[발언] Micro LED TV, 어떻게 만들어지나?(1)

[이군배]

※본 글은, 이해를 돕기 위해, 설명이 다소 현실과 차이가 있을 수 있습니다.

부제 : 삼성 146"(4K)/219"(6K)/292"(8K) "The Wall Luxury" Micro LED TV 출시를 지켜보며...
 
Micro LED TV는, 지금까지 우리들이 보아온 TV구조와는 구조가 다르다. 또한 TV의 완성작이라 부를 만큼 결점도 없고, 화질도 우수함을 넘어, 자연스러움 그 자체라 할 수 있다. TV를 블록처럼 결합해서, 원하는 크기와 해상도로 만들어 사용할 수 있는 나만의 TV가, 어떻게 만들어지는지 살펴보자.

사실 Micro LED TV는, 지금 우리들이 대다수 보고 있는 LCD(LED)나 OLED보다 먼저 상용화 되어 왔다. 다만, Micro(마이크로)라는 작은 크기가 아닌, LED로 불렸고, 지금도 대다수의 전광판은 LED이다.

즉, Micro LED의 원조는 LED다. 그 LED의 크기를 크게는 1/1,000~1/100인, Micro(마이크로) 크기(5~100㎛)로 줄여, 2~3년 전부터 실내 상업용 디스플레이(사이니지)로 사용이 되다가, 이제 2019년을 기점으로, 가정용 TV로 상용화가 시작 될 것으로 보인다. 물론 2019년은 주로 100"~에 4K~ 주로 상용화가 되다가, 2020년부터는 100"미만에 8K로 상용화가 되어 나갈 것으로 보인다.

Micro LED는, 1화소(R/G/B) 크기가 5~100㎛(0.005~0.1mm)여서, 가장 작은 5㎛(0.005mm)로 만든다면, 4K인 경우 0.866", 8K인 경우 1.735"다. 제일 큰 100㎛(0.1mm)로 만들어도, 4K인 경우 17,345", 8K인 경우 34.7"밖에 안 된다.

▶Micro LED 1화소 크기로 구현 가능한 화면 크기
Micro LED 1화소 크기		구현 가능 화면 크기
		4K UHDTV	8K UHDTV
5~100㎛ (0.005~0.1mm)	최소 5㎛ (0.005mm)	0.866인치 1.92x1.08cm	1.735인치 3.84x2.16cm
	최대 100㎛ (0.1mm)	17.345인치 38.4x21.6cm	34.7인치 76.82x43.2cm

헌데, 현재 시중에 출시되고 있는 Micro LED 디스플레이를 보면, 삼성은 7월부터 146"(4K)/219"(6K)/292"(8K)를 내 놓는다. 소니는 220"(4K)/440"(8K)/783"(16K)를 이미 선을 보였다. 그리고 삼성은 조만간 가장 작은 가정용 75" 4K Micro LED TV를 내 놓을 예정이다.

그런데 여기서 의문이 드는 것은, Micro LED 1화소(R/G/B) 크기가 5~100㎛(0.005~0.1mm)밖에 안 되는데, 어떻게 초대형 디스플레이(TV)를 만들 수 있을까라는 것이다. 이 물음에 답하기 전에, 우리가 현재 사용 중인, LCD(LED) TV나 OLED TV의 1화소 크기부터 먼저 살펴보자.

만일 70인치 4K LCD(LED) TV와 4K OLED TV가 있다고 가정을 해보자. 이 70" 4K TV의 1화소 크기는 0.4mm다. 반면 70" 8K TV의 1화소 크기는, 그 절반인 0.2mm다.

그럼 여기서 다시, 0.4mm크기로 8K TV를 만든다면, 138.76"를 만들 수 있다. 138.76"크기의 4K TV 1화소 크기는 0.8mm가 된다. 또한 0.8mm로 8K TV를 만든다면, 278"가 된다(아래 그림과 도표 참조).

Micro LED TV는, 일반적인 LCD(LED)나 OLED TV의 1화소 크기에, Micro LED 1화소(50㎛)를 넣어서 제작을 하면, 작은(50 Micro) 화소로도, 대화면의 TV(디스플레이)를 만들 수 있는 것이다. 결국 1화소 간격만 늘리거나(100"~) 좁히면(~100"), Micro LED 디스플레이(TV)를 만들 수 있는 것이다.

