스마트폰을 들여다보는 시간이 점점 늘어나고 있습니다. 손안의 작은 창인 스마트폰을 통해서 많은 인연과 정보를 만나고 있습니다. 스마트폰 시장은 좀 더 빠른 처리속도와 좀 더 밝고 정확하고 선명한 디스플레이를 목표로 항해하고 있습니다. 

LG전자, 삼성전자, 애플, 팬택, 소니, 모토로라 등의 스마트폰 제조회사 등은 다양한 신제품을 분기나 반기별로 쏟아내고 있습니다. 엄청난 경쟁 때문에 스마트폰 시장은 레드오션이 되었습니다. 어쩌면 스마트폰 전성시대의 진정한 수혜자는 디스플레이나 AP 등의 핵심 부품을 생산하는 업체들이지 않을까요?

스마트폰 디스플레이 패널은 크게 TN, VA, IPS 그리고 AMOLED(아몰레드)가 있습니다.
스마트폰 제조사들이 디스플레이 제조업체에서 패널을 구매한 후 화상처리 엔진을 통해서 튜닝을 한 것이 우리가 보는 스마트폰 액정입니다.  

TFT-LCD 패널의 종류인 TN, VA, IPS 패널의 특징과 장점,단점

우리가 보는 스마트폰 액정 패널은 모니터와 LCD TV의 액정 패널의 종류와 크게 다르지 않습니다.
모니터 액정 패널을 작게 한 것이 스마트폰 액정이고 태블렛 PC의 액정입니다. 따라서 패널들을 살짝 소개하겠습니다.
우리가 사용하고 있는 스마트폰 액정 패널은 크게 2개로 나눌 수 있습니다. 

하나는 TFT-LCD 계열이고 또 하나는 OLED 계열입니다
TFT-LCD 계열에는 TN 패널, VA 패널, IPS 패널이 있고 OLED에는 삼성의 AMOLED가 대표적입니다. 
TFT-LCD는 두 개의 편광필터 사이에 쌀알 모양으로 된 액체와 고체(결정)의 특징을 다 갖추고 있는 액정 물질을 넣어서 전원을 ON/OFF 하면서 액정분자의 방향성을 결정해서 백라이트에서 나오는 빛을 차단하거나 통과시켜서 디스플레이 액정에 명암을 구분하게 합니다R.G.B라는 레드,그린,블루 컬러필터를 달아서 흑백에서 컬러로 보이게 하는 것이 LCD 디스플레이의 원리입니다.

싸지만 광시야각이 떨어지는 TN 패널 

TN 패널은 응답속도가 빠르고 싸지만, 광시야각이 좋지 않습니다.  LCD 모니터 중에 좌우 특히 상하로 볼 때 명암이 바뀌는 모니터들이 있습니다.이걸 광시야각이 좋지 않다고 합니다. 



TN 패널은 좌우 광시야각은 많이 개선되었지만 액정분자 구동 특성상 상하로 보면 위 이미지처럼 화면이 왜곡되고 명암과 색이 반대로 나옵니다. 이런 치명적 단점 때문에 스마트폰이나 휴대용 가젯의 디스플레이에서는 거의 사용하지 않습니다. 

모니터나 노트북에서야 정면에서만 보니 TN 패널이 인기가 있을 수 있지만, 스마트폰은 좌우 상하로 볼 때가 많기 때문에 TN패널 같이 광시야각을 지원하지 않는 제품은 성능보다는 가격을 낮춰야 하는 제품에서 주로 사용했습니다. 


아이팟 터치가 대표적인데요. 아이팟터치 4세대 까지 TN 패널을 사용했으나 아이팟 터치 5세대 부터는 아이폰5 처럼 AH-IPS인 레티나 디스플레이로 돌아섰습니다. 



명암비가 좋지만 야외시인성이 떨어지는 VA 패널

VA 패널과 IPS 패널은 TN 패널의 단점인 시야각이 좁은 점을 해결한 패널들입니다. VA 패널은 액정 분자가 전원을 넣지 않을 때는 수직으로 있다가 전원을 넣으면 수평으로 눕는 구조입니다. 이런 구동 특징으로 인해 검은 색 계열의 색을 아주 잘 표현합니다. 따라서 명암비가 무척 뛰어납니다. 같은 검은색이라고 해도 백 라이트 빛이 나오는 검은색과 백 라이트 빛이 완벽하게 차단된 검은 색은 깊이가 다릅니다.  그래서 명암비의 최고봉은 OLED입니다. 


