계산기 액정화면 LCD(Liquid Crystal Display) 에 대해
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- 2024.10.11 - 21:16 2024.08.23 - 16:28 766 6
1. LCD (Liquid Crystal Display) 기본 개념
- 액정 디스플레이(LCD)는 액정(Liquid Crystal) 물질이 전압에 따라 빛의 투과율을 조절하여 이미지를 표현하는 디스플레이 기술입니다.
이 기술은 매우 얇고 전력 소모가 적어 계산기, 시계, 휴대용 전자기기 등에 널리 사용됩니다.
2. LCD의 주요 종류
숫자 구성 방식에 따른 구분
1. 세그먼트 디스플레이(Segmented LCD):
- 이 디스플레이는 숫자, 문자, 또는 특정 아이콘을 고정된 위치에 표시하기 위한 패턴으로 설계되어 있습니다.
- 7세그먼트(7-segment): 7개의 바(막대)로 구성된 디스플레이로, 숫자(0~9)를 표현하는 데 주로 사용됩니다. 일부 알파벳 문자도 표현할 수 있습니다.
- 14세그먼트(14-segment) 및 16세그먼트(16-segment): 7세그먼트보다 더 복잡한 문자나 기호를 표현하기 위해 사용되며, 알파벳 및 일부 특수 문자도 표시할 수 있습니다.
2. 도트 매트릭스 디스플레이(Dot Matrix LCD):
- 작은 점(픽셀)들이 격자 형태로 배열된 디스플레이입니다. 각 픽셀을 개별적으로 제어할 수 있어 다양한 글자, 숫자, 그래픽을 자유롭게 표시할 수 있습니다.
- 이는 주로 복잡한 그래픽이나 여러 줄의 텍스트를 표시할 때 사용됩니다.
- 과거의 segment 가 좀 더 세분화하여 발전된 형태로 볼 수도 있습니다.
LCD 구현(구동) 방식에 따른 구분
1. TN-LCD (Twisted Nematic LCD):
- 가장 초기의 LCD 기술 중 하나입니다.
- 액정 분자가 90도로 꼬여 있습니다.
- 시야각이 좁고, 명암비가 낮습니다.
- 응답 속도는 빠르지만, 화질이 상대적으로 떨어집니다.
2. STN-LCD (Super Twisted Nematic LCD)
- 특징:
- 기존 TN-LCD(Twisted Nematic)의 개선형.
- 흑백 또는 단색 디스플레이를 지원하며, 저전력 소비로 인해 오래 지속되는 배터리 성능을 제공.
- 상대적으로 저렴하고 주로 문자와 숫자를 표현하는 데 적합하지만, 응답 속도가 느리고 명암비가 낮아 시각적 품질이 떨어질 수 있음.
- 해당 모델:
3. FSTN-LCD (Film-compensated Super Twisted Nematic LCD)
- 특징:
- STN-LCD의 단점을 개선한 방식으로, 필름 보정을 통해 명암비와 가독성을 크게 향상.
- 보다 선명한 흑백 디스플레이를 제공하며, 직사광선 아래에서도 보기 좋음.
- 해당 모델:
- 카시오 classwiz EX 시리즈 전체?
- 카시오 S100, S100X
4. TFT-LCD (Thin Film Transistor LCD)
- 특징:
- 컬러 디스플레이를 지원하며, 빠른 응답 속도와 높은 해상도를 제공.
- 일반적으로 전력 소모가 STN이나 FSTN보다 크지만, 선명하고 다양한 색상의 그래픽을 표현할 수 있음.
- 해당 모델:
- TI-Nspire CX II: 컬러 TFT-LCD를 사용하여 고해상도 그래픽과 도형을 표시하며, 다양한 과학적 계산과 수학적 모델링에 적합.
- 카시오 fx-CG50: 컬러 TFT-LCD를 통해 다양한 그래프와 이미지 표현을 지원하며, 교육용으로 자주 사용되는 그래프용 공학 계산기.
