LCD 디스플레이의 구조는 무엇입니까? LCD는 무엇으로 분류됩니까?

1. LCD & LCM 소개
LCD는 Liquid Crystal Display의 전체 이름으로, 액정 디스플레이로 번역되며, 액정을 사용하여 광 투과율 기술을 제어하는 ​​초박형 디스플레이 장치입니다. 선명하고 정확한 이미지, 얇은 두께, 가벼운 무게, 낮은 에너지 소비 및 방사선이 없는 장점이 있으며 현재 사람들의 일상 생활에 널리 존재합니다. LCD는 전기장의 작용으로 뒤틀린 액체와 같은 결정이며 유리 위의 편광판의 편향 각도 조합과 결합하여 디스플레이를 형성합니다. 간단히 말해서 유리 샌드위치 구조를 가진 광전 성능 장치입니다.

LCM은 액정 디스플레이 모듈(Liquid Crystal Display Module)의 약자로, 액정 디스플레이 모듈은 액정 디스플레이와 커넥터, 집적 회로, PCB 회로 기판, 백라이트, 구조 부품 등을 조립하는 구성 요소입니다.
LCM은 LCD의 확장된 제품입니다.
LCD와 모든 기본 객체는 LCM입니다.
     예: 열 밀봉, IC, 백라이트, PCB, FPC

2. LCD의 분류
2.1 LCD 화면 구동모드에 따른 분류
우선 LCD 액정 디스플레이는 제어 방법에 따라 수동 매트릭스 LCD와 능동 매트릭스 LCD로 나눌 수 있습니다. 수동 매트릭스 LCD는 밝기, 시야각, 응답 속도 및 화질에 결함이 있지만 비용이 저렴하기 때문에 현재 소수의 디스플레이에만 사용됩니다. 능동 매트릭스 LCD는 화면의 각 픽셀에 내장된 트랜지스터가 있어 밝기가 더 밝고 색상이 더 풍부하며 시야 영역이 더 넓어 시장에서 널리 사용되었습니다.
패시브 매트릭스 LCD는 TN-LCD, STN-LCD, DSTN-LCD로 나눌 수 있으며, 각각 트위스트 네마틱 LCD, 슈퍼 트위스트 네마틱 LCD, 더블 레이어 슈퍼 트위스트 네마틱 LCD로 번역됩니다. 트위스트 각도가 다르지만 작동 원리는 거의 같습니다. 다음으로 TN-LCD를 예로 들어 패시브 매트릭스 LCD의 작동 원리를 소개합니다.
TN-LCD 액정 디스플레이의 패널에는 두 개의 편광판이 있으며, 이는 광속의 최대값과 생성되는 색상을 결정하는 데 사용됩니다. 두 개의 편광판은 두 개의 큰 유리 기판이며, 컬러 필터는 두 기판 사이에 샌드위치되어 있습니다. 정렬 필름 등, 컬러 필터는 빨간색, 녹색 및 파란색의 세 가지 색상으로 구성된 필터이며, 특정 규칙에 따라 큰 유리 기판에 만들어집니다. 상단 및 하단 중간층에는 전극과 정렬 필름에 의해 형성된 홈이 있으며, 중간층은 여러 층의 액정 분자로 채워집니다. 상단 중간층에 가까운 액정 분자는 상단 홈 방향에 따라 배열되고, 하단 중간층에 가까운 액정 분자는 하단 홈 방향에 따라 배열됩니다. 방향으로 배열됩니다.
빛이 위에서 아래로 조사되면 먼저 상부 편광판에 도달한 다음 상부 편광판을 통과한 빛이 상부 중간층의 홈에 들어갑니다. 액정층에 전압을 인가하면 액정 분자가 초기 상태를 변경하여 수직 배열이 됩니다. 모든 빛이 하부 편광판에 흡수되어 디스플레이 화면이 검은색이 됩니다. 액정층에 전압을 인가하지 않으면 액정은 초기 상태를 유지하고 입사광은 90도 비틀어 모두 하부 편광판을 통과할 수 있으므로 디스플레이가 흰색으로 보입니다.
액티브 매트릭스 LCD는 TFT-LCD(박막 트랜지스터 LCD)라고도 불립니다. TFT-LCD 디스플레이의 구조는 TN-LCD 디스플레이와 거의 같습니다. 유일한 차이점은 TFT-LCD 디스플레이의 인터레이어 전극이 FET 트랜지스터이고, 하부 인터레이어의 전극이 공통 전극이라는 것입니다.
TFT-LCD 디스플레이는 "뒤로" 조명을 채택합니다. 빛은 아래에서 위로 조사되고, 먼저 하부 편광판을 통과하고, 빛은 액정 분자를 통해 전달됩니다. FET 전극이 켜지면 액정 분자의 배열 상태가 변경되어 음영과 빛 투과를 통해 디스플레이 화면에 표시됩니다. FET 전극이 차단되면 FET 트랜지스터는 용량 효과가 있어 전류 전위 상태를 유지할 수 있으므로 액정 분자는 FET 전극이 다시 켜질 때까지 변경된 정렬 상태를 유지합니다.

