JP4008016B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

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本発明は、液晶表示装置、特に、マトリクス表示による文字表示部とパターン表示による欄外表示部を有する複合表示型の液晶表示器(以下、「LCD」という)を用いた液晶表示装置に関するものである。
図2(a)、(b)は、従来の液晶表示装置の概略の構成図である。
図2(a)の液晶表示装置は、文字表示機能と欄外表示機能を有する複合表示型のLCD1を備えている。LCD1は、縦7ドット×横5ドットのマトリクス表示によって英数字等を横方向に16文字表示する文字表示部1aと、この文字表示部1aの上側に[DEG]、[HYP]、[RAD]等の文字や記号等を1つの表示パターンとして表示する欄外表示部1bを有している。欄外表示部1bに横方向に配置された複数の表示パターンは、それぞれ共通接続されてX方向(横方向)の電極X0を構成する。また、文字表示部1aのマトリクスの1行目〜7行目は共通接続されて、それぞれX方向の電極X1〜X7を構成している。更に、文字表示部1a及び欄外表示部1bの縦方向の1列目〜80列目は共通接続されて、それぞれY方向(縦方向)の電極Y1〜Y80を構成している。
この液晶表示装置は、LCD1を駆動するためのコモンドライバ2とセグメントドライバ3を有している。コモンドライバ2は、LCD1の電極X0〜X7を上から下へ順次1本ずつ一定の時間間隔で周期的に駆動するものである。セグメントドライバ3は、コモンドライバ2で駆動された電極Xi(但し、i=0〜7)に対応する表示行の表示データを各電極Y1〜Y80に印加するものである。LCD1では、電極Xiに対する駆動電圧と、電極Yj(但し、j=1〜80)に対する駆動電圧の電位差が一定の値以上になると、これらの電極Xiと電極Yjとの間に挟まれた液晶の分子が、例えば一定方向に並び、LCD上部の偏光フィルタにより、光が透過しなくなって黒く表示されるようになる。
このような液晶表示装置では、コモンドライバ2によるLCD1の表示画面の表示行の走査に同期して、セグメントドライバ3から対応する表示行の表示データを出力することにより、このLCD1の文字表示部1aにマトリクス表示による英数字等を、欄外表示部1bに文字や記号の表示パターンを表示することができる。
図2(b)の液晶表示装置は、図2(a)中のLCD1とY方向の電極Y1〜Y80の接続が異なるLCD1Aを有している。LCD1Aは、LCD1と同様に、縦7ドット×横5ドットのマトリクス表示による英数字を横方向に16文字表示する文字表示部1aと、この文字表示部1aの上側に[DEG]、[HYP]、[RAD]等の文字や記号等を1つの表示パターンとして表示する欄外表示部1bを有している。
欄外表示部1bに横方向に配置された複数の表示パターンは共通接続されて電極X0を構成し、文字表示部1aのマトリクスの横方向の1行目〜7行目はそれぞれ共通接続されて、それぞれ電極X1〜X7を構成している。文字表示部1aの縦方向の1列目〜80列目はそれぞれ共通接続されて、それぞれY方向の電極YA1〜YA80を構成している。一方、欄外表示部1bの各表示パターンは、それぞれ別のY方向の電極YB1〜YB3を構成している。
この液晶表示装置は、LCD1Aの文字表示部1aを駆動するためのコモンドライバ4とセグメントドライバ5を有するとともに、欄外表示部1bを駆動するためのコモンドライバ6とセグメントドライバ7を有している。これらのコモンドライバ4,6、及びセグメントドライバ5,7の機能と動作は、それぞれ図2(a)のコモンドライバ2、及びセグメントドライバ3と同様である。これにより、図2(b)の液晶表示装置は、LCD1Aの文字表示部1aと欄外表示部1bを、それぞれ独立して駆動することによって、画面の表示を行うようになっている。
特開平4−82387号公報 特開平9−5775号公報
しかしながら、従来の液晶表示装置では、次の(1)、(2)のような課題があった。
(1) 図2(a)の液晶表示装置では、電極X0〜X8に同じ時間幅の駆動電圧が順次印加される。しかし、パターン表示用の電極X0は、マトリクス表示用の電極X1〜X8に比べて面積が大きいので、電極X0のキャパシタンスは、電極X1〜X8のキャパシタンスに比べて大きくなっている。これにより、電極X0に印加された駆動電圧の立上がりが鈍化し、表示に必要な一定の電圧に達するまでの時間が長くなり、実際の表示時間が電極X1〜X8に比べて短くなってしまう。このため、パターン表示による欄外表示部1bが、マトリクス表示による文字表示部1aに比べてコントラストが低くなり、同一の濃度の表示を行うことができなかった。
