(57)【要約】  本発明は光学部材及びこれを備える表示装置に関することとして、光学部材は、複数の突出要素を備える凸部と、前記凸部よりも屈折率が小さいカバー剤を備える第１層と、前記第１層の少なくとも一面上に位置して、内部に複数の散乱粒子が分散された第２層と、を含む。したがって、本発明は、表示装置の正面輝度の減少を抑制しながら、全反射を抑制して光抽出の効率を向上させる。また、光抽出の効率の低下なく、ピクセルの重畳を減少させてイメージブラー現象を抑制することができる。
2017502360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の突出要素を備える凸部と、前記凸部よりも屈折率が小さいカバー剤を備える第１層と、
前記第１層の少なくとも一面上に位置して、内部に複数の散乱粒子が分散された第２層と、を含む光学部材。
【請求項２】
前記第２層は、ベース剤を含み、前記ベース剤に前記散乱粒子が分散される請求項１に記載の光学部材。
【請求項３】
前記カバー剤及び前記ベース剤の中の少なくともいずれか一つは接着剤を含む請求項２に記載の光学部材。
【請求項４】
前記第１層と前記第２層との間には、高分子樹脂を含む第３層が配置される請求項１に記載の光学部材。
【請求項５】
前記凸部と前記カバー剤の屈折率の差が０．０１ないし０．４の範囲である請求項１に記載の光学部材。
【請求項６】
前記突出要素は、一方向に延びる棒状及び互いに分離されている島状の中の少なくともいずれか一つを含み、前記突出要素は、互いに接触するか離隔して配置される請求項１に記載の光学部材。
【請求項７】
前記突出要素の断面形状は多角形、半円形、楕円形の中の少なくともいずれか一つを含む請求項６に記載の光学部材。
【請求項８】
前記第１層の厚さは前記第２層の厚さと同じか大きい請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の光学部材。
【請求項９】
前記第１層の厚さを１００としたとき、前記凸部の高さは６０ないし１００の範囲である請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の光学部材。
【請求項１０】
前記突出要素の頂点から前記第１層の上部面までの高さは０ないし５０μｍの範囲である請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の光学部材。
【請求項１１】
前記ベース剤の屈折率がｎ１であり、前記凸部の屈折率がｎ２であり、前記カバー剤の屈折率がｎ３であり、前記散乱粒子の屈折率がｎ４であるとき、ｎ２はｎ１及びｎ３より大きく、ｎ１とｎ４は互いに異なる値を持つ請求項２または請求項３に記載の光学部材。
【請求項１２】
前記ｎ１と前記ｎ４の差は０．０１ないし０．７の範囲である請求項１１に記載の光学部材。
【請求項１３】
光が発生する発光層と、
前記発光層上に形成される円偏光層と、
前記発光層と前記円偏光層との間に配置され、複数の突出要素を備える凸部を含む第１層と、前記第１層の少なくとも一面上に位置して内部に複数の散乱粒子が分散された第２層を含むパターン層と、を含む表示装置。
【請求項１４】
前記円偏光層は、位相差フィルム（ＱＷＰ）及び前記位相差フィルム（ＱＷＰ）上に形成された偏光フィルムを含む請求項１３に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記円偏光層の上部あるいは前記発光層と前記パターン層との間にタッチパネルが配置される請求項１３に記載の表示装置。
【請求項１６】
前記第１層は、前記位相差フィルムと接触して、前記第２層は、発光層と接触する請求項１４に記載の表示装置。
【請求項１７】
前記第１層と前記第２層との間には、高分子樹脂を含む第３層が配置される請求項１６に記載の表示装置。
【請求項１８】
前記第１層は、前記凸部の上部にはカバー剤が位置し、前記カバー剤と前記凸部との間の屈折率の差が、前記凸部と空気との間の屈折率の差より小さく、
前記第２層はベース剤を含み、前記ベース剤に前記散乱粒子が分散される請求項１３に記載の表示装置。
【請求項１９】
前記ベース剤の屈折率がｎ１であり、前記凸部の屈折率がｎ２であり、前記カバー剤の屈折率がｎ３であり、前記散乱粒子の屈折率がｎ４であるとき、ｎ２はｎ１及びｎ３より大きく、ｎ１とｎ４は互いに異なる値を持つ請求項１８に記載の表示装置。
【請求項２０】
前記カバー剤及び前記ベース剤の中の少なくともいずれか一つは接着剤を含む請求項１８に記載の表示装置。
【請求項２１】
前記第１層の厚さを１００としたとき、前記凸部の高さは６０ないし１００の範囲である請求項１３ないし請求項２０のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項２２】
前記突出要素の頂点から前記第１層の上部面までの高さは０ないし５０μｍの範囲である請求項１３ないし請求項２０のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項２３】
前記カバー剤の高さは０．１ないし１００μｍの範囲であり、前記突出要素の高さは０．１ないし５０μｍの範囲である請求項１８ないし請求項２０のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項２４】
