バイクの液晶メーターの仕組み・構造は？液晶パネルの文字が見えなくなった原因は？車検や偏光板についても門真の整備士が丁寧に分かりやすく解説！！

●はじめに

今回はバイクのメーター修理の記事ではなく、液晶パネルが一体どのような構造なのか、液晶パネルについて解説していく記事になります！

愛車のバイクの液晶パネルに不具合が起きた時、この液晶のどこに問題が起きているのか不思議に思う方も多いのではないでしょうか？バイクの修理や改造が好きな方は、「自分で修理できる…？」と思うかもしれませんね。

液晶パネルの調子が悪いと感じている方、故障はしていないができるだけ液晶への負荷を減らしたいと考えている方、そんな方々のために今回は液晶パネルについてお話します！

ライダーの皆さん！これから夏がやってきますよ！！(既に梅雨…)　

夏の紫外線や熱、梅雨の雨風、バイク自体にはもちろん液晶パネルへの劣化に繋がる大きな要素です。しっかり構造を理解して液晶の保護に努め、出来るだけ長く安全・快適に愛車に乗る時間が増えればいいなと思います。

この記事を読んで少しでも液晶パネルへの理解が進んだと思っていただけると嬉しいです。実際の液晶パネルの修理についても記事を書いておりますので、是非そちらもご一読ください。

修理事例　記事一覧はこちらから　https://metershuri.com/?cat=24

●そもそも「液晶」って？

≪液晶とは≫   液晶は「液体」と「固体」の両方の性質を持ち合わせる「物質の状態」のこと。 “液晶”自体は「もの」を表す言葉ではありません。

「物質の三態変化」について学生時代に学びましたよね。この世に存在するほとんどの物質は、固体・液体・気体のどれかの状態に変化します。

●固体 ⇒粒子間の距離が短く、引力が働く 粒子は一定の位置に固定されていて、規則正しい配列をした状態 体積や形が変わらず、私たちの身近にあるものはほとんどが固体 ●液体 ⇒粒子間の距離が短く、引力が働く 粒子は不規則に集合しており、配列は乱れている状態 相互の位置を変えれる為、流動性を持つ   ●気体 ⇒粒子間の距離は大きく、引力はほとんど働かない 粒子は自由に飛び回っていて、ばらばらに運動している状態

液晶というものは、この「固体」と「液体」の間にある状態のものです。液体のようにばらばらな配列(色んな形)になる事も、固体のように決まった配列(決められた形)になる事も可能です。

液晶の種類は大きく「サーモトロピック液晶」と「リオトロピック液晶」という２つに分類されます。リオトロピック液晶は溶媒の濃度によって液晶状態になる性質を持っています。一般的に液晶に使用されるのは「サーモトロピック液晶」の方で、リオトロピック液晶は医薬品や化粧品の分野で活躍しています。

そして、バイクの液晶で使用されるのも、基本的に「サーモトロピック液晶」です。

≪サーモトロピック液晶≫   低温では固体、高温では液体、その中間の温度範囲で液晶状態になる液晶 分子の形状によって更に３つのパターンに分類される ●ネマティック液晶 ⇒棒状の液晶分子がほぼ一定の方向性を持っているが、横方向の秩序は無く流動性が高い。 　温度範囲が広く安定して動作する。メーターや時計等のシンプルな装置に起用される。応答速度は速い。 ●スメクティック液晶 ⇒ネマティックの分子形状よりも規則性を持つ。温度変化に敏感で温度範囲は狭い。 　高コントラストや視認性に優れる。応答速度が遅い。 ●コレステリック液晶 ⇒らせんにねじれた形状。自然光を反射するので、バックライトを使用せず表示可能。 　応答速度はかなり遅い。

　この中で使用されるのは基本的にネマティック液晶です。バイクの過酷な使用環境でも安定して動作するのがかなり大きいメリットです！

　3つ目に紹介したコレステリック液晶は今のところバイクの液晶では一般的ではありませんが、電子ペーパーや温度センサーに使用されています。これからの低電力や視認性に優れたメーターとしてコレステリック液晶も使用される未来もあるかもしれません。

　液晶を選ぶ際に重視されるポイントは、基本的に以下の５つです。

≪液晶を選ぶポイント５つ≫ ・応答速度：デジタル表示は速くなめらかに動くか ・配向技術：視認性が良いか ・偏光制御：日中の視認性、コントラストが良いか ・封止技術：長期間使用できるか、振動に耐えるか ・温度係数：暑い、寒いの環境変化が起きても機能するか

