KR20230165984A - 편광 필름 및 이를 채용하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 편광층; 및 상기 편광층의 일측에 배치되며, 두께 방향을 따라 상기 편광층의 투과축에 대해 기울어진 정도가 다른 액정분자들이 배치된 꼬인 액정층;을 포함하며, 상기 꼬인 액정층의 최상부에 배치된 액정분자들이 상기 투과축과 기울어진 각도인 상부 틸팅각(tilting angle)은 64° 내지 75° 이며, 상기 꼬인 액정층의 최하부에 배치된 액정분자들이 상기 투과축과 기울어진 각도인 하부 틸팅각(tilting angle)은 135° 내지 145°이며, 상기 꼬인 액정층의 두께는 2.5 내지 3 μm인, 편광 필름을 제공한다.

Description

편광 필름 및 이를 채용하는 표시 장치{Polarizing film and Display apparutus employing the same}
본 개시는 편광 필름 및 이를 채용하는 표시 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 꼬인(twist) 액정층을 갖는 편광 필름 및 이를 채용하는 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 이미지를 구현하는 장치로, 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 유기발광표시장치(OLED: Organic Light Emitting Display Device), 전기영동표시장치(EPD: ELECTROPHORETIC DISPLAY) 등이 있다. 이러한 표시 장치는 외부로부터 유입된 빛이 표시 장치의 정면으로부터 반사되는 것을 방지하기 위해서 편광필름을 도입하고 있다.
본 발명의 실시예들은 반사 방지 특성 및 반사 채도 특성이 우수한 편광 필름 및 이를 채용한 표시 장치를 제공할 수 있다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예는, 편광층; 및 상기 편광층의 일측에 배치되며, 두께 방향을 따라 상기 편광층의 투과축에 대해 기울어진 정도가 다른 액정분자들이 배치된 꼬인 액정층;을 포함하며, 상기 꼬인 액정층의 최상부에 배치된 액정분자들이 상기 투과축과 기울어진 각도인 상부 틸팅각(tilting angle)은 64° 내지 75° 이며, 상기 꼬인 액정층의 최하부에 배치된 액정분자들이 상기 투과축과 기울어진 각도인 하부 틸팅각(tilting angle)은 135° 내지 145°이며, 상기 꼬인 액정층의 두께는 2.5 내지 3 μm인, 편광 필름을 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 상부 틸팅각과 상기 하부 틸팅각의 사잇각은 25° 내지 75°일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 꼬인 액정층은 역파장 분산성은 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 꼬인 액정층에 포함된 액정분자들은 정파장 분산성을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 꼬인 액정층에 포함된 액정분자들은 막대 형상일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 편광층과 상기 꼬인 액정층 사이에 배치된 제1보호층; 및 상기 편광층 상부에 배치된 제2보호층;을 더 포함하며, 상기 제1보호층 및 상기 제2보호층은, 트리아세틸 셀루로오스(TAC: Tri-acetyl cellulous), 사이클로 올레핀 폴리머(Cyclo olefin polymer), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA: polymethyl methacrylate) 중에서 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 꼬인 액정층 하부에 배치된 위상 지연 보상층;을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 위상 지연 보상층 하부에 배치된 접착층;을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 꼬인 액정층의 유효 위상 지연값은 124 내지 143nm일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 편광 필름의 극각 40°에서의 AACD 값은 20 이하일 수 있다. 여기서, AACD = {Max(a*)-Min(a*)}x{Max(b*)-M(b*)} 이고, a*, b*는 CIE L*a*b* 좌표계에서의 좌표값으로, Max(a*) 및 Min(a*) 은 각각 방위각 φ=0 ~ 360°에 대해서 측정한 a* 좌표값 중 최대값 및 최소값이고, Max(b*) 및 Min(b*) 은 각각 방위각 φ=0~360°에 대해서 측정한 b* 좌표의 최대값 및 최소값이다.
본 발명의 다른 실시예는, 기판; 상기 기판 상에 배치되는 복수의 표시요소들; 상기 복수의 표시요소들을 밀봉하는 밀봉부재; 및 상기 밀봉부재 상부에 배치되는 편광 필름;을 포함하며, 상기 편광 필름은, 편광층; 및 상기 편광층의 일측에 배치되며, 두께 방향을 따라 상기 편광층의 투과축에 대해 기울어진 정도가 다른 액정분자들이 배치된 꼬인 액정층;을 포함하며, 상기 꼬인 액정층의 최상부에 배치된 액정분자들이 상기 투과축과 기울어진 각도인 상부 틸팅각(tilting angle)은 64° 내지 75° 이며, 상기 꼬인 액정층의 최하부에 배치된 액정분자들이 상기 투과축과 기울어진 각도인 하부 틸팅각(tilting angle)은 135° 내지 145°이며, 상기 꼬인 액정층의 두께는 2.5 내지 3 μm인, 표시 장치를 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 상부 틸팅각과 상기 하부 틸팅각의 사잇각은 25° 내지 75°일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 꼬인 액정층은 역파장 분산성은 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 꼬인 액정층에 포함된 액정분자들은 정파장 분산성을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 꼬인 액정층에 포함된 액정분자들은 막대 형상일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 편광층과 상기 꼬인 액정층 사이에 배치된 제1보호층; 및 상기 편광층 상부에 배치된 제2보호층;을 더 포함하며, 상기 제1보호층 및 상기 제2보호층은, 트리아세틸 셀루로오스(TAC: Tri-acetyl cellulous), 사이클로 올레핀 폴리머(Cyclo olefin polymer), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA: polymethyl methacrylate) 중에서 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 꼬인 액정층 하부에 배치된 위상 지연 보상층;을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 위상 지연 보상층 하부에 배치된 접착층;을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 꼬인 액정층의 유효 위상 지연값은 124 내지 143nm일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 편광 필름의 극각 40°에서의 AACD 값은 20 이하일 수 있다. 여기서, AACD = {Max(a*)-Min(a*)}x{Max(b*)-M(b*)} 이고, a*, b*는 CIE L*a*b* 좌표계에서의 좌표값으로, Max(a*) 및 Min(a*) 은 각각 방위각 φ=0 ~ 360°에 대해서 측정한 a* 좌표값 중 최대값 및 최소값이고, Max(b*) 및 Min(b*) 은 각각 방위각 φ=0~360°에 대해서 측정한 b* 좌표의 최대값 및 최소값이다.
본 발명의 실시예들에 따른 편광 필름은 낮은 반사 채도를 가지는 바, 이를 채용한 표시 장치의 시인성이 우수해질 수 있다.
