• Title/Summary/Keyword: 액정TV

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IPS (In-Plane Switching)/FFS (Fringe-Field Switching)/PVA (Patterned Vertical Alignment) 광시야각 액정 모드 개발 역사 및 최근 개발 현황

  • Lee, Seung-Hui
    • Information Display
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    • v.21 no.6
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    • pp.46-56
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    • 2020
  • 액정 모드 기술은 TFT-LCD의 화질, 공정, 비용을 결정짓는 핵심 기술로 당시 일본에 의해 새로운 개념의 광시야각 액정 모드들이 먼저 개발되었지만 한국의 엔지어들의 노력으로 순수 우리 기술을 개발해 상품화한 것은 돌이켜보면 대단한 일이었다고 본다. 당시 후발 주자인 국내 업계와 학연은 일본의 기술을 배우고 따라잡기 위해 일본어 공부를 하면서 일본어로 된 전문서적을 읽고 학회에서 일본 연구자들에 자존심을 버리고 끊임없는 질문으로 기술을 배웠다. 이러한 상황에서도 삼성의 연구자들은 당시 MTA보다 한 단계 향상된 PVA 모드를 개발해 세계 최초의 30인치 TV에 적용시켜 상용화했을 뿐만 아니라 엘지디스플레이의 연구자들은 IPS 기술을 발전시켜 대형 IPS TV의 세계시장을 주도하였다. 당시 제일 후발주자였던 하이디스 엔지니어들은 FFS란 액정 모드를 개발해 현재 일본 뿐만 아니라 세계의 모든 TFT-LCD 업체가 이 기술을 이용하여 제품을 양산하고 있고 향후에도 미니 LED 기술과 접목하여 고화질 LCD 기술을 주도할 것으로 보인다. 이러한 기술 개발로 액정 기술 분야에서 한국 연구자들이 세계적으로 인정받고 있다고 감히 말할 수 있다. 현재 신개념의 디스플레이 분야에서도 한국이 리드를 하고 있다고 보는데 많은 후배 연구자들이 디스플레이 역사의 한 페이지를 장식할 혁신 기술을 개발하고 있는 것을 응원한다. 마지막으로 필자의 경험을 바탕으로 평가한 각 기술들에 대해 다른 전문가들과 이견이 있을 수도 있음을 명시하며, IPS와 PVA 기술을 직접 개발하지 않은 관계로 더 많은 내용을 세밀하게 기술하지 못한 점 송구하게 생각한다. 위 액정 기술들을 우리나라 디스플레이 기술 20선에 선정해 주신 "한국 디스플레이 기술 20선 선정위원회"에 감사드립니다.

첨단과학현장-성큼 다가선 '벽걸이텔레비전' 시대

  • Hyeon, Won-Bok
    • The Science & Technology
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    • v.28 no.12 s.319
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    • pp.75-79
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    • 1995
  • '꿈의 TV'라고 하는 벽걸이 텔레비전의 양산시대가 2~3년내로 다가오고 있다. 세계 액정시장을 독점하다시피하고 있는 일본의 전자메이커들은 1997년부터 일본에서 방영되는 고선명 화질의 '하이버전' 본방송과 1998년 일본 나가노(장야)에서 열리는 동계올림픽과 때를 맞추어 두께 25mm 이하의 얄팍한 벽걸이TV를 본격적으로 출시할 계획이다. 일본 기업들은 화면의 크기에 따라 20인치 정도까지는 액정디스플레이(LCD), 20~60인치는 플라스마 디스플레이(PDP) 그리고 그 이상은 투사형 프로젝션으로 차별화하여 개발전략을 추진하고 있다.