　このような基準の中で、現在のところ最も優れていて選ばれているのがサーモトロピック液晶かつネマティック液晶です。

　このように、単純に「液晶」といっても様々な種類があり、その中でもバイクの使用環境に適したものが選ばれています。この「液晶」は液晶パネル構造の中の中心に位置し、核となる役割を果たしています。では次の章で液晶パネルの構造についてご説明していきます！

●液晶パネル(液晶メーター)の構造

　私たちの目に映っている液晶パネルは、一体どのような構造で文字が表示されているのでしょうか？

今回の記事では「バイク」とくくりましたが、この構造自体はどの液晶ディスプレイにも大きな差はありません。現代では私たちの周りには実に沢山のディスプレイがありますよね。テレビ、スマホ、タブレット、パソコン、ゲーム機、カメラ、カーナビ…と、生活に欠かせないものになっています。当たり前のように身の回りにある液晶、文字がどうやって表示されているかなんて普通考えませんよね。

　いざ何かしら使用しているものの液晶に不具合が生じたら、修理に出すだけですし...。ただ不具合が生じたときにその原因を知っておきたい！という人も一定数いるはず！！！

　ここからは少し細かい話になってきますが、液晶の構造や仕組みについて少しだけ知ってみたい、と思った方にぜひ読んでいただけると嬉しいです！

まずは液晶パネルの構造について、イラストで説明していきます！

　私たちの目には表面しか見えませんが、実は液晶パネルはこのように何重もの層にもなっているんです！前章で説明した「液晶」という箇所は、液晶パネルを構成するど真ん中の核部分に位置しているのが分かると思います。この沢山の層の中で、私たちの目に映るのは偏光フィルターの部品です。

① 偏光フィルター	光を遮断するか通すか決める。出入りする光を調整する。
➁ ガラス基板	電気が他の箇所に漏れないようにする。
➂ 透明電極	液晶分子を制御し、光の透過率を調整する。
④ 配向膜	液晶分子の配列方向を制御する。(配向膜の膜表面に沿って整列する)
➄ 液晶	固体と液体の両方の性質を持つ。
⑥ カラーフィルター	赤・緑・青の３原色でカラーを表示する

　この構造にはもう一つ、大事な部品があります。「バックライト」です。バックライトは液晶パネルに文字表示をするための光源です。バックライト以外の部品は発光する仕組みは無いので、この光が無いといくら他が機能していても視認する事はできません。

バックライトは文字を表示する光源と書きましたが、では一体どのような仕組みで液晶画面に文字が表示されるのでしょうか？次の章で解説していきます！

●どうやって文字が表示される？

　では、バックライトで光らせ、どういう仕組みで液晶に文字が表示されているのでしょうか？

「液晶パネルの構造」の中で、文字の表示に深く関与している箇所は「バックライト」と「液晶分子の動き」、そして「偏光板」です。

イラストで分かりやすく見てみましょう！

≪電源OFF・ON時の液晶分子の状態≫

≪電源OFF時≫ 液晶分子は偏光板の間で平行かつねじられた構造になっており、光も分子と同じ方向にねじれ構造になる。 ⇒偏光板の間を光が通りぬけ、バックライトの光が通過する事によって画面が明るい状態になる。     ≪電源ON時≫ 液晶分子は電界方向に立ち上がり、偏光板と垂直な状態になる。 ⇒ねじれていないので偏光板を光が通さず、暗くなる。 ⇒この仕組みを利用して、表示させたい該当のピクセルだけを暗く(黒く)表示し、文字や数字を表している。

　簡単に言うと、液晶分子がねじれている時は偏光板に光を通しますが、垂直になっていると光を通さないということ！ここひっかけでは…？と思いませんか？

「偏光板に光が通ると文字が見えない」という点。いやいや、光を通すから文字が見えるんじゃ？と思うかもしれませんが、まさかの反対です。

光を通すと明るく見える、白く見える、背景が見える、というような、つまりは光を通しすぎ状態。逆に光が通らない状態になると、暗い部分、つまり文字部分が認識できるようになります。

