AUと振動の詳細

液晶とは？

液晶（えきしょう、Liquid Crystal）は固体（結晶）と液体の中間状態の名称の一つである。 結晶と液体の中間状態としては、液晶の他に柔軟性結晶（プラスチック・クリスタル）がある。結晶では粒子の位置と方向に長距離秩序がある。それに対し液体では粒子の位置・方向とも長距離秩序は無い。 液晶は厳密には結晶と液体の中間状態のうち、粒子の方向の何らかの秩序は保っているものの、3次元的な位置の秩序を失った状態である。つまり、液晶には大きく分けて異方性を有する液体、1次元的な重心秩序をもった2次元液体、2次元的な重心秩序を持った1次元的な液体の3種類がある。ただし、歴史的には3次元的な位置秩序を持った中間層の中にも液晶と呼ばれてきたものもあり、定義が厳密に守られているわけではない。一方の柔軟性結晶は3次元的な位置の秩序を保っているものの、粒子の方向の秩序が失われた状態である。 液晶という名称は、液体（Liquid）の流動性と結晶（Crystal）の異方性を合わせ持つことに由来する。米国で発明された液晶という言葉が定着していなかった1960年代には、液体水晶という名称が使われていたこともあった。 現在、液晶を応用した機器として液晶ディスプレイが広く使われており、液晶という単語が液晶ディスプレイのことを指して使われることが多くなっている。 液晶は大きくサーモトロピック液晶（Thermotropic Liquid Crystal）とライオトロピック液晶（Lyotropic Liquid Crystal）に分類される。サーモトロピック液晶は、熱や圧力によってのみ相変化をするタイプであるが、ライオトロピック液晶は、多成分からなり、温度と成分の構成によって相変化をする。代表的な液晶相としてネマティック液晶（Nematic Liquid Crystal）とスメクティック液晶（Smectic Liquid Crystal）がある． ネマティック液晶は上述の異方的液体に対応する液晶のことである。位置の規則性がないので、液体と同様の流動性を有している。市販の液晶表示装置や液晶温度計に用いられているのがこのタイプの液晶である。スメクティック液晶は少なくとも1次元的な重心構造、別の言葉で言うなら層状構造を有する液晶である。上記の図では層構造に対して分子が傾いているが、層に対して分子が垂直になっている相もある．この図では模式的に分子は全て同じ向きに，層内の分子は完全に一つの平面にあるかのように描かれているが，実際の秩序はより緩やかである． 液晶を構成する分子が不斉炭素を持ち、系がラセミではなくキラリティを有する場合には液晶の分子軸の配向方向が空間で連続的に変化し、その結果として巨視的な螺旋構造が出現する。螺旋の周期は分子種により異なるが、周期に対応した光を反射する性質があるので、螺旋周期が可視光の波長程度となると、呈色する。液晶によっては温度により螺旋周期が変化する。これを活用したのが液晶温度計である。螺旋構造を持つネマティック液晶をコレステリック液晶と呼ぶ。これは、この種の液晶がコレステロール誘導体で最初に発見されたためである。コレステリック液晶は熱力学的にはネマティック液晶と区別がないので、ネマチック液晶の一種としてキラルネマティック液晶（Chiral Nemaic Liquid Crystal）と呼ぶこともある。スメクティック液晶で不斉による影響が出る場合はキラルスメクティック液晶（Chiral Smectic Liquid Crystal）と呼ぶ。 キラル液晶の不斉の起源のほとんどは分子中に含まれる不斉炭素であるが，軸不斉が使われることもある．最近、不斉炭素を有しないベンドコア分子からなる液晶でも巨視的なキラリティが出現することが見いだされているが、その巨視的なキラリティの発現機構は必ずしも明確ではない。 キラルなスメクチックC液晶相（分子が傾いた層状構造をもつ液晶相）において、分子間で電気双極子の整列が起こり、巨視的な自発分極が生じ強誘電性が生じる場合がある。強誘電性液晶の特徴として、高速な電場応答（通常1msを切る）やメモリ効果（電場を切っても分子配向が維持される）が挙げられる。この高速応答性を利用した強誘電性液晶ディスプレイ（FLCD: Ferroelectric Liquid Crystal Display）が、一時キヤノンから発売されていた（1995年〜1999年）。

[ 185] 液晶 - Wikipedia
[引用サイト]　 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B6%B2%E6%99%B6

