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OLED LCD 휘도 명암비 배터리 사용량 비교와 기술 장단점

by vicddory 2017. 10. 18.

OLED LCD 휘도와 명암비 비교 (측정 변환 등)


휘도란 무엇인가? 


광도 (Luminous Intensity)


- 빛을 발산하는 광원에서 특정한 방향으로 방사되는 광량(단위는 cd(칸델라), 촛불 한 개는 1.067cd)


OLED LCD 휘도 명암비[디스플레이 상식] 공정, 교육 등


  • 휘도 (Luminance) : 일정한 범위를 가진 광원 또는 빛의 반사체 표면의 밝기
  • nit(니트) = cd/m^2, 1m^2당 cd의 수치


디스플레이의 휘도는?


각 제품 디스플레이의 평균 휘도 분포 (단위 : nit)


  • LCD TV : 300~500
  • PDP TV : 200~400
  • LCD Monitor : 200~300
  • 태블릿 PC : 200~300
  • 스마트폰 : 200~700


- 디스플레이의 휘도는 주변의 조도에 따라 상대적으로 밝게 or 어둡게 느껴짐

- 사용자의 눈과 각 제품들 간의 거리에 따라 먼 거리일수록 더 높은 휘도 필요(즉, 눈과의 거리와 휘도는 비례).

- 휘도가 상승하면 소비전력 측면으로는 높아지므로 밸런스 조절이 필요.



LCD와 OLED 색상별 배터리 사용시간 변화 추이


- OLED는 소자 가동률에 따라 전력소모가 급격하게 변함.

- OLED는 빛을 발산할 때 빛과 함께 열이 발생하는데 LCD의 LED Back Light보다 더 많은 에너지를 발열로 손실됨. 즉, 화면이 밝을수록 에너지 효율이 떨어짐.


OLED LCD 배터리 사용시간[디스플레이 상식] 공정, 교육 등


OLED 휘도 상승을 위해 개구율 높여야 하나 기술적 어려움.


OLED LCD 발광면적 개구율[디스플레이 상식] 공정, 교육 등


- OLED가 LCD보다 휘도가 낮은 이유는 개구율 증가에 기술적 어려움.


- OLED는 각 RGB 소자 장 29%/29%/41%의 개구율(=전체면적 대비 발광 면적률)을 유지해야 한다. 휘도 상승을 위해 개구율을 높이려면 격벽이 얇아져야 하므로 더욱 미세한 공정이 필요하다. (현재 OLED 기술로는 300nit 이상 휘도를 구현하기 위해 기술적 개선이 필요)


OLED 소비전력과 휘도 관련한 어려움


- OLED의 소비전력과 개구율 측면의 한계로 인하여 소프트웨어 조치 적용.

- OLED에서 최대 휘도 300nit에서는 배터리 소모량이 크게 증가하기 때문.

- 또한, 발광소자 발광량이 많을수록 소자 수명 역시 빠른 속도로 줄어들기 때문.


- OLED의 ppi 낮춤으로 휘도는 상승했으나 가독성이 떨어지는 문제.

- OLED에서 휘도를 증가시키려는 방법으로 개구율을 높일 때보다 더 미세한 공정 적용보다는 Pixel 자체 크기를 키우는 방법 (즉, ppi 줄이는 우회적인 방법)을 선택. 

- LCD보다 더 높은 휘도를 구현하기 위해서는 LCD보다 개선해야 할 사항이 많다.


디스플레이의 명암비


명암비란 무엇인가?

- 명암비(Contrast Ratio)란 디스플레이 패널이 구현하는 최소 휘도에 대한 최대 휘도의 비.


☞ 명암비 = 최대휘도 / 최소휘도

(예) 명암비 1000:1 일 때 가장 어두운 화면에서의 휘도 1일 때 가장 밝은 화면에서 1000이라는 의미.


- 명암비가 비싸질수록 보다 선명한 컬러구현이 가능하다는 것을 의미

- 반대로 명암비가 낮으면 상대적으로 "탁하거나 뿌연 느낌" 영상이 구현됨


OLED LCD  디스플레이 명암비[디스플레이 상식] 공정, 교육 등


OLED와 LCD의 명암비?


OLED LCD Back Light[디스플레이 상식] 공정, 교육 등


- LCD Back Light 빛이 100% 차단되지 않기 때문에 검은색 Pixel의 휘도가 증가한다.


구분

Super AMOLED HD

(갤럭시S2 HD)

IPS True HD

(옵티머스 LTE)

가장 밝을 때

270.9 nit

345.2 nit

가장 어두울 때

0.007 nit

0.424 nit

명암비

38,700 : 1

814 : 1




LCD vs OLED 휘도와 명암비 


휘도는 LCD, 명암비는 OLED가 유리하다


- LCD는 OLED보다 높은 휘도 구현할 수 있지만 명암비에서는 OLED보다 불리하다.

- OLED는 LCD에 비해 높은 명암비를 갖고 있으나 휘도가 낮아 밝은 곳에서는 큰 의미가 없다.

- LCD가 OLED 수준의 명암비를 구현하기 위해서는 백라이트의 빛을 100% 차단할 수 있는 기술 필요하다.

- OLED가 LCD 수준의 휘도를 구현하기 위해서는 소비전력의 문제, 개구율의 문제를 해결해야 한다.


OLED LCD 휘도와 명암비 비교 (측정 변환 등)

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