KR101609278B1 - 반사방지필름 및 이를 구비한 유기발광장치 - Google Patents

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쓰요시 오야마
이은성
최현석
이승현
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Abstract

편광자 및 상기 편광자의 일면에 위치하고 액정층을 포함하는 보상 필름을 포함하고, 상기 액정층은 상기 액정층의 표면에 대하여 두께 방향을 향하여 비스듬하게 경사진 배향을 가지는 액정들을 포함하고, 상기 액정층의 표면에 대한 상기 액정들의 경사각은 상기 제1 면으로부터 상기 제2 면까지 상기 액정층의 두께 방향을 따라 점진적으로 커지며, 상기 액정층의 표면에 대한 상기 액정들의 최대 경사각은 15도 내지 80도이며, 상기 액정층의 450nm 및 550nm 파장에 대한 면내 위상차는 관계식 1을 만족하는 반사방지 필름과 상기 반사방지 필름을 구비한 유기 발광 장치에 관한 것이다. 관계식 1은 명세서에 기재한 바와 같다.

Description

반사방지필름 및 이를 구비한 유기발광장치{ANTIREFLECTION FILM AND ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE PROVIDED WITH THE SAME}
반사방지필름 및 이를 구비한 유기발광장치에 관한 것이다.
근래 모니터 또는 텔레비전 등의 경량화 및 박형화가 요구되고 있으며, 이러한 요구에 따라 유기 발광 장치(organic light emitting device, OLED)가 주목받고 있다. 유기 발광 장치는 스스로 발광하는 자체 발광형 표시 장치로서 별도의 백라이트가 필요 없어 두께를 줄일 수 있고 플렉시블 표시 장치를 구현하는데 유리하다.
한편, 유기 발광 장치는 유기 발광 표시 패널에 형성된 금속 전극 및 금속 배선에 의해 외부광을 반사시킬 수 있고 반사된 외부광에 의해 시인성과 대비비가 저하되어 표시 품질이 떨어질 수 있다. 이를 줄이기 위하여 유기 발광 표시 패널의 일면에 원편광판을 부착하여 상기 반사된 외부광이 바깥으로 새어 나오는 것을 줄일 수 있다.
그러나 현재 개발되어 있는 원편광판은 시야각 의존성이 강하여 측면으로 갈수록 시인성이 떨어질 수 있다. 이를 보완하기 위하여 보상층을 적층할 수 있지만 이 경우 유기 발광 장치의 전체 두께가 두꺼워져 박형화를 구현하기 어렵다.
일 구현예는 두께를 늘리지 않으면서도 시야각 의존성을 줄여 표시 특성을 개선할 수 있는 반사방지 필름을 제공한다.
다른 구현예는 상기 반사방지 필름을 구비한 유기 발광 장치를 제공한다.
일 구현예에 따르면, 편광자, 그리고 상기 편광자의 일면에 위치하고 서로 마주하는 제1 면과 제2 면을 가지는 액정층을 포함하는 보상 필름을 포함하고, 상기 액정층은 상기 액정층의 표면에 대하여 두께 방향을 향하여 비스듬하게 경사진 배향을 가지는 액정들을 포함하고, 상기 액정층의 표면에 대한 상기 액정들의 경사각은 상기 제1 면으로부터 상기 제2 면까지 상기 액정층의 두께 방향을 따라 점진적으로 커지며, 상기 액정층의 표면에 대한 상기 액정들의 최대 경사각은 15도 내지 80도이며, 상기 액정층의 450nm 및 550nm 파장에 대한 면내 위상차(Re)는 하기 관계식 1을 만족하는 반사방지 필름을 제공한다.
[관계식 1]
0.7 ≤ Re(450nm)/Re(550nm) < 1.0
상기 관계식 1에서,
Re(450nm)은 450nm 파장의 입사광에 대한 상기 액정층의 면내 위상차이고,
Re(550nm)은 550nm 파장의 입사광에 대한 상기 액정층의 면내 위상차이다.
상기 액정층의 제1 면은 상기 편광자 측에 위치할 수 있다.
상기 액정층의 제2 면은 상기 편광자 측에 위치할 수 있다.
상기 보상 필름은 상기 액정층에 접하는 배향막을 더 포함할 수 있다.
상기 보상 필름은 약 120nm 내지 160nm의 면내 위상차를 가질 수 있다.
상기 액정층의 450nm, 550nm 및 650nm 파장에 대한 면내 위상차(Re)는 하기 관계식 2를 만족할 수 있다.
[관계식 2]
Re(450nm)<Re(550nm)≤Re(650nm)
상기 관계식 2에서,
Re(450nm)은 450nm 파장의 입사광에 대한 상기 액정층의 면내 위상차이고,
Re(550nm)은 550nm 파장의 입사광에 대한 상기 액정층의 면내 위상차이고,
Re(650nm)은 650nm 파장의 입사광에 대한 상기 액정층의 면내 위상차이다.
상기 반사방지 필름의 정면으로부터 60도 측면 방향에서의 색띰(color shift)은 7.8 이하일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 편광자, 서로 마주하는 제1 면과 제2 면을 가지는 액정층을 포함하는 보상 필름, 그리고 유기 발광 표시 패널을 포함하며, 상기 액정층은 상기 액정층의 표면에 대하여 두께 방향을 향하여 비스듬하게 경사진 배향을 가지는 액정들을 포함하고, 상기 액정층의 표면에 대한 상기 액정들의 경사각은 상기 제1 면으로부터 상기 제2 면까지 상기 액정층의 두께 방향을 따라 점진적으로 커지며, 상기 액정층의 표면에 대한 상기 액정들의 최대 경사각은 15도 내지 80도이며, 상기 액정층의 450nm 및 550nm 파장에 대한 면내 위상차(Re)는 하기 관계식 1을 만족하는 유기 발광 장치를 제공한다.
