‘금요일에 과학터치’, 금주엔 홍익대 김용석 교수의 ‘디지털 정보 사회와 플라스마 TV’를 주제로 진행
PDP(plasma display panel)는 기존 TV에 사용하는 브라운관 대신 2장의 얇은 유리기판 사이에 혼합가스를 채운 뒤 이온가스를 방전시켜 컬러영상을 만드는 디지털 영상기기로, 기존의 브라운관으로 불리는 CRT(cathode ray tube)에 비해 두께는 1/10, 무게는 1/6에 불과하다. 최근 대형 TV의 수요 증대, 멀티미디어용으로서의 신시장 창출 등으로 PDP시장이 급격히 증가하고 있다.
이번주 「금요일에 과학터치」는 홍익대학교 김용석 교수가 “디지털 정보 사회와 플라스마 TV"라는 주제로 진행한다. 김교수는 국가지정연구실 사업을 통해 플라스마 패널의 제조 원가를 절감할 수 있는 기술, 방전 효율 향상에 의한 소비 전력 감소 기술 , 휘어지는 플라스마 패널 개발에 관한 연구를 진행중이다.
<참고1>
□ 김용석(金容奭,50세)
○ 소속 : 홍익대학교 공과대학 신소재공학과 교수
○ 학력
- Massachusetts Institute of Technology (M.I.T.) 재료공학 박사(‘89)
- 한국과학기술원 재료공학 석사(‘82)
- 서울대학교(관악) 금속공학 학사(‘80)
○ 주요경력
- IMID 2007 학술 분과 위원장('07)
- 삼성 SDI 중앙 연구소 고문 교수('06)
- (주)AMMTRON CTO/부사장 ('02-'05)
- 한국정보디스플레이 학회, 편집이사/재무이사(‘02-)
- 홍익대학교 공과대학 금속재료공학과 부교수('97)
- 홍익대학교 공과대학 금속재료공학과 조교수('91)
- University of Florida, Research Associate('89-'91)
- M.I.T. 연구조교 ('85-'89)
○ 주요연구 내용
- 플라즈마 패널의 제조 원가 절감 기술개발
- 보호막 재료의 전자결함 구조 변화 및 하이브리드 플라스마 패널 개발
- 휘어지는 플라스마 패널 개발
<참고2>
디지털 정보 사회와 플라스마 TV
디지털 정보 사회란 ?
우리 인류는 원시시대를 거쳐서 석기 시대 →청동기 시대 → 철기 시대를 거쳐 정보화 시대에 살고 있다고 한다. 이와 같은 시대 구분은 인류가 경제 활동을 하는데 있어서 사용하는 도구를 중심으로 분류한 것인데, 정보화 시대의 주요 도구는 정보를 전송하는 도구와 이를 시각적으로 표시하는 정보 디스플레이 소자(information display devices)가 주요 경제 활동 수단이 된다. 정보 사회 초기에는 화상 또는 글자에 관한 정보를 전압의 변화로 변환시키어 전송한 후, 이를 재상하는 방법을 사용하였다(아날로그 시대). 그러나 디지털 연산을 하는 디지털 컴퓨터의 등장과 더불어 인터넷 산업의 급속한 팽창은 데이터 전송에 있어서도 모든 데이터를 디지털화하여 전송하고, 이를 재생하여 사용하는 디지털 시대를 열게 되었다.
이와 같은 디지털 정보 산업 사회로의 전환은 전송된 데이터를 표시하는 정보 디스플레이 소자에 있어서도 좀 더 넓은 화면에서, 선명하게 표시할 수 있는 능력을 요구하게 된다. 이에 따라 과거 60여년간 정보 디스플레이 소자의 주력으로 사용되어 왔던 CRT(cathode ray tube) TV를 대체하여 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel)등 대면적 디지털 평판 디스플레이 표시 소자가 개발되어 급속도로 그 시장이 확대되고 있다.
우리나라 정보 디스플레이 산업은 ?
