オーバーシュートさせる工夫(オーバードライブ)といった対策を行っている。インパルス駆動に近づけるため、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等の対策も行われている。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(応答時間)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[要出典]。液晶ディスプレイを下からのぞき込むと、上方が暗く見える。視野角ブラウン管などの他のディスプレイと比較して液晶パネルは視野角が狭い。このため、液晶ディスプレイでは視野角特性が表示性能の1つとなっている。リビングに置くような大画面テレビ用途の液晶パネルでは、視野角特性を改善して、斜め向から見た場合でも正面方向と変わらない表示品質に近づけることが技術的な課題となってきた。76]で利用されるマルチドメイン方式によって図られている。マルチドメイン方式は、表示に用いる液晶配向の向きが、明表示の場合と暗表示の場合で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。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。77]をマルチドメイン方式によって駆動することが行われている。マルチドメイン方式は、液晶配向の向きが揃っている単位領域(ドメインという)を各画素に複数(通常、2種又は4種)設けることにより、複数のドメインの明度や色調の平均化したものが画素単位での透過率や反射率となるように構成する手法である。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。IPS方式とVA方式では、ひとつ1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、1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、視野角特性が改善される。このような中間的な傾きでの液晶の動作を避ける駆動方法は、応答にも良い影響を与える。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)。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。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。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ほとんどない。バックライトを制御することで得られる最大と最小輝度の比は、「ダイナミック・コントラスト比」と呼ばれる。コントラスト比が小さな表示装置は、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重要な指標である。液晶パネルでは動作原理上、画面を完全な黒表示にすることが難しくコントラスト比をあまり大きくできない。パネルは消費電力の低さが優れているために電卓に使われはじめ、CRT(ブラウン管)ディスプレイとの比較でも画面サイズ当りの消費電力でも低く、21世紀初頭現在実用となっている中では低消費電力の表示装置である。バックライトを持つ液晶パネルの消費電力は、液晶を駆動するための電力よりも光源での消費電力が主な要素となる。一般的な透過型カラー液晶パネルでは、バックライトからの光量の大半が、偏光フィルタやカラーフィルタ、液晶を駆動するための金属配線などによって失われる。カラーフィルタを用いる液晶パネルの全面白表示での透過率は約5-10%に過ぎず、光量の90-95%は内部で失なわれる。液晶パネルの透過率を上げると共に、バックライトの発光効率の改善が求められる。携帯機器に使用される液晶パネルでは、正面方向だけに明瞭な表示をすれば良いものが多く、バックライトも正面方向にだけ光を放ってそれ以外には無駄に光を出さないことで低電力化が図られている。反対に据え置き式の映像機器に用いられる液晶パネルでは、バックライトができるだけ全方向に万遍なく光を放射しないと使用者の位置が制限されることになる。バックライトを使わない反射型液晶パネルでも、電池を電源とする携帯機器の用途では、液晶を駆動するわずかな消費電力ですら削減が求められる。このとき液晶は交流駆動されなければならず、表示内容が変わらない静止画であっても消費電力はゼロにはできない。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。いった消費電力の削減要求に対しては、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、年ごとに液晶パネルの消費電力量は削減されている。ドット落ち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。