KR102586151B1 - 편광 유닛 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 편광 유닛은 서로 다른 위상 지연값을 갖는 복수의 위상차층, 복수의 위상차층 위에 위치하는 편광층, 편광층과 복수의 위상차층 사이에 위치하는 제1 보상층, 그리고 복수의 위상차층 아래에 위치하는 제2 보상층을 포함한다.

Description

편광 유닛 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치{POLARIZING UNIT AND ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DISPLAY COMPRISING THE SAME}
실시예는 편광 유닛 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치의 표시면에서 외광이 반사 또는 산란되면, 표시 장치에서 구현되는 본래의 영상이 잘 보이지 않게 된다. 특히, 모바일 폰, PMP(Portable Multimedia Player), PDA(Personal Digital Assistant), 노트북 등과 같은 휴대용 기기가 발전하면서 외광이 풍부한 실외에서 표시 장치가 사용되는 경우가 많아지고 있기 때문에 표시 장치의 표시면에서 외광의 반사 및 산란 문제가 개선되어야 한다.
한편, 최근에는 휘어지고 접혀지는 특징을 가진 접이식 표시 장치(foldable display device)가 개발되고 있다. 접이식 표시 장치는 휴대가 간편하면서도 큰 크기의 화면을 구현할 수 있는 장점이 있다. 이러한 접이식 표시 장치는 모바일 폰, PMP, PDP, 네비게이션, UMPC(Ultra Mobile PC), 전자 책, 전자 신문 등과 같은 모바일 장비뿐만 아니라 TV, 모니터 등의 다양한 분야에 응용될 수 있다.
이러한 접이식 표시 장치에도 반사 방지 필름이 부착될 필요가 있으며, 접이식 표시 장치가 더욱 작은 곡률 반경으로 접히기 위해서는 더욱 얇은 구조의 반사 방지 필름이 필요하다.
실시예는 색변이가 최소화되는 광학 특성을 가지는 편광 유닛 및 유기 발광 표시 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 실시예는 전체적인 두께가 슬림(slim)하게 형성되어 유연성(flexibility)이 향상된 편광 유닛 및 유기 발광 표시 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 실시예에 따른 편광 유닛은 서로 다른 위상 지연값을 갖는 복수의 위상차층, 복수의 위상차층 위에 위치하는 편광층, 편광층과 복수의 위상차층 사이에 위치하는 제1 보상층, 그리고 복수의 위상차층 아래에 위치하는 제2 보상층을 포함한다.
제1 보상층의 두께 방향 위상차는 제2 보상층의 두께 방향 위상차와 동일한 값을 가질 수 있다.
복수의 위상차층은 제1 위상차층 및 제1 위상차층 아래에 위치한 제2 위상차층을 포함하고, 제2 보상층의 두께 방향 위상차는 제2 위상차층의 두께 방향 위상차와 동일한 크기를 갖고 부호가 반대되는 값을 가질 수 있다.
제1 보상층의 두께 방향 위상차는 제2 위상차층의 두께 방향 위상차의 값의 0.5배 이상 제2 위상차층의 두께 방향 위상차의 값의 3배 이하의 크기를 갖고 부호가 반대되는 값을 가질 수 있다.
제1 위상차층은 λ/2 위상 지연값을 갖고, 제2 위상차층은 λ/4 위상 지연값을 가질 수 있다.
제1 위상차층의 550㎚ 파장의 입사광에 대한 면내 위상 지연값은 220㎚ 내지 270㎚의 범위에 속하고, 제1 위상차층의 단파장 분산성은 1.04 내지 1.11의 범위에 속하며, 제1 위상차층의 장파장 분산성은 0.90 내지 1.02의 범위에 속할 수 있다.
제2 위상차층의 550㎚ 파장의 입사광에 대한 면내 위상 지연값은 110㎚ 내지 150㎚의 범위에 속하고, 제2 위상차층의 단파장 분산성은 1.04 내지 1.11의 범위에 속하며, 제2 위상차층의 장파장 분산성은 0.90 내지 1.02의 범위에 속할 수 있다.
제1 위상차층 및 제2 위상차층 각각의 두께는 0.2㎛ 내지 3㎛의 범위에 속할 수 있다.
편광층의 두께는 1 ㎛ 내지 40 ㎛의 범위에 속할 수 있다.
실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치는 표시 패널, 그리고 표시 패널 위에 위치하는 편광 유닛을 포함하고, 편광 유닛은 서로 다른 위상 지연값을 갖는 복수의 위상차층, 복수의 위상차층 위에 위치하는 편광층, 편광층과 복수의 위상차층 사이에 위치하는 제1 보상층, 그리고 복수의 위상차층 아래에 위치하는 제2 보상층을 포함한다.
제1 보상층의 두께 방향 위상차는 제2 보상층의 두께 방향 위상차와 동일한 값을 가질 수 있다.
