유리기판, 휨 방지 및 열안정성 개선 … 컬러필터‧백라이트 성능도
화학뉴스 2015.01.08
스마트폰과 태블릿PC에 탑재되는 LCD(Liquid Crystal Display)의 고해상도화가 더욱 가속화되고 있다.디스플레이서치에 따르면, 유리기판의 내열성 향상, 400ppi 이상에 대응할 수 있는 유리필터 개발과 백라이트의 고휘도화 등이 요구되고 있는 것으로 나타났다. 액정 소재의 요구 성능이 높아지면서 기술력이 뛰어난 제조기업들에게 새로운 사업 찬스가 될 것으로 예상되고 있다. 유리기판은 LTPS(Low Temperature Polysilicon) 및 산화물 반도체의 사용으로 내열성이 향상된 것으로 알려졌다. LTPS는 레이저 어닐(laser Anneal) 공정으로 500-700℃의 열이 가해지기 때문에 열안전성이 낮은 유리는 단면에 금속막이 형성된 상태에서 열을 가하면 기판이 휘어지는 현상이 발생한다. 산화물반도체는 LTPS보다 낮은 열을 가하지만 적어도 400℃ 이상의 내열성이 요구되고 있다. LTPS와 산화물반도체는 어레이 기판과 유리필터 기판의 온도차가 크고 내열성이 떨어지는 유리는 어레이기판과 컬러필터 기판을 비교해도 기판의 모서리 부분에 치수오차가 발생하는 단점이 있으며 패널 화질이 높아질수록 문제가 커지는 것으로 알려지고 있다. 반면, 플로트(Float) 공법은 서서히 온도를 내릴 수 있기 때문에 열안정성이 뛰어나 일본의 LTPS 라인에서 압도적인 점유율을 차지하고 있다. 퓨전(Fusion) 공법은 온도를 내리는데 많은 시간을 투입할 수 없기 때문에 열안정성을 확보하는 것이 어려운 단점이 있다. 컬러필터는 현재 300-400ppi의 고화질 패널은 블랙 매트릭스(Black Matris) 폭이 5-6나노미터로 매우 얇은 수준에 달했다. 그러나 스마트폰을 중심으로 고화질 경쟁이 격화되고 있는 가운데 400ppi 이상 고화질 패널은 블랙 매트릭스 선폭을 3마이크로미터로 더 얇은 수준이 요구되고 있다. 현재 스마트폰은 IPS((In-Plane Switching) 모드가 주류를 이루고 있으며, 컬러필터에는 도전성 금속망을 사용할 수 없기 때문에 수지 블랙 매트릭스가 사용되고 있으나 3마이크로미터 수준의 수지 블랙매트릭스는 구현이 극히 어려운 상태이다. 컬러 레지스트는 막 두께가 얇고 색순도가 높은 테두리가 요구되고 있기 때문에 난이도가 더 높은 것으로 알려지고 있다. 스마트폰 패널은 색순도를 확보하기 위해 2마이크로미터의 막 두께를 설정하고 있으나 고화질화의 영향으로 백라이트로부터 나오는 광이 빗면에서 들어오는 혼색 문제가 대두되고 있다. 백라이트는 LCD패널의 고화질화와 함께 패널의 투과율이 저하되기 때문에 고휘도화가 요구되고 있다. 5인치 Full HD패널은 LED(Light Emittiong Diode) 패키지가 12개 탑재돼 백라이트 표면휘도가 1만3000칸데라에 달하며, 4K2K 스마트폰 개발에는 더 높은 휘도의 백라이트가 요구되고 있다. 동시에 양자점(Quantum Dot) 형광체 등 신소재 채용도 본격화되고 있으며 컬러필터를 매칭함으로써 Adobe RGB 100% 등의 광연색도 실현가능한 것으로 알려지고 있다. <화학저널 2015/01/08> |
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