LCD, LED, OLED, Mini LED 차이점

 

싸게 많이 보급된 LCD
더 선명한 LED, 하지만 백라이트가 여전히 존재
절대적인 블랙을 표현, 압도적 화질 OLED
LED를 잘게 쪼갠 mini LED. OLED를 흉내 내다.

 

 

 

각 제조사는 왜 QLED, OLED를 강조하는 것일까? 고급형인 QLED는 좋은 것일까? OLED와는 무슨 차이일까? 그리고 왜 패널 종류에 따라 프리미엄과 보급형을 나누는 것일까? LCD, LED, QLED, OLED의 차이점을 알게 된다면 홈쇼핑에서 광고하는 TV의 가격이 얼마나 얼토당토 하지 않는 것이지 알 수 있다. 

 

 

 

 

요약
1. LCD에서 발전한 LED, QLED, QNED는 모두 같은 것이다.
2. miniLED는 LED를 이용해 OLED의 특성을 흉내 낸 것이다.
3. OLED 소자 특성상 압도적 명암비를 갖지만, 동시에 밝기가 낮고 수명이 짧다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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패널별 차이점

OLED가 화질 끝판왕인 이유

 

 

 

	LCD	LED	miniLED(QLED)	OLED
발광방식	백라이트 (평광판)	LED소자 (Blue LED)	QLED소자 (백라이트-QD)	OLED (White OLED)
소자특성	무기물	무기물	무기물	유기물
대표기업			Samsung	LG
장점	저렴한 공급가 높은 밝기	저렴한 공급가 높은 밝기 긴 수명	높은 밝기 긴 수명 로컬 디밍이 가능	절대적 대비도 압도적 색표현력
단점	낮은 대비도 나쁜 색표현력	낮은 대비도 아쉬운 색표현력	높은 공급가 아쉬운 색표현력	높은 공급가 낮은 밝기 번인 가능성

 

LG전자가 미니 LED TV 제품명을 QNED로 명명하면서 원조 논란이 일어났다. 삼성이 QLED(퀀텀 나노 발광다이오드, Quantum Nano Emitting Diode)를 대대적으로 앞세우며 LG OLED TV에 대항하고 있었기 때문이다. 결과적으로 QLED와 QNED는 기술적으로 동등하고, 이름만 다른 것이다. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LCD (liquid crystal display)

가장 많이 보급된 기술

 

 

백라이트(빛 방출) → 액상판에 전류 → 선택적으로 액상판이 정렬(펴짐) → 빛 통과 → 빨강, 파랑, 초록 필터 → 우리 눈

 

일반적인 중저가 모니터(TV)에 많이 사용되고 있는 기술이다. 주변에 있는 제품 아무거나 살펴보면 대부분 LCD를 사용하고 있음을 알 수 있다. (물론, 고가 스마트폰 및 태블릿, TV는 OLED를 사용한다.) 기술 장벽이 낮아지며 중국에서 대량 생산하여 세계에 공급하고 있다. 따라서 공급 가격이 매우 저렴하다.

 

LCD 발광 원리

 

LCD 패널은 색을 표현하기 위해 맨 뒤판에 빛을 내는 백라이트(편광판)가 필요하다. 백라이트로부터의 빛이 앞면의 컬러필터를 거치면서 색을 발현한다. 여기서 사용되는 백라이트는 CCFL(콜드 브라운관 형광 램프)로 화면 뒤에 고르게 배치되어 일관된 조명을 전달한다. 이에 따라 모든 영역에서 비슷한 수준의 밝기를 보인다.

 

👍 Good point

• 낮은 기술장벽 : 중국에서 기술력이 많이 올라와 싸게 보급되기 시작했다. 중저가형에 LCD, LED 패널을 사용하는 이유다.

 

👎 Bad point

• 낮은 색 재현율 : 항상 빛을 내는 흰 판이 필요하기 때문에 제대로 된 색을 재현하기 어렵다.
• 낮은 명암비 : 검정화면을 보여주는데 빛이 나는 검정을 보는 이유가 이것이다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LED (light-emitting diode)

LCD에서 수명과 밝기를 높인 것

 

 

Blue LED(빛 방출) → 액상판에 전류→ 선택적 액상판 정렬(펴짐)→빛 통과 → 빨강, 파랑, 초록 필터→ 우리 눈

 

LCD에서 좀 더 진보된 형태로 두께가 살짝 감소하고, 선명도 및 수명이 향상되었다. LCD의 한 종류로 생각하면 된다. 대부분의 모니터가 향상된 LED를 사용하고 있다. 