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LCD 연구 개발 동향

  • 이종천
    • The Magazine of the IEIE
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    • v.29 no.6
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    • pp.76-80
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    • 2002
  • 'Liquid Crystal의 상전이(相轉移)와 광학적 이방성(異方性)이 1888년과 1889년 F. Reinitzer와 O. Lehmann에 의해 Monatsch Chem.과 Z.Physikal.Chem.에 각각 보고된 후 부터 제2차 세계대전이 끝난 뒤인 1950년대 까지는 Liquid Crystal을 단지실험실에서의 기초학문 차원의 연구 대상으로만 다루어 왔다. 1963년 Williams가 Liquid Crystal Device로는 최초로 특허 출원을 하였으며, 1968년 RCA사의 Heilmeier등은 Nematic 액정(液晶)에 저주파(低周波) 전압(電壓)을 인가하면 투명한 액정이 혼탁(混濁)상태로 변화하는 '동적산란(動的散亂)'(Dynamic Scattering) 현상을 이용하여 최초의 DSM(Dynamic Scattering Mode) LCD(Liquid Crystal Display)를 발명하였다. 비록 150V 이상의 높은 구동전압과 과소비전력의 특성 때문에 실용화에는 실패하였지만 Guest-Host효과와 Memory효과 등을 발견하였다. 1970년대에 이르러 실온에서 안정되게 사용 가능한 액정물질들이 합성되고(H. Kelker에 의해 MBBA, G. Gray에 의한 Cyano-Biphenyl 액정의 합성), CMOS 트랜지스터의 발명, 투명도전막(ITO), 수은전지등의 주변기술들의 발전으로 인하여 LCD의 상품화가 본격적으로 이루어지게 되었다. 1971년에는 M. Shadt, W. Helfrich, J.L. Fergason등이 TN(Twisted Nematic) LCD를 발명하여 전자 계산기와 손목시계에 응용되었고, 1970년대 말에는 Sharp에서 Dot Matrix형의 휴대형 컴퓨터를 발매하였다. 이러한 단순 구동형의 TN LCD는 그래픽 정보를 표시하는 데에는 품질의 한계가 있어 1979년 영국의 Le Comber에 의해 a-Si TFT(amorphous Silicon Thin Film Transistor) LCD의 연구가 시작되었고, 1983년 T.J. Scheffer, J. Nehring, G. Waters에 의해 STN(Super Twisted Nematic) LCD가 창안되었고, 1980년 N. Clark, S. Lagerwall 및 1983년 K.Yossino에 의해 Ferroelectric LCD가 등장하여 LCD의 정보 표시량 증대에 크게 기여하였다. Color화의 진전은 1972년 A.G. Ficher의 셀 외부에 RGB(Red, Green, Blue) filter를 부착하는 방안과, 1981년 T. Uchida 등에 의한 셀 내부에 RGB filter를 부착하는 방법에 의해 상품화가 되었다. 1985년에는 J.L. Fergason에 의해 Polymer Dispersed LCD가 발명되었고, 1980년대 중반에 이르러 동화상(動畵像) 표시가 가능한 a-Si TFT LCD의 시제품(試製品) 개발이 이루어지고 1990년부터는 본격적인 양산 시대에 접어들게 되었다. 1990년대 초에는 STN LCD의 Color화 및 대형화(大型化) 고(高)품위화에 힘입어 Note-Book PC에 LCD가 본격적으로 적용이 되었고, 1990년대 후반에는TFT LCD의 표시품질 대비 가격경쟁력 확보로 인하여 Note-Book PC 시장을 독점하기에 이르렀다. 이후로는 TFT LCD의 대형화가 중요한 쟁점으로 부각되고 있고, 1995년 삼성전자는 당시 세계최대 크기의 22' TFT LCD를 개발하였다. 또한 LCD의 고정세(高情細)화를 위해 Poly Si TFT LCD의 개발이 이루어졌고, 디지타이져 일체형 LCD의 상품화가 그 응용의 폭을 넓혔으며, LCD의 대형화를 위해 1994년 Canon에 의해 14.8', 21' 등의 FLCD가 개발되었다. 대형화 방안으로 Tiled LCD 기술이 개발되고 있으며, 1995년에 Sharp에 의해 21' 두장의 Panel을 이어 붙인 28' TFT LCD가 전시되었고 1996년에는 21' 4장의 Panel을 이어 붙인 40'급 까지의 개발이 시도 되었으며 현재는 LCD의 특성향상과 생산설비의 성능개선과 안정적인 공정관리기술을 바탕으로 삼성전자에서 단패널 40' TFT LCD가 최근에 개발되었다. Projection용 디스플레이로는 Poly-Si TFT LCD를 이용하여 $25'{\sim}100'$사이의 배면투사형과 전면투사형 까지 개발되어 대형 TV시장을 주도하고 있다. 21세기 디지털방송 시대를 맞아 플라즈마디스플레이패널(PDP) TV, 액정표시장치 (LCD)TV, 강유전성액정(FLCD) TV 등 2005년에 약 1500만대 규모의 거대 시장을 형성할 것으로 예상되는 이른바 '벽걸이TV'로 불리는 차세대 초박형 TV 시장을 선점하기 위하여 세계 가전업계들이 양산에 총력을 기울이고 있다. 벽걸이TV 시장이 본격적으로 형성되더라도 PDP TV와 LCD TV가 직접적으로 시장에서 경쟁을 벌이는 일은 별로 없을 것으로 보인다. 향후 디지털TV 시장이 본격적으로 열리면 40인치 이하의 중대형 시장은 LCD TV가 주도하고 40인치 이상 대화면 시장은 PDP TV가 주도할 것으로 보는 시각이 지배적이기 때문이다. 그러나 이러한 직시형 중대형(重大型)디스플레이는 그 가격이 너무 높아서 현재의 브라운관 TV를 대체(代替)하기에는 시일이 많이 소요될 것으로 추정되고 있다. 그 대안(代案)으로는 비교적 저가격(低價格)이면서도 고품질의 디지털 화상구현이 가능한 고해상도 프로젝션 TV가 유력시되고 있다. 이러한 고해상도 프로젝션 TV용으로 DMD(Digital Micro-mirror Display), Poly-Si TFT LCD와 LCOS(Liquid Crystals on Silicon) 등의 상품화가 진행되고 있다. 인터넷과 정보통신 기술의 발달로 휴대형 디스플레이의 시장이 예상 외로 급성장하고 있으며, 요구되는 디스플레이의 품질도 단순한 문자표시에서 그치지 않고 고해상도의 그래픽 동화상 표시와 칼라 표시 및 3차원 화상표시까지 점차로 그 영역이 넓어지고 있다. <표 1>에서 보여주는 바와 같이 LCD의 시장규모는 적용분야 별로 지속적인 성장이 예상되며, 새로운 응용분야의 시장도 성장성을 어느 정도 예측할 수 있다. 따라서 LCD기술의 연구개발 방향은 크게 두가지로 분류할 수 있으며 첫째로는, 현재 양산되고 있는 LCD 상품의 경쟁력강화를 위하여 원가(原價) 절감(節減)과 표시품질을 향상시키는 것이며 둘째로는, 새로운 타입의 LCD를 개발하여 기존 상품을 대체하거나 새로운 시장을 창출하는 분야로 나눌 수 있다. 이와 같은 관점에서 현재 진행되고 있는 LCD기술개발은 다음과 같이 분류할 수 있다. 1) 원가 절감 2) 특성 향상 3) New Type LCD 개발.

