벽걸이형 무선 평판TV,거실의 풍경을 바꾼다

[조미희]

진정한 벽걸이형 평판 TV 시대의 도래가 머지 않아 보인다. 평판 TV 기술은 아직까지 몇 가지 개선해야 할 부분이 남아 있기는 하지만 슬림형, 무선 스크린을 구현하는 많은 기술들이 조만간 일반적인 거실의 모습을 바꿔놓을 것으로 기대된다.


과거에는 '평판 TV'라는 게 마법으로나 가능할 것으로 여겨져 왔지만 진정한 의미의 평판 TV가 2007년 말부터 2010년 사이에 출시될 것이다. 거실에 놓일 30인치 이상의 대화면 제품의 경우는 두께가 겨우 20~40mm에 불과하여 운반하기도 쉬울 것이다. 비디오 신호는 무선을 사용하게 되므로 케이블이 필요 없어 인테리어 측면에서도 TV의 실내 배치가 매우 자유로워질 것으로 기대된다.
평판 TV는 CRT(Cathode Ray Tube) TV를 대체하면서 신규 TV 수요를 창출하고는 있지만 그것들이 항상 거실의 인테리어 배치 방식에 영향을 주는 것은 아니었다. 평판 TV는 CRT TV보다 훨씬 더 슬림함에도 불구하고 설치 조건은 CRT TV와 별반 다르지 않았다. TV의 독립적인 배치가 가능한 '레이아웃 인디펜던트 설계'가 이루어지려면 커넥터를 포함한 실제 두께가 벽에서부터 약 200mm 정도여야 하며, 제품의 무게도 예컨대 32인치 TV의 경우 약 20kg 수준이어야 한다. 이 외에 TV 연결에 필요한 많은 케이블 처리 등의 문제들도 해결돼야 한다. 이러한 많은 요인들 때문에 레이아웃 인디펜던트 설계가 지금까지 지체됐던 것이다.
하지만 상황은 변하고 있다. 그런 제약들을 받지 않는 레이아웃 인디펜던트 TV의 시대가 마침내 다가오고 있는 것이다. TV 세트를 슬림형, 그리고 무선으로 구현하는 기술 개발 등이 이를 가능케 했다(그림 1). 마치 그림 액자를 벽에 거는 듯한 벽걸이형 TV의 시대에 한 발 더 성큼 다가서게 된 것이다.


슬림화는 계속된다
전세계 TV 제조업체들은 보다 얇고 인테리어 배치가 자유로운 TV 제품을 개발하기 위해 슬림화 및 무선통신 기술을 적용하고 있다.
일본의 샤프가 가장 앞서 있다. 샤프는 2007년 8월에 '미래형 TV' 시제품을 발표했으며, LCD 패널 제품은 2010년 무렵에 양산할 예정이다. 52인치 모델은 풀HD 해상도가 1920×1080픽셀이며, 가장 얇은 부분의 두께는 겨우 20mm다. 이는 샤프가 현재 내놓고 있는 제품 두께의 약 4분의 1 수준에 불과한 것이다. 비디오 신호는 밀리미터파를 사용하여 전송된다. 디스플레이용 케이블이 필요 없다는 뜻이다.
시제품 발표 당시, 샤프는 케이블을 사용하지 않는다는 점을 크게 강조했다. 선 연결이 필요 없기 때문에 디스플레이가 독립적이어서 거실의 인테리어를 다양하게 바꿀 수 있는 가능성을 활짝 열었다는 것이다. 하지만 샤프는 TV 두께가 얇아진 부분에 대해서는 무선 기술의 적용 효과를 강조한 것만큼 부각하지 않았다.
"그만큼 모든 사람들이 같은 생각을 갖고 있는 셈"이라고 일본 히타치 컨수머 비즈니스 그룹 디지털AV 제품본부 제품전략기획부의 히로토 야마우치(Hiroto Yamauchi) 제너럴 매니저는 투덜댔다. 그는 초슬림 LCD TV를 연구해 오고 있다. 히타치가 2007년 10월 말에 발표한 것은 두께가 35mm이면서 UWB(Ultra Wideband) 기술을 사용하는 무선전송모드가 옵션으로 제공되는 제품이었다(그림 2). 야마우치 제너럴 매니저는 이 제품이 '보다 자유로운 TV' 설계 컨셉트를 구현한 첫 번째 제품이라고 말했다. 이 제품이 처음 출시된 것은 2007년 12월이다.


