LCD는 어떻게 작동합니까?
랩톱 컴퓨터에서 디지털 시계에 이르기까지 디스플레이에 익숙하다면 LCD(액정 디스플레이의 약자)와 접했을 가능성이 가장 큽니다. LCD 화면과 LCD 기술은 지난 수십 년 동안 눈에 띄게 높아졌습니다., 특히 디스플레이 표면 아래의 복잡성이 품질과 효율성 면에서 발전함에 따라 이전에 널리 사용되었던 음극선관(CRT)을 추월했습니다.
LCD 기술에 대한 추가 정보는 다음에서 찾을 수 있습니다.
액정이란 무엇입니까?
LCD 패널 평판 디스플레이로 분류할 수 있습니다.. 다른 디스플레이 기술과 구별되는 점은 내부에 있는 액정 재료 층입니다. 이 얇은 층에서 액정 분자는 두 개의 유리 기판 사이에 정렬됩니다. 각 기판의 내부 표면에는 전자와 같은 전하 캐리어를 제어하는 전극이 있으며, 이 전극은 액정과 상호 작용하여 액정을 통과하는 전기장을 생성합니다. 이것은 차례로 결정의 정렬을 변경하고 분자의 전반적인 거동도 변경할 수 있습니다. 기판의 반대쪽에는 편광판을 사용하여 빛의 통과 수준을 제어하여 디스플레이의 전체 이미지에 영향을 줍니다.
액정 디스플레이는 어떻게 작동합니까?
CRT 모니터와 달리 LCD 모니터는 스스로 조명을 밝힐 수 없으며, 그래서 그들은 광원이 필요합니다: 백라이트. 이 백라이트는 발광 다이오드를 나타내는 잘 알려진 LED로 가장 많이 만들어집니다. 백라이트에서 공급되는 빛은 후면 편광판과 후면 기판을 통해 액정으로 이동합니다. 이제 광파는 다양한 방식으로 행동할 수 있습니다. LCD 디스플레이에 사용되는 백라이트는 LED(Light Emitting Diode) 백라이트 또는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp) 백라이트가 될 수 있습니다. LED 백라이트는 더 많은 인기를 얻고 있는 전력을 덜 사용합니다.CCFL은 대형 LCD TV와 같은 대형 LCD 디스플레이의 경우 비용이 더 저렴합니다. 최근에는 LCD 대비를 높이기 위해 양자점 기술이 사용됩니다.
전극은 액정의 거동을 제어하는 요소이며, 따라서 빛의 거동도 제어합니다. 전류를 결정층으로 전도하거나 전도하지 않음으로써, 빛은 편광판을 통과할 수 있는 방식으로 액정을 통과하거나 통과하지 못할 수 있습니다. 이 역할 때문에 전극 LCD는 종종 인듐 주석 산화물로 만들어집니다. (이토). ITO는 우수한 전도성을 가지며 오늘날 디스플레이의 외관에 필수적인 투명 전극을 만들 수도 있습니다.
전극이 액정 배향에 미치는 영향은 배향 방법에 따라 다를 수 있습니다(꼬인 ne매틱, 다중 도메인, 비행기 내 s매혹적인). 예를 들어, 꼬인 네마틱 액정은 전기장이 없을 때 꼬인 방향으로 배향되어 층을 통과하는 빛을 편광시킵니다. 전극이 필드를 완전히 적용하면 비틀림이 곧게 펴지고 더 이상 빛을 편광하지 않으므로 빛이 통과하지 않습니다. 이러한 각 정렬 유형에서 전극은 구조 내에서 다르게 배치됩니다., 시야각의 너비, 전력 소비 및 응답 시간과 같은 디스플레이의 속성을 변경합니다. 이러한 다양한 정렬 방법에도 불구하고 액정층의 목적은 동일합니다. 즉, 편광된 빛이 디스플레이 표면을 통과하도록 빛을 편광시키는 것입니다. 백라이트에서 투과된 빛을 편광함으로써 액정 분자는 편광 필터를 통과하는 빛의 양(전부, 없음 또는 일부)에 역할을 합니다.
사진 제공: HamRadioSchool.com 제공
컬러 디스플레이의 경우 편광과 편광자와의 상호 작용 사이에 추가 단계가 있습니다. 결정층에서 편광된 빛은 RGB(빨강 녹색 파랑) 컬러 필터를 통과합니다. LCD 디스플레이는 개별 픽셀을 사용하여 움직이는 또는 정지된 시각적 개체를 표시하는 방식으로 작동합니다. 각 픽셀은 RGB 색상 필터와 픽셀의 하위 픽셀 중 하나와 연결된 각 색상의 필터에 의해 혼합된 색상을 표시합니다. 하위 픽셀은 빛의 정도가 결정되는 곳이므로 해당 색상의 두드러진 정도에 영향을 줍니다. 픽셀 아래에 결합된 하위 픽셀 그룹과 함께 RGB 색상은 특정 방식으로 혼합되어 픽셀 색상을 생성한 다음 다른 픽셀과 함께 작동하여 디스플레이 장치에 표시되는 이미지를 최종적으로 생성합니다.
