KR102073270B1

KR102073270B1 - Oled 봉지재, 그 제조방법 및 oled 봉지방법

Info

Publication number: KR102073270B1
Application number: KR1020170107532A
Authority: KR
Inventors: 장연
Original assignee: 장연
Priority date: 2017-08-24
Filing date: 2017-08-24
Publication date: 2020-03-02
Also published as: CN111033786B; WO2019039797A1; CN111033786A; KR20190021981A

Abstract

본 발명은 필름 형태로 제공되어 OLED 어레이 기판에 합지되는 OLED 봉지재, 그 제조방법 및 이를 이용한 OLED 봉지방법에 관한 것이다. 본 발명은 탁월한 방열특성을 갖는 다양한 소재를 시트형상의 모재로 선택하고 이러한 모재 하면에 가접착된 상태로 제공되어 봉지공정 완료 후 박리되는 별도의 자성 캐리어 부재를 OLED 봉지재의 일부로 일체 도입함으로써, 기존 봉지공정설비를 그대로 활용가능하면서도 방열특성 모재에 대한 선택의 폭을 방열특성은 우수하지만 기존에 거의 활용되지 못했던 알루미늄, 구리 또는 그라파이트와 같은 다양한 소재로 폭넓게 확장할 수 있어 OLED의 방열특성을 획기적으로 개선할 수 있고, 특히 최근의 고휘도·고화소의 대면적 디스플레이의 봉지공정에 유리하게 적용될 수 있다.

Description

OLED 봉지재, 그 제조방법 및 OLED 봉지방법{OLED ENCAPSULANT, MANUFACTURING THEREOF AND ENCAPSULATION METHOD OF OLED}

본 발명은 OLED 봉지재에 관한 것으로, 특히 필름 형태로 제공되어 OLED 어레이 기판에 합지되는 OLED 봉지재, 그 제조방법 및 이를 이용한 OLED 봉지방법에 관한 것이다.

일반적으로 유기발광다이오드(OLED; Organic Light Emitting Diode)는 저전력으로 구동되고 우수한 시야각, 명암비, 응답 속도의 장점을 가지며, 자발광 소자로서 액정표시장치와는 달리 별도의 광원을 요하지 않기 때문에 경량 박형의 디스플레이를 구현할 수 있는 것으로 알려져 있다. 이러한 OLED는 유기발광층, 전극층, TFT 등의 소자층이 형성된 어레이 기판(Array Substrate)의 전면 또는 배면으로 발광하는 방식으로 동작하며, 상기 소자층은 OLED 디스플레이 제조과정에서 봉지(encapsulation)되어 외부로부터 수분 또는 산소가 침투되지 않도록 보호되고 있다.

종래 OLED 봉지방식은 상기 소자층 주위로 글라스 프리트(frit)를 댐(dam) 형태로 도포한 후 레진을 충진하고 경화시키는 방식, 상기 소자층 위로 유무기 복합층을 반복 증착하여 도포하는 방식, 그리고 고분자 소재와 박형 글라스 또는 금속판 등이 합지(Laminating)된 필름 형태의 봉지재를 이용하여 상기 소자층를 보호하는 방식 등이 사용되고 있다. 이 중, 박형 금속판을 사용하는 봉지방식은 배면발광방식의 OLED 디스플레이에 적용되며, 내구성이 뛰어나고 곡면 디스플레이 구현이 용이할 뿐만 아니라 특히 우수한 방열특성으로 인해 TV와 같은 대면적 디스플레이에 유리하게 적용될 수 있는 것으로 알려져 있다.

현재 상기 박형 금속판을 사용하는 봉지공정은 봉지수지층과 박형 금속판으로 이루어진 봉지재를 진공챔버 내에서 정렬 고정하고, 소자층이 형성된 어레이 기판과 합지하는 방식으로 수행되는 것이 일반적인데, 이 경우 합지공정 중 정렬상태를 유지하기 위해 진공흡착방식에 의한 봉지재 고정방법이 제안될 수 있고 이러한 진공흡착방식의 고정은 봉지재 재질과 관계없이 적용할 수 있는 장점이 있으나 고가의 복잡한 설비를 이용해야 하고 석션(suction) 홀(hole)을 통하여 과도한 진공이 부가되면 박형 금속판의 국부적 변형으로 인하여 유기발광 소자층의 파손을 초래할 수도 있는 단점이 있어, 최근에는 박형 금속판 자체를 강자성 재료로 선택하여 자력을 이용한 고정방식이 주로 사용되고 있다.

한편 상기 박형 금속판을 자력으로 고정하는 방식의 경우 간단한 설비를 이용해 저비용으로 구현할 수 있고 제품 불량이 적은 측면에서 진공흡착방식보다 유리하지만, 봉지재 고정을 위해 박판 금속판을 강자성 소재로 한정해야 하고 또한 봉지재 경화공정 중 발생하는 열팽창으로 인한 어레이 기판 계면과의 응력을 최소화하기 위하여 박형 금속판의 열팽창계수가 가능한 한 낮아야 하기 때문에 재질 선택의 폭은 상기 진공흡착방식보다 극히 제한적이다. 실제 현장 적용되고 있는 박형 금속판의 재질은 강자성을 가지면서 1.5~3 10^-6 K^- ¹정도의 낮은 열팽창 계수를 갖는 철/니켈 합금인 인바(Invar) 등으로 제한되어 있다. 그러나 이러한 합금은 고가이고, 무엇보다도 열전도율이 10W/mk 정도로 낮기 때문에, 방열특성이 높지 않아 소자층으로부터 발생하는 열을 충분히 방열시키지 못함으로 인하여 디스플레이 패널 수명을 단축시키는 단점이 있다.

