1888 年にフリードリヒ ライニッツァーがニンジンの液晶構造とコレステロールの挙動を初めて観察したとき、液晶技術の世界が開かれました。 彼は、これらの液晶には 2 つの融点があることを発見しました。1 つは結晶が溶けて濁った液体を生成する温度、もう 1 つは再度溶けて透明になる温度です。 これらの結晶には発色特性があることも判明しました。 しかし、これは現代の LCD (液晶ディスプレイ) 画面の構成とは大きく異なりました。
ライニッツァーから 23 年後、チャールズ モーガンはプレートの間に液晶の薄い層を配置し始めた最初の人物であり、このアイデアは後に次のような構造概念を発見しました。 液晶ディスプレイ。 ジョルジュ・フリーデルという人は 1922 年に初めて液晶構造を分類し、ネマチック、スメクチック、コレステリックに分けました。 また、これらの液晶構造には、印加電圧によって制御できる電気光学効果があることも、1962 年に米国ラジオ社 (RCA) のリチャード ウィリアムズによって発見されました。
誰が、いつ、液晶画面を発明したのでしょうか?
1960 年代の液晶研究は、液晶の特性に関する発見と実験によって特徴づけられました。 RCA のジョージ H. ハイルマイヤーは、ウィリアムズの研究に基づいて、結晶の電気光学的性質を掘り下げました。 液晶を使用してさまざまな色を表示する何度も試みた後、彼は、電圧が印加されると透明な液晶層がより半透明な状態に変わる動的分散モード (DSM) と呼ばれるものを使用して、最初の機能的な LCD スクリーンを作成しました。 。 したがって、ハイルマイヤーは LCD スクリーンの発明者であると考えられていました。
LCDの進化と重要なマイルストーン
1960 年代後半、英国のロイヤル レーダー確立 (RRE) は、安定性と温度の点で LCD の使用に適したタイプのシアノビフェニル液晶を発見しました。 1968 年、RCA の Bernard Lechner は TFT ベースの LCD のアイデアを思いつき、同年後半、彼と他の数名が Heilmeier の DSM LCD を使用してそのアイデアを実現しました。
LCD スクリーンがディスプレイ技術の分野に参入した後、1970 年代には、LCD スクリーンを改良し、より多様な用途に適したものにするための広範な研究が行われました。 1970 年に、ツイスト ネマティック フィールド効果は、ヴォルフガング ヘルフリッヒやマーティン シャットなどの著名な発明者によってスイスで特許を取得しました。 このツイステッド ネマティック (TN) 効果は、日本のエレクトロニクス産業などの国際市場に参入する製品にすぐに適用されました。 米国では、ジェームス ファーガソンが 1971 年に同じ特許を申請しました。彼の会社、ILIXCO (今日では LXD Incorporated として知られています) は、DSM モデルを上回るまでに成長した TN 効果 LCD を製造しました。 TN LCD ディスプレイは、動作電圧や消費電力が低いなど、より優れた機能を備えています。
そこから、TN-LCD を使用した 4 桁の数字で構成される最初のデジタル時計、より具体的にはクォーツ電子腕時計が米国で特許を取得し、1972 年に消費者に発売されました。日本のシャープ株式会社は 1975 年に量産を開始しました。 TN 液晶懐中時計や電卓の販売を開始し、やがて他の日本企業も腕時計ディスプレイ市場で台頭し始めました。 たとえば、セイコーは、オリジナルの 4 桁時計をアップデートした、初の 6 桁の TN ベース LCD クォーツ時計を開発しました。
ただし、DSM LCDが完全に役に立たなくなったわけではありません。 North American Rockwell Microelectronics Corp による 1972 年の開発により、ロイズ エレクトロニクスが販売する計算機に DSM LCD が統合されました。 これらは画面を表示するために一種の内部光を必要としたため、これらの電卓にもバックライトが組み込まれていました。 その後すぐの 1973 年に、シャープ株式会社は DSM LCD ポケット電卓を導入しました。 液晶分子の配向膜にはポリイミドと呼ばれる高分子が使われていました。
