JP3188498B2 - アクティブ マトリックス液晶ディスプレイ装置 - Google Patents

アクティブ マトリックス液晶ディスプレイ装置

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JP3188498B2
JP3188498B2 JP33705991A JP33705991A JP3188498B2 JP 3188498 B2 JP3188498 B2 JP 3188498B2 JP 33705991 A JP33705991 A JP 33705991A JP 33705991 A JP33705991 A JP 33705991A JP 3188498 B2 JP3188498 B2 JP 3188498B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばライトペンによ
って情報も入力させることができる光学的な検出手段を
含む情報表示用のマトリックスディスプレイ装置に関す
るものである。特に本発明は、各々が液晶ディスプレイ
素子及び関連するスイッチング手段を具えている画素の
アレイと、各々がスイッチングデバイス、該デバイスに
接続される電荷蓄積手段及び照らされることに応答して
前記電荷蓄積手段を放電させるように接続される光電素
子を具えている、アクティブアドレスされる検出素子の
アレイと、前記画素に接続される行アドレス導線の組及
び列アドレス導線の組とを有しているディスプレイパネ
ルと；前記画素を駆動させるために前記行アドレス導線
の組及び前記列アドレス導線の組に駆動信号を供給する
駆動手段であって、それぞれの列アドレス導線にデータ
信号を供給し、且つ各行アドレス導線に選択信号を順次
供給して、選択された行アドレス導線に関連するそれぞ
れの画素のスイッチング手段を作動させるようにして、
データ信号をそれぞれのディスプレイ素子に供給すベく
構成配置した駆動手段と；前記検出素子に接続され、そ
れぞれの検出素子の各電荷蓄積手段の充電状態を周期的
に検出するための検出手段と；を具えているアクティブ
マトリックス液晶ディスプレイ装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】上述した種類のディスプレイ装置の例は
米国特許明細書第4.345.248 号に開示されており、これ
には例えばライトペンで書くことによってデータを入力
させることのできるコンピュータシステム用の出力／入
力インターフェースとしての代表的な利用法も記載され
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これらの従来例におけ
るディスプレイ装置は、行及び列アドレス導線の組にそ
れぞれ薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を介して接続される
行列アレイのディスプレイ素子を有してい慣例の形態の
アクティブ マトリックス液晶ディスプレイパネルで構
成されている。ディスプレイ素子は、通常の形態では選
択（ゲート）信号を各行導線に順次供給して、その行に
関連する画素のＴＦＴをターン・オンさせ、これにより
列導線に存在するデータ信号を上記行の各ディスプレイ
素子の電極に転送して要求される表示効果を発生させる
ように駆動される。ホトダイオード及びＴＦＴを具えて
いる検出素子は各画素に設けられる。画素のＴＦＴ、デ
ィスプレイ素子の電極、検出素子のＴＦＴ、光電素子及
び行−列アドレス導線は全てディスプレイパネルの共通
の基板上に形成される。検出素子は画素と同じように作
動し、各検出素子行のＴＦＴにはゲート信号が順次供給
されて、これらのＴＦＴをターン・オンさせ、且つ検出
素子行の光電素子を検出回路に接続するようにする。検
出回路はライトペンからの照明による光電素子のコンダ
クタンスの増加に応答する。従って、入力を検出すべき
場合には、検出素子の照明と、関連する検出素子のＴＦ
Ｔのゲーティングとを一致させる必要がある。ディスプ
レイ装置は表示と検出機能とが別々のフレーム期間にて
行われるように作動する。基本のフレームインターバル
は表示フレームインターバルと、それに続く光検出フレ
ームインターバルとに分けられ、表示フレームインター
バルの期間中には全ての画素行が表示情報でアドレスさ
れ、光検出フレームインターバルの期間中には検出素子
行の状態が検出される。従って、いずれかの検出素子の
連続アドレッシング間には或る程度の時間遅れがある。
或る特定の検出素子にライトペンが位置していること
は、検出素子がアドレスされる時にライトペンがその検
出素子にある場合にしか検出することができないため、
ライトペンが速く動く場合には数点の動きしか検出する
ことができない。さらに、ディスプレイ装置は表示フレ
ームインターバル及び検出フレームインターバルを交互
