LG디스플레이 블로그에서는 디스플레이 상식에 대해 알고 싶으신 분들을 위해 ‘디스플레이 상식 사전’ 시리즈를 진행하고 있습니다. 디스플레이에 대한 아주 기본적인 지식부터 심도 있는 단어까지, 이해하기 쉽게 풀어드립니다. 이번 시간은 TFT-LCD가 완제품으로 만들어지기 위한 마지막 단계! Module 공정에 대해 살펴보겠습니다.
모듈 공정은 TFT, C/F, Cell 공정을 마친 패널에 편광판, 구동칩, PCB, 백라이트, 탑 케이스 등의 부품을 조립하는 공정입니다. 앗, 갑자기 너무 많은 것들이 나와 머리가 지끈지끈하시다고요? 지금부터 차근차근 소개해 드릴 테니 걱정하지 마세요.
1) 세정 공정 – 완벽한 LCD 패널이 되기 위한 첫 단계
자, 이제부터 모듈 본격적인 모듈 공정의 시작입니다. Cell 공정까지 마친 패널들은 박스에 실어 모듈 공정으로 옮겨지는데요. 가장 먼저, 이전 공정에서 발생한 이물질을 유기 재질의 사포와 깨끗한 물로 씻어주는 세정 공정을 수행해줍니다.
이전 TFT 공정, CF 공정, Cell 공정에서도 계속 세정 과정을 거쳤었죠? TFT-LCD의 서브 픽셀은 0.1mm도 안 되는 크기로 아주 작은 먼지에 의해서도 불량 화소가 발생할 수 있습니다. 그러므로 세정 작업이 무척이나 중요한 것이죠! 그렇게 깨끗이 씻은 기판은 바람으로 건조해 완벽히 ‘준비 땅!’ 상태로 만들어줍니다.
2) 편광판 부착 공정 – 원하는 빛만 쏙쏙 골라내기
우리 눈으로 볼 수 있는 빛은 위 사진의 좌측 부분처럼 사방팔방으로 뻗어 나갑니다. 하지만 디스플레이의 빛이 이렇게 퍼져나간다면 원하는 영상을 선명하게 볼 수 없겠죠. 그래서 편광판이 필요합니다. 편광판은 여러 방향으로 진동하며 입사되는 빛을 한쪽 방향으로만 진동하도록 만들어주기 때문이죠. 지금부터 TFT-LCD에 편광판을 부착해보겠습니다.
편광판의 보호 필름을 떼어내면 접착성이 있는 부분이 나타나게 되는데요. 이 접착면을 롤러를 이용해 패널 위와 아래에 부착합니다. 그런데 상, 하단 편광판의 방향이 같아 보이지 않네요. 이 두 편광판은 정확히 90도로 교차돼 있는데요. 한쪽은 수평으로, 한쪽은 수직으로 배치해 빛이 쉽사리 통과할 수 없도록 합니다.
여기서 잠깐! 편광판에 빛이 통과하지 못하면 패널에 아무것도 보이지 않잖아요.
그래서 LCD의 액정이 활약하는데요. 액정은 고체와 마찬가지로 결정 구조를 갖지만, 특이하게 액체처럼 움직일 수 있는 성질을 가지고 있죠. 이 액정에 자기장을 걸어주면 배열이 착! 정리되며 빛의 방향이 바뀌게 됩니다.
이때 편광판과 액정의 방향이 같다면, 많은 양의 빛이 통과되는 것이고, 반대로 직각이 된다면 빛이 통과되지 못하는 것이죠. 액정과 편광판이 완벽한 팀이 돼 ‘수문장’ 역할을 해주는데요. 여기서 통과된 빛은 빨강, 노랑, 파랑의 컬러필터를 거쳐 다채로운 영상으로 보여집니다. 😀
블로그 필진 😀 logger 멤버인 김태궁 선임님이 만든 아래 영상을 보시면 LCD에서의 편광판 역할을 더욱 잘 이해하실 수 있을 겁니다.