최근 봉지용 소재의 특성이 향상되어 100 ℃ 이상에 행하는 경화공정이 생략되어 25℃의 상온에서 봉지공정이 가능하게 되어 저열팽창율 금속소재를 선택할 필요성은 감소하였으나 기존 자력고정방식 양산설비를 사용하는 것이 경제적 효용성 측면에서 바람직하므로 강자성 소재인 페라이트, 마르텐사이트계의 스텐레스 강과 열전도율이 높은 알루미늄등을 클래딩(Cladding)한 복합소재를 적용하려고 시도하거나 강자성과 고 열전도도 특성을 동시에 보유한 소재를 개발하기 위한 노력이 활발히 이루어지고 있는 상황이다. 그러나 이러한 접근방법 또한 자력고정용으로 클래딩한 스텐레스강의 열전도율(~20W/mK)이 미흡함으로 방열특성을 향상시키기 위해서는 소재의 두께가 증가하게 되고 추가 비용이 발생하므로 OLED 디스플레이기기의 장점인 박형화 측면과 경제성을 고려하면 실제 적용하기에는 어려움이 따른다.

대한민국 등록특허 제10-1267534호 대한민국 등록특허 제10-0940578호

본 발명은 기존 양산 적용중인 OLED 제조 설비를 개조하지 않고 그대로 활용하며 열 전도율이 높은 소재를 OLED 봉지용 방열소재로 적용가능하게 하여 대면적 디스플레이 봉지공정에 경제적으로 유용하게 적용될 수 있는 OLED 봉지재, 그 제조방법 및 OLED 봉지방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 방법은 봉지재의 특성을 정렬을 위해서 가져야 할 소재의 특성과 OLED 어레이 기판의 소자층을 보호하기 위한 근원적인 특성인 수분 및 산소 침투 차단성 그리고 방열특성을 분리해서 접근하는 것이 바람직하다. 기존 OLED어레이 기판에 봉지재를 합지하는 공정에는 자력을 이용한 봉지재 정렬장치가 일반적으로 사용되고 있으므로 봉지재는 강자성이 필수적인 요소이나 이러한 특성은 봉지재의 정렬 및 합지 이후의 공정에서는 불필요한 특성이므로 봉지재가 임시적으로 가져야 할 특성으로 정의할 수 있다. 반면에 수분 및 산소 침입 차단성 그리고 방열특성은 OLED소자의 성능을 결정하는 주요 인자이므로 봉지재가 반드시 가져야 할 특성이다. 그러므로 봉지재를 방열소재와 자성소재를 가접합된 상태로 일체화하여 구성하고, OLED 어레이 기판과의 봉지공정 완료 이후에 자성소재를 소자층이 구비된 OLED 어레이 기판으로부터 분리하는 것이 유용한 접근방법이다. 이와 같은 상기 해결과제에 대한 인식에 기초한 본 발명의 요지는 아래와 같다.

(1) 필름 형태로 제공되어 OLED 어레이 기판에 합지되는 OLED 봉지재로서, 시트형상의 방열특성 모재; 상기 방열특성 모재의 일면에 형성되는 봉지수지층; 및 상기 방열특성 모재의 타면에 점착층에 의해 일체로 가접착되며 자성을 갖는 캐리어 부재;를 포함하는 OLED 봉지재.

(2) 상기 방열특성 모재는 알루미늄, 구리 또는 그 합금, 그라파이트 또는 그래핀 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 상기 (1)의 OLED 봉지재.

(3) 상기 점착층과 접촉하는 방열특성 모재의 면은 그라파이트 또는 그래핀으로 코팅된 것을 특징으로 하는 상기 (1)의 OLED 봉지재.

(4) 상기 방열특성 모재의 두께는 10~200㎛인 것을 특징으로 하는 상기 (1)의 OLED 봉지재.

(5) 상기 캐리어 부재는 자성 시트인 것을 특징으로 하는 상기 (1)의 OLED 봉지재.

(6) 상기 자성 시트는, (a) 철, 니켈, 코발트 또는 그 합금으로 이루어진 금속 자성 시트, (b) 샌더스트, 퍼멀로이(Permalloy), Ni-Zn, 또는 Ni-Mn페라이트계의 자성 분말이 분산된 형태의 폴리머 자성 시트, 또는 (c) PE, PP 또는 PET의 필름 표면에 자성물질이 코팅된 형태의 폴리머 자성 시트 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 상기 (5)의 OLED 봉지재.

(7) 상기 캐리어 부재는 자성 패치를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 (1)의 OLED 봉지재.

(8) 상기 캐리어 부재는 상기 자성 패치가 고정되는 완충필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 (7)의 OLED 봉지재.

(9) 상기 점착층은 상기 방열특성 모재의 타면에 일부 도포되는 것을 특징으로 하는 상기 (1)의 OLED 봉지재.

(10) 상기 점착층은 상기 방열특성 모재와 캐리어 부재의 주연을 따라 일부 도포되어 그 내부를 진공으로 씰링하는 것을 특징으로 하는 상기 (9)의 OLED 봉지재.

(11) 상기 OLED 봉지재는 상기 어레이 기판의 셀 단위 사이즈로 절단 제작되거나 또는 롤투롤공정에 의해 연속된 형태로 제작된 것을 특징으로 하는 상기 (1)의 OLED 봉지재.

(12) 상기 (1) 내지 (11) 중 어느 하나에 따른 OLED 봉지재를 셀 단위로 하여 자성 흡착판에 정렬 고정하는 단계; 상기 OLED 봉지재 중 보호필름을 박리하는 단계; 상기 OLED 봉지재 중 봉지수지층 위로 OLED 어레이 기판을 도입하여 합지하는 단계; 및 상기 OLED 봉지재 중 상기 캐리어 부재를 박리하는 단계;를 포함하는 OLED 봉지방법.

