[대한민국 희망 프로젝트]<583>마이크로 LED 디스플레이

삼성전자 146형 모듈러 TV 더 월(The Wall)

최근 독일 베를린에서 열린 유럽 최대 가전전시회 'IFA 2018'에서 삼성전자와 LG전자가 차세대 TV로 꼽히는 '마이크로 발광다이오드(LED)' 기술을 활용한 TV를 선보였습니다. 마이크로 LED는 현재 TV시장 주력 디스플레이인 액정표시장치(LCD)와 유기발광다이오드(OLED)를 넘어서는 차세대 디스플레이로 평가받는 기술입니다. 활용 분야도 다양합니다. TV뿐만 아니라 스마트워치, 가상현실(VR) 기기 등 다양한 소형 기기에도 폭넓게 활용할 수 있습니다. 과연 마이크로 LED는 어떤 기술이고, 왜 차세대 기술로 꼽히며, 어떤 제품을 만들 수 있을지 살펴보겠습니다.

Q:마이크로 LED는 어떤 기술인가요.

A:마이크로 LED란 칩 크기가 10~100마이크로미터(㎛)인 조그만 LED입니다. 1마이크로미터는 1000분의 1㎜이니 얼마나 작은 크기인지 알 수 있을 거예요. 이 조그만 LED 칩을 이어 붙여 디스플레이를 만들면 칩 하나하나를 픽셀로 사용할 수 있어요. 하나하나 칩이 스스로 적색(R), 녹색(G), 청색(B)을 내기 때문에 뒷면에 빛을 내는 백라이트를 붙일 필요가 없어요. 초소형 픽셀을 하나하나씩 제어할 수 있어 화질도 훨씬 향상되죠.

Q:마이크로 LED 장점은 무엇인가요.

A:마이크로 LED는 전력 소모량이 적어요. 그래서 작고 가벼운 저전력 디스플레이를 만들 수 있어요. 발광 효율과 수명에서 약점이 있는 OLED와 달리 효율과 수명도 뛰어나죠. 영하 20도 이하와 100도 이상 극한 상황에서도 작동이 가능한 것도 강점이구요.

화질 면에서도 장점이 많은데요, 이론적으로 2000ppi(인치당 화소) 이상 고해상도를 구현할 수 있어요. 명암비도 우수하고 응답속도도 빠릅니다. 대형화가 쉽고 휘어질 때 쉽게 깨지는 기존 LED 단점도 극복해 명실상부한 차세대 디스플레이로 꼽히죠.

유망한 기술인 만큼 시장 기대도 아주 커요. 시장조사업체 마켓앤드마켓에 따르면 마이크로 LED 시장은 올해 2억5000만달러 규모에서 2025년 199억2000만달러까지 확대되며, 연평균 54.7% 성장률을 보일 것으로 예상돼요.

Q:마이크로 LED 디스플레이를 만드는데 어려운 점은 뭔가요.

A:하나의 마이크로 LED 디스플레이를 만들려면 엄청나게 많은 초소형 칩이 필요해요. 0.57인치 초소형 마이크로 LED 디스플레이에 들어가는 LED 칩 숫자가 92만1600개일 정도예요.

문제는 이 수많은 마이크로 LED를 조금의 오차도 없이 동일하게 만들고, 일정하게 배열하는 기술이 요구됩니다. 마이크로 LED 디스플레이를 만들기 위해서는 최대 수백만개에 달하는 LED가 필요해서 칩을 하나씩 붙여서 만드는 것은 불가능해요. 전사 기술 등을 활용해야 하는데, 오차 없이 일정하게 배열하는 것이 핵심이죠.

칩을 균일하게 만드는 것도 중요합니다. 한 기판에서 생산한 칩셋에서도 균일도가 조금씩 다를 수 있어 버려지는 칩이 많아요. 균일도를 향상시키는 것이 과제로 꼽혀요.

Q:마이크로 LED 기술을 사용한 제품은 어떤 것이 있나요.

A:마이크로 LED 디스플레이 상용화 제품은 올해 처음 등장했어요.

