[스크랩] 미래 디스플레이 주역은 플렉시블 디스플레이

미래 디스플레이의 주역은 플렉시블 디스플레이”

CRT에서 LCD, PDP, 플렉시블 디스플레이까지

▲ 연세대 전기전자공학부 서대석 교수.  ⓒ SF 공상과학영화 마이너리티 리포트에는 주인공 탐크루즈가 지하철에서 신문을 보는 장면이 나온다. 그런데 갑자기 신문이 디스플레이처럼 바뀌면서 한 장씩 넘어간다. 이것이 바로 ‘플렉시블 디스플레이(Flexible Display)’다. 과연 그러한 기술이 실제로 가능할까? 그 궁금증이 지난 2일(금) 서울역 4층 대회의실에서 열린 ‘금요일에 과학터치’에서 풀렸다. 이날 강연에서 연세대 전기전자공학부 서대석 교수는 ‘휴대용 두루마리 디스플레이 응용과 미래’를 주제로 차세대 플렉시블 디스플레이의 미래를 보여줬다. 이날 강연에는 시대적 관심사를 반영하듯, 80명 수용의 대회의실에 100여명의 청중이 몰려 미래 과학기술에 대한 일반인들의 뜨거운 열정을 반영했다. 과학기술부가 지식 나눔 행사로 매주 금요일 저녁 8시에 서울역 대회의실에서 개최하는 ‘금요일에 과학터치’ 행사는 국민의 과학마인드 함양을 위한 기회를 상시 제공하기 위해 마련한 프로그램으로 이날 행사는 지난 2월23일에 이어 두 번째 열린 강연회다. CRT를 넘어 LCD, PDP 그리고 OLED까지 TV는 디스플레이의 꽃이다. 디스플레이와 떼려야 뗄 수 없는 TV가 진화하면서 디스플레이도 동반해 발전해온 것이다. 서 교수는 우리가 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 TV를 시작으로 디스플레이 강연을 펼쳤다. “최근에 TV는 놀라운 발전을 거듭하고 있지만 TV의 시작은 CRT TV에서 비롯되었다. 우리나라에서 가장 잊지 못할 것이 CRT이고 이후로 신비의 물질인 액정이 발명되면서 LCD, PDP TV로 발전해온 것이다. 액정물질이 초기에 발견되었을 때에는 여러분도 보았듯이 손목시계에 많이 사용됐다. 하지만 지금 이 액정물질은 디스플레이의 놀라운 발전을 주도하고 있다.” 초창기 CRT TV의 인기는 대단했지만 전자기술의 발전은 신개념의 디스플레이 기술을 내놓으면서 TV의 역사를 다시 쓰기 시작했다는 설명이다. “CRT는 화질과 가격 등의 경쟁력을 바탕으로 디스플레이시장을 주도하면서 30년 동안 왕좌를 지켜왔다. 그러나 주사선방식을 사용하는 CRT는 두께를 줄이는 데 한계가 있다. 따라서 부피가 커지고 무게가 점점 무거워지면서 사람들의 관심 밖으로 밀려나게 됐다. 이러한 CRT의 단점을 보완하고 멀티미디어화면, 가상현실과 같은 첨단영상을 적절히 화면에 담을 수 있는 평판디스플레이(Flat Panel Display)가 디스플레이 분야를 주도하게 됐다.” 그 주인공들이 바로 평판패널형 디스플레이인 LCD(액정 디스플레이), PDP(플라스마 디스플레이) 등이다. 이런 디스플레이 기술들이 인기를 끄는 이유는 컬러화, 휴대화 등의 시대적 추세에 맞기 때문이다. “현재의 LCD 기술의 발견은 예상과 달리 매우 오래되었다. 액정을 처음으로 발견한 사람은 오스트리아의 레인니쳐(F. Reinitzer)라는 학자다. 액정(LC : Liquid Crystal)이란 분자가 차지하는 위치와 분자축 방향이 고체에서 볼 수 있는 것과 같은 3차원 공간에서 완전한 규칙성을 가지는 상태와 통상의 액체에서 볼 수 있는 것과 같은 불규칙한 상태와의 중간상태를 말한다. 즉, 액정은 고체와 같은 결정구조를 갖고 액체처럼 흐르는 성질을 가지는 것이다.” 한편, LCD에 도전장을 내민 것이 PDP와 ‘유기발광다이오드(OLED)’다. 이 디스플레이 기술들은 LCD가 구현 못하는 장점을 갖고 개발되기 시작했다. ▲ 발디딜 틈 없는 강연장 모습.  