KR20110036217A - 유기발광다이오드용 봉지 필름 및 그 제조방법 - Google Patents

유기발광다이오드용 봉지 필름 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (A) 투명 광학 필름층, (B) 상기 투명 광학 필름층의 저면에 도포되는 실리콘 코팅층, (C) 상기 투명 광학 필름층의 상부면에 접착되고, 격자 형태를 가지는 격자형 실리콘 바인더 수지층 및 (D) 상기 격자형 실리콘 바인더 수지층 상부면에 적층되는 유기발광다이오드(OLED)층을 포함하는 유기발광다이오드용 봉지 필름 및 그 제조방법을 제공한다.
실리콘, 격자형, 유기발광다이오드, 봉지 필름

Description

유기발광다이오드용 봉지 필름 및 그 제조방법{Encapsulation Film for OLED and Method of Preparing The Same}
본 발명은 유기발광다이오드용 봉지 필름 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대면적 디스플레이에 대한 접착 특성 및 수분 투과 억제력이 우수한 유기발광다이오드용 봉지 필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.
OLED(Organic Light Emitting Diode)는 형광성 유기화합물에 전류가 흐르면 빛을 내는 전계발광현상을 이용하여 스스로 빛을 내는 자체발광형 유기물질을 말하는 것으로, 넓은 시야각과 빠른 응답속도를 갖고 있어 LCD(Liquid Crystal Display)와 달리 화면 각도에 따라 화질이 변하지 않으며 화면에 잔상이 남지 않는다는 장점이 있기 때문에 최근 가장 각광받는 디스플레이 소자로 많은 연구가 이루어지고 있다.
OLED는 현재 휴대전화, 디지털카메라 등의 소형기기의 디스플레이에 주로 사용되고 있으나, 가요성(Flexibility) 및 화질이 우수하고, 백라이트 유닛을 필요로 하지 않는다는 이점이 있기 때문에 최근 대면적 디스플레이에 대한 사용이 점차 확대되고 있는 추세이다. 그러나, OLED는 수분 및 공기와 접촉하는 경우 발광시 유기 물의 열화 현상이 발생되어 제품 수명이 짧다는 치명적인 약점이 있다. 예를 들어, 핸드폰에 장착된 OLED의 평균 수명은 3천 내지 5천시간이고, 일로 환산하면 125일 내지 208일에 불과하여 수요자가 요구하는 제품 기동시간에 크게 미치지 못한다는 문제점이 있다.
또한, TV 등의 OLED 대면적 디스플레이를 제조할 경우에는 외부로부터 유입되는 수분 및 공기의 차단이 더욱 어렵기 때문에 휴대폰 등 소형기기에 비해 제품 수명이 더 짧다는 문제점이 있다. 상기 문제점은 OLED 디스플레이의 대형화를 어렵게 하는 주요한 원인에 해당하며, 이에 따라 OLED 소자를 외부로부터 유입되는 수분 및 공기와 차단하기 위한 봉지 기술(Encapsulation Technique)의 개발이 매우 시급한 실정이다.
종래 봉지 기술들 중 캔(Can) 봉지 기술은 OLED가 장착된 ITO 기판을 알루미늄 소재의 캔에 부착시키고, 상기 알루미늄 소재의 캔 내부에 게터(Getter)를 삽입하여 OLED 기판 내부에 수분 및 공기가 유입되는 것을 차단하는 것이었다. 그러나, 상기 기술은 OLED 기판에 접착되는 캔 단면의 평탄도를 균일하게 제조할 수 없고, 제조 비용이 높으며, 플렉서블 시스템(Flexible System)에 적용할 수 없다는 문제점이 있었다.
상기 문제점을 해결하기 위하여 유리(Glass)의 내부 전체면을 에칭하거나, 내부에 구획된 일부 영역을 에칭하여 에칭면을 형성한 후 에칭면 내에 게터를 삽입하고, 그 상부에 OLED 필름을 배치하여 외부에서 밀봉하는 글라스(Glass)기판 봉지 기술이 개발되었다. 그러나, 상기 기술은 외부 충격에 의하여 파손되기 쉽고, 캔 봉지 기술과 마찬가지로 그 제조 비용이 높고, 플렉서블 시스템(Flexible System)에 적용할 수 없다는 문제점이 있었다.
