[발언] LCD 허와 실

[이군배]

☞우리는 LCD에 대해 얼마나 제대로 알고 있을까?

☞LCD없는 ‘K-디스플레이’, OLED로만 세계시장을 주도할 수 있을까?

LCD는 2000년 전후로 상용화가 시작 되었고, 2005년을 전후로 TV에도 본격 적용이 되면서, 대중화가 시작 되었다. 2009년부터는 CCFL(형광램프) 백라이트 대신 LED백라이트를 사용하면서, LCD TV라는 이름대신 LED TV라는 이름으로 불리며, LCD는 거의 모든 디스플레이에 사용이 되기 시작하였다.

2015년을 전후로는 OLED가 스마트폰에 이어, TV에까지 본격 사용이 되면서, LCD(LED)의 한계가 지적 되었지만, 아직도 가성비적으로는 LCD를 넘어서는 그 어떤 디스플레이(패널)도 아직은 없다. 해서 LCD는 앞으로도 상당기간 존재할 수밖에 없다.

특히 최근 TV시장이 75“이상 또는 8K TV로의 변화가 진행되면서, OLED TV의 한계가 지적 되고 있는 반면, LCD는 LED백라이트 대신 Mini LED백라이트를 채용하면서, 화질을 향상시켜, OLED를 무색하게 하고 있다. 해서 LCD없는 ‘K-디스플레이’가 OLED TV로만 세계 TV시장을 주도하기는 힘들다고 본다.

하지만, 국내 패널 제조사들은 이미 2020년 1월에 ‘탈 LCD’를 선언하면서, LCD는 구형기술에 화질이 떨어진다며, 부정적 이미지를 부각시키면서, LCD에 대한 오도된 정보까지 쏟아내고 있다. 그러면서, OLED를 차기 디스플레이로 내세우며, OLED에 대한 과도한 홍보를 넘어, 과도하게 포장까지 하고 있다.

하지만, 지금 글로벌 시장은, 일부 스마트폰을 제외하면, 고주사율(144Hz~)의 LCD모니터나 75"이상 또는 8K TV 에서는 LCD의 독주와 확산세가 더욱 커져만 가고 있다. 해서 LCD에 대한 모든 것을 가감 없이 짚어 보았다.

< 순 서 >

1.LCD패널 계보

2.구동방식으로 LCD

3,백라이트 기술로 본 LCD

4.LCD, 정말 구형기술에 사양 산업일까?

5.8K TV에선 사실상 LCD외에 대안이 없다.

1.LCD패널 계보

패널명 (비중)	TV명	발광소자+ 컬러구현	상용화	특장점/대중화 과제
LCD (98.5%)	LCD TV	CCFL(형광램프) +RGB컬러필터	대다수 업체 (2003년~)	단종
	LED TV	LED+RGB컬러필터	대다수 업체 (2009년~)	대다수의 TV는 LCD(LED) TV
	QLED TV	LED+ QD-RGB컬러필터	삼성-TCL (2015년~)	기존 LED TV에 QD시트 부착
	Mini LED TV	Mini LED+ RGB컬러필터	TCL(2019년~)	기존 LED백라이트 대신 Mini LED백라이트 사용
	QD-Mini LED TV	Mini LED+ QD-RGB컬러필터	TCL(2019년~)/ 삼성-LG(2021년)	Mini LED TV에 QD시트 부착→삼성 'Neo QLED' / LG 'QNED'
	Dual LCD(Cell) TV	LED+RGB컬러필터 (2장의 LCD패널 사용→추가 흑백 LCD는 화소별로 백라이트 조정)	하이센스 (2019년~)	OLED TV이상의 화질과 성능구현→패널이 다소 두껍고 가격이 4K OLED TV수준→8K TV에서 승산 있을 듯

2.구동방식으로 본 LCD

LCD패널을 구동하는 방식은 크게 3가지다. TN방식과 VA방식, 그리고 IPS방식이 대표적인 방식이지만, 최근엔 상호 장단점들을 거의 개선하여, 그 기술적 차이는 크진 않다. 해서 최근에는 LCD패널의 구동방식 보다는 백라이트 기술이, LCD패널의 우위성을 결정하고 있다.