복수의 위상차층은 제1 위상차층 및 제1 위상차층 아래에 위치한 제2 위상차층을 포함하고, 제2 보상층의 두께 방향 위상차는 제2 위상차층의 두께 방향 위상차와 동일한 크기를 갖고 부호가 반대되는 값을 가질 수 있다.
제1 보상층의 두께 방향 위상차는 제2 위상차층의 두께 방향 위상차의 값의 0.5배 이상 제2 위상차층의 두께 방향 위상차의 값의 3배 이하의 크기를 갖고 부호가 반대되는 값을 가질 수 있다.
제1 위상차층은 λ/2 위상 지연값을 갖고, 제2 위상차층은 λ/4 위상 지연값을 가질 수 있다.
제1 위상차층의 550㎚ 파장의 입사광에 대한 면내 위상 지연값은 220㎚ 내지 270㎚의 범위에 속하고, 제1 위상차층의 단파장 분산성은 1.04 내지 1.11의 범위에 속하며, 제1 위상차층의 장파장 분산성은 0.90 내지 1.02의 범위에 속할 수 있다.
제2 위상차층의 550㎚ 파장의 입사광에 대한 면내 위상 지연값은 110㎚ 내지 150㎚의 범위에 속하고, 제2 위상차층의 단파장 분산성은 1.04 내지 1.11의 범위에 속하며, 제2 위상차층의 장파장 분산성은 0.90 내지 1.02의 범위에 속할 수 있다.
제1 위상차층 및 제2 위상차층 각각의 두께는 0.2㎛ 내지 3㎛의 범위에 속할 수 있다.
편광층의 두께는 1 ㎛ 내지 40 ㎛의 범위에 속할 수 있다.
실시예에 따른 편광 유닛 및 유기 발광 표시 장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 편광 유닛을 통해 색 변이를 억제하여 보다 나은 표시 품질의 표시 장치를 제공할 수 있다는 장점이 있다.
그리고, 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 전체적인 두께가 감소된 편광 유닛의 제공을 통해 표시 장치 전체의 두께를 감소시키는바, 장치의 유연성을 향상 시킬 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 실시예에 따른 편광 유닛의 단면도이다.
도 2 및 도 3는 제1 비교예의 편광 유닛의 시야각별 색 변이 분포를 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5는 제2 비교예의 편광 유닛의 시야각별 색 변이 분포를 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7은 제3 비교예의 편광 유닛의 시야각별 색 변이 분포를 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9는 제4 비교예의 편광 유닛의 시야각별 색 변이 분포를 나타낸 도면이다.
도 10 및 도 11은 실시예의 제1 양태에 따른 편광 유닛의 시야각별 색 변이 분포를 나타낸 도면이다.
도 12 및 도 13은 실시예의 제2 양태에 따른 편광 유닛의 시야각별 색 변이 분포를 나타낸 도면이다.
도 14 및 도 15는 실시예의 제3 양태에 따른 편광 유닛의 시야각별 색 변이 분포를 나타낸 도면이다.
도 16 및 도 17은 실시예의 제4 양태에 따른 편광 유닛의 시야각별 색 변이 분포를 나타낸 도면이다.
도 18은 실시예에 따른 편광 유닛의 반사방지 원리를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 19는 실시예에 따른 편광 유닛을 포함하는 유기 발광 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 실시예에 대하여 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 실시예는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 실시예가 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
그리고, 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "~ 상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
이하, 도 1을 참조하여 실시예에 따른 편광 유닛(100)에 대해 설명한다.
도 1은 실시예에 따른 편광 유닛(100)의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 편광 유닛(100)은 편광층(10), 복수의 보상층(11, 14), 복수의 보상층(11, 14) 사이의 위상차층(12, 13), 그리고 보호층(15)을 포함한다.
보호층(15)은 편광층(10)을 보호하기 위한 것으로서, 예를 들어 TAC(triacetyl cellulose)를 포함할 수 있다. 보호층(15)은 반사 방지(anti-reflection), 저반사(low-reflection), 눈부심 방지(anti-glare) 또는 하드코팅(hard coating) 등의 특성을 가질 수 있다.
보호층(15)은 편광판에 통상적으로 포함되는 보호층을 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들면, 셀룰로오스계, 폴리에스테르계, 고리형 폴리올레핀계, 폴리카보네이트계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 폴리아릴레이트계, 폴리비닐알코올계, 폴리염화비닐계, 폴리염화비닐리덴계 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는 셀룰로오스계, 더 바람직하게는 트리아세틸셀룰로오스계 필름을 사용할 수 있다.
편광층(10)은 입사광의 편광을 선편광으로 변환시키는 선형 편광자(linear polarizer)층일 수 있다. 예를 들어, 편광층(10)은 요오드(iodine)가 도핑된 PVA(poly-vinyl alcohol)를 포함할 수 있다.
편광층(10)은 PVA를 포함하는 필름(film) 형태, 코팅(coating)에 의해 형성되는 레이어(layer) 형태, 또는 와이어 그리드 편광자(wire grid polarizer, WGP) 등과 같은 금속 패턴층 형태 등을 가질 수 있다.
