[발언] LCD(LED) TV의 한계는 어디까지인가?

[이군배]

부제 : 저평가 되고 있는 LCD(LED) TV에 대하여...

현 디스플레이중 가장 오래된 것은 15년 이상의 역사를 가진 LCD이다. 또한 TV증 97%이상이 LCD TV이다. 헌데, 이러한 LCD TV가 오래되었다는 명분으로 구형기술로 취급받아 최근에는 LED TV나 QLED TV로 불리고 있지만, 이들 신제품들 모두 LCD패널이다.

▶평판 TV 족보

LCD TV가 PDP TV에 밀려 사라질 것처럼 보였지만, PDP TV가 소비전력 문제를 극복하지 못해 스스로 자멸하면서, LCD TV는 백라이트를 형광램프(CCFL)대신 LED를 사용하면서, 소비전력을 대폭 줄이면서, LCD(LED) TV로 거듭나기 시작하였다.

하지만, 최근 2~3년 전부터 4K OLED TV가 나오면서, LCD(LED) TV가 또다시 거센 도전에 직면하였지만, 2~3년 앞으로 다가온 차세대(8K)TV에서는, 8K OLED TV가 소비전력 때문에, 찾아보기 힘들 것으로 보여, LCD(LED) TV의 생명력은 언제일지 단언하기 힘들어 졌다.

해서 OLED TV 자체도 이미 그 한계성이 노출되고 있다. 그래서 전 세계 패널 제조사들은 1~3년 후의 양산 패널에 대한 투자를 모두 LCD패널 집중하고 있다.

▶10세대 이상 LCD공장 투자 현황
기업	세대	생산량(월)	양산시점
LGD	P10(LCD)공장 OLED용 10.5추가	4만~45,000장 ?	2018년상반기 2020년 전후
폭스콘	10.5	4만5천장	2017년 6월
BOE	10.5	15만장	2018년초
CSOT	11	18만장	2019년 7월
샤프	10	7만2천장	2009년 7월

결국 2~3년 후 도래가 예상되는 8K UHDTV는, 모두 LCD(LED)형 8K UHDTV가 될 것으로 보인다. 그래서 짚어 보았다. 과연 LCD의 한계는 어디까지인지를 살펴보자. 사실 LCD는 그 기술이 패널 제조사마다 다양하게 진행이 되고 있어, 기술적으로 설명하기도 쉽지가 않다.

그렇지만, 분명한 것은, 차기 LCD패널은 중심은, 8K UHD가 그 목표이며, 패널의 컬러처리를 12bit로 처리하여, UHDTV의 표준 색상인 BT.2020의 색재현력을 100%구현하는 것이다. 현재 이 목표에서 근접한 것은 LCD밖에 없다.

물론 LCD라 해서 다 같지는 않다. LCD가 워낙에 다양한 회사에서 제조를 하고, 또한 가장 저렴한 패널이다 보니, 8bit패널에 화소수가 부족한 RGBW(M+)패널(3K)까지 사용한 4K UHDTV도 있다. 심지어는 백라이트 기술을 온전히 적용하지 못해, 빛샘이 심하게 발생하는 저급한 LCD(LED)패널도 많다.

이러한 수준미달의 LCD(LED) 패널들 때문에, LCD(LED)는 싸구려에, 구형 기술이라는 인식이 커지고 있는 것이다. 특히 최근에 애플이 아이폰8에 OLED디스플레이를 장착하면서, OLED에 대한 긍정적 인식이 확산되면서, LCD(LED)패널은 더한 구닥다리 취급을 받고 있다.

또한 TV에서도, 글로벌 TV제조사 대다수가 4K OLED TV를 출시하면서, TV도 모두 OLED TV로 가는 것이 아니냐는 인식이 확산되고 있는 것도 현실이다. 하지만, 여기서 우리가 알아야 할 것은, 글로벌 TV제조사들 또한 OLED TV에는 한계성을 알고(4K UHDTV까지), 4K OLED TV는 마케팅 치원에서만 출시를 하고 있다.

그리고 우리가 알아야 할 것은, 스마트폰처럼 수명이 3~4년을 넘지 않는 소형에선 OLED패널을 사용해도 큰 무리가 없지만, 5~6년이상 사용하는 대형 TV에선 수명(일정시간 경과 시 밝기 저하)과 가격, 소비전력 때문에, 한계가 있다는 것이다. 특히 8K OLED TV에서는 더한 한계성이 있다는 것이다.

