[영상] 한계를 뛰어넘어 마주한 혁신 마이크로 LED, 새로운 화질의 기준을 제시하다

삼성전자가 현존하는 최고의 디스플레이 ‘마이크로 LED’의 탄생 과정과 그 배경이 된 장인정신(Craftsmanship)을 담은 영상을 공개했다. 삼성전자는 올해부터 마이크로 LED의 글로벌 출시를 본격화한다. 초대형 디스플레이를 선호하는 시장 트렌드에 따라 76형, 89형, 101형, 114형으로 라인업을 확대하여, 최고의 기술력을 갖춘 초고화질 디스플레이의 가치를 알아보는 고객층을 적극 공략할 계획이다.

▲마이크로 LED의 탄생 과정과 그 기반이 된 장인정신을 담은 ‘MICRO LED: A Journey to Redefine Limits (마이크로 LED: 한계를 넘기 위한 여정)’ 영상

업계 1위가 제안하는 TV의 미래 – 마이크로 LED

17년간 세계 TV 시장 1위를 지켜온 삼성전자는 언제나 혁신을 최우선 순위에 두고 새로운 디스플레이를 재정의해왔다. 그 정점에 마이크로 LED가 있다. ‘초소형(마이크로)’이라는 이름에서 알 수 있듯이 마이크로 LED 디스플레이의 시작은 가장 작은 단위에서부터 시작된다. 마이크로 LED는 머리카락보다도 얇은 100 마이크로미터(㎛) 이하의 초소형 LED가 백라이트나 컬러필터 없이 스스로 빛과 색을 내는 자발광 디스플레이다.

특히 삼성 전자 마이크로 LED에 사용된 LED 소자의 크기는 50㎛이하로, 일반 100형 고해상도 B2B 제품에 사용되는 LED 소자의 10%밖에 안될 정도로 작다. 게다가 마이크로 LED에 사용된 RGB(Red, Green, Blue) 소자는 무기물 소재로 번인 이슈가 없고, 약 10만 시간 이상 뛰어난 밝기와 화질을 안정적으로 유지할 수 있다.

컬러필터 없이 RGB 자발광 구조로 어떠한 광손실도 없이 화질을 즐길 수 있는 디스플레이는 전 세계에서 마이크로 LED가 유일하다. 특히 영화, 스포츠, 다큐멘터리 등의 콘텐츠를 몰입감 있게 즐길 수 있는 최고의 디스플레이로, 특히 초대형 사이즈인 114형의 경우 현실과 스크린을 구분하기 힘들 정도의 현장감을 제공한다.

▲마이크로 LED 장인정신(Craftsmanship) 영상에서 연구원을 연출한 장면

마이크로 LED 개발진이 제품을 세상에 선보이기까지는 자그마치 6년이 소요됐다. 마이크로 LED에 적용된 공정 기술 중 상당수가 세상에 없던 기술들이었기 때문이다. 업계의 많은 전문가들이 반신반의하는 상황에서도 개발진은 마이크로 LED 제작에 필요한 모든 핵심 기술을 내재화하기 위한 개발을 시작했다.

한 땀 한 땀 장인정신이 깃든 선별, 에이징, 캘리브레이션 과정

먼저 삼성 엔지니어들은 최상위 다이아몬드를 선별해내는 보석 감정사처럼 휘도, 산포 등 여러 까다로운 기준을 통과한 최적의 마이크로 LED를 한 땀 한 땀 선별했다. 마이크로 LED를 상품화하고 각종 시험 진행을 총괄한 상품화그룹 이관중 프로는 “LED의 소재가 뛰어날수록, LED 사이즈가 작을수록, 동일 면적에 더 촘촘하게 수놓을수록 더욱 완벽한 화질을 구현할 수 있다”고 말했다.

▲최고급 다이아몬드(좌)와 마이크로 LED(우) 선별 과정을 비교한 장면

공정 재료 개발 및 외관 품질 확보를 담당한 공정개발그룹 한정인 프로는 “100억개 이상의 LED를 폐기하고 나서야 머리카락보다 얇은 마이크로 LED 2400만개를 원하는 위치에 옮겨 접속시킬 수 있는 레이저 전사 실장 기술을 개발할 수 있었다”며 “여기에 삼성 반도체의 초미세 공정 기술을 더해 수많은 모듈의 엣지를 경계선 없이 하나의 스크린으로 보여지도록 정교하게 마감하는 기술까지 확보하는 데 성공했다”고 설명했다.

이렇게 초미세 공정으로 세밀하게 조립된 모듈은 픽셀 800만 개를 완성하기 위해 2400만개에 달하는 LED 소자 하나하나가 완벽해질 때까지 수백번의 검사와 완성화 작업을 진행하는 이른바 ‘에이징’ 과정을 거친다. 최고급 와인이 수십년의 숙성 시간을 거치는 것처럼, 2400만개의 LED 소자가 완벽해지기 위해서는 기나긴 에이징 시간을 견뎌야 한다. 단 하나의 불량 픽셀도 용인하지 않아야 고객에게 전달되어 10년간 끄덕 없는 시청 경험을 제공할 수 있기 때문이다.

▲캘리브레이션 과정을 표현한 장면

에이징을 마친 마이크로 LED는 마지막 검수 과정인 캘리브레이션(화질 조정)을 거친다. 1대의 마이크로 LED가 거치는 캘리브레이션 과정만 자그마치 4만회가 넘는다. 요소기술그룹에서 패널 구동 알고리즘과 화질 IP를 개발한 시게타 테츠야 프로는 “픽셀 하나 하나 완벽해질 때까지 1대의 마이크로 LED에 4만3500회의 캘리브레이션 진행하는데 모듈 단위부터 블록, 픽셀, 세트 전체까지 순차적으로 모든 과정을 세분화하여 검수하기 때문”이라고 설명했다.

궁극의 디스플레이, 이제는 집에서 만나보자

이렇게 탄생한 마이크로 LED는 시중에 나와 있는 모든 TV의 장점만을 갖춘 궁극의 디스플레이로고객들에게 차원이 다른 새로운 경험을 제시할 수 있게 됐다. 삼성전자는 추후 사이니지와 스마트워치 등 소형 디스플레이에도 마이크로 LED를 확대 적용할 수 있도록 검토 중이다.

매우 작은 2400만개의 RGB소자가 컬러필터 없이 스스로 빛과 색을 발현하며 만들어내는 빛과 색의 하모니는 올해부터 본격적으로 세계 각국에서 고객들의 시청 경험 향상에 앞장선다.

▲마이크로 LED로 만나볼 수 있는 궁극의 화질

마이크로 LED에 대한 자세한 내용은 삼성전자 홈페이지에서 확인할 수 있다.