[1.8] CF/액정/모듈 공정

Color Filter Process

3

Red

Green

Blue

BM Open

Glass Substrate

Black Matrix

Over Coat

Common Electrode (ITO)

R G B

R G B

R G B

R G B

R G B

R G B

R

R

R Stripe 형태

C/F Pixel 구조 C/F Pixel 구조

Proximity Gap

MASK (Reticle)

Glass Substrate

Stage (Fixed)

Mirror

u.v.

Proximity Exposure System

Parallel-light

Color Filter Photo 설비 Color Filter Photo 설비

Glass 세정(Cleaning)

Cr/CrOx Depo

Cr/CrOx Etch

Red pattern(도포/노광/현상/Cure)

Green pattern(도포/노광/현상/Cure)

Blue pattern(도포/노광/현상/Cure)

UV Ashing

OC Coating

Color Filter 제조 공정 Color Filter 제조 공정

Negative Color PR(Red)

MASK (Stripe RGB Pattern) u.v.

Exposure Proximity Exposure

BM

Red Develop & Bake

※Negative PR:빛을 받은 PR이 남음 주로 (Color PR, 유기절연막 등등) ※Positive PR:빛을 받은 PR이 제거됨 (TFT PR, 유기절연막.BM)

Color Filter Photo 공정 Color Filter Photo 공정

(1) Fabrication of Black Matrix

CF Glass Substrate

BM Cr: 1500Å

CrOx: 500Å

Reduction of Surface Reflection CrOx: Dn x d=1/4 l ~ 500Å

Destructive Interference

Formation of low reflection black-matrix using CrOx/Cr or Organic BM

Negative Color PR(Red)

(2) Red Color-Filter Pattern

Figure 109. Making a Red color-filter pattern

MASK (Stripe RGB Pattern) u.v.

Negative Color PR(Red) Exposure Proximity Exposure

BM

Red Develop & Bake

(3) Green Color-Filter Pattern

Negative Color PR(Green)

MASK (Shifted by a pixel pitch~100mm) MASK (Shifted by a pixel pitch~100mm)

Negative Color PR(Green)

u.v.

Exposure

Green Red Develop & Bake

Red

Negative Color PR(Blue)

(4) Blue Color-Filter Pattern

Exposure

u.v.

Negative Color PR(Blue)

MASK (Shifted by a pixel pitch)

Blue Green Red Develop & Bake

Red Green

R G B Black Matrix

Common Electrode (ITO:1500Å) Over Coat

(a) Color-filter with planarization process

(50 Common Electrode ( ITO Deposition)

Deposition of common electrode using ITO sputtering

R G B Black Matrix

(b) Color-filter without planarization process

Common Electrode (ITO:1500Å)

Soft baking

▶잔존 solvent(20~30%)제거 노광부/

비노광부의 contrast향상

▶ Polymer Tg 공정으로 평탄성 높임

▶PR과 glass와의 접착력을 강화시킴

-. 잔존solvent를 제거하면 현상시에 비노광부

의

막의 현상액에 대한 내성을 증가함.

-. Tg(유리 전이온도)이상으로 가열하면서

film이 annealing됨.

Exposure

▶ Photo crosslinking 반응이 발생

: Mask의 image를 PR위로 전사 공정

▶ 노광방식으로 Aligner, Scan 방식

-. Photo crosslinking 반응 1) 노광부에서 광개시제 라디칼 발생 2) 모노머 중합, 연쇄반응, 3) 막이 crosslinking 됨. 4) 최근 binder가 X-linking에 참여함.

Development

▶ Pattern 형성 공정

: 비노광부가 현상액에 의해 제거됨.

▶ 현상액: KOH, Na2CO3 solution

-. 노광부/비노광부 용해도 차이에 의해 패턴 형

성

-. 노광부는 경화에 의해 현상 억제됨.

-. 비노광부의 binder polymer의 –COOH가 알칼

리

현상액에 녹으면서 현상이 됨.

Hard bake

▶ 잔존 모노머의 열경화 반응

▶ 막의 열적/기계적 내성을 가지게 함.

