DE19542972A1

DE19542972A1 - Integrierte Tafelvorrichtung mit Positionserfassungsfunktion und Bildanzeigefunktion sowie Betriebsverfahren dafür

Info

Publication number: DE19542972A1
Application number: DE19542972A
Authority: DE
Inventors: Naoyasu Ikeda
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: Tianma Japan Ltd
Priority date: 1994-11-17
Filing date: 1995-11-17
Publication date: 1996-05-30
Anticipated expiration: 2015-11-18
Also published as: JPH08146381A; JP2626595B2; DE19542972C2; US5642134A

Description

Die Erfindung betrifft eine Tafelvorrichtung, die eine Po sitionserfassungsfunktion zur Erfassung einer darauf aufge zeigten Position aufweist, wobei die Position durch eine Kombination von zugeordneten Koordinaten als Positionsdatum definiert ist, die einer bestimmten, damit verbundenen Vor richtung einzugeben sind, sowie ein Treiberverfahren dafür, und insbesondere eine Tafelvorrichtung, die mit einer An zeigevorrichtung integriert ist, die eine Bildanzeigefunk tion aufweist. Mit anderen Worten bezieht sich die Erfin dung auf eine integrierte Tafelvorrichtung mit sowohl der Positionserfassungsfunktion als auch der Bildanzeigefunk tion sowie auf eine Treiberverfahren dafür.

Fig. 1 zeigt in einer Explosionsdarstellung einen Teil ei ner typischen bekannten Tafelvorrichtung.

Die typische bekannte Tafelvorrichtung umfaßt ein platten förmiges Tafelelement 48, das mit einem plattenförmigen An zeigeelement 47 kombiniert ist. Die Elemente 47 und 48 wer den als separate Teile hergestellt und dann aneinander be festigt. Mit der Bezugsziffer 49 ist ein Stiftelement be zeichnet zum Aufzeigen einer Position auf dem Tafelelement 48 zur Erzeugung eines Positionssignals.

Das Anzeigeelement 47 kann beispielsweise eine Flüssigkri stallanzeige aufweisen. Das Tafelelement 48 kann beispiels weise vom Typ mit elektrostatischer kapazitiver Kopplung sein.

Eine derartige bekannte Tafelvorrichtung mit einem Tafel element, das mit einem separat gefertigten Anzeigeelement zusammengebaut ist, hat ein unerwünschtes Gewicht und ein unerwünschtes Volumen, von denen nicht zu vernachlässigende Anteile dem Tafelelement zuzuschreiben sind, wobei zusätz lich ein kostenintensiver Montageprozeß erforderlich ist.

Als weiteren Nachteil ergibt sich beim Gebrauch dieser be kannten Tafelvorrichtung aufgrund des Tafelelementes, das sich zwischen dem Anzeigeelement und dem Anzeigepunkt eines Stiftelementes befindet, eine Paralaxe, so daß der Anzeige punkt an einer Position abweichend von einer auf dem Anzei geelement anzuzeigenden Position angeordnet sein kann.

Zur Lösung dieser bekannten Probleme schlägt die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 2-255911 eine Tafelvor richtung in integrierter Form vor, bei der sowohl die Posi tionserfassungsfunktion als auch die Bildanzeigefunktion vorhanden sind.

Diese bekannte integrierte Tafelvorrichtung umfaßt ein Bildanzeigesystem mit einem Anzeigeelement und ein Positi onserfassungssystem zur Erfassung einer Anzeigeposition auf dem Anzeigeelement.

Das Bildanzeigesystem umfaßt das Anzeigeelement, das aus einem Dünnschicht-LE-Panel (Elektrolumineszenz) aufgebaut ist mit einer Matrix von LE-Pixeln, einem Reihenelektroden treiber zum sequentiellen Treiben und zum Abtasten jeweili ger Reihen der Pixelmatrix über ihre Busleitungen, einem Spaltenelektrodentreiber zum selektiven Treiben jeweiliger Spalten der Pixelmatrix über ihre Busleitungen, so daß aus gewählte der abgetasteten Pixel getrieben werden, um ein Bild anzuzeigen, und einen Zeitsteuergenerator zur Erzeu gung eines Zeitsteuersignals zum Steuern der Treiber, wie allgemein bekannt ist.

Das Positionserfassungssystem umfaßt: im weitesten Sinne ein Koordinatendefinitionssystem zum Definieren eines Satzes von Koordinaten auf dem Anzeigeelement, einen Stift als Positionszeigeelement zum Aufzeigen einer Position auf dem Anzeigeelement und eine Koordinatenerfassungsschaltung, die mit dem Koordinatendefinitionssystem, dem Stift und dem Zeitsteuergenerator verbunden ist, zur Erfassung der Koor dinatenkombination, der aufgezeigten Position, und im enge ren Sinne (wie hier verwendet) das Koordinatendefinitions system und die Koordinationserfassungsschaltung.

Das Koordinatendefinitionssystem umfaßt den Reihen- und den Spaltenelektrodentreiber und die Reihen- und Spaltenbuslei tungen des Bildanzeigesystems, wobei die Busleitungen se quentiell durch Anlegung von Abtastpulsen von den Treibern in einem Koordinatenerfassungsmodus derart abgetastet wer den, daß, wenn eine Busleitung, die einer durch den Stift aufgezeichneten Position entspricht, abgetastet wird, der Stift ein deutliches Potential aufgrund einer elektrostati schen kapazitiven Kopplung in der Umgebung der aufgezeigten Position erfaßt, wobei das Potential der Koordinatenerfas sungsschaltung als Koordinate, die durch die abgetastete Pulsleitung bezeichnet wird, eingegeben wird, wenn sie er faßt wird.

Die Abtastpulse können Pixeltreibersignalen überlagert sein oder können während einer Positionserfassungsperiode, die von der Bildanzeigeperiode in Zeitteilung getrennt ist, an gelegt werden.

In der bekannten integrierten Tafelvorrichtung kann das Bildanzeigesystem des Dünnschicht-EL-Typs, bei dem die Pi xeltreiberbusleitungen gemeinsam als wesentlicher Teil des Koordinatendefinitionssystems verwendet werden, theoretisch aus einer Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeige (im Folgenden als "TFT-LCD" bezeichnet) bestehen mit einer Pixelmatrix, die einen Dünnschicht-Feldeffekttransistor (im folgenden "TFT" bezeichnet) verwendet.

Fig. 2 ist eine Explosionsdarstellung eines Teils einer ty pischen TFT-LCD.

Die TFT-LCD umfaßt einen nichtdargestellten Zeitsteuersi gnalgenerator, eine nichtdargestellte Gatetreiberschaltung, eine nichtdargestellte Sourcetreiberschaltung und ein An zeigeelement, das mit einer nichtdargestellten Lichtquelle versehen ist.

Wie teilweise in Fig. 2 dargestellt ist, umfaßt das Anzei geelement ein TFT-Substrat 50, eine Gegenelektrode 54, die auf das TFT-Substrat 50 hin gerichtet ist, und eine Menge nichtdargestellten Flüssigkristalls, das in eine Lücke zwi schen dem TFT-Substrat 15 und der Gegenelektrode 54 gefüllt ist.

Das TFT-Substrat 50 ist mit einer Matrix von Schalt-TFTs gebildet, einer Anzahl von parallelen Gatebusleitungen 51 zum Verbinden der Gatetreiberschaltung mit den Gateelektro den der TFTs in Reihen (oder Spalten) der TFT-Matrix, einer Anzahl von parallelen Source-Busleitungen 52 zum Verbinden der Sourcetreiberschaltungen mit Sourceelektroden der TFTs in Spalten (oder Reihen) der TFT-Matrix und einer Matrix von Pixelelektroden 53, die 1 : 1 mit den Drains der TFTs verbunden sind.

Jedes Pixel setzt sich zusammen aus einer der Pixelelektro den 53, einer entsprechenden Fläche der Gegenelektrode 54 und einem entsprechenden Volumen des Flüssigkristalls da zwischen, so daß eine Pixelkapazität 55 darüber gebildet wird.

Die TFT-LCD der Fig. 2 kann als Direktansichtpersonalan zeige in eine von zwei rückbeleuchteten Bauarten ausgebil det sein. Bei der ersten rückbeleuchteten Bauart ist die Lichtquelle (in Fig. 2) oberhalb der Gegenelektrode 54 an geordnet, so daß diese sich zwischen der Lichtquelle und dem TFT-Substrat 50, das auf den Benutzer gerichtet ist, befindet. Bei der zweiten rückbeleuchteten Bauart ist die Lichtquelle (in Fig. 2) unterhalb des TFT-Substrats 50 an geordnet, welches sich somit zwischen der Lichtquelle und der Gegenelektrode 54, die auf den Bediener gerichtet ist, befindet.