또한, 대한민국 등록특허공보 제 10-0607029호는 휴대폰의 디스플레이부 양면에 구성된 서브 창 및 메인 창과 같이 2개의 디스플레이 소자가 동일 부재의 양 면에 각각 배치되는 경우, 2개의 소자를 동시에 밀봉시킬 수 있는 밀봉 캡에 대하여 개시하고 있으나, 상기 특허도 캡의 소재로 글라스(Glass) 또는 알루미늄을 사용하고 있기 때문에 상술한 바와 같이 고비용, 파손 및 접착 불량이라는 문제점이 역시 존재한다.
이러한 문제점들을 해결하기 위하여 플렉서블 시스템(Flexible System)에 적용할 수 있는 박막 봉지 기술이 최근 개발되었다. 박막 봉지 기술은 유기/무기 다층 박막을 이용하여 박막을 제조하거나 다층의 무기 박막과 유기물 탑 코트(Top Coat)를 적용한 봉지 방식이다. 그러나, 상기 박막 봉지 기술은 플렉서블 시스템(Flexible System)에 적용할 수 있다는 장점은 있으나 공정이 매우 복잡하고, 증착 방법을 사용하기 때문에 생산성이 매우 낮다는 문제점이 있다.
이에 본 발명자들은 상기 문제점들을 해결하기 위하여 OLED 기판에 대한 접착 특성이 우수하고, 파손의 염려가 없으며, 대면적 OLED 기판에 부착하여도 외부로부터 수분 및 공기 유입을 차단할 수 있고, 공정이 단순하며 제조비용이 낮은 유기발광다이오드용 봉지 필름 및 그 제조방법을 개발하기에 이르렀다.
본 발명의 목적은 OLED 기판에 대한 접착 특성이 우수하고, 파손의 염려가 없는 유기발광다이오드용 봉지 필름 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 대면적 OLED 기판에 부착하여도 외부로부터 수분 및 공기 유입을 차단할 수 있는 유기발광다이오드용 봉지 필름 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 공정이 단순하고, 제조비용이 낮은 유기발광다이오드용 봉지 필름 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 유기발광다이오드용 봉지 필름은 (A) 투명 광학 필름층, (B) 상기 투명 광학 필름층의 저면에 도포되는 실리콘 코팅층, (C) 상기 투명 광학 필름층의 상부면에 접착되고, 격자 형태를 가지는 격자형 실리콘 바인더 수지층 및 (D) 상기 격자형 실리콘 바인더 수지층 상부면에 적층되는 유기발광다이오드(OLED)층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 투명 광학 필름층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephthalate: PET) 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PolyEthylene Naphthalate: PEN) 필름으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 격자형 실리콘 바인더 수지층은 각각의 격자 내부에 게터(Getter)층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 게터(Getter)층은 실리카겔(silicagel), 산화바륨(BaO), 산화칼슘(CaO), 탄산칼슘(CaCO3), 산화인(P2O5), 제올라이트(zeolite), 알루미나(alumina)로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 물질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 봉지 필름은 그 측면에 도포된 마감용 실리콘 코팅층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 유기발광다이오드용 봉지 필름의 제조방법은 투명 광학 필름층의 일면에 실리콘 코팅층을 도포하는 단계(S1), 상기 실리콘 코팅층이 도포된 투명 광학 필름층의 반대면에 격자형 실리콘 바인더 수지층을 접착시키는 단계(S2) 및 상기 격자형 실리콘 바인더 수지층 상부에 유기발광다이오드(OLED)층을 적층하는 단계(S3)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제조방법은 S2 단계와 S3 단계의 사이에 격자형 실리콘 바인더 수지층의 격자 내부에 게터(Getter)층을 삽입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제조방법은 S3 단계 이후에 상기 필름의 측면에 마감용 실리콘 코팅층을 도포하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 OLED 기판에 대한 접착 특성이 우수하고, 파손의 염려가 없으며, 대면적 OLED 기판에 부착하여도 외부로부터 수분 및 공기 유입을 차단할 수 있고, 공정이 단순하며 제조비용이 낮은 유기발광다이오드용 봉지 필름 및 그 제조방법을 제공하는 발명의 효과를 가진다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유기발광다이오드용 봉지 필름 및 그 제조방법을 상세히 설명하지만, 본 발명이 후술하는 내용에 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 투명 광학 필름층의 상부면에 도포된 격자형 실리콘 바인더 수지층을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유기발광다이오드용 봉지 필름은 투명 광학 필름층(100)의 저면에 실리콘 코팅층(220)을 도포하고, 상기 실리콘 코팅층(220)이 도포된 투명 광학 필름층(100)의 반대면에 격자형 실리콘 바인더 수지층(210)을 도포하여 제조한다.
