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IT/모바일(휴대폰)

갤럭시S4의 AMOLED와 옵티머스G Pro의 IPS 디스플레이의 장단점을 직접 비교해보다

by 썬도그 2013. 5. 28.
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스마트폰이 한국에 처음 보급되기 시작한 것이 2010년경부터였습니다. 제가 처음으로 사용한 것이 2011년 봄이었고 그 당시는 많은 업체들의 스마트폰이 성능과 기능과 UI와 UX가 큰 차이점들이 있었습니다.

그러나 지금은 대부분의 스마트폰들이 성능과 특화 기능들이 비슷하게 변하고 있습니다. 
한 업체에서 눈동자 추적 기술을 선보이면 다른 업체가 3개월도 안 지나서 비슷한 기능을 선보이고 한 업체가 리모콘 기능을 특화 서비스로 선보이면 다른 업체가 거의 비슷한 기능을 탑재해서 선보이고 있습니다. 이렇게 비슷한 성능과 비슷한 기능 그리고 비슷한 디자인으로 소비자에게 다가가니 소비자들은 어떤 업체의 제품을 사야 하는 지에 대한 뚜렷한 선택을 하지 못하고 있습니다. 

그러나 가장 큰 차이점이 있는 부분은 바로 디스플레이 쪽입니다.

2012년 하반기 스마트폰 이용 실태 조사 보고서 중에서


2012년 스마트폰 단말기 선택 시 고려사항에서 2위가 화면크기 및 화질입니다. 즉 디스플레이의 크기와 화질을 스마트폰 구매 선택시에 디자인과 단말기 크기 다음으로 중요시하고 있습니다.


현재, 스마트폰 디스플레이 즉 모바일 디스플레이는 
삼성전자의 AMOLED(아몰레드)애플,LG,팬택,소니,HTC등 삼성전자를 제외한 대다수의 스마트폰 제조사들이 사용하고 있는 IPS 계열로 양분되고 있습니다. 

이 두 디스플레이는 일장일단이 있는데요. 그 차이점을 직접 체험 비교해 봤습니다. 



AMOLED vs IPS 디스플레이의 야외 시인성 측정


옵티머스 뷰를 제외한 옵티머스G Pro와 갤럭시S4 베가 아이언은 모두 최신 스마트폰입니다. 
이 제품들은 각 스마트폰 제조회사의 대표 제품들입니다.  LG전자와 팬택은 전통적으로 IPS 계열 디스플레이를 사용하고 있고 삼성전자는 AMOLED(아몰레드) 디스플레이를 사용합니다. 

두 디스플레이의 특징은 마무리 하면서 정리 하도록 하겠습니다. 
먼저 야외 시인성을 비교해 봤습니다. 먼저 설정에서 밝기를 최대로 하고 화면 자동 꺼짐 시간을 최대로 했습니다.
옵티머스 뷰와 옵티머스G Pro는 사용 안 함이 있어서 배터리가 다 닳도록 무한대로 켜져 있을 수 있습니다. 
팬택의 베가 아이언은 최대 30분까지만 켜져 있게 할 수 있습니다.

반면, 삼성전자 갤럭시S4는  화면 자동 꺼짐 시간이 10분입니다. 
이렇게 10분이 최대인 이유는 번인 현상 때문입니다. 이 번인 현상은 디스플레이를 장시간 화면 움직임 없이 두면 서브픽셀이 촛불 처럼 서서히 사그라듭니다. 특히 서브 픽셀(RGB)중에 파란색 서브픽셀의 수명이 짧기 때문에 AMOLED는 장시간 화면을 킬 수 없습니다. 이에 삼성전자는 번인 현상을 막기 위해서 10분 이상 화면이 켜지지 않게 하고 있습니다.

이는 AMOLED(아몰레드) 특성상 어쩔 수 없습니다. 삼성전자는 많이 개선했다고 하지만 정작 10분 이상 켜 놓지 못하게 하는 모습은 스스로 번인 현상을 인정하는 모습입니다. 

반면, IPS 계열은 무한대 혹은 30분 까지 켜놓을 수 있게 했습니다. 며칠을 켜 놓아도 번인 현상이 없다는 신문기사 내용도 있습니다. 