2.2 광학 모드에 따른 분류

2.3 표시되는 내용에 따라 분류하기
세그먼트 코드 LCD 화면, 문자 LCD 화면, 그래픽 도트 매트릭스 LCD 화면

2.3.1. 디지털 액정 디스플레이 모듈: 이것은 필드형 액정 디스플레이와 전용 집적 회로에 의해 조립된 기능적 구성 요소입니다. 일부 고정 디스플레이 숫자와 일부 식별 기호만 표시할 수 있습니다. 이 유형의 LCD는 일반적으로 TN 및 HTN으로 만들어지며 STN은 높은 요구 사항(주로 시야각 범위를 늘리기 위해)에도 사용됩니다. DUTY 숫자는 일반적으로 1/1, 1/2, 1/3, 1/4, 1/8이며 최대 1/32가 될 수 있습니다.

2.3.2 문자 도트 매트릭스 액정 디스플레이 모듈: 그것은 문자 도트 매트릭스 액정 디스플레이, 전용 행 및 열 드라이버, 컨트롤러 및 필요한 커넥터 및 구조적 부품으로 조립되며 숫자와 서양 문자를 표시할 수 있습니다. 이 문자 도트 매트릭스 모듈 자체에는 문자 생성기가 있어 표시 용량이 크고 기능이 풍부합니다. 일반적으로 이 유형의 모듈은 최소 8개의 문자와 1줄의 문자를 표시할 수 있습니다. 이 모듈의 도트 매트릭스 배열은 5×7, 5×8 또는 5×11 픽셀 도트 매트릭스 배열의 그룹으로 구성됩니다. LCD는 일반적으로 TN과 STN으로 만들어지며 DUTY 수는 일반적으로 1/8 이상입니다.

2.3.3 그래픽 도트 매트릭스 LCD 모듈: 이 모듈은 도트 매트릭스 픽셀의 연속적이고 균일한 배열을 특징으로 하며 행과 열의 배열에 갭이 없습니다. 따라서 연속적이고 완전한 그래프를 표시할 수 있습니다. 그래픽을 표시하는 것 외에도 문자도 표시할 수 있습니다. LCD는 일반적으로 STN을 사용하고 DUTY 수는 일반적으로 1/16 이상입니다.

2.4 색상 모드에 따른 분류

다양한 비틀림 각도와 편광판 각도를 사용하면 LCD는 다음과 같은 색상 모드를 갖게 됩니다.
2.4.1 TN 유형 분류:
A. 양성: 흰색 배경에 검은색 문자가 표시됩니다.
B. 부정성: 표시되는 것은 흑백입니다.
2.4.2 STN 유형 분류:
A. 황록색 모드: 황록색 모드는 황록색 배경색으로 표시되고, 글꼴은 파란색과 검은색으로 표시됩니다.
B. 블루 모드: 블루 모드는 파란색 배경색과 흰색 글꼴로 표시됩니다.
C. 회색 모드: 회색 모드는 짙은 파란색 글꼴이 있는 회색-흰색 배경으로 표시됩니다.
2.4.3 FSTN 유형 분류 (FSTN은 STN을 기준으로 보상 필름을 1~2겹 더 덧입혀 STN의 간섭색을 보상하는 방식입니다.)
A. 양성: 밝은 흰색 배경에 검은색 문자가 표시됩니다.
B. 부정성: 파란색과 검은색 배경에 흰색 문자가 표시됩니다.

2.5 빛의 입사경로에 따른 분류

2.5.1 반사형 : 외부 빛을 반사하여 표시합니다. 즉, 외부 빛에 크게 의존하므로 어두운 환경에서는 볼 수 없습니다.
2.5.2 반투명형 : 자연광과 백라이트를 사용할 수 있습니다. 외부 조명이 강하면 백라이트를 사용할 수 있습니다. 외부 조명이 약하면 백라이트를 사용할 수 있습니다.
2.5.3 완전 투명한 유형: 외부 조명에 의존하지 않지만 백라이트가 필요합니다.