ユーザー視点の辛口評価で好評の戸田 覚氏による連載。今回は格安の大画面液晶について。「デスクトップPCを使う意味は、大画面にこそある」と断言する戸田氏が、５万円台のお手ごろ24型ワイド液晶を体当たりチェック！ 以前にも書いたが、僕は、机の上に７台のモニターを並べて仕事にいそしんでいる。中でも、最も「買って良かった」と思っているのが、24型ワイドの大画面モニターだ。 このサイズになると、画面サイズそのものが大きいだけでなく、1920×1200ドットの高解像度で実用性がアップする。解像度だけでいうなら、ノートパソコンの17型ワイドでも実現している。。だが、ちょい遠視の入ってきた僕には、文字が小さすぎて辛いのだ。24型ワイドの1920×1200なら、文字の大きさも頃合い。サイズ的にもA3を見開きで表示して、ほぼ原寸に近いのでとても使いやすい。A4タテの資料を２枚並べて編集するときにも、とても作業性がよい。 僕は当初、どのモデルを買うかずいぶんと悩んだのだが、ナナオの「FlexScan S2410W-R」を購入した。使ってみて満足し、どうしてももう一台並べたくなって、「同S2411W」を追加購入している。液晶を並べるときには、同様機種の方が画質の差が少なく、設置時の角度が変わったりしないので使いやすいからだ。合計25万円ほどの出費は安くない。ただ僕の場合、仕事に使うツールには、節約という感覚はない。高くても元が取れるなら、ローンを組んででも買いたいと考える。とはいえ、簡単におすすめできるプライスではないのも事実だ。 ところが最近は、大画面モニターの値下がりが著しい。20型ワイドでも３万円台で買えるのだ。ただし、解像度は1680×1050ドットになる。もちろん、これでも充分に大画面・高解像ではある。 だが、やはりおすすめは1920×1200ドット。そうなると、24型ワイドの格安モデルが気になる。BENQやSAMSUNGあたりが6万円前後で手に入るのだが、今回は、一番手ごろなiiyamaの「ProLite B2403WS」をお借りしてチェックしてみた。ショップによっては5万円台で購入できる安価なモデルだ。 デスクトップPCを使っているユーザーは、大画面高解像度モニターをぜひ手に入れてほしい。小さな画面で作業するなら、ノートPCで十分。デスクトップPCを使う意味は、大画面にこそある。 24型ワイドモニターとしては最廉価クラスの「ProLite B2403WS」。ブラックモデルは、なかなかまとまったデザインだ（画像クリックで拡大） バッファロー、ニンテンドーDSなど簡単にネット接続できる無線USBソフトルーター（11/22） ヨン様の新作ドラマは歴史ファンタジーの大作、冬ソナ以上のブームは起こせるか？ （11/27） 部屋と部屋の間仕切りは壁ではなく「つなぐ建具」ミラノのデザイン展帰りのマンションが販売開始 （11/22） NTTドコモの905iが頭金ゼロで買える!? プランによる損得を含め、新料金プランを徹底検証！ 2〜3センチまで薄型化、より録画しやすいテレビへ──2008年AVトレンド展望（テレビ編） 個性豊かなカメラマンが話題の機種をズバリ評価！ 最新デジカメクロスレビュー 携帯電話に最適なmicroSDの大容量4GB版が大幅値下げ、便利な防水タイプも安値で発見 シリーズ最薄12.9mmNTTドコモ「N905iμ」 開発陣は高機能をどう薄型ボディーに収めた？ NTTドコモの905iが頭金ゼロで買える!? プランによる損得を含め、新料金プランを徹底検証！ ＜増田和夫がチェック！＞松下ブルーレイ「DIGA」を速攻レビュー！ソニー「BDZ」シリーズと詳細比較 NTTドコモの905iが頭金ゼロで買える!? プランによる損得を含め、新料金プランを徹底検証！

[ 186] 格安大画面液晶は買ってもいいのか？ - 日経トレンディネット
[引用サイト]　 http://trendy.nikkeibp.co.jp/article/column/20071122/1004733/

液晶ディスプレイ（えきしょうディスプレイ、Liquid Crystal Display、略語LCD）は液晶の素子を組み込んだ画像表示装置（コンピュータディスプレイなど）である。単にLCDと呼ぶときは液晶ディスプレイではなく、その部品の一つである液晶パネル（LCDパネルとも）を指すこともある。 液晶テレビ、携帯電話、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ等の画像表示装置として、広く用いられている。 液晶パネルは、外光や、フロントライト、バックライト等の光源により発せられた光をさえぎったり透過させたりすることによって表示をする。液晶に電圧を加えると液晶分子の向き（配向）が変化する。この配向変化を利用して光のシャッターを実現して表示する。ただし、液晶だけでは光をさえぎることができないため、液晶の前後に特定の偏光方向の光のみを透過させる偏光フィルタを配置する。 電卓や時計の液晶は、あらかじめ「絵」の形に電極を配置して液晶に電圧を加える。さまざまな画像や映像を表示するものでは、格子状に配列した画素（ドットまたはピクセル）を用いる。 液晶パネルは、油状の透明な液晶組成物（液晶材料）が2枚の透明な基板にサンドイッチされ、周りがシールされた構造を有している。透明な基板としては主にガラスが用いられることが多いがプラスチックを用いることもある｡ 透明基板の内面には、液晶に電圧を印加する電極（透明電極）が設けられている。透明電極の材料としては、抵抗値が低く形状を作製するのが容易なインジウムスズ酸化物 (ITO:Indium-tin-oxide) が広く用いられている。 LCDでは､液晶を封入した透明基板の表裏に､一組の偏光フィルタ（偏光板）を設けるものが主流である。