[기술주 산책] 액정표시기의 모든 것

2002년 하반기를 기대하는 첨단 산업에는 무엇이 있을까? 최근 회복세를 보이고 있는 메모리 반도체도 있을 것이고, 하반기에 잇따른 신모델 출시를 앞둔 CPU도 있다. 또 최근 홈씨어터 보급에 따라 음향기기나 프로젝터 관련 산업도 성장을 기대할 수 있을 것이다. 그러나 여러 첨단 산업 중에서 최고의 기대주라 할 만한 것이 바로 액정표시기, LCD 업종이다.

컴퓨터용 LCD 모니터의 수요 증가로 지속적 성장세를 보여온 LCD 업종은 올해 연말을 기점으로 또 한번 큰 성장기회를 맞을 것으로 보인다. 주로 15인치 크기에 집중되어 있던 LCD모니터의 수요가 17인치 이상으로 빠르게 확산되고 있다. 삼성,LG등 주요 LCD패널 생산업체들의 5세대 생산라인 가동으로 19인치 이상의 대형 모니터와 40인치 이상의 LCD TV의 출시가 본격화될 전망이기 때문이다.

LCD가 뭘까?

액정이라는 것은 말 그대로 액체 수정이라는 의미인데, 고체도 액체도 아닌 중간 성질을 갖고 있는 물질을 말한다. 액체의 성질을 갖다 보니 분자 구조가 유동적이고 고체의 성질로 인해 특정 분자구조에서 빛의 투과율이 달라진다. LCD의 구동원리는 액정 패널 뒤에서 빛을 비추고 전기적으로 액정 패널의 투과율을 조절하여 원하는 위치에서만 빛을 투과시키는 것이다.

원리상 빛의 투과 여부만 결정하기 때문에 LCD는 원래 흑백 표시만 가능하나 액정을 통과하는 빛에 색깔을 낼 수 있는 필터를 달아 컬러 표시까지 가능하게 만들었다.

흔히 우리가 액정 모니터라고 부르는 것은 TFT-LCD를 지칭하는 것으로 액정 투과율 조절 동작을 각 화소마다 TFT라는 일종의 미세한 스위치를 달아 놓아 각 화소별로 직접 조절 가능하도록 한 것이다. 백라이트라고 불리는 광원에서 액정 패널에 빛을 발산하면 TFT 패널은 빛의 투과를 결정하고 액정을 통과한 빛은 필터를 통과하여 색을 띄게 되고 이 빛이 눈에 들어와 영상을 만들어 낸다. 액정과 필터라는 여러 단계의 과정을 거치는 동안 원래 백라이트에 발산된 빛의 단 5% 만이 눈으로 들어온다고 한다.

LCD 모니터의 구성은 세 가지로 나눌 수 있는데 우선 빛을 발산하는 BLU(Back Light Unit)와 영상을 결정하는 가장 주된 구성품인 LCD패널, 그리고 BLU와 패널을 조절하는 구동회로부로 구성되어 있다.


LCD의 핵심부품, TFT패널

TFT-LCD라는 것은 각 화소마다 트랜지스터를 다는 것이기 때문에 LCD 패널은 일종의 반도체의 집합이라 할 수 있다. 보통 15인치 모니터가 1024*768의 해상도를 가지므로 총 78만개의 화소를 갖는다.

다시말해 78만개의 스위치를 집합시키는 것이 LCD패널이다 보니 고도의 기술이 요구되는 것은 물론이거니와 100% 완전한 제품을 만들어 내기가 어렵다. 화소 하나가 이상 작동하여 엉뚱한 색깔을 내는 것은 불량화소라고 하는데 가장 첨단의 기술로도 이 불량화소를 제거하는 것이 불가능하며 실제 평균 불량률이 20%가 넘는다고 한다.

실제 시장에서 유통되는 LCD모니터에서 상당수 불량화소가 발생하며 모니터 판매업체 마다 소비자가 이에 대해 교환을 원할 경우 새제품으로 교환해주고 있다. 자연불량으로 인해 실제 생산품의 상당수를 반품,폐기해야 하기 때문에 이 비용으로 인해 LCD는 그 생산원가 보다 상당히 높은 수준에서 가격이 형성되어 있다.

익히 알고 있다시피 우리나라는 전세계 최고의 LCD패널 생산국이다. LCD패널의 경쟁력은 패널의 품질과 생산원가에 달려 있다고 할 수 있다. LCD는 화소를 끄고 켜는 것의 반복이므로 직접 주사선을 화면에 쬐는 CRT에 비해 화면의 반응 속도가 느리다. 장면 전환이 빠른 영화를 LCD로 보게 되면 약간의 잔상이 남게 되는데 이것은 반응속도가 느리기 때문이다.

