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KR20200133803A - 색보정 구성요소를 갖는 유기 발광 다이오드 디스플레이 및 이의 제조 방법 - Google Patents

색보정 구성요소를 갖는 유기 발광 다이오드 디스플레이 및 이의 제조 방법 Download PDF

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KR20200133803A
KR20200133803A KR1020207032276A KR20207032276A KR20200133803A KR 20200133803 A KR20200133803 A KR 20200133803A KR 1020207032276 A KR1020207032276 A KR 1020207032276A KR 20207032276 A KR20207032276 A KR 20207032276A KR 20200133803 A KR20200133803 A KR 20200133803A
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데이비드 지 프레이어
로버트 엘 브롯
빙 하오
데이비드 에이 로젠
스티븐 엠 멘케
버트 티 치엔
성 택 이
엔카이 하오
자오후이 양
알버트 아이 에버라얼츠
용샹 루
윌리엄 블레이크 콜브
키이스 알 브루스위츠
아담 디 하아그
선용 박
티모시 제이 네빗
브리아나 엔 휠러
조디 엘 피터슨
질 제이 베노이트
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Abstract

디스플레이 패널 및 색보정 구성요소(color-correction component)를 포함하는 OLED 디스플레이가 기술된다. OLED 층들의 하나 이상의 상이한 광학 두께를 갖는 것을 제외하고 그 이외에는 디스플레이 패널과 동등한 복수의 비교용 디스플레이 패널들이 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이(white-point color shift), WPCSC 45 및 백색점 축방향 효율(white-point axial efficiency), WPAEC를 갖는다. 복수의 비교용 디스플레이 패널들은 성능점들의 경계를 따라 성능 곡선을 정의한다. OLED 디스플레이 및 디스플레이 패널은 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이, WPCS45 및 WPCS0 45를 각각 갖고, 백색점 축방향 효율, WPAE 및 WPAE0을 각각 갖는다. WPCS0 45 및 WPAE0은 성능 곡선의 오른쪽에 있는 디스플레이 패널의 성능점을 정의하고, WPCS45 및 WPAE는 성능 곡선의 위쪽에 또는 왼쪽에 있는 OLED 디스플레이의 성능점을 정의한다. OLED 디스플레이의 제조 방법이 개시된다.

Description

색보정 구성요소를 갖는 유기 발광 다이오드 디스플레이 및 이의 제조 방법
유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이들, 예컨대 능동-매트릭스 유기 발광 다이오드(AMOLED) 디스플레이들은 종종 관찰 방향에 따라 변하는 색을 갖는 광 출력을 생성한다.
본 발명의 일부 태양에서, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이의 제조 방법이 제공된다. 본 방법은, OLED 디스플레이 패널을 제공하되, 복수의 설계 파라미터들의 하나 이상의 값을 제외하고 그 이외에는 OLED 디스플레이 패널과 동등한 복수의 비교용 디스플레이 패널들 중의 각각의 비교용 디스플레이 패널이, 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 백색점 색변이(white-point color shift), WPCSC 45 및 백색점 축방향 효율(white-point axial efficiency), WPAEC를 갖도록 제공하는 단계를 포함하며, 복수의 비교용 디스플레이 패널들은 WPCSC 45 -WPAEC 공간 내의 성능점들의 경계를 따른 성능 곡선을 정의하고, 성능 곡선은 가장 낮은 허용가능한 효율을 갖는 제1 종점으로부터 가장 큰 허용가능한 백색점 색변이 WPCS45 LA를 갖는 제2 종점까지 연장된다. 제공하는 단계는 OLED 디스플레이 패널이, 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 백색점 색변이, WPCS0 45 및 백색점 축방향 효율, WPAE0을 갖도록 복수의 설계 파라미터들을 선택하는 단계를 포함하며, WPCS0 45 및 WPAE0은 성능 곡선의 오른쪽에 있는 디스플레이 패널의 성능점을 정의하고, 디스플레이 패널의 성능점으로부터 WPCSC 45 축을 따른 성능 곡선까지의 거리는 적어도 0.005이다. 본 방법은 OLED 디스플레이 패널 상에 색보정 구성요소(color-correction component)를 배치하는 단계를 추가로 포함하며, 색보정 구성요소는 디스플레이가, 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 백색점 색변이, WPCS45 및 백색점 축방향 효율, WPAE를 갖도록 구성되며, WPCS45 및 WPAE는 성능 곡선의 위쪽에 또는 왼쪽에 있는 디스플레이의 성능점을 정의한다.
본 발명의 일부 태양에서, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이의 제조 방법이 제공된다. 본 방법은, OLED 디스플레이 패널을 제공하되, 복수의 설계 파라미터들의 하나 이상의 값을 제외하고 그 이외에는 OLED 디스플레이 패널과 동등한 복수의 비교용 디스플레이 패널들 중의 각각의 비교용 디스플레이 패널이, 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 백색점 색변이, WPCSC 45, 및 백색점 축방향 효율, WPAEC를 갖도록 제공하는 단계를 포함한다. 제공하는 단계는 OLED 디스플레이 패널이, 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 백색점 색변이, WPCS0 45 및 백색점 축방향 효율, WPAE0을 갖도록 복수의 설계 파라미터들을 선택하는 단계를 포함한다. 적어도 하나의 비교용 디스플레이 패널의 경우, WPCSC 45는 WPCS0 45 - 0.005 이하이고 WPAEC는 WPAE0 - 1 Cd/A 이상이다. 본 방법은 OLED 디스플레이 패널 상에 색보정 구성요소를 배치하는 단계를 추가로 포함하며, 색보정 구성요소는 디스플레이가 0도부터 45도까지의 백색점 색변이, WPCS45를 갖도록 구성되며, WPCS45는 WPCSC 45 미만이다.
본 발명의 일부 태양에서, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이의 제조 방법이 제공된다. 본 방법은, OLED 디스플레이 패널을 제공하되, 복수의 설계 파라미터들의 하나 이상의 값을 제외하고 그 이외에는 OLED 디스플레이 패널과 동등한 복수의 비교용 디스플레이 패널들 중의 각각의 비교용 디스플레이 패널이, 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 백색점 색변이, WPCSC 45, 백색점 축방향 효율, WPAEC, 및 청색 축방향 효율(blue axial efficiency), BAEC를 갖도록 제공하는 단계를 포함한다. 제공하는 단계는 OLED 디스플레이 패널이, 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 백색점 색변이, WPCS0 45 및 백색점 축방향 효율, WPAE0을 갖도록 복수의 설계 파라미터들을 선택하는 단계를 포함한다. 적어도 하나의 비교용 디스플레이 패널의 경우, WPCSC 45는 WPCS0 45 - 0.005 이하이고 WPAEC는 WPAE0 - 1 Cd/A 이상이다. 본 방법은 OLED 디스플레이 패널 상에 색보정 구성요소를 배치하는 단계를 추가로 포함하며, 색보정 구성요소는 디스플레이가 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이, WPCS45 및 청색 축방향 효율, BAE를 갖도록 구성되며, WPCS45는 WPCSC 45 + 0.005 미만이고, BAE는 BAEC보다 적어도 10% 더 크다.
본 발명의 일부 태양에서, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이가 제공된다. 본 디스플레이는 픽셀화된(pixelated) OLED 디스플레이 패널 및 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널 상에 배치된 색보정 구성요소를 포함한다. 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널은 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이, WPCS0 45 및 백색점 축방향 효율, WPAE0을 갖는다. 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널은 복수의 픽셀들을 포함하며, 각각의 픽셀은 복수의 서브픽셀들을 포함하며, 각각의 서브픽셀은 복수의 OLED 층들을 포함한다. 색보정 구성요소는 디스플레이가 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이, WPCS45 및 백색점 축방향 효율, WPAE를 갖도록 구성된다. OLED 층들의 하나 이상의 상이한 광학 두께를 갖는 것을 제외하고 그 이외에는 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널과 동등한 복수의 비교용 디스플레이 패널들이 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이, WPCSC 45 및 백색점 축방향 효율, WPAEC를 갖는다. 복수의 비교용 디스플레이 패널들은 WPCSC 45-WPAEC 공간 내의 성능점들의 경계를 따라 제1 성능 곡선을 정의한다. OLED 층들의 하나 이상의 상이한 광학 두께를 갖는 것을 제외하고 그 이외에는 디스플레이와 동등한 복수의 비교용 디스플레이들이 WPCSC 45 -WPAEC 공간 내의 성능점들의 경계를 따라 제2 성능 곡선을 정의한다. 제2 성능 곡선은 제1 성능 곡선의 위쪽에 또는 왼쪽에 있다. WPCS45 및 WPAE는 실질적으로 제2 성능 곡선을 따른 디스플레이의 성능점을 정의한다. 제2 성능 곡선 및 복수의 비교용 디스플레이들은 WPCSC 45-WPAEC 공간에서 제3 성능 곡선을 정의하는데, 이러한 정의는, 제2 성능 곡선을 따른 성능점을 갖는 복수의 비교용 디스플레이들 중의 각각의 비교용 디스플레이에 대해, 그러한 비교용 디스플레이로부터 색보정 구성요소를 제거한 결과가 제3 성능 곡선을 따른 성능점을 갖는 비교용 디스플레이 패널이 되도록 하는 것이다. 제3 성능 곡선은 제1 성능 곡선의 오른쪽에 있다. WPCS0 45 및 WPAE0은 실질적으로 제3 성능 곡선을 따른 디스플레이 패널의 성능점을 정의한다.
본 발명의 일부 태양에서, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이가 제공된다. 본 디스플레이는 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널 및 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널 상에 배치된 색보정 구성요소를 포함한다. 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널은 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이, WPCS0 45 및 백색점 축방향 효율, WPAE0을 갖는다. 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널은 복수의 픽셀들을 포함하며, 각각의 픽셀은 복수의 서브픽셀들을 포함하며, 각각의 서브픽셀은 복수의 OLED 층들을 포함한다. OLED 층들의 하나 이상의 상이한 광학 두께를 갖는 것을 제외하고 그 이외에는 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널과 동등한 비교용 디스플레이 패널이 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이, WPCSC 45, 및 백색점 축방향 효율, WPAEC를 가지며, WPCSC 45는 WPCS0 45 - 0.005 이하이다. 색보정 구성요소는, 디스플레이가 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이, WPCS45 및 백색점 축방향 효율, WPAE를 갖도록 구성되며, WPCS45는 WPCSC 45 미만이다.
본 발명의 일부 태양에서, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이가 제공된다. 본 디스플레이는 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널 및 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널 상에 배치된 색보정 구성요소를 포함한다. 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널은 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이, WPCS0 45 및 백색점 축방향 효율, WPAE0을 갖는다. 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널은 복수의 픽셀들을 포함하며, 각각의 픽셀은 복수의 서브픽셀들을 포함하며, 각각의 서브픽셀은 복수의 OLED 층들을 포함한다. 색보정 구성요소는 디스플레이가 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이, WPCS45 및 백색점 축방향 효율, WPAE를 갖도록 구성된다. OLED 층들의 하나 이상의 상이한 광학 두께를 갖는 것을 제외하고 그 이외에는 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널과 동등한 복수의 비교용 디스플레이 패널들이 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이, WPCSC 45 및 백색점 축방향 효율, WPAEC를 갖는다. 복수의 비교용 디스플레이 패널들은 WPCSC 45-WPAEC 공간 내의 성능점들의 경계를 따라 성능 곡선을 정의하며, WPCS45 및 WPAE는 디스플레이의 성능점을 정의한다. 디스플레이의 청색 축방향 효율 BAE가, 성능 곡선을 따른 성능점을 갖고 백색점 축방향 효율이 WPAE의 5% 이내인 복수의 비교용 디스플레이 패널들 중의 제1 비교용 디스플레이 패널의 청색 축방향 효율 BAEC보다 적어도 10% 더 크다.
본 발명의 일부 태양에서, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이가 제공된다. 본 디스플레이는 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널 및 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널 상에 배치된 색보정 구성요소를 포함한다. 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널은 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이, WPCS0 45 및 백색점 축방향 효율, WPAE0을 갖는다. 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널은 복수의 픽셀들을 포함하며, 각각의 픽셀은 복수의 서브픽셀들을 포함하며, 각각의 서브픽셀은 복수의 OLED 층들을 포함한다. OLED 층들의 하나 이상의 상이한 광학 두께를 갖는 것을 제외하고 그 이외에는 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널과 동등한 비교용 디스플레이 패널이 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이, WPCSC 45, 백색점 축방향 효율, WPAEC, 및 청색 축방향 효율, BAEC를 가지며, WPCSC 45는 WPCS0 45 - 0.005 이하이다. 색보정 구성요소는 디스플레이가 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이, WPCS45 및 청색 축방향 효율, BAE를 갖도록 구성되며, WPCS45는 WPCSC 45 + 0.005 미만이고, BAE는 BAEC보다 적어도 10% 더 크다.
본 발명의 일부 태양에서, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이가 제공된다. 본 디스플레이는 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널 및 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널 상에 배치된 색보정 구성요소를 포함한다. 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널은 30도에서의 청색-대-적색 색혼합 가중치의 비, β0 30, 및 45도에서의 청색-대-적색 색혼합 가중치의 비, β0 45를 갖는다. β0 45 > β0 30 ≥ 1.05 및 1.5 ≥ β0 45 ≥ 1.1이다. 색보정 구성요소는 디스플레이의 45도에서의 청색-대-적색 색혼합 가중치의 비가 β45가 되도록 그리고 디스플레이의 30도에서의 청색-대-적색 색혼합 가중치의 비가 β30이 되도록 구성된다. β0 45 - 0.1 ≥ β45 ≥ 2.1 - β0 45 및 β0 30 - 0.05 ≥ β30 ≥ 2.05 - β0 30이다.
본 발명의 일부 태양에서, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이가 제공된다. 본 디스플레이는 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널 및 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널 상에 배치된 색보정 구성요소를 포함한다. 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널은 복수의 픽셀들을 포함하며, 각각의 픽셀은 복수의 서브픽셀들을 포함하며, 각각의 서브픽셀은 복수의 OLED 층들을 포함한다. 색보정 구성요소는 디스플레이가, 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 청색점 색변이(blue-point color shift), BPCS45 및 청색 축방향 효율, BAE를 갖도록 구성된다. OLED 층들의 하나 이상의 상이한 광학 두께를 갖는 것을 제외하고 그 이외에는 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널과 동등한 제1 비교용 디스플레이 패널이, 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 청색점 색변이, BPCSC1 45 및 청색 축방향 효율, BAEC1을 갖는다. BPCSC1 45는 BPCS45의 0.0025 이내이고, BAE는 BAEC1보다 적어도 10% 더 크거나; 또는 BAEC1은 BAE의 5% 이내이고, BPCSC1 45는 BPCS45보다 적어도 0.005 더 크다.
도 1은 백색점 축방향 효율 vs. 백색점 색변이 성능 공간의 개략적 플롯이다.
도 2는 도 1의 성능 공간 및 연장된 성능 공간의 개략적 플롯이다.
도 3a는 연장된 성능 공간을 예시하는 개략적 도표이다.
도 3b는 도 3a의 성능 공간에 의해 정의되는 성능 곡선의 개략적 플롯이다.
도 3c는 도 3b의 성능 곡선의 왼쪽 및 오른쪽에 있는 영역들을 개략적으로 예시한다.
도 3d는 도 3b의 성능 곡선의 위쪽 및 아래쪽에 있는 영역들을 개략적으로 예시한다.
도 4a는 성능 곡선 및 수정된 성능 곡선을 개략적으로 예시한다.
도 4b는 도 4a의 수정된 성능 곡선을 개략적으로 예시한다.
도 5는 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 6은 OLED 방출 스택(emissive stack)의 개략 단면도이다.
도 7은 OLED 디스플레이 패널의 개략 평면도이다.
도 8은 적색, 녹색 및 청색 OLED 방출 스택의 개략 단면도이다.
도 9는 비교용 디스플레이 패널의 녹색 서브픽셀의 공동 방사율(cavity emissivity) 및 도펀트 방출의 플롯이다.
도 10은 일부 실시 형태에 따른 디스플레이 패널의 녹색 서브픽셀의 공동 방사율 및 도펀트 방출의 플롯이다.
도 11은 도 10의 녹색 서브픽셀의 상대 스펙트럼 방출의 플롯이다.
도 12는 도 9의 녹색 서브픽셀의 시야각에 따른 색변이의 u'-v' 플롯이다.
도 13은 도 10의 녹색 서브픽셀의 시야각에 따른 색변이의 u'-v' 플롯이다.
도 14는 일부 실시 형태에 따른 디스플레이 패널의 서브픽셀 및 비교용 디스플레이 패널의 서브픽셀의 개략 단면도이다.
도 15는 OLED 디스플레이의 단면도이다.
도 16은 나노구조화된 계면의 파워 스펙트럼 밀도(PSD)가 집중되는 푸리에 공간에서의 일정 영역의 개략도이다.
도 17a는 파수의 함수로서의 나노구조화된 계면의 PSD의 개략도이다.
도 17b는 파수의 함수로서의 나노구조화된 계면의 파수-PSD 곱의 개략도이다.
도 18a는 파수의 함수로서의 나노구조화된 계면의 PSD의 개략도이다.
도 18b는 파수의 함수로서의 나노구조화된 계면의 파수-PSD 곱의 개략도이다.
도 19는 푸리에 공간에서의 환형 섹터(annular sector) 및 환체(annulus)를 예시한다.
도 20a는 복수의 기둥들을 갖는 나노구조화된 표면을 포함하는 나노구조화된 물품의 단면도이다.
도 20b는 도 20a의 나노구조화된 물품의 기둥의 단면도이다.
도 21은 나노구조화된 물품의 단면도이다.
도 22는 다층 광학 필름의 예시적인 광학 반복 유닛의 개략 사시도이다.
도 23은 부분 반사기의 개략 측면도이다.
도 24a 및 도 24b는 다층 광학 필름의 층 두께 프로파일의 개략적 예시이다.
도 25는 파장 및 편광 의존성 부분 반사기의 투과율 대 파장의 개략적 플롯이다.
도 26은 부분 반사기의 투과율 스펙트럼의 개략적 그래프이다.
도 27은 원형 편광기의 개략 단면도이다.
도 28은 부분 반사기의 통과축, 선형 흡수 편광기의 통과축, 및 지연기의 진상축(fast axis)의 개략도이다.
도 29는 중합체 필름의 개략 단면도이다.
도 30은 추가의 중합체 층을 갖는 도 29의 중합체 필름의 개략 단면도이다.
도 31은 단일층 중합체 필름의 개략 단면도이다.
도 32는 이중층 중합체 필름의 개략 단면도이다.
도 33은 청색 축방향 효율 vs. 최대 청색점 색변이의 개략적 플롯이다.
도 34 및 도 35는 색보정 구성요소를 갖는 상태 및 이것을 갖지 않는 상태의 디스플레이에 대한 청색 축방향 효율 vs. 최대 청색점 색변이의 플롯이다.
도 36은 한 세트의 비교용 디스플레이 패널들의 성능점들의 WPCSC 45-WPAEC 공간에서의 플롯이다.
도 37은 한 세트의 OLED 디스플레이들의 성능점들의 WPCS45-WPAE 공간에서의 플롯이다.
도 38은 다른 한 세트의 비교용 디스플레이 패널들의 성능점들의 WPCSC 45-WPAEC 공간에서의 플롯이다.
도 39는 다른 한 세트의 OLED 디스플레이들의 성능점들의 WPCS45-WPAE 공간에서의 플롯이다.
도 40은 모델링에 의해 결정된 청색 축방향 효율 vs. 최대 청색점 색변이의 플롯이다.
도 41은 실험 및 모델링에 의해 결정된 바와 같은 디스플레이 패널에 대한 청색 축방향 효율 vs. 최대 청색점 색변이의 플롯이다.
하기 설명에서, 본 명세서의 일부를 이루고 다양한 실시 형태가 예시로서 도시되어 있는 첨부 도면을 참조한다. 도면은 반드시 일정한 축척으로 작성된 것은 아니다. 다른 실시 형태가 고려되고 본 명세서의 범위 또는 사상으로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 하기의 상세한 설명은 제한적인 의미로 해석되어서는 안 된다.
유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이들은 종종 관찰 방향에 따라 변하는 색을 갖는 광 출력을 생성한다. 이러한 효과는, OLED의 방출 스택의 캐소드와 애노드 사이의 공동이, 대략 공동 내의 광의 시야각을 공동 내의 파장으로 나눈 값의 코사인값으로서 파장 및 시야각에 의존하는 출력을 갖는, 강한 공동(strong cavity) OLED들에서 특히 부적당하다. OLED 디스플레이의 색변이 및 효율은 OLED 디스플레이의 설계 파라미터에 좌우된다. 예를 들어, 색변이 및 효율 둘 모두는 OLED 디스플레이의 층의 두께 및 재료에 좌우된다. 종래의 OLED 디스플레이들에서, OLED 층들은 색변이와 효율 사이의 원하는 절충을 달성하도록 선택된다.
미국 가특허 출원 제62/342620호(프라이어(Freier) 등) 및 제62/414127호(에릭슨(Erickson) 등)에, 그리고 국제 특허 출원 공개 WO 2017/205174호(프라이어 등)에 기술된 바와 같이, 색보정 구성요소, 예컨대 나노구조화된 계면을 포함하는 광학 스택은 OLED 디스플레이 패널의 방출 층에 근접하게 배치되어, 디스플레이의 축상 광 출력을 실질적으로 변화시키지 않고서 시야 방향에 따른 색의 변동을 감소시킬 수 있다. 다른 유용한 색보정 구성요소는 부분 반사기를 포함하는데, 이는, 예를 들어 파장 의존성 반사율 및 투과율을 제공한다. 유용한 부분 반사기가, 예를 들어 미국 가특허 출원 제62/566654호(하그(Haag) 등) 및 제62/383058호(베노이트(Benoit) 등) 및 제62/427450호(베노이트)에 기술되어 있다. 다른 유용한 색보정 구성요소는 중합체 필름을 포함하는데, 이는, 예를 들어 중간 정도의 광학 확산기로서 기능한다. 유용한 중합체 필름은, 예를 들어 미국 특허 출원 제15/587929호(하오(Hao) 등) 및 제15/587984호 (하오 등)에 기재되어 있다.
색보정 구성요소는 상부 방출 OLED의 상부 표면에 인접하게 또는 하부 방출 OLED의 하부 표면에 인접하게 배치될 수 있다. OLED는 강한 공동 OLED 또는 약한 공동 OLED 또는 무공동 OLED일 수 있다. 현재의 OLED 시장은 능동-매트릭스 유기 발광 다이오드(AMOLED) 디스플레이가 장악하고 있는데, 이것은 상부-방출형(top-emissive) 구조를 가지며 현재 강한 미세공동(microcavity) 설계를 사용하는 것을 제외하고는 어떠한 광 추출 방법도 사용하지 않는다. 이러한 강한 공동 설계는 높은 광 효율을 가질 수 있지만, 예를 들어 액정 디스플레이(LCD)보다 각도 색균일도(angular color uniformity)가 훨씬 더 나쁘다. 본 발명의 일부 실시 형태에서, 색보정 구성요소는 강한 공동 OLED, 예컨대 AMOLED에 유리하게 사용되는데, 그 이유는, 강한 공동 OLED에는 전형적으로 비교적 큰 색변이가 존재하기 때문이다.
일부 실시 형태에서, OLED 디스플레이는 방출 층들 상에 배치된 봉지재(encapsulant) 및 봉지재에 인접하게 배치된 원형 편광기를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 색보정 구성요소는 봉지재와 원형 편광기 사이에 배치된다.
시야 방향에 따른 색의 변동의 감소를 정량화하는 데 사용될 수 있는 몇몇 변수들이 있다. 예를 들어, 축상의 지정된 색으로부터의 시야각에 따른 색의 변이가 색변이를 특성화하는 데 사용될 수 있다. 상이한 지정된 축상 색은 색변이를 특성화하도록 상이한 양을 제공한다. 백색 축방향 색의 지정이 전체 색변이 성능을 특성화하는 유용한 양을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 특히, 색변이를 특성화하는 데 유용한 양은 시야각이 0도에서 45도로 변할 때의 디스플레이의 최대 백색점 색변이(WPCS45)이다. 디스플레이를 특성화하는 데 유용한 다른 양은 시야각이 0도에서 45도로 변할 때의 최대 청색점 색변이(BPCS45)이다. 시야각은 디스플레이 외부의 공기 중에서 결정되는 바와 같은 디스플레이에 법선인 방향에 대한 각도를 지칭한다. 디스플레이의 내부 층들의 법선 방향에 대해 대응하는 각도들은 스넬의 법칙(Snell's law)에 의해 결정될 수 있다. 디스플레이가 만곡되는 경우, 법선 방향은 특성화되는 광을 방출하는 픽셀에서의 법선 방향을 지칭한다.
시야각에 따른 백색점 색변이는 CIE(Commission Internationale de l'Eclairage) 1976 UCS(Uniform Chromaticity Scale) 색도도(chromaticity diagram)의 관점에서 기술될 수 있다. 지정된 시야각에서의 백색점 색변이는 지정된 시야각에서의 광 출력과 0도(디스플레이에 수직한) 시야각에서의 광 출력 사이의 색도 거리로서, 이는, 0도 시야각에서의 광 출력이 백색일 때이다. 색도 거리는 CIE 색도도에서의 2개의 점들 사이의 유클리드 거리를 지칭한다. 예를 들어, 제1 색이 CIE 1976 UCS 색 좌표들(u'1,v'1)을 갖고 상이한 제2 색이 CIE 1976 UCS 색 좌표들(u'2,v'2)을 갖는 경우, 2개의 색들 사이의 색도 거리는 (Δu'v')2 = (u'2-u'1)2 + (v'2-v'1)2의 양의 제곱근에 의해 주어진다. 수직 시야각에서의 백색점은 임의의 적합한 백색점일 수 있다. 예를 들어, 백색점은 표준 발광체의 백색점인 것으로 취해질 수 있거나, 디스플레이 패널에 의해 생성되는 백색점인 것으로 취해질 수 있다. 백색점은 u', v' 좌표들로 지정될 수 있다. 예를 들어, 하나의 적합한 백색점은 u' = 0.19783 및 v' = 0.46833이다. 다른 예시적인 적합한 백색점이 표 1에 주어져 있는데, 이 표는 표준 발광체들에 대한 그리고 일반적인 디스플레이들로부터 생성되는 백색광에 대한 CIE x, y, u' 및 v' 좌표들을 제공하고 표준 발광체들에 대한 상관 색온도(correlated color temperature, CCT)를 제공한다.
[표 1]
Figure pct00001
유사하게, 지정된 시야각에서의 청색점 색변이는 지정된 시야각에서의 광 출력과 0도(디스플레이에 수직한) 시야각에서의 광 출력 사이의 색도 거리로서 정의되며, 이는, 광 출력이 디스플레이의 청색 서브픽셀로부터 유래될 때이다.
디스플레이의 밝기 및/또는 효율을 특성화할 것이 또한 요구된다. 축상 밝기를 특성화하는 데 유용한 양은 디스플레이의 백색점 축방향 효율(WPAE)이다. 디스플레이를 특성화하는 데 유용한 다른 양은 청색 축방향 효율(BAE)이다. BAE는 디스플레이가 백색광 출력(예를 들어, 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 기술된 임의의 백색점)을 생성할 때 청색 서브픽셀들의 효율이다. OLED 디스플레이의 수명은 전형적으로 청색 서브픽셀의 수명에 의해 제한된다. 따라서, BAE를 증가시킴으로써 OLED 디스플레이의 수명을 증가시킬 수 있다. 이들 효율은 공급된 전류의 단위당 생성되는 광도(luminous intensity)를 지칭하고, cd/A로 표현될 수 있다.
본 발명에 따르면, OLED 스택과 색보정 구성요소를 동시에 설계하거나, 또는 색보정 구성요소의 특성들에 적어도 부분적으로 기초하여 OLED 스택을 설계하는 것이, 먼저 색변이와 효율 사이의 원하는 절충을 제공하도록 OLED 스택을 설계하고, 이어서 색보정 구성요소를 사용하여 색변이를 추가로 보정함으로써 얻어질 수 있는 것을 뛰어넘는 성능 이득을 제공할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 일부 실시 형태에 따르면, OLED 스택의 층들이 OLED 디스플레이 패널의 색혼합 가중치(color mixing weight)의 불균형을 의도적으로 생성하도록 선택되고, 색보정 구성요소가 이러한 불균형을 적어도 부분적으로 보정하기 위해 사용될 때, 생성되는 디스플레이는 종래의 디스플레이 패널 상에 색보정 구성요소를 배치함으로써 달성될 수 없는 성능(예를 들어, 증가된 효율 및/또는 감소된 색변이)을 갖는 것으로 밝혀졌다. 색혼합 가중치의 이러한 불균형은 색보정 구성요소의 적합한 선택에 의해 달성될 수 있는 광학 특성들에 적어도 부분적으로 기초하여 선택될 수 있다. 일부 실시 형태에 따르면, 이의 결과는 종래의 OLED 디스플레이보다 더 밝은 디스플레이(예를 들어, 더 높은 WPAE)를 생성하면서 또한, 종래의 OLED 디스플레이 정도로 양호한 색변이(예를 들어, WPCS45가 증가되지 않음)를 제공한다는 것이거나; 또는 종래의 디스플레이들에 비하여 개선된 색변이(예를 들어, 감소된 WPCS45 및/또는 감소된 BPCS45)를 가지면서 또한, 적어도 양호한 밝기(예를 들어, WPAE가 감소되지 않고/않거나 BAE가 감소되지 않음)를 제공하는 디스플레이를 생성한다는 것이거나; 또는 종래의 디스플레이 패널들에 비하여 개선된 청색 축방향 효율을 가지면서 또한, 유사하거나 개선된 색변이(예를 들어, WPCS45는 실질적으로 증가되지 않고/않거나 BPCS45는 증가되지 않음)를 제공하는 디스플레이를 생성한다는 것이다. 더 일반적으로는, 일부 실시 형태에 따르면, OLED 스택과 색보정 구성요소를 동시에 설계하거나, 또는 색보정 구성요소의 특성들을 고려하여 OLED 스택을 설계하는 것이 색보정 구성요소를 종래의 OLED 디스플레이 패널에 적용함으로써 달성될 수 없는 색변이/효율 성능 공간을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 일부 실시 형태에 따르면, OLED 스택과 색보정 구성요소를 동시에 설계하거나 또는 색보정 구성요소를 고려하여 OLED 스택을 설계하는 것은 증가된 BAE를 가져올 수 있는 것으로 밝혀졌다. 일부 실시 형태에서, 바람직한 설계는 청색 축방향 효율을 증가시키기 위하여 백색점 색변이의 약간의 증가를 허용하는 것일 수 있다.
WPCS0 45는 색보정 구성요소가 부재하는 디스플레이 패널의 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이를 나타내며, WPCSC 45는 비교용 디스플레이 패널의 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이를 나타내며, WPCS45는 색보정 구성요소를 포함하는 OLED 디스플레이의 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이를 나타내며, WPAE0은 색보정 구성요소가 부재하는 디스플레이 패널의 백색점 축방향 효율을 나타내며, WPAEC는 비교용 디스플레이 패널의 백색점 축방향 효율을 나타내며, WPAE는 색보정 구성요소를 포함하는 OLED 디스플레이의 백색점 축방향 효율을 나타내며, BAEC는 비교용 디스플레이 패널의 청색 축방향 효율을 나타내며, BAE는 색보정 구성요소를 포함하는 OLED 디스플레이의 청색 축방향 효율을 나타내며, BPCS0 45는 시야각이 0도에서 45도로 변할 때의 색보정 구성요소가 부재하는 디스플레이 패널의 최대 청색점 색변이를 나타내며, BPCSC 45는 비교용 디스플레이 패널의 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이를 나타내며, BPCS45는 색보정 구성요소를 포함하는 OLED 디스플레이의 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이를 나타낸다. 일부 실시 형태에 따르면, 덜 바람직하거나 또는 심지어 통상적으로 허용 불가능한 백색점 또는 청색점 색변이를 제공하도록 OLED 스택을 설계하는 것이, 색보정 구성요소가 포함될 때, WPCS45-WPAE-BPCS45-BAE 공간에서 적어도 하나의 방식으로 개선된 성능(예를 들어, WPCS45 < WPCSC 45 및/또는 WPAE > WPAEC 및/또는 BAE > BAEC 및/또는 BPCS45 < BPCSC 45)을 가져오는 것으로 밝혀졌다.
본 발명의 디스플레이의 다른 이점은, 일부 실시 형태에 따르면, 제조 변동에 대한 개선된 허용오차이다. 예를 들어, 일부 실시 형태에 따르면, 예를 들어 불완전한 두께 제어 제조로 인한 층 두께의 변동은 종래의 디스플레이 패널에서보다 상당히 더 작은 WPCS45-WPAE에서의 성능의 변동을 가져오는 것으로 밝혀졌다.
도 1은 WPAE-WPCS45 좌표들에서의 성능 공간(12)을 개략적으로 예시한 플롯이다. 성능 공간(12)은 성능 곡선(14) 상에 있거나 그 아래쪽에 그리고 오른쪽에 있는 점들을 포함하고, 비교용 디스플레이 패널들의 하나 이상의 설계 파라미터들을 변동시킴으로써 달성가능한 성능점들을 나타낸다. 비교용 디스플레이 패널들, 본 발명의 디스플레이 패널들, 및 본 발명의 디스플레이 패널들 및 색보정 구성요소들을 포함하는 OLED 디스플레이들이 동일한 플롯 상에 예시될 수 있기 때문에, 플롯의 x-축 및 y-축은 WPCSC 45-WPAEC 축들, WPCS0 45-WPAE0 축들, 및 WPCS45-WPAE 축들로서 상호 교환가능하게 지칭될 것이다. 주어진 OLED 디스플레이 패널에 대해서는, 복수의 설계 파라미터들의 하나 이상의 값을 제외하고 그 이외에는 OLED 디스플레이 패널과 동등한 복수의 비교용 디스플레이 패널이 정의될 수 있다. 비교용 디스플레이 패널은 WPCSC 45-WPAEC 공간에서 성능점들을 정의하고, 성능점들의 경계를 따라 성능 곡선(14)을 정의한다. 특히, 성능 곡선(14)은 성능점들의 경계의 상부 왼쪽 부분이다. 성능 곡선(14)을 따른 상이한 점들은 상이한 성능 결과들을 나타내며, 이러한 성능 결과들은 설계 파라미터들의 적절한 선택에 의해 실현될 수 있다. 성능점이 성능 곡선(14) 상에 위치하는 경우, WPAEC를 또한 저하시키는 일 없이 더 낮은 WPCSC 45를 가져오거나, 또는 WPCSC 45를 또한 증가시키는 일 없이 더 높은 WPAEC를 가져오는 설계 파라미터들의 선택은 없다.
전형적으로, 0도부터 45도까지의 시야각에 대한 가장 큰 허용가능한 최대 백색점 색변이 WPCS45 LA 및 허용가능한 최소 축방향 효율 WPAEMin은 응용에 좌우될 수 있다(예를 들어, 이들 양 중 하나 또는 둘 모두는 휴대폰에 대한 것이 텔레비전에 대한 것과 상이할 수 있음). 일부 실시 형태에서, 복수의 비교용 디스플레이 패널들은 WPAEMin의 아래쪽 및 위쪽 둘 모두로 연장되는 소정의 WPAEC 범위 및 WPCS45 LA의 아래쪽 및 위쪽 둘 모두로 연장되는 소정의 WPCSC 45 범위를 갖는다. 일부 실시 형태에서, 소정의 WPCSC 45 범위는 적어도 0.01 내지 0.015로 연장된다. 일부 그러한 실시 형태에서, 소정의 WPCSC 45 범위는, 예를 들어 적어도 0.02, 또는 적어도 0.009 내지 0.015, 또는 적어도 0.008 내지 0.02로 연장된다. 일부 실시 형태에서, 소정의 WPAEC 범위는 적어도 30 cd/A 내지 35 cd/A, 또는 25 cd/A 내지 35 cd/A, 또는 35 cd/A 내지 40 cd/A, 또는 40 cd/A 내지 45 cd/A로 연장된다. 일부 실시 형태에서, 소정의 WPAEC 범위는 적어도 5 cd/A 또는 적어도 10 cd/A를 초과하여 연장된다. 색보정 구성요소에 대한 고려 없이 성능점을 선택해야 하는 경우라면, 백색점 축방향 효율이 WPAEMin보다 크고 0도부터 45도까지의 시야각에 대한 최대 백색점 색변이가 WPCS45 LA 미만인 성능 곡선(14)을 따른 점을 선택할 것이다. 예를 들어, 효율과 색변이 사이의 원하는 절충으로서 성능점(15a)을 선택할 수 있다. 이어서, 색보정 구성요소를 추가하여 색변이를 성능점(15b)으로 감소시킬 수 있다. 백색점 축방향 효율이 WPAEMin인 제1 종점(141)과 0도부터 45도까지의 시야각에 대한 최대 백색점 색변이가 WPCS45 LA인 제2 종점(142) 사이에서 연장되는 성능 곡선(14)의 일부분은 성능 곡선(14a)이다. 성능 곡선(14a)은 백색점 축방향 효율이 적어도 WPAEMin이고 0도부터 45도까지의 시야각에 대한 최대 백색점 색변이가 WPCS45 LA 이하인 성능 곡선(14)을 정의하는 복수의 비교용 디스플레이 패널들의 하위세트인 복수의 비교용 디스플레이 패널들에 의해 정의된다. 제1 종점 및 제2 종점은 대안적으로 0도부터 45도까지의 시야각에 대한 최대 백색점 색변이가 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 기술된 임의의 범위에 걸쳐 연장되도록 그리고/또는 백색점 축방향 효율이 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 기술된 임의의 범위에 걸쳐 연장되도록 선택될 수 있다.
본 발명에 따르면, 색보정 구성요소의 효과를 고려하도록 OLED 패널을 설계하는 것은 종래에 설계된 OLED 패널 상에 색보정을 사용하는 것에 비하여 개선된 결과를 제공할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 색보정 구성요소가 디스플레이 패널 상에 배치된 디스플레이에 대한 결과를 최적화하는 것이 관심 대상이기 때문에, 디스플레이 패널의 성능점에 대한 최적의 선택은 성능 곡선(14)의 아래쪽에 그리고 오른쪽에 있을 수 있지만, 일부 경우에 그것은 또한 성능 곡선(14) 상에 있을 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 형태에서, 디스플레이 패널에 대한 성능점(10a)은 색보정 구성요소가 포함될 때 성능점(10b)으로 병진이동하고, 디스플레이 패널에 대한 다른 성능점들은 효율과 같은 다른 원하는 성능 속성을 또한 희생시키는 일 없이 더 낮은 백색점 색변이를 가져오지 못한다. 성능점(10a)은 성능 곡선(14)의 아래쪽에 그리고 오른쪽에 있고, 성능점(13a)을 갖는 비교용 디스플레이 패널은 성능점(10a)에 비해 개선된 백색점 축방향 효율 및 개선된 백색점 색변이 둘 모두를 갖는다는 것에 유의한다. 색보정 구성요소가 포함될 때, 성능점(13a)은 성능점(13b)으로 시프트되는 반면, 성능점(10a)은 성능점(13b)보다 실질적으로 더 낮은 백색점 색변이를 갖는 성능점(10b)으로 시프트된다.
다른 예로서, 성능점(20a)은 색보정 구성요소가 포함될 때 성능점(20b)으로 시프트된다. 성능점(20b)은 백색점 색변이가 성능점들(15b, 13b)의 것에 대략적으로 비견되지만 상당히 더 높은 백색점 축방향 효율을 갖는다.
일부 실시 형태에서, 디스플레이 패널 및 색보정 구성요소를 포함하는, 생성된 디스플레이의 최적 성능을 가져오는 성능점들은 성능 곡선(14a)의 오른쪽에 있는 성능 곡선(109)을 따른다.
일부 실시 형태에서, 색보정 구성요소는 디스플레이 패널의 0도부터 내지 45도까지의 최대 백색점 색변이를 적어도 0.005, 또는 적어도 0.01, 또는 적어도 0.015만큼 왼쪽으로 시프트한다. 다시 말하면, 일부 실시 형태에서, WPCS45 0 - WPCS45 ≥ 0.005, 또는 WPCS45 0 - WPCS45 ≥ 0.01, 또는 WPCS45 0 - WPCS45 ≥ 0.015이다. 일부 실시 형태에서, OLED 디스플레이 패널의 설계 파라미터들의 값들은 WPCS45 0이 적어도 0.012, 또는 적어도 0.015, 또는 적어도 0.016, 또는 적어도 0.017, 또는 적어도 0.018, 또는 적어도 0.019, 또는 적어도 0.02가 되도록 선택된다. 일부 실시 형태에서, WPCS45는 0.014 이하, 또는 0.012 이하, 또는 0.01 이하, 또는 0.008 이하, 또는 0.006 이하, 또는 0.005 이하이다. 일부 실시 형태에서, WPCS0 45는 적어도 0.017이고 WPCS45는 0.01 이하이다. 일부 실시 형태에서, WPCS0 45는 적어도 0.020이고 WPCS45는 0.014 이하이다. 일부 실시 형태에서, WPCS45는 WPCSC 45 - 0.005 이하, 또는 WPCSC 45 - 0.01 이하, 또는 WPCSC 45 - 0.015 이하이다. 일부 실시 형태에서, WPCSC 45는 WPCS0 4 - 0.005 이하, 또는 WPCS0 4 - 0.01 이하, 또는 WPCS0 4 - 0.015 이하이다. 일부 실시 형태에서, WPCS45는 WPCSC 45 - 0.005 이하이고 WPCSC 45는 WPCS0 4 - 0.005 이하이다. 일부 실시 형태에서, WPCS45는 WPCSC 45 - 0.01 이하이고 WPCSC 45는 WPCS0 4 - 0.01 이하이다.