 

LED 발광 원리

 

LED 패널은 흰색 백라이트(편광판)가 있던 LCD와 달리 소자가 직접 빛을 낸다. 소자 단위(지역)로 빛을 낼 수 있도록 할 수 있기 때문에 CCFL을 사용하는 LCD와 달리 부분적으로 밝기를 조절하여 미약하지만 로컬 디밍 효과^[각주:1]를 얻을 수 있다. 이는 대비를 상대적으로 정밀하고 높게 표현할 수 있기 때문에 화질을 획기적으로 개선시킨다.

 

하지만 빛을 내는 소자만 바뀐 것으로 백라이트로 Blue LED를 사용한다. LED는 백색 빛을 방출하지 않고, 파란빛을 낸다. 따라서 노란색 인광 코팅으로 최대한 하얗게 만든다. 그리고 앞에 빨간색, 녹색, 파란색을 통과하면 원하는 색상을 만들어 내게 된다. 결국 빛을 내는 LED 자체가 파란색을 뿜기 때문에 색상 표현력에 한계가 있다.

 

👍 Good point

• 저전력, 고휘도 : 대신 LED의 특성으로 저전력으로 매우 밝은 빛을 낼 수 있다.

 

👎 Bad point

• 명암비 한계 : LCD와 같은 이유로 백라이트가 빛을 내기 때문에 완전한 검은색을 표현할 수 없고, 따라서 명암비 또한 한계가 있다.
• 낮은 색재현율: 더욱이 LED는 파란색 빛을 내기 때문에 색 재현율에 어쩔 수 없는 어려움이 있다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mini LED (QLED, QNED)

LED에서 OLED로 넘어가는 과도기적 기술

 

 

Blue LED → 빛 통과 → Red, Green Quantum Dot → 우리 눈

 

삼성은 QLED를 강조한 TV를 프리미엄 제품으로 홍보하고 있다. QLED (또는 QD-LED)는 퀀텀 발광 다이오드(Quantum Eitting Diode)를 의미한다. 쉽게 말해 각 픽셀을 LED 대신 퀀텀닷으로 채운 것이다.

 

하지만, Quantum dot(이하 QD)의 경우 열과 수분에 취약하다. 따라서 OLED와 처럼 증착 방식이 불가능하여 잉크젯 프린팅을 해야 한다. 또한 기술적으로 아직 불안정하며, Blue QD의 수명, Soluble 공정 개발 등의 이슈가 있다.

 

따라서, 현재 삼성의 QLED 및 QD-OLED는 백라이트^[각주:2] 위에 QD Sheet를 얹은 형태로 제작된다. 이때 사용되는 QD Sheet는 적색 및 녹색을 사용한다. 백라이트가 QD를 만나면서 색 발현이 강화되는 것이다. 

 

mini LED는 OLED를 흉내 낸 기술이다

 

 

OLED는 생산 난이도가 높고, 수율이 좋지 않아 생산비가 비싸다. 또한 LED에 비해 빛의 세기에 한계가 있으며 내구도 또한 낮다. 이를 해결하기 위한 방법으로 나온 기술이 Mini LED다. 

 

 

Mini LED는 기존 LED를 더 작은 크기로 쪼갠 것이다. 하지만 1개에 0.1mm 두께를 갖은 OLED에 비해 3 x 3 cm mini LED는 매우 크다. (출처:LG디스플레이 뉴스룸)

 

원리는 LED를 매우 작은 크기로 최대한 촘촘하게 넣었다. 이를 통해 검은색을 표현해야 할 부분을 일시적으로 빛을 꺼버림으로 OLED의 로컬 디밍 효과를 준 것이다.

 

하지만, LED는 단위(군집)로 껐다 켰다 할 수 있지 소자 하나하나를 끌 수는 없다. OLED의 경우 0.1mm 단위로 움직인다면, mini LED는 3cm x 3cm(약 12개) 단위로 움직인다. 흉내는 냈지만 OLED를 따라갈 수 없는 이유다.

