4K・8K・ディスプレイ

液晶にはIPSとVAとTNがある!それぞれの特徴は?

投稿日:2018年3月24日 更新日:

最近は有機ELが注目されることが多いようですが、世の中のテレビ、スマホ、パソコンなどのディスプレイでは圧倒的に液晶ディスプレイが使われています。長年の研究開発により高画質の液晶ディスプレイが、(他のディスプレイに比べて)安く販売されているためです。現在販売されている液晶ディスプレイは、主にIPS、VA、TNの3つのタイプ(モード)です。これらについて解説します。

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液晶にはIPSとVAとTNがある!

液晶ディスプレイの分類にはいくつかの観点があります。その中で使用されている液晶分子の配列・動作機構の観点からの分類が、IPS、VA、TNです。

IPSは、「In Plane Switching」の略です。棒状の液晶分子を基板と平行な面内に平行に配列させ、電界を印加した時に基板と平行な面内で分子を回転させる。電界のオン/オフにより、液晶層を通過する光の受ける複屈折が変わり、偏光方向が回転するため、その上に配置された偏光板を透過/遮光させることができます。

VAは、「Vertical Alignment」の略です。VAモードでは、電界印加していない時に棒状の液晶分子が基板に垂直な方向に配光しています。これに電界を印加すると液晶分子が基板におおよそ平行な面内に配向します。IPSモードと同様に、電界のオン/オフにより、液晶層を通過する光の受ける複屈折が変わり、偏光方向が回転するため、その上に配置された偏光板を透過/遮光させることができます。

TNは、「Twisted Nematic」の略です。TNモードでは、棒状の液晶分子が下側の基板から上側の基板に向かって90度ねじれるように配列しています。上下の基板近くの配向方向が偏光板の透過軸方向と平行になっていて、液晶の旋光性によってねじれに沿って偏光方向が回転します。電界を印加すると棒状の液晶分子が基板に垂直な方向に立ち上がり、旋光性が失われるため、偏光方向が回転しなくなり、偏光板により遮光されます。

このように液晶分子の配列(配向形式)と電界による動き方によって、IPS、VA、TNに分類されるわけです。

液晶のIPSの特徴は?

IPSモードの液晶ディスプレイの最大の特徴は、視野角が広いことです。これは棒状の液晶分子が常に基板と平行な面内に配向していることに依ります。視野角が広いということは、単純に斜め方向からもディスプレイの表示画像が見えるというだけでなく、正面方向と同じ色で見えるということを意味します。

視野角が広いという特性は、液晶ディスプレイにおいては極めて重要な特性で、これにより液晶ディスプレイを搭載したiPhoneにはIPSモードが採用されています。パナソニックのテレビなどにもIPSモードが採用されています。

IPSモードは優れた液晶モードですが、弱点はVAモードやTNモードに比べてコントラストが低いことです。コントラストとは、白表示と黒表示の輝度の比のことです。つまり、画面内で一番明るい画素と一番暗い画素の輝度差をつけにくくなり、メリハリの効いた画像を表示し難くなります。


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液晶のVAの特徴は?

VAモードの液晶ディスプレイの最大の特徴は、正面コントラストが高いことです。メリハリの効いた画像表示が可能で、ソニー、シャープ、東芝のテレビなどに採用されています。弱点は視野角がIPSモードに比べて狭いこと。視野角が狭いと言ってもかなり斜め方向からも画面は見えますが、正面と斜め方向の色の差が大きくなります。特に黑表示において、正面では黑なのに、斜めから見ると色付いて見えることがあります。しかし、それほど斜めから見ないならば非常に綺麗な画像が楽しめます。

液晶のTNの特徴は?

TNモードの液晶ディスプレイの最大の特徴は、コストが安いことと、応答速度が速いことです。また弱点はVAモードに比べてもさらに視野角が狭いことです。そのため30インチ以上の大型のテレビにはほとんど用いられず、主にデスクトップやノートパソコンに用いられています。パソコンの場合は、通常1人で正面から画面を見るためです。またハイエンドのゲーマーは、高速応答性のためにTNモードのモニターを選ぶ人がいるようです。

最近は、スマホやタブレットにIPSモードの液晶が使われて価格も以前よりは下がっているため、少しずつハイエンドのパソコンのモニターはTNモードからIPSモードなどに置き換わりつつあります。

まとめ

液晶ディスプレイの主要なモードであるIPS、VA、TNについて紹介しました。それぞれの特徴を理解した上で、実際に自分の目で確認し、好みのものを選びましょう。

液晶テレビなどの関連記事のまとめは、記事「4Kテレビ・コンテンツ・ビデオカメラと液晶・8K放送のまとめ」をご覧ください。

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