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LCD

목차1. LCD란 무엇인가?2. LCD 공정 순서3. LCD 공정 장비4. LCD 시장 현재 동향1. LCD란 무엇인가?①LCD란?-LCD란 Liquid Crystal Display(액정 디스플레이)의 준말로 액체와 고체의 중간 상태인 액정의 전기성질을 표시장치에 응용한 것을 말합니다.[액정 패널의 구동원리]LCD의 동작원리를 좀 더 자세히 이해하기 위해서는 먼저 액정에 대한 이해가 필요합니다. 액정은 고체와 액체의 중간 상태로 되어 있는데, 여기에 전기성질을 이용하면 액정의 배열된 형태들을 변화시킬 수 있게 됩니다. 그림에서처럼 2개의 얇은 유리판 사이에 액정을 주입한 뒤, 상하의 유리판의 전압차이로 변화된 액정분자의 배열을 이용하면서 빛이 패널을 통과하는 양을 조절하게 되는데 이것이 바로 LCD가 동작하는 기본적인 원리입니다.LCD는 빛을 투과해야만 동작을 하기 때문에 패널 뒷면에 형광등과 같은 빛을 제공하는 광원인 백라이트를 붙이게 되며 추가로 컬러 필터를 덧대어 RGB 3원색을 만들고 편광판과 액정을 통과시켜 다양한 색상의 빛을 만들게 됩니다.②LCD의 종류TN-LCD: 쌀알 모양의 액정 분자가 비틀어져 있습니다. 전원이 OFF되어 있을 때 분자가 수평으로 누워 있어 백라이트에서 나오는 빛을 통가시키기 때문에 흰색이 됩니다. 전원이 공급 되면 액정 분자가 비스듬히 서 있게 되고 최대전압을 주면 수직이 되면서 빛을 차단하여 검은색 화면이 모니터에 나오게 됩니다.VA-LCD: TN-LCD의 광시야각의 단점을 해소하기 위해 나온 제품입니다. 전원이 들어오지 않을 때는 액정분자가 수직으로 있어 검은색을 표현하고, 전원이 들어오면 수평방향으로 정렬하여 흰색을 나타내게 됩니다. 광시야각을 제공하기 위해 왼쪽에서 볼 때와 오른쪽에서 볼 때 액정의 기울기가 다르게 합니다.IPS-LCD: 수평방향으로 있던 액정 분자를 자기장을 이용하여 옆으로 회전을 시키는 방식입니다. 수직으로 서있지 않기 때문에 터치를 해도 복원력이 뛰어나 최신 스마트폰에서 가장 많이 사용되는 패널입니다.스퍼터링 기법은 진공상태의 용기 안에서 증착하고자 하는 물질을 무거운 이온으로 때려 튀어나온 원자를 유리에 증착시키는 기술입니다. PECVD 기법은 플라즈마를 이용해 증착하고자 하는 물질을 이온 물질로 만들어 이온의 극성을 이용해 잡아당겨 증착시키는 기술입니다.증착을 마친 유리 기판 위의 이물질을 제거하기 위해 다시 한 번 세정해줍니다. 그리고 그위에 PR을 코팅해줍니다. 이 과정이 핵심입니다. ‘빛에 반응하는 감광성 고분자 물질’을 뜻하는 포토레지스트를 활용하면 빛을 받는 부분과 그렇지 않은 부분을 선택적으로 제거할 수 있습니다.2) 노광(Exposure), 현상(Develop) 과정-원하는 패턴 모양의 마스크를 씌운 후, 에너지가 높은 자외선(UV)을 7~8초간 쬐어줍니다. 이 때, 마스크가 빛을 통과하지 못하게 막는 가림막의 역할을 하게 됩니다. 그러면 패턴 부분을 통해 빛을 받는 부분과 받지 않는 부분이 나뉘어 원하는 모양을 만들 수 있습니다. 이 과정을 노광이라고 합니다. 자외선을 쬔 유리 기판은 이제 특수 용액에 들어가 현상 과정을 거칩니다. 마스크에 가려져 자외선을 받지 못한 부분은 이 과정에서 완전히 녹아 없어지게 됩니다.3) 식각(Etching), PR박리(PR Strip), 검사(Inspection) 과정-기판 위 증착막을 포토레지스트 모양에 맞게 깎아내는 것을 식각 공정이라고 합니다. 