미니LED
1. 개요
미니LED TV는 LCD TV의 한 종류다. LCD 백라이트에 들어가는 LED 크기를 줄인 TV를 일컫는다. 미니LED는 100~500마이크로미터(µm) 크기다.
QLED·OLED·미니LED·마이크로LED TV, 차이점은?
미니 LED는 마이크로 LED와는 전혀 다르다. 마이크로 LED는 백라이트 없이 LED가 픽셀 역할을 해서 자발광하는 TV이다. 다만, LCD에 들어가는 백라이트의 크기를 미니 LED 수준으로 줄인것으로 보면 된다.
미니LED TV는 LCD TV의 단점인 명암비를 개선하기 위해 나온 제품이다. 백라이트의 LED 칩 크기를 줄이고 촘촘히 배치하고 화면의 밝기와 로컬 디밍 영역을 늘리는 것이 주 목적이다. 로컬 디밍(Local dimming)을 위해서인데 콘텐츠 내용에 따라 LED 일부를 켜고 꺼 명암비를 조절한다. 기존 백라이트의 경우 로컬 디밍을 적용하더라도 로컬 디밍존으로 완벽한 블랙에 가까운 재현은 불가능했고, 로컬 디밍존이 아닌 구역에서는 밝게 표시되거나 무언가 이질감이 드는 경우가 많았다.[1] 미니 LED는 로컬 디밍존의 갯수가 많아지기에 이를 어느정도 극복할 것으로 보인다.
2021년에는 LG에서 미니 LED TV를 선보인다고 한다. QNED라고 불리는 것으로 미니 LED에 나노셀 디스플레이[2]를 적용할 것으로 보인다.
하지만, 명암비를 개선했다지만 OLED와 동일선상에서 비교하기에는 어려울 것으로 보인다.
2. 로컬 디밍
'''로컬 디밍'''(Local Dimming)은 HDR 디스플레이를 구현하는 원천 기술로 특정 장소에 조명을 가동시키거나, 끌 수 있는 방법이다.
로컬 디밍의 본 의미는, 조명장치가 여러 군데에 설치되어 있을 때, 특정 위치의 조명 밝기를 자유롭게 조정하는 기술이다. "집에 방이 4개이고 거실이 1개, 주방이 1개일 때 주방의 조명을 30%로 내리자" 이런 의미의 것이었다.
그런데, 이 로컬 디밍이 LCD와 LED 구동 기술과 결합하여 나온 것이 지금의 로컬 디밍이다.
현재 쓰이는 로컬 디밍의 의미는, 직하식 백라이트의 LCD가 컨트롤러의 지령을 받아 각 구역별로 백라이트의 밝기를 조정하도록 하는 것이다. 과거에 로컬디밍이라는 명칭이 쓰일 때에는 LED 수가 수십개- 백 여개 정도로 그렇게 디밍존의 수가 많지 않을 때 부르는 명칭이었고 현재는 500개 이상 2000 개 정도까지 디밍존이 많아지며 미니 LED 기술이라고 불리고 있다.
현재는 mini-LED 기술이라고 불리고 있다. 대만 중국의 LCD TV 업체들이 OLED TV 에 대항하기 위해 채택하고 있다. LED 백라이트 LCD TV의 약점인 낮은 컨트라스비를 보완하기위해 1000여개 이상의 소형 LED 를 화면 전체에 배열하고 밝은 부분은 LED 광량을 증대시키고 어두운 부분은 LED의 광량을 줄여서 눈에 보이는 실효 컨트라스트를 크게 높이는 기술이다. 화질은 뛰어나지만 가격이 비싼 OLED 디스플레이와 가격은 싸지만 컨트라스트 성능이 떨어지는 일반 LED backlit LCD 디스플레이의 중간쯤 가는 기술로 자리잡고 있다. 삼성도 미니LED TV 생산에 뛰어들고 있다. 잘만 만들면 화면 전체의 컨트라스트는 OLED 에 버금가는 컨트라스트를 낼 수는 있지만 디밍존의 수가 한계가 있기 때문에 한 디밍존에서 낼 수 있는 컨트라스트는 종래의 LCD 기술과 다름없어서 완전한 의미의 컨트라스트는 아니다.