従って､光源から出た光が目に達する経路を示すと、光源⇒偏光フィルタ⇒ガラス板⇒透明電極⇒液晶⇒透明電極⇒ガラス板⇒偏光フィルタ⇒目という順になる。実際には、視野角や輝度を向上させるために特殊な光学フィルム（視野角補償フィルム、輝度上昇フィルム）が追加して挿入されることがほとんどである。 現在一般的な透過型液晶パネルを例として光学面から表示原理を説明する。表示光のもととなるバックライト（光源）は、まず、様々な方向に振幅成分を有する光を発する。この光源からの光のうち、特定の方向の振幅成分を持つ光（偏光）のみが裏面の偏光フィルタを通過することができる。この光は通常は直線偏光となっており、液晶層に入射される。直線偏光の入射光は、液晶層を厚み方向に伝播しながら、液晶のもつ屈折率異方性（複屈折）に応じて偏光状態を変化させて行く。液晶を出射した光は（直線、円、楕円などの偏光）のうち、表面の偏光フィルタが透過させる偏光だけが表示光として出射される。この表面の偏光フィルタが透過させる特定方向の振幅成分が多い場合には表示は明るく、少ない場合には表示は暗くなる。表示を変化させる（書き換える）ためには、液晶配向を電圧で変化させて液晶配向を変化させる。すると、液晶配向の変化に合わせて、液晶層を伝播する光の光電場の各振動方向における屈折率が変化し、液晶を出射する時点での偏光状態が変化し、明るさ、すなわち、液晶層をはさんでいる偏光フィルタ２枚を含めた全体の透過率が変化する。 このように、偏光フィルターと組み合わされた液晶は、単に光シャッターとして動作している。つまり、電圧値により光を遮ったり透過させたり、それらの中間調とするアナログ的なスイッチ動作をする。なお、液晶自体は、偏光を変化させるが、エネルギー的に発光はせず、吸収は実質的にない（ディスプレイに応用される液晶の多くは有機物であるため、一般の有機物と同様に吸収は０ではないことが多い。しかし、表示原理としてそれを用いているわけではない)。また、偏光フィルタを通過した光によって表示されるため、液晶ディスプレイから人間の目に届く光は直線偏光しているが、人間の目は偏光を検知することが殆どできないので、それを意識する場面は通常は無い。 電圧による表示制御動作を説明するために、最も身近な例を出せば、電卓に多用されている、数字を８の字により表示する、7セグメントディスプレイが挙げられる。このように電圧を印加する単位（セグメント）を小さい領域に分割し、その領域毎に外部から所望の電圧を印加するものを、セグメント表示と呼んでいる。どのセグメントに電圧をかけるかを適宜制御すれば、数字の0〜9を表示し分けることができる。また、通常のセグメント表示では、明表示と暗表示の二つの表示状態によって表示が実現されているが、電池が消耗した電卓などでしばしば観察されるように、電圧が不十分な場合には、薄くなった表示、すなわち、中間調の表示が実現する。液晶ディスプレイで中間調を実現する場合は、表示データに応じて液晶層に印加する電圧を調整している。 TN型とは、Twisted Nematicの略称であり、ネマティック液晶と呼ばれる液晶組成物の配向をねじるものである。具体的には、電圧が印加されない状態での液晶配向が、一方の基板からもう一方の基板に追跡すると、各部分において基板に平行な面内を向きながら上下基板間で90度ねじれた（ツイストした）状態となるように液晶パネル部が作製される。こういう液晶配向が実現するように、液晶が接する基板の内面に対向する基板に配向処理が施される。液晶配向は電圧が加わらない状態では一様にねじれているため、そのねじれに応じて伝播する偏光方向がほぼ90度回転する。完全に90度回転するかどうかは、液晶層の設計パラメータ（屈折率異方性に液晶層の厚みを乗じたものと、伝播する波長との間の比率など）に依存する。また、電圧を（十分に）加えると、液晶配向は基板に対し垂直（両基板に設けた電極によって印加される電界に対し平行）になり、伝播する光の偏光状態が殆ど変わらなくなる。つまり、入射側の偏光フィルムを透過した光（偏光）が出射側の偏光フィルムにそのまま入射する。 ここで、偏光フィルムの設定に応じて、液晶パネルの表示に二つの表示方法が選べることとなる。つまり、電圧を印加していない（通常の、normally）状態に明表示（白表示）となるノーマリーホワイト（NW)モードと、暗表示（黒表示）となるノーマリーブラック（NB)モードである。これらのモードは、偏光フィルムを用いる液晶パネルでは、偏光フィルムの設定方向が異なっている点が異なっている。具体的には、偏光フィルムの設定方向は、NWモードでは入射側と射出側の偏光板の透過軸方向同士が互いに直交するように設定され（この偏光板の対の配置を、クロスニコル、という）、NBモードでは互いに平行になるように設定される。NWモードによって表示の変化を説明すれば、入射側の偏光フィルムを透過した直線偏光は、電圧を印加しないときには偏光状態を90度向きを変えて液晶を出射するため、出射側の偏光フィルムの透過軸の偏光成分が多くなり、明るい表示となる。これに対して、電圧を印加したときには、入射側偏光フィルムを透過した光が殆どそのまま出射側偏光フィルムに伝播されてそこで殆どが吸収されるため、暗い表示となる。