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전자잉크

last modified: 2015-03-16 16:30:10 by Contributors

Contents

1. 개요
2. 장점
3. 단점

1. 개요

자종이 디스플레이의 한 종류. LCDOLED와는 달리 발광 소자 대신 흑백 색상의 입자들이 포함된 작은 캡슐 형태의 화소를 사용한다. 각각의 캡슐에 전하를 가해 색상 입자들의 배열을 변화시켜 화상을 표현하는 방식이다.

2. 장점

  • 가볍고 얇다,
백라이트가 필요없기 때문에 OLED처럼 얇게 만들 수 있고 접거나 휘어지는 화면도 구현 가능하다.

  • 대기 상태 시 전력 소모가 매우 적다,
화소가 발광하는 형식이 아니며 픽셀의 내용(표시 밝기)를 변화할 때만 전기를 이용하기 때문에 정지 화면을 계속 띄워놓을 때는 전기가 필요없다. 다른 디스플레이가 시간으로 사용기간을 표기하는 데 비해 전자잉크는 페이지 수로 표기한다. 보통 전자책의 경우엔 한 번 충전하면 거의 한 달이나 사용 가능할 정도다.

  • 내구성이 좋다.
백라이트나 유기물질의 수명에 비하면 거의 반영구적이라고 할 수 있다.

3. 단점

  • 어둡다.
캡슐 안에 흑백 입자가 같이 들어 있기 때문에 밝고 깨끗한 흰색의 표현이 어렵다. 흰색으로 출력해도 실제로는 짙은 회색 정도로 보이기 때문에 실제 책에 비해 답답한 느낌을 준다. 또한 백라이트가 없는 기종은 특히 따로 조명이 없는 어두운 곳에서는 종이와 마찬가지로 취약점을 보인다.

  • 다양한 색상 표현이 힘들다.
기술력의 한계상 아직 흑백 표현이 한계이고 그레이스케일도 8단계 정도로 낮다. 컬러 디스플레이도 개발 중이긴 하지만 색상 수도 부족할 뿐더러 오래되어 색이 바랜 듯한 정도밖에 구현하지 못하고 있다. 아직 갈 길이 먼 셈이다.

  • 해상도가 낮다.
캡슐을 사용하는 구조의 한계상 아직 300ppi급의 고해상도는 기술적으로 어렵다.

  • 반응속도가 느리다.
화면 전환시 깜빡임이 심하고 속도 자체도 느려서 동영상에 부적합하다. 그래서 아직은 오랫동안 정지영상을 보여주는 용도로 사용 폭이 제한된다.

  • 잔상이 남는다.
아직 픽셀의 밝기 변화를 정밀하게 제어하기 힘들어서 약간씩 잔상이 남는다. 캡슐제어가 완벽히 독립적이지 않기 때문인데, 그래서 전체적으로 한 번 깜빡여서 잔상을 제거하는 방법을 취한다. 초기의 전자책에서는 매 페이지 전환 시 깜빡임을 감수하고 먼저 완전히 검은색에서 흰색으로 전환했다가 다시 내용을 표시하였으나 현재는 5-10페이지당 한 번 정도마다 깜빡이는 정도로 나아졌다. 그래도 자세히 들여다 보면 잔상이 보인다.

  • 눈의 피로가 적다는 인식은 증명되지 않았으며, 상당히 과장되어 있다.
빛을 직접 보는 방식의 LCD에 비해 눈의 피로가 크게 적다는 이야기가 많지만, 실제로는 전혀 증명되지 않았다. 전자잉크류의 작은 디스플레이 사이즈와 E-ink의 낮은 해상도가 도리어 눈에 악영향을 줄 수 있다는 이야기도 있다.

일단 정확하게 이야기하면, 전자 잉크 역시 빛을 보는 것이며, LCD가 LCD 내부의 back light unit 광원에서 lcd를 투과하여 나오는 방식이고 e-paper는 주위의 광원에서 나온 빛이 e-paper에서 일부 반사가 되어 눈에 보이는 방식일 뿐 전자 잉크 역시 '빛'을 보는 것은 동일하다. 빛이 없는, 광량이 0인 상태에서는 사람은 아무 것도 볼 수 없다. 만약 LCD와 전자잉크가 사용자의 눈건강에 미치는 영향에 유의미한 차이가 있다면, 빛의 세기(광량)/빛의 종류(투과/반사)/기타 특성(깜빡임 등)/사용환경의 차이가 원인이 될 수 있겠다.