증착된 물질의 높이 차, 즉 입체감을 주기 위한 과정인데요. 이를 통해 볼록한 부분, 오목한 부분, 평평한 부분을 만들어가게 됩니다. 그 후 PR박리 과정을 통해 포토레지스트를 벗기면 TFT 기판이 만들어집니다. 마지막으로 이상 유무를 판단하기 위해 검사를 합니다.②CF(Color Filter) 공정1) ITO 증착 과정-우선 유리기판을 깨끗이 씻습니다. 그리고 ITO라는 투명한 막을 증착합니다. ITO는 인듐과 산화주석의 화합물로, 전도성이 우수한 전극 재료입니다. 유리기판에 전기를 잘 통하게 하고, 투명하다는 특징을 갖고 있어 터치 패널을 제작할 때에모양의 마스크를 올려 빛을 쏘아주는 노광 과정을 거친 후, 빛에 노출되지 않은 부분을 제거하는 현상 과정을 거쳐줍니다. 그 후 오븐에 넣고 열을 가하면 빨간색 물질이 굳게 됩니다. 이 과정을 반복해 Green, Blue 화소도 만들어줍니다.3) OC, CS 공정-각 화소마다 높이가 다를 수 있기 때문에, 코팅제를 한 겹 더 입혀 높이를 동일하게 맞춰 주는 OC 과정이 필요합니다. CF 패널은 다음 공정인 Cell 공정에서 TFT 패널과 하나로 합쳐질 예정인데, 그 때 두 패널이 일정한 간격을 유지할 수 있도록 CS를 설치해줍니다.③Cell 공정-우리가 보는 디스플레이 화면은 작은 픽셀의 모임으로 이뤄져 있습니다. 이 픽셀의 빛을 조절하는 역할을 ‘액정’이 담당합니다. 이런 액정이 자리를 잡게 하는 과정을 ‘배향공정’이라고 합니다. 배향공정에 들어가기 전, 지난번에 만들었던 TFT 기판과 CF 기판을 준비합니다. 그리고 기판을 세척해 깨끗한 상태로 만들어줍니다.다음으로 액정의 방향을 정해주는 배향막을 각 기판 위에 인쇄한 후 오븐에 넣어 굳혀줍니다. 그 다음은 액정을 배향할 차례입니다. 액정 배향 방법은 두 가지로 나뉘는데 물리적인 방법인 러빙 방식과 화학적인 방법인 UV 배향 방식이 있습니다.러빙 배향은 배향막 위에 롤러를 회전시켜 작은 홈을 만들어주는 방식입니다. 이 작은 홈을 따라 액정 물질을 배향 시키면, 액정을 같은 방향으로 줄 세울 수 있습니다. 비교적 과정이 간단하지만, 정전기나 흠집이 생길 수 있고 배향 균일성이 다소 떨어진다는 단점이 있습니다.UV 배향 방식은 러빙 방식처럼 물리적으로 홈을 만드는 것이 아니라, 고분자 필름에 UV 광을 쏴 홈을 만들어 액정 물질을 배향시키는 방법입니다. UV 배향 방식은 위에서 언급한 러빙 방식의 단점을 보완할 수 있는 방법입니다. 또한, 더욱 균일하게 액정을 배열함으로써 빛샘을 줄여 명암비를 개선할 수 있습니다. 명암비가 높으면 더 깊고 강한 블랙을 표현할 수 있고, 더 밝은 색으로 표현할 수 있어 훨씬 선명한닦아줍니다. 그 후 완성된 패널에 전기적 신호를 주어 빨강, 초록, 파랑 등의 다양한 색상과 모양이 잘 나오는지 검사를 마치면 Cell 공정이 완료됩니다.④Module 공정1) 세정 공정-먼저, 이전 공정에서 발생한 이물질을 유기 재질의 사포와 깨끗한 물로 씻어주는 세정 공정을 수행해줍니다.2) 편광판 부착 공정-편광판의 보호 필름을 떼어내면 접착성이 있는 부분이 나타나게 되는데 이 접착면을 롤러를 이용해 패널 위와 아래에 부착합니다. 이 두 편광판은 정확히 90도로 교차되어 있는데 한쪽은 수평으로, 한쪽은 수직으로 배치해 빛이 쉽사리 통과할 수 없도록 합니다.3) TAB 공정-먼저 카메라로 패널의 놓이는 위치를 정밀하게 확인하고, 접착 테이프를 바릅니다. 그 위에 필름을 하나씩 잘라내 정확한 위치를 확인한 후 올려놓습니다. 