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● 導入
● 必要な材料
● 段階的な指示
● DIYチュートリアル：Arduinoで基本的なLCDディスプレイ回路を構築する
>> コンポーネント
>> ステップ
● 結論
● よくある質問
>> 2。伊藤コーティングガラスとは何ですか？なぜLCDで使用されるのですか？
>> 4.カスタムLCDの一般的なアプリケーションは何ですか？
>> 5.既製のディスプレイを使用するのに対して、カスタムLCDを構築することの利点と短所は何ですか？
● 引用
液晶ディスプレイ（LCD）は、スマートフォンやラップトップの画面から車や電化製品のディスプレイまで、どこにでもあります[2] [13]。彼らは現代生活の不可欠な部分になり、情報を表示するための多目的でエネルギー効率の高い方法を提供しています。しかし、これらのディスプレイがどのように作られているのか疑問に思ったことはありますか？ LCD画面を構築すること は困難な作業のように思えるかもしれませんが、適切な知識、素材、ツールを使用すると、独自のカスタムLCDをゼロから作成することができます[3] [6]。
この包括的なガイドでは、基本的なLCD画面を構築するプロセス、LCDテクノロジーの背後にある原則、必要な材料、および独自のディスプレイを組み立てるための段階的な指示を説明します。あなたがDIY愛好家であろうと、学生が電子機器について学んでいるか、物事がどのように機能するかについて単に興味を持っているかどうかにかかわらず、この記事はLCD構造の詳細な理解を提供します[3]。
建設プロセスに飛び込む前に、LCDテクノロジーの背後にある基本原則を理解することが不可欠です[2] [13]。 LCDは、従来の液体と固体結晶の特性を示す物質である液晶を使用して光を調節することにより機能します。これらの液晶は電界によって整列し、光が通過またはブロックできるようにします[2]。
主要なコンポーネントと概念の内訳は次のとおりです。
- 液晶： これらはディスプレイの中心です。それらは、方向を変更することで電界に反応し、それがそれらを通過する光の偏光に影響します[2]。
- 偏光フィルター： これらのフィルターは、特定の方向に振動する光波のみを許可します。 LCDは、互いに90度に向けられた2つの偏光フィルターを使用します。液晶が揃っていない場合、最初のフィルターは光を分極し、液晶は光を90度並べ、光は2番目のフィルターを通過します。液晶が電界によって整列されている場合、それらは光をひねらせず、光は2番目のフィルターによってブロックされます[2]。
- 電極： これらは、しばしばインジウムスズ酸化物（ITO）で作られた透明で電気的に導電性層であり、液晶を整列させる電界を作成します[2] [9]。特定の電極に電圧を適用することにより、LCDのどの領域が明るいまたは暗いかを制御し、画像またはテキストを作成できます[9]。
- ガラス基板： これらは、すべてのコンポーネントを一緒に保持するサポート層です。液晶、偏光フィルター、および電極はすべてこれらのガラス基板に取り付けられています[5]。
- カラーフィルター： カラーLCDでは、各ピクセルは赤、緑、青色のフィルターを備えたサブピクセルに分割されます。各サブピクセルの強度を制御することにより、広範囲の色を生成できます[2]。
- バックライト： LCDSは放出するのではなく光を変調するため、ディスプレイを表示するためにバックライトが必要です。これは、蛍光ランプ、LEDアレイ、または別の光源です[5]。
独自の基本的なLCD画面を構築するには、次の資料が必要になります[1]。
- ガラススライド：顕微鏡スライドまたは伊藤コーティングされたガラススライドは、基質として使用できます[3]。事前にコーティングされたガラスは、オンラインで簡単に入手できます[3]。
- 偏光フィルター：これらはオンラインで購入するか、古いLCD画面から回収できます[2]。
- 液晶材料：これは、特殊なサプライヤーから入手できます[5]。
- 導電性コーティング（酸化インジウム - ITO）：事前にコーティングされたガラスを使用していない場合は、透明な導電性コーティングを適用する方法が必要です[3]。
- ワイヤー：LCDモジュールをArduinoボードに接続するためのジャンパーワイヤ[1]。
- シーラント：LCDのエッジを密封し、液晶材料が漏れないようにします[5]。
- スペーサー：ガラススライド間の一貫したギャップを維持する[5]。
- 電極コネクタ：LCDモジュールのデータピンをArduino [5]に接続します。
