디스플레이(DISPLAY)란, 데이터를 시각적으로 표현하는 장치다. 컴퓨터의 대표적인 출력장치 중 하나로 불리지만 모니터(컴퓨터)뿐 아니라 TV나 스마트폰과 같이 보고 즐길 수 있는 기기에 사용되고 있다. 디스플레이를 발광형과 수광형으로 구분하면 다음과 같다.
- 발광형 CRT, PDP, LED(OLED, AMOLED) 등
- 수광형 LCD
발광형은 스스로 빛을 내 동작하는 형태, 수광형은 외부 빛이 있어야 동작하는 형태라 생각하면 된다.
LCD와 LED
LCD와 LED부터 살펴보자. LCD는 ‘Liquid Crystal(액정) Display’로 2개의 유리판 사이에 액정을 주입해 배열한 후 전기적인 압력을 가해 각 액정분자의 배열을 변화시켜 일어나는 광학적 굴절 변화를 이용하여 영상을 나타낸다.
이때 빛을 만들어 내는 광원이 필요한데, CCFL(냉음극관 형광램프)을 사용하거나 LED를 사용하게 된다. 우리가 흔히 LCD TV와 LED TV로 구분하는 것은 빛을 만들어내는 광원이 CCFL이냐 LED냐를 놓고 구분한다고 생각하면 된다.
LED는 CCFL보다 최신 기술을 이용한 만큼 두께도 얇고, 더 밝은 밝기를 자랑한다. 친환경적인 측면에서도 CCFL보다 LED가 인정받고 있으니 CCFL을 사용하는 LCD보다 LED를 사용하는 LCD(?)가 더 많이 사랑받는 이유다.
LCD와 LED를 구분할 때 헷갈리는 이유가 여기에 있다.
위 자료를 보면 CRT TV를 시작으로, PDP TV, LCD TV 그리고 OLED TV로 변화하고 있다. 이때 LED TV는 없다. 하지만 LCD TV를 조금 더 확장시켜 놓으면 다음과 같다.
- LCT TV, LED TV, Quntum Dot Display, Nano Cell Displaty
LCD TV에 LCD TV와 LED TV가 함께 포함되어 있는 것이다. 우리가 LCD와 LED를 구분할 때 쉽게, 혹은 어렵게 느껴지는 이유는 바로 이것이다.
LCD와 LED를 구분하는 것은 앞에서 이야기한 광원의 차이로 CCFL을 사용 시 LCD TV, LED를 사용 시 LED TV라고 한다. 하지만 LCD TV와 LED TV는 큰 개념에서 LCD TV로 통일되는 것이다. 이유는 LED를 광원으로 사용하여 빛을 발하는 수광형 디스플레이이기 때문이다.
그럼, 발광형에 있는 LED(OLED, AMOLED)는? LED TV가 아닌가? OLED TV를 우리는 ‘자체 발광’이라는 표현으로 광고하는 것을 보았을 것이다. 그래서 OLED(AMOLED) 탑재 TV는 수광형이 아닌 발광형으로 스스로 빛을 내는 디스플레이로 구분지은 것이며, OLD(AMOLED)는 쉽게 말해서 백라이트 유닛(BLU, Back Light Unit)이 없어서 더 얇고 더 가벼운 제품을 만들 수 있다.
정리하면, LCD는 BLU(백라이트 유닛)을 필요로 하며, BLU에 따라서 LCD(CCFL)과 LED(LED)로 구분한다. OLED는 BLU가 필요 없이 자체 발광한다.
IPS와 VA
다음으로 살펴볼 디스플레이 용어는 IPS와 VA다. IPS와 VA는 우선 LCD TV(모니터)에 등장하는 용어로, 앞에서 이야기한 LED TV에 사용되는 패널(panal)이라 생각하면 된다.
용어부터 간단히 설명하면… IPS는 In-Plane Switching이며, VA는 Vertical Alignment이다. IPS는 평면 정렬 스위칭, VA는 수직배열방식이라 할 수 있다. IPS와 VA 모두 BLU로 사용하는 LCD 제품이란 공통점이 있지만 평면과 수직의 차이로 두 패널이 갖는 특징이 달라진다.
