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[르포] "더 선명하고 더 정확하게"…LG전자 나노셀 TV 생산현장

자연서 얻은 친환경 재료 이용…1nm 사이즈로 깊은 블랙 컬러 구현
P7·P9 등 파주사업장 내 공장 무인화 공정…P10공장 공사 한창

최다현 기자 (chdh0729@ebn.co.kr)

등록 : 2017-03-19 10:00

"LG전자의 나노셀 기술은 카드뮴과 같은 유해물질이 없는 친환경 고색채 기술로 LCD 기술 중 가장 프리미엄급의 화질을 구현한다."

기자가 지난 17일 방문한 LG디스플레이 파주사업장에서 LG전자 관계자가 나노셀 기술에 자신감을 보이며 한 말이다.

파주사업장에 들어서면 아파트 30층 높이인 86m에 달하는 건물이 눈에 들어온다. 길이는 265m에 달하는 이 건물은 LG디스플레이의 LCD(액정표시장치) 패널을 생산하는 P9 공장이다. P9 옆에서는 P10 공장의 공사가 한창이다.

전체 사업장 크기는 165만5000㎡로 대형 TV용 LCD 및 올레드 디스플레이가 주로 생산된다. 현재 LCD 생산라인인 7세대 공장(P7), 8.5세대 공장(P8, P9)을 비롯해 올레드 생산라인(E3, E4)과 모듈 공장을 운영하고 있다. 또한 지속적인 연구 개 발을 위한 R&D 센터가 입지하고 있다.

이날 방문한 파주사업장은 LCD 및 올레드(OLED) 패널 생산라인이 분주하게 돌아가고 있었다.

◆1나노미터 크기 분자구조, 더 많은 색을 더 정확하게
▲ 나노셀TV의 구조.ⓒ

공장투어에 앞서 나노셀 기술설명회가 진행됐다. 나노셀은 LCD 패널 위에 1나노미터 크기의 미세 분자구조를 덧입히는 기술이다. 색의 파장을 나노 단위로 정교하게 조정할 수 있어 더 많은 색을 정확하게 표현 가능하다.

기존 LCD TV는 빨간색의 고유한 색 파장에 노란색이나 주황색 등 다른 색의 파장이 미세하게 섞여 실제와 다른 빨간색으로 표현될 수 있다. 나노셀은 이러한 노란색과 주황색의 파장을 흡수해 실제와 가장 가까운 빨간색으로 만들어 준다.

즉 나노셀은 빨강과 초록, 파랑이 각각의 빛을 낼 수 있도록 해주는 셈이다. TV는 이 3원색을 섞어 다른 색을 표현하기 때문에 색의 순도가 높을수록 표현할 수 있는 색의 범위가 넓어지고 정확도도 높아진다.

이희영 LG전자 TV상품기획 부장은 "LG의 나노셀은 자연에서 얻을 수 있는 친환경적 재룔를 이용했다"며 "1nm의 사이즈로 더 정확하게 색을 표현할 수 있고 더욱 깊은 블랙 컬러를 구현한다"고 설명했다.

나노셀은 편광판에 나노 크기의 물질을 덧입히는 방식으로 직접 적용된다. 단순해 보이지만 TV에 적용하는 과정은 결코 쉽지 않았다. TV에 적용되는 만큼 성능과 신뢰성을 모두 확보해야 하기 때문이다. LG전자와 LG디스플레이는 5년의 연구개발 과정을 거쳤다.

또한 나노셀 TV는 양산성도 뛰어나다는 설명이다. 기존 편광판 대신 나노셀이 적용된 편광판을 사용하기 때문에 별도로 공정을 추가하거나 제품의 설계를 변경할 필요 없다. 이론적으로는 현재 LG 디스플레이 공장에서 생산하는 모든 디스플레이를 나노셀 디스플레이로 생산할 수 있다.

원가 측면에서도 퀀텀닷 필름을 사용하는 것과 비교해 유리하다는 강점이 있다. LG디스플레이의 설명에 따르면 원가 부분의 강점 덕분에 중국의 TV 제조업체 스카이워스, 콩카 등으로부터 나노셀 디스플레이의 주문이 밀려들고 있다.

LG전자가 올해 출시하는 30여 모델의 슈퍼 울트라HD TV 가운데 절반 이상이 나노셀을 적용한 제품이다.

◆먼지 한톨없는 클린룸…공정 대부분 '로봇팔'로
▲ 경기도 파주 LG디스플레이 공장에서 연구원들이 나노셀 TV에 적용되는 편광판을 살펴보고 있다. ⓒLG전자

이날 방문한 P7 공장에서도 무인화 공정으로 LCD 모듈이 생산되는 과정 중 일부를 볼 수 있었다. 공장은 4층으로 이뤄졌지만 높이는 약 60m로 한 층당 높이가 15m에 달한다. 이유는 단 한 톨의 먼지도 용납하지 않는 공정 특성상 클린룸의 상하부에 공기가 순환하는 배관이 위치해 있기 때문이다.

공장의 무인화 공정률은 100% 수준으로 웬만한 작업은 자동으로 이뤄진다. 특히 노광기가 위치한 클린룸은 가장 중요한 작업이 이뤄지는 곳으로 거대한 로봇 팔만이 유리기판을 부지런히 옮기고 있었다. 이 모든 시스템의 조작은 작업 현장이 아닌 공장 1층에 마련된 원격조종실에서 이뤄진다.

자동화 공정 덕분에 클린룸 내부에는 방진복을 입은 작업자를 찾아볼 수 없다. 공장에 방문한 날에도 방진복을 입고 내부를 돌아다니는 작업자는 1명 뿐이었다. 현장을 안내하던 LG디스플레이 관계자는 "한명도 운이 좋아야 볼 수 있다"고 말했다.

올레드 생산라인이 가동 중인 P9 공장은 8.5세대 LCD생산라인과 대형 올레드가 생산되는 최첨단 생산공장으로 2200mm X 2500mm크기의 원판유리 기판이 사용된다.

이 유리기판 2장 사이에 빛의 투과율을 조절하는 액정(Liquid Crystal)을 넣어 LCD 패널을 완성하게 되는데 유리기판 한 장에는 컬러 필터가 나머지 한 장에는 액정을 제어하기 위한 반도체 막이 입혀져 있다. 이 LCD 패널에 편광판과 각종 회로 등을 부착하면 LCD 모듈이 완성된다.