LCD技術の概要

「液晶ディスプレイ」を表します。テレビやコンピューターのモニターでは、LCD は広く使用されているフラット パネル ディスプレイ技術です。さらに、ラップトップ、タブレット、スマートフォンなどのモバイル ガジェットの画面にも利用されています。

LCDは、不格好なCRT(ブラウン管)モニターとは見た目が異なるだけでなく、動作も大きく異なります。LCDにはバックライトがあり、ガラススクリーンに電子を発射するのではなく、長方形のグリッドに配置された各ピクセルの光源として機能します。赤、緑、青(RGB)のサブピクセルはすべてのピクセルに存在し、オンまたはオフにすることができます。ピクセルのすべてのサブピクセルがオフになっている場合は、黒く表示されます。すべてのサブピクセルが完全に照らされると、白く表示されます。赤、緑、青の光の個々のレベルを変えることで、何百万もの異なる色の組み合わせを作成できます。TFT LCDディスプレイはこちら

液晶画面はどのように作られていますか?

液晶画面は、ガラス基板上に 2 つの電極、両側に 2 つの偏光子、およびそれらの間に液晶材料の薄い層が挟まれています。偏光子として知られる光学フィルターは、他のすべての偏光を遮断しながら、特定の偏光のみを通過させます。電極は透明でなければならないため、ITO (酸化インジウムスズ) が最も広く使用されている材料です。

LCD スクリーンはそれ自体で光を生成できないため、通常、バックライトは暗い場所でも見えるように後ろに配置されます。バックライトの光源は、CCFL または LED (冷陰極蛍光灯) のいずれかです。最も広く使用されているバックライトは LED です。もちろん、カラーディスプレイを好む場合は、カラーフィルターの層からLCDセルを作ることができます。RGBカラーはカラーフィルターを構成します。液晶の前にタッチパネルを追加することもできます。

LCD はどのように動作しますか?

ツイスト ネマティック (TN) は、最初の量産された LCD パネル技術の名前です。LCD セル内の液晶分子は、電界が印加されないと 90 度ねじれますが、これが LCD の仕組みです。光は、周囲光であろうと逆光であろうと、最初の偏光子を通過するときに液晶分子層で偏光され、ねじれます。2番目の偏光子に到達すると停止します。表示は見る人には完全に暗いです。

液晶分子は、電界が印加されるとねじれが解けます。偏光が液晶分子の層に到達すると、ねじれは受けず、そのまま通過します。視聴者は、ディスプレイが2番目の偏光子を通過すると、ディスプレイが明るいことに気付くでしょう。LCD技術は、電流(電子が通過する)ではなく電界を使用するため、電力要件が低くなります。

LCD ディスプレイの基本

パ

ッシブ マトリックス LCD は、上記の最も基本的な LCD であり、通常、電卓、公共料金メーター、初期のデジタル時計、目覚まし時計などのローエンドまたは単純なアプリケーションで使用されます。パッシブ マトリックス LCD には、視野角が小さい、応答時間が遅い、輝度が低いなど、多くの欠点がありますが、優れた電力消費です。

科学者とエンジニアは、欠点に対処するためにアクティブマトリックスLCDテクノロジーを作成しました。TFT(薄膜トランジスタ)LCD技術が最も人気があります。TFT LCD に基づいて、さらに最先端の LCD テクノロジーが作成されます。IPS(面内スイッチング)LCDが最も普及しているタイプです。非常に広い視野、優れた画質、素早い応答、優れたコントラスト、焼き付き欠陥の少なさなどが特徴です。

IPS LCD は、LCD テレビ、iPhone、パッド、LCD モニターなどのデバイスによく使用されます。サムスンは、より深い黒を作成するために光が必要ない場合にLEDをオフにするQLED(量子ドット)テクノロジーでLEDバックライトを再発明しました。

異なる LCD タイプ

1.1つ目はTN(Twisted Nematic)ディスプレイです。すべての業界で、LCD の製造が最も一般的であり、さまざまなディスプレイが使用されています。他のディスプレイと比較して低コストで応答時間が速いため、ゲーマーはこれらのディスプレイを最も頻繁に使用します。これらのディスプレイの主な欠点は品質が悪いことであり、これは部分的なコントラスト比、視野角、色再現にも及びます。ただし、これらのツールは日常業務には十分です。

