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ePaper 전자 종이이란 뭐야?

  • 분류 :뉴스센터
  • 작성자 :나무위키
  • 출처 :https://namu.wiki/w/%EC%A0%84%EC%9E%90%EC%A2%85%EC%9D%B4
  • 등록시간 :2022-03-02
  • 방문수 :644

【개요 설명】전자종이(電子 - ) 또는 이페이퍼(영어: electronic paper, e-paper)는 종이에 일반적인 잉크의 특징을 적용한 디스플레이 기술이다. 화소가 빛나도록 백라이트를 사용하는 전통적인 평판 디스플레이와 다르게, 전자종이는 일반적인 종이처럼 반사광을 사용한다. 그래서 그림이 변경된 이후에, 글자와 그림은 전기 소모없이 디스플레이할 수 있다. 또한, 전자종이는 평판 디스플레이와 다르게 접거나 휠 수 있다. 전자종이의 화소는 그림 안정이나 쌍안정하다. 그렇기 때문에, 각각의 화소는 추가적인 전력소모없이 유지될 수 있다. 전자종이는 컴퓨터 모니터의 제한을 극복하기 위해서 개발되었다. 전자종이는 액정 디스플레이보다 시야각이 넓기 때문에 취약한 각도에서 쉽게 글자를 읽을 수 있다. 전자종이는 매우 가벼우며, 내구성이 튼튼하고, 종이보다 덜 휘지만, 현존하는 가장 휠 수 있는 디스플레이 기술이다. 반면에 반사를 이용한 특성상 백라이트가 불가능하며, 반응속도가 느린 단점이 있다.

ePaper 전자 종이이란 뭐야?

【개요 설명】전자종이(電子 - ) 또는 이페이퍼(영어: electronic paper, e-paper)는 종이에 일반적인 잉크의 특징을 적용한 디스플레이 기술이다. 화소가 빛나도록 백라이트를 사용하는 전통적인 평판 디스플레이와 다르게, 전자종이는 일반적인 종이처럼 반사광을 사용한다. 그래서 그림이 변경된 이후에, 글자와 그림은 전기 소모없이 디스플레이할 수 있다. 또한, 전자종이는 평판 디스플레이와 다르게 접거나 휠 수 있다. 전자종이의 화소는 그림 안정이나 쌍안정하다. 그렇기 때문에, 각각의 화소는 추가적인 전력소모없이 유지될 수 있다. 전자종이는 컴퓨터 모니터의 제한을 극복하기 위해서 개발되었다. 전자종이는 액정 디스플레이보다 시야각이 넓기 때문에 취약한 각도에서 쉽게 글자를 읽을 수 있다. 전자종이는 매우 가벼우며, 내구성이 튼튼하고, 종이보다 덜 휘지만, 현존하는 가장 휠 수 있는 디스플레이 기술이다. 반면에 반사를 이용한 특성상 백라이트가 불가능하며, 반응속도가 느린 단점이 있다.

  • 분류 :뉴스센터
  • 작성자 :나무위키
  • 출처 :https://namu.wiki/w/%EC%A0%84%EC%9E%90%EC%A2%85%EC%9D%B4
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ePaper 전자 종이이란 뭐야?

자료 서스: https://namu.wiki/w/%EC%A0%84%EC%9E%90%EC%A2%85%EC%9D%B4

전자종이(電子 - ) 또는 이페이퍼(영어: electronic paper, e-paper)는 종이에 일반적인 잉크의 특징을 적용한 디스플레이 기술이다. 화소가 빛나도록 백라이트를 사용하는 전통적인 평판 디스플레이와 다르게, 전자종이는 일반적인 종이처럼 반사광을 사용한다. 그래서 그림이 변경된 이후에, 글자와 그림은 전기 소모없이 디스플레이할 수 있다. 또한, 전자종이는 평판 디스플레이와 다르게 접거나 휠 수 있다. 전자종이의 화소는 그림 안정이나 쌍안정하다. 그렇기 때문에, 각각의 화소는 추가적인 전력소모없이 유지될 수 있다. 전자종이는 컴퓨터 모니터의 제한을 극복하기 위해서 개발되었다. 전자종이는 액정 디스플레이보다 시야각이 넓기 때문에 취약한 각도에서 쉽게 글자를 읽을 수 있다. 전자종이는 매우 가벼우며, 내구성이 튼튼하고, 종이보다 덜 휘지만, 현존하는 가장 휠 수 있는 디스플레이 기술이다. 반면에 반사를 이용한 특성상 백라이트가 불가능하며, 반응속도가 느린 단점이 있다.

