컬러&디스플레이 2021.11.26

[컬러 & 디스플레이] 제 11화: 빛의 컬러로 표현하는 미디어아트

얼마 전 우리나라 연구진이 차세대 에너지원으로 주목받는 인공 태양 연구 성과에 대한 보도가 있었다. 인공 태양은 핵융합 발전 기술을 활용하여 초고온을 생성하는 기술이다. 지구에서 우리가 누리는 빛과 열의 원천인 태양은 핵융합 반응으로 에너지를 유지한다. 태양에서는 높은 압력 상태의 수소가 천오백만 도의 열과 만나서 헬륨으로 바뀌는데, 그 과정에서 엄청난 열과 빛이 방출된다. 그런 태양의 상태를 지구에서 똑같이 만들어 볼 수는 없다. 태양보다 압력이 낮기 때문에 1억 도에 가까운 온도를 유지해야만 수소 원소가 결합되는 핵융합 반응이 시작될 수 있다. 사실 인간이 지구에서 1억 도를 만드는 것은 기적에 가까운 일이다. 지표 밑의 마그마의 온도도 높아야 1,400도 정도이고, 철을 녹이는 용광로는 1,500도 수준이다. 1억 도의 열을 담고 유지하는 데는 지구상의 어떤 금속도 불가능하다. 다 녹아 버리기 때문이다. 그래서 초전도자석으로 자기장을 발생시키고 고온의 불꽃을 자기장 안에 가두어서 외벽과 접촉하지 않게 띄우는 기술이 쓰인다. 다른 나라에서 겨우 7초 남짓 1억 도의 불꽃을 유지한 반면에 우리나라 연구팀은 처음으로 30초를 유지했다. 고온의 핵융합 발전 과정에서 생기는 불순물을 배출하는 다이버터를 그동안 탄소 물질로 만들었는데, 이것을 텅스텐 재질로 교체하여 성능을 더 높일 예정이라고 한다. 언젠가는 핵융합 기술의 인공 태양을 볼 수 있을 것이다. 인공 태양을 만드는 일이 과학기술자만의 몫은 아니다. 아이슬란드 출신의 세계적인 예술가 올라퍼 엘리아슨(Olafur Eliasson)은 2003년 영국 런던의 테이트 모던 갤러리에서 인공 태양을 만들어 띄우는 <기후 프로젝트(The weather project)>를 전시했다. 갤러리 내부에서 가장…
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디스플레이 용어알기 2021.11.17

[디스플레이 용어알기] 88편: 가변주사율

디스플레이에서 주사율은 1초에 얼마나 많은 장면을 화면에 표현하는지 나타내는 수치로, 단위는 Hz(헤르츠)를 사용합니다. 예를 들어 120Hz의 주사율은 1초에 120번의 이미지가, 60Hz는 60번의 이미지가 화면에 불러오는 것입니다. 주사율이 높을수록 1초에 더 많은 이미지가 보이는 만큼 영상을 좀 더 부드럽고 매끄럽게 감상할 수 있는 반면, 이미지를 더 많이 불러오는 만큼 전력 소모도 증가합니다. 화면 전환이 빠른 게임이나 동영상의 경우 고주사율이 적용되면 보다 자연스럽고 부드러운 화면 변화를 감상할 수 있습니다. 그러나 상대적으로 화면의 변화가 적은 이미지나 텍스트 기반의 콘텐츠는 일반 주사율의 화면과 고주사율에서 볼 때의 이미지 변화가 거의 없기 때문에 고주사율이 적용되면 불필요한 전력 소모가 발생할 수 있습니다. 이런 문제점을 해결하기 위해 등장한 것이 바로 ‘가변주사율’ 입니다. 빠른 화면 전환이 필요한 콘텐츠에서는 고주사율을 적용하고, 상대적으로 변화가 적은 콘텐츠를 소비할 때는 보다 낮은 주사율을 적용하는 것입니다. 삼성디스플레이의 ‘어댑티브 프리퀀시’ 기술은 소비자의 사용환경에 맞춰 디스플레이의 주사율을 조정해 주는 가변주사율 기술입니다. 빠른 화면 전환이 필요한 스포츠, 게임 등은 120Hz, 이메일 확인과 같은 변화가 적은 화면은 30hz, 그리고 사진과 같이 정지 이미지는 10hz로 구동하는 등  화면의 상황에 따른 탄력적인 주사율을 적용해 소비전력은 줄이고, 화면은 고화질로 감상할 수 있습니다.
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테크 2021.11.08

전력 소모는 적게, 화면은 빠르게 스마트폰은 가변주사율이 대세!