[관계식 1]
0.7 ≤ Re(450nm)/Re(550nm) < 1.0
상기 관계식 1에서,
Re(450nm)은 450nm 파장의 입사광에 대한 상기 액정층의 면내 위상차이고,
Re(550nm)은 550nm 파장의 입사광에 대한 상기 액정층의 면내 위상차이다.
상기 보상 필름은 상기 편광자와 상기 유기 발광 표시 패널 사이에 위치할 수 있고, 상기 액정층의 제1 면은 상기 편광자 측에 위치할 수 있고, 상기 액정층의 제2 면은 상기 유기 발광 표시 패널 측에 위치할 수 있다.
상기 보상 필름은 상기 편광자와 상기 유기 발광 표시 패널 사이에 위치할 수 있고, 상기 액정층의 제1 면은 상기 유기 발광 표시 패널 측에 위치할 수 있고, 상기 액정층의 제2 면은 상기 편광자 측에 위치할 수 있다.
상기 보상 필름은 상기 액정층에 접하는 배향막을 더 포함할 수 있다.
상기 보상 필름은 약 120nm 내지 160nm의 면내 위상차를 가질 수 있다.
상기 액정층의 450nm, 550nm 및 650nm 파장에 대한 면내 위상차(Re)는 하기 관계식 2를 만족할 수 있다.
[관계식 2]
Re(450nm)<Re(550nm)≤Re(650nm)
상기 관계식 2에서,
Re(450nm)은 450nm 파장의 입사광에 대한 상기 액정층의 면내 위상차이고,
Re(550nm)은 550nm 파장의 입사광에 대한 상기 액정층의 면내 위상차이고,
Re(650nm)은 650nm 파장의 입사광에 대한 상기 액정층의 면내 위상차이다.
상기 유기 발광 장치의 정면으로부터 60도 측면 방향에서의 색띰은 7.8 이하일 수 있다.
두께를 늘리지 않으면서도 시야각 의존성을 줄여 측면에서 표시 특성을 개선할 수 있다.
도 1은 일 구현예에 따른 반사방지 필름을 도시한 단면도이고,
도 2는 다른 구현예에 따른 반사방지 필름을 도시한 단면도이고,
도 3은 일 구현예에 따른 반사방지 필름의 외광(external light) 반사방지 원리를 보여주는 개략도이고,
도 4는 일 구현예에 따른 반사방지 필름의 시야각 개선 원리를 보여주는 개략도이고,
도 5는 일 구현예에 따른 유기 발광 장치를 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 6은 실시예 1 내지 8과 비교예 1, 9 및 10에 따른 반사방지 필름에서 액정의 최대 경사각과 측면(60도)에서의 색띰 정도의 관계를 보여주는 그래프이고,
도 7은 실시예 2에 따른 반사방지 필름에서 모든 방향에 대하여 시야각에 따른 반사도를 보여주는 그래프이고,
도 8은 비교예 1에 따른 반사방지 필름에서 모든 방향에 대하여 시야각에 따른 반사도를 보여주는 그래프이다.
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 반사방지 필름을 설명한다.
도 1은 일 구현예에 따른 반사방지 필름을 도시한 단면도이다.
도 1을 참고하면, 일 구현예에 따른 반사방지 필름(100)은 편광자(polarizer)(110)와 보상 필름(120)을 포함한다.
편광자(110)는 빛이 입사되는 측에 배치될 수 있으며, 입사광을 선편광으로 변환시키는 선형 편광자(linear polarizer)일 수 있다.
편광자(110)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(110)는 예컨대 고분자 수지와 이색성 염료를 용융혼합(melt blend)하여 준비된 편광 필름일 수 있으며, 상기 편광 필름은 예컨대 고분자 수지와 이색성 염료를 혼합하고 상기 고분자 수지의 용융점 이상의 온도에서 용융하여 시트로 제작하는 방법으로 형성될 수 있다.
보상 필름(120)은 편광자(110)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 120nm 내지 160nm의 면내 위상차(in-plane retardation, Re)를 가질 수 있다.
보상 필름(120)은 기재(130), 배향막(140) 및 액정층(150)을 포함한다.
기재(130)는 예컨대 유리 기판 또는 고분자 기판일 수 있으며, 상기 고분자 기판은 예컨대 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리카보네이트(PC), 트리아세틸셀룰로오즈(TAC), 이들의 유도체 및/또는 이들의 조합으로 만들어진 기판일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 보상 필름(120)이 기판 외에 다른 종류의 하부막을 포함하는 경우, 기재(130)는 상기 하부막일 수 있다. 경우에 따라 기재(130)가 생략될 수도 있다.
배향막(140)은 후술하는 액정에 프리틸트 각도(pretilt angle)를 부여하여 액정의 배향성을 제어할 수 있으며, 예컨대 폴리비닐알코올, 폴리올레핀, 폴리아믹산, 폴리이미드 또는 이들의 조합으로 만들어질 수 있다. 배향막(140)의 표면은 러빙(rubbing)과 같은 물리적 처리 또는 광 배향과 같은 광 처리에 의해 액정 배향 능력을 부여할 수 있다. 배향막(140)은 경우에 따라 생략될 수도 있다.
