LCDの動作原理

2025-07-24

液晶ディスプレイの構造--LCDのコアコンポーネントには、バックライトユニット、下部偏光板、液晶ガラス、上部偏光板が含まれます。

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●バックライトユニット(BLU):LEDストリップ、導光板、光学フィルム、反射シートで構成されます。その主な機能は、均一な光源を提供することです。  

●下偏光板:バックライトからの自然光を直線偏光に変換し、透過軸に沿った光波のみを通過させます。  

●液晶ガラス層:上下2枚のガラス基板を封止し、その間に液晶材料を注入して構成されています。通常、内面は電極として機能する透明導電層である ITO (インジウム錫酸化物) でコーティングされています。電界を印加することにより液晶分子の配向を制御し、光の透過率を調節して画像を表示することができる。 

●上部偏光板:下部偏光板に対して垂直に偏光した光のみを通過させ、最終的に表示画像を生成します。


 LCDの表示原理--LCD 画面自体は光をフィルタリングするだけであり、発光しません。 LCDディスプレイの本質は光の旅です。 LED光は導光板を通過し、平行光を垂直光に方向転換します。次に、下側の偏光板で光を特定方向の直線偏光に変換し、液晶ガラスに投影します。液晶分子の回転角によって光が上側の偏光板を通過できるかどうかが決まり、光の透過率に違いが生じます。液晶自体には色がないため、色を表現するにはカラーフィルターが使用されます。 1 つのピクセルは 3 つの基本的な RGB サブピクセルで構成され、これらが一緒になって目的のフルカラー画像を形成します。


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LED光源から発せられる自然光には複数の振動方向があります。偏光フィルムを通過すると、単一方向に振動する光になります。光波が偏光子の偏光方向に対して垂直である場合、光は完全に遮断され、最も弱い光になります。光が偏光方向と平行であれば、最も強い強度で通過します。もちろん、角度が垂直でも平行でもない場合、透過光の強度は光の振動方向と偏光子の軸の間​​の角度に依存します。角度が小さいほど、透過光の強度は大きくなります。


液晶はガラス層を通過する光の偏光方向を変更し、光が上部偏光板を通過できるようにします。これにより、視聴者は画面上でさまざまな明るさの光を見ることができます。カラーフィルターと組み合わせることでさまざまな色を表現し、さまざまな映像を表示します。