JP2009199095A - Driving method of liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置を用いた、座標入力機能付き表示装置に関する。 The present invention relates to a display device with a coordinate input function using a liquid crystal display device.
急速な社会の情報化にともない、誰でも簡単にパーソナルコンピュータにアクセスできる入力デバイスとして、タッチパネルの需要が急速に伸びている。該タッチパネルは、各種ディスプレイの前面に配置されるとともに、該タッチパネルの表面を、指またはペン等でタッチすることによりポインティングを行うための入力装置である。
そして一方で、近年、各種ディスプレイの中でも、特に、液晶表示パネル(以下LCD)は、低コスト化と高機能化の進歩が著しく、急速に普及しているものであり、LCDを搭載する製品も急速に増加している。これにともなって、LCDと組み合わせて用いられるタッチパネルも、その用途を飛躍的に拡大している。
上記タッチパネルの用途としては、電子手帳、金融端末(CDやATM)、券売機、各種モニタ、リモコン、ハンディターミナル、POS端末、ワードプロセッサ、PPC、FAXなどがあげられるが、近年は特に、PDA、PHS、カーナビゲーションシステムなどの通信機器への需要も伸びている。
Along with the rapid computerization of society, demand for touch panels is rapidly growing as an input device that allows anyone to easily access a personal computer. The touch panel is an input device that is arranged in front of various displays and performs pointing by touching the surface of the touch panel with a finger or a pen.
On the other hand, among various displays, in particular, liquid crystal display panels (hereinafter referred to as “LCDs”) are rapidly becoming popular because of their remarkable cost reduction and high functionality. It is increasing rapidly. Accordingly, the use of touch panels used in combination with LCDs has been dramatically expanded.
Applications of the touch panel include electronic notebooks, financial terminals (CDs and ATMs), ticket machines, various monitors, remote controllers, handy terminals, POS terminals, word processors, PPCs, FAXs, etc. Demand for communication equipment such as car navigation systems is also growing.
上記タッチパネルは、その入力位置の検出方式により、抵抗膜方式、光学方式、静電容量方式、磁気誘導方式、弾性波方式などが実用化されている。中でも、抵抗膜方式によるタッチパネルには多くの実用例がみられる。
抵抗膜方式によるタッチパネルは、上下に電極となる抵抗膜を、例えば、周知のスペーサ部材を介して電気的に離間した状態で配置して、上部電極を可動電極とするとともに、下部電極を固定電極として、上部電極側をポインティングをしたときに、ポインティングをした部分で、可動電極と固定電極とが短絡されることを利用して位置の検出を行うものである(図示しない)。そして、抵抗膜方式の位置の検出は、少なくとも一方の抵抗膜上のある方向に電位勾配を持たせておき、ポインティングをした部分で上部電極と下部電極とが短絡した場合の電圧降下を測定することで、位置の検出を行うものである。
なお、抵抗膜方式のタッチパネルにおいては、上述のとおりに、電位勾配を持たせることになるために、上記抵抗膜は、導電性を有する必要があるとともに、比較的高い抵抗値を有することが好ましい。
As the touch panel, a resistive film method, an optical method, a capacitance method, a magnetic induction method, an elastic wave method, and the like have been put into practical use according to the input position detection method. Among them, many practical examples are found in the touch panel using the resistive film method.
A resistive film type touch panel is configured such that a resistive film serving as electrodes on the upper and lower sides is arranged in a state of being electrically separated via, for example, a well-known spacer member, the upper electrode is a movable electrode, and the lower electrode is a fixed electrode The position is detected by utilizing the fact that the movable electrode and the fixed electrode are short-circuited at the pointed portion when the upper electrode side is pointed (not shown). The position of the resistive film type is detected by providing a potential gradient in a certain direction on at least one resistive film, and measuring the voltage drop when the upper electrode and the lower electrode are short-circuited at the pointed portion. Thus, the position is detected.
In addition, in the resistive film type touch panel, as described above, in order to have a potential gradient, the resistive film needs to have conductivity and preferably has a relatively high resistance value. .
そして、上記抵抗膜方式のタッチパネルとしては、それぞれの抵抗膜の両端に電位勾配を持たせて任意の位置を連続的に検出できる方式(アナログ式)や、または、上下に配置する抵抗膜となる多数の短冊状電極を互いに直交する方向に延在するように配置することで、マトリックス回路を構成できるようにした方式(デジタル式)などが用いられている。 The resistive film type touch panel may be a system (analog type) that can continuously detect an arbitrary position by giving a potential gradient to both ends of each resistive film, or a resistive film that is arranged vertically. A system (digital type) or the like is used in which a matrix circuit can be configured by arranging a large number of strip electrodes so as to extend in directions orthogonal to each other.
上述のとおりに、タッチパネルは、指またはペン等でタッチすることによりポインティングを行うものであるために、LCD上には、ポインティングするべき部分に、例えばボタンなどの絵柄が形成されることになる。そして、それぞれの絵柄は、例えば、ポインティングするといくつかの選択肢を選べるようにされていたり、数字が入力できるようにされていたりするものであり、LCD上のどの絵柄が、どの操作に対応するのかがわかるように、文字などが書かれていたりする。操作者はこのようなLCD上の絵柄を視認して、ポインティングをすることになる。 As described above, since the touch panel performs pointing by touching with a finger or a pen or the like, a picture such as a button is formed on a portion to be pointed on the LCD. Each pattern is designed so that, for example, you can select several options when pointing, or you can enter numbers. Which pattern on the LCD corresponds to which operation? Letters are written so that you can understand. The operator visually recognizes the pattern on the LCD and performs pointing.
そして、タッチパネル上でポインティングするときに、ポインティングするべき位置に形成される上述の絵柄は、例えば、LCDの画面に表示されることになる。すなわち、操作者は、タッチパネルを透過して、ポインティングするべき絵柄を視認することになる。
したがって、タッチパネル外側の空気とタッチパネル内部の屈折率の違いにより、絵柄の実際の位置(LCD表面上に表示されている位置)と、操作者が絵柄を視認する位置(タッチパネルを通して視認する位置)とに視差が生じ易く、実際の位置と視認する位置との視差が大きい場合には、操作者は、正確な位置をポインティングできないことになってしまう。したがって、タッチパネルを適用するときには、この点の考慮が不可欠なものとなっていた。
なお、このような実際の位置と視認する位置との視差は、タッチパネルの厚さがあついほど顕著になった。
When the pointing is performed on the touch panel, the above-described pattern formed at the position where the pointing is to be performed is displayed on the screen of the LCD, for example. That is, the operator sees the picture to be pointed through through the touch panel.
Therefore, due to the difference between the air outside the touch panel and the refractive index inside the touch panel, the actual position of the pattern (the position displayed on the LCD surface) and the position where the operator visually recognizes the pattern (the position viewed through the touch panel) If the parallax between the actual position and the position to be visually recognized is large, the operator cannot point to the correct position. Therefore, when applying a touch panel, it is essential to consider this point.
In addition, the parallax between such an actual position and the position to be visually recognized becomes more noticeable as the thickness of the touch panel is increased.
また、LCDの前面にタッチパネルが配置されるために、LCDの表示は、該タッチパネルを透過して表示されることになるので、該タッチパネルを透過するときに、該タッチパネルの厚さがあつくなるほど、透過率の低下や不要な反射を引き起こし易く、このような場合には、表示品位を損ない易いものであった。
このような表示品位の低下を改善するための解決方法としては、例えば、LCDとタッチパネルとの光学的マッチングを取ることで、表示品位の低下を抑制しようというものであるが、しかしながら、根本的に表示品位の低下を抑制できる手段とはなっていなかった。
In addition, since the touch panel is arranged on the front surface of the LCD, the display on the LCD is displayed through the touch panel. Therefore, the thickness of the touch panel increases when the touch panel is transmitted. It is easy to cause a decrease in transmittance and unnecessary reflection. In such a case, the display quality is likely to be impaired.
As a solution for improving the deterioration of display quality, for example, an attempt is made to suppress the deterioration of display quality by taking an optical matching between the LCD and the touch panel. It has not been a means for suppressing the deterioration of display quality.
また、従来のタッチパネル機能を有した表示装置は、各種ディスプレイ(例えばLCD)の前面に、別途用意したタッチパネル部分を重ねて配置することになるので、余分な構成が多くなりやすく、コスト低減を図りにくいとともに、タッチパネル部分を有した表示装置の厚さは、あつくなりやすいものであった。 In addition, since a conventional display device having a touch panel function has a touch panel portion separately prepared on the front surface of various displays (for example, LCDs), an extra configuration tends to increase and cost reduction is achieved. In addition to being difficult, the thickness of the display device having the touch panel portion is likely to be hot.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、上述のような表示品位の低下をともなうことがなく、構成が簡単であるためにコストの低減を図ることができ、しかも薄型である、抵抗膜方式タッチパネルによる、座標入力付き表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, is not accompanied by a reduction in display quality as described above, can be reduced in cost because of its simple configuration, and is thin. An object of the present invention is to provide a display device with coordinate input using a resistive touch panel.
本発明の請求項1に記載の座標入力機能付き表示装置は、内面に電極を有する二枚の透明基板の間に、液晶を封入して形成され、かつ、一方の透明基板に形成される電極が上記透明基板の表示領域のほぼ全面にわたって形成される透明な共通電極とされるとともに、一方の透明基板に、縦横の格子状のブラックマスクが形成されている液晶表示装置を用いた座標入力機能付き表示装置であって、上記共通電極と上記ブラックマスクとの間に設けられ、かつ、外部からの押圧力に対応して、上記押圧力が作用した位置で上記共通電極と上記ブラックマスクとを導通させる感圧スイッチング手段と、上記共通電極と上記ブラックマスクとが上記感圧スイッチング手段により導通した場合に、上記位置に応じて変位する電圧を検出する座標位置検出手段とを備えたことを特徴とする。 The display device with a coordinate input function according to claim 1 of the present invention is formed by sealing a liquid crystal between two transparent substrates having electrodes on the inner surface, and formed on one transparent substrate. A coordinate input function using a liquid crystal display device in which a transparent common electrode is formed over almost the entire display area of the transparent substrate and a vertical and horizontal grid-like black mask is formed on one transparent substrate. A display device provided between the common electrode and the black mask, wherein the common electrode and the black mask are disposed at a position where the pressing force is applied in response to an external pressing force. Coordinate position detection for detecting a voltage that is displaced according to the position when the pressure-sensitive switching means for conducting, the common electrode, and the black mask are conducted by the pressure-sensitive switching means. Characterized by comprising a stage.
上記構成によれば、液晶表示装置の共通電極とブラックマスクとがいわゆるアナログ式の抵抗膜方式のタッチパネルの二枚の抵抗膜として機能することになる。
すなわち、共通電極とブラックマスクとを互いに絶縁した状態で平行に配置するとともに、これらの間に、押された場合に、押された位置で共通電極とブラックマスクとを導通させる感圧スイッチング手段を配置することで、基本的には、アナログ式の抵抗膜方式のタッチパネルの二枚の抵抗膜の部分と同じ構成となり、抵抗膜方式のタッチパネルとして機能することが可能となる。
従って、従来のように液晶表示装置の表面側の透明基板上にタッチパネルを設ける必要がなく、液晶表示パネルの表面に重ねてタッチパネルを配置することによる視差や表示品位の低下等の現象を起こすことなく、液晶表示装置に座標入力機能を付加することができる。
According to the above configuration, the common electrode and the black mask of the liquid crystal display device function as two resistive films of a so-called analog resistive film type touch panel.
That is, the common electrode and the black mask are arranged in parallel in a state of being insulated from each other, and when pressed between them, pressure-sensitive switching means for conducting the common electrode and the black mask at the pressed position is provided. The arrangement basically has the same configuration as the two resistive film portions of the analog resistive film type touch panel, and can function as a resistive film type touch panel.
Accordingly, there is no need to provide a touch panel on the transparent substrate on the surface side of the liquid crystal display device as in the prior art, and a phenomenon such as parallax or deterioration in display quality caused by placing the touch panel on the surface of the liquid crystal display panel occurs. In addition, a coordinate input function can be added to the liquid crystal display device.
また、タッチパネルの回路部分を除く検知部分(すなわち、二枚の抵抗膜部分)が、液晶表示パネル内に配置されるとともに、従来から液晶表示パネル内にある共通電極とブラックマスクとが抵抗膜として機能するので、液晶表示パネル内にタッチパネルを内蔵した状態としても液晶表示パネル自体が厚くなることがない。すなわち、液晶表示装置内部に座標入力機能を内包でき、座標入力機能を付加しても実装スペースが増加しないという利点がある。また、実装重量に関してもほとんど増加しないという利点がある。
従って、座標入力機能付き表示装置の薄型化を図ることができる。
In addition, a detection part (that is, two resistive film parts) excluding the circuit part of the touch panel is disposed in the liquid crystal display panel, and a common electrode and a black mask in the liquid crystal display panel have conventionally been used as the resistive film. Since it functions, the liquid crystal display panel itself does not become thick even when the touch panel is built in the liquid crystal display panel. That is, there is an advantage that the coordinate input function can be included in the liquid crystal display device, and the mounting space does not increase even if the coordinate input function is added. In addition, there is an advantage that the mounting weight hardly increases.
Therefore, it is possible to reduce the thickness of the display device with a coordinate input function.
なお、抵抗膜として用いられるブラックマスクは、導電性を有する必要があるとともに比較的高い抵抗値を有する必要があり、たとえば、ブラックマスクとして導電性を有するとともに高い抵抗値を有する酸化金属膜を利用することができ、たとえば、従来からブラックマスクとして用いられている酸化クロムを好適にブラックマスクとして用いることができる。 A black mask used as a resistance film needs to have conductivity and a relatively high resistance value. For example, a metal oxide film having conductivity and a high resistance value is used as a black mask. For example, chromium oxide conventionally used as a black mask can be suitably used as a black mask.
