KR20190089924A - 폴더블 원편광판 및 표시 장치 - Google Patents

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이승현
최현석
히데토시 나카타
토루 이시이
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삼성전자주식회사
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Abstract

편광자, 그리고 상기 편광자의 일면에 위치하고 액정층을 포함하는 폴더블 보상 필름을 포함하고, 상기 액정층의 450nm, 550nm 및 650nm 파장에 대한 면내 위상차는 하기 관계식 1 또는 2를 만족하고, 상기 보상 필름은 420nm 이하 파장 영역의 광을 흡수하며, CIE-Lab 색 좌표계에서 반사색상이 Δa*b*≤5.0을 만족하는 폴더블 원편광판 및 이를 구비한 폴더블 가능한 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.
[관계식 1]
Re(450nm)<Re(550nm)≤Re(650nm)
[관계식 2]
Re(450nm)≤Re(550nm)<Re(650nm)

Description

폴더블 원편광판 및 표시 장치
폴더블 원편광판 및 표시 장치에 관한 것이다.
현재 주로 사용되고 있는 표시 장치는 스스로 발광하는 발광 표시 장치와 별도의 광원을 필요로 하는 수광형 표시 장치로 나눌 수 있으며, 이들의 화질을 개선하기 위한 방법으로 위상차 필름 등의 보상 필름이 자주 사용된다.
발광형 표시 장치, 예를 들어 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display, OLED display)의 경우, 전극 등의 금속에 의한 외부광의 반사로 인하여 시인성과 대비비가 떨어질 수 있다. 이를 줄이기 위하여 편광자와 보상 필름을 사용하여 선편광을 원편광으로 바꾸어 줌으로써 유기 발광 표시 장치에 의해 반사된 외부광이 바깥으로 새어 나오는 것을 방지할 수 있다.
그러나 현재 개발되어 있는 보상 필름은 이상적인 위상차와 일치하지 않으므로 반사된 외부광이 바깥으로 새어 나올 수 있다. 또한 유기 발광 표시 장치는 액정 표시 장치와 달리 폴더블 특성이 양호하므로 폴더블 용도로의 전개가 기대되고 있다.
일 구현예는 폴더블 가능한 유기 발광 표시 장치에서 외부광의 반사방지 효과를 더욱 개선할 수 있는 폴더블 원편광판을 제공한다.
다른 구현예는 폴더블 가능한 유기 발광 표시 장치에 적용 가능한 폴더블 보상 필름을 제공한다.
다른 구현예는 상기 폴더블 보상 필름 또는 상기 폴더블 원편광판을 구비한 표시 장치를 제공한다.
일 구현예에 따르면, 편광자, 그리고 상기 편광자의 일면에 위치하고 액정층을 포함하며 폴더블 가능한 보상 필름을 포함하고, 상기 액정층의 450nm, 550nm 및 650nm 파장에 대한 면내 위상차는 하기 관계식 1 또는 2를 만족하고, 상기 보상 필름은 420nm 이하 파장 영역의 광을 흡수하며, CIE-Lab 색 좌표계에서 반사색상이 Δa*b*≤5.0를 만족하는 폴더블 원편광판을 제공한다.
[관계식 1]
Re(450nm)<Re(550nm)≤Re(650nm)
[관계식 2]
Re(450nm)≤Re(550nm)<Re(650nm)
상기 관계식 1 또는 2에서,
Re(450nm)은 450nm 파장의 입사광에 대한 액정층의 면내 위상차이고,
Re(550nm)은 550nm 파장의 입사광에 대한 액정층의 면내 위상차이고,
Re(650nm)은 650nm 파장의 입사광에 대한 액정층의 면내 위상차이다.
상기 액정층은 420nm 이하 파장 영역의 광을 흡수하는 액정을 포함할 수 있다.
상기 액정층은 420nm 이하 파장 영역의 광을 흡수하는 첨가제를 포함할 수 있다.
상기 보상 필름은 420nm 이하 파장 영역의 광을 흡수하는 흡광 필름을 포함할 수 있다.
상기 보상 필름의 400nm 파장의 광의 흡수율은 약 15% 이상일 수 있다.
상기 보상 필름의 400nm 파장의 광의 흡수율은 약 50% 이상일 수 있다.
