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액정 디스플레이 장치

LCD 디스플레이에 대해서 알아 봅니다.

디스플레이 종류

디스플레이는 데이터를 화면에 시각적으로 표현하는 장치로서 기계로 부터 인간에게 정보를 전달해 주는 연결 장치 입니다.

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액정디스플레이

LCD는 Liquid Crystal Display의 약자 입니다. 액정을 이용한 디스플레이 장치 입니다.

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LCD 역사

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Liquid Crystal 액정이란?

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액체와 결정의 중간 성질을 가지는 화합물 입니다. 전압이나 온도에 의해서 분자 배열이 변화는 특성을 가지고 색이나 투명도를 달리 하는 물질입니다.

LCD 광원

액정(Liquid Crystal)은 자체적으로 빛을 발생하지 못합니다. 단지 빛을 차단하거나 투과시키는 역할만을 할 수 있습니다.

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① 액정 디스플레이 장치는 액정셀 뒤에 빛을 발광하는 광원을 두어야 합니다.

②액정셀은 광원에서 나오는 빛의 통과 여부를 결정합니다.

③ 투과된 빛은 컬러 필터를 통과하여 빨강, 파랑, 초록색의 빛 점을 만들게 됩니다.

백라이트용 광원은 LED(Light Emitting Diode) 또는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)입니다.

편광이란?

전자기파는 전기장과 자기장이 서로 수직을 이루며 상호 유도를 하게 됩니다.

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빛의 방향은 전기장이 진동하는 평면을 기준으로 결정된다. 특정한 진동 방향의 빛만 포함한 빛을 편광이라고 합니다.

액정 분자에 전기장이 가해지면 꼬이지 않습니다. 편광된 빛이 액정 분자 층에 도달하면 빛이 꼬이지 않고 똑바로 통과합니다. 그것이 두 번째 편광판에 도달하면 통과할 것이며 뷰어는 디스플레이가 밝음을 알 수 있습니다.

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https://youtu.be/0B79dGR19Tg

① 양산에 성공한 최초의 LCD 패널 기술은 TN(Twisted Nematic)이라고 합니다. 패시브 매트릭스 LCD는 시야각이 좁고, 응답속도가 느리고, 흐릿한 등 많은 제약이 있지만 전력소모는 크다.

②능동 매트릭스 LCD 기술을 개발했습니다. 가장 널리 사용되는 것은 TFT(Thin Film Transistor) LCD 기술입니다.

③ 현대적인 LCD 기술이 개발되고 있습니다. 가장 잘 알려진 것은 IPS(In Plane Switching) LCD입니다. 초광시야각, 우수한 이미지 화질, 빠른 응답, 뛰어난 명암비, 적은 번인 결함 등이 있습니다.

편광판

액정은 편광현상을 이용하여 전압이 없으면 빛은 통과되고, 전압이 있으면 빛이 차단된다.

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빛은 여러 방향으로 진동을 합니다. 이러한 빛이 편광판을 지나게 되는데, 2개의 편광판을 이용하여 같은 방향의 빛 만을 투과 시키게 됩니다.

LCD 화면은 유리 기판의 두 전극 사이에 끼워진 액정 물질의 얇은 층을 포함하며 양쪽에 두 개의 편광판이 있습니다. 편광판은 특정 편광의 광파는 통과시키고 다른 편광의 광파는 차단하는 광학 필터입니다. 전극은 투명해야 하므로 가장 널리 사용되는 재료는 ITO(Indium Tin Oxide)입니다.

LCD 구조

LCD는 편광현상을 이용하여 백라이트 광원과 액정의 편광판을 이용하여 화면을 출력합니다.

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① LCD는 자체 발광을 할수 없는 수광형 디스플레이 장치로 외부의 광원을 필요로 합니다.

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② 편광판을 통과한 빛은 컬러필터를 통과 하면의 빛의 3원색을 조합하게 됩니다.

LCD의 장점

LCD의 단점

병렬 디스플레이 장치

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