KR20210074168A

KR20210074168A - 봉지재 및 표시 장치

Info

Publication number: KR20210074168A
Application number: KR1020200092296A
Authority: KR
Inventors: 조동욱
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2019-12-11
Filing date: 2020-07-24
Publication date: 2021-06-21
Also published as: JP2021093300A

Abstract

본 발명의 과제는, 저흡습(낮은 증기 투과율)인 동시에 또한 고방열 성능(고열전도율)의 성질을 가지는 봉지재를 제공하는 것이다.
절연성 봉지재에 질화 붕소가 분산·배향되어 있는 것을 특징으로 하는 봉지재에 의해 상기 과제를 해결한다.

Description

봉지재 및 표시 장치{Encapsulant And Display Device}

본 발명은, 절연성 봉지재에 질화 붕소가 분산·배향되어 있는 것을 특징으로 하는 봉지재, 이 봉지재를 사용한 표시 디바이스 및 표시 장치에 관한 것이다.

특허문헌 1에는, 절연성 저하의 원인이 되고 있는 봉지층의 내습성을 향상시키고, 마이그레이션 등의 접속 불량을 저감하는 것이 가능한 실장 구조를 구비한 플라즈마 디스플레이 패널이 소개되어 있다.

이 문헌에서는, 절연 봉지재를 사용하여 실장부가 보호되고 있다. 그러나 고해상도의 표시 장치에서는, 전극 간격이 10 μm 정도로 좁기 때문에 저흡습(낮은 증기 투과율)인 동시에 또한 고방열 성능(고열전도율)의 봉지재가 필요하다는 문제가 있다.

특허문헌 1: 일본특허공개공보 2010-244708 호

본 발명은, 저흡습(낮은 증기 투과율)인 동시에 또한 고방열 성능(고열전도율)의 성질을 가지는 봉지재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자는 예의 검토한 결과, 절연성 봉지재에 질화 붕소가 분산·배향되어 있는 것을 특징으로 하는 봉지재에 의해, 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성시키는데 이르렀다.

본 발명에 따른 봉지재는, 절연성 봉지재에 질화 붕소가 분산·배향되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 봉지재에 있어서, 질화 붕소의 배향도가 0.3 이상 1.0 이하인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 봉지재에 있어서, 질화 붕소의 종횡비가 5:1 이상인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 봉지재에 있어서, 질화 붕소의 면 방향의 열전도율이 60 W/m·K 이상인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 봉지재에 있어서, 질화 붕소가 육방정 질화 붕소인 것이 바람직하다.

또한 본 발명은, 본 발명의 봉지재를 사용한 표시 디바이스에 관한 것이다.

본 발명의 표시 디바이스는, 봉지재가 측면 봉지 재료의 형성 구조로서 유리 기판에 실장되어 있는 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 표시 디바이스는, 봉지재가 기판 측면에 실장되어 있는 것도 바람직하다.

더욱이 본 발명의 표시 디바이스는, 봉지재가 측면 봉지 재료의 형성 구조로서 플렉서블 기판에 실장되어 있는 것도 또한 바람직하다.

더욱이 본 발명의 표시 디바이스는, 유기 EL(Organic electro-luminescence: OEL) 디바이스인 것이 바람직하다.

본 발명의 유기 EL 디바이스를 구성하는 유기 발광 다이오드(organic light emitting diodes, OLED)는, 2000 Å 이내의 얇은 유기 박막으로부터 형성되고, 사용되는 전극의 구성에 따라 단방향 또는 양방향으로 화상 구현화가 가능하다. 또한 유기 발광 다이오드는, 플라스틱과 같은 플렉서블한 투명 기판 상에도 소자를 형성할 수 있으므로 플렉서블 또는 폴더블한 발광 장치를 구현화할 수 있다. 더욱이 유기 발광 다이오드는, 낮은 전압으로 구동이 가능하며 색 순도가 뛰어나기 때문에 액정 표시 장치(liquid crystal display device, LCD)에 비해서 큰 이점을 가진다.

또한 본 발명은, 상기 표시 디바이스를 구비한 표시 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 저흡습(낮은 증기 투과율)인 동시에 또한 고방열 성능(고열전도율)의 봉지재를 제공할 수 있다.

도 1은, 일 실시형태에 따른 표시 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2는, 일 실시형태에 따른 표시부에 있어서의 화소 및 부화소의 배열도이다.
도 3은, 봉지재가 유리 기판에 실장되어 있는 표시 디바이스의 개념도를 도시한 도면이다.
도 4는, 봉지재가 기판 측면에 실장되어 있는 표시 디바이스의 개념도를 도시한 도면이다.
도 5는, 봉지재가 플렉서블 기판에 실장되어 있는 표시 디바이스의 개념도를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은, 이하의 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 적절히 변경하여 실시할 수 있다.