2.6 LCM의 종류 - 공정에 따른 분류(IC 패키징 형태에 따라)
2.6.1 제브라 스트립 연결: 이러한 연결 방식을 이용할 경우, LCD, 전도성 접착 스트립, PCB 보드를 서로 고정하기 위한 구조적 멤버를 사용해야 하며, 전극 간격을 매우 작게 만들 수 있으므로 구동 채널 수가 많은 제품에 적합합니다.
2.6.2 금속 핀 연결: LCD의 외부 리드에 금속 핀을 고정하거나 LCD를 PCB에 직접 고정하거나 LCD를 PCB의 소켓에 삽입합니다. 금속 핀 사이의 거리는 2.54mm, 2.0mm, 1.8mm, 1.5mm, 1.25mm입니다. 적용 가능한 유리 두께는 1.1mm, 0.7mm, 0.55mm입니다.
2.6.3 제브라 종이(열압착 종이) 연결: LCD와 PCB 보드를 연결하려면 제브라 페이퍼를 사용합니다. 필름 베이스가 부드러워서 사용 중에 고정하기 쉽고 설치 두께를 줄일 수 있습니다.
2.6.4 TAB(Tape Automated Bonding의 약자): ACF(Anisotropic Conductive Film)를 통해 소프트 테이프와 구동 회로를 LCD에 연결합니다. LCM의 부피를 줄입니다. ACF(Anisotropic Conductive Film)를 통해 소프트 테이프와 구동 회로를 본딩하고 특정 온도, 압력 및 시간 하에서 핫프레싱하여 화면과 구동 회로 보드 간의 연결을 실현하는 방법입니다. 가공 방법입니다. 주로 ACF 사전 로딩, 정렬 검사, 메인 프레싱 및 테스트의 네 가지 공정을 포함합니다.
2.6.5 COB: COB는 Chip On Board의 영어 약자입니다. LCM 구동 회로 기판의 또 다른 처리 방법입니다.
공정은 접착제로 베어 칩을 PCB 보드의 지정된 위치에 직접 붙이고, 칩의 전극을 알루미늄 와이어로 용접기를 통해 PCB 보드의 해당 패드와 연결한 다음, 칩과 알루미늄 와이어를 검은 접착제로 밀봉하여 응고시키는 것입니다. 이런 식으로 칩과 회로 보드의 전극 사이의 전기적, 기계적 연결이 실현됩니다. 이 공정에는 본딩, 경화, 압력 용접, 테스트, 밀봉, 경화 및 테스트의 7가지 공정이 포함됩니다. COB 공정은 작은 베어 칩을 채택하고 장비는 정밀도가 높습니다. 더 많은 라인, 더 얇은 갭 및 더 작은 면적 요구 사항이 있는 PCB 보드를 처리하는 데 사용됩니다. 외부 세계에 의해 손상되고 신뢰성이 높지만 손상 후 수리할 수 없으며 폐기할 수밖에 없습니다.
2.6.6 COG: COG는 Chip On Glass의 영문 약자로 LCD 화면과 IC 회로를 직접 연결하는 가공 방식입니다.
이 공정은 LCD 전용 LSI-IC 전용 칩을 LCD 외부 리드의 작은 영역에 붙이고, 압력 용접 와이어로 요구 사항에 따라 단자를 용접한 다음 밀봉 접착제 한 방울을 그 위에 떨어뜨리는 것입니다. 그리고 IC의 입력 단자도 LCD 외부 리드 유리에 설계되고 칩의 입력 단자에도 압력 용접됩니다. 이때 칩이 있는 LCD는 완전한 LCD 모듈을 형성합니다. PCB에 연결하기만 하면 됩니다. 이 공정은 주로 화면 배치, ACF 배치, 칩 배치, 정렬 검사, 칩 본딩, 접착제 밀봉 및 검사의 7가지 공정으로 구성됩니다.
2.6.7 COF: COF는 Chip On Film의 영어 약자입니다. 집적 회로 칩을 소프트 필름 전송 벨트에 프레스 용접한 다음 이방성 전도성 접착제를 사용하여 소프트 필름 전송 벨트를 액정 디스플레이 장치의 외부 리드에 연결하는 것입니다. 이 방법은 주로 작은 크기가 필요한 디스플레이 시스템에 사용됩니다.
2.6.8 SMT: SMT는 Surface Mounted Technology의 영어 약자입니다. 표면 실장 기술로 번역됩니다.
SMT 공정은 액정 디스플레이 구동 회로 기판(PCB 보드)의 제조 공정 중 하나입니다. 실장 장비를 사용하여 솔더 페이스트로 인쇄된 PCB 보드의 해당 패드 위치에 실장 구성 요소(칩, 저항기, 커패시터 등)를 부착합니다. 리플로우 장비를 통해 구성 요소를 PCB 보드에 납땜하는 처리 방법입니다.
이 공정은 실크 스크린 인쇄, 배치, 리플로우, 세척 및 테스트의 5가지 공정을 포함합니다. 실장된 부품(특히 칩)의 크기(패키지 크기), 칩 핀 사이의 갭 수 및 장비의 정확도의 영향으로 인해 SMT 공정은 대면적 PCB 보드의 처리에 적합하며 솔더 조인트가 노출되어 있어 손상되기 쉽지만 수리하기 쉽습니다.