1)TN(Twisted Nematic)패널

가장 오래된 LCD패널 기술로, 지금은 그리 많이 사용되고 있지 않다. TN패널은 24비트 트루 컬러를 표시 할 수 없지만, 대신 보간을 사용하여 올바른 음영을 보여준다. 이로 인해 IPS 또는 VA 패널과 비교할 때 눈에 띄는 색상 밴딩 및 낮은 명암비가 발생한다,

2)IPS(In-Plane Switching)패널

IPS는 LG가 만든 것이다. IPS는 TN패널의 한계, 특히 열악한 색 재현과 제한된 시야각을 개선하기 위해 개발되었다. 결과적으로 IPS 패널은 이 두 영역 모두에서 TN보다 훨씬 낫다. IPS패널의 최대 장점은 시야각이 우수하지만, 최근 적용된 HDR구현nit에선 취약성을 보여주고 있다.

3)VA(Vertical alignment)패널

삼성의 "수퍼 수직 정렬"(SVA) 및 "고급 다중 도메인 수직 정렬"(AMVA)이라고도 한다. VA패널은 TN과 IPS간의 절충안이라 할 수 있다. 해서 한동안 IPS에 밀리는 양상을 보였지만, 최근 적용된 HDR구현 nit에서 우수함을 보이면서, 건재함을 과시하고 있다.

3,백라이트 기술로 본 LCD

LCD TV는, LCD패널에 LED나 Mini LED와 같은 발광 소자를 이용해 빛을 내면, RGB컬러필터로 색상을 구현한다. 해서 LCD에 사용되는 백라이트(Back Light)는, LCD에서 없어서는 안 되는 핵심 부품 중 하나다. 해서 LCD에 사용되는 백라이트를 아는 것은, LCD를 이해하는 첫 걸음이 될 것이다.

1)LCD 백라이트 종류

①CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp:냉음극형광램프) : 일종의 형광램프를 말한다. 초기 LCD TV에 필수적으로 사용이 되었지만, 10여면 전부터 LED로 대처가 되면서, 현재는 사용되지 않고 있다.

②LED : 현재 사용되고 LCD TV는 대다수 LED를 백라이트로 사용하고 있다. LED를 백라이트로 사용한다고 하여, LED TV라고 부르고 있다.

③Mini LED

LED보다 작은 Mini LED는, LED보다 10배이상 많은 Mini LED를 사용하여, LCD TV의 최대 단점인 빛샘을 최소화함으로서, LCD TV의 화질을 향상시키고 있다. 향후 LCD TV에 사용되는 백라이트는 LED에서 Mini LED로 대처가 될 것으로 보인다.

2)백라이트 구현 방식

①Edge

100개 내외의 LED를 LCD패널 테두리에서 발광하게 한다.

②Direct

500개 내외의 LED를 LCD패널 전체에서 발광하게 한다.

③Local Dimming(로컬디밍)

1,000개 내외의 LED를 구역별 나누어 제어 발광하게 한다.

④Full Array+Local Dimming

2~3만개의 LED를 구역별 나누어 제어 발광하게 한다.

최상급의 LCD(LED) TV 또는 Mini LED(LCD) TV에 주로 적용하고 있다.

⑤Dual LCD
2장의 LCD를 사용하여, 1장을 백라이트처럼 사용하여, 마치 OLED TV처럼 화소별로 빛을 구현함으로서, OLED 화질을 구현하고, OLED보다 나은 성능(밝기/번인해소)을 보여준다.

4..LCD, 정말 구형기술에 사양 산업일까?

OLED TV가 등장을 하면서, LCD TV는 구형 기술에 사양 산업으로 취급받고 있다. 그렇지만, OLED TV가 LCD TV를 이어받기엔, 기술과 경쟁력이 역부족이다. 특히 TV시장이 75"이상 또는 8K TV로 변화가 진행 되면서, OLED TV의 한계는 더욱 분명하게 드러나고 있다.

