Chapter 20

용어집 & 종합 퀴즈

nit, PPI, LTPO, FFS, TADF, MPRT, PQ, DSC, FMM, UTG, VAC… 디스플레이는 약어와 단위의 숲이다. 이 장은 책 전체에 흩어진 핵심 용어를 한곳에 모은 사전이자, 플래시카드로 외우고 종합 퀴즈로 전 범위를 점검하는 마무리 장이다.

→ 용어집 · → 플래시카드 · → 종합 퀴즈

학습 가이드: 책 전체 지도

디스플레이 한 장을 이해하는 길은 빛이 눈에 닿는 경로를 거꾸로 따라가는 것이다. 눈이 무엇을 느끼는지(1장, 2장)를 먼저 알고, 그것을 화소 격자(3장)로 쪼갠 다음, 각 화소를 켜는 트랜지스터와 배선(4장, 5장), 빛을 만들거나 조절하는 소자(6장–10장), 시간과 계조를 다루는 신호 체계(11장, 12장, 14장)로 넘어간다. 마지막으로 광학·공정·응용·측정(13장, 15장–18장)을 거쳐 19장에서 전부를 묶어 설계해 본다. 아래 지도의 상자를 누르면 해당 챕터로 이동한다.

① 기초 ② 화소·구동 ③ 발광·변조 소자 ④ 시간·신호 ⑤ 광학·공정·응용 ⑥ 평가·종합
그림 20-1. 챕터 지도. 20개 장을 여섯 단계로 묶었다. 가운데 ③ 단계(LCD·백라이트·OLED·픽셀 회로·마이크로LED)가 책의 몸통이며, 같은 단계 안의 장들은 순서를 바꿔 읽어도 된다. 상자를 누르면 해당 장으로 이동한다.

용어집의 14개 카테고리는 이 지도와 거의 겹친다. 예컨대 ‘TFT·회로’는 4장·5장·9장에, ‘모션·HDR’은 11장·12장에 걸쳐 있다. 아래 그림은 한 프레임의 데이터가 빛이 되어 눈에 닿기까지의 경로에 카테고리를 겹쳐 놓은 것이다. 어떤 용어가 이 경로의 어디에서 일하는지 떠올리며 읽으면 훨씬 오래 기억된다.

영상 콘텐츠 감마·PQ 부호화 모션·HDR · 색 TCON·인터페이스 DSI·eDP·DSC·디머라 인터페이스 드라이버 IC 게이트·소스·GOA TFT·회로 TFT 백플레인 LTPS·산화물·보상 TFT·회로 · 공정 발광·광변조 LC·OLED·µLED·QD LCD · OLED · µLED 광학 스택 편광판·AR·커버 광학 · 플렉서블 관찰 조건 거리·주변광·렌즈 화소·해상도 · XR 눈과 뇌 휘도·색·해상도 지각 기초·시각 · 측정 전기 신호 영역 빛 영역 (측정 장비는 이 경로 위의 눈 자리에 놓인다)
그림 20-2. 프레임 데이터가 빛이 되어 눈에 닿는 경로와 용어집 카테고리(분홍 글씨). 위 줄은 전기 신호, 아래 줄은 빛의 영역이다. 18장의 측정기는 맨 끝의 ‘눈’을 대신해 같은 양을 숫자로 잰다.
검색으로 확인본문을 읽다 모르는 약어가 나오면 용어집에서 영어·약어로 바로 찾는다. 정의 본문도 검색된다.
카드로 외우기카테고리를 골라 플래시카드를 넘긴다. 앞면만 보고 영어 원어와 정의를 말해 본 뒤 뒤집는다.
퀴즈로 점검38문항을 풀고 챕터별 정답률 막대를 본다. 빨간 막대가 있는 장의 시뮬레이터로 돌아간다.
설계로 마무리19장 플레이그라운드에서 크기·해상도·기술을 바꾸며 용어들이 서로 어떻게 묶이는지 확인한다.
추천 순서: 처음 읽는다면 각 장을 마칠 때마다 이 페이지의 카테고리 칩으로 해당 분야만 걸러 카드 10장을 넘겨 보자. 책을 한 번 다 읽었다면 종합 퀴즈부터 풀고, 틀린 장만 다시 읽는 편이 효율적이다.

