JP2007206539A - 表示素子 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで文字を高精細に表示できる表示素子を提供する。
【解決手段】表示素子３１は、複数のドットセグメント３３の集合を１個のセグメント部３２として備え、文字を、セグメント部３２のみを制御することによって表示するように構成されている。これにより、低コストで文字を高精細に表示できる表示素子を提供できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、文字を表示する表示素子に関するものである。

従来より、複数のセグメントにより数字を表示する液晶表示素子がある。数字を、７個のセグメントを「日」の字形に配置することによって表示するものである。

これに対して、セグメント数を増加し、セグメントの形状と配置を工夫することによって美しい輪郭の数字を表示できる液晶表示素子が提案されている（特許文献１を参照）。
特開平１１−１２６０３１号公報

特許文献１では美しい輪郭の数字を表示できるが、各セグメント内が光の透過状態または光の不透過状態である均一な状態となるため、数字の表示は、全体として平凡なものとなる。

一方、通常のＸＹマトリックス制御することによって数字を表示する液晶表示素子では、上述の各セグメントに対応する領域内に、複数のドットセグメントが設けられている。このため、上述の各セグメントに対応する領域内において、各ドットセグメント間がラインとして視認され、これにより、数字が高精細に表示される。

しかし、ＸＹマトリックス制御することによって数字を表示する液晶表示素子（ＸＹマトリックス制御するタイプの液晶表示素子）では、セグメントによって数字を表示する液晶表示素子（セグメントタイプの液晶表示素子）に比較して制御すべきセグメントの個数が格段に増加する。

即ち、ＸＹマトリックス制御するタイプの液晶表示素子では、上述の各セグメントに対応する領域内のドットセグメントを個別に制御することに加えて、さらに、これらの背景に対応するドットセグメントも個別に制御する。このため、ＸＹマトリックス制御するタイプの液晶表示素子では、液晶パネルの配線構造や液晶表示素子を制御する制御回路が格段に複雑化するため、全体として製造コストが格段にアップする。

また、ＸＹマトリックス制御するタイプの液晶表示素子では、制御すべきセグメントの個数が、セグメントタイプの液晶表示素子に比較して格段に増加するため、制御回路に負担がかかり、液晶の応答性の影響を受け易くなる。この結果、液晶の応答性が低下する低温時に表示応答が悪くなるという問題が生じる。

これらの問題は、低温時に表示応答が悪いという問題以外では、液晶パネルに限るものではなく、数字を表示する表示素子に限るものでもなく、セグメントまたはＸＹマトリックス制御されるドットセグメントにより文字を表示する表示素子に共通する問題である。

本発明の目的は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、低コストで文字を高精細に表示できる表示素子を提供することである。

本発明は上記目的を達成するため、以下の技術的手段を採用する。

請求項１に記載の表示素子は、複数のドットセグメントの集合を１個のセグメント部として備え、文字を、セグメント部のみを制御することによって表示するように構成されている構成とする。

この構成では、複数のドットセグメントの集合を１個のセグメント部とし、文字を、セグメント部のみを制御することによって表示する。このため、文字とその背景部分を含めてドットセグメントを個別に制御する表示素子に比較して、セグメント部の背景部分のドットセグメントとその配線構造を省略できる。これにより、文字とその背景部分を含めてドットセグメントを個別に制御する表示素子に比較して、低コストで表示素子を提供できる。

また、この構成では、セグメント部内をドット状に高精細に表示することが可能であり、文字を、セグメント部によって表示するため、高精細に文字を表示できる。

これらの結果、低コストで文字を高精細に表示できる表示素子を提供できる。

請求項２に記載の表示素子は、文字が、少なくとも数字を包含し、数字を、複数のセグメント部を「日」の字形に配置することによって表示するように構成されている構成とする。

この構成では、文字が、少なくとも数字を包含し、数字を、複数のセグメント部を「日」の字形に配置することによって表示する。これにより、上述の効果を得つつ、数字を表示できる。

請求項３に記載の表示素子は、１個のセグメント部を構成する複数のドットセグメントが、共通の電圧で制御されるように構成されている構成とする。

この構成では、各１個のセグメント部を構成する複数のドットセグメントが、共通の電圧で制御されるように構成されている。このため、各セグメント部内において各ドットセグメントの配線構造を簡略化でき、これにより、より低コストで文字を高精細に表示できる表示素子を提供できる。

請求項４に記載の表示素子は、セグメント部を、液晶パネルとして構成する構成とする。

この構成では、セグメント部を、液晶パネルとして構成する。液晶は、一般に、低温時に応答性が低下するが、液晶パネルの配線構造や表示素子を制御する制御回路を簡略化できるため、制御回路にかかる負担を抑えることが可能となり、液晶の応答性の影響を受け難くできる。これにより、低温時において表示素子の表示応答が悪くなる問題を、文字の背景部分を含めてドットセグメントを個別に制御する構成に比較して抑えることができる。