액정층(150)은 표면에 대하여 비스듬하게 경사진 배향을 가지는 복수의 액정(150a)을 포함할 수 있다. 여기서 액정층(150)의 표면에 대하여 비스듬하게 경사진다는 것은 액정층(150)의 길이 방향(면 방향)에 대하여 수직하게 또는 수평하게 배향되지 않은 것을 말하고, 각 액정(150a)은 액정층(150)의 표면에 대하여 0도 초과 내지 90도 미만의 각도로 기울어져 있을 수 있다.
액정층(150)의 표면에 대하여 액정(150a)이 기울어진 각도(이하 '경사각(tilt angle)'이라 한다)는 액정층(150)의 두께 방향을 따라 변할 수 있으며, 예컨대 액정들(150a)의 경사각은 액정층(150)의 두께 방향을 따라 점진적으로 변할 수 있다.
액정층(150)은 상부에서 하부로 갈수록 경사각이 커지는 구조, 즉 하부 경사(bottom tilt) 구조일 수 있으며, 예컨대 액정층(150)이 배향막(140)과 접해있는 제1 면과 공기와 접해있는 제2 면을 가질 때, 액정들(150a)의 경사각은 상기 제1 면으로부터 상기 제2 면까지 액정층(150)의 두께 방향을 따라 점진적으로 커질 수 있다.
예컨대 액정층(150)의 제1 면의 액정들(150a)의 경사각(θ1)은 배향막(140)에 의한 프리틸트 각도일 수 있으며, 예컨대 약 0도 초과 20도 이하일 수 있다. 상기 범위 내에서 예컨대 약 0도 초과 15도 이하일 수 있고 예컨대 약 0도 초과 10도 이하일 수 있고 예컨대 약 0도 초과 5도 이하일 수 있고 약 2도 내지 5도일 수 있다.
액정층(150)의 제2 면의 액정들(150a)의 경사각(θ2)은 최대 경사각일 수 있으며, 예컨대 약 15도 내지 80도 일 수 있다. 상기 최대 경사각은 상기 범위 내에서 예컨대 약 30도 내지 75도일 수 있고, 상기 범위 내에서 예컨대 약 35도 내지 75도일 수 있고 상기 범위 내에서 예컨대 약 35도 내지 70도일 수 있고 상기 범위 내에서 예컨대 약 35도 내지 65도일 수 있고 상기 범위 내에서 예컨대 약 40도 내지 60도일 수 있다.
액정층(150)은 예컨대 550nm 미만의 단파장 영역에서 역파장 분산 위상 지연을 가질 수 있다. 상기 위상 지연은 기준 파장에 대한 면내 위상차(Re)로 나타낼 수 있으며, 면내 위상차(Re)는 Re=(nx-ny)d 로 표현될 수 있다. 여기서 nx는 액정층(150)의 면내 굴절률이 가장 큰 방향(이하, '지상축(slow axis)'이라 한다)에서의 굴절률이고, ny는 액정층(150)의 면내 굴절률이 가장 작은 방향(이하, '진상축(fast axis)'이라 한다)에서의 굴절률이고, d는 액정층(150)의 두께이다.
단파장 영역에서의 위상 지연은 예컨대 450nm 및 550nm 파장에 대한 면내 위상차(Re)의 비율로 표현될 수 있으며, 액정층(150)은 예컨대 하기 관계식 1을 만족할 수 있다.
[관계식 1]
0.7 ≤ Re(450nm)/Re(550nm) < 1.0
상기 관계식 1에서,
Re(450nm)은 450nm 파장의 입사광에 대한 액정층의 면내 위상차이고,
Re(550nm)은 550nm 파장의 입사광에 대한 액정층의 면내 위상차이다.
일 예로, 단파장 영역에서의 액정층(150)의 위상 지연은 예컨대 하기 관계식 1a를 만족할 수 있다.
[관계식 1a]
0.72 ≤ Re(450nm)/Re(550nm) ≤ 0.92
일 예로, 단파장 영역에서의 액정층(150)의 위상 지연은 예컨대 하기 관계식 1b를 만족할 수 있다.
[관계식 1b]
0.75 ≤ Re(450nm)/Re(550nm) ≤ 0.90
일 예로, 단파장 영역에서의 액정층(150)의 위상 지연은 예컨대 하기 관계식 1c를 만족할 수 있다.
[관계식 1c]
0.80 ≤ Re(450nm)/Re(550nm) ≤ 0.85
액정층(150)은 예컨대 550nm 미만의 단파장 영역 및 550nm 초과의 장파장 영역에서 모두 역파장 분산 위상 지연을 가질 수 있다.
상기 역파장 분산 위상 지연은 장파장의 빛에 대한 위상차가 단파장의 빛에 대한 위상차보다 더 큰 것을 말하며, 액정층(150)의 450nm, 550nm 및 650nm 파장에 대한 면내 위상차(Re)는 예컨대 하기 관계식 2를 만족할 수 있다.
[관계식 2]
Re(450nm)<Re(550nm)≤Re(650nm)
상기 관계식 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 액정층(150)의 표면에 대하여 비스듬하게 경사진 복수의 액정(150a)을 포함하고 액정층(150)의 두께 방향을 따라 액정들(150a)의 경사각이 변함에 따라 모든 방향에서 원편광 효과를 동일하게 구현할 수 있고 이에 따라 정면 뿐만 아니라 측면에서도 외광 반사를 효과적으로 방지할 수 있어서 측면 시인성을 개선할 수 있다.
액정(150a)은 일 방향으로 뻗은 막대(rod) 모양일 수 있으며, 예컨대 모노머, 올리고머 또는 중합체일 수 있다. 액정(150a)은 예컨대 양 또는 음의 복굴절 값(Δn)을 가질 수 있다.
액정(150a)은 반응성 메조겐(reactive mesogen) 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.
