KR100437739B1 - 입력장치 및 입출력장치 - Google Patents

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Abstract

센스라인, 출력전압이 인가되는 CS 라인, 일단자측이 센스라인과 접속되고 타단자측이 CS 라인과 접속되고 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되는 TFT, TFT의 제어단자에 일단자가 접속된 포토센서, 및 포토센서에 병렬로 접속되고 상기 제어단자측과는 반대측의 단자에 유지전압이 공급되는 유지용량(holding capacitance)을 구비하고, CS 라인의 전압을 TFT를 통해, 검출신호로서 센스라인에 출력한다.

Description

입력장치 및 입출력장치{INPUT DEVICE AND INPUT AND OUTPUT DEVICE}
본 발명은, 예컨대 발광소자를 구비한 입력 펜에 의해 입력이 행하여지는 입력장치 및 입출력장치에 관한 것이다.
종래, 예컨대 발광소자를 구비한 입력 펜에 의해 입력이 행하여지는 입출력장치가, 예컨대 휴대형장치로서 여러 종류 개발되어 있다. 이들 입출력장치에서는, 포토다이오드를 구비한 다수의 센서부가 패널의 일면에 병설되고, 상기 입력 펜으로부터의 광을 수신한 포토다이오드의 기전력 또는 저항 변화에 의해서 입력이 행하여진다. 이러한 입출력장치의 구성에 관해서는, 예컨대,
① 일본국 공개특허공보 『58-66142호(공개일 1983년 4월20일)』
② 「아모르퍼스 실리콘 2차원 이미지 센서와 그 응용」(텔레비전학회 기술보고, ITE Technical Report Vol.17 No.16 pp25-30) (발표일 1993년 3월4일)
③ 「a-Si 포토트랜지스터를 사용한 밀착형 이차원 이미지 센서」(텔레비전학회 기술보고, ITE Technical Report Vol.17 No.16 pp19-24) (발표일 1993년 3월4일)
④ 일본국 공개특허공보 『95-322005호(공개일 1995년 12월8일)』
⑤ 일본국 공개특허공보 『92-302593호(공개일 1992년 10월26일)』
의 각 문헌에 상세하게 개시되어 있다.
상기 문헌 중, 종래 문헌 ①∼④에 개시된 입출력장치에서는, 모두 상기 포토다이오드로부터의 출력전압이 출력선에 취출(取出)되도록 되어 있다. 그에 대한 구성을, 예컨대 종래 문헌 ④에 기재된 구성에 의해 구체적으로 설명한다.
종래 문헌 ④에 기재된 입출력장치에서는, 도16에 도시된 바와 같이, 소스라인(101)과 게이트라인(102)이 매트릭스 형태로 제공되고, 또, 게이트라인(102)과 평행하게, 그라운드선(103) 및 입출력절환선(104)이 제공되어 있다. 소스라인(101)과 게이트라인(102)과의 각 교차부 부근에 형성되는 화소에는, TFT(105∼107), 포토다이오드(108), 보조용량(auxiliary capacitance)(109) 및 액정(110)이 제공되어 있다.
TFT(105)의 게이트단자는 게이트라인(102)과 접속되고, TFT(106)의 게이트단자는 TFT(105)를 통해 소스라인(101)과 접속되고, TFT(107)의 게이트단자는 입출력절환선(104)과 접속되어 있다. 포토다이오드(108)의 애노드는 그라운드선(103)과 접속되고, 캐소드는 TFT(107) 및 TFT(105)를 통해 소스라인(101)과 접속됨과 동시에, TFT(107)를 통해 TFT(106)의 게이트단자와 접속되어 있다. 또한, 보조용량 (109)의 일단자는 그라운드선(103)과 접속되고, 타단자는, TFT(105)를 통해 소스라인(101)과 접속되고, TFT(107)를 통해 포토다이오드(108)와 접속되고, 또 TFT(106)의 게이트단자와 접속되어 있다.
이 입출력장치에서는, 센서로서 동작하는 경우, 입출력절환선(104)으로부터의 신호에 의해 TFT(107)가 상시 ON으로 되고, 포토다이오드(108)에 의해 발생되는 광전류가 보조용량(109)에 축적되고, 보조용량(109)의 전압이 상승한다. 이 상태에 있어서, 게이트라인(102)이 주사되고, 그 전위가 High가 되면, TFT(105)가 ON으로 되고, 보조용량(109)의 전압, 즉 포토다이오드(108)의 검출신호가 TFT(105)를 통해 소스라인(101)에 출력된다.
또한, 디스플레이로서 동작하는 경우에는, 입출력절환선(104)으로부터의 신호에 의해 TFT(107)가 상시 OFF로 되어, 화소의 표시가 포토다이오드(108)의 영향을 받지 않도록 한다. 이 상태에 있어서, 게이트라인(102)이 주사되고, 그 전위가High가 되면, TFT(105)가 ON으로 되고, 소스라인(101)의 신호가 보조용량(109)에 의해 유지되고, 그 전위에 의해 TFT(106)가 ON이 되면, 교류전원으로부터의 전압공급을 수신하여 액정(110)의 표시가 행하여진다.
상기 종래의 구성에서는, 포토다이오드(108)의 출력을 검출신호로서 독출하고 있기 때문에, 입출력장치에서의 입력의 검출에 있어서 높은 감도를 얻기 위해서는, 포토다이오드(108)에 높은 광감도가 요구된다. 이 때문에, 고감도의 입력검출을 행하기 어렵고, 또한, 고감도의 입출력장치를 구성하는 것도 곤란하게 되고 있다.
또한, 포토다이오드(108)의 출력레벨 자체는 작은 것이기 때문에, 그 출력신호를 입출력장치의 검출신호로서 출력하기 위해서는, 증폭기 등이 필요해진다. 이 때문에, 주변장치의 구성이 복잡해진다. 그 결과, 장치의 소형화, 예컨대 상기 증폭기를 포함하는 드라이버부와 센서부를 포함하는 입출력패널의 일체화라고 하는 구성이 곤란하다.
한편, 종래 문헌 ⑤에 기재된 입출력장치는, 도17에 도시된 바와 같이, 데이터배선(소스라인)(121)과 어드레스배선(게이트라인)(122)이 매트릭스 형태로 제공되어 있다. 데이터배선(121)과 어드레스배선(122)과의 각 교차부 부근에 형성되는 화소에는, 트랜지스터(123∼127), 광전검출수단(128), 및 콘덴서(129,130)가 제공되어 있다.
이 입출력장치에서는, 게이트라인(122(n+1))에 High 레벨의 전압이 공급되면, 트랜지스터(123)가 ON으로 되고, 트랜지스터(124)의 게이트단자에 High 레벨의전압이 공급되어, 트랜지스터(124)가 ON으로 된다.
여기서, 광전검출수단(128)에 광이 입사하지 않는 경우에는, 어드레스배선 (122n)에 High 레벨의 전압이 공급되어도 트랜지스터(124)가 ON이기 때문에, 트랜지스터(125)는 여전히 OFF이다. 또한, 트랜지스터(126)는 ON으로 되지만, 트랜지스터(125)가 OFF이기 때문에, 데이터배선(121)에는 전압이 출력되지 않는다.
한편, 광전검출수단(128)에 광이 입사하는 경우에는, 어드레스배선 (122(n+1))으로부터 트랜지스터(124)의 게이트단자에 인가되는 High 레벨의 전압이, 광전검출수단(128)으로부터의 출력에 영향 받아, Low 레벨의 전압으로 되는 방향으로 변화한다. 그 결과, 트랜지스터(124)가 ON으로부터 OFF로 절환된다. 그리고, 어드레스배선(122n)에 High 레벨의 전압이 공급되면, 결절점(131)이 High 레벨에 가까운 전압으로 되기 때문에, 트랜지스터(125)는 OFF로부터 ON으로 절환되고, 결절점(132)은 High 레벨의 전압으로 된다. 또한, 트랜지스터(126)는 ON으로 되기 때문에, 데이터배선(121)에는 High 레벨의 전압이 출력된다.
