中 따돌릴 OLED 기술 초격차 핵심은 ‘투명’…! 삼성 ‘스마트폰’· LG ‘車전장’에 접목,,,!?
삼성디스플레이, 투명 OLED 기술 UPC에 접목
기술 초격차로 中 디스플레이 앞서간다는 전략
LGD, 투명 OLED로 자율주행 시대 대비
유기발광다이오드(OLED) 시장에서 무섭게 치고 올라오는 중국 디스플레이 기업을 따돌리기 위해 삼성과 LG가 최근 ‘투명 디스플레이’ 개발에 속도를 내고 있다.
두 회사는 각각 앞서가고 있는 중소형과 대형 OLED에서 ‘투명 디스플레이’를 통해 중국과의 기술 초격차를 이어간다는 전략을 세웠다.
21일 전자업계에 따르면 삼성전자와 삼성디스플레이는 지난해부터 언더패널카메라(UPC) 관련 특허를 연달아 내고 있다.
UPC는 디스플레이 아래에 카메라를 설치하는 것으로 스마트폰 등에서 진정한 ‘풀스크린’을 구현할 기술로 주목받는다.
지금까지의 디스플레이 패널은 스마트폰 전면을 모두 덮을 경우 주변부 픽셀의 빛이 새거나 패널이 유리처럼 투명하지 않아 전면 카메라가 제대로 작동하지 못했다.
애플 아이폰의 ‘노치’나 삼성 갤럭시의 ‘카메라홀’은 이런 기술적 한계에 따라 등장한 디자인이다.
삼성디스플레이는 이를 투명 OLED로 해결해 스마트폰 전면부를 모두 디스플레이로 덮겠다는 목표를 세우고 있다.
이렇게 만들어진 UPC 기술은 삼성전자가 올해 하반기 출시할 플래그십(최상위) 스마트폰 갤럭시 Z폴드3부터 적용될 것으로 보인다.
최주선 삼성디스플레이 사장은 “UPC는 풀스크린 추세 속에 점점 거스를 수 없는 흐름이 됐다”고 했다.
삼성디스플레이가 지난해 출원한 특허에 따르면 UPC 구현을 위해 OLED 패널은 메인과 서브로 나뉜다.
서브 패널은 화면 상단 전체를 덮거나 상단 모서리에 배치하는데, 이 뒤로 카메라와 플래시, 센서 등이 숨는 구조다.
서브 패널은 빛 투과율을 높여 카메라 센서가 충분히 빛을 흡수해 고품질의 사진과 영상 촬영을 가능하도록 한다.
삼성디스플레이는 현재 메인 패널과 서브 패널의 화질 차이와 이질감을 줄이기 위한 기술 역량을 모으고 있는 것으로 전해진다.
LG디스플레이는 대화면에서의 투명 OLED에 집중하고 있다.
현재는 상업 디스플레이인 ‘사이니지’ 분야에 집중하고 있지만, 궁극적으로는 투명 OLED를 이동수단에 접목하려고 한다.
투명 OLED 패널을 그룹이 미래 먹거리로 삼고 있는 ‘전장’ 분야에 활용하겠다는 것이다.
OELD 패널은 백라이트가 별도로 필요하지 않아 투과율을 높여 패널을 투명하게 할 수 있다.
이런 특성을 활용해 LG디스플레이는 이미 중국 베이징과 심천 지하철에 객실 창문 용 투명 OLED를 공급했다.
디스플레이를 통해 실시간 운행 정보나 뉴스, 일기예보 등을 확인하고, 패널 너머로는 바깥의 풍경을 볼 수 있다.
또 최근 의류 매장, 전시 등에 투명 OLED를 사용하고 있는데, 터치패널을 결합해 ‘키오스크’ 역할도 한다.
투명 OELD는 앞으로 자율주행 시대에서 자동차의 유리창의 디스플레이화에 가장 적합한 기술로도 인정 받는다.
운전자가 직접 주행을 컨트롤 할 때는 보통의 유리창처럼 작용하고, 자율주행 시에는 디스플레이에 각종 정보를 표현하는 식이다.
화면의 면적이나 표시 영상의 영역 등을 조절해 헤드업 디스플레이(HUD)의 역할을 맡기는 개념도 등장하고 있다.