また、抵抗膜として用いられる共通電極は、一般的にITOが用いられるが、ITOも比較的高い抵抗値を有する必要があり、タッチパネルの液晶表示装置に用いられている比較的低い抵抗値を有するITOよりも少し高い抵抗値を有するITOの方が好ましい。 Moreover, ITO is generally used as the common electrode used as the resistance film, but ITO also needs to have a relatively high resistance value, and has a relatively low resistance value used in a liquid crystal display device of a touch panel. ITO having a slightly higher resistance than ITO is preferred.
また、共通電極とブラックマスクとの間は、感圧スイッチング手段を除く部分において、常時絶縁されている必要があるが、たとえば、カラー液晶表示装置においては、ブラックマスクと共通電極との間にカラーフィルタを形成することが多く、上記カラーフィルタが絶縁体として機能する。なお、この場合に、感圧スイッチング手段が設けられる部分には、カラーフィルタを設けないようにする必要がある。また、共通電極とブラックマスクとの間にカラーフィルタではなく、透明な絶縁体を設けておくものとしても良い。 In addition, the common electrode and the black mask need to be insulated at all times except for the pressure-sensitive switching means. For example, in a color liquid crystal display device, the color between the black mask and the common electrode A filter is often formed, and the color filter functions as an insulator. In this case, it is necessary not to provide a color filter in the portion where the pressure sensitive switching means is provided. Further, instead of the color filter, a transparent insulator may be provided between the common electrode and the black mask.
上記感圧スイッチング手段は、たとえば、透明基板上からのペンや指等の押圧により、押圧位置もしくはその近傍(ブラックマスクは、格子状なので、押圧位置にブラックマスクが存在しない可能性がある)において、共通電極とブラックマスクとを短絡することができれば良いので、場合によっては、流体が満たされた空間でも良い。しかし、表示に与える影響や構造に与える影響を考慮すると、できるだけ、透明基板、ブラックマスク、共通電極等の変形量が少ないことが好ましく、圧がかかることにより導電性を生じるものとして、たとえば、弾性体内に多数の導電粒子を含み、圧がかかると導電粒子同士が接触して導電性が生じるものなど、周知の圧により導電性を生じる固体材料を用いることが好ましい。 The pressure-sensitive switching means is, for example, at a pressing position or in the vicinity thereof by pressing a pen, a finger, or the like on the transparent substrate (the black mask may have a black mask at the pressing position because the black mask has a lattice shape). As long as the common electrode and the black mask can be short-circuited, a space filled with fluid may be used in some cases. However, considering the influence on the display and the influence on the structure, it is preferable that the amount of deformation of the transparent substrate, the black mask, the common electrode, etc. be as small as possible. It is preferable to use a solid material that contains a large number of conductive particles in the body and generates conductivity by contact between the conductive particles when pressure is applied.
本発明の請求項2に記載の座標入力機能付き表示装置は、請求項1記載の座標入力機能付き表示装置において、上記感圧スイッチ手段に作用する押圧力に対抗して二枚の透明基板の間に封入された液晶の厚みが上記押圧力より変動するのを抑止する対押圧手段(柱状のギャップ材25)を備えることを特徴とする。 The display device with a coordinate input function according to claim 2 of the present invention is the display device with a coordinate input function according to claim 1, wherein the two transparent substrates are opposed to the pressing force acting on the pressure-sensitive switch means. It is characterized by comprising counter-pressing means (columnar gap member 25) for suppressing the thickness of the liquid crystal sealed between them from fluctuating from the pressing force.
上記構成によれば、ペンや指等による座標を入力するための押圧力が作用した場合に、その部分の透明基板、共通電極、ブラックマスク、感圧スイッチング手段等の部材が液晶側に撓むのを対押圧手段により防止することができる。
すなわち、透明基板を押圧した場合に、二枚の透明基板間に流動可能な液晶が封入されているため、上述のように透明基板等が撓みやすい状態となっているが、共通電極の液晶側から上記押圧力に対応して対押圧手段が反力等により押し返す構成となっているので、上述のたわみを防止することができる。
これにより、押圧部分における表示の乱れを防止できるとともに、透明基板、共通電極、ブラックマスク、感圧スイッチング手段が一体に撓んでしまうことにより、押圧時に感圧スイッチング手段にあまり圧力がかからない状態となるのを防止して感度の向上を図ることができる。
According to the above configuration, when a pressing force for inputting coordinates by a pen, a finger, or the like is applied, members such as the transparent substrate, the common electrode, the black mask, and the pressure-sensitive switching means are bent toward the liquid crystal side. Can be prevented by the counter-pressing means.
That is, when a transparent substrate is pressed, liquid crystal that can flow between the two transparent substrates is sealed, so that the transparent substrate is easily bent as described above. Therefore, the above-described deflection can be prevented because the counter-pressing means is pushed back by a reaction force or the like corresponding to the pressing force.
As a result, it is possible to prevent the display from being disturbed in the pressed portion, and the transparent substrate, the common electrode, the black mask, and the pressure-sensitive switching means are bent together, so that the pressure-sensitive switching means is not applied with much pressure when pressed. Can be prevented and sensitivity can be improved.
また、上述のように座標入力用の押圧力により、透明基板、共通電極、ブラックマスク、感圧スイッチング手段等が撓むことを繰り返した場合に、液晶表示装置の構造に与えるダメージを大幅に低減することができる。
なお、液晶表示装置の液晶部分には、一般的に、球状のギャップ材が入れられているが、球状のギャップ材は、押圧時に移動してしまう可能性があり、本発明の対押圧手段とはなりにくい。
すなわち、対押圧手段は、押圧時に移動しないように、二枚の透明基板間に配置されていることが好ましい。
In addition, if the transparent substrate, common electrode, black mask, pressure-sensitive switching means, etc. are repeatedly bent by the pressing force for coordinate input as described above, the damage to the structure of the liquid crystal display device is greatly reduced. can do.
Note that a spherical gap material is generally placed in the liquid crystal portion of the liquid crystal display device, but the spherical gap material may move when pressed, and the anti-pressing means of the present invention It is hard to fall.
That is, it is preferable that the counter pressing means is disposed between the two transparent substrates so as not to move during pressing.
本発明の請求項3に記載の座標入力機能付き表示装置は、請求項2記載の座標入力機能付き表示装置において、上記対押圧手段が、上記二枚の透明基板の間の液晶部分に設けられた柱状のギャップ材25であることを特徴とする。
The display device with a coordinate input function according to claim 3 of the present invention is the display device with a coordinate input function according to claim 2, wherein the counter pressing means is provided in a liquid crystal portion between the two transparent substrates. It is characterized by being a
上記構成によれば、上記対押圧手段が柱状のギャップ材となっているので、一般的な球状のギャップ材と異なり、移動することがなく、座標入力のための押圧力により、押圧部分において、液晶の厚みが変動するのを防止することできる。
従って、請求項2と同様の効果を奏することができる。
According to the above configuration, since the counter-pressing means is a columnar gap material, unlike a general spherical gap material, it does not move, and in the pressing portion by a pressing force for coordinate input, It is possible to prevent the thickness of the liquid crystal from fluctuating.
Therefore, an effect similar to that of the second aspect can be obtained.
本発明の請求項4に記載の座標入力機能付き表示装置は、請求項3記載の座標入力機能つき表示装置において、上記対押圧手段となる柱状のギャップ材が上記ブラックマスク及び上記感圧スイッチング手段と重なる位置に配置されていることを特徴とする。 The display device with a coordinate input function according to a fourth aspect of the present invention is the display device with a coordinate input function according to the third aspect, wherein the columnar gap material serving as the counter-pressing means is the black mask and the pressure-sensitive switching means. It is arrange | positioned in the position which overlaps with.
上記構成によれば、上記柱状のギャップ材がブラックマスクと重なるように形成されているので、柱状のギャップ材は、ブラックマスクに隠され表示に影響を与えることがなく、表示品位の向上を図ることができる。従って、柱状のギャップ材は、透明でなくとも良く、ギャップ材に使用可能な材料の自由度が高くなる。
また、柱状のギャップ材が感圧スイッチング手段と重なるように配置されていることで、感圧スイッチング手段が設けられている部分において、上述のたわみを防止することができ、感圧スイッチング手段の感度の向上を図ることができる。
なお、後述するようにブラックマスクと感圧スイッチング手段は、互いに重なっていることが好ましく、この場合に、柱状のギャップ材をどちらかに重ねれば、必然的に両方に重なることになる。
According to the above configuration, since the columnar gap material is formed so as to overlap the black mask, the columnar gap material is hidden by the black mask and does not affect the display, thereby improving display quality. be able to. Therefore, the columnar gap material does not have to be transparent, and the degree of freedom of materials that can be used for the gap material is increased.
In addition, since the columnar gap material is arranged so as to overlap the pressure-sensitive switching means, the above-described deflection can be prevented in the portion where the pressure-sensitive switching means is provided, and the sensitivity of the pressure-sensitive switching means. Can be improved.
As will be described later, the black mask and the pressure-sensitive switching means preferably overlap each other. In this case, if a columnar gap material is overlapped on either side, it will necessarily overlap both.
本発明の請求項5に記載の座標入力機能付き表示装置は、請求項3または4記載の座標入力機能つき表示装置において、上記対押圧手段となる柱状のギャップ材が縦横にそれぞれ予め決められた間隔で配置されていることを特徴とする。
The display device with a coordinate input function according to
上記構成によれば、座標入力のための押圧力をかけた場合に、柱状のギャップ材がある部分では、共通電極が設けられた透明基板側から押圧力が作用するとともに、ギャップ材から反力が作用することになるので大きな圧力がかかることになる。従って、柱状のギャップ材の近傍で押圧力を作用させた場合に、押圧力をかけた位置ではなく、その近傍のギャップ材の位置で共通電極とブラックマスクとが短絡することになる。従って、ある程度密にギャップ材が配置されていれば、共通電極とブラックマスクの短絡は、柱状のギャップ材の位置に限定されてしまう。
ここで、柱状のギャップ材を決められた間隔で配置するようにすれば、タッチパネルとしての解像度をギャップ材の間隔により決めることが可能である。
According to the above configuration, when a pressing force for inputting coordinates is applied, in a portion where the columnar gap material is present, the pressing force acts from the transparent substrate side where the common electrode is provided, and the reaction force from the gap material. As a result, a large pressure is applied. Therefore, when a pressing force is applied in the vicinity of the columnar gap material, the common electrode and the black mask are short-circuited not at the position where the pressing force is applied but at the position of the gap material in the vicinity thereof. Therefore, if the gap material is arranged to some extent densely, the short circuit between the common electrode and the black mask is limited to the position of the columnar gap material.
Here, if the columnar gap material is arranged at a predetermined interval, the resolution as the touch panel can be determined by the gap material interval.
本発明の請求項6に記載の座標入力機能付き表示装置は、請求項1〜5のいずれか一つに記載の座標入力機能付き表示装置において、上記感圧スイッチング手段は、一方の透明基板上に形成された上記ブラックマスク上に該ブラックマスク形成範囲内に収まるように設けられていることを特徴とする。 The display device with a coordinate input function according to a sixth aspect of the present invention is the display device with a coordinate input function according to any one of the first to fifth aspects, wherein the pressure-sensitive switching means is provided on one transparent substrate. It is provided on the black mask formed so as to be within the black mask forming range.
上記構成によれば、感圧スイッチング手段がブラックマスクからはみ出すことがなく、感圧スイッチング手段が表示に影響を与えることがないので、感圧スイッチング手段を液晶表示パネル内に配置するものとしても、表示品位の低下を防止することができる。
また、感圧スイッチング手段が表示に影響を与えないので、特に、感圧スイッチング手段として透明なものを用いる必要が無く、感圧スイッチング手段として用いることができる部材や構造の自由度を高めることができる。
According to the above configuration, since the pressure-sensitive switching means does not protrude from the black mask and the pressure-sensitive switching means does not affect the display, even if the pressure-sensitive switching means is disposed in the liquid crystal display panel, Deterioration of display quality can be prevented.
In addition, since the pressure-sensitive switching means does not affect the display, it is not particularly necessary to use a transparent pressure-sensitive switching means, and the degree of freedom of members and structures that can be used as the pressure-sensitive switching means is increased. it can.
本発明の請求項7に記載の座標入力機能付き表示装置は、例えば、図1、図2に示すように、請求項1〜6のいずれか一つに記載の座標入力機能付き表示装置において、上記座標位置検出手段は、上記共通電極とブラックマスクとのうちの一方の抵抗膜の四隅部分にそれぞれ形成された右上端子、右下端子、左上端子及び左下端子を備えるとともに、右側の一対の右上端子及び右下端子と、左側の一対の左上端子及び左下端子とのうちの一方の一対の端子を高圧側に接続し、他方の一対の端子を低圧側に接続する状態と、上側の一対の右上端子及び左上端子と、下側の一対の右下端子と左下端子とのうちの一方の一対の端子を高圧側に接続し、他方の一対の端子を低圧側に接続する状態とを切り替えるスイッチを備え、さらに、他方の抵抗膜の周囲をほぼ囲むように形成されるとともに低圧側に接続される低圧側電極と、該低圧側電極における上記抵抗膜による電圧降下を測定する電圧計と、該電圧計の値から座標位置を求める座標位置演算処理手段とを備えていることを特徴とする。 In the display device with a coordinate input function according to claim 7 of the present invention, for example, as shown in FIGS. 1 and 2, in the display device with a coordinate input function according to any one of claims 1 to 6, The coordinate position detection means includes a right upper terminal, a lower right terminal, an upper left terminal, and a lower left terminal respectively formed at four corners of one of the common electrode and the black mask, and a pair of upper right terminals A pair of terminals and a lower right terminal, a pair of left upper terminals and a lower left terminal connected to the high voltage side, and the other pair of terminals connected to the low voltage side; A switch that switches between a state in which one of the upper right terminal and the upper left terminal and a pair of the lower right terminal and the lower left terminal are connected to the high voltage side and the other pair of terminals are connected to the low voltage side. And the other resistive film A low voltage side electrode formed so as to substantially surround the periphery and connected to the low voltage side, a voltmeter for measuring a voltage drop due to the resistance film in the low voltage side electrode, and coordinates for obtaining a coordinate position from the value of the voltmeter And a position calculation processing means.