그러나, 전술한 효과는 예시적인 것으로, 실시예들에 따른 효과는 후술하는 내용을 통해 자세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광 필름의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 편광 필름에 포함된 꼬인 액정층을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 편광층의 투과축에 대해서 액정 분자가 기울어진 정도를 나타낸 도면이다.
도 4는 꼬인 액정층에 사용될 수 있는 액정 분자의 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 표 1의 샘플들 중 일부 샘플들에 대한 정면 반사율을 나타낸다.
도 6은 정면에 대해서 40도 방향의 측면 방향에서의 측면 반사율을 나타낸다.
도 5 및 도 6의 반사율은 SCI (Specular Component Included) 반사율을 나타낸다.
도 7은 표 1의 샘플들 중 일부 샘플들에 대한 반사 채도를 CIE L*a*b* 좌표에 나타내고 있다.
도 8은 표 1의 샘플들 중 일부 샘플들에 대한 SCI 반사율 및 SCE(Specular Component Exclude) 반사율을 나타내고 있다.
도 9a 내지 도 9c는 표 1의 샘플들 중 일부 샘플들에 대해서, 방위각에 따른 반사 채도를 CIE L*a*b* 좌표에 나타내고 있다.
도 10은 표 1의 샘플들 중 일부 샘플들에 대한 측면 특성을 측정한 데이터이다.
도 11은 표 1의 #12번 샘플에 대한 파장 분산성 특성을 나타낸 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우뿐만 아니라 막, 영역, 구성요소들 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다. 예컨대, 본 명세서에서 막, 영역, 구성 요소 등이 전기적으로 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소 등이 직접 전기적으로 연결된 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 간접적으로 전기적 연결된 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광 필름(500)의 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 편광 필름(500)은 편광층(520), 및 꼬인 액정층(510, twisted liquid crystal)을 포함한다. 편광 필름(500)은 제1보호층(531), 제2보호층(543), 접착층(ADL), 하드 코팅층(HC), 및/또는 위상 지연 보상층(515)을 더 포함할 수 있다.
편광층(520)은 광원(미도시)으로부터 입사된 빛을 편광축과 동일한 방향의 빛으로 편광하는 역할을 한다. 일부 실시예에서, 편광층(520)은 폴리비닐알코올(PVA: Poly Vinyl Alcohol) 필름에 편광자 또는/및 이색성 색소(dichroic dye)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이색성 색소는 요오드 분자 또는/및 염료 분자가 될 수 있다.
일부 실시예에서, 편광층(520)은 폴리비닐알코올 필름을 일 방향으로 연신시키고, 요오드 또는/및 이색성 염료의 용액에 침지시켜 형성할 수 있다. 이 경우, 요오드 분자 또는/및 이색성 염료 분자는 연신 방향으로 나란하게 배열된다. 요오드 분자와 염료 분자는 이색성을 보이기 때문에 연신 방향으로 진동하는 광은 흡수하고, 그에 직각인 방향으로 진동하는 광은 투과시킬 수 있다.
꼬인 액정층(510)은 편광층(520)의 일측에 배치된다. 꼬인 액정층(510)은 편광층(520)을 통과하여 편광된 빛의 위상을 지연시키는 역할을 할 수 있다. 꼬인 액정층(510)을 통과한 빛은 원형 또는 타원형으로 편광될 수 있다. 이에 따라, 빛의 반사율을 낮출 수 있다. 꼬인 액정층(510)은 광원에 대해서 편광층(520) 보다 멀게 배치될 수 있다. 예컨대, 외부광이 편광층(520)의 상부에서 입사되는 경우, 꼬인 액정층(510)은 편광층(520)의 하부에 배치될 수 있다.
꼬인 액정층(510)에 입사하는 빛의 파장이 증가할 수록, 꼬인 액정층(510)의 복굴절률(Δn=ne-no, 여기서, ne는 이상 굴절률, no는 정상 굴절률) 값은 증가할 수 있다. 즉, 꼬인 액정층(510)은 역파장 분산성을 가질 수 있다.
반면, 꼬인 액정층(510)에 포함된 액정 분자(LC)들 자체는 입사하는 빛의 파장이 증가할 수록 액정 분자(LC)들의 복굴절률 값이 감소하는 특징을 가질 수 있다. 즉, 액정 분자(LC)들은 정파장 분산성을 가질 수 있다.
일반적으로, 자연 상태로 존재하는 광학이방성을 가지는 매질은 대부분 입사하는 빛의 파장이 길어질수록 복굴절률 값이 감소하는 정파장 분산 특성을 가진다. 이러한 정파장 분산 특성을 가지는 경우, 위상 지연에 대한 밴드폭(bandwidth)이 좁아질 수 있다. 또한, 특정 파장에 맞춰 설계된 위상 지연필름의 경우 다른 파장 영역에서는 위상차가 상이하게 되어 위상 지연효과가 제한될 수 있다. 따라서, 위상 지연필름의 성능을 극대화하기 위해서는 입사하는 빛의 파장이 길어질 수록 복굴절률 값이 증가하는 역파장분산 특성을 가지는 것이 유리할 수 있다.
이에 따라, 액정 분자들 자체가 역파장 분산성을 가지도록 이종의 액정 재료를 공유결합을 통해서 합성하는 것을 상정할 수 있다. 그러나, 이와 같이 합성된 액정 재료는 고온에서의 신뢰성이 약할 수 있다.
본 실시예에서는 정파장 분산 특성을 가지는 자연 그대로의 액정 재료를 이용하되, 역파장 분산 특성을 가지는 꼬인 액정층(510)을 형성하여, 반사 방지 특성 및 신뢰성이 우수한 편광 필름(500)을 제공할 수 있다.
한편, 편광층(520)의 하면 및 상면에는 각각 제1보호층(541) 및 제2보호층(543)이 배치될 수 있다. 제1보호층(541) 및 제2보호층(543)은 편광층(520)을 지지하여 편광층(520)의 기계적 강도를 보완하는 보호층의 역할을 할 수 있다. 제1보호층(541) 및 제2보호층(543)은 트리아세틸 셀루로오스(TAC: Tri-acetyl cellulous), 사이클로 올레핀 폴리머(Cyclo olefin polymer), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA: polymethyl methacrylate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등을 포함할 수 있다.
위상 지연 보상층(515)은 측면 시야각에 대한 위상 지연을 보상하기 위한 것일 수 있다. 위상 지연 보상층(515)은 꼬인 액정층(510)에 의한 위상 지연을 일부 보상하기 위한 층일 수 있다. 위상 지연 보상층(515)은 폴리 카보네이트(PC), 아세틸 셀루로오스(TAC: Tri-acetyl cellulous), 사이클로 올레핀 폴리머(Cyclo olefin polymer)의 재질로 이루어질 수 있다. 일부 실시예에서, 위상 지연 보상층(515)은 생략될 수 있다.