여기서, 투명 광학 필름층(100)의 소재로는 폴리 카보네이트(Polycarbonate: PC), 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate: PMMA), 폴리비닐 알콜(Polyvinyl alcohol: PVA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephthalate: PET), 폴리이미드(Polyimide: PI) 및 폴리에틸렌 나프탈레이트(PolyEthylene Naphthalate: PEN) 등의 투명 소재의 플라스틱을 사용할 수 있고, 바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephthalate: PET) 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PolyEthylene Naphthalate: PEN)를 사용한다. 상기 PET 및 PEN 수지는 필름 형태로 제작되는 경우 강도 및 투명성이 우수하고, 내충격강도 및 인장강도가 우수할 뿐만 아니라 수증기나 기체 투과율이 적기 때문에 수분 침투율이 매우 낮아 봉지 필름의 기판으로 사용되는 경우 매우 우수한 특성을 가진다.
실리콘 코팅층(220)은 수분침투 방지특성, 도포성 및 밀도가 우수하고, 실리콘 자체의 수분 함유율이 거의 없는 실리콘 소재를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 격자형 실리콘 바인더 수지층(210)에 사용하는 실리콘 바인더 수지는 접착력 및 수분침투 방지특성이 매우 우수한 물질로, 실리콘 수지와 바인더 수지를 혼합하여 제조한다. 실리콘 바인더 수지는 일반적으로 직선형의 실리콘 고분자와 실리콘 고무를 혼합하여 제조하는데, 구체적으로는 실리콘 고무/직선형 실리콘 고분자의 비율이 서로 다른 실리콘 바인더 수지를 2종 이상 혼합 사용하는 것이 바람직하다. 실리콘 고무의 성분비가 많을수록 경화도는 증가하고, 응집력은 높아져 접착력이 낮은 조성물을 얻을 수 있으며 직선형 실리콘 고분자의 비가 증가하면 접착력이 증가되는 경향이 있다. 따라서, 유기발광다이오드용 봉지 필름의 제조시 실리콘 바인더 수지를 제조하기 위한 실리콘 고무/직선형 실리콘 고분자의 비율은 제품에 적합한 실리콘 바인더 수지의 경도 및 접착력을 고려하여 그 제조공정 및 제품의 조건에 따라 적절히 변형하여 사용될 수 있다. 특히 본 발명에 따른 격자형 실리콘 바인더 수지층(210)은 마이크로 단위를 가지는 격자 형태를 가지더라도 형태 유지성, 내구성 및 접착 능력이 우수하고, 실리콘 자체의 수분 함유율이 거의 없는 소재를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 투명 광학 필름층 상부에 실리콘 바인더 수지를 격자형으로 사용하는 이유는 외부에서 유입되는 공기 및 수분의 침투를 최소화시킬 수 있고, 각각의 격자 내부에 게터(Getter)를 삽입하기 때문에 미량의 공기 및 수분이 침투되더라도 효과적으로 수분으로 인한 열화현상을 막을 수 있으며, 대면적 디스플레이 장치로 구현하더라도 안정성이 우수하고, 화소 불량 현상을 최소화할 수 있는 유기발광다이오드용 봉지 필름을 제조할 수 있기 때문이다.
