👨‍🏫 15. エネルギーと情報－ディスプレイとエレクトロニクス―

• 直視型
  • CRT
  • フラットパネル
    • 非発光型
      • 電子ペーパー
      • LCD
      • ECD
    • 自然光型
      • PDP
      • EL
      • FED
• 投射型
• 空間像型

画像や動画を 出力 するには、 ディスプレイが必要です。 テレワークや電話に必須。 ^{1 ) 2 )}

ディスプレイ、キーボード等とコンピュータの組み合わせをＶＤＴ機器と言い、 「VDT機器」を使用して、データの入力・検索・照合等、文章・画像等の作成・編集・修正等、プログラミング、監視等を行う作業を「ＶＤＴ作業」といいます ^{3 )} 。 ＶＤＴ作業をするときは、照明を 点検し、休息を取りましょう。

廃棄するときは、 粗大ごみ です。

• 7.4. 表示材料, p.191
  山下正通、小沢昭弥. 現代の電気化学 . 丸善,2012-4-1 （ 参照 2021-7-2 ） .
• 7.6.1. 有機ELディスプレイ, p.202
  野村正勝・鈴鹿輝男. 最新工業化学―持続的社会に向けて― . 講談社サイエンティフィク,2004-4-20 （ 参照 2021-7-2 ） .
• 2.3. 液晶パネルのつくり方, p.28
  松林光男、渡辺弘. イラスト図解　工場のしくみ . 日本実業出版社,2004-8-1 （ 参照 2006-10-23 ） .
• ○森田 茉季,楡木 崇仁,高塚 知行,立花 和宏,仁科 辰夫,米竹 孝一郎. 液晶場をプローブとした炭素導電助材の表面官能基の評価 . 電気化学会第77回大会, 富山大学五福キャンパス（富山市五福3190) . 2010.

（液晶ディスプレイを磨きながら感慨深げな楡木くん） ナレーション（ぼくの名前は、楡木・・・山形大学大学院の２年生。 栃木県出身の僕が この山形に来て、もう６年かぁ…。　 いろんなことがあったな･･･。 へへっ… ちょっとセンチメンタルになっちゃったぜっ） （様子を伺う感じで）こんにちは～ あぁ、須貝さんですか。こんにちは。 なんだか感慨深げでしたね？ 無事、研究論文も書き上げて、あとは卒業式を待つばかりですからねー お世話になったこの液晶ディスプレイともあと少しでお別れかと思うとね… そっか。もうすぐ卒業だもんね。（しみじみ・・・） ところで楡木君、大学ではいったい何の研究してたんですか？ え？だからこの液晶ディスプレイ・・・ へ？このフツーにお店で売ってる液晶ディスプレイ？ そ！このフツーにお店で売ってる液晶ディスプレイ。

ピカッとさいえんす「 液晶ディスプレイ 」

8Kが来た。オリンピック、医療、アニメ、ゲーム、自然、高精細を活かす市場は何か？

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^{5 )}

© 2010 HPC, NCV, K.Tachibana ^* C1 Lab.

ライトバルブ方式の 液晶ディスプレイでは、 RGBのカラーフィルターで色彩を表現しています。 耐候性から 色素材料には 顔料が使われています。

カラーフィルターは 半導体と同様にフォトリソグラフィー工程で作られます。

ガラス基板に電極を形成します。

ほかの人のディスプレイと色の鮮やかさが同じかどうか見較べてみましょう。 また色覚には個性があります。 色覚異常を持つ方も、できれば積極的にコミュニケーションをとってディスプレイと色についての議論を交わしましょう。 ビット深度と解像度が上がれば、より鮮明になります。

© 2012 HPC, NCV, K.Tachibana ^* C1 Lab.

⑮ エネルギー化学

光は 電磁波 です。

減法混色は ^{7 )} 、 カラー印刷の プロセスカラーや CMOSイメージセンサの 補色カラーフィルタ * に使われます。

染料 でも 顔料でも、キ、アカ、アイ、スミの４色を混色します。

作用極のほかに作用電極、試料極、試料電極などと呼ばれることもあります。 注目している電極です。

ITOは、 酸化インジウム(III) (In2O3) と酸化スズ(IV) (SnO2) の無機混合物です。

エネルギーは、 物質の 物性や、物質の 界面の特性を利用して 変換できます。

情報は、人間に意思決定させ、行動を起こさせる何かです。 人間が行動を起こさなければ、それはただの データです。 情報は、人間が直接 認識します。 電子的方式、磁気的方式などで 記録 された データは、 ディスプレイや スピーカーなどで 出力することで、人間が直接 認識できる情報になります。 「電磁的記録」されたデータを 認識できる情報にするには、 エネルギーを使います。 情報量に応じて 熱エネルギー（廃熱）が発生します。

また、アナログ情報とデジタル情報があります。

マス・プロダクトや 建築材料のように大量に物質量が求められる製品と、 機能性材料や ファインケミカルズと呼ばれる、量はわずかでも機能が求められる製品がある。

電気も電気エネルギーを取り扱う強電と、通信などを取り扱う弱電がある。 通信は情報を送れればいいのであって、エネルギーを送りたいわけではない。

学術情報基盤センター https://ftp.yz.yamagata-u.ac.jp/運用実績より。 通信速度は、実質1Gbps平均です。設計上の最大速度は5Gbpsです．

