(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に設けられたドットを有する液晶表示素子と、前記ドットをオン／オフさせることにより前記液晶表示素子の所定領域において３個以上の異なるドットパターンを切替表示させる制御手段と、を有する液晶表示装置であって、前記制御手段は、前記切替表示に伴う前記ドットパターンの変更に際して隣接する複数の前記ドットの集合体単位でオン／オフすると共に、前記集合体の主部は前記ドットパターンの２個以上でオンし、前記ドットパターンの１個でオンする前記集合体の残部は前記主部の端箇所に隣接することを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に関するものであり、特にドットマトリクス型の液晶表示素子を有する液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、図１７及び図１８に示すようなドットマトリクス型の液晶表示素子１がある。斯かる液晶表示素子１は、マトリクス状に設けられた多数の画素２（ドット）を有するものである。液晶表示素子１は、液晶セル３，４及び偏光板５，６を有するＤＳＴＮタイプである。偏光板５は、液晶セル３の前面に貼着されており、偏光板６は、液晶セル４の後面に貼着されている。液晶表示素子１の後方には照明手段（図示しない）が配設されている。液晶表示素子１は、ネガ表示タイプであり、オンされたドット２では照明手段が発した光が透過し、オフされたドット２では光が遮られる。
【０００３】
液晶セル３は、透明電極膜７，８が設けられた一対の透光性基板９，１０に液晶１１を封入したものである。各透明電極膜７，８は、互いに直交するストライプ状となっており、透明電極膜７と透明電極膜８が対向する箇所がドット２である。
液晶セル４は、一対の透光性基板１２，１３に液晶１４を封入したものであり、液晶セル３の後側に配設されている。液晶セル４は、液晶表示素子１の表示色調を調整する干渉セルである。
【０００４】
液晶セル３の、駆動電圧が印加されていない箇所（即ち、オフされているドット２）の液晶７は、捩じれ状態であり、駆動電圧を印加した箇所（即ち、オンされているドット２）の液晶１１は、直立状態である。つまり、オフされているドット２の液晶１１は、捩じれ状態であるが、駆動電圧を印加すると、液晶１１が直立状態に変位する。そして、そのドット２をオフすれば、液晶１１は、再び、捩じれ状態に変位する。なお、液晶セル４の液晶１４は、常に、捩じれ状態である。
【０００５】
液晶表示素子１は、各ドット２を夫々オン／オフすることにより、種々の図形や文字（数字を含む）を表示でき、例えば、数値で「５４」と表示し、アルファベット及び記号で「ｋｍ／ｈ」と表示して、車両速度を表示する（図１７参照）。液晶表示素子１の画像は、刻々と変動する車両速度を表示するため、所定時間（例えば０．３秒）毎に更新される。
例えば、「５４ｋｍ／ｈ」の表示が「５５ｋｍ／ｈ」に更新される場合、数値の“一の位”は、図１９（ａ）に示すように、「４」から「５」に変化する。このとき、図１９（ｂ）に示すように、オンのまま変わらないドット２ａ、オンからオフに変わるドット２ｂ、オフからオンに変わるドット２ｃがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、所定時間毎に画像が更新されるため、液晶１１の変位が追いつかず、特に、頻繁に変化する“一の位”の数字は、更新前画像の残像が見えてしまうという問題を有していた。つまり、オンされていたドット２の液晶１１は直立状態であるが、そのドット２がオフされても、瞬時に液晶７が直立状態から捩じれ状態に変位することができず、オンからオフに変わるドット２ｂが徐々に暗くなるため、残像となってしまう。
【０００７】
また、同様な原因で、更新後画像の数字（上記の例では「５」）に輝度ムラあるという問題を有していた（図２０参照）。つまり、オンのまま変わらないドット２ａの輝度は、画面更新前から画面更新後まで一定であるのに対し、オフからオンに変わるドット２ｃは徐々に明るくなるため、輝度ムラが生じる。即ち、オフされていたドット２の液晶７は捩じれ状態であるが、そのドット２がオンされても、瞬時に捩じれ状態から直立状態に変位することができず、オフからオンに変わるドット２ｃが徐々に明るくなるため、特に、頻繁に変化する“一の位”の数字は、輝度ムラが生じる。