(13) 상기 캐리어 부재를 박리하는 단계는 캐리어 부재의 가장자리 또는 모서리를 시작단으로 하여 마그네틱 자석, 흡착패드 또는 점착성 물질이 도포된 공정필름을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 상기 (12)의 OLED 봉지방법.

(14) 필름 형태로 제공되어 OLED 어레이 기판에 합지되는 OLED 봉지재로서, 시트형상의 방열특성 모재; 상기 방열특성 모재의 일면에 형성되는 봉지수지층; 및 상기 봉지수지층에 일체로 가접착되며 자성을 갖는 캐리어 부재;를 포함하고, 상기 캐리어 부재는 보호필름과 이에 고정되는 자성 패치인 것을 특징으로 하는 OLED 봉지재.

본 발명에 의하면, 방열특성이 우수하고 일면에 봉지수지층이 합지된 시트형상의 다양한 모재를 선택하고 해당 모재의 타면에 가접착된 상태로 제공되어 봉지공정 완료 후 제거될 수 있는 별도의 자성 캐리어 부재를 봉지재의 일부로 일체화 함으로써, 기존 봉지공정설비를 그대로 활용가능하면서도 방열특성 모재에 대한 선택의 폭을 확장할 수 있다. 따라서 방열특성 모재의 자기적 특성과 무관하게 열전도율이 매우 높은 소재로서 알루미늄 및 구리 합금과 같이 전자기기 방열소재로 가장 널리 사용되고 있는 금속이나 또는 그라파이트 및 그래핀과 같은 고성능 방열소재를 OLED 봉지공정용 방열소재로 사용할 수 있어 경제적 효용성을 높힐 수 있을 뿐만 아니라 궁극적으로 OLED 불량을 현저히 감소시키는 것과 동시에 작동 수명을 획기적으로 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 OLED 봉지재의 단면 구조도.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 자성 시트 형태의 캐리어 부재의 단면 구조도.
도 3 은 본 발명의 실시예에서 점착층의 도포 형태에 관한 평면 모식도.
도 4은 본 발명의 다른 실시예에 따른 OLED 봉지재의 단면 구조도.
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 OLED 봉지방법의 공정도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 OLED 봉지재의 단면 구조도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 도면에서 동일 또는 균등물에 대해서는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하였다. 또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 어떤 구성요소가 '선택적으로' 제공, 구비 또는 포함된다고 할 때, 이는 본 발명의 해결과제를 위한 필수적으로 채택되는 구성요소는 아니나 그러한 해결과제와 관련성을 가지고 임의적으로 채택될 수 있음을 의미한다.

OLED 봉지재의 구조

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 OLED 봉지재(10)의 단면구조도를 나타낸다. 상기 OLED 봉지재(10)는 시트형상의 방열특성 모재(100)를 기준으로 상면에는 봉지수지층(200) 및 보호필름(300)이 순차적으로 합지되고, 그 하면에는 캐리어 부재(500)가 점착층(400)을 매개로 합지된 구조이다. 상기 봉지수지층(200) 및 방열특성 모재(100)는 봉지공정 수행 후 OLED 어레이 기판(20)에 잔류하게 되며, 상기 캐리어 부재(500)는 자성 흡착판(30)을 이용한 봉지공정 수행시 OLED 봉지재(10)가 일체로 자성 흡착판(30)에 정렬 및 고정 흡착될 수 있도록 공정을 매개하는 역할을 하며 봉지공정 완료 후 박리를 예정한다. 상기 보호필름(300)은 봉지재(10)와 어레이 기판(20)의 합지공정 전단계에서 박리된다. 상기 OLED 어레이 기판(20)(이하, ‘어레이 기판(20)’으로 약칭함)에는 유기발광층, 전극층, TFT 등의 소자층(22)이 형성되어 있는 것을 예정한다(도 5 참조).

상기 봉지수지층(200)은 어레이 기판(20)과 합지하는 방식으로 수행되는 봉지공정에서 합착되어 어레이 기판(20)에 형성된 유기발광층, 전극층 및 TFT 등과 같은 소자층(22)을 보호하는 기본적인 역할을 한다. 유기발광층을 포함한 소자층(22)은 산소 및 수분에 매우 취약하여 이에 노출되는 경우 그 발광특성이 급격히 감소할 수 있다. 따라서 봉지수지층(200)은 산소 및 수분을 외부로부터 차단하는 동시에 수분제거 특성을 갖출 수 있도록 흡습성과 접착성질을 갖는 소재로 구성되는 것이 바람직하다. 봉지수지층(200)은 흡습성을 갖는 실리카, 제올라이트, 티타니아, 칼슘산화물 등과 같은 금속염이나 화합물 등을 포함한 에폭시계열 및 아크릴계열 관능기를 갖는 경화형 폴리머소재 또는 합성고무, 아크릴계 공중합체 및 실리콘계 감압형 접착제를 포함한다.

상기 방열특성 모재(100)는 시트형상으로 제공되며, 봉지가 완료된 상태에서 봉지수지층(200)의 노출면을 보호하여 외부로부터 수분과 산소의 침투를 차단하는 기능을 강화함과 동시에, 소자층(22)에서 발생하는 열을 전달받아 외부로 방출하는 역할을 한다. 대형 TV등에 사용되는 OLED 디스플레이는 대면적 화면에서 장시간 동안 열이 발생하는 경향이 높으므로 방열특성이 낮을 경우 국부적으로OLED 소자가 열화하여 암정불량 등으로 인하여 디스플레이의 화질을 급격히 훼손할 수 있으므로 방열특성이 더욱 중요하다. 본 발명에 따른 봉지재(10)는 방열특성 모재(100) 및 봉지수지층(200)과 함께 캐리어 부재(500)를 공정매개용 부재로 하여 봉지재(10)의 일부로 일체화 함으로써, 종래의 경우와 달리 방열특성 모재(100)가 소정의 열전도 특성을 만족한다면 소재의 자기적 특성과 무관하게 제한없이 선택될 수 있다. 이에 따라 종래 자력흡착방식의 봉지공정설비에 활용될 수 없었던, 높은 열전도 특성을 보유한 소재들을 다양하게 채택할 수 있다.