최근 출시되는 놀라운 성능의 스마트폰에는 이 기술이 빠지지 않고 포함되어 있습니다. 바로 주사율을 사용환경에 따라 자유롭게 조절하는 ‘가변주사율’입니다. 5G시대를 맞아 필수 기술이 된 가변주사율이란 무엇이고, 어떤 스마트폰 제품에 적용되어 있는지 카드뉴스로 만나보세요.
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컬러&디스플레이 2021.10.26

[컬러 & 디스플레이] 제 10화: 컬러의 재현과 확장!

갑자기 가을이 찾아왔다. 지구 온난화의 영향인지 여름은 늘어나고 가을은 짧아지는 현상이 매년 증폭되고 있다. 서리가 내린 초록 이파리들은 갑작스러운 계절의 변화를 보여준다. 풍성한 색채의 풍경은 곧 회색의 계절로 바뀔 것이다. 가을의 색채에서 겨울의 흑백으로, 다시 봄의 색채로 변하는 흐름은 자연의 순리이지만, 색채를 향한 인간의 노력은 치열한 과정을 거쳤다. 자연의 안료를 사용한 그림에서 나타나는 색상 수는 많지 않았다. 흑백이 중심이 된 색상은 문자(文字)의 시대를 상징한다. 검은색 문자의 시대는 길었다. 고대 이집트 문자처럼 컬러로 새겨진 경우도 간혹 있지만, 20세기 초까지 문자는 검은 글씨였다. 특히 인쇄술의 발명 이후 글자는 검은색으로 찍혔고, 바탕의 종이는 아이보리 빛을 띈 흰색이었다. 수천 년간 이어진 문자 중심의 문명에서 컬러는 지식이나 이성이 아닌 감성의 표현이었다. 19세기 후반 컬러 사진 기술의 발명과 인쇄 기술의 발전은 흑백의 세계에 조금씩 색채를 깃들게 했다. <위대한 개츠비>로 표상되는 19세기 말의 신분 변화도 컬러와 함께 시작되었다. 그와 비슷한 시기에 조선의 선비들도 한동안 흑백의 수묵화에서 벗어나 조금씩 컬러를 수용하기 시작했다. 흑백에서 컬러로 넘어가는 변화는 텍스트 시대에서 이미지나 영상 시대로 전환됨을 의미한다. 믿는 대로 보인다?! 컬러에 대한 인식과 재현 자연의 컬러를 재현하는 인류의 과제는 구석기 동굴벽화부터 지금의 메타버스 시대까지 계속되고 있다. 컬러 재현은 근본적으로 컬러 인식에 기반을 둔 문제이다. 사실 광학적이고 과학적인…
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디스플레이 용어알기 2021.10.18

[디스플레이 용어알기] 87편: MPRT (동영상응답속도)

MPRT(Motion/Moving Picture Response Time)란 디스플레이에서 동영상의 응답시간을 뜻하는 용어로, 일정속도로 움직이는 영상에서 잔상이 생겼다가 사라지는 시간을 뜻합니다. MPRT는 일반적인 응답시간(Response Time)과 동일하게 밀리세컨드(ms)를 단위로 사용하며, 디스플레이의 MPRT 단위가 작을수록 더 자연스럽고 선명한 동영상을 표현할 수 있습니다. 일반적인 디스플레이 응답속도(Response Time)는 픽셀의 밝기 변화를 측정하는 방식으로, 0 Gray(black)에서 255 Gray(White)로 변하거나 그반대, 또는 그외 지정된 Gray에서 다른 지정된 Gray로 변하는 경우의 응답시간을 평가합니다. ‘회색 대 회색(Gray to Gray)’ 방식이 대표적입니다. 이와 달리 MPRT는 영상의 프레임 하나가 바뀌는 동안, 움직이는 패턴의 잔상이 사라지는 시간을 측정합니다. 위 그림과 같이 일정한 패턴을 디스플레이에 표시한 후 일정한 속도로 이동시키는 방식이며, 이 장면을 카메라로 촬영해 이미지의 끌림 정도(Blurred Edge Time/Width)를 분석합니다. 따라서 MPRT 수치가 작은 디스플레이일수록 잔상(끌림 정도)이 적게 발생하며, 액정이 불필요해 반응 속도가 빠른 자체발광 방식의 OLED 디스플레이의 경우 짧은 MPRT와 빠른 응답속도를 구현하므로 보다 선명한 화질을 표현할 수 있습니다.
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테크 2021.10.14

