特集
数百円のジャンク液晶を透過に改造し、PCを華やかにしてみた
2024年2月2日 06:17
時は2023年12月、冬のコミックマーケットの原稿を無事早割で入稿した筆者はPC Watchの劉デスクと進めている案件について相談していた。今の筆者ならなんでもできる気分だったが、話は見事に脱線。なぜか「透明ディスプレイをPC内に組み込む」羽目になってしまう。
どうしてこうなった……。
透明ディスプレイとは
B2B向けにはある
まず透明ディスプレイは、展示会などで見かけるちょっと奥行き感のあるディスプレイのことである。シースルーディスプレイ、透過ディスプレイ、透明液晶などとも呼ばれている。
透明ディスプレイ自体の歴史は長く、筆者自身は10年以上前のCOMPUTEX TAIPEI 2012で実機を確認している。
また、最近は透過率が高い製品も増えてきており、まさに透明ディスプレイと呼べるような製品が発表されている。しかしながら、B2B向けがほとんどでB2Cこと個人向けにはまだこれからというレベルだ。
仕組み
透明ディスプレイと言っても、実は構造は特殊ではない。
今回は液晶を例にするが、簡単に言えば液晶パネルのバックライト部分を取り外すことで透明ディスプレイのできあがりというわけだ。もちろん、本来必要な部品であるバックライト分の光源を確保する必要がある。
下の図の部品で言えばケース、導光板、拡散板、レンズフィルムとベゼルを取り外すことになる。
自分で作ることは可能
仕組みそのものは既存の液晶パネルを応用したレベルのため、B2B向けとして発売されている透過率の高い製品レベルとはいかないものの自作は可能だ。
筆者自身、MOD PC作成者でも液晶の仕組みに詳しいわけでもなかったが、理論的に考えれば部品をバラすだけで完成できる。
そう、理論的に考えれば……。
今回組み込むPCとパネルの調達先
まずはどこに液晶を入れるかだ。
今回は筆者が普段使っているPCケース「Phanteks ENTHOO MINI XL DS」をそのまま流用する。流行のピラーレスのPCケースを使用することも考えたが、筆者の腕では内部でケーブルがごちゃごちゃすることは目に見えているため、サイドパネルのガラス部分に液晶を配置することにする。
このケースは2つのマザーボードが入る設計もあり、サイズは260×550×480mmと、通常のATX向けマザーボードが入るケースよりもサイズが大きい。
液晶パネルをこの中に組み込むとして、最大サイズは16:9のワイド型で言えば約24型(縦置き)が限度となる。選ぶのであれば余裕を持ってここから少し小さめのサイズを狙うと良いだろう。最終的にはサイドパネルのガラスのエリアしか映すことはできないのだから。
ある程度の狙いが定まったら実際に液晶パネルの調達に移る。
ジャンク品の液晶を調達するため秋葉原へ
当初この記事は「AliExpressの迷い方」になるだろうと考えていたため、AliExpressで部材の調達を考えていたのだが、デスクより「格安ジャンク品でよろしく」と言われてしまい頭を抱えながら秋葉原へやってきた。
ジャンク品であれば各地のハードオフを巡るのも良いとは考えたが、店の数を考えると秋葉原の方が店がまとまっており入手しやすいと考えたからだ。
生け贄1号：Lenovo ThinkVision T2054p
最初に購入した液晶モニターは、Lenovoの「ThinkVision T2054p」だ。
価格は1,000円で状態は良好。
20型クラスのワイド液晶で解像度は1,440×900ドット(WXGA+)とフルHDに満たないところが安い理由だろう。
今回はサイズが小さいため、PCケース内に収納しやすいところが決め手だった。解像度に関しては気にしないためフルHD以下でも問題はない。
また、入力端子についてはHDMIやDisplayPortといった現代的な装備がついており、使う側としてはありがたい。
| サイズ | 約20型ワイド |
|---|---|
| パネル | IPSノングレア |
| 解像度 | 1,440×900ドット(WXGA+) |