(2) 図2(b)の液晶表示装置では、文字表示部1a用の駆動回路と、欄外表示部1b用の駆動回路が別個に必要となり、回路構成が複雑でコストアップの原因となっていた。
本発明は、前記従来技術が持っていた(1)、(2)の課題を解決し、回路構成が簡単で、かつパターン表示とマトリクス表示にほぼ等しいコントラストが得られると共に、特定のラインを強調表示することもできる液晶表示装置を提供するものである。
本発明の液晶表示装置は、平行に配置されたマトリクス表示用の複数の第1のX電極及び該第1のX電極に平行に配置されたパターン表示用の第2のX電極、前記第1及び第2のX電極に交叉して配置された複数のY電極、並びに前記第1及び第2のX電極と前記複数のY電極との間に挟まれた液晶を有し、順次印加される選択駆動電圧によって選択された前記第1及び第2のX電極と前記複数のY電極との交叉箇所に、該Y電極に印加される表示駆動電圧に応じた表示を行う液晶表示手段と、一定のクロック周期を有するクロック信号、及び通常表示モードまたは強調表示モードを指定する指定信号が与えられ、該指定信号によって該通常表示モードが指定されたときには、該クロック信号に従って前記複数の第1のX電極及び前記第2のX電極を順番に選択するための選択信号を出力し、該指定信号によって該強調表示モードが指定されたときには、該第2のX電極を選択するための選択信号を出力するコモン選択手段と、前記コモン選択手段から出力された選択信号を前記選択駆動電圧に変換し、対応する前記第1及び第2のX電極に印加するコモン駆動手段と、前記選択信号で選択された前記第1または第2のX電極と前記複数のY電極との交叉箇所に表示すべき表示データを出力するデータ出力手段と、前記データ出力手段から出力された前記表示データを前記表示駆動電圧に変換し、対応する前記複数のY電極に印加するセグメント駆動手段とを備えたことを特徴としている。
本発明によれば、次のような作用が行われる。
指定信号によって通常表示モードが指定されている間は、コモン選択手段からクロック信号に従って一定の周期で複数の第1のX電極と第2のX電極を順番に選択するための選択信号が出力される。この選択信号は、コモン駆動手段によって選択駆動信号に変換されて、液晶表示手段の複数の第1のX電極と第2のX電極に順番に印加される。また、指定信号によって強調表示モードが指定されると、コモン選択手段から第2のX電極を選択するための選択信号が出力される。この選択信号は、コモン駆動手段によって選択駆動信号に変換されて、液晶表示手段の第2のX電極に印加される。
一方、選択信号で選択されたX電極に対応する表示データがデータ出力手段から出力され、セグメント駆動手段によって表示駆動電圧に変換されて、液晶表示手段の複数のY電極に印加される。そして、これらのX電極とY電極の交叉箇所に、表示駆動電圧に応じた表示が行われる。
本発明によれば、通常表示モードのときにはマトリクス表示用の第1のX電極とパターン表示用の第2のX電極を一定の周期で順番に駆動するための選択信号を出力し、強調表示モードのときにはパターン表示用の第2のX電極を駆動するための選択信号を出力するコモン選択手段を有している。これにより、適宜強調表示モードを指定することにより、パターン表示用の専用の駆動回路を必要とせずに、パターン表示のコントラストを調節することができる。
この発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、次の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。但し、図面は、もっぱら解説のためのものであって、この発明の範囲を限定するものではない。
図1は、本発明の実施例を示す液晶表示装置の構成図である。
この液晶表示装置は、文字表示機能と欄外表示機能を有する複合表示型の液晶表示手段(例えば、LCD)10を備えている。LCD10は、縦7ドット×横5ドットのマトリクス表示によって英数字等を横方向に16文字表示する文字表示部11と、この文字表示部11の上側に[DEG]、[HYP]、[RAD]等の文字や記号等を1つの表示パターンとして表示する欄外表示部12を有している。欄外表示部12に横方向に配置された複数の表示パターンは、共通接続されてX方向(横方向)の第1のX電極(例えば、電極)X0を構成している。また、文字表示部11のマトリクスの1行目〜7行目は、それぞれ共通接続されてX方向の第2のX電極(例えば、電極)X1〜X7を構成している。更に、文字表示部11及び欄外表示部12の縦方向の1列目〜80列目は、それぞれ共通接続されてY方向(縦方向)のY電極(例えば、電極)Y1〜Y80を構成している。
