LCD-TV Backlight Unit의 입자 오염에 관한 수치적 연구

Abstract

LCD(liquid crystal display)는 현재 사회에서 인간과 전자기기와의 인터페이스로서 가장 일반적으로 사용되고 있는 전자 장비이며, 그 사용량은 매년 꾸준히 증가하고 있다. Display 제품의 구성은 기본적으로 우리 눈에 표시되는 LCD panel과 이를 구동시키는 반도체 전자장치 module, 그리고 LCD panel의 후면에서 액정의 밝기를 조절하고 있는 BLU(back light unit)로 구성된다. LCD 제품 가운데 현재는 LED를 광원으로 하는 제품들이 각광을 받고 있지만 lamp를 광원으로 하는 제품들이 여전히 많이 사용되고 있다 (H. Nam et al, 2009).특히, 이 중에서 광원으로 CCFL(cold cathode fluorescent lamp)을 이용하는 BLU는 lamp에서 발생되는 빛을 균일하게 분산시켜 액정화면이 고르게 밝게 보이도록 하는 매우 중요한 부분으로 방사형으로 빛을 발생시키는 lamp와 전면으로 빛을 반사시키는 reflector와 빛을 고르게 분산하는 diffusion plate로 크게 3부분으로 나눌 수 있다. 이러한 LCD panel 및 BLU를 제조하기 위해서는 수 많은 작업 공정을 거쳐야 하며, 주변환경으로부터 먼지 등의 이물질이 제품에 끼어들게 되면 바로 제품의 불량으로 이어지게 된다. 이에 따른 LCD panel과 BLU 제조공정 중에서 먼지를 제거하는 세정기술과 결함을 확인하는 방법에 대한 연구 및 광원 자체의 수명에 관한 연구는 진행되어 왔다. (Noda et al, 2003; Lu et al, 2005; Park et al 2009) 환경오염으로 인한 대기 중 부유하는 미세입자의 농도는 날로 증가하고 있으며, LCD를 이용한 display product는 개인 및 가정환경뿐 아니라 공공장소에서 사용, 전시되어 실제 대기 중에 그대로 노출된다. 이러한 대기중의 입자들이 제품 내부의 발열에 따른 대류(convection)현상으로 인해 기류를 따라 내부로 자연스럽게 유입되게 되며, 유입된 입자들은 확산 운동(Brownian motion)과 온도차에 의한 열영동에 의해 제품내부에 침착될 수 있다. 또한 침착현상이 장시간 반복적으로 지속되면, 빛의 투과를 방해하여 제품의 휘도(brightness)를 감소시킬 수 있다. 따라서 본 연구의 목적은 대기 중의 먼지 가운데, display product에 유입되는 먼지의 크기와 성분을 측정하고, 입자 오염이 휘도를 저하시키는 직접적인 원인이 되는 지 수치해석 방법으로 파악하는 것이다.