JPS6025851B2 - 表示素子駆動回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は発光表示素子の駆動回路に関するものである。

テレビジョンやェレベータ等の各種機械・装置において
は、各種の動作罪態を表示するための表示装置が数多〈
用いられている。従釆の表示装置としては、例えば第１
図（ａは正面図、ｂは側面図）に示すごとく、押ボタン
スイッチで、そのボタン頭部が発光するものがある。

すなわち第１図において、ボタン１をスイッチ本体２の
方へ押し込むことによってスイッチがオン又はオフにな
る。そしてこの動作に連動して発光ダイオード３（又は
電球等）が点灯し、その光がボタン１を構成している透
明プラスチック内を通過してボタンーの前面から放射し
、あたかもボタンーの頭部が発光しているように見える
ものである。なお第１図の４は配線用の端子である。上
記のごとき押ボタン式表示装置においては、｛ィ｝構造
が複雑であること、（ｏ｝発光部を大面積にすることが
難しく、かつ装置の奥行が大きくなる、し一パネルに取
付けるには取付け孔が必要であり、同一平面内に多数取
付けにくし、等の欠点がある。上記の欠点を改善した表
示装置として第２図（ａは正面図、ｂは側面図及び回路
図）に示すごとき静電容量変化検出型センサを有した表
示装置がある。すなわち第２図において、表示部を兼ね
たセンサパネル５と接地面との間の容量変化（例えば人
間がセンサパネル５の前面に接触したことによる容量変
化）を検出回路７で検出し、その信号によってスイッチ
ング回路８をオン・オフすることにより、発光ダイオー
ド６（又は電球）を点滅させ、センサパネル５を介して
前方へ光を放射するものである。なお第２図において９
は電源である。上記のごとき静電容量変化検出型の表示
装置は、現在、ェレベータ等に広く用いられているが、
この装置の場合も大面積表示は難しく、また電球等の取
付けが必要なため奥行きも大きくなるので実装上に問題
がある。

本発明は上記のごとき従来技術の欠点を解消し、薄型で
大積表示が可能であり、かつ実装の容易な表示装置を実
現するための表示素子駆動回路を提供することを目的と
する。

本発明の要点は、表示素子兼センサとして薄型表示素子
（ェレクトロルミネッセンス素子、液晶表示素子、ェレ
クトロクロック素子等）を用い該素子の対抗電極（又は
並暦された電極）を容量検出型のセンサとして使用した
場合に生ずる問題点を特殊な駆動回路によって解決した
ことにある。

以下、まず薄型表示素子の電極を直接、センサとして使
用した場合の問題点についてェレクトロルミネッサンス
素子（以下ＥＬ素子と略記する）を例として説明する。
第３図はＥＬ素子駆動回路の一例図である。

第３図において、１ ０は人体力ミＥＬ素子１ ４の電
極とパネルを介して接触したときの静電容量（電極と指
との間の静電容量で数ｐＦ程度）、１１は人体のインピ
ーダンス（５０〜６０ＨＺでは１０のインピーダンスに
比して十分に小さな値である）、１２は人体に誘起され
るハムノィズ、１３はスイッチング素子、１４はＥＬ素
子、１５はＡＣ電源である。第３図の回路は、人体がパ
ネルを介してＥＬ素子１４の電極に接触したときに生ず
るＰ点の電圧変化を検出し（検出回路は図示を省略）、
それによってスイッチング素子１３をオンにすることに
より、ＡＣ電源１５からＥＬ素子１ ４に電源１５′が
流れて発光するものである。しかしＥＬ素子１４は電極
間に誘電体層をサンドイッチ機造したものであり、電極
間の静電容量は１００蛇Ｆ／の程度もある。

これに対して人体がパネルを介して電極に接触したとき
の静電容量（前記の１０）はせし、ぜし、数ｐＦにすぎ
ないので、Ｐ点の電圧変化は非常に小さいものになる。

例えば第４図は第３図の等価回路であり、Ｚｏ，Ｚ３，
Ｚ４はそれぞれ１０，１，１３，１４のインピーダンス
（ただしＺ，３はスイッチング素子１３の電極間容量で
３ｐＦ程度）であり、Ｖ。