패널	OLED			LCD(LED)
구동	AM OLED		PMOLED	형광램프/LED
주용도	스마트폰 (소형)	TV용 (대형)	웨어러블 극소형 기기	스마트폰, 모니터, TV
주도	삼성	LG	-	대다수 패널제조사
장점	*백라이트 없이 스스로 색과 빛을 내는 특성이 있어 휘거나 접는 디스플레이를 설계하거나 제품의 두께를 더 얇게 할 수 있고, 투명디스플레이 제작에도 널리 쓰인다. *LCD에 비해 1,000배 빠른 응답속도를 자랑한다. *자체발광이라 세세하게 화질을 구현할 수 있다. 특히 시야각 좋고, 빛샘이 없어, 화질 구현 능력이 뛰어나다.			*15년 이상 사용되어온 가장 검증된 패널이다. *현존 패널 중 가장 저렴하면서 우수한 화질을 구현한다. *앞으로도 발전 가능성이 제일 크다.
단점	*소비전력이 높다. *수율이 떨어져 가격이 비싸다 *일정 시간 경과시 화면의 밝기가 저하되어 수명이 LCD보다 짧고, 동일 화면지속 시, 화면에 얼룩이 남는 버닝현상이 LCD보다 심하게 나타나 내구성이 떨어진다.			*시야각, 빛샘, 응답속도에서 OLED에 뒤쳐진다.
전망	디스플레이 해상도가 높아질수록 OLED는 소비전력 때문이라도 한계성이 커지고 있다. 해서 스마트폰용 4K 디스플레이부터는, 주로 마이크로LED와 같은 새로운 디스플레이가 사용이 될 것으로 보이고, TV용은 LCD(LED)패널을 발전시킨 LCD(LED)형 8K UHDTV가 차세대 디스플레이로 주목받고 있다.
명칭에 대하여	최근 LG는 자사 OLED를 올레드라 부르고 있다. 올레드는 LG가 자사 상품을 홍보하기 위한 마케팅적으로 붙인 이름이므로, 그냥 OLED(오엘이디)라 부르는게 맞다. 또한 LED TV도 삼성에서 마케팅적으로 붙인 이름인데, 대다수의 TV제조사들이 LED TV라고 부르고 있으므로 LED TV라 불러도 무방하나, 가능한 고유의 이름을 사용하는 게 좋다.

OLED(Organic Light-Emitting Diode)는 형광성 유기화합물을 기반으로 한 발광 소자의 일종으로, 액정과 달리 자체적으로 빛을 발산할 수 있기 때문에, 백라이트가 필요 없는 특징 때문에 OLED는 제품 두께를 더욱 얇게 만들 수 있으며, 특수 유리나 플라스틱을 이용해 구부리거나 휠 수 있는 디스플레이 기기도 제작할 수 있다.

OLED는 구동방식에 따라 수동형 유기 발광 다이오드인 AMOLED(Active-Matrix OLED)와 능동형 유기 발광 다이오드인 PMOLED(Passive Matrix OLED)로 구분되어 진다. 우리가 주로 접하는 OLED는, 스마트폰이나 TV에 사용되는 AMOLED가 대다수인데, 이러한 OLED는 휘어지는 정도에 따라 벤더블(bendable), 폴더블(foldable), 롤러블(rollable) OLED로 불리기도 한다.

LCD(Liquid Crystal Display)는, 가해지는 전기 신호의 종류에 따라 빛의 굴절 패턴을 바꾸는 액정(液晶) 소자를 사용한다. 이 액정 소자가 촘촘히 배열된 패널을 이용해 화면을 구성하는 것이다. 다만 액정 자체는 빛을 내지 못하므로 반드시 액정 패널에 빛을 공급하는 후방 조명, 즉 백라이트(back light)가 함께 탑재 한다.

해서 LCD는 백라이트에 따라 제품이 구분되어 지며, 백라이트 때문에, 화질 구현에 여러 난관이 생기기도 한다. 또한 디밍(Dimming) 백라이트 기술을 이용해 HDR구현 nit를 높이기도 한다. 해서 현재 사용 HDR구현 nit중 최고는 2,000nit까지 나와 있다. OLED는 구현 nit가 750nit이상을 넘기 힘들지만, 실 구현 nit는 500nit내외다.

LCD 패널은 크게 TN(Twisted Nematic), VA(Vertical Alignment), IPS(In-Plane Switching)방식으로 나눠진다. PC용 모니터는 TN방식이 많지만, TV는 VA방식과 IPS방식을 선호한다. PC용 모니터와 TV에 따라 패널을 구분하는 것은 주사용 용도가 정지영상 재생과 동영상 재생으로 나눠지기 때문이지만 모니터와 TV의 구분이 점차 모호해지는 탓에 최신 모니터들의 경우 IPS방식을 많이 사용한다.

TN방식은 구동 전압이 낮고 제조 단가가 저렴하다는 장점이 있지만 시야각이 좁고 색상과 휘도의 변화가 일정치 않아 정교한 영상을 만들지 못한다. 점점 사용 빈도가 줄어들고 있는 방식이다. VA방식은 색상이 자연스럽고 명암비가 가장 높지만 시야각이 좁고 응답속도가 느리다는 단점이 있다.

