[디스플레이 용어알기] 44. CVD (Chemical Vapor Deposition) 증착
테크 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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테크 2020.01.15

[디스플레이 용어알기] 43. PVD 증착

PVD(Physical Vapor Deposition)란 ‘물리적 기상 증착’이라고도 불리는 공정으로, 디스플레이에서 TFT를 만들 때 금속층을 형성하기 위한 방법 중 하나입니다. PVD는 Deposition(퇴적)이라는 용어가 쓰인 것 처럼, 눈이 내려 땅 위에 고르게 쌓이듯 특정 물질로 막을 형성하는 개념이며, 열 또는 물리적 충격을 이용하므로 화학적 방식을 이용하는 CVD(Chemical Vapor Deposition)와 대비되는 기술입니다. PVD는 TFT 내부에 전자가 이동하는 금속성 배선을 만들 때, 배선의 재료인 금속성 물질을 TFT 기판 위에 도포해 얇은 막을 형성(성막)하는 공정입니다. 성막 이후 포토공정을 통해 막을 깎아내 원하는 배선의 형태를 만드는 과정으로 이어집니다. PVD 공정의 대표적 방식으로는 증발, 스퍼터링(Sputtering)이 있습니다. 증발 방식은 열 또는 전자빔을 이용해 TFT 기판에 원하는 물질을 성막하는 방식입니다. 진공 챔버 안에 성막할 물질을 담은 후, 열을 이용해 물질을 증착시켜 기판에 증착하거나, 열 대신 전자빔(가는 선 모양의 전자의 흐름)으로 물질을 가열해 증발시켜 성막합니다. 스퍼터링 방식은 성막할 물질에 다른 물질을 충돌시켜, 떨어져 나온 입자가 TFT 기판에 성막되도록 하는 방식입니다. 챔버 안에 아르곤 가스를 주입 후 강한 전압을 가해 플라스마를 발생시키면, 아르곤 이온이 생성돼 성막할 물질에 부딪힙니다. 이때 충돌하는 아르곤 이온의 운동에너지가 성막할 물질의 결합에너지보다 크므로, 성막할 물질간 결합이 풀려 튕겨나와 방출되는 물질들이 기판에 달라붙도록 하는 방식입니다.
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첨단 디스플레이 기술 총집합! ‘CES 2020’ 빛낸 놀라운 디스플레이 기술들
마켓 2020.01.09

첨단 디스플레이 기술 총집합! ‘CES 2020’ 빛낸 놀라운 디스플레이 기술들

세계 최대 국제전자제품박람회 ‘CES(Consumer Electronics Show) 2020’이 지난 7일부터 미국 라스베이거스에서 열렸습니다. 올해 IT·전자업계의 방향성을 제시하는 CES에 세계의 이목이 집중되는 가운데, 특히 스마트폰과 TV, 모니터를 아우르는 최신 디스플레이 기술이 높은 관심을 받고 있습니다. ‘CES 2020’을 빛내고 있는 놀라운 디스플레이 기술들 함께 만나보겠습니다.   한층 진화한 AI 기술을 적용한, 2020년형 ‘QLED 8K TV’ ▲ 2020년형 QLED 8K TV (출처: 삼성전자 뉴스룸) 삼성전자는 지난 2017 세계 최초로 QLED TV를 공개한 바 있으며, 이번 CES 2020에서 2020년형 ‘QLED 8K’ 기술을 선보여 다시 한번 세계를 놀라게 했습니다. QLED 8K는 3,300만개의 화소(7680×4320)를 가진 초고해상도를 자랑하는 디스플레이로, 초슬림 베젤 기술을 이용해 화면의 99%를 활용하고 두께를 15mm로 얇게 만들어 ‘인피니티(Infinity) 디자인’을 구현한 것이 특징입니다. QLED(Quantum dot Light-Emitting Diodes)는 스스로 빛을 내는 퀀텀닷 입자에 메탈을 적용한 기술로, 빛의 파장을 세밀하게 조절할 수 있어 정교한 색 표현이 가능해 자연색에 가까운 고화질을 구현합니다. QLED는 최근 할리우드 스튜디오들의 콘텐츠 제작 기준인 DCI-P3 색영역과 컬러 볼륨을 100% 구현하는 것이 특징입니다. 2020년형 QLED 8K TV는 한층 진화한 ‘AI 퀀텀 프로세서’에 딥러닝 기술을 추가했습니다. 어떤 시청 환경에서도 최적화된 밝기와 명암비를 제공하는 ‘어댑티브 픽쳐(Adaptive Picture)’ 기능이 적용돼 햇빛이 강한 장소에서도 일부러 커튼을 치거나 조명을 끌 필요성이 줄어들었습니다.   더 커지고 더 작아지다 – 양쪽으로 진화한 ‘마이크로 LED’ ▲삼성전자 마이크로 LED 더 월(The Wall) 292형 (출처: 삼성전자 뉴스룸) 이번 CES에서는 ‘마이크로 LED’를 적용한 디스플레이 기술도 화제를 모았습니다. 마이크로 LED는 5~100㎛의 초소형 LED 소자를 픽셀마다 촘촘하게 배열한 디스플레이 기술입니다. LED 칩이 스스로 빛을 내기 때문에 밝기, 명암비가 뛰어나다는 것이 특징이며, LCD보다 응답속도가 1,000배 이상 빨라…
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[디스플레이 용어알기] 42. 증착(Evaporation)
테크 2020.01.08