ⓒ “차세대 벽걸이형 TV로 알려진 PDP(Plasma Display Panel)는 기체방전에 의해 생성된 플라즈마(plasma)를 이용, 영상을 표시하는 장치이다. PDP TV는 현재 103‘도 나와 있다. OLED(Organic Light Emitting Diode)디스플레이 기술은 자체발광, 저전압구동, 높은 휘도와 효율, 빠른 응답속도 그리고 넓은 시야각 등의 많은 장점을 가지고 있다. 또 궁극적으로 1mm 이하의 초박형, 초경량 디스플레이 제작이 가능하다. LCD, PDP에 이이서 평판 디스플레이의 또 하나의 주류로 부각되고 있다.” LCD와 PDP로 대변되는 평판 디스플레이는 CRT가 60년에 걸쳐 축적한 시장 지배력을 10년도 안 되는 짧은 기간에 무너뜨렸다. 그 이유는 두께는 1/10, 무게는 1/6에 불과하고 아주 화려한 화면구성, 대화면 구현이 가능했기 때문이고 소비자들은 여기에 금방 반응했다고 서 교수는 설명을 이어갔다. "첨단 디스플레이에 대한 시장 수요는 증가하고 있다. 2004년 기준 수량기준 액정표시소자는 38.4%의 고성장이 예상된다. 2006년까지 액정표시소자 모니터의 대체율이 80〜85%로 확대될 것이다. 액정표시소자 TV가 89.5% 수준으로 성장할 것이다." 그럼에도 불구하고 LCD와 PDP로 대변되는 평판 디스플레이 기술도 다른 디스플레이에 자리를 넘겨줄 가능이 높아졌다. 첨단 디스플레이에 대한 소비자들의 관심이 무척 높아지면서 이에 대한 기술혁신도 빨라지고 있기 때문이다. 그 핵심이 바로 마이너리티 리포트에 선보였던 플렉시블 디스플레이(Flexible Display)’다. “미래의 IT 패러다임은 첨단 디스플레이로 각광을 받는 LCD나 PDP, OLED 등도 결국은 새로운 기술혁신으로 대체시킬 것이다. IT업계는 이미 상용화 되고 있는 평판 디스플레이의 뒤를 이을 차세대 전략 제품으로 플렉서블 디스플레이를 꼽는다. 플랙서블 디스플레이는 유연한 형태의 화면으로서 궁극적으로는 구부리거나 둘둘 말 수도 있는 디스플레이다." 유리기판을 필름기판으로 바꾸는 것이 핵심 즉, 미래의 디스플레이 패러다임은 매우 얇고 가벼우며 충격에 강하고 유연하여 휘거나 굽힐 수 있어야 하고 그것이 바로 플렉시블 디스플레이(Flexible Display)’라는 설명이다. “플렉시블 디스플레이는 지금의 유리기판을 구부리거나 두루마리 형태로 말 수 있는 필름형태의 기판이다. 이 디스플레이의 장점은 유리기판의 1/2에서 1/5까지 두께를 줄일 수 있는 것이다. 무게에 있어서도 플라스틱은 유리 기판에 비해 1/5 이하로 가볍다. 뿐만 아니라 플라스틱 기판은 떨어뜨려도 깨지지 않는 높은 내구성을 자랑한다.” 서 교수에 따르면 현재 플렉시블 디스플레이는 휴대단말기에 20% 채용될 전망이고 노트북 PC, 액정 모니터, 액정 TV에도 대치 수요가 증가하고 있지만 본격적으로 제품이 나오려면 아직은 많은 문제점을 갖고 있다고 설명했다. “하나는 플라스틱 기판의 낮은 내열성이다. 여기에는 180℃ 이하의 저온 공정이 필요하다. 또 하나는 전통적인 공정을 적용할 수 없다는 점이다. 유연한 기판에 적합한 공정 개발이 필요하다. 이를 위한 신규 연구개발이 필요하다.” 그럼에도 불구하고 플렉시블 디스플레이는 벌써 그 모습을 드러내고 있다. 서 교수는 그 활용 사례로 ePAPER를 제시했다. “플렉시블 디스플레이에서 주목받는 것이 e잉크를 이용하는 ePAPER(전자종이)다. OLED나 PDLC(고분자분산형액정)를 이용해 전자종이를 만드는 연구가 현재 활발히 진행되고 있고 일본의 소니(SONY)는 ePAPER(전자종이)의 시제품을 2003년도에 판매하기 시작했다. 10년 이내에 가까운 미래에 대기업을 중심으로 상용화한 제품이 출시될 것이다” 마지막으로 서 교수는 우리 연구실에서 이러한 최첨단 디스플레이 공정 개발에 최선을 다하고 있다며 설명을 마쳤다.

출처 : 문화탐방단(구미문화지킴이. 옛.생활문화연구소)

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