LCD (Liquid Crystal Display) 에 대해서 알아보자.

LCD (Liquid Crystal Display) 에 대해서 알아보자.

 

LCD란?

 

LCD란 Liquid Crystal Display의 약자로, 액정을 이용한 디스플레이 방식입니다. 디스플레이는 기본적으로
Red(R), Green(G), Blue(B) 세 가지 빛의 세기를 적절히 조합해서 모든 색을 표현합니다.

 

 

 

Liquid Crystal(액정) 이란?

액체와 결정의 중간 성질을 가진 화합물로 전압이나 온도에 의해 분자 배열이 변하며 색이나 투명도가
달라지는 특성을 가지고 있는 물질입니다. 하지만 이 액정은 그 자체로는 빛을 내지 못하고 단지 빛을
차단하거나 투과시키는 역할만 할 수 있습니다.

 

광원(光原)에서 나온 빛이 액정을 통과한 후 색 필터를 통과하게 하여 빨간색, 파란색, 초록색 빛의 점을 만든다. 액정을 빛의 통과 여부를 결정한다. 액정에 전압이 걸리지 않으면 빛이 통과, 전압이 걸리면 빛이 차단된다.

액정의 빛을 통과하지 못하게 하는 원리는 편광현상을 이용하는데, 여러 방향으로 진동하는 빛은 편광판을 지나게 되면 편광판의 편광 방향과 나란한 방향으로 진동하는 빛만 통과하고 다른 방향으로 진동하는 빛은 통과하지 못합니다. 이를 이용하여 두 편광판의 편광 방향이 서로 수직이 되도록 놓으면 빛은 편광판을 통과하지 못하고 두 편광판의 편광 방향을 나란하게 놓으면 빛이 통과하게 되는 것입니다.

편광이란?

전자기파는 전자기장과 자기장이 서로 수직을 이루며 상호유도를 통해 진행한다. 빛의 진동 방향은 전기장이
진동하는 평면을 기준으로 결정한다. 특정한 진동방향의 빛만 포함한 빛을 편광이라고 한다.

 

 

 

LCD의 구조

 

LCD는 정보를 표현하기 위해 외부의 빛(광원)을 필요로 하는 수광형 디스플레이로 액정의 분자 배열이
외부에서 들어오는 전압의 크기에 따라 변화되는 성질을 이용합니다. 수광형이므로 패널 뒷면에 백색광을
비추는 Back Light를 붙여야 합니다. 또한 색을 표현하기 위해 Color Filter와 편광판이라는 것이 필요합니다.


Black Matrix : 외부 광의 반사를 억제해주고 색 대조비(Contrast)를 증가시켜 화질의 선명성을 강화시켜준다.

ITO : 빛을 통과해야 하기 때문에 일반 금속을 사용할 수 없고 전기적 성질을 갖는 산화막 계열의 물질이
사용되고 있으며 ITO를 가장 많이 사용한다.

Back Light Unit : 광원 제공
Color Filter : 액정은 전기적 신호에 의해 배열이 변화를 통해 빛의 세기를 조절하는 반면, 칼라 필터는
추가적인 색의 혼합에 의해 다양한 색깔을 표현하게 해준다.

LCD 동작원리

1. 광원에서 빛이 나오면 하부 편광판에서 편광이 일어난다.
2. TFT에 의해서 전극 사이에서 전압 차가 생겨 액정의 배열 방향을 바꾼다.
3. Color Filter를 지나 백색광이 R, G, B 색을 갖는다.


LCD 구동원리

1. 각 화소에 있는 TFT에 전압을 인가한다.
2. Date line(스위치 역할)은 구동 IC에서 출력된 Data 전압을 화소로 전달한다.
3. Gate line(문턱전압보다 높은 전압이 인가되면 turn-on 된다)은 Gate IC에서 순차적으로 신호를 출력한다.
4. 화소에 인가된 전압은 액정의 배열 상태를 변화시켜 백색광의 광량을 조절한다.