미니 LED와 QNED 그리고 마이크로 LED의 원리

 

 디스플레이 시장은 OLED와 QLED 사이에서 박 터지게 싸우더니. QLED가 현재 기술적 한계 때문인지는 모르겠으나 이제는 미니 LED와 마이크로 LED의 시대로 가고 있다.

 

 정확하게 얘기하자면 마이크로 LED의 시대로 가고 있고, 미니 LED는 마이크로 LED로 가기 위한 과도기? 같은 기술이라고 보면 될 거 같다.

 

 마이크로 LED는 사실 예전부터 개발이 되고 있었다. 특히 애플 같은 경우 OLED 디스플레이를 탑재하지 않았을 때, 기술의 우위를 점쳐 바로 마이크로 LED로 가려는 게 아니냐는 말이 있을 정도로 관련 특허를 많이 냈다. 아래는 2016년 기사다.

 

'꿈의 디스플레이' 선점 나선 애플...마이크로LED 특허 대거 확보

 

 

 미니 LED와 마이크로 LED의 차이는?

 

 그렇다면 미니 LED와 마이크로 LED의 차이는 무엇일까? 간단하게 요약하자면 미니 LED는 백라이트가 있고, 마이크로 LED는 백라이트가 없는 디스플레이라고 보면 된다.

 

 고마운 분이 첨언 및 정정을 해주시며, 좀 더 정확한 정보를 알려주셨다. 현재 나와있는 제품의 미니LED는 백라이트가 있고, 마이크로LED는 백라이트가 없는 TV가 맞으나, 정확히 말하면 백라이트의 유무가 아닌 LED의 크기로 이 둘을 나눈다고 보면 되겠다.

 

 미니LED도 BLU 없이 RGB의 빛을 내는 개별 픽셀로 제작이 가능하기 때문이다. 다만, 개별 픽셀로 제작할 경우, 난이도 높은 기술로 그에 따른 가격의 상승으로 실구매자는 적을 것이다.

 

 이에 로컬디밍 세분화 및 가격 경쟁력을 갖추기 위해 BLU를 미니LED로 대체하여 TV를 제작한 것으로 보인다. 이를 참고하여 아래 설명들을 보면 되겠다.

 

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 우리가 흔히 접하는 TV는 백라이트가 필요한 LCD와 백라이트가 필요 없는 OLED로 크게 나눌 수 있다. QLED 역시 백라이트가 필요 없지만, 현재 판매되고 있는 QLED는 완벽한 양자점으로 구현하고 있는 게 아닌 퀀텀닷을 이용한 컬러필터를 이용하고 있을 뿐이라 백라이트가 존재한다.

 

 백라이트의 존재 유무는 제품 자체의 두께와 무게, 명암비, 플랙서블 등에 영향을 준다. 당연히 백라이트가 없는 게 더 좋다.

 

 

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 그렇다면 미니 LED가 어떤 장점을 가졌는지를 보기 위해 LCD가 어떤 식으로 구동하는지 간단히 보자.

 

 

 

 역시 갓성은 설명도 잘해놓는다. 기본적으로 'LCD(liquid crystal display;액정)'구조는 위 사진처럼 백라이트, 편광판, 액정, 편광판, 컬러필터, 유리로 이루어져 있다. 백라이트를 통해 빛이 들어오고, 이 빛은 편광판과 액정을 통과하여 특정 방향을 유지하며 컬러필터로 들어간 뒤 우리 눈에 비추게 된다.

 

 백라이트를 통해 들어온 빛이 마구잡이로 다 통과하면 빛의 세기 조절을 못할 것이다. 이에 편광판과 액정을 통해 이를 컨트롤한다고 보면 된다. 보다 자세한 사항은 전에 올렸던 글을 참고하면 될 것 같다.

 

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 백라이트는 빛만 낼 뿐 다양한 색을 내지 못하므로, 컬러필터를 거친다. 컬러필터는 셀로판지와 비슷하다고 보면 된다. 빛이 특정 색상의 컬러필터를 통과하면 그 색으로 우리 눈에 비치게 된다.

 

 컬러필터는 빛의 삼원색인 빨간, 녹색, 파랑. 즉, RGB로 이루어져 있고, 각 픽셀의 3가지 색상마다 그 아래에 각각 담당하는 액정이 있다. 액정은 빛의 양을 조절하게 되니, 다양한 색을 표현하게 되는 것이다.

 

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 1세대 LCD TV의 백라이트는 형광등 같이 길고 두꺼웠던 'CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp: 냉음극형광램프)’를 이용했다. 이후 백라이트를 LED를 쓰게 되면서 TV의 두께가 확 얇아지게 된 것이다. LED는 화면이 밝고, 선명도가 우수하다. 게다가 소비전력이 낮고, 얇게 만들 수 있는 장점이 있었다.

