[BIZ 이슈] 삼성 QLED TV…'차세대 TV' 등극

퀀텀닷의 혁신… 포브스도 주목했다

2015년 HDR 지원 TV 출시

최대 밝기·명암비·색표현 등 디스플레이의 한계 확장

금속막 입힌 퀀텀닷 기술로 OLED 능가하는 컬러 구현

미국 유력 경제지인 포브스가 지난 19일 차세대 TV 시장에 대한 기사를 하나 실었다. 제목은 ‘QLED(양자점발광다이오드)와 그 중요성에 대해 : what is QLED, and why does it matter?’였다. 삼성전자의 퀀텀닷 기술이 TV업계에 미친 영향에 대한 분석이 주류였다.

포브스는 이 기사에서 “삼성전자 TV가 최대 밝기, 명암비, 색표현의 가능성을 넓혀가며 계속해서 HDR(high dynamic range) 관련 기술을 발전시키고 있다”며 “QLED TV는 HDR 기술을 완성하는 데 있어 매우 중요한 과정”이라고 설명했다. HDR은 밝은 부분은 더 밝게, 어두운 부분은 더 어둡게 표현함으로써 영상의 입체감을 높이고 실제 눈으로 보는 것과 최대한 비슷한 화면을 만들어 내는 초고화질(UHD) 영상 기술을 말한다.

◆차원이 다른 디스플레이의 등장

삼성은 수년간 LED, LCD TV 기술의 선두에 서서 디자인과 기능의 혁신을 이루며 세계 최고 TV 브랜드의 자리를 유지해왔다. 이런 삼성의 개척 정신은 HDR 영상 기술이 전면에 부각되면서 특히 주목받고 있다.

삼성은 2015년에 가장 먼저 HDR을 지원하는 TV를 출시했으며 그 이후로 HDR 기술을 통해 전달할 수 있는 최대 밝기, 명암비, 색의 잠재력을 넓혀가며 계속해서 HDR 기술의 첨단을 달리고 있다. 삼성이 최근에 HDR 기술을 완성하고자 실행한 중요 단계가 QLED TV 개발이다. QLED는 퀀텀닷(양자점) 기술을 적용한 디스플레이로 정확한 색 표현과 뛰어난 내구성 등으로 바이오 태양전지 등 다양한 분야에서 미래 첨단 소재로 각광받고 있다.

삼성은 2017년형 퀀텀닷 TV를 QLED라고 소개했다. 퀀텀닷은 그동안 사용된 비효율적이고 제한적인 백색 LED와 컬러필터의 조합 대신 색을 만들어낼 수 있는 다른 방법을 제안하고 있다. QLED TV에 사용되는 퀀텀닷은 지름이 2~10나노미터(㎚·10억분의 1m)이며 그 크기에 따라 각기 다른 색을 낸다. 크기가 작은 퀀텀닷은 파란색을 내고 크기가 큰 퀀텀닷은 빨간색을 내는 식이다.

퀀텀닷의 가장 중요한 점은 청색 LED를 이용하기 때문에 비교적 넓고 부정확한 발광 스펙트럼을 가진 백색 LED보다 더욱 정확한 원색을 제공하는 게 가능하다는 것이다.

이렇게 더욱 정확한 색을 표현할 수 있기 때문에 퀀텀닷은 점점 더 많은 고화질 HDR TV의 주된 컬러 솔루션으로 이용되고 있다.

◆다양하게 활용되는 QLED 방식

퀀텀닷은 비용, 효율, 성능 면에서 모두 우수해 여러 가지 디스플레이에 적용될 수 있다. 튜브 안에 넣어 사용할 수 있고, 필름 안에 넣어 백라이트의 빛을 통과시킬 수도 있다.

퀀텀닷의 구분에 있어 중요한 것은 광발광과 전자발광의 차이점이다. 새로운 삼성의 QLED TV를 포함해 시중에 나와 있는 모든 퀀텀닷 디스플레이가 사용하는 방법인 광발광 방식은 퀀텀닷을 활성화하기 위해 외부 광원을 이용한다.

