TFT-LCD 부품의 결함 검출 및 신뢰성 평가에 관한 연구 = (A) Study on the Defects Detection and Reliability Test of Display Components

국문 초록 (Abstract)

최근 초고속 정보화의 시대에 발맞추어 디스플레이 산업은 급속한 성장을 보이고 있고 이러한 추세는 앞으로도 상당기간 지속되리라 예측된다. 동영상을 포함한 대부분의 정보들은 사람의 눈을 통해 전달될 수밖에 없고 따라서 디스플레이 제품은 사람의 시각적인 감각을 만족시키도록 발전할 수밖에 없는 실정이다. 자연에 가까운 색, 자연에 가까운 정교함을 표현하기 위한 노력의 결실이 바로 Display device이다. 예전의 가족생활 중심에서는 브라운관을 이용한 display 장치가 한 시대를 풍미하였으나 초고속화, digital화, 경량화, 슬림화로 인한 개인의 생활 영역에 걸 맞는 새로운 개념의 display 출현은 불가피하게 진행되었다.
이를 대변하는 것들이 TFT-LCD, PDP, EL, 그리고 HDTV가 바로 그것이다. 이 중 TFT-LCD의 핵심부품으로 TFT-LCD 그 자체는 광원이 없기 때문에 LCD 화면을 보기 위해서는 뒤에서 LCD 패널에 빛을 공급해주는 BLU(Back Light Unit)가 반드시 필요하다. BLU는 광원으로 사용되는 형광램프로부터 밝기가 균일한 편면광을 만드는 기능을 하고, 모듈의 두께 및 소비전력은 이 유닛의 두께를 얼마나 얇게 하면서 광 이용률을 향상 시키는가에 따라 크게 좌우된다. BLU(Back Light Unit)는 이 요구를 충족시키기 위하여 개발되었다.
본 논문에서는 BLU의 구조 및 원리 그리고 각 부품의 역할 및 제조공정을 알아보고, BLU부품의 제조 시 발생한 문제점과 제품의 신뢰성 평가를 위해 도광판(LGP)의 표면에 패턴형상을 성형하는 Stamper와 성형이 완료된 LGP의 성형상태를 비교분석한다. 냉음극형광램프(CCFL)의 수은 뭉침 현상과 수은의 쏠림현상 등 램프의 수명과 관련된 요인을 분석하고, 제품의 신뢰성평가를 위해 환경변화에 따른 수은램프의 온도변화와 수은의 이동상태를 분석한다. 그리고 도광판의 표면형상검사 및 품질검사는 다른 어느 공정보다 중요하고, 결함 검출이 어렵다. 생산현장에선 아직도 제품검사자의 경험과 목시에 의존한 육안판별에 의존하고 있다. 이러한 특성으로 인하여 검사공정은 검사자의 상태에 따라 측정의 일관성이 없고, 검사결과에 대한 판정기준에 차이가 있을 수 있다. 따라서 현재 생산현장에서 수행하는 결함검출 및 불량검사 등 기존의 검사방법을 개선하여 도광판의 표면형상을 분석하기 위한 고화질 영상분석 시스템을 개발하고, 결함검사를 통해 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 방법에 대하여 연구한다.

목차 (Table of Contents)

• 감사의 글 = ⅰ
• (국문요약) = ⅱ
• 목차 = ⅳ
• 그림 목차 = ⅵ
• 표 목차 = ⅷ
• 1. 서론 = 1
• 1.1 연구의 배경 = 1
• 1.1.1 TFT-LCD 산업의 개요 = 1
• 1.1.2 세계시장의 현황과 전망 = 1
• 1.1.3 디스플레이의 국내외 기술동향 = 2
• 1.2 연구의 목적 = 2
• 1.3 논문의 구성 = 3
• 2. TFT-LCD의 구동원리 = 4
• 2.1 TFT-LCD = 4
• 2.2 TFT-LCD의 원리 = 5
• 2.2.1 액정(Liquid crystal)이란 = 5
• 2.2.2 액정(Liquid crystal)의 전기 광학적 특징 = 6
• 2.2.3 TFT-LCD의 구조 = 6
• 2.2.4 TFT-LCD의 동작원리 = 8
• 2.2.5 해상도 = 9
• 3. BLU(Back Light Unit)의 구성과 현황 = 10
• 3.1 BLU(Back Light Unit)이란 = 10
• 3.1.1 BLU(Back Light Unit)역할 = 11
• 3.2 BLU(Back Light Unit)의 기본구성 = 11
• 3.2.1 BLU의 구조별 분류 = 11
• 3.2.2 BLU의 구성요소 = 12
• 3.3 도광판(LGP)의 패턴설계 및 패턴 패턴형상분석 = 18
• 3.3.1 패턴설계의 필요성 = 18
• 3.3.2 패턴설계를 위한 고려사항 = 19
• 3.3.3 패턴설계기술 = 21
• 3.3.4 도광판에서의 패턴설계 = 22
• 3.3.5 도광판의 패턴형상분석 및 결함 검출 = 22
• 3.4 냉음극형광램프(CCFL)의 신뢰성평가 = 24
• 3.4.1 냉음극형광램프(CCFL)의 구조 및 동작원리 = 24
• 3.4.2 X-Ray 비파괴검사 장비를 이용한 신뢰성평가 = 25
• 3.5 3차원 측정기를 이용한 BLU 부품의 분석 및 신뢰성평가 = 29
• 3.5.1 도광판(LGP)의 Prism형상 측정결과 = 30
• 3.5.2 BLU부품의 부식측정 결과 = 32
• 4. 고화질 영상획득 장치개발 = 35
• 4.1 시스템의 구성 = 35
• 4.2 도광판(LGP)의 표면분석 및 결과 = 36
• 4.3 고화질 영상획득 장치의 문제점 및 개선사항 = 37
• 5. 결론 및 향후 연구방향 = 39
• 참고문헌 = 40
• (Abstract) = 41