AMOLED 겹침현상 없어 3D구현에 유리
'편광안경' 해상도 저하 '셔터안경' 어지럼증 단점
LCDㆍPDPㆍOLED 패널별 화면밝기ㆍ속도 등 차이
3차원(D) TV에 대한 소비자들의 관심이 갈수록 뜨거워지고 있습니다. 높은 관심만큼 3D TV 방식으로 흔히 거론하는 능동형 셔터안경 방식, 수동형 편광안경 방식, 무안경 방식 등 어떤 것이 가장 편안하게 3D 영상물을 보는데 좋을까 하는 궁금증도 커지는 듯 합니다. 또 3D LCD TV가 좋을까, 아니면 3D PDP TV가 좋을까, 3D OLED TV는 언제쯤 나올까도 관심사입니다. 오늘은 3D 디스플레이 구현방식에 따른 각 차이점과 디스플레이 종류별 3D 특성을 알아보겠습니다.
◇3D 디스플레이 구현 방식별 차이=우선 특수안경이 필요한 3D 디스플레이는 편광안경(수동형)과 셔터안경(능동형) 방식으로 구분되는데요. 편광안경 방식 가운데 디스플레이 패널 안에 `엑스폴'(Xpol) 편광필터를 부착하는 방식은 필터와 안경으로 인해 해상도가 떨어지는 문제점을 안고 있습니다. 편광필터는 화면을 구성하는 수평 주사선을 공간적으로 분할해 첫 줄은 왼쪽 눈에 비치는 영상, 둘째줄은 오른쪽 눈에 비치는 영상 등 이런 식으로 번갈아가며 전체 주사선을 구성하고, 이를 편광안경에서 오른쪽 안경알은 오른쪽 영상만을 계속 투과시키고 왼쪽 눈은 계속 왼쪽 주사선 영상만을 투과시키는 방식이기 때문에 해상도가 반감되는 것입니다. 이런 단점을 개선하기 위해 전기신호에 따라 투명한 편광필터 역할을 할 수 있는 `TN-LCD'를 사용하는 편광안경 방식이 고안됐습니다. 그러나 이 기술은 디스플레이 크기와 같은 TN-LCD 패널이 하나 더 필요하기 때문에 원가가 올라가는 문제를 안고 있습니다.
능동형 셔터안경 방식은 편광 방식처럼 가로 주사선을 따라 왼쪽 오른쪽 영상으로 분할하는 방식이 아니라 한 화면 전체, 즉 프레임(Frame)별로 왼쪽 눈 영상과 오른쪽 눈에 비칠 영상을 구분하고 이를 시간차이를 두고 내보내는 방식입니다. 왼쪽 눈에 비칠 프레임이 나타날 때, 적외선 에미터(송신기)는 안경에 신호를 보내 왼쪽 셔터 글라스는 열고 오른쪽 글라스는 닫아 보이지 않게 합니다. 셔터 글라스라는 것은 일종의 LCD로 전기신호에 따라 투명하게 할 수 있고, 불투명하게 할 수 있습니다. 이 방식은 필터 없이 프레임별로 좌우 영상을 구분하고, 투명한 안경을 통해 보기 때문에 해상도가 좋다는 장점이 있습니다. 그러나 이 방식도 여전히 문제는 있습니다. 왼쪽 셔터 글라스를 통해 왼쪽 눈에만 보여야 할 영상 프레임이 오른쪽 셔터 글라스가 열리는 순간 오른쪽 프레임 영상과 겹쳐 보이는 이른바 `크로스토크'(Crosstalk) 현상이 발생, 어지럼증이 나타나게 됩니다.
안경이 필요 없는 무안경 3D 방식은 디스플레이 표면에 빛의 방향을 제어할 수 있는 볼록형 렌즈(Lenticular) 형태의 투명 필름을 부착하는 것을 기본으로 하고 있는데, 어지럼증이 심해 아직까진 상용화 단계로 보긴 힘듭니다.