도 1에서 색보정 구성요소를 포함하는 각각의 디스플레이의 효율은 색보정 구성요소가 부재하는 디스플레이의 효율보다 약간 더 작음에 유의한다. 이는, 수직 입사에서 색보정 구성요소를 통한 (예를 들어, 흡수로 인한 또는 산란으로 인한) 불완전한 투과로 인해 일어날 수 있다. 예를 들어, 국제 특허 출원 공개 WO 2017/205174호(프라이어 등)의 색보정 구성요소들은 전형적으로 주로 흡수로 인해 WPAE를 1.1 내지 1.3 cd/A만큼 떨어뜨리는 것으로 밝혀졌다. 본 발명에 따르면, 효율에 있어서의 이러한 작은 감소는, 색보정 구성요소가 부재하는 디스플레이 패널의 색변이가 통상적으로 허용 불가능한 것으로 여겨져 왔을지라도(예를 들어, WPCS0 45 > WPCS45 LA), OLED 디스플레이 패널이 더 높은 효율을 갖는 성능점(예를 들어, 성능점(20a))을 갖도록 OLED 디스플레이 패널에 대한 설계 파라미터들을 선택함으로써 보상되는 것보다 더 많이 이루어질 수 있다. 일부 실시 형태에서, WPAE는 적어도 35 cd/A, 또는 적어도 40 cd/A, 또는 적어도 43 cd/A, 또는 적어도 45 cd/A이다.
일부 실시 형태에서, 디스플레이에 대한 성능점이, 다른 속성에 유리하게, 비교용 디스플레이 패널보다 더 높은 백색점 색변이를 갖도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 형태에서, 성능점(20b)은 더 높은 효율로 인해 성능점(10b)에 비해 바람직할 수 있는 반면, 다른 실시 형태에서, 성능점(10b)은 그의 더 낮은 색변이로 인해 바람직할 수 있다. 다른 예로서, 비교용 디스플레이보다 더 낮은 WPAE 및 더 높은 WPCS45 둘 모두를 갖는 성능점을 갖는 디스플레이가 비교용 디스플레이에 비해 바람직할 수 있는데, 이는, 디스플레이의 청색 축방향 효율(BAE)이 비교용 디스플레이의 청색 축방향 효율(BAEC)보다 더 높은 경우에 그러하다. 일부 실시 형태에서, BAE는 BAEC보다 적어도 5%, 또는 적어도 10%, 또는 적어도 20%, 또는 적어도 30%, 또는 적어도 40%, 또는 적어도 50% 더 크다.
일부 실시 형태에서, 디스플레이의 효율(WPAE 또는 BAE)은 비교용 디스플레이 패널의 효율보다 더 크지만, 백색점 색변이는 비교용 디스플레이 패널의 백색점 색변이보다 더 작지 않을 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 형태에서, WPCSC 45는 WPCS0 45 - 0.005 이하이고, WPAEC는 WPAE0 - 1 cd/A 이상이고, WPCS45는 WPCSC 45 + 0.005 미만이고, BAE는 BAEC보다 적어도 10% 더 크다. 일부 그러한 실시 형태에서, 그리고 다른 실시 형태에서, WPCS45는 WPCSC 45 이하, 또는 WPCSC 45 - 0.005 이하, 또는 WPCSC 45 - 0.01 이하, 또는 WPCSC 45 - 0.015 이하이다.
도 2는 성능 곡선(14), 수정된 성능 곡선(114), 및 개선된 성능 곡선(110)을 개략적으로 예시하는 플롯이다. 성능 곡선(14)을 따른 성능점들을 갖는 복수의 비교용 디스플레이 패널들 중의 비교용 디스플레이 패널들 및 색보정 구성요소는, 본 명세서의 어딘가 다른 곳에서 추가로 기술된 바와 같이, 수정된 성능 곡선(114)을 정의하는데, 그 이유는, 색보정 구성요소는 비교용 디스플레이 패널들의 성능점들을 시프트하기 때문이다. 일부 실시 형태에서, 수정된 성능 곡선(114)은, 도 2에 개략적으로 예시된 바와 같이, 일부 영역들에서는 성능 곡선(14)의 위쪽에 그리고 왼쪽에 있지만 다른 영역들에서는 성능 곡선(14)의 오른쪽에 있는 것으로 밝혀졌다. 일부 실시 형태에서, 색보정 구성요소는 성능 곡선(14)을 따른 일부 비교용 디스플레이 패널들에 대해서는 백색점 색변이를 감소시키지만, 다른 비교용 디스플레이 패널들에 대해서는 백색점 색변이를 증가시킨다. 개선된 성능 곡선(110)은 본 발명의 일부 실시 형태에 따라 달성될 수 있는 성능점들의 세트의 경계를 나타낸다. 일부 실시 형태에서, 수정된 성능 곡선(114)은 도 2에 도시된 것과 상이하게 나타난다. 예를 들어, 일부 실시 형태에서, 색보정 구성요소가 백색점 색변이를 감소시키는 영역은 도 2에 예시된 바와 같이 큰 WPCSC 45까지 연장되지 않을 수 있다.
일부 실시 형태에서, OLED 층들의 하나 이상의 상이한 광학 두께를 갖는 것을 제외하고 그 이외에는 상기 디스플레이와 동등한 복수의 비교용 디스플레이들은 WPCSC 45-WPAEC 공간 내의 성능점들의 경계를 따라 제2 성능 곡선(예를 들어, 개선된 성능 곡선(110))을 정의하며, 이때 제2 성능 곡선은 제1 성능 곡선(예를 들어, 성능 곡선(14a))의 위쪽에 또는 왼쪽에 있다. 일부 실시 형태에서, 제2 성능 곡선 및 복수의 비교용 디스플레이들은 WPCSC 45-WPAEC 공간에서 제3 성능 곡선(예를 들어, 성능 곡선(109))을 정의하는데, 이러한 정의는, 제2 성능 곡선을 따른 성능점을 갖는 복수의 비교용 디스플레이들 중의 각각의 비교용 디스플레이에 대해, 그러한 비교용 디스플레이로부터 색보정 구성요소를 제거한 결과가 제3 성능 곡선을 따른 성능점을 갖는 비교용 디스플레이 패널이 되도록 하는 것이다. 제3 성능 곡선(예를 들어, 성능 곡선(109))은 제1 성능 곡선(예를 들어, 성능 곡선(14a))의 오른쪽에 있을 수 있다. 일부 실시 형태에서, WPCS45 및 WPAE는 실질적으로 제2 성능 곡선을 따른 디스플레이의 성능점을 정의하고, WPCS0 45 및 WPAE0은 실질적으로 제3 성능 곡선을 따른 디스플레이 패널의 성능점을 정의한다. 이와 관련하여, 디스플레이 또는 디스플레이 패널의 성능점이 실질적으로 성능 곡선을 따른다는 것이란, 성능 곡선 상에 소정의 점이 존재하고, 상기 성능 곡선에서 디스플레이 또는 디스플레이 패널 각각에 대한 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이가 상기 점의 색변이의 0.0025 이내이고, 디스플레이 또는 디스플레이 패널 각각에 대한 백색점 축방향 효율이 상기 점의 백색점 축방향 효율의 5% 이내인 것을 의미한다. 일부 실시 형태에서, 디스플레이 또는 디스플레이 패널의 성능점이 실질적으로 성능 곡선을 따르는 것으로 기술되어 있을 때, 성능 곡선 상에 소정의 점이 존재하고, 상기 성능 곡선에서 디스플레이 또는 디스플레이 패널 각각에 대한 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이가 상기 점의 색변이의 0.001 이내이고, 디스플레이 또는 디스플레이 패널 각각에 대한 백색점 축방향 효율이 상기 점의 백색점 축방향 효율의 2% 이내이다. 일부 실시 형태에서, 디스플레이 또는 디스플레이 패널의 성능점이 실질적으로 성능 곡선을 따르는 것으로 기술되어 있을 때, 성능 곡선 상에 소정의 점이 존재하고, 상기 성능 곡선에서 디스플레이 또는 디스플레이 패널 각각에 대한 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이가 상기 점의 색변이의 0.0005 이내이고, 디스플레이 또는 디스플레이 패널 각각에 대한 백색점 축방향 효율이 상기 점의 백색점 축방향 효율의 1% 이내이다.
본 발명의 임의의 주어진 디스플레이 패널의 경우, 그것은 비교용 설계 패널들의 특정 세트 내의 비교용 디스플레이 패널을 지칭하는 것이 유용할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널의 (WPCS0 45 및 WPAE0의 좌표들을 갖는) 성능점(30)이 도 2에 예시되어 있다. 점들(40)의 세트는 WPCSC 45가 WPCS0 45 - ΔC 이하이고, WPAEC가 WPAE0 - ΔE 이상인 비교용 디스플레이 패널들의 성능점들이다. ΔC에 대한 유용한 값은 0.005 또는 0.01을 포함한다. ΔE에 대한 유용한 값은 1 cd/A 또는 0.5 cd/A 또는 약 1 내지 약 2 cd/A의 범위를 포함한다. 비교용 디스플레이 패널들의 성능점들(41, 42)이 예시되어 있다. 디스플레이 패널과의 비교를 위해 선택된 특정 비교용 디스플레이 패널은 제1 비교용 디스플레이 패널로 지칭될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 복수의 비교용 디스플레이 패널들 중의 적어도 하나의 비교용 디스플레이 패널은 좌표들(WPCSC 45, WPAEC)을 갖는 성능 곡선을 따른 성능점(42)을 가지며, 여기서 WPCSC 45는 WPCS0 45 - ΔC 이하이고, WPAEC는 WPAE0 - ΔE 이상이고, WPCS45는 WPCSC 45 미만이다. 일부 그러한 실시 형태에서, ΔC = 0.005이고 ΔE = 1 cd/A이다. 효율의 상한이 또한 지정될 수 있다. 예를 들어, WPAEC는 WPAE0 - ΔE 내지 WPAE0 + ΔE의 범위인 것으로 지정될 수 있다. ΔE를 절대수(absolute number)로 지정하는 대신에, 그것은 WPCSC 45, WPCSC 45, 또는 WPCSC 45 중 어느 하나의 퍼센트로서 또한 지정될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 형태에서, WPCSC 45의 범위는 WPAE의 5%, 또는 2%, 또는 1% 이내가 되도록 지정된다. 일부 실시 형태에서, 선택된 비교용 디스플레이 패널(제1 비교용 디스플레이 패널)은 WPAE와 동일한 백색점 축방향 효율을 갖는다.
디스플레이의 일부 가능한 성능점들(WPCS45, WPAE)이 성능점들(31, 32, 33, 43)로서 예시되어 있다. WPCS45-WPAE 공간 내의 성능점들(31, 43)은 색보정 구성요소를 사용하지 않고서 종래의 OLED 디스플레이 패널을 사용하여 달성될 수 있다. 그러나, 성능점(31 또는 43)을 갖는 본 발명의 디스플레이는 동일하거나 유사한 WPCS45-WPAE 좌표들을 갖는 종래의 OLED 디스플레이에 비해 개선된 다른 성능 속성(예를 들어, 청색 축방향 효율)을 갖는다. 예를 들어, 일부 실시 형태에서, (예를 들어, 성능점(31)을 갖는) 디스플레이 패널은 청색 축방향 효율이, 성능 곡선을 따른 성능점을 갖고 백색점 축방향 효율이 WPAE의 5% 이내인 복수의 비교용 디스플레이 패널들 중의 제1 비교용 디스플레이 패널의 청색 축방향 효율 BAEC보다 적어도 5%, 또는 적어도 10%, 또는 적어도 20%, 또는 적어도 30%, 또는 적어도 40%, 또는 적어도 50% 더 크다. 일부 실시 형태에서, 제1 비교용 디스플레이 패널은 성능점(43)에 의해 주어진 WPCSC 45-WPAEC 좌표들을 갖고, 색보정 구성요소를 갖는 OLED 디스플레이는 성능점(31)에 의해 또는 성능점(43)에 의해 주어진 WPCS45-WPAE 좌표들을 갖지만, 상기 디스플레이는 제1 비교용 디스플레이 패널보다 적어도 10% 더 큰 청색 축방향 효율을 갖는다.
성능점들(32, 33)은 성능 곡선(14)을 따른 성능점들을 갖는 디스플레이 패널들 상에 색보정 구성요소를 배치하는 것에 의해서는 달성될 수 없는 성능을 나타낸다. 성능점(33)은 성능점(32)보다 더 낮은 백색점 색변이를 가지며, 이에 따라 전형적으로 낮은 백색점 색변이가 일차적 관심사인 실시 형태에서 성능점(32)에 비하여 바람직할 것이다. 그러나, 일부 실시 형태에서, 성능점(32)을 갖는 디스플레이는 더 높은 청색 축방향 효율을 가질 수 있으며, 이에 따라 높은 청색 축방향 효율이 일차적 관심사인 실시 형태에서 바람직할 수 있다.
일부 실시 형태에서, WPCS0 45 및 WPAE0은 성능 곡선(14)의 아래쪽에 그리고 오른쪽에 있는 디스플레이 패널의 성능점(WPCS0 45, WPAE0)을 정의한다. 일부 실시 형태에서, WPCS45 및 WPAE는 수정된 성능 곡선(114)의 위쪽에 또는 왼쪽에 있는 디스플레이의 성능점(WPCS45, WPAE)을 정의한다. 일부 실시 형태에서, (WPCS45, WPAE)는 성능 곡선(14)의 위쪽에 그리고 왼쪽에 있다. 일부 실시 형태에서, (WPCS45, WPAE)는 성능 곡선(14)의 위쪽에 그리고 왼쪽에 있고, 수정된 성능 곡선(114)의 위쪽에 또는 왼쪽에 있다. 일부 실시 형태에서, WPCS45로부터 WPAEC vs. WPCSC 45의 플롯의 WPCSC 45 축을 따른 성능 곡선(14) 또는 수정된 성능 곡선(114)까지의 거리는 적어도 0.002 또는 0.005이다. 예를 들어, 성능점(32)과 성능 곡선(14) 사이의 거리(d1)는 적어도 0.002, 또는 적어도 0.0025, 또는 적어도 0.005, 또는 적어도 0.0075, 또는 적어도 0.01일 수 있다. 일부 실시 형태에서, WPAE로부터 WPAEC vs. WPCSC 45의 플롯의 WPAEC 축을 따른 성능 곡선(14) 또는 수정된 성능 곡선(114)까지의 최소 거리는 적어도 0.5 cd/A 또는 적어도 1.0 cd/A이다. 예를 들어, 성능점(20b)으로부터 성능 곡선(14)까지의 거리(d2)는 적어도 0.5 cd/A 또는 적어도 1.0 cd/A일 수 있다. 성능점(20b)으로부터 WPAEC vs. WPCSC 45의 플롯의 WPCSC 45 축을 따른 성능 곡선(14) 또는 수정된 성능 곡선(114)까지의 거리는 적어도 0.002, 또는 0.0025, 또는 0.005, 또는 0.0075, 또는 0.01일 수 있다. 일부 실시 형태에서, WPCS0 45로부터 WPAEC vs. WPCSC 45의 플롯의 WPCSC 45 축을 따른 성능 곡선(14)까지의 거리는 적어도 0.002 또는 적어도 0.005이다. 일부 실시 형태에서, WPAE0으로부터 WPAEC vs. WPCSC 45의 플롯의 WPAEC 축을 따른 성능 곡선(14)까지의 거리는 적어도 0.5 cd/A 또는 적어도 1.0 cd/A이다. 예를 들어, 성능점(39)으로부터 성능 곡선(14)까지의 거리(d3)는 적어도 0.002 또는 적어도 0.005일 수 있고, 성능점(39)으로부터 성능 곡선(14)까지의 거리(d4)는 적어도 0.5 cd/A 또는 적어도 1 cd/A일 수 있다.
일부 실시 형태에서, 백색점 축방향 효율 vs. 최대 백색점 색변이의 플롯 대신에 또는 그에 더하여, 청색 축방향 효율 vs. 최대 청색점 색변이의 도표의 관점에서 디스플레이 및 디스플레이 패널의 성능을 특성화하는 것이 편리하다. 도 33은 색보정 구성요소를 포함하는 (곡선(730)을 따른) 디스플레이에 대한 그리고 색보정 구성요소를 포함하지 않는 (곡선(740)을 따른) 디스플레이 패널에 대한, 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 청색 축방향 효율 vs. 최대 청색점 색변이의 개략적 플롯이다. 디스플레이의 성능점(790) 및 비교용 디스플레이 패널들의 성능점들(770, 780)이 예시되어 있다. 일부 실시 형태에서, OLED 디스플레이는 복수의 픽셀들을 포함하는 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널 - 각각의 픽셀은 복수의 서브픽셀들을 포함하며, 각각의 서브픽셀은 복수의 OLED 층들을 포함함-; 및 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널 상에 배치된 색보정 구성요소를 포함하며, 색보정 구성요소는 디스플레이가, 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 청색점 색변이, BPCS45 및 청색 축방향 효율, BAE를 갖도록 구성된다. 일부 실시 형태에서, OLED 층들의 하나 이상의 상이한 광학 두께를 갖는 것을 제외하고 그 이외에는 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널과 동등한 제1 비교용 디스플레이 패널이, 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 청색점 색변이, BPCSC1 45 및 청색 축방향 효율, BAEC1을 가지며, 여기서 BPCSC1 45는 BPCS45의 0.0025 이내이고, BAE는 BAEC1보다 적어도 10% 더 크다. 예를 들어, 제1 비교용 디스플레이 패널은 성능점(770)을 가질 수 있으며, 이 성능점은 성능점(790)을 갖는 디스플레이의 BPCS45와 대략 동일한 BPCSC1 45를 가지며, 성능점(790)을 갖는 디스플레이의 BAE는 성능점(770)을 갖는 제1 비교용 디스플레이 패널의 BAEC1보다 실질적으로 더 크다. 일부 실시 형태에서, BPCSC1 45는 BPCS45의 0.001 이내이고, BAE는 BAEC1보다 적어도 15%, 또는 적어도 20%, 또는 적어도 25% 더 크다. 일부 실시 형태에서, OLED 층들의 하나 이상의 상이한 광학 두께를 갖는 것을 제외하고 그 이외에는 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널과 동등한 제1 비교용 디스플레이 패널이, 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 청색점 색변이, BPCSC1 45 및 청색 축방향 효율, BAEC1을 가지며, 여기서 BAEC1은 BAE의 5% 이내이고, BPCSC1 45는 BPCS45보다 적어도 0.005 더 크다. 예를 들어, 제1 비교용 디스플레이 패널은 성능점(780)을 가질 수 있으며, 이 성능점은 성능점(780)을 갖는 디스플레이의 BAE와 대략 동일한 BAEC1을 가지며, 성능점(790)을 갖는 디스플레이의 BPCS45는 성능점(780)을 갖는 제1 비교용 디스플레이 패널의 BPCSC1 45보다 실질적으로 더 작다. 일부 실시 형태에서, BAEC1은 BAE의 2% 이내이고, BPCSC1 45는 BPCS45보다 적어도 0.0075, 또는 적어도 0.01, 또는 적어도 0.015 더 크다.
일부 실시 형태에서, BPCSC1 45는 BPCS45의 0.0025 이내이고, BAE는 BAEC1보다 적어도 10% 더 크고(예를 들어, 성능점(770)을 갖는 제1 비교용 디스플레이 패널의 경우), OLED 층들의 하나 이상의 상이한 광학 두께를 갖는 것을 제외하고 그 이외에는 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널과 동등한 제2 비교용 디스플레이 패널은 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 청색점 색변이, BPCSC2 45 및 청색 축방향 효율, BAEC2를 가지며(예를 들어, 성능점(780)을 갖는 제2 비교용 디스플레이 패널의 경우), BAEC2는 BAE의 5% 이내이고, BPCSC2 45는 BPCS45보다 적어도 0.005 더 크다. 일부 실시 형태에서, BPCSC1 45는 BPCS45의 0.001 이내이고, BAE는 BAEC1보다 적어도 15% 더 크고, OLED 층들의 하나 이상의 상이한 광학 두께를 갖는 것을 제외하고 그 이외에는 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널과 동등한 제2 비교용 디스플레이 패널은 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 청색점 색변이, BPCSC2 45 및 청색 축방향 효율, BAEC2를 가지며, BAEC2는 BAE의 2% 이내이고, BPCSC2 45는 BPCS45보다 적어도 0.0075 더 크다.
일부 실시 형태에서, 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널은 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 청색점 색변이, BPCS0 45 및 청색 축방향 효율, BAE0을 갖는다. 예를 들어, (BPCS0 45, BAE0)는 성능점(781)일 수 있으며, 이 성능점은 색보정 구성요소가 디스플레이 패널 상에 배치될 때 성능점(790)을 가져온다.
성능 곡선의 위쪽/아래쪽 또는 왼쪽/오른쪽이 의미하는 것을 일반적으로 기술하기 위해, 통상적으로는 고려되지 않을 WPAEC-WPCSC 45의 영역들을 포함하는 연장된 성능 공간들의 일반적인 가능한 형상들을 고려한다.
도 3a는 WPAEC-WPCSC 45 좌표들에서 연장된 성능 공간(212)을 개략적으로 예시한다. 예시된 실시 형태에서, 효율 및 색변이가 성능 곡선(214)을 따라 강하함에 따라, WPCSC 45의 최소값에 도달한다. 이 최소값은 WPCS45 Min으로 표기되고, 대응하는 백색점 축방향 효율, A를 갖는다. 다른 실시 형태에서, WPAE가 0에 접근함에 따라 WPAE는 WPCS45 Min에 접근하고, 예시된 바와 같이 기울기의 부호에 변화가 없다. 이 경우에, A는 0인 것으로 취해질 수 있다. 예시된 실시 형태에서, 효율 및 색변이가 성능 곡선(214)을 따라 증가함에 따라, WPAE의 최대값에 도달한다. 이 최대값은 WPAEMax로 표기되고, 대응하는, 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 백색점 색변이, B를 갖는다. 다른 실시 형태에서, WPAE는 큰 WPCSC 45의 경우에 WPAEMax에 접근하고, 예시된 바와 같이 기울기의 부호에 변화가 없다. 이 경우에, B는 가장 큰 달성가능한 WPCSC 45로 취해질 수 있다. 성능 곡선(214)은 성능점(WPCS45 Min, A)과 성능점(B, WPAEMax) 사이에서 연장되는 연장된 성능 공간(212)의 경계의 일부분이다. 도 3b는 성능 공간(212)의 경계의 나머지 부분들 없이 성능 곡선(214)을 개략적으로 예시한다. 일부 실시 형태에서, 성능 곡선(214)은 (WPCS45 Min, A)와 (B, WPAEMax) 사이의 곡선의 단지 일부분에만 걸쳐 연장되는 것으로 취해질 수 있다. 예를 들어, 곡선의 더 낮은 종점은 백색점 축방향 효율이 가장 낮은 허용가능한 값 - 이는 A보다 더 높을 수 있음 - 에 있는 점인 것으로 취해질 수 있고, 곡선의 제2 종점은 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 백색점 색변이가 가장 큰 허용가능한 값에 있는 점 - 이는 B보다 더 낮을 수 있음 - 것으로 취해질 수 있다.
도 3c는 성능 곡선(214)의 왼쪽 또는 오른쪽에 있다는 것이 무엇을 의미하는지를 예시한다. 소정의 점으로부터 더 낮은 WPCSC 45의 점들을 향해 그어진 수평선이 성능 곡선(214)과 교차하거나 성능 곡선(214)의 왼쪽 종점으로부터 하향으로 연장되는 수직선 또는 성능 곡선(214)의 오른쪽 종점으로부터 상향으로 연장되는 수직선과 교차하는 경우, 그러한 점은 성능 곡선(214)의 오른쪽에 있는 것이다. 유사하게, 소정의 점으로부터 더 높은 WPCSC 45의 점들을 향해 그어진 수평선이 성능 곡선(214)과 교차하거나 성능 곡선(214)의 왼쪽 종점으로부터 하향으로 연장되는 수직선 또는 성능 곡선(214)의 오른쪽 종점으로부터 상향으로 연장되는 수직선과 교차하는 경우, 그러한 점은 성능 곡선(214)의 왼쪽에 있는 것이다.
도 3d는 성능 곡선(214)의 위쪽 또는 아래쪽에 있다는 것이 무엇을 의미하는지를 예시한다. 소정의 점으로부터 더 높은 WPAEC의 점들을 향해 그어진 수직선이 성능 곡선(214)과 교차하거나 성능 곡선(214)의 왼쪽 종점으로부터 왼쪽으로 연장되는 수평선 또는 성능 곡선(214)의 오른쪽 종점으로부터 오른쪽으로 연장되는 수평선과 교차하는 경우, 그러한 점은 성능 곡선(214)의 아래쪽에 있는 것이다. 유사하게, 소정의 점으로부터 더 낮은 WPAEC의 점들을 향해 그어진 수직선이 성능 곡선(214)과 교차하거나 성능 곡선(214)의 왼쪽 종점으로부터 왼쪽으로 연장되는 수평선 또는 성능 곡선(214)의 오른쪽 종점으로부터 오른쪽으로 연장되는 수평선과 교차하는 경우, 그러한 점은 성능 곡선(214)의 위쪽에 있는 것이다.
소정의 성능점을 갖는 비교용 디스플레이 패널 상에 색보정 구성요소를 배치하는 것은 수정된 성능점을 형성한다. 따라서, 색보정 구성요소들 및 성능 곡선을 따라 성능점들을 갖는 복수의 비교용 디스플레이 패널들은 복수의 수정된 성능점들을 형성한다. 설계 공간은 2차원보다 더 높을 수 있고 전형적으로 더 높기 때문에, 2차원 WPCSC 45 -WPAEC 공간에서 동일한 성능점을 갖는 하나 초과의 비교용 디스플레이 패널이 존재할 수 있다. 일반적으로, 이들 비교용 디스플레이 패널 모두가 동일한 수정된 성능점으로 시프트되지는 않는다. 이는 도 4a에 개략적으로 예시되어 있다. 성능 곡선(214)을 따른 비교용 디스플레이 패널들은 영역(313) 내에서 시프트된 성능을 갖는다. 일부 실시 형태에서, 영역(313)은 도 4a에 예시된 것과 상이하게 나타난다. 예를 들어, 영역(313)은 반드시 예시된 바와 같은 비교적 얇은 영역은 아니다. 더욱이, 영역(313)은 성능 곡선(214)과 상당히 상이한 형상을 가질 수 있다. 일부 실시 형태에서, 영역(313)은 주어진 백색점 축방향 효율에 대해 백색점 색변이가 개선된 영역들 및 주어진 백색점 축방향 효율에 대해 백색점 색변이가 나빠진 영역들을 포함한다.
수정된 성능 곡선(314)은 주어진 WPAEC에 대해 최저 WPCSC 45를 갖거나 주어진 WPCSC 45에 대해 최고 WPAEC를 갖는 영역(313) 내의 점들의 경계의 일부분이다. 수정된 성능 곡선(314)은 수정된 성능점들의 경계의 최상부 부분 및 최좌측 부분의 통합으로서 기술될 수 있다. 도 4b는 제1 종점(314a), 최저 WPCSC 45의 점(314b), 최고 WPAEC의 점(314c), 및 제2 종점(314d)을 갖는 수정된 성능 곡선(314)의 개략도이다. 다른 실시 형태에서, 수정된 성능 곡선(314)은 도 4b에 예시된 것과 상이하게 나타날 수 있다. 예를 들어, 제1 종점(314a)과 점(314b)이 일치할 수 있고/있거나 제2 종점(314d)과 점(314c)이 일치할 수 있다. 수정된 성능점들의 경계의 최상부 부분은 점(314b)과 제2 종점(314d) 사이의 수정된 성능 곡선(314)의 일부분이다. 수정된 성능점들의 경계의 최좌측 부분은 제1 종점(314a)과 점(314c) 사이의 수정된 성능 곡선(314)의 일부분이다. 수정된 성능 곡선(314)은 기울기의 부호가 바뀌는 점들, 예컨대 점들(314b, 314c)을 포함할 수 있기 때문에, 소정의 점들이 성능 곡선(214)에 대해 전술된 의미에서 수정된 성능 곡선(314)의 최상부 부분의 위쪽 또는 아래쪽에 각각 있는 경우, 이러한 점들을 수정된 성능 곡선(314)의 위쪽 또는 아래쪽에 있는 것으로 정의한다. 유사하게, 소정의 점들이 성능 곡선(214)에 대해 전술된 의미에서 수정된 성능 곡선(314)의 최좌측 부분의 왼쪽 또는 오른쪽에 각각 있는 경우, 이러한 점들을 수정된 성능 곡선(314)의 왼쪽 또는 오른쪽에 있는 것으로 정의한다. 예를 들어, 영역(390)은 수정된 성능 곡선(314)의 위쪽에 그리고 왼쪽에 있고, 영역(392)은 수정된 성능 곡선(314)의 아래쪽에 그리고 왼쪽에 있고, 영역(394)은 수정된 성능 곡선(314)의 위쪽에 그리고 오른쪽에 있다. 일부 실시 형태에서, 본 발명의 디스플레이는 수정된 성능 곡선(314)의 위쪽에 또는 왼쪽에 있는(예를 들어, 영역들(390, 392, 또는 394) 중 임의의 영역 내에 있는) 성능점을 갖는다. 일부 실시 형태에서, 디스플레이는 수정된 성능 곡선(314)의 위쪽에 그리고 왼쪽에 있는(예를 들어, 영역(390) 내에 있는) 성능점을 갖는다.
OLED 디스플레이 패널은 전형적으로 복수의 픽셀들을 포함하며, 여기서 각각의 픽셀은 적어도 적색, 녹색 및 청색 서브픽셀들을 포함하고 각각의 서브픽셀은 방출 스택을 포함한다. 종래의 접근법에서는, 적색, 녹색 및 청색 방출 스택들이, 원색들의 변이를 최소화하고 색혼합 가중치간의 균형을 유지하여 허용가능할 정도로 낮은 색변이(WPCS45 LA 이하)가 얻어지도록 설계된다. 본 접근법에서는, 방출 스택들이 일부 실시 형태에 따르면 색혼합 가중치의 불균형을 의도적으로 생성하도록 설계되는데, 이러한 불균형은 색보정 구성요소에 의해 회복될 것이다. 예를 들어, 일부 실시 형태에서, 이러한 불균형은 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 추가로 기술된 바와 같이 OLED 방출 스택의 공동을 강화하고/하거나 공동의 두께 또는 광학 두께를 변화시킴으로써 달성될 수 있다. 원하는 불균형은 색보정 구성요소에 의해 제공되는 색혼합의 시프트로부터 결정될 수 있으며, 색혼합 가중치의 관점에서 정량화될 수 있다.
색, 예컨대 서브픽셀에 의해 생성되는 색의 색혼합 가중치는 1931년에 CIE에 의해 정의된 삼자극치 X, Y, 및 Z의 합(CIE 1931 XYZ 색공간)을 지칭한다. 삼자극치는 스펙트럼 방사휘도와 대응하는 삼자극 응답 함수(X(λ), Y(λ), Z(λ) 또는
Figure pct00002
,
Figure pct00003
,
Figure pct00004
로 표기됨)의 곱의 적분값이다. 상대 색혼합 가중치는 지정된 시야각에서의 색혼합 가중치를 0도 시야각에서의 색혼합 가중치로 나눈 값을 지칭한다. 0도 시야각에서의 색혼합 가중치로 나눔으로써 상대 색혼합 가중치가 0도 시야각에서 1이 되게 하여 편리한 정규화를 제공한다. 청색-대-적색 색혼합 가중치의 비는 청색 서브픽셀들의 상대 색혼합 가중치를 적색 서브픽셀들의 상대 색혼합 가중치로 나눈 값을 지칭한다. 유사하게, 녹색-대-적색 색혼합 가중치의 비는 녹색 서브픽셀들의 상대 색혼합 가중치를 적색 서브픽셀들의 상대 색혼합 가중치로 나눈 값을 지칭한다.
주어진 색보정 구성요소에 대해, 색보정 구성요소에 의해 제공되는 색혼합 가중치의 시프트가 결정될 수 있으며, 이는 색보정 구성요소가 포함될 때 백색점 색변이가 적합하게 낮도록 방출 스택들에 대한 설계 파라미터들(예를 들어, 광학 두께)을 선택하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 색보정 구성요소는 제1 층 및 제2 층과 이들 층 사이의 나노구조화된 계면을 포함한다. 나노구조화된 계면은 나노구조체들을 포함하는 2개의 재료들 사이의 계면이며, 여기서 나노구조체들은 1 nm 내지 1000 nm 범위의 적어도 하나의 길이 스케일(length scale)을 갖는 구조체들이다. 일부 실시 형태에서, 나노구조체들은 10 nm 내지 500 nm 범위, 또는 100 nm 내지 350 nm 범위의 적어도 하나의 길이 스케일을 갖는다. 예를 들어, 국제 특허 출원 공개 WO 2017/205174호(프라이어 등)에 전반적으로 기술된 바와 같은 유용한 색보정 구성요소는, 125 nm의 제곱평균제곱근 진폭(Var로도 표기됨)을 갖고, 25 μm-1 내지 37 μm-1 파수의 환체 내에 집중된 실질적으로 방위각 대칭인 파워 스펙트럼 밀도(PSD)를 갖는 저굴절률 층과 고굴절률 층 사이의 나노구조체들을 이용한다. 고굴절률(예를 들어, n=1.85) 층은 전형적으로 OLED 스택과 대면하도록 배치되고, 저굴절률(예를 들어, n=1.5) 층은 전형적으로 관찰자와 대면하도록 배치된다. 이러한 색보정 구성요소의 PSD로부터, 표 2에 따라 시야각 θi에서의 청색-대-적색 색혼합 가중치 βi의 비 및 θi에서의 녹색-대-적색 색혼합 가중치 γi의 비를 갖는 디스플레이 패널이 색보정 구성요소가 포함될 때 낮은 백색점 색변이를 가져올 것으로 판정될 수 있다.
[표 2]
Figure pct00005
일부 실시 형태에서, OLED 디스플레이 패널에 대한 복수의 설계 파라미터들(예를 들어, OLED 방출 스택들 내의 다양한 층들의 광학 두께)의 값들은 하나 이상의 경사 시야각들에서의 OLED 디스플레이 패널의 색혼합 가중치의 불균형을 의도적으로 생성하도록 선택된다. 일부 실시 형태에서, 이러한 불균형은 색보정 구성요소에 의해 제공되는 색보정의 특성화에 기초하여 선택된다. 예를 들어, 색혼합 가중치의 불균형은, 색보정 구성요소가 전술된 바와 같을 때, 표 2의 색혼합 가중치 비와 매칭되거나 근사하도록 선택될 수 있다. 다른 색보정 구성요소들의 경우, 색혼합 가중치 비는 표 2에 나타낸 것과 실질적으로 상이할 수 있다. 그러나, 표 2에 나타낸 일부 일반적인 경향은 다양한 색보정 구성요소들에 대해 유지된다. 예를 들어, 20도 내지 45도의 시야각 범위에 걸쳐, 청색-대-적색 색혼합 가중치의 비는 녹색-대-적색 색혼합 가중치의 비보다 큰 것이 전형적으로 바람직하다. 일부 실시 형태에서, 청색-대-적색 색혼합 가중치의 비는 0도부터 45도까지의 시야각에 대해서는 일정하거나 단조 증가한다. 일부 실시 형태에서, 녹색-대-적색 색혼합 가중치의 비는 0 내지 20도(또는 25도 또는 30도)의 시야각에 대해 1에 가깝고(예를 들어, 0.99 내지 1.01), 20도(또는 25도 또는 30도)부터 45도까지의 시야각에 대해서는 일정하거나 단조 증가한다.
일부 실시 형태에서, OLED 디스플레이는 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널 및 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널 상에 배치된 색보정 구성요소를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 디스플레이 패널은 30도에서의 청색-대-적색 색혼합 가중치의 비, β0 30, 및 45도에서의 청색-대-적색 색혼합 가중치의 비, β0 45를 가지며, 여기서 β0 45 > β0 30 ≥ 1.05, 및 1.5 ≥ β0 45 ≥ 1.1이다. 일부 실시 형태에서, 색보정은 디스플레이의 45도에서의 청색-대-적색 색혼합 가중치의 비가 β45가 되도록 그리고 디스플레이의 30도에서의 청색-대-적색 색혼합 가중치의 비가 β30이 되도록 구성된다. 일부 실시 형태에서, β45는 β0 45라기보다는 1에 더 가깝고, β30은 β0 30이라기보다는 1에 더 가깝다. 일부 실시 형태에서, β45는 β0 45 - 0.15 이하 또는 β0 45 - 0.1 이하이다. 일부 실시 형태에서, β30은 β0 30 - 0.1 이하 또는 β0 30 - 0.05 이하이다. 일부 실시 형태에서, β0 45 - 0.1 ≥ β45 ≥ 2.1 - β0 45, 및 β0 30 - 0.05 ≥ β30 ≥ 2.05 - β0 30이다. 일부 실시 형태에서, β0 45는 1.4 이하이다. 일부 실시 형태에서, β0 45는 적어도 1.19이다. 일부 실시 형태에서, 1.38 ≥ β0 45 ≥ 1.15 또는 1.35 ≥ β0 45 ≥ 1.19 또는 1.33 ≥ β0 45 ≥ 1.21이다. 일부 실시 형태에서, 1.4 ≥ β0 30이다. 일부 실시 형태에서, 1.25 ≥ β0 30 ≥ 1.07이다. 일부 실시 형태에서, β0 45 - β0 30 ≥ 0.03 또는 β0 45 - β0 30 ≥ 0.04 또는 β0 45 - β0 30 ≥ 0.05 또는 β0 45 - β0 30 ≥ 0.06이다. 일부 실시 형태에서, β0 45 - β0 30은 0.3, 또는 0.25, 또는 0.2, 또는 0.15 이하이다. 일부 실시 형태에서, 1.26 ≥ β0 30 ≥ 1.1 및 1.35 ≥ β0 45 ≥ 1.19이다. β30과 β45는 1에 가까운 것이 바람직하다. 일부 실시 형태에서, 1.1 ≥ β45 ≥ 0.9, 또는 1.08 ≥ β45 ≥ 0.92, 또는 1.06 ≥ β45 ≥ 0.94, 또는 1.05 ≥ β45 ≥ 0.95, 또는 1.04 ≥ β45 ≥ 0.96이다. 일부 실시 형태에서, 1.1 ≥ β30 ≥ 0.9, 또는 1.08 ≥ β30 ≥ 0.92, 또는 1.06 ≥ β30 ≥ 0.94, 또는 1.05 ≥ β30 ≥ 0.95, 또는 1.04 ≥ β30 ≥ 0.96이다.
일부 실시 형태에서, 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널은 45도에서의 녹색-대-적색 색혼합 가중치의 비, γ0 45를 가지며, (색보정 구성요소를 포함하는) OLED 디스플레이는 디스플레이의 45도에서의 녹색-대-적색 색혼합 가중치의 비, γ45를 갖는다. 일부 실시 형태에서, γ0 45는 적어도 1.025 또는 적어도 1.03이고, γ45는 γ0 45 - 0.005 이하, 및 1.025 ≥ γ45 ≥ 0.975이다. 일부 실시 형태에서, 1.1 ≥ γ0 45 ≥ 1.03, 또는 1.08 ≥ γ0 45 ≥ 1.03, 1.07 ≥ γ0 45 ≥ 1.04이다. 일부 실시 형태에서, γ45는 γ0 45 - 0.01 이하, 또는 γ0 45 - 0.02 이하, 또는 γ0 45 - 0.03 이하이다. 일부 실시 형태에서, 1.02 ≥ γ45 ≥ 0.98, 또는 1.015 ≥ γ45 ≥ 0.985, 또는 1.01 ≥ γ45 ≥ 0.99이다.
일부 실시 형태에서, 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널은 30도에서의 녹색-대-적색 색혼합 가중치의 비, γ0 30을 가지며, OLED 디스플레이는 30도에서의 녹색-대-적색 색혼합 가중치의 비, γ30을 갖는다. 일부 실시 형태에서, γ30은 적어도 γ0 30 정도로 1에 가깝다. 다른 실시 형태에서, γ30 및 γ0 30은 각각 1에 가깝고(예를 들어, 둘 모두는 0.98 내지 1.02 또는 0.99 내지 1.01의 범위임), γ30은 γ0 30 정도로 1에 가깝지는 않을 수 있다. 일부 실시 형태에서, 1.03 ≥ γ0 30 ≥ 0.97, 또는 1.02 ≥ γ0 30 ≥ 0.98, 또는 1.01 ≥ γ0 30 ≥ 0.99이다. 일부 실시 형태에서, 1.03 ≥ γ30 ≥ 0.97, 또는 1.02 ≥ γ30 ≥ 0.98, 또는 1.01 ≥ γ30 ≥ 0.99이다. 일부 실시 형태에서, 1.03 ≥ γ0 30 ≥ 0.97 및 1.02 ≥ γ30 ≥ 0.98이다. 일부 실시 형태에서, 1.02 ≥ γ0 30 ≥ 0.98 및 1.01 ≥ γ30 ≥ 0.99이다. 일부 실시 형태에서, |γ0 30 - 1| > |γ30 - 1|이다.
