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차량용 디스플레이 그리고 클러스터의 변화

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글 : 유일한(chepa@global-autonews.com)
승인 2018-12-13 03:54:31

본문

과거의 자동차에는 디스플레이라는 개념이 없었다. 대부분의 정보는 바늘을 통해서 움직이는 아날로그 방식의 계기반을 통해 운전자에게 전달했고, 목적지까지 가는 길은 전적으로 종이로 된 지도에 의지해야 했다. 계기반을 디지털화 하려는 움직임도 있었고 1976년에 애스턴 마틴이 라곤다에 디지털 클러스터를 적용하기도 했지만, 이 때는 간단한 숫자를 표시하는 정도에 그쳤다.

 

글 : 유일한(글로벌오토뉴스 기자)

 

자동차용 디스플레이가 등장하기 시작한 것이 1980년대 인데, 이 때만 해도 소형 CRT 모니터에 의지하던 시절이었다. 당시 간단한 네비게이션 시스템을 내장한 자동차들이 선택한 방식은 대부분 크기가 작은 LCD 패널에 글자로 안내하는 방식이었다. 그것이 2000년대 들어 LCD 패널 제작 기술 발전으로 인해 급격하게 변화하더니, 2008년 재규어가 신형 XJ를 출시할 때 12.3인치 LCD 디지털 클러스터를 과감하게 도입하면서 본격적인 디지털 계기반의 시대로 접어들고 있다.

 

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지금은 각 제조사마다 다양한 디지털 클러스터를 선보이고 있지만, 기자의 기억에 강렬하게 남은 모델은 2009년 도쿄모터쇼 무대에서 공개한 렉서스 LFA의 TFT-LCD 클러스터다. 당시 쉽게 볼 수 없었던 원형 디스플레이라는 것도 충격이었지만, 주행 모드에 따라 원이 좌측 또는 우측으로 이동하면서 다른 테마의 화면을 만들어낸다는 것이 또 신선했다. 이후 렉서스 3세대 IS를 시작으로 다른 라인업에서도 디지털 클러스터의 적용이 늘고 있다.

 

이제는 수입 모델뿐만 아니라 국내 모델에서도 디지털 클러스터를 볼 수 있는 시대다. 국내 업체들이 디스플레이를 만들 수 있었던 영향이 큰 것으로 보이는데, 폭스바겐이 2016년 CES 무대에서 공개한 버디(Budd-e) 컨셉트카에 LG 디스플레이에서 제작한 클러스터를 적용했다고 이야기하면서 본격적으로 국내 업체들의 이름이 거론되고 있다. 사실 LG 디스플레이가 자동차용 패널을 공급하기 시작한 것은 2006년부터이지만, 당시에는 벤츠를 비롯해 수입 모델에 주로 공급되었기에 잘 거론되지 않았었던 것으로 기억한다.

 

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그 LG 디스플레이가 제네시스 G70에 납품하고 있는 3D 디지털 클러스터는 최신 기술을 담고 있다고 말할 수 있을 것이다. 그래서 이번에는 이 제품을 중심으로 디스플레이 기술의 현 주소와 적용 범위, 그 외 사양들에 대해서 언급해보고자 한다. 앞으로 커넥티드카와 자율주행차의 시대가 되면 디스플레이는 더 중요해질 것이고, 다양한 엔터테인먼트를 즐기기 이해서 디스플레이의 크기도 지금보다는 더 커질 것이다.

 

LCD와 OLED 그리고 POLED

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현재의 디스플레이는 LCD를 주로 사용하고 있다. 오랜 기간 생산해 왔기에 가격 면에서도 유리함을 점할 수 있고, 이로 인해 소형차에도 간단하게 적용할 수 있다. 특히 계기반의 경우, 속도계와 회전계는 바늘을 품은 아날로그 방식을 적용해도 그 가운데에 LCD 디스플레이를 적용해 다양한 정보를 띄우는 방식으로 부족함을 보완하는 경우가 많다. 인포테인먼트 시스템에 주로 사용하는 정전식 터치 패널 역시 그렇다.

 

그것이 이제는 유기물을 이용해 빛을 내는 OLED 디스플레이 부문으로 이동하고 있다. 특히 LCD와 비교했을 때 상대적으로 풍부한 색감, 높은 명암비, 넓은 색재현율을 갖고 있기에 더 선명하게 볼 수 있다는 점이 클러스터로써의 중요성을 부각시키고 있다. 화질과 시야각에 있어서 OLED가 LCD에 비해 훨씬 유리하다는 것이다. 또한 저온에서도 응답속도가 빠르다는 점은 극한 상황에 처할 수 있는 자동차에게 중요하다.

 

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자동차의 클러스터를 사각형으로 일관되게 만들 수 없다는 점도 OLED로의 이동을 가속시킨다. 렉서스가 LFA에 사용했던 원형 디스플레이 그리고 대시보드의 곡면을 따라 자연스럽게 휘어지는 커브드 디스플레이 등 이형 디스플레이의 필요성이 대두되고 있는 시점에서 형태를 자유롭게 만들 수 있는 POLED(플라스틱 OLED)의 등장은 주목할 만 하다. 인체 공학적인 자동차를 디자인하기 위해서도 중요한 변화라고 할 수 있다.