　このように、電圧ON・OFF⇒液晶分子の並びが変わる⇒光が通るか否か⇒画面が明るいか暗いか。の流れで、特定の文字を液晶パネルに表示させているという事です！

●液晶分子が電圧によって向きを変える仕組み

　前章で、電圧によって液晶分子が向きを変える、そしてその液晶分子の向きの変化で文字が映ると説明しました。では液晶分子は一体なぜ電圧によって向きを変えるのでしょうか？

この章では「液晶分子が電圧で向きを変える理由」を紹介しておきたいと思います。かなりコアな話になるので、、、むしろ理系の話になってくるので、興味の無い方は飛ばしてください。

　電圧をONにすると、液晶板と液晶板の間には「電界」というものが生じます。この電界については物理で学んだ人も多いと思いのではないでしょうか。(ちなみに筆者は記憶にない)

≪電界とは≫ 電圧がかかっている空間の状態のこと ⇒下敷きで髪の毛をこすった状態や、雷雲と大地の間の状態にも「電界」が生じている

　液晶分子はこの発生した電界の向きに沿って配列方向が変化します。液晶分子が電界と同じ向き(液晶板とは垂直)になることによって、光は液晶板を通過せず暗い面(文字)が視認できるようになると、前章でお話しました。

　では、液晶分子はなぜ電界の向きに沿って配列方向が変わるのでしょうか？これには液晶分子が持っている性質が関わっています。

そもそも、液晶分子は３つの特徴的な性質をもっています。①光学異方性、➁誘電異方性、➂粘性異方性、この3つです。電圧によって配列を変える事と関係があるのは➁の誘電異方性ですが、ひとまず３つとも簡単に説明しておきます。

① 光学異方性	屈折率や吸収率などの光学的な性質が、方向によって異なる (液体やガラス等はどの方向から光が当たっても屈折率は同じ) 光学異方性は異なる方向に異なる速度で光が伝わる
➁ 誘電異方性	物質の誘電率が方向によって異なる(長軸or短軸)
➂ 粘性異方性	粘性が方向によって異なる

　さて皆さん、液晶分子の形状、覚えているでしょうか？

前章のイラストを見てもらえばわかるように、細長い棒状です。誘電率とは一般的に、長い方向に大きく、短い方向に小さいです。この長さの違いで誘電率が異なる性質を、「誘電異方性」と呼びます。

そもそも「誘電率」とは何かというと、簡単に言うとその物質の電気のため込みやすさのレベルのことです。

長い方向に誘電率が大きい場合は「誘電異方性が正」、短い方向に誘電率が大きい場合は「誘電異方性が負」と言います。長軸に誘電率が大きい「正」の場合は電場と平行に並び、短軸に誘電率が大きい「負」の場合は電場と垂直に並びます。

　バイクの液晶パネルに使用される液晶分子が持っているのは基本的に「正の誘電異方性」です。

なので、液晶分子は電場と平行の向きに並びます。この正の誘電異方性の性質によって、電源をONにすると電界が生じ、液晶分子の並び方はねじれ構造では無く平行になり黒く映るという事です。

　ちなみに、「負の誘電異方性」が使用される場合もありますが、一般的には高コントラストや黒の表現に優れる高級なテレビや航空機向けです。「正の誘電異方性」は構造がシンプルで信頼性が高いという点でバイクの液晶メーターに選ばれています。

まとめ
正の誘電異方性	長軸方向に誘電率が大きい	電界と平行に並ぶ
負の誘電異方性	短軸方向に誘電率が大きい	電界と垂直に並ぶ

　電界に沿って液晶分子が並び方を変える理由は、液晶分子自身が持つ特殊な性質のせいだったという事です！！

この性質のおかげで、偏光板に光が通るか否かを電圧ONOFFで分かりやすく管理できますし、最終的には文字も表示する事ができるという訳です。液晶分子の仕組みを見つけ、そしてこんな風に活用してきた科学者や研究者の方々天才には驚きしかありません…。

●バイク(液晶パネル・液晶メーター)の偏光板とは？

　前章までは「液晶」や「液晶分子」について詳しく解説しましたが、ここではバイクの偏光板(偏光フィルター)について話していこうと思います。

バイクやスクーターに乗っていると、液晶パネルの文字が見えなくなったり赤黒くなったり、ひびが入ったり…不具合が出てくると思いますが、こういった不具合の原因で経験上最も多いのは「偏光板」です。

液晶メーターの文字が見えなくなった理由をネットで調べると「偏光板の劣化や日焼け」がよく出てくると思います。弊社でお預かりする液晶メーターの故障でも、一番多いのは偏光板の劣化です。

