TFT LCD는 어떻게 만들어 지나요?

안녕하세요!

오늘은 TFT LCD 제조공정에 대해 알아보겠습니다. .

TFT-LCD는 COLOR FILTER기판과 TFT기판 사이에 액정이 채워져 있는 구조로 되어 있으며 제조공정으로 TFT공정, COLOR FILTER공정, CELL공정, MODULE공정으로 나눕니다.

TFT-LCD 분해사진 1

TFT-LCD 분해사진 2

TFT LCD 제조공정

1. TFT 공정   : 유리기판 위에 증착(DEPOSITION), 사진식각(PHOTOLITOGRAPHY),
                   식각(ETCH, STRIP)공정 등의 반복을 통해 유리기판 위에
                   박막 트랜지스터 배열을 제작하는 공정

TFT 제조공정

2. C/F 공정   : BLACK MATRIX가 형성된 유리기판 위에 염료나 안료를 사용하여
                   R,G,B 의 COLOR FILTER층을 제작하여 공통 전극용 ITO를 형성하는
                   공정

         C/F 증착공정

C/F 증착공정 

       C/F PHOTO 공정

PHOTO공정(R/G/B COLOR 형성)

3. CELL 공정 : 공정이 완료된 TFT기판과 C/F기판을 일정한 틈이 유지되도록 합착한 후
              그 틈 사이로 액정을 주입하여 LCD PANEL 을 만드는 공정

CELL 제조공정

 4.MODULE 공정 : 신호처리를 위한 회로부를 제작하고 이를 실장기술을 통해 LCD PANEL에 연결한 후 부속
                         기구물을 부착하여 제품을 만드는 공정

 

간단히 단위 공정에 대해 알아보겠습니다.

1증착공정

유리판위에 균일하고 일정한 막-절연막, 반도체막,각종전극(GATE, ITO), BLACK MATRIX, PIXEL, SOURCE DRAIN-을 COATING하는 방법 중 하나로 공정장비로 PECVD 및 SPUTTER등이 있습니다.

PECVD  :고온 ,진공,고전압등이 형성된 상태에서 증착하고자 하는 기체를 플라즈마 상태로 분해하여 기판에 증착

SPUTTER  : Ar, He 등 불활성기체에 직류고전압을 걸면 전자들이 가속되어 기체가 이온화 되면서 플라즈마가
              형성된다. 이때의 Ar등의 이온이 증착하고자 하는 목적물질 (TARGET) 금속판에 충돌하면서 TARGET
              물질이 뛰어나와 기판에 증착

증착 공정 설명

2, PHOTO 공정

특정한 화학약품(PHOTO RESIST)이 빛을 받으면 화학반응을 일으켜 성질이 변화하는 원리를 이용하여 얻고자 하는 패턴의 MASK를 사용하여 빛을 선택적으로 PR에 조사함으로써 MASK의 패턴과 동일한 패턴을 형성시키는 공정입니다.

3.ETCHING/STRIP 공정

PHOTO공정이 완료된 후 패턴을 선택적으로 형성시키기 위해서 GAS 플라즈마로 부터 만들어진 원자는 RADICAL또는 ACID CHEMICAL을 이용하여 TFT제조 공정 중 게이트전극, 소스드레인 전극, 화소전극, 및 보호막을 이루는 물질을 부식시켜 제거하는 공정으로 전자는 DRY ETCH, 후자를 WET ETCH라 합니다. 이중 DRY ETCH는 WET ETCH와 비교하여 반응속도가 빠르고 미세 형상을 식각할 수 있으며 진공 CHAMBER에서 반응이 이루어지므로 안전합니다. 현재까지는 WET ETCH가 주를 이루고 있으나 점차 대체되어가는 추세입니다.

STRIP공정은 ETCHING의 후속공정으로 패턴을 선택적으로 형성하기 위하여 ETCHING의 보호막 역할을 한 PR을 제거하는 공정입니다.

 

강화유리 제작시 잠시 용어 정리

NO	용어	내용
1	TFT-LCD	THIN FILM TRANSISTER LIQUID CRYSTAL DISPLAY
2	배향막	POLYAMIC ACID(고온처리형), POLYIMIDE(저온처리형)
3	PECVD	고온, 진공, 고전압등이 형성된 상태에서 증착하고자 하는 기체를 플라즈마 상태로 분해하여 기판에 증착 GATE INSULATOR (SiNx, SiO2), ACTIVE LAYER (a-Si, na-Si), PASSIVATION(SiNx, SiO2)
4	SPUTTER	Ar, He등 불활성기체에 직류고전압을 걸면 전자들이 가속되어 기체가 이온화 되면서 플라즈마가 형성. 이때의 Ar등의 이온이 증착하고자 하는 목적물질(TARGET)금속판에 충돌하면서 TARGET물질이 퀴어나와 기판에 증착  GATE : Cr, Al, Al/Ta, PIXEL : ITO, SOURCE : Ti, Cr/Al, Cr/Al-Ta, BM : Cr, 상판용 ITO : ITO
5	PHOTO RESISTER	빛에 의해 분자구조가 바뀌어 현상액에 선택적으로 용해가 가능한 물질로 SOLVENT, POLYMER, SENSITIZER로 (PHOTO RESISTER)  구성됨 POLYMER  : PR의 본체를 이루는 물질로서 물에잘녹는 NOVOLAK RESIN, 유기용제에 녹는 합성고무등                으로 구성되어 빛을 받아 성질이 변형되는 SENSITIZER와 반응하여 현상액에 씻겨나가거나                   또는 그렇지 않게되는 물질 SENSITIZER  : 빛을 받아 성질이 바뀌어 PR의 POLYMER가 알칼리성 수용액에 씻겨 나가거나 또는                  SOLVENT성 현상액에 씻겨나가지 않도록한는 물질 SOLVENT  : POLYMER와 SENSITIZER를 녹여서 취급이 용이하도록 하는 물질로 PR의 대부분(60%정도)를                차지하며 PR도포 후 건조시 증발됨
6	현상액	NaOH, KOH, TMAH, TEAH등
7	프라즈마	이온화된 기체상태, 서로 반대전하를 띤 입자,즉 전자와 원자핵이 뒤섞여 존재함 (고온기체는 전기적으로 중성인 원자들로만 이루어짐) 따라서 전체적으로 중성이지만 국부적으로 이온과 전자사이의 전하분리에 의해 전기장이 형성되어 전류와 자기장이 발생한다
8	DRY ETCH	진공과 GAS, RF POWER의 3조건하에서 형성되는 가스 플라즈마로부터 만들어진 원자나 자유기 (RADICAL)와 같은 반응성 물질과 가판에 증착된 물질이 반응하여 휘발성 물질로 변하는 현상을 이용한 식각방법이다. 반응속도 좋고, 미세식각가능
9	WET ETCH	증착막 PATTERN을 선택적으로 형성시키기 위해서 ACID CHEMICAL을 이용하여 게이트전극, 소스 드레인전극, STRIP  화소전극 및 채널보호막을 이루는 물질들을 부식시켜 제거하는 공정, MASK역할을 한 PR을 제거하는 공정 (Cr : 세릭암모늄, Al : 혼산(인산+질산+초산+물), ITO : 혼산(제이염화철+염산+질산), SiNx : 버퍼드 불산(불화암모늄+불산)
10	COLOR FILTER	염료, 안료, 수지 등의 고분자 유기화합물 - 취급상 유기용제가 필요함