디스플레이 용어알기 2020.05.27

[디스플레이 용어알기] 53편: COG, COF, COP

디스플레이 패널이 작동되려면 DDI(디스플레이 드라이버 IC)라는 작은 반도체 칩이 사용됩니다. DDI는 TFT에 신호를 전달해 픽셀을 제어하는 역할을 하며, 스마트폰과 같은 제품의 AP와 패널 사이의 신호 통로 역할을 합니다. COG, COF, COP는 이런 DDI를 디스플레이 또는 인쇄회로 기판에 연결하는 형태나 방식을 말하는 용어입니다. 디스플레이 패널에 사용되는 기판에 드라이버 IC를 부착할 때는, 기판의 종류나 부착 방법에 따라 다른 기술이 적용됩니다. COG (Chip On Glass)는 디스플레이 유리 기판 위에 직접 드라이버 IC를 탑재하는 방식입니다. COF (Chip On Film)는 드라이버 IC가 실장 된 박막인쇄회로가 형성된 필름을 말하는 것으로, 이 필름을 디스플레이 기판과 FPCB에 연결합니다. 얇은 필름 타입 위에 부착하기 때문에 필름을 말거나 접을 수 있어, 패널이 탑재되는 제품의 두께나 크기를 줄이는 유연한 설계가 가능합니다. COP (Chip On Plastic)는 디스플레이 기판으로 사용되는 유연한 PI(폴리이미드)에 드라이버 IC를 직접 부착하는 방식입니다. COF와 COP는 유연한 소재의 필름과 폴리이미드 기판에 DDI를 부착하는 만큼 플렉시블 디스플레이나 풀 스크린 등에 주로 활용하는 방식입니다. 유연한 소재에 적용하기 때문에 제품의 상하단 베젤을 줄이는 등 공간 활용성이 우수합니다.
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디스플레이 용어알기 2020.05.13

[디스플레이 용어알기] 52편: 모듈 (Module)

OLED 모듈은 셀 공정(51편)을 거친 개별 디스플레이용 패널이 최종 제품(스마트폰, 노트북, 스마트워치 등)에서 구동할 수 있도록 한 디스플레이 단위 부품을 의미합니다.  OLED 모듈은 Cell공정을 거친 디스플레이 패널에 영상신호처리 반도체(DDI)와 연결 케이블(FPCB)이 최종 제품과 상호연동할 수 있도록 전기적으로 접속되어 있으며 전면에는 디스플레이를 외력으로부터 보호하기 위한 윈도우(보호 커버)와 빛이 특정 방향으로만 발산되도록 하는 편광판(Polarizer)이 부착되어 있습니다. 사양에 따라 TSP(Touch Screen Panel), 지문인식센서 등 다양한 부품이 추가로 부착된 경우도 있습니다.
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디스플레이 용어알기 2020.05.07

[디스플레이 용어알기] 51편: 셀 공정 (OLED Cell)

OLED Cell은 FAB 제조 과정인 TFT(Thin Film Transistor, 기판), Evaporation(증착) 및 Encapsulation(봉지) 공정을 차례로 거쳐 만들어진 큰 Size의 디스플레이 기판에서 불필요한 부분을 제거하고 최종 제품 용도에 맞춰 적절한 크기로 잘라낸 상태를 말합니다.  즉, 효율적인 생산을 위해 대형으로 FAB 제조 과정이 진행된 디스플레이 원장 기판을 제품 크기가 큰 노트북, 태블릿의 경우 수 개에서 수십 개로, 그리고 스마트폰이나 스마트워치와 같이 제품 크기가 작은 경우 수십 개에서 수백 개로 잘라진 독립적인 디스플레이 기판을 의미합니다. 이러한 Cell을 만드는 과정은 디스플레이 기판을 절단하는 과정이 주요 공정이며 절단 과정에서는 테두리가 날카로운 Wheel 또는 Laser를 주로 활용합니다. 제품군별로 절단 방법이 다른데 Rigid OLED의 경우 단단한 유리 소재인 원장 기판을 절단할 때는 다이아몬드 소재 Wheel이 주로 사용됩니다. 갈수록 적용범위가 넓어지고 있는 Flexible OLED의 경우 가공성이 좋은 Laser가 주로 사용됩니다. Flexible OLED는 PI 원장을 유리 받침 위에 부착시킨 후 TFT 기판을 형성시키는데, 달라붙어 있는 받침과 PI 기판을 떼어내는 과정도 Cell을 만드는 과정 중에 진행됩니다. 이렇게 단위 Cell은 최종 제품의 모양에 맞춰 다양한 크기와 모양으로 가공이 완료되면, 다음 공정인 Module공정으로 투입됩니다.
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디스플레이 용어알기 2020.04.14

