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액정 디스플레이(液晶 Display) 또는 액정 표시장치(液晶表示裝置), 줄여서 LCD(liquid crystal display)는 디스플레이 장치의 하나이며, 평판 디스플레이(FPD)의 한 종류이다.


EBS [과학탐구] 물리 I – 액정(LCD)의 구조는 어떻게 되나요?
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[디스플레이 톺아보기] ⑮ LCD의 원리와 구조 Part.1 | 삼성디스플레이 뉴스룸

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[디스플레이 톺아보기] ⑮ LCD의 원리와 구조 Part.1 | 삼성디스플레이 뉴스룸
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LCD 란 무엇입니까? LCD 기술 및 디스플레이 종류 | 오리엔트 디스플레이

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LCD 란 무엇입니까? LCD 기술 및 디스플레이 종류 | 오리엔트 디스플레이
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LCD 란? (Liquid Crystal Display, 액정디스플레이) : 네이버 블로그

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액정 디스플레이(LCD)의 장단점과 종류

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디스플레이 상식사전 – 액정 | LG Display Newsroom

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[디스플레이 상식 사전] 액정(Liquid Crystal)

액정이란

액정은 언제 처음 발견되었나요

LCD에서 액정은 어떤 역할을 하는 건가요

심화학습 – 액정의 배열 구조와 구동 방식

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엘시디는 여기로 연결됩니다. 다른 뜻에 대해서는 는 여기로 연결됩니다. 다른 뜻에 대해서는 LCD 문서를 참고하십시오.

빛을 편광으로 만들기 위한 수직 편광 필름 ITO 전극을 삽입한 유리 기판. 이 전극의 모양이 LCD를 켜거나 껐을 때 나타나는 모양을 결정한다. 꼬인 네마틱(twisted nematic) 구조의 액정 ITO 전극을 삽입한 유리 기판 빛을 통과시키거나 차단할 수 있는 수평 편광 필름 보는 사람에게 빛을 내보내기 위한 반사판 반사형 TN(twisted nematic) LCD의 구조

액정 디스플레이(液晶 Display) 또는 액정 표시장치(液晶表示裝置), 줄여서 LCD(liquid crystal display)는 디스플레이 장치의 하나이며, 평판 디스플레이(FPD)의 한 종류이다.

LCD는 광학적으로 수동형(Passive)으로, 스스로 발광하지 않기 때문에 전력을 거의 소비하지 않는다. 그렇기 때문에 백라이트가 없는 LCD를 주로 사용하는 휴대용 계산기의 경우, 작은 태양광 패널이나 저용량 배터리 만으로도 긴 수명을 갖는다. 스스로 빛을 내지 않기 때문에 대부분의 LCD의 경우 후면에 백라이트를 두고, 전면에 액정을 두어 액정이 전기신호에 따라 빛을 차단하거나 통과시키는 방식으로 빛을 낸다.

액정은 고체와 액체의 성질을 동시에 가지는 물질로, 평상시에는 액정이 불규칙적으로 배열되어 편광판을 통과한 빛의 방향을 비틀어 수직으로 세워진 편광판을 통과하게 하지만, 전류가 흐를 때는 액정의 배열이 규칙적으로 변화하여 2차 편광판에서 빛이 걸러지게 된다.

하나의 화소는 두 개의 투명 전극이 연결된 액정으로 되어 있고, 양쪽에는 서로 수직인 편광 필터가 있다. 평상시에는 액정의 불규칙한 배열이 빛의 진동방향을 바꾸어 한번 편광판에 걸러진 빛이 다음 편광판을 통과 할 수 있도록 하지만, 전압을 가하면 액정의 배열이 한 패턴으로 고정되어 한번 편광판을 통과한 빛이 첫 번째 편광판과 수직으로 배열된 두 번째 편광판을 통과하지 못하고 차단된다. 이런 특징을 가진 LCD는 백라이트를 사용하며, 액정의 편광정도를 조절하여 화면의 밝기를 조정한다.