上記構成によれば、周知のアナログ式の抵抗膜方式(四線式)のタッチパネルと同様に、本発明の座標入力機能付き表示装置において、一方の抵抗膜の第一電極と第二電極との間に電位勾配を形成した状態で、一方の抵抗膜と他方の抵抗膜とを座標入力位置で短絡させて、該位置における電圧を他方の抵抗膜側に取り出して計測することで、入力位置を求めることができる。また、第一スイッチと第二スイッチを切り替えることにより、他方の抵抗膜の第三電極と第四電極との間に電位勾配を形成した状態で、一方の抵抗膜と他方の抵抗膜とを座標入力位置で短絡させて、該位置における電圧を一方の抵抗膜側に取り出して計測することで、入力位置を求めることができる。 According to the above configuration, in the display device with a coordinate input function according to the present invention, the first electrode and the second electrode of one of the resistance films are similar to the well-known analog type resistance film type (four-wire type) touch panel. With the potential gradient formed between them, one resistance film and the other resistance film are short-circuited at the coordinate input position, and the voltage at the position is taken out to the other resistance film side and measured, thereby measuring the input position. Can be sought. In addition, by switching the first switch and the second switch, the coordinate of the one resistive film and the other resistive film is coordinated with a potential gradient formed between the third electrode and the fourth electrode of the other resistive film. The input position can be obtained by short-circuiting at the input position and taking out and measuring the voltage at the position to one resistance film side.
本発明の請求項8に記載の座標入力機能付き表示装置は、例えば図7に図示するように、請求項1〜6のいずれか一つに記載の座標入力機能付き表示装置において、上記座標位置検出手段24は、二枚の上記抵抗膜となる上記共通電極(共通電極21)とブラックマスク(ブラックマスク22)とのうちの一方の抵抗膜の四隅部分にそれぞれ形成された右上端子33、右下端子34、左上端子35及び左下端子36を備えるとともに、右側の一対の右上端子及び右下端子と、左側の一対の左上端子及び左下端子とのうちの一方の一対の端子を高圧側に接続し、他方の一対の端子を低圧側に接続する状態と、上側の一対の右上端子及び左上端子と、下側の一対の右下端子と左下端子とのうちの一方の一対の端子を高圧側に接続し、他方の一対の端子を低圧側に接続する状態とを切り替えるスイッチ37を備え、さらに、他方の抵抗膜の周囲をほぼ囲むように形成されるとともに低圧側に接続される低圧側電極38と、該低圧側電極における上記抵抗膜による電圧降下を測定する電圧計39と、該電圧計の値から座標位置を求める座標位置演算処理手段2Eとを備えていることを特徴とする。
The display device with coordinate input function according to claim 8 of the present invention is the display device with coordinate input function according to any one of claims 1 to 6, as shown in FIG. The detecting means 24 includes an upper right terminal 33 formed at each of the four corners of one of the two common electrodes (common electrode 21) and the black mask (black mask 22) serving as the two resistive films. A
上記構成によれば、周知のアナログ式の抵抗膜方式(五線式)のタッチパネルと同様に、本発明の座標入力機能付き表示装置において、一方の抵抗膜の一対の右上端子と右下端子と、一対の左上端子と左下端子との間に電位勾配を形成した状態で、一方の抵抗膜と他方の抵抗膜とを座標入力位置で短絡させて、該位置における電圧を他方の抵抗膜側に取り出して計測することで、入力位置の情報を求めることができる。
また、スイッチを切り替えることにより、一方の抵抗膜の一対の右上端子と左上端子と、一対の右下端子と左下端子との間に電位勾配を形成した状態で、一方の抵抗膜と他方の抵抗膜とを座標入力位置で短絡させて、該位置における電圧を他方の抵抗膜側に取り出して計測することで、入力位置の情報を求めることができる。
According to the above configuration, in the display device with a coordinate input function of the present invention, like the well-known analog resistive film type (five-wire type) touch panel, the pair of upper right terminal and lower right terminal of one resistive film In a state where a potential gradient is formed between the pair of upper left terminal and lower left terminal, one resistance film and the other resistance film are short-circuited at the coordinate input position, and the voltage at the position is moved to the other resistance film side. The information of the input position can be obtained by taking out and measuring.
Further, by switching the switches, one resistance film and the other resistance are formed in a state where a potential gradient is formed between the pair of upper right terminal and upper left terminal and the pair of lower right terminal and lower left terminal of one resistance film. Information on the input position can be obtained by short-circuiting the film at the coordinate input position and taking out and measuring the voltage at the position to the other resistance film side.
また、この場合には、一方の抵抗膜に電位勾配を形成し、他方の低いシート抵抗の抵抗膜には無視できる程度の電位勾配しか形成されないので、他方の抵抗膜は、シート抵抗値が高い必要がない。従って、他方の抵抗膜をITOからなる共通電極とすれば、ITOとして高い抵抗値のものを使う必要がなく、共通電極に適した低シート抵抗のものを用いることができる。これにより、共通電極を抵抗膜として用いるものとしても、表示品位への影響、特に応答速度への影響をさけることができる。
また、一方の抵抗膜を電位勾配を形成する抵抗膜専用とすることで、耐久性を向上することができる。
Also, in this case, a potential gradient is formed in one resistance film, and only a negligible potential gradient is formed in the other low resistance sheet, so that the other resistance film has a high sheet resistance value. There is no need. Therefore, if the other resistive film is a common electrode made of ITO, it is not necessary to use a high resistance value as ITO, and a low sheet resistance suitable for the common electrode can be used. Thereby, even if the common electrode is used as the resistance film, the influence on the display quality, particularly the response speed can be avoided.
Moreover, durability can be improved by making one resistance film exclusive for the resistance film which forms a potential gradient.
本発明の請求項9に記載の座標入力機能付き表示装置は、内面に電極を有する二枚の透明基板の間に、液晶を封入して形成され、かつ、ストライプ状の多数の信号電極41、41…と、該信号電極と直行するストライプ状の多数の走査電極42、42…とを備えた単純マトリックス方式の液晶表示パネル40(液晶表示装置)を用いた座標入力機能付き表示装置であって、上記信号電極と、上記走査電極との間のこれら電極の交差部分にそれぞれ形成された感圧スイッチ23(感圧スイッチング手段)と、該感圧スイッチング手段により上記信号電極及び上記操作電極との間で短絡が生じた場所を一方の電極に順次電圧を印加することにより検知する座標位置検知手段44とを備えることを特徴とする。
The display device with a coordinate input function according to claim 9 of the present invention is formed by sealing liquid crystal between two transparent substrates having electrodes on the inner surface, and a large number of stripe-shaped
上記構成によれば、透明電極からなるストライプ状の走査電極と信号電極とは、基本的にデジタル式の抵抗膜方式のタッチパネルの二つのストライプ状の抵抗膜(電極)と同様の構成を有するので、後は、上記感圧スイッチング手段と、座標位置検出手段を設けるだけで、タッチパネルとして機能する。従って、請求項1記載の構成とほぼ同様の効果を奏することができる。
なお、感圧スイッチング手段は、基本的に表示位置に配置されることになるので、表示の邪魔にならないように透明な状態か、もしくは、極めて小さい必要がある。
また、座標位置検出手段は、多数の走査電極及び信号電極の中のそれぞれ一つの短絡して電流が流れた電極を検知するようにすれば良い。
According to the above configuration, the striped scanning electrode and the signal electrode made of transparent electrodes basically have the same configuration as the two striped resistive films (electrodes) of the digital resistive film type touch panel. After that, only by providing the pressure-sensitive switching means and the coordinate position detecting means, it functions as a touch panel. Therefore, it is possible to achieve substantially the same effect as that of the first aspect.
Since the pressure-sensitive switching means is basically arranged at the display position, it needs to be in a transparent state or extremely small so as not to disturb the display.
Further, the coordinate position detection means may detect one of the multiple scanning electrodes and signal electrodes that is short-circuited and the current flows through.
請求項1記載の座標入力機能付き表示装置によれば、液晶表示装置の共通電極と導電性を有するブラックマスクとがいわゆるアナログ式の抵抗膜方式のタッチパネルの二枚の抵抗膜として機能することになり、液晶表示装置にタッチパネルの機能を内包することができる。 According to the display device with a coordinate input function according to claim 1, the common electrode of the liquid crystal display device and the conductive black mask function as two resistive films of a so-called analog resistive film type touch panel. Thus, the function of the touch panel can be included in the liquid crystal display device.
また、従来のように液晶表示装置の表面側の透明基板上にタッチパネルを設ける必要がないために、液晶表示装置の厚さがあつくなることがないとともに、液晶表示パネルの表面に重ねてタッチパネルを配置することによる視差や表示品位の低下等の現象を起こすことがない。また、実装重量に関してもほとんど増加せず、従って、座標入力機能付き表示装置の薄型化を図ることができる。 Further, since it is not necessary to provide a touch panel on the transparent substrate on the surface side of the liquid crystal display device as in the past, the thickness of the liquid crystal display device is not increased, and the touch panel is stacked on the surface of the liquid crystal display panel. Arrangement does not cause a phenomenon such as parallax or deterioration of display quality. Further, the mounting weight is hardly increased, and therefore the display device with a coordinate input function can be thinned.
請求項2記載の座標入力機能付き表示装置によれば、押圧力が作用した場合に、その部分の透明基板、共通電極、ブラックマスク、感圧スイッチ等の部材が液晶側に撓むのを対押圧手段により防止することができる。
これにより、押圧部分における表示の乱れを防止できるとともに、透明基板、共通電極、ブラックマスク、感圧スイッチ等が一体に撓んでしまうことにより、押圧時に感圧スイッチング手段にあまり圧力がかからない状態となるのを防止して感度の向上を図ることができる。
また、押圧力により、透明基板、共通電極、ブラックマスク、感圧スイッチ等が撓むことを繰り返した場合に、液晶表示装置の構造に与えるダメージを大幅に低減することができる。
According to the display device with a coordinate input function according to claim 2, when a pressing force is applied, the transparent substrate, the common electrode, the black mask, the pressure sensitive switch, and the like of the portion are bent toward the liquid crystal side. This can be prevented by pressing means.
As a result, display disturbance in the pressed portion can be prevented, and the transparent substrate, the common electrode, the black mask, the pressure sensitive switch, and the like are integrally bent, so that the pressure sensitive switching means is not applied with much pressure when pressed. Can be prevented and sensitivity can be improved.
Further, when the transparent substrate, the common electrode, the black mask, the pressure sensitive switch, and the like are repeatedly bent due to the pressing force, the damage given to the structure of the liquid crystal display device can be greatly reduced.
請求項3記載の座標入力機能付き表示装置によれば、対押圧手段が柱状のギャップ材となっているので、一般的な球状のギャップ材と異なり、移動することがなく、座標入力のための押圧力により、押圧部分において、液晶の厚みが変動するのを防止することできる。従って、請求項2と同様の効果を奏することができる。 According to the display device with a coordinate input function according to claim 3, since the counter pressing means is a columnar gap material, unlike a general spherical gap material, it does not move and is used for coordinate input. The pressing force can prevent the thickness of the liquid crystal from fluctuating in the pressing portion. Therefore, an effect similar to that of the second aspect can be obtained.
請求項4記載の座標入力機能付き表示装置によれば、柱状のギャップ材がブラックマスクと重なるように形成されているので、柱状のギャップ材は、ブラックマスクに隠され表示に影響を与えることがなく、表示品位の向上を図ることができる。
また、柱状のギャップ材が感圧スイッチと重なるように配置されていることで、感圧スイッチが設けられている部分において、上述のたわみを防止することができ、感圧スイッチの感度の向上を図ることができる。
According to the display device with a coordinate input function according to
In addition, since the columnar gap material is arranged so as to overlap the pressure sensitive switch, the above-described deflection can be prevented in the portion where the pressure sensitive switch is provided, and the sensitivity of the pressure sensitive switch can be improved. Can be planned.
請求項5記載の座標入力機能付き表示装置によれば、押圧力を加えたときに、柱状のギャップ材がある部分では、ギャップ材から反力が作用することになるので大きな圧力がかかることになる。従って、柱状のギャップ材の近傍で押圧力を作用させた場合に、押圧力をかけた位置ではなく、その近傍のギャップ材の位置で共通電極とブラックマスクとが短絡することになる。したがって、柱状のギャップ材を決められた間隔で配置するようにすれば、タッチパネルとしての解像度をギャップ材の間隔により決めることが可能となる。
According to the display device with a coordinate input function according to
請求項6記載の座標入力機能付き表示装置によれば、感圧スイッチがブラックマスクからはみ出すことがなく、表示に影響を与えることがないので、感圧スイッチを液晶表示パネル内に配置するものとしても、表示品位の低下を防止することができる。
According to the display device with a coordinate input function according to
請求項7記載の座標入力機能付き表示装置によれば、周知のアナログ式の抵抗膜方式(四線式)のタッチパネルと同様に、ブラックマスクの第一電極と第二電極との間にX軸方向に沿った電位勾配を形成した状態で、ブラックマスクと共通電極とを押圧位置で短絡させて、該押圧位置における電圧を共通電極側に取り出して計測することで、X軸上の入力位置を求めることができる。
また、第一スイッチから第三スイッチまでのスイッチを連動して切り替えることにより、共通電極の第三電極と第四電極との間にY軸方向に沿った電位勾配を形成した状態で、ブラックマスクと共通電極とを押圧位置で短絡させて、該押圧位置における電圧をブラックマスク側に取り出して計測することで、Y軸上の入力位置を求めることができる。
According to the display device with a coordinate input function according to claim 7, the X-axis is provided between the first electrode and the second electrode of the black mask in the same manner as a well-known analog resistive film type (four-wire type) touch panel. In a state where a potential gradient along the direction is formed, the black mask and the common electrode are short-circuited at the pressing position, and the voltage at the pressing position is taken out and measured to the common electrode side, whereby the input position on the X axis is measured. Can be sought.