[디스플레이 용어알기] 50편: 박막봉지 (TFE, Thin Film Encapsulation) 공정

박막봉지는 플렉시블 OLED 패널에서 진행하는 봉지(인캡슐레이션) 공정입니다. 지난 49편에서 설명했듯이, 봉지 공법은 OLED의 유기물질에 산소와 수분을 차단하기 위한 공정입니다. [디스플레이 용어알기] 49편. 인캡슐레이션(Encapsulation) 공정 일반 OLED (Rigid OLED)의 경우 Glass를 기판으로 사용하므로 봉지 공정 역시 증착이 완료된 LTPS 기판 위에 Glass를 사용하여 덮고, 테두리 부분에 Seal을 발라 합착하여 산소와 수분이 들어오지 못하도록 밀봉합니다. 그런데 플렉시블 OLED는 패널이 휘어져야 하기 때문에 Glass 대신 유연한 폴리이미드 소재의 기판을 사용합니다. 따라서 봉지 공정 역시 일반 OLED와는 달리 유연성을 갖도록 제작해야 합니다. 이를 위해 진행하는 것이 바로 박막봉지입니다. 박막봉지는 증착 단계가 끝난 패널에 박막 봉지 소재를 얇게 성막(막을 입히는 것)하기 때문에 일체형 봉지라고 볼 수 있습니다. 단일층으로 덮는 일반 봉지 공정과는 달리 박막봉지는 무기막/유기막으로 이루어진 여러개의 층으로 구성되어 있습니다. 무기막은 수분과 공기 침투를 잘 막아내는 특성을 지녔으나 소재 특성상 파티클(작은 먼지)이 존재합니다. 이런 파티클 때문에 핀홀이라 불리는 구멍이 생겨 무기막 단일층만 사용하게 되면 공기와 수분이 빠르게 침투하여 암점이 생기게 됩니다. 따라서 무기막과 유기막을 번갈아 성막하여 위, 아래 무기막의 구멍을 공간적으로 분리시키면 침투 경로가 길어져서 공기와 수분이 발광층까지 도달하지 못하게 됩니다. 여기서 유기막의 역할은, 먼저 성막된 무기막의 파티클을 잘 둘러싸서 평평하게 만들어, 두번째 무기막이 성막될 때 아래 파티클의 영향으로 구멍이 생기는 것을 최소화 해 주는 것입니다.
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디스플레이 용어알기 2020.03.27

[디스플레이 용어알기] 49편. 인캡슐레이션(Encapsulation) 공정 (봉지 공정, 인캡)