우리나라 정보 디스플레이 산업은 2005년 현재 세계 시장 점유율이 40%인데, CRT, LCD, PDP, OLED등 4대 주요 디스플레이 소자에서 세계 시장 점유율이 1위를 유지하고 있는 정보 디스플레이 초 강국이다. 2006년도 기준으로 정보 디스플레이 산업은 269억달러 규모의 수출을 달성, 우리나라 전체 수출액 3260억달러 중에서 단일산업으로 7.9%에 해당하는 큰 비중을 차지했다. 디스플레이 관련 수출액은 2003년 처음으로 100억달러를 돌파한 이후 매년 평균 30%가 넘는 고도성장을 하는 산업으로 자리를 잡고 있으며, 세계적인 경쟁력을 갖춘 회사도 속속 탄생해 정보 디스플레이 산업이 우리나라 산업의 성장을 견인하는 핵심 성장 동력 산업으로 자리 잡아가고 있다.
왜 이 연구를 시작하였는가?
우리나라 정보 디스플레이 산업은 이와 같은 매우 큰 산업 규모에도 불구하고, 산업 기반이 상대적으로 취약하다. 이것은 이들 산업이 미국, 일본을 비롯한 선진국에서 원천 기술이 개발되었고, 우리나라에서는 효율적인 제조 공정의 채용과 적기 투자에 의한 산업 경쟁력을 확보하고 있기 때문이다. 플라스마 TV의 경우에도 1964년 미국의 일리노이스 대학교에서 작동 원리를 개발한 이후, 미국 IBM, 일본 Fujitsu사등에서 기반 기술을 개발한 후, 우리나라 업체는 1990년대 중반부터 이들 선진 기술을 기반으로 경제적 제조 공정과 대규모 투자로 시장 점유율을 확보하게 되었다. 그러나 장기적으로는 플라스마 TV에 관련된 원천 기술을 확보하고, 이를 통한 세계 시장 지배력을 유지하는 것이 필수적이다.
따라서 본 연구의 목적은 플라스마 TV 산업이 세계 시장에서 지배력을 확보하는데 요구되는 원천 기술을 개발하여, 우리나라 성장 동력 산업의 발전을 지원하고자 하는 것이다.
우리나라 업체가 플라스마 TV가 세계 시장에서 지배력을 확보하기 위해서는 1) 제조 원가의 혁신적인 절감 기술 개발, 2) 방전 효율 향상에 의한 소비 전력 감소 기술 개발, 3) 차세대 플라스마 TV 기술 개발등의 원천 요소 기술이 요구된다. 본 연구 사업에서는 이들 분야에 연구를 수행하여 다음과 같은 성과를 거두었다.
이 연구에서 얻은 것들은 무엇인가?
1. 플라스마 패널의 제조 원가를 혁신적으로 절감할 수 있는 기술 개발
플라스마 TV의 재료비 중에서 유리 기판과 Ag BUS 전극이 전체 재료비 중에서 50%이상을 차지하고 있다. 따라서 본 연구에서는 이들 재료를 저가의 창유리 및 알루미늄 BUS 전극으로 대체하고, 제조 공정을 기존 대비 1/2하로 단축시킬 수 있는 새로운 구조의 플라스마 패널을 개발하여, 플라스마 TV의 원가 경쟁력을 혁신적으로 개선할 수 있는 기술을 개발하였다.
2. 플라스마 패널의 발광 효율이 2배 향상된 기술 개발
플라스마 TV의 발광 효율은 보호막 재료, 화소 구조, 방전 가스, 구동 방법등 다양한 요인에 의하여 좌우되는데, 본 연구에서는 보호막 재료의 전자 결함 구조를 변화시켜, 발광 효율을 기존 대비 2배 이상 향상시키는 결과를 얻었다. 또한 보호막 재료에 나노 재료를 첨가한 hybrid 플라스마 패널을 개발하여 방전 효율이 3배 이상 개선된 결과를 얻게 되었다.
3. 휘어지는 플라스마 패널 개발
플라스틱 기판상에 방전셀을 형성하여, 초대면적 디스플레이에 적합한 휘는 플라스마 패널을 개발하였다.
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과학기술부 기초연구국 기초연구정책과 사무관 조경옥 031)436-8602
