업계인이 말하는 디스플레이 이야기 (1) S-VA 모드 아이티 이야기

이곳에 자주 오시는 분들은 다 아시겠습니다만, 저는 S사 LCD사업부에서 일하고 있습니다. 나름 업계인이라면 업계인인데, 제 눈으로 보면 LCD나 OLED에 대한 오해가 꽤 많이 보이더군요. 그래서 그런 오해도 해소하고, "이게 뭐냐?"라는 느낌이 드는 복잡한 업계용어들을 설명하는 포스팅을 시작해볼까 싶습니다. (이렇게 하면 블로그에 좀 신경쓸 수 있으려나요?)

그 첫번째로 며칠 전에 신문보도가 되었던

[관련기사] : 삼성전자, LCD 신기술 적용 TV패널 생산

이 녀석에 대해서 써보도록 하겠습니다.

이전에 썼던 광시야각 LCD의 모든 것...에서 썼습니다만, S사에서는 광시야각 모드로 VA계열을 사용하고 있습니다. 현재 양산중인 것은 S-PVA(super patterned vertical alignment)입니다만, 이 녀석을 이해하기 위해서는 우선 PVA (patterned vertical alignment)를 이해할 필요가 있습니다. PVA란 VA의 부족한 시인성을 개선하기 위한 것으로 상하판의 전극을 패터닝해서 하나의 Pixel을 Multi-domain으로 나누는 방법입니다. 이렇게 하면 도메인별로 액정이 눕는 방향을 다르게 할 수 있어서 시야각을 보다 향상시킬 수 있습니다.
그리고 S-PVA는 PVA를 좀더 개량한 녀석으로 통상적인 4-도메인 구조로 이루어지는 PVA와 다르게 하나의 pixel을 8개로 확장해 액정분자를 다중 제어함으로써 PVA에 비해 시야각을 획기적으로 향상 시키는 방법입니다.
Sub-pixel A에는 높은 전압이 가해져 상대적으로 밝은 계조를 표시하고, B에는 낮은 전압이 인가되어 상대적으로 어두운 계조를 표시하는 방식으로, 어두운 영역에서 B는 거의 꺼져 있기 때문에 A 픽셀이 밝기의 대부분을 담당하게 되며, 밝은 영역에서는 두 화소가 모두 밝은 계조를 표시해 전체적인 최대 밝기를 유지시키는 식입니다. 중간 계조에서는 A에 상대적으로 높은 전압이, B에 낮은 전압이 가해져 각각의 sub-pixel의 액정 분자들의 기울기가 서로 다른 경사각을 갖게 되며 이때 전체 밝기는 두 서브 픽셀의 평균에 의해 정해지는 것으로 이런 구조적 대칭성으로 인해 우수한 시야각 특성을 얻을 수 있는 것이 S-PVA 기술의 특징이 되겠습니다.

VA계열이 IPS계열에 비해 장점인 점이 우수한 블랙표현력인데, 위 그림에서 액정 분자가 수직으로 서있게 되면 BLU의 빛이 투과하지 않게 됩니다. 따라서 RGB(0,0,0)일 때 IPS에 비해서 VA계열이 빛샘이 적기 때문에 보다 선명한 검은색의 표현이 가능하게 되지요. 그런데 이러한 수직배향 액정이 단점이 되기도 하는데 PVA계열에서 상하판 전극의 패턴 부분에 있는 액정은 전계의 영향을 받지 않아서 그대로 수직으로 서 있기 때문에 이 부분은 빛이 투과되지 못해서 검게 나타납니다. (위 사진들에 보이는 검은선 부분) 즉, 이러한 패턴부위가 패널의 투과율을 낮추는 요인이 되기 때문에 결국 개구율을 까먹게 되지요.

따라서 이러한 패턴을 없애면 투과율을 높일 수 있지 않을까 라는 발상에서 나온 것이 바로 S-VA(Super Vertical Alignment)가 되겠습니다. S-VA 모드의 LCD패널은 상판의 패턴을 없애고 초기 상태에서 액정을 90°로 세우지 않고 약간 tilt시키는(89° 정도) 방식으로 domain 구분을 하는 방식을 사용합니다. PVA 모드에서 패턴의 역활은 Pixel내의 domain별로 액정이 눕는 방향을 다르게 하는 것으로, 이러한 패턴이 없는 S-VA의 경우 domain별로 미리 각각 다른 방향으로 액정을 pre-tilt시키고 상하판에 전압을 가하면 미리 tilt된 방향으로 액정이 눕게 하는 것이지요.

