관련 통계자료 다운로드 스마트폰 시장 디스플레이 패널 기술별 비중 추이 아이폰4가 최초 공개된 2010년 6월 애플 세계 개발자 콘퍼런스(Apple Worldwide Developers Conference). 이날 세계인을 사로잡은 아이폰4의 스펙은 크게 몇 가지로 압축된다. 전·후면 카메라와 이를 이용한 HD 영상통화 페이스타임, 그리고 고해상도 LCD 패널인 ‘레티나(망막) 디스플레이’가 그것이다. 스티브 잡스는 기조연설에서 아이폰4를 소개하며, 무엇보다 레티나 디스플레이를 강조했다. 레티나 디스플레이의 특성까지 상세히 설명하면서 상당 부분을 할애했다. 그는 “이런 디스플레이는 꿈도 못 꿨을 것”이라며 극찬했다. 이 레티나 디스플레이가 바로 LG디스플레이가 IPS(In-Plane Switching) 패널 기술을 스마트폰에 맞게 대폭 혁신한 ‘AH-IPS(Advanced High performance-IPS)’다. 아이폰4 등장 이후 AH-IPS는 혁신적인 모바일 디스플레이로 주목받기 시작했다. IPS는 대형 LCD 패널의 시야각 문제를 해결하기 위해 도입된 기술 중 하나다. 10여년간 진화를 거듭한 끝에 지금의 고해상도 모바일 디스플레이로 새로운 이정표를 만들어가고 있다.
◇IPS 기술의 유래=LCD가 본격적으로 선보인 것은 1980년대 10인치급 노트북용 패널로 활용되기 시작하면서다. 그 당시 노트북에서 시야각은 큰 문제가 되지 않았다. 정면에서만 잘 보이면 됐기 때문이다. 하지만 1990년대 중반부터 LCD가 모니터와 TV로 확대되면서 시야각은 ‘중요한 문제’로 대두됐다. 대형 LCD TV는 여러 명이 동시에 여러 각도에서 시청할 수 있어야 한다. 제한된 시야각을 LCD의 근본적인 문제라고 간주하자니 시장을 포기하는 꼴이 된다. 이때부터 시야각을 개선하기 위한 기술 개발이 시작됐다.
이렇게 등장한 것이 IPS다. 기존 LCD 액정 구동 방식은 TN(Twisted Nematic) 모드가 대세였다. TN 모드는 말 그대로 액정분자가 꽈배기처럼 꼬이면서 빛을 투과시키고 차단하는 방식이다. 하지만 시야각에서 치명적인 단점을 가지고 있었다.
LCD 업체들은 시야각 개선을 위해 액정배열 구조를 바꾸려는 시도를 진행했다. 액정이 수평으로 움직이는 기술과 수직으로 움직이는 기술이 도입됐다. 수평 방식이 바로 IPS고 수직방식이 VA(Vertical Alignment)다.
초기 광시야각 LCD 기술 개발과정에서 일본 업체를 비롯한 많은 업체는 VA 방식을 선호했다. 그것은 상용화가 비교적 쉬웠기 때문이다. 액정의 수직배열에 따라 시야각을 보정해주는 필름을 덧붙이는 방식으로 상용화할 수 있었다. 하지만 명암비가 높아 잔상이 남는다. 터치스크린에서는 수직 배치된 액정이 압력에 따라 기울어지면서 원상태 회복 시간이 길다는 단점도 있었다.
IPS는 처음부터 액정이 수평 형태로 배열되기 때문에 터치스크린에서 사용하기 좋다. 눌러도 재빨리 원상태로 돌아간다. 이 때문에 방송용 모니터, 의료용 모니터, 그래픽용 모니터 등 전문가용 디스플레이로 각광을 받기 시작했다.
1990년 후반까지 샤프와 삼성전자, AUO 등 대부분의 패널 제조사가 VA 방식을 고수했다. 반면에 LG디스플레이는 IPS 방식을 채택했다. LG디스플레이는 1999년 22인치 IPS 패널을 개발, 첫선을 보였다.
◇모바일에 최적화된 AH-IPS=아이폰4에 이어 아이패드에도 장착된 AH-IPS 기술은 LG디스플레이가 IPS 성능을 한 단계 개선한 기술이다. AH-IPS는 IPS처럼 액정분자를 수평으로 배열하면서 수직전계를 동시에 이용해 구동한다. 기존 IPS와 마찬가지로 시야각이 우수하고 터치 패널에서도 안정적인 영상을 제공한다.
‘투과율’이 기존 IPS 패널보다 높아 밝기와 소비전력 측면에서도 IPS보다 우수하다. AH-IPS에 적용한 초고정세도 기술은 사람의 눈이 인식할 수 있는 픽셀보다 더 많은 픽셀을 넣었다. 픽셀 하나하나를 육안으로 쉽게 구별할 수 없을 정도다.
LG디스플레이가 출시한 3.5인치 스마트폰용 AH-IPS 패널은 960×640 해상도에 326ppi(인치당 픽셀 수)를 지원한다. 기존 LCD 패널이 250ppi 안팎, 능동형(AM) 유기발광다이오드(OLED)가 최고 217ppi인 것을 감안하면 AH-IPS의 선명함을 알 수 있다.
색상도 사람의 눈에 보이는 것과 상당부분 일치한다. AH-IPS는 IT·방송기기의 색상 표준인 sRGB 기준을 100% 맞춰 자연스러운 색상을 표현한다. 이런 장점으로 더욱 좋은 화질과 넓은 시야각을 요구하는 스마트폰과 스마트패드에 적합한 제품으로 주목받고 있다.
