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[디스플레이 상식 사전] 휘도 (Luminance)

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LG디스플레이 블로그에서는 디스플레이 상식에 대해 알고 싶으신 분들을 위해 ‘디스플레이 상식 사전’ 시리즈를 진행하고 있습니다. 디스플레이에 대한 아주 기본적인 지식부터 심도 있는 용어까지, 이해하기 쉽게 풀어드리는 코너죠. 이번 시간에는 빛과 관련된 용어, 휘도에 대해 알아봅니다.

 

디스플레이의 화질을 구성하는 요소들은 다양합니다. 화면이 얼마나 밝은지 – 휘도(Luminance), 얼마나 정확한 색상을 표현하는지 – 색재현율(Color Reproduction Range), 어둡고 밝은 화면을 정확히 표현할 수 있는지 – 명암비(Contrast Ratio), 잔상 없이 빠른 영상을 보여줄 수 있는지 – 응답시간(Response Time), 여러 각도에서도 동일한 색상을 보여주는 지 – 시야각(Viewing Angle), 얼마나 많은 화소들로 세밀한 화면을 표현하는지 – 해상도(Resolution), 등의 개념들이 모두 화면의 질, 즉 화질을 측정하는 요소들입니다.

 

휘도란 화면의 밝기에 관한 것인데요.

 

휘도(Luminance)

특정 방향에 대한 광밀도, 즉 일정 면적을 통과하여 일정 입체각으로 들어오는 빛의 양. 단위는 면적당 칸델라(Cd/㎡) 또는 니트(nit)로 표시.

 

위는 사전에 나온 휘도의 정의입니다. 그러나 위의 사전적 정의만 보면 아직 알쏭달쏭하시죠? 지금부터 쉽게 차근차근 설명해드리겠습니다.

 

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광도: 광원에서 어느 방향으로의 빛의 ‘세기’

조도: 대상면에 도달하는 빛의 ‘양’이나 ‘정도’

휘도: 대상면에서 반사되는 빛의 ‘양’, 눈부심 정도

 

휘도와 함께 소개해드릴 개념은 광도와 조도입니다. 광도’와 ‘조도’ 그리고 ‘휘도’는 세 가지는 빛을 다루는 학문인 광학에서 사용하는 용어입니다. 위에서 볼 수 있듯이 휘도는 광도나 조도와 달리 대상 면에서 ‘반사되는’ 빛의 양을 뜻하지요. 광도와 조도는 조명 업계에서 주로 쓰고, 휘도는 디스플레이 업계에서 자주 언급됩니다.

 

조명으로부터 직접 전달되는 빛이 아니라, 화면을 통해서 전달되는 빛의 양을 말하기 떄문이죠!

 

디스플레이에서의 ‘휘도’

 

▲ LCD가 빛을 만드는 구조

 

그렇다면 디스플레이와 이 휘도라는 개념이 어떻게 연결된다는 것일까요? LCD 패널 후면에는 백라이트가 장착되죠? 그러면 일정한 면적을 가진 LCD 패널로 백라이트를 통한 빛이 투영되고, 화면을 통해 광원으로부터의 광도가 반사되어 나타납니다. 사람들은 이 반사되는 빛을 보게 되기 때문에, 디스플레이에서는 이 빛의 정도를 휘도라고 합니다.

 

휘도는 디스플레이의 휘도 및 명암비, 색도를 측정하는 산업용 측색기를 통해서 측정할 수 있습니다.

 

휘도에도 여러 가지가 있는데요. 화면에서 가장 밝은 부분을 측정하는 Peak 휘도와 가장 어두운 부분을 측정하는 Black 휘도가 대표적입니다. 최근 떠오르는 개념인 HDR(high dynamic Range)에서는 더 밝고 더 어두움을 표현할 수 있는 빛의 범위가 중요한데요. 이 때 가장 밝은 부분인 Peak 휘도와 더 어두운 Deep Black의 개념을 black 휘도로 측정할 수 있지요.

 

또한 전체적인 화면의 밝기를 말하는 Adaptive Peak Luminance라는 개념(가장 밝은 색에 대한 화면을 표시하는 밝기의 합들의 평균으로 소비전력 표준을 만들기 위해서 Display에서 표시하는 화면의 밝기를 최대 밝기에 대한 비율의 평균으로 표시함)도 있습니다.