▶Micro LED 디스플레이(TV) 제작 가능한 화면 크기
LCD/OLED 1화소 크기 (1화소 간격)	화면 크기
	4K	8K	ppi	가로x세로(cm) (상용TV)
0.1mm (100㎛)	17.37"	34.74"	253.65	Micro LED 1화소 최대 크기
0.2mm	34.74"	69.38"	127.01	-
0.25mm	43.4"	86.8"	101.52	-
0.3mm	52.2"	104.4"	84.4	115.56x65cm 231.12x130.01
0.4mm	69.38"	138.76"	63.5	153.59x86.4 (삼성 4K 75") 307.19x172.79
0.5mm	86.8"	173.6"	50.76	192.16x108.09 384.32x216.18
0.6mm	104.2"	208.4"	42.28	230.68x129.76 461.36c259.51
0.7mm	121.5"	243"	36.26	268.98x151.3 537.95x302.6
0.8mm	138.8"	277.6"	31.74	307.28x172.84 (루멘스 4K 139") 614.55x345.69cm 삼성 6K 219"
0.85mm	147.5"	295"	30.18	삼성 4K 146" 삼성 8K 292"
0.9mm	156.2"	312.4"	28.21	345.8x194.51cm 691.59x389.02cm
1mm	173.5"	347"	25.39	384.09x216.05cm 768.19x432.11cm
1.25mm	216.9"	433.8"	20.31	480.17x270.1cm 960.35x540.2cm (극장용 8K)
1.5mm	260.2"	-	16.93	576.03x324.02cm
2.0mm	347"	-	12.7	768.19x432.11cm
2.5mm	433.8"	-	10.16	960.35x540.2cm (극장용 4K)
※소니는 Micro LED 소자를 이용하여, 783" 16K(15,360x4,320) Micro LED 디스플레이를 제작하기도 하였다.

Micro LED TV는, 블록처럼 모듈로 되어 있어, 화면을 이어 붙여 나가는 형식이다. 삼성이 이번에 출시하는 Micro LED TV도 모듈을 붙여서 출시한 것이다. 즉, 삼성이 이번에 출시한 146" 4K Micro LED TV와 292" 8K Micro LED TV는, 146" 4K Micro LED TV 4대를 합쳐서  292" 8K Micro LED TV를 만든 것이다. 146" 4K Micro LED TV는 73" Micro LED HDTV 4대를 합쳐서 만들었다.

73" Micro LED HDTV(1920x1080)는, 120x120해상도를 가진 모듈 16개x9개=144개를 결합해서 만들었다. 이처럼 모듈을 결합해서 HD급 TV세트를 만들고, 그 HD급 세트 4대씩 합치면, 4K TV가 되고, 4K TV 4대를 합치면, 8K TV를 만드는 것이다. 결국 1화소 간격만 다르게 해서 만들면, 다양한 사이즈의 Micro LED TV를 만들 수 있는 것이다.

그래도 이해가 안 가시는 분들은, 아래 그림을 참조해 보자(요약 정리).

	R
	G
	B

1.가로x세로 50㎛(0.05mm)크기의 R/G/B 자발광 Micro LED 소자

2.가령 73" HD급 Micro LED TV를 만든다면, 73" HDTV 1화소 크기는 0.8mm다. 0.8mm크기 안에 50㎛(0.05mm)크기의 Micro LED 소자(1화소)를 넣어서 1개의 화소를 만든다.

3.0.8mm간격으로 가로 3840개, 세로 2160개의 화소를 이어 붙이면, 4K Micro LED TV가 된다. 또한 가로 7680개, 세로 4320개를 이어 붙이면, 8K Micro LED TV가 된다.

4,하지만, 저 많은 소자를 일일이 이어 붙이는건 현실적으로 어렵다. 해서 Micro LED 1소자(1화소)를 모듈(Module)로 만들고, 그 모듈을 합쳐 유닛(Unit)을 만들고, 유닛을 합쳐 세트(Set)로 만든다. 해서 1화소 간격만 다르게 가로 120화소(96mm)x세로 120화소(96mm)로 하나의 모듈(Module)을 만들면, Micro LED TV의 기본이 완성 된다.

