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Semiconductor/스마트 Tip

[디지털 라이프] 빛을 넘어 세상의 ‘새 빛’이 된 LED

“LED, 너 알고 보니 무지 다양하고 다채롭구나!”
“맞아, 점점 더 첨단을 향해 발전해 나가고 있어!”

전류의 방향이 일정 전극 방향과 일치하면 불빛이 나는 다이오드인 LED. 전류를 흐르게 하면 붉은색, 녹색, 노란색으로 빛을 발하는 것이 특징이지요. 이러한 LED 산업 분야 역시 지속된 연구와 개량으로 인해 성능이 개선된 형태로 더욱 확장된 기술력을 선보이고 있습니다. 단순히 ‘광원’ 그 이상의 영역을 만들며 새로운 시장을 구축하고 있지요.

 

 

 

▲ LED는 현대사회의 다양한 분야에서 사용되고 있다.

사진출처 : https://pixabay.com

 

LED는 크게 정보 표시용의 저휘도 LED와 조명용의 고휘도 LED로 나뉘는데요, 그러나 이러한 기초적인 LED를 떠나서, 최근의 LED의 조합은 더 혁신적입니다. 그리고 쉼표 없는 이 혁신은 우리의 일상 속 편리함으로 이어지지요. TV와 같은 전자 제품을 비롯 다양한 분야에서 오색 빛깔로 반짝이고 있는 LED 관련 기술력. 빛을 통해, 그리고 빛을 뛰어넘어 선명한 새로움을 이곳저곳 심고 있는 이 광원의 화려한 파장에 대해 오늘은 알아보도록 하겠습니다.

“마이크로 LED, 작지만 강력하다고?!”
“맞아, 액정 없이 LED 자체가 발광하기 때문이지!”

최근 주목받고 있는 첨단 LED는 바로 마이크로 발광다이오드(LED)입니다. 삼성전자는 지난해 마이크로 LED 기반의 디스플레이인 ‘더 월’을 공개한 데 이어 이번 CES 2020에서는 TV 폼팩터 형태의 마이크로 LED를 공개하기도 했지요. 그렇다면 이 마이크로 LED란 무엇일까요? 마이크로 LED 디스플레이는 기존 Mini LED의 1/10 수준의 크기인 초소형 LED를 이용한 디스플레이라고 할 수 있겠습니다. 그러니까 간단히 말해 매우 작은 LED를 다닥다닥 박은 기판을 이용한 형태입니다.

 

▲ LED산업은 첨단 기술력과의 융복합을 통해 더욱 다양하게 발전해 나가고 있다.

사진출처 : https://pixabay.com

 

이 LED의 경우, 여러 가지 장점을 가지고 있습니다. 특히 액정 없이 LED 자체가 발광하기 때문에 명암비, 응답속도, 색 재현율, 시야각, 밝기, 최대 해상도, 수명 등에서 뛰어나다고 알려졌지요. QLED와 함께 유기발광다이오드(OLED)를 대체할 차세대 디스플레이로 꼽히기도 합니다. 하지만, 디스플레이 한 대를 만들기 위해 적·녹·청색 빛을 내는 마이크로 LED 수천만 개를 배열해야 하는 과정으로 인해 꽤 어려운 기술력으로 꼽히곤 하지요.

 

그럼에도 불구하고 애플을 비롯, 여러 기업들이 관심을 가지고 연구개발에 나서고 있는데요, 특히 국내 주요 대기업들이 대형 OLED, QLED에 이어서 마이크로 LED TV에 대한 경쟁을 펼치고 있습니다. 일단 삼성전자는 올 하반기 가정용 마이크로 LED TV를 출시한다는 계획을 갖고 있다고 하네요. 특히, QLED와 차세대 기술인 마이크로 발광다이오드(LED)를 함께 전략적으로 밀고 있는 듯합니다.