삼성전자는 올해 초 미국 라스베이거스에서 열린 'CES 2018'에서 마이크로 LED 기술을 적용한 세계 최초 모듈러 TV '더 월'을 공개했어요. 146인치에 달하는 대형 TV였는데요, 마이크로 LED 기술을 사용해 크기와 형태에 제약이 없는 미래 스크린으로 평가받았습니다.

삼성전자는 더 월을 8월 말 독일 베를린에서 열렸던 'IFA 2018'에서 다시 한번 선보였고, 양산을 발표했어요. 호텔·레스토랑·홈시네마 등 다양한 용도로 제안하고, 본격 판매에 나섰어요. 사전 주문도 많이 받은 것으로 알려졌습니다. 아직은 초기라 가격은 엄청나게 비싼데요, 30만 달러(3억3000만원)가 넘을 것으로 예상돼요. 삼성전자는 내년에는 가정용 마이크로 LED를 공개할 예정이예요.

올해 IFA에서는 LG전자도 173인치 마이크로 LED를 처음 공개했어요. 홈시네마처럼 전시존을 구성해 초대형 디스플레이 방향성을 보여줬어요. 마이크로 LED는 초대형 화면을 만들기 용이하고, 고객 요구에 맞춰 화면 크기를 자유롭게 조정할 수 있다는 것을 보여줬어요. LG전자는 이번에 시제품을 공개한 것이구요, 아직 상용화 계획을 발표하진 않았어요.

Q:TV외에는 어떻게 사용할 수 있나요

A:마이크로 LED 기술은 다양한 크기의 디스플레이를 만드는 데 최적화돼 있어요. 좀더 기술이 진화하면 형태도 다양하게 할 수 있을 것으로 기대됩니다. 사실 TV보다 더 적은 크기를 사용하는 웨어러블 기기나 모바일 기기용 디스플레이에 먼저 사용될 것으로 예상됐어요.

실제로 애플도 마이크로 LED 기술에 관심이 매우 높은데요, 2014년에 럭스뷰라는 마이크로 LED 기술 기업을 인수했습니다. 애플은 대만 연구소에서 모바일용 마이크로 LED 기술을 개발해왔고, 미국 산타클라라 공장에서 샘플을 시험적으로 생산해 테스트하는 것으로 알려졌어요. 애플워치와 아이폰에 적용하기 위한 것인데요, 향후 수년 안에 상용화 될 것으로 예상됩니다.

LG전자가 IFA에서 공개한 173인치 마이크로 LED

◆관련도서

◇Easy LED:초보자를 위한 LED 가이드북, 홍순관 지음, 한빛아카데미

생활 속으로 빠르게 스며들어온 LED. 다양한 분야에서 활용도가 높아 LED 관련 기술이 나날이 발전한다. 가장 우선해야 할 것은 LED에 대한 기본 기술 지식을 갖추는 것이다. 이 책은 LED 기술 지식을 기초부터 전반에 이르기까지 체계적으로 설명한다. 컬러 그림과 사진을 풍부하게 수록했고, 각 장 끝에 '셀프테스트'를 통해 공부한 내용을 정리할 수 있도록 했다. LED를 처음 접하는 사람도 어려움 없이 LED 기술을 살펴볼 수 있다.

◇쉽게 이해할 수 있는 4차 산업혁명 기술 핸드북 , 특허청 지음, 진한엠앤비

4차 산업혁명은 기술 스펙트럼이 광범위해 이를 모두 이해하기가 쉽지 않다. 이에 미래유망기술 심사를 담당하는 특허심사 3국에서 4차 산업혁명 기술에 대한 이해를 돕고자 '4차 산업혁명 기술 핸드북'을 발간했다. 4차 산업혁명 주요 기술분야 14개를 선정하고, 기술 분야별로 등장배경과 주요 기술, 활용사례, 미래전망, 주요 이슈, 용어설명 등 내용을 수록했다. 비전공자도 주요기술을 쉽게 이해할 수 있는 기술안내서 역할을 할 수 있도록 배려했다.

권건호 전자산업 전문기자 wingh1@etnews.com