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FHD 슈퍼아몰레드의 놀라운 기술. 다이아몬드 픽셀구조와 촘촘한 화소밀도가 자랑이란 사실 아시나요?

“인간은 정보의 80%를 시각에 의존하고,그 대부분은 색채로 이루어져 있다.”
– Johann Wolfgang von Goethe (1749 ~ 1832) –

 

스마트폰이 이젠 단순 음성 통화 뿐 아니라 인터넷 등 다양한 서비스를 제공하면서 디스플레이의 중요성이 갈 수록 높아져 가고 있습니다. 특히 소비자들의 현실감과 몰입도를 극대화 시키기 위해 크기 뿐 아니라 해상도, 색재현력 등 화질 특성이 디스플레이 기술의 완성도를 평가하는 잣대로 부각되었습니다.

현재 TV는 FHD(Full HD 픽셀수 1920×1080) 규격을 넘어 UHD(Ultra High Definition, 3840×2160) 해상도가 등장했으며, 스마트폰은 WVGA(Wide Video Graphics Array, 800×480)를 넘어 FHD 해상도가 디스플레이 기술의 메인으로 부각되고 있습니다. 또한 디스플레이의 화소 밀도를 나타내는 척도인 인치당 픽셀 수(Pixel Per Inch, PPI)는 300PPI를 넘어 400PPI 이상까지 진화하면서 스마트폰 고화질 디스플레이 경쟁이 가속화 되고 있는 추세입니다.

그럼 고화질 디스플레이 기술경쟁 시대에서 FHD 슈퍼아몰레드가 주목받는 이유는 무엇일까요?

녹색이 우리 눈에 잘 띈다는 사실 아시나요?

FHD 슈퍼아몰레드는‘다이아몬드 픽셀 구조’를 적용했습니다. 이 기술은 흔히 사용되는 빨간색(R), 녹색(G), 파란색(B) 빛을 내는 영역이 막대 형태로 한 픽셀에 같이 있는 줄무늬(RGB Stripe) 구조와 달리 빨간색과 녹색, 파란색 빛을 내는 영역이 다이아몬드 형태로 배열된 것이 특징입니다.

또 RGB 줄무늬 구조와 달리 녹색 빛을 발광하는 영역들의 간극이 파란색과 빨간색 영역보다 두 배정도 촘촘하게 배열되어 있습니다. 이는 우리 눈이 빨간색, 파란색 보다 녹색을 더 명확히 확인할 수 있기에, 녹색 픽셀을 많이 분포시켜 실제 이미지를 디스플레이에서 정확히 볼 수 있도록 만든 것입니다.

그렇다면 우리 눈은 왜 그렇게 녹색을 잘 확인할까요? 우리 눈에 어떤 색이 가장 밝게 보이는지 확인한 실험이 있습니다. 우리 눈에 빨간색, 파란색, 녹색 등 인간이 볼 수 있는 색깔들을 비추었더니 우리 눈이 상대적으로 녹색을 가장 밝게 확인한다는 것을 발견한 것입니다.

이 실험으로 알게 된 색상에 따른 시각 민감도(Luminosity Factor/시감도)는 그림3와 같으며 우리 눈이 무지개 색상 중 녹색을 가장 밝게 확인한다는 사실을 알 수 있습니다.

또한 우리 눈이 어떤 색을 봤을 때 밝고 어두운 정도의 세밀한 변화(공간주파수, Spatial Frequency)를 가장 잘 확인할 수 있을까 알아보는 실험도 있었습니다. 먼저 밝고 어두운 정도의 세밀한 변화에 대한 척도인 공간주파수에 대해 간단히 설명하면 그림4와 같습니다.

예를들어 어떤 색이 공간주파수가 높다면 우리 눈이 그 색의 밝고 어두운 미세한 변화를 쉽게 확인할 수 있다는 뜻으로 이미지를 좀 더 세밀하게 볼 수 있다는 것과 같은 말로 볼 수 있습니다.

그럼 어떤 색을 볼 때 밝고 어두운 정도의 변화를 세밀하게 잘 확인할 수 있을까? 그림5를 보면, 빨간색, 녹색, 파란색 이미지에 밝고 어두운 줄무늬를 왼쪽에서 오른쪽으로 갈 수록 촘촘히 배열한 그림 세 장이 있습니다.