IPS방식의 경우엔 색상, 계조에 걸쳐 균일한 응답속도를 나타내고 시야각이 넓지만 명암비와 휘도가 높지 않다는 단점이 있다. 해서 LG LCD(LED)형 4K UHDTV가 HDR구현 nit가 500nit를 넘지 못하고 있는 것이다.

삼성과 소니의 경우 VA패널의 단점을 보완한 PVA(Patterned Vertical Alignment)패널을 사용해 시야각에 따라 색상이 달라지는 문제를 개선했으며, LG는 IPS패널의 단점을 보완한 S-IPS(Super In-Plane Switching)패널을 사용해 명암비와 휘도를 개선하고 응답속도를 높였으나, HDR구현에선 아직 한계성을 드러내고 있다.

이렇듯, LCD(LED)기술은 다양하다. 패널 제조사마다 각기 조금씩 다른 기술로 화질 향상을 꾀하여 왔는데, 특히 TV는 패널의 제조기술도 중요하지만, TV에 내장되는 메인보드의 역할도 무척이나 중요한다.

이러한 대표적인 선례가 바로 LG 4K OLED TV에서의 4K 60fps의 영상 처리 기술이다. OLED패널이 LCD(LED)패널에 비해 응답속도가 1,000배나 빠르지만, 실제 4K 60fps의 영상을 처리하는 기술을 보면, LCD(LED)형 4K UHDTV랑 차이가 없다. 이는 메인보드에서의 기술이 OLED패널을 따라가지 못한 것이다.

현재, LCD(LED)패널은, 그 중심이 8K UHD가 그 목표이며, 패널의 컬러처리를 12bit로 처리하여, UHDTV에 표준 색상인 BT.2020을 100%구현하는 것이다.

샤프는, 지난 2월에 일본 국립 물질·재료 연구기구(NIMS)와 함께 LCD(LED)형 패널에서 8K UHD화질의 BT.2020 색 재현력을 90%까지 구현하는 기술을 개발하였다고 발표를 하였다. 이러한 기술들이 HDMI 2.1과 같은 기술과 접목이 된 메인보드 기술이 함께 어우러진다면, "UHD=초고화질"의 목표는 실현이 될 것으로 보인다.

그리고 우리는 알아야 한다. 우리가 HD방송을 막 시작하던 16전인 2001년에 UHD는 8K UHD로 이미 구상이 되었고, 2012년에 국제 UHDTV표준을 제정하면서, 4K UHD를 추가하였다는 것을... 해서, "UHD=8K UHD"라는 것을... 그리고 그 8K UHD를 가장 저렴하게 대중화 시켜줄 수 있는 디스플레이는 LCD(LED)패널이라는 것을...

[윤석용]

앞으로도 계속 led가 유리하므로 led가 oled를 화질과 성능면에서 능가하는 날이 올까요? 자발광 QLED도 결국 led인가요?

[이군배]

사실 이번 삼성 4K QLED TV는 패널이 LCD이지만, BT.2020 색 재현률에서, 4K OLED TV를 5%정도 앞서고 있습니다. 5%가 별거 아닐 수도 있지만, 어찌되었든 색 재현력에서 LCD(QD)패널이 앞서가고 있다는 것많은 분명한 사실입니다. 물론 OLED도 나름 개선을 하겠지만, 4K OLED TV가 나온지 3년이 되도록, 3년잔과 기술(화질)적으로 발전된 것은 없기 때문에, LCD(LED/QD)가 그 만큼 발전 가능성이 더 높다는 것입니다. / 자발광 QLED는 LCD가 압니다. 진짜 QLED TV는 자발광이어야 QLED TV라 부를수 있습니다. 삼성이 지금처럼 LCD패널을 기반으로 한 QLED TV는 진짜 QLED TV가 아닙니다. 마케팅적으로 부르는 QLED TV입니다.

[이군배]

삼성이 지금 출시한 QLED TV의 정확한 명칭은 LCD(QD)형 4K UHDTV라 부르게 정확한 명칭입니다. 본문 글에 첨부한 평판 TV의 족보를 참조하시면 될것 같습니다.

[윤석용]

그렇군요. 계속 지켜봐야 하겠네요. 자발광 QLED가 8k에서도 나오면 좋겠어요. 감사합니다.

[이군배]

자발광 QLED TV는 2016년에 삼성이 내 놓는다고 하였다가 결국 내 놓질 못하였습니다. 그런데, 엇그제 애플이 자발광 QLED에 대한 특허를 출원 하였다고 합니다. 자세한 내용을 바로 아래 있는 "애플, 자발광 QLED 내놓나?"라는 글을 찹조해 보시기 바랍니다.