편광층(10)은 제1 보상층(11) 위에 위치한다. 편광층(10)은 단일층일 수도 있으며, 둘 이상의 막(sublayer)을 포함할 수 있다. 편광층(10)의 두께는 약 1 ㎛ 내지 40 ㎛일 수 있다.
보상층(11, 14)은 x축, y축의 굴절율에 비해 z축(두께 방향)의 굴절율이 큰 물질로 만들어진 필름이다.
실시예에 따른 편광 유닛의 보상층(11, 14)들은 양의 C 플레이트(positive C plate)일 수 있다. 그러면, 550㎚ 파장의 입사광에 대한 보상층(11, 14)의 두께 방향의 위상 지연값은 -200㎚ 내지 -25㎚의 범위에 속할 수 있다. 보상층(11, 14)들이 양의 C 플레이트 일 때, 두께 방향의 위상 지연값(Rth1)은 하기의 수학식 1과 같이 계산될 수 있다.
이때, d는 보상층의 두께, nz는 보상층의 두께 방향의 굴절률(refractive index), nx, ny는 보상층에서 두께 방향에 수직인 평면의 두 직교 방향에 대한 굴절률이다.
또는, 실시예에 따른 편광 유닛의 보상층(11, 14)들은 음의 C 플레이트(negative C plate)일 수 있다. 550㎚ 파장의 입사광에 대한 보상층(11, 14)의 두께 방향의 위상 지연값은 25㎚ 내지 200㎚의 범위에 속할 수 있다. 보상층(11, 14)들이 음의 C 플레이트 일 때, 두께 방향의 위상 지연값(Rth2)은 하기의 수학식 2와 같이 계산될 수 있다.
이때, d는 보상층의 두께, nz는 보상층의 두께 방향의 굴절률, nx, ny는 보상층에서 두께 방향에 수직인 평면의 두 직교 방향에 대한 굴절률이다.
보상층(11, 14)은 위상차층(12, 13)의 종류에 따라 양의 C 플레이트 또는 음의 C 플레이트로 결정된다. 예를 들어, 위상차층(12, 13)이 양의 A 플레이트(positive A plate)일 때, 보상층(11, 14)은 양의 C 플레이트로 결정된다. 또는, 위상차층(12, 13)이 음의 A 플레이트(negative A plate)일 때, 보상층(11, 14)은 음의 C 플레이트로 결정된다.
한편, 보상층(11, 14)은 하기의 수학식 3과 같이 면내 위상 지연값(Re)이 계산될 수 있다.
이때, d는 보상층의 두께이고, nx, ny는 보상층에서 두께 방향에 수직인 평면의 두 직교 방향에 대한 굴절률일 수 있다. 실시예에 따른 편광 유닛(100)에서, 550㎚ 파장의 입사광에 대한 보상층(11, 14)의 면내 위상 지연값은 0㎚ 내지 3㎚의 범위에 속할 수 있다.
보상층(11, 14)은 두께가 특별히 제한되지 않지만, 편광층(10)의 적층을 위하여, 그 두께가 0.2㎛ 내지 3㎛의 범위에 속할 수 있다.
보상층(11, 14)은 적층(lamination), 도포(coating), 증착(deposition), 전사(transfer), 접착(adhesion), 점착(PSA, pressure sensitive adhesion) 등의 방법으로 위상차층(12, 13)과 결합될 수 있다.
위상차층(12, 13)은 빛의 광학적 특성을 조절하여 위상 차를 조절하거나 시야각 개선 기능을 가질 수 있다. 위상차층(12, 13)은 위상차층(12, 13)의 광축에 평행하며, 서로 수직인 두 편광 성분에 위상차를 부여하여 선편광을 원편광으로 바꾸거나 원편광을 선편광으로 바꾸는 역할을 한다.
두 개의 위상차층(12, 13)은 서로 다른 면내 위상 지연값을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 위상차층(12)은 λ/2 위상 지연값을 가지고, 제2 위상차층(13)은 λ/4 위상 지연값을 가질 수 있다. 이때, 제1 위상차층(12) 및 제2 위상차층(13) 각각의 두께는 0.2㎛ 내지 3㎛ 의 범위에 속할 수 있다.
두 개의 위상차층(12, 13)은 양의 A 플레이트일 수 있다. 그러면, 550㎚ 파장의 입사광에 대한 제1 위상차층(12)의 두께 방향의 위상 지연값은, 110㎚ 내지 140㎚의 범위에 속할 수 있다. 또한, 550㎚ 파장의 입사광에 대한 제2 위상차층(13)의 두께 방향의 위상 지연값은 50㎚ 내지 80㎚의 범위에 속할 수 있다.
또는, 두 개의 위상차층(12, 13)은 음의 A 플레이트일 수 있다. 그러면, 550㎚ 파장의 입사광에 대한 제1 위상차층(12)의 두께 방향의 위상 지연값은, -140㎚ 내지 -110㎚의 범위에 속할 수 있다. 또한, 550㎚ 파장의 입사광에 대한 제2 위상차층(13)의 두께 방향의 위상 지연값은 -80㎚ 내지 -50㎚의 범위에 속할 수 있다.
