[르포] LG TV LCD 파주 공장 "먼지와의 싸움"

[아이뉴스24 김문기기자] [아이뉴스24 김문기기자] "디스플레이 생산은 이물질과의 싸움입니다. 방진복을 다 입고 아무리 깨끗하게 하고 들어가도 먼지가 발생할 수 있습니다. 최고 깨끗한 상태에서는 1제곱미터에 먼지 100개 정도가 있다고 생각하시면 됩니다"

''LG디스플레이 파주 사업장'' P7 공장에 들어섰을 때 LG디스플레이 현장 관계자가 친절히 설명해준 말이다. 말 그대로 정말 깨끗하다.

◆ 쉼 없이 움직이는 로봇팔, TV LCD 패널 들고 나르고

경기도 파주시에 위치한 ''LG디스플레이 파주 사업장''은 165만5천 제곱미터(㎡)크기의 디스플레이 생산단지다.

LG디스플레이 파주 사업장에서는 대형 TV용 LCD 및 올레드 디스플레이를 주로 생산하고 있다. 현재 LCD 생산라인인 7세대 공장인 P7, 8.5세대 공장인 P8, P9를 비롯해 올레드 생산라인 E3, E4와 모듈 공장을 운영하고 있다. 지속적인 연구 개발을 위한 R&D 센터도 위치했다.

공장 견학을 간 셈이지만 함부로 안으로 들어갈 수는 없다. 창문 바깥에서 안의 상황을 볼 뿐이다. 이유는 간단하다. 먼지 하나만 들어가더라도 불량 TV가 나올 수 있다. 먼지 하나는 TV에 작은 점으로 표시돼 시청자의 눈을 거슬리게 할 수 있다.

P7 생산라인은 2006년 4월 27일 준공됐다. 이곳에서는 LCD 패널이 생산되고 있다. 실제 참관한 곳은 가장 중요한 곳인 ''클린룸''이었다. 눈으로 본 공장 안에서는 한창 유리에 구리를 입히는 배선작업이 진행되고 있다.

구리배선작업이 끝나면 반도체 등에 회로를 그려주는 장비인 노광기로 들어간다. 꽤 큰 크기의 노광기는 안이 들여다보이지 않도록 사방이 막혀있다. 이곳에서는 마치 카메라 셔터를 누르는 듯 유리 기판에 회로를 그려 넣어준다. 빛을 이용하기에 완전 밀폐된 공간에서 이뤄진다.

때문에 주위 빛까지도 차단된다. 쇼윈도가 있는 복도에도 주광색의 형광등이 아닌 노란빛의 형광등이 달려 있다. 쇼윈도도 노란색 반투명 상태로 막혀 있다.

P7 사업장은 2006년 준공됐지만 그간 여러 번의 진화발전을 거쳐 무인화 공정률이 올라갔다. 흔적은 남아있다. 최초 P7 공장이 들어섰을 때 클린룸에 약 50명의 직원이 투입됐기에 복도가 꽤 큼직하다.

LG디스플레이 현장 관계자는 "P7 이후에 준공된 P8과 P9의 경우 복도가 점차 좁혀졌다. 복도가 좁아진다는 것은 직원들이 많이 들어갈 필요가 없기 때문이며, 그만큼 무인자동화 공정률이 올라간 것이다"라며, "P9의 경우 무인화 공정률이 80% 수준"이라고 말했다.

현재는 15명이 4조3교대로 클린룸을 드나들고 있다. 미세먼지 하나라도 제품에 영향을 주기에 로봇 팔이 유리 기판을 열심히 나르고 있다. 시스템 조작은 작업 현장이 아닌 공장 1층에 마련된 원격조종실에서 운영된다.

P7에서는 평균적으로 한 달에 24만장 정도의 LCD 패널이 생산된다. 패널은 제품 크기에 맞춰 나뉘기에 실제로 적용되는 TV의 수는 패널 수보다 더 많다.

LCD 패널은 유리 기판 2장 사이에 빛의 투과율을 조절하는 액정(Liquid Crystal)을 넣어 완성된다. 유리 기판 한 장에는 컬러 필터(Color Filter)가 나머지 한 장에는 액정을 제어하기 위한 반도체 막이 입혀진다. LCD 패널에 편광판과 각종 회로 등을 부착하면 LCD 모듈 제조가 완료된다.

◆ 편광판에 적용된 나노셀, 양산성 획득

올해 LG전자가 출시한 나노셀 TV의 경우 평관판에 나노셀을 직접 적용해 제조한다. 단순해 보이지만 쉽지 않았다는 게 LG디스플레이의 설명이다. LG전자와 LG디스플레이는 5년의 연구개발 과정을 거쳤다.

나노셀 TV는 양산성도 잡았다. 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.

LG전자 측은 나노셀 TV는 퀀텀닷 필름을 사용하는 것과 비교해 원가 측면에서도 유리하다고 목소리를 높였다. 중국의 TV 제조업체 스카이워스, 콩카 등으로부터 나노셀 디스플레이의 주문이 밀려들고 있다는 설명이다.

'나노셀'은 LCD 패널 위에 약 1나노미터(nm) 크기의 미세 분자구조를 덧입힌 기술이다. 색의 파장을 나노 단위로 더욱 정교하게 조정해 보다 많은 색은 한층 정확하게 표현할 수 있다. 1나노미터는 10억분의 1미터로, 지구의 크기를 1미터라고 가정할 때 축구공 하나의 크기가 1나노미터 정도다.

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

나노셀은 순도 높은 빨강, 초록, 파랑 등 각각의 빛을 낼 수 있도록 해준다. TV는 이 3원색을 섞어 다른 색을 표현하기 때문에 빨강, 파랑, 초록의 순도가 높을수록 표현할 수 있는 색의 범위가 넓어지고 색의 정확도도 높아진다.

나노셀은 패널에 직접 적용된다. 일반적으로 LCD TV에서 색 재현력을 높이는 방식은 기술이 적용되는 위치에 따라 세대를 구분할 수 있다.

1세대는 백라이트 유닛에 적용 되는 방식으로, 광원 자체를 개선해 순도 높은 색을 낼 수 있도록 해준다. 2세대는 백라이트 유닛과 패널 사이에 광학필름을 추가 로 끼워 넣는 방식이다. 3세대는 패널을 개선해 색 재현력을 높이는 방식이다. 나노셀은 패널에 직접 적용되는 3세대 기술이다.

LCD TV의 경우 구조상 시야각에 따른 색 왜곡이 필연적으로 발생 하는데 나노셀 TV는 화면을 정면에서 볼 때와 60도 옆에서 볼 때 색 재현력과 색 정확도의 차이 가 없다.

예를 들어, 거실 한쪽에서 실내 자전거를 타면서 TV를 보거나 소파에 누워서 TV를 볼 때도 TV를 정면에서 보는 것 같은 동일한 화질을 즐길 수 있다.

나노셀 기술로 TV 화면에 반사되는 빛의 양도 기존제품 보다 30% 이상 줄였다. 나노셀은 외부에서 들어오는 빛도 흡수하기 때문에 거실에 밝은 등이 켜져 있더라도 사용자는 화면에 비치는 불빛에 방해 받지 않고 TV를 시청할 수 있다.