以下、本発明による表示素子を、自動車に搭載されるコンビネーションメータ１に適用した場合を例に図面に基づいて説明する。

（構成）
図１は、本発明の一実施形態による表示素子である液晶パネル３１を備えたコンビネーションメータ１の正面図である。

図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

図３（ａ）は、図１中のＩＩＩＡ部の拡大図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）中のＩＩＩＢ部の拡大図である。

図４は、図３（ｂ）中のＩＶ−ＩＶ線模式断面図である。

図５は、本発明の一実施形態による表示素子である液晶パネル３１を備えたコンビネーションメータ１の電気回路構成を説明する回路構成図である。

図６は、液晶パネル３１の表示例を示す拡大図である。

コンビネーションメータ１は、自動車の運転席前方に配置されて当該自動車に関する各種情報を表示する。本発明の一実施形態による表示素子である液晶パネル３１を備えたコンビネーションメータ１は、図１に示すように、当該自動車の走行速度を表示する速度計３と当該自動車のエンジン回転数を表示する回転計４と当該自動車のトランスミッションのシフトポジションを表示するシフトポジション表示部５とを備える。

速度計３は、図１と図２に示すように、走行速度を表示する表示素子である液晶パネル３１を備える。液晶パネル３１は、文字盤２に設けられた開口部２１に、配置される。液晶パネル３１は、走行速度をセグメント表示するように形成される。

本実施形態における液晶パネル３１の各セグメント部３２（ドットセグメント３３）は、例えば、電圧無印加時には遮光性となり、電圧印加時には透光性となるものである。尚、図１は、電圧が、液晶パネル３１の全セグメント部３２に印加されている状態を示す。

液晶パネル３１の背後（図２において矢印に示す下側）には、液晶パネル３１を透過照明する発光ダイオード３７と、発光ダイオード３７からの光を拡散して液晶パネル３１を均一に透過照明させる拡散板３８が配置される。発光ダイオード３７の光は、ケース６の内周面で反射して拡散板３８を介して液晶パネル３１の裏面へ導かれ、これを透過照明する。液晶パネル３１は、図示しないリード線等によりプリント基板７に接続される。

液晶パネル３１では、図３において、共通の電圧で制御される複数のドットセグメント３３の集合を、１個のセグメント部３２として構成する。数字は、左端の数字「１」を除いて複数のセグメント部３２を「日」の字形に配置することによって表示するように構成され、文字（図３（ａ）において文字「ｋ」、文字「ｍ」、文字「ｈ」）は、１個のセグメント部３２によって表示するように構成される。

液晶パネル３１は、図４に示すように、液晶３６が上部電極３４と下部電極３５とによって挟まれるように構成され、下部電極３５を基準にして上部電極３４に印加する電圧を制御することによって、これらにはさまれたドットセグメント３３が透光性状態と遮光性状態の間で制御される。即ち、上部電極３４が形成された液晶３６の部位が、ドットセグメント３３を構成する。

ここで、液晶３６は、一般に上下の透明ガラス基板で挟まれてこれらの間に封入され、上側のガラス基板に上部電極３４が形成され、下側のガラス基板に下部電極３５が形成される。図４では、図４を見易くするため、上下の透明ガラス基板を、配向膜や偏光板と共に省略している。

上部電極３４と下部電極３５は、スズ（Ｓｎ）を所定量含有した酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）膜（いわゆるＩＴＯ膜）等の透明電極であり、下部電極３５は、液晶３６の下面側の略全面に形成される。

上部電極３４は、液晶３６の上面側において、図３（ａ）に示すセグメント部３２に対応する部位に形成される。上部電極３４は、図３（ｂ）に示すように、各セグメント部３２において細い接続電極３４ａによって互いに結線され、各セグメント部３２を、それぞれ、一個のセグメントとして同じ電圧が上部電極３４に印加されるように構成する。即ち、各セグメント部３２は、それぞれ、一個のセグメントとしてその表示が制御されるが、ドットセグメント３３の集合として形成される。

これにより、セグメント部３２に電圧が印加されると、図３（ｂ）に示すそのセグメント部３２内では、全ドットセグメント３３が透光性状態となる。一方、ドットセグメント３３の間の液晶３６には電圧が印加されないため、この間の液晶３６が遮光性状態となる。

