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핫멜트 PU 접착제의 성능을 충분히 발휘하도록 하기 위해서는 용도에 적합한 핫멜트 PU 접착제를 선택하는 것은 물론 최적의 접착 시스템을 선택하는 것이 중요합니다.
각종 화장판이나 패널 등, 목질 기재(基材 : substrate)를 중심으로 한 건축재료의 라미네이션 용도에는 롤러 코터(roll coater), 슬롯 다이 코터 (slot die cater)에 의한 접착 시스템이 실용화되고 있습니다.
롤러 코터에 의한 접착 시스템은 가열한 롤러 코터 상에 용융한 핫멜트 PU 접착제를 공급하여 백업 롤러(기재 반송 롤러)와의 사이에 도포 기재를 삽입하면서 핫멜트 PU 접착제를 도포하고, 피착제를 접합한 다음 평면 프레스 또는 롤러 프레스 등으로 압착합니다.
- 도포량의 제어는 2개의 롤러(애플리케이션 롤러와 덕터 롤러)의 간격(clearance)를 조절하는 것에 의해 가능합니다.
- 겨울철 등, 특히 기온이 낮은 시기에는 압착 시에 이미 핫멜트 PU접착제의 점착성이 소실되는 경우가 있으며, 접착 불량의 원인으로 됩니다.
･ 기재가 얇은 경우에는 프레스를 가온(加溫)하여 압착하는 것에 의해 핫멜트 PU 접착제가 가열되어 접착 불량을 피할 수 있지만 기재가 두꺼운 경우에는 압착 시의 가온이 효과가 없으며 적외선히터 등에 의해 기재를 예열하는 것이 필요합니다.
- 롤러 코터에 의한 접착 시스템으로는 일반적으로 목질, 플라스틱, 금속 등에의 도포가 기본이며, 각종 시트나 필름과 같이 얇은 기재에 도포하는 경우에는 핫멜트 PU 접착제의 점착력에 의해 롤러 코터에 감기는 현상이 발생하기 때문에 시트나 필름에 도포하는 것은 곤란 합니다.
슬롯 다이 코터에 의한 접착 시스템은 각종 시트에 도포하여 목질의 기재 등과 접합하는 소위 랩핑(wrapping) 용도로 실용화되고 있습니다.
- 핫멜트 PU 접착제는 용융장치(melter)에 의해 가열･용융되어 펌프에 의해 슬롯 다이 코터로 송출되어 시트 상에 도포되며, 도포량은 일반적으로 펌프의 회전수에 비례합니다.
의료(衣料)를 중심으로 한 섬유 본딩(bonding) 용도에서는 그라비어(gravure) 코터, 스크린 코터 및 화이버 코팅에 의한 접착 시스템이 실용화되고 있습니다.
섬유 본딩은 촉감이 가장 중요시되기 때문에 건축재료의 라미네이션과 같이 핫멜트 PU 접착제를 전면에 도포하는 접착 시스템의 적용이 곤란하여 촉감과 접착강도의 밸런스를 맞추기 위한 핫멜트 PU접착제의 설계뿐 아니라 설비 면에서도 다양한 연구가 진행되고 있습니다.
그라비어 롤러는 목적에 따라서 점 무늬, 격자 무늬 등으로 조각되어 있으며, 핫멜트 PU 접착제는 그라비어 롤러의 패턴에 따른 형태로 전사(轉寫)･도포됩니다.
- 핫멜트 PU 접착제의 도포량은 그라비어 롤러의 조각 패턴에 의존하지만 도포 온도에 의해서 핫멜트 PU 접착제의 용융 점도가 변화하기 때문에 동일한 그라비어 롤러를 사용하여도 도포 온도를 변화하는 것에 의해 어느 정도의 도포량 조절이 가능합니다.
스크린 코터에 의한 접착 시스템은 그라비어 코터와 같은 전사방식과는 달리 스크린 메시의 구멍을 통해서 핫멜트 PU 접착제를 도포하는 방식입니다.
- 핫멜트 PU 접착제의 도포량은 스크린 메시의 도트(dot) 패턴 (구멍의 크기)에 의존하지만 그라비어 코터와 마찬가지로 가열온도를 변화하는 것에 의해 어느 정도의 도포량 조절이 가능합니다.
화이버 코팅에 의한 접착 시스템은 그라비어 코터나 스크린 코터와는 전혀 다르게 기재(基材)에 접촉하지 않고 핫멜트 PU 접착제를 도포하는 방식입니다.
- 용융된 핫멜트 PU 접착제가 가열된 노즐에서 선상(線狀)으로 토출(吐出)되면서 열풍에 의해 화이버 형태로 도포되며, 도포량의 조절은 용융장치의 펌프 회전수를 조정하는 것에 의해 가능합니다.

