지난 시간에는 디스플레이 제품 특성 및 기술 동향(1)에 대하여 전체적인 내용을 요약해 드렸고, 이번 시간부터는 각 부문의 내용을 하나씩 풀어서 상세하여 설명해 드리도록 하겠습니다. 따라서 첫번째 시간으로 디스플레이 개요에 대하여 디스플레이 정의, 빛과 색, 디스플레이 기본원리, 디스플레이 응용제품의 순서로 설명해 드리도록 하겠습니다.
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디스플레이 정의
아래 그림과 같이 디스플레이는 화면에 문자나 도형의 형식으로 데이터를 시각적으로 표시하는 장치를 말합니다 . 이는 정보를 시각적으로 전달하고 사용자와 상호작용하기 위한 중요한 기술적 장치로 사용됩니다.
또한, 주변의 모든 정보를 인간은 소리로, 냄세로, 맛으로 그리고 만지는 것으로 20% 정도를 인지하고 있고, 나머지 80%정도를 보는 것으로 인지하고 있기 때문에 정보와 인간과의 전달 매개체로서 디스플레이의 주요성이 더욱 대두되고 있습니다.
디스플레이는 크게 세 가지 종류로 나눌 수 있습니다. 하나는 액정 디스플레이(LCD, Liquid Crystal Display)이고, 다른 하나는 유기 발광 다이오드(OLED, Organic Light Emitting Diode) 그리고 마지막으로 마이크로 유기 발광 다이오드 디스플레이(Micro LED Display)입니다.
액정 디스플레이는 액정의 성질을 이용하여 화면을 표시하는 방식입니다. 액정은 전기적 신호에 따라 투명하거나 불투명하게 변하는 성질을 가지고 있습니다. 액정 디스플레이는 백라이트(backlight)를 사용하여 화면을 밝히는 방식입니다.
유기 발광 다이오드는 전기적 신호에 의해 스스로 빛을 내는 소자입니다. 유기 발광 다이오드 디스플레이는 백라이트가 필요하지 않아 액정 디스플레이에 비해 두께가 얇고 전력 소모가 적습니다.
Micro LED Display는 마이크로미터(㎛) 단위의 초소형 LED를 이용한 디스플레이 기술입니다. Micro LED는 스스로 빛을 내는 소자로, 백라이트가 필요하지 않아 액정 디스플레이(LCD)나 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이에 비해 두께가 얇고 전력 소모가 적습니다. 또한, 각 화소를 개별적으로 제어할 수 있어 넓은 시야각, 높은 명암비, 빠른 응답 속도 등의 장점을 가지고 있습니다.
디스플레이는 다양한 기술과 특성을 가지고 있습니다. 사용자의 요구에 따라 적절한 디스플레이를 선택하는 것이 중요합니다.
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빛과 색
정의
빛은 전자기파의 일종으로, 빛의 파장이 다르면 색이 다르게 나타납니다. 색은 빛의 파장과 관련이 있으며, 빛의 파장이 짧을수록 파란색에 가깝고, 길면 빨간색에 가까워집니다. 색은 색상, 명도, 채도와 같은 속성으로 구성됩니다. 색상은 빛의 스펙트럼이 보여주는 모든 색을 말하며, 명도는 색의 밝기를 나타내는 정도를 말합니다. 채도는 색의 순수함을 나타내는 정도로, 유채색만 존재합니다. 아래와 같이 색과 광의 한자의 뜻을 살펴보면 빛색, 빛광으로 색과 빛의 의미가 유사하다고 표현하고 있습니다.
색 지각 현상
색 지각 현상은 인간의 시각에 생기는 착시 현상을 의미합니다. 이는 색이나 빛에 대한 인식이 실제와 다르게 일어나는 현상을 말합니다. 이러한 현상은 색의 조합, 명암, 대비, 그림자 등이 시각적으로 다르게 인식되는 현상을 포함합니다. 아래 그림과 같이 A와 B의 색이 동일한 색 혹은 다른 색으로 인지되고 있습니다. 좌측의 그림은 분명 다른 색이지만, 동일한 색으로 이어서 보면 우측 그림과 같이 A와 B가 동일한 색임을 알 수 있습니다. 이런한 색 지각 현상은 색채 이론과 관련하여 색에 대한 지각적 차이를 이해하는 데 중요한 요소입니다.
