SVR(광학 탄성 수지) 적용을 위한 광학적 접합 공정

접합하는 것에 맞춘 SVR의 선택이 중요

덱세리얼의 광학 탄성 수지(SVR)와 하이브리드 광학 탄성 수지(HSVR)는 기판(예: 상판과 디스플레이 모듈) 사이의 공기 공간을 메워 눈부심을 줄이고 화면 가시성을 향상시킵니다. 스마트폰, 카메라 LCD 화면, 태블릿, 대형 TV 등 다양한 전자 제품에 사용되고 있습니다. 최근에는 자동차 내 차량 디스플레이에도 활용되고 있습니다. SVR의 적용이 계속 확대됨에 따라, SVR의 적용은 두 개의 결합된 기판 재료(부착자)에 따라 달라진다는 점을 유의하는 것이 중요합니다. 아래 표는 세부 사항을 설명합니다.

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적절한 SVR을 선택할 때 접합 기판은 다음과 같습니다. 기판 #1: 상판(유리 또는 플라스틱) 기판 #2: 액정 디스플레이(LCD) 모듈, 터치 패널 또는 유기 발광 다이오드(OLED) 모듈 경화 중 수축 및 탄성, 경화에 필요한 UV 조사량 등을 포함하되 이에 국한되지 않는 특성을 고려하여 SVR을 선택하는 것이 중요합니다. 또한, 노동량(시간)과 공정 비용도 선택에 영향을 미칠 수 있습니다.

디스플레이 모듈과 상판을 접합하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 어떤 방법을 선택할지는 제품 사양, 접합에 사용되는 장비, 공정, 그리고 원하는 생산 효율에 따라 달라집니다. 아래에서는 세 가지 대표적인 SVR 및 하이브리드 SVR 접합 공정을 설명합니다.

①플립본딩 공법

우선은 플립 본딩이라고 불리는 접합 방법을 소개합니다. 이것은 가장 기본적인 공법입니다. 아래 그림을 바탕으로 단계별로 살펴 보겠습니다.

1단계: 적용
SVR을 상단 플레이트(유리 또는 플라스틱)의 접합면에 디스펜서라는 장치를 사용하여 적용합니다. 수지의 오버플로우(돌출)를 방지할 필요가 있는 경우에는 사전에 주변부에 DAM(댐)을 만들 수도 있습니다.

2단계: 붙여넣기 SVR을 적용한 상단 플레이트를 뒤집어서 적용면을 아래로 향하게 하단의 디스플레이 모듈에 붙입니다.

3단계: 크림핑
부착된 모듈을 위아래에서 압축하여 액체 SVR을 접착면의 모든 모서리로 확산시킵니다.

4단계: 사전 경화
수지는 모듈의 상단, 측면 또는 후면에서 자외선(UV)을 조사하여 사전 경화됩니다. 이 공정은 모듈의 접착면이 정렬 불량을 방지하고 5단계의 본 경화 공정으로 원활하게 전환할 수 있도록 합니다.

5단계: 본 경화
벨트 컨베이어식 UV조사기 등에 모듈을 나란히 UV를 조사하고, SVR을 본경화시킴으로써 접합이 완료됩니다.

2. 디스펜스 앤 플립 본딩의 개발 및 장점

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우리도 자주 고객님께서 "디스플레이 모듈을 위에서 붙이는 편이 편하지 않을까"라고 묻습니다만, 이 방법을 취하는 것으로, "수지 중에 기포가 들어가지 않는다"라는 큰 이점을 얻을 수 있습니다. 그 원리에 대해 설명합니다.
아래 그림은 SVR을 도포한 톱 플레이트와 디스플레이 모듈의 모식도입니다. 톱 플레이트 상부에 도포된 액상의 SVR은, 자신의 가중치로 일러스트와 같이 한점에서 아래를 향해 늘어져 갑니다. 모듈에 접한 SVR은 그 한점에서 바깥쪽으로 퍼져 나가기 때문에 기포가 들어가는 틈이 생기지 않습니다.