도 2는 본 발명에 따른 투명 광학 필름층의 저면에 도포된 실리콘 코팅층을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 투명 광학 필름층(100)의 일면에는 격자형 실리콘 바인더 수지층(210)이 접착되고, 그 반대면에는 실리콘 코팅층(220)이 도포된다. 투명 광학 필름층(100)의 저면에 도포되는 실리콘 코팅층(220)은 제품의 전체 무게, 수분 침투율 및 크랙(Crack) 발생 등을 고려하여 적절한 두께를 가지도록 도포한다. 또한, 실리콘 코팅층(220)은 미도포면이 발생될 수 있는 가능성을 고려하여 2회 이상의 도포 공정으로 구성할 수도 있다. 특히 본 발명에 따른 실리콘 코팅층(220)은 얇게 도포하여도 수분 및 공기 침투에 대하여 우수한 차단력을 가져야 하므로 밀도가 높고, 실리콘 자체의 수분 함유율이 거의 없는 실리콘 소재를 사용하는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명에 따른 격자형 실리콘 바인더 수지층의 격자 내에 게터가 삽입된 것을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 격자형 실리콘 바인더 수지층(210)의 격자 내에는 수분 침투로 인한 열화 현상 발생율을 더욱 저하시키기 위해서 격자와 격자 사이에 게터(300)를 삽입할 수 있다. 게터(300)는 실리콘 바인더 수지층(220)이 도포된 투명 광학 필름층(100)의 상부면에 배치된다. 게터(300)는 격자 내부에 유입되는 기체를 흡수하거나 그 기체와 화합물을 만드는 물질로 흡습 능력이 우수한 물질을 사용하고, 바람직하게는 실리카겔(silicagel), 산화바륨(BaO), 산화칼슘(CaO), 탄산칼슘(CaCO3), 산화인(P2O5), 제올라이트(zeolite), 알루미나(alumina)로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 물질을 사용한다.
도 4는 본 발명에 따른 격자형 실리콘 바인더 수지층 상부에 유기발광다이오드층을 적층하는 모습을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유기발광다이오드용 봉지 필름은 실리콘 바인더 수지층(220)이 저면에 도포된 투명 광학 필름층(100) 상부에 격자형 실리콘 바인더 수지층(210)을 접착시키고, 그 상부에 유기발광다이오드(OLED)층을 적층하여 제조한다.
여기서, 도 4에서 도시하지는 않았지만, 제품의 내구도 및 수분침투 방지 특성을 향상시키기 위하여 격자형 실리콘 바인더 수지층(210)의 격자 내부에 게터를 삽입할 수 있다. 본 발명에 따르면, 대면적화된 유기발광다이오드(OLED)층을 적층하여도 격자형 실리콘 바인더 수지층(210)에 단위면적당 접착되어 접착능력 및 내구성이 우수하고, 적은 단위면적당 개별적으로 수분 및 공기 침투가 방지되기 때문 에 전체적인 제품의 수분 및 공기 침투 방지 효과가 매우 우수하다는 이점이 있다.
도 5는 본 발명에 따른 격자형 실리콘 바인더 수지층 상부에 픽셀이 형성된 유기발광다이오드층을 적층하는 모습을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유기발광다이오드(OLED)층에 다수의 픽셀(Pixel)이 형성될 수 있다. 픽셀의 수는 디스플레이의 조건에 따라 다양하게 형성할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 마감용 실리콘 코팅층이 도포된 유기발광다이오드용 봉지 필름을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유기발광다이오드용 봉지 필름은 실리콘 코팅층(220)이 도포된 투명 광학 필름층(100)의 상부에 격자형 실리콘 바인더 수지층(210)을 접착시키고, 그 상부에 유기발광다이오드(OLED)층을 적층한 후 최종적으로 상기 적층된 필름들의 측면에 마감용 실리콘 코팅층(230)을 도포하여 외부로부터의 수분침투를 더욱 효과적으로 차단할 수 있다. 마감용 실리콘 코팅층(230)은 투명 광학 필름층(100) 및 유기발광다이오드(OLED)층에 외부로부터의 수분 내지는 공기가 유입되지 않도록 충분히 밀봉한다. 도 6에서는 실리콘 코팅층(220), 투명 광학 필름층(100) 및 격자형 실리콘 바인더 수지층(210)의 측면에 마감용 실리콘 코팅층(230)이 도포된 것으로 표시하였으나, 이는 하나의 예시일 뿐 유기발광다이오드(OLED)층(400)의 측면에도 마감용 실리콘 코팅층(230)이 도포될 수 있다.
또한, 마감용 실리콘 코팅층(230)이 도포된 유기발광다이오드용 봉지 필름은 수분 차단율이 매우 우수하기 때문에 제품의 내구성 및 품질이 매우 향상될 수 있다는 이점이 있다.
