液晶ディスプレイのお話

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
　　　　◆◆◆◆　液晶ディスプレイのお話　◆◆◆◆
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

----------------
　液晶って何？
----------------

ということで、早速調べてみました。

以下はシャープの技術情報からの引用です。

　　液晶の存在は、1888年にオーストリアの植物学者ライニツァーによって
　　発見されました。「液晶」とは、固体と液体の中間にある物質の状態
　　（例えば石鹸水など）を指す言葉です。

　　1963年RCA社のウィリアムズは、液晶に電気的な刺激を与えると、光の通
　　し方が変わることを発見。5年後(1968年)に同社のハイルマイヤーらの
　　グループが、この性質を応用した表示装置をつくりました。
　　これが液晶ディスプレイ（LCD＝Liquid Crystal Display）の始まりです。
　　しかし液晶は本来、ディスプレイの材料としては不安定で商用として
　　問題がありましたが、1973年、シャープより電卓(EL-805)の表示として
　　世界で初めて応用されました。グレイ教授（英国ハル大学）は1976年に
　　安定な液晶材料（ビフェニール系）を発見し、それは現在のLCD材料の
　　基礎となっています。

つまり、液晶という特定の物質があるわけじゃなくて、液晶というのは
「物質の状態」を表わす言葉なんですね。

実際の液晶の材料に使われているのは合成された有機化合物で、その化合物
のよしあしが液晶テレビの品質になっているようです。

ちなみに30～40インチの大きな液晶テレビであっても、使われている液晶は
わずか数グラムだそうです。

しかし、この液晶はとても安定性な物資（熱、光に強く、水に溶けない）と
いうものなので、環境の面からもリサイクルする必要性があり、近年では
ＰＣリサイクルの対象になっています。

※ＰＣリサイクル法は、2003年10月1日に施行された法律です。

----------------
　液晶の性質
----------------

液晶というのは、単に固体と液体の中間にある物資ではなく、光を曲げる性質
があるんですね。

といってもプリズムみたいに光を屈折させるということじゃありません。

光は波の性質があるのですが、その波の振動面を回転させるという性質が
あります。

専門用語でいえば、「旋光性」といわれています。

この性質を利用して液晶テレビは作られています。

詳細は、やはりシャープの技術情報をみていただくのがいいと思います。

たぶん、言葉で説明するのはかなり難しいと思いますので、

シャープ技術情報「液晶の世界」
http://www.sharp.co.jp/products/lcd/tech/s2_1.html

↑これを読んでいただくと、いかにすごいものを作っているかがわかります。

------------------------------------------
　液晶ディスプレイ（液晶テレビ）の色
------------------------------------------

液晶テレビでは、カラーの表示をさせるためにＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）
の３つの色フィルターを使っています。

１つの液晶の素子（正方形）の中にＲＧＢの３つの長方形のフィルタが横に
並んでいます。

（１つの素子のイメージ）
　┌┬┬┐
　││││
　││││
　└┴┴┘
　 R G B

ですから、１つの素子だけ見れば、カラーの色は3色しかないのですが、
赤、緑、青のフィルタから出てくる光の強度がそれそれ変わることで、
人間の眼では、何万色もの色が表示されているように見えるわけです。

つまり、１つの素子の大きさは人間の眼の解像度以下であるということが
ポイントになっています。

-----------------------------------------------
　液晶ディスプレイ（液晶テレビ）の素子の大きさ
-----------------------------------------------

