치된다. 반사형 편광 필름(130a)은 서로 다른 굴절률을 갖는 제1층(132a)과 제2층(134a)을 포함한다. 반사형 편광 필름(130a)은 제1층(132a)과 제2층(134a)이 번갈아 배치된 구조를 가질 수 있다.
여기서, 제1층(132a)의 제1 방향의 굴절률과 제2층(134a)의 제1 방향의 굴절률은 서로 다르고, 제1층(132a)의 제2 방향의 굴절률과 제2층(134a)의 제2 방향의 굴절률은 같을 수 있다. 제1 방향은 나노 패턴(120)의 길이 방향에 해당하고, 제2 방향은 제1 방향에 수직하며 나노 패턴(120)의 이격 방향에 해당한다.
이어, 반사형 편광 필름(130a) 상부에 포토레지스트(photoresist)를 도포하여 감광성층(140)을 형성한다. 감광성층(140)에 10 mJ/cm2 내지 100 mJ/cm2의 에너지 밀도를 갖는 자외선을 선택적으로 조사하고 감광성층(140)을 현상하여 감광성 패턴(도시하지 않음)을 형성한다.
다음, 도 4d에 도시한 바와 같이, 감광성 패턴(도시하지 않음)을 식각 마스크로 반사형 편광 필름(도 4c의 130a)을 선택적으로 식각하여 편광 패턴(130)을 형성하고, 감광성 패턴을 제거한다.
한편, 편광 패턴(130) 상부에 보호층(도시하지 않음)이 더 형성될 수도 있다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 반사형 편광판에서는 고분자 나노 패턴(120)을 이용하여 균일한 편광 패턴(130)을 형성할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 편광판을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 편광판은 베이스 필름(210)과 다수의 편광 패턴(230)을 포함한다.
베이스 필름(210)은 투명한 재질로 이루어지며, 폴리메틸메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate): PMMA)와 폴리카보네이트(polycarbonate: PC)를 포함하는 비정질 열가소성 수지로 이루어지거나, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate: PET)를 포함하는 결정성 열가소성 수지로 이루어질 수도 있다. 이와 달리, 베이스 필름(110)은 유리 등의 무기 기판일 수도 있다.
베이스 필름(110) 상부에는 다수의 편광 패턴(230)이 형성된다. 편광 패턴(230)의 각각은 지면에 수직한 방향, 즉, 제1 방향으로 연장되며, 지면에 평행한 방향, 즉, 제1 방향에 수직한 제2 방향을 따라 일정 간격을 가지고 서로 이격되어 격자형 구조를 가질 수 있다.
편광 패턴(230)은 서로 다른 굴절률을 갖는 적어도 하나의 제1 패턴층(232)과 적어도 하나의 제2 패턴층(234)을 포함한다. 여기서, 제1 패턴층(232)의 제1 방향의 굴절률과 제2 패턴층(234)의 제1 방향의 굴절률은 서로 다르고, 제1 패턴층(232)의 제2 방향의 굴절률과 제2 패턴층(234)의 제2 방향의 굴절률은 같을 수 있다.
편광 패턴(230)은 제1 패턴층(232)과 제2 패턴층(234)이 번갈아 배치된 구조를 가질 수 있다. 도면 상에서는 편광 패턴(230)이 4개의 패턴층(232, 234)을 포함하는 구조에 대하여 도시하였으나, 이에 제한되지 않는다.
편광 패턴(230)의 피치(P2), 즉, 인접한 두 편광 패턴(230)의 중심 간의 거리는 1 nm 내지 150 nm일 수 있으며, 편광 패턴(230)의 두께는 50 nm 내지 500 nm, 보다 바람직하게는, 50 nm 내지 300 nm일 수 있다.
이러한 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 편광판에서 빛의 투과 및 반사는 도 3에 도시된 반사형 편광판과 동일하다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 편광판은 편광 패턴(230) 사이를 투과하는 빛뿐만 아니라 편광 패턴(230)을 투과하는 빛에 의해 투과율을 높일 수 있다.
또한, 편광 패턴(230)의 피치(P2)를 조절하여 반사형 편광판의 편광도를 높일 수 있다.
이러한 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 편광판의 제조 방법에 대하여 도 6을 참조하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 편광판의 제조 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 압출기(240)를 이용하여 베이스 필름(도시하지 않음) 상에 반사형 편광 물질을 100℃ 내지 300℃의 온도에서 압출하여 편광 물질층(230a)을 형성한다. 도시하지 않았지만, 편광 물질층(230a)은 서로 다른 굴절률을 가지며 번갈아 배치된 제1층과 제2층을 포함하며, 다수의 제1 및 제2층이 동시에 압출되어 형성될 수 있다.