5. IPS LCD (In-Plane Switching LCD)
- 특징:
- 광시야각: TN-LCD 및 STN-LCD에 비해 훨씬 넓은 시야각을 제공하며, 어느 각도에서 보더라도 색상 변화가 거의 없습니다.
- 우수한 색 재현: 보다 정확한 색상 표현이 가능하여 고화질 이미지나 동영상 감상에 적합합니다.
- 응답 속도: TN-LCD보다는 느리지만, 여전히 적당한 속도로 게임 및 동영상 감상에 적합한 화면 전환 속도를 제공할 수 있습니다.
- 전력 소모: TN 및 STN 계열보다는 다소 높은 전력을 소비하지만, 최신 기술로 인해 효율이 개선되고 있습니다.
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해당 모델:
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NUMWORKS : 2.8 inch, 320*240pixel, 140PPI, 262144 Colors, IPS-LCD
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내부 조명 여부에 따른 구분
1. Reflective LCD (내부조명 여부에 따라)
- 특징:
- 외부 조명을 반사시켜 화면을 밝게 하는 방식으로, 백라이트가 없거나 거의 필요하지 않아 전력 소모가 매우 적음.
- 흑백 또는 단색 화면에서 주로 사용되며, 직사광선에서도 잘 보임.
- 해당 모델:
- 카시오 fx-570ES PLUS: 이 계산기는 반사형 LCD를 사용하며, 문자와 숫자의 명확한 표시를 위해 배터리 소모를 최소화한 모델.
2. Backlit LCD (내부조명 여부에 따라)
- 특징:
- LED 백라이트를 탑재한 LCD로, 어두운 환경에서도 시인성을 확보할 수 있음.
- 전력 소모가 크지만 가독성이 우수함.
- 해당 모델:
- HP Prime: 백라이트 TFT-LCD를 장착하여, 컬러 디스플레이 및 터치 기능을 지원하는 고급 공학용 계산기.
3. 아이콘(Icon)
- 세그먼트 디스플레이에 있는 아이콘은 특정 기호나 상태를 표시하기 위해 미리 정해진 위치에 고정된 형태로 존재합니다.
- 예를 들어 배터리 잔량 표시, 무선 신호, 음소거 상태 등의 아이콘들이 있습니다.
- 아이콘은 유리 기판에 미리 패턴화되어 있으며, 특정 전압이 인가될 때만 on/off 되어 표시됩니다.
4. LCD 제조 공정
a. 유리 기판 준비
- 유리 기판: 디스플레이의 기본 재료인 두 개의 얇은 유리판을 준비합니다. 이 유리판은 투명 전도성 물질인 ITO(Indium Tin Oxide)로 코팅되어 있습니다. ITO는 전기 신호를 전달하면서도 투명성을 유지하는 중요한 역할을 합니다.
b. 패터닝(Photolithography)
- 포토리소그래피: 세그먼트와 아이콘이 표시될 영역을 설계한 후, 이를 유리 기판에 구현하는 과정입니다. 이 과정에서 기판에 빛을 이용해 세그먼트와 아이콘의 패턴을 형성합니다.
- 마스크 제작: 포토마스크를 사용하여 ITO 코팅된 기판에 자외선을 쬐면, 마스크로 가려지지 않은 부분이 빛에 노출되어 감광제(포토레지스트)가 반응합니다. 이후 현상 과정을 통해 노광된 부분의 ITO를 제거하여 원하는 세그먼트와 아이콘 패턴이 ITO 층에 형성됩니다.
c. 에칭(Etching)
- 에칭: 노광된 후 남아 있는 포토레지스트를 제거하고, 노출된 ITO를 화학 용액으로 에칭하여 제거합니다. 이 과정을 통해 남아 있는 ITO만이 전기 신호를 전달하며, 해당 패턴이 세그먼트와 아이콘으로 표시될 수 있게 됩니다.
d. 액정 주입
- 액정 주입: 두 유리 기판을 결합하기 전에, 이들 사이에 액정 물질을 주입합니다. 액정은 전압에 따라 분자 배열이 바뀌면서 빛의 투과율을 조절하여 세그먼트와 아이콘을 표시하게 됩니다.
