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1. UV경화설비

UV (Ultra Violet Ray)

  • - 가시광선 보다 짧은 파장의 빛으로써 에너지가 높아 각종 산업에 활용도가 높습니다.
  • - 파장별 특징 및 응용
    • 파장이 짧을 수록 에너지는 강하고 침투력은 약합니다.
    • UV-A (315 ~ 400 nm) : 이 파장대에서 경화(Curing)되는 광 경화제(Monomer)를 사용하여 인쇄, 코팅, 포장 산업 등에서 많이 이용하고, 가장 많이 사용되는 파장은 356nm로 이를 black light라고 합니다.
    • UV-B (280 ~ 315 nm) : 살균 특성이 많이 나타나는 파장대로서 공기 살균기, 세척기 등에 이용합니다.
    • UV-C (180 ~ 280 nm) : 물질의 분자 활동을 증가시킴으로써 표면에 있는 유기물의 결합 고리를 깨뜨려 탄산 가스와 수분으로 산화시킵니다. 이를 이용하여 살균 및 표면 세정 작업에 이용하고 있습니다.

Ultra Violet Ray

UV 응용산업

  • - 경화 (Curing) : 근래에 인쇄, 코팅, 포장 산업 등에서 많이 사용되고 있는 장비로, 용액에 액상의 단위체(Monomer)를 첨가하여 UV로 화학적 건조 반응을 일으키는  것이 UV 경화 방법입니다.
  • - 노광 (Photo Resistor)  : 빛에 반응하는 물질(Photo-resist, PR, 감광액)이 코팅된 시료 위에 원하는 패턴이 형성된 마스크를 올려 놓고 UV 를 조사하여 원하는 패턴을 전사하는 장비입니다. 반도체, LCD와 같은 미세한 패턴이 정밀하게 제작되어야하는 공정에 주로 사용됩니다.
  • - 살균, 세정 : UV의 강력한 살균, 세정 기능을 응용하는 장비로서 예전부터 폭넓게 응용되는 대표적인 UV 응용 기술로, 식기 세척기 건조기, 정수기 등에 사용되며, 표면 세정 및 개질 효과를 응용하여 LCD생산 공정 등 산업계 전반에서 활용됩니다.

UV 경화설비 (UV Curing System) 란?

  • - UV 경화란 UV를 받으면 딱딱하게 굳어지는 현상을 일컫는 것으로 일반 잉크나 페인트의 건조 방식과는 다르며, 고분자가 되기 전의 고분자 원료(Monomer) 또는 Oligomer)를 첨가한 용액을 UV에 의해 화학 반응 시켜 딱딱하게 굳히는 방식입니다.
  • - 일반적인 건조 방식은 용액에 첨가 되어 있는 희석제(Thinner)나 용매(Solvent)를 기화시키는 방법이 주로 사용되며, 이 방식은 대상물의 건조를 위한 열화에 의해 변형될 수 있기 때문에 플라스틱 등과 같이 열에 약한 재료에는 사용이 제한됩니다.
  • - 그러나 UV 경화 방식은 건조가 빠르고 대상에 구애 받지 않기 때문에 새로운 제조 방법으로 적용되고 있으며, 민감한 전자 부품의 보호 , 실링, 코팅과 같은 용도로 전자 부품 시장에 응용되는 등 여러 산업 분야에 빠르게 확산되고 있습니다.

LCD 패널 제조 공정에서의 UV 경화공정

LCD 패널 제조 공정에서의 UV 경화공정에 대한 이미지

LCD 패널 제조 공정에서의 UV 경화공정에 대한 이미지

LCD 액정 UV 경화설비

LCD 기판에서 액정의 응답 속도 향상을 위해 광 반응 물질을 혼합한 액정에 UV를 조사하여 경화 시키는 in-line설비로서 대면적의 LCD 원판에 균일하게 UV를 조사하고 온도 및 UV 조도를 자동 컨트롤할 수 있는 것이 큰 장점입니다.