예상되는 미래 제품으로 많은 책을 디지털 문자로 저장하여, 한번에 한 페이지만 보여주는 전자책이 있다. 마찬가지로 전자잡지도 있다. 전자 포스터나 비슷한 전자 광고 디스플레이는 이미 공공장소나 상점에서 시연하고 있다. 전자종이는 디지털 종이로 혼동하지 말아야 한다.

장점

  • 가볍고 얇다.
    백라이트가 필요없기 때문에 OLED처럼 얇게 만들 수 있고, 반사 캡슐이 필름으로 공급되다 보니 접거나 휘어지는 화면도 비교적 쉽게 구현할 수 있다.

  • 대기 상태에서 전력 소비량이 매우 적다.
    화소가 발광하는 형식이 아니며 픽셀의 내용이 변화할 때만 전기를 이용하기 때문에 정지 화면을 계속 띄워놓을 때는 전기가 필요없다. 다른 디스플레이가 사용 가능 정도를 시간으로 표기하는 데 비해 전자종이는 페이지 넘김 수로 표기한다. 보통 전자책의 경우엔 한 번 충전하면 거의 한 달이나 사용할 수 있을 정도다.

  • 수명이 길다.
    백라이트나 유기물질의 수명에 비하면 거의 반영구적이라고 할 수 있다. 단 캡슐의 화학적 열화를 고려하여 E Ink가 제시하는 수명은 5년 정도.

  • 시야각과 밝은 곳에서의 시인성이 좋다.
    LCD가 정면 시야가 아닐 경우 명암비와 휘도가 급강하하는 것과 달리 전기 영동 디스플레이는 종이와 같이 '시야각'이라는 개념이 없다. 또한 화면 밑의 회로가 반사 캡슐에 완전히 가려지므로 미라솔 등 다른 반사성 디스플레이에 비해서도 자연스럽다. 또 LCD와 반대로 주변의 빛이 밝고 강할 수록 명암비가 좋아져 시인성이 좋아지는 특성도 있다.

단점

  • 어둡다.
    캡슐 안에 흑백 입자가 같이 들어 있기 때문에 밝고 깨끗한 흰색과 선명한 검은색의 표현이 어렵다. 흰색으로 출력해도 실제로는 옅은 회색 정도로 보이기 때문에 실제 책에 비해 답답한 느낌을 주며, 반대로 검은색 또한 그다지 어둡지 않다. 조명이 없는 환경에서는 종이와 같이 시인성이 떨어지는 취약점을 보인다. 전자종이 단말기에서는 종이책의 독서등과 같이 프론트 라이트를 탑재하여 대응한다.

  • 다양한 색상 표현이 힘들다.
    위 항목과 같은 이유로 시중에 판매되는 제품은 흑백 전자종이가 주를 이루고 있다. 컬러 전자종이는 빛을 흡수하는 검정색 입자를 색깔이 있는 입자로 대체하거나 컬러 필터를 씌우는 방식이기 때문에 색상이 선명하지 않기 때문.