특히 센터페시아(운전석과 조수석 사이 조작부)에 들어가는 센터 디스플레이의 경우 운전자의 시선이 분산된다는 측면에서 아무리 내비게이션 기술 수준이 올라가도 안전에 100% 부합하지 않는다는 단점이 있다.
투명 OLED는 운전자의 시선 분산을 막을 수 있는 위치에 디스플레이를 구현할 수 있다는 점에서 안전한 기술로 여겨진다.
또 투명 OLED가 적용된 앞 유리창은 자율주행 때 탑승객들이 차 안에서 영화 등 엔터테인먼트 콘텐츠를 즐기는 스크린이 되는 등 활용폭이 넓다는 점에서 LG디스플레이는 전장용 투명 OLED의 상용화를 계속해서 추진해 나가고 있다.
업계는 삼성디스플레이와 LG디스플레이가 집중하고 있는 투명 OLED 분야가 중국 기업과의 차이를 만드는 결정적인 부분이라고 분석한다.
OLED 시장에서 중국세가 커지고 있긴 하지만, 아직 투명 OLED의 상용화가 가능한 수준으로 기술력을 높인 중국 기업은 없다는 것이다.
다만 중국 디스플레이 기업의 OLED 공급량이 향후 폭발적으로 늘어나게 되면 이에 따라 제품력도 높아지는 ‘양질전화(量質轉化)’가 나타날 수 있다는 우려는 있다.
액정표시장치(LCD) 시장 역시 비슷한 과정으로 중국 기업이 글로벌 시장을 장악하기도 했다.
업계 관계자는 “아직 중국 기업들의 기술력이 삼성과 LG에 크게 미치지 못하지만, 시간 문제라는 시각이 있다”라며 “삼성과 LG가 어떤 새로운 기술을 계속해서 선보일 수 있는지가 기술 초격차를 이어가기 위한 관건이 될 것”이라고 했다.
디스플레이 [ display ]
TV수상기와 비슷한 브라운관에 문자나 도형을 나타내는 기구. 컴퓨터에 직접 연결, 출력된 데이터를 확인하거나 새로운 정보를 입력하기 위해 사용된다.
사무소나 공장의 작업 현장 등의 필요에 따라 컴퓨터로부터 데이터를 꺼내 볼 수도 있어 사용이 늘고 있다.참조어 CRT 디스플레이
주로 전기적으로 전송되는 화상신호를 인간이 인식할 수 있는 형태로 하는 것. 브라운관, 액정, 플라스마 디스플레이 등이 일반적으로 사용되고 있다. 외국어 표기 display(영어)
디스플레이를 모르면 차세대 산업을 논하지 마라,,
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일반기사
2004-02-16
대형화된 TV, 얄팍해진 컴퓨터 모니터, 움직이는 휴대폰 화면 창에 이르기까지···
두껍고 무거운 화면은 퇴조하고 있는 반면, 크고 얇으면서도 선명한 동영상이 보장되어야만 하는 시대가 오고 있다.
그리고 그 중심에 첨단 디스플레이가 자리 잡고 있다.
디스플레이 분야는 지난해 정부가 발표한 향후 10여 년 간 우리 경제를 이끌어갈 10대 성장 동력으로 선정됐을 뿐만 아니라 우리나라가 세계 1위를 구가하는 몇 안 되는 산업 중 하나이다.
그렇다면 디스플레이 산업이 주목 받는 이유는 뭘까.
디스플레이 분야 가운데서도 최근 폭발적으로 성장하고 있는 것
이 LCD(Liquid Crystal Display)와 PDP(Plasma Display Panel). 이는 세계적인 디지털 TV 수요 확대와 맞물려 있는데, LCD 및 PDP 시장은 오는 2006년에는 각각 500억, 100억 달러의 시장을 형성할 것으로 예상된다.
또한 휴대폰 및 디지털 카메라를 가진 10~20대 젊은이들이 빠른 속도로 증가하면서 휴대폰 및 디지털 카메라 표시장치용 패널(panel) 시장도 만만치 않다.
즉, 사회 전반적으로 디지털 기기 수요가 급증하면서 얇으면서도 화질이 뛰어난 제품에 대한 수요가 높아져 디스플레이 시장이 확산되고 있는 것이다.