‘폴더블 디스플레이’를 향한 1000일의 여정

삼성의 3세대 폴더블폰인 갤럭시Z폴드3, 플립3가 역대급 흥행 돌풍을 일으키고 있습니다. 소비자들의 호평이 이어지는 가운데, 지난 4일에는 출시 39일 만에 국내 판매 100만대를 돌파하는 등 폴더블 디스플레이의 등장은 새로운 폼팩터인 폴더블폰 대중화에 기여하고 있습니다. 이 가운데 갤럭시Z폴드와 Z플립 디스플레이 개발의 주역이자 폴더블 OLED 개발을 책임지고 있는 삼성디스플레이 폴더블 개발팀이 최근 팀 신설 ‘1000일’을 맞이했습니다. 태스크포스 조직에서 정식 팀이 되고, 이후 계속해서 폴더블 OLED라는 새로운 시장을 만들어가고 있는 폴더블 개발팀. 팀을 3년째 이끌고 있는 유정일 전무와의 인터뷰를 통해 꿈을 현실로 만든 폴더블 개발, 그 천일의 여정을 돌아봅니다. 1) 지난 2018년 폴더블 프로젝트가 처음 시작됐을 때, 그때의 얘기를 들어볼 수 있을까요? – 2018년 7월 폴더블 OLED로 스마트폰의 새로운 역사를 쓰겠다는 목표 아래 폴더블 프로젝트가 출범하게 되었습니다. 오랜 기간 폴더블 연구개발을 해왔지만 양산은 또 다른 문제였죠. 기존 OLED와는 완전히 다른 공정 프로세스와 부품, 폴더블을 전담할 조직이 필요하다는 데 의견이 모아졌습니다. 양산이 1년도 채 남지 않은 시점에 기존 개발팀 인력에 각기 개성은 다르지만 폴더블 하나에 뜻을 모은 연구소, PA, 제조 전문가들이 속속 합류했고 그렇게 폴더블 프로젝트 조직이 만들어졌습니다. 2) 폴더블 프로젝트팀의 리더를 맡았을 때 우리 회사의 폴더블 기술은 어떤 수준이었나요? – 당시 회사는 폴더블 개발 과제를 연구 단계에서 상품화 단계로 이관하여 새로운 시작을 준비하는 상황이었습니다. ‘시작’이라는 표현을 쓴 이유는 앞에서도 언급했듯이 신기술 연구와 달리 상품화, 이른바 ‘대량 생산’은 완전히 다른 차원의 문제이기 때문입니다. 제가 폴더블 개발 총괄을 맡았던 당시 우리…
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컬러&디스플레이 2021.09.28

[컬러 & 디스플레이] 제 9화: 컬러의 질서를 찾는 ‘색체계의 여정’

독일의 문필가 요한 볼프강 폰 괴테(J. W. Goethe)는 문학과 철학의 대가였을 뿐만 아니라 색채학 연구에도 심취한 전인적 학자였다. 1780년대부터 20년간 지속된 그의 색채 연구는 뉴턴(I. Newton)의 과학적 접근과는 다르게 컬러의 심리적 기능에 집중되었다. 1792년 <광학에 관한 기고>에서 괴테는 밝음과 어둠의 이원론적인 구분을 뼈대로 노랑과 파랑의 2원색 체계로 전체 색채를 파악하자고 제안했다. 더 나아가 1812년에 발간한 <색채론> 제3권의 “논쟁” 단원에서는 뉴턴의 광학 실험과 컬러 스펙트럼의 연구에 근본적인 의문을 제기했다. 뉴턴이 실험한 조건이 너무 이상적이라고 비판했다. 뉴턴은 암실의 벽에 작은 구멍을 뚫어놓고 태양광이 가늘게 들어와서 생기는 광선에 프리즘을 투과시켜 얻은 무지개색 스펙트럼을 관찰한 광학적 색체계를 1704년 <광학(Opticks)> 저술에서 제안한 바 있다. 뉴턴의 실험 조건이 지나치게 한정적이라고 평가한 괴테는, 우리의 일상에서 보이는 색채와 상황에 따라 달리 인식되는 컬러 배색의 문제를 탐구했다. 언뜻 비과학적인 입장에서 뉴턴을 공격했다고 오해할 수도 있지만, 괴테의 색채 연구는 당시 큰 반향을 불러일으켰다. 그의 색체계는 이후 현상학 계열의 철학자들과 인상주의 화가들에게도 영향을 주었다. 뉴턴과 라이프니츠(W. Leibniz)의 수학 논쟁에서도 드러났던 것처럼 당시 유럽에서는 국가 간의 군사적 대결뿐만 아니라 학술적 다툼도 치열했다. 컬러의 질서를 찾아 체계를 정립하는 문제의 주도권을 잡기 위해 서로 경쟁했다. 뉴턴과 괴테의 서로 다른 입장은 결국 색채의 원리로 향하는…
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디스플레이 용어알기 2021.09.24

[디스플레이 용어알기] 86편: 시야각 (Viewing Angle)