Es sei nun angenommen, daß die TFT-LCD der zweiten rückbe leuchteten Bauart als Bildanzeigesystem einer integrierten Tafelvorrichtung verwendet wird, so daß, in einem Koordina ten-Erfassungsmodus, die Gate- und Sourcebusleitungen 51 und 52 ein Koordinaten-Definierungssystem bilden, in dem die Gate- und Sourcetreiberschaltungen Koordinatenidentifizierungsabtastpulse zuführen.

In dem Koordinatenerfassungsmodus hat ein Stiftelement eine Position auf der Außenfläche der Gegenelektrode 54 aufzu zeigen, die sich zwischen dem Benutzer und dem TFT-Substrat 50 befindet, auf dem die Busleitungen 51 und 52 ausgebildet sind.

Bei dieser Anordnung bildet jedoch die Gegenelektrode 54 ein elektrisches Abschirmelement, so daß es schwierig sein kann, mittels einer elektrostatischen kapazitiven Kopplung einen Koordinatenidentifizierungabtastpuls, der einer der Busleitungen 50 und 52 zugeführt wird, effektiv zu erfas sen.

Noch nachteiliger ist, daß die Sourcetreiberschaltung, die ursprünglich zur Zuführung von Bildsignalen angepaßt ist, auch zur Zuführung der Koordinatenidentifizierungsabtast pulse in Überlagerungsweise oder Zeitteilungsweise dienen muß, was zu einem deutlichen Anstieg hinsichtlich der Kom plexität, des Gewichts und des Volumens der zugeordneten Schaltungen führt.

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf derartige Probleme gemacht.

Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung, eine integrierte Tafelvorrichtung zu schaffen mit einem Bildanzeigesystem einer TFT-LCD sowie ein Treiberverfahren dafür, das eine effektive Erfassung von Koordinatenidentifizierungsabtast pulsen ermöglicht, wenn eine Lichtquelle hinter einem TFT- Substrat angeordnet ist.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine integrierte Tafelvorrichtung zu schaffen, bei der das Bildanzeigesystem eine TFT-LCD aufweist, ohne einen deutlichen Anstieg hin sichtlich der Komplexität, des Gewichts und des Volumens der Schaltung, sowie ein Treiberverfahren dafür.

Zur Lösung dieser Aufgaben umfaßt die integrierte Tafelvor richtung gemäß der Erfindung ein Bildanzeigesystem mit ei ner Flüssigkristallanzeige in Aktivmatrixbauart zum An zeigen eines Bildes auf einem Anzeigebereich, wobei die Flüssigkristallanzeige ein isolierendes Substrat aufweist, eine Anzahl von Abtastleitungen, die parallel auf dem iso lierenden Substrat angeordnet sind, eine Anzahl von Signal leitungen, die parallel auf dem isolierenden Substrat aus gebildet sind, eine Anzahl von Signalleitungen, die die An zahl der Abtastleitungen derart kreuzen, daß eine Matrix von Gitterpunkten dazwischen definiert wird, jeweils einen Dünnschichttransistor, der in der Nähe jeweils eines Git terpunktes ausgebildet ist, eine Pixelelektrode, die mit dem Dünnschichttransistor verbunden ist, einem Gegensub strat, das dem isolierenden Substrat gegenüberliegt, eine Gegenelektrode, die auf dem Gegensubstrat gebildet ist, und eine Menge Flüssigkristall, die zwischen das isolierende Substrat und das Gegensubstrat gefüllt ist, so daß die Pi xelelektrode und die Gegenelektrode zwischen sich eine Pi xelkapazität aufgrund des Flüssigkristalls aufweisen, und einem Positionserfassungssystem zur Erfassung einer aufge zeigten Position auf dem Anzeigebereich, wobei das Positi onserfassungssystem mit dem Bildanzeigesystem derart gebil det ist, daß in einer ersten Periode eines ersten Signals zum Anzeigen das Bild an die Pixelelektroden geschrieben wird, und in einer zweiten Periode, die sich von der ersten Periode unterscheidet, ein zweites Signal zum Identifizie ren der Koordinaten der aufgezeigten Position der Gegen elektrode derart zugeführt wird, daß die Koordinaten aus dem zweiten Signal identifizierbar sind, wenn es mittels elektrostatischer kapazitiver Kopplung erfaßt wird.

Gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung umfaßt das Bildanzeigesystem des weiteren eine Signalleitungstreiber schaltung zum Treiben einer Anzahl von Signalleitungen, wo bei die Signalleitungstreiberschaltung derart gesteuert werden, daß ihr Ausgang einer relativ hohen Impedanz ausge setzt wird, wenn das zweite Signal der Gegenelektrode zuge führt wird, so daß die Anzahl von Signalleitungen im we sentlichen von der Signaltreiberschaltung elektrisch iso liert sind.

Gemäß einer weiteren Entwicklung der Erfindung umfaßt das Bildanzeigesystem des weiteren eine Abtastleitungstreiber schaltung statischer Bauart zum Treiben der Anzahl von Ab tastleitungen und eine Signalleitungstreiberschaltung sta tischer Bauart zum Treiben der Anzahl von Signalleitungen.

Gemäß einer weiteren Entwicklung der Erfindung umfaßt das Positionserfassungssystem weiterhin einen Datenspeicher zum Speichern von vorgegebenen Daten, einschließlich einer Be ziehung zwischen dem zweiten Signal und der Koordinate, wo bei auf dem Datenspeicher in Abhängigkeit von dem zweiten Signal, wenn es erfaßt wird, Bezug genommen wird, um das vorgegebene Datum auszugeben.

Gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung umfassen die Ko ordinaten der aufgezeigten Position eine erste Koordinate, die durch das zweite Signal identifizierbar ist, wenn es der Gegenelektrode über eine entsprechende der Anzahl von Abtastleitungen zugeführt wird, und eine zweite Koordinate, die durch das zweite Signal erfaßbar ist, wenn es der Ge genelektrode über eine entsprechende der Anzahl von Signal leitungen zugeführt wird, wobei das zweite Signal, das die erste Koordinate identifiziert, und das, das die zweite Ko ordinate identifiziert, Signalperioden aufweisen, die be züglich einander zeitgeteilt sind.

Gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung weisen die Ko ordinaten der aufgezeigten Position eine erste Koordinate auf, die durch das zweite Signal identifizierbar ist, wenn es als ein erstes Wechselstromsignal der Gegenelektrode über eine entsprechende der Anzahl von Abtastleitungen zu geführt wird, und eine zweite Koordinate, die durch das zweite Signal identifizierbar ist, wenn es als zweites Wechselstromsignal der Gegenelektrode über eine entspre chende der Anzahl von Signalleitungen zugeführt wird, wobei das erste und das zweite Wechselstromsignal, wenn sie zuge führt werden, einander überlappende Signalperioden und zu einander unterschiedliche Frequenzen aufweisen und wobei das erste und das zweite Wechselstromsignal, wenn sie er faßt werden, jeweils einer Frequenzfilterverarbeitung der art ausgesetzt werden, daß die erste und die zweite Koordi nate im wesentlichen gleichzeitig identifizierbar sind.

Bei der erfindungsgemäßen integrierten Tafelvorrichtung setzt das Positionserfassungssystem somit die Gegenelek trode des Bildanzeigesystems als Koordinatendefinitionssy stem ein, wodurch keine zusätzliche exklusiven Elektroden dafür verwendet werden und auch nicht dem bekannten Einsatz von TFT-Substrat-Seitenkomponenten gefolgt wird, wodurch es einem Positionszeigeelement ermöglicht wird, effektiv ein Koordinatenidentifikationssignal von der Gegenelektrode durch elektrostatisches kapazitives Koppeln zwischen ihnen zu erfassen und aufzunehmen, wenn eine Lichtquelle hinter dem isolierenden Substrat, das mit den TFTs ausgebildet ist, angeordnet ist.

