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1. 개요
▲ LCD의 구조와 원리
▲ LCD 모니터 분해 영상
Liquid Crystal Display. (액정 디스플레이)
CRT의 뒤를 이어 현재 모니터와 TV 전반에 걸쳐 주류로 쓰이는 디스플레이이다.
대략 2004년까지만 해도 CRT 신제품도 한창 출시되고 있었고, LCD는 CRT에 비해 비싼 가격과 느린 응답 속도로 인해[1] 화면 전환이 빠른 게임이나 영화에서는 잔상이 생기는 문제가 있었다. 당시 LCD는 지금의 LCD만큼 두께가 얇고 디자인이 미려하지도 않았고, 인풋랙이 워낙에 커서 입력한 것이 입력되기까지의 시간이 체감이 될 정도로 긴 제품들도 존재했다.
그러나 이러한 문제들이 점차 보완되어 LCD는 가격은 계속 하락했고 활발한 연구 개발로 매년 성능이 향상되었다. 이러한 추세 속에서 CRT는 구조 상 생기는 두껍고 무겁고 소비 전력이 크다는 단점이 부각되면서 빠르게 도태되었다. 가격 하락폭이 워낙 커서 2015년도부터는 아예 LCD 패널 마진율 '제로' 시대가 도래하기도 했다.
현재는 BOE를 위시한 중국 기업들이 중국 정부의 보조금을 기반으로 엄청난 물량 공세를 펼치면서 삼성디스플레이와 LG디스플레이는 LCD 생산량을 점차 줄여나가는 중이며, 오랫동안 대형 LCD만을 생산하던 삼성디스플레이도[2] 모든 LCD 라인을 매각/폐쇄하고, 점차 OLED로 사업 영역을 넓히고 있다.
LCD의 종류에는 계산기나 오래된 전자사전에 쓰이는 그 올리브색 바탕에 검은색 글씨가 나타나는 수동 매트릭스 LCD(Passive Matrix LCD, PMLCD)와 우리가 일반적으로 TV나 모니터에 사용하는 능동 매트릭스 LCD(Active Matrix LCD, AMLCD)가 있다. 아래에서 설명하는 것은 능동 매트릭스 LCD에 관한 것이다.[3]
크게 패널, 그리고 AD보드를 포함하는 제어부로 이루어져 있으며, CRT와는 달리 내부적으로 디지털로 작동한다. 과거에는 인터페이스로 D-SUB와 DVI를 주로 사용했으나, 현재는 HDMI와 DisplayPort 단자가 주류이다.
원리는 백라이트가 발한 빛이 편광 구조를 가진 액정과 모니터 전면의 편광판을 통과한다.[4] 박막 트랜지스터(TFT, Thin-Film Transistor)로 각 RGB 서브픽셀마다 액정의 편광 구조를 제어해 밝기를 조절해 원하는 영상을 만든다.
초기 LCD는 백라이트 광원으로 냉음극관(CCFL, Cold Cathode Fluorescent Lamp)[5], 그러니까 형광등과 거의 비슷한 광원 장치를 썼지만, 2004년에 처음 공개된 이후[6] 2009년부터 LED를 백라이트로 채택한 LCD가 상품화되기 시작했다.
LED는 기존 CCFL 대비 수명[7]과 소비 전력[8]에서 압도적으로 우세했고, 소자 가격도 내려가면서 현재는 모든 LCD 장치들이 LED를 백라이트로 채용한다. 이것을 LED TV나 LED 모니터라고 광고한 적이 있었으나, 실제는 LED 백라이트를 쓰는 LCD이다.
훗날 미니 LED나 마이크로 LED 디스플레이 제품들이 출시되고, LED 백라이트 사용이 기본이 된 현재 대부분의 제조사들은 용어 혼동을 피하기 위해 'LED TV'라는 광고 문구 사용을 중단했으나, 여전히 LED TV라고 광고하는 업체가 있어 아직도 혼동하는 사람들이 있다.
2. 장점
CRT 장치에 비해 무게가 대단히 가볍다. 화면 크기가 비슷한 경우 약 30~50% 이상 가볍다. 또한 대단히 얇기 때문에 배치하기 쉽고, 벽에 걸거나 매립하는 등 특수 용도로 제작하기에도 알맞다.[9]반사판을 이용해 태양광으로 야외에서 잘 보이게 만들 수 있다. 화소가 스스로 발광하는 다른 형태의 디스플레이와 다르게 LCD는 백라이트가 발광하고, 편광판과 액정이 빛을 차단하는 방식인데, 백라이트 대신 반사판을 달거나 반사 빛 반 백라이트 반 형태의 반투과판을 사용하면 빛 아래에서 잘 보이게 할 수 있다.
오리지널 닌텐도 게임보이 컬러의 경우는 Reflective LCD를 사용해 야외의 태양광을 눈으로 반사시키는 방식이었으며 백라이트가 없어 욕을 많이 먹었다.
가민 Fenix 시리즈나 소니 스마트워치 3의 경우, Transflective LCD를 사용해 어두운 곳에서는 백라이트로 밝은 곳에서는 태양광을 난반사시키는 방식으로 작동하며 절전 모드가 되어도 화면을 계속 표시할 수 있다. 물론 이러한 형식의 LCD는 드문 편이다.
아래 단점 문단을 보면 단점이 많아 보이지만, 크기와 무게, 발열, 소비 전력, 해상도, 수명 등, LCD의 장점들이 아래의 단점들을 덮고도 훨씬 남기에 결국 PDP를 밀어내고 CRT 이후의 디스플레이의 주류로 등극했다.
3. 단점
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비정규 해상도에서의 화면 뭉그러짐
최대 해상도 또는 일부 정규 해상도 이외에는 화면이 뭉그러져 보인다. LCD는 구조상 작은 점들의 집합인 화소를 이용해 화면을 표시하기 때문이다. 화소와 픽셀이 n:1 정수비로 대응하는 경우는 큰 문제가 없지만, 2.5:1 등 실수비로 만나는 경우 화질 프로세서가 한 픽셀은 2화소를, 다음 픽셀은 3화소를 표현하는 방식이거나 보간 처리해 구현하기 때문에 화질이 균일하지 못해 화면이 울퉁불퉁 뭉그러져 보인다. 이 때문에 다양한 해상도가 필요한 사람에게는 불편하다. 고해상도 모니터에서 저해상도로 설정할 경우 이런 현상은 어느 정도 줄어들 수도 있지만[10], 보통은 화질이 흐릿해지는 현상이 더 부각된다.
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시야각 문제
특성상 화면에서 직각인 정면에서 가장 선명하게 보이며, 시선을 옆으로 이동하는 경우 채도가 일그러지는 현상도 있다. 흔히 시야각이라고 하는 것으로, 보급형 TN 패널은 약 160도에서 170도, 소위 고급형이라 불리는 광시야각 패널(S-PVA, S-IPS, AH-IPS 등)은 약 178도의 시야각을 갖는다. 이 각도 밖으로 벗어나면 화면을 제대로 볼 수가 없다.
다만 저 백몇십도니 하는 시야각 수치는 '어떻게든 화면이 보이긴 하는'[11] 각도를 의미하며, '색이 정확하게 표현되는 각도'는 저것보다 훨씬 좁다. VA패널이나 TN패널이 매번 시야각 문제에 시달리는 것은 IPS에 비해 색이 정확히 나오는 각도가 더 좁기 때문이다. 이러한 시야각 산정 방식의 문제는 모니터4유 2004년 칼럼에서 자세하게 지적하고 있다. 이 때문에 좀 더 엄격한 의미의 시야각 기준이 필요하다는 것은 알만한 사람은 다 아는 사실인데, 어찌된 일인지 어떠한 경로로도 새로운 표준안 얘기는 아예 없다. 오히려 삼성전자는 1/5로 절반을 깎아내려다 욕 먹고 포기한 적도 있다.[12]
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낮은 명암비와 색 재현율
앞서 얘기했듯 CRT나 OLED 같은 디스플레이에 비해 명암비가 낮은 편이다. 검은색을 표현하는 방식이 액정과 편광판을 통해 빛을 차단하는 것인데, 액정이 빛을 완벽하게 차단하지 못해 약간 새는 탓에 완전한 검은색을 표현할 수 없기 때문이다.[13] 이로 인해 검은색을 표현할 때 진짜 검은색이 아닌 어두운 회색 정도로 표현한다.[14] 국소적으로 백라이트를 끄는 로컬 디밍 등의 편법으로 보완해보려고 하나 한계가 뚜렷하다.