접착층(ADL)은 제1보호층(541)과 꼬인 액정층(510)의 사이, 꼬인 액정층(510)과 위상 지연 보상층(515) 사이, 및/또는 위상 지연 보상층(515)의 하면에 배치될 수 있다. 상기 접착층(ADL)은 편광 필름(500)에 포함된 구성들을 서로 부착하는 역할을 할 수 있다. 위상 지연 보상층(515)의 하면에 배치된 접착층(ADL)은 편광 필름(500)이 표시 장치 등에 부착되도록 하는 역할을 할 수 있다. 상기 접착층(ADL)은 감압성 접착제(PSA: press sensitive adhesive)일 수 있다.
하드코팅층(HC)은 외부 충격에서 편광 필름(500)의 구성을 보호하기 위한 것으로, 편광 필름(500)의 최상부에 배치될 수 있다. 하드코팅층(HC)은 스크래치 방지 기능을 가지며, 약 9H의 강도를 가질 수 있다.
도 2는 본 실시예에 따른 편광 필름(500)에 포함된 꼬인 액정층(510)을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 편광층(520)의 투과축에 대해서 액정 분자가 기울어진 정도를 나타낸 도면, 도 4는 꼬인 액정층(510)에 사용될 수 있는 액정 분자의 예를 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 꼬인 액정층(510)은 소정의 두께(d)를 가지며, 꼬인 액정층(510)에 포함된 액정 분자(LC)들은 편광층(520)과 멀어지는 정도에 따라 편광층(520)의 투과축에 대해서 액정 분자가 기울어진 정도가 다르게 구비된다.
꼬인 액정층(510)의 위상 지연 특성은 꼬인 액정층(510)에 포함된 액정분자들의 위치에 따른 기울어진 각도, 꼬인 액정층(510)의 두께, 꼬인 액정층(510)의 굴절률 특성에 따라서 달라질 수 있다.
또한, 꼬인 액정층(510)의 위상 지연 특성은 꼬인 액정층(510)의 상부에 배치된 액정분자(LCt)들이 상기 투과축과 기울어진 각도인 상부 틸팅각(T, top tilting angle) 및 꼬인 액정층(510)의 하부에 배치된 액정분자(LCb)들이 상기 투과축과 기울어진 각도인 하부 틸팅각(B, bottom tilting angle), 상부 틸팅각(T)과 하부 틸팅각(B) 사이의 각도인 사잇각(△θ)의 범위에 따라서 달라질 수 있다.
한편, 꼬인 액정층(510)의 유효 위상 지연값(Reff)은 하기 식으로 계산될 수 있다.
Figure pat00001
(여기서, ne는 액정 분자의 이상 굴절률, no는 액정 분자의 정상 굴절률, d는 꼬인 액정층의 두께, T: 상부 틸팅각, B: 하부 틸팅각, θ: 위치에 따른 틸팅각)
본 실시예에서, 유효 위상 지연값(Reff)은 550nm의 파장에 대해서 100 내지 165nm, 바람직하게는 124 내지 143 nm의 범위에 포함될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 편광 필름은 정면 반사율을 최소화하는 것 이외에 측면 반사율 및 뉴트럴 블랙(netural black)을 만족하는 범위의 조건값을 제시하는 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 꼬인 액정층(510)의 유효 위상 지연값(Reff)은 λ/4 의 근처 범위에 있되, λ/4 와 일치하지 않을 수 있다. 또한, 유효 위상 지연값(Reff)이 100 내지 165nm의 범위에 있다하더라도 상부 틸팅각(T), 하부 틸팅각(B), 사잇각(△θ)의 범위에 따라서 꼬인 액정층(510)의 특성은 달라질 수 있다. 본 발명의 실시예들은, 정면 반사율, 측면 반사율이 최소화되고 뉴트럴 블랙까지 구현할 수 있는 꼬인 액정층(510)을 포함하는 편광 필름(500)을 제공하고 있다.
본 실시예에 있어서, 꼬인 액정층(510)의 최상부에 배치된 액정분자들이 상기 투과축과 기울어진 각도인 상부 틸팅각(T, top tilting angle)은 64 내지 75°이며, 상기 꼬인 액정층(510)의 최하부에 배치된 액정분자들이 상기 투과축과 기울어진 각도인 하부 틸팅각(B, bottom tilting angle)은 135 내지 145°일 수 있다. 상부 틸팅각(T)과 하부 틸팅각(B)의 사이의 각도인 사잇각(△θ)은 25 내지 75°일 수 있다. 또한, 본 실시예에 있어서, 꼬인 액정층(510)의 두께(d)는 2.5 내지 3 μm일 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 액정 꼬인층에 포함되는 액정 분자는 막대(rod) 형태를 가질 수 있다. 액정 분자는 터미널 그룹(terminal group) , 연결 그룹(linkage group), 중심 그룹(central group), 극성 그룹(T-group)을 포함할 수 있다.
터미널 그룹 및 연결 그룹은 액정 분자의 길이 및/또는 점도 특성을 나타낼 수 있다. 터미널 그룹은 알킬기(Alkyl), 알콕실기(Alkoxy), 알케닐기(Alkenyl), 및 Alkenyloxy 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 연결 그룹은 톨란(tolane), Ester(COO), Ethylene(CH2CH2), OCH2, (CH2)n 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
중심 그룹은 액정 분자의 절대 굴절률 및 굴절률 이방성 특성을 나타낼 수 있다. 중심 그룹은 하기 화학식 1로 표현된 아로마틱 링 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 중심 그룹의 함량에 따라서 액정 분자의 단파장 굴절률을 조절할 수 있다.
극성 그룹(T-group)은 알킬기(Alkyl), 알콕실기(Alkoxy), CN, 할로겐 원자 등을 포함할 수 있다. 극성 그룹에 따라 액정 결정 상에 영향을 주는 극성 여부가 달라질 수 있다.
한편, 중심 그룹과 터미널 그룹의 비율에 따라서 액정 분자의 파장 분산을 조정할 수 있다. 또한, 액정 분자에 포함된 터미널 그룹(terminal group) , 연결 그룹(linkage group), 중심 그룹(central group), 및 극성 그룹(T-group)을 선택함으로써 액정 분자의 이상 굴절률(ne) 및 액정 분자의 정상 굴절률(no)을 조정할 수 있다. 본 실시예에서, 꼬인 액정층에 포함된 액정 분자의 이상 굴절률(ne) 은 1.57 내지 1.59일 수 있으며, 정상 굴절률(no)은 1.47 내지 1.49일 수 있다.
