JPS6126070B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、表示素子に液晶素子やエレクトロ
ルミネツセンス素子等を用いて指針式の表示を行
うアナログ量表示装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、液晶素子やエレクトロルミネツセンス素
子を表示を用いる場合、その表示形態のほとんど
がデジタル式であつた。デジタル表示は、その読
取りの正確さにおいてアナログ表示にまさり、デ
ジタル式腕時計のように広く普及する傾向にある
反面、数字の持つ冷たい感覚、あるいは相対的な
比較をするなどの場合には、直観的に判定しにく
いなど、長くアナログ指針表示に馴染んできた習
慣と相入れない面も見逃せない。

液晶素子やエレクトロルミネツセンス素子を用
いた針表示方式もいくつか提案されている。以
下、液晶素子を例に従来からある針表示方式につ
いていくつか説明する。

第１の方法は、電子卓上計算機（以後電卓と略
記する。）の表示部に用いられる通常の液晶セル
を２枚貼合せ、１枚目の液晶セルで長針を、２枚
目の液晶セルで短針を表示するものである。この
場合、それぞれの液晶セルの一方の電極を60分割
の針の形をしたセグメント電極とし、対向する電
極をコモン電極としてスタテイツク駆動する。こ
の方法ではリードアウト本数が122本と多く、液
晶素子構造が複雑である等の問題点を有してい
る。

これらの問題点を解決するため、セグメント電
極を何本ずつかのブロツクに分け、さらに対応す
るセグメント電極同士を各ブロツク間でつなぎ合
せ、ブロツクごとにセグメント電極と対向して設
けられるコモン電極を走査する時分割駆動方式
が、第２の方式として考えられる。このようにす
れば理論上、リードアウト本数は減らせ、電卓の
表示部に用いられる通常の液晶セル１枚で長針、
短針の表示は可能である。しかし、セグメント電
極同士をつなぎ合わせる結線及びコモン電極の引
出しが細かくなりすぎ、製造上の困難がともな
う。さらに、液晶素子の動作電圧、応答時間等に
は比較的大きな温度依存性があるため、これを時
分割駆動する場合、動作マージンが大きく制限さ
れ、クロストークが発生しやすくなる。主として
屋内使用のみを考えた電卓用ならともかくも、極
寒の雪国から灼熱の砂漠まで使用温度範囲の広い
時計の針表示を時分割駆動で行なうことは、最低
の走査電極本数の２本でもなかなか難しい。

もちろん、時分割駆動が用いないマトリツクス
駆動法を導入する方式も、第３の方法としてはあ
る。しかし、この方式でも液晶素子の動作マージ
ン幅は、時分割駆動方式の走査電極本数２本の場
合と同程度に限定されてしまい、都合が悪い。さ
らに、この方法での針表示は表示形態が従来の機
械式時計で行なつているものと若干異なり、使用
者は表示に違和感を感じ、これに慣れる必要があ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように、液晶素子を用いて針表示を行なう
従来の方法では、スタテイツク駆動方式を用いる
と液晶素子の構造が複雑になり、リードアウト本
数が増加する。また、時分割駆動方式を用いると
電極間結線及び電極引出しが難しく、液晶素子の
動作マージン幅が限定され、使用可能な温度範囲
が狭い。時分割駆動方式を用いないマトリツクス
駆動方式を使つても、やはり動作マージン幅が限
定され、表示理解するのに慣れが必要である等の
種々の問題点があつた。以上の問題点はエレクト
ロルミネツセンス素子を用いた場合でも同様であ
る。

この発明は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、電極パターンに工
夫を加えマトリツクス駆動方式を導入することに
より、時計の長針および短針表示を行なうことが
でき、しかも電極数をそれぼど増やすことなく実
現できる実用的な表示装置を提供することを目的
としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の特徴とするところは、上記セグメン
ト電極を60本放射状に配列する一方、コモン電極
を、各セグメント電極の放射方向に対してセグメ
ント電極の内周側の端部から短い長さをもつて対
向する60個の時表示部が周方向に連続して設けら
れた時表示コモン電極と、各セグメント電極の放
射方向に対してセグメント電極の内周側の端部か
ら上記時表示部に平行状をなして時表示部の間で
外周方向に細く延び上記時表示部よりも外周側に
おいて広幅状とされた長い60個の分表示部が周方
向に連続して設けられた分表示コモン電極とで形
成している。さらに、上記各セグメント電極に互
いに異なる位相の走査信号パルスを印加するセグ
メント電極駆動回路と、上記時表示コモン電極お
よび分表示コモン電極のそれぞれに上記走査信号
パルスと同一位相または異なる位相の表示信号パ
ルスを選択的に印加するセグメント電極駆動回路
とを備えている。

