[스크랩] 레이저도광판

■ 레이저도광판

Q. 면광원 뿐만 아니라 레이저도광판 제조 및 EEFL, EIFL 기술력을 가진 것으로 알고 있습니다. 먼저 레이저도광판에 대해 여쭤보고 싶습니다. 레이저도광판은 어떤 기술입니까?

A. 레이저도광판은 레이저를 이용해 PMMA 도광판 시트에 패턴을 성형하는 제조 기술입니다. 일반적인 도광판 제조 기술은 인쇄, 사출, 브이컷팅 방식이 잘 알려진 방법들입니다.

인쇄 방법은 아크릴판에 마스크를 대고 특수잉크를 발라서 만드는 방법입니다. 마스크 수명이 있기 때문에 정기적인 교체가 필요하고, 수율 문제가 있을 수 있지만, 가장 보편적이고 생산성이 좋은 기술입니다.

사출은 패턴을 새긴 몰드를 만들어 도광판을 만드는 방법입니다. 몰드 및 장비 비용이 상대적으로 많이 들고 공정 시간이 길지만, 재료비가 싸다는 장점이 있습니다.

브이커팅 방법은 아크릴판을 스크래치를 통해 V자 홈을 만드는 방식입니다. 공정상 선 형태로 패턴을 새길 수 밖에 없고, 부스러기가 많이 생기고 가공시간이 깁니다. 그러나 밝기 특성이 매우 좋습니다.

마지막으로 엘에스텍의 레이저스캔 방식은 레이저로 아크릴판에 패턴을 성형하는 기술입니다. 별도의 마스크나 몰드가 필요 없기 때문에 비용적인 면에서 유리하지만 대형인 경우 가공시간이 소형 가공 때보다 오래 걸립니다. 소형인 경우는 반사 거울을 움직여서 가공하기 때문에 가공시간이 5초 정도로 어떤 기술보다 빠르지만, 대형일 경우에는 거울만 움직여서 전체 영역을 가공하지 못하고 스테이징을 써야 하기 때문에 가공시간이 더 걸리게 됩니다.

[도광판 제조 방식 (출처: 엘에스텍)]

Q. 레이저도광판이 밝은 이유는 뭡니까?

A. 빛을 산란시키고 반사시키는 방식이 타 기술보다 우수합니다. 레이저 스캔을 통해 패턴을 성형하게 되면 표면적이 늘어나게 되고 또한 형태가 이상적이기 때문에 빛이 산란하고 반사되는 성질이 타 기술 대비 우수합니다.

[레이저도광판의 빛 특성 (출처: 엘에스텍)]

Q. 레이저도광판 기술은 엘에스텍의 독자적인 기술입니까?

A. 일본에서 레이저 도광판 기술을 시도한 적은 있지만, 성공하지 못 했습니다. 엘에스텍은자체적으로 레이저 기술을 도광판 제조에 응용할 수 있는 장비를 설계하여 주문 제작했습니다. 국내 유일이며, 세계적으로도 유일한 기술입니다. 가공패턴 및 제조방법에 대해 3건의 기술특허를 가지고 있고 현재 6건을 출원 중입니다.

Q. 밝기 특성이 우수하다는 것과 다른 부수 비용이 들어가지 않는다는 것 이외에 어떤 장점이 있습니까?

A. 공정이 단순하고 개발이 빠르다는 것을 들 수 있습니다. 패턴은 소프트웨어적으로 입력하고 이를 레이저가 스캔하는 방식이기 때문에 자동화가 용이하고 몰드나 마스크가 필요 없습니다. 규격화된 몰드나 마스크가 대응하지 못하는 다양한 크기에 쉽게 대응이 가능하기 때문에 고휘도를 요구하는 소품종 백라이트나 24인치 모니터용 백라이트 등 비규격화된 크기에 대해 빠른 대응이 가능합니다.

[인쇄도광판 대비 레이저도광판 공정의 우수성 (출처: 엘에스텍)]

Q. 엘에스텍은 도광판 사업에 있어 어떤 계획을 가지고 계십니까?

A. 엘에스텍은 현재 도광판 가공 쪽에만 관여하고 있고, 다량을 커버할 수 있는 캐파는 아니기 때문에, 포장비용, 물류비용 등에 대한 제약이 있어서 현재는 타사 대비 비용경쟁력이 좋지 않습니다. 그러나 레이저도광판이 가장 뛰어난 기술 방식이기 때문에 비용경쟁력을 갖추기 위해 더욱 노력할 것입니다. 또한 소품종에 대한 니즈를 지속적으로 대응하고, 기회가 된다면, BLU 제품까지 공급할 수 있도록 할 계획입니다.