본 실시예에서, 액정 분자의 틸팅각은 편광층(520)의 투과축과 액정 분자의 길이 방향(또는 장변) 사이의 각을 의미할 수 있다.
꼬인 액정층(510)은 상기 액정 분자, 광경화성 모노머, 중합개시제 등을 포함할 수 있다. 꼬인 액정층(510)은 액정 분자, 광경화성 모노머, 중합개시제, 및 용제를 포함하는 조성물을 기저 필름에 코팅한 후 자외선 조사 및/또는 러빙(rubbing) 공정을 통해서 액정 분자를 일정한 방향으로 틸팅시켜 형성할 수 있다.
하기 표 1은 꼬인 액정층(510)의 유효 위상 지연값(Reff)이 124 내지 143 nm의 범위를 가지는 편광 필름 중 다양한 범위의 꼬인 액정층 두께, 상부 틸팅각(T), 하부 틸팅각(B), 사잇각(△θ)을 가지는 다양한 샘플들을 나타내고 있다.
꼬인 액정층 두께
(um)		 중앙
틸팅각		 사잇각
△θ)		 하부
틸팅각(B)		 상부
틸팅각(T)		 유효
위상지연값(nm)		 ne no
#1 3.75 165.9 43.4 187.6 231 132.8 1.585 1.483
#2 3.75 170 40 190 230 125.1 1.585 1.483
#3 3.75 175 30 190 220 164.1 1.585 1.483
#4 2.9 101.8 69.5 136.5 67 124.7 1.585 1.483
#5 2.5 110 70 145 75 122.3 1.585 1.483
#6 1.4 130 30 145 115 126.2 1.585 1.483
#7 1.4 140 30 125 95 126.2 1.585 1.483
#8 2.93 102.8 68.5 137 68.5 127.9 1.585 1.483
#9 2.91 171.6 69.2 137 67.8 136.4 1.58 1.48
#10 2.91 173.2 70.1 138.1 68 137.4 1.58 1.48
#11 2.91 170.7 70.1 135.7 65.7 127 1.58 1.48
#12 2.91 173.6 70.2 138.5 68.3 138.6 1.58 1.48
#13 2.91 174 69.9 139 69.2 142.1 1.58 1.48
#14 2.91 173.7 69.7 138.8 69.1 142 1.58 1.48
#15 2.94 171.6 69.2 137 67.8 136.4 1.58 1.48
#16 3.71 147.8 44.1 169.8 213.9 136.4 1.58 1.48
#17 3.73 148.7 43.8 170.6 214.4 137.4 1.58 1.48
#18 3.73 146.5 43.7 168.3 212 127 1.58 1.48
#19 3.73 149.1 43.7 171 214.7 138.6 1.58 1.48
#20 3.72 149.7 43.8 171.7 215.5 142.1 1.58 1.48
#21 3.72 149.7 43.8 171.6 215.3 142 1.58 1.48
#22 3.59 147.7 44.3 169.8 214.2 136.4 1.58 1.48
본 발명의 발명자들은, 이들 샘플들 중 #4, #8 내지 #15 의 샘플들이 최적의 편광 필름을 제공함을 실험을 통해서 확인하였다. 즉, 유효 위상 지연값(Reff)이 124 내지 143 nm의 범위를 가진다고 하여도 최적의 정면 반사율, 측면 반사율 및 뉴트럴 블랙 구현은 상부 틸팅각과 하부 틸팅각의 유효 범위 내에 있어야 함을 할 수 있다.
도 5는 표 1의 샘플들 중 일부 샘플들에 대한 정면 반사율을 나타나며, 도 6은 정면에 대해서 40도 방향의 측면 방향에서의 측면 반사율을 나타내고 있다. 도 5 및 도 6의 반사율은 SCI (Specular Component Included) 반사율을 나타낸다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 정면 반사율 및 측면 반사율 모두 본 발명의 #4번과 #8번 샘플이 #2번 샘플보다 반사율이 낮게 측정되었다. 도 6을 참조하면, #4번과 #8번 샘플은 편광 필름의 상면에 대한 법선을 기준으로 회전하는 각도(예컨대, 방위각) φ에 대해서도 반사율이 낮게 유지되는 반면, #2 샘플은 각도 φ에 대해서 반사율의 변동폭이 크게 측정되었다.
이와 같이, 표 1의 샘플들은 모두 유효 위상 지연값 124 내지 143 nm의 범위를 가지고 있으나, 꼬인 액정층의 상부 틸팅각, 하부 틸팅각, 꼬인 액정층의 두께에 따라서 반사율이 다르게 나타남을 확인할 수 있다.
도 7은 표 1의 샘플들 중 일부 샘플들에 대한 반사 채도를 CIE L*a*b* 좌표에 나타내고 있다. 도 7에 있어서, CIE L*a*b* 색공간 좌표에서 a*=0, b*=0 에 위치하는 경우, 반사 채도는 neutral black임을 의미한다.
CIE L*a*b* 좌표계에서 a*=0, b*=0 에서 멀어질수록, 제1사분면의 경우 빨간색 계열, 제2사분면의 경우 초록색 계열, 제3사분면의 경우 파란색 계열, 제4사분면의 경우 보라색 계열을 나타낼 수 있다. 또는, a*이 음수이면 초록에 치우친 색깔이며, 양수이면 빨강/보라 쪽으로 치우친 색깔로 이해할 수 있으며, b*이 음수이면 파랑이고 b*이 양수이면 노랑 쪽으로 치우친 색깔로 이해할 수 있다.
한편, a*=0, b*=0인 좌표에서 멀어진다는 것은 반사광 채도가 높아진다고 이해할 수 있다. 또한, 반사광 채도가 높아진다는 것은 색감이 시인되는 것으로, black 시감이 떨어짐을 의미할 수 있다.
도 7을 참조하면, #4번 및 #8번 샘플은 #2번 샘플보다 a*=0, b*=0 의 좌표에 가깝게 배치되는 바, 반사 채도가 뉴트럴 블랙에 가까움을 의미할 수 있다.
#4번과 #8번의 샘플은 본 발명의 실시예에 해당하며, #4번 및 #8번 샘플은 다음의 조건을 만족한다.
