JPH04251824A - 電気光学装置 - Google Patents

電気光学装置

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JPH04251824A
JPH04251824A JP3009278A JP927891A JPH04251824A JP H04251824 A JPH04251824 A JP H04251824A JP 3009278 A JP3009278 A JP 3009278A JP 927891 A JP927891 A JP 927891A JP H04251824 A JPH04251824 A JP H04251824A
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JP
Japan
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electro
optical device
circuit
display
image
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JP3009278A
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English (en)
Inventor
Teruya Suzuki
鈴木 光弥
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Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【従来の技術】従来、この種の画面部に入力機能を備え
た電気光学装置は多数提案され、一部実用化されている
。図9は、現在実用化されている、手書き入力機能付き
液晶表示装置の概念図であり、1は手書き入力パネル部
、2は液晶表示パネル部、3は入力用圧力ペン、4と5
は入力信号処理回路、6は記憶回路と液晶コントローラ
回路、7は走査電極駆動回路、8は信号電極駆動回路で
ある。手書き入力パネルは、通常2枚のガラス基板の内
面にXY電極を形成してギャップを設けて対向接着し、
圧力ペン、または磁力線によって入力するものである。 したがって、ガラス基板は、液晶表示部を含めて4枚必
要であり、入力信号処理回路と表示駆動回路、及び最低
4箇所の接続コネクターが必要である。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来公
知である図9の手書き入力表示装置は、多数のXY電極
を形成した手書き入力パネル部と、入力信号処理回路、
および、接続コネクターが必要であり、部品点数が多く
、重く厚くなるとともに、製造工程数が多く、コスト高
になる欠点があった。また、入力方法が、圧力ペンや、
磁力線などの手段を使用するため、印刷物のコピー機能
などを付加することはできない、などの課題があった。
【0003】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は、外部から直接画像入力機能を備えた電
気光学装置において、2端子非線形抵抗素子と電気光学
材料を直列に接続した単位画素を有する表示部に、2端
子非線形抵抗素子が光によって抵抗が変化する性質を利
用して、光によって直接画像を書き込み、さらに、書き
込み画像データを表示部から読み込むようにした。
【0004】
【作用】上記のように構成された電気光学装置において
は、画像表示部が、外部からの信号入力部と併用するた
めに、書き込み専用パネル部が不要となり、電気光学装
置のパネル部の重量および厚みが約1/2となり、入力
部の駆動回路や接続コネクター部が不要であり、その結
果、電気光学装置の部品点数が減少するとともに、短時
間で複雑な画像を一括転写入力することとなる。
【0005】
【実施例】以下に、この発明の実施例を図に基づいて説
明する。図1から図8は本発明による電気光学装置の動
作を説明するための図である。図1は、本発明による電
気光学装置の斜視図であり、10は上側基板、11は下
側基板、12は上側偏光板、13は反射板付き下側偏光
板、14はライトペン、15は走査電極駆動回路、16
は信号電極駆動回路、17は電流検出回路、18は記憶
回路、19は制御回路を示し、図では省略したが、上下
基板間には液晶が封入されている。本電気光学装置の通
常動作時は、コンピュータなどからの外部表示信号を1
9の制御回路をとおして15および16の駆動回路から
の時分割駆動信号によって表示動作を行う。外部からの
画像書き込み時は、後述する調整した一定信号をパネル
部に印加して、ライトペン等によって光を照射した書き