　ここではそんな偏光板について詳しくお話していきます！

≪偏光板とは？≫   ある一定方向の光だけを通し、それ以外の方向の光を遮断するフィルター

　このイラストの両外側に位置している箇所ですね。

　

　前章で液晶分子が光の「通過・遮断」に深く関わっている事は理解してもらえたかなと思いますが、液晶分子だけでは光の通過制御はできません。液晶分子に加えて「液晶板」、この２つの組み合わせによって制御しています。

　では一体どのように液晶板は光の制御をしているのでしょうか？

　そもそも「光」というものは本来、光源から四方八方に向かって進んでいく、光の直進性という性質を持っています。

　この四方八方に進んでいく光の中で、ある一定方向の光だけを通す役割を持っているのが偏光板です。こうしてバックライトや液晶分子の並び方との組み合わせで文字の表示を行っています。

ただこの偏光板は最も外側に位置しているので、紫外線や熱の影響をもろに受けます。なので液晶パネルの部品の中でも最も故障しやすいです。文字を表示する重要な役割を持っていながら劣化しやすいので、文字が見えなくなる原因になりやすいという事です！

●偏光板の劣化と対策方法

　偏光板の劣化、厄介ですよね…。知らず知らず、少しずつ少しずつ、メーターが薄くなっていき、まだ大丈夫と思って放置していると気付いたら何も見えない…！なんて事も。液晶パネルが表示している内容は、ライダーにとってとても大切な情報です。ガソリン残量、スピード、総走行距離、何かしらの注意マーク、etc…。

　バイクの寿命は一般的に、2ストロークエンジンで5万km、4ストロークエンジンで10万kmが目安だと言われています。その一方で、液晶の寿命は15,000 ～50,000時間ほど。バイクの液晶使用環境は、言わずもがな過酷です。日光と紫外線、雨風に晒されています。一般的な液晶の寿命に当てはまるとしても、早めに劣化が訪れると思っていたほうが良いかなと思います。

　ライダーにとって大事な情報が載っている液晶パネル、「まだ大丈夫」と思わず、気付いた段階で早めに修理しましょう！

よくある劣化がこちら↓

劣化	原因	影響
黄ばみ	紫外線・熱	見えにくくなる
退色、暗くなる	紫外線・酸化	薄くなる・にじむ
剥がれ、浮き	湿気、振動	曇って見える
ひび割れ・擦り傷	物理的なダメージ	見えない、見づらい

ライダーの皆さんが不調に感じるのは大体この辺りだと思います。特に夏の紫外線や熱の影響は大きいです。紫外線や熱が液晶に影響を及ぼすという事は、もちろんバイクメーターだけではなくほとんどの人が持っているスマートフォンやテレビにも当てはまります。

　紫外線や熱だけではなく、実は「湿度」にも注意していただきたいです！多湿の環境では、液晶パネルの内部に水分が侵入する可能性があります。内部に入ってしまったら腐食や機能不全を起こす可能性があり、故障の元に…。保管場所が雨ざらしの方は特に、雨が止んだらバイクを拭いて上げたり、バイクカバーをしている方も乾燥剤をメーター付近に置いたりなど、出来る対策はしていただければと思います。

劣化してしまっては、偏光板の交換、修理を行わなければ元通り文字が表示される事はありませんので、見えにくくなってしまったら出来るだけ早く修理に出しましょう！

対策方法

　液晶板の劣化を完全に防ぐことは難しいですが、対策はできます！是非下記の対策をして愛車を守ってあげて下さい！

・保管時の直射日光を避ける ⇒保管時に直射日光に当たらないようにしましょう。簡易的なカバーを掛けるだけでも効果は大きいです。   ・紫外線カットフィルムや保護フィルムを貼る ⇒市販の液晶保護フィルムをメーターに貼るのもお勧め！スマホ用でも一応代用可能です。   ・定期的に拭き掃除をする ⇒埃や汚れを放置すると表面劣化に繋がります。マイクロファイバークロス等で軽く乾拭きしましょう。※アルコールやシンナーなどの溶剤は絶対ダメです！   ・雨の日や結露している場合は濡れたまま放置しない            ⇒液晶内部に湿気が入ってしまうと、偏光板の浮きに繋がります。雨の日や洗車後はしっかり水気を取りましょう。 ・乾燥材剤を置く ⇒長期保管であれば、メーター周囲に乾燥剤を置くのも効果があります。

