モニター・テレビ用パネルの種類と概要

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モニター用ディスプレイ、テレビ用ディスプレイ、モニター用ディスプレイの呼称をどう捉えるか。テレビ用のLEDマトリクスを例にとって説明します:LED VA (SPVA)

  • LED – LEDによってバックライトされるLCD技術である。
  • VA – 製造技術
  • SPVA-技術の改良

テレビ、モニター、携帯電話用ディスプレイの種類

テレビ、モニター、電話の画面は4種類しかありません:

電子ビーム管:蛍光体の層がある電気真空装置。電気インパルスの影響を受けて、そこに画像が表示される。技術的な説明は省く。2005年頃までは、すべてのテレビやモニターにこのようなスクリーンが搭載されていました。今となっては時代遅れの技術である。

プラズマパネル:2005年に登場。特殊なガスを封入したセルで画面を構成し、電流を流すとガスが光り出す。当時は先進的な技術で、フラットで大きな画面を作ることができたが、重量が重く、ガスの組成が変化するため徐々に焼損していくのが難点だった。そんなスクリーンが2014年まで生産されていました。今はもう時代遅れの技術でもある。

LCD(LED)スクリーン:2005年以降、テレビやモニターに広く採用されている。それ以前は、電話機にも使われていました。この技術は、バックライト層とその前にある画素を持つマトリックスという事実に基づいている。画素はセルの中で回転し、回転角度によって光ストリームのスループットが変化し、結晶の偏光が変化する。当初、画面のバックライトはランプであった。2010年初頭、ランプはLEDに置き換わった。現在、すべての画面はLCDではなく、LEDと呼ぶのが一般的である。

有機ELディスプレイ:最新の技術で、最初に成功した有機ELテレビは、2017年に登場しました。年々、このスクリーンを搭載したテレビ、モニター、スマホが増えています。

今回は、スクリーンの種類についてもう少し詳しくお話ししたいと思います。例えば、LEDスクリーンと有機ELスクリーンにはいくつかの製造技術があり、それぞれの技術にはいくつかの改良が加えられています。 

LEDスクリーンの種類

LEDディスプレイにはいくつかの種類があり、製造技術に違いがあります。これは、画像の品質を左右する重要なポイントです。ここでは、製造技術によって表示されるものをまとめてみました。

  • TN(Twisted Nematic) – 最初のディスプレイの1つで、パラメータの点では最悪で、低価格の機器に搭載されている。現在、テレビには使用されていない。
  • VA(Vertical Alignment)-このタイプのディスプレイはかなり広く使われている。利点は、かなり良い黒色であること。欠点は、角度、特に垂直方向でコントラストがわずかに変化することである。
  • IPS(In-Plane Switching)-この技術で作られたディスプレイは、明るさとコントラストが向上していますが、黒の発色が悪いという欠点があります。

写真では、パネルの種類によって画質がどのように変化するかがわかります。

TN(TN+フィルム)パネル

最初のTFTパネルであるTNは、現在では格安の機器によく見られ、高品質の色や大きな視野角が不要な産業分野やインタラクティブパネルとして頻繁に使用されています。当初はTN方式で生産されていたが、発色を良くするためにカラーフィルターを追加し、TN+フィルム方式となった。現在、生産されている画面はすべてTN+フィルムだが、習慣上、今でも一般的にTNと呼ばれることが多い。TN+フィルムは画質が悪いため、モニターやテレビに使われることはほとんどない。

IPSパネル技術の開発者

IPSパネルは各社が開発し、さまざまな改良が加えられてきた。現在、ディスプレイの多くは中国製だが、中国企業がこの技術を生み出したわけではないことに注意する必要がある。むしろ、労働力の安さから、スクリーンの製造工場は主に中国に作られたのです。

会社別IPS技術一覧

  • IPS – インプレーンスイッチング(日立製作所)
  • PLS – Plane to Line Switching (Samsung)
  • AD-PLS – Advanced PLS (Samsung)
  • S-IPS – スーパーIPS(NEC、LG.Display)
  • E-IPS, AS-IPS – Enhanced and Advanced Super IPS (日立)
  • H-IPS – ホリゾンタルIPS(LG.Display)。
  • e-IPS(LG.Display)」。
  • UH-IPS и H2-IPS (LG.Display)
  • S-IPS II(LG.Display)」。
  • p-IPS – パフォーマンスIPS (NEC)
  • AH-IPS – アドバンストハイパフォーマンスIPS(LG.Display)。
  • AHVA – Advanced Hyper-Viewing Angle (AU Optronics)

