2009 대한민국학술원 우수학술도서 선정

액정 디스플레이 산업은 90년대 이전의 CRT 제품이 갖고 있던 디스플레이 최강자 자리를 대신해 가고 있다. 하지만 규모는 예전의 텔레비전과 모니터에 국한되어 있던 디스플레이 산업과 달리 휴대용 디스플레이를 비롯하여 언제 어디에서든지 존재있는 유비쿼터스의 산업으로 대규모 확장되어 가고 있다. 따라서 디스플레이 산업은 국가의 정책 산업이며 국가 미래 성장의 핵심이 되는 매우 중요한 산업이다. 이 중심에 액정 디스플레이(LCD)가 있다.
액정 디스플레이 제조 기술은 반도체 기술에 기반을 둔 박막 트랜지스터(TFT) 기술 분야를 비롯하여 액정 및 백라이트 부품 소재 산업을 필요로 하는 전기, 전자, 화학, 재료, 기계, 물리 등의 다양한 분야의 학문을 필요로 하는 응용 공학이라고 할 수 있다.
학문 분야가 다양하다 보니 LCD 제조 기술을 전반적으로 다루기가 어렵고 이를 체계적으로 정리해 놓은 교재들이 드물다. 본 교재는 LCD가 어떠한 과정으로 거치면서 제조되고 이에 필요한 지식과 기술들이 무엇인지를 이해하는데 관련 분야 전문가뿐만 아니라 일반인들에 도움이 되고자 하며 특히 대학에서 이를 배우는 학생들에게 안내서가 될 수 있도록 서술하고자 하였다.
이를 위해 LCD 기판의 빛을 내는 백라이트 유닛(BLU), LCD를 구동시키는 박막 트랜지스터(TFT), 색을 구현하는 칼라 필터(color filter), 빛을 조절하는 액정 및 셀(cell), 영상 신호를 공급하고 우리가 볼 수 있도록 신호를 전환하는데 쓰이는 모듈 등 LCD 제조 공정 전반에 걸쳐서 사용되는 장비와 제조 과정들에 이해하기 쉽도록 다뤘으며 각기 기술들에 대한기술 및 시장 동향에 대해서 간단히 언급하였다.
본 교재를 통해 LCD 기초부터 제조 공정 및 관련 장비에 대해 이해할 수 있도록 하자라는 동기에서 출발한 집필이지만 짧은 시간에 다양한 분야를 다루다보니 시간의 제약과 저자들의 기술 및 경험적 한계로 인해 부족한 점이 있지 않을까하는 아쉬움이 있다. 부디 본 교재를 통해 독자들이 LCD 전반적인 제조 공정을 이해하는데 도움이 되기를 바라고 국가 성장 산업의 하나인 LCD 제조 기술에 관심과 흥미를 갖도록 하는데 작은 도움이 될 수 있으면 하는 작은 바람이 있다.

