디스플레이 공학실험 TFT-LCD 제조실험

목차

1. TFT-LCD 제조기술

2. TFT-Array 공정

3. Color Filter 제조공정

4. 액정 Cell 공정

5. TFT-LCD 부품 및 소재 기술

6. TFT(Thin Fim Trasistor)의 특성

본문내용

별전극으로 RGB로 되어 있어야 하는데 우리 실험은 개별전극을 만들 수 없어서 둘 다 공통전극있는 기판을 이용해서 만들었다. 기판을 다 자른 후에는 맨 가장자리의 표면은 조금 올라오는 경행이 보일 것이다. 이것은 결점의 원인이 된다. 이것을 해결하기 위해서 사포로 가장자리를 문질러 줘야한다. 문질러 주므로 서 기계도 보호하고 결점도 없앨수가 있다. 후에는 세정을 한다. 1차세정은 DI물로 하는세정으로 Ultra sonic 기계를 이용하여 Particle이나 유리 기판을 자르면서 생긴 유리 가루들을 제거해준다. 2차세정은 위와 같은 기계로 Aceton으로 세척을 한다. 이것을 하는 이유는 기판을 만지면서 생긴 사람의 지문 즉 유기물을 없애기 위함이다. 약10정도 담구면서 세척을 한다. 3차세정은 Deconex라는 용액으로 세정은 한다. 이것은 비누의 성질을 가지고 있어 기판을 세정해준다. 그런 후에 이 용액을 씻겨 내기위해 증류수로 씻겨내고 건조시킨다. 120도정도의 온도에서 오븐기를 사용하여 건조시키는데 그전에 먼지 없는 천을 이용하여 물의 얼룩을 없앤 후 건조시킨다.
이후에는 기판에 액정 배향제 도포(Polyimide(P/I) coating)를 한다.
P/I를 도포하기 전에 Patterning된 Glass에 묻어 있는 오염 및 먼지를 세정액을 이용 하여 Cleaning한 후 Patterning된 Glass에 P/I를 필요한 부분에만 도포를 한다.
우리 실험에서는 위아래 기판모두 큰 화소를 만드는 목적이므로 작은 유리 기판 전체를 도포한다. 이 배향막 코팅은 ITO 있는 부분에다가 코팅을 하며 처음에 천천히 코팅하다가 빠르게 한다. 이유는 코팅을 균일하게 하기 위함이다. 이 코팅을 하는 방법으로는 스핑코팅으로 기판을 돌려가면서 해주는 것이다. 스핑코팅을 한 후 드라이를 90도씨에서 10분 동안 한 후에 열화학반응을 230도씨에서 30분간 해준다.
이후에 Rubbing 을한다.
액정 배향제가 도포된 면에 일정한 힘과 속도, 일정한 방향으로 천(Rubbing cloth)으로 문질러 주면 골이 생겨, 액정이 배향될 수 있도록 하는 공정이다. 또, LCD의 사용 용도에 맞게 LCD의 시각 방향도 Rubbing 공정에서 결정하게 된다.
또, Rubbing 후에 기판에 묻은 Rubbing cloth 등의 오염, 이물질을 제거시키기 위해 세정을 행한다. 이 러빙을 한때 0.3m이 되도록 돌리는 속도와 판을 움직이는 속도를 조절해가면서 해준다.
지금까지의 과정은 패널의 위아래 기판을 모두 같은 공정으로 해준다. 위와 같은 과정이 두 개의 유리판에 되어 있어야 한다. 이후의 과정은 한 기판은 접착제를 붙이고 한쪽은 스페이서를 산포를 해주어야한다.
우성 한쪽 기판의 과정을 설명하면 Seal print 를 한다.
상하 Glass 두 장을 붙여주기 위하여 접착제(Sealant)를, Screen mask를 이용하여 필요로 하는 부위에 인쇄한다. 이때는 기판에 접착제가 모양대로 인쇄되기 위해서 위치를 잘 맞추어서 해야 한다. 그리고 인쇄버튼을 누르기 전에는 진공으로 기판을 압착을 한 후에 인쇄한다.