각각의 디스플레이의 특성을 알아보면 우선 LCD는 2개의 얇은 유리판 사이에 고체와 액체의 중간 물질인 액정을 주입하고, 상하 유리판 위 전극의 전압 차로 액정 분자의 배열을 변화시킴으로써 명암을 발생시켜 숫자나 영상을 표시한다.
LCD는 기존 브라운관 TV는 물론 PDP에 비해 한 차원 높은 선명도가 특징이다.
또한 브라운관에 비해 30% 이상 소비전력이 낮고, 유해 전자파도 발생하지 않아 환경 친화적인 제품으로 각광을 받고 있다.
하지만 응답 속도가 느려 자연스러운 화면 움직임에서 PDP에 비해 다소 떨어지며 아직까지 가격이 비싼 것이 단점이다.
최근 벽걸이 TV의 대표 디스플레이로 자리 잡은 PDP는 2개의 유리판 사이에 방전 가스(네온, 크세논 가스 등 적외선을 발광하는 불활성 기체)를 밀봉한 후 전압을 가하면, 방전 현상이 일어나 빨강*초록*파랑 등 3색의 형광체가 발광돼 영상이 재현되는 기술이다.
PDP는 80인치 제품이 상용화될 정도로 스크린을 대형화 시킬 수 있다는 것이 특징이다.
또한 응답 속도가 빨라 LCD보다 화면 움직임이 매우 자연스러우며, 상대적으로 무게가 가볍고 두께도 얇아 공간 활용도를 높일 수 있는 벽걸이 TV로 적합하다.
하지만 전력 소모량이 기존 브라운관이나 LCD에 비해 높을 뿐더러 수명이 2만 시간 정도로 짧은 것이 단점이다.
한편 아직 대형화 · 상업화에 성공하지는 않았지만, LCD, PDP와 함께 차세대 디스플레이로 손꼽히고 있는 것이 바로 유기EL(Organic Electro Luminescence Display: 자체발광표시장치)이다.
휴대폰 외부 액정에 주로 사용되는 유기EL은 스스로 빛을 내는 유기발광소자를 이용해 문자와 영상을 표시하는 디스플레이를 말한다.
유기EL은 LCD보다 화면이 훨씬 선명할 뿐 아니라 형광등(백라이트)도 필요 없어 측면에서도 선명한 화질을 즐길 수 있다.
하지만 아직까지 제품의 수명이 6000~1만 시간에 불과하다는 것이 단점이다.
디스플레이 분야는 향후 ‘우리 경제의 먹거리’로 칭해질 만큼 폭발적 성장 가능성이 높을 뿐더러, 격심한 불황 속에서도 신규 인력 채용이 증가하는 산업 중 하나다.
청년 실업의 문제가 고질적인 사회 문제가 된 가운데, 최대 인력 시장으로 급부상한 디스플레이 분야가 반갑지 않을 수 없다.
PDP
Plasma Display Panel
조그마한 가스 튜브가 촘촘히 박혀 있고 이 가스 튜브에 전기를 통하면 마치 형광등처럼 플라즈마화된 가스가 빛을 내는 원리로 영상을 표시한다.
각각의 픽셀의 발광 원리는 형광등과 거의 같다.
LCD에 비한 장점
잔상이 사실상 없다.
반응속도가 ms 단위 이하라 사람이 잔상을 느낄 수 없으며, LCD처럼 밝기 변화 차이에 따른 반응속도 차이(LCD는 Grey-to-Grey 반응속도가 Black-to-White에 비해 훨씬 느리다)도 없다.
보는 각도에 의한 색상 왜곡이 발생하지 않는다.
일반적으로 LCD는 편광을 이용해서 빛을 차단하는 방식으로 명도를 조절하는데, 이것이 편광 정도(즉 원하는 명도)와 보는 각도에 따라 차단되는 수준이 제각각이 되는 경우가 많아서 옆에서 보면 단순히 어둡게 보이는 것이 아니라 원래 색과는 관계 없는 색이 나오곤 한다.
그나마 IPS와 같이 현상을 개선한 제품도 있지만 TN 패널 같은 경우는 대형화되거나 와이드인 경우 각도 문제가 매우 심각하다.
하지만 PDP는 명도와 각도에 따른 변화가 정비례하므로 색상 왜곡도 없다.
