테크 2018.07.12

[디스플레이 톺아보기] ㉝ 디스플레이 커넥터의 종류

디스플레이는 정보를 시각화 해 보여주는 장치로 우리 생활은 물론 산업 전반에서 매우 유용하게 활용되고 있습니다. 하지만 디스플레이가 스스로 정보를 만들어 보여주는 것은 아니기 때문에 화면에 표현할 내용을 정보의 저장소(PC, 셋톱박스 등)로부터 가져와야 하며, 정보 전달을 위한 통로가 필요합니다. 그러한 통로 역할을 하는 것이 바로 오늘 소개해 드릴 ‘디스플레이 커넥터’입니다. 그림은 한 TV 제품 뒷면의 모습을 나타낸 것으로 다양한 영상 커넥터 단자들이 들어서 있는 것을 볼 수 있습니다. 오늘은 디스플레이 장치에 정보를 전달해주는 커넥터의 종류와 특징에 대해서 알아보겠습니다. 디스플레이용 영상 커넥터는 크게 아날로그와 디지털 방식으로 인터페이스(interface)를 나눌 수 있습니다. 일반적으로 과거에는 아날로그가 주류를 이뤘다면 현재는 디지털 방식으로 많이 대체된 상황입니다. 그럼 먼저 아날로그 방식의 대표적인 종류부터 살펴보겠습니다.   컴포지트 (Composite Video) 가장 기본적인 영상 커넥터로 가정용 비디오 기기에서 주로 사용되었던 인터페이스입니다. 오래 된 TV나 VCR 또는 가정용 게임기에서 흔하게 볼 수 있었던 커넥터로, 케이블과 단자의 색은 노란색입니다. 컴포지트는 YUV라는 세 개의 소스 신호(Y: 밝기, U/V: 색상)를 동기화해 합친(composite) 것이므로 이렇게 이름이 붙여졌습니다. 그리고 1개의 채널(라인)로 밝기와 색 신호를 모두 전송하기 때문에 이후에 나온 커넥터에 비해서는 화질이 떨어집니다. 컴포지트가 출력할 수 있는 영상의 해상도는 최대 480i(NTSC) 또는 576i(PAL) 수준인 SD(standard definition)급입니다. 아날로그…
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테크 2018.07.06

[디스플레이 톺아보기] ㉜ 디스플레이 화면 재생률(Refresh Rate)의 이해

최근 고재생률(High Refresh Rate) 모니터들에 대한 인기가 높아지고 있습니다. 특히 1인칭 슈팅 게임과 같이 화면 전환이 빠른 게임을 즐기는 유저들에게는 게임의 승률을 높일 수 있다는 이야기가 퍼지며 일반 모니터에 비해 가격대가 높음에도 불구하고 매우 높은 선호도를 보이고 있습니다. 오늘은 디스플레이에서 화면 재생률의 개념과 종류를 살펴보도록 하겠습니다.   화면 재생률이란? 동영상은 정지된 화면(프레임)의 연속적인 움직임으로 만들어집니다. 화면 재생률(Refresh Rate)이란 1초 동안 디스플레이가 화면에 이러한 프레임을 나타내는 횟수를 의미하며, 쉽게 말하자면 1초에 얼마나 많은 장면을 표시할 수 있는지를 나타내는 수치입니다. 화면 주사율(Scan Rate) 또는 화면 재생 빈도라고 부르기도 합니다. 재생률은 초당 반복 수를 의미하는 Hz(헤르츠)를 단위로 사용하는데, 예를 들어, 60hz의 재생률을 갖춘 모니터라면 1초 동안 화면을 60단계로 쪼개서 보여줄 수 있다는 의미입니다. ※ 유사한 개념인 FPS(Frame Per Second)는 주로 영상의 소스(파일 등)를 대상으로 사용하며, Hz는 사이클이 반복되는 주파수의 개념이므로 디스플레이 디바이스를 대상으로 사용합니다. 인간의 눈은 일반적으로 1초당 15개의 프레임을 연속해 보여주면 플리커(Flicker)라 불리는 깜박임 현상을 느끼지 않고 자연스러운 동영상으로 인식하지만, 시청 환경의 조명 조건과 화면의 크기 등의 변수에 의해 플리커를 인지할 수 없는 최소 값은 달라지는 것으로 알려져 있습니다. 현재 대부분의 TV 또는 모니터는 60Hz 이상의 사양을 갖추고 있을 뿐만 아니라, 방송…
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테크 2018.06.28