일부 실시 형태에서, OLED 디스플레이의 제조 방법은 WPCSC 45-WPAEC 공간에서 성능 곡선의 아래쪽에 그리고 오른쪽에 성능점을 갖는 OLED 디스플레이 패널을 제공하는 단계, 및 OLED 디스플레이 패널 상에 색보정 구성요소를, 디스플레이의 성능점이 수정된 성능 곡선의 위쪽에 또는 왼쪽에 있도록 구성되게 배치하는 단계를 포함하며, 이는 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 추가로 기술된 바와 같다. 일부 실시 형태에서, 상기 방법은 OLED 디스플레이의 0도부터 45도까지의 가장 큰 허용가능한 최대 백색점 색변이, WPCS45 LA를 결정하는 단계를 포함하며, 디스플레이 패널을 제공하는 단계는 WPCS0 45가 WPCS45 LA보다 더 크도록 복수의 설계 파라미터들을 선택하는 단계를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 상기 방법은 복수의 설계 파라미터들을 식별하는 단계, 및 WPCS0 45가 WPCS45 LA보다 더 크도록 하나 이상의 경사 시야각에서 OLED 디스플레이 패널의 색혼합 가중치의 불균형을 의도적으로 생성하도록 그러한 파라미터들에 대한 값들을 선택하는 단계를 포함한다. 일부 실시 형태에서, WPCS45 LA는, 예를 들어 마케팅 데이터에 의해 적어도 부분적으로 결정될 수 있는 제품 성능 요건에 기초하여 결정된다. WPCS45 LA는 휴대폰, 태블릿, 컴퓨터 모니터 및 텔레비전 세트에 대해 상이할 수 있고, 프리미엄(예를 들어, 하이엔드 휴대 전화) 및 알뜰(budget)(예를 들어, 저가 휴대폰) 제품에 대해 상이할 수 있다. 일부 실시 형태에서, WPCS0 45 - WPCS45 LA ≥ 0.005, 또는 WPCS0 45 - WPCS45 LA ≥ 0.01, 또는 WPCS0 45 - WPCS45 LA ≥ 0.015이다. 일부 실시 형태에서, WPCS45 LA - WPCS45 ≥ 0.005, 또는 WPCS45 LA - WPCS45 ≥ 0.01, WPCS45 LA - WPCS45 ≥ 0.015, 또는 WPCS45 LA - WPCS45 ≥ 0.02이다. 일부 실시 형태에서, WPCS45 LA는 적어도 0.005, 또는 적어도 0.01, 또는 적어도 0.015이다. 일부 실시 형태에서, WPCS45 LA는 0.05 이하, 또는 0.03 이하, 또는 0.025 이하, 또는 0.02 이하, 또는 0.015 이하, 또는 0.015 이하, 또는 0.01 이하이다.
도 5는 본 발명의 일부 실시 형태에 따른 OLED 디스플레이의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다. 단계(3300)에서는, 색보정 구성요소에 의해 제공되는 색보정을 결정한다. 주어진 색보정 구성요소(예를 들어, 적합한 회절성 나노구조화된 계면, 적합한 반사율 및 투과율을 갖는 부분 반사기, 적합한 광학 특성들을 갖는 중간 정도의 확산기를 포함하는 광학 스택)에 대해, 시야각의 함수로서 색보정 구성요소에 의해 제공되는 상이한 색들의 혼합 정도는, 예를 들어 실험적으로 또는 광학 모델링을 통해 결정될 수 있다. 이로써, 색보정 구성요소에 의해 제공되는 색혼합 가중치의 시프트를 얻게 된다. 이로부터, 색보정 구성요소와 조합될 때, 시야각에 따라 원하거나 허용가능한(예를 들어, 작은) 백색점 색변이를 가져오는 디스플레이 패널의 출력의 색 불균형(이는 색혼합 가중치의 시프트의 관점에서 정량화될 수 있음)이 결정될 수 있다(예를 들어, 표 2 참조).
단계(3310)에서는, 색 불균형을 생성하도록 OLED 설계를 선택한다. 일부 실시 형태에서, 이 단계는 설계 파라미터들(예를 들어, 방출 스택들 내의 다양한 층들의 광학 두께)을 식별하는 단계, 및 단계(3300)에서 식별된 원하는 색 불균형을 생성하거나 그와 근사하도록 그러한 파라미터들의 값들을 선택하는 단계를 포함한다. 설계 파라미터들의 적절한 값들은 설계 파라미터들의 다양한 값들에 대하여 시야각의 함수로서 청색-대-적색 색혼합 가중치의 비 및 녹색-대-적색 색혼합 가중치의 비를 수치적으로 결정하고, 이어서 원하는 비를 제공하거나 그와 근사하도록 값들을 선택함으로써 선택될 수 있다. 예를 들어, 원하는 비들로부터의 제곱평균제곱근(rms) 오차가 계산될 수 있고, rms 오차를 최소화하는 설계 파라미터들의 값들이 선택될 수 있다. 일부 실시 형태에서는, 다른 고려사항들 또는 제약사항들이 부과된다. 예를 들어, 설계 공간은 하나 이상의 색에 대한 색변이가 지정된 값(들) 아래에 있고/있거나 축방향 효율(WPAE 및/또는 BAE)이 상기 지정된 값(들) 위에 있는 설계들로 제한될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 단계(3320) 및 단계(3310)는 반복된다. 예를 들어, 단계(3310)는 몇몇 유형의 색보정 구성요소들에 대해 수행될 수 있고, 단계(3320)는 각각의 색보정 구성요소에 대해 수행될 수 있다. 이어서, 단계(3320)의 결과에 기초하여, 추가적인 색보정 구성요소들이 고려될 수 있고(예를 들어, 시험된 색보정 구성요소들을 특성화하는 파라미터들의 보간 또는 외삽), 단계(3320)는 반복될 수 있다.
일단 설계 파라미터들의 적절한 값들이 식별되었으면, 종래의 OLED 제조 공정을 사용하여 OLED 디스플레이 패널이 제조될 수 있으며, 이때 종래의 OLED 제조 공정은 진공 침착, 진공 열 증발, 유기 증기상 침착, 및 잉크젯 인쇄 중 하나 이상에 의해 유기 층들을 침착하는 단계를 포함할 수 있다. OLED 디스플레이 패널들을 제조하는 유용한 방법들이 미국 특허 출원 공개 제2010/0055810호(성(Sung) 등), 제2007/0236134호(호(Ho) 등), 제2005/0179373호(김(Kim)), 및 제2010/0193790호(여(Yeo) 등)에 기재되어 있다. 단계(3320)에서는, 색보정 구성요소를 디스플레이 패널 상에 배치한다.
OLED 디스플레이 패널에 대한 설계 파라미터들은 방출형 OLED 방출 스택들의 다양한 층들의 두께 및 다양한 층들에 대한 재료 선택을 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 다양한 층들의 광학 두께가 설계 파라미터로서 사용된다. 층의 광학 두께는 층의 물리적 두께와 층의 굴절률의 곱이다. 방출 스택 내의 층과 관련하여, 광학 두께를 결정하는 데 사용되는 굴절률은 방출 스택의 피크 방출 파장에서의 굴절률인 것으로 취해질 것이다. 복소 굴절률이 소정의 층에 대해 정의될 수 있는데, 이 경우에는 굴절률의 허수부가 층의 흡수를 특징짓는다. 달리 지시되지 않는 한, 용어 "굴절률"은 "복소 굴절률"에 대해 언급되지 않을 때, 대응하는 복소 굴절률의 실수부인 것으로 취해질 수 있는 실수량을 지칭한다.
OLED 디스플레이 패널에 대한 설계 파라미터들은 방출 스택들(예를 들어, 청색 서브픽셀들) 중 어느 하나의, 또는 방출 스택들의 임의의 조합(예를 들어, 청색 서브픽셀과 녹색 서브픽셀)의, 또는 모든 방출 스택들에 대하여 임의의 층 두께 또는 층의 광학 두께 또는 층 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 형태에서, 캐소드 층의 두께 또는 광학 두께, 정공 수송 층의 두께 또는 광학 두께, 캡핑 층의 두께 또는 광학 두께, 및/또는 방출 스택들 중 하나 이상의 방출 층의 두께 또는 광학 두께가 유용한 설계 파라미터들이다. 일부 실시 형태에서, 상이한 착색된 서브픽셀들에 대한 정공 수송 층 및 방출 층들의 두께는 별개의 설계 파라미터들인 것으로 간주되지만, OLED 방출 스택들의 나머지 다른 층들의 각각의 두께는 각각의 방출 스택에 대해 공통된 설계 파라미터인 것으로 취해지는데, 그 이유는, 제조 비용 제약으로 인해 많은 종래의 제조 공정에서는 방출 스택들에 대해 공통 층들이 사용되기 때문이다.
도 6은 OLED 방출 스택(575)의 개략 단면도이다. OLED 방출 스택(575)은 상부(광 방출면)부터 순서대로, 봉지재 층들(670), 선택적인 완충 층(674), 캡핑 층(675), 캐소드(676), 전자 수송 층(677), 방출 층(678), 전자 차단 층(679), 정공 수송 층(680), 정공 주입 층(681), 및 애노드(682)를 포함한다. 박막 봉지재(TFE)로 지칭될 수 있는 봉지재 층들(670)은 제1 무기 층(671)과 제2 무기 층(673) 사이에 배치된 유기 층(672)을 포함한다. 유기 층(672)은 대략 마이크로미터(예를 들어, 약 6 마이크로미터) 정도의 두께를 가질 수 있고, 제1 및 제2 무기 층들(671, 673)은, 예를 들어 Al2O3 층들 또는 질화규소 층들 또는 당업계에 알려진 다른 무기 재료들일 수 있으며, 이들은, 예를 들어 약 100 nm 또는 약 50 nm의 두께를 갖는다. 선택적인 완충 층(674)은 LiF 층일 수 있으며, 예를 들어 80 내지 500 nm 범위의 두께를 가질 수 있다. 캡핑 층(675)은 TCTA(트리스(4-카르바조일-9-일페닐)아민) 층일 수 있으며, 예를 들어 30 내지 85 nm 범위의 두께를 가질 수 있다. 캐소드(676)는 마그네슘-은 합금(예를 들어, Mg:Ag 원자비가 9:1인 것)일 수 있으며, 예를 들어 6 내지 16 nm 범위의 두께를 가질 수 있다. 전자 수송 층(677)은 Bphen(4,7-다이페닐-1,10-페난트롤린) 층일 수 있으며, 예를 들어 30 내지 65 nm 범위의 두께를 가질 수 있다. 방출 층(678)은 도펀트를 (예를 들어, 약 10 중량%로) 갖는 시그마-알드리치(Sigma-Aldrich)(미국 미주리주 세인트 루이스 소재)로부터 입수가능한 TPBi(2,2′,2"-(1,3,5-벤진트라이일)-트리스(1-페닐-1-H-벤즈이미다졸)를 포함할 수 있으며, 예를 들어 15 내지 35 nm 범위의 두께를 가질 수 있다. 적합한 도펀트는 피르픽(Firpic)(비스[2-(4,6-다이플루오로페닐)피리디네이토-C2,N](피콜리네이토)이리듐(III))(청색), Irppy3(트리스[2-페닐피리디네이토-C2,N]이리듐(III))(녹색), 및 PQIr((2,4-펜탄다이오네이토)비스[2-(2-퀴놀리닐)페닐]이리듐(III))(적색)을 포함한다. 전자 차단 층(679)은 2TNATA(4,4′,4′′-트리스[2-나프틸(페닐)아미노]트리페닐아민)(시그마-알드리치로부터 입수가능함) 층일 수 있으며, 예를 들어 8 내지 12 nm 범위의 두께를 가질 수 있다. 정공 수송 층(680)은 TCTA(트리스(4-카르바조일-9-일페닐)아민)(시그마-알드리치로부터 입수가능함) 층일 수 있으며, 예를 들어 90 nm 내지 230 nm 범위의 두께를 가질 수 있으며, 이때 더 얇은 층들은 청색 서브픽셀들에 사용되고, 더 두꺼운 층들은 적색 서브픽셀들에 사용되고, 중간 두께는 녹색 서브픽셀들에 사용된다. 정공 주입 층(681)은 산화인듐주석(ITO) 층일 수 있으며, 예를 들어 5 내지 18 nm 범위의 두께를 가질 수 있다. 애노드(682)는 알루미늄 층일 수 있으며, 예를 들어 100 nm의 두께를 가질 수 있다.
도 7은 복수의 픽셀들(945)을 포함하는 OLED 디스플레이 패널(900)의 개략 평면도이며, 여기서 각각의 픽셀은 서브픽셀들(945a, 945b, 945c)을 포함한다. 서브픽셀들(945a, 945b, 945c)은 전형적으로 적색, 녹색 및 청색과 같은 상이한 색들이다. 평균 픽셀 간격(P)이 예시되어 있다. 간격(P)은 최근접 이웃 픽셀들 사이의 피치(pitch)이다. 디스플레이 패널(900)은 서브픽셀들(945a, 945b, 945c)에 사용되는 층들에 따라 본 발명의 디스플레이 패널일 수 있거나 비교용 디스플레이 패널일 수 있다. 추가적인 서브픽셀(예컨대, 황색)이 일부 실시 형태에서 포함될 수 있다. 픽셀 및 서브픽셀 배열은 도 7에 개략적으로 도시된 것과 유사하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 삼각형 패턴, 스트라이프형 패턴, 대각선 패턴, 또는 펜타일(PENTILE) 매트릭스가 당업계에 알려진 바와 같이 사용될 수 있다. 서브픽셀들의 적색과 녹색 쌍들 및 서브픽셀들의 녹색과 청색 쌍들을 포함하는 펜타일 매트릭스의 경우에, 예를 들어 각각의 픽셀은 각각의 픽셀이 4개의 서브픽셀을 포함하도록 적색과 녹색 쌍 및 녹색과 청색 쌍을 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
도 8은 적색 OLED 방출 스택(575r), 녹색 OLED 방출 스택(575g), 및 청색 OLED 방출 스택(575b)의 개략 단면도이다. 각각의 방출 스택(575r, 575g, 575b)은 방출 스택(575)에 대응하고, 방출 스택(575)에 대해 기술된 것과 동일한 유형의 층들을 갖는다. 하나의 방출 스택의 하나 이상의 층들에 사용되는 재료들은 다른 방출 스택에 사용되는 것들과 상이할 수 있다. 예를 들어, 상이한 착색된 방출 스택들에 사용되는 방출 층(678)은 전형적으로 상이한 조성을 가져서 상이한 색을 제공한다. 하나의 방출 스택의 하나 이상의 층들의 층 두께는 다른 방출 스택의 것들과 상이할 수 있다. 방출 스택들(575r, 575g, 575b)은 또한 서브픽셀들(945a, 945b, 945c)에 대응할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 본 발명의 디스플레이 패널들에 사용되는 OLED 스택들은 비교용 디스플레이 패널들보다 더 두껍고/두껍거나 더 강한 공동을 사용한다. 더 두꺼운 공동을 사용하면, 공동 방사율의 피크들이 도펀트 방출 스펙트럼의 가파른 에지로부터 멀리 시프트된다. 이는 디바이스 방출에서 더 짧은 파장으로의 증가된 시프트를 가져오며, 그 결과 더 짧은 파장 쪽을 향해 색의 더 큰 초기 시프트가 일어난다. 공동을 강화함으로써 피크들을 좁히고 피크 파장에 대한 색의 감도를 증가시킨다. 일부 실시 형태에서, 순(net) 결과는 비교용 디스플레이 패널들과 대비하여 본 발명의 디스플레이 패널들에 대해 0도 내지 45도의 최대 색변이의 2배 초과의 증가이다. 색보정 구성요소 없이, 그러한 큰 색변이는 많은 응용에 대해 허용 불가능할 것이다. 그러나, 색보정 구성요소는 색변이를 적어도 부분적으로 보정하여 허용가능한 색변이를 제공할 수 있다. 축방향 효율은, 도펀트 방출의 에지로부터 그리고 또한 더 강한 공동 방사율의 증가된 피크 진폭으로부터 멀리 축방향 피크를 이동시킴으로써 증가된다. 일부 실시 형태에 따르면, 이는, 색보정 구성요소를 포함하고 비교용 디스플레이 패널과 동일한 색변이를 갖는 디스플레이에 대하여 개선된 축방향 효율을 가져온다.
방출 스택, 예컨대 OLED 방출 스택(575)의 방사율을 이해하는 데 유용한 간단한 모델이 패브리-페로(Fabry-Perot) 광학 공동 모델인데, 여기서는 봉지재 층들(670)이 완충 층(674), 캡핑 층(675), 및 캐소드(676)에 의해 한정되는 상부 면을 갖고, 애노드(683)에 의해 한정되는 하부 면을 갖는 공동 상에 배치된다. 전자 수송 층(677), 방출 층(678), 전자 차단 층(679), 정공 수송 층(680), 및 정공 주입 층은 공동의 내부에 있는 층들인 것으로 간주된다. 공동 방사율은 2 ncav Tcav cos(θcav)가 공기 내로 방출되는 광의 파장의 정수배일 때 최대이며, 여기서 ncav는 공동의 내부 층들의 유효 굴절률이고, Tcav는 공동의 두께이고, θcav는 공동 내에서의 법선에 대한 방사각으로서, 이는 스넬의 법칙에 의해 방출 스택 외부의 공기 중에서의 시야각과 관련된다. 방출 스택의 방출은 공동 방사율과 도펀트 방출의 곱이다. 공동 모델에서, 색변이는 공동 방사율에서 cos(θcav) 항으로부터 주로 기인한다.
도 9 및 도 10은 각각, 패브리-페로 광학 공동 모델로부터 얻어진, 비교용 디스플레이 패널의 녹색 서브픽셀 및 본 발명의 디스플레이 패널의 녹색 서브픽셀의 공동 방사율 및 도펀트 방출의 플롯이다. 0, 15, 30, 45 및 60도에서의 공동 방사율 및 도펀트 방출이 예시된다. 디바이스 방출은 공동 방사율과 도펀트 방출의 곱이다. 도 11은 도 10의 녹색 서브픽셀의 상대 스펙트럼 방출을 나타낸다. 도 9에서는, 0도 시야각에서의 축방향 피크가 도펀트 방출의 에지(964)에 가까이 있고, 도 10에서는, 0도 시야각에서의 축방향 피크가 도펀트 방출의 에지(964)로부터 멀리 떨어져 있다. 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 기술된 바와 같이, 이러한 시프트는 더 두꺼운 공동을 사용함으로써 얻어질 수 있다. 도 10에서, 공동 방사율 피크들의 폭은 도 9에 비해 좁혀져 있다. 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 기술된 바와 같이, 이러한 좁힘은 더 강한 공동을 사용함으로써 얻어질 수 있다.
도 12 및 도 13은 도 9 및 도 10에 각각 예시된 녹색 서브픽셀들의 시야각에 따른 색변이를 나타낸다. 도 13에 예시된 0도부터 45도까지의 최대 색변이는 도 12에 예시된 것보다 실질적으로 더 크다. 그러나, 색보정 구성요소가 포함될 때, 도 13의 색변이는 감소되어 도 12의 색변이보다 더 작을 수 있고/있거나, 예를 들어 허용가능한 색변이 및 개선된 효율을 갖는 디스플레이를 생성할 수 있다.
공동의 두께는, 예를 들어 정공 수송 층 및/또는 방출 층의 두께를 조정함으로써 조정될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 색보정 구성요소는 녹색 파장에 대해서보다 청색 파장에 대해 실질적으로 더 강한 효과를 갖고 녹색 파장에 대해서보다 적색 파장에 대해 실질적으로 더 약한 효과를 갖는다. 특히, 청색 방출 스택의 정공 수송 층의 두께가 색보정 구성요소를 효과적으로 이용하기 위해 방출 스택의 색변이를 조정하기 위한 유용한 설계 파라미터인 것으로 밝혀졌다. 굴절률과 공동 두께의 곱이 공동 방사율 모델에 입력되기 때문에, 정공 수송 층에 대해 상이한 재료들이 고려될 때, 유용한 설계 파라미터는 청색 방출 스택들의 정공 수송 층의 광학 두께이다.
도 14는 본 발명의 디스플레이 패널의 서브픽셀(575d) 및 비교용 디스플레이 패널의 서브픽셀(575c)의 개략 단면도이다. 서브픽셀(575d)은, 예를 들어 OLED 방출 스택들(575r, 575g, 575b) 중 임의의 것에 대응될 수 있다. 서브픽셀(575c)은 서브픽셀의 층들의 재료, 서브픽셀의 층들의 두께, 및/또는 서브픽셀의 층들의 광학 두께를 포함할 수 있는 하나 이상의 설계 파라미터들에 의해 서브픽셀(575d)과 상이하다. 예시된 실시 형태에서, 서브픽셀(575d)은 비교용 디스플레이 패널의 서브픽셀(575c)의 정공 수송 층(680c)보다 더 두꺼운 정공 수송 층(680d)을 갖는다. 일부 실시 형태에서, 청색 서브픽셀의 정공 수송 층(680d)의 두께는 비교용 디스플레이 패널에서 대응하는 청색 서브픽셀의 정공 수송 층(680c)의 두께의 적어도 1.02배, 또는 적어도 1.03배이다. 일부 실시 형태에서, 청색 서브픽셀의 정공 수송 층(680d)의 두께는 비교용 디스플레이 패널에서 대응하는 청색 서브픽셀의 정공 수송 층(680c)의 두께의 1.1배 이하이다.
공동의 강도는 캐소드(예를 들어, 캐소드(676))의 반사율을 조정함으로써 조정될 수 있다. 이는 캐소드의 두께를 변화시킴으로써 행해질 수 있다. 그러나, 전형적으로 캐소드는 실질적인 전압 강하 없이 필요한 구동 전류를 드레인하기에 충분한 두께를 가질 것이 요구되며, 이는 캐소드의 반사율을 제어하기 위해 캐소드 두께를 변동시킬 수 있는 정도를 제한한다. 다른 접근법은 비교적 두껍고 반사성인 캐소드를 사용하고, 완충 층 및 캡핑 층(예를 들어, 완충 층(674) 및 캡핑 층(675))의 두께 및 굴절률을 반사된 파들의 간섭을 이용하도록 최적화하여 캐소드의 반사율을 감소시키는 것이다. 일부 실시 형태에서, 방출 공동은 비교용 디스플레이 패널의 방출 공동에 비해 강화되는데, 이는, 완충 층 및 캡핑 층의 두께 및 굴절율을, 이들이 비교용 디스플레이 패널에 비하여 캐소드의 반사율을 감소시키는 데 덜 효과적이도록 조정함으로써 이루어진다. 일부 실시 형태에서, 완충 층 및/또는 캡핑 층의 두께 또는 재료 선택 또는 광학 두께는 방출 스택의 색변이를 조정하기 위한 유용한 설계 파라미터이다.
도 15는 방출 OLED 층(1530)의 소멸 구역(1538)의 외측에 그리고 그에 근접하게 배치된, 광학 스택으로 지칭될 수 있는 색보정 구성요소(1501)를 포함하는 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이(1500)의 단면도이다. 소멸 구역(1538)은 전형적으로 방출 OLED 층(1530)으로부터의 가시광의 수 개의 파장들만을 z-방향으로 연장시킨다. OLED 스택(1531)은 방출 OLED 층(1530), 전극들(1532), 및 정공 수송 층(1533)을 포함한다. 다른 층들이 또한, 예를 들어 도 6에 예시된 바와 같이 포함될 수 있다. 내부 층(1534)은 방출 OLED 층(1530)으로부터 색보정 구성요소(1501)를 분리시킨다. 내부 층(1534)은 방출 OLED 층(1530)에 대한 봉지재(예를 들어, 봉지재 층(670)에 대응함)일 수 있다. 색보정 구성요소(1501)는 제1 층(1510)과 제2 층(1520) 사이에 배치된 나노구조화된 계면(1502)을 포함하는데, 이때 제2 층(1520)은 제1 층(1510)과 방출 OLED 층(1530) 사이에 배치된다. 나노구조화된 계면(1502)은 평균 평면(1504)으로부터, h(x,y)로 표기되는 변위(1506)를 갖는다. 나노구조화된 계면(1502)은 방출 OLED 층(1530)으로부터 일정 거리(d)에 배치된다. 거리(d)는 평균 평면(1504)으로부터 방출 OLED 층(1530)의 상부까지의 거리이다. 일부 실시 형태에서, d는 적어도 5 마이크로미터 또는 적어도 10 마이크로미터이고, 일부 실시 형태에서, d는 100 마이크로미터 이하 또는 50 마이크로미터 이하이다. 나노구조화된 계면(1502)은 복수의 피크들(1503), 및 최근접 이웃 피크들 사이의 평균 간격(S)을 갖는다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 평균은 달리 명시되지 않는 한 비가중 산술 평균을 지칭한다. 나노구조화된 계면(1502)의 평균 평면(1504)으로부터의 변위(1506)의 분산은 Var로 표기될 것이다. 도 15는 또한 디스플레이(1500) 내의 픽셀에 대한 시야 원추(1547)를 예시하며, 시야 원추(1547)는 디스플레이(1500)에 대한 법선(1546)에 대해 반각(θ)을 갖는다. 반각(θ)은, 예를 들어 60도, 또는 45도일 수 있다.
일부 실시 형태에서, 제1 및 제2 층들(1510, 1520)은 연속 중합체 상을 갖는 중합체 층들이다. 제1 및 제2 층들(1510, 1520) 중 어느 하나는 굴절률을 변경시키기 위하여 무기 나노입자들을 포함할 수 있다. 그러한 나노입자들은 전형적으로 평균 크기가 100 nm 미만이다(평균 크기는 나노 입자들의 평균 부피(V)(비가중 산술 평균)로부터 (6 V/π)1/3으로서 결정될 수 있다). 일부 실시 형태에서, 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 추가로 기술된 바와 같이 연속 캐스팅 및 경화 공정에서 제1 층(1510)을 형성하기 위해 원하는 나노구조화된 표면을 갖는 툴이 사용된다. 제2 층(1520)은, 예를 들어 제1 층(1510)의 나노구조화된 표면을 가교결합성 조성물로 백필함으로써 형성될 수 있다. 백필 재료는, 예를 들어 하기 방법들 중 하나의 방법을 사용하여 제2 층(1520)을 형성하기 위해 적용될 수 있다: 액체 코팅; 증기 코팅; 분말 코팅; 라미네이션; 딥-코팅; 또는 롤-투-롤 코팅. 일부 실시 형태에서, 백필 재료는 나노구조화된 계면의 반대편에 평면 표면을 형성한다. 제1 및 제2 층들(1510, 1520) 각각은 연속 층들(예컨대, 연속 중합체 상을 갖는 층)일 수 있다. 제1 및 제2 층들(1510, 1520) 각각은 고체 층들(예컨대, 경질 또는 연질 중합체 층들)일 수 있다.
제1 층(1510)은 가교결합된 수지 층일 수 있고, 예를 들어 굴절률이 1.2 내지 1.6의 범위 또는 1.4 내지 1.55의 범위일 수 있다. 굴절률은, 달리 명시되지 않는 한 또는 그 내용이 명백히 달리 지시하지 않는 한, 632 nm에서 측정된 굴절률을 지칭한다. 일부 실시 형태에서, 제2 층(1520)은 굴절률이 적어도 1.4, 또는 적어도 1.5, 또는 적어도 1.6, 또는 적어도 1.7, 또는 적어도 1.75이다. 일부 실시 형태에서, 제2 층(1520)은 굴절률이 2.2 이하, 또는 2.1 이하, 또는 2.0 이하이다. 일부 실시 형태에서, 제2 층(1520)은 굴절률이 제1 층(1510)의 굴절률보다 크다. 제1 및 제2 층들(1510, 1520)은 나노구조화된 계면(1502)을 가로질러 굴절률 콘트라스트(refractive index contrast)(제2 층(1520)의 굴절률과 제1 층(1510)의 굴절률의 차이의 절대값)를 제공한다. 일부 실시 형태에서, 굴절률 콘트라스트는 나노구조화된 계면(1502)을 따라 일정하다. 일부 실시 형태에서, 굴절률 콘트라스트는 0.1, 또는 0.2, 또는 0.3 내지 1.0의 범위이다. 일부 실시 형태에서, 제1 층(1510)은 초저굴절률 재료, 예컨대 미국 특허 출원 공개 제2012/0038990호(하오 등)에 기재된 것들이며, 1.2 내지 1.35 범위의 굴절률을 갖고, 제2 층(120)은 굴절률이 1.6 초과 또는 1.7 초과인 고굴절률 층이다.
전형적으로, 큰 굴절률 콘트라스트를 가질 것이 요구되는데, 이는 나노구조화된 계면을 통해 투과되는 회절능이 굴절률 콘트라스트의 제곱에 비례하기 때문이고, 이것은 제2 층(1520)에 대해 고굴절률 재료를 이용함으로써 달성될 수 있다. 제2 층(1520)에 대한 적합한 재료들의 예들은 하기를 포함한다: 고굴절률 무기 재료들; 고굴절률 유기 재료들; 나노입자 충전된 중합체 재료; 질화규소; 고굴절률 무기 재료들로 충전된 중합체들; 및 고굴절률 공액 중합체들. 고굴절률 중합체들 및 단량체들의 예들은 문헌[C. Yang, et al., Chem. Mater. 7, 1276 (1995), 및 R. Burzynski, et al., Polymer 31, 627 (1990)] 및 미국 특허 제6,005,137호에 기재되어 있으며, 이들 모두는 본 발명에 모순되지 않는 정도로 본 명세서에 참고로 포함된다. 고굴절률 무기 재료들로 충전된 중합체들의 예는 미국 특허 제6,329,058호에 기술되어 있다. 나노입자 충전된 중합체 재료용 나노입자들의 예들은 하기의 고굴절률 재료들을 포함한다: TiO2, ZrO2, HfO2, 또는 다른 무기 재료들.
일부 실시 형태에서, 나노구조화된 계면(1502)은 실질적으로 방위각에 대해 대칭인 파워 스펙트럼 밀도(PSD)를 갖는다. PSD는, x-y 평면의 일정 면적에 걸친
Figure pct00006
- 여기서
Figure pct00007
는 x-y 평면에서의 벡터임 - 로도 표기되는 변위 h(x,y)의 2차원 푸리에 변환의 크기 제곱(magnitude squared)을 취하고 h(x,y)에서의 피크들 사이의 평균 간격과 비교하여 충분히 큰 면적의 경우 그 일정 면적으로 나눔으로써 산출되어, 푸리에 변환의 크기 제곱 대 면적의 비가 면적에 대략 독립적이게 한다. 파수 벡터,
Figure pct00008
(k로도 표기됨)에서의 PSD는 충분히 큰 면적, A의 경우
Figure pct00009
로서 표현될 수 있다. 전형적으로, 평균 간격은 1 마이크로미터 미만이고, 10 마이크로미터 × 10 마이크로미터의 정사각형 면적은 PSD를 결정하기 위한 충분히 큰 면적이다. PSD는 길이의 네제곱 단위를 갖는다. PSD의 정의로부터, PSD의 2차원 푸리에 공간 적분이 나노구조화된 계면의 평균 변위로부터의 변위의 분산(Var)과 (2π)2의 곱이라는 결론이 나온다. 본 명세서에 기술된 실질적으로 방위각에 대해 대칭인 파워 스펙트럼 밀도들을 이용하는 것은, PSD가 적합하게 선택될 때 OLED 디스플레이의 축상 출력(예컨대, 밝기, 색 및 콘트라스트)을 크게 변경하지 않고서 원하는 색보정을 제공하는 데 유용한 것으로 밝혀졌다.
도 16은 나노구조화된 계면의 파워 스펙트럼 밀도(PSD)가 집중되는 푸리에 공간에서의 일정 영역의 개략도이다. 환체(1612)는 내부 원(1614) 및 외부 원(1616)에 의해 경계지어지는 푸리에 공간에서의 2차원 영역이고, 이들 양쪽 모두는 0의 파수(1622)에 중심을 둔다. 내부 원(1614)은 환체(1612)의 내부 파수로서 기술될 수 있는 kin의 반경을 갖고, 외부 원(1616)은 환체(1612)의 외부 파수로서 기술될 수 있는 kout의 반경을 갖는다. 푸리에 공간 전체에 걸친 PSD의 적분은 (2π)2과 분산(Var) - 이는 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 기술됨 - 의 곱이다. 일부 실시 형태에서, 원(1614) 내에 포함되고 그에 의해 경계지어진 영역(1613)에 걸친 PSD의 푸리에 공간의 적분은 Var의 4배 이하, 또는 Var의 2배 이하, 또는 Var 이하이다. 일부 실시 형태에서, 푸리에 공간에서의 2차원 환체(1612)에 걸친 PSD의 적분은 0.8 내지 1.0 × (2π)2 × Var, 또는 0.9 내지 1.0 × (2π)2 × Var이다. 일부 실시 형태에서, 푸리에 공간에서의 2차원 환체(1612)에 걸친 PSD의 적분은 약 (2π)2 × Var이다. 일부 실시 형태에서, kin은 6 라디안/마이크로미터 × 제2 굴절률, 또는 8 라디안/마이크로미터 × 제2 굴절률, 또는 9 라디안/마이크로미터 × 제2 굴절률, 또는 10 라디안/마이크로미터 × 제2 굴절률, 또는 12 라디안/마이크로미터 × 제2 굴절률, 또는 13 라디안/마이크로미터 × 제2 굴절률, 또는 14 라디안/마이크로미터 × 제2 굴절률이다. 일부 실시 형태에서, kout는 10 라디안/마이크로미터와 제2 굴절률과 0.8의 합의 곱, 또는 12 라디안/마이크로미터와 제2 굴절률과 0.8의 합의 곱, 또는 13 라디안/마이크로미터와 제2 굴절률과 0.8의 합의 곱, 또는 14 라디안/마이크로미터와 제2 굴절률과 0.866의 합의 곱, 또는 16 라디안/마이크로미터와 제2 굴절률과 0.9의 합의 곱이다. 일부 실시 형태에서, kin은 2π 라디안/(700 나노미터)와 제2 굴절률의 곱 내지 2π 라디안/(400 나노미터)와 제2 굴절률의 곱의 범위에 있다. 일부 실시 형태에서, kin은 2π 라디안/(600 나노미터)와 제2 굴절률의 곱 내지 2π 라디안/(500 나노미터)와 제2 굴절률의 곱의 범위에 있다. 일부 실시 형태에서, kout는 2π 라디안/(700 나노미터)와 제2 굴절률과 0.8의 합의 곱 내지 2π 라디안/(400 나노미터)와 제2 굴절률과 0.9의 합의 곱의 범위에 있다. 일부 실시 형태에서, kout는 2π 라디안/(600 나노미터)와 제2 굴절률과 0.866의 합의 곱 내지 2π 라디안/(500 나노미터)와 제2 굴절률과 0.866의 합의 곱의 범위에 있다.
원점으로부터 떨어져 있는 푸리에 공간에서의 임의의 지점은 원점으로부터 그 지점까지의 파수 벡터를 정의한다. 매체 내에서 전파되는 광의 파수 벡터는 전파 방향에서의 단위 벡터와 매체의 굴절률과 2π의 곱을 광의 자유 공간 파장으로 나눈 값이다. 파수 벡터의 크기는 파수로 지칭된다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 파수 벡터 및 파수는, 라디안이 명시적으로 언급되지 않더라도 단위 길이당 라디안으로 표현된다. PSD는 2차원 파수 벡터의 함수이고, PSD가 방위각에 대해 대칭일 때, PSD는 파수의 함수이다. 파수 벡터에서 평가된 PSD와 파수 벡터의 크기의 곱은 본 명세서에서 파수-PSD 곱으로 지칭될 것인데, 이는 일반적으로 파수 벡터의 함수이고, PSD가 방위각에 대해 대칭일 때, 파수-PSD 곱은 파수의 함수이다.
입사 파수 벡터를 갖는 광이, 매체 내의 입사광의 파장과 비교하여 작은 피크 대 피크 진폭을 갖는 변위 h(x,y)를 갖는 나노구조화된 계면 상에서 매체에 입사되고, 투과된 파수 벡터를 갖는 광이 나노구조화된 계면에 의해 회절될 때, 나노구조화된 계면을 통해 투과되는 회절능은 투과된 파수 벡터와 입사 파수 벡터의 수평 성분들(예컨대, 도 15의 x-y 평면 상으로의 투과된 파수 벡터와 입사 파수 벡터의 투영) 사이의 차이에서 평가된 PSD에 대략 비례한다. 크기 (2π/λ)(n2)의 입사 파수 벡터를 갖는 광 - 여기서 n2는 제2 층(예컨대, 층(1520))의 굴절률이고 λ는 방출 OLED 층으로부터의 광의 특성 파장임 - 은, (2π/λ)(n2)에서 평가된 PSD에 비례하는 투과된 회절능을 갖고서 (입사 파수 벡터의 수평 투영이 대략 (2π/λ)(n2)의 크기를 갖도록) 광이 높은 입사각으로 나노구조화된 계면 상에 입사되는 경우 디스플레이에 법선인 방향으로 회절될 수 있다. 디스플레이에 대한 법선 방향인 광 출력이 나노구조화된 계면의 존재에 의해 실질적으로 변경되지 않을 것이 종종 요구되기 때문에, kin은 (2π/λ)(n2) 이상일 것이 요구될 수 있다. 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 추가로 기술된 바와 같이, 일부 경우에, 나노구조화된 계면이, 디스플레이에 대한 법선에 대한 공기 중에서의 소정 각도(φ) 미만의 시야각들에 대해 광 출력을 크게 변경하지 않을 것이 요구될 수 있다. 그러한 경우에, kin은 (2π/λ)(n2+sin φ) 이상일 것이 요구될 수 있다.
kin과 kout 사이의 파수들에서의 PSD는 디스플레이에 대한 법선에 대한 시야각들을 증가시키기 위해 회절 투과의 점진적인 증가를 제공하는데, 이는 회절 투과에 기여하는 푸리에 공간에서의 영역이 점진적으로 증가되기 때문이다. 회절 투과의 이러한 점진적인 증가는 개선된 색균일도를 야기하는 색혼합의 점진적인 증가를 제공하는 것으로 밝혀졌다. 수평 성분이 (2π/λ)(n2 + sin θ)보다 큰 크기를 갖는 파수 벡터를 갖는 나노구조화된 계면 상에 입사되는 광은 디스플레이에 대한 법선에 대한 θ도 미만의 시야각 내로 회절될 수 없다. θ이 최대 시야각(예컨대, 디스플레이의 시야 원추의 반각 - 이는, 예를 들어 60도일 수 있음)인 경우, (2π/λ)(n2 + sin θ) 초과의 파수들을 갖는 PSD의 부분은 디스플레이의 시야 원추 내로의 회절 투과에 크게 기여하지 않는다. 따라서, 일부 실시 형태에서, kout는 (2π/λ)(n2 + sin θ) 이하이다.
kin을 결정하기 위해 선택된 특성 파장(λ)은 kout를 결정하기 위해 선택된 것과는 상이할 수 있다. 예를 들어, kin을 결정하기 위한 특성 파장은 OLED 디스플레이 내의 적색 방출기들의 파장들에 기초할 수 있는 반면, kout를 결정하기 위한 특성 파장은 OLED 디스플레이 내의 청색 방출기들의 파장들에 기초할 수 있다. 이것은, 나노구조화된 계면이 디스플레이의 시야 원추에서의 모든 색들에 대해 원하는 색혼합 효과를 제공하는 것을 보장하기 위해 행해질 수 있다. 다른 실시 형태에서, 하나의 색 서브픽셀이 다른 색 서브픽셀들보다 더 많이 시프트되는 것이 유리할 수 있고, 특성 파장(λ)은 kin 및 kout 양쪽 모두를 결정할 때 그 색 서브픽셀에 대한 파장인 것으로 취해질 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 형태에서, 나노구조화된 계면은 녹색 서브픽셀들에 대해서보다 청색 서브픽셀들에 대해 실질적으로 더 강한 색보정을 제공하고, 녹색 서브픽셀들에 대해서보다 적색 서브픽셀들에 대한 훨씬 더 작은(또는 실질적으로 제로의) 색보정을 제공할 것이 요구된다. 이러한 경우에, 특성 파장(λ)은 청색 서브픽셀들의 파장(예를 들어, 피크 파장)인 것으로 취해질 수 있다.
도 17a는 파수의 함수로서의 나노구조화된 계면의 PSD의 이상적인 개략도이다. 이러한 이상적인 경우에, PSD는 kin과 kout 사이에서만 0이 아니며, 그것은 이러한 파수 범위에서 최대값 PSDmax인 일정한 크기를 갖는다. 다른 경우에, PSD는 kin보다 작은 파수들 k에 대해 0이 아닐 수 있고, kin과 kout 사이의 k에 대해 일정하지 않을 수 있고, kout보다 큰 k에 대해 0이 아닐 수 있다. 나노구조화된 계면을 통한 회절능은 PSD에 비례하는 피적분함수(integrand)에 걸친 푸리에 공간에서의 2차원 적분에 의해 결정된다. 이러한 2차원 적분은, 각도 좌표(φ)를 갖는 극좌표들에서 k dk dφ에 의해 주어지는 미분 면적 요소 d2k를 갖는다. 따라서, 나노구조화된 계면을 통한 회절능은, 파수의 크기를 갖는 파수 벡터에서 평가된 PSD와 파수의 곱에 비례하는 피적분함수의 각도 좌표 및 파수에 걸친 적분에 의해 결정된다. 이러한 곱은 파수-PSD 곱으로 지칭된다. 도 17b는 파수의 함수로서의 나노구조화된 계면의 파수-PSD 곱(kPSD로 표기됨)의 이상적인 개략도이다. 파수-PSD 곱(kPSD)은 최대값이 kPSDmax이다.