이러한 종래 문헌 ⑤의 구성에서는, 광전검출수단(128)의 출력이 아니라, 어드레스배선(122)의 High 레벨의 전압을 검출신호로서 데이터배선(121)에 독출하고 있다. 따라서, 데이터배선(121)으로부터 얻어지는 검출신호는, High 레벨로 되고, 입출력장치에는, 상기 검출신호를 증폭하는 증폭기 등을 특히 제공할 필요가 없어, 주변장치의 구성을 간소화할 수 있다.
그러나, 종래 문헌 ⑤의 구성에서는, 데이터배선(121)에 검출신호로서 독출되는 어드레스배선(122)의 High 레벨의 전압은, 예컨대 +15V 라고 하는 대단히 높은 전압이다. 이 때문에, 예컨대 데이터배선(121)의 구동회로에 제공되는 검출신호의 독출회로에는, 고내압이 요구된다.
또한, 종래 문헌 ⑤의 구성에서는, 트랜지스터(124)를 OFF할 때에는, 광전검출수단(128)의 출력을 사용하고, 어드레스배선(122(n+1))으로부터 공급되는 High 레벨의 전압에 저항하여, 결절점(133)(트랜지스터(124)의 게이트단자)의 전압을 Low 레벨로 하고 있다. 따라서, 트랜지스터(124)를 확실히 OFF로 하기 위해서, 광전검출수단(128)에는 높은 광감도가 요구된다. 그 결과, 입출력장치는 실현이 곤란하거나, 또는 실현되더라도 고비용의 것으로 된다고 하는 문제점을 갖고 있다.
본 발명의 목적은, 검출신호의 독출회로의 고내압이나, 포토센서의 고감도가 요구되지 않고, 제조가 용이하고 또한 저비용의 구성의 입력장치 및 입출력장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 입력장치는, 상기 목적을 달성하기 위해서, 출력선, 출력전압이 인가되는 출력전압공급선, 일단자측이 상기 출력선과 접속되고 타단자측이 상기 출력전압공급선과 접속되고 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되는 액티브소자, 상기 액티브소자의 제어단자에 일단자가 접속된 포토센서, 및 상기 포토센서에 병렬로 접속되고 상기 제어단자측과는 반대측의 단자에 유지전압이 공급되는 정전용량(electrostatic capacitance)을 구비하고 있다.
상기 구성에 의하면, 입력장치에 광에 의한 입력이 행하여지면, 포토센서에의해 정전용량의 유지전압이 변화하고, 그 전압에 의해 액티브소자가 도통상태로 된다. 이에 의해, 출력전압공급선에 공급되어 있는 출력전압을, 액티브소자를 통해, 검출신호로서 출력선에 취출하는 것이 가능해진다.
그리고, 출력전압공급선의 전압은 적당한 낮은 전압으로 설정하는 것이 가능하고, 그와 같이 설정함으로써, 출력선으로부터의 검출신호의 독출회로에는 고내압이 요구되지 않는다.
또한, 포토센서는, 그에 의해 발생되는 전압에 의해 정전용량의 유지전압을 변화시켜, 액티브소자의 도통상태(도통/비도통)를 제어할 수 있는 것이면 좋고, 포토센서 자체에는 높은 광감도가 요구되지 않는다. 따라서, 입력장치를 용이하게, 또한 저비용으로 구성 가능하다.
또한, 본 발명의 입출력장치는, 센서부와 전기광학소자에 의해 화상의 표시를 행하는 표시부를 구비하고, 상기 센서부는, 출력선, 출력전압이 인가되는 출력전압공급선, 일단자측이 상기 출력선과 접속되고 타단자측이 상기 출력전압공급선과 접속되고 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되는 액티브소자, 상기 액티브소자의 제어단자에 일단자가 접속된 포토센서, 및 상기 포토센서에 병렬로 접속되고 상기 제어단자측과는 반대측의 단자에 유지전압이 공급되는 정전용량을 갖고 있다.
상기 구성에 의하면, 표시부에서는 전기광학소자에 의해 화상의 표시가 행하여진다. 한편, 센서부에서, 광에 의한 입력이 행하여지면, 포토센서에 의해 정전용량의 유지전압이 변화하고, 그 전압에 의해 액티브소자가 도통상태로 된다. 이에의해, 출력전압공급선에 공급되어 있는 출력전압을, 액티브소자를 통해, 검출신호로서 출력선에 취출하는 것이 가능해진다.
그리고, 출력전압공급선의 전압은 적당한 낮은 전압으로 설정하는 것이 가능하고, 그와 같이 설정함으로써, 출력선으로부터의 검출신호의 독출회로에는 고내압이 요구되지 않는다.
또한, 포토센서는, 그에 의해 발생되는 전압에 의해 정전용량의 유지전압을 변화시켜, 액티브소자의 도통상태(도통/비도통)를 제어할 수 있는 것이면 좋고, 포토센서 자체에는 높은 광감도가 요구되지 않는다. 따라서, 입력장치를 용이하게, 또한 저비용으로 구성 가능하다.
본 발명의 또 다른 목적, 특징 및 뛰어난 점은, 이하에 나타내는 기재에 의해서 충분히 알 것이다. 또한, 본 발명의 이점은, 첨부도면을 참조한 다음 설명에서 명백하게 될 것이다.
도1은, 본 발명의 일 실시예의 입출력장치가 구비하는 센서부 및 표시부의 구성을 도시하는 회로도이다.
도2는, 본 발명의 일 실시예에 있어서의 입출력장치의 전체 구성을 도시하는 개략적인 블록도이다.
도3은, 도2에 도시된 센서·표시패널부에서, 그 거의 전면(全面)에 센서부와 표시부가 쌍을 이루는 센서·표시영역이 형성되어 있는 경우를 도시하는 설명도이다.
도4는, 도2에 도시된 독출회로의 개략 구성을 도시하는 회로도이다.
도5는, 도2에 도시된 프리챠지회로의 개략 구성을 도시하는 회로도이다.
도6은, 도1에 도시된 센서·표시패널부에서의 주요신호의 타이밍챠트이다.
도7은, 도2에 도시된 센서·표시패널부에서, 그 일부 또는 특정영역에만 센서부와 표시부가 쌍을 이루는 센서·표시영역이 형성되고, 나머지의 영역에 표시부가 형성되어 있는 경우를 도시하는 설명도이다.
도8은, 도2에 도시된 센서·표시패널부에서, 행방향 및 열방향에 있어서 센서부와 표시부가 교대로 형성되어 있는 경우를 도시하는 설명도이다.
도9는, 도2에 도시된 센서·표시패널부에서, 센서부와 표시부가 분리되어,상이한 영역에 형성되어 있는 경우를 도시하는 설명도이다.
도10은, 본 발명의 다른 실시예에 있어서의 입출력장치의 전체 구성을 도시하는 개략적인 블록도이다.
도11은, 도10에 도시된 입출력장치가 구비하는 센서부 및 표시부의 구성을 도시하는 회로도이다.
도12는, 도10에 도시된 입출력장치가 구비하는 소스드라이버의 개략 구성을 도시하는 회로도이다.
도13은, 도10에 도시된 입출력장치가 구비하는 프리챠지회로 및 독출회로의 개략 구성을 도시하는 회로도이다.
도14는, 도11에 도시된 센서·표시패널부에서의 주요신호의 타이밍챠트이다.
도15는, 도1 및 도11에 도시된 표시부에서, 전기광학소자로서 액정에 대신하는 유기 EL 소자를 구비한 구성을 도시하는 회로도이다.
도16은, 종래의 입출력장치에 있어서의 센서부 및 표시부의 구성을 도시하는 회로도이다.
도17은, 다른 종래의 입출력장치에 있어서의 센서부 및 표시부의 구성을 도시하는 회로도이다.
〔실시예 1〕
본 발명의 실시예 1을 도1 내지 도9에 기초하여 이하에 설명한다.
본 실시예의 입출력장치(입력장치)(1)는, 도2에 도시된 바와 같이, 중앙부에 센서·표시패널부(11)를 가짐과 동시에, 그 주위에 소스드라이버(신호선구동회로) (12), 게이트드라이버(주사선구동회로)(13,14) 및 프리챠지회로(15)를 가지며, 또 외부회로접속부(16)를 갖고 있다. 이 입출력장치(1)는 예컨대 패널형태로 되어있다. 또, 동도면에 도시된, 입출력장치(1)에서는, 센서·표시패널부(11)의 양측으로분리하여 게이트드라이버(13,14)를 구비한 구성으로 하고 있지만, 이들 게이트드라이버(13,14)는, 센서·표시패널부(11)의 편측에만 제공된 단일의 것이어도 좋다.