‘인캡슐레이션(Encapsulation, 봉지)’ 공정은 OLED 패널이 외부의 영향을 받지 않고 오랫동안 사용할 수 있도록 마감하는 단계입니다. OLED의 유기물질과 전극은 산소와 수분에 매우 민감하게 반응해, 이들이 침투하면 발광 특성을 잃기 때문에 이를 차단하기 위한 기술이 필요합니다. 인캡슐레이션 공정은 OLED 제조 과정에서 산소와 수분이 유기물에 침투하지 못하도록 밀봉해 제품의 수명을 향상시키도록 합니다. 이들이 침투하면 픽셀이 빛을 내지 못하는 현상(암점)이 나타납니다. 인캡슐레이션 과정이 제대로 이루어지지 않으면 산소와 수분이 계속 유입되어 디스플레이 암점이 확산되는 진행성 암점이 발생할 수 있는 만큼 매우 중요한 공정입니다. 일반(Rigid Type) OLED 제품의 인캡슐레이션은 증착을 마친 OLED 패널 위에 봉지 글래스를 덮는 공정입니다. 글래스와 패널층 사이에 공기와 수분이 침투하지 못하도록 유리재질의 Frit을 바르고 레이저로 녹여서 글래스와 패널을 합착시킵니다. 이를 통해 산소와 수분을 막아 OLED 패널 안의 유기물들이 제 기능을 발휘할 수 있게 되는 것이지요. 인캡슐레이션 공정은 셀 단위별로, 커다란 원장 상태에서도 각각 진행되며 크게 4가지 단계로 이루어집니다. ① Cell Seal Glass 제작 ② 원장 Glass Seal 도포 ③ Glass 합착 ④ Laser Sealing Cell Seal Glass 공정은 셀 패널 단위의 봉지 공정입니다. 각 Cell 마다 접착물질인 Cell Seal을 둘러 바르고, 건조시킨 후 열을 가해 추후 레이저 Sealing이 가능하도록 Cell Seal 특성을 변화시킵니다. Cell Seal Glass 공정이 끝나면 원장 Glass 테두리에 원장 Seal을 인쇄하는 ‘원장 Glass…
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[디스플레이 용어알기] 48.세정 (Cleaning, Wet Cleaning)
디스플레이 용어알기 2020.03.05

[디스플레이 용어알기] 48.세정 (Cleaning, Wet Cleaning)

디스플레이 제조 과정 중 꼭 필요한 ‘세정(Cleaning)’ 공정은 말 그대로 오염물질, Particle을 제거하는 공정입니다. 디스플레이는 미세공정을 거쳐 만들기 때문에 아주 작은 먼지라도 패턴 결함, 절연막 불량 등 제품에 치명적인 영향을 미칠 수 있습니다. 세정은 디스플레이 제조 과정에서 발생하는 파티클이나 이물질을 제거하여 제품의 품질과 수율을 높이는 역할을 합니다. Glass가 처음 Fab에 투입되서 진행되는 초기 세정을 비롯해 LTPS, 증착, 봉지, 모듈 등 디스플레이 제조 공정 전후에는 오염물질을 제거하기 위한 세정 작업이 진행됩니다. [포토공정 중 진행되는 세정 공정] 포토 공정후 남은 PR 잔여 물질이나 식각 공정시 제거되지 않은 산화막을 비롯해 공기 중에 내려 앉은 다양한 파티클 등 제조 공정의 잔여 찌꺼기와 이물질을 세정을 통해 제거하는 것입니다. 세정 공정은 크게 습식세정(Wet Cleaning), 건식 세정(Dry Cleaning), 증기세정(Vapor Cleaning)의 방식이 있습니다. 화학 용액 등 액체를 이용하는 습식 세정, 플라즈마나 레이저 등 용액 외의 매체를 활용하는 건식세정, 습식과 건식의 중간 형태인 증기 세정이 있습니다. 습식 세정은 비용이 적게 들고 공정방식이 비교적 간단해 반도체나 디스플레이 공정에서 많이 사용되는 방식입니다. 세정은 공정별로 다양한 방식을 조합해 세정을 진행하는데, 습식 세정은 Physical Cleaning, Chemical Cleaning 등의 세정 방식을 조합하고 린스(Rinse)와 건조(Dry)를 시켜 마무리합니다. Physical Cleaning 방식으로는 Waterjet, Roll Brush, Megasonic 등이 있습니다. Waterjet은…
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디스플레이 용어알기 2020.02.20

[디스플레이 용어알기] 47.식각 (Etching)