(여기서 잠깐) TN은 왜 빠졌어?
TN(Twisted Nermatic)이란 LCD 제품이 하나 더 있다. LCD는 크게 IPS, VA, TN 패널로 구분하는데, 이 글에서 TN을 제외한 것은 대부분 저가 모델(TV, 모니터 등)에 사용되며, 반응속도가 좋다는 것 외에는 크게 선호하지 않는 패널이다. 물론, 저렴한 가격에 반응속도가 좋다는 이유로 지금도 많은 분들이 구입하고 있다. 하지만 IPS와 VA 대비 시야각이나 색 표현력(색감)에서 차이가 심해 이번 글에서는 제외했다.
액정은 2종류의 방향성을 갖고 있다. Nematic(방향은 동일하지만 질서는 없는 구조)과 Smectic(방향도 동일하고 질서도 갖추고 있는 구조)다. LCD는 Nematic 액정을 이용하여 구동 방식에 따라서 TN, VA, IPS 방식으로 사용하는 것이다.
위 이미지를 보면 복잡하게 보일 수 있지만, 간단하게 정리하면 다음과 같다.
IPS는 액정 분자를 수평으로 정렬한 상태에서 전원 공급에 따라서 수평 상태를 유지한 상태로 회전한다. VA는 액정 분자를 수직으로 정렬한 상태에서 전원 공급에 따라서 수평 상태로 변경된다. 전원이 들어오면 분자가 수평으로 변경된다는 것은 IPS와 VA가 모두 동일하다. 하지만 전압이 꺼진 상태에서 최대 전압으로 변화되는 과정에서 차이를 보이기 때문에 IPS와 VA 패널을 놓고 어느 것이 좋다고 비교하는 것이다.
IPS와 VA는 서로 다른 특징을 갖고 있는 데 비해 최근 IPS 패널이 VA 패널보다 인기 있는 이유는 모바일 환경에서 두각을 보여주기 때문이다. IPS 패널은 앞에서 소개한 것처럼 액정 분자가 수평으로 배열되어 있어서 보다 얇게 디자인이 가능하며, 터치에도 VA 패널보다 덜 민감하다. 꺼진 모니터를 손으로 눌렀다가 떼면 화면 색상이 변했던 것도 VA 패널의 한 특징(?)이라 할 수 있다. 즉, IPS 패널이 같은 LCD에서는 VA보다 범용적으로 사용하기 좋기 때문에 더 많이 언급되고 소개되는 것이다.
스마트폰에서는 OLED(AMOLED)와 IPS LCD가 주로 사용되며 비교되고 있다.
OLED (AM OLED)
LCD보다는 OLED가 한 단계 위라고 생각하면 된다. 앞에서 이야기한 발광형과 수광형의 차이도 분명하며, 특히 ‘명암비’에 있어서는 절대적으로 OLED가 뛰어나다. LCD는 BLU(백라이트유닛)을 개별적으로 끄고 켤 수 없지만, OLED는 빛을 발하는 광원을 각각 끄고 켤 수 있으니 당연히 절대 ‘블랙’을 표현하므로 무한 명암비를 자랑하는 것이다.
OLED 역시 크게 두가지로 분류된다. 하나는 PM OLED, 다른 하나는 AM OLED다. PM OLED는 Passive-Matrix OLED(Organic Light Emitting Diode)로 ‘수동형-매트릭스 OLED’이며, AM OLED는 Active-Matrix OLED로 ‘능동형-매트릭스 OLED’다.
OLED 초기에는 PM OLED 방식이 저렴하고 기술력이 높지 않아도 양산이 용이해서 각광 받았지만, 최근에는 대부분의 제조사들이 AM OLED 방식을 선호하고 있다. AM OLED 방식이 보다 높은 수준의 화질과 대형화, 고해상도 구현에 적합하기 때문이다.