前記散乱粒子は前記第２層の全体重量に対して０．０１ないし３重量％範囲に含有される請求項１３ないし請求項２０のいずれか一項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学部材及びこれを備える表示装置に関することとして、もっと詳しくは、光抽出の効率を向上させ、カラーシフトを改善させることができる光学部材及びこれを備える表示装置に関するのである。
【背景技術】
【０００２】
最近のディスプレー素子として平板表示装置（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）が脚光を浴びている。このような平板表示装置には、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）、プラズマ表示装置（Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ）及び有機発光表示装置（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ）などがある。
【０００３】
その中で、有機発光表示装置は、視野角が広く、迅速な応答速度を持っており、高画質のディスプレー実現が可能である。これらの有機発光表示装置は、基板と、基板上に形成された透光性の第１電極と、第１電極上に形成された有機物層及び有機物層上に形成され、反射率が高い第２電極と、を含んでいる。通常的に基板はガラス基板またはプラスチック基板を使用する。そして、有機物層は正孔注入層、正孔輸送層、光生成層、正孔阻止層及び電子輸送層を含んでいる。すなわち、第１電極と第２電極との間に複数の有機物層が積層されることによって、多層構造の有機発光表示装置が製作される。
【０００４】
一方、有機発光表示装置は、内部反射によって前方ではなく、側方向に進行される光のために、光抽出の効率が低くなる問題がある。このような問題を解決するため、第１電極上にマイクロレンズアレイを形成して、側方向に進行される光を抑制させている。
【０００５】
しかし、マイクロレンズアレイは、大面積の製作が難しく、光がマイクロレンズを通過しながら前方にフォーカシングされて、光が重畳されることによって、出力イメージが鮮明でないイメージブラー（Ｉｍａｇｅ  Ｂｌｕｒ）現象が発生する問題がある。このようなイメージブラー（Ｉｍａｇｅ  Ｂｌｕｒ）現象は画面の品質を低下させる要因になる。
【０００６】
一方、韓国公開特許第１０−２００６−００８１１９０号には基板、第１電極、第２電極及び前記第１電極と前記第２電極との間に介在され、少なくとも発光層を含む有機層を備えて、前記第１電極及び前記第２電極の中の少なくとも一つの一面に複数の金属ナノパターンを備えることを特徴とする電界発光素子に関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】韓国公開特許第１０−２００６−００８１１９０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は光抽出の効率を向上させることができる光学部材及びこれを備える表示装置を提供する。
【０００９】
本発明はイメージブラーを抑制し、カラーシフトを改善することができる光学部材及びこれを備える表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施形態による光学部材は、複数の突出要素を備える凸部と、前記凸部よりも屈折率が小さいカバー剤を備える第１層と、前記第１層の少なくとも一面上に位置して、内部に複数の散乱粒子が分散された第２層と、を含む。
【００１１】
ここで、前記第２層は、ベース剤を含み、前記ベース剤に前記散乱粒子が分散されることができ、前記カバー剤及び前記ベース剤の中の少なくともいずれか一つは接着剤を含むことができる。
【００１２】
また、前記第１層と前記第２層との間には、高分子樹脂を含む第３層が配置されることができ、前記凸部と前記カバー剤の屈折率の差が０．０１ないし０．４の範囲であることができる。
【００１３】
前記突出要素は、一方向に延びる棒状及び互いに分離されている島状の中の少なくともいずれか一つを含み、前記突出要素は、互いに接触するか離隔して配置されることができる。また、突出要素の断面形状は、多角形、半円形、楕円形の中の少なくともいずれか一つを含むことができる。
【００１４】
構造面において、前記第１層の厚さは前記第２層の厚さと同じか大きいことができ、前記第１層の厚さを１００としたとき、前記凸部の高さは６０ないし１００の範囲であることができ、前記突出要素の頂点から前記第１層の上部面までの高さは０ないし５０μｍの範囲であることができる。
【００１５】
各構成要素の屈折率の面において、前記ベース剤の屈折率がｎ１であり、前記凸部の屈折率がｎ２であり、前記カバー剤の屈折率がｎ３であり、前記散乱粒子の屈折率がｎ４であるとき、ｎ２はｎ１及びｎ３より大きく、ｎ１とｎ４は互いに異なる値を持つことができ、前記ｎ１と前記ｎ４の差は約０．０１ないし０．７の範囲であることができる。
【００１６】
本発明の一実施形態による表示装置は、光が発生する発光層、前記発光層上に形成される円偏光層及び前記発光層と前記円偏光層との間に配置され、複数の突出要素を備える凸部を含む第１層と、前記第１層の少なくとも一面上に位置して内部に複数の散乱粒子が分散された第２層を含むパターン層とを含む。
【００１７】
ここで、前記円偏光層は、位相差フィルム（ＱＷＰ）及び前記位相差フィルム（ＱＷＰ）上に形成された偏光フィルムを含み、前記円偏光層の上部あるいは前記発光層と前記パターン層との間にタッチパネルが配置されることができる。
