OLED 실시간 불량검사로 수율 높인다

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 테라헤르츠파로 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이를 비접촉·비파괴 검사할 수 있는 기술을 개발했다. 연구진은 이 기술을 발전시켜 산업현장에 적용할 경우 OLED 디스플레이 제조 중간단계에서 결함을 찾아 수리해 수율을 높임으로써 가격 경쟁력을 향상시킬 수 있을 것으로 전망했다.

한국과학기술연구원(KIST) 전영민·서민아 박사팀이 고려대 주병권 교수팀과 공동으로 테라헤르츠파 분광기술로 OLED를 실시간·비파괴로 측정하는데 성공했다.

전영민 박사는 11일 "이번 공동연구를 통해 테라헤르츠파 분광 기술을 접목해 OLED 비파괴 검사의 가능성을 제시했다"고 말했다.

테라헤르츠파는 빛과 전파의 중간영역에 존재하며 1초에 1조번 진동한다.

직진성과 침투성을 가지면서도 에너지가 낮아 물질을 파괴하지 않고 인체에 무해한 성질을 갖고 있다. 이때문에 '꿈의 주파수'라 불리며 의료, 산업, 국방 등 많은 분야에서 사용되고 있다.

기존 전기검사법은 OLED 디스플레이에 전극을 붙이면서 시간이 걸리고, 전극을 부착할 때 OLED 디스플레이가 파괴돼 재사용할 수 없다. 또 형광검사법은 자외선을 쪼여 OLED 물질에서 나오는 형광을 측정해 비접촉이지만, 자외선을 쪼인 OLED 물질은 일부 파괴돼 특성이 변한다.

연구진은 테라헤르츠파 분광기술로 OLED의 불량을 알아내는데 집중했다. 테라헤르츠파 분광기술은 테라헤르츠파를 쪼여 반사되거나 투과한 전파의 스펙트럼을 분석해 물질 성분을 분석하는 기술이다.

연구진은 우선 OLED 물질별 흡수율을 측정하는 실험으로 최적화된 테라헤르츠파 주파수가 1.1㎔라는 것을 알아냈다. 이후 OLED 구성물질(mCBP, mCP, DPEPO)에 인위적으로 결함을 주기 위해 5시간 동안 자외선을 쪼였다.

테라헤르츠파가 OLED 물질을 투과하면서 전파 크기가 점차적으로 약해지는 시간을 구함으로써 OLED 물질별 성능저하(결함)의 정도를 실시간·비파괴로 측정하는데 성공했다.

또한 연구진은 OLED 물질의 미세한 결함까지 고감도로 찾아내기 위해 나노 슬롯 구조의 메타 센싱칩을 만들었다. 이 칩에 테라헤르츠파를 집속시킨 결과, 석영기판을 이용했을때와 비교해 투과율 변화가 향상됐다.

한편, 이번 연구결과는 재료과학분야의 국제학술지 '어플라이드 서피스 사이언스(Applied Surface Science)'에 최근 발표됐다.

[e-mail] 김만기 기자