제1 위상차층(12)은 λ/2 면내 위상 지연값을 가지면서, 정파장 분산 특성을 가질 수 있다. 550㎚ 파장의 입사광에 대한 제1 위상차층(12)의 면내 위상 지연값은, 220㎚ 내지 270㎚일 수 있다. 이때, 정파장 분산 특성은 단파장의 광에 대한 면내 위상 지연값이 장파장의 광에 대한 면내 위상 지연값과 같거나 그보다 큰 특성이다.
구체적으로, 제1 위상차층(12)의 단파장 분산성은 약 1.04 내지 1.11의 범위에 속할 수 있다. 그리고, 제1 위상차층(12)의 장파장 분산성은 약 0.90 내지 1.02의 범위에 속할 수 있다.
이하에서, 단파장 분산성은 550㎚ 파장의 입사광에 대한 면내 위상 지연값과 450㎚ 파장의 입사광에 대한 면내 위상 지연값의 비율인 것으로 가정한다. 장파장 분산성은 550㎚ 파장의 입사광에 대한 면내 위상 지연값과 650㎚ 파장의 입사광에 대한 면내 위상 지연값의 비율인 것으로 가정한다.
또한, 제1 위상차층(12)의 광학축과 편광층(10)의 흡수축 사이의 각이 -20° 내지 -10° 또는 10° 내지 20°가 되도록, 제1 위상차층(12)과 상기 편광층(10)이 경사 배향될 수 있다.
그리고, 제2 위상차층(13)은 λ/4 면내 위상 지연값을 가지면서, 정파장 분산 특성을 가질 수 있다.
550㎚ 파장의 입사광에 대한 제2 위상차층(13)의 면내 위상 지연값은 약 110㎚ 내지 150㎚의 범위에 속할 수 있다. 제2 위상차층(13)의 단파장 분산성은 약 1.04 내지 1.11의 범위에 속할 수 있다. 그리고, 제2 위상차층(13)의 장파장 분산성은 약 0.90 내지 1.02의 범위에 속할 수 있다.
또한, 제2 위상차층(13)의 광학축과 편광층(10)의 흡수축 사이의 각이 -80° 내지 -70° 또는 70° 내지 80°가 되도록, 제2 위상차층(13)과 상기 편광층(10)이 경사 배향될 수 있다.
위상차층(12, 13)은 복수의 보상층(11, 14) 사이에 위치할 수 있다. 제1 위상차층(12)의 위에 제1 보상층(11)이 위치하고, 제2 위상차층(13)의 아래에 제2 보상층(14)이 위치할 수 있다.
예를 들어, 제1 위상차층(12)의 일면에 양의 C 플레이트가 도포되고, 제2 위상차층(13)의 일면에 양의 C 플레이트가 도포될 수 있다. 그리고, 제1 위상차층(12)의 타면과 제2 위상차층(13)의 타면이 서로 결합될 수 있다. 이때, 제1 위상차층(12)의 타면과 제2 위상차층(13)의 타면은 서로 접착(adhesion), 점착(PSA, pressure sensitive adhesion), 합지(lamination) 등의 방법으로 결합될 수 있다.
위상차층(12, 13)은 유기 발광 표시 장치용 편광판에서 통상적으로 사용되는 것으로, 위상차 기능을 갖는 필름이라면 제한없이 사용할 수 있다. 위상차층(12, 13)으로는 아크릴계, 폴리카보네이트계, 폴리스티렌계, 폴리이미드계, 셀룰로오스계, 올레핀계, 시클로올레핀폴리머계 또는 이들의 혼합으로 만들어진 필름을 사용할 수 있다. 바람직하게는 아크릴계, 폴리카보네이트계, 시클로올레핀폴리머계 필름을 사용할 수 있다.
실시예의 편광 유닛(100)에서, 양의 A 플레이트인 위상차층(12)의 두께 방향 위상 지연값은 110㎚ 내지 140㎚의 범위에 속한다. 그리고, 양의 A 플레이트인 위상차층(13)의 두께 방향 위상 지연값은 50㎚ 내지 80㎚의 범위에 속한다. 제1 위상차층(12) 및 제2 위상차층(13)의 두께 방향 위상 지연값에 의해, 편광 유닛(100)의 두께 방향 위상 지연값이 증가한다. 양의 C 플레이트인 보상층(11, 14)의 두께 방향 위상 지연값은 -200㎚ 내지 -25㎚의 범위에 속하므로, 보상층(11, 14)을 적층하여, 편광 유닛(100)의 두께 방향 위상 지연값의 크기를 감소시킬 수 있다.
