LG디스플레이는 77/65/55인치 대형 올레드(OLED) 모듈을 이용하여 화면부(패널)를 진동시켜 소리를 재생하는 평판패널스피커 기술(시네마틱 사운드 OLED)을 세계 최초로 개발, 생산하였다. 시네마틱 사운드 OLED 기술은 패널 후면에 부착된 Exciter로 패널을 진동시키는 것이 핵심 아이디어이며, 이 기술이 적용된 TV는 일반 TV보다 우수한 음질 특성을 구현한다. 그뿐만 아니라 가장 완벽한 화질과 차별화된 디자인을 구현하는 올레드(OLED) TV에 접목된 기술이기 때문에 시네마틱 사운드 OLED 기술은 최고의 음질과 화질, 그리고 차별화된 디자인을 동시에 제공하는 새로운 컨셉의 패널기술로써 고객과 디스플레이 관련 업계로부터 우수성을 인정받음과 동시에 스마트폰, 모니터, 자동차 등 다양한 영역으로의 확대를 기대 받고 있다.
어느 날 집에서 한가로이 드라마를 보고 있었는데 소리가 잘 안 들려 볼륨을 올렸더니 설거지하는 와이프가 시끄럽다고 한 소리를 한 적이 있었다. 와이프가 있던 곳으로 가서 들어보니 정말 소리가 너무 크게 들렸다. 원인을 하나하나 확인해 보니 사운드측면에서 보면 극복하기 힘든 요즘 TV들의 엄청난 약점이 있었다.
얇은 베젤, 슬림한 두께의 더 나은 디자인의 TV가 개발되면서 화면의 좌우에 위치하던 스피커는 화면 하단부 또는 후면으로 배치되고 있다. 스피커에서 나온 소리는 바닥을 향하게 되었고(Down Firing, [그림1]), 소리가 바닥에 한 번 부딪힌 다음 시청자에게 전달되면서 소리의 명료도가 저하되는 문제가 발견되었다. 이를 개선하기 위해 화면 부 측면에 스피커를 설치하는 등의 기술개발이 진행되었으나 디자인 측면에서는 어글리해지는 문제가 발생하여, 디자인과 음질 성능 모두를 동시에 만족시키는 기술개발에 큰 성과를 내지 못하였다. 이를 해결할 수 있는 기술개발의 토대가 마련된 것은 자사가 세계최초로 올레드(OLED) TV를 출시하면서부터이다. 지금부터 시네마틱 사운드 OLED 기술의 구조와 원리 그리고 특징에 대해 자세히 설명하겠다.
[그림2]는 시네마틱 사운드 OLED 기술이 적용된 올레드(OLED) 모듈구조이다. 우리가 흔히 보는 스피커는 주로 종이 재질의 진동판을 떨게 하여 소리를 재생하지만 시네마틱 사운드 OLED 기술은 종이 대신 패널 전체를 진동판으로 사용한다. 즉 시네마틱 사운드 OLED TV는 별도의 스피커 없이 화면 부(패널) 자체에서 소리를 재생한다. 동작 원리는 다음과 같다. [그림3] 은 올레드(OLED) 모듈에 Exciter가 적용된 구조이다. 패널 후면에 부착된 Exciter(진동을 발생시키는 구동체)가 전기적 소리 신호를 물리적 떨림 신호로 변환시켜 패널 전면으로 전달함으로써 소리가 재생된다.
진동을 발생시키는 구동체인 Exciter는 자기계와 전기계, 진동계로 구성된다. 자기계와 전기계는 영구 자석과 도선을 원형으로 감은 코일(Solenoid Coil)을 통해 음향 신호를 상하 진동으로 변환시키는 역할을 한다. 진동계는 진동을 패널에 전달하는 역할을 하는데, 이때 상하 진동이 좌우로 변형한 것을 방지하고 진동의 충격을 완화 시켜(Damper: 진동 제어 장치) 진동을 왜곡 없이 전달하는 것이 중요하다. 추가로 자사는 시네마틱 사운드 OLED의 음질특성을 향상하기 위해 울림통 및 반사파를 제어하는 격벽 구조(Enclosure)도 개발하였다. 격벽 구조는 이를 구성하는 Tape의 형상 및 재질에 따라 음향 특성을 변화시키며, 진동 표면 분석 및 음향 특성 분석을 통해 설계된다. 그리고 진동과 함께 열이 발생하는데 이 열을 제어하는 것도 핵심과제이다.
올레드(OLED) TV는 풍부한 색채감, 무한대의 명암비, 넓은 시야각 등 최고의 화질을 구현한다. 기구적 구조도 단순하다. 두께 1mm 이하의 Glass 기판 한 장과 박형 Metal Plate 한 장으로만 구성되어 있어서 벽면 완전 밀착형의 초슬림 월페이퍼와 같은 첨단 디자인도 가능하다. 이러한 올레드(OLED) TV에 평판스피커 기술을 접목시킨 것이 시네마틱 사운드 OLED의 기술이다. LCD(액정표시장치) TV는 최근 구조개선을 통해 유의미한 결과가 도출되고 있지만 Back Light Unit 등으로 다층구조로 구성되어 패널 후면에 위치한 Exciter의 떨림을 패널 앞면까지 전달하는 효율이 매우 낮고 액정 떨림에 의해 화면이 일그러지는 문제가 있지만 올레드(OLED) TV는 구조가 심플하다. 또 자발광형 디바이스이기 때문에 화면 일그러짐 문제도 발생하지 않는다.
