KITECH 생산기술 전문지

최근 모바일 전자기기의 경박단소화, 고해상도화 추세에 따라, 모바일 디스플레이 시장은 LCD (Liquid Crystal Display)에서 OLED (Organic Light Emitting Diodes)로 급격히 변화하는 상황이다. 모바일 디스플레이의 OLED 점유율은 절반 수준에 달하였고 이는 점차 상승할 것으로 예상된다. 하지만 스마트폰 OLED 디스플레이 모듈을 조립하는 어셈블리 (Assembly) 공정에서 다양한 불량이 빈번히 발생하고 있으며 이는 3D, Flexible 타입 등의 경우 더욱 심화될 것이다. 어셈블리 공정 불량은 OLED 패널과 커버글래스를 투명접착제 (OCA, Optical Clear Adhesive)로 접합하는 과정에서 발생하는데, 기포 발생, 이물 발견, 정렬 불량 등의 유형을 가진다. 높은 불량률로 인해 불량 디스플레이의 재생이 필수적인 상황이며, 특히 디스플레이 커버글래스를 분리시키는 디본딩 (Debonding) 공정 개발의 수요가 증대되었다. 생기원 파트너 기업인 ㈜베오텍은 레이저에 기반한 신규 디본딩 공정 개발 수요를 의뢰하였고 본 연구팀이 해당 목적 달성을 위한 연구개발 지원 과제를 수행한 경우이다. 기존의 디스플레이 분리 공정은 가열식 방법 (Hot plate heating)과 냉각식 방법 (N2 freezing) 등 전체 디스플레이 모듈을 가열 또는 냉각하여 중간층인 OCA 접착제를 열화시킨 뒤 파손에 의한 박리를 유도하는 방식이었다. 한 예시로 LCD 디스플레이 재생 공정에는 제품 가열 후 금속 와이어를 이용한 컷팅 방법이 있는데, 이는 OLED 모듈 내 스크래치와 패널 파손 등의 신뢰성 문제를 유발한다. 최근 OLED 디스플레이의 개발 추세에 따라 제품이 얇아지고 곡면형 Edge 등 구조가 복잡해지면서 기존 디본딩 공정을 적용하기 더 어려워 분리 수율이 매우 낮은 실정이다. 특히 유기재료의 사용으로 고온 내구성이 약해진 OLED 제품의 경우, 기존 방식의 적용이 더욱 어려운 상황이다. 본 지원사례에서는 이러한 기존 분리공정의 문제를 해결하여 OLED 디스플레이 패널의 결함을 줄이며 분리하기 위한 레이저 기반 비접촉식 디본딩 공정 기술을 개발하였다. 디스플레이 모듈 구조에 대응하여 층별 레이저 흡광도 분석이 필요하며 OCA 접착층의 흡광도와 열물성에 따른 레이저 공정 조건의 도출이 필요하였다. 디본딩 공정에서 발생하는 박리 계면에서의 물리적 데미지 여부를 검사함으로써 공정 활용 가능성을 진단하였다.