[ 표 1 Diffusing Lens Vs Reflective Lens 특성 ] Type Diffusing Lenses Reflective(Pola) Lenses Reflective Slim Lenses Enplas LGE LGTT Lens Angle of light

Size: px

Start display at page:

Download "[ 표 1 Diffusing Lens Vs Reflective Lens 특성 ] Type Diffusing Lenses Reflective(Pola) Lenses Reflective Slim Lenses Enplas LGE LGTT Lens Angle of light"

정섭 교
6 years ago
Views:

일부학자들에따르면 TV 시장은이미포화상태임을통계적자료를이용해대중을설득하곤한다. 또한, 휴대용 Display 장치가그자리를대신하거나혹은 Mobile Phone 이우리생활깊숙이들어와있기때문에, TV 시장의성장성은그리밝지않다고한다.

이런고부가프리미엄 TV시장에서선명한화질의구현은 LED 빛의고유성질을얼마나잘이용하느냐에달려있다. LED 빛은직진성을가지기때문에넓은화면에골고루빛을퍼지게하기위해서 LGP Panel(Film) 또는 Lens 를사용한다.

1 EP E&E 팀김희성 LG 전자직하형 (Direct type BLU LED) TV 에적용되는 Lens 불량이슈대응 01 배경 [ 그림 1 직하형 Vs 엣지형 BLU 비교및 BLU LED Lens 구조 ] 과연 TV 시장은어디까지성장할수있을까? 일부학자들에따르면 TV 시장은이미포화상태임을통계적자료를이용해대중을설득하곤한다. 또한, 휴대용 Display 장치가그자리를대신하거나혹은 Mobile Phone 이우리생활깊숙이들어와있기때문에, TV 시장의성장성은그리밝지않다고한다. 하지만대화면, 고화질제품에대한고객의 needs 가존재하기에 M/phone, Tablet 이 TV 시장을대체하기엔한계가있다. 또한, 프리미엄 TV 시장에서는단순히큰화면이아니라마치실제현상을보는것같은고화질 TV 개발에박차를가하고있다. 이런고부가프리미엄 TV시장에서선명한화질의구현은 LED 빛의고유성질을얼마나잘이용하느냐에달려있다. LED 빛은직진성을가지기때문에넓은화면에골고루빛을퍼지게하기위해서 LGP Panel(Film) 또는 Lens 를사용한다 년기준으로 LG전자는 Edge 형 LGP 단가상승및 BLU 제조원가하락과선명한색상을구현할수있는 LED Direct BLU : TV, MNT LED Edge BLU : TV, MNT, NPC, Tablet, M/P LED Optical Sheet Diffuser Plate LED & Lens Optical Sheet Light Guide Plate Diffusing LENS : PMMA Reflective LENS : PC Large size LGP : PMMA Small size LGP : PC LG POLYMER JOURNAL 2014 WINTER. 35

2 [ 표 1 Diffusing Lens Vs Reflective Lens 특성 ] Type Diffusing Lenses Reflective(Pola) Lenses Reflective Slim Lenses Enplas LGE LGTT Lens Angle of light Spread /170 Center Intensity < 5% < 2% < 1% 1. Apply a light diffusion 1. Apply a light reflection 1. Apply a light Reflection 2. Non Recess 2. Recess 2. Recess Principle 3. PMMA 3. PC 3. PC 4. Size : Ф16, Weight : 0.6g 4. Size : Ф19, Weight : 0.9g 4. Size : Ф15, Weight : 0.65g 5. Affected by pattern 5. High affected by reflector 5. High affected by reflector Direct Type BLU LED Lens 생산및개발에주력하고 있다. 그림 1 을살펴보면 Edge 형과 Direct 형간의차이점 을한눈에파악할수있겠다. Type) BLU LED Lens 주력개발로서양산단계에서발 생한불량및백탁현상에대한당사의 Solution 제공사 례를소개하고자한다. 그중에서도 TV BLU 형 Lens 는기존에일본의 E 社에 서독점적으로 PMMA 를이용해전세계시장을지배해 왔다. 즉, Diffusion type 의 Lens 를구현하여제품생산 을해왔고, 이에대한도전으로 Direct Type 의 PC Lens 의개발이진행되기시작했다. 또한, PC의경우 (1.58) PMMA 보다 (1.49) 굴절율이높기때문에, Reflective type 의 BLU 를구성하여아래반사판을이용해빛을통과시켜화면을나타내게된다. 지금부터소개할내용은당사 Transparent Polycarbonate 를이용한 LG전자의직하형 (Direct 02 사례소계 TV BLU LED Lens 에서가장중요한사항은바로광학특성이다. 즉, 빛의투과율, 색균일도, 휘도 (Brightness), Lens Point 별색편차이다. 따라서, Lens 에어떠한이물이있어도안되고미세한백탁 (Whiteness) 현상이일어나도안된다. 당사 PC1303EP-22 소재를사용중이던 Lens 성형업체에서, 갑자기백탁불량이급격히증가하여불량율이 36 LG POLYMER JOURNAL 2014 WINTER.