このため、ドット、またはサブドット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枚当り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。液晶パネルは薄いガラスでできている。このため、CRT(安全のために破損が許されず、厚いガラスを用いる必要があった)等と比べると、大画面を実現できるものの、逆に容易に割れて破損しやすい。種々のフィルムが表面に張ってあるため、割れた場合の危険性は低い。近年ノートパソコンなどの可搬性機器の破損例や、液晶テレビが一般家庭に浸透するに伴い幼児がいる家庭での破損例が多くなっている。デスクトップのパーソナルコンピューター用の液晶モニターのタッチパネル付き製品では、前面にタッチパネル用ガラスが装着されているためにセット全体としては衝撃に強い。ガラス基板でなくプラスチック基板を用いて耐衝撃性を高めることも検討されている。液晶配向のくせの固定化(擬似的な焼付け)液晶ディスプレイで同一画像を長期にわたって表示し続けた場合には、見かけ上発光型表示装置の焼付けと同じような現象が起きることがある。このような現象は、発光素子の焼付けのような外観を呈するので専門家でも焼付けと呼ぶことがあり、メーカーサポートなどでも焼付けとして扱う社もある。自発光デバイスではないため、液晶ディスプレイのこの現象は、CRTやPDPや有機ELや無機ELのような焼付け(発光素子の部分劣化)とは原理的に異なり、その意味で厳密には焼付けではない。液晶パネルメーカーでは、この現象の原因を、液晶の光シャッター機能の要である液晶配向にくせがつくこと、液晶材料中や配向膜中に残存したりそこに溶出する微量の不純物の影響などと考えており、液晶パネル部分の長期信頼性の問題として管理している。バックライト寿命PCのディスプレイや液晶テレビに使用されている液晶パネルは、ほとんどがバックライトが必要な透過型である。いうごく細い蛍光管、あるいはLEDが使用されている。冷陰極管やLEDは照明器具の蛍光灯等と同様に長期間使用するにつれて光度が低下する等劣化が避けられない。バックライトに用いる光源以外の光学部材の色調も長期間には変化することがある。その結果、画面全体や端の輝度が低下したり、色調が変わってくることがある。一般に、バックライトの寿命は(輝度が半分になる点灯時間として規定することが多いがその場合でも)液晶パネルの他の部分に比べて短いことが多い。よって、バックライト寿命がモジュール寿命を決める面もあるため、バックライト部分を長寿命化するための開発も行われてきている。液晶の黄ばみ液晶が黄色く見えると液晶の黄ばみが一部で問題となることがあるが、今の技術で完全になくすことは出来ない。これはドット落ちと同じように容認しないとパネルの単価は跳ね上がるといわれている。こちらも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が液晶の黄ばみについては注意書きはない。ディスプレイは、多数の構成部品により構成される。この構成部品の多さのために、細かな需要に合せた多様なバリエーションが生み出されている。そればかりか、この構成部品の多様さは、液晶ディスプレイの性能の進歩に大きく寄与してきた。液晶パネルの液晶部分に全く変更がなくても全体性能の改良が実現されるからである。gamut)が大幅に改善されたり、消費電力が低下するといった性能改善が実現される。このように、液晶そのものの改良がなくとも、構成部品の技術進歩が液晶ディスプレイの進歩に取り込まれている。構成部品により変わる表示特性編集また、液晶ディスプレイを構成する部品を選択することによって表示特性を用途に適合させることも行なわれている。その典型例が、光沢(グレア)表示とノングレア(つや消し・マット)表示の選択である。この選択は、液晶ディスプレイの最もユーザー側に位置する部品(通常は偏光フィルム)の表面処理によって決定される。平滑な面を持ち光沢のある表面処理の偏光フィルムを採用すると光沢表示となり、散乱のある表面処理の偏光フィルムを採用するとノングレア表示となる。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、非常に柔軟な光学的構成で用いられ、構成部品の改良が技術的進歩に寄与している。液晶パネルの光学的機能の多様性の一例を挙げるなら、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点が好例である。それ自体が発光することはないため、光源との組合せの数だけ光学的機能にも多様性が生まれている。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板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、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主にこの方式である。