지금도 일반적인 LCD 패널의 순수 명암비[15]는 1,000:1 정도가 대부분이며, VA는 구조적으로 차단이 잘 되는 편이라 특출난 경우엔 6,000:1 정도, IPS도 AH-IPS 부터는 약간 개선이 되어서 1,500:1 정도를 '이론상' 최상으로 친다. 그나마 실측치를 보면 다른 화질 특성을 맞추느라 명암비를 까먹어놓는 경우가 많다. 주로 응답 속도가 중요한 게이밍 모니터에서 그런데 심하면 TN 및 IPS는 700:1 정도까지 떨어지고 VA인데 2,000:1도 안 나오는 제품도 있다. 수만 이상의 명암비를 표기하는 스펙은 동적 명암비[16]나 로컬 디밍을 통한 최적 상황에서의 최대 수치를 적은 경우가 대부분이라, 실측으로 그 수치가 나오지 않거나, 나오도록 억지로 설정하면 다른 문제가 속출하는 경우가 많다.[17]
또한 색 재현율이 CRT나 OLED에 비해 좋지 않다. 그나마 QD-LCD와 IPS 패널들이 상대적으로 색감이 좋긴 하지만 이것도 OLED만큼 좋은 건 아니다. 그래도 최근에는 색 영역이 DCI-P3 기준으로 98% 이상을 지원하는 전문가용 뺨치는 수준의 모니터들도 다수 출시되고 있는 편이긴 하다.
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느린 응답 속도와 잔상 문제
그리고 화소의 밝기와 색이 변하는 시간인 응답 속도 문제가 있다. 액정의 분자 구조가 바뀌는데 시간이 걸리기 때문이다. 이 속도가 느리면 잔상이 보인다. 또한 분자 구조의 변화 속도가 밝기 변화에 반비례하기 때문에 움직임이 심한 영상은 이상하게 보일 수 있다. 이를 해결하기 위해 오버드라이브와 같은 기술이 나왔지만 완벽한 해결책은 아니다. 이러한 문제로 군용, 특히 레이더 같은 경우는 오랫동안 CRT를 고수하다가 2000년대 후반에 들어서야 이러한 문제들이 완화된 LCD를 쓰고 있다.
LCD의 응답 속도를 개선하기 위해 쓰이는 기술인 오버드라이브는 개개 픽셀에 과전압을 걸어 더 빠르게 색이 변환되도록 하여 응답 속도를 개선하는 기술이다. 주로 혼합색(회색 및 컬러)끼리 전환할 때 큰 향상이 있다. 실제로 오버드라이브 기술이 개발되기 전 초창기 VA 패널은 혼합색 응답 속도가 완전히 쓰레기 수준인 제품들이 수두룩했으나[18] 오버드라이브 기술이 LCD에 본격적으로 도입된 이후로 천지개벽 수준으로 응답속도가 개선되어 현재는 어지간한 게이밍 모니터는 대부분 GTG 1ms를 달성했다 홍보하며 판매한다.[19]
단점은 아무리 오버드라이브를 사용해도 혼합색이 아닌 경우(대표적으로 흑백 전환 속도)에는 큰 개선이 없다. 이 때문에 오버드라이브를 잔뜩 건 GTG 실측치만 광고하고 흑백 전환시 응답 속도를 측정해 보면 시궁창스러운 결과가 나오는 제품들도 은근 많으며, 특히 VA 패널이 이 문제가 심하다.[20] 또한 색상별로 오버드라이브 효과가 다른 경우가 많아서, 이를 제대로 고려해서 조절하지 않으면 색상별 응답 속도 차이가 심해져 복잡한 물체가 움직일 때 특정 색상만 잔상이 길게 끌려서 오버드라이브를 안 쓴 것만 못한 결과가 나오기도 한다.[21][22] 또한 무조건 전압을 높인다고 해서 좋은 결과가 나오는 것도 아니며, 쓸데없이 과도한 전압을 주면 측정치는 괜찮게 나오지만 실제 눈으로 보면 더 눈에 띄는 밝은 잔상이 생기는 현상이 생긴다. 원래 잔상은 실제 물체보다 약간 어두운 그림자 비슷한 게 끌려다니는 것처럼 보인다. 이런 밝은 잔상을 보통 역잔상이라고 하며, 쉽게 말해서 목적지에 빨리 가기 위해 과속했더니 목적지를 지나쳐 버려서 도로 돌아오느라 시간을 더 까먹는 것을 일으키는 현상이다. 과전압으로 목적지를 지나쳐 버리는 오버슈트 현상이 역잔상의 주원인이라는 것은 실측치로 명백히 밝혀진 사실이다.
이 때문에 LCD의 오버드라이브 기능에 대해 문제점을 지적하는 측과, 우리(회사) 제품은 무조건 문제없다는 식의 키배로 몸살을 앓은 적도 있다.[23] 이미 2005년에 모니터 리뷰 전문 사이트인 '모니터4유'에서 역잔상 등 오버드라이브의 문제점들에 대한 기술적인 분석 및 백태클을 거는 기사를 게시한 적이 있다. 오버드라이브 기능이 사실상 모니터에 기본 탑재되는 현재에 보기는 매우 과거 기준의 서술이지만, 여전히 응답 속도를 가장 빠르게 둘 경우 역잔상 문제를 일으키는 제품들이 많으니 한 번쯤 읽어볼 가치가 있다.
이후에도 자기 유리한 대로만 기준을 적용해서 스펙을 표기하는 제조사들 때문에 새로운 혼란이 계속 생겨나고 있으니, 용어 혼란 전술로 응답 속도를 표기하는 것에 주의할 필요가 있다. 1ms // 1mprt ms // 1gtg ms 중 어떤게 제일 빠른 건가요?, 1ms(OD/MPRT) 하고 1ms(GTG)는 잘 구분해야 돼요![24]
여담으로, PDP와 CRT도 특유의 잔상은 있다. PDP는 한번 표시된 내용을 다음 장면으로 바꾸기 위해 플라즈마를 디스차지하는데 시간이 걸려 수ms 정도의 포스트랙이 발생했으며[25], CRT는 주사선이 워낙 고휘도라 사람 눈에 대략 1.5ms 가량의 잔상을 남긴다. 예전엔 LCD의 응답 속도가 워낙 쓰레기 수준이라 LCD와 비교할 때만큼은 관련 연구 종사자들조차 그냥 무시할 정도로 적은 잔상이었지만[26], 요즘 정상급 게이밍 LCD 기준으론 나름 근접한 수준까지 올라왔기 때문에 비로소 저런 문제들에 태클 걸 수준이 되었다고 할 수 있다. 일단 스펙상 GTG 1ms 제품은 나름 흔해진지 꽤 되었고, 제조사 스펙이 아닌 리뷰어의 실측으로도 3ms 이내로 나오는 제품들도 여럿 된다. 물론 전부 TN 패널이다. 플레이웨어즈 GTG 기준 응답 속도 DB, WBW 기준 정렬 시[27], GBG 기준 정렬 시[28]
액정은 추운 곳에서는 특히 반응이 느려져 잔상이 생길 수 있다. 그러나 보통 TV나 모니터, 스마트폰 등의 제품에선 백라이트로 인한 발열이 꽤 있어 실내는 추워도 그렇게 낮아지지 않기 때문에 크게 걱정할 문제는 아니다. 다만 냉동 창고 같은 특수한 장소에서 잔상을 경험할 수 있다.
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불량 화소 문제
CRT 이외의 다른 디스플레이 장치는 제조 중 불량화소가 생길 수 있다. 픽셀 하나가 검은색이나 흰색, 또는 특정 컬러로 고정되는 경우인데, 화면 가장자리면 그나마 낫지만 한가운데 떡하니 박히는 경우 정말 보기 싫어진다. 무결점 정책 제품이면 교환이라도 되지만 그렇지 않다면 컴퓨터 쓸 때마다 한숨만 나올 수 밖에 없다. 하지만 새로 샀을 때 보통 A존이라 불리는 중앙부(화면을 9분할 했을때 한 가운데 부분)에 불량화소가 있는 경우엔 어지간하면 교환 해준다. 다만 업체에 따라서 기준을 달리 적용하기 때문에 미리 알아보는게 좋다.