LG 전자직하형 (Direct type BLU LED) TV 에적용되는 Lens 불량이슈대응 [ 그림 2 정상 Vs 백탁 Lens 제품형상 ] 간차이점을발견하기는어려웠다. 그리고당사 PC 공장 에서첨가제투입량차이가있었는지도비교분석하였다. 상기분석결과값은공정편차내수준으로확인됐고, 해당제품생산시특이사항이없는것으로판단됐다.

3 LG 전자직하형 (Direct type BLU LED) TV 에적용되는 Lens 불량이슈대응 [ 그림 2 정상 Vs 백탁 Lens 제품형상 ] 간차이점을발견하기는어려웠다. 그리고당사 PC 공장 에서첨가제투입량차이가있었는지도비교분석하였다. 상기분석결과값은공정편차내수준으로확인됐고, 해당제품생산시특이사항이없는것으로판단됐다. 물론, 실제로첨가제함량별백탁여부도평가하였다. 그결과투과율및 YI(Yellowness Index), Haze(%) 값에서유의차가없었다. 하지만, 고객에게설득력있는근거자료를제시하여백탁불량원인을밝혀내기엔추가분석및검토가필요하였다. 이에따라, 내부첨가제물질이나어떤성분변화가 [ 그림 3 백탁과정상 Lens 간 IR 및첨가제분석비교 ] 아닌외부이물질혼입에따라나타날수있는상황을염 두해두고추가평가를진행하였다. Absorbance Unit 짙은백탁 옅은백탁 정상품 우선, 일반 IR 스펙트럼및첨가제상에서차이가발생하지않았기때문에내부백탁성분을분리하기위해백탁불량이난시료를대량입수하여 Chloroform 에용해후상분리되는현상관찰하였고, 이물질을분리하여 IR 및 GC 분석을진행하였다. 이방법은향후, 이물질성분분리분석에간단한샘플링방법으로활용될수있겠다. 그림 4의 IR 스펙트럼상에서는성분파악이어려웠으 0 나, 빨간색네모상자표기한부분에확대를해보면세부 Wavenumber cm-1 Additive 1 Addtive 2 Additive 3 Lens 정상 Lens 불량 Peak 상의차이가있었으며, PE 스펙트럼을기준으로하여각샘플스펙트럼간에차이 ( 빼기 ) 를비교한결과, 백탁불량품이 PE Peak(25kg 포장백 ) 성분과유사한 Peak 를나타내었다. 그리고 Chloroform 에불용성분또한추출하여 GC 분 석을수행한결과 PE Fragment 성분이마찬가지로검출 되었다. 더욱더상세한분석을위해표면현상관찰 (SEM) 30% 증가하였다는고객불만을접수하였다. 고객방문하여현상을종합파악하고불량샘플분석을실시하였다. 우선, 백탁이어떠한성분인지밝혀내기위해 IR 분석을진행하였다. 그러나, IR 스펙트럼상에서는백탁 Lens 와정상 Lens 및무기물분석진행하여추가입증하고자했다. SEM(Scanning Electron Mircroscope) 분석을통해백탁제품표면에볼록한 Block 을형성하고있는것을확인할수있고무기물성분분석결과백탁불량제품과 PC Pellet 에임의로 PE 성분 (25kg 포장백 ) 을투입한사출제 LG POLYMER JOURNAL 2014 WINTER. 37

[ 표 2 첨가제함량별임의투입백탁발생여부평가결과 ] 구분 Additive1 Additive2 투과율 YI Haze(%) Normal 0 PPM 0 PPM 90.23-0.10 0.05 S1 2500 PPM 0 PPM 90.14-0.17 0.07 S2 3500 PPM 0 PPM 90.10-0.12 0.07 S3 0 PPM 2000 PPM 90.17-0.