도 18a는 파수의 함수로서의 다른 나노구조화된 계면의 PSD의 개략도이다. PSD는 최대치(PSDmax)를 갖는데, 이는 kin보다 크고 kout보다 작은 파수에 대해 발생한다. 일부 실시 형태에서, 파수들(kin, kout)은 최대치(PSDmax)의 양측에 있는 지점들인 것으로 취해지며, 여기서 PSD는 그의 최대값의 0.5, 또는 0.3, 또는 0.2, 또는 0.1배이다. 일부 실시 형태에서, 파수들(kin, kout)은 최대치(kPSDmax)의 양측에 있는 지점들인 것으로 취해지며, 여기서 kPSD는 그의 최대값의 0.5, 또는 0.3, 또는 0.2, 또는 0.1배이다. 도 18b는 파수의 함수로서 파수에서 평가된 나노구조화된 계면의 PSD와 파수의 곱(kPSD로 표기되는 파수-PSD 곱)의 개략도이다. 파수-PSD 곱(kPSD)은 최대값이 kPSDmax이다. 일부 실시 형태에서, kin보다 작은 모든 파수들에 대해, PSD는 PSDmax의 0.5배 이하, 또는 PSDmax의 0.3배 이하, 또는 PSDmax의 0.2배 이하, 또는 PSDmax의 0.1배 이하이다. 일부 실시 형태에서, kin보다 작은 모든 파수들에 대해, 파수-PSD 곱은 kPSDmax의 0.3배 이하, 또는 kPSDmax의 0.2배 이하, 또는 kPSDmax의 0.1배 이하, 또는 kPSDmax의 0.05배 이하이다. 일부 실시 형태에서, 선행하는 범위들은, PSD 및 파수-PSD 곱이 그들 각각의 환형으로 평균화된 값들 - 이는 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 기술됨 - 로 대체될 때, 그리고 PSDmax가 환형으로 평균화된 PSD의 최대치로 대체되고 kPSDmax가 환형으로 평균화된 파수-PSD 곱의 최대치로 대체될 때 유지된다.
일부 실시 형태에서, kin과 kout 사이의 환체에 걸친 푸리에 공간에서의 2차원 적분은 (2π)2과 Var의 곱의 0.8 내지 1.0배이며, 여기서 Var은 나노구조화된 계면의 평균 변위로부터의 변위의 분산이다. 일부 실시 형태에서, 반경 kin을 갖는 원 내의 영역에 걸친 그리고 반경 kout를 갖는 원 외측의 영역에 걸친 푸리에 공간에서의 2차원 적분은 합계가 (2π)2과 Var의 곱의 0.2배 이하가 된다.
일부 실시 형태에서, PSD는 kin과 kout 사이에 집중되지만, kout보다 큰 파수들로부터 실질적인 기여가 있다(예컨대, PSD는 PSDmax의 0.05배 초과, 또는 PSDmax의 0.1배 초과일 수 있다). 이것은, 나노구조화된 계면을 형성할 시에, 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 기술된 바와 같이, 툴을 사용하는 것으로부터 기인할 수 있으며, 여기서 툴은 PSD에 대한 높은 파수 기여들을 야기하는 높이의 급격한 변화들을 갖는다. 그러한 긴 파수 기여들은 전형적으로 나노구조화된 계면을 포함하는 OLED 디스플레이의 색 출력 균일도에 크게 영향을 주지 않는 것으로 여겨진다.
푸리에 공간에서의 일정 영역에 걸친 양(예컨대, PSD 또는 파수 벡터-PSD 곱)의 평균은 그 영역에 걸친 양의 적분을 그 영역의 면적으로 나눈 값을 지칭한다. 파수에서의 PSD(또는 파수-PSD 곱)의 환형 평균(annular average)은, 내부 반경이 파수의 0.9배이고 외부 반경이 파수의 1.1배인 푸리에 공간에서의 환체에 걸친 PSD(또는 파수-PSD) 곱의 평균이다. 일부 실시 형태에서, 6 내지 9 라디안/마이크로미터의 범위 내의 적어도 하나의 k1의 경우, PSD의 환형 평균은 k1과 제2 굴절률의 곱보다 큰 파수에 대해 최대치를 갖고, PSD는 k1과 제2 굴절률의 곱보다 작은 파수들에 대해 최대 환형 평균의 0.1, 또는 0.2, 또는 0.3배 이하이다. 일부 실시 형태에서, 6 내지 9 라디안/마이크로미터의 범위 내의 적어도 하나의 k1의 경우, 파수-PSD 곱의 환형 평균은 k1과 제2 굴절률의 곱보다 큰 파수에 대해 최대치를 갖고, 파수-PSD 곱은 k1과 제2 굴절률의 곱보다 작은 파수들에 대해 최대 환형 평균의 0.1, 또는 0.2, 또는 0.3배 이하이다.
도 17a 내지 도 18b의 파수들(kin, kout)은 도 16과 관련하여 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 기술된 값들 중 임의의 값을 취할 수 있다.
도 19는 실질적인 방위각 대칭을 기술하는 데 유용한 환형 섹터(1917)를 포함하는 환체(1915)를 예시한다. 환체(1915) 및 환형 섹터(1917)는 제1 크기(k1)를 갖는 제1 파수 벡터(k1)에 의해 결정된다. 환체(1915)는 제1 크기(k1)의 0.9배인 내부 반경(Rin) 및 제1 크기(k1)의 1.1배인 외부 반경(Rout)에 의해 경계지어지는 푸리에 공간에서의 영역이다. 환체(1915)는 0의 파수(1922)에 중심을 둔다. 환형 섹터(1917)는 제1 파수 벡터(k1)에 중심을 두고, σ의 원호각을 갖는다. 환형 섹터는 k1의 양측에서 1/2의 방위각(σ)으로 연장되는 환체(1915)의 일부분이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 10 라디안/마이크로미터와 제2 굴절률의 곱 내지 13 라디안/마이크로미터와 제2 굴절률과 0.8의 합의 곱인 제1 크기(k1)를 갖는 임의의 제1 파수 벡터(k1)에 대해, 제1 파수 벡터(k1)에서의 파워 스펙트럼 밀도의 국소 평균(local average) 사이의 최대 차이가 제1 파수 벡터(k1)에서의 파워 스펙트럼 밀도의 환형 평균의 0.67 내지 1.33배인 경우, 파워 스펙트럼 밀도는 실질적으로 방위각에 대해 대칭이며, 여기서 국소 평균은, 내부 반경(Rin)이 제1 크기의 0.9배이고 외부 반경(Rout)이 제1 크기(k1)의 1.1배이고 원호각이 σ이고 제1 파수 벡터(k1)에 중심을 둔 푸리에 공간에서의 환형 섹터(1917)에 걸친 파워 스펙트럼 밀도의 평균이고, 환형 평균은, 내부 반경(Rin)이 제1 크기(k1)의 0.9배이고 외부 반경(Rout)이 제1 크기(k1)의 1.1배인 푸리에 공간에서의 환체(1915)에 걸친 파워 스펙트럼 밀도의 평균이고, σ는 60도이다.
일부 실시 형태에서, 10 라디안/마이크로미터와 제2 굴절률의 곱 내지 13 라디안/마이크로미터와 제2 굴절률과 0.8의 합의 곱인 제1 크기(k1)를 갖는 임의의 제1 파수 벡터(k1)에 대해, 제1 파수 벡터(k1)에서의 파워 스펙트럼 밀도의 국소 평균 사이의 최대 차이는 제1 파수 벡터(k1)에서의 파워 스펙트럼 밀도의 환형 평균의 0.7 내지 1.3배, 또는 0.8 내지 1.2배, 또는 0.9 내지 1.1배가 된다.
일부 실시 형태에서, 더 작은 환형 섹터가, PSD가 실질적으로 방위각에 대해 대칭인지 여부를 결정하는 데 사용될 때, PSD는 여전히 실질적으로 방위각에 대해 대칭이다. 예를 들어, 일부 실시 형태에서, PSD는 원호각(σ)이 30도일 때 실질적으로 방위각에 대해 대칭이다.
10 라디안/마이크로미터와 제2 굴절률의 곱 내지 13 라디안/마이크로미터와 제2 굴절률과 0.8의 합의 곱의 범위는 실질적인 방위각 대칭을 정의하는 데 사용되는데, 이는 나노구조화된 계면에 의해 제공되는 생성된 색균일도가 전형적으로 다른 범위들보다 이 범위에 더 민감한 것으로 밝혀졌기 때문이다. PSD는 또한 더 넓은 파수 범위 내에서 대략 방위각에 대해 대칭일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 6 라디안/마이크로미터와 제2 굴절률의 곱, 또는 8 라디안/마이크로미터와 제2 굴절률의 곱, 또는 10 라디안/마이크로미터와 제2 굴절률의 곱 내지 13 라디안/마이크로미터와 제2 굴절률과 0.8의 합의 곱, 또는 14 라디안/마이크로미터와 제2 굴절률과 0.9의 합의 곱인 제1 크기(k1)를 갖는 임의의 제1 파수 벡터(k1)에 대해, 제1 파수 벡터(k1)에서의 파워 스펙트럼 밀도의 국소 평균 사이의 최대 차이는 제1 파수 벡터(k1)에서의 파워 스펙트럼 밀도의 환형 평균의 0.7 내지 1.3배, 또는 0.8 내지 1.2배이며, 여기서 국소 평균은, 내부 반경(Rin)이 제1 크기의 0.9배이고 외부 반경(Rout)이 제1 크기(k1)의 1.1배이고 원호각이 σ이고 제1 파수 벡터(k1)에 중심을 둔 푸리에 공간에서의 환형 섹터(517)에 걸친 파워 스펙트럼 밀도의 평균이고, 환형 평균은, 내부 반경(Rin)이 제1 크기(k1)의 0.9배이고 외부 반경(Rout)이 제1 크기(k1)의 1.1배인 푸리에 공간에서의 환체(1915)에 걸친 파워 스펙트럼 밀도의 평균이고, σ는 60도 또는 30도이다.
PSD는 어느 정도의 방위각 변동성을 가질 수 있고, 여전히 실질적으로 방위각에 대해 대칭인 것으로 간주될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 실질적으로 방위각에 대해 대칭인 PSD는 n-겹 대칭축을 갖는다. 이는, 360도의 각도를 n으로 나누어서 분리된 공통 크기를 갖는 임의의 2개의 파수 벡터에 대해 PSD가 동일한 값을 가짐을 의미한다. 예를 들어, 도 19의 파수 벡터들(k1, k2)은 동일한 크기 k1을 갖고, 각도 γ에 의해 분리된다. PSD가 파수 벡터들의 임의의 2개의 그러한 쌍들에서 공통 값을 갖는다면 그리고 γ이 360도를 n으로 나눈 값이라면, PSD는 n-겹 대칭을 갖는 것으로 기술될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 실질적으로 방위각에 대해 대칭인 파워 스펙트럼 밀도는 적어도 6-겹 회전 대칭을 갖는다.
본 명세서의 어딘가 다른 곳에 기술된 파워 스펙트럼 밀도들을 갖는 나노구조화된 계면들은 나노구조화된 표면을 갖는 툴을 사용하여 제조될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 툴은 기재 내에 부분적으로 매설된 복수의 입자들을 포함한다. 툴을 제조하기에 유용한 기법은 미국 특허 출원 공개 제2014/0193612호(유(Yu) 등) 및 미국 특허 제8,460,568호(데이비드(David) 등)에 기술되어 있다. 툴의 나노구조화된 표면은 원자간력 현미경법(AFM)에 의해 특성화될 수 있고, 이것은, 예를 들어 고속 푸리에 변환을 통해 표면의 PSD를 결정하는 데 사용될 수 있다. 간단히 요약하면, 툴은 입자들을 중합체 전구체 매트릭스 중에 분산시켜 층을 형성함으로써 제조될 수 있다. 이어서, 층은 건조 또는 경화된다. 이것은 열을 가하여 용매를 증발시키거나 또는 화학 방사선을 적용하여 층을 경화시킴으로써 행해질 수 있다. 일부 경우에, 층을 가열하여 용매를 제거하고, 이어서 화학 방사선을 적용하여 층을 경화시킨다. 이어서, 층은 툴을 형성하기 위해 에칭될(예컨대, 반응성 이온 에칭될) 수 있다. 이어서, 툴은 제1 층에 나노구조화된 표면을 형성하는 데 사용될 수 있는데, 제1 층은 이어서 나노구조화된 계면을 갖는 광학 스택을 형성하기 위해 백필될 수 있다. 나노구조화된 표면은, 수지가 툴에 대해 캐스팅되고, 예를 들어 화학(예컨대, 자외선) 방사선 또는 열에 의해 경화되는, 연속 캐스팅 및 경화 공정으로 형성될 수 있다. 연속 캐스팅 및 경화 공정들의 예가 하기 특허에 기술되어 있다: 미국 특허 제4,374,077호; 제4,576,850호; 제5,175,030호; 제5,271,968호; 제5,558,740호; 및 제5,995,690호.
툴은 S로 표기될 평균 간격을 갖는 나노구조화된 계면을 생성한다. 입자들은 전형적으로 랜덤하게 응집되며, 이에 따라 입자들은 전형적으로 주기적인 격자로 존재하지 않는다. 나노구조화된 계면의 평균 간격은 평균 피크 대 피크 최근접 이웃 거리로서 정의될 수 있는데, 이것은, 툴의 경우에, 이웃하는 입자들 사이의 평균 중심 대 중심 거리에 대응한다. 입자들은 D로 표기될 평균 크기를 갖는다. 단분산 구형 입자들의 경우에, 이것은 입자들의 직경이다. 다른 경우에, 평균 크기(D)는 입자들의 평균 부피(V)(나노구조화된 계면을 형성할 시에 사용된 입자들에 대한 비가중 산출 평균)로부터 D = (6 V/π)1/3으로서 결정된다.
층 내의 입자들의 충분히 높은 로딩량(loading)을 이용하는 것은, 나노구조화된 계면에 대한 실질적으로 방위각에 대해 대칭인 PSD를 야기하는데, 이는 입자들이 대략 방위각에 대해 대칭인 방식으로 랜덤으로 응집하기 때문이다. 입자들의 크기(D), 및 입자들의 로딩량, 또는 입자들의 생성된 평균 중심간 간격(S)은 도 17a 내지 도 18b에 예시된 파수들(kin, kout)을 결정하기 위해 선택될 수 있다. 전형적으로, 입자들의 높은 로딩량을 선택하는 것은, 푸리에 공간에서의 얇은 영역에 국소화되고(kout가 kin보다 훨씬 더 크지는 않음) 실질적으로 방위각에 대해 대칭인 PSD를 야기할 것이다. 높은 로딩량은, 툴이 형성될 때 입자들이 층 내에 거의 조밀하게 패킹된다는 것을 의미한다. 입자 로딩량을 감소시키는 것은 S를 증가시키고 파수(kin)를 더 작은 값들로 이동시킨다. 일반적으로, 파수(kout)는 입자들의 크기(D)에 반비례하고, 파수(kin)는 입자들 사이의 간격(S)에 반비례한다. 따라서, 툴에 대한 길이 스케일들(D, S)을 선택함으로써, 예를 들어 도 17a 내지 도 18b에서와 같이 kin과 kout 사이에 집중되는 실질적으로 방위각에 대해 대칭인 PSD를 갖는 나노구조화된 표면이 제조될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 툴이 나노구조화된 계면을 형성하기 위해 에칭될 때, 입자들 및 기둥들의 상부를 갖는 기둥-유사 구조체들이 형성된다. 그러한 기둥-유사 구조체들은 생성된 PSD에 높은 파수 기여들을 제공한다. 이러한 높은 파수 기여들은, 생성된 나노구조화된 계면들을 포함하는 OLED 디스플레이들의 색균일도 성능에 크게 영향을 주지 않는 것으로 여겨진다. 기둥들의 높이는 에칭 공정에 의해 제어될 수 있다. 높이들을 감소시키는 것은 PSD에 대한 높은 파수 기여를 감소시키므로, kin과 kout 사이의 PSD를 증가시킨다.
색보정 구성요소에 유용한 나노구조화된 계면들 및 나노구조화된 계면들의 제조 방법에 대한 추가의 상세사항은 미국 가특허 출원 제62/342620호(프라이어 등) 및 제62/414127호(에릭슨 등), 및 국제 특허 출원 공개 WO 2017/205174호(프라이어 등)에 기술된 것에서 찾아볼 수 있다.
도 20a는 베이스 표면(1218)으로부터 연장되는 복수의 기둥들(1203)을 포함하는 나노구조화된 표면(1202)을 갖는 제1 층(1210)을 포함하는 나노구조화된 물품(1201)의 개략 단면도인데, 베이스 표면은 기둥들(1203) 사이의 나노구조화된 표면(1202)의 부분이다. 나노구조화된 물품(1201)은 제1 이형 라이너(1243)를 제거하고 선택적으로 나노구조화된 표면(1202)을 백필함으로써 색보정 구성요소를 제공하는 데 사용될 수 있다. 기둥들(1203)은 평균 측방향 치수(W), 평균 높이(H), 및 평균 중심간 간격(S)을 갖는다. 기둥들(1203) 각각은 나노입자(1242)를 포함한다. 나노입자들(1242)은 평균 직경(D)을 갖는다. 에칭 층(1210a)은 기둥(1203)을 형성할 시에 에칭되는 층(1210)의 부분이다. 용어 "나노구조화된 물품"은 2개의 층들 사이의 나노구조화된 계면 또는 나노구조화된 표면을 갖는 임의의 물품을 지칭할 수 있다. 나노구조화된 표면 또는 계면은 적어도 하나의 치수가 1 nm 내지 1000 nm의 범위에 있는 구조체 또는 계면이다. 일부 경우에, 나노구조체는 각각의 측방향 치수 또는 3개의 치수들 모두가 1 nm 내지 1000 nm의 범위, 또는 10 nm 내지 1000 nm의 범위에 있다. 제1 층은 대체로 x-방향 및 y-방향으로 배치되고, 기둥들(1203)은 대체로 z-방향으로 연장된다. 나노구조화된 물품(1201)은 제1 이형 라이너(1243), 및 제1 층(1210)과 제1 이형 라이너(1243) 사이에 배치된 전사 층(1241)을 포함한다. 제1 층(1210) 및/또는 전사 층(1241)은 중합체 층들일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제1 층(1210)은, 먼저 단량체 또는 올리고머의 층을 전사 층(1241)에 적용하고, 예를 들어, 방사선-가교결합성 단량체의 플래시 증발 및 증착 후에, 예를 들어, 전자 빔 장치, UV 광원, 전기 방전 장치 또는 다른 적합한 디바이스를 사용하는 가교결합에 의해 층을 가교결합시켜 계내(in situ)에서 중합체를 형성하여 에칭 층(1210a)을 형성함으로써 형성된다. 이어서, 에칭 층(1210a)은 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 추가로 기술된 바와 같이 (예컨대, 미국 특허 출원 공개 제2014/0193612호(유 등) 및 미국 특허 제8,460,568호(데이비드 등) - 이들 둘 모두는 이로써 본 발명에 모순되지 않을 정도로 본 명세서에 참고로 포함됨 - 에 일반적으로 기재된 바와 같은 플라즈마 에칭에 의해) 에칭되어 제1 층(1210) 내에 기둥들(1203)을 형성한다. 일부 실시 형태에서, 전사 층(1241)은 WO 2013/116103호(콜브(Kolb) 등) 및 WO 2013/116302호(콜브 등)에 기술된 바와 같이 제조되며, 이들은 이로써 본 발명에 모순되지 않을 정도로 본 명세서에 참고로 포함된다. 이형 라이너(1243)는, 예를 들어 실리콘 코팅된 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름과 같은 임의의 종래의 이형 처리된 필름일 수 있다. 제1 층(1210), 전사 층(1241) 및 제1 이형 라이너(1243)에 대한 다른 유용한 재료들이 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 추가로 기술된다.
에칭 층(1210a)과 전사 층(1241)에 대해 상이한 재료들을 사용하는 것은, 나노구조화된 표면(1202)의 개선된 에칭 특성들을 위해 또는 원하는 광학 특성들을 위해 에칭 층(1210a)이 선택되게 하고, 이형 라이너(1243) 상의 개선된 코팅성 또는 이형 라이너(1243)로부터의 개선된 이형 특성들을 위해 전사 층(1241)이 선택되게 한다. 또한, 전사 층(1241)의 두께 및 물리적 특성들은 구조체의 기계적 특성들을 개선하도록 선택될 수 있다. 이것은 전사 공정 동안 그리고 사용 중에 구조체의 균열(cracking)과 같은 부정적인 영향들을 경감시키는 것을 도울 수 있다. 전사 층은, 균열로 이어질 수 있는 백필(BF) 층에서의 응력을 완화시키도록 선택될 수 있다. 일부 실시 형태에서, BF 층은 결합제 내에 많이 로딩된 무기 나노입자들을 포함한다. 일부 경우에, 이것은 BF 층이 매우 취성이게 하고 균열이 일어나기 쉽게 한다. 다른 실시 형태에서, 전사 층(1241)은 생략되고 에칭 층(1210a)은 제1 이형 라이너(1243) 상에 배치된다. 이러한 경우에, 에칭 층(1210a)은 전사 층으로서 간주될 수 있고, 에칭 층 또는 전사 층에 대해 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 기술된 재료들로부터 제조될 수 있다. 전사 층(1241)은 또한 나노구조화된 물품에 추가의 기능을 부가할 수 있다. 예를 들어, 전사 층(1241)은 원하는 수분 또는 산소 배리어 특성들을 가질 수 있거나, 또는 예를 들어 자외선(UV) 광 차단 특성들을 제공하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 전사 층(1241)은 평균 기둥 높이와 적어도 동일한 두께를 갖는다.
기둥들(1203)의 하부 부분들(1203a)(도 20b 참조) 사이의 공간들(1219)은 함몰부들로 지칭될 수 있고, 기둥들(1203)은 나노구조화된 표면(1202)의 돌출부들로 지칭될 수 있다. 나노구조체들의 평균 높이를 초과하여 연장되는 나노구조화된 표면의 부분들이 돌출부들이고 나노구조체들의 평균 높이 미만인 나노구조화된 표면의 부분들이 함몰부들인, 기둥들 이외의 나노구조체들이 또한 본 발명의 범주 내에 있다.
도 20b는 도 20a의 나노구조화된 물품의 기둥(1203)의 개략 측면도이다. 기둥(1203)은 하부 부분(1203a), 상부 부분(1203b), 및 중간 부분(1203c)을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 추가로 기술된 바와 같이, 중간 부분(1203c)은, 기둥(1203)을 제조하는 데 사용되는 에칭 공정에서 제거되지 않은 매트릭스 재료 또는 결합제를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 기둥들은 원형 단면을 갖는다. 다른 실시 형태에서, 기둥들은, 예를 들어 테이퍼진(tapered) 직사각형 단면과 같은 다른 단면을 가질 수 있다. 일부 실시 형태에서, 하부 부분(1203a)은 원통형이고 상부 부분(1203b)의 나노입자는 구형이다. 일부 실시 형태에서, 나노입자는 하부 부분의 직경과 실질적으로 동일한 직경을 갖는다. 나노입자들은, 기둥들(1203)을 형성할 시에 에칭 마스크로서 기능할 수 있는 임의의 나노입자들일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 나노입자들은 SiO2 나노입자들과 같은 무기 나노입자들이다. 다른 실시 형태에서, 나노입자는 에칭 마스크로서 작용할 수 있는 실리콘 나노입자일 수 있다. 다른 적합한 나노입자들은 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 추가로 기술된다. 일부 실시 형태에서, 상부 부분(1203b)은 표면 처리되고 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 추가로 기술된 바와 같이 계면(1209)을 따라 중간 부분(1203c)에 공유 결합된다. 본 명세서에 기술된 실시 형태 중 임의의 것에서, 나노구조체들의 상부 부분(마스크 부분)은 나노구조체들의 하부 부분에 부착되는 결합제에 공유 결합될 수 있다.
상부 부분(1203b)과 하부 부분(1203a)은 상이한 조성들을 갖는다. 일부 실시 형태에서, 하부 부분(1203a)은 중합체 재료를 포함하고 상부 부분(1203b)은 무기 재료를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 하부 부분(1203a)은 적어도 60 중량%의 중합체 재료를 포함하고 상부 부분(1203b)은 적어도 80 중량%의 무기 재료를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 상부 부분(1203b)은 나노입자를 포함하거나 그로 본질적으로 이루어진다(즉, 상부 부분(1203b)은 나노입자를 포함할 수 있고, 어쩌면, 기둥들을 제조하는 데 사용되는 에칭 공정에 의해 완전히 제거되지 않은 결합제의 잔류물, 및, 어쩌면, 나노구조화된 물품의 광학 성능에 실질적으로 영향을 미치지 않는 나노입자 상의 다른 불순물들을 포함할 수 있다). 일부 실시 형태에서, 하부 부분(1203a)은 중합체이거나 연속 중합체 상을 갖는다. 나노입자들이 또한 하부 부분(1203a) 내에 포함될 수 있다. 바람직하게는, 그러한 나노입자들은 상부 부분(1203b)의 나노입자보다 작다. 예를 들어, 약 100 nm 미만, 또는 약 50 nm 미만, 또는 약 40 nm 미만의 직경을 갖는 복수의 나노입자들이 하부 부분(1203a)의 굴절률을 변경시키기 위해 하부 부분(1203a) 내에 포함될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 하부 부분(1203a)에는 상부 부분(1203b)의 나노입자의 직경의 절반보다 큰 직경을 갖는 나노입자들이 없다.
일부 실시 형태에서, 상부 부분(1203b)의 나노입자 및 하부 부분(1203a)의 재료는 하부 및 상부 부분들(1203a, 1203b)의 굴절률들이 대략 동일하도록 선택된다. 일부 실시 형태에서, 하부 부분(1203a)과 상부 부분(1203b) 사이의 굴절률 차이의 절대값은 0.1 이하, 또는 0.05 이하이다. 그러한 굴절률 범위들은 상이한 상부 및 하부 부분들을 갖는 본 명세서에 기술된 임의의 기둥들에 적용된다. 일부 실시 형태에서, 하부 부분(1203a)과 중간 부분(1203c) 사이의 굴절률 차이의 절대값은 0.1 이하, 또는 0.05 이하이다. 일부 실시 형태에서, 상부 부분(1203b)과 중간 부분(1203c) 사이의 굴절률 차이의 절대값은 0.1 이하, 또는 0.05 이하이다. 그러한 굴절률 범위들은 상이한 상부, 하부 및 중간 부분들을 갖는 본 명세서에 기술된 임의의 기둥들에 적용된다.
일부 실시 형태에서, 제2 층이 복수의 기둥들(1203) 위에 배치되고, 베이스 표면(1218)까지 연속적으로 연장된다. 제2 층은, 예를 들어 제1 층(1210)의 나노구조화된 표면(1202)을 가교결합성 조성물로 백필함으로써 형성될 수 있다. 백필 재료는, 예를 들어 하기 방법들 중 하나의 방법을 사용하여 제2 층을 형성하기 위해 적용될 수 있다: 액체 코팅; 증기 코팅; 분말 코팅; 라미네이션; 딥(dip)-코팅; 또는 롤-투-롤 코팅. 일부 실시 형태에서, 백필 재료는 나노구조화된 표면의 반대편에 평면 표면을 형성한다. 일부 실시 형태에서, 제2 층은 고굴절률 백필 재료이다. 적합한 고굴절률 백필 재료들의 예들은 하기를 포함한다: 고굴절률 무기 재료들; 고굴절률 유기 재료들; 나노입자 충전된 중합체 재료; 질화규소, 산화인듐주석, 황화아연 또는 이들의 조합; 고굴절률 무기 재료들로 충전된 중합체들; 및 고굴절률 공액 중합체들. 고굴절률 중합체들 및 단량체들의 예들은 문헌[C. Yang, et al., Chem. Mater. 7, 1276 (1995), 및 R. Burzynski, et al., Polymer 31, 627 (1990)] 및 미국 특허 제6,005,137호에 기재되어 있으며, 이들 모두는 이로써 본 발명에 모순되지 않을 정도로 본 명세서에 참고로 포함된다. 고굴절률 무기 재료들로 충전된 중합체들의 예들은 본 발명에 모순되지 않을 정도로 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 특허 제6,329,058호에 기재되어 있다. 고굴절률 무기 재료들은, 예를 들어 100 nm 미만, 또는 50 nm 미만, 또는 40 nm 미만의 크기를 갖는 나노입자들일 수 있다. 나노입자 충전된 중합체 재료용 나노입자들의 예들은 하기의 고굴절률 재료들을 포함한다: TiO2, ZrO2, HfO2, 또는 다른 무기 재료들.
나노구조화된 표면(1202) 또는 나노구조화된 표면(1202)과 인접한 제2 층 사이의 대응하는 나노구조화된 계면은 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 추가로 기술된 바와 같은 파워 스펙트럼 밀도(PSD)를 가질 수 있다.
도 21은 제1 층(1410)의 베이스 표면(1418)으로부터 연장되는 복수의 기둥들(1403)을 포함하는 나노구조화된 표면(1402)을 갖는 제1 층(1410)을 포함하는 나노구조화된 물품(1401)의 개략 단면도이다. 나노구조화된 물품(1401)은, 제1 이형 라이너(1443) 상에 배치된 전사 층(1441), 복수의 기둥들(1403) 위에 배치되고 베이스 표면(1418)까지 연속적으로 연장되는 제2 층(1420), 제1 층(1410) 반대편의 제2 층(1420) 상에 배치된 접착제(1448), 및 제2 층(1420) 반대편의 접착제(1448) 상에 배치된 제2 이형 라이너(1449)를 추가로 포함한다. 제1 층(1410)은, 예를 들어 제1 층(1210)에 대해 기술된 바와 같이, 또는 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 기술된 다른 기재 층들에 대해 기술된 바와 같이 침착될 수 있다. 제1 및 제2 이형 라이너들(1443, 1449)은 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 기술된 임의의 이형 라이너일 수 있다. 접착제(1448)는, 예를 들어 광학 투명 접착제(OCA)일 수 있다. 예시적인 OCA들은, 정전기방지성 광학 투명 감압 접착제에 관한 국제 특허 공개 WO 2008/128073호, 연신 이형 OCA에 관한 미국 특허 출원 공개 제2009/030084호; 산화인듐주석 상용성 OCA에 관한 미국 특허 출원 공개 제2009/0087629호; 광투과성 접착제를 갖는 정전기방지성 광학 구조체들에 관한 미국 특허 출원 공개 제2010/0028564호; 부식 민감성 층들과 상용성인 접착제들에 관한 미국 특허 출원 공개 제2010/0040842호; 광학 투명 연신 이형 접착 테이프에 관한 미국 특허 출원 공개 제2011/0126968호; 및 연신 이형 접착 테이프에 관한 미국 특허 출원 공개 제2011/0253301호에 기재된 것들을 포함한다. 적합한 OCA는, 예를 들어 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니(3M Company)로부터 입수가능한 쓰리엠 OCA 8146과 같은 광학 투명 아크릴 감압 접착제를 포함한다. 일부 실시 형태에서, OCA는 두께가 1 마이크로미터 내지 50 마이크로미터의 범위, 또는 10 마이크로미터 내지 40 마이크로미터의 범위에 있다.
제1 및 제2 이형 라인들(1443, 1449)은 나노구조화된 물품(1401)으로부터 제거될 수 있고, 접착제(1448)는 색보정 구성요소를 제공하도록 나머지 층들을 OLED 디스플레이 패널에 부착하는 데 사용될 수 있다.
기둥들(1403)은 하부 부분들(1403a), 상부 부분들(1403b), 및 중간 부분들(1403c)을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 상부 부분들(1403b)은 집합적으로 마스크 또는 마스크 층으로 지칭될 수 있는데, 그 이유는 이들 부분이 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 추가로 기술된 바와 같이 기둥들(1403)을 형성하는 데 사용될 수 있기 때문이다. 일부 실시 형태에서, 기둥들(1403)의 하부 부분들은 제1 굴절률을 갖고, 제2 층(1420)은 제2 굴절률을 갖고, 기둥들(1403)의 상부 부분은 제3 굴절률을 갖고, 기둥들(1403)의 중간 부분은 제4 굴절률을 갖는다. 일부 실시 형태에서, 제1 굴절률과 제3 굴절률 사이의 차이의 절대값은 0.1 이하, 또는 0.05 이하이다. 일부 실시 형태에서, 제1 굴절률과 제4 굴절률 사이의 차이의 절대값은 0.1 이하이다. 일부 실시 형태에서, 제1 굴절률과 제2 굴절률 사이의 차이의 절대값은 0.1 내지 1.5의 범위에 있다.
제1 층(1410)의 나노구조화된 표면과 제2 층(1420) 사이의 계면은 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 기술된 기하형상들 중 임의의 것을 가질 수 있다. 예를 들어, 이러한 나노구조화된 계면은 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 추가로 기술된 바와 같은 PSD를 가질 수 있다. 나노구조화된 계면을 가로지른 굴절률 콘트라스트들은 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 기술된 범위들 중 임의의 범위에 있을 수 있다.
일부 실시 형태에서, 나노구조화된 표면은, 기둥들의 평균 높이에 관한 표준 편차가 평균 기둥 높이의 10% 이하(또는 8% 이하, 또는 5% 이하, 또는 심지어 3% 이하), 또는 20 nm 미만(또는 15 nm 미만, 또는 심지어 10 nm 미만)인 기둥 높이 분포를 갖는다. 표준 편차 및 평균 기둥 높이는, 예를 들어 10 마이크로미터 × 10 마이크로미터 면적에 걸쳐 계산될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 색보정 구성요소는 (예를 들어, 도 15 및 도 21에 도시된 바와 같이) 제1 및 제2 층들과 이들 층 사이의 나노구조화된 계면을 포함하며, 여기서 제1 층은 제1 굴절률을 갖고, 제2 층은 OLED 디스플레이 패널과 대면하고, 상이한 제2 굴절률은 적어도 1.4이다. 나노구조화된 계면은 실질적으로 방위각에 대해 대칭인 파워 스펙트럼 밀도, PSD를 갖는다. 파수-PSD 곱은 6 라디안/마이크로미터와 제2 굴절률의 곱보다 큰 파수에 대한 최대치를 갖는다. 일부 실시 형태에서, 6 라디안/마이크로미터와 제2 굴절률의 곱보다 작은 모든 파수들에 대해, 파수-PSD 곱은 최대치의 0.3배 이하이다.
일부 실시 형태에서, 색보정은 파장 및 편광 의존성 부분 반사기이거나 이를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 부분 반사기는 색보정 필름으로 지칭될 수 있는 필름이다. 일부 실시 형태에서, 부분 반사기는 광학 스택을 포함하며, 광학 스택은 원하는 파장 및 편광 의존성 반사율 및 투과율을 제공하는 복수의 광학 반복 유닛들을 포함한다.
본 명세서의 일부 실시 형태에 따른 파장 및 편광 의존성 부분 반사기들은, 예를 들어 부분 반사기가 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이의 원형 편광기에 사용될 때, OLED 디스플레이의 시야각에 따른 색변이를 감소시키는 데 유용하다. 부분 반사기는 반사성 편광기로 또는 부분 반사성 편광기로 지칭될 수 있는데, 왜냐하면 부분 반사기는, 일부 실시 형태에서, 하나의 편광 상태에 대해서는 반사 대역을 갖고 직교 편광 상태에 대해서는 그렇지 않기 때문이다. 반사 대역은 전형적으로 97% 미만, 또는 95% 미만, 또는 90% 미만, 또는 75% 미만, 또는 60% 미만의, 차단축을 따라 편광된 수직 입사 광에 대한 평균 반사율을 갖는다. 반사 대역은 98% 초과의 평균 반사율을 전형적으로 제공하는 종래의 다층 광학 필름 미러 또는 반사성 편광기의 반사 대역보다 더 약할 수 있다. 부분 반사기는 제어된 대역 에지 및 입사각에 따른 조정된 반사율을 갖는 복굴절 다층 광학 필름일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 부분 반사기는 디스플레이에 통합될 때 최소의 축상 시각적 효과를 갖지만 원하는 축외 파장에 대한 광학 이득을 생성하도록 설계된다. OLED 디스플레이에 본 명세서의 부분 반사기를 이용하는 것은 OLED 디스플레이의 백플레인(backplane)의 전형적으로 확산성인 특성에도 불구하고 이미지 품질을 희생시킴이 없이 파장 및 시야각 의존성 이득을 제공함으로써 다양한 시야각에 따른 개선된 색균일도를 제공할 수 있다는 것이 확인되었다.
일부 실시 형태에서, 부분 반사기는 부분 반사기에 대한 수직 입사에서 OLED 디스플레이로부터의 광에 무시해도 좋을 정도로 영향을 미치지만, 비-수직 입사에서 부분 반사기에 입사하는 광의 일부를 재순환시킴으로써 비-수직 입사에서 파장 의존성 이득을 제공하도록 구성된다. 이것은 수직 입사에서 주로 근적외선(700 nm 내지 2500 nm의 파장) 내이도록 반사 대역을 선택함으로써 달성될 수 있다. 비-수직 시야각에서, 반사 대역은 적색 파장 범위(600 nm 내지 700 nm의 파장)로 시프트되고, 이것은 시야각이 증가함에 따라 증가하는 적색 파장에 대한 이득을 제공할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 부분 반사기는 수직 입사에서 파장 의존성 이득을 제공할 뿐만 아니라 (예컨대, 예를 들어 청색 광의 일부를 재순환시키기 위해 일차 반사 대역의 제2 고조파를 포함함으로써) 비-수직 입사에서 파장 의존성 이득을 제공할 수 있다. 이것은 디스플레이로부터 원하는 광 출력을 제공함에 있어서 추가적인 유연성을 허용하기 위해, 또는 예를 들어 디스플레이가 백색점 광 출력으로 설정될 때 수직 입사에서 광 출력의 색온도를 보정하기 위해 행해질 수 있다.
본 발명의 파장 및 편광 의존성 부분 반사기 또는 반사성 편광기는 전형적으로 각각의 광학 반복 유닛이 중합체 층일 수 있는 제1 및 제2 층들을 포함하는 복수의 광학 반복 유닛들을 포함하는 광학 스택을 포함하는 다층 광학 필름이다. 도 22는 다층 광학 필름(2200)의 예시적인 광학 반복 유닛(ORU)의 개략 사시도이다. 도 22는 다층 광학 필름(2200)의 2개의 층만을 도시하는데, 이 다층 광학 필름은 하나 이상의 인접한 패킷(packet)들 또는 스택들로 배열된 수십 또는 수백 개의 그러한 층들을 포함할 수 있다. 필름(2200)은 개별 미세층들(2202, 2204)을 포함하며, 여기서 "미세층들"은 그러한 층들 사이의 복수의 계면에서 반사되는 광이 보강(constructive) 또는 상쇄(destructive) 간섭을 겪어서 다층 광학 필름에 원하는 반사 또는 투과 특성을 제공하도록 충분히 얇은 층을 지칭한다. 미세층(2202, 2204)은 함께 다층 스택의 하나의 광학 반복 유닛(ORU)을 나타낼 수 있는데, ORU는 스택의 두께 전체에 걸쳐 반복 패턴으로 반복되는 층들의 최소 세트이다. 미세층들은 상이한 굴절률 특성을 가져서, 일부 광이 인접 미세층들 사이의 계면에서 반사된다. 자외선, 가시광선, 또는 근적외선 파장에 있는 광을 반사하도록 설계된 광학 필름의 경우, 각각의 미세층은 전형적으로 약 1 마이크로미터 미만의 광학 두께(즉, 물리적 두께에 관련 굴절률을 곱한 값)를 갖는다. 그러나, 원하는 바에 따라, 필름의 외측 표면에 있는 스킨 층, 또는 미세층들의 패킷들을 분리하는, 필름 내에 배치된 보호 경계 층(PBL)과 같은 더 두꺼운 층이 또한 포함될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 미세층들의 단일 패킷 또는 스택만이 본 발명의 광학 필름 내에 포함된다.
주 x-축, y-축, 및 z-축을 따라 편광된 광에 대한 미세층들 중 하나의 미세층(예컨대, 도 22의 미세층(2202), 또는 도 23의 "A" 층)의 굴절률은 각각 n1x, n1y, 및 n1z이다. 상호 직교하는 x-축, y-축, 및 z-축은, 예를 들어 재료의 유전 텐서(dielectric tensor)의 주 방향들에 대응할 수 있다. 많은 실시 형태에서, 그리고 논의 목적으로, 상이한 재료들의 주 방향들이 일치하지만, 일반적으로 그럴 필요는 없다. 동일한 축을 따른 인접 미세층(예컨대, 도 22의 미세층(2204), 또는 도 23의 "B" 층)의 굴절률은 각각 n2x, n2y, n2z이다. 이들 층 사이의 굴절률에 있어서의 차이는 x-방향을 따른 것은 Δnx(= n1x - n2x)이고, y-방향을 따른 것은 Δny(= n1y - n2y)이고, z-방향을 따른 것은 Δnz(= n1z - n2z)이다. 이들 굴절률 차이의 특성은, 필름 내의(또는 필름의 주어진 스택 내의) 미세층의 개수 및 그의 두께 분포와 조합하여, 필름의(또는 필름의 주어진 스택의) 반사 및 투과 특성을 제어한다. 예컨대, 인접 미세층들이 하나의 평면내 방향을 따른 큰 굴절률 부정합(큰 Δnx) 및 직교하는 평면내 방향을 따른 작은 굴절률 부정합(Δny ≒ 0)을 갖는다면, 필름 또는 패킷은 수직 입사 광에 대해 반사성 편광기로서 거동할 수 있다. 반사성 편광기 또는 편광 의존성 부분 반사기는, 파장이 반사성 편광기 또는 편광 의존성 부분 반사기의 반사 대역 내에 있다면, 통과축 또는 제1 축으로 지칭될 수 있는 하나의 평면내 축을 따라 편광된 수직 입사 광을 상대적으로 강하게 투과시키고, 차단축 또는 제2 축으로 지칭될 수 있는 직교하는 평면내 축을 따라 편광된 수직 입사 광을 상대적으로 강하게 반사하는 광학체인 것으로 간주될 수 있다.