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이미지 리텐션(Image Retention) 현상
▲ LG G5의 이미지 리텐션 현상
시간이 지남에 따라 특정 부위가 탈색되는 번인(Burn-in) 현상은 없지만, 결과적으로 OLED의 번인과 비슷하게 보이는 이미지 리텐션(Image Retention) 현상이 있다. 이는 화면을 고정한 상태로 오래 켜둘 경우 액정층 계면에 양의 전압의 경우 음이온이 음의 전압의 경우 양이온 불순물이 축적되는데 문제는 이 불순물끼리 서로 전계를 형성하면서 화면에 고정된 잔상이 생긴다. 특히 정보안내시스템이나 ATM 기기 그리고 피시방 모니터들이 심하며, MacBook Pro Retina 디스플레이 1세대 제품이나 일부 스마트폰에서도 나타나는 경우가 있다.
자세한 내용은 번인 문서 참고하십시오.
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환경 파괴
한 가지 간과하기 쉬운 점이 LCD가 환경에 미치는 영향이다. 제조 과정에서 발생하는 온실 가스 등의 문제는 차치하고라도, LCD는 재활용이 아주 어렵다. 대형 LCD의 경우(TV 같은) 발광용인 수은 램프의 분리가 극히 까다로우며, 초박형 스크린(스마트폰이나 태블릿 등)의 경우 커버글라스와 회로를 분리하는 것이 거의 불가능하다고 한다. 그래서 파손된 LCD들은 대개 재활용 없이 소각시켜 버린다고 한다.[29] LCD 모니터와 TV가 본격적으로 보급되기 시작한 지 20년이 넘게 지난 지금, LCD를 비롯한 폐가전 제품들의 환경 문제는 무시하지 못할 수준까지 부상했다.
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초산화 증후군(Vinegar Syndrome)
1990년대 이전 액정 화면 편광판은 필름과 같이 셀룰로오스 아세테이트를 사용했는데, 이 소재는 환경에 따라 시간 차이가 있지만 약 30년 정도 후에는 변색/변질을 일으킨다. 게임 & 워치나 게임보이, 기타 비슷한 세대의 노트북이나 전자사전 등 휴대 기기에서 시큼한 냄새를 동반하는 변색 현상이 일어난다. 이를 초산화 증후군 #이라 부른다. 필름은 소재가 폴리에스테르로 바뀌면서 발생하지 않게 됐지만 LCD 편광판의 경우는 그대로 쓰고 있어 1990년대 후반 등장한 게임보이 컬러, 원더스완, iBook뿐만 아니라 기타 Windows 노트북 등에서도 발생하고 있다. 셀룰로오스 아세테이트는 열에 의해 가수분해되면서 초산 가스가 발생하는데, 초산 가스가 수분과 반응해 생성된 아세트산은 다시 셀룰로오스 아세테이트 변질의 촉매 역할을 한다. 이것이 변색과 냄새의 원인이며 바깥에 노출돼 환기에 유리한 TV 등은 영향이 적지만 밀폐 보관되는 레트로 휴대 기기 등에서 많이 발생하고 한번 발생하면 매우 빠른 속도로 전염되므로 주의가 필요하다. 표면 편광판을 뜯어내 교체하는 자가 수리법이 있지만 어렵다. # # 진행에 따라서는 후면 반사판까지 교체해야 하는 경우도 있다.
4. 액정 배열법에 따른 LCD 분류
LCD의 경우엔 여러가지 분류가 있는데, 일반적으로 액정(Liquid Crystal)을 어떻게 배열시켰는지에 대한 분류가 많다. 아래에선 그 액정 배열로 인한 분류에 대해서 설명한다.4.1. TN
- 장점: 빠른 반응속도, 저렴한 가격
- 단점: 낮은 색 재현율, 낮은 명암비, 매우 좁은 시야각
Twisted Nematic. 전자 시계부터 컴퓨터 모니터에 이르기까지 가장 광범위하게 쓰인다. 1971년 마틴 샤트(Martin Schadt)와 볼프강 헬프리치(Wolfgang Helfrich)가 스위스의 호프만-라로슈(Hoffmann-LaRoche) 중앙 연구소에서 고안한 것으로 당시의 다른 액정 모드(dynamic scattering, guest host 등)에 비해 고대비비, 아날로그 계조, 낮은 구동전압의 특징을 지니고 있어 액정 상용화의 밑거름이 되었다.
저렴한 가격과 낮은 소비 전력, 높은 주사율과 빠른 응답 속도가 장점이지만 좁은 시야각이 치명적인 단점. 특히 수직 방향, 그 중에서도 아래 방향에서 봤을 때의 시야각[30]이 유독 좁다는 특징을 가지고 있는데, 패널의 특성 상 이렇게 시야각을 벗어난 이미지는 단순히 어두워지는 정도를 넘어서 아예 색반전이 되어 버리다 보니 사용 환경에 따라 굉장히 거슬릴 수 있다.
심지어 사이즈가 큰 TN 패널 모니터의 경우 화면에 조금 가까이 다가가기만 해도 코너 부분의 시야각이 틀어질 정도로 TN 패널은 시야각에 민감하므로 구매 전 유의하는 것이 좋다. 이 테스트로도 절망을 맛볼 수 있다.[31][32] 누워서 TV 보듯이 모니터를 보는 사람들이 TN 패널이라면 학을 떼게 된 주원인이었다. 제품에 따라서는 이 문제를 해결한답시고 패널을 뒤집어 단 발상전환의 제품도 있다. DJMAX TECHNIKA 시리즈의 터치스크린 패널이 180도 뒤집어서 설치된 이유도 이 때문. 이런 제품은 확실히 아래에서 올려다 볼 때는 시야각 문제가 덜하지만, 이번엔 위에서 보면 개판이 된다.
색감 또한 문제이다. 과거 TN 패널은 저가형 및 휴대용 제품에 채용되었기 때문에 IPS나 VA에 비해 색 재현율이 낮게 설정되는 게 보통이었고[33] TN 패널이 색감이 떨어진다는 인식도 있다. 이는 액정 모드와는 무관한 문제이나, 상기한 시야각 문제 때문에 색 재현율을 높게 만들어도 정작 사용자가 실사용할 때는 많든 적든 왜곡된 색상을 보게 될 가능성이 높다. 제품 스펙에 표기하는 시야각은 '일단 화면이 보이기는 하는' 각도를 표기한 것이고, 실제 색이 틀어지기 시작하는 각도는 그보다 훨씬 적기 때문이다.
큰 TN 패널의 경우는 심지어 정면에서 정자세로 같은 사진을 봐도 위치에 따라 미묘하게 색감이 다르게 보이기도 한다. 지금은 LCD 기술 수준이 거의 절정기에 이르르면서 IPS, VA의 반응속도 문제도 해결되었고 심지어 IPS의 명암비 문제도 해결되어 가는 추세인데, TN 패널의 시야각 문제는 아직도 해결되지 않았다. 때문에 조금만 움직여도 색이 틀어지는 문제와, PC방 등에서 색영역이 매우 좁은 TN 모니터를 접하게 되다보니 대다수의 유저들이 'TN 패널 = 후지다'라는 인식을 갖게 된 관계로, 요즘 이 패널을 사용하는 모니터의 십중팔구는 광고에서 TN 패널이라고 표기를 해 두지 않는다. 혹은 IPS/VA '레벨'의 패널이라고 하거나. 특히 응답 속도 0.5/1ms(GTG)를 유달리 강조하거나 시야각이 160~170 정도로 표기되어 있다면 거의 100% TN 패널이니 구매 전 유의하자.
명암비는 보통 1000:1로, IPS와 비슷한 수준이다. 대신 IPS보다 빛샘 문제에서는 자유롭다.
'낮은 가격'이라는 것은 생산 단가만으로 놓고 봤을 때는 맞는 말이지만, 규모의 경제 면에서 다양한 방면에 쓰일 수 있는 보급형 IPS 모니터가 최종 출고가 면에서는 더 가격이 낮은 경우도 많다. IPS의 경우 TN과 공정이나 부재가 공통되는 부분이 많고 시야각 특성이 좋다 보니 광학필름 값이 빠져서 2010년대에 와서는 TN보다 생산 원가가 높지도 않다.