3) TAB 공정 – 전기적 신호를 패널에 전달하는 구동칩 부착하기
이번 단계는 구동칩이 내장된 필름을 부착하는 TAB(Tape Automated Bonding) 공정입니다. 필름은 전기적 신호가 패널로 전달될 수 있게 하는 믿음직한 교두보 역할을 하게 되는데요. 이제 패널에 필름을 붙여보겠습니다.
먼저 카메라로 패널이 놓이는 위치를 정밀하게 확인하고, 접착 테이프를 바릅니다. 그 위에 필름을 하나씩 잘라내 정확한 위치를 확인한 후 올려놓습니다. 접착 테이프 안에도 전기가 흐를 수 있는 물질이 있어 구동 칩과 패널 사이에 전기 신호가 통하게 합니다. 마지막은 고온 고압으로 기판을 한 번 더 단단히 붙여 줍니다.
4) PCB 공정 – 외부로부터 전달 받은 신호를 필름에 전달하는 PCB 연결하기
PCB(Printed Circuit Board) 공정은 앞서 형성된 TAB에 PCB 기판을 연결하는 과정인데요. PCB는 외부로부터 전달받은 신호를 내장된 필름에 전달해주는 역할을 합니다.
TAB 공정과 같이 접착 테이프를 PCB 위에 발라 단단히 붙여줍니다. 그 후 외부의 습기가 스며드는 것을 막기 위해 실리콘으로 막아줍니다. 이렇게 PCB 부착이 끝난 패널은 화면이 제대로 나오는지 검사한 후 다음 공정으로 넘어가게 되죠.
5) BLU(Back Light Unit) 조립 공정 – 백라이트 부착하기
이제 대망의 백라이트 조립공정입니다! PCB 부착까지 마친 패널을 보드 어셈블리(Board Assembly)라고 하는데요. 지금까지 만든 패널은 자체적으로 빛을 낼 수 없으니 이 보드 어셈블리에 백라이트를 부착해 빛을 내게 합니다.
백라이트는 반사판, 램프 어셈블리, 확산판, 도광판 등으로 층층이 쌓여있는 구조인데요. 추후 디스플레이 상식사전에서 백라이트에 관해서도 자세히 다뤄보도록 하겠습니다.
마지막으로 패널 화면을 보호하기 위한 필름을 부착해주고, 탑 케이스를 씌워 패널과 백라이트를 고정해주면… TFT-LCD 모듈이 완성됩니다! 휴, 정말 길었네요. 하지만 여기서 끝이 아니라는 것! 검사 과정이 남았습니다.
6) 에이징 및 최종 검사 – 완벽한 모듈을 위해 검사, 또 검사하기
마지막 단계, 에이징(Aging)과 최종 검사입니다. 우선 화면이 제대로 나오는지 1차로 검사합니다. 그 후 모듈은 고온상태에서 일정 시간 동안 전기적 신호를 주는 에이징 공정을 거치게 되는데요. 이는 액정이 제자리를 잡도록 안정화해 제품의 신뢰도를 높이는 과정입니다.
그리고 최종 검사를 통해 다시 한 번 제품의 품질을 보증해줍니다. 최종 검사가 끝난 모듈은 백라이트의 선이 잘 연결돼 있는지, 탑 케이스가 제대로 조립돼 있는지 등 외관 검사를 해줍니다. 그 후 마지막으로 모듈이 최상의 품질인지 확인하기 위해 또 검사합니다. 완벽을 위한 검사, 검사, 검사 과정의 연속이네요. 😀
그리고 정전기 방지 처리가 된 봉투에 넣어 박스에 담아 포장합니다. 이렇게 정성스럽게 만들어진 제품은 전 세계 고객에게 최고의 상태로 전달되지요.
이로써 네 차례에 걸쳐 TFT-LCD 공정을 다뤄보았는데요. 우리가 사용하고 있는 TV나 모니터의 LCD가 어떻게 만들어지는지 조금 더 이해가 되시겠죠? 😀 그럼, 다음 디스플레이 상식사전도 기대해 주세요~
