디스플레이 관련 용어(LCD, OLED, 3D, flexible)

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디스플레이 관련 용어(LCD, OLED, 3D, flexible)

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오늘은 디스플레이 관련 용어들에 대해서 알아보겠습니다.

LCD, OLED, 3D, Flexible 순서이며 사진으로 예를 들어 설명하겠습니다.

LCD 관련 용어

(1) 휘도

정의 : 표시화면으로부터 방사하는 빛의 밝기의 척도입니다.

단위 : cd/m2 = 광도(cd)/조사 면적(m2 )

(2) 개구율

정의 : 전체 기하학적 화소 면적과 빛이 조절되어 정보 표시가 가능한 면적의 비 즉, 실제 빛이 나오는 영역의 비

개구율과 휘도의 상호관계 : 개구율이 높으면 휘도가 높아져 밝은 이미지를 얻을 수 있고

낮은 광도의 Backlight를 사용하므로 전력 소모에서 유리합니다.

개구율을 높이기 위해 배선의 저항을 줄이는 재료를 사용합니다.

(3) 측면 색재현성

1931년

 <색공간 (color space)>

1976년

 <색공간 (color space)>

정의 : 측면, 즉 상하좌우 또는 임의의 대각방향에서 액정 panel을 볼 때 인지되는 색재현성입니다.

 각각의 다른 5가지의 기준이 있으며  타원은 인간이 볼 수 있는 색이고 삼각형은 디스플레이로 구현할 수 있는 색입니다.

(4) 꼬인 네마틱 구조 TN

정의 : 꼬인 구조로 배열된 네마틱 액정 상태

  Normally white mode 에서 동작 위의 그림에서 v=0 상태일 때 빛은 액정에 평행하게 흘러들어가 편광판을 통과하게 되고 이때가 white 상태입니다.

  그러나 v=5가 인가되면 액정이 전계를 따라 배열되고 빛의 편광판 투과를 막아 글자를 나타나게 하는 것입니다.

  빠른 응답속도가 장점인 반면에 시야각이 좁고 부족한 색표현이 단점입니다.

(5) 플리커 현상

정의 : 같은 상태의 화면이 밝기가 일정하지 않고 변화하여 화면이 떨리는 현상

해결방안 : 일정한 휘도에 포함된 특정주파수의 에너지 변화량으로 정량화를 시도 할 수 있습니다.

(6) DPI  PPI

왼쪽 사진 : DPI

가로와 세로가 각각

1인치인 정사각형 안에 들어가는 점의 수,

300DPI로 작업된 이미지를 출력해보면 1X1인치 정사각형 안에 300개의 점이 찍힐 정도로 선명하다는 뜻이며

인쇄물에 사용되는 단위입니다.

오른쪽 사진 : PPI

가로와 세로가 각각

1인치인 정사각형 안에 들어가는 픽셀의 수,

디지털 이미지가 화면에 나타나는 품질을 뜻하며 디스플레이 기기의 사양에 표기됩니다.

(7) 실제 시중에 판매되고 있는 제품의 성능 조사

제품명

세컨드찬스 긱스타 GS-R2740FM FHD 리얼 240 게이밍 모니터

색재현율

NTSC72%

NTSC 기준 색상의 개수를 72% 정도 표현할 수 있다는 뜻

밝기

400cd/m2

명암비

1,000:1

정지된 화면의 가장 어두운 검은색과 가장 밝은 회색 사이를 3,000등분 한 만큼 세세한 음영을 표현할 수 있다는 뜻

명암비가 높을수록 정확한 색 표현 가능

응답속도

1MS

응답속도가 낮은 제품일수록 화면 전환 시 잔상이 없고 자연스러운 화면을 보여줍니다.

숫자가 낮을 수록 좋습니다.

동적명암비

50,000:1

밝은 화면에서는 백라이트가 밝기를 더 높여 더 밝게 어두운 화면에서는 밝기를 줄여 더 어둡게 표현하는 기술

해상도

FHD(1,920 x 1,080 /127 PPI)

패널종류

TN

플리커프리 기술 적용

눈에 보이지 않는 화면

깜빡임 개선으로 장시간 사용에도 피로도가 적습니다.

OLED 관련 용어

(1) 투과율(Transmittance)

정의 : 물질 내 또는 경계층을 투과한 빛의 강도에 대한 백분율

(2) 응답속도(Response Time)

정의 : 화소의 불이 켜지고 꺼지는데 걸리는 시간(상승 시간과 하강 시간의 합)

B to W : 픽셀의 검정에서 흰색으로 바뀌는데 걸리는 시간

G to G : 밝은 회색에서 어두운 회색까지 넘어가는 시간

(3) 다층구조(Multilayered Structure)

정의 : 발광 효율을 향상시키기 위해 다수의 유기층을 갖는 발광 다이오드 구조

(4) 계간전이(Intersystem Crossing)-ISC

정의 : 스핀 일중항과 삼중항 상태간의 전자의 전이 과정

(5) 봉지(Encapsulation)

정의 : 대기중의 산소와 수분으로부터 OLED 소자의 유기층과 전극을 보호하기 위한 기재, 기술 또는 공정

3D 디스플레이

(1) 베젤(Bezel)

베젤의 중요성

1. 몰입도 상승

2. 이동성 용이

3. 디자인

(2) 로컬 디밍(Local Dimming)

정의 : 화면 분할 구동, 밝은 부분은 더욱 밝게, 어두운 부분은 더욱 어둡게 표현하여 명암비, 소비전력을 대폭 개선한 기술

(3) 곡률반경

정의 : 원이 휘어진 정도를 의미하며, 곡면과 원의 중점의 길이가 원의 반지름이며 곡률반경이라 합니다.