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にフィルム位相差板が併用され、液晶層を往復する光の偏光を制御することが多い。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フロントライト付き反射型液晶パネルがある。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のために表示が暗くなる場合である。照明を設ける液晶パネルと、照明を用いない液晶パネルとの組み合わせるようなもの、つまり、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ものもある。これにより、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できるため、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。ある液晶物質は誘電分極という性質を持つ。スメクテック液晶でキラリティを持つ種類の物質は、長軸周りの分子回転の動きが束縛されるため永久双極子が並んだ状態となって電界がなくともが自発分極を起こす強誘電性を示すことがある。この代表的なものが、カイラル・スメクテックC相(又はキラル・スメクテックC相)と呼ばれる液晶である。カイラル・スメクテックC相の液晶は通常は螺旋をとるが、2枚の基板間隔が縮められ螺旋ピッチ以下にまで狭くなると、螺旋構造がとれなくなり特定の2つの向きにのみダイレクタが揃う配列が許されるようになる。このようなカイラル・スメクテックC相の液晶の層を1-2マイクロメートルの狭い幅の2枚の平行な電極基板で挟み込むと、正、又は負の電圧を電極間に加えることですべてのダイレクタの方向を揃えられ、さらに熱的揺らぎによっても容易には逆の方向まで変化しないので、電圧を加えなくとも配列状態が維持でき、無電力で表示が保存できる。呼び、一時期は実用化が進められたが、動作原理上、光の透過度で中間値が作れないことや狭い液晶層を大画面で作るのが容易ではなく、あまり利用は進まなかった。明状態と暗状態のそれぞれにするためには特定の極性電圧を加える必要があり、これは直流駆動(DC駆動)しか許されないことになる。直流駆動では画質の低下が避けられないので、できれば交流駆動(AC駆動)が望まれた。2枚の基板間隔が広がり、螺旋構造が復活しても自発分極は層ごとで互いに打ち消しあって外部には現れず、無電界ではダイレクタが層ごとに交互に異なる向きに並んでいる。2枚の偏光フィルムを直交で用い、1枚の偏光軸を片方のダイレクタに合わせると、無電界ではほとんど遮蔽されるが、電極の電圧を正でも負でも加えると光が通るようになる。しきい値以上の正電圧ですべての層で1方向にダイレクタが揃い、正と負の領域でのしきい値以下の電圧で層ごとに交互に1方向ずつ異なる無形にダイレクタが揃い、しきい値以上の負電圧ですべての層で正電圧とは逆向きの1方向にダイレクタが揃う。これら3つの他に中間の状態は取れないので反応が早い。開発されている[16]。液晶が表示器として使用され始めた頃からの比較的古い技術である。外光を反射することで表示を行う反射型液晶表示パネルは、透過型のようにバックライトを必要としないため、現在も簡易な表示に多用されている。代表的な反射型の液晶表示はセグメント表示によるデジタル時計である。反射型でも、フロントライトと呼ばれる光源を液晶表面より手前側に備えることで、外光の無い暗所でも見えるように工夫したものがある。外光による反射光の表示と、背面のバックライトによる透過光による表示とを組み合わせるものである。反射型でのフロントライトと同様に、暗所ではバックライトを使い、明るい場所ではライトを消すことで電力消費を抑えることができる。反射型や半透過型は、外光が強い場合に視認性が低下するという透過型の欠点を解消できる利点がある。直射日光が差し込む環境などでの視認性は、その直射日光下の周囲の明るさに順応して観察者の目が明るさを感じにくくなることが影響する。透過型ではその観察者の目に表示面を明るく感じさせるためには強力なバックライトが必要になる。これに対し、外光に比例した反射光を利用する反射型および半透過型では、なんらエネルギー消費を増やさずとも、表示面を明るく感じさせることかでき、さらに外光に比例して反射光が増加するというある種の自動調整も実現する。反射型と半透過型では液晶層の背面に反射板が置かれている。半透過型ではその反射板が半透過性の反射板とされたり、部分的に背面からの光を通過させる領域を設けて光透過性を示す反射板とされる。反射型と半透過型ともに、反射板の位置にはさらにバリエーションがあり、液晶層の背面側基板のさらに背面側のものと、前側(液晶側)のものとがある。旧来の反射型や半透過型は前者であるが、近年のアクティブ素子を利用するものでは後者も採用されている。後者は、背面側基板の厚みが表示に悪影響を及ぼさないため、高精細な表示が可能である。この場合、背面側基板はアレイ基板とされる。アクティブ素子を利用する反射型や半透過型ではアレイ側の配線が不透明でも開口率に影響しにくい点で、透過型とは異なっている。