状来の液晶ディスプレイは、その軽量性と鮮やかな色彩特性により、テレビ、ノートパソコン、携帯電話、サイネージにおいて主流のカラー表示技術となりました。カーボン排出量削減の必要性が迫る中、2050年のカーボンニュートラル目標が近づいているため、カラーディスプレイは持続可能で低排出の表示技術へと移行する必要があります。そのため、カラー電子ペーパーはLCDに対する最も環境に優しい技術となります。
従来の液晶ディスプレイとコレステリック液晶ディスプレイの電子ペーパーの特徴を比較し、エネルギー消費が少なく持続可能なカラーディスプレイを選ぶための情報をお届けします。
LCDの基本原理
従来のLCDは通常、バックライト、縦および横の偏光板、カラーフィルター、液晶から構成されています。バックライトモジュールはディスプレイに光源を提供し、液晶は二つの偏光板を通過する光を調整して異なるグレースケールを生成します。その後、カラーフィルターが光を混ぜ合わせてさまざまな色を作り出します。
R（赤）、G（緑）、B（青）のサブピクセルが調和して混ざり合うことで、液晶ディスプレイは1600万色以上を表現し、携帯電話、テレビ、ノートパソコンにおいて鮮やかな色合いを提供します。
ChLCDカラー電子ペーパーの基本原理
コレステリック液晶（ChLCD）電子ペーパーは、赤、緑、青の三層から成るディスプレイを特徴としています。電場が液晶の回転を調整し、二つの安定した状態の間で変化します。
- 平面状態（プレーナー）において、液晶分子は規則的に配列され、特定の波長の光を反射して色を形成することができます。
- フォーカルコニック状態は液晶粒子の配列により光が透過し、その層の下にある色を表示します。
ChLCDは、RGB層の反射を個別に調整することで、LCDと同様に1600万色以上を表示することができますそのため、ChLCDはLCDスクリーンと同じくらい鮮やかな色彩を持っています。
液晶ディスプレイの利点
LCDの特性
- ディスプレイのバックライトは、薄暗い環境で高コントラストを実現します。
- 応答時間が速いため、LCDは60Hz以上のリフレッシュレートで動画を再生できます。
LCDは、スマートフォン、ノートパソコン、ディスプレイ、テレビなど、一般的な消費者向け電子機器の画面に広く見られます。
コレステリック液晶（ChLCD）カラー電子ペーパーの利点
コレステリック液晶カラー電子ペーパーの特性
- ChLCDは双安定性の特性を持つため、画面書き換え時にのみ電力を消費します。静止画像を維持するためには電力を必要としません。
- その反射特性は、明るい環境において表示のコントラストが高まり、太陽の下でも画像が鮮明に見えることを意味します。
- 本製品は光源を内蔵していないため、ブルーライトを発することがありません。これにより、目にとって優しい設計となっております。
- ChLCDは様々な色を反射する際約10%から30%の光が透過するため、この特性を利用して、ディスプレイの最下層に太陽光発電パネルを組み込むことで、再生可能エネルギーを生成し、ディスプレイに供給することができ、結果としてゼロカーボンのInfinityディスプレイを実現します。
したがって、ChLCD電子ペーパーは、目に優しい電子書籍リーダーや環境に優しい液晶ディスプレイに適しています。
屋内環境におけるLCDと電子ペーパーの色彩表現の違い
LCDのバックライトは屋内で高コントラストの画像を 表示しますが、屋外では太陽の明るさに対抗するのが難しいです。そのため、LCDは晴れた日には通常、暗く見えます。一方、カラー電子ペーパーは周囲の光を反射して画像を表示するため、明るい環境ではより明るく見え、特に太陽の下で最も優れた性能を発揮します。
照度計を用いて異なる強度のLED室内光源を測定し、LCDとChLCDを比較しました。、事前にiPadの画面の明るさを最高の設定に固定しました。
低照度（5,000 lx未満）条件ではLCDの画像がより見やすく、対照的にカラー電子ペーパーは明るいLED光（5,000 lx以上）を受けると、より鮮明に見える傾向があります。
太陽光下における液晶ディスプレイ（LCD）と電子ペーパーの色彩表現
2つのスクリーンを直射日光の下に置くと、窓向きの設定（20,000 lx）と部分的に曇った屋外（75,000 lx）では、iPadのバックライトが太陽光の影響で、ほとんど詳細が見えなくなります。
一方でコレステリック液晶（ChLCD）ディスプレイは日光を効果的に反射し、鮮明な色を生み出すことに屋外用デジタルサイネージに最適な技術です。
液晶ディスプレイ（LCD）と電子ペーパーの電力消費に関する比較
300ニットのテレビと比較すると、屋外用液晶ディスプレイ（LCD）は太陽の下で視認できるために通常3,000ニット以上の明るさが必要です。そのため、屋外ディスプレイはテレビの3倍のエネルギーを消費して運用されることが一般的です。もし55インチの屋外ディスプレイがコレステリック液晶（ChLCD）ディスプレイを使用し、5分ごとに画像を更新する場合、定格電力は液晶ディスプレイ（LCD）の1%未満しか消費しません。
総合的に見ると液晶ディスプレイ（LCD）は屋内での映像再生に適しているのに対し、コレステリック液晶（ChLCD）電子ペーパーはカラー電子書籍リーダーや屋外のエネルギー効率の良いデジタルサイネージにおいてより良い選択肢となります。
カラー電子ペーパーの応用についてさらに詳しく知りたい場合は、ぜひご連絡ください。