それじゃあ、１つの素子の大きさってどれくらいなのでしょうか？

計算してみましょう。

パソコンの17インチディスプレイの素子の大きさを計算してみましょう。

まず17インチをセンチに変換します。（１インチは25.4ミリです）

17×25.4mm＝431.8mm

これは、ディスプレイの対角線の長さになりますので、これから縦と横の長さ
を計算します。

17インチディスプレイの最高解像度は1280×1024ピクセルです。
これを縦横比にすると５：４の比になります。

縦と横の比は５：４ですから以下のような方程式ができます。
（＾の記号は何乗という意味です）

(5x)^2+(4x)^2=(431.8)^2　・・・・・（ピタゴラスの定理）

25x^2+16x^2=186451.24
41x^2=186451.24
x^2=4547.5912195121951219512195121951　・・（すごい循環小数です）
x=67.43583038(mm)　　・・・・・・（エクセルで計算しました）

よって、

横の長さは、5×67.43583038＝337.1791519mm
縦の長さは、4×67.43583038＝269.7433215mm

となります。

実際のディスプレイの画面の長さをものさしで測ってみると

横の長さは、338mm
縦の長さは、270mm

うん、なんとか計算は正しいようです。（はじめから測ればいいだけじゃん）

そこで、１つの素子の大きさを計算すると

１つの素子の横の長さ：337.1791519mm÷1280＝0.263421212mm
１つの素子の縦の長さ：269.7433215mm÷1024＝0.263421212mm

となります。

簡単に言えば、１ミリ四方に１６個の素子があるということです。

確かに、これは小さいですよね。（老眼にはなおさら小さいです　笑）

--------------------------
　液晶テレビの素子の数
--------------------------

それでは、現在販売されている液晶テレビにはどれくらいの素子が使われて
いるのでしょうか。

それは、解像度というスペックを見ることでわかります。

現在、最も高精細といわれているのが、「フルハイビジョン液晶テレビ」です。
この解像度は

縦：1920、横：1080です。縦横比は１６：９です。
素子の数は1920×1080＝2073600個＝約207万個

ハイビジョン放送からの信号（HDTV：High Definition TeleVision）は、
縦方向の信号が1125本または1250本あり、そのうち映像部分は1080本なので、
ハイビジョンを正しく表示するためには縦方向の解像度が1080必要です。

---------------------

これに対して、通常「ハイビジョン液晶テレビ」といわれているものが
あります。

この解像度は

縦：1366、横：768です。縦横比は１６：９です。
素子の数は1366×768＝1049088個＝約105万個

この場合は、ハイビジョン放送の信号を変換して768本まで落として表示させ
ているわけです。

素子の数はフルハイビジョンに比べるとほぼ半分となっているので、
価格的にも安くなります。

-----------------------------------
　パソコンのディスプレイの解像度
-----------------------------------

最近では、ワイド液晶ディスプレイのタイプが増えてきて、一口に解像度と
いってもいろんなタイプがあります。

そこで、現時点での解像度のタイプをまとめてみました。

●VGA (Video Graphics Array)・・Windows95の当時はこれでした

解像度：640×480　縦横比は４：３

●SVGA (Super Video Graphics Array)・・Windows98の当時はこれでした

解像度：800×600　縦横比は４：３

●XGA (eXtended Graphics Array)・・15インチの標準です

解像度：1024×768　縦横比は４：３

●WXGA (Wide XGA)・・XGAの横幅だけが長くなったタイプです

解像度：1280×768　縦横比は５：３

●SXGA (Super eXtended Graphics Array)・・17インチの標準です

解像度：1280×1024　縦横比は５：４

●SXGA+ (SXGA Plus)

解像度：1400×1050　縦横比は４：３

●WSXGA+ (Wide SXGA+)

解像度：1680×1050　縦横比は８：５

●UXGA (Ultra eXtended Graphics Array)

解像度：1600×1200　縦横比は４：３

●WUXGA (Wide UXGA)

解像度：1920×1200　縦横比は８：５

基本的には、パソコンのディスプレイの縦横比は４：３が基本ですが
最近では５：４や８：５という比率が増えてきているようです。

液晶テレビがハイビジョン対応で１６：９が主流となってきていますが
パソコンのディスプレイでは１６：９というタイプはないようです。

いずれにしても、
Superとか、eXtendedとか、Ultraとかの修飾語にWideとかPlusとかが
くっついて長ったらしい規格ができているようです。

--------------------------------------------
　液晶テレビと液晶ディスプレイの端子の違い
--------------------------------------------