反射型では、反射性の(サブ)画素電極を金属配線やアクティブ素子の上に形成した絶縁膜の上に構築することで金属配線やアクティブ素子などの非透過性要素が開口率に影響しないようにできる[16]。半透過型でも、反射部分を非透過性要素に重ねて配置することが可能である。2000年頃には、携帯電話用としてカラー表示のできる反射型TFT液晶が多用された。ところが、表示コンテンツの多様化が進展すると画質に不満が生じた。2002年頃に携帯電話にカメラ付き機種が登場すると、特に表示画面の高画質化が求められ、反射型TFT液晶に代わり半透過型TFT液晶が採用されるようになった。それ以降、ワンセグや動画再生機能などに対応した機種などのさらなる高画質化要求に応じ、透過型TFTと半透過型TFTが使い分けられている[22]。反射型は低消費電力であるため、電話機以外でも携帯用途での利用が再び進んでいる[23]。セグメント表示の例セグメント表示編集セグメント表示の身近な例では、電卓に多用されている8の字によって数字を表示する、7セグメントディスプレイが挙げられる。このように表示対象をいくつかの小さい領域である「セグメント」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ぶ。9等を表示し分けることができる。数字だけでなく擬似的なアルファベットも16セグメント程度で1文字を表すものがあり、各種電気機器の動作表示部などではピクトグラムのような簡単なマークもセグメントによって表される。セグメント数が少なければスタティック駆動されるが、電卓のようにセグメント数が多くなるとダイナミック駆動(人間の目で判断できないほど高速で表示を順番に切り替える方式)される。セグメント表示の多くは中間調を持たず明暗の2つの状態で表示されているが、電池が消耗した電卓などで駆動電圧が不十分になると、表示が薄くなり、中間調のような表示が起きる。液晶テレビでは、液晶パネルは製造原価の6割から7割を占める重要な部分である。グラスコックピット軍艦の戦闘指揮所。それまでブラウン管が使用されていた所は液晶ディスプレイに置き換わっている。指すものは様々であり注意を要する。コンピューター等の表示のためのモニター装置を指す場合、部品としての表示装置(表示用部品)を指す場合、表示領域を指す場合、そして、液晶ディスプレイ技術一般を指す場合まである。液晶ディスプレイを英語にて略記するとLCDとなるが、この場合には、液晶ディスプレイを用いる表示用モニター装置ではなく、部品としての「液晶モジュール」あるいは「液晶パネル」を指すことや、それらによる表示領域を指す場合が多い。普及に伴い、これらは、いずれも単に「液晶」と呼ばれることも多い。液晶パネルは「液晶セル」や「液晶アレイセル」とも呼ばれる。入射側の偏光フィルタが完全なもので、液晶層の偏光解消性が全く無い場合には、ここでの光は、偏光度1の完全な偏光となっている。この偏光は直線とは限らない。偏光素子にはヨウ素分子と二色性染料があるが、主にヨウ素分子が使用される。ヨウ素の吸収は分子の長軸方向の偏光がほとんど吸収される。液晶自体は偏光を変化させるが、積極的に光を遮断する訳ではなく、液晶の多くは有機物であるため多少の光の吸収はあるが、表示原理にそれを用いているわけではない。偏光フィルタを通過した光は直線偏光しているが、ヒトの目は偏光を検知することがほとんどできないので、それを意識することはまずない。いう方法によってわずかに知ることが可能である。液晶表示方式の中には配向層を必要としないものもある。IPS方式では面内方向に電界を加える。光シャッターは2次元の「空間光変調器」として働く。偏光フィルムが不要な方式では2つのモードは存在せず、いずれか片方のものがある。この節では構造の説明のために製造工程で使用される用語を使い、「液晶パネル」は、駆動用回路等が実装されて「液晶モジュール」となる前のものとする。プラスチック球はアレイ基板の完成後にガスなどでスプレーされてランダムに撒かれる。散布量は1画素当り2-3個程度としている。サブ画素の上にその球が乗ればコントラスト比をわずかに悪化させるが微小なスペーサそのものは肉眼では判別できない。大画面液晶パネルでは、わずかな振動でプラスチック球が移動して配向膜を傷付ける事がある。そこで、最近では、スペーサとしてパネルの製造工程において事前にフォトスペーサと呼ばれる樹脂製の柱を作成しておくことも行われるようになっている。カラーフィルタ基板の作成時に表示のための光が透過しないブラックマトリックス部分にフォトスペーサによって柱を形成して、コントラストの低下や配向膜への傷を避ける。フォトスペーサはカラーフィルタの着色層を積み重ねることで作られることもあったが、専用の樹脂で作るものが多くなっている。多くの場合、基板が互いに接着されているのは基板周囲のシール部分のみであり、画面の中央部は液晶材料の内圧とスペーサの支持力が外部圧力と平衡してセルギャップが維持される。セルギャップは極めて狭く、3μm程であり、使用される液晶材料も42型で1.5g程とわずかである。必要に応じて透明電極が表示すべき模様に応じたパターンに形成されるものもある。