キャンパスのユーティリティとしての 学術情報基盤センターが消費する電力。

備忘。 7号館のパネルの面積は，忘れました．図面見て計算します． 10kW分のパネルです．7号館は，10kWのシステムが4台，並列でつながっています＜パワコン4台 そのうちの1台が 学術情報基盤センター 米沢分室に送電されています．太陽光の電池は， リチウム電池15kWhです44,730,000円

シャノンの理論によれば、情報量は、 エントロピーであり、実際、情報の 通信や維持には、熱エネルギーが発生する。

ビットは２進数を取り扱う デジタルコンピュータの情報量の単位としても使います。

エントロピーSは、系の取りえる状態の数Wの対数に比例します。 熱エネルギーは、温度とエントロピーの積なので、エントロピーの単位はJ/Kになります。 系の取りえる状態の数Wの対数はbitというデータ量（情報量）の単位で表現することもあります。

ディスプレイ、メモリー、電磁石といった複数の状態を取りえるモノでは、ひとつの状態を維持するには、熱は、モノから外界へと移動しなければなりません。廃熱が必要です。いいかえれば、 情報量が多ければ多いほど発熱を伴うということです。

統計力学の基礎を築いたボルツマンは、斬新すぎたために、高名な物理学者から痛烈な批判を浴び、自らの命を絶ちました。 弟子たちは、その功績をたたえボルツマンの公式を刻んだ墓標を建立しました。 *

気体定数R は物質量あたりの、ボルツマン定数k_Bは粒子あたりの、エントロピーSを表現します。

電池作りの授業で、机の上を散らかしていた女の子を、真っ赤になってこう叱った。

「あとで片づけるなんて言っちゃダメ。ものをつくるときも実験のときも、机の上はきれいにしておくのが絶対なの」

キュリー夫人の理科教室 ^{11 )} より

「電磁的記録」とは、 電子的方式、磁気的方式その他の 人の知覚 によっては認識することができない方式で作られる記録であって、 電子計算機 による情報処理の用に供されるものをいいます。

デジタルトランスフォーメーション（ＤＸ）で、 電子帳簿、 著作物、特許明細書などが電磁的記録に移行しています。

人が最初に人力以外に頼ったのは牛や馬でした。 水車や風車を使いました。 大航海時代（大交易時代）には、 風力を使った帆船が活躍しました。 産業革命以降は、化石燃料を動力にしました。

枯渇性エネルギー 資源は、いずれ枯渇します ^{12 )} 。 エネルギー資源の多くを化石燃料に依存しており、日本はそのほとんどを海外から輸入しています。 石油の禁輸が太平洋戦争のきっかけになりました。

エネルギーは、工業の 原料であり、貴重な 資源です。

エネルギーは、相互に エネルギー変換できます。 エネルギーは保存則でなくなりません。 気体の状態方程式 は、熱エネルギーと運動エネルギーの保存を表しています。

しかし、効率は１００％にはなりません。 有効な仕事として利用できるエネルギー（エクセルギー）の割合は減っていき、廃熱（アネルギー）の割合が増えていきます。 その意味で、熱エネルギーはエネルギーの廃棄物と言えます。

動力の水車は、紀元前2世紀ごろに小アジアで発明されたらしい。 以来、再生可能エネルギーの動力として、あるときは製粉、あるときは揚水と使われてきた。 日本では、急勾配の川が多いため、江戸時代にはかなり普及した。 石炭を使う外燃機関の蒸気機関、石油を使う内燃機関のガソリンエンジンやディーゼルエンジン、 そして電気を使うモーターと動力は変遷した。 しかし、二酸化炭素抑制排出で、化石燃料はもう使えない。 水力がマイクロ水力発電などで注目されているが、日本では水利権などの課題があり、なかなか普及しない。

ウランは、 枯渇性エネルギー資源です ^{13 )} 。 日本は、５５基の原子力発電所を保有しながら、ウランは海外からの輸入に頼っています ^{14 )} 。

核分裂反応で生成した熱は、原子炉が ボイラーとなり、で水を沸かし、タービンを回します。 エネルギー

原子炉には耐食性のあるステンレスが使われ、格納容器には分厚い亜鉛めっき鋼板（トタン）が使われます。 その周りをコンクリートで覆ってあります。

すべてのものは、おそかれ早かれ、まちがいなく終わりにくるものではありますが、この 講演 の終わりにあたりまして、私がみなさんに申し上げることのできるすべては、皆さんが皆さんの時代がきたとき、一本の ロウソクにたとえられるのに ふさわしい人になっていただきたいということ、そしてまた、皆さんが、 ロウソク のように皆さんのまわりの人びとに対して光となって輝いていただきたいということ、皆さんのあらゆる活動の中で皆さんが、 皆さんとともに生きる 人類に対する義務を果たすことにおいて、皆さんの行為を光栄であり、かつ効果あらしめることによって、ロウソクの美を正当化していただきたいということの希望であります。

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本書の内容は 1861年末 のクリスマス休暇に、ロンドンの王立研究所で催された連続６回の 講演 の記録である。 講演者は同研究所の教授マイケル＝ファラデー、記録者はウィリアム＝クルックスであった。