빛의 세기의 경우, 물론 광량 자체는 인체에 유해한 파라미터가 될 수 있다[1]. 하지만 일반용 LCD 디스플레이에 적용되는 백라이트의 광량은 당연히 인체에 무해한 수준이며 사람마다 그 예민함의 정도가 다를 수는 있겠지만, 대부분의 LCD유닛은 광량을 설정할 수 있으므로 '일방적으로 LCD는 눈이 피로하다.' 는 평가를 내리기는 곤란하다. 또한 스마트폰이나 태블릿 뿐 아니라, 일반적인 텔레비젼의 경우도 구조와 광량은 크게 차이가 나지 않는다. 특히 텔레비젼의 경우(모바일과는 달리) TV의 경우 기본적으로 한시간 이상, 두~세 시간 이상의 시청을 고려하고 만드는데, TV의 시청에 무리가 없다면, 모바일 환경도 일반적으로 전혀 무리가 없다.

빛의 종류에 대해서도, 동일한 광량일 경우, LCD나 CRT와 같이 백라이트로부터의 투과광(...)[2]을 눈이 직접 보는 것과 외부의 광원으로부터의 E-paper 화면에서 반사되는 동일한 광량의 반사광을 눈이 보는 것에 피로도의 차이가 있는가에 대해서는 전혀 의학적으로 규명된 바 없으며, 사실일 가능성도 거의 없다.

무엇보다 '눈의 피로'라는 말 자체가 '건강에 좋다/나쁘다' 수준으로 대단히 광범위한 프레임이며, 아주 크리티컬한 극단적인 경우를 제외하고는 (일상 생활에서 접할 수 있는 사용자 경험에서) 어떤 상황이 눈의 건강에 악영향을 미치는지에 대해서는 아직도 명확한 확인은 없는 상황.

어두운 곳에서 밝은 화면을 보는 상황과 같이, 화면과 주변이 극명한 광량 차이를 보이는 상황에서 눈이 나빠질 수 있다는 보고가 있지만,이것 역시 완전히 규명된 것은 아니며, 일반적으로 극장에서 영화를 보아도 관객들이 눈의 피로를 호소하는 경우는 3D영화나 특수한 화면 효과가 사용되는 영화 등을 제외하고는 극히 드물다.

일반적인 생활 환경인 약간 침침한 실내의 경우, 디스플레이와 주위를 옮겨가며 관찰하는 사용환경에서, 주위와 동일한 광량을 보여주는 전자잉크의 디스플레이에 비해, LCD의 경우 눈이 서로 다른 광량에 계속해서 적응해야 하고, 그 과정에서 피로해진다는 이야기도 있지만, 역시 가설일 뿐 임상적으로 증명된 바가 없고, 어두운 환경이라면 도리어 백라이트가 없는 전자 잉크 디스플레이의 가독성이 떨어지기 때문에 도리어 눈이 피로하게 되는 아이러니가 생기며, 의학계에서는 광량히 충분히 확보되지 않는 어두운 사용 환경이라면 LCD류 디스플레이를 광량히 충분히 확보되는 밝은 사용 환경이라면 전자잉크 디스플레이를 추천한다.

실제로 이로 인해 최근에는 백라이트가 달린 전자잉크 기기들도 나오고 있다. 또한, 어두운 사용환경 자체가 눈의 건강에 좋은 것이 아니며 어두운 작업 환경에서의 노동자들이 일반인보다 더 시력이 나쁘다는 보고도 있다.

최근에는 작은 화면/낮은 해상도의 디스플레이를 볼 때 눈이 그 작은 저해상도의 대상을 명확하게 보기 위해 무리를 하는 과정에서 눈이 쉽게 피로해지고, 눈깜빡임이 줄어든다는 보고가 있긴 한데, 이 대표적인 경우인 과거의 CRT TV와 함께 킨들 류의 소형 e-ink display 역시 이에 해당한다. 실제로 킨들 류로 pdf논문 등을 보는 경우, 해상도의 문제로 인한 현실적인 피로감이 상당하다.

추가적으로, 현재 전자잉크 기기의 특성인 화면 깜빡임 역시, 눈이 편안한 조건은 아니다.

현재의 기술 수준에서 보수적으로 평가를 내린다면 적어도 LCD류 대비 눈의 피로가 적다는 증거는 아직 없다 정도가 정확하며 LCD와 전자잉크는 상당히 다른 특성을 보이는 기기로서 최적 사용환경이 다르다. 정도면 안전하겠다.

  • 배터리 소모가 적지 않다.
현재 킨들 류를 위시한, 대부분의 전자잉크 기기들은 LCD류와는 비교하는 것이 어처구니 없을 정도로 무시무시한 사용 시간을 보여주고 있으며, 이로 인해 전자잉크는 배터리 소모가 적은 기술이라는 이야기가 퍼져있으나 아주 엄밀하게 말하자면 이 역시 정확한 표현은 아니며, 꽤나 과장되어 있다.