식각(蝕刻, Etching)의 사전적 의미는 ‘금속이나 유리의 표면을 부식시켜 모양을 조각’한다는 뜻입니다. 디스플레이에서 말하는 식각이란, TFT(박막트랜지스터)의 회로 패턴을 만들 때, 필요한 부분만 남기고 불필요한 부분은 깎아내는 공정을 의미합니다. 식각에 앞서 [노광] → [현상] 과정이 진행되므로, 기판에는 회로패턴을 남겨야 할 부분에만 PR(포토레지스트, Photoresist)이 남는 상태가 됩니다. 이때 PR은 식각 공정이 진행될 때 해당 위치 아래의 물질이 식각되지 않도록 방어막 역할을 해 줍니다. 식각 공정이 이루어지면, 그림에서 오른쪽과 같이 PR이 없는 부분은 제거되고, PR이 있는 부분에만 회로로 사용될 물질이 남게 됩니다. 식각공정은 식각 반응을 일으키는 물질의 상태에 따라 습식(Wet)과 건식(Dry)으로 나뉩니다. 습식 식각(Wet Etching)은 용액을 이용 화학적인 반응을 통해 식각하는 방법이며, 건식 식각(Dry Etching)은 반응성 기체(Gas), 이온 등을 이용해 특정 부위를 제거하는 방법입니다. 습식 식각은 건식에 비해 비용이 저렴하고, 식각 속도가 빠르며, 공정도 단순한 장점이 있으나, 건식 식각에 비해 상대적으로 정확성이 낮고, 식각에 사용한 화학 물질로 인해 오염 문제가 발생할 수 있습니다. 건식 식각은 원하는 부분만 식각하기 수월해 미세 회로 구현에 유리한 반면, 높은 비용과 복잡한 과정, 느린 속도가 단점입니다. 건식 식각은 플라즈마(Plasma) 식각이라고도 합니다. 기판을 넣은 진공 챔버에 식각용 가스를 주입 후 전기 에너지를 공급해 플라즈마 상태를 만들면, 이온화된 가스에서 높은 운동 에너지를 가지게 된 이온들이 기판의 전극에 의해 가속화되어 회로 물질의 원자들간…
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[디스플레이 용어알기 46.현상 (Development)
디스플레이 용어알기 2020.02.13

[디스플레이 용어알기] 46.현상 (Development)

디스플레이나 반도체 포토공정 과정에서 진행되는 과정 중 하나인 ‘현상 공정’은 사진을 현상하는 것과 유사한 방식입니다. 포토공정 참고: http://news.samsungdisplay.com/21553 포토공정 과정 중 PR(감광액, PhotoResist) 물질에 빛을 쏘아 빛을 받은 영역과 그렇지 않은 영역이 구분되면, 현상액(Developer)을 통해 원하지 않는 부분을 선택적으로 제거하는 것을 현상 공정이라고 합니다. 한마디로 노광, 비노광이 구분된 PR 물질을 현상(Development) 하기 위해 알카리 등의 현상액에 담가 원하는 색, 모양 등을 구현하는 것입니다. 감광 물질은 빛에 반응에 따라 Positive와 Negative 방식으로 분류됩니다. Positive 방식은 빛에 노출된 부분이 현상액에 녹기 쉽게 화학구조가 변하는 것으로, 현상액을 투입할 경우 노광 과정에서 빛을 받은 부분이 제거됩니다. Negative 방식은 반대로 빛에 노출된 부분의 감광물질이 더욱 단단해지는 것으로 빛을 받지 못한 부분을 현상액으로 제거하는 것입니다. 현상 결과는 노광 시간과 Prebake 온도, 현상액 온도, 현상 온도, 현상 시간 등에 의해 결정됩니다. 현상 방법으로는 Nozzle로 현상액을 분사하는 스프레이 방식, 현상액을 기판 위에 공급해 표면 장력을 이용하는 Puddle 방식, 기판을 Bath에 담가 현상하는 Dip 방식이 있습니다.
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[디스플레이 용어알기] 45. 노광(Exposure)
디스플레이 용어알기 2020.02.10

[디스플레이 용어알기] 45. 노광(Exposure)