용어집

검색창에 한국어(예: 편광), 영어(예: mobility), 약어(예: MPRT) 중 아무것이나 입력하면 바로 걸러진다. 정의 본문도 검색 대상이며, 초성(예: ㅎㄷ → 휘도)으로도 찾을 수 있다. 카테고리 칩으로 범위를 좁히고, ㄱㄴㄷ/ABC 정렬을 바꿀 수 있다. 용어를 누르면 정의와 관련 챕터 링크가 펼쳐진다.

정렬
용어 정의에 적힌 수치(예: LTPS 이동도 50–150 cm²/V·s, 스마트폰 400–550 PPI, OLED 광추출 효율 20–30 %)는 2020년대 양산 제품의 대표 범위다. 정확한 값은 제품·세대마다 다르므로, 숫자보다 자릿수와 대소 관계를 기억하는 것이 중요하다.

오늘의 용어 플래시카드

처음 열면 날짜로 정해진 ‘오늘의 용어’가 나온다. 앞면의 한국어 용어를 보고 영어 원어와 뜻을 떠올린 다음 카드를 눌러(또는 스페이스 키) 뒤집는다. ‘알았다/몰랐다’로 스스로 채점하면 몰랐던 카드가 다음에 더 자주 나온다. 카드 범위는 위 용어집의 카테고리 선택을 따른다.

FLASHCARD

오늘의 용어

오늘의 용어
—
영어 원어와 뜻을 떠올린 뒤 눌러서 뒤집기
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카드는 현재 카테고리 필터 안에서 무작위로 고른다. ‘몰랐다’ 표시한 카드는 가중치가 3배가 되어 다시 나올 확률이 높다(이 페이지를 닫으면 초기화).

종합 퀴즈

전 챕터(1–19장)에서 두 문항씩 고른 38문항이다. 보기를 누르면 바로 채점되고 해설과 복습 링크가 나온다. 위의 막대는 진행 상황, 맨 아래 패널은 챕터별 정답률이다. ‘다시 풀기’를 누르면 문제와 보기 순서가 섞인다.

정답 0 · 응답 0 / 38

디스플레이 밝기 사양에 쓰이는 ‘nit’는 어떤 측광량의 단위인가?

1 nit = 1 cd/m². 휘도는 단위 면적·단위 입체각당 광속으로, 보는 거리와 무관하게 ‘화면이 얼마나 밝아 보이는가’를 나타낸다. 조도는 면에 들어오는 빛이라 주변광을 말할 때 쓴다. 1장 복습

시력 1.0(최소 분해각 1분각)인 관찰자가 화소 격자를 구분하지 못하려면 시야 1°당 화소 수(PPD)가 대략 얼마 이상이어야 하나?

1분각 = 1/60°이므로 1°에 60개의 화소가 들어가면 화소 하나가 1분각보다 작아진다. 이것이 흔히 말하는 ‘망막 해상도’의 기준이며, VR 헤드셋(20–35 PPD)이 아직 이 값에 못 미치는 이유다. 1장 복습

세 원색을 가산 혼합해 만들 수 있는 색은 CIE xy 색도도에서 어디에 놓이는가?

xy 좌표는 혼합에 대해 무게중심(가중 평균) 성질을 가지므로, 세 원색의 모든 양의 조합은 삼각형 내부를 채운다. 그래서 색역을 삼각형으로 그리고, 원색이 스펙트럼 궤적에 가까울수록(순수할수록) 색역이 넓어진다. 2장 복습

어떤 패널의 ‘NTSC 비’가 100 %인데도 sRGB 커버리지가 100 %가 아닐 수 있는 이유는?