예컨대, 전자기기 및 자동차 등의 방열소재로서 가장 폭넓게 사용되고 알루미늄은 열전도율(300W/mK)이 높고 비중(2.74 g/cm³)이 낮기 때문에 OLED디스플레이 패널의 방열소재로서 매우 적절하며, 방열특성을 더욱 높이고자 할 경우 적용되는 소재의 열전도율 및 비중을 고려하여 구리(400W/mK, 8.9 g/cm³), 그라파이트(1,200W/mK, 1.7~2 g/cm³) 또는 그래핀(5000W/mK, 2.2g/cm³) 등과 같은 비자성 소재도 상기 방열특성 모재(100)로 선택할 수 있다. 또한 아래의 표 1을 참조할 때, 알루미늄계 합금 및 구리계 합금은 열전도 특성이 기존의 봉지용 금속소재로 사용되고 있는 인바(Invar)(10W/mK) 대비 10배 이상되며 적절한 강도를 갖는 여러 종류가 제공되고 있기 때문에 방열특성 모재(100)에 대한 선택의 폭이 더욱 높아질 수 있다.

합금종류		열전도율 (W/mK)	강도 (Mpa)
알루미늄계 합금	1000계열 순Al계
	1060	~230	70~130
	1100	200~220	110~165
	2000계열 Al-Cu 계
	2011	150~170	380~400
	2024	120~190	450~490
	3000계열 Al-Mn
	3003	150~190	110~200
	3004	~160	210~260
	5000계열 Al-Mg
	5005	~200	120~200
	5083	~110	280~300
	7000계열 Al-Mg-Zn
	7050	~150	500~550
	7075	~130	550~570
구리계 합금	Catridge Brass (Cu70% Zn15%)	~110	200
구리계 합금	Cu-2.5%Fe	~260	350~400

선택적으로, 상기 점착층(400)과 접촉하는 방열특성 모재(100)의 면은 실리콘계 이형제와 같은 물질로 코팅하여 박리시에 잔류물이 남지 않도록 하는 것이 바람직하다. 상기 이형제로서 더욱 바람직하게는 그라파이트 또는 그래핀과 같은 방열소재를 코팅할 경우 이형성을 높이면서 이와 동시에 열방사율을 높여주기 때문에 방열특성을 추가 상승시킬 수 있다.

한편 상기 방열특성 모재(100)는 OLED 패널 후면의 최외곽층이 됨으로써 외부의 충격이나 찍힘 등으로부터 그 내부의 소자층(22)을 보호할 수 있도록 적절한 두께와 강도를 유지하는 것이 바람직하다. 방열특성 모재(100)의 두께는 적용되는 소재의 열전도 특성과 비중을 고려하여 10~200㎛ 정도가 바람직하다. 10㎛ 미만의 두께이면, 예컨대 금속을 방열특성 모재(100)로 하여 박판으로 압연하는 과정에서 불순물이 혼입될 경우 압연롤에 의해서 형상이 전사되어 핀홀 등이 형성될 수 있어 방열특성 모재(100)의 봉지 기능을 약화시킬 수 있다. 200㎛ 초과의 두께이면, 재단공정시 버(Burr) 발생을 증가시키는 등과 같이 공정 난이도가 가중되고, 롤형태로 공급된 소재에서 발생한 컬(Curl)과 같은 소성변형은 어레이 기판(20)과 봉지재(10) 간 합지공정에서 불량을 유발하고 합지공정 이후 어레이 기판(20)에 과도한 응력이 부가됨으로써 패널 불량의 원인이 될 수 있다.

상기 보호필름(300)은 봉지재(10)의 취급과정에서 봉지수지층(200)의 노출면을 보호하는 역할을 하며, 봉지재(10)와 어레이 기판(20)의 합지공정 직전에 박리된다. 봉지수지층(200)과 접하는 보호필름(300)의 계면은 용이한 박리를 위해 실리콘계 물질 등으로 이형처리되는 것이 바람직하다. 또한 보호필름(300)의 재질은 보호필름(300)과 봉지수지층(200)간 결합력이 봉지공정설비의 일부로 제공되는 자성 흡착판(30)과 캐리어 부재(500) 간 인력보다는 작도록 선택됨으로써, 봉지재(10)를 자성 흡착판(30)에 정렬 고정한 상태에서 보호필름(300)의 제거가 가능케 해야 한다.

상기 캐리어 부재(500)는 기존 봉지공정설비에 포함된 자성 흡착판(30)에 흡착될 수 있도록 그 전부 또는 일부가 자성 재료로 구성되며, 상술한 바와 같이 봉지공정 수행시 봉지재(10)를 일체로 자성 흡착판(30)에 고정시키는 역할을 한다. 도 1에서 상기 캐리어 부재(500)가 자성 시트 형태로 제공되어 점착층(400)에 의해 가접합된 상태를 나타내며, 도 2는 이러한 자성 시트 형태의 캐리어 부재(500)를 구현한 예를 나타낸다.

