'디스플레이 공정' 검색 결과

폴리이미드는 열 안정성이 높은 고분자 물질로 우수한 기계적 강도, 높은 내열성, 전기절연성 등의 특성 덕분에 디스플레이를 비롯해 태양전지, 메모리 등 전기/전자 및 IT 분야에서 다양하게 활용됩니다. 특히 타 소재에 비해 가벼울 뿐 아니라 휘어지는 유연성까지 갖춰 제품의 경량화 소형화가 가능합니다. 폴리이미드는 디스플레이 제조 시 기판이나 커버 윈도우 등 다양한 곳에 활용되고 있습니다. ▲ 폴리이미드(Polyimide) 사진 일반적인 디스플레이의 경우 제조 과정에서 유리 기판을 사용하는데, 휘어져야 하는 플렉시블 OLED는 딱딱한 유리 기판 대신 유연한 폴리이미드를 사용하여 제조합니다. 플렉시블 OLED 제조공정을 살펴보면, 먼저 캐리어 글라스라고 불리는 유리 기판 위에 PI 물질을 도포한 후, TFT와 증착, 봉지 공정을 거친 뒤 레이저로 캐리어 글라스를 떼어내는 방식입니다. 디스플레이 기판은 고온에서 제조하는 공정 기술을 견뎌야 하기 때문에 내열성이 중요합니다. 폴리이미드는 영하 273 ~ 영상 400도까지 물성이 변하지 않는 만큼 내열성이 뛰어납니다. (출처: 네이버 두산백과) 또한 플라스틱 소재라 가볍고 유연해 플렉시블 OLED 제조 시 기판으로 사용하기 적절합니다. 폴리이미드는 깨지지 않고 자유롭게 휘거나 접을 수 있어, 디스플레이 커버 윈도우 소재로도 각광받고 있습니다. 폴리이미드 고유의 색상인 노란색을 제거하여, 투명하게 구현하는 방식으로 사용되고 있습니다.

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.

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…

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…

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.

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.

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…