4 [ 표 2 첨가제함량별임의투입백탁발생여부평가결과 ] 구분 Additive1 Additive2 투과율 YI Haze(%) Normal 0 PPM 0 PPM S PPM 0 PPM S PPM 0 PPM S3 0 PPM 2000 PPM S4 0 PPM 3000 PPM 단, 정상 PC 1303EP-22 첨가제함유제품에 Hand blending 하여추가투입측정 Data 임. [ 그림 4 IR 스펙트럼분석결과 ] 품과비교분석하면, Ti 함량차이가 1.5 배 ~ 6,7 배나는것으로확인할수있었다. 지금까지분석결과를종합해보면, PC Lens 의백탁현상은 PE 성분및이종의물질이혼입될경우투명한 PC제품의백탁현상을발생할수있다고판단할수있겠다. 이러한백탁현상의재발방지를위해서, 생산공정에서이물질혼입방지를위한관리가강화되어야할것이며, 최종제품을사용하는고객에게도포장 Open 시주의해서원료가투입될수있도록모니터링할것을요청하였다. 특히, H 社의경우, 상기분석결과를토대로 25kg 포장백제품을사용하지않고, 500kg Flecon Bag 만을사용을제안하여현재까지육안으로구별되는백탁불량은발생하지 않고있다. 03 결론 이번불량대응을진행하면서고객은불량에대한근본적인원인분석및결과를제시하지않으면쉽게받아들이지않고오히려불신만쌓여간다는점을재확인했다. 이를계기로 PC 생산공정의 Hopper Washing System 개선및분칩개선활동이지속진행되오고있으며, 25kg 포장지업체 Audit 을통해서당사품질관리에만전을기 하고있다. 상기와같은육안으로구별되는백탁은발생하지않지만, 육안으로구별되지않고 LED 기판에부착하거나아주상세하게관찰해서백탁불량으로발생되는현상은현재약 2ppm 이하수준이다. 6시그마이상의품질관리수준이이루어지고있음에도불구하고, 불량현상이발생한다는것은더욱더개선여지가있다고본다. 38 LG POLYMER JOURNAL 2014 WINTER.

LG 전자직하형 (Direct type BLU LED) TV 에적용되는 Lens 불량이슈대응 [ 그림 5 Chloroform 불용성분 GC 분석결과 ] Abundance 1000000 7000000 6000000 5000000

00 [ 그림 6 백탁 Lens 와정상 Lens 간 SEM 분석결과 ] 정상 Lens 제품의 SEM 단면영상 백탁불량 Lens 제품의 SEM 단면영상 [ 표 3 백탁 Lens 와정상 Lens, PC+PE 성분 ( 포장지 ) XRF

5 LG 전자직하형 (Direct type BLU LED) TV 에적용되는 Lens 불량이슈대응 [ 그림 5 Chloroform 불용성분 GC 분석결과 ] Abundance Time PC 양산불량품 Polyethylene fragments [ 그림 6 백탁 Lens 와정상 Lens 간 SEM 분석결과 ] 정상 Lens 제품의 SEM 단면영상 백탁불량 Lens 제품의 SEM 단면영상 [ 표 3 백탁 Lens 와정상 Lens, PC+PE 성분 ( 포장지 ) XRF 분석결과 ] 구분 정상품 불량품 정상품 +PE 단위 Si % P % S ppm Ca ppm Ti ppm LG POLYMER JOURNAL 2014 WINTER. 39

Backlight Unit의 광학적 특성 해석 및 Prism Sheet의 최적화 설계

Backlight Unit의 광학적 특성 해석 및 Prism Sheet의 최적화 설계 α CRT(Cathod Ray Tube) 능동 PDP(Plasma Display) ELD(electroluminescent Display) 수동 LCD LED(Light Emitting Diode) LCD Backlight unit 반사판 Diffuser sheet Reflection sheet Lamp Prism sheet Diffuser sheet