상기 보상 필름의 400nm 및 550nm 파장의 광의 투과율은 하기 관계식 3을 만족할 수 있다.
[관계식 3]
T2/T1 ≤ 0.6
상기 관계식 3에서,
T1은 보상 필름의 550nm 파장의 광의 투과율이고,
T2는 보상 필름의 400nm 파장의 광의 투과율이다.
상기 보상 필름은 430nm 내지 780nm 영역의 광을 실질적으로 흡수하지 않을 수 있다.
상기 보상 필름의 550nm에 대한 면내 위상차는 약 110nm 내지 180nm일 수 있다.
상기 보상 필름은 단일의 액정층을 포함할 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 유기 발광 표시 패널, 그리고 상기 유기 발광 표시 패널의 일면에 위치하고 편광자 및 보상 필름을 포함하는 폴더블 원편광판을 포함하고, 상기 유기 발광 표시 패널은 제1 파장 영역의 광을 방출하고, 상기 보상 필름은 액정층을 포함하고 상기 제1 파장 영역보다 단파장 영역의 광을 흡수하며, 상기 액정층의 450nm, 550nm 및 650nm 파장에 대한 면내 위상차는 하기 관계식 1 또는 2를 만족하며, 상기 원편광판은 CIE-Lab 색 좌표계에서 반사색상이 Δa*b*≤5.0 를 만족하고 폴더블 가능한 유기 발광 표시 장치를 제공한다.
[관계식 1]
Re(450nm)<Re(550nm)≤Re(650nm)
[관계식 2]
Re(450nm)≤Re(550nm)<Re(650nm)
상기 관계식 1 또는 2에서,
Re(450nm)은 450nm 파장의 입사광에 대한 액정층의 면내 위상차이고,
Re(550nm)은 550nm 파장의 입사광에 대한 액정층의 면내 위상차이고,
Re(650nm)은 650nm 파장의 입사광에 대한 액정층의 면내 위상차이다.
상기 제1 파장 영역은 약 430nm 내지 780nm일 수 있다.
상기 보상 필름은 상기 제1 파장 영역의 광을 실질적으로 흡수하지 않을 수 있다.
상기 액정층은 420nm 이하 파장 영역의 광을 흡수하는 액정을 포함할 수 있다.
상기 액정층은 420nm 이하 파장 영역의 광을 흡수하는 첨가제를 포함할 수 있다.
상기 보상 필름은 420nm 이하 파장 영역의 광을 흡수하는 흡광 필름을 포함할 수 있다.
상기 보상 필름의 400nm 파장의 광의 흡수율은 15% 이상일 수 있다.
상기 보상 필름의 400nm 파장의 광의 흡수율은 50% 이상일 수 있다.
상기 보상 필름의 400nm 및 550nm 파장의 광의 투과율은 하기 관계식 3을 만족할 수 있다.
[관계식 3]
T2/T1 ≤ 0.6
상기 관계식 3에서,
T1은 보상 필름의 550nm 파장의 광의 투과율이고,
T2는 보상 필름의 400nm 파장의 광의 투과율이다.
상기 보상 필름은 단일의 액정층을 포함할 수 있다.
상기 액정층의 550nm에 대한 면내 위상차는 110nm 내지 180nm일 수 있다.
외부광의 반사방지 효과를 더욱 개선할 수 있다.
도 1은 일 구현예에 따른 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 보여주는 단면도이고,
도 2는 원편광판의 외부광 반사방지 효과를 보여주는 개략도이고,
도 3은 실시예 1 내지 4에 따른 보상 필름의 파장에 따른 광 투과도를 보여주는 그래프이고,
도 4는 실시예 12 및 13에 따른 유기 발광 표시 장치의 파장에 따른 발광 특성을 보여주는 그래프이다.
발명의 실시를 위한 최선의 형태
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 표시 장치를 설명한다.
도 1은 일 구현예에 따른 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 1을 참고하면, 일 구현예에 따른 유기 발광 표시 장치(500)는 유기 발광 표시 패널(100)과 원편광판(200)을 포함한다.
유기 발광 표시 장치(500)는 폴더블이 가능한 가요성 소자일 수 있다.
