OLED가 가지는 다양한 화질적 장점들, 예를 들어, “완벽한 블랙 표현”, “생동감 넘치는 컬러 구현”, “세밀한 디테일 표현” 등은 이미 여러 매체들을 통해 많이 소개 되었고, 또 들어보았을 것으로 생각합니다. 오늘은 이러한 OLED의 강점들을 사실 상 가능하게 하는 기술인 픽셀 디밍 (Pixel Dimming)에 대해 살펴보도록 하겠습니다.
픽셀은 흔히 화소라고도 불리우는데, 현존하는 대부분의 디스플레이, OLED, LCD, PDP 등에서 영상을 표시하기 위한 가장 작은 단위입니다. 흔히, 빨강 (Red), 초록 (Green), 파랑 (Blue), 3 종류의 부화소 (Sub Pixel)가 하나의 화소를 구성 합니다. 화소의 중요성은 화소 수가 많을수록 디스플레이의 해상도는 증가하여, 디스플레이가 더 세밀한 영상의 표현을 가능하게 하는 점입니다. 예를 들어, 우리가 일반적으로 얘기하는 FHD는 화소 수가 1920 x 1080, 약 200만개이고, UHD 또는 4K는 3820 x 2160, 약 800만개 입니다. 따라서, UHD / 4K가 FHD 대비 4배 더 세밀한 영상의 표현이 가능합니다.
[그림 1. LCD TV (좌) 와 OLED TV(우)의 블랙 표현 차이]
다시 픽셀 디밍으로 돌아가서, 픽셀 디밍은 각 화소의 밝기를 다른 화소와 상관없이 완전히 독립적으로 밝기를 조절 가능한 것을 의미합니다. 여기서 반드시 기억해야 할 부분은 OLED는 각 화소가 독립된 광원 (Light Source), 즉 화소 스스로 빛을 낼 수 있다는 점입니다. 반면에 LCD 또는 현재 시중에 판매되고 있는 TV들 QLED를 포함한 LED라고 불리는 TV들은 각 화소들이 독립된 광원이 아닙니다. 전통적인 LCD/LED TV는 흔히 백라이트라고 불리는 하나의 광원을 TV 내 모든 화소들이 공유합니다. 그리고 각 화소들의 밝기는 액정이라고 불리는 물질이 이 광원의 빛을 얼마나 투과시키느냐에 따라 달려 있습니다. 예를 들어, 절반은 화이트 그리고 다른 절반은 블랙인 영상이 있다고 가정해보겠습니다. OLED TV는 화이트를 표현하는 절반의 화소는 발광하고, 블랙을 표현하는 다른 절반의 화소는 완전히 꺼지게 됩니다. 반면에 LCD/LED TV들은 백라이트는 항상 켜져 있는 동안, 절반의 화소의 액정들은 화이트를 표현하기 위해 빛을 투과시키고, 다른 절반의 화소의 액정들은 블랙을 표현하기 위해 빛을 차단시킵니다. 원리적으로는 OLED TV나 LCD/LED TV들이 동일한 화면을 표현해야 겠지만, LCD/LED TV들의 블랙은 OLED TV와 달리 완전히 어둡게 표현되지 않습니다. 왜냐하면, 액정 물질의 특성 상 완벽하게 빛을 차단할 수 없기 때문입니다. 따라서, 그림 1과 같이 극명한 블랙 표현이 차이가 나타나게 됩니다. 구글에서 “OLED LCD Black”을 검색하면 OLED와 LCD/LED의 블랙 표현 차이를 나타내는 예들을 손쉽게 찾을 수 있습니다.