[디스플레이 톺아보기] ㉛ 디스플레이 화면비율(Aspect Ratio)의 종류

디스플레이 가로와 세로의 비율을 뜻하는 화면비율. 흔히 ‘4 대 3(4:3)’ 또는 ’16 대 9(16:9)’와 같이 표현되는 화면비율은 어떻게 등장하게 됐으며 어떤 종류가 있는지 알아보겠습니다.   영상 스크린 시대의 개막과 화면비율(Aspect Ratio) 영상의 화면 비율을 처음 결정한 인물은 윌리엄 케네디 딕슨입니다. 그는 1889년 토머스 에디슨과 함께 영화 필름 영사기의 시초인 키네토스코프(Kinetoscope)를 발명한 인물로 이 장치에 필름을 이용하면서 화면의 비율을 정하게 됩니다. 당시 에디슨은 소리를 내는 장치인 축음기를 발명한 이후 축음기에 움직이는 이미지를 덧붙있 수는 없을까 하는 ‘눈을 위한 축음기’ 아이디어를 떠올렸고, 사진 연구에 몰두하고 있는 젊은 연구원인 윌리엄 딕슨에게 그 연구를 맡겼습니다. 딕슨은 당시 조지 이스트만이 막 개발한 질산 셀룰로이드 소재의 유연한 필름을 35mm 띠 모양으로 약 10미터 가량으로 길게 만들어 달라고 이스트만의 공장에 주문을 했고, 이 35mm 폭 필름을 사용할 수 있는 장치인 키네토스코프를 발명합니다. 키네토스코프는 이 필름을 초당 46장(46 프레임)으로 빠르게 돌리며 움직이는 이미지를 최초로 구현했고 이때부터 영화의 필름폭이 35mm로 정해졌습니다. 딕슨은 필름을 키네토스코프에서 돌려감기 위해 뚫어 놓은 구멍 4개마다 한 개의 프레임을 배치하도록 결정했습니다. 그 결과 필름에 기록되는 영상 크기는 가로 24.13mm, 세로 18.67mm가 됐습니다. 이것이 바로 화면비율 4:3의 뿌리가 됐으며 이후 이 크기는 표준 화면비율로 정착하게 됩니다.…
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테크 2018.06.14

[디스플레이 톺아보기] ㉚ HDR(High Dynamic Range)의 이해

디스플레이에서 자연 그대로의 모습을 본다는 것은 어떤 느낌일까요? 천연의 색을 그대로 표현하거나, 사물의 디테일을 선명하게 보여주면 아주 사실감이 느껴지는 장면이 될 것입니다. 여기에 또 한가지 중요한 것이 바로 밝기와 명암입니다. 아무리 표현할 수 있는 색이 많고, 해상도가 높은 디스플레이라고 하더라도 화면이 어둡거나, 명암비가 낮으면 사물이 제대로 보이지 않고, 색상도 본연의 빛깔을 표현하지 못합니다. 과거에는 화질의 좋고 나쁨에 대해 이야기할 때 주로 Full HD나 UHD와 같은 해상도를 놓고 비교를 했다면, 최근에는 해상도는 기본적인 성능으로 두고 여기에 더해 색과 명암에 대해 강조하고 있습니다. 이런 이유로 몇년 전부터 고화질 영상을 위한 기술로 밝기와 명암을 다루는 HDR(High Dynamic Range)이 디스플레이를 비롯한 영상 콘텐츠 시장에서 각광을 받고 있습니다. 오늘은 디스플레이에서의 HDR 기술에 대해 톺아보겠습니다.   HDR(High Dynamic Range)이란? 자연에는 빛이 전혀 없는 완전한 어둠부터 태양 빛에 준하는 엄청나게 밝은 범위가 동시에 공존합니다. 하지만 일반 TV나 극장의 디스플레이는 우리 눈이 볼 수 있는 밝기의 범위보다 무척 제한적인 영역만 표현하고 있습니다. 따라서 실제로 우리 눈이 보는 풍경과 TV로 접하는 동일한 풍경의 밝기에는 큰 차이가 있습니다. HDR은 명암(화면의 밝고 어두운 정도)의 범위를 넓혀, 밝은 부분은 더 밝고 세밀하게 보여주고, 어두운 부분은 더 어둡게 표현하되 사물이 또렷하게 보이도록 하는…
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테크 2018.06.01