【０００８】
液晶表示素子１の表示には上述した２つの問題があるため、必ずしも見栄えの良い表示であるとは言えなかった。本発明は、これらの問題に鑑みなされたものであり、更新前画像の残像、及び更新後画像の輝度ムラを目立たなくすることによって、表示の見栄えを改良した液晶表示装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、マトリクス状に設けられたドット３４を有する液晶表示素子２２と、前記ドット３４をオン／オフさせることにより前記液晶表示素子２２の所定領域５４において３個以上の異なるドットパターンを切替表示させる制御手段４６と、を有する液晶表示装置であって、前記制御手段は、前記切替表示に伴う前記ドットパターンの変更に際して隣接する複数の前記ドットの集合体単位でオン／オフすると共に、前記集合体の主部は前記ドットパターンの２個以上でオンし、前記ドットパターンの１個でオンする前記集合体の残部は前記主部の端箇所に隣接するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
液晶表示装置２１は、液晶表示素子２２，照明手段２４及び制御手段４６を有している。液晶表示素子２２は、マトリクス状に設けられた多数のドット３４を有しており、このドット３４を各々オン／オフさせることにより、所定時間毎に物理量を数字で表示する。照明手段２４は、発光ダイオード等の発光素子を有しており、液晶表示素子２２を後方から照明する。制御手段４６は、液晶表示素子２２に表示させる数字のドットパターンデータを記憶した記憶部５０を有している。「０」〜「９」のドットパターンは、日字形の所定領域５４にあるドット３４のみを選択的にオンさせるものである。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明を車両用ヘッドアップディスプレイに応用した一実施例を説明する。図１乃至図１１は第一実施例を示す図である。
【００１２】
１７はヘッドアップディスプレイであり、このヘッドアップディスプレイ１７は車両のダッシュボード１８の内部に配設されている（図２参照）。ヘッドアップディスプレイ１７が投射する表示光Ｌはフロントガラス１９により観察者２０の方向に反射される。観察者２０は虚像Ｖを風景と重畳させて観察することができる。
図３はヘッドアップディスプレイ１７の断面図である。２１は液晶表示装置であり、この液晶表示装置２１は液晶表示素子２２，反射部材２３，発光ダイオード２４及び硬質配線板２５を有している。２６は凹面鏡であり、この凹面鏡２６は液晶表示装置２１が発した表示光Ｌを後述するハウジングの開口部に反射させる。
【００１３】
２７はハウジングであり、このハウジング２７には液晶表示装置２１及び凹面鏡２６が収容される。ハウジング２７には表示光Ｌが出射する開口部２８が設けられており、この開口部２８には透光性樹脂（例えばアクリル）からなる透光性カバー２９が配設されている。３０は遮光壁であり、この遮光壁３０はハウジング２７と一体に形成されており、太陽光が液晶表示素子２２に入射し虚像Ｖが見えにくくなること（ウォッシュアウト）を防止している。
【００１４】
図４に示すように、複数の発光ダイオード２４は互いに近接して３列に配置されており、硬質配線板２５に接続されている。反射部材２３は、白色の樹脂からなるものであり、略長方形の筒状となっている。反射部材２３は、発光ダイオード２４側に形成された第一の開口部３１と、液晶表示素子２２側に形成された第二の開口部３２とを有しており、内周の反射面３３で発光ダイオード２４の光を液晶表示素子２２に反射させる。
【００１５】
液晶表示素子２２は、マトリクス状に設けられた９１８５個（縦５５×横１６７）のドット３４を有するドットマトリクス型である。液晶表示素子２２は、液晶セル３５，３６及び偏光板３７，３８を有している（図６参照）。偏光板３７は、液晶セル３５の前面に貼着されており、偏光板３８は、液晶セル３６の後面に貼着されている。液晶表示素子２２は、ネガ表示タイプであり、オンされたドット３４では光が透過し、オフされたドット３４では光が遮られる。
【００１６】
液晶セル３５は、透明電極膜３９，４０が設けられた一対の透光性基板４１，４２に液晶４３を封入したものである。各透明電極膜３９，４０は、互いに直交するストライプ状となっており、透明電極膜３９と透明電極膜４０が対向する箇所がドット３４である。