に及び時間的に分けて用いることにより作動させるた
め、ディスプレイ装置に対する駆動回路が複雑となり、
又表示出力の品質も同様に損われることになる。上記従
来例における表示及び検出機能は、ディスプレイ素子の
行及び列アドレス導線とは別個に、検出素子専用の別の
行及び列導線組を用いて同時に行なって、表示及び検出
素子を互いに独立してアドレスするようにすることもで
きる。しかし、この場合には必要とされるアドレス導線
の数が増えるために製造が複雑となり、生産に問題をま
ねくことになる。
【０００４】本発明の目的は、入力機能を有しているデ
ィスプレイ装置を改善することにある。特に本発明の目
的は、ライトペンの如き移動入力手段からの入力点を正
確に検出することができると共に確実に入力することの
できるディスプレイ装置を提供することにある。さらに
本発明の目的は、構成が簡単で、容易に製造でき、しか
も大量生産し得る入力機能付きの改良ディスプレイ装置
を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は冒頭にて述べた
種類のアクティブマトリックス液晶ディスプレイ装置に
おいて、各行の検出素子のスイッチングデバイスの各々
が、前記それぞれの組のうちの１つの行アドレス導線
と、１つの列アドレス導線とに接続され、且つ前記各行
の検出素子のスイッチングデバイスの各々が、前記行ア
ドレス導線の組のうちの１つの関連する行アドレス導線
に供給される前記選択信号によって、前記検出素子の前
記電荷蓄積手段を前記データ信号のレベルに従って充電
させるべく作動し得るようにしたことを特徴とする。
【０００６】このような装置の場合、各検出素子は実際
上その電荷蓄積手段による検出メモリ機能を有してい
る。検出素子の状態は、例えばライトペンによる照射時
に検出素子のスイッチングデバイスが駆動信号により作
動して、この検出素子の電荷蓄積手段を充電するように
変化する。従って、検出素子の状態変化はライトペンに
よる照射後に検出することができる。これがため、斯か
る検出素子の状態変化の検出は検出素子の同時照射に依
存せず、その検出は多少早い時間に照射された検出素子
を測定する検出期間に行なうことができる。従って、ラ
イトペンを速く動かすために照射された検出素子が検出
されなくなるようなことはなくなる。表示目的用に行及
び列アドレス導線に供給する駆動信号を検出素子を駆動
させるのにも用いるように構成することにより、必要と
される回路をかなり簡単にすることができる。
【０００７】本発明の好適例では、表示データ信号を列
アドレス導線に供給し、且つ選択信号を各行アドレス導
線に順次供給して、行アドレス導線に関連する画素のス
インチング手段を作動させて、データ信号が各ディスプ
レイ素子に供給されるように前記駆動手段を配置する。
同様に各検出素子行のスイッチングデバイスは、関連す
る行アドレス導線に供給される選択信号により作動し
て、検出素子の電荷蓄積手段を関連する列アドレス導線
に存在する表示データ信号に従って充電するのが好適で
ある。
【０００８】各検出素子の電荷蓄積手段は、該検出素子
のスイッチングデバイスと、該スイッチングデバイスに
関連する行アドレス導線に隣接する行アドレス導線とし
得る基準電位又は１行の全ての検出素子に共通の補助の
行導線を具えている所定の電位源との間に接続するキャ
パシタで構成するのが好適である。電荷蓄積手段は光電
素子とは別個に形成したキャパシタとするか、又は光電
素子の自己キャパシタンスで構成することもできる。
【０００９】検出手段は表示フィールドの期間中検出素
子の状態を測定すべく構成するのが好適である。検出手
段は駆動信号が行アドレス導線に供給される度毎にこの
行アドレス導線に関連する検出素子行の状態を測定すべ
く作動させることができる。このために、各行アドレス
導線に駆動手段により供給される行選択信号の持続時間
によって決まる各行アドレス期間を検出インターバルと
駆動インターバルとに分け、検出インターバル中には行
アドレス導線に関連する検出素子の状態を検出し、検出
インターバルに続く駆動インターバル中には関連する画
素行に対するデータ信号を列アドレス導線に供給するよ
うにする。従って、検出素子は画素の駆動に対応する速
度で駆動させることができ、即ち各検出素子は画素の表
示フィールド期間当り一度駆動される。同様に、検出素
子の状態は同じ速度で、即ち各表示フィールド期間毎に
一度検出される。駆動と検出との間のインターバルはほ
ぼ１フィールド期間である。これがため、ディスプレイ
装置の表示及び検出機能は各連続フィールド期間に一度
アドレスされる各画素及び各検出素子と共に行なうこと
ができる。
【００１０】検出手段は検出素子の蓄積手段に供給され
る所定電位に応答してこの電荷蓄積手段の充電特性を測
定することにより検出素子の電荷蓄積手段の充電状態を
検出すべく構成するのが好適である。このようにすれ