は人体のハムノイズである。第４図において、５０ＨＺ
におけるＰ点の電圧ＶＰは、Ｚ，３乙４ＶＰ＝乙３乙４
十（ Ｚ，３十ＺＭ）（乙。

十Ｚ，．）Ｖ。ニ１０ｈＶとなる。したがって検出回路
は１仇ｈＶ程度の検出することを必要となるが、各素子
のバラッキや雑音等を考慮すると、ＩＱｈＶ程度の極小
レベルの変化を検知することは困難であり、実用化出来
なかった。

本発明は、駆動電源側にインピーダンス素子を挿入して
回路のインピーダンスを高くし、人体が接触したときの
インピーダンス変化を検出できるように構成することに
より、上記の問題を解決したものである。以下、図面に
基づいて詳細に説明する。第５図は本発明に用いるＥＬ
素子の一例の正面図、第６図は第５図のＡ−Ａ′断面図
である。

第５図及び第６図において、まず透明なガラス基板１６
（例えば４０×４仇岬）の片面にｌｎ２０３ネサ膿（例
えば膜厚２０００Ａ、シート抵抗１５００／仇）を形成
し、次にエッチングによって所定のパタンを残してネサ
膜を取除くことにより電極１７を形成する。次にヱレク
トロルミネッサンス用蛍光体印刷用ペーストを用いてス
クリーン印刷することにより、表示層１８を形成する。
なお表示層１８の濃厚は、１０ｒｍ以下になると絶縁耐
圧が不足し、４０山ｍ以上になると十分な発光を得るの
に高電圧を要するので、１０〜４０仏ｍ程度にすること
が望ましい。次にアルミニウム蒸着により対向電極１９
を形成する。

上記の素子は電極１７，１９間に交流又は方形波電界を
印加することによって発光する。次に第７図は本発明の
一実施例図である。

第７図において、２０はＥＬ素子、２１はＥＬ素子２０
と並列に接続された放電用の抵抗（駆動電源が交流電源
の場合は不要）、２はＥＬ素子２０の電極（Ａ点）にパ
ネルを介して人体が接触したときの静電容量（電極と指
との間の静電容量）２３は駆動用の直流電源、２４はチ
ョークコイル、２５はトランジスタ等のスイッチング素
子、２６は高周波（例えば９ＭＨＺ）の発振器、２７は
可変抵抗、２８は差動増幅器、２９はフリツプフロツプ
回路、３０はタイマ回路、３１は低周波（例えば５００
日２）の発振器、２は制御入力端子である。

上記の回路において、チョークコイル２４を挿入したた
め、高周波における駆動用電源側のインピーダンスは非
常に高くなっている。またスイッチング素子２５がオフ
の場合には、スイッチング素子側のインピーダンスも非
常に高くなっている。したがってＥＬ素子２０の電極（
Ａ点）に人体が接触すると、そのときに生ずる静電容量
２２の値が数ｐＦ程度と小さくても、Ａ点のインピーダ
ンスは大きく変化する。このインピーダンスの変化を検
出することによってセンサを構成することが出来る。す
なわち、発振器２６の高周波信号を可変抵抗２７を介し
て差動増幅器２８の二つの入力端子に与え、かつ一方の
入力端子を上記のＡ点に接続しておく。

この状態で可変抵抗２７を調節して平衡（差動増幅器２
８の出力を０にする）をとっておく。
‐次に人体がＡ点に接触すると、Ａ点のインピーダンス
が大きく変化するため平衡が破れ、差動増幅器２８は出
力を送出する。

この出力でフリップフロツプ回路２９をトリガし、フリ
ップフロップ回路２９のＱ出力で発振器３１を動作させ
、５００日２程度の低周波信号を制御入力端子３２に与
えてスイッチング素子２５を開閉させれば、ＥＬ素子２
０が点灯する。

スイッチング素子２５が開閉している間は、その開閉に
応じてＡ点のインピーダンスが大幅に変動し、差動増幅
器２８は常時出力を送出する。

そのため一旦ＥＬ素子２０が点灯すると、そのまま点灯
を継続するので、消灯させる手段を別個に設ける必要が
ある。すなわち、フリップフロツプ回路２９のＱ出力で
トリガされるタイマ回路３０設け、一定時間後に出力れ
るタイマ回路３０の信号によってフリツプフロツプ回路
２９をリセットするように構成している。したがって第
７図の回路の動作モード‘ま、指を触れるとＥＬ素子が
点灯し、タイマ回路で定まる一定時間後に消灯するもの
となる。次に、第８図は本発明の他の実施例図であり、
各種の動作モードり得る回路を示す。