상기 센서·표시패널부(11)는, 도1에 도시된 회로구성을 갖고 있다. 또, 동도면에서는, 한 쌍을 이루는 센서부(41)와 표시부(42)를 갖는 1개의 센서·표시영역(43)의 구성만을 도시하고 있다. 도1에 도시된 바와 같이, 센서·표시패널부(11)에서는, 복수의 게이트라인(주사선)(21)과 복수의 소스라인(23)이 매트릭스 형태로 제공되고, 각 소스라인(23)에 대응하여 센스라인(출력선)(22)이 동일 방향으로 제공되어 있다. 또한, 각 게이트라인(21)에 대응하여 CS 라인(출력전압공급선, 유지용량용 전압공급선)(24)이 동일 방향으로 제공되어 있다.
각 게이트라인(21)과 각 센스라인(22)과의 교차부 부근에는, 센서부(41)가 형성되고, 각 게이트라인(21)과 각 소스라인(23)과의 교차부 부근에는 표시부(42)가 형성되어 있다. 이들 센서부(41) 및 표시부(42)는, 센서·표시패널부(11)에 있어서, 예컨대 도3에 도시된 바와 같이, 인접한 게이트라인(21)끼리 및 인접한 센스라인(22)과 소스라인(23)에 의해 둘러싸이는 각 센서·표시영역(43)에 한 쌍을 이루며 형성되어 있다.
각 센서부(41)는, TFT(Thin Film Transistor, 제2 액티브소자)(25), TFT(제1 액티브소자)(26), TFT(제3 액티브소자)(27), 유지용량(정전용량)(28) 및 포토센서 (29)를 갖는다. TFT(25)는 센서부(41)의 선택용이고, TFT(26)는 유지용량(28)에서의 전압유지제어용이고, TFT(27)는 유지용량(28)의 리세트용이다. 유지용량(28)은, 정전용량으로서의 분명한 구조를 갖는 것뿐만 아니라, 기생용량이어도 좋다. 포토센서(29)는 예컨대 포토다이오드로 이루어지며, 그 밖의 광전변환소자이어도 좋다.
또한, 표시부(42)는, TFT(제4 액티브소자), 보조용량(31) 및 액정(32)을 갖는다. TFT(30)는 표시화소선택용의 것이다. 보조용량(31)은, 상기 유지용량(28)과 마찬가지로, 정전용량으로서의 분명한 구조를 갖는 것뿐만 아니라, 기생용량이어도 좋다.
상기 게이트라인(21)은 게이트드라이버(13,14)의 어느 일방과 접속되고, 센스라인(22)은 소스드라이버(12)에 제공된 독출회로(17)와 접속되고, 소스라인(23)은 소스드라이버(12)와 접속되어 있다. CS 라인(24)은, 센서부(41)에 있어서는 출력전압공급선으로서 기능하고, 표시부(42)에 있어서는 보조용량(31)으로의 소정 전압의 공급선으로서 기능한다. CS 라인(24)으로의 전압공급은, 상기 외부회로 접속부(16)를 통해 외부회로로부터 행하여지거나, 또는 외부회로로부터 공급되는 전압에 기초하여, 예컨대 게이트드라이버(13,14)내에 제공된 회로에 의해 작성된다.
센서부(41)에 있어서, TFT(25)는, 게이트단자가 게이트라인(21)(21n)과 접속되고, 드레인단자가 센스라인(22)(22n)과 접속되고, 소스단자가 TFT(26)의 드레인단자와 접속되어 있다. TFT(26)는, 게이트단자가 유지용량(28) 및 포토센서(29)의 일단자와 접속되고, 소스단자가 CS 라인(24)과 접속되어 있다. 유지용량(28)과 포토센서(29)는 병렬로 접속되고, 타단자가 CS 라인(24)과 접속되어 있다. TFT(27)는, 게이트단자가 다음 단의 게이트라인(21)(21(n+1))과 접속되고, 드레인단자가 유지용량(28) 및 포토센서(29)의 일단자와 접속되고, 소스단자가 게이트라인(21) (21n)과 접속되어 있다. 여기서, 유지용량(28) 및 포토센서(29)의 일단자와 TFT(26) 및 TFT(27)와의 접속점을 접속점(33)으로 한다.
표시부(42)에 있어서, TFT(30)는, 게이트단자가 게이트라인(21)(21n)과 접속되고, 드레인단자가 보조용량(31) 및 액정(32)의 일단자와 접속되고, 소스단자가 소스라인(23)(23n)과 접속되어 있다. 보조용량(31)은 타단자가 CS 라인(24)과 접속되고, 액정(32)은 타단자가 공통전극(도시 안됨)과 접속되어 있다. 따라서, 표시부 (42)는 통상의 액정표시패널에 있어서의 1화소와 동일한 구성을 갖는다.
상기한 바와 같이, 입출력장치(1)에서는, 센서부(41)와 표시부(42)에 있어서, 동일한 CS 라인(24)을 사용하여, CS 라인(24)을 공용하고 있다. 즉, 표시부 (42)의 CS 라인(24)은 센서부(41)의 전원라인(출력전압공급선)을 겸하고 있다.
소스드라이버(12)에 제공된 독출회로(17)는, 도4에 도시된 바와 같이, 센스라인(22)의 일단부가 접속된 출력라인(51), 센스라인(22)에 제공된 버퍼(52), 센스라인(22)에 있어서 버퍼(52)와 출력라인(51)과의 사이에 제공된 ON/OFF용의 스위치 (53), 및 스위치(53)의 ON/OFF를 제어하기 위한 제어라인(54)을 구비하고 있다.
또한, 동도면에 도시된 소스드라이버(12) 부분에 있어서, 소스라인(23)은 데이터신호라인(55)과 접속되고, 소스라인(23)에는 ON/OFF용의 스위치(56)가 제공되어 있다. 이 스위치(56)에는 상기 제어라인(54)이 접속되어 있다. 제어라인(54)에는 시프트 레지스터(SR)(도시 안됨)로부터 샘플링펄스(Csmp)가 공급된다. 따라서, 스위치(53,56)는 상기 샘플링펄스에 기초한 동일한 타이밍에서, 동일한 ON/OFF 동작을 행한다. 이들 스위치(53,56)의 ON 동작에 의해, 센스라인(22)에 취출된 센서부(41)로부터의 검출신호가 출력라인(51)에 출력되고, 또한 데이터신호라인(55)의데이터신호(Vvideo)가 소스라인(23)에 출력된다.
도2에 도시된 프리챠지회로(15)는, 도5에 도시된 바와 같이, 리세트라인 (61), 프리챠지라인(62) 및 제어신호라인(63)을 가지며, 또한 센스라인(22)에 제공된 ON/OFF용의 스위치(64), 소스라인(23)에 제공된 ON/OFF용의 스위치(65)를 갖는다. 리세트라인(61)은 센스라인(22)과 접속되고, 프리챠지라인(62)은 소스라인(23)과 접속되어 있다. 또한, 상기 스위치(64,65)는 제어신호라인(63)으로부터의 동일한 제어신호(Cct)에 의해, 동일한 타이밍에서 ON/OFF 된다. 이 프리챠지회로(15)는, 소위 점순차 처리의 전에 프리챠지를 행하는 것이며, 이 처리에서는, 프리챠지라인(62)에 일단 유지된 프리챠지 데이터신호(Vpc)가, 스위치(65)의 ON 동작에 따라 소스라인(23)으로 일제히 출력된다. 또한, 센스라인(22)은, 스위치(64)의 ON 동작에 따라, 리세트라인(61)으로부터의 리세트신호(Vreset)에 의해 리세트된다.
상기 구성에 있어서, 입출력장치(1)에서는, 시프트 레지스터(SR)로부터 스위치(53,56)로 출력되는 샘플링펄스(Csmp), 게이트드라이버(13,14)로부터 게이트라인 (21)(21n,21(n+1))으로 출력되는 주사신호(VGn,VG(n+1)), 제어신호라인(63)으로부터 스위치(64,65)로 출력되는 제어신호(Cct)의 타이밍이, 도6에 도시된 바와 같이 되어 있다. 이하, 입출력장치(1)의 각 동작에 관해 설명한다.