[디스플레이 톺아보기] ㉙ 디스플레이 색심도(Color Depth)의 이해

화려한 그래픽으로 유저의 시선을 사로잡는 초고화질 3D 게임들이 보편화된 요즘과 달리, 1980~1990년대초 컴퓨터 게임 속에 등장하는 색상은 상당수가 256가지 컬러이하이거나 심지어 16컬러 또는 흑백인 경우도 있었습니다. 디스플레이에서 표현하는 색상의 수가 다른 이유는 무엇일까요? 모니터나 TV, 스마트폰의 디스플레이가 표현하는 색상의 수는 얼마나 될까요? 가장 적게는 블랙과 화이트만 표현하는 흑백부터 많게는 수십억개의 색을 표현하는 전문가용 디스플레이까지 다양한 색표현 범위를 갖고 있는 디스플레이들. 오늘은 디스플레이에서 표현 가능한 색상의 수를 나타내는 개념 중 ‘색심도’라는 내용에 대해서 알아보겠습니다.   □ 색심도(Color Depth)란? 색심도(Color Depth)란 디스플레이가 얼마나 많은 색상을 표현할 수 있는지를 나타내는 수치로 색깊이라고 부르기도 하며, 표현 단위로는 비트(Bit)를 사용합니다. 일반적으로 색심도가 높은 디스플레이는 다양하고 자연스러운 색을 표현할 수 있고, 색심도가 낮은 디스플레이일수록 화면 속의 색이 잘 표현되지 못하고 어색하게 보이게 됩니다. 그럼 색심도에서 뜻하는 비트(Bit)의 개념부터 보겠습니다. 기본적으로 비트는 0과 1로 이루어진 디지털 정보입니다. 일반적으로 디지털 분야에서 0은 꺼짐(OFF)을, 1은 켜짐(ON)을 뜻하기도 합니다. 먼저 흑백 TV를 예로 들어보겠습니다. 화면에서 픽셀 하나를 표현할 때 검은색을 0, 흰색을 1이라고 가정하면 이 디스플레이는 픽셀당 흑과 백 이렇게 2가지 색 선택이 가능한 것입니다. 비트는 이진법 개념이므로 숫자 2의 제곱수를 비트수로 이해하면 됩니다. ‘2의 1제곱 = 2’이기 때문에 2가지…
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테크 2018.05.17

[디스플레이 톺아보기] ㉘ 디스플레이 색 체계의 역사 Part.2

“인간은 정보의 80%를 시각에 의존하고, 그 대부분은 색채로 이루어져 있다” 세계적인 대문호이자 색채심리 전문가인 괴테(Johann Wolfgang von Goethe)는 ‘색채론(Theory of Colours)’이라는 저서를 통해 위와 같은 말을 남겼습니다. 그만큼 눈으로 보는 세상에서 색은 수많은 정보를 담고 있으며, 그 중요성은 디스플레이가 보편화된 지금도 무척 강조되고 있습니다. 아래 사진을 한번 보겠습니다. 컬러 사진을 보면 흑백 사진에서는 파악하기 어려운 꽃의 색상이나 하늘의 모습을 통해, 계절이나 기상상태에 대한 추측을 더 할 수 있고 사물간의 구별도 더 뚜렷해집니다. 이렇듯 색은 더 많은 시각 정보를 제공하며, 나아가 심미적인 아름다움까지 더해줍니다. 색에 대한 이해와 실용적 접근법에 대해서는 역사적으로 많은 연구와 고민이 이어져 왔습니다. 고대로부터 이어져온 색을 이해하기 위한 다양한 시도가 있었으며, 현대에 이르러서는 디스플레이 영역에서 색의 영역을 다이어그램(CIE 1931 등)으로 시각화 하기도 했습니다. ※ [디스플레이 톺아보기] ㉗ 디스플레이 색 체계의 역사 Part.1 오늘은 디스플레이 분야에서 다루는 색공간(Color Space)에 대해서 그 대표적인 종류와 차이점을 톺아보겠습니다.   색공간(Color Space)이란? 축구 경기장 크기에 제한이 없다면 어떨까요? 농구 골대의 위치가 경기마다 제각각이라면 어떤 일이 벌어질까요? 아마 선수들은 혼란을 겪을 것이고, 경기는 제대로 진행되지 않을 것입니다. 운동 경기를 위해서는 기본적인 규칙이 있고, 경기가 벌어지는 공간에 대한 규격도 존재합니다. 경기장에 규격이 있듯이 디스플레이에서 색을…
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테크 2018.05.04