뛰어난 명암비로 색감과 계조는 무척 풍부합니다. 하지만 스마트폰이나 태블렛 PC 등에서는 이 VA 패널을 잘 사용하지 않습니다. 그 이유는 시야각과 야외 시인성 때문입니다. 스마트폰이나 태블렛PC는 기본적으로 휴대성이 좋기 때문에 실내에서뿐 아니라 야외에서도 많이 사용합니다. 특히 야외에서는 강한 햇빛 아래서 볼 경우가 많은데 이때 문제가 생깁니다.

VA 패널은 야외 시인성이 떨어지기 때문에 대부분의 스마트폰에서는 VA 패널을 사용하지 않습니다.
또한, 광시야각이라고 하지만 IPS 패널보다 광시야각이 떨어지는 문제점도 있습니다. 

2011년 하반기에 나온 팬택 베가 LTE는 샤프의 ASV-LCD 디스플레이 액정을 사용했다가 이런 시야각과 야외 시인성의 지적으로 인해서 팬택 베가 LTE M에서는 소니의 IPS 패널로 바꾸게 됩니다. 


광시야각과 측면 휘도, 색 정확성과 야외 시인성이 뛰어난 IPS 패널

 IPS 패널은 전자기장을 이용해서 쌀알과 같이 생긴 액정 분자를 수평으로 빙그르로 이동시키기 때문에 뛰어난 광시야각을 보여줍니다. 또한, 측면 휘도(밝기)와 야외 시인성도 뛰어나서 애플 아이폰4 이후에 나온 애플 스마트폰과 뉴 아이패드 등에서 사용합니다. 스티븐 잡스가 '레티나 디스플레이'라고 소개한 패널이 바로 IPS 계열인 AH-IPS입니다.

레티나는 애플의 브랜드 네이밍이고 기술적인 명칭은 AH-IPS입니다. IPS 패널은 VA 패널 보다 명암비는 떨어지지만 응답속도도 빠르고 최고의 광시야각을 보여주며 터치 디스플레이에 가장 적합합니다. 그 이유는 아래에서 자세히 설명하겠습니다.

단점은 빛 샘 현상이라고 해서 백라이트 빛이 새는 증상이 가끔 보이는데 이런 단점을 커버하고도 남는 장점이 많아서 대부분의 스마트폰에서 사용되고 있습니다. 삼성전자는 AMOLED(아몰레드)를 사용하고 있는데요. 스마트폰 디스플레이 경쟁은 
LG 디스플레이의 IPS와 삼성 모바일 디스플레이의 AMOLED로 대결로 굳어지고 있습니다. 


 

스마트폰 액정 디스플레이에서 IPS가 인기를 끄는 이유 4가지 (IPS 장점)

뉴스를 보니 다나와 판매집계에서 보니 2012년 9월에 PC LCD 모니터 시장에서 TN 패널의 모니터를 IPS 패널 모니터가 46%로 판매량을 앞섰다고 합니다. IPS 패널의 인기를 실감할 수 있는데요. 이런 IPS 패널의 인기에 큰 힘을 불어넣어 준 것은 아마도 애플이 아닐까 합니다. 

IPS 패널이 모니터 시장보다 더 큰 인기를 끌고 있는 곳이 바로 스마트폰과 태블릿 PC 시장입니다. 그 인기의 이유를 소개합니다.


1. 터치를 해도 티가 나지 않는 빠른 복원력


IPS가 스마트폰 시대에 접어들면서 큰 주목을 받고 있는 이유는 바로 디스플레이를 터치해도 빠르게 복원된다는 것입니다.
LCD TV나 모니터에서는 터치할 일이 없지만 태블렛 PC와 스마트폰은 터치가 기본입니다. 요즘은 노트북과 태블릿의 중간 형태인 하이브리드 제품이 나오는데 터치스크린 기능은 점점 더 많은 제품에서 만날 수 있을 것입니다.
이런 터치스크린 시대에 가장 적합한 패널이 바로 IPS입니다. 



IPS는 액정분자가 수평으로 누워서 전자기장에 의해서 빙글빙글 수평으로 돌기 때문에 터치를 해도 바로 복원이 됩니다만 TN패널과 VA 패널은 액정분자가 수평에서 수직으로 혹은 수직에서 수평으로 움직이고 수직일 때 터치를 하면 액정의 복원속도가 상당히 느려집니다. 이런 이유로 TN과 VA 패널은 스마트폰에서 거의 찾아보기 힘듭니다. 

