[발언] 차세대 디스플레이, 왜 마이크로LED 인가?

[이군배]

부제 : TV, 이것만은 알자!

2019년 TV시장은, 일반형은 LCD(LED) TV가 주도를 하고, 프리미엄(고급) 형은 OLED TV와 8K TV가 주도할 것으로 보인다. 하지만, 변수는 LCD(LED/QD)형 8K TV가 HDMI 2.1(48Gbps)를 적용하고, 가격적으로 4K OLED TV보다 저렴해 질 수 있다면, LCD(LED/QD)형 8K TV가 프리미엄 4K OLED TV까지 잠식 할 수 있을 것으로 보인다.

다만, 2019년 TV 혁신은, Micro LED TV가 되지 않을까 싶다. 물론 아직 Micro LED가, 가격을 현실화하기 위한 대량생산에 따른 기술적 난제들이 있어, 2019년에는 제한적으로나 출시가 될 것으로 보여, 수요는 별로 없겠지만, 화질 하나 만으로도 기대를 모으기엔 충분할 것으로 보인다.

만일 2019년에 73인치 4K Micro LED TV가 출시 된다면, 최소 5천만원~은 될 것으로 보여, 공염불에 불과 하겠지만, 그럼에도 Micro LED TV에 관심이 가는 것은, 그 가능성이 무궁무진하기 때문이다. 해서 Micro LED에 대한 장단점을 간략하게 살펴보았다(자료중 일부는 아직 제품이 출시되지 않고, 기술적 설명이 복잡해, 이해를 돕기위해 설명한 부분이 있음을 감안해 주시기 바랍니다).

▶TV용 패널 종류와 상용화
구분 (발광)	패널명(제품 유형)		발광소자+ 컬러구현	TV명	상용화
백 라이트 발광	LCD	LCD(LED)	LED+ RGB컬러필터	LCD(LED) TV	대다수 업체 생산/가성비 최적
		LCD(QD)	LED+ QD-RGB컬러필터	QLED TV	삼성-TCL/LCD(LED)보다 다소 고가
자체 발광	OLED	WRGB방식 OLED	Withe OLED+ RGB컬러필터	OLED TV	LG/LCD(LED)보다 3~10배 고가/8K는 가격-소비전력 관건
		BRGB방식 QD-OLED	Bule OLED+ QD-RGB컬러필터	X (2019년~) QD-OLED TV	삼성/LG OLED랑 비슷(버닝해소)/8K는 가격-소비전력 관건
		RGB방식 OLED	R/G/B OLED 개별발광	X (2020년~) 모니터는 2019년 (잉크젯 RGB방식)	JOLED등/TV용은 상용화 쉽지 않을 듯/가격-소비전력 관건
	LED	Micro LED	R/G/B Micro LED 개별발광	2019년(100"내외) Micro LED TV	삼성-LG외 대만-중국 업체/차세대 디스플레이로 최적/초고가 문제 해소가 관건
		Mini LED	R/G/B Mini LED 개별발광	X (2020년~) 모니터는 2019년	대만업체외/300㎛내외 크기로 TV용으로 제작가능성 있음
	QLED	(자발광) QLED	R/G/B QLED(?) 개별발광	X (2020년~)	삼성-TCL/LG OLED보다 고가/Micro LED상용화시, 무의미
※QD는 Quantum Dot(양자점)을 소재로 사용 ※Micro LED 1화소 크기는 5~100㎛지만, Micro LED TV(~100")로 만들 경우, 1화소 크기를 가로50㎛x세로90㎛(R/G/B 각각30㎛)로 만들어, 75" 4K인 경우 1화소 크기를 432㎛안에, 75" 8K인 경우 216㎛안에 넣어서 제작을 한다.

LCD(LED)는, LED백라이트에 RGB컬러필터를 사용해서, TV화면의 색상을 구현한다, LG의 WRG방식 OLED나 삼성의 QD-OLED도 Withe/Blue OLED가 화소별로 자체 발광을 하지만, RGB컬러필터를 사용함으로서, 12Bit~ 색상을 온전히 구현하는 데는 한계가 있다. 또한 OLED는, OLED 발광소자가 커서, 소비전력도 만만치 않고, 수명도 짧고, 번인 현상도 있어, 8K/12bit~를 구현하기엔 더한 한계성이 있다.

해서 RGB컬러필터가 아닌 R/G/B가 개별로 발광하는 잉크젯 RGB방식 OLED나 자발광 QLED가 차세대 디스플레이로 떠오르고 있지만, 이 경우도 OLED/QLED의 발광소자가 3배로 늘어나, 소비전력과 가격이 더한 문제가 된다. 반면 Micro LED는, OLED보다 1/100 이하로 작아, 소비전력이 OLED의 1/5수준 으로 적다. 또한 OLED의 최대 약점인 번인현상이나 수명문제에서도 우위를 보여주고 있다. 물론 화질도 당근 OLED보다 우수하다. 결국 남는 문제는 가격밖에 없다.