빛샘과 같은 현상이 일어날 여지가 없다.
별도로 백라이트를 이용하지 않으므로 빛샘이 없다.
완전한 검은색의 표현력이 좋다.
LCD의 편광은 빛 차단이 완벽하지 않아서 아무리 검은색을 만들려 해도 아주 어두운 회색으로 보이지만 PDP의 경우 완전한 검은색을 표시하려면 그냥 가스 튜브를 끄면 된다.
리뷰의 명암비 계측에서 수만~수백만 수준의 명암비가 나오는 이유가 이것 때문.
대형화에도 유리하다.
LCD는 화면 하나가 통째로 된 대형 필름을 이용하기 때문에 화면 일부에 문제가 생기면 불량품이 되지만 PDP는 PCB 기판에 가스 튜브를 박는 형식이기 때문에 상대적으로 안정적이어서 만들기 쉽다.
LCD와 비교한 단점
검은색에 가까운 색의 표현이 나쁘다.
PDP는 subfield라는 단위 단계의 조합을 통해 색의 명도를 조절한다.
따라서 각 단계 사이마다 초기화를 한번씩 해줘야 하는데, 이 초기화라는게 강제로 방전을 일으키는 방법이기 때문에 그 방전에 따른 색이 미량으로나마 방출된다.
따라서 subfield를 거친 결과 발생한 검은색에 가까운 색은 방전 결과에 의해 방출된 약간의 색이 첨가된 상태가 된다.
완전한 검은색(#000000)의 경우 상술한 것처럼 그냥 가스 튜브를 끄면 되므로 완벽한 검은색을 표현할 수 있지만, 검은색에 가까운 진한 회색의 경우 LCD와 마찬가지로 발광체가 켜져 있어야 하는 상황이 되기 때문이다.
전체적으로 전력 소비량이 크다. 특히 밝은 영상을 표시하면 전력 소비량이 더 커진다.
현재 많이 사용되는 AC PDP의 경우, 전극위에 절연체를 덮어 아크 방전을 막아 안정적인 색 발현을 돕는다.
그런데 절연체는 당연하지만 capacitance가 크기 때문에 방전을 일으키는데 필요한 전력량이 많을 수 밖에 없다.
특히, 밝은 색을 나타낸다는 것은 위에서 언급한 subfield 단계마다 cell 내의 기체들이 빵빵 터진다는 것(방전)을 말한다.
그런데 그 방전을 위해서는 전압을 걸어줘야 한다. 즉, 밝은 색의 발현을 위해서는 전압이 더 많이 들 수 밖에 없다.
다만 이 말은 화면을 어둡게 하거나, 검은 부분이 많은 영상 등을 재생하면 전력 소모를 줄일 수 있다는 말도 된다.
그렇다고 전기 아낀다고 어두침침하고 화질이 떨어지는 화면을 계속 보기는 좀...
발열이 심하다.
전력량이라는게 곧 열 발생량과 상관관계가 있기 때문이다.
부가적으로 열을 식히기 위해 제품에 팬을 달아 소음이 유발되기도 한다.
번인 현상이 있다.
가스 튜브를 오래 쓰면 노화하여 밝기가 떨어지고 반응도 잘 안 된다.
문제는 패널 부분 및 픽셀마다 노화가 다르게 발생하기 때문에 전체적으로 보기 안 좋아지는 것. 좀 오래 쓴 PDP TV를 가진 사람 중 눈썰미가 좋은 사람은 화면에서 다른 채널의 로고를 볼 수도 있을 것이다.
물론 LCD도 번인이 없지는 않지만, PDP보다는 훨씬 덜하다.
어지간한 싸구려 또는 불량품을 쓰거나, 24시간 특정한 내용을 틀지 않는 이상 크게 걱정할 수준은 아니다.
수명이 상대적으로 짧다.
번인 현상뿐만 아니라 인광체로 사용하는 물질들의 수명이 상대적으로 짧은 편이다.
어째 첫 번째랑 마지막만 빼면 단점들이AMOLED랑매우 비슷하다.
그나마 현재는 초기에 비해 많이 개선된 편.
고밀도/고해상도 제작이 어렵다.
가스튜브의 소형화가 어렵기 때문에, 고밀도/고해상도 구현이 근본적으로 어렵다.