◇LCDㆍPDPㆍOLED 디스플레이 종류별 3D 차이=기본적으로 1초에 60장 화면(프레임)으로 구성되는 60Hz 영상정보를 120Hz LCD로 3D를 구현하면 한 화면에 위는 왼쪽 눈에 비칠 영상이 아래는 오른쪽 눈에 비칠 영상이 겹치는 크로스토크 현상이 나타납니다. 따라서 이를 없애기 위해 LCD로 3D를 구현하려면 적어도 240Hz 기술이 필요하게 됩니다. 그러나 240Hz LCD라고 해도 LCD 액정의 응답속도에는 한계가 있기 때문에 겹침현상을 완벽히 제거하긴 어렵습니다. 그래서 고안된 것이 왼쪽 눈에 비칠 영상과 오른쪽 눈에 비칠 영상 사이에 검은 화면을 추가해 크로스토크를 완화하는 것입니다. 검은 화면은 검은 영상데이터를 넣는 방법과 LCD백라이트를 끄는 방법이 있습니다. 백라이트를 빠르게 끄고 켜려면 기존 냉음극관형광램프(CCFL) 백라이트로는 어렵고, LED 백라이트가 필요합니다. 그러나 이 경우 화면 밝기가 떨어지는 문제가 있기 때문에 LED백라이트 휘도를 높여야 합니다. 또 셔터 글라스의 열고 닫는 속도도 더 개선해야 합니다.
PDP의 경우 액정을 사용하지 않고 플라즈마 방전 원리를 사용하기 때문에 화면 응답속도가 LCD에 비해 빠르고, 이로 인해 3D 구현시 어지럼증이 덜하다는 장점이 있습니다. 그러나 플라즈마 방전에 따라 발광하는 형광물질의 잔광 효과 때문에 검은 화면 표시 시간을 충분히 증가시켜야 하는데, 이로 인해 화면 밝기가 감소하는 문제가 있습니다.
능동형 유기발광다이오드(AMOLED)의 경우 LCD나 PDP처럼 가로 주사선을 따라 화소를 위에서 아래로 순차적으로 발광시키는 방식이 아니라 화면 전체의 발광소자에 미리 영상정보를 기억해뒀다 한 번에 표시할 수 있기 때문에 3D 구현에는 가장 유리한 방식입니다. 왼쪽 눈에 비칠 영상 프레임과 오른쪽 눈에 비칠 영상 프레임을 확실히 구분할 수 있기 때문에 크로스토크 문제를 해결할 수 있습니다. 그러나 아직 TVㆍ모니터ㆍ노트북PC 등 큰 크기의 AMOLED 디스플레이 제품은 상용화 이전 상태입니다. 이르면 2012년부터 출시될 것으로 예상되나, 가격 부담은 LCD나 PDP에 비해 상대적으로 클 것으로 보입니다.
김승룡기자 srkim@
도움말=삼성모바일디스플레이 김상수 연구소장
LCDㆍPDPㆍOLED 패널별 화면밝기ㆍ속도 등 차이
3차원(D) TV에 대한 소비자들의 관심이 갈수록 뜨거워지고 있습니다. 높은 관심만큼 3D TV 방식으로 흔히 거론하는 능동형 셔터안경 방식, 수동형 편광안경 방식, 무안경 방식 등 어떤 것이 가장 편안하게 3D 영상물을 보는데 좋을까 하는 궁금증도 커지는 듯 합니다. 또 3D LCD TV가 좋을까, 아니면 3D PDP TV가 좋을까, 3D OLED TV는 언제쯤 나올까도 관심사입니다. 오늘은 3D 디스플레이 구현방식에 따른 각 차이점과 디스플레이 종류별 3D 특성을 알아보겠습니다.
◇3D 디스플레이 구현 방식별 차이=우선 특수안경이 필요한 3D 디스플레이는 편광안경(수동형)과 셔터안경(능동형) 방식으로 구분되는데요. 편광안경 방식 가운데 디스플레이 패널 안에 `엑스폴'(Xpol) 편광필터를 부착하는 방식은 필터와 안경으로 인해 해상도가 떨어지는 문제점을 안고 있습니다. 편광필터는 화면을 구성하는 수평 주사선을 공간적으로 분할해 첫 줄은 왼쪽 눈에 비치는 영상, 둘째줄은 오른쪽 눈에 비치는 영상 등 이런 식으로 번갈아가며 전체 주사선을 구성하고, 이를 편광안경에서 오른쪽 안경알은 오른쪽 영상만을 계속 투과시키고 왼쪽 눈은 계속 왼쪽 주사선 영상만을 투과시키는 방식이기 때문에 해상도가 반감되는 것입니다. 이런 단점을 개선하기 위해 전기신호에 따라 투명한 편광필터 역할을 할 수 있는 `TN-LCD'를 사용하는 편광안경 방식이 고안됐습니다. 그러나 이 기술은 디스플레이 크기와 같은 TN-LCD 패널이 하나 더 필요하기 때문에 원가가 올라가는 문제를 안고 있습니다.