NBモードの表示の変化はそれぞれ逆の動作によって説明される。 TN型においては、大抵（TFT方式などでは、ほぼ全数）NWモードが用いられる。これは、NWモードをNBモードと比較した場合、視野角が狭くなるという欠点があるものの、セルギャップ（液晶層の厚み）に対する製造マージンが広く安定した品質の生産が可能であること、クロスニコルの偏光フィルム配置を用いるため特殊な構造を採用しなくても黒表示に着色が生じないこと、などによる。TN型のNBモードは、視野角の広さからTFT方式への応用が検討された時期もあるが、上述のNWモードの利点の裏返しの欠点があり一般化するにいたっていない。現在でも、表示部のバックグラウンドを暗表示として数値を明表示にする数値表示を実現したいというデザイン上の必要性がある場面では、簡便な表示を用いる機器（時計など）の表示部としてTN型のNBモードが利用されることもあるがこのような利用法はごく稀である。 なお、TN型とは異なり、VA型（垂直配向型）では、NBモードが主流である。これは、NW,NBという名称が電圧と表示との関係のみを表す名称であるためである。上述のTN型のNWモードの場合の偏光フィルムのクロスニコル配置は、VA型ではNBモードに用いられており、TN型のNWモードの利点がVA型ではNBモードの利点にほぼ対応する点に注意が必要である。 上記セグメント表示では、固定した表示パターンしか行えないが、変化に富んだ画像表示を行うために、各画素を格子状に均等配列したドットマトリクスタイプの液晶パネルを使うことが一般的となっている。ドットマトリクス表示の多数の画素にそれぞれ電極の配線をしようとしても、基板周縁部にすべての端子が取り出せなくなることから、TFT（薄膜トランジスタ）などのアクティブ素子を各画素に配置して駆動を行うか（アクティブマトリクス駆動）、直交させたストライプ電極を両方の基板に設けて、その交点の液晶を駆動する（単純マトリクス駆動）ことが行われる。 TFT等のアクティブ素子を用いる液晶パネルは、1990年代末頃から生産技術の発展とともに低価格化し、2000年代に入ると高品質の表示が必要なテレビ受像機やコンピュータモニタ、携帯電話の表示部として広く普及している。 なお、TFTとして現在最も多く普及しているのは、アモルファスシリコンを用いたTFTである。大型のガラス基板に対して容易に成膜ができることから、高い生産性を誇っている。また、アモルファスシリコン膜を結晶化させたポリシリコン（正しくはpoly-crystalline Si）TFTも用いられている。このポリシリコンTFTにはさらに製造温度プロセスによって高温ポリシリコンと低温ポリシリコンがある。高温ポリシリコンは、溶融石英基板に成膜したアモルファスシリコンを熱アニールして結晶化するものであり、プロジェクター等の液晶ライトバルブに用いられている。低温ポリシリコンは、ガラス基板に成膜したアモルファスシリコンをレーザーアニール等して多結晶化するものである。ポリシリコンはアモルファスシリコンとは異なり高い移動度を有するので、ガラス基板上に液晶を駆動するためのドライバー回路を作りこめる利点がある。 プロジェクターでは、駆動素子として透明基板上のTFTではなく（透明なので透過型）、通常のICと同じSiウェハ（当然不透明）のトランジスタを使用した反射型表示デバイスも存在する（日本ビクターのD-ILA、SONYのSXRD等）。 Twisted Nematicの略称でもっとも一般的に用いられている液晶の表示方式である。早くから実用化され、液晶といえばTN型が用いられているという時代が長く続いた。現在でもセグメント表示などの簡易な液晶表示部は、TN型が主流である。特徴として、構造が簡易で表示品位も比較的高いことが上げられる。また、良好な電圧に対する透過率変化が緩やかであり、表示ドット数の大きいドットマトリクス表示を行うためには、TFT素子などを用いたアクティブマトリクス駆動を行う必要がある。なお、単純マトリクス駆動（デューティー駆動）でもデューティー比が少ない場合には利用されることもある。 Super Twisted Nematic。液晶分子のねじれを180〜270度程度まで深めたもので、TN型では難しいハイデューティ駆動を可能にし、TFT等のアクティブ素子を用いないでドット数の多い表示が可能となる。 Film-compensated STN。位相差（液晶の屈折率の波長分散）を補償する高分子フィルムを貼ることで画面の色づきを減らしたもの。 STN型が開発された背景として、1990年代初頭までは、TN型液晶でアクティブマトリクス駆動をおこなってドット数を増やすために必要なアクティブ素子（TFT素子）の量産性が低く、産業としての成立性が危ぶまれていたことが挙げられる。一方、各種機器のポータブル化などにより、TN型のアクティブマトリクス駆動に代わる量産性の高い低コストの駆動方式（表示方式）に対するニーズも高まっていた。そういった中で、STN型が開発され、ハイデューティ駆動が可能であり、アクティブ素子が不要なことから一時期広く利用された。特に、市場でアクティブマトリクス駆動のTN型ディスプレイが高価な時期には、FSTN型とカラーフィルターを組み合わせてカラー表示に利用された。