KR20180047512A - 편광판 및 이를 구비한 유기전계발광 표시장치 - Google Patents

편광판 및 이를 구비한 유기전계발광 표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 편광판의 색상을 개선하여 편광도의 저하 없이 휘도효율이 향상된 초고투과 편광판 및 이를 구비한 유기전계발광 표시장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명은 초고투과 편광판을 구현함으로써 유기전계발광 표시장치의 휘도와, 수명 및 효율을 개선하는 동시에 소비전력을 감소시키는 효과를 제공한다.

Description

편광판 및 이를 구비한 유기전계발광 표시장치{POLARIZING PLATE AND ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 편광판 및 이를 구비한 유기전계발광 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 휘도효율이 향상된 초고투과 편광판 및 이를 구비한 유기전계발광 표시장치에 관한 것이다.
최근 정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서 기존의 표시장치인 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT)을 대체하는 경량 박형 평판표시장치(Flat Panel Display; FPD)에 대한 연구 및 상업화가 중점적으로 이루어지고 있다.
이러한 평판표시장치 분야에서, 지금까지는 가볍고 전력소모가 적은 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device; LCD)가 가장 주목받는 디스플레이 장치였지만, 액정표시장치는 발광소자가 아니라 수광소자이며 밝기와, 명암비(contrast ratio) 및 시야각 등에 단점이 있기 때문에 이러한 단점을 극복할 수 있는 새로운 디스플레이 장치에 대한 개발이 활발하게 전개되고 있다.
새로운 디스플레이 장치 중 하나인 유기전계발광 표시장치는 자체 발광형이기 때문에 액정표시장치에 비해 시야각과 명암비 등이 우수하다. 또한, 백라이트(backlight)가 필요하지 않기 때문에 경량 박형이 가능하고, 소비전력 측면에서도 유리하다. 그리고, 직류 저전압 구동이 가능하고 응답속도가 빠르다는 장점이 있다.
유기전계발광 표시장치는 유기발광다이오드를 가지는 서브-화소를 매트릭스 형태로 배열하고 그 서브-화소들을 데이터전압과 스캔전압으로 선택적으로 제어함으로써 화상을 표시한다.
이때, 유기전계발광 표시장치는 수동 매트릭스(passive matrix) 방식 또는 스위칭소자로써 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)를 이용하는 능동 매트릭스(active matrix) 방식으로 나뉘어진다. 이 중 능동 매트릭스 방식은 능동소자인 TFT를 선택적으로 턴-온(turn on)시켜 서브-화소를 선택하고 스토리지 커패시터에 유지되는 전압으로 서브-화소의 발광을 유지한다.
이와 같이 구동되는 일반적인 유기전계발광 표시장치는 금속으로 이루어진 각종 배선이나 전극에 의한 반사를 저감하기 위해 패널 어셈블리 상부 표면에 원형 편광판(circular polarizer)을 적용한다.
도 1은 일반적인 유기전계발광 표시장치의 구조를 예시적으로 보여주는 도면이다.
그리고, 도 2는 일반적인 편광판의 투과율에 따른 편광도의 변화를 보여주는 그래프이다.
도 1을 참조하면, 반사를 저감하기 위해 패널 어셈블리(2) 상부 표면에 4분의 1파장판(quarter wave plate)(61)과 선형 편광판(62)(이하, 편의상 편광판이라 함)으로 이루어진 원형 편광판(circular polarizer)을 적용한다.
그리고, 편광판(62) 위에는 보호층(63)이 부착된다.
이와 같이 기존의 유기전계발광 표시장치는 유기발광다이오드 및 각종 배선이나 전극에 의한 반사율의 증가로 야외 시인성이 떨어지고 배선이나 전극 패턴 등이 시인되는 문제가 발생하는데, 이를 개선하기 위해 원형 편광판을 적용한다.
즉, 패널 어셈블리(2) 상부에 4분의 1파장판(61)의 광축과 편광판(62)의 투과축이 45도를 이루도록 4분의 1파장판(61)과 편광판(62)을 배치한다. 그러면, 외부 광에 의해 패널 어셈블리(2) 내부에서 반사가 일어나고, 반사된 빛이 외부로 나올 때 편광판(62)의 투과축과 수직(orthogonal)하게 되어 반사율이 저감된다. 참고로, 반사율은 굴절률의 함수로 굴절률 비가 클수록 반사율이 증가한다. 공기의 굴절률은 1이며, 글라스의 굴절률은 1.5이므로 공기에서 글라스 정면으로 입사 시 약 4%의 반사가 일어난다.
다만, 도 1의 경우 유기전계발광 표시장치의 휘도가 최소 50% 감소되는 문제가 발생한다. 즉, 편광판(62)의 투과율은 약 40% ~ 50%로 유기발광다이오드에서 생성된 빛의 휘도는 편광판(62)을 통과하면서 50%이상 감소된다.
이때, 도 2를 참조하면, 기존의 편광판은 투과율과 편광도가 통상적으로 고정되어 있다. 일반적으로 액정표시장치의 경우 43%의 투과율과 99.99%이상의 편광도를 요구하고 있다. 액정표시장치에서는 액정을 이용함에 따라 편광도가 높아야만 액정패널의 대조비(Contrast Ratio; CR)를 증가시킬 수 있기 때문이다. 즉, 편광도가 99.99%이상을 만족하려면 투과율이 43%이상 높아지는 것이 어렵다.
일 예로, 투과율 45%의 고투과 편광판의 경우 편광도가 99.8%로 떨어지고, 투과율 48%의 고투과 편광판의 경우 편광도가 85.0%로 떨어져 액정표시장치에서는 사용할 수 없다.
유기전계발광 표시장치의 경우 표시패널의 반사율을 저감하고 휘도를 향상시키기 위한 개발이 진행중인데, 유기전계발광 표시장치에서 휘도는 수명과 효율에 중요한 요소이다. 투과율 43%인 기존의 편광판을 적용할 경우 유기전계발광 표시장치의 휘도효율 향상에 어려움이 있는데, 휘도효율을 향상시키기 위해서는 투과율의 향상이 필요하기 때문이다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 편광도의 저하 없이 휘도효율이 향상된 초고투과 편광판 및 이를 구비한 유기전계발광 표시장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 신뢰성이 향상된 편광판 및 이를 구비한 유기전계발광 표시장치를 제공하는데 있다.
