JPS5831012B2 - 座標検出方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はメモリ機能を有するマ） ＩＪラックス極型薄
膜ＥＬ素子を用いた表示装置の座標検出方式に関するも
のであり、特にライトペンを用いて座標を検出する方式
に対して有効な技術となるものである。

従来のブラウン管（ＣＲＴ）を用いたディスプレイは微
小スポットで走査しているため、フォトダイオード等の
受光素子を用いたライトペンにより発光点上での指示位
置の読み取りを容易に行なうことができ、従って既に表
示されている文字や図形の位置関係を検出することがで
きる。

しかしながら非発光点の検出は容易ではなく、通常一般
にはプログラム制御のもとでライトペンの視野より大き
なトラッキング・クロスを表示し、これをライトペンの
移動とともにその視野の中心を求める如く追従させ、そ
の中心座標を常に得るようにしている。

このため自由度や操作性の面で問題があり、プログラム
作成上の負担も大きくなる。

本発明は上記問題点に鑑みメモリ機能を有する薄膜ＥＬ
表示装置を用いることにより、光書込機能を利用してラ
イトペン指示位置の検出を対象部分の発光の有無にかか
わりなく容易に可能とする新規有用な座標検出方式を提
供することを目的とする。

以下本発明の１実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

本発明の１実施例として使用される薄膜ＥＬ表示装置の
素子構造及び特性について説明すると次の如くである。

即ちガラス基板の一主面上に透明電極を縞状に配置し、
この上に例えばＹ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、ＴｉＯ２、Ａｌ
２Ｏ３等の誘電物質を、更にこの上に例えばＭｎをドー
プしたＺｎＳ等の螢光層を、その上に更にＹ２Ｏ３、Ｓ
ｉ ３ Ｎ４、Ｔｉ０２Ａｌ２Ｏ３等の誘電物質を蒸
着法、スパッタ法等の薄膜技術により各々の層を５００
〜ｚｏｏｏｏＡの厚さに被着して２重絶縁型３層構造と
し、その上更に上記透明電極と直交する方向に縞状の背
面電極を配置してマ） ＩＪラックス電極構造が構成さ
れている。

かかる構造の３層構造薄［ＥＬ表示装置において、透明
電極群のうちの一つと背面電極群のうちの一つを選択し
、適当な交流電圧を印加すると、この両電極が交差して
挾まれた微少面積部分の螢光層が発光する。

これが画面の一絵素に相当し、これの組合せによって、
文字、記号、模様等が表示される。

このような構造の薄膜ＥＬ表示装置は輝度や寿令、安定
性の点で従来の分散型ＥＬ素子に比して優れた特性を有
しているが、この薄［ＥＬ素子は新たな特性として印加
電圧と発光輝度の間にヒステリシス特性を示す。

即ち、電圧振幅Ｖ１ のパルスを印加すると、輝度は低
レベルの輝度Ｂ１ にある。

ここで維持電圧■１は発光閾値電圧をｖｔｈとするとｖ
、＞ｖｔｈである。

維持電圧ｖ１ の連続印加で輝度はＢ１ に維持される
。

次に書込み電圧”２ （Ｖ２ ＞Ｖｌ）を印加すると、
輝度は高レベルの輝度Ｂ３（Ｂ３〉Ｂ１）にまで−挙に
上昇し、以後一定時間内に電圧が維持電圧ｖ１ に再び
戻っても輝度は先の輝度Ｂ１ より大きい輝度Ｂ２ に
落着く。

また維持電圧Ｖ１ の連続印加で輝度はＢ２に維持され
る。

この状態のとき、次に消去電圧ｖ３（Ｖ３〈Ｖｌ）を印
加すると、輝度レベルは急激に減少し、再び維持電圧ｖ
１ まで戻すと前の低レベルの輝度Ｂ１に落着く。

この履歴現象は書き込み電圧の振幅やパルス幅（図示せ
ず）、パルス周波数に応じて任意の小ループをとりうる
ものでメモリー機能を有する表示装置として利用される
。

このように一度書込み電圧、又は消去電圧を与えると、
各絵素は維持パルスによってそれぞれ与えられた階調を
失わずに発光し続けるのが、この薄膜ＥＬ表示装置の他
の表示装置に無い大きな特徴である。

