테크 2017.09.21

[디스플레이 톺아보기] ⑬ OLED 봉지(Encap.) Part.3

자체발광으로 최고의 스마트폰 화질을 구현하는 디스플레이 OLED. 이 OLED 제조 기술의 핵심은 바로 자체 발광하는 유기물질을 얼마나 효율적으로 활용하는가에 달려 있습니다. 지난 시간까지 OLED(Organic Light-Emitting Diode)의 핵심 제조공정 중 ‘봉지(Encapsulation)’의 개념과 세부 공정에 대해 톺아보았습니다. ‘봉지’ 공정이란 OLED 패널이 외부의 영향을 받지 않고 오랫동안 사용될 수 있도록 마감을 하는 단계로 이 과정이 부실하면 그동안 만든 OLED 패널이 제 성능을 발휘하지 못합니다. 봉지(封止, Encapsulation) : OLED에서 빛을 내는 유기물질과 전극은 산소와 수분에 매우 민감하게 반응해 발광 특성을 잃기 때문에 이를 차단하기 위한 공정. OLED 패널의 수명을 보존 또는 향상시킴.   이번 시간에는 봉지 공법 중에 플렉시블(Flexible) OLED 패널을 만들기 위한 특별한 봉지 공정인 ‘박막봉지(TFE;Thin Film Encapsulation)’를 소개하겠습니다. 소개에 앞서 먼저 지난 시간까지 공부한 OLED 봉지 공정을 되짚어 보겠습니다. 봉지 공정은 크게 4가지 단계로 나누어집니다. ① Cell Seal Glass 제작 ② 원장 Glass Seal 도포 ③ Glass 합착 ④ Laser Sealing 위 과정에서 ① ~ ③번 단계를 보면 반복해서 사용되는 단어가 보입니다. 바로 ‘Glass’ 입니다. 일반적인 OLED(Rigid) 패널은 Glass를 기판으로 사용하며 봉지를 위한 재료도 마찬가지로 Glass를 사용합니다. 플렉시블 OLED와 달리 애초에 유연하게 구부릴 필요가 없으므로 패널의 위 아래가 모두 Glass 라고 해도 전혀…
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테크 2017.09.08

[디스플레이 톺아보기] ⑫ OLED 봉지(Encap.) Part.2

자체발광으로 최고의 스마트폰 화질을 구현하는 디스플레이 OLED. 이 OLED 제조 기술의 핵심은 바로 자체 발광하는 유기물질을 얼마나 효율적으로 활용하는가에 달려 있습니다. 이번 시간에는 OLED(Organic Light-Emitting Diode)의 핵심 제조공정 중 ‘봉지(Encapsulation)’의 세부 공정에 대해 톺아보겠습니다. 지난 ‘봉지 Part.1’에서 다루었듯이, ‘봉지’ 공정이란 OLED 패널이 외부의 영향을 받지 않고 오랫동안 사용될 수 있도록 마감을 하는 단계입니다. – 봉지(封止, Encapsulation) : OLED에서 빛을 내는 유기물질과 전극은 산소와 수분에 매우 민감하게 반응해 발광 특성을 잃기 때문에 이를 차단하기 위한 공정. OLED 패널의 수명을 보존 또는 향상시킴.   봉지 공정을 위해서는 크게 세 가지 재료가 필요합니다. 인캡 Glass(Encap Glass : 봉지용 유리판)와 접착제 그리고 레이저입니다. 이때 상당수의 작업은 진공챔버(금속으로 만든 진공 구조물)에서 이루어집니다. OLED 공정의 앞선 단계를 다시 떠올려 보겠습니다. 스위치 역할을 하는 LTPS가 만들어졌고, 그 위에 유기물 증착(evaporation)이 완료됐습니다. 하지만 이렇게 만들어진 유기물 증착부는 아직 공기와 수분으로부터 보호받지 못하는 환경입니다. 물론, 아직 원장 Glass(필요한 디스플레이 크기로 자르기 전의 대형 원판 패널 유리판)의 상태이고 스마트폰 등에 사용하기 위한 크기인 셀(Cell) 단위로 자르기 전입니다. 셀 단위는 쉽게 말하면 5인치 스마트폰을 제작하는 공정일 경우, 5인치 사이즈로 잘라낸 패널 하나를 의미합니다. 봉지 공정은 셀 단위에서도 필요하고, 커다란 원장 상태에서도 진행합니다.…
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테크 2017.08.22

