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KR101966831B1 - 반사 방지용 광학 필터 및 유기 발광 장치 - Google Patents

반사 방지용 광학 필터 및 유기 발광 장치 Download PDF

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KR101966831B1
KR101966831B1 KR1020170133776A KR20170133776A KR101966831B1 KR 101966831 B1 KR101966831 B1 KR 101966831B1 KR 1020170133776 A KR1020170133776 A KR 1020170133776A KR 20170133776 A KR20170133776 A KR 20170133776A KR 101966831 B1 KR101966831 B1 KR 101966831B1
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retardation film
optical filter
retardation
organic light
filter according
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윤혁
박문수
정종현
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 출원은 광학 필터 및 유기 발광 표시 장치에 관하 것이다. 본 출원의 광학 필터는 정면뿐만 아니라 측면에서도 전 방위 반사 방지 성능 및 컬러 특성이 우수하며, 상기 광학 필터는 유기 발광 장치에 적용되어 시인성을 향상시킬 수 있다.

Description

반사 방지용 광학 필터 및 유기 발광 장치{Optical filter for anti-reflection and organic light-emitting device}
본 출원은 반사 방지용 광학 필터 및 유기 발광 장치에 관한 것이다.
본 출원은 2016년 10월 14일자 한국 특허 출원 제10-2016-0133355에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된　모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
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. 특허 문헌 1과 같이 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 면으로 갈수록 반사 방지 성능이 저하되어 시인성이 떨어지는 문제점이 있다.
대한민국 특허공개 제2009-0122138호
본 출원이 해결하고자 하는 과제는 정면뿐만 아니라 측면에서도 전 방위 반사 방지 성능 및 컬러 특성이 우수한 광학 필터 및 상기 광학 필터를 적용하여 시인성이 개선된 유기 발광 장치를 제공하는 것이다.
본 출원은 반사 방지용 광학 필터에 관한 것이다. 상기 광학 필터는 일 방향으로 형성된 흡수축을 가지는 편광자, 제 1 위상차 필름 및 제 2 위상차 필름을 순차로 포함할 수 있다.
본 명세서에서 편광자는 입사 광에 대하여 선택적 투과 및 흡수 특성을 나타내는 소자를 의미한다. 편광자는 예를 들어, 여러 방향으로 진동하는 입사 광으로부터 어느 한쪽 방향으로 진동하는 광은 투과하고, 나머지 방향으로 진동하는 광은 흡수할 수 있다.
상기 광학 필터에 포함되는 편광자는 선편광자일 수 있다. 본 명세서에서 선편광자는 선택적으로 투과하는 광이 어느 하나의 방향으로 진동하는 선 편광이고 선택적으로 흡수하는 광이 상기 선편광의 진동 방향과 직교하는 방향으로 진동하는 선편광인 경우를 의미한다.
상기 편광자로는, 예를 들어, PVA 연신 필름 등과 같은 고분자 연신 필름에 요오드를 염착한 편광자 또는 배향된 상태로 중합된 액정을 호스트로 하고, 상기 액정의 배향에 따라 배열된 이방성 염료를 게스트로 하는 게스트-호스트형 편광자를 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
본 출원의 일 실시예에 의하면 상기 편광자로는 PVA 연신 필름을 사용할 수 있다. 상기 편광자의 투과율 내지 편광도는 본 출원의 목적을 고려하여 적절히 조절될 수 있다. 예를 들어 상기 편광자의 투과율은 42.5% 내지 55%일 수 있고, 편광도는 65% 내지 99.9997% 일 수 있다.
본 명세서에서 각도를 정의하면서, 수직, 수평, 직교 또는 평행 등의 용어를 사용하는 경우, 이는 목적하는 효과를 손상시키지 않는 범위에서의 실질적인 수직, 수평, 직교 또는 평행을 의미하는 것으로, 예를 들면, 제조 오차(error) 또는 편차(variation) 등을 감안한 오차를 포함하는 것이다. 예를 들면, 상기 각각의 경우는, 약 ±15도 이내의 오차, 약 ±10도 이내의 오차 또는 약 ±5도 이내의 오차를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 위상차 필름은 광학　이방성　필름으로서 복굴절을 제어함으로써 입사 편광을 변환할 수 있는 소자를 의미할 수 있다. 본 명세서에서 위상차 필름의 x축, y축 및 z축을 기재하면서 특별한 언급이 없는 한, 상기 x축은 위상차 필름의 면내 지상축과 평행한 방향 의미하고, y 축은 위상차 필름의 면내 진상축과 평행한 방향을 의미하며, z축은 위상차 필름의 두께 방향을 의미한다. 상기 x축과 y축은 면내에서 서로 직교를 이룰 수 있다. 본 명세서에서 위상차 필름의 광축을 기재하면서 특별히 달리 규정하지 않는 한 지상축을 의미한다. 상기 위상차 필름이 막대 형상의 액정 분자를 포함하는 경우 지상축은 상기 막대 형상의 장축 방향을 의미할 수 있고 디스크 형상의 액정 분자를 포함하는 경우 지상축은 상기 디스크 형상의 법선 방향을 의미할 수 있다.