CRT와 달리 LCD 디스플레이의 번인은 복구 가능합니다.
LCD 화면은 어떻게 만들어지나요?
LCD를 구성하기 위해 두 개의 유리 기판이 준비됩니다. 하나의 기판에서 ITO는 일반적으로 투명하지만 전도성이 있는 층(전극 층)을 형성하기 위해 증착됩니다. 실리콘은 트랜지스터 부품과 함께 ITO 층 위에 다음으로 증착됩니다. 다른 레이어에서는 RGB 컬러 도트를 사용하여 컬러 필터를 만듭니다. 그런 다음 첫 번째 시트로 만든 트랜지스터 셀에 액정을 소량 떨어뜨리고 두 개의 유리 기판을 함께 붙일 때 접착제로 사용하여 트랜지스터 셀을 컬러 필터와 정확히 정렬합니다. 마지막으로 편광 필름을 두 레이어에 추가합니다.
LCD의 종류와 용도는?
최초의 개발 이후 LCD, 픽셀과 디스플레이에 대한 일반 신호 간의 통신을 구성하는 매트릭스 기술은 더 높은 해상도, 더 빠르고 선명한 디스플레이를 허용하도록 진화했습니다. 능동매트릭스가 개발되기 전에는 패시브매트릭스가 사용되었다. NS 패시브 매트릭스 LCD 픽셀 정보를 유지하기 위해 능동 구동 회로를 사용하지 않았으며, 이미지를 새로 고칠 때만 신호가 전송되었습니다. 이로 인해 표시된 이미지가 변경되거나 움직일 때 느리고 얼룩진 디스플레이가 발생했습니다. 그러나, 입구의 활동적인 매트릭스 디스플레이 디스플레이 산업에 혁명을 일으켰습니다. 이제 움직이는 이미지가 훨씬 더 선명하고 변화하는 이미지에 더 빠르게 반응하여 더 나은 품질의 디스플레이가 가능합니다. 각 픽셀 내 구동 회로의 능동적이고 독립적인 유지 관리로 인해 능동 매트릭스 LCD(AMLCD)는 소비자에게 매우 매력적임이 입증되어 컴퓨터 모니터, TV 및 스마트폰과 같은 고해상도 화면의 지배적인 기술이 되었습니다.
AMLCD는 박막 트랜지스터로 가장 자주 구성됩니다. (TFT). TFT LCD의 트랜지스터는 인접 픽셀과의 간섭 없이 픽셀 내 신호를 능동적으로 유지할 수 있어 대부분의 AMLCD에서 필수적인 부분입니다. 각 픽셀은 투명한 전도성 ITO 층 사이에 절연 액정층이 샌드위치된 작은 커패시터입니다.
앞서 언급한 바와 같이 액정층을 배향시키는 방법에는 여러 가지가 있으며, 각각의 기술에 따라 다른 종류의 LCD가 만들어집니다. 예를 들어, 테네시 LCD, 저렴하면서도 더 빠른 옵션 중 하나인 는 빠른 그래픽 재생률과 응답 시간이 요구되는 게임용 디스플레이에서 매우 유용하게 되었습니다.
LCD 기술은 자동차 산업에서도 목적을 찾았습니다. (자동차 대시보드 및 화면 디스플레이) 및 의료 산업(방사선 영상).
LCD 기술 비교: 당시와 현재
앞서 언급했듯이 LCD는 백라이트에 의존하여 디스플레이와 픽셀을 비춥니다. 이것은 1960년대에 LCD가 처음 만들어진 이후로 계속되었습니다. 그 후 수십 년 동안 디스플레이의 크기와 해상도는 다소 제한적이었습니다. 색상이 역동적이지 않았습니다.
1980년대에는 최초의 14인치 풀 컬러 TFT LCD와 같은 더 큰 디스플레이가 만들어졌습니다. 그 이후로 기술은 스마트폰과 TV 화면이 다양하게 개선되면서 오늘날 우리가 볼 수 있는 것과 같이 빠르게 성장했습니다.
최근에는 유기 LED(OLED) 디스플레이 특성과 잠재력이 크게 성장했습니다. OLED 디스플레이는 LCD에 없는 장점이 있습니다. 작은 분자를 사용하거나 중합체, OLED는 백라이트가 필요하지 않습니다. 오히려 각 픽셀에는 고유한 유기광 생성 능력이 있습니다. 이는 LCD와 비교할 때 OLED의 두께를 줄일 뿐만 아니라 더 깊은 검정색과 더 높은 명암비를 허용합니다. 그러나 구조적으로 백라이트 외에 두 디스플레이는 모두 수동 또는 능동 매트릭스를 사용할 수 있고 TFT 레이어를 포함하는 경우가 많으며 둘 다 투명하게 만들 수 있기 때문에 유사합니다. OLED는 구조 면에서 LCD에 비해 또 다른 장점이 있습니다. 백라이트가 없으면 접을 수 있는 스마트폰과 같이 더 새롭고 고급스러운 디스플레이가 가능하도록 유연하게 만들 수 있습니다.