LCD 액정 UV 경화설비에 대한 이미지

설비사양

LCD 액정 UV 경화설비
항목 내용
조사 대상 8세대 LCD panel
glass size 2500*2200
사용 램프 고압수은램프 또는 메탈램프
조사 조도 60mW/㎠ ~ 120mW/㎠ (Dimming가능)
조사에너지 1 Jule ~ 15Jule (요청에 따라 변경 가능)
조사 방식 inline type
조사시 글라스 온도 25~50℃(희망 범위 선택 가능)
Uniformity ±5%
특징 -in-line 노광 방식 으로서 스캔방향 조도 편차 거의 없으며, 좌우 방향으로
 ±5%의 우수한 Uniformity 구현
-연속 투입 방식으로 우수한 생산 능력
-공냉, 수냉 복합 Cooling 방식으로 안정적인 온도 유지

2. LED 솔라 시뮬레이터

LCD 액정 UV 경화설비

  • - 태양의 빛 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있는 장치입니다.
  • 태양광 외의 별도 연료 공급이 필요 없으며 2차 환경 오염이 없는 장점이 있기 때문에, 친환경 에너지로 불립니다.
  • 환경 오염 문제로 인해 태양광 산업이 크게 대두되고 있으며, 제작 기술의 발전으로 인해 진입 장벽이 낮아지고 보급성이 높아 지면서 시장이 크게 확대 중입니다.

태양전지의 구조

  • - 태양 전지는 크게 결정형과 박막형 두 가지로 분류하는데 이 두 가지 형태의 가장 큰 차이점은 모듈 생산 과정입니다.
  •  결정형 태양 전지가 실리콘 웨이퍼를 기반으로 하는 반면 박막형 태양 전지는 기판 위에 형성된 소재 박막을 기반으로 합니다. 단위면적당 에너지 변환효율이 높아 현재 태양전지 시장의 주류이며 70% 이상을 점유하고 있습니다.
  • 박막형 태양 전지는 비록 에너지 효율은 결정형에 비해 낮지만 공정 단계가 단순하여 생산성이 높으며, 소재의 박막 특성에 의해 형태에 구애 받지 않고 구부림이 가능한 유연 기판도 제작 할 수 있다는 점에서 태양 전지 모듈의 활용성이 매우 높아 최근 시장규모가 빠르게 성장하고 있습니다.

결정형 태양전지, 박막형 태양전지

태양전지 제조공정

솔라 시뮬레이터란?

생산 공정에서 태양전지 원판의 성능 평가 및 불량을 검사, 측정하는 장치로써 초고압 방전 램프(high-pressure discharge lamp)인 제논 램프(Xenon lamp, 크세논 램프) 등을 사용하여 인공적인 태양 광원을 만들어 원판의 반응을 검사합니다. 태양전지 시장의 규모가 커짐에 따라 생산 CAPA도 크게 증가하고 있으며, 이에 따라 전지의 효율적 생산을 위한 공정 설비 및 검사 설비의 제작 규모 또한 빠르게 증가하고 있습니다.

이 설비는 광의 조사 형태에 따라 연속조사 방식(Continuous Type)과 펄스 방식(Pulse Type)으로 나눌 수 있습니다. 연속조사 방식이 펄스 방식에 비해 우수한 평가 방식으로 평가 받고 있으나 태양광 모사광원을 구현하기 어렵기 때문에 아직은 실험실 규모에서만 쓰이고 있고, 양산 설비로는 Pulse Type이 많이 쓰이고 있습니다.

솔라 시뮬레이터 광원 -LED

태양전지의 생산 기술이 발전하고 수요가 빠르게 팽창함에 따라서 생산성 및 원가 측면에서 유리한  대면적 박막형 태양전지의 생산 기술이 요구되고 있으며, 이를 평가할 차세대 대면적 평가 장비 또한  수요가 증가하고 있는 상황입니다. 이에 따라, 광원 사이즈도 함께 대면적화 되고, 소비전력 감소를 위한 LED와 같은 저전력 고효율 광원의 필요성이 증가하고 있습니다.

