TV 기술의 진화
요즘 출시되는 TV들은 불과 10년 전과 비교해 수많은 진화를 거쳐 질적인 면에서 놀랄 만큼 발전해 왔으며, 크기 또한 55인치를 넘어 85인치까지 시장을 점령하고 있습니다. 우리는 사실과 근접한 선명하고 화려한 화면을 보는 것이 익숙하지만, TV 내부를 들여다보면 상당히 다양한 부품들로 구성되어 있다는 것을 알 수 있습니다.
1) TV의 내부 구조
전자부품을 제외하고는 2장의 유리와 여러 가지 필름들, 그리고 제일 뒤쪽에 백라이트가 자리 잡고 있는 것을 볼 수 있습니다. 미니 LED TV가 기존의 LCD TV와 다른 점은 바로 몇 cm에 달하는 크기의 LED 백라이트 대신 약 200 마이크론(0.2mm) 정도 크기인 미니 LED를 백라이트로 사용했다는 점인데요. 이렇게 크기가 서로 다른 LED들을 사용하여 백라이트 유닛을 제작하게 되면 화면에서 보이는 것과 같은 차이를 나타내게 됩니다.
2) 미니 LED 주요 특징
- 기존 LCD TV보다 훨씬 얇은 두께
- 3만 개 이상의 미세한 LED 사용
- 2,000개 이상의 로컬 디밍 구역
- 향상된 명암비와 HDR 성능
- OLED에 근접한 화질, 번인 문제 없음
- 대형화에 유리한 기술
결론적으로 이야기하자면 미니 LED TV는 기존 LCD TV에 비하여 두께가 아주 얇아졌습니다. 85인치로 동일한 크기의 삼성 TV를 비교해 봐도 한 눈에 바로 알 수 있습니다.
일반 LCD에 비해 현재도 높은 가격이 책정되어 있는 QLED TV 두께는 55.5mm, 즉 5.5cm 정도 됩니다. 백라이트가 미니 LED로 바뀌면서 두께는 대폭 축소되었으며, 최신형 인피니티 모델은 15mm 가량의 두께로 QLED TV의 3분의 1 두께도 되지 않습니다.
3) 두께 비교
어떻게 두께가 이렇게 대폭 줄어들 수 있었을까요? 모든 LCD는 OLED와 달리 픽셀들이 스스로 빛을 내는 것이 아니라 백라이트를 사용하고 있습니다. 그런데 백라이트를 구성하는 LED 자체가 픽셀 크기보다 월등히 크므로 LED에서 나오는 빛을 균일하게 만들어 줘야 합니다.
만약 그런 과정을 거치지 않고 TV를 제작한다면 티가 나며 백라이트가 있는 곳과 없는 곳의 차이가 두드러지게 나타납니다. 화면이 아주 지저분해지는 것입니다. 이것을 해결하기 위해서 확산 필름을 사용하게 되는데요. 직진하는 빛을 여러 방향으로 확산시켜서 뒤에 있는 LED의 위치를 숨겨주는 역할을 하게 됩니다.
그런데 백 라이트를 구성하는 LED의 밀도가 낮으면 확산 필름을 백라이트에서 상대적으로 많이 떨어트려 놓아야 효과를 발휘하게 됩니다. 기존의 LCD TV가 두께가 두꺼운 이유가 바로 이것입니다. LED의 크기가 크면서 밀도가 낮기 때문에 백라이트와 확산 필름(Diffuser film) 사이의 거리(에어갭)가 많이 필요하며, 결과적으로 TV 두께가 두꺼워져야 합니다.
백라이트 유닛 구조
미니 LED TV는 3만 개에 달하는 미세한 LED들을 촘촘하게 사용하기 때문에 확산 필름이 백라이트와 가까워도 균일하게 분포된 빛을 얻을 수 있게 됩니다. 이것이 화질 자체를 떠나서 미니 LED TV의 디자인 측면에서 최대 강점이라 할 수 있습니다.
미니 LED 백라이트 유닛을 좀 더 자세히 알아보도록 하겠습니다. 85인치 TV의 백라이트를 비교해 보자면, 왼쪽의 3만 개의 미니 LED로 이루어진 백라이트와 오른쪽의 200개의 일반 LED로 이루어진 백라이트의 차이는 위와 같습니다.
실제로 애니메이션으로 3만 개 LED를 배치하여 보면 얼마나 밀도가 높은지 느낌을 알 수 있는데, 거리가 좀 떨어진 상태에서는 백라이트 LED들은 눈에 잘 띄지 않을 정도로 작긴 합니다.
로컬 디밍 기술
실제 TV는 이러한 미니 LED들은 동시에 켜고 끄는 것이 아니라 구역 별로 그룹화 해서 약 2,000개의 각각의 구역이 묶여져서 화면에 맞춰 조정 되고 있습니다.
3만 개의 미니 LED로 구성된 백라이트는 화면 각 부분의 밝기에 맞추어 스스로 밝기를 조절하는 능력을 가지고 있습니다. 화면의 어두운 부분은 백라이트도 어둡게 변하며 밝은 부분은 백라이트도 밝게 변하면서 현실감을 확 끌어올리는 기술입니다.
OLED TV와의 비교
그런데 3만 개의 미니 LED가 각각 작동한다면 어떻게 될까요? OLED TV의 장점을 최대한 살리면서 동시에 OLED의 단점인 번인 문제에서 자유롭고 대형화의 장애가 크지 않다는 강점이 명확합니다.
어두운 부분은 백라이트 자체를 끄거나 아주 약하게 켜서 화면이 표현되는 것이고, 미니 LED를 사용하고 2,000개의 구역으로 나누어서 local dimming(로컬 디밍)을 조절하게 될 경우 전체를 뿌옇게 만들지 않고도 밝은 부분을 더 밝게 표현하는 것이 가능해 진다는 것을 의미합니다.
mini LED는 AI 반도체 같은 것이라고 할 수 있습니다. 어쩌면 단순 노가다라고 할 수 있는 작업 처럼 수많은 mini LED를 집어 넣고 각각이 독자적으로 움직일 수 있게 도움을 줄수록 화면의 생동감은 더 살아나는 구조가 됩니다.
이 기술의 발전은 HDR(High Dynamic Range) 영상을 편안하게 시청할 수 있게 만들어 줬습니다. 미니 LED를 사용하는 LCD TV에서 최대 밝기를 높이려는 노력은 번인 때문에 화면 밝기에 한계가 있는 OLED TV와 후 체감이 엄청날 것으로 생각됩니다.
LG전자가 잘 나가고 있는 OLED에만 집중하는 것이 아니라 최근 미니 LED 기술을 이용한 QLED도 도전하는 것에는 미래 기술이라는 확신이 담겨있는 것입니다.
