JP2021093300A

JP2021093300A - 封止材および表示装置

Info

Publication number: JP2021093300A
Application number: JP2019223466A
Authority: JP
Inventors: 動旭趙; Dong-Uk Cho
Original assignee: LG Display Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2019-12-11
Filing date: 2019-12-11
Publication date: 2021-06-17
Also published as: KR20210074168A

Abstract

【課題】低吸湿（低蒸気透過率）、かつ、高放熱性能（高熱伝導率）の性質を有する封止材を提供する。【解決手段】絶縁性封止材に、窒化ホウ素が分散・配向していることを特徴とする封止材により、上記の課題を解決する。【選択図】図３

Description

本発明は、絶縁性封止材に、窒化ホウ素が分散・配向していることを特徴とする封止材、この封止材を用いた表示デバイス、および表示装置に関する。

特許文献１には、絶縁性低下の原因となっている封止層の耐湿性を向上させ、マイグレーションなどの接続不良を低減することが可能な実装構造を備えたプラズマディスプレイパネルが紹介されている。

この文献では、絶縁封止材を用いて実装部が保護されている。しかしながら、高解像度の表示装置では、電極間隔が１０μｍ程度と狭いため、低吸湿（低蒸気透過率）、かつ、高放熱性能（高熱伝導率）の封止材が必要であるという問題があった。

特開２０１０−２４４７０８号

本発明は、低吸湿（低蒸気透過率）、かつ、高放熱性能（高熱伝導率）の性質を有する封止材を提供することを目的とする。

本発明者は、鋭意検討を行った結果、絶縁性封止材に、窒化ホウ素が分散・配向していることを特徴とする封止材により、上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

本発明に係る封止材は、絶縁性封止材に、窒化ホウ素が分散・配向していることを特徴とする。

本発明に係る封止材において、窒化ホウ素の配向度が０．３以上１．０以下であることが好ましい。

本発明に係る封止材において、窒化ホウ素のアスペクト比が５：１以上であることが好ましい。

本発明に係る封止材において、窒化ホウ素の面方向の熱伝導率が６０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。

本発明に係る封止材において、窒化ホウ素が六方晶窒化ホウ素であることが好ましい。

また本発明は、本発明の封止材を用いた、表示デバイスにも関する。

本発明の表示デバイスは、封止材がガラス基板に構造形成された側面封止材料として実装されていることが好ましい。

また本発明の表示デバイスは、封止材が基板の側面に実装されていることも好ましい。

さらに本発明の表示デバイスは、封止材がフレキシブル基板に構造形成された側面封止材料として実装されていることもまた好ましい。

さらに本発明の表示デバイスは、有機ＥＬ（Ｏｒｇａｎｉｃｅｌｅｃｔｒｏ−ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＯＥＬ）デバイスであることが好ましい。

本発明の有機ＥＬデバイスを構成する有機発光ダイオード（ｏｒｇａｎｉｃｌｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅｓ、ＯＬＥＤ）は、２０００Å以内の薄い有機薄膜から形成され、用いられる電極の構成により、単方向、または両方向への画像の具現化が可能である。また、有機発光ダイオードは、プラスチックのようなフレキシブルな透明基板上にも素子を形成することができるので、フレキシブル、またはフォルダブルな発光装置を具現化することができる。さらに、有機発光ダイオードは、低い電圧で駆動が可能であり、色純度に優れることから、液晶表示装置（ｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｄｉｓｐｌａｙｄｅｖｉｃｅ、ＬＣＤ）に比べて大きなメリットを有する。

また本発明は、前記の表示デバイスを備えた、表示装置にも関する。

本発明によれば、低吸湿（低蒸気透過率）、かつ、高放熱性能（高熱伝導率）の封止材を提供することができる。

一実施形態に係る表示装置の概略構成を示す図である。一実施形態に係る表示部における画素及び副画素の配列図である。封止材がガラス基板に実装されている表示デバイスの概念図を示す図である。封止材が基板の側面に実装されている表示デバイスの概念図を示す図である。封止材がフレキシブル基板に実装されている表示デバイスの概念図を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の効果を阻害しない範囲で適宜変更を加えて実施することができる。