[디스플레이 용어알기] 42. 증착(Evaporation)

‘증착’은 어떤 물질을 기판 표면에 박막으로 부착시키는 것을 말합니다. 진공 공간 속에서 증착하려는 물질의 화합물을 가열 증발시키는 방법입니다. OLED는 디스플레이 픽셀을 형성하는 컬러패터닝을 할때 이 증착 방법을 사용합니다. OLED 제조과정을 보면 크게 5가지로 나뉩니다. LTPS(Low Temperature Polycrystalline Silicon) 공정 → 증착(Evaporation) 공정 → 봉지(Encapsulation)공정 → 셀(Cell) 공정 → 모듈(Module) 공정 증착은 자체발광하는 OLED 픽셀을 만들기 위한 과정에 필요한 방법입니다. OLED는 기판 위에 R,G,B 색을 내는 유기발광층이 있습니다. 이 유기물층은 빛을 발광하는 역할로 발광층과 발광을 돕는 보조층으로 구성되어 있습니다. 보조층인 HIL, HTL, EIL, ETL은 정공과 전자가 쉽게 발광층으로 들어가고 이동하게 만들어주는 박막층입니다. 이렇게 유기물층을 구성하기 위해 사용되는 방법이 바로 ‘증착’입니다. 증착 공정을 진행하기 위해서 먼저 진공 챔버라 불리는 설비에서 발광유기물질 증착을 위한 LTPS 원판을 준비합니다. 챔버 안에 LTPS 원판이 준비되면 메탈마스크(Metal Mask)를 원판에 갖다 댑니다. 마스크는 유기물층을 증착할때 특정 위치에만 증착할 수 있도록 철판에 구멍을 낸 장비입니다. 특히 R,G,B 각각의 유기물이 자신의 위치에 딱 맞게 증착될 수 있도록 돕기 위해서는 작은 픽셀을 나눌 수 있는 파인메탈마스크(FMM, Fine Metal Mask)를 사용합니다. 마스크가 준비되고 그 아래 증착원을 놓고 적정 온도를 가열하면 분자 단위의 유기물질이 마스크를 통과하면서 원하는 위치에 입혀지는 것입니다. 이런 과정을 거쳐서 빛을 내는 유기물층과…
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2019 디스플레이 HOT 키워드
마켓 2019.12.24

2019 디스플레이 HOT 키워드

2019년에도 디스플레이 관련 다양한 뉴스들이 쏟아졌습니다. 일본의 디스플레이 원자재 수출 규제 영향, 세계 최초의 접히는 스마트폰 판매, 삼성디스플레이의 QD디스플레이 투자 등 한 해 동안 이슈가 되었던 디스플레이 관련 주요 키워드를 뉴스룸이 모아봤습니다.
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[디스플레이 용어알기] 41. 포토레지스트 (Photoresist)
테크 2019.12.18

[디스플레이 용어알기] 41. 포토레지스트 (Photoresist)

