대형 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display, TFT-LCD)는 블랙 매트릭스(Black Matrix, BM) 공정을 대체하는 블랙 포토 스페이서(Black Photo Spacer, BPS) 기술을 사용하여 패널 비용을 절감하며, 정렬 정밀도 향상을 위해 BOA(BPS on Array) 기술을 도입하여 BPS를 어레이 기판 측으로 이동시켰다. 기존 BM 공정은 첫 번째 공정이었으나, 새로운 BPS 공정은 어레이의 마지막 공정에 위치한다. BPS 노광 성형은 어레이 전 공정의 금속 마크(Metal Mark)를 이용한 정밀 정렬이 필요하다. BPS의 낮은 투과율로 인해 CCD 카메라가 BPS를 통해 전 공정의 금속 마크를 포착하여 정렬하기 어렵다. 이 기술적 난제를 해결하기 위해 노광 장비의 마크 포착 원리를 분석하였고, 재료의 안료 구성을 조정하여 다양한 투과율의 BPS 재료를 얻었다. 서로 다른 투과율의 BPS 재료로 노광 성형을 진행하여 노광 정렬 공정에서 재료 투과율의 최소 요구치와 최대 차광도를 연구하였다. 실험 결과 NSK 노광기의 정렬 광원 파장이 780~1000nm 적외선 영역에 위치하며, 이 파장대에서 BPS 재료 투과율이 23% 미만일 경우 정렬 실패가 발생하였다. 유기-무기 혼합 안료 조성물을 사용하여 유기 혼합 안료를 대체하면 적외선 영역에서 약 90%의 투과율을 얻어 정렬 요구를 충족하며, 경화 후에는 1.2/μm 광학 밀도를 확보하여 BPS 제품의 차광 특성 요구를 만족하였다. 이를 제작한 BPS 패널의 광학 지표는 제품 규격을 충족한다.

TFT-LCD;BPS 기술;노광 공정;마크 정렬;투과율