ば、照射される検出素子を簡単且つ好都合な方法にて検
出することができる。
【００１１】
【実施例】以下図面を参照して本発明を実施例につき説
明するが、図面は概略的に示したものであって、実寸図
示したものでなく、特に或る部分の寸法は拡大して示し
てあり、他の部分の寸法は縮小して示してある。また、
図面を通して同一部分、或いは同様な部分を示すものに
は同じ参照番号を付してある。図１を参照するに、ここ
に示す本発明によるディスプレイ装置はアクティブマト
リックス アドレスされる液晶ディスプレイ装置であ
り、これは各行にｎ個の画素（１からｎまで）を水平方
向に配置したｍ本の行（１からｍまで）から成る個別的
に作動し得る画素の行列アレイを有するディスプレイパ
ネル10を具えている。12にて示す各画素は、ｍ本の行ア
ドレス導線14の組と、ｎ本の列アドレス導線16の組とが
交差している各交点に位置付けられる。図１では便宜上
図面の明瞭化のために数個の画素を示してあるだけであ
る。実際にはマトリックスアレイ（ｍ×ｎ）における画
素総数は数10万個とすることができる。このようなディ
スプレイ装置はデータグラフィックディスプレイ又は画
像ディスプレイを形成するのに好適である。
【００１２】ディスプレイパネル10は検出素子18のマト
リックスアレイも具えており、これらの各検出素子は第
１画素列を除く各画素12に隣接して位置付けられ、高解
像度の検出能力を与える。画素と検出素子との代表的な
組合わせ回路を図２に示してある。各画素12は液晶ディ
スプレイ素子21と接続した薄膜電界効果トランジスタTF
T20の形態のスイッチングデバイスを具えている。な
お、図面ではディスプレイ素子のインピーダンスをキャ
パシタによって示してある。１行における画素の全TFT
20のゲートをそれぞれ１本の行アドレス導線14に接続す
る。１列における画素の全TFT 20のソースをそれぞれ１
本の列アドレス導線16に接続する。TFT 20のドレイン端
子は、これらのＴＦＴが関連するディスプレイ素子21の
第１電極22に接続する。TFT スイッチを用いるマトリッ
クス液晶ディスプレイ装置にて標準的に行われているよ
うに、行及び列アドレス導線14及び16の組、TFT 20及び
ディスプレイ素子の第１電極22は全て絶縁材料、例えば
ガラス製の透明支持プレートの上に載せる。ディスプレ
イパネル10はこの透明支持プレートに対して離間して平
行に配置した第２の透明支持プレートも具えており、こ
の第２プレートは全てのディスプレイ素子に共通の電極
23を構成する連続した透明導電層を支持する。上記２つ
のプレート間にねじれネマチック液晶材料を入れて、両
プレートの周囲を互いに封止する。従って、各液晶ディ
スプレイ素子は関連するＴＦＴに接続した第１電極22
と、共通電極23の対向部分と、これら電極間の液晶材料
とで構成される。前記対向しているプレートの内部には
配向層を、外部には偏光層を通常の方法で設ける。
【００１３】各検出素子18は TFT24の形態のスイッチン
グデバイスを具えている。画素のTFT20 と同様に、同じ
行における検出素子の全 TFT24のゲートをそれぞれ１本
の行アドレス導線14に接続し、且つ同じ列における検出
素子の全 TFT24のソースをそれぞれ１本の列アドレス導
線16に接続する。検出素子の TFT24のドレインはキャパ
シタ形態の電荷蓄積デバイス25の片側に接続する。キャ
パシタの反対側は隣りの画素／検出素子行に関連する隣
りの行アドレス導線14に接続する。検出素子のキャパシ
タは、隣接する行アドレス導線に対して平行に行方向
に, しかも隣接する行アドレス導線との間に延在し、且
つ１行における全検出素子のキャパシタに共通の専用補
助行導線に接続することもできる。このようにすれば、
キャパシタの補助行導線接続側に供給する電位を一層容
易に制御することができるが、この場合には行アドレス
導線以外に検出素子の行数に相当する数の斯様な補助行
導線を設ける必要がある。さらに他の構成として、 TFT
24のソースは、図示のように隣接する列導線でなく、 T
FT20と同じ列アドレス導線16に接続することもできる。
【００１４】検出素子18は TFT24のドレインと、隣りの
行アドレス導線14 (又は使用する場合の補助の行導線)
との間のキャパシタ25の両端間に接続した光電素子26も
具えている。本例では光電素子26を光導電セルで構成す
る。光電素子は、照射されるのに応答してコンダクタン
スが高くなる光導電デバイスとすることもできる。検出
素子には図３に示すように、例えばピン、ニップ、ショ
ットキー等のホトダイオードのような別の形態の光電素
子を用い、且つ前述した補助導線を用いることもでき
る。このような光電素子はいずれも薄膜法を用いて製造
することができる。各光電素子26は TFTで構成し、この
TFT のソースを隣りの行導線又は補助行導線に接続し、
