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┃◎ 직하방식의 액정표시장치용 광원에 관심고조 ┃
┃ - 최근에는 LCD 모듈의 대구경화, 고휘도화 추세에 따라 여러개의 ┃
┃ 냉음극관을 직하방식으로 배치하는 구성에 관심이 고조되고 있다. ┃
┃◎ 해결해야할 과제 ┃
┃ - 액정표시장장치의 대형화 및 박형화에 따라 냉음극형광관의 ┃
┃ 세관화 및 유리관의 두께, 램프의 수명문제 등은 해결해야 할 ┃
┃ 과제로 남아 있다. ┃
┃◎ 수은으로 인한 환경문제를 해결하라. ┃
┃ - 수은을 사용하지 않거나 수은을 최소화하는 방전형 램프 등의 ┃
┃ 연구가 활발 ┃
┃ 히 진행되고 있다. ┃
┃◎ 광원의 조기 국산화 및 국산품의 안정화가 절실히 요구 ┃
┃ - 액정표시장치의 원가 경쟁력을 향상. ┃
┃ ┃
┃ 결론적으로, LCD의 PC모니터와 TV시장의 급격한 성장을 대비해 ┃
┃새로운 개념의 면광원기술 개발에 관련업계와 학계의 유기적인 컨소 ┃
┃시엄을 형성, 보다 적극적인 의지로 백라이트기술의 선진화와 세계 ┃
┃시장 주도권 확보에 노력해야 하겠다. ┃
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최근에는 국내외에서 형광관과 도광판을 사용하는 방식이외에 평판
램프의 기술개발이 진행되고 있는데, 이는 LCD 모듈의 대구경화, 고휘도화
추세에 따라 여러개의 CCFL을 직하방식으로 배치하는 구성에 관심이
고조되고 있다. 개인 출원인 조광섭은 직하형 방식의 면광원 개발에
주력하고 있으며 이에 대한 출원도 많이 하고 있다.

그림1.은 우리나라의 백라이트용 광원과 관련하여 출원된 특허들을
광원별로 분류하여 연도별로 나타낸 그래프이다. 여기서 CCFL은 Cold
Cathode Fluorescent Lamp를 말하며, EL은 Electroluminescent를 LED는
Light Emitting Diode를 말하며, 모두 광원의 종류를 의미한다.

우선 가장 많이 출원되고 있는 것은 CCFL이며 다음으로 EL, LED의
순임을 알 수 있다.

하지만 연도순으로 살펴본다면 EL기술이 1995년에 가장 많이 출원된
반면에 CCFL은 1997년에 많이 출원되었다. 이는 CCFL기술이 EL기술 이후로
핵심기술이 되었음을 의미한다고 하겠다.

여기서, CCFL을 사용하는 평면광원은 사이드방식과 직하방식을 포함하는
출원건수이며, 기타에는 가스방전형 광원과 FE(Field Emission)광원등을
포함한 수치이다.

그림2.를 살펴보면 광원관련 특허출원중 74%가 삼성에서 출원한 것으로
압도적이며, 개인출원인인 조광섭이 광원과 관련하여 11%의 출원비율을
나타내고 있음은 주목할 필요가 있다.

그림3.은 주 수출 대상국인 미국의 백라이트 광원과 관련하여 출원된
특허들을 기술별로 분류하여 연도별로 나타낸 그래프이다.

우선 전체적으로 보면 가장 많이 출원되고 있는 것은 역시 CCFL이며
다음으로 EL, LED의 순임을 알 수 있다. 하지만 연도순으로 살펴본다면
1995년에 모든 기술이 가장 많이 출원된 이후에 CCFL과 LED의 경우에만
출원건수가 유지되는 것을 알 수 있다. 이는 이 두 기술이 백라이트
광원의 핵심임을 대변하고 있는 것이라 할 수 있다.

그림4.는 한국과 미국내에 출원되는 광원을 세부분류에 따라서 출원
동향을 나타내고 있다. 그림에서 보면 도광체방식이 많음을 알 수 있다.
그 다음으로 한국과 에서는 EL등의 광원방식, 액정표시장치의 수입국인
미국에서는 CCFL을 사용하는직하방식의 건수가 많음을 알 수 있다. 이는
LCD의 대형화에 따른 추세에 부흥하는 결과라고 생각된다.

이는 백라이트광원으로 사용된 도광체방식은 대형 액정디스플레이의
특정부위(사이드형)에 배치되어 균일한 휘도를 제공하기에 어려움이
있으나, CCFL을 연결하여 사용하는 직하방식의 경우는 고휘도로 디스
플레이 전면에 고르게 빛을 분산시킬 수 있어 항상 균일한 밝기를 유지할
수 있으며, 박형화등에 유리하기 때문에 최근에 이에 대한 연구개발이
활발히 진행되고 있다.

이러한 평판램프는 그림과 같이 다수개의 CCFL을 확산판 아래에 배치하여
사용하는 기술이다(그림5.).

이렇게 함으로서 백라이트에 사용되는 부품수를 줄일 수 있고, CCFL로
부터의 빛을 바로 액정패널쪽으로 보냄으로서 광원의 손실도 줄일 수 있다.

또한, 최근까지 발표되고 있는 평판램프는 상판과 하판의 유리에 각각
형광층을 도포하고 상하판 사이에 방전기체를 주입해 봉입된 구조들이
주류를 이룬다.

상하판의 방전공간 내부에 전극을 설치하고 전극을 유전층으로 덮어서
방전하는 교류형 방전을 채용하는 방식에 대한 연구가 많이 발표되고 있다
(그림6.)

최근 독일의 오스람사는 그림6.과는 틀린 구조로 하판에 다수의 전극을
일정한 간격으로 설치하고 그 위에 유전층을 도포한 전극구조를 갖는
것으로 18인치급의 백라이트를 선보였다.