 

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디스플레이에서 어떤 특성을 보고 싶은가에 따라서 여러 가지 항목을 측정하고 개념을 살펴볼 수 있겠죠!

 

 

디스플레이의 ‘스펙’이 되다

 

サクラと青空

▲ 높은 휘도의 예시: 왼쪽<오른쪽

 

휘도가 높다는 것은 간단히 말하면 더 밝은 화면을 의미합니다. 더 밝은 화면은 아주 밝은 환경, 즉 태양 아래서도 선명한 화면을 볼 수 있게 해주겠죠. 밝은 매장이나 창문이 넓은 거실과 같은 곳에 디스플레이를 설치해야 할 경우 휘도가 높은 제품을 선택하는 것이 그 예입니다.

 

구분휘도 (단위: nit)
LCD TV300~500
LCD 모니터200~400
태블릿 PC200~300
스마트폰200~700
디지털 사이니지1500~2000

 

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▲ 현대 모터 스튜디오에 외부에 설치된 디지털 사이니지 (참조: LG전자 B2B사이트)

 

특히 야외에 설치되기도 하는 디지털 사이니지의 경우 높은 휘도로 제작하는 것이 필수적이겠죠? LG디스플레이의 사이니지 휘도는 세계최고 수준인 2,000nit입니다. 일반 LCD TV(250~500nit) 대비 4배~8배 정도 밝군요!

 

여기서 잠깐! 휘도가 높을수록 무조건 좋은 걸까요?

아닙니다. 가볍게 웹서핑이나 문서작성을 하는 데 지나친 고휘도의 디스플레이는 눈을 쉽게 피로하게 만드니까요. 주사용 용도 이외에도 화면까지의 거리, 시력, 주변의 밝기를 고려하여 제품을 선택하시는 것이 좋습니다!

 

 

거리에 따른 휘도, 그러나 예외도 있었으니..

 

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거리에 따라서도 휘도 조건은 차이가 날 수 있습니다. 스마트폰, 태블릿 그리고 모니터를 보는 것에 비해 TV는 더욱 떨어져 보는 경우가 많죠? 이러한 거리를 보완하기 위해 더 높은 휘도의 화상을 송출해야 합니다. 따라서 ‘일반적으로’ 휘도는 화면과 눈 사이의 거리와 비례한다고 볼 수 있지요.

 

Women typing on mobile phones

 

그러나 예외가 있었으니! 바로 스마트폰입니다. 스마트폰용 디스플레이는 TV나 모니터보다 더 가까이서 보지만, TV나 모니터와 비슷한 수치의 휘도를 가지고 있습니다. 그 이유는 바로 스마트폰의 특성상 야외에서 자주 사용한다는 점! 실내보다 조도가 높은 태양광 아래에서는 휘도를 더욱 높여야겠죠? (야외에서 햇빛 때문에 스마트폰 화면을 잘 볼 수 없었던 때를 떠올려보세요)

 

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과거 LG디스플레이는 2002년 업계 최초로 대형 LCD에서 높은 휘도를 낼 수 있는 직하형 EEFL 백라이트 기술을 선보인 데 이어, 2011년에는 세계 최초로 700nit 휘도를 가진 스마트폰 패널을 개발한 전력이 있습니다.

 

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최근에도 추가적인 소비 전력의 소모 없이 휘도를 30% 올린 5.5인치 모바일용 QHD(Quad High Definition) LCD 패널을 개발해 이슈가 되었었는데요. 백라이트의 휘도는 전류에 비례하기 때문에, 아무래도 휘도가 높아지면 그만큼 소비전력을 소비하게 됩니다.

 

그러나 이번에 개발한 5.5인치 모바일용 QHD LCD 패널은 LG디스플레이의 M+ 기술로 더 적은 에너지로 더 밝은 화면을 가능케 한 것이죠! 이 패널은 이달 말 공개되는 LG G4를 통해 처음 선보일 예정이라고 합니다.


디스플레이에서 휘도를 알아야 하는 이유, 이제 잘 아시겠죠? 이외에도 디스플레이를 평가할 수 있는 기준들이 여럿 있는데요. 차차 상식사전에서 다루겠습니다.

 

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  • 포나

    좋은 기사입니다