본 발명의 실시예에 의한 꼬인 액정층의 상부에 배치된 액정분자들이 상기 투과축과 기울어진 각도인 상부 틸팅각(tilting angle)은 64 내지 75° 이고, 상기 꼬인 액정층의 하부에 배치된 액정분자들이 상기 투과축과 기울어진 각도인 하부 틸팅각(tilting angle)은 135 내지 145°이며, 상기 꼬인 액정층의 두께는 2.5 내지 3 μm의 범위를 만족한다.
도 8은 표 1의 샘플들 중 일부 샘플들에 대한 SCI 반사율 및 SCE(Specular Component Exclude) 반사율을 나타내고 있다. SCI 반사율은 정반사광을 포함하는 반사율을 의미하고, SCE 반사율은 정반사광을 제외한 확산 반사광에 대한 반사율을 의미한다. 도 9a 내지 도 9c는 표 1의 샘플들 중 일부 샘플들에 대한 반사 채도를 CIE L*a*b* 좌표에 나타내고 있다. 도 9a , 도 9b, 및 도 9c는 각각 방위각 0도, 45도, 95도에서의 반사 채도를 나타낸다.
도 8을 참조하면, #8 내지 #15번 샘플들의 SCI 반사율 및 SCE 반사율은 #2번 샘플의 반사율보다 낮게 나타남을 확인할 수 있다.도 9a 내지 도 9c를 참조하면, #9 내지 #15번 샘플들은 다양한 각도에 대해서도 a*=0, b*=0 와 인접한 좌표에 배치되고 있음을 확인할 수 있다.
도 10은 표 1의 샘플들 중 일부 샘플들에 대한 측면 특성을 측정한 데이터이다.
측면 특성 AACD는 다음과 같은 수식으로 구할 수 있다.
AACD(Azimuthal Angle Color Distribution) = {Max(a*)-Min(a*)}x{Max(b*)-M(b*)}
여기서, a*, b*는 CIE L*a*b* 좌표계에서의 좌표값으로, Max(a*) 및 Min(a*) 은 각각 방위각 φ=0 ~ 360°에 대해서 측정한 a* 좌표값 중 최대값 및 최소값이고, Max(b*) 및 Min(b*) 은 각각 방위각 φ=0~360°에 대해서 측정한 b* 좌표의 최대값 및 최소값이다.
이러한 측면 특성은 방위각에 따라 CIE L*a*b* 좌표계에 나타난 값으로 부터 추출한 것으로, 값이 낮을 수록 방위각에 따라서 측면 색변화가 작게 나타남을 의미한다.
도 10을 참조하면, #8번 내지 #15번 샘플의 극각 40°에서의 AACD 값은 전반적으로 20 이하로 구비되는 반면, 샘플 #2번의 AACD 값은 50.45로 큰 값을 나타냄을 알 수 있다. 이는 극각 40°에서 #8 내지 #15번 샘플은 방위각들에 대해서 색변화가 작게 나타는 바, 관찰자가 어느 방향으로 보더라도 동일한 색감을 가질 수 있다.
표 1의 #8번 샘플과 마찬가지로 #9 내지 #15번 샘플들은 다음의 조건을 만족한다.
본 발명의 실시예에 의한 꼬인 액정층의 상부에 배치된 액정분자들이 상기 투과축과 기울어진 각도인 상부 틸팅각(tilting angle)은 64 내지 75° 이고, 상기 꼬인 액정층의 하부에 배치된 액정분자들이 상기 투과축과 기울어진 각도인 하부 틸팅각(tilting angle)은 135 내지 145°이며, 상기 꼬인 액정층의 두께는 2.5 내지 3 μm의 범위를 만족한다.
도 11은 표 1의 #12 샘플에 대한 파장 분산성 특성을 나타낸 그래프이다.
도 11의 파장 분산성(DSP)는 파장(λ)에 따른 편광 필름의 위상차값의 비율, R(λ)/R(550nm)을 나타낸다. 이 때, R(λ)는 파장 λ에서의 위상차값을 의미한다. (a)는 이상적인 경우의 파장 분산성을 나타내는 것으로, (a) 그래프와 인접할수록 이상적인 파장 분산성 값을 가짐을 나타낸다. (b)는 표 1의 샘플 중 #12번 샘플에 대한 것으로 (a) 그래프와 유사한 파장 분산성 특성을 나타냄을 알 수 있다.
본 발명의 실시예의 편광 필름의 파장 분산성은 다음과 같은 관계를 만족할 수 있다.
DSP(450nm) = R(450nm)/R(550nm) < 1,
DSP(650nm) = R(650nm)/R(550nm) > 1
(c)는 꼬인 액정층이 적용되지 않는 경우의 편광 필름에 대한 파장 분산성을 나타내는 것으로 (a) 그래프와 반대 양상을 보임을 알 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 편광 필름은 꼬인 액정층을 포함하며, 꼬인 액정층은, 상부 틸팅각(tilting angle)이 64 내지 75° 이고, 하부 틸팅각(tilting angle)은 135 내지 145°이며, 두께는 2.5 내지 3 μm의 범위를 만족하는 바, 본 실시예의 편광 필름은 정면 및 측면 반사율이 최소화되며, 색감이 일정한 뉴트럴 블랙을 만족할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 편광 필름은 표시 장치에 적용될 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
기판(100)의 디스플레이영역(DA)에는 유기발광다이오드와 같은 표시요소를 포함하는 복수의 화소(PX)들이 배치될 수 있다. 화소(PX)는 표시요소를 제어하기 위한 복수의 박막트랜지스터 및 스토리지 커패시터를 더 포함할 수 있다. 하나의 화소에 포함되는 박막트랜지스터의 수는 1개 내지 7개 등 다양하게 변형될 수 있다.
기판(100)의 주변영역(PA)에는 디스플레이영역(DA)에 인가할 전기적 신호를 전달하는 다양한 배선들이 위치할 수 있다. 주변영역(PA)에도 박막트랜지스터가 구비될 수 있으며, 이 때, 주변영역(PA)에 배치되는 박막트랜지스터는 디스플레이영역(DA) 내에 인가되는 전기적 신호를 제어하기 위한 회로부의 일부일 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치로서, 유기 발광 표시 장치를 예로 하여 설명하지만, 본 발명의 표시 장치는 이에 제한되지 않는다. 다른 실시예로서, 무기 EL 표시 장치(Inorganic Light Emitting Display), 퀀텀닷 발광 표시 장치 (Quantum dot Light Emitting Display) 등과 같이 다양한 방식의 표시 장치가 사용될 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 13을 참조하면, 표시장치는 기판(100), 기판(100) 상에 배치된 박막트랜지스터(T1, T2), 및 박막트랜지스터(T1, T2)와 전기적으로 연결된 유기발광다이오드(300)를 포함한다. 또한, 유기발광표시장치는 다양한 절연층(111, 112, 113, 115, 118, 119), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 더 포함할 수 있다.