럭비공을 수평으로 놓고 발로 밟고 복원되는 속도와 세로로 세워놓고 발로 밟았다가 떼면 당연히 수평으로 놓은 럭비공이 더 빨리 원상태로 돌아오겠죠. 이런 액정분자 구동방식의 차이로 터치가 기본인 스마트폰과 태블릿 PC에서 큰 인기를 끌고 있습니다. 



2. 뛰어난 광시야각과 측면 휘도(밝기)

모니터나 노트북이야 광시야각 패널이 아니라도 사용하는데 큰 무리는 없습니다. 하지만 모니터도 24인치 이상 넘어가면 시야각이 커지기 때문에 TN 패널의 화면 왜곡 현상이 보일 수 있습니다. 또한, IPS 패널 가격의 단점인 비싼 가격도 최근에 판매량이 늘어서인지 가격이 낮아서 판매량이 늘어난 것인지는 모르겠지만, IPS 모니터 가격도 많이 낮아져서 모니터 시장에서도 큰 인기를 끌고 있습니다. 

최근에 산 LCD TV도 IPS 패널이 들어간 LG전자 제품으로 구매했습니다. TV도 광시야각이 중요한 시대가 되었는데 스마트폰이나 태블렛 PC는 광시야각이 더 중요하겠죠. 


IPS 패널의 광시야각은 175도가 넘습니다. 따라서 옆에서 봐도 명암과 색 역전현상이 보이지 않습니다. 반면 TN 패널은 옆에서 보면 잘 보이지도 않고 색과 명암이 역전되어 보입니다. 이게 다 액정 분자 구동 방식 차이 때문입니다.


측면 휘도(밝기)도 무척 뛰어납니다. LG 디스플레이에서 제조하는 AH-IPS(레티나 디스플레이)를 탑재한 뉴 아이패드를 옆에서 봤는데 옆에서도 밝기가 전혀 떨어지지 않습니다. 이렇게 수시로 상하 좌우로 보게 되는 스마트폰과 태블릿 PC에서는 광시야각과 측면 휘도가 좋은 IPS 제품을 많이 사용합니다.


팬택 베가 R3도 IPS 패널을 사용하는데 샤프에서 납품한 패널을 사용합니다. 샤프는 VA 계열의 모바일 기기 디스플레이를 생산하다가 최근에는 IPS 패널로 넘어왔습니다. 



3. 뛰어난 야외 시인성

작년 여름에 공원에서 급하게 문서 작성을 해야 할 일이 있어서 가방에 있는 넷북을 꺼내서 벤치에서 타이핑을 하려는데 강한 햇빛 때문에 전혀 보이지가 않았습니다. 근처 등나무 밑에서 문서작성을 하려고 해도 강한 빛 때문에 잘 보이지가 않아서  스마트폰을 꺼내서 봤더니  디스플레이 휘도(밝기)차이가 엄청 좋더군요. 항상 들고 다녀서 몰랐는데 넷북과 비교하면서 휘도가 좋은 점을 알았습니다. 그늘이 아닌 직사광선을 받는 양지에서도 선명하게 보여서 좀 느리지만, 스마트폰으로 문서를 작성해서 보냈습니다.

기본적으로 LCD 디스플레이는 휘도가 높지만 AH-IPS는 S-IPS의 개량형이라서 밝기와 소비전력 부분이 더 좋아졌습니다. 
AH-IPS를 사용하는 LG전자의 스마트폰들이 휘도가 보통 500~700nit입니다. 제가 쓰는 옵티머스 뷰는 무려 650nit인데요. 강한 햇빛 아래서도 선명하게 보입니다. 하지만 휘도가 아주 좋다보니 눈부심 현상도 있어서 밝기를 오히려 낮추고 써야 할 정도입니다. 그래서 옵티머스G가 470nit로 낮췄나 봅니다. 

반면 AMOLED(아몰레드) 액정 디스플레이를 쓰는 갤럭시 시리즈는 기본적으로 200~300nit사이입니다. 
갤럭시S2가 289nit이고 갤럭시S3가 224nit입니다. 휘도가 좋다고 무조건 야외 시인성이 좋은 것은 아니지만 상관관계가 가장 큰 지수입니다. 이렇게 휘도의 차이가 나는 이유는 AH-IPS 패널과 AMOLED(아몰레드) 소자 자체의 차이 때문이기에 휘도 부분은 AMOLED가 따라올 수 없습니다. 다만 색 재현력 부분에서는 AMOLED(아몰레드)가 더 좋습니다


4. 색 정확성이 좋다

OLED는 미완의 디스플레이입니다. 아직 과도기적인 모습이라서 완전체가 아닙니다. 삼성전자의 AMOLED는 화사한 색감과 색 재현력이 좋습니다. 문제는 파란색과 노란색 계열에서 발색 문제가 거론되고 있습니다. 특히 RGB(적녹청)이 아닌 RGBGRG(적녹청녹적녹) 이라는 펜타일 방식을 사용합니다. 이렇게 사용하는 이유는 패널 수명 때문입니다. AMOLED는 파란 서브 픽셀의 수명이 다른 빨강과 녹색 픽셀보다 50%나 짧아서 파란 픽셀의 크기를 늘려서 보여줍니다.