| 購入場所 | 湘南通商G店 |
ここから液晶を分解していくが、作業前にドライバなどの道具の準備はもちろん、板金などにも触れることになるため必ず手袋を忘れず装備した上で行なってほしい。筆者のおすすめは耐切創手袋と呼ばれる、刃物などを使用する際に使う専用の手袋だ。
また、当然ながら分解を行なうと製品保証が受けられなくなる。今回筆者はジャンク品を使うため問題ないが、今現役で使っている液晶モニターを分解する場合は気をつけてほしい。
基本的には筐体を分解していき、液晶パネル、AC-DCコンバータ基板、LCDコントロール基板を取り出す流れとなる。
こうして透明ディスプレイが完成したと思いきや、実際にテストをすると思ったほど透けないことに気がつく。かろうじて白い部分がうっすら透明に見える程度だ。
改めて液晶パネルの方式について調べていると、TFT液晶のパネル方式による制御に答えがあった。
今回使用したLenovo ThinkVision T2054pはIPSパネル(ADSパネル)のため、電圧を印加しない場合はバックライトを遮断するノーマリーブラック(全消灯)となる。つまり、意図的に白色を表示しない限り透過しないのだ。
VAパネルもノーマリーブラック(全消灯)のため、透明ディスプレイとして使うのであれば、多くの場合ノーマリーホワイト(全点灯)のTNパネルが向いていると言えるだろう。
もう1つはノングレアパネルのため内部の光がパネル表面フィルタの凹凸によりぼやけてしまうことだ。透過させるためにはいかに無駄なく光を通すことが重要で、透過ディスプレイとしてはグレアパネルの方が向いていることになる。
それであれば表面に貼られている保護フィルムのようなものだけ剥がせば良いのでは? と思い剥がしてみる。
しかし、3エリア共に何も表示されなくなってしまった。元のフィルムを当ててみると表示されるため、筆者はアンチグレアフィルムを剥がしたのではなく、一体化した偏光フィルム(偏光板)を剥がしてしまったわけだ。
こうなってしまうと別の偏光フィルムを調達して貼り付ければ……となるが、そこまでするのであれば液晶モニターそのものを買い直した方が楽である。
こうして生け贄1号ことLenovo ThinkVision T2054pの役目は終わった。
- IPSやVAパネルよりもTNパネル
- ノングレアよりグレア
- 偏光フィルムは剥がさない
生け贄2号：MITSUBISHI Diamondcrysta WIDE RDT202WLM
再び秋葉原で新しい生け贄を探すことにした筆者。
できれば「TNでグレアな液晶」が欲しいところだが、秋葉原といえどなかなか見つからない。
通常使用であれば絶対に使いたくない組み合わせナンバーワン(筆者基準)のため、そもそも流通していないのでは? と思ってしまうほどだ。
ふとハードオフのジャンク売り場をみるとTNパネルの「MITSUBISHI Diamondcrysta WIDE RDT202WLM」が110円で売っていたため購入する。
グレアパネルではないが、まだまだ経験値が低い筆者としてはノーマリーホワイトのTNパネルというだけでも試す価値はあるからだ。
| サイズ | 約20型ワイド |
|---|---|
| パネル | TNノングレア |
| 解像度 | 1,600×900ドット(WXGA++) |
| 購入場所 | ハードオフ 秋葉原2号店 |
サイズとしてはどちらも20型ワイド液晶だが、世代が古いためLenovo ThinkVision T2054pよりもずっしりとした重さだ。また、入力端子はDVI-DとミニD-Sub15ピンしかないため今となっては少々使いづらい。今回はDVIからHDMIに変換するケーブルを使うことで対応している。
分解方法についてはLenovo ThinkVision T2054pとほぼ同一のため省略する。
MITSUBISHI Diamondcrysta WIDE RDT202WLMは、バックライトとして蛍光管を使っている関係上AC-DCコンバータ基板がどうしても大きくなりがちだ。