이어, 편광 물질층(230a) 상에 엠보싱 드럼(embossing drum, 250)을 배치하고 편광 물질층(230a)에 대해 엠보싱 드럼(250)을 가압하면서 일 방향, 일례로, 도면 상의 실질적으로 우측에서 좌측으로 이동시킴으로써, 편광 물질 패턴(230a)을 형성한다.
다음, 편광 물질 패턴(230b)을 연신하여 편광 패턴(230)을 형성한다. 이때, 편광 패턴(230)의 피치는 1 nm 내지 150 nm일 수 있다.
제1 실시예
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 반사형 편광판을 포함하는 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 반사형 편광판을 포함하는 액정표시장치의 표시패널을 개략적으로 도시한 단면도로, 하나의 화소영역을 도시한다.
도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치는 표시패널인 액정패널(310)과, 액정패널(310)의 제1측에 위치하는 제1 편광판(360), 그리고 액정패널(310)의 제2측에 위치하는 제2 편광판(370)을 포함한다. 제1 편광판(360)은 제1 점착층(382)을 통해 액정패널(310)에 부착되고, 제2 편광판(370)은 제2 점착층(384)을 통해 액정패널(310)에 부착된다.
도 8을 참조하면, 액정패널(310)은 제1 기판(320)과, 제2 기판(340), 그리고 제1 및 제2 기판(320, 340) 사이의 액정층(350)을 포함한다.
제1 기판(320) 내면에는 게이트 배선(도시하지 않음)과 게이트 전극(322)이 형성된다. 게이트 배선은 일 방향을 따라 연장되며, 게이트 전극(322)은 게이트 배선에 연결된다. 게이트 전극(322)은 게이트 배선으로부터 연장되거나 게이트 배선의 일부일 수 있다. 게이트 배선과 게이트 전극(322)은 알루미늄(aluminum)이나 몰리브덴(molybdenum), 니켈(nickel), 크롬(chromium), 구리(copper) 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 단일층 또는 다중층 구조일 수 있다.
게이트 배선과 게이트 전극(322) 상부에는 게이트 절연막(324)이 형성된다. 게이트 절연막(324)은 질화 실리콘(SiNx)이나 산화 실리콘(SiO2)의 무기절연물질로 형성될 수 있다.
게이트 절연막(324) 위에는 게이트 전극(322)에 대응하여 반도체층(326)이 형성된다. 반도체층(326)은 진성 비정질 실리콘(intrinsic amorphous silicon)의 액티브층(326a)과 불순물 도핑된 비정질 실리콘(impurity-doped amorphous silicon)의 오믹 콘택층(326b)을 포함한다.
반도체층(326) 상부에는 소스 및 드레인 전극(328, 329)이 형성되는데, 소스 및 드레인 전극(328, 329)은 반도체층(326) 상부에서 이격되어 위치하며, 오믹 콘택층(326b)은 소스 및 드레인 전극(328, 329)과 동일한 모양을 가진다. 소스 및 드레인 전극(328, 329) 사이에는 액티브층(326a)이 노출되며, 액티브층(326a)은 소스 및 드레인 전극(328, 329) 사이를 제외하고 소스 및 드레인 전극(328, 329)과 동일한 모양을 가질 수 있다. 이와 달리, 소스 및 드레인 전극(328, 329)은 오믹 콘택층(326b) 및 액티브층(326a)의 측면을 부분적으로 덮을 수도 있다.
게이트 전극(322)과 반도체층(326), 소스 전극(328), 그리고 드레인 전극(329)은 박막 트랜지스터(T)를 이루며, 소스 및 드레인 전극(328, 329) 사이에 노출된 액티브층(326a)은 박막 트랜지스터(T)의 채널이 된다.
여기서, 박막트랜지스터(T)는 반도체층(326)의 하부에 게이트 전극(322)이 위치하고 반도체층(326)의 상부에 소스 및 드레인 전극(328, 329)이 위치하는 역 스태거드(inverted staggered) 구조를 가진다.
이와 달리, 박막트랜지스터는 반도체층의 일측, 즉, 반도체층의 상부에 게이트 전극과 소스 및 드레인 전극이 위치하는 코플라나(coplanar) 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 반도체층은 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있으며, 반도체층의 양측에는 불순물이 도핑될 수 있다.
한편, 반도체층은 산화물 반도체로 이루어질 수 있으며, 역 스태거드 구조일 경우, 오믹 콘택층은 생략될 수 있다.
