3-12) LCD, 기본 구조

 

 

 

 

LCD 구조

 

LCD의 기본적인 구조를 빛이 진행하는 경로, 즉 패널의 뒷면(아래쪽)에서 앞면(위쪽)으로 이동하면서 설명을 이어갑니다. 역시 가장 일반적인 투과형(transmissive-type), 능동 구동형, 백색 바탕 모드(normally white mode)의 TN-LCD를 대상으로 합니다.

 

LCD TV, 빛의 생성과 경로

 

먼저, 빛을 제공하는 광원입니다. 과거에는 냉음극 형광 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)를 사용하였는데, 2010년 전후로 LED로 대체되기 시작하여 현재는 모든 LCD가 LED 광원을 사용합니다. 그리고, 양자점 효과를 더하여서 색순도가 높은 RGB, 즉, 백색을 만들어내죠. LED 광원은 휘도가 높아지면서 주로 패널의 뒷면보다는 옆면에 배열됩니다. 다음으로 빛을 패널 안쪽으로 전달하는 도광판이 있고, 패널의 아래쪽으로 내려가는 빛을 위로 올려주는 반사판이 있습니다. 위로 올려진 빛을 골고루 퍼지게 하는 확산판이 있고, 펴진 빛의 방향을 정렬하는 두 장, 즉, 수평과 수직 방향의 프리즘 시트가 있죠. 여기까지를 후면 광원부(Back Light Unit, BLU)라고 합니다.

 

빛의 생성과 경로

 

빛의 생성과 경로

 

다음으로는 한쪽 방향으로 진동하는 빛만을 통과시키는 편광판이 있는데, 이 편광판은 아랫쪽 유리 기판의 외부에 부착되어 있지요. 유리 기판의 반대쪽에는 회로 배선과 각각의 RGB 부화소들을 구동하기 위한 TFT, 저장 커패시터, 그리고 투명 전극이 형성되어 있습니다. 그리고 기판 바로 위의 액정을 배열하기 위한 배향막이 설치되어 있죠. 이러한 아래쪽 기판을 TFT (백플레인) 기판, 후면 혹은 배면 기판, 하판 등으로 부릅니다. 그리고 위쪽 기판은 컬러 필터 기판, 전면 기판, 혹은 상판이라고 하죠. TFT 기판과 칼라 필터 기판 사이에는 액정이 배열된 공간이 있으며, 공간의 간격은 기둥이나 구 모양의 스페이서로 유지가 됩니다. 컬러 필터 기판의 안쪽에는 말 그대로 RGB 컬러 필터가 형성되어 있으며, RGB 각각의 부화소들 사이에는 빛의 상호 간섭을 방지하기 위한 블랙 매트릭스(Black Matrix, BM)가 존재하죠. 물론 칼라 필터와 블랙 매트릭스 위에는 액정에 전압을 인가하기 위한 상부 투명 전극과 역시 액정 배향막이 설치되어 있습니다. 컬러 필터 기판의 바깥쪽에는 액정을 통과하면서 편광 방향이 회전된 빛을 통과시켜주는 편광판이 부착되어 있죠. 그리고, 연이어서 터치 센서 패널, 커버 글라스 등이 올라갑니다.

 

빛의 생성과 경로

 

LCD 화소, 패널(셀), 그리고 모듈

 

이상에서 TFT 기판과 컬러 필터 기판이 합착된 구조를 LCD 패널, 혹은 셀(cell)이라고 하고, LCD 패널에 BLU, 그리고 구동용 집적 회로(Integrated Circuit, IC)칩과 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB) 등이 연결된 구조를 LCD 모듈이라고 합니다. 지금부터는 LCD 패널부에서 TFT 기판, 컬러 필터 기판, 그리고 LCD 모듈부에서 광원과 BLU, 구동 회로부 등의 순서로 설명을 이어가겠습니다.

 

LCD 패널과 모듈

 

 

# 참고로 하고 있는 여러 자료들의 제공에 감사를 표하며, 계속 업그레이드 됩니다.

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# 더! 생각해보기

a. LCD 용 광원은 선광원인 작은 형광등(CCFL), 점광원인 LED, 그리고 양자점 적용으로 진화하여왔다.  왜?

b. LCD의 뒷면에서 출발하는 빛의 입장이 되어 앞면(화면)까지 어떤 일들을 겪으며 오는지 이야기해보자

 

 

3-12. LCD, 기본 구조-복사.pdf

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