In addition, by switching the switches from the first switch to the third switch in conjunction with each other, a black mask is formed in a state where a potential gradient along the Y-axis direction is formed between the third electrode and the fourth electrode of the common electrode. And the common electrode are short-circuited at the pressing position, and the voltage at the pressing position is taken out to the black mask side and measured, whereby the input position on the Y-axis can be obtained.
請求項8記載の座標入力機能付き表示装置によれば、周知のアナログ式の抵抗膜方式(五線式)のタッチパネルと同様に座標の検出を行うことができることになる。すなわち、共通電極を可動電極とするとともに、ブラックマスクを固定電極として機能させることができる。
すなわち、ブラックマスクの四隅に形成されている、一対の右上端子と右下端子と、一対の左上端子と左下端子との間に、電位勾配を形成することができ、共通電極とブラックマスクとを座標入力位置で短絡させて、該位置における電圧を共通電極側に取り出して計測することで、入力位置の情報を求めることができる。
また、スイッチを切り替えて、ブラックマスクの一対の右上端子と左上端子と、一対の右下端子と左下端子との間に電位勾配を形成することができ、共通電極と固定抵抗膜52とを座標入力位置で短絡させて、該位置における電圧を共通電極側に取り出して計測することで、入力位置の情報を求めることができる。
According to the display device with a coordinate input function according to the eighth aspect, the coordinates can be detected in the same manner as a well-known analog resistive film type (five-line type) touch panel. That is, the common electrode can be a movable electrode and the black mask can function as a fixed electrode.
That is, a potential gradient can be formed between the pair of upper right terminals and lower right terminals and the pair of upper left terminals and lower left terminals formed at the four corners of the black mask. By short-circuiting at the coordinate input position and taking out and measuring the voltage at the position to the common electrode side, information on the input position can be obtained.
Further, by switching the switches, a potential gradient can be formed between the pair of upper right terminals and upper left terminals and the pair of lower right terminals and lower left terminals of the black mask, and the common electrode and the fixed
また、この場合には、一方の抵抗膜に電位勾配を形成し、他方の低いシート抵抗の抵抗膜には無視できる程度の電位勾配しか形成されないので、他方の抵抗膜は、シート抵抗値が高い必要がない。従って、他方の抵抗膜をITOからなる共通電極とすれば、ITOとして高い抵抗値のものを使う必要がなく、共通電極に適した低シート抵抗のものを用いることができる。これにより、共通電極を抵抗膜として用いるものとしても、表示品位への影響、特に応答速度への影響をさけることができる。
また、一方の抵抗膜を電位勾配を形成する抵抗膜として専用とすることで、耐久性を向上することができる。
Also, in this case, a potential gradient is formed in one resistance film, and only a negligible potential gradient is formed in the other low resistance sheet, so that the other resistance film has a high sheet resistance value. There is no need. Therefore, if the other resistive film is a common electrode made of ITO, it is not necessary to use a high resistance value as ITO, and a low sheet resistance suitable for the common electrode can be used. Thereby, even if the common electrode is used as the resistance film, the influence on the display quality, particularly the response speed can be avoided.
Moreover, durability can be improved by making one resistance film exclusive as a resistance film which forms a potential gradient.
請求項9記載の座標入力機能付き表示装置によれば、透明電極からなるストライプ状の信号電極と走査電極とは、基本的にデジタル式の抵抗膜方式のタッチパネルの二つのストライプ状の抵抗膜(電極)と同様の構成を有するので、座標位置を検出する機能を内包することができる。 According to the display device with a coordinate input function according to claim 9, the striped signal electrodes and the scanning electrodes made of transparent electrodes are basically two striped resistive films of a digital resistive film type touch panel ( Since it has the same configuration as that of the electrode), a function for detecting the coordinate position can be included.
以下に、図1〜図5を用いて、本発明の実施の形態の第一例の座標入力機能付き表示装置を図面を参照して説明する。
図1は、本発明の第一例の座標入力機能付き表示装置の基本原理を説明するための模式図であり、図2は図1の等価回路図である。図3は、第一例の座標入力機能付き表示装置の断面構造図である。図3においては、ペン状の入力用の部材を用いてポインティングを行ったときの断面構造図を示している。
そして、図4は、第一例の座標入力機能付き表示装置において、抵抗膜として利用するITO膜の、ITO膜の長さと電圧降下との関係を示すグラフである。さらに、図5は、第一例の座標入力機能付き表示装置において、柱状のギャップ材25を設けた場合の、外部荷重と基板のたわみ量との関係を示すグラフである。
A display device with a coordinate input function according to a first example of an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings with reference to FIGS.
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the basic principle of the display device with a coordinate input function of the first example of the present invention, and FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of FIG. FIG. 3 is a cross-sectional structure diagram of the display device with a coordinate input function of the first example. FIG. 3 shows a cross-sectional structure diagram when pointing is performed using a pen-shaped input member.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the ITO film length and the voltage drop of the ITO film used as the resistance film in the display device with a coordinate input function of the first example. Further, FIG. 5 is a graph showing the relationship between the external load and the deflection amount of the substrate when the
そして、第一例の座標入力機能付き表示装置は、図1に示すように、液晶表示パネル20の共通電極21及び導電性の酸化クロムまたはカーボンブラックからなるブラックマスク22とを、抵抗膜方式の座標位置検出(アナログ式)を行うための二枚の抵抗膜として利用することにより、液晶表示パネル20内に座標位置検出の機能を内包するものとなっている。ブラックマスク22はマトリクス状に複数の開口部を有し、共通電極21はブラックマスク22の全面に対応して設けられている。
As shown in FIG. 1, the display device with a coordinate input function of the first example includes a
始めに、図3を用いて、本発明の第一例の座標入力機能付き表示装置の構成を説明する。
第一例の座標入力機能付き表示装置は、上部に配置される透明基板(カラーフィルタ側基板12)と下部に配置される透明基板(TFT側基板13)の二枚の透明基板からなる液晶表示パネル20からなっている。
上部に配置される透明基板(カラーフィルター側基板)12は、その上面に周知の偏光板11を備えるとともに、その下面には、赤(R)、緑(G)、青(B)の三色が交互に配置されている周知のカラーフィルター17と、該カラーフィルター17のRGBの各色の間に周知のブラックマスク22とを備えている。さらに、上記カラーフィルター17の下面には、ほぼ全面に周知の共通電極21を備えるとともに、該共通電極21と上記ブラックマスク22との間には、感圧導電材料からなる感圧スイッチ23を備えている。さらに、該共通電極21の下部に形成されている配向膜14と、上記液晶表示パネル20に封入される液晶15と、該液晶15を封入する空間をつくるための柱状の絶縁性のギャップ材25とを備えている。感圧導電材料は、圧力が加えられていないときには抵抗が高く所定方向に所定の圧力が加えられると抵抗が低く導電性を示す材料である。
下部に配置される周知の透明基板13の液晶15との対向面には、ITOからなる複数の画素電極18と、ギャップ材25の下方に位置し各画素電極18にそれぞれ接続されたTFT19と、が設けられ、配向膜30がこれらを覆うように設けられている。そして透明基板13の下面に偏光板10を備えている。
さらに、図3の液晶表示パネル20の下方には、光源となる周知のバックライトやリフレクタ等の光源(図示しない)が配置されることになり、液晶表示装置が構成されている。
First, the configuration of the display device with a coordinate input function of the first example of the present invention will be described with reference to FIG.
The display device with a coordinate input function of the first example is a liquid crystal display composed of two transparent substrates, a transparent substrate (color filter side substrate 12) disposed in the upper part and a transparent substrate (TFT side substrate 13) disposed in the lower part. It consists of a
The transparent substrate (color filter side substrate) 12 disposed on the upper side includes a known
On the surface of the well-known
Further, a light source (not shown) such as a well-known backlight or reflector serving as a light source is arranged below the liquid
そして、以上の構成の第一例の座標入力機能付き表示装置においては、周知の液晶表示装置として必要な構成を備えるとともに、共通電極21とブラックマスク22との間に設けられるとともに、外部からの押圧力に対応して、上記押圧力が作用した位置Pもしくはその近傍で、上記共通電極21とブラックマスク22とを導通させる感圧スイッチ23(感圧スイッチング手段)と、上記共通電極21と上記ブラックマスク22とが、上記感圧スイッチ23により導通した場合に、上記共通電極21と上記ブラックマスク22とを二枚の抵抗膜として上記押圧力が作用して導通した位置を抵抗膜方式で検出する後述する座標位置検出手段24(図2に図示)と、上記感圧スイッチ23に作用する押圧力に対抗して、二枚の透明基板(カラーフィルタ側基板12と下面の透明基板13)に封入された液晶15の厚みが、上記押圧力により変動するのを抑止するための柱状のギャップ材25(対押圧手段)とを備えるものとなっている。
And in the display device with a coordinate input function of the first example having the above configuration, it has a configuration necessary as a well-known liquid crystal display device and is provided between the
さらに、第一例の座標入力機能付き表示装置は、図1及び図2に図示するように、上記ブラックマスク22の右上端部、左上端部にそれぞれ形成される端子26及び端子27と、上記共通電極21の右上端部、右下端部にそれぞれ形成される端子28及び端子29と、図2に図示するように、端子26と端子28とを切り替えて高電圧側に接続するための第一スイッチ2Aと、端子27と端子29とを切り替えて接地し、第一スイッチ2Aに連動して作動することができる第二スイッチ2Bと、端子27と端子29とを切り替えて、後述する電圧計2Dを介して接地するとともに、第一スイッチ2Aと連動して作動することができる第三スイッチ2Cと、上記ブラックマスク22または上記共通電極21による電圧降下を測定するための上記電圧計2Dと、該電圧計2Dの値から座標位置を演算処理する座標位置演算処理手段2Eとを備えるものとなっている。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the display device with a coordinate input function of the first example includes
共通電極21は、液晶表示パネルの周知の構成部材であり、例えば、ITO膜などの透明電極からなるものである。そして、第一例においては、図3に示すとおりに、カラーフィルター17の下面に一体に配置されている。
そして、上記共通電極21として用いるITO膜は、一般的には、ある程度の応答速度のため低いシート抵抗許容範囲と距離に応じた電位勾配がある程度急峻であるための高いシート抵抗許容範囲との両方の条件を満足するITO膜を用いることが好ましい(例えば、数Ω/□〜数十Ω/□程度の低抵抗なITO膜が用いられる)。
The
The ITO film used as the
図4は、シート抵抗値が50Ω/□のITO膜上の電流を流した2点間の距離とITO膜に接続された電圧計で検出された電位差を示したグラフであり、横軸に検出座標mm(すなわち高圧側の電極からの距離)をプロットし、縦軸に検出電圧Vをプロットした。なお、測定に際しては、ITO膜の長さを170mm、印加電圧を5Vとしている。
そして、図4に示したグラフの検出座標と検出電圧との関係は十分に直線的であり、直線の傾きも検出に不都合を生じるほど小さくはなく、十分な解像度で座標入力位置を検出可能となっている。したがって、例えば、シート抵抗値が50Ω/□のITO膜は、第一例における共通電極21として好適に用いることができる。
また一方で、50Ω/□のシート抵抗値のITO膜は、液晶表示パネル20の共通電極21として用いても、十分な応答速度が得られる抵抗値であり、液晶表示パネル20を好適に動作することができる。
Fig. 4 is a graph showing the distance between two points through which current flows on an ITO film with a sheet resistance of 50Ω / □ and the potential difference detected by a voltmeter connected to the ITO film. The coordinate mm (that is, the distance from the electrode on the high voltage side) was plotted, and the detection voltage V was plotted on the vertical axis. In the measurement, the length of the ITO film is 170 mm and the applied voltage is 5V.
The relationship between the detection coordinates and the detection voltage in the graph shown in FIG. 4 is sufficiently linear, and the inclination of the straight line is not so small as to cause inconvenience in detection, and the coordinate input position can be detected with sufficient resolution. It has become. Therefore, for example, an ITO film having a sheet resistance value of 50Ω / □ can be suitably used as the
On the other hand, the ITO film having a sheet resistance value of 50Ω / □ has a resistance value that can provide a sufficient response speed even when used as the
なお、共通電極21として用いるITO膜のシート抵抗値は、上記実験値の50Ω/□に限定されるものではなく、検出座標と検出電圧との関係が直線的であり、かつ、直線の傾きが検出に不都合を生じるほど小さいものでないとともに、十分な応答速度が得られるものであれば、好適に用いることができる。
なお、ITO膜のシート抵抗値の面内ばらつきが大きくなると、正確な検出が困難になるために、ITO膜のシート抵抗値は面内ばらつきを抑えた均質な抵抗膜を用いることが好ましい。
The sheet resistance value of the ITO film used as the
In addition, when the in-plane variation of the sheet resistance value of the ITO film becomes large, accurate detection becomes difficult. Therefore, it is preferable to use a uniform resistance film in which the in-plane variation of the sheet resistance value of the ITO film is suppressed.