込み部分が、表示を持続するようにして書き込み画像を
表示部に記憶し、前記表示部に記憶した画像の読み取り
は、後述する駆動波形によって、17の電流検出回路に
よって電気信号化し、18の記憶回路に画像データを記
憶するものである。
【0006】図2は、本発明による電気光学装置のパネ
ル部の等価回路図であり、20は液晶、21は非線形抵
抗素子であり、多数の信号電極と走査電極の各交差部に
、直列に接続している。図3は、本発明による電気光学
装置に用いる非線形抵抗素子の電圧対電流特性を示すグ
ラフであり、光照射しないときの特性がdark、光照
射したときの特性をphotoで示す。非線形抵抗素子
と直列に接続した液晶の透過率が変化し始める電圧をV
th、保持期間の電圧Vbを約Vth/5とすると、電
圧Vbでのphoto電流はdark電流より約1ケタ
以上大きい。また、非線形抵抗素子の電圧に対する電流
の非線形性  Log(I)/Vはおおむね0.35以
上が適切である。このような特性を持つ非線形抵抗素子
として、シリコンを主体にした、シリコン酸化膜、シリ
コン窒化膜、シリコン炭化膜などを使用することができ
る。本実施例では、シリコン窒化膜SiNxを用い、シ
リコンと窒素の原子組成比  N/Si≦0.5の材料
である。
【0007】図4は、本発明に用いた電気光学材料であ
る正の誘電異方性を有する液晶の電圧対容量変化を示す
グラフであり、スレッショールド電圧のときの容量をC
10、飽和電圧のときの容量をC90として、おおむね
C90≧2C10と設定する。負の誘電異方性をもつ材
料を使用した場合でも同等である。図5は、前記非線形
抵抗素子と前記液晶材料を直列に接続して、電圧平均化
法による駆動を行ったときの、オペレーション電圧Vo
pと液晶光学濃度を示すグラフである。駆動波形のバイ
アス比を1/6に固定し、Vopを低電圧から上昇させ
ると、Vop=Vuの電圧で光学濃度が急激に高くなり
飽和する。一方、この状態からVopを低下させると、
Vop=VL の電圧で光学濃度が急激に減少し、ヒス
テリシス現象を示す。ヒステリシス電圧の幅  dV=
Vu−VLは大きいほど良いが、この値は、非線形抵抗
素子の非線形性が大であり、電気光学材料の容量変化が
大きいほど大きい。前記特性を持つ材料を使用すれば、
dV>1Vを得ることができる。
【0008】外部からの光による書き込み方法は、一旦
VopをVu以上の電圧に設定し、次に、ヒステリシス
の中間電位であるVxに設定し、表示部を一定の濃度状
態(白/黒)にする。次に、光を照射すると、非線形抵
抗素子の抵抗が低下することにより、液晶に印加される
実効電圧が低下し、液晶はoff状態となり液晶の容量
は低下する。VopはVxに固定されているため、一旦
off状態となった画素はその状態を保持する。このよ
うにして、光によって画像を書き込み、光を除去した後
もこの状態を保持することができる。
【0009】図6は本発明による電気光学装置の縦断面
図であり、偏光板、反射板、駆動回路部は省略した。1
0は上側基板、11は下側基板でともにガラス基板を使
用する。20は液晶層、24は信号電極、22は画素電
極、23は非線形抵抗膜をそれぞれ示し、透明電極であ
る画素電極22と、信号電極24との間に、非線形抵抗
素子21が形成される。図6において、光を照射しない
画素電極には、非線形抵抗素子を介して液晶層に電圧が
印加されて液晶分子が立ち、光が照射した画素は、非線
形抵抗素子の抵抗が低下するために液晶に電圧が印加さ
れず、光を除去した後も、前記ヒステリシス現象によっ
て、液晶分子は立ち上がらない状態を保持することにな
る。
【0010】図7は、本発明による電気光学装置の画像
読み取り方法の説明図である。図7(a)は走査電極S
nからSn+4、信号電極DmからDm+4の表示画面
に画像が書き込み記憶された状態を示し、×が液晶分子
軸が基板面に平行で容量が小さいoff状態を示し、○
が液晶分子軸が基板面に垂直に立って容量が大きいon
状態を示す。図7(b)は前記off状態×の一単位画
素の等価回路図であり、非線形抵抗素子の抵抗Roff
、容量Ci、液晶の抵抗RLC、容量CL であり、図
7(c)は前記on状態○の一単位画素の等価回路図で
あり、非線形抵抗素子の抵抗Ron、液晶の容量Cuで
あり、それぞれ両端子間に−Vrの電圧が印加される。 この時に流れる電流は、非線形抵抗素子の容量Ciと液
晶の容量CLCとの容量分割比で決定される。すなわち
、液晶容量CL であるoff状態×のとき、非線形抵
抗素子に印加される電圧は、液晶容量Cuであるon状
態○よりも低下し、信号電極を流れる電流はion>i
offとなる。通常、Ci〜0.4pF、CL 〜0.
