TFT LCD [Thin film Transistor Liquid Crystal Display 초박막액정표시장치]

목차

1. 액정재료

2. Color filter

3. 실장기술 (Packaging Technology for LCD Driver) 및 Driving IC

4. 백라이트 (Backlight)

5. 필름

6. 유리기판

7. 배향막(Alignment layer) 및 Spacer

8. TFT-LCD 연구

9. Reference

본문내용

확보하는 glass frit seal을 사용해야 했다. 이 공정에서 고온 처리에 견디는 수평배향 재료로서 polyimide계 재료가 선정되었다. 이 후에 도공성, rubbing성, 배향제어능력, 화학적 안정성 등에 대해서도 다른 유기고분자에 비해 우수함이 확인 되고, 현재도 각종 액정표시소자로 polyimide계 배향막이 일반적으로 사용되고 있다.일반적으로 polyimide계 고분자는 그림3에 나타난 반응에의해 합성된다. 즉 디아민화합물과 무수물을 용매속에서 반응시켜서 폴리아믹산을 합성한다. 보통 도포용 왁스는 이 폴리아믹산의 용액이고 도공후, 건조, 가열경화의 공정으로 탈수 등의 작용으로 polyimide가 된다. 액정표시소자에 있어서 배향막은 7-8도의 pretilt angle과 180도이하의 저온 경화성, 전압유지율(Residual DC voltage) 등의 특성이 요구되어진다.
폴리아믹산 polyimide
그림7-3 Polyimide계 고분자의 일반적인 합성반응
　
7.2. Spacer
액정 panel 조립에 대한 보조 재료로서는 액정 cell의 주변 seal재와 액정 주입구의 봉구재 및 spacer를 들 수 있다. Spacer는 2장의 기판간격(gap)을 유지하고, 적당한 액정층의 두께를 확보하기 위하여 사용된다. 한편, 액정panel에 대해 실용적인 견지에서 요구되는 성능은 고속응답, 고 contrast ratio , 넓은 시야각, 고신뢰성 등이 있다. 고 표시용량, 고 표시품질의 요청이 높아짐에 따라, 단순한 gap 유지의 기능 뿐만 아니라, 액정 panel의 과제, 예를 들면 온도변화에 따른 색조변화나 spacer의 이동, 혹은 저온시의 공동(void) 발생 등의 현상을, spacer로 해결하려고 하는 노력도 계속되고 있다.
Spacer는 재질에 따라 플라스틱 spacer과 galss spacer로 나눌 수 있다.
　
7.2.1. 플라스틱 spacer
Gap의 제어성에서는, 경질 spacer에 비해 불안정하지만 하중부가 여하에 따라 size가 변하는 탄성체 plastic spacer는, 미세한 cell두께 제어재료로서 적합하다. 또, 액정층의 온도변화에 의한 광학 특성의 변동이나 층두께의 변동을 고려하면 cell두께의 고정은 바람직하지 않다. 액정의 열팽창계수에 가까운 성질을 갖는 플라스틱 spacer는 고온에서 cell두께 팽창시에 spacer의 이동을 방지하고 저온에서의 공동발생 방지 등에 그 효과를 발휘한다. 실제 플라스틱 spacer로서는 내열성, 내약품성에 우수하고, 넓은 온도범위에서도 탄체성으로서 거동하는 동그란(구형) 미립자로써, 평균입자 직경공차 ±0.03 ?m의 free size에 가까운 (1/8 ?m step) 규격품이 이미 상품화 되어있다.　
7.2.2. Glass spacer
Glass spacer는 일반적으로 무 알카리 glass를 방사하여 제조된다. 알카리성분을 함유하면, 서서히 알카리성분이 액정중에 용출되어 액정재료를 노화시킨다. 방사 과정에서는 불순물이 부착되기 쉽고, 이러한 불순물이 액정재료를 나쁘게 하고, 혹은 액정 분자 배열을 흩뜨릴 염려가 있기 때문에, 순수로 완전히 세정한 것을 사용한다. Spacer로서는 방사속도를 일정하게 유지, 직경이 균일해지도록 관리할 필요가 있다. 시판되고 있는 표준적인 glass spacer는 직경이 2~12 ?m, 길이가 20~120 ?m, 직경의 편차는 비교적 가는 것은 ±0.1 ?m , 비교적 두꺼운 것은 ±0.2 ?m 정도이다.
Glass spacer는 하중을 주어도 변형이 거의 없고, seal 재의 두께 등 원하는 수치로 설정하는 용도로써는 가장 적당하다. 막대모양(봉상)의 spacer 이기 때문에 분상했을 때 서로 교차하는 것도 있지만, 길이가 적당하게 짧은 경우에는 기판을 압축하면 서로 미끄러져 교차상태가 풀리고, 긴 spacer가 겹쳐진 경우에는 파괴되어, 특별히 문제가 생기지 않는다. 다만 cell 내에서 사용할 경우에는 배향막 등 기판내면을 손상할 수 있기 때문에 분산에 세심한 주의가 필요하다.
8. TFT-LCD 연구
8.1. 최근 LCD기술
TN + Film 초기 TFT 제품에 사용되었으며, 주로 저가의 노트북 제품에 적용되고 있습니다. 공정이 비교적 간단하고, 높은 투과율과 빠른 응답속도가 특징입니다. 하지만 좁은 시야각과 색상변이, 낮은 명암대비 등의 이유로 고품질을 요구하는 LCD TV 용으로는 적합하지 않습니다. VA (Vertically Aligned)높은 광투과율과 빠른 응답 속도 때문에 중급 및 고급 제품에 사용됩니다. 하지만 시야각에 따라 색상 변이가 크고, 보상 필름이 항상 필요하기 때문에 복잡한 공정과 높은 제조 비용 등이 개선되어야 할 사항으로 지적되고 있습니다. 수직으로 배열되어 있는 액정의 특성상 태블릿 PC 용으로 부적합한 것으로 알려져 있습니다. IPS (In-Plane Switching)고급 솔루션에 사용되며, 높은 색상 안정도, 간단한 공정 과정등의 특징 때문에 고급 제품에 주로 사용되고 있습니다. 하지만 낮은 빛 투과율과 낮은 명암 대비율이 개선해야 할 점으로 지적되고 있습니다. FFS (Fringe Field Switching)수평으로 배열된 액정을 사용하면서도 액정을 정교하게 조절함으로써 하이엔드급 LCD 제품에 최적으로 평가받고 있습니다. 높은 빛 투과율, 광시야각, 선명한 색상 등이 특징 입니다.
8.2. TFT-LCD의 패널 구조
8.3. 연구방향
우리가 분해하게될 LCD는 초기 TFT 제품에 사용되었던 TN패널 모델입니다. 공정이 비교적 간단하고 높은 투과율과 빠른 응답속도가 특징입니다. 하지만 좁은 시야각과 색상변이 낮은 이유로 고품질을 요구하는 LCD-TV용으로는 적합하지 않습니다. 그래서 이 제품을 분해해 보면서 LCD의 대략적인 구조를 알아보고 이러한 단점을 보완하기 위한 최근 신기술을 자세히 조사해 보겠습니다..
9. Reference
TFT-LCD Research Center at Kyung Hee Univ.
비오이하이디스(TFT-LCD 생산업체)
LG Philips LCD(TFT-LCD 생산업체)

키워드

TFT,   LCD,   패널,   백라이트,   Color filter,   실장기술