-ARDUINOUNO：[1]
-LCDディスプレイモジュール（Arduinoと互換性）：[1]
-I2Cモジュール：[1]
-USBケーブル（Arduinoをコンピューターに接続する）：[1]
- ダブルバッテリーホルダー：[1]
-3.7Vの2バッテリー：[1]
基本的なLCD画面を構築する手順は次のとおりです。
- ガラスのスライドを徹底的に掃除して、汚れや汚染物質を取り除きます[5]。
- 伊藤コーティングガラスを使用していない場合は、透明な導電性コーティングを塗布する必要があります。これは、スパッタリングと呼ばれるプロセスを通じて実行できますが、事前にコーティングされたガラスを購入する方が簡単です[3]。
- LCDで作成する電極パターンを設計します。これは、数値ディスプレイの単純なセグメント、またはグラフィックディスプレイのより複雑なパターンである可能性があります[5]。
- フォトレジストとエッチングプロセスを使用して、伊藤コーティングガラスに電極パターンを作成します。または、レーザーカッターを使用したり、鋭いブレードを使用してパターンを手動で使用したりすることもできます[5]。
- ガラス基板の1つの端の周りにシーラントの薄い層を塗り、液晶材料を満たすために小さな開口部を残します[5]。
- ガラス基板の間にスペーサーを配置して、一貫したギャップを維持します。ギャップの厚さはLCDのパフォーマンスに影響を与えるため、正確にすることが重要です[5]。
- 2つのガラス基板を慎重に整列させ、それらを一緒に押して、シーラントが良好なシールを作成するようにします[5]。
- LCDアセンブリをわずかに加熱して、液晶材料をより液体にします[5]。
- シリンジまたはドロッパーを使用して、シーラントの開口部を通る液晶材料を隙間に注意深く注入します[5]。
- ギャップが埋めたら、より多くのシーラントで開口部を密封します[5]。
- 偏光フィルターをガラス基板のサイズに切ります[2]。
- 偏光フィルターをガラス基板の外面に注意深く整列させ、取り付けます。偏光軸が互いに90度に向けられていることを確認してください[2]。
- トランスミッシブLCD（バックライトが必要なもの）を作成する場合は、LCDの背後にバックライトパネルを追加できます[5]。
- バックライトを電源[5]に接続します。
-LCDディスプレイモジュールをArduino [1]に接続します。
-LCDモジュールのデータピンをArduino [1]に接続します。
-Arduino [1]にコードをアップロードします。
-LCDディスプレイ回路[1]をテストします。
「Arduinoを使用した基本的なLCDディスプレイ回路の構築」は、LCDディスプレイモジュールを使用してテキストメッセージを表示する単純な回路を作成するプロセスをガイドするDIYチュートリアルです[1]。このチュートリアルでは、Arduinoボード、LCDディスプレイモジュール、ジャンパーワイヤ、USBケーブル[1]など、プロジェクトを完了するために必要な資料をカバーしています。このチュートリアルでは、LCDモジュールとArduinoを接続し、LCDモジュールのデータピンをArduinoに接続し、コードをArduinoにアップロードし、回路をテストするなど、プロセスの各ステップを使用します[1]。チュートリアルの終わりまでに、必要なメッセージを表示するためにカスタマイズできる機能するLCDディスプレイ回路があります[1]。
-ARDUINOUNO [1]
-LCDディスプレイモジュール（Arduinoと互換性）[1]
-I2Cモジュール[1]
- ジャンパーワイヤ[1]
-USBケーブル（Arduinoをコンピューターに接続する）[1]
- ダブルバッテリーホルダー[1]
-3.7Vの2つのバッテリー[1]
1. LCDディスプレイモジュールをArduino [1]に接続します。
2. LCDモジュールのデータピンをArduino [1]に接続します。
3.コードをArduino [1]にアップロードします。
4. LCDディスプレイ回路[1]をテストします。
- 表示タイプ： 正またはネガティブなディスプレイが必要かどうかを判断します[6]。ポジティブディスプレイは暗い文字を持つ明るい背景を持っていますが、ネガティブディスプレイには明るい文字の暗い背景があります[6]。
- 照明方法： 照明法[6]を決定します。オプションには、反射性（周囲光を使用）、トランスミッシブ（バックライトが必要）、および転写（両方の組み合わせ）[5]が含まれます。
