JP4297407B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示部内に機械的手段の一部分を挿通し得る貫通孔を備えた液晶表示装置に関し、さらに詳しく言えば、表示部内での表示電極の引き回し配線技術と画像の表示技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示装置は各画素の位置が固定されており、その各画素の点灯・非点灯により所定の情報を表示するディジタル表示器の一種であるが、近年においては、その表示部内に例えば時計や自動車の速度計の指針回転軸などを挿通し得る貫通孔を形成し、アナログ指示計器と併用することが行なわれている。
【0003】
表示部内に貫通孔を形成するには、2枚の透明電極基板を周辺シール材を介して圧着する際、その表示部内の貫通孔形成位置にあらかじめ孔部シール材を塗布し、両透明電極基板を圧着し液晶を封入したのち、ドリルもしくは水圧方式のカッターにて孔部シール材内を貫通する孔を開ける。なお、上記孔部シール材は、例えばベタ状もしくはドーナツ状(環状)に塗布される。
【0004】
孔部シール材の塗布形状をベタ状とする場合、基板圧着時にシール材の潰れ不良が発生し、これが原因で貫通孔周辺の表示部にギャップむらが生じ均一な表示ができなくなることがある。また、孔部シール材の塗布形状をドーナツ状とする場合、基板圧着時に環状内の圧力が上昇し、ドーナツ状孔部シールのパンク(破裂)が発生することがある。
【0005】
パンクの発生を減少させるために、真空中での圧着方法も検討されているが、圧着装置の大型化,装置費用の増大化,生産性低下などを招き好ましい方法ではない。ドーナツ状孔部シールのパンク発生率は孔径に比例する。例えば、貫通孔内にジョイスティックやシーソースイッチなどを挿通するため、その孔径を10mm以上とする場合にパンクが発生しやすくなる。
【0006】
このパンク現象は、ドーナツ状孔部シール材の内部が密閉状態であるため発生する。そこで、特に孔径の大きなものについては、ドーナツ状孔部シール材の一部分を液晶セルの所定辺にまで引き出して、ドーナツ状孔部シール材の内部を外気と連通させる空気通路を形成するようにしている。
【0007】
これによれば、孔径の大小に関わらず、孔部シール材のパンクを防止することができるが、他方において、空気通路内は常に外気に晒されるため、表示電極中の空気通路内を通る配線部分が電蝕現象により腐蝕してしまうという別の課題が発生する。
【0008】
そこで、本出願人は、このような空気通路を有する液晶セルに対して、空気通路を避けてコモン電極およびセグメント電極を配線し、しかもその内のコモン電極を一つのコモンドライバにて駆動可能とした技術を下記の特許文献1として出願した。
【0009】
すなわち、特許文献1では、コモン電極を空気通路によって分割された一方の分割表示部分側から貫通孔の周辺に沿わせて他方の分割表示部分側に折り返すように配線することにより、一つのコモンドライバにて各分割表示部分内のコモン電極を駆動することを可能としている。
【0010】
【特許文献1】
特願2002−023617
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献1のようにコモン電極を配線した場合、それに伴ってセグメント電極の配線も変わってくるため、通常のフルドットマトリクス表示に用いられているビットマップ形式の画像メモリをそのまま採用すると、実際に電極交点がないデータストア部に対して表示データの書き込み読み出しが行われるおそれがあり、また、表示データの入れ方によっては、表示される画像が部分的に反転してしまうこともある。
【0012】
したがって、本発明の目的は、コモン電極を空気通路によって分割された一方の分割表示部分側から貫通孔の周辺に沿わせて他方の分割表示部分側に折り返すように配線するとともに、このコモン電極に対してセグメント電極を直交するように配線する場合において、画像メモリに対する表示データの正確な書き込み・読み出しを可能とし、適正な表示が得られるようにすることにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、コモン電極(走査電極)を有する第1透明電極基板と、セグメント電極(信号電極)を有する第2透明電極基板とを周辺シール材を介して圧着し、上記各透明電極基板間に液晶を封入してなる液晶セルと、画像メモリより表示データを読み出しドライバを介して上記コモン電極および上記セグメント電極を駆動するコントローラとを含み、上記液晶セルの表示領域内のほぼ中央部に孔部シール材にて囲まれた貫通孔が穿設され、上記孔部シール材の一部分が空気通路として上記液晶セルの所定辺にまで引き出されており、上記空気通路によって上記液晶セルの表示領域の一部分が2分されている液晶表示装置において、上記コモン電極が、上記空気通路によって分割された一方の分割表示部分側から上記貫通孔の周辺を通って他方の分割表示部分側に折り返すように配線されているとともに、上記セグメント電極が、上記所定辺に隣接する2辺から上記コモン電極に対して直交するように配線されており、上記画像メモリは、上記コモン電極の総本数をm,上記セグメント電極の総本数をnとして、その各電極交点に対応するm×nのデータストア部を有し、実際に上記電極交点の存在しない所定アドレスの上記データストア部がアクセス禁止領域とされていることを特徴としている。