도 1은, 본 실시형태에 따른 표시 장치의 개략적인 구성도이다. 본 실시형태에 따른 표시 장치는, 입력된 RGB 데이터를 바탕으로, 표시부(1)에 화상을 표시하는 장치이다.

표시 장치의 일례로 들 수 있는 플렉서블 표시 장치로서는, 접을 수 있는 형태의 폴더블(foldable) 표시 장치, 돌돌 말 수 있는 형태의 롤러블(rollable) 표시 장치, 구부렸다 폈다 할 수 있는 형태의 벤더블(bendable) 표시 장치 등이 있을 수 있다.

플렉서블 표시 장치의 용도는, 예를 들면 컴퓨터의 화상 출력 장치, 대형 디스플레이, 텔레비전 수상기, 스마트폰, 태블릿 단말, 게임기 등일 수 있지만 특별히 한정되는 것은 아니다.

또한 본 실시형태에서는, 플렉서블 표시 장치는, 상부 발광 방식(top emission type)인 경우에 대해서 설명하지만 발광 방식은 한정되지 않는다.

도 1에 도시되어 있는 것과 같이, 표시 장치는 표시부(1), 타이밍 컨트롤러(TCON, 2), 복수의 소스 드라이브 IC(SDIC, 3) 및 복수의 게이트 드라이브 IC(GDIC, 4)를 구비한다. 표시부(1)는, 행렬상으로 배열된 복수의 화소를 구비하고 있고, 화상을 표시한다.

타이밍 컨트롤러(2)는, 복수의 소스 드라이브 IC(3) 및 복수의 게이트 드라이브 IC(4)와 통신 가능하게 접속되어 있다. 타이밍 컨트롤러(2)는, 외부 시스템으로부터 입력되는 타이밍 신호(수직 동기 신호, 수평 동기 신호, 데이터 인에이블 신호 등)를 바탕으로, 복수의 소스 드라이브 IC(3) 및 복수의 게이트 드라이브 IC(4)의 타이밍을 제어한다.

또한 타이밍 컨트롤러(2)는, 외부 시스템으로부터 입력되는 입력 신호인 RGB 데이터를 바탕으로 표시부(1)의 각 부화소의 휘도를 나타내는 RGBW 데이터를 생성하고, RGBW 데이터를 복수의 소스 드라이브 IC(3)에 출력 신호로서 출력한다. 또한 소스 드라이브 IC(3) 및 게이트 드라이브 IC(4)의 개수는, 도시한 것에 한정되는 것은 아니다.

복수의 소스 드라이브 IC(3)의 각각은, 타이밍 컨트롤러(2)의 제어에 따라서, 복수의 데이터 라인을 통해서 표시부(1) 내의 복수의 화소를 구동하기 위한 전압을 공급한다. 복수의 게이트 드라이브 IC(4)의 각각은, 타이밍 컨트롤러(2)의 제어에 따라서, 복수의 게이트 라인을 통해서 표시부(1) 내의 복수의 화소에 스캔 신호를 공급한다. 이와 같이 타이밍 컨트롤러(2)는, 표시 장치 전체의 동작을 제어하는 표시 제어 장치로서 기능한다.

또한 표시부(1)의 표시면을 정의하는 2변의 방향을 각각 X축 방향 및 Y축 방향이라 하고, 표시면에 수직인 방향(즉, X-Y 평면에 수직인 방향)을 Z축 방향이라 한다.

도 2는, 본 실시형태에 따른 표시부(1)에 있어서의 화소(Pixel, 10) 및 부화소(Sub Pixel, 11, 12, 13, 14)의 배열도이다. 표시부(1)는, 복수의 행 및 복수의 열을 이루도록 배치된 복수의 화소(10)를 구비한다. 복수의 화소(10)의 각각은, 적색 광을 발광하는 부화소(11), 녹색 광을 발광하는 부화소(12), 청색 광을 발광하는 부화소(13) 및 백색 광을 발광하는 부화소(14)를 포함한다. 부화소(11, 12, 13, 14)의 휘도는 소스 드라이브 IC(3)로부터 출력되는 전압에 따라서 제어된다. 부화소(11, 12, 13, 14)가 소정의 휘도비로 발광함으로써, 화소(10)는 가법 혼색에 의해 여러 가지 색을 표시할 수 있다.

<질화 붕소>

본 발명의 봉지재는, 절연성 봉지재에 질화 붕소가 분산·배향되어 있는 것을 특징으로 한다. 질화 붕소는 절연성인 동시에 또한 고열전도성 충전제로서 기능하고 있다.

또한 이 질화 붕소의 분산·배향에 의해, 고방열 성능을 나타낸다. 절연성 충전재인 질화 붕소는, 알루미늄 등과 동등한 열전도성을 가지므로, 전극 간격이 10 μm 정도로 좁은, 실장부에 발생되는 열을 측면 전체로 신속하게 확산시키는 것이 가능하다.