본 명세서에서 위상차 필름의 Nz 값은 하기 수식 1로 계산된다.
[수식 1]
Nz = (nx-nz)/(nx-ny)
본 명세서에서 하기 수식 2를 만족하는 위상차 필름을 소위 +C 플레이트로 호칭할 수 있다.
본 명세서에서 하기 수식 3을 만족하는 위상차 필름을 소위 +B 플레이트로 호칭할 수 있다.
본 명세서에서 하기 수식 4를 만족하는 위상차 필름을 소위 -B 플레이트로 호칭할 수 있다.
본 명세서에서 하기 수식 5를 만족하는 위상차 필름을 소위 +A 플레이트로 호칭할 수 있다.
[수식 2]
nx = ny < nz
[수식 3]
ny < nx ≠ nz
[수식 4]
nx > ny > nz
[수식 5]
nx > ny = nz
본 명세서에서 위상차 필름의 면상 위상차(Rin)는 하기 수식 6으로 계산된다.
본 명세서에서 위상차 필름의 두께 방향의 위상차(Rth)는 하기 수식 7로 계산된다.
[수식 6]
Rin = d × (nx - ny)
[수식 7]
Rth = d × {(nz-(nx+ny)/2}
수식 1 내지 수식 7에서, nx, ny 및 nz는 각각 상기 정의한 x축, y축 및 z축 방향의 굴절률이고, d는 위상차 필름의 두께이다.
본 명세서에서 역파장 분산 특성은 하기 수식 8을 만족하는 특성을 의미할 수 있고, 정상 파장 분산 특성(normal wavelength dispersion)은 하기 수식 9를 만족하는 특성을 의미할 수 있으며, 플랫 파장 분산 특성(flat wavelength dispersion)은 하기 수식 10을 만족하는 특성을 의미할 수 있다.
[수식 8]
R(450)/R(550) < R(650)/R(550)
[수식 9]
R(450)/R(550) > R(650)/R(550
[수식 10]
R(450)/R(550) = R(650)/R(550)
본 명세서에서 위상차 필름의 굴절률을 기재하면서 특별히 달리 규정하지 않는 한, 약 550 nm 파장의 광에 대한 굴절률을 의미한다.
본 출원의 광학 필터에 따르면, 상기 제 1 위상차 필름은 +A 플레이트 또는 -B 플레이트일 수 있다. 상기 제 1 위상차 필름은 Nz 값이 1.0 내지 1.5일 수 있다. 상기 제 2 위상차 필름은 +B 플레이트일 수 있다. 상기 제 2 위상차 필름은 Nz 값이 -1 이하일 수 있다. 상기 제 1 위상차 필름 및 제 2 위상차 필름의 면내 지상축은 각각 상기 편광자의 흡수축과 43도 내지 47도를 이룰 수 있다. 상기 제 2 위상차 필름의 면내 지상축은 제 1 위상차 필름의 면내 지상축과 직교하거나 또는 평행할 수 있다.
도 1은 편광자(30), 제 1 위상차 필름(10) 및 제 2 위상차 필름(20)을 순차로 포함하는 본 출원의 광학 필터를 예시적으로 나타낸다.
본 출원의 광학 필터는 제 1 위상차 필름의 Nz 값 및 제 1 위상차 필름과 제 2 위상차 필름 간의 면내 지상축의 관계에 따라 하기 제 1 내지 제 4 실시예로 구현될 수 있다. 도 2 내지 도 5는 각각 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 광학 필터를 예시적으로 나타낸다. 편광자(30)의 괄호는 편광자의 흡수축을 의미하고, 제 1 위상차 필름(10)의 괄호는 제 1 위상차 필름의 종류 및 면내 지상축를 의미하고, 제 2 위상차 필름(20)의 괄호는 제 2 위상차 필름의 종류 및 면내 지상축을 의미한다.
도 2에 나타낸 바와 같이 본 출원의 제 1 실시예에 따른 광학 필터에 따르면 제 1 위상차 필름의 Nz 값은 1이고, 제 1 위상차 필름과 제 2 위상차 필름의 면내 지상축은 서로 직교할 수 있다. 상기 제 1 위상차 필름은 +A 플레이트일 수 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이 본 출원의 제 2 실시예에 따른 광학 필터에 따르면 제 1 위상차 필름의 Nz 값은 1 초과 내지 1.5 이하이고, 제 1 위상차 필름과 제 2 위상차 필름의 면내 지상축은 서로 직교할 수 있다. 상기 제 1 위상차 필름은 -B 플레이트일 수 있다.
도 4에 나타낸 바와 같이 본 출원의 제 3 실시예에 따른 광학 필터에 따르면 제 1 위상차 필름의 Nz 값은 1이고, 제 1 위상차 필름과 제 2 위상차 필름의 면내 지상축은 서로 평행할 수 있다. 상기 제 1 위상차 필름은 +A 플레이트일 수 있다.
도 5에 나타낸 바와 같이 본 출원의 제 4 실시예에 따른 광학 필터에 따르면 제 1 위상차 필름의 Nz 값은 1 초과 내지 1.5 이하이고, 제 1 위상차 필름과 제 2 위상차 필름의 면내 지상축은 서로 평행할 수 있다. 상기 제 1 위상차 필름은 -B 플레이트일 수 있다.