(유지용량(28)의 리세트동작)
각 게이트라인(21)은 게이트드라이버(13,14)에 의해 선순차로 주사된다. 이 때, TFT ON 전압펄스가 각 게이트라인(21)에 순차 입력된다. 게이트라인(21(n+1))에 TFT ON 전압펄스가 입력되면, 센서부(41)에 있어서의 리세트용의 TFT(27)는 ON으로 된다. 이 때, 게이트라인(21n)에는 TFT OFF 전압펄스가 입력되어 있고, 유지용량(28)에는 TFT OFF 전압이 초기전압으로서 기입된다.
(센서부(41)에서의 검출동작)
CS 라인(24)의 전압(VCn)은 TFT ON 전압 이상으로 설정되어 있다. 또한, 유지용량(28)에 있어서의 검출신호의 유지기간은, 검출신호가 유지용량(28)에 유지되고 나서, 상기 리세트동작에 있어서 TFT ON 전압펄스에 의해 게이트라인(21(n+1))이 주사되기까지의 기간이다.
상기 유지기간에 포토센서(29)에 광이 입사되면, 포토센서(29)에 의해 유지용량(28)의 유지전압이 변화한다. 이 경우, 포토센서(29)의 저항치는 광조사량에 따라 변화하기 때문에, 접속점(33)의 전압은, 이미 초기전압으로서 유지용량(28)에 기입되어 있는 TFT OFF 전압으로부터 CS 라인(24n)의 전압(VCn)까지의 범위에서 변화한다. 따라서, 입출력장치(1)에서는, CS 라인(24n)의 전압(VCn)을 적당히 변화시킴으로써, 광조사량에 대한 입출력장치(1)의 감도를 조정할 수 있다.
또, 인접한 CS 라인(24)(CS 라인 24n, CS 라인 24(n+1))을 단계적으로 상이한 전압으로 설정하는 것, 또는 상기 유지기간마다 CS 라인(24)의 전압을 변화시킴으로써, 입출력장치(1)의 검출신호를 다계조화하는 것도 가능하다.
(센서부(41)에서의 독출동작)
게이트드라이버(13,14)에 의한 선순차 주사에 의해, TFT ON 전압펄스가 게이트라인(21n)에 입력되면, 선택용의 TFT(25)가 ON으로 된다. 이 때, 광조사된 센서부(41)에서는 접속점(33)의 전압이 TFT ON 전압으로 되어 있기 때문에, TFT(26)가ON 상태로 된다. 이에 의해, 센스라인(22n)이 CS 라인(24n)과 도통하고, 센스라인 (22n)에 CS 라인(24n)의 전압이 기입된다.
상기 유지용량(28)의 리세트동작으로부터 센서부(41)에서의 독출동작까지의 동작은, 표시부(42)(표시용 화소)로의 기입동작과 병행하여 행하여진다.
(센스라인(22)에 대한 리세트동작)
도5에 도시된 프리챠지회로(15)에 있어서, 선순차 주사시의 게이트드라이버 (13,14)로부터의 TFT ON 전압펄스의 출력 전에, 제어신호라인(63)에 제어신호(Cct)가 입력되고, 소스라인(23n)의 프리챠지와 동시에, 센스라인(22n)의 리세트가 행하여진다. 이 때의 리세트전압(Vreset)은 TFT OFF 전압이다.
(센스라인(22)으로부터의 독출동작)
도4에 도시된 독출회로(17)에 있어서, 센스라인(22) 및 소스라인(23)은, 제어라인(54)을 통한 시프트 레지스터(SR)로부터의 샘플링펄스(Csmp)에 의해 선순차로 주사된다. 이에 의해, 출력라인(51)에는 센스라인(22)의 전압, 즉 센서부(41)에서의 검출신호가 순차 출력되고, 소스라인(23)에는 데이터신호라인(55)의 전압이 순차 출력된다.
상기 센스라인(22)에 대한 리세트동작 및 센스라인(22)으로부터의 독출동작은, 소스라인(23)으로의 데이터신호의 출력동작과 병행하여 행하여진다. 이상의 동작을 반복함으로써, 표시부(42)에서의 표시, 즉 화면의 표시와, 센서부(41)에서의 광입력의 검출이 동시에 행하여진다.
이상과 같이, 입출력장치(1)에서는, 검출신호로서 CS 라인(24)의 전압을TFT(26) 및 TFT(25)를 통해 센스라인(22)에 출력하고 있고, 이 CS 라인(24)의 전압은 예컨대 5V 라고 하는 낮은 전압으로 적절하게 설정 가능하다. 포토센서(29)의 감도가 부족한 경우라도, 접속점(33)의 전압이, 예컨대 5V로 되도록 CS 라인(24)의 전압을 높게 하면 좋다. 따라서, 검출신호의 독출회로(17)에는, 고내압이 요구되지 않고, 독출회로(17)를 용이하게, 또한 저비용으로 구성 가능하다.
또한, 입출력장치(1)에서는, 포토센서(29)의 저항치가 광조사량에 따라 변화하고, 그 저항치의 변화에 따라, 유지용량(28)의 유지전압이 게이트라인(21)의 Low 레벨의 전압으로부터 CS 라인(24)의 전압(VCn)까지 변화한다. 그리고, 유지용량 (28)에 유지된 전압에 의해, 전압유지제어용의 TFT(26)를 ON/OFF 시키고 있다. 따라서, 포토센서(29)는, CS 라인(24)의 전압을 TFT(26)의 ON 전압보다 높은 전압으로 설정한 상태에 있어서, 그 양단의 전압변화에 의해 TFT(26)를 ON/OFF 시킬 수 있는 것이면 좋고, 높은 광감도가 요구되지 않는다. 즉, TFT(26)에서의 스위칭의 ON 전압과 OFF 전압과의 비에 따라 장치의 광감도를 증감시킬 수 있기 때문에, 포토센서(29) 자체에 높은 광감도를 필요로 하지 않는다. 그 결과, 입출력장치(1)는 용이하게 구성가능하고, 또한 저비용의 구성으로 할 수 있다.
또한, 도17에 도시된 전술한 종래 문헌 ⑤의 구성에서는, 어드레스배선(122)으로부터의 High 레벨의 전압이 데이터배선(121)으로 독출될 때, 데이터배선(121)으로 독출된 High 레벨의 전압이 화소에 기입되기 때문에, 독출모드와 표시모드를 절환하여 사용하지 않으면 안된다고 하는 문제가 있었다. 이에 대하여, 입출력장치 (1)에서는, 표시부(42)에서의 표시와 센서부(41)에서의 광입력의 검출을 병행하여행할 수 있는, 편리성이 높은 구성으로 되어있다.
또한, 입출력장치(1)에서는, 표시부(42)의 CS 라인(24)이 센서부(41)의 전원라인을 겸하고 있기 때문에, 센서·표시패널부(11)에 있어서의 전극배선수를 감소시킬 수 있어, 구성의 간소화와 개구율의 향상이 가능해지고 있다.
또한, 입출력장치(1)에서는, 도1에 도시된 바와 같이, 센서부(41)와 표시부 (42)에 있어서 게이트라인(21)을 공용하고 있기 때문에, 센서·표시패널부 (11)에 있어서의 전극배선수를 감소시킬 수 있어, 이에 의해서도 구성의 간소화와 개구율의 향상이 가능해지고 있다.
또, 이상의 설명에 있어서, 센서·표시패널부(11)는, 도3에 도시된 바와 같이, 센서·표시패널부(11)의 거의 전면(全面)에 센서·표시영역(43)이 제공된 구성으로 하고 있다. 이는, 각 화소에 센서·표시영역(43)이 형성되어 있는 경우에 상당한다. 그렇지만, 센서·표시패널부(11)는, 이에 한정되지 않고, 도7에 도시된 바와 같이, 센서·표시패널부(11)의 예컨대 일부 또는 특정한 영역에만 센서·표시영역(43)이 형성되고, 나머지의 영역이 표시부(42)로 되어있는 구성이어도 좋다. 이 구성에서는, 열방향(소스라인(23) 방향)으로 센서·표시영역(43)이 배열되는 영역에서는 열방향으로 센스라인(22)과 소스라인(23)이 제공되고, 열방향으로 표시부 (42)만이 배열되는 영역에서는 열방향으로 소스라인(23)만이 제공되고 있어도 좋다.