汚染を防ぐ低イオン汚染性等の厳しい基準に適合する必要があるため、液晶パネル用途に特別に作られた無アルカリガラス(ホウケイ酸ガラス)が用いられる。STN液晶パネルでは、二酸化珪素をコーティングしたソーダガラスも利用される。インジウムは例えば20型液晶パネルでは0.2グラムほどが使用されている。この金属配線としては、種々の金属配線が用いられるが、通常はアルミニウム系の材料が用いられる。大画面高精細化つまり表示面積を大きくして表示容量を増大させるには、信号線の抵抗と浮遊容量による信号波形のナマリが問題となる。4096×2048画素級の液晶パネルでは従来以上に抵抗の低い金属配線が必要となるため、アルミニウム系の金属配線に代わって例えば銅系などの低抵抗の材料によって金属配線を実現する開発が行われている。古典的な反射型の液晶パネルでは、外部から入射した光が反射板に反射して外へ戻るまでの、液晶パネル内を往復する間に液晶が光を遮蔽する効果が2度加えられるので、厚みのある基板類では表示が2重に見え、精細な表示には向かなった。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3分の1となり開口率が上がるために光の利用効率が良くなる利点がある。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。色を順次表示するために色割れという問題も起きる。ソース電極線にはCr、Mo-Ta、Ta、Ti、Alが使われる。ゲート電極線にはCrやTaよりもAlやAl-Nb合金が主に使われ、Alでは絶縁膜も陽極酸化によるAl2O3(酸化アルミニウム)層が利用される。絶縁膜を2層にすることで製造工程でのピンホールの問題を回避することもあり、その場合には、Al2O3の上にSiNXを使う。40型以上といった大きなパネルではAlやAl-Nb合金でも抵抗値が充分ではないため、Cuを使った配線も開発されている。低抵抗なアルミニウム合金の比抵抗はAlで3μΩcm、Al-Nbで6μΩcm、Al-Cuで4μΩcm程度である。アモルファス・シリコンでは金属配線から直接、電子を受け渡しするのに問題があり、オーミック層としてn+アモルファス・シリコン層を両者の間に加える。アモルファス・シリコンに直接、光が当たると光電変換効果による光電流が生まれるため、アモルファス・シリコン層は50nm以下にされるとともに、アモルファス・シリコンの部分は金属配線やBMによって遮光される。表示輝度を高めるためには開口率を上げるのが良く、配線やTFT、コンデンサの配置を工夫したりTFTそのものの性能を上げて縮小して少しでも開口率を上げるよう工夫されている。20型パネルで開口率は70%程度である。TFTがスイッチング動作で非選択状態になっても、トランジスタ回路の寄生キャパシタ成分が蓄積コンデンサの電荷を奪う「突き抜け現象」を起こして電位差は少し減少する。いうアクティブ素子を用いる方式もある。金属という配置を備えることで双方向のダイオード特性を持たせたアクティブ素子が画素ごとに配置されている。この場合、単純マトリックスのように対向電極側もストライプ状の列を作る必要がある。素子自体はTFTに比べ簡素化した工程で作製されるが、TFTの一般化につれて利用されなくなっている。交流による駆動電圧はプラスとマイナスの両電圧が総体として等しくなるように印加されなければならない。いずれかの電圧に偏っていると液晶に直流成分が加えられることになり、同じ画像を長時間表示すると焼き付き現象となって現われる事がある。液晶表示では、各フレームごとの画像を次のフレームの画像で書き換えるまで静的に保持し続ける仕組みのものが多く、これを「ホールド駆動」と呼ぶ。このホールド駆動では、たとえ液晶分子の反応時間が無限小にまで高速化できても、ヒトの視覚には残像感があるため、動画表示の画像切り替え例えば蛍光管であるブラウン管でのほとんど瞬間的な「インパルス発光」に比べれば遅く感じられる。それぞれの表示方式がある。TN型は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。構造が簡易で簡易な用途に限れば表示品位も十分である。印加電圧に対する透過率変化が緩やかであり、多数の画素表示を行うためにはアクティブ・マトリクス駆動を行う必要があるが、画素数が少なければデューティー駆動による単純マトリクス駆動で使用されることもある。この配向処理は、ラビングという。配向膜上を布でこする(rubする)ことによって、その基板に接する液晶配向がその方向を向くようになる。液晶配向には方向性があり、一方が、基板からわずかだけ(数度程度)持ち上がる。基板上に適当に取った時計文字盤によって方向を表して12時から6時の方向に向かって配向膜を布でこすると、液晶配向は、6時の側が持ち上がる。無印加時に偏光が回転する角度は、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といった液晶層の設計パラメータに依存する。