이러한 단점에도 불구하고 OLED 모니터가 알음알음 나오기 시작하는 현재도 고급형 TN 모니터는 여전히 나름의 지분을 여전히 가지고 있는데, 여전히 여타 LCD 형식에 비해 빨랐던 응답 속도를 기억하고 찾는 사람들이 있기 때문이다. 한 때는 GTG 5ms도, 주사율 120Hz, 144Hz도 TN부터 나왔으며 TN으로만 나오던 시절이 있었다. 물론 지금은 응답속도와 명암비로 LCD를 압도하는 OLED도 있고, VA나 IPS도 GTG 1ms 240Hz를 달성한지 오래지만, 2019년도 초까지만 해도 GTG 1ms와 네이티브 240Hz를 동시에 만족하는 것은 오직 TN만 가능했다. IPS나 VA에게 초고주사율과 응답 속도를 따라잡히자 19년도 이후부터는 0.5ms 응답 속도를 내세우기 시작했는데, 이 또한 지금은 Fast IPS에게 따라잡혀서 사실상 동 반응속도의 IPS나 VA 패널 모니터보다 저렴하다는 것 말고는 장점이 거의 남아있지 않은 상태가 됐다. 현재 TN은 응답속도 실측값은 고급 IPS나 VA와 차이가 없거나 더 느린데, 빠르게 움직이는 물체 앞뒤로 검은 자국이 남는 특유의 문제로 인해 단점만 남아있는 수준이 됐다. 이제 장점이라고는 동급 IPS나 VA보다 조금 더 저렴하다는 것 정도.[34]
현재 TN은 고전 FPS나 대전 액션 게임처럼 다른 걸 포기하더라도 그냥 잔상 적고 응답 속도만 빠르면 그만일 때에나 쓸만한 모니터가 됐다. 이제는 가성비를 강조하기보다는 게이밍 모니터라는 정체성에 초점을 맞춰서 가격보다는 응답 속도와 주사율에만 극도로 치중한 제품들이 나오고 있으며, 리그 오브 레전드, 오버워치, 배틀그라운드 등 대부분의 프로 e스포츠 대회에도 벤큐 등 유명 TN패널 모니터 제조사가 스폰을 하면서 일단 아직은 TN 패널 모니터를 사용하고 있다.
TN은 게이밍 외에도 일반 사무용이나 산업용으로 굉장히 많이 사용한다. 일반 사무용은 저렴한 가격 때문에 문서, 이메일, 인터넷 정도가 주된 작업일 경우 대량구매하는 경우가 많다. 산업용의 경우 공장, 실험기기, 계기, 판넬 등 다양한 곳에 사용하며 적은 소비 전력와 저발열, 빠른 반응속도의 장점 때문에 많이 쓴다.
4.2. VA
- 장점: 높은 명암비, 높은 색 재현율, 낮은 소비 전력
- 단점: 좁은 시야각, 낮은 내구성, 느린 응답 속도
Vertical Alignment. IPS 패널보다 제조단가가 싸고[35] 대형화가 쉬우며, 다른 모드에 비해 가장 높은 명암비 특성을 가진다.[36] 또한, 뛰어난 색 재현율과 소비 전력이 적고, 휘도 균일도면에서 매우 우수한 결과를 보이고 있다.
검정색 휘도가 낮은 덕에 명암비가 높고 색 심도 표현력이 좋아지며, 선예도(Sharpness)가 뚜렷해져 화질면에서 큰 장점을 갖는다. 또한 HDR(High Dynamic Range)을 구현하는 데에도 이점이 크다. HDR은 우리가 현실에서 보고 느끼는 광원을 묘사하기 위해 높은 명암비를 표현하는 기술이기 때문이다. #
가장 큰 단점은 느린 응답 속도로 인한 암부 잔상이 꼽힌다. 이를 개선하기 위해 오버드라이브, 스트로브드 백라이트(Strobed Backlight) 기술, 높은 재생 빈도 등을 이용해 VA 기술의 단점을 극복하고 있다. 최근에는 고급 VA 패널은 실측 응답 속도가 고급 IPS와 같거나 더 빠른 수준이 될 정도로 기술이 성숙했다. 물론 저가 VA 패널은 동적 화면에서의 암부 잔상 문제가 여전하다.
추운 날에는 특히 잔상 효과가 두드러지는데, 중저가형 144Hz를 넘는 고주사율 모니터는 추운 날에 예열이 필요한 경우가 있다.[37]
- 흔히 MPRT가 오버드라이브 기준 반응 속도라 잘못 아는 것과는 달리 MPRT는 실측으로 검증되는 실제 성능이다.(MPRT는 움직임 추적 카메라로 실제 측정한다.) 문제는 패널만으로 MPRT 1ms는 아직 실용 영역이 아니라는 것이다. 현재 MPRT 1ms를 내세우는 제품들은 모두 잔상 개선을 위해 의도적인 깜빡임(스트로브드 백라이트)을 이용한 것이며, 오실로스코프로 패널 자체의 순응답 속도를 측정하는 GTG나 흑백 전환 속도는 아주 좋아야 4~5ms의 응답 속도를 보여준다. 결국 깜빡임을 싫어하는 사람에겐 MPRT 1ms 성능은 사용할 수 없고, TN 패널을 따라잡진 못하고 IPS 패널 정도로 맞춰진 셈이다. 1ms(OD/MPRT) 하고 1ms(GTG)는 잘 구분해야 돼요! 내용을 잘 보면 알겠지만, GTG 1ms가 훨씬 더 의미없다. 실 체감 성능에 중요한 평균/최대 GTG가 아니라 업체 기준으로 가장 유리한 숫자가 나오는 실측 최소값만 표기하기 때문이다.
- 아무 의미 없는 vs 놀음보다 중요한 건 MPRT 1ms나 GTG 1ms 같은 표기가 무엇을 근거로 하고 있고, 어떻게 작동하는 기술에 기반하고 있으며, 실제 체감 성능에 어떤 영향을 주는냐이다. MPRT 1ms는 실제 그대로 작동하고 그 숫자 그대로 체감되는 스펙인 대신, 현재 구현상 한계로 스트로브 특유의 깜빡거림을 감수해야만 한다.(사실 그보다 스트로브 설정을 껐을 때의 GTG나 MPRT 측정값을 안 알려주는 게 더 문제다. 결국 자신들에게 불리한 점은 절대 알려주지 않는 점이 논란의 원인인 것이다.). 반면 GTG는 항상 오실로스코프 계측에 기반한 직관적인 값이지만, 업체 스펙상 보이는 숫자는 실체감 성능을 보장하지 않는 숫자놀음이며, 실측 리뷰에서 평균/최대치를 따로 봐야 제대로 실제 성능을 알 수 있다.
최정상급 제품들도 스트로브 설정으로 MPRT 1ms를 설정하지 않으면 특유의 잔상이 남기 때문에 무조건 60Hz 주사율을 사용해야 하는 경우에는 그렇게 좋은 선택은 아니다.(대신 이에 대응하기 위한 60 Hz 싱글 스트로브 설정을 지원하는 제품들이 나오기 시작했다.) 또한 검정 화면에서의 응답 속도는 30ms 이상으로 치솟기 때문에 어두운 그래픽의 게임과 리듬 게임에서는 매우 부적합하다.
상용화된다면 VA 방식이 주력으로 이용될 거라고 하는, 차세대 액정 소재인 블루페이즈 PS-BPLC도 여러가지 제약조건이 겹쳐서 대중화는 불가능할 듯하다고 한다.
다만 TV 쪽은 이미 스트로브 기술이 탑재되어 있으므로 TV에 연결한다면 잔상은 신경쓰지 않아도 된다. 모니터도 144Hz가 유행하는 현재 고주사율 게이밍용으로는 저가형이라도 그다지 무리는 없다. 100Hz 이상의 주사율일 경우 어두운 화면, 암부를 제외하곤 신경 안 쓰면 그만일 수준으로 잔상이 줄어든다. 그리고 100+ 프레임을 고정 유지할 사양이 되지 않더라도 모니터만 고주사율로 설정되어 있다면, 화면은 게임 프레임과 별개로 갱신[38]되기에 잔상이 매우 줄어든다. 가끔씩 오래된 게임을 하다보면 60Hz 위로 설정을 못하는 경우가 상당히 있다. 이럴 때는 이런 프로그램을 깔아서 테두리 없는 창 모드로 실행하면 된다. 이렇게 하면 60Hz 그대로 출력하면서 잔상도 없앨 수 있다.