도 2를 참조할 때, 상기 자성 시트 형태의 캐리어 부재(500)는 예컨대 (a) 철, 니켈, 코발트 또는 그 합금으로 이루어진 금속 자성 시트(512), (b) 샌더스트, 퍼멀로이(Permalloy), Ni-Zn, 또는 Ni-Mn페라이트계의 자성 분말(518)이 분산된 형태의 폴리머 자성 시트(514) 또는 (c) PE, PP 또는 PET의 필름 표면에 자성 코팅층(516)이 코팅된 형태의 폴리머 자성 시트(514)로 구현될 수 있으며, 이에 따라 캐리어 부재(500)의 전부 또는 일부가 자성을 갖게 된다. 상기 (a) 의 금속 자성 시트(512)의 캐리어 부재(500)는 적절한 강성을 가지므로 자성 흡착판(30)과 밀착성이 우수하므로 보호필름(300) 박리시 유리하다. 한편, 상기 (b) 또는 (c)의 폴리머 자성 시트(514) 형태의 캐리어 부재(500)는 자성 흡착판(30)과 충분한 밀착성을 유지하기 위해서 5㎛ 이상의 두께가 바람직하다.

한편, 상기 자성 캐리어 부재(500)는 적절한 자력을 유지함으로서 자력고정방식에 적합한 자기력을 가져야 하며 지나친 중량 증가로 인하여 진공패드 흡착방식에 의한 봉지재(10) 이송과정중 낙하하지 않도록, 상기 방열특성 모재(100), 점착층(400) 및 캐리어 부재(500)의 총합계 두께가 300㎛ 를 초과하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 일례를 들면, 방열특성 모재(100)의 두께가 100㎛, 점착층(400)이 20㎛ 일 경우 자성 캐리어 부재(500)의 두께는 180㎛ 이하로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 점착층(400)은 방열특성 모재(100)와 캐리어 부재(500)를 가접착하기 위한 수단으로서, 봉지공정의 최종 단계에서 제거되는 것을 예정한다. 점착층(400)은 캐리어 부재(500)에 도포되는 것이 바람직하며 이러한 점착층(400)의 재질은 방열특성 모재(100)와 캐리어 부재(500) 간 결합력이 자성 흡착판(30)과 캐리어 부재(500) 간 인력보다 크도록 선택됨으로써, 자성 흡착판(30)에 장착된 봉지재(10)를 정렬 등의 목적으로 취급하는 과정에서 캐리어 부재(500)가 의도하지 않게 박리되지 않도록 한다. 점착층(400)의 재질은 실리콘계열, 아크릴계열 중합체, 고무, 합성고무 등과 같은 감압형 점착특성을 갖는 소재를 적용할 수 있으며, PDMS(Polydimethylsiloxane) 재질의 미세섬모구조를 형성하여 반데르 발스(Van der waals) 인력에 의해 점착성을 부가할 수도 있다.

한편 상기 점착층(400)의 도포는 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 전면도포방식 외에 어레이 기판(20)에 합지된 이후에 캐리어 부재(500)의 박리를 용이하게 하기 위해, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 부분도포방식으로 하는 것이 바람직할 수 있다. 도 3의 (b)의 경우, 구체적으로 점착층(400)의 도포를 방열특성 모재(100)의 테두리 부분에 실링(Sealing)하는 방식으로 행하여 방열특성 모재(100)와 캐리어 부재(500) 내부 공간을 진공상태로 밀폐시키면 밀착도를 강화시키면서 접착영역을 최소화할 수 있기 때문에 어레이 기판(20)과 봉지재(10)의 합착공정 이후 캐리어 부재(500) 박리공정을 간단하게 수행할 수 있게 된다. 또한 자성 흡착판(30)에 삽입되어 있는 마그네트(32) 패턴의 직상방향에서 마그네트(32) 패턴 요소의 면적보다 약 20% 정도 큰 면적 부위에 점착제를 점형 또는 선형 패턴으로 도포하면 점착제 도포 면적을 최소화하면서도 전면도포한 것과 유사한 흡착 강도를 얻을 수 있고 박리공정도 전면 도포한 경우에 비해서 용이하게 된다.

선택적으로 상기 캐리어 부재(500)는 도 4에 도시된 바와 같이 봉지재(10)의 전체면적 중 그 일부에 대해서만 자성을 갖도록 제공될 수 있다. 이러한 자성 패치(522)의 재질은 상기한 도 1 및 도 2의 (a)의 실시예에 따른 캐리어 부재(500)에 사용되는 자성 소재와 마찬가지로 금속, 페라이트계 재질로 구성될 수 있다. 도 4의 실시예에 따른 OLED 봉지재(10)에서, 봉지재(10) 중 일부면적이 자성을 갖도록 하기 위해 상기 캐리어 부재(500)를 복수의 자성 패치(522)로 구성하고 이러한 자성 패치(522)가 상기 방열특성 모재(100)에 점착층(400)을 매개로 직접 부착된 구조로 구성할 수 있다 (도 4의 (a)). 또는 선택적으로 자성 패치(522)가 고정되는 완충필름(520)을 더 포함하여 캐리어 부재(500)를 구성하고 이러한 완충필름(520)이 점착층(400)을 매개로 상기 방열특성 모재(100)에 부착된 구조로 할 수 있다(도 4의 (b) 내지 (d)). 이 경우 자성 패치(522)는 완충필름(520)의 하부측에 고정되거나(도 4의 (b)) 또는 상부측에 고정될 수 있다(도 4의 (c), (d)). 도 4의 (b) 및 (c)의 실시예에서 완충필름(520)과 자성 패치(522)간 결합은 자성 패치(522)에 접착제(도면 미도시)를 코팅하여 부착한 방식으로 이루어질 수 있다. 한편 도 4의 (d)의 경우, 점착층(400)이 도포된 완충필름(520)에 자성 패치(522)를 고정하고 이미 도포된 점착층(400)을 매개로 방열특성 모재(100)와 완충필름(520) 간 합지공정을 수행하기 때문에, 도 4의 (b) 및 (c)에서와 같이 접착제를 이용해 완충필름(520)에 자성 패치(522)를 고정해야 하는 별도의 작업은 불필요하다. 도 4의 실시예의 경우, 도 1 및 도 2의 실시예 대비 봉지재(10)에 사용되는 고가의 자성 재료의 사용량을 줄일 수 있어 유리하다.