Des weiteren wird bei der integrierten Tafelvorrichtung ge mäß der Erfindung eine Signaltreiberschaltung, die einer Ausgangsstufe mit einem Treiber-IC (integrierte Schaltung) aufweisen kann, ihr Ausgang einer relativ hohen Impedanz ausgesetzt, wenn ein Koordinatenidentifikationssignal der Gegenelektrode angelegt wird, wodurch ermöglicht ist, daß die Zeitkonstante zur Erfassung einer Position frei von Ab weichungen gehalten wird, die andererseits durch eine Va riation der Flüssigkristallkapazität zwischen der Gegen elektrode und der Busleitungen verursacht werden könnte, aufgrund von Potentialdifferenzen, die sich entlang der Busleitungen entwickeln. Aufgrund dessen ist die integrierte Tafelvorrichtung frei von Einflüssen aufgrund von Kapazi tätsvariationen.

Zur Lösung der Aufgaben schlägt die Erfindung ein Treiber verfahren für eine integrierte Tafelvorrichtung vor mit ei nem Bildanzeigesystem aus einer Flüssigkristallanzeige in Aktivmatrixbauart zum Anzeigen eines Bildes in einem Anzei gebereich, wobei die Flüssigkristallanzeige ein isolieren des Substrat aufweist, eine Anzahl von Abtastleitungen, die parallel auf dem isolierenden Substrat ausgebildet sind, eine Anzahl von Signalleitungen, die parallel auf dem isolierenden Substrat ausgebildet sind, wobei die Anzahl von Signalleitungen die Anzahl von Abtastleitungen derart kreuzen, daß eine Matrix aus Gitterpunkten zwischen ihnen definiert ist, wobei jeweils ein Dünnschichttransistor in der Nähe eines jeden Gitterpunktes ausgebildet ist, eine Pixelelektrode mit dem Dünnschicht-Transistor verbunden ist, ein Gegensubstrat dem isolierenden Substrat gegenüber liegt, eine Gegenelektrode auf dem Gegensubstrat angeordnet ist und wobei eine Menge von Flüssigkristall zwischen das isolierende Substrat und das Gegensubstrat derart einge füllt ist, daß die Pixelelektrode und die Gegenelektrode eine Pixelkapazität zwischen sich aufgrund des Flüssigkri stalls aufweisen, und mit einem Positionserfassungssystem zur Erfassung einer aufgezeigten Position auf dem Anzeige bereich, wobei das Positionserfassungssystem mit dem Bildanzeigesystem gebildet ist, wobei das Treiberverfahren die Schritte aufweist des Schreibens, in einer ersten Peri ode, eines ersten Signals zum Anzeigen des Bildes an der Pixelelektrode und zum Zuführen, in einer zweiten Periode, die sich von der ersten Periode unterscheidet, eines zwei ten Signals zur Erfassung der Koordinate der aufgezeigten Position an der Gegenelektrode, so daß die Koordinate aus dem zweiten Signal identifizierbar ist, wenn es durch elek trostatisches kapazitives Koppeln erfaßt wird.

Zur Lösung der Aufgaben schafft die Erfindung ein Treiber verfahren für eine integrierte Tafelvorrichtung mit einem Bildanzeigesystem aus einer Flüssigkristallanzeige in Ak tivmatrixbauart zum Anzeigen eines Bildes in einem Anzeige bereich, wobei die Flüssigkristallanzeige ein isolierendes Substrat aufweist, eine Anzahl von Abtastleitungen, die parallel auf dem isolierenden Substrat ausgebildet sind, eine Anzahl von Signalleitungen, die parallel auf dem iso lierenden Substrat ausgebildet sind, wobei die Anzahl der Signalleitungen die Anzahl der Abtastleitungen derart kreuzt, daß eine Matrix aus Gitterpunkten zwischen ihnen definiert wird, wobei jeweils ein Dünnschichttransistor in der Nähe eines jeden Gitterpunktes angeordnet ist, eine Pi xelelektrode mit dem Dünnschichttransistor verbunden ist, ein Gegensubstrat dem isolierenden Substrat gegenüberliegt, eine Gegenelektrode auf dem Gegensubstrat ausgebildet ist und eine Menge von Flüssigkristall zwischen das isolierende Substrat und das Gegensubstrat gefüllt ist, so daß die Pi xelelektrode und die Gegenelektrode eine Pixelkapazität aufgrund des Flüssigkristalls zwischen sich aufbauen, eine erste Treiberschaltung zum Treiben der Anzahl von Signal leitungen und eine zweite Treiberschaltung zum Treiben der Anzahl von Abtastleitungen, und einem Positionserfassungs system zur Erfassung einer aufgezeigten Position auf dem Anzeigebereich, wobei das Positionserfassungssystem mit dem Bildanzeigesystem gebildet ist, wobei das Treiberverfahren die Schritte aufweist des Schreibens in einer ersten Peri ode eines ersten Signales zum Anzeigen des Bildes an der Pixelelektrode, Zuführen, in einer Zeitsteuerung, die sich von der ersten Periode unterscheidet, eines zweiten Signa les zum Identifizieren einer Koordinate der aufgezeigten Position an die Gegenelektrode derart, daß die Koordinate aus dem zweiten Signal identifizierbar ist, wenn es mittels elektrostatischer kapazitiver Kopplung erfaßt wird, und Un terbrechen des Betriebs zumindest der ersten oder der zwei ten Treiberschaltung, wenn das zweite Signal der Gegenelek trode zugeführt wird, wobei sie eine entsprechende Spannung halten.

Die obigen und andere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Explosionsansicht einer bekannten Tafelvorrichtung, die zusammen mit einer Anzeigevorrichtung montiert ist,

Fig. 2 eine teilweise Explosionsdarstellung einer be kannten typischen TFT-LCD,

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer integrierten Tafelvor richtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfin dung,

Fig. 4 ein Zeitablaufdiagramm von Eingangs- und Aus gangssignalen eines Zeitsteuersignalgenerators der inte grierten Tafelvorrichtung gemäß Fig. 3,

Fig. 5 ein Schaltungsdiagramm einer Äquivalenzschaltung ei nes Positionserfassungssystems der integrierten Tafelvor richtung gemäß Fig. 3,

Fig. 6 ein Schaltungsdiagramm eines Verstärkers der inte grierten Tafelvorrichtung gemäß Fig. 3,

Fig. 7 ein Blockdiagramm eines Koordinatendetektors der in tegrierten Tafelvorrichtung gemäß Fig. 3,

Fig. 8 ein Blockdiagramm von Signalgeneratoren der inte grierten Tafelvorrichtung gemäß Fig. 3,

Fig. 9 ein schematisches Diagramm zur Erläuterung eines Spannungsanlegeverfahrens gemäß der Erfindung, das bei der integrierten Tafelvorrichtung von Fig. 3 eingesetzt wird,

Fig. 10 ein Blockdiagramm einer integrierten Tafelvor richtung gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels der Er findung,

Fig. 11A ein Zeitablaufdiagramm von Signalen der inte grierten Tafelvorrichtung von Fig. 10,

Fig. 11B ein Zeitablaufdiagramm von Spannungen in der in tegrierten Tafelvorrichtung von Fig. 10,

Fig. 12 ein Blockdiagramm eines Sourcetreiber-IC der inte grierten Tafelvorrichtung gemäß einem dritten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 13 ein Schaltungsdiagramm einer Ausgangstreiberschal tung der integrierten Tafelvorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel und

Fig. 14 ein Blockdiagramm eines weiteren Sourcetreiber-IC der integrierten Tafelvorrichtung gemäß dem dritten Ausfüh rungsbeispiel.

Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung werden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Glei che Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in Ver bindung mit den Fig. 3 bis 9 erläutert.

Fig. 3 zeigt das erste Ausführungsbeispiel der erfindungs gemäßen integrierten Tafelvorrichtung.

Die integrierte Tafelvorrichtung umfaßt ein Bildanzeigesy stem (im folgenden häufig einfach als Anzeige bezeichnet) aus einer TFT-LCD mit einem Gegensubstrat, das mit einer Gegenelektrode 1 ausgebildet ist, und einem Positionserfas sungssystem (im folgenden häufig einfach als "Tafel" be zeichnet), das mit der Anzeige gebildet ist.

Zunächst deckt die Beschreibung die Betriebe der Tafel in einer Austastperiode ab, bei der die Abtastfolge von der letzten Zeile zu der ersten Zeile zurückkehrt. Jede Koordi nate einer Zahl oder eines Punktes ist relativ zu einem vorgegebenen Ursprung (0, 0) an der unteren rechten Ecke des Anzeigebereiches definiert.