4.3. IPS
- 장점: 넓은 시야각, 높은 색 재현율, 높은 화질 선명도(Contrast Modulation, CM[39])
- 단점: 빛샘(Backlight Bleed), 낮은 명암비, 느린 응답 속도, 높은 소비 전력
In-Plane Switching. 매우 대칭적이고 넓은 시야각 특성이 나타난다. 시야각이나 색감 등에서 우위를 차지하고 있기에 일부 고급 노트북이나 모니터, 대화면 TV 등은 TN 패널 대신 이 패널을 채용하며, 특히 LG에서 이 점을 적극 홍보하고 있다. 노트북과 태블릿, 모니터에 많이 활용되고 있는 상황. 애플이 아이폰에 LCD를 쓰던 시절에 IPS를 선택했고, 이것을 선택한 이유는 액정을 눌러도 액정 배열의 변화가 작아 터치 패널과 액정의 결합이 쉬웠기 때문이다. IPS를 제외한 다른 LCD 패널들은 누르면 색이 변한다.
1992년 제안되어 1995년 히타치제작소에서 IPS 모드를 채용한 TFT LCD가 출시되었다. 전극 구조가 복잡하고 동작 전압이 증가하는 문제점이 있다. 또한 TN 패널에 비해 응답 속도가 상대적으로 떨어지며, 소비 전력이 더 큰 문제점도 있다. 액정 분자가 수평으로 회전하기 때문에 백라이트 차단 효율이 떨어져 명암비가 VA에 비해서 떨어진다. 한밤중에 모니터 밝기를 매우 밝게 하고 화면에 검은색 이미지를 가득 띄우면 화면 전체에서 여러 가지 빛이 발생하는 걸 볼 수 있는데, 응답 속도나 그 외 여러가지 문제가 거의 해결된 현재[40][41]로서는, 사실상 이 부분이 IPS의 유일한 단점이라고 할 수 있다. 때문에 다크 모드와의 궁합은 나쁜 편. 여러모로 로컬 디밍의 필요성이 높은 패널이다.
S-IPS(Super IPS), H-IPS(Horizontal IPS), AH-IPS(Advanced High performance IPS), Nano-IPS 등 제조사에 따라 패널 중에서도 종류가 매우 다양한데, 잔상과 응답 속도, 색 재현율 등을 개선하며 붙은 이름으로 뒤로 갈수록 좋은 디스플레이라고 알아두면 된다.
참고로 제조사 주장으로는 IPS에서 빛샘은 나올 수밖에 없는 현상이라면서 대부분의 제조사는 빛샘을 불량으로 인정하고 있지 않지만, 이건 말장난이다. 일단 빛샘은 크게 두 가지로 나뉠 수 있는데
- IPS 기본 특성인 액정 분자 구조 때문에 패널 전체에서 발생하는 빛샘. 화면 전체에 같이 발생한다. 실 사용시에는 전면부에서 봤을 때 눈에 보이지 않으며, 매우 어두운 환경에서 검은색 전체 화면인 경우 모니터 정면에서 봤을 때 미약하게 화면 전체에 보인다. 같은 환경 시 검은 화면을 대각에서 비스듬히 봤을 경우 확실히 볼 수 있다.
- 모니터 내부 구조의 결함이나 조립시 패널에 과도한 압력이 가해졌을 경우 발생하는 빛샘. 패널 구조상 테두리 부분에 액정판을 고정하는 압력이 가해지므로 주로 화면 구석에서 중앙 방향으로 빛샘이 나오게 된다. 당연히 같은 모델이던 다른 모델이던 관계없이 모든 모니터가 다른 부위에 다른 형태를 보이며, 델 모니터 중 일부 모델의 경우 내부 구조적인 결함으로 인해서 언제나 같은 위치에 정도만 다른 빛샘이 발생하기도 한다. 밝은 환경에서 모니터 정면에서 봤을 때도 암부가 흐릿하게 빛나며, 야간이나 어두운 환경의 경우 태양권이라고 불러도 될 정도다. 윈도우 부팅 시 로고가 나오는 검은 화면 한쪽이 허옇게 보일 수준이라면 해당 증상을 의심해도 좋다.
1번의 경우 화면 전체에 균일하게 작용하기 때문에 사실상 실제 사용 과정에서는 느낄 수 없다고 봐도 좋다. 물론 이 때문에 VA에 비해 명암비가 떨어진다. 보통 사용자들이 괴로움을 호소하는 빛샘의 경우 2번이며, 1번 빛샘보다 훨씬 강한 빛을 발해서 어두운 화면에 마치 강한 빛이 쏘여진 것처럼 보인다. 보통 1번의 경우 방의 조명이 밝은 상태에서는 사람 눈에 아예 보이질 않고 밤에도 화면 전체의 밝기를 희미하게 올리는 정도의 영향밖에 주지 않지만, 2번의 경우 대낮에도 모니터의 암부가 희번뜩이는 걸 확실히 볼 수 있다. 제조사들은 불량이 아니라고 주장하면서 1번 빛샘의 특성을 예로 들지만, 제조사들도 사용자들이 주장하는 결함이 2번을 말하는 것임을 알고 있으면서 2번 현상도 전부 1번에 포함시키려고 한다. 또한 모니터가 구조상 가능한 경우에 한하지만, 2번 빛샘의 경우 전문적인 사용자들은 분해해 패널에 가해지는 압력을 줄이거나 모니터 구조 결함으로 빛이 새는 부분을 막거나 하는 방법으로 감소시켜 사용하기도 한다. 즉, 2번 빛샘의 경우 제품 설계나 조립 시 신경을 쓰면 최대한으로 줄일 수 있다.
참고로 1번 빛샘은 보통 IPS Glow, 또는 Backlight Bleeding이라고 불리기도 하는데, 이 때문에 IPS 패널은 흰색이나 회색에 미미하게 적색이나 녹색, 또는 청색이 들어가 있을 수 밖에 없다. 아무리 캘리브레이션을 해도 안 된다. 하지만 색 틀어짐은 소형 OLED 보다 좋다. #
실제로 일부 제조사는 최대한 이 2번 결함 빛샘을 줄이려고 내부 디자인이나 베젤 조립 등에 신경을 쓰기도 한다.[42] 보통 에이조(EIZO)의 전문가용 모니터가 그런 쪽으로도 잘 알려져 있지만, 일반 사용자들이 구입할 만한 가격대의 물건 중에도 그럭저럭 전체적으로 괜찮은 제품들이 있다. 반대로 특정 제조사의 경우 아예 어두운 환경에서는 모니터 테스트를 하지 않을 정도로 빛샘 관리에 관심이 없는 회사도 있다. 대표적인 곳이 델. 델의 경우 '조명이 있는 일반적인 환경'을 기준으로 모니터를 만들기 때문에 암실에서 빛샘을 검사하지 않는다는 것이 공식 입장이다. 다만 그렇다고 해서 일반적인 사용조차 불가능한 수준으로 나오는 건 아니고, 영화나 뮤직비디오를 볼 때 주변에 생기는 레터박스 정도의 표현에는 이상이 없는 게 보통이다.
물론 아무리 그래봤자 패널을 만드는 주요 제조사는 LG디스플레이이기 때문에[43], LG디스플레이에서 IPS 빛샘은 패널 특성이라고 주장하는 이상 개선이 될지는 의문이다.
파나소닉이 빛샘 문제를 개선한 IPS 패널을 개발했다. LCD 패널을 두장을 적용해서 깊은 명암 수준을 구현하기 위한 패널과 일반적인 패널을 적용했다고 한다. 동적 명암비는 100만:1로 의미없는 수준이지만 정적 명암비가 10만:1을 보장하므로 VA를 넘어서서 OLED에 근접한 깊은 블랙 수준을 지닌다. 단점으로는 지나치게 비싼 가격[44], 그리고 패널이 듀얼로 적용되면서 일반적인 모니터의 백라이트 밝기로는 어둡게 표현이 되기에 백라이트를 엄청 밝게 설정해야 해서 소비 전력과 발열이 굉장히 심하다고 한다.[45] 2019년 10월 18일 기준 가격이 3,850만원이다. 낮은 수율과 여러가지 제약 조건이 겹쳐서 대중화는 불가능할 듯하다. 참조
TUV Rheinland에서는 기존 IPS에서 명암비와 시야각 등을 개선한 IPS Black 인증 기준을 제시하고 있으며, 2023년부터는 이 인증을 받은 양산품이 하나둘씩 시장에 등장하고 있다. Dell의 U라인업 상위 제품들이 대표적. IPS Black 인증을 받은 제품은 2000:1 이상의 명암비, DCI-P3 98% 이상의 색역 등을 충족하며, 기존 IPS 대비 빛샘도 크게 개선된 제품들이다. 다만 아직까지는 게이밍 라인은 없고 크리에이터용 제품들만 나오고 있다. 현재까지는 2000:1 명암비의 제품들만 나오고 있으나, 차후 3000:1 이상의 고명암비를 갖춘 제품들도 출시 예정이라 한다.