한편 도 4의 (b) 내지 (d)에 따른 OLED 봉지재(10)에서, 상기 완충필름(520)은 상기 방열특성 모재(100)의 배면을 보호함과 동시에 자성 패치(522)가 고정 장착되는 요소이고, 보호필름(300) 박리과정 중 방열특성 모재(100)와 박리되지 않도록 상기 방열특성 모재(100)와의 사이에는 점착층(400)이 개재된다. 이러한 완충필름(520)은 자성 패치(522)의 단차로 인하여 합지공정 중 가압과정에서 방열특성 모재(100)의 변형을 최소화하는 역할을 한다. 도 4의 실시예에서, 상기 완충필름(520)의 재질은 이와 같은 요구를 만족시키기 위해 봉지수지층(200)에 대한 보호필름(300)과 유사하게 PE, PP, PET 등으로 구성하거나 더욱 바람직하게는 탄성을 갖는 부타디엔계의 수지로 구성할 수 있다.

또한 도 4의 (b) 내지 (c)에 따른 OLED 봉지재(10)에서, 상기 자성 패치(522)는 완충필름(520) 상에서 완충필름(520) 표면 밖으로 돌출되어 점형 또는 선형 패턴으로 제공될 수 있고, 도 4의 (b)에서는 도면에 도시되지는 않았지만 더욱 바람직하게는 완충필름(520) 내부에 삽입 고정되어 자성 패치(522) 두께에 의한 단차가 완화되거나 원천적으로 제거된 형태이다. 도 4의 (c) 및 (d)에서 자성 패치(522)가 완충필름(520)의 상부측에 고정되고, 시트형상의 완충필름(520)의 최외측으로 노출되기 때문에 자성 패치(522)의 두께에 따른 단차 문제는 방지될 수 있다. 자성 패치(522)의 위치는 봉지공정설비의 일부로 제공되는 자성 흡착판(30)의 마그네트(32) 패턴과 일치시켜 제공되어야 자기력에 의해 고정될 수 있기 때문에 자성 흡착판(30)의 마그네트(32) 직상에 위치할 수 있도록 완충시트 표면에 부착되어야 하며 정렬공정이 효과적으로 수행할 수 있도록 자성 흡착판(30)에 삽입된 마그네트(32) 패턴 면적보다 자성 패치(522)의 사이즈가20% 이상 큰 것이 바람직할 수 있다.

이상의 실시예에서 상기 캐리어 부재(500)는 봉지수지층(200) 위로 어레이 기판(20)을 합지한 후 박리 제거되는 것을 예정한다. 도 1 및 도 2의 실시예에 따라 캐리어 부재(500)가 단일의 자성 시트 형태로 구비되거나 또는 도 4의 (b) 내지 (d)의 실시예에 따라 캐리어 부재(500)가 완충필름(520) 및 이에 고정되는 자성 패치(522) 형태로 구비되는 경우, 봉상의 마그네틱 자석, 또는 진공 흡착패드를 이용하거나 점착성 물질이 도포된 공정시트를 이용하여 캐리어 부재(500)의 가장자리 또는 모서리를 시작단으로 캐리어 부재(500)를 어레이 기판(20)과 합지된 봉지재(10)로부터 박리될 수 있고, 도 4의 (a)의 실시예에 따라 캐리어 부재(500)가 방열특성 모재(100)에 직접 부착되는 자성 패치(522) 형태로 구비되는 경우, 점착성 물질이 도포된 공정시트를 이용하여 박리될 수 있다.

OLED 봉지재(10)의 제조

도 1의 실시예에 따른 봉지재(10)는, (a) 캐리어 부재(500)의 일측면에 점착층(400)을 형성하고, (b) 점착층(400)이 형성된 자성 시트 형태의 캐리어 부재(500)를 방열특성 모재(100)와 밀착 가압하여 합지한 후, (c) 방열특성 모재(100)의 상면에 봉지수지층(200)을 도포하고, (d) 봉지수지층(200)이 도포된 방열특성 모재(100)의 상면 측으로 시트형상의 보호필름(300)을 밀착 가압하여 합지함으로써 제조될 수 있다. 또한 (a) 및 (b)의 과정은 동일하게 수행하면서, (c)의 봉지수지층(200)의 형성 및 (d)의 보호필름(300)의 합지 과정은 먼저 봉지수지층(200)을 이형처리가 된 기지필름에 도포하고 보호필름(300)을 봉지수지층(200)에 합지한 후, 이형처리가 된 기지필름을 박리하여 자성 캐리어 부재(500)가 합지된 방열특성 모재(100)의 상면측에 합지하는 방식으로도 제조될 수 있다. 이와 같은 합지공정은 롤투롤공정이 바람직하다. 한편 자성 시트 형태의 캐리어 부재(500)를 반복 재사용하기 위하여 순서와 방법을 달리할 수도 있다. 예컨대 방열특성 모재(100)와 봉지수지층(200)을 롤단위로 합지한 후 어레이 기판(20)의 셀단위 사이즈로 절단후 동일한 크기로 절단된 캐리어 부재(500)와 합지하여 봉지재(10)를 완성할 수 있다.