[디스플레이 톺아보기] ⑪ OLED 봉지(Encap.) Part.1

자체발광으로 최고의 스마트폰 화질을 구현하는 디스플레이 OLED. 이 OLED 제조 기술의 핵심은 바로 자체 발광하는 유기물질을 얼마나 효율적으로 활용하는가에 달려 있습니다. 이번 시간에는 OLED(Organic Light-Emitting Diode)의 핵심 제조공정 중 ‘증착(Evaporation)’의 다음 단계인 ‘봉지(Encapsulation)’에 대해 톺아보겠습니다. 지난 시간까지 LTPS와 증착에 대한 이야기를 이어왔는데요. ‘봉지’ 공정이란 앞서 진행된 이 과정을 거쳐 만들어진 OLED 패널이, 외부의 영향을 받지 않고 오랫동안 사용될 수 있도록 마감을 하는 단계입니다. 먼저 ‘봉지’라고 하면 어떤 이미지가 떠오르나요? 과자 봉지 또는 비닐 봉지가 생각날 것 같습니다. 첨단 디스플레이 제품과 봉지. 어쩌면 서로 어울리지 않을 듯한 이 개념을 제대로 잡기 위해 ‘봉지’의 용어부터 짚고 넘어가겠습니다. – 봉지(封止, Encapsulation) : OLED에서 빛을 내는 유기물질과 전극은 산소와 수분에 매우 민감하게 반응해 발광 특성을 잃기 때문에, 이를 차단하기 위한 공정으로 ‘봉지’가 필요하며, 이를 통해 OLED 패널의 수명을 보존 또는 향상시킴.   위의 설명대로 유기물질을 통해 자체발광하는 OLED은 산소와 수분에 무척 취약합니다. 그래서 제조 과정에서 산소와 수분이 유기물에 침투하지 못하도록 밀봉하는 공정이 필요합니다. 과자도 신선도 유지를 위해 밀봉을 하고, 봉지를 뜯은 후에 오래 두면 눅눅해지고 맛이 없어지듯이, OLED 패널도 밀봉을 통한 유기물의 보존이 무척 중요합니다. 만약 산소(O2)가 패널의 틈 사이로 침투하게 되면, EML 최상단의…
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테크 2017.08.11

[디스플레이 톺아보기] ⑩ OLED 제조 공정 – 증착(Evaporation) Part.2

오늘은 지난시간에 이어 OLED(Organic Light-Emitting Diode)의 핵심 제조공정 중 하나인 ‘증착’에 대한 이야기를 이어가겠습니다. 지난 시간 ‘증착 Part.1’ 에서는 증착의 개념과 원리를 다루었고, 이번에는 증착 공정 프로세스(순서)에 대한 이야기를 나누어 보겠습니다. OLED 증착 공정은 우선 LTPS(저온폴리실리콘)를 기초로 둔 상태에서 그 위에 유기물 층을 형성합니다. LTPS가 디스플레이의 픽셀을 컨트롤 하는 스위치 역할을 한다는 것 기억하시나요? OLED에서 픽셀은 유기물 재료로 이루어져 있고, 이 유기물이 전기적 신호에 의해 빛과 색을 내게 됩니다. 그리고 이러한 전기적 신호는 LTPS가 담당하게 되기 때문에, 당연히 LTPS와 접점을 가지고 OLED 층을 형성해야 합니다. 그리고 형성 방법은 바로 ‘증착’법을 사용합니다. 이해를 돕기 위해 공정이 마무리 된 LTPS의 모습을 다시 한번 떠올려 보겠습니다. ※ 참고 : [디스플레이 톺아보기] ⑧ LTPS(저온폴리실리콘) 제조 공정 Part.2 위 그림처럼 LTPS의 Anode(양극) 위에 EML(Emissive Layer, 발광층)이 존재합니다. 그림에서는 Red 색을 내는 서브픽셀(Sub-Pixel, 부화소)만 예를 들어 표현했습니다. 이 구조를 자세히 들여다 보면 EML의 발광 효율을 높이기 위해 보조층들이 EML 위 아래로 존재하는 것을 알 수 있습니다. Cathode(음극)에서 EIL(전자주입층)에 전자가 주입되고 ETL(전자수송층)을 거쳐 EML에 도달합니다. 마찬가지로 반대편에 있는 Anode(양극)에서 정공이 HIL(정공주입층)에 주입되고, HTL(정공수송층)을 거쳐 EML에 도달합니다. EML에서 전자와 정공이 만나면 빛이 나게 되고 이 원리는 앞선 ‘OLED의…
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테크 2017.07.27