상기 광학 필터는 정면뿐만 아니라 측면에서도 우수한 전 방위 반사 방지 성능 및 컬러 특성을 나타낼 수 있다. 이하, 상기 광학 필터에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
상기 광학 필터는, 예를 들면 경사각 60도에서 측정한 반사율이 13% 이하, 12% 이하, 11% 이하 또는 10% 이하일 수 있다. 상기 반사율은 가시광 영역 내의 어느 한 파장의 광에 대한 반사율, 예를 들면, 380 nm 내지 780 nm 범위 중 어느 한 파장의 광에 대한 반사율이거나, 혹은 가시광 전영역에 속하는 광에 대한 반사율일 수 있다. 상기 반사율은, 예를 들면, 광학 필터의 편광자측에서 측정한 반사율일 수 있다. 상기 반사율은 경사각 60도의 특정 동경각 또는 소정 범위의 동경각에서 측정한 반사율이거나 혹은 경사각 60도에서의 모든 동경각에 대하여 측정한 반사율을 의미할 수 있고, 후술하는 실시예에서 기재된 방식으로 측정한 수치이다.
상기 광학 필터는 색 편차의 평균이 50 이하, 45 이하 또는 40 이하일 수 있다. 본 명세서에서 색 편차는 상기 광학 필터가 유기발광표시패널에 적용되었을 때 측면의 색상이 정면의 색상과 얼마나 차이가 나는지를 의미하는 것으로 후술하는 실시예의 컬러 특성 시뮬레이션 평가에서
Figure 112017101346715-pat00001
의 수식으로 계산되는 값을 의미할 수 있다.
상기 제 1 위상차 필름은 1/4 파장 위상 지연 특성을 가질 수 있다. 본 명세서에서「n 파장 위상 지연 특성」은 적어도 일부의 파장 범위 내에서, 입사 광을 그 입사광의 파장의 n배 만큼 위상 지연 시킬 수 있는 특성을 의미할 수 있다. 따라서, 상기 1/4 파장 위상 지연 특성은 적어도 일부의 파장 범위 내에서, 입사 광을 그 입사광의 파장의 1/4배 큼 위상 지연 시킬 수 있는 특성을 의미할 수 있다.
상기 제 1 위상차 필름의 550 nm 파장의 광에 대한 면상 위상차는 70 nm 내지 200nm일 수 있다. 상기 제 1 위상차 필름은 상기 제 1 실시예 내지 제 2 실시예의 경우, 예를 들어, 제 1 위상차 필름과 제 2 위상차 필름의 면내 지상축이 서로 직교하는 경우, 550 nm 파장의 광에 대한 면상 위상차가 120 nm 내지 200 nm일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제 1 위상차 필름의 면상 위상차의 하한은 120 nm 이상, 130nm 이상, 140 nm 이상, 150 nm 이상 또는 155 nm 이상일 수 있고, 상한은 200 nm 이하, 195 nm 이하 또는 190 nm 이하일 수 있다. 상기 제 1 위상차 필름은 상기 제 3 실시예 내지 제 4 실시예의 경우, 예를 들어, 제 1 위상차 필름과 제 2 위상차 필름의 면내 지상축이 서로 평행하는 경우, 550 nm 파장의 광에 대한 면상 위상차가 70 nm 내지 160 nm일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제 1 위상차 필름의 면상 위상차의 하한은 70 nm 이상, 80nm 이상 또는 90 nm 이상일 수 있고, 상한은 160 nm 이하, 150 nm 이하, 140 nm 이하 또는 130 nm 이하일 수 있다.
제 1 위상차 필름의 면상 위상차가 상기 범위를 만족하는 경우 정면뿐만 아니라 측면에서도 우수한 전 방위 반사 방지 성능 및 컬러 특성을 나타내는데 유리할 수 있다.
상기 제 1 위상차 필름은 역파장 분산 특성(reverse wavelength dispersion)을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 위상차 필름은 입사 광의 파장이 증가할수록 면상 위상차가 증가하는 특성을 가질 수 있다. 상기 입사 광의 파장은 예를 들어 300 nm 내지 800 nm일 수 있다.
상기 제 1 위상차 필름의 R(450)/R(550) 값은 0.60 내지 0.99, 구체적으로, 0.60 내지 0.92일 수 있다. 상기 제 1 위상차 필름의 R(650)/R(550)의 값은 상기 R(450)/R(550)보다 큰 값을 가지면서, 1.01 내지 1.19, 1.05 내지 1.15 또는 1.09 내지 1.11일 수 있다. 상기 제 1 위상차 필름이 역파장 분산 특성을 가지는 경우 정면뿐만 아니라 측면에서도 우수한 전 방위 반사 방지 성능 및 컬러 특성을 나타내는데 유리할 수 있다.
