STN 디스플레이
1. 개요
STN 디스플레이는 1980년대 초 개발된 액정 디스플레이(LCD) 기술로, 표준 TN 디스플레이보다 더 많은 픽셀을 효율적으로 처리할 수 있도록 개선되었다. STN LCD는 낮은 전력 소비와 경제성이 장점이며, 휴대용 컴퓨터, 게임기 등에 사용되었으나, 화질과 응답 속도가 더 우수한 TFT LCD로 대체되었다. STN 액정에는 STN, FSTN, CSTN, DSTN, HPA, AA 등 여러 종류가 있다.
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스위스의 발명품 -
염료감응형 태양전지
염료감응형 태양전지는 염료를 사용하여 태양광을 전기에너지로 변환하는 태양전지로, 다공성 이산화티타늄 나노입자 층, 전해질 등으로 구성되어 빛을 흡수한 염료가 전자를 이산화티타늄에 주입하여 전류를 생성하는 원리로 작동하며, 저렴한 제조 비용의 장점과 낮은 에너지 변환 효율 및 액체 전해질 내구성 문제라는 과제를 안고, 효율 및 내구성 향상을 위한 연구가 진행 중이다. -
스위스의 발명품 -
봅슬레이
봅슬레이는 썰매를 타는 전통 놀이에서 시작된 겨울 스포츠로, 스위스 생모리츠에서 최초의 공식 경기가 열렸고 동계올림픽 정식 종목으로 채택되었으며, 국제 봅슬레이 스켈레톤 연맹이 경기를 총괄하고 첨단 기술이 적용된 썰매를 사용한다. -
디스플레이 기술 -
플렉서블 디스플레이
플렉서블 디스플레이는 구부리거나 접을 수 있는 유연한 디스플레이 장치로, 다양한 기관과 기업의 연구 개발을 거쳐 모바일 기기를 중심으로 확산되고 있지만, 가격과 내구성, 저전력 소비 측면에서 개선이 필요하며, 새로운 사용자 경험을 제공할 것으로 기대된다. -
디스플레이 기술 -
해상도
해상도는 1인치당 픽셀 또는 점의 수를 나타내는 지표로, 이미지의 선명도를 결정하며 DPI와 PPI 단위를 사용하고, 높을수록 섬세한 표현이 가능하다.
2. 개발
1982년, C. M. 워터스와 E. P. 레이네스는 STN 디스플레이에 대한 특허를 받았다. 1984년까지 브라운 보베리(이후 ABB)의 연구원들은 540 × 270 픽셀의 최초의 STN 매트릭스 디스플레이 프로토타입을 제작했다. 주요 과제는 더 많은 픽셀에 효율적으로 접근하는 방법을 찾는 것이었다. 표준 TN 디스플레이는 전압 특성 때문에 이 작업에 이상적이지 않았다. 180-270도 회전을 가진 STN 디스플레이는 해결책을 제시했다. 이러한 회전은 켜짐 상태와 꺼짐 상태를 더 명확하게 구별하여 더 많은 픽셀을 가진 수동 매트릭스 어드레싱에 적합하게 만든다.
3. 종류
STN 디스플레이는 이미지 품질과 응답 속도를 향상시키기 위해 다양한 변형이 도입되었다. 주요 종류로는 이중층 STN, FRSTN (고속 응답 STN), FFSTN (이중 필름 보상 STN), MSTN (모노크롬 STN) 등이 있다.
* 이중층 STN: 더 선명한 이미지를 제공하기 위해 추가 보상 레이어를 사용한다.
* FRSTN (고속 응답 STN)
* FFSTN (이중 필름 보상 STN)
* MSTN (모노크롬 STN)
3.1. STN
STN(Super-Twisted Nematic)은 액정 분자가 180도에서 270도까지 꼬여 있는 네마틱 액정의 한 종류이다. 이러한 꼬임은 TN(Twisted Nematic) 방식보다 더 가파른 전압-밝기 변화를 가능하게 하여, 수동 매트릭스 어드레싱에서 더 높은 콘트라스트와 더 넓은 시야각을 제공한다.