또는, 실시예의 편광 유닛(100)에서, 음의 A 플레이트인 위상차층(12)의 두께 방향 위상 지연값은 -140㎚ 내지 -110㎚의 범위에 속한다. 그리고, 음의 A 플레이트인 위상차층(13)의 두께 방향 위상 지연값은 -80㎚ 내지 -50㎚의 범위에 속한다. 제1 위상차층(12) 및 제2 위상차층(13)의 두께 방향 위상 지연값에 의해, 편광 유닛(100)의 두께 방향 위상 지연값이 음의 방향으로 증가한다. 음의 C 플레이트인 보상층(11, 14)의 두께 방향 위상 지연값은 25㎚ 내지 200㎚의 범위에 속하므로, 보상층(11, 14)을 적층하여, 편광 유닛(100)의 두께 방향 위상 지연값의 크기를 감소시킬 수 있다.
위상층(12, 13)의 두께 방향 위상 지연값을 보상하는 보상층(11, 14)을 적층하면, 편광 유닛(100)의 두께 방향의 위상 지연값의 크기가 작아져 보는 각도에 따른 특성 차이가 감소할 수 있다. 그러므로, 실시예에 따른 편광 유닛(100)은 측면 시야각 개선 효과가 있다.
도 1의 편광 유닛(100)은 표시 장치, 특히 유기 발광 표시 장치나 액정 표시 장치 등 평판 표시 장치에 사용될 수 있다. 이에 대해서는 도 18 및 도 19를 참조하여 후술한다.
그러면, 실시예 및 비교예에 따른 편광 유닛의 시야각별 색 변이에 대하여 도 2 내지 도 17을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저, 먼저, 비교예에 따른 편광 유닛의 색 변이 분포를 설명한다.
도 2 및 도 3는 제1 비교예에 따른 편광 유닛의 시야각별 색 변이 분포를 나타낸 도면이고, 도 4 및 도 5는 제2 비교에 따른 편광 유닛의 시야각별 색 변이 분포를 나타낸 도면이며, 도 6 및 도 7은 제3 비교예에 따른 편광 유닛의 시야각별 색 변이 분포를 나타낸 도면이고, 도 8 및 도 9는 제4 비교예에 따른 편광 유닛의 시야각별 색 변이 분포를 나타낸 도면이다.
제1 비교예에 따른 편광 유닛은 도 1의 구조에서 보상층들(11, 14)이 없는 구조이고, 제2 비교예에 따른 편광 유닛은 도 1의 구조에서 제1 보상층(11)이 없는 구조이며, 제3 비교예에 따른 편광 유닛은 도 1의 구조에서 제2 보상층(14)이 없는 구조이고, 제4 비교예에 따른 편광 유닛은 제1 비교예의 구조에서 하나의 보상층이 위상차층(12, 13)들 사이에 위치한 구조이다.
실시예, 제1 내지 제4 비교예 각각의 편광 유닛에서, 편광층(10)의 두께는 33㎛이고, 제1 위상차층(12)의 두께는 2㎛이며, 제2 위상차층(13)의 두께는 1㎛일 수 있다.
실시예, 제1 내지 제4 비교예 각각의 편광 유닛(100)에서, 제1 위상차층(12)의 550㎚ 파장의 입사광에 대한 면내 위상 지연값은 260㎚이고, 550㎚ 파장의 입사광에 대한 두께 방향의 위상 지연값은 130㎚일 수 있다.
실시예, 제1 내지 제4 비교예 각각의 편광 유닛(100)에서, 제1 위상차층(12)의 단파장 분산성은 1.10이고, 장파장 분산성은 0.95일 수 있다.
실시예, 제1 내지 제4 비교예 각각의 편광 유닛(100)에서, 제1 위상차층(12)의 550㎚ 파장의 입사광에 대한 면내 위상 지연값은 13㎚이고, 550㎚ 파장의 입사광에 대한 두께 방향의 위상 지연값은 65㎚일 수 있다.
실시예, 제1 내지 제4 비교예 각각의 편광 유닛(100)에서, 제2 위상차층(13)의 단파장 분산성은 1.10이고, 장파장 분산성은 0.95일 수 있다.
실시예, 제1 내지 제4 비교예 각각의 편광 유닛(100)에서, 제1 위상차층(12)의 광학축과 편광층(10)의 흡수축 사이의 각은 15°이고, 정파장 분산 특성을 갖는 제2 위상차층(13)의 광학축과 편광층(10)의 흡수축 사이의 각이 75°일 수 있다.
제2 비교예, 제3 비교예 및 제4 비교예에 따른 편광 유닛들에 각각 포함된 보상층들의 550㎚ 파장의 입사광에 대한 두께 방향의 위상 지연값은 -65㎚를 만족하도록, 보상층들이 설계될 수 있다.
도 2, 도 4, 도 6 및 도 8은 제1 내지 제4 비교예에 따른 편광 유닛(100)의 두 위상차층(12, 13)이 동일한 각도의 위상축으로 결합되었을 때, 색 변이 분포를 나타낸 도면이다. 도 2, 도 4, 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 시야각이 변화됨에 따라 색이 적색, 청색, 녹색 등으로 변화되는 색 변이 현상이 발생한다.