【００１８】
また、前記第１層は、前記位相差フィルムと接触して、前記第２層は、発光層と接触することができ、前記第１層と前記第２層との間には、高分子樹脂を含む第３層が配置されることができる。
【００１９】
前記第１層は、前記凸部の上部にはカバー剤が位置し、前記カバー剤と前記凸部との間の屈折率の差が、前記凸部と空気との間の屈折率の差より小さく、前記第２層は、ベース剤を含み、前記ベース剤に前記散乱粒子が分散されることができる。
【００２０】
屈折率の面において、前記ベース剤の屈折率がｎ１であり、前記凸部の屈折率がｎ２であり、前記カバー剤の屈折率がｎ３であり、前記散乱粒子の屈折率がｎ４であるとき、ｎ２はｎ１及びｎ３より大きく、ｎ１とｎ４は互いに異なる値を持つことができる。
【００２１】
一方、前記カバー剤及び前記ベース剤の中の少なくともいずれか一つは接着剤を含むことができ、前記散乱粒子は前記第２層の全体重量に対して０．０１ないし３重量％範囲に含有されることができる。
【００２２】
また、前記第１層の厚さが１００としたとき、前記凸部の高さは６０ないし１００の範囲であることができ、前記突出要素の頂点から前記第１層の上部面までの高さは０ないし５０μｍの範囲であることができ、前記カバー剤の高さは０．１ないし１００μｍの範囲であり、前記突出要素の高さは０．１ないし５０μｍの範囲であることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の実施例によると、複数の突出要素を備える凸部及び低屈折率のカバー剤を含む第１層と複数の散乱粒子が分散された第２層を一緒に光学部材として使用する。すなわち、このような光学部材を発光層上に形成する。
【００２４】
したがって、本発明の実施例によると、表示装置の正面輝度の減少を抑制しながら、全反射を抑制して光抽出の効率を向上させる。また、光抽出の効率の低下なく、ピクセルの重畳を減少させてイメージブラー現象を抑制することができる。
【００２５】
また、本発明の実施例によると、視野角によって色の変化が急激に発生するカラーシフト（Ｃｏｌｏｒ  Ｓｈｉｆｔ）を改善することができる。
【００２６】
また、本発明の実施例は光学部材を表示装置と別途の部材で容易く製造することができ、望む性能によって表示装置の多様な位置に容易く配置して表示装置の光学性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は本発明の実施例による表示装置を概略的に図示する断面図である。
【図２】図２は本発明の実施例による光学部材を図示する断面図である。
【図３】図３は本発明の実施例による表示装置で光放出経路を概念的に図示する断面図である。
【図４】図４は本発明のいくつかの変形例による光学部材を図示する断面図である。
【図５】図５は本発明のいくつかの変形例による表示装置を概略的に図示する断面図。
【図６】図６は本発明の実験例の視野角による色度座標グラフである。
【図７】図７は本発明の実験例のピクセルのイメージ写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付された図面を参照して本発明の実施例を詳しく説明する。しかし、本発明は以下で開示される実施例に限定されることではなく、互いに異なる多様な形態で実現されるものであり、ただ、本実施例は本発明の開示を完全にし、通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるのである。図面で複数の層及び各領域を明確に表現するために厚さを誇張したり拡大したりして表現し、図面上で同一符号は等しい要素を指称する。
【００２９】
図１は本発明の実施例による表示装置を概略的に図示する断面図であり、図２は本発明の実施例による光学部材を図示する断面図である。
【００３０】
図１を参照すれば、本発明の実施例による表示装置は、電気信号を受けて光学的にイメージを表示する装置として、光が発生する発光層１０、発光層１０上に形成される円偏光層３０、及び発光層１０と円偏光層３０との間に配置されて複数の突出要素を備える凸部を含む第１層２２と、第１層２２の少なくとも一面上に位置して内部に複数の散乱粒子が分散された第２層２１を含むパターン層２０を含む。
【００３１】
発光層１０は有機物で構成されて、自体発光が可能な有機発光層を含む。このような発光層１０は、光を発生させる有機物層１１、有機物層１１の一側に形成される第１電極１２及び有機物層１１の他側に形成される第２電極１３を含む。第１電極１２は、陽電極（Ａｎｏｄｅ）の役割をすることで、光が透過されることができる透明伝導性酸化物で形成され、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）及びＩｎ２Ｏ３の中のいずれか一つであることができる。第２電極１３は、陰電極（Ｃａｔｈｏｄｅ）の役割をすることで、光が反射することができる金属材料で形成され、ＬｉＦ／Ａｌ、Ｃａ／Ａｌ、Ｃａ／Ａｇ、Ａｇ、Ａｕ及びＣｕの中のいずれか一つであることができる。光が透過される透明電極である第１電極１２は、有機物層１１とパターン層２０との間に位置し、光が反射する第２電極１３は有機物層１１の他側面に形成される。
【００３２】