상기 제 2 위상차 필름의 Nz 값은 -1 이하일 수 있다. 상기 제 2 위상차 필름의 Nz 값의 하한은 -11,000 이상일 수 있다. 상기 제 2 위상차 필름의 Nz 값이 상기 범위를 만족하는 경우 정면뿐만 아니라 측면에서도 우수한 전 방위 반사 방지 성능 및 컬러 특성을 나타내는데 유리할 수 있다.
상기 제 2 위상차 필름의 550 nm 파장의 광에 대한 면상 위상차는 0 nm 초과 내지 70 nm 이하일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제 2 위상차 필름의 면상 위상차의 하한은 0 nm 초과, 5 nm 이상, 10 nm 이상, 11 nm 이상, 12 nm 이상 또는 13 nm 이상일 수 있고, 상한은 70 nm 이하, 60 nm 이하, 55 nm 이하, 또는 54 nm 이하 일 수 있다. 상기 제 2 위상차 필름의 두께 방향 위상차는 50 nm 내지 200 nm일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제 2 위상차 필름의 두께 방향 위상차의 하한은 50 nm 이상, 60 nm 이상, 70 nm 이상, 80 nm 이상, 83 nm 이상, 85 nm 이상 또는 88 nm 이상일 수 있고, 상한은 200 nm 이하, 190 nm 이하, 180 nm 이하, 170 nm 이하, 160 nm 이하, 150 nm 이하, 125. nm 이하, 110 nm 이하 또는 105 nm 이하일 수 있다. 상기 제 2 위상차 필름의 면상 위상차 내지 두께 방향 위상차가 상기 범위를 만족하는 경우 정면뿐만 아니라 측면에서도 우수한 전 방위 반사 방지 성능 및 컬러 특성을 나타내는데 유리할 수 있다.
상기 제 2 위상차 필름은 역파장 분산 특성, 플랫 파장 분산 특성 또는 정상 파장 분산 특성을 가질 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 위상차 필름은 고분자 필름일수 있다. 상기 고분자 필름으로는, PC(polycarbonate), 노르보넨 수지(norbonene resin), PVA(poly(vinyl alcohol)), PS(polystyrene), PMMA(poly(methyl methacrylate)), PP(polypropylene) 등의 폴리올레핀, Par(poly(arylate)), PA(polyamide), PET(poly(ethylene terephthalate)) 또는 PS(polysulfone) 등을 포함하는 필름을 사용할 수 있다. 상기 고분자 필름을 적절한 조건에서 연신 또는 수축 처리하여 복굴절성을 부여하여 상기 제 1 및 제 2 위상차 필름으로 사용할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 위상차 필름은 액정 필름일 수 있다. 상기 액정 필름은 액정 분자를 배향 및 중합시킨 상태로 포함할 수 있다. 상기 액정 분자는 중합성 액정 분자일 수 있다. 본 명세서에서 중합성 액정 분자는, 액정성을 나타낼 수 있는 부위, 예를 들면 메조겐(mesogen) 골격 등을 포함하고, 중합성 관능기를 하나 이상 포함하는 분자를 의미할 수 있다. 또한 중합성 액정 분자를 중합된 형태로 포함한다는 것은 상기 액정 분자가 중합되어 액정 필름 내에서 액정 고분자의 주쇄 또는 측쇄와 같은 골격을 형성하고 있는 상태를 의미할 수 있다.
상기 제 1 위상차 필름 내지 제 2 위상차 필름의 두께는 본 출원의 목적을 고려하여 적절히 조절될 수 있다. 상기 제 1 위상차 필름의 두께는 0.5㎛ 내지 100㎛ 일 수 있다. 상기 제 2 위상차 필름의 두께는 0.5㎛ 내지 100㎛ 일 수 있다.
상기 광학 필터는 표면처리 층을 더 포함할 수 있다. 상기 표면처리 층으로는 반사방지 층 등을 예시할 수 있다. 상기 표면처리 층은 상기 편광자의 외측에, 즉 제 2 위상차 필름이 배치된 반대 측면에 배치될 수 있다. 상기 반사방지 층으로는 굴절률이 상이한 2개 이상의 층의 적층체 등을 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 광학 필터의 제 1 위상차 필름, 제 2 위상차 필름 내지 편광자는 점착제 또는 접착제를 통해 서로 부착되어 있거나 혹은 직접 코팅에 의해 서로 적층되어 있을 수 있다. 상기 점착제로 또는 접착제로는 광학 투명 점착제 또는 접착제를 사용할 수 있다.
본 출원의 광학 필터는 외광의 반사를 방지할 수 있으므로, 유기 발광 장치의 시인성을 개선할 수 있다. 외부로부터 입사되는 비편광된 광(incident unpolarized light)(이하 "외광"이라 한다)은 편광자를 통과하면서 두 개의 편광 직교 성분 중 하나의 편광 직교 성분, 즉 제1 편광 직교 성분만이 투과되고, 편광된 광은 제 1 위상차 필름을 통과하면서 원편광으로 바뀔 수 있다. 상기 원편광된 광은 기판, 전극 등을 포함한 유기 발광 표시 장치의 표시 패널에서 반사되면서 원편광의 회전 방향이 바뀌게 되고 상기 원편광된 광이 제 1 위상차 필름을 다시 통과하면서 두 개의 편광 직교 성분 중 다른 하나의 편광 직교 성분, 즉 제2 편광 직교 성분으로 변환된다. 상기 제 2 편광 직교 성분은 편광자를 통과하지 못하여 외부로 광이 방출되지 않으므로 외광 반사 방지 효과를 가질 수 있다.