●液晶の文字が見えない、車検は通る？

　では液晶の文字が見えない状態で車検は通るでしょうか？文字が見えにくいのを放置していたら、気付いたら車検が近づいていた…！車検までに修理する時間が無い！このままでも通る…？

　結論から言うと、バイクの液晶パネルの文字が見えないままでは基本的に車検に通りません！現在の日本の道路運送車両法ではスピードメーターが正常に機能している事が義務付けられていますし、前回の車検時との総走行距離(オドメーター)の距離比較も行われます。文字が見えない、読み取れない売位は不合格になる可能性があります。

　そもそも、車検とは「検査時に保安基準に適合しているかどうかを確認する」検査です。保安基準に適合してなければ車検には通りません。では、保安基準で液晶パネルはどう定められているのでしょうか？

≪道路運送車両の保安基準　第148条≫   速度計の取り付け位置、精度等に関し、保安基準第４６条第一項の告示で定める基準は、次の各号に掲げる基準とする。   一　運転者が容易に走行時における速度を確認できるものであること。この場合において、次に掲げるものは、この基準に適合しないものとする。   イ　速度がｋｍ/ｈで表示されないもの ロ　照明装置を備えたもの、自発光式のもの若しくは文字板及び指示針に自発光塗料を塗ったもののいずれにも該当しないもの(保安基準第５６条第一項の自動車であって昼間のみ運行するものを除く。)、又は運転者をげん惑させるおそれのあるもの ハ　デジタル式速度計であって、昼間又は夜間のいずれかにおいて十分な輝度又はコントラストを有しないもの ニ　速度計が、運転者席において運転する状態の運転者の直接視界範囲内にないもの   二　速度計の指度は、平坦な塗装路面での走行時において、自動車の速度を下回らず、かつ著しい誤差のないものであること。

国土交通省　道路運送車両の保安基準の細目を定める告示　第148条より抜粋

　このように、国土交通省の保安基準では、速度計はしっかりと表示されることが求められます。速度が表示されないものや、夜間でも問題なく見れるほどの明るさがないメーターは車検に通らない可能性は高いです。

　液晶が見えなくなっている場合や薄くなっている場合は車検が近づく前にしっかり修理をしてあげましょう！

\バイクの車検について/ ≪バイク車検の頻度≫ 新車購入後、初回車検は３年後。その後は２年毎   。 ≪車検を受けるタイミング≫ 有効期限満了日の２か月前から満了日までの間 つまり２か月間 ※国土交通省の制度改正により、２０２５年４月より車検の期間が車検満了日の２か月前から受験可能に！ 例)満了日：R７/０７/１１の場合、R７/０５/１１～R７/０７/１１の間に車検を受ける   ≪車検の前倒し≫ 実はバイクの車検は有効期限の何か月も前から受ける事が可能 ※前倒しした期間分、次回までの有効期限も前倒しになる。有効期限から２か月内であれば、有効期限は短くならない。 長期海外滞在、入院等の理由で２か月以内に車検を受けられない場合は一応車検の前倒しができるという事を覚えておくと焦らずに済みますね！   ≪!車検が切れた状態で行動を走ると!≫ うっかり車検を受けるのを忘れて行動を走行していた場合、それは完全に法律違反。 道路交通法に違反する事になり、無免許運転かつ無車検運行です。違反点数は６点、免停６０日間、６か月以下の懲役または３０万円以下の罰金です。 車検だけではなく自賠責も切れていた場合はより思い罰則に課せられます。違反点数１２点、免停９０日間、１年半以下の懲役または８０万以下の罰金です。 免許取り消しになるのは１５点なので、もし過去に３点以上の違反点数があれば免停どころか免許が取り消されます。

●まとめ

　今回はバイクの液晶の劣化や車検について紹介しました！

正しい知識や情報はいざという時にとても頼りになるので、今回ご紹介した内容も頭の隅っこにでもおいていただいて、いつか助かる時があれば嬉しいなと思います。

　弊社では全国からバイクの液晶パネル修理を承っております。大阪は遠いな…と思った場合も、もし弊社に任せたいと思っていただいたのであればご気軽にご相談いただければと思います。修理の流れは弊社東伸自動車HPのTOＰ下部に記載しております。その他気になる事がありましたらご気軽にご相談下さい！