液晶ディスプレイの構造と作り方

こでは、単純マトリックスを例にとって液晶ディスプレイの構造と、液晶の材料、および作り方を説明します。

LG LP156WH4(TL)(A1) パソコン液晶パネル構造

サンドイッチのような構造
カラー液晶ディスプレイの構造は、それぞれの構成要素がサンドイッチのように層状になっています。
1.偏光フィルター
出入りする光をコントロールする。
2.ガラス基盤
電極部からの電気がほかの部分に漏れないようにする。
3.透明電極
液晶ディスプレイを駆動するための電極。表示の妨げにならないよう透明度の高い材料を使う。
4.配向膜
液晶の分子を一定方向に並べるための膜。
5.液晶
6.スペーサー
液晶物質をはさむ2枚のガラス基板に、均一なスペースを確保する。
7.カラーフィルター
RGBのそれぞれのフィルターをかけ、色を表示する。
8.バックライト
ディスプレイの背後から光を当て、画面を明るくする。
モノクロ表示の液晶ディスプレイでは、これの代わりに「反射板」を使い、自然光で見えるようにしてあるものもある。

LG LP156WH4(TL)(A1) パソコン液晶パネルイの作り方
液晶材料（母材）
エステル系 / ビフェニル系 / PCH系（フェニルシクロヘキサン） / シクロヘキサン系 / フェニルピリジミン系 / ジオキサン系 etc.
材料のブレンド
ブレンドのねらい ブレンドする液晶材料
要求性能のポイント 目的
電圧 駆動電圧を小さくする。
（電池駆動用など） ・P-エステル系
・P-ビフェニル系
温度 ・高温環境に耐える。
・安定して作動する温度範囲を広くする。
（自動車、航空機、列車用など） ・三環系
・四環系
（高温に耐える。）
粘度 応答性をよくする。
（動画用など） ・PCH系
・エタン系
・ビフェニル系
屈折率 色調を合わせて、最も鮮やかな「白」を得る。 ・PCH系
（屈折率小）
・ビフェニル系
（屈折率大）
弾性 電圧をかけたときの立ち上がり特性をよくする。（高いコントラストが得られる。） －
（母材の性能による）
液晶材料のブレンド
液晶材料は、さまざまな種類の母材に別の材料をブレンドし、求める性能を得るようにしています。たとえば車載用のディスプレイは、オフィスや家庭用と異なって、熱や振動などの厳しい環境条件に耐える必要があります。こうしたそれぞれの用途に応じた要求に適合するように、液晶材料を調合するのです。
イメージ: 液晶セルの製造工程
LG LP156WH4(TL)(A1) パソコン液晶パネル構造、セットの組立て
まず電極部を形成し、配向膜、スペーサーなど外枠を組立てます。その中に液晶材料を注入して「セル」と呼ばれる単位を製作します。出来上がったセルと外部素子（LSIなど）を接続したあと、最後にセットを組立てます。