【0014】
これによれば、実際に電極交点が存在しないデータストア部に表示データが書き込まれたり、そのデータストア部から表示データが読み出されてしまうことがなくなる。
【0015】
本発明の好ましい態様によると、上記コモン電極は、上記貫通孔の周辺の3箇所で同方向に順次直角に折り曲げられており、上記一方の分割表示部分側から第1折曲部までの間を第1区画,上記第1折曲部から第2折曲部までの間を第2区画,上記第2折曲部から第3折曲部までの間を第3区画,上記第3折曲部から上記空気通路に至る手前までの間を第4区画として、上記各区画が移り変わる部分に対応するアドレスの上記データストア部がアクセス禁止領域とされている。
【0016】
また、上記第1区画〜上記第4区画に対応するアドレスの上記各データストア部に、上記第1区画側から表示データを同方向に順次90゜回転した状態で書き込むことにより、部分的に表示が横になったり反転したりすることなく、方向性の揃った適正な表示が得られる。
【0017】
一方、貫通孔の内径は10mm以上であることが好ましく、これによれば、その貫通孔内に、少なくとも上下左右の4方向を選択し得るスイッチ手段(例えば、ジョイスティックやシーソースイッチなど)を組み込んで、そのスイッチ手段にて液晶セル表示部内の特定表示領域の表示を制御し得る多機能表示を実現することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
まず、図1の模式的平面図およびその断面図である図2により、本発明の液晶表示装置が備える液晶セル10の基本的な構成について説明する。
【0019】
この液晶セル10は、第1透明電極基板11と第2透明電極基板12とを周辺シール材13を介して圧着してなるが、そのセル内には、貫通孔を形成するための孔部シール材14が設けられている。
【0020】
この場合、孔部シール材14は円形に近いC字状とされ、その両端が液晶セル10の所定辺にまで引き出され、これによって孔部シール材14の内部を外気に連通する空気通路15が形成されている。孔部シール材14は両透明電極基板11,12の圧着前に、そのいずれか一方の基板側に塗布され、周辺シール材13とともに加圧されるが、その内部が空気通路15を介して外気と連通しているためパンクすることはない。
【0021】
両透明電極基板11,12の圧着後に、周辺シール材13に形成されている注入口131からセル内に所定の液晶が注入され、その後、注入口131が例えば紫外線硬化型樹脂などの封止材132にて封止される。そして、図示しないドリルもしくは水圧方式のカッタなどにて、両透明電極基板11,12に孔部シール材14の内部を通る貫通孔16が同軸的に開けられる。これとは異なり、貫通孔16を開けた後に、セル内に液晶を注入するようにしてもよい。
【0022】
次に、本発明の好適な実施形態として、この液晶セル10を、少なくとも上下左右の4方向を選択できるスイッチ手段と組み合わせて用いる場合について説明する。この種のスイッチ手段には、ジョイスティックもしくは4方向シーソースイッチなどがあり、いずれも採用可能であるが、この例では図2に示すようにジョイスティック20を採用している。
【0023】
すなわち、この実施形態においては、貫通孔16を液晶セル10の中央部分に穿設して、そこにジョイスティック20を配置するとともに、貫通孔16を中心として、その上下2箇所に表示領域D1,D2を、また、貫通孔16の左右2箇所に表示領域D3,D4をそれぞれ島状に設定し、ジョイスティック20の上下左右の操作(傾き)に合わせて、各表示領域の表示が切り替えられるようにしている。なお、ジョイスティック20の大きさおよび操作性からして、貫通孔16の内径は10mm以上とすることが好ましい。
【0024】
各表示領域D1〜D4の表示形態はいずれも、コモン電極(走査電極)とセグメント電極(信号電極)とを直交状に交差させてなるドットマトリクス表示であり、図3にコモン電極C側の配線状態を示し、図4にセグメント電極S側の配線状態を示す。なお、この例ではコモン電極Cが第2透明電極基板12側に形成され、セグメント電極Sが第1透明電極基板11側に形成されているが、逆の配置としてもよい。
【0025】