[디스플레이 톺아보기] ㉗ 디스플레이 색 체계의 역사 Part.1

사람은 일반적으로 약 10만 가지 이상의 색을 구분할 수 있다고 합니다. 때문에 수많은 색을 구분하고 이를 일정한 기준에 따라 배열하고 체계화 하는 것은 산업 분야를 가릴 것 없이 중요한 과제였습니다. 특히 색 표현이 중요한 디스플레이 산업에서도 색에 대한 연구와 표현 능력 향상을 위해 끊임 없는 노력을 해 왔습니다. 오늘은 디스플레이 산업에서 가장 대표적으로 사용되는 색의 체계와 그 역사에 대해서 살펴보겠습니다.   고대부터 이어져 온 색에 대한 관심 색은 빛을 통해서 구현됩니다. 태양이나 전등, 디스플레이 처럼 자체적으로 발광하는 경우 또는 그 빛이 물체에 반사돼 우리 눈의 망막에 전달될 때 우리는 색을 인지하게 됩니다. 빛과 색에 대한 기본적인 내용은 앞서 포스팅 된 톺아보기 20회를 먼저 참고하면 조금 더 이해하기 수월할 것입니다. ※ [디스플레이 톺아보기] ⑳ 빛과 색 그리고 디스플레이 색에 대한 관심은 고대에도 활발했습니다. 고대 그리스의 철학자 아리스토텔레스는 ‘색채는 빛과 눈과 관계가 있으며 광선이 물체로부터 나와 눈의 투명 성질이 있는 부분을 통하여 눈의 안쪽 부분과 접촉하게 된다.’고 추측했습니다. 17세기에 뉴턴은 프리즘으로 태양광을 분해(분광)함으로써 다양한 광선이 태양광 안에 섞여있음을 입증했습니다. 뉴턴은 스펙트럼을 7개의 색으로 나누고 각각의 색을 혼합해 새로운 색을 만들 수도 있고, 심지어 원래의 백색광(태양광)을 만들어낼 수 있다는 점도 발견했습니다. 또 프리즘으로…
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테크 2018.04.19

[디스플레이 톺아보기] ㉖ 디스플레이 패널 생산량(CAPA)의 이해

디스플레이 패널 관련 기사 또는 리포트에 자주 등장하는 용어가 있습니다. 바로 캐파(CAPA)라고 불리는 단어입니다. 캐파는 디스플레이 패널 공장(라인)에서 생산량을 일컫는 업계 용어로 디스플레이 패널 생산 규모를 파악하기 위해서는 반드시 알아두어야 할 개념입니다. 오늘은 디스플레이 패널 생산량의 개념과 의미에 대해서 알아보겠습니다.   CAPA(캐파)의 개념 CAPA는 영어 Capacity를 업계에서 줄여서 부르는 용어로, 디스플레이 패널 공장의 라인별 월간 생산하는 원장의 매수를 의미합니다. 원장이란 OLED 또는 LCD 패널을 만들 때 기반이 되는 커다란 패널을 의미합니다. 이 원장을 여러개로 잘라서 TV 또는 스마트폰용 디스플레이 패널로 나누어 사용하는 것입니다. 따라서 공장의 라인이 한달에 원장을 생산하는 양이 TV나 스마트폰용 패널의 생산량을 좌우합니다. 원장에 대한 자세한 개념은 앞서 살펴본 톺아보기 25편을 보면 이해에 도움이 될 것입니다. ※ [디스플레이 톺아보기] ㉕ 디스플레이 패널 세대의 이해 위 그림에서 보이는 것 처럼, 공장의 1개 라인에서 한달에 1,000매(장)의 원장을 생산할 수 있다면 1K라고 부릅니다. 만약 10,000매를 생산하면 10K라고 하고 한달에 100,000매를 생산하면 100K의 CAPA라고 부릅니다. 이러한 개념을 가리켜 설비에 투자해 최대로 생산 가능한 수량이라는 의미에서 ‘총투자 CAPA’라고 합니다. 이와 달리 조금 더 현실적인 생산량 개념으로는 라인의 생산 수율, 가동율, 기타 다른 요인에 의한 생산력 하락을 감안한 실제 생산력을 나타내는 지표로 ‘실 CAPA’라는…
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테크 2018.04.05