면적비(ratio)는 삼각형이 어디에 있든 크기만 비교한다. 커버리지(coverage)는 기준 색역과 겹치는 면적의 비율이라, 녹색 쪽으로 크게 치우친 삼각형은 면적비가 커도 적색·청색 영역을 놓칠 수 있다. 2장 복습

대각 6.1인치, 2532 × 1170 화소 스마트폰의 PPI에 가장 가까운 값은?

\( \mathrm{PPI} = \sqrt{2532^2+1170^2}/6.1 \approx 2789/6.1 \approx 457 \). 화소 피치는 25.4 mm / 457 ≈ 56 µm이다. 3장 복습

RGBG 펜타일 배열 OLED에서 ‘화소’ 하나당 평균 서브픽셀 개수는?

펜타일은 휘도에 가장 크게 기여하는 G를 화소마다 두고, R·B는 이웃 화소와 번갈아 공유한다. 서브픽셀 렌더링으로 휘도 해상도는 거의 유지하면서 서브픽셀 수와 FMM 개구 밀도를 줄인다. 3장 복습

LTPS TFT가 a-Si TFT보다 OLED 스마트폰 백플레인에 유리한 핵심 이유는?

a-Si는 약 0.5–1 cm²/V·s, LTPS는 약 50–150 cm²/V·s다. 대신 결정립 때문에 Vth 편차가 커서 보상 회로가 필요하고, ELA 공정 때문에 대형 기판에는 불리하다. 4장 복습

LTPO 백플레인에서 일부 스위칭 TFT를 산화물(IGZO)로 바꾸는 주된 목적은?

IGZO는 밴드갭이 약 3 eV로 커서 오프 전류가 10⁻¹³ A 이하 수준이다. 리프레시를 1 Hz까지 낮춰도 전하가 새지 않아 깜빡임 없이 구동 전력을 크게 줄인다. 구동 TFT는 이동도가 높은 LTPS를 그대로 쓴다. 4장 복습

2160행 패널을 120 Hz로 구동할 때 블랭킹을 무시한 한 행의 선택(충전) 시간은 대략?

\( t_\text{line} = 1/(f \cdot N) = 1/(120 \times 2160) \approx 3.86\ \mu s \). 실제로는 블랭킹이 있어 더 짧다. 이 시간 안에 데이터 라인의 RC를 충전해야 하므로 고해상도·고주사율일수록 저저항 배선과 강한 소스 드라이버가 필요하다. 5장 복습

패시브 매트릭스(PM) 구동이 고해상도 대형 화면에 부적합한 근본 이유는?

PM은 선택된 행만 빛나므로 평균 휘도 L을 얻으려면 순간 휘도가 N·L이어야 한다. 1000행이면 1000배다. 액티브 매트릭스는 화소마다 TFT와 저장 커패시터를 두어 프레임 내내 발광을 유지한다. 5장 복습

IPS/FFS 모드의 시야각이 TN보다 넓은 이유로 가장 알맞은 것은?

TN은 전압을 걸면 분자가 비스듬히 일어서서 위·아래에서 볼 때 유효 복굴절이 크게 달라진다(계조 반전). IPS는 분자가 면 안에서만 돌아 경사 시청에서도 위상 지연이 비슷하다. 6장 복습

직교 편광판 사이 IPS 셀에서 액정 광축이 편광 방향과 45°일 때, 550 nm에서 투과가 최대가 되는 위상 지연 Δn·d는?

\( T = \sin^2 2\phi \, \sin^2(\pi \Delta n d/\lambda) \). φ = 45°에서 Δn·d = λ/2 ≈ 275 nm일 때 반파장판처럼 동작해 편광이 90° 돌아간다. Δn ≈ 0.1이면 셀 갭 약 3 µm에 해당한다. 6장 복습

미니LED 로컬 디밍 TV에서 어두운 배경 위 밝은 자막 주변이 뿌옇게 밝아 보이는 ‘헤일로’의 원인은?

존 수천 개 대비 화소는 수백만 개다. LC 명암비(1000–5000:1)로는 켜진 존의 빛 누설을 다 가리지 못한다. 존 수를 늘리고 디밍 알고리즘이 블루밍과 클리핑 사이를 조율한다. 7장 복습

QD 필름 백라이트가 YAG 형광체 백색 LED보다 색역을 넓히는 이유는?

