LCD (액정) 이란?

LCD: 액정 디스플레이

LCD는 '액정 디스플레이'의 약자입니다. 이 기술은 평면 패널 디스플레이로, 일반적으로 TV와 컴퓨터 모니터에 사용됩니다. 또한, 노트북, 태블릿, 스마트폰 등 다양한 모바일 기기의 화면에도 활용됩니다.

LCD 디스플레이는 부피가 큰 CRT(Cathode Ray Tube) 모니터와 모양이 다를 뿐만 아니라 작동 방식도 크게 다릅니다. CRT는 유리 화면에서 전자를 발사하지만, LCD는 직사각형 격자로 배열된 개별 픽셀에 광원을 제공하는 백라이트를 사용합니다. 각 픽셀에는 켜거나 끌 수 있는 RGB(빨간색, 녹색, 파란색) 하위 픽셀이 있습니다. 모든 하위 픽셀이 꺼지면 해당 픽셀은 검은색으로 나타납니다. 모든 하위 픽셀이 100% 켜지면 화면은 흰색으로 나타납니다. 빨강, 녹색, 파랑 빛의 개별 수준을 조정하여 수백만 가지 색상 조합을 만들 수 있습니다.

 

LCD 화면은 유리 기판 사이에 끼워진 액정 물질의 얇은 층과 양쪽에 두 개의 편광판을 포함합니다. 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 어두운 환경에서도 볼 수 있도록 백라이트를 LCD 화면 뒤에 배치합니다. 백라이트용 광원으로는 LED(Light Emitting Diode)와 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)이 있으며, 그 중 LED 백라이트가 가장 인기가 있습니다. 컬러 디스플레이를 원할 경우, LCD 셀에 RGB 색상으로 구성된 컬러 필터 레이어를 추가할 수 있습니다. 또한, LCD 앞에 터치 패널을 부착하여 터치 기능을 제공할 수도 있습니다.

 

 

 

 

 

 

위에 소개된 가장 기본적인 LCD는 수동 매트릭스 LCD로, 계산기, 계량기, 초기 디지털 시계, 알람 시계 등 저가형 또는 간단한 응용 프로그램에서 주로 볼 수 있습니다. 패시브 매트릭스 LCD는 시야각이 좁고, 응답 속도가 느리며, 흐릿한 화면 등의 단점이 있지만, 전력 소모는 적습니다.

이러한 단점을 개선하기 위해 과학자와 엔지니어들은 능동 매트릭스 LCD 기술을 개발했습니다. 가장 널리 사용되는 것은 TFT(Thin Film Transistor) LCD 기술입니다. TFT LCD를 기반으로 더욱 현대적인 LCD 기술이 개발되고 있으며, 그 중 가장 잘 알려진 것은 IPS(In Plane Switching) LCD입니다. IPS LCD는 초광시야각, 우수한 이미지 화질, 빠른 응답 속도, 뛰어난 명암비, 적은 번인 결함 등의 장점을 가지고 있습니다.

IPS LCD는 LCD 모니터, LCD TV, iPhone, 패드 등에 널리 사용됩니다. 삼성은 더 깊은 검정을 생성하기 위해 QLED(양자점)를 사용한 LED 백라이트를 혁신적으로 도입하여, 빛이 필요하지 않은 곳에서는 LED를 끕니다.

 

 

 

– 트위스트 네마틱 디스플레이 (TN 디스플레이): TN(트위스트 네마틱) LCD는 가격이 저렴하고 응답 시간이 빠르기 때문에 게이머들이 많이 사용하는 디스플레이입니다. 그러나 TN 디스플레이는 품질이 낮고 명암비, 시야각, 색상 재현 능력이 다른 디스플레이에 비해 떨어집니다. 이러한 단점에도 불구하고, 일상적인 작업에는 충분히 사용 가능합니다.

– 평면 스위칭 디스플레이 (IPS 디스플레이): IPS 디스플레이는 우수한 이미지 품질, 높은 시야각, 생생한 색상 정밀도로 최고의 LCD로 간주됩니다. 주로 그래픽 디자이너들이 사용하며, 이미지 및 색상 재현이 중요한 응용 프로그램에서 많이 사용됩니다.

– 수직 정렬 패널 (VA 패널): 수직 정렬(VA) 패널은 TN 디스플레이와 IPS 디스플레이의 중간에 위치합니다. VA 패널은 TN형 디스플레이에 비해 더 높은 품질의 기능과 함께 최상의 시야각과 색 재현성을 제공합니다. VA 패널은 더 깊은 검은색과 더 나은 색상을 생성하며, TN 디스플레이에 비해 더 나은 시야각을 허용할 수 있습니다. 그러나 VA 패널은 응답 시간이 느리고 재생 빈도가 낮은 단점이 있습니다.

– 고급 프린지 필드 스위칭 (AFFS): AFFS LCD는 IPS 디스플레이와 비교할 때 최고의 성능과 광범위한 색상 재현을 제공합니다. AFFS 디스플레이는 넓은 시야각을 유지하면서 색상 왜곡을 줄일 수 있기 때문에, 주로 비행기 조종석과 같은 전문적인 환경에서 사용됩니다.

– 패시브 및 액티브 매트릭스 디스플레이: 패시브 매트릭스 LCD는 간단한 그리드를 사용하여 LCD의 특정 픽셀에 전하를 공급합니다. 패시브 매트릭스 시스템은 응답 시간이 느리고 전압 제어가 부정확한 단점이 있습니다. 반면, 액티브 매트릭스 LCD는 주로 TFT(박막 트랜지스터)에 의존합니다. TFT는 유리 기판 위에 배치된 소형 스위칭 트랜지스터와 커패시터로, 특정 픽셀에 전하를 정확하게 전달할 수 있습니다.

액티브 매트릭스형 LCD는 패시브 매트릭스형 LCD에 비해 더 빠르고 정확한 응답을 제공합니다. 이러한 이유로 고화질 영상이나 빠른 응답 속도가 필요한 디스플레이에 주로 사용됩니다.

 

LCD 기술은 TV, 노트북, 스마트폰, 패드 등 다양한 기기에 사용되는 가볍고 얇으며 저전력 소비라는 큰 장점을 가지고 있습니다. 이로 인해 많은 디스플레이 기술과의 경쟁에서 우위를 점하며, CRT 모니터와 플라즈마 디스플레이 TV는 점차 시장에서 사라졌습니다. 현재 LCD 기술은 디스플레이 시장을 지배하고 있습니다. 그러나 모든 기술에는 한계가 있습니다.

LCD 기술은 특히 저온에서 응답 시간이 느리고 시야각이 제한되어 백라이트가 필요합니다. 이러한 단점을 보완하기 위해 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 기술이 개발되었습니다. 일부 고급형 TV와 휴대폰은 AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diodes) 디스플레이를 사용하기 시작했습니다.

이 최첨단 기술은 LCD와 비교할 때 훨씬 더 나은 색 재현, 선명한 이미지 품질, 넓은 색 영역, 적은 전력 소비를 제공합니다. OLED 디스플레이에는 두 가지 유형이 있으며, TV와 휴대폰에는 PMOLED(수동 매트릭스 유기 발광 다이오드) 대신 AMOLED를 선택해야 합니다. AMOLED는 빠른 응답 속도와 뛰어난 화질을 제공하며, 고해상도 화면에 적합하기 때문입니다.

따라서, 디스플레이 기술의 진화는 앞으로도 계속될 것이며, 사용자들은 더 나은 화질과 성능을 경험하게 될 것입니다.