液晶ディスプレイ
液晶ディスプレイとは、光を通したり、遮断したりできる特殊な薄いフラットパネルのことである。(LEDのように自分で光を出すことはない)。パネルはいくつかのブロックで構成されており、各ブロックは任意の形をしています。各ブロックの中には液晶が入っており、ブロックに流す電流を変えることで、透明にしたり固体にしたりすることができる。液晶ディスプレイはLCDと略されることが多い。
液晶ディスプレイは、電気をほとんど使わないため、デジタル時計などの電池駆動の機器によく使われる。薄型テレビにも使われている。多くの液晶ディスプレイは、周囲に光がある場合(明るい部屋や昼間の屋外など)、それだけで十分に機能します。スマートフォンやパソコンのモニター、テレビなどには、バックライトが内蔵されています。これは、LEDやCCFL(Cold Cathode Fluorescent Light)です。
液晶テレビ
コンストラクション
液晶ディスプレイには「電気光学変調」という技術が使われています。これは、電気を使って光の通過量を変化させるものです。
液晶ディスプレイの各画素(ブロック)は、2つの電極と2つの偏光フィルターに挟まれた薄い分子の層で構成されている。電極は、液晶層に電力を供給するもので、光を遮断するものではない。光には「極性」という方向性がありますが、偏光フィルターは、ある極性の光しか通さないのです。例えば、定規を狭い隙間に入れようとすると、定規が正しく並んでいないと入らないのと同じです。この2つのフィルターは、互いに直交しているため、狭い開口部の向きが異なっている。つまり、液晶を挟まないと、すべての光が遮断されてしまい、1枚目のフィルターを通過した光は、2枚目のフィルターを通過できないのだ。
2枚のフィルターの間にある液晶の層は、光を「ねじって」極性を変えることができる。これにより、光は両方のフィルターを通過することができ、画素はクリアに見える。液晶に電流を流すと、分子のねじれが解けて光が変化しなくなります。すると、フィルターが光を遮断し、画素は暗く見える。
ディスプレイに多数の画素が必要になると、各画素を制御するのに十分な数の配線や電極を用意しても、きれいなディスプレイを作ることが難しくなる。そこで、ディスプレイを多重化します。多重化されたディスプレイでは、ディスプレイの一方の側の電極がグループ化されて配線されている(通常は列になっている)。もう一方の側の電極もグループ化されており(通常は列)、それぞれのグループに電圧シンクが設けられている。行と列を1つずつオンにすることで、各画素を1つずつ制御することができる。
液晶目覚まし時計
上の偏光板をデバイスから外して、上下の偏光板が平行になるように配置したLCD
質問と回答
Q: 液晶ディスプレイとは何ですか?
A: 液晶ディスプレイは、光を通したり遮ったりできる特殊な薄いフラットパネルで、液晶を充填した複数のブロックからなり、電流を流すことで透明にも固体にもなります。
Q:液晶ディスプレイは自分で光を出すのですか?
A:いいえ、液晶ディスプレイは自分で光を出すことはできません。
Q: なぜ液晶ディスプレイは電池駆動の機器によく使われているのですか?
A:液晶ディスプレイは電気をほとんど使わないので、デジタル時計などの電池駆動の機器によく使われています。
Q:液晶ディスプレイは何と略されることが多いですか?
A:Liquid Crystal Displayと略されることが多いようです。
Q:液晶ディスプレイはどこで使われていますか?
A: 薄型テレビやデジタル時計などの電池駆動の機器によく使われています。
Q: すべての液晶ディスプレイはバックライトを必要としますか?
A:いいえ、一部の液晶ディスプレイは、照明のある部屋や昼間の屋外など、周囲に光がある場合に単独で動作します。
Q: スマートフォンやパソコンのモニター、テレビなどには、どのようなバックライトが搭載されているのでしょうか?
A: バックライトは、スマートフォンやコンピューターモニター、テレビなどの製品に内蔵されており、LEDや冷陰極蛍光灯(CCFL)などがあります。