음극선관(CRT)와 달리 넓은 공간을 필요로 하지 않는 구조 덕분에 LCD 디스플레이는 이전의 디스플레이보다 얇은 두께와 선명한 화질을 가질 수 있다. 액정을 이용한 LCD디스플레이가 상용화되면서 디스플레이의 크기가 점점 작아지게 되어 결국 핸드폰과 같은 소형 전자기기에서 다양한 시각적 정보를 전달할 수 있게 되었다.

역사 [ 편집 ]

초기 내부자의 관점에서 액정 디스플레이의 기원과 복잡한 역사는 조지프 A. 카스텔라노(Joseph A. Castellano)가 Liquid Gold: The Story of Liquid Crystal Displays and the Creation of an Industry라는 책에 기술하였다.[1] 1991년까지 다른 관점에서 본 LCD의 기원과 역사에 대한 다른 보고서는 가와모토 히로시에 의해 출판되었으며, IEEE 역사 센터에서 확인이 가능하다.[2] 스위스가 LCD 개발에 기여한 내용은 피터 J. 와일드가 작성하였으며, IEEE First-Hand History로서 참조할 수 있다.[3] 1888년, 프리드리히 라이니처(1858~1927년)는 홍당무로부터 추출한 자연 상태의 콜레스테롤 액정 결정을 발견하였으며(즉, 두 개의 녹는 점과 색의 발산) 이러한 발견을 1888년 5월 3일 빈 화학회의 모임에서 출판하였다.(F. Reinitzer: Beiträge zur Kenntniss des Cholesterins, Monatshefte für Chemie (Wien) 9, 421–441 (1888))[4] 1904년, 오토 레만은 액정(Flüssige Kristalle)이라는 논문을 게재했다. 1911년, 샤를 모갱은 최초로 박막 안의 플레이트들 사이에 정제된 액정을 가지고 실험하였다.

종류 [ 편집 ]

관련항목 [ 편집 ]

액정 디스플레이 기술 [ 편집 ]

다른 디스플레이 기술 [ 편집 ]

각주 [ 편집 ]

[디스플레이 톺아보기] ⑮ LCD의 원리와 구조 Part.1

오늘은 다양한 영역에서 활용되고 있는 평판 디스플레이의 대표 제품. LCD의 기본 작동 원리에 대해 살펴보겠습니다.

LCD(Liquid Crystal Display, 액정표시장치)는 ‘액정’을 핵심 소재로 한 평판 디스플레이입니다. 액정(液晶, Liquid Crystal)이란 액체와 고체의 성질을 함께 가지고 있는 물질로, 고체의 결정이 갖는 규칙성과 액체의 성질인 유동성을 모두 지닌 물질이라는 뜻에서 액체결정, 줄여서 액정이라고 부릅니다.

의외로 액정은 상당히 오래 전에 발견되었습니다. 액정은 1854년 처음 발견되었고, 1888년 오스트리아의 생물학자 Reinitzer에 의해 비로소 ‘액정’이라는 이름을 최초로 부여받게 됩니다. 이후, 1920년대에는 많은 연구자들이 약 300여종의 액정을 합성해 발표했고, 액정에 전기 자극을 주어 상태를 변형하는 연구로 이어집니다. 1960년대에는 액정이 광학적 효과를 나타낸다는 사실이 과학 잡지 네이처(Nature)에 발표되었고, 이때부터 액정의 실용화 연구는 본격 궤도에 올라 이후 다양한 방식의 LCD가 화질과 성능을 높여 제품화되기에 이릅니다.

LCD는 정보를 표현하기 위해 외부의 빛(광원)을 필요로 하는 디스플레이입니다. 액정 자체가 빛을 뿜어내지는 않기 때문입니다. 따라서 패널 뒷면에서 백색의 빛을 비추는 백라이트(Back Light)의 도움을 받아야 하고, 다양한 색을 표현하기 위해 컬러필터(Color Filter)를 함께 사용해야 합니다.