밝기는 최대로 했습니다. 옵티머스 뷰가 650 NIT로 가장 밝고 다음이 베가 아이언, 다음이 옵티머스G Pro이며 갤럭시S4가 가장 낮습니다. 


직접 웹 브라우저를 띄어보니 위 수치가 딱 맞네요. 옵티머스 뷰는 650 NIT로 햇빛이 내리쬐는 야외에서도 선명하게 신문기사를 읽을 수 있습니다. 하지만 밝기가 무조건 밝다고 다 좋은 것은 아닙니다. 왜냐하면 IPS 특성상 백 라이트를 사용하기 때문에 NIT가 높을수록 배터리 소모량이 많기 때문입니다. 

따라서, 최근에는 배터리 소모량도 줄이면서 야외 시인성도 좋은 400 ~ 500 NIT로 수렴하고 있습니다.
사실, 옵티머스 뷰는 밝아서 좋긴 한데 최대 밝기로 하면 배터리 소모량이 많았습니다. 이렇게 IPS 계열 디스플레이를 사용하는 제품들은 휘도라고 하는 밝기를 늘렸다 줄였다 할 수 있습니다.

하지만 AMOLED 디스플레이의 갤럭시S4는 갤럭시노트 2 보다는 휘도(밝기)보다는 밝지만 여전히 밝기 부분에서는 IPS 제품을 따라오지 못하고 있습니다. 이는 AMOLED 디스플레이의 단점 중 하나입니다. 여기에 갤럭시S3 보다 갤럭시S4는 최대 밝기 일때 배터리 전력 소모량이 1.5watts로 S3보다 더 높아졌습니다. 

따라서, 최대 밝기로 갤럭시S4를 사용하면 IPS 계열보다 2배 정도의 전력을 소모합니다. 
원래 OLED라는 이 유기발광 디스플레이는 휘도가 IPS의 LCD보다 휘도가 더 높습니다. 하지만 전력소모나 파란색 서브 픽셀의 수명 때문에 휘도를 크게 올리지 못합니다. 반면 IPS 디스플레이는 백 라이트 광량만 조절하면 되기에 AMOLED보다 쉽게 휘도를 높일 수 있습니다. 


 Full HD IPS를 사용하는 옵티머스G Pro와 AMOLED(아몰레드)를 사용하는 갤럭시S4를 역광 상태에서 보면 그 차이를 확실히 느낄 수 있습니다. 

여기서 잠깐!!!

IPS LCD 디스플레이와 AMOLED 디스플레이의 광원의 차이점

IPS 디스플레이는 LCD 디스플레이의 일종입니다. TN패널과 IPS패널 등이 있는데 모두 LCD 디스플레이의 일종입니다
LCD 디스플레이는 빨강, 녹색, 파랑(RGB)으로 이루어진 서브픽셀이 스스로 빛을 내지 못합니다. 백 라이트라고 하는 광원이 뒤에서 빛을 쏴주고 그 빛을 얼마만큼 컬러 필터들이 빛을 막아주고 개방해주냐로 RGB라는 빛의 3원색이 합쳐져서 다양한 색을 표현합니다. 

반면 AMOLED는 OLED 디스플레이의 일종으로 백 라이트 없이 스스로 빛을 내는 자체발광 디스플레이입니다
자체발광 디스플레이는 이론상으로 휘도가 LCD 더 높을 수 있지만 이 기술이 아직 까지 완성체가 아닌 성장 과정의 기술이라서 현재까지 여러가지 문제로 인해 휘도(밝기) 부분에서 IPS LCD 디스플레이 보다 어둡습니다. 

AMOLED가 더 진화를 하고 기술 개선을 해서 IPS의 휘도를 뛰어넘을 날이 언젠가는 오겠지만 아직 까지는 IPS 디스플레이가 휘도 면에서는 앞섭니다.



AMOLED vs IPS 디스플레이의 색 정확성

오줌 액정이라고 하죠. AMOLED는 하얀 색을 제대로 표현하지 못합니다. 위 이미지에서 보면 알 수 있듯 많이 개선 되었다고는 하지만 여전히 하얀색을 표현하는데 AMOLED는 어려움을 보이고 있습니다. 이렇게 색 정확성에서 단점을 보이는 것이 AMOLED입니다. 


