(57)【要約】【課題】各セグメントを目的とする表示色で着色表示することができる液晶表示装置を提供すること。【解決手段】  光源部３０と、互いに異なる着色光を選択的に透過させる色切換部４０と、着色光を外部に透過させるか否かを切換える表示切換部５０と、前面を保護するための保護基板６０とから構成されている。このうち、色切換部４０は、前述したセグメント２１に対応する位置に配置されており、光源部３０から照射された光のうち、所定の偏光方向であって光源色を有する第１の着色光Ｌ１を透過させるとともに、前記所定の偏光方向と直交する偏光方向であって前記第１の着色光Ｌ１とは異なる色を有する第２の着色光Ｌ２を透過させるカラー偏光板４１と、一対の透明基板間に液晶を封入し、前記透明基板間の電圧印加状態に応じて前記第１の着色光Ｌ１と前記第２の着色光Ｌ２とを選択的に透過させる色切換用液晶パネル４２とを積層状態で配置した構成とされている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセグメントを備え、各セグメントにおいてカラー表示を行う液晶表示装置であって、
光源部と、互いに異なる着色光を選択的に透過させる色切換部と、前記着色光を外部に透過させるか否かを切換える表示切換部とからなり、
前記色切換部は、
前記光源部からの光のうち、所定の偏光方向であって光源色を有する第１の着色光を透過させるとともに、前記所定の偏光方向と直交する偏光方向であって前記第１の着色光とは異なる色を有する第２の着色光を透過させるカラー偏光板と、
一対の透明基板間に液晶を封入し、前記透明基板間の電圧印加状態に応じて前記第１の着色光と前記第２の着色光とを選択的に透過させる色切換用液晶パネルとを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
物理量を指示するバーグラフ表示が可能となるように前記各セグメントを配置し、指示すべき物理量に応じて前記各セグメントの表示色を変更することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
指示すべき物理量が検出対象物の所定の状態を示すときには、その物理量に対応するセグメントの表示色を他のセグメントの表示色と異ならせたことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー表示を行う液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー表示を行う液晶表示装置として、従来から特許文献１に記載されているものが知られている。これは、複数のセグメントからなる透過型液晶表示装置であって、光を発する光源部と、光源部から発せられた光のうち所定色の着色光を選択的に透過させる色切換用液晶パネルと、色切換用液晶パネルからの着色光を外部へ透過させるか否かを切り替える表示用液晶パネルとから構成されており、各セグメントをそれぞれ着色表示させるものである。
【０００３】
このうち、色切換用液晶パネルは積層状態とされた２つのカラー偏光板と、これらのカラー偏光板を透過した光のうち所定色の着色光を透過させる色切換用液晶層とから構成されている。２つのカラー偏光板のうち、一方は光源部からの光のうち所定方向の偏光であって、且つ所定の色である第１の着色光を透過させる第１のカラー偏光板であり、他方は光源部からの光のうち第１の偏光と直交する偏光であって、且つ所定の色とは異なる色である第２の着色光を透過させる第２のカラー偏光板である。色切換用液晶層は、その両側にある電極への電圧印加状態によりオン・オフされ、これにより第１の着色光又は第２の着色光のいずれか一方の光を選択的に透過させるとともに、その透過光を特定方向に偏光するものである。
【０００４】
また、表示用液晶パネルは、その両側にある電極への電圧印加状態によってオン・オフされ、これにより色切換用液晶パネルからの着色光を透過あるいは遮断するものである。
【０００５】
従って、表示用液晶パネルがオンされているときには、色切換用液晶パネルを構成する色切換用液晶層のオン・オフにより第１の着色光又は第２の着色光により各セグメントが着色表示されることとなる。
【特許文献１】特開２００４−１７７８４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記従来装置では、２枚のカラー偏光板を積層状態で配置し、色切換用液晶層にて、透過させる着色光を選択する構成としているため、セグメントの表示色が着色光による表示色とは異なり、目的とする表示色で着色表示されないという問題がある。具体的には、第１の着色光によりセグメントを着色表示した場合、第２の着色光が混色されて、第１の着色光による表示色とは異なる色に着色表示される。逆に、第２の着色光によりセグメントを着色表示した場合、第１の着色光が混色されて、第２の着色光による表示色とは異なる色にて着色表示されるのである。