결과적으로 S-PVA와 비교해서 S-VA는 투과율을 까먹는 전극패턴이 없기 때문에 '보다 밝은 화면을 구현할 수 있고 원가도 10% 가량 절감할 수 있게'되며 액정이 미리 약간 누워있기 때문에 전압을 가했을 때 액정이 눕는 것이 보다 쉽기 때문에 응답속도의 향상도 가능합니다. 다만, 액정을 원하는 방향으로 pre-tilt하는 것이 어렵기 때문에 이 부분에서 불량발생이 좀 많습니다. 신문상으로는 9월부터 양산이라고 되어 있는데, 솔직히 말하자면 전 이거 올해 안으로 양산하게 될 줄 몰랐습니다...orz



ps. 사족인데 일본의 S사도 S-VA와 비슷한 방식을 사용하고 있습니다. 참고로 일본 S사는 이러한 기술-광배향-을 적용한 제품을 올해 초에 이미 출시했으며, 한국의 S사와 일본의 S사의 차이는 액정을 pre-tilt 시키는 방법이 약간 다릅니다. 그래서 특허가 되는것이지요. (한편 한국의 S사도 일본의 S사와 같은 방식도 연구중입니다...=ㅁ=)
ps. 전에도 느낀 것이지만, 이런 거 알기 쉽게 쓰는 건 거의 불가능이네요. 과연 이 글을 읽고 LCD에 대해서 보다 더 이해하게 되는분이 계실지 모르겠네요...orz


덧글

  • Roland_Kou 2009/09/04 23:26 # 답글

    어익후 회사에서 같이 담배나 태워요 ㅠ,.ㅡ....
    비흡연자면 대략 난감...
  • solette 2009/09/05 10:40 #

    S사 다니시나 봐요...^^; 전 근데 비흡연자라서...^^;;;
  • 이네스 2009/09/04 23:42 # 답글

    요리조리 특허를 피해간거군요.

    불량이 골때린다면 초기에 폭탄을 집어버리는 대참사가 날수도 있으려나.. ㅠㅠ
  • solette 2009/09/05 10:42 #

    특허문제는 꽤 크거든요. 특히 한국의 S사랑 일본의 S사는 더더욱 말이지요. (소송에서 현재 1승 1패입니다.) 자칫하면 제품생산이 불가능해지기 때문에 (특허문제 때문에 유럽에 내보내는 물건과 그외 지역은 제품이 다릅니다...;;;) 상당히 중요한 문제입니다. 이쪽 부분은 양 S사에게 있어서 특허분쟁회피용도 되는지라 빠른 도입이 필요한 시점이지요...^^
  • 2009/09/05 07:05 # 답글 비공개

    비공개 덧글입니다.
  • solette 2009/09/05 10:43 #

    도움이 되셨다니 다행입니다. 그 부분은 저도 업무외라 자세히는 모릅니다만, 리퀘스트가 있었으니 자료 좀 찾아봐서 다음에 포스팅하도록 하겠습니다...^^
  • 빛의화살 2009/09/05 09:01 # 삭제 답글

    으음. 이런글 안보면 그냥 물건이나 쓰고 말텐데, 보면 이 것을 이해 못하는 나자신이... (전형적인 문과생의 비애)
  • solette 2009/09/05 10:43 #

    아니 사실 이 글 쓴 저도 다 이해하고 있는 건 아닙니다...orz
  • 퓨리넬 2009/09/05 17:51 # 답글

    음...궁금한게 많습니다. PVA -> S-PVA -> S-VA 인건가요?
    그리고 삼성이나 LG나 정작 광시야각 패널을 사용한 모니터는 거의 없고(있어도 눈알 튀어나오는 가격...;) 중소기업에서만 출시하는데 삼성에서는 광시야각 패널의 수요가 적다고 판단하는 건가요?
    TN 패널은 20.1인치까지만 쓸 수 있다고 생각하는지라...
    20.1인치 S-IPS 모니터를 쓰는데 약간의 문제가 생겨 광시야각 24인치로 넘어가려 하지만 적당한 모니터가 없네요;;;
  • solette 2009/09/06 11:14 #

