마이크로 LED 디스플레이: 안녕하세요? 독자여러분. 우리나라가 세계적으로 인정받는 분야 중의 하나가 디스플레이인데요, 70년대 브라운관 TV에서 플라즈마, LCD, LED를 거쳐 최근 마이크로 LED 기술까지 근 40여년 동안 디스플레이 기술은 격세지감을 느낄 정도로 발전해 왔습니다. 우리나라는 디스플레이 기술에서 세계 1위를 달리고 있는데요, 오늘은 최근 각광을 받고 있는 마이크로 LED 기술에 관해 자세히 알아보겠습니다.
꿈의 디스플레이, 마이크로 LED 디스플레이
디스플레이의 변천사
브라운관(Cathode ray tube) 디스플레이
70년대 조그만 TV 앞에서 가족들, 이웃집 사람들이 모여 연속극을 시청하시던 때를 기억하시나요? 당시 브라운관 TV를 가지고 있던 집이 많이 않은 때라 요즈음은 그런 광경들을 상상할 수도 없지만 그 당시에는 흔한 모습이었습니다, 당시 사용했던 디스플레이 기술이 바로 브라운관 TV입니다.
브라운관 TV는 전자총에서 나오는 전자빔을 형광물질을 발광시켜 화면을 표시하는 방식의 TV입니다. 전자총은 음극선관(Cathode Ray Tube, CRT)에 위치하며, 그 속에 있는 자기장을 이용하여 화면의 원하는 위치로 전자빔을 움직입니다. 전자빔이 형광물질에 부딪히면 그 부위가 발광하여 화면이 나타납니다.
플라즈마(Plasma) 디스플레이
1990대에 와서는 새로운 디스플레이 기술이 보급되기 시작하는데요, 바로 플라즈마 디스플레이 입니다. 정말 부자집에서나 볼수 있는 우람(?)한 크기의 디스플레이었습니다. 플라즈마 디스플레이(PDP)는 기체를 전기 방전시켜 생성되는 플라즈마를 이용하여 화면을 표시하는 방식의 디스플레이입니다. 플라즈마는 전하를 띤 입자들이 혼재되어 있는 상태로, 전기 방전 시 자외선을 방출합니다. 이 자외선이 형광체를 자극하여 색상을 나타냅니다.
플라즈마 디스플레이는 1990년대에서 2000년 초반까지 주류 TV 기술로 사용되었으나 LCD 디스플레이의 기술 발전으로 인해 점차 역사의 뒤안길로 사라졌습니다.
LCD(Liquid Crystal Display) 디스플레이
2000년대에 이르러 디스플레이의 혁신이 시작됩니다. 디스플레이의 혁신은 LCD(Liquid Crystal Display, 액정 디스플레이)가 등장하면서 시작되는데요, 당시에는 말도 안되는 두께와 크기, 색상 표현 등 다른 디스플레이 기술과는 비교할 수 없을 정도로 뛰어난 성능을 보여주었습니다. 이때부터 우리나라는 삼성전자와 LG전자를 필두로 전세계를 압도하는 기술로 우뚝솟아 오르기 시작했습니다.
LCD 디스플레이 기술은 액정(Liquid Crystal)을 이용하여 화면을 표시하는 방식의 디스플레이입니다. 액정은 전기장에 따라 편광 방향을 바꿀 수 있는 특성을 가지고 있는데요, 액정을 이용하여 빛을 통과시키거나 차단하여 원하는 색상을 나타냅니다. 자체작으로 빛을 발생시킬 수 없어 광원(백라이트)을 내장하고 있습니다.
요즈음은 후발주자인 중국과의 기술격차가 크지 않고 가격면에서 경쟁력이 떨어져 우리나라는 LCD 생산 라인을 대폭 축소하고 있는 것이 사실이며, 차세대 디스플레이인 LED에 많은 투자를 하고 있습니다. 참고로 2~3년 전 삼성전자의 주력 제품인 QLED는 실제로 LED 제품이 아니며 광원을 LED를 사용한 LCD 제품입니다.
LED(Light Emitting Diode) 디스플레이
자체 발광이 가능한 LED 소자를 사용해 화면을 표시하는 방식의 디스플레이입니다. 상용화된 가장 최신의 기술이며 스스로 빛을 내므로 백라이트가 필요없다는 점이 LCD와 다릅니다. 후발주자들과 2~3년의 격차를 보이며 우리나라를 디스플레이 강국으로 만든 장본인입니다. 특히 LG전자의 OLED(Organic Light Emitting Diode) 디스플레이는 타의 추종을 불허할 정도로 색상 표현이 뛰어나 세계인의 사랑을 받고 있습니다. 흔히 True Black 표현이 가능해 이론적으로 무한대의 명암비를 표현할 수 있습니다.