◇전문가들도 극찬=AH-IPS에 대한 전문가들의 호평도 이어졌다. 지난해 8월 미국 사진작가협회(ASMP)는 IPS 기술 우수성을 공인했다. 이 협회는 미국 7000여명 사진작가를 회원으로 두고 있는 단체다. 협회는 기존 TN 기술과 광시야각 패널인 IPS, VA 기술 중 ‘IPS 기술이 디지털 사진의 감상, 편집 작업에서 최적의 기술’이라 강조하며 모니터 선택 가이드라인을 제시했다. 스마트패드 등 중소형 디지털 기기에서는 AH-IPS 기술을 채택한 제품이 최상의 영상을 구현한다고 덧붙여 IPS와 AH-IPS를 모두 인정했다.
LG디스플레이 측은 “많은 LCD 업체가 모바일 LCD 분야에서도 IPS 진영으로 뛰어들고 있다”며 “스마트폰 제조업체들 역시 하반기부터는 본격적으로 AH-IPS 기술 LCD를 채택한 제품을 소비자들에게 선보일 것”이라고 설명했다.
<박스/IPS 패널 시장 점유율 쑥쑥>
아이폰4에 이어 아이패드에도 AH-IPS 패널이 채택됐다. IPS 방식 LCD가 스마트폰 시장에서 얼마나 확대될 것인지에 관심이 쏠리고 있다.
LG디스플레이 조사에 따르면 지난해 25% 불과했던 스마트폰 IPS 패널 비중은 올해 38%까지 확대될 전망이다. 그 여세를 몰아 2012년에는 46%에 이를 것으로 내다봤다. 이 추정대로라면 무려 2억7500만대에 IPS 방식 LCD 패널이 채택되는 셈이다.
LG디스플레이는 아이폰·아이패드 외에 다른 스마트폰에서도 IPS 채택이 잇따를 것으로 내다봤다. 많은 LCD 업체들이 IPS 진영에 합류하고 있어 이 같은 전망을 뒷받침하고 있다. 히타치·AUO·TMD·CMI·소니·샤프 등의 기업이 IPS 방식 디스플레이를 생산하는 것으로 알려졌다.
스마트폰과 스마트패드 시장 외에도 IPS 패널 인기는 높아지고 있다. 국내 가격비교 사이트의 조사 결과, IPS 패널을 장착한 모니터 비중이 꾸준히 늘고 있다. 올해 초만 해도 10%대였던 비중이 2분기 말 들어서 30%를 넘어선 것으로 집계됐다.
데이비드 셰 디스플레이서치 수석부사장은 최근 보고서에서 “CMI도 중국의 5세대 라인을 IPS 전용 라인으로 전환하는 계획을 추진 중”이라며 “중소형 디스플레이 시장에서 국가별 기술 주도권 및 양산 경쟁이 더욱 치열해질 것”이라고 설명했다.
<표> 스마트폰 시장의 디스플레이 패널 기술별 비중 추이
(자료:LG디스플레이)
<인터뷰/권영수 LG디스플레이 사장>
“스마트폰에서는 AH-IPS 패널이 대세가 됐다. 스마트패드 시장에서도 90% 이상 점유율로 우리가 선두주자임을 확인했다. 차별화된 기술력으로 시장 주도권을 이어가겠다.”
권영수 LG디스플레이 사장은 최근 스마트폰·스마트패드 시장에서 AH-IPS에 집중하겠다는 전략을 공식화했다. 중소형 시장에서 AM OLED 추가 투자를 중단하고, AH-IPS에 ‘올인’하겠다는 초강수를 들고 나왔다. 이는 AH-IPS 패널이 모바일 기기 시장에서 차별화된 기술로 확연한 우위를 가진다는 판단에 따른 것이다.
권 사장은 “수많은 연구와 소비자 조사를 통해 AH-IPS 패널이 스마트폰 시대에 가장 적합한 디스플레이라는 결론에 도달했다”며 “해상도와 소비전력, 색 정확성, 야외 시인성 등에서 경쟁 패널보다 우수하다”고 말했다.
우선 AH-IPS는 해상도 측면에서 현존하는 디스플레이 중 가장 앞선다는 평가다. 실제로 LG디스플레이는 올 하반기 350ppi 이상의 HD급 AH-IPS 패널을 선보일 계획이다. 단위 면적당 픽셀이 늘어나면서 더욱 선명한 화면을 지원할 수 있는 것이다. 이 같은 해상도는 아이폰4에 탑재된 레티나 디스플레이를 뛰어넘는 수준이다.
소비전력도 AM OLED 보다 우수하다는 분석이다. 권 사장은 “스마트폰 사용 환경은 가독성이 높은 흰색 바탕의 배경이 대부분”이라며 “이 상태에서는 AM OLED 기술 특성상 소비전력과 발열이 높을 수밖에 없다”고 말했다. “AH-IPS는 동일한 수준에서 낮은 전력 상태를 유지한다”고 덧붙였다.
권 사장은 색상과 야외 시인성, 명암비 등에서도 AH-IPS가 AM OLED보다 확실히 우수한 성능을 보인다고 밝혔다. AM OLED는 TV 등 대형 디스플레이를 대체할 기술로 육성하는 것이 바람직하다고 강조했다. OLED TV 시장에 집중하겠다는 계획도 내비쳤다.
권 사장은 “모바일 시장에서 AH-IPS에 집중하는 것은 기업 중심적인 판단이 아니라 소비자 편익과 만족을 위한 고객 중심적인 전략”이라며 “HTC 등 다양한 스마트폰 업체들을 새로운 고객사로 확보했으며, AH-IPS가 급속히 확대될 것”이라고 자신했다.
<특별취재팀> 서동규차장(팀장) dkseo@etnews.co.kr, 서한·양종석·윤건일·문보경·이형수기자