  • 응답 속도가 느리고 화면 변화에 드는 전력 소비량이 많다.
    현재 대부분의 전자종이 기기들은 사양상으로 사용 시간이 무시무시하게 길다. 하지만 액정의 상(phase)이 변하는 LCD나, 전압-전류 제어로 소자의 광량을 조절할 수 있는 OLED와 달리, 전자종이는 화면 변화에 많은 에너지가 필요하다. 전자종이는 픽셀 내에 흑백 입자가 같이 들어있고, 전기 신호에 따라 입자들이 물리적으로 위아래로 옮겨다니는 방식이기 때문이다. 많이 움직일수록, 응답 속도를 빠르게 만들수록, 해상도가 높아져 많은 입자를 조종해야 할수록 더 많은 에너지가 필요하다. 즉, LCD는 화면 변화와 관계없이 계속 전력을 소비하지만, 전자종이는 화면을 유지하는 동안은 전력 소비량이 거의 없지만, 변경할 때는 전력을 많이 소비한다.
    따라서 LCD와 동일한 목적으로 사용하게 된다면 전력 소비량의 장점이 없어진다. 현재의 전자종이 기기에서도 화면의 많은 부분을 사용하는 만화나 그림책 등의 경우 화면을 빠르게 넘기면 기기의 배터리 소모도 빨라진다. 또한 응답 속도도 느려서 화면 변화 시 잔상이 심하고 동영상에도 부적합하다.

  • 화면 리프레시, 잔상
    아직 픽셀을 정밀하게 제어하기 힘들어서 미세하게 잔상이 남는데, 이를 해결하고자 일정한 화면 변화마다 화면 전체가 한 번 깜빡인다. 이것이 전기 영동 디스플레이 제품을 사용할 때 가장 거슬리는 점이다.

    이것은 화소의 제어가 완벽히 독립적이지 않기 때문인데, 처음에는 전체 화면을 검은색으로 반전시켰다가 (반대로 글자 부분은 흰색으로 바뀐다) 다시 내용을 표시하는 풀 리프레시 방식을 이용해 잔상을 제거했다. 이후 제어기술의 발전에 따라 5~10페이지 간격으로도 충분한 정도가 되었다. 글자를 표시한 부분만 리프레시를 실행하는 '리갈 웨이브폼 (Regal Waveform)' 방식이 개발되었는데, 기존보다는 덜한 빈도이지만 역시 잔상이 남으므로 풀 리프레시를 병행한다. 최근에는 제조사별 차이는 있으나 30~100페이지마다 풀 리프레시를 하는 정도이다.

    일부 패기 넘치는 소니나 아마존 같은 업체들은 풀 리프레시 디폴트 값을 0으로 해두기도 한다. 전기 영동 디스플레이 기술이 발달하기도 하였고, 줄글만을 읽을 때에는 일정한 위치에만 완전 흑 OR 완전 백 전환이 필요하므로 이렇게 해도 잔상이 거의 남지 않는 것. 그래도 생길 수 있는 잔상에 대해서는, 메뉴를 호출할 때나 메인화면으로 나갈 때 풀 리프레시가 같이 이루어지도록 하여 독서를 주로 하는 사용자에게 거슬리지 않는 타이밍에 제거하는 식으로 대응하고 있다. 다만 그림이 삽입되거나, 화면 레이아웃이 매번 심하게 바뀌는 때(ex. PDF 파일 등)에는 리프레시가 이루어질 수밖에 없다.

전자종이와 눈의 피로

빛을 직접 보는 방식의 LCD 등과 달리, 전자종이는 빛을 직접 보지 않기 때문에 눈의 피로가 매우 적다는 잘못된 소문이 퍼져있지만, 실제로는 전혀 증명되지 않았으며, 증명될 수도 없다.

이론

  • 전자종이나 LCD나 OLED 등이나, 모든 디스플레이는 '빛'을 보는 것이다. 빛이 없는, 광량이 0인 상태에서는 인간은 나무 종이 뿐만 아니라 아무 것도 볼 수 없다. 전자 잉크 디스플레이를 볼 때도, 역시 빛을 직접 보는 것이다. LCD는 모듈 내부의 back light unit 광원에서 빛을 쏘는 방식이고 전자 종이는 주위의 광원에서 나온 빛이 전자 종이에 반사되는 방식으로, 광원이 디스플레이 밖에 있는가-디스플레이 안에 있는가의 차이가 있을 뿐, 빛을 본다는 것 자체는 완전히 동일하다. 엄밀히 말하면 빛을 직접 본다 / 간접적으로 본다 자체가 틀린 말이며, 전자종이도 빛을 직접 보는 것이다.