또한, 데이터 배선(도시하지 않음)이 소스 및 드레인 전극(328, 329)과 동일한 층에 동일 물질로 형성된다. 데이터 배선은 게이트 배선과 교차하여 화소영역을 정의한다. 이때, 데이터 배선은 게이트 배선과 수직하게 교차할 수 있으며, 또는 일정 각도를 가지고 비스듬하게 교차할 수도 있다. 데이터 배선은 소스 전극(328)과 연결되고, 데이터 배선 하부에는 반도체층(326)과 동일한 물질로 동일 적층 구조를 갖는 더미 반도체 패턴이 형성될 수 있다. 이와 달리, 데이터 배선은 더미 반도체 패턴 없이 게이트 절연막(324)과 직접 접촉하며 형성될 수 있다.
소스 및 드레인 전극(328, 329)과 데이터 배선 상부에는 보호층(330)이 형성된다. 보호층(330)은 평탄한 표면을 가지며, 드레인 전극(329)을 노출하는 드레인 콘택홀(330a)을 가진다. 보호층(330)은 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene: BCB)이나 포토 아크릴(photo acryl)의 유기절연물질로 형성될 수 있다.
한편, 보호층(330) 하부에 산화 실리콘(SiO2)나 질화 실리콘(SiNx)의 무기절연물질로 이루어진 무기절연막이 더 형성될 수 있다.
보호층(330) 상부의 화소영역에는 화소 전극(334)과 공통 전극(336)이 형성된다. 화소 전극(334)은 드레인 콘택홀(330a)을 통해 드레인 전극(329)과 접촉하며, 공통 전극(336)은 화소 전극(334)과 이격되어 번갈아 배치된다. 화소 전극(334) 및 공통 전극(336)은 인듐-틴-옥사이드(indium tin oxide)나 인듐-징크-옥사이드(indium zinc oxide)와 같은 투명도전물질로 형성될 수 있다.
여기서, 게이트 배선과 동일 층에 동일 물질로 게이트 배선에 평행한 공통 배선(도시하지 않음)이 더 형성될 수 있다. 이때, 보호층(330)은 게이트 절연막(324)과 함께 공통 배선을 노출하는 공통 콘택홀(도시하지 않음)을 가지며, 공통 전극(336)은 공통 콘택홀을 통해 공통 배선과 접촉할 수 있다.
또는, 화소 전극(334)과 공통 전극(336)은 화소영역에 대응하여 서로 중첩하게 형성될 수 있으며, 화소 전극(334)과 공통 전극(336) 중 상부에 위치하는 전극은 다수의 개구부를 가질 수 있다.
화소 전극(334)과 공통 전극(336) 상부에는 제1 배향막(338)이 형성된다. 제1 배향막(338)은 폴리이미드(polyimide)계 고분자 화합물을 포함할 수 있으며, 러빙배향법 또는 광배향법에 의해 제1 배향막(338)의 표면은 일정한 방향성을 가지질 수 있다.
이러한 제1 기판(320)은 어레이 기판이라고 일컬어진다.
한편, 제2 기판(340)이 제1 기판(310)과 이격되어 위치한다. 제2 기판(340) 내면에는 블랙 매트릭스(342)가 형성된다. 블랙 매트릭스(342)는 화소영역에 대응하여 개구부를 가지며, 게이트 배선(도시하지 않음)과 데이터 배선(도시하지 않음) 및 박막 트랜지스터(T)에 대응하여 형성될 수 있다.
블랙 매트릭스(342) 하부에는 블랙 매트릭스(342)의 개구부에 대응하여 컬러필터층(344)이 형성된다. 컬러필터층(344)은 적, 녹, 청색 컬러필터를 포함하며, 하나의 컬러필터가 하나의 화소영역에 대응하여 순차적으로 반복 배열된다.
여기서, 컬러필터층(344)이 제2 기판(340)에 형성된 구조에 대하여 설명하였으나, 컬러필터층은 제1 기판(320)에 형성될 수도 있다. 즉, 본 발명의 액정패널(310)은 컬러필터층이 제1 기판(320) 상의 박막 트랜지스터(T) 상부 또는 하부에 형성되는 컬러필터 온 어레이(color filter on array) 구조를 가질 수 있다.
이러한 컬러필터 온 어레이 구조는 제1 및 제2 기판(320, 340)의 합착 마진을 줄여 개구율을 높일 수 있다. 이때, 블랙 매트릭스는 제1 기판(320) 상에 형성되거나 생략될 수 있는데, 이 경우 개구율을 더 높일 수 있다.
컬러필터층(344) 하부에는 컬러필터층(344)의 보호 및 평탄화를 위해 오버코트층(346)이 형성된다. 오버코트층(346)은 열경화성 에폭시계 물질이나 광경화성 아크릴계 물질로 이루어질 수 있다.
오버코트층(346) 하부에는 제2 배향막(348)이 형성된다. 제2 배향막(348)은 폴리이미드(polyimide)계 고분자 화합물을 포함할 수 있으며, 러빙배향법 또는 광배향법에 의해 제2 배향막(348)의 표면은 일정한 방향성을 가지질 수 있다.