IPSパネルとその改造

  • IPS-TFTスクリーン技術は、1996年に日立がTNディスプレイに代わる技術として開発したもので、広い視野角、深い黒、良好な発色を誇っています。しかし、応答速度が長いため、ゲームには不向きという欠点もある。
  • PLS – (Plane-к-Line Switching) Samsung、応答時間4ms (GTG)。GTG(グレイ・トゥ・グレイ)とは、画素の輝度が最小から最大に変化するまでの時間。このIPSの改良により、明るさを損なわずに視野角が広くなった。また、ディスプレイ全体の輝度も向上した。
  • AD-PLS – 同じPLSパネルでも、サムスンは生産技術を少し変えています。多くの専門家が言うように、それは単なる宣伝です。
  • S-IPS Super IPSは、応答速度を向上させるために開発された、IPS技術をさらに進化させたものです。ゲームに使用されることが多く、素早い応答速度が要求されるモニター用に特別に設計されたものです。
  • S-IPS II -次世代のS – IPSパネルとして、消費電力を低減したバージョンです。
  • E-IPS, AS-IPS – Improved and enhanced Super IPS, a development (Hitachi) – IPS技術の改良の一つで、本バージョンではディスプレイの輝度向上と応答速度の短縮を実現した。
  • H-IPS Horizontal IPS, (LG.Display) このタイプのマトリックスでは、画素が水平に配置されているため、色再現性とコントラストが向上します。現在のIPSパネルの半数以上は、画素が水平に配置されています。
  • e-IPS (LG.Display) 生産コストの削減を目的とした生産工程の改良。その欠点は、視野角が若干狭くなることですが、ほとんどの視聴者にとって、これは通常、気づかれない程度です。
  • UH-IPS、H2-IPS – 第2世代のH-IPS、パネルの輝度を向上させました。
  • p-IPS – 同じH-IPSでも、NECが開発したものです。
  • AH-IPS – 高解像度ディスプレイ(UHD)向けの修正、H-IPSのアナログ。
  • AHVA – Advanced Hyper-Viewing Angleは、Acer Display TechnologyとBenQ Corporationのスクリーン製造部門が合併してできた会社(AU Optronics)のディスプレイに付けられた呼称です。

VA – Vertical Alignmentパネル

PVA – パターン化された垂直配向パネル(サムスン製)

サムスンのPVAマトリックスは、コントラストが良いのですが、いくつかの欠点があります。主な欠点は、斜め、特に垂直に見たときにコントラストが低下することです。しかし、主な利点は、IPSと比較して黒色がかなり良好であることです。

このようなスクリーンの製造技術は時代とともに向上しており、PVAディスプレイの改良に対応することができます。

  • S-PVA – 消費電力を抑えたスーパーPVAディスプレイで、PVAディスプレイの第2世代です。
  • cPVA – 画質の面ではS – PVAより悪い簡素化された生産技術。安価な機器向けのバジェットディスプレイ。
  • A-PVA – Advanced PVAは、大きな変更はありません。モニターをよりアピールするためのマーケティングと思われます。
  • SVA – ディスプレイ名の生産数を増やそうとしたのは、純粋にマーケティングのためです。当時は多くの企業がディスプレイを開発しており、ディスプレイ自体も明確な区別ができず、実際、ディスプレイ工場は10社もなかったという。そこで、新しいモデルのモニターは、前のモデルより目立つようにと、多くの名称が考案されたのです。

その他VAパネルメーカー

TFTディスプレイ技術(VA)は、1996年に富士通がTNマトリックスに代わる技術として開発したものです。当時、この技術で作られた画面は、応答時間が長く、視野角が小さいという欠点があったが、色性能ははるかに優れていた。現在では、このディスプレイは多くの改良を受け、応答時間が短く、144Hz以上の高い周波数を持っている。

  • MVA Multi Vertical Alignment(富士通) 日本企業のノウハウを生かした富士通の開発品。サムスンのPVAと比較すると、作り方に若干の違いがある。
  • P-MVAプレミアムMVA)、S-MVA(スーパーMVA) 次世代MPVAディスプレイは、色再現性とコントラストが若干向上しています。
  • AMVA 次世代ディスプレイでは、色再現性の向上はもちろん、応答速度の短縮も実現しました。

QLED(量子ドット)ディスプレイ

この技術を開発した第一人者はサムスンだった。しかし、2022年、LEDスクリーンの工場が中国のTCLに売却された。サムスンは有機ELの技術を取り上げることにした。QLEDは同じLEDスクリーンで、通常はVA技術で作られている。このようなディスプレイは2017年に登場し、標準的な生産技術を使っているが、ピクセルを作る材料は新しいものである。

画素の中の)結晶は高純度のものを使用しています。約98%の光束容量と良好な演色性を持つ。光学の専門家が言うように、啓蒙的な素材である。このようなスクリーンは、高輝度かつリアルな色彩を実現しています。

超高純度な材料から小さな結晶ができるため、「量子ドット」という名称が生まれました。これは、実際の結晶の大きさとは関係ない、純粋な商業的名称である。

現在、このようなスクリーンは、LEDディスプレイのトップバーとなっています。何しろ、約10億の色合いを表示できるのですから。

OLED(Organic Light Emitting Diode)ディスプレイ

有機発光ダイオードは、新しい技術で開発されたディスプレイです。LEDディスプレイは、画面を後ろからバックライトで照らすことで画像を表示する。
 有機ELディスプレイでは、有機ELを画面上に配置し、各サブピクセルを発光させることで、光束を作り出しています。バックライトを使用しないため、色彩が鮮やかになり、黒が際立つというメリットがあります。デメリット – 製造が複雑なため、これらの画面の価格、焼損(有機LEDは時間の経過とともに明るさを失う)、および低輝度、またはむしろ明るさは、優れたことができます。それでも、ディスプレイの寿命と明るさのバランスがとれていれば、助かりますね。

2022年まで、LGは有機ELテレビの大画面技術の唯一の所有者でした。しかし、2022年以降、サムスンが有機ELディスプレイで市場に参入してきた。これは、テレビの話をする場合である。そこで出てきたのがQD有機ELディスプレイです。

有機EL – 各ピクセルがLEDで、LGは各ピクセルに4つのサブピクセルを搭載しています。
3つのメイン(緑、赤、青)と、画像の輝度を上げるための白が追加されています。
QD-OLEDはサムスンが開発したもので、各サブピクセルは有機LEDですが、1色で、その前に量子ドット材料の膜を配置して3原色を作り出しています。QD-OLEDパネルは、1つの画像画素に3つのサブピクセルしかありません。そのため、サムスンは画像の輝度を上げ、LEDパネルに見合った輝度にした。

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