YAG 형광체는 노란 대역 전체(반치폭 100 nm 이상)를 내므로 컬러 필터를 통과한 R·G가 탁해진다. QD는 크기로 피크를 맞춘 좁은 스펙트럼이라 같은 필터로 BT.2020 커버리지 80–90 %대까지 갈 수 있다. 7장 복습

인광 OLED가 이론적으로 내부 양자 효율 100 %에 이를 수 있는 이유는?

전기 주입으로 생긴 엑시톤은 스핀 통계상 단일항 25 %, 삼중항 75 %다. 형광체는 단일항만 발광하지만, 인광체는 계간 전이로 모든 엑시톤을 삼중항에서 발광시킨다. TADF는 역계간 전이로 같은 목표를 이룬다. 8장 복습

내부 양자 효율이 거의 100 %인 OLED도 외부 양자 효율(EQE)이 20–30 %에 머무는 주된 이유는?

유기층 굴절률이 약 1.8이라 고전적 근사 \( \eta_\text{out} \approx 1/(2n^2) \approx 0.15\text{–}0.2 \) 수준이다. 마이크로캐비티, 캡핑층, 저굴절 HTL 등으로 이를 끌어올린다. (편광판 손실은 EQE 정의 밖의 추가 손실이다.) 8장 복습

포화 영역 구동 TFT의 전류가 \( I = k(V_{GS}-V_{th})^2 \)이고 \(V_{GS}-V_{th} = 1\) V이다. 열화로 Vth가 0.1 V 커지면 전류는 약 몇 % 줄어드나?

\( (0.9/1.0)^2 = 0.81 \)이므로 약 19 % 감소한다. 0.1 V 차이가 휘도 19 % 차이로 확대되므로, 2T1C만으로는 화소 간 얼룩이 크게 보인다. 이것이 보상 회로가 필요한 이유다. 9장 복습

7T1C 같은 내부 보상 화소가 구동 TFT의 문턱전압 편차를 상쇄하는 방식은?

보상 구간에서 게이트가 \(V_{data}+V_{th}\) 근처로 정착하면 발광 시 \(V_{GS}-V_{th}\)에 Vth가 사라진다. 카메라로 측정해 보정하는 것은 외부 보상(디머라)이다. 9장 복습

마이크로LED 칩을 10 µm 이하로 줄일수록 외부 양자 효율이 떨어지는 주된 원인은?

둘레/면적 비는 칩 크기에 반비례한다. 측벽 패시베이션(ALD Al₂O₃ 등)과 저전류 밀도에서 효율이 높은 에피 설계가 대책이다. 특히 적색 AlGaInP는 표면 재결합 속도가 커 크기 효과가 심하다. 10장 복습

QD-OLED의 구조를 가장 바르게 설명한 것은?

청색 OLED(탠덤)가 빛을 내고, 화소별로 패터닝된 QD가 청색을 흡수해 적·녹으로 바꾼다. 컬러 필터에 의한 손실이 적고 시야각 색 변화가 작다. 전류로 직접 발광하는 것은 QD-LED(EL-QD)다. 10장 복습

60 Hz 홀드형 디스플레이에서 960 px/s로 움직이는 물체를 눈으로 따라갈 때 지각되는 블러 폭은 대략?

눈은 연속적으로 움직이는데 화면은 한 프레임(16.7 ms) 동안 그대로 있으므로, 그 사이 망막 위에서 960 × 1/60 = 16 px만큼 번진다. 응답 시간이 0이어도 생기는 블러이며, 120 Hz면 8 px, 50 % 흑삽입이면 다시 절반이 된다. 11장 복습

흑삽입(BFI)으로 모션 블러를 줄일 때 치르는 대가로 옳은 것은?

발광 시간을 50 %로 줄이면 MPRT는 절반이 되지만 같은 평균 휘도를 내려면 순간 휘도를 두 배로 올려야 한다. 60 Hz BFI는 깜빡임이 보이기 쉽다. 11장 복습

SMPTE ST 2084(PQ) EOTF의 특징으로 옳은 것은?