본 출원의 광학 필터는 측면에서 입사되는 외광의 반사도 효과적으로 방지할 수 있으므로 유기 발광 장치의 측면 시인성을 개선할 수 있다. 예를 들어, 시야각 편광 보상 원리를 통해 측면에서 입사되는 외광의 반사도 효과적으로 방지할 수 있다.
본 출원의 광학 필터는 유기 발과 장치에 적용될 수 있다. 도 6은 상기 유기 발광 장치를 예시적으로 도시한 단면도이다. 도 6을 참조하면, 상기 유기 발광 장치는 유기 발광 표시 패널(200)과 유기 발광 표시 패널(200)의 일면에 위치하는 광학 필터(100)을 포함한다. 상기 광학 필터의 제 1 위상차 필름 (10)이 편광자 (30)에 비하여 유기 발광 표시 패널(200)에 인접하게 배치될 수 있다.
상기 유기 발광 표시 패널은 베이스 기판, 하부 전극, 유기 발광층, 상부 전극 및 봉지 기판 등을 포함할 수 있다. 상기 하부 전극 및 상부 전극 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 및 상부 전극 중 적어도 하나는 발광된 빛이 외부로 나올 수 있는 투명 도전 물질로 만들어질 수 있으며 예컨대 ITO 또 는 IZO 일 수 있다. 유기 발광층은 하부 전극과 상부 전극)에 전압이 인가되었을 때 빛을 낼 수 있는 유기 물질을 포함할 수 있다.
하부 전극과 유기 발광층 사이 및 상부 전극과 유기 발광층 사이에는 부대층을 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 기판은 유리, 금속 및/또는 고분자로 만들어질 수 있으며, 하부 전극, 유기 발광층 및 상부 전극을 봉지하여 외부로부터 수분 및/또는 산소가 유입되는 것을 방지할 수 있다.
광학 필터(100)는 유기 발광 표시 패널에서 빛이 나오는 측에 배치될 수 있다. 예컨대 베이스 기판 측으로 빛이 나오는 배면 발 광(bottom emission) 구조인 경우 베이스 기판의 외측에 배치될 수 있고, 봉지 기판 측으로 빛이 나 오는 전면 발광(top emission) 구조인 경우 봉지 기판의 외측에 배치될 수 있다. 광학 필터(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, 광학 필터 (100)은 전술한 바와 같이 정면뿐만 아니라 측면에서도 반사 방지 효과를 나타낼 수 있으므로 측면 시인성을 개선할 수 있다.
본 출원의 광학 필터는 정면뿐만 아니라 측면에서도 전 방위 반사 방지 성능 및 칼라 특성이 우수하며, 상기 광학 필터는 유기 발광 장치에 적용되어 시인성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 출원의 광학 필터의 예시적인 단면도이다.
도 2는 본 출원의 제 1 실시예에 따른 광학 필터의 예시적인 단면도이다
도 3은 본 출원의 제 2 실시예에 따른 광학 필터의 예시적인 단면도이다.
도 4는 본 출원의 제 3 실시예에 따른 광학 필터의 예시적인 단면도이다.
도 5는 본 출원의 제 4 실시예에 따른 광학 필터의 예시적인 단면도이다.
도 6은 본 출원의 일 실시예에 따른 유기 발광 장치의 단면도이다.
도 7은 실시예 1의 컬러 특성 시뮬레이션 평가 결과이다.
도 8은 실시예 3의 컬러 특성 시뮬레이션 평가 결과이다.
도 9는 비교예 1 및 비교예 2의 컬러 특성 시뮬레이션 평가 결과이다.
이하 실시예 및 비교예를 통하여 상기 내용을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 제시된 내용에 의해 제한되는 것은 아니다.
반사율 및 컬러 특성 시뮬레이션 평가를 위해, 편광자, 위상차 필름 및 OLED 패널이 순차로 배치된 구조를 하기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 2와 같이 설정했다. 상기 편광자는 일 방향으로 흡수축을 가지고, 단체 투과율(Ts)이 42.5%이며, 상기 OLED 패널은 Galaxy S6이다.
실시예 1
시뮬레이션 평가를 위하여, 편광자, 제 1 위상차 필름, 제 2 위상차 필름 및 OLED 패널이 순차로 배치된 구조를 설정했다.
상기 제 1 위상차 필름은 R(450)/(550)이 0.84인 +A 플레이트이고, 제 2 위상차 필름은 +B 플레이트이다.
상기 편광자의 흡수축은 0도이고, 상기 제 1 위상차 필름의 지상축은 +45도이며, 상기 제 2 위상차 필름의 지상축은 -45도이다.
제 1 및 제 2 위상차 필름의 광학 물성을 하기 표 1과 같이 조절하여 6 개의 샘플을 준비했다.
