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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테크 2018.03.08

[디스플레이 톺아보기] ㉓ 디스플레이 드라이버 IC (DDI)

디스플레이 패널은 이미지와 영상을 통해 우리에게 다양한 시각 정보를 전달해 주는 역할을 합니다. 더욱 좋은 화질을 보여주기 위해 표현할 수 있는 컬러와 해상도가 꾸준히 발전해 왔고, 최근 발표된 삼성 갤럭시S9의 경우에는 색정확도 수준이 완벽에 가까울 정도로 정확하고 우수하다고 해외 디스플레이 분석 기관으로부터 평가될 정도로 디스플레이는 끊임 없이 진화해 왔습니다. * 갤럭시S9, ‘엑셀런트 A+’ 최고 화질 평가 오늘은 디스플레이 패널에 화면을 구현하기 위한 필수 부품인 DDI(디스플레이 드라이버 IC)에 대해 알아보는 시간을 갖겠습니다.   픽셀을 제어하기 위해 TFT에 명령을 내리는 ‘디스플레이의 신호등’ DDI는 Display Driver IC(Integrated Circuit)의 약자로 OLED, LCD 등의 디스플레이를 구성하는 수많은 픽셀을 구동하는 데에 쓰이는 작은 반도체 칩입니다. 디스플레이가 화면에 정보를 표현하기 위해서는 가장 먼저 사용자가 터치나 리모컨을 통해 기기를 컨트롤해야 합니다. 그럼 이 명령을 받은 기기의 두뇌 즉, 중앙처리장치(AP또는 CPU)는 사용자가 명령한 내용을 신호로 처리해서 내보냅니다. 이 신호는 PCB라는 회로기판을 거쳐서 DDI를 통해 패널에 전달됩니다. 이때 DDI는 각각의 픽셀을 어떻게 행동하라는 명령을 내리게 됩니다. DDI는 픽셀에게 명령을 직접 내리지는 않고 디스플레이 패널 안에 있는 TFT(박막트랜지스터)를 통해서 픽셀을 제어합니다. TFT의 기능에 대해서는 아래의 관련 콘텐츠를 참고하시면 이해에 도움이 됩니다. * 디스플레이의 보이지 않는 손 ‘TFT’ 디스플레이의 픽셀은 빛의 삼원색인 RGB(Red, Green, Blue)를 표시하는 서브픽셀로 구성되어 있고, 이러한 서브픽셀을 직접 제어하는 것이 TFT(박막트랜지스터)입니다. 그리고 TFT에 신호를 전달해서 최종적으로 픽셀을 제어하는 역할을 하는 것이 DDI입니다. DDI는 AP와 패널 사이에서 신호의 통로 역할을…
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테크 2018.02.09

[디스플레이 톺아보기] ㉒ 3D 디스플레이의 종류와 원리

모바일과 TV를 불문하고 또렷하고 선명한 고해상도 디스플레이가 대세인 요즘, 영상을 더욱 실감나게 표현하는 3D(삼차원) 입체영상 기술은 과거 3D 안경부터 현재 VR에 이르기까지 지금도 꾸준히 발전하고 있습니다. 오늘은 대표적인 3D 디스플레이 기술들에 대해서 살펴보겠습니다.   양안시차를 이용한 2안 방식 (stereoscopic display) 3D 디스플레이는 일반적으로 양안시차를 활용해 입체 영상을 표시합니다. 영상 인식 정도에 따라, 2안 방식(stereoscopic display)과 3차원 방식(volumetric display)이 있는데 안경의 착용 여부, 시점 등에 따라 구분됩니다. 인간은 좌우 눈을 통해 서로 다른 방향에서 하나의 물체를 바라보면서 대상을 입체적을 인식하게 됩니다. 이것을 ‘양안시차’라고 하며, 3D 디스플레이의 대부분은 이와 같은 양안시차를 이용해 입체 영상을 구현합니다. 양쪽 눈에 서로 다른 각도에서 관찰된 영상이 입력되면 두뇌작용으로 공간감을 인식하게 되는데, 흔히 2대의 카메라를 활용하거나 1대의 카메라에 2개의 렌즈를 부착시켜 서로 다른 영상을 촬영합니다. ▲ 일반적인 3D TV의 경우 2안 방식을 사용하며 위 그림과 같이 양안시차로 인해 사물을 입체적으로 느끼게 된다. 현재 상용화된 2안 방식은 주로 셔터안경 또는 편광안경을 사용해 입체감을 느낄 수 있게 하는 방식입니다. 2개의 렌즈로 촬영된 영상이 다시 2개의 안경알을 통해 뇌에서 1개의 영상으로 합쳐지는 것이죠. 특히 셔터안경은 TV에서 좌/우 눈에 보여줄 영상을 프레임별로 번갈아 보여주고, 안경도 이에 맞게 안경 자체에 탑재된 셔터를 열고 닫는 방식으로 각각의 눈에 서로 다른 시각정보를…
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테크 2018.01.18