ゲートをドレインに接続し、ドレインも TFT24とキャパ
シタ25との接続点に接続することができる。
【００１５】検出素子アレイにおける全ての検出素子の
構成部品24, 25及び26並びにそれらの相互接続線は、TF
T20 , ディスプレイ素子21の第１電極22及び行と列アド
レス導線の組と同じ支持プレート上に設ける。図２に示
した検出素子及び画素の構成部品を組合わせたレイアウ
トの概要を図４に平面図にて示してあり、ここには支持
プレートを30にて示してある。なお、これら構成部分は
他の多くの構成とし得ることは明らかである。
【００１６】画素アレイと検出素子アレイ及び行と列ア
ドレス導線の組はアクティブ マトリックス液晶ディス
プレイ装置の製造に通常用いられている技法により支持
プレート上に製造する。例えば、重畳薄膜層の堆積及び
画成処理を伴なう上記技法はよく行われており、文献に
も広く報告されているため、斯様な製造技法についての
詳細な説明は省略する。なお、適当な製造方法の例は前
述した米国特許明細書第4,345,248 号に開示されてい
る。
【００１７】図示の特定実施例における TFT20及び24は
水素化アモルファスシリコン TFTで構成し、光導電セル
26はアモルファスシリコン材料で構成する。ディスプレ
イ素子の電極は ITOで構成し、行及び列導線とキャパシ
タ25のプレートは金属、例えばアルミニウム又はクロム
で構成する。上述した材料以外のものを使用することも
できることは当業者に明らかである。
【００１８】再び図１を参照するに、行アドレス導線１
４の各一端部はディジタルシフトレジスタを具えている
行駆動回路３４に接続する。この回路３４の動作は、タ
イミング兼制御回路３５により供給されて行導線１４を
時間ベースで行毎に逐次アドレスするタイミング信号に
より制御される。行駆動回路３４は選択ゲート信号を各
行アドレス導線１４に順次供給し、且つ連続する選択信
号間のインターバルで各導線１４を基準電位レベルに保
持する。列アドレス導線の各一端は列駆動回路３６に接
続する。この列駆動回路３６はシフトレジスタにより作
動して直−並列変換するサンプル−ホールド回路を具え
ており、列駆動回路３６にはタイミング兼制御回路３５
から直列形態のデータを供給する。１行における各画素
に対するデータ信号は列駆動回路３６により列アドレス
導線１６に供給され、この場合、各行の画素に対するデ
ータ信号は行アドレス導線１４に供給される選択信号と
同期して列アドレス導線に順次供給される。回路３４と
３５及び画素を駆動させる方法は慣例の実施に従うもの
であるため、ここでは詳細な説明は省略する。回路３６
は後に説明する変更を除けば慣例のものに似ている。要
するに、１行における画素の TFT20は、これらの画素に
関連する行アドレス導線に選択信号が供給されることに
よりターン・オンし、この際列アドレス導線１６に存在
するデータ信号が上記行の各ディスプレイ素子２１に転
送される。ディスプレイ素子を通る光の透過度は供給さ
れるデータ信号のレベルに従って変調される。行アドレ
ス導線の選択信号がなくなると、TFT20がターン・オフ
し、これにより関連するディスプレイ素子２１が列アド
レス導線１６から分離されるため、ディスプレイ素子
は、これらがアドレスされる次の時間まで、即ち次のフ
ィールド期間にアドレスされるまで駆動されたままの状
態に留まる。各ディスプレイ素子は或る範囲の表示効
果、即ちグレースケールを発生することができる。変形
例として、データ信号はディスプレイ素子から明と暗の
２レベルの表示出力を発生する２進信号とすることがで
きる。この場合には、列駆動回路はディジタル回路、例
えばラッチ出力を有するシフトレジスタ回路を具えてい
る簡単なものとすることができる。
【００１９】液晶材料の劣化を防ぐために、ディスプレ
イ素子に供給される駆動電圧の極性は従来の実施になら
って例えば各フィールド後に周期的に反転させる。後に
明らかにする理由のために、反転する列導線のデータ信
号の一部はディスプレイ素子の共通電極23に供給して、
列導線16に与えるデータ信号電圧の範囲を最小とするの
が好適である。
【００２０】列アドレス導線16の他端部は検出回路40に
接続する。この検出回路40は各列導線に対して１個づつ
の一組のセンス増幅器50を具えており、これら増幅器の
機能は検出素子18の状態、即ちこれらの検出素子が例え
ば図１に41にて示すライトペンにより照射されたか、否
かに従って検出素子の状態を示す出力を発生させること
にある。キャパシタ25の充電状態、例えばキャパシタ25
に蓄積される電荷のレベルは関連する光電素子26が照射
されたか、否かに依存する。検出回路40はキャパシタ25
を周期的にアドレスしてそれらの充電状態を検出し、そ
の状態に従ってキャパシタが連続アドレッシング間のイ
ンターバル内で照射されたか、否かを示す出力を発生す
る。ライトペン41は作動時に絶えず光を放つ光源とし、