따라서 정확한 색감을 보여주지 못합니다. 반면 AH-IPS는 RGB라는 빛의 3원색을 사용하는 방식이라서 색감이 정확합니다.다만 발색력이 AMOLED가 좋고 AMOLED가 이 파란 픽셀의 수명을 늘리면 이 정확한 색감이 IPS의 장점이 되지 못하겠지만 현재까지는 IPS의 색감이 보다 정확합니다. 그래서 AMOLED를 과도기적인 디스플레이라고 합니다. 



기술적 완성도가 높은 IPS와  미래의 디스플레이 OLED

IPS는 1996년 히타치에서 개발해서 S-IPS ▶ H-IPS  ▶ AH-IPS로 계속 기술을 개선해 나가고 있습니다. 가독성을 좋게 하기 위해서 픽셀을 계속 더 집어넣고 있습니다. 현재까지 나온 IPS의 최고 해상도는 440ppi이고 AM OLED(아몰레드)는 316ppi가 최고입니다. 

IPS 진영은 LG디스플레이로 대표되고 AMOLED는 삼성 모바일 디스플레이가 전체 생산량의 97%를 차지하고 있습니다.
두 디스플레이 회사 모두 IPS와 OLED를 모두 생산하고 있습니다. 다만, LG전자나 애플, 팬택 등의 회사는 소형 디스플레이인 스마트폰이나 태블렛 PC에서는 IPS 패널을 사용하고 있고 대형 제품에서는 OLED를 사용합니다. 

반대로 삼성전자는 스마트폰 디스플레이에서는 AMOLED를 사용하고 있고 태블릿 PC에서는 LCD 패널을 쓰다가 최근에는 IPS와 액정분자 구동방식이 비슷한 S-PLS를 사용하고 있습니다. 이 S-PLS 방식을 들고 나온 이유는 아마도 IPS가 스마트폰과 태블릿 PC 시장에서 큰 인기를 끌자 삼성이 예전에 개발해 놓았던 IPS 방식과 비슷한 (해외에서는 IPS 계열이라고 소개함)의 S-PLS를 꺼내든 듯 합니다. 

 두 회사 모두 세계적인 기술력을 갖추고 있는 회사죠. 
다만, 소형, 중형, 대형 디스플레이에 어떤 방식의 패널을 쓰느냐는 회사의 방침에 따라서 선정하는 듯합니다.


 OLED는 이론상으로는 저전력에 뛰어난 명암비와 색 재현력 측면 시인성과 휘도를 갖추고 있는데요. 문제는 아직까지 과도기적인 모습을 보여주고 있는 점이 IPS의 인기를 더 부추기는 듯합니다.

어쩌면 스마트폰이나 태블렛PC와 노트북에서 IPS 열풍을 불러일으킨 것은 '스티브 잡스'가 아닐까 합니다. 
'스티브 잡스'가 LG디스플레이에서 생산하는 AH-IPS를 애플 아이폰에 넣지 않았다면 그 뛰어난 성능은 조금 더 늦게 만날 수 있었을지도 모르겠네요. 

썬도그
하단 박스 

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  1. Favicon of http://topsy.tistory.com BlogIcon 즈라더 2013.01.23 16:19 신고  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    고화질 영상을 감상할 수록 VA 패널이 빛이 납니다.
    명암비 차이는 IPS가 현재로선 쫓을 수 없는 영역이니까요.
    1000:1이면 충분하다는 얘기는 어디까지나 블랙 휘도가 정상적으로
    낮을 때의 이야기지, IPS는 블랙 휘도가 매우 높고 전체 밝기까지
    높아서 1000:1이 되는 거거든요.

    즉 색의 스펙트럼이 좁습니다. 따라서 아직은 고화질 영상에서
    IPS는 VA에 한참 못미칩니다.