4.3.1. PLS
Plane to Line Switching. 삼성디스플레이에서 개발한 광시야각 패널로, IPS와 같은 기술이다. 주로 갤럭시 탭 또는 삼성전자세계 최초 인피니티-O 디스플레이를 탑재한 갤럭시 A9 Pro에[47] 이 PLS 패널이 사용되었으며, 이때부터 생산을 포기해 BOE에서 위탁 생산한다. 이후에도 LG 디스플레이를 포함해 여기저기서 패널을 조달받는 중이다.
4.3.2. AH-VA
Advanced Hyper-Viewing Angle. BenQ에서 개발했다. 이름만 봐서는 PVA, MVA와 같은 계열로 착각할 수 있지만 실제로는 IPS와 같은 기술. VA의 뜻도 Vertical Alignment가 아닌 Viewing Angle로서 IPS의 이름 장난인 게 함정이다.4.4. 기타
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이중층 LCD (Dual Layer LCD)
LCD의 명암비 문제를 해결하기 위해 등장한 패널. 백라이트-LCD-LCD 구성으로 화면을 구성한다. 중간에 낀 LCD 패널은 흑백으로 조도 조절 기능을 수행하며, 바깥쪽 LCD 패널이 색상을 표현한다. 즉, 작동 방식 자체는 간접적인 로컬 디밍이라고 볼 수 있다. 중간 LCD 패널의 개개 서브픽셀이 디밍존이 되는 것과 다를 바가 없기 때문에 기존 로컬 디밍 LCD에서 발생하는 빛 번짐 등의 문제가 없으며, 이론 상 1000:1 명암비의 LCD 패널 두 개를 겹치면 1,000,000:1의 명암비를 만들 수 있기에 OLED 수준의 암부 표현이 가능하다.
단점은 가격, 소비 전력, 두께다. LCD 패널이 두 개가 들어가는 것부터가 가격 상승 요소이며, 두 패널을 완벽히 동기화해 구동하는 난이도도 높아서 가격이 상당히 비싼 편이다. 또한 LCD 패널이 두 겹으로 빛을 가로막기 때문에 일반 LCD 모니터와 같은 밝기를 출력하기 위해선 일반 LCD보다 훨씬 밝은 백라이트를 사용해야 하기 때문에 소비전력도 수백 와트 수준으로 매우 높고, 경우에 따라선 발열을 해소하기 위한 팬까지 필요하다. 그리고 두 겹의 LCD와 방열판, 팬이 들어가니 필연적으로 두께와 무게도 증가하게 된다. 또한 명암비를 제외한 LCD의 다른 단점들도 여전하기 때문에 특히 응답 속도 부분에서는 OLED를 따라잡을 수 없다.
Hisense와 Panasonic에서 이중층 LCD를 개발하고 있으며 Hisense는 2019년과 2021년에 각각 65인치와 75인치 이중층 LCD TV를 출시했다. 뛰어난 명암비와 시야각은 호평받았으나 느린 응답 시간과 심한 고스팅으로 혹평을 받았다.
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OCB (Optically Compensated Bend)
1984년 미국 P.Bos 교수에 의해 고안. Pi Cell이라고도 한다. 빠른 응답 속도와 대칭적이고 넓은 시야각의 특성을 지닌다.
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ADS (Advanced Super Dimension Switch)
중국 BOE에서 개발한 IPS 계열 패널로서 하이디스의 AFFS를 응용한[48] 광 시야각 기술이다. 중국 회사답게 가성비는 좋으나 정치적 반감이 있는 사용자들은 기피하는 패널이다. 그도 그럴것이 이 회사도 시진핑의 국가 정책 중 일대일로에 관여가 된 회사이기 때문이다. 하지만 요즘 보급형 LCD 모니터는 다 이 패널이다. #
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AFFS (Advanced Fringe Field Switching)
한국 하이디스에서 개발한 광 시야각 기술, FFS를 개선한 것이다. IPS와 유사한 기술로 BOE가 같은 기술을 사용하고 있으며, IPS 원천 특허를 보유한 히타치에 FFS 특허를 공여했다. LG디스플레이 역시 이 기술을 사용하기 위해 하이디스와 상호 라이선스 계약을 맺었다. 하이디스는 BOE가 프라임 뷰 인터내셔널(現 E ink)에 매각한 이후 휴대폰, 태블릿용 LCD를 생산했으나, 프라임 뷰 인터내셔널은 LCD 사업 중단을 결정, 특허로만 명맥이 유지되고 있다. 그나마 BOE의 ADS와 삼성디스플레이의 AD-PLS가 이 기술을 응용해 만든 정신적 후신으로 나와 어떻게든 이 기술은 사라지지 않는 중.
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IGZO (Indium Gallium Zinc Oxygen)
액정이 아닌 TFT 소자의 종류로, 일반적인 LCD가 비결정 실리콘(Amorphous Silicon)을 사용하는데 비해 인듐, 갈륨, 아연의 산화물을 사용하는 방식으로, 산화물 트랜지스터 중에서 가장 많이 사용되고 있다.[49] 특허권은 일본국립과학기술진흥기구(国立研究開発法人科学技術振興機構, JST)가 보유하고 있으며 재생 빈도를 높이기 쉬워 Razer Phone에 사용되는 등 고급 게이밍 디스플레이에 사용되고 있다. 이외에 스마트폰에 OLED 디스플레이 채용이 늦었던 샤프가 자사 스마트폰 LCD에 사용된 IGZO를 내세워 브랜드로 사용하기도 했다.
그 외에도 여러 기술적인 개선점을 홍보하기 위해 S-PVA니 S-IPS니 하는 세부 명칭들이 여럿 있다. 패널 종류별 개념 정리가 비교적 잘된 글.[50] IPS 세부 종류를 정리한 블로그 글도 있다.
Panelook이라는 사이트에 가 보면 방대한 양의 액정 패널 정보를 볼 수 있다. AIDA64 Extreme[51]이라는 PC 모니터링 소프트웨어를 이용해서 패널 모델명을 알아낸 후 이 사이트에 입력하면 해당 패널이 TN인지 IPS인지, 해상도는 몇인지, 글레어인지 안티글레어인지 등을 확인할 수 있다.
5. 기타
오래전 스타크래프트 프로게이머들은 대체로 LCD를 좋아하지 않았다. 아래의 단점과는 별개로, LCD 모니터는 대다수가 와이드 모니터라[52] 4:3에 최적화된 스타크래프트를 돌릴 때 이미지가 늘어나 보이기 때문.그래픽 드라이버나 모니터 설정의 종횡비 고정 기능을 활용해 화면 늘어남 문제를 해결하더라도, 종횡비 고정 처리에 지연되는 시간( 인풋랙) 손해가 있다. 이런 골치 아픈 경우를 다 따지느니 그냥 무거운 CRT 모니터를 꾸역꾸역 들고 다니는 경우도 있었다. 전성기 시절 임요환 선수도 그렇게 CRT 모니터를 챙겼다는 이야기가 있을 정도.[53]
LCD 디스플레이에서 나오는 빛은 LCD 디스플레이의 작동 원리상 반드시 거의 완전히 선형 편광되어 있다. 편광필터를 회전시키면서 필터를 통해 LCD 모니터를 들여다보면 편광필터의 회전에 따라 편광필터를 통과한 빛의 세기가 크게 변하고, 편광판이 디스플레이와 특정한 각도를 이루면 화면이 완전히 검게 보이는 현상을 관찰할 수 있다.