‘시야’는 사람 눈이나 렌즈 등이 볼 수 있는 범위를 의미합니다. 디스플레이를 평가할 때 우리가 종종 사용하는 ‘시야각’도 이와 관련된 의미입니다. 우리가 모니터 화면을 볼 때 제품에 따라 정도의 차이가 있지만 정면에서 보는 화면과 측면에서 보는 화면이 다르게 보이는 경우가 있습니다. 정면에서는 깨끗한 화질을 볼 수 있지만 옆이나 위에서 내려다볼 때는 정면보다 어둡거나 색이 탁해진 화면을 보게 되는 것인데요. 디스플레이 화면을 볼 때 화질을 왜곡 없이 시청할 수 있는 각도를 ‘시야각’이라고 합니다. 시야각은 화면을 중앙에서 바라볼 때와 비교하여 상하좌우 위치에서 비스듬히 볼 때 화질의 차이가 있는지를 수치로 표현한 것입니다. 시야각이 좋은 디스플레이일수록 보는 위치에 상관없이 동일한 화질로 화면을 감상할 수 있습니다. 시야각이 좋지 못한 디스플레이는 측면에서 바라볼 때 화면의 컬러가 왜곡되거나 휘도가 저하되는 등 최적의 화질 감상이 어렵습니다. 일반적으로 빛은 직진성을 갖고 있어, 빛을 통해 화면을 구현하는 디스플레이 역시 바라보는 각도에 따라 밝기나 색에 영향을 받습니다. LCD의 경우 백라이트의 빛이 액정과 컬러필터를 통과하는 구조를 갖고 있어, 자발광 디스플레이에 비해 시야각에 제한이 있습니다. 차세대 대형 디스플레이로 주목받고 있는 QD 디스플레이는 자발광형 디스플레이입니다. QD는 빛을 전방위로 균일하게 발광시키는 특성이 있어, 시청각도에 따른 화질 변화를 최소화시켜 보다 균일한 휘도와 색감을 전달합니다.
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테크 2021.09.16

삼성디스플레이 혁신 기술과 함께 한 풀스크린 디자인의 진화

스마트폰 등장 이후로 계속 된 풀스크린을 향한 디스플레이의 진화! 특히 최근 등장한 UPC(Under Panel Camera) 기술은 카메라 홀과 디스플레이가 공존하는 진정한 풀스크린을 구현했습니다. 삼성디스플레이의 OLED 기술 혁신이 이끈 스마트폰 디스플레이의 발전~ 다섯 가지 주요 디자인 변화를 통해 살펴보겠습니다.
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디스플레이 용어알기 2021.09.06

[디스플레이 용어알기] 85편: 응답속도(Response Time)

디스플레이 응답속도(응답시간, Response Time)란 ‘전기 회로(TFT)에 전압을 인가한 후 실제로 최종적인 픽셀이 변할때 까지의 시간’을 뜻하는 용어로, 쉽게 표현해 디스플레이에 표시되는 화면이 교체되는 속도를 의미합니다. 즉, 응답속도가 느릴수록 화면이 변할 때 기존 장면이 남아있는 모습인 잔상이 많아져 화면이 흐릿하게 보이는 반면, 응답속도가 빠르면 잔상이 줄어들어 보다 선명한 화면을 볼 수 있습니다. 응답속도는 1000분의 1초를 뜻하는 밀리세컨드(ms)를 단위로 사용합니다. 예를 들어 5ms라고 하면 1000분의 5초만에 픽셀이 변경돼 새로운 화면을 보여주는 성능입니다. 응답속도는 크게 두가지 방식으로 측정합니다. 먼저 ‘백색 대 흑색(White to Black)’ 방식은 픽셀이 흑-백-흑(Black-White-Black)으로 바뀌는 시간을 측정하는 방식으로 가장 전통적인 방식이며, 이후에 흑백 방식에서 벗어나 10% 농도의 회색에서 90% 농도의 회색으로 변할 때까지 시간을 재는 ‘회색 대 회색(Gray to Gray)’ 방식이 등장했습니다. ▲ LCD와 OLED의 단면구조 비교 (LCD는 액정의 물리적 움직임이 필요하다) 대표적인 평판 디스플레이인 LCD는 액정의 물리적 움직임이 필요하기 때문에 응답속도가 상대적으로 느린 반면, 픽셀 스스로 빛을 내는 방식인 OLED는 별도의 물리적 구동이 불필요해 상당히 빠른 응답속도를 보여줍니다. 삼성디스플레이의 노트북용 OLED는 0.2ms의 응답속도를 기록해 2021년 5월, 글로벌 인증기관 SGS로부터 Gaming Performance 인증을 받기도 했습니다.
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