STN 액정에는 몇 가지 종류가 있다.
| 종류 | 설명 |
|---|---|
| STN | 노란색 바탕에 검은색의 옐로우 모드, 파란색 바탕에 흰색의 블루 모드가 일반적이다. 콘트라스트는 전자가, 밝기는 후자가 사용된다. 그 외에 옐로우 모드에 퍼플 편광판을 사용한 흰색 바탕에 파란색 모드도 있다. |
| FSTN | Film Compensated STN의 약칭으로, STN에 고분자 필름을 삽입한 것이다. 흑백 표시로, 워드 프로세서나 개인 휴대 정보 단말기를 중심으로 사용되었다. |
| CSTN | Color Super-Twist Nematic의 약칭으로, 컬러 표시에 대응하는 것이다. 샤프가 개발하였으며 빨강, 녹색, 파랑 필터를 사용하여 컬러 이미지를 생성한다. 컬러 액정이 채용되기 시작했을 때의 휴대 전화를 중심으로 사용되었다. |
| DSTN | Dual-scan Super Twisted Nematic의 약칭으로, STN 액정을 상하 2분할하여 표시 속도를 개선한 방식이다. 주로 노트북 컴퓨터에 채용되었다. 상하 동시에 제어를 함으로써 처리가 가벼워지고 표시가 빨라지지만, 잔상이 남는 등의 근본적인 문제는 해결되지 않아 TFT 액정에 미치지 못한다. 보상용 필름 대신 STN 패널을 사용한 Double-STN의 약칭으로 사용되는 경우도 있다. |
| HPA | High Performance Addressing의 약칭으로, 액정 재료에 의해 고속 응답이 가능한 소재 채용, 발광 기구의 개선 등을 통해 STN 액정의 휘도나 응답 속도를 개선한 것이다. 1990년대 후반 ~ 2000년대 초반의 노트북 컴퓨터에 채용되었다. |
| AA | Active Addressing의 약칭으로, 전 주사선을 동시에 선택하는 구동 방식. 이에 따라 액정의 누적 응답에 의한 고속 STN의 콘트라스트 저하 문제를 어느 정도 피할 수 있었다. 상품화는 주사선을 여러 개 선택하는 정도로 그친 것이 사용되었다. MLS(Multi Line Selection)나 MLA(Multi Line Addressing) 등으로 불린다. |
초기 CSTN 디스플레이는 느린 응답 속도와 고스트 현상과 같은 제한 사항이 있었다. 그러나 기술 발전으로 인해 응답 속도가 100ms로 개선되었고(TFT의 8ms보다 여전히 느림), 시야각이 140도로 넓어졌으며, 색상 품질이 향상되어 TFT 디스플레이 비용의 약 절반으로 경쟁력 있는 옵션이 되었다. 새로운 수동 매트릭스 기술인 고성능 어드레싱(HPA)은 CSTN보다 더 나은 성능을 제공한다.
3.2. FSTN (Film Compensated STN)
FSTN(Film Compensated STN, 포뮬레이티드 STN 또는 필터링 STN)은 STN 디스플레이와 후면 편광판 사이에 필름 보상 레이어를 추가하여 선명도와 대비를 높인 방식이다. STN에 고분자 필름을 삽입한 것으로 흑백 표시가 가능하며, 워드 프로세서나 개인 휴대 정보 단말기를 중심으로 사용되었다. DSTN 채택 전에 초기 휴대용 컴퓨터에 사용되었다.
3.3. CSTN (Color Super-Twist Nematic)
CSTN(Color Super-Twist Nematic, 컬러 슈퍼 트위스트 네마틱)은 샤프가 개발한 STN 디스플레이의 컬러 변종이다. 빨강, 녹색, 파랑 필터를 사용하여 컬러 이미지를 생성한다. 초기 CSTN 디스플레이는 느린 응답 속도와 고스트 현상(잔상)과 같은 제한 사항이 있었다. 그러나 기술 발전으로 인해 응답 속도가 100ms로 개선되었고(TFT의 8ms보다 여전히 느림), 시야각이 140도로 넓어졌으며, 색상 품질이 향상되어 TFT 디스플레이 비용의 약 절반으로 경쟁력 있는 옵션이 되었다. 새로운 수동 매트릭스 기술인 고성능 어드레싱(HPA)은 CSTN보다 더 나은 성능을 제공한다.