액정(150a)은 열 경화성 액정 또는 광 경화성 액정일 수 있으며, 예컨대 액정(150a)은 광 경화성 액정일 수 있다. 액정(150a)이 광 경화성 액정일 때, 상기 광은 약 250nm 내지 400nm 파장의 자외광일 수 있다.
일 예로, 액정(150a)은 교차결합성 액정(cross-linkable liquid crystals)일 수 있으며 예컨대 하기 화학식 1A 내지 1F 중 어느 하나로 표현되는 화합물일 수 있다.
[화학식 1A]
Figure 112015118616193-pat00001
[화학식 1B]
Figure 112015118616193-pat00002
[화학식 1C]
Figure 112015118616193-pat00003
[화학식 1D]
Figure 112015118616193-pat00004
[화학식 1E]
Figure 112015118616193-pat00005
[화학식 1F]
Figure 112015118616193-pat00006
상기 화학식 1A 내지 1F에서, m'는 4 내지 12의 정수일 수 있고, p는 2 내지 12의 정수일 수 있다.
일 예로, 액정(150a)은 하기 화학식 2A로 표현되는 화합물일 수 있다.
[화학식 2A]
Figure 112015118616193-pat00007
상기 화학식 2A에서, n은 2 내지 10의 정수일 수 있다.
일 예로, 액정(150a)은 하기 화학식 3A 내지 3E 중 어느 하나로 표현되는 화합물일 수 있다.
[화학식 3A]
Figure 112015118616193-pat00008
[화학식 3B]
Figure 112015118616193-pat00009
[화학식 3C]
Figure 112015118616193-pat00010
[화학식 3D]
Figure 112015118616193-pat00011
[화학식 3E]
Figure 112015118616193-pat00012
일 예로, 액정(150a)은 하기 화학식 4A 또는 4B로 표현되는 화합물일 수 있다.
[화학식 4A]
Figure 112015118616193-pat00013
[화학식 4B]
Figure 112015118616193-pat00014
액정층(150)은 1종 또는 2종 이상의 액정(150a)을 포함할 수 있다.
액정층(150)은 상술한 액정(150a)을 포함한 조성물로부터 형성될 수 있으며, 상기 조성물은 액정(150a) 외에 반응 개시제, 계면활성제, 용해보조제 및/또는 분산제와 같은 각종 첨가제와 용매를 포함할 수 있다. 상기 조성물은 예컨대 스핀 코팅, 슬릿 코팅 및/또는 잉크젯과 같은 용액 공정으로 적용될 수 있으며, 액정층(150)의 굴절률 등을 고려하여 두께를 조절할 수 있다.
반사방지 필름(100)은 편광자(110)와 보상 필름(120) 사이에 점착층(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 상기 점착층은 편광자(110)와 보상 필름(120)을 효과적으로 접착하기 위한 것으로, 예컨대 감압 점착제로 만들어질 수 있다.
반사방지 필름(100)은 편광자(110)의 일면에 보호층(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 상기 보호층은 반사방지 필름(100)의 내구성을 개선하거나 반사 또는 눈부심을 줄이는 기능성을 더욱 보강할 수 있으며, 예컨대 트리아세틸 셀룰로오스(TAC) 필름일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
반사방지 필름(100)은 보상 필름(120)의 일면에 위치하는 보정층(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 상기 보정층은 예컨대 색 변이 방지층(color shift resistant layer)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
반사방지 필름(100)은 가장자리를 따라 뻗어 있는 차광층(light blocking layer)(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 상기 차광층은 반사방지 필름(100)의 둘레를 따라 띠의 형태로 형성될 수 있다. 상기 차광층은 불투명한 물질, 예컨대 검은 색의 물질을 포함할 수 있다. 예컨대 차광층은 검은색 잉크로 만들어질 수 있다.
반사방지 필름(100)은 편광자(110) 및 보상 필름(120)을 롤-투-롤(roll-to-roll), 전사 및/또는 코팅 등의 방법으로 적층할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 다른 구현예에 따른 반사방지 필름을 도시한 단면도이다.
도 2를 참고하면, 본 구현예에 따른 반사방지 필름은 전술한 구현예에 따른 반사방지 필름과 마찬가지로, 편광자(110); 그리고 기재(130), 배향막(140) 및 액정층(150)을 포함하는 보상 필름(120)을 포함한다. 편광자(110), 보상 필름(120), 기재(130), 배향막(140) 및 액정층(150)에 대한 내용은 전술한 바와 같다.
그러나 본 구현예에 따른 반사방지 필름은 전술한 구현예에 따른 반사방지 필름과 달리, 액정층(150)의 액정들(150a)이 하부에서 상부로 갈수록 경사각이 커지는 구조, 즉 상부 경사(top tilt) 구조이다. 즉 액정층(150)이 배향막(140)과 접해있는 제1 면과 편광자(110) 측에 위치하는 제2 면을 가질 때, 액정들(150a)의 경사각은 상기 제1 면으로부터 상기 제2 면까지 액정층(150)의 두께 방향을 따라 점진적으로 커질 수 있다.
예컨대 액정층(150)의 제1 면의 액정들(150a)의 경사각(θ1)은 배향막(140)에 의한 프리틸트 각도일 수 있으며, 예컨대 약 0도 초과 20도 이하일 수 있다. 상기 범위 내에서 예컨대 약 0도 초과 15도 이하일 수 있고 예컨대 약 0도 초과 10도 이하일 수 있고 예컨대 약 0도 초과 5도 이하일 수 있고 약 2도 내지 5도일 수 있다.
액정층(150)의 제2 면의 액정들(150a)의 경사각(θ2)은 최대 경사각일 수 있으며, 예컨대 약 15도 내지 80도일 수 있다.
