2. LCD와 OLED의 소비전력과 특성
모바일 기기에서 대표적으로 사용되는 디스플레이로는 백라이트를 사용하는 비발광형인 LCD와 스스로 소자가 빛을 내는 발광형 OLED로 구분할
수 있으며, 각 디스플레이 기술에 있어서 소모되는 전력은 각 기술의 구동방식과 관련이 있다.
비발광형인 LCD는 액정을 투과시킬 광원을 제공하는 백라이트가 가장 많은 전력을 소모하게 되며, 발광형인 OLED는 스스로 빛을 내는 각각의 발광 소자들의 전력 소모가 가장 크다.
백라이트의 진화, 그리고 OLED의 등장
LCD의 경우 사용되는 백라이트는 냉음극 형광램프(Cold Cathode Flourscent Lamp, CCFL), 그리고 다른 하나는
발광다이오드(Light Emitting Diode, LED) 두 가지 방식으로 구분되는데, 모바일 기기에서 사용되는 백라이트는 십중팔구 LED
백라이트다.
LCD 패널에 사용되는 LED 백라이트
LED 백라이트는 CCFL 방식의 백라이트에 비해 얇은 두께와 가벼운 무게로 휴대성을 강조한 모바일 기기에서 보다 유리하며, 전력소모
면에서 CCFL에 비해 전기→빛 에너지의 변환효율이 높아 비율로 따지면 LED는 CCFL의 70% 수준의 전력을 소모하여 약 30% 정도 전력을
절약할 수 있다.
이러한 LED 백라이트 기반의 LCD가 등장함으로 기존에 이미 PDP 보다 소비전력 면에서 우위에 있었던 LCD TV 시장은 물론, 가볍고
얇은 휴대성과 저전력소모를 바탕으로 모바일 디스플레이 시장은 LCD가 장악하게 되었다.
흔히 OLED는 LCD에 비해 소비전력이 낮다고 알려져 있다
하지만 모바일 디스플레이 분야가 성장하면서 현재 LCD와 OLED가 대립 구도를 이루고 있는 스마트폰 디스플레이 시장에서의 분위기는 사뭇
다르다.
기존 PDP가 LCD에 비해 소비전력 면에서 뒤쳐질 수 밖에 없었던 이유는 PDP의 플라즈마를 구동하기 위해서는 고전압이 필요했고 이로써
소비전력이 높아질 수 밖에 없었기 때문인데, 같은 발광형인 OLED에 사용된 유기소자는 이러한 문제를 어느 정도 해결하여 보다 적은 소비전력을
구현할 수 있게 되었다.
현재 알려진 바에 의하면 OLED는 LCD에 비해 약 30%정도 적은 소비전력을 구현하는 것으로 알려져 있는데, 이는 LCD의 경우 어떤
화면이든 백라이트에서 항시 빛을 발산하는데 반해 OLED는 필요한 부분의 소자만 빛을 발산하면 되기 때문에 OLED가 LCD보다 소비전력이
적다는 주장이다.
실제로 OLED가 LCD보다 소비전력이 낮은가?
하지만 이러한 주장에는 한 가지 간과된 것이 있는데, 그 것은 바로 LCD와 OLED가 100%의 빛을 발산할 때, 즉 최대 휘도에서의
전력소모량이 각각 어느 정도 인가 하는 것이다.
LCD의 백라이트는 어떤 이미지에서도 소비전력은 동일하다
일반적으로 LCD는 백라이트에서 발산한 빛이 액정(Liquid Crystal)에 의해 굴절되어 컬러필터를 투과하는 빛의 양을 조절함으로
픽셀을 구현하는 방식이다. 그렇기 때문에 LCD에서 가장 많은 전력을 소모하는 백라이트는 어떠한 화면에서도 항상 켜져 있어야 한다.
이를 다시 말하면 LCD의 백라이트는 검은색 계통의 이미지든, 흰색 계통의 이미지든 모두 동일한 양의 빛을 발산한다는 의미가 된다. 따라서
소비전력 역시 동일할 수 밖에 없으며, 다만 화면 자체의 밝기 조절에 따라서 백라이트 빛의 세기가 달라지면 소비전력의 변동이 생길 수 는 있다.
OLED는 어떤 이미지인가에 따라 소비전력이 달라진다
이에 반해 OLED는 셀(Cell) 안에 증착되어 각각 R/G/B 3가지 색상의 빛을 발산하는 유기소자 3개가 하나의 픽셀을 구현하는데,
화면 상에 백색 이미지를 띄우기 위해서는 OLED 패널이 가지고 있는 모든 픽셀들이 빛을 발산해야 한다.
따라서 이 때 모든 유기소자에 전류가 흐르도록 전력을 공급해야 하며, 발열과 소비전력은 최대치에 이르게 된다.
반대로 검은색 이미지일 경우에는 모든 픽셀들을 Off 상태로 돌려놓으면 되기 때문에 OLED 패널이 소모하는 전력소모량은 최저수준에 머물게
된다.
결국 더 효율적인 디스플레이는 무엇인가?
LCD(상)와 OLED(하)의 화면 색상별 전력소모량 예상 변화 추이
위 도면은 LCD와 OLED의 화면에 띄운 이미지가 Black, Grey, White 일 때의 대략적인 전력소모량 증가/감소 예상 추이를
그래프로 그려본 것이다.
앞서 언급한 바와 같이 LCD의 경우에는 Black, Grey, 그리고 White 모두 일정한 수준의 전력소모량에서 머무를 것으로
예상되며, OLED의 경우에는 Black에서 Grey, Grey에서 White로 가면서 점차 소비전력이 증가할 것으로 예상된다.
물론 여기서 가장 이슈가 되는 것은 어떤 화면에서 어느 디스플레이가 보다 효율적인
소비전력을 나타낼 것인가 하는 것이며, OLED의 경우 어두운 색 계통의 화면과 밝은 색 계통의 화면에서의 편차가 어떠한 지가 중요하다.
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