이러한 제2 기판(340)은 컬러필터 기판이라고 일컬어진다.
제1배향막(338)과 제2배향막(348) 사이에는 액정층(350)이 위치한다. 액정층(350)의 액정분자들은 제1 및 제2배향막(338, 348)의 배향 방향에 따라 초기 배열 상태를 가진다.
다시 도 7을 참조하면, 액정패널(310)의 제1면, 즉, 액정패널(310)이 빛을 공급받는 하면에는 하부 편광판인 제1 편광판(360)이 제1 점착층(382)을 통해 부착된다. 즉, 제1 편광판(360)의 일면은 제1 점착층(382)을 통해 액정패널(310)의 제1 기판(도 8의 320)과 접착된다. 제1 점착층(382)은 점착제, 즉, 감압성 접착제(pressure sensitive adhesive: PSA)일 수 있다.
제1 편광판(360)은 반사형 편광판으로, 제1 방향의 선편광은 반사하고 이에 수직한 제2 방향의 선편광은 투과시킨다. 제1 편광판(360)은 도 2 또는 도 5에 도시된 구조를 가질 수 있다.
한편, 액정패널(310)의 제2면, 즉, 액정패널(310)이 생성한 영상이 출력되는 상면에는 상부 편광판인 제2 편광판(370)이 제2 점착층(384)을 통해 부착된다. 즉, 제2 편광판(370)의 일면은 제2 점착층(384)을 통해 액정패널(310)의 제2 기판(도 8의 340)과 접착된다. 제2 점착층(384)은 점착제, 즉, 감압성 접착제일 수 있다.
제2 편광판(370)은 흡수형 편광판으로, 제2 편광판(370)의 흡수축은 제1 편광판(360)의 투과축과 평행하다. 따라서, 제2 편광판(370)은 제1 방향의 선편광은 투과시키고 제2 방향의 선편광은 흡수한다.
이러한 제2 편광판(370)은 편광층(372)과 제1 및 제2 보호필름(374, 376)을 포함한다. 편광층(372)은 제1 및 제2 보호필름(374, 376) 사이에 위치하며, 액정패널(310)의 상면으로부터 제1 보호필름(374), 편광층(372), 그리고 제2 보호필름(376)의 순서로 위치한다.
편광층(372)은 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol: PVA)로 이루어질 수 있으며, 제1 및 제2 보호필름(374, 376) 각각은 트리아세틸셀룰로오스(tri-acetyl cellulose: TAC) 또는 환상 올레핀 폴리머(cyclic olefin polymer: COP)로 이루어질 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 보호필름(374, 376)은 지지필름이라 일컬어질 수도 있다.
제2 편광판(370)은 요오드 이온(iodine ions)이나 이색성 염료(dichroic dyes)가 염착된 폴리비닐알콜을 연신(stretching)하여 연신방향, 즉, 제2 방향으로 흡수축을 갖는 편광층(372)을 형성하고, 편광층(372)의 수축을 막기 위해 편광층(372)의 양측에 제1 및 제2 보호필름(374, 376)을 부착하여 형성될 수 있다.
이러한 제2 편광판(370)은 제1 보호필름(374)의 외측에 제2 점착층(384)이 부착되고, 제2 점착층(384) 및 제2 보호필름(376)의 외측에 각각 이형필름(release film 또는 separatable protection film)이 부착된 형태로 공급될 수 있으며, 이형필름을 탈착시키고 제2 점착층(384)이 제2 기판(도 8의 340)의 외면에 부착될 수 있다.
이러한 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시장치는 투과율이 비교적 큰 반사형 편광판을 하부 편광판으로 이용함으로써 액정표시장치의 휘도를 높일 수 있다. 이때, 반사형 편광판에 의한 빛의 리사이클링 효과를 통해 광 이용 효율을 높일 수 있다.
또한, 편광 패턴의 피치를 조절하여 반사형 편광판의 편광도를 높임으로써 액정표시장치의 대비비(contrast ratio)를 상승시킬 수 있다. 여기서, 대비비는 최대 50%까지 상승될 수 있다.
제2 실시예
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사형 편광판을 포함하는 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치는 표시패널인 액정패널(410)과, 액정패널(410)의 제1측에 위치하는 제1 편광판(460), 그리고 액정패널(410)의 제2측에 위치하는 제2 편광판(470)을 포함한다. 액정패널(410)은 도 8에 도시된 구조를 가질 수 있다.
액정패널(410)의 제1면, 즉, 액정패널(410)이 생성한 영상이 출력되는 상면에는 상부 편광판인 제1 편광판(460)이 제1 점착층(482)을 통해 부착된다. 즉, 제1 편광판(460)의 일면은 제1 점착층(482)을 통해 액정패널(410)의 제2 기판(도 8의 340)과 접착된다. 제1 점착층(482)은 점착제, 즉, 감압성 접착제(pressure sensitive adhesive: PSA)일 수 있다.