ブラックマスク22は、画面のコントラストを上げたり、発色効果を高めて表示画像を鮮明化するために配置されるものであり、カラー液晶表示パネルにおける周知の構成部材である。そして、該ブラックマスク22は、図3に示すとおりに、赤(R),緑(G),青(B)の上記カラーフィルター17画素間に配置されるとともに、液晶表示パネル20の表示を妨げないように、縦横の格子状に形成されるものとなっている。そして、該ブラックマスク22としては、反射性が少なく遮光性が良好であるとともに導電性を有する部材を用いることが好ましく、例えば、酸化クロムを好適に用いることができる。
しかし、第一例のブラックマスク22に用いられる材料は、酸化クロムに限定されるものではなく、ブラックマスクとしてカラー液晶表示パネルのコントラストを上げたり、表示画像を鮮明化することができ、かつ、抵抗膜として使用可能な導電性を有するものであれば好適に用いることができる。
The
However, the material used for the
感圧スイッチ23は、例えば、周知の感圧導電材料からなるものであり、図3に示すとおりに、ブラックマスク22と共通電極21との間に配置されている。そして、該感圧スイッチ23はブラックマスク22上に、該ブラックマスク22の形成範囲内に収まるように形成されている。さらに、上記感圧スイッチ23の配置は、液晶表示パネル20の表示を妨げることがないように、ブラックマスク22と同様に、縦横の格子状に形成されるものとなっている(図示しない)。さらに、上記感圧スイッチ23は、無圧状態(すなわちタッチしていない状態)において、上記ブラックマスク22と上記共通電極21とを電気的に絶縁状態に保つとともに、圧がかかったときには、上記感圧スイッチ23が導電性になるために、上記ブラックマスク22と共通電極21とを短絡することができるものとなっている。
なお、感圧スイッチ23は、例えば、上述の周知の感圧導電材料を、セルギャップ以下の薄膜状にしたものが好ましい。これにより、感圧スイッチ23部分が液晶15の厚さよりも厚くなることがないために、表示品位が低下することのない液晶表示パネル20が得られるとともに、該液晶表示パネル20の厚さが厚くなることを防ぐことができる。
The pressure
For example, the pressure-
また、感圧スイッチ23に用いられる材料としては、無圧状態においては電気的に絶縁であるとともに、上下方向に圧力をかけたときに導電性を発現する性質を持つ、各種感圧導電材料を好適に用いることができる。また、感圧スイッチ23は縦横の格子状にブラックマスク22と重なった状態で配置されているために透過型の場合、特に、透明なものを用いる必要はないが、反射部材を設けた反射型表示の場合、透明の方が望ましい。
そして、押圧位置もしくはその近傍(ブラックマスク22は、縦横の格子状なので、押圧位置にブラックマスク22が存在しない可能性がある)において、共通電極22とブラックマスク22とを短絡することができれば好適に用いることができる。
例えば、上記感圧導電材料としては、弾性を有する材料をマトリックスとして、導電性粒子を分散させた材料などを好適に用いることができる。マトリックスとなる材料としては、例えば、ゴム材料やその他の一般的な樹脂材料などを好適に用いることができ、導電性粒子としては、例えば、カーボンブラックや金属、合金などの周知の導電性粒子を好適に用いることができる。また、導電性粒子の形状については特に限定されるものではなく、球状でも良いし、針状や板状でも良い。すなわち、以上の場合においては、マトリックス材料や導電性粒子の上記各材料は特に限定されるものではなく、感圧スイッチ23を、無圧状態で絶縁性であるとともに、圧力がかかったときに導電性を発現するものとできれば良い。
なお、例えば、周知のゴム材料に周知の導電性粒子を分散させるものとすれば、容易に感圧スイッチ23に弾性を付与することができるために、好適にスイッチとして機能することができる。
In addition, as a material used for the pressure-
In addition, it is preferable that the
For example, as the pressure-sensitive conductive material, a material in which conductive particles are dispersed using an elastic material as a matrix can be suitably used. As the matrix material, for example, rubber materials and other general resin materials can be suitably used, and as the conductive particles, for example, well-known conductive particles such as carbon black, metal, and alloy are used. It can be used suitably. Further, the shape of the conductive particles is not particularly limited, and may be spherical, needle-shaped or plate-shaped. That is, in the above case, the above-mentioned materials of the matrix material and the conductive particles are not particularly limited, and the pressure-
For example, if known conductive particles are dispersed in a known rubber material, elasticity can be easily imparted to the pressure-
なお、上記感圧スイッチ23は、押圧が加えられたときに、押圧位置もしくはその近傍において、共通電極21とブラックマスク22とを短絡することができれば良いので、上述のような固体の感圧導電材料により形成されるものとする他にも、場合によっては、導電性が付与された流体が満たされた空間でも良い。
しかし、表示に与える影響や構造に与える影響を考慮すると、できるだけ、透明基板、共通電極21、ブラックマスク22等の変形量が少ないことが好ましく、上述のような、周知の圧により導電性を生じる固体材料を用いることが好ましい。
The pressure-
However, considering the influence on the display and the influence on the structure, it is preferable that the amount of deformation of the transparent substrate, the
また、一般的な液晶表示パネルにおいては、ブラックマスク22と共通電極21の間のカラーフィルターエッジ部(図示しない)の層厚は保証されないことが多い。すなわち、上記ブラックマスク22と上記共通電極21とは必ずしも電気的に離間して配置されるとは限らないことになる。したがって、上述の感圧スイッチ23を、上記ブラックマスク22と上記共通電極21との間に配置するものとすることで、無圧状態における、上記ブラックマスク22と上記共通電極21との絶縁状態を保証することができるものとなっている。
In general liquid crystal display panels, the layer thickness of a color filter edge portion (not shown) between the
座標位置検出手段24は、図1及び図2に図示するように、上記共通電極21と上記ブラックマスク22とを二枚の抵抗膜として利用するとともに、押圧力が作用して感圧スイッチ23が導電性となり、共通電極21とブラックマスク22とが導通したときに、上記押圧力が作用して導通した位置を、周知の抵抗膜方式により検出することができるようになっている。
位置の検出は、後述する電圧計2Dにおいて、共通電極21及びブラックマスク22における電圧降下の値を測定するとともに、該電圧計2Dに接続されている後述する座標位置演算処理手段2Eにおいて、上記電圧降下の値を用いて演算処理により距離を算出することにより行われるものとなっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the coordinate
The position is detected by measuring the value of the voltage drop in the
柱状のギャップ材25は、第一例においては、図3に示すとおりに、液晶15を封入する空間を形成するためのスペーサ部材として、共通電極21とTFT19の間に配置されている。そして、図3に示すとおりに、第一例の柱状のギャップ材25は、上記ブラックマスク22及び感圧スイッチ23と重なる位置に配置するものとされている。これにより、上記柱状のギャップ材25は、液晶表示パネル20の表示を妨げることのない位置に配置されるものとなっている。
そして、上記柱状のギャップ材25は、第一例の座標入力機能付き表示装置において、感圧スイッチ23に作用する押圧力に対抗して、液晶15の厚みが、上記押圧力により変動するのを抑止するものとなっている。またこれにより、押圧がかけられたときに、液晶表示パネル20の各構成部材が一体に撓むのを妨ぐことができるものとなっている。
In the first example, the
In the display device with a coordinate input function of the first example, the
図5は、上記柱状のギャップ材25を配置した第一例の座標入力機能付き表示装置の、カラーフィルタ側基板12(ここでは、ガラス基板)の撓み量を示す実験結果である。上記カラーフィルタ側基板12の厚さは0.7mmであり、液晶表示パネルに一般に用いられているガラス基板の厚さと同等である。このカラーフィルタ側基板12は、下方の四隅のみで支持されている。
そして、図5に示す実験結果は、第一例の座標入力機能付き表示装置において、柱状のギャップ材25を配置する間隔を、各々、0.1、0.5、0.7mmとした場合に、液晶表示パネル20にかける押圧(すなわち外部加重)を、1.0E3(Pa)から1.0E6(Pa)まで変化させた場合の、カラーフィルタ側基板12の撓み量をプロットしたものである。
FIG. 5 is an experimental result showing the amount of deflection of the color filter side substrate 12 (here, the glass substrate) of the display device with a coordinate input function of the first example in which the
The experimental results shown in FIG. 5 show that in the display device with a coordinate input function of the first example, the intervals at which the
図5に示すとおり、例えば、柱状のギャップ材25の間隔を0.5mmとした場合、1.0E5(Pa)の外部加重をかけた場合においても、カラーフィルタ側基板12の撓み量は0.01〜0.1μmに収まっており、柱状のギャップ材25が配置されていることにより、押圧がかけられても、液晶表示パネル20の構成部材が極端に撓まないように抑止されていることがわかる。
そして上記程度の撓み量では、液晶表示パネル20の表示が乱れたり、また、カラーフィルタ側基板12や下面のTFT側基板13に割れが発生することはなく、タッチパネル機能を内包した液晶表示装置として好適に使用することができる。
As shown in FIG. 5, for example, when the interval between the
With the above amount of bending, the display of the liquid
また、柱状のギャップ材25は、該柱状のギャップ材25の下端部を、TFT側基板13に固定して配置するものとなっている。例えば、一般的に用いられる球状のギャップ材の場合は、液晶表示パネル内で固定されてはいない。したがって、液晶表示パネルの上面から押圧がかかったときには、球状のギャップ材は移動してしまうために、第一例の座標入力機能付き表示装置のギャップ材として用いることは好ましくないが、第一例の柱状のギャップ材25は固定して配置されているために、押圧がかかった場合でもその位置が移動しないものとなっている。
なお、柱状のギャップ材25は、その上端部をカラーフィルター17に固定するものとしても良いし、上端部と下端部をTFT側基板13とカラーフィルター17の両方に固定するものとしても良く、液晶表示パネル20の上面に押圧がかけられた場合においても、液晶表示パネル20の内部で、柱状のギャップ材25が移動しないものとできれば良い。
The
The
また、柱状のギャップ材25を構成する材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、一般的な樹脂材料を好適に用いることができる。
なお、上述のとおりに、柱状のギャップ材25は、液晶表示パネル20の内部において、上記ブラックマスク22及び感圧スイッチ23と重なる位置に配置するものとされるために、液晶表示パネル20の表示には影響を与えることがなく、特に透明なものを用いる必要がない。
Moreover, it does not specifically limit as a material which comprises the
As described above, the
端子26と端子27は、図1及び図2に図示するように、各々ブラックマスク22の右上端部、左上端部に、配置されている。該端子26と該端子27とは、例えば、金属膜などからなるものであり、上記ブラックマスク22と電気的に接続されている。
端子28と端子29は、各々共通電極21の右上端部、右下端部に、配置されている。該端子28と該端子29とは、上記端子26及び端子27と同様に、例えば、金属膜などからなるものであり、上記共通電極21と電気的に接続されている。
そして、これら端子28、29は、第一例において位置の検出を行う場合に、抵抗膜として機能する、共通電極21やブラックマスク22に、所定の電圧を印加したり、または、共通電極21やブラックマスク22上のある位置の電位を測定するために配線を引き出したりするときの電極として利用することができるものとなっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the terminal 26 and the terminal 27 are disposed at the upper right end and the upper left end of the
The terminal 28 and the terminal 29 are arranged at the upper right end and the lower right end of the
And these
第一スイッチ2Aは、図2に示すとおりに、端子26と端子28とを切り替えて高電圧側に接続するための周知のスイッチである。そして、第二スイッチ2Bは、端子27と端子29とを切り替えて接地するとともに、かつ、第一スイッチ2Aに連動して作動することができるものとなっている。さらに、第三スイッチ2Cは、端子27と端子29とを切り替えて第二スイッチ2Bが接続する端子と異なる端子を、後述する電圧計2Dを介して接地するとともに、かつ、第一スイッチ2Aと連動して作動することができるものとなっている。
As shown in FIG. 2, the first switch 2 </ b> A is a known switch for switching the terminal 26 and the terminal 28 to connect to the high voltage side. The
そして、上記の通り、第一スイッチ2Aと第二スイッチ2Bと第三スイッチ2Cらは、各々、連動して作動することができるものとなっている。
すなわち、例えば、第一スイッチ2Aが端子28側に接続された場合には、第一スイッチ2Aに連動して、第二スイッチ2Bは端子29を接地するように切り替えられるとともに、第三スイッチ2Cは端子27を電圧計2Dを介して接地するように切り替えられるようになっている。また反対に、第一スイッチ2Aが端子26側に接続された場合には、第一スイッチ2Aに連動して、第二スイッチ2Bは端子27を接地するように切り替えられるとともに、第三スイッチ2Cは端子29を電圧計2Dを介して接地するように切り替えられるようになっている。
As described above, the
That is, for example, when the
電圧計2Dは、電圧を測定する周知の電圧計であり、一端は接地されるとともに、もう一端は、第三スイッチ2Cにより、端子27または端子29に切り替えて接続されるようになっている。これにより、座標位置を検出するための電圧降下を測定できるようになっている。さらに、該電圧計2Dは、座標位置演算処理手段2Eと接続されており、該座標位置演算処理手段2Eにおいて、電圧計2Dにおける測定値を用いて演算処理することができるようになっている。
The
座標位置演算処理手段2Eは、電圧計2Dと接続されており、電圧計2Dで測定した電圧値を用いて座標位置を算出するようにプログラムされた演算処理装置となっている。
The coordinate position calculation processing means 2E is connected to the
なお、以上のように、第一例の座標入力機能付き表示装置においては、ブラックマスク22の上側左右縁部に、それぞれ端子27及び端子26を配置するとともに、共通電極21の右側上下縁部に、それぞれ端子28及び端子29を配置するものとしているが、各電極の配置位置は、これらに限定されるものではない。例えば、ブラックマスク22の右側上下縁部に各端子を形成するとともに、共通電極21の上側左右縁部に各端子を形成するものとしても、同様に、座標位置を検出できる機能を内包することができる。
As described above, in the display device with a coordinate input function of the first example, the
次に、図2を用いて、第一例の座標入力機能付き表示装置における、座標位置の検出の方法を具体的に説明する。
まず、図3に示す液晶表示パネル20の表示動作は、表示モードと座標位置入力モードとがあり、表示モードでは、TFT19及び画素電極18により、各画素ごとの液晶15に電圧を印加して、該液晶15の分子配向を変化させることにより、バックライトからの光を液晶表示パネル20の上部へと透過させたり遮断させたりすることにより、カラー画像を表示するものである。そして、座標位置入力モードでは、上記表示モードと同様な表示期間と、座標位置入力並びに検出期間と、が逐次切り替わっている。なお、表示特性のため、座標位置入力モードの表示期間を複数のフレーム期間とし、その後の座標位置入力並びに検出期間をそれより短くする方が望ましい。
そして座標位置入力並びに検出期間では、図3に示すように、入力点にペン等の座標指示物2Fを用いて押圧を加えたときの、押圧を加えた位置を検出することになるが、位置の検出は、座標位置演算処理手段2Eにより押圧を加えた位置のX座標とY座標とを、各々、検出することになる。
Next, a method for detecting the coordinate position in the display device with the coordinate input function of the first example will be specifically described with reference to FIG.
