TFT-LCD Panel 제조공정 발표자 : 박성현

TFT-LCD 제조공정 CF 공정 TFT 공정 CELL 공정 MODULE 공정

1. CF(color filter) 공정

가. BM 공정 A. 각 화소에 필요한 색이 섞이지 않도록 하기 위해서 Glass에 블랙 메트릭스 패턴을 형성하는 공정 B. 공정순서 초기세정 증착 세정 Coater UV Develop etch strip 검사

초기세정 – 증착 전 Glass에 있는 particle제거를 위하여 세정하는 구간 증착 – 필요한 모양을 만들기 위해서 glass에 증착액을 도포하는 구간 세정 – PR도포전 증착 후 생긴 particle을 제거하기 PR도포 – 자외선에 민감한 감광액를 도포 오븐 – 감광액을 건조시키기 위한 구간 노광 – 원하는 모양의 패턴을 찍어내는 구간 MASK를 자외선을 비추는 부분과 안 비추는 부분을 구분

Develop - 노광기에서 빛에 노출되지 않은 부분의 감광액 제거 Etch – PR도포가 되어 있지 않은 부분의 증착막을 제거하는 구간 Strip – PR제거를 통해서 원하는 패턴만 남게 하는 구간 검사 – 패턴이 제대로 되었는지 확인하는 구간

나. RGB 공정 A.TFT-LCD는 PDP나 OLED처럼 각 셀이 스스 로 발광하는 것이 아니라 백라이트에서 나오는 일정한 빛을 각 셀에 있는 액정의 배열을 조절하여 색을 구현하는데 있어 Glass의 각 셀에 R,G,B의 색상을 구현하는공정이다. B. 공정순서 세정 Coater 노광 현상 검사

라. ITO 공정 투과성과 도전성이 좋으면 화학적, 열적 안정성이 우수한 투명 전극 재료를 BM공정 처럼 패턴 공정을 통해 생성한다. 공통전극을 생성하는 공정이다. 공정순서 BM 공정과 상동

2. TFT 공정 가. GATE 전극 생성 공정 나. 절연막 및 반도체막 생성 공정 다. DATA전극 생성 공정 라. 보호막 생성 공정 마. 화소전극 생성 공정

각각의 단계에서 다음 단계로 넘어가는 과정에는 각 단계마다 1회 이상의 패턴형성 공정이 반복된다. 각각의 단위공정 과정의 패턴형성 순서 증착 PR도포 노광 현상 식각 PR박리 검사 증착

개개의 공정 전후의 결과 및 이상여부를 확인하기 위한 검사와 청정도를 유지하기 위한 세정공정이 있다. 박막증착 – 글라스 기판위에 금속, 반도체 및 절연막을 얇게 도포하는 공정을 말한다. 증착방법 Sputtering – 금속 및 투명전극일때 PECVD – 실리콘 및 절연막일때 3. 세정 – 초기 투입이나 공정 중에 기판이나 막 표면의 오염, particle을 제거하여 불얄이 발생하지 않도록 하는 공정이다. 또한 다음 단계에서 증착 될 박막의 접착력 강화를 꾀할 수 있다.

4. PR도포 및 노광공정 – 자외선에 민감하게 반응하는 감광물질로 된 막을 도포하고 원하는 마스크 패턴을 덮어서 자외선을 쪼이는 공정이다. 5. 현상공정 – 자외선에 노출된 부분과 노출되지 않은 부분을 필요에 따라 제거하는 공정이다. (자외선에 노출된 PR을 제거하는 공정) 6. 식각공정 – PR에 의해 가려진 부분을 제외한 증착막을 제거하는 공정이다. 금속막의 경우는 용제를 사용하는 습식식각(wet etching), 반도체와 절연체는 플라즈마를 이용하는 건식식각을 이용한다.

7. PR박리(strip) – 남은 PR을 용제를 이용하여 제거하는 공정 앞의 etching공정이나 strip공정에 쓰이는 약액은 상당히 유독하므로 주의를 해야한다. 8. 이렇게 7단계를 거치면 초기에 마스크로 설계된 부분에만 증착막이 형성된다. 9. 검사 – 패턴의 이상유무 확인

Photo Mask TFT 제조공정 중에서 노광단계에 사용되는 포토마스크의 사용횟수는 TFT 제작의 공정사이클을 결정하는 중요한 변수다. 과거에는 7장의 mask를 사용하여 TFT-LCD가 제조되었으나 근래 TFT의 구조 및 제조공정 개선으로 mask를 5장으로 줄였다. 최근에는 슬릿마스크를 이용하여 4mask 제조공정기술이 개발되어 이용되고 있다.