전자발광 방식은 각각의 퀀텀닷에 개별적으로 전기를 공급해 각 픽셀이 자체적으로 빛을 만드는 자발광 방식이다. 기대는 크지만 아직은 미래의 과제다. 대부분의 산업 관계자들은 이런 전자발광 퀀텀닷 기술이 대량으로 상업화되기 위해서는 오랜 시간이 걸릴 것으로 예상하고 있다.

삼성은 이전에도 TV에 퀀텀닷을 사용한 적이 있지만 2017년에 출시한 QLED TV에는 새로 개발한 기술을 적용해 화질 수준을 한 단계 더 끌어올렸다. 삼성이 이전에 내놓은 SUHD 브랜드를 대신해 올해 최고급 TV 라인업의 이름을 QLED로 바꾼 이유다.

◆잠재력 큰 삼성의 퀀텀닷 혁신

삼성전자의 주된 혁신은 퀀텀닷 입자를 둘러싸고 있는 새로운 금속막이다. 이 금속막은 퀀텀닷이 산화될 가능성을 줄여주기 때문에 새로운 퀀텀닷은 그 이전 것에 비해 더 오랫동안 성능을 유지하고 퀀텀닷을 효율적으로 배치하는 것이 가능해져 색과 빛을 더욱 선명하게 낼 수 있다.

금속막을 입힌 삼성의 퀀텀닷이 소비자 시청 경험에 주는 장점은 크게 세 가지다. 첫째 더 강한 밝기가 가능하다. 삼성 TV 주요 모델인 Q9F는 최고 밝기가 2000니트(nit)까지 나온다. 그동안의 소비자용 TV에서는 볼 수 없던 이례적으로 높은 밝기다.

두 번째 장점은 HDR 기능을 강화하는 컬러볼륨이다. 컬러볼륨은 빛의 정도에 따라 TV에서 재현 가능한 색의 범위가 달라지는 것을 의미한다. 영상을 현실에서 보듯이 재현하는 데 중요한 요소다. 삼성 QLED TV는 별도 백라이트를 사용해야 하기 때문에 경쟁 기술인 OLED(유기발광다이오드)가 전달하는 수준의 블랙 레벨을 구현하지 못할 수 있으나 금속막이 입혀진 새로운 퀀텀닷은 확실히 수치상으로나 실제 시청 조건에서나 OLED 화면을 능가하는 HDR 밝기 및 컬러볼륨을 제공한다.

세 번째 장점은 강력한 밝기와 색 재현력을 제공함에도 불구하고 화면에 ‘번인’ 현상이 나타나지 않는 것이다. 경쟁 기술인 OLED와는 다르게 채널 로고와 게임 화면 일부에 표시되는 디스플레이 등의 그래픽 요소를 오랜 기간 화면에 띄워 놓아도 나중에 잔상이 남을 것을 우려하지 않아도 된다. 전력 소비 측면에서 매우 효율적이라는 것 또한 장점이다.

삼성의 새로운 퀀텀닷은 시야각을 개선할 수 있는 잠재력이 있다. 삼성의 QLED TV 시리즈(Q9, Q8, Q7)는 퀀텀닷 기술과 직접 연관된 장점 외에도 다양한 차별점을 제공한다. 삼성이 QLED 화면에 적용한 필터링 기술이 대표적이다. 주변 빛이 상당히 밝게 빛나는 곳에서도 삼성 QLED TV의 명암비, 밝기, 색의 강도는 여기에 영향을 거의 받지 않는다. 포브스는 “이전의 어떤 업체도 삼성 QLED만큼 주변 빛 간섭에 영향을 받지 않고 제대로 성능을 내는 TV를 보여주지 않았다”며 “삼성의 QLED는 미래를 충분히 대비하고 있는 기술임을 확실히 알 수 있다”고 분석했다.

좌동욱 기자 leftking@hankyung.com