능동형 셔터안경 방식은 편광 방식처럼 가로 주사선을 따라 왼쪽 오른쪽 영상으로 분할하는 방식이 아니라 한 화면 전체, 즉 프레임(Frame)별로 왼쪽 눈 영상과 오른쪽 눈에 비칠 영상을 구분하고 이를 시간차이를 두고 내보내는 방식입니다. 왼쪽 눈에 비칠 프레임이 나타날 때, 적외선 에미터(송신기)는 안경에 신호를 보내 왼쪽 셔터 글라스는 열고 오른쪽 글라스는 닫아 보이지 않게 합니다. 셔터 글라스라는 것은 일종의 LCD로 전기신호에 따라 투명하게 할 수 있고, 불투명하게 할 수 있습니다. 이 방식은 필터 없이 프레임별로 좌우 영상을 구분하고, 투명한 안경을 통해 보기 때문에 해상도가 좋다는 장점이 있습니다. 그러나 이 방식도 여전히 문제는 있습니다. 왼쪽 셔터 글라스를 통해 왼쪽 눈에만 보여야 할 영상 프레임이 오른쪽 셔터 글라스가 열리는 순간 오른쪽 프레임 영상과 겹쳐 보이는 이른바 `크로스토크'(Crosstalk) 현상이 발생, 어지럼증이 나타나게 됩니다.
안경이 필요 없는 무안경 3D 방식은 디스플레이 표면에 빛의 방향을 제어할 수 있는 볼록형 렌즈(Lenticular) 형태의 투명 필름을 부착하는 것을 기본으로 하고 있는데, 어지럼증이 심해 아직까진 상용화 단계로 보긴 힘듭니다.
◇LCDㆍPDPㆍOLED 디스플레이 종류별 3D 차이=기본적으로 1초에 60장 화면(프레임)으로 구성되는 60Hz 영상정보를 120Hz LCD로 3D를 구현하면 한 화면에 위는 왼쪽 눈에 비칠 영상이 아래는 오른쪽 눈에 비칠 영상이 겹치는 크로스토크 현상이 나타납니다. 따라서 이를 없애기 위해 LCD로 3D를 구현하려면 적어도 240Hz 기술이 필요하게 됩니다. 그러나 240Hz LCD라고 해도 LCD 액정의 응답속도에는 한계가 있기 때문에 겹침현상을 완벽히 제거하긴 어렵습니다. 그래서 고안된 것이 왼쪽 눈에 비칠 영상과 오른쪽 눈에 비칠 영상 사이에 검은 화면을 추가해 크로스토크를 완화하는 것입니다. 검은 화면은 검은 영상데이터를 넣는 방법과 LCD백라이트를 끄는 방법이 있습니다. 백라이트를 빠르게 끄고 켜려면 기존 냉음극관형광램프(CCFL) 백라이트로는 어렵고, LED 백라이트가 필요합니다. 그러나 이 경우 화면 밝기가 떨어지는 문제가 있기 때문에 LED백라이트 휘도를 높여야 합니다. 또 셔터 글라스의 열고 닫는 속도도 더 개선해야 합니다.
PDP의 경우 액정을 사용하지 않고 플라즈마 방전 원리를 사용하기 때문에 화면 응답속도가 LCD에 비해 빠르고, 이로 인해 3D 구현시 어지럼증이 덜하다는 장점이 있습니다. 그러나 플라즈마 방전에 따라 발광하는 형광물질의 잔광 효과 때문에 검은 화면 표시 시간을 충분히 증가시켜야 하는데, 이로 인해 화면 밝기가 감소하는 문제가 있습니다.
능동형 유기발광다이오드(AMOLED)의 경우 LCD나 PDP처럼 가로 주사선을 따라 화소를 위에서 아래로 순차적으로 발광시키는 방식이 아니라 화면 전체의 발광소자에 미리 영상정보를 기억해뒀다 한 번에 표시할 수 있기 때문에 3D 구현에는 가장 유리한 방식입니다. 왼쪽 눈에 비칠 영상 프레임과 오른쪽 눈에 비칠 영상 프레임을 확실히 구분할 수 있기 때문에 크로스토크 문제를 해결할 수 있습니다. 그러나 아직 TVㆍ모니터ㆍ노트북PC 등 큰 크기의 AMOLED 디스플레이 제품은 상용화 이전 상태입니다. 이르면 2012년부터 출시될 것으로 예상되나, 가격 부담은 LCD나 PDP에 비해 상대적으로 클 것으로 보입니다.
김승룡기자 srkim@
도움말=삼성모바일디스플레이 김상수 연구소장