또한, 센서·표시패널부(11)는, 도8에 도시된 바와 같이, 행방향 및 열방향으로 배열되는 각 화소에, 행방향 및 열방향에서 센서부(41)와 표시부(42)가 교대로 형성되어 있는 구성이어도 좋다. 이 예는, 센서부(41)가 복수의 화소마다 예컨대 1개의 화소에 형성된 경우를 도시한 것이다. 또한, 동도면에서는, 센서부(41)가 센서·표시패널부(11)의 거의 전 영역에 퍼져 형성되어 있다.
또한, 센서·표시패널부(11)는, 도9에 도시된 바와 같이, 센서부(41)와 표시부(42)가 센서·표시패널부(11)의 상이한 영역에 형성되어 있는 구성이어도 좋다. 동도면에 있어서는, 센서부(41)가 센서·표시패널부(11)의 일부의 영역(1개의 각부 (角部)측의 영역)에만 형성되고, 나머지의 영역에는 표시부(42)가 형성되어 있다. 이 예에 있어서도, 도7의 예의 경우와 마찬가지로, 열방향(소스라인(23) 방향)으로 센서·표시영역(43)이 배열되는 영역에서는 열방향으로 센스라인(22)과 소스라인(23)이 제공되고, 열방향으로 표시부(42)만이 배열되는 영역에서는, 열방향으로 소스라인(23)만이 제공되고 있어도 좋다.
〔실시예 2]
본 발명의 다른 실시예를 도10 내지 도15에 기초하여 이하에 설명한다. 또, 동일한 기능을 갖는 수단에는 동일한 부호를 부기하고, 그 설명을 생략한다.
본 실시예의 입출력장치(입력장치)(2)는, 도10에 도시된 바와 같이, 센서·표시패널부(71), 소스드라이버(데이터신호 공급회로)(72), 게이트드라이버(주사선구동회로)(73,74), 프리챠지회로(75) 및 외부회로 접속부(16)를 갖고 있다. 본 실시예에 있어서, 독출회로(76)는, 소스드라이버(72)가 아니라 프리챠지회로(75)에 구비되어 있다. 또, 게이트드라이버(73,74)는, 전술한 입출력장치(1)의 경우와 마찬가지로, 센서·표시패널부(71)의 편측에만 제공된 단일의 것이어도 좋다. 또한,소스드라이버(72)와 프리챠지회로(75)를 개개로 제공한 구성으로 하고 있지만, 이들이 단일의 드라이버로 이루어지는 구성, 예컨대 소스드라이버(72)가 프리챠지회로(75)를 포함하고 있는 구성으로 하여도 좋다.
상기 센서·표시패널부(71)는, 도11에 도시된 회로구성을 갖고 있다. 또, 동도면에서는, 한 쌍을 이루는 센서부(84)와 표시부(85)의 구성을 도시하고 있다. 도11에 도시된 바와 같이, 센서·표시패널부(71)에서는, 복수의 기입용 게이트라인 (제1 주사선)(81)과 복수의 센스·소스라인(출력선)(83)이 매트릭스 형태로 제공되고, 각 기입용 게이트라인(81)에 대응하여 독출용 게이트라인(제2 주사선)(82)이 동방향으로 제공되어 있다. 또한, 기입용 게이트라인(81) 및 독출용 게이트라인 (82)에 대응하여 CS 라인(24)이 동방향으로 제공되어 있다. 센스·소스라인(83)은, 센스라인과 소스라인을 겸용하는 것이다.
기입용 게이트라인(81) 및 독출용 게이트라인(82)과 센스·소스라인(83)과의 교차부 부근에서, 센스·소스라인(83)에 대한 일방측에는 센서부(84)가 형성되고, 반대측에는 표시부(85)가 형성되어 있다. 이들 센서부(84) 및 표시부(85)는, 센서·표시패널부(71)에 있어서, 전술한 센서부(41) 및 표시부(42)와 마찬가지로, 예컨대 도3, 도7∼도9에 도시된 어느 상태로 배치되어 있어도 좋다.
센서부(84)는, TFT(25∼27), 유지용량(28) 및 포토센서(29)를 갖는다. TFT (25)는 센서부(84)의 선택용이고, TFT(26)는 유지용량(28)에서의 전압유지제어용이고, TFT(27)는 유지용량(28)의 리세트용이다. 표시부(85)는, TFT(30), 보조용량(31) 및 액정(32)을 갖는다. TFT(30)는 표시화소선택용의 것이다.
상기 기입용 게이트라인(81) 및 독출용 게이트라인(82)은 게이트드라이버 (73,74)의 어느 일방과 접속되고, 센스·소스라인(83)은 프리챠지회로(75)에 제공된 독출회로(76) 및 소스드라이버(72)와 접속되어 있다.
센서부(84)에 있어서, TFT(25)는, 게이트단자가 독출용 게이트라인(82)(82n)과 접속되고, 소스단자 또는 드레인단자의 일방이 센스·소스라인(83)(83n)과 접속되고, 타방이 TFT(26)의 드레인단자와 접속되어 있다. TFT(26)는, 게이트단자가 유지용량(28) 및 포토센서(29)의 일단자와 접속되고, 소스단자가 CS 라인(24)(24n)과 접속되어 있다. 유지용량(28)과 포토센서(29)는 병렬로 접속되고, 그들의 타단자가 CS 라인(24)과 접속되어 있다. TFT(27)는, 게이트단자가 다음 기입용 게이트라인 (81)(81(n+1))과 접속되고, 드레인단자가 유지용량(28) 및 포토센서(29)의 일단자와 접속되고, 소스단자가 독출용 게이트라인(82)(82n)과 접속되어 있다. 즉, 기입용 게이트라인(81)은, 표시부(85)에 있어서의 표시화소선택용의 TFT(30)의 게이트라인과 센스·소스라인(83) 방향에서의 전단(前段)의 센서부(84)에 있어서의, 유지용량(28)의 리세트용의 TFT(27)를 위한 게이트라인을 겸하고 있다.
표시부(85)에 있어서, TFT(30)는, 게이트단자가 기입용 게이트라인(81)(81n)과 접속되고, 드레인단자가 보조용량(31) 및 액정(32)의 일단자와 접속되고, 소스단자가 센스·소스라인(83)(83n)과 접속되어 있다. 보조용량(31)은 타단자가 CS 라인(24)과 접속되고, 액정(32)은 타단자가 공통전극(도시 안됨)과 접속되어 있다. 따라서, CS 라인(24)을 표시부(85)와 센서부(84)에서 겸용하고 있는 점은, 입출력장치(1)의 경우와 마찬가지이다.
센스·소스라인(83)의 일단부는, 도12에 도시된 바와 같이, 소스드라이버 (72)에 있어서 데이터신호라인(55)과 접속되고, 센스·소스라인(83)에는 ON/OFF용의 스위치(56)가 제공되어 있다. 이 스위치(56)에는 제어라인(54)이 접속되고, 제어라인(54)에는 시프트 레지스터(SR)로부터 샘플링펄스(Csmp)가 공급된다. 따라서, 스위치(56)는 상기 샘플링펄스에 기초하여 ON/OFF 동작을 행하며, ON 동작한 경우에는, 데이터신호라인(55)의 데이터신호(Vvideo)가 소스라인(83)에 출력된다.