75인치 4K UHD 제품중에는 1천개 ~ 2만 5천 개의 LED를 쓰는 제품도 나오는데 이들 LED를 개별적으로 제어하는 것은 매우 부담이 크므로 보통은 LED 를 4-20여개를 하나의 그룹으로 묶어서 하나의 디밍존(dimming zone) 으로 구성하여 디밍존 구역의 갯수를 줄이고 있다. 예를 들어 화면 전체를 가로 42 구역 세로 24 구역으로 나누면 약 1000개 가량의 디밍존으로 나누어진다. 이경우 각 구역은 4K의 경우 90*90 픽셀 정도 크기가 된다. 이정도면 부자연스러운 계조현상이 완화된다. 한 디밍존에 여러 LED를 쓰는 것은 TV의 두께를 줄이면서 디밍존 내의 밝기를 균일하게 하고 존과 존간의 경계의 계조를 완화 하는데 도움이 된다. 하지만 가장 중요한 것은 디밍존의 갯수로 이는 LED를 제어하는 컨트롤러의 성능에 달려있다. 앞으로 컨트롤러의 성능이 향상되면 디밍존의 갯수가 더욱 늘어날 것이고 이것이 mini-LED 성능 경쟁 척도가 될 것이다.
2020년의 경우 중국의 TCL 이나 대만의 Vizio 등의 2선급 TV 업체들이 적극적으로 출시 중인데 TCL 8 시리즈는 LED 갯수는 2만 5천개에 약 1천개의 디밍존으로 나눠서 제어한다. TCL 6 시리즈는 LED 갯수는 1천 개 zone 의 수는 240 개 정도이다. 75인치 Vizio 는 485개의 존으로 나눈다. 현재는 주로 중국과 대만 TV 업체가 mini-LED TV 시장을 주도하고 있지만 한국의 삼성과 LG 도 2021년도 신제품에는 mini-LED TV 제품을 대형 고급제품 위주로 출시하여 중국업체들을 추격할 예정이다.
3. 원리
[image]
이렇게... 이때, LCD 패널에는 밝기가 어두워진 만큼 그것을 보상하도록 DSP를 통해 이미지를 재조정한다.[3]
이 Zone 의 숫자가 늘어날수록 정교한 로컬 디밍이 가능해지나, 값은 더 비싸진다. 그렇다고 디밍존 개수를 줄인 저가형(?) 제품들은
[image]
[image]
이렇게 된다.
로컬 디밍의 핵심은 직하 LED 백라이트의 제어와 확산판의 매칭, 그리고 그 확산판으로 인한 Zone 의 형상을 매칭시켜 LCD 에 보내지는 이미지를 보정하는 DSP이다. 이 3개가 완벽하게 맞아떨어질 때, 로컬디밍은 아주 우월한 편법이 될 수 있는 것이다.
로컬디밍이 어떻게 작동하는지 보여주는 영상. 사진의 TV 에선 확산판의 일부를 잘라내어 LED 가 그대로 보이도록 하였다.
해당 TV는 도시바의 제품으로, 타사 제품들과 비교도 되지 않는 512개의 지역을 가진다.[4] 그리고 그만큼 많은 디밍존을 컨트롤하기위해 '''3.2GHz 8코어 Cell 프로세서'''를 박았다고 한다.
[image]
CES 2016에서 소니가 발표한 X930D에 적용된 'Backlight Master Drive'. 좌측의 TV는 컬러필터를 제거했는데, 마치 흑백 사진 같은 수준의 품질이 나온다. 이쪽은 백라이트를 무려 '''2000개'''나 넣었다고. 그러면서도 소니의 주장에 의하면 '''소비전력을 기존 85인치 TV에 맞췄다고''' 한다.
LG전자의 스마트폰 V10과 V20의 경우 전면 상단부에 있는 세컨드 디스플레이를 화면이 꺼진 상태에서도 구동시키기 위해 로컬 디밍 기술을 적용시켰다. 덕분에 LCD임에도 화면 전체가 하얗게 뜨는 현상 없이 세컨드 디스플레이를 항상 켤 수 있다.[5]
패널의 가장자리에만 광원이 위치해 있을 경우는 엣지 디밍이라고 한다.