LCD 와 PDP 가 경쟁하던 시절에 일찌감치 40인치 Full HD LCD TV가 나왔고, PC용 모니터는 2001년에 이미 22인치에 4K를 지원하는 모니터가 나왔다.
하지만, PDP 로 Full HD를 구현하기 위해서는 50인치급은 되어야 했고, 그 이하급은 해상도가 낮았다.
나중에 40인치급 Full HD PDP 도 나오긴 했지만, 이미 LCD 와의 경쟁에서 뒤쳐진 이후였다.
결국 국내에는 40인치급 Full HD PDP가 아예 나오지 않았다.
패널 색을 검정색으로 만들기 어려우며, 이에 따라 밝은 곳에서 명암비가 죽어버린다.
소위 말하는 회색패널 PDP TV의 경우 밝은 곳에서 보면 화면이 잘 안 보인다.
CRT와 프로젝터도 비슷한 문제가 있는데, 달리 여긴 패널색이 밝은 회색이며 프로젝터는 아예 흰색이다.
특징
위의 장점으로 인해 스포츠 중계 등 움직임이 많은 영상물을 보는데 적합하다는 평가이다.
LCD가 오버드라이브니 120Hz, 240Hz 스캔이니 하는 식으로 반응속도를 늘리려 애를 쓰고 있지만 아직도 그나마 좀 나아진 정도이지 PDP와 직접 비교하면 넘사벽의 차이가 있다.
일반인들에게는 PDP TV를 통해 잘 알려져 있지만 기술 자체는 나온지 상당히 오래되었다.
물론 현재와 비할만한 수준은 아니었다.
90년대 초반 나온 노트북에도 PDP를 이용한 모델이 소수 있다.
당시 쓰인 LCD보다 화질은 좋았지만 단색이고 전기를 많이 먹는 단점이 있어서 많이 쓰이지는 않았다.
일본 철도역의 매표기와 자동개찰기에 쓰이기도 하였다.
LCD와 OLED에 대한 관심 때문에 인기는 없는 편이다.
따지고 보면 LCD보다 화질면에서 앞서지만 대기업들의 LCD위주 마케팅이 PDP를 사양길에 접어들게 했다고 할 수 있다.
보통 사람들 대부분이 LCD가 PDP보다 화질도 좋고 전력도 덜 먹는 개념있는 패널이라고 생각하고 있다.
PDP의 특징은 빠른 반응속도인 반면 위의 단점에도 언급되다시피 검은색 표현이 나쁘며, LCD의 최대 밝기가 꽤 밝아서 상대적으로 LCD가 PDP보다 더 선명해 보인다.
반면 빠른 반응속도는 대부분의 소비자가 LCD의 잔상이나 PDP의 번인 현상 자체를 경험하지 못한다고 느낄만큼 둔감한지라 별 강점이 되지 못하는면도 있다.
게다가 크기도 장점이 못되는게 어차피 50인치 이상의 크기는 살 사람도 별로 없다.
하지만 3D 디스플레이에서는 OLED는 해당 항목에서도 볼 수 있듯이 대형화에 어려움이 있고 LCD는 전술되어 있듯이 반응속도에서 넘사벽인지라 인기가 꽤 있다.
또한 저화질 저가 대형 제품 라인업은 꽤 갖춰져 있어서 공공장소에서 이용하는 경우도 자주 볼 수 있다.
최후
2000년대
디스플레이 산업의 세대 교체로 CRT를 대체하는 차세대 디스플레이로 LCD와 치열한 경쟁을 벌였다.
PDP가 LCD보다 시장 점유율을 앞선적도 있으나 2007년경 물량 기준으로 LCD에게 역전되고 이후 텔레비전등 디스플레이 산업의 주류가 LCD로 넘어가게 된다.
2007년
필립스가 PDP TV 산업에서 철수했다.
2008년
히타치와 파이오니아가 PDP TV 산업에서 철수했다.
2010년 이후
파나소닉, 삼성SDI, LG전자가 시장 점유율의 90% 이상을 차지하였다.
하지만 PDP 미래가 사실상 저물어 가며 시장 규모 자체가 역성장하는 상태에서 주요 생산업체들도 매우 불안한 행보를 보이고 있다.