상기 최대 경사각은 상기 범위 내에서 예컨대 약 30도 내지 75도일 수 있고, 상기 범위 내에서 예컨대 약 35도 내지 75도일 수 있고 상기 범위 내에서 약 35도 내지 70도일 수 있고 상기 범위 내에서 약 35도 내지 65도일 수 있고 상기 범위 내에서 예컨대 약 40도 내지 60도일 수 있다.
도 3은 일 구현예에 따른 반사방지 필름의 외광(external light) 반사방지 원리를 보여주는 개략도이다.
도 3을 참고하면, 외부로부터 입사되는 비편광된 광(incident unpolarized light)(이하 "외광"이라 한다)은 편광자(110)를 통과하면서 두 개의 편광 직교 성분 중 하나의 편광 직교 성분, 즉 제1 편광 직교 성분만이 투과되고, 편광된 광은 보상 필름(120)을 통과하면서 원편광으로 바뀔 수 있다. 상기 원편광된 광은 기판, 전극 등을 포함한 표시 패널(40)에서 반사되면서 원편광의 회전 방향이 바뀌게 되고 상기 원편광된 광이 보상 필름(120)을 다시 통과하면서 두 개의 편광 직교 성분 중 다른 하나의 편광 직교 성분, 즉 제2 편광 직교 성분으로 변환된다. 상기 제2 편광 직교 성분은 편광자(110)를 통과하지 못하여 외부로 광이 방출되지 않으므로 외광 반사 방지 효과를 가질 수 있다.
도 4는 일 구현예에 따른 반사방지 필름의 시야각 개선 원리를 보여주는 개략도이다.
도 4를 참고하면, 외광은 보상 필름(120)을 통과하여 표시 패널(40)에 도달하는 제1 광로(first optical path)(OP1)와 표시 패널(40)에서 반사되어 다시 보상 필름(120)을 통과하는 제2 광로(second optical path)(OP2)를 거치고 제1 광로(OP1)와 제2 광로(OP2)를 통해 편광 방향이 바뀐 광은 편광자(110)를 통과하지 못하면서 외광 반사방지 효과를 가질 수 있다.
이때 표시 패널(40)을 경계로 하여 제1 광로(OP1)와 제2 광로(OP2)가 실질적으로 거울상(mirror image)을 형성할 수 있다. 이에 따라 보상 필름(120)은 한 방향으로 치우치게 경사 배향된 액정들을 포함하지만 외광이 서로 반대 방향인 제1 광로(OP1)와 제2 광로(OP2)를 차례로 통과하면서 제1 광로(OP1)에 위치하는 액정들(150aa)의 경사 배향과 제2 광로(OP2)에 위치하는 액정들(150ab)의 경사 배향을 합하여 위상차를 조정할 수 있다. 따라서 모든 방향에서 실질적으로 동일한 반사방지 효과를 나타낼 수 있고 이에 따라 정면 뿐만 아니라 측면에서도 외광 반사에 의한 색띰(color shift)을 효과적으로 방지할 수 있어서 측면 시인성을 개선할 수 있다
상기 측면 시인성은 정면으로부터 소정 각도의 측면 방향에서의 반사도 및 색띰(color shift) 정도로 표현될 수 있다. 예컨대 정면으로부터 60도 측면 방향에서의 반사방지 필름의 반사도는 약 1.5% 이하일 수 있고 상기 범위 내에서 약 1.45% 이하일 수 있고 상기 범위 내에서 약 1.0% 이하일 수 있다. 예컨대 정면으로부터 60도 측면 방향에서의 반사방지 필름의 색띰은 약 7.8 이하일 수 있고 상기 범위 내에서 약 7.0 이하일 수 있고 상기 범위 내에서 약 6.9 이하일 수 있고 상기 범위 내에서 약 6.5 이하일 수 있고 상기 범위 내에서 약 6.0 이하일 수 있고, 상기 범위 내에서 약 5.0 이하일 수 있다.
도 4에서는 도 1에 도시된 반사방지 필름을 예시적으로 설명하였으나, 도 2에 도시된 반사방지 필름 또한 동일한 효과를 가질 수 있다.
상술한 반사방지 필름(100)은 유기 발광 장치에 적용될 수 있다.
이하 도면을 참고하여 일 구현예에 따른 유기 발광 장치를 설명한다.
도 5는 일 구현예에 따른 유기 발광 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5를 참고하면, 일 구현예에 따른 유기 발광 장치는 유기 발광 표시 패널(200)과 유기 발광 표시 패널(200)의 일면에 위치하는 반사방지 필름(100)을 포함한다.
유기 발광 표시 패널(200)은 베이스 기판(210), 하부 전극(220), 유기 발광층(230), 상부 전극(240) 및 봉지 기판(250)을 포함할 수 있다.
베이스 기판(210)은 유리 또는 플라스틱으로 만들어질 수 있다.
하부 전극(220) 및 상부 전극(240) 중 하나는 애노드(anode)이고 다른 하나는 캐소드(cathode)일 수 있다. 애노드는 정공(hole)이 주입되는 전극으로 일 함수(work function)가 높은 도전 물질로 만들어질 수 있으며 캐소드는 전자가 주입되는 전극으로 일 함수가 낮은 도전 물질로 만들어질 수 있다. 하부 전극(220) 및 상부 전극(240) 중 적어도 하나는 발광된 빛이 외부로 나올 수 있는 투명 도전 물질로 만들어질 수 있으며 예컨대 ITO 또는 IZO 일 수 있다.