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、各セグメントを目的とする表示色で着色表示することができる液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１の発明では、複数のセグメントを備え、各セグメントにおいてカラー表示を行う液晶表示装置であって、光源部と、互いに異なる着色光を選択的に透過させる色切換部と、前記着色光を外部に透過させるか否かを切換える表示切換部とからなり、色切換部は、光源部からの光のうち、所定の偏光方向であって光源色を有する第１の着色光を透過させるとともに、所定の偏光方向と直交する偏光方向であって第１の着色光とは異なる色を有する第２の着色光を透過させるカラー偏光板と、一対の透明基板間に液晶を封入し、前記透明基板間の電圧印加状態に応じて第１の着色光と第２の着色光とを選択的に透過させる色切換用液晶パネルとを備えたことを特徴としている。
【０００９】
請求項１の発明によれば、１枚のカラー偏光板により、光源色を有する第１の着色光と、第１の着色光とは異なる第２の着色光とを透過させ、色切換用液晶パネル及び表示切換用液晶パネルによって、第１の着色光又は第２の着色光を外部に透過させてセグメントを着色表示するようにしている。このため、両着色光が混色することがなく、各着色光の色でもってセグメントを着色表示することができる。
【００１０】
請求項２の発明では、物理量を指示するバーグラフ表示が可能となるように各セグメントを配置し、指示すべき物理量に応じて各セグメントの表示色を変更することを特徴としている。これによれば、バーグラフ表示にて物理量を指示する場合には好適な構成である。
【００１１】
請求項３の発明では、指示すべき物理量が検出対象物の所定の状態を示すときには、その物理量に対応するセグメントの表示色を他のセグメントの表示色と異ならせたことを特徴としている。このようにすれば、指示される物理量から検出対象物の状態を容易に認識することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
＜第１実施形態＞
本発明に係る液晶表示装置を車両用計器１０に適用した一実施形態について図１ないし図７を参照して説明する。本実施形態の車両用計器１０は、図１に示すように、エンジン及び動力用モータの合算出力を指示するとともに、回生時における動力用モータの発電出力を指示するパワーインジケータ１１と、動力用モータに電力供給を行うバッテリーの残量を表示する残量インジケータ１２とが備えられている。
【００１３】
パワーインジケータ１１は、複数のセグメント２１が円弧状に配置され、その出力をバーグラフ表示するものである。また、各セグメント２１の配列方向に沿って目盛２２が表示されているとともに、所定の目盛位置には出力値を示す数字２３が表示されている。さらには、当該インジケータがパワーインジケータであることを示す「ＰＯＷＥＲ」及びその物理単位を示す「ＨＰ」の文字列２４が表示されている。ここで、各セグメント２１のうち数字の「０」を境界として時計回り方向に沿って配置されたセグメント２１群により合算出力を指示し、反対方向に沿って配置されたセグメント２１群により回生時の発電出力を指示するようになっている。
【００１４】
残量インジケータ１２は、複数のセグメント２１が円弧状に配置され、そのバッテリー残量をバーグラフ表示するものである。また、当該インジケータ１２が残量インジケータであることを示す「ＢＡＴ」の文字列２４が表示されている。
【００１５】
液晶表示装置は図２及び図３に示すように、光源部３０と、互いに異なる着色光を選択的に透過させる色切換部４０と、着色光を外部に透過させるか否かを切換える表示切換部５０と、保護基板６０とから構成されている。
【００１６】
光源部３０は、色切換部・表示切換部側へ均一的に光を照射するものであり、例えば白色光を放射する白色発光ダイオードと、この発光ダイオードから発せられた光を色切換部・表示切換部側へ均一照射する拡散板とから構成することができる。尚、発光源としては白色光源に限らず複数色の波長成分を含んだ光を発するものであれば良い。そのため、特定波長成分の光を出射する発光ダイオードを複数種類設けたものであっても良い。また、発光ダイオードに限らず、例えば、冷陰極蛍光放電管等の他の発光装置を用いるようにしても良い。
【００１７】
色切換部４０は、前述したセグメント２１に対応する位置に配置されており、光源部３０から照射された光のうち、所定の偏光方向であって光源色を有する第１の着色光Ｌ１を透過させるとともに、前記所定の偏光方向と直交する偏光方向であって前記第１の着色光Ｌ１とは異なる色を有する第２の着色光Ｌ２を透過させるカラー偏光板４１と、一対の透明基板間に液晶を封入し、前記透明基板間の電圧印加状態に応じて前記第１の着色光Ｌ１と前記第２の着色光Ｌ２とを選択的に透過させる色切換用液晶パネル４２とを積層状態で配置した構成とされている。
【００１８】
