[발언] 차기 Micro LED TV의 과제와 해소방안

[이군배]

운영자는 최근 중국산 TV를 꺾을 무기로, Micro LED TV외엔 대안이 없다라는 글을 카페 자유게시판에 올렸다. 그러면서 Micro LED TV는, 2~3년 후에는 ‘가로4개x세로3개=12개’의 모듈(케비넷)을 조합해서 21:9 화면비의 10K TV로 출시해야 한다고 밝혔다(16:9 8K TV는, 가로3개x세로3개=9개만 구동). 해서 차기 Micro LED TV는, 21:9↔16:9(10K↔8K) TV로 변환이 가능한 TV로 출시해야 한다는 취지를 아래 도표처럼 제안 하였다.

▶차기(2~3년 후) Micro LED TV 상용화 기준(제안)

TV사이즈 (21:9↔16:9 /10K↔8K TV로 변환)	백플레인(LTPS/모듈)					소비 전력
	사이즈	화소 간 간격 (mm)	R/G/B 3색 (1화소) Micro LED 소자(칩)크기	화소 수	조합 구성 (총 사용 수)
95"↔75"	25"	0.2162	가로 0.018mm x 세로 0.030mm (18㎛×30㎛)	2,560 x1,440	*21:9(10,240x4,320)   가로4개x세로3개   =12개 모듈 사용 *16:9(7,680x4,320)   가로3개x세로3개   =9개 모듈 사용	500W 내외
107"↔85"	28.333"	0.245
117"↔93"	31"	0.2681
126"↔100"	33.333"	0.2883
139"↔110"	36.665"	0.317
151"↔120"	40"	0.3459
※30"이상으로 모듈 제작이 어렵다면, 15"내외로 모듈을 만들어 그 모듈을 조합해서 30"이상의 '케비넷'을 만들어, 현장에서 2~3시간 정도에 케비넷(모듈)을 조합해서 완제품 설치 ※'TV=방송(16:9)'이 최근엔 'TV=OTT(21:9)'로 그 중심이 바뀌면서, TV의 화면비도 시대의 변화에 따라 21:9로 바뀌어야...

하지만, 위와 같은 차기(2~3년 후) Micro LED TV가, 실제 상용화되려면, 몇 가지 과제를 해소해야만 가능하기 때문에, 오늘은 차기 Micro LED TV에 대한 과제와 해소방안(대안)을 제시해 본다.

▶차기(2~3년 후) Micro LED TV 과제와 대안

과제	대안(해소방안)	실현 가능성
①1억원대의 초고가 문제를 해소하기가 쉽지 않다.	당장의 현실을 감안하면, Micro LED TV의 가격을 OLED TV 가격 수준으로 그것도 8K↔10K TV로 출시하기는 힘들어 보이지만, 중국·대만 업체들이 양산 노력을 감안해 본다면, 빠르면 1~2년, 늦어도 3~4년 안에는 Micro LED TV의 대중화가 가능할 것으로 보인다.	70%~
②모듈(LTPS 백플레인)을 30인치 이상으로 만들기가 쉽지 않다.	모듈(LTPS 백플레인)을 30인치 이상으로 만드는 것은, 1~2년 내로는 현실화 될 것으로 보인다. 만일 모듈의 대형화가 단기간에 붕가능하다면, 10"~20" 모듈을 조합해서 25"~40"크기의 캐비넷을 만들어 해소하는 방안도 있을 수 있다.	90%~
③R/G/B 3색(1화소)의 Micro LED 소자(칩) 크기를 줄이고, 그 소자(1화소)를 0.2mm 간격으로 이식(전사)하는 자체가 쉽지 않다.	R/G/B 3색의 Micro LED 소자를 1개의 칩(수직형)으로 만들어 크기를 줄이고((18㎛×30㎛), 이식(전사) 공정을 자동화 하여 제조원가를 1/10수준으로 낮추면서 소비전력도 낮춘다. 또한 화소 간 간격을 0.2mm대까지 줄이는 기술적 노력을 진행한다. 현재 이러한 기술들은 대다수 사용화 단계에 접어들고 있다.	80%~
④현장에서 모듈을 조합하는데 2~3일정도의 시간이 걸린다.	지금처럼 현장에서 50~150개의 모듈을 조합해서 Micro LED 디스플레이를 와성하는데는 2~3일 정도가 걸린다. 해서 삼성전자 같은 경우에는 100"이상 Micro LED TV도 세트 완제품으로 만들고 있어, 모듈식(Micro LED) TV의 장점을 살리지 못하고 있다. 결국 이러한 문제를 해소하려면, 모듈 크기를 30"이상으로 만들거나, 만들기가 어렵다면 10"~20" 모듈을 조합해서, 운반(이동)이 가능한 25"~40"크기의 캐비넷을 만들고, 모듈(캐비넷)을 장착할 브라켓을 정밀하면서도 쉽게 설치할 수 있게 개선하여, 현장에서 12개(21:9) 이내의 케비넷(모듈)만 조합하면, 2~3시간 이내에 Micro LED TV를 구축할 수 있을 것이다.	90%

▶Q/A로 짚어본 Micro LED TV

Q1>Micro LED 소자(칩) 크기를 줄이기가 쉽지 않은 이유는?
A1>R/G/B 3색의 Micro LED 소자 특성이 다 다르기 때문에, 3가지 색상의 Micro LED 소자를 동일 크기에 동일 성능으로 만들기가 쉽지 않다. 특히 R소자는 특성상 효율성과 크기를 G/B소자처럼 만들기가 쉽지 않아, 크기를 줄이는 것부터가 쉽지 않다.
 
