Liquid Crystal Displays (LCDs) are widely used in electronic devices for all kinds of industries. They are typically divided into three display types based on their light transmission modes. The three main types of LCD modes are transmissive, reflective, and transflective. The main difference is how they use light to illuminate the pixels in the display.

Types of LCD modes:

• 透過型液晶ディスプレイは、鮮明な視認性を得るためにバックライトが必要です。
• 反射型液晶はバックライトを持たず、外部光源に依存する。
• 半透過型液晶は、透過性と反射性の両方の性質を併せ持つ。

それぞれの表示モードには、利用可能な照明条件やアプリケーションの環境に関連した利点と欠点があります。

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透過型液晶ディスプレイ

透過型ディスプレイは、視認性を確保するためにバックライトに依存している。この種のディスプレイでは、ディスプレイガラスの背面から発した光がLCDを通過して前面に向かい、画素に光を当てる必要がある。透過型液晶ディスプレイは、バックライトによって視認するため、低照度環境での使用に適している。また、高解像度の画像や動画、高品質が重要視される用途にも使用されるため、一般的には以下のようなディスプレイが使用されている。 TFTディスプレイの表示モードは透過型である。

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透過型ディスプレイの仕組みは？

透過型ディスプレイは、ディスプレイの表面から光を透過させることで機能する。これは、透過する光の量を制御するために操作できる液晶の層、光源となるバックライト、保護用のガラスやプラスチックの外層など、一連の層を用いることで実現される。ディスプレイの画素に電流を流すと、光を通す量が増えたり減ったりして、画像が表示される。

透過型液晶の採用

透過型液晶ディスプレイは、スマートフォン、タブレット端末、コンピューターモニター、テレビなど、最も一般的に使用されている機器です。また、デジタルカメラ、カムコーダー、車載ディスプレイ、ナビゲーションシステム、機内エンターテインメントシステム、医療機器、キオスク端末、POS端末などにも使用されています。

また、グラフィックLCDでは透過型、キャラクタLCDではネガ型と呼ばれる、青や暗い背景に明るい画素を表示する表示方式があります。 グラフィックLCDや キャラクタLCDでは、ブルーやダークな背景に明るい画素を表示するネガ型表示方式もあります。

透過型液晶ディスプレイのメリット

• 高画質であること。透過型液晶は、広色域でコントラスト比の高い、明るく鮮やかな高画質を実現することができます。
• 暗い環境下でも良好な視認性透過型液晶ディスプレイは、バックライトに依存して視認するため、暗い照明環境での使用に適しています。
• 視野角が広い透過型液晶は視野角が広く、さまざまな位置からディスプレイを見やすくすることができます。
• 高解像度に適しています。透過型液晶は、高解像度の画像や動画を扱うことができます。

透過型液晶ディスプレイのデメリット

• 消費電力が大きい。透過型液晶は、視認のためにバックライトが必要なため、消費電力が大きくなり、最終製品の電池寿命が短くなる。
• 直射日光下での視認性が低下する。透過型液晶は、バックライトの光で表示が消えてしまうため、直射日光下での使用には向いていません。
• 映り込みに弱い透過型液晶は映り込みの影響を受けやすいため、照明条件によっては表示が見にくくなることがあります。

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反射型液晶ディスプレイ

反射型ディスプレイは、明るい環境光に依存して視認される。この種のディスプレイにはバックライトの光源がなく、周囲の環境から光を反射させてピクセルを視認する。

反射型ディスプレイの仕組みは？

反射型液晶ディスプレイは、バックライトで発光させる代わりに、反射層と偏光フィルターで光を反射させ、ユーザーの目に映す仕組みになっている。液晶層が反射する光の量を調整することで、思い通りの映像を映し出すことができる。

反射型液晶を採用

反射型液晶ディスプレイは、デバイスが直射日光にさらされる屋外や太陽光を読み取るアプリケーションに最適です。また、これらのディスプレイは、消費電力が懸念される小型の携帯機器にも使用されている。