図において第７図と同符号は同一物を示す。第８図の回
路は、差動増幅器２８の出力端にスイッチング素子２５
と逆位相で開閉するスイッチング素子３３設けたのであ
る。

したがって出力端子３４には、スイッチング素子２５が
オフのときにのみ差動増幅器２８の出力が現れるので、
ＥＬ素子２０の点灯中、すなわちスイッチング素子２５
が５００ＨＺで開閉しているときでも、人体がＡ点に触
れたときにのみに出力が得られることになる。この世力
端子３４の信号を、例えばフリツプフロップ回路等を用
いた処理回路３５に与え、表示素子の動作モードに応じ
た処理を行なう。

そして処理回路３５の出力に応じて発振器３１を動作さ
せ、その発振出力でスイッチング素子２５と３３を相互
に逆位相で開閉させれば、任意の勤作モ−ドでＥＬ素子
２０を点滅させることが出来る。上記の動作モードとし
ては、例えば、…指を触れている間のみ点灯し、指をは
なすと消灯するもの、【ｏ’指を触れると点灯し、一定
時間後に消灯するもの、し一指を触れると点灯し、指を
はなしても点灯を続け、再び指を触れると消灯するもの
、等が考えられるが、そのような機能をもった処理回路
３５は、いずれもフリップフロップ回路とタイマ回路等
の公知の回路を組合せることによって容易に実現するこ
とが出来る。なお上記の説明においては、表示素子とし
てＥＬ素子を用いた場合を例示したが、液晶素子、ェレ
クトクロミック素子等を用いた場合も同様に本発明を適
用することが出来る。

以上説明したごとく発明によれば、薄型表示素子の電極
をセンサとして用いることが可能となるので、非常に薄
型になり、かつ取付けが容易になる等、実装性が向上し
、しかもセンサ全面が発光体となるので大面積のものを
容易に実現できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

１図及び第２図はそれぞれ従来装置の一例図、第３図は
ＥＬ素子駆動回路の一例図、第４図は第３図の等価回路
図、第５図は本発明に用いる薄形表示素子の一例の正面
図、６図は第５図のＡ−Ａ′断面図、第７図及び第８図
はそれぞれ本発明の一実施例図である。 符号の説明、１・・・・・・ボタン、２・・・・・・ス
イッチ本体、３・・・・・・発光ダイオード、４・・・
端子、５・・・・・・センサパネル、６…・・・発光ダ
イオード、７・・・検出回路、８・・・・・・スイッチ
ング回路、９・・・・・・電源、１０・・・・・・接触
時の静電容量、１１・・・・・・人体の静電客量、１２
……ハムノズル、１３……スイッチング素子、１４・・
・・・・ＥＬ素子、１５・・・・・・ＡＣ電源、１５′
・・・・・・電流、１６・・・・・・ガラス基板、１７
・・・・・・電極、１８・・・・・・表示層、１９・・
・・・・対向電極、２０・・・・・・ＥＬ素子、２１・
・…・抵抗、２２・・・…接触時の静電容量、２３・・
・・・・直流電源、２４・・・・・・チョークコイル、
２５・・・・・・スイッチング素子、２６・・・・・・
発振器、２７・・・・・・可変抵抗、２８……差動増幅
器、２９……フリツブフロツプ回路、３０・・・・・・
タイマ回路、３１・・・・・・発振器、３２・・・・・
・制御入力端子、３３・・・・・・スイッチング素子、
３４・・・・・・出力端子、３５・・…・処理回路。 才ｌ図 才２図 才３図 才４図 矛５図 才６図 オフ図 才８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 駆動用電源、インダクタンス素子、薄型表示素子及
   び第１のスイツチング素子を直列に接続してなるループ
   回路と、人体が上記薄型表示素子の電極に接近又は接触
   したときにおける上記ループ回路のインピーダンス変化
   を検出する検出回路と、該検出回路の出力に応じて所定
   の動作モードで上記第１のスイツチング素子を開閉制御
   する回路とを具備することを特徴とする表示素子駆動回
   路。 ２ 上記検出回路は、発振器と、該発振器出力を二つの
   入力端子に入力し、かつ一方の入力端子に上記ループ回
   路のインピーダンス検出点に接続された差動増幅器と、
   該差動増幅器の出力端に接続され、かつ上記第１のスイ
   ツチング素子と逆位相で開閉する第２のスイツチング素
   子からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の表示素子駆動回路。