도 3, 도 5, 도 7 및 도 9은 제1 내지 제4 비교예에 따른 편광 유닛(100) 의 두 위상차층(12, 13)의 위상축들이 서로 5도로 틸트(tilt)되었을 때, 색 변이 분포를 나타낸 도면이다. 편광 유닛(100)이 제조될 때, 제1 위상차층(12)의 위상축과 제2 위상차층(13)의 위상축이 이루는 각도가 5도 이내로 결합될 수 있다. 도 3, 도 5, 도 7 및 도 9에 도시된 바와 같이, 시야각이 변화됨에 따라 색이 적색, 청색, 녹색 등으로 변화되는 색 변이 현상이 발생한다.
다음으로, 실시예에 기초한 제1 내지 제4 양태에 따른 편광 유닛(100)의 색 변이 분포도를 참조하여 실시예에 따른 효과를 설명한다
도 10 및 도 11은 실시예에 기초한 제1 양태에 따른 편광 유닛(100)의 시야각별 색 변이 분포를 나타낸 도면이고, 도 12 및 도 13은 실시예에 기초한 제2 양태에 따른 편광 유닛(100)의 시야각별 색 변이 분포를 나타낸 도면이며, 도 14 및 도 15는 실시예에 기초한 제3 양태에 따른 편광 유닛(100)의 시야각별 색 변이 분포를 나타낸 도면이고, 도 16 및 도 17은 실시예에 기초한 제4 양태에 따른 편광 유닛(100)의 시야각별 색 변이 분포를 나타낸 도면이다.
실시예에 따른 편광 유닛(100)은 도 1에 도시한 구조를 가진다. 편광 유닛(100)의 보상층(11, 14)의 두께 방향의 위상 지연값은 제2 위상차층(13)의 두께 방향의 위상 지연값에 대해서 소정 비율을 가질 수 있다. 소정 비율은 설계에 따라 가변될 수 있으며, 특정 값에 한정되는 것은 아니다.
제1 양태에 따른 편광 유닛(100)은 제1 보상층(11)의 두께 방향의 위상 지연값의 크기가 제2 위상차층(13)의 두께 방향의 위상 지연값의 크기가 동일한 값을 갖도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 제1 양태에 따른 편광 유닛(100)의 제1 보상층(11) 및 제2 보상층(14)의 550㎚ 파장의 입사광에 대한 두께 방향의 위상 지연값은 -65㎚일 수 있다.
제2 양태에 따른 편광 유닛(100)은 제1 보상층(11)의 두께 방향의 위상 지연값의 크기가 제2 위상차층(13)의 두께 방향의 위상 지연값의 크기의 1/2배 값을 갖도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 제2 양태에 따른 편광 유닛(100)의 제1 보상층(11)의 550㎚ 파장의 입사광에 대한 두께 방향의 위상 지연값은 -32㎚이고, 제2 보상층(14)의 550㎚ 파장의 입사광에 대한 두께 방향의 위상 지연값은 -65㎚일 수 있다.
제3 양태에 따른 편광 유닛(100)은 제1 보상층(11)의 두께 방향의 위상 지연값의 크기가 제2 위상차층(13)의 두께 방향의 위상 지연값의 크기의 2배 값을 갖도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 제3 양태에 따른 편광 유닛(100)의 제1 보상층(11)의 550㎚ 파장의 입사광에 대한 두께 방향의 위상 지연값은 -130㎚이고, 제2 보상층(14)의 550㎚ 파장의 입사광에 대한 두께 방향의 위상 지연값은 -65㎚일 수 있다.
제4 양태에 따른 편광 유닛(100)은 제1 보상층(11)의 두께 방향의 위상 지연값의 크기가 제2 위상차층(13)의 두께 방향의 위상 지연값의 크기의 3배 값을 갖도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 제4 양태에 따른 편광 유닛(100)의 제1 보상층(11)의 550㎚ 파장의 입사광에 대한 두께 방향의 위상 지연값은 -195㎚이고, 제2 보상층(14)의 550㎚ 파장의 입사광에 대한 두께 방향의 위상 지연값은 -65㎚일 수 있다.
도 10, 도 12, 도 14 및 도 16은 실시예에 따른 편광 유닛(100)의 두 위상차층(12, 13)이 동일한 각도의 위상축으로 결합되었을 때, 색 변이 분포를 나타낸 도면이다. 도 10, 도 12, 도 14 및 도 16에 도시된 바와 같이, 시야각에 따라 짙은 청색, 밝은 청색 정도로 색이 변화한다. 그러므로, 실시예에 따른 색 변이 정도가 비교예들에 따른 색 변이 정도에 비해 더 적다.
도 11, 도 13, 도 15 및 도 17은 실시예에 따른 편광 유닛(100)의 두 위상차층(12, 13)이 서로 위상축들이 5도로 틸트되었을 때, 색 변이 분포를 나타낸 도면이다. 두 위상차층(12, 13)의 위상축이 서로 5도로 틸트되더라도, 시야각에 따라 짙은 청색, 밝은 청색 정도로 색이 변화한다. 그러므로, 두 위상차층(12, 13)의 위상축이 틸트된 경우에도, 실시예에 따른 색 변이 정도가 비교예들에 따른 색 변이 정도에 비해 더 적다.
