LG디스플레이 블로그에서는 디스플레이 상식에 대해 알고 싶으신 분들을 위해 ‘디스플레이 상식 사전’ 시리즈를 진행하고 있습니다. 이번에는 곡률반경에 대해 알아보는 시간을 가져볼 텐데요. 최근 주목 받고 있는 커브드 TV/모니터와 플렉서블 디스플레이를 이야기할 때 자주 언급되고 있죠. 먼저 곡률 반경의 사전적인 의미부터 살펴보겠습니다.
곡률반경(Radius of Curvature)
‘곡률’은 원이 휘어진 정도를 의미. 곡면과 원의 중점의 길이가 원의 반지름이며, 이를 ‘곡률반경’이라 부른다.
곡률 반경의 개념을 정리해 보자!
곡률 반경의 개념을 이해하기 위해선 먼저 곡률이 무엇인지부터 알아보아야 하는데요. 곡률이란 한 마디로 휘어진 정도를 말합니다. 곡률 반경은 그 휘어진 곡선을 이루는 원의 반지름을 뜻하죠. 이 곡률의 역수가 곡률 반경이기 때문에 곡률이 클수록 곡률반경이 작고 곡률이 작을수록 곡률반경이 큽니다.
화면이 휘어진 커브드 TV는 곡률 반경으로 디스플레이의 굽어진 정도를 나타내는데요. 이때 숫자 뒤에 R을 붙이죠. 예를 들어, 5000R은 반지름이 5000mm(5m)인 원의 휘어진 정도를, 1900R은 반지름이 1900mm(1.9m)인 원의 휜 정도를 의미합니다.
화면이 휘어진 커브드 디스플레이가 주목 받는 이유는?
곡률이 적용되어 화면이 휘어진 커브드 디스플레이가 최근 주목 받는 이유는 무엇일까요? 먼저 화면의 왜곡 현상을 최소화 할 수 있다는 점을 들 수 있습니다. 평면 디스플레이를 보게 되면 화면의 중심부와 가장자리 부근의 거리가 같지 않은데요. 때문에 우리 눈으로 볼 때 화면이 왜곡되어 보이거나 가장자리 부분의 인지도가 낮아집니다.
하지만 커브드 디스플레이의 경우, 중심과 가장자리 부분의 거리가 같아지게 되어 이러한 화면 왜곡 현상을 최소화하고 화면의 몰입감도 더욱 크게 느낄 수 있는 것이죠.
또한 평면 화면은 원근감으로 인한 왜곡이 생겨 눈의 피로가 쉽게 쌓일 수 있지만, 커브드 디스플레이의 경우 곡률이 적용되어 눈의 피로가 상대적으로 덜 느껴집니다. 이것은 호롭터 곡선 위에 놓인 물체를 동일선상에 위치한다고 인지한다는 ‘호롭터(Horopter) 이론’을 근거로 설명될 수 있죠.
여기서 잠깐, ‘호롭터(Horopter) 이론’이란?
특정 물체를 응시할 때, 좌우 눈에 대응되는 망막 대응점을 가지며 시방향이 교차하는 점을 연결하여 만든 곡선을 호롭터 곡선이라 하는데요. 우리의 눈은 이 ‘호롭터 곡선’ 위에 놓인 물체를 동일선상에 위치한다고 인지한다는 이론입니다.
즉, 평면화면을 볼 때는 원근감의 왜곡 현상이 발생하여 눈이 쉽게 피로해질 수 있다는 것인데요. IMAX의 곡선 스크린도이 호롭터 이론을 통해 구현되었습니다.
그렇다면, TV나 모니터의 곡률 반경은 작을수록 좋은 것일까?
(우측 이미지 출처: Mobilegeeks.de Youtube)
그렇다면 디스플레이의 휘어짐이 심할수록 즉, 곡률 반경이 작을수록 좋은 것일까요? 무조건 곡률이 낮다고 해서 좋은 것은 아니랍니다. TV나 모니터 등은 제품에 따라, 또 용도에 따라 보는 거리와 화면 크기가 다르기 때문에 각 제품마다 최적 곡률 반경도 달라집니다.
보통 화면과의 거리가 짧을수록 곡률 반경이 낮아지고 거리가 길수록 높은 곡률 반경이 적용되는데요. 여러 사람이 거리를 두고 보는 대형 TV는 모두에게 동일한 경험을 줄 수 있도록 곡률반경이 상대적으로 커야 하고, 혼자 게임용으로 사용하는 모니터의 경우 곡률반경이 작은 게 더 몰입감을 주죠. 따라서 많이 휘어지게 만드는 기술도 중요하지만 보는 이들을 위한 최적의 곡률 반경을 만들어내는 것이 더 중요하다고 할 수 있겠죠?
곡률 반경과 플렉서블 디스플레이의 미래
접거나 돌돌 말수 있는 플렉서블 디스플레이를 만들기 위해서는 보다 낮은 곡률 반경을 구현할 수 있는 기술이 필요한데요. LG디스플레이는 세계 최초로 곡률반경 30R을 구현해 롤러블 기기를 만들 수 있는 18인치 플렉서블 디스플레이를 공개한 바 있죠.
18인치 크기에서 최대의 곡률 반경을 구현하기 위해 박막트랜지스터(TFT) 회로와 유기물이 증착되는 기판에 고분자 소재의 폴리이미드(Polyimide: 복원력이 우수하고 충격에 강한 특성을 지니는 고분자소재) 필름을 사용했습니다. 이로 인해 두께를 획기적으로 줄이고 유연성을 대폭 증가시킬 수 있었죠.
보다 자유롭게 휘어지는 플렉서블 디스플레이를 만들기 위해선 핵심 소재와 공정 기술이 더 보완되어야 하겠지만 LG디스플레이의 곡률 반경 30R 구현 기술은 미래 디스플레이에 대한 기대감을 한층 높여주었답니다.
▲ 출처: Mobilegeeks.de Youtube
세계 최초로 곡률 반경 30R의 18인치 ‘롤러블(Rollable) 디스플레이’까지 선보인 LG디스플레이! 지속적인 기술 개발로 최적의 곡률 반경이 구현된 미래 디스플레이를 만나게 해줄 그 날을 손꼽아 기다려 봅니다! 😀