[디스플레이 톺아보기] ㉑ TSP(터치스크린패널)의 종류와 원리

마우스와 키보드는 컴퓨터 입력장치의 필수요소입니다. 특히 마우스는 윈도우와 같은 GUI(graphic user interface)를 기반으로 한 현재의 컴퓨팅 플랫폼에서 없어서는 안 될 장치로 자리잡았습니다. 만약 마우스가 없다면 컴퓨터 이용이 얼마나 어려워질까 상상해 본 적 있으신가요? 아마 키보드 방향키로 커서를 이동시키느라 무척이나 불편했을 것이고, 심지어 지금과는 다른 커맨드 방식, 예를 들면 DOS(disk operating system)와 같은 OS가 아직까지도 대세를 유지했을지 모릅니다. 하지만 마우스가 처음 발명됐을 당시에는 달랑 버튼 한 두개를 가진 이 작은 장치가 어떤 중요한 역할을 할 수 있을지 대부분의 사람들은 의아해 했었던 것이 사실입니다. 과거로 멀리 갈 필요 없이, 스마트폰이 대중화된 요즘, 만약 터치스크린패널(TSP) 기술이 없었다면 우리의 스마트폰 사용은 어땠을까요? 상상하기 힘들 정도로 어렵지 않았을까요? 모든 스마트폰에는 물리적인 쿼티(qwerty) 키보드가 필수적으로 달려 있어야 하고, 휴대용 미니 마우스를 매번 들고 다녀야 했을지도 모릅니다. 오늘은 스마트기기의 등장과 함께 더욱 존재감을 강하게 드러낸 터치스크린패널 기술에는 어떠한 종류가 있고, 어떤 원리로 작동하는지 톺아보겠습니다.   터치 방식의 구분 터치 센서에는 다양한 종류의 기술이 사용됩니다. 터치스크린이 위치하는 패널의 구조에 따라서 외장형과 내장형으로 나뉘고, 작동원리를 기준으로 했을 때, 현재 스마트폰에 가장 대중적으로 쓰이는 정전용량 방식과 저항막 방식 그리고 적외선, 음파, 압력을 이용한 터치 방식 등 그 종류가 무척 많습니다.…
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테크 2018.01.04

[디스플레이 톺아보기] ⑳ 빛과 색 그리고 디스플레이

디스플레이는 우리의 눈에 시각적 정보를 전달해 주는 매개체입니다. 그렇기 때문에 디스플레이는 특정한 모양과 색의 구성을 통해 문자 또는 그림, 영상의 형태로 정보를 전달해 줍니다. 디스플레이에서 시각적 정보를 전달해주는 이같은 방법은 바로 빛을 이용한 것으로 빛은 디스플레이에는 없어서는 안 될 필수요소입니다. 오늘은 빛과 그 빛을 이용한 색에 대해서 알아보는 시간을 갖겠습니다.   빛이란? 우리가 살고 있는 우주가 빛으로 가득 차 있다면, 조금 더 정확히 표현하자면 전자기파로 가득 차 있다면 믿을 수 있을까요? 빛은 우리가 볼 수 있는 모습 그 이상으로 다양한 범위를 채우고 있습니다. 스펙트럼으로 햇빛을 나누면 우리는 빨주노초파남보의 색으로 나뉜 무지개 빛을 볼 수 있지만, 그 빛의 스펙트럼은 실재하는 빛의 일부분으로 우리 눈에 보이는 가시광선만 표현된 것입니다. 실제로는 아래 그림과 같이 빛은 파장에 따라 넓은 스펙트럼을 가지고 있습니다. 우리가 ‘색(color)’이라고 부르는 빛의 영역은 바로 가시광선 영역입니다. 디스플레이는 바로 가시광선 영역의 빛을 이용해 색을 표현합니다. 그렇다면 수십만가지의 색을 디스플레이는 어떻게 표현할 수 있을까요? 비밀은 바로 빛의 삼원색에 있습니다. 빛의 3원색을 구성하는 요소는 빨간색(R), 녹색(G), 파란색(B)입니다. 이 3가지 색이 삼원색으로 불리는 이유는 절대 서로를 만들 수 없는 파장을 갖고 있기 때문입니다. 아래 그림처럼 3가지 색을 모두 합하면 한 가운데의 하얀색 빛을 만들 수 있고, 각…
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테크 2017.12.21

[디스플레이 톺아보기] ⑲ LCD 제조공정 – 모듈(Module)

오늘은 LCD 제조 공정의 마지막 단계인 모듈(Module) 공정에 대해 알아보겠습니다. LCD 패널을 만드는 과정은 그림과 같이 TFT(박막트랜지스터)와 컬러필터(color filter) 제작 그리고 TFT와 컬러필터를 하나로 합치는 ‘합착’ 과정으로 이어집니다. 그리고 합착된 패널을 TV 또는 모바일 기기의 스크린에 맞게끔 자르는 ‘절단(scribe)’ 공정을 진행하고 액정을 주입 후, 마지막 단계인 ‘모듈’ 공정까지 마치면 하나의 완성된 LCD 패널이 탄생하게 됩니다. 모듈 공정은 크게 3가지 과정으로 이루어집니다. TFT와 CF 그리고 액정주입까지 마친 패널 이후에 진행되는 모듈 공정은 먼저 패널을 깨끗하게 세척하는 것부터 시작합니다. 두 번째 단계는 패널의 위 아래에 편광판을 붙이는 과정이며, 세 번째는 드라이버IC, PCB를 붙이는 OLB 공정입니다. 그리고 마지막 단계는 패널 검사 공정으로 패널이 제대로 작동하는지를 확인합니다. 추가적인 단계로 LCD에 빛을 쏘아주는 BLU(백라이트유닛)를 모듈공정에 넣는 경우도 있는데 제품에 따라 이 과정을 디스플레이 제조사에서 하거나 완성 제품을 조립하는 세트사에서 직접 진행하기도 합니다. 그럼 첫 번째 단계부터 하나씩 살펴보겠습니다. ※ 제조사에 따라 백라이트유닛 등의 공정이 포함되기도 함   세정/편광판 부착 공정 모듈공정 역시 다른 공정들과 마찬가지로 세정 단계부터 시작합니다. CF와 TFT가 합착된 셀패널(cell)의 표면이 깨끗하게 세정돼야 편광판을 붙일 때 이물질로 인한 품질 저하를 막을 수 있습니다. 셀패널의 세정이 모두 끝나면 편광판(POL)을 부착합니다. LCD 구동의 핵심 원리가…
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