원하는 경우, z-축을 따라 편광된 광에 대한 인접 미세층들 사이의 굴절률 차이(Δnz)가 또한 경사 입사 광의 p-편광 성분에 대한 바람직한 반사율 특성을 달성하도록 조정될 수 있다. 경사 입사각에서 p-편광된 광의 근축상 반사율(near on-axis reflectivity)을 유지하기 위하여, 미세층들 사이의 z-굴절률 부정합(Δnz)은 최대 평면내 굴절률 차이(Δnx)보다 상당히 작아서, |Δnz| ≤ 0.5 * |Δnx|가 되게 하도록 제어될 수 있다. 대안적으로, |Δnz| ≤ 0.25 * |Δnx|이다. 0 또는 거의 0인 크기의 z-굴절률 부정합은 p-편광된 광에 대한 그의 반사율이 입사각의 함수로서 일정하거나 거의 일정한 미세층들 사이의 계면을 생성한다. 게다가, z-굴절률 부정합(Δnz)은 평면내 굴절률 차이(Δnx)와 비교해 반대 극성을 갖도록, 예를 들어, Δnx > 0일 때 Δnz < 0이 되도록 제어될 수 있다. 이러한 조건은, p-편광된 광에 대한 그의 반사율이 입사각이 증가함에 따라 증가하는 계면을 생성하며, 이는 s-편광된 광에 대한 경우에도 마찬가지이다. Δnz > 0이면, p-편광된 광에 대한 반사율은 입사각에 따라 감소한다. 전술한 관계는 또한 물론 Δnz 및 Δny를 수반하는 관계에, 예를 들어 2개의 주 평면내 축을 따라 상당한 반사율 및 투과율이 요구되는 경우(예컨대, 그의 통과축이 수직 입사에서 상당한 반사율을 갖는 부분 편광 필름)에 적용된다.
도 23의 개략 측면도에서는, 다층 광학 필름(2310)의 더 많은 내부 층이 도시되어 있으며, 따라서 다수의 ORU를 볼 수 있다. 필름은 국소 x-y-z 직교 좌표계에 관하여 도시되어 있는데, 여기서 필름은 x-축 및 y-축에 평행하게 연장되고, z-축은 필름 및 그의 구성 층들에 수직이고 필름의 두께 축에 평행하다.
도 23에서, 미세층들은 "A" 또는 "B"로 표기되며, "A" 층은 하나의 재료로 구성되고 "B" 층은 상이한 재료로 구성되며, 이들 층은 도시된 바와 같이 광학 반복 유닛들 또는 유닛 셀들(ORU 1, ORU 2, ... ORU 6)을 형성하도록 교번하는 배열로 적층된다. 일부 실시 형태에서, 중합체 재료로 전적으로 구성된 다층 광학 필름은 높은 반사율이 요구된다면 6개보다 훨씬 더 많은 광학 반복 유닛을 포함할 것이다. 다른 실시 형태에서, 예를 들어 미세층들 중 적어도 일부가 무기 재료를 포함하는 경우, 6개 또는 8개 정도로 적은 미세층이 사용될 수 있다. 다층 광학 필름(2310)은 도면에 도시된 미세층들의 스택을 미세층들의 다른 스택 또는 패킷(존재하는 경우), 또는 기재 층으로부터 분리할 수 있는 외측 스킨 층 또는 보호 경계 층("PBL", 미국 특허 제6,783,349호(니빈(Neavin) 등) 참조)을 나타낼 수 있는, 상당히 더 두꺼운 층(2312)을 갖는 것으로 도시된다. 다층 광학 필름(2310)은 서로 반대편에 있는 제1 및 제2 면(2315, 2317)을 갖는 단일 스택(2313)을 포함한다.
일부 실시 형태에서, 더 두꺼운 층(2312)은 그것이 광학 스택에 의해 제공되는 보강 및 상쇄 간섭에 상당히 기여하기에는 너무 두껍다는 점에서 광학적으로 두껍다. 일부 실시 형태에서, 광학적으로 두꺼운 층은 적어도 1 마이크로미터, 또는 적어도 2 마이크로미터, 또는 적어도 3 마이크로미터, 또는 적어도 5 마이크로미터인 물리적 두께 및 광학 두께 중 적어도 하나를 갖는다. 일부 실시 형태에서, OLED 디스플레이에 사용되는 원형 편광기는 시야각에 따른 개선된 색균일도를 위해 선형 흡수 편광기와 지연기 사이에 배치된 본 발명의 부분 반사기를 포함한다.
몇몇 경우에, 주어진 스택 또는 패킷의 미세층들은 1/4 파장 스택에 대응하는 두께 및 굴절률 값을 가질 수 있는데, 즉 동일한 광학 두께의 2개의 인접 미세층을 각각 갖는 ORU들로 배열될 수 있으며, 그러한 ORU는 그의 파장(λ)이 광학 반복 유닛의 전체 광학 두께의 2배인 보강 간섭 광에 의해 반사하는 데 효과적이다. 본체의 "광학 두께"는 그의 물리적 두께에 그의 굴절률을 곱한 값을 지칭한다. 편광 의존성 부분 반사기의 경우에, 광학 두께를 결정하는 데 사용되는 굴절률은 반사 대역이 더 강하게 반사하는 부분 반사기의 축(예컨대, 반사성 편광기의 차단축)을 따른 굴절률이다. 각각의 ORU 내의 2개의 인접한 미세층이 동일한 광학 두께를 갖는 1/4 파장 스택은 0.5 또는 50%의 "f-비"를 갖는다고 한다. 이와 관련하여 "f-비"는 완전한 광학 반복 유닛의 광학 두께에 대한 구성 층 "A"의 광학 두께의 비를 지칭하며, 여기서 구성 층 "A"는 구성 층 "B"보다 더 높은 굴절률을 갖는 것으로 가정되고; 층 "B"가 더 높은 굴절률을 가지면, f-비는 완전한 광학 반복 유닛의 광학 두께에 대한 구성 층 "B"의 광학 두께의 비이다. 50% f-비의 사용이 종종 바람직한 것으로 고려되는데, 왜냐하면 그것이 미세층들의 스택의 1차(일차) 반사 대역의 반사능(reflective power)을 최대화하기 때문이다. 그러나, 50% f-비는 2차(제2 고조파) 반사 대역(및 더 높은 짝수 차수들)을 억제하거나 제거한다. 이것도 종종 많은 응용들에서 바람직한 것으로 고려되지만; 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 추가로 기술되는 바와 같이, 몇몇 응용에서 2차 반사 대역을 억제하는 것은 바람직하지 않을 수 있는데, 왜냐하면 일차 반사 대역의 제2 고조파가 원하는 색 출력을 달성함에 있어서 추가적인 유연성을 제공하기 위해 이용될 수 있기 때문이다. 예를 들어, 일부 실시 형태에서, 제2 고조파가 청색 파장 범위에서 반사를 제공하기 위해 사용된다. 또한, 일부 실시 형태에 따르면, 반사 대역이 비교적 낮은 반사율을 가질 것이 요구될 수 있다. 이 경우에, 층들의 총 개수 및 광학 반복 유닛 내의 층들 사이의 굴절률에 있어서의 차이와 함께, 더 작은 f-비(또는 1에 더 가까운 f-비)가 원하는 반사율을 제공하기 위해 선택될 수 있다. f-비의 함수로서의 일차 반사 대역의 그리고 일차 반사 대역의 고조파의 상대 반사능(relative reflective power)이, 예를 들어 미국 특허 제9,279,921호(키벨(Kivel) 등)에 기술되어 있으며, 이 미국 특허는 이에 의해 본 설명과 모순되지 않는 범위에서 본 명세서에 참고로 포함된다.
일부 실시 형태에서, f-비는 0.06 또는 0.1 또는 0.2 내지 0.4의 범위, 또는 0.6 내지 0.8 또는 0.9 또는 0.94의 범위이다. 다른 실시 형태에서, f-비는, 예를 들어 0.4 내지 0.6의 범위이다. 도 23의 실시 형태에서, "A" 층은 일반성을 위해 "B" 층보다 얇은 것으로 도시된다. 각각의 도시된 광학 반복 유닛(ORU 1, ORU 2 등)은 그의 구성 "A" 및 "B" 층의 광학 두께들의 합과 동일한 광학 두께(OT1, OT2 등)를 갖고, 각각의 광학 반복 유닛은 그의 파장(λ)이 ORU의 전체 광학 두께의 2배인 광의 1차 반사를 제공한다.
적정한 개수의 층으로 원하는 반사율을 달성하기 위해, 인접 미세층들이 x-축을 따라 편광된 광에 대해, 예를 들어 0.05 이상, 또는 0.1 이상, 또는 0.15 이상의 굴절률 차이(|Δnx|)를 나타낼 수 있다. 인접 미세층들은 y-축을 따라 편광된 광에 대해 더 작은 굴절률 차이(|Δny|)를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 형태에서, |Δny|는 0.04 이하, 또는 0.02 이하, 또는 0.01 이하이다. 일부 실시 형태에서, 인접 미세층들은 z-축을 따른 굴절률 정합 또는 부정합(Δnz=0 또는 큰 |Δnz|)을 나타낼 수 있으며, 부정합은 평면내 굴절률 부정합(들)과 동일하거나 반대의 극성 또는 부호를 가질 수 있다. 경사 입사 광의 p-편광된 성분의 반사율이 입사각이 증가함에 따라 증가하는지, 감소하는지, 또는 동일하게 유지되는지 여부는 그러한 Δnz의 조정에 의해 제어될 수 있다. 굴절률 및 굴절률 차이는 고정된 기준 파장(예를 들어, 532 nm 또는 550 nm 또는 632 nm)에서 지정될 수 있거나, 광학 반복 유닛이 반사하도록 구성된 파장에서 각각의 광학 반복 유닛에 대해 지정될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 광학 스택 내의 광학 반복 유닛의 총 개수는 적어도 4개, 또는 적어도 10개, 또는 적어도 20개, 또는 적어도 25개, 또는 적어도 30개, 또는 적어도 35개, 또는 적어도 40개이다. 일부 실시 형태에서, 광학 반복 유닛의 총 개수는 300개 이하, 또는 200개 이하, 또는 180개 이하, 또는 160개 이하, 또는 150개 이하이다. 더 많은 수의 광학 반복 유닛이 더 작은(또는 1에 더 가까운) f-비를 갖는 실시 형태에서 사용될 수 있으며, 더 적은 수의 광학 반복 유닛이 0.5에 가까운 f-비를 갖는 실시 형태에서 사용될 수 있다. 각각의 교번하는 층이 중합체일 때에는 전형적으로 더 많은 수의 광학 반복 단위가 이용되고, 적어도 고굴절률 층(예를 들어, 도 22의 미세층(2202), 또는 도 23의 "A" 층)이 무기물일 때에는 전형적으로 더 적은 수의 광학 반복 단위가 이용된다. 일부 실시 형태에서, 26개 이하 또는 20개 이하의 미세층들이 이용된다.
다층 광학 필름의 적어도 하나의 패킷 내의 미세층들 중 적어도 일부는 복굴절성, 예컨대 일축 복굴절성일 수 있다. 몇몇 경우에, 각각의 ORU는 하나의 복굴절 미세층, 및 등방성이거나 다른 미세층에 비해 작은 양의 복굴절을 갖는 제2 미세층을 포함할 수 있다. 대안적인 경우에, 각각의 ORU는 2개의 복굴절 미세층을 포함할 수 있다.
다층 광학 필름은 임의의 적합한 광 투과성 재료를 사용하여 제조될 수 있지만, 많은 경우에 저 흡수 중합체 재료를 사용하는 것이 유익하다. 그러한 재료에 의해, 가시광선 및 적외선 파장에 걸친 미세층 스택(또는 스택이 일부인 광학 필름)의 흡수가 작게 또는 무시할 수 있을 정도로 될 수 있어서, 스택에 대한 반사율과 투과율의 합이 임의의 주어진 파장에서 그리고 임의의 지정된 입사각 및 편광 상태에 대해 대략 100%, 즉 R + T ≒ 100%, 또는 R ≒ 100% - T이다. 예시적인 다층 광학 필름은 중합체 재료로 구성되고, 공압출, 캐스팅(casting), 및 배향 공정을 사용하여 제조될 수 있다. 미국 특허 제5,882,774호(존자(Jonza) 등) "광학 필름(Optical Film)", 미국 특허 제6,179,948호(메릴(Merrill) 등) "광학 필름 및 그의 제조를 위한 공정(Optical Film and Process for Manufacture Thereof)", 미국 특허 제6,783,349호(니빈 등) "다층 광학 필름을 제조하기 위한 장치(Apparatus for Making Multilayer Optical Films)", 및 미국 특허 출원 공개 제2011/0272849호(니빈 등) "다층 중합체 필름을 제조하기 위한 피드블록(Feedblock for Manufacturing Multilayer Polymeric Films)"을 참조한다. 다층 광학 필름은 전술된 참고 문헌들 중 임의의 것에 기술된 바와 같이 중합체들의 공압출에 의해 형성될 수 있다. 다양한 층들의 중합체들은 유사한 리올로지 특성, 예를 들어 용융 점도를 갖도록 선택될 수 있어서, 그들은 상당한 유동 방해 없이 공압출될 수 있다. 압출 조건은 각자의 중합체들을 공급 스트림들 또는 용융 스트림들로서 연속적이고 안정된 방식으로 적절히 공급, 용융, 혼합 및 펌핑하도록 선택된다. 용융 스트림들 각각을 형성 및 유지하는 데 사용되는 온도는, 온도 범위의 하한에서 동결, 결정화, 또는 과도하게 높은 압력 강하를 회피하고, 그 범위의 상한에서 재료 열화를 회피하는 범위 내에 있도록 선택될 수 있다.
요약하면, 이 제조 방법은 (a) 완성된 필름에 사용될 제1 및 제2 중합체들에 대응하는 수지의 적어도 제1 및 제2 스트림들을 제공하는 단계; (b) (i) 제1 및 제2 유동 채널을 포함하는 구배 플레이트 - 여기서, 제1 채널은 유동 채널을 따라 제1 위치로부터 제2 위치로 변화하는 단면적을 가짐 -, (ii) 제1 유동 채널과 유체 연통하는 제1 복수의 도관 및 제2 유동 채널과 유체 연통하는 제2 복수의 도관을 구비한 피더 튜브 플레이트(feeder tube plate) - 각각의 도관은 그 자신의 각자의 슬롯 다이(slot die)에 공급하고, 각각의 도관은 제1 단부와 제2 단부를 가지며, 도관의 제1 단부는 유동 채널과 유체 연통하고, 도관의 제2 단부는 슬롯 다이와 유체 연통함 -, 및 (iii) 선택적으로, 상기 도관들에 근접 위치된 축방향 로드 히터(axial rod heater)를 포함하는 것과 같은, 적합한 피드블록을 사용하여 제1 및 제2 스트림을 복수의 층으로 분할하는 단계; (c) 각각의 층이 인접한 층들의 주 표면에 대체로 평행한 다층 웨브를 형성하기 위해 복합 스트림을 압출 다이에 통과시키는 단계; 및 (d) 때로는 캐스팅 휠 또는 캐스팅 드럼으로 지칭되는 냉각 롤 상에 다층 웨브를 캐스팅하여, 캐스팅된 다층 필름을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 캐스팅된 필름은 완성된 필름과 동일한 수의 층을 가질 수 있지만, 캐스팅된 필름의 층은 전형적으로 완성된 필름의 층보다 훨씬 더 두껍다. 또한, 캐스팅된 필름의 층들은 전형적으로 모두 등방성이다. 넓은 파장 범위에 걸친 반사율 및 투과율에 있어서 제어된 낮은 주파수 변동을 갖는 다층 광학 필름이 축방향 로드 히터의 열 구역 제어에 의해 달성될 수 있다(예컨대, 미국 특허 제6,783,349호(니빈 등) 참조).
다층 웨브가 냉각 롤 상에서 냉각된 후에, 그것은 완성된 또는 거의 완성된 다층 광학 필름을 생성하기 위해 연신되거나 신장될 수 있다. 연신 또는 신장은 2가지 목표를 달성하는데, 즉 그것은 층들을 그들의 원하는 최종 두께로 박화하고, 그것은 층들 중 적어도 일부가 복굴절성이 되도록 층들을 배향시킬 수 있다. 배향 또는 신장은 웨브-횡단(cross-web) 방향을 따라(예컨대, 텐터(tenter)를 통해), 웨브-하류(down-web) 방향을 따라(예컨대, 길이 배향기(length orienter)를 통해), 또는 동시에든지 또는 순차적으로든지 간에 이들의 임의의 조합으로 성취될 수 있다. 하나의 방향만을 따라 신장되는 경우, 신장은 "비구속"되거나(여기서는 필름이 신장 방향에 수직인 평면내 방향으로 치수적으로 이완되도록 허용됨) "구속"될 수 있다(여기서는 필름이 구속되며 이에 따라 신장 방향에 수직인 평면내 방향으로 치수적으로 이완되도록 허용되지 않음). 신장은 직교하는 평면내 방향들 사이에서 비대칭일 수 있으며, 따라서 결과적인 필름이 편광 의존성 반사율을 가질 것이다. 일부 실시 형태에서, 필름은 배치 공정(batch process)으로 신장될 수 있다. 어떤 경우에도, 후속적인 또는 동시적인 연신 감소, 응력 또는 변형 평형, 열 고정(heat setting), 및 다른 처리 작업이 또한 필름에 적용될 수 있다.
필름은 전형적으로 교번하는 등방성 및 복굴절 층들의 패킷으로 통상적으로 지칭되는 것을 구성하기 위해 많은 수의 미세층으로 구성된 필름들의 하나 이상의 세트를 공압출함으로써 형성될 수 있다. 패킷은 전형적으로 웨브-횡단 치수가 통상 횡단 방향(TD)으로 표기되고 롤의 길이를 따른 치수가 기계 방향(MD)으로 불리는 롤 공정에서 형성된다. 또한, 패킷은 통상 텐터링 공정(tentering process)으로 지칭되는 것에서 복굴절 층에 영향을 미치기 위해 신중히 제어된 온도 구역에서 기계 방향 및 횡단 방향으로 성형 공정에서 신중히 신장될 수 있다. 또한, 텐터링 공정은 패킷들이 성형될 때 패킷들의 선형 횡단 신장 또는 포물선 신장 중 어느 하나를 제공할 수 있다. 통상 "토인(toe-in)"으로 지칭되는 제어된 내향 선형 수축이 냉각 구역 동안 제어된 수축을 허용하도록 사용될 수 있다. 이 공정은 원하는 광학 효과를 위해, 예를 들어 30개 내지 600개 층 또는 그 초과를 제공하는 데 사용될 수 있으며, 또한 필요에 따라 외부 "스킨" 층을 포함할 수 있다.
본 발명의 부분 반사기는 전형적으로 적색 및/또는 근적외선의 일차(1차) 반사 대역 및 선택적으로 부분적으로 청색의 제2 고조파(2차) 대역을 갖는다. m차 대역 내의 각각의 파장은 1차 대역 내의 파장의 1/m배이다. 따라서 더 높은 차수의 대역의 위치와 대역폭은 1차 대역의 위치와 대역폭에 의해 결정된다. 일차 반사 대역 및 제2 고조파에 대한 원하는 파장 범위를 달성하기 위해, 일차 반사 대역이 적합한 파장 범위(예를 들어, 적합한 대역폭을 갖는 적외선 반사 대역) 내에 있을 것이 요구된다. 이는 두께 프로파일을 조정함으로써, 즉, 필름의 z-축 또는 두께 방향을 따른 두께 구배에 따라 ORU들의 광학 두께들을 조정함으로써 달성될 수 있고, 이에 의해 광학 반복 유닛들의 광학 두께는 스택의 하나의 면(예컨대, 상부)으로부터 스택의 다른 면(예컨대, 저부)으로 진행함에 따라 증가하거나, 감소하거나, 어떤 다른 함수 관계를 따른다. 두께 프로파일은 또한 일차 반사 대역의 기울기 및/또는 대역 에지의 선예도를 조정하기 위해 조정될 수 있다.
도 24a는 광학 반복 유닛들의 단일 스택을 갖는 광학 필름의 층 두께 프로파일의 개략도이다. 이 경우에, 40개의 광학 반복 유닛이 포함되고, 두께는 필름을 가로질러 선형적으로 변한다. 일부 실시 형태에서, 층 두께 프로파일은 실질적으로 연속적이다. 층 두께 프로파일은, 양호한 근사치로(예컨대, 10% 오차 내로, 또는 5% 오차 내로, 또는 3% 오차 내로), 임의의 내부 광학 반복 유닛의 광학 두께가 내부 광학 반복 유닛의 양측에 있는 광학 반복 유닛들의 광학 두께로부터 선형 외삽법(linear extrapolation)에 의해 결정될 수 있으면, 실질적으로 연속적인 것으로 기술될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 광학 반복 유닛들은 광학 스택의 제1 면으로부터 스택의 반대편 제2 면까지 실질적으로 연속적으로 변하는 광학 두께를 갖는다. 두께 변화는, 예를 들어 미국 제6,157,490호(휘틀리(Wheatley) 등)에 기술된 바와 같이 가파른 대역 에지를 제공하도록 선택될 수 있거나, 고 반사율로부터 저 반사율로의 보다 점진적인 전이를 제공하도록 선택될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 광학 반복 유닛들의 광학 두께는 최소값과 최대값 사이에서 변하며, 이때 최대값에서 최소값을 뺀 것은 최대값의 35% 이하 그리고 최대값의 5% 이상이다. 일부 실시 형태에서, 광학 두께는 단일 스택의 제1 면으로부터 단일 스택의 반대편 제2 면까지 단조 증가한다. 단일 스택 내에서의 수직(도 23의 z-좌표) 위치의 함수로서의 단일 스택 내의 광학 반복 유닛들의 광학 두께의 플롯인 도 24b에 예시된 바와 같이, 일부 실시 형태에서, 광학 두께는 단일 스택의 위치 S1에 있는 제1 면의 광학 반복 유닛(2481)으로부터 위치 P1에 있는 스택 내의 광학 반복 유닛(2483)(이는 최소 광학 두께 T1을 가짐)까지 단조 감소하고, 광학 반복 유닛(2483)으로부터 단일 스택의 위치 S2에 있는 제2 면과 광학 반복 유닛(2483) 사이에 배치되는 위치 P2에 있는 단일 스택 내의 광학 반복 유닛(2485)(이는 최대 광학 두께 T2를 가짐)까지 단조 증가하고, 광학 반복 유닛(2485)으로부터 단일 스택의 위치 S2에 있는 제2 면까지 단조 감소한다. 일부 실시 형태에서, 제1 광학 반복 유닛과 제2 광학 반복 유닛 사이의 간격(P2-P1)은 단일 스택의 두께(S2-S1)의 적어도 절반, 또는 적어도 70%이다. 다른 가능한 층 프로파일은 스마일 프로파일(smile profile)(에지들에서보다 스택의 중간에서 더 얇음)과 프라운 프로파일(frown profile)(에지들에서보다 스택의 중간에서 더 두꺼움)을 포함한다.
일부 실시 형태에서, 광학 반복 유닛의 두께 변화는 일차 반사 대역의 원하는 기울기를 제공하도록 선택된다. 예를 들어, 일차 반사 대역은 더 높은 파장에서 더 반사성이고 더 낮은 파장에서 덜 반사성일 수 있거나, 더 높은 파장에서 덜 반사성이고 더 낮은 파장에서 더 반사성일 수 있거나, 일차 반사 대역에서 실질적으로 일정한 반사율을 가질 수 있다. 반사 대역의 기울기를 조정하는 것은, 예를 들어 입사각에 따라 반사율을 조정하고 그에 의해 시야각에 따라 디스플레이의 출력 색을 조정하는 추가적인 유연성을 제공할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 파장 λ1 < λ2 < λ3의 경우, 부분 반사기는 λ1과 λ3 사이의 파장에 대해 85% 이상의 제1 축을 따라 편광된 수직 입사 광에 대한 투과율을 갖고, 부분 반사기는 직교하는 제2 축을 따라 편광된 수직 입사 광에 대해 λ2 및 λ3에서 대역 에지를 갖는 제1 반사 대역을 갖는다. 일부 실시 형태에서, 부분 반사기는 광학 반복 유닛의 f-비, 제2 축을 따른 제1 중합체 층과 제2 중합체 층 사이의 굴절률 차이, 및 제1 반사 대역이 제2 축을 따라 편광된 수직 입사 광에 대해, 예를 들어 15% 내지 97%, 또는 15% 내지 95%, 또는 15% 내지 90%, 또는 20% 내지 85%, 또는 20% 내지 75%, 또는 25% 내지 60%의 평균 반사율을 갖게 하는 광학 스택 내의 광학 반복 유닛의 총 개수를 갖는다. 일부 실시 형태에서, 광학 반복 유닛은 (λ3-λ2)/(λ3+λ2)이 적어도 0.03, 또는 적어도 0.05, 또는 적어도 0.07, 그리고 0.25 이하, 또는 0.02 이하, 또는 0.015 이하(예를 들어, 0.05 내지 0.2의 범위)가 되게 하는 광학 두께의 범위를 갖는다. 예를 들어, 일부 실시 형태에서, 광학 반복 유닛은 광학 스택의 제1 면(예를 들어, 위치 S1)에 근접한 최소 광학 두께 T1 및 광학 스택의 반대편 제2 면(예를 들어, 위치 S2)에 근접한 최대 광학 두께 T2를 가지며, 여기서 (T2-T1)/(T2+T1)은 0.05 내지 0.2의 범위, 또는 (λ3-λ2)/(λ3+λ2)에 대해 기술된 범위들 중 임의의 범위이다. 광학 스택 내의 위치는 그것이 제2 면보다 제1 면에 더 가까운 경우 광학 스택의 제1 면에 근접한 것으로 기술될 수 있다. 유사하게, 광학 스택 내의 위치는 그것이 제1 면보다 제2 면에 더 가까운 경우 광학 스택의 제2 면에 근접한 것으로 기술될 수 있다. 일부 실시 형태에서, T2는 적어도 300 nm, 또는 적어도 325 nm, 또는 적어도 350 nm, 또는 적어도 355 nm, 또는 적어도 360 nm, 또는 적어도 375 nm이다. 일부 실시 형태에서, T2는 1250 nm 이하, 또는 800 nm 이하, 또는 500 nm 이하, 또는 450 nm 이하이다.
파장 및 편광 의존성 부분 반사기 또는 부분 반사성 편광기의 투과율이 도 25에 개략적으로 예시되어 있다. 예시된 실시 형태에서, 수직 입사 광에 대한 통과 상태(제1(통과) 축을 따라 편광된 광을 갖는 편광 상태)에서의 투과율(2510)은, 예를 들어 적어도 85%, 또는 적어도 90%일 수 있는 값 Tp를 갖는다. 일부 실시 형태에서, 수직 입사 광에 대한 통과 상태에서의 투과율은 적어도 λ1 내지 λ3의 파장 범위에 걸쳐 적어도 85%, 또는 적어도 90%이다. 차단 상태(제2(차단) 축을 따라 편광된 광을 갖는 편광 상태)에서의 투과율(2520)은 제1 반사 대역(2501) 및 제2 반사 대역(2502)을 나타낸다. 일부 실시 형태에서, 제1 반사 대역(2501)은 일차 반사 대역이고 제2 반사 대역(402)은 일차 반사 대역의 제2 고조파이다. 제1 반사 대역(2501)은 λ2의 더 짧은 파장 대역 에지 및 λ3의 더 긴 파장 대역 에지를 갖는다. 일부 실시 형태에서, λ2는 부분 반사기의 광학 스택의 최소 광학 두께 T1의 약 2배이고, λ3은 광학 스택의 최대 광학 두께 T2의 약 2배이다. 제2 반사 대역(2502)은 λ5의 더 짧은 파장 대역 에지 및 λ4의 더 긴 파장 대역 에지를 갖는다. 제1 반사 대역(2501)은 일차 반사 대역이고 제2 반사 대역(2502)은 일차 반사 대역의 제2 고조파인 실시 형태에서, λ5는 약 λ2/2이고 λ4는 약 λ3/2이다. 일부 실시 형태에서, 제1 반사 대역(2501)은 근적외선 파장을 포함한다(즉, 700 nm 내지 2500 nm의 적어도 하나의 파장이 λ2 내지 λ3의 범위에 포함된다). 일부 실시 형태에서, 제2 반사 대역(2502)은 가시광선 파장을 포함한다(즉, 400 nm 내지 700 nm의 범위 내의 적어도 하나의 파장(예컨대, 400 nm)이 λ5 내지 λ4의 범위에 포함된다). 다른 실시 형태에서, λ4는 400 nm 미만일 수 있다. 일부 실시 형태에서, λ4는 500 nm 이하, 또는 450 nm 이하, 또는 430 nm 이하, 또는 410 nm 이하이다. 일부 실시 형태에서, λ4는 400 nm 내지 500 nm의 범위이다.
일부 실시 형태에서, 제1 반사 대역은 적어도 700 nm, 또는 적어도 710 nm, 또는 적어도 720 nm, 또는 적어도 750 nm의 대역 에지 λ3을 갖는 일차 반사 대역이다. 일부 실시 형태에서, 대역 에지 λ3은 2500 nm 이하, 또는 1500 nm 이하, 또는 1000 nm 이하, 또는 900 nm 이하이다. 예를 들어, 일부 실시 형태에서, λ3은 700 nm 내지 2500 nm, 또는 710 nm 내지 1000 nm, 또는 720 nm 내지 900 nm, 또는 750 nm 내지 900 nm의 범위이다. 일부 실시 형태에서, 대역 에지 λ2는 적어도 600 nm, 또는 적어도 610 nm, 또는 적어도 620 nm이다. 일부 실시 형태에서, λ2는 750 이하, 또는 710 nm 이하, 또는 700 nm 이하, 또는 690 nm 이하, 또는 680 nm 이하이다. 예를 들어, 일부 실시 형태에서, λ2는 600 nm 내지 700 nm의 범위, 또는 610 nm 내지 690 nm의 범위이다. 일부 실시 형태에서, λ1은 480 nm 이하, 또는 450 nm 이하, 또는 420 nm 이하, 또는 400 nm 이하이다. 일부 실시 형태에서, λ1은 적어도 380 nm, 또는 적어도 400 nm이다. 예를 들어, 일부 실시 형태에서, λ1은 380 nm 내지 480 nm의 범위, 또는 400 nm 내지 450 nm의 범위이다. 일부 실시 형태에서, λ1은 400 nm이다.
일부 실시 형태에서, 부분 반사기의 제1 반사 대역은, 예를 들어 900 nm 내지 980 nm(예를 들어, 940 nm)의 파장 λc에 중심을 두고, 0.05 ≤ (λ3-λ2)/(λ3+λ2) ≤ 0.2를 충족시킨다. 부분 반사기는 하나의 입사각에서 λc 부근의 파장을 반사하지만 입사각에 따른 대역 시프트로 인해 다른 입사각에서는 그렇지 않도록 구성될 수 있다. 그러한 부분 반사기는, 예를 들어 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 추가로 기술되는 바와 같이, 센서 시스템에 유용하다.
제1 반사 대역(2501)은 Tb1의 제2 축을 따라 편광된 수직 입사 광에 대한 평균 투과율을 갖는다. 제2 축을 따라 편광된 수직 입사 광에 대한 대응하는 평균 반사율 Rb1은 S - Tb1이며, 여기서 S는 약 100%여서 표면 반사 및 흡수를 무시할 수 있는 평균 반사율과 평균 투과율의 합이다. 일부 실시 형태에서, 반사율은 반사 대역의 대역 폭에 걸쳐 일정하지 않다. 대역에 걸친 평균 반사율은 대역의 폭(예를 들어, λ3-λ2)으로 나눈 대역 내의 파장에 걸친 반사율의 적분으로서 표현될 수 있다. 일부 실시 형태에서, Rb1은 15% 초과, 또는 20% 초과, 또는 25% 초과, 또는 30% 초과이다. 일부 실시 형태에서, Rb1은 97% 미만, 또는 95% 미만, 또는 90% 미만, 또는 75% 미만, 또는 60% 미만이다. 예를 들어, 일부 실시 형태에서, Rb1은 15% 내지 90%, 또는 20% 내지 75%, 또는 25% 내지 60%이다. 유사하게, 일부 실시 형태에서, Tb1은 10% 내지 85%, 또는 25% 내지 80%, 또는 40% 내지 80%이다. 제2 반사 대역(402)은 Tb2의 제2 축을 따라 편광된 수직 입사 광에 대한 평균 투과율을 갖는다. 제2 축을 따라 편광된 수직 입사 광에 대한 대응하는 평균 반사율 Rb2는 S - Tb2이다. Rb2는 Rb1에 대해 기술된 범위들 중 임의의 범위일 수 있다. 유사하게, Tb2는 Tb1에 대해 기술된 범위들 중 임의의 범위일 수 있다. Rb2는 부분 반사기의 광학 스택의 f-비에 따라 Rb1보다 크거나, 그보다 작거나, 그와 대략 동일할 수 있다.
도 26은 가상적인 부분 반사기의 투과율 스펙트럼의 개략 그래프이다. 이 도면에서, 투과율은 나노미터 단위의 파장(λ)에 대해 플로팅되며, 파장 축은 400 내지 1000 nm의 범위에 걸쳐 연장된다. 곡선(301)은 차단축을 따라 편광된 수직 입사의 광에 대한 측정된 투과율을 나타낼 수 있다. 예시된 반사기는 스펙트럼의 적색 및 근적외선 영역의 일부에서 좁은 대역 내의 광을 선택적으로 차단하는데, 이는 곡선(301)의 반사 대역(301a)의 상대적으로 낮은 투과율에 의해 입증된다.
곡선(301)의 관련 특징들을 정량화하기 위해, 곡선(301)의 기준치 B, 곡선(301)의 피크 값 P(이 경우에 피크 값 P는, 점 p3에 나타내어진, 반사 대역(301a)에 대한 투과율 최소값에 대응함), 및 P와 B 사이의 중간의, 곡선(301)의 중간 값 H가 도 26에 나타나 있다. 곡선(301)은 점 p1 및 점 p2에서 값 H와 교차한다. 이러한 점들은 반사 대역(301a)의, 각각, 더 짧은 파장 대역 에지(307) 및 더 긴 파장 대역 에지(309) 상에 위치하며, 더 짧은 파장 대역 에지 파장(λ2) 및 더 긴 파장 대역 에지 파장(λ3)을 정의한다. 더 짧은 및 더 긴 파장 대역 에지 파장은 다음의 2개의 다른 관심 대상의 파라미터들을 계산하는 데 사용될 수 있다: λ3 - λ2와 동일한, 반사 대역(301a)의 폭(반치전폭, 또는"FWHM"); 및 (λ2+ λ3)/2와 동일한, 반사 대역(301a)의 중심 파장(λc). 중심 파장(λc)은, 반사 대역(301a)이 얼마나 대칭인지 또는 비대칭인지에 따라, 반사 대역(301a)의 피크 파장(점 p3 참조)과 동일하거나 상이할 수 있다는 점에 유의한다.
광학 요소의 투과율은 일반적으로 (주어진 파장, 입사 방향 등의 광에 대한) 투과 광 강도를 입사 광 강도로 나눈 값을 지칭하지만, "외부 투과율" 또는 "내부 투과율"의 면에서 표현될 수 있다. 광학 요소의 외부 투과율은 공기 중에 있을 때의, 그리고 요소의 전방에 있는 공기/요소 계면에서의 프레넬 반사(Fresnel reflection)에 대해 또는 요소의 후방에 있는 요소/공기 계면에서의 프레넬 반사에 대해 어떠한 보정도 하지 않은 광학 요소의 투과율이다. 광학 요소의 내부 투과율은 그의 전방 및 후방 표면에서의 프레넬 반사가 제거되었을 때의 요소의 투과율이다. 전방 및 후방 프레넬 반사의 제거는 계산적으로(예를 들어, 외부 투과율 스펙트럼으로부터 적절한 함수를 감산함으로써), 또는 실험적으로 수행될 수 있다. 많은 유형의 중합체 및 유리 재료들의 경우, 프레넬 반사는 2개의 외측 표면들 각각에서 (수직 또는 거의 수직 입사각에 대해) 약 4 내지 6%이며, 이는 내부 투과율에 비해 외부 투과율에 대한 약 10%의 하향 시프트를 야기한다. 도 26은 이들 투과율 중 어느 것이 사용되어 있는지를 지정하지 않으며, 따라서 그것은 일반적으로 내부 투과율 또는 외부 투과율 중 어느 하나에 적용될 수 있다. 투과율이 본 명세서에서 내부 또는 외부로서 특정되지 않고서 지칭되는 경우, 문맥에 의해 달리 지시되지 않는 한, 투과율은 외부 투과율을 지칭하는 것으로 가정될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 중합체 다층 광학 필름은 적어도 15%, 또는 적어도 20%, 또는 적어도 25%, 또는 적어도 30%의 (예컨대, 도 26의 점 p3에서의) 최대 반사율(또는 85% 미만, 또는 80% 미만, 또는 75% 미만, 또는 70% 미만인 최소 투과율)을 갖는 반사 대역을 가질 수 있다. 몇몇 경우에, 광학 필름을 통한 내부 투과율은 반사 대역의 어느 한 쪽의 영역에서 적어도 80%일 수 있거나, 반사 대역의 어느 한 쪽에서 최소 투과율보다 적어도 20% 더 높을 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 형태에서, 광학 필름은 40% 미만의 반사 대역에서의 최소 내부 투과율을 가질 수 있고 반사 대역의 더 짧은 파장 대역 에지보다 10 nm 더 짧은, 또는 20 nm 더 짧은, 또는 30 nm 더 짧은 파장에서 적어도 80%의 내부 투과율을 가질 수 있고/있거나, 광학 필름은 반사 대역의 더 긴 파장 대역 에지보다 10 nm 더 긴, 또는 20 nm 더 긴, 또는 30 nm 더 긴 파장에서 적어도 80%의 내부 투과율을 가질 수 있다.
본 발명의 부분 반사기는 디스플레이 응용에 유용하며, 부분 반사기를 통합한 OLED 디스플레이에서 감소된 색변이를 제공하는 것으로 확인되었다. 일부 실시 형태에서, 부분 반사기는 선형 흡수 편광기와 지연기 사이에 원형 편광기 내에 배치되는 색보정 부분 반사기이다. 도 27은 선형 흡수 편광기(2752), 부분 반사기(2700) 및 지연기(2756)를 포함하는 원형 편광기(2750)의 개략 단면도이다. 부분 편광기(2700)는 본 명세서에 기술된 임의의 부분 편광기일 수 있다. 부분 반사기(2700)는 복수의 교번하는 중합체 층들을 포함하는 광학 스택(2713)을 포함하고, 광학적으로 두꺼운 층(2712, 2714)을 포함한다. 원형 편광기(2750)는 지연기(2756)가 디스플레이 패널에 대면하게 하면서 OLED 디스플레이 패널의 광 출력 표면 상에 배치될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 부분 반사기(2700)는 선형 흡수 편광기(2752)와 지연기(2756) 사이에 배치된 반사성 편광기이며, 여기서 반사성 편광기는 적어도 600 nm의 파장에서 더 짧은 파장 대역 에지(예컨대, 도 25의 λ2)를 갖는 일차 반사 대역을 갖는다.
일부 실시 형태에서, 부분 반사기(2700)는 선형 흡수 편광기(2752)와 지연기(2756) 사이에 배치된 반사성 편광기이며, 여기서 반사성 편광기는 각각의 광학 반복 유닛이 제1 및 제2 중합체 층들을 포함하는 복수의 광학 반복 유닛들을 포함하는 광학 스택을 포함하며, 제1 축을 따른 제1 중합체 층과 제2 중합체 층 사이의 굴절률 차이는 Δny이고, 직교하는 제2 축을 따른 제1 중합체 층과 제2 중합체 층 사이의 굴절률 차이는 Δnx이다. 일부 실시 형태에서, |Δnx|는 적어도 0.1이고 |Δny|는 0.04 이하이다. 일부 실시 형태에서, 제2 축을 따른 굴절률의 경우, 광학 반복 유닛은 광학 스택의 제1 면에 근접한 최소 광학 두께 T1 및 광학 스택의 반대편 제2 면에 근접한 최대 광학 두께 T2를 갖는다. T2 및/또는 (T2-T2)/(T2+T2)는 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 기술된 범위들 중 임의의 범위일 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 형태에서, T2는 적어도 300 nm, 또는 적어도 350 nm이고/이거나, 1250 nm 이하이다.
도 28은 부분 반사기의 통과축인 부분 반사기의 제1 축(2833), 및 선형 흡수 편광기의 통과축(2843)의 개략도이다. 통과축(2843)과 제1 축(2833) 사이의 각도 θ가 예시되어 있다. 각도 θ가 20도 미만인 경우, 통과축(2843)은 제1 축(2833)과 실질적으로 정렬된 것으로 기술될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 각도 θ는 10도 미만, 또는 5도 미만이다. 지연기의 진상축(2853)이 또한 예시되어 있다. 진상축(2853)은 선형 흡수 편광기의 통과축(2843)과 경사각 Φ를 이룬다. 일부 실시 형태에서, 경사각 Φ는 40도 내지 50도이다. 일부 실시 형태에서, Φ는 약 45도이다.
일부 실시 형태에서, 지연기는 복수의 지연기 층들을 포함한다. 파장에 독립적인 또는 단지 약하게 의존하는 파 단위의 지연(예를 들어, nm 단위의 지연을 nm 단위의 파장으로 나눈 값)을 제공하기 위해 다수의 지연기 층이 이용될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 400 nm 내지 700 nm의 범위의 적어도 하나의 파장에 대해, 지연기는 파장의 1/4의 지연을 갖는다. 일부 실시 형태에서, 지연기는 하나의 파장에 대해 파장의 1/4의 지연을 갖고, 일부 실시 형태에서, 지연기는 2개 이상의 파장에 대해 파장의 1/4의 지연을 갖는다. 일부 실시 형태에서, 지연기는 1/4 파장과는 상이한 지연을 갖는다. 예를 들어, (n+1/4)λ의 지연이 사용될 수 있다.
원형 편광기가 원형 편광기로서 기능할 수 있게 하는 임의의 지연기가 사용될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 지연기는 복수의 지연기 층들을 포함하며, 여기서 복수의 지연기 층들 중의 제1 지연기 층은 제1 진상축을 갖고, 복수의 지연기 층들 중의 제2 지연기 층은 제2 진상축을 갖는다. 일부 실시 형태에서, 제1 및 제2 진상축들은 평행하고, 일부 실시 형태에서, 제1 및 제2 진상축들은 평행하지 않다. 원형 편광기의 수색성을 개선하기 위해 비-평행 진상축들이 원형 편광기의 지연기에 사용될 수 있다. 제1 지연기 층과 제2 지연기 층의 진상축들 사이의 각도는 임의의 적합한 각도일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 이 각은 약 0도(예를 들어, -5도 내지 5도)이다. 다른 실시 형태에서, 이 각은 0도 내지 45도, 또는 45도 내지 90도이다.