그럼 액정을 어떻게 활용하길래 디스플레이의 핵심 소재로 활용할 수 있을까요? 기본 원리는 빛의 방향성에 숨어 있습니다. 빛, 조금 더 구체적으로 말해서 빛의 근원인 광원은 근본적으로 빛이 360도 사방으로 뻗어나가는 특성이 있습니다. 집 안에 켜 놓은 전등이 집 전체로 빛을 퍼뜨리며 공간을 밝히는 것과 같습니다. 이러한 광원에 일정한 방향성을 주고 그 빛이 액정을 통과하도록 하고, 전류를 이용해 액정을 움직이게 하면 원하는 빛의 방향을 조절할 수 있게 하는 것이 기본 원리입니다. 그럼 구체적인 원리를 아래 그림과 같이 보겠습니다.

※ 참고로 LCD의 액정 구조는 다양한 방식이 개발되어 있으므로, 이번 톺아보기에서는 그 중에 가장 기본적인 모델인 TN(Twisted Nematic) 방식의 Normally White(전압을 가하지 않은 기본 상태에서 빛을 통과시킴)를 기준으로 설명드립니다.

먼저 편광판이라고 불리는 패널 2장을 준비합니다. 편광판(偏光板, polarizer)이란 특정한 각도의 빛만 통과시키는 기능을 합니다. 밀가루 반죽을 만들어 놓고 가늘게 홈을 판 ‘틀‘를 통과시키면 홈의 모양대로 반죽이 밀려나오듯이 빛도 편광판을 통과할 수 있는 부분만 빠져나오므로 홈을 통과할 수 있는 각도의 빛만 일정한 방향성을 유지한 채로 편광판을 빠져나옵니다. 이렇게 되면 빛이 일정한 방향성을 갖게 됩니다.

2장의 편광판을 각각 위 아래로 배치한 후 그 아래에 광원인 백라이트를 켭니다. 그럼 아랫쪽 편광판을 통과한 빛이 위로 올라가고, 그 빛은 이어서 윗쪽 편광판을 만나게 됩니다. 만약 이때 윗쪽 편광판이 놓은 방향이 아랫쪽과 같다면 아랫쪽에서 올라온 빛은 대부분 그대로 윗쪽 편광판을 통과할 것이고, 반대로 윗쪽 편광판을 아랫쪽과 작각으로 만나게 돌려 놓는다면 대부분의 빛은 윗쪽 편광판을 통과하지 못하게 됩니다. LCD는 바로 빛이 직각 상태로 만나게 해 빠져나갈 수 없게 한 뒤 그 사이에 액정을 배치함으로써 액정의 움직임에 따라 빛의 각도를 틀어줘 빠져나가는 빛의 양을 조절하는 원리를 이용합니다.

액정에 전압을 가하면 액정을 움직일 수 있기 때문에, TFT로 전압을 가해 액정을 그대로 두거나 모양이 비틀어지게 할 수 있습니다. 액정은 빛을 통과시키는 광학적 특성이 있으므로, 비틀어진 모양이 되면 액정으로 들어온 빛도 비틀어진 모양을 따라서 이동합니다.이러한 액정의 특성을 활용하면 서로 직각으로 엇갈린 편광판 사이에서도 액정이 90도로 비틀어지게 놓이면 빛은 마치 편광판이 서로 같은 방향을 바라보고 있는 것처럼 대부분 위로 빠져나갈 수 있게 됩니다.

이렇게 빛이 빠져나가는 양에 따라 우리가 눈으로 보는 디스플레이의 밝기가 달라집니다. 액정이 움직지지 않아서 빛이 아예 빠져나가지 못하게 막힌 상태가 되면 화면은 어둡게 꺼져있는 것으로 보이게 됩니다. 하지만 액정 자체는 백라이트의 빛을 유도하는 역할만 하므로, 스스로 다양한 색을 내지는 못합니다. 그래서 액정과 편광판을 통과한 빛이 여러가지 색을 표현하기 위해서는 컬러필터라는 층을 한번 더 거쳐야 합니다.