인테리어의 이점
일본 JVC도 가장 얇은 부위의 두께가 37mm인 슬림형 LCD TV를 2008년 3월에 선보일 예정이다. 이 TV에는 무선 전송 기능이 없다. 하지만 JVC 기술개발본부 전략기획부의 야스오미 나미키(Yasuomi Namiki) 어소시에이트 디렉터겸 제너럴 매니저는 "물론 제품 개발 과정에서는 무선 기능 구현을 고려했었다"고 밝혔다. 다른 TV 제조업체들도 모두 이들과 유사한 컨셉트의 제품을 조용히 개발 중이라는 걸 쉽사리 짐작할 수 있게 하는 대목이다.
제조업체들의 행보에서 드러나듯이 레이아웃 인디펜던트 TV의 등장은 사람들의 생활 방식을 충분히 바꿔놓을 것이다. 예전에는 현실적이지 않던 요구들까지도 순식간에 효과적으로 대응할 수 있게 될 것으로 기대된다. TV를 벽에 좀더 가까이 설치할 수 있게 될 것이고, 보강재를 사용하지 않고도 TV를 벽에 걸 수도 있을 것이다. 심지어는 예전에는 불가능했던 장소와 방에도 TV를 설치할 수 있을 것으로 보인다.
주거 공간도 바뀔 것이다. 일본 미쓰이 부동산(Mitsui Fudosan Residential) 도시개발부 기획그룹의 테쓰야 쓰루미(Tetsuya Tsurumi) 프로젝터 리더는 "생활 방식이 상상할 수 있는 범위 내에서 크게 확대될 것이다. 아마도 이것은 새로운 건축 방식을 의미할 것"이라고 말했다.
예컨대 거실은 향후 더 많은 자연 채광이 가능하도록 좀더 넓어질 것이다. 이때, 기존에는 보통 거실의 한쪽 구석에 설치했던 TV가 향후 무선 평판TV로 발전하면 거실의 어느 곳에나 배치가 가능해질 것이다.
히타치의 야마우치 제너럴 매니저가 지적한 것처럼 레이아웃 인디펜던트 TV는 소비자의 비밀스런 욕구를 충족하는 미래형 제품이다. 영화에서나 볼 수 있는, 벽에 걸린 말하는 그림 액자 같은 것 말이다. 소비자들은 바로 이런 제품을 원하고 있다고 야마우치 제너럴 매니저는 확신하고 있다.

단계적인 발전
레이아웃 인디펜던트 TV로 점차 발전해 나가면서, 평판 TV는 단계별로 형태가 바뀔 것이 분명하다.
이를 확인시켜주는 게 바로 일본 소니가 2007년 12월 1일에 발표한 OLED(Organic Light-Emitting Diode ) TV다. 스크린 크기는 11인치로 작은 편이다. 하지만 디스플레이의 가장 얇은 부위는 겨우 3mm다. 설계자들은 튜너 및 기타 회로와 디스플레이를 분리함으로써 OLED 패널의 장점인 '박형화' 특성을 최대한 살려냈다(그림 3). "이것은 매우 미래지향적인 제품"이라고 소니 TV사업 그룹 E-제품 & 비즈니스개발부의 요시토 시라이시(Yoshito Shiraishi) 제너럴 매니저는 강조했다. 디스플레이와 연결되는 케이블이 향후 무선 링크로 대체된다면 두께 3mm짜리 디스플레이를 어디든지 자유롭게 배치할 수 있을 것이다.

현재 LCD TV 기술은 한 가지 방향으로 발전해 나가는 추세다. 튜너는 분리되는 게 일반적이고, 디스플레이의 두께는 빠른 속도로 OLED TV 제품과 비슷하게 얇아지고 있으며, 패널의 위치는 제품 상단에 놓인다. 물론 OLED 제조업체들은 거실용 대형 스크린을 구현하기 위해 연구 중이다.
디스플레이와 튜너 부분은 우선 케이블로 상호 연결되거나, 고효율 인코딩 전송 또는 심지어 고효율 인코딩을 사용하지 않는 무선 기술을 통해 연결될 것이다. 기술 개발은 고효율 인코딩을 사용하지 않고도 풀HD(1080p) 비디오 콘텐츠의 무선 전송을 구현하는 방향으로 이뤄지고 있다. 2010년까지는 최대 두께가 20mm인 대형 스크린 모니터가 고효율 인코딩을 사용하지 않고도 무선 연결을 통해 1080p 풀HD 영상을 수신하게 될 것이다.
그 이후로는 집안의 각 방마다 한 대씩 놓여 있는 모니터를 한 대의 튜너 박스가 모두 구동하는 시대가 올 것이다.