旋光させるためには、液晶が螺旋構造をとるときの1周期の長さであるヘリカルピッチが、入射光の波長に比べて十分長い必要があり、この限界条件はモーガン条件、又はモーガン限界と呼ばれる。{P}}光の波長に対してが2.5-5倍のものが使われている。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、時計など簡便な表示を用いる機器の表示部にTN型のNBモードが利用されることもあるが稀である。DSTNやFSTNを含む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、家電製品として普及させるには課題があった。多様な携帯機器の登場によって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液晶表示器に対する要求も高まっていた。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、能動素子が不要なことから一時期広く利用された。FSTN型では、色づきが低減できてカラーフィルタを組み合わせるとカラー表示が可能なことから、アクティブ・マトリクス駆動のTN型ディスプレイがまだ高価な期間に採用された。TN型に比べて劣るなどの理由により採用は減っている。TN方式と比較するとアクティブ素子を作る難しさはないが、その一方で、液晶層の厚みの均一化、プレチルト角の精密な制御など、液晶パネルの製造技術としては高度な生産管理技術が求められる。TN型はアクティブ・マトリクス駆動でも利用されているが、単純マトリクス駆動と比べると要求される表示品位が異なるため、設計パラメータは異なる。液晶パネルのサブ画素を透過部と遮光部とに分けた場合の全体に占める透過部の面積比。電圧印加時の画素内の配向が1つの回転方向にある場合には、視野角が広いものの、傾斜方向からの観察を行うと傾斜方位(画面に向かって傾斜させるときの傾斜の方位)に依存するような色づき(色度変化)が残ってしまうが、これは、液晶の回転する方向が互いに逆となる領域を画素内に設けるような電極構成をとることにより、互いに相殺しあって小さくされている。型、NECのSA-SFT型がある。IPSは日立ディスプレイの登録商標である。日本のシャープ社では新たにUV2Aという液晶表示モードを開発し、2009年10月から堺工場と亀山第2工場で従来のASV型の生産を全面的に切り替えると発表した。このUV2A型は配向膜に特殊な高分子材料と紫外線を使うことでリブやスリットが不要になり、紫外線照射設備は新たに必要とするものの全体で生産効率が向上するだけでなく、開口率が20%拡大、光漏れが低減しコントラスト比が1.6倍、応答速度が4ms以下と従来の2倍と性能も大きく向上するとしている。MVA型には、ディスプレイ・メーカーによってそれぞれの工夫が加えられて名称も異なるものが付いている。CPA型ではMVA型の特徴であり問題点でもあるドメインを形成せずディスクリネーションも発生させないように、従来は列状だった電極突起「リブ」を円錐形にすることで液晶分子の傾斜方向を360度全方向に均等に配向させている。応答速度も25ms程度と良好である。液晶分子が360度均等になると分子の長軸と偏光フィルムの偏光軸とが平行になる部分が生まれて光を透過しなくなるので、その方向だけが十字状に黒くなる。これを避けるために、カイラル剤によって配向に捩れを作り十字状の影を低減している。Πセルと呼ばれるOCB用液晶分子の液晶材も2枚のガラス間に注入直後はスプレイ配向と呼ばれるほぼ面内方向を向いて整列しているが、最初に2V程度の電圧を1分ほど掛けると分子が弧を描いて並ぶOCB型の特徴的なベンド配向になり、以後は電界がなくともこれが維持される。OCB型では、2009年7月現在で民生品では32型での試作段階である。方式の液晶ディスプレイが作られることもある。サムスン電子は2005年10月にLEDバックライトを使うことでOCB型でFSC方式の32型カラーTVを発表している。液晶は固体と液体の中間的な状態を維持しているが、高温では液体状、低温では固体状になり、その中間の温度域では粘性流体となる。液晶の中で室温程度の温度範囲で液晶状態をとるサーモトロピック液晶と呼ばれるものが液晶表示に使用される。サーモトロピック液晶にはネマティック液晶(コレステリック液晶が含まれる)、スメクティック液晶(リエントラント液晶が含まれる)、高分子液晶、ディスコティック液晶が存在するが、液晶表示にはネマティック液晶の一種で光学活性を持つカイラルネマティック液晶の使用が多い。液晶表示では、液晶材料に電界を掛けることで光の異方性を示す電気光学的カー効果を利用してフレデリクス転移と呼ばれる液晶分子の再配列を行い、偏光の制御によって画像を表示している。液晶の「長軸」とはディレクタ(director、ダイレクター)と呼ばれる分子の統計平均的な配向方向を指す。ネマティック液晶による交流駆動の各電圧の変化に追従してすべての液晶分子が特定の方向に向きを整然とそろえて並び終えている訳ではない。