図１は、本実施形態に係る表示装置の概略構成図である。本実施形態に係る表示装置は、入力されたＲＧＢデータに基づいて、表示部１に画像を表示する装置である。

表示装置の一例として挙げられるフレキシブル表示装置としては、折り畳みができる形態のフォルダブル（ｆｏｌｄａｂｌｅ）表示装置、巻き取りができる形態のローラブル（ｒｏｌｌａｂｌｅ）表示装置、曲げ伸ばしができる形態のベンダブル（ｂｅｎｄａｂｌｅ）表示装置などがあり得る。

フレキシブル表示装置の用途は、例えば、コンピュータの画像出力装置、大型ディスプレイ、テレビジョン受像機、スマートフォン、タブレット端末、ゲーム機等であり得るが、特に限定されるものではない。

また、本実施形態では、フレキシブル表示装置は、上部発光方式（トップエミッション）である場合について説明するが、発光方式は限定されない。

図１に示されているように、表示装置は、表示部１、タイミングコントローラー（ＴＣＯＮ）２、複数のソースドライブＩＣ（ＳＤＩＣ）３及び複数のゲートドライブＩＣ（ＧＤＩＣ）４を備える。表示部１は、行列状に配列された複数の画素を備えており、画像を表示する。

タイミングコントローラー２は、複数のソースドライブＩＣ３及び複数のゲートドライブＩＣ４と通信可能に接続されている。タイミングコントローラー２は、外部システムから入力されるタイミング信号（垂直同期信号、水平同期信号、データイネーブル信号等）に基づいて、複数のソースドライブＩＣ３及び複数のゲートドライブＩＣ４のタイミングを制御する。

また、タイミングコントローラー２は、外部システムから入力される入力信号であるＲＧＢデータに基づいて表示部１の各副画素の輝度を示すＲＧＢＷデータを生成し、ＲＧＢＷデータを複数のソースドライブＩＣ３に出力信号として出力する。なお、ソースドライブＩＣ３及びゲートドライブＩＣ４の個数は、図示したものに限定されるものではない。

複数のソースドライブＩＣ３の各々は、タイミングコントローラー２の制御に応じて、複数のデータラインを介して表示部１内の複数の画素を駆動するための電圧を供給する。複数のゲートドライブＩＣ４の各々は、タイミングコントローラー２の制御に応じて、複数のゲートラインを介して表示部１内の複数の画素にスキャン信号を供給する。このように、タイミングコントローラー２は、表示装置全体の動作を制御する表示制御装置として機能する。

なお、表示部１の表示面を画定する２辺の方向をそれぞれＸ軸方向及びＹ軸方向といい、表示面に垂直な方向（すなわち、Ｘ−Ｙ平面に垂直な方向）をＺ軸方向という。

図２は、本実施形態に係る表示部１における画素（Ｐｉｘｅｌ）１０及び副画素（ＳｕｂＰｉｘｅｌ）１１、１２、１３、１４の配列図である。表示部１は、複数の行及び複数の列をなすように配された複数の画素１０を備える。複数の画素１０の各々は、赤色の光を発する副画素１１、緑色の光を発する副画素１２、青色の光を発する副画素１３及び白色の光を発する副画素１４を含む。副画素１１、１２、１３、１４の輝度はソースドライブＩＣ３から出力される電圧に応じて制御される。副画素１１、１２、１３、１４が所定の輝度比で発光することにより、画素１０は加法混色によって種々の色を表示することができる。

［窒化ホウ素］
本発明の封止材は、絶縁性封止材に、窒化ホウ素が分散・配向していることを特徴とする。窒化ホウ素は絶縁性であり、かつ高熱伝導性の充填剤として機能している。

