디스플레이 구조 교과서 (LCD, OLED의 발광 원리부터 패널 구조, 구동방식까지 디스플레이 기술 메커니즘 해설)

고미야신이치,사이토가쓰히로

저자:사이토가쓰히로
도호쿠대학대학원이학연구과박사과정수료.현재는나고야공업대학명예교수.전문분야는유기화학,물리화학,광화학,초분자화학.저서로는《도해입문,이해하기쉬운최신유기화학의기본과구조》,《도해입문,이해하기쉬운최신물리화학의기본과구조》,《도해입문,이해하기쉬운최신고분자화학의기본과구조》,《도해입문,이해하기쉬운최신계면활성제의기본과구조》,《비주얼‘독’도감250종》등,공저및감수를포함해200종이상이있다.

저자:고미야신이치
소프트뱅크에서20년이상에걸쳐IT관련잡지편집장을비롯해그룹사대표및임원을역임했다.이후글로벌마인의대표이사로서시니어비즈니스,서브스크립션의영역에서많은기업과협업하며사업을전개하고있으며,시니어용스마트폰개발에참여했다.주요저서로는《사례로배우는서브스크립션[제2판]》,《최신IT트렌드동향과관련기술을잘알수있는》책등이있다.

역자:신찬
인제대학교를국어국문학과를졸업하고,한림대학교국제대학원지역연구학과에서일본학을전공하며일본가나자와국립대학법학연구과대학원에서교환학생으로유학했다.일본현지에서한류를비롯한한·일간의다양한비즈니스를오랫동안체험하면서번역의중요성과그매력을깨닫게되었다고한다.현재번역에이전시엔터스코리아에서출판기획및일본어전문번역가로활동중이다.

주요역서로는『지금도망쳐도괜찮아』『카피라이터의표현법』『마음을여는듣기의힘』『Hear(히어)』『인생을바꾸는잠들기전15분노트』『하루5분,뇌력낭비없애는루틴』『인생이술술풀리는말습관의비밀』『때론이유없이거절해도괜찮습니다』『연애저체온증』『지적인어른을위한최소한의교양수업』등이있다.

시작하며

서장최신디스플레이시장과변화

0-01디스플레이시장의환경
0-02디스플레이의종류와분류
0-03고화질디스플레이를향한도전
0-04새로운디스플레이기술개발
0-05세계제조사간의경쟁
COLUMN디스플레이디자인

제1장유기EL의발광원리

1-01유기EL이란무엇인가?
COLUMN유기화합물
1-02에너지란무엇인가?
1-03네온사인은어떻게빛날까?
1-04형광등은어떻게빛날까?
1-05유기EL은어떻게빛날까?
COLUMN생물발광

제2장유기EL분자구조

2-01분자와에너지의상호작용
2-02유기EL소자의구조
2-03유기EL분자가갖춰야할전자적특성
2-04발광층분자의종류와분자구조
COLUMN루미놀반응
2-05인광발광재료
COLUMN유기물이금속을대체할수있을까?
COLUMN희소금속과희토류

제3장유기EL디스플레이제작법

3-01유기EL소자제작법
3-02고분자를이용한소자제작법
COLUMN음극제작법
3-03컬러표시의원리
COLUMN색변환방식
3-04화면표시의원리
3-05유기EL디스플레이의장단점
COLUMN유기EL의안정성
COLUMN유기EL디스플레이의가능성

제4장액정분자의성질과특징

4-01결정,액체,기체,액정
4-02액정의성질
COLUMN액정발견의배경
4-03액정분자의배향
4-04액정과광투과성
COLUMN초분자
COLUMN초기의액정활용

제5장액정디스플레이의원리

5-01분자그림자를통한이해
5-02스트립형액정분자모델
COLUMN액정디스플레이의작동온도범위
5-03TN셀을이용한화면표시
5-04액정디스플레이의개선
5-05액정디스플레이의장점과단점
COLUMN액정의미래
5-06전자종이
COLUMN3D영상
5-07발광다이오드(LED)
COLUMN브라운관TV
5-08형광표시관
COLUMN액정렌즈

제6장양자점디스플레이

6-01양자점이란무엇인가?
6-02양자점의발광
6-03양자점디스플레이의종류
6-04양자점액정디스플레이의기본과구조
6-05양자점액정디스플레이의장단점
COLUMN양자점의활용

제7장디스플레이관련부품의종류와기능

7-01모든디스플레이의공통부품
COLUMN반도체의전도도
7-02유기EL디스플레이관련부품
7-03액정디스플레이관련부품
7-04기타디스플레이관련부품

제8장디스플레이관련부품시장과공급

8-01디스플레이의성능표현
8-02디스플레이시장현황
COLUMNRGB인쇄방식의기술적특징
8-03디스플레이시장현황
8-04패널제조사의점유율
8-05디스플레이관련부품제조사의상황

참고문헌

찾아보기

디스플레이기술의역사부터
작동원리와구조까지파악하는완벽가이드

눈에보이는그대로를화면에표현하는일은생각외로굉장히어렵다.이를이루려면수많은기술적난관을극복해야하는데,현재디스플레이기술은자연그대로의밝기와색상을표현한다는궁극적목표에상당히근접한상태다.