실시예 제 1 위상차 필름 제 2 위상차 필름 최대 반사율(%)
(60도 측면)		 색편차
Rin (nm) Nz Rin (nm) Rth (nm) 평균 최대
1-1 140 -10999 0.01 110 9.82 20.5 75.9
1-2 150 -9 11 105 9.83 24.7 85.3
1-3 160 -4 22 99 10.07 28.9 99.3
1-4 175 -2.3 33 94 10.43 36.2 101.5
1-5 185 -1.5 44 88 10.65 42.3 123.5
1-6 195 -1 55 83 11.02 53.5 155.4
실시예 2
시뮬레이션 평가를 위하여, 편광자, 제 1 위상차 필름, 제 2 위상차 필름 및 OLED 패널이 순차로 배치된 구조를 설정했다.
제 1 위상차 필름은 R(450)/(550)이 0.84인 -B 플레이트이고, 제 2 위상차 필름은 +B 플레이트이다.
상기 편광자의 흡수축을 0도이고, 상기 제 1 위상차 필름의 지상축은 +45도이며, 상기 제 2 위상차 필름의 지상축은 -45도이다.
제 1 및 제2 위상차 필름의 광학 물성을 하기 표 2와 같이 조절하여 13 개의 샘플을 준비했다.
실시예 제 1 위상차 필름 제 2 위상차 필름 최대 반사율(%)
(60도 측면)		 색편차
Nz Rin (nm) Rth (nm) Nz Rin (nm) Rth (nm) 평균 최대
2-1 1.1 155 -93 -9.0 13 123.5 9.80 27.6 91.3
2-2 1.1 155 -93 -9.0 14 133 9.85 24.4 85.6
2-3 1.2 155 -108.5 -9.0 14 133 9.92 31.3 115.1
2-4 1.1 160 -96 -9.0 15 142.5 9.97 28.4 108.5
2-5 1.2 155 -108.5 -9.0 15 142.5 9.92 27.3 89.1
2-6 1.2 160 -112 -9.0 16 152 9.92 31.0 116.4
2-7 1.3 160 -128 -9.0 17 161.5 9.97 33.8 123.1
2-8 1.1 170 -102 -4.0 30 135 9.81 27.5 94.5
2-9 1.1 175 -105 -4.0 32 144 9.87 31.3 133.7
2-10 1.1 180 -108 -4.0 34 153 9.94 33.5 147.4
2-11 1.2 180 -126 -4.0 36 162 9.94 36.9 154.9
2-12 1.1 185 -111 -2.3 51 144.5 9.98 26.8 124.2
2-13 1.1 190 -114 -2.3 54 153 9.83 29.0 136.4
2-14 1.1 235 -141 -1 97.5 146.2 10.05 61.4 189.5
실시예 3
시뮬레이션 평가를 위하여, 편광자, 제 1 위상차 필름, 제 2 위상차 필름 및 OLED 패널이 순차로 배치된 구조를 설정했다.
제 1 위상차 필름은 R(450)/(550)이 0.84인 +A 플레이트이고, 제 2 위상차 필름은 +B 플레이트이다.
상기 편광자의 흡수축은 0도이고, 상기 제 1 위상차 필름의 지상축은 +45도이며, 상기 제 2 위상차 필름의 지상축은 +45도이다.
제 1 및 제 2 위상차 필름의 광학 물성을 하기 표 3과 같이 조절하여 5 개의 샘플을 준비했다.
실시예 제 1 위상차 필름 제 2 위상차 필름 최대 반사율(%)
(60도 측면)		 색편차
Rin (nm) Nz Rin (nm) Rth (nm) 평균 최대
3-1 130 -9 11 105 9.79 20.5 75.9
3-2 120 -4 22 99 9.76 20.1 83.2
3-3 110 -2.3 33 94 9.84 19.6 87.9
3-4 100 -1.5 44 88 9.80 19.04 89.7
3-5 90 -1 55 83 10.02 18.3 90.6
실시예 4
시뮬레이션 평가를 위하여, 편광자, 제 1 위상차 필름, 제 2 위상차 필름 및 OLED 패널이 순차로 배치된 구조를 설정했다.
제 1 위상차 필름은 R(450)/(550)이 0.84인 -B 플레이트이고, 제 2 위상차 필름은 +B 플레이트이다.
상기 편광자의 흡수축을 0도이고, 상기 제 1 위상차 필름의 지상축은 +45도이며, 상기 제 2 위상차 필름의 지상축은 +45도이다.
제 1 및 제2 위상차 필름의 광학 물성을 하기 표 2와 같이 조절하여 18 개의 샘플을 준비했다.