[디스플레이 톺아보기] ㉕ 디스플레이 패널 세대의 이해

‘삼성디스플레이, 세계 최초 4.5세대 OLED 라인 가동’ ‘삼성디스플레이, 세계 최대 8세대 LCD 라인 본격 출하’ 삼성디스플레이가 세계 최초로 OLED를 양산한 사실과 8세대 LCD 라인 본격 양산을 다룬 기사들에 흔히 등장하는 제목들입니다. 이 기사들의 제목에서 ‘세대(generation)’란 무엇을 뜻하는 것일까요? 그리고 세대의 개념은 언제부터 시작됐으며, 현재는 몇 세대까지 존재할까요? 오늘은 디스플레이 패널을 만들 때 그 기반이 되는 원장(또는 마더글래스)의 세대에 대해서 알아보겠습니다. 디스플레이 패널의 세대(Generation)란 무엇? ‘세대’의 개념을 이해하려면 먼저 디스플레이 패널이 어떻게 만들어지는지 그 초기 단계를 알아야 합니다. OLED 또는 LCD는 일반적으로 제조의 기반이 되는 커다란 유리기판을 놓고 그 위에서 패널 제조를 시작합니다. 생산할 패널의 사이즈에 따라 하나의 유리기판에 55인치 TV크기의 공간을 여러개 할당하기도 하고, 5인치 스마트폰용 공간을 수백개 할당하기도 합니다. 이렇게 패널 생산의 기반이 되는 큰 유리기판을 업계에서는 ‘원장’ 또는 ‘마더글래스’라고 부릅니다. 그리고 원장의 크기에 따라서 세대를 구분합니다. 그리고 세대를 뜻하는 영어 ‘Generation’의 이니셜을 사용해 해당 세대의 숫자 뒤에 ‘G’를 붙여서 표현합니다. LCD가 처음 양산을 시작할 시점에는 기술적으로 커다란 원장을 바탕으로 생산이 어려웠습니다. 그래서 원장 자체의 크기가 작았고 대략 270×360 mm 정도의 크기를 가졌습니다. 그리고 이를 1세대 원장크기라고 부릅니다. 단, 여기서 오해하면 안되는 점은 세대의 정의가 법이나 규정처럼 딱 정해진…
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테크 2018.03.23

[디스플레이 톺아보기] ㉔ DDI 패키지와 FPCB

디스플레이 패널이 올바로 작동하기 위해서는 다양한 관련 부품들이 함께 구성되어야 합니다. 특히 디스플레이 패널에 가장 가까이 있는 부품으로는 DDI(디스플레이 드라이버 IC)가 있고, DDI가 올바로 작동하기 위해 DDI패키지 부품들도 함께 필요합니다. 또한 DDI 패키지와 TV 또는 스마트폰과 같은 기기와의 연결을 위해 PCB(회로기판) 또는 FPCB(연성회로기판)가 사용됩니다. 오늘은 디스플레이 패널에 화면을 구현하기 위한 연관 부품인 DDI 패키지와 FPCB에 대해 알아보는 시간을 갖겠습니다.   DDI(디스플레이 드라이버 IC) 패키지는 무엇? DDI는 Display Driver IC(Integrated Circuit)의 약자로 OLED, LCD 등의 디스플레이를 구성하는 수많은 픽셀을 구동하는 데에 쓰이는 작은 반도체 칩입니다. 사용자가 기기를 작동시키면 이 명령을 받은 기기가 디스플레이에 원하는 화면을 표현하도록 신호를 내 보내는데, 이 신호가 PCB라는 회로기판을 거쳐서 DDI를 통해 디스플레이 패널에 전달됩니다. 이때 DDI는 각각의 픽셀을 어떻게 행동하라는 명령을 내리고 TFT(박막트랜지스터)가 그 명령을 받아 픽셀을 제어 함으로써 디스플레이 패널에 원하는 화면이 표시됩니다. * 참고 : 톺아보기 – 디스플레이 드라이버 IC (DDI) DDI는 일종의 반도체칩이며 그 기능을 수행하기 위해 필요한 부품의 구성을 DDI와 함께 묶어 ‘DDI 패키지’라고 부릅니다. 스마트폰과 같은 모바일용은 DDI칩 안에 모두 집적해 일체화 하는 경우가 많고, TV와 같이 공간이 조금 넉넉한 대형 패널용으로는 DDI 주변에 별도의 칩 형태로 구성됩니다. DDI 패키지는 DDI칩,…
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