[디스플레이 톺아보기] ⑨ OLED 제조 공정 – 증착(Evaporation) Part.1

OLED가 빼어난 색과 화질을 보여주는 이유는 디스플레이가 자체발광하는 까닭이 가장 큽니다. 디스플레이 화면이 자체발광한다는 뜻은 빛과 색을 표현하는 픽셀(Pixel)들이 스스로 빛을 낸다는 의미입니다. LCD와 같이 백라이트(Backlight)를 사용해 외부의 광원으로부터 빛을 받아 컬러필터(Color Filter)를 거쳐 색을 내는 수광형 방식과 대조적인 개념입니다. 디스플레이에서는 픽셀을 형성하는 방법을 컬러 패터닝(Color Pattering)이라고 부릅니다. 색의 3원색인 빨강(Red), 초록(Green), 파랑(Blue)의 서브픽셀(Sub Pixel, 보통 3개의 서브픽셀이 모여 1개의 픽셀을 구성)들을 한 치의 오차 없이 패터닝해야 원하는 화면을 디스플레이에서 정확하게 보여줄 수 있습니다. 그렇다면 자체발광 OLED 픽셀을 만드는 방법은 무엇일까요? 업계에서는 여러가지 방법이 시도되고 있지만, 현재까지 양산을 위해 가장 보편적으로 사용되는 방법은 바로 ‘증착’입니다. 마이크로 단위의 OLED 미세공정에서 정밀하고 불순물이 없이 대량으로 컬러 패터닝을 할 수 있는 방법은 현재로서는 증착이 유일하기 때문입니다. 증착(Evaporation)은 OLED의 핵심공정 가운데 하나로, OLED 제조 과정을 크게 5단계로 나누어 봤을 때 두 번째 단계에 해당합니다. [LTPS] → [증착(Evaporation)] → [봉지(Encapsulation)] → [셀(Cell)] → [모듈(Module)] LTPS(저온폴리실리콘)가 빛을 내는 각각의 픽셀들을 컨트롤 하는 역할을 한다면, 증착 공정은 빛과 색을 내는 자체발광 픽셀 그 자체를 만드는 작업입니다. 일단 복습을 한번 해 볼까요? OLED는 기판이 되는 유리판(Glass) 위에 빨강(R), 초록(G), 파랑(B)색을 내는 유기 발광층이 있고, 이 유기 발광층을 보호하기…
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테크 2017.07.14

[디스플레이 톺아보기] ⑧ LTPS(저온폴리실리콘) 제조 공정 Part.2

LTPS 공정의 기초 개념을 소개해 드렸던 Part.1에 이어 오늘 Part.2에서는 이 개념을 사용해 구체적인 LTPS TFT를 제작하는 과정을 순서대로 알아보겠습니다. LTPS는 TFT의 한 종류라는 것은 앞서 포스팅 한 [디스플레이 톺아보기] ⑥ 디스플레이의 보이지 않는 손 ‘TFT’에서 먼저 살펴보았습니다. LTPS를 만들기 위해서는 우선 위와 같이 a-Si 기반 TFT를 레이저 등을 이용해 가공하는 과정이 필요합니다. 이 과정을 통해 전자 이동도가 낮았던 비정질의 실리콘(a-Si)이 Poly-Si이 되면서 전자 이동도가 크게 높아집니다. 위 그림과 같이 ELA(Excimer Laser Annealing) 과정을 거치면 아래 그림에서 엉성한 배열의 실리콘들이 오른쪽과 같이 결정화 되면서 단결정 형태의 실리콘 군집을 형성하기 때문입니다. 그럼 지금부터 LTPS 제조 과정을 그림과 함께 순서대로 보겠습니다. 먼저 LTPS의 기반으로 쓸 Glass(유리기판)를 깨끗하게 세정합니다. 디스플레이는 미세공정을 거쳐 만들기 때문에 파티클이라고 불리는 아주 작은 먼지라도 치명적이기 때문에 공정 과정에서 청정도가 무척 중요합니다. 세정이 끝나면 Glass내의 불순물들이 후속 열처리 공정 과정에서 Active층(Poly-Si 부분) 내부로 이동하는 것을 막기 위해 Buffer 층을 깔아줍니다. 그리고 화학적 증착 방법인 CVD를 이용해 a-Si을 증착한 후, 레이저를 이용한 결정화 과정(ELA)을 거쳐 a-Si을 Poly-Si로 변화시킵니다. 이렇게 변화된 Poly-Si층은 톺아보기 LTPS Part.1에서 배웠던 포토리소그래피공정(이하 포토공정)을 거쳐 원하는 배선의 모양으로 만들어지며 Active층(활성층)이라고 부릅니다. Active층이 완성되면, 그 위에 만들 Gate층과의…
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테크 2017.06.30