スピーカーについては取り外しても問題ないが、AC-DCコンバータ基板とLCDコントロール基板は動作させる上で必要になってくる。操作ボタンの基板は必須ではないがOSD操作が必要な場合は取り付ける。
しかし、液晶パネルに加えて基板を少なくとも2枚PCケース内に入れ込むことは至難の業だ。
さらにAC-DCコンバータ基板はAC100Vが入る部分になるため、不安定な場所で使うには感電の危険が伴う。
そこで筆者はこのAC-DCコンバータ基板を使わずに動かすことにした。
AC-DCコンバータ基板からLCDコントロール基板に繋がっているコネクタ電圧をテスターで調べていくと5Vが流れているピンがあったため、ここを安定化電源で置き換える。ほかにも1.75Vが流れていたピンもあったが、特に何もせずとも動いてしまったためそのまま放置した。
結果としては5V 1.2A程度の出力があれば、液晶パネルを動作させることができそうだ。
これであればUSBから電源を供給しても良いだろう。
次は実際にPCケース内へ組み込んでみる。といっても、液晶パネルをPCケースのリブ部分に引っかけてただ置くだけだ。
筆者の環境の場合、天面のファン2基と前面側のファン1基の合計3基で照らしているが、とりあえず置いただけでは暗いまま。追加でLEDテープをダイソーで購入し、貼り付けてみたがそれでもまだ足りない状況だった。
そこで試しに筆者がスキューバダイビングで使用している水中用ライト(めっちゃ明るい)を当ててみると、ようやくPCケースの内部が見えるようになった。もちろん、ノングレアパネルのためどうしてもぼやけて見えるのは仕方がないところだ。
ここは近年流行している白ベースのパーツを使えば、光を反射することができるため有利になるだろう。
明るさについて課題はあるものの、まずは表示させることを試そうとしたその時、液晶パネルがケースから落下。パネル自体が割れることはなかったものの、液晶側の基板にダメージが入ってしまったようでうまく表示されなくなってしまった。
本当に少しの衝撃で壊れてしまうため、今回どこを一番慎重に扱うかと言われたら間違いなくこの基板と言い切る自信がある。
こうして生け贄2号ことMITSUBISHI Diamondcrysta WIDE RDT202WLMの役目は終わった。
- 光を反射する白ベースのパーツの方が有利。黒ベースであればとにかくライトのパワーで押し切る
- 液晶側の基板はすぐに壊れるため慎重に扱う
生け贄3号：MITSUBISHI Diamondcrysta RDT195S
惜しいところまでは行ったが、また失敗してしまった筆者。
再び秋葉原でジャンク液晶を漁る日々に戻る。
そして、12月24日のクリスマスイブの日に筆者は「MITSUBISHI Diamondcrysta RDT195S」に出会う。この機種はTNグレアパネルのスクエア液晶だ。
1台240円と激安で即2台とも購入。
| サイズ | 約19型 |
|---|---|
| パネル | TNグレア |
| 解像度 | 1,280×1,024(SXGA) |
| 購入場所 | アールガーデン |
年が明けてから作業に取りかかる。
いつも通り動作確認をしてから分解をしていく。分解方法はこれまでの機種と大きくは変わらない。
やはりAC-DCコンバータ基板が危険かつ巨大なため、ここを置き換えていく。
今回も電圧は5Vで、安定化電源での出力は5V/1Aで動作することが分かった。この基板も最終的にはUSBから電源を取ることができそうだ。
安定化電源の部分をPCのUSBポートから電源供給するための準備に移る。
① AC-DCコンバータ基板とLCDコントロール基板を繋ぐケーブルを切断し、5Vが供給される部分確認しておく
② 次に家に数本は転がっている適当なUSB 2.0のケーブルを切断し、5V+とGNDの部分を先ほど準備した①を接続。筆者はオーソドックスにハンダ付けをする
今回はたまたま筆者の使用する基板が5V/1Aで動いたため単純なUSB化ができたが、そうでない場合は適したACアダプタを別途準備する必要がある。ほかにも調整のためにDC-DCコンバータ、定電圧レギュレータといった部品を組み合わせる必要があるかもしれない。