제1 편광판(460)은 반사형 편광판으로, 제1 방향의 선편광은 반사하고 이에 수직한 제2 방향의 선편광은 투과시킨다. 제1 편광판(460)은 도 2 또는 도 5에 도시된 구조를 가질 수 있다.
한편, 액정패널(410)의 제2면, 즉, 액정패널(410)이 빛을 공급받는 하면에는 하부 편광판인 제2 편광판(470)이 제2 점착층(484)을 통해 부착된다. 즉, 제2 편광판(470)의 일면은 제2 점착층(484)을 통해 액정패널(410)의 제1 기판(도 8의 320)과 접착된다. 제2 점착층(484)은 점착제, 즉, 감압성 접착제일 수 있다.
제2 편광판(470)은 흡수형 편광판으로, 제2 편광판(470)의 흡수축은 제1 편광판(460)의 투과축과 평행하다. 따라서, 제2 편광판(470)은 제1 방향의 선편광은 투과시키고 제2 방향의 선편광은 흡수한다.
이러한 제2 편광판(470)은 편광층(472)과 제1 및 제2 보호필름(474, 476)을 포함한다. 편광층(472)은 제1 및 제2 보호필름(474, 476) 사이에 위치하며, 액정패널(410)의 하면으로부터 제1 보호필름(474), 편광층(472), 그리고 제2 보호필름(476)의 순서로 위치한다.
편광층(472)은 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol: PVA)로 이루어질 수 있으며, 제1 및 제2 보호필름(474, 476) 각각은 트리아세틸셀룰로오스(tri-acetyl cellulose: TAC) 또는 환상 올레핀 폴리머(cyclic olefin polymer: COP)로 이루어질 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 보호필름(474, 476)은 지지필름이라 일컬어질 수도 있다.
제2 편광판(470)은 요오드 이온(iodine ions)이나 이색성 염료(dichroic dyes)가 염착된 폴리비닐알콜을 연신(stretching)하여 연신방향, 즉, 제2 방향으로 흡수축을 갖는 편광층(472)을 형성하고, 편광층(472)의 수축을 막기 위해 편광층(472)의 양측에 제1 및 제2 보호필름(474, 476)을 부착하여 형성될 수 있다.
이러한 제2 편광판(470)은 제1 보호필름(474)의 외측에 제2 점착층(484)이 부착되고, 제2 점착층(484) 및 제2 보호필름(476)의 외측에 각각 이형필름(release film 또는 separatable protection film)이 부착된 형태로 공급될 수 있으며, 이형필름을 탈착시키고 제2 점착층(484)이 제1 기판(도 8의 320)의 외면에 부착될 수 있다.
이러한 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시장치는 투과율이 비교적 큰 반사형 편광판을 상부 편광판으로 이용함으로써 액정표시장치의 휘도를 높일 수 있으며, 외부광을 반사시킴으로써 거울형 표시장치로 사용할 수 있다.
또한, 편광 패턴의 피치를 조절하여 반사형 편광판의 편광도를 높임으로써 액정표시장치의 대비비(contrast ratio)를 상승시킬 수 있다.
한편, 앞선 제1 및 제2 실시예에서는 본 발명의 반사형 편광판을 액정패널의 일측에 배치한 구조에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 반사형 편광판을 액정패널의 양측에 각각 배치할 수도 있다.
제3 실시예
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 반사형 편광판을 포함하는 유기발광다이오드 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 반사형 편광판을 포함하는 유기발광다이오드 표시장치의 표시패널을 개략적으로 도시한 단면도로, 하나의 화소영역을 도시한다.
도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치는 표시패널(510)과, 표시패널(510)의 상부에 위치하는 사분파장판(quarter wave plate: QWP)(560), 사분파장판(560)의 상부에 위치하는 제1 편광판(570), 그리고 제1 편광판(570) 상부에 위치하는 제2 편광판(580)을 포함한다.
여기서, 표시패널(510)은 유기발광다이오드 패널로, 기판(520) 상에 제1 전극(542)과 발광층(548) 및 제2 전극(550)으로 이루어진 유기발광다이오드(De)를 포함한다.
도 11을 참조하면, 유기발광다이오드 패널(510)에서는 절연 기판(520) 상부에 패터닝된 반도체층(522)이 형성된다. 기판(520)은 유리기판이나 플라스틱기판일 수 있다. 반도체층(522)은 산화물 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 이와 달리, 반도체층(522)은 다결정 실리콘으로 이루어질 수도 있으며, 이 경우 반도체층(522)의 양 가장자리에 불순물이 도핑되어 있을 수 있다.