すべての分子は熱的揺らぎによって振動や多少の回転運動を起こしており、室温近辺である限り電界の有無にかかわらずこの運動は常に起こり、必ずしもすべてが正しく並ぶのではなく無数の分子を集合的に見れば、全体としては平均化されることで特定の方向にきれいに並んでいるのとほとんど同じ効果が得られている。分子の長軸を大きく振り回して180度回転するよりも、長軸を軸にしてコマのようにその場で回転する方が、熱的揺らぎにしても電界による駆動にしても変化が早く行え、また周囲との相互作用もあるため、こういった運動方向や種類の違いで液晶の反応時間が3桁ほども変わってくる。一方の偏光を吸収するため透過率が50%、実用的なものでは約42%しかない。第10世代のマザーガラスはシャープの大阪堺工場の新たな製造ラインで2009年10月から稼動した。シャープ社が開発したUV2A型では、配向膜に特殊な高分子材料を使い、表示面に対して斜めから照射された紫外線に向けてこの高分子の主鎖が配列することで斜め方向に傾いた精密な配向膜が作れる。リブやスリットが省け性能も向上するとしている。UV2AはUV(紫外線)を使用したVAという意味である。使うことも検討されている。通常の流通では、液晶テレビ、液晶モニター、携帯電話端末などの製品に取り付ける部品として流通するのは液晶モジュールであり、液晶テレビにおいては、液晶パネルは製造原価の6割から7割を占める主要な部分である。熱硬化型の樹脂フィルムであり、エポキシ樹脂やアクリル樹脂の基材に熱硬化反応材が混ぜられ、内部にはニッケルや金をメッキした直径3-5μm程の樹脂ボールが無数に分散されている。TABモジュールは液晶パネルの接続部との間にACFが挟まれ精確な位置合わせの後に、加圧・加熱される事で樹脂ボールの金属によって導通が得られた状態で樹脂の硬化が進み、そのまま液晶パネルの端部にTABモジュールが固定される。より通常はACFかハンダで接続される。"Outer"と"Inner"はTABモジュールから見た名称である。駆動用プリント基板はガラスエポキシ製であり、耐熱温度130°C程度と高熱に弱く、接続端子は分厚く柔らかな銅箔製でTABモジュールの実装時のACFをそのまま使えば微小な樹脂ボールが銅の内部へとめり込んで圧接できない。このため、プリント基板用には低温で硬化する樹脂と樹脂ボールに加えてニッケルや半田などの金属粒子も加えられている。熱陰極蛍光管は始動電圧が低いが寿命が連続点灯で3,000時間と短く、CCFL(冷陰極管)はフィラメントを持たないので始動に高電圧を必要とするが振動に強く寿命は連続点灯で20,000時間と比較的長い。CCFLは細くできるので、直径が2mm程度のものまで使用されている。「フロート」はAGCの商標である。オリエンテーション・コーナーでは1つの角を5mm程、3角形に欠け落とす。TFTパネルの製造工程では半導体製造工程に近い環境の清浄度が求められる。半導体ではほとんど全面が微細な回路で構成されているため、またTFTパネルのトタンジスタ回路よりさらに微細な回路であるために、許容されるゴミの大きさはより小さく、例えば0.1μm以下でも故障の原因となるので、TFTパネルよりもさらに厳密な管理が求められるが、半導体の製造では1つのゴミは1個のダイ(半導体の小片)を不良にするだけで済むのに対して、TFTパネルの製造工程では1つのゴミは1枚の大きなパネル全体を不良にする危険があり、例えば20型ディスプレイでは1.3m平方以上の面積のどこにも1μmのゴミがあってはならない。同様に温度管理も重要であり、1m程の基板では温度が1°C変わるだけで約5μm収縮して露光位置がずれる。金属クロムは遮光性は十分だがディスプレイ表面から浸入する入射光はガラス面も含めると約60%も反射してしまうため、酸化クロムも含めた2層以上に積層することで層間での反射光同士を逆位相にして打ち消し合わせる工夫も行われる。金属クロムは有害物質であるため、電気製品一般に使用されるハンダの鉛と同様にヨーロッパ圏では避けられる。このため、カーボンブラックなどを樹脂に混ぜた「ブラックレジスト」と呼ばれる材質に変える動きがあり、極めて低反射になる点でも有利となる。「ラビング」は三洋電機の登録商標である。液晶の充填方法には「真空注入法」と「滴下注入法」があるが、真空注入法では圧力と毛細管現象で内部に吸い込むが、狭い平面に粘度のある液晶を流動するのに時間がかかり、15インチで半日以上、大画面では十数時間から最大1日以上かかるなど生産性に問題が生まれたため、片面に規則的に等間隔に数滴落としてからもう片面を張り合わすという滴下注入法(ドロップフィーリング)が開発された。滴下注入法では基板切断工程を注入後に行うことも可能になった。日本のシャープが作った「EL-805」が最初の小型液晶電卓である。15-20Vの電圧を必要とするものだった。1999年には20型のTFT型液晶カラーTVが発売された。2005年には65型のTFT型液晶カラーTVが発売された。第十世代のマザーガラスは4畳半の床面積になる。(第8世代、マザーガラス9万枚/月)で3,500億円、サムスン-LCDの牙山工場(第7世代、マザーガラス7.5万枚/月)で2,100億円相当、LGフィリップスのは坡州工場(第7.5世代、マザーガラス9万枚/月)で5,300億円相当、台湾のAUOの台中工場(第7.5世代、マザーガラス6万枚/月)で3,000億円相当である。