[비바100] 어떤 TV 걸까? 흑백부터 8K까지 'TV기술 열전'

TV를 사기 위해 매장을 찾거나 인터넷을 찾아보면 생소한 용어들이 많다. TV 기술이 발전하면서 새로운 기술 용어들이 쏟아져 나오고 있다. 2007년 10월 삼성전자가 세계 최초로 양산에 성공한 OLED(유기발광다이오드)는 이제 어느 정도 익숙하지만, QLED(양자점발광다이오드)와 Mini LED, Micro LED 등은 소비자들에게는 생소한 용어들이다. 

세계 최초로 화면이 돌돌 말렸다가 펼쳐지는 LG전자의 롤러블(Rollable, 말리는) TV가 해외 시장에 출격한다. 2일 업계에 따르면 LG전자는 전날부터 자사 글로벌 홈페이지를 통해 롤러블 TV인 ‘LG 시그니처 올레드 R’의 해외 판매를 시작했다. 사진은 LG 시그니처 올레드 R. (사진출처=LG전자 홈페이지)

TV기술의 역사는 디스플레이 발전과 함께 해왔다. CRT(음극선관) 기술을 접목한 이른바 ‘배불뚝이 TV’로 불린 브라운관 TV가 자취를 감추면서 플라즈마 패널을 활용한 PDP TV가 등장했고 액정을 이용한 LCD TV가 대세를 이뤘다. 이후 TV시장은 해상도 경쟁으로 치달았다. 해상도란 이미지에 가로와 세로로 작은 사각형 점(픽셀)이 몇 개가 들어가는 정도를 말한다. 픽셀은 빛의 3원색인 빨간색과 초록색, 파란색으로 이뤄졌으며 화면에서 어느 정도 정밀하게 표현하는지를 보여주는 척도다.

해상도 경쟁은 HD(1280x720)와 FHD(1920x1080)를 넘어 초고해상도로 불리는 UHD(3840x2160)까지 이어지고 있다. 최근에는 8K(7680x4320)까지 나왔지만 아직 이를 충족할 만한 콘텐츠는 거의 없는 상태다.

해상도 경쟁 이면에는 디스플레이 경쟁도 치열하다. PDP 이후 LCD가 시장의 대부분을 점유하는 디스플레이로 활용하고 있다. LED(발광다이오드) TV도 LCD 중 하나다. LCD는 우리가 보는 화면 뒤로 편광판과 컬러필터, 셀, 박막트랜지스터, 편광판, 백라이트유닛이 있는 구조다. LCD의 백라이트유닛이 형광등과 같은 램프로 빛을 내 픽셀에 빛을 줘 색상을 구현했다면 LED는 형광등 대신 LED가 빛을 내는 구조다. 백라이트유닛만 바꿨을 뿐 기본 구조는 같다.

LCD 구조를 깨뜨린 것이 OLED 방식의 자발광 TV다. OLED는 화면 뒤로 편광판과 봉지용 유리판이 있고, 박막트랜지스터와 함께 유기발광다이오드가 있는 구조다. OLED는 화소가 스스로 빛을 내면서 백라이트유닛이 필요하지 않아 LCD보다 구조가 간단하다. 기존 TV 형태의 상식을 깨는 롤러블 TV로도 제작이 가능하다.

OLED는 ‘WOLED’와 ‘QD-OLED’ 두 가지로 나눠진다. WOLED는 흰색 OLED를 발광원으로 사용해 적색과 녹색, 청책 컬러필터를 위에 올려 색을 구현하는 방식이다. QD-OLED는 청색 OLED를 발광원으로 사용해 적색과 녹색 QD(퀀텀닷) 컬러필터를 위에 올려 색을 구현한다. OLED의 장점은 픽셀마다 빛을 내기 때문에 검은색 구현이 확실하다. LCD는 한 개의 백라이트가 수십·수백개의 픽셀에 빛을 줘 OLED보다 검은색 구현을 미흡하다는 단점이 있었다.