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 포함할 수 있다. 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 색의 광을 방출하는 유기층(130a), 제2 색의 광을 방출하는 유기층(130b) 및 제3 색의 광을 방출하는 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 박막일 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 청색의 가시광선 영역의 광을 고유하게 낼 수 있는 유기 물질을 포함할 수 있다. 발광층은 제1 파장 영역의 광을 방출할 수 있으며, 상기 제1 파장 영역의 광은 예컨대 약 430nm 내지 780nm 일 수 있다. 발광층은 예컨대 약 430nm 내지 500nm 영역의 청색 광을 방출하는 청색 발광층, 약 500nm 내지 580nm 영역의 녹색 광을 방출하는 녹색 발광층 및 약 580nm 내지 780nm 영역의 적색 광을 방출하는 적색 발광층을 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.
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.
원편광판(200)은 폴더블 원편광판일 수 있다.
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 플레이트일 수 있다. 상기 λ/4 플레이트는 550nm 파장(이하 '기준 파장' 이라 한다)의 입사광에 대하여 예컨대 약 110nm 내지 180nm의 면내 위상차(in-plane retardation, Re)를 가질 수 있다.
보상 필름(400)은 폴더블 보상 필름일 수 있다.
보상 필름(400)은 액정층을 포함하고, 선택적으로 기재 및/또는 배향막을 포함한다.
기재는 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. 기재는 경우에 따라 생략될 수 있다.
배향막은 후술하는 액정층의 액정에 프리틸트 각도(pretilt angle)를 부여하여 액정의 배향성을 제어할 수 있으며, 예컨대 폴리비닐알코올, 폴리올레핀, 폴리아믹산, 폴리이미드 또는 이들의 조합으로 만들어질 수 있다. 배향막의 표면은 러빙(rubbing)과 같은 물리적 처리 또는 광 배향과 같은 광 처리에 의해 액정 배향 능력을 부여 할 수 있다. 배향막은 경우에 따라 생략될 수 있다.
액정층은 광학 이방성을 가지는 액정을 포함할 수 있다.
액정은 예컨대 막대 모양의 네마틱 액정일 수 있으며, 양 또는 음의 복굴절 값(Δn)을 가질 수 있다.
액정은 반응성 메조겐 액정일 수 있으며 예컨대 하나 이상의 메조겐 모이어티(mesogenic moiety)와 하나 이상의 중합성 작용기를 가질 수 있다. 상기 반응성 메조겐 액정은 예컨대 하나 이상의 중합성 작용기를 가지는 막대 모양의 방향족 유도체, 프로필렌글리콜 1-메틸, 프로필렌글리콜 2-아세테이트 및 P1-A1-(Z1-A2)n-P2로 표현되는 화합물(여기서 P1과 P2는 중합성 작용기로 각각 독립적으로 아크릴레이트(acrylate), 메타크릴레이트(methacrylate), 아크릴로일(acryloyl) 비닐(vinyl), 비닐옥시(vinyloxy), 에폭시(epoxy) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있고, A1 및 A2는 각각 독립적으로 1,4-페닐렌(1,4-phenylene), 나프탈렌(naphthalene)-2,6-디일(diyl)기 또는 이들의 조합을 포함할 수 있고, Z1은 단일결합, -COO-, -OCO- 또는 이들의 조합을 포함할 수 있고, n은 0, 1 또는 2이다) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
액정은 열 경화성 액정 또는 광 경화성 액정일 수 있으며, 예컨대 광 경화성 액정일 수 있다. 액정이 광 경화성 액정일 때, 상기 광은 약 250nm 내지 400nm 파장의 자외광일 수 있다.
액정층은 상술한 액정을 포함한 액정 조성물로부터 형성될 수 있으며, 액정 조성물은 액정 외에 반응 개시제, 계면 활성제, 용해 보조제 및/또는 분산제와 같은 각종 첨가제와 용매를 포함할 수 있다. 액정 조성물은 예컨대 스핀 코팅, 슬릿 코팅 및/또는 잉크젯과 같은 도포 공정으로 적용될 수 있으며, 도포 후에 필요에 따라 건조 공정을 적용할 수 있다.
보상 필름(400)은 단일층일 수 있으며, 단일 액정층을 포함할 수 있다. 따라서 보상 필름(400)의 면내 위상차는 액정층의 면내 위상차와 실질적으로 같을 수 있다.