실시예 제 1 위상차 필름 제 2 위상차 필름 최대 반사율(%)
(60도 측면)		 색편차
Nz Rin (nm) Rth (nm) Nz Rin (nm) Rth (nm) 평균 최대
4-1 1.1 130 -78 -9.0 12 114 9.82 22.9 86.1
4-2 1.2 125 -87.5 -9.0 13 123.5 9.89 23.8 88.5
4-3 1.3 125 -100 -9.0 14 133 9.99 26.1 95.9
4-4 1.1 115 -69 -4.0 24 108 9.87 21.2 91.7
4-5 1.2 115 -80.5 -4.0 24 108 9.90 25.9 101.6
4-6 1.3 115 -92 -4.0 28 126 9.93 24.9 96.1
4-7 1.1 105 -63 -2.3 33 93.5 9.89 22.9 98.9
4-8 1.2 100 -70 -2.3 39 110.5 9.88 21.4 99.4
4-9 1.3 100 -80 -2.3 39 110.5 9.88 24.9 106.4
4-10 1.1 95 -57 -1.5 44 88 9.82 22.7 103.5
4-11 1.2 90 -63 -1.5 48 96 9.80 22.3 103.4
4-12 1.3 85 -68 -1.5 52 104 9.94 21.5 100.8
4-13 1.4 85 -76.5 -1.5 56 112 10.00 23.5 109.5
4-14 1.1 80 -48 -1.0 60 90 9.84 20 104.4
4-15 1.2 80 -56 -1.0 60 90 9.93 22.1 107.9
4-16 1.3 75 -60 -1.0 65 97.5 9.88 21.8 109.3
4-17 1.4 75 -67.5 -1.0 65 97.5 10.00 24.7 113.6
4-18 1.5 70 -70 -1.0 70 105 9.97 23.9 114
비교예 1
시뮬레이션 평가를 위하여, 편광자, 제 1 위상차 필름 및 OLED 패널이 순차로 배치된 구조를 설정했다.
제 1 위상차 필름은 550 nm 파장의 광에 대한 면상 위상차가 140nm이고, R(450)/R(550)이 0.84이며, +A플레이트이다.
상기 편광자의 흡수축은 0도이고, 상기 제 1 위상차 필름의 면내 지상축은 45도이다.
비교예 제 1 위상차 필름 최대 반사율(%)
(60도 측면)		 색편차
Rin (nm) 평균 최대
1 140 14.7 70.7 176.8
비교예 2
실시예 1-3, 실시예 2-2, 실시예 3-4, 실시예 4-2의 구조에 있어서 각각 제 2 위상차 필름의 면내 지상축과 편광자의 흡수축이 평행을 이루도록 배치한 것을 제외하고는 동일한 구조로 비교예 2-1, 비교예 2-2, 비교예 2-3 및 비교예 2-4를 설정하였다.
비교예 제 1 위상차 필름 제 2 위상차 필름 최대 반사율(%)
(60도 측면)		 색편차
Nz Rin (nm) Rth (nm) Nz Rin (nm) Rth (nm) 평균 최대
2-1 1 160 -80 -4 22 99 13.70 20.1 87.6
2-2 1.1 155 -93 -9 14 133 11.60 21.2 78.0
2-3 1 100 -50 -1.5 44 88 16.54 10.0 45.9
2-4 1.1 125 -87.5 -9 13 123.5 10.68 21.2 90.7
평가예 1 반사율 시뮬레이션 평가
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 2에 대하여 동경각 0도 내지 360도에 따라 정면을 기준으로 60도 측면 방향에서 반사율을 시뮬레이션(Techwiz 1D plus, 사나이시스템) 평가하고, 그 결과를 상기 표 1 내지 표 6에 정리하였다. 최대 반사율(Max.)은 동경각 0도 내지 360도에서 반사율 중에 가장 높은 반사율을 의미한다. 실시예 1 내지 4의 구조는 비교예 1 내지 2의 구조에 비하여 최대 반사율(Max.) 이 낮아 반사 방지 효과가 우수함을 확인할 수 있다.
평가예 2 컬러 특성 시뮬레이션 평가
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 2에 대하여 전 방위 컬러 특성(Techwiz 1D plus, 사나이시스템)을 시뮬레이션 평가하고, 그 결과를 도 7 내지 도 9에 도시하였고, 그 결과를 표 1 내지 표 6에 정리하였다.
컬러 특성의 경우 표면반사 영향도를 제외하고 분석하는 것이 적절하기 때문에 Extended jones 방식으로 계산 평가하였다. 도 7 내지 9의 각각의 원의 밝기는 색편차 (Color difference, ΔE* ab)를 의미하며 검은색에 가까울수록 색편차가 낮은 것을 의미한다. 색편차는 아래와 같은 수식에 의해 정의된다.
Figure 112017101346715-pat00002
상기 수식에서 (L* 1,a* 1,b* 1)은 정면 (경사각 0°, 방위각 0°)에서의 반사색상 값을 의미하며, (L* 2,a* 2,b* 2)는 각각의 경사각, 방위각 별 위치에서의 반사 색상 값을 의미한다. 도 7 내지 9는 전 방위 각도에 대한 색 편차를 계산하여 도시화한 그래프이다. 색편차 수치가 의미하는 것은 측면의 색상이 정면의 색상과 얼마나 차이 나는지를 나타내는 것이다. 따라서 도 8에서의 색상이 어두울수록 전방위에서 균일한 색상을 구현한다고 판단할 수 있는 척도가 될 수 있다.
