우리가 사용하고 있는 LCD TV 및 모니터의 디스플레이는 어떻게 디스플레이 되는 걸까요? LCD는 기존의 CRT나 PDP와는 다르게 전기적 신호에 따라 빛의 세기가 조절되고, 그에 따라 액정이 움직이면서 화면이 구현되는되요. 이러한 LCD 디스플레이를 만들기 위해서는 TFT 공정부터 C/F 공정, Cell 공정, Module 공정 등 다양한 과정을 거치게 됩니다. 오늘은 그림으로 직접 보여드리며 쉽고~ 자세히 소개해 드리겠습니다. 😀 오늘은 그 첫 번째 시간으로 TFT 공정과 C/F(Color Filter) 공정에 대해 알아보겠습니다.
TFT-LCD 공정, 그림으로 쉽게 알아보자!
1. TFT, C/F 공정
2. Cell, Module 공정
TFT 공정 살펴보기
지금부터 아래 판인 TFT판을 만드는 공정에 대해 자세히 살펴보겠습니다. 지금 보시는 것이 TFT판입니다. 이것을 확대하면 마치 바둑판 같이 되어 있습니다. 이 하나 하나를 화소라고 하며, 각 화소에는 화소를 조절할 수 있는 트랜지스터가 있습니다. TFT 공정은 결국 유리기판 위에 이 트랜지스터를 만드는 공정이라고 할 수 있습니다.
트랜지스터. 자꾸 어려운 용어가 나오죠? 트랜지스터란 아주 작은 스위치라고 할 수 있는데요. 액정이 있는 위치로 전기를 전달하여 액정이 움직이는 모양을 조절할 수 있습니다.
TFT판 위에는 머리카락 하나의 두께를 1/100로 나눈 크기와 같이 눈으로 볼 수 없을 만큼 아주 작은 트랜지스터가 수백 만개나 있습니다. 트랜지스터를 자세히 살펴 보면 파이처럼 여러 층으로 구성되어 있습니다. 그럼 트랜지스터의 각 층이 어떻게 만들어지는지 첫 번째 층부터 만들어볼까요?
우선 유리기판을 깨끗하게 씻은 후(세정) 그 위에 필요한 모양을 만들기 위해 막을 입히고(증착) 이 막 위에 빛에 민감한 물질을 한 번 발라줍니다(포토레지스트 코팅). 두 겹의 막이 생겼죠? 이제 막 위에 우리가 원하는 모양을 만들어 보겠습니다.
원하는 모양이 그려진 틀을 유리기판 위에 두고 빛을 쏘아줍니다(노광). 원하는 모양을 만들려면 빛에 노출된 부분을 제거해야 한답니다. 먼저 빛에 노출 된 한 층을 제거합니다(현상). 그러면 한 층이 더 남았죠. 제거된 아래에 있는 막 부분도 한 번 더 제거합니다(식각). 마지막으로 빛에 민감한 물질을 제거하면 만들고자 하는 하나의 층이 완성 됩니다(포토레지스트 제거). 트랜지스터를 구성하는 다른 층들도 지금까지의 과정을 되풀이하여 만들 수 있습니다.
과거에는 트랜지스터를 만들기 위해 이 과정을 8번이나 반복해야 했습니다. 지금은 기술 개발을 통해 2~3층을 한 번에 만들 수 있게 되어 4번의 과정만으로도 충분하답니다.
C/F 공정 살펴보기
지금부터 컬러 필터 공정을 소개해드리겠습니다. 이것이 컬러 필터판입니다. 이것을 확대해서 보면 R(빨강), G(초록), B(파랑)의 화소들이 많이 모여있는 것을 볼 수 있습니다.
컬러 필터 공정은 얇은 유리기판 위에 이러한 색 화소를 만드는 과정이라 할 수 있습니다. TFT-LCD의 광원은 백라이트에서는 원래 흰색의 빛이 나오지만 컬러 필터판의 빨강, 초록, 파랑의 화소를 통과하면서 빛이 조합되어 다양한 색상을 표현하면서 화려한 영상을 볼 수 있습니다.
그러면 컬러 필터판이 어떻게 만들어지는지 살펴보겠습니다. 우선 유리기판을 깨끗이 씻습니다. 그리고 정전기 방지를 위해 ITO라고 하는 투명한 막을 입힙니다.
다음은 반대쪽 유리기판에 검은색 바둑판 모양의 차단막(블랙 매트릭스)을 만들어 각 화소의 고유한 색깔이 섞이지 않도록 합니다.
다음 단계는 빨강, 초록, 파랑의 화소들을 차례대로 만듭니다. 먼저 유리판 위에 빛에 민감한 빨간색 물질(빨강 포토레지스트)을 발라 막을 형성합니다. 그 다음 원하는 모양의 틀(마스크)을 올려 빛을 쏘아준 후 빛에 노출되지 않은 부분을 제거합니다. 그리고 오븐에 넣고 열을 가하면 빨간색 물질이 굳게 됩니다. 이 과정을 반복하면 초록과 파랑 화소도 만들 수 있습니다.
그런데 각 화소의 높이가 맞지 않네요? 그래서 코팅제를 한 겹 더 입혀 높이를 동일하게 맞춰 줍니다. 마지막으로 이 위에 작은 기둥을 만들면 다음 공정에서 TFT판과 합쳐질 때 일정한 간격을 유지하게 됩니다. 그러면 컬러 펄터판이 최종적으로 완성 됩니다.
지금까지 TFT-LCD 공정의 네 단계 중 TFT 공정과 C/F 공정에 대해 알아봤습니다. 다음 시간에는 나머지 두 단계인 Cell 공정, Module 공정에 대해 알아보도록 하겠습니다. 😀