この結果、電圧が印加されたセグメント部３２内では、ドットセグメント３３は、発光ダイオード３７の光を透過させるが、ドットセグメント３３の間の液晶３６は、発光ダイオード３７の光を透過させない。このため、セグメント部３２内では、ドットセグメント３３の間の液晶３６が、図３（ａ）に示すようにライン３２ａとして視認される。これにより、セグメント部３２は、ドットセグメントを個別に制御することによって文字や数字を表示する液晶パネル（ドットセグメントタイプの液晶パネル）と同様に、数字や文字をドット状に高精細に表示できる。

また、液晶パネル３１は、各セグメント部３２内のドットセグメント３３に同じ電圧が印加されるように構成されているため、実質的にセグメントによって文字や数字を表示する液晶パネルであるといえる。このため、液晶パネル３１では、ドットセグメントタイプの液晶パネルに比較して、その配線構造やこれを制御する制御装置８を格段に簡略化することが可能で、液晶パネル３１とこれを包含するコンビネーションメータ１の製造コストを低減させることができる。

また、液晶パネル３１では、制御すべきセグメントの個数が、ドットセグメントタイプの液晶パネルに比較して格段に低減するため、制御装置８にかかる負担を格段に低減でき、液晶３６の応答性の影響を受け難くさせることができる。このため、液晶パネル３１では、液晶パネル３１の表示応答が、液晶３６の応答性が低下する低温時に低下するという問題を、ドットセグメントタイプの液晶パネルに比較して格段に抑えることができる。

尚、回転計４は、図１に示すように折れ曲がった棒状グラフを備え、棒状グラフの各区画が発光表示するようにその各区画の背後に図示しない発光ダイオードを備える。例えば、一分間に３０００回転（３０００ｒ／ｍ）を表示する場合、回転計４では、０から３の数字の間の棒状グラフの各区画を発光表示させるように、その背後の各発光ダイオードを点燈させる。

また、シフトポジション表示部５は、図１に示すように各シフトポジションを表示する表示部（Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄ、２、Ｌ）を備え、各表示部が発光表示するようにその各表示部の背後に図示しない発光ダイオードを備える。例えば、シフトポジションがパーキング（Ｐ）に操作されている場合、シフトポジション表示部５では、表示部Ｐを発光表示させるように、その背後の発光ダイオードを点燈させる。

これらの図示しない発光ダイオードは、プリント基板７に実装される。

以上説明した本発明の一実施形態による表示素子である液晶パネル３１を備えたコンビネーションメータ１の電気回路構成について、図５に基づいて説明する。

液晶パネル３１の作動を制御し発光ダイオード３７や図示しない発光ダイオードを点燈・消燈させる制御装置８は、たとえばマイクロコンピュータ等から構成されている。

制御装置８には、バッテリ１３から電力が常時供給され、イグニッションスイッチ１２がその操作ポジション（オフポジション、オンポジション）を検出可能に接続される。また、制御装置８には、当該自動車の走行速度を検出する車速センサ９と当該自動車のエンジン回転数を検出する回転センサ１０と当該自動車のトランスミッションのシフトポジションを検出するシフトポジションセンサ１１が、それらの信号を入力可能に接続される。

また、液晶パネル３１、発光ダイオード３７も、制御装置８に接続される。

（作動）
以下に、上記構成において、コンビネーションメータ１の作動を液晶パネル３１の表示を中心に説明する。

イグニッションスイッチ１２がオンされると、図５において、制御装置８は、それを検出して作動を開始する。即ち、制御装置８は、速度センサ９からの出力信号に基づいて速度計３を表示させ、回転センサ１０からの出力信号に基づいて回転計４を表示させ、シフトポジションセンサ１１からの出力信号に基づいてシフトポジション表示部５を表示させる。

以下、液晶パネル３１の表示について説明する。

制御装置８は、発光ダイオード３７を点燈させると共に、速度センサ９からの出力信号に基づき、当該自動車の車速を算出し、これに対応した数字を示すセグメント部３２に電圧を印加する。

例えば、算出された車速が４７ｋｍ／ｈの場合、液晶パネル３１は、図６に示すように「４７ｋｍ／ｈ」を表示する。即ち、「４７ｋｍ／ｈ」を表示する１１個のセグメント部３２に電圧を印加する。これにより、この１１個の各セグメント部３２内でのみ、図３（ｂ）に示すように、全ドットセグメント３３が透光性状態となる。一方、この１１個の各セグメント部３２内におけるドットセグメント３３の間の液晶３６と、他の９個のセグメント部と、これらの背景部には電圧が印加されないため、これらの液晶３６は遮光性状態となる。

一方、点燈した発光ダイオード３７の光は、ケース６の内周面で反射して拡散板３８に導かれ、拡散板３８によって均一化されて液晶パネル３１を透過照明する。

この結果、この１１個のセグメント部３２内における全ドットセグメント３３は、発光ダイオード３７の光を透過させるが、この１１個の各セグメント部３２内におけるドットセグメント３３の間の液晶３６と、他の９個のセグメント部と、これらの背景部とは、発光ダイオード３７の光を透過させない。