上記の各電圧は組成や膜厚の物理条件や製造条件、印加
波形により大分異なるが、因みにある試作例ではＶｔｈ
＝２００Ｖ、Ｖ１＝２１０Ｖ、Ｖ２＝２１０〜２８０Ｖ
、Ｖ３＝１９０Ｖなる値を得ている。

上記メモリー機能はパルス振幅を変化させることにより
得たものであるが、光を照射することによってもこのメ
モリー機能を生起させることができる。

即ち第１図に示す如く、維持パルスを第１図Ａの如きタ
イミングで薄膜ＥＬ素子に印加し、このタイミングに同
期して第１図Ｂに示す如く光を照射する。

書込みに対しては維持パルス印加時に図中の実線で示す
如き書込光を照射し、消去に対しては維持パルスの休止
期間に図中の破線で示す如き消去光を照射することによ
り、任意に書込み、消去を実行することができる。

この薄［ＥＬ素子の光書込、光消去特性を利用すると第
２図に示す如く薄膜ＥＬ表示装置に対する光照射と光検
出を同一の光フアイバー系で行なうことが可能となる。

第２図に示す光学系は薄膜ＥＬ素子を表示素子として有
する表示パネル１、表示パネル１と接触する座標指示部
２、座標指示部２と連絡され光伝送用系を構成する受光
用ファイバー３と光照射用ファイバー４、光照射用ファ
イバー４の端部に対向配置された光集束用レンズ５とキ
セノン・フラッシュ・ランプ６、受光用ファイバー３の
端部に設けられたフォトダイオード等の受光素子７、受
光素子７からの信号をＴＴＬレベルまで増幅するための
増幅器８及びゲート信号の入力と同期して維持レベルに
よる間合せパルスのみを選択するとともにライトヘン出
力信号を発生するためのゲート回路９より構成されてい
る。

受光用ファイバー３と光照射用ファイバー４は一端側が
集束混合されて座標指示部２と連結され他端側は受光系
と光照射系に分岐されている。

第２図の構成に対する検出手順を第３図のフローチャー
トに基いて以下に説明する。

検出系をスタートさせ第１ステツプＮ１ でライト１ン
を有する座標指示部２は書込点であるか否かを判断する
。

ノー（Ｎｏ）の場合には第２ステツプＮ２で光書込を行
ない第３ステツプＮ３へ移行する。

イエス（ＹＥＳ ）の場合には直ちに第３ステツプＮ３
へ移行する。

第３ステツプＮ３では選択的に維持パルスを印加し、座
標指示部２のアドレスを検出する。

第４のステップＮ４ で検出されたアドレスが光書込を
行なったか否かを判断し、Ｎｏの場合には終了ステップ
へ、ＹＥＳの場合には第５のステップＮ５へ移行する。

第５のステップＮ、では消去を行なうか否かを判断し、
Ｎｏの場合には終了ステップへ、ＹＥＳの場合には第６
のステップＮ６で光書込対応部分を消去した後、終了ス
テップへ移行する。

このフロ−チャートより明らかな如く、既に書込まれて
いる点の座標は、順に絵素を選択して維持レベルの間合
せパルスで表示パルス１上を走査し、ゲート回路９の出
力信号を検出した時点でその時のアドレス・レジスタの
内容を調べれば座標を検出することができる。

消去点の場合には光照射用ファイバー４を通して座標指
示部２に光書込みを行ない、その後書込点の検出手順と
同一のプロセスを経て座標を検出することができる。

選択的に間合せパルスを印加するための回路図を第４図
に、また印加電圧のタイミングチャート図を第５図に示
す。

以下、第４図及び第５図に基いて説明する。

１０は前記薄膜ＥＬ素子であり、ここでは透明電極１１
よりなる列（Ｘ）電極Ｘ１〜Ｘｍと、アルミニウム電極
１２よりなる行（Ｙ）電極Ｙ１〜Ｙｎから成るマトリッ
クス電極のみを示す。

２０はＹ電極へ正の維持電圧ｖｓ１を電源ラインＡより
供給する回路で、維持信号Ｔ１ によって動作するトラ
ンジスタ２１，２２よりなり、各電極Ｙ１〜Ｙｎ とは
各電極に接続したダイオード２３゜２３、・・・・・・
・・・を介して接続する。