도 4의 (a)의 실시예에 따른 봉지재(10)의 제조는 자성 패치(522)에 점착층(400)을 형성하고 방열특성 모재(100)에 직접 부착하는 방식으로 제조될 수 있다. 도 4의 (b) 및 (d)의 실시예에 따른 봉지재(10)의 제조는 상기 도 1의 실시예에서와 마찬가지로 상기 (b) 단계에서 자성 캐리어 부재(500)를 자성 패치(522)가 고정된 시트형상의 완충필름(520)을 합지하는 방식으로 이루어질 수 있다. 즉 자성 패치(522)가 고정된 완충필름(520)을 점착층(400)을 매개로 방열특성 모재(100)와 합지한 후 봉지수지층(200)과 최종 합지하는 형태로 방열특성 봉지재(10)를 제조할 수 있다. 도 4의 (b)의 경우 자성 패치(522) 부착을 최종단계에 행할 수 있는데 완충필름(520)과 합지된 방열특성 모재(100)와 봉지수지층(200)을 합지한 후 완충필름(520) 면에 부착할 수도 있다. 한편, 상술한 바와 같이, 도 4의 (c)의 경우 완충필름(520)에 자성 패치(522)를 고정해야 하는 작업이 선행되어야 하지만, 도 4의 (d)의 경우 방열특성 모재(100)와 합지공정에 이용되는 점착층(400)이 도포된 완충필름(520)에 해당 점착층(400)을 이용해 자성 패치(522)가 직접 고정되기 때문에 점착층(400) 외에 다른 접착수단을 이용해 완충필름(520)과 자성 패치(522)를 고정해야 하는 별도 작업은 불필요하다.

OLED 봉지방법

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 OLED 봉지방법의 공정도를 나타낸다. 도 5에서 사용되는 봉지재(10)는 편의상 도 1의 실시예에 따라 자성 시트 형태의 캐리어 부재(500)를 예로 하여 나타내었다.

먼저 도 1 또는 도 5에 따른 OLED 봉지재(10)를 소자층(22)을 포함한 어레이 기판(20)의 셀 단위 사이즈로 제작한 후, 합지공정을 수행하기 위하여 진공챔버 (도면 미도시) 내부로 이동한 후 봉지공정 정렬장치 상부의 자성 흡착판(30)에 장착 고정한다 (도5의 (a)). 이 경우 캐리어 부재(500)의 하면이 자성 흡착판(30)의 상면에 대향되어 장착되며, 자성 흡착판(30)에 구비된 마그네트(32)의 자력에 의해 고정된다. 자성 흡착판(30)상면에 장착된 OLED 봉지재(10)는 합지 예정된 어레이 기판(20)에 형성된 단위 셀 직하면에 정렬된다. 자성 흡착판(30)에 대한 자력 인가는 전자기적 방식으로 이루어질 수 있으며 영구자석을 삽입하여 자력을 부가할 수도 있다.

다음으로 OLED 봉지재(10) 중 보호필름(300)을 박리한다 (도 5의 (b)). 보호필름(300)의 박리는 진공흡착패드를 사용하여 박리하거나 또는 접착테이프와 같은 별도의 공정필름을 보호필름(300)의 모서리 부분에 부착하여 순차적으로 박리하는 방식으로 이루어질 수 있으며, 이 경우 보호필름(300)과 봉지수지층(200) 간 접착강도는 캐리어 부재(500)와 자성 흡착판(30) 사이의 결합력보다 작기 때문에, OLED 봉지재(10)의 정렬상태가 손상되지 않고 박리과정이 수행될 수 있다.

다음으로, 보호필름(300)의 박리에 따라 노출된 OLED 봉지재(10)의 봉지수지층(200) 상면으로 어레이 기판(20)을 도입한 후, 가압 밀착하여 합지한다. 감압형 봉지수지층(200)를 적용한 경우에는 진공챔버 내에서의 가압하는 것으로 봉지수지층(200)과 어레이 기판(20)과의 결합이 완성되나 열경화성 봉지수지층(200)은 합지공정 이후 진공챔버로부터 이동하여 경화로에서 열을 가하여 경화를 하는 것이 바람직하다.

최종적으로, 어레이 기판(20)에 합지된 OLED 봉지재(10)로부터 캐리어 부재(500)를 박리한다 (도 5의 (d)). 도 1의 실시예에 따른 OLED 봉지재(10)의 캐리어 부재(500)의 박리는 봉지공정이 마무리된 어레이 기판(20)을 셀단위로 절단한 이후에 수행하는 것이 바람직하다. 캐리어 부재(500)의 박리는 엣지 부위 또는 모서리 측면을 시작점으로 하는 것은 1 및 도4의 실시예의 경우 모두 바람직하며 자성 캐리어 부재(500)를 재활용할 경우에는 소재의 변형이나 파손을 방지하기 위하여 별도의 도구와 방법을 사용할 수 있다. 구체적인 예로서, 흡착패드나 자성 캐리어 부재(500)와 방열특성 모재(100)의 접착강도보다 점착력이 강한 일종의 공정필름을 사용하여 박리를 할 수 있다.

본 발명에 의하면, 방열특성이 우수하고 일면에 봉지수지층(200)이 합지된 시트형상의 다양한 모재(100)를 선택하고 해당 모재(100)의 타면에 가접착된 상태로 제공되어 봉지공정 완료 후 제거될 수 있는 별도의 자성 캐리어 부재(500)를 봉지재(10)의 일부로 일체화 함으로써, 기존 봉지공정설비를 그대로 활용가능하면서도 방열특성 모재(100)에 대한 선택의 폭을 확장할 수 있다. 따라서 모재(100)의 자기적 특성과 무관하게 열전도율이 매우 높은 소재로서 알루미늄 및 구리 합금과 같이 전자기기 방열소재로 가장 널리 사용되고 있는 금속이나 또는 그라파이트 및 그래핀과 같은 고성능 방열소재를 OLED 봉지공정용 방열소재로 사용할 수 있어 경제적 효용성을 높힐 수 있을 뿐만 아니라 궁극적으로 OLED 불량을 현저히 감소시키는 것과 동시에 작동 수명을 획기적으로 개선할 수 있다.