  • 반사광과 투과광 사이에는 어떠한 차이도 없다, 동일한 광량과 광특성의 빛이, 반사냐 투과냐에 따라 눈에 다른 영향을 미치지는 않는다. 투과광과 반사광은 특성이 구분되어 정의되는, '빛의 종류'가 아니다. 반사광과 투과광에 차이가 있고, 투과광과 반사광이 동일한 특성을 가질 수 없다면, 투과광으로는 달성할 수 없는 반사광만의 특성이나, 반사광으로는 달성할 수 없는 투과광만의 특성이 있어야 하지만 그런 것은 없다. 빛의 특성을 표준화하고 관리하는 국제 기관인 국제조명위원회(CIE, Commission internationale de l'éclairage)에서는 표준 광원(standard illuminant)를 정의하고 있고, 모든 광학 분석 기기에서는 발광체의 종류와 함께, 해당 발광체가 어떤 표준 광원에 해당하는지를 표시하고 있는데, 이 각 표준 광원의 특성에 대한 설명에서도 반사광과 투과광에 대한 구분은 없다.

  • 물론 같은 광원에서 나온 빛이 어떤 매질에 반사된 후의 특성과, 같은 매질을 투과한 후의 특성은 다를 수 있다. 그러나 이 차이는 '반사광' 대 '투과광'으로 해석하는 것이 아니라, 반사 후의 '빛의 특성' 대 투과 후의 '빛의 특성’으로 해석하는 것이 맞다.
    예를 들어, 태양을 '투과광(직접광)'이라고 보면, 땅에 비친 빛은 '반사광'이다. 정확히는 반사 후의 '빛의 특성'이지만 편의상 반사광으로 통칭한다. 태양을 직접 눈으로 처다 보는 것과, 땅에 비친 반사광을 눈으로 처다 보는 것 중에 눈에 부담을 주는 건 당연히 태양을 직접 처다 보는 행동일 것이다. 동일하게 형광등을 직접 처다 보는 것과 형광등 빛이 반사된 바닥을 직접 보는 것 중에 눈에 부담을 주는 건 형광등을 직접 보는 행위이다.
    이렇듯 반사 후의 '빛의 특성'과 투과 후의 '빛의 특성이' 같을 수 없다. 예외적으로 스키장 눈밭에서는 선글라스를 쓰지 않으면 눈에 화상을 입을 수 있는데, 이 경우에는 하얀 눈밭이 반사광의 '빛의 특성'을 강하게 해 주기 때문이다. 그 외에는 일상에서 투과광보다 반사광의 광량은 약할 수밖에 없다. 반사광의 '빛의 특성'을 확인하고 싶다면, 태양광 아래에서 한 손은 거울을 들고, 다른 손은 전자종이를 들고 각각의 물건으로 태양광 빛을 눈으로 들어오게 반사 시켜보자. 눈에 부담을 주는 건 거울로 반사된 경우일 것이다. 전자종이가 눈에 편하다는 주장은 이 반사광의 '빛의 특성'에서 나온 것이다.
    특히 야외에서 전자종이와 LCD, OLED의 차이가 명확하게 나타나게 되는데, 전자종이는 프론트 라이트를 끄고 반사되는 광량으로만 볼 수 있지만, LCD, OLED는 밝은 대낮에는 야외에서 잘 안보이는게 되는데 이는 LCD, OLED 광량보다, 야외의 광량이 더 강하기 때문이다.
    만일 잘 안 보인다고 LCD, OLED의 광량을 최대로 올리게 되면 우리 눈에 부담을 줄 수 있다. 예를 들어 조용한 곳에서 이어폰으로 음악을 들을 때 50% 음량으로도 잘 들리지만, 대중교통을 이용할 때는 외부 소음이 더 커서, 70% 음량으로도 소리가 안 들리게 되는데, 그 이상으로 음량을 올리게 되면 청각이 손상될 수 있다는 경고 문구가 표시되는 것을 본적이 있을 것이다. 즉 우리가 외부 소음에 의해서 음량이 크다고 느끼지 못할 뿐, 청각에는 부담을 주게 된다. 같은 원리로 LCD, OLED의 광량을 최대로 올리고 장시간 보게 된다면, 우리의 눈에 부담을 주게 되는 것이다.
    스마트폰을 최대 밝기로 2년 썼더니 각막에 구멍이 5백개 생겼다는 2019년 기사도 있는 것을 보면, 전자종이에서 프론트 라이트를 끄고 화면에 반사되는 외부 광량과 스마트폰 백라이트와 외부 광량이 합쳐진 것을 비교하면 동일한 광량이라고 말할 수 없다.

