アクティブマトリックス液晶ディスプレイ

アクティブマトリクス液晶ディスプレイ（AMLCD ）は、液晶ディスプレイ（LCD ）の一般的なタイプです。パッシブマトリクスLCDに取って代わったため、一般的にはアクティブマトリクスLCDは単にLCDとも呼ばれます。2025年現在、「AMLCD」という用語は専門用語としてはあまり使われていません。その代わりに、その普及度の高さから、TN LCD、IPS LCD、VA LCD、ミニLEDなど、異なるタイプのアクティブマトリクス液晶ディスプレイが一般的に使用されています。

AMLCDには様々な種類があり、テレビ、コンピューターモニター、車載インフォテインメントシステム、ノートパソコン、タブレット端末、スマートフォンなど、様々な用途でフラットパネルディスプレイとして使用されています。AMLCDは比較的成熟した技術であり、軽量、柔軟性、薄さ、発光効率、ピクセル密度、画質、幅広い色域、そして高速応答といった点から、上記の用途に適しています。

同時代の他のディスプレイ技術と比較すると、AMLCD技術のほとんどはコントラストに課題を抱えています。AMLCDはバックライトを必要とするため、通常は真の黒を表示できず、代わりに暗い灰色が表示されます。

2000 年代後半以降に製造された AMLCD では、サイズが小さく、消費電力が低く、毒性が低く、全体的な明るさが高いなどの理由から、CCFLの代わりにLEDバックライトが使用されています。

LED バックライトの使用により、一部の AMLCD (主にテレビ) は、局所的な調光などの方法を使用して、知覚されるコントラスト比を高めることができます。ディスプレイのコントローラが、表示されているフレームまたはGOP が暗いことを検出すると、ディスプレイのバックライトを構成する LED グループの対応する物理的な位置が調光されます (ディスプレイが提供する局所的な調光ゾーンの数は、通常数百ですが、大きく異なり、通常はディスプレイの希望小売価格に比例して増加します)。残念ながら、局所的な調光によって、画像の一部 (たとえば、暗いシーンの字幕) が誤って望ましくないレベルまで調光され、画像がはっきりと見えないことも珍しくありません。したがって、局所的な調光を無効にできないディスプレイは、色の正確さと正しいガンマが要求される、ノンリニア編集やカラー グレーディングなどのアプリケーションには適していません。

この問題は周知の事実であり、AMLCDを何十年も悩ませてきました。この問題は、他の技術の中でも、 AMLCDの一種であるマイクロLEDディスプレイの開発に貢献しました。マイクロLEDディスプレイは、ピクセルごとに1つのLEDをバックライトとして使用しているため、該当するLEDをオフにするだけで黒を表示できます（対応するピクセルは完全に暗くなります）。しかし、2025年2月現在、マイクロLEDディスプレイは広く普及しておらず、他のAMLCDディスプレイよりもかなり高価です。

アクティブマトリックスLCDの概念は、1968年にRCA研究所のバーナード・J・レヒナーによって提案されました。 [ 1 ]薄膜トランジスタを使用した最初の機能的なAMLCDは、1972年にウェスティングハウス・エレクトリック・コーポレーションのT・ピーター・ブロディ、ファン・チェン・ルオとそのチームによって作られました。[ 2 ] [ 3 ]しかし、成功した製品を発売するには、他の人による何年もの追加研究開発が必要でした。

語源

「アクティブマトリックス」という用語は、1975年にT.ピーターブロディによって造られました。[ 4 ]

導入

最も一般的なタイプのAMLCDは、偏光シートと液晶セルに加えて、薄膜トランジスタのマトリックスで構成され、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイを構成します。[ 5 ]これらのデバイスは、他のすべてのピクセルが更新されている間に、ディスプレイ上の各ピクセルの電気的状態を保存します。この方式は、同じサイズのパッシブマトリックスよりもはるかに明るく鮮明な表示を実現します。これらのディスプレイの重要な仕様は視野角です。

薄膜トランジスタは通常、アクティブマトリクスの構築に使われるため、この 2 つの用語はしばしば互換的に使われますが、薄膜トランジスタはアクティブマトリクスの 1 つのコンポーネントに過ぎず、一部のアクティブマトリクス設計ではダイオードなど他のコンポーネントが使われています。パッシブマトリクスディスプレイでは単純な導電性グリッドを使って対象領域の液晶に電圧を印加しますが、アクティブマトリクスディスプレイでは限られた時間電荷を保持できるトランジスタとコンデンサのグリッドを使用します。トランジスタのスイッチング動作により、目的のピクセルだけが電荷を受け取り、そのピクセルは次のリフレッシュサイクルまで電荷を保持するコンデンサとして働くため、パッシブマトリクスよりも画質が向上します。これはサンプルアンドホールド回路の特殊なバージョンです。

参照

参考文献

  1. ^ 「IEEE Jun-ichi Nishizawa Medal」 .米国電気電子学会(IEEE) . 2013年9月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2013年11月1日閲覧。
  2. ^ 「アドレス回路を内蔵した液晶画像表示パネル」 Google Patents 1972年10月10日
  3. ^ Brody, TP; Fang Chen Luo; Szepesi, ZP; Davies, DH (1975). 「6 x 6インチ 20 lpi エレクトロルミネッセンスディスプレイパネル」. IEEE Transactions on Electron Devices . 22 (9): 739. doi : 10.1109/T-ED.1975.18214 . S2CID 1378753 . 
  4. ^ Werner, Ken; Castellano, Joseph A. (2022). 「TFT60周年と高解像度ディスプレイの進化」 .情報ディスプレイ. 38 (2): 52– 54. doi : 10.1002/msid.1292 . ISSN 0362-0972 . 
  5. ^ 「TFT LCDの歴史」 。 2013年8月23日時点のオリジナルからアーカイブ。 2011年2月22日閲覧。AMLCDには多くの種類があります。その集積スイッチングデバイスには、ほとんどが薄膜トランジスタ（TFT）と呼ばれる薄膜堆積で作られたトランジスタを使用しています。
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