☞Micro LED란?

*특징 : LED 1화소 크기가 5~100㎛(Micro)로 R/G/B가 개별로 발광

          OLED가 유기물이라면 Micro LED는 무기물

*장점 : 작지만(5~100㎛) 강하다(최고 화질)

*단점 : 초 고가이다(75인치 8K Micro LED TV 5천만원~ 예상)

☞Micro LED의 우수성

1.OLED보다 우수환 화질

2.플렉서블(Flexible)하다-구부리거나 휠 수 있는 유순한 디스플레이

3.크기 자유자재-원하는 크기와 화면비로 제작

4.용도 다양성-HMD/스마트폰/100인치 내외의 디스플레이

5.낮은 소비전력-OLED의 1/5수준

6.배젤 없는 디스플레이

7.긴 수명과 버닝 현상 해소

8.빠른 응답속도(ns)-OLED(µs)/LCD(ms)

9.시야각 퍼펙트

10.12bit~ 컬러 구현에 최적

이처럼 Micro LED TV는, OLED나 QLED와는 비교가 안 되는 화질의 우수성과 다양성, 안정성에서 그 가능성이 무궁무진하기 때문에 차세대 디스플레이로 손색이 없다. 하지만, 가격이 문제다.

그렇지만, 삼성-LG를 비롯하여, 대만-중국 업체들이 Micro LED와 Mini LED를 이용한 대량생산을 통한 가격 해소에 모든 노력을 기울이고 있기 때문에, 적어도 2~3년 안에는 가시적인 성과가 나올 것으로 보인다.

해서 2022년을 전후로 8K TV가 12bit에 100인치 내외로 주로 상용하가 된다면, Micro LED TV는, 가장 적합한 8K TV가 될 것으로 보인다. 또한 2020년~는 HMD(VR)나 스마트폰 등에도 Micro LED가 적용 될 것으로 보여, Micro LED는 다영한 곳에 사용이 되어, 차세대 디스플레이로 정착을 할 것으로 보인다.

☞공개된 4K Micro LED 디스플레이
제조사	삼성 146" (The Wall)	삼성 75" (The Wall)	LG 173.5" (LED Screen)	소니 4K 220" (Crystal LED)
화면 크기	3232.2x1818.1	1660.4x933.9	3840.9x2160.5	4870.4x2739.6
1화소 크기	0.8417mm	0.4324mm	1.0002mm	1.2683mm
사용 LED & LED 1화소크기	0.05x0.09mm Micro LED (축소 매칭)	0.05x0.09mm Micro LED (축소 매칭)	1mm크기 Fine-pitch LED (1:1 매칭)	1.26mm크기 Fine-pitch LED (1:1 매칭)
※LG와 소니는 Micro LED가 아닌, Fine-pitch LED를 사용하여 1화소를 1:1크기로 사용하였지만, 삼성(146"/75")은 0.05x0.09mm(50x90㎛)크기 정도의 Micro LED를 146"인 경우, 0.8417mm(841.7㎛) 크기안에 넣어 1화소를 구현하고, 75"인 경우, 0.4324mm(432.4㎛) 크기안에 넣어 1화소를 구현한다. 즉, 1화소 크기보다 작은 Micro LED를 넣어 제작을 한다. ※삼성이 LG나 소니처럼 Fine-pitch LED(1:1매칭)가 아닌, 실 1화소 크기보다 작은 Micro LED를 사용한 이유는, 소비전력 때문이다. Fine-pitch LED는 LED자체가 커서 소비전력이 높지만, Micro LED는 Fine-pitch LED에 비해 1/100수준 크기여서 소비전력이 훨씬 낮다.

☞자발광 LED 종류 및 1화소 크기

*Micro LED : 5~100㎛(0.005~0.1mm)-HMD/스마트폰/TV

*Mini LED : 100~200㎛(0.1~0.2mm)-모니터중심/TV도 가능

*Fine-pitch LED : 1,000~2,500㎛(1~2.5mm)-전광판

※200~1,000㎛크기에 대한 이름은 아직 없음

[신동수]

위에서 공개된 4k..표의 밑 설명란 단위환산이 오타되었네요
0.05 mm---->50 um
0.8417mm………>841.7um

[이군배]

감사합니다. 오류 수정하였습니다.

[장대원]

마이크로 LED 정말 궁극의 디스플레이군요. 너무 기대 되네요. 10년 안에 현실과 구분 불가한 영상을 보게될 수 있겠어요. 거실 창문 대신 마이크로 LED 디스플레이 설치 해 놓으면 전망 좋은 집 찾아 댕길 필요 없어지겠네요. 날씨도 맘대로... 앞마당 그랜드 캐년도 가능할 듯 ^^