LCDが機能する方法:包括的なガイド

How LCD Displays Work: A Comprehensive Guide


LCDディスプレイは、電話やテレビなどのデバイスの使用方法を変更しました。彼らはスマートエンジニアリングと特別な素材を使用して動作します。 2023年、世界中のTFT LCDディスプレイ市場は1,799億ドルの価値がありました。 2033年まで毎年3.98%増加すると予想されています。この成長は、新しい技術が発表されたとしても、LCDディスプレイが依然として重要であることを示しています。より高速なスクリーンアップデートやミニ主導のような改善により、車やガジェットで人気があります。

キーテイクアウト

LCD画面 液晶と光を使用して写真を表示します。彼らは自分の光を作りません。

色lcds 赤、緑、青のドットを使用して、明るい写真を表示します。これらは電話やタブレットに最適です。

白黒のLCDはエネルギーを節約し、日光の下でうまく機能します。計算機や医療ツールに最適です。

LCDドライバーは、各ドットが色と光をどのように表示するかを決定します。写真を明確にするために信号を送信します。

バックライトは画面を見るために重要です。明るい画面は日光の下で見るのが簡単です。

LCDディスプレイのコアパーツ

LCDディスプレイを理解するには、主要な部分を知る必要があります。各パートには、画面に写真を作成するのに役立つ仕事があります。それらを分解しましょう。

LCDガラス:ライトコントローラー

LCDガラスは、画像をフォームするために通過する光の量を制御します。独自の光はありませんが、バックライトを使用して輝きます。ガラスには、偏光子と液晶の層があります。これらのレイヤーは、電気信号に基づいてブロックまたはライトをブロックまたは許可するために連携します。これが画面があなたに見えるようになる方法です。

メーカーは、LCDガラスをテストして、うまく機能するようにします。ここにいくつかの例があります:

テストタイプ

それがチェックするもの

ストレージ温度テスト

オフになったときにホットまたはコールドを処理できるかどうかを確認します。

動作温度テスト

通常の温度範囲の電圧下での動作をテストします。

温度サイクリングテスト

突然の温度変化を処理する方法を測定します。

振動テスト

さまざまな方向に揺れたことにどのように反応するかをテストします。

水分耐性テスト

暑くて湿度の高い状態で動作するかどうかを確認します。

パッケージングドロップテスト

ドロップされた後、製品とボックスがそのままであることを保証します。

ESDテスト

突然の電気ショックを処理できるかどうかをテストします。

これらのテストにより、LCDガラスが厳しい条件を処理できることを確認します。

液晶とピクセル

液晶は、LCDディスプレイの重要な材料です。それらは液体のように流れますが、固体のように並ぶ分子を持っています。これにより、電気が適用されると光を制御できます。

LCDの各ピクセルには液晶があります。ピクセルは、画面の最小の部分であり、光または色を示しています。カラースクリーンでは、各ピクセルには赤、緑、青の3つのサブピクセルがあります。これらのサブピクセルのライトを変更することにより、画面は表示されている色になります。

電圧と光制御

電気は、LCDがどのように機能するかにとって重要です。デバイスを使用すると、電気信号は液晶に移動します。これらの信号は、クリスタルの並ぶ方法を変更し、光を制御します。

たとえば、電気が送られない場合、クリスタルは光を遮り、ピクセルを暗くします。電気が送られると、結晶は光を放ち、ピクセルを明るくします。明るい暗闇のこの制御により、画面に写真と単語が作成されます。

色TFT LCDとモノクロLCDS

の間の選択色TFT LCDS そしてモノクロLCDS あなたのニーズに依存します。各タイプには特別な機能と用途があります。

色TFTのピクセル構造とサブピクセル

色TFT LCDS スマートピクセルデザインを使用して、明るい画像を表示します。各ピクセルには3つのサブピクセルがあります:赤、緑、青(RGB)。これらのサブピクセルは光を組み合わせて何百万色の色を作成します。トランジスタと呼ばれる小さなスイッチは、各サブピクセルを制御します。サブピクセルが充電されると、小さなストレージユニットが充電を保持します。これにより、画面がリフレッシュするまで画像を安定させます。

ピクセルのセットアップを簡単に見てみましょう色TFT LCDS:

側面

説明

ピクセル構造

ピクセルには3つのサブピクセルがあります:赤、緑、青(RGB).