有機物層１１は、正孔注入層（Ｈｏｌｅ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ；ＨＩＬ）、正孔輸送層（Ｈｏｌｅ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｌａｙｅｒ；ＨＴＬ）、光発生層（Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｙｅｒ）、正孔阻止層（Ｈｏｌｅ  Ｂｌｏｃｋ  Ｌａｙｅｒ；ＨＢＬ）及び電子輸送層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｌａｙｅｒ；ＥＴＬ）などを含む。このとき、第１電極１２から第２電極１３が位している方向に正孔注入層（ＨＩＬ）、正孔輸送層（ＨＴＬ）、光発生層（ＥＭＬ）、正孔阻止層（ＨＢＬ）及び電子輸送層（ＥＴＬ）の順に積層することができる。もちろん、製造しようとする発光層１０の構造及び特性によって正孔注入層（ＨＩＬ）、正孔輸送層（ＨＴＬ）、正孔阻止層（ＨＢＬ）及び電子輸送層（ＥＴＬ）の中の少なくともいずれか一つを形成していないか、または、さらに他の層を形成することもできる。
【００３３】
前記では、透光性の材料で陽電極用の第１電極１２を形成し、反射率が高い材料で陰電極用の第２電極１３を形成して、有機物層１１で発生した光が陽電極（第１電極１２）の方向に放出される下部発光方式（Ｂｏｔｔｏｍ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｔｙｐｅ）を説明している。しかし、これに限定されず、有機物層１１で発生した光が陰電極（第２電極１３）が位している方向に放出される上部発光方式（Ｔｏｐ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｔｙｐｅ）であることもできる。ここで、上部発光方式の発光層１０は、反射率が高い材料、例えばＮｉのような金属を用いて陽電極用の第１電極１２を形成して、金属材料を薄い厚さに形成して光が透過できるように陰電極用の第２電極１３を形成する構造である。このような上部発光方式の場合、第２電極１３の下側方向（図１で第２電極の下側方向）にパターン層２０及び円偏光層３０が積層される。また、他の例として、有機物層１１で発生した光が陽電極（第１電極１２）及び陰電極（第２電極１３）の両側に放出される両面発光方式（Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｔｙｐｅ）であることもできる。両面発光方式で、発光層１０は第１電極１２と第２電極１３の両方が透光性の特性を有するように形成し、第１電極１２の上部及び第２電極１３の下部のそれぞれにパターン層２０及び偏光フィルム３２が積層される。
【００３４】
円偏光層３０は、外部光が表示パネル内で再反射することを防止して、外光反射が遮られて輝度及び色純度を向上させる層である。また、円偏光層３０は、位相差フィルム（ＱＷＰ）と偏光フィルム（Ｐｏｌ）を含むことができる。
【００３５】
偏光フィルム３２は、位相差フィルム３１上に形成され、外部から入射される光（以下、外部入射光）の中で特定方向の偏光、例えばＹ軸線の偏光を吸収させて、残りの他の方向の偏光、例えばＸ軸線の偏光については透過させる機能をする。
【００３６】
位相差フィルム（ＱＷＰ）３１は、パターン層２０と偏光フィルム３２との間に配置される。偏光フィルム３２を通過した旋偏光状態である光の位相を引き延ばせて円偏光状態に変換させる役割をする。使用される位相差フィルム３１は通常のディスプレー装置で使用されていることと類似または等しいので、これに対する詳細な説明は略する。
【００３７】
このとき、偏光フィルム３２に吸収されず、透過する外部入射光はパターン層２０で散乱された後、発光層１０に入射される。偏光フィルム３２は、ＰＶＡ（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  Ａｌｃｏｈｏｌ）とヨード系染料が混合された材料を用いて形成することができる。例えば、ＰＶＡ（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  Ａｌｃｏｈｏｌ）とヨード系染料が混合された材料をフィルム（ｆｉｌｍ）形態で製作した後、前記フィルムを位相差フィルム３１上に付着する方法で形成することができる。ここで偏光フィルム３２は、前記で提示している材料で形成された偏光フィルムに限定されず、通常の表示装置で使用される多様な偏光フィルムを適用することができる。
【００３８】
パターン層２０は、発光層１０と円偏光層３０との間に配置されて、表示装置の光学的性能を向上させるために使用される一種の光学部材である。
【００３９】
図１及び２を参照すれば、本発明の実施例による光学部材は複数の突出要素２２１ｂを備える凸部２２１及び凸部２２１より屈折率が小さいカバー剤２２２を備える第１層２２、及び第１層２２の少なくとも一面上に位置して、内部に複数の散乱粒子２１１が分散された第２層２１を含む。
【００４０】
第１層２２は、発光層１０で放出される光を集光させて正面輝度を向上させる層で、凸部２２１と凸部２２１の上部を被覆するカバー剤２２２を含む。このとき、第１層２２は、位相差フィルム３１と接触するように配置されることができる。凸部２２１は、上部方向に突出形成された複数の突出要素２２１ｂと突出要素２２１ｂとの間をつなぎ、第２層２１の上部面を被覆する残留層２２１ａを含む。
【００４１】