Wie in Fig. 3 dargestellt ist, umfaßt die integrierte Ta felvorrichtung die Gegenelektrode 1, die aus ITO (Indium- Zinnoxid) gefertigt ist, einen Stift 2 (im weiteren Sinne ein Teil der Tafel) zum Aufzeigen einer willkürlichen Posi tion auf dem Gegensubstrat zur Erfassung eines Signals, das eine Koordinate der aufgezeigten Position identifiziert, eine Verstärkerschaltung 3 zum Verstärken des Ausgangssi gnals des Stiftes 2 und eine Koordinatenerfassungsschaltung 4 zum Berechnen einer Koordinatenkombination in Vertikal- und Horizontalrichtung auf Basis des Ausgangssignals der Verstärkerschaltung 3.

Die integrierte Tafelvorrichtung umfaßt ferner einen Zeit steuersignalgenerator (im folgenden "Zeitsteuergenerator") 5, vier Signalgeneratorschaltungen (im folgenden "Signalge nerator") 6, 7, 8 und 9, die individuell durch den Zeit steuergenerator 5 steuerbar sind, ein Rechteck aus vier Me tallelektroden 10, 11, 12 und 13, die sich entlang der vier Seiten der Gegenelektrode 1 erstrecken und jeweils an ihren beiden Enden mit zwei diesseitigen 6, 7; 7, 8; 8, 9; und 9, 6 der vier Signalgeneratoren 6 bis 9 verbunden sind, und vier Paare von Schalterschaltungen (im folgenden "Schal ter") 14, 15; 16, 17; 18, 19; und 20, 21, die in die Ver bindungen zwischen den Metallelektroden 10 bis 13 und den Signalgeneratoren 6 bis 9 geschnitten sind.

Der Zeitsteuergenerator 5 erzeugt eine Kombination von Zeitsteuersignalen für verschiedene Steuerungen, d. h. zum Auswählen einer von drei Betriebsperioden:
einer Schreibperiode zum Schreiben von Bildsignalen in Pi xel im Betrieb der TFT-LCD, einer Horizontalposition-Detek torperiode zur Erfassung der Horizontalkoordinate X einer auf dem Gegensubstrat aufgezeigten Position und einer Ver tikalpositions-Detektionsperiode zur Erfassung der Verti kalkoordinate y der Position.

Die Signalgeneratoren 6 bis 9 sind individuell auswählbar zum Ausgeben einer Spannung, die der Gegenelektrode zuzu führen ist, wenn ein Signal in eine Pixelelektrode ge schrieben wird, und eines Positionsdetektorsignals in Ab hängigkeit von einer Ausgabe des Zeitsteuergenerators 5.

Die Metallelektroden 10 bis 13 sind mit der Gegenelektrode 1 verbunden.

Schalter 14 bis 21 werden individuell in Abhängigkeit von einer Ausgabe des Zeitsteuergenerators 5 ein- bzw. ausge steuert.

Der Betrieb dieser Schaltungen der integrierten Tafelvor richtung wird durch eine Ausgabe des Zeitsteuergenerators 5 gesteuert.

Fig. 4 zeigt die Beziehungen zwischen Eingangs- und Aus gangssignalen des Zeitsteuergenerators 5.

Drei Signale, d. h. ein Taktsignal CK, ein Horizontalsyn chronisationssignal HSYNC und ein Vertikalsynchronsignal VSYNC werden dem Zeitsteuergenerator 5 eingegeben. Abhängig von den Eingangssignalen bestimmt der Zeitsteuergenerator 5 eine Anzeigeschreibbetriebsperiode Td und eine Tafelbe triebsperiode Tt.

In der Anzeigeschreibbetriebsperiode Tt schaltet der Zeit generator 5 alle Schalter 14 bis 21 ein und legt die Ausga ben der Signalgeneratoren 6 bis 9 an die Metallelektroden 10 bis 13.

Gleichzeitig sendet der Zeitsteuergenerator 5 ein Signal aus, das die Signalgeneratoren 6 bis 9 darüber informiert, daß die integrierte Tafelvorrichtung in der Anzeigeschreib- Betriebsperiode Td ist.

In Abhängigkeit von dem Informationssignal geben die Si gnalgeneratoren 6 bis 9 Gleichspannungen mit identischen Potential zum Betreiben des Flüssigkristalls aus. Die Me tallelektroden 10 bis 13, die über die Schalter 14 bis 21 in einer Schleife verbunden sind, haben keinen Effektivwi derstand, so daß die Spannungen der Signalgeneratoren 6 bis 9 identisches Potential aufweisen. Somit haben die über die Gegenelektrode 1, die mit den Metallelektroden 10 bis 13 verbunden sind, entwickelten Spannungen identisches Poten tial über ihre Gesamtfläche.

Nachdem das Schreiben eines Vollbildes beendet ist, geht der Betrieb in die Tafeloperationsperiode Tt.

Wie in Fig. 4 dargestellt ist, ist die Tafeloperationsperi ode Tt in eine Horizontalkoordinaten-Erfassungsperiode Ttx und eine Vertikalkoordinatenerfassungsperiode Tty unter teilt.

In der Horizontalkoordinatenerfassungsperiode Ttx werden zunächst die Schalter 14, 17, 18 und 21 der Fig. 3 durch die Ausgaben des Zeitsteuergenerators 5 eingeschaltet. An schließend geben, in Abhängigkeit von einem Signal, das die Horizontalkoordinatenerfassungsperiode Ttx anzeigt und vom Zeitsteuergenerator 5 empfangen wird, die Signalgeneratoren 6 und 9 ein stabiles Wechselstromsignal für den Tafelbe trieb aus, während die Signalgeneratoren 7 und 8 0 (V) aus geben.

Das Wechselstromsignal wird der Metallelektrode 13 ange legt, und 0 (V) wird der Metallelektrode 11 angelegt. Auf diese Weise wird ein zweidimensionales elektrisches Feld, dessen Äquipotentiallinien parallel zu den Metallelektroden 11 und 13 verlaufen, auf der Gegenelektrode 1 entwickelt.

Fig. 5 zeigt eine Äquivalenzschaltung zu einem derartigen Schaltzustand.

Die Äquivalenzschaltung umfaßt einen Widerstand 22, der den Widerstand der Gegenelektrode 1 angibt, eine Signalquelle 23, die den Signalgeneratoren 6 und 9 entspricht, einen Si gnalerfassungsanschluß 24 als Punkt des Stiftes 2 und eine Kapazitätskomponente 25 des Gegensubstrats zwischen der Ge genelektrode 1 und dem Stift 2.

Wenn E (V) eine von der Signalquelle 23 gelieferte Spannung ist, Rx (Ω) der Widerstand entlang der Gesamtlänge des Widerstandes 22 in Horizontalrichtung ist, rx (Ω) der Wi derstand entlang der Länge bis zu einem Erfassungspunkt ist, der durch den Abstand x in Horizontalrichtung vom Ur sprung (0, 0) definiert ist, und Ex (V) eine durch den Si gnalerfassungsanschluß 24 am Erfassungspunkt x erfaßte Span nung ist, folgt, daß:

Ex = E x rx/Rx (1)

Die Spannung Ex ist proportional zum Abstand x in Horizon talrichtung, wodurch die Berechnung des Abstandes x ermög licht wird.

In der Vertikalkoordinaten-Erfassungsperiode Tty werden zunächst die Schalter 15, 16, 19 und 20 durch die Ausgaben des Zeitsteuergenerators 5 eingeschaltet. Dann geben, in Abhängigkeit von einem Signal, das die Vertikalkoordinaten- Erfassungsperiode Tty anzeigt und vom Zeitsteuergenerator 5 empfangen wird, die Signalgeneratoren 6 und 7 ein stabiles Wechselstromsignal für den Tafelbetrieb aus, während die Signalgeneratoren 8 und 9 0 (V) ausgeben.

Das Wechselstromsignal wird der Metallelektrode 10 ange legt, und 0 (v) wird der Metallelektrode 12 angelegt. Auf diese Weise wird ein zweidimensionales elektrisches Feld mit seinen Äquipotentiallinien parallel zu den Metallelek troden 10 und 12 über der Gegenelektrode 1 entwickelt.

Auch in diesem Fall ist eine Äquivalentschaltung entspre chend der Fig. 5 anwendbar, so daß die Erfassung einer Spannung Ey durch den Stift 2 die Berechnung der Erfas sungsposition ermöglicht, die durch den Abstand y in Verti kalrichtung vom Ursprung (0, 0) definiert ist.