e. 유리 기판 결합 및 밀봉
- 결합 및 밀봉: 액정이 주입된 두 유리 기판을 결합하고 밀봉합니다. 이때, 기판 사이의 간격(셀 갭)을 일정하게 유지하기 위해 스페이서가 사용됩니다. 이 과정은 디스플레이의 균일한 성능을 보장합니다.
f. 편광 필름 부착
- 편광 필름: 유리 기판의 양쪽에 편광 필름을 부착합니다. 이 필름은 액정의 방향에 따라 빛의 투과를 조절하여, 전압이 가해진 세그먼트와 아이콘 부분이 시각적으로 표시되도록 합니다.
g. 드라이버 IC 및 연결
- 드라이버 IC: 세그먼트와 아이콘을 제어하는 드라이버 IC를 연결합니다. 이 IC는 각 세그먼트와 아이콘에 전압을 공급하여 필요한 부분만 켜지거나 꺼지도록 제어합니다. 드라이버 IC는 세그먼트와 아이콘의 개별 제어를 담당하여 다양한 숫자, 문자, 기호 등을 표현할 수 있게 합니다.
h. 최종 조립 및 테스트
- 조립 및 테스트: 완성된 LCD 모듈을 케이스에 조립한 후, 전기적 테스트를 통해 모든 세그먼트와 아이콘이 정상적으로 작동하는지 확인합니다. 이 과정에서 세그먼트들이 숫자와 문자를 올바르게 표시하는지, 아이콘들이 올바르게 on/off 되는지 검증됩니다.
i. 세그먼트 및 아이콘 표시
- 세그먼트 표시: 각 세그먼트는 전압이 가해지면 액정의 배향이 변하며, 빛의 투과를 막아 화면에 검은색으로 표시됩니다. 이를 통해 숫자나 문자가 표현됩니다.
- 아이콘 표시: 유리 기판에 형성된 ITO 패턴을 통해 아이콘이 특정 위치에 고정되어 있으며, 전기 신호에 따라 on/off 되어 아이콘이 표시됩니다.
5. 계산기 LCD 화면 특징
계산기의 LCD는 주로 숫자와 기호를 선명하게 표시하면서 전력 소모를 최소화하는 것을 목표로 합니다.
주로 세그먼트 디스플레이와 도트 매트릭스 디스플레이가 사용되며, 세그먼트 LCD는 숫자와 기본 기호를 빠르고 명확하게 인식할 수 있게 설계되었습니다.
도트 매트릭스 LCD는 다양한 텍스트와 그래픽을 자유롭게 표현할 수 있어 복잡한 연산을 시각적으로 처리하기에 적합합니다.
또한 STN, FSTN, TFT와 같은 다양한 기술로 구현되어 전력 소모를 줄이면서도 배터리 수명을 극대화합니다.
반사형 LCD는 외부 빛을 이용해 화면을 밝히고, 백라이트 LCD는 어두운 환경에서도 쉽게 읽을 수 있게 하는 등 사용자 편의성과 배터리 효율성을 모두 고려합니다.
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댓글6
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세상의모든계산기
시야각 문제
계산기의 액정은 컴퓨터 모니터나 TV에서 주로 사용하는 IPS, VA, OLED 방식과 비교하면 하급 기술을 사용합니다.
그래서 시야각이 썩 뛰어나다고 볼 수는 없습니다.
특히 내부에 조명이 없어 반사식인 대부분의 흑백 공학용 계산기는 시야각에 있어 더욱 취약할 수밖에 없습니다.
근냥 잘 보이게 위치를 잘 조절하는 수밖에 없습니다.
정 불편하면 내부에 조명(Backlit)이 있는 기종을 고려해 보시는게 좋겠습니다. 아무래도 조긍이나마 개선이 될테니까요.
