2. 휘도란 무엇인가?
디스플레이의 휘도에 대해서 이야기를 하자면 그에 앞서 선행되어야 하는 것이 바로 '광도'의 개념이다. 광도(Luminous
intensity)란 빛을 발산하는 광원에서 특정한 방향으로 방사되는 광량을 뜻하며, 단위는 cd(칸델라)를 사용한다.
1cd는 대략적으로 촛불 하나의 광량(촛불 한 개는 1.067cd)을 의미하는데, 이 때 일정한 범위를 가진 광원 또는 빛의 반사체 표면의
밝기를 휘도(Luminance)라고 정의한다.
일반적으로 휘도는 1m2당 cd의 수치를 의미하는 니트(nit = cd/m2)를 단위로 사용하며,
cd/cm2를 의미하는 스틸브(stilb, 기호: sb)라는 단위도 있으나 현재는 잘 사용되지 않는다.
디스플레이 휘도 측정하는 산업용 측색기
이와 같은 휘도는 디스플레이의 휘도 및 명암비, 색도를 측정하는 산업용 측색기를 통해서 측정할 수 있으며, 측정기를 통해 보이는 일정 입체각
내 면적의 평균 휘도를 측정한다.
디스플레이의 휘도, 왜 중요한가?
디스플레이에 있어서 휘도의 중요성은 기술이 발전하고 활용되는 분야가 다양해짐에 따라 더욱 강조되고 있는데, 기존에는 디스플레이의 휘도를
주로 LCD/PDP TV 또는 LCD 모니터 분야에서 볼 수 있었는데, 최근 스마트폰 보급의 증대로 모바일 디스플레이에 대한 관심이 집중되며
이러한 소형 디스플레이에서 더욱 두각을 나타내고 있다.
디스플레이의 스펙으로써 작용하기도 하는 휘도는 소비자들에게 제품을 선택함에 있어서 디스플레이를 비교해보고 우위를 따질 수 있는 한 가지
기준이 되어주기 때문에 최근에는 TV, 모니터는 물론이고 스마트폰에서도 제품의 휘도를 수치화 하여 표기하는 제품이 늘어나고 있다.
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구분
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휘도 (단위: nit)
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LCD TV
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300~500
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PDP TV
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200~400
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LCD 모니터
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200~300
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태블릿PC
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200~300
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스마트폰
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200~700
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각 제품 디스플레이의 평균 휘도 분포
이러한 디스플레이의 휘도는 제품이 사용되는 용도와 사용 환경, 그리고 디스플레이 패널의 종류에 따라 다르게 설정되는데, 일반적으로 LCD 모니터의 경우에는 약 200~300nit의 휘도를 제공하며, LCD TV는 평균 300~500nit, 그리고 스마트폰의
경우에는 사용된 디스플레이에 따라 200~700nit의 휘도를 제공한다.
디스플레이의 휘도는 주변의 조도에 따라 상대적으로 밝게 느껴질 수도, 어둡게 느껴질 수도 있으며, 사용자가 화면을 봤을 때 너무 어둡다거나
너무 밝을 경우 눈이 쉽게 피곤해지기 때문에 각 디스플레이 제조사들은 제품의 용도와 사용환경을 고려해서 제작한다
이에 대한 대표적인 예로 TV와 모니터의 휘도를 이야기할 수 있는데, 거실에서 사용하는 TV는 사용자의 눈과 패널간의 거리가 더 멀어 더
강한 빛을 발산해야 표현하고자 하는 화상을 제대로 전달할 수 있기 때문에, 대개 책상 위에 놓고 사용하는 모니터보다 더 높은 휘도를 기록한다.
위의 그림은 사용자의 눈과 각 제품들간의 거리를 이미지화 한 것이다. 스마트폰 또는 태블릿, 모니터에 비해서 TV와의 거리가 상대적으로
멀기 때문에 이러한 거리를 보완하기 위해 더 높은 휘도의 화상을 송출해야 하며, 따라서 눈과의 거리와 휘도는 비례한다고 볼 수 있다.
점점 더 강조되는 모바일 디스플레이의 휘도
700nit 휘도를 강조한 옵티머스 블랙의 NOVA 디스플레이
하지만 스마트폰용 디스플레이의 경우에는 TV나 모니터보다 더 가까이서 보게 됨에도 불구하고 이와 비슷하거나 혹은 더 높은 수치의 휘도를
가지고 있다. 이러한 이유는 바로 스마트폰의 특성 상 야외에서 많이 사용하게 된다는 점에 있는데, 실내보다 조도가 높은 태양광 아래서의 시인성을
높이기 위해서다.
휘도가 높다는 것은 다른 말로 하면 패널이 아닌 외부의 광원에 대해 그만큼 강하고 더 잘 볼 수 있다는 것을 의미하는데, TV나 모니터에
비해 태양광의 영향을 더 많이 받는 스마트폰의 경우에는 이보다 휘도를 높여야 화면을 볼 수 있게 된다.
기술적으로 화면의 휘도를 높인 아트릭스(좌)와 옵티머스 블랙(우) 그만큼 스마트폰에 있어서 휘도는 TV나 모니터의 경우보다 더 중요한 부분을 차지하는데, 이것의 대표적인 예가 바로 LG전자에서 출시한 '옵티머스
블랙'이다. 옵티머스 블랙은 일반적으로 200~500nit 사이의 휘도를 제공하는 타 제품과 달리 LED 백라이트의 광도를 높임으로 휘도를
700nit까지 끌어올려 야외 시인성을 극대화한 제품이라고 할 수 있다.
하지만 옵티머스 블랙의 경우에는 LED 백라이트의 광도가 높아짐에 따라 휘도는 상승했으나 소비전력 측면에서는 배터리 사용시간을 단축시키게
되어 밸런스 조절에 실패했다는 평가를 받았다.
패널의 휘도 ≠ 완제품의 휘도
이와 같은 스마트폰 완제품의 휘도는 각 제품에 사용된 디스플레이 패널 자체가 구현하는
휘도와는 조금 다르다. 이 부분에 대해서는 뒤에서 설명할 텐데, 패널 자체의 휘도와 완제품의 휘도가 달라지는 요소 때문에 실제로 디스플레이를
평가함에 있어서 휘도와 명암비에 적지 않은 영향을 미치게 된다.
최근 출시되는 대부분의 스마트폰 디스플레이는 평균적으로 350~400nit 사이의 휘도를
가지게 되며, 실제 제품들을 예로 들어보면 아이폰4S의 레티나 디스플레이가 500nit, LG 옵티머스 LTE가
400nit의 휘도로 조금 높은 편이며, 갤럭시S2
LTE나 갤럭시S2 LTE HD는 이보다 낮은 300nit 수준의 휘도를 제공한다.
알려진 바에 의하면 야외 시인성과 에너지 효율 등을 고려하여 너무 밝지도, 너무 어둡지도
않은 이상적인 휘도는 500nit인 것으로 알려져 있지만, 대부분이 이에 못미치는 경우가 많으며 갤럭시 시리즈와 같은경우에는 최대 300nit를
넘지 못한다.
이는 삼성 갤럭시 시리즈에 탑재된 AMOLED 패널과 관련이 있는데, 그렇다면 우리가
계속 다루고 있는 LCD와 AMOLED의 휘도 구현에 있어서 어떤 차이가 있는지에 대해 알아보도록 하자.
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