액정층은 파장에 따라 면내 위상차가 다를 수 있으며, 예컨대 장파장의 빛에 대한 면내 위상차는 단파장의 빛에 대한 면내 위상차보다 클 수 있다.
액정층의 450nm, 550nm 및 650nm 파장에 대한 면내 위상차는 예컨대 하기 관계식 1 또는 2를 만족할 수 있다.
[관계식 1]
Re(450nm)<Re(550nm)≤Re(650nm)
[관계식 2]
Re(450nm)≤Re(550nm)<Re(650nm)
상기 관계식 1 또는 2에서,
Re(450nm)은 450nm 파장의 입사광에 대한 액정층의 면내 위상차이고,
Re(550nm)은 550nm 파장의 입사광에 대한 액정층의 면내 위상차이고,
Re(650nm)은 650nm 파장의 입사광에 대한 액정층의 면내 위상차이다.
이와 같이 관계식 1 또는 2를 만족하는 액정층을 포함함으로써 파장 의존성을 줄여 외부광의 반사방지 기능을 효과적으로 수행할 수 있다.
한편, 보상 필름(400)은 약 420nm 이하 파장 영역의 광을 흡수할 수 있으며, 이에 따라 단파장 영역의 광에 대한 반사방지 기능을 보완하여 반사방지 효과를 더욱 효과적으로 구현할 수 있다.
도 2는 원편광판의 외부광 반사방지 효과를 보여주는 개략도이다.
도 2를 참고하면, 외부로부터 입사되는 비편광된 광(incident unpolarized light)(이하 "외부광" 이라 한다)은 편광자(300)를 통과하면서 두 개의 편광 직교 성분 중 하나의 편광 직교 성분, 즉 제1 편광 직교 성분만이 투과되고, 편광된 광은 보상 필름(400)을 통과하면서 원편광으로 바뀔 수 있다. 상기 원편광된 광은 유기 발광 표시 패널(100)에 포함된 금속 전극 등에 의해 반사되면서 원편광 방향이 바뀌게 되고 상기 원편광된 광이 보상 필름(400)을 통과하면서 두 개의 편광 직교 성분 중 다른 하나의 편광 직교 성분, 즉 제2 편광 직교 성분만이 투과될 수 있다. 상기 제2 편광 직교 성분은 편광자(300)를 통과하지 못하여 외부로 광이 나오지 못하므로 외부광 반사 방지 효과를 가질 수 있다.
한편, 본 발명자는 소정 파장 영역의 광에 대해서는 이러한 외부광 반사 방지 효과의 영향이 미미하여 빛샘이 발생하는 것을 확인하였으며, 특히 420nm 이하의 단파장 영역의 광에 대하여 빛샘이 발생하여 푸르스름한(bluish) 색을 띨 수 있는 것을 확인하였다. 이에 전술한 바와 같이, 보상 필름(400)이 약 420nm 이하의 단파장 영역의 광을 흡수할 수 있도록 함으로써 빛샘의 발생을 억제하여 반사색감을 개선할 수 있다.
일 예로, 보상 필름(400)의 액정층은 유기 발광 표시 패널(100)에서 방출되는 상기 제1 파장 영역의 광보다 단파장 영역의 광을 흡수할 수 있다. 예컨대 보상 필름(400)의 액정층은 약 420nm 이하의 단파장 영역의 광을 흡수할 수 있다. 예컨대 액정층에 포함된 액정은 약 420nm 이하의 단파장 영역의 광을 흡수할 수 있다. 예컨대 액정층에 포함된 반응 개시제, 계면 활성제, 용해 보조제 및/또는 분산제와 같은 첨가제는 약 420nm 이하의 단파장 영역의 광을 흡수할 수 있다.
일 예로, 보상 필름(400)은 유기 발광 표시 패널(100)에서 방출되는 상기 제1 파장 영역의 광보다 단파장 영역의 광을 흡수하는 흡광 부재를 포함할 수 있다. 예컨대 보상 필름(400)은 약 420nm 이하의 단파장 영역의 광을 흡수하는 흡광 부재를 포함할 수 있다. 흡광 부재는 예컨대 흡광 필름일 수 있으나, 그 형태는 특별히 한정되지 않는다. 흡광 부재는 유기 발광 표시 패널(100)로부터 반사되는 광이 통과하는 지점에 위치될 수 있다.
