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마이너리티 리포트
마이너리티 리포트 레드 플레넷
두 영화에 공통적으로 등장하는 것이 있습니다.
특히나 마이너리티 리포트의 경우 앞으로 실현 가능한 제품들이 많이 등장하게 됩니다.
제가 소개해 드리고 싶은 것은 바로 e-paper(electronic paper)입니다.
▼ 영화에 e-paper가 나오는 부분 캡처장면. (좌: 마이너, 우: 레드)
왼쪽은 신문처럼 보이지만 신문의 내용이 계속 바뀌는게 보이시나요?
오른쪽은 두루마리 화장지처럼 화면을 뽑아 확장하여 볼수 있습니다.
두개의 제품 모두 다 굉장히 얇고 가볍고 휘어짐이 가능한 디스플레이이죠!
(물론 엄밀히 구분을 한다면 왼쪽은 e-paper, 오른쪽은 OLED에 해당됩니다.)
시계랑 어떤 관련이 있을까요?
Seiko의 e-ink(e-paper) watch prototype를 볼까요!!!!
▼ 아래 두 시계는 사실 같은 시계입니다. 디스플레이 화면만 바꾼거죠.(2005년)
아래는 위의 시계를 좀더 세련되게 바꾸어본 시계(좌)와 오른쪽 모델명 스펙트럼(2007년)입니다.
오른쪽 시계에 8:52라고 되어있는것이 보이나요?
그럼 일반 LCD(liquid crystal display)와 뭐가 다른걸까요?
왼쪽 Texas instruments의 (8-digit만 표현가능한) LCD 시계
중앙 Fossil의 PDA watch. dot형태로 흑백이미지 표현 가능
오른쪽 Epoq의 MP4. 동영상 플레이 기능
위의 LCD를 보니 마치 핸드폰의 LCD 변천사 같군요.
그럼 위의 시계를 유리 대신에 플라스틱판을 사용하거나 휘어져 있는 유리판을 사용한다면 Seiko의 e-ink처럼
가능하게 되는 것일까요?
전혀 아닙니다. 액정의 특성상 절대 불가능합니다.
그럼 먼저 일반적인 LCD의 구조를 설명부터 해드리지요.
TN-LCD(twist nematic LCD)의 초 간단 구조입니다.
아래와 같이 두개의 유리판을 서로 마추하는 면에 ITO(인듐 틴 옥사이드)라는 물질을 얇게 코팅합니다.
ITO는 전기가 통하는 전극이지만 전도체인 금속과 달리 투명한 물질이지요.
그리고 이 ITO에 rubbing천으로 문지르게 됩니다. 아래 유리판의 ITO표면에는 4시에서 10시방향으로 문지르고
위의 유리판의 ITO에는 2시에서 8시방향으로 문질러 정전기 효과를 줍니다. 그리고 이 두 유리판을 수 마이크로미터의 간격을
유지하도록 유리판 사이에 spacer(직경 수 마이크로 구슬)구슬을 뿌리고 합착한 후에
액정을 주입하면 됩니다. 그리고 두 유리판이 마주하지 않는 표면에 두개의 편광자를 각각 90도 방향으로 어긋나도록
붙여줍니다. 그리고 맨 아래에 백라이트(CCFL:작은 형광등으로 생각하세요)를 위치하게 됩니다.
왼쪽의 그림은 전기장을 제거(off)하였을때 ITO표면에 생긴 전기장 방향으로 액정들이 배열하게 되고
중간부분의 액정들은 자연스럽게 꼬이는(twist) 구조로 배열되게 됩니다. 그리고 백라이트에서 나오는 빛은 맨위의
편광판으로 빛이 투과되는 white state가 되지요. 그러나 오른쪽 부분은 전기장이 ITO표면에 걸리게되면(on)
액정들은 전기장 방향으로 나열되게 되어 빛이 맨위의 편광자로 투과되지 못하는 상태(dark state)가 됩니다.
아래는 좀 더 자세히 층(layer) 단위로 설명된 그림입니다.
일반적인 LCD는 위와 같은 구조로 되어 있습니다.
자 이제 구부려 볼까요!!!!
만약 유리판 대신에 휨이 가능한 플라스틱판 또는 이미 휘어져 있는 유리판에 액정을 주입하게 된다면
아래와 같이 액정들의 배열이 흐트러져 dark와 white의 상태가 불가능하게 됩니다.
물론 일반 액정을 사용하여 휨이 가능한 방법이 있습니다만.....
너무 멀리가게 될것 같아 소개는 드리지 않겠습니다.
어쨌든 위와 같이 일반적인 LC를 사용해서는 불가능합니다.
현재 프로토타입만이 아니라 이미 제품으로 나오고 있는 회사가 있습니다.
바로 E-ink (http://www.eink.com/)사 입니다.
이들은 액정을 사용하지 않았습니다.