기타, 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판은 45%이상의 투과율을 가지며, 3요오드화 이온(I3 -)이 요오드(I2)와 5요오드화 이온(I5 -)에 대해 15%이상에서 20%미만의 비율로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치는 기판 위에 차례대로 위상차층과 상기 편광판이 구비될 수 있다.
이때, 상기 3요오드화 이온(I3 -) : 요오드(I2) : 5요오드화 이온(I5 -)의 비는 15 : 40 : 45 내지 19 : 40 : 41의 비율로 구성될 수 있다.
색좌표 상의 색상(a*/b*)이 -0.5/1.0 내지 0.0/0.0의 값을 가질 수 있다.
상기 요오드에 대해 1.7%이상의 함량으로 첨가되는 염료를 추가로 포함할 수 있다.
상기 염료는 흑색 계열의 염료로, CMY(혹은 RGB) 색상을 갖는 염료들을 3가지 이상 혼합하여 흑색을 가질 수 있다.
상기 요오드에 대해 3.5%이상의 함량으로 첨가되는 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
이때, 상기 첨가제는 아연(Zn), 염소(Cl) 또는 백금(Pt)의 금속화합물을 포함할 수 있다.
이때, 상기 아연 화합물은 염화아연, 요오드화아연, 황산아연, 질산아연 또는 초산아연을 포함할 수 있다.
상기 위상차층은 λ/4의 위상 지연(phase retardation)을 발생시키는 4분의 1파장판(Quarter Wave Plate; QWP)으로 구성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판 및 이를 구비한 유기전계발광 표시장치는 편광판의 색상을 개선하여 편광도의 저하 없이 휘도효율이 향상된 초고투과 편광판 및 이를 구비한 유기전계발광 표시장치를 제공하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 본 발명은 초고투과 편광판을 구현함으로써 유기전계발광 표시장치의 휘도가 향상되어, 수명 및 효율이 개선되는 동시에 소비전력을 감소시키는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판 및 이를 구비한 유기전계발광 표시장치는 다양한 반사율을 가진 제품에 대해 휘도와 반사율에 최적화된 편광판을 적용할 수 있어, 제품군 확대 및 고객 요구(needs)를 만족시킬 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 일반적인 유기전계발광 표시장치의 구조를 예시적으로 보여주는 도면.
도 2는 일반적인 편광판의 투과율에 따른 편광도의 변화를 보여주는 그래프.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치를 개략적으로 보여주는 블록도.
도 4는 유기전계발광 표시장치의 서브-화소에 대한 회로 구성을 보여주는 예시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치의 단면 구조를 예시적으로 보여주는 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 편광판의 투과율에 따른 편광도의 변화를 예로 들어 보여주는 그래프.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 편광판의 색상 개선 및 투과율과 효율 상승을 보여주는 표.
도 8은 요오드 흡수 스펙트럼을 예로 들어 보여주는 그래프.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 편광판의 색상 개선을 보여주는 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 편광판의 색온도 특성을 색좌표를 통해 예시적으로 보여주는 도면.
도 11a 내지 도 11c는 휘도효율 특성을 편광판의 투과율별로 보여주는 표.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 편광판의 편광도와, 반사율 및 잔상수명을 예로 들어 보여주는 표.
도 13은 요오드와 염료 함량에 따른 신뢰성 결과를 예로 들어 보여주는 표.
도 14는 첨가제의 함량에 따른 신뢰성 결과를 예로 들어 보여주는 표.
도 15는 연신 비에 따른 신뢰성 결과를 예로 들어 보여주는 표.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 편광판 및 이를 구비한 유기전계발광 표시장치의 바람직한 실시예를 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.
소자(element) 또는 층이 다른 소자 또는 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않는 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below, beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용 시, 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치를 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치에는 영상처리부(115), 데이터변환부(114), 타이밍제어부(113), 데이터구동부(112), 게이트구동부(111) 및 표시패널(116)이 포함될 수 있다.
영상처리부(115)는 RGB 데이터신호(RGB)를 이용하여 평균화상레벨에 따라 최대 휘도를 구현하도록 감마전압을 설정하는 등 다양한 영상처리를 수행한 후 RGB 데이터신호(RGB)를 출력한다. 영상처리부(115)는 RGB 데이터신호(RGB)는 물론 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DES) 및 클럭신호(CLK) 중 하나 이상을 포함하는 구동신호를 출력한다.
타이밍제어부(113)는 영상처리부(115) 또는 데이터변환부(114)로부터 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DES) 및 클럭신호(CLK) 중 하나 이상을 포함하는 구동신호를 공급받는다. 타이밍제어부(113)는 구동신호에 기초하여 게이트구동부(111)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호(GCS)와 데이터구동부(112)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호(DCS)를 출력한다.
타이밍제어부(113)는 게이트 타이밍 제어신호(GCS)와 데이터 타이밍 제어신호(DCS)에 대응하여 데이터신호(DATA)를 출력한다.
데이터구동부(112)는 타이밍제어부(113)로부터 공급된 데이터 타이밍 제어신호(DCS)에 응답하여 타이밍제어부(113)로부터 공급되는 데이터신호(DATA)를 샘플링하고 래치(latch)하여 감마 기준전압으로 변환하여 출력한다. 데이터구동부(112)는 데이터라인들(DL1 ~ DLm)을 통해 변환된 데이터신호(DATA)를 출력한다. 데이터구동부(112)는 IC(Integrated Circuit) 형태로 형성된다.
게이트구동부(111)는 타이밍제어부(113)로부터 공급된 게이트 타이밍 제어신호(GCS)에 응답하여 게이트전압의 레벨을 시프트 시키면서 게이트신호를 출력한다. 게이트구동부(111)는 게이트라인들(GL1 ~ GLn)을 통해 게이트신호를 출력한다. 게이트구동부(111)는 IC 형태로 형성되거나 표시패널(116)에 게이트-인-패널(Gate In Panel; GIP) 방식으로 형성된다.