유기 발광층(230)은 하부 전극(220)과 상부 전극(240)에 전압이 인가되었을 때 빛을 낼 수 있는 유기 물질을 포함한다.
하부 전극(220)과 유기 발광층(230) 사이 및 상부 전극(240)과 유기 발광층(230) 사이에는 부대층(도시하지 않음)을 더 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 전자 전달층(electron transporting layer)을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
봉지 기판(250)은 유리, 금속 및/또는 고분자로 만들어질 수 있으며, 하부 전극(220), 유기 발광층(230) 및 상부 전극(240)을 봉지하여 외부로부터 수분 및/또는 산소가 유입되는 것을 방지할 수 있다.
반사방지 필름(100)은 빛이 나오는 측에 배치될 수 있다. 예컨대 베이스 기판(210) 측으로 빛이 나오는 배면 발광(bottom emission) 구조인 경우 베이스 기판(210)의 외측에 배치될 수 있고, 봉지 기판(250) 측으로 빛이 나오는 전면 발광(top emission) 구조인 경우 봉지 기판(250)의 외측에 배치될 수 있다.
반사방지 필름(100)은 외광이 유기 발광 표시 패널(200)의 전극 및 배선 등과 같이 금속으로 만들어진 반사층에 의해 반사되어 유기 발광 장치의 외측으로 나오는 것을 방지함으로써 유기 발광 장치의 표시 특성을 개선할 수 있다.
또한, 반사방지 필름(100)은 전술한 바와 같이 모든 방향에서 실질적으로 동일한 반사방지 효과를 나타낼 수 있으므로 정면 뿐만 아니라 측면에서도 외광 반사에 의한 색띰을 효과적으로 방지할 수 있어서 측면 시인성을 개선할 수 있다
이하 실시예를 통하여 상술한 구현예를 보다 상세하게 설명한다. 다만 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
시뮬레이션 평가
실시예 1
시뮬레이션 평가(LCD master(Shintech 사))를 위하여, 편광판, 액정층을 포함하는 보상 필름(Re=138nm) 및 반사판이 차례로 배치된 구조를 설정한다. 여기서 보상 필름의 액정층은 상부에서 하부로 갈수록 경사각이 커지는 구조(bottom tilt, 도 1)이고 최소 경사각(상부 경사각) 3도, 최대 경사각(하부 경사각) 37도 및 그 사이에서 경사각이 점진적으로 변하는 구조로 설정한다. 보상 필름의 액정층의 파장 분산성(Re(450nm)/Re(550nm), WD)은 0.82이다. 축의 각도는 편광판 90도, 보상 필름 45도로 설정한다.
실시예 2
보상 필름(Re=138nm)의 액정층에서 액정의 최대 경사각(하부 경사각)을 45도로 설정한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시뮬레이션 조건을 설정한다.
실시예 3
보상 필름(Re=138nm)의 액정층에서 액정의 최대 경사각(하부 경사각)을 65도로 설정한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시뮬레이션 조건을 설정한다.
실시예 4
보상 필름(Re=138nm)의 액정층은 하부에서 상부로 갈수록 경사각이 커지는 구조(top tilt, 도 2)이고 액정의 최대 경사각(상부 경사각)을 65도로 설정한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시뮬레이션 조건을 설정한다.
실시예 5
보상 필름(Re=138nm)의 액정층에서 액정의 최대 경사각(하부 경사각)을 75도로 설정한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시뮬레이션 조건을 설정한다.
실시예 6
보상 필름(Re=138nm)의 액정층에서 액정의 최대 경사각(하부 경사각)을 30도로 설정한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시뮬레이션 조건을 설정한다.
실시예 7
보상 필름(Re=138nm)의 액정층은 하부에서 상부로 갈수록 경사각이 커지는 구조(top tilt, 도 2)이고 액정의 최대 경사각(상부 경사각)을 37도로 설정한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시뮬레이션 조건을 설정한다.
실시예 8
보상 필름(Re=138nm)의 액정층은 하부에서 상부로 갈수록 경사각이 커지는 구조(top tilt, 도 2)이고 액정의 최대 경사각(상부 경사각)을 45도로 설정한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시뮬레이션 조건을 설정한다.
실시예 9
보상 필름(Re=138nm)의 액정층은 하부에서 상부로 갈수록 경사각이 커지는 구조(top tilt, 도 2)이고 액정의 최대 경사각(상부 경사각)을 78도로 설정한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시뮬레이션 조건을 설정한다.
실시예 10
보상 필름(Re=138nm)의 액정층은 하부에서 상부로 갈수록 경사각이 커지는 구조(top tilt, 도 2)이고 액정의 최대 경사각(상부 경사각)을 18도로 설정한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시뮬레이션 조건을 설정한다.
실시예 11
보상 필름(Re=138nm)의 액정층은 하부에서 상부로 갈수록 경사각이 커지는 구조(top tilt, 도 2)이고 액정의 최대 경사각(상부 경사각)을 45도이고 보상 필름의 액정층의 파장 분산성(Re(450nm)/Re(550nm), WD)이 0.90으로 설정한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시뮬레이션 조건을 설정한다.
실시예 12
보상 필름(Re=140nm)의 액정층은 하부에서 상부로 갈수록 경사각이 커지는 구조(top tilt, 도 2)이고 액정의 최대 경사각(상부 경사각)을 45도이고 보상 필름의 액정층의 파장 분산성(Re(450nm)/Re(550nm), WD)이 0.75로 설정한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시뮬레이션 조건을 설정한다.
비교예 1
보상 필름(Re=138nm)의 액정층이 경사각 0도(A 플레이트)인 복수의 액정을 포함하도록 설정한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시뮬레이션 조건을 설정한다.
