TN方式の構造 ― ねじれが「表示」を生み出す基本設計
TN方式は、
「ねじれた分子」と「偏光板の向き」で成り立っています。
「ねじれた分子」と「偏光板の向き」で成り立っています。
TN方式の基本構造（層構成）
TN（Twisted Nematic）方式の液晶は、 非常に規則的な積層構造をしています。
上から順に並べると、次の通りです。
・ 偏光板（上）
・ ガラス基板（透明電極付き）
・ 液晶層（分子が90度ねじれ）
・ ガラス基板（透明電極付き）
・ 偏光板（下）
・ 反射板 または バックライト
・ 偏光板（上）
・ ガラス基板（透明電極付き）
・ 液晶層（分子が90度ねじれ）
・ ガラス基板（透明電極付き）
・ 偏光板（下）
・ 反射板 または バックライト
この構造自体は、 現在主流のグラフィック液晶（IPS・VA）とも 基本骨格は共通です。
「ねじれ」はどこで作られているのか
TN方式の最大の特徴は、 液晶分子が最初から90度ねじれて配向している点です。
これは偶然ではなく、
・ 上下ガラス基板に
・ 配向膜（ラビング処理）を施し
・ 分子の向きを意図的にずらす ことで作られています。
・ 上下ガラス基板に
・ 配向膜（ラビング処理）を施し
・ 分子の向きを意図的にずらす ことで作られています。
つまりTN方式は、 構造段階で「ねじれ」を仕込んでいる方式です。
偏光板との関係
TN方式では、 上下2枚の偏光板が90度ずらして配置されます。
ここが重要です。
・ 液晶分子のねじれ角：90度
・ 偏光板の角度差：90度
・ 液晶分子のねじれ角：90度
・ 偏光板の角度差：90度
この一致によって、
・ 電圧OFF → 光が回転して通過
・ 電圧ON → 光が回転せず遮断
という、 非常に効率の良い表示制御が可能になります。
・ 電圧OFF → 光が回転して通過
・ 電圧ON → 光が回転せず遮断
という、 非常に効率の良い表示制御が可能になります。
電極構造と表示形状
TN方式そのものは、 表示形状を決めません。
形を決めているのは、 ガラス基板上の透明電極です。
・ セグメント液晶 → 数字・記号の形に電極形成
・ グラフィック液晶 → ドット（画素）状に
電極配置 TN方式は、 「どう表示するか」ではなく 「どう光を制御するか」の構造です。
・ セグメント液晶 → 数字・記号の形に電極形成
・ グラフィック液晶 → ドット（画素）状に
電極配置 TN方式は、 「どう表示するか」ではなく 「どう光を制御するか」の構造です。
なぜ構造がシンプルなのか
TN方式は、
・ 薄膜トランジスタ（TFT）が不要
・ 駆動回路が単純
・ 部品点数が少ない
という特徴があります。
・ 薄膜トランジスタ（TFT）が不要
・ 駆動回路が単純
・ 部品点数が少ない
という特徴があります。
そのため、
・ 低コスト
・ 低消費電力
・ 長寿命
という、 家電・計測器文化に合った特性を持ちます。
・ 低コスト
・ 低消費電力
・ 長寿命
という、 家電・計測器文化に合った特性を持ちます。
一覧で整理
| 構成要素 | TN方式での役割 |
|---|---|
| 偏光板 | 光の通過／遮断を決定 |
| ガラス基板 | 電極と液晶を保持 |
| 液晶層 | 90度ねじれて光を回転 |
| 透明電極 | 表示形状を定義 |
| 反射板／BL | 光源 |
まとめ
・ TN方式は90度ねじれ構造が核心
・ 偏光板と角度が対応している
・ 表示形状は電極で決まる
・ 構造が単純で低消費電力
・ 現在も特定用途で有効
・ 偏光板と角度が対応している
・ 表示形状は電極で決まる
・ 構造が単純で低消費電力
・ 現在も特定用途で有効
名言 「単純な構造ほど、長く使われ続ける。」
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