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| PALC(Plasma Address Liquid Crystal) |
전세계적으로 산업재산권 보호 노력이 급속히 강화되고 있는 가운데 국제 경쟁력을 갖추기 위해 필수적으로 요구되는 것 중 하나가 특허기술의 효율적인 활용이라고 할 수 있다. 이에 본지에서는 특허청 산하의 특허기술 정보 서비스 전문기관인 한국특허정보원(www.kipi.or.kr) 내 선행기술조사본부에서 전문조사원들이 각 분야별로 작성하는 기술 리포트 자료를 소개하고 있다. 최근 시장이 활성화됨에 따라 차세대 디스플레이가 유망 기술의 하나로 떠오르고 있는 것과 관련하여 이번 호에서는 고화질, 저소비전력, 박형 등 LCD의 장점을 그대로 유지하면서 화면의 대형화가 용이해 차세대 디스플레이 기술로 관심을 모으고 있는 PALC(Plasma Address Liquid Crystal)를 중심으로 차세대 디스플레이 산업의 특허기술 동향을 살펴본다.. |
1. 개요
CRT를 대체할 차세대 디스플레이(FPD)로 PDP, TFT-LCD, 유기 EL 소자 및 FED 등이 경합을 벌이고 있는 상황이다.
그 중에서 현재 대량생산 체제와 단가 절감으로 인해 CRT에 비해 다소 경쟁력을 갖춰 실용화된 것이 노트북 컴퓨터로 대표되는
TFT-LCD와 대형TV에 이용되는 PDP로 보인다. PALC(Plasma Address Liquid Crystal)는 액정표시장치(LCD)에
플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 기술을 일부 융합한 디스플레이로서 고화질, 저소비전력, 박형 등 LCD의 특징을 그대로 유지하면서도
화면의 대형화를 실현하기 때문에 차세대 디스플레이의 하나로 기대되고 있다.
벽걸이 TV용 디스플레이의 주역자리를 놓고 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)과 경합할 것으로 예상되는 플라즈마 어드레스 액정(PALC)
방식의 대형 디스플레이가 이미 개발됐으며, 일본 샤프와 소니 및 네덜란드 필립스는 PALC 방식을 채용해 시야 각이 상·하·좌·우
모두 140도 이상으로 넓고 화면 크기가 42인치인 대형 디스플레이 시제품 개발에 성공했다. 3개 사가 공동개발한 시제품은 「액티브
매트릭스 액정」을 채용해 휘도가 평방m 당 400 칸델라이고, 조명 밝기가 300 럭스인 실내에서 컨트러스트 비가 1:100에
이른다. 또 「ASM」방식이라는 액정 배열기술을 채용해 PALC의 결점인 시야각 협소 문제도 해소했다.
PALC 방식은 미국 텍트로닉스가 개발한 새로운 액정디스플레이(LCD)기술로 기존 LCD처럼 백 라이트를 이용해 액정 빛을 조절하는
방법으로 영상을 나타낸다.
그러나 현행 LCD 주력인 박막트랜지스터(TFT) 방식이 액정 화소를 트랜지스터로 스위칭 하는 반도체 기술을 기본으로 삼고 있는
반면에 PALC 방식은 스크린의 인쇄 기술을 이용하기 때문에 제조원가가 적게 든다는 이점이 있다. 이 때문에 현재 벽걸이 TV용을
비롯한 대형 디스플레이의 주역으로 유력하게 여겨지고 있는 PDP의 대체 제품이 될 것으로 주목되고 있다.
1997년 10월 일본 전자쇼에서 소니, 샤프, 필립스 등이 전시한 PALC 시제품(현재 소니에서는 42인치 PALC 시제품
개발을 완료한 상태임)들은 더 이상 실험적인 수준이 아니라는 증거를 보여주고 있으며, 실제로도 이미 양산단계로 전환되고 있다.
이들 두 가지 플라스마 기술 중 어떤 방식이 CRT가 했던 것처럼 21세기 디스플레이 시장을 지배할 것인가 라는 질문에 확실하게
대답하기에는 아직 너무 이른 감이 있지만 결정적인 변수는 각각의 기술력과 시장 변화에 달려 있다고 해도 과언이 아니다. 앞으로
전개될 디스플레이 산업 동향은 기술력과 시장 변화에 크게 좌우될 것으로 생각된다.
2. PALC의 기본원리 및 PDP와의 차이점
이들 디스플레이의 차이점은 PDP는 플라스마와 형광체결합에 의하여 방출되는 빛을 이용하므로 방사성타입의 디스플레이인 반면에,
PALC는 플라스마의 전기적 특성을 이용하고 백라이트(back light)를 필요로 하는 투과형 액티브 매트릭스 액정 디스플레이(AMLCD)이라는
것이다.
전자 쇼에서 전시된 대부분의 디스플레이들은 크기 면에서 기록을 세우고 있는데 어떤 기술이 이미 최대 크기에 도달하였다고 단정할
만한 근거는 없다. 50인치 PDP는 어떠한 방식을 막론하고 직시형 풀 칼라 비디오 디스플레이에서 가장 큰 크기를 차지한다.
