CD 모듈(LCD Module, LCM)은 LCD 패널에 BLU, 구동부, 그리고 외관인 샤시를 연결, 조립한 것입니다. 여기서 구동부는 구동 IC, PCB와 FPC(flexible printed circuit) 등 LCD의 구동에 필요한 칩과 회로, 커넥터 등을 포함하죠. 여기서는 BLU에 관하여 설명하겠습니다. BLU는 용어 그대로 뒤(Back)에서 비추어주는 빛(Light)을 만드는 장치(Unit)입니다. 따라서 광원이 있어야 하며, 광원으로부터 나온 빛을 LCD 패널 쪽으로 가이딩하여 올바른 방향으로 잘 퍼지게 하는 기구물들이 필요합니다. 광원의 경우, 초기에는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)을 사용하였으나, 이후로 효율과 휘도가 높고, 수명이 길며 친환경적인 강점이 있는 LED(Light Emitting Diode)로 바뀌었습니다.
그리고, LED 광원들이 설치, 배열되는 위치에 따라 직하형(direct type)과 가장자리형(edge type)으로 분류되는데, 직하형은 광원들이 LCD 패널의 아래에 2차원 어래이로 설치되고, 가장자리형은 옆에 일렬로 설치됩니다. 직하형의 경우, 한층 밝은 화면을 만들 수 있고 밝기를 국부적으로 조절하는 분할 구동, 즉 로컬 디밍(local dimming)에 유리하나, 두께와 무게, 그리고 가격이 올라간다는 단점이 있으며, 가장자리형은 밝기와 로컬 디밍에 일부 불리한 점이 있습니다.
그러나 LED 기술의 발전으로 서로의 장점을 충분히 흡수하고 있는데, 직하형도 1mm 이하의 두께가 가능하며, 가장자리형으로도 로컬 디밍이 잘 이루어지고 있죠. 물론 두 방식의 장점을 결합은 하이브리드형도 있습니다. 여하튼 직하형은 밝기, 가장자리형은 디자인에 강점이 있습니다.
특히 가장자리형에서는 LED 광원과 함께 기구물들, 특히 다양한 시트류들이 설치되어 있는데, 패널 영역으로 빛을 전달하는 도광판(Light Guiding Plate, LGP), 뒤로 빠져나가는 빛의 손실을 막는 반사 시트(reflection sheet), 빛을 산란시켜서 골고루 퍼지게 하는 확산 시트(diffusion sheet), 그리고 빛의 방향을 패널 쪽으로 향하도록 하는 프리즘 시트 등이 있습니다.
도광판은 주로 투명한 아크릴(Poly Methyl MethAcrylate, PMMA)을 이용하며, 표면에 일정 모양의 패턴을 형성하여서 빛이 반사와 산란을 통하여 전달되도록 합니다. 반사 시트는 BLU의 아래쪽에 위치하여 광원이나 도광판에서 오는 빛을 패널 쪽으로 반사하는 역할을 하는데, 작은 돌기들로 이루어지기도 합니다. 돌기들은 광원에서 멀어질수록 크게 만들어서 반사량을 조절하죠. 주로 폴리에스터(Poly Ethylen Terephthalate, PET) 필름에 반사율과 내열성이 높은 금속이 코팅된 구조입니다. 확산 시트는 도광판 위에 위치하며, 점이나 선 모양의 빛을 산란시켜 고르게 퍼지도록 하여 균일도를 높입니다. 또한, 도광판의 패턴을 은폐하고, 비드(bead)의 굴절 효과로 정면 방향으로의 휘도를 높이는 역할도 하죠. 주로 폴리에스터 필름에 아크릴이나 규소 혹은 티타늄 산화물 비드를 사용합니다. 프리즘 시트는 수직 방향으로 집광에 필요하며, 수십 마이크로 크기의 프리즘 형상을 필름 위에 배열시킨 구조입니다. 입사광의 절반 정도가 전반사를 하며, 휘도 증가에 기여를 하죠. 역시 폴리에스터 필름을 기재로 하며 프리즘 패턴 소재로는 높은 굴절률과 투과도를 갖는 자외선 경화 아크릴 수지 등을 사용합니다. 소재와 함께 다양한 패턴이나 모양, 굴절률, 내구성과 내마모성 등의 물리, 광학적 특성 변수들이 다양하여 BLU 적용 시트류에서는 연구가 많이 필요한 부분입니다. 이 외에도 확산 시트와 프리즘 시트를 보강할 수 있는 마이크로 랜즈 어래이, 여러 시트들의 효과를 결합하는 적층형 하이브리드 복합 시트, 그리고 액정의 동작 모드나 특별한 용도에 따라 채택할 수 있는 다양한 편광 시트류 등이 있습니다.
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a. '모듈'은 '패널'에 어떤 요소들이 더해지는지, 좀 더 구체적으로 알아보자
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