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고성능 마이크로프로세서와 같이 큰 전류량을 다루는 소자에서는 사용전류의 양이 많은만큼 열의 발생또한 적지 않습니다. 그러므로 이러한 고성능 소자를 접속해야하는 경우에는 사용할 접착재료의 선정에는 전기적 특성뿐 아니라 열전도성에 대한 고려가 함께 이루어져야 합니다. ACA flip-chip 접속체와 ICA 접속체에대한 열방출 정도를 비교하였을때 ACA flip-chip 접속체가 훨씬 우수한 방열성을 지니고 있으며, 이는 ICA에 비하여 ACA의 접착층 두께가 훨씬 얇기때문입니다. 그러나 일반적으로 열전도도가 좋지못한 고분자수지를 접착제의 주요조성물로 사용해야하는 ACA/ACF의 근원적 특성 때문에 방열성 문제에 대해서는 여전히 개선해야될 여지가 많습니다.
열전도도를 향상시킬수 있는 가장 직접적인 방법중 하나는 고분자수지에 비하여 열전도도가 월등한 물질을 ACA/ACF 조성물에 첨가하는것과 전도성입자와 ACA/ACF 수지 조성물 사이에 열전달을 증대시킬수 있도록 계면접착력을 증대시키는 것입니다. 전자의 방법에는 SiC, AlN 또는 탄소나노튜브와 같은 고방열 소재가 적용될수 있는데, 이경우 고방열성 무기충진제의 결정요소가 될것입니다. 후자의 방법은 전도성입자의 표면에 고분자수지가 친화력을 지닐수 있도록 표면코팅을 함으로써 이룰수가 있는데, 앞에 언급하였던 이관능성 유기물의 자가조립 유기단층막이 계면상태의 제어가 가능하므로 계면안정을 통한 열전달 촉진기능을 유도할수 있습니다.

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OLED의 발광모드 (a) 배면발광(bottom emission), (b) 전면발광(top emission)

LCD와 마찬가지로 OLED 역시 영상 표시를 해주는 부분을 외부와 차단하기 위해서 모서리 부분의 실링이 필요한데, 상기그림과 같이 각 제품군에 있어서 OLED의 신뢰성을 위해서는 LCD보다 높은 barrier 물성을 요구됩니다. 따라서 실링제의 수분 및 산소 차단율이 중요하게 됩니다. OLED의 유기물질이 특히 수분, 산소에 취약하기 때문입니다. 실링이 완벽하게 되지 않아 유기물질이 외부 환경에 영향을 받게 되면 발광영역 내에 검은 점이 생겨 영상표시가 불균일하게 됩니다.
기존의 OLED는 LCD를 실링하는 것처럼 실링제를 유리나 금속 기판에 도포한 후에 OLED 기판과 합착합니다. OLED는 발광하는 방향에 따라 배면(후면)발광(bottom emission)과 전면발광(top emission)으로 나눌 수 있습니다. 배면발광은 상기그림과 같은구조로 TFT 회로가 차지하는 면적으로 인해 개구율(단위 화소에서 빛이 나올 수 있는 면적)이 낮아지게 되는 단점이 있지만, 금속 음극을 선택 가능하며, 흡습제(getter)가 불투명해도 상관없다는 장점이 있습니다. 이 때는 에폭시 또는 UV 경화형 실링제와 흡습제를 동시에 적용하여 수분 투과를 지연하는 방향으로 봉지(encapsulation)시킵니다. 전면발광 구조는 개구율이 배면발광 구조보다 높아 고해상도의 디스플레이 구현이 가능하지만 투명한 음극이 필요하고 흡습제를 사용하지 않는 봉지기술이 필요하여 적용할 수 있는 재료에는 다소 제약이 있습니다. 흡습제를 사용할 수 없기 때문에 모서리 부분의 실링으로만 수분 투과를 방지하여야 합니다. 이를 위해 frit 실링제를 사용하는데, frit paste를 스크린 프린팅 한 후 IR 레이저를 이용하여 실링합니다. Frit paste를 이용하는 방식은 녹는점이 매우낮은 유리 파우더를 바인더와 섞어 레이저를 이용해 실링하는 부분만 녹여서 접착합니다. IR 레이저를 사용하기 전에도 수분 및 산소가 투과할 수 있으므로 에폭시 UV 경화 실링제로 먼저 봉지를 한 후 레이저 실링을 실시합니다.

Passivation 막을 이용한 실링 방식

대형화 또는 유연한 기판을 사용하면서 봉지재의 재료가 더욱 중요하게 되는데, 앞으로는 액상 흡습제를 가장자리에 배치하고 에폭시 UV 실링제를 사용하거나, thin film encapsulation방식을 채용할 것으로 보입니다. thin film passivation을 이용하고 그 위에 흡습 또는 buffer 역할을 하는 adhesive layer를 추가하는데, 용액상태에서 스크린 프린팅하거나, film을 라미네이팅하는 방법이 있습니다(상기그림).

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