-. 일정 수준 온도가 올라 가면 잔존 모노머가

열경화 반응이 일어난다. X-linking density가

증가하면서 열/화학적/기계적 내성을 가지게 된

다.

R,G,B 공정 Step R,G,B 공정 Step

노광 전 or 미노광부 Soluble to Developer

노광 후 (노광부) Insoluble to Developer

COOH COOH

COOH COOH

I I

I COOH

COOH

COOH

COOH P

P

P P

P

P P

P

P P

P

P

◆ Photo cross-linking 개념도

R,G,B 공정 – Photo cross-linking 반응 R,G,B 공정 – Photo cross-linking 반응

R,G,B 공정 – Color PR 개념도 R,G,B 공정 – Color PR 개념도

1) Binder Polymer : Base polymer 2) 모노머 : 가교제, polyester acryl 화합물 3) 광개시제 : 빛을 받아서 라디칼을 발생 4) 안료 : PR에 색상 부여 5) 용제 : 각종 성분 용해 및 도포성 부서 6) 첨가제 : 도포성 향상제, 안료 분산성향상제 및 접착력 항상제

Liquid Crystal Cell Process

22

Color Filter

Black Matrix

③ Spacer

Common Electrode(ITO)

Pixel Electrode(ITO)

TFT-Array

② L/C

⑤ Short

Bonding PAD

④ Seal

Polarizer

Polarizer TFT

Liquid Crystal Cell 구조

Color Filter

① Alignment Layer

① Alignment Layer Print

② Rubbing

④ Seal Print

⑤ Short Dispense

TFT-Array Substrate Color Filter Substrate

② Rubbing

③ Spacer Spray

(a)Substrate Assembly

(b)Seal Line Hardening

(c) Cell Scribe & Break

(d) L/C Injection & End Seal

(f) Polarizer Attach

(e) Visual Test

Module Assembly

① Alignment Layer Print

LC Cell Process Flow-Chart

① Alignment Layer Print

Alignment Layer (T

Dispenser : PI 용액 적하 Doctor Roll : Anilox Roll 표면에 균일한 PI 막 형성 Anilox Roll : Dispenser에서 적하된 PI 용액을 보존 APR Plate에 PI 용액 전사 APR Plate : 전사 받은 PI 용액을 기판상에 인쇄

• PI막 두께 Control

-> 인쇄 속도, Doctor Roll & Anilox Roll사이의 Gap, PI막 재료의 농도

PI Print PI Print

Alignment Layer

Substrate

Stage

Roller Rotation

Move

Alignment Layer

Glass Substrate

L/C Molecule

LCD를 만들기 위해서는 액정분자들을 일정한 방향으로 배열시켜야 한다.

LC 배향 (Rubbing) 공정 ② Rubbing

액정과 배향막 – Rubbing 에 의한 액정의 배향

액정과 배향막 – Rubbing에 의한 액정의 배향

(b) Dry Type (a) Wet Type

Color Filter Color Filter

Spacer

Solvent

N2 Gas

③ Spacer Spray

Density of Spacer : 1~2 Spacers/pixel

Color-Filter Only

Spacer 비교(1)

ITO TFT Glass

Alignment Film

Bead Spacer

Glass ITO Pixel Black

Matrix Alignment Film

Liguid Crystal

ITO TFT Glass

Alignment Film

Column Spacer

Glass ITO Pixel Black

Matrix Alignment Film

Liguid Crystal

① Beads Spacer

② Column Spacer

Column Spacer Column Spacer

Spacer 비교(2) – 장/단점

Beads Spacer Column Spacer

장점

- 공정원가 낮음

- 공정이 간단(Spacer 산포)

- 후공정 영향이 적다

- 균일한 Cell Gap 유지

- Pixel내(개구부) Spacer가 없으므로

black 휘도 상승 없음

- Contrast 향상

- Beads무라 없음

단점

- 산포 밀도수 불균일에 의한

Cell Gap 영향이 심함

- Pixel내(개구부) Spacer에 의한

휘도 저하 및 Contrast 저하

- Spacer 주위 빛샘

- 옹달샘 현상(가압시)