カラー偏光板４１は、周知の通り、所定方向の偏光を透過させる透過軸４１Ａと、この透過軸と直交方向の直線偏光のうち特定の波長成分を有する光を透過させる吸収軸４１Ｂとを有している。本実実施形態のカラー偏光板においては、吸収軸４１Ｂに青色の波長成分の光を透過させる機能を有している。このため、光源色（白色Ｗ）と同一色であって透過軸と平行な直線偏光である第１の着色光Ｌ１と、青色Ｂであって吸収軸と平行な直線偏光である第２の着色光Ｌ２とが当該カラー偏光板４１を透過する。
【００１９】
色切換用液晶パネル４２は、一対のガラス基板の上において、各セグメントに対応する位置にＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）などから成る透明電極がそれぞれ形成され、透明電極をそれぞれ被覆してポリビニルアルコールなどから成る配向膜が形成され、その間に旋光性を有するＴＮ型の液晶材料が封入されている。また、当該液晶パネル４２は、その入射側（出射側）における液晶材料の配向方向４２Ａ（４２Ｂ）がカラー偏光板４１の吸収軸４１Ｂと平行となるように（直交するように）配置されている。また当該液晶パネル４２は、透明電極間への電圧印加がされていないときには（オフ）、透過光を９０°旋光させる一方、電圧が印加されているときには（オン）、入射時の偏光方向を保ったまま透過させる機能を有している。
【００２０】
従って、上記液晶パネル４２がオン状態とされているときには、第１の着色光Ｌ１がその偏光方向を保ったまま透過し、オフ状態とされているときには、第２の着色光Ｌ２が９０°旋光して透過する。従って、透過後の両着色光Ｌ１，Ｌ２の偏光方向は同一の偏光方向とされるのである。
【００２１】
表示切換部５０は、色切換用液晶パネル４２を透過した着色光Ｌ１，Ｌ２を外部に透過させるか否かを切換えるシャッタ機能を有するものであり、色切換用液晶パネル４２と同一の構造を有する表示切換用液晶パネル５１と、一対のニュートラル偏光板５２，５２とをサンドイッチ状に配置して構成されている。このうち、ニュートラル偏光板５２，５２は、互いの透過軸５２Ａが平行となるように配置されているため、これらの間にある表示切換用液晶パネルの入射側（又は出射側）における液晶材料の配向方向５１Ａ（又は５１Ｂ）がニュートラル偏光板５２の透過軸５２Ａの透過軸と直交する。これにより、表示切換用液晶パネル５１がオン状態とされているときには、色切換用液晶パネル４２を透過した着色光Ｌ１，Ｌ２が透過し、オフ状態とされているときには、透過することがなく遮光される。
【００２２】
保護基板６０は、ガラス、樹脂等の透過性材料から構成されており、表示切換部５０の前面に配置されている、この保護基板６０の表面のうち、各セグメント２１、目盛２２、数字２３及び文字列２４に対応する部分以外の領域には黒色のマスク層が形成されており、光源部３０からの光が外部へ漏光することを防止しているとともに、各セグメント２１、目盛２２、数字２３及び文字列２４が透過照明されるようになっている。
【００２３】
上記構成により、各セグメント２１は液晶パネル４２，５１のオン・オフ状態に応じて表示色が切換えられる。すなわち、図４に示すように、表示切換用液晶パネル５１がオフ状態であるときには、セグメント２１は黒色ＢＬにて着色表示される。また、表示切換用液晶パネル５１がオン状態であって、色切換用液晶パネル４２がオフ状態であるときには、第２の着色光Ｌ２により青色Ｂにて着色表示され、色切換用液晶パネルＬ１がオン状態とされているときには、第１の着色光Ｌ１により白色Ｗにて着色表示される。
【００２４】
本実施形態では、パワーインジケータ１１にて合算出力をバーグラフ表示する際には、セグメント２１群の表示色として、例えば白色Ｗと黒色ＢＬの２色を用いて表示する。当該バーグラフ表示においては、指示すべき出力値と同一あるいはそれよりも小さい出力値に対応するセグメント２１については白色Ｗであり、指示すべき出力値よりも大きい出力値に対応するセグメントは黒色ＢＬとされている。ここで、各セグメント２１が対応する合算出力は数字「０」を基準として時計回り方向に沿って順次大きくされているため、この数字「０」から指示すべき合算出力に対応するセグメント２１は白色Ｗにて着色表示し、その合算出力以上の出力に対応するセグメント２１は黒色ＢＬにて着色表示する（図１参照）。
【００２５】
また、回生時においてはその発電出力に応じてセグメント２１群のそれぞれを白色Ｗ及び黒色ＢＬの２色を用いて着色表示させる。「０」を基準として、各セグメント２１が対応する発電出力は反時計回り方向の沿って順次大きくされているため、「０」から指示すべき発電出力に対応するセグメント２１は白色にて着色表示し、その発電出力以上の出力に対応するセグメント２１は黒色ＢＬにて着色表示する（図５参照）。このように、合算出力及び発電出力を２色のバーグラフ表示とすることにより、運転者に対して、エンジン及び動力用モータの合算出力を視認させることができるとともに、回生時のモータ発電出力を視認させることができる。