 

 

 

▲ 마이크로 LED 기술이 적용된 삼성전자 ‘더 월’은 모듈러 기반으로 제작됐으며 사이즈, 베젤, 화면비 그리고 해상도에 제약이 없어 여러 장소에서 다양한 용도로 사용 가능하다. 특히 이 중에서도 ‘더 월 럭셔리(The Wall Luxury)’는 집에서 수준 높은 홈 시네마 경험을 누리고 싶은 대상을 위해 출시된 프리미엄 디스플레이로 마이크로 LED 기술을 기반으로 실감 나는 특별한 화질과 몰입감을 제공한다.

사진출처 : 삼성전자뉴스룸 https://news.samsung.com

 

마이크로 LED 기술이 적용된 삼성전자 ‘더 월’의 경우, 모듈러 기반으로 제작된 것이 특징입니다. 사이즈, 베젤, 화면비, 그리고 해상도에 제약이 없어 여러 장소에서 다양한 용도로 사용할 수 있다는 게 특징이지요. 75·88·93·110인치 등 홈 엔터테인먼트용으로 적합한 다양한 크기로 생산해 하반기에 출시할 계획이라고도 합니다.

 

또, 2020년 CES 개막을 앞두고 미국 네바다주 라스베이거스 컨벤션센터에서 열렸던 LG전자 사전 부스 투어에서도 역시 마이크로 LED TV가 전시됐는데요, LG전자 역시 마이크로 LED 상용화를 위한 기술개발을 추진 중이라고 합니다. 아울러, 마이크로 LED 디스플레이 장치 및 제조 방법에 관한 특허를 특허청에 등록했다고 하지요. OLED의 뒤를 잇는 ‘자체 발광’ 차세대 디스플레이 마이크로 LED 기술경쟁에 대한 ‘핫’한 온도를 인지할 수 있는 부분입니다.

 

이와 더불어 마이크로 LED 디스플레이 생산성을 높일 수 있는 원천 기술을 개발, 2019년 창업한 국내 스타트업 엘씨스퀘어도 눈길을 끕니다. 기존 방식과는 접근법을 달리해, 레이저를 이용한 개발에 나서고 있는데요, 그 독특한 방식과 기술력으로 주목받습니다. 이외에도 마이크로 LED 디스플레이 관련해 애플이 수년간 연구개발을 하고 있으며, 최근에는 콩카, 리야드옵토일렉트로닉, 에피스타 등 중국과 대만 업체의 진출이 이어지고 있지요.

 

뿐만 아니라 이러한 마이크로 LED를 이용한 첨단 신제품이 등장하기도 했습니다. 차세대 광원으로 주목받은 LED 기술을 통해 글로벌 LED 전문기업으로 우뚝 선 루멘스의 마이크로 LED 접목 ‘스마트 글라스’가 특히 눈길을 끕니다. 마이크로 LED 양산에 성공, 초소형 제품과 초대형 디스플레이 사업을 추진 중인 곳답게 참신함이 느껴지는데요, 이 스마트 글라스에는 0.57인치 크기 마이크로 LED 디스플레이가 탑재돼 있다고 합니다. 크기가 8마이크로미터(㎛)에 불과한 초소형 LED 100만 개로 구성된 글라스지요. 개별 LED가 픽셀(화소) 역할을 해 이미지나 영상을 풀 컬러로 표현하는 것이 특징이라고 하네요.

 

그러나 앞서도 이야기했듯, 전기 신호를 받으면 매우 작은 LED 소자 1개가 직접 빛을 내는 광원이면서도 적·녹·청 화소 역할을 맡는 장점을 가진 이 마이크로 LED가 쉬운 기술만은 아니므로 대량생산 과정 등이 관건이라고 하겠습니다. OLED는 스마트폰과 애플워치 같은 웨어러블에서 다양하게 엿볼 수 있는 반면 마이크로 LED는 아직 활용 제품이 많지는 않은데요, 초소형 OLED를 촘촘하게 배치해야 하는 복잡한 공정 문제를 개선하고 어떤 활약을 펼치게 될지 궁금해집니다.

“4차산업혁명 시대의 LED, 더 새로워질 거라고?!”
“맞아, IT 기술과의 융복합으로 더 짱짱해질 거야!”