- 진동/충격에 취약

- C/F 재료비 많음

- C/F 공정수가 많음

(Coating, 노광, 현상, OVEN)

- 후공정 Margin 부족

(PI Print, Rubbing, Seal Ass’y & HP)

- 신뢰성(가압 Test) – Smear 불량 유발

Column Spacer 개요 Column Spacer 개요 [참고]

< 참고 > C/S 적용 C/F 제조 공정

B/M B/M

Red Red Green Green Blue Blue

ITO ITO

Bare Bare

Column Spacer Column Spacer

Glass 세정 Glass 세정

Exposure Exposure

Develop Develop

Hard Bake Hard Bake

Spacer Coating Spacer Coating

Column Spacer Column Spacer

L/C Inlet

Alignment layer

④ Seal Print

Seal

TFT-Array Only

Sealant Dispenser

TFT-Array

Alignment Layer

Seal

Two types of seal print system

TFT-Array

Screen Mask Sealant

TFT-Array

Seal TFT-Array

LC Inlet

Alignment Layers

Dispenser

Color Filter

Short

Bonding Pad

Common Electrode(ITO) Spacer

⑤ Short Dispense

Formation of electrical shorts between two substrates

(TFT-Array Only)

(a) Substrate Assembly

Seal TFT-Array Substrate

Color Filter Substrate

Short

Spacer ① Alignment Layer Print

② Rubbing

④ Seal Print

⑤ Short Dispense

TFT-Array Substrate Color Filter Substrate

② Rubbing

③ Spacer Spray

(a)Substrate Assembly

① Alignment Layer Print

Substrate align and assembly

(b)Seal Line Hardening

C/F

TFT

SHORT & SPACER산포

Seal 그리기 ( Seal Dispensing )

합 착 ( Assembly 후 Hot Press)

Cell Gap Control

Spacer 미사용

Spacer

위치 Random

BEADS SPACER

상하판 Assembly & Hot Press (CS beads spray) 상하판 Assembly & Hot Press (CS beads spray)

C/F

TFT

Seal , Short onto column spacer 형성

진공 합착

액정 drop (one drop filling)

Column Spacer

Spacer 미사용 위치 고정

Uniformity 개선

Cell Gap Control

Spacer

위치 random

상하판 Assembly & Hot Press (CS pattern case) 상하판 Assembly & Hot Press (CS pattern case)

▶ Substrate Pre-Allign

▶ Hot Press:

Sealant Curing & Cell Gap Control

TFT-Array Substrate

C/F Substrate

Spacer

(b) Seal Line Hardening

Hot Press (~180℃)

Seal

Short

Sealant hardening and cell gap control

Scribe Line

(c) Cell Scribe & Break

Scribe and breaking L/C cells

Chamber

Pressure

t

(d) Liquid Crystal Filling Process

Pump V

LCD Cell

Vacuum

Chamber

L/C _

L/C Inlet

Seal

Vacuum filling of liquid crystal

X

Touch Start

Injection

N2 In

N2

N2

X

V _

Pump

(d) Liquid Crystal Drop Fill (적하공정)

End Seal (uv sealant)

Seal

End Seal

Spacer

Short

Seal

L/C Inlet

Cell gap control and end seal of L/C cell

Liquid Crystal

(d) End Seal

(e) Visual Test & (f) Polarizer Film

Visual Test

Bonding Pad

Edge Grinding

Visual test and polarizer attachment

Polarizer

Polarizer

• 편광판 접착제 면의 이형 필름을 제거하여 접착제를 노출시키고, 원통형 고무 Roll로 눌러서 Cell에 접착시킨다.

• 편광판 부착공정에서 불량의 90% 정도는 이물질 혼입에 의해 일어난다. (Glass Chip, 편광판 절단면에 부착된 이물질, 공기 중에 부유하는 Particle)

-> Panel 양면의 세정이 필요함.