このため、この１１個のセグメント部３２は、この１１個のセグメント部３２内で全ドットセグメント３３の間の液晶３６が図６に示すように黒色のライン３２ａとして視認されつつ、黒色を背景として表示される。これにより、ドットセグメントを個別に制御することによって文字や数字を表示する液晶パネル（ドットセグメントタイプの液晶パネル）と同様に、数字や文字をドット状に高精細に表示できる。

また、液晶パネル３１は、各セグメント部３２内のドットセグメント３３に同じ電圧が印加されるように構成されているため、ドットセグメントタイプの液晶パネルに比較して、その配線構造やこれを制御する制御装置８を格段に簡略化することが可能である。

また、液晶パネル３１では、制御すべきセグメントの個数が、ドットセグメントタイプの液晶パネルに比較して格段に低減するため、制御装置８にかかる負担を格段に低減でき、液晶３６の応答性が低下する低温時に表示応答が低下するという問題を、ドットセグメントタイプの液晶パネルに比較して格段に抑えることができる。

（変形例）
図７は、図３（ｂ）の変形例を示す拡大図である。

本変形例では、ドットセグメント３３を、図７に示すように、四角形状の代わりに円形状に形成する。また、接続電極３４ａを、図７に示すように、縦横の網の目状に形成しないで、例えば横方向の接続電極３４ａを１個を残して除去することが可能である。

即ち、各セグメント部３２内で、全ドットセグメント３３が共通の電圧で制御できる限り、ドットセグメント３３の形状と接続電極３４ａの構成を、図３（ｂ）と図７で示す以外の形状や構成で設けることができる。

尚、上述の例では、液晶パネル３１の各セグメント部３２（ドットセグメント３３）は、電圧無印加時には遮光性となり、電圧印加時には透光性となるものであったが、これと反対に、電圧無印加時に透光性となり、電圧印加時に遮光性となるものとすることも可能である。この場合、液晶パネル３１は、黒白が上述の例と反対に視認されるが、上述した場合と同じ効果を得ることができる。

以上、本発明による表示素子である液晶パネル３１は、複数のドットセグメント３３の集合を１個のセグメント部３２として備え、文字を、セグメント部３２のみを制御することによって表示するように構成されている。

これにより、低コストで文字を高精細に表示できる表示素子を提供できる。

尚、上述の実施形態や変形例では、液晶パネル３１が速度計３を形成しているが、これに限る必要は無く、他の指針計器、例えば回転計等と置き換える、あるいは追加することができる。

また、上述の例では、表示素子として、液晶パネル３１を構成したが、これに限るものではない。

また、本発明は、上述の例に限らず、これらの組み合わせや、他の種々の変形例が考えられる。

図１は、本発明の一実施形態による表示素子である液晶パネル３１を備えたコンビネーションメータ１の正面図である。 図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図３（ａ）は、図１中のＩＩＩＡ部の拡大図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）中のＩＩＩＢ部の拡大図である。 図４は、図３（ｂ）中のＩＶ−ＩＶ線模式断面図である。 図５は、本発明の一実施形態による表示素子である液晶パネル３１を備えたコンビネーションメータ１の電気回路構成を説明する回路構成図である。 図６は、液晶パネル３１の表示例を示す拡大図である。 図７は、図３（ｂ）の変形例を示す拡大図である。

符号の説明

１ コンビネーションメータ
２ 文字盤、２１ 開口部
３ 速度計、３１ 液晶パネル（表示素子）
３２ セグメント部、３２ａ ライン、３３ ドットセグメント
３４ 上部電極、３４ａ 接続電極、３５ 下部電極、３６ 液晶
３７ 発光ダイオード、３８ 拡散板
４ 回転計、５ シフトポジション表示部、６ ケース、７ プリント基板
８ 制御装置、９ 速度センサ、１０ 回転センサ、１１ シフトポジションセンサ
１２ イグニッションスイッチ、１３ バッテリ

Claims (4)

1. 複数のドットセグメントの集合を１個のセグメント部として備え、
   文字を、前記セグメント部のみを制御することによって表示するように構成されていることを特徴とする表示素子。
2. 前記文字は、少なくとも数字を包含し、
   前記数字を、複数の前記セグメント部を「日」の字形に配置することによって表示するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示素子。
3. 各１個の前記セグメント部を構成する複数の前記ドットセグメントは、共通の電圧で制御されるように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示素子。
4. 前記セグメント部を、液晶パネルとして構成することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の表示素子。

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