これをディスプレイパネルの上で動かすことにより、こ
のライトペンの走行路の下に位置する検出素子を照射す
ることができる。このようにして照射された検出素子の
検出 (これはライトペンの移動パターンを表わしてい
る) によってデータ又は情報をディスプレイ装置に書込
むことができる。ライトペンは検出素子の光電素子26が
応答する波長の狭くて強い光ビームを放つ。高解像度の
入力が所望される場合には、ビームの寸法を十分に狭く
して、常にアレイの１個の検出素子のみが照射されるよ
うにすべきである。ビームは常に１個の検出素子が照射
されるようにな十分な大きさとする必要もある。ビーム
の理想的な大きさは、その直径が画素／検出素子領域の
対角線の長さにほぼ等しくなる大きさである。
【００２１】書込まれた検出素子からの信号と未書込み
検出素子からの信号との区別を改善するために、光電素
子26はライトペンの出力が集中されるスペクトル領域内
で最高となる波長依存光電感度を呈するように形成する
ことができる。この場合のライトペンは LEDの如き狭帯
域のエミッタで構成することができる。
【００２２】作動時に行及び列アドレス導線に供給され
る信号波形の例を図５に示してあり、ここにＶR及びＶC
はそれぞれ行電圧波形及び列電圧波形である。行選択信
号は持続時間がＴrで、大きさがＶgのパルスで構成され
る。フィールド期間ＴF（ここにＴFはｍ・Ｔrにほぼ等
しくすることができる）の残りの期間中には行導線は一
定の基準レベルＶｏに保持される。
【００２３】画素用のデータ信号をＶｄにて示してあ
り、このデータ信号がとり得る値の範囲は所望される表
示効果に従うものであり、このデータ信号は選択信号の
持続期間の一部に過ぎないＴ２で示す期間に列駆動回路
３６によって列導線１６に供給される。列駆動回路３６
は、列導線に供給され、この列導線に関連する画素列に
おける各画素に向けられる連続するデータ信号間のイン
ターバル中に列導線に高インピーダンスを与えるように
変更し、これらのインターバル中にはＶｘにて示す一定
の所定電位が検出回路４０までの列導線に供給されるよ
うにする。従って、行アドレス導線１４に対する行選択
期間Ｔrの第１部分Ｔ1の期間中には列駆動回路が高イン
ピーダンス状態に切り換わり、又行選択期間の後の部分
Ｔ2の期間中にはデータ信号Ｖdが列導線１６に供給され
る。従って、これらの行及び列導線に関連する画素１２
のディスプレイ素子２１は次式にて表わされる電圧ＶLC
に充電される。 ＶLC＝Ｖd−Ｖe ここに、Ｖeは全てのディスプレイ素子に共通の電極２
３における電圧である。
【００２４】行導線14に供給される選択信号パルスＶg
は、この行導線に関連する検出素子18の行の TFT24もタ
ーン・オンさせる。従って、Ｔ2 の期間中に検出素子行
のキャパシタ25は、それらの各列導線に存在する電圧に
従う電圧値に充電され、各キャパシタ25は次式にて表わ
されるレベルＶS に充電される。 ＶS ＝Ｖd −ＶO なお、キャパシタ25の反対側は次の行アドレス導線に接
続され、この時点にはこの行アドレス導線は基準レベル
ＶO に保持されている。列電圧Ｖd は変化し得るため、
表示要求に応じて電圧ＶS も変えることができる。平均
データ信号電圧（Ｖd ）がＶm で、データ信号がとり得
る電圧範囲を２Ｖm とすれば、ＶS の範囲は（Ｖm ＋Ｖ
n −ＶO ）〜（Ｖm−Ｖn −ＶO ）とすることができ
る。
【００２５】行選択信号（Ｖg ）がなくなると、行導線
14に接続されている TFT24は TFT20と同様にターン・オ
フし、これによりキャパシタ25を分離し、この状態は検
出素子行が次のフィールド期間にて再びアドレスされる
まで継続する。１行における検出素子の連続アドレッシ
ング間のインターバルは１フィールド期間に相当し、こ
の期間中には関連する光電素子の光導電度によってキャ
パシタ25を大き目又はち小さ目に放電させることができ
る。
【００２６】行導線14に供給される次の行選択パルス信
号の開始時、即ち期間Ｔ1 の開始時に列駆動回路が高イ
ンピーダンス状態にあると、この行の画素及び検出素子
のTFT20 及び24は再びターン・オンする。この時間にお
ける列導線16の電圧は検出回路40によりＶX に設定さ
れ、且つキャパシタ25及びディスプレイ素子21を列電圧
ＶX に充電するのに必要とされる充電電流が検出回路40
を経て流れ、ここでその充電電圧が検出される。検出素
子18の光電素子26の感度は、光電素子が以前のフィール
ド期間に周囲光しか受けなかった場合に、通常の周囲の
照明の下ではコンデンサ25が目立った放電をせず、従っ
てこの期間中には充電電流が殆ど流れないように選定す
る。前の行アドレス期間の後の部分Ｔ2 の期間中にキャ
パシタ25は関連する列導線16におけるデータ信号電圧Ｖ
d がとり得る電圧範囲内のいずれかの電圧に充電されて