이상의 설명은, 본 발명의 구체적인 실시예에 관한 것이나 본 발명에 따른 상기 실시예는 설명의 목적으로 개시된 사항이고 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 이해되지는 않으며, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질을 벗어나지 아니하고 개시된 실시예에 대해 다양한 변경 및 수정이 가능한 것으로 이해되어야 한다.

예컨대, 상술한 실시예들에서는 자성 캐리어 부재(500)가 봉지수지층(200)이 형성된 방열특성 모재(100)의 반대쪽 면에 형성된 예를 설명하였으나, 이러한 자성 캐리어 부재(500)는 봉지수지층(200)의 노출면에 직접 제공되는 형태로 구비될 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 OLED 봉지재(10)에 관한 도 6을 참조할 때, 캐리어 부재(500)를 봉지수지층(200)의 노출면에 가접착되는 보호필름(300)과 이에 고정되는 자성 패치(522)를 포함하여 구성할 수 있다. 도 6의 실시예에 따른 캐리어 부재(500)는 앞서 설명한 도 4의 (b) 내지 (d)의 실시예에 따라 캐리어 부재(500)를 완충필름(520)과 자성 패치(522)로 구성한 것과 유사하다. 도 6에 따른 OLED 봉지재(10)를 이용한 봉지공정에서, 자성 패치(522)는 보호필름(300)의 박리시 OLED 봉지재(10)의 상방향 이탈을 방지하고, 보호필름(300)이 박리된 OLED 봉지재(10)는 자성 흡착판(30) 상에서 자중(self weight)만으로 고정된 상태로 유지되어 슬립 현상에 의해 정렬이 좌우로 움직이는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 이러한 모든 수정과 변경은 특허청구범위에 개시된 발명의 범위 또는 이들의 균등물에 해당하는 것으로 이해될 수 있다.

10: OLED 봉지재
100: 방열특성 모재 200: 봉지수지층
300: 보호필름 400: 점착층
500: 캐리어 부재 512: 금속 자성 시트
514: 폴리머 자성 시트 516: 자성 코팅층
518: 자성 분말 520: 완충필름
522: 자성 패치 20: 어레이 기판
22: 소자층 30: 자성 흡착판
32: 마그네트

Claims

필름 형태로 제공되어 OLED 어레이 기판에 합지되는 OLED 봉지재로서, 시트형상의 방열특성 모재; 상기 방열특성 모재의 일면에 형성되는 봉지수지층; 및 상기 방열특성 모재의 타면에 점착층에 의해 일체로 가접착되며 자성을 갖는 캐리어 부재;를 포함하고,
상기 캐리어 부재는 철, 니켈, 코발트 또는 그 합금으로 이루어진 금속 자성 시트이고,
상기 봉지수지층 및 방열특성 모재는 봉지 완료 후 상기 OLED 어레이 기판에 일체로 합지된 상태로 잔존 유지되고, 상기 캐리어 부재는 공정 부재로서 봉지 완료 후 박리 제거되는 것을 특징으로 하는 OLED 봉지재.
제1항에 있어서, 상기 방열특성 모재는 알루미늄, 구리 또는 그 합금, 그라파이트 또는 그래핀 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 OLED 봉지재.
제1항에 있어서, 상기 점착층과 접촉하는 방열특성 모재의 면은 그라파이트 또는 그래핀으로 코팅된 것을 특징으로 하는 OLED 봉지재.
제1항에 있어서, 상기 방열특성 모재의 두께는 10~200㎛인 것을 특징으로 하는 OLED 봉지재.
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삭제
제1항에 있어서, 상기 캐리어 부재는 자성 패치를 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 봉지재.
제7항에 있어서, 상기 캐리어 부재는 상기 자성 패치가 고정되는 완충필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 봉지재.
제1항에 있어서, 상기 점착층은 상기 방열특성 모재의 타면에 일부 도포되는 것을 특징으로 하는 OLED 봉지재.
제9항에 있어서, 상기 점착층은 상기 방열특성 모재와 캐리어 부재의 주연을 따라 일부 도포되어 그 내부를 진공으로 씰링하는 것을 특징으로 하는 OLED 봉지재.
제1항에 있어서, 상기 OLED 봉지재는 상기 OLED 어레이 기판의 셀 단위 사이즈로 절단 제작되거나 또는 롤투롤공정에 의해 연속된 형태로 제작된 것을 특징으로 하는 OLED 봉지재.
제1항 내지 제4항 또는 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 OLED 봉지재를 셀 단위로 하여 자성 흡착판에 정렬 고정하는 단계;
상기 OLED 봉지재 중 보호필름을 박리하는 단계;
상기 OLED 봉지재 중 봉지수지층 위로 OLED 어레이 기판을 도입하여 합지하는 단계; 및 상기 OLED 봉지재 중 상기 캐리어 부재를 박리하여, 상기 봉지수지층 및 방열특성 모재와 상기 OLED 어레이 기판을 일체로 잔존시키는 단계;를 포함하는 OLED 봉지방법.
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필름 형태로 제공되어 OLED 어레이 기판에 합지되는 OLED 봉지재로서, 시트형상의 방열특성 모재; 상기 방열특성 모재의 일면에 형성되는 봉지수지층; 및 상기 봉지수지층에 일체로 가접착되며 자성을 갖는 캐리어 부재;를 포함하고, 상기 캐리어 부재는 보호필름과 이에 고정되는 자성 패치인 것을 특징으로 하는 OLED 봉지재.