First, the display operation of the liquid
In the coordinate position input and detection period, as shown in FIG. 3, the position where the pressure is applied when the input point is pressed using a coordinate
押圧を加えた位置の座標の検出方法を説明する。図2は、XY座標を検出するときの、上記動作の等価回路図を示している。図2の等価回路においては、ブラックマスク22上において、端子26から押圧を加えた位置Pまでの抵抗値をRa1とし、端子27から押圧を加えた位置Pまでの抵抗値をRa2とし、共通電極21上において、端子28から押圧を加えた位置Pまでの抵抗値をRb1とし、端子29から押圧を加えた位置Pまでの抵抗値をRb2として、等価回路を図示するものとしている。
A method for detecting the coordinates of the position where the pressure is applied will be described. FIG. 2 shows an equivalent circuit diagram of the above operation when detecting the XY coordinates. In the equivalent circuit of FIG. 2, on the
液晶表示パネル20に押圧が加えられると、該押圧が感圧スイッチ23に伝わり、無圧状態では絶縁状態となっていた感圧スイッチ23は導電性となる。ここで、液晶表示パネル20内部には、柱状のギャップ材25が、感圧スイッチ23と重なる位置に配置されているために、上記押圧は、感圧スイッチ23へと感度良く伝えることができる。したがって、上記押圧を加えた位置Pにおいて、ブラックマスク22と共通電極21とが電気的に短絡されることになる。
図1は上記動作の模式図であり、図2はこの場合の等価回路図である。押圧が加えられることにより、ブラックマスク22と共通電極21とが、感圧スイッチ23を介して、電気的に短絡している(図1において点線で図示。図2において黒矢印で図示)。
When a pressure is applied to the liquid
FIG. 1 is a schematic diagram of the above operation, and FIG. 2 is an equivalent circuit diagram in this case. When the pressure is applied, the
図2に示すとおり、第一スイッチ2Aを、端子28側に接続するとともに、これに連動して、第二スイッチ2Bを端子29を接地するように接続するとともに、第三スイッチ2Cを端子27側に接続する。
そして、以上のとおりに各スイッチを接続すると、共通電極21上の端子28と端子27との間に、端子28が高電圧側に引き上げられた電位勾配を形成し、位置Pに応じた電圧が電圧計2Dで検出され、座標位置演算処理手段2Eに出力される。
As shown in FIG. 2, the
When the switches are connected as described above, a potential gradient is formed between the terminal 28 and the terminal 27 on the
そして、以上のとおりの回路が形成されることにより、上記電圧計2Dには、抵抗値Ra2、Rb1により電圧降下した分の電圧が示されることになるために、抵抗値Ra2とRb1との和の値を求めることができる。そして該抵抗値Rb1を用いて、電圧計2Dに接続されている演算処理装置2ELにおいて、座標位置の算出を行う。
Then, by forming the circuit as described above, the
次に、押圧を加えた位置Pによる抵抗値Ra1、Rb2の検出方法を行う。ここで第一スイッチ2Aを、端子26側に接続するとともに、これに連動して、第二スイッチ2Bを端子27を接地するように接続するとともに、第三スイッチ2Cを端子29側に接続する。
これにより、ブラックマスク22上の端子26と端子29との間に、端子26が高電圧側に引き上げられた電位勾配を形成することができる。
したがって、抵抗値Ra2とRb1との和を求める場合と同様に、上記電圧計2Dには、抵抗値Ra1、Rb2により電圧降下した分の電圧が示されることになり、抵抗値Ra1とRb2との和の値を求めることができる。そして、抵抗値Ra2とRb1との和並びに抵抗値Ra1、Rb2の和を用いて、演算処理装置において位置PのXY座標の算出を行うことができる。
Next, a method of detecting the resistance values Ra1 and Rb2 at the position P where the pressure is applied is performed. Here, the
Thereby, a potential gradient in which the terminal 26 is pulled up to the high voltage side can be formed between the terminal 26 and the terminal 29 on the
Therefore, as in the case of obtaining the sum of the resistance values Ra2 and Rb1, the
なお、例えば、ブラックマスク22の右側上下縁部に電極を形成するとともに、共通電極21の上側左右縁部に電極を形成するものとした場合にも、上述と同様の方法で、位置Pの検出をすることができる。
For example, when the electrodes are formed on the upper right and left edges of the
なお、以上の押圧を加えた位置のX座標及びY座標の検出を、高速で繰り返すことにより、一点座標の検出だけでなく連続的な座標検出ができることになる。これを利用すれば、位置の検出だけでなく、図形や文字を点の集合として検出できることになり、例えば、第一例の表示装置上で、指やペンなどの入力部材などを用いて、図形や文字などを手書きして、該図形や該文字を検出する「手書き入力」の機能を持たせるものとしても良い。 In addition, by repeating the detection of the X coordinate and the Y coordinate of the position where the above pressing is performed at a high speed, not only the single point coordinate but also the continuous coordinate detection can be performed. If this is used, not only the position detection but also the figure or character can be detected as a set of points. For example, on the display device of the first example, the figure can be detected using an input member such as a finger or a pen. It is also possible to provide a function of “handwriting input” for detecting the figure or the character by handwriting the character or the character.
なお、押圧をかけた場合に、柱状のギャップ材25がある部分では、該柱状のギャップ材25からの反力が作用することになるので大きな圧力がかかることになる。従って、柱状のギャップ材25の近傍で押圧を作用させた場合に、押圧をかけた位置ではなく、その近傍の柱状のギャップ材25の位置で短絡することになり、短絡位置は、柱状のギャップ材25の位置に限定されることになる。
したがって、柱状のギャップ材25の間隔や数により、タッチパネルとしての機能の感度や解像度を調節することができことになる。
そこで、柱状のギャップ材25の間隔や数を調節することにより、タッチパネルとしての感度や解像度を調整しても良い。
In addition, when a pressure is applied, a reaction force from the
Therefore, the sensitivity and resolution of the function as a touch panel can be adjusted by the interval and the number of the
Therefore, the sensitivity and resolution of the touch panel may be adjusted by adjusting the interval and the number of the
以上の本発明の実施の形態の第一例の座標入力機能付き表示装置によれば、液晶表示パネル20の構成部材である、共通電極21と、導電性を有するブラックマスク22とが、アナログ式の抵抗膜方式のタッチパネルの二枚の抵抗膜として機能することになり、抵抗膜式の座標検出機能を内包することができる。
すなわち、上記構成によれば、周知のアナログ式の抵抗膜方式(四線式)のタッチパネルと同様に、本発明の座標入力機能付き表示装置において、ブラックマスク22の2つの端子の一方と共通電極21の2つの端子の一方との間の電位勾配を形成した状態で、ブラックマスク22と共通電極21とを押圧位置で短絡させて、電圧を計測することで、入力位置Pを求めることができる。
According to the display device with a coordinate input function of the first example of the embodiment of the present invention described above, the
That is, according to the above configuration, in the display device with a coordinate input function according to the present invention, one of the two terminals of the
また、従来のように液晶表示パネル20の表面側の透明基板(すなわちカラーフィルタ側基板12)上にタッチパネルを設ける必要がない。したがって、液晶表示パネル20の表面に重ねてタッチパネルを配置することによる視差や表示品位の低下などを起こすことなく、液晶表示パネル20に座標入力機能を付加することができる。
In addition, it is not necessary to provide a touch panel on the transparent substrate on the surface side of the liquid crystal display panel 20 (that is, the color filter side substrate 12) as in the past. Therefore, it is possible to add a coordinate input function to the liquid
また、液晶表示パネル20の構成部材である共通電極21とブラックマスク22とを用いて、座標検出機能を内包するものとしているので、該液晶表示パネル20自体が厚くなることがない。すなわち、座標入力機能を付加しても実装スペースが増加しないために薄型化を図ることができる。さらに、実装重量に関してもほとんど増加することがない。
Further, since the
また、柱状のギャップ材25が、TFT19に固定して配置されているために、押圧力が作用した場合に、その部分の透明基板(カラーフィルタ側基板12や下面の透明基板13)、共通電極21、ブラックマスク22、感圧スイッチ23等の部材が液晶15側に撓むのを抑止することができる。すなわち、共通電極21の液晶15側から上記押圧力に対応して柱状のギャップ材25が反力等により押し返す構成となっているので、上述の撓みを抑止することができる。
したがって、押圧部分における表示の乱れを防止できるとともに、上記液晶表示パネル20の構成部材が一体に撓んでしまうことにより、押圧したときに、感圧スイッチ23に好適に圧がかかるようにすることができ、感度の向上を図ることができる。
また、柱状のギャップ材25が配置されていることにより、押圧がかかったときに、液晶表示パネル20が撓むことを繰り返した場合に与えるダメージを大幅に低減することができる。
In addition, since the
Accordingly, it is possible to prevent the display from being disturbed at the pressed portion, and to allow the pressure
Further, since the
また、押圧がかかった場合には、柱状のギャップ材25の位置においては、押圧がかかると同時に、該柱状のギャップ材25からの反力を受けることになるために、この位置で特に大きな力がかかることになり、短絡する位置は柱状のギャップ材25の位置に限定されることになる。したがって、タッチパネルとしての解像度を柱状のギャップ材25の間隔により制御することができる。
In addition, when a pressure is applied, at the position of the
また、第一例の座標入力機能付き表示装置によれば、柱状のギャップ材25はブラックマスク22と重なるように形成されており、表示に影響を与えることがないために、表示品位の向上を図ることができる。従って、柱状のギャップ材25は、必ずしも透明である必要はなく、ギャップ材に使用可能な材料の自由度を高いものとすることができる。
Further, according to the display device with the coordinate input function of the first example, the
また、第一例の座標入力機能付き表示装置によれば、感圧スイッチ23がブラックマスク22からはみ出すことがなく、感圧スイッチ23が表示に影響を与えることがないので、感圧スイッチ23を液晶表示パネル内に配置するものとしても、表示品位の低下を防止することができる。
また、感圧スイッチ23が表示に影響を与えないので、特に、感圧スイッチ23として透明なものを用いる必要が無く、感圧スイッチ23として用いることができる部材や構造の自由度を高いものとすることができる。
Further, according to the display device with a coordinate input function of the first example, the pressure
In addition, since the pressure
次に、図6を用いて、本発明の実施の形態の第二例の座標入力機能付き表示装置を図面を参照して説明する。図6は、本発明の第二例の座標入力機能付き表示装置の基本原理を説明するための概念図である。
なお、第二例の座標入力機能付き表示装置は、第一例の変形例であり、第一例と同様の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
そして、第二例の座標入力機能付き表示装置は、第一例と同様に、液晶表示パネル20の周知の構成部材である共通電極21とブラックマスク22とを用いて、周知の抵抗膜方式の座標位置検出(アナログ式)の機能を内包したものである。
Next, a display device with a coordinate input function according to a second example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining the basic principle of the display device with a coordinate input function of the second example of the present invention.
