Display - LCD Module Structure / LCD Panel Structure

 

 

 

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LCD Module Structure

 

 

 

 

LCD panel

:  LCD 모듈의 핵심은 LCD pannel이다. 이것은 액정(liquid crystal)레이어와 TFT(thin-film transistor) 트랜지스터 배열로 이루어진 유리 또는 플라스틱 기판이다. TFT 트랜지스터 배열은 픽셀을 개별적으로 제어하며, 액정은 빛을 조절하여 화면에 이미지를 형성한다.

 

- TFT-Array Substrate

: 각 픽셀 하나에 TFT 트랜지스터가 연결되어 있으며, 픽셀의 색상과 밝기를 제어한다. 

각 픽셀은 일반적으로 RGB 서브픽셀 중 하나에 해당하며, 각 서브픽셀에는 색상을 조절하는 각각의 TFT가 연결되어있다.

 

Driving Circuit Unit

- LCD driver IC chips

: 화면 제어, 전원 관리, 화면 백라이트 제어, 입력 인터페이스, 통신 인터페이스, 해상도 지원

 

- Multi-layer PCBs

: 여러개의 PCB layer가 쌓여있는 구조이다. 다양한 전기적 연결 및 신호 경로를 제공한다.

 

- Driving Circuits

: 전자 장치나 부품을 동작시키고 제어하기 위한 회로이다. 일반적으로 신호 생성,증폭,출력 스위칭 및 전력 관리와 같은 기능을 수행한다.

 

- TCP (Transmission Control Protocol)

: 컴퓨터 네트워크에서 데이터를 안정적으로 전송하기 위한 프로토콜 중 하나이다. 

 

Backlight & Chassis Unit

- Backlight

백라이트는 화면 뒷면에 배치되어 화면을 조명하여 이미지를 보이게한다. 백라이트로 LED(Light Emitting Diode) 또는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp) 등의 광원이 사용된다.

 

**cathode : 전극 중 전류가 흘러나오는 쪽의 전극을 의미한다. ( or 전자가 흘러 들어가는 쪽의 전극)

 

- Chassis unit

LCD 모듈은 외부 환경으로부터 보호하기 위해 플라스틱 또는 금속 케이싱과 보호층을 포함한다. 모듈을 물리적인 손상 및 먼지로부터 보호하고, 내구성을 높이며 외관을 보호하는 역할을 한다.

 

 

 

 

 

 

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LCD Panel Structure

 

 

 

 

 

 

 

 

LCD Panel Structure

 

1. Color Filter Substrate  (front plane 유리기판 )

: 색상 필터를 포함하고 있는 기판이다.

 

2. Black Matrix

: 픽셀간 간섭을 방지하기 위해 사용되는 검정색 라인이다. 픽셀 사이에 위치하여 빛이 누출되지 않도록 막아준다.

 

3. Color-filter 

: 각 픽셀에 적절한 색상을 부여하여 이미지 생성하는 데 사용되며, 일반적으로 RGB 필터로 구성된다.

 

4. Common Electrode (ITO)

:  액정 위에 위치하며, 전압을 이용하여 액정을 활성화하고 전압이 흐르는 경로를 제공한다.

Common이라는 이름처럼 통째로 들어간 전극이라는 의미를 가지고 있다.

 

5.Seal

: LCD 패널 주변을 봉쇄하는 물질로, 패널 내부에 액정을 보관하고 외부로부터 보호하는 역할을 한다.

 

6. TFT (Thin-Film Transistor)

: TFT 트랜지스터는 각 RGB 서브픽셀 전하를 조절하는 역할을 한다.

 

7.L/C(Liquid crystal -액정)

:  TFT Array substrate와 Color filter substrate사이에는 액정이 존재한다. 액정은 TFT 패널 내부에서 전하의 영향을 받아 상태를 변경하여 이미지 표시하는데 사용된다. 

 

8.pixel electrode ( 픽셀 전극 , ITO )

: 각 픽셀의 액정 위에 위치하며, 전기적으로 액정을 조절하는데 사용된다.

 

9.storage capacitor

:TFT transistor와 함께 사용되며, 픽셀의 전하를 저장하여 액정의 상태를 유지하고 재생한다.

 

10.Alignment Layer (정렬층)

: Alignment Layer는 액정 분자의 방향을 제어하여 액정의 상태를 정렬시키는데 사용된다.

 

11. Polarizer

: 편광 필름으로, 빛을 특정 방향으로 필터링하여 화면의 밝기와 색상을 제어한다.

패널의 가장 앞,뒤에 존재한다.

 

12. Spacer

: 패널 내부에서 액정층과 다른 층 사이의 간격을 일정하게 유지하는데 사용된다. color filter substrate와 TFT array substrate 사이에서 back-to-front 간격을 유지한다.

 

13. Bonding Pad

: Lcd 패널과 제어회로 및 주변 장치 간 전기적 연결을 위한 접점이다.

 

14.TFT-Array Substrate (Back plane 유리기판 , TFT plane )

: TFT 트랜지스터로 구성된 매배열 기판이다.

 

15.ITO

: 투명 전극

 

 

구동 방식

 

아래쪽에는 픽셀마다 TFT로 조절되는 pixel electfode가 존재하고 위쪽에는 Common electrode가 존재한다. 

Common electrode와 Pixel electrode 사이에 전압을 걸어주면 전기장이 생기게 된다.

 

위 사진 우측에 pixel electrode가 노랗게 깔려있다가 좌측 TFT가 있는 곳에는 픽셀 전극이 깔려있지 않다. 

따라서 Common electrode와 pixel electrode 사이에 전압을 걸어주게 되면 pixel electrode가 있는 부분에는 정상적으로 전기장이  형성되지만, TFT가 있는 곳에는 전기장이 휘게된다.

 

TFT 주변에도 액정이 차있기는 하지만 내가 원하는 방향대로가 아닌 어긋나있는 방향대로의 액정이다.

따라서 그것을 막아주기 위해 TFT 위쪽으로 Black matrix가 존재하는 것이다.