3. 디스플레이의 휘도: LCD vs OLED
모바일 기기에서 대표적으로 사용되는 LCD와 OLED는 각각의 특성을 가지고 있으며 이로 인하여 ppi구현, 소비전력 등에서의 차이를
보인다. 또한 각각의 특성은 디스플레이의 휘도에도 영향을 미치는데, 이 때문에 앞서 언급한 갤럭시S2 LTE, 옵티머스 LTE 등의 디스플레이
휘도에 차이가 발생한다.
LCD는 OLED에 비해 휘도 면에서 유리
발광형인 OLED 패널이 탑재된 갤럭시S2 LTE HD와 비발광형인 LCD 패널이 탑재된 옵티머스 LTE는 각각 디스플레이의 차이로 인하여
두 제품을 비교했을 때 휘도 면에서의 차이를 보인다.
옵티머스LTE / 갤럭시S2 HD / 갤럭시S2 LTE의 밝기 비교
위 사진은 옵티머스 LTE와 갤럭시S2 HD LTE(이하 LTE 생략), 그리고 갤럭시S2 LTE를 각각 웹 페이지를 띄워 놓은 상태에서
찍은 사진이다. 세 제품 모두 밝기를 최대(웹브라우저 내 밝기 설정도 최고)로 해놓은 상태며, 갤럭시S2 HD와 갤럭시S2 LTE는 삼성전자에서
제공하는 '화면 전원 자동 조절' 기능을 Off로 하여 비교했다.
필자의 사진촬영 기술이 여실히 드러나는 부분인지 실제로 제품들을 늘어놓고 눈으로 봤을 때보다는 밝기 면에서 큰 차이를 볼 수 있는 사진은
아니지만, 화면의 밝기가 옵티머스 LTE > 갤럭시S2 LTE > 갤럭시S2 HD 순으로 밝은 것을 확인 할 수 있다.
OLED가 LCD에 비해 휘도가 낮을 수 밖에 없는 이유: 소비전력
이러한 LCD와 OLED의 차이는 OLED의 구조적인 측면에서 해석이 가능한데,
발광소자가 스스로 빛을 내기 때문에 휘도를 높이기 위해서는 발광 소자에 더욱 많은 전압을 걸어줘야 하는 OLED는 발광소자의 에너지 효율이라는
벽에 부딪히게 된다.
OLED는 소자의 가동률에 따라 전력소모가 급격하게 변한다
전기 에너지를 받아 스스로 빛을 발산하는 발광소자로 이루어진 OLED는 빛을 발산할 때 빛과 함께 열이 발생하는데, 이는 LCD의 LED
백라이트 보다 더 많은 에너지를 발열로 손실하기 때문에 화면이 밝을 수록 에너지 효율이 떨어진다.
이러한 현상은 앞서 보드나라에서 다뤘던
'LCD vs OLED, 소비전력 무엇이 더 좋을까?' 기사를 통해 이미 살펴본 바 있는데, OLED의 특성상 화면의 색상이 밝아지거나
밝기(휘도) 자체가 상승하면 이에 따른 발열도 급상승하므로 소비전력이 높아지게 된다.
따라서 발열로 손실되는 에너지가 더 적어 에너지 효율이 높은 LCD의 LED 백라이트는 휘도를
최대로 높였을 때도 소비전력으로부터 비교적 자유로운 편인 반면 OLED는 그렇지 못하다.
OLED가 LCD에 비해 휘도가 낮을 수 밖에 없는 이유: 개구율
이와 더불어 OLED가 LCD에 비해서 휘도가 낮을 수 밖에 없는 두 번째 이유는 바로
패널의 전체면적대비 발광면적률을 뜻하는 개구율(Aperture Ratio)이다.
휘도 상승을 위해서 개구율을 높여야 하지만, 기술적 어려움이 있다
각 발광소자가 격벽으로 분리되어 있는 구조의 OLED는 각 RGB 소자당 29%/29%/41%의 개구율(전체면적 대비 발광 면적률)을
유지해야 하며, 이 이상으로 개구율이 올라가려면 격벽이 얇아져야 하므로 보다 더 미세한 공정을 요구한다.