突出要素２２１ｂは、一方向に延びる棒状に形成されることもでき、互いに分離されている島状に形成されることもでき、これらが混合して形成されることもできる。すなわち、突出要素２２１ｂは第１層２２の一辺から対向する他辺まで延びる棒状、例えば断面が曲面である棒、プリズムパターン、レンチキュラーパターンであることができる。また、それぞれの突出要素２２１ｂが島状に孤立して配置される構造、例えばピラミッド、三角錐、円錐が配置された構造であることもできる。このような突出要素２２１ｂは互いに接触されることもでき、離隔して配置されることもできる。また、突出要素２２１ｂは垂直方向に切断して、本断面の形状が多角形、半円形、楕円形の中の少なくともいずれか一つを含むことができる。例えば、突出要素２２１ｂの断面が三角形、台形、四角形、あるいは半円形、円弧形、楕円形などであることができる。また、突出要素２２１ｂは等しい大きさに形成されることもでき、様々なサイズで、例えばランダムな大きさに形成されることもできる。突出要素２２１ｂは規則的に配置されることもでき、ランダムで不規則に配置されることもできる。突出要素２２１ｂは第１層２２の全体面積に対して２０ないし１００％範囲の面積を占めることができる。図面の図示のように、突出要素２２１ｂが凸な凸レンズ形状に製造される場合、レンズの断面で縦横比は０．０１：１ないし２：１の範囲であることができる。また突出要素２２１ｂが三角形の断面を有するプリズムパターンで製造される場合、各プリズムの頂点の角度は４０ないし１７０度の範囲であることができ、プリズムの断面で縦横比は０．０８：１ないし２：１の範囲であることができる。
【００４２】
残留部２２１ａは、突出要素２２１ｂの製造時に形成されるパターンの残留層として製造方法に応じて多様な厚さで生成されることができる。残留部２２１ａは、第２層２１の上部面に形成され、凸部２２１と第２層２１との結合力を増加させる。また、突出要素２２１ｂ及び残留部２２１ａを含む凸部２２１は光硬化性組成物あるいは熱硬化性組成物で製造されることができ、屈折率は、例えば１．５１ないし１．７の範囲であることができる。
【００４３】
カバー剤２２２は、前記凸部２２１の上部に形成される層として、凸部２２１を平坦化してこれらの上部に積層される層との結合力を向上させる。また、カバー剤２２２は、第１層２２を平坦にし、複数の層が積層される積層構造物の中間に第１層２２が容易に挿入されるようにする。カバー剤２２２は、前記凸部２２１より屈折率が小さい材質で構成されることができ、カバー剤２２２の屈折率は、例えば１．３ないし１．５の範囲であることができ、凸部２２１の屈折率との差は０．０１ないし０．４の範囲であることができる。また、カバー剤２２２は光硬化性組成物あるいは熱硬化性組成物で製造されることができ、接着剤で製造されることもできる。カバー剤２２２が接着剤に形成される場合、上部に積層される層との結合力をさらに向上させることができる。
【００４４】
従来の表示素子でマイクロレンズを使用する場合は、一般的にマイクロレンズ構造物を表示素子の最外殻に使用した。このときは、マイクロレンズ構造物と空気（屈折率約１）の屈折率の差が大きく、出力イメージが鮮明でないイメージブラー現象が発生した。一方、本発明の実施例は、低屈折率を有するカバー剤２２２を備える第１層２２を発光層１０と円偏光層３０との間に配置する。したがって、凸部２２１と空気との間の屈折率の差よりカバー剤２２２と凸部２２１との間の屈折率の差が小さくなって、凸部と界面での屈折率の差を低下させ、第１層２２が発光層１０の近くに配置されて放出光の焦点距離が短くなって、イメージブラーが改善される。また、凸部２２１で光を集光させて正面輝度を上昇させる。
【００４５】
第２層２１はカラーシフトを改善し、全反射を除去する層で、一面が前記第１層２２の一面に接触して結合される。例えば、第１層２２の下部面に第２層２１の上部面が接触して二つの層が結合される。また、第２層２１の他面は発光層１０と接触して結合されることができる。第２層２１はベース剤２１２及びベース剤２１２の内部に分散された複数の散乱粒子２１１を備える。
【００４６】
ベース剤２１２は、第２層２１の形態を維持する薄いシート形状であることができ、熱硬化性組成物や光硬化性組成物など高分子樹脂を用いて製造されることができる。また、ベース剤２１２は、接着剤を用いて製造されることができる。接着剤を使用する場合は、上下部に積層されている層との結合力を向上させることができる。熱硬化性組成物は、熱硬化性樹脂と硬化剤を含むことができ、熱硬化性樹脂としては、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂またはエポキシ系樹脂の中の少なくともいずれか一つを使用することができ、硬化剤としては、イソシアネート化合物、アミン系化合物、有機酸無水物系化合物、アミド系化合物、ジアルデヒド系化合物、アジリジン系化合物、金属キレート化合物、金属アルコキシド化合物または金属塩などを使用することができる。光硬化性組成物は、光硬化性化合物と光開始剤（Ｐｈｏｔｏ−Ｉｎｉｔｉａｔｏｒ）を含むことができ、光硬化性化合物は、ポリマーまたはオリゴマー、モノマーであることができ、また、光硬化性化合物は、ポリマー、オリゴマー及びモノマーの中の２以上を組み合わせて使用することもできる。このとき、ポリマーまたはオリゴマーの例としては、アクリル系化合物、シリコン系化合物、エポキシ系化合物などを使用することができ、これらはそれぞれ単独でまたは２以上を組み合わせて使用することができる。
【００４７】