液晶セル３６は、一対の透光性基板４３，４４に液晶４５を封入したものであり、液晶セル３５の後側に配設されている。液晶セル３６は、液晶表示素子２２の表示色調を調整する干渉セルである。
【００１７】
図７は、液晶表示素子２２を駆動する制御手段４６を示すブロック図である。４７は速度センサであり、この速度センサ４７は、車両速度を検出し、マイコン４８に速度データを出力する。マイコン４８は、ＣＰＵ４９，ＲＯＭ５０（記憶部）及びＲＡＭ５１を有している。マイコン４８は、駆動回路５２を介して、液晶表示素子２２を駆動し車両速度を表示させる。制御手段４６は、マイコン４８及び駆動回路５２からなるものである。
【００１８】
液晶表示素子２２は、各ドット３４をオン／オフすることにより、１桁乃至３桁の数値と速度単位とで、車両速度を表示する。図８は、車両速度表示の一例であり、数字で「５４」と表示し、アルファベット及び記号で「ｋｍ／ｈ」と表示している。
数字，アルファベット及び記号のドットパターンを描画するためのドットパターンデータは、マイコン４８のＲＯＭ５０に記憶されている。図９は、数字（「０」〜「９」）のドットパターンを示すものであり、ドットパターンのサイズは、縦４７ドット×横３１ドットになっている。
【００１９】
数字のドットパターンデータは、日字形の所定領域５３を選択的にオンさせるものとなっている。図１０に示すように、所定領域５３は、ドット群５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄ，５３Ｅ，５３Ｆ，５３Ｇからなっており、ドット群５３Ａ，５３Ｄは夫々１１２個、ドット群５３Ｂ，５３Ｅは夫々８４個、ドット群５３Ｃ，５３Ｆは夫々８７個、ドット群５３Ｇは７３個のドット３４を有している。
【００２０】
液晶表示素子２２の画像は、所定時間（例えば０．３秒）毎に更新され、刻々と変動する車両速度を表示する。例えば、「５４ｋｍ／ｈ」の表示が「５５ｋｍ／ｈ」に更新される場合、数値の“一の位”は、図１１（ａ）に示すように、「４」から「５」に変化する。このとき、図１１（ｂ）に示すように、オンのまま変わらないドット３４ａ（ドット群５３Ｃ，５３Ｆ，５３Ｇ）、オンからオフに変わるドット３４ｂ（ドット群５３Ｂ）、オフからオンに変わるドット３４ｃ（ドット群５３Ａ，５３Ｄ）がある。
【００２１】
第一実施例では、所定領域５３を選択的にオンさせるドットパターンを用いたことにより、オンからオフに変わるドット３４ｂの数を低減することができる。
例えば、数字が「４」から「５」に変化するとき、前述した従来例では、オンからオフに変わるドット２ｂは、２８９個であるのに対し、本実施例では、オンからオフに変わるドット３４ｂ（ドット群５３Ｂ）は、８４個である。
【００２２】
且つ、第一実施例では、オフからオンに変わるドット３４ｃの数を低減することができる。
例えば、数字が「４」から「５」に変化するとき、前述した従来例では、オフからオンに変わるドット２ｃの数は、４２６個であるのに対し、本実施例では、オフからオンに変わるドット３４ｃ（ドット群５１Ａ，５１Ｄ）は、２２４個である。
これらは、オンのまま変わらないドット３４ａの数が、従来例より増加しているためである。
【００２３】
図１２乃至図１６は、第二実施例を示す図である。第二実施例は、ＲＯＭ５０に記憶されているドットパターンデータが異なるのみであり、他は第一実施例と同様である。
【００２４】
図１２は、ＲＯＭ５０に記憶されている、数字（「０」〜「９」）のドットパターンを示すものであり、ドットパターンのサイズは、縦４７ドット×横３１ドットになっている。数字のドットパターンデータは、日字形の所定領域５４を選択的にオンさせるものとなっている。
液晶表示素子２２は、各ドット３４をオン／オフすることにより、１桁乃至３桁の数値と速度単位とで、車両速度を表示する。図１４は、車両速度表示の一例であり、数字で「５４」と表示し、アルファベット及び記号で「ｋｍ／ｈ」と表示している。
【００２５】
液晶表示素子２２の画像は、所定時間毎に更新され、例えば、「５４ｋｍ／ｈ」の表示が「５５ｋｍ／ｈ」に更新される場合、数値の“一の位”は、図１５（ａ）に示すように、「４」から「５」に変化する。このとき、図１５（ｂ）に示すように、オンのまま変わらないドット３４ａ、オンからオフに変わるドット３４ｂ、オフからオンに変わるドット３４ｃがある。
【００２６】