私たちが通常使用している液晶ディスプレイの裏には、パソコンと接続
するためのケーブルの端子があります。

昔から使われているのが、「アナログRGB Dsub15ピン」というものです。
これは、パソコン側で作られたデジタル映像をビデオボード上でアナログ
信号に変換して、それをディスプレイ側に送るときに使用するものです。

これに加えて、近年では「DVI」という端子が増えてきました。
これは、パソコンの側のデジタル信号をそのまま受け取れるというもの
なので、画質の劣化が少ないと言われています。

出力はパソコン側なので、パソコン側の端子によってディスプレイ側の
端子を選ぶことになります。

※DVI：Digital Visual Interface

---------------

一方、液晶テレビでは昔からパソコンとは異なる入力端子があります。

一般の名称は「Ｄ端子」と呼ばれています。

これは、ビデオやＤＶＤレコーダなどからの入力を行うためのものです。

Ｄ端子には、Ｄ１～Ｄ５までの種類があり、それぞれ取り込める解像度が
異なります。

Ｄ１端子：走査線480本・インターレース表示
Ｄ２端子：走査線480本・インターレース表示、プログレッシブ表示
Ｄ３端子：Ｄ２機能＋走査線1080本・インターレース表示
Ｄ４端子：Ｄ３機能＋走査線720本・プログレッシブ表示
Ｄ５端子：Ｄ４機能＋走査線1080本・プログレッシブ表示

インターレースというのは、走査線を奇数と偶数に分けて交互に走査する
方式のことです。（1本おきに表示する）
テレビをカメラで撮影したときに、綺麗に取れないのはこのためです。

プログレッシブというのは、走査線を上から順番に表示する方式です。
この方式だと非常に綺麗な映像が見れます。

一般のハイビジョン放送は1080本の走査線のインターレース方式で行われ
ていますので、Ｄ３端子以上の性能がハイビジョンには必要になります。

Ｄ端子自体は、Ｄ１～Ｄ５まで同じ形状なので互換性があります。

---------------

さらに、1本のケーブルで映像・音声・制御信号をすべて伝送することが
できる「ＨＤＭＩ」という端子が生まれてきています。

これは、パソコンでの「DVI」の技術をより発展させた規格のようです。

この端子は、最近のフルハイビジョン液晶テレビ、及びハイビジョン液晶
テレビには標準で装備されるようになってきました。

※HDMI：High-Definition Multimedia Interface
　Silicon Image社を中心に、日立製作所、松下電器産業、Philips、
　ソニー、Thomson Multimedia社、東芝が共同で策定した規格

制御信号を操作できる点から、１台のリモコンで複数の機器を制御できる
という利点もあるようです。

最新の一部のパソコンには、このＨＤＭＩ端子を持つものも出てきています
恐らく、パソコンとテレビを完全な形で接続するための端子として、
今後、普及してゆくことは間違いないようです。

-----------------------------------------------------
　液晶テレビをパソコンのディスプレイとして使用できる
-----------------------------------------------------

最近の液晶テレビでは、ＰＣ接続という機能があって、Dsub端子やDVI端子
をもつものも増えてきました。

これらの端子を使うと、パソコンの画像を液晶テレビに出力することが
できます。

ただし、液晶テレビの解像度がパソコンとは異なるために、やはり画質は
少し落ちるようです。

大きなテレビでパソコン画面を表示できると、なんとなくうれしいですね。

これから液晶テレビを買う人は、ＰＣ接続機能のついたものを購入するのが
いいと思います。

また、よりテレビとパソコンの接続を有効に使いたいという方には
パソコンに増設できるＨＤＭＩ出力用ビデオボードも売られています。