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5分でわかるデジタル家電のABC Vol.008

発行日： 2007/3/31

5分でわかるデジタル家電のABC Vol.008
【無数にひしめくトランジスタ・・・TFT液晶の謎】
発行：2007.03.31 12:00
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【目次】
１．X君は新しいパソコンを買った
２．TFT液晶は半導体である
３．それはまるで「サンドイッチ」
４．どうやってカラー（色）を表現するの？
５．余談
６．まとめ
７．次回予告
８．編集後記
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【１．X君は新しいパソコンを買った】

X君
「新しいパソコンを買ったんですが、
カタログに【TFTモニター】って書いてありますね。

何かTFTって聞くと、カッコいいです。
でも、一体TFTって何なの？って思います」

私
「カラー液晶は、TFTが多いようだね。
で、TFTって何？と訊かれても、
ちゃんと答えられる人は少ないかもしれない」

X君
「もしかして、今日の話を聞けばTFTって何か分かってしまう？
やったー！！」
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【２．TFT液晶は半導体である】
液晶モニタを拡大していくと、何が見えるでしょうか？？
もしも目の前に液晶がある方は、じーっと見て下さい。

よく見えない？

だったら、虫眼鏡を持ってきて拡大してみましょう。

それでもよく分からないかもしれません。

顕微鏡を持っている方は顕微鏡で覗いて見ましょう。

すると、「小さな粒々」がビッシリ並んでいるのが分りますね。

この「小さな粒々」が、何と何と！トランジスタなのです。
（正確に言うと、「小さな粒々」の中にトランジスタが入っている）

もうすこし詳しく言うと、MOS型のトランジスタです。
（もっと詳しく言うと、FET=電界効果トランジスタ）
MOS型については、Vol.004のCMOSセンサを思い出してください。

つまり、

「TFT液晶は、半導体である！
その画面の中には、無数のトランジスタが並んでいる」

ということです。
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【３．それはまるで「サンドイッチ」】

TFT液晶は、シートのような構造になっています。
一枚一枚のシートをめくっていくとこんな構造になっているのです。

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１）偏向板（偏光板）
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２）カラーフィルタ基板
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３）TFTアレイ基板→→→（この部分の拡大図を下に示します）
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４）偏向板（偏光板）
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２）カラーフィルタ基板と３）TFTアレイ基板
の間に電圧を掛けて「液晶」を変化させています。

２）カラーフィルタ基板
---------------------　←ここに電圧を掛ける
３）TFTアレイ基板

液晶の変化は前回Vol.007に書きました。

さて、ここで「TFTアレイ基板」の構造を説明しましょう。

【TFTアレイ拡大図】

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（４）ソース電極＋ドレイン電極
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（３）絶縁膜（材質=SiOx）
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（２）ゲート電極（材質=MoTa）
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（１）ガラス基板
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この構造は、まさにFET（電界効果トランジスタ）とそっくりですね。

「TFTアレイ基板」の一個一個の「小さな粒々」は、
「スイッチの働きをする」と考えてください。

そのスイッチにデータが入力されて、
液晶に掛かる電圧をコントロールしています。
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【４．どうやってカラー（色）を表現するの？】

液晶モニタでは、この「小さな粒々」は

「ピクセル（画素）」
あるいは「ドット」

などと呼ばれています。

そして、この「小さな粒々」は更に3つに分割されています。

3つに分割？

さて何のための分割でしょうか。

勘の鋭い方は、RGBを思い浮かべたかもしれません。
そう、R（赤）、G（緑）、B（青）のそれぞれを
【「小さな粒々」を3等分した粒々】

で表しているのです。

【「小さな粒々」を3等分した粒々】を

「サブピクセル（サブ画素）」
あるいは「サブドット」

と呼びます。

このサブピクセルでRGBを表していて、
このRGBによってカラー表示させている訳です。
（RGBについてはVol.006を参照下さい）

ここで問題です。
1280×600の液晶では

１）ピクセルは「何個」あるでしょうか？
２）サブピクセルは「何個」あるでしょうか？

答えは次回のメールマガジンで。
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【５．余談】
パネルの画素数によって、それぞれ名前が付けられています。
CGA=320×200
EGA=640×350
VGA=640×480
など。
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【６．まとめ】

TFT液晶は、小さなMOS型トランジスタが並んでいる。

このトランジスタが、スイッチの働きをして、
液晶に電圧を掛けたり、掛けなかったりという制御を行なっている。

液晶モニタでは「小さな粒々」のことを
「ピクセル（画素）」あるいは「ドット」と呼び、

「小さな粒々」をさらに「3分割」したものを
「サブピクセル（サブ画素）」あるいは「サブドット」と呼ぶ。

このサブピクセルにRGBの色を表示させることによって、
カラー（色）を表現することができる。
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【７．次回予告】
液晶の続きです。
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【８．編集後記】
携帯電話、パソコンなどの表示装置（モニタ・ディスプレイ）に
液晶が使われています。
この液晶は、1973年に日本の某メーカが電卓の表示に用いました。
（実用化としては世界初）

それ以前では、1968年RCA社による
「動的散乱効果」（電子シャッター）の研究があります。
（RCA社はアメリカの企業）

その当時は、液晶がこれほど普及するなんて、
予想もできなかったかもしれませんね。
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