Fig. 6 zeigt ein Beispiel der Verstärkerschaltung 3, die die durch den Stift 2 erfaßten Spannungssignale verstärkt.

Die Kapazität 25 zwischen der Gegenelektrode 1 und dem Punkt des Stiftes 2 ist sehr gering, so daß eine Eingabe mit niedriger Impedanz viel Rauschen mit sich bringt, was eine korrekte Erfassung schwierig gestaltet.

Aufgrund dessen wird in Fig. 6 ein durch den Stift 2 er faßtes Signal einem Pufferverstärker eingegeben, der eine relativ große Eingangsimpedanz aufweist, um eine Impedanz wandlung durchzuführen, bevor es einem Spannungsverstärker zugeführt wird. Mit anderen Worten ist der Verstärkungsvor gang zweistufig.

Fig. 7 zeigt ein Beispiel der Koordinatenerfassungsschal tung 4.

In dem Beispiel wird die analoge Signalausgabe der Verstär kerschaltung 3 der Fig. 3 in Digitalsignale durch einen AD- Wandler 26 (Analog-Digital) gewandelt. Die Analog-Signal ausgabe der Schaltung 3 ist ein verstärktes Signal einer Analogeingabe, die eine Funktion einer aufgezeigten Posi tion (x, y) auf dem Gegensubstrat ist. Aufgrund dessen ist die Digitalsignalausgabe des AD-Konverters 26 ebenfalls eine Funktion der aufgezeigten Position.

Die Beziehung zwischen einer willkürlichen Position auf dem Gegensubstrat und dem Digitalsignal des AD-Wandlers 26 ist berechenbar, so daß ein Satz von Koordinatendaten vorbe stimmt wird und in einem ROM 27 gespeichert wird, auf den durch einen Signalprozessor 28 zugegriffen wird, um aus ihm ein Datum entsprechend der Ausgabe des AD-Konverters 26 zu lesen und als Positionsinformation auszugeben.

Fig. 8 zeigt ein Beispiel eines Signalgenerators 6. Die an deren Signalgeneratoren 7 bis 9 können gleichen Aufbau auf weisen.

Eine Gegenelektrodenversorgung 29 liefert ein Spannungssi gnal in der Anzeigeschreibbetriebsperiode Tt an den Flüs sigkristall, und eine Koordinationserfassungsignalquelle 30 liefert ein Spannungssignal, das durch den Stift 2 zu er fassen ist, in der Tafeloperationsperiode Tt. Ein paar Schalterschaltungen 31 werden durch den Zeitsteuergenerator 5 zum selektiven Ausgeben der Spannungssignale gesteuert.

Nebenbei bemerkt umfassen die Elektroden 10 bis 13 gemäß Fig. 3 einen leitenden Film, der entlang der Peripherie der Gegenelektrode 1 abgeschieden ist, um an beiden Enden die Signale zu empfangen, die zur Erfassung einer aufgezeigten Position am Gegensubstrat angelegt werden. Diese Anordnung kann durch Verwendung externer Verbindungen modifiziert werden.

Fig. 9 zeigt eine modifizierte Anordnung.

Eine Anzahl von externen Verbindungspunkten 32 sind an der Peripherie der Gegenelektrode 1 vorgesehen, und eine Anzahl von Schalterschaltungen 33 sind mit den Verbindungspunkten 32 verbunden.

Spannungen zum Treiben des Flüssigkristalls oder zum Iden tifizieren von Positionskoordinaten können den Verbindungs punkten über die Schalter 33 angelegt werden, um ein ge wünschtes elektrisches Feld auf der Gegenelektrode 1 zu entwickeln, mit entsprechenden Ergebnissen wie beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 3.

Des weiteren ist in dem ersten Ausführungsbeispiel das Hori zontalkoordinaten-Identifikationssignal vom Vertikalkoordi naten-Identifikationssignal in Zeitteilungsweise getrennt.

Bei einer Modifikation dieser Signalanlegung können die Ho rizontal- und Vertikalkoordinatenidentifikationssignale Wechselstromsignale aufweisen, deren Signalperioden einan der überlappen und deren Frequenzen unterschiedlich zuein ander sind, und die Wechselstromsignale, die von dem Stift element erfaßt werden, können einem Frequenzfilterprozeß ausgesetzt werden, so daß die Horizontal- und Vertikalkoor dinaten im wesentlichen gleichzeitig identifiziert werden können.

In der integrierten Tafelvorrichtung gemäß dem ersten Aus führungsbeispiel wird eine Gegenelektrode als Teil der Ta fel eingesetzt, wodurch eine vereinfachte Struktur, ein re duziertes Gewicht und ein reduziertes Volumen im Vergleich zu bekannten Fällen ermöglicht wird. Beispielsweise kann das Gesamtgewicht im Vergleich zum Fall der Fig. 1 auf die Hälfte reduziert werden.

Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im fol genden beschrieben.

Fig. 10 zeigt eine integrierte Tafelvorrichtung als zweites Ausführungsbeispiel.

Die integrierte Tafelvorrichtung umfaßt eine Anzeige aus einer TFT-LCD mit einem Gegensubstrat, das mit einer Gegen elektrode 1 gebildet ist, und eine Tafel, die mit der An zeige gebildet ist.

Wie im ersten Ausführungsbeispiel umfaßt die integrierte Tafelvorrichtung der Fig. 10 die Gegenelektrode 1, die aus ITO gefertigt ist, einen Stift 2 (im weiteren Sinne als ein Teil der Tafel) zur Erfassung eines Signals, das die Koor dinate einer aufgezeigten Position identifiziert, eine Ver stärkerschaltung 3 zum Verstärken eines Ausgangssignals des Stiftes 2, eine Koordinaten-Erfassungsschaltung 4 zum Be rechnen der Kombination von Koordinaten in Vertikal- und Horizontalrichtung aufgrund des Ausgangssignals der Ver stärkerschaltung 3, einen Zeitsteuergenerator 5, vier Si gnalgeneratoren 6 bis 9, die individuell durch den Zeit steuergenerator 5 steuerbar sind, vier Metallelektroden 10 bis 13 entlang der vier Seiten der Gegenelektrode 1, die jeweils an beiden Enden mit diesseitigen zwei der vier Si gnalgeeratoren 6 bis 9 verbunden sind, und vier Schalter paare 14 bis 21, die in die Verbindungen zwischen den Me tallelektroden 10 bis 13 und den Signalgeneratoren 6 bis 9 eingeschnitten sind.

Der Zeitsteuergenerator 5 erzeugt Zeitsteuersignale zum Steuern und zum Auswählen einer Bildschreibperiode, einer Horizontalpositions-Erfassungsperiode oder einer Vertikal positions-Erfassungsperiode. Die Signalgeneratoren 6 bis 9 sind in Abhängigkeit von der Ausgabe des Steuersignalgene rators 5 auswählbar zur Ausgabe einer an die Gegenelektrode anzulegenden Spannung, wenn ein Signal an eine Pixelelek trode geschrieben wird, und eines Positionserfassungssignals. Die Metallelektroden 10 bis 13 sind mit der Gegenelektrode 1 verbunden. Die Schalter 14 bis 21 sind in Abhängigkeit von der Ausgabe des Zeitsteuer signalgenerators 5 ein- bzw. aussteuerbar.

Die integrierte Tafelvorrichtung der Fig. 10 umfaßt weiter hin als Teil der TFT-LCD einen Gatetreiber 34 in statischer Bauart, der eine interne statische Treiberfunktion auf weist, um unabhängig von der Taktgeschwindigkeit zu arbei ten, und ein Paar Sourcetreiber 35, die ebenfalls intern statische Treiberfunktionen aufweisen, um unabhängig von der Taktgeschwindigkeit zu arbeiten.

Zur Erfassung einer durch den Stift 2 aufgezeigten Position verwendet das zweite Ausführungsbeispiel ein ähnliches Ver fahren wie das erste Ausführungsbeispiel.

Das zweite Ausführungsbeispiel wird hinsichtlich der Trei berfunktionen in einer Periode Td für einen Anzeigeschreib betrieb und einer Periode Tt für einen Tafelbetrieb erläu tert.