부품 슬림화
LCD TV에는 무수히 많은 다양한 부품이 실장된다. 하지만 자세히 살펴보면 제품의 두께에 영향을 미치는 부품은 몇 개 정도에 지나지 않는다. 바로 백라이트와 전원공급장치 보드다. 이 두 가지 부품이 LCD TV의 두께와 가장 많이 연관되며, 이들을 대폭적으로 박형화하지 못한다면 디스플레이 슬림화는 불가능할 것이다.
특히 문제가 되는 것은 백라이트이다. 오늘날의 상용 백라이트는 두께가 25~30mm이지만 2008년에는 약 15mm로, 나아가 2010년에는 약 5mm로 줄어들 전망이다. 많은 LCD 패널업체들이 차세대 백라이트를 탑재한 초슬림 LCD 패널 모듈을 2007년 10월에 개최된 'FPD(Flat Panel Display) 인터내셔널 2007' 전시회에 출품했다(표 참조).


백라이트의 두께
대화면 LCD TV에 사용되는 백라이트는 CCFL(Cold-Cathode Florescent Lamp) 광원이 패널 뒷면에 배열된 직접 조명타입이 일반적이다. 하지만 백라이트 슬림화를 위해 패널과 CCFL 간의 간격을 좁힌다면, 이 튜브가 스크린에 균일하지 않은 조명 패턴을 초래한다. 이러한 문제는 예컨대 CCFL 튜브를 더 많이 사용하거나, 또는 고효율 산광기(Diffuser)를 사용하는 방법을 통해 억제할 수는 있지만 이런 조치들은 원가 상승 및 발광효율 저하 등의 추가적인 문제를 낳는다.
JVC는 이 분야에서 확실한 발전을 이뤄냈다. 그 결과, 오는 3월에는 두께가 겨우 20mm인 LCD 패널 모듈을 탑재한 37mm LCD TV를 출하할 예정이다. JVC는 자체 개발한 백라이트 제품의 두께를 공개하지는 않았지만, 약 15mm로 추정된다. JVC의 나미키 제너럴 매니저는 "JVC는 발광효율과 CCFL 튜브 수를 동일하게 유지하면서도 조명 편차는 억제했다. 조명 편차는 개발 프로젝트에서 가장 큰 기술적 난관이었지만 JVC는 전혀 새로운 방식으로 이를 해결했다"고 말했다. JVC로부터 상세한 내용은 공개되지 않았지만, 일반적으로 조명 편차를 억제하기 위한 방법으로는 국부적인 조명 제어, 산광 최적화 및 광학 시뮬레이션 기술 활용 등이 동원된다.
일본 히타치도 두께가 기존 모델의 절반 정도인 직접 조명 백라이트를 탑재한 35mm LCD TV를 2007년 12월에 발표했다. 히타치는 조명 편차 억제를 위해 새로 개발한 산광기와 튜브 피치 최적화 및 그밖에 다른 조치들을 사용했다고 밝혔다. 광원은 EEFL(External Electrode Florescent Lamp)이 사용됐다.

다양한 광원
기존 백라이트의 슬림화를 통해 얻을 수 있는 효과는 현재로서는 한계에 다다른 것으로 보인다. 추가적인 이득을 얻으려면 새로운 광원이나 새로운 레이아웃으로의 전환 등 지금까지와는 다른 새로운 접근법이 필요할 것으로 예상된다. 여기에는 다음과 같은 세 가지 방식이 포함된다. (1) 에지 조명(Edge Lighting) 설계에 기존 CCFL을 활용하는 방안, (2) 에지 조명에 백색 LED를 사용하는 방안 (3) 직접 조명에 백색 LED를 사용하는 방안이 그것이다.
현재로서는 가장 먼저 구현될 가능성이 높은 게 (1) CCFL 에지 조명이다. 광원이 패널 바로 뒤에 위치하는 직접 조명과 달리, 에지 조명의 경우에는 광원이 패널 주변부에 위치한다. '도파관(Light Guide)'이라 불리는 플라스틱 패널이 패널 뒷면을 평면 광원으로 변환하기 위해 사용된다. 예컨대 LCD 모니터나 노트북PC에 널리 사용되고 있는 기술에서 쉽게 알 수 있듯이 도파관을 사용하는 방법이 직접 조명 제품보다 슬림한 패널을 제작하는 데 유리하다. 하지만 에지 조명은 직접조명보다 휘도를 높이기가 더 힘들기 때문에, 이 기술은 고휘도를 요하는 대화면 TV에는 거의 사용되지 않는다.
그럼에도 불구하고 보다 슬림한 제품을 추구하는 경향 때문에 이 기술에 대한 관심은 점점 더 커져 가고 있으며, 그 결과 새로운 백라이트 제품의 개발이 계속되고 있다. 일본의 타마파인옵토(Tama Fine Opto)는 FPD 인터내셔널 2007 전시회에서 12mm 두께의 32인치 에지 조명 백라이트를 선보였다.