25인치 PALC는 지금까지 시판된 디스플레이 제품 중 가장 큰 크기의 AMLCD이고, 42인치 PALC는 시제품 중 가장 큰
크기다.
PDP 구조에서 격벽은 1개의 풀 컬러 픽셀을 형성하는 RGB 3 color 서브 픽셀을 분리시키는 역할을 한다. 표준적인 PALC
구조의 경우, 격벽은 단지 풀 컬러 픽셀을 구분하는 데만 필요하고 컬러 분리는 액정 컬러 필터에서 이루어진다. 따라서 PDP의
경우 동일한 크기의 PALC에 비하여 3배나 많은 격벽을 필요로 하게된다. PALC의 경우에는 PDP에 비하여 1/3크기로 셀
크기를 감소시킬 수 있으므로 PDP에 비해 High Resolution의 장점을 가진다.
PALC의 경우 최대 휘도(Luminance)는 500cd/㎡이고 PDP는 400cd/㎡이지만 이들 모두 일반적인 휘도는 200∼300cd/㎡이다.
일반적인 라이프 타임에서 플라스마는 수천 시간 동안 활성화 상태를 유지하게 되므로 PALC에 비해 더 오랜 시간 활성화 상태를
유지한다.
PDP와 PALC 제작단가를 볼 때 PDP가 듀얼 스캔 방식을 고집하지 않을 경우 어느 한쪽이 경제적이라고 볼 수는 없다. 플라스마를
기본으로 하는 디스플레이를 제작할 경우, 양산하게 되면 초기에 얻을 수 있는 가격이 50$ / diagonal inch 정도일
것으로 사료된다.
장기간에 걸친 많은 투자덕분에 PDP는 대형, 직시형 패널의 선두주자로 인식되고 있다. 하지만 PDP를 데스크탑과 멀티미디어용으로
사용하기 위해 필요한 기술혁신은 쉽게 이루어지지 못하고 있다.
반면에 PALC 개발에 소니, 샤프, 필립스 등이 40인치 이상의 대형 디스플레이에 플라스마 어드레스 방식의 AMLCD기술을
적용하여 PDP의 장점인 디스플레이 크기에 대한 경쟁을 하고 있다.
3. 국내외 특허출원 동향
1) 국내 출원 동향
국내 출원 동향을 분석하기 위해 플라즈마, plasma, 어드레스, address, palc, 피에이엘씨, Liquid, Crystal,
액정 등과 같은 검색어의 조합에 의해 특허정보를 검색한 결과 약 1200건의 결과가 IPC 분류 G09G, G02F, H01J에서
다수 발견됐으며, 기존 PDP 관련 출원 건과 구별하여 제목 및 요약부에 PDP와 확연히 구별 가능한 PALC 특허 160여
건을 추출하였다.
1990년대 초반에는 일본계 전자회사 소니, 샤프 등과 삼성의 출원이 두드러지나 후반부로 갈수록 LG의 강세가 두드러진다. 1980년대
후반부터 출원을 시작하여 1994년 초까지 미미한 출원율을 보이나 1995년을 기점으로 출원 상승세가 두드러지며, 1998년까지
활발한 R&D로 점진적인 상승을 보이다가 다시 감소 추세를 보이고 있다. 이는 후발 경쟁업체들의 중도 포기와 PDP,
TFT-LCD 등에 비해 미래 예측의 불투명성으로 감소 추세를 보이는 것으로 분석된다.
2) 국외 특허 동향
[미국특허동향]
미국특허는 등록일자를 기준으로 특허동향을 살펴보았는데, 1998년 소니·필립스·샤프의 공동개발 발표로 1999년 최 정점을 이루고
있으며, 2000년부터 감소추세를 보이고 있다. 그 이유는 1999년 12월 필립스가 PALC의 단가절감 등의 이유로 중도포기한
것이 출원에 영향을 미친 것으로 보인다.
[일본특허동향]
일본의 소니 사와 샤프 사는 2001년 PALC 디지털 대형 TV(45∼50인치) 상품화에 성공했으나, 다른 평판 디스플레이(PDP
및 LCD)의 R&D주력으로 다소 출원이 감소하는 경향을 보인다.
4. 결론
이상과 같이 주요 출원 사는 소니, 필립스, 샤프, 테크트론, 삼성, LG 등의 기업이 있으며 소니가 선도 업체로 PALC 기술을
주도하고 있는 것으로 나타났다. 연도별로 특허 출원 및 등록 현황을 살펴보면 1999년까지 꾸준한 상승세를 유지 하다가 하향
곡선을 보이는데, 이는 PALC가 차세대 디스플레이로서 R&D 및 본격적인 기술 투자를 하기에는 아직 커다란 위험 부담을
갖고 있으므로, 기업 측에서 2000년 이후 약간 소극적으로 전환한 것으로 보인다. 하지만 특허출원 상황으로만 신기술의 비전을
판단하기에는 다소 미흡하고, 차세대 평판 디스플레이가 대중화 될수록 PALC 연구와 출원도 증가할 것으로 판단된다.
◇ Reference
- http://optics.hanyang.ac.kr
- http://www.kist.re.kr
- http://www.etimesi.com
- http://www.semipark.co.kr/
- http://display.cau.ac.kr/