３０は維持駆動時に全てのＸ電極をアースに導く回路で
、維持信号Ｔ４によって動作するトランジスタ３１より
なり、各電極Ｘ１〜Ｘｍ とダイオード３２，３２・・
・・・・・・・を介して接続される。

４０は全てのＸ電極へラインＢより正の維持電圧ｖｓ１
を供給する回路で、ラインＣに加えられる維持信号Ｔ３
によって動作するトランジスタ４１．４２よりなり、各
電極Ｘ１〜Ｘｍとはダイオード４３．・・・・・・・・
・を介して接続される。

５０は全てのＹ電極Ｙ１〜Ｙｎをアースに導く回路で、
各電極はダイオード５１．・・・・・・・・・を介して
維持信号Ｔ２によって動作するトランジスタ５２に接続
される。

６０はＹ電極Ｙ１〜Ｙｎを選択するスイッチング回路で
、各電極と電圧Ｖｗｅｒを供給する電源６３の２４７９
間に高耐圧Ｐ型スイッチングトランジスタ６１．・・・
・・・・・・とダイオード６２．・・・・・・・・・が
接続され、上記トランジスタ６１は垂直バイナリアドレ
ス信号によって、動作するデコーダ（図示しない）によ
り選択動作される。

デコーダは高電圧トランジスタにより直接トランジスタ
６１のベースを駆動するよう構成され、或いはオプトア
イソレータ等によりバイナリアドレス信号のレベルシフ
トを行い、５ボルト程度の出力によりトランジスタ６１
のベースを駆動するよう構成される。

上記電源ラインＤには書込み電圧、消去電圧、読出し電
圧を薄膜ＥＬ素子の動作モードに合わせて選択的に出力
し、上記トランジスタ６１の１個を通して選ばれたＹ電
極の１つに上記電圧を印加する。

７０はＸ電極をアースに導ひくスイッチング回路で、各
電極Ｘ１〜Ｘｍに高耐圧Ｎ型トランジスタ１１．・・・
・・・・・・が電極Ｘ１〜Ｘｍとアース間に接続される
。

このトランジスタのベースには、書込み信号ＷＲＩＴＥ
、消去信号ＥＲＡＳＥが水平バイナリアドレス信号によ
って動作するアナログスイッチ（図示しない）を介して
加えられる。

このトランジスタ７１．・・・・・・・・・は書込み、
消去、読出しの時の電極を選択するスイッチング素子と
して作用する。

この駆動回路は次のように動作する。Ｏ維持駆動 第１のタイミングで信号Ｔ１ が回路２０に加えられる
とともに、信号Ｔ４が回路３０に加えられる。

従って、維持電圧Ｖｓ１はトランジスタ２２→ダイオー
ド２３．・・・・・・・・・→Ｙ電極→Ｘ電極→ダイオ
ード３２．・・・・・・・・・トランジスタ３１を介し
て加えられる。

第２のタイミングで信号Ｔ２が回路５０に加えられ、ダ
イオード４４→ダイオード４３．・・・・・・・・・→
Ｘ電極→Ｙ電極→ダイオード５１．・・・・・・・・・
→トランジスタ５２の回路に薄膜ＥＬ素子に残留してい
る電荷を放電させる。

これは残留電荷による薄膜ＥＬ素子のブレークダウンを
防止するためである。

第３のタイミングで信号Ｔ２が回路５０に、また信号Ｔ
３が回路４０に加えられる。

従って、維持電圧ｖｓ１はトランジスタ４２→ダイオー
ド４３、・・・・・・・・・→Ｘ電極→Ｙ電極→ダイオ
ード５１．・・・・・・・・・→トランジスタ５２を介
して加えられる。

このときの維持電圧は薄膜ＥＬ素子に対して逆方向に加
えられる。

第４のタイミングで信号Ｔ４が回路３０に加えられ、ダ
イオード２４→ダイオード２３．・・・・・・・・・→
Ｙ電極→Ｘ電極→ダイオード３２．・・・・・・・・・
→トランジスタ３１→の回路で残留電荷を放電させる。