色の深さ

24ビットの色の深さは、1670万色を示しています。

リフレッシュレート

通常、滑らかな画像が変化する場合は60Hzです。

応答時間

トランジスタはサブピクセルを制御して、モーションブラーを減らします。

このデザインは役立ちます色TFT LCDS 明確で詳細な写真を表示します。

色TFT LCDの利点

色TFT LCDS 最新のデバイスには多くの利点があります。彼らは明るい色と鋭いディテールを示し、物事がどのように見えるかを改善します。高解像度により、詳細さえも見やすくなります。多くの場合、160°を超える幅広い視聴角度は、異なる位置から画像をきれいに保ちます。 TDDIのような新しい技術は、タッチと表示機能を1つのチップに組み合わせています。これにより、デバイスがより信頼性が高く、より安価になります。

のいくつかの重要な機能は次のとおりです色TFT LCDS:

メトリック

説明

解決

高解像度に画像がシャープで詳細になります。

角度の表示

任意の角度からの明確なビューのために、少なくとも160°。

コントラスト比

明るい領域と暗い領域の違いを示します。

輝度

さまざまな照明での視認性に役立ちます。

リフレッシュレート

より速いレートは、ぼやけを減らし、モーションの透明度を向上させます。

これらの機能が作成されます色TFT LCDS 電話、タブレット、車のスクリーンに最適です。

モノクロLCDのアプリケーション

モノクロLCDS シンプルで、耐久性があり、低電力の用途に最適です。彼らは液晶を使用して光を制御し、明確な画像を作成します。これにより、詳細が重要な医療ツールに最適です。たとえば、医師はそれらを使用してX線をチェックします。これは、優れたコントラストを示しているためです。

の一般的な用途モノクロLCDS 含む:

グルコースモニターやX線システムなどの医療ツール。

厳しい、長期にわたる画面を必要とする産業機械。

計算機や電子書籍リーダーなどの毎日のガジェット。

モノクロLCDS ビート色TFT LCDS いくつかの点で。使用する電力が少なく、バッテリーを長持ちさせます。彼らは日光の下で見るのが簡単で、屋外での使用に最適です。

間の重要な要因の比較は次のとおりですモノクロLCDS そして色TFT LCDS:

要素

モノクロLCD

色TFT

コントラスト比

1:15(とても良い)

1:800(変化)

表示角度

6時標準

170°+(IPS)

日光の読みやすさ

より良い(色のフェードなし)

高い明るさが必要です

電力使用(典型)

150MW

800mw

バッテリー寿命への影響

30日以上(グルコースモニター)

5-7日(同じバッテリー)

単価

15−50

50−300+

ドライバーの複雑さ

単純

TFTコントローラーが必要です

寿命コスト

低い(100k以上)

より高い(50k〜80k時間)

モノクロLCDS 耐久性と効率が重要な場合、最大の選択肢です。

LCDドライバーの役割

The LCDドライバーは脳のように機能します 画面の。各ピクセルが正しい信号を取得してクリア画像を表示するようにします。入力データを電気信号に変更して、液晶を制御します。それがなければ、画面には正しく写真が表示されません。

信号がピクセルに到達する方法

ドライバーはピクセルに信号を送信して、明るさと色を設定します。スマートアルゴリズムを使用して、迅速かつ正確に動作します。たとえば、DL-CMAアルゴリズムはわずか0.418秒で信号を送信します。これは、ミモやエルムのような他の人よりも速いです。

アルゴリズム

テスト時間

RLS

0.588

エルム

0.623

ミモ

0.682

DL-CMA

0.418

一部のシステムは、チャネル補正を使用して信号の問題を修正します。これにより、物事が動いている場合でも、画像が明確になります。これらの改善は、LCDスクリーンが忙しい設定で鋭いビジュアルを表示するのに役立ちます。

Bar chart comparing test time in seconds for different signal transmission algorithms


モノクロ対カラーTFTドライバー

モノクロドライバーはよりシンプルで、より少ないパワーを使用します。 Color TFTドライバーよりも少ないピクセルを制御します。カラーTFTドライバーは、それぞれ独自のトランジスタを備えた数百万サブピクセルを管理します。これにより、明るい色と高いディテールが可能になりますが、より多くのエネルギーを使用します。新しいドライバーは、AIを使用して色を改善し、パワーを節約します。これはそれらを作ります電話や医療ツールに最適です.