기판(100)은 글라스재, 금속재 또는 플라스틱재 등과 같은 다양한 재료로 형성된 것일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 기판(100)은 플렉서블 기판일 수 있는데, 예컨대 폴리에테르술폰(polyethersulphone, PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate, PAR), 폴리에테르 이미드(polyetherimide, PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethyelenen napthalate, PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethyeleneterepthalate, PET), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide, PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 또는 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate, CAP)와 같은 고분자 수지를 포함할 수 있다.
버퍼층(111)은 기판(100) 상에 위치하여, 기판(100)의 하부로부터 이물, 습기 또는 외기의 침투를 감소 또는 차단할 수 있고, 기판(100)상에 평탄면을 제공할 수 있다. 버퍼층(111)은 산화물 또는 질화물과 같은 무기물, 또는 유기물, 또는 유무기 복합물을 포함할 수 있으며, 무기물과 유기물의 단층 또는 다층 구조로 이루어질 수 있다. 기판(100)과 버퍼층(111) 사이에는 외기의 침투를 차단하는 배리어층(미도시)이 더 포함될 수 있다. 일부 실시예에서, 버퍼층(111)은 실리콘산화물(SiO2) 또는 실리콘질화물(SiNX)으로 구비될 수 있다.
상기 버퍼층(111) 상부에는 제1박막트랜지스터(T1) 및/또는 제2박막트랜지스터(T2)가 배치될 수 있다. 제1박막트랜지스터(T1)는 반도체층(A1), 게이트전극(G1), 소스전극(S1), 드레인전극(D1)을 포함하고, 제2박막트랜지스터(T2) 반도체층(A2), 게이트전극(G2), 소스전극(S2), 드레인전극(D2)을 포함한다. 제1박막트랜지스터(T1)는 유기발광다이오드(300)와 연결되어 유기발광다이오드(300)를 구동하는 구동 박막트랜지스터로 기능할 수 있다. 제2박막트랜지스터(T2)는 데이터선(DL)과 연결되어 스위칭 박막트랜지스터로 기능할 수 있다. 도면에서는 박막트랜지스터로 두 개를 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않는다. 박막트랜지스터의 개수는 1 ~ 7 개 등 다양하게 변형될 수 있다.
반도체층(A1, A2)은 비정질 실리콘을 포함하거나, 다결정 실리콘을 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 반도체층(A1, A2)은 인듐(In), 갈륨(Ga), 스태늄(Sn), 지르코늄(Zr), 바나듐(V), 하프늄(Hf), 카드뮴(Cd), 게르마늄(Ge), 크롬(Cr), 티타늄(Ti) 및 아연(Zn)을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 물질의 산화물을 포함할 수 있다. 반도체층(A1, A2)은 채널영역과 불순물이 도핑된 소스 영역 및 드레인 영역을 포함할 수 있다.
반도체층(A1, A2) 상에는 제1게이트절연층(112)을 사이에 두고 게이트전극(G1, G2)이 배치된다. 게이트전극(G1, G2)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하며 단층 또는 다층으로 이루어질 수 있다. 일 예로, 게이트전극(G1, G2)은 Mo의 단층일 수 있다.
제1게이트절연층(112)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZnO2)등을 포함할 수 있다.
게이트전극(G1, G2)을 덮도록 제2게이트절연층(113)이 구비될 수 있다. 제2게이트절연층(113)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZnO2)등을 포함할 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)의 제1스토리지 전극(CE1)은 제1박막트랜지스터(T1)와 중첩할 수 있다. 예컨대, 제1박막트랜지스터(T1)의 게이트전극(G1)은 스토리지 커패시터(Cst)의 제1스토리지 전극(CE1)으로의 기능을 수행할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 스토리지 커패시터(Cst)는 제1박막트랜지스터(T1)와 중첩되지 않고 박막트랜지스터(T1, T2)와 이격되어 형성될 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)의 제2스토리지 전극(CE2)은 제2게이트절연층(113)을 사이에 두고 제1스토리지 전극(CE1)과 중첩한다. 이 경우, 제2게이트절연층(113)은 스토리지 커패시터(Cst)의 유전체층의 기능을 할 수 있다. 제2스토리지 전극(CE2)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하는 도전 물질을 포함할 수 있고, 상기의 재료를 포함하는 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다. 일 예로, 제2스토리지 전극(CE2) Mo의 단층이거나 또는 Mo/Al/Mo의 다층일 수 있다.
층간절연층(115)은 상기 제2스토리지 전극(CE2)을 덮도록 기판(100) 전면(全面)에 형성된다. 층간절연층(115)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZnO2)등을 포함할 수 있다.
소스전극(S1, S2) 및 드레인전극(D1, D2)은 층간절연층(115) 상에 배치된다. 소스전극(S1, S2) 및 드레인전극(D1, D2)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하는 도전 물질을 포함할 수 있고, 상기의 재료를 포함하는 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다. 일 예로, 소스전극(S1, S2)과 드레인전극(D1, D2)은 Ti/Al/Ti의 다층 구조로 이루어질 수 있다.
소스전극(S1, S2)과 드레인전극(D1, D2) 상에는 평탄화층(118)이 위치하며, 평탄화층(118) 상에 유기발광다이오드(300)가 위치할 수 있다. 유기발광다이오드(300)는 제1전극(310), 유기발광층을 포함하는 중간층(320), 및 제2전극(330)을 포함한다.
평탄화층(118)은 제1전극(310)이 평탄하게 형성될 수 있도록 평탄한 상면을 가질 수 있다. 평탄화층(118)은 유기 물질 또는 무기 물질로 이루어진 막이 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 이러한, 평탄화층(118)은 BCB(Benzocyclobutene), 폴리이미드(polyimide), HMDSO(Hexamethyldisiloxane), Polymethylmethacrylate(PMMA)나, Polystylene(PS)과 같은 일반 범용고분자, 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 블렌드 등을 포함할 수 있다. 한편, 평탄화층(118)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZnO2)등을 포함할 수 있다. 평탄화층(118)을 형성한 후, 평탄한 상면을 제공하기 위해서 화학적 기계적 폴리싱이 수행될 수 있다.
평탄화층(118)에는 제1박막트랜지스터(T1)의 소스전극(S1) 및 드레인전극(D1) 중 어느 하나를 노출시키는 개구부가 존재하며, 제1전극(310)은 상기 개구부를 통해 소스전극(S1) 또는 드레인전극(D1)과 컨택하여 제1박막트랜지스터(T1)와 전기적으로 연결된다.