노광(Exposure)은 ‘물질을 빛에 노출시킨다’는 개념으로, 디스플레이에서 픽셀의 스위치 역할을 하는 TFT(박막트랜지스터)를 만들 때 사용하는 포토리소그래피(Photolithography) 공정의 일부입니다. 노광 공정은 사진 촬영을 위해 카메라에서 셔터를 열어 외부의 빛이 들어오게 해, 필름에 화학적 변화를 일으켜 상이 맺히게 하는 원리와 유사합니다. TFT의 미세 전자회로를 만들기 위해서는 회로에 사용되는 물질을 기판에 입히고, 비 회로 영역은 제거하는 과정을 반복해야 합니다. 이를 위해 PR(Photoresist, 감광액)을 해당 물질 위에 도포하고, 그 위에 회로의 밑그림이 그려진 노광용 마스크(Mask)를 올려놓은 후, 노광 장비로 빛을 비춰 PR이 마스크의 밑그림대로 회로 패턴을 형성하게 만듭니다. 노광 장비는 방식에 따라 스테퍼(Stepper)와 스캐너(Scanner)로 나뉩니다. 스테퍼는 카메라로 사진을 찍듯이 해당 영역에 빛을 비추는 방식이며, 스캐너는 문서 스캐너처럼 빛을 일정하게 움직여 패턴을 형성하는 방식입니다. 디스플레이 TFT에 형성해야 할 회로 패턴은 수 마이크로미터(㎛) 단위이기 때문에, 패턴의 정밀도를 높이기 위해, 파장이 짧은 UV(자외선)를 광원으로 사용합니다. 노광 공정이 끝나면, 빛을 받은 PR은 특성이 변하게 되고, 이어지는 현상(Development) 공정을 통해 불필요한 PR을 제거하면 원하는 패턴을 PR로 형성하게 된다. 이후 공정에서 식각(Etching)을 통해 실제로 형성할 회로 등의 막을 패터닝하고, 이후 남아 있는 PR은 녹여내 제거한다.
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[디스플레이 용어알기] 44. CVD (Chemical Vapor Deposition) 증착
디스플레이 용어알기 2020.01.23

[디스플레이 용어알기] 44. CVD (Chemical Vapor Deposition) 증착

CVD (Chemical Vapor Deposition)는 ‘화학기상 증착법’으로 불리는 증착 방법 중 하나입니다. GAS와 같은 다양한 반응 기체와 에너지를 활용해 기판 표면에 화학적 반응을 통해 피복하여 증착하는 방법을 의미합니다. 쉽게 말하면 원료가 되는 가스를 주입해 에너지(열/플라즈마 등)를 통해 화학 결합 등의 반응을 일으켜, 생성된 생성물을 기판 표면에 쌓아서 얇은 막을 형성하는 것입니다. CVD는 박막 형성 제조의 대표적인 방법 중 하나로 박막품질과 도포성이 우수해 많이 사용하는 방식입니다. 고체나 액체 상에서 반응을 얻기 어려운 박막의 조성도 화학 반응을 통해 쉽게 증착할 수 있습니다. LTPS 제조시  a-Si를 증착하거나, TFT 제작에서 절연멱과 보호막을 쌓을때 활용되는 공정입니다. CVD는  활성화 에너지 공급 방식, 반응 온도, 증착막 종류, 반응기 내부 압력 등에 따라 PECVD, APCVD, LPCVD, HDPCVD 등 여러가지 방식이 있습니다. 대표적으로 많이 사용하는 PECVD(Plasma Enhanced CVD)는 챔버 내에 플라즈마를 형성시켜 박막을 형성하는 것입니다. 플라즈마는 초고온에서 음전하를 가진 전자와 양전하를 띤 이온으로 분리된 기체 상태를 의미합니다. PECVD 방식은 다음과 같습니다. 반응 시킬 기체를 주입하고, 높은 전압을 수직으로 걸어주면 프라즈마 상태로 이온화된 기체들이 서로 화학 반응을 하여 원하는 물질은 기판에 쌓이게 됩니다. 그리고 나머지 이온들도 결합해 기체로 배출되는 방식입니다.
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