■ EEFL & EIFL

Q. LCD 패널의 대형화에 따라 EEFL 기술이 적용되고 있는 시점입니다. 엘에스텍이 EEFL(외부전극형광램프)와 EIFL(외부내부혼합형형광램프) 기술 분야에서도 독보적인 기술을 가지고 있는 것으로 알고 있습니다. 전반적인 소개 부탁 드립니다.

A. 대형 TV에 대한 니즈가 커지면서 LCD가 대형화되었고, 대중화를 위해서는 가격의 하락이 반드시 동반되어야 합니다. 현재 대형 LCD TV에 사용되고 있는 CCFL을 이용한 직하형백라이트는 인버터 수가 많이 소요되기 때문에 비용에 대한 개선이 필요한 상황입니다. 그래서 이에 대한 대안으로 EEFL이 대두되었고, 일부 제품들이 EEFL을 채용해서 출시되고 있습니다. EEFL은 CCFL과는 다르게 외부전극을 이용하며, 이 외부전극이 캐패시터의 역할을 하기 때문에 병렬 연결이 가능하고, 이로 인해 인버터의 수를 줄일 수 있는 기술입니다. 램프 자체의 효율은 CCFL보다는 못하다는 것이 일반적인 의견이지만, 인버터의 수를 많이 줄일 수 있기 때문에 인버터의 효율 손실을 대폭 줄일 수 있고 생산비용 면에서 유리하기 때문에 경쟁력이 있습니다.

그러나 EEFL이 외부전극을 채용하다 보니, 전극의 공간을 확보해야 합니다. EEFL은 전극의 너비가 넓을수록 전류량이 늘어나고, 효율이 좋습니다. 그러나 넓은 전극 너비는 곧 두꺼운 베젤을 뜻하기 때문에 제한적일 수 밖에 없습니다.  EIFL은 한쪽은 내부전극, 다른 한쪽은 외부전극을 채용하여 병렬 특성을 유지하여 인버터 수는 하나로 줄이고, 전극너비는 절반으로 줄일 수 있는 기술입니다.

엘에스텍은 직하형 EEFL의 구조 및 제조방법과 관련된 4개의 특허를 가지고 있고, EIFL 관련해서는 5개 특허를 출원 중입니다. 저희 특허의 핵심은 외부전극의 너비를 정의한 것입니다.

Q. EEFL 사업은 어떻게 진행하고 계십니까?

A. 저희가 EEFL 램프 자체를 양산한다기 보다는, 보유한 기술에 대한 이전 형식을 통해 사업을 추진하고 있습니다.

■ 면광원

Q. 이제 면광원에 대해 여쭤보고 싶습니다. 지난 9월 중순에는 32" 면광원 개발에 성공하고, 이번 11월말에는 40" 면광원을 개발했다고 보도되었습니다. 최근 개발에 성공한 40" 제품에 대해 말씀해 주시겠습니까?

 

 

[휘도 측정 장면]

A. 엘에스텍이 개발한 40인치 면광원은 175W의 소비전력으로 13000cd/m2 정도의 밝기 특성을 가지고 있습니다. 이를 패널에 적용하면 프리즘시트 없이 520cd/m2 정도의 밝기 특성을 가지며, 프리즘시트를 사용하면 700cd/m2까지 향상시킬 수 있습니다.

Q. 면적과 휘도를 계산하면 광효율을 알 수 있을 것 같습니다. 광효율은 어떻게 됩니까?

A. 40" 제품의 램프 효율은 80lm/W, 백라이트 유닛상 평면광효율은 단순히 휘도와 유효면적을 곱하고 소비전력을 나누면 약 33lm/W 정도가 나옵니다. CCFL 램프 자체와 비교한다면 효율은 높다고 볼 수 없지만, LCD 백라이트로써의 활용성이 중요한 부분이기 때문에 문제가 되는 부분은 아니라고 생각합니다. 램프가 아닌 LCD백라이트유닛으로써의 활용에는 앞서 말씀드렸듯, 우수한 밝기 및 전력 특성을 가지고 있다는 것이 중요합니다.

Q. 면광원램프는 어떤 방식으로 제조했습니까?

A. 기본적으로 하판 유리는 서펜타인(serpentine) 구조로 되어 있고 외부전극이라 할 수 있는 래더(ladder) 방식의 독특한 전극을 덧댄 방식입니다. 서펜타인 구조를 형성하는 공법으로는 개발 속도를 극대화 하기위해 글래스 몰딩이 아닌 샌딩 방법을 사용했습니다. 골을 깎아 형성하는 방법이라고 볼 수 있습니다. 이런 공법 때문에 두께는 타공법에 비해 상대적으로 두꺼운 유리를 사용했습니다. 하판에는 5mm 두께의 유리를 사용했습니다만 양산 적용시에는 글래스를 얇게 사용할 계획입니다. 전체 40" 백라이트의 두께는 40mm 정도입니다.

