마이크로 LED TV의 배경과 원리 (1편)

안녕하세요, 행복한 부자입니다. 오늘따라 거실에 있는 텔레비전에 눈길이 많이 가네요. 초창기의 LED TV를 매우 오래 사용하고 있는데, 이제 슬슬 보내줘야 할 때가 다가오는 것 같네요. 이런 생각을 하던 차에, 최근 텔레비전 신제품은 어떤 것들이 있는지에 대해 궁금증을 느끼게 되었고, 마이크로 LED TV에 관해서 관심이 가게 되었네요. 지난 2010년대 후반부터 국내 모 거대기업에서는 세계 최초의 마이크로 LED TV를 출시했습니다. 이를 시작으로 여러 가전 거대 기업은 앞다투어 이 기술에 많은 투자를 진행하고, 연구를 거듭하면서 수많은 관련 제품이 시장에 출시되었습니다. 최근에는 미국의 한 초거대 기업이 디스플레이 기술의 다음 단계는 바로 이 마이크로 LED 기술이라고 발표하면서, 이에 투자를 확대할 거라는 소문까지 공공연하게 나돌고 있습니다. 이 초거대 공룡 기업은 한다고 하면 반드시 하는 회사인 만큼, 덩달아 해당 업계 내 관련 업체들이 이 전쟁에 참전하게 되었으며, 관련 시장이 급격하게 팽창하였습니다. 이와 더불어 일반 소비자들의 인식 또한 많은 변화를 겪게 되었습니다. 최근에는 이 마이크로 LED TV의 가격까지 매우 낮아져서 소비자 진입 장벽이 매우 많이 낮아진 것 또한 그 이유 중 하나로 볼 수 있습니다. 아마 가정집 거실에 TV가 없는 집은 매우 드물 것이며, 아마도 대부분의 사람이 거실에 있는 TV는 크면 클수록 좋다고 생각하지 않을까요? 그로 인해 TV에 관심이 많은 소비자 또한 이 마이크로 LED TV에 대한 관심이 크게 확대되고 있는 것으로 알고 있습니다.

 그렇다면, 이 마이크로 LED는 무엇일까요? 그리고, 이게 과거의 LCD TV, LED TV나 OLED QLED TV와는 어떤 차이점이 있는 것인지 공부해 보고자 합니다. 이를 위해 가장 먼저 디스플레이 기술의 과거 이력과 각각의 기술 정의 및 동작 원리 등에 대해서 간단하게 살펴보도록 하시죠. 가장 최초의 TV는 음극선관을 이용한 매우 두꺼운 브라운관 텔레비전이지만 이는 너무나도 과거의 이야기이기 때문에 이번 포스트에서는 제외하기로 하고, 지금은 사장된 PDP TV (Plasma Display Panel, PDP) 또한 다루지 않으려 하니, 이 점 너그러운 양해 부탁드립니다. 평면 TV의 초창기 역사부터 짚어보도록 하겠습니다. 가장 처음의 평면 TV는 액정 크리스털 디스플레이 TV(Liquid Crystal Display, LCD TV)입니다. 이 LCD TV는 텔레비전 시장에서 가장 대중적이고 많이 사용되는 디스플레이 방식으로, 편광판과 액정 층을 이용하는 원리입니다. 편광판을 통해 들어오는 빛은 편광 시켜서 빛을 선택적으로 비추게 하여 이미지를 형성시키는 원리로, 수많은 픽셀에 단위별로 서로 상이한 전압을 걸면 이에 따라 각각의 액정이 각각 다르게 반응하고 움직이며, 이를 통해 빛을 조절한다고 보시면 됩니다. 눈치 빠른 분들은 이미 파악하셨겠지만, 이 LCD TV에서는 바로 빛이 필요하죠. 즉, 이 LCD TV에서는 빛을 비추게 해주는 광원이 필요한데, 이게 바로 BLU(Back Light Unit)입니다. 비유하자면 TV마다 넓디넓은 형광등이 뒷면에 붙어 있다고 생각하시면 보다 수월하게 이해가 될 것입니다. 때문에, 초창기의 TV들은 매우 두꺼운 형태가 될 수밖에 없었습니다. 또한, 이 빛들이 이런저런 것들을 통과하면서 보이기 때문에 화질 측면에서 불리한 점이 있을 수밖에 없었습니다. 물론 이후 큰 유행을 불러일으켰던 LED TV에서는 화질 측면에서 큰 개선을 이루기도 했습니다만, 기본적인 디스플레이 구조 자체는 LCD TV나 LED TV나 큰 차이가 있다고 말하기는 어렵습니다. 달리, 또는 나쁘게(?) 비유하자면, 이 형광등을 LED로 (Light Emitting Diode) 대체한 것일 뿐이라는 것이 가장 큰 이유이기 때문입니다. 그 때문에 많은 디스플레이 연구원은 이러한 근원적인 약점을 극복하고자 많은 고민과 연구를 진행하였고, 이후 나온 것이 바로 유기 발광 다이오드, 바로 OLED(Organic Light-Emitting Diode)입니다.
 기존의 LCD, LED TV에서는 빛이 생성되어 나오면 이런저런 것들이 많이 통과하게 되면서 제법 많은 양의 손실이 발생할 수밖에 없었던 반면, 유기 발광 다이오드는 각각의 픽셀들이 스스로 빛을 내기 때문에 화질과 색 표현력 측면에서 비약적인 발전을 이루어 낼 수 있었던 것입니다. 게다가 구동 방식도 LCD, LED TV의 그것보다는 훨씬 간편한 방식으로 원하는 빛을 생성해 낼 수 있게 되었습니다. 각 픽셀에 전류만 가해주면 되는 것이니까요. 너무 쉽고 별거 아닌 것처럼 표현한 것처럼 보일 수 있지만, 원리적인 측면에서 비약적인 비유를 들어가며 설명한 것이기 때문에 너그러운 양해 바랍니다. 이 OLED는 세 가지 색의 소자로 구성됩니다. 바로 빛의 3원색이라고 일컫는 빨간색, 파란색, 녹색이죠. 이 세 가지 소자를 조합하여 우리가 원하는 이미지를 만들 수 있습니다. 과거의 다른 TV와 다르게 스스로 빛을 만들기 때문에 앞서 언급한 LCD TV나 LED TV와 같은 후면 발광 부분이 필요 없는 것이고, 이 점 때문에 TV의 두께가 비약적으로 얇아질 수 있게 되는 것입니다. 동시에 소자/ 픽셀이 직접 발광하고 색깔을 내기 때문에 매우 깨끗한 화질을 얻을 수 있으며 동시에 소비전력도 큰 폭으로 낮출 수 있죠. OLED TV가 많은 장점을 갖고 있기도 하지만, 몇 가지 단점도 있습니다. 아무래도 소자/ 픽셀 단위이기 때문에 빛의 밝기 측면에서 어느 정도 제약이 있으며, 무엇보다 유기적인 패널을 매우 얇고 균일하면서 평편하고 넓게 만들기 쉽지 않기 때문에 매우 비싸다는 단점이 있습니다. 그리고, 무엇보다 얼마 전 시장을 떠들썩하게 했던 Burn-in 문제에 대한 걱정이 없을 수 없다는 거죠. 이다음 포스트에서는 OLED와는 다른 QLED에 대해서도 공부해 보고, 최종적으로 공부해 보려고 했던 마이크로 LED TV에 대해서 본격적으로 살펴보겠습니다. 감사합니다. 이상.