Note that the display device with a coordinate input function of the second example is a modification of the first example, and the same components as those of the first example are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
And the display device with a coordinate input function of the second example is a known resistive film type using the
そして、第二例においては、面内のシート抵抗が均一で全体として一定の光透過率を有する固定抵抗膜52の四隅に端子を接続して、位置Pに応じた電位勾配を形成することができる抵抗膜とするとともに、その上部に配置され、全体として一定の光透過率を有する低抵抗膜51を低電圧側に接続する抵抗膜として、抵抗膜方式の位置の検出機能を内包するところが、第一例とは異なっている。
In the second example, a terminal is connected to the four corners of the fixed
第二例の座標入力機能付き表示装置は、後述する部分を除いて基本的な構成は、第一例の表示装置と同様であり、第一例の図3に示される断面構造を有する液晶表示パネル20を備える。
そして、第二例の座標入力機能付き表示装置は、第一例と異なり、図6の第二例の概念図に図示するように、固定抵抗膜52の四隅部分にそれぞれ形成される、右上端子33と、右下端子34と、左上端子35と、左下端子36と、低抵抗膜51と、押圧の入力点での電位を測定するための電圧計39と、該電圧計39の値から座標位置を演算処理する座標位置演算処理手段2Eとを備えるとともに、固定抵抗膜52の四隅に形成されている各端子に印加する電圧を切り替えて、固定抵抗膜52上に、X軸方向またはY軸方向に沿った電位勾配を形成することができるスイッチ37とを備えている。
The display device with a coordinate input function of the second example has the same basic configuration as that of the display device of the first example except for the parts described later, and a liquid crystal display having the cross-sectional structure shown in FIG. A
Then, unlike the first example, the display device with a coordinate input function of the second example is formed at the four right corners of the fixed
図6では、固定抵抗膜52が下に配置され、低抵抗膜51が上に配置されているが、低抵抗膜51を下にし、固定抵抗膜52を上部に配置してもよい。いずれにしても低抵抗膜及び固定抵抗膜は、上方に配置された方をブラックマスクとし、下方に配置された方を共通電極とする。
第二例の座標入力機能付き表示装置においては、低抵抗膜51は、面内の任意の2点間距離程度であれば、固定抵抗膜52の抵抗と比べて無視できる程度の抵抗の差しかなく、固定抵抗膜52よりもシート抵抗が十分低く設定している。すなわち、位置Pに応じた電圧の変位は、ほぼ固定抵抗膜52のみに依存する。この低抵抗膜51を共通電極とすれば、共通電極に使われるITO膜として、通常の液晶表示装置と同様のシート抵抗値を有するITOを用い、固定抵抗膜52となるブラックマスクを共通電極よりかなり高いシート抵抗に設定することができる。なお、図6に示すように、低抵抗膜及び固定抵抗膜のうち、低電圧側を下側にし、高電圧側を上側にしてもよい。
In FIG. 6, the fixed
In the display device with a coordinate input function of the second example, the
右上端子33と、右下端子34と、左上端子35と、左下端子36とは、図6に示すとおりに、固定抵抗膜52の四隅に電気的に接続されており、例えば、共通電極と同じITOでもよく、それ以外の金属膜などからなっている周知の電極でもよい。
そして、これら各電極は、第二例の座標入力機能付き表示装置において、固定電極として利用するブラックマスク22に、後述するスイッチ37を用いて配線を切り替えることで、X軸方向またはY軸方向に沿った電位勾配を形成できるものとなっている。
The upper right terminal 33, the lower
In the display device with a coordinate input function of the second example, these electrodes are switched in the X-axis direction or the Y-axis direction by switching the wiring to the
スイッチ37は、固定抵抗膜52に電位勾配を形成するために、固定抵抗膜52の四隅に形成される端子への印加電圧を、連動して切り替えることができる周知のスイッチ部材である。
そして、例えば、図6に示した通りにスイッチ37が接続されている場合には、右側の一対の右上端子33及び右下端子34を低圧側に接続するとともに、左側の一対の左上端子35及び左下端子36を高圧側に接続することにより、固定抵抗膜52に電位勾配を形成することができるものとなっている。また、上側の一対の右上端子33及び左上端子35を低圧側に接続するとともに、下側の一対の右下端子34及び左下端子36を高圧側に接続することにより、電位勾配を形成することができるものとなっている。
The
For example, when the
次に、第二例の位置の検出方法の概念図である図6を用いて、第二例の座標入力機能付き表示装置における、座標位置の検出の方法を具体的に説明する。
図6に示すように、入力点に座標指示物2Fを用いて押圧を加えたときの、押圧を加えた位置Pの検出の方法を説明する。
Next, with reference to FIG. 6 which is a conceptual diagram of the position detection method of the second example, a method of detecting the coordinate position in the display device with a coordinate input function of the second example will be specifically described.
As shown in FIG. 6, a method of detecting the position P where the pressure is applied when the coordinate
そして図6においては、ブラックマスク22上において、押圧を加えた位置から右上端子33までの抵抗値をRRUとし、右下端子34までの抵抗値をRRLとし、左上端子35までの抵抗値をRLUとし、左下端子36までの抵抗値をRLLとして示している。
In FIG. 6, on the
液晶表示パネル20に押圧が加えられると、第一例と同様に、該押圧が感圧スイッチ23に伝わるとともに、無圧状態では絶縁状態となっていた感圧スイッチ23は導電性となる。
したがって、上記押圧を加えた位置において、低抵抗膜51と固定抵抗膜52とが電気的に短絡されることになる。
図6は上記動作の模式図であり、押圧が加えられることにより、押圧を加えた位置Pにおいて、低抵抗膜51と固定抵抗膜52とが、感圧スイッチ23(図示しない)を介して、電気的に短絡する(図6において点線で図示)。
When a pressure is applied to the liquid
Therefore, the
FIG. 6 is a schematic diagram of the above-described operation. When the pressure is applied, the
スイッチ37により、左側の一対の左上端子35及び左下端子36とを適宜高電圧側に接続できるとともに、右側の一対の右上端子33及び右下端子34とを適宜低圧側に接続するものとした配線とすることができる。
The
そして、以上のとおりの配線が形成されることにより、上記電圧計39には、抵抗値RLU(またはRLL)により、電圧降下した分の電圧が示されることになるために、抵抗値RLU(またはRLL)の値を求めることができる。そして該抵抗値RLU(またはRLL)を用いて、電圧計39に接続されており、座標位置を演算処理する座標位置演算処理手段2Eにおいて、座標位置の算出を行う。
この場合においては、固定電極となる固定抵抗膜52は面抵抗がほぼ一定であるために、抵抗値RLU(またはRLL)用いて、固定抵抗膜52上で左上端子35(または左下端子36)と押圧を加えた位置との距離を求めることができる。
Since the wiring as described above is formed, the
In this case, since the surface resistance of the fixed
次に、スイッチ37を切り替えて、下側の一対の右下端子34及び左下端子36を適宜高圧側に接続するとともに、上側に一対の右上端子33及び左上端子35を適宜低圧側に接続する。
Next, the
そして、以上のとおりの回路が形成されることにより、上記電圧計39には、抵抗値RRL(またはRLL)により、電圧降下した分の電圧が示されることになるために、抵抗値RRL(またはRLL)の値を求めることができる。そして、該抵抗値RRL(またはRLL)を用いて、座標位置演算処理手段2Eにおいて、座標位置の算出を行う。この場合においては、固定電極となる固定抵抗膜52は面抵抗がほぼ一定且つ十分低抵抗であるために、抵抗値RRL(またはRLL)用いて、固定抵抗膜52上で右下端子34(または左下端子36)と押圧を加えた位置との距離を求めることができる。
このように、端子33、34、35、36のうち、2つを正極側に接続し、その他を負極側とし、これらの組合せの通りだけスイッチ37を切り替えることにより、座標位置演算処理手段2Eが各抵抗値RRU、RRL、RLU、RLLを判別する。固定抵抗膜52は面内のシート抵抗が均一なので抵抗値RRU、RRL、RLU、RLLの比は、それぞれ、端子33、34、35、36から位置Pまでの距離の比となり、これらから位置PのXY座標を求めることができる。
When the circuit as described above is formed, the
Thus, two of the
なお、第一例の座標入力機能付き表示装置と同様に、以上の押圧を加えた位置のX座標及びY座標の検出を、高速で繰り返すことにより、一点座標の検出だけでなく連続的な座標検出ができることになる。これを利用して、指やペンなどの入力部材などを用いて、図形や文字などを手書きして、該図形や該文字を検出する「手書き入力」の機能を持たせるものとしても良い。 Similar to the display device with the coordinate input function of the first example, the detection of the X coordinate and the Y coordinate of the position where the above pressing is applied is repeated at a high speed, so that not only the single point coordinate but also the continuous coordinate is detected. It will be possible to detect. By utilizing this, it is possible to provide a function of “handwriting input” for detecting a figure or the character by handwriting the figure or the character using an input member such as a finger or a pen.
以上の本発明の実施の形態の第二例の座標入力機能付き表示装置によれば、液晶表示パネル20の構成部材である、低抵抗膜51と、導電性を有する固定抵抗膜52とが、アナログ式の抵抗膜方式のタッチパネルの二枚の抵抗膜として機能することになるという基本的な構成は第一例の座標入力機能付き表示装置と同じであり、第一例と同様の効果を奏することができる。
According to the display device with a coordinate input function of the second example of the embodiment of the present invention as described above, the
また、第二例の座標入力機能付き表示装置によれば、周知のアナログ式の抵抗膜方式(五線式)のタッチパネルと同様に座標の検出を行うことができる。すなわち、液晶表示パネル20において、各々、低抵抗膜51を低電圧側に接続することができるとともに、固定抵抗膜52に電位勾配を形成することができる。
すなわち、固定抵抗膜52の一対の右上端子と右下端子と、一対の左上端子と左下端子との間に、電位勾配を形成することができ、低抵抗膜51と固定抵抗膜52とを座標入力位置で短絡させて、該位置における電圧を低抵抗膜51側に取り出して計測することで、入力位置Pの情報を求めることができる。
また、スイッチを切り替えて、固定抵抗膜52の一対の右上端子と左上端子と、一対の右下端子と左下端子との間に電位勾配を形成することができ、低抵抗膜51と固定抵抗膜52とを座標入力位置Pで短絡させて、該位置Pにおける電圧を低抵抗膜51側に取り出して計測することで、入力位置Pの情報を求めることができる。
In addition, according to the display device with a coordinate input function of the second example, the coordinates can be detected in the same manner as a well-known analog resistive film type (five-line type) touch panel. That is, in the liquid
That is, a potential gradient can be formed between the pair of upper right terminal and lower right terminal and the pair of upper left terminal and lower left terminal of the fixed
Further, by switching the switches, a potential gradient can be formed between the pair of upper right terminals and upper left terminals and the pair of lower right terminals and lower left terminals of the fixed
また、この場合には、固定抵抗膜52上にのみ、X軸方向もしくはY軸方向の電位勾配を形成すれば良く、低抵抗膜51上には電位勾配を形成する必要がない。したがって、低抵抗膜51は抵抗値が高い必要がなく、例えば、十分な応答速度を得るために、低抵抗のITO膜を用いたりすることができる。これにより、表示品位への影響、特に応答速度への影響をさけることができる。
In this case, it is only necessary to form a potential gradient in the X-axis direction or the Y-axis direction only on the fixed
また、例えば、固定抵抗膜52を電位勾配を形成する抵抗膜専用とすることで、液晶表示パネル20の耐久性を向上することができる。
For example, the durability of the liquid
なお、上述の第二例の座標入力機能付き表示装置においては、低抵抗膜51に電位勾配を形成する抵抗膜とするとともに、固定抵抗膜52を低電圧側に接続するものとしても良い。
そして、この場合には、低抵抗膜51上に電位勾配を形成することになるために、使用するITO膜の抵抗値は、第一例の場合のように、抵抗値が高いものを用いることが好ましい。
In the display device with a coordinate input function of the second example described above, the
In this case, since a potential gradient is formed on the
次に、図7を用いて、本発明の実施の形態の第三例の座標入力機能付き表示装置を図面を参照して説明する。図7は、本発明の第三例の座標入力機能付き表示装置の基本原理を説明するための模式図である。
そして、第三例の座標入力機能付き表示装置は、第一例や第二例と同様に、液晶表示パネルの構成部材の構成部材を用いて、抵抗膜方式の座標位置検出の機能を内包したものである。
Next, a display device with a coordinate input function according to a third example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the basic principle of the display device with a coordinate input function of the third example of the present invention.
And the display apparatus with a coordinate input function of the third example includes the function of detecting the coordinate position of the resistive film type using the constituent members of the constituent members of the liquid crystal display panel as in the first and second examples. Is.
そして、第一例や第二例においては、液晶表示パネルの周知の構成部材である、共通電極とブラックマスクとを、周知の抵抗膜方式の座標位置検出を行うための二枚の抵抗膜として利用することにより、液晶表示パネル内に座標検出機能を内包するものとしていたが、第三例の座標入力機能付き表示装置においては、周知の単純マトリックス方式の液晶表示パネルにおいて、周知の構成部材である信号電極と走査電極の間に、座標検出機能を内包するものとしているところが異なっている。 In the first and second examples, the common electrode and the black mask, which are well-known constituent members of the liquid crystal display panel, are used as two resistive films for detecting the coordinate position of the well-known resistive film system. By using it, the liquid crystal display panel is supposed to include a coordinate detection function. However, in the display device with a coordinate input function of the third example, a well-known simple matrix type liquid crystal display panel is used with a known component. A difference is that a coordinate detection function is included between a certain signal electrode and a scanning electrode.
第三例の座標入力機能付き表示装置は、周知の単純マトリックス方式の液晶表示パネル(液晶表示装置)を備えるとともに、ストライプ状の多数の信号電極41、41…と、該信号電極41、41…と直交するように配置されている、ストライプ状の多数の走査電極42、42…と、上記信号電極41、41…と上記走査電極42、42…との間の、これら電極の交差部分に形成されている感圧スイッチ43(感圧スイッチング手段)と、該感圧スイッチ43により、上記信号電極41、41…及び上記走査電極42、42…との間で短絡が生じた場所を、走査電極42、42…に順次電圧を印加することにより検知する座標位置検知手段44とを備えている。
さらに、第三例の座標入力機能付き表示装置は、液晶表示パネルの構成部材として、液晶表示パネルの上下に配置される周知の透明基板(図示しない)と、該透明基板に形成されている周知の偏光板(図示しない)と、液晶を初期配向させるための周知の配向膜(図示しない)と、周知の液晶(図示しない)と、カラー表示をするためのカラーフィルター(図示しない)とを備えている。
The display device with a coordinate input function of the third example includes a well-known simple matrix type liquid crystal display panel (liquid crystal display device), a large number of
Further, the display device with a coordinate input function of the third example is a known transparent substrate (not shown) disposed above and below the liquid crystal display panel as a constituent member of the liquid crystal display panel, and a known device formed on the transparent substrate. A polarizing plate (not shown), a known alignment film (not shown) for initial alignment of liquid crystal, a known liquid crystal (not shown), and a color filter (not shown) for color display. ing.