Slit Mask 기존에 사용되었던 마스크와의 차이는 마스크를 통해 빛을 투과시켜 노광한 후 노광된 PR를 제거할 때 슬릿부분은 약 25%정도 PR이 남게하는 것이다. 슬릿을 통해 자외선에 노출된 부분의 PR은 슬릿이 없는 다른 부분에 비해 그 강도에 있어 차이가 있기 때문에 같은 시간동안 현상을 하게 되면 슬릿이 있는 부분은 다른 부분에 비해 25%정도의 PR이 남게된다. 남아 있는 PR은 식각과정에서 에칭되기 때문에 게이트 부분을 식각 해 낼 수 있다. 이렇게 하여 기존 5장의 마스크가 필요했던 것을 4장으로 줄일 수 있게 된다.

3. CELL 공정

CLEE 공정은 CF공정과 TFT 공정에서 만들어진 2개의 글라스를 하나로 합치고 절단하는 공정이다.

가. CF,TFT 세정 나. 배향막(polyimide) 인쇄 액정이 동일한 방향성을 가지게하는 공정 다 가. CF,TFT 세정 나. 배향막(polyimide) 인쇄 액정이 동일한 방향성을 가지게하는 공정 다. 오븐 – 배향막을 건조시키는 공정 라. Rubbing 공정 배향막 위를 일정한 힘과 속도, 방향으로 천으로 문질 러 주면 골이 생겨, 액정이 배향 될 수 있게 만드는 공 정 마. Seal 인쇄(CF기판에) Spacer 산포(TFT기판에) TFT 기판과 CF기판 사이에 일정한 간격을 유지하기 위 한 공정

바. 합착 CF기판에 접착액을 뿌리고, TFT기판에는 액정을 일정량 뿌리고 진공상태에서 합 착을 진행한다

4. 모듈공정

완제품 패널을 만들기 위한 마지막 공정으로 CELL 공정으로 만들어진 패널에 편광판과 PCB, 백라이트유닛등을 부착하는 최종 단계이다.

가. 세정 공정 – 앞서 각각의 단위공정에서와 같이 표면의 먼지와 오염 물질을 제거하여 불량화소 발생과 같은 문제가 나타나지 않게 하기 위한 것이다. 나. 편광판부착 – 패널의 상하단에 부착한다. 편광을 통해 입사되는 빛을 원하는 방향으로 진행다도록 하는 것이다. 일반적으로 상하단의 편광판은 90도 교차되게 설계한다. 다. TAB부착 1. 카메라로 패널의 위치 확인 2. ACF를 바른다.(TFT기판이 CF기판보다 조금 크기에 TFT기판에 바른다.) 3. 카메라로 확인하면서 TAB를 붙인다. (ACF에는 전기가 흐르는 물질이 있어 구동칩과 패널 사이에 전기가 통할 수 있도록 되어 있다. 4. 고온 고압으로 구동칩이 부착된 필름과 패널이 완전 밀착되도록 한다.

마. PCB부착 – 앞서 형성된 TAB에 PCB기판을 연결하는 공 정이다. 1. ACF를 PCB위에 바른다. 라. 탈포 마. PCB부착 – 앞서 형성된 TAB에 PCB기판을 연결하는 공 정이다. 1. ACF를 PCB위에 바른다. 2. PCB와 TAB 위치를 확인 후 고온 고압으로 압착한다. 3. CF기판과 TFT기판 사이에 외부의 습기가 들어가지 않도록 실리콘을 바른다. 4. 화면이 잘 나오는지 check 후 조립공정으로 넘긴다. 바. 조립공정 *백라이트 가이드패널 확산판 프리즘(빛을 밝게 해주기 위해서) 램프어셈블리 반사판

1. 보드어셈블리에 백라이트 부착 2. 탑케이스 부착 – 패널과 백라이트고정 3. 패널보호를 위해 보호필름 부착 보드어셈블리(CF기판+TFT기판) 백라이트 2. 탑케이스 부착 – 패널과 백라이트고정 3. 패널보호를 위해 보호필름 부착 4. PCB보호를 위하여 케이스 씌움 사. 에이징 및 최종검사 1. 에이징 – 고온상태에서 일정시간 동안 전기 신호를 주는 공정 (액정의 안정화를 통한 제품 신뢰도 향상이 목적) 2. 최종검사 – 화면 검사

아. 포장 및 출하 1. 외관검사 2. 화면검사 3. 정전기 방지케이스 씌움 4. BOX 포장 5. 출하