PQ는 절대 휘도 체계라 표시 장치가 그 밝기를 못 내면 톤 매핑이 필요하다. SDR과의 호환과 메타데이터 없는 방송을 염두에 둔 것은 HLG다. 12장 복습

8비트에서 그라데이션 밴딩이 보여 10비트로 바꿨다. 채널당 계조 수는 몇 배가 되나?

\(2^{10}/2^{8} = 1024/256 = 4\). 같은 휘도 범위를 네 배 촘촘히 나누므로 한 계단의 대비가 최소 감지 대비 아래로 내려간다. 패널이 8비트라면 디더링이나 FRC로 10비트를 흉내 낸다. 12장 복습

OLED의 원편광판(선편광판 + 1/4 파장판)이 외광 반사를 줄이는 원리는?

외광 반사는 거의 막지만, OLED가 내는 빛도 편광판에서 절반 이상(약 55–58 %) 잃는다. 그래서 컬러 필터를 박막 봉지 위에 올리는 무편광판(POL-less) 구조가 개발됐다. 13장 복습

백색 500 nit, 흑 0.05 nit 패널의 확산 반사율이 2 %다. 주변 조도 1000 lux에서 주변광 명암비(ACR)는 대략? (반사 휘도 = R·E/π)

반사 휘도 = 0.02 × 1000 / π ≈ 6.4 nit. \( \mathrm{ACR} = (500+6.4)/(0.05+6.4) \approx 79 \). 암실 명암비 10,000 : 1이 밝은 실내에서는 두 자릿수로 떨어진다. 반사율을 낮추는 것이 피크 휘도를 올리는 것만큼 중요하다. 13장 복습

3840 × 2160, 60 Hz, 24 bpp 영상의 블랭킹을 뺀 비압축 데이터율은 대략?

3840 × 2160 × 60 × 24 ≈ 1.19 × 10¹⁰ bit/s. 블랭킹과 부호화 오버헤드를 더하면 링크는 이보다 더 빨라야 한다. 모바일 DSI 레인 수를 줄이기 위해 DSC(약 3 : 1)를 쓴다. 14장 복습

OLED 생산 라인의 ‘디머라(Demura)’ 공정의 목적은?

TFT·증착 편차로 생긴 저주파 얼룩은 회로만으로 다 못 지운다. 계조별로 측정한 보정 테이블을 플래시 메모리에 저장해 DDIC가 실시간으로 적용한다. 14장 복습

FMM(파인 메탈 마스크) RGB 증착이 대형·초고해상도로 갈수록 어려워지는 이유가 아닌 것은?

처짐·열팽창·섀도가 FMM의 3대 한계다. 그래서 대형 OLED TV는 FMM 없이 백색 OLED + 컬러 필터(WOLED) 또는 청색 OLED + QD 구조를 쓰고, 잉크젯 프린팅과 포토 패터닝이 대안으로 연구된다. 15장 복습

치명 결함 밀도가 0.005 cm⁻²인 공정에서 면적 100 cm² 패널의 포아송 수율은 대략?

\( Y = e^{-A D_0} = e^{-0.5} \approx 0.61 \). 수율은 면적에 지수적으로 떨어지므로 대형 패널일수록 리페어(레이저 수리)와 결함 관리가 원가를 좌우한다. 15장 복습

두께 30 µm인 균일 필름을 반경 1.5 mm로 접었을 때 바깥 표면의 굽힘 변형률은? (중립면이 두께 중앙)

\( \varepsilon = y/R = (t/2)/R = 15\ \mu m / 1.5\ mm = 0.01 \). ITO는 약 1 %에서 균열이 생기므로 폴더블에는 메탈 메시나 중립면 설계가 필요하다. 16장 복습

폴더블 패널에서 ‘중립면 설계’의 목적은?