편광판 이형 필름

Cell

Polalizer 부착 Polalizer 부착

모듈 공정

47

LCD Panel

TCP bonding

PCB Soldering

Driving Test

Backlight & Chassis Ass’y

Aging

PCB & IC Parts

SMT Process

Shipping

Test Test

Test

Final Test

Repair

Repair

Backlight & Chassis Units

LCD Panel

PCB

B/L Unit Chassis

TCP

Module 공정 Flow Chart Module 공정 Flow Chart

TCP (or TAB)

- Tape carrier Package의 약자

- Lead frame 구실을 하는 패턴이 들어 있는 Tape를 사용하여 Bonding.

- Film 형태의 PKG

COF

- Chip On Film 의 약자

- TAB처럼 Film위에 device hole을 만들지

않고, Cu패턴을 형성하여 film위에 bonding.

- Film 형태의 PKG

COF TAB

TCP & COF TCP & COF

ⓐ FPC (Flexible Printed Circuit)

ⓑ Driver IC

ⓒ ITO pattern (Indium Tin Oxide)

ⓓ LCD (Liquid Crystal Display)

ⓐ

ⓒ

ⓓ

ⓑ

Chip On Glass의 약자:Driver IC를 Panel에 직접 부착하는 실장 기술

COG COG

TFT- Array

Thermal Press ACF

Conducting Carbon Particles

Insulating silicon rubber

Cu Lead (TCP)

Bonding PAD W

TCP Hot Bar

Protective Films

구동용 Drive-IC(집적 회로)를 이방성 도전 FILM (ACF: Anisotropic Conductive Film)을 이용하여 열과 압력을 이용하여 연결 및 부착 하는 공정.

OLB (Outer lead Bonder) 공정 OLB (Outer lead Bonder) 공정

ACF의 구조 및 conduction ACF의 구조 및 conduction

TFT Glass(하판)

CF Glass(상판)

Pol

Gate

S/D

OLB Process OLB Process

PCB BONDING

- TAB IC와 PCB 사이에 이방성 도전 FILM(ACF)을 놓고 열과 압력을 가하여 TAB IC와 PCB LAND

사이를 수 ㎛ 이하로 근접시켜 도전 입자로 전극간의 전기적 통로를 형성하고 계속하여 충분한

열량을 인가함으로써 ACF의 주 성분인 EPOXY를 경화시켜 접착력을 부여하는 공정.

PCB Bonding Process PCB Bonding Process

PCB Bonding Process PCB Bonding Process

Si Dispenser 외부에 노출된 COLOR FILTER 및 OLB Pad부가 습기에 의해 부식되는 것을 방지 하고, 외부충격 으로부터 보호하는 목적으로 실리콘 또는 BOND를 도포하는 공정.

- 1 -

[A- A' 단면도]

Silicon Dispenser Process Silicon Dispenser Process

Si Dispenser Process Si Dispenser Process

기구조립 이란?

ASS'Y(PANEL & BACK_LIGHT ASSEMBLY) 제품의 각종요소에 해당되는 부품과 기타

기능성 자재를 제조설비 및 각종 JIG류, ASS'Y TOOL류 등을 이용하여 조립함으로써,

상품으로서의 가치가 내포된 완제품 단계로서의 최종 공정을 일컫는다..

기구 조립 Process 기구 조립 Process

직하방식

Edge 방식

PRISM SHEET DIFFUSER LAMP

MOLD FRAME REFLECTOR SHEET

LAMP LAMP

LGP

LGP PATTERN REFLECTOR SHEET

경사방식(Wedge Type)

평판방식(Flat Type)

LAMP

L/Reflector

LGP

(Flat Type)

LAMP

L/Reflector

(Wedge Type)

LGP

광원 위치에 따른 방식 LGP 형상에 따른 방식

Back Light Unit Back Light Unit

① LCD Panel

▶ TFT-Array Substrate

▶ Color Filter Substrate

② Driving Circuit Unit

▶ LCD Driver IC (LDI) Chips

▶ Multi-layer PCBs

▶ Driving Circuits

③ Backlight & Chassis Unit

▶ Backlight Unit

▶ Chassis Assembly

① LCD Panel

② Driving Circuit Unit

③ Backlight & Chassis Unit

PCB LDI

TCP

TFT-Array Substrate

Color Filter Substrate

Chassis

LGP Lamp

완성된 TFT-LCD module구조 완성된 TFT-LCD module구조