その製品にとって、最適なモノクロ液晶の選定方法とは？
「製品の用途/使用環境」に合わせて「液晶の種類」や「部品の仕様」を決めることで、「十分な性能の確保」を行いつつ、「価格を抑える」ことが可能です。
以下では、「液晶の種類」や「部品の仕様」の決定の基準を解説いたします。
紹介する要素を全て決めておく必要はありませんが、事前に考慮しておくことで、製品の選定/部品調達がスムーズに進むと思われます。
STEP1 表示部分の部品の選定
はじめに、表示部分に関する液晶の仕様を決定していきます。
標準品･カスタム品、どちらの場合でも下記の3つの項目でいずれかをお選びください。
液晶モードによる見え方の比較
下記の3つの項目をデモ機による画像と一緒に表にしております。
こちらの液晶のデモ機の貸し出しを行っておりますので、実物を見てみたい方はお気軽にご連絡ください。
| (1)液晶モード | (2)ネガ・ポジ | (3)反射型or半透過型（バックライトOFF） | (3)透過型or半透過型（バックライトON） |
|---|---|---|---|
| TN/HTN | ポジ |  |
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| ネガ | 非対応 |  |
|
| STN | Grayモード ポジ |
 |
 |
| YGモード ポジ(YG LED) |  |
 |
|
| Blueモード ネガ |
非対応 |  |
|
| FSTN/DFSTN | ポジ |  |
 |
| ネガ | 非対応 |  |
|
| マルチカラーバックライト |  |
||
(1)液晶モード
液晶モードには基本形のTNから、視野角とコントラストと色付きを向上させた順に、TN→HTN→STN→FSTN→DFSTNがあります。
さらに視野角を改善させた垂直配向タイプ(VA/MVA)があります。見えやすさとコストは比例しますので、用途・予算に応じて適切なモードを選択します。
(2)ネガ／ポジ表示
背景色と文字色の組み合わせを選びます。
1.「ポジティブ(ポジ)」:表示文字が黒／消灯時は白になるモード
2.「ネガティブ(ネガ)」:表示文字が白／消灯時は黒になるモード
※ネガ表示はコントラストが高く見えやすくなりますが、バックライトの無い反射型は使用できなくなります。
(3)偏光板タイプ
偏光板には3タイプあり、用途や使用場所によって、適したものを選定します。
１.透過型(暗所向け):バックライトで常に明るくできるため、暗所でも問題なく使用できます。ただし、消費電力は増えます。
２.反射型(明るい場所向け):外光を光源とし、バックライトを削減できるため、薄く・軽く・低電力です。
３.半透過型(全般的に対応):透過と反射の両方の特性を併せ持ち、オールラウンドに使用できます。
その他の仕様
・視角方向
液晶は特性上、視野角が非対称になります。そのため、見えやすい方向を時計に例えて3時／6時／9時／12時のいずれかに設定して製作します。視角方向とは逆方向からは見えづらくなります。
・カラー印刷
LCDガラスにカラー印刷を追加できます。特定セグメントを着色させたり、枠印刷などが可能です。
・複数のカラーをプリントした画面
・黒で枠をプリントした画面
STEP2 表示部分以外の周辺部品の選定
液晶ガラスへの接続方法
主にLCDドライバーICをLCDに搭載しない場合の接続方法ですが、ドライバーICをCOG実装する場合でもこれらの方法になります。
| 接続方法 | イメージ図 |
|---|---|
| 1.金属ピン 1.27/1.5/2.0/2.54mmピッチが選択可能です。 ストレート形状の他、ストッパー付、 曲げ付などの形状もあります。 |
   |
| 2.ガラス端子のみ お客様のプリント基板とLCD端子間を 異方性導電ゴム等で接続頂く方法です。 |
 |
| 3.FPC 多ピンの場合、またコネクタ接続を要望の場合に適しています。 |
 |
LCDドライバーIC実装方法
LCDドライバーICの種類によりますが、実装方法でLCDモジュール構造が大きく変わります。
ドライバーICの一覧はこちらをご覧ください
| 実装方法 | イメージ図 |
|---|---|
| 1.COB(Chip On Board)実装 プリント基板にドライバーICを実装し、異方性導電ゴムでLCDと接続する構造です。 プリント基板に設計自由度があるため作りやすいですが、 ある程度のモジュール厚みが必要になります。 |
 |
| 2.COG(Chip On Glass)実装 LCDガラス上にドライバーICを実装する構造です。 モジュールの厚みを薄く出来ますが、IC実装部分の額縁が大きくなります。 |
 |
| 3.COF(Chip On FPC)実装 FPC上にドライバーICを実装し、そのFPCをLCDに接続する構造です。 モジュールの厚みを薄く出来るだけでなく、折り曲げることで額縁狭く出来ますが、 コストは高めです。 |
 |
駆動方式
画素数が多い場合、制御配線本数を削減するために1フレーム(１画面の走査期間)を時分割して走査します。時分割のことをデューティー(Duty)と呼び、1/1(スタティック駆動)、1/2, 1/3, 1/4 … と分割するほど配線本数は減りますが、液晶への電圧印可時間が短くなるため、視野角やコントラストは低下する傾向にあります。使用するドライバー(コントローラー)の端子数が許容出来る限り時分割数は小さくしておくことを推奨します。
駆動電圧
液晶駆動電圧はデューティー数とバイアスに依存して性能維持のために下限がありますが、1/4デューティー1/3バイアスの場合、3V程度でも問題ありません。高いデューティーの場合、高い駆動電圧が必要ですが、昇圧回路を内蔵したドライバー等を用いて3V電源でも駆動させることが出来ます。 通信ロジック電圧と液晶駆動電圧の両方に注意が必要です。
温度範囲
動作温度範囲として、以下の3つがあります。用途に応じてご相談ください。
・一般グレード(0～50℃)
・広温度範囲グレード(-20～70℃)
・高温高湿対応グレード
なお、液晶は温度特性を持ちますので、室温を基準に記載している光学性能は、低／高温下では異なります。
最後に
以上で液晶の選定方法についての解説を終わります。
御社の液晶選定の参考にしていただければ幸いです。
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