현재 LCD TV가 OLED TV에 쳐지는 것은 화질밖에 없다. 그럼 LCD TV는 왜 OLED TV에 비해 화질이 쳐지는 것일까? OLED TV는 화소별로 발광허여, 정확한 색상을 구현하지만(암부 표현이 우수), LCD TV는 1개의 LED백라이트가 수천화소를 밝혀주기 때문에, 빛샘으로 인해 온전한 색상을 구현하지 못하는 한계를 가지고 있다.

결국 이러한 문제를 해소하려면, LED백라이트 수를 늘려 OLED처럼 화소별로 발광을 하게 한다면, OLED TV 이상의 화질을 보여줄수 있겠지만(진정한 자발광 LED TV), 그럴 경우 가격은 물론 소비전력에서 OLED TV에 비해 경쟁력이 떨어진다.

해서 LCD TV가 내놓은 대안이 바로 1,000개 내외만 사용하던 LED백라이트 대신 Mini LED백라이트를 2만~10만개 정도까지 사용하여, 화질은 OLED급에 성능(밝기/번인해소)은 더욱 우수하게 만들어, OLED TV와 경쟁을 하는 것이다. 특히 이러한 Mini LED TV는, 75"이상 또는 8K TV에서 더한 경쟁력을 발휘할 수 있다.

하지만, 3만개의 Mini LED백라이트를 사용한다고 해도, 1개의 Mini LED백라이트는 4K기준 576화소를 밝혀주고, 8K 기준 1,105화소를 벅혀주기 때문에, 완전한 빛샘(암부표현) 차단은 힘들다. 해서 등장한 것이, LCD패널을 2장 사용하여, 1장은 기존 LCD패널처럼 동작을 하게 하고, 1장은 LED백라이트 역할을 함으로서, 적은 LED소자로도(저렴한 비용으로) OLED의 화질(암부표현력)과 성능(밝기/번인해소)을 구현하는 것이다.

현재 Dual LCD TV는, 중국의 하이센스가 유일하게 상용화하고 있지만, 하이센스가 상용화한 Dual LCD(Cell)는, 4K+HD급(흑백)의 LCD패널을 사용하여, 4개의 화소를 1개의 LED백라이트가 밝히는 효과를 내어, OLED수준의 화질에 OLED를 넘어서는 성능(밝기/번인해소)을 보여주고 있다. 또한 소니가 상용화한(파라소닉 패널) 4K+4K(측백) LCD패널을 사용한(1:1매칭) 업무용 LCD모니터의 경우는, OLED화질에 OLED를 넘어서는 성능(밝기/번인해소)을 보여주고 있다.

이러한 Full Dual LCD(4K+4K)의 경우는, 화질은 우수하지만 가격이 문제다. 현재 하이센스가 상용화한 4K+HD LCD패널 사용한 4K Dual Cell TV의 가격은 4K OLED TV와 가격과 비슷하여 경쟁력이 떨어지고 있다. 또한 패널이 다소 두껍고, 아직 75"이상에 4K+4K LCD패널을 적용하지 못해, 암부표현에선 OLED보다 다소 부족함이 있다.

하지만, 75"~ 8K TV를, 8K+8K LCD패널을 적용하여, 상용화만 할 수 있다면, 77"/88" 8K OLED TV(2,500만원/5,000만원)의 절반 이하의 가격에 출시가 가능하여, 8K TV에선 경쟁력이 있다.  해서 LCD TV는 아직 구형기술도 사양 산업도 아니다. 어찌보면, OLED TV보다 더한 가능성과 비전을 가지고 있다 할 것이다.

5.LCD TV는 앞으로도 존재할 수 있을까?

(8K TV, LCD외엔 대안이 없지만, 100"~엔 Micro LED TV(모듈조합)와 같은 다른 대안이 요구 된다)

위에서도 언급을 하였지만, OLED TV와 같은 자발광TV들이 가격과 성능에서, LCD TV를 넘어서지 못한다면, LCD TV는 존재할 수밖에 없다. 하지만, 앞으로 상당기간은 LCD의 가성비를 넘어설만한 패널은 나오기가 쉽지 않이 보인다. 그런 점에서 LCD TV는 상당기간 존재할 수밖에 없다.