곡률의 역수 = 곡률반경

(4) 해상도(Resolution)

정의 : 디스플레이 장치에서 화면을 이루는 각각의 면이 몇 개의 픽셀로 이루어져 있는지를 나타내는 것

화소 수가 많을수록 더욱 세밀한 이미지 표현 가능하며

10PPI보다 20PPI가 화면을 더 세밀하게 표현 가능합니다.

(5) 야외 시인성(Outdoor Visibility)

정의 : 빛이 밝은 야외에서 시각적으로 대상을 인지할 수 있는 성질로, 색의 밝고 어두운 정도가 클수록 시인성이 높다.

외부에서 들어오는 빛의 반사를 최소화하는 것입니다.

<시인성 개선방법>

①표면 반사 개선

: 빛이 전면 통과하지 않도록 방향 변경

②전극 반사 개선

: 빛 반사되는 전극면에 빛 흡수 물질 올림

③영상방출 밝기 개선

: 화면 밝기를 반사되는 빛보다 밝게 설정

플랙서블 디스플레이

플렉서블 (Flexible)의 기본조건

    디스플레이 자체가 유연하게 휘어져야 하므로 기존의 방식인 유리는 사용하는

것은 유연성이 거의 없기에 새로운 기술을 사용해야 합니다.

유리 기판을 대신할 폴리이미드(PI)

    폴리이미드는 복원력이 우수하고 충격에 강한 특성을 지닌 고분자소재로, 

액체상태에서 냉각해 박막의 필름형태로 만들어 사용합니다.

플라스틱 필름 중에서도 고온 안정성이 가장 뛰어나 플렉서블 디스플레이를

구현하기에 적합한 소재로 꼽힙니다.

유리 봉지를 대신할 박막봉지(TFE)

    TFE는 유기물층 위에 무기막/유기막을 번걸아 적층하며,

외부로 부터의 오염물질 침투를 막는 기술입니다.

유리를 사용하지 않아 유연성이 좋습니다.

플렉서블 (Flexible)의 종류

(1) Unbreakable Display

  가장 기본적인 특성을 구현한 예로 언브레이커블(unbreakable) 디스플레이는

플렉시블 OLED는 유리를 사용하지 않기 때문에 원천적으로 깨지지 않는다는 개념입니다.

(2) Curved Display

다음으로는 디스플레이를 완만하게 구부리면 커브드(curved) 디스플레이가 있습니다. 

현재 모니터, TV 등으로 이미 제품이 나와있는 기술입니다.

(3) Bended Display

   양쪽 끝만 살짝 구부리면 벤디드(bended) 디스플레이 엣지(edge) 형태의 스마트폰 디스플레이가 이러한 벤디드 형태입니다.

(4) Foldable Display

  지갑처럼 접을 수 있는 폴더블(foldable) 디스플레이는 사용하지 않은 때는 접어서 작게 만들어 휴대성을 높이고, 

사용할 때는 넓게 펼쳐서 대화면을 구현할 수 있는 것이 가장 큰 장점입니다.

(5) Rollable Display

  두루마리 디스플레이라고 불리는 롤러블(rollable) 디스플레이는 신문을 돌돌 말았다가 펼쳐 보거나 커튼의 일종인 롤스크린처럼 

평소에는 위로 감아 올렸다가 화면이 필요할 때 감겼던 스크린이 펼쳐 내려오는 것처럼 유사한 방식으로 사용할 수 있습니다. 

이번에 LG에서 이 디스플레이를 사용하였습니다.

(6) Stretchable Display

  섬유처럼 잡아 당기거나 누르면 화면이 늘어나는 스트레처블(stretchable) 디스플레이는 

웨어러블이나 패션용 소재처럼 다양한 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대를 모으고 있습니다.

휘도 변화율

특정 방향에 대한 광밀도, 즉 일정 면적을 통과하여 일정 입체각으로 들어오는

   빛의 양으로 단위는 면적당 칸델라(Cd/㎡) 또는 니트(nit)로 표시한다.

화면에서 가장 밝은 부분을 측정하는 

Peak 휘도와 가장 어두운 부분을 측정하는

   Black 휘도가 대표적입니다.

거리에 따라서도 휘도 조건은 차이가 날 수 있는데 플렉시블 디스플레이는 화면자체를

  휘어지게 만드므로 휘어짐에 따라 거리가 달라져 휘도의 변화가 나타납니다.

기존에 휘어짐이 없는 상태에서의 휘도를 기준으로 휘어진후에 휘도의 변화를 나타내는 것이 휘도 변화율입니다.

휘도의 변화가 작을 수록 좋은 디스플레이 입니다.

휘도 반치각

플렉서블 디스플레이는 화면을 휘어지게 만드므로 상태에 따라 휘도의 변화가 생깁니다.

휘도의 변화를 작게 만들기 위해서는 휘도가 어느 각도에서 변화하는지 알아야하는데,

     이 때 사용하는 방법이 휘도 반치각을 구하는 것입니다.

시야각

화면 표시 장치에서 정상적인 화면을 볼 수 있는 최대한의 비스듬한 각도입니다.

왼쪽에 그림에서 보듯이 OLED는 Curved 디스플레이 구현이 용이한 특성을 가지고 있습니다.