도 7은 본 발명에 따른 유기발광다이오드용 봉지 필름의 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유기발광다이오드용 봉지 필름의 제조방법은 투명 광학 필름층의 일면에 실리콘 코팅층을 도포하는 단계(S1 단계), 상기 실리콘 코팅층이 도포된 투명 광학 필름층의 반대면에 격자형 실리콘 바인더 수지층을 접착시키는 단계(S2 단계) 및 상기 격자형 실리콘 바인더 수지층 상부에 유기발광다이오드(OLED)층을 적층하는 단계(S3 단계)를 포함한다. 상기 제조방법은 그 이외에도 격자형 실리콘 바인더 수지층의 격자 내부에 게터(Getter) 층을 삽입하는 단계, 및/또는 필름의 측면에 마감용 실리콘 코팅층을 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 유기발광다이오드용 봉지 필름은 종래기술에 비하여 제조비용이 낮고, 제조공정이 단순하며, 대면적 OLED 제품에 사용할 경우 수분침투 억제 능력 및 내구성이 매우 우수하므로 경쟁력있는 OLED 디스플레이 장치를 제조할 수 있다는 이점이 있다.
도 1는 본 발명에 따른 투명 광학 필름층의 상부면에 도포된 격자형 실리콘 바인더 수지층을 개략적으로 나타낸 사시도
도 2는 본 발명에 따른 투명 광학 필름층의 저면에 도포된 실리콘 코팅층을 개략적으로 나타낸 사시도
도 3은 본 발명에 따른 격자형 실리콘 바인더 수지층의 격자 내에 게터가 삽입된 것을 개략적으로 나타낸 단면도
도 4는 본 발명에 따른 격자형 실리콘 바인더 수지층 상부에 유기발광다이오드층을 적층하는 모습을 개략적으로 나타낸 구성도
도 5는 본 발명에 따른 격자형 실리콘 바인더 수지층 상부에 픽셀이 형성된 유기발광다이오드층을 적층하는 모습을 개략적으로 나타낸 구성도
도 6은 본 발명에 따른 마감용 실리콘 코팅층이 도포된 유기발광다이오드용 봉지 필름을 개략적으로 나타낸 단면도
도 7은 본 발명에 따른 유기발광다이오드용 봉지 필름의 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100: 투명 광학 필름층 210: 격자형 실리콘 바인더 수지층
220: 실리콘 코팅층 230: 마감용 실리콘 코팅층
300: 게터 400: 유기발광다이오드층
410: 픽셀

Claims (8)

  1. (A) 투명 광학 필름층;
    (B) 상기 투명 광학 필름층의 저면에 도포되는 실리콘 코팅층;
    (C) 상기 투명 광학 필름층의 상부면에 접착되고, 격자 형태를 가지는 격자형 실리콘 바인더 수지층; 및
    (D) 상기 격자형 실리콘 바인더 수지층 상부면에 적층되는 유기발광다이오드(OLED)층;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드용 봉지 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 투명 광학 필름층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephthalate: PET) 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PolyEthylene Naphthalate: PEN) 필름으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드용 봉지 필름.
  3. 제1항에 있어서, 상기 격자형 실리콘 바인더 수지층은 각각의 격자 내부에 게터(Getter)층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드용 봉지 필름.
  4. 제3항에 있어서, 상기 게터(Getter)층은 실리카겔(silicagel), 산화바륨(BaO), 산화칼슘(CaO), 탄산칼슘(CaCO3), 산화인(P2O5), 제올라이트(zeolite), 알루미나(alumina)로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드용 봉지 필름.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 봉지 필름은 그 측면에 도포된 마감용 실리콘 코팅층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드용 봉지 필름.
  6. 투명 광학 필름층의 일면에 실리콘 코팅층을 도포하는 단계(S1);
    상기 실리콘 코팅층이 도포된 투명 광학 필름층의 반대면에 격자형 실리콘 바인더 수지층을 접착시키는 단계(S2); 및
    상기 격자형 실리콘 바인더 수지층 상부에 유기발광다이오드(OLED)층을 적층하는 단계(S3);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드용 봉지 필름의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제조방법은 S2 단계와 S3 단계의 사이에 격자형 실리콘 바인더 수지층의 격자 내부에 게터(Getter)층을 삽입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드용 봉지 필름의 제조방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 제조방법은 S3 단계 이후에 상기 필름의 측면에 마감용 실리콘 코팅층을 도포하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드용 봉지 필름의 제조방법.
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