제1전극(310) 상에는 화소정의막(119)이 배치될 수 있다. 화소정의막(119)은 각 부화소들에 대응하는 개구(119OP), 즉 적어도 제1전극(310)의 중앙부가 노출되도록 하는 개구(119OP)를 가짐으로써 화소를 정의하는 역할을 한다. 또한, 화소정의막(119)은 제1전극(310)의 가장자리와 제2전극(330) 사이의 거리를 증가시킴으로써, 이들 사이에서 아크 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 화소정의막(119)은 예컨대 폴리이미드 또는 HMDSO(hexamethyldisiloxane) 등과 같은 유기물로 형성될 수 있다.
화소정의막(119) 상부에는 스페이서(미도시)가 배치될 수 있다. 스페이서는 유기발광다이오드(300)의 중간층(320) 형성 등에 필요한 마스크 공정 시에 발생할 수 있는 마스크 찍힘을 방지하기 위한 것일 수 있다. 스페이서는 폴리이미드 또는 HMDSO(hexamethyldisiloxane) 등과 같은 유기물로 형성될 수 있다. 스페이서는 화소정의막(119)과 동일 물질로 동시에 형성할 수 있다. 이 경우, 하프톤 마스크를 이용할 수 있다.
유기발광다이오드(300)의 중간층(320)은 유기발광층(EML)을 포함할 수 있다. 유기발광층은 적색, 녹색, 청색, 또는 백색의 빛을 방출하는 형광 또는 인광 물질을 포함하는 유기물을 포함할 수 있다. 유기발광층은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물일 수 있으며, 유기발광층의 아래 및 위에는, 정공수송층(HTL; hole transport layer), 정공주입층(HIL; hole injection layer), 전자수송층(ETL; electron transport layer) 및 전자주입층(EIL; electron injection layer) 등과 같은 기능층이 선택적으로 더 배치될 수 있다. 중간층(320)은 복수의 제1전극(310) 각각에 대응하여 배치될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다. 중간층(320)은 복수의 제1전극(310)에 걸쳐서 일체(一體)인 층을 포함할 수 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
제2전극(330)은 투광성 전극 또는 반사 전극일 수 있다. 일부 실시예에서, 제2전극(330)은 투명 또는 반투명 전극일 수 있으며, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg 및 이들의 화합물을 포함하는 일함수가 작은 금속 박막으로 형성될 수 있다. 또한, 금속 박막 위에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 TCO(transparent conductive oxide)막이 더 배치될 수 있다. 제2전극(330)은 디스플레이영역(DA) 및 주변영역(PA)에 걸쳐 배치되며, 중간층(320)과 화소정의막(119)의 상부에 배치될 수 있다. 제2전극(330)은 복수의 유기발광다이오드(300)들에 있어서 일체(一體)로 형성되어 복수의 제1전극(310)에 대응할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드(300)의 보다 구체적인 구성에 대해서는 후술하도록 한다.
유기발광다이오드(300) 상부에는 디스플레이영역(DA)을 밀봉하는 박막봉지층(400)을 더 포함할 수 있다. 박막봉지층(400)은 디스플레이영역(DA)을 덮어 외부의 수분이나 산소로부터 유기발광다이오드(300) 등을 보호하는 역할을 할 수 있다. 이러한 박막봉지층(400)은 제1무기봉지층(410), 유기봉지층(420) 및 제2무기봉지층(430)을 포함할 수 있다.
제1무기봉지층(410)은 제2전극(330)을 덮으며, 세라믹, 금속산화물, 금속질화물, 금속탄화물, 금속산질화물, 인듐산화물(In2O3), 주석 산화물(SnO2), 인듐 주석 산화물(ITO), 실리콘산화물, 실리콘질화물 및/또는 실리콘산질화물 등을 포함할 수 있다. 물론 필요에 따라 제1무기봉지층(410)과 제2전극(330) 사이에 캡핑층(capping layer) 등의 다른 층들이 개재될 수도 있다. 이러한 제1무기봉지층(410)은 그 하부의 구조물을 따라 형성되기에, 도 13에 도시된 것과 같이 그 상면이 평탄하지 않게 된다.
유기봉지층(420)은 이러한 제1무기봉지층(410)을 덮는데, 제1무기봉지층(410)과 달리 그 상면이 대략 평탄하도록 할 수 있다. 구체적으로, 유기봉지층(420)은 디스플레이영역(DA)에 대응하는 부분에서는 상면이 대략 평탄하도록 할 수 있다. 이러한 유기봉지층(420)은 아크릴, 메타아크릴(metacrylic), 폴리에스터, 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에틸렌설포네이트, 폴리옥시메틸렌, 폴리아릴레이트, 헥사메틸디실록산으로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 재료를 포함할 수 있다.
제2무기봉지층(430)은 유기봉지층(420)을 덮으며, 세라믹, 금속산화물, 금속질화물, 금속탄화물, 금속산질화물, 인듐산화물(In2O3), 주석 산화물(SnO2), 인듐 주석 산화물(ITO), 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드 및/또는 실리콘옥시나이트라이드 등을 포함할 수 있다. 이러한 제2무기봉지층(430)은 디스플레이영역(DA) 외측에 위치한 그 가장자리에서 제1무기봉지층(410)과 컨택함으로써, 유기봉지층(420)이 외부로 노출되지 않도록 할 수 있다.
이와 같이 박막봉지층(400)은 제1무기봉지층(410), 유기봉지층(420) 및 제2무기봉지층(430)을 포함하는바, 이와 같은 다층 구조를 통해 박막봉지층(400) 내에 크랙이 발생한다고 하더라도, 제1무기봉지층(410)과 유기봉지층(420) 사이에서 또는 유기봉지층(420)과 제2무기봉지층(430) 사이에서 그러한 크랙이 연결되지 않도록 할 수 있다. 이를 통해 외부로부터의 수분이나 산소 등이 디스플레이영역(DA)으로 침투하게 되는 경로가 형성되는 것을 방지하거나 최소화할 수 있다.
한편, 본 실시예에서 유기발광다이오드(300)를 밀봉하는 봉지부재로 박막봉지층(400)을 이용한 것을 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 유기발광다이오드(300)를 밀봉하는 부재로써, 실런트 또는 프릿에 의해서 기판(100)과 합착되는 밀봉기판을 이용할 수도 있다.