〔作用〕

この発明によれば、コモン電極駆動回路とセグ
メント電極駆動回路とにより、時分割駆動方式で
はなくマトリツクス駆動方式で電極が駆動され
る。また、60本のセグメント電極が、時表示用と
分表示用に共用されるので、それだけ電極数が減
少する。さらに、コモン電極を構成する時表示コ
モン電極と分表示コモン電極とが互いに平行で、
ともに放射方向に延びる形状であるから、表示さ
れる針の形が古くからあるメカ式時計の針と酷似
する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図面について説明
する。

第１図において、表示体２は180個の表示画素
１を60個ずつ３個のブロツク３に分割してある。
各ブロツク３は、60個のセグメント電極５と、こ
れらセグメント電極５に対向する１個のコモン電
極４とを有する。これらセグメント電極５とコモ
ン電極４との間には、電気光学物質が介在してあ
る。前記表示体２は詳細には、透明な導電性薄
膜、例えば酸化スズや酸化インジウム等からなる
セグメント電極をコーテイングした透明板と、同
様の透明な導電性薄膜からなるコモン電極をコー
テイングした透明板あるいは用途により不透明板
との間に、電気光学物質をサンドイツチ状に保持
して構成してある。

第２図及び第３図は透明あるいは不透明基板上
に、例えば化学エツチング法等により形成された
セグメント電極及びコモン電極のパターンの一部
を示している。第２図において各セグメント電極
同士は隔離しており、電気的には不接触状態にあ
る。60個のセグメント電極５からはリード線S₁…
…S₆₀を各々導出してある。第３図においてコモ
ン電極４は各ブロツク３に対応して３個のコモン
電極４ａ，４ｂ，４ｃを環状に配列してある。こ
れらコモン電極同士は隔離しており、電気的には
非接触状態にある。３個のコモン電極４ａ，４
ｂ，４ｃからはリード線C₁，C₂，C₃を各々導出
してある。第２図及び第３図の電極パターンを有
する基板をスペーサ等を介して電気光学材料を保
持して表示体２を形成する。なお、第２図及び第
３図においては、便宜上電極面を紙面の手前側に
して書いてあるが、表示体２はセグメント電極５
とコモン電極４の電極面を内向きに対向して形成
する。

第４図は表示体２を形成した時のセグメント電
極５とコモン電極４の重なり具合い及び各電極の
リード線の導出状況を示す拡大図である。点線で
囲まれた部分がセグメント電極５を、実線で囲ま
れた部分がコモン電極４を示しており、それぞれ
の電極が重なり合つた斜線部分への電圧印加の有
無により、第５図に示す形の長針、第６図に示す
形の短針、第７図に示す形の秒針を表示する。

つまり、第４図の４ａは時表示コモン電極で、
各セグメント電極５の放射方向７に対して、セグ
メント電極５の内周側の端部５ａから短い長さを
もつて対向する60個の時表示部４１を、周方向に
連続して設けてなり、上記時表示部４１とセグメ
ント電極５とが重なり合つた部分Ａで、短針（第
６図）が表示される。４ｂは分表示コモン電極
で、上記放射方向７に対して、セグメント電極５
の内周側の端部５ａから上記時表示部４１に平行
状をなして時表示部４１の間で外周方向に細く延
び、時表示部４１よりも外周側において広幅状と
された長い60個の分表示部４２を、周方向に連続
して設けてなり、上記分表示部４２とセグメント
電極５とが重なり合つた部分Ｂで、長針（第５
図）が表示される。４ｃは秒表示コモン電極で、
上記分表示コモン電極４ｂよりも外周側に位置
し、各セグメント電極５の外周部に対向するリン
グ状に形成されてなり、上記秒表示コモン電極４
ｃとセグメント電極５とが重なり合つた部分Ｃで
秒針（第７図）が表示される。

次に上述のようなセグメント電極とコモン電極
を有する表示体２の駆動方法について液晶素子を
例に述べる。第８図は駆動波形を示している。第
２図のセグメント電極５を走査電極として、図示
しないセグメント電極駆動回路により、各セグメ
ント電極５に互いに異なる位相の規則的な単極性
パルスからなる走査信号パルスを加えておく（第
８図の(ii)）。コモン電極４を表示電極とし、表示
電極側には点灯させたい時だけ、図示しないコモ
ン電極駆動回路により、上記走差信号と同じ位相
で同じ極性の単極性パルスからなる表示信号パル
スを印加する（第８図の(i)）。走査信号パルスと
表示信号パルスの振幅を同じにしておくと、点灯
したい表示画素にかかる正味の電圧は、位相が同
じために0Vになる。（例えば第８図の(iii)中のCi−
Sj）。

一方、点灯させたくない表示画素には、上記コ
モン電極駆動回路により、走査信号パルスと位相
の異なる表示信号パルスが加わるため、相殺され
ずに両極性パルスが加わることになる（例えば第
８図の(iii)中のCi＋１−Si）。走査線数が60、走査
信号パルス振幅をＶとすると、点灯させたくない
表示画素にはすべて同じＶ／√30（実効値）が加
わる。点灯したくない表示画素を液晶の動作状態
（Ｖ／√30）にしておいて、点灯したい表示画素
だけの電圧を非動作状態（0V）にする。液晶素
子を最も一般的に使われている直交した２枚の偏
光板を付けたツイステツド・ネマチツク（以後
TNと略記する。）型にすると、黒地に透明な
“針”を表示するネガ型の表示になる。偏光板を
平行にすると、逆のポジ型表示ができる。