この電極配線に関して、まず、本発明において重要なことは、図3,図4からも明らかなように、コモン電極Cおよびセグメント電極Sともに外気に晒されることによる電蝕を防止するため、孔部シール材14からセル外に至る空気通路15の部分を避けて配線していることである。
【0026】
ところで、このように空気通路15内に電極を設けない場合、液晶セル10の表示部内の一部分が分割されることになる。図示の例では、空気通路15が液晶セル10の中央部分の孔部シール材14から液晶セル10の右辺10R側に引き出されているため、電極の配線設計からすると、液晶セル10の表示部内は空気通路15を境として、その上側の第1表示部DUと下側の第2表示部DLとに分割された状態となり、この例では、表示領域D1,D3およびD4が第1表示部DU内に含まれ、これに対して、表示領域D2が第2表示部DL内に含まれることになる。
【0027】
したがって、コモン電極Cを例えば空気通路15に対して平行となるように配線するとすれば、第1表示部DUに配線されるコモン電極と、第2表示部DLに配線されるコモン電極とにそれぞれ別のコモンドライバが必要とされることになるが、本発明では、次のようにして一つのコモンドライバにて第1表示部DUのコモン電極と第2表示部DLのコモン電極とを駆動可能としている。
【0028】
すなわち、コモンドライバ18を図3のように液晶セル10の右辺10R側の端子部の内の例えば第2表示部DL側に実装する。そして、各コモン電極Cをコモンドライバ18との接続部分から引き出し、第2表示部DL内を通した上で、貫通孔16の周りに沿って迂回させて第1表示部DU内に導き、さらに表示領域D4側にまで引き延ばして配線する。
【0029】
このようにして、各コモン電極Cは、コモンドライバ18→表示領域D2→表示領域D3→表示領域D1→表示領域D4へと一連に配線されるため、一つのコモンドライバ18にて各表示領域内のコモン電極Cを制御することができる。また、貫通孔16の近傍にもコモン電極Cを形成することができるので、表示領域D1〜D4を有効に配設することができる。
【0030】
セグメント電極Sについては、図4に示すように、第1表示部DU側の端子部と第2表示部DL側の端子部とに、セグメントドライバ19a,19bをそれぞれ実装する。そして、一方のセグメントドライバ19aからは表示領域D1,D4に向けてセグメント電極Sを配線し、他方のセグメントドライバ19bからは表示領域D2,D3に向けてセグメント電極Sを配線する。
【0031】
その場合、各表示領域D1〜D4内でコモン電極Cと直交させるため、表示領域D3,D4については、セグメント電極Sを所定の部分でほぼ直角に折り曲げて、その表示領域D3,D4の側方から導き入れる。
【0032】
コモン電極Cおよびセグメント電極Sの本数は、各表示領域D1〜D4の表示ドット数に合わせて選択されるが、上記のようにコモン電極Cおよびセグメント電極Sをその途中で向きを変えて引き回す結果、ある表示領域では、コモン電極Cが図3において上下方向に配線されることになる。この例で言えば、表示領域D3,D4がそれに該当する。
【0033】
表示ドット数をコモン側×セグメント側で表すとして、例えば、表示領域D1,D2の表示ドット数が32×150で、表示領域D3,D4の表示ドット数が32×100であるとすれば、表示領域D1,D2内には、横方向に延びかつ上下方向に互いに平行に配列された32本のコモン電極Cと、縦方向の延びかつ左右方向に互いに平行に配列された150本のセグメント電極Sとが通されることになる。
【0034】
これに対して、表示領域D3,D4内には、横方向に延びかつ上下方向に互いに平行に配列された100本のセグメント電極Sと、縦方向に延びかつ左右方向に互いに平行に配列された32本のコモン電極Cとが通されることになる。
【0035】
用途の一例として、車載用の場合には、各表示領域D1〜D4を例えば「エアコン」,「オーディオ」,「車内送風切替」,「空気清浄」などのモード表示に割り当てることにより、ジョイスティック20の操作で各モードを選択することができる。
【0036】
次に、図5ないし図9を参照して、本発明における表示駆動系の一例について説明する。図5に示すように、この表示駆動系は、一つのコモンドライバ18と2つのセグメントドライバ19a,19bのほかに、これらを制御するコントローラ20と、表示データが格納される画像メモリ30とを備えている。
【0037】
上記実施形態と同じく、コモンドライバ18は液晶セル10の右辺10R側の端子部の内の例えば第2表示部DL側に実装されている。また、一方のセグメントドライバ19aは第1表示部DU側の端子部に、他方のセグメントドライバ19bは第2表示部DL側の端子部にそれぞれ実装されている。コントローラ20にはマイクロコンピュータが用いられている。
【0038】
