医療現場で使用される液晶ディスプレイの仕組み・特徴について簡単に解説

液晶ディスプレイ（LCD）は、たとえばテレビ・コンピュータ・携帯電話・携帯型ゲーム機・電卓・時計などの表示部分に使用されていますが、医療現場でも多く使用されている機器が存在します。

そこで、医療現場で使用される液晶ディスプレイとはどのような仕組みや特徴があるのか、簡単に解説していきます。

液晶ディスプレイとは

「液晶ディスプレイ」とは、コンピュータ操作画面を映し出す「ディスプレイ装置（画面表示装置）」の1つであり、物質の特殊な状態とされる液晶の性質を利用した光の制御で像を映し出す仕組みです。

たとえば「液晶テレビ」は、薄い板状になっているだけでなく小型・軽量などの特徴があるため、ノートパソコン・携帯電話・スマートフォン・タブレット端末などで使用されています。

液晶パネル構造

液晶パネル構造は、2枚のガラス板の間に液晶状態の特殊物質を封入した構造です。

電圧を部分的にかけることにより、かけた位置の液晶分子の向きを変えて光の透過率を制御する仕組みになっています。

液晶物質自体が発光するわけではないため、蛍光灯やLEDなど光源を背後に設置し、光を通したり遮ったりして像を映し出します。

液晶パネルの液晶に電圧がかかっていないとき透過率または反射率が最大となり、白い画面となる「ノーマリーホワイト」という構造では、液晶に電圧を加えると配列が変わります。

それにより透過率が低下し、光を遮り暗い色が表示されるため、画面全体を黒表示するより白表示したほうが消費電力は少なくなることが特徴です。

その一方で、液晶に電圧がかかっていないときの透過率または反射率が最小になり、黒い画面となる「ノーマリーブラック」もあります。

この場合、液晶に電圧を加えると配列が変わって透過率が上がるため、光を透過・反射し明るい色が表示されます。

画面全体に白表示するより黒表示したほうが消費電力を抑えることができることが特徴です。

駆動回路

液晶の駆動回路の構造は、

・単純マトリクス方式…縦横2つの方向に電極線を格子状に巡らせ、両方向から電圧を加え交点位置の液晶を駆動する方式

・アクティブマトリクス方式…マトリクス方式に加え、画素ごとにアクティブ素子を配置し確実に駆動させる方式

の2つがあります。

現在はほとんどがアクティブマトリクス方式が採用されており、特にアクティブマトリクス方式の一方式とされるTFT方式が広く普及しています。

駆動方式

液晶の駆動方式には、初期に実用化された「TN方式」、派生形である「STN方式」「DSTN方式」「VA方式」「IPS方式」など種類があります。