또 다른 기판에서는 산포(Scattering) 를 한다.
상하 Glass 간격을 균일하게 유지하여 주기 위하여 Glass의 한쪽 면에 Spacer를 산포하여 준다. 이 공정을 하는 이유는 기판사이의 약간의 공간을 만들게 해서 액정이 들어갈 수 있도록 도와주는 것이다.
이후에는 두 개의 글라스 기판을 붙이게 되는데 두 개의 기판에는 러빙방향이 표시해 두었어야한다. 그래서 두 개의 판을 붙일 때 배향방향이 90도로 되도록 해야 하기 때문이다. 두 개의 기판을 붙일 때 모든 표면이 균일하게 붙어야한다. 만약 한쪽으로 기울이게 된다면 액정을 주입할 때 도 좋지 않으며 또한 액정에 전압을 가해줄때 액정의 서는 정도도 다르게 될 것이다. 그래서 균일하게 하기위해서 진공으로 되는 호스를 이용하여 위에서 천천히 두기판을 합착시킨다. 합착이 잘 되게 하기 위해서 진공 속에 넣고 5분정도 눌러준다. 이후에 접착제를 굳혀야한다. 이 굳히는 방법에는 두 가지가 있다. 높은 온도와 높은 압력에서 열적으로 접착제를 굳히게 하는 방법과 또 하나는 빛인 UV를 쪼여서 짧은 시간 안에 굳히는 방법이 있다. 우리 실험에서는 둘 중에 UV를 쪼이는 방법을 사용하였다. 그리고 이 UV가 쪼여질 때 접착제 부분만 쪼여야하기 때문에 은박지를 이용하여 접착제가 없는 부분만 붙여준 후에 UV를 쪼여준다.
그런 다음에 액정을 주입 한다.이 액정을 주입을 할 때는 모세관현상을 이용하여 하고 또 기판을 수평인 상태에서 해주어야한다. 이유는 기울이게 된다면 기울인 방향대로 액정이 늘어서려고 하기 때문에 안 된다. 액정주입을 다 하고 난후에는 검사를 하게 되는데 어긋나게 붙여놓은 기판의 양쪽에 금속을 붙여주고 전기를 통해본다. 전압을 안주었을 때는 White이고 전압을 주게 되면 Black 이 되어야한다. 우리조가 만든 두 개의 패널 모두 블랙으로 나오게 되어서 실험이 잘 된 거 같아 무지 좋았다. 그러나 약간의 중간에 결점이 있게 되어서 아쉬웠다.
이후에는 이 기판의 성질에 관해서 알아보는 실험을 했었다. 우리가 직접 장치를 만지는 것이 아니라서 아쉬웠기는 했지만 보는 것만으로도 신기했다.
처음으로 한 실험은 전기 광학적 특징을 보는 것이었다. 액정에 전압을 넣어주고 그 전압의 10%정도를 문턱전압이라 해준다. 후에 전압을 주었을 때 액정이 서게 되는데 서게 되는 시간을 측정하는 것이었다. 만약 이 서는 시간이 짧게 측정이 된다면 성능이 무지 좋은 것이다. 우리 실험에서는 서는 시간이 2.1ms 또 다시 전압을 뺐을 때 액정이 다시 제자리로 가는 시간이 11ms 로 나왔다.
두 번째 실험에서는 CR을 측정하는 것이었다. 이것을 블랙과 화이트의 비율을 나타내는 것이다. 블랙과 회이트중에는 블랙의 비율이 매우 중요하다.
그러고 나서 잔류 전류 값을 측정하였다. 이것은 전압을 가해준후 빼주었을대 전류가 모두 나와야하는데 액정에 그대로 전류가 남아있는 정도를 측정하는 것으로써 이 잔류전류가 작아야 좋은 액정이라 할 수 있다.

키워드

디스플레이공학실험,   LCD제조공정,   제조실험,   디스플레이,   TFT,   color filter,   디스플레이 제조,   공학실험