図6に示すように、コモン電極Cは、第2透明電極基板12において、ほぼ渦巻き状に配線されている。すなわち、コモンドライバ18から第2表示部DLを通り、貫通孔16の周りを迂回して第1表示部DUに至り、そこから液晶セル10の右辺10R側に向けて延ばされ、その先端がさらに空気通路15側に向けて折り曲げられるように配線されている。
【0039】
図示の例においては、説明の便宜上、コモンドライバ18に接続されているコモン電極CはC1〜C5の5本としている。各コモン電極C1〜C5は、貫通孔16の周りの3箇所A,B,Cで同方向(この例では時計方向)に順次直角に折り曲げられている。
【0040】
ここで、第2表示部DLの右端から第1折曲部Aまでの間を第1区画P1,第1折曲部Aから第2折曲部Bまでの間を第2区画P2,第2折曲部Bから第3折曲部Cまでの間を第3区画P3,第3折曲部Cから空気通路15に至る手前までの間を第4区画P4とすると、上記実施形態の表示領域D1は第3区画P3に、表示領域D2は第1区画P1に、表示領域D3は第2区画P2に、表示領域D4は第4区画P4にそれぞれ含まれることになる。
【0041】
次に、図7に示すように、セグメント電極Sは第1透明電極基板11側に形成されているが、図示の例においては、説明の便宜上、第2表示部DL側に配置されているセグメントドライバ19bからは、S1〜S11の11本のセグメント電極Sが引き出され、第1表示部DU側に配置されているセグメントドライバ19aからはS12〜S25の14本のセグメント電極Sが引き出されているものとする。したがって、セグメント電極Sの総本数は25本である。
【0042】
図8に、コモン電極C1〜C5とセグメント電極S1〜S25との交差状態を示す。図8中、□が実際に電極交点が存在する有効画素部分で、×が電極交点が存在しない架空画素である。
【0043】
セグメントドライバ19b側に含まれる11本のセグメント電極Sのうち、セグメント電極S1〜S7は、第1区画P1においてコモン電極Cに対して直交するように配線され、残りのセグメント電極S8〜S11は第2区画P2においてコモン電極Cに対して直交するように配線されている。
【0044】
第1区画P1に配線されているセグメント電極S1〜S7のうち、セグメント電極S1〜S4は、それぞれ5本のコモン電極C1〜C5を横切っているが、セグメント電極S5は4本のコモン電極C2〜C5と交差している。また、セグメント電極S6は3本のコモン電極C3〜C5と交差しており、セグメント電極S7は2本のコモン電極C4〜C5と交差している。
【0045】
第2区画P2に配線されているセグメント電極S8〜S11のうち、セグメント電極S8は2本のコモン電極C4〜C5と交差し、セグメント電極S9は3本のコモン電極C3〜C5と交差し、セグメント電極S10は4本のコモン電極C2〜C5と交差し、セグメント電極S11は5本のコモン電極C1〜C5と交差している。このように、セグメント電極Sのうち、区画の移り変わる部分、すなわち、コモン電極Cの折曲部A,B,Cに近接するものほど電極交点の数が少なくなっている。
【0046】
また、セグメントドライバ19a側に含まれる14本のセグメント電極Sのうち、セグメント電極S12〜S14は、第2区画P2においてコモン電極Cに対して直交するように配線され、セグメント電極S15〜S21は第3区画P3においてコモン電極Cに対して直交するように配線され、残りのセグメント電極S22〜S25は第4区画P4においてコモン電極Cに対して直交するように配線されている。
【0047】
このセグメントドライバ19a側に含まれる14本のセグメント電極Sにおいても、図8に示すように、区画の移り変わる部分(コモン電極Cの折曲部A,B,C)に近接するものほど電極交点の数が少なくなっている。
【0048】
画像メモリ30はビットマップ形式のもので、コモン電極Cの総本数をm,セグメント電極Sの総本数をnとして、その各電極交点に対応するm×nのデータストア部を有している。この例では、コモン電極Cの総本数が5本,セグメント電極Sの総本数が25本であるから、図9に示す5×25のデータストア部を有している。
【0049】
図8と対比して分かるように、5×25のデータストア部のうち、斜線が付されている部分が電極交点が存在しない架空画素に対応するデータストア部で、本発明においては、図示斜線のデータストア部は無効メモリ領域31としてアクセス禁止とされている。
【0050】
すなわち、この無効メモリ領域31には、表示データを書き込むこともできないし、表示データを読み出すこともできない。表示データの書き込み・読み出しができるのは、実際の電極交点が存在している有効画素に対応するデータストア部の有効メモリ領域32のみである。したがって、画像メモリ30に表示データを正確に書き込むことができる。
【0051】