いることがあるため、通常は或る程度の充電電流があ
り、この場合にキャパシタ25間の電圧はＶX −ＶO にリ
セットされる。キャパシタ25に流れる最大電荷量の範囲
はＣ（ＶX −Ｖm −Ｖn ）＋ｄＱ〜Ｃ（ＶX −Ｖm ＋Ｖ
n ）＋ｄＱであり、ここにｄＱは光電素子26に入射する
周囲光によって生ずる漏れ電流に取って代えるのに必要
とされる電荷であり、Ｃはキャパシタンスである。
【００２７】先のフィールド期間中に検出素子18がライ
トペン41で「書込まれている」場合には、比較的高強度
の光によって検出素子18の光電素子26が強く導通して、
キャパシタ25を十分に放電させるため、このキャパシタ
25には電荷Ｃ（ＶX −ＶO )が流れるようになる。各列
導線16に接続した検出回路40のセンス増幅器は電流又は
電荷を検出する増幅器とすることができ、これらの増幅
器は期間Ｔ1 にキャパシタ25に供給される電荷に応答す
る。キャパシタ25の再充電により発生した信号はセンス
増幅器での増幅後に検出回路40の各しきい値回路に供給
される。このしきい値回路の出力は、信号レベルが「書
込み済み」の検出素子によって発生される電圧と、「未
書込み」の検出素子により発生される電圧との中間に設
定される予定値を越える場合に状態が切り換わる。
【００２８】Ｖx の値をＶm −Ｖn よりも僅かに低い値
となるように選択することにより、書込み済み及び未書
込み検出素子に対する充電信号の極性が反対となり、こ
れにより両充電信号を容易に識別することができる。検
出回路を図６につき説明するが、検出素子の状態を検出
するのに他の形態の検出回路を用いることもできること
は明らかである。図６は各列導線16に関連する検出回路
40の１つの段50の回路を概略的に示したものであり、回
路40は他の列導線に対して同一構成の段を有している。
各段はセンス増幅器52、この場合には電荷検出増幅器で
構成する。行選択期間の内の、データ信号Ｖd の開始後
に始まって、次の行導線14に対する行選択パルス信号Ｖ
g が開始する少し前で、データ信号Ｖd の終了後に終わ
る期間Ｔ3(図５）の期間中には、増幅器52の帰還キャパ
シタ53が放電し、ライン54における増幅器出力がＶX に
リセットされ、関連する列導線16に接続されている増幅
器の入力55がキャパシタ53間に接続した電子スイッチ56
の閉成により同じ電位（ＶX ）にクランプされるように
する。
【００２９】期間Ｔ3 の終りにスイッチ56は開放され、
この次の行アドレス期間の内のＴ1 の期間中には次の行
アドレス導線に選択信号Ｖg が供給され、行導線に関連
する選択された検出素子のキャパシタ25に対する充電電
流を表わす列導線からの信号がセンス増幅器52及びそれ
に関連するキャパシタ53により積分される。この積分さ
れてライン54に現われる出力信号は斯かる期間Ｔ1 が終
了する近くにて電子スイッチ59を短期間閉じることによ
りキャパシタ58に転送される。スイッチ59は期間Ｔ2 が
開始する前に開放して、キャパシタ58を増幅器52から切
り離し、従って列導線に供給されているデータ信号Ｖd
の影響を受けないようにする。このＴ2 の期間中には各
列導線に関連する検出回路40の各段からの信号をそれぞ
れバッファ61を介してスイッチ60を各段毎に順次閉じる
ことにより順次読出して並−直列変換をし、検出回路40
の直列出力を出力ライン62に供給するようにすることが
できる。スイッチ56, 59及び60の作動タイミングは回路
35により制御する。
【００３０】ライン62における直列出力は弁別器、例え
ばしきい値レベル検出器に供給され、この検出器の２進
出力は、検出素子がとり得る２つの状態、即ち書込み又
は未書込みの２つの状態を表わす第１レベル及び第２レ
ベルを有する。検出回路40の出力は関連するメモリ装置
を有するデータ処理回路の１つの入力端子に供給するこ
とができ、このデータ処理回路は前記米国特許第4,345,
248 号に記載されているのと同様に表示目的のために列
駆動回路に信号を供給する。
【００３１】検出回路の作動は画素行のアドレッシング
と同期して各検出素子毎に繰り返えされるため、検出素
子アレイの状態は表示フィールドの成り行きで決定さ
れ、そのアレイはこのようにして連続表示フィールドに
て繰り返しアドレスされる。
【００３２】検出回路の他の形態では、各段にそれぞれ
しきい値検出器を設けるようにする。これは増幅回路61
にしきい値機能を持たせることにより達成するのが最も
好都合である。この場合にはスイッチ60をディジタルス
イッチとし、ライン62に供給される出力をアナログでな
く、ディジタル信号とすることができる。この場合には
数本の並列出力ライン62を設け、これらの各ラインを所
定の段のみ、例えば各８番目の段に接続して並列出力を
得るらうにすることができる。この場合、各出力ライン
62の直列データ速度は単一出力ラインの場合に比べてか