질화 붕소의 배향도(Order Parameter, S)는 0.3 이상 1.0 이하인 것이 바람직하고, 0.5 이상 1.0 이하인 것이 보다 바람직하며, 0.7 이상 1.0 이하인 것이 더욱 바람직하고, 0.9 이상 1.0 이하인 것이 가장 바람직하다.

또한 여기서 말하는 배향이란, 질화 붕소가 랜덤하게 존재하고 있는 상태(어떠한 배향 제어가 되어 있지 않은 상태, 배향도 0.0)로부터, 각각의 질화 붕소에 대해서, 어느 정도 같은 방향으로 배향되도록 제어되고 있으면 된다. 따라서 반드시 모든 질화 붕소가 동일한 방향으로 배향되어 있는(배향도 1.0) 것을 필요로 하는 것은 아니다. 또한 여기서 말하는 배향이란, 판상 필러가 랜덤하게 존재하고 있는 상태(어떠한 배향 제어가 되어 있지 않은 상태)로부터, 각각의 판상 필러에 대해서, 유기 전계 발광 장치(1)의 단면에 연직인 방향에 대해서 수직 방향 측으로 배향되도록 제어되고 있으면 된다. 따라서 반드시 모든 판상 필러가 동일한 방향으로 배향되어 있는 것을 필요로 하는 것은 아니다.

질화 붕소의 종횡비는 5:1 이상인 것이 바람직하고, 10:1 이상인 것이 보다 바람직하며, 20:1 이상인 것이 더욱 바람직하고, 30: 1 이상인 것이 가장 바람직하다.

종횡비란, 형상 이방성을 나타내는 지표이다. 일반적으로는 직사각형에 있어서의 장변과 단변의 비율을 가리키지만, 타이어와 같은 3차원 형상 중 2차원 평면(원환면) 혹은 로드 길이와 직경 같은 것에도 적용된다.

질화 붕소의 면 방향의 열전도율은 60 W/m·K 이상인 것이 바람직하고, 80 W/m·K 이상인 것이 보다 바람직하며, 100 W/m·K 이상인 것이 더욱 바람직하고, 200 W/m·K 이상인 것이 가장 바람직하다.

질화 붕소는, 육방정 질화 붕소인 것이 바람직하다. 질화 붕소에는 육방정계(hexagonal) 상압상과, 입방정계(cubic) 고압상이 있으며, h-BN, c-BN으로 다르게 불린다. 육방정 질화 붕소는, 200 W/m·K를 넘는 면 방향의 열전도율을 가지고 있다.

<절연성 봉지재>

분산·배향되어 있는 질화 붕소를 함유하는 본 발명의 봉지재를 구성하는 절연성 봉지재의 수지 재료로서는, 특별히 한정되지 않고, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 에틸렌-비닐알코올 공중합 수지, 폴리올레핀 수지, 액정 폴리머 수지 등을 들 수 있으며, 그 중에서도 수증기 투과율이 낮은 관점에서 에폭시 수지가 바람직하다.

상기 봉지재를 사용한 영역의 형성 방법은, 원하는 영역에 봉지재를 도포하고, 필요에 따라서 경화시키면 된다. 여기서 사용하는 봉지재의 경화 형태는, 열 경화형, 습기 경화형, 화학 경화형(이액 혼합), 핫멜트형, 자외선 경화형 등 어느 것이어도 된다. 봉지재 도포는, 디스펜서 도포, 스프레이 도포, 잉크젯 도포 등 어느 것이어도 된다. 또한 절연성 봉지재를 도포한 후 방열 재료를 더욱 도포하는 공정이 불필요하므로, 봉지재를 사용한 영역의 제조 공정이 복잡해지지 않고, 상대적으로 저비용으로 상기 봉지재를 사용한 표시 디바이스를 제공할 수 있다.

<표시 디바이스>

본 발명의 표시 디바이스에는, 본 발명의 봉지재가 사용되고 있다. 본 발명의 봉지재에 사용되고 있는 절연성 충전재인 질화 붕소는, 알루미늄 등과 동등한 열전도성을 가지므로, 전극 간격이 10 μm 정도로 좁은, 실장부에 발생되는 열을 측면 전체로 신속히 확산시키는 것이 가능하다.

또한 질화 붕소가 절연성 봉지재를 구성하는 수지와 적층되어, 부식의 원인인 이온을 운반하는 수증기의 침투를, 미로 효과에 의해 지연시키므로, 부식 방지 효과를 가지고 있다. 또한 실시예에서 후술하지만 수증기 침투를 2 ~ 5배까지 방지하는 효과를 가지고 있다.