(http://www.displaymate.com/TV_OLED_LCD_ShootOut_1.htm, https://www.cultofmac.com/400910/none-more-black-lgs-oled-displays-show-that-nothing-is-really-something/ )
최근의 LCD/LED TV들은 이러한 단점을 개선하기 위해 로컬 디밍(Local Dimming)이란 광원을 추가하여, 블록 또는 구역 단위로 광원을 제어하기 위한 기술을 사용하고 있습니다. 그림 2는 OLED TV의 픽셀 디밍과 널리 사용되는 LCD/LED TV의 2가지 로컬 디밍 방식, 다이렉트 (Direct-lit)와 엣지 (Edge-lit) 방식을 명료하게 묘사하고 있습니다. 그림의 예에서 가운데에 위치한 다이렉트 방식은 15 x 10, 총 150개의 블록이 존재하고, 가장 우측에 위치한 엣지 방식은 12 x 1, 총 12개의 블록(광원)이 존재합니다. 즉, OLED TV는 UHD 기준 800만개의 광원을 독립적으로 제어할 수 있는 반면, 다이렉트 방식의 LCD/LED TV는 150개의 광원을, 엣지 방식의 LCD/LED TV는 12개의 광원을 독립적으로 제어할 수 있습니다. 일반적으로 독립적으로 제어할 수 있는 광원의 숫자가 줄어들수록 더 세밀한 영상 표현이 어려워집니다. 왜냐하면 예를 들어, 하나의 블록 내의 화소들의 일부는 화이트, 또 다른 일부가 블랙을 표현해야할 경우, 화이트를 더 밝게 표현하기 위해서는 그 블록은 최대한 밝게 켜져야 합니다. 이런 경우, 자연스럽게 블랙의 표현은 떨어질 수 밖에 없습니다. 반면에 블랙을 더 강조하기 위해 그 블록을 끄거나 어둡게 하는 경우, 블랙의 표현은 좋아질 수 있지만, 화이트는 어둡게 나타나게 됩니다.
그림 2. OLED 픽셀 디밍 (좌측), LCD/LED TV의 로컬 디밍 (가운데와 우측)
이러한 OLED TV의 픽셀 디밍과 LCD/LED TV의 로컬 디밍의 화질적 차이는 그림 3과 같이 밤하늘에 별이 드문드문 떠 있는 스타필드 (Starfield)와 같은 영상을 볼 경우, 뚜렷하게 나타납니다. (그림 3은 실제 LG OLED TV와 다이렉트 타입의 로컬디밍 LCD/LED TV를 촬영한 예시입니다.) 첫번째 행의 영상에서 OLED TV는 완벽한 블랙과 아주 작은 서로 다른 밝기의 별들을 하나 하나 잘 표현하는 반면에 150 블록의 LCD/LED TV는 괜찮은 블랙을 나타내지만, 별들이 거의 보이지 않습니다. 즉, 이 LCD/LED TV는 블랙을 더 우선시 하도록 설계 되었다는 것을 추측할 수 있습니다. 그러다가 혜성이 지나갈 경우 (2번째 행의 영상), OLED TV는 여전히 많은 별들과 혜성 그리고 블랙을 깔끔하게 표현하지만, LCD TV는 혜성 주위의 할로 (Halo)와 같은 화질적 손실과 보이지 않던 별들이 혜성의 등장과 함께 그 주변에서만 별들이 나타나게 됩니다. 하지만, 가장 자리의 별들은 여전히 잘 보이지 않습니다.
그림 3. OLED 픽셀 디밍과 LCD/LED 로컬 디밍의 화질 차이
이와 같이 OLED의 Pixel Dimming과 LCD/LED TV의 Local Dimming의 차이는 화질적으로 분명한 차이를 나타냅니다. 현재 시중에 소비자를 대상으로 판매되고 있는 고급형 LCD/LED TV들은 대부분 다이렉트 방식일 경우, 100 ~ 200개의 블록을 가지고 있고 (드물게 600개인 TV도 있습니다.), 엣지 방식일 경우, 12 ~ 24개의 블록을 가지고 있습니다. 반면에 영상 제작 전문가들이 사용하는 초 고가의 LCD/LED 모니터는 대략 2000개의 블록을 가지고 있는데 (그만큼 전문가들은 더 세밀한 영상 표현을 필요로 하기 때문 입니다.) 가격은 한화로 3천만원 정도로 알려져 있습니다. 그리고, HDR (High Dynamic Range) 표준의 등장과 함께 점차 영상 제작 전문가들도 OLED 모니터에 대한 관심이 높아지고 습니다. 다음 컬럼에서는 이러한 새로운 HDR 표준이 어떤 것이고, OLED가 어떠한 장점을 가지고 있는지 한 번 살펴보는 시간을 가져보도록 하겠습니다.