反射型表示モードは、正表示タイプのグラフィックCOG液晶やキャラクタ液晶にもあります。 グラフィックCOG液晶やポジティブ表示タイプのキャラクタ液晶にも反射型表示モードがあります。反射型液晶ディスプレイを使用する機器としては、GPS機器などのアウトドア用途や、電子書籍端末、カメラのビューファインダー、デジタル時計などのポータブル機器が代表的である。

反射型液晶ディスプレイのメリット

• 低消費電力です。反射型液晶はバックライトが不要なため、消費電力が少なく、機器の電池寿命が長くなります。
• 太陽光の下でも高い視認性。ディスプレイが反射する性質を利用して、明るい日光の下でも容易に読み取ることができます。
• 薄型・軽量反射型液晶ディスプレイは、透過型液晶ディスプレイに比べ、バックライトがないため薄型・軽量で、携帯機器に適している。

反射型液晶ディスプレイのデメリット

• 視野角が狭い反射型液晶は、視野角が狭く、ある角度から見ると表示が見づらい。
• 低照度下での性能が低い。反射型液晶は、明るい環境光に依存して視認するため、低照度環境には不向きです。
• 色深度が浅くなる反射型液晶は、透過型液晶に比べて色深度が浅く、画質に影響を与えることがある。

半透過型液晶ディスプレイ

透過型ディスプレイは、バックライトと環境光の反射を組み合わせて画素を照らすことで、透過性と反射性の両方の特性を持つディスプレイを実現する。

半透過型液晶ディスプレイの仕組みは？

透過型液晶ディスプレイでは、室内や夜間などの暗い場所では、バックライトで画面を照らす。屋外や直射日光などの明るい場所では、周囲の光を液晶の表面で反射させて画面を見ることができる。

半透過型液晶ディスプレイの採用

半透過型液晶ディスプレイは、あらゆる照明条件下で高い視認性を確保することが不可欠な産業機器や医療機器によく使用されています。また、明るい場所や暗い場所でもディスプレイを見る必要がある船舶、軍事、航空分野でも広く使用されている。

半透過型液晶ディスプレイの優位性

• 高い視認性とコントラスト半透過型液晶ディスプレイは、反射型と透過型の利点を併せ持ち、明るい太陽光の下でも暗い場所でも良好な視認性を実現します。
• 低消費電力です。半透過型液晶は、バックライトの常時点灯が不要なため、バックライト消灯時の消費電力が少なく、電池寿命が長くなります。
• 視野角が広い。半透過型液晶は、反射型液晶に比べて視野角が広い。

半透過型液晶ディスプレイのデメリット

• 色深度に制限がある。透過型液晶に比べ、色深度が浅く、画質に影響がある。

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結論

つまり、透過型液晶ディスプレイは低照度用、反射型液晶ディスプレイは高照度用、そして半透過型液晶ディスプレイはどちらの環境でもうまく機能する。透過型ディスプレイは、テレビ、パソコンのモニター、スマートフォンなど、高画質・高音質が求められる用途で今後も使われるであろう。反射型ディスプレイは、電子書籍端末、小型携帯端末、屋外用アプリケーションなど、消費電力が懸念されるアプリケーションで引き続き使用される。半透過型ディスプレイは、より携帯性の高い機器や、医療機器、産業機器、船舶、航空機器など、変化する照明条件下での視認性が不可欠なアプリケーションで使用されることが予想される。

透過型、反射型、半透過型の液晶ディスプレイの将来は、技術の進歩や消費者の嗜好の変化の影響を受けると思われる。液晶ディスプレイは、いずれは有機EL、マイクロLED、QD-LCDなどの新しい技術に取って代わられるかもしれない。 液晶ディスプレイは、いずれOLED、マイクロLED、QD-LCDなどの新しい技術に取って代わられるかもしれない。今のところ、LCDはあらゆる産業や環境に対応できるディスプレイの種類とモードを備えており、広く使われているディスプレイ技術であることに変わりはない。