그러나, SVR을 도포한 플레이트가 하측에 있는 경우, 도포한 수지의 표면에는 약간의 요철이 발생한다. 그 위에 모듈을 씌우면, 요철의 틈새의 공기가 갇혀 버려, 기포의 원인이 되는 것입니다.

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②하이브리드 SVR(HSVR) 공법

다음은 SVR의 개선된 버전인 하이브리드 SVR(HSVR)이라는 제품을 사용한 본딩 프로세스입니다. 위에서 설명한 디스펜스 앤 플립 본딩 기법은 디스펜서로 액체 SVR을 도포한 후 UV 경화를 수행하는 것입니다. 이로 인해 액체가 압착될 때 접합 표면의 가장자리에서 액체가 넘치게 되며, UV 경화 공정 후 오버플로를 제거하기 위해 추가 단계가 필요한 경우가 있습니다. 최근 스마트폰 디자인의 좁은 베젤 추세는 레진 오버플로우에 대한 보다 엄격한 제어를 요구하고 있습니다.

그래서 이 오버플로의 문제를 해결하기 위해 덱세리얼즈가 개발한 것이 하이브리드 SVR이라는 제품입니다. HSVR의 톱 플레이트에의 도포는, 슬릿 코터라고 불리는 장치를 이용해, 하기 일러스트와 같이 「면상」에 실시해 갑니다.

HSVR은 UV 예비 경화 공정 후 60~80%의 경화율을 달성합니다. 수지는 패널 가장자리에 넘침 현상이 없을 정도로 굳습니다. 이 방식은 상판에 "양면 테이프"를 형성하여 디스플레이 패널에 부착합니다. 아래는 HSVR 방식의 다이어그램입니다.

하이브리드 SVR은 SVR에 비해 디스플레이 패널의 표시 불균일을 억제하기 쉽다는 특징도 있습니다. 표시 불균일의 주요 원인 중 하나는 충전된 수지의 경화 수축의 크기입니다. 하이브리드 SVR은, 접합하기 전에 가경화를 행하는 것으로 일부 수축이 진행하고 있기 때문에, 압착 후의 본경화에서의 수축은 작아집니다. 따라서 패널의 표시 불균일을 대폭 줄일 수 있습니다.

③DAM&필 공법

마지막 방법은 댐 & 필(dam & fill) 공법입니다. HSVR 공법과 마찬가지로, 이 접합 공정은 SVR의 오버플로우를 방지하기 위해 개발되었습니다.

DAM&필 공법에서는, 아래의 그림과 같이, 톱 플레이트의 외주부에 빙글빙글 수지를 도포해, SVR을 멈추는 「댐」을 만듭니다. 그 후 SVR을 기존 공법과 같이 도포하여 디스플레이 모듈과 붙입니다.

앞서 소개한 하이브리드 SVR은 오버플로를 막는 수법으로서는 이상적입니다만, 종래 사용해 온 디스펜서에서는 도포를 할 수 없고, 면상 도포를 할 수 있는 슬릿 노즐을 탑재한 장치(슬릿 코터)가 필요합니다.

또, 슬릿 노즐에 의한 도포는 그 기구로부터 사각형으로 밖에 도포하는 것이 어렵고, 도포할 수 있는 톱 플레이트의 사이즈도 그 크기에 의해 한정됩니다. 한편, 이 DAM & 필 공법은, 종래의 장치를 그대로 사용할 수 있어, 도포의 형상도 어느 정도의 자유도를 획득하면서, 오버플로우를 저감할 수 있다는 장점이 있습니다.

SVR 및 HSVR을 사용하는 디스플레이의 세 가지 광학 접합 방식입니다. 이 모든 방식은 고객의 요구와 문제점을 해결하기 위해 개발되었습니다. 덱세리얼은 앞으로도 모든 난관을 극복할 수 있도록 소재와 공정 개발에 전념할 것입니다.