[전자/디스플레이/회로] OLED 저계조에서 Mura와 Flicker가 더 눈에 띄는 이유

검정에 가까운 화면을 볼 때 화면 한쪽이 조금 더 밝아 보이거나, 어두운 장면에서 미세하게 깜빡이는 느낌을 받은 적이 있을 것입니다. 밝은 흰 화면보다 어두운 회색 화면에서 이런 현상이 더 잘 보이는 이유는 무엇일까요?

핵심부터 말하면

저계조에서는 OLED를 켜기 위해 흘리는 전류 자체가 매우 작습니다. 따라서 TFT 특성의 작은 편차, 누설전류, 구동 전압의 흔들림도 목표 전류에 비해 무시하기 어려운 비율이 됩니다. 위치마다 밝기가 달라 보이면 Mura, 시간에 따라 밝기가 흔들려 보이면 Flicker라고 부릅니다.

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Mura와 Flicker는 무엇이 다를까

Mura는 같은 시각에 화면 위치별 밝기나 색이 균일하지 않아 얼룩처럼 보이는 현상입니다. 예를 들어 균일한 어두운 회색 영상을 띄웠는데 일부 영역이 더 밝거나 어둡게 보이는 경우가 이에 해당합니다.

Flicker는 한 위치의 밝기가 시간에 따라 변해 깜빡이는 현상입니다. 저주파 구동, 전원 리플, 데이터 변동, 보상 동작의 불안정성 등이 조건에 따라 영향을 줄 수 있습니다. 둘은 함께 관찰되기도 하지만, 공간적 불균일성과 시간적 변동이라는 점에서 구분해서 보는 것이 좋습니다.

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작은 전류에서는 상대 오차가 커진다

OLED의 저계조 밝기는 작은 구동 전류로 만들어집니다. 가령 목표 전류가 매우 작을 때 원치 않는 누설 성분이나 회로 오차가 더해지면, 절대값은 작아도 목표값에 대한 비율은 커질 수 있습니다.

예를 들어 목표 전류가 1이라고 가정했을 때 0.1의 오차는 10% 차이입니다. 목표 전류가 10이라면 같은 0.1의 오차는 1% 차이입니다. 실제 패널의 전류값을 뜻하는 예시는 아니지만, 저계조가 왜 오차에 민감한지를 보여주는 직관적인 비교입니다.

이 영역에서는 Driving TFT의 문턱전압(Threshold Voltage, Vth) 편차도 중요합니다. 단순한 전류 구동 Pixel Circuit에서는 같은 데이터 전압을 인가해도 각 픽셀의 Vth가 다르면 TFT의 Gate-Source 전압과 구동 전류가 달라질 수 있습니다. 그 차이가 OLED 휘도 차이로 이어집니다.

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누설전류와 저장 전하도 영향을 준다

픽셀은 한 프레임 동안 데이터 전압 또는 보상 결과를 저장한 뒤 OLED를 구동합니다. 이때 스위칭 TFT의 Off 누설전류, Storage Capacitor의 전하 변화, 주변 신호의 커플링은 저장된 상태를 조금씩 바꿀 수 있습니다. 고계조에서는 잘 드러나지 않던 변화도 저계조에서는 눈에 띄는 밝기 변동이 될 수 있습니다.

다만 저계조 문제가 모두 하나의 원인으로 설명되지는 않습니다. TFT 종류, Pixel Circuit 구조, 구동 주파수, 보상 방식, OLED의 전류-휘도 특성에 따라 지배적인 원인은 달라집니다. 그래서 평가할 때는 균일한 저계조 패턴에서 위치별 차이를 보는지, 시간에 따른 변화를 보는지부터 나누어야 합니다.

회로 설계에서는 어떻게 줄일까

대표적인 방향은 TFT의 Vth 편차를 보상하는 Pixel Circuit을 사용하고, 저장 노드가 불필요하게 흔들리지 않도록 설계하는 것입니다. 구동 전압의 안정성, 누설 경로, 데이터 기입 시간, 보상 알고리즘도 함께 고려합니다. 회로만으로 모든 편차를 없앨 수는 없으므로 소자 균일성과 패널 보정도 중요한 역할을 합니다.

정리하면

저계조는 작은 OLED 전류를 다루는 영역이므로, 작아 보이는 회로·소자 오차가 실제 밝기에서는 크게 보일 수 있습니다. 같은 화면에서 위치별 차이가 보이는 Mura와 시간에 따른 변동인 Flicker를 구분하면 원인을 더 체계적으로 생각할 수 있습니다. 저계조 화질은 결국 작은 전류를 얼마나 정확하고 안정적으로 제어하느냐의 문제입니다.