散乱粒子２１１は、ベース剤２１２と屈折率が異なる粒子を使用する。すなわち、散乱粒子２１１はベース剤２１２よりも屈折率が大きい材料、あるいはベース剤２１２よりも屈折率が小さい材料を使用することができる。散乱粒子２１１の屈折率は１．５ないし２．７の範囲であることができ、ベース剤２１２との屈折率の差が０．０１ないし０．７の範囲であることができる。このとき、屈折率の差が０．０１よりも小さければ、入射光が散乱粒子を認知することが難しく散乱効果がほとんどなく、屈折率の差が０．７を超過すれば、ヘイズがひどく変わる問題が発生し、輝度が減少して製品の量産効率が低下する。散乱粒子２１１としては、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、及びＳｉＯ２の中の少なくともいずれか一つに製造されることができ、粒子の形状は球形または様々な多角形の形状であることができる。散乱粒子２１１の大きさは０．１ないし１μｍの範囲であることができる。このとき、大きさは粒子の平均直径を意味する。前記範囲の大きさの散乱粒子２１１を使用すれば、可視光領域帯の波長と似たような大きさの散乱粒子を使用することになるので、ミー散乱（Ｍｉｅ  Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）効果を極大化して前方に散乱させることができ、これによって、特定の波長の光直進性を減少させることができて表示装置を見る角度によって色相が歪曲されて見えるカラーシフト現象を減少させることができる。また、散乱粒子２１１の充填率、すなわち、第２層２１の全体の重量に対する散乱粒子２１１の含有量は０．０１ないし３重量％範囲であることができる。含有量が０．０１重量％未満で小さい場合には、カラーシフトを改善する効果が微々たるし、含有量が３重量％を超過して大きい場合には、輝度が低下してブラック視認性改善効果が微々たるものである。
【００４８】
一般的に、表示装置の上部に散乱粒子が分散されたフィルムを付着して使用する場合、全反射を除去してカラーシフトを多少改善することができるが、全反射を起こさない角度の光も散乱させることになって正面輝度を低下させ、表示装置がオフのとき、黒く見えるべき画面（ブラック視認性）が明るく見える問題がある。一方、本発明の実施例では、散乱粒子が分散された層及び凸部が具備された層を備える光学部材を用意して、これを位相差フィルム下部に位置させるので、正面輝度の低下が抑制されてカラーシフトを効率的に改善してブラック視認性を著しく向上させることができる。
【００４９】
次に、図２を参照して、光学部材の構造及び要素間屈折率の関係をより詳しく説明する。
【００５０】
光学部材は第１層２２の厚さｅが第２層２１の厚さｆと同じか、これより大きいことができる。例えば、第１層２２の厚さｅは０．２ないし１３０μｍの範囲であることができ、第２層２１の厚さｆは０．１ないし１３０μｍの範囲であることができる。第１層２２の厚さｅを１００とすると、凸部２２１の高さｃ＋ｄは６０ないし１００の範囲であることができる。また、凸部２２１の高さｃ＋ｄは０．２〜８０μｍの範囲であることができ、凸部２２１の中の突出要素２２１ｂの高さｃは０．１〜５０μｍの範囲であることができ、凸部２２１の中の残留部２２１ａの高さｄは０．１〜３０μｍの範囲であることができる。また、突出要素２２１ｂの頂点で第１層２２の上部面までの高さｂは０ないし５０μｍの範囲であることができる。すなわち、高さｂが０の場合は、突出要素２２１ｂの頂点に合わせて第１層２２の上部面が平坦化されるようにしたものである。
【００５１】
このとき、高さｂが０よりも小さければ、カバー剤２２２が突出要素２２１ｂの高さより低い高さで被覆されて第１層の上部が平坦面に形成されなくて、第２層の上に結合される層との結合力を低下させるようになる。また、高さｂが５０μｍよりも大きくなると、光学部材の透過度が低下し、これによって輝度を減少させるようになる。一方、凸部２２１の残留層２２１ａで第１層２２の上部面までの高さ、すなわち、カバー剤２２２の高さａは凸部２２１の突出要素２２１ｂの高さｃよりも大きい。これは高さａが突出要素２２１ｂの高さｃよりも小さければ、カバー剤２２２が突出要素２２１ｂの高さより低い高さｂで被覆されて第１層２２の上部が平坦面に形成されなくて、第１層２２の上に結合される層との結合力を低下させるからである。また、カバー剤２２２の高さａは０．１ないし１００μｍの範囲であることができる。カバー剤２２２の高さａが低すぎると、凸部２２１を適切に被覆することができないし、カバー剤２２２の高さａが高すぎると、光の透過度が減少するようになる。
【００５２】
一方、光学部材の各要素は、適正な屈折率の関係を有する。例えば、ベース剤２１２の屈折率がｎ１であり、凸部２２１の屈折率がｎ２であり、カバー剤２２２の屈折率がｎ３であり、散乱粒子２１１の屈折率がｎ４であるとき、ｎ２はｎ１及びｎ３より大きく、ｎ１とｎ４は互いに異なる値を持つことができる。すなわち、ｎ１＜ｎ２、ｎ３＜ｎ２、ｎ１≠ｎ４の関係を有することができ、ｎ１とｎ４の差は０．０１ないし０．７の範囲であることができる。ここで、ベース剤２１２の屈折率ｎ１が凸部２２１の屈折率ｎ２よりも大きい場合には、界面で全反射で光抽出の効率が低下されて、カバー剤２２２の屈折率ｎ３が凸部２２１の屈折率ｎ２よりも大きい場合には、凸部２２１の集光効率が低下される。また、ベース剤２１２の屈折率ｎ１と散乱粒子２１１の屈折率ｎ４が同じ場合には、光散乱効果がほとんど消えるようになる。
【００５３】