보상 필름(400)은 약 420nm 이하의 단파장 영역의 광을 흡수할 수 있으며, 예컨대 약 400nm 파장의 광의 흡수율은 약 15% 이상일 수 있다. 약 400nm 파장의 광의 흡수율은 상기 범위 내에서 예컨대 약 15% 내지 100%일 수 있으며, 상기 범위 내에서 예컨대 약 50% 내지 100%일 수 있다.
보상 필름(400)의 400nm 및 550nm 파장의 광의 투과율은 예컨대 하기 관계식 3을 만족할 수 있다.
[관계식 3]
T2/T1 ≤ 0.6
상기 관계식 3에서,
T1은 보상 필름의 550nm 파장의 광의 투과율이고,
T2는 보상 필름의 400nm 파장의 광의 투과율이다.
보상 필름(400)의 400nm 및 550nm 파장의 광의 투과율은 예컨대 하기 관계식 3a를 만족할 수 있다.
[관계식 3a]
T2/T1 ≤ 0.5
보상 필름(400)의 400nm 및 550nm 파장의 광의 투과율은 예컨대 하기 관계식 3aa를 만족할 수 있다.
[관계식 3aa]
T2/T1 ≤ 0.4
보상 필름(400)은 약 430nm 내지 780nm 영역의 광을 실질적으로 흡수하지 않을 수 있으며, 베이스 기판(110)을 투과율 100% 기준으로 할 때 보상 필름(400)의 약 430nm 내지 780nm 영역의 광의 투과율은 약 98% 내지 100%일 수 있으며, 상기 범위 내에서 예컨대 약 99% 내지 100%일 수 있다. 이와 같이 보상 필름(400)은 가시광선 영역의 광을 실질적으로 그대로 투과시킴으로써 유기 발광 표시 패널(100)로부터 방출되는 청색 광, 녹색 광 및 적색 광의 손실을 방지할 수 있다.
이와 같이 약 420nm 이하의 단파장 영역의 광을 흡수하는 보상 필름(400)을 구비함으로써 외부광 반사방지 효과가 미미한 단파장 영역의 광의 빛샘을 실질적으로 방지함으로써 전파장 영역에 대하여 더욱 효과적인 원편광 효과를 구현할 수 있다. 이에 따라 외부광의 반사에 의해 색을 띠는 반사색감을 개선하여 유기 발광 표시 장치의 표시 특성을 개선할 수 있다.
원편광판(400)의 반사색감은 CIE-Lab 색 좌표계를 사용하여 표기될 수 있으며, CIE-Lab 색 좌표계에서 양수 a* 값은 적색, 음수 a* 값은 녹색, 양수 b* 값은 황색, 음수 b* 값은 청색을 나타내며 a*와 b*의 절대값이 클수록 반사색감이 진한 것을 나타낼 수 있다.
원편광판(200)의 반사색감은 예컨대 Δa*b*≤5.0 를 만족할 수 있다. 상기 범위의 반사색감은 푸르스름한 색을 띠지 않을 수 있으며 실질적으로 무채색(neutral gray)일 수 있다. 상기 범위 내에서 예컨대 Δa*b*≤4.8을 만족할 수 있으며, 상기 범위 내에서 예컨대 Δa*b*≤4.5를 만족할 수 있으며, 상기 범위내에서 예컨대 Δa*b*≤4.2를 만족할 수 있으며, 상기 범위 내에서 예컨대 Δa*b*≤4.0를 만족할 수 있고, 상기 범위 내에서 예컨대 Δa*b*≤3.8을 만족할 수 있으며, 상기 범위 내에서 예컨대 Δa*b*≤3.5를 만족할 수 있다. 상기 범위의 반사색감을 가짐으로써 외부광의 반사를 실질적으로 줄여 유기 발광 표시 장치의 시인성을 개선할 수 있다. 예컨대 상기 범위의 반사색상을 가짐으로써 약 10% 이하의 반사도를 가질 수 있으며, 예컨대 약 8% 이하의 반사도를 가질 수 있으며, 예컨대 약 5% 이하의 반사도를 가질 수 있다.