본 실시예에 있어서, 박막봉지층(400) 상부 또는 밀봉기판의 상부에는 야외 시인성을 향상시키기 위한 편광 필름(500)이 배치된다. 편광 필름(500)은 도 1에 도시된 바와 같이, 편광층(520) 및 꼬인 액정층(510)을 포함할 수 있다. 이 경우, 편광 필름(500)의 꼬인 액정층(510)이 편광층(520) 보다 박막봉지층(400)에 더 가깝게 배치되도록 배치될 수 있다.
본 실시예에서, 꼬인 액정층(510)의 최상부에 배치된 액정분자들이 상기 투과축과 기울어진 각도인 상부 틸팅각(tilting angle)은 64° 내지 75° 이며, 꼬인 액정층(510)의 최하부에 배치된 액정분자들이 상기 투과축과 기울어진 각도인 하부 틸팅각(tilting angle)은 135° 내지 145°이며, 꼬인 액정층(510)의 두께는 2.5 내지 3 μm일 수 있다.
박막봉지층(400) 상부에는 터치스크린층, 윈도우 등 다양한 기능층이 더 포함될 수 있으며, 제2전극(330)과 박막봉지층(400) 사이에는 광효율을 향상시키기 위한 캡핑층(capping layer)이 더 포함될 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
500: 편광 필름
520: 편광층
510: 꼬인 액정층
541: 제1보호층
543: 제2보호층
ADL: 접착층
HC: 하드 코팅층

Claims (20)

  1. 편광층; 및
    상기 편광층의 일측에 배치되며, 두께 방향을 따라 상기 편광층의 투과축에 대해 기울어진 정도가 다른 액정분자들이 배치된 꼬인 액정층;을 포함하며,
    상기 꼬인 액정층의 최상부에 배치된 액정분자들이 상기 투과축과 기울어진 각도인 상부 틸팅각(tilting angle)은 64° 내지 75° 이며,
    상기 꼬인 액정층의 최하부에 배치된 액정분자들이 상기 투과축과 기울어진 각도인 하부 틸팅각(tilting angle)은 135° 내지 145°이며,
    상기 꼬인 액정층의 두께는 2.5 내지 3 μm인, 편광 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부 틸팅각과 상기 하부 틸팅각의 사잇각은 25° 내지 75°인, 편광 필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 꼬인 액정층은 역파장 분산성은 가지는, 편광 필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 꼬인 액정층에 포함된 액정분자들은 정파장 분산성을 가지는, 편광 필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 꼬인 액정층에 포함된 액정분자들은 막대 형상인, 편광 필름.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 편광층과 상기 꼬인 액정층 사이에 배치된 제1보호층; 및
    상기 편광층 상부에 배치된 제2보호층;을 더 포함하며,
    상기 제1보호층 및 상기 제2보호층은, 트리아세틸 셀루로오스(TAC: Tri-acetyl cellulous), 사이클로 올레핀 폴리머(Cyclo olefin polymer), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA: polymethyl methacrylate) 중에서 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함하는, 편광 필름.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 꼬인 액정층 하부에 배치된 위상 지연 보상층;을 더 포함하는, 편광 필름.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 위상 지연 보상층 하부에 배치된 접착층;을 더 포함하는, 편광 필름.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 꼬인 액정층의 유효 위상 지연값은 124 내지 143nm인, 편광 필름.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 편광 필름의 극각 40°에서의 AACD 값은 20 이하인, 편광 필름:
    여기서, AACD = {Max(a*)-Min(a*)}x{Max(b*)-M(b*)} 이고,
    a*, b*는 CIE L*a*b* 좌표계에서의 좌표값으로, Max(a*) 및 Min(a*) 은 각각 방위각 φ=0 ~ 360°에 대해서 측정한 a* 좌표값 중 최대값 및 최소값이고,
    Max(b*) 및 Min(b*) 은 각각 방위각 φ=0~360°에 대해서 측정한 b* 좌표의 최대값 및 최소값임.
  11. 기판;
    상기 기판 상에 배치되는 복수의 표시요소들;
    상기 복수의 표시요소들을 밀봉하는 밀봉부재; 및
    상기 밀봉부재 상부에 배치되는 편광 필름;을 포함하며,
    상기 편광 필름은, 편광층; 및 상기 편광층의 일측에 배치되며, 두께 방향을 따라 상기 편광층의 투과축에 대해 기울어진 정도가 다른 액정분자들이 배치된 꼬인 액정층;을 포함하며,
    상기 꼬인 액정층의 최상부에 배치된 액정분자들이 상기 투과축과 기울어진 각도인 상부 틸팅각(tilting angle)은 64° 내지 75° 이며,
    상기 꼬인 액정층의 최하부에 배치된 액정분자들이 상기 투과축과 기울어진 각도인 하부 틸팅각(tilting angle)은 135° 내지 145°이며,
    상기 꼬인 액정층의 두께는 2.5 내지 3 μm인, 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 상부 틸팅각과 상기 하부 틸팅각의 사잇각은 25° 내지 75°인, 표시 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 꼬인 액정층은 역파장 분산성은 가지는, 표시 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 꼬인 액정층에 포함된 액정분자들은 정파장 분산성을 가지는, 표시 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 꼬인 액정층에 포함된 액정분자들은 막대 형상인, 표시 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 편광층과 상기 꼬인 액정층 사이에 배치된 제1보호층; 및
    상기 편광층 상부에 배치된 제2보호층;을 더 포함하며,
    상기 제1보호층 및 상기 제2보호층은, 트리아세틸 셀루로오스(TAC: Tri-acetyl cellulous), 사이클로 올레핀 폴리머(Cyclo olefin polymer), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA: polymethyl methacrylate) 중에서 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함하는, 표시 장치.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 꼬인 액정층 하부에 배치된 위상 지연 보상층;을 더 포함하는, 표시 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 위상 지연 보상층 하부에 배치된 접착층;을 더 포함하는, 표시 장치.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 꼬인 액정층의 유효 위상 지연값은 124 내지 143nm인, 표시 장치.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 편광 필름의 극각 40°에서의 AACD 값은 20 이하인, 표시 장치:
    여기서, AACD = {Max(a*)-Min(a*)}x{Max(b*)-M(b*)} 이고,
    a*, b*는 CIE L*a*b* 좌표계에서의 좌표값으로, Max(a*) 및 Min(a*) 은 각각 방위각 φ=0 ~ 360°에 대해서 측정한 a* 좌표값 중 최대값 및 최소값이고,
    Max(b*) 및 Min(b*) 은 각각 방위각 φ=0~360°에 대해서 측정한 b* 좌표의 최대값 및 최소값임.
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