접착 테이프 안에도 전기가 흐를 수 있는 물질이 있어 구동칩과 패널 사이에 전기 신호가 통하게 합니다. 마지막은 고온 고압으로 기판을 한 번 더 단단히 붙여 줍니다.4) PCB 공정-TAB 공정과 같이 접착 테이프를 PCB 위에 발라 단단히 붙여줍니다. 그 후 외부의 습기가 스며드는 것을 막기 위해 실리콘으로 막아줍니다. 이렇게 PCB 부착이 끝난 패널은 화면이 제대로 나오는지 검사한 후 다음 공정으로 넘어가게 됩니다.5) BLU(Back Light Unit) 조립 공정-패널 화면을 보호하기 위한 필름을 부착해주고, 탑 케이스를 씌워 패널과 백라이트를 고정해주면 모듈이 완성됩니다.6) 에이징 및 최종 검사-검사 후 일정 시간의 에이징을 거친후 최종 검사 후 포장 출하됩니다.3. LCD 공정 장비-VAP/AP•Cassette 또는 물류에서 받은 Cell을 1차 기구적인 Align을 하고, Cell 이송장치를 통하여 Cell을 안착, Camera를 이용하여 정밀 Align을 행한 후 Probe Unit으로 Cell을 점등한 후 Vision 검사를 하여, Cell의 불량을 검출하는 장비입니다.-MACRO•Macro System은 Index로부터렬합니다. 정렬된 Glass는 Conveyor 구간 내를 이동, Vision 검사를 통하여 공정상에서 발생하는 얼룩 또는 스크래치를 검출하는 장비입니다.-LC Dispenser•LCD 제조기술에 있어 ODF 공정의 핵심장비로써, LC Dispenser는 LCD Panel의 액정층을 형성하기 위하여 Glass 상에 액정을 미소 정량으로 정밀하게 토출하는 장비입니다.-Array Tester•TFT 기판에 대하여 전기적 기능 검사를 수행하여 최종 제품의 신뢰성 및 품질 향상을 위해 사용됩니다.-Seal Dispenser•LCD Cell 공정의 핵심 장비인 Seal Dispenser는 TFT Glass와 C/F Glass를 합착하기 위하여 Glass상에 Sealant를 도포하는 장비로써, 도포 패턴의 선폭 및 단면적의 정밀제어가 가능합니다.4. LCD 시장 현재 동향①시장규모-세계 디스플레이 시장은 `14~16년` 세계 경기둔화, 스마트폰, TV, PC 수요를 견인할 킬러 애플리케이션 부재, 디스플레이 패널 가격 하락 등으로 침체기를 겪었으나, 17년부터 차세대 디스플레이인 OLED 성장에 힘입어 20년까지 성장 지속할 것으로 전망 중입니다.②금액기준-17년 세계 디스플레이 시장규모는 U$1,251억입니다. 17~20년 중 LCD 패널은 가격하락에 따라 역성장이 예상되나, 단가가 높은 OLED 시장의 급성장에 힘입어 전체 디스플레이 시장은 연평균 4.4% 성장이 예상됩니다. OLED 비중은 18.6%에서 35.8%까지 증가가 예상됩니다.③면적기준-17년 세계 디스플레이 출하 면적은 1억 9850만m2로 전년 대비 5.8% 증가하였으며, 17~20년 연평균 5.9% 성장이 예상되며, OLED 비중은 2.6%에서 5.9%까지 증가할 것으로 예상됩니다.④시장점유율-세계시장은 한국, 중국, 대만, 일본 등 아시아가 주도하고 있으며, 한국이 선두를 유지하고 있으나 중국이 빠르게 점유율을 확대 중입니다.⑤품목별-LCD의 경우 중국이 11년 5.2%에서 17년 24.8%까지 시장

공학/기술| 2019.06.14| 12페이지| 1,500원| 조회(330)

LCD, 디스플레이, LCD 공정, LCD 시장 동향

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