また、コモン電極Cが貫通孔16の周りを周回していることがら、例えば文字「E」を画面の数箇所に表示する場合には、図10に示すように、第1区画P1〜第4区画P4に対応する画像メモリ30の有効メモリ領域32a〜32dに、文字「E」を表示する文字データを順次90゜回転させるように書き込むことにより、図11に示すように、画面上の数箇所に「E」の文字を上下揃えて正しく表示させることができる。
【0052】
なお、上記した表示駆動系では、ひとつのコモンドライバ18と、2つのセグメントドライバ19a,19bとを用いているが、図12に示すように、一方のセグメントドライバ19bに代えて、コモンドライバ部とセグメントドライバ部とを一体に備えているコントロールドライバ21を使用することもできる。
【0053】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、貫通孔形成用の孔部シール材に表示部内を通って外気と連通する空気通路が設けられている液晶表示装置において、コモン電極を空気通路によって分割された一方の分割表示部分側から貫通孔の周辺に沿わせて他方の分割表示部分側に折り返すように配線するとともに、このコモン電極に対してセグメント電極を直交するように配線し、画像メモリから表示データを読み出してコモン電極とセグメント電極とを駆動するにあたって、画像メモリに対する表示データの正確な書き込み・読み出しを可能とし、適正な表示を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液晶表示装置が備える液晶セルの基本的な構成を説明するための模式的な平面図。
【図2】上記液晶セルの断面図。
【図3】上記液晶セルのコモン電極の配線状態を示す模式的な平面図。
【図4】上記液晶セルのセグメント電極の配線状態を示す模式的な平面図。
【図5】上記液晶セルの表示駆動系を示す模式図。
【図6】上記表示駆動系を説明するためのコモン電極の模式的配線図。
【図7】上記表示駆動系を説明するためのセグメント電極の模式的配線図。
【図8】図6のコモン電極と図7のセグメント電極との交差状態を示す展開図。
【図9】上記表示駆動系に用いられている画像メモリの構成を示す模式図。
【図10】上記画像メモリに対する表示データの好ましい書き込む態様を示す模式図。
【図11】上記表示データの好ましい書き込む態様による画面上の表示例を示す模式図。
【図12】上記表示駆動系の変形例を示す模式図。
【符号の説明】
10 液晶セル
11,12 透明電極基板
13 周辺シール材
14 孔部シール材
15 空気通路
16 貫通孔
18 コモンドライバ
19a,19b セグメントドライバ
20 コントローラ
30 画像メモリ
31 無効メモリ領域
32 有効メモリ領域
D1〜D4 表示領域
DU 第1表示部
DL 第2表示部
C コモン電極
S セグメント電極
P1〜P4 区画

Claims (3)

  1. コモン電極を有する第1透明電極基板と、セグメント電極を有する第2透明電極基板とを周辺シール材を介して圧着し、上記各透明電極基板間に液晶を封入してなる液晶セルと、画像メモリより表示データを読み出しドライバを介して上記コモン電極および上記セグメント電極を駆動するコントローラとを含み、上記液晶セルの表示領域内のほぼ中央部に孔部シール材にて囲まれた貫通孔が穿設され、上記孔部シール材の一部分が空気通路として上記液晶セルの所定辺にまで引き出されており、上記空気通路によって上記液晶セルの表示領域の一部分が2分されている液晶表示装置において、
    上記コモン電極が、上記空気通路によって分割された一方の分割表示部分側から上記貫通孔の周辺を通って他方の分割表示部分側に折り返すように配線されているとともに、上記セグメント電極が、上記所定辺に隣接する2辺から上記コモン電極に対して直交するように配線されており、
    上記画像メモリは、上記コモン電極の総本数をm,上記セグメント電極の総本数をnとして、その各電極交点に対応するm×nのデータストア部を有し、実際に上記電極交点の存在しない所定アドレスの上記データストア部がアクセス禁止領域とされていることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 上記コモン電極は、上記貫通孔の周辺の3箇所で同方向に順次直角に折り曲げられており、上記一方の分割表示部分側から第1折曲部までの間を第1区画,上記第1折曲部から第2折曲部までの間を第2区画,上記第2折曲部から第3折曲部までの間を第3区画,上記第3折曲部から上記空気通路に至る手前までの間を第4区画として、上記各区画が移り変わる部分に対応するアドレスの上記データストア部がアクセス禁止領域とされている請求項1に記載の液晶表示装置。
  3. 上記第1区画〜上記第4区画に対応するアドレスの上記各データストア部には、上記第1区画側から表示データが同方向に順次90゜回転した状態で書き込まれる請求項2に記載の液晶表示装置。
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