なり低くなる。
【００３３】本発明によりディスプレイ装置に種々変更
すことができ、例えば前述したように、検出素子18の行
のキャパシタ25及び光電素子26の TFT24とは反対側をそ
れぞれ補助の行導線に接続し、基準電位ＶO を次の行ア
ドレス導線14でなく、斯かる補助の行導線に絶えず供給
することができる。
【００３４】各検出素子の光電素子26及びキャパシタ25
は前述したように別個に形成されるコンポーネントとし
て設ける必要はなく、例えば前述した動作要件を適切に
満足する自己キャパシタンスを有する光電素子として１
つのコンポーネントに集積化することもできる。
【００３５】パネル上の表示領域以外に位置する別個の
ホトセンサを用いて周囲光レベルを検出するか、又は全
検出素子出力の平均値から求めた信号を用いることによ
り、周囲の照明（即ちｄＱ）により生ずるキャパシタ25
の放電により発生される出力信号分に対してフィールド
補償をすることができる。
【００３６】高解像度の入力能力を必要としない場合に
は、アレイの検出素子数を減らし、例えば検出素子を２
個、３個又は４個の画素毎に１つ設けるようにすること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるディスプレイ装置の一例を示す概
略ブロック図である。
【図２】図１のディスプレイ装置のパネルの一部である
画素及び検出素子の回路図である。
【図３】図２の変形例を示す回路図である。
【図４】ディスプレイ装置のパネルにおける画素及び検
出素子の平面図である。
【図５】ディスプレイ装置の作動時に存在する信号の波
形及び関連するタイミングを示す図である。
【図６】ディスプレイ装置の検出回路の一部を示す回路
図である。
【符号の説明】
10 ディスプレイパネル 12 画素 14 行アドレス導線 16 列アドレス導線 18 検出素子 20 スイッチング手段 (薄膜電界効果トランジスタ) 21 液晶ディスプレイ素子 22 ディスプレイ素子の第１電極 23 ディスプレイ素子の共通電極 24 スイッチングデバイス (薄膜電界効果トランジス
タ) 25 電荷蓄積デバイス 26 充電素子 34 行駆動回路 35 タイミング兼制御回路 36 列駆動回路 40 検出回路 41 ライトペン 50 センス増幅器 52 増幅器 53 キャパシタ 56 スイッチ 58 キャパシタ 60 スイッチ 61 バッファ
フロントページの続き (73)特許権者 590000248 Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ １, 5621 ＢＡ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ， Ｔ ｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ (72)発明者 ヨハン マーティン シャノン イギリス国 サリー ホワイトリーフ ホワイトリーフ ヒル 18 (56)参考文献 特開 昭60−195519（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−85792（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−52089（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−211421（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−194297（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−175883（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G09G 3/00 - 3/38 G02F 1/133 505 - 580 G06F 3/02 - 3/027 G06F 3/033 - 3/037 370

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 各々が液晶ディスプレイ素子及び関連す
    るスイッチング手段を具えている画素のアレイと、各々
    がスイッチングデバイス、該デバイスに接続される電荷
    蓄積手段及び照らされることに応答して前記電荷蓄積手
    段を放電させるように接続される光電素子を具えてい
    る、アクティブアドレスされる検出素子のアレイと、前
    記画素に接続される行アドレス導線の組及び列アドレス
    導線の組とを有しているディスプレイパネルと； 前記画素を駆動させるために前記行アドレス導線の組及
    び前記列アドレス導線の組に駆動信号を供給する駆動手
    段であって、それぞれの列アドレス導線にデータ信号を