 

자동차이기에 사고 시 인간이 다치지 않는 재료도 생각해야 한다. 자동차에 적용되는 유리 계열의 부품들은 사고 시 날카롭게 깨지는 것이 아니라 둥그런 면을 그리며 깨지게 설계한다. 이 점에 있어서도 POLED는 상당히 중요하다.

 

시야에서 오는 안전도 있다. 만약 스마트폰의 디스플레이가 빛으로 인해 보이지 않는다면 손으로 빛 일부를 가리거나 스마트폰을 기울여 화면을 볼 수 있을 것이다. 그러나 자동차는 이것이 불가능하기 때문에 자동차용 디스플레이는 휘도를 높여야 한다. 일반적인 스마트폰의 휘도가 300nit인 것에 비해 자동차용 디스플레이는 최소 600nit 이상의 휘도를 가져야 한다. 자동차용 OLED를 아무나 개발할 수 없는 이유이기도 하다.

 

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유비산업리서치에서 발간한 ‘Automotive Display Report’에 따르면 OLED 디스플레이는 2018년부터 자동차에 본격적으로 사용되기 시작하며, 꾸준히 점유율을 늘려 2022년이면 전 세계 디스플레이 시장의 약 20% 정도를 차지할 것으로 전망되고 있다. 최근 재규어랜드로버와 아우디가 선보인 자동차들을 보면 센터페시아의 인포테인먼트 시스템뿐만 아니라 에어컨 조작 스위치까지도 터치패널로 만드는 경우를 볼 수 있고, 앞으로 디스플레이는 클러스터 외에도 더 발전할 것이다.

 

LG 디스플레이에서 그 동안 자동차용으로 선보인 것은 POLED를 활용한 12.3인치 클러스터, LTPS(저온폴리실리콘) 기반의 16.2인치 커브드 디스플레이, 55인치 투명 OLED 디스플레이를 대표적으로 들 수 있다. 물론 기존의 LCD를 사용한 제품들도 꾸준히 출시하고 있는데, 자동차라는 제품이 상당히 긴 수명을 갖고 있다는 점을 고려하면 앞으로도 LCD 디스플레이가 급격히 OLED로 이동하지는 않을 것으로 보인다.

 

3D 클러스터의 비밀

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제네시스 G70에 적용한 3D 클러스터는 다중 레이어를 통해 입체감을 더한 것이다. 기존의 LCD 디스플레이 화면이 밋밋한 감성으로 다가온다는 의견이 있어 개발한 것인데, 3D 영상을 구현할 때 종종 사용하는 편광 안경은 자동차를 운전할 때는 사용할 수 없다. LG 디스플레이는 카메라와 적외선 센서를 활용한 ‘스테레오스코픽 3D’ 방식의 클러스터를 사용하고 있다. 양 눈의 시차를 이용한 것으로, 두 개의 화면을 겹치고 그 앞에 미세한 가림막을 넣어 입체감을 만든다. 양 눈을 사용해야 하기 때문에 사진 또는 영상으로는 그 위력을 절대로 알 수가 없다.

 

사실 양 눈의 시차를 감지하기 위해서는 카메라만 있으면 된다. 그러나 적외선 센서를 넣어야 하는 이유가 있는데, 사람에 따라 눈의 크기가 다르며 눈이 상당히 작은 사람이라면 카메라가 그 눈을 감지할 수 없을 수도 있기 때문이다. 또한 운전 중 선글라스를 착용하고 있다면 눈의 위치를 감지할 수 없다. 적외선 센서가 있다면 적외선을 발사한 후 눈에서 반사되는 위치를 감지하여 눈의 위치를 추정할 수 있고 이러한 예외 상황을 없앨 수 있다.

 

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3D 클러스터가 센서의 문제로 인해 눈 위치를 감지할 수 없는 경우가 생기면, 그 때는 즉시 일반적인 2D 화면으로 전환한다. 자동차는 안전이 최우선이며, 클러스터는 자동차에서 전해지는 정보를 받을 수 있는 창구이기 때문이다. 마찬가지로 3D 화면 역시 운전자에게 집중될 수 있도록 시선에 따라 미세하게 이동한다. 그 과정을 운전자는 느낄 수 없지만, 만약 측면에서 따로 관찰한다면 정확히 느낄 수 있을 것이다.

 

차량용 디스플레이는 앞으로 더 진화하게 될 것이다. 계기반에 적용하는 클러스터의 역할은 오히려 축소될 수도 있지만, 자동차의 곡면에 맞춰 혹은 윈드실드에 맞춘 대형 디스플레이가 양산차에 적용될 가능성은 더 높아지고 있다. 그 때가 되면 지금의 3D 디스플레이 기술이 좀 더 영민하게 진화하거나 대형 커브드 디스플레이가 등장하게 될 것이다. 또는 한정된 공간에 접혀 있다가 펼쳐지는 디스플레이가 적용될 가능성도 있다. 앞으로의 차량과 디스플레이가 더 기대가 되는 이유다. 

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