CSTN은 컬러 액정이 채용되기 시작했을 때의 휴대 전화를 중심으로 사용되었다.
3.4. DSTN (Dual-scan Super Twisted Nematic)
DSTN (Dual-scan Super Twisted Nematic)은 STN 액정을 상하 2분할하여 표시 속도를 개선한 방식이다. 화면을 반으로 나누어 각 반을 동시에 스캔하므로 초당 새로 고침되는 라인 수가 두 배로 늘어나 더 선명한 모양을 제공한다. 초기 휴대용 컴퓨터에 널리 사용되었다.
DSTN은 상하 동시 제어를 통해 처리가 가벼워지고 표시 속도가 빨라졌지만, 잔상이 남는 등의 근본적인 문제는 해결되지 않아 TFT 액정에 미치지 못한다. 보상용 필름 대신 STN 패널을 사용한 Double-STN을 DSTN의 약칭으로 사용하는 경우도 있다.
3.5. HPA (High Performance Addressing)
HPA(고성능 어드레싱)는 액정 재료에 의해 고속 응답이 가능한 소재를 채용하고, 발광 기구를 개선하여 STN 액정의 휘도와 응답 속도를 개선한 기술이다. 1990년대 후반 ~ 2000년대 초반의 노트북 컴퓨터에 채용되었다.
3.6. AA (Active Addressing)
AA(Active Addressing)는 전 주사선(走査線)을 동시에 선택하는 구동 방식이다. 이에 따라 액정의 누적 응답에 의한 고속 STN의 콘트라스트 저하 문제를 어느 정도 피할 수 있었다. 상품화는 주사선을 여러 개 선택하는 정도로 그친 것이 사용되었다. MLS(Multi Line Selection)나 MLA(Multi Line Addressing) 등으로 불린다.
4. 기타 변형
CSTN(컬러 슈퍼 트위스트 네마틱, color super-twist nematic)은 샤프가 개발한 STN 디스플레이의 컬러 변종이다. 빨강, 녹색, 파랑 필터를 사용하여 컬러 이미지를 생성한다. 초기 CSTN 디스플레이는 느린 응답 속도와 고스트 현상과 같은 제한 사항이 있었다. 그러나 기술 발전으로 인해 응답 속도가 100ms로 개선되었고(TFT의 8ms보다 여전히 느림), 시야각이 140도로 넓어졌으며, 색상 품질이 향상되어 TFT 디스플레이 비용의 약 절반으로 경쟁력 있는 옵션이 되었다. 새로운 수동 매트릭스 기술인 고성능 어드레싱(HPA)은 CSTN보다 더 나은 성능을 제공한다.
이미지 품질과 응답 속도를 향상시키기 위해 다른 STN 디스플레이 변형이 도입되었다. 여기에는 다음이 포함된다.
* 이중층 STN: 더 선명한 이미지를 제공하기 위해 추가 보상 레이어를 사용한다.
* DSTN (더블 STN 또는 듀얼 스캔 STN): 화면을 반으로 나누어 각 반을 동시에 스캔하여 초당 새로 고침되는 라인 수를 두 배로 늘리고 더 선명한 모양을 제공한다. 초기 휴대용 컴퓨터에 널리 사용되었다.
* FRSTN (고속 응답 STN)
* FSTN (필름 보상 STN, formulated STN 또는 필터링 STN): STN 디스플레이와 후면 편광판 사이에 필름 보상 레이어를 사용하여 선명도와 대비를 높였다. DSTN 채택 전에 초기 휴대용 컴퓨터에 사용되었다.
* FFSTN (이중 필름 보상 STN)
* MSTN (모노크롬 STN)