디스플레이 이야기 2 디스플레이 상식과 지식 알아가기

디스플레이가 만들어낸 파란 하늘과 하얀 구름의 풍경
햇빛은 대기층을 통과하는 동안 무수히 산란되며, 산란된 빛들은 사방으로 퍼져 나가면서 하늘을 또 하나의 조명으로 만듭니다. 그리고 파장이 짧은 빛은 더 많이 산란되고 결국은 더 멀리까지, 하늘 전체로 퍼져 나갑니다. 파란색 빛은 빨간색 빛에 비해 3.5배 더 산란됩니다. 그래서 맑은 날, 구름 없는 하늘은 끝도 없는 파란색입니다. 구름을 이루는 수많은 작은 물방울의 크기는 가시광선 파장의 수십 배에 이릅니다. 이 경우에는 가시광선의 모든 빛들이 별 차이가 없이 산란됩니다. 따라서 구름이나 안개가 하얗게 됩니다. 그리고 구름의 색깔을 통해 햇빛의 색깔도 하얗습니다. 이처럼 하늘 자락 위 펼쳐진 파란 하늘과 하얀 구름은 햇빛의 산란이 만들어낸 풍경입니다. 이러한 가시광선을 디스플레이는 만들어냅니다. 궁금하시죠? 어떻게 디스플레이가 자연에 가까운 빛과 색을 만들어내는지. 이 책은 그 원리와 이론을 자세히 설명하고 있습니다.

인간과 정보, 기계 등을 연결하는 인터페이스로서의 디스플레이
정보통신의 세계에서 디스플레이는 가장 끝쪽에 위치합니다. 센서 등에 의해 취득된 신호나 정보는 네트워크를 통해 전달되고, 그 마지막이 디스플레이를 통해 우리에게 보여지기 때문입니다. ‘인간은 정보의 80%를 시각에 의존하고, 그 대부분은 색채로 이루어져 있다,’ 독일의 대문호이자 색채 심리의 전문가이기도 한 괴테가 <색채론(Theory of Colours)>에서 한 말입니다. 인간의 5감에서 시각으로 오는 정보가 80% 이상이므로 당연히 눈으로 오는 정보입니다. 눈은 이처럼 색채로 이루어진 정보를 어떻게 받아들일까요? 배우가 연기를 하든 앵커가 뉴스를 하든 카메라로 촬영된 영상신호는 전파가 되어 집으로 옵니다. 안테나를 통하든 통신선을 통하든 집으로 전달된 영상신호는 TV에서 다시 빛 그리고 영상으로 바뀌어 우리 눈에 보이게 되는데, 그 화면인 디스플레이는 어떻게 전자 기기에서 시각 정보를 표시하여 우리 눈에 전달할까요? 궁금하시죠? 이 책은 디스플레이가 인간과 정보, 기계 등을 연결하는 인터페이스로서 어떻게 정보를 보여 주는지 자세히 설명하고 있습니다.

