LCD, LED, OLED 차이 - LCD, LED, OLED chai

[편집자] 기업들의 신기술 개발은 지속가능한 경영의 핵심입니다. 이 순간에도 수많은 기업들은 신기술 개발에 여념이 없습니다. 기술 진화는 결국 인간 삶을 바꿀 혁신적인 제품 탄생을 의미합니다. 기술을 알면 우리 일상의 미래를 점쳐볼 수 있습니다. 각종 미디어에 등장하지만 독자들에게 아직은 낯선 기술 용어들. 그래서 뉴스핌에서는 'Tech 스토리'라는 고정 꼭지를 만들었습니다. 산업부 기자들이 매주 일요일마다 기업들의 '힙(hip)' 한 기술 이야기를 술술~ 풀어 독자들에게 전달합니다.

[서울=뉴스핌] 서영욱 기자 = 요즘 가정마다 거실 한 면에 대형 TV 한 대 쯤은 장만을 하죠. 화질이 좋은 대형 LCD, OLED TV의 가격이 낮아지고, 코로나19로 집에 머무는 시간이 많아지면서 소비자들은 대형 TV 구매에 과감히 지갑을 열고 있다고 합니다. TV는 삼성, LG가 세계 최고죠. 올 1분기 삼성전자와 LG전자의 글로벌 TV 시장 점유율은 사상 최고치인 52.1%를 차지했다고 합니다. 판매량 성장의 '1등 공신'으로 요즘 두 회사가 밀고 있는 미니 LED TV와 그 보다 한 단계 위급으로 평가받는 LG의 OLED, 삼성의 마이크로 LED는 어떻게 다른지 살펴보겠습니다.

먼저 미니 LED TV는 삼성과 LG가 모두 갖추고 있는 제품 라인업입니다. 삼성은 '네오 QLED', LG는 'QNED'라는 제품명을 사용하고 있는데요, 같은 기술을 적용한 제품입니다. 미니 LED TV는 엄밀히 LCD TV입니다. LCD는 자체 발광을 못해서 조명 역할을 하는 '백라이트'가 필요하다는 것은 잘 알고 계시죠. 2010년대부터 백라이트로 LED조명을 사용하면서 LED TV라는 말이 붙기 시작했습니다.

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LCD TV 백라이트의 진화 [제공=LG전자]

기존에는 백라이트로 사용되는 LED 개수가 수 백, 수 천개였다면, 미니 LED는 LED의 크기가 작아지면서 수 만개로 늘어납니다. 반도체 기술이 발전하면서 기존 백라이트 보다 수십분의 1 수준으로 작아지면서 같은 크기에 더 많은 LED를 촘촘히 넣을 수 있게 된 거죠. 따라서 기존 보다 밝기, 선명도, 명암비가 개선이 되면서 "화질이 좋아졌다"고 이야기할 수 있는 것입니다.

원래 기술적으로 QLED라고 하는 양자점발광다이오드는 스스로 빛을 내는 양자점(quantum dot) 소자를 활용한 디스플레이를 말합니다. OLED처럼 스스로 빛을 낼 수 있는 디스플레이로 아직 상용화된 기술은 아닙니다. 혼동의 여지가 있지만 네오 QLED, QNED는 미니 LED 기술을 적용한 LCD TV의 브랜드 네이밍이라고 생각하면 됩니다.

모든 산업이 태동기를 시작해 성숙기, 쇠퇴기를 거치는데 LCD 기술은 이제 성숙기에 진입한 단계고, 쇠퇴기에 접어들었다는 이야기도 합니다. LCD로 가능한 기술은 전부 구현했다는 뜻인데요, 미니 LED는 LCD 기술의 '끝판왕', '최정점' 정도로 이해하면 좋습니다. 삼성은 미니 LED TV를 판매하고 있고, LG도 이달 중 출시를 할 것으로 보입니다.