프리챠지회로(75) 및 독출회로(76)는, 도13에 도시된 바와 같이, 프리챠지라인(62), 프리챠지 제어라인(86), 리세트라인(61), 리세트 제어라인(87), 제어신호라인(63) 및 출력라인(51)을 갖고 있다. 프리챠지라인(62)에는 스위치(65)를 통해, 리세트라인(61)에는 스위치(64)를 통해, 출력라인(51)에는 출력메모리용의 스위치 (88), 버퍼(52) 및 스위치(53)를 통해, 각각 센스·소스라인(83)이 접속되어 있다. 또한, 스위치(88)와 버퍼(52)와의 사이에는 메모리용량(90)의 일단자가 접속되어 있다. 그리고, 스위치(65)의 ON/OFF는 프리챠지 제어라인(86)의 제어신호, 즉 프리챠지펄스(Cpc)에 의해, 스위치(64)의 ON/OFF는 리세트 제어라인(87)의 제어신호, 즉 리세트펄스(Crecet)에 의해, 스위치(88)의 ON/OFF는 제어신호라인(63)의 제어신호, 즉 메모리펄스(Cout)에 의해, 스위치(53)의 ON/OFF는 시프트 레지스터(SR)로부터의 샘플링펄스(Csmp)에 의해, 각각 제어된다.
또, 도13의 회로에서, 프리챠지라인(62), 프리챠지 제어라인(86), 리세트라인(61), 리세트 제어라인(87), 스위치(65) 및 스위치(64)가 프리챠지회로(75)측의 구성이고, 제어신호라인(63), 출력라인(51), 스위치(88), 메모리용량(90), 버퍼(52), 스위치(53)가 독출회로(76)측의 구성이다.
또한, 시프트 레지스터(SR)는, 도12에 도시된 스위치(56)의 제어용, 즉 표시부(85)로의 기입용과, 도13에 도시된 스위치(53)의 제어용, 즉 센스·소스라인(83)으로부터의 검출신호의 독출용을 1개로 겸용하는 것도 가능하다.
상기 구성에 있어서, 입출력장치(2)에서는, 시프트 레지스터(SR)로부터 스위치(53,56)로 출력되는 샘플링펄스(Csmp), 게이트드라이버(73,74)로부터 기입용 게이트라인(81)으로 출력되는 주사신호(VGan), 리세트 제어라인(87)으로부터 스위치 (64)로 출력되는 제어신호(Creset), 프리챠지 제어라인(86)으로부터 스위치(65)로 출력되는 제어신호(Cpc), 게이트드라이버(73,74)로부터 독출용 게이트라인(82)으로 출력되는 주사신호(VGbn), 및 제어신호라인(63)으로부터 스위치(88)로 출력되는 제어신호(Cout)의 타이밍은, 도14에 도시된 바와 같이 되어 있다. 이하, 입출력장치 (2)의 각 동작에 관해서 설명한다.
(유지용량(28)의 리세트동작)
각 기입용 게이트라인(81)은 게이트드라이버(73,74)에 의해 선순차로 주사된다. 이 때, TFT ON 전압펄스가 각 기입용 게이트라인(81)에 순차 입력된다. 기입용 게이트라인(81(n+1))에 TFT ON 전압펄스가 입력되면, 센서부(84)에 있어서의 리세트용의 TFT(27)는 ON으로 된다. 이 때, 독출용 게이트라인(82n)에는 TFT OFF 전압펄스가 입력되어 있고, 유지용량(28)에는 TFT OFF 전압이 초기전압으로서 기입된다.
(센서부(84)에서의 검출동작)
CS 라인(24)의 전압(VCn)은 TFT ON 전압 이상으로 설정되어 있다. 또한, 유지용량(28)에 있어서의 검출신호의 유지기간은, 검출신호가 유지용량(28)에 유지되고 나서, 상기 리세트동작에 있어서 TFT ON 전압펄스에 의해 기입용 게이트라인 (81(n+1))이 주사되기까지의 기간이다.
상기 유지기간에 포토센서(29)에 광이 입사되면, 포토센서(29)에 의해 유지용량(28)의 유지전압이 변화한다. 이 경우, 포토센서(29)의 저항치는 광조사량에 따라 변화하기 때문에, 접속점(33)의 전압은, 이미 초기전압으로서 유지용량(28)에 기입되어 있는 TFT OFF 전압으로부터 CS 라인(24n)의 전압(VCn)까지의 범위에서 변화한다. 따라서, 입출력장치(2)에서는, 입출력장치(1)의 경우와 마찬가지로, CS 라인(24n)의 전압(VCn)을 적당히 변화시킴으로써, 광조사량에 대한 입출력장치(2)의 감도를 조정할 수 있다.
또, 입출력장치(1)의 경우와 마찬가지로, 인접한 CS 라인(24)(CS 라인 24n, CS 라인 24(n+1))을 단계적으로 상이한 전압으로 설정하는 것, 또는 상기 유지기간마다 CS 라인(24)의 전압을 변화시킴으로써, 입출력장치(2)의 검출신호를 다계조화하는 것도 가능하다.
(센서부(84)에서의 독출동작)
게이트드라이버(73,74)에 의한 1H의 귀선기간마다의 선순차 주사에 의해, TFT ON 전압펄스가 독출용 게이트라인(82)에 입력되면, 선택용의 TFT(25)가 ON으로 된다. 이 때, 광조사된 센서부(84)에서는 접속점(33)의 전압이 TFT ON 전압으로 되어 있기 때문에, TFT(26)가 ON 상태로 된다. 이에 의해, 센스·소스라인(83)(83n)이 CS 라인(24)(24n)과 도통하고, 센스·소스라인(83)(83n)에 CS 라인(24)(24n)의 전압이 기입된다.
(센스·소스라인(83)에 대한 리세트 및 독출동작)
여기서의 기본동작은, 1H의 귀선기간내에서의 하기 ①→②→③의 동작,
① 센스·소스라인(83)의 리세트
② 센스·소스라인(83)에 출력된 검출신호의 독출회로(76)에서의 기억
③ 센스·소스라인(83)에 출력하는 데이터신호(Vvideo)의 프리챠지
및,
④ 1H의 주사기간중에서의 상기 ②에서 기억된 검출신호의 출력라인(51)으로의 출력동작이다.
① 센스·소스라인(83)의 리세트동작
도13에 도시된 회로에서, 리세트 제어라인(87)으로부터 리세트용의 스위치 (64)로 리세트펄스(Crecet)가 입력되어, 스위치(64)가 ON으로 되고, 센스·소스라인(83)에 리세트전압(Vreset)이 인가된다. 이 때의 리세트전압(Vreset)은, TFT OFF 전압이다.
② 센스·소스라인(83)에 출력된 검출신호의 독출회로(76)에서의 기억동작
도13에 도시된 회로에서, 출력·메모리용의 스위치(88)에, 제어신호라인(63)으로부터 메모리펄스(Cout)가 입력되어 스위치(88)가 ON이 됨과 동시에, 독출용 게이트라인(82)에 TFT ON 전압펄스가 입력된다. 이 때, 광조사에 의해 TFT(26)가 ON 상태로 되어있는 센서부(84)와 접속되어 있는 센스·소스라인(83)의 메모리용량(90)은, TFT(25,26)를 통해 CS 라인(24)과 접속된다. 이에 의해, 상기 메모리용량 (90)에는 센서부(84)에서의 검출신호, 즉 CS 라인(24)의 전압이 기입된다.
③ 센스·소스라인(83)에 출력하는 데이터신호(Vvideo)의 프리챠지동작
도13에 도시된 회로에서, 프리챠지용의 스위치(65)에 프리챠지 제어라인(86)으로부터 프리챠지펄스(Cpc)가 입력되면, 스위치(65)가 ON으로 된다. 이에 의해, 센스·소스라인(83)에 프리챠지라인(62)으로부터 프리챠지전압(Vpc)이 인가된다.
④ 1H의 주사기간중에서의 출력라인(51)으로의 검출신호의 출력동작
도12에 도시된 소스드라이버(72)에서는, 샘플링펄스(Csmp)에 의해, 각 스위치(56), 즉 각 센스·소스라인(83)이 주사된다. 이와 마찬가지로, 도13의 회로에서, 샘플링펄스(Csmp)에 의해 선순차로 각 스위치(53), 즉 각 센스·소스라인(83)이 주사된다. 이에 의해, 소스드라이버(72)에서는, 데이터신호라인(55)의 신호가 각 센스·소스라인(83)에 순차 출력된다. 또한, 독출회로(76)에서는, 각 메모리용량(90)에 유지되어 있던 검출신호가 출력라인(51)에 순차 출력된다. 이와 같이, 출력라인(51)으로의 검출신호의 출력동작은, 표시를 위한 센스·소스라인(83)으로의 데이터신호(Vvideo)의 입력동작과 병행하여 행하여진다.