Zum besseren Verständnis sei für die Beschreibung der spe zielle Fall angenommen, daß eine personalcomputerorien tierte Anzeige eine Diagonalgröße von 24 cm und eine RGB- Pixelmatrix von 480 vertikalen × 640 horizontalen Punkten aufweist und mit einem Sourcetreiber kombiniert ist, der zur Auswahl eines Binärwertes von "ein" oder "aus" als Aus gabe eines Spannungspegels an den Flüssigkristall ausgelegt ist.

Die Fig. 11A und 11B zeigen Zeitablaufdiagramme von Ein gangssignalen an die Treiber 34 und 35.

In Fig. 11A ist mit dem Bezugszeichen CLK ein Taktsignal bezeichnet, VSYNC ist ein Vertikalsynchronsignal und HSYNC ist ein Horizontalsynchronsignal. Das Taktsignal CK und das Vertikalsynchronsignal VSYNC werden von dem Zeitsteuergene rator 5 an Gate- und Sourcetreiber 34 und 35 geliefert, und das Horizontalsynchronsignal HSYNC des Zeitsteuergenerators 5 wird an den Sourcetreiber 35 geliefert, wie später be schrieben wird.

In Fig. 11B bezeichnen V_GON und V_GOFF eine Gate-Ein-Span nung bzw. eine Gate-Aus-Spannung, V_+H und V_-H sind Ein schaltspannungen, die dem Flüssigkristall zugeführt werden, und V_+L und V_-L sind Aus-Spannungen, die dem Flüssigkri stall zugeführt werden. Diese sechs Spannungen werden ohne Änderungen konstant gehalten.

In der Anzeigeschreibbetriebsperiode Td der Fig. 11A führen der Gatetreiber 34 und der Sourcetreiber 35 normale Abtast- und Schreiboperationen durch, um auf dem TFT-LCD ein Bild anzuzeigen, so daß die externen Eingangssignale für die Treiber 34 und 35 und ihre internen Spannungen wie notwen dig wechseln.

Aufgrund dessen werden in dem Gatetreiber 34 in der Periode Td das Taktsignal CLK und das Vertikalsynchronsignal VSYNC verarbeitet, um eine Zeitsteuerung zu bestimmen, in der ein Schieberegister einem der Leistungstreiberpuffer ein Signal zum sequentiellen Einschalten zum Abtasten der 480 Gatebus leitungen zuführt.

In einem oder beiden der Sourcetreiber 35 werden in der Pe riode Td das Taktsignal CLK und das Vertikal- und das Hori zontalsynchronisationssignal VSYNC und HSYNC verarbeitet, um eine Zeitsteuerung zu bestimmen zum Beschreiben der 640 Sourcebusleitungen mit einem Satz von Bilddaten für eine Pixelreihe, die einer Gatebusleitung entspricht, die dann durch den Gatetreiber 34 abgetastet wird.

Gleichzeitig damit hält in dem anderen oder in beiden der Sourcetreiber 35 ein Feld von internen Registern einen Satz von Bilddaten für eine Pixelreihe, die einer Gatebusleitung entspricht, die als nächste in der Reihenfolge zur abgeta steten Gatebusleitung steht.

Wenn die Treiber 34 und 35 betrieben werden, führen ihre internen Transistoren ein schnelles Schalten durch, was Rauschen verursacht.

Bei einem Übergang von dieser Anzeigeschreibbetriebsperiode Td zur Tafelbetriebsperiode Tt erfaßt der Zeitsteuergenera tor 5 die letztere Tt als momentane Periode, so daß das Taktsignal CLK, das Vertikalsynchronsignal VSYNC und das Horizontalsynchronsignal HSYNC, die den Treibern 34 und 35 zugeführt werden, so gesteuert werden, daß ihre Signalpegel festgehalten werden wie sie sind.

Aufgrund dessen werden die internen Spannungen der Treiber 34 und 35 der statischen Bauart wie beschrieben ebenfalls derart gesteuert, daß sie ihre Pegel halten wie sie sind, bis sie sich in Abhängigkeit von einer Änderung eines der drei Signale CLK, VSYNC und HSYNC ändern.

Andere Spannungen V_GOFF, V_+H, V_-H, V_+L und V_-L (Fig. 11B), die extern den Treibern 34 und 35 angelegt werden, sind, wie beschrieben, in sich konstant.

Auf diese Weise werden alle Spannungen, die den Treibern 34 und 35 zugeführt werden oder darin entwickelt werden, frei von Variationen gehalten, so daß ihre internen Transistoren außer Betrieb bleiben und somit kein Rauschen aufgrund ihres Betriebs zeigen.

Während der Tafelbetriebsperiode Tt ändern sich die Bildsi gnale, die in die Anzeige eingegeben werden, nicht, wodurch kein Rauschen verursacht wird.

Mit einem Übergang von dieser Tafelbetriebsperiode Tt zur Anzeigeschreibbetriebsperiode Td liefert der Zeitsteuerge nerator 5 wieder das Taktsignal CLK und die Vertikal- und Horizontalsynchronsignale VSYNC und HSYNC mit variierenden Pegeln, und die Treiber 34 und 35 beginnen ihren Betrieb zum Anzeigen eines Bildes.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung des zweiten Ausfüh rungsbeispiels werden die drei Signale CLK, VSYNC und HSYNC gesteuert, um ihre Signalpegel zu halten, wenn die Be triebsperiode von Td zu Tt wechselt. Andererseits können die gehaltenen Signalpegel willkürlich sein, da entspre chende Effekte erreicht werden, sofern sich die Signalpegel nicht während der Tafelbetriebsperiode Tt ändern.

Ein drittes Ausführungsbeispiel wird im folgenden mit Bezug auf die Fig. 10 und 12 bis 14 erläutert.

Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel hat die integrierte Tafelvorrichtung einen zum zweiten Ausführungsbeispiel ge mäß Fig. 10 identischen Aufbau, wobei das Paar Sourcetrei ber wie in Fig. 12 und 14 dargestellt, modifiziert sind.

Fig. 12 zeigt als Blockdiagramm einen Sourcetreiber-IC vom Digitaltyp, der ein Schaltelement zum Auswählen einer einer Anzahl von Versorgungen verwendet, die an den Flüssigkri stall anzulegen sind. Die Beschreibung dieser Modifikation wird für den Fall durchgeführt, daß ein Oktaltreiber-IC mit 192 internen Schaltungen verwendet wird, von denen jede zur Auswahl einer von acht Versorgungen V₀ bis V₇ betreibbar ist.

Fig. 14 zeigt in einem Blockdiagramm einen Sourcetreiber-IC des analogen Typs, der eine Sample- and Hold-Schaltung (im folgenden "SH") verwendet, zum Halten eines Analogsignals, das über einen Puffer an einen Sourcetreiber zu liefern ist. Die Beschreibung dieser Modifikation wird ebenfalls für den Fall durchgeführt, daß ein Treiber-IC 192 Ausgänge aufweist.

In Fig. 12 ist mit 36 ein Chipselektor für einen Ein-Aus- Betrieb des Treiber-ICs bezeichnet, 37 ist ein Schieberegi ster zum Verschieben einer Datenfolge, 38 ist ein Datenre gister zum Speichern eines Satzes von Daten für eine Pixel reihe, die in der Abtastreihenfolge die nächste einer Pi xelreihe, die momentan beschrieben wird, ist, 39 ist eine Halteschaltung aus Halteeinrichtungen jeweils zum Speichern eines Datums zum Auswählen einer Versorgungsspannung, die als ein Datum auszugeben ist, und 40 ist ein Ausgangstrei ber aus 192 internen Schaltungen, von denen jede in der Lage ist, das gespeicherte Datum einer entsprechenden Hal teeinrichtung einzusetzen, um eine von 8 Spannungsversor gungen auszuwählen.

Fig. 13 zeigt eine Äquivalenzschaltung zu einer der inter nen Treiberschaltungen des Ausgangstreibers 40 der Fig. 12.

Wie in Fig. 13 dargestellt ist, umfaßt die interne Treiber schaltung 8 Kanäle aus jeweils einem Transistorschalter, der aus einem P-Kanal-MOS-FET 41 und einem N-Kanal-MOS-FET 42 besteht, die miteinander gekoppelt sind. Jeder Transi storschalter ist mit seinem Eingangsanschluß mit einem von acht Versorgungsanschlüssen V₀ bis V₇ verbunden, die ihre Spannungen aufweisen, und an seinem Ausgangsende mit einem gemeinsamen Ausgangsanschluß S_n (n = 1 bis 192).

