먼저 블랙 매트릭스가 만들어지는데, 재 료로는 주로 광학 밀도(optical density)가 3.5 이상인 금속 박막이나 탄소 계열 의 유기 재료가 사용됩니다. 흔히 사용 되는 크롬의 경우에는 크롬 산화막을 먼 저 형성하고 그 위에 크롬을 올리는데, 이 때 크롬 산화막은 기판과 크롬 사이에서 4분지 1 파장의 박막 코팅재 역할 을 합니다. 즉, 외부로부터 입사되는 빛 들이 막의 위와 아랫부분에서 각각 반 사되면서 상쇄 간섭이 일어나도록 하여 외광 시인성을 향상시키죠. 이 구조의 경우, TFT 기판과 동일한 유리 기판 위에 초기 세정을 한 후, 스퍼터링으로 크 롬 산화막과 크롬 박막을 연이어서 각각 50nm와 150nm 정도의 두께로 증착한 후 사진 식각 공정을 거쳐 패터닝하여 제조됩니다. 

 

다음으로 컬러 필터가 형성되는데, 재료 는 안료(pigment)와 염료(dye), 두 가지 로 구분되며 제조 방식은 사진 식각법 (photolitho graphy), 인쇄법(printing), 전 착법(electro-deposition) 등이 있습니 다. 일반적으로는 안료를 함유하며 감광성이 있는 컬러 레지스트를 이용한 사진 식각법이 사용되죠. 이 때 컬러 레지스트의 도포는 스핀 코팅이나 슬롯 코팅을 이용하며, RGB 각각은 색좌표와 투과도를 고려하여 서로 다른 코팅 두께를 가집니 다. 그리고 패턴의 정밀도가 상대적으로 높지 않으므로 생산성이 높고 가격이 낮은 근접 노광기를 이용하며, 통상적으로는 RGB 패턴 모양이 같아서 하나의 마스크 를 화소 피치만큼 이동하면서 사용할 수 있으나, 패턴이 다르면 별도의 마스크를 제작하여야 합니다. 이와 함께 보다 공정 이 단순하고 재료 소비가 적은 잉크 젯 프 린팅법도 적용이 되고 있습니다.

 

 

컬러 필터 위에는 일반적으로 OV(OverCoat) 막을 코팅하는데, 이는 RGB 패턴을 보호하고 공통 화소 전극 공정에서 양호한 단차(step coverage)를 위한 평탄화 역할을 합니다. 이는 주로 아크릴 수지 등을 스핀 코팅하여 만들어지나, 제조 가격 절감을 위하여 컬러 필터 패턴에 경사각을 주어 오버코트 공정을 생략하기도 하죠. 끝으로 화소의 공통 전극인 ITO 박막이 전 영역에 걸쳐 스퍼터링으로 증착되며, 이 때 면저 항은 최저가 되고 광투과율의 최대가 되는 최적화 설계와 공정이 매우 중요합니다. 예를 들어 ITO 막의 두께에 따라 광투과율은 주기적으로 변화하는데, 첫 번째 피크에 해당하는 150nm의 두께를 일반적으로 적용하고 있습니다. 물론 PVA 모드 와 같이 전극에 패턴이 필요한 경우에는 패턴 공정을 추가로 도입하기도 합니다. 

 

LCD, 제조공정, 액정 셀 >>

액정 셀 공정은 완성된 TFT 기판과 컬러 필터 기판에 배향막을 도포, 러빙을 한 뒤, 스페이서와 밀봉 라인(seal line)을 설치, 형성하고, 끝으로 액정을 채우는 과정입니 다. 먼저, 배향막은 두 기판의 가장 윗면에 위치하여 셀 내의 액정 분자들과 직접 접촉이 되면서 액정의 초기 배열 상태를 결 정하게 되죠. 재료는 주로 폴리이미드계의 고분자 화합물이 사용되며, 인쇄, 혹은 잉 크 젯 프린팅으로 도포가 됩니다. 스핀 코 팅의 경우는 기판의 크기가 커지면서 설비 크기에 무리가 와서 이제는 거의 사용하지 않죠. 인쇄 방식의 경우, 기판 크기에 맞도 록 수지판(mask)이 제작되어서 롤러에 장 착되고, 디스펜서로부터 배향막 재료가 토출되어 롤러를 통해 수지판에 공급됩니다. 아래쪽에는 스테이지 위에 기판이 놓여져 일정 속도로 이동하여 수지판과 맞닿으면 서 배향막이 도포되죠. 최근에는 잉크젯을 이용한 코팅도 사용되고 있는데, 재료의 사용 효율이 높으며 기판의 크기에 맞 추어 요구되는 수지판을 필요로 하지 않는 장점이 있습니다. 도포되는 배향막에서는 대면적 균일도가 매우 중요하며, 따라서 일정량의 유기 용제(solvent)가 함유되어 도포 후에는 사전 건조(pre-baking)를 통해 유기 용제의 증발과 함께 균일도를 높여줍니다. 이후 열처리(hard-baking)를 하 여 배향막을 고정, 안정화시키죠.

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