색 변이 값의 계산은 CIE-Lab 색 좌표계에서 가로축인 a값과 세로축인 b값을 사용하며, 양수 a값은 적색, 음수 a값은 녹색, 양수 b값은 황색, 음수 b값은 청색을 나타낸다.
색 변이 값(ΔE)은 다음의 수학식 4에 따라 계산될 수 있다.
여기서 ΔE 는 색 변이 값, Δa는 CIE 색 좌표계에서 a값의 편차이고, Δb는 CIE 색 좌표계에서 b값의 편차일 수 있다. ΔE 값이 작을수록 색 변이가 양호한 것이다.
실시예의 제1 양태 내지 제4 양태, 제1 비교예 내지 제4 비교예에 따른 극각 45도 색 변이 값 및 극각 60도 색 변이 값은 다음의 표 1과 같이 나타낼 수 있다.
상기의 표 1 및 도 2 내지 도 17에서 나타낸 바와 같이, 실시예의 편광 유닛(100)은 비교예의 편광 유닛에 비해, 극각 45도의 색 변이 값, 극각 60도의 색 변이 값, 편광 유닛의 두 위상차층(12, 13)이 서로 위상축이 5도로 틸트되었을 때의 극각 45도의 색 변이 값 및 극각 60도의 색 변이 값이 낮아, 측면 시야각 개선 효과가 있다.
구체적으로, 제1 양태에 따른 극각 45도의 색 변이 값은, 제1 비교예에 비해 5.36 감소하였고, 제2 비교예에 비해 4.27 감소하였으며, 제3 비교예에 비해 8.79 감소하였고, 제4 비교예에 비해 2.67 감소하였다. 제1 양태에 따른 편광 유닛은 비교예 1 내지 비교예 4에 따른 편광 유닛과 비교하여 측면 색 변이가 크게 개선된 것을 확인할 수 있다.
다음으로, 도 18 및 도 19를 참조하여, 실시예의 편광 유닛(100)이 적층된 유기 발광 표시 장치에 대해 설명한다.
도 18은 실시예에 따른 편광 유닛(100)의 반사방지 원리를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 19는 실시예에 따른 편광 유닛(100)을 포함하는 유기 발광 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이, 유기 발광 표시 장치는 유기 발광 표시 패널(200) 및 유기 발광 표시 패널(200)의 일면에 위치하는 편광 유닛(100)을 포함한다.
도 18에 도시된 바와 같이, 외부로부터 입사되는 비편광된 광은 편광층(10)을 통과하면서, 두 개의 편광 직교 성분 중 하나의 편광 직교 성분만이 투과된다. 편광된 광은 위상차층(12, 13)을 통과하면서 원편광으로 바뀔 수 있다.
원편광된 광은 기판, 전극 등을 포함한 유기 발광 표시 패널(200)에서 반사되면서 원편광 방향이 바뀔 수 있다. 원편광 방향이 바뀐 광이 위상차층(12, 13)을 다시 통과하면서 두 개의 편광 직교 성분 중 다른 하나의 편광 직교 성분만이 투과될 수 있다.
다른 하나의 편광 직교 성분은 편광층(10)을 통과하지 못하여 외부로 광이 방출되지 않으므로, 외광 반사 방지 효과를 가질 수 있다.
도 19에 도시된 편광 유닛(100)은 편광층(10), 위상차층(12, 13), 보상층(11, 14) 및 보호층(15)를 포함한다. 편광 유닛(100)에 대한 설명은 도 1에서 설명한 바와 같으므로, 생략한다.
실시예에 따른 편광 유닛(100) 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치는 색 변이 방지 특성이 우수하여 시야각 의존성을 줄일 수 있다.
이상에서 실시예의 바람직일 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 실시예의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 실시예의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 실시예의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 편광층
11: 제1 보상층
12: 제1 위상차층
13: 제2 위상차층
14: 제2 보상층
15: 보호층
100: 편광 유닛
200: 유기 발광 표시 패널

Claims (18)

  1. 서로 다른 위상 지연값을 갖는 복수의 위상차층,
    상기 복수의 위상차층 위에 위치하는 편광층,
    상기 편광층과 상기 복수의 위상차층 사이에 위치하는 제1 보상층, 그리고
    상기 복수의 위상차층 아래에 위치하는 제2 보상층,
    을 포함하고,
    상기 제1 보상층의 두께 방향 위상차는 상기 제2 보상층의 두께 방향 위상차와 동일한 값을 갖는 편광 유닛.