하지만, 8K TV의 적정 사이즈가 120" 내외라는 점에선, 세트로 된 LCD TV나 OLED TV는 한계성을 가져갈 수밖에 없다. 120" 내외 세트 크끼는, 운반(이동) 부터가 쉽지 않고, 가격 또한 억대를 넘어서고 있다. 결국 120" 내외의 8K TV는, 운반(이동) 설치 문제와 가격 문제를 해소하는 것이 관건이 될 것이다.

해서 120" 내외의 8K TV에 대한 답을, 우리는 모듈(조립)형 Micro LED TV에서 찾아야 한다고 본다. 물론 세트로 된 100"미만의 Micro LED TV도 필요는 하겠지만, LCD(Mini LED) TV와 경쟁하기엔 가격적으로 역부족이기 때문에(Micro LED TV는 작게 만들기다 더 어려움), 100"이상의 8K TV는 모듈(조립)형 8K Micro LED TV가 답이 되지 않을까 싶다.

최근 ETRI는, Micro LED에 대한 신공법을 개발하여, 지금보다 20배 이상 저렴하게 Micro LED TV를 만들수 있다고 발표하였다. 즉, 1억 7천만원하는 110" Micro LED TV를, 850만원까지 생산할 수 있는 신공법을 공개하였다. 이 공법을 적용해서 모듈(조립)형 120" 8K Micro LED TV를 천만원 내외로만 대중화 할 수 있다면, 다소의 시간이 문제겠지만, Micro LED TV는 확실히 100"이상의 8K TV에선 충분한 경쟁력을 가져갈 수 있을 것으로 보인다.

[김현철(노니는곰)]

너무도 정리가 잘된 자료이네요. 현 시점에서 LCD의 최대 장점은 OLED에 비해 낮은 전력 소비가 아닐까 생각됩니다. 화질은 추후 개선될 여지가 많구요.

[김석찬]

정리 감사합니다

[최성수]

지금 4K LED TV의 경우 수명이 대략 4-5년이라고 합니다.저의 경우도 75인치 TV 5년 지났는데 얼룩이 생겨서 백라이트 교체를 고려해 봤으나 지방인 관계로 어려움이 있어 85인치를 새로 구입하려고 합니다.미니LED TV의 경우 LED 크기와 수량으로 인한 수리문제와 수명은 어떻게 되는지 궁금합니다.

[이군배]

일반적인 LCD(LED) TV가 얼룩(버닝)이 생길 정도가 되려면, TV를 상당히 많이 보시거나, 아니면, 동일 화면을 오랫동안 켜 놓는 경우가 아니라면, 하루 4~5시간에 1~2번쯤 채널을 돌린디면, LCD(LED0 TV의 경우는 얼룩이 거의 생기지 않는다고 봅니다. 물론 OLED TV라면 얼룩(버닝) 가능성이 있지만, LCD(LED) TV는 그에 비해 상당히 자유롭기 때문입니다. 다만, LCD(LED) TV의 경우, 백라이트가 좋지 않아, 화면 일정 부분이 어둡게 나오거나 하는 현상은 있을수 있다고 봅니다. 혹, 님께서 말씀하신 얼룩이 백라이트 문제를 이야기 하시는 것은 아닌지요?

[최성수]

수리하시는분 얘기로는 고장이 아닌 백라이트 수명이 다되어서 문제라면서 페널은 통채로 교환 하는데 품절이고, 백라이트 수리는 센타에서는 안한다고 합니다.

[이군배]

예상한대로 용어의 혼선이 있었던것 같습니다. 사실 화면 얼룩은 버닝 현상을 말하는 것이라 댓글을 단 것입니다. 즉, LED백라이트로 인해, 화면이 일부 얼룩 처럼 보이는 것은, 버닝(얼룩) 현상은 아닙니다. 참고로 LED백라이트 수명은 따로 정해지지 않았기 때문에, 제품의 특성에 따라 편차가 있다고 봅니다. 저의 누님댁은 10년전 구입한 HD급 42" LCD(LED) TV를 아직도 잘 사용하고 있습니다.

[전수현]

LCD TV가 오랜 세월동안 보편화 되면서, 최근 기술까지 정리한 글은 찾기가 힘들었는데, 최신 기술은 물론 LCD의 한계와 차기 가능성까지 잘 정리를 해주신거 같습니다.