このように、アクティブ素子のない廉価さが最大の利点であったが、TFT液晶の低価格化、視野角特性や応答特性がTN型に比べて劣るなどの理由により、最近は徐々に利用されなくなってきている。また、TN方式と比較して、液晶層の厚みの均一化など、製造技術の点からは異なる難しさもある。 アクティブマトリクス駆動と組み合わせてもっとも多く利用されている。生産技術が確立しており比較的安価である。また、特別な工夫をしなくても高い開口率（液晶パネル部の画素を透過部と遮光部とに分けた場合の透過部の面積割合）が得られるため、明るい表示が容易に得られる（あるいは、同じ表示輝度であればバックライトの消費電力を削減できる）。また、応答速度が比較的早い。その反面、視野角が狭く、色度変位が大きい。主に表示品位より消費電力を優先する用途（ノート型パーソナルコンピュータなどの小型の機器）に用いられる。 Vertical Alignment. 液晶分子を垂直に配したもの。高速で高いコントラストを実現できる。ネガ型の液晶が必要。配向分割法と組み合わせれば比較的広い視野角が得られる。 In-Plane Switching. 液晶分子を基板に平行な面内で回転するようにしたもの。この回転は、電極構造を工夫して実現されるため、半導体技術を用いるアクティブマトリクス駆動でのみ用いられる。液晶が基板に対して垂直方向に向かないため視野角が広い。配向分割と組み合わせれば、観察方位による色度変位をごく小さくすることができる。このように、視野角の面からは良好な性能を有する。その反面、開口率を上げにくく表示が暗くなり易い、正面表示でのコントラストを高めにくい、といった課題もある。 液晶パネルに実用される液晶は、ほとんどがネマティック液晶である。この液晶は、一般に、ダイレクター (director) と呼ばれる分子の統計平均的な配向方向と誘電的性質および光学的性質とが密接に関連しており、液晶パネルにおいては、この液晶の性質が積極的に利用される。 通常液晶パネルに用いられるネマティック液晶を誘電率によって分類すれば、ダイレクター方向に大きくダイレクターに垂直な方向に小さい場合（ポジ型液晶）と、ダイレクター方向に小さく、ダイレクターに垂直な方向に大きい場合（ネガ型液晶）がある。また、光学的性質は、ポジ型およびネガ型のいずれにおいても、屈折率がダイレクター方向の光電場に対して大きく、ダイレクターに垂直な方向の光電場に対しては小さい複屈折性を有する。液晶パネルでは、ガラス等の基板に電極を設けて、基板近傍に配置された液晶材料の配向方向を、電極間に与えた電界によって制御し、その配向方向と屈折率の関係から所望の表示を得る。 液晶パネルの形状的な面での最大の特徴は、薄型である点である。ガラス2枚と偏光フィルター2枚、必要に応じてバックライトによって表示が行えるため、非常に広汎な製品に応用されている。 また、液晶パネルの電気的な面での最大の特徴は、液晶パネルそれ自体の電力消費が非常に小さいことである。数ボルト程度の電圧によって表示が書き換わり、電流はほとんど流れないためである。ただし、液晶パネルの液晶部分は通常は交流駆動する必要があり、表示内容を書き換えなくても極性反転のために充放電電流が消費される。また、液晶パネルは自発光しないため、照明を設ける場合には、照明のために消費電力が大きくなるという課題がある。 さらに、液晶パネルのディスプレイとしての光学面での最大の特徴は、液晶それ自体が発光せず、複屈折を利用した表示を行うことである。そのため、表示のためには、バックライト、フロントライト、あるいは周囲光などの何らかの光源が必要となる。また、それ自体が発光しないため、カラー表示も主に液晶の表示メカニズムと直接関係のない工夫によって行われる。例えば、直視型の液晶ディスプレイにおいては、白色光のバックライトにカラーフィルタを用いた液晶パネルを組み合わせるカラー表示が主流である。また、投射表示を行うプロジェクターでは、光源の光を色ごとに分けて別々の液晶パネルを通過させ、再び合成する光学系（色分解光学系および合成光学系）が用いられることが多い。 カラーフィルタは、画素に対応させて、赤色 (R)・緑色 (G)・青色(B) の光を透過させる着色層を配置したフィルターである。この着色層は、液晶をはさむ二つのガラス基板のうちの一方の液晶層側に配置されており、吸収を利用している。このため、各画素の通過光をR、G、Bに着色することができ、カラー表示が実現する。各画素の電圧を制御することで、表示画素の領域上の任意の一点で任意の発色が可能になる（非発色＝黒も可能）。これがカラー液晶パネルの仕組みである。 最近、カラーフィルタを用いずにカラー表示を行う方式として、直視型の液晶ディスプレイにおいて、R、G、Bの光を順次発光させるように構成したLEDバックライトに、高速で書き換え可能な液晶パネルを組み合わせてカラー表示を行うフィールドシーケンシャルカラー表示方式のものも試作されている。これは、カラーフィルタを用いないため、必要な画素数が１／３となり開口率が上がるために光の利用効率がよくなる利点がある。