  2. 삭제
  3. 서로 다른 위상 지연값을 갖는 복수의 위상차층,
    상기 복수의 위상차층 위에 위치하는 편광층,
    상기 편광층과 상기 복수의 위상차층 사이에 위치하는 제1 보상층, 그리고
    상기 복수의 위상차층 아래에 위치하는 제2 보상층,
    을 포함하고,
    상기 복수의 위상차층은 제1 위상차층 및 상기 제1 위상차층 아래에 위치한 제2 위상차층을 포함하고,
    상기 제2 보상층의 두께 방향 위상차는 상기 제2 위상차층의 두께 방향 위상차와 동일한 크기를 갖고 부호가 반대되는 값을 갖는 편광 유닛.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 보상층의 두께 방향 위상차는 상기 제2 위상차층의 두께 방향 위상차의 값의 0.5배 이상 상기 제2 위상차층의 두께 방향 위상차의 값의 3배 이하의 크기를 갖고 부호가 반대되는 값을 갖는 편광 유닛.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 위상차층은 λ/2 위상 지연값을 갖고, 상기 제2 위상차층은 λ/4 위상 지연값을 갖는 편광 유닛.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 위상차층의 550㎚ 파장의 입사광에 대한 면내 위상 지연값은 220㎚ 내지 270㎚의 범위에 속하고, 상기 제1 위상차층의 단파장 분산성은 1.04 내지 1.11의 범위에 속하며, 상기 제1 위상차층의 장파장 분산성은 0.90 내지 1.02의 범위에 속하는 편광 유닛.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제2 위상차층의 550㎚ 파장의 입사광에 대한 면내 위상 지연값은 110㎚ 내지 150㎚이의 범위에 속하고, 상기 제2 위상차층의 단파장 분산성은 1.04 내지 1.11의 범위에 속하며, 상기 제2 위상차층의 장파장 분산성은 0.90 내지 1.02의 범위에 속하는 편광 유닛.
  8. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 위상차층 및 상기 제2 위상차층 각각의 두께는 0.2㎛ 내지 3㎛의 범위에 속하는 편광 유닛.
  9. 제1 항 또는 제3 항에 있어서,
    상기 편광층의 두께는 1 ㎛ 내지 40 ㎛의 범위에 속하는 편광 유닛.
  10. 표시 패널, 그리고
    상기 표시 패널 위에 위치하는 편광 유닛을 포함하고,
    상기 편광 유닛은,
    서로 다른 위상 지연값을 갖는 복수의 위상차층,
    상기 복수의 위상차층 위에 위치하는 편광층,
    상기 편광층과 상기 복수의 위상차층 사이에 위치하는 제1 보상층, 그리고
    상기 복수의 위상차층 아래에 위치하는 제2 보상층을 포함하고,
    상기 제1 보상층의 두께 방향 위상차는 상기 제2 보상층의 두께 방향 위상차와 동일한 값을 갖는 유기 발광 표시 장치.
  11. 삭제
  12. 표시 패널, 그리고
    상기 표시 패널 위에 위치하는 편광 유닛을 포함하고,
    상기 편광 유닛은,
    서로 다른 위상 지연값을 갖는 복수의 위상차층,
    상기 복수의 위상차층 위에 위치하는 편광층,
    상기 편광층과 상기 복수의 위상차층 사이에 위치하는 제1 보상층, 그리고
    상기 복수의 위상차층 아래에 위치하는 제2 보상층을 포함하고,
    상기 복수의 위상차층은 제1 위상차층 및 상기 제1 위상차층 아래에 위치한 제2 위상차층을 포함하고,
    상기 제2 보상층의 두께 방향 위상차는 상기 제2 위상차층의 두께 방향 위상차와 동일한 값을 갖는 유기 발광 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 보상층의 두께 방향 위상차는 상기 제2 위상차층의 두께 방향 위상차의 값의 0.5배 이상 상기 제2 위상차층의 두께 방향 위상차의 값의 3배 이하인 값을 갖는 유기 발광 표시 장치.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 위상차층은 λ/2 위상 지연값을 갖고, 상기 제2 위상차층은 λ/4 위상 지연값을 갖는 유기 발광 표시 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 위상차층의 550㎚ 파장의 입사광에 대한 면내 위상 지연값은 220㎚ 내지 270㎚의 범위에 속하고, 상기 제1 위상차층의 단파장 분산성은 1.04 내지 1.11의 범위에 속하며, 상기 제1 위상차층의 장파장 분산성은 0.90 내지 1.02의 범위에 속하는 유기 발광 표시 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제2 위상차층의 550㎚ 파장의 입사광에 대한 면내 위상 지연값은 110㎚ 내지 150㎚의 범위에 속하고, 상기 제2 위상차층의 단파장 분산성은 1.04 내지 1.11의 범위에 속하며, 상기 제2 위상차층의 장파장 분산성은 0.90 내지 1.02의 범위에 속하는 유기 발광 표시 장치.
  17. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 위상차층 및 상기 제2 위상차층 각각의 두께는 0.2㎛ 내지 3㎛의 범위에 속하는 유기 발광 표시 장치.
  18. 제10 항 또는 제12 항에 있어서,
    상기 편광층의 두께는 1 ㎛ 내지 40 ㎛의 범위에 속하는 유기 발광 표시 장치.
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