유기발광소자용 휘도 향상 편광판 document_id A220623112378

유기발광소자(OLED)는 형광성 유기화합물에 전류가 흐르면 빛을 내는 전계 발광현상을 이용하여 스스로 빛을 내는 '자체발광형 유기물질'을 말한다. 이러한 유기발광소자는 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 얇은 박형으로 만들 수 있을 뿐 아니라, 넓은 시야각과 빠른 응답속도를 갖고 있어 액정표시소자(LCD)와 달리 바로 옆에서 보아도 화질이 변하지 않으며 화면에 잔상이 남지 않고, 풀 컬러화(Full Coloration)가 가능하다는 장점을 가지고 있기 때문에, 차세대 평판 디스플레이의 주류 제품이 될 잠재력이 매우 큰 소재이다. 이러한 유기발광소자는 일반적으로 투명기판 상에 양극(ITO층), 전자주입층, 전자수송층, 발광층, 정공수송층, 정공주입층 및 음극을 차례로 적층하여 이루어지며, 전압을 인가하면 전자가 이동하면서 음극에서는 전자가 전자수송층의 도움으로 발광층으로 이동하고, 상대적으로 양극에서는 전자가 빠져나간 정공(Hole)이 정공 수송층의 도움으로 발광층으로 이동하게 된다. 유기물질인 발광층에서 만난 전자와 홀은 높은 에너지를 갖는 여기자를 생성하게 되는데 이때, 여기자가 낮은 에너지로 떨어지면서 빛을 발생하게 된다. 일반적으로 유기발광 소자(OLED)는 음극의 재료로는 전자의 주입을 용이하게 하고 발광 효율을 높이기 위해 마그네슘, 마그네슘-은 합금, 알루미늄, 리튬 알루미늄 합금, 칼슘 등의 금속이 사용되고 있는데, 이러한 금속 전극은 표면 반사율이 높기 때문에 발광 소자 외부의 빛이 내부로 입사되면 입사된 빛 중 많은 양이 음극에서 반사되게 되는데, 이러한 내부 반사는 OLED의 콘트라스트를 저하시키고 시인성을 저하시킨다는 문제가 있었다. 따라서, 종래에는 이러한 콘트라스트 저하를 보안하기 위해, 선 편광판과 1/4 위상차 판으로 구성된 원편광판을 이용하고 있다. 그러나 종래의 원편광판의 경우, 콘트라스트를 향상시킬 수는 있으나, 편광판의 흡수에 의해 투과율이 45% 이하로 떨어져 유기발광소자의 휘도를 현저히 감소시킨다는 문제점이 있었다. 종래의 OLED 표시장치에 있어서, 휘도 저하의 주요 요인으로는 발광소자를 구성하고 있는 각 층들의 굴절율 차이로 인한 전반사 효과와 원편광판에 의한 편광현상(편광판 흡수) 등을 들 수 있다. 발광소자의 발광층에서 발광된 빛은 정공 수송층, 정공 주입층, 양극, 투명기판 등을 거치면서 전반사 등의 반사에 의해 휘도가 줄고 원편광판을 통과하면서 최종 10% 이하로 휘도가 감소하여 낮은 출사 효율을 가진다. 이러한 휘도 저하 문제를 해결하기 위하여 표시장치 내부 투과경로를 광학적으로 개조를 한다든지, 각 층별로 특수 물질을 사용하는 방안 등이 고려될 수 있으나, 이러한 방법들은 공정과 수율의 저하 및 그에 따른 생산비용의 증가가 커서 실용화되기 어렵다는 문제점이 있다.