    개발순서는 PVA->S-PVA->S-VA가 맞습니다. S-VA가 가장 최신 기술이죠....^^;
    그리고 광시야각패널사용 문제는 사실 LCD사업부가 아닌 DMC총괄쪽의 업무이지만, 제 개인적인 사견으로는 바로 그 '눈알 튀어나오는 가격'때문에 일반시장에서의 수요가 많지 않다고 판단하던 것이 아닐까 싶습니다.
    만, 최근에 삼성에서 C-PVA라는 (정확하게 뭔지 모르겠습니다만, 아마 S-PVA의 가격다운형이 아닐까 싶네요) 방식을 채용한 광시야각 모니터가 꽤 저렴한 가격(23인치가 40만원 이하)으로 출시되어 있습니다... 그쪽을 노려보시는 것은 어떠실런지요...^^
  • _tmp 2009/09/06 00:00 # 답글

    대만에서 주로 나오는 VA에 Rib 쓰는 물건은 Domain 사이가 검은 게 아니라 빛샘이라고 했던 것 같은데, 뭐 VA는 별 인연이 없어서 잘 모르겠군요... 암튼 이쪽 사람들도 소식 듣고 상당히 놀랐죠.
  • solette 2009/09/06 11:15 #

    저도 집에 자료가 있는 건 아니라서 가물가물합니다만, 아무튼 PVA의 경우 패턴으로 인해서 수직필드가 생기는 부분이 존재하는지라 그 부분의 액정은 90°로 서 있으니까요.. 이부분은 그대로 블랙이죠...^^
  • 렌탈디카 2009/09/13 19:39 # 삭제 답글

    ㅡ.ㅡ 상준입니다 ㅋ 너무 어렵네요 ㅠㅠ
  • nesyou 2009/09/17 21:03 # 삭제 답글

    좋은 글 잘봤습니다. 제가 있는 회사는 IPS를 쓰는 한국업체라..^^ 한군데 밖에 없네요. 신문에서 S-VA에 대해서 자주 나와서 검색해서 들어왔습니다. 어떤 기술을 사용하든, 좋은 기술을 좋은 가격에 소비자들에게 제공할 수 있으면 그것이 best인거 같습니다. 멋진 기술 내놓는 S사도 화이팅입니다. 제가 회로나 R&D쪽에 있지 않아서 Pre-Tilt와 Patterened의 차이에 대해서 이해하는 것이 어렵네요. Cell의 PI를 바를때 미리 액정이 누울 자리를 패턴을 하는 것이 Pre-Tilt인거 같기도 하구요.. 상하 전계형성을 통해 액정을 배열시키는 것이 S-PVA인거 같은데...맞나요?

    행복한 하루 되시구요..좋은 글 다시한번 감사드립니다.
  • Jin 2009/09/20 21:45 # 삭제 답글

    그렇다면 액정분포 공정때 보통 TN과 전혀 다른 방법을 쓴다는건가요..ㅠㅠ?
  • solette 2009/09/23 21:55 # 답글

    렌탈디카// 저라고 다 아는 건 아닙....;;

    nesyou// 한국의 IPS업체에 다니시는군요...^^; S-VA와 광배향은 일단 액정의 Pre-tilt와 Patternless 라는 부분은 공통적입니다만, 그것을 '어떻게 구현'하느냐가 차이가 있습니다. 자세한 내용은 기회가 되는대로 포스팅하도록 하겠습니다...^^;

    Jin// ODF라고 불리우는 액정주입 공정은 동일하지만 그 전후 공정에서 차이가 있겠습니다...^^
  • 사월 2009/09/28 08:46 # 답글

    많은 도움이 되었습니다~ 디스플레이에 큰 관심이 있는 저로서는 이러한 정보가 정말 유용하네요~

    그리고 현재 4학년이고 취업준비생이라 더 그런거 같습니다 ^^;

    앞으로도 이런 글 많이 남겨주세요~ [아,결혼하시면 힘드실려나? '')]
  • 2009/11/18 22:57 # 삭제 답글 비공개

    비공개 덧글입니다.
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