次に、図３を参照して、光放出経路を詳しく説明する。図３は本発明の実施例による表示装置で光放出経路を概念的に図示する断面図である。
【００５４】
本発明の実施例の表示装置は、発光層１０と位相差フィルム３１との間に第１層２２及び第２層２１を備える光学部材が配置される。このことから、発光層１０から発生する光を散乱及び屈折させることで、光抽出の効率を向上させ、イメージブラー現象を減少させて、カラーシフト現象を改善する。
【００５５】
発光層１０から発生した光は、分散している散乱粒子２１１にぶつかって散乱される。すなわち、光が散乱粒子２１１によって散乱されて、複数の光に分散されながら前方に向かう。続いて、凸部２２１とカバー剤２２の屈折率の差によって、前記光が境界面で屈折されて前方に向かう。すなわち、表示装置の側方向に向かわないで、偏光フィルム３２の上面部に向かうように進行する。このように、散乱粒子２１１によって複数の光に散乱されて前方に向かうので、従来のようなイメージブラー現象を抑制して、カラーシフトを改善することができる。また、第１層２２は、発光層１０で発生した光が全反射して放出されることを抑制して、正面部に抽出されるようにすることで、光抽出の効率を向上させる。
【００５６】
次に、本発明の光学部材の多様な変形例を図４を参照して説明する。図４は本発明のいくつかの変形例による光学部材を図示する断面図である。
【００５７】
光学部材は第１層２２の下部に第２層２１を直接結合する（図４の（ａ））のほか多様な方式を有することができる。例えば、第１層２２と第２層２１との間に別途の第３層２３を配置することもでき（図４の（ｂ））、第１層２２の上部に第２層２１を配置することもできる（図４の（ｃ））。ここで、第３層２３は高分子樹脂を含むことができ、第３層２３の挿入で第１層２２と第２層２１との結合を向上させることができ、光学部材を製造する工程を容易に遂行することができるようにする。また、第１層２２と第２層２１の順序を変更した場合には、光の経路が変更される。すなわち、図４の（ａ）の光学部材を表示装置に配置すると、前述したように、発光層から放出される光が散乱して屈折する。図４の（ｃ）の光学部材を表示装置に配置すると、発光層から放出される光が屈折して散乱する。もちろん、この場合も光抽出の効率を向上させ、イメージブラー現象を減少させて、カラーシフト現象を改善することができる。また、光学部材で凸部２２１の形状を多様に変更することができる。これと関しては前述していて、例えば突出要素を三角プリズム要素として製造することができる（図４の（ｄ））。
【００５８】
次に、本発明の表示装置の多様な変形例を図５を参照して説明する。図５は本発明のいくつかの変形例による表示装置を概略的に図示する断面図である。
【００５９】
表示装置で光学部材が発光層１０の上部に配置されるほかに多様な変更を有することができる。例えば、円偏光層３０の上部に透過窓（Ｃｏｖｅｒ  ｇｌａｓｓ）４０が配置されることができ（図５の（ａ））、円偏光層３０の上部にタッチパネル５０が配置されることができ（図５の（ｂ））、タッチパネル５０が発光層１０とパターン層２０との間に配置されることもできる（図５の（ｃ））。もちろん、以外にも様々な変更が可能である。
【００６０】
（実験例及び従来例）
以下では、本発明の具体的な実験例及び従来例を説明する。
【００６１】
実験例の光学部材は、ベース剤に散乱粒子を分散させた第１層と凸部を含む第２層を結合して製造した。まず、屈折率が１．５であるＯＣＡ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｌｅａｒ  ａｄｈｅｓｉｖｅ）のベース剤４９．４７重量％に屈折率が１．７７であるアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）散乱粒子０．５重量％と酢酸エチル（Ｅｔｈｙｌ  ａｃｅｔａｔｅ）５０重量％、硬化剤０．０３重量％を混合する。このような混合物、すなわち、散乱粒子の分散液を約２００μｍの厚さでコーティングし、１００℃のオーブンで乾燥して約３０μｍ厚さの第２層に製造した。以後、紫外線（ＵＶ）硬化性レジン（ｎ＝１．５８）を第２層の一面上に塗布してインプリンティング（Ｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇ）工程を介して成形してＵＶ硬化器を介して硬化して突出要素を含む凸部を製造した。このとき、凸部の高さは約８μｍであり、突出要素の間のピッチ（Ｐｉｔｃｈ）は約３０μｍであった。そして、凸部上面に屈折率が１．４７である低屈折率の光硬化性レジンをコーティングしてＵＶ硬化器を介して硬化して第１層を製造した。
【００６２】
従来例は光学部材を使用していないか、マイクロレンズを光学部材として使用している。すなわち、従来例１は光学部材を使用していない場合であり、従来例２は光学部材にマイクロレンズが形成された層を使用した。従来例２の光学部材では、屈折率が１．５８であるＵＶ硬化性レジン（ｎ＝１．５８）をＰＥＴフィルムの一面上に塗布してインプリンティング工程を介して成形し、ＵＶ硬化器を介して硬化して複数のマイクロレンズを製造した。このとき、マイクロレンズの高さは８μｍであり、マイクロレンズの間のピッチは３０μｍであった。
【００６３】
前記ように製造された各光学部材を表示装置に配置し、光学性能を観察した。一般的に供給される商用化された有機発光表示パネル（ＯＬＥＤパネル）を光源として活用して円偏光層として商用化された円偏光フィルムを活用し、その上部に前記各例の光学部材を設置し、ＥＺコントラスト（Ｃｏｎｔｒａｓｔ）装備（Ｅｌｄｉｍ社、フランス）を用いて視野角による輝度及び色度座標を測定し、ＶＫ−９５００（キーエンス社、日本）装備を用いてピクセルのイメージを測定した。
