JPH0736017A - 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Info
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Abstract
で、ペン入力機能を内蔵したアクティブマトリックス液
晶ディスプレイ装置(AMLCD)を実現する。 【構成】 透明基板10に画素電極14と、TFT13
と、走査線11と、データ線12とを形成したものと、
別の透明基板10に2組の互いに直交する短冊状の電極
16,18を絶縁膜を介して形成し、更に、これに絶縁
膜を介して一様な透明導電膜を対向電極15として形成
したものとで、液晶層を上下から挟んだ構成とする。全
体を上方から見通したときに、電極16,18が画素電
極14の隙間を占領するように配置する。電極16,1
8を端から順次電圧パルスを印加することにより、静電
容量結合方式のペン入力機能が実現される。
Description
て空間座標を入力する機能を含む、情報表示用のマトリ
ックス液晶ディスプレイ装置に関するものである。特に
本発明は、各画素がスイッチング素子を有しているディ
スプレイパネルの内部に、空間座標入力手段に電荷を投
入するために、外部から電位を制御できる電極構造を備
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。
ディスプレイ装置には、画素の一つ一つにスイッチング
手段を持たない単純マトリックス液晶ディスプレイ装置
に関する技術が知られている。以後、上記空間座標入力
機能をここではペン入力機能と表記し、その手段をペン
と表記する。
トリックス液晶ディスプレイの一例を示す斜視図であ
る。絶縁性基板10に短冊状の電極15をITO等の透
明導電体で形成したものを2枚を用い、これら2組の短
冊状電極15が、互いに直交するようにして、厚さ数μ
mの液晶層を上下から挟んだ構成である。これに、電荷
を検出できる機能を備えたペン1を近づけて、ペン1と
短冊状電極15の間の静電容量結合を利用してペンの空
間座標を検出する。短冊状電極15の一端は表示領域の
外部において駆動回路に接続され、それぞれの電極の電
位を独立に制御できるように構成されている。
説明する。図5は、静電容量結合を利用したペンの空間
座標の検出原理を示す説明図である。電荷を検出し信号
増幅するアンプ4とペン先3とを備えたペン1を、絶縁
性基板10の上方から図のように近づける。このとき、
直交する一組の電極15に端から順次電圧パルスを印加
すると、電極15とペンとの間の静電容量2に比例した
電荷が、次々とペン1で検出される。これらの信号の現
れる時間から、電極に垂直な方向のペンの位置座標が得
られる。直交するもう一組の電極について同様の操作を
行うことにより、ペンの2次元座標が得られる。更に、
これらの信号の大きさは、ペンと電極間の静電容量に比
例するので、信号の大きさを調べてペンの高さを検出す
ることも可能である。
電圧を印加する役割を兼ねているので、ペン入力のため
の電極15の電位変化が液晶表示に影響を与えないよう
にする必要がある。このため、一画像の表示時間(フレ
ーム)を、通常の液晶駆動を行なう液晶表示時間と、ペ
ン座標を検出するためのペン入力時間とに2分割し、前
者を後者に比べて20倍ほど長くしている。この駆動方
式では、一フレームにつき一回ペン座標の入力が可能で
ある。
に静電容量結合方式として知られている。この方式は、
互いに直交する2組の短冊状電極を、別基板に形成した
後に液晶ディスプレイ装置の表面に貼りつけて構成す
る、“ペン入力一体型”、あるいは、“ハイブリット
型”とも呼ばれるペン入力機能付きの液晶ディスプレイ
装置にも採用されている。
を有するアクティブマトリックス液晶ディスプレイ装置
(Active Matrix Liquid Cry
stal Display、以下AMLCDと表記す
る)にペン入力機能を内蔵するものとしては、例えば特
開平4−343387号公報に示されるように、画素毎
に光検出素子を備えて、ライトペンを用いてペン座標を
入力するものが知られている。
CDの画素の構成を示す回路図である。通常のAMLC
Dの画素100は、その構成要素である薄膜電解効果ト
ランジスタ(TFT)等のスイッチング素子103と、
液晶素子106を有する液晶ディスプレイ素子102
と、これらに信号を送るための行アドレス導線104,
列アドレス導線105とに加えて、ライトペン入力を可
能にするための光検出素子101を有する。
7と、充電素子108と、これらをアドレスするための
スイッチング素子103とから構成されている。
照度に応じて充電素子108の両端の電圧が変化する。
こうして画素毎に記憶された光情報を順次読み出すこと
により、ライトペンが照射した画素、即ちペンの空間座
標が判明する。
マトリックス液晶ディスプレイ装置は、アクティブマト
リックス液晶ディスプレイ装置(AMLCD)に比べ画
質が劣る。
CDでは、光検出素子が占める面積分は表示用の面積が
小さくなるので、表示が暗くなる。さらに、AMLCD
では、画素の製造工程が複雑で歩留りの点で不利であ
る。
し、表示性能を犠牲にすることなく、低コストで、ペン