2012년
기존 1위 업체인 파나소닉은 들어 점유율 1위를 삼성SDI에 빼앗기고 대규모 적자로 회사 의 생존을 걱정하는 처지라 PDP 연구개발을 중단하는 등 안습한 처지. 삼성SDI와 LG전자는 시장 점유율을 늘리고 있지만 두회사 모두 LCD가 중심인데다가 차세대 디스플레이로 AMOLED에 주력하려는 모습을 보이며 사실상 PDP에 대한 투자를 중단하고 있다.
2013년
10월 9일 파나소닉이 PDP 시장에서 철수 한다는 기사들이 나왔다.
삼성과 LG도 시장이 어느 정도 유지될 때까지만 생산을 이어간다고 하는 중으로 수년 내에 PDP는 결국 사멸할 가능성이 크다.
2014년
결국 마지막 주요 업체들인 삼성과 LG가 연내 PDP 관련 생산시설 가동을 중지한다고 발표함으로써 PDP의 시대의 종말이 공식적으로 선언된 셈이 되었다.
여담
시마 시리즈의 후반부(2010년대 전후 연재분인 시마 이사 등)를 보면 마쓰시타/파나소닉이 모델이 된 TECOT(하츠시바-고요 합병회사)가 섬상(...)전자를 PDP로 승리하는 듯한 묘사가 나오는데, 실제 역사가 어떻게 흘러갔는지 비교해서 다시 보면 한국사람 입장에서는 굉장히 재미있는(...) 부분이다.
작중에선 PDP 찬양을 잔뜩 해 놓고 하츠시바가 기술경쟁에서 승리하는 것처럼 그려놓았는데 정작 권수가 바뀌고 후반부로 가면 어느 새 테코트는 섬상이나 PG에게 잠식당해 있는 전개가 반복된다.
21세기판대본영 발표도 아니고, 전등을 다른 위치에서 본다고 다른 색이 되지 않는 것과 같은 이치다.
이것만 빼면 장점들이 AMOLED랑 매우 비슷하다. 실제로 비슷한 점이 좀 있는 물건들이다.
화면 표시 원리라던지.[3] PDP에서의 번인 현상은 CRT보다는 빨리 일어나지만 OLED보다는 느리게 일어난다.
기종은 IBM T220. 22인치에 3840*2400 해상도를 구현하였다.
다만 가격이 2천만 원대. 그래도 아예 불가능하던 PDP와 달리 이런 고해상도의 소형화가 가능했다. 지금은 27인치 기준으로 UHD (3840×2160)까지 지원한다.
심지어 2017년 기준으로는 UHD LCD 가 탑재된 5.5인치 스마트폰마저 등장했다.
현재 PDP TV는 전력 소모가 많이 줄어서 이전의 CCFL 백라이트를 쓰는 LCD TV와 비슷한 수준이 되었으나, LCD TV의 백라이트가 이미 LED로 넘어간 지라 실제 차이가 다시 꽤 벌어진 상태다.
특히 밝은 매장에서는 TV 밝기를 마구 올리기 때문에 같이 놓고 비교하면 차이가 꽤 크게 보인다.
LCD TV는 반응 속도로 인한 문제를 감추기 위해 중간중간 백라이트를 꺼서 변경 도중의 화면을 안 보이게 하는 경우가 많아 밝기가 떨어진다.
고가 시장은 LCD, AMOLED에 빼앗기고 개발도상국 저가 시장은 CRT가 건재하다.
저가 시장 공략으로 빠져서 CRT랑 경쟁한다 해도, 문제는 2010년대 들어 중국산 저가 LCD 패널들 또한 개발도상국 저가 시장을 타겟하기 때문에...단, 타업체에 의한 생산은 2017년 까지 소규모로 이어질 전망이다.
Partial Dependence Plot (PDP) | Interpretable Machine Learning
The partial dependence plot (short PDP or PD plot) shows the marginal effect one or two features have on... An assumption of the PDP is that the features in C are not correlated with the features in S. If this... For each of the categories, we get a PDP estimate by forcing all data instances to have the same category. For....
출처 ^ 참고문헌,
[네이버 지식백과] 디스플레이 [display] (매일경제, 매경닷컴)
[과학향기 편집부
[네이버 지식백과] 디스플레이를 모르면 차세대 산업을 논하지 마라 (KISTI의 과학향기 칼럼)
[화학용어사전
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