비교예 2
보상 필름(Re=138nm)의 액정층이 경사각 0도(A 플레이트)인 복수의 액정을 포함하고 파장 분산성(Re(450nm)/Re(550nm), WD)이 0.90으로 설정한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시뮬레이션 조건을 설정한다.
비교예 3
보상 필름(Re=140nm)의 액정층이 경사각 0도(A 플레이트)인 복수의 액정을 포함하고 파장 분산성(Re(450nm)/Re(550nm), WD)이 0.75로 설정한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시뮬레이션 조건을 설정한다.
비교예 4
보상 필름(Re=138nm)의 액정층에서 액정의 최대 경사각(하부 경사각)을 45도이고 파장 분산성(Re(450nm)/Re(550nm), WD)이 1.1로 설정한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시뮬레이션 조건을 설정한다.
비교예 5
보상 필름(Re=138nm)의 액정층은 하부에서 상부로 갈수록 경사각이 커지는 구조(top tilt, 도 2)이고 액정의 최대 경사각(상부 경사각)이 45도이고 파장 분산성(Re(450nm)/Re(550nm), WD)이 1.1로 설정한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시뮬레이션 조건을 설정한다.
비교예 6
보상 필름(Re=138nm)의 액정층에서 액정의 최대 경사각(하부 경사각)이 45도이고 파장 분산성(Re(450nm)/Re(550nm), WD)이 0.65로 설정한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시뮬레이션 조건을 설정한다.
비교예 7
보상 필름(Re=138nm)의 액정층은 하부에서 상부로 갈수록 경사각이 커지는 구조(top tilt, 도 2)이고 액정의 최대 경사각(상부 경사각)을 13도로 설정한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시뮬레이션 조건을 설정한다.
비교예 8
보상 필름(Re=138nm)의 액정층은 하부에서 상부로 갈수록 경사각이 커지는 구조(top tilt, 도 2)이고 액정의 최대 경사각(상부 경사각)이 83도로 설정한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시뮬레이션 조건을 설정한다.
비교예 9
보상 필름(Re=138nm)의 액정층에서 액정의 최대 경사각(하부 경사각)을 90도로 설정한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시뮬레이션 조건을 설정한다.
비교예 10
보상 필름(Re=138nm)의 액정층은 하부에서 상부로 갈수록 경사각이 커지는 구조(top tilt, 도 2)이고 액정의 최대 경사각(상부 경사각)을 90도로 설정한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시뮬레이션 조건을 설정한다.
평가
평가 1
실시예 1 내지 12와 비교예 1 내지 10에 따른 반사방지 필름의 측면에서의 반사도 및 색띰 정도를 평가한다.
반사도 및 색띰 정도는 LCD master(Shintech 사)를 사용하여 시뮬레이션한다.
결과는 표 1 및 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명한다.
도 6은 실시예 1 내지 8과 비교예 1, 9 및 10에 따른 반사방지 필름에서 액정의 최대 경사각과 측면(60도)에서의 색띰 정도의 관계를 보여주는 그래프이고, 도 7은 실시예 2에 따른 반사방지 필름에서 모든 방향에 대하여 시야각에 따른 반사도를 보여주는 그래프이고, 도 8은 비교예 1에 따른 반사방지 필름에서 모든 방향에 대하여 시야각에 따른 반사도를 보여주는 그래프이다.
Re(nm) WD Tilt type Max tilt angle (도) 측면 (60도)
반사도(%) 색띰(Δa*b*)
실시예 1 138 0.82 Bottom 37 0.64 5.4
실시예 2 138 0.82 Bottom 45 0.59 3.7
실시예 3 138 0.82 Bottom 65 0.93 4.5
실시예 4 138 0.82 Top 65 0.80 5.1
실시예 5 138 0.82 Bottom 75 1.45 6.9
실시예 6 138 0.82 Bottom 30 0.73 6.4
실시예 7 138 0.82 Top 37 0.59 5.2
실시예 8 138 0.82 Top 45 0.51 3.6
실시예 9 138 0.82 Top 78 1.23 7.3
실시예 10 138 0.82 Top 18 0.88 7.7
실시예 11 138 0.90 Top 45 0.57 6.1
실시예12 140 0.75 Top 45 0.49 5.9
비교예 1 138 0.82 - 0 1.04 8.2
비교예 2 138 0.9 - 0 1.09 10.6
비교예 3 140 0.75 - 0 1.06 10.4
비교예 4 138 1.1 Bottom 45 1.04 37.7
비교예 5 138 1.1 Top 45 0.94 40.1
비교예 6 138 0.65 Bottom 45 0.54 26.9
비교예 7 138 0.82 Top 13 0.94 8.0
비교예 8 138 0.82 Top 83 1.67 8.6
비교예9 138 0.82 Bottom 90 2.71 9.3
비교예10 138 0.82 Top 90 2.06 9.2
표 1 및 도 6을 참고하면, 실시예 1 내지 12에 따른 반사방지 필름은 비교예 1 내지 10에 따른 반사방지 필름과 비교하여 측면(60도)에서 색띰 정도가 크게 낮아지는 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 7 및 도 8을 참고하면, 실시예 2에 따른 반사방지 필름은 비교예 1에 따른 반사방지 필름과 비교하여 모든 방향(0도 내지 360도)에서 반사도가 낮은 것을 확인할 수 있다.