이는 IPS 디스플레이를 사용하는 베가 아이언을 같이 놓고 봐도 알 수 있습니다. 
백인 여성의 피부 색이 갤럭시S4에서는 썬탠을 한 것처럼 누르스름하게 보입니다.




이런 이유는 디스플레이 특성 때문입니다. 
IPS는 서브픽셀로 빨강, 녹색, 파랑의 3개의 색을 사용해서 다양한 색을 만들어냅니다. 하얀색의 경우 3개의 서브픽셀인 빨강, 녹색, 파랑색이 동시에 켜져서 하얀 색을 만듭니다. 하지만 AMOLED는 RGB방식이 아닌 RG-BG의 패턴이라는 펜타일 방식으로  색을 표현합니다.  이렇게 RGB가 아닌 RG-BG로  서브픽셀 패턴을 만드는 이유는 파란색 서브 픽셀의 수명이 녹색과 빨간색 보다 수명이 짧기 때문입니다. 파란색 서브픽셀을 덜 쓰면서 색을 표현하다 보니 녹색을 가운데 두고 양쪽으로 파란색 빨간색을 교차하는데요. 이런 이유 때문에 AMOLED 액정이 푸스르름하거나 노르스름하게 보입니다. 

갤럭시S4는 다이아몬드 패턴의 펜타일 방식을 들고 나왔는데요. 이리저리 배열을 해도 타일은 펜타일일 뿐입니다. 
분명 갤럭시S3보다는 색 정확성이 향상된 것은 맞습니다만 IPS의 색 정확성에 비한다면 여전히 개선할 점이 많습니다. 





AMOLED vs IPS 디스플레이의 명암비와 광시야각

불을 끄고 검은색으로 된 이미지를 띄워 봤습니다. 
IPS 디스플레이는 검은색이지만 하얀 빛이 스며든 느낌이고 AMOLED의 갤럭시S4는 검은색 그 자체입니다.
이는 위에서 설명한 광원 때문에 이런 차이가 납니다. 

IPS 디스플레이는 검은색을 표현할 때 RGB 서브픽셀이 백 라이트 빛을 통과시키지 않게 막아버립니다.
하지만 백 라이트 자체가 꺼지는 것이 아니라서 빛이 조금은 나옵니다. 이는 손전등을 켜고 그 앞으로 손으로 막는 모습과 비슷한데요. 어둡기는 해도 손을 통과한 빛이 미세하게 나옵니다. 

반면 AMOLED는 백 라이트를 사용하지 않고 서브픽셀 하나 하나가 스스로 빛을 켰다 꼈다 할 수 있기 때문에 검은색을 표현할 때 서브픽셀 서브픽셀 전원이 다 나갑니다. 즉, 손전등을 켜고 그 앞을 손으로 막는 것이 아닌 손전등 자체를 꺼버립니다.  때문에 OLED라는 디스플레이는 LCD 디스플레이에 비해 무한대의 명암비가 있다고 하죠.

이런 이유로 검은색 표현은 AMOLED가 좋습니다. 같은 검은색도 칠흙과 같은 어둠을 표현합니다. 


하지만, 하얀색은 IPS 디스플레이가 더 잘 표현합니다. 하얀색은 IPS, 검은색은 AMOLED입니다. 
주로 신문 기사나 텍스트를 읽는 용도로 스마트폰을 사용한다면 IPS 디스플레이가 더 좋을 것이고 검은색이 많이 나오는 동영상 감상은 AMOLED가 더 좋을 수 있습니다. 다만 뛰어난 명암비를 통한 계조는 풍부하나 동영상도 많이 개선 되었다고는 하지만 색 정확성 부분은 더 개선할 요지가 있는 것인  펜타일 방식의 AMOLED입니다. 



광시야각은 두 제품 모두 뛰어납니다. 다만, IPS 디스플레이는 30도 각도에서 60% 정도 휘도가 감소하지만 갤럭시S4는 22% 정도 밝기가 감소합니다. 