컬러필터(color filter)는 빛을 통과시키면 해당 필터의 특성에 따라 색이 나타나도록 하는 기능을 하는데, 셀로판지와 비슷합니다. 가시광선의 다양한 색을 표현하기 위해서는 빛의 삼원색인 빨간색(R), 녹색(G), 파란색(B)이 필요하기 때문에 이렇게 3가지 색의 컬러필터가 각각의 픽셀마다 배치됩니다. 그리고 각 픽셀의 3가지 색상마다 그 아래에 각각을 담당하는 액정이 있고, 그 액정이 빛의 양을 조절해 RGB의 색 농도를 조절합니다. 이렇게 해서 수백만의 다양한 색을 표현하게 되는 원리입니다.

오늘은 LCD가 디스플레이로 작동하는 가장 기본적인 작동 원리에 대해 살펴보았습니다. 다음 시간에는 이러한 기본 원리를 활용한 여러가지 LCD의 구조에 대해서 조금 더 소개해 드리겠습니다.

LCD 란 무엇입니까? LCD 기술 및 디스플레이 종류

“액정 디스플레이”의 약자입니다. LCD는 평면 패널 디스플레이 기술입니다. 일반적으로 TV 및 컴퓨터 모니터에 사용됩니다. 노트북, 태블릿, 스마트폰 등 모바일 기기의 화면에도 사용됩니다. LCD 디스플레이 부피가 큰 CRT(Cathode Ray Tube) 모니터와 모양이 다를 뿐만 아니라 작동 방식도 크게 다릅니다. LCD는 유리 화면에서 전자를 발사하는 대신 직사각형 격자로 배열된 개별 픽셀에 광원을 제공하는 백라이트가 있습니다. 각 픽셀에는 켜거나 끌 수 있는 RGB(빨간색, 녹색 및 파란색) 하위 픽셀이 있습니다. 픽셀의 모든 하위 픽셀이 꺼지면 검은색으로 나타납니다. 모든 하위 픽셀이 100% 켜지면 흰색으로 나타납니다. 빨강, 녹색 및 파랑 빛의 개별 수준을 조정하여 수백만 가지 색상 조합을 얻을 수 있습니다. LCD는 어떻게 구성됩니까?

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.

LCD는 자체적으로 빛을 방출할 수 없기 때문에 일반적으로 어두운 환경에서 볼 수 있도록 백라이트를 LCD 화면 뒤에 배치합니다. 백라이트용 광원은 LED(Light Emitting Diode) 또는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)일 수 있습니다. LED 백라이트가 가장 인기가 있습니다. 물론 컬러 디스플레이를 원한다면 컬러 필터 레이어를 LCD 셀로 만들 수 있습니다. 컬러 필터는 RGB 색상으로 구성됩니다. LCD 앞에 터치 패널을 추가할 수도 있습니다.

그림 1 LCD 디스플레이 구조

LCD는 어떻게 작동합니까?

양산에 성공한 최초의 LCD 패널 기술은 TN(Twisted Nematic)이라고 합니다. LCD의 원리는 액정 분자에 전기장이 가해지지 않으면 분자가 LCD 셀에서 90도 비틀린다는 것입니다. 주변광이나 백라이트의 빛이 첫 번째 편광판을 통과하면 빛이 편광되어 액정 분자층과 함께 꼬입니다. 두 번째 편광판에 도달하면 차단됩니다. 뷰어는 디스플레이가 검은색임을 알 수 있습니다.

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.

LCD 기술은 전류(전자가 통과함) 대신 전기장을 사용하기 때문에 전력 소모가 적습니다.

짧은 유튜브 영상 LCD를 간결하고 효율적으로 설명합니다.

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