시네마틱 사운드 OLED 기술은 음질측면에서도 우수한 성능을 구현하다. [그림4]에 이 기술의 대표적인 음질 특성을 나타내었다. 시네마틱 사운드 OLED 기술은 첫째, 음향특성이 우수하다. 일반 TV의 경우 스피커가 패널 후면에 배치되고 소리를 아래로 발생시켜 음향특성이 고르지 못하고 TV가 놓인 환경에 영향을 많이 받는다. 반면 이 기술이 적용된 TV는 (Exciter로부터 발생한 진동이 올레드(OLED) 패널을 통해) 시청자에게 직접 소리를 전달하므로 낮은 음부터 높은 음까지 맑고 선명하게 균형 잡힌 소리를 재생한다. 둘째, 이 기술은 넓은 음장(음의 넓이와 확장)감을 구현한다. 올레드(OLED) 패널 자체가 커다란 스피커의 진동판이기 때문에 화면 전체를 가득 채우는 넓은 음장감이 형성되고 소리에 대한 현장감이 증가한다. 셋째, 이 기술은 소리의 정위감(소리의 위치감)이 일치하는 특징이 있다. 일반 TV의 경우 화면과 소리가 다른 곳에서 재생이 되어 부자연스럽고 이질감이 있었지만, 이 기술은 영상과 정확히 같은 곳에서 소리가 나게 한다. 즉 영상 속 말하는 사람의 얼굴 위치와 소리가 나는 위치가 정확히 일치하여, 소리가 자연스럽고 실제와 같은 현장감을 극대화해 시청자의 몰입감을 증대 시킨다. 일반 TV는 화면부와 스피커가 분리되어 있어 음상과 정위감을 일치시키는 것이 불가능하며, 고음질을 위해 블루투스 스피커 시스템과 같은 오디오를 사용할 경우 이런 이질감은 더 커진다.
[그림5]는 일반 TV와 시네마틱 사운드 OLED TV에 대한 시청자의 뇌파와 음질에 대한 감성평가 결과이다. 일반 TV 시청자의 뇌파는 휴식, 휴면상태와 유사한 δ와 θ파 에너지가 많이 나타났지만 시네마틱 사운드 OLED TV 시청자는 집중상태를 나타내는 β파 에너지가 많이 나타났다. 즉 시네마틱 사운드 OLED 기술이 영상과 소리에 대한 시청자의 몰입감을 증폭시킨다는 것을 의미한다. [그림6]은 TV 평가 전문 매체인 Rtings사의 Sony A1 올레드(OLED) TV 평가리뷰 중, 음질에 대한 평가 결과이다. 평가 결과에 따르면 자사의 시네마틱 사운드 OLED의 음질 특성은 79개 제품 중 최고 점수를 받았다.
시네마틱 사운드 OLED 기술은 세계최대 가전전시회인 CES2017에서 세계 최초로 공개된 이후 많은 호평을 받아왔다. 디스플레이 영역을 넘어서 새로운 영역을 개척한 전혀 예상하지 못한 기술로써 TV의 혁신을 시각에서 디자인, 청각 등 타 관점으로 확대하는 기술이라 평가 받았다. 동시에 Video와 Audio가 융합된 기술로써 다양한 제품과 비즈니스 형태로의 발전될 잠재력이 무궁무진한 기술이라 평가받았다.
Sony사는 2017년 이 모듈을 적용한 Bravia A1 올레드(OLED) TV를 출시하였고, 자사 시네마틱 사운드 OLED 기술을 Acoustic Surface 라는 기술로 소개하고 있다. Sony사가 제품을 출시 이후, 자사 시네마틱 사운드 OLED 기술에 대한 고객들의 관심이 높아지고 있으며, 현재 주요 고객사들과 신제품 출시를 위한 공동개발을 진행하고 있다.
시네마틱 사운드 OLED 기술은 디스플레이와 소리를 결합시킨 대표적인 융합기술의 성공 사례이며 새로운 기술 융합의 모범 사례가 되었다고 판단된다. 시네마틱 사운드 OLED와 같은 융합 기술은 향후 기술 개발의 방향성을 제시한 것이며, 우리가 영화 속에서나 상상하던 미래 모습들을 현실화 시키는 시점을 앞당기고 인류의 라이프 스타일을 변화시킬 것으로 기대된다.
시네마틱 사운드 OLED 기술은 대형 올레드(OLED) TV뿐 아니라 다양한 분야로의 확장이 가능하여 모니터, 노트북PC 및 스마트폰 등 모든 디스플레이에 응용할 수 있다. 예를 들어 스마트폰에 적용할 경우, 폰 상단부에 위치하는 스피커 홀을 제거해 전면 디스플레이 등 차별화된 디자인의 제품을 구현할 수 있다. 지속적인 기술개발을 통해 LG디스플레이는 초극강 화질과 다양한 분야와의 기술을 융합하여 새로운 컨셉으로 발전시켜나가고 확대되는 시장 대응을 위한 생산능력을 완벽히 확보하여 향후 디스플레이 시장을 선도해 갈 것이다.