要は１表示電極（コモン電極）上にある１つの
表示画素だけを点灯させ、その表示電極上の他の
表示画素はすべて非点灯状態にしておけばよい。
３本のコモン電極上のそれぞれ１本のセグメント
電極に対応した表示画素が長針、短針、秒針を点
灯し、針式アナログ表示ができるわけである。

以上説明した駆動方式では各表示画素にＶ／√
30または0Vの電圧が印加され、液晶素子は実質
的にスタテイツク駆動される。この結果、表示体
２を構成する液晶素子は動作マージンの制限をう
けずクロストークのない表示が可能となる。

なお、表示体に表示する針の形は、コモン電極
とセグメント電極の形及びそれらの重なり方で決
まる。第９図に示すような電極パターンによる表
示の仕方もあり、要はできるだけ自然な長針、短
針、秒針の表示パターンを電極形状とそれらの対
向のさせ方で選択すればよい。また、第４図の秒
表示コモン電極４ｃを省略してもよいし、これと
は逆に、秒表示コモン電極４ｃの外側にもう１本
コモン電極を増やせば、１本のリードアウトが増
えるだけで60個の表示画素が増え、曜日、月日、
年等の表示にあてることができる。さらに、外側
にコモン電極を増やせば、コモン電極が１本増え
るごとにリードアウト本数は１本しか増えずに、
表示画素数は60個ずつ増え、表示体２の表示密度
を簡単に増やすことができる。以上、液晶素子を
例に説明したが、エレクトロルミネツセンス素子
を用いても同様である。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、コモン電
極、セグメント電極の形状とその対向のさせ方及
び駆動方法に工夫を加えることにより、動作マー
ジンの制限を受けずに、幅ひろい温度範囲でクロ
ストークのないアナログ式針表示が可能である。
また、60本のセグメント電極が時表示用と分表示
用とに兼用されているから、従来から提案されて
いる針表示法に比べ表示体の電極リードの数が少
なくで長針および短針の表示を可能にするもので
ある。しかも、表示される針の形は古くからある
メカ式時計の針と酷似しており、表示に違和感を
もたないアナログ時計表示装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は基本的なマトリツクス表示方式による
表示装置の回路図、第２図はセグメント電極のパ
ターン図、第３図はコモン電極のパターン図、第
４図はセグメント電極とコモン電極の対向状態を
示すパターン図、第５図は長針のパターン図、第
６図は短針のパターン図、第７図は秒針のパター
ン図、第８図は駆動波形を示す説明図、第９図は
セグメント電極とコモン電極の対向状態を示す別
のパターン図である。 １……表示画素、２……表示体、４……コモン
電極、４ａ……時表示コモン電極、４ｂ……分表
示コモン電極、４ｃ……秒表示コモン電極、５…
…セグメント電極、７……放射方向、４１……時
表示部、４２……分表示部。なお、図中、同一符
号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ コモン電極と、このコモン電極に電気光学物
   質を介して対向させて配置したセグメント電極と
   を有する１枚のセルで形成され、上記コモン電極
   とセグメント電極との間に電圧を印加することに
   より、上記電気光学物質に生じたモードを表示す
   るようにした表示装置であつて、上記セグメント
   電極が60本放射状に配列され、上記コモン電極
   が、各セグメント電極の放射方向に対してセグメ
   ント電極の内周側の端部から短い長さをもつて対
   向する60個の時表示部を、周方向に連続して設け
   た時表示コモン電極と、各セグメント電極の放射
   方向に対してセグメント電極の内周側の端部から
   上記時表示部に平行状をなして時表示部の間で外
   周方向に細く延び上記時表示部よりも外周側にお
   いて広幅状とされた長い60個の分表示部を、周方
   向に連続して設けた分表示コモン電極とを有して
   なり、上記各セグメント電極に互いに異なる位相
   の走査信号パルスを印加するセグメント電極駆動
   回路と、上記時表示コモン電極および分表示コモ
   ン電極のそれぞれに上記走査信号パルスと同一位
   相または異なる位相の表示信号パルスを選択的に
   印加するコモン電極駆動回路とを備えたことを特
   徴とする表示装置。 ２ 上記電気光学物質が液晶である特許請求の範
   囲第１項記載の表示装置。 ３ 上記コモン電極が、その分表示コモン電極よ
   りも外周側に位置して上記各セグメント電極の外
   周部に対向するリング状の秒表示コモン電極を有
   し、上記コモン電極駆動回路により上記秒表示コ
   モン電極に上記走査信号パルスと同一位相または
   異なる位相の表示信号パルスが選択的に印加され
   る特許請求の範囲第１項または第２項記載の表示
   装置。