液晶周りについての作業はこれで完了だ。
次はPCケース内の明るさについても対策をしていく。
今回、秋葉原のあきばお～でバータイプのLEDライトを2本購入。1本で最大600lmとおおよそ自転車のヘッドライト相当の明るさになるそうだ。ありがたいことにスイッチ付きのため、使わないときは消しておくことも可能だ。
筆者のケース内に収めるためには少し斜めにして入れる必要はあるが……。
LCDコントローラ基板はPCケースの5型ベイに設置した。基板の裏がショートしないよう絶縁物を挟むなど対策はしておこう。
実際に表示してみる
USBディスプレイアダプタで接続
それでは実際に透明ディスプレイを試してみよう。
今回、筆者はUSBディスプレイアダプタを使い透明ディスプレイへ出力をしている。
この環境にはビデオカードとしてNVIDIA RTX A2000とGeForce RTX 4080が搭載されているため出力端子について不足はないのだが、HDMIへ変換するコネクタの在庫を切らしているためだ。
また、今回はケーブル長に余裕があったため実施していないが、マザーボード内のUSBヘッダーピンから接続すればPCケースの外から中へケーブルを入れる必要もなくなるため、見た目をよりスッキリさせることができるだろう。
ジャンク液晶モニターでミニD-Sub15ピンやDVI-Dしか搭載していない古い機種を使う場合は、それらの端子に対応したUSBディスプレイアダプタを用意すると便利だ(繰り返しになるが、筆者は今回HDMIからDVIに変換するケーブルを使っている)。
もちろんPCに接続しなくてもHDMIなどで出力できる何かしらの環境があれば、独立して表示させることも1つの手だ。安定させて動作させる段階になれば、前向きに検討していきたいところだ。
PC Watchのロゴ
まずはPC Watchのロゴを表示してみよう。
PowerPointで中央にPC Watchのロゴを配置したスライドを作成する。余白部分が気になるが、白色=透明となる。
スライドのレイアウトは標準では4:3や16:9になるが、今回は液晶を横向きにしているためそのままスライドショーを開始してしまうと上下に黒帯が発生してしまう。そのためユーザー設定のスライドサイズで印刷の向きを横から縦に変更している。これで縦長のスライドが作成できるようになる。
カラーフィルターを使ったライティング
次は液晶パネルのカラーフィルタを活用したライティングだ。
これを活用すれば、内部では白色の光でもユーザーの目には別の色に見せることが可能になる。
黒を使ったブラインド
白は透明になったが、黒は逆に不透明になる。
この点も確認していきたい。
PCの表現を1歩先に進められる透明ディスプレイ
というわけで3度目の正直でとりあえず透明ディスプレイを無事筆者のPC内に組み込むことができた。もちろんまだ改善するべき点などはあるが、追い追い対処していくつもりだ。
また、今回は黒をベースとしたパーツに光量をモリモリにしたパワープレイで対処したが、やはり白をベースとしたパーツの方が有利だ。今後パーツを購入するときはこのあたりも考慮していく必要がありそうだ。
筆者は当初、画像や動画をPCケースで表示できることに感動していたが、その一方でただ既存のコンテンツを再生するだけではすぐに飽きてしまうことも分かった。
どちらかといえばカラーフィルタを使ったライティングや黒を使ったブラインドの方が面白いと感じる。現在のLEDライティングに自由に操れるレイヤーを1つ追加できるため、透明ディスプレイはより高度な表現が可能になることだろう。加えて動きや画像を組み合わせるとより透き通るような世界観の「映える」作品になりそうだ。
問題は現状、DIYに頼るしかないところだが、将来的にPCケースに透明ディスプレイが内蔵された製品が発売してくれると良いなと思うところだ。
PC Watch読者の皆さんも機会があれば、失敗を恐れず是非トライして欲しい。