また、この窒化ホウ素の分散・配向により、高放熱性能を示す。絶縁性充填材である窒化ホウ素は、アルミニウムなどと同等な熱伝導性を有するため、電極間隔が１０μｍ程度と狭い、実装部に発する熱を側面全体に迅速に広げることが可能である。

窒化ホウ素の配向度（ＯｒｄｅｒＰａｒａｍｅｔｅｒ，Ｓ）は０．３以上１．０以下であることが好ましく、０．５以上１．0以下であることがより好ましく、０．７以上１．０以下であることがさらに好ましく、０．９以上１．０以下であることが最も好ましい。

なお、ここでいう配向とは、窒化ホウ素がランダムに存在している状態（何ら配向制御がなされていない状態、配向度０．０）から、各々の窒化ホウ素について、ある程度の揃った向きに配向するように制御されていればよい。したがって、必ずしも全ての窒化ホウ素が同一の方向に配向されている（配向度１．０）ことを要するものではない。なお、ここでいう配向とは、板状フィラーがランダムに存在している状態（何ら配向制御がなされていない状態）から、各々の板状フィラーについて、有機電界発光装置１の端面に鉛直な方向に対して垂直方向側に配向するように制御されていればよい。したがって、必ずしも全ての板状フィラーが同一の方向に配向されていることを要するものではない。

窒化ホウ素のアスペクト比は５：１以上であることが好ましく、１０：１以上であることがより好ましく、２０：１以上であることがさらに好ましく、３０：１以上であることが最も好ましい。

アスペクト比とは、形状異方性を示す指標である。一般的には矩形における長辺と短辺の比率を指すが、タイヤのような３次元形状の中の２次元平面（トーラス面）、あるいはロッドの長さや直径のようなものにも適用される。

窒化ホウ素の面方向の熱伝導率は６０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましく、８０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることがより好ましく、１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることがさらに好ましく、２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが最も好ましい。

窒化ホウ素は、六方晶窒化ホウ素であることが好ましい。窒化ホウ素には六方晶系（ｈｅｘａｇｏｎａｌ）の常圧相と、立方晶系（ｃｕｂｉｃ）の高圧相があり、ｈ−ＢＮ、ｃ−ＢＮと呼び分けられている。六方晶窒化ホウ素は、２００Ｗ／ｍ・Ｋを超える面方向の熱伝導率を有している。

［絶縁性封止材］
分散・配向している窒化ホウ素を含有する本発明の封止材を構成する絶縁性封止材の樹脂材料としては、特に限定されず、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂、ポリオレフィン樹脂、液晶ポリマー樹脂等を挙げることができ、これらの中でも、水蒸気透過率が低いという観点からエポキシ樹脂が好ましい。

上記の封止材を用いた領域の形成方法は、所望の領域に、封止材を塗布し、必要に応じて硬化させればよい。ここで用いる封止材の硬化形態は、熱硬化型、湿気硬化型、化学硬化型（二液混合）、ホットメルト型、紫外線硬化型等の何れであってもよい。封止材の塗布は、ディスペンサ塗布、スプレー塗布、インクジェット塗布等の何れであってもよい。また、絶縁性封止材を塗布した後、さらに放熱材料を塗布する工程が不要であるため、封止材を用いた領域の製造工程が複雑にならず、相対的に低コストで上記の封止材を用いた表示デバイスを提供することができる。

［表示デバイス］
本発明の表示デバイスには、本発明の封止材が用いられている。本発明の封止材に用いられている、絶縁性充填材である窒化ホウ素は、アルミニウムなどと同等な熱伝導性を有するため、電極間隔が１０μｍ程度と狭い、実装部に発する熱を側面全体に迅速に広げることが可能である。

また、窒化ホウ素が絶縁性封止材を構成する樹脂と積層され、腐食の原因であるイオンを運ぶ水蒸気の浸透を迷路効果により遅延させるため、腐食防止効果を有している。なお、実施例で後述するが、２〜５倍まで水蒸気の浸透を防ぐ効果を有している。