입출력장치(2)에서는, 이상의 동작을 반복하여 행함으로써, 센서부(84)에서의 검출동작과 표시부(85)에서의 표시동작을 병행하여 행할 수 있다.
또, 입출력장치(2)에 있어서, 독출회로(76)에 고내압이 요구되지 않아, 용이하게 또한 저비용으로 구성 가능한 점, 포토센서(29)에 높은 광감도가 요구되지 않아, 용이하게 구성가능하고, 또한 저비용의 구성으로 할 수 있는 점, 표시부(85)에서의 표시와 센서부(84)에서의 광입력의 검출을 병행하여 행할 수 있어, 편리성이 높은 구성으로 되어있는 점, 및 표시부(85)의 CS 라인(24)이 센서부(84)의 전원라인을 겸하고 있기 때문에 센서·표시패널부(71)에 있어서의 전극배선수를 감소시킬 수 있어, 구성의 간소화와 개구율의 향상이 가능한 점은, 입출력장치(1)의 경우와 마찬가지다.
또한, 입출력장치(2)에서는, 도11에 도시된 바와 같이, 센서부(84)의 센스라인과 표시부(85)의 소스라인을 센스·소스라인(83)에 의해 겸용하고 있기 때문에, 센서·표시패널부(71)에 있어서의 전극배선수를 감소시킬 수 있어, 이에 의해서도 구성의 간소화와 개구율의 향상이 가능해지고 있다.
또한, 이상의 실시예에 있어서, 입출력장치(1,2)는, 표시부(42,85)에 표시용의 전기광학소자로서 액정(32)을 구비한 것으로 하고 있지만, 이에 한정되지 않고, 전기광학소자는 예컨대 유기 EL(Electroluminescence) 소자이어도 좋다. 이 경우, 도1 및 도11에 도시된 표시부(42,85)의 구성은, 도15에 도시된 바와 같이, 액정 (32)에 대신하여, 예컨대 TFT(91) 및 유기 EL 소자(92)를 구비한 것으로 된다.
또한, 이상의 실시예에 있어서는, 본원 발명을 센서부(41,84)와 표시부 (42,85)를 구비한 입출력장치(1,2)로서 설명하고 있지만, 본원 발명은, 표시부 (42,85)를 갖지 않고, 센서부(41,84)만을 갖는 입력장치로서도 적용 가능하다.
본 발명은, 이상과 같이, 예컨대 펜 입력장치로서의 기능을 LCD와 일체화시키기 위한 구조와 구동방법에 관한 것이며, 광입력에 대하여 고감도인 것, 또한 간이(簡易)한 주변회로에 의해 실용 가능함으로써, 주변회로를 패널과 일체로 형성할수 있는 것이다.
이상과 같이, 본 발명의 입력장치는, 출력선, 출력전압이 인가되는 출력전압공급선, 일단자측이 상기 출력선과 접속되고 타단자측이 상기 출력전압공급선과 접속되고 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되는 액티브소자, 상기 액티브소자의 제어단자에 일단자가 접속된 포토센서, 및 상기 포토센서에 병렬로 접속되고 상기 제어단자측과는 반대측의 단자에 유지전압이 공급되는 정전용량을 구비하고 있는 구성이다.
상기 구성에 의하면, 출력전압공급선의 전압은 적당한 낮은 전압으로 설정하는 것이 가능하고, 그와 같이 설정함으로써, 출력선으로부터의 검출신호의 독출회로에는 고내압이 요구되지 않는다.
또한, 포토센서는, 그에 의해 발생되는 전압에 의해 정전용량의 유지전압을 변화시켜, 액티브소자의 도통상태(도통/비도통)를 제어할 수 있는 것이면 좋고, 포토센서 자체에는 높은 광감도가 요구되지 않는다. 따라서, 입력장치를 용이하게, 또한 저비용으로 구성 가능하다.
상기 입력장치는, 복수의 상기 출력선 및 출력전압공급선에 가하여 복수의 주사선이 제공되고, 각 출력선과 각 주사선이 매트릭스 형태로 제공되고, 상기 액티브소자를 제1 액티브소자로 하였을 때, 제1 액티브소자와 상기 출력선 사이에, 일단자가 상기 출력선과 접속되고, 타단자가 제1 액티브소자의 일단자와 접속되고, 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되고,상기 제어단자가 제1 주사선과 접속되어 있는 제2 액티브소자를 구비함과 동시에, 일단자가 제1 주사선과 접속되고, 타단자가 제1 액티브소자의 제어단자와 접속되고, 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되고, 상기 제어단자가 제1 주사선과 인접한 제2 주사선에 접속된 제3 액티브소자를 구비하고 있는 구성으로 하여도 좋다.
상기 구성에 의하면, 각 주사선에 대한 순차 주사시에, 주사신호에 의해 정전용량이 리세트되도록 되어 있기 때문에, 정확한 검출동작이 가능해진다.
상기 입력장치는, 복수의 상기 출력선 및 출력전압공급선에 가하여 복수 쌍의 제1 및 제2 주사선이 제공되고, 각 출력선과 각 쌍의 제1 및 제2 주사선이 매트릭스 형태로 제공되고, 상기 액티브소자를 제1 액티브소자로 하였을 때, 제1 액티브소자와 상기 출력선 사이에, 일단자가 상기 출력선과 접속되고, 타단자가 제1 액티브소자의 일단자와 접속되고, 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되고, 상기 제어단자가 제1 쌍에 있어서의 제2 주사선과 접속되어 있는 제2 액티브소자를 구비함과 동시에, 일단자가 제1 쌍에 있어서의 제2 주사선과 접속되고, 타단자가 제1 액티브소자의 제어단자와 접속되고, 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되고, 상기 제어단자가 제1 쌍에 인접한 제2 쌍에 있어서의 제1 주사선에 접속된 제3 액티브소자를 구비하고 있는 구성으로 하여도 좋다.
상기 구성에 의하면, 각 주사선에 대한 순차 주사시에, 주사신호에 의해 정전용량이 리세트되도록 되어 있기 때문에, 정확한 검출동작이 가능해진다.
상기 입력장치에 있어서, 상기 포토센서는 타단자가 상기 출력전압공급선과 접속되어 있는 구성으로 하여도 좋다.
상기 구성에 의하면, 정전용량의 유지전압이 출력전압공급선으로부터 공급되기 때문에, 출력전압공급선으로의 인가전압을 적절히 설정함으로써, 입력장치의 감도조정을 용이하게 행할 수 있다. 또한, 출력전압공급선으로의 인가전압을 정전용량의 유지전압과 출력선에 출력되는 검출신호에 공용할 수 있다.
상기 입력장치는, 제2 및 제3 액티브소자를 도통 동작시키는 도통신호에 의해 상기 각 주사선을 순차 주사하는 주사선구동회로를 구비하고 있는 구성으로 하여도 좋다.
상기 구성에 의하면, 주사선구동회로에 의한 주사에 의해, 각 포토센서에 의한 검출신호를 순차 적절히 출력할 수 있다.
본 발명의 입출력장치는, 센서부와 전기광학소자에 의해 화상의 표시를 행하는 표시부를 구비하며, 상기 센서부는, 출력선, 출력전압이 인가되는 출력전압공급선, 일단자측이 상기 출력선과 접속되고 타단자측이 상기 출력전압공급선과 접속되고 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되는 액티브소자, 상기 액티브소자의 제어단자에 일단자가 접속된 포토센서, 및 상기 포토센서에 병렬로 접속되고 상기 제어단자측과는 반대측의 단자에 유지전압이 공급되는 정전용량을 갖고 있는 구성이다.
상기 구성에 의하면, 출력전압공급선의 전압은 적당한 낮은 전압으로 설정하는 것이 가능하고, 그와 같이 설정함으로써, 출력선으로부터의 검출신호의 독출회로에는 고내압이 요구되지 않는다.
또한, 포토센서는, 그에 의해 발생되는 전압에 의해 정전용량의 유지전압을 변화시켜, 액티브소자의 도통상태(도통/비도통)를 제어할 수 있는 것이면 좋고, 포토센서 자체에는 높은 광감도가 요구되지 않는다. 따라서, 입력장치를 용이하게, 또한 저비용으로 구성 가능하다.