국내의 업체들도 면광원 개발과 상업화에 적극 나서고 있는 실정이다.
우영, 태산LCD, 희성정밀 등 주요 백라이트업체들은 현재의 냉음극형광
램프(CCFL)을 사용하는 백라이트유닛의 차세대 제품으로 CCFL과 프리즘
등의 부품없이 LCD 후면패널에 바로 광원을 제공하는 17인치 이상의
중대형 TFT LCD에 사용할 수 있는 면광원 백라이트유닛의 개발에 역량을
집중하고 있다.

이들 업체들이 개발하려는 면광원 백라이트유닛은 기존 제품이 측면광을
이용하는 것과 달리 평면에 냉음극형광램프(CCFL)를 병렬로 배치해 휘도를
2~3배까지 높일 수 있을 것으로 보고 있다.

태산LCD(대표 최태현)는 최근 연구소 프로젝트의 하나로 10억원 규모의
투자를 통해 새로운 개념의 면광원 개발에 착수, 2002년 본격적인
상업화를 계획하고 있다. 개발하려는 면광원 백라이트유닛의 휘도는
8000㏅/㎡(칸델라)이상으로, 일반 백라이트유닛의 3000㏅/㎡에 비해
2배이상의 고휘도라며, 향후 1~2년내에 17인치와 21인치 등 고휘도를
요구하는 대형 TFT LCD의 주력 제품으로 올라설 것으로 기대하고 있다.

우영(대표 박기점)은 국내 백라이트업계로는 처음으로 플라즈마 가스를
이용한 면광원의 개발을 끝내고 상업화를 위한 작업을 추진하고 있다.
최근 미국에서 열린 국제정보디스플레이컨러런스(SID 2001)에서 17인치와
20인치, 24인치 면광원 백라이트유닛을 선보였다.

이처럼 백라이트 업체들이 면광원 개발과 상업화에 적극적인 것은
TFT LCD가 PC모니터 수요를 대체하고 LCD TV 시장으로 확대됨에 따라
빠르게 진행되고 있는 대형화에 대응하기 위한 것으로 풀이된다(표1.).

기존 CCFL을 이용한 백라이트유닛은 최대 30인치까지 지원이 가능해
향후 30인치 이상의 TFT LCD를 지원할 새로운 광원이 필요해지고 있다.

또한 이들 업체들이 개발하고 있는 면광원은 LCD는 물론이고 옥외 광고
판이나 기타 디스플레이의 광원으로도 사용할 수 있어 일석이조의 매출
효과가 기대된다.

이와 같이 냉음극관이 광원의 대부분을 차지하고는 있으나, 액정
디스플레이 장치의 박형화에 따라 냉음극형광관의 세관화 및 유리관의
두께, 램프의 수명문제 등은 해결해야 할 과제로 여전히 남아있다. 특히
최근에는 수은의 환경문제로 인하여 수은을 사용하지 않거나 수은을
최소화하는 제논 등의 연구가 외국에서는 활발히 진행되고 있다. 최근에는
냉음극관의 국산화가 이루어지고는 있으나, 아직까지는 대부분의 램프를
Sanken, Harison, Kowa 등의 일본업체들이 주로 생산하고 있다. 향후,
액정표시장치의 원가 경쟁력을 높이기 위해서도 광원의 조기 국산화 및
국산품의 안정화가 절실히 요구되고 있는 실정이다.

결론적으로, LCD의 PC모니터와 TV시장의 급격한 성장을 대비해 새로운
개념의 면광원기술 개발에 관련업계와 학계의 유기적인 컨소시엄을 형성,
보다 적극적인 의지로 백라이트기술의 선진화와 세계 시장 주도권 확보에
노력해야 하겠다.

최근에는 국내외에서 형광관과 도광판을 사용하는 방식이외에 평판
램프의 기술개발이 진행되고 있는데, 이는 LCD 모듈의 대구경화, 고휘도화
추세에 따라 여러개의 CCFL을 직하방식으로 배치하는 구성에 관심이
고조되고 있다

이와같이, 냉음극관이 광원의 대부분을 차지하고는 있으나, 액정
디스플레이 장치의 박형화에 따라 냉음극형광관의 세관화 및 유리관의
두께, 램프의 수명문제 등은 해결해야 할 과제로 여전히 남아있다.
특히 최근에는 수은의 환경문제로 인하여 수은을 사용하지 않거나 수은을
최소화하는 제논 등의 연구가 외국에서는 활발히 진행되고 있다. 최근에는
냉음극관의 국산화가 이루어지고는 있으나, 아직까지는 대부분의 램프를
일본업체들이 주로 생산하고 있다. 향후, 액정표시장치의 원가 경쟁력을
높이기 위해서도 광원의 조기 국산화 및 국산품의 안정화가 절실히
요구되고 있는 실정이다.

결론적으로, LCD의 PC모니터와 TV시장의 급격한 성장을 대비해 새로운
개념의 면광원기술 개발에 관련업계와 학계의 유기적인 컨소시엄을 형성,
보다 적극적인 의지로 백라이트기술의 선진화와 세계 시장 주도권 확보에
노력해야 하겠다.

<첨부> 그림1. 액정표시장치의 광원에 대한 연도별 출원건수
그림2. 주요출원인별 출원건수 비율(한국)
그림3. 기술분류별 연도별 출원건수(광원:미국)
그림4. 한국과 미국내 출원되는 광원의 세부분류에 따른 출원동향
그림5. 직하형 백라이트
그림6. 평면방전형 램프구조
표 1. TV 용 디스플레이 시장 전망

* 문의 : 심사4국 영상기기심사담당관실
이수찬 사무관. 전화 042)481-5771