그러나 번인(TV에 고정된 화면을 장시간 켜놓거나 동일한 이미지가 반복될 경우 해당 부분에 얼룩이 생기듯 흔적이 남는 것)이라는 단점도 가지고 있으며 가장 뛰어한 기술을 가지고 있는 LG전자조차도 순수한 LED 기술을 완벽히 구현하지 못하고 있습니다(LG전자는 RGB OLED가 아닌 White OLED라는 기술을 사용하고 있는데요, 백색 OLED를 사용하고 컬러 필터를 통해 색을 재현합니다).
삼성전자와 LG전자 간의 피터지는 경쟁은 아주 유명한데요, 서로가 타사 제품에 대한 단점을 부각하며 으르렁대고 있습니다. 현재까지 종합해 보면 대형 디스플레이 부문에선 LG전자가 한수 위로 평가받고 있습니다.
현재까지 LED 디스플레이는 가장 진화된 디스플레이로 평가받고 있으며 이 분야에서 우리나는 독보적인 존재로 인정받고 있습니다. 그러나 모든 기술이 그렇듯 영원하지 못한데요, 바로 오늘 소개해 드릴 마이크로 LED가 차세대 디스플레이 기술로 떠 오르고 있습니다.
마이크로 LED 디스플레이란?
마이크로 LED는 10~100 마이크로미터(㎛) 크기의 매우 작은 LED를 픽셀 광원으로 사용하는 차세대 발광 디스플레이입니다. 이것은 머리카락보다도 얇은 크기로, 백라이트나 컬러필터 없이 스스로 빛과 색을 디스플레이입니다. 특히 삼성전자 마이크로 LED에 사용된 LED 소자의 크기는 50㎛이하로, 일반 100인치형 고해상도 B2B 제품에 사용되는 LED 소자의 10%밖에 안될 정도로 작습니다.
마이크로 LED 디스플레이의 특징
- 고휘도와 명암비: 마이크로 LED는 스스로 빛을 내는 방식이기 때문에 백라이트 없이도 높은 밝기와 명암비를 구현할 수 있습니다.
- 넓은 시야각: 마이크로 LED는 각도에 따라 색상 왜곡이 적어 넓은 시야각을 제공합니다.
- 빠른 응답 속도: 마이크로 LED는 빠른 응답 속도로 빠른 움직임도 선명하게 표현할 수 있습니다.
- 수명: 마이크로 LED는 무기물 소재를 사용하기 때문에 유기물 소재를 사용하는 OLED 디스플레이에 비해 수명이 길고 번인 현상이 없습니다.
그러나 마이크로 LED 디스플레이는 다음과 같은 단점도 가지고 있습니다.
- 고비용: 제조 공정이 복잡하고 제조 비용이 많이 들기 때문에 제품의 가격이 비쌉니다. 현재 10~14인치 중형 크기의 마이크로 LED 패널 가격은 천만원에 육박합니다.
- 생산 효율성: 마이크로 LED 제조 공정이 복잡하여 생산 효율성이 낮습니다.
마이크로 LED 디스플레이는 이러한 장점과 단점을 가지고 있지만, 차세대 디스플레이 기술로 주목받고 있습니다. 특히, 고화질, 고휘도, 넓은 시야각, 빠른 응답 속도를 요구하는 고급형 디스플레이 분야에서 마이크로 LED 디스플레이가 활발히 적용될 것으로 예상됩니다.
마이크로 LED 디스플레이의 주요 응용 분야는 다음과 같습니다.
- TV: 마이크로 LED TV는 기존 LCD TV나 OLED TV보다 더 선명하고 밝은 화질을 제공할 수 있습니다.
- 모니터: 마이크로 LED 모니터는 게임이나 영화 감상 등 다양한 용도로 사용될 수 있습니다.
- 헤드셋: 마이크로 LED 헤드셋은 가상현실(VR)이나 증강현실(AR) 콘텐츠를 더욱 실감 나게 즐길 수 있습니다.
- 자동차: 마이크로 LED 디스플레이는 자동차의 헤드업 디스플레이, 인포테인먼트 시스템, 계기판 등에 적용될 수 있습니다.
마이크로 LED 디스플레이는 조만간 상용화 단계로 접어들 것으로 예상되며 기술 개발이 진행됨에 따라 점차 보급이 확대될 것으로 전망됩니다.
맺음말
이상으로 마이크로 LED 디스플레이에 대해 자세히 알아보았습니다. 마이크로 LED 디스플레이는 기존 디스플레이 기술인 LCD와 OLED의 한계를 극복하고 차세대 디스플레이 기술로 주목받고 있습니다. 마이크로 LED는 자발광 소자로써 백라이트나 컬러필터가 필요하지 않아 명암비, 시야각, 색재현율, 응답속도 등에서 우수한 특성을 가지고 있습니다. 또한, 유연성, 투명성, 내구성 등 다양한 장점을 가지고 있어 다양한 분야에서 활용될 수 있을 것으로 기대됩니다. 마이크로 LED 기술에 대한 더 자세한 정보는 [여기]를 참조하시기 바랍니다.