발명의 실시를 위한 형태
이하 실시예를 통하여 상술한 상술한 구현예를 보다 상세하게 설명한다. 다만 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
액정 재료의 준비
표 1에 기재된 특성을 가지는 중합성 액정 4종(DIC 사 제조)을 준비한다.
Figure pct00001
보상 필름의 제조
실시예 1
TAC 필름 위에 광배향막 재료(PAM-0021, DIC 사 제조)를 스핀 코팅하고 80℃에서 3분간 건조한 후 100mJ/㎠의 편광 UV 광을 조사하여 광배향막을 형성한다. 이어서 광배향막 위에 액정 1을 스핀 코팅하고 80℃에서 2분간 건조하고 실온까지 냉각한 후 600mJ/㎠의 UV 광을 조사하여 2.0㎛ 두께의 액정층을 형성하여 보상 필름을 준비한다.
실시예 2
액정 1 대신 액정 2를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 보상 필름을 준비한다.
실시예 3
액정 1 대신 액정 3을 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 보상 필름을 준비한다.
실시예 4
액정 1 대신 액정 4를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 보상 필름을 준비한다.
비교예 1
시판품인 보상필름(Teijin, WRS-142)을 준비한다.
평가 1
실시예 1 내지 4에 따른 보상 필름의 파장에 따른 광 투과도를 확인한다. 광 투과도는 CM3600d(Konica Minolta 사 제조)를 사용하여 측정한다.
그 결과는 도 3과 같다.
도 3은 실시예 1 내지 4에 따른 보상 필름의 파장에 따른 광 투과도를 보여주는 그래프이다.
도 3에서 광 투과도는 550nm에서의 광 투과도를 100%로 하여 정규화한 값이다.
도 3을 참고하면, 실시예 1 내지 4에 따른 보상 필름은 약 420nm 이하 파장 영역에서 낮은 투과도를 보이는 것을 확인할 수 있으며 이로부터 실시예 1 내지 4에 따른 보상 필름은 약 420nm 이하 파장 영역의 광을 흡수하는 것을 확인할 수 있다. 한편, 실시예 1 내지 4에 따른 보상 필름은 유기 발광 표시 패널에서 방출되는 광의 파장 범위인 약 450nm 이상의 파장 영역의 광을 거의 100% 투과할 수 있는 것을 확인할 수 있다.
유기 발광 표시 장치의 제조
실시예 5
유기 발광 표시 패널(Galaxy S4, Samsung) 위에 감압접착제를 도포하고 실시예 1에 따른 보상 필름과 편광판(SEG1425DU, Nitto Denko 사 제조)을 차례로 합지하여 유기 발광 표시 장치를 제조한다.
실시예 6
실시예 1에 따른 보상 필름 대신 실시예 2에 따른 보상 필름을 사용한 것을 제외하고 실시예 5와 동일한 방법으로 유기 발광 표시 장치를 제조한다.
실시예 7
실시예 1에 따른 보상 필름 대신 실시예 3에 따른 보상 필름을 사용한 것을 제외하고 실시예 5와 동일한 방법으로 유기 발광 표시 장치를 제조한다.
실시예 8
실시예 1에 따른 보상 필름 대신 실시예 4에 따른 보상 필름을 사용한 것을 제외하고 실시예 5와 동일한 방법으로 유기 발광 표시 장치를 제조한다.
비교예 2
실시예 1에 따른 보상 필름 대신 비교예 1에 따른 보상 필름을 사용한 것을 제외하고 실시예 5와 동일한 방법으로 유기 발광 표시 장치를 제조한다.
평가 2
실시예 5 내지 8과 비교예 2에 따른 유기 발광 표시 장치의 반사색감을 평가한다.
반사색감은 광원 D65, 8도 반사, 수광부 2도 조건으로 광을 공급하면서 분광측색계(CM-3700d, Konica Minolta 社)를 사용하여 평가한다.
반사색감은 CIE-Lab 색 좌표계에서 가로축인 a* 값과 세로축인 b* 값을 사용하며, 양수 a* 값은 적색, 음수 a* 값은 녹색, 양수 b* 값은 황색, 음수 b* 값은 청색을 나타내며 a*와 b*의 절대값이 클수록 색이 진한 정도를 나타낸다. Δa*b* 가 작을수록 색 변이가 양호한 것이다.
그 결과는 표 2와 같다.