LCD10の、各電極Xi(但し、i=0〜7)と、各電極Yj(但し、j=1〜80)との間には、液晶が封入されている。そして、電極Xi,Yjに印加される駆動電圧の電位差が一定の値以上になると、その間に挟まれた液晶の分子が、例えば一定方向に並び、LCD上の偏光フィルタにより、光が透過しなくなって黒く表示されるものである。文字表示部11は、マトリクスを構成する各電極Xi,Yjの交叉箇所の画素を組み合わせて、任意の文字や記号等を表示するものである。一方、パターン表示部12は、予め形成された電極Xi,Yjの形状に従って、文字や記号等を1つの表示のパターンとして表示するようになっている。
この液晶表示装置は、データ出力手段を構成するランダム・アクセス・メモリ(以下、「RAM」という)20とデータラッチ30を備えている。RAM20は、LCD10上に表示する表示データを格納するためのメモリで、アドレス信号ADRが与えられるアドレス端子ADと、このアドレス信号ADRで指定された記憶領域に格納されている表示データを並列に出力するためのデータ端子D1,D2,…,D80を有している。
RAM20のデータ端子D1〜D80は、データラッチ30の入力側に接続されている。データラッチ30は、ラッチ端子Lに与えられるクロック信号CLKにより、その入力側に与えられた表示データを保持して、その保持した表示データを出力するものである。データラッチ30の出力側には、セグメント駆動手段(例えば、セグメントドライバ)40の入力側が接続されている。セグメントドライバ40は、データラッチ30から出力される表示データを、LCD10に対する表示駆動電圧に変換するものである。セグメントドライバ40の出力側には、LCD10の電極Y1〜Y80が接続されている。
更に、この液晶表示装置は、2入力の論理積ゲート(以下、「AND」という)51、カウンタ52、シフトレジスタ53、セレクタ54,56、及びレジスタ55,57で構成されるコモン選択手段(例えば、コモン選択部)50を有している。
AND51には、指定信号CONTと一定のクロック周期を有するクロック信号CLKが与えられている。指定信号CONTは、通常表示または強調表示の表示モードを指定するもので、カウンタ52とシフトレジスタ53の動作を制御すると共に、セレクタ54,56の切り替えを行うための信号である。AND51の出力側には、指定信号CONTで制御されたクロック信号CLKが、シフトパルスSPとして出力されるようになっている。シフトパルスSPは、カウンタ52及びシフトレジスタ53のクロック端子Cに与えられている。
カウンタ52は、リセット端子Rと出力端子Qとを有しており、このリセット端子Rには、LCD10の表示画面の1番上の行の表示タイミングを示すフレームパルスFPが与えられるようになっている。カウンタ52は、リセット端子Rに与えられるフレームパルスFPが“H”の時に、そのカウント値を0にリセットし、このフレームパルスFPが“L”の時に、クロック端子Cに与えられるシフトパルスSFの立上がり毎に、そのカウント値を1ずつ増加させるものである。カウンタ52の出力端子Qにはカウント値が出力され、このカウント値が、RAM20にアドレス信号ADRとして与えられている。
更に、フレームパルスFPは、シフトレジスタ53のデータ入力端子Dにも与えられている。シフトレジスタ53は、縦続接続された8段のフリップフロップ(以下、「FF」という)で構成され、各段のFFの出力側が並列出力端子DO0,DO1,…,DO7となっている。データ入力端子Dに与えられたフレームパルスFPは、クロック端子Cに与えられるシフトパルスSPの立上がりのタイミングで、順次後段のFFにシフトして保持されるようになっている。そして、シフトレジスタ53の並列出力端子DO0〜DO7から、それぞれ選択信号CD0,CD1,…,CD7が出力されるようになっている。
セレクタ54は、入力端子A,Bを有し、この入力端子Aにカウンタ52の出力側が接続され、入力端子Bには、欄外表示部12に対応する表示データの記憶番地(即ち、0番地)が格納されたレジスタ55が接続されている。セレクタ54の選択端子Sには、指定信号CONTが与えられており、この指定信号CONTが“H”の時には入力端子A側を選択して出力し、指定信号CONTが“L”の時には入力端子B側を選択して出力するようになっている。セレクタ54の出力側は、RAM20のアドレス端子ADに接続されている。