一方で、必要な応答速度が単純計算でも3倍になるために、一般に応答速度で劣る液晶表示素子では実現に難しさがある。また、色を順次表示するために色割れが起きる問題もある。 液晶パネルでは、外光を利用することにより照明を設けずに低消費電力の表示を行うことも可能であるし、必要に応じて照明を設けて、自発光型の表示装置と類似の用途に用いることもできる。 液晶パネルに照明を設けない場合には、外光を反射板で反射させて往復で表示を行うことが多い（反射型液晶パネル）。反射型液晶パネルでは、多くの場合に裏側の偏光版の背面に適当な凹凸をもった金属などの反射板を配置する方式（セル外反射板方式）が主流で、主に安価な液晶表示部で背景が薄緑、表示が変化する部分がこの背景色と黒色との間で変化するものはこの方式である。一部には、裏面側には偏光板を設けず、液晶層の裏側の基板の液晶層側反射板を配置して、液晶層と反射板を近接させ手配置する方式（セル内反射板方式）も実用化されている。この場合、一枚の表側の偏光板で、液晶層を往復する光の偏光を制御するが、その際には、フィルム位相差板が併用されることが多い。 また、液晶パネルに照明を設ける場合には、EL（エレクトロ・ルミネッセンス）、冷陰極管、発光ダイオードなどの照明光源によって背面から照明するバックライトによる透過光を観察するもの（透過型液晶パネル）や、表示面側からフロントライトと呼ばれる照明装置により照明して反射光を観察するものもある（フロントライト付き反射型液晶パネル）。 照明を設けるのは、多くの場合、カラー表示を行うカラーフィルタの吸収によって表示が暗くなる場合である。 なお、照明を設ける液晶パネルには、透過型と反射型を組み合わせることにより、外光を反射しつつ、バックライトの照明も利用するものがあり、夜間の周囲が暗いときから日中の直射日光下まで表示内容が確認できるパネルが開発されて、家庭用ビデオカメラ、ディジタルスチルカメラなどに利用されている。これは、半透過型液晶パネルもしくは半（微）反射型液晶パネルと呼ばれる。このように、照明を用いた発光ディスプレイに近い表示と外光を利用した反射ディスプレイとしての表示を一つの表示パネルで両立するものは、液晶以外の表示方式では知られていない。 さらには、透過型液晶ディスプレイにおいて、例えばバックライトの改良により色再現範囲（色域、color gamut）を大幅に改良したものが実用化されるなど、液晶そのものの改良ではなく、周辺技術である光源技術の進化によって表示特性が改良される例もある。 以上のように、液晶パネルは、透過型液晶パネル、反射型液晶パネル、プロジェクター、フィールドシーケンシャルカラー表示、半透過型液晶ディスプレイといったさまざまな表示方式が実用化または創出されており、それ自体が発光しないという特性とあわせて、非常に柔軟な光学的構成で用いられている。また、比較的構成部品が多いという特徴もある。 液晶パネルの応答時間は、ブラウン管 (CRT) やプラズマ･ディスプレイ・パネル (PDP) に比べて長くなる。この事実は、動画表示を主体とするテレビとして液晶パネルを利用することによって特にはっきり指摘されるようになった。この理由は主に、液晶の粘度および層の厚みのために液晶の配向変化が印加波形から遅れるためである。バックライトも含めた表示装置としてみた場合には、表示フレーム内でバックライトが常時点灯していて画像が表示され続ける点（ホールド駆動）も大きな要因である。これらに対して、液晶材料の低粘度化、液晶層厚の低減、表示駆動波形をオーバーシュートさせる（オーバードライブ）工夫、表示駆動波形による表示フレーム間への黒表示の挿入、バックライトの明滅、駆動周波数の増大（倍速駆動）などの対策が採られている。 なお、測定規格および計測技術上の問題点として、カタログ等に表記される応答速度の数値が参考にならない場合が多いという問題点も指摘されている。 他のディスプレイ（例えばCRT）と比較して液晶パネルは視野角が狭い。これは、液晶パネルが液晶配向を表示に用いているために、液晶配向の向きと観察方向との関係が透過率や反射率に影響するためである。液晶表示の電卓やデジタル時計を、様々な角度か眺めてみるとモノクロ表示の場合は、単にコントラストの問題だが、カラー表示の場合は3色のコントラストの組み合わせによりカラーを表示しているので、見やすい角度と見えにくい角度が色毎に異なる（屈折率の波長依存性）。このことから、視野角特性という問題が発生する。特にテレビ用途などでの液晶ディスプレイの開発においては、視野角特性を改善して、いろいろな方向から観察しても明度や色調をできるだけ正面に近づけることが大きな技術課題となっている。 現在は、マルチドメイン方式（主にIPS方式や、VA方式で利用される）によって視野角を拡大する対策が採られている（VAの例としては、ASV液晶）。マルチドメイン方式は、表示に用いる液晶配向の向き（明表示の場合、暗表示の場合）が同じになるドメイン（領域）を画素内にいくつか設けて、複数のドメインの明度や色調をいくつか平均化したものが画素の透過率や反射率となるように構成する手法である。こうすることで、液晶パネルの観察方向を傾斜させたときの透過率が上下左右あるいは斜めの観察方向に依存しにくくなる。 