LCD 디스플레이 TFT 공정이란?

위 그림이 TFT판이며, 확대하면 마치 바둑판 같이 수 많은 작은 사각형으로 나뉘어 있습니다. 이 하나 하나를 화소라고 하며, 각 화소에는 화소를 조절할 수 있는 트랜지스터가 있습니다. TFT 공정은 결국 유리기판 위에 이 트랜지스터 층을 만드는 공정이라고 할 수 있습니다.

위 사진은 TFT 패턴 공정 과정을 도식화한 모습인데요. 한 장의 TFT LCD패널을 만들기 위해선 적어도 위의 공정 단계를 몇 번 반복해야 합니다. 위 과정을 포토리소그래피(Photolithography)라고도 부르는데요. 그 과정은 아래와 같습니다.

1) 세정(Cleaning), 증착(Deposition), PR 도포(PR Coating) 과정 – 모양 만들기 준비

먼저 TFT를 증착할 유리 기판을 준비합니다. 깨끗한 기판을 위해 세정은 필수입니다. 깨끗이 씻은 유리기판 위에 TFT를 구성하는 재료를 증착하게 되는데요. 여기서 증착은 유리 기판 위에 재료를 안정적으로 올려주는 공정을 뜻합니다.

증착을 마친 유리 기판 위의 이물질을 제거하기 위해 다시 한 번 세정해줍니다. 그리고 그 위에 포토레지스트(Photo Resist)를 코팅해줍니다. 이 과정이 ‘모양 만들기 프로젝트’의 핵심인데요. ‘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 – 본격 모양 만들기

이번엔 원하는 패턴 모양의 마스크를 씌운 후, 에너지가 높은 자외선(UV)을 7~8초간 쬐어줍니다. 이때 마스크가 빛을 통과하지 못하게 막는 가림막의 역할을 하게 되는데요. 그러면 패턴 부분을 통해 빛을 받는 부분과 받지 않는 부분이 나눠집니다. 이 과정을 노광이라 부릅니다.

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), PR 박리(PR Strip), 검사(Inspection) 과정 – 마무리

이어지는 과정은 기판 위 증착막을 포토레지스트 모양에 맞게 깎아내는 식각 공정입니다. 증착된 물질의 높이 차, 즉 입체감을 주기 위한 과정인데요. 이를 통해 볼록한 부분, 오목한 부분, 평평한 부분을 만들어가게 됩니다. 그 후 PR 박리 과정을 통해 포토레지스트를 벗기면 TFT 기판이 만들어집니다.

마지막으로 이상 유무를 판단하기 위해 검사까지 완료하면 1회의 TFT 패턴공정이 완료되는 것이죠. 과거에는 트랜지스터를 만들기 위해 이 전체 과정을 8번이나 반복했다고 합니다. 그러나 지금은 기술 개발을 통해 2~3층을 한 번에 만들 수 있게 되어 4번의 과정만으로도 충분히 TFT를 만들 수 있지요.

*출처: LG디스플레이 블로그, http://blog.lgdisplay.com/2016/06/tftlcd_1/