표시패널(116)은 일 예로, 적색 서브-화소(SPr), 녹색 서브-화소(SPg) 및 청색 서브-화소(SPb)를 포함하는 서브-화소 구조로 구현될 수 있다. 즉, 하나의 화소(P)는 RGB 서브-화소(SPr, SPg, SPb)로 이루어질 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, RGB 서브-화소(SPr, SPg, SPb) 이외에 백색 서브-화소를 포함할 수 있다.
도 4는 유기전계발광 표시장치의 서브-화소에 대한 회로 구성을 보여주는 예시도이다.
이때, 도 4에 도시된 서브-화소는 스위칭 트랜지스터, 구동 트랜지스터, 커패시터 및 유기발광다이오드를 포함하는 2T(Transistor)1C(Capacitor) 구조로 구성된 경우를 예로 들고 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 보상회로가 추가된 경우에는 3T1C, 4T2C, 5T2C 등 다양하게 구성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 유기전계발광 표시장치는 제 1 방향으로 배열된 게이트라인(GL) 및 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 서로 이격하여 배열된 데이터라인(DL)과 구동 전원라인(VDDL)에 의해 서브-화소영역이 정의된다.
하나의 서브-화소에는 스위칭 트랜지스터(SW), 구동 트랜지스터(DR), 커패시터(Cst), 보상회로(CC) 및 유기발광다이오드(OLED)가 포함될 수 있다.
유기발광다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터(DR)에 의해 형성된 구동 전류에 따라 빛을 발광하도록 동작한다.
스위칭 트랜지스터(SW)는 게이트라인(GL)을 통해 공급된 게이트신호에 응답하여 데이터라인(DL)을 통해 공급되는 데이터신호가 커패시터(Cst)에 데이터전압으로 저장되도록 스위칭 동작한다.
구동 트랜지스터(DR)는 커패시터(Cst)에 저장된 데이터전압에 따라 구동 전원라인(VDDL)과 그라운드배선(GND) 사이로 구동 전류가 흐르도록 동작한다.
보상회로(CC)는 구동 트랜지스터(DR)의 문턱전압 등을 보상한다. 보상회로(CC)는 하나 이상의 트랜지스터와 커패시터로 구성될 수 있다. 보상회로(CC)의 구성은 매우 다양한바 이에 대한 구체적인 예시 및 설명은 생략한다.
이와 같은 서브-화소 구조를 갖는 유기전계발광 표시장치는 빛이 방출되는 방향에 따라 전면발광(top emission) 방식이나 후면발광(bottom emission) 방식, 또는 양면발광(dual emission) 방식으로 구현될 수 있다. 다만, 본 발명은 전술한 발광 방식에 한정되지 않는다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치의 단면 구조를 예시적으로 보여주는 도면으로써, 액티브영역의 패널 어셈블리의 단면 구조를 예로 들어 보여주고 있다.
본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치는 크게 영상을 표시하는 패널 어셈블리와 패널 어셈블리에 연결되는 연성 회로기판을 포함하여 구성될 수 있다.
패널 어셈블리는 액티브영역과 패드영역으로 구분되는 패널부 및 액티브영역을 덮으면서 패널부 위에 구비되는 박막 봉지층을 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 기판(101)의 상면에는 패널부가 배치될 수 있다.
기판(101)은 가요성 있는 플렉서블 기판일 수 있다.
플렉서블 기판은 폴리에틸렌에테르프탈레이트(Polyethylene Terephthalate; PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(Polyethylene Napthalate; PEN), 폴리카보네이트(PC), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리에테르이미드(Polyetherimide; PEI), 폴리에테르술폰(Polyethersulphone; PES) 및 폴리이미드(polyimide) 등과 같이 내열성 및 내구성이 우수한 플라스틱을 소재로 사용할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되지 않으며, 가요성 있는 다양한 소재가 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예와 같이 화상이 기판(101)방향으로 구현되는 후면발광 방식의 경우 기판(101)은 투명한 재질로 형성해야 한다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 화상이 기판(101)의 반대방향으로 구현되는 전면발광 방식을 적용할 수도 있으며, 이 경우 기판(101)은 반드시 투명한 재질로 형성할 필요는 없다.
그리고, 액티브영역은 다수의 서브-화소들이 배치되어 실제로 영상을 표시하는 화소부(AAa) 및 화소부(AAa)의 외곽에 형성되어 외부로부터 인가되는 신호를 화소부(AAa) 내에 전달하는 외곽부(AAb)로 구분할 수 있다.
이때, 박막 봉지층(140)은 화소부(AAa)와 외곽부(AAb) 일부를 덮으면서 패널부 위에 형성될 수 있다.
이때, 도시하지 않았지만, 액티브영역에는 서브-화소들이 매트릭스 형태로 배치되며, 액티브영역의 외측에는 화소들을 구동시키기 위한 스캔 드라이버와 데이터 드라이버 등의 구동소자 및 기타 부품들이 위치한다.
그리고, 화소부(AAa)의 기판(101) 상면에는 패널소자(102)가 배치될 수 있다. 본 명세서에서 언급되는 패널소자(102)라는 용어는, 설명의 편의상 유기발광다이오드 및 이를 구동하기 위한 TFT 어레이를 통칭하는 것으로 한다.
도시하지 않았지만, 각 서브-화소는 유기발광다이오드 및 유기발광다이오드와 전기적으로 연결된 전자 소자를 포함한다. 전자 소자는 적어도 2개 이상의 TFT, 스토리지 커패시터 등을 포함할 수 있다. 전자 소자는 배선들과 전기적으로 연결되어 패널부 외부의 구동소자로부터 전기적인 신호를 전달받아 구동한다. 이렇게 유기발광다이오드와 전기적으로 연결된 전자 소자 및 배선들의 배열을 TFT 어레이라 지칭한다.
유기발광다이오드는 제 1 전극과, 유기 화합물층 및 제 2 전극을 포함한다.
이때, 유기 화합물층은 실제 발광이 이루어지는 발광층 이외에 정공 또는 전자의 캐리어를 발광층까지 효율적으로 전달하기 위한 다양한 유기층들을 더 포함할 수 있다.
유기층들은 제 1 전극과 발광층 사이에 위치하는 정공주입층 및 정공수송층, 제 2 전극과 발광층 사이에 위치하는 전자주입층 및 전자수송층을 포함할 수 있다.
