스마트폰은 TV나 모니터와는 달리 실내는 물론, 야외에서 사용하는 빈도가 무척 높다. 당연히 주변 조명 환경에 따라 체감 화질도 크게 달라진다. 특히 강한 햇볕이 내리쬐는 화창한 날씨에 스마트폰을 보면, 생각만큼 화면이 또렷하게 보이지 않을 때가 있다. 밝은 대낮 야외에서도 스마트폰 디스플레이가 잘 보이려면 어떤 기술이 필요할까? 스마트폰 디스플레이의 '야외 시인성'은 무엇이 결정하는 것일까?
야외 시인성을 결정하는 최대 밝기와 화면 반사율
▲ 야외 시인성의 이해를 돕는 그래픽
디스플레이 야외 시인성에 가장 큰 영향을 미치는 첫 번째 요소는 디스플레이의 밝기다. 태양은 직접 눈으로 쳐다볼 수 없을 만큼 상당히 밝기 때문에 이런 환경에서 디스플레이의 빛은 쉽게 묻혀 버린다. 밤에는 손전등 불빛이 잘 보이지만 대낮에는 켜진 것만 겨우 확인할 수 있는 것, 밤에는 잘 보이던 별들이 낮에는 안 보이는 것 모두 강한 태양빛에 가려지기 때문이다.
▲ DisplayMate 평가 결과
주변의 밝은 빛 때문에 상대적으로 화면이 보이지 않는다면, 가장 원론적인 해결 방법은 디스플레이의 최대 밝기를 높이는 것이다. 최신 스마트폰의 디스플레이들은 야외 시인성을 높이기 위해, 밝기 성능을 계속 높이고 있다.
미국의 화질 평가 전문 기관인 DisplayMate는 갤럭시S10 디스플레이를 평가하며, "갤럭시S9 보다 최대 밝기가17% 밝은 1215니트를 달성하며, 야외 시인성이 크게 향상됐다"고 밝힌 바 있다.
야외 시인성을 높일 수 있는 또 다른 방법은 디스플레이 화면 반사율을 낮추는 것이다. 태양빛이 화면에 반사돼 우리 눈으로 들어오는 것도 화면이 잘 보이지 않는 원인이기 때문이다. 즉, 디스플레이의 화면 반사율을 줄여 체감 밝기를 높이는 원리다. 최대 밝기 성능과 마찬가지로, 최신 스마트폰으로 갈수록 화면 반사율을 낮추며 성능을 향상시키고 있다.
▲ DisplayMate 평가 결과
야외 시인성 향상에 필요한 디스플레이 기술은?
물론 스마트폰 디스플레이에서 최대 밝기를 높이거나 화면 반사를 줄이는 일은 말처럼 쉽지 않다. 우선 밝기의 경우, 스마트폰 디스플레이의 해상도가 점점 높아지는 점이 밝기 향상을 어렵게 한다. 동일한 면적에서 해상도가 늘어나면 픽셀이 더 촘촘해 지기 때문에 픽셀간 구분을 위한 검은 공간이 더 생긴다. 즉, 화면 전체에서 실질적으로 빛을 내는 면적이 감소하게 된다.
따라서 최대 밝기를 향상시키기 위해서는 픽셀간 공간을 최대한 좁히거나, 픽셀이 빛을 더욱 강하게 내뿜도록 해야 한다. LCD는 백라이트의 밝기를 올려야 하고, OLED의 경우에는 픽셀이 스스로 빛을 내는 방식이므로 소자의 밝기를 높여야 한다.
LCD 패널은 빛을 내는 백라이트 층이 구조적으로 가장 아래에 있고 액정, 컬러필터 등을 거쳐야 우리 눈까지 빛이 오는 구조라 낭비되는 빛이 엄청나게 많다. 또 늘어난 밝기만큼 전력 소모량을 늘려야 하기 때문에 무한정 밝게 하기도 어렵다.
반면 OLED는 픽셀 하나하나가 스스로 빛을 내기 때문에, LCD보다 광 효율이 좋다. 또 검은 화면을 보여줄 때도 LCD는 계속 백라이트를 켜야 하지만, OLED는 필요한 부분만 선택적으로 픽셀에 불이 켜지도록 할 수 있어서 소비전력 측면에서도 유리하다.
물리적 현상인 화면 반사를 줄이는 일 역시 만만치는 않지만 다양한 방법으로 개선 중이다. 디스플레이를 보호하는 유리 윈도우의 표면 반사를 줄이기 위해 저반사 코팅을 하고, 디스플레이 패널 자체의 반사를 줄이기 위해 저반사 특성이 우수한 편광 필름을 사용하는 등 여러 가지 방법을 사용하고 있다.
야외 시인성 실제로 얼마나 차이 나나?
▲ (왼쪽부터) 갤럭시S10e와 갤럭시S7 야외 시인성 비교 모습
실제로 3세대 이전 모델인 갤럭시 S7과 비교해 보면 갤럭시 S10의 야외 시인성이 얼마나 발전했는지 확실히 체감할 수 있다. 최대한 정확한 비교를 위해 사용량이 극히 적었던 갤럭시 S7을 입수해 비교했다. S7도 어지간한 LCD 패널 탑재 스마트폰들보다 훨씬 밝은 제품인 점을 고려하면, 최신 갤럭시 S10의 화면 밝기가 꽤 높은 수준이라는 것을 알 수 있다. 사진에서 단순 밝기뿐 만 아니라, 고양이 이미지의 하얀 털은 물론, 밝고 어두운 부분에 대한 디테일한 표현도 S10e이 더 우수하다.
▲ (왼쪽부터) 갤럭시S10e와 갤럭시S7 야외 시인성 비교 모습
스마트폰을 기울인 상태에서도 S10e의 선명도가 S7보다 뛰어나고, 고양이 이미지의 명암차이 또한 S10e이 우위에 있다.
밝아서 좋은 점은 또 있다!
갤럭시 S10 스마트폰의 우수한 야외 시인성은 위에서 살펴본 것과 같이 높은 최대 밝기와 낮은 화면 반사율의 합작품이다. 하지만 OLED 또 다른 매력은 최저 밝기도 리얼 블랙 수준으로 구현이 가능하다는 점이다. LCD 패널은 검은 화면을 표시하고 있을 때도 백라이트가 항상 켜져 있기에, 어두운 환경에서는 검은색이 짙은 회색처럼 보인다. 반면 OLED 패널은 검은색을 표현할 때 픽셀을 완전히 끄기 때문에 어두운 밤에도 한결 눈이 편안하다.
이렇게 최대 밝기와 최저 밝기의 스펙트럼이 넓을수록 화면의 명암비가 증가해 더욱 실감나는 영상을 즐길 수 있다. 이러한 성능은 '실제로 눈에 보이는 화면 = 디스플레이로 보이는 화면'을 추구하는 HDR(High Dynamic Range) 영상을 볼 때 극대화된다.
결과적으로 갤럭시 S10에 탑재된 OLED는 밝은 야외에서나 어두운 실내에서나 장소에 구애 받지 않고 상당히 우수한 화질을 보여준다. 주변 광을 인식하여 자동으로 밝기 및 화질 설정을 조정해 언제나 최적의 화질을 구현함으로써, 사용 장소와 환경이 변해도 사용자에게 최고의 디스플레이 경험을 제공해 준다.