薄膜トランジスタ LCD は 1968 年に RCA によって導入されましたが、今日消費者が高解像度ディスプレイとして最もよく知っているアクティブ マトリックス TFT LCD パネルは、1972 年まで試作されませんでした。しかし、1970 年代を通じて、TFT は問題を解決するのに苦労しました。構成に多くの問題があります。 そのため、70 年代の技術では TFT は使用されませんでした。
1980 年代には、この新しい LCD 研究により、実用的な製品の開発が急速に進歩しました。 カラー液晶テレビ ディスプレイは、この 10 年間に日本で初めて開発されました。 画面サイズが大きい (ピクセル数が多いことに関連している) ため、応答時間に限界があるため、最初のテレビはポータブル テレビまたはポケット テレビでした。 セイコーエプソン (エプソン) は、最初の液晶テレビを開発し、1982 年に一般に発売しました。その後すぐに、1984 年に初のフルカラー画面のポケット液晶テレビが発売されました。また、1984 年には、最初の商用 TFT 液晶画面であるシチズン ウォッチも発売されました。 ■2.7型カラー液晶テレビ。 その後すぐの 1988 年に、シャープ株式会社は、アクティブ マトリックスを使用し、フルモーション特性を備えた 14 インチのフルカラー TFT LCD ディスプレイを開発しました。 大型 LCD ディスプレイにより、LCD を LCD ディスプレイや LCD モニターなどの大型フラット パネル ディスプレイに統合できるようになりました。 エプソンによって初めて開発された LCD プロジェクション技術は、1989 年にコンパクトモードとフルカラーモードで消費者に提供されるようになりました。
1990 年代の LCD ディスプレイの成長では、その品質と機能を向上させるために、これらの新しいディスプレイの光学特性がより重視されるようになりました。 日立のエンジニアは、TFT アクティブ マトリクスのインプレーン スイッチング (IPS) 解析に不可欠な役割を果たしました。これは、この技術を使用するデバイス、特に大画面 LCD の視野角を広げるコンセプトです。 1990 年代に開発されたもう 1 つの技術はマルチドメインです。 垂直配置 (MVA)、Samsung によって開発されました。 IPS 技術と MVA 技術は両方とも、視野角を広げる能力により人気があり、ディスプレイをより魅力的で便利なものにしています。 この調査が進むにつれて、以前は日本を中心としていた LCD 産業が拡大し始め、韓国、台湾、そして後には中国にも進出し始めました。
液晶モニターが普及したのはいつですか?
新世紀に入ると、LCD スクリーンの注目度は急速に高まりました。 2007 年には、画質と世界中での売上高の両方で、以前に普及していた陰極線管 (CRT) ディスプレイを上回りました。さらに大型のディスプレイの作成、透明材料の採用、LCD ハードウェアの柔軟性など、その他の開発も続けられました。 そして、視野角を広げるためのさらなる方法（O-フィルム）を作成します。
液晶画面はどのように機能するのでしょうか?
今日に至るまで、 液晶画面 かなり発展しましたが、その構造は一貫したままです。 バックライトで照らされるスクリーンは、外側から内側に向かって 2 枚の偏光子、2 枚の基板 (通常はガラス)、電極、および液晶層で構成されます。 表面近くには、RGB スキームを使用したカラー フィルターが存在する場合もあります。 光はバックライトに最も近い偏光板を通過すると、液晶層に入ります。 ここで、電極によって方向付けられた電界があるかどうかに応じて、液晶は異なる動作をします。 TN、IPS、または MVS LCD のいずれを使用する場合でも、電極からの電界によって液晶分子の配向が変化し、通過する光の偏光に影響を与えます。 光が正しく偏光されている場合、光はカラーフィルターと表面偏光子を完全に通過し、特定の色を示します。 部分的に正しく偏光されている場合は、中レベルの光またはそれほど明るくない色が表示されます。 正しく偏光されていない場合、光は表面を通過せず、色は表示されません。
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