참고로 2023년 6월에 선다이오드는, R/G/B 3색을 4μm크기에 적층으로 쌓아 올려, R/G/B 3색의 Micro LED 소자를 1개의 칩에 내장함으로서, Micro LED 최소 소자 크기(5㎛)의 한계를 넘어섰다.
 
Q2>R/G/B 3색의 Micro LED 소자(1화소)를 TV(모듈)사이즈 화소 크기에 맞추어 전사(이식)하기가 쉽지 않은 이유는?
A2>맨 위 도표에서 보듯이, 75"↔95"로 변환이 가능한 16:9↔21:9(8K↔10K) TV의 경우 화소 간 간격이 0.2162mm밖에 안 된다. 또한 120"↔151"로 변환이 가능한 16:9↔21:9(8K↔10K) TV의 경우도 화소 간 간격이 0.3459mm밖에 안 된다.
 
즉, 75"애서 150"까지 다양한 사이즈의 Micro LED TV가 있지만, Micro LED 소자(칩)를 0.2162mm~0.3459mm 크기 안에 가로 0.018mm, 세로 0.030mm(18㎛×30㎛) 크기의 R/G/B 3색의 Micro LED 소자(1화소)를 전사(이식) 하려면, 고난위도의 정밀 작업이 필요하다.
 
특히 머리카락 크기의 절반도 안 되는 크기의 R/G/B 3색의 Micro LED 소자를 연결해야 하기 때문에, 배선 연동에 따른 잔류 문제 등이 있을 수 있기 때문에, R/G/B 3색의 Micro LED 소자(1화소)를 TV(모듈)사이즈 화소 크기에 맞추어 전사(이식)하기가 쉽지 않은 것이다.

Q3>Micro LED TV 가격을 낮추기가 쉽지 않은 이유는?

A3>Micro LED 원가

구분	8K TV	10K TV
화소 수 또는 R/G/B 3색 Micro LED 소자(칩) 수	7,680x4,320=33,177,600(x3) =99,532,800	10,240x4,320=44,236,800 (x3)=132,710,400
Micro LED 소자 가격	Micro LED TV는 기본적인 Micro LED 소자(칩) 가격만 해도 엄청난 비용 부담이 따른다. 가령 Micro LED 1소자(칩) 가격을 0.1원씩만 쳐도, 소자 값만 적게는 331만원에서 많게는 1,327만원이나 되기 때문에, 원가 부담이 만만치 않다.
기타 가격	21:9↔16:9(10K↔8K) TV의 Micro LED 1소자(칩)을 적게는 331만개에서 많게는 1억 3,271만개를 백플레인(LTPS/모듈)에 이식(전사)을 해야 하기 때문에, Micro LED TV 가격을 낮추기가 쉽지 않은 것이다.

Q4>Micro LED 소자 크기란?
A4>5~100㎛(0.005~0.1mm) 크기의 LED소자를 Micro LED라고 부른다. 사람의 머리카락이 100㎛(0.1mm)내외라는 점을 감안하면, 1mm(1,000㎛)의 1/10보다 작은 크기 안에 R/G/B 3색의 Micro LED 소자(1화소)를, 75"~150" 크기에 일정하게 배열해서 적게는 331만개에서 많게는 1억 3,271만개의 Micro LED 소자를 이식(전사)을 한다는 자체가 쉽지 않은 것이다.
 
해서 기존 LCD TV나 OLED TV처럼 증착을 통해 세트로 양산하는 TV와는 기술적으로도 전혀 다른 TV가 바로 Micro LED TV다. 해서 초고가라는 문제와 양산의 난제만 해소가 된다면, 기존 LCD TV나 OLED TV랑은 화질과 성능, 활용성(다양성), 내구성(번인현상/밝기저하)에서 비교 자체가 되지 못한다.

Q5>Micro LED TV는 누가 주도할까?
A5>Micro LED 소자나 관련 부품은 대만과 중국이 주도할 것으로 보이지지만, 완제품 생산은 중국과 한국이 주도해 나갈 것으로 보인다. 다만, 국내 삼성-LG전자의 경우, Micro LED 소자나 관련 부품을 모두 대만이나 중국산을 사용하는 관계로 중국과의 가격과 기술 경쟁력이 떨어져, Micro LED TV 시장을 주도해 나가기는 힘들 것으로 보인다.

▶16:9(120")↔21:9(151")↔32:9(145")' 차기 Micro LED TV 모습