LCDSのチップオンガラステクノロジー

Chip-on-Glass(COG)テクノロジーは、ドライバーをLCDガラス自体に置きます。この設計により、余分な部品が削除され、スペースが節約され、強力になります。 COGはまた、信号をより良く送信し、時間の経過とともにパフォーマンスを安定させます。レビューでは、その信頼性が示されており、FSC LCDは5.13 CD/Wの輝度効率に達します。これは、古いデザインよりもはるかに優れています。

LCDモデル

輝度(CD/M2)

パワー(w/m2)

輝度効率(LE)(CD/W)

シャープ60 "LCDテレビ

450

230

1.95

FSC LCD

1,050

204

5.13

COGは現在、小規模で省エネデバイスの最大の選択肢です。

LCDディスプレイのバックライトと可視性


Bar chart comparing test time in seconds for different signal transmission algorithms


バックライトは役立ちますLCD画面が点灯します だからあなたはそれらを見ることができます。それがなければ、液晶は明るくならないため、画面は暗いままです。バックライトは画面から輝き、画像とテキストを屋内または屋外で透明にします。

視界のためにバックライトが重要な理由

バックライトは、LCD画面をどの程度よく見ることができるかに影響します。携帯電話、医療モニター、工場画面などのデバイスでは、明確なビューのためにバックライトを付ける必要があります。で測定された明るさnit または1平方メートルあたりのカンデラ(CD/m²)、デバイスに基づいて変更。たとえば、ホームデバイスには200〜400 nitsが必要ですが、日光の視認性には軍事スクリーンには最大1500ニットが必要になる場合があります。

パラメーター

ホームアプライアンスデバイス

産業用デバイス

軍事および海洋装置

医療機器

明るさ(nit)

200–400

400–800

800–1500

500–1000

輝度(CD/m²)

200–400

400–800

800–1500

500–1000

LCDを選ぶときは、考えてみてくださいあなたが必要とする明るさ.より高い明るさは、屋外や日当たりの良い部屋などの明るい場所でより良く機能します。

エッジライトLEDと輝度を高めるフィルム

Edge-LIT LEDは、LCDバックライトに一般的です。彼らは画面の端にLEDを使用して、ディフューザーと輝度を高めるフィルムで光を広げます(befs)。これらの映画は、ライトをより強く、より集中させます。デュアルブライトネスエンハンスメントフィルム(dbefs)通常のBEFよりも明るさを改善します。

テクノロジー/フィルムタイプ

説明

エッジライトディスプレイ

ディフューザーと交差した輝度フィルムを使用します(xbefs)光を導く。

輝度エンハンスメントフィルム(BEF)

ライト強度を高め、視聴角を狭めます。

デュアルブライトネスエンハンスメントフィルム(DBEF)

標準のBEFよりも高い明るさを提供します。

ライトガイドプレート(LGP)

画面全体に均等に光を広げます。

これらのテクノロジーは、光をよりよく集中させることでエネルギーを節約します。これは、同じ明るさに必要なパワーが少ないことを意味します。エッジライトLEDとBEFSは、バッテリー寿命が重要なデバイスに最適です。

画面全体に照明さえ

バックライトでさえ、明るいスポットや暗いスポットなしで画面を滑らかに見せます。これは、不均一な光が間違いを引き起こす可能性のある医療画像などのタスクにとって重要です。メーカーは、光の一貫性をテストします。たとえば、CG247Xモデルの中程度の変動は5.1%ですが、U2415Bモデルの変動は8.1%です。

表示モデル

中輝度の変動

高い輝度変動

CG247X

5.1%

3.5%

U2415B

8.1%

8.5%

照明のために輝度変動が低い画面を選択します。これは、専門的または産業用途にとって特に重要です。

LCDディスプレイ用の追加機能とカスタムオプション

タッチスクリーン:抵抗と容量性

タッチスクリーンは、今日のLCD画面では一般的ですが、異なる動作をしています。 2つの主要なタイプ(耐性と容量性)は、ユニークな強みを持っています。

抵抗スクリーンには、タッチを検出するための圧力が必要です。彼らは手袋、スタイラス、または湿った状態で動作します。容量性スクリーンは、肌の電気を感知します。それらは非常に敏感で、スワイプやピンチなどのジェスチャーを許可します。しかし、濡れた場所や手袋ではうまく機能しません。

これが簡単な比較です:

特徴

静電容量画面

抵抗画面

感度に触れます

非常に敏感です。ジェスチャーを許可します。

プレッシャーが必要です。ジェスチャーはありません。

濡れた場所で動作します

いいえ;濡れた状態での闘争。

はい;正常に動作します。

料金

より高価です。

より安いオプション。

選択する前に画面を使用する場所を考えてください。容量性画面は、電話やタブレットに最適です。抵抗画面は、工場や医療用ツールに適しています。

ベゼルと保護層

ベゼルと保護層は、LCDスクリーンが長持ちし、より良く動作するのに役立ちます。光学的に透明な接着剤(OCAS)のような保護フィルムは、反射を減らすことで画面の外観を改善します。また、色を明るい光で見やすくします。

保護フィルムの利点は次のとおりです。

光の反射を減らすことにより、画面の品質を高く保ちます。

白くなることなく時間の経過とともに強く滞在します。

画面レイヤー間の隙間を密封することにより、汚れをブロックします。

ベゼルは画面に追加のサポートを与えます。それらは、滴や天候によって引き起こされる損傷からそれを保護します。また、OCASは薄いベゼルを許可し、力を失うことなくより多くのスクリーンスペースを提供します。

さまざまな用途のカスタムデザイン

LCD画面は、さまざまなジョブ向けにカスタマイズできます。たとえば、ホームデバイスはLCDを使用しています。これは、コストがかかり、簡単に燃え尽きてはないためです。彼らのような工場は、彼らの長寿命と低コストのために。病院では、特別なLCDは、OLEDSと一致したり、明確で詳細な画像を見せたりすることさえできます。

LCDとOLEDの利点の比較は次のとおりです。

使用事例

LCDの利点

OLEDの利点

ホームデバイス

低コスト、長寿命、バーンインの問題はありません

n/a

工場用具

耐久性があり、手頃な価格

n/a

軍隊

n/a

高速でクリアな画像、広い視聴角

海兵隊

n/a

より良い視認性のための高いコントラスト

医学

特別なLCDSライバルOLEDSは明確にします

n/a

LCDをカスタマイズすると、多くの業界にとって有用で信頼性が高くなります。

LCDディスプレイ モダンテクノロジーがどれほど素晴らしいかを示してください。 LCDガラスやバックライトのようなすべての部分は、互いに透明で信頼できる画像を作成するために連携します。これらのディスプレイは、多くの業界で持続し、エネルギーを節約し、うまく機能するように構築されています。

LCDディスプレイの実行方法を示すテーブルは次のとおりです。

パラメーター

LCD

コントラスト比

通常、1000:1と5000:1の間

色域

幅が広いが、OLEDよりも小さい

表示角度

色は鋭い角度でフェードします

応答時間

範囲は1msから5msです

寿命

100,000時間以上続きます

バーンインのリスク

リスクはありません

輝度

LEDバックライトを備えた非常に明るい

エネルギー効率

明るい画面または白い画面でパワーを節約します

料金

他のディスプレイタイプよりも安い

LCDディスプレイは、今日の画面の使用方法を変更しました。彼らは、かさばるCRTをより薄く、軽く、より多くの省エネオプションに置き換えました。テレビから電話や自動車システムまで、LCDは私たちの日常生活の大きな部分になりました。

よくある質問

LCDディスプレイは、OLEDディスプレイとどのように異なりますか?

LCDはバックライトを使用してピクセルを点灯します。 OLEDは、ピクセルごとに独自の光を作ります。 LCDのコストは安く、長持ちします。 OLEDSは、より良いコントラストと暗い黒を示しています。お金と耐久性を節約するためにLCDを選択します。最高品質のビジュアルにはOLEDを選択してください。

なぜLCD画面にバックライトが必要なのですか?

LCDは独自の光を作ることができません。バックライトが輝き、画像を表示します。バックライトがなければ、画面は暗いままです。彼らはあなたがすべての照明で、さらには外でも画面を見るのを助けます。

LCDは他の画面と比較してどのように電力を節約しますか?

LCDは、エネルギーを節約するためにLEDバックライトと特別な映画を使用します。これらは光をより良くし、電力使用を切断します。モノクロLCDは、電卓や医療ツールに最適なエネルギーをさらに少なくしています。

LCD画面は極端な温度を処理できますか?

はい、LCDは厳しい状態でテストされます。テストでは、熱または寒さで動作するかどうかを確認します。突然の温度変化もテストされています。これにより、屋外および産業用に使用するのに適しています。

LCDはさまざまな業界向けにカスタマイズできますか?

はい、LCDは特定のジョブに対して作成できます。保護層とタッチスクリーンはそれらを強くします。明るさと解像度を調整できます。医療LCDは明快さに焦点を当て、産業用LCDは持続してエネルギーを節約するように構築されます。

 

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