Figure pct00002
표 2를 참고하면, 실시예 5 내지 8에 따른 유기 발광 표시 장치는 비교예 2에 따른 유기 발광 표시 장치와 비교하여 반사색감이 크게 낮아진 것을 확인할 수 있다.
시뮬레이션 평가 I
실시예 9 내지 11과 비교예 3 내지 5
광 흡수 특성을 가지는 액정을 적용한 보상 필름과 광 흡수 특성을 가지지 않는 액정을 적용한 보상 필름의 반사색감의 변화를 확인하기 위하여 시뮬레이션 평가를 한다.
광 흡수 특성을 가지는 액정은 상기 액정 1, 2 및 3의 광 투과도 데이터를 사용한다. 광 흡수 특성을 가지지 않는 액정은 액정 1, 2 및 3의 광 투과도 데이터에서 약 420nm 이하 파장 영역의 광 투과도가 거의 100%인 경우를 가정하며, 이를 각각 액정 A, B 및 C로 한다.
시뮬레이션 평가 결과는 표 3과 같다.
Figure pct00003
표 3을 참고하면, 광 흡수 특성을 가지는 액정을 사용한 원편광판은 광 흡수 특성을 가지지 않는 액정을 사용한 원편광판과 비교하여 반사색감이 충분히 낮아지는 것을 확인할 수 있다.
시뮬레이션 평가 II
실시예 12
시뮬레이션 평가를 위해, 유기 발광 표시 패널(Galaxy S4, Samsung) 위에 액정 1로 만들어진 보상 필름이 부착된 유기 발광 표시 장치의 구조를 설정하고, 유기 발광 표시 패널에서 방출되는 광(기준예)과 보상 필름을 통과한 광의 파장 분포를 평가한다.
실시예 13
시뮬레이션 평가를 위해, 유기 발광 표시 패널(Galaxy S4, Samsung) 위에 액정 2로 만들어진 보상 필름이 부착된 유기 발광 표시 장치의 구조를 설정하고, 유기 발광 표시 패널에서 방출되는 광(기준예)과 보상 필름을 통과한 광의 파장 분포를 평가한다.
도 4는 실시예 12 및 13에 따른 유기 발광 표시 장치의 파장에 따른 발광 특성을 보여주는 그래프이다.
도 4를 참고하면, 실시예 12 및 13에 따른 유기 발광 표시 장치는 기준예에 따른 유기 발광 표시 장치와 실질적으로 동일한 발광 특성을 나타내는 것을 알 수 있다. 이로부터 액정 1 또는 2로 만들어진 보상 필름은 유기 발광 표시 패널에서 방출되는 광에 영향을 미치지 않는 것을 확인할 수 있다. 이로부터 보상 필름은 가시광선 영역의 광을 실질적으로 그대로 투과시킴으로써 유기 발광 표시 패널로부터 방출되는 청색 광, 녹색 광 및 적색 광의 손실을 방지할 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
500: 유기 발광 표시 장치

Claims (20)

  1. 편광자, 그리고
    상기 편광자의 일면에 위치하고 액정층을 포함하며 폴더블 가능한 보상 필름
    을 포함하고,
    상기 액정층의 450nm, 550nm 및 650nm 파장에 대한 면내 위상차는 하기 관계식 1 또는 2를 만족하고,
    상기 보상 필름은 420nm 이하 파장 영역의 광을 흡수하며,
    CIE-Lab 색 좌표계에서 반사색상이 Δa*b*≤5.0를 만족하는 폴더블 원편광판:
    [관계식 1]
    Re(450nm)<Re(550nm)≤Re(650nm)
    [관계식 2]
    Re(450nm)≤Re(550nm)<Re(650nm)
    상기 관계식 1 또는 2에서,
    Re(450nm)은 450nm 파장의 입사광에 대한 액정층의 면내 위상차이고,
    Re(550nm)은 550nm 파장의 입사광에 대한 액정층의 면내 위상차이고,
    Re(650nm)은 650nm 파장의 입사광에 대한 액정층의 면내 위상차이다.
  2. 제1항에서,
    상기 액정층은 420nm 이하 파장 영역의 광을 흡수하는 액정을 포함하는 폴더블 원편광판.
  3. 제1항에서,
    상기 액정층은 420nm 이하 파장 영역의 광을 흡수하는 첨가제를 포함하는 폴더블 원편광판.