OLED[54]는 LCD가 아니다. OLED는 액정이 없으며, 각각의 서브픽셀을 구성하는 OLED 소자가 스스로 빛을 낸다. 이 때문에 검은색을 구현할 때 OLED는 모든 소자를 다 끄면 되는 반면, LCD는 모니터 뒤에서 빛나고 있는 백라이트를 액정과 편광판으로 가리는 방식으로 검은색을 구현한다. 그러나 빛이 100% 완벽하게 가려지지 않으며, 이것이 LCD가 OLED에 비해 명암비에서 훨씬 불리한 이유다.
OLED는 Organic LED라는 말이기 때문에 LED 재질이 유기 물질이란 의미이다 보니 "LED TV는 LCD인데, OLED도 LCD인 거 아냐?" 하는 착각을 할 수 있으나, LED 모니터는 'LED를 백라이트로 쓰는 LCD 장치'이며, OLED 디스플레이는 OLED가 스스로 빛을 낸다. 제조사의 말장난의 대표적인 예시.
향후 마이크로 LED의 단가가 LCD만큼 낮아지고 대중화 될경우 브라운관 및 PDP가 단종된 것 처럼 LCD도 완전히 단종될것으로 보인다.
[1]
전자를 쏘아 형광물질을 감광시키는 특성 상 CRT의 응답 속도는 0.01~0.005ms 수준으로, 현존하는 디스플레이 중 가장 반응이 빠르다.
[2]
OLED TV 항목에도 나오듯이 OLED TV 등장 초기, LG디스플레이는 WOLED 대형 패널을 양산하는데 성공했지만 삼성디스플레이는 RGB 배열의 대형 OLED 패널 양산에 실패했고, 오랫동안 모바일 기기용 소형
AMOLED 패널만을 생산할 뿐 대형 OLED에는 손을 떼고 있었다. 그러다 2022년부터 QD-OLED를 사용한 TV와 모니터를 출시하면서 대형 OLED 패널을 본격적으로 양산하기 시작했다.
[3]
수동 매트릭스 LCD도 컬러 필터를 넣어 컬러 화면을 출력할 수 있다. 수동 매트릭스 LCD는 동영상 등 높은 프레임율이 필요 없는 상황에서, 크기기 작고 저렴하며 소비 전력이 매우 적어 항상 켜져 있어야 하는 탁상 시계 또는 계산기 등에서 아직도 많이 사용된다.
[4]
프론트 라이트 등 백라이트가 아닌 경우는 후면에도 반사판이 있다.
[5]
원리는
형광등과 거의 같다. 다만 일반 형광등은 음극을 가열해 전자를 방출해서 빛을 내지만, 냉음극관은 가열하지 않고도 전자를 방출한다는 차이점이 있다.
[6]
2004년 소니에서 출시한 퀄리아 005 TV가 최초로 백라이트를 LED를 채택했다.
[7]
카탈로그 스펙으로 CCFL은 약 5만 시간, LED는 10만 시간 이상이지만 CCFL은 사용하면서 열에 의해 형광 물질이 변색되면서 1만 시간만 지나도
누렇게 변한다.
[8]
같은 인치 비슷한 사양일 때 LED 사용 패널의 소비 전력은 CCFL 사용 패널의 절반 이하
[9]
CRT 모니터가 흔히 쓰이던 시절의 PC를 접해보지 않은 사람의 경우 "이게 무슨 소리야? 옛날엔 키보드와 마우스를 책상 위에 올려놓고 쓰지 않았다는 건가?" 하고 어리둥절할 수도 있겠다. 실제로 옛날에는 CRT 모니터가 앞뒤로 매우 길었기 때문에 책상 위에 모니터를 올려놓으면 다른 물건은 올라갈 자리가 없었다. 이 때문에 (1)모니터 암을 이용해 모니터를 책상 좌측이나 우측으로 스윙하던가 (2)키보드와 마우스를 올려두는 전용 트레이를 책상 상판 아래에 장착해 컴퓨터 사용시에만 키보드/마우스를 앞으로 나오게 해 사용했다.
이런 형태. 물론 모니터의 무게가 또 굉장하기 때문에, 대형 모니터의 경우 모니터 암에 올릴 수 없는 경우도 많았다.
[10]
이건 CRT를 제외한 다른 디스플레이 모두 마찬가지다.
[11]
정확히는 '명암비가 1/10으로 떨어지는 각도'이다.
[12]
모니터4유 2005년 컬럼 참고. 단, 저기서 제시한 응답 속도 기준은 아래에서 설명하는 샘플 앤 홀드 문제를 모르던 시절의 이야기인 데다가, 하드코어 게이머 기준으론 전혀 통하지 않는다는 점을 주의. 하드코어 게이머 기준으론
TFTCentral이나
blurbusters.com에서 움직임 추적 카메라로 찍은 것을 참고하는 게 좋은데, 144Hz에 회색 대 회색(Grey-to-Grey, GTG) 3ms 이내를 잡아도 약간의 잔상은 있다.
[13]
특히 IPS가 구조적으로 이에 더 취약한 편이다. 흔히 빛샘이라 부르는 문제가 발생하는 원인.
[14]
거꾸로 이게 검은 화면에서 모니터가 켜져 있는지 꺼져 있는지를 쉽게 판별할 수 있게 하는 요소로도 작용한다. 꺼진 화면의 검은색과 켜진 화면의 검은색이 명확히 구분될 정도로 다르기 때문.
[15]
공식적인 용어로는 '정적 명암비'라고 한다.
[16]
백라이트의 밝기를 전체적으로 조절하는 기술.
[17]
예전에는 동적 명암비의 반응 속도가 느려서 화면이 바뀌고 한두박자 뒤에야 밝기가 바뀌는 게 눈에 확 띄는 경우도 많았다. 지금이야 기술이 상향 평준화돼서 그 정도로 대놓고 개판치는 경우는 드물어지긴 했다. 다만 여전히 동적 명암비를 제대로 활용할 수 있는 로컬 디밍 모니터는 매우 한정적인데, 기둥형 6~8존 정도의 어설픈
로컬 디밍의 폐해는 항목 참조.
[18]
해당 제품들은 그냥 LCD 실측 정도만 가능한 환경을 세팅해서 혼합색 응답 속도를 측정하면 100ms, 그러니까 0.1초를 훨씬 넘기 일쑤였다. 이런 제품은 아예 한 박자 늦게 화면이 나오기에 잔상이라고도 부를 수 없는 처참한 수준이다.
[19]
다만 싸구려 모니터가 100만원대 플래그십 제품과 동일할 리가 없듯, 실측 응답속도는 천차만별이다. 현재는 어느정도 가격대가 나가는 고급 LCD 제품들은 실측 응답 속도가 6~8ms 가량이다.
[20]
이게 뭐가 문제냐면, 흰색 바탕에 검은 글씨 혹은 그 반대의 경우, 그러니까 글자를 주로 보는 화면에서 스크롤을 할 때 흑백 전환 속도가 느리면 그 많은 글자들이 전부 다 잔상이 생긴다. 물론 게임에서도 화면을 급격히 전환할 때 어두운 부분이 쭉쭉 늘어지게 된다.
[21]
이를 스미어링이라고 하며,
PDP를 때려치고 LCD를 밀기 시작한 세대의 TV들에서 많은 논란이 일기도 했다. 대표적으로 소니
브라비아 시리즈의 특정 세대 제품들이 그렇다.
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[22]
(내용 일부 발췌) "그레이스케일 쪽만의 발전은 굉장한 부작용을 일으켰습니다. 바로 스미어링(smearing) 문제입니다. 저 사진을 보시면 노란색 쪽이 다른 색들보다 유독 굼뜬다는 게 보이는데 이런 식으로 색들의 이동이 각각 따로 놀기 때문에 움직임에 있어서 그레이 쪽과 블랙 쪽의 이동이 다른 색들보다 더 부각이 때문에 응답 속도 잡으려다가 오히려 더 큰 위화감만 느껴지게 하는 것입니다. 초창기 당시 LCD TV 쪽은 소니 브라비아가 굉장히 훌륭한 퀄리티로 많은 사랑을 받고 있엇는데 X2000의 차기작이었던 X2500/X3000/X3500으로 가며 스미어링이 급격히 심해지면서 엄청나게 두들겨맞기 시작합니다. 오늘날엔 과거 이러한 경우가 있었다는 걸 잘 모릅니다만 그때 당시엔 워낙 LCD든 PDP든 DLP든 서로 많은 이슈들이 존재했던 때였습니다. 스미어링은 오늘날 모든 LCD들에게서 스탠다드로 자리 잡고 있으며 오늘날 LCD 사용자들은 2000년대 초반이 오히려 모션 버그로서는 오늘날보다 훨씬 우수했던 시절이 있었다는 사실을 전혀 모르고 있는 것입니다."