    다만, VA 패널엔 말씀하신대로 치명적인 단점이 여럿 존재하기 때문에
    고화질 영상이나 사진을 감상할 필요없는 분께는.. 그러니까
    일반 사용자에겐 IPS가 편하고 싸서 좋지요.

    • Favicon of http://photohistory.tistory.com BlogIcon 썬도그 2013.01.23 23:20 신고  댓글주소  수정/삭제

      네 VA패널이 검은색이 진짜 검은색이고 그 때문에 계조도 좋고 명암비가 아주 좋아요. 하지만 잔상 문제 움직임이 많은 동영상이나 게임은 좀 아쉽고 그래서 정적인 작업자에게 어울릴거예요. 이번 주에 시간내서 매장가서 직접 더 확인해 볼려고요. 디스플레이 공부하니까 이리 재미있네요. 그전에는 다 그게 그건가 했는데 아니더라고요. ^^

    • 맞습니다 2013.01.28 20:53 신고  댓글주소  수정/삭제

      썬도그 그건 va의문제가 아니고 제품의 문제인듯 ips계열 제품들도 제품에따라 잔상문제많습니다
      va가 잔상이 심하단얘기는 금시초문이네요 잔상심한 va계열제품을 접하신건 아닌지 가격만봐도 ips가 va보다 싼거면 알수있지요

    • Favicon of http://illu.tistory.com BlogIcon illu_yun 2013.03.20 12:32 신고  댓글주소  수정/삭제

      저두 디스플레이 관련 포스팅을 예전에 했었는데 모바일 관련 포스팅을 보니 새롭네요.(사용된 액정 배열방식에 대한 그림을 저도 사용했었습니다)

      몇가지 짚어보자면 잔상문제는 2000년대 중반 S-PVA방식 모니터에서 대부분 해결되었습니다. 이 논란은 좀 아니다 싶네요... 그리고 TN과의 비교보다 S-PVA와의 비교가 맞지 않나 싶습니다. 이전부터 패널에 대한 비교는 S-PVA와 S-IPS. 모바일이라면 아몰레드가 되겠네요.

      S-PVA가 아무래도 계조가 중요한 작업에서는 좋지요.. 대신 스케일러 칩이나 보드 기술력에 따라 또 출력이 달라지니 이건 뽑기가 좀 있는듯합니다.(2000년대 중반 피시뱅크나 몇몇 제조사에서 S-PVA 패널이 들어간 모니터가 쏟아져 나왔지만 정작 쓸만한건 몇개 안되었죠) 삼성에서 S-PVA 생산량을 줄여 대세가 S-IPS가 되어버린건 많이 아쉽습니다.

      개인적으로 삼성 아몰레드 채도 개판인 문제는 포기 했기에 LG 스맛폰 액정은 참 부러워요...놋2에 들어간 내츄럴 모드라고 고채도 영역 다 뭉개놓는 모드가 있긴한데 이거 역시 색감은 망....



  2. ㅓㄹㅇ 2013.01.27 21:17 신고  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    정말 엘지는 디스플레이로
    우주정복하지 않을까 싶네요 ㅋㅋ
    삼별의 아몰레드는 번인현상도
    큰 골치덩이죠

    앞으로도 한참 당분간ips의
    시대가 아닐까 하네요

  3. 패널 2013.01.28 19:14 신고  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    스마트폰은 ips가 좋지만 티비나 모니터는 va패널이 갑이죠 ips는 대표적인예로 빛샘 불량화소등 결함이 너무 많음

  4. 지나가는 나그네 2013.03.10 01:25 신고  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    뉴아이패드가 예시로 나왔는데 만약 저기에 쓰여진 패널이 LG디스플레이의 패널이 아니라면 궁금해지는군요.

    참고로 애플은 물론 삼성, LG는 하나의 부품제조사에게 전부 공급받으려고 하지 않습니다. 디스플레이가 그 예로 애플의 경우 아이패드 4세대 이전에는 삼성디스플레이, LG디스플레이, 샤프 등에게 패널을 공급받았습니다. 특히 3세대의 경우 초도물량을 삼성디스플레이제만 사용했어요. 두 회사꺼는 기준미달로 나중에 기준이 충족되었을때부터 사용했습니다. 4세대부터도 샤프와 LG디스플레이 등의 부품사에서 디스플레이를 공급했구요.

    LG전자또한 옵티머스 LTE 2에 LG디스플레이의 패널이 아닌 재팬디스플레이의 패널을 사용한 적도 있습니다. 성급한 일반화는 좋지 않다고 보네요.

  5. 2013.11.26 13:15  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

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