Unter den acht Schaltern wird der eine, der mit einer ge wünschten Spannungsversorgung verbunden ist, ausgewählt, um seiner Gateelektrode eine Einschaltspannung des MOS-FET zu zuführen, so daß er zwischen der Sourceelektrode und der Drainelektrode einschaltet, wodurch ermöglicht wird, daß eine Versorgungsspannung darüber zu einer Sourcebusleitung geliefert wird.

In Fig. 14 erzeugt ein Schieberegister ein Signal, das eine Sourcebusleitung identifiziert, an die ein analoges Bildsi gnal gesendet wird, und ein Pegelschieber 44 spricht auf das Signal des Schieberegisters 43 an, um eine Verkehrsre gelung durchzuführen, so daß das Bildsignal einem korre spondierenden Kanal einer SH-Schaltung 45 zugeführt wird, wo es gespeichert wird. Mit dem Bezugszeichen 46 ist eine Schalterschaltung bezeichnet.

Im Folgenden wird der Betrieb des Digitaltreiber-ICs der Fig. 12 erläutert. Zum besseren Verständnis wird der spe zielle Fall beschrieben, in dem ein Personalcomputer orien tierte Anzeige eine Diagonalgröße von 24 cm aufweist, wobei eine RGB-Pixelmatrix von 480 vertikalen × 640 horizontalen Punkten (Dots) mit dem Digitaltreiber-IC kombiniert ist.

In Fig. 10 werden nunmehr zehn Sourcetreiber-ICs verwendet. Die Anzahl der Ausgänge der Sourcetreiber beträgt somit 192 × 10 = 1920, was gleich der Gesamtzahl der Sourcebusleitun gen 640 × RGB = 640 × 3 = 1920 ist.

Die Sourcebusleitungen sind mit der Gegenelektrode über eine Kapazität (deren Kapazitätskomponente als "CDC" be zeichnet wird) über den Flüssigkristall verbunden. Die Ka pazitätskomponente CDC arbeitet zusammen mit einer Wider standskomponente der Gegenelektrode und bestimmt die Zeit konstante der Gegenelektrode.

Die Kapazitätskomponente C_DC bezieht sich auf eine Aniso tropie der dielektrischen Konstanten des Flüssigkristalls und ist variabel in Abhängigkeit von einer Spannung, die der zugeordneten Sourcebusleitung zugeführt wird, nicht di rekt unmittelbar nachdem die Spannung dem Flüssigkristall auferlegt wurde, sondern mit einer variierenden Kapazität, die sich mit der Zeit ändert, so daß es praktisch schwierig ist, den Wert von D_DC einer Sourcebusleitung zu einem gege benen Zeitpunkt festzustellen.

Bei einer Anzeigeschreibbetriebsperiode Td treiben die Sourcetreiber-ICs Sourcebusleitungen, wobei ihre Ausgangs treiber 40 elektrisch damit gekoppelt sind, um Spannungen, die Bilddaten angeben, zuzuführen. Direkt vor dem Ende der Anzeigeschreibbetriebsperiode Td werden die Spannungen auf Pixel in einer Pixelreihe gegeben, die einer zuletzt abge tasteten Gatebusleitung entspricht.

Mit einem Übergang von einer Anzeigeschreib-Betriebsperiode Td zu einer Tafelbetriebsperiode Tt gestalten alle Ausgangstreiber 40 der Sourcebustreiber-ICs die Sourcebus leitungen floatend.

Mit dem Übergang der Betriebsperiode spricht ein Volumen des Flüssigkristalls zwischen einer entsprechenden der Sourcebusleitungen und der Gegenelektrode auf eine Varia tion der auferlegten Spannung an und hat einen allmählich sich ändernden C_DC-Wert, der von der Spannung, die bis da hin auferlegt wurde, abhängt, wie beschrieben wurde, und sollte unterschiedlich sein von der einer anderen Buslei tung. Falls C_DC über die Sourcebusleitung mit einer Span nungsversorgung eines zugeordneten Sourcetreiber-ICs ver bunden ist, würde die Widerstandskomponente der Gegenelek trode damit zusammenarbeiten und eine Zeitkonstante bilden, die in Abhängigkeit von der der Sourcebusleitung angelegten Spannung unterschiedlich sein könnte. Beim Übergang von der Tafelbetriebsperiode Tt wird jedoch die Elektrode auf Sei ten der Sourcebusleitung mit D_DC einen floatenden Zustand einnehmen, bei dem C_DC nicht zu der Zeitkonstante der Ge genelektrode beiträgt.

Als andere grundsätzliche Kapazitätskomponenten, die zu ei ner Zeitkonstante der Gegenelektrode 1 beitragen, haben die Gegenelektrode und die Gatebusleitungen ihre Kapazitätskom ponenten, die jedoch Spannungen ausgesetzt sind, die im we sentlichen identische Pegel aufweisen, so daß der Anteil der Zeitkonstante, der ihnen zuzuordnen ist, im wesentli chen äquivalent ist.

Wenn dementsprechend ein Koordinatendefinitionssignal zur Erfassung einer Position durch den Stift 2 in der Tafelbe triebsperiode Tt angelegt wird, hat die Gegenelektrode 1 eine im wesentlichen äquivalente Zeitkonstante, unabhängig von einem angezeigten Bild, wodurch eine präzise Erfassung der aufgezeigten Position möglich ist.

Mit einem Übergang von der Tafelbetriebsperiode Tt zur An zeigeschreibbetriebsperiode Td schaltet ein Transistor schalter in der internen Schaltung der Ausgangstreiber 40 ein und legt eine Spannung an die Sourcebusleitung, wodurch eine zugeordnete Spannung der Pixelelektrode der Anzeige zugeführt wird.

In dem vorstehenden dritten Ausführungsbeispiel umfaßt ein Sourcetreiber-IC eine Schaltung, die zur Schaffung einer relativ hohen Impedanz am Ausgangsende des Ausgangstreibers steuerbar ist.

In einer Modifikation kann ein Pufferverstärker zusätzlich geschaltet sein, um den Ausgang eines Treiber-IC einem Hochimpedanzzustand auszusetzen, falls erforderlich, wäh rend der Ausgang mit einer Sourcebusleitung verbunden ist, um einen ähnlichen Effekt zu erzielen.

Des weiteren können TFT-Schalter an einer Seite gebildet sein, die mit einem Treiber oder Sourcebusleitungen auf ei nem Substrat verbunden werden, das mit Abtastleitungen und Signalleitungen ausgebildet ist, so daß die Treiberimpedan zen auf der Busleitungsseite hoch werden, wenn die TFTs ausgeschaltet werden, um den ähnlichen Effekt zu erzielen.

Die vorliegende Erfindung wurde empirisch bei einer Perso nalcomputerorientierten Anzeige mit 24 cm Diagonalgröße und einer Matrix von 480 vertikalen und 480 horizontalen RGB- Pixeln eingesetzt, mit dem Ergebnis, daß eine Tafelleistung von 200 µm Auflösung sichergestellt wurde, unabhängig von einem variierten Anzeigebild, ohne das Erkennen zu beein trächtigen und ohne eine Vergrößerung des Gewichtes, des Volumens oder der Dicke.

Wie oben beschrieben wurde, setzt die integrierte Tafelvor richtung gemäß der Erfindung eine Gegenelektrode einer An zeige als Teil einer Tafel ein und reduziert somit das Ge wicht um etwa die Hälfte verglichen mit einer konventionel len Tafel, die zusammen mit einer Anzeige montiert wird.

Erfindungsgemäß wird keine Extratafel zwischen die Anzeige- und einen Stiftpunkt für eine Signalerfassung eingebracht, so daß eine parallaxenfreie Anzeige möglich ist.

Des weiteren ermöglicht es ein Treiber-IC mit vereinfachtem Schaltungsaufbau Gatebusleitungen Sourcebusleitungen wie im Fall der Abwesenheit einer Tafel zu treiben.

In einer integrierten Tafelvorrichtung gemäß der Erfindung werden die Ausgänge eines Treiber-IC einer hohen Impedanz ausgesetzt, um zu verhindern, daß Zeitkonstanten einer Ta fel zusammen mit Änderungen der Flüssigkristallkapazität zwischen einer Gegenelektrode und Busleitungen aufgrund von Unterschieden der an die Busleitung angelegten Spannungen sich ändern.