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미니 LED TV와 OLED TV의 차이점 [제공=LG전자]

OLED TV는 많이 알려진 것처럼 스스로 빛을 내는 소자를 활용해 만든 디스플레이입니다. LG전자하면 OLED TV가 떠오르죠. 백라이트가 없기 때문에 말거나, 접을 수 있습니다. 두께도 종이 한 장 같이 얇습니다. 벽 한쪽을 검은색 TV로 채워야 했던 인테리어의 한계를 넘을 수 있는 혁신적인 제품이죠.

화질도 LCD의 '끝판왕'이라고 하는 미니 LED TV 보다 우수합니다. 미니 LED TV는 80형대 제품 기준으로 구역을 약 2500개로 나눠 밝기를 조절하는 블록 디밍(Blocks Dimming) 방식을 사용하는데요, OLED TV는 약 1억개의 서브 픽셀 디밍(Sub-pixels Dimming)방식으로 완벽에 가까운 화질을 구현합니다. '완전한 블랙'을 구현할 수 있다고 하죠. '완전한 블랙'이 중요한 이유가 우수한 명암비로 선명한 화질을 구현할 수 있기 때문입니다.

OLED를 이야기하면 항상 따라다니는 '번인 현상'이 있습니다. 유기물을 사용하기 때문에 시간이 지나면 소자의 성능이 떨어져 화면의 색상이 변하거나 잔상이 남는 현상을 말합니다. 치명적인 단점이라고도 하고요, OLED를 사용하는데 문제가 없다는 의견도 있습니다. 미니 LED  TV는 무기물을 사용하기 때문에 상대적으로 번인 현상에서 자유롭습니다. 

그렇다면 OLED의 단점을 극복한 자체발광 디스플레이는 없느냐. 있습니다. 마이크로 LED TV인데요, OLED처럼 마이크로미터(㎛) 단위의 초소형 LED를 사용해 스스로 빛을 내는 디스플레이입니다. 무기물 소재이기 때문에 열화나 번인에 대한 염려가 없는 뛰어난 내구성이 장점입니다. 그런데 삼성이 지난 3월 출시한 110형 TV의 가격이 무려 1억7000만원. 앞으로 99형과 88형도 출시한다고 하는데, 가격이 최소 1000만원대로 떨어지지 않는 한 기존 TV 시장을 대체하기까지 시간이 걸릴 것으로 보입니다. 

IPS나 OLED, AMOLED는 스마트폰, TV의 핵심 제원으로 간주되고 있다. 대부분 고가 주력 제품에는 OLED 계열의 기술이 이용되고 보급형 제품에는 LCD가 적용된다. 각각의 장단점을 정리했다.

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어느 기술이 더 나은가?
짧게 대답하면 소비자의 우선순위에 따라 다르다. 저렴한 가격이 중요한 소비자, 밟은 화면이 필요한 소비자, HDR10 동영상 감상이 필요한 소비자, 번인(burn-in)이 걱정되는 소비자 등이다. 이러한 이유에 따라 OLED가 IPS보다 반드시 낫다고 단언할 수 없다.

생생한 색상과 상시 시계를 원한다면 OLED를 선호할 수 있다. 그러나 IPS는 더 나은 색상 정확도와 더 저렴한 가격이라는 장점을 지닌다.

IPS가 LCD인가?
참고로 스마트폰의 경우 IPS는 LCD라고 보아도 무방하다. LCD 디스플레이 기술의 한 유형인 IPS(In-Plane Switching)가 스마트폰에 적용된다. TN 및 MVA와 같은 LCD 유형 기술은 대개 TV에서만 찾아볼 수 있다.

한편 ‘liquid-crystal display’의 약자인 LCD와 관련해서는 함정이 하나 있다. 많은 TV 제조사들이 LCD라는 단어 대신 LED라는 용어를 언급하곤 한다. 삼성은 QLED라는 용어도 만들었다. 그러나 LED 스크린으로 광고되는 TV들은 본질적으로 LCD 기술에 속한다. LED는 LCD 패널 후면에 배치된 광원을 의미하는 단어일 뿐이다. LCD 디스플레이를 탑재한 오늘날의 스마트폰들 또한 광원으로 LED를 이용하고 있다.