이와 같이 TFT 어레이 위에 투명 산화물로 이루어진 제 1 전극이 형성되며, 제 1 전극 위에는 순차적으로 유기 화합물층 및 제 2 전극이 적층될 수 있다.
이러한 구조를 기반으로 유기발광다이오드는 제 1 전극에서 주입되는 정공과 제 2 전극에서 주입되는 전자가 각각의 수송을 위한 수송층을 경유하여 발광층에서 결합한 후 낮은 에너지 준위로 이동하면서 상기 발광층에서의 에너지 차에 해당하는 파장의 빛을 생성하게 된다.
이때, 유기전계발광 표시장치는 풀-컬러(full color)를 구현하는 방식에 따라 RGB 독립발광 방식과, 백색 OLED(이하, WOLED라 함)와 RGB 컬러필터를 이용하는 방식 및 색 변환 방식으로 나뉘어진다. 이 중 RGB 독립발광 방식은 고효율과 고색순도의 장점이 있으나, 저해상도로 대면적화가 어려운 단점이 있다.
반면에, WOLED와 RGB 컬러필터를 이용하는 백색 유기전계발광 표시장치는 고해상도를 가지며, 단순한 공정으로 대면적화에 유리하다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, TFT는 기본적으로 스위칭 트랜지스터와 구동 트랜지스터를 포함한다.
스위칭 트랜지스터는 스캔라인과 데이터라인에 연결되고, 스캔라인에 입력되는 스위칭 전압에 따라 데이터라인에 입력되는 데이터 전압을 구동 트랜지스터로 전송한다. 스토리지 커패시터는 스위칭 트랜지스터와 전원 라인에 연결되며, 스위칭 트랜지스터로부터 전송 받은 전압과 전원라인에 공급되는 전압의 차이에 해당하는 전압을 저장한다.
구동 트랜지스터는 전원 라인과 스토리지 커패시터에 연결되어 스토리지 커패시터에 저장된 전압과 문턱 전압의 차이의 제곱에 비례하는 출력 전류를 유기발광다이오드로 공급하고, 유기발광다이오드는 출력 전류에 의해 발광한다.
구동 트랜지스터는 액티브층과, 게이트전극 및 소오스/드레인전극을 포함하며, 유기발광다이오드의 제 1 전극이 구동 트랜지스터의 드레인전극에 연결될 수 있다.
일 예로, 구동 트랜지스터는 버퍼층 위에 형성된 액티브층과 액티브층이 형성된 기판(101) 위에 형성된 제 1 절연층을 포함할 수 있다. 또한, 제 1 절연층 위에 형성된 게이트전극과, 게이트전극이 형성된 기판(101) 위에 형성된 제 2 절연층 및 제 2 절연층 위에 형성되어 제 1 콘택홀을 통해 액티브층의 소오스/드레인영역과 전기적으로 접속하는 소오스/드레인전극을 포함할 수 있다.
이러한 구동 트랜지스터가 형성된 기판(101) 위에는 제 3 절연층이 형성될 수 있다.
그리고, 제 3 절연층 위에는 컬러필터가 형성될 수 있다. 각 서브-화소의 컬러필터는 적색과, 녹색 및 청색 중 어느 하나의 색상을 가질 수 있다. 또한, 백색이 구현되는 서브-화소의 경우 컬러필터가 형성되지 않을 수 있다. 적색과, 녹색 및 청색의 배열은 다양하게 형성될 수 있으며, 각 컬러필터 사이에는 외부 광을 흡수할 수 있는 물질로 이루어진 블랙 매트릭스가 구비될 수 있다.
후면발광 방식의 경우, 컬러필터는 제 1 전극의 하부에 위치할 수 있다.
컬러필터가 형성된 기판(101) 위에는 제 4 절연층이 형성될 수 있다.
이때, 구동 트랜지스터의 드레인전극은 제 3 절연층과 제 4 절연층에 형성된 제 2 컨택홀을 통해 제 1 전극과 전기적으로 접속될 수 있다.
그리고, 제 4 절연층 상부의 각 서브-화소영역의 경계에는 뱅크가 형성될 수 있다. 즉, 뱅크는 기판(101) 전체적으로는 매트릭스 형태의 격자구조를 가지고, 제 1 전극의 가장자리를 에워싸고 있으며, 제 1 전극의 일부를 노출시킨다.
전술한 유기발광다이오드의 유기 화합물층은 기판(101) 전면에 형성될 수 있다. 이 경우 패터닝 과정이 생략될 수 있어 공정이 단순해지는 효과를 갖는다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 뱅크 사이의 제 1 전극 위에 유기 화합물층이 형성될 수도 있다.
표시영역의 유기 화합물층 위에는 제 2 전극이 형성된다.
제 2 전극이 형성된 기판(101) 상부에는 화소부의 기판(101) 전체에 걸쳐서 폴리머 등의 유기물질로 이루어진 캐핑층(capping layer)이 형성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 캐핑층이 형성되지 않을 수도 있다.
다시 도 5를 참조하면, 제 2 전극이 형성된 기판(101) 상면에는 패널소자(102)를 덮도록 박막 봉지층(140)이 형성될 수 있다. 패널소자(102)에 포함된 유기발광다이오드는 유기물로 구성되어 외부의 수분이나 산소에 의해 쉽게 열화 된다. 따라서, 이러한 유기발광다이오드를 보호하기 위해 패널소자(102)를 밀봉해야 한다. 박막 봉지층(140)은 패널소자(102)를 밀봉하는 수단으로 다수의 무기막들 및 유기막들을 교번 하여 적층한 구조를 갖는다. 이렇게 패널소자(102)를 밀봉 기판이 아닌 박막 봉지층(140)으로 밀봉함으로써 유기전계발광 표시장치의 박형화 및 플렉서블화가 가능하다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
박막 봉지층(140)을 구체적으로 설명하면, 일 예로 패널소자(102)가 구비된 기판(101) 위에는 봉지수단으로 1차 보호막(140a)과, 유기막(140b) 및 2차 보호막(140c)이 차례대로 형성되어 박막 봉지층(140)을 구성할 수 있다. 다만, 전술한 바와 같이 박막 봉지층(140)을 구성하는 무기막들과 유기막들의 수는 이에 한정되지 않는다.