2.7 백라이트
액정 디스플레이 장치는 스스로 빛을 방출하지 않고 외부 빛을 변조하여 디스플레이를 실현하는 수동형 디스플레이 장치입니다. 일반적으로 액정 디스플레이의 조명 기술은 자연 조명 기술과 백라이트 조명 기술로 나뉩니다. 현재 일반적으로 사용되는 백라이트 소스는 주로 다음과 같습니다.
2.7.1 반도체 발광관(LED): LED는 현재 일반적으로 사용되는 백라이트이며, 하단 발광 LED와 측면 발광 LED의 두 가지 유형이 있습니다.
2.7.2 전기 발광(EL): 램프의 모양이 매우 얇아 LCD 어셈블리의 두께가 거의 증가하지 않습니다(일반적으로 두께가 0.3MM에 불과함). AC 드라이브, AC 전원은 일반적으로 70~110V 400Hz이며 주변 칩으로 구동할 수 있습니다.
2.7.3 냉음극 형광등(CCFL): 색상은 일반적으로 흰색이고 밝기가 매우 높습니다. 외부 드라이브가 필요합니다.

2.8 LCD 화면의 디스플레이 특성에 따라 구분:
2.8.1 고휘도 디스플레이 화면: LCD 화면 디스플레이 밝기는 500cd/m2 이상으로, 야외 햇빛 아래에서도 눈에 띄어야 하는 디스플레이 장치에 적합합니다.
2.8.2 전체 시야각 LCD 화면: 이 제품은 시야각이 넓고, 대비도 높으며, 색상 채도와 역동성이 뛰어납니다.
2.8.3 넓은 온도 LCD 화면: 온도 조건이 가혹한 장소에 적합하며, 작동 온도 및 보관 온도는 -30℃~+85℃에 도달할 수 있으며, 일부 모델의 고온 한계는 85℃에 도달할 수 있습니다.
2.8.4 반반사 및 반투명 스크린: 강한 조명 하에서 작동하는 디스플레이 장치에 탁월한 디스플레이 효과를 제공하고, 어두운 환경이나 저조도 환경에서도 뛰어난 판독 성능을 제공합니다.

2.9 LCD 패널 종류에 따라:

2.9.1 TN 액정 패널: 가장 기본적이고 흔한 디스플레이 모드로, 제조가 간단하고 투과율이 높으며 비용이 저렴합니다.
2.9.2 IPS 패널: 탁월한 전체 시야각 특성, 역동적인 정의, 색상 재현 효과.
2.9.3 VA 액정 패널: 넓은 시야각, 높은 대비도, 마찰 정렬 불필요 등의 장점으로 인해 대형 TFT LCD 액정 패널에 가장 많이 선택되는 제품이 되었습니다.

2.10 LCD 화면의 인터페이스 유형에 따라 가장 일반적인 인터페이스는 RGB 인터페이스, SPI 인터페이스, MCU 인터페이스, MIPI 인터페이스, LVDS 인터페이스이며, 그 외에도 HDMI 인터페이스, TTL 인터페이스, STN 인터페이스 등이 있습니다.

2.11 LCD 액정 스크린의 응용분야에 따르면: 가전제품 디스플레이, 차량용 디스플레이, 상업용 디스플레이, 의료용 디스플레이, 산업용 디스플레이, 계측기, 야외용 핸드헬드 및 기타 디스플레이 분야.