두 번째 이야기인 ‘디스플레이 상식과 지식 알아가기’
이 책에서는 모든 디스플레이들에 공통으로 적용되는 기초 이론과 용어들을 다룹니다. 먼저, 우리 인체에서 정보 디스플레이와 가장 밀접한 눈 그리고 빛에 관해 설명합니다. 무한한 전자기파 영역을 다루는데, 특히 가시광선 내용을 더 자세히 다루고, 디스플레이가 가시광선을 만들어내면서 어떻게 색과 영상을 구현하는지를 설명합니다. 디스플레이의 세포에 해당하는 화소, 부화소들 각각이 어떻게 색을 만들고, 만들어낼 수 있는 색의 수는 어떻게 결정되는지 그리고 각각의 화소들이 어떤 방식으로 구동되면서 영상을 표현하는지, 실로 흥미진진한 이야기들이 전개됩니다. 한 화소 안에 있는 세 개의 부화소들이 각각 빛의 3원색을 담당하며, 이때 빛의 밝기와 색의 표현력을 정의하는 방법, 색과 온도의 관계인 색온도, 색이 지니고 있는 세 개의 속성들인 색상, 채도, 명도에 관한 이야기도 곁들여집니다. 이상이 이론적인 기초 학습이라면 다음으로 공학적, 제조 공정면에서 정리한 용어들의 설명이 더해집니다. 디스플레이가 만들어지는 운동장인 기판부에 관한 이야기, 박막 트랜지스터와 저장 커패시터가 연결되는 능동 구동 화소부, 이 위에 더해지는 입력 장치인 터치스크린부, 즉 디스플레이 패널을 구성하는 세 개의 주요 부분을 차례로 설명합니다. 이와 함께 디스플레이의 성능과 규격에 관한 용어들, 즉 개구율, 다이내믹 레인지, 명암비, 색심도와 계조, 시야각, 응답 속도, 주사율과 프레임 속도, 해상도, 화면비 등 디스플레이의 공통 용어들을 가나다 순으로 명료하게 정의하고 설명합니다. 다면취 공정, 상판과 하판, 생산량, 세대, 택트 타임 등 생산 현장에서 사용되는 용어들을 기술하며, 끝으로 디스플레이 패널과 모듈, 세트 그리고 외부 기기와의 연결을 위한 커넥터 부분을 설명합니다.

5권으로 출간하는 ‘디스플레이 이야기’
‘디스플레이 이야기’ 시리즈는 총 5권으로 출간합니다. 1권은 ‘디스플레이 알아가기’로 디스플레이이의 기원, 변천과 역사, 분류를 다루고, 디스플레이 기술들을 알기 쉽게 핵심 위주로 설명합니다. 2권은 ‘디스플레이 상식과 지식 알아가기’로 모든 디스플레이들에 공통으로 적용되는 기초 이론과 용어들을 다룹니다. 3권은 ‘액정 디스플레이 알아가기’로 액정 디스플레이를 상세히 기술합니다. 4권은 ‘유기 발광 다이오드 상식 알아가기’로 새로운 주류로 잡아가는 유기 발광 다이오드를 설명합니다. 5권은 ‘유기 발광 다이오드와 양자점 디스플레이 지식 알아가기’로 유기 발광 다이오드를 좀 더 상세히 서술하고, 차세대 디스플레이인 양자점 디스플레이를 설명합니다.

주병권
1962년 충북 제천 출생
1995년 고려대학교 대학원 전자공학과 졸업(공학박사)
1988년~2005년 KIST 미래기술연구본부 책임연구원
2005년~현재 고려대학교 전기전자공학부 교수, 시인

전 산업통상자원부 미래디스플레이 핵심기술개발사업단 단장
현 삼성디스플레이-고려대 디스플레이 연구센터 센터장
현 산업통상자원부 첨단센서 2025 포럼 공동위원장
현 한국문인협회 종로지부(종로문협) 회원, 미디어 국장, 이사
현 우정갤러리(서촌점, 안암점, 온라인점) 관장

세계정보디스플레이학회 최우수논문상(2000년), 공로상(2009년), 산업통상자원부 장관상(2016년), 한국문인협회 종로지부 종로문학상(2019년) 등 50여 회 수상
국제학술지논문(SCI) 450여 편 게재
석·박사학위 제자 200여 명 배출
공학, 문학 관련 저서 10여 권 출간

시작하며…
알아가기
 병상에서의 상념
 디스플레이를 위한 센서, 눈
 빛
 파동, 전자기파
 햇빛, 가시광선
 빛과 색 그리고 디스플레이의 화소
 화소가 만드는 색, 색의 수
 화소들의 구동, 영상 만들기
3원색
 빛의 밝기
 색 공간, 색 좌표
 색 영역, 규격들의 변천
 색 재현율
 색온도
 색의 3속성
 기판부
 능동 구동 화소부
 터치스크린부
 개구율
 다이내믹 레인지와 HDR
명암비
 색심도와 계조, 감마 보정
 시야각
 응답 속도
 주사율, 프레임 속도
 해상도
 화면비
 다면취 공정
 상판과 하판
 생산량
 세대(G)
택트 타임
 커넥터