본 발명의 표시 디바이스의 일례로서, 봉지재가 유리 기판에 실장되어 있는 양태를 들 수 있다. 이 양태의 개념도를 도 3에 도시한다. 즉, 봉지재가 측면 봉지 재료의 형성 구조로서 유리 기판에 실장되어 있으며, BN 배향 실링재(sealing material)가 사용된다.

또한 본 발명의 표시 디바이스의 일례로서, 봉지재가 기판 측면에 실장되어 있는 양태를 들 수 있다. 이 양태의 개념도를 도 4에 도시한다. 즉, 봉지재가 기판 측면에 실장되어 있으며, BN 배향 실링재(sealing material)가 사용된다.

또한 본 발명의 표시 디바이스의 일례로서, 봉지재가 플렉서블 기판에 실장되어 있는 양태를 들 수 있다. 이 양태의 개념도를 도 5에 도시한다. 즉, 봉지재가 측면 봉지 재료의 형성 구조로서 플렉서블 기판에 실장되어 있으며, BN 배향 실링재(sealing material)가 사용된다.

이상 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 상세히 설명했지만, 당해 기술 분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형 및 균등한 실시형태가 가능하다.

따라서 본 발명의 권리 범위는 여기에 한정되는 것은 아니며, 특허 청구의 범위에서 정의되는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 다양한 변형과 개량 형태도 본 발명에 포함된다.

<실시예>

이하 실시예를 나타내어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

봉지재(방열 도료)의 방열 효과 검증

알루미늄 시트 전면에 봉지재(방열 도료, BN 함유 수지)를 얇게 바르고 건조하여, 열원의 온도(TC#4)를 측정했다.

<비교예 1>

알루미늄 시트 전면에 봉지재(방열 도료)를 얇게 바르고 건조하여, 열원의 온도(TC#4)를 측정했다. 또한 비교예 1은, BN 함유 수지 대신 UNI Cool(GODO PRINTING INK MFG.CO.,LTD.제품)을 사용한 예이다.

그 결과, 본 발명의 봉지재(방열 도료)는, 열원의 온도(TC#4)를 저하시키는 효과를 가지는 것이 밝혀졌다.

또한 알루미늄 시트뿐만 아니라 유리판에 대한 본 발명의 봉지재(방열 도료)의 방열 효과를 검증했다. 그 결과, 본 발명의 봉지재(방열 도료)를 알루미늄 시트나 유리판에 도포함으로써 열원의 온도(TC#4)가 1 ~ 2 ℃ 정도 저하된 것이 밝혀졌다.

또한 본 발명의 봉지재에 사용한 질화 붕소는, 종횡비가 30:1이라는 형상을 나타냈다. 또한 본 발명의 봉지재에 사용한 질화 붕소는, 면 방향의 열전도율이 200 W/m·K 이상이라는 높은 방열성을 나타냈다. 또한 그 밖에 알려져 있는 고방열성 봉지재는 도전성을 가지고 있지만, 본 발명의 봉지재에 사용한 질화 붕소는 절연성이다.

<실시예 2>

봉지재의 수증기 투과율(WVTR) 측정

질화 붕소(BN)의 배향에 따른 봉지재(혼합 수지)의 수증기 투과율(WVTR)의 시뮬레이션 결과를 검증했다. 그 결과, 유기 수지(절연성 봉지재)에 BN을 수평 배향하면 2 ~ 5배까지 WVTR(수증기 투과율)이 감소되는 것이 밝혀졌다. 예를 들면 WVTR이 5g/m²/Day인 봉지재에 BN을 20 % 혼합하고, 배향도(Order Parameter, S)를 0.8 정도로 배향해두면 WVTR을 1.1 g까지 낮추는 것이 가능하다.

Claims

절연성 봉지재에 질화 붕소가 분산·배향되어 있는 것을 특징으로 하는 봉지재.
제 1 항에 있어서,
질화 붕소의 배향도가 0.3 이상 1.0 이하인 봉지재.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
질화 붕소의 종횡비가 5:1 이상인 봉지재.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
질화 붕소의 면 방향의 열전도율이 60 W/m·K 이상인 봉지재.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
질화 붕소가 육방정 질화 붕소인 봉지재.
제 1 항 또는 제 2 항의 봉지재를 사용한 표시 디바이스.
제 6 항에 있어서,
봉지재가 측면 봉지 재료의 형성 구조로서 유리 기판에 실장되어 있는 표시 디바이스.
제 6 항에 있어서,
봉지재가 기판의 측면에 실장되어 있는 표시 디바이스.
제 6 항에 있어서,
봉지재가 측면 봉지 재료의 형성 구조로서 플렉서블 기판에 실장되어 있는 표시 디바이스.
제 6 항에 있어서,
유기 EL 디바이스인 표시 디바이스.
제 6 항에 기재된 표시 디바이스를 구비한 표시 장치.