Des weiteren kann in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung auf ein Koordinatendatum in der Weise einer Nachschlagta belle zugegriffen werden, wodurch ein vereinfachter Aufbau und ein schnelles Verarbeiten möglich werden.

Des weiteren werden erfindungsgemäß die Vertikal- und Hori zontalkoordinaten einer aufgezeigten Position in einer Pe riode erfaßt, die sich von einer Periode zum Schreiben von Bilddaten an Pixelelektroden unterscheidet, separat in Zeitteilungsweise oder gleichzeitig, mit erhöhter Genauig keit.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in einer Tafelbetriebsperiode ein Signal an einen Treiber- IC unterbrochen, um dadurch ein Taktsignal zu halten, so daß der Treiberbetrieb unterbrochen wird, was eine effek tive Reduktion von Rauschen ermöglicht, das anderenfalls eine deutliche Ursache von fehlerhaftem Tafelbetrieb sein könnte.

Claims

1. Integrierte Tafelvorrichtung mit:
einem Bildanzeigesystem mit einer Flüssigkristallanzeige in Aktivmatrixbauweise zum Anzeigen eines Bildes in einem An zeigebereich, wobei die Flüssigkristallanzeige ein isolie rendes Substrat (50) aufweist, einer Anzahl Abtastleitungen (51), die parallel auf dem isolierenden Substrat ausgebil det sind, eine Anzahl von Signalleitungen (52), die paral lel auf dem isolierenden Substrat ausgebildet sind, wobei die Anzahl von Signalleitungen die Anzahl von Abtastleitun gen derart kreuzen, daß eine Matrix aus Gitterpunkten zwi schen ihnen definiert ist, einen Dünnschichttransistor, der in der Nähe eines jeweiligen Gitterpunktes angeordnet ist, eine Pixelelektrode (53), die mit dem Dünnschichttransistor verbunden ist, ein Gegensubstrat, das dem isolierenden Sub strat gegenüberliegt, eine Gegenelektrode (1), die auf dem Gegensubstrat ausgebildet ist, und eine Menge von Flüssig kristall, die zwischen das isolierende Substrat und das Ge gensubstrat eingefüllt ist, so daß die Pixelelektrode und die Gegenelektrode zwischen sich eine Pixelkapazität (55) über den Flüssigkristall aufweisen, und
einem Positionserfassungssystem zur Erfassung einer aufge zeigten Position im Anzeigebereich, wobei das Positionser fassungssystem aus dem Bildanzeigesystem derart aufgebaut ist, daß in einer ersten Periode (Td) ein erstes Signal zum Anzeigen des Bildes auf die Pixelelektrode geschrieben wird und in einer zweiten Periode (Tt), die sich von der ersten Periode unterscheidet, ein zweites Signal zum Identifizie ren von Koordinaten (x, y) der aufgezeigten Position der Gegenelektrode derart zugeführt wird, daß die Koordinaten aus dem zweiten Signal identifizierbar sind, wenn es mit tels elektrostatischer kapazitiver Kopplung erfaßt wird.

2. Integrierte Tafelvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Bildanzeigesystem weiterhin eine Signaltreiber schaltung (35) aufweist zum Treiben der Anzahl von Signal leitungen, wobei die Signalleitungstreiberschaltung derart gesteuert wird, daß ihr Ausgang einer relativ hohen Impe danz ausgesetzt wird, wenn das zweite Signal der Gegenelek trode angelegt wird, so daß die Anzahl von Signalleitungen im wesentlichen von der Signalleitungs-Treiberschaltung elektrisch isoliert sind.

3. Integrierte Tafelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Bildanzeigesystem weiterhin eine Abtastleitungs treiberschaltung (34) von statischer Bauart aufweist zum Treiben der Anzahl von Abtastleitungen und eine Signallei tungstreiberschaltung (35) von statischer Bauart zum Trei ben der Anzahl von Signalleitungen.

4. Integrierte Tafelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Positionserfassungssystem weiterhin einen Daten speicher (27) aufweist zum Speichern von vorgegebenen Daten einschließlich einer Beziehung zwischen dem zweiten Signal und der Koordinate, wobei der Datenspeicher in Abhängigkeit von dem zweiten Signal, wenn es erfaßt wird, angesprochen wird, um ein vorgegebenes Datum auszugeben.

5. Integrierte Tafelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Koordinaten der aufgezeigten Position eine erste Koordinate (x) umfassen, die durch das zweite Signal iden tifizierbar ist, wenn es der Gegenelektrode über eine ent sprechende Anzahl von Abtastleitungen zugeführt wird, und eine zweite Koordinate (y), die durch das zweite Signal identifizierbar ist, wenn es der Gegenelektrode über eine entsprechende der Anzahl von Signalleitungen zugeführt wird, und wobei das zweite Signal, das die erste Koordinate identifiziert, und das, das die zweite Koordinate identifi ziert, Signalperioden (T_x, T_y) aufweisen, die in Bezug auf einander zeitgeteilt sind.

6. Integrierte Tafelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Koordinate der aufgezeigten Position eine erste Koordinate (x) aufweist, die durch das zweite Signal iden tifizierbar ist, wenn es als erstes Wechselstromsignal der Gegenelektrode über eine entsprechende der Anzahl von Ab tastleitungen zugeführt wird, und eine zweite Koordinate (y), die durch das zweite Signal identifizierbar ist, wenn es als zweites Wechselstromsignal der Gegenelektrode über eine entsprechende der Anzahl von Signalleitungen zugeführt wird, wobei das erste und das zweite Wechselstromsignal bei ihrer Zuführung Signalperioden aufweisen, die einander überlappen, und Frequenzen, die sich voneinander unter scheiden, und wobei das erste und das zweite Wechselstrom signal beim Erfassen einer Frequenzfilterverarbeitung aus gesetzt werden, so daß die erste und die zweite Koordinate im wesentlichen gleichzeitig identifizierbar sind.

7. Treiberverfahren für eine integrierte Tafelvorrichtung mit:
einem Bildanzeigesystem aus einer Flüssigkristallanzeige in Aktivmatrixbauart zum Anzeigen eines Bildes in einem Anzei gebereich, wobei die Flüssigkristallanzeige ein isolieren des Substrat (50) aufweist, eine Anzahl von Abtastleitungen (51), die parallel auf dem isolierenden Substrat angeordnet sind, eine Anzahl von Signalleitungen (52), die parallel auf dem isolierenden Substrat angeordnet sind, wobei die Anzahl von Signalleitungen die Anzahl von Abtastleitungen derart kreuzt, daß eine Matrix aus Gitterpunkten zwischen ihnen definiert ist, einen Dünnschichttransistor, der in der Nähe eines jeden der Gitterpunkte ausgebildet ist, eine Pixelelektrode (53), die mit dem Dünnschichttransistor ver bunden ist, ein Gegensubstrat, das dem isolierenden Sub strat gegenüberliegt, eine Gegenelektrode (1), die auf dem Gegensubstrat ausgebildet ist, und eine Menge von Flüssig kristall, die zwischen das isolierende Substrat und das Ge gensubstrat eingefüllt ist, so daß die Pixelelektrode und die Gegenelektrode eine Pixelkapazität (55) zwischen sich über den Flüssigkristall aufweisen, und
einem Positionserfassungssystem zur Erfassung einer aufge zeigten Position auf dem Anzeigebereich, wobei das Positi onserfassungssystem mit dem Bildanzeigesystem aufgebaut ist,
wobei das Treiberverfahren die Schritte aufweist:
Schreiben eines ersten Signals zum Anzeigen des Bildes zur Pixelelektrode in einer ersten Periode (Td) und
Anlegen eines zweiten Signals zum Identifizieren einer Ko ordinate (x, y) der aufgezeigten Position an die Gegenelek trode in einer zweiten Periode (Tt), die sich von der er sten Periode unterscheidet, derart, daß die Koordinate aus dem zweiten Signal identifizierbar ist, das mittels elek trostatischer kapazitiver Kopplung erfaßt wird.

8. Treiberverfahren nach Anspruch 7, wobei das Bildanzeigesystem weiterhin aufweist eine erste Treiberschaltung (34) zum Treiben der Anzahl von Abtastlei tungen und eine zweite Treiberschaltung (35) zum Treiben der Anzahl von Signalleitungen und wobei in dem Treiberver fahren der Betrieb zumindest einer der ersten und zweiten Treiberschaltungen unterbrochen wird, die jeweilige Span nungen halten, während das zweite Signal der Gegenelektrode angelegt wird.