【００２６】
また、残量インジケータ１２についても同様に、各セグメント２１が対応する残量は下側のセグメント２１から上側のセグメント２１に向かって順次大きくされているから、最小残量に対応する下側のセグメント２１から指示すべき残量に対応するセグメント２１までは白色Ｗにて着色表示し、その残量以上のセグメント２１は黒色ＢＬにて着色表示する（図６参照）。（請求項に記載の「物理量を指示するバーグラフ表示が可能となるように各セグメントを配置し、指示すべき物理量に応じて各セグメントの表示色を変更する」構成に相当する。）
【００２７】
さらには、合算出力が所定の出力以上とされたときには、その所定の合算出力に対応するセグメント、現在出力に対応するセグメント、及びこれらのセグメント間に位置するセグメントを青色Ｂで着色表示する（図７参照）。この所定の出力は、例えば省エネ走行が可能な出力の限界値とすることができる。このようにすれば、運転者に対して現在出力を視認させることができるとともに、現在出力が省エネ走行に適した出力であるか否かを視覚的に認識させることができる。（請求項に記載の「指示すべき物理量が検出対象物の所定の状態を示すときには、その物理量に対応するセグメントの表示色を他のセグメントの表示色と異ならせた」構成に相当する。）
【００２８】
本実施形態によれば、１枚のカラー偏光板４１により、第１の着色光Ｌ１と、第２の着色光Ｌ２とを透過させ、色切換用液晶パネル４２及び表示切換用液晶パネル５１のオン・オフ状態に応じて、第１の着色光Ｌ１又は第２の着色光Ｌ２を外部に透過させてセグメント２１を着色表示するようにしている。このため、両着色光Ｌ１，Ｌ２が混色することがなく、各着色光Ｌ１，Ｌ２の色でもってセグメントを着色表示することができる。
【００２９】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００３０】
上記実施形態では、車両用計器として、エンジン及び動力用モータの合算出力を指示するとともに、回生時における動力用モータの発電出力を指示するパワーインジケータ１１と、動力用モータに電力供給を行うバッテリーの残量を表示する残量インジケータ１２に適用した例を示したが、当該液晶表示装置をスピードメータ、タコメータ等の他の計器に適用しても良い。
【００３１】
また、本実施形態では、パワーインジケータ１１において「０」に対応するセグメント２１から指示すべき合算出力に対応するセグメント２１までは白色Ｗにて着色表示し、その合算出力以上の出力に対応するセグメント２１は黒色ＢＬにて着色表示する構成としたが、夫々の表示色を他の色としても良い。
【００３２】
また、本実施形態では、合算出力が所定の出力以上とされたときには、その所定の合算出力に対応するセグメント、現在出力に対応するセグメント、及びこれらのセグメント間に位置するセグメントの表示色を青色Ｂとする構成としたが、これ以外の色でセグメントを着色表示するようにしても良い。
【００３３】
また、本実施形態では、残量インジケータ１２において、最小残量に対応する下側のセグメントから指示すべき残量に対応するセグメントまでは白色Ｗにて着色表示し、その残量以上のセグメントは黒色ＢＬにて着色表示する構成としていたが、２色の配列順序が維持されていればその他の色で各セグメントを表示するようにしても良い。また、バッテリー残量が所定残量以下とされたときには、現在残量に対応するセグメントを他のセグメントと異なる色にて着色表示するようにしても良い。
【００３４】
また、本実施形態におけるカラー偏光板４１は、吸収軸４１Ｂに青色Ｂの波長成分の光を透過させる機能を有するものを用いたが、青色Ｂ以外の波長成分の光を透過させる機能を有するものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の液晶表示装置を適用した一実施形態である車両用計器の模式図である。
【図２】液晶表示装置の側断面図である。
【図３】液晶表示装置の分解斜視図である。
【図４】各液晶パネルのオン・オフ状態とセグメント上の表示色との関係を示した表である。
【図５】合算出力表示における各セグメントの表示色を示した模式図である。
【図６】回生時の各セグメントの表示色を示した模式図である。
【図７】所定出力を超えた場合の各セグメントの表示色を示した模式図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０…車両用計器
１１…パワーインジケータ
１２…残量インジケータ
２１…セグメント
３０…光源部
４０…色切換部
４１…カラー偏光板
４２…色切換用液晶パネル
５０…表示切換部
５１…表示切換用液晶パネル
５２…ニュートラル偏光板
Ｌ１…第１の着色光
Ｌ２…第２の着色光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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