우리가 너무나도 친숙하게 사용하고 있는 TV에 사용되는 디스플레이의 초기 모습은 어떠했을까요? 그리고 앞으로 TV 디스플레이는 어떻게 진화해 갈까요? 오늘은 CRT부터 OLED에 이르기까지, 지난 50년 이상 지속된 디스플레이 혁신의 역사를 소개해 드리겠습니다.
TV 디스플레이계 조상님! CRT
CRT(Cathode-ray Tube)는 전자를 쏘아 마스크에 충돌시켜 화면을 보여주는 장치로, 가장 역사 깊은 디스플레이입니다. 하지만 우리에게는 CRT보다 브라운관으로 더욱 유명한데요, 그 이유는 독일의 물리학자 카를 페르디난트 브라운이 발명하여, 브라운관으로 널리 불리기 때문이죠. CRT의 원리는 간단합니다. 전자총에서 나온 전자 빔(beam)을 형광물질이 발라진 화면으로 날아가서 부딪치면 빛이 발생하게 되는데요. 이렇게 전자 빔을 일정한 간격으로 화면의 모든 위치를 돌아 다니면서 쪼여주면 하나의 영상을 얻을 수 있습니다. 하지만 이 CRT 방식은 왜곡된 화면을 방지하기 위해 두꺼운 디스플레이를 사용해야 한다는 점과오랜 시간 사용하면 눈의 피로가 많이 발생한다는 점, 전자파가 많이 발생한다는 단점이 있습니다.
최상의 평면 디스플레이 LCD, 벽걸이 TV로 인기 몰이한 PDP,
그리고 LCD의 진화판 LED
LCD(Liquid Crystal Display)는 지금까지도 가장 널리 보급돼 사용되고 있는 디스플레이입니다. LCD의 핵심인 액정(Liquid Crystal)은 액체이면서도 고체의 성질을 갖는 액체와 고체의 중간상으로, LCD는 백라이트를 투과한 2개의 편광판 사이의 액정 기울기에 따라 빛의 세기를 조절하는 디스플레이입니다.
벽걸이 TV라고 불리는 PDP(Plasma Display Panel)는 기체방전 현상을 이용한 디스플레이입니다. PDP는 2장의 얇은 유리판 사이에 작은 셀을 다수 배치하고, 그 상하에 장착된 전극 사이에서 가스 방전을 일으켜 화질을 구현해 냅니다. 하지만, 전기 방전을 통해 빛을 내기 때문에, 전력 소모가 심하고 발열도 많이 된다는 단점이 있습니다.
LCD와 PDP의 구동방식은 서로 다른데요. 두 디스플레이는 경쟁 초기에는 우열을 가리지 못할 정도로 각자의 장점이 확연했었고, 또 한 때는 벽걸이 TV를 앞세운 PDP가 우세하기도 했습니다. 하지만 시간이 지나면서 소비자의 마음은 점차 LCD로 기울어졌습니다. 구동 방식의 차이에 기인해, PDP 보다 LCD가 개선에 보다 유리한 구조였기 때문입니다.
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이렇게 벽걸이 TV를 중심으로 한 때 소비자들로부터 사랑을 받았던 PDP TV는 LCD 기술이 진화하면서 사라지게 되었습니다. 대표적으로 LG디스플레이는 시야각이 좋고 응답속도가 빠른 IPS 광시야각 기술을 바탕으로 모니터, 노트북, TV 등에 이르기까지 다양한 LCD 제품을 선보여왔습니다. 이후, LG디스플레이는 불가능으로 여겼던 100인치의 벽을 ‘마찰 계수’에 착안해 2006년 100인치 TFT-LCD를 선보이며, 대형 LCD TV의 시대를 열었습니다.
한편, 흔히 LED TV라고 하는 것은 LCD TV의 진화판으로 생각하시면 됩니다. 일반적으로 LCD는 패널의 뒷면에 광원이 필요한데요, 이를 백라이트라고 하는데 LED는 이 백라이트가 CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp: 냉음극 형광램프)에서 LED로 바뀐 것 뿐입니다.
LCD에 사용된 CCFL은 생산 단가가 낮은 장점이 있는 반면, 수명이 짧고 소비 전력이 높은 것이 단점입니다. LED 백라이트는 수명이 길고 소비 전력이 낮으며 화면 전체에 균일한 빛을 뿌려 주는 것이 특성입니다.
LED 백라이팅 기술은 크게 세 가지로 구분되는데요. 먼저, 각각의 LED 블록이 적색(R), 녹색(G), 청색(B)으로 이루어진 형태로 입력되는 신호의 색상에 맞는 LED를 밝혀 필요한 부분에 선택적으로 빛을 공급하는 RGB 방식이 있습니다. 또, 패널의 가장자리에 LED 백라이트 유닛을 배치하는 엣지(Edge) 방식과 LCD 뒷면에 LED 백라이트 유닛을 배치하는 직하(Direct) 방식이 있습니다.
LG디스플레이는 기존의 RGB 방식에서 진화해, 적, 녹, 청의 유기물을 TFT 기판 위에 각각 ‘수직’으로 쌓아 올리고 화이트(W) 소자를 추가한 WRGB 기술을 개발했습니다. WRGB 방식은 높은 색재현율을 갖고 있으며, 고해상도 구현 시 유리하고, 흰색 배경 구현 시 소비전력도 낮은 특성이 있습니다.
궁극의 디스플레이 OLED
OLED TV는 상하좌우 어떤 위치에서 보더라도 기존 LCD 방식의 TV와는 달리 패널에서 바로 빛을 내기 때문에 색상과 밝기의 변화가 없습니다. 또, OLED TV는 빛의 속도로 영상을 구현할 수 있는 차세대 디스플레이로 빠른 화면에서도 잔상 없는 깨끗한 영상을 시청할 수 있습니다. 뿐만 아니라 장시간 TV 시청 시에도 눈의 피로감이 적은 것이 강점입니다.
또, OLED TV는 스스로 빛이 나는 픽셀을 영상에 따라 꺼주기 때문에, 순수한 블랙과 화이트를 표현하여 세밀한 영상 하나까지 디테일한 표현이 가능합니다. 이른바 무한대 명암비가 선사하는 완벽한 블랙과 화이트의 대비를 안방에서 시청할 수 있는 것이죠.
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더구나 LG디스플레이는 최근 플렉시블 및 투명 OLED 동시 개발로 대화면 투명 플렉시블 디스플레이 개발을 위한 기반기술을 확보했습니다. OLED TV 시장을 창출한 LG디스플레이가 OLED 미래 응용기술에서도 앞서가고 있는 것입니다.
시장조사업체인 디스플레이서치는 올해 OLED TV 시장규모가 10만대에서 내년 100만대, 2016년 200만대, 2017년 400만대로 확대될 것으로 전망했습니다. 앞으로, 꿈의 화질을 각 가정에서 시청하는 인구가 폭발적으로 증가할 예정입니다.
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지금까지 CRT에서 OLED에 이르는 TV 디스플레이의 변천사에 대해 살펴보았습니다. 앞으로 LG디스플레이는 선보일 OLED 디스플레이가 TV 시장을 선도해 나갈 것으로 예상, LG디스플레이 파주 사업장에 OLED 생산성 향상을 위한 신규라인을 만들고 있는데요. 앞으로 차별화 제품과 선도 기술을 통해 OLED 꿈의 디스플레이 실현을 앞당길 LG디스플레이의 행보에 많은 관심 부탁 드립니다!