1차 보호막(140a)의 경우 무기절연막으로 이루어져 있어 하부 TFT 단차에 의해 스택 커버리지(stack coverage)가 좋지 않으나, 그 상부에 위치하는 유기막(140b)이 평탄화 역할을 하기 때문에 2차 보호막(140c)은 하부막에 의한 단차에 영향을 받지 않는다. 또한, 폴리머로 이루어진 유기막(140b)의 두께가 충분히 두껍기 때문에 이물에 의한 크랙(crack)도 보완할 수 있다.
이렇게 구성된 패널 어셈블리의 패드영역에는 칩-온-글라스(Chip On Glass; COG) 방식으로 집적회로 칩(미도시)이 실장(mount)될 수 있다.
연성 회로기판에는 구동 신호를 처리하기 위한 전자 소자(미도시)들이 칩-온-필름(Chip On Film; COF) 방식으로 실장되고, 외부 신호를 연성 회로기판으로 전송하기 위한 커넥터(미도시)가 설치될 수 있다.
이러한 연성 회로기판은 패널 어셈블리의 뒤쪽으로 접혀 연성 회로기판이 패널 어셈블리의 배면과 마주하도록 구성할 수 있다. 이때, 패널부의 단자부와 연성 회로기판의 접속부가 서로 전기적으로 접속하기 위하여 이방성 도전필름(미도시)을 이용할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치에 있어, 후면발광 방식의 경우 기판(101) 배면에는 외부로부터 입사된 광의 반사를 막기 위한 본원발명의 실시예에 따른 광학부재(160)가 구비될 수 있다.
이때, 기판(101)과 광학부재(160) 사이에는 투명하며 접착 특성을 갖는 점착층(146)이 개재될 수 있다.
광학부재(160)는 외광 반사를 억제하여 유기전계발광 표시장치의 시인성을 향상시키면서도 유기발광다이오드에서 외부로 방출되는 빛의 손실은 최소화하는 역할을 한다.
본원발명의 실시예에 따른 광학부재(160)는 기판(101) 배면에 차례대로 구비된 위상차층(161)과 선형 편광판(162)(이하, 편의상 편광판이라 함)으로 이루어질 수 있다.
이때, 편광판(162) 위에는 보호층(163)이 추가로 구비될 수 있다.
또한, 보호층(163) 위에는 반사방지 필름(Anti Reflection film; AR film)을 포함하는 표면처리층(147)이 추가로 위치할 수 있다. 반사방지 필름은 습식의 코팅(anti reflection coating)이나 건식의 스퍼터링(anti reflection sputter)을 통해 형성할 수 있다.
이때, 위상차층(161)은 λ/4의 위상 지연(phase retardation)을 발생시키는 4분의 1파장판(Quarter Wave Plate; QWP)으로 구성될 수 있다.
편광판(162)은 편광축을 가지며, 편광축 방향으로 빛을 선편광 시킨다. 구체적으로, 편광판(162)은 편광축과 일치하는 빛은 통과시키고, 편광축과 일치하지 않는 빛은 흡수한다. 따라서, 빛이 편광판(162)을 통과하면 편광축 방향으로 선편광 된다.
위상차층(161)은 편광판(162)의 편광축에서 45도 정도 틀어진 광축을 가질 수 있다.
위상차층(161)과 편광판(162)은 원형 편광판(circular polarizer)을 구성할 수 있다. 즉, 위상차층(161)의 광축과 편광판(162)의 투과축을 45도 각도가 되도록 배치하면, 외부 광에 의해 패널소자(102) 내부에서 반사가 일어나고, 반사된 빛이 외부로 나올 때 편광판(162)의 투과축과 수직하게 되어 반사율이 저감된다.
이때, 본 발명의 실시예의 따른 유기전계발광 표시장치는 통상적으로 사용하던 편광판(162)의 투과율을 개선함으로써 유기전계발광 표시장치의 휘도를 향상시켜, 수명 및 휘도효율을 개선하는 것을 특징으로 한다.
일 예로, 50%이하의 패널 반사율을 가진 유기전계발광 표시장치의 경우, 46%의 투과율과 95%의 편광도를 가진 편광판에서 10%이상의 휘도효율과 1.x%의 반사율을 얻을 수 있다. 또한, 48%의 투과율과 85%의 편광도를 가진 편광판에서 20%이상의 휘도효율과 3.x%의 반사율을 얻을 수 있다.
본 명세서에서 편광판의 투과율은 표면처리 없는 편광판을 기준으로 한다.
그리고, 15%의 저반사 패널을 가진 유기전계발광 표시장치의 경우, 48%의 투과율과 85%의 편광도를 가진 편광판에서 20%이상의 휘도효율과 1.x%의 반사율을 얻을 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예의 따른 유기전계발광 표시장치는 편광판(162)의 색상을 푸르스름하게(bluish) 개선(이하, 편의상 블루 튜닝(tuning)이라 함)함으로써 편광도의 저하 없이 휘도효율이 향상된 초고투과 편광판(162)을 구현하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 본 발명은 초고투과 편광판(162)을 구현함으로써 유기전계발광 표시장치의 휘도가 향상되어, 수명 및 효율이 개선되는 동시에 소비전력을 감소시키는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치는 다양한 반사율을 가진 제품에 대해 휘도와 반사율에 최적화된 편광판(162)을 적용할 수 있어, 제품군 확대 및 고객 요구(needs)를 만족시킬 수 있는 효과를 제공한다.
일 예로, 본 발명의 실시예에 따른 편광판(162)은 45%이상의 투과율과 89.9%이상의 편광도를 가질 수 있다.
전술한 바와 같이 유기전계발광 표시장치는 대조비에 민감하지 않기 때문에 편광도를 액정표시장치에 비해 낮게 만들어도 대조비 유지가 가능하며, 본 발명의 실시예와 같이 블루 튜닝을 통해 편광판(162)의 색상을 개선하는 경우 풀-컬러(WRGB) 구동에서 휘도효율에 기여함으로써 투과율을 향상시킬 수 있으며, 이때 반사율이 증가하지만 청색 파장에서만 증가하므로 전 파장에서는 거의 동일한 수준을 유지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 편광판의 투과율에 따른 편광도의 변화를 예로 들어 보여주는 그래프이다.