【００６４】
すなわち、まず、別途の光学部材を設置していない場合（従来例１）の光学性能を観察するために、光源（ＯＬＥＤパネル）の上部（光が外部に放出される面）に円偏光層を積層した。これをＥＺコントラスト装備を用いて、視野角による輝度及び色度座標を測定した。そして、イメージブラー現象を確認するために円偏光層を除去した後、ＶＫ−９５００装備を用いてピクセルのイメージを測定した。
【００６５】
また、従来例２の光学性能を評価するために前記のような方法で、光源と円偏光層を積層した後、円偏光層の上部に従来例２の光学部材を積層し、ＥＺコントラスト装備を用いて視野角による輝度及び色度座標を測定した。そしてイメージブラー現象を確認するために円偏光層を除去した後、ＶＫ−９５００装備を用いてピクセルのイメージを測定した。
【００６６】
また、実験例の光学性能を評価するために前記のような方法で、光源と円偏光層を積層しながらその間に実験例の光学部材を配置し、ＥＺコントラスト装備を用いて視野角による輝度及び色度座標を測定した。そして、イメージブラー現象を確認するために円偏光層を除去した後、ＶＫ−９５００装備を用いてピクセルのイメージを測定した。
【００６７】
表１には前記の輝度及び色度座標の数値を示し、図６は本発明の実験例及び従来例の視野角による色度座標グラフであり、図７は本発明の実験例及び従来例のピクセルのイメージ写真である。
【００６８】
表１は前記の輝度及び色度座標を示したものとして、輝度は表示装置上に配置された光学部材の上部の領域の中の９個の地点でそれぞれ測定された輝度値の平均値を意味する。色度座標（ｕ’，ｖ’）は測定されたＣＩＥ  １９３１（ｘ，ｙ）の値に基づいて、下記数式（１）を通じてＣＩＥ  １９７６  ＵＣＳ（ｕ’，ｖ’）の値に変換した後、０度を１の値に標準化（Ｎｏｒｍａｌｉｚａｔｉｏｎ）して比較した。
【００６９】
【数１】
2017502360.tif 000003
【００７０】
【表１】
2017502360.tif 000004
【００７１】
表１及び図６に示すように、実験例は従来例１及び２に比べて輝度が増加したことが分かる。また、実験例は従来例１及び２に比べてカラーシフト現象が改善したことを分かる。すなわち、従来例１の光学部材を使用していない表示装置の場合及び従来例２のマイクロレンズを光学部材として使用する場合には、視野角が増加するによってカラーシフト現象がひどく現れることが分かる。特に、６０度以上で色の変化が急激に起こることが分かる。一方、実験例、すなわち表示装置の位相差フィルムの下部に本発明の実施例の光学部材を適用する場合には、視野角が増加しても色の変化が緩やかに現れていて、このことからカラーシフト現象が改善されることが分かる。
【００７２】
また、図７に示すように、有機発光表示パネルは別途の光学部材を設置していない従来例１の場合、図７の（ａ）のようなピクセルのイメージを得ることができる。しかし、従来例２の場合、すなわち、表示パネルの最外殻にマイクロレンズが形成された層を適用する場合には、各ピクセルが重なって鮮明な像を得ることができず、画面が歪曲される現象が観察された（図７の（ｂ））。一方、実験例の場合、すなわち、表示パネルの位相差フィルムの下部に本発明の実施例の光学部材を適用する場合には、ピクセルが重畳される現象が改善されて明確なイメージを得ることができた（図７の（ｃ））。
【００７３】
前記では、有機発光表示装置を例えて説明したが、これに限定されず、光抽出の効率を向上させ、イメージブラー及びカラーシフトの現象を改善しようとする様々な発光装置またはディスプレー装置に適用することができる。
【００７４】
本発明の技術的思想は、前記実施例に基づいて具体的に記述されたが、前記実施例はその説明のためのものであり、その制限のためではないことを周知しなければならない。また、本発明の技術分野で当業者は本発明の技術思想の範囲内で多様な実施例が可能であることを理解できるだろう。
【符号の説明】
【００７５】
１０  発光層
２０  パターン層
２１  第２層
２２  第１層
３０  円偏光層
【図１】
2017502360.tif 000005
【図２】
2017502360.tif 000006
【図３】
2017502360.tif 000007
【図４（ａ）】
2017502360.tif 000008
【図４（ｂ）】
2017502360.tif 000009
【図４（ｃ）】
2017502360.tif 000010
【図４（ｄ）】
2017502360.tif 000011
【図５（ａ）】
2017502360.tif 000012
【図５（ｂ）】
2017502360.tif 000013
【図５（ｃ）】
2017502360.tif 000014
【図６】
2017502360.tif 000015
【図７（ａ）】
2017502360.tif 000016
【図７（ｂ）】
2017502360.tif 000017
【図７（ｃ）】
2017502360.tif 000018
【国際調査報告】
2017502360.tif 000019
2017502360.tif 000020
2017502360.tif 000021
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