5,위 모듈을 이어 붙여서, 가로 16개, 세로 6개를 이어서 붙이면, 73인치 Full HD급 Micro LED TV가 만들어진다. 그러면 73인치 HDTV 4대를 합쳐서 146" 4K Micro LED TV를 만들면 된다. 그럼 다시 146" 4K Micro LED TV 4대를 합치면, 292" 8K Micro LED TV가 된다. 해서 삼성이 이번에  146" 4K Micro LED TV와 292" 8K Micro LED TV를 출시하게 된 것이다.

다시 요약 정리하면...

Micro LED 소자(1화소)	1화소 간격	1모듈 (Module)	모듈 결합	해상도(모듈 갯수)
				HD	4K	8K
50㎛ (0.05mm)	0.8mm	가로x세로 120X120 화소 (96x96mm)	가로	16개	32개	64개
			세로	9개	18개	36개
			계	144개	576개	2304개
			크기	73"	146"	292"

※1화소 간격만 조정하면, 다양한 사이즈의 Micro LED TV를 만들 수 있다.

위 도표를 보면, 4K는 576개, 8K는 무려 2,304개나 되는 모듈을 결합해야 하기 때문에, 작업시간과 정밀한 부착 작업이 만만치 않다. 해서 여러 개의 모듈(Module)을 합쳐서 유닛(Unit)을 만들고, 유닛을 합쳐서 세트(Set)를 만들어 나가면 좀 더 쉽게 Micro LED TV를 만들 수 있다.

구분	모듈	유닛	세트(HD/2K)	세트(4K)	세트(8K)
화소	120x120	480x360 4모듈x3모듈	1920x1080 4유닛x3유닛	3840x2160 HDx4대	7680x4320 4Kx4대

이 과정을 실제 작업 공정으로 설명을 하면...

☞자료 출처 : 삼성디스플레이

삼성이 이처럼 다양한 사이즈의 Micro LED TV를 내 놓을 수 있었던 것은, 바로 Micro LED 모듈(Module)이, 베젤이 없기 때문에, 자유자재로 결합해서, 다양한 사이즈의 Micro LED TV를 만들 수 있었던 것이다.

▶삼성 "The Wall Luxury" Micro LED TV 사양

*화면크기 : 146"(4K) / 219"(6K) / 292"(8K)

*깊이 : 30mm미만

*주사율 : 120Hz

*HDR방식 : HDR10/HDR10+/HLG

*HDR구현 nit : 2,000nit(OLED의 5~6배)

*예상수명시간 : 10만시간(10년~/24시간 가동시)

*소비전력 : ? (OLED의 5배 효율)

*가격 : ?

이제 Micro LED TV는 시작이다. 가야할 길도 아직 남아 있지만, 가격만 어느 정도 극복이 된다면, Micro LED TV는 OLED TV를 밀어내고, 차기 디스플레이(TV)로 자라를 잡을 수 있을 것으로 보인다.

그렇지만, Micro LED TV가 가격을 극복하지 못한다면, Micro LED TV는 꽃도 피워보지 못하고 시들 수도 있다. 허나, 운영자가 바라보는 꿈의 디스플레이인 Micro LED 디스플레이(TV)는, 꿈이 아닌 현실이 될 것으로 믿어 의심치 않는다.

[전수현]

지난번 Micro LED TV 세미나를 듣고 이 글을 읽으니, 이제 Micro LED TV에 대해 확실히 알거 같습니다. 좋은글 감사합니다.

[이군배]

제 생각엔 Micro LED TV 출시 때문에, QLED TV 가격을 내린 거 같지는 않습니다. 본문에서도 언급을 드렸지만, 이번에 삼성에서 출시하는 Micro LED TV는, 146"(4K)/219"(6K)/292"(8K)입니다. 가격이 억대가 넘어, 아직은 QLED TV 가격에는 영향을 주지 않는다고 보여 집니다. 다만, 삼성이 이번에 4K-8K QLED TV가격을 인하내지는 할인 판매하는 이유는, OLED TV와의 가격 경쟁 때문이라고 봅니다. 특히 LG가 88인치 8K OLED TV와 75인치 8K LCD(LED) TV 출시를 앞두고 있어, 하반기에는 더욱 인하된 가격으로 QLED TV를 판매할 것으로 보입니다.

[이군배]

현재 8K QLED TV를 판매할 명분은 가격밖에 없기 때문인데, 8K QLED TV 가격을 인하하면, 4K QLED TV 가격을 인하해야하기 때문에, 전체적으로 TV가격이 급속도로 인하가 되고 있는 것으로 보입니다.