入力機能を内蔵したAMLCDを実現することである。
蔵のAMLCDは、静電容量結合を利用するペン入力方
式のための2組の互いに直交する帯状電極、あるいはそ
の役割を果たす手段を備えた構成とし、それらが、従来
のAMLCDの構成要素である、ブラックマトリック
ス、対向電極、蓄積容量用電極、信号書き込み用電極の
いずれかとしての機能を兼ねることを特徴とする。
は、液晶表示性能を犠牲にすることなくAMLCDにペ
ン入力機能を付加できる。また、ペン入力方式のための
電極手段がAMLCDの構成要素の役割を兼ねるので、
製造コストを低減できる。
ティブマトリックス液晶ディスプレイ装置(AMLC
D)の実施例について、図面を参照して説明する。
図である。このAMLCDは、絶縁性基板10に、画素
電極14と、TFT(薄膜電界効果トランジスタ)13
と、走査線11と、データ線12とを形成したものと、
別の絶縁性基板10に、2組の互いに直交する帯状の電
極16,18を絶縁膜を介して形成し、更に絶縁膜を介
して一様な透明導電膜を対向電極15として形成したも
のとで、厚さ数μmの液晶層を上下から挟んだ構成であ
る。
金属で構成され、光が透過しなくなるまで厚くしてい
る。更に、電極16,18を形成する場所については、
全体を上方から見通したときに、電極16,18が画素
電極14の隙間を占領するように配置する。
ワイトの透過型AMLCDにおいては、画素電極14の
隙間を通って漏れる光を除去するためと、TFT13に
光が当たらないようにするために、メッシュ状の光吸収
体(ブラックマトリックス)を、対向電極15と絶縁性
基板10との間に形成する。図1の構成では、ペン入力
のために導入した2組の遮光性の電極16,18が、ブ
ラックマトリックスとしての機能を果たす。
極16,18に端から順次電圧パルスを印加することに
より、静電容量結合方式のペン入力機能が実現される。
対向電極15により、液晶層はこれらの電極の電位変化
から電気的にシールドされている。従って、ペン入力駆
動と液晶表示駆動とを独立して行うことができる。即
ち、一画像の表示中に複数のペン座標を入力することも
可能である。このため、素早いペンの動きにも追従でき
る。
おいて、対向電極15を取り除き、電極16,18の材
質をITO等の透明導電膜とし、更に、電極16を形成
する場所については、全体を上方から見通したときに電
極の領域を占領するように電極16を配置した構成とす
る。
一の実施例と同様、電極16,18に電圧パルスを印加
し、ペン入力機能が動作する。但し、この例では、電極
16がAMLCDの対向電極としての機能も果たしてい
る。従って、駆動方法は、ペン入力が液晶表示に影響を
与えないように、一画像の表示時間を液晶表示時間とペ
ン座標検出時間とに2分割して、前者を後者に比べて十
分長くする必要がある。一フレームに入力できるペンの
座標は一つだけである。この例の構成は、ブラックマト
リックスを必要としない反射型のAMLCD等に有効で
ある。
図である。画素電極14と、TFT13等を備えた基板
をペン側に配置した構成で、画素電極14と絶縁性基板
10の間に、絶縁膜を介してITO等の透明導電体で形
成する帯状の電極17を走査線11と直交方向に複数配
置する。但し、全体を上方から見通したときに画素電極
14の領域の一部だけを占領するように電極17を配置
する。電極17と画素電極14で挟まれる領域は、画素
の電荷保持特性を良くする目的で付加される静電容量
(蓄積容量と呼ばれる)を形成するので、電極17は蓄
積容量用の電極としての役割も果たしている。
極17に端から順次電圧パルスを印加することにより、
上述した静電容量結合方式の原理に従ってペン1のx座
標が検出できる。ペンのy座標の検出は、画素電極14
の電位変化を利用する。即ち、全てのデータ線12に同
じデータを書き込んで液晶表示すると(例えば全黒表
示)、同じ走査線11でアドレスされる画素電極14の
電位が一斉に変化する。画素電極14の電位変化は、部
分的に電極17によってペン側からシールドされるが、
その一部はペン側から観測することができる。従って、
同じ走査線11でアドレスされる多数の画素電極14
は、ペンから見ると一本の帯状の電極と同等である。次
の瞬間には隣の走査線でアドレスされる画素電極の電位
が変化する。これは短冊電極に順次電圧パルスを印加す
るのと同等で、上述の原理でペンのy座標が検出でき
る。
ン入力に利用しているので、ペン入力が液晶表示に影響
を与えないためには、一画像の表示時間を液晶表示時間
とペン座標検出時間とに2分割して、前者を後者に比べ
て十分長くする必要がある。従って、一フレームに入力
できるペン座標は一つだけである。
る。これは、non−crossover busse
s(NCB)として知られているAMLCDの構造に、
一方向のペン座標入力用の帯状の電極18を追加した構
成である。即ち、絶縁性基板10の上に画素電極14
と、TFT13と、走査線11と、一定電位に保持され
る参照電圧線19とを図のように形成したものと、もう
一つの絶縁性基板10に互いに直交する2組の透明導電
体で帯状の電極15,18を形成したものとで、厚さ数
μmの液晶層を挟んで構成する。但し、全体を上方から