信号電極41、41…は、単純マトリックス方式の液晶表示パネルにおける周知の上画素電極として機能するものであり、図7に示すとおりに、ストライプ状の多数の電極からなっている。
走査電極42、42…は、単純マトリックス方式の周知の下画素電極として機能するものであり、上記信号電極41と同様に、ストライプ状の多数の電極からなっている。
そして、上記信号電極41、41…と上記走査電極42、42…とは、それぞれが直交するように配置されている。また、個々の上記信号電極41、41…には、各々の電極に独立したスイッチ45、45…が配置されるとともに、該スイッチ45、45…が接続状態とされた場合には、対応する信号電極が電圧計47を介して接地されるようになっている。また、個々の上記走査電極42、42…にも、独立したスイッチ46、46…が配置されており、該スイッチ46、46…が接続状態とされた場合には、高電圧側に接続されるものとなっている。
The
The
The
なお、上記信号電極41、41…と上記走査電極42、42…とは、基本的に液晶表示パネルの表示位置に配置されることになるので、透明かつ導電性を有するものである。
The
感圧スイッチ43は、上記信号電極41、41…と上記走査電極42、42…との交差部分に形成される各画素に備えられている。そして、液晶表示パネルの表示を妨げることがないように、例えば、各画素の前後両端部に形成されている(図7に図示)。
また、上記感圧スイッチ43は、第一例や第二例と同様の周知の感圧導電材料からなるものである。
そして、感圧スイッチ43は、無圧状態では、上記信号電極41、41…と上記走査電極42、42…とを絶縁状態に保つとともに、液晶表示パネルの上面に押圧が加えられたときには、該押圧が感圧スイッチ43へと伝えられて導電性となることにより、上記信号電極41、41…と上記走査電極42、42…とを短絡することができるものとなっている。
The pressure
The pressure-
The pressure
なお、感圧スイッチ43は、基本的に信号電極41,41…と走査電極42,42…との交差位置である表示位置に配置されることになるので、極めて小さいものとして、例えば、画素の前後の位置に配置するなどとすることが好ましい。
The pressure
なお、液晶表示パネル内部に配置されるギャップ材については、外部から押圧が加えられたときに、液晶表示パネルの上下に配置される二枚の透明基板(図示しない)が撓むことにより、表示品位を低下させてしまうことがなければ必ずしも用いる必要はない。
そして、上記のとおり、押圧を加えたときに上記透明基板が撓んでしまうことにより、表示品位を低下させてしまう場合には、例えば、第一例及び第二例と同様の柱状のギャップ材25を配置することにより、上述の透明基板の撓みを抑止するものとしても良い。なお、この際に、たわみの防止は、感圧スイッチ43による信号電極41,41…と走査電極42,42…との導通に必要な最低限のたわみまで規制してしまわないようにする必要がある。
そしてこの場合には、上記感圧スイッチ43と同様に、液晶表示パネルの表示を妨げないように配置する必要があり、例えば、図7に示すように、各画素の前後両端部などに配置したりすれば良い。
In addition, about the gap material arrange | positioned inside a liquid crystal display panel, when a press is applied from the outside, two transparent substrates (not shown) arrange | positioned at the upper and lower sides of a liquid crystal display panel will bend, and a display will be carried out. It is not always necessary to use it as long as the quality is not lowered.
And as above-mentioned, when the said transparent substrate bends, when a press is applied, when a display quality falls, for example, the
In this case, like the pressure
次ぎに、図7を用いて、第三例の座標入力機能付き表示装置における、座標位置の検出の方法を具体的に説明する。
始めに、周知の単純マトリックス方式の液晶表示パネルの動作は、ある信号電極41を接続状態としたときに、個々の走査電極42、42…を順次接続していくことにより、信号電極41と走査電極42、42…の、対応する交差部分に電圧が印加されることにより、液晶15の分子配向を制御するものとなっている。
Next, a method for detecting the coordinate position in the display device with a coordinate input function of the third example will be specifically described with reference to FIG.
First, the operation of a well-known simple matrix type liquid crystal display panel is such that when a
液晶表示パネルに押圧が加えられると、該押圧が感圧スイッチ23に伝わり、無圧状態では絶縁状態となっていた感圧スイッチ43は導電性となる。したがって、上記押圧を加えた位置に対応する画素(押圧が加えられた位置の近傍に配置されている感圧スイッチ43に対応する画素のことになる)において、信号電極41、41…と走査電極42、42…とが電気的に短絡されることになる。
そして、単純マトリックス型の液晶表示パネルは、上述のとおりに、ある信号電極41に対応するスイッチ45を接続状態として電圧計47を介して接地するとともに、走査電極42、42…に対応するスイッチ46を順次接続して、順次、走査電極42、42…を高電圧側に接続することになる。
この時に、押圧の入力位置に対応する画素では、感圧スイッチ43が導電化しているために、電圧計47の指示で、押圧の入力位置に対応する画素の位置がわかる。
以上から、押圧が加えられた位置の検出をすることができる。
When a pressure is applied to the liquid crystal display panel, the pressure is transmitted to the pressure-
In the simple matrix type liquid crystal display panel, as described above, the
At this time, since the pressure-
From the above, it is possible to detect the position where the pressure is applied.
以上の本発明の実施の形態の第三例の座標入力機能付き表示装置によれば、透明電極からなるストライプ状の信号電極41、41…と走査電極42、42…とは、基本的にデジタル式の抵抗膜方式のタッチパネルの二つのストライプ状の抵抗膜(電極)と同様の構成を有するので、座標位置を検出する機能を内包することができる。
According to the display device with a coordinate input function of the third example of the embodiment of the present invention described above, the
21、31 共通電極
22、32 ブラックマスク
23、43 感圧スイッチ
24、44 座標位置検出手段
25 柱状のギャップ材
26 第一端子
27 第二端子
28 第三端子
29 第四端子
2A 第一スイッチ
2B 第二スイッチ
2C 第三スイッチ
2D 電圧計
2E 座標位置演算処理手段
33 右上端子
34 右下端子
35 左上端子
36 左下端子
37 スイッチ
41 信号電極
42 走査電極
43 感圧スイッチ
44 座標位置検知手段
21, 31
Claims (10)
上記共通電極と上記ブラックマスクとの間に設けられ、かつ、外部からの押圧力に対応して、上記押圧力が作用した位置で上記共通電極と上記ブラックマスクとを導通させる感圧スイッチング手段と、
上記共通電極と上記ブラックマスクとが上記感圧スイッチング手段により導通した場合に、上記位置に応じて変位する電圧を検出する座標位置検出手段とを備えたことを特徴とする座標入力機能付き表示装置。 A transparent common in which liquid crystal is sealed between two transparent substrates having electrodes on the inner surface, and the electrode formed on one transparent substrate is formed over almost the entire display area of the transparent substrate. A display device with a coordinate input function using a liquid crystal display device in which a vertical and horizontal grid-like black mask is formed on one transparent substrate while being an electrode,
Pressure-sensitive switching means that is provided between the common electrode and the black mask and electrically connects the common electrode and the black mask at a position where the pressing force is applied in response to a pressing force from the outside. ,
A display device with a coordinate input function, comprising: coordinate position detection means for detecting a voltage that is displaced according to the position when the common electrode and the black mask are conducted by the pressure-sensitive switching means. .
上記感圧スイッチ手段に作用する押圧力に対抗して二枚の透明基板の間に封入された液晶の厚みが上記押圧力により変動するのを抑止する対押圧手段を備えることを特徴とする座標入力機能付き表示装置。 The display device with a coordinate input function according to claim 1,
Coordinates comprising counter-pressing means for suppressing the fluctuation of the thickness of the liquid crystal sealed between two transparent substrates against the pressing force acting on the pressure-sensitive switch means due to the pressing force. Display device with input function.
上記対押圧手段が、上記二枚の透明基板の間の液晶部分に設けられた柱状のギャップ材であることを特徴とする座標入力機能付き表示装置。 The display device with a coordinate input function according to claim 2,
The display device with a coordinate input function, wherein the counter pressing means is a columnar gap member provided in a liquid crystal portion between the two transparent substrates.
上記対押圧手段となる柱状のギャップ材が上記ブラックマスク及び上記感圧スイッチング手段と重なる位置に配置されていることを特徴とする座標入力機能付き表示装置。 In the display device with a coordinate input function according to claim 3,
A display device with a coordinate input function, wherein a columnar gap member serving as the counter-pressing means is disposed at a position overlapping the black mask and the pressure-sensitive switching means.
上記感圧スイッチング手段は、一方の透明基板上に形成された上記ブラックマスク上に該ブラックマスク形成範囲内に収まるように設けられていることを特徴とする座標入力機能付き表示装置。 In the display device with a coordinate input function according to any one of claims 1 to 5,
The display device with a coordinate input function, wherein the pressure-sensitive switching means is provided on the black mask formed on one transparent substrate so as to be within the black mask forming range.
上記座標位置検出手段は、
二枚の上記抵抗膜となる上記共通電極とブラックマスクとのうちの一方の左右側縁部に、それぞれ配置される第一端子及び第二端子と、他方の上下側縁部にそれぞれ配置される第三端子および第四端子と、第一端子及び第三端子を切り替えていずれか一方を高電圧側に接続する第一スイッチと、第二端子及び第四端子をそれぞれ低電圧側に接続するとともに、第二端子及び第四端子を切り替えていずれか一方を電圧計を介して低電圧側に接続し、かつ、第一スイッチに連動して作動する第二スイッチと、上記抵抗膜による電圧降下を測定するための上記電圧計と、該電圧計の値から座標位置を求める座標位置演算処理手段とを備えていることを特徴とする座標入力機能付き表示装置。 In the display device with a coordinate input function according to any one of claims 1 to 6,
The coordinate position detecting means is
A first terminal and a second terminal respectively disposed on the left and right side edges of one of the two common electrodes and the black mask, which are the resistance films, and the other top and bottom edges, respectively. A first switch that switches between the third terminal and the fourth terminal, the first terminal and the third terminal and connects either one to the high voltage side, and the second terminal and the fourth terminal respectively connect to the low voltage side The second terminal and the fourth terminal are switched, one of them is connected to the low voltage side via a voltmeter, and the voltage drop due to the resistance film is reduced by the second switch operating in conjunction with the first switch. A display device with a coordinate input function, comprising: the voltmeter for measurement; and coordinate position calculation processing means for obtaining a coordinate position from a value of the voltmeter.
上記座標位置検出手段は、上記共通電極とブラックマスクとのうちの一方の抵抗膜の四隅部分にそれぞれ形成された右上端子、右下端子、左上端子及び左下端子を備えるとともに、
右側の一対の右上端子及び右下端子と、左側の一対の左上端子及び左下端子とのうちの一方の一対の端子を高圧側に接続し、他方の一対の端子を低圧側に接続する状態と、上側の一対の右上端子及び左上端子と、下側の一対の右下端子と左下端子とのうちの一方の一対の端子を高圧側に接続し、他方の一対の端子を低圧側に接続する状態とを切り替えるスイッチを備え、
さらに、他方の抵抗膜の周囲をほぼ囲むように形成されるとともに低圧側に接続される低圧側電極と、該低圧側電極における上記抵抗膜による電圧降下を測定する電圧計と、該電圧計の値から座標位置を求める座標位置演算処理手段とを備えていることを特徴とする座標入力機能付き表示装置。 In the display device with a coordinate input function according to any one of claims 1 to 6,
The coordinate position detection means includes an upper right terminal, a lower right terminal, an upper left terminal, and a lower left terminal respectively formed at the four corners of one resistance film of the common electrode and the black mask.
A state where one pair of terminals of the right pair of upper right terminals and lower right terminals and the left pair of upper left terminals and lower left terminals are connected to the high voltage side, and the other pair of terminals are connected to the low voltage side. One of the upper pair of upper right terminals and upper left terminals and the lower pair of lower right terminals and lower left terminals is connected to the high voltage side, and the other pair of terminals is connected to the low voltage side. With a switch to switch between states
Further, a low voltage side electrode formed so as to substantially surround the other resistance film and connected to the low voltage side, a voltmeter for measuring a voltage drop due to the resistance film in the low voltage side electrode, A display device with a coordinate input function, comprising coordinate position calculation processing means for obtaining a coordinate position from a value.
上記信号電極と、上記走査電極との間のこれら電極の交差部分にそれぞれ形成された感圧スイッチング手段と、該感圧スイッチング手段により上記信号電極及び上記操作電極との間で短絡が生じた場所を一方の電極に順次電圧を印加することにより検知する座標位置検知手段とを備えることを特徴とする座標入力機能付き表示装置。 A liquid crystal is sealed between two transparent substrates having electrodes on the inner surface, and includes a large number of stripe-shaped signal electrodes and a large number of stripe-shaped scanning electrodes perpendicular to the signal electrodes. A display device with a coordinate input function using a simple matrix type liquid crystal display device,
Pressure-sensitive switching means formed at the intersections of these electrodes between the signal electrode and the scanning electrode, and a place where a short circuit occurs between the signal electrode and the operation electrode by the pressure-sensitive switching means And a coordinate position detecting means for detecting the voltage by sequentially applying a voltage to one of the electrodes.
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JPH0736017A (en) * | 1993-07-26 | 1995-02-07 | Nec Corp | Active matrix liquid crystal display device |
JPH11271712A (en) * | 1998-03-20 | 1999-10-08 | Toshiba Corp | Liquid crystal display device and position detecting device |
-
2009
- 2009-06-03 JP JP2009133619A patent/JP2009199095A/en active Pending
Patent Citations (2)
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