以上の４つのタイミングを順次繰返して、維持駆動を行
う。

Ｏ書込み、消去、読出し駆動 薄膜ＥＬ素子の駆動モード、例えば書込み、消去、読出
し駆動に合わせて電源６３は書込み電圧Ｖｗ、消去電圧
Ｖｅ、読出し電圧ＶｒをラインＤに出力する。

そして、書込み、消去、或いは読出しを希望する絵素に
接続されたＸ電極及びＹ電極のトランジスタ６Ｌ７１を
電極選択信号により選択的にオンする。

電極選択信号は維持駆動の第４のタイミング終了後で第
１のタイミングの開始前に与えられる。

このため書込み電圧Ｖｗ、消去電圧Ｖｅ或いは読出し電
圧Ｖｒは、ラインＤ→トランジスタ６１→ダイオード６
２→Ｙ電極→Ｘ電極→トランジスタ７１の回路で加えら
れる。

このときの駆動は点順次方式、又は線順次方式により行
われる。

本発明に係る維持電圧レベルでの間合せパルスの走査法
としては次の４種が考えられる。

（１）Ｘ電極、Ｙ電極ともに点順次で走査する。

（２）Ｘ電極、Ｙ電極の一方を点順次、他方を線順次で
走査する。

（３）Ｘ電極、Ｙ電極ともに線順次で走査する。

（４） コード化された２次元パターンを用いて、例
えば第６図に示す１／２分割法やグレイコード（Ｇｒａ
ｙ Ｃｏｄｅ ）を考慮したものにより走査する。

検出に要する時間は（４Ｋ（２１、（３Ｋ（１）であり
、（４）の方法を用いた場合が最も短時間となる。

薄膜ＥＬ表示装置ではＣＲＴのように動作速度を速くす
ることが困難であるため（４）の方法が適している。

受光素子７を初めとする受光系は高感速を要求されるが
、書込用光源であるキセノン・フラッシュランプ６は薄
［ＥＬ素子の８１発光より強力なものが必要であり、両
者は表示パネル１に於ける同一の領域を対象として動作
するので、トラブルを生ずる危惧がある。

しかしながら光書色可能な波長とＥＬ発光スペクトルは
第７図に示す如く全く異なる波長域を有するので、フィ
ルタを設置するかあるいは受光素子７の波長特性を適当
に設定することにより、容易に分離することができる。

尚、第７図に於いて１□は光書色可能な波長、１２は８
１発光の発光スペクトルを示す。

また、光書色と受光器による座標検出とは同時に行なわ
れないため、電気的信号の中で分離することも可能であ
る。

以上詳説した如く、本発明によれば非発光点の座標検出
を容易に行なうことができ、またその構成も比較的簡単
であるためライトペン指示位置の座標検出方式として非
常に有用な技術となる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ、Ｂは薄膜ＥＬ素子に印加される維持パルスと
照射光のタイミングを示す説明図である。 第２図は本発明の１実施例を示す座標検出方式の概略構
成図である。 第３図は第２図に示す座標検出方式の検出手順を示すフ
ローチャート図である。 第４図は薄膜ＥＬ表示装置の１駆動回路図である。 第５図は第４図の動作説明に供する印加パルスのタイミ
ングチャート図である。 第６図は間合せパルスの１／２分割法に基く走査を説明
する説明図である。 第７図は書込光の波長と８１発光の波長を示すスペクト
ル図である。 １・・・・・・表示パネル、２・・・・・・座標指示部
、３・・・・・・受光用ファイバー、４・・・・・・光
照射用ファイバー７・・・・・・受光素子、９・・・・
・・ゲート回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電圧印加によりＥＬ発光を呈する薄膜発光層を具備
   してなる表示パネルの座標検出方式に於いて、前記薄膜
   発光層は光照射に対して光書込み機能及び光消去機能特
   性を有し、 前記表示パネルには局部的光照射用光学系と前記ＥＬ発
   光の受光系が並設された座標指示部が対向配置され、 前記受光系出力により前記座標指示部の対向配置点のＥ
   Ｌ発光の有無を判断し、ＥＬ発光がないときは前記照射
   用光学系を通して光書込みを行ない、該光書込みによる
   ＥＬ発光を前記受光系を介して検知することにより前記
   点の座標を検出するとともに、座標検出後は前記照射用
   光学系を通して前記点の光消去を行なってなることを特
   徴とする座標検出方式。