Q. 이번에 개발한 40인치 제품도 이런 구조라고 볼 수 있습니까?

A. 지난 해에 32" 제품을 만들었지만, 성능이 기대치를 충족치 못해 개선 필요성을 느꼈습니다. 그래서 연구팀은 새로운 방식을 고민했습니다. 결국 MVS구조라는 새로운 타입으로 32"와 40"를 만들어 냈습니다. 이 구조는 매우 혁신적이지만, 아직 공개할 단계는 아닙니다. 양해 바랍니다.

Q. 전체 두께에 영향을 미칠 만큼 인버터가 커보입니다. 더 작게 만들 수 있습니까?

A. 인버터는 대학교 연구실과 다른 전문 기업과 공동으로 개발했습니다. 두 개의 트랜스가 좀 커보이지만, 기술개발을 통해 더 작게 만드는 것은 어렵지 않습니다.

[대표적 면광원 방식 (출처: 엘에스텍)]

Q. 지난번에 소개된 바 있는 금창전자와 같은 면광원 개발 기업들이 있습니다. 타사들의 기술과 전망에 대해 어떻게 생각하십니까?

A. LCD의 대형화에 따라 면광원 이외의 대안이 없다고 보고 있습니다. 면광원은 가장 강력한 대안입니다. 국내와 대만의 패널 회사들도 이러한 면광원에 대해 큰 기대를 걸고 있습니다. 면광원 기술은 국내 기업들이 유일하고 또한 가장 앞서 있다고 생각합니다. 기술적으로 가장 우수하고 비용 경쟁력이 있지만, 아직 양산에 대한 검증이 안 되었다는 점이 가장 큰 저해 요소라고 생각합니다. 실제로 면광원의 양산에는 천억원 정도의 투자비가 필요한 사항이기 때문에, 기술을 가진 벤처 기업들이 양산까지 뛰어들 수 있는 여건이 못 됩니다. 기술적인 세부 사항은 어찌 되었든 상관없이, 규모와 기술을 갖춘 회사가 면광원의 상용화를 빨리 이루어서 대형 LCD의 보편적인 기술로 인정이 된다면 엘에스텍의 향후 사업에도 도움이 될 것으로 믿습니다.

Q. 외부전극 형태인 것 같은데, 특별한 이유라도 있습니까?

A. 기본적으로 서펜타인 형태는 방전경로가 길어집니다. 대형화 되면 될수록 방전경로는 길어지고, 내부 전극을 사용하게 되면, 방전 경로 거리와 비례하여 방전전압이 높아지게 됩니다. 방전 전압은 2.0kV 이상이 되면 현실성이 없습니다. 윈저(Winsor) 타입이라 불리는 이 방식은 17” 이상의 대형 제품에 있어 고압의 방전 전압이 필요하다는 커다란 장애 요소를 가지고 있습니다.

Q. LED 백라이트에 대해서는 어떻게 생각하십니까? 최근 소니가 LED 백라이트를 채용한 제품을 출시한 것으로 알고 있습니다. 친환경 특성을 가진 LED가 가장 가까운 대안이 아닐까요?

A. LED는 소형 어플리케이션에는 적합할 지 몰라도 대형 제품에 적용하려면 앞으로 적어도 5년 이상은 걸릴 것으로 보고 있습니다. 고휘도 파워 LED의 값이 현재 하나에 5,000원 정도인데, 실제 상용화를 위해서는 200원 이하로 떨어져야 합니다. 휴대폰용 백라이트에 쓰이는 LED를 생산하는 기업들의 LED 가격은 350원 정도인데, 이 가격으로는 남는 것이 별로 없다고 알고 있습니다. LCD TV의 대중화는 가격경쟁력이 가장 필수적인 요소일 텐데, LED의 가격이 현실화되려면 앞으로 많은 시간이 필요합니다. 반면 면광원램프의 경우에는 비용적인 측면에서 기존 기술보다도 오히려 30% 이상 유리하다는 것이 일반적인 견해입니다.

LED 백라이트의 기술적인 접근을 살펴보자면, 비용과 성능을 위해서는 LED 자체의 휘도는 높여야 하고, 필요로 하는 LED 개체의 수는 줄여야 할 것입니다. 개체의 수를 줄이고 고휘도 LED들을 사용하게 되면, 균일성을 위해 광원 확산의 필요성이 높아지고 확산을 위해서 유격을 두게 되면, 결국 백라이트의 두께가 점점 두꺼워집니다. 이러한 밝기 균일성의 문제가 LED 자체의 특성 개발 이외의 기술적인 장애 요소가 될 것으로 예상합니다.