포토레지스트(Photoresist, PR)는 빛에 반응(감광)해 특성이 변하는 화학물질로, 디스플레이에서는 TFT(박막트랜지스터)에 미세한 회로를 형성하는 포토리소그래피(Photolithography)공정에 사용됩니다. 포토레지스트는 빛에 의해 화학적 특성이 변하는데, 종류에 따라 빛을 받으면 딱딱해지거나, 반대로 녹기 쉽게 변합니다. 이러한 포토레지스트의 형질 변화를 이용해, 약해진 부분만 선택적으로 제거함으로서 회로로 사용할 부분과 아닌 부분을 구분해 미세한 회로 패턴을 판화처럼 입체적으로 깎아 만들며, 이 기법을 포토리소그래피라고 합니다. (용어알기 40편 -포토리소그래피 참고) TFT 제조의 핵심 공정인 포토리소그래피 공정에서 포토레지스트는 TFT 기판 위에 얇게 도포되는 방식으로 사용됩니다. 이후 전자 회로 패턴을 그릴 부분과 나머지 부분을 구분하는 포토마스크(Photomask)를 포토레지스트 위에 덧댄 후 빛을 비추면, 포토레지스트는 빛을 받은 부분과 아닌 부분의 특성이 달라지게 되며, 특성이 달라진 두 영역간의 용해도 차이를 이용해 용해가 수월한 포토레지스트를 현상공정(Development)을 통해 제거합니다. 포토레지스트가 사라진 영역에 남아있는 증착 물질은 식각공정(Etching)을 통해 제거되며, 남겨진 포토레지스트 하부의 증착 물질은 포토레지스트의 보호를 받아 그대로 유지됩니다. 마지막으로는 실제 회로의 소재 역할을 하는 증착 물질만 남기고, 역할을 마친 포토레지스트는 박리해 제거합니다. 포토레지스트는 포지티브(Positive)형과 네거티브(Negative)형으로 나뉘는데, 포지티브는 빛을 받은 부분이 현상액에 용해되며, 네거티브는 반대로 빛을 받지 않은 부분이 용해되는 특징을 갖으므로, 필요에 따라 선택적으로 사용됩니다. 포토리소그래피는 디스플레이 TFT 회로의 미세화 정도를 결정하는 핵심 공정이며, 포토레지스트는 이 공정을 진행할 때 필요한 핵심 소재입니다.
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[디스플레이 용어알기] 40. 포토리소그래피 (Photolithography), 포토 공정
테크 2019.12.11

[디스플레이 용어알기] 40. 포토리소그래피 (Photolithography), 포토 공정

포토리소그래피(Photolithography)는 반도체, 디스플레이 제조공정에서 사용하는 공정입니다.  포토 공정이라고도 불리며, 사진 인쇄 기술과 비슷하게 빛을 이용하여 복잡한 회로 패턴을 제조하는 방법입니다. 디스플레이에서는 TFT(박막 트렌지스터) 공정에 사용되고 있습니다. TFT 공정은 미세한 회로 패턴 제작을 위해 기판 위에 TFT 구성에 필요한 층을 올리고, 깎아 내리고, 그 위에 다른 층을 또 쌓는 것을 반복해야 합니다. 이렇게 원하는 모양의 물질을 쌓기 위해 빛을 이용하여 형태를 패터닝하는 과정을 포토리소그래피라고 합니다. 포토리소그래피 공정 과정은 다음과 같습니다. 먼저 깨끗하게 세정된 기판(substrate) 위에 TFT 제조에 필요한 물질을 고르게 증착합니다. 그 위에 빛이 닿는 부분과 그렇지 않은 부분이 다르게 반응하는  PR(감광액, Photo Resist)물질을 도포합니다. PR 코팅된 층 위에 원하는 패턴이 그려진 Mask를 갖다 댄 후 빛을 쏘아서 빛을 받은 영역과 받지 않는 부분을 구분합니다. PR(감광액) 물질은 빛의 반응에 따라 Positive와 Negative 두 가지 방식으로 분류됩니다. Positive 방식은 마스크에 의해 빛에 노출된 부분이 현상액에 녹기 쉽게 화학구조가 변하는 것입니다. 현상액을 투입해 노광(Exposure) 과정에서 빛을 받은 부분을 제거합니다. Negative 방식은 빛에 노출된 부분이 반대로 더욱 단단해지는 것입니다.  빛을 받지 못한 부분은 현상액으로 제거합니다. 이렇게 원하는 패턴만 남은 PR층은 식각(Etching)과정을 거쳐서 PR이 덮여 있지 않는 부분의 증착된 물질을 제거합니다. 증착된 물질이 원하는 모양으로 패터닝되면 그 위에 도포되어 있던 PR층 마저 제거하여…
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[디톡쇼 마지막회] 디스플레이 기술의 눈부신 발전!
테크 2019.12.06

[디톡쇼 마지막회] 디스플레이 기술의 눈부신 발전! 세상을 더 편하게 만드는 미래 디스플레이 기술은?ㅣ삼성디스플레이 퀴즈토크

상상만했던 기술들이 현실화되고 있다?! ‘Display of Things’를 실현하기 위해 고군분투하는 역대 디톡쇼 전문가들이 한자리에 모여 디스플레이의 과거, 현재, 미래를 들려준다!
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테크 2019.12.04