[디스플레이 톺아보기] ⑦ LTPS(저온폴리실리콘) 제조 공정 Part.1

디스플레이 톺아보기 지난 시간에는 디스플레이의 '보이지 않는 손' TFT(박막트랜지스터)의 개념과 종류에 대해서 살펴보았습니다. 오늘은 TFT 제작 공정중 AMOLED 디스플레이를 구동하기 위한 Glass(또는 PI기판) 기반 TFT 제작 방식인 LTPS(Low Temperature Poly Silicon, 저온폴리실리콘)의 제조 공정(과정)에 대한 이야기를 시작하겠습니다.
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테크 2017.06.16

[디스플레이 톺아보기] ⑥ 디스플레이의 보이지 않는 손 ‘TFT’

  ‘보이지 않는 손(Invisible hand)’   영국의 고전 경제학자 ‘애덤 스미스(Adam Smith)’가 그의 저서 《국부론》에서 ‘시장 경제의 보이지 않는 자율 작동 원리’를 표현하기 위해 사용했던 유명한 말이죠. OLED와 LCD에도 화면을 조화롭게 표현하기 위한 ‘보이지 않는 손’이 있다는 사실 알고 계셨나요? 오늘은 너무 작아서 눈에는 보이지 않지만, 디스플레이의 기본 단위인 픽셀을 조절하는데 없어서는 안되는 보이지 않는 손 ‘TFT(박막트랜지스터)’를 알아보겠습니다.   TFT란 무엇? TFT란 Thin Film Transistor의 약자로 우리 말로는 ‘박막트랜지스터’라고 부릅니다. Thin Film은 얇은 필름이라는 뜻으로 이해가 갈 듯 한데, 트랜지스터는 무엇인지 쉽게 와 닿지는 않습니다. 트랜지스터란 일종의 ‘스위치’입니다. 전등을 켤 때 우리가 스위치를 누르듯이, 디스플레이에도 화면을 켜고 끄는 스위치가 필요합니다. 흔히 교과서에서 볼 수 있는 전통적인 트랜지스터는 아래와 같은 모형입니다. 디스플레이의 트랜지스터인 TFT는 그럼 어떻게 스위치의 역할을 한다는 것일까요? 지난 ‘[디스플레이 톺아보기] ② 픽셀부터 해상도까지!‘ 편에서 디스플레이의 기본 구성 요소인 ‘픽셀(Pixel)’을 다루어 보았는데요. 바로 이 수 많은 픽셀들이 모여 하나의 화면을 이루기 위해, 각 픽셀의 빛을 조절하는 것이 바로 TFT의 역할입니다.   TFT는 어디에 있을까? 위 그림과 같이 픽셀은 다시 세부적으로 적/녹/청색을 내는 서브픽셀(Sub-Pixel)로 나뉘고 이 서브픽셀의 휘도(밝기)를 각각 조절해 우리가 보는 한가지 색을 표현하게 됩니다. TFT는 각 서브픽셀의 아래에 유사한 크기로 위치하며, 그림에서 검은색으로 표시된 TFT전극을 통해 서브픽셀을 조절합니다.  …
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테크 2017.06.02

[디스플레이 톺아보기] ⑤ OLED의 원리와 구조

오늘은 뛰어난 화질과 얇고 가벼운 장점에 유연한 플렉시블 특성까지 갖춰 첨단 디스플레이로서 인기가 날로 높아지고 있는 OLED(유기발광다이오드)의 원리와 구조에 대한 이야기를 나눠보겠습니다. 지난 '[디스플레이 톺아보기] ① 디스플레이 기술의 기원 Part.2'편에서 디스플레이의 역사를 다룰 때 다른 디스플레이들과 함께 간단히 소개가 되었지만, 오늘은 그 원리에 대해서 더 깊이 알아보는 시간을 갖겠습니다.
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테크 2017.05.04

[디스플레이 톺아보기] ④ 자체 발광 OLED 소자의 발견

2007년. 세계 최초로 삼성디스플레이가 AMOLED(능동형유기발광다이오드, Active Matrix Organic Light-Emitting Diode)를 대량 생산하기 시작하면서, 이후 '아몰레드폰' 등 스마트폰 디스플레이 시장에 OLED가 본격적으로 자리매김하기 시작합니다. 당시에 간단한 정보 표기용으로 인기를 얻고 있던 PMOLED(수동형유기발광다이오드)에 이어, 본격적인 고해상도 디스플레이로서 AMOLED가 전격 등장한 것입니다.
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