見通したときに画素電極14の領域を占領するように電
極15を配置する。
晶駆動は、NCB構成のAMLCDと同様である。即
ち、電極15に画素に書き込む電位を設定して、走査線
11でアドレスされる画素電極14に順次電圧を印加す
る。ペン入力の駆動は、電極15,18に順次電圧パル
スを印加することにより、上述の静電結合方式の原理に
従ってx,y座標の入力を行う。従って、電極15は、
液晶表示用のデータ用電極としての役割と、ペンの一方
向の座標入力用の電極としての役割の両方を果たしてい
る。
力に利用しているので、ペン入力が液晶表示に影響を与
えないためには、一画像の表示時間を液晶表示時間とペ
ン座標検出時間とに2分割して、前者を後者に比べて十
分長くする必要がある。従って、一フレームに入力でき
るペン座標は一つだけである。
機能を内蔵するアクティブマトリックス液晶ディスプレ
イ装置(AMLCD)では、静電容量結合方式のペン入
力に必要な互いに直交する2組の電極を、AMLCDの
内部に導入するので、表示性能を犠牲にすることなく、
AMLCDにペン入力機能を付加することができる。こ
の互いに直交する2組の電極は、本来のAMLCDの構
成要素の役割を兼ねるので、製作コストを低減する効果
がある。
トリックス液晶ディスプレイ装置の第一の実施例を示す
斜視図である。
トリックス液晶ディスプレイ装置の第三の実施例を示す
斜視図である。
トリックス液晶ディスプレイ装置の第四の実施例を示す
斜視図である。
ス液晶ディスプレイ装置の従来例を示す斜視図である。
す説明図である。
ス液晶ディスプレイ装置の従来例を示す回路図ある。
Claims (6)
- 【請求項1】絶縁性基板上にスイッチング素子と画素電
極と画素にデータを書き込むための走査線とデータ線と
を有するアクティブ素子側基板と、透明導電膜を有する
対向電極側の絶縁性基板とで液晶を挟んで構成するアク
ティブマトリックス液晶ディスプレイ装置において、 前記対向電極側の絶縁性基板上に絶縁膜を介して形成す
る互いに直交する2組の多数の電極群と、 外部から前記電極群のそれぞれの電極の電位を独立に制
御する手段と、 電荷検出手段と、を備える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。 - 【請求項2】前記電極群は、前記対向電極側の絶縁性基
板と前記透明導電膜との間に、遮光性を持つ導電体で形
成された互いに直交する2組の多数の帯状の電極で構成
され、 前記アクティブ素子側基板上の前記画素電極の隙間と前
記スイッチング素子とが占有する領域に対向する場所に
前記帯状の電極を配置することを特徴とする請求項1記
載のアクティブマトリックス液晶ディスプレイ装置。 - 【請求項3】前記電極群は、前記対向電極側の絶縁性基
板上に絶縁膜を介して形成された互いに直交する2組の
多数の帯状の電極で構成され、 前記帯状の電極のうち少なくとも一方の組を透明導電体
で形成して前記画素電極と対向する場所に配置すること
を特徴とする請求項1記載のアクティブマトリックス液
晶ディスプレイ装置。 - 【請求項4】絶縁性基板上にスイッチング素子と画素電
極と画素にデータを書き込むための走査線とデータ線と
を有するアクティブ素子側基板と、透明導電膜を有する
対向電極側の絶縁性基板とで液晶を挟んで構成するアク
ティブマトリックス液晶ディスプレイ装置において、 前記アクティブ素子側基板の絶縁性基板と前記画素電極
との間に絶縁膜を介して形成する多数の電極群と、 外部から前記電極群のそれぞれの電極の電位を独立に制
御する手段と、 電荷検出手段と、を備える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。 - 【請求項5】前記電極群は、前記アクティブ素子側基板
の絶縁性基板と前記画素電極の間に絶縁膜を介して透明
導電体で形成される多数の帯状の電極で構成され、 前記走査線に直交するように前記帯状の電極を配置する
ことを特徴とする請求項4記載のアクティブマトリック
ス液晶ディスプレイ装置。 - 【請求項6】絶縁性基板上にスイッチング素子と画素電
極と走査線と参照電圧を印加する銅線とを形成したアク
ティブ素子側基板と、絶縁性基板上にデータを書き込む
ためのデータ線を有する対向電極側基板とで液晶を挟ん
で構成するnon−crossover bus(NC
B)構成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、 前記対向電極側基板の絶縁性基板と前記データ線との間
に絶縁膜を介して前記データ線に直交する方向に形成し
た多数の帯状の電極と、 外部から前記帯状の電極のそれぞれの電極の電位を独立
に制御する手段と、 電荷検出手段と、を備える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。
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ID=16141719
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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