LCD 모듈이란?
LCD 모듈은 액정 디스플레이를 구성하는 액정 패널과 영상을 표시하기 위한 드라이버/컨트롤러가 내장된 것을 말합니다.
비교적 저렴하고, 얇고, 저소비전력이기 때문에 다양한 전자기기에 내장되어 있습니다. 임베디드 기기 외에도 전자 공작의 부품으로도 많이 사용됩니다.
크게 문자를 표시하는 데 특화된 문자 LCD 모듈과 도형이나 그림 등을 표시할 수 있는 그래픽 LCD 모듈로 구분할 수 있습니다.
LCD 모듈의 사용 용도
LCD 모듈이 어떻게 활용되고 있는지 구체적인 사용 사례를 몇 가지 소개하면, LCD 모듈의 활용 범위는 나날이 넓어지고 있으며, 그 용도는 무궁무진하다고 할 수 있습니다.
1. 휴대용 기기
스마트폰, 태블릿, 노트북 등 휴대용 기기에서 LCD 모듈은 사용자 인터페이스의 핵심 부품이다. 사용자의 터치 입력을 받아 정보를 선명하게 표시하여 이러한 기기의 사용 편의성을 크게 향상시킵니다.
2. 가전 제품
TV, 냉장고, 에어컨, 세탁기 등 가전제품에서 LCD 모듈은 정보 표시와 조작 안내를 위해 사용됩니다. 예를 들어, TV에서는 영상을 표시하고, 냉장고와 에어컨에서는 온도와 설정 모드를 표시하는 데 사용됩니다.
3. 산업 설비
LCD 모듈은 공장 생산 라인, 농기계, 건설 기계 등 산업 장비의 조작 패널에도 사용됩니다. 작업자에게 필요한 정보를 제공하여 보다 안전하고 효율적인 장비 작동을 가능하게 합니다.
4. 의료 기기
의료 분야에서도 LCD 모듈은 중요한 역할을 합니다. 환자의 생체 신호를 모니터링하는 장치, 초음파 검사 장비, MRI 스캐너 등에 탑재되어 의료진에게 필요한 정보를 시각적으로 제공합니다.
5. 자동차
최신 자동차에서는 기존의 아날로그 계기판이 디지털화되어 LCD 모듈을 통해 차의 속도, 엔진 상태, 내비게이션 정보 등을 표시하고 있습니다.
LCD 모듈의 원리
액정표시장치(LCD) 모듈의 원리를 이해하기 위해서는 먼저 액정의 특성을 이해하는 것부터 시작해야 합니다. 액정은 고체와 액체 사이의 상태를 가진 물질로, 온도나 전기장에 따라 배향(방향)을 바꿀 수 있다. 이 특성이 LCD의 핵심 원리가 됩니다.
1. 액정
액정 중에는 빛의 편광 상태를 바꿀 수 있는 능력을 가진 것이 있는데, 이를 이용하여 LCD는 영상을 만들어 냅니다. 구체적으로는 액정 셀(액정층과 양측의 전극으로 구성된 구조)에 전압을 가하여 액정의 배향을 바꾸고, 그 결과 빛의 투과율이 변화합니다.
2. LCD 모듈
LCD 모듈은 이 액정 셀을 기반으로 한 디스플레이 부분과 이를 제어하는 전자회로로 구성됩니다. 전자회로는 입력 신호에 따라 각 액정 셀에 전압을 인가하여 각 셀의 광 투과율을 제어합니다. 이를 통해 전체 디스플레이에서 볼 때 복잡한 이미지를 형성합니다.
3. 색상 표시
색상 표시는 일반적으로 적색, 녹색, 청색의 삼원색 백라이트와 컬러 필터를 결합하여 구현됩니다. 각 픽셀은 3개의 액정 셀(적색, 녹색, 청색 각각에 해당)로 구성되며, 각 셀의 투과율을 제어하여 원하는 색상을 만들 수 있습니다.
LCD 모듈의 종류
LCD 모듈은 구조와 조립 방식에 따라 크게 세 가지 유형으로 나뉩니다. 각각 COB형, COG형, COF형으로 불리며, 특성과 적용 분야가 다릅니다.
세 가지 유형은 각각 제품의 특성, 응용분야, 제조비용 등의 요소에 따라 선택됩니다.
1. COB형 (영문: Chip-On-Board)
COB형은 액정 디스플레이 패널과 IC 칩이 동일한 인쇄기판 위에 탑재된 타입을 말합니다. 일체형으로 모든 기능을 탑재할 수 있지만 크기가 커지기 쉽다는 단점이 있습니다다.
2. COG형 (영문: Chip-On-Glass)
COG형은 IC 칩이 유리 기판(액정 패널)에 직접 탑재되는 타입을 말합니다. 이를 통해 모듈 전체의 박형화 및 소형화를 실현할 수 있습니다. 단, 수동 부품은 외장형입니다.
3. COF형 (영문: Chip-On-Film)
COF형은 IC 칩이 유연한 필름 기판에 실장된 타입을 말하며, COF형은 COG형과 마찬가지로 박형화, 소형화가 가능하며, 곡면에도 적용이 가능합니다.
LCD 모듈의 기타 정보
1. LCD의 구조 상세
액정표시장치(LCD)의 주요 구성요소로는 편광필터, 유리기판, 투명전극, 배향막, 컬러필터 등이 있습니다.
- 편광 필터
편광 필터는 LCD의 가장 바깥층에 배치되어 있습니다. 이 필터는 특정 방향의 빛만 통과시키는 역할을
합니다. 액정 셀에는 두 장의 편광 필터가 사용되며, 그 사이에 액정층이 끼어 있습니다. - 유리 기판
액정 셀을 구성하기 위한 두 장의 투명한 유리 기판이 있습니다. 이 기판 사이에 액정이 봉입되어 있습니다. - 투명 전극
유리 기판의 한 면에는 투명 전극이 증착되어 있습니다. 이는 액정층에 전압을 인가하는 역할을 합니다. - 배향막
투명 전극 위에는 배향막이 도포되어 있습니다. 이 막은 액정의 배향(방향)을 일정한 방향으로 정렬하는 역할을 합니다. - 컬러 필터
컬러 LCD에서는 유리 기판의 한 면에 컬러 필터가 배치되어 있습니다. 이 필터는 빨강, 초록, 파랑의 3원색에 대응하는 필터로 각 픽셀의 색상을 결정합니다.
2. LCD 모듈의 표시 방식
LCD 모듈의 표시 방식에는 아래 세 가지 방식이 있습니다.
- 세그먼트 방식
길쭉한 표시 단위를 숫자 ‘8’자로 배열하여 숫자를 표시하는 방식. - 도트 매트릭스 방식 (문자 표시)
표시 단위를 가로 세로로 매트릭스 형태로 배치하여 문자를 구성하는 방식. - 도트 매트릭스 방식 원리 (그래픽 표시)
표시 단위를 가로, 세로 행렬 상태로 배치하여 도형 등을 그리는 방식.
컬러 표시는 하나하나의 표시 단위 위에 RGB 컬러 필터를 씌워 그 조합에 따라 다양한 컬러를 표현합니다.