밝기 자체가 IPS 디스플레이가 더 밝기 때문에 옆에서 볼 때는 휘도가 비슷하게 보입니다. 





AMOLED vs IPS 디스플레이의 해상도

종로 도심에 가보면 대형 전광판이 큰 건물 위에 걸려져 있습니다. 그 대형 전광판은 LED 램프가 하나의 픽셀이 되어서 우리에게 큰 화면을 제공하는데요. 이 LED 램프 개수가 많고 촘촘하면 보다 선명하고 또렸 하고 가독성이 좋은 영상을 볼 수 있습니다. 

마찬가지로 같은 크기의 이미지도 더 많은 픽셀을 사용해서 표현하면 좀 더 사실감 있고 자연의 이미지와 가까운 사실감 넘치는 이미지가 될 것입니다. 현재 디스플레이 업체들은 이 고밀도 픽셀 디스플레이를 경쟁적으로 만들어서 세상에 선보이고 있습니다. 

아이폰4에 사용한 레티나 디스플레이는 인간의 망막이 인지할 수 있는 300ppi 수준을 넘어서는 디스플레이로 화질 종결을 선언합니다. 1인치에 무려 300개의 픽셀이 들어가서 보다 선명하고 뛰어난 화질을 선보였고 그 놀라운 디스플레이에 아이폰에 큰 관심을 가졌습니다. 

보통 인간은 망막은 300ppi까지만 인식할 수 있다고 하지만 이는 틀린 말로 인간의 눈은 약 450~500ppi 정도 까지 인식할 수 있다고 합니다. LG 디스플레이는 레티나 디스플레이의 300ppi를 넘어서 440ppi까지 해상도를 끌어 올렸습니다.  반면 MOLED는 현재 이 해상도 부분에서 IPS에 크게 부치는 모습이 있습니다

전통적으로 AMOLED는 이 해상도 부분에서 큰 약점이 있습니다. 그 이유는 제조 공정 때문입니다.
IPS 디스플레이와 달리 AMOLED는 자체 발광하기 때문에 서브픽셀 마다 파인메탈 마스크 방식으로 발광층을 증착 해야 합니다. 즉 빨강, 녹색, 파랑을 일일이 증착 시켜야 하는데 이 공정이 무척 까다롭습니다. 각각의 서브 픽셀 간의 거리가 최소 25마이크로미터 이상이 되어야 합니다. 그 이하로 내려가면 색 침범 현상이 일어나기 때문입니다. AMOLED가 화사한 색감이 좋긴 하지만 이게 오버스러운 색감의 원흉이기도 하고 픽셀 조밀도를 높이면 색 침범 현상이 일어나는 원인이 되기 때문입니다.


이렇게 AMOLED가 해상도 부분에서 IPS 디스플레이를 뛰어넘지 못한다고 알고 있는데 갤럭시S4는 놀랍게도 440ppi라는 고해상도를 들고 세상에 나옵니다. 이는 옵티머스G Pro의 400ppi보다 더 높습니다. 어떻게 된 것일까요?

이는 픽셀 구성에 차이가 있기 때문입니다. 
먼저 위에서도 설명 했듯 픽셀 1개에는 R,G,B라는 빛의 3원색인 서브픽셀이 3개가 들어가 있습니다. 3개가 모여야 1픽셀이라고 합니다. 문제는 펜타일 방식의 AMOLED는 이게 애매합니다. 3개가 1픽셀이 아니라 2개 또는 3개가 1픽셀이 되기 때문입니다.  이를 서브픽셀 단위인 Sppi로 바꾸면 확실해집니다. 

갤럭시S4는 1920 X 1080 해상도로 440ppi입니다. 그런데
Red 서브픽셀은 1인치당 개수가 312
Green 서브픽셀은 1인치당 개수가 441
Blue 서브픽셀은 1인치당 개수가 312개입니다.