 

 

 

 이 백라이트에 들어가는 LED의 크기를 줄인 것이 '미니 LED'다. 

 

 미니 LED의 칩 크기는 100~200 마이크로미터(㎛·0.001㎜)로 일반 LED 칩(300㎛)보다 약 10분의 1 가량 더 작다. 백라이트의 칩 크기가 좀 더 작아진다는 것은 유연성을 확보할 수 있다. 게다가 더 작은 칩의 크기를 많이 집어넣다 보니 더 얇아질 수 있고, 명암비가 개선될 수 있다.

 

 얇아지는 것 그렇다 쳐도 명암비가 왜 개선될까?

 

 LCD 디스플레이의 단점은 완벽한 검은색의 재현이 어렵다는 것이다. 광고에서 보면 OLED는 항상 완벽한 검은색을 구현함과 명암비, 색재현율을 강조한다.

 

 LCD 디스플레이는 백라이트에 있는 LCD 소자를 컨트롤하여 검은색을 표현하다면 백라이트에서 흘러나오는 빛에 의해 조금 허연 검은색을 구현하게 된다. 그래서 검은색을 표현하는 부분의 백라이트를 꺼버려서 검은색의 재현율을 높인다.

 

 이렇게 백라이트를 꺼버리는 걸 '로컬 디밍(Local Dimming)'이라고 한다. 하지만 로컬 디밍을 해도 LED의 크기가 완전 작고 섬세하지 않은 이상 주변에 있는 LED 소자로 인해 빛이 흘러나온다.  이를 '블루밍(빛 번짐)'이라고 한다. *아래 영상은 블루밍 현상을 보여주는 영상이므로 참고하면 좋다.

 

 

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 즉, LED의 크기가 작을수록 좀 더 섬세한 빛의 표현이 가능하므로 미니 LED는 로컬 디밍을 더 섬세하게 표현하고 이는 블루밍 현상을 방지할 수 있다. 그리고 이는 명암비와 함께 색의 재현율을 높일 수 있는 것이다.

 

source : TCL

 

 그리고 LG가 CES에서도 소개한 'QNED TV'는 백라이트는 미니 LED를 이용하고 컬러필터는 퀀텀닷 필름과 함께 나노셀(표면에 약 1 나노미터(nm)의 나노 입자를 입혀 색 정확도와 색 재현력을 높임) 기술을 결합해서 내놓은 제품이다. 

 

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 기존에 블루밍을 개선하기 위한 'Full array' 기술이 일반적으로 2000개 내외의 LED를 사용한 것과 달리 이번에 발표한 LG의 QNED는 약 3만 개의 미니 LED가 배치됐다. 가격은 기존에 나노셀보단 비싸고, OLED보단 낮을 것으로 보인다.

 

 

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 그렇다면 마이크로 LED는 무엇일까?

 

 마이크로 LED는 약 100 µm×100 µm 크기 이하로, 미니 LED보다 크기가 약 10분의 1 가량 더 작은 것을 말한다. 마이크로 LED는 미니 LED와 달리 백라이트가 필요한 것이 아니라, 마이크로 LED 각각 하나가 RGB의 빛을 내는 픽셀이 된다. 마치 OLED의 유기 화합물처럼 말이다. 게다가 마이크로 LED는 무기물이라 더 안정적이며, 번인 현상도 없다. 개별 LED를 꺼버릴 수 있어 명암비도 아주 높다. *OLED에 대한 자세한 얘기는 아래 링크 게시물 참조.

 

• OLED의 원리와 정의 간단 리뷰

OLED의 원리와 정의 간단 리뷰

 

 

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 마이크로 LED는 워낙 어려운 기술이기 때문에 상용화되고 있진 않았다. 일단 LED 크기를 아주 작은 단위로 만들어야 하고, 또 이를 하나씩 연결해줘야 하기 때문이다.

 

 CES에서 삼성은 '더 월'을 통해 마이크로 LED 디스플레이를 공개했었고, 얼마 전엔 마이크로 LED TV를 판매를 시작했다. 하지만 가격이 1억 7천만 원에 크기는 110인치에 4K 해상도를 가졌다. 일단 완전 마이크로한 LED 기술 구현을 못했기 때문에 크기가 110인치나 하는 것 같고, 대중화 목적이라기보단 우리 기술이 상용화 할 수 있을 정도까지 왔다는 걸 보여주는 것 같다.

 

source : 삼성뉴스룸