ただし、IPS方式とVA方式では、ひとつ一つのドメインの視野角特性は異なっており、IPS方式の方が優れている。IPS方式におけるマルチドメインでの特性の平均化は、個々のドメインのわずかな色調の平均化が主眼であるのに対し、VA方式の特性では明度の平均化が主眼である。VA方式ではIPS方式に比べて不利な視野角特性を改善するため、一つの画素を複数の電圧で駆動するサブピクセルの組合せとすることも行われている。この手法により、基板に対する液晶の傾きが、中間調において一定の傾きではなく、強く傾いたサブピクセルと傾きの少ないサブピクセルの組み合わせとなり、上下左右斜めの観察方向に対する明度依存性が強い、中間的な液晶の傾きを表示に用いずに実質的に同様の明度が得られるため、視野各特性が改善される。また、このような中間的な液晶の傾きを避ける駆動方法は、応答にも良い影響を与える。また、前述程の効果は得られないが、液晶性分子を用いた位相差フィルムを、偏光フィルターと液晶層との間に配置して視野角を拡大する工夫もなされている（主にTN方式やOCB方式で利用）。 なお、上記の応答と同様に、測定規格および計測技術上の問題点として、カタログ等に表記される視野角の数値が参考にならない場合が多いという問題点も指摘されている。例えば、多くの場合にはコントラスト比が10程度の表示が実現する最大の視野角（正面からの傾斜角、またはそれを両側で表記した2倍の数）によって表示される。その結果、例えば176度の視野角などという観察方向として意味の無い範囲の数字の大きさばかりが強調されているのが実情である。注意深く観察するユーザーにとっては、観察方向による色調の変化やコントラストの変化がいまだ認識できる程度に残存しており、液晶ディスプレイの方式やメーカーによってそれが異なることも事実であるが、このような意味のある特性がユーザーに比較可能な状態で示されることは殆どない。 明表示の輝度を暗表示の輝度で割った値をコントラスト（あるいは、「コントラスト比」ともいう。通常は暗室で測定されるため、「暗所コントラスト」ともいう）といい、表示品位の一つの指標として用いられる。コントラストが低い表示装置は、白黒の表示が不明瞭になるだけではなく、カラー表示の色純度が低下するため非常に重要な指標である。このコントラストに関しては、液晶パネルは、完全な黒を表示することが難しく限界がある。これは、バックライトの光を液晶パネルが遮蔽しきれないためである。より詳細な原因は、偏光フィルターの偏光度が完全に100%ではないこと、液晶層やカラーフィルター等により偏光が若干解消されるため、視野角によっては表示光が漏れてきてそれが見えるため等である。このため、液晶パネル（ディスプレイ）で映画などの暗い画面を映すと、「漆黒の闇」の表現が難しくなり、テレビなどの映像用途に液晶パネルを用いる場合の技術課題となっている。 なお、通常の照明が点灯した室内におけるコントラスト（明所コントラスト）は、液晶パネル（透過型液晶パネル）はPDPなどに比べてむしろ高い。明所コントラストは、観察者が見る光と同様に、表示による輝度に加えて周囲の照明が表示面で反射された光も同時に測定するためである。液晶パネルの表示面の反射率は、PDPのものより低く、明所コントラストの低下が少ない。これは、液晶は光を吸収するカラーフィルター、偏光フィルムが表示面にあるのに対し、PDPは蛍光体それ自体が白く反射率が高いためである。実際、現在の液晶パネルの（暗所）コントラスト（500〜1000程度）では、液晶パネルのコントラストが問題になるのは暗い室内で観察する場合に限られ、明るい部屋で使用する用途では液晶パネルのコントラストは問題にならないことが多い。店頭の明るい展示状態において、プラズマディスプレイが液晶ディスプレイに比べて見劣りするのは、プラズマディスプレイの明所コントラストの低下が、液晶ディスプレイの低下を大幅に上回るためである。 コントラストは、同一画面表示上の明（白）表示部と暗（黒）表示部との比ではなく、その製品における明表示部と暗（通常全画面黒）表示部との比である。一部の液晶テレビ、液晶プロジェクタにおいては、コントラストの数値を稼ぐ目的ではなく、暗い画面での階調表現能力を向上させるために、液晶パネルに入る光の量を制御（減ら）すものがある。その結果、意図的ではないがコントラストの数値を上げることとなっている。なお、最近では、画像エンジンとバックライトが協同することにより、黒表示の多い画面では、バックライトの輝度を落とす技術が確立されはじめており、コントラスト向上と消費電力低減の両者に役立っている。 液晶パネルは、消費電力の低さを技術的優位性の一つとして電卓に使用されはじめたことや、CRT（ブラウン管）ディスプレイに比べて同一の表示サイズで比較すると消費電力が低いことなどから、一般には、低消費電力の表示装置であると考えられている。その一方で、消費電力を一層削減する必要性も指摘され続けている。消費電力の問題が指摘されるのは、携帯機器において電池駆動を行う機器に用いる場合、映像用途では比較的大きい表示サイズのものが選ばれる場合などである。携帯機器に用いる場合には、表示を用いる電子機器を利用する場面が多様化して電源の確保が難しい場面に使用したいというニーズの増大が背景にある。