이로부터 실시예 1 내지 12에 따른 반사방지 필름은 측면에서 시인성을 개선할 수 있음을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 반사방지 필름
110: 편광자
120: 보상 필름
130: 기재
140: 배향막
150: 액정층
150a, 150aa, 150ab: 액정
200: 유기 발광 표시 패널
210: 베이스 기판
220: 하부 전극
230: 유기 발광층
240: 상부 전극
250: 봉지 기판

Claims (14)

  1. 편광자, 그리고
    상기 편광자의 일면에 위치하고 서로 마주하는 제1 면과 제2 면을 가지는 액정층을 포함하는 보상 필름
    을 포함하고,
    상기 액정층은 상기 액정층의 표면에 대하여 두께 방향을 향하여 비스듬하게 경사진 배향을 가지는 액정들을 포함하고,
    상기 액정층의 표면에 대한 상기 액정들의 경사각은 상기 제1 면으로부터 상기 제2 면까지 상기 액정층의 두께 방향을 따라 점진적으로 커지며,
    상기 액정층의 표면에 대한 상기 액정들의 최대 경사각은 15도 내지 80도이며,
    상기 액정층의 450nm 및 550nm 파장에 대한 면내 위상차(Re)는 하기 관계식 1을 만족하는 반사방지 필름:
    [관계식 1]
    0.7 ≤ Re(450nm)/Re(550nm) < 1.0
    상기 관계식 1에서,
    Re(450nm)은 450nm 파장의 입사광에 대한 상기 액정층의 면내 위상차이고,
    Re(550nm)은 550nm 파장의 입사광에 대한 상기 액정층의 면내 위상차이다.
  2. 제1항에서,
    상기 액정층의 제1 면은 상기 편광자 측에 위치하는 반사방지 필름.
  3. 제1항에서,
    상기 액정층의 제2 면은 상기 편광자 측에 위치하는 반사방지 필름.
  4. 제1항에서,
    상기 보상 필름은 상기 액정층에 접하는 배향막을 더 포함하는 반사방지 필름.
  5. 제1항에서,
    상기 보상 필름은 120nm 내지 160nm의 면내 위상차를 가지는 반사방지 필름.
  6. 제1항에서,
    상기 액정층의 450nm, 550nm 및 650nm 파장에 대한 면내 위상차(Re)는 하기 관계식 2를 만족하는 반사방지 필름:
    [관계식 2]
    Re(450nm)<Re(550nm)≤Re(650nm)
    상기 관계식 2에서,
    Re(450nm)은 450nm 파장의 입사광에 대한 상기 액정층의 면내 위상차이고,
    Re(550nm)은 550nm 파장의 입사광에 대한 상기 액정층의 면내 위상차이고,
    Re(650nm)은 650nm 파장의 입사광에 대한 상기 액정층의 면내 위상차이다.
  7. 제1항에서,
    상기 반사방지 필름의 정면으로부터 60도 측면 방향에서의 색띰(color shift)은 7.8 이하인 반사방지 필름.
  8. 편광자,
    서로 마주하는 제1 면과 제2 면을 가지는 액정층을 포함하는 보상 필름, 그리고
    유기 발광 표시 패널
    을 포함하며,
    상기 액정층은 상기 액정층의 표면에 대하여 두께 방향을 향하여 비스듬하게 경사진 배향을 가지는 액정들을 포함하고,
    상기 액정층의 표면에 대한 상기 액정들의 경사각은 상기 제1 면으로부터 상기 제2 면까지 상기 액정층의 두께 방향을 따라 점진적으로 커지며,
    상기 액정층의 표면에 대한 상기 액정들의 최대 경사각은 15도 내지 80도이며,
    상기 액정층의 450nm 및 550nm 파장에 대한 면내 위상차(Re)는 하기 관계식 1을 만족하는 유기 발광 장치:
    [관계식 1]
    0.7 ≤ Re(450nm)/Re(550nm) < 1.0
    상기 관계식 1에서,
    Re(450nm)은 450nm 파장의 입사광에 대한 상기 액정층의 면내 위상차이고,
    Re(550nm)은 550nm 파장의 입사광에 대한 상기 액정층의 면내 위상차이다.
  9. 제8항에서,
    상기 보상 필름은 상기 편광자와 상기 유기 발광 표시 패널 사이에 위치하고,
    상기 액정층의 제1 면은 상기 편광자 측에 위치하고,
    상기 액정층의 제2 면은 상기 유기 발광 표시 패널 측에 위치하는
    유기 발광 장치.
  10. 제8항에서,
    상기 보상 필름은 상기 편광자와 상기 유기 발광 표시 패널 사이에 위치하고,
    상기 액정층의 제1 면은 상기 유기 발광 표시 패널 측에 위치하고,
    상기 액정층의 제2 면은 상기 편광자 측에 위치하는 유기 발광 장치.
  11. 제8항에서,
    상기 보상 필름은 상기 액정층에 접하는 배향막을 더 포함하는 유기 발광 장치.
  12. 제8항에서,
    상기 보상 필름은 120nm 내지 160nm의 면내 위상차를 가지는 유기 발광 장치.
  13. 제8항에서,
    상기 액정층의 450nm, 550nm 및 650nm 파장에 대한 면내 위상차(Re)는 하기 관계식 2를 만족하는 유기 발광 장치:
    [관계식 2]
    Re(450nm)<Re(550nm)≤Re(650nm)
    상기 관계식 2에서,
    Re(450nm)은 450nm 파장의 입사광에 대한 상기 액정층의 면내 위상차이고,
    Re(550nm)은 550nm 파장의 입사광에 대한 상기 액정층의 면내 위상차이고,
    Re(650nm)은 650nm 파장의 입사광에 대한 상기 액정층의 면내 위상차이다.
  14. 제8항에서,
    상기 유기 발광 장치의 정면으로부터 60도 측면 방향에서의 색띰은 7.8 이하인 유기 발광 장치.
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