한편, 박막형 태양 전지의 경우 생산성 향상과 제조원가 절감을 위해 Roll to Roll 방식의 연속생산공정 방식이 연구되고 있으며, 이를 위해 솔라 시뮬레이터 또한 연속조사 방식이 요구됩니다. 기존 제논 램프 방식으로는 연속조사 방식의 구현이 어려우나, LED 램프를 사용하면 연속조사 방식과 펄스방식 두 가지를 모두 구현할 수 있습니다.

사업추진방향

향후 롤투롤 방식의 태양전지 생산 방식이 안정화되면, 원가적 측면에서 강점을 갖고 있는 박막형 태양전지가 대두될 것으로 예상합니다.디아이티의 핵심기술인 광 컨트롤 기술을 응용, LED 광원을 이용한 Solar Simulator를 개발 중에 있으며, 펄스 방식은 물론, 연속조사 방식의 평가도 가능하도록 개발하여 롤투롤 태양전지 산업 초기의 평가설비 수요를 선점할 계획입니다.

개발중인 LED Solar Simulator에 대한 이미지

목표 성능지표

목표 성능지표
항목 단위 성능지표
조사가능면적 mm 2,200 Ⅹ 2,500 (8G)
조사강도 W/m2 1,000
광원 파장합치도 - 0.75~1.25 (Class A)
광원 조사강도 불균일성 % ≤ ± 2 (Class A)
광원 일시적 불안정성 % ≤ ± 2 (Class A)
램프 사용 수명 hr 20,000

3. AR Coating System (AR : Anti-Reflective – 반사방지)

AR 코팅의 투과율개선 원리

유리 표면을 코팅하여 반사율을 낮춰 Display의 시인성 향상 또는 제품의 투과율 향상을 목적으로 적용된 기술로, 태양전지의 투과율 및 효율 향상 또는 디스플레이의 성능 개선을 위해 사용됩니다.

AR Coating  전 투과율 ~90% --> AR Coating  후 투과율(개선) ~96%

AR 코팅공정

  • 1. Dry Cleaning : 표면개질 (유기막 제거, Glass 친수성 강화)
  • 2. Wet Cleaning : 이물제거 및 Cooling
  • 3. Coating : 코팅공정 Parameter  (Glass 이송 속도/Mist 발생량/Mist 유입 기류 제어/용액 온도)
  • 4. Soft Baking : 1차건조 (IR),   코팅성 개선을 위한 수분제거
  • 5. Hard Baking : 2차건조 (열풍, 고운), 막 내부 잔류수분 제거 및 막 강화

Dry CLN(AP PLASMA)  >  Wel CLN  >  Coating(Mist Coater)  >  Soft Baking  >  Hard Baking

사업추진방향

현재 디아이티㈜에서는 기존의 상용화된 Slit Coater대신 Mist Coater 방식을 개발하고 있습니다. Mist Coater 방식은 Slit Coater 방식과 다르게 용액을 직접 입자화 시켜 해당 입자가 Glass에 자연스럽게 증착될 수 있게 하는 방식으로 용액의 증착 효율성이 높으며, 대상물의 형상 변화에 영향을 덜 받습니다.  또한 시스템의 구조가 비교적 단순하여 기존 제품에 비해 원가경쟁력 측면에서 우위에 있습니다

사업추진방향에 대한 이미지

설비사양

사업추진방향
항목 내용
코팅 방식 Mist Coating 방식
Glass Size Max 400 x 500 (mm), 두께 0.7 ~ 3.0 (mm)
코팅 시 글라스 이송 속도 25 mm/sec
글라스 투입 방식 Belt 연속 회전에 의한 투입 방식
건조 방식 IR Bar Heater
Heating 온도 80도 내외
특징 -Target Glass의 형상에 둔감함. (Patterned Glass에 코팅 가능)
-연속 투입으로 대량 생산에 유리함.
-Mist 생성량에 대한 제어를 통한 두께 관리 가능
-관련 특허 출원 중

OPTICS 사업관련 문의 - 전화 : 031-300-5402 / e-mail : lovekhs@diteam.co.kr