2009년의 LED 백라이트 전망
이 제품은 현재 양산을 앞두고 있다고 이 회사는 밝혔다. 타마파인옵토는 과열로 인한 효율 저하를 방지하기 위해 CCFL 주변 냉각을 향상시킨 것을 비롯해 CCFL 레이아웃의 최적화, 광학 소재에 대한 재검토, 효율 개선 등의 다양한 조치를 통해 새로운 에지 조명 백라이트 제품을 위한 충분한 휘도를 확보했다.
(2)와 (3) 등 CCFL 광원을 백색 LED로 대체하는 기술로 보다 슬림한 패널을 구현할 수 있게 될지도 모른다. 광원 자체가 CCFL보다 슬림하기 때문에 에지 조명의 경우 도파관도 더욱 슬림해질 것이다. 그 이유는 직접 조명의 경우 조명 편차를 초래할 수도 있을 것이라는 우려 없이 평면 광원을 패널에 좀더 근접시킬 수 있고, 이와 함께 더 많은 백색 LED를 사용할 수 있기 때문이다.
일본 로옴(Rohm) 파워인텔리전트 LSI 사업본부 PIT7G의 히로유키 이시카와(Hiroyuki Ishikawa) 어시스턴트 매니저는 "로옴이 애초에 LED 백라이트를 구매한 이유는 최고의 색 재현성을 원했기 때문이었는데, 2007년 들어서부터는 LED 자체가 마치 트럼프 카드처럼 보다 슬림한 제품의 제작을 위한 수단이 되고 있다"고 설명했다. LCD 패널업체들이 FPD 인터내셔널 2007 전시회에서 소개한 초슬림 패널 모듈들 중에서 삼성전자의 10mm 모듈 등 두 개의 제품이 백색 LED 에지 조명을 사용했다(표 참조).
LED 백라이트의 진가는 영역 제어 기능면에서 발휘된다. 즉, 디스플레이에서 표시되고 있는 이미지에 따라 해당 영역의 LED의 온/오프를 제어하는 것이다. 영역 제어는 명암비 향상과 전력 소모량 감소 등의 이점을 제공할 수 있지만, 안타깝게도 직접 조명에만 적용할 수 있다. 동작 원리 때문이다. 이런 이유로 시제품 중에는 직접 조명과 백색 LED 조합(3)을 사용하는 경우가 많았다. (3)번 방식을 적용한 결과물은 에지 조명 제품만큼 슬림하지는 않지만 대형 스크린 상에서 이미지 휘도를 확보하기가 훨씬 수월하다는 장점을 갖고 있다. 어떤 방식이 최선의 선택이냐 여부는 당연히 제품의 컨셉트가 어떠하냐에 달려있다.
(2)나 (3) 중 어떤 방식을 선택하든 간에 LED 백라이트가 초슬림 디스플레이를 구현하기 위한 해답이라는 데에는 의심의 여지가 없어 보인다. 하지만 해결되지 않은 문제들이 여전히 많다는 것 또한 부인할 수 없다. 이러한 문제들을 해결하지 못하면 상용화는 불가능하다. 백라이트 제조업체 관계자는 "LED 백라이트를 사용하는 제품은 적어도 2009년은 되어야 대거 선보이게 될 것"이라고 내다봤다.

유선으로부터 해방
TV가 슬림화, 경량화 되고 벽걸이형 제품이 출시된다 하더라도 지금과 같이 복잡하게 얽혀 있는 수 많은 연결 케이블들을 제거하지 못한다면 새로운 TV 제품은 시장에서 성공할 수 없을 것이다. 사람들은 거실이 좀더 깔끔하게 보이도록 케이블을 지금보다 더 적게 사용하거나, 이왕이면 전혀 사용하지 않게 되기를 바란다.
이를 위해 AV 장비 제조업체들은 고속 무선통신 기술에 많은 관심을 기울이고 있다(그림 4). TV와 AV 장비를 연결하는 케이블을 제거하겠다는 발상은 이미 오래 전부터 있어 왔다. 하지만 이를 위한 기존의 시도들은 약 10Mbps의 최대 데이터 전송속도를 달성했을 뿐이다. 이 정도 속도는 여러 개의 HDTV 비디오 콘텐츠 스트림을 동시에 처리하기에 충분치 않다.