8pF、Cu>1.6pFと設定することにより、io
n≧4ioffとすることができ、表示状態を判定する
ための充分な電流比を得ることができる。図7(d)は
走査電極の電圧波形であり、期間τr、電位−Vrを線
順次印加し、この時、信号電極の電位レベルは、XY電
極の交差部の容量や付帯容量の影響を受けないようにす
るため、走査電極の保持期間と同じ電位レベル0Vとす
る。 図7(e)は信号電極DmからDm+4の電流波形を示
し、図7(a)の表示画面に対応する。このように、走
査電極を線順次選択し、信号電極の電流を電流検出回路
によって一括して読み取るものである。
【0011】図8は、本発明による電気光学装置の他の
一実施例である縦断面図を示し、コピー機能を備えたも
のである。10、11は上下基板、20は液晶、12、
13は偏光板、27は導光板、28は光源、29は光源
ボックス、26は被複写物の紙である。26aは、被複
写物の反射率の低い黒色部、26bは反射率の高い白色
部であり、光源28からの光は、黒色部26aでは光が
吸収されるため、非線形抵抗素子21aは光による影響
を受けず、一方、白色部26bの非線形抵抗素子21b
は反射光による影響を受け、抵抗が変化し、表示面に画
像データが書き込まれることとなる。
【0012】以上の説明から明らかに、本発明による電
気光学装置は、光学的に画像書き込みを行うものであり
、画像書き込み手段として、ライトペンのほかに、印刷
物等を表示パネル部に密着させ、上方から光照射して画
像の一括書き込み、書き込み画像の読み取りを行うこと
ができる。本実施例においては、電気光学材料として液
晶を用いて説明してきたが、誘電率の電圧に対する差が
極めて大きい透明強誘電体材料である、PLZTなどの
セラミックス材料を使用することができる。
【0013】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように、画像
書き込み入力と画像表示を同一パネルで行うという構成
としたので、入力用パネル、接続コネクター、基板など
が不必要となり、構成部品点数を大幅に減少させること
ができ、薄型軽重量の電気光学装置を低コストで製造で
きることのほかに、入力手段が光であるために、複雑な
画像を短時間で一括して表示部へ転写し、転写した画像
データの読み取り動作することができるというすぐれた
効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電気光学装置の斜視図であり、ラ
イトペンによる手書き入力状態を示した説明図である。
【図2】本発明による電気光学装置の等価回路図である
【図3】本発明による電気光学装置に用いる非線形抵抗
素子の電圧対電流特性をグラフにした説明図である。
【図4】本発明による電気光学装置に用いる電気光学材
料の電圧対容量特性をグラフにした説明図である。
【図5】本発明による電気光学装置のオペレーション電
圧対画素の光学濃度をグラフにした説明図である。
【図6】本発明による電気光学装置の縦断面図である。
【図7】本発明による電気光学装置の画像読み取り方法
の説明図である。(a)は走査電極SnからSn+4、
信号電極DmからDm+4の画像記憶状態を示す図、(
b)はoff状態の等価回路図、(c)はon状態の等
価回路図、(d)は走査電極の電位レベルを示すタイミ
ングチャート、(e)は記憶画像に応じた電流波形のタ
イミングチャートをそれぞれ示す。
【図8】本発明による電気光学装置の一実施例を示す縦
断面図である。
【図9】従来公知である、手書き入力機能を備えた電気
光学装置の斜視図である。
【符号の説明】
1  手書き入力パネル部 2  液晶表示パネル部 3  入力用圧力ペン 4、5  入力信号処理回路 6  記憶回路 7、8  表示駆動回路 10  上側基板 11  下側基板 12  偏光板 13  偏光板付き反射板 14  ライトペン 15  走査電極駆動回路 16  信号電極駆動回路 17  電流検出回路 18  記憶回路 19  制御回路 20  液晶 21  非線形抵抗素子 22  画素電極 23  非線形抵抗膜 24  信号電極 25  走査電極 26  被複写物の紙 26a  被複写物の黒色部 26b  被複写物の白色部 27  導光板 28  光源 29  光源ボックス

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  多数の走査電極と多数の信号電極の交
    差部に、光感受性をもつ非線形抵抗素子と電気光学材料
    を直列に接続した画素を配置した表示部と、駆動回路と
    、電流検出回路と、画像記憶回路などからなる画像入力
    機能を具備した電気光学装置において、時分割駆動によ
    る表示駆動動作をするとともに、前記表示部へ光を照射
    して画像を書き込み、前記表示部に一旦記憶し、前記記
    憶した画像を電流検出回路により検出し、記憶回路に前
    記画像データを記憶することを特徴とする電気光学装置
  2. 【請求項2】  請求項1記載の電気光学装置において
    、発光源が付加していることを特徴とする電気光学装置
  3. 【請求項3】  請求項1又は2記載の電気光学装置に
    おいて、非線形抵抗素子は、電圧に対して非線形な電流
    が流れるとともに、光に対して抵抗が変化することを特
    徴とする電気光学装置。
  4. 【請求項4】  請求項1又は2記載の電気光学装置に
    おいて、電気光学材料は、印加電圧に対して光学的な変
    化をするとともに、印加電圧に対して容量が変化するこ
    とを特徴とする電気光学装置。
  5. 【請求項5】  請求項1乃至4記載の電気光学装置に
    おいて、表示動作を行う駆動波形と、光による書き込み
    動作時の駆動波形は異なることを特徴とする電気光学装
    置。
  6. 【請求項6】  請求項1乃至4記載の電気光学装置に
    おいて、表示動作を行う駆動波形と、書き込み画像の読
    み取り駆動波形は異なることを特徴とする電気光学装置
  7. 【請求項7】  請求項1乃至4記載の電気光学装置に
    おいて、非線形抵抗素子は、シリコンを主体にした、シ
    リコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン炭化膜などか
    らなることを特徴とする電気光学装置。
  8. 【請求項8】  請求項1乃至4記載の電気光学装置に
    おいて、電気光学材料は、液晶、または、透明強誘電体
    であることを特徴とする電気光学装置。
JP3009278A 1991-01-29 1991-01-29 電気光学装置 Pending JPH04251824A (ja)

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