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IPS 디스플레이의 장점
- 제조가 쉽고 비교적 저렴함
- 양호한 색상 정확도
- 이미지 번인이 발생하지 않음.

IPS 디스플레이의 단점
- 콘트라스트가 제한적임
- 백라이트가 누설되는 현상이 나타날 수 있음.

백라이트 누설이란 화면 가장자리에서 빛이 새어나오는 현상을 의미한다.

OLED란?
OLED 디스플레이는 LCD와 완전히 다른 방식으로 작동한다. 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀이 독자적으로 발광한다. 후면의 백라이트가 액정을 통과해 색을 표현하는 LCD 방식과 다른 점이다. ‘O’는 빛을 방출하는 부분이 유기 화합물로 만들어진다는 점을 의미한다.

스마트폰에 활용되는 OLED에는 다양한 유형이 있다. 가장 최근에 등장한 약어 중 하나는 P-OLED다. P는 플라스틱을 의미한다. 이 밖에 삼성은 자사의 OLED 디스플레이를 ‘Super AMOLED)라고 표현한다. 여기서 AM은 ‘Active Matrix’를 나타낸다. 하지만 LG와 애플 등이 사용하는 OLED 기술과 기본적으로 동일한 기술이다.

제조사가 자사의 OLED 스크린을 차별화하는 방법은 하위 픽실을 구성하는 방식에 있는 경향을 보인다. 기본적으로 각 픽셀은 빨강, 녹색 및 파랑 '서브 픽셀'로 구성된다. 각 픽셀의 밝기를 독립적으로 변경함으로써 다른 색상을 표현한다. 모든 픽셀이 최대 밝기로 동작하면 흰 색을 표시하게 된다.

LG 및 삼성 등의 디스플레이 제조사는 서브 픽셀의 수를 변경할 수 있다. LG의 경우 4개의 서브 픽셀을 가지며, 하나의 레드 및 그린 픽셀에 따라 2개의 블루 픽셀을 배치한다. 흰 색 픽셀을 이용해 밝기를 증가시키기도 한다.

다소 복잡하게 들릴 수 있지만 OLED는 LCD보다 구조적으로 간단한 기술이며, 백라이트가 필요 없어 요구되는 레이어가 더 적다. OLED 스크린이 더 얇은 경향을 보이는 이유다.

OLED는 또 작동하는데 더 적은 전력을 소비하며, 개별 픽셀을 쉽게 끌 수 있기 때문에 LCD 화면보다 검은 색을 더 어둡게 표시할 수 있다. OLED의 우수한 컨트라스트 비율이 나타날 수 있는 이유이기도 하다.

필요한 픽셀만 밝힐 수 있다는 또 다른 장점은 전화 제조업체가 시간 또는 기타 정보를 영구적으로 표시하는 상시 작동 화면을 가질 수 있음을 의미한다. 단 상시 작동 화면의 경우 유기적 특성으로 인해 고정된 이미지는 ‘번인’ 현상을 초래한다. 따라서 미세하게 이미지를 지속적으로 이동시켜야 한다.

최신 스마트폰도 번인 현상을 피할 수는 없지만 하드웨어 및 소프트웨어 기술의 발전으로 체감할 수 있는 번인 현상은 그리 두드러지지 않는다. 대부분의 사용자가 평범한 용도로 이용한다면 번인 현상을 걱정할 필요는 없다.

OLED 디스플레이의 장점은 최근 다른 용도로 활용되고 있다. 접이식 스마트폰이 등장할 수 있었던 배경이 바로 OLED의 얇으면서도 유연성 있는 특성이다. 경계면이 없는(borderless) 화면을 갖춘 스마트폰의 배경이다.

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OLED 스크린의 장점
- IPS LCD보다 얇음
- 전력 효율적
- 우수한 시야각
- 우수한 블랙 표현
- 우수한 색 영역

OLED 스크린의 단점
- 이미지 번인 가능성
- 높은 제조 비용