[확대경] LCD 광시야각 기술 어디까지 왔나

한국과 일본 TFT LCD업계간 廣시야각 전쟁이 한창이다.

늘씬하고 날렵한 TFT LCD가 디스플레이계의 골리앗인 브라운관을 몰아내고 왕좌에 오르기 위해서는 아킬레스건이라 할 수 있는 「峽시야각」문제를 극복해야만 하기 때문이다.

브라운관은 뚱뚱하고 볼품없는 체구를 지녔지만 상하좌우 어느 각도에서보든 화질의 변화가 없지만 TFT LCD는 현대적 미모를 갖추었음에도 상하 60도, 좌우 90도 정도를 벗어나면 화면이 제대로 보이지 않는 약점을 지니고 있다.

TFT LCD가 협시야각을 갖는 원인은 액정의 특성에 기인한다. 막대기모양을 한 액정은 전압을 가하면 일정한 방향으로 일어선 상태로 정렬되는속성을 지녔는데 이 때문에 비스듬한 각도에서 보면 화면이 잘 보이지 않게되는 것이다. 이는 길다란 광섬유의 단면은 강렬한 빛을 내는 반면 옆에서는아무런 빛도 보이지 않는 것과 같은 이치다.

TFT LCD의 광시야각 구현기술은 따라서 액정의 이같은 단점을 어떻게 보완하느냐의 문제이다. 현재까지 제시된 광시야각 기술로는 △배향분할법 △필름보상법 △IPS법 △OCB법 등 크게 4가지로 분류된다.

배향분할법은 유리표면에 액정을 위치시킬 때 서로 다른 방향으로 일어서게끔 하는 기술이다. 광섬유에 비유하면 광섬유 한 다발을 한 방향으로만 세우는 것이 아니라 수백에서 수천의 작은 묶음으로 분류하고 이 묶음들을 서로 다른 2가지 방향을 갖도록 세우는 방식이다. 배향분할법은 그동안 일본의히다치·NEC·후지쯔 등이 각각 TDTN·DDTN·CTN 등의 방식으로 지난 92년부터 개발해왔지만 배향기술의 한계로 상업화가 어렵다는 쪽으로 결론지어지고 있다. 이는 이들업체가 전통적인 액정배향기술인 러빙공법에 의존하고 있기 때문으로 분석된다. 러빙공법은 미세한 섬유로 천을 만들어 이를 로울러삼아 유리표면을 문질러 유리표면에 한 방향의 홈을 만드는공법으로 크기가 1백미크론 정도에 불과한 셀마다 서로 다른 방향성을 가진홈을 만들기가 현실적으로 어렵다는 지적이다.

이에반해 LG전자의 UV(자외선)배향법은 자외선을 쏘아 유리표면에 일정한 방향의 홈을 만드는 획기적인 배향법으로 기존의 러빙공법의 한계를 극복할수 있는 기술로 주목받고 있다. UV배향법은 방향이 일정치않은 자외선을편광판을 통해 일정한 방향성을 갖도록하고 이 자외선이 유리표면에 화학반응을 일으키도록 하는 기술로 서로 다른 방향성을 지닌 미세한 셀을 얼마든지 만들 수 있는게 장점이다. 특히 이 방법은 각 셀의 방향성을 2∼4가지로구현할 수 있어 정밀한 화상을 표현할 수 있는 등 현존하는 광시야각 기술중가장 양산에 유리한 것으로 평가받고 있다.

최근 NEC·히다치·샤프사 등이 시제품을 내놓고 있는 IPS기술은 발상의 전환을 통한 신기술로 막대기 모양의 액정을 세우는 것이 아니라 눕히는 방식이다. 액정은 전압을 가하면 일어서려는 속성을 지니고 있기 때문에이를 일정한 방향으로 눕히기 위해 기존의 상하 전압제어방식을 좌우 전압제어방식으로 전환한 것이다. 그러나 이 방식은 액정의 본성을 거부하기 때문에 아직까지 액정을 확실하게 눕히는데 한계를 보이고 있으며 그 결과 개구율이 크게 낮다는 단점을 노출시키고 있다. 액정은 일정한 방향으로 정렬될때에만 빛을 투과시키기 때문에 정렬성이 떨어지면 빛을 투과시키는 개구율도 자연 낮아지기 마련이다.

OCB방식은 지난해 처음 제창된 것으로 액정을 서로 다른 방향성을 갖도록 세우는 기술이다. OCB방식은 배향분할법처럼 각 셀의 배향성을 달리하는 것이 아닌 구동회로기술로 실현하는 것으로 아직 제안단계에 머물러 있는형편이다.

필름보상기술은 액정은 그대로 두고 서로 다른 편광성을 갖는 필름을 덧붙여 광시야각을 구현하는 원리로 샤프가 주도하고 있으나 광시야각에 한계성을 갖는데다 필름개발이 어려워 별 관심을 끌지는 못하고 있다.

업계관계자들은 이같은 광시야각 기술중 양산단계에까지 이를수 있는 경제성있는 것으로는 UV배향기술과 IPS기술을 꼽고 있다. UV배향기술은제작비용도 저렴하고 화질의 안정성·수율·가격측면에서 가장 현실적인 기술이지만 시야각이 1백10도에 그치는 단점이 있는 반면 IPS는 제작공정이어렵고 개구율이 낮아 소비전력이 많이 들지만 실현가능한 기술인데다 광시야각도 1백40도에 이르는 강점을 지니고 있기 때문이다.

그러나 UV배향기술이나 IPS기술이나 양산제품에 적용되는 시기는 오는 98년께로 예상되고 있어 아직까지 어느 기술이 시장에서 우위를 점할지는미지수다. 다만 생산기술적 측면에서, 그리고 경제성측면에서는 UV배향기술이 IPS를 앞지르고 있다는게 전문가들의 견해다.

<유성호 기자>