굽힐 때 한쪽은 늘어나고 반대쪽은 압축되며, 그 사이에 길이가 변하지 않는 중립면이 있다. 커버 윈도(UTG)·OCA·백플레이트의 두께와 강성을 맞춰 중립면을 회로층에 두면 수십만 회 접어도 균열이 생기지 않는다. 16장 복습

VR에서 수렴–조절 불일치(VAC)가 생기는 이유는?

현실에서는 수렴과 조절이 같은 거리로 함께 움직인다. 대부분의 헤드셋은 가상 영상면이 1–2 m 근처에 고정되어 있어 가까운 물체를 볼 때 피로와 흐림이 생긴다. 가변 초점·라이트필드·홀로그래픽 방식이 대안이다. 17장 복습

팬케이크 렌즈의 장점과 대가를 바르게 짝지은 것은?

50 : 50 하프 미러를 두 번 만나면 이론 효율이 최대 25 %다. 그래서 팬케이크 헤드셋은 휘도가 높은 마이크로OLED나 미니LED LCD가 필요하다. 반사형 편광판의 누설이 고스트를 만든다. 17장 복습

무라 검사에 스폿형 분광 복사계 대신 이미징 색채계를 쓰는 주된 이유는?

무라는 위치에 따른 저주파 얼룩이라 수백만 지점을 동시에 봐야 한다. 이미징 색채계는 필터 방식이라 절대 정확도는 분광 복사계보다 낮으므로, 보통 분광 복사계로 교정해 함께 쓴다. 18장 복습

감마 2.2로 맞춘 디스플레이에서 코드값 50 %(8비트 128)를 표시하면 상대 휘도는 대략?

\( L/L_\text{max} = 0.5^{2.2} \approx 0.218 \). 감마 측정은 여러 계조의 휘도를 재서 로그–로그 기울기로 지수를 구한다. 사람 눈의 밝기 지각이 비선형이라 중간 회색은 실제 휘도로 20 % 남짓이다. 18장 복습

화면 크기는 그대로 두고 가로·세로 해상도를 각각 2배(FHD → 4K)로 올리면, 같은 주사율에서 비압축 데이터율과 화소 피치는?

화소 수는 2 × 2 = 4배, 피치는 각 축에서 1/2이다. 개구율이 줄고 행 충전 시간도 짧아지므로 TFT·배선·인터페이스를 함께 다시 설계해야 한다. 19장 복습

같은 크기의 OLED와 LCD 모니터 중, 검은 바탕 문서를 띄울 때 소비전력이 크게 줄어드는 쪽과 그 이유는?

OLED 전력은 평균 화면 휘도(APL)에 거의 비례한다. 로컬 디밍이 없는 LCD는 백라이트가 화면 내용과 무관하게 켜져 있어 전력이 거의 일정하다. 반대로 흰 화면 위주라면 OLED가 불리할 수 있다. 19장 복습
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마치며

  1. 디스플레이는 결국 사람 눈이 느끼는 휘도·색·해상도·시간 응답을 만들어 내는 장치다. 모든 사양(nit, 색역, PPI·PPD, 주사율·MPRT)은 1–2장의 시각 특성으로 환산해 읽어야 의미가 생긴다.
  2. 화소를 켜는 것은 TFT와 배선, 드라이버다. 이동도·누설·문턱전압 편차와 RC 지연이 해상도·주사율·균일도의 상한을 정한다.
  3. LCD는 빛을 ‘막는’ 방식, OLED·마이크로LED는 빛을 ‘내는’ 방식이다. 명암비·시야각·전력·수명의 차이는 대부분 이 차이에서 나온다.
  4. 영상 신호는 감마·PQ로 부호화되어 TCON과 인터페이스를 거친다. 비트 심도, 대역폭, 압축, 디더링이 계조와 밴딩을 결정한다.
  5. 광학 스택, 공정 수율, 기계적 변형률, 근안 광학은 ‘좋은 화소’를 ‘팔 수 있는 제품’으로 만드는 조건이다.
  6. 틀린 문제가 있던 챕터로 돌아가 시뮬레이터를 다시 만져 보고, 19장 플레이그라운드에서 모든 변수를 한꺼번에 조절해 보자.