LCD の仕組み

現在、液晶表示技術の多くはTN、STN、TFTの3つの技術に基づいています。したがって、これら 3 つのテクノロジーからその動作原理について説明します。TN方式の液晶表示技術は液晶ディスプレイの最も基本的な技術と言え、他の方式の液晶ディスプレイもTN方式を原点として改良されたものであると言えます。同様に、その動作原理も他の技術に比べてシンプルです。下の写真を参照してください。図はTN型液晶ディスプレイの縦横偏光板、微細な溝のある配向膜、液晶材料、導電性ガラス基板の簡単な構造図を示しています。開発原理は、光軸に垂直偏光板を付けた2枚の透明導電ガラスの間に液晶材料を置き、配向膜の微細な溝の方向に従って液晶分子を順次回転させる。電場が形成されなければ、光は滑らかになります。偏光板から入り、液晶分子に合わせて進行方向を回転させ、反対側から出てきます。2 枚の導電性ガラスに通電すると、2 枚のガラス間に電場が発生し、その間の液晶分子の配列に影響を及ぼし、分子ロッドがねじれ、光が照射されなくなります。透過する可能性があるため、光源が遮断されます。このようにして得られる明暗コントラストの現象をツイステッド・ネマチック・フィールド効果、略してTNFE(Twisted Nematic Field Effect)と呼びます。電子製品に使用される液晶ディスプレイは、ほとんどがツイストネマチック電界効果の原理を利用した液晶ディスプレイで作られています。STNタイプも表示原理は同様です。違いは、TN ツイスト ネマチック フィールド効果の液晶分子は入射光を 90 度回転させるのに対し、STN スーパー ツイスト ネマチック フィールド効果は入射光を 180 ～ 270 度回転させることです。ここで説明しておきますが、単純なTN液晶ディスプレイ自体は明暗（または白黒）の2通りしかなく、色を変える方法はありません。STN液晶ディスプレイは、液晶材料と光の干渉現象の関係により、表示の色相は主に薄緑色やオレンジ色となります。しかし、従来のモノクロSTN液晶にカラーフィルターを追加し、モノクロ表示マトリクスの任意の画素(ピクセル)を3つのサブピクセルに分割すると、カラーフィルターを通過したフィルムが三原色を表示します。赤、緑、青の3色をはじめ、三原色の割合を調整することでフルカラーモードの色も表示できます。また、TN型液晶ディスプレイは画面サイズが大きくなるほど画面のコントラストが低下しますが、STNの技術向上によりコントラスト不足を補うことができます。