Green 서브픽셀만이 441ppi이고 Red와 Blue는 개수가 312개입니다. 이렇게 서브픽셀 개수가 차이가 나는 이유는 Green(녹색) 서브 픽셀을 공유하는 독특한 펜타일 패턴 때문입니다. 녹색을 가운데로 두고 왼쪽 오른쪽에 파란색과 빨간색을 주기적으로 배열 했기 때문에 빨간색과 파란색 서브 픽셀 개수가 줄어들었습니다. 이렇게 한 이유는 파란색 서브픽셀 때문입니다. 이 파란색 서브픽셀 수명이 현저하기 짧기 때문에 만들어낸 꼼수입니다.

갤럭시S4에서는 다이아몬드 패턴 방식으로 번인현상 색 정확성 등을 개선 했다고 하지만 펜타일은 펜타일일 뿐입니다. 어떻게 배치를 하던 빨간과 파란 서브픽셀을 덜 쓰는 방식으로는 기존의 문제점인 번인현상, 색 정확성, 휘도 부분에서 문제가 발생합니다. 그럼에도 ppi 숫자가 올라간 것은 분명 큰 개선입니다. 

이렇게 441ppi이지만 이를 RGB 서브픽셀을 하나의 세트로 구성하는 방식으로 계산하면 인치당 화소 집적도인 ppi는 달라집니다. Reb(312) + Green(441) + Blue(312) = 1065 인데 이를 다시 3으로 나누면 ppi는 441이 아닌 355ppi가 됩니다. 

따라서 보다 현실적인 갤럭시S4의 인치당 화소 집적도는 355ppi가 됩니다. 하지만 삼성전자는 가장 많은 서브필셀인 Green 픽셀을 기준으로 441ppi라고 발표합니다. 이는 사과 2개를 넣은 사과 봉지를 441개 팔았다면서 사과 3개를 넣어서 400개를 판 IPS 가게 앞에서 자랑하는 모습과 똑같습니다. 

때문에 400ppi의 옵티머스G 프로가 ppi 숫자는 갤럭시S4의 441ppi 숫자보다 낮지만 인치당 서브픽셀 숫자를 비교하면
옵티머스G 프로가 1,200인 반면 갤럭시S4는 2개의 서브픽셀로 구성하고 1개의 서브픽셀은 이웃픽셀과 공유하기 때문에 882개로 오히려 서브픽셀 숫자는 더 적습니다. 

옵티머스G Pro는  Full HD IPS를 사용하며 RGB 서브픽셀을 묶어서 1픽셀로 하는 방식으로 400ppi 해상도를 보여줍니다.

갤럭시S3나 갤럭시 노트2 보다 픽셀수가 더 증가한 것은 확실합니다. 촘촘한 픽셀이 해상도를 증가시켰습니다
그러나 자세히 보면 문자 테두리에 붉고 파란 색이 별처럼 총총이 떠 있습니다. 또 전체적으로 Green 서브픽셀이 많아서 녹색이 가득합니다. 이는 녹색이 사람의 색 인지에서 다른 가장 크게 좌우 되기 때문에 삼성전자는 Green(녹색) 서브픽셀을 가운데 두고 좌우로 Red와 Blue 서브픽셀을 배치합니다. 

이렇게 텍스트 가독성을 떨어트리는 펜타일 AMOLED 방식은 뉴스 기사나 텍스트를 주로 읽는 스마트폰 유저에게는 좋은 디스플레이는 아닙니다. 물론, AMOLED가 Blue 서브픽셀 수명을 개선시켜서 지금 같은 펜타일 꼼수가 아닌 RGB를 1개의 픽셀로 하는 RGB-Stripe방식으로 바꾼다면 다르겠지만 이 펜타일 방식은 텍스트를 표현하는 방식에는 좋은 방식은 아닙니다.

이런 이유 때문에 AMOLED는 색 재현력이 좋긴 하지만 장시간 시청하면 눈이 피로하다는 이야기가 나옵니다.  


반면 IPS 디스플레이는 RGB 3개의 서브픽셀을 1개의 픽셀로 다루기 때문에 문자 테두리도 깔끔하게 처리되고 색 표현도 정확합니다. 가독성, 특히 텍스트 가독성은 IPS 디스플레이가 AMOLED보다 좋습니다. 