표시된 색상은 실제 사람이 인지할 수 있는 색감을 나타낸다. 원의 중심은 정면 (경사각 0˚, 방위각 0˚)를 의미하며 원으로부터 멀어질수록 최대 60˚까지 경사각이 증가하는 것을 나타낸다. 원의 지름방향을 따라 우측(0˚)으로부터 반 시계 방향으로 각각 90˚, 180˚, 270˚ 등의 방위각을 의미한다.
표 1 내지 표 6 에서 최대 색 편차(Max.)는 동경각 0도 내지 360도에서 반사율 중에 가장 높은 색 편차를 의미하고, 평균 색 편차(Ave.)는 동경각 0도 내지 360도에의 색 편차의 평균 값을 의미한다. 실시예 1 내지 4의 구조는 비교예 1의 구조에 비하여 최대 색 편차(Max.) 및 평균 색 편차(Ave.)가 낮아 전방위에서 균일한 색상을 구현할 것을 예측할 수 있다. 구체적으로, 도 7 내지 도 9에 따르면 실시예 1 및 3의 구조는 비교예 1의 구조에 비하여 색상이 어둡고, 최대 색 편차(Max.) 및 평균 색 편차(Ave.)가 낮아 전방위에서 균일한 색상을 구현함을 확인할 수 있다.
10: 제 1 위상차 필름 20: 제 2 위상차 필름 30: 편광자 100: 광학 필터 200: 유기 발광 표시 패널

Claims (14)

  1. 일 방향으로 형성된 흡수축을 가지는 편광자, 하기 수식 1의 Nz 값이 1 내지 1.5인 제 1 위상차 필름 및 하기 수식 1의 Nz 값이 -1 이하인 제 2 위상차 필름을 포함하고, 상기 제 1 위상차 필름 및 제 2 위상차 필름의 면내 지상축은 각각 상기 편광자의 흡수축과 43도 내지 47도를 이루며, 유기 발광 장치에 적용되는 반사 방지용 광학 필터:
    [수식 1]
    Nz = (nx-nz)/(nx-ny)
    수식 1에서 nx, ny 및 nz는 위상차 필름의 x축, y축 및 z축 방향의 굴절률이고, x축은 위상차 필름의 면내 지상축(slow axis)과 평행한 방향이며, y축은 위상차 필름의 면내 진상(fast axis)축과 평행한 방향이고, z축은 위상차 필름의 두께 방향이다.
  2. 제 1 항에 있어서, 제 1 위상차 필름의 Nz 값은 1이고, 제 1 위상차 필름과 제 2 위상차 필름의 면내 지상축은 서로 직교하는 반사 방지용 광학 필터.
  3. 제 1 항에 있어서, 제 1 위상차 필름의 Nz 값은 1 초과 내지 1.5 이하이고, 제 1 위상차 필름과 제 2 위상차 필름의 면내 지상축은 서로 직교하는 반사 방지용 광학 필터.
  4. 제 1 항에 있어서, 제 1 위상차 필름의 Nz 값은 1이고, 제 1 위상차 필름과 제 2 위상차 필름의 면내 지상축은 서로 평행하는 반사 방지용 광학 필터.
  5. 제 1 항에 있어서, 제 1 위상차 필름의 Nz 값은 1 초과 내지 1.5 이하이고, 제 1 위상차 필름과 제 2 위상차 필름의 면내 지상축은 서로 평행하는 반사 방지용 광학 필터.
  6. 제 1 항에 있어서, 제 2 위상차 필름의 Nz 값의 하한은 -11,000 이상인 반사 방지용 광학 필터.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 위상차 필름의 550 nm 파장의 광에 대한 면상 위상차는 70 nm 내지 200 nm인 반사 방지용 광학 필터.
  8. 제 1 항 에 있어서, 상기 제 1 위상차 필름과 제 2 위상차 필름의 면내 지상축은 서로 직교하고, 상기 제 1 위상차 필름의 면상 위상차는 120 nm 내지 200 nm인 반사 방지용 광학 필터.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 위상차 필름과 제 2 위상차 필름의 면내 지상축은 서로 평행하고, 상기 제 1 위상차 필름의 면상 위상차는 70 nm 내지 160 nm인 반사 방지용 광학 필터.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 위상차 필름의 R(450)/R(550)는 0.60 내지 0.92이고, R(λ)는 λnm 광에 대한 위상차 필름의 면상 위상차를 의미하는 반사 방지용 광학 필터.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 위상차 필름의 550 nm 파장의 광에 대한 면상 위상차는 0 nm 초과 내지 70 nm 이하인 반사 방지용 광학 필터.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 위상차 필름의 하기 수식 7로 계산되는 두께 방향 위상차는 50 nm 내지 200 nm인 반사 방지용 광학 필터:
    [수식 7]
    Rth = d × {(nz-(nx+ny)/2}
    수식 7에서 nx, ny 및 nz는 제1항에서 정의한 바와 동일하고 d는 위상차 필름의 두께를 의미한다.
  13. 제 1 항의 반사 방지용 광학 필터 및 유기 발광 표시 패널을 포함하는 유기 발광 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 반사 방지용 광학 필터의 제 1 위상차 필름이 편광자에 비하여 유기 발광 표시 패널에 인접하게 배치되는 유기 발광 장치.
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