 

👍 Good point

• 로컬 디밍 효과 : OLED 수준은 아니지만 기존 LED를 이용해 명암비를 획기적으로 높였다.

 

👎 Bad point

• 비싼 가격 : OLED 라인업과 급을 맞추기 위함인지 공급가가 비싸다. LED를 좀더 작은 크기로 더 많이 넣어 집적도를 높이다 보니 수율이 떨어진 탓도 있을 것이다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OLED (Organic Light Emitting Diode)

현존하는 화질 끝판왕

 

 

OLED(WOLED)^[각주:3] :
전류 → White OLED(빛 방출) → 빛 통과 → 빨강, 파랑, 초록 필터→ 우리 눈

 

OLED는 현존하는 화질 끝판왕 기술이다. 편광판이 필요 없이 자체적으로 발광이 가능한 유기 LED를 사용했다. 이로 인해 두께 부분에서 큰 이점을 갖는다. 또한 앞선 LED와 달리 각 소자 단위(픽셀)로 전원을 껐다 켰다 할 수 있다.

 

 

(좌) 비자발광 LCD (우) 자발광 OLED. (출처:OLEDSPACE)

 

LED의 경우 빛이 통과되는 부분에 막을 씌우는 개념으로 강도를 조절한다. 막은 씌웠다곤 하지만 새어 나오는 빛까진 막을 수 없다.

 

하지만, OLED의 경우 소자 자체를 꺼버림으로 인해 새어 나오는 빛이 없고, 완벽한 블랙을 표현한 수 있다. 이를 통해 더 높은 대비율을 확보할 수 있는 것이다. 이게 바로 OLED가 화질의 끝판왕인 이유다. 그렇다고 장점만 있는 것은 아니다. 

 

 

AVS 포럼에 게재된 번인 사례 사진 (출처:SAMSUNG)

 

OLED 소자가 유기물을 이용하다 보니 열에 취약하다. 따라서, 800 nit 정도로 밝기가 매우 낮게 설정된다. 빛은 열을 동반하기 때문이다. 이는 소자가 타버리며 자국이 남는 번인 현상을 방지하기 위함이기도 하다.

 

좀 더 첨언하자면 OLED 기술은 현재 크게 2가지가 존재한다. LG디스플레이의 WOLED와 삼성디스플레이의 AMOLED(최근 QD-OLED)다. 삼성의 경우 OLED에 QD를 적용해 밝기를 높이고 번인 문제를 해결하려 노력하고 있다.

 

👍 Good point

• 얇은 두께 : 편광판이 없음으로 두께를 획기적으로 줄일 수 있었다.
• 리얼 블랙 : OLED 소재 자체가 빛을 내기 때문에 검정을 표현할 때 소재를 꺼버림으로써 말 그대로 검정을 표현할 수 있다.
• 높은 색재현율 & 무한대 명암비 : 이로 인해 현실에 가깝게 색재현율이 높아지고, 이론적으로 무한대의 명암비를 갖게 된다.

 

👎 Bad point

• 낮은 휘도 & 내구성 : 다만 LED에 비해 발광 정도가 낮아 어두침침하고, 내구성이 약한 치명적 단점이 존재한다.
• 번인 현상(burn-in) : 유기물로 구성된 OLED는 가열에 취약하다. 따라서 고질적으로 잔상이 남는 번인 현상을 최대 단점으로 지적한다. 하지만 우려와 달리 실사용자들의 경험을 보면 5년 이상 사용해도 크게 눈에 띄지 않을 정도로 문제가 없다.

 

 

 

 

 

삼성과 LG의 디스플레이 전쟁 : QD-OLED vs. WOLED

2021년 추천 TV 순위 : 좋은 것, 적당한 것, 저렴한 것

LG 스마트TV : OLED 55BX

 

1. 부분별로 밝기를 달리하는 것으로 어두운 부분은 더 어둡게, 밝은 부분은 더 밝게 만들어 명암비를 높이고 소비전력을 줄일 수 있다. [본문으로]
2. QLED는 LCD 백라이트, QD-OLED는 Blue OLED를 백라이트로 사용한다 [본문으로]
3. 삼성 QD-OLED 경우 : 전류 → Blue OLED(빛 방출)→ 빛 통과 → Red, Green Quantum Dot → 우리 눈 [본문으로]