また、セレクタ56は、セレクタ54と同様に入力端子A,Bを有し、この入力端子Aにシフトレジスタ53の出力側が接続され、入力端子Bには、欄外表示部12に対応する選択信号CD0〜CD7が格納されたレジスタ57が接続されている。セレクタ56の選択端子Sには、指定信号CONTが与えられており、この指定信号CONTが“H”の時には入力端子A側を選択して出力し、指定信号CONTが“L”の時には入力端子B側を選択して出力するようになっている。セレクタ56の出力側は、コモン駆動手段(例えば、コモンドライバ)60の入力側に接続されている。
コモンドライバ60は、シフトレジスタ53から出力される選択信号CD0〜CD7を、LCD10に対する選択駆動電圧に変換するものであり、その出力側にLCD10の電極X0〜X7が接続されている。
コモンドライバ60とセグメントドライバ40は、LCD10の電極Xi,Yjに対して選択駆動電圧と表示駆動電圧をそれぞれ印加し、その電位差が一定の値を越えた電極Xi,Yjの交叉箇所に表示を行うものである。例えば、電極Xiが接地電位GND、電極Yjが電源電位VCCであれば、これらの電極Xi,Yjの交叉箇所は黒く表示される。しかし、電極Xi,Yj間に印加される電界の方向が常に同一であると、これらの電極Xi,Yj間に挟まれた液晶の寿命が短くなるという問題点がある。このため、LCD10の電極Xi,Yj間に印加される電界の方向を、例えば、表示画面の1フレーム毎に反転させる交流駆動方法等が一般的に用いられている。コモンドライバ60及びセグメントドライバ40は、このような交流駆動方法による選択駆動電圧及び表示駆動電圧を生成して出力する機能を有している。
図3は、図1の動作を示す信号波形図である。この図3を参照しつつ、図1の動作を説明する。
指定信号CONTが“H”の場合、セレクタ54,56では入力端子A側が選択される。これにより、図3の時刻T1におけるフレームパルスFPとクロック信号CLKの立上がりによってカウンタ52が0にリセットされてアドレス信号ADRが0となってRAM20に与えられる。
その後、時刻T2,T3,…におけるクロック信号CLKの立上がりにより、カウンタ52は逐次カウントアップし、そのカウント値がアドレス信号ADRとしてRAM20に与えられる。そして、RAM20からアドレス信号ADRに対応した表示データが読み出され、データラッチ30でラッチされた後、セグメントドライバ40によって表示駆動電圧に変換されて、LCD10の電極Y1〜Y80に印加される。
一方、シフトレジスタ53において、AND51から出力されたシフトパルスSPによってフレームパルスFPが順次シフトされ、選択信号CD0〜CD7として出力される。選択信号CD0〜CD7は、コモンドライバ60によって選択駆動電圧に変換され、LCD10の電極X0〜X7に印加される。このように、LCD10の電極X0〜X7は、同一のクロック周期の時間幅の選択信号CD0〜CD7に従って順次駆動されることになる。
時刻T4において、指定信号CONTが“L”になると、AND51から出力されるシフトパルスSPは“L”となるので、カウンタ52及びシフトレジスタ53には、この指定信号CONTが“L”に変化する直前の状態(例えば、アドレス信号ADR=3)が保持される。また、セレクタ54,56では、入力端子B側が選択される。これにより、レジスタ55に格納されている欄外表示部12の表示データの記憶番地(例えば、アドレス信号ADR=0)が、セレクタ54を介してRAM20のアドレス端子ADに与えられる。また、レジスタ57に格納されている欄外表示部12に対応する選択信号(例えば、CD0)が、セレクタ56を介してコモンドライバ60に与えられ、欄外表示部12の表示が行われる。
時刻T5において、指定信号CONTが“H”に戻ると、セレクタ54,56が入力端子A側と選択し、指定信号CONTが“L”になる直前の状態に復帰される。そして、シフトパルスSPの立上がりによって、カウンタ52のカウント値は4にカウントアップしてアドレス信号ADRは4になる。これによって、LCD10の電極X0〜X7は、引き続いて、同一のクロック周期の時間幅の選択信号CD0〜CD7に従って順次駆動されるようになる。
以上のように、本実施例の液晶表示装置は、指定信号CONTによって、レジスタ55,57に格納された欄外表示部12に対応する電極X0を随時選択して駆動するためのセレクタ54,56を有している。これにより、欄外表示部12に対する追加の駆動を行うことができるので、1画面の表示期間中に1回以上適切な回数だけ、指定信号CONTを“L”にすることにより、複合表示型のLCD10における文字表示部11及び欄外表示部12のコントラストを、1組のセグメントドライバ40とコモンドライバ60で、ほぼ均一に表示することが出来るという利点がある。更に、レジスタ55,57に特定の表示ラインに対応する電極Xiを設定することにより、その特定の表示ラインを強調表示することができるという利点がある。
