LCD와 PDP 역사

LCD란 액체와 고체의 중간적인 특성을 가진 액정의 전기적 및 광학적 성질을 이용한 표시장치이다. 유기분자인 액정은 액체와 같은 유동성을 가지며 또한 결정처럼 규칙으로 배열하는 성질을 가진 것으로, 이러한 분자배열의 변화는 외부에서 전계를 인가함에 따라 변하는 성질을 이용하여 표시소자로 구성한 것이다. LCD는 자체발광을 하지 못하기 때문에 비발광형으로 분류되는 디스플레이로서, 외부의 빛을 이용하는 수동형의 디스플레이라고 할 수 있다. LCD는 구동방식에 따라 passive matrix와 active matrix로 나누어지는데 passive matrix common 전극과 data 전극을 XY 형태로 배치하고, 교차하는 부분에 순차적으로 신호를 가하여 동작한다. LCD 종류 중에 TN과 STN 방식이 passive matrix에 속하며, 이들의 액정배열은 액정분자가 전극 사이에서 90~270도 정도 뒤틀리게 되는데, 이와 같이 뒤틀린 분자배열은 전압 인가에 의해 조정할 수 있기 때문에 상하 두 장의 편광판에 액정셀을 설치하여 명암이나 색변화를 제어할 수 있다. 대체로 표시량이 많은 용도에는 주로 STN을 사용하고, 시계나 계산기 등과 같이 표시량이 간단한 용도에는 TN을 사용한다. 반면에 active matrix는 각 화소에 공급되는 전압을 조절하는 스위칭 소자로서 트랜지스터를 사용한다. 독립적으로 화소를 제어할 수 있기 때문에 라인 간섭에 의해 발생하는 크롯흐톡이 없으며, 화질이 비교적 선명하게 표시된다. 현재 모니터나 노트북 PC에 사용되는 대부분의 디스플레이는 active matrix를 사용한다. 현재 전 세계 평판 디스플레이 시장의 80% 이상을 차지하고 있는 LCD는 1980년을 전후하여 본격적인 실용화 단계에 들어선 이후로 최근에는 노트북컴퓨터뿐 아니라 일반 개인용 컴퓨터의 모니터, 내비게이션용 디스플레이, 산업용 기기, 전기통신용 단말기를 비롯한 휴대용 정보통신기기 등의 모든 응용분야에 폭넓게 사용하고 있으며, 특히 TV 분야에서 굳건히 자리를 지켜온 CRT를 물리치고 대화면의 TV에 적용되고 있다. 최근 매체를 통하여 차세대 벽걸이 형 TV로 많이 소개되는 PDP는 패널에 아르곤, 네온과 크리통 등의 불활성 가스를 채우고 형광등의 원리와 유사한 디스플레이로서, 2개의 전극 사이에서 발생하는 플라즈마 방전을 이용하여 형광체를 여기시킴으로서 동작하는 표시 장치이다. 이때, 이온화된 가스가 재결합하면서 발생하는 글로우 방전을 이용하게 된다. 즉, 원자로부터 전자가 이탈되어 이온을 생성하였다가, 다시 이온과 재결합하면서 빛 에너지를 방출한다. PDP는 인가전압에 따라 DC 구동형과 AC 구동형 PDP로 분류한다. AC형 PDP는 얇은 유리기판의 절연체에 피복되어 있는 전극에 200 kHZ 정도의 펄스 전압으로 구동하는 것이다. 이러한 AC형 구동방식의 종류로는 일단 방전한 낮은 방전유지전압을 가하면 방전이 지속되는 메모리 방식과 표시해야 할 전극 사이에 높은 펄스 전압을 인가하면서 방전시키는 리프레시 방식이 있다. DC형 PDP는 방전공간에 노출되어 있는 전극에 직류전압을 인가하여 구동하는 것이다. DC형은 리프레쉬 방식에 의한 구동이기 때문에 구동회로는 간단하지만, 각 화소를 구분하기 위해 방전셀 사이를 분리하는 격벽이 설치되기 때문에 팬러 구조가 다소 복잡한 편이다. PDP의 가장 좋은 특징은 CRT와 유사하게 자체 발광에 의해 빛을 방출하는 디스플레이로서, 시야각이 160도 이상이고 아름다운 화상 표시가 가능하며 얇고 가볍다는 장점과 대화면 표시가 용이하여 20~80인치급의 화면 표시소자로 각광받고 있다. 이와 같은 장점 때문에 주로 중대형 디스플레이 시장을 주도하는 가전으로 성장하였으며, 현재 두께 10cm 수준의 대화면 와이드 PDP TV가 실용화되면서, 벽걸이 형 TV가 보급되어 최근에는 42인치 이상 중대형 TV 분야의 세계 시장에서 PDP가 주류를 이루고 있다. 앞으로 PDP에 대한 기술개발이 더욱 기대되며, 소비전력, 밝기, 수명 및 저가격화 등에서의 개선이 추진 중이다. 국산 최첨단 PDP의 품질 인정에 대한 일화로서, 불과 몇 년 전 부시 미 대통령의 취임 연설에서 80인치 LG PDP가 사용될 정도로 세계적으로 인정하고 있으며, 심지어 미국에서는 혼수품의 하나로 국내산 PDP를 선호할 정도로 세계 가전 시장에서 호평을 받고 있다. FED는 일명 박형화된 CRT라 부르며, 전계에 의해 방출된 전자를 가속 충돌시킴으로써 빛을 일으키는 방식읻. CRT가 하나의 전자총에서 방출하는 전자들의 주사를 이용하여 영상을 표시하지만, FED는 아주 작은 크기의 수많은 전자총에서 방출된 전자가 전면에 있는 개개의 형광체를 여기시켜 발광함으로써 영상을 표시한다. 따라서 FED는 CRT와 마찬가지로 음극선 발광에 의해 동작함으로 발광효율이 높으면서 LCD의 단점인 시야각이 넓다는 장점이 있으며, 작고 가벼우며 동작 속도가 빠르고 가격이 저렴하다는 특징이 있다. 즉, CR의 장점을 모두 가지면서 단점인 편향에 따른 부피나 전력의 비효율성, 그리고 섀도우 마스크를 필요로 하지 않는다. 그러나 동작 전압이 LCD에 비해 높기 때문에 저전압 형광체에 대한 개발이 시급한 상황이다. 보다 구체적으로 FED의 구조를 살펴보면, 음극판과 양극판 두 개의 패널로 구성된다.