이때, 도 6에 도시된 실선은 기존(비교예)의 편광판의 투과율에 따른 편광도의 변화를 보여주고 있는 반면, 점선은 본 발명의 실시예(실험예)에 따른 편광판의 투과율에 따른 편광도의 변화를 보여주고 있다.
도 6을 참조하면, 블루 튜닝에 의한 실험예의 편광판은 비교예에 비해 동일한 투과율에서 편광도가 개선된 것을 알 수 있다.
그래프에서 별 표시는 통상적으로 사용되는 43%의 투과율과 99.99%이상의 편광도를 가진 편광판을 보여주고 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 편광판의 색상 개선 및 투과율과 효율 상승을 보여주는 표다.
이때, 비교예는 43%와, 45% 및 48%의 투과율을 가진 편광판을 예로 들고 있으며, 실험예는 48%의 투과율을 가진 편광판에 블루 튜닝을 하여 색상을 개선한 편광판을 예로 들고 있다.
도 7을 참조하면, 43%의 투과율을 가진 비교예1의 편광판의 경우 색좌표 상의 색상(a*/b*)은 -1.5/4.0이다.
45%의 투과율을 가진 비교예2의 편광판의 경우 색상(a*/b*)은 -0.8/2.0이다.
48%의 투과율을 가진 비교예3의 편광판의 경우 색상(a*/b*)은 -0.5/1.5이다.
이때, 비교예2와 비교예3의 편광판은 비교예1의 편광판에 비해 투과율이 각각 105%와 110% 상승하고, 효율이 각각 110%와 120% 향상된 것을 알 수 있다.
이에 대해 블루 튜닝을 한 실험예1의 편광판의 경우 색상(a*/b*)은 -0.5/1.0이며, 실험예2의 편광판의 경우 색상(a*/b*)은 0.0/0.5이다.
실험예1과 실험예2의 편광판은 비교예1의 편광판에 비해 투과율이 110% 상승하고, 효율이 각각 125%와 129% 향상된 것을 알 수 있다.
이때, 각각의 효율은 풀-컬러(WRGB) 구동 시 10000K를 기준으로 한다.
이와 같이 블루 튜닝을 통해 편광판의 색상이 푸르스름한 방향으로 이동하는 경우 동일한 투과율에서도 효율이 점차 향상되는 것을 알 수 있다.
이러한 편광판의 블루 튜닝은 요오드(iodine) 농도의 제어를 통해 가능하며, 요오드로 처리한 폴리비닐알코올(Polyvinyl Alcohol; PVA) 필름이 편광자로 사용될 수 있다.
도 8은 요오드 흡수 스펙트럼을 예로 들어 보여주는 그래프이다.
본 발명에서는 편광판의 색상을 푸르스름하게 개선하기 위해서 3요오드화 이온(I3 -)의 농도는 감소시키고 5요오드화 이온(I5 -)의 농도는 유지하는 것을 특징으로 한다.
도 8을 참조하면, 청색의 흡수 파장(450nm)에서 3요오드화 이온(I3 -)이 5요오드화 이온(I5 -) 대비 청색을 더 많이 흡수하는 것을 알 수 있다.
또한, 청색의 흡수 파장(450nm)에서는 3요오드화 이온(I3 -)이 5요오드화 이온(I5 -) 대비 작은 농도변화에도 민감하게 반응하여 청색 투과율의 변동폭이 크게 발생하는 것을 알 수 있다.
따라서, 43%의 투과율을 가진 기존의 편광판 대비 5요오드화 이온(I5 -)에 대한 3요오드화 이온(I3 -)의 농도비가 감소하는 경우 투과율이 향상되는 것을 알 수 있다.
또한, 고투과 구현 시 청색 투과율이 적색과 녹색 대비 더 많이 증가하는 것을 알 수 있다. 일 예로, 45%의 투과율을 가진 편광판의 경우 적색과 녹색의 투과율이 기존의 편광판에 비해 약 105% 증가하는 반면, 청색 투과율은 약 111% 증가하는 것을 알 수 있다. 또한, 추가로 블루 튜닝을 진행할 경우 청색 투과율을 포함한 전체 투과율이 향상될 수 있다.
일반적인 편광판의 경우에는 3요오드화 이온(I3 -) : 요오드(I2) : 5요오드화 이온(I5 -)의 비는 약 20 : 40 : 40을 가질 수 있다. 반면에 본 발명에 따른 블루 튜닝된 고투과 편광판의 경우에는 3요오드화 이온(I3 -) : 요오드(I2) : 5요오드화 이온(I5 -)의 비는 약 15 : 40 : 45 내지 19 : 40 : 41, 바람직하게는 15 : 40 : 45를 가질 수 있다.
이때, 3요오드화 이온(I3 -)의 비율이 15%보다 작을 경우에는 푸르스름한 정도가 강하여 표시패널의 반사색감이 푸르스름하게 되어 적용하기 어렵다. 반면에 3요오드화 이온(I3 -)의 비율이 25%보다 클 경우에는 불그스름한 정도가 강하여 표시패널의 반사색감이 불그스름하게 되어 적용하기 어렵다. 따라서, 3요오드화 이온(I3 -)의 비율은 15%이상에서 20%미만 사이가 적합하다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 편광판의 색상 개선을 보여주는 도면이다.
그리고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 편광판의 색온도 특성을 색좌표를 통해 예시적으로 보여주는 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 편광판의 색상 개선은 RGB 색좌표로써 표시될 수 있으며, RGB 색좌표는 적색과, 녹색 및 청색의 최대 휘도 조건에서 xy 색공간 상의 적색과, 녹색 및 청색의 좌표를 의미한다.
이때, 비교예1과 비교예2는 도 7에 도시된 43%와 45%의 투과율을 가진 편광판을 예로 들고 있으며, 실험예2는 도 7에 도시된 48%의 투과율을 가진 본 발명의 실시예에 따른 편광판을 예로 들고 있다.