반도체층(522) 상부에는 절연물질로 이루어진 게이트 절연막(524)이 기판(520) 전면에 형성된다. 게이트 절연막(524)은 산화 실리콘(SiO2)과 같은 무기절연물질로 형성될 수 있다. 반도체층(522)이 다결정 실리콘으로 이루어질 경우, 게이트 절연막(524)은 산화 실리콘(SiO2)이나 질화 실리콘(SiNx)으로 형성될 수 있다.
게이트 절연막(524) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 게이트 전극(526)이 반도체층(522)의 중앙에 대응하여 형성된다. 또한, 게이트 절연막(524) 상부에는 게이트 배선(도시하지 않음)과 제1 커패시터 전극(528)이 형성된다. 도시하지 않았지만, 게이트 배선은 일 방향을 따라 연장되고, 제1 커패시터 전극(528)은 게이트 전극(526)에 연결된다.
한편, 본 발명의 제3 실시예에서는 게이트 절연막(524)이 기판(520) 전면에 형성되어 있으나, 게이트 절연막(524)은 게이트 전극(526)과 동일한 모양으로 패터닝될 수도 있다.
게이트 전극(526)과 게이트 배선 및 제1 커패시터 전극(528) 상부에는 절연물질로 이루어진 층간 절연막(530)이 기판(520) 전면에 형성된다. 층간 절연막(530)은 산화 실리콘(SiO2)이나 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기절연물질로 형성되거나, 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)이나 포토 아크릴(photo acryl)과 같은 유기절연물질로 형성될 수 있다.
층간 절연막(530)은 반도체층(522)의 양측 상면을 노출하는 제1 및 제2 컨택홀(530a, 530b)을 가진다. 제1 및 제2 컨택홀(530a, 530b)은 게이트 전극(526)의 양측에 게이트 전극(526)과 이격되어 위치한다. 여기서, 제1 및 제2 컨택홀(530a, 530b)은 게이트 절연막(524) 내에도 형성된다. 이와 달리, 게이트 절연막(524)이 게이트 전극(526)과 동일한 모양으로 패터닝될 경우, 제1 및 제2 컨택홀(530a, 530b)은 층간 절연막(530) 내에만 형성된다.
층간 절연막(530) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 소스 및 드레인 전극(532, 534)이 형성된다. 또한, 층간 절연막(530) 상부에는 데이터 배선(도시하지 않음) 및 제2 커패시터 전극(536)이 형성된다.
소스 및 드레인 전극(532, 534)은 게이트 전극(526)을 중심으로 이격되어 위치하며, 각각 제1 및 제2 컨택홀(530a, 530b)을 통해 반도체층(522)의 양측과 접촉한다. 도시하지 않았지만, 데이터 배선은 게이트 배선과 교차하는 방향을 따라 연장되고 게이트 배선과 교차하여 화소 영역을 정의한다. 제2 커패시터 전극(536)은 소스 전극(532)과 연결되고, 제1 커패시터 전극(528)과 중첩하여 둘 사이의 층간 절연막(530)을 유전체로 스토리지 커패시터를 이룬다.
이때, 층간 절연막(530) 상부에는 전원 배선(도시하지 않음)이 더 형성될 수도 있으며, 고전위 전압을 공급하는 전원 배선은 데이터 배선과 이격되어 위치할 수 있다.
한편, 반도체층(522)과, 게이트 전극(526), 그리고 소스 및 드레인 전극(532, 534)은 박막 트랜지스터를 이룬다. 여기서, 박막 트랜지스터는 반도체층(522)의 일측, 즉, 반도체층(522)의 상부에 게이트 전극(526)과 소스 및 드레인 전극(532, 534)이 위치하는 코플라나(coplanar) 구조를 가진다.
이와 달리, 박막 트랜지스터는 반도체층의 하부에 게이트 전극이 위치하고 반도체층의 상부에 소스 및 드레인 전극이 위치하는 역 스태거드(inverted staggered) 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 반도체층은 비정질 실리콘으로 이루어질 수도 있다.
여기서, 박막 트랜지스터는 유기발광다이오드 패널(510)의 구동 박막 트랜지스터에 해당하며, 구동 박막 트랜지스터와 동일한 구조의 스위칭 박막 트랜지스터(도시하지 않음)가 기판(520) 상에 더 형성된다. 구동 박막 트랜지스터의 게이트 전극(526)은 스위칭 박막 트랜지스터의 드레인 전극(도시하지 않음)에 연결되고 구동 박막 트랜지스터의 소스 전극(532)은 전원 배선(도시하지 않음)에 연결된다. 또한, 스위칭 박막 트랜지스터의 게이트 전극(도시하지 않음)과 소스 전극(도시하지 않음)은 게이트 배선 및 데이터 배선에 각각 연결된다.