    供給し、且つ各行アドレス導線に選択信号を順次供給し
    て、選択された行アドレス導線に関連するそれぞれの画
    素のスイッチング手段を作動させる用にして、データ信
    号をそれぞれのディスプレイ素子に供給すべく構成配置
    した駆動手段と； 前記検出素子に接続され、それぞれの検出素子の各電荷
    蓄積手段の充電状態を周期的に検出するための検出手段
    と； を具えているアクティブマトリックス液晶ディスプレイ
    装置において、 各行の検出素子のスイッチングデバイスの各々が、前記
    それぞれの組のうちの１つの行アドレス導線と、１つの
    列アドレス導線とに接続され、且つ前記各行の検出素子
    のスイッチングデバイスの各々が、前記行アドレス導線
    の組のうちの１つの関連する行アドレス導線に供給され
    る前記選択信号によって、前記検出素子の前記電荷蓄積
    手段を前記データ信号のレベルに従って充電させるべく
    作動し得るようにしたことを特徴とするアクティブマト
    リックス液晶ディスプレイ装置。
  2. 【請求項２】 前記各検出素子の電荷蓄積手段が、該検
    出素子のスイッチングデバイスと、該スイッチングデバ
    イスに接続された行アドレス導線に隣接する行アドレス
    導線との間に接続したキャパシタを具えていることを特
    徴とする請求項１に記載のアクティブマトリックス液晶
    ディスプレイ装置。
  3. 【請求項３】 前記各検出素子の電荷蓄積手段が、該検
    出素子のスイッチングデバイスと、前記行アドレス導線
    の組の行アドレス導線とは別で、各行における全ての検
    出素子に共通の補助の行導線を含む所定の電位源との間
    に接続したキャパシタを具えていることを特徴とする請
    求項１に記載のアクティブマトリックス液晶ディスプレ
    イ装置。
  4. 【請求項４】 前記各画素におけるディスプレイ素子が
    スイッチング手段を介してそれぞれの列アドレス導線に
    接続され、該スイッチング手段の制御電極がそれぞれの
    行アドレス導線に接続され、前記各検出素子におけるス
    イッチングデバイスが１つの列アドレス導線と前記キャ
    パシタとの間に接続され、前記スイッチングデバイスの
    制御電極が前記それぞれの行アドレス導線に接続され、
    且つ前記光電素子が、前記スイッチングデバイスと、前
    記隣接する行アドレス導線又は前記補助の行アドレス導
    線との間にて前記キャパシタと並列に接続されるように
    したことを特徴とする請求項３に記載のアクティブマト
    リックス液晶ディスプレイ装置。
  5. 【請求項５】 前記画素が表示フィールド期間に一度に
    １行駆動され、且つ前記検出手段が、表示フィールド期
    間中に前記検出素子アレイの電荷蓄積手段の状態を測定
    するようにしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれ
    か一項に記載のアクティブマトリックス液晶ディスプレ
    イ装置。
  6. 【請求項６】 前記検出手段が、前記駆動手段によって
    選択信号が或る行アドレス導線に供給されるたび毎に、
    該行アドレス導線に関連する１行の検出素子のそれぞれ
    の電荷蓄積手段の状態を検出すべく作動し得るようにし
    たことを特徴とする請求項５に記載のアクティブマトリ
    ックス液晶ディスプレイ装置。
  7. 【請求項７】 前記駆動手段によって各行アドレス導線
    に供給される前記選択信号の持続時間によって規定され
    る各行アドレス期間が、検出インターバルと、これに続
    く駆動インターバルとに分けられ、前記検出インターバ
    ル中には、前記検出手段が行アドレス導線に関連する検
    出素子の電荷蓄積手段の状態を検出すべく作動し、前記
    駆動インターバル中には、前記駆動手段が列アドレス導
    線を介して関連する画素行にデータ信号を供給すべく作
    動し得るように構成したことを特徴とする請求項５又は
    ６に記載のアクティブマトリックス液晶ディスプレイ装
    置。
  8. 【請求項８】 前記検出手段が、前記駆動手段によって
    検出素子に関連する列アドレス導線に供給されて、前記
    検出素子のスイッチングデバイスを経て前記検出素子の
    電荷蓄積手段に供給される所定電位に応答して、前記電
    荷蓄積手段の充電特性を測定することにより、該電荷蓄
    積手段の充電状態を検出するようにしたことを特徴とす
    る請求項５〜７のいずれか一項に記載のアクティブマト
    リックス液晶ディスプレイ装置。
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