애플의 Pro Display XDR은 32인치 컴퓨터 모니터에 약 576개의 로컬 디밍 존을 갖추고 있다.[6]
전문가용 모니터들의 경우 '''2000개 이상'''의 로컬 디밍 존을 갖추고 있다. 웬만한 컴퓨터 모니터는 그냥 압도해버리는 수준.
4. 미니 LED 와 마이크로 LED 차이점
[image]
[7]
마이크로LED와 미니LED는 어떻게 다를까
'미니LED'라는 명칭은 본래 마이크로 LED와 기술 자체는 같고 완성도만 부족해 소자의 규격이 마이크로 LED의 기준을 초과한 제품을 가리켰다. 그런데 2019년 말부터 중국 기업들을 필두로 TV 업체들이 LCD TV의 백라이트를 100~200 ㎛ 크기의 LED 1만~2만 개로 대체한 제품에 '미니LED' TV라는 명칭을 사용하려는 움직임을 보였으며, 2021년부터 본격적으로 시장에 출시될 전망이다. # # 이에 따라 관련 시장이 형성되었고, 경쟁이 이루어지기 시작했다.
미니LED 제품들은 기존 LCD TV 대비 얇은 두께, 낮은 전력소모, 1000개 이상의 로컬 디밍 존으로 인한 화질 개선 등의 이점이 있어 기존 LCD(LED TV, QLED TV)보다 더 나은 기술이긴 한데, 기본적으로 '''백라이트만 개선된 LCD'''일 뿐이며 이름이 유사한 것과는 달리 본 문서에서 다루는 마이크로 LED와는 근본적인 원리부터 다른 제품군이다.
소자의 크기가 아닌 LED 사용 방법 차이로 마이크로 LED/미니 LED의 차이를 두는 이러한 방식은 비슷한 이름으로 소비자들에게 혼동을 줄 우려가 있음에도 업체들은 이러한 구분을 고수하는 중이며, 소비자들에게 이들 제품의 차이점을 알리려는 업체들의 적극적인 노력이 선행되지 않는다면 과거 백라이트만 형광등에서 LED로 대체한 LCD TV를 LED TV라는 이름으로 홍보하거나 삼성이 양자점 필름만 씌운 LCD를 QLED로 명명해 논란이 되었던 것과 비슷한 상황이 될 여지가 높다.
현재 디스플레이의 해상도와 LED가 달성해야 할 궁극적인 크기의 관계를 정리하면
- 100 ppi ≒ 250 ㎛ (대략 대형 TV 기준)
- 250 ppi ≒ 100 ㎛
- 260 ppi ≒ 97.6 ㎛ (맥북 Retina 디스플레이)
- 326 ppi ≒ 78 ㎛ (아이폰 Retina 디스플레이)
- 525 ppi ≒ 48 ㎛ (대략 스마트폰 QHD 해상도)
완벽한 기술로 취급받진 않지만 성능 향상에 의미 있는 기술이라 여러 기업에서 도입을 준비하고 있다.
애플 역시 번번이 연기되는 애플 워치용 마이크로 LED 대신 기술 난도가 상대적으로 낮은 미니 LED를 사용한 아이패드 프로와 아이맥 프로 등 제품 6종을 2021년부터 출시할 것이라는 루머가 나왔다. #
[1] 어두운 화면에 글자가 표시된다고 가정하면 글씨 주변으로 밝게 표시되어 보이는것을 생각해보면 좋다. [2] 삼성의 퀀텀닷 필름을 적용한 TV와 비슷한 기술이다. 색재현률을 높이기 위해서 이전부터 적용한 기술이다. [3] 그렇지 않을 경우, 이미지에 그라데이션이 생기거나 구역이 비치는 등의 문제가 발생한다.[4] 이쯤 되면, 로컬 디밍의 약점인 비정상적인 그라데이션 문제도 많이 사라진다.[5] V10은 세컨드 디스플레이의 좌측, 그러니까 전면 카메라가 있는 부분에서 오른쪽으로 빛이 나온다. 그래서 우측보다는 좌측이 더 밝다.[6] 근데 사실 가격대를 생각하면 애플 XDR이 썩 좋은 모니터도 아니다. 해당 항목 참조.[7] 미니 LED: LED를 '''백라이트'''로 사용 / 마이크로 LED: LED를 '''화소'''로 사용 부분에 주목.