최근에는 ‘Mini(미니) LED’ 기술이 등장해 시장에서 크게 주목받고 있다. 미니 LED 디스플레이는 백라이트로 사용하는 LED 크기를 더 작은 소형으로 만들어 촘촘하게 배치한다. 다른 점은 백라이트의 LED 광원 소자 숫자와 로컬디밍(Local Dimming·화면 분할 구동) 블록 개수에서 차이가 난다. 특히 백라이트를 다수의 영역으로 구분해 휘도를 영상 신호와 연계, 영상의 어두운 부분에 해당하는 영역은 백라이트를 끄거나 빛을 줄여준다. 반면, 밝은 영역은 휘도를 높이면서 명암비와 소비전력을 대폭 개선해주고 있다. 픽셀 하나하나의 불을 켰다 껐다 하는 자발광 디스플레이에 미치지 못하지만 세밀하게 영역을 구분할수록 더 뚜렷하고 선명한 화면을 표현할 수 있다.

마이크로(Micro) LED는 미니 LED보다 백라이트 크기를 더 줄여서 아예 픽셀과 합치는 기술이다. OLED처럼 자발광 디스플레이로 구현하며, 높은 확장성을 가져 100인치 이상 대형 크기에 주로 적용하고 있다. 단점으로는 아직 양산 단계가 아니기 때문에, 가격이 비싸다는 점이다.

시장조사업체 DSCC의 마이크로 LED TV 시장 규모 예측에 따르면, 마이크로 LED TV 시장은 금액 기준으로 2026년 총 2억2800만 달러(약 2534억원) 규모에 달할 것을 전망하고 있다. 연간 TV 시장이 100조 규모인 점을 고려할 때, 당분간 TV 시장에 큰 영향을 주지 못할 것으로 보인다.

교보증권 김민철 애널리스트는 “마이크로 LED TV의 가격이 1억원에 달해 대량 생산 체제를 갖추기까지 다소 시간이 걸릴 것으로 예상된다”며 “마이크로 LED TV의 상용화를 위해서는 수율과 비용 측면에서 개선이 필요하다”고 언급했다. 

삼성전자가 지난달 24일(현지시간) 싱가포르에서 ‘Neo QLED’를 비롯한 2021년 TV 신제품을 출시하고, 현지 미디어와 거래선을 대상으로 체험 행사를 진행했다고 밝혔다. 사진은 싱가포르의 대형 상업지구 메이플트리 비즈니스시티 ‘2021년 삼성전자 TV 신제품’ 행사장에서 현지 미디어와 거래선들이 ‘Neo QLED’ 신제품을 체험하는 모습. (사진제공=삼성전자)

그러나 미니 LED TV의 물밑 경쟁이 치열하다. 삼성전자는 올해 1월 QLED TV를 한 단계 진화시킨 ‘네오(NEO) QLED’ TV를 선보였다. 이 제품은 기존 QLED TV에 비해 백라이트로 쓰이는 LED 소자의 크기를 40분의 1로 줄여 정교한 표현을 가능하게 한 제품이다. ‘퀀텀 미니(mini) LED’라 불리는 이 백라이트는 밝기 또한 4096단계로 조정할 수 있어 명암비와 검은색 표현의 디테일을 높일 수 있다. 또 ‘네오 퀀텀 프로세서’라 불리는 학습형 인공지능(AI) 화질개선(업스케일링) 기술을 적용했다. 인공지능의 신경망이 기존 1개에서 16개로 늘어난 네오 퀀텀 프로세서는 입력되는 원본영상의 화질이 낮아도 화면에 표현되는 영상을 8K 혹은 4K급의 해상도로 최적화한다.

LG전자도 지난해 말 ‘LG QNED Mini LED TV’를 선보였다. 이 제품은 나노셀과 퀀텀닷 기반 기술을 동시에 활용하는 신규 기술인 ‘퀀텀 나노셀 컬러 테크놀로지’ 기술을 적용해 색 재현을 높였다. 백라이트에서 나온 빛이 나노셀과 퀀텀닷 물질을 거쳐 실제에 더 가까운 색을 재현한다. 나노셀은 약 1나노미터 크기의 분자구조를 활용해 정교한 색표현을 가능하게 하는 기술이다. 백라이트에 기존 LCD TV 대비 광원의 크기가 10분의 1 미만 수준인 미니 LED를 적용했다. LED 크기를 줄여 동일 면적에 더 많은 광원을 배치, 보다 밝은 화면을 구현할 수 있다.

한장희 기자 mr.han777@viva100.com