김원식 최병덕

Chapter 1. 액정 디스플레이 구조 및 동작 원리 1.1 액정 디스플레이 개요  3 1.2 액정 디스플레이의 구조  5
   1.2.1 백라이트 유닛(back light unit)  6
   1.2.2 액정(liquid crystal)  6
   1.2.3 칼라 필터(color filter)  8
   1.2.4 화소 구동부  9 1.3 액정 디스플레이의 종류  11 1.4 박막 트랜지스터와 액정 디스플레이  13 1.5 박막 트랜지스터 액정 디스플레이의 동작  15 1.6 액정 디스플레이 기술 동향  17
Chapter 2. 백라이트 장치(Back Light Unit)의 기능 및 제조 공정과 장비 2.1 백라이트(Backlight)의 구조와 기능  27 2.2 광원(Lamp)  29
   2.2.1 냉음극 형광 광원  29
   2.2.2 발광 다이오드 광원  32
   2.2.3 전기 발광(Electroluminesent) 광원  33
   2.2.4 광섬유(fiber optic) 광원  35 2.3 광 반사판(Lamp Reflector)  36 2.4 반사판(Reflector Sheet)  36 2.5 도광판(Light Guide Panel)  38
   2.5.1 인쇄법(printing type)  40
   2.5.2 무인쇄 방식(non-printing type)  41 2.6 확산판(diffusion sheet)  49 2.7 프리즈 시트(prism sheet)  50 2.8 보호 시트(protector sheet)  51 2.9 광원의 위치에 따른 백라이트 분류  51
Chapter 3. TFT(Thin Film Transistor)의 제조 공정과 장비 3.1 박막 트랜지스터(TFT : thin film transistor) 공정  59 3.2 박막 증착(thin film deposition) 공정  60
   3.2.1 물리적 기상 증착(PVD : physical vapor deposition)  61
   3.2.2 화학적 기상 증착(CVD : chemical vapor deposition)  85
   3.2.3 원자층 화학 증착(atomic layer chemical vapor deposition)  96 3.3 노광(photolithography) 공정  99 3.4 식각(etching) 공정  106 3.5 세정(cleaning) 공정  118
Chapter 4. 칼라 필터의 기능 및 제조 공정과 장비 4.1 컬러 필터(color filter)의 구조  130 4.2 흑격막(black matrix) 제조법  132 4.3 컬러 필터(color filter)의 특성  134 4.4 컬러 필터(color filter)의 제조법  135 4.5 컬러 필터(color filter)의 재료  142
   4.5.1 착색제  142
   4.5.2 폴리머  143
   4.5.3 개시제(initiator)  144
   4.5.4 용매  145 4.6 칼라 필터의 기술 동향  145
Chapter 5. 셀 제조 공정과 장비 5.1 배향막 공정  156
   5.1.1 배향막의 요구특성  157
   5.1.2 배향막 공정  159
   5.1.3 배향막 종류  161 5.2 러빙(rubbing) 공정  162 5.3 스페이서 산포 공정  163 5.4 합착 공정  163 5.5 절단 공정  164 5.6 액정 주입 공정  165
   5.6.1 액정(liquid crystal)이란  166 5.7 배향막 연구 개발 동향  170
Chapter 6. 모듈 제조 공정과 장비 6.1 세정 및 편광판 부착 공정  179 6.2 탭(TAB : taped automated bonding) 부착 및 탈포(autoclave) 공정  180 6.3 인쇄 회로 기판 부착 공정  182 6.4 백라이트 조립과 에이징(aging)  183 6.5 인쇄 회로 기판(PCB)를 사용한 모듈(module) 비교  184 6.6 액정 디스플레이의 구동 방식과 회로  186 6.7 비정질 실리콘 박막 트랜지스터와 다결정 실리콘 박막트랜지스터  189
Chapter 7. 평판 디스플레이(flat panel display) 7.1 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)  203
   7.1.1 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)의 역사  205
   7.1.2 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)의 발광 원리  207
   7.1.3 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)의 구동(driving)  209
   7.1.4 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)의 특징과 전망      211 7.2 유기 EL(Organic Light Emitting Diodes, 혹은 ElectroLuminescence
    Display)  213
   7.2.1 유기 EL의 역사  213
   7.2.2 유기 EL 소자의 구조와 발광 원리  214
   7.2.3 유기 EL 소자의 종류  215
   7.2.4 유기 EL 소자의 특징  217
   7.2.5 유기 EL 증착 기술  218
   7.2.6 유기 EL 소자의 응용과 전망  222 7.3 진공 형광 디스플레이(VFD : Vacuum Fluorescent Display)  222
   7.3.1 진공 형광 디스플레이 개발사  223
   7.3.2 진공 형광 디스플레이 원리와 종류  224
   7.3.3 진공 형광 디스플레이 응용과 전망  229 7.4 전계 방출 디스플레이(FED : field emission display)  230
   7.4.1 전계 방출이란?  230
   7.4.2 전계 방출 디스플레이 개발사  231
   7.4.3 전계 방출 디스플레이 원리와 구조  232
   7.4.4 전계 방출 디스플레이 구성 요소  233
   7.4.5 전계 방출 디스플레이 응용과 전망  237 찾아보기  241