また、映像用途では、ブラウン管ディスプレイからの買い替えの際に同一の表示サイズではなくより大型の表示サイズの液晶パネルを用いたものが選ばれることや、液晶パネルとプラズマディスプレイが対比されている中で、プラズマディスプレイを用いたプラズマテレビが液晶テレビの消費電力を下回る例も報告されているということといった背景がある。 液晶パネルの消費電力には、液晶を駆動するための電力のほかに、バックライトが必要な場合には、バックライトを点灯させる電力も考慮する必要がある。特にバックライトが必要な場合には消費電力が大きくなる。これは、液晶パネルの透過率が低くバックライトを高輝度で発光させる必要があること、そして、そのバックライトが表示内容に関係なくいたるところ常に一定輝度で点灯していることにある。実際、最も一般的な透過型カラー液晶パネルでは、バックライトの光の大半が、偏光フィルター、カラーフィルタによる吸収や、液晶を駆動するための金属配線による遮蔽などによって失われているのが現実である（カラーフィルタを用いる液晶パネル自体の透過率は約5〜10%に過ぎず、全面白の場合であってもバックライトからの光の90〜95%は吸収によって失っており、全面黒の場合にはバックライトからの光のほとんどすべてが吸収されている）。なお、携帯機器には、使用時に正面のみに良好な表示を提供すればよいものが多く、正面のみに高い輝度で発光しそれ以外は輝度が低下するようなバックライトが用いられて消費電力の低減が図られている。これに対し、映像用途に用いられる液晶パネルにおいては、バックライトがあらゆる方向に高い輝度で光を放射しないと視聴に適する視野方向が制限されるためこの手段は通常は採用されない。 この課題に対して、発光効率のよいバックライトを選択するなどの工夫により、2006年秋時点の52型モデルでは、50型プラズマテレビの約半分の年間消費電力量を実現している。最近では、周囲の明るさにあわせてバックライトの輝度を調整したり、表示画像データにあわせてバックライトを場所的および時間的に制御してダイナミックに明るさを変更することにより、消費電力を低減させつつ実効的なコントラストや動画追従性を向上させる工夫も試みられている（ローカルディミングと呼ばれる）。 また、バックライトを用いない液晶パネル（反射型液晶パネル）であっても、主に電池により駆動される機器に用いられる液晶パネルにおいては消費電力が問題になる。このときの消費電力は、液晶を駆動する電力が主なものであるが、液晶は交流駆動しなければならず、たとえ表示内容が書き換わらない場合（静止画）であっても充放電のための電力が必要となるため完全にゼロとはならない。この課題に対して、液晶配向に双安定性を持たせて電圧を印加しなくても液晶の表示を固定することができるメモリー性表示が開発されている。この場合、表示内容の書き換えの際以外には電力を消費しないため、電子書籍端末などの表示装置として用いられている。なお、液晶とまったく異なる他の表示方式である電気泳動ディスプレイや粉体を利用したディスプレイ等も開発されてきている。 液晶パネルの構造は極めて繊細である。現在主流の薄膜トランジスタを利用するTFT液晶パネルでは、膨大な数のトランジスタがガラス基板上に形成されている。トランジスタは異物混入に極めて弱く、数オングストローム程度の塵であっても動作不良を起こす。(1オングストロームは、0.1ナノメートル)このため、ドット（画素子）を構成するトランジスタや関連回路に異常があると、一般に言う所のドット落ちが発生する。現状ではパネル1枚辺り2〜3個程度のドット落ちを容認しないとパネル単価は10倍にも上昇するといわれており、メーカーは技術上の限界として顧客対応に苦慮している。その為、液晶パネルを使用した製品にはその旨の注意書きが書かれている。（→ドット落ち・不良品） 直視型とは、プロジェクション（投射）によって光学系を通して拡大表示したり、ビューファインダーとして光学系を通した像を観察する、といった光学系を用いて観察するものに対立する概念であり、液晶素子を光学系を用いずに直接視認するものをいう。 TVやモニター等の高性能が求められるデバイスではカラー表示の透過型が使用される。 また、携帯デバイスなど低消費電力が求められる用途で外光も利用する半透過型もしくは反射型のカラー表示が使用される。 液晶フィルタの後部からハロゲンランプなどで照射し、光学系を通して、スクリーンに描画するプロジェクタ。液晶フィルタ内に液晶を駆動する回路を作りこむ必要がある。そのため、フィルタを通過する光の量が減る欠点がある（専門的には、開口率が低い）。 シリコンの上に液晶を置き、シリコン内に駆動回路を作りこむことで、開口率を高めたLCOSと呼ばれる方法が注目を集めている。

[ 187] 液晶ディスプレイ - Wikipedia
[引用サイト]　 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B6%B2%E6%99%B6%E3%83%87%E3%82%A3%E3%82%B9%E3%83%97%E3%83%AC%E3%82%A4