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LG디스플레이 블로그에서는 디스플레이 상식에 대해 알고 싶으신 분들을 위해 ‘디스플레이 상식 사전’ 시리즈를 진행하고 있습니다. 디스플레이에 대한 아주 기본적인 지식부터 심도 있는 단어까지, 이해하기 쉽게 풀어드립니다. 이번 시간은 TFT-LCD 패널에 알록달록 색을 칠하는 CF(Color Filter, 컬러 필터) 공정을 살펴볼 차례입니다.

 

[디스플레이 상식사전] TFT-LCD 공정 – ① TFT 공정

[디스플레이 상식사전] TFT-LCD 공정 – ② CF 공정
[디스플레이 상식사전] TFT-LCD 공정 – ③ Cell 공정
[디스플레이 상식사전] TFT-LCD 공정 – ④ Module 공정

 

TFT-LCD에 색을 불어넣는 CF 공정

 

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TFT-LCD 속 CF 패널을 확대해서 보면 위처럼 R(빨강), G(초록), B(파랑)의 화소들이 가득 모여있는 것을 보실 수 있습니다. TFT-LCD의 백라이트에서는 흰색의 빛이 나오기 때문에, 색을 구현하기 위해서는 별도의 컬러 필터가 필요한데요. 이번에 알아볼 CF 공정에서 빛의 3원소인 R(Red), G(Green), B(Blue)를 활용해 유리 기판에 다양한 색을 불어넣을 예정입니다.

 

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CF 공정에서도 지난 TFT 공정에서 알아봤던 포토리소그래피(Photolithography) 과정이 필요합니다. 그런데 TFT 패턴과 다르게 CF 공정에서는 포토레지스트(Photo Resist: 빛에 반응하는 감광성 고분자 물질) 자체가 색상을 내는 물감으로 사용되기 때문에 포토레지스트를 절대 제거하면 안 된다는 특징이 있습니다. 그래서 물감을 더욱 견고하게 유지하기 위해 오븐에 넣어 열을 가하는 공정이 추가됩니다.

 

<관련 포스팅>

[디스플레이 상식사전] TFT-LCD공정 – ①TFT공정

 

그럼 본격적으로 CF 공정 과정을 살펴보겠습니다.

 

1) ITO 증착 과정 – 기반 다지기

 

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우선 유리기판을 깨끗이 씻습니다. 그리고 ITO(Indium Tin Oxide)라고 하는 투명한 막을 증착합니다. ITO는 인듐과 산화주석의 화합물로, 전도성이 우수한 전극 재료인데요. 유리기판에 전기를 잘 통하게 하고, 투명하다는 특징을 갖고 있어 터치 패널을 제작할 때에도 필수 소재로 활용된답니다.

 

2) BM 과정 – 색이 섞이지 않도록 칸막이 형성하기

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다음은 BM(Black Matrix)을 씌울 순서입니다. BM은 다음 단계에서 만들어질 픽셀을 구분해주는 칸막이 역할을 하게 되는데요. Red 픽셀과 Green 픽셀이 구분되지 않는다면, 추후 빛이 섞여 정확한 색 표현이 어려워지겠죠? 이 때문에 각 화소의 고유한 색깔이 섞이지 않도록 바둑판 모양의 차단막인 BM을 형성하는 것입니다.

 

3) R, G, B 화소별 공정 – 색 입혀주기

 

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드디어 R, G, B 화소를 만드는 공정입니다. 이해를 위해 이번엔 눈높이를 옆쪽으로 맞춰 구조를 살펴보겠습니다. 먼저 유리판 위에 Red 포토레지스트를 발라 막을 형성합니다. 다음 원하는 모양의 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.

 

혹시 노광이나 현상 과정이 정확히 머리에 들어오지 않으신 분들께서는 다시 한 번 TFT 공정 편을 참고해보세요. :D

 

4) OC, CS 공정 – 다음 공정을 위한 마무리

 

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화소막을 형성했다고 끝이 아니죠. 각 화소마다 높이가 다를 수 있으니, 코팅제를 한 겹 더 입혀 높이를 동일하게 맞춰 주는 OC(Overcoat) 과정이 필요합니다.

 

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자, 이제 마지막 순서입니다. CF 패널은 다음 포스팅에서 다룰 Cell 공정에서 TFT패널과 하나로 합쳐질 예정인데요. 그때 두 패널이 일정한 간격을 유지할 수 있도록 작은 기둥 하나를 설치해줍니다. 이 기둥을 CS(Column Spacer)라고 합니다.


이해가 되셨나요? 이번 CF 공정으로 TFT-LCD는 이제 빨강, 초록, 파랑의 빛을 조합해 화려한 영상을 표현할 수 있게 됐습니다. 그러나 아직 완전한 TFT-LCD가 되기까지는 반 정도 밖에 오지 않았으니… 빠른 시간 내에 다음 공정에서 알아보겠습니다~

  • 김성훈

    감사합니다!!

  • 백수진

    자세한 정보 감사합니다!!