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세상의모든계산기
참고 자료 Electronic Calculator Displays, An Overview of Technology © 1997 by Rick Furr
http://www.vintagecalculators.com/html/calculator_display_technology.html
CATHODE RAY TUBE
NIXIE TUBE DISPLAY
INCANDESCENT FILAMENT DISPLAY
GAS DISCHARGE or PLASMA DISPLAY
VACUUM FLUORESCENT DISPLAY MODULE
VACUUM FLUORESCENT DISPLAY TUBE
ELECTROLUMINESCENT DISPLAY
LED DISPLAYS
NUMERIC REPRESENTATION
LIQUID CRYSTAL DISPLAY
세상의모든계산기 님의 최근 댓글
엑셀 파일로 만드니 전체 160~200MB 정도 나옵니다. 읽고 / 저장하는데 한참 걸리네요. 컴 사양을 좀 탈 것 같습니다. -> 엑셀/한셀에서 읽히지만, 구글 스프레드시트에서는 열리지 않네요. 100만 개 단위로 끊어서 20MB 정도로 분할해 저장하는 편이 오히려 속 편할 것 같습니다. -> 이건 구글 스프레드시트에서도 열리긴 하네요. (약간 버퍼링?이 있습니다) 2026 02.10 엑셀 / 행의 최대 개수, 열의 최대 개수, 셀의 최대 개수 엑셀의 행 개수 제한은 파일 형식에 따라 다르며, 최신 .xlsx 파일 형식은 시트당 최대 1,048,576행까지 지원하지만, 구형 .xls 파일은 65,536행으로 제한됩니다. 따라서 대용량 데이터를 다룰 때는 반드시 최신 파일 형식(.)으로 저장해야 하며, 행과 열의 총 수는 1,048,576행 x 16,384열이 최대입니다. 주요 행 개수 제한 사항: 최신 파일 형식 (.xlsx, .xlsm, .xlsb 등): 시트당 1,048,576행 (2^20). 구형 파일 형식 (.xls): 시트당 65,536행 (2^16). 그 외 알아두면 좋은 점: 최대 행 수: 1,048,576행 (100만여개) 최대 열 수: 16,384열 (XFD) 대용량 데이터 처리: 65,536행을 초과하는 데이터를 다루려면 반드시 .xlsx 형식으로 저장하고 사용해야 합니다. 문제 해결: 데이터가 많아 엑셀이 멈추거나 오류가 발생하면, 불필요한 빈 행을 정리하거나 Inquire 추가 기능을 활용하여 파일을 최적화할 수 있습니다. 2026 02.10 [일반계산기] 매출액 / 원가 / 마진율(=이익율)의 계산. https://allcalc.org/20806 2026 02.08 V2 갱신 (nonK / K-Type 통합형) 예전에는 직접 코드작성 + AI 보조 하여 프로그램 만들었었는데, 갈수록 복잡해져서 손 놓고 있었습니다. 이번에 antigravity 설치하고, 테스트 겸 새로 V2를 올렸습니다. 직접 코드작성하는 일은 전혀 없었고, 바이브 코딩으로 전체 작성했습니다. "잘 했다 / 틀렸다 / 계산기와 다르다." "어떤 방향에서 코드 수정해 봐라." AI가 실물 계산기 각정 버튼의 작동 방식에 대한 정확한 이해는 없는 상태라서, V1을 바탕으로 여러차례 수정해야 했습니다만, 예전과 비교하면 일취월장 했고, 훨씬 쉬워졌습니다. 2026 02.04 A) 1*3*5*7*9 = 계산 945 B) √ 12번 누름 ㄴ 12회 해도 되고, 14회 해도 되는데, 횟수 기억해야 함. ㄴ 횟수가 너무 적으면 오차가 커짐 ㄴ 결과가 1에 매우 가까운 숫자라면 된 겁니다. 1.0016740522338 C) - 1 ÷ 5 + 1 = 1.0003348104468 D) × = 을 (n세트) 반복해 입력 ㄴ 여기서 n세트는, B에서 '루트버튼 누른 횟수' 3.9398949655688 빨간 부분 숫자에 오차 있음. (소숫점 둘째 자리 정도까지만 반올림 해서 답안 작성) 참 값 = 3.9362834270354... 2026 02.04