색보정 구성요소로서 유용한 부분 반사기에 대한 추가의 상세사항은, 예를 들어 미국 가특허 출원 제62/566654호(하그 등)에 기재되어 있다.
일부 실시 형태에서, 색보정 구성요소는 색보정 필름을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 색보정 필름은 방출형 디스플레이 패널과 원형 편광기 사이에 배치된다. 일부 실시 형태에서, 색보정 필름은 복수의 미세층들을 포함하며, 각각의 미세층은 550 nm에서의 그의 3개의 직교 굴절률들 사이의 최대 차이가 0.05 이하이다. 각각의 미세층은 550 nm에서의 3개의 직교 굴절률들의 산술 평균인 평균 굴절률을 갖는다. 일부 실시 형태에서, 복수의 미세층들은 교번하는 고굴절률 미세층과 저굴절률 미세층의 층 쌍(layer pair)으로 구성되고, 각각의 고굴절률 미세층의 평균 굴절률은 각각의 저굴절률 미세층의 평균 굴절률보다 0.15 내지 0.75만큼 더 크다. 일부 실시 형태서, 층 쌍은 각각 550 nm에서의 광학 두께가 150 nm 내지 550 nm이고, 층 쌍들 중 적어도 절반은 550 nm에서의 광학 두께가 275 nm 내지 400 nm이다. 일부 실시 형태에서, 색보정 필름은 명소시의 가중된(photopically weighted), 수직 입사에서의 비편광된 가시광의 적어도 80%를 투과시키기에 충분히 적은 미세층들을 갖고, 색보정 필름은 60도 입사에서의 비편광된 광의 적어도 하나의 파장의 적어도 15%를 반사하기에 충분한 미세층들을 갖는다. 적합한 명소 가중 함수(photopic weighting function)는 CIE (1931) 명소 광도 함수
Figure pct00010
(V(λ)로도 나타냄)이다.
일부 실시 형태에서, 교번하는 층들은 유기물(예를 들어, 유기 중합체)이다. 일부 실시 형태에서, 교번하는 층들 중 하나는 유기물이고 다른 하나는 무기물이다. 다른 실시 형태에서, 교번하는 층들 둘 모두는 무기물이다. 일부 실시 형태에서, 색보정 필름의 복수의 미세층들 중 적어도 일부는 무기 재료 및 유기 재료 둘 모두를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 색보정 필름의 복수의 미세층들 중 적어도 일부는 유기 매트릭스 중에 분산된 무기 재료를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 무기 재료는 금속 산화물을 포함한다.
다가전해질 다층(PEM) 코팅 또는 정전기적으로 자가-조립된(electrostatically self-assembled; ESA) 코팅으로도 알려진 층상 코팅이 색보정 필름에 사용될 수 있는 코팅의 한 부류이다. 기재 상에 배치될 수 있는 복수의 미세층들은 "층상 자가-조립 공정"으로 보통 지칭되는 것에 의해 침착된 적어도 하나의 "이중층"을 포함한다. 이러한 공정은, 반대로 하전된 다가이온, 예를 들어 다가전해질 및/또는 무기 산화물 입자의 박막 또는 코팅을 정전기적으로 조립하는 데 보통 사용되지만, 수소 결합 공여체/수용체, 금속 이온/리간드, 및 공유 결합 모이어티(moiety)와 같은 다른 작용성이 필름 조립을 위한 구동력이 될 수 있다. 전형적으로, 이러한 침착 공정은 표면 전하를 갖는 기재를 일련의 액체 용액 또는 배스(bath)에 노출시키는 것을 포함한다. 이는, 액체 배스 내로의 기재의 침지(딥 코팅으로도 지칭됨), 분무, 스핀 코팅, 롤 코팅, 잉크젯 인쇄 등에 의해 달성될 수 있다 기재의 전하와 반대인 전하를 갖는 제1 다가이온(예를 들어, 다가전해질 배스) 액체 용액에 대한 노출은 기재 표면 근처의 하전된 화학종이 신속하게 흡착되게 한다. 이는 농도 구배를 확립하여 벌크 용액(bulk solution)으로부터 표면으로 더 많은 다가전해질을 끌어당긴다. 아래에 놓인 전하를 차폐하고 기재 표면의 순 전하를 역전시키기에 충분한 미세층이 발현될 때까지 추가의 흡착이 일어난다. 물질 전달 및 흡착이 일어나기 위해서는, 이러한 노출 시간이 전형적으로 수 초 내지 수 분 정도이다. 이어서, 기재를 제1 다가이온(예를 들어, 배스) 액체 용액으로부터 꺼내고, 이어서 일련의 물 헹굼 배스에 노출시켜 임의의 물리적으로 얽히거나(entangled) 느슨하게 결합된 다가전해질을 제거한다. 이러한 헹굼(예를 들어, 배스) 액체 용액 후에, 제1 다가이온(예를 들어, 배스) 액체 용액의 전하와 반대인 전하를 갖는 제2 다가이온(예를 들어, 다가전해질 또는 무기 산화물 나노입자 배스) 액체 용액에 기재를 노출시킨다. 기재의 표면 전하가 제2(예를 들어, 배스) 액체 용액의 전하와 반대이기 때문에 다시 한 번 흡착이 발생한다. 제2 다가이온(예를 들어, 배스) 액체 용액에 대한 계속된 노출은 기재의 표면 전하의 역전을 가져온다. 후속 헹굼을 수행하여 사이클을 완료할 수 있다. 단계들의 이러한 순서는 하나의 "이중층"의 침착을 구축하는 것을 말하며, 기재에 추가의 이중층을 추가하기 위해 원하는 대로 반복될 수 있다. 하나의 미세층을 형성하기 위해 다수의 이중층이 전형적으로 침착된다.
적합한 공정의 일부 예에는 미국 특허 제8,234,998호(크로그먼(Krogman) 등); 미국 특허 출원 공개 제2011/0064936호(해먼드-커닝햄(Hammond-Cunningham) 등); 및 미국 특허 제8,313,798호(노구에이라(Nogueira) 등)에 기재된 것들이 포함된다. 층상 코팅 공정을 수행하기 위한 구매가능한 장비에는 스트라토시퀀스(STRATOSEQUENCE) VI (미국 플로리다주 탤러해시 소재의 나노스트라타 인크.(nanoStrata Inc.)) 딥 코팅 로봇 및 애질트론, 인크.(Agiltron, Inc.; 미국 매사추세츠주 워번 소재)로부터 입수가능한 SPALAS(Spray-Assisted Layer-by-Layer Assembly) 코팅 시스템이 포함된다.
기재 상의 층상 코팅의 두께는, 예를 들어 스타일러스 프로필로메트리(stylus profilometry)를 포함하는 당업계에 공지된 일반적인 방법에 의해 결정될 수 있다. 층상 코팅의 두께 및 굴절률은, 예를 들어, 분광 타원법(spectroscopic ellipsometry) 또는 반사측정법(reflectometry)을 포함하는 당업계에 공지된 일반적인 방법에 의해 결정될 수 있다. 많은 층상 코팅은 침착된 이중층의 수에 따른 두께의 선형 증가를 나타내는 반면, 다른 코팅은 기하급수적 또는 초선형(super-linear) 성장을 나타낸다. 소위 "성장 곡선"(즉, 두께 대 이중층의 수의 플롯)은 일반적으로 특정 세트의 조건(예를 들어, 다가전해질의 농도, 코팅 용액에서의 이온 강도, 및 코팅 용액의 pH) 하에서의 주어진 층상 재료 세트(즉, 다가양이온 및 다가음이온 쌍)에 대해 만들어진다. 저굴절률 미세층의 경우, 재료 세트는 전형적으로 중합체 다가양이온(예를 들어, 폴리다이알릴다이메틸암모늄 클로라이드) 및 저굴절률 음이온성 무기 산화물 나노입자(예를 들어, 콜로이드성 이산화규소)를 포함한다. 고굴절률 미세층의 경우, 재료 세트는 전형적으로 중합체 다가양이온 및 고굴절률 음이온성 무기 산화물 나노입자(예를 들어, 콜로이드성 지르코니아 또는 콜로이드성 티타니아)를 포함한다.
수성 매질 중의 무기 실리카 졸은 당업계에 잘 알려져 있으며 구매가능하다. 물 또는 물-알코올 용액 중의 실리카 졸은 루독스(LUDOX)(미국 델라웨어주 윌밍턴 소재의 이.아이. 듀폰 디 네모아 앤드 컴퍼니, 인크.(E.I. duPont de Nemours and Co., Inc.)에 의해 제조됨), 니아콜(NYACOL)(미국 매사추세츠주 애쉬랜드 소재의 니아콜 컴퍼니(Nyacol Co.)로부터 입수가능함) 또는 날코(NALCO)(미국 일리노이주 네이퍼빌 소재의 날코 케미칼 컴퍼니(Nalco Chemical Co.)에 의해 제조됨)와 같은 상표명으로 구매가능하다. 일부 유용한 실리카 졸은 4 나노미터(nm) 내지 77 nm의 평균 입자 크기를 갖는 실리카 졸로서 입수가능한 날코 1115, 2326, 1050, 2327, 및 2329이다. 다른 유용한 실리카 졸은 20 나노미터의 평균 입자 크기를 갖는 실리카 졸로서 입수가능한 날코 1034a이다. 유용한 실리카 졸은 5 나노미터의 평균 입자 크기를 갖는 실리카 졸로서 입수가능한 날코 2326이다. 적합한 콜로이드성 실리카의 추가적인 예는 미국 특허 제5,126,394호(레비스(Revis) 등)에 기재되어 있다.
다양한 고굴절률 무기 산화물 졸이 구매가능하다. 지르코니아 졸은 날코 케미칼 컴퍼니(미국 일리노이주 네이퍼빌 소재)로부터 상표명 "날코 00SS008"로, 부흘러 아게(Buhler AG; 스위스 우즈빌 소재)로부터 상표명 "부흘러 지르코니아 Z-WO 졸"로, 그리고 닛산 케미칼 아메리카 코포레이션(Nissan Chemical America Corporation; 미국 텍사스주 휴스턴 소재)으로부터 상표명 "나노유즈(NANOUSE) ZR"로 입수가능하다. 산화안티몬으로 덮인 지르코니아와 산화주석의 혼합물을 포함하는 나노입자 분산물(RI: 약 1.9)이 닛산 케미칼 아메리카 코포레이션(미국 텍사스주 휴스턴 소재)으로부터 상표명 "HX-05M5"로 구매가능하다. 산화주석 나노입자 분산물(RI: 약 2.0)이 닛산 케미칼스 코포레이션(Nissan Chemicals Corp.)으로부터 상표명 "CX-S501M"으로 구매가능하다.
일부 실시 형태에서, 무기 산화물 나노입자들은 티타니아를 포함하거나 그로부터 제조된다. 예추석(anatase), 판티탄석(brookite), 금홍석(rutile) 및 무정형 형태를 포함하는 다양한 형태의 티타니아가 이용될 수 있다. 예추석 티타니아 나노입자(직경: 5 내지 15 nm) 분산물이 유.에스. 리서치 나노머티어리얼스(U.S. Research Nanomaterials; 미국 텍사스주 휴스턴 소재)로부터 15 중량%의 수성 현탁액으로 구매가능하다. 이시하라 산교 카이샤 리미티드(Ishihara Sangyo Kaisha Ltd.; 일본 오사카 소재)로부터, 산성 또는 염기성 용액 중에 분산된 TiO2 졸이 또한 입수가능하다. 티타니아는 약 pH 4 내지 6에서 등전점을 가지며, 따라서 등전점보다 충분히 높은 pH에서의 층상 자가-조립에서 다가음이온으로서, 또는 등전점보다 충분히 낮은 pH에서의 층상 자가-조립에서 다가양이온으로서 사용될 수 있다.
적합한 다가전해질에는 다가양이온성 중합체(즉, 다가양이온), 예를 들어 폴리알릴아민 또는 폴리에틸렌이민이 포함된다. 적합한 다가양이온성 중합체에는, 예를 들어 그리고 제한 없이, 선형 및 분지형 폴리(에틸렌이민), 폴리(알릴아민 하이드로클로라이드), 폴리비닐아민, 키토산, 폴리아닐린, 폴리아미도아민, 폴리(비닐벤질트라이아메틸아민), 폴리(다이알릴-다이메틸 암모늄 클로라이드), 폴리(다이메틸아미노에틸 메타크릴레이트), 및 폴리(메타크릴로일아미노)프로필-트라이메틸암모늄 클로라이드가 포함된다. 적합한 다가음이온성 중합체에는 폴리(비닐 설페이트), 폴리(비닐 설포네이트), 폴리(아크릴산), 폴리(메타크릴산), 폴리(스티렌 설포네이트), 덱스트란 설페이트, 헤파린, 히알루론산, 카라기난, 카르복시메틸셀룰로오스, 알기네이트, 설폰화 테트라플루오로에틸렌계 플루오로중합체, 예를 들어 나피온(NAFION), 폴리(비닐인산), 및 폴리(비닐포스폰산)이 포함되지만 이로 한정되지는 않는다.
색보정 필름에 대한 목표 설계에 맞추기 위해, 전형적으로 유리 기재 상의 고굴절률 및 저굴절률 재료 세트에 대해 성장 곡선을 만들며; 규소 웨이퍼 또는 중합체 필름과 같은 다른 기재가 또한 적용가능하다. 성장 곡선은 원하는 두께에 도달하는 데 필요한 이중층의 수의 결정을 가능하게 한다. 이어서, 각각의 재료 세트에 대해 필요한 수의 이중층으로 색보정 코팅을 제조하고, 분광광도계로 UV/Vis/NIR 반사 및/또는 투과 스펙트럼을 측정한다. 이어서, 스펙트럼을 목표 설계에 대한 이론적 스펙트럼과 비교한다. 스펙트럼들이 충분히 유사하지 않는 경우, 스펙트럼들이 더 유사하게 맞춰질 때까지 상이한 수의 이중층을 침착한다. 고굴절률 미세층 및 저굴절률 미세층의 실제 두께는, 예를 들어 단면 주사 또는 투과 전자 현미경을 사용하여 결정할 수 있다. 대안적으로, 광학 모델링 소프트웨어가 미세층의 실제 두께를 결정하는 데 사용될 수 있다. 종종, 기재에 의해 영향을 받는 상이한 코팅 성장 속도와 같은 비-이상성(non-ideality)이 존재한다. 따라서, 광학 설계와 더 유사하게 맞추기 위해 이중층의 수를 그에 따라 변경할 필요가 있을 수 있다.
진공 침착된 박막은 색보정 필름에 사용될 수 있는 다른 부류의 코팅이다. 고굴절률 미세층(예를 들어, 도 22의 미세층(2202), 또는 도 23의 "A" 층들)과 저굴절률 미세층(예를 들어, 도 22의 미세층(2204), 또는 도 23의 "B" 층들)의 교번하는 미세층들은 중합체 박막, 무기 박막에 대한, 또는 미국 특허 제7,018,713호(패디야스(Padiyath) 등)에 기재된 바와 같은 중합체 층과 무기 층의 하이브리드 조합에 있어서의 통상적인 박막 진공 침착 기술에 의해 제조될 수 있다. 중합체 재료의 유형에 따라, 필름은 상이한 전략으로 증착될 수 있다. 직접 증착은 약한 분자간 상호작용을 갖는 폴리에틸렌 또는 폴리테트라플루오로에틸렌과 같은 중합체에 대해 적용될 수 있다. 일반적으로, 중합체 박막은, 단량체 재료를 증발시키고 기재 표면 상의 중합 반응에 의해 중합체 박막을 생성하는 증착 중합 방법에 의해 얻어진다. 이작용성 단량체들의 동시-증발은 폴리이미드 및 폴리우레아와 같은 중합체의 박막을 얻도록 중축합 또는 중부가를 통한 단계적 반응을 유도한다. 이러한 방법은 또한 π-공액 중합체의 박막을 제조하기 위해 적용될 수 있다. 다른 부류의 증착 중합은 사슬-부가 반응을 이용하여 비닐 또는 아크릴 단량체의 라디칼 중합을 달성한다. 이 방법은 더 높은 중합도를 얻는 데 있어서 그리고 다목적 분자 설계를 가능하게 하는 데 있어서 이점을 갖는다. 자가-조립 단층(self-assembled monolayer; SAM)에 단량체의 증착을 결합시키는 표면-개시 증착-중합은 기재 표면에 화학적으로 결합된 중합체 박막을 성장시키는 독특한 방법이다. PVD의 무용매 성질은 디바이스 제조에 때때로 요구되는 나노미터-두께 필름 및 다층 필름의 형성에 편리하다.
고굴절률 미세층과 저굴절률 미세층의 교번하는 미세층들은 색보정 필름 내에서 다양한 두께를 가질 수 있다. 일부 실시 형태에서, 미세층들은 대략적으로 가장 얇은 광학 층 쌍 두께로부터 가장 두꺼운 광학 층 쌍 두께로(예를 들어, 2개 이하의 층 쌍은 예외로 함), 또는 그 반대로 구성될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 각각의 층 쌍 광학 두께는 상이하다. 일부 실시 형태에서, 각각의 층 광학 두께는 동일하다. 일부 실시 형태에서, 너무 적은 층을 사용하면, 원하는 반사 대역의 상이한 부분을 커버하는 각각의 층 쌍을 가짐으로써 반사 파장의 폭을 최대화할 필요가 있다. 그러나, 일부 실시 형태에서, 너무 적은 층을 사용하면, 주어진 파장에 대해 하나 초과의 층 쌍을 갖거나 서로의 10 nm 내에 하나 초과의 층 쌍을 가짐으로써 소정 반사 파장의 강도를 최대화할 필요가 있다. 일부 실시 형태에서, 각각의 층 쌍은 각각 550 nm에서의 광학 두께가 150 nm 내지 550 nm이다. 일부 실시 형태에서, 층 쌍들 중 적어도 절반은 550 nm에서의 광학 두께가 275 nm 내지 400 nm이다. 일부 실시 형태에서, 층 쌍들 중 적어도 절반은 황색, 주황색, 또는 적색 광을 중심으로 하는 반사 대역에 대응하는 광학 두께를 갖는다. 요구되는 층 두께의 정확한 조정 및 구성은 디스플레이의 나머지 부분의 구성 및 방출형 디스플레이의 백색점의 특수성에 따라 좌우될 수 있다.
색보정 필름은 반사 또는 흡수에 기초하여 시프트되는 각도로 색 충실도(color fidelity)를 향상시키기 때문에, 이들 특성의 크기와 투과 사이에는 트레이드오프(tradeoff)가 있다. 일부 실시 형태에서, 투과를 높게 유지하는 것이 바람직할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 색보정 필름은 수직 입사에서의 비편광된 가시광의 적어도 80%를 투과시키기에 충분히 적은 층들을 갖는다. 일부 실시 형태에서, 색보정 필름은 수직 입사에서의 비편광된 가시광의 적어도 85%를 투과시키기에 충분히 적은 층들을 갖는다. 일부 실시 형태에서, 색보정 필름은 수직 입사에서의 비편광된 가시광의 적어도 90%를 투과시키기에 충분히 적은 층들을 갖는다. 본 명세서에서의 투과의 백분율은 명소시의 가중된 투과 평균을 지칭한다. 역으로, 일부 실시 형태에서, 색변이를 보정하는 데 효과적이기 위해서, 60도 입사에서의 비편광된 광의 적어도 하나의 파장의 반사 또는 흡수는 적어도 10%여야 한다. 일부 실시 형태에서, 60도 입사에서의 비편광된 광의 적어도 하나의 파장의 반사 또는 흡수는 적어도 15%여야 한다. 일부 실시 형태에서, 60도 입사에서의 비편광된 광의 적어도 하나의 파장의 반사 또는 흡수는 적어도 20%여야 한다. 일부 실시 형태에서, 색보정 필름은 6 내지 26개의 광학 층(종점 포함)을 갖는다. 일부 실시 형태에서, 색보정 필름은 8 내지 20개의 미세층(종점 포함)을 갖는다.
일부 실시 형태에서, 색보정 필름의 복수의 미세층들의 두께는 3 마이크로미터 미만이다. 일부 실시 형태에서, 색보정 필름의 복수의 미세층들의 두께는 1 마이크로미터 미만이다. 일부 실시 형태에서, 색보정 필름의 복수의 미세층들의 두께는 1.5 마이크로미터 내지 2.5 마이크로미터이다.
일부 실시 형태에서, 색보정 필름은 수직 입사에서의 투과에서 시안색(cyan)을 나타낸다. 일부 실시 형태에서, 색보정 필름은 60도 입사에서의 투과에서 마젠타색(magenta)을 나타낸다.
색보정 구성요소로서 유용한 색보정 필름에 대한 추가의 상세사항은, 예를 들어 미국 가특허 출원 제62/383058호(베노이트 등)에 기재되어 있다.
일부 실시 형태에서, 색보정 구성요소는 확산 필름이거나 이를 포함한다. OLED 디스플레이 패널에 근접하게 배치될 때 소정의 확산 필름은 OLED 디스플레이 패널의 색변이를 감소시키는 것으로 밝혀졌다. 일부 실시 형태에서, 확산 필름은 상호연결된 기공들 및 채널들을 포함하는 중합체 층을 포함하는 중합체 필름이다. 일부 실시 형태에서, 확산 필름은, 무공극이고 중합체 매트릭스 중에 균일하게 분산된 입자들을 포함하는 중합체 층을 포함하는 중합체 필름이다.
일부 실시 형태에서, 색보정 구성요소는 중합체 필름이거나 이를 포함하며, 중합체 필름은 2개의 주 표면을 갖는 제1 중합체 층을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 제1 중합체 층은 n1의 굴절률을 갖는 제1 재료를 포함하는 제1 중합체 영역; 및 제1 중합체 영역 내의 상호연결된 기공들 및 채널들의 네트워크를 포함하는 제2 영역을 포함하며, 채널들은 n2의 굴절률을 갖는 제2 재료를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 제1 재료는 제1 탄성 중합체 재료 및 선택적인 입자들을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 제2 재료는 제2 중합체 재료 및 선택적인 입자들; 및/또는 공기를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 중합체 필름은 적어도 70%, 또는 적어도 80%, 또는 적어도 90%의 투명도; 적어도 80%의 가시광 투과율; 및 25% 내지 80%의 벌크 탁도(bulk haze)를 갖는다. 일부 실시 형태에서, 중합체 필름은 중합체 필름에 걸쳐 12% 이하의 정규화된 미세-탁도 불균일도를 갖는다.
용어 "탁도"는 광각 광 산란을 지칭하며, 이러한 경우에는 디스플레이로부터 방출되는 광이 모든 방향으로 확산되어 콘트라스트의 손실을 야기한다. 더 상세하게는, 용어 "벌크 탁도"는 수 밀리미터(mm)의 넓은 샘플링 빔으로 측정된 광각 광 산란을 지칭하는 것으로, 이는, 중합체 필름의 상기 수 밀리미터 개구로부터의 평균 결과를 제공하도록 하기 위한 것이다. 또한, 더 상세하게는, 용어 "미세-탁도"는 수십 마이크로미터의 더 작은 조명 면적(즉, 100 마이크로미터 미만, 예를 들어 10 내지 40 마이크로미터)에 의해 측정된 바와 같은 광각 광 산란을 지칭하는 것으로, 평균 미세-탁도 측정치는, 중합체 필름의 수 밀리미터에 걸쳐 연장되는, 각각 면적이 수십 마이크로미터인 많은 측정치로부터의 평균 결과를 나타내도록 한 것이다.
용어 "정규화된 미세-탁도 불균일도"는 적어도 1 mm에 걸쳐, 그리고 전형적으로 수 밀리미터에 걸쳐 측정될 때 미세-탁도의 평균 값에 대한 미세-탁도의 표준 편차의 비를 지칭한다. 미세-탁도의 표준 편차는 미세-탁도 노이즈의 척도이다. 이와 같이, 정규화된 미세-탁도 불균일도는 미세-탁도 신호에 대한 시각적 미세-탁도 노이즈의 비에 대한 측정기준(metric)이다.
용어 "투명도"는 협각 산란을 지칭하는 것으로, 여기서는 광이 고도로 집중되어 소각(small angle) 범위로 확산된다. 소정 투명도를 갖는 것의 효과는 기본적으로 시편을 통해 아주 작은 세부적인 부분을 얼마나 잘 볼 수 있는지를 기술한다.
탁도, 투명도 및 가시광 투과율은 ASTM D1003-13 시험 표준에 기재된 바와 같이 결정될 수 있다.
제1 재료는 제1 탄성 중합체 재료 및 선택적인 입자들을 포함한다. 제1 재료는 상호연결된 기공들(즉, 공극들) 및 채널들의 네트워크를 갖는 다공성 구조를 형성한다. 즉, 기공들 및 채널들은 제1 중합체 영역에 의해 한정된다.
전형적으로, 복수의 상호연결된 기공들 및 채널들은 중공 터널들 또는 터널-유사 통로들을 통해 서로 연결된 기공들을 포함한다. 소정 실시 형태에서, 네트워크에는, 다수의 복수의 상호연결된 기공들 및 채널들이 존재할 수 있다. 소정 실시 형태에서, 소량의 폐쇄되거나 연결되지 않은 기공들이 존재할 수 있다.
전형적으로, 이러한 기공들 및 채널들은 2 마이크로미터 이하의 평균 단면(예를 들어, 구형 기공에 대한 직경)을 갖는다. 달리 말하면, 상호연결된 기공들 및 채널들의 네트워크는 크기가 2 마이크로미터 미만인 산란 입자와 유사한 각도-평균 산란 특성을 갖는다. 용어 각도-평균 산란 특성은 하기의 의미를 갖는다: 불규칙한 형상의 산란 중심은 충돌 광 각도(impinging light angle)에 크게 의존하는 산란각 및 산란 단면과 같은 산란 특성을 갖는다. 각도-평균 산란 특성은 충돌 광 각도를 고려하며, 모든 충돌 광 각도의 평균 특성을 나타낸다.
소정 실시 형태에서, 복수의 상호연결된 기공들 및 채널들의 부피 분율은 적어도 10%이다.
제1 중합체 재료는 전형적으로 다작용성 단량체들 및/또는 올리고머들의 경화된 생성물이다. 소정 실시 형태에서, 제1 중합체 재료는 아크릴레이트, 폴리올레핀, 폴리우레탄, 실리콘, 폴리에스테르, 및 이들의 조합의 군으로부터 선택되는 유기 중합체를 포함한다. 소정 실시 형태에서, 제1 중합체 재료는 다작용성 (메트)아크릴레이트 단량체 및/또는 올리고머의 경화된 생성물을 포함한다(여기서, (메트)아크릴레이트는 메타크릴레이트 및 아크릴레이트를 포함함).
중합체 재료는 바람직하게는 기공들 및 채널들이 붕괴되지 않도록 다공성 구조를 지지하기에 충분히 탄성이다. 이와 관련하여, "탄성" 재료는 연질 또는 경질 탄성 재료일 수 있지만, 재료 유동으로 인해 다공성 구조 내에 서서히 충전될 점성 또는 점탄성 재료는 아니다.
제1 중합체 재료를 형성할 수 있는 다작용성 단량체들의 예에는 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트(미국 펜실베이니아주 엑스턴 소재의 사토머 컴퍼니(Sartomer Company)로부터 상표명 SR351로 구매가능함), 에톡실화 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트(사토머로부터 상표명 SR454로 구매가능함), 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트라이아크릴레이트(사토머로부터 상표명 SR444로 구매가능함), 다이펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트(사토머로부터 상표명 SR399로 구매가능함), 에톡실화 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 에톡실화 펜타에리트리톨 트라이아크릴레이트(사토머로부터 상표명 SR494로 입수됨), 다이펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 및 트리스(2-하이드록시 에틸)아이소시아누레이트 트라이아크릴레이트(사토머로부터 상표명 SR368로 입수됨), 1,6-헥산다이올 다이아크릴레이트(사토머로부터 상표명 SR238로 입수됨), 및 (메트)아크릴레이트 작용화된 올리고머가 포함된다. 그러한 올리고머들의 예에는 고 인장 강도 및 고 신율을 갖는 수지, 예를 들어 사토머 컴퍼니로부터 구매가능한 CN9893, CN902, CN9001, CN961, 및 CN964; 및 미국 뉴저지주 우드랜드 파크 소재의 사이텍 인더스트리즈(Cytec Industries)로부터 구매가능한 에베크릴(EBECRYL) 4833 및 Eb8804가 포함된다. 적절한 재료들은 또한 "경질" 올리고머 아크릴레이트 및 "연질" 올리고머 아크릴레이트의 조합을 포함한다. "경질" 아크릴레이트의 예에는 폴리우레탄 아크릴레이트, 예컨대 에베크릴 4866, 폴리에스테르 아크릴레이트, 예컨대 에베크릴 838, 및 에폭시 아크릴레이트, 예컨대 에베크릴 600, 에베크릴 3200, 및 에베크릴 1608(사이텍으로부터 구매가능함); 및 CN2920, CN2261, 및 CN9013(사토머 컴퍼니로부터 구매가능함)이 포함된다. "연질" 아크릴레이트의 예에는 사이텍으로부터 구매가능한 에베크릴 8411; 및 사토머 컴퍼니로부터 구매가능한 CN959, CN9782, 및 CN973이 포함된다. 적합한 재료는, 예를 들어 미국 특허 제9,541,701 B2호(톰슨(Thompson) 등)에 기재되어 있다.
소정 실시 형태에서, 제1 재료는 모폴로지(morphology)를 제어하는 데 도움이 되기 위해 입자들을 또한 포함한다. 소정 실시 형태에서, 입자들은 나노입자들, 선택적으로 표면-개질된 나노입자들이다. 그러한 입자들의 예에는 SiO2(예를 들어, 닛산 케미칼 아메리카로부터의 표면-개질된 MP4540M 실리카 입자, A174-처리된 날코(NALCO) 2329K 실리카 입자), ZrO2, TiO2, SnO2, 및 이들의 조합이 포함된다. 바람직한 입자들은 SiO2이다. 그러한 입자들의 예는, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2012/0038990 A1호(하오 등)에 기재되어 있다. 제1 재료 내의 입자들의 양은 제1 재료의 총 중량을 기준으로 최대 60 중량%일 수 있다.
제1 중합체 재료에 의해 한정된 다공성 구조의 제조는, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2012/0038990 A1호(하오 등) 및 미국 특허 제8,808,811 B2호(콜브 등)에 기재되어 있다. 하나의 방법에서는, 먼저 용매 중에 용해된 중합성 재료를 포함하는 용액을 제조하는데, 여기서 중합성 재료는, 예를 들어 한 가지 이상의 유형의 단량체, 선택적으로 첨가제, 예컨대 커플링제, 가교결합제, 및 개시제, 및 선택적으로 복수의 입자들, 예컨대 나노입자들을 포함할 수 있다. 다음으로, 예를 들어 열 또는 광을 인가함으로써 중합성 재료를 중합하여 용매 중에 불용성 중합체 매트릭스를 형성한다. 일부 경우에는, 중합 단계 후에, 용매는 중합성 재료 중 일부를 여전히 포함할 수 있지만, 중합성 재료는 더 낮은 농도로 존재한다. 다음으로, 용액을 건조 또는 증발시킴으로써 용매를 제거하여, 중합체 결합제 중에 분산된 상호연결된 채널의 네트워크를 포함하는 제1 중합체 매트릭스를 생성한다. 선택적으로, 제1 중합체 매트릭스는 제1 중합체 매트릭스 중에 분산된 복수의 입자들을 포함한다. 사용된다면, 입자들은 제1 중합체 매트릭스 내에서 결합되며, 여기서 결합은 물리적 또는 화학적일 수 있다.
소정 실시 형태에서, 제1 재료는 중합체 필름의 총 부피를 기준으로 적어도 35 부피%의 양으로 제1 중합체 층에 존재한다. 소정 실시 형태에서, 제1 재료는 중합체 필름의 총 부피를 기준으로 최대 90 부피%의 양으로 제1 중합체 층에 존재한다.
본 발명의 중합체 필름은 제1 재료 내의 기공들 및 채널들의 네트워크를 제2 재료로 완전히 또는 심지어는 부분적으로 충전된 "호스트"로서 이용하여 제조될 수 있다. 제2 재료는 제1 재료의 굴절률과 부정합된 굴절률을 갖는다. 전형적으로, 제1 재료와 제2 재료 사이의 굴절률의 차이는 적어도 0.01이다. 기공들 및 채널들을 중합체 재료로 완전히 충전하면, 원래의 "공기 공극"은 제1 중합체 "호스트" 상(phase) 내의 "게스트" 중합체 상으로 교체될 것이다. 본 발명의 생성된 중합체 필름의 광학 특성은 제1 중합체 재료의 굴절률(n1)과 제2 중합체 재료의 굴절률(n2) 사이의 차이 및 이들 2개의 상호혼합된 재료의 특유의 모폴로지에 의해 결정될 수 있다.
소정 실시 형태에서, 기공들 및 채널들의 네트워크는 공기로 충전된다. 소정 실시 형태에서, 기공들 및 채널들의 네트워크는 제2 중합체 재료 및 선택적으로 입자들로 충전된다. 소정 실시 형태에서, 기공들 및 채널들의 네트워크는 공기 및 (선택적으로 입자들과 혼합된) 제2 중합체 재료의 혼합물로 충전된다. 공기, (선택적으로 입자들과 혼합된) 제2 중합체 재료, 또는 이들의 혼합물은 본 명세서에서 제2 재료로 지칭되며, 제2 재료로 충전된 복수의 상호연결된 기공들 및 채널들은 본 명세서에서 제2 상호연결된 영역으로 지칭된다.
따라서, 본 명세서에서, 제1 재료는 n1의 굴절률을 갖는 제1 재료를 포함하는 제1 중합체 영역을 한정한다. n2의 굴절률을 갖는 제2 재료를 포함하는 제2 상호연결된 영역이 제1 재료 내에 상호침투 네트워크를 형성한다.
제2 재료가 중합체 재료를 포함하는 경우, 제2 중합체 재료는 아크릴레이트, 폴리올레핀, 폴리우레탄, 실리콘, 폴리에스테르, 및 이들의 조합의 군으로부터 선택되는 유기 중합체를 포함한다. 입자들이 또한 굴절률을 제어하기 위해 제2 중합체 재료와 혼합될 수 있다. 소정 실시 형태에서, 입자들은 나노입자들, 선택적으로 표면-개질된 나노입자들이다. 그러한 입자들의 예에는 TiO2, ZrO2, SnO2뿐만 아니라 일부 혼합 금속 산화물, 예컨대 미국 텍사스주 휴스턴 소재의 닛산 케미칼 아메리카에 의해 제조된, SnO2/ZrO2/SbO2의 혼합물인 HX-305M5가 포함된다. 그러한 입자들의 예는, 예를 들어 미국 특허 제8,343,622호(리우(Liu) 등)에 기재되어 있다. 제2 재료 내의 입자들의 양은 제2 재료의 총 부피를 기준으로 최대 80 부피%일 수 있다.
제2 재료가 중합체 재료를 포함하는 경우, 그러한 중합체 재료는 전형적으로 중합체 필름의 총 부피를 기준으로 적어도 10 부피%의 양으로 중합체 필름에 존재한다. 제2 재료가 중합체 재료를 포함하는 경우, 그러한 중합체 재료는 전형적으로 중합체 필름의 총 부피를 기준으로 최대 65 부피%의 양으로 중합체 필름에 존재한다.
(제1 중합체 영역의) 제1 재료는 n1의 굴절률을 갖는다. (제2 상호연결된 영역의) 제2 재료는 n2의 굴절률을 갖는다. 이들 영역의 재료는 n1이 n2와는 상이하도록 선택된다. 소정 실시 형태에서, |n1-n2|는 적어도 0.01이다. 소정 실시 형태에서, |n1-n2|는 적어도 0.02, 또는 적어도 0.03, 또는 적어도 0.04, 또는 적어도 0.05, 또는 적어도 0.1이다. 소정 실시 형태에서, |n1-n2| n1은 최대 0.5이다. 소정 실시 형태에서, n1은 n2의 0.5 이내이거나, n1은 n2의 0.4 이내이거나, n1은 n2의 0.3 이내이거나, n1은 n2의 0.2 이내이거나, n1은 n2의 0.1 이내이다. 이와 관련하여, "이내"는 0.5(또는 0.4, 또는 0.3, 또는 0.2, 또는 0.1) 초과 이내 또는 미만 이내임을 의미한다.
소정 실시 형태에서, 제1 중합체 층은 본 발명의 중합체 필름의 유일한 중합체 층이다. 소정 실시 형태에서, 제1 중합체 층은 본 발명의 중합체 필름의 2개 이상의 중합체 층 중 하나이다. 소정 실시 형태에서, 제1 중합체 층은 본 발명의 중합체 필름의 2개의 중합체 층 중 하나이다.
도 29에 도시된 바와 같이, 소정 실시 형태에서, 중합체 필름(2901)은 2개의 주 표면(2903, 2904)을 갖는 중합체 층(2902)을 포함하며, 중합체 층(2902)은 n1의 굴절률을 갖는 제1 재료를 포함하는 제1 중합체 영역(2905); 제1 중합체 영역(2905) 내의 상호연결된 기공들 및 채널들(2906)의 네트워크를 포함하는 제2 영역을 포함하며, 이것은 n2의 굴절률을 갖는 제2 재료로 충전되어 있다. 상호연결된 기공들 및 채널들(2906) 내의 제2 재료는 공기, 중합체 재료, 또는 이들의 조합일 수 있다.
소정 실시 형태에서, 본 발명의 중합체 필름은 제1 중합체 층의 한쪽 또는 양쪽 주 표면(들) 상에 배치된 제2 중합체 층을 포함하며; 제2 중합체 층은 굴절률 n3을 갖는 제3 중합체 재료를 포함하고; 제1 중합체 재료와 제3 중합체 재료는 동일하거나 상이하다.
도 30에 도시된 바와 같이, 소정 실시 형태에서, 본 발명의 중합체 필름(2907)은 제1 중합체 영역(2905)을 포함하는 제1 중합체 층(2902)의 한쪽 주 표면(2903) 상에 배치된 제2 중합체 층(2908)을 포함한다. 제2 중합체 층(2908)은 제3 중합체 재료를 포함한다. (영역(2905)의) 제1 중합체 재료와 (층(2908)의) 제3 중합체 재료는 동일하거나 상이할 수 있다. 대안적으로, 제3 중합체 재료(또는 층(2908))는 상호연결된 기공들 및 채널들(2906)의 네트워크 내의 제2 중합체 재료와 동일할 수 있다.
제2 재료가 공기를 포함하는 경우, 제1 재료와 제2 재료의 상호혼합 네트워크는 다공성 구조를 형성한다. 제2 중합체 층(2908)(도 30)은 캡핑 층(capping layer)을 형성하며, 캡핑 층의 제3 중합체 재료는 다공성 구조 내로 침투되지 않거나 그의 일부분 내로 단지 부분적으로만 침투된다. 소정 실시 형태에서, 제3 중합체 재료는 아크릴레이트, 폴리올레핀, 폴리우레탄, 실리콘, 폴리에스테르, 및 이들의 조합의 군으로부터 선택되는 유기 중합체를 포함한다.
소정 실시 형태에서, 제1 중합체 재료와 제3 중합체 재료는 상이하여 n1이 n3과 상이하도록 한다. 소정 실시 형태에서, |n1-n3| n1은 적어도 0.05이다. 소정 실시 형태에서,|n1-n3|은 최대 0.5이다. 소정 실시 형태에서, n1은 n3의 0.5 이내이거나, n1은 n3의 0.4 이내이거나, n1은 n3의 0.3 이내이거나, n1은 n3의 0.2 이내이거나, n1은 n3의 0.1 이내이다. 이와 관련하여, "이내"는 0.5(또는 0.4, 또는 0.3, 또는 0.2, 또는 0.1) 초과 이내 또는 미만 이내임을 의미한다.
소정 실시 형태에서, 제2 또는 제3 중합체 재료 중 적어도 하나는 접착제 재료이다. 소정 실시 형태에서, 제2 및 제3 중합체 재료 각각은 접착제 재료이다.
소정 실시 형태에서, 중합체 필름의 (가능하게는 단지) 제1 중합체 재료는 두께가 적어도 500 나노미터 마이크로미터(마이크로미터 또는 μm)이다. 소정 실시 형태에서, 중합체 필름의 (가능하게는 단지) 제1 중합체 층은 두께가 최대 25 마이크로미터, 또는 최대 15 마이크로미터, 또는 최대 5 마이크로미터, 또는 최대 1 마이크로미터이다.
소정 실시 형태에서, 제2 중합체 재료는 제1 재료 내의 기공들 및 채널들을 부분적으로 충전할 수 있거나, 또는 제1 재료 내의 기공들 및 채널들을 완전히 충전할 수 있고, 선택적으로 충전된 상호혼합 층(도 30의 층(2902))의 상부에 여분의 제2 중합체 층을 가질 수 있다. 이러한 여분의 제2 중합체 층(예를 들어, 도 30의 층(2908))에 대한 최대 두께는 없지만, 소정 실시 형태에서, 그것은 최대 1 밀리미터(mm) 두께일 수 있다.
소정 실시 형태에서, 전체 중합체 필름은 두께가 적어도 1 마이크로미터이다. 소정 실시 형태에서, 전체 중합체 필름은 두께가 최대 15 마이크로미터, 최대 25 마이크로미터, 최대 50 마이크로미터, 또는 심지어 100 마이크로미터 초과이다.