소스 및 드레인 전극(532, 534)과 데이터 배선, 그리고 제2 커패시터 전극(536) 상부에는 절연물질로 보호막(540)이 기판(520) 전면에 형성된다. 보호막(540)은 상면이 평탄하며, 드레인 전극(534)을 노출하는 드레인 컨택홀(540a)을 가진다. 여기서, 드레인 컨택홀(540a)은 제2 컨택홀(530b) 바로 위에 형성된 것으로 도시되어 있으나, 제2 컨택홀(530b)과 이격되어 형성될 수도 있다.
보호막(540)은 벤조사이클로부텐이나 포토 아크릴과 같은 유기절연물질로 형성될 수 있다.
보호막(540) 상부에는 비교적 일함수가 높은 도전성 물질로 제1 전극(542)이 형성된다. 제1 전극(542)은 각 화소영역마다 형성되고, 드레인 컨택홀(540a)을 통해 드레인 전극(534)과 접촉한다. 일례로, 제1 전극(542)은 인듐-틴-옥사이드(indium tin oxide: ITO)나 인듐-징크-옥사이드(indium zinc oxide: IZO)와 같은 투명 도전성 물질로 형성될 수 있다.
제1 전극(542) 상부에는 절연물질로 뱅크층(546)이 형성된다. 뱅크층(546)은 제1 전극(542)의 가장자리를 덮으며, 제1 전극(542)을 노출하는 투과홀(546a)을 가진다.
뱅크층(546)의 투과홀(546a)을 통해 노출된 제1 전극(542) 상부에는 발광층(light-emitting layer)(548)이 형성된다. 발광층(548)은 발광물질층(light-emitting material layer)을 포함한다.
발광층(548) 상부에는 비교적 일함수가 낮은 도전성 물질로 제2 전극(550)이 실질적으로 기판(520) 전면에 형성된다. 여기서, 제2 전극(550)은 알루미늄(aluminum)이나 마그네슘(magnesium), 은(silver) 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다.
한편, 발광층(548)은 제1 전극(542)과 발광물질층 사이에 제1 전극(542) 상부로부터 순차적으로 적층된 정공주입층(hole injecting layer)과 정공수송층(hole transporting layer)을 더 포함할 수 있으며, 발광물질층과 제2 전극(550) 사이에 발광물질층 상부로부터 순차적으로 적층된 전자수송층(electron transporting layer)과 전자주입층(electron injecting layer)을 더 포함할 수 있다.
제1 전극(542)과 발광층(548) 및 제2 전극(550)은 유기발광다이오드(De)를 이루며, 제1 전극(542)은 애노드(anode)의 역할을 하고, 제2 전극(550)은 캐소드(cathode)의 역할을 한다.
이어, 제2 전극(550) 상부에는 인캡슐레이션층(552)이 실질적으로 기판(520) 전면에 형성되고, 인캡슐레이션층(552) 상부에는 대향기판(554)이 배치된다.
인캡슐레이션층(552)은 씰재(sealing material)를 이용한 페이스 씰(face seal)이거나, 무기막/유기막/무기막의 여러 층이 적층된 구조를 가질 수 있다. 이러한 인캡슐레이션층(552)은 외부의 수분이 유기발광다이오드(De)로 침투하는 것을 차단하여 유기발광다이오드(De)의 손상을 방지한다.
여기서, 인캡슐레이션층(552)은 대향기판(554)에 형성될 수 있으며, 인캡슐레이션층(552)을 대향기판(554)에 형성한 후 인캡슐레이션층(552)과 제2 전극(550)이 접촉하도록 대향기판(554)과 기판(520)을 합착할 수 있다.
이와 달리, 인캡슐레이션층(552)을 제2 전극(550) 상부에 직접 형성한 후, 대향기판(554)을 인캡슐레이션층(552) 상부에 배치하여 대향기판(554)과 기판(520)을 합착할 수도 있다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 패널(510)은 발광층(548)으로부터 발광된 빛이 제2 전극(550)을 통해 외부로 출력되는 상부발광방식(top emission type)일 수 있다. 이때, 제1 전극(542)은 불투명 도전성 물질로 이루어진 반사층(도시하지 않음)을 더 포함한다. 일례로, 반사층은 알루미늄-팔라듐-구리(aluminum-paladium-copper: APC) 합금으로 형성될 수 있으며, 제1 전극(542)은 ITO/APC/ITO의 3중층 구조를 가질 수 있다. 또한, 제2 전극(550)은 빛이 투과되도록 비교적 얇은 두께를 가지며, 제2 전극(550)의 빛 투과도는 약 45-50%일 수 있다.
