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 색의 밝기를 적절히 조합해 다양한 색을 표현할 수 있습니다.

이런 색 조합의 원리를 디스플레이에서는 아래와 같이 구현합니다. TV나 스마트폰에 돋보기를 올려 놓고 보면 화면을 구성하는 픽셀 단위마다 일반적으로 3원색의 서브픽셀(sub-pixel)이 자리잡고 있음을 알 수 있습니다. 각 서브픽셀로 가산혼합을 이용해 최종적인 색을 구현하고, 우리 눈은 그 색을 인지하는 것이죠.

우리 눈은 시세포를 통해서 이렇게 만들어진 빛을 인식합니다. 사람이 색을 본다는 것은 사실 서로 다른 파장의 빛을 본다는 것이 더 정확한 표현입니다. 우리 눈으로 볼 수 있는 빛을 '가시광선'이라고 하는 것은 위에서 말씀 드렸는데요. 사람의 눈에는 이러한 빨간색/녹색/파란색 빛을 내는 각 파장의 자극에 반응하는 원추세포들이 있고 이 세포들이 각각 인지한 파장을 시신경을 거쳐 뇌로 정보를 보내게 되면 사람은 최종적으로 색을 인지하게 합니다.

오늘은 디스플레이가 화면을 표시하는데에 없어서는 안 될 필수 요소인 빛과 그 빛을 이용해 디스플레이가 색을 구현하는 원리에 대해서 알아보았습니다. 디스플레이의 알쏭달쏭 궁금함을 하나씩 풀어나가는 디스플레이 톺아보기 다음 편도 많은 기대 바랍니다.