본 발명의 색보정 구성요소에 사용되는 중합체 필름은 하기 특성을 가질 수 있다: 적어도 70%(바람직하게는 적어도 80%, 또는 바람직하게는 적어도 85%, 또는 더 바람직하게는 적어도 90%)의 투명도; 적어도 85%(바람직하게는 적어도 90%)의 가시광 투과율; 15% 내지 80%(바람직하게는 20% 내지 80%, 더 바람직하게는 30% 내지 70%, 그리고 더욱 더 바람직하게는 30% 내지 50%)의 벌크 탁도. 소정 실시 형태에서, 본 발명의 중합체 필름은 중합체 필름에 걸쳐 12% 이하(바람직하게는 10% 미만, 또는 더 바람직하게는 8% 미만)의 정규화된 미세-탁도 불균일도를 갖는다. 그러한 필름은 OLED 디바이스에 사용될 때 제어된 국소 균일성을 갖는 정확히 중간 정도의 광학 확산기로서 기능할 수 있다. 투명도, 투과율, 및 벌크 탁도는 헤이즈 가드 플러스(HAZE Gard Plus)(미국 메릴랜드주 콜럼비아 소재의 비와이케이 가드너(BYK Gardner)로부터 입수됨)를 사용하여 측정될 수 있으며, 이것은 중합체 필름의 18 밀리미터(mm) 개구의 샘플링 빔으로부터의 측정치를 보고한다. 바람직한 투명도, 투과율 및 탁도 범위는 본 발명의 디스플레이의 경우, 본 발명에 사용되는 디스플레이 패널에 대한 상이한 설계 공간으로 인해, 종래의 디스플레이에 사용될 때 대응하는 바람직한 범위와 상이할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 색보정 구성요소는 2개의 주 표면을 갖는 중합체 층을 포함하는 중합체 필름이거나 이를 포함하며, 중합체 층은 중합체 매트릭스 및 입자들(바람직하게는, 중합체 입자들)을 포함하고, 바람직하게는 무공극이다. 입자들을 갖는 이러한 중합체 층은 제1 중합체 층으로 지칭된다. 제1 중합체 층은 굴절률 n1을 갖는 제1 중합체 매트릭스; 및 제1 중합체 매트릭스 내에 균일하게 분산된, 굴절률 n2를 갖는 입자들을 포함하며, 입자들은 제1 중합체 층의 부피를 기준으로 30 부피% 미만의 양으로 존재하고, 입자 크기 범위가 400 나노미터(nm) 내지 3000 nm이고; n1은 n2와 상이하다. 그러한 중합체 필름은 정확히 중간 정도의 광학 확산기의 광학 기능을 갖는다.
소정 실시 형태에서, 제1 중합체 층은 본 발명의 중합체 필름의 유일한 중합체 층이다. 소정 실시 형태에서, 제1 중합체 층은 본 발명의 중합체 필름의 2개의 중합체 층 중 하나이다. 소정 실시 형태에서, 제1 중합체 층은 본 발명의 중합체 필름의 2개 이상의 중합체 층 중 하나이다.
도 31에 도시된 바와 같이, 소정 실시 형태에서, 중합체 필름(3101)은 2개의 주 표면(3103, 3104)을 갖는 중합체 층(3102)을 포함하며, 중합체 층(3102)은 중합체 매트릭스(3105) 및 이러한 제1 중합체 매트릭스(3105) 내에 균일하게 분산된 입자들(3106)(바람직하게는, 중합체 입자들)을 포함한다. 소정 실시 형태에서, 그러한 중합체 필름(3101)은 무공극이다. 이와 관련하여, "무공극"은 0.5 부피%(vol%) 미만의 기공들 또는 공극들이 있음을 의미한다.
도 32에 도시된 바와 같이, 소정 실시 형태에서, 본 발명의 중합체 필름(3107)은 중합체 매트릭스(3105)(즉, 제1 중합체 매트릭스(3105)) 및 입자들(3106)을 포함하는 제1 중합체 층(3102)의 한쪽 주 표면(3103) 상에 배치된 제2 중합체 층(3108)을 포함한다. 제2 중합체 층(3108)은 제2 중합체 매트릭스(3109)를 포함한다. 제1 중합체 매트릭스(3105)와 제2 중합체 매트릭스(3109)는 동일하거나 상이할 수 있다.
제1 중합체 매트릭스(입자들이 분산된 매트릭스)는 굴절률 n1을 갖고, 제2 중합체 매트릭스는 굴절률 n3을 갖는다. 소정 실시 형태에서, 제1 중합체 매트릭스와 제2 중합체 매트릭스는 동일한 재료를 포함한다. 소정 실시 형태에서, 제1 중합체 매트릭스는 제2 중합체 매트릭스와 상이하다.
소정 실시 형태에서, 제1 중합체 매트릭스와 제2 중합체 매트릭스가 상이한 경우, n1은 n3과 적어도 0.05가 상이이다. 소정 실시 형태에서, n1은 n3의 0.2 이내이고, 소정 실시 형태에서, n1은 n3의 0.1 이내이다. 이와 관련하여, "이내"는 0.2(또는 0.1) 초과 이내 또는 미만 이내임을 의미한다.
소정 실시 형태에서, 제1 중합체 매트릭스 및 제2 중합체 매트릭스 중 적어도 하나는 접착제 매트릭스이다. 소정 실시 형태에서, 제1 중합체 매트릭스 및 제2 중합체 매트릭스는 각각 접착제 매트릭스이거나 이를 포함한다. 소정 실시 형태에서, 제1 접착제 매트릭스와 제2 접착제 매트릭스는 동일한 재료를 포함한다. 소정 실시 형태에서, 제1 접착제 매트릭스는 제2 접착제 매트릭스와 상이하다.
소정 실시 형태에서, 중합체 필름의 (가능하게는 단지) 제1 중합체 층은 두께가 적어도 10 마이크로미터(마이크로미터 또는 μm)이다. 소정 실시 형태에서, 중합체 필름의 (가능하게는 단지) 제1 중합체 층은 두께가 최대 100 마이크로미터, 또는 최대 50 마이크로미터, 또는 최대 25 마이크로미터, 또는 최대 15 마이크로미터이다.
소정 실시 형태에서, 중합체 필름의 제2 중합체 층은 두께가 적어도 25 마이크로미터이다. 이러한 제2 중합체 층에 대한 최대 두께는 없지만, 소정 실시 형태에서, 그것은 최대 1 밀리미터(mm) 두께일 수 있다.
소정 실시 형태에서, 전체 중합체 필름은 두께가 적어도 35 마이크로미터이다. 소정 실시 형태에서, 전체 중합체 필름은 두께가 최대 130 마이크로미터이다.
본 발명의 색보정 구성요소에 사용되는 중합체 필름은 하기 특성을 가질 수 있다: 적어도 70%(바람직하게는 적어도 80%, 또는 바람직하게는 적어도 85%, 또는 더 바람직하게는 적어도 90%)의 투명도; 적어도 85%(바람직하게는 적어도 90%)의 가시광 투과율; 15% 내지 80%(바람직하게는 20% 내지 80%, 더 바람직하게는 30% 내지 70%, 그리고 더욱 더 바람직하게는 30% 내지 50%)의 벌크 탁도; 및 중합체 필름에 걸쳐 12% 이하(바람직하게는 10% 미만, 또는 더 바람직하게는 8% 미만)의 정규화된 미세-탁도 불균일도. 바람직한 투명도, 투과율 및 탁도 범위는 본 발명의 디스플레이의 경우, 본 발명에 사용되는 디스플레이 패널에 대한 상이한 설계 공간으로 인해, 종래의 디스플레이에 사용될 때 대응하는 바람직한 범위와 상이할 수 있다.
디스플레이 픽셀의 길이 스케일 오더(order)로의 공간적 분포에 대한 (예를 들어, 도 29 내지 도 32 중 어느 하나의 중합체 필름의) 제어된 탁도의 균일성이 전형적으로 바람직한데, 이로써, 픽셀화된 디스플레이의 원하는 시각적으로 인지되는 품질이 달성될 수 있게 된다. 디스플레이 픽셀의 길이 스케일 오더를 초과하는 탁도의 불균일성은 광학 결함, 예컨대 픽셀 블러(pixel blur) 또는 이른바 스파클을 초래할 수 있다. 이러한 품질은 미세-탁도 균일도 측정에 의해 측정가능하며, 이는 샘플의 수십 마이크로미터를 조명하는 샘플링 빔으로부터의 측정치를 제공한다. 이러한 측정에서, 중합체 필름 표면은 측정된 미세-탁도 수준에서 표준 편차를 측정하면서 서브-픽셀 치수를 갖는 광학 프로브로 스캐닝된다. 이러한 미세-탁도 측정 기법은 인간 시각 인지에 대한 피크에 대응하는 공간 주파수 - 즉, 전형적인 관찰 거리에 대해 밀리미터당 1 내지 5개의 라인 쌍의 범위에서의 공간 주파수 - 에 대한 샘플 분석을 가능하게 한다. 미세-탁도 측정은 디스플레이 픽셀 치수에 대한 크기 스케일로의 크기 스케일 변동의 검사를 가능하게 한다. 대조적으로, 통상적인 탁도 측정 시스템은 각각의 측정에 대해 광학 필름의 큰 영역을 분석하여, 픽셀화된 디스플레이에 대한 임계 길이 스케일로의 시각적으로 인지되는 차이를 구별할 수 없다.
의미있는 점은, 중합체 필름은 입자들과 중합체 매트릭스 사이의 굴절률 차이, 입자들의 크기 및 로딩량, 중합체 필름의 두께, 및 중합체 필름의 제1 중합체 층과 디스플레이 사이의 거리를 제어함으로써 OLED 디스플레이의 각도 색균일도를 상당히 개선하고, 광 확산을 제어한다는 것이다. 중합체 필름의 제1 중합체 층과 방출형 디스플레이 평면 사이의 거리가 클수록, 바람직하지 않은 픽셀 블러가 더 많이 증가한다. 픽셀 크기가 작을수록, 중합체 필름의 제1 중합체 층과 디스플레이 평면이 더 가까워야 한다. 또한, 이 거리가 증가함에 따라, 콘트라스트 비가 바람직하지 않게 낮아진다. 이들 2가지 인자 때문에, 중합체 필름의 제1 중합체 층과 방출형 디스플레이 평면 사이의 거리는 바람직하게는 최소화된다. 한 예를 들면, 전형적인 픽셀 간격이 50 마이크로미터인 구매가능한 핸드헬드 디바이스의 경우, 중합체 필름의 제1 중합체 층과 방출형 디스플레이 평면 거리 사이의 거리는 바람직하게는 150 마이크로미터 미만이어야 한다. 추가의 예를 들면, 전형적인 픽셀 간격이 500 마이크로미터인 대형 디스플레이 모니터의 경우, 중합체 필름의 제1 중합체 층과 방출형 디스플레이 평면 사이의 거리는 바람직하게는 1500 마이크로미터 미만이어야 한다. 일반적으로, 중합체 필름의 제1 중합체 층과 방출형 디스플레이 평면 사이의 거리는 바람직하게는 디스플레이의 픽셀 간격 치수의 3배 미만이다. 제1 중합체 층에서 디스플레이 평면까지의 거리가 더 짧을수록 더욱 더 바람직하다. 일부 실시 형태에서, 중합체 필름의 제1 중합체 층과 방출형 디스플레이 평면 사이의 거리는 바람직하게는 디스플레이의 픽셀 간격 치수의 2배 미만이다. 다른 실시 형태에서, 중합체 필름의 제1 중합체 층과 방출형 디스플레이 평면 사이의 거리는 바람직하게는 디스플레이에 대한 픽셀 간격 치수보다 더 작다. 바람직한 실시 형태에서, 중합체 필름은 밝기, 원형 편광기 공존성, 및 시야각을 포함한 주요 성능 특성에 크게 영향을 미치지 않는다. 또한, 중요한 점은, 픽셀 블러가 상당히 감소될 수 있다는 것이다.
매우 다양한 중합체가 본 발명의 중합체 필름의 중합체 재료에 사용될 수 있다. 중합체 재료에 사용하기 위한 예시적인 중합체에는 실리콘, 아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 및 폴리올레핀이 포함된다.
소정 실시 형태에서, 중합체 재료는 단일상 중합체 또는 다상 모폴로지를 갖는 중합체로부터 선택될 수 있다. 다상 모폴로지는, 예를 들어 비정질 도메인 및 결정질 도메인 둘 모두를 갖는 반결정질 중합체에서와 같이 중합체 매트릭스의 선택에 있어서 고유할 수 있거나, 또는 중합체 블렌드로부터 기인할 수 있다. 대안적으로, 다상 모폴로지는 중합체 매트릭스의 건조 또는 경화 동안 발생할 수 있다. 다상 모폴로지를 갖는 유용한 중합체 매트릭스는 각각의 상이 동일한 굴절률을 갖는 것 또는 굴절률은 부정합되지만 분산상의 도메인 크기가 중합체 매트릭스 중에 분산된 입자들의 크기를 초과하지 않는 것을 포함한다.
소정 실시 형태에서, 중합체 재료는 접착제 재료이다. 소정 실시 형태에서, 적어도 하나의 접착제 재료는 광학 투명 접착제(OCA)를 포함한다. 소정 실시 형태에서, 광학 투명 접착제는 아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리올레핀(예컨대, 폴리아이소부틸렌(PIB)), 실리콘, 또는 이들의 조합으로부터 선택된다. 예시적인 OCA는 정전기 방지 광학 투명 감압 접착제에 관한 국제 특허 출원 공개 WO 2008/128073호(쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티 컴퍼니(3M Innovative Property Co.)) 및 연신 해제 OCA에 관한 국제 특허 출원 공개 WO 2009/089137호(셔만(Sherman) 등), 인듐 주석 산화물 상용성 OCA에 관한 미국 특허 출원 공개 제2009/0087629호(에버러츠(Everaerts) 등), 광학 투과성 접착제를 갖는 정전기 방지 광학 구조물에 관한 미국 특허 출원 공개 제2010/0028564호(쳉(Cheng) 등), 부식 감수성 층과 양립가능한 접착제에 관한 미국 특허 출원 공개 제2010/0040842호(에버러츠 층), 광학 투명 연신 해제 접착 테이프에 관한 미국 특허 출원 공개 제2011/0126968호(돌레잘(Dolezal) 등), 및 연신 해제 접착 테이프에 관한 미국 특허 제8,557,378호(야마나카(Yamanaka) 등)에 기재된 것들을 포함한다. 적합한 OCA는, 예를 들어 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니로부터 입수가능한 쓰리엠 OCA 8146과 같은 광학 투명 아크릴 감압 접착제를 포함한다.
소정 실시 형태에서, 이중층 제품 구조물(예를 들어, 도 30 및 도 32 참조)은 특정한 광학 확산 특성을 갖는 하나의 층(예를 들어, 도 30의 층(2902) 또는 도 32의 층(3102)) 및 광학 투명 접착제인 제2 층(예를 들어, 도 30의 층(2908) 또는 도 32의 층(3108))을 포함할 수 있다. 이중층 제품 구조물을 형성하는 것에 대한 이점 중 일부는 개선된 접착 특성, 예컨대 박리 강도, 강건성(robustness), 코팅 완전성 등을 제공하는 것일 것이다. 이중층 제품이 OLED 디스플레이 디바이스 내에 포함되는 경우에, 광학 확산 층(예를 들어, 도 30에서의 층(2902) 또는 도 32에서의 층(3102))은 바람직하게는 OLED 방출형 디스플레이 평면과 대면하고, 구조물이 허용되는 한 그 평면에 가깝게 배치된다. 콘트라스트 비 및 픽셀 블러의 최소화 등을 포함하여 최상의 성능을 위하여, 광학 확산 층은 바람직하게는 OLED 봉지 층(들)과 직접 접촉 상태에 있을 것이다. 직접 접촉 상태에 있지 않은 경우, 확산 층과 방출 평면 사이의 거리가 증가함에 따라 성능이 저하될 수 있다.
색보정 구성요소가 중합체 매트릭스 내에 입자들을 포함하는 중합체 필름을 포함하는 실시 형태에서, 입자들, 예컨대 중합체 입자들은 바람직하게는 중합체 매트릭스 내에 균일하게 분산된다. 이와 관련하여, "균일하게 분산된"은 중합체 매트릭스 전체에 걸쳐 연속된 랜덤하게 분산된 입자 분포를 의미한다. 그러한 분산된 입자들은 입자들의 응집체 또는 입자들의 응집이 아닌 분산된 개별 입자이다. 그러한 응집체의 존재는 산업계에서 스파클로 알려진 결함으로서 조명 디스플레이(lit display)에서 나타나는 고도로 국소화된 탁도 차이를 생성한다. 디스플레이 패널, 예컨대 LCD의 후방면 상에 종종 위치되는 전형적인 벌크 확산기와 달리, 색보정 확산 필름은 디스플레이 패널과 관찰자 사이에 배치되며, 이는 입자 응집으로 인한 결함을 더 분명하게 만든다. 게다가, 와이드 뷰 컬러(wide view color) 응용의 경우, 광학 필름의 높은 투명도가 종종 요구된다. 그러한 투명도는 또한, 일반적으로 탁도가 더 높고 투명도가 더 낮은 전형적인 확산기와 대조적으로, 입자 응집체를 더 뚜렷하게 만들 것이다.
중합체 매트릭스 내에 균일하게 분산된 입자들을 얻기 위하여, 혼합 공정 및 코팅 방법이 제어될 필요가 있다. 예를 들어, 중합체 전구체(예를 들어, 경화성 단량체) 또는 중합체 조성물 중에 입자들을 효과적으로 분산시키기 위하여, 기계적 혼합이 대략 수분 정도의 기간 동안 수행될 수 있다. 대안적으로, 샘플(중합체 전구체 또는 용액에 첨가된 건조 입자)의 롤링이 수행될 수 있지만, 완전하고 균질한 입자 분산물을 얻기 위하여, 이것은 장기간 동안(예를 들어, 대략 수일 또는 수주 정도) 행해질 수 있다. 따라서, 롤러 혼합은 그다지 실용적이거나 효과적이지 않으며, 효율 및 고 전단 능력 때문에 기계적 혼합이 바람직한데, 이러한 능력은 초기 혼합 동안 존재할 수 있는 임의의 입자 응집체를 파쇄하는 것을 돕는다.
기계적 혼합에 더하여, 기계적으로 혼합되는 성분들에 대한 입자들의 제어된(느린) 첨가가 개별 입자들의 응집을 피하기 위해 전형적으로 필요하다. 입자들의 급속한 첨가는 "습윤-케이크-유사 고체"를 쉽게 형성할 수 있으며, 이것은 일단 형성되면 재분산되기 어렵다. 저속 첨가는 작은 부피(즉, 작은 샷(shot))의 입자들을 첨가하는 것을 포함할 수 있으며, 이에 따라 혼합기는 압도되지(overwhelmed) 않고 케이크는 형성되지 않는다. 일단 입자들의 작은 샷이 혼합되면, 다른 샷이 추가된다. 일단 케이크가 형성되면, 합리적인 시간 내에 이것을 파쇄하여 완전히 균일한 분산물을 얻는 것은 어려울 수 있다.
따라서, 소정 실시 형태에서, 중합체 매트릭스 내에 입자들을 효과적으로 균일하게 분산시키기 위하여, 입자들의 느린 첨가와 조합하여 고전단 혼합기(예를 들어, 캐나다 온타리오주 소재의 프로믹스(Promix)에 의해 제조된 분산기 디스크 DSFB635)가 바람직하다. 전형적으로, 더 견고한 중합체 또는 무기 비드들에 대해서는 고전단이 사용될 수 있는 반면, 더 연질이거나 더 취성인 입자들에 대해서는 더 낮지만 더 긴 전단 노출이 권장된다.
국제 특허 출원 공개 WO 2010/033558호에 사용된 방법(이는 전형적으로, 시럽 중에 입자들을 떨어뜨리고, 원하는 응용, 예를 들어 LCD용 후방면 확산기에 대해 분산 균일성이 반드시 필요한 것은 아니었기 때문에 단지 몇 시간 동안만 롤러 혼합기 상에서 혼합하는 것을 수반함)과 대조적으로, 기계적 교반(즉, 기계적 혼합)은 용액 중의 입자 응집을 상당히 감소시켜, 코팅된 중합체 매트릭스 내의 입자의 균일한 분산을 가져올 수 있다. 게다가, 용액 중의 입자 응집이 일어난다면, 이것을 파괴하기 위해 충분한 혼합 시간이 사용될 수 있다. 더욱이, 입자 침강 및/또는 응집을 피하기 위하여, 기재 상에 코팅될 때까지, 중합체/입자 혼합물은 적어도 롤러 상에서 연속적으로 혼합된다. 전단/혼합 시간이 코팅 조성물 중에 입자들을 균일하게 분산시키기에 충분하다면, 코팅 공정 동안 인라인 혼합(in-line mixing)이 유리하게 사용될 수 있다. 인라인 혼합기, 예컨대 쿼드로(Quadro)(캐나다 온타리오주 워털루 소재)로부터 입수가능한 것들이 유용할 수 있다.
최종 중합체 필름 내에 균일하게 분산된 입자들을 유지하기 위하여, 코팅 조성물이 슬롯 다이 코팅과 같은 정밀 코팅 방법을 통해 코팅되는 것이 또한 바람직한데, 여기서 다이와 캐리어 필름 사이의 갭은 비교적 큰 것이 바람직하다. 예를 들어, 광학적으로 기능성(확산성)이지 않은 광학 투명 접착제 층의 추가는 다이와 캐리어 필름 사이에 더 많은 갭을 개방할 수 있고, 그 결과로서, 균일하게 분산된 샘플을 제공할 수 있다. 분산된 입자들이 코팅 나이프 또는 다이 상에 매달리거나(hang-up) 건조될 수 있는 코팅 방법은 입자 응집에 관한 문제를 야기할 수 있으며, 일반적으로 바람직하지 않다.
입자들은 입자 크기 범위가 400 나노미터(nm) 내지 3000 nm, 또는 입자 크기 범위가 700 nm 내지 2.0 마이크로미터(마이크로미터)이다. 이와 관련하여, "입자 크기"는 입자의 최장 치수를 지칭하며, 이는 구형 입자들의 직경이다. "입자 크기 범위"는 최소부터 최대까지의 입자 크기의 분포(평균이 아님)를 지칭한다. 따라서, 입자들은 크기가 반드시 균일한 것은 아니다. 입자 크기는 주사 전자 현미경법(SEM)에 의해 결정될 수 있다.
입자들은 다양한 형상일 수 있으며, 이에는 다면체, 평행육면체, 다이아몬드형, 원통, 아치형, 아치형 원통, 라운드형(예를 들어, 난형(oval) 또는 구형 또는 등축형), 반구, 검드롭형(gumdrop), 벨, 원추, 절두원추형 원추, 불규칙형, 및 이들의 혼합형이 포함된다. 소정 실시 형태에서, 입자들은 구형 비드들이다.
본 발명의 중합체 필름은 2개의 주 표면을 갖는 제1 중합체 층을 포함할 수 있으며, 제1 중합체 층은 제1 중합체 매트릭스 및 그 안에 균일하게 분산된 입자들(바람직하게는, 중합체 입자들)을 포함한다. 입자들은 굴절률 n2를 갖고, 입자가 분산되어 있는 제1 중합체 매트릭스는 굴절률 n1을 가지며, 여기서 n1은 n2와 상이하다. 소정 실시 형태에서, |n1-n2|는 적어도 0.01이다. 소정 실시 형태에서,|n1-n2|는 적어도 0.02, 또는 적어도 0.02, 또는 적어도 0.03, 또는 적어도 0.04, 또는 적어도 0.05이다. 소정 실시 형태에서, |n1-n2|는 최대 0.5이다. 소정 실시 형태에서, n1은 n2의 0.5 이내이거나, n1은 n2의 0.4 이내이거나, n1은 n2의 0.3 이내이거나, n1은 n2의 0.2 이내이거나, n1은 n2의 0.1 이내이다. 이와 관련하여, "이내"는 0.5(또는 0.4, 또는 0.3, 또는 0.2, 또는 0.1) 초과 이내 또는 미만 이내임을 의미한다.
입자들은 바람직하게는 유기 중합체 입자들이지만, 다른 입자들이 마찬가지로 사용될 수 있다. 예시적인 비-유기 입자들에는 SiO2, Al2O3, ZrO2, ZnO, 및 이들의 혼합물이 포함된다. 유기 입자들에 사용하기 위한 예시적인 유기 중합체는 실리콘, 예컨대 폴리다이메틸실록산(PDMS), 폴리우레탄, 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리스티렌, 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 유기 중합체 재료를 포함한다.
소정 실시 형태에서, 입자들은 제1 중합체 층의 부피를 기준으로 30 부피%(vol%) 미만의 양으로 제1 중합체 층에 존재한다. 소정 실시 형태에서, 입자들은 제1 중합체 층의 총 부피를 기준으로 최대 25 부피%, 최대 20 부피%, 또는 최대 15 부피%의 양으로 제1 중합체 매트릭스에 존재한다. 소정 실시 형태에서, 입자들은 제1 중합체 층의 총 부피를 기준으로 적어도 0.5 부피%(또는 적어도 1 부피%)의 양으로 제1 중합체 매트릭스에 존재한다.
색보정 구성요소들로서 유용한 중합체 필름에 대한 추가의 상세사항은, 예를 들어 미국 특허 출원 제15/587929호(하오 등) 및 제15/587984호 (하오 등)에 기재되어 있다.
하기는 본 발명의 예시적인 실시 형태들의 목록이다.
실시 형태 1은 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이의 제조 방법으로서, 본 방법은
OLED 디스플레이 패널을 제공하되, 복수의 설계 파라미터들의 하나 이상의 값을 제외하고 그 이외에는 OLED 디스플레이 패널과 동등한 복수의 비교용 디스플레이 패널들 중의 각각의 비교용 디스플레이 패널이, 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 백색점 색변이, WPCSC 45 및 백색점 축방향 효율, WPAEC를 갖도록 제공하는 단계 - 복수의 비교용 디스플레이 패널들은 WPCSC 45 -WPAEC 공간 내의 성능점들의 경계를 따른 성능 곡선을 정의하고, 성능 곡선은 가장 낮은 허용가능한 효율을 갖는 제1 종점으로부터 가장 큰 허용가능한 백색점 색변이 WPCS45 LA를 갖는 제2 종점까지 연장되고, 제공하는 단계는 OLED 디스플레이 패널이, 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 백색점 색변이, WPCS0 45 및 백색점 축방향 효율, WPAE0을 갖도록 복수의 설계 파라미터들을 선택하는 단계를 포함하며, WPCS0 45 및 WPAE0은 성능 곡선의 오른쪽에 있는 디스플레이 패널의 성능점을 정의하고, 디스플레이 패널의 성능점으로부터 WPCSC 45 축을 따른 성능 곡선까지의 거리는 적어도 0.005임 -; 및
OLED 디스플레이 패널 상에 색보정 구성요소를 배치하는 단계 - 색보정 구성요소는 디스플레이가, 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 백색점 색변이, WPCS45 및 백색점 축방향 효율, WPAE를 갖도록 구성되며, WPCS45 및 WPAE는 성능 곡선의 위쪽에 또는 왼쪽에 있는 디스플레이의 성능점을 정의함 - 를 포함한다.
실시 형태 2는, 실시 형태 1에 있어서, 제공하는 단계는 WPCS0 45가 WPCS45 LA보다 더 크도록 복수의 설계 파라미터들을 선택하는 단계를 포함하는, 방법이다.
실시 형태 3은, 실시 형태 1 또는 실시 형태 2에 있어서, 제공하는 단계는 OLED 디스플레이 패널을 설계하는 단계를 포함하며, 설계하는 단계는 복수의 설계 파라미터들을 식별하는 단계를 포함하는, 방법이다.
실시 형태 4는, 실시 형태 3에 있어서, 설계하는 단계는 하나 이상의 경사 시야각에서 OLED 디스플레이 패널의 색혼합 가중치의 불균형을 의도적으로 생성하도록 복수의 설계 파라미터들의 값을 선택하는 단계를 추가로 포함하는, 방법이다.
실시 형태 5는, 실시 형태 4에 있어서, 선택하는 단계 전에, 색보정 구성요소에 의해 제공되는 색보정을 특성화하는 단계를 추가로 포함하며, 선택하는 단계는 색보정 구성요소에 의해 제공되는 색보정이 색혼합 가중치의 불균형을 적어도 부분적으로 보정하도록 불균형을 선택하는 단계를 포함하는, 방법이다.
실시 형태 6은, 실시 형태 4에 있어서, OLED 디스플레이 패널은 복수의 픽셀들을 포함하며, 각각의 픽셀은 복수의 서브픽셀들을 포함하며, 각각의 서브픽셀은 복수의 OLED 층들을 포함하며, 복수의 설계 파라미터들은 복수의 OLED 층들 내의 각각의 층의 광학 두께를 포함하는, 방법이다.
실시 형태 7은 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이의 제조 방법으로서, 본 방법은
OLED 디스플레이 패널을 제공하되, 복수의 설계 파라미터들의 하나 이상의 값을 제외하고 그 이외에는 OLED 디스플레이 패널과 동등한 복수의 비교용 디스플레이 패널들 중의 각각의 비교용 디스플레이 패널이, 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 백색점 색변이, WPCSC 45, 백색점 축방향 효율, WPAEC, 및 청색 축방향 효율, BAEC를 갖도록 제공하는 단계 - 제공하는 단계는 OLED 디스플레이 패널이, 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 백색점 색변이, WPCS0 45 및 백색점 축방향 효율, WPAE0을 갖도록 복수의 설계 파라미터들을 선택하는 단계를 포함하며, 적어도 하나의 비교용 디스플레이 패널의 경우, WPCSC 45는 WPCS0 45 - 0.005 이하이고 WPAEC는 WPAE0 - 1 Cd/A 이상임 -;
OLED 디스플레이 패널 상에 색보정 구성요소를 배치하는 단계 - 색보정 구성요소는 디스플레이가 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이, WPCS45 및 청색 축방향 효율, BAE를 갖도록 구성되며, WPCS45는 WPCSC 45 + 0.005 미만이고, BAE는 BAEC보다 적어도 10% 더 큼 - 를 포함한다.
실시 형태 8은 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이로서, 본 디스플레이는
0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이, WPCS0 45 및 백색점 축방향 효율, WPAE0을 갖는 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널 - 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널은 복수의 픽셀들을 포함하며, 각각의 픽셀은 복수의 서브픽셀들을 포함하며, 각각의 서브픽셀은 복수의 OLED 층들을 포함함 -; 및
픽셀화된 OLED 디스플레이 패널 상에 배치된 색보정 구성요소 - 색보정 구성요소는 디스플레이가 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이, WPCS45 및 백색점 축방향 효율, WPAE를 갖도록 구성됨 - 를 포함한다. OLED 층들의 하나 이상의 상이한 광학 두께를 갖는 것을 제외하고 그 이외에는 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널과 동등한 복수의 비교용 디스플레이 패널들이 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이, WPCSC 45 및 백색점 축방향 효율, WPAEC를 가지며, 복수의 비교용 디스플레이 패널들은 WPCSC 45-WPAEC 공간 내의 성능점들의 경계를 따른 제1 성능 곡선을 정의한다. OLED 층들의 하나 이상의 상이한 광학 두께를 갖는 것을 제외하고 그 이외에는 디스플레이와 동등한 복수의 비교용 디스플레이들이 WPCSC 45-WPAEC 공간 내의 성능점들의 경계를 따라 제2 성능 곡선을 정의하며, 제2 성능 곡선은 제1 성능 곡선의 위쪽에 또는 왼쪽에 있으며, WPCS45 및 WPAE는 실질적으로 제2 성능 곡선을 따른 디스플레이의 성능점을 정의한다. 제2 성능 곡선 및 복수의 비교용 디스플레이들은 WPCSC 45-WPAEC 공간에서 제3 성능 곡선을 정의하되, 제2 성능 곡선을 따른 성능점을 갖는 복수의 비교용 디스플레이들 중의 각각의 비교용 디스플레이에 대해, 비교용 디스플레이로부터 색보정 구성요소를 제거한 결과가 제3 성능 곡선을 따른 성능점을 갖는 비교용 디스플레이 패널이 되도록 하는 것으로 정의하며, 제3 성능 곡선은 제1 성능 곡선의 오른쪽에 있고, WPCS0 45 및 WPAE0은 실질적으로 제3 성능 곡선을 따른 디스플레이 패널의 성능점을 정의한다.
실시 형태 9는, 실시 형태 8에 있어서, 복수의 비교용 디스플레이 패널들 중의 비교용 디스플레이 패널의 WPCSC 45는 WPCS0 45 - 0.005 이하이고, 비교용 디스플레이 패널의 WPAEC는 WPAE0 -1 Cd/A 이상이고, WPCS45는 비교용 디스플레이 패널의 WPCSC 45 미만인, 디스플레이이다.
실시 형태 10은, 실시 형태 9에 있어서, 복수의 서브픽셀들은 복수의 청색 서브픽셀들을 포함하며, 각각의 청색 서브픽셀은 정공 수송 층을 가지며, 청색 서브픽셀의 정공 수송 층의 두께는 비교용 디스플레이 패널에서의 대응하는 청색 서브픽셀의 정공 수송 층의 두께의 1.02 내지 1.1배인, 디스플레이이다.
실시 형태 11은, 실시 형태 8에 있어서, 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널은 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 청색점 색변이, BPCS0 45 및 청색 축방향 효율, BAE0을 가지며, 색보정 구성요소는 디스플레이가, 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 청색점 색변이, BPCS45 및 청색 축방향 효율, BAE를 갖도록 구성되는, 디스플레이이다. OLED 층들의 하나 이상의 상이한 광학 두께를 갖는 것을 제외하고 그 이외에는 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널과 동등한 제1 비교용 디스플레이 패널이, 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 청색점 색변이, BPCSC1 45 및 청색 축방향 효율, BAEC1을 갖는다. BPCSC1 45는 BPCS45의 0.0025 이내이고, BAE는 BAEC1보다 적어도 10% 더 크다.
실시 형태 12는, 실시 형태 8에 있어서, 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널은 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 청색점 색변이, BPCS0 45 및 청색 축방향 효율, BAE0을 가지며, 색보정 구성요소는 디스플레이가, 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 청색점 색변이, BPCS45 및 청색 축방향 효율, BAE를 갖도록 구성되는, 디스플레이이다. OLED 층들의 하나 이상의 상이한 광학 두께를 갖는 것을 제외하고 그 이외에는 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널과 동등한 제1 비교용 디스플레이 패널이, 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 청색점 색변이, BPCSC1 45 및 청색 축방향 효율, BAEC1을 갖는다. BAEC1은 BAE의 5% 이내이고, BPCSC1 45는 BPCS45보다 적어도 0.005 더 크다.
실시 형태 13은 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이로서, 본 디스플레이는
0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이, WPCS0 45 및 백색점 축방향 효율, WPAE0을 갖는 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널 - 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널은 복수의 픽셀들을 포함하며, 각각의 픽셀은 복수의 서브픽셀들을 포함하며, 각각의 서브픽셀은 복수의 OLED 층들을 포함함 -; 및
픽셀화된 OLED 디스플레이 패널 상에 배치된 색보정 구성요소 - 색보정 구성요소는 디스플레이가 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이, WPCS45 및 백색점 축방향 효율, WPAE를 갖도록 구성됨 - 를 포함한다. OLED 층들의 하나 이상의 상이한 광학 두께를 갖는 것을 제외하고 그 이외에는 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널과 동등한 복수의 비교용 디스플레이 패널들이 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이, WPCSC 45 및 백색점 축방향 효율, WPAEC를 가지며, 복수의 비교용 디스플레이 패널들은 WPCSC 45-WPAEC 공간 내의 성능점들의 경계를 따른 성능 곡선을 정의하며, WPCS45 및 WPAE는 디스플레이의 성능점을 정의하며, 디스플레이의 청색 축방향 효율 BAE가, 성능 곡선을 따른 성능점을 갖고 백색점 축방향 효율이 WPAE의 5% 이내인 복수의 비교용 디스플레이 패널들 중의 제1 비교용 디스플레이 패널의 청색 축방향 효율 BAEC보다 적어도 10% 더 크다.
실시 형태 14는 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이로서, 본 디스플레이는
0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이, WPCS0 45 및 백색점 축방향 효율, WPAE0을 갖는 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널 - 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널은 복수의 픽셀들을 포함하며, 각각의 픽셀은 복수의 서브픽셀들을 포함하며, 각각의 서브픽셀은 복수의 OLED 층들을 포함하며, OLED 층들의 하나 이상의 상이한 광학 두께를 갖는 것을 제외하고 그 이외에는 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널과 동등한 비교용 디스플레이 패널이 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이, WPCSC 45, 백색점 축방향 효율, WPAEC, 및 청색 축방향 효율, BAEC를 가지며, WPCSC 45는 WPCS0 45 - 0.005 이하임 -; 및
픽셀화된 OLED 디스플레이 패널 상에 배치된 색보정 구성요소 - 색보정 구성요소는 디스플레이가 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이, WPCS45 및 청색 축방향 효율, BAE를 갖도록 구성되며, WPCS45는 WPCSC 45 + 0.005 미만이고, BAE는 BAEC보다 적어도 10% 더 큼 - 를 포함한다.
실시 형태 15는 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이로서, 본 디스플레이는
30도에서의 청색-대-적색 색혼합 가중치의 비, β0 30, 및 45도에서의 청색-대-적색 색혼합 가중치의 비, β0 45를 가지며, 여기서 β0 45 > β0 30 ≥ 1.05 및 1.5 ≥ β0 45 ≥ 1.1인 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널 -; 및
픽셀화된 OLED 디스플레이 패널 상에 배치된 색보정 구성요소 - 색보정 구성요소는 디스플레이의 45도에서의 청색-대-적색 색혼합 가중치의 비가 β45가 되도록 그리고 디스플레이의 30도에서의 청색-대-적색 색혼합 가중치의 비가 β30이 되도록 구성되며, 여기서, β0 45 - 0.1 ≥ β45 ≥ 2.1 - β0 45, 및 β0 30 - 0.05 ≥ β30 ≥ 2.05 - β0 30임 - 를 포함한다.
실시 형태 16은, 실시 형태 15에 있어서, 1.08 ≥ β45 ≥ 0.92, 또는 1.06 ≥ β45 ≥ 0.94, 또는 1.05 ≥ β45 ≥ 0.95인, 디스플레이이다.
실시 형태 17은, 실시 형태 15에 있어서, 1.06 ≥ β30 ≥ 0.94, 또는 1.05 ≥ β30 ≥ 0.95, 또는 1.04 ≥ β30 ≥ 0.96인, 디스플레이이다.
실시 형태 18은, 실시 형태 15에 있어서, 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널은 45도에서의 녹색-대-적색 색혼합 가중치의 비, γ0 45가 적어도 1.03이고, 디스플레이의 45도에서의 녹색-적색 색혼합 가중치의 비, γ45가 γ0 45 - 0.01 이하 및 1.02 ≥ γ45 ≥ 0.98인, 디스플레이이다.
실시 형태 19는 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이로서, 본 디스플레이는
복수의 픽셀들을 포함하는 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널 - 각각의 픽셀은 복수의 서브픽셀들을 포함하며, 각각의 서브픽셀은 복수의 OLED 층들을 포함함 -; 및 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널 상에 배치된 색보정 구성요소 - 색보정 구성요소는 디스플레이가, 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 청색점 색변이, BPCS45 및 청색 축방향 효율, BAE를 갖도록 구성됨 - 를 포함한다. OLED 층들의 하나 이상의 상이한 광학 두께를 갖는 것을 제외하고 그 이외에는 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널과 동등한 제1 비교용 디스플레이 패널이, 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 청색점 색변이, BPCSC1 45 및 청색 축방향 효율, BAEC1을 가지며, 여기서 BPCSC1 45는 BPCS45의 0.0025 이내이고, BAE는 BAEC1보다 적어도 10% 더 크거나; 또는 BAEC1은 BAE의 5% 이내이고, BPCSC1 45는 BPCS45보다 적어도 0.005 더 크다.
실시 형태 20은, 실시 형태 19에 있어서, BPCSC1 45는 BPCS45의 0.001 이내이고, BAE는 BAEC1보다 적어도 15% 더 크거나, BAEC1보다 적어도 20% 더 크거나, BAEC1보다 적어도 25% 더 큰, 디스플레이이다.
실시 형태 21은, 실시 형태 19에 있어서, BAEC1은 BAE의 2% 이내이고 BPCSC1 45는 BPCS45보다 적어도 0.0075 더 크거나, BPCS45보다 적어도 0.01 더 크거나, BPCS45보다 적어도 0.015 더 큰, 디스플레이이다.
실시 형태 22는, 실시 형태 19에 있어서, BPCSC1 45는 BPCS45 의 0.0025 이내이고, BAE는 BAEC1보다 적어도 10% 더 크고, OLED 층들의 하나 이상의 상이한 광학 두께를 갖는 것을 제외하고 그 이외에는 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널과 동등한 제2 비교용 디스플레이 패널은 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 청색점 색변이, BPCSC2 45 및 청색 축방향 효율, BAEC2를 가지며, BAEC2는 BAE의 5% 이내이고, BPCSC2 45는 BPCS45보다 적어도 0.005 더 큰, 디스플레이이다.
실시 형태 23은, 실시 형태 8 내지 실시 형태 22 중 어느 하나에 있어서, 색보정 구성요소는 파장 및 편광 의존성 부분 반사기를 포함하는, 디스플레이이다.
실시 형태 24는, 실시 형태 23에 있어서, 부분 반사기는 광학 스택을 포함하며, 광학 스택은 복수의 광학 반복 유닛들을 포함하고, 각각의 광학 반복 유닛은 제1 및 제2 중합체 층을 포함하고, 제1 축을 따른 제1 중합체 층과 제2 중합체 층 사이의 굴절률 차이는 Δny이고, 직교하는 제2 축을 따른 제1 중합체 층과 제2 중합체 층 사이의 굴절률 차이는 Δnx이고, |Δnx|는 적어도 0.1이고 |Δny|는 0.04 이하인, 디스플레이이다. 제2 축을 따른 굴절률에 대해, 광학 반복 유닛들은 광학 스택의 제1 면에 근접한 최소 광학 두께 T1 및 광학 스택의 반대편 제2 면에 근접한 최대 광학 두께 T2를 갖고, (T2-T1)/(T2+T1)은 0.05 내지 0.2의 범위이고, T2는 적어도 350 nm 및 1250 nm 이하이다.