흑백브라운관TV는스스로빛을내는OLEDTV가됐고,1cm안팎에불과한두께에서3,300만화소라는초고해상도를뽐낸다.한때PDP와LCD가치열하게경쟁했지만,지금은OLED와퀀텀닷(양자점)같은신기술이등장해기존기술의한계를돌파하는중이다.

《디스플레이구조교과서》는이처럼극적인디스플레이기술의역사를정리하며해당기술의원리와구조를상세히소개한다.즉LCD(액정)에서OLED와마이크로(미니)LED에이르는디스플레이기술의현주소를파악하고,나아가관련지식을체계적으로담았다.

화려한미사여구에속지마라
원리에서찾아낸디스플레이기술의본질

이책은단순한기술나열에그치지않고,각기술이어떤과학원리에기반을두고있으며,어떤상용화과정을거쳤는지를설명한다.TV·스마트폰·모니터등우리가매일마주하는스크린에얼마나놀라운기술이담겨있는지를알아보는것이다.따라서표면적인마케팅용어에현혹되지않고기술의본질을꿰뚫어볼수있는안목을이책으로닦을수있다.
가장먼저눈길을끄는것은현재고급디스플레이시장의주류인OLED에관한내용이다.OLED는유기물로만든소자를말한다.따라서‘어떻게유기분자가스스로빛을낼수있는가?’라는질문이자연스레떠오를것이다.유기물이빛을낸다는사실에놀랄지도모르겠지만,반딧불이·야광버섯·반딧불오징어등을떠올려보자.사실자연에서빛을내는생명체는흔하다.저자는이점을지적하며유기물의발광원리를설명하고,유기물을넘어일반적인발광원리를‘최고피점궤도(HOMO)’와‘최저공궤도(LUMO)’사이의전자이동에따른에너지상태변화로명확하게풀어낸다.

에너지효율100%를향한
끝없는디스플레이기술의발전

또한발광효율을극대화하는기술을소개한다.여기상태에서형광(fluorescence)을내는‘일중항’과인광(phosphorescence)을내는‘삼중항’이보통1:3의비율로생성되는데,이때75%의에너지가버려진다는한계가있다.그런데이리듐이나백금과같은희토류로인광발광분자를개발하면에너지를빛으로변환하는효율을100%까지끌어올릴수있다.현재이와관련한기술들이개발중이다.

전자수송층,발광층,정공수송층으로이뤄진유기EL소자의다층구조와각층을구성하는분자들의전자적특성도설명한다.이는비전공자에게다소생소할수있지만풍부한그림과도표가기술을이해하는데큰도움을준다.픽셀하나하나가스스로빛을내며,완벽한검은색표현이가능해서영상에깊이감을더한다는OLED의장점이바로이구조에서비롯됨을깨닫게된다.

LCD부터퀀텀닷까지
디스플레이기술의끝없는진화

《디스플레이구조교과서》는현재시장의주류인LCD(액정)기술을빼놓지않는다.이때재미있는비유를활용한다.LCD의화면표시가‘그림자놀이’와같다고말하는것이다.스스로빛을내지못하는액정분자는광원역할을하는백라이트패널앞에서그림자를만들어화면을표현한다.전류가가해지면바뀌는액정분자의배열(배향)을이용해서빛의투과를조절하는것이다.이비유는복잡한디스플레이기술을직관적으로이해하게하는탁월한설명이다.

이밖에도TN,VA,IPS등다양한액정패널구동방식의차이점과장단점을비교분석하며독자가디스플레이의성능과장단점을파악하도록돕는다.예를들어,응답속도가빨라게이밍모니터에주로쓰는TN방식과시야각이넓고색표현력이뛰어나전문가용모니터에적합한IPS방식의차이를이해할수있다.

최근가장큰주목을받는기술인양자점(퀀텀닷)에대한설명도이어진다.나노미터크기의입자인양자점이어떻게색의순도를극적으로끌어올리는지,기존LCD나OLED기술과결합해어떻게더뛰어난화질을구현하는지를설명한다.특히,푸른색LED백라이트위에양자점필름(QDEF)을올려색재현력을높이는QLEDTV와청색OLED를광원으로사용하고양자점으로색을변환하는QD-OLED의구조적차이점을명확히설명해서,디스플레이업체들이사용하는복잡한마케팅용어가아니라실제로어떤기술을구현했는지를이해하는데도움이된다.

디스플레이시장은누가차지할것인가?
미래를전망하기위해알아야할기술교양

여기저기서한국디스플레이산업을걱정한다.한때시장을주도하는위치였으나지금은중국에선두를빼앗긴모습이다.다만OLED시장에서는중국과여전히경쟁중이고,마이크로(미니)LED·양자점(퀀텀닷)등신기술을개발하며새로운기회를모색하고있다.과연디스플레이시장은앞으로어떻게전개될까.

이같은질문에도《디스플레이구조교과서》는좋은길잡이가돼줄것이다.디스플레이산업에투자하거나관련기사를심도있게읽고싶은이들에게기업의기술로드맵을평가하고산업의미래를예측하는데필요한기본소양을제공해주기때문이다.

물론투자자만을위한책은아니다.관련분야를공부하는학생이나막현장에투입된실무자가디스플레이를기술적으로이해하는데이책이좋은입문서역할을할것이다.이책으로디스플레이기술의과거와현재를이해하고,다가올미래를예측하는지혜를얻길바란다.