HDTV 비디오 전송
1080i나 720p 같은 HDTV 비디오 전송에는 H.264/MPEG-4 AVC(간단히 'H.264')로 고효율 인코딩을 했을 경우에는 2~15Mbps, 고효율 인코딩을 사용하지 않았을 때는 1.5Gbps의 전송속도가 요구된다. 1080p(풀 HD)에는 3~5Gbps가 보장되어야 할 것이다. 일반적으로 TV와 AV 시스템 간에 사용되는 HDMI(High-Definition Multimedia Interface) 케이블은 현재로서는 데이터 전송속도를 수 Gbps까지 높일 수가 있지만, HDMI 케이블을 무선으로 대체하기에는 수십 Mbps가 부족하다.
최근 새로운 초고속 무선기술들이 HDTV 비디오 스트림용으로 개발됐다. 전송속도가 1.5Gbps가 넘는 WHDI(Wireless High-Definition Interface)와 100~ 200Mbps 수준인 UWB 기술 등을 위한 트랜시버 IC가 2007년 하반기에 공급됐다. 2009년에는 AV 장비용 트랜시버IC가 출시되어, 전송속도가 5Gbps 이상인 밀리미터파 대역 통신을 구현하게 될 것으로 기대된다. HDMI 케이블이 마침내 무선으로 대체될 가능성이 열리게 된다는 얘기다.
히타치가 2007년 12월에 출시한 초슬림 LCD TV인 'Wooo UT' 시리즈는 UWB 무선 기능을 HDTV 비디오 전송시스템을 위한 옵션 사양으로 제공한다. 720p/1080i 신호는 JPEG 2000 프로토콜을 사용하여 고효율로 인코딩된 후, UWB 기술을 사용하여 전송된다.
한편, 일본의 샤프는 2010년 상용화를 목표로 현재 개발 중인 두께 20mm짜리 LCD TV의 풀HD 신호 전송을 처리하기 위한 밀리미터파 수신기를 제작 중이다.

기존 기술의 혼합 사용
거실용 벽걸이 TV의 HDMI 케이블을 무선으로 대체하기 위한 연구를 진행 중인 무선통신 엔지니어들은 지원 가능한 데이터 전송속도와 목표물까지의 무선 주파수의 이동 경로 등을 토대로 애플리케이션의 범위를 정한다.
일례로, 밀리미터파는 1080p 비디오 스트림을 처리하는 최대 데이터 전송속도가 매우 높지만 주파수 방출이 선형이라 LOS(Line-of-sight) 범위를 벗어난 장비에는 연결하기가 어렵다. 따라서 이 기술은 예컨대 장비가 다른 방에 있을 경우에는 그리 적합하지 않지만 같은 방에 있는 TV와 비디오 레코더를 연결할 경우에는 매우 유용하다. 이에 반해, 2.4GHz와 5GHz 대역을 사용하는 무선LAN은 실내의 구석진 모서리 부분도 양호하게 이동할 수 있어 다른 방에 있는 장비를 연결하는 데 유용하다. 하지만 데이터 전송속도가 밀리미터파만큼 빠르지 않아 활용할 수 있는 애플리케이션이 1080i, 720p 및 이와 유사한 데이터 스트림 정도로 제한적이다.
앞으로 수년 후에는 어떤 한 개의 강력한 무선 통신 기술이 거실을 장악하기보다 서로 대등한 여러 개의 기술이 공존하는 형태가 될 것이다. 이와 함께 비디오 콘텐츠를 여러 대의 벽걸이 TV와 유사 장치로 전송하는 홈 서버는 아마도 멀티 무선통신 기능을 갖추게 될 것으로 보인다.

타쿠야 오타니(Takuya Otani), 히로키 요모기타(Hiroki Yomogita)

웹사이트
AU Optronics: www.auo.com
Chunghwa Picture Tubes: www.cptt.com.tw
Hitachi: www.hitachi.com
JVC: www.jvc-victor.co.jp/english
LG Philips LCD: www.lgphilips-lcd.com
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Sony: www.sony.com