液晶ディスプレイ しくみについて、
調べてみたくなったので調べてみました。
液晶不良の画面を見てそう思いました。
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液晶ディスプレイの歴史
前回の記事で、液晶ディスプレイの動作原理について簡単にご説明しました。
この記事では、液晶が自身を通過する光を遮断したり、通したりすることで
画面を光らせたり、暗くすることが可能になることを説明しました。
しかし、これはまだ、電卓の数字のような表現しかできないことを意味しています。
私たちが使っているような、スマホのディスプレイのようなカラーでの表示はどのようなしくみで動作しているのか気になってきました。
そのことについて、説明する前に、ここでは液晶ディスプレイの歴史について話したいと思います。
まずは、液晶ディスプレイの表示方式の変遷について。
表示方式には、主に２つの方式があり、1つはセグメント方式、もう1つはドットマトリックス方式です。
セグメント方式は、細長い表示単位を「8の字」型に並べて、数字を表示する。
例：電卓や腕時計などの数字
ドットマトリックス方式は、表示単位を縦横の行列に並べて、文字や図形を構成する。
例：テレビやスマホ
例に出した製品からもお分かりのように、
はじめのうちはセグメント方式しかなかったものの、
1990年代ごろから、ドットマトリックス方式が登場したことで、
より解像度の高い映像を出力できるようになりました。
液晶ディスプレイがカラーになるには
それでは、本題のどのようにカラーで表示しているのかについて話します。
実は、その原理は簡単にいうと、
カラーフィルターというものを光が通過する途中に配置することで
光に色が付き、カラー表現が可能になります。
このカラーフィルターは色のついた膜みたいなものとイメージしてください。
たとえば、懐中電灯の前に、赤いビニールシートをかざすと
光が赤くなるのと同じことがディスプレイの中でも行われています。
しかし、ここで問題なのがある色を表現するために、
その色を持つカラーフィルターを一つ一つ用意していたのでは、
効率が悪いということです。
そのため、カラーフィルターでは、光の三原色を利用して色が作られています。
光の三原色とは、赤（Red）、緑（Green）、青（Blue）の3色の組み合わせによって、すべての色を作ることができるというものです。
ちなみに、赤、緑、青の3色をすべて混ぜると白になります。
光の三原色の原理を用いて、カラーフィルターは表現したい色をその場で作り出し、そこを光が通過することで様々な色が映し出せれているわけです。
ディスプレイに映される一つ一つの点のことを画素といいます。
一画素ごとに赤、緑、青の３つのフィルターが取り付けられており
この３つのフィルターを通過する光の量を調節（液晶がも持つシャッターの役割を使って）することによって、３つの色の濃度を組み合わせることで、様々な色を表現しています。
このカラーフィルターを使った方式をCF（カラーフィルター）方式といいます。
また、カラーフィルターを使わないCFL（カラーフィルターレス）方式もあり、
これは、液晶を通過する前の光にあらかじめ色を付けておく、
つまり発光ダイオード（LED）を発光源にすることでカラー表現をしています。
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