  • 반사광이므로 눈에 피로가 덜하다는 주장은 잘못된 전제를 기반으로 깔고 있기 때문에, 의학적으로 규명된 바도 없고, 규명될 수도 없다. 동일한 광량일 경우, LCD나 CRT와 같이 백라이트로부터의 투과광을 눈이 직접 보는 것과 외부의 광원으로부터의 전자종이 화면에서 반사되는 동일한 광량의 반사광을 눈이 보는 것에는 차이가 없다. 약하게 조절된 직접광보다 강한 광원을 반사하는 반사광이 광량이 훨씬 센 경우도 많다. 일부 모바일 디스플레이가 밝은 대낮에 야외에서 잘 안보이는 경우가 이러한 사례. 디스플레이의 광원에서 나오는 광량이 밝은 야외로부터 반사되는 광량보다 약한 경우에, 이런 현상(야외시인성 이슈)이 발생하는데, 햇볕 좋은 날 야외에서 활동한다고 눈이 피로하다고 말하는 경우가 거의 없음을 고려하면, LCD-전자종이의 눈의 피로 논란이 얼마나 무의미한 이슈인지 알 수 있다.
    최근 아마존은 킨들 제품의 화면 표면에 글레어가 없어 눈이 편하다는 것을 강조하고 있는데, 글레어는 사전적으로는 환한 빛, 눈부심 등으로 해석되지만, 실제 디스플레이 업계에서는 '강한 반사광'을 의미한다. 화면 밖에 있는 강한 광원으로부터의 반사광 때문에, 실제 보고자 하는 화면을 보는 것이 방해를 받고, 이것이 눈의 피로를 유발하는 현상을 의미한다. 이를 방지하기 위해 LCD나 OLED등 타 디스플레이의 일부 제품에도 적용되는 안티 글레어 기술은, 표면 코팅층이 가시광선 영역 대의 반사율을 낮추고, 내부에 작은 입자를 분산시켜 빛을 바로 반사하지 않고 산란시키는 광학적 설계가 적용되어 있다. 야외 시인성의 개선과 동일한 구조로 반사광을 산란시켜 디스플레이 투과광보다 반사광을 낮추어 사용 환경을 개선하는 것으로, '직접광보다 반사광이 눈에 덜 피로하기 때문에 백라이트가 아닌 프론트 라이트를 반사시키는 방식으로 눈의 피로를 줄였다' 식으로 해석하는 것은 틀렸을 뿐만 아니라 오히려 반사광이므로 눈에 덜 피로하다는 주장과는 오히려 대척점에 있다.

  • 일반 책을 오래 보는 것도 눈이 피로한 행위이다. 책을 보는 것과 동일한 사용경험이기 때문에 눈이 덜 피로하다는 잘못된 정보도 최근들어 널리 퍼지고 있는데, 눈의 피로(Eye strain, eye stress, 의학용어 asthenopia)는 무언가를 '집중해서 계속해서 보는 것'에 기인하는 것으로 일반적으로 기술되며, 이의 핵심은 '집중도와 지속성'으로서, 보는 대상과는 무관하다. 눈의 피로에 대해 기술하는 대부분의 자료들은 눈의 피로를 유발하는 원인으로 장시간의 독서를 대부분 포함시키고 있으며, 토비콤 등의 눈의 피로 관련 영양보급 효과를 광고하던 약들의 경우에도, 광고 영상에는 오래 책을 보는 수험생이 반드시 들어간다.

