液晶ディスプレイの構造
液晶ディスプレイに使用されている液晶の大部分はネマティック液晶と呼ばれているものです。ネマティック液晶は、液晶分子が棒状であり、それらが一定の方向にある程度規則的に並ぶという性質があります。
液晶ディスプレイは、液晶パネルとバックライトからなります。バックライトが光源となり、液晶パネルがシャッターの役割を果たします。液晶パネルそのものは発光しません。バックライトからの光が液晶パネルを経由して、画面に映像を映し出します。
液晶パネルは、2枚の基盤の間に液晶が挟まれているという構造をしています。電圧をかけると、液晶の中の液晶分子の配列方向が変化します。つまり、電圧をかけた状態とかけない状態とで分子の配列方向には2つのパターンがあります。これによって、光を透過させる・させないを切り替えます。
液晶ディスプレイでカラー表示を行う場合、液晶パネルの前面の基盤にカラーフィルタと呼ばれる膜を挟む方法が一般的です。この方法によってカラー表示を行う場合、3つの隣り合う画素にそれぞれ光の3原色である赤、緑、青のフィルタが1つずつ割り当てられ、それらのセットが画面表示の際の1つの画素単位になります。バックライトからの光は、それぞれの色のフィルタを通過すると、それぞれの色になります。そして、最終的にそれらの色を混ぜ合わせることによってカラーを作り出します。
バックライトから光を当てている状態で、なおかつ液晶に電圧をかけていない状態であるとします。このときに光を透過させる液晶パネルはノーマリーホワイトであるといい、光を透過させない液晶パネルはノーマリーブラックであるといいます。
液晶ディスプレイの画面に使用される液晶には、電圧のオンおよびオフ時に液晶分子の配列方向がどのように変化するかによって、TN方式、VA方式、IPS方式、OCB方式などに分類されます。