원래 액정(liquid crystal)이라 하면 액체와 고체의 중간 상태를 갖게 되어
온도에 따라 상태가 변하게됩니다. -20도씨 이하에서는 얼어버리고 60도씨 이상에서는 액체 상태가 되어
전기장에 반응하지 않는 상태를 갖게 되는 것이지요.
즉, 온도에 민감하다는 것이 가장 취약점입니다. 물론 현재는 작동되는 온도구간이 많이 확장되었지만요...
어쨌든 이런 액정의 온도구간 취약점과 배향문제에 따라 휨이 불가능한 단점을 극복하도록
+ 전하(백색분말)와 - 전하(흑색분말), 그리고 투명한 액체를 마이크로 캡슐에 채워 이러한 수백 만개의 마이크로 캡슐을
플라스틱판에 넣어 만든 display입니다.
두개의 마주하는 플라스틱판에 전기장을 걸면 아래와 같이 각 분말들이 plus와 minus 전기장 방향으로
이동이 되도록 하였습니다. 더욱 놀라운 사실은 전기장을 제거하여도 분말들은 그 상태를 유지하게 됩니다.
결국 전기도 적게먹는 display가 됩니다. 시계의 LCD는 베터리가 엔꼬나면 아예 아무것도 안보이게 되죠!
그러나 E-ink는 다릅니다. 그래서 e-paper로서 불리게 됩니다.
이미 e-ink의 기술력을 이용한 sony의 Librie를 볼까요!!!
Librie는 포로토 타입이 아닙니다. 현재 구매 가능한 모델이지요.
아래와 같이 내용을 읽는 동안에는 전력소모가 없습니다.
다음 페이지를 볼때만 잠깐 전력소모가 발생하죠.
게다가 백라이트도 없답니다. 일반적인 실내 조명에서는 아래와 같이
책처럼 반사형태로 글을 읽을 수 있는 것이지요.
보통 LCD는 투과형태라 백라이트가 꼭 필요하게되는 거구요.
(물론 반사형LCD도 있습니다만....)
E-ink사는 우리나라 LG필립스와도 같이 협력하여 공동개발도 하였답니다.
자!! 마이크로 캡슐이 얼마나 작은지 확대해서 한번 볼까요!
마이크로 캡슐이 보이시죠!!!
저 마이크로 캡슐이 더 작아진다면 저 선명한 표현이 가능하겠지만 이미 위의 LIBRIE만 해도
300dpi (dot per inch: 가로세로 1inch안에 dot(마이크로캡슐) 개수)랍니다.
요즘에 나오는 레이저 프린터가 수천 dpi라서 300dpi면 얼마 안되어보이지만
예전 10년전의 프린터만 해도 600dpi급이었죠.
신문은 몇 dpi급인지는 모르겠지만 디카의 마크로 모드로 찍어보세요.
아마 수백 dpi급 밖에 안될 듯 합니다.
아래는 LEXAR회사의 플래시 메모리(2006년도)입니다.
역시 E-ink사의 기술로 남은 용량을 표현해 줍니다.
역시 컴퓨터로 연결이 되어 USB단자의 전원을 이용하여 잔여 메모리 용량을 표현해줍니다.
물론 플래시 메모리를 제거하여도 위와 같이 용량표시는 계속 남아있겠죠!!!!
citizen사의 벽시계입니다. 저렇게 아무렇게나 휘어지니 둥근 기둥에도
설치 가능하겠죠!
모토롤라의 모토폰 F3(2007)
아직은 프로토타입만 존재하지만 폴리머 비젼사의 셀룰러 북
자~ E-ink display가 얼마나 얇은지 보여드릴갑쇼!
현재 컬러도 구현가능한 제품이 프로토타입(83dpi)으로 제조가 되었습니다.
아직은 선명하지는 않지만 마이크로 캡슐 직경을 1/3의 수준으로 낮춘다면
300dpi급 컬러 디스플레이가 가능하겠군요,
그러면 마지막은 동영상으로 flexible display(E-ink사 display)를 보시고
현재 전자종이의 장점과 기술현황을.....
자!!!!!! 이제 Seiko사의 스펙트럼 모델이 얼마나 대단한 기술인지 아시겠죠?
바로 미래(마이너리 리포트의 전자종이)가 현재(Seiko의 e-ink watch)가 된 제품입니다!
우선 욕부터 하겠습니다.
*&#확$$죽$^*#$^#!
제 잘못으로 인해 추가 작성하던 중 날려먹어 울면서
다시 작성하다 중요한 부분이 많이 빠졌습니다.
그냥 대충 이해하시면 됩니다.
키포인트는 다음과 같습니다.
1. 현재의 일반 LCD로는 휘어있는 디스플레이가 불가능하다는 것.
2. SF에 등장하는 기술을 이용한 시계를 현재 구입가능하다는 사실.
먼훗날 또는 가까운 미래 또는 자고 일어나니 아래와 같은 제품이 나와 있는것은 아닐가요?
출처
e-ink 홈페이지
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