도 9를 참조하면, 비교예1의 편광판의 경우 색상(a*/b*)은 -1.5/4.0이고 비교예2의 편광판의 경우 색상(a*/b*)은 -0.8/2.0인데 비해, 실험예2의 편광판의 경우 색상(a*/b*)은 0.0/0.5이다. 즉, 블루 튜닝을 통해 3요오드화 이온(I3 -) 농도의 감소로 b*가 감소한 것을 알 수 있다.
도 10을 참조하면, 백색 서브-화소 색온도는 타겟 10000K에 대해, 비교예1과 실험예2에서 각각 6800K와 7500K인 것을 알 수 있다.
이와 같이 블루 튜닝이 적용되면 유기전계발광 표시장치의 백색 서브-화소의 색온도가 증가하는 방향으로 타겟 색온도(10000K)와 가까워지는 것을 알 수 있다.
이때, 편광판의 투과율 향상이 유기전계발광 표시장치의 효율 향상에 기여할 수 있으며, 일 예로 투과율이 5% 향상될 때 효율이 약 5% 향상되는 것을 알 수 있다. 이는 편광판의 블루 튜닝으로 백색 서브-화소의 색온도가 증가함에 따라 청색 전류가 감소하여, 효율이 약 5% 향상되는 것을 알 수 있다.
WRGB 4개의 서브-화소로 구성된 유기전계발광 표시장치의 경우 풀-화이트 스펙(휘도/색온도)을 달성하기 위해서 백색 서브-화소를 구동하게 된다.
이때, 구성되는 풀-화이트에 사용되는 전류의 80% 이상은 백색 구동에 필요한 전류이다.
일 예로, 색온도 10000K의 조건에서 풀-화이트 휘도에 약 100nit가 필요한 경우, 43%의 투과율의 편광판을 구비한 일반적인 유기전계발광 표시장치(비교예)에서는 백색 서브-화소와 적색+청색 서브-화소에서 각각 약 60%와 40%의 전류가 소모된다. 반면에, 45%의 투과율의 편광판을 구비한 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치의 경우에는 백색 서브-화소와 적색+청색 서브-화소에서 각각 약 56%와 34%의 전류가 소모되어 전체 전류가 비교예에 비해 10% 감소되는 것을 알 수 있다. 즉, 백색 서브-화소에서는 편광판의 투과율 상승 효과로 비교예에 비해 약 7%의 전류가 감소되며, 적색+청색 서브-화소에서는 편광판의 투과율 상승과 블루 튜닝 효과로 약 15%의 전류가 감소되는 것을 알 수 있다.
이와 같이 본 발명의 경우 편광판의 투과율 상승과 블루 튜닝 효과로 소자에 필요한 전류가 감소됨에 따라 소자의 수명이 향상될 수 있다. 즉, 소자의 발광량이 높을수록 소자의 수명 역시 빠른 속도로 줄어드는데, 편광판의 투과율 상승과 블루 튜닝 효과로 휘도효율이 상승하여, 소자에 필요한 전류가 감소함에 따라 소자의 수명이 향상될 수 있다.
도 11a 내지 도 11c는 휘도효율 특성을 편광판의 투과율별로 보여주는 표다.
이때, 도 11a는 43%의 투과율을 가진 비교예1의 편광판을 예로 들고 있으며, 도 11b는 45%의 투과율을 가진 비교예2의 편광판을 예로 들고 있다. 도 11c는 48%의 투과율을 가진 실험예1의 편광판을 예로 들고 있다.
또한, 도 11a 내지 도 11c에 도시된 R, G, B, Ws 및 W(F/W)는 각각 적색 서브-화소, 녹색 서브-화소, 청색 서브-화소, 백색 서브-화소 및 풀-컬러(WRGB) 구동 시를 의미한다.
그리고, 도 12는 본 발명의 실시예(실험예1)에 따른 편광판의 편광도와, 반사율 및 잔상수명을 예로 들어 보여주는 표로써, 전술한 비교예1, 2, 3의 편광판과 비교하여 보여주고 있다.
도 11a 내지 도 11c를 참조하면, 휘도효율은 풀-컬러(WRGB) 구동 시에 비교예1과, 비교예2 및 실험예1의 경우 각각 약 18.60cd/A와, 20.84cd/A 및 23.71cd/A이며, 실험예1의 경우 비교예1에 비해 휘도효율이 약 127% 증가한 것을 알 수 있다.
또한, 비교예1을 기준으로 할 때 실험예1의 상대 휘도효율은 적색, 녹색, 청색 및 백색 서브-화소에서 각각 115%, 117%, 122% 및 113% 증가한 것을 알 수 있다.
도 12를 참조하면, 42.8%(실측)의 투과율을 가진 비교예1의 편광판은 99.99%의 편광도를 가지며, 44.8%(실측)의 투과율을 가진 비교예2의 편광판은 99.8%의 편광도를 가지는 것을 알 수 있다. 또한, 48.0%(실측)의 투과율을 가진 비교예3의 편광판은 85.0%의 편광도를 가지며, 48.0%(실측)의 투과율을 가진 실험예1의 편광판은 89.9%의 편광도를 가지는 것을 알 수 있다.
이때, 편광판의 투과율은 요오드의 양이나 연신 조건 등에 따라 변경 가능하며, 투과율이 증가할수록 편광도가 감소하는 트레이드-오프 관계를 가지는데, 블루 튜닝을 진행한 실험예1의 경우 동일한 투과율에서 편광도가 85.0%에서 89.9%로 개선된 것을 알 수 있다.
일 예로, 30%-40%의 패널 반사율을 가진 유기전계발광 표시장치의 경우, 비교예1의 편광판에서 0.9%의 반사율을 가지며, 비교예2의 편광판에서 1.2%의 반사율을 가지는 것을 알 수 있다. 비교예3의 편광판에서 3.6%의 반사율을 가지는 반면, 실험예1의 편광판에서 2.5%의 반사율을 가지는 것을 알 수 있다.
또한, 15%-25%의 저반사 패널을 가진 유기전계발광 표시장치의 경우, 비교예1의 편광판에서 0.9%의 반사율을 가지며, 비교예2의 편광판에서 1.0%의 반사율을 가지는 것을 알 수 있다. 비교예3의 편광판에서 1.9%의 반사율을 가지는 반면, 실험예1의 편광판에서 1.6%의 반사율을 가지는 것을 알 수 있다.