착시 효과 현상
착시 효과는 색이나 빛에 대한 인식이 실제와 다르게 일어나는 현상을 말합니다. 예를 들어, 좌측의 첫 번째 그림의 경우 일정한 바둑판 모양의 체크 무늬를 자세히 보면 하얀색의 십자가 모양 중앙에 검은 점이 보이기도 하는 착시 현상이 나타나며, 좌측의 두 번째 아래 곡선 모양의 이미지를 자세하게 들여다 보면 둥근 모양이 움직이는 것 처럼 착시 현상이 발생합니다. 이는 색의 대비와 밝기에 따라 색상이 인식되는 방식이 달라지기 때문입니다. 또한, "동일한 색상의 선분이 다른 두 색상의 경계선 위에 놓였을 때, 색상이 다르게 보이는 현상"도 있습니다. 이는 색의 경계선에서 색상이 인식되는 방식이 달라지기 때문입니다.
색의 혼합
색의 혼합은 가산혼합(가법혼색, 색광의 혼합)과 감산혼합(감법혼색, 색료의 혼합)으로 나뉩니다. 가산혼합은 빛의 혼합으로, 빨강, 녹색, 파랑의 원색빛을 혼합하여 다양한 색을 만들어 냅니다. 이는 컬러 디스플레이와 같이 빛을 이용하여 색을 표현하는 기술에서 사용됩니다. 감산혼합은 색소(색료)의 혼합으로, 시안, 마젠타, 옐로우의 원색색소를 혼합하여 다양한 색을 만들어 냅니다. 이는 인쇄나 도색과 같이 색소를 이용하여 색을 표현하는 기술에서 사용됩니다.
색의 3속성
1. 색상(Hue): 색상은 빛의 스펙트럼이 보여주는 모든 색을 말합니다. 이는 무채색(흑,백,회색)과 유채색으로 나뉘며, 빛의 파장에 따라 다양한 색상이 형성됩니다. 2. 명도(Value): 명도는 색의 밝기를 나타내는 정도를 말합니다. 흰색에 가까울수록 명도는 높아지며, 어두운 색일수록 명도는 낮아집니다. 3. 채도(Chroma): 채도는 색의 순수함을 나타내는 정도를 말합니다. 단색상(Monochromatic hue)은 가장 높은 채도를 갖고 있는 색으로, 무채색(Achromatic color)은 색이 완전이 제거되고 단지 명도만이 존재하는 상태를 말하며, 유채색(Chromatic Color)은 무채색 이외의 모든 색을 말합니다. 이러한 3가지 속성은 색의 특성을 이해하고 색을 다양한 관점에서 분석하는 데 도움이 될 것입니다.
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디스플레이 기본 원리
디스플레이의 기본 원리는 전기적, 광학적, 또는 기계적인 방법을 사용하여 정보를 시각적으로 표현하는 것입니다. 주로 디지털 신호를 사용하여 텍스트, 이미지, 비디오 등을 표시합니다. 일반적으로 디스플레이는 픽셀로 구성되어 있으며, 각 픽셀은 빛을 방출하거나 차단하여 이미지를 형성합니다. 이러한 픽셀은 액정, 유기 발광 다이오드 (OLED), 플라즈마, LED 등의 기술을 사용하여 제어됩니다. 또한, 디스플레이는 색상, 명암, 해상도, 주사율 등의 요소에 따라 성능이 결정됩니다. 이러한 기본적인 디스플레이의 작동 원리를 이해하면 다양한 디스플레이 기술과 기기의 동작 원리를 이해하는 데 도움이 될 것입니다.
아래 그림과 같이 빛을 발광하는 메카니즘에 따라서 PL(Photo-Luminescence). CL( Cathode-Luminescence), EL( Electro-Luminescence)방식으로 나뉘어지고 있습니다. PL방식은 광자(Photon)이용하여 발광하는 것으로 응용제품에는 PDP 제품이 있으며, CL방식은 전자빔(Electron beam)을 이용하여 발광하는 것으로 응용제품으로는 CRT, FED 제품이 있습니다. CRT제품은 LCD, OLED 제품이 나오기전 오래 동안 사랑받아 왔던 디스플레이 제품이고 FED는 아쉽게도 상용화까지는 가지 못한 제품입니다. 마지막으로 EL방식은 전기장(Eletric field)을 이용하여 발광하는 방식으로 응용제품에는 OLED가 있습니다.
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디스플레이 응용제품
디스플레이는 다양한 분야에서 사용되며, 모바일 기기, TV, 모니터, 자동차, 광고, 게임 등의 분야에서 주로 사용됩니다. 이러한 분야에서는 LCD, OLED, QLED, QD-OLED, Micro LED 등의 기술이 사용되며, 최근에는 고해상도, 고주사율, 와이드 컬러 게이머, HDR, 8K 해상도 등의 기술이 적용되어 더욱 발전된 제품을 제공할 수 있게 됩니다. 디스플레이 기술의 발전은 이러한 응용 분야에서 더욱 발전된 제품을 제공할 수 있게 되며, 이는 사용자들에게 더욱 편리하고 향상된 경험을 제공할 수 있게 됩니다.