이와 달리, 유기발광다이오드 패널(510)은 발광층(548)으로부터 발광된 빛이 제1 전극(542)을 통해 외부로 출력되는 하부발광방식(bottom emission type)일 수 있다. 유기발광다이오드 패널(510)이 하부발광방식일 경우, 도 10의 표시패널(510)에서 기판(520)과 유기발광다이오드(De)의 위치는 바뀔 수 있다. 즉, 도 10에서 표시패널(510)의 기판(520)이 사분파장판(560)과 유기발광다이오드(De) 사이에 위치하는 구조가 된다.
다시 도 10을 참조하면, 사분파장판(560)은 λ/4의 위상지연을 가져 입사되는 빛의 편광 방향을 90도 변화시킨다. 따라서, 사분파장판(560)을 통과한 선편광은 원편광으로 바뀌고, 사분파장판(560)을 통과한 원편광은 선편광으로 바뀐다.
제1 편광판(570)은 반사형 편광판으로, 제1 방향의 선편광은 반사하고 이에 수직한 제2 방향의 선편광은 투과시킨다. 제1 편광판(570)은 도 2 또는 도 5에 도시된 구조를 가질 수 있다.
제2 편광판(580)은 흡수형 편광판으로, 제2 편광판(580)의 흡수축은 제1 편광판(570)의 투과축에 수직이다. 따라서, 제2 편광판(580)은 제1 방향의 선편광은 흡수하고 제2 방향의 선편광은 투과시킨다. 이러한 제2 편광판(580)은 제1 및 제2 보호필름과 제1 및 제2 보호필름 사이의 편광층을 포함할 수 있다.
이러한 유기발광다이오드 표시장치에서, 발광층(548)으로부터 발광된 빛 중, 제2 방향의 선편광(L1)은 제1 및 제2 편광판(570, 580)을 통과하여 외부로 출력된다. 한편, 제1 방향의 선편광(L2)은 제1 편광판(570)에서 반사된 후 제1 전극(542)에서 반사되면서 위상이 바뀌어 제1 및 제2 편광판(570, 580)을 통과하여 외부로 출력된다. 따라서, 제1 편광판(570)에서 반사되어 출력되는 빛(L2)에 의해 휘도가 향상된다.
이와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치는 투과율이 비교적 큰 반사형 편광판을 휘도향상필름으로 적용하여 유기발광다이오드 표시장치의 휘도를 높일 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110, 210: 베이스 필름 120: 나노 패턴
130, 230: 편광 패턴 132, 232: 제1 패턴층
134, 234: 제2 패턴층 P1, P2: 피치
310, 410: 액정패널 360, 460: 제1 편광판
370, 470: 제2 편광판

Claims (8)

  1. 베이스 필름과;
    상기 베이스 필름 상부에 제1 방향으로 연장되고 제2 방향으로 이격된 다수의 편광 패턴
    을 포함하고,
    인접한 상기 편광 패턴 사이에서 상기 제2 방향의 선편광을 투과시키며,
    상기 편광 패턴의 각각은 상기 제1 방향의 선편광을 반사하고, 상기 제2 방향의 선편광을 투과시키는 반사형 편광판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 편광 패턴의 각각은 적어도 하나의 제1 패턴층과 적어도 하나의 제2 패턴층을 포함하고,
    상기 제1 패턴층의 굴절률은 상기 제2 패턴층의 굴절률과 다른 반사형 편광판.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 패턴층의 상기 제1 방향의 굴절률은 상기 제2 패턴층의 상기 제1 방향의 굴절률과 다르며, 상기 제1 패턴층의 상기 제2 방향의 굴절률은 상기 제2 패턴층의 상기 제2 방향의 굴절률과 같은 반사형 편광판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 편광 패턴의 피치는 1 nm 내지 150 nm인 반사형 편광판.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 필름과 상기 편광 패턴 사이에 고분자 나노 패턴을 더 포함하는 반사형 편광판.
  6. 표시패널과;
    상기 표시패널의 일측에 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 따른 반사형 편광판
    을 포함하는 표시장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 표시패널의 타측에 흡수형 편광판을 더 포함하고,
    상기 표시패널은 제1 및 제2 기판과 상기 제1 및 제2 기판 사이의 액정층을 포함하며,
    상기 흡수형 편광판의 흡수축은 상기 제2 방향에 평행한 표시장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 표시패널과 상기 반사형 편광판 사이의 사분파장판과;
    상기 반사형 편광판의 외측에 흡수형 편광판을 더 포함하고,
    상기 표시패널은 제1 및 제2 전극과 상기 제1 및 제2 전극 사이의 유기 발광층을 포함하며,
    상기 흡수형 편광판의 흡수축은 상기 제1 방향에 평행한 표시장치.
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