전자잉크는, 단순히 액정의 상(phase)이 변하는 LCD나, 유기EL소자의 광량이 간단히 변하는 OLED와 달리 픽셀 내에 흰색/검은색 잉크 입자가 같이 들어있고, 이 전자잉크 흑백 입자들이 전기적 신호에 따라 물리적으로 위아래로 옮겨다녀야 하기 때문에,당연히 경쟁 기술에 비해 많은 에너지가 필요하다. 특히 많이 움직일수록, 빠른 반응속도에 대응할수록, 해상도가 높아져 많은 입자를 컨트롤해야할 수록, 훨씬 많은 에너지가 필요해진다.

x축을 화면전환, y축을 배터리 소모로 놓은 2차원 그래프를 생각했을 때, LCD는 x가 0일 때에도 값이 있지만, 그래프의 기울기가 작은 1차 함수이고, 전자잉크는 x가 0일 때 y도 0이지만, 그래프의 기울기는 큰 1차 함수라고 생각하면 이해가 편하다. 물론 매우 간단하고 거칠게 표현했을 때의 이야기이다.

즉, 실질적인 사용자 경험에서 전자잉크는 타 디스플레이 대비 압도적으로 훌륭한 배터리 라이프를 보여주지만 전자잉크 자체가 배터리 소모가 적은 기술이라는 평가는 곤란할 수 있다. 물론 기술의 특성보다 실제 사용자 경험이 더 중요하다는 의견도 많고, 또 설득력이 있지만 전자잉크의 경우에는 배터리라이프 외의 사용자 경험이 반대로 형편없는 문제가 있다. 반응 속도가 여전히 대단히 느리고, 해상도가 상당히 낮은 수준인데다, 색상 표현 역시 극도로 부족하다. 특히 반응 속도 문제는 전자잉크 기술의 적용 범위가 매우 제한적인 대표적인 문제인데, 이 문제가 해결되면 역으로 배터리 소모와 관련한 장점이 없어지는 딜레마가 생긴다.

실제로 현재의 전자잉크 기기에서도, 화면의 많은 부분을 사용하는 만화나 그림책 류의 경우 화면을 빠르게 넘기다보면 기기의 배터리 소모가 매우 빠른 것을 확인할 수 있다.

  • 충격에 약하다.
표면에 충격을 받으면 그 부분이 망가지기 쉽다. 아직 액정 등에 비해 상당히 약하다. 따라서 이용에 주의가 필요하다. 위와 같은 문제 때문에 아직은 전자책 디스플레이 외엔 활발히 이용되지 못하고 있다. 걸음마 단계의 기술이라 많은 연구가 필요한 실정이다.

현재 모니터를 장시간 사용하는 전문직종사자 및 일반사용자들 중에서도 눈의 피로를 완화시킬 수 있으리라 생각하고 전자잉크 모니터를 원하는 사람들이 점점 늘어나고 있는 추세이나 아직까지는 개발이 어려워서 그런지 제대로 개발되지 않고 있는 듯하다. - 추가수정바람
개발된다면 문서 등을 많이 취급하는 일을 할 때 큰 도움이 될 듯 싶다.
현재 초보적이지만 넷북형식으로도 만들어진 상태로 보인다.[3]
http://www.itechnews.net/2009/06/03/pixel-qi-3qi-e-inklcd-hybrid-display-video-demo/

안드로이드 태블릿에 액정만 전자잉크를 쓴 기기가 있다. 실사용은 아니고, 전자잉크를 쓰면 배터리를 상당히 절약할 수 있기 때문에, 산악용 등의 용도로 쓰기 위함이다. 시제품을 만든 뒤, 크라우드 펀딩으로 제품 생산을 하려 하고 있다.얼~~ 2015.3.5 목표된 펀딩을 넘어섰지만 계속 펀딩을 할수 있는 상태이다. 한번 충전에 20시간 사용할수 있으며 뒷면에 받침대 겸 태양광충전지가 장착 되어있다. 아쉽게도 카메라는 내장 되어있지 않다고 한다.

러시아에서 만든 요타폰 시리즈에 보조디스플레이로 탑재되어있다. 전자잉크 특유의 잔상과 반응속도, 해상도 문제때문인지 전면은 아몰레드 디스플레이를 쓰고 뒷면에 듀얼화면(!)으로 전자잉크 디스플레이를 탑재하고 있다.
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  • [1] 해를 직접 보는 등의 행위는 당연히 유해하다!
  • [2] 엄밀히 말하자면 투과광도 아니다!
  • [3] Pixel Qi(픽셀 치)는 전자잉크가 아닌 반사형 액정이다.
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