  • 의학계에서 어떤 행위가 눈의 피로를 유발한다고 설명하는지를 살펴보면, 디스플레이의 방식 혹은 광원의 위치와 눈의 피로도는 서로 무관함을 알 수 있다. 미국의 유명 병원인 Mayo Clinic에서는 일반적인 눈의 피로의 원인으로

    • 디지털 장치 이용, '독서', 장시간 운전 등 무언가를 집중해서 쉬지않고 장시간 보는 행위(Looking at digital device screens, Reading without pausing to rest your eyes, Driving long distances and doing other activities involving extended focus)

    • 부적절한(밝거나 어둡거나 모두) 광량(Being exposed to bright light or glare, Straining to see in very dim light)

    • 눈의 이상 - 안구 건조나 근시, 원시 등 교정되지 않았을 때(Having an underlying eye problem, such as dry eyes or uncorrected vision (refractive error))

    • 기타 스트레스, 피로, 선풍기-히터-에어컨 등에 노출되어 건조해짐 등(Being stressed or fatigued, Exposure to dry moving air from a fan, heating or air-conditioning system)를 설명하고 있다.

  • 미국 검안의 협회(The American Optometric Association)에서는 Computer나 디지털 장치의 사용과 관련한 눈의 피로를 vision syndrome, 혹은 DES(digital eyestrain)으로 별도로 설명하고 있는데, 매일 2시간 이상 스크린을 보는 행위를 이 증상의 가장 큰 리스크라 설명하고 있으며, 그 이유로는

    • 눈을 깜박이지 않아 건조하게 만드는 것(Blink less while using computers (blinking is key to moistening the eyes))

    • 나쁜 시청 습관(View digital screens at less-than-ideal distances or angles)

    • 눈부심, 빛반사 이슈(Use devices that have glare or reflection)

    • 나쁜 디스플레이 품질-contrast(Use devices with poor contrast between the text and the background)의 4가지 항목을 기술하고 있다.

결론

상기한 원인들로 전자종이를 LCD, OLED 등과 비교하였을 때 전자종이의 눈 건강 상 유의미한 우월성을 확인할 수 없다. 전자종이가 LCD, OLED 대비 눈에 좋다는 식으로 통틀어서 결론을 낼 수 없고, 사용 환경에 따라 각 디스플레이의 유불리가 달라진다. '전자종이는 기존 발광형 디스플레이와 달리 발광하지 않기 때문에 눈이 손상될 걱정이 없다.'식으로 판단하는 것은 의학적 근거가 없다.

일부 전자종이 유저들이 킨들은 LCD의 백라이트와 다른 '프론트 라이트가 달려 눈이 덜 피로하다는 점을 내세우고 있으나, 그렇지 않다. 최근 LCD는 기기 두께와 전력 소비량을 이유로 직하형이 아닌 테두리에 LED를 넣고 있으므로, 같은 논리라면 요즘 대부분의 LCD 모바일 기기들도 눈이 덜 피로하다. 또 같은 논리라면 테두리형 백라이트 패널을 쓴 LCD TV가 직하형 백라이트 패널을 쓴 LCD TV보다 눈의 피로도가 덜해야 한다.

그러므로 눈의 건강을 생각한다면, 'LCD가 아니라 전자종이를 선택해야 한다'가 아니라, '어떤 기기를 보던 간에 적절한 광량의 시청 환경을 확보하고, 화면을 오랫동안 연속으로 보지 않고, 의식적으로 눈을 깜빡여야 한다'가 맞는다. 보고자하는 대상에 적절한 기기를 선택하는 것이 맞는다. 전자종이는 밝은 환경에서 텍스트 같은 화면 변화가 적은 화면을 보는 경우에 적절하고, 그 외의 경우는 LCD, OLED 디스플레이들이 적절하다. LCD, OLED 디스플레이의 경우 화면 밝기를 적절히 조정하고, 가능한 안티 글레어 기능이 있는 디스플레이를 선택하는 것을 추천하며, 전자종이의 경우 프론트 라이트 장치가 달려있는 모델을 선택하는 것을 추천한다.

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