OLED는 왜 번인이 생길까: 스스로 빛나는 화면의 원리

휴대폰 화면을 회색으로 띄웠을 때 위쪽 상태 표시줄 모양이 희미하게 남아 있거나, 매장에 오래 켜 둔 TV에 방송사 로고 자국이 보일 때가 있습니다. 이것을 번인(burn-in)이라고 부릅니다. 번인은 주로 OLED 화면에서 이야기됩니다. OLED가 왜 번인에 약한지 알려면, 먼저 OLED가 어떻게 빛을 내는지 알아야 합니다.

먼저 핵심만

OLED는 화소 하나하나가 스스로 빛을 냅니다. 뒤에서 비추는 조명(백라이트)이 없습니다.
빛을 내는 유기 물질은 쓸수록 조금씩 어두워집니다. 한 자리만 오래 밝게 쓰면 그 자리만 더 닳습니다.
번인은 이렇게 화소가 고르지 않게 닳아서 생긴 자국입니다. 잠깐 남았다 사라지는 잔상과는 다릅니다.

스스로 빛나는 화소

미국 에너지부는 OLED가 탄소를 바탕으로 한 유기 물질로 만든 발광 소자라고 설명합니다. 얇은 유기 반도체 층 양쪽에 전극을 대고 전기를 흘리면 빛이 나고, 흐르는 전류의 양으로 빛의 세기를 조절합니다. 빛의 색은 어떤 발광 물질을 쓰느냐로 정해집니다.

애플은 아이폰 화면 안내에서 OLED에는 백라이트가 없고 화소마다 빛을 내기 때문에 화면을 더 얇게 만들 수 있다고 설명합니다. 액정(LCD) 화면은 뒤의 조명을 액정이 가리거나 통과시켜 그림을 만들지만, OLED는 화소마다 작은 전등이 따로 켜지는 셈입니다.

OLED TV 화면을 크게 확대한 모습. 작은 점 하나하나가 스스로 빛을 냅니다. 사진: TECH EDU, CC BY-SA 4.0, 위키미디어 공용

쓸수록 어두워지는 전등

문제는 이 작은 전등들이 쓸수록 조금씩 닳는다는 점입니다. 위키백과의 번인 항목은 OLED 화소가 시간이 지나면서 밝기를 잃는 것은 피할 수 없다고 설명하고, 번인의 원인을 화면을 고르지 않게 오래 쓴 것으로 정리합니다. 애플도 OLED와 LCD를 포함한 모든 화면은 오래 쓰면 밝기가 줄 수 있다고 안내합니다.

모든 화소가 똑같이 닳는다면 화면 전체가 고르게 조금 어두워질 뿐이라 눈에 잘 띄지 않습니다. 그런데 상태 표시줄, 방송사 로고, 게임 화면의 체력 막대처럼 늘 같은 자리에 같은 그림이 떠 있으면 그 자리의 화소만 더 오래, 더 밝게 일합니다. 그 화소들이 먼저 닳아서 회색 화면을 띄우면 주변보다 살짝 어둡거나 색이 다른 자국으로 보입니다.

번인 개념도. 같은 자리에 로고가 오래 떠 있으면 그 화소만 더 닳고, 회색 화면을 띄우면 로고 자리가 어둡게 남는다 — 실제 번인은 대개 이보다 훨씬 희미합니다. 출처: 필자 작성 개념도

번인이 생긴 아몰레드(AMOLED) 태블릿 화면. 사진: Gannu03, CC BY-SA 4.0, 위키미디어 공용

잔상과 번인은 다릅니다

애플은 둘을 나눠 설명합니다. 같은 화면을 띄운 뒤 잠깐 흔적이 남는 잔상(이미지 지속)은 일시적이며 몇 분 정상적으로 쓰면 사라집니다. 반면 번인은 더 극단적인 경우, 곧 명암이 뚜렷한 같은 그림을 높은 밝기로 오랜 시간 계속 띄울 때 생길 수 있다고 설명합니다. 정리하면 번인을 부르는 조건은 세 가지입니다. 같은 그림, 높은 밝기, 긴 시간입니다.

화면이 스스로 하는 보호

제조사들도 이 원리를 알고 여러 보호 기능을 넣습니다.

화소별 사용량 관리: 애플은 각 화소의 사용량을 살피는 알고리즘으로 화소마다 밝기를 조절해 번인을 줄인다고 설명합니다.
화면 살짝 옮기기: 삼성전자 OLED TV는 화면의 화소를 자동으로 조금씩 옮겨 같은 화소만 계속 일하지 않게 합니다(픽셀 시프트).
로고 밝기 낮추기: 같은 안내에 따르면 계속 떠 있는 로고, 프로그램 이름, 뉴스 자막의 밝기를 낮추는 기능도 있습니다.
화면 보호기: 삼성전자 안내에 따르면 같은 정지 화면이 2분 동안 이어지면 화면 보호기가 켜집니다.
화소 정리(픽셀 리프레시, 픽셀 클리닝): 화소 상태를 다시 맞추는 기능입니다. 삼성전자와 LG전자는 자사 TV 기준으로 한 시간 이상 걸린다고 안내합니다. 작동 시간과 주기는 제품마다 다르고, 이미 생긴 번인이 늘 사라진다는 뜻은 아닙니다. LG전자는 화면이 열을 내며 일하기 때문에 로고 같은 정지 화면을 오래 띄우면 번인이 남을 수 있다고도 설명합니다.

픽셀 시프트 개념도. 같은 그림을 한 자리에 고정하면 같은 화소만 일하고, 그림을 조금씩 옮기면 여러 화소가 일을 나눈다 — 실제로는 눈에 띄지 않을 만큼 아주 조금씩 옮깁니다. 출처: 필자 작성 개념도

원리에서 나오는 실천

번인을 줄이려면

정지 화면을 최대 밝기로 오래 두지 않기: 애플이 가장 먼저 권하는 방법입니다.
자동 밝기 켜기, 자동 잠금 짧게: 필요 없을 때 화면이 어두워지거나 꺼지면 화소가 쉽니다.
TV 보호 기능 끄지 않기: 픽셀 시프트, 로고 밝기 조절 같은 기능은 켜 둡니다. 삼성전자는 정지 화면을 볼 때 픽셀 시프트를 켜 두라고 권합니다.
화소 정리 중에는 전원 코드 뽑지 않기: LG전자는 TV를 끈 상태로 전원 코드를 꽂아 두어야 화소 정리가 된다고 안내합니다.
잔상이 보이면 먼저 기다리기: 잠깐 남는 잔상은 몇 분 쓰면 사라집니다. 오래 남으면 제조사 서비스에 문의합니다.

정리

OLED는 화소마다 스스로 빛나는 작은 전등이 있는 화면입니다. 전등은 쓸수록 조금씩 어두워지고, 한 자리만 오래 밝게 쓰면 그 자리만 먼저 닳습니다. 번인은 이렇게 고르지 않게 닳은 흔적입니다. 그래서 번인을 막는 방법도 결국 같은 화소에 일을 몰아주지 않는 것입니다. 화면 밝기를 조금 낮추고 보호 기능을 켜 두는 것만으로도 화면을 오래 고르게 쓸 수 있습니다.

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