최근에는 CRT수준의 반응속도를 갖는 패널이 개발되고 있다. 우리나라가 패널 최대 생산국이기는 하지만 패널 자체의 품질에 있어서는 일본에 밀리고 있는 것이 사실이다. 그러나 국내 패널 업체들은 일찍부터 대량 양산체제를 갖춰 왔고 4세대 생산라인에 비해 생산단가를 60%이상 낮출 수 있는 5세대 생산라인을 올해 하반기 세계에서 가장 먼저 갖추게 돼 가격경쟁력에서 우위를 점하고 있다.

생산량이 많다는 것은 절대적 매출이 많다는 것을 의미하지만 그것이 큰 이익을 보장해 주지는 않는다. 그동안 삼성전자나 LG필립스 등의 국내 패널 생산업체는 일본 업체들에 비해 높은 가격경쟁력으로 세계시장을 주도해 왔으나 최근 대만 업체들이 양산 체제를 갖추면서 마진폭이 감소하고 있다.

우리가 세계 최대의 LCD패널 생산국가인 것은 자랑할만한 일이나 핵심기술의 국산화율이 떨어지고 품질이 일본에 밀려 이익률이 낮게 나타난다는 것은 집고 넘어가야할 문제이다. 과점 체제 내에서는 생산량을 늘리는 것도 경쟁의 주요한 요소지만 지금의 경쟁력을 유지하기 위해서는 품질과 자체 기술력의 향상 속도를 좀더 빠르게 가져가야 할 것이다.

BLU (BackLightUnit)

앞서 밝힌 것처럼 LCD패널은 백라이트에서 나오는 빛의 5%만을 투과시킨다. 실제 모니터에서 나오는 빛의 20배를 백라이트가 발하는 것인데 그 얇은 두께에서 이 정도의 강한 빛을 내는 것이니 BLU역시 간단한 부품은 결코 아니라는 것을 알 수 있다.

실제로 LCD의 두께를 결정하는 것이 바로 이 BLU인데 최소한의 두께에 최대의 밝은 빛과 이 빛을 화면에 고루고루 뿌려줄 수 있도록 하는 램프리플렉터가 BLU 품질의 결정요소가 될 것이다. 국내 BLU 관련업체로는 LCD전용 램프인 CCFL을 제조하는 금호전기(01210),우리전기(37400)가 있고 BLU 조립 업체로는 우영(12460)과 태산엘시디(36120) 그리고 이 BLU제고 업체들에 램프리플렉터를 납품하는 업체로 파인디앤씨(49120)와 소너스테크놀로지(37330)가 있다.

BLU조립업체나 BLU부품생산 업체들의 경우 LCD시장의 활황에 따라 현재 높은 성장성을 보이고 있기는 하지만 대부분의 핵심 소재를 일본에서 전량 수입하고 있고 단순 조립 가공으로는 진입 장벽을 쌓을 수 없기 때문에, LCD 시장이 성숙기로 접어들어 성장세가 둔화될 때에도 현재와 같은 수익성을 유지할 수 있는지는 불투명하다. 대만이나 중국 업체들도 속속 LCD 부품 시장에 진입하고 있기 때문에 국내 LCD 부품업체들의 기술 자립과 제품 특화가 절실한 시점이다.

LCD의 미래

우리가 흔히 브라운관이라고 부르는 CRT와 LCD는 현재 디스플레이 시장에서 경쟁하는 양대 강자이다. 불과 2,3년 전만해도 LCD와 CRT의 이런 경쟁 구도는 상상도 할 수 없는 일이었다. CRT는 레이저가 화면을 1초에 60번 정도로 갱신시켜 영상을 만들어 낸다.

따라서 flickering이라고 불리는 화면의 떨림 현상이 있고 전자파의 우려가 있다. 하지만 LCD는 화소 하나하나가 스위치 역할을 하기 때문에 화면 떨림이 전혀 없고 전자파가 발생하지 않으며 날카로운 표현력을 갖고 있다. 반면에 화소 자체가 빛을 내는 것이 아니기 때문에 CRT보다 표현할 수 있는 색상의 영역이 작고 시야각에 제한이 생긴다.

그럼에도 LCD의 최대 장점인 작은 크기와 우수한 화질이 점차 시장에서 어필하고 있고 기술의 발달로 상품 단가의 하락과 시야각,반응속도 등의 개선으로 LCD의 성장세는 더욱 가속화될 전망이며 모든 가정의 PC 옆에 CRT모니터 대신 매끈한 LCD모니터 놓이게 될 날도 그리 멀지는 않은 것 같다.

강 대 권 (現 유경PSG자산운용 CIO)
spemana@itooza.com