물론 최근 소니와 같은 회사가 LED 백라이트를 채용해서 상품을 출시한 바 있지만, 이는 전시효과를 기대한 행보라고 생각합니다.

Q. LED는 무수은이라는 장점이 있습니다. 그러나 면광원은 수은을 사용하는데, 향후에는 환경규제가 강화될 것으로 보고 있습니다. 이런 것들을 감안할 때 향후 대형 LCD 백라이트의 광원 기술 채용은 어떤 형태가 될 것이라고 보십니까?

A. 중소형의 경우에는 EEFL이 차지하고 그보다 큰 30인치 이상의 경우에는 면광원이 사용될 것이라고 생각합니다. 그렇기 때문에 당연히 무수은 제품의 개발이 필요한 상황입니다. 그러나 100년이 넘도록 조명 산업이 이어져 오면서 많은 기업들이 무수은형광등을 개발하고자 했지만, 성공하지 못하고 있습니다. 저수은은 가능하다고 말하고 있지만, 무수은형광등이 개발되지 못하는 이유는 수은을 안 쓰고는 LCD 백라이트용 면광원 뿐만아니라 전체 조명 산업에서 대안 기술이 없다고 보고 있기 때문입니다. 이러한 이유로 LCD 어플리케이션에 대한 무수은 램프 규정은 비현실적이고, 현재 알려진 2006년보다는 현실적인 대안이 마련될 때까지 규제시행은 연기될 것으로 생각합니다.

Q. 향후 면광원 사업의 추진방향은 어떻게 되십니까? 더 큰 제품을 개발하고 계십니까?

A. 더 큰 제품은 개발하고 있지 않습니다. 40" 제품 개발로 대형화에 대한 가능성은 충분히 보여줬다고 판단하고 있습니다. 직접투자나 기술이전을 선택할 수 있는 조건이 되었다고 생각합니다. 엘에스텍은 창립 시절인 2000년부터 면광원을 줄곧 연구해 왔습니다. 그런 노력의 결과 10개의 특허를 보유하고 7개의 특허를 출원 중에 있습니다. 면광원 기술을 더욱 완벽하게 하는 노력과 함께, 더 나아가 엘에스텍의 우수한 기술력을 적극적으로 홍보해서 좋은 사업 결실을 맺도록 할 계획입니다.

Q. 대형 TV 시장에서는 LCD TV, PDP TV, 프로젝션 TV가 치열한 경쟁을 하고 있습니다. 향후 시장이 어떻게 될 것으로 전망하고 계십니까?

A. 어떤 하나의 디바이스가 시장을 독식하리라고는 생각하지 않습니다. 용도와 사이즈별로 각기 영역을 구축하고 공존할 것으로 예상하고 있습니다. LCD TV는 단기적으로는 42" 이하 영역에서 성공적인 영역구축을 할 것으로 생각하며, 성공 요소는 가격이라고 생각합니다. 파주와 탕정에 지어지고 있는 대형 라인들이 그런 부분에 대한 경쟁력을 상당한 수준으로 끌어올릴 것으로 보고 있으며, 이런 측면에서 볼 때 역시 가장 큰 문제는 역시 BLU라고 생각합니다.

Q. 저희 디스플레이뱅크나 디스플레이 업계에 하고 싶은 말씀이 있으십니까?

A. 면광원은 전략적으로 중요한 품목입니다. LCD 산업의 경쟁력이 국가경쟁력과 매우 밀접한 상황이고, 면광원 기술의 부가가치와 그 의미가 무척 크다고 할 수 있습니다. 이렇게 전략적으로 중요한 기술은 컨소시엄 형태로 추진하는 것이 바람직하다고 생각합니다.

많은 기업들이 오랜 기간 동안 해당 분야에 대한 각개전투식 연구개발을 진행해 왔습니다. 특히 국내 기업들에 의해 다양한 면광원 기술 구현 방식이 제안되고 있습니다. 그러나 생산성을 갖추고 양산할 수 있는 기술은 그 중 한 가지 기술일 것입니다. 나머지는 비용만 들고 아웃풋 없이 사장될 기술이라고 생각합니다. 이는 개개 기업으로 볼 때 소모적인 일이고, 국가적으로도 마찬가지라고 생각합니다. 기업과 연구소, 자본이 합리적인 역할 분담을 해서 필요한 요소 기술은 공유하고, 이를 통해 효율적인 연구와 사업화가 필요하다고 생각합니다. 앞으로 FED 분야도 비슷한 양상을 띨 것으로 생각되는데, 국가경쟁력 차원에서 합리적으로 접근했으면 합니다.

이런 부분에 있어서 정부와 그리고 디스플레이뱅크의 좋은 방향 제시 역할을 기대합니다.

출처 : 태양광 에너지

글쓴이 : khoyahoya 원글보기

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