이 때 우리 눈은 줄무늬 크기가 크고, 간극이 넓을 경우(이미지의 왼쪽, 밝고 어두운 변화가 적을 때) 세 가지 색상 모두에서 이 같은 변화를 잘 확인했지만, 줄무늬 크기가 작고, 간극이 촘촘해졌을 경우(이미지의 오른쪽, 밝고 어두운 변화가 미세할 때) 파란색, 빨간색보다 녹색에서 색깔의 밝고 어두운 줄무늬 변화를 더 잘 확인하더라는 것입니다.

이것이 바로 색에 대한 공간주파수(밝고 어두운 명암 변화율) 특성입니다.  D. H. Kelly 박사의 색에 대한 공간주파수 특성 연구를 보면 그림5 하단 그래프처럼 녹색의 경우 빨간색, 파란색 보다 공간주파수(Spatial Frequency)가 커 우리 눈이 밝고 어두운 이미지의 변화를 다른 색보다 잘 확인할 수 있다는 것을 알 수 있습니다.

 

10배 이상 확대해도 깨지지 않는 이미지 표현력

사람이 가장 잘 확인할 수 있는 색깔을 강조해 배열한 다이아몬드 픽셀구조는 세밀한 문자 표현력이 우수합니다.이 구조는 우리 눈이 가장 잘 확인할 수 있는 녹색을 다른 두 색보다 촘촘히 배열해 사선이나 곡선 형태 문자를 쉽게 볼 수 있게 한 것이 특징입니다.

그림6과 같이 우리가 쓰는 알파벳(Alphabet), 아라비아어(Arabic), 한자 등 전 세계 대표 문자들을 보면 사선과 곡선의 비중이 상당히 높습니다. 그래서 FHD 슈퍼아몰레드로 본다면 다양한 형태의 문자를 훨씬 명확하게 확인할 수 있는 것입니다.

FHD 슈퍼아몰레드가 명확하게 확인할 수 있는 이유는 또 하나 더 있습니다. 그것은 인치당 441개의 픽셀(화소)이 있어 부드럽고 정교한 이미지 표현이 가능한 것입니다.

디스플레이는 개별 픽셀들이 한 개씩 점등되면서 이미지를 표현하는 데 그 숫자가 많아질 수록 곡선이나 사선의 이미지를 아주 세밀하게 보여 줍니다. 그래서 인치당 441개의 픽셀이 있는 FHD 슈퍼아몰레드는 10배 이상 확대해도 그림7의 <C> 이미지와 같이 이미지가 깨지지 않고 섬세한 표현이 가능합니다.

 

혁신적인 디스플레이 진화, FHD 슈퍼아몰레드

지금까지 다이아몬드 픽셀구조, 높은 해상도 등에 대해 알아보면서 FHD 슈퍼아몰레드가 왜 우수한지 살펴보았습니다. 사실 FHD 슈퍼아몰레드 기술의 기반인 AMOLED는 2010년 갤럭시S에 탑재되면서 차세대 디스플레이로서 주목받기 시작했습니다.

당시 4인치 규격의 WVGA 해상도는 최근 FHD 슈퍼아몰레드가 출시되면서 크기면에서는 25%, 해상도 측면에서는 5.4배 향상되었습니다. 또한 10만대 1 크기의 명암비는 이런 앞선 기술을 통해 현재 200만대 1로 20배 이상 혁신적으로 발전했습니다.

▲ 표1 : AMOLED의 발전 양상

그 결과 FHD 슈퍼아몰레드는 Display Mate, Phone Arena 등 미국의 IT 전문 매체들로부터 “색 정확도가 좋아 화질이 매우 인상적이다” , “FHD 슈퍼아몰레드는 부드러운 글자 표현력이 돋보인다” 등 화질이 인상적이라는 평가와 함께 모바일 IT기기에 최적화된 디스플레이로 부각되고 있습니다.^^

지금까지  FHD Super AMOLED에 대한 숨겨진 기술에 대해 살펴 보았습니다. 앞으로도 계속 좋은 내용으로 찾아뵐께요^^ 의견 있으신 분들은 댓글로~~~

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