  4. 제1항에서,
    상기 보상 필름은 420nm 이하 파장 영역의 광을 흡수하는 흡광 필름을 포함하는 폴더블 원편광판.
  5. 제1항에서,
    상기 보상 필름의 400nm 파장의 광의 흡수율은 15% 이상인 폴더블 원편광판.
  6. 제1항에서,
    상기 보상 필름의 400nm 파장의 광의 흡수율은 50% 이상인 폴더블 원편광판.
  7. 제1항에서,
    상기 보상 필름의 400nm 및 550nm 파장의 광의 투과율은 하기 관계식 3을 만족하는 폴더블 원편광판:
    [관계식 3]
    T2/T1 ≤ 0.6
    상기 관계식 3에서,
    T1은 보상 필름의 550nm 파장의 광의 투과율이고,
    T2는 보상 필름의 400nm 파장의 광의 투과율이다.
  8. 제1항에서,
    상기 보상 필름은 430nm 내지 780nm 영역의 광을 실질적으로 흡수하지 않는 폴더블 원편광판.
  9. 제1항에서,
    상기 보상 필름의 550nm에 대한 면내 위상차는 110nm 내지 180nm인 폴더블 원편광판.
  10. 제1항에서,
    상기 보상 필름은 단일의 액정층을 포함하는 폴더블 원편광판.
  11. 유기 발광 표시 패널, 그리고
    상기 유기 발광 표시 패널의 일면에 위치하고 편광자 및 폴더블 보상 필름을 포함하는 폴더블 원편광판
    을 포함하고,
    상기 유기 발광 표시 패널은 제1 파장 영역의 광을 방출하고,
    상기 보상 필름은 액정층을 포함하고 상기 제1 파장 영역보다 단파장 영역의 광을 흡수하며,
    상기 액정층의 450nm, 550nm 및 650nm 파장에 대한 면내 위상차는 하기 관계식 1 또는 2를 만족하며,
    상기 원편광판은 CIE-Lab 색 좌표계에서 반사색상이 Δa*b*≤5.0을 만족하는 폴더블 가능한 유기 발광 표시 장치:
    [관계식 1]
    Re(450nm)<Re(550nm)≤Re(650nm)
    [관계식 2]
    Re(450nm)≤Re(550nm)<Re(650nm)
    상기 관계식 1 또는 2에서,
    Re(450nm)은 450nm 파장의 입사광에 대한 액정층의 면내 위상차이고,
    Re(550nm)은 550nm 파장의 입사광에 대한 액정층의 면내 위상차이고,
    Re(650nm)은 650nm 파장의 입사광에 대한 액정층의 면내 위상차이다.
  12. 제11항에서,
    상기 제1 파장 영역은 430nm 내지 780nm인 유기 발광 표시 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 보상 필름은 상기 제1 파장 영역의 광을 실질적으로 흡수하지 않는 유기 발광 표시 장치.
  14. 제11항에서,
    상기 액정층은 420nm 이하 파장 영역의 광을 흡수하는 액정을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  15. 제11항에서,
    상기 액정층은 420nm 이하 파장 영역의 광을 흡수하는 첨가제를 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  16. 제11항에서,
    상기 보상 필름은 420nm 이하 파장 영역의 광을 흡수하는 흡광 필름을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  17. 제11항에서,
    상기 보상 필름의 400nm 파장의 광의 흡수율은 15% 이상인 유기 발광 표시 장치.
  18. 제11항에서,
    상기 보상 필름의 400nm 파장의 광의 흡수율은 50% 이상인 유기 발광 표시 장치.
  19. 제11항에서,
    상기 보상 필름의 400nm 및 550nm 파장의 광의 투과율은 하기 관계식 3을 만족하는 유기 발광 표시 장치:
    [관계식 3]
    T2/T1 ≤ 0.6
    상기 관계식 3에서,
    T1은 보상 필름의 550nm 파장의 광의 투과율이고,
    T2는 보상 필름의 400nm 파장의 광의 투과율이다.
  20. 제11항에서,
    상기 보상 필름은 단일의 액정층을 포함하고,
    상기 액정층의 550nm에 대한 면내 위상차는 110nm 내지 180nm인
    유기 발광 표시 장치.
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