本発明の表示デバイスの一例として、封止材がガラス基板に実装されている態様を挙げることができる。この態様の概念図を図３に示す。

また、本発明の表示デバイスの一例として、封止材が基板の側面に実装されている態様を挙げることができる。この態様の概念図を図４に示す。

また、本発明の表示デバイスの一例として、封止材がフレキシブル基板に実装されている態様を挙げることができる。この態様の概念図を図５に示す。

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明したが、当該技術分野における通常の知識を有する者であればこれから様々な変形及び均等な実施の形態が可能である。

よって、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲で定義される本発明の基本概念を用いた当業者の様々な変形や改良形態も本発明に含まれる。

以下に実施例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。

［実施例１］
（封止材（放熱塗料）の放熱効果の検証）
アルミニウムシートの全面に封止材（放熱塗料、ＢＮ含有樹脂）を薄く塗って乾燥し、熱源の温度(ＴＣ＃４)を測定した。

［比較例１］
アルミニウムシートの全面に封止材（放熱塗料）を薄く塗って乾燥し、熱源の温度(ＴＣ＃４)を測定した。なお比較例１は、ＢＮ含有樹脂の代わりにUNI Cool（合同インキ株式会社製）を用いた例である。

その結果、本発明の封止材（放熱塗料）は、熱源の温度(ＴＣ＃４)を低下させる効果を有することが明らかになった。

また、アルミニウムシートだけでなく、ガラス板に対する本発明の封止材（放熱塗料）の放熱効果を検証した。その結果、本発明の封止材（放熱塗料）をアルミニウムシートやガラス板に塗ることで、熱源の温度（ＴＣ＃４）が１〜２℃程度低下していることが明らかになった。

なお、本発明の封止材に用いた窒化ホウ素は、アスペクト比が３０：１という形状を示していた。また、本発明の封止材に用いた窒化ホウ素は、面方向の熱伝導率が２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上という高い放熱性を示していた。また、他に知られている高放熱性封止材は導電性を有しているものの、本発明の封止材に用いた窒化ホウ素は絶縁性である。

［実施例２］
（封止材の水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）の測定）
窒化ホウ素（ＢＮ）の配向による封止材（混合樹脂）の水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）のシミュレーション結果を検証した。その結果、有機樹脂（絶縁性封止材）にＢＮを水平配向していると、２〜５倍まで、ＷＶＴＲ（水蒸気透過率）が減少することが明らかになった。例えば、ＷＶＴＲが５ｇ／ｍ^２／Ｄａｙの封止g材にＢＮを２０％混合し、配向度（ＯｒｄｅｒＰａｒａｍｅｔｅｒ，Ｓ）を０．８程度に配向しておくと、ＷＶＴＲを１．１ｇまで下げることが可能である。

Claims

絶縁性封止材に、窒化ホウ素が分散・配向していることを特徴とする、封止材。
窒化ホウ素の配向度が０．３以上１．０以下である、請求項１に記載の封止材。
窒化ホウ素のアスペクト比が５：１以上である、請求項１または２に記載の封止材。
窒化ホウ素の面方向の熱伝導率が６０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である、請求項１から３のいずれか一項に記載の封止材。
窒化ホウ素が六方晶窒化ホウ素である、請求項１から４のいずれか一項に記載の封止材。
請求項１から５のいずれか一項の封止材を用いた、表示デバイス。
封止材が構造形成された側面封止材料としてガラス基板に実装されている、請求項６に記載の表示デバイス。
封止材が基板の側面に実装されている、請求項６に記載の表示デバイス。
封止材がフレキシブル基板に構造形成された側面封止材料として実装されている、請求項６に記載の表示デバイス。
有機ＥＬデバイスである、請求項６から９のいずれか一項に記載の表示デバイス。
請求項６から１０のいずれか一項に記載の表示デバイスを備えた表示装置。