[23]
실제 제조 회사 엔지니어라고 주장하는 사람이 관련 기사 댓글에 악플을 다는 경우도 나름 많았다.
[24]
두번째 쿨엔조이 글을 보면 알겠지만 제조사의 GTG 표기는 유리한 값을 적기 위해
실체감 성능과 무관한 최소값을 표기하는 경향이 있다.
[25]
PDP 매니아들 사이에선 나름 중요한 키배거리기도 했다.
[26]
일단 응답 속도가 60Hz 기준 1프레임인 16.6ms 이하로 떨어지기 전까지는 딴거 생각할 겨를도 없었다. 샘플 앤 홀드 문제를 뒤늦게 발견한 이유도 초창기 LCD에겐 그런 걸 신경쓰는 것조차 쓸데없는 사치였을 정도로 응답 속도가 구려서였던 것이다
[27]
백에서 흑으로 갔다가 다시 백으로 돌아오는 데 걸리는 시간.
[28]
녹에서 청으로 갔다가 다시 녹으로 돌아오는 데 걸리는 시간이다.
[29]
반면 CRT는 브라운관만 분리해서 녹이면 유리로 재활용이 가능하고, 나머지 전자 부품과 플라스틱제 하우징 등도 간단히 분리해 재활용할 수 있다.
[30]
후술할 일부 제품처럼 TN 패널을 180도 뒤집어 단 경우 반대로 위에서 봤을 때의 시야각이 좁아지게 된다.
[31]
고가의 고급 TN 패널도 일반적인 실사용 각도에서는 극심한 왜곡이 일어나지 않을 뿐 27인치 이상의 모니터에 얼굴을 바짝 붙이고 보면 얄짤없이 심하게 왜곡된다. 반면 IPS 같은 광시야각 패널이나 PDP, CRT, OLED 등은 모니터에 아무리 가까이 다가간다 해도 색이 좀 틀어질 수는 있을지언정 저런 심각한 왜곡이 일어나지는 않는다.
[32]
첫 번째 테스트에서 글자가 안 보여야 이상적인 감마 및 시야각 상태이다. (참고로 각각의 테스트 화면 딱 하나만 보이도록 전체화면으로 설정해야 정확한 테스트 결과를 볼 수 있다) 설령 글자가 보이더라도 시야각에 의한 차이는 없어야 한다. 근데 TN은 아무리 최고급 제품으로 캘리하고 용을 써도 이 테스트만큼은 어떻게 할 수가 없다.
[33]
색 재현율은 당연히 투과율과 상충하기 때문에 노트북같은 휴대용 제품은 절전을 우선시해 색 재현율이 낮게 설정되었다. 대부분의 IPS, VA 패널이
NTSC 72%를 기본으로 한 데 비해 2010년 이전만 해도 TN은 45% 수준이 일반적이었다. 이후에는 시장의 눈높이가 올라가고 에너지 효율이 좋은 LED 광원이 일반화되면서 TN 또한 고급 제품은 SRGB(NTSC 72%)는 다 커버할 정도로 색 재현율이 올라왔다. 물론 같은 시기에 IPS나 VA는 DCI-P3 95~99%를 달성했다.
[34]
Dell G3223Q (IPS) 6.2ms,
오디세이 Neo G8 (VA) 6.6ms,
오디세이 Neo G7 (VA) 7.4ms,
Dell AW2723DF (IPS) 7.6ms,
MSI MAG274QRF-QD (IPS) 6.9ms,
LG 32GR93U (IPS) 5.9ms,
BenQ XL2540K (TN) 8.3ms,
BenQ XL2546K (TN) 7.6ms 등
[35]
TN과 상당수의 공정을 공유한다.
[36]
지금까지도 모니터로 쓰이는 LCD 디스플레이 중, 로컬 디밍을 제외한 순수 정적 명암비 실측치가 3,000:1을 넘고, 0.09cd/m2 이하의 암부 휘도(black luminance)를 갖춘 LCD는 VA뿐이다. 다른 LCD 기술에서는 1,200:1 수준이 최선이다. 다만 명암비 2000:1, 3000:1이 나오는 Black IPS가 시장에 풀린다면 판도가 바뀔 수는 있다.
[37]
방법은 일정 시간 켜두고 가만히 있거나, 불편함을 감수하고 게임을 하다가 모니터의 발열로 잔상이 개선되는 것이다.
[38]
원래 모니터는, 게임에서 다음 프레임이 렌더링 되지 않아도, 마이웨이로 갱신된다. FreeSync나 G-Sync 등의 기술도 각각의 프레임을 그릴 때는 패널 최대 속도로 갱신한다. 그러고나서 남는 시간을 따로 활용해 싱크를 맞추는 기술이기 때문.
[39]
[math(CM = \dfrac{LW-LK}{LW+LK} \times 100(\%))], 여기서 [math(LW)]는 흰색 휘도, [math(LK)]는 검정색 휘도
[40]
사실 이전에도 명암비는 VA보다 떨어지지 TN과는 비슷했으며, 응답 속도는 TN보단 떨어지지만 VA보단 빨랐다.
[41]
AH-IPS 세대에 들어와서는 명암비는 TN보다는 나은 편이며(정적 명암비 기준 TN 700~1,000:1, IPS 1,000~1,400:1, VA 3,000~5,000:1), 응답 속도도 19년도 정상급 게이밍 제품 기준 GTG 4~5ms 정도로, TN의 1ms에는 밀리지만 어지간히 민감한 액션 게이밍이 아닌 이상 충분한 수준이다. 대신 스트로브드 라이트 기술 덕에 VA가 따라잡고 있긴 하지만, 그래도 VA 대신 IPS를 채택한 게이밍 모니터가 여전히 더 많아 아직 경쟁력을 유지하고 있다.
[42]
IPS 모니터의 빛샘은 대부분 패널 제조 과정이 아닌 모니터 조립 과정에서 일어난다.
[43]
대만의 AUO나 이노룩스(Innolux), 한국의 삼성디스플레이도 있지만 시장에서의 영향력은 좀 약하다.
[44]
해당 패널을 쓴 가장 싼 모델이 에이조
Color Edge CG3145.
[45]
발열을 해결하기 위해 방열판과 냉각 시스템을 적용해서 모니터 두께는 CRT 수준까지는 아니더라도 엄청 두껍다.
[46]
초기에는 UD970등 전문가용 모니터에 채용했으나 이후 BOE 위탁생산 분량이 중저가 광시야각 모니터 제품군에도 투입되며 의미가 없어졌다.
[47]
2018년 12월 공개로, 실제 출시는 2019년 1월이다.
[48]
정확히는 BOE가 하이디스를 인수한 후 하이디스의 AFFS 기술을 활용해 만든 기술이다.
[49]
LG디스플레이의 WOLED도 IGZO가 쓰인다.
[50]
단, PLS 패널의 정체가 밝혀지기 전에 쓰인 글이라 PLS가 VA 패널로 소개되어 있는 점은 주의할 것.
[51]
정기 구독형 유료 프로그램이라 시험판을 받아야 한다.
[52]
2000년대 중반까지는 5:4 모니터가 많았다.
[53]
지금에야 CRT 모니터의 수명(2~3만 시간)이 다 끝났고 4:3 비율을 요구하는 게임의 인기도 거의 사그라들어서 볼 수 없는 일이다. 게다가 스타크래프트도
리마스터가 나오면서 HD를 지원한다.
[54]
삼성이 아몰레드라고 광고하는 AMOLED도 포함한다. 그런데 애초에
OLED 항목을 보면 알 수 있지만, 현재 디스플레이로 사용하는 OLED는 모두 패널에 구동 회로를 내장한 AMOLED에 속한다. LCD 또한 1980년대 노트북 용도로 해상도가 높아지면서 구동 회로를 내장한 제품을 AMLCD 또는 TFT LCD로 불렀는데 1990년대 후반에는 구별의 의미가 없어졌다.