2. 面内スイッチング (IPS) ディスプレイ: IPS ディスプレイは、優れた画質、より広い視野角、鮮やかな色の精度、および違いを提供するため、最高の LCD とみなされています。これらのディスプレイのユーザーの大多数はグラフィック デザイナーであり、他の状況では、LCD には画像と色の再現に可能な限り最高の基準が必要です。

3. 垂直アライメント パネル: ツイスト ネマチックと面内スイッチング パネル テクノロジーの間で、垂直アライメント (VA) パネルを中央のどこにでも配置できます。TN タイプのディスプレイと比較すると、これらのパネルは高品質の機能と最高の視野角と色再現を備えています。これらのパネルの応答時間は速いです。ただし、これらははるかに実用的で、日常の使用に適しています。

4. ツイストネマチックディスプレイと比較して、このパネルの構造はより深い黒とより良い色を生成します。TNタイプのディスプレイと比較して、いくつかの結晶アライメントにより、より良い視野角を実現できます。他のディスプレイよりも高価であるため、これらのディスプレイにはコストがかかります。また、リフレッシュ レートが低く、応答時間が遅いです。

5. 高度なフリンジ フィールド スイッチング (AFFS): IPS ディスプレイと比較すると、AFFS LCD は最高のパフォーマンスと幅広い色再現を提供します。AFFSの使用は、広い視野角を犠牲にすることなく色の歪みを軽減できるため、非常に高度です。このディスプレイは通常、機能的な飛行機のコックピットなど、非常に洗練されたフォーマルな設定で使用されます。

6. マトリックス表示は、パッシブまたはアクティブのいずれかです。パッシブマトリックスタイプのLCDは、単純なグリッドを使用して、特定のLCDピクセルに電荷を供給できるようにします。酸化インジウムスズのような透明な導電性材料を使用して、一方のガラス層に列を作成し、もう一方のガラス層に列を作成します。パッシブマトリックスシステムの主な欠陥には、応答が遅く、電圧制御が遅く不正確な時間が含まれます。現在表示されている画像を更新するディスプレイの能力は、主にディスプレイの応答時間によって示されます。

7. TFT(薄膜トランジスタ)は、アクティブマトリックスタイプのLCDの主コンポーネントです。これらは、ガラス基板の上にマトリックス状に配置された小さなスイッチングトランジスタとコンデンサです。列が交差する他のすべての行は、右側の行がアクティブになるとオフになるため、ターゲットピクセルの隣のコンデンサが電荷を受け取るため、電荷を正確な列に送信して特定のピクセルにアドレス指定することができます。

他のタイプのディスプレイに対する利点

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掛けテレビ、ラップトップ、スマートフォン、パッドはすべて、LCD技術の軽量性、薄さ、低消費電力という大きな利点のおかげで可能です。進歩するにつれて、数多くのディスプレイ技術の反対を排除しました。ブラウン管モニターやプラズマテレビは、家庭やオフィスではもはや一般的ではありません。現在、LCD テクノロジーがディスプレイ業界を支配しています。ただし、すべてのテクノロジーには限界があります。

LCD テクノロジーは、特に低温での応答時間が遅く、視野角が制限されるため、バックライトが必要です。OLED (有機発光ダイオード) テクノロジーは、LCD の欠点に焦点を当てて作成されました。AMOLED (Active Matrix Organic Light Emitting Diodes) ディスプレイは現在、いくつかのハイエンド TV やスマートフォンで使用されています。

LCD テクノロジーと比較すると、この最先端のテクノロジーは、さらに優れた色再現、非常に鮮明な画質、より広い色域、およびより低い消費電力を提供します。PMOLED および AMOLED (パッシブ マトリックス有機発光ダイオード) は OLED ディスプレイの一種であることに注意してください。PMOLED の代わりに、テレビやモバイル デバイスには AMOLED を選択する必要があります。