또한, 인치 당 화소 집적도(ppi)도 갤럭시S4 보다 옵티머스G Pro가 더 높기 때문에 화질도 더 좋습니다. 
갤럭시 시리즈가 새로운 스마트폰을 내놓으면서 계속 자신들의 단점을 개선하는 모습이나 진화 속도는 무척 빠릅니다. 특히 해상도의 진화 속도는 무척 빠른데요. 문제는 아직 과도기적인 디스플레이라서 이것도 해보고 저것도 해보는 식으로 최적화를 계속 진행하는 모습입니다.  반면, IPS 디스플레이는 기술 완성도가 높아서 이제는 해상도를 끌어 올리는 부분과 저전력 쪽에 힘을 쏟고 있는 모습입니다.


이미지를 확대 비교해보면 IPS 디스플레이는 차분한 반면 갤럭시S4의 슈퍼 HD 아몰레드는 발광하는 OLED 발광소자들이 다 보입니다.  육안으로 보면 큰 차이를 모를 수도 있고 확대하지 않으면 이런 부분을 잘 모릅니다. 하지만 장시간 동영상 시청을 하면 눈에 피로감을 느낄 수 있습니다. 

AMOLED는 원래 빠른 반응속도가 장점이라서 장시간 시청해도 눈의 피로감이 없다는 것이 이론인데 문제는 AMOLED의 과도한 색상이 눈의 피로도를 높여주고 있습니다. 물론, IPS도 장시간 시청하면 눈의 피로도가 증가합니다. 하지만 아몰레드 보다는  덜 합니다. 뭐 여하튼 장시간 스마트폰을 들여다 보는 것은 눈 건강에 좋지 않으니 장시간 시청은 하지 않는 것이 좋습니다.






해상도, 밝기(휘도), 야외시인성이 좋은 IPS 디스플레이


RGB Stripe라는 적녹청의 서브픽셀을 하나의 픽셀로 사용하는 IPS는 제조 공정이 간편하기 때문에 인치 당 화소 집적도가 좋은 디스플레이입니다. 또한 밝기도 백 라이트 광원 강도만 조절하면 되기에 밝기 면에서도 아몰레드(AMOLED)보다 뛰어납니다.  그래서 야외에서 IPS 디스플레이는 큰 활약을 합니다. 

높은 휘도 때문에 야외시인성이 좋기 때문입니다. 또한, 색 정확성도 AMOLED가 많이 개선되긴 했지만 여전히 IPS가 더 정확합니다. 특히 흰색 계열은 IPS 디스플레이가 더 좋습니다. 


IPS 디스플레이는 기술적인 기술적인 완성도가 높은 디스플레이입니다. 완전체에 가까운 디스플레이라고 할 수 있죠. 
그래서 대다수의 스마트폰 제조사들이 AMOLED를 사용하지 않고 IPS 디스플레이를 사용합니다. 뭐 삼성모바일 디스플레이가 생산하기 때문에 수급 문제도 있긴 하지만  구글의 레퍼런스 폰인 구글 넥서스 원이나 팬텍 베가도 AMOLED를 사용하다가 지금은 모두 IPS 디스플레이로 돌아섰습니다. 



명암비와 광시야각이 좋은 AMOLED 디스플레이


검은색을 표현할 때 서브픽셀의 전원을 아예 끄기 때문에 검은색의 깊이가 아주 깊습니다. 무한대에 가까운 뛰어난 명암비는 IPS에 비해 무척 뛰어납니다. 두 디스플레이 모두 광시야각이 좋지만 옆에서 봐도 휘도(밝기)가 감소하는 비율이 적은 AMOLED가 광시야각에서 휘도 부분에서 더 좋습니다. 또한, 빠른 응답 속도 등도 AMOLED 디스플레이의 장점입니다. AMOLED는 발전 가능성이 무궁무진한 디스플레이입니다. 하지만 아직까지 완성체가 아닌 진화와 개선 과정에 있는 디스플레이입니다. 


IPS와 AMOELD는 모두 훌륭한 디스플레이입니다. 둘 다 장점 단점이 뚜렷합니다.
취향과 스마트폰 사용 용도에 따라서 고르시면 됩니다. 



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