개구율이 높다는 것은 같은 공간에서 더 많은 양의 빛을 발산 할 수
있다는 이야기가 되므로 개구율이 높을 수록 패널의 최대 휘도는 증가하게 된다는 것은 굳이 설명하지 않아도 당연한 이치다.
하지만 현재 OLED의 기술로서는 이에 대한 개선이 어려운 것이 사실이며, 300nit
이상의 휘도를 구현하기 위해서는 이러한 개구율의 한계를 극복해야만 한다.
우회적인 방법을 택해도 꼬리에 꼬리를 무는 한계점들
이렇듯 OLED의 소비전력과 개구율 측면에서의 한계로 인해 삼성전자는 Super
AMOLED 계열 패널을 탑재한 자사의 갤럭시 시리즈에 소비전력과 관련한 소프트웨어적인 장치를 적용했다.
화면 전원 자동조절 기능 Off 시(상) / On 시(하)
배터리 사용시간을 위해 휘도를 포기한 셈이 되어버렸다
그것이 바로 갤럭시 시리즈에 내장된 '화면 전원 자동 조절' 인데, 삼성전자는 제품이 출시될 때 이 설정을 기본으로 활성화 시킨 상태에서
출시한다. 이는 실제로 AMOLED 패널이 낼 수 있는 최대 휘도인 300nit에서 배터리 소모량이 크게 증가되기 때문에 이를 방지하기 위한
것으로 보인다.
또한 발광소자의 발광량이 높을 수록 소자의 수명 역시 빠른 속도로 줄어들기 때문에
삼성전자는 이와 같은 옵션을 추가하는 것이 패널 보호 입장에서 옳은 선택이라고 판단했으나, 이로 인해 패널의 휘도는 크게 감소할 수 밖에 없다는
한계가 있다.
ppi를 낮춤으로 휘도는 증가했으나 가독성이 떨어지는 문제가 생겼다
또한 동일하게 OLED 패널을 사용하는데 소비전력은 유지하면서도 휘도를 높인 모토로라
레이저와 같은 제품도 있다.
위 사진은 옵티머스 LTE와 모토로라 레이저, 그리고 아이폰 4의 밝기를 비교한 것으로, 역시 필자의 사진촬영 기술의 한계로 인해 실제로
보는 것보다 차이가 덜 발생했다. 심지어 모토로라 레이저가 옵티머스 LTE보다 더 밝아 보이기까지 하는 점에 대해서 양해를 부탁 드리며, 실제 밝기는 아이폰4 > 옵티머스
LTE > 모토로라 레이저 임을 밝힌다.
모토로라 레이저와 같은 경우에는 휘도를 증가시키기 위한 방법으로 개구율을 최대한 높였는데,
이를 위한 방편으로 보다 더 미세한 공정을 적용한 것이 아니라 픽셀 자체의 크기를 키우는 방법, 즉 ppi를 줄이는 우회적인 방법을
택했다.
넥서스 원, 갤럭시S, 모토로라 레이저에 사용된 Pentile 방식 AMOLED
모토로라 레이저에 탑재된 AMOLED 패널은 4.3인치에 960x540해상도를 지원하는 것을 계산하면 약 256ppi가 나오지만, 기존
갤럭시S와 같은 Pentile 방식이기 때문에 실제로는 170ppi 정도 밖에 되지 않는다.
이처럼 Pentile 방식을 사용하게 되면 해상도가 높아지는 것과 개구율에 대해 비교적 자유로워 휘도 면에서도 유리하다는 장점이 있어,
모토로라는 이러한 점을 노려 패널의 휘도를 높였다.
하지만 이에 대한 반작용으로 ppi가 낮아져 200ppi를 채 넘지 못하는 모토로라 레이저는 문자 가독성이 떨어지며 이미지의 가장자리가
뭉개져 보이는 현상이 발생한다.
물론 LCD와 OLED의 휘도에 있어서 어느 쪽이 눈에 띄게 우세하다고 말할 수 있을 정도로 차이가 많이 나는 것은 아니다. 다만 OLED의
경우 현재 가장 높은 휘도를 구현하는 갤럭시S2의 300nit보다 더 높은 휘도를 구현하기 위해서는 소비전력과 ppi라는 한계를 극복해야 하기
때문에 LCD에 비해 비교적으로 개선해야 할 과제가 많다.
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