亀山第二工場は2009年8月よりマザーガラス10万枚/月に引き上げた。「クリスタルサイクル」としては、1994年と1997年は好調だったが1995年、1998年、2002年には低迷した。液晶それ自体が発光しないという光学的な特徴は、構成部品数が増えることで液晶パネルの多様性の一因となっている。これ以外に、液晶の表示モード(TN型、VA型、IPS型など)にも依存する。液晶の応答時間が完全に0であっても、ホールド駆動をする限り残像は避けられないため、近年はむしろ駆動方法の改良が進められている。これに対して、ブラウン管の駆動では、電子の衝突位置を掃引(スキャン)するように動作する。このため、瞬間的には、画面全体のうちで発光しているのは、ある走査線の一部(電子の衝突後、蛍光体の残光によって発光している範囲)のみである。このような駆動を(ホールド駆動と対比させて)インパルス駆動という。このためには、表示する映像データにおいて得られる画像フィールドデータ(例えば1/60秒に1枚の割合のデータ)から、中間の画像フィールドデータを生成する必要がある。その処理には、画像処理のための高速なプロセッサと大量のメモリ、そして動画の画像フィールドデータから中間の画像(倍速では、前後の画像フィールドデータから1つの画像フィールドデータ、4倍速ではさらに中間の画像フィールドデータ)を適切に生成できる洗練された画像処理技術を必要とする。このような「力技」的な技術が実用化された背景には、単に液晶ディスプレイが巨大産業になったばかりではなく、半導体の低価格化が大きく寄与している。液晶表示の電卓やデジタル時計を、様々な角度から眺め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)。VA方式の例にはASV液晶がある。VA方式の例にはASV液晶がある。通常は暗室で測定されるため、「暗所コントラスト」とも云う。コントラスト比を大きくできない詳しい要因は、偏光フィルタの偏光度が完全に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。携帯機器では小型軽量化への要求と電池容量のトレードオフの関係が年々厳しくなっている事情があり、また、大画面の用途では、ブラウンTVの買い替え時により大きな画面の液晶TVが選ばれる傾向があり、液晶TVとプラズマTVの消費電力競争という背景もある。原理は全く異なるが、メモリー性液晶表示機に似た動作が可能な物に電子ペーパーがある。明暗のダイナミックレンジの向上とは、例えば闇夜の映像では真っ暗な画面が求められるため、光源も輝度を落とせばより黒がはっきりすることで、画面上の明暗の表現幅が広がることを云う。エリア制御の中には、部分的な明暗だけでなく色調まで変化させることで、例えば真っ赤なリンゴの背後のLEDでは赤色だけを発光させるといった制御を行うことで色純度を向上させるものが現れている。コレガは2007年に衝撃に強い光沢硬化ガラス保護フィルタ付き液晶モニターを発売した。ASUS社の液晶モニターLS201はダイヤに近い9hの硬度をもち、ボウガンで射撃されても鉄製の矢尻のほうが損傷するほどである。液晶モジュールの表示性能は、バックライトユニットの発光特性と組み合わせて設計されていて、液晶モジュールの品種だけの各種のバックライトを補修目的でそれだけで保有することが現実的でないこと、実際の作業の際にも、バックライトユニットの大きさは画面と同じ大きさであり、特に大型の液晶テレビなどではバックライトを輸送すること自体が本体の輸送と変わらないこと、液晶パネルとバックライトの間に異物(ホコリ)が進入すると表示欠陥につながり、設置場所での作業は大型になればそもそも難しいこと、バックライトが寿命となるような段階で、上記の費用をかけるだけの価値がその他の部分に残存している状況はデジタル機器では考えにくいこと、などのためである。バックライトが冷陰極管を光源とするものの場合には、冷陰極間を点灯させるためのインバータ回路が動作不良となることもあり、外観上正常なのに画面が突然全く点灯しなくなるような故障ではその確率が高い。ノングレア表示では、外光が表面でわずかに反射する。このため映り込みの像が消失するものの、画面全体のコントラストを悪化させ、色純度を低下させる。これに対し、光沢表示では、コントラストが高く色純度の高い表示が可能であるものの、テキスト処理が主体のパソコン一般作業では、映り込みが表示に重なり疲労を増大させる欠点がある。PDPにおいてノングレア処理のフィルムを表面に配置して映り込みの抑制が検討されたが、うまくいかなかった。厚いガラス等のために表示層から遠く離れている最表面の散乱が、表示内容にも影響してしまった。エレクトロニクス2009年6月15日号。画素に設けられる反射層が光を反射するため、白と黒の表示ではなく白とミラーの表示となる。ウィキメディア・コモンズには、液晶ディスプレイに関連するカテゴリがあります。3.0のもとで利用可能です。プライバシーデスクトップ。