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Super-PVA LCD Technology for Wide Viewing Angle Performance

  • Kim, Sang-Su;Park, Jin-Hyeok;Kim, Tae-Seong
    • Information Display
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    • v.6 no.4
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    • pp.11-21
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    • 2005
  • 평판 디스플레이 장치가 LCD-TV에 사용되는 경우 시야각 특성과 동화상 성능은 보다 중요한 성능이 된다. 전반적인 LCD의 화질 특성은 시야각 특성과 동화상 응답 속도를 제외한 모든 부문에서 경쟁 기술보다 우세하다. 이러한 디스플레이의 시야각 특성을 개선하기 위해 LCD업계에서는 IPS, MVA, PVA 등 시야각 특성이 개선된 광시야각 액정 Mode를 개발하여 사용하고 있지만 여전히 LCD는 자발광 디스플레이에 비하여 측면 시인성 측면으로 열세에 있었다. 최근에는 LCD의 측면 시인성을 획기적으로 개선 할 수 있는 기술이 개발되어 더 이상 LCD-TV 응용에서 문제가 되지 않을 수준이 되고 있다. 본 논문에서는 여러가지 광시야각 액정모드 LCD의 측면 시인성 향상 기술에 대한 개략적인 사항을 알아보고, 그 중 Super PVA 액정 기술의 기본원리와 동작 방법에 대하여 상세히 기술하기로 한다.

손 안의 TV, DMB 세상이 열린다

  • Im, Yeong-Mo
    • Digital Contents
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    • no.5 s.144
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    • pp.74-78
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    • 2005
  • TV의 발명은 실로 놀라운 것이었다. 실제 오늘날의 TV모델을 발명한 발명가는 영국의 존 로지 베어드라고 한다.1926년 그가 발표한‘Falkirk’라는 이름의 장치는‘움직이는 영상’을 전달하는 기능을 갖춘 최초의 TV 모델이 됐다. 이를 기본으로, 1929년 영국 BBC 방송이 세계 최초로 텔레비전 방송을 시작했고 하니, TV 방송의 역사는 대략 75년 정도 된 연세 지긋하고 연륜이 넘치는 기술이 됐다고 할 수 있다. 이후 흑백에서 컬러로, 두꺼운 브라운관에서 액정화면으로, 섬세한 영상의 HDTV 기술과 위성방송 등으로 숨 가쁘게 바뀌어왔다. 이런 과정을 통해 사람들과 뗄래야 뗄 수 없는 기본 영상정보 전달장치가 됐으며, 수많은 정보들이 이 TV를 통해 전달되고 있다.

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대형 액정 디스플레이(LCD TV)의 백라이트 광원 개발 동향

  • Park, Hae-Il;Lee, Sang-Yu;Seok, Jun-Hyeong
    • Information Display
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    • v.5 no.5
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    • pp.13-18
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    • 2004
  • 액정 디스플레이(LCD)의 대형화 및 저가격화와 더불어 전체 소비전력의 90% 이상, 모듈(module) 원가의 50% 이상을 차지하는 백라이트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 기존의 냉음극 형광램프(CCFL)뿐만 아니라 원가 절감 및 특성 향상 기술로서 외부전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp), 면광원(Flat Fluorescent Lamp), 발광 다이오드 (Light Emitting Diode), 전계 방출램프(Field Emission Lamp) 등에 대한 개발이 활발히 진행되고 있는 바 이와 같은 다양한 기술의 경쟁을 통하여 보다 고품질 및 저원가 백라이트의 개발이 가능하여 액정 디스플레이의 경쟁력을 확대시킬 것으로 예상된다.