LCDディスプレイの基礎知識

1. 液晶ディスプレイ（LCD）

現在、科学技術情報製品は、軽薄短小を目標に発展しており、コンピュータ周辺機器で長い歴史を持つディスプレイ製品ももちろん例外ではありません。持ち運びや持ち運びが簡単という前提の下、CRTイメージ管ディスプレイやLEDディスプレイパネルなどの従来の表示方法は、いずれもサイズが大きすぎる、消費電力が高いなどの要因があり、ユーザーの実際のニーズを満たすことができません。液晶ディスプレイ技術の発展は、まさに情報製品の現在のトレンドと一致しています。直角ディスプレイ、低消費電力、小型、ゼロ放射のいずれであっても、ユーザーは最高の視覚環境を楽しむことができます。

2. 液晶の誕生

液晶ディスプレイの起源をたどるには、「液晶」の誕生から始めなければなりません。1888年、オーストリアの植物学者フリードリヒ・フリードリヒ・ライニツァーは、特別な物質を発見しました。彼は植物からスピロトリュアトという化合物を抽出し、この化合物の加熱実験中に、この化合物が異なる温度で1888つの融点を持つことを偶然発見しました。その状態は、私たちが一般的に知っている液体と固体の中間で、石鹸水のコロイド溶液に似ていますが、特定の温度範囲内で液体と結晶の両方の性質を持っています。この状態は後に、液晶材料を意味する「リキッドクリスタル」と名付けられました。しかし、液晶は80年に早くも発見されましたが、それが実際に生活の周りの物資に実用化されたのはそれからXNUMX年後のことでした。

1968年、米国のRCAコーポレーション（ラジオとテレビの発明）のシャノフR＆Dセンターで、技術者は液晶分子が電圧の影響を受け、分子の配列を変え、入射光を偏向させる現象を発見しました。この原理を使用して、RCAは液晶ディスプレイを使用した世界初のスクリーンを発明しました。それ以来、液晶ディスプレイ技術は、電卓、電子時計、携帯電話のスクリーン、病院で使用される機器（放射線測定の考慮のため）、デジタルカメラのスクリーンなど、一般的な電子製品に広く使用されています。

興味深いことに、液晶の発見は真空管やブラウン管よりも早かったのですが、世界はこの現象についてあまり知りませんでした。化学者のジョー・カステラーノ（Joe Castellano）が初めて本を出版したのは1962年のことでした。カステラーノは、液晶について説明する本を出版しました。ブラウン管と同じように、これらXNUMXつの技術は米国のRCA社によって発明されましたが、日本のソニー社とシャープ社によってそれぞれ引き継がれました。

3. LCDの基礎知識

液晶ディスプレイは受動ディスプレイであり、発光できず、周囲の光のみを利用できます。パターンや文字を表示するために必要なエネルギーはごくわずかです。消費電力が少なく小型化されているため、LCD はより優れた表示方法となっています。液晶ディスプレイに使用される液晶材料は、液体と固体の両方の性質を持つ有機物質です。その棒状構造は、通常、液晶セル内で平行に配列されていますが、電界の作用により配列方向を変えることができます。

ポジ型TN-LCDの場合、電極に電圧が印加されていないときはLCDは「オフ」状態になり、光がLCDを通過して白状態になります。電極に電圧が印加されているときは、LCDは「オン」状態になり、液晶分子の長軸方向は「オフ」状態になります。電界の方向に沿って整列しているため、光はLCDを通過できず、黒状態になります。電極に選択的に電圧を印加することで、さまざまなパターンを表示できます。

STN-LCDは液晶のねじれ角が大きいため、コントラスト比が良く、視野角が広くなります。STN-LCDは複屈折の原理に基づいて表示されます。その原色は一般に黄緑色で、フォントは青色で、黄緑色モードになります。紫色の偏光子を使用すると、ベースカラーは灰色に変わり、灰色になります。補償フィルム付きの偏光子を使用すると、ベースカラーは白に近くなります。このとき、STNは白黒モードになります。これがFSTNです。上記の90つのモードの偏光子をXNUMX°回転させると、青色モードになり、効果が向上します。

4. LCDモニターの種類

液晶ディスプレイは、英語でLCD（Liquid Crystal Display）とも呼ばれ、フラットパネルディスプレイの一種です。駆動方法によって、スタティック駆動（Static）、単純マトリックス駆動（Simple Matrix）、アクティブマトリックス駆動（Active Matrix）の3つに分けられます。そのうち、パッシブマトリックス型は、ツイストネマティック（Twisted Nematic; TN）、スーパーツイストネマティック（Super Twisted Nematic; STN）などのパッシブマトリックス駆動の液晶ディスプレイに分けられ、アクティブマトリックス型は、薄膜トランジスタ型（Thin Film Transistor; TFT）と2端子ダイオード型（Metal/Insulator/Metal; MIM）の2つの方式に大別されます。

TN、STN、TFTタイプの液晶ディスプレイは、液晶分子のねじれ原理の違いにより、視野角、色、コントラスト、アニメーション表示品質に違いがあります。現在の液晶ディスプレイ技術の適用範囲とレベルに関して言えば、アクティブマトリクス駆動技術は主に薄膜トランジスタ（TFT）タイプに基づいており、ノートパソコン、アニメーション、画像処理製品に多く使用されています。純粋マトリクス駆動技術は現在、ツイストネマティック（TN）とスーパーツイストネマティック（STN）が主流であり、現在の用途は主にワードプロセッサと民生品です。その中で、TFT液晶ディスプレイに必要な設備投資と技術要件は比較的高い一方、TNとSTNに必要な技術と設備投資は比較的低くなっています。