이때, 잔상수명은 비교예2 및 실험예1의 편광판에서 비교예1의 편광판에 비해 약 110% 및 124% 개선된 것을 알 수 있다.
이와 같이 본 발명은 편광판의 색상을 개선함으로써 편광도의 저하 없이 휘도효율이 향상된 초고투과 편광판을 제공하는 것을 특징으로 한다. 그 결과 본 발명은 유기전계발광 표시장치의 휘도가 향상되어, 수명 및 효율이 개선되는 동시에 소비전력을 감소시키는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명은 요오드에 대한 염료(dye) 함량을 제어하거나 첨가제의 함량을 제어함으로써 편광판의 신뢰성을 개선하는 것을 특징으로 하며, 이를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 13은 요오드와 염료 함량에 따른 신뢰성 결과를 예로 들어 보여주는 표다.
이때, 도 13은 요오드의 함량 대 염료의 함량을 100 : 0, 99.0 : 1.0, 98.3 : 1.7, 97.2 : 2.8 및 96.4 : 3.6으로 변화시키며 신뢰성 테스트를 진행한 결과를 보여주고 있다.
신뢰성 테스트는, 일 예로 약 80℃의 고온에서 500시간 동안 진행되었으며, 신뢰성 전후의 투과율 변화율이 3%이내인 경우 OK로 판정될 수 있다.
도 13을 참조하면, 요오드의 함량 대 염료의 함량이 100 : 0과 99.0 : 1.0인 경우 투과율 변화율은 각각 9.0%와 6.0%로 측정되어 NG로 판정될 수 있다.
반면, 요오드의 함량 대 염료의 함량이 98.3 : 1.7과, 97.2 : 2.8 및 96.4 : 3.6인 경우에는 투과율 변화율이 각각 2.2%와, 1.5% 및 1.3%로 측정되어 OK로 판정될 수 있다.
이와 같이 염료가 약 1.7%이상 첨가될 경우 신뢰성 전후의 투과율 변화 및 얼룩 수준에서 OK로 판정되는 것을 알 수 있다.
이때, 염료는 흑색 계열의 염료로, CMY(혹은 RGB) 색상을 갖는 염료들을 3가지 이상 혼합하여 흑색을 가지는 염료일 수 있다.
도 14는 첨가제의 함량에 따른 신뢰성 결과를 예로 들어 보여주는 표다.
이때, 도 14는 첨가제의 함량을 0%에서 1.3%, 2.1%, 3.5% 및 4.8%로 증가시키며 신뢰성 테스트를 진행한 결과를 보여주고 있다.
첨가제로 아연(Zn), 염소(Cl), 백금(Pt) 등의 금속화합물을 적용할 수 있다.
일 예로, 아연 화합물은 염화아연, 요오드화아연, 황산아연, 질산아연, 초산아연 등이 사용될 수 있다.
또한, 각종 은(Ag)이나 백금을 포함하는 화합물도 가능하다.
이러한 첨가제는 PVA에 요오드 염색공정 시 염료와 함께 첨가될 수 있다.
도 14를 참조하면, 첨가제가 0% 내지 2.1% 정도 첨가되는 경우에 투과율 변화율은 8.6% 내지 4.3%로 측정되어 NG로 판정될 수 있다.
반면, 첨가제가 3.5% 및 4.8% 첨가되는 경우에는 투과율 변화율이 각각 2.4% 및 2.0%로 측정되어 OK로 판정될 수 있다.
이와 같이 첨가제 함량을 3.5%이상 증가시켰을 때 신뢰성 전후의 투과율 변화 및 얼룩 수준에서 OK로 판정되는 것을 알 수 있다.
도 15는 연신 비에 따른 신뢰성 결과를 예로 들어 보여주는 표다.
이때, 도 15는 연신 비를 1, 1.05, 1.1 및 1.15로 변경하면서 신뢰성 테스트를 진행한 결과를 보여주고 있다.
연신 비((I-I0)/I0)는 연신 후에 늘어난 길이(I-I0)를 초기 길이(I0)로 나눈 비율을 의미한다.
도 15를 참조하면, 연신 비가 1 내지 1.1인 경우에 투과율 변화율은 9.0% 내지 5.5%로 측정되어 NG로 판정될 수 있다.
그리고, 연신 비가 1.15인 경우에는 투과율 변화율은 4.5%로 측정되어 스펙 내에 속하지는 않지만, 연신 비의 증가에 따라 신뢰성 변화가 개선되는 것을 알 수 있다.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
101 : 기판 102 : 패널소자
160 : 광학부재 161 : 위상차층
162 : 편광판 163 : 보호층

Claims (10)

  1. 45%이상의 투과율을 가지며,
    3요오드화 이온(I3 -)이 요오드(I2)와 5요오드화 이온(I5 -)에 대해 15%이상에서 20%미만의 비율로 구성되는 편광판.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 3요오드화 이온(I3 -) : 요오드(I2) : 5요오드화 이온(I5 -)의 비는 15 : 40 : 45 내지 19 : 40 : 41의 비율로 구성되는 편광판.
  3. 제 1 항에 있어서, 색좌표 상의 색상(a*/b*)이 -0.5/1.0 내지 0.0/0.0의 값을 가지는 편광판.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 요오드에 대해 1.7%이상의 함량으로 첨가되는 염료를 추가로 포함하는 편광판.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 염료는 흑색 계열의 염료로, CMY(혹은 RGB) 색상을 갖는 염료들을 3가지 이상 혼합하여 흑색을 가지는 편광판.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 요오드에 대해 3.5%이상의 함량으로 첨가되는 첨가제를 추가로 포함하는 편광판.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 첨가제는 아연(Zn), 염소(Cl) 또는 백금(Pt)의 금속화합물을 포함하는 편광판.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 아연 화합물은 염화아연, 요오드화아연, 황산아연, 질산아연 또는 초산아연을 포함하는 편광판.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항에 있어서, 기판 위에 차례대로 위상차층과 상기 편광판이 구비되는 유기전계발광 표시장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 위상차층은 λ/4의 위상 지연(phase retardation)을 발생시키는 4분의 1파장판(Quarter Wave Plate; QWP)으로 구성되는 유기전계발광 표시장치.
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