최근 주목받는 또 다른 LED가 있다면 바로 ‘휘어지는 LED’일 것입니다. 아모레퍼시픽은 지난 CES 2020에서 ‘발광다이오드(LED) 플렉서블 패치’(가칭)를 선보였는데요, 쉽게 휘어지는 패치 형태의 LED를 피부에 최대한 밀착해 사용하는 형태라고 하겠습니다. 사람마다 다른 얼굴 크기와 피부 특성을 반영한 3D 프린팅 맞춤 마스크팩과 이러저리 휘어지는 플렉서블 LED에서 뷰티 분야의 첨단 LED를 만나볼 수 있습니다. 반면, 복합 부품·소재 전문기업 티디엘은 얇은 필름에 마이크로 미세 패턴 가공기술을 적용, 영상과 이미지 등 각종 미디어 정보를 표출할 수 있는 LED 투명 전광판 같은 신박한 제품을 개발해내기도 했습니다.

 

▲4차 산업혁명 시대의 스마트시티 내 스마트조명과 LED의 조합도 기대해 볼 만하다.

사진출처 : https://pixabay.com

 

그저 조명에 불과하다는 인식을 가지고 있던 LED 산업은 이처럼 마이크로 LED와 같은 신세계를 창조해내며 첨단 IT 기술과의 조합 가운데 TV와 같은 전자 제품을 비롯, 식물 생장, 의료, 뷰티, 수산 등 다양한 대지를 향해 뻗어나가고 있는데요, 그리고 4차산업혁명 시대의 여러 테마와의 융복합을 바탕으로 한 뼘 더 성장 중입니다. 특히 이 중에서도 자외선 LED(UV LED)와 근적외선 LED(IR LED)와 같은 대상도 새로운 분야로 평가받습니다. 살균 LED로도 널리 알려진 UV LED는 살균이 필요한 곳에 자외선을 쐬는 방식을 이용, 다채롭게 활용될 예정이라네요.

 

심지어, UV LED 기술을 이용한 ‘살균 로봇’을 투입, 코로나19 확산 방지를 위한 예방 활동을 지원하는 시대이기도 합니다. 유버㈜라는 기업의 경우, 살균 로봇을 이용, AI(인공지능)와 UV LED 기술을 융합한 4차 산업혁명 시대에 걸맞은 살균 방식을 제공하고 있습니다.

 

또, 실시간 인체 감지 LED 같은 것도 눈길을 끕니다. 제4차 산업혁명의 주요 테마인 스마트 시티 스마트조명 선도기업으로 성장 중인 레젠은 실시간 인체 감지 인공지능형 LED 옥외 보안등을 선보이기도 했지요. 아울러 최근에는 부경대 연구센터에 의해 LED 조명을 이용, 어류 생장 속도와 육질을 향상할 수 있는 자동양식 시스템이 개발되는 수준에까지 이르렀습니다. 이미 스마트 팜과의 융복합을 통해 활약을 펼친 바 있는 첨단 LED 기술력이 LED 조명 특성과 정보통신기술(ICT)의 장점을 결합한 수산 IT 융합기술로 탄생 중인 것입니다.

 

 

▲ 이외에도 살균, 식물 생장, 뷰티 등 다채로운 분야 속 IT 기술과 융복합으로 첨단 LED가 펼칠 활약을 고대해 본다.

사진출처 : https://pixabay.com

 

LED를 그저 조명이나 빛, 광원이라는 의미로만 받아들이던 때가 있었습니다. 그러나 오늘 살펴본 반짝반짝 새로운 LED 분야들이 IT 기술과의 융복합, 혹은 자체적 기술 발전으로 더 힘차게 나아가고 있음을 알 수 있습니다. 컴퓨터 본체에서 하드디스크가 돌아갈 때 깜빡이거나 도심의 빌딩 위에 설치된 대형 전광판, TV 리모컨 버튼 등에서 보았던 소소한 일상 속 LED가 이제는 4차 산업혁명 시대를 맞아 광원 그 이상으로 ‘자체 발광’하기 시작했습니다. 빛을 넘어 세상의 ‘새 빛’이 되고 있는 LED의 뜨거운 활약을 더욱 고대합니다.