なお、本発明は、上記実施例に限定されず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例えば、次の(a)〜(d)のようなものがある。
(a) LCD10の電極Xi、及び電極Yjの数は、例示した数に限定されず、表示内容に合わせて任意の数の電極Xi,Yjで構成することができる。
(b) LCD10では、文字表示部11の上側に欄外表示部12が設けられているが、文字表示部11の下側、右側、或いは左側に欄外表示部12を設けても良い。
(c) 図1中のレジスタ55,57に格納する情報は、欄外表示部12に対応する電極X0を指定するものに限定されず、強調表示したい任意の電極Xiを指定ことができる。
(d) 図1中のコモン選択部50は、セレクタ54,56、及びレジスタ55,57によって強調表示の対象となる欄外表示部12を選択する構成になっているが、この構成に限定されず、指定信号CONTによって、強調表示の対象となる特定の選択信号CDk(但し、k=0〜7)とこの選択信号CDkに対応する表示データが記憶されたアドレス信号ADRを出力することのできる回路であれば、どのような回路構成でも適用可能である。
本発明の実施例を示す液晶表示装置の構成図である。 従来の液晶表示装置の概略の構成図である。 図1の動作を示す信号波形図である。
符号の説明
10 LCD
11 文字表示部
12 欄外表示部
20 RAM
30 データラッチ
40 セグメントドライバ
50 コモン選択部
51 AND
52 カウンタ
53 シフトレジスタ
54,56 セレクタ
55,57 レジスタ
60 コモンドライバ
X0〜X7,Y1〜Y80 電極

Claims (3)

  1. 平行に配置されたマトリクス表示用の複数の第1のX電極及び該第1のX電極に平行に配置されたパターン表示用の第2のX電極、前記第1及び第2のX電極に交叉して配置された複数のY電極、並びに前記第1及び第2のX電極と前記複数のY電極との間に挟まれた液晶を有し、順次印加される選択駆動電圧によって選択された前記第1及び第2のX電極と前記複数のY電極との交叉箇所に、該Y電極に印加される表示駆動電圧に応じた表示を行う液晶表示手段と、
    一定のクロック周期を有するクロック信号、及び通常表示モードまたは強調表示モードを指定する指定信号が与えられ、該指定信号によって該通常表示モードが指定されたときには、該クロック信号に従って前記複数の第1のX電極及び前記第2のX電極を順番に選択するための選択信号を出力し、該指定信号によって該強調表示モードが指定されたときには、該第2のX電極を選択するための選択信号を出力するコモン選択手段と、
    前記コモン選択手段から出力された選択信号を前記選択駆動電圧に変換し、対応する前記第1及び第2のX電極に印加するコモン駆動手段と、
    前記選択信号で選択された前記第1または第2のX電極と前記複数のY電極との交叉箇所に表示すべき表示データを出力するデータ出力手段と、
    前記データ出力手段から出力された前記表示データを前記表示駆動電圧に変換し、対応する前記複数のY電極に印加するセグメント駆動手段とを、
    備えたことを特徴とする液晶表示装置。
  2. 前記コモン選択手段は、
    前記強調表示モードの表示対象となる前記第2のX電極を選択するための選択信号が予め設定されたレジスタと、
    縦続接続された複数段のフリップフロップで構成され、該フリップフロップの初段の入力側に与えられる1画面の表示の開始を示すフレームパルスを、前記クロック信号に同期して保持し順次後段へシフトするとともに、該複数段のフリップフロップで保持した該フレームパルスを前記選択信号として出力するシフトレジスタと、
    前記指定信号が与えられ、該指定信号によって前記強調表示モードが指定されたときには前記レジスタの設定内容を前記選択信号として出力し、該指定信号によって前記通常表示モードが指定されたときには前記シフトレジスタの保持内容を該選択信号として出力する選択回路とを、
    有することを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
  3. 前記指定信号は、表示期間中に1回以上の前記強調表示モードを指定することを特徴とする請求項1または2記載の液晶表示装置。
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