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反射型液晶はJDIが用途を広げて行く!原理と消費電力は?

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最近は有機ELのテレビやスマホが普及し始めているが、大多数の高精細・フルカラーディスプレイは液晶です。これらには透過型液晶が使われており、非常に美しい高画質な画像を表示することができます。これらとは異なる方式の反射型液晶というものがあるのをご存知でしょうか?以下に紹介します。

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反射型液晶はJDIが用途を広げて行く!

2018年12月5~7日に幕張メッセで開催された「第28回 液晶・有機EL・センサ技術展(ファインテックジャパン)」において、ジャパンディスプレイ(JDI)が「スマートバス停」を展示しました。これは液晶ディスプレイを埋め込んだバス停のスタンド部分です。「ただバス停に液晶ディスプレイを取り付けただけじゃないか!」と思われるかもしれません。確かにある意味そのご指摘は正しいのですが、日本全国のバス停の状況を考えると非常に意味のある提案であることが分かります。

まずこの液晶ディスプレイに時刻表、路線図などのバス停に必須の情報を表示できます。それ以外にも次のバスの到着までの予想時間や広告など、いろいろな情報を表示できます。バスの時刻表は定期的に変更になることが多いのですが、その度にすべてのバス停の時刻表を修正するには多くの人手がかかり、コストになります。液晶ディスプレイを搭載したスマートバス停ならば、新しい表示画像のデータを送信すれば一瞬でアップデートすることができます。これは大きいです。また広告を切り替えたり、動画表示も可能ですので、広告収入を上げるという意味でも効果があります。これは山手線などの車両内広告が液晶ディスプレイ表示になってきていることからも分かります。

これまでなぜこのようなスマートバス停が導入されていないのでしょうか?それは日本国内のバス停の多くに外部電源が供給されていないためです。電車の駅などとは異なり、バス停の場合は一般の道路の脇にバススタンドが置かれただけのようなところもあり、すべてのバス停に外部電源を整備しようとするとかなり大変なハードルとなります。

JDIのスマートバス停は、反射型液晶を使い、太陽光発電とバッテリーを組み合わせることで、この問題を解決しようというものです。これは非常に興味深い試みです。

反射型液晶の原理と消費電力は?

最近は液晶と言えば前述用にスマホやテレビの高画質な透過型液晶を思い浮かべます。液晶そのものは発光しないため、液晶パネルの背面側に面状の光源(バックライト)を搭載しています。バックライトからの光を、画素ごとに液晶分子を駆動させて光量を調節し、画像を表示します。バックライトのからの光の利用効率は一般に1割以下で、実際の画面の明るさの10倍以上の明るさでバックライトが点灯しており、消費電力が比較的大きくなります(*それでも一般に有機ELよりは高効率である場合がおおいです)。

反射型液晶ではバックライトが搭載されていません。外部からの光を紙のように反射させることで表示画像を視認します。実質的には液晶を駆動するための電力程度ですので、高画質な透過型液晶の500分の1程度の極めて低い消費電力で済みます。このように書くと何だか変わった液晶のように思うかもしれませんが、最初に大量生産された液晶を搭載した電化製品は電卓で、そこには反射型液晶が搭載されていたことを考えると、むしろ反射型液晶の方が早くから多くの人の目に触れていました。

電卓に搭載されている反射型液晶は白黒で、同様なものは現在ではスーパーなどの値札として利用されています。スーパーでは日常的に値札を書き換える作業が必要で、それを電子化することにより多くの作業を減らし、生産性を高めることができます。このようにすでに似たようなコンセプトで反射型液晶が利用されているのですが、最大の弱点は美しいフルカラー表示が難しかったことです。外部から光が入射し、カラーフィルターと液晶相を通過し、反射してから再度カラーフィルターと液晶相を通過することが、色の調整を難しくする一つの原因です。詳細は割愛しますが、JDIの反射型液晶は、世界最高レベルの高画質なものです。

似たような方式で電子ペーパーというものもあります。これも美しいフルカラー表示が難しかったのですが、従来よりはかなり改善されています。そのため電子書籍などにも利用されています。最大の弱点は動画表示性能で、この点では反射型液晶の方が圧倒的に優れています。


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反射型液晶が生産性を向上させる

紙やその他の媒体に印刷して表示しているようなものについては、今後多くのものが液晶ディスプレイなどに代替されていくでしょう。すでに多くの店舗などにおいて、案内用のディスプレイとして液晶ディスプレイが導入されています。屋内の電源供給が難しくない場所ならばそれで良いのですが、バス停のように外部電源の用意が難しい所へは前述のスマートバス停のようなシステムの登場によって普及が加速される可能性があります。

また反射型液晶は非常に低消費電力ですので、頻繁に表示画像を切り替える必要の無いような用途に対しては、省エネルギーの観点からも適しています。

これらを活用していくことで、多くの分野で生産性を向上させることができるでしょう。

まとめ

反射型液晶の原理と消費電力およびそれを活用した生産性の向上などについて紹介しました。ディスプレイはテレビやスマホだけでなく、もっともっと社会の中で活用できる機器ですね。

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