실시 형태 25는, 실시 형태 8 내지 실시 형태 22 중 어느 하나에 있어서, 색보정 구성요소는 색보정 필름을 포함하며, 색보정 필름은 복수의 미세층들을 포함하고, 각각의 미세층은 550 nm에서의 그의 3개의 직교 굴절률들 사이의 최대 차이가 0.05 이하이고, 각각의 미세층은 550 nm에서의 3개의 직교 굴절률의 산술 평균인 평균 굴절률을 갖는, 디스플레이이다. 복수의 미세층들은 교번하는 고굴절률 미세층과 저굴절률 미세층의 층 쌍(layer pair)들로 구성되고, 각각의 고굴절률 미세층의 평균 굴절률은 각각의 저굴절률 미세층의 평균 굴절률보다 0.15 내지 0.75만큼 더 크다. 층 쌍들은 각각 550 nm에서의 광학 두께가 150 nm 내지 550 nm이고, 층 쌍들 중 적어도 절반은 550 nm에서의 광학 두께가 275 nm 내지 400 nm이다. 색보정 필름은 명소시의 가중된, 수직 입사에서의 비편광된 가시광의 적어도 80%를 투과시키기에 충분히 적은 미세층들을 갖는다. 색보정 필름은 60도 입사에서의 비편광된 광의 적어도 하나의 파장의 적어도 15%를 반사하기에 충분한 미세층들을 갖는다.
실시 형태 26은, 실시 형태 8 내지 실시 형태 22 중 어느 하나에 있어서, 색보정 구성요소는 중합체 필름을 포함하며, 중합체 필름은 2개의 주 표면을 갖는 제1 중합체 층을 포함하는, 디스플레이이다. 제1 중합체 층은
n1의 굴절률을 갖는 제1 재료를 포함하는 제1 중합체 영역;
제1 중합체 영역 내의 상호연결된 기공들 및 채널들의 네트워크를 포함하는 제2 영역 - 채널들은 n2의 굴절률을 갖는 제2 재료를 포함함 - 을 포함한다.
제1 재료는 제1 탄성 중합체 재료 및 선택적인 입자들을 포함한다. 제2 재료는 제2 중합체 재료 및 선택적인 입자들; 및/또는 공기를 포함한다.
실시 형태 27은, 실시 형태 8 내지 실시 형태 22 중 어느 하나에 있어서, 색보정 구성요소는 중합체 필름을 포함하며, 중합체 필름은 2개의 주 표면을 갖는 제1 중합체 층을 포함하는, 디스플레이이다. 제1 중합체 층은 무공극이고,
굴절률 n1을 갖는 제1 중합체 매트릭스; 및
제1 중합체 매트릭스 내에 균일하게 분산된, 굴절률 n2를 갖는 입자들을 포함하며; 입자들은 제1 중합체 층의 부피를 기준으로 30 부피% 미만의 양으로 존재하고, 입자 크기 범위가 400 nm 내지 3000 nm이고, n2는 n1과 상이하다.
실시 형태 28은, 실시 형태 8 내지 실시 형태 22 중 어느 하나에 있어서, 색보정 구성요소는 제1 층 및 제2 층과 이들 층 사이의 나노구조화된 계면을 포함하는, 디스플레이이다.
실시예
실시예는 매칭된 OLED 디바이스들 및 색보정 구성요소들의 이점을 예시하는 것으로 대체로 제시되어 있다. 시험 결과는 일반적으로 일정 범위의 시야각에 걸쳐 밝기 및 색변이의 성능 측정기준에 초점을 둔다. 예를 들어 광학 측정에 유용한 것으로 제조된 시험 쿠폰은 상업적 용도를 위한 최종 디스플레이 디바이스와 반드시 동일할 필요는 없다. 여기서의 특정 실시예는 제한적인 것으로 여겨지지 않아야 한다.
실시예 1 내지 실시예 12와 비교예 1 내지 비교예 12
이들 실시예는 간단히 "확산 접착제" 및 "나노구조체" 유형으로 표기된 2가지 특정 유형의 색보정 구성요소를 포함한다. 이들 예에 대한 시험 결과는 통상의 OLED 디스플레이 디바이스를 특성화하는 데 유용한 청색 스펙트럼 성분(청색 서브픽셀들)에 초점을 둔다. 각각의 실시예에 대한 베이스 OLED는 대응하는 비교예(CE)로서 열거되어 있어서, 예를 들어 CE-1은 실시예 1에 대한 베이스 OLED에 대응하게 된다.
재료:
Figure pct00011
시험 방법:
OLED 측정 방법의 표준 세트는 휘도-전류-전압(LIV) 및 전계발광 스펙트럼 측정을 포함한다. 이들 측정은 PR655 분광방사계(미국 캘리포니아주 채스워스 소재의 포토 리서치, 인크.(Photo Research, Inc.)) 및 키슬리(Keithley) 2400 소스미터(Sourcemeter)(미국 오하이오주 클리브랜드 소재의 키슬리 인스트루먼츠 인크.(Keithley Instruments Inc.))를 이용하였다. 이들 광학 측정치는 PR655 카메라에 대해, 색보정 구성요소를 갖거나 갖지 않은 상태의 OLED 디바이스를 회전시킴으로써 각도의 함수로서 얻었다. 각각의 OLED 디바이스를 대조예로서 색보정 구성요소를 갖지 않는 상태에서 시험하였고; 후속으로, 색보정 구성요소를 OLED에 라미네이팅하고, 다시 밝기 및 색 특성에 대해 평가하였다.
확산 접착제 유형 색보정 구성요소에 대한 투과율, 탁도, 및 투명도 측정은 헤이즈가드(Hazegard)(독일 베젤 소재의 비와이케이-케미 게엠베하(BYK-Chemie GmbH), ASTM D1003-13에 따름)를 사용하여 실시하였다.
OLED 샘플 제조:
유기 및 금속 층에 대해서는 약 10-7 Torr의 기저 압력에서 표준 진공 열 증발을 사용하고, 산화물 층에 대해서는 약 10-3 Torr의 기저 압력에서 진공 스퍼터링을 사용하여 청색 상부-방출형(TE) OLED 시험 쿠폰을 구축하였다.
폴리싱된 유리 기재 상에 100 nm 두께로 침착된 알루미늄의 제1 층 및 알루미늄 층의 상부 상에 15 nm 두께로 침착된 산화인듐주석(ITO)의 제2 층으로 구성된 애노드를 제조하였다. 픽셀 형성 층(pixel defining layer)을 적용하여 시험 쿠폰을 형성하는 데 유용한 4 × 4 mm 픽셀을 형성하였다. OLED 층들을 하기 순서로 침착시켰다: TCTA와 유사한 제1 정공 수송 층(HTL)(100 nm), 2TNATA와 유사한 전자 차단 층(10 nm), TBPi와 유사한 재료 및 및 방출 도펀트 재료 피르픽으로 구성된 방출 층 - 방출 층은 약 10 중량%의 방출 도펀트를 함유함 -, TPBi의 전자 수송 층(ETL)(50 nm), LiF의 전자 주입 층(1.5 nm), 은과 마그네슘의 혼합물로 제조된 캐소드(8 nm) - 캐소드는 약 10 중량%의 은을 함유함 -, 및 TCTA의 캡핑 층(65 nm). 제1 스퍼터링된 Al2O3 층(50 nm), 증발을 통해 침착된 유기 평활 층(E200)(2.5 um), 및 제2 Al2O3 층(50 nm)으로 이루어진 일련의 봉지 층들을 OLED 캡핑 층의 상부 상에 침착시켰다.
확산 접착제 유형 색보정 구성요소의 제조:
확산 접착제 유형의 색보정 구성요소의 제조 방법은 미국 특허 제9,960,389호(하오 등)에 기술되어 있다. 베이스 접착제 용액을 다음과 같이 제조하였다. EHA(55 부), iBOA(25 부), HEA(20 부), 및 0.02 부의 D-1173을 첨가함으로써 단량체 프리믹스를 제조하였다. 혼합물을 질소(불활성) 분위기 하에서, 자외선 발광 다이오드(UVA-LED)에 의해 발생된 자외 방사선에 노출시킴으로써 부분 중합하여, 점도가 약 1000 센티푸아즈(cps)인 코팅가능한 시럽을 생성하였다. 이어서, HDDA(0.15 부), 이르가큐어 651(0.15 부), 및 KBM-403(0.05 부)을 시럽에 첨가하여 균질한 접착제 코팅 용액을 형성하였다.
이들 실시예의 경우, 특정 확산 접착제는 굴절률이 1.48인 베이스 아크릴 접착제 매트릭스 내로 로딩된 2 μm 직경의 실리콘 비드(4 중량%의 토스펄 120A, 굴절률 1.42; 미국 뉴욕주 워터포드 소재의 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼즈로부터 입수가능함)를 포함하였다. 먼저, 비드를 접착제 용액에 첨가하고, 이어서 오버헤드 지피(Jiffy) LM 핀트(Pint) 혼합기(미국 캘리포니아주 코로나 소재의 지피 믹서 컴퍼니 인크(Jiffy Mixer Co. inc)에 의해 제조됨)를 사용하여 2시간 동안 기계적으로 교반하였다. 기계적 교반 후, 혼합물을 추가 24시간 동안 혼합 롤러 상에 놓아두었다. 이들 샘플에 대한 최종 코팅 두께는 63 μm였다. 확산 접착제 색보정 구성요소는 측정된 투과율, 탁도, 및 투명도가 각각 92.5%, 81.9%, 및 91.4%였다.
나노구조체 유형 색보정 구성요소의 제조:
나노구조체 유형 색보정 구성요소는 국제 특허 출원 공개 WO 2017/205174호(프라이어 등)에 전반적으로 기술되어 있다. 이들 실시예의 경우, 광학 투명 접착제(미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니로부터 입수가능한 OCA 8146)를 사용하여 특정 나노구조화된 필름을 OLED 디바이스에 라미네이팅하였다. 이러한 특정 나노구조화된 필름은 125 nm의 제곱평균제곱근 진폭(Var로도 표기됨)을 갖고, 25 μm-1 내지 37 μm-1 파수의 환체 내에 집중된 실질적으로 방위각 대칭인 파워 스펙트럼 밀도(PSD)를 갖는 저굴절률 층과 고굴절률 층 사이의 나노구조체들을 이용하였다. 베어(bare) OLED 디바이스의 기준선 측정 후에, 고굴절률(예를 들어, n=1.85) 나노구조화된 층을 두 번째 측정을 위해 OLED 스택에 라미네이팅하였다.
실시예 설명:
실시예 1 내지 실시예 8의 경우, 일련의 청색 TE OLED를 전술된 바와 같이 제조하였으며, 여기서 HTL 층은 100 nm부터 115 nm까지 체계적으로 변동시켰다. 이들 디바이스에 확산 접착제 유형의 색보정 구성요소를 매칭시켜 실시예 1 내지 실시예 8을 형성하였다. 다시, 이들 실시예 각각을 확산 접착제 색보정 구성요소를 갖는 상태(실시예 1 내지 실시예 8) 및 이것을 갖지 않는 상태(비교예 1 내지 비교예 8) 둘 모두에서 시험하였다.
실시예 9 내지 실시예 12의 경우, 일련의 청색 TE OLED를 전술된 바와 같이 제조하였으며, 여기서 HTL 두께는 94 nm부터 103 nm까지 체계적으로 변동시켰다. 이들 디바이스에 나노구조체 유형의 색보정 구성요소를 매칭시켜 실시예 9 내지 실시예 12를 형성하였다.
시험 결과:
확산 접착제 유형 색보정 구성요소를 사용한 실시예 1 내지 실시예 8 및 비교예 1 내지 비교예 8에 대한 결과(청색 축방향 효율, 60도의 시야각에서의 효율, 및 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 청색점 색변이)가 표 A에 나타나 있다:
[표 A]
Figure pct00012
비교예 6(대조예)은 0.053의 색변이(0 내지 45도에서의 최대 색변이 (Δu'v'))를 나타내었으며, 이는 색보정 구성요소의 추가에 의해 색변이가 0.017로 감소되었다(실시예 6). 또한, 비교에 의하면, 실시예 6의 디바이스는 1.99 [cd/A]의 효율을 나타내었는데, 이와 비교하여 비교예 4의 베어 디바이스는 1.44 [cd/A]의 효율을 가졌다. 이는, 색변이는 비견되면서, 38% 더 높은 효율을 나타내었다. 실시예 6의 색변이는 0.017이었는데, 이와 비교하여 비교예 4(대조예)에서는 색변이가 0.019였다.
실시예 1 내지 실시예 8 및 비교예 1 내지 비교예 8에 따라 제조된 다양한 샘플에 대한 청색 축방향 효율 및 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 청색점 색변이가 도 34에 나타나 있다.
나노구조체 유형 색보정 구성요소를 사용한 실시예 9 내지 실시예 12 및 비교예 9 내지 비교예 12에 대한 결과(청색 축방향 효율, 및 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 청색점 색변이)가 표 B에 나타나 있다:
[표 B]
Figure pct00013
비교예 10(대조예)은 0.013의 색변이 (0 내지 45도에서의 최대 색변이 (Δu'v'))를 나타내었으며, 이는 색보정 구성요소의 추가에 의해 색변이가 0.009로 감소되었다(실시예 10). 또한, 비교에 의하면, 실시예 11의 디바이스는 1.37 [cd/A]의 효율을 나타내었는데, 이와 비교하여 비교예 10의 베어 디바이스는 1.17 [cd/A]의 효율을 가졌다. 이는, 색변이는 비견되면서, 17% 더 높은 효율을 나타내었다. 실시예 11의 색변이는 0.013이었는데, 이와 비교하여 비교예 10(대조예)에서는 색변이가 0.013이었다.
실시예 9 내지 실시예 12 및 비교예 9 내지 비교예 12에 따라 제조된 다양한 샘플에 대한 청색 축방향 효율 및 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 청색점 색변이가 도 35에 나타나 있다.
실시예 13 내지 실시예 19 및 비교예 13 내지 비교예 19
적색, 녹색 및 청색 서브픽셀을 포함하는 OLED 디스플레이 패널을 모델링하였으며, 여기서 각각의 서브픽셀은 도 6에 도시된 층 구조를 가졌다.
국제 특허 출원 공개 WO 2017/205174호(프라이어 등)에 전반적으로 기술된 바와 같은 색보정 구성요소를 국제 특허 출원 공개 WO 2017/205174호(프라이어 등)에 기술된 광학 모델링 기법을 사용하여 디스플레이 패널에 대해 모델링하였다. 색보정 구성요소는 125 nm의 제곱평균제곱근 진폭(Var로도 표기됨)을 갖고, 25 μm-1 내지 37 μm-1 파수의 환체 내에 집중된 방위각 대칭 파워 스펙트럼 밀도(PSD)를 갖는 저굴절률 층과 고굴절률 층 사이의 나노구조체들을 이용하였다. 고굴절률(n=1.85) 층은 디스플레이 패널과 대면하도록 배치하였고, 저굴절률(n=1.5) 층은 디스플레이 패널로부터 멀어지는 쪽을 향하게 배치하였다. 광학 투명 접착제(OCA) 층을 색보정 구성요소와 방출 스택들의 TFE 사이에 배치하였다. 고굴절률 층, 저굴절률 층, 및 OCA 층 각각은 두께가 적어도 1 마이크로미터였다. OCA 층을 색보정 구성요소를 포함하지 않은 비교용 디스플레이 내에도 또한 포함시켰다. OCA의 굴절률은 저굴절률 층의 굴절률과 유사하였으며, OCA 층 또는 저굴절률 층 중 어느 것도 상당한 흡수를 갖지 않았기 때문에, 색보정 구성요소를 포함하는 디스플레이들의 광학 성능은 저굴절률 층의 상부 상에 제2 OCA 층을 추가함에 의한 실질적인 변화는 없을 것이다. 따라서, 색보정 구성요소를 포함하는 디스플레이와 색보정 구성요소를 포함하지 않는 비교용 디스플레이 패널 사이의 성능의 변화는 TFE의 상부 상의 OCA 내로의 색보정 구성요소의 삽입에 기인될 수 있다.
상대 색혼합 가중치는 지정된 시야각에서의 색혼합 가중치를 0도 시야각에서의 색혼합 가중치로 나눈 값으로서 결정하였다. 시야각 θi에서의 적색, 녹색 및 청색 원색에 대한 상대 색혼합 가중치는 각각 CMWB(θi), CMWG(θi), CMWR(θi)로 나타낸다. 5도 증분으로 0도부터 45도까지(종점 포함)의 10개의 시야각을 고려하였다. 원하는 청색-대-적색 색혼합 가중치의 비, βi, 및 녹색-대-적색 색혼합 가중치의 비, γi를 결정하였고, 원하는 비와 실제 비 사이의 제곱평균제곱근(rms) 차이를 하기 식을 사용하여 결정하였다:
Figure pct00014
비교용 디스플레이 패널의 경우, 원하는 값은 βi = 1 및 γi = 1이었다. 본 발명의 디스플레이 패널의 경우, βi 및 γi의 원하는 값은 앞서 표 2에 제공된 것들이었다.
다양한 OLED 층들에 대해 당업계에 알려진 재료에 대한 알려져 있거나 (타원법(ellipsometry)을 통해) 측정된 복소 굴절률을 광학 모델링에 사용하였다. 층들에 대한 재료의 주어진 선택에 대해, 층들의 두께를 변동시켰으며, 0.05 미만의 rms를 제공하는 두께를 가능한 설계로서 유지하였다. 적색, 녹색 및 청색 방출 스택 각각에 대해서는 정공 수송 층의 두께를 설계 파라미터로서 사용하였고, 완충 층 및 캡핑 층의 각각의 방출 스택에 대해서는 공통 두께를 설계 파라미터로서 사용하였다.
도 36 및 도 37은 당업계에 알려진 OLED 재료들의 한 세트에 대한 결과를 나타내고, 도 38 및 도 39는 당업계에 알려진 OLED 재료들의 다른 한 세트에 대한 결과를 나타낸다. 도 36은 βi = 1 및 γi = 1의 원하는 값을 갖는 비교용 디스플레이 패널에 대한 WPAEC-WPCSC 45 공간에서의 결과를 나타낸다. 도 37은 디스플레이 패널이 표 2에 주어진 βi 및 γi의 원하는 값을 갖는 색보정 구성요소를 포함하는 디스플레이에 대한 결과를 나타낸다. 점들의 상부 왼쪽 경계를 따른 성능 곡선들이 도 36 및 도 37에 개략적으로 예시되어 있다. 도 37의 성능 곡선은 도 36의 성능 곡선으로부터 개선되었는데, 이는, 그것이 더 낮은 백색점 색변이(그리고 또한 더 높은 청색 축방향 효율(예시되지 않음))로 시프트되기 때문이다. 유사하게, 도 38은 βi = 1 및 γi = 1의 원하는 값을 갖는 비교용 디스플레이 패널에 대한 WPAEC-WPCSC 45 공간에서의 결과를 나타내고, 도 39는 디스플레이 패널이 표 2에 주어진 βi 및 γi의 원하는 값을 갖는 색보정 구성요소를 포함하는 디스플레이에 대한 결과를 나타낸다. 점들의 상부 왼쪽 경계를 따른 성능 곡선들이 도 38 및 도 39에 개략적으로 예시되어 있다. 도 39의 성능 곡선은 도 38의 성능 곡선으로부터 개선되었는데, 이는, 그것이 더 낮은 백색점 색변이 및 더 높은 백색점 축방향 효율, 그리고 또한 더 높은 청색 축방향 효율(예시되지 않음)로 시프트되기 때문이다.
표 C는 색보정 구성요소가 추가될 때의 도 36의 비교용 디스플레이 패널(비교예 13 및 비교예 14)에 대한 추가의 결과, 및 색보정 구성요소가 제거될 때의 도 40의 디스플레이(실시예 13 및 실시예 14)에 대한 추가의 결과를 제공한다.
[표 C]
Figure pct00015
제조 변동에 대한 디스플레이의 성능의 감도를 결정하기 위하여, 2% 제곱평균제곱근 정상 랜덤 두께 오차를 색보정 구성요소를 갖는 디스플레이 1 및 2와 색보정 구성요소를 갖지 않는 비교용 디스플레이 CE-13 및 CE-14에 대해 5-층 두께(적색, 녹색, 및 청색 HTL 두께, 및 완충 층 및 캡핑 층 두께)에 추가하였다. 공칭 성능점에 대한 WPAE-WPCS45 공간에서의 퍼짐은 비교용 디스플레이 CE-13 및 CE-14에 대해서보다 디스플레이 1 및 2에 대해 상당히 더 작은 것으로 밝혀졌다. 퍼짐의 크기는 지정된 성능 기준을 만족시키는 디스플레이의 %로 정의되는 수율에 의해 특성화될 수 있다. 비교용 디스플레이 CE-13 및 디스플레이 실시예 13은 비교적 높은 효율 및 비교적 높은 색변이 설계를 나타내기 때문에, 비교용 디스플레이 CE-13 및 디스플레이 실시예 13에 대한 지정된 성능 기준은 0.02 미만의 WPCS45 및 36 cd/A 초과의 WPAE인 것으로 취해졌다. 수율은 디스플레이 실시예 13에 대해서는 88%이고 비교용 디스플레이 CE-13에 대해서는 75%인 것으로 밝혀졌다. 비교용 디스플레이 CE-14 및 디스플레이 실시예 2는 비교적 낮은 효율 및 비교적 낮은 색변이 설계를 나타내기 때문에, 비교용 디스플레이 CE-14 및 디스플레이 실시예 14에 대한 지정된 성능 기준은 0.01 미만의 WPCS45 및 31 cd/A 초과의 WPAE인 것으로 취해졌다. 수율은 디스플레이 실시예 14에 대해서는 90%이고 비교용 디스플레이 CE-14에 대해서는 55%인 것으로 밝혀졌다.
나노구조화된 색보정 구성요소를 갖는 상태 및 갖지 않는 상태의 청색 서브픽셀을 전술된 바와 같이 모델링하였고, 청색 축방향 효율 및 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 청색점 색변이를 모델링으로부터 결정하였다. 나노구조화된 유형 색보정 구성요소를 사용한 실시예 15 내지 실시예 19 및 비교예 15 내지 비교예 19에 대한 결과가 표 D에 열거되어 있다:
[표 D]
Figure pct00016
비교예 16은 1.11 [cd/A]의 효율과 함께 0.010의 색변이(0 내지 45도의 최대 색변이 (Δu'v'))를 나타낸 반면, 비교에 의하면, 실시예 17의 디바이스는 0.011의 색변이와 함께 1.58 cd/A의 효율을 나타내었다. 이는 42% 더 높은 효율을 나타낸 반면, 색변이는 비견되었다.
계산된 청색 축방향 효율 vs. 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 청색점 색변이가 도 40에 나타나 있다. 색보정 구성요소를 갖지 않는 디스플레이 패널에 대한 계산된 경우 및 측정된 경우(실시예 9 내지 실시예 12 및 비교예 9 내지 비교예 12에 대해 기술된 바와 같음)의 청색 축방향 효율 vs. 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 청색점 색변이가 도 45에 나타나 있다. 모델링된 HTL 두께는 95 nm부터 109 nm까지 변동되었고, 실험 데이터는 109 nm부터 113 nm까지의 HTL 두께에 대한 것이었다. 계산된 값과 측정된 값에 대하여 가까운 결과를 제공하도록 HTL 두께 범위의 차이를 선택하였다. HTL 두께의 이러한 시프트는 모델링된 변수와 실험 변수 사이의 약간의 불일치에 기인할 가능성이 가장 높다. 이들 결과는 모델링이 청색 축방향 효율 vs. 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 청색점 색변이에서의 경향을 정확하게 포착함을 나타낸다.
"약"과 같은 용어는 그것이 본 명세서에서 사용되고 기술된 맥락에서 당업자에 의해 이해될 것이다. 특징부 크기, 양 및 물리적 특성을 표현하는 양에 적용되는 바와 같은 "약"의 사용은, 그것이 본 명세서에서 사용되고 기술된 맥락에서 당업자에게 달리 명백하지 않다면, "약"은 명시된 값의 10% 이내를 의미하는 것으로 이해될 것이다. 명시된 값이 약으로서 주어진 양은 정확하게 그 명시된 값일 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 사용되고 기술된 맥락에서 당업자에게 달리 명백하지 않다면, 약 1의 값을 갖는 양은 그 양이 0.9 내지 1.1의 값을 갖고, 그 값이 1일 수 있음을 의미한다.
전술한 내용에 언급된 모든 참고 문헌, 특허 및 특허 출원은 본 명세서에 전체적으로 일관된 방식으로 참고로 포함된다. 본 출원과 포함되는 참고 문헌의 부분들 사이에 불일치 또는 모순이 있는 경우, 전술한 설명에서의 정보가 우선할 것이다.
도면의 요소들에 대한 설명은, 달리 지시되지 않는 한, 다른 도면의 대응하는 요소들에 동등하게 적용되는 것으로 이해되어야 한다. 특정 실시 형태가 본 명세서에 예시 및 기술되었지만, 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 다양한 대안 및/또는 등가의 구현예가 도시되고 기술된 특정 실시 형태를 대신할 수 있다는 것이 당업자에 의해 인식될 것이다. 본 출원은 본 명세서에 논의된 특정 실시 형태의 임의의 개조 또는 변형을 포함하도록 의도된다. 따라서, 본 발명은 오직 청구범위 및 그의 등가물에 의해서만 제한되는 것으로 의도된다.

Claims (20)

  1. 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이의 제조 방법으로서,
    OLED 디스플레이 패널을 제공하되, 복수의 설계 파라미터들의 하나 이상의 값을 제외하고 그 이외에는 OLED 디스플레이 패널과 동등한 복수의 비교용 디스플레이 패널들 중의 각각의 비교용 디스플레이 패널이, 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 백색점 색변이(white-point color shift), WPCSC 45 및 백색점 축방향 효율(white-point axial efficiency), WPAEC를 갖도록 제공하는 단계 - 복수의 비교용 디스플레이 패널들은 WPCSC 45 -WPAEC 공간 내의 성능점들의 경계를 따른 성능 곡선을 정의하고, 성능 곡선은 가장 낮은 허용가능한 효율을 갖는 제1 종점으로부터 가장 큰 허용가능한 백색점 색변이 WPCS45 LA를 갖는 제2 종점까지 연장되고, 제공하는 단계는 OLED 디스플레이 패널이, 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 백색점 색변이, WPCS0 45 및 백색점 축방향 효율, WPAE0을 갖도록 복수의 설계 파라미터들을 선택하는 단계를 포함하며, WPCS0 45 및 WPAE0은 성능 곡선의 오른쪽에 있는 디스플레이 패널의 성능점을 정의하고, 디스플레이 패널의 성능점으로부터 WPCSC 45 축을 따른 성능 곡선까지의 거리는 적어도 0.005임 -; 및
    OLED 디스플레이 패널 상에 색보정 구성요소(color-correction component)를 배치하는 단계 - 색보정 구성요소는 디스플레이가, 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 백색점 색변이, WPCS45 및 백색점 축방향 효율, WPAE를 갖도록 구성되며, WPCS45 및 WPAE는 성능 곡선의 위쪽에 또는 왼쪽에 있는 디스플레이의 성능점을 정의함 - 를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 제공하는 단계는 WPCS0 45가 WPCS45 LA보다 더 크도록 복수의 설계 파라미터들을 선택하는 단계를 포함하는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제공하는 단계는 OLED 디스플레이 패널을 설계하는 단계를 포함하며, 설계하는 단계는 복수의 설계 파라미터들을 식별하는 단계를 포함하는, 방법.
  4. 제3항에 있어서, 설계하는 단계는 하나 이상의 경사 시야각에서 OLED 디스플레이 패널의 색혼합 가중치(color mixing weight)의 불균형을 의도적으로 생성하도록 복수의 설계 파라미터들의 값을 선택하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  5. 제4항에 있어서, 선택하는 단계 전에, 색보정 구성요소에 의해 제공되는 색보정을 특성화하는 단계를 추가로 포함하며, 선택하는 단계는 색보정 구성요소에 의해 제공되는 색보정이 색혼합 가중치의 불균형을 적어도 부분적으로 보정하도록 불균형을 선택하는 단계를 포함하는, 방법.
  6. 제4항에 있어서, OLED 디스플레이 패널은 복수의 픽셀들을 포함하며, 각각의 픽셀은 복수의 서브픽셀들을 포함하며, 각각의 서브픽셀은 복수의 OLED 층들을 포함하며, 복수의 설계 파라미터들은 복수의 OLED 층들 내의 각각의 층의 광학 두께를 포함하는, 방법.
  7. 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이의 제조 방법으로서,
    OLED 디스플레이 패널을 제공하되, 복수의 설계 파라미터들의 하나 이상의 값을 제외하고 그 이외에는 OLED 디스플레이 패널과 동등한 복수의 비교용 디스플레이 패널들 중의 각각의 비교용 디스플레이 패널이, 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 백색점 색변이, WPCSC 45, 백색점 축방향 효율, WPAEC, 및 청색 축방향 효율(blue axial efficiency), BAEC를 갖도록 제공하는 단계 - 제공하는 단계는 OLED 디스플레이 패널이, 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 백색점 색변이, WPCS0 45 및 백색점 축방향 효율, WPAE0을 갖도록 복수의 설계 파라미터들을 선택하는 단계를 포함하며, 적어도 하나의 비교용 디스플레이 패널의 경우, WPCSC 45는 WPCS0 45 - 0.005 이하이고 WPAEC는 WPAE0 - 1 Cd/A 이상임 -;
    OLED 디스플레이 패널 상에 색보정 구성요소를 배치하는 단계 - 색보정 구성요소는 디스플레이가 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이, WPCS45 및 청색 축방향 효율, BAE를 갖도록 구성되며, WPCS45는 WPCSC 45 + 0.005 미만이고, BAE는 BAEC보다 적어도 10% 더 큼 - 를 포함하는, 방법.
  8. 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이로서,
    0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이, WPCS0 45 및 백색점 축방향 효율, WPAE0을 갖는 픽셀화된(pixelated) OLED 디스플레이 패널 - 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널은 복수의 픽셀들을 포함하며, 각각의 픽셀은 복수의 서브픽셀들을 포함하며, 각각의 서브픽셀은 복수의 OLED 층들을 포함함 -; 및
    픽셀화된 OLED 디스플레이 패널 상에 배치된 색보정 구성요소 - 색보정 구성요소는 디스플레이가 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이, WPCS45 및 백색점 축방향 효율, WPAE를 갖도록 구성됨 - 를 포함하며,
    OLED 층들의 하나 이상의 상이한 광학 두께를 갖는 것을 제외하고 그 이외에는 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널과 동등한 복수의 비교용 디스플레이 패널들이 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이, WPCSC 45 및 백색점 축방향 효율, WPAEC를 가지며, 복수의 비교용 디스플레이 패널들은 WPCSC 45-WPAEC 공간 내의 성능점들의 경계를 따른 제1 성능 곡선을 정의하고,
    OLED 층들의 하나 이상의 상이한 광학 두께를 갖는 것을 제외하고 그 이외에는 디스플레이와 동등한 복수의 비교용 디스플레이들이 WPCSC 45-WPAEC 공간 내의 성능점들의 경계를 따라 제2 성능 곡선을 정의하며, 제2 성능 곡선은 제1 성능 곡선의 위쪽에 또는 왼쪽에 있으며, WPCS45 및 WPAE는 실질적으로 제2 성능 곡선을 따른 디스플레이의 성능점을 정의하고,
    제2 성능 곡선 및 복수의 비교용 디스플레이들은 WPCSC 45-WPAEC 공간에서 제3 성능 곡선을 정의하되, 제2 성능 곡선을 따른 성능점을 갖는 복수의 비교용 디스플레이들 중의 각각의 비교용 디스플레이에 대해, 비교용 디스플레이로부터 색보정 구성요소를 제거한 결과가 제3 성능 곡선을 따른 성능점을 갖는 비교용 디스플레이 패널이 되도록 하는 것으로 정의하며, 제3 성능 곡선은 제1 성능 곡선의 오른쪽에 있고, WPCS0 45 및 WPAE0은 실질적으로 제3 성능 곡선을 따른 디스플레이 패널의 성능점을 정의하는, 디스플레이.
  9. 제8항에 있어서, 복수의 비교용 디스플레이 패널들 중의 비교용 디스플레이 패널의 WPCSC 45는 WPCS0 45 - 0.005 이하이고, 비교용 디스플레이 패널의 WPAEC는 WPAE0 -1 Cd/A 이상이고, WPCS45는 비교용 디스플레이 패널의 WPCSC 45 미만인, 디스플레이.
  10. 제9항에 있어서, 복수의 서브픽셀들은 복수의 청색 서브픽셀들을 포함하며, 각각의 청색 서브픽셀은 정공 수송 층을 가지며, 청색 서브픽셀의 정공 수송 층의 두께는 비교용 디스플레이 패널에서의 대응하는 청색 서브픽셀의 정공 수송 층의 두께의 1.02 내지 1.1배인, 디스플레이.
  11. 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이로서,
    0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이, WPCS0 45 및 백색점 축방향 효율, WPAE0을 갖는 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널 - 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널은 복수의 픽셀들을 포함하며, 각각의 픽셀은 복수의 서브픽셀들을 포함하며, 각각의 서브픽셀은 복수의 OLED 층들을 포함함 -; 및
    픽셀화된 OLED 디스플레이 패널 상에 배치된 색보정 구성요소 - 색보정 구성요소는 디스플레이가 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이, WPCS45 및 백색점 축방향 효율, WPAE를 갖도록 구성됨 - 를 포함하며,
    OLED 층들의 하나 이상의 상이한 광학 두께를 갖는 것을 제외하고 그 이외에는 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널과 동등한 복수의 비교용 디스플레이 패널들이 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이, WPCSC 45 및 백색점 축방향 효율, WPAEC를 가지며, 복수의 비교용 디스플레이 패널들은 WPCSC 45-WPAEC 공간 내의 성능점들의 경계를 따른 성능 곡선을 정의하며, WPCS45 및 WPAE는 디스플레이의 성능점을 정의하며, 디스플레이의 청색 축방향 효율 BAE가, 성능 곡선을 따른 성능점을 갖고 백색점 축방향 효율이 WPAE의 5% 이내인 복수의 비교용 디스플레이 패널들 중의 제1 비교용 디스플레이 패널의 청색 축방향 효율 BAEC보다 적어도 10% 더 큰, 디스플레이.
  12. 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이로서,
    0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이, WPCS0 45 및 백색점 축방향 효율, WPAE0을 갖는 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널 - 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널은 복수의 픽셀들을 포함하며, 각각의 픽셀은 복수의 서브픽셀들을 포함하며, 각각의 서브픽셀은 복수의 OLED 층들을 포함하며, OLED 층들의 하나 이상의 상이한 광학 두께를 갖는 것을 제외하고 그 이외에는 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널과 동등한 비교용 디스플레이 패널이 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이, WPCSC 45, 백색점 축방향 효율, WPAEC, 및 청색 축방향 효율, BAEC를 가지며, WPCSC 45는 WPCS0 45 - 0.005 이하임 -; 및
    픽셀화된 OLED 디스플레이 패널 상에 배치된 색보정 구성요소 - 색보정 구성요소는 디스플레이가 0도부터 45도까지의 최대 백색점 색변이, WPCS45 및 청색 축방향 효율, BAE를 갖도록 구성되며, WPCS45는 WPCSC 45 + 0.005 미만이고, BAE는 BAEC보다 적어도 10% 더 큼 - 를 포함하는, 디스플레이.
  13. 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이로서,
    30도에서의 청색-대-적색 색혼합 가중치의 비, β0 30, 및 45도에서의 청색-대-적색 색혼합 가중치의 비, β0 45를 가지며, 여기서 β0 45 > β0 30 ≥ 1.05 및 1.5 ≥ β0 45 ≥ 1.1인 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널 -; 및
    픽셀화된 OLED 디스플레이 패널 상에 배치된 색보정 구성요소 - 색보정 구성요소는 디스플레이의 45도에서의 청색-대-적색 색혼합 가중치의 비가 β45가 되도록 그리고 디스플레이의 30도에서의 청색-대-적색 색혼합 가중치의 비가 β30이 되도록 구성되며, 여기서, β0 45 - 0.1 ≥ β45 ≥ 2.1 - β0 45, 및 β0 30 - 0.05 ≥ β30 ≥ 2.05 - β0 30임 - 를 포함하는, 디스플레이.
  14. 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이로서,
    복수의 픽셀들을 포함하는 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널 - 각각의 픽셀은 복수의 서브픽셀들을 포함하며, 각각의 서브픽셀은 복수의 OLED 층들을 포함함 -; 및
    픽셀화된 OLED 디스플레이 패널 상에 배치된 색보정 구성요소 - 색보정 구성요소는 디스플레이가, 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 청색점 색변이, BPCS45 및 청색 축방향 효율, BAE를 갖도록 구성됨 - 를 포함하며,
    OLED 층들의 하나 이상의 상이한 광학 두께를 갖는 것을 제외하고 그 이외에는 픽셀화된 OLED 디스플레이 패널과 동등한 제1 비교용 디스플레이 패널이, 시야각이 0도부터 45도까지 변할 때의 최대 청색점 색변이, BPCSC1 45 및 청색 축방향 효율, BAEC1을 가지며, 여기서 BPCSC1 45는 BPCS45의 0.0025 이내이고, BAE는 BAEC1보다 적어도 10% 더 크거나; 또는
    BAEC1은 BAE의 5% 이내이고, BPCSC1 45는 BPCS45보다 적어도 0.005 더 큰, 디스플레이.
  15. 제8항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 색보정 구성요소는 파장 및 편광 의존성 부분 반사기를 포함하는, 디스플레이.
  16. 제15항에 있어서, 부분 반사기는 광학 스택(optical stack)을 포함하며, 광학 스택은 복수의 광학 반복 유닛들을 포함하고, 각각의 광학 반복 유닛은 제1 및 제2 중합체 층을 포함하고, 제1 축을 따른 제1 중합체 층과 제2 중합체 층 사이의 굴절률 차이는 Δny이고, 직교하는 제2 축을 따른 제1 중합체 층과 제2 중합체 층 사이의 굴절률 차이는 Δnx이고, |Δnx|는 적어도 0.1이고 |Δny|는 0.04 이하이며, 제2 축을 따른 굴절률에 대해, 광학 반복 유닛들은 광학 스택의 제1 면에 근접한 최소 광학 두께 T1 및 광학 스택의 반대편 제2 면에 근접한 최대 광학 두께 T2를 갖고, (T2-T1)/(T2+T1)은 0.05 내지 0.2의 범위이고, T2는 적어도 350 nm 및 1250 nm 이하인, 디스플레이.
  17. 제8항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 색보정 구성요소는 색보정 필름을 포함하며, 색보정 필름은
    복수의 미세층들을 포함하고, 각각의 미세층은 550 nm에서의 그의 3개의 직교 굴절률들 사이의 최대 차이가 0.05 이하이고, 각각의 미세층은 550 nm에서의 3개의 직교 굴절률의 산술 평균인 평균 굴절률을 갖고;
    복수의 미세층들은 교번하는 고굴절률 미세층과 저굴절률 미세층의 층 쌍(layer pair)들로 구성되고, 각각의 고굴절률 미세층의 평균 굴절률은 각각의 저굴절률 미세층의 평균 굴절률보다 0.15 내지 0.75만큼 더 크고;
    층 쌍들은 각각 550 nm에서의 광학 두께가 150 nm 내지 550 nm이고, 층 쌍들 중 적어도 절반은 550 nm에서의 광학 두께가 275 nm 내지 400 nm이고;
    색보정 필름은 명소시의 가중된(photopically weighted), 수직 입사에서의 비편광된 가시광의 적어도 80%를 투과시키기에 충분히 적은 미세층들을 갖고;
    색보정 필름은 60도 입사에서의 비편광된 광의 적어도 하나의 파장의 적어도 15%를 반사하기에 충분한 미세층들을 갖는, 디스플레이.
  18. 제8항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 색보정 구성요소는 중합체 필름을 포함하며, 중합체 필름은 2개의 주 표면을 갖는 제1 중합체 층을 포함하며, 제1 중합체 층은
    n1의 굴절률을 갖는 제1 재료를 포함하는 제1 중합체 영역;
    제1 중합체 영역 내의 상호연결된 기공들 및 채널들의 네트워크를 포함하는 제2 영역 - 채널들은 n2의 굴절률을 갖는 제2 재료를 포함함 - 을 포함하며,
    제1 재료는 제1 탄성 중합체 재료 및 선택적인 입자들을 포함하고;
    제2 재료는 제2 중합체 재료 및 선택적인 입자들; 및/또는 공기를 포함하는, 디스플레이.
  19. 제8항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 색보정 구성요소는 중합체 필름을 포함하며, 중합체 필름은 2개의 주 표면을 갖는 제1 중합체 층을 포함하며, 제1 중합체 층은 무공극(void free)이고,
    굴절률 n1을 갖는 제1 중합체 매트릭스; 및
    제1 중합체 매트릭스 내에 균일하게 분산된, 굴절률 n2를 갖는 입자들을 포함하며, 입자들은 제1 중합체 층의 부피를 기준으로 30 부피% 미만의 양으로 존재하고, 입자 크기 범위가 400 nm 내지 3000 nm이고, n2는 n1과 상이한, 디스플레이.
  20. 제8항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 색보정 구성요소는 제1 층 및 제2 층과 이들 층 사이의 나노구조화된 계면을 포함하는, 디스플레이.
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