- 運転手法： 適切な運転手法を選択します[6]。ダイレクトドライブはよりシンプルですが、より多くのピンを必要としますが、マルチプレックスドライブはピンの数を減らしますが、複雑さを増加させます[6]。
- 偏光タイプ： 適切な偏光タイプ[6]を選択します。オプションには、透過性、反射性、および転写偏光偏光子が含まれます[2]。
- 接続方法： 接続方法を決定します[6]。オプションには、はんだ付け、コネクタ、導電性ゴムストリップが含まれます[1]。
独自のLCD画面をゼロから構築することは、挑戦的でありながらやりがいのあるプロジェクトです。 LCDテクノロジーの原則を理解し、このガイドで概説したステップに従って、特定のニーズに合わせたカスタムディスプレイを作成できます。シンプルな数値ディスプレイまたはより複雑なグラフィックディスプレイを構築する場合でも、このプロジェクトから得られる知識とスキルは非常に貴重です[3] [6]。
偏光フィルターは、LCDにコントラストを作成するために不可欠です[2]。それらは、特定の方向に振動する光波のみを許可します。 90度の偏光フィルターを互いに互いに向け、液晶を使用して光の偏光を制御することにより、LCDは光を選択的にブロックまたは送信し、ディスプレイに暗い領域または光領域を作成できます[2]。
伊藤コーティングされたガラスは、インジウムスズ酸化物（ITO）の薄い層を持つガラスです[3] [9]。 ITOは、LCDの電極を作成するために使用される透明で電気的に導電性材料です。これらの電極は、電界を液晶に適用するために使用されます。液晶は、それらのアライメントを制御するため、したがって、[9]を通過する光の量を制御します。
カラーLCDは、モノクロLCDと同様の原理を使用しますが、カラーフィルターを追加します[2]。各ピクセルは、赤、緑、青色のフィルターを備えたサブピクセルに分割されます。各サブピクセルの強度を制御することにより、広範囲の色を生成できます。人間の目は、これらのサブピクセルの色を混ぜ合わせて、各ピクセルの単一の色を知覚します[2]。
カスタムLCDは、産業機器、医療機器、自動車ディスプレイ、家電など、幅広いアプリケーションで使用されています[6]。標準のLCDが製品の特定のサイズ、形状、または機能の要件を満たしていない場合に特に役立ちます[6]。
カスタムLCDの構築の利点には、サイズ、形状、機能などの特定のニーズに合わせたディスプレイを作成する機能が含まれます[6]。また、大規模な生産の実行により費用対効果が高くなる可能性があります[6]。短所には、機器と材料への初期投資の増加、専門的な知識とスキルの必要性、および開発時間が長くなることが含まれます[6]。
[1] https://www.youtube.com/watch?v=e8bxdkoiusg
[2] https://www.youtube.com/watch？v = gx-jvoofyhs
[3] https://hackaday.com/2016/06/17/how-to-make-a-custom-lcd-from-scratch/
[4] https://docs.arduino.cc/learn/electronics/lcd-displays
[5] https://www.secomp.com/resources/lcd-construction
[6] https://circuitdigest.com/article/everything-you-need-to-know-to-cusgind-build-your-custom-custom-lcd-displays
[7] https://core-electronics.com.au/guides/use-lcd-arduino-uno/
[8] https://www.freepik.com/free-photos-vectors/lcd-monitor
[9] https://hackaday.com/2013/12/02/crafting-a-liquid-crystal-display/
[10] https://www.instructables.com/tutorial-7-the-lcd-screen-liquid-crystal-display/
[11] https://www.istockphoto.com/photos/liquid-crystal-display
[12] https://www.instructables.com/lcd-display-tutorial/
[13] https://www.elprocus.com/ever-wondered-lcd-works/
