LCDはどのように機能しますか？

液晶とは？

液晶パネル フラットパネルディスプレイとして分類できます。 それらを他のディスプレイ技術と区別するのは、その中の液晶材料の層です。 この薄層では、液晶分子がXNUMXつのガラス基板の間に整列しています。 これらの基板のそれぞれの内面には、電子のような電荷キャリアを制御する電極があり、液晶と相互作用して、それらを通過する電界を生成します。 これにより、結晶の配列が変化し、分子の全体的な挙動も変化する可能性があります。 基板の反対側では、偏光子を使用して光の通過レベルを制御し、ディスプレイの全体的な画像に影響を与えます。

液晶ディスプレイはどのように機能しますか？

CRTモニターとは異なり、LCDモニターはそれ自体を照らすことができません。 そのため、光源、つまりバックライトが必要です。 このバックライトは、ほとんどの場合、発光ダイオードを表すよく知られたLEDでできています。 バックライトからの光は、後部偏光子と後部基板を通って液晶に移動します。 現在、光の波はさまざまな方法で動作できます。 LCDディスプレイで使用されるバックライトは、LED（発光ダイオード）バックライトまたはCCFL（冷陰極蛍光ランプ）バックライトです。 LEDバックライトはより少ない電力を使用し、より一般的になります、CCFLは、大型LCDTVなどの大型LCDディスプレイでは低コストです。 最近、量子ドット技術がLCDのコントラストを高めるために使用されています。

電極は、液晶の振る舞い、したがって光の振る舞いの制御因子です。 結晶層に電流を流すかどうかによって、光は、偏光子を通過できるように液晶を通過できる場合とできない場合があります。 この役割のために、 LCDは多くの場合インジウムスズ酸化物でできています （ITO）。 ITOは優れた導電性を備えており、今日のディスプレイの外観に不可欠な透明電極を作ることもできます。

電極が液晶の配向にどのように影響するかは、使用する配向の方法によって異なります（ねじれた neマティック、 マルチドメイン、 飛行機で s魔術)。 たとえば、ねじれネマティック液晶は、電場が存在しない場合にねじれに配向し、電界が存在しない場合、層を通過する光を分極します。 電極がフィールドを完全に適用すると、ねじれがまっすぐになり、光が偏光しなくなるため、光が通過しなくなります。 これらの配置タイプのそれぞれで、 電極は構造内で異なって配置されます、表示角度の幅、消費電力、応答時間などのディスプレイのプロパティを変更します。 これらの異なる位置合わせ方法にもかかわらず、液晶層の目的は同じままです。つまり、偏光された光がディスプレイの表面を通過するように光を偏光させることです。 バックライトから透過した光を偏光させることにより、液晶分子は、偏光フィルターを通過する光の量（全部、なし、または一部）に影響を与えます。

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カラーディスプレイの場合、偏光と偏光子との相互作用の間に追加のステップがあります。 結晶層で偏光した後、光はRGB（赤緑青）カラーフィルターを通過します。 LCDディスプレイは、個々のピクセルを使用して、移動中または静止中のビジュアルを表示することで機能します。 各ピクセルは、RGBカラーフィルターによって混合された色を表示し、各色のフィルターはピクセルのサブピクセルのXNUMXつに関連付けられます。 サブピクセルは、光の程度が決定される場所であり、したがって、それぞれの色の目立ち度に影響を与えます。 サブピクセルのグループをピクセルの下に組み合わせると、RGBカラーが特定の方法で混合されてピクセルカラーが作成され、他のピクセルと連携して最終的にディスプレイデバイスに表示される画像が作成されます。

 

先に述べたように、液晶層を整列させるにはさまざまな方法があり、これらの手法はそれぞれ異なる種類のLCDを作成します。 たとえば、 TN LCDは、安価でありながら高速なオプションのXNUMXつであり、高速のグラフィックリフレッシュレートと応答時間が求められるゲームディスプレイで非常に役立ちます。

LCD技術は自動車産業でも目的を見出しています （車のダッシュボードと画面表示）および医療業界（放射線画像）。