LCDスクリーンには、ガラス基板上のXNUMXつの電極の間に挟まれた液晶材料の薄層が含まれ、両側にXNUMXつの偏光子があります。 偏光子は、特定の偏光の光波を通過させ、他の偏光の光波を遮断する光学フィルターです。 電極は透明である必要があるため、最も一般的な材料はITO（インジウムスズ酸化物）です。

LCD自体は発光できないため、通常、暗い環境で見られるように、バックライトがLCD画面の後ろに配置されます。 バックライトの光源は、LED（発光ダイオード）またはCCFL（冷陰極蛍光灯）です。 LEDバックライトが最も人気があります。 もちろん、カラーディスプレイが必要な場合は、カラーフィルターのレイヤーをLCDセルにすることができます。 カラーフィルターはRGBカラーで構成されています。 LCDの前にタッチパネルを追加することもできます。

図1LCDディスプレイの構造

LCDはどのように機能しますか？

量産における最初のLCDパネル技術はTN（ツイステッドネマティック）と呼ばれています。 LCDの背後にある原理は、液晶分子に電界が印加されていない場合、分子はLCDセル内で90度ねじれるというものです。 周囲光またはバックライトからの光が最初の偏光子を通過すると、光は偏光され、液晶分子層とねじれます。 XNUMX番目の偏光子に到達すると、ブロックされます。 視聴者は、ディスプレイが黒であることがわかります。

液晶分子に電界をかけると、ねじれが解かれます。  偏光が液晶分子の層に到達すると、光はねじれることなく真っ直ぐ通過します。 XNUMX番目の偏光子に到達すると、それも通過し、視聴者はディスプレイが明るいことを確認します。

LCD技術は電流（電子が通過する）の代わりに電界を使用するため、消費電力が低くなります。

ショート Youtubeビデオ LCDがいかに簡潔かつ効率的になるかを説明します。

図2LCDのしくみ

 

LCDディスプレイの基本

上で紹介した最も基本的なLCDはパッシブマトリックスLCDと呼ばれ、主にローエンドまたは電卓、ユーティリティメーター、初期のデジタル時計、目覚まし時計などの単純なアプリケーションで使用できます。  パッシブマトリックスLCDには、視野角が狭い、応答速度が遅い、薄暗いなど、多くの制限がありますが、消費電力には最適です。

欠点を改善するために、科学者とエンジニアはアクティブマトリックスLCD技術を開発しました。 最も広く使用されているのはTFT（薄膜トランジスタ）LCD技術です。 TFT LCDに基づいて、さらに最新のLCD技術が開発されています。 最もよく知られているのはIPS（面内スイッチング）LCDです。  超広角、優れた画質、高速応答、優れたコントラスト、焼き付き不良などが少ないです。

IPS LCDは、LCDモニター、LCD TV、iPhone、パッドなどで広く使用されています。Samsungは、LEDバックライトをQLED（量子ドット）に革命させ、より深い黒を生成するために光が必要ない場合は常にLEDをオフにします。

図3アクティブTFTカラーディスプレイ

さまざまなタイプのLCD

• • –ねじれネマティックディスプレイ：  　 TN（ねじれネマティック）LCD 生産は最も頻繁に行われ、業界全体でさまざまな種類のディスプレイを使用できます。 これらのディスプレイは、他のディスプレイと比較して安価で応答時間が短いため、ゲーマーによって最も頻繁に使用されます。 これらのディスプレイの主な欠点は、品質が低く、部分的なコントラスト比、視野角、色の再現性があることです。 しかし、これらのデバイスは日常の操作には十分です。

 

• • –面内スイッチングディスプレイ：  IPSディスプレイ 優れた画質、より高い視野角、鮮やかな色の精度と違いを提供するため、最高のLCDと見なされています。 これらのディスプレイは主にグラフィックデザイナーによって使用され、他のいくつかのアプリケーションでは、LCDは画像と色の再現のために最大の潜在的な基準を必要とします。

 

• • –垂直方向の位置合わせパネル： 垂直方向の配置（VA） パネルは、ねじれネマティックおよび面内スイッチングパネルテクノロジーの中央のどこにでもドロップします。 これらのパネルは、TNタイプのディスプレイと比較して、最高の視野角と高品質の機能を備えた色再現を備えています。 これらのパネルの応答時間は短くなります。 しかし、これらははるかに合理的であり、日常の使用に適しています。

 

• • –このパネルの構造は、ねじれネマティックディスプレイと比較して、より深い黒とより良い色を生成します。 また、いくつかの結晶配列により、TNタイプのディスプレイと比較してより良い視野角が可能になります。 これらのディスプレイは、他のディスプレイと比較して高価であるため、トレードオフがあります。 また、応答時間が遅く、リフレッシュレートも低くなっています。

 

• • –高度なフリンジフィールドスイッチング（AFFS）：  AFFS LCDは、IPSディスプレイと比較して、最高のパフォーマンスと幅広い色再現を提供します。 AFFSのアプリケーションは、広い視野角を犠牲にすることなく色の歪みを減らすことができるため、非常に高度です。 通常、このディスプレイは、実行可能な飛行機のコックピットのように、高度な環境やプロの環境で使用されます。

 

• • –パッシブおよびアクティブマトリックスディスプレイ： パッシブマトリックスタイプのLCDは、単純なグリッドで動作するため、LCDの特定のピクセルに電荷を供給することができます。 一方のガラス層はカラムを提供し、もう一方のガラス層はインジウムスズ酸化物のような透明な導電性材料を使用して設計された行を提供します。 パッシブマトリックスシステムには大きな欠点があり、特に応答時間が遅く、電圧制御が不正確です。 ディスプレイの応答時間は、主に、表示された画像を更新するディスプレイの機能を指します。

 

• – アクティブマトリックスタイプのLCDは、主にTFT（薄膜トランジスタ）に依存しています。 これらのトランジスタは、ガラス基板上のマトリックス内に配置されたコンデンサと同様に、小さなスイッチングトランジスタです。 適切な行がアクティブになると、電荷が正確な列に送信され、特定のピクセルをアドレス指定できるようになります。これは、列が交差する追加の行がすべてオフになっているため、指定されたピクセルの横にあるコンデンサが電荷を取得するだけです。 。

 

他のディスプレイよりも優れている

LCDテクノロジーには、軽量、薄型、低消費電力という大きな利点があり、壁のテレビ、ラップトップ、スマートフォン、パッドが可能になりました。 進歩の途上で、それは多くのディスプレイ技術の競争を一掃しました。 デスクにブラウン管モニターがなく、自宅にプラズマディスプレイテレビがありません。 LCDテクノロジーは現在ディスプレイ市場を支配しています。 しかし、どのテクノロジーにも限界があります。

LCDテクノロジーは、特に低温、限られた視野角で応答時間が遅く、バックライトが必要です。 LCDの欠点に焦点を当て、OLED（有機発光ダイオード）技術が開発されました。 一部のハイエンドTVおよび携帯電話は、AMOLED（アクティブマトリックス有機発光ダイオード）ディスプレイの使用を開始します。

この最先端のテクノロジーは、LCDテクノロジーと比較して、さらに優れた色再現、鮮明な画質、優れた色域、低消費電力を提供します。 OLEDディスプレイにはAMOLEDと PMOLED （パッシブマトリックス有機発光ダイオード）。 あなたが選ぶ必要があるのは、PMOLEDの代わりにあなたのテレビと携帯電話のためのAMOLEDです。

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