[디스플레이 용어알기] 39. 옥사이드(Oxide) TFT

옥사이드(Oxide)는 디스플레이 TFT(박막트랜지스터) 기술 중 하나입니다. TFT는 반도체 재료와 물성에 따라 아몰퍼스실리콘(a-Si), LTPS, 옥사이드 등으로 나뉘며, 옥사이드 TFT 역시 스위치 및 픽셀의 밝기를 조절하는 용도로 사용됩니다. ‘인듐-갈륨-아연(In-Ga-Zn)’을 재료로 공정 과정에서 반도체 특성을 갖는 산화물(In-Ga-Zn-Oxygen)’로 만들기 때문에 ‘산화물’을 뜻하는 옥사이드(Oxide) TFT라고 부릅니다. 옥사이드는 아몰퍼스실리콘(a-Si)과 마찬가지로 비정질 형태의 TFT입니다. 하지만 아몰퍼스실리콘(a-Si) TFT에 비해 전자의 이동속도가 10배 가량 빠르기 때문에, 상대적으로 고해상도 디스플레이 구현에 유리합니다. 이동속도가 빠르기 때문에 TFT 회로의 집적화에도 유리해, 공간 활용도가 높아지고 베젤을 더 얇게 만들 수 있습니다. LTPS(Low Temperature Poly-Silicon, 저온다결정실리콘)에 비해 전자이동도는 느리지만, 기존 a-Si의 공정 설비를 상당부분 그대로 사용할 수 있어, 생산 비용 측면에서 상대적 우위를 갖습니다. 또 LTPS와 달리 레이저 결정화(ELA) 공정을 사용하지 않아, 결정화 공정에 따른 크기 제약이 없고, 비정질이기에 균일성이 우수해 TV와 같은 대형 사이즈 디스플레이에 적합합니다.
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[디스플레이 용어알기] 38. 아몰퍼스실리콘 (Amorphous Silicon, a-Si, 비정질실리콘)
테크 2019.11.25

[디스플레이 용어알기] 38. 아몰퍼스실리콘 (Amorphous Silicon, a-Si, 비정질실리콘)

아몰퍼스실리콘(Amorphous Silicon, a-Si)은 디스플레이 TFT(박막트랜지스터) 기술 중 하나입니다. TFT는 재료 특성에 따라 아몰퍼스실리콘(a-Si), LTPS, Oxide 등으로 나뉩니다. ‘아몰퍼스(Amorphous)’는 비결정화된 고체를 뜻하는 말입니다. 고체는 일반적으로 원자 배열이 규칙적인 결정 상태이지만, 아몰퍼스는 원자배열이 무질서한 상태입니다. 아몰퍼스실리콘은 정해진 형태가 없는 실리콘이라는 의미에서 ‘비정질 실리콘’이라고 불립니다. 초기 LCD에는 주로 아몰퍼스실리콘 TFT를 사용하였습니다. 아몰퍼스 실리콘을 이용해 TFT를 제조하는 것이 공정 프로세스가 단순하고, 수율이 높았기 때문입니다. 또한 화면의 균일성 확보에도 유리해 대형 구현도 가능했습니다. 한마디로 제조 비용을 줄이고, 안정적인 생산을 위해 적절한 기술이었습니다. TFT는 전류의 흐름을 조절해 디스플레이 화면을 구성하는 각 픽셀의 밝기를 조절하는 역할을 합니다. 그런데 아몰퍼스 실리콘을 활용하면 무질서하게 배열된 실리콘 때문에 전자가 빠르게 이동할 수가 없다는 단점이 있습니다. 전자 이동도가 낮으면 신호 전송속도가 떨어지게 되면서 초기 저해상도 LCD는 문제없지만, 복잡한 고해상도 디스플레이에서는 효율이 떨어지는 한계가 발생합니다. LTPS(Low Temperature Poly Silicon) TFT는 이런 단점을 극복하기 위해 무질서한 형태의 아몰퍼스 실리콘을 레이저로 재결정화해, 어느정도 질서 있는 다결정 실리콘으로 만들어 전자 이동속도를 수백배 빠르게 높여준 기술입니다. LTPS 방식은 제조 프로세스가 복잡하지만, 고해상도 디스플레이 패널이 가능해 최근 중소형 디스플레이에 주로 사용되는 방식입니다.
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