第二実施例によれば、所定領域５４を選択的にオンさせるドットパターンを用いたことにより、オンからオフに変わるドット３４ｂの数を低減することができる。
例えば、数字が「４」から「５」に変化するとき、前述した従来例では、オンからオフに変わるドット２ｂは、２８９個であるのに対し、第二実施例では、オンからオフに変わるドット３４ｂは、１０７個である。
【００２７】
且つ、第二実施例によれば、オフからオンに変わるドット３４ｃの数を低減することができる。
例えば、数字が「４」から「５」に変化するとき、前述した従来例では、オフからオンに変わるドット２ｃの数は、４２６個であるのに対し、第二実施例では、オフからオンに変わるドット３４ｃは、２６４個である。
【００２８】
また、所定領域５４は、主に用いられるドット３４の集合体である主部３４ｄと、主部３４ｄ以外のドット３４の集合体である残部５４ｅに分類されるが、数字が「１」〜「９」に変化しても、主に主部３４ｄがオン／オフされ、残部３４ｅの数は少ないので、残像が目立たない。
【００２９】
第一，第二実施例によれば、所定領域５３，５４を選択的にオンさせるドットパターンを用いたことで、更新後画像の数字が更新前画像の数字に重なる面積が増加するため、オンのまま変わらないドット３４ａが増え、残像の面積が小さく（即ち、ドット３４ｂの数が少なく）なり、残像が目立たなくなり、且つ、オフからオンに変わるドット３４ｃの数が減り、更新後画像の輝度ムラが目立たなくなる。
【００３０】
なお、第一，第二実施例は、マイコン４８のＲＯＭ５０にドットパターンデータを記憶させたものであるが、例えば、マイコン４８とは別体のＲＯＭにドットパターンデータを記憶させても良い。また、各実施例の液晶表示素子２２は、液晶セル３５，３６及び偏光板３７，３８を有するものであったが、液晶セル３６（干渉セル）は無くても良い。また、各実施例は、表示光Ｌをフロントガラス１９で反射させるヘッドアップディスプレイ１７であったが、本発明は表示光Ｌを直視する液晶表示装置に適用できることは言うまでもない。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、マトリクス状に設けられたドットを有する液晶表示素子と、日字形の所定領域にある前記ドットを選択的にオンさせることにより前記液晶表示素子に数字を表示させる制御手段と、を有するものであり、更新前画像の残像，更新後画像の輝度ムラを目立たなくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】    本発明の第一実施例を示す液晶表示素子の正面図。
【図２】    同上実施例を示すヘッドアップディスプレイの説明図。
【図３】    同上実施例を示すヘッドアップディスプレイの断面図。
【図４】    同上実施例を示す液晶表示装置の部分断面図。
【図５】    同上実施例を示す発光ダイオードの配列説明図。
【図６】    同上実施例を示す液晶表示素子の断面図。
【図７】    同上実施例を示す制御手段のブロック図。
【図８】    同上実施例を示す表示例説明図。
【図９】    同上実施例を示すドットパターン説明図。
【図１０】  同上実施例を示すドット群の説明図。
【図１１】  同上実施例を示す表示状態説明図。
【図１２】  本発明の第二実施例を示すドットパターン説明図。
【図１３】  同上実施例を示す液晶表示素子の正面図。
【図１４】  同上実施例を示す表示例説明図。
【図１５】  同上実施例を示す表示状態説明図。
【図１６】  同上実施例を示す主部及び残部の説明図。
【図１７】  従来例を示す液晶表示素子の正面図。
【図１８】  同上実施例を示す液晶表示素子の断面図。
【図１９】  同上実施例を示す表示状態説明図。
【図２０】  同上実施例を示す表示状態説明図。
【符号の説明】
２１    液晶表示装置
２２    液晶表示素子
３４    ドット
４６    制御手段
５０    記憶部
５３    所定領域
５３Ａ  ドット群
５３Ｂ  ドット群
５３Ｃ  ドット群
５３Ｄ  ドット群
５３Ｅ  ドット群
５３Ｆ  ドット群
５３Ｇ  ドット群
５４  所定領域
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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