3D 및 2.5D 차량용 디스플레이를 위한 최신 광학 접합 기술D

곡면 형상 등 디자인성이 높아지는 차재 디스플레이

자동차 OEM과 1차 협력업체들은 운전 경험 향상을 위해 차량용 디스플레이 기능을 개선하기 시작했습니다. 대부분의 기존 디스플레이는 평면 직사각형 형태였지만, 최근에는 차량 내부 형태에 맞는 곡면 또는 '자유형' 디스플레이 개발이 증가하고 있습니다. 이러한 새로운 디스플레이 개발에는 디스플레이와 커버 소재를 접합하는 공정인 새로운 광학 본딩 기술이 필요합니다.

「광학 접합」이란, 액정 패널 등의 디스플레이 모듈과 그것을 덮는 커버(톱 플레이트)를, 광학적으로 투명한 재료로 접합하는 것을 가리킵니다.

유리 또는 아크릴 폴리머는 일반적으로 상단 기판으로 사용되지만 디스플레이와 커버 렌즈 사이의 에어 갭으로 인해 이미지가 흐려지고 굴절률의 차이로 인해 밝기가 감소할 수 있습니다. 따라서 OCA(Optically Clear Adhesives) 및 LOCA(Liquid Optically Clear Adhesives)는 디스플레이와 상단 기판 사이의 에어 갭을 채우는 데 사용됩니다. 광학적으로 투명한 접착제는 기판을 함께 결합하는 동시에 외부 빛의 반사와 패널 내부의 이미지 빛의 확산을 최소화합니다. 이러한 투명도가 높은 접착 재료는 스마트폰에도 일반적으로 사용됩니다.

LOCA를 이용한 곡면 접합

OCA나 LOCA는 톱 플레이트와 굴절률을 정합해, 화면의 시인성을 향상시킬 뿐만 아니라, 자동차 사고등이 일어났을 때에 유리편이나 아크릴편의 비산을 막아, 탑승자의 안전에 기여합니다. 또 광학 접합하는 것으로, 디스플레이의 방진 효과, 내습성도 향상하는 것으로부터, 많은 자동차 메이커가 개발하는 디스플레이 시스템에 빠뜨릴 수 없는 부재가 되었습니다.

그러나 점점 더 인기를 얻고 있는 자유형 및 곡면 차량용 디스플레이는 OCA 적용에 적합하지 않습니다. OCA는 평면 필름이기 때문에 주로 평평한 기판을 접착하는 데 사용되며, 두께가 다른 잉크가 있는 고르지 않은 표면이나 곡면에는 적합하지 않습니다.

반면, 액상 폴리머인 LOCA는 접합 영역 사이의 모든 틈을 채울 수 있습니다. 아래 그림과 같이, LOCA는 곡면 커버 렌즈와 디스플레이 사이에 채워지고 UV 경화 과정을 거쳐 완벽한 접합을 이룹니다. 따라서 LOCA는 곡면 2.5D 및 3D 디스플레이 접합에 적합합니다.

광학 탄성 수지(SVR) 시리즈

덱세리얼즈는 2007년에 업계 최초로 스마트폰 디스플레이에 많이 사용되는 광학 탄성 수지인 아크릴 LOCA를 "SVR"이라고 불렀습니다. 2013년에는 '하이브리드 SVR'이 커버 렌즈 뒷면에 도포된 폴리머로 자외선으로 경화하는 형태로 상용화됐다. 하이브리드 SVR은 향상된 광학 성능과 SVR과 OCA의 장점을 각각 제공하면서 광학 접합 응용 분야에서 더욱 인기를 얻었습니다.

덱세리얼즈의 SVR, 하이브리드 SVR의 특성을 나타낸 것이 다음 표입니다. 비교 대상의 표의 우측 2개는, 타사의 실리콘 베이스의 LOCA, 아크릴 베이스의 OCA가 됩니다. 「★」가 많은 쪽이 뛰어난 것을 나타냅니다.

지금까지 자동차 디스플레이 광학 본딩에 주로 사용된 소재는 실리콘 LOCA였습니다. 그러나 실리콘 LOCA는 유리 또는 폴리카보네이트 기판과 굴절률 차이가 크기 때문에 흐릿하고 이중으로 보이는 이미지 문제를 완전히 해결하지 못했습니다. 또한, 실리콘 LOCA는 OCA보다 접착력이 약합니다. 반면, 아크릴 SVR과 하이브리드 SVR은 유리 및 폴리카보네이트와 굴절률이 거의 동일하여 수지의 광학 특성을 크게 향상시킵니다. 또한, 덱세리얼즈의 아크릴 SVR과 하이브리드 SVR은 OCA에 이어 두 번째로 높은 접착력을 자랑합니다.

고온에도 강한 아크릴 베이스의 「SVR」시리즈

다음 그림은 2.5D 및 3D 디스플레이의 단면도입니다. SVR 또는 하이브리드 SVR을 접합 수지로 사용한 다양한 상단 기판과 디스플레이 유형의 세 가지 조합을 보여줍니다. 자유형 디스플레이가 시장에서 지속적으로 성장함에 따라 곡면 상단 기판과 모듈을 모두 사용하는 디스플레이 유형(맨 오른쪽 조합)이 우세할 것으로 예상됩니다. 2단계 UV 경화 방식을 사용하는 하이브리드 SVR은 곡면 디스플레이 분야에 사용될 수 있습니다.

지금까지 실리콘 LOCA는 실리콘 접착제의 높은 내열성으로 인해 자동차 디스플레이 광학 라미네이션에 일반적으로 사용되어 왔습니다. 그러나 덱세리얼즈에서 개발한 SVR과 하이브리드 SVR은 95°C에서 1,000시간 내구성 시험 후에도 품질 저하가 전혀 없었으며, 차량용 디스플레이 접합재로 사용하기에 매우 적합합니다. 덱세리얼즈는 향상된 광학 성능, 더 큰 설계 유연성, 그리고 향상된 접착력을 제공하는 SVR과 하이브리드 SVR을 지속적으로 홍보할 것입니다.