상기 입출력장치에 있어서, 상기 표시부는 상기 전기광학소자에서의 표시용의 데이터신호를 유지하는 보조용량을 구비하고, 상기 보조용량에는 그 일단자측으로부터 상기 데이터신호가 공급되고, 타단자측으로부터 보조용량용 전압공급선으로부터 소정의 전압이 공급되고, 상기 보조용량용 전압공급선은 상기 출력전압공급선을 겸하고 있는 구성으로 하여도 좋다.
상기 구성에 의하면, 표시부를 위한 보조용량용 전압공급선이 센서부를 위한 출력전압공급선을 겸하고 있기 때문에, 필요한 전극배선수를 감소시킬 수 있어, 구성의 간소화와 개구율의 향상이 가능해진다. 또한, 표시부를 위한 보조용량용 전압공급선은 낮은 전압으로 적절하게 설정 가능하기 때문에, 이 보조용량용 전압공급선의 전압을 출력선으로의 검출신호로 한 경우에도, 검출신호의 독출회로에는 고내압이 요구되지 않는다.
상기 입출력장치는, 복수의 상기 출력선 및 보조용량용 전압공급선에 가하여 복수의 신호선 및 주사선이 제공되고, 각 출력선 및 각 신호선과 각 주사선이 매트릭스 형태로 제공되고, 각 보조용량용 전압공급선이 각 주사선에 대응하여 주사선방향으로 제공되고, 상기 센서부는, 상기 액티브소자를 제1 액티브소자로 하였을때, 제1 액티브소자와 상기 출력선 사이에, 일단자가 상기 출력선과 접속되고, 타단자가 제1 액티브소자의 일단자와 접속되고, 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되고, 상기 제어단자가 제1 주사선과 접속되어 있는 제2 액티브소자를 구비함과 동시에, 일단자가 제1 주사선과 접속되고, 타단자가 제1 액티브소자의 제어단자와 접속되고, 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되고, 상기 제어단자가 제1 주사선과 인접한 제2 주사선에 접속된 제3 액티브소자를 구비하고, 상기 표시부는, 일단자가 상기 신호선과 접속되고, 타단자가 상기 보조용량 및 상기 전기광학소자측의 회로와 접속되고, 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되고, 상기 제어단자가 제1 주사선과 접속된 제4 액티브소자를 구비하고 있는 구성으로 하여도 좋다.
상기 구성에 의하면, 각 주사선에 대한 순차 주사시에, 주사신호에 의해 정전용량이 리세트되도록 되어 있기 때문에, 정확한 검출동작이 가능해진다. 또한, 센서부와 표시부에 있어서, 주사선을 공용하고 있기 때문에, 필요한 전극배선수를 감소시킬 수 있어, 구성의 간소화와 개구율의 향상이 가능해지고 있다.
상기 입출력장치는, 센서부의 상기 출력선이 표시부의 신호선을 겸하고 있고, 복수의 상기 출력선 및 보조용량용 전압공급선에 가하여 복수 쌍의 제1 및 제2 주사선이 제공되고, 각 출력선과 각 쌍의 제1 및 제2 주사선이 매트릭스 형태로 제공되고, 각 보조용량용 전압공급선이 각 제1 및 제2 주사선에 대응하여 주사선방향으로 제공되고, 상기 센서부는, 상기 액티브소자를 제1 액티브소자로 하였을 때,제1 액티브소자와 상기 출력선 사이에, 일단자가 상기 출력선과 접속되고, 타단자가 제1 액티브소자의 일단자와 접속되고, 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되고, 상기 제어단자가 제1 쌍에 있어서의 제2 주사선과 접속되어 있는 제2 액티브소자를 구비함과 동시에, 일단자가 제1 쌍에 있어서의 제2 주사선과 접속되고, 타단자가 제1 액티브소자의 제어단자와 접속되고, 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되고, 상기 제어단자가 제1 쌍에 인접한 제2 쌍에 있어서의 제1 주사선에 접속된 제3 액티브소자를 구비하고, 상기 표시부는, 일단자가 상기 출력선과 접속되고, 타단자가 상기 보조용량 및 상기 전기광학소자측의 회로와 접속되고, 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되고, 상기 제어단자가 제1 쌍에 있어서의 제1 주사선과 접속된 제4 액티브소자를 구비하고 있는 구성으로 하여도 좋다.
상기 구성에 의하면, 각 주사선에 대한 순차 주사시에, 주사신호에 의해 정전용량이 리세트되도록 되어 있기 때문에, 정확한 검출동작이 가능해진다. 또한, 센서부의 출력선과 표시부의 신호선을 1개의 출력선에 의해 겸하고 있기 때문에, 필요한 전극배선수를 감소시킬 수 있어, 구성의 간소화와 개구율의 향상이 가능해지고 있다.
상기 입출력장치에 있어서, 상기 포토센서는 타단자가 상기 출력전압공급선과 접속되어 있는 구성으로 하여도 좋다.
상기 구성에 의하면, 정전용량의 유지전압이 출력전압공급선으로부터 공급되기 때문에, 출력전압공급선으로의 인가전압을 적절히 설정함으로써, 입력장치의 감도조정을 용이하게 행할 수 있다. 또한, 출력전압공급선으로의 인가전압을 정전용량의 유지전압과 출력선에 출력되는 검출신호에 공용할 수 있다.
상기 입출력장치는, 제2 내지 제4 액티브소자를 도통 동작시키는 도통신호에 의해 상기 각 주사선을 순차 주사하는 주사선구동회로와, 상기 신호선에 표시용의 데이터신호를 공급하는 신호선구동회로를 구비하고 있는 구성으로 하여도 좋다.
상기 구성에 의하면, 주사선구동회로에 의한 주사선의 주사에 의해, 각 포토센서에 의한 검출신호를 순차 적절히 출력할 수 있고, 또한 신호선구동회로에 의한 신호선으로의 표시용의 데이터신호의 공급에 의해, 표시부에서의 적절한 표시가 가능해진다.
상기 입출력장치는, 제2 내지 제4 액티브소자를 도통 동작시키는 도통신호에 의해 상기 각 주사선을 순차 주사하는 주사선구동회로와, 상기 출력선에 표시용의 데이터신호를 공급하는 데이터신호 공급회로를 구비하고 있는 구성으로 하여도 좋다.
상기 구성에 의하면, 주사선구동회로에 의한 주사선의 주사에 의해, 각 포토센서에 의한 검출신호를 순차 적절히 출력할 수 있고, 또한 데이터신호 공급회로에 의한 출력선으로의 표시용의 데이터신호의 공급에 의해, 표시부에서의 적절한 표시가 가능해진다.
또한, 상기 입력장치는, 복수의 상기 출력선 및 출력전압공급선에 가하여 복수의 주사선이 제공되고, 각 출력선과 각 주사선이 매트릭스 형태로 제공되고, 상기 액티브소자를 제1 액티브소자로 하였을 때, 제1 액티브소자와 상기 출력선 사이에, 일단자가 상기 출력선과 접속되고, 타단자가 제1 액티브소자의 일단자와 접속되고, 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되고, 상기 제어단자가 제1 주사선과 접속되어 있는 제2 액티브소자를 구비함과 동시에, 일단자가 제1 주사선과 접속되고, 타단자가 제1 액티브소자의 제어단자와 접속되고, 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되고, 상기 제어단자가 제1 주사선과 인접한 제2 주사선에 접속된 제3 액티브소자를 구비하고 있는 구성으로 하여도 좋다.
상기 구성에 의하면, 제3 액티브소자의 제어단자가 접속되어 있는 제2 주사선이 제2 및 제3 액티브소자를 도통상태로 하는 주사신호에 의해 주사되면, 그 주사선이 High 전위로 되어, 제3 액티브소자가 도통상태로 된다. 이 때, 제3 액티브소자의 일단자가 접속되어 있는 제1 주사선은 Low 전위이기 때문에, 그 전위에 의해 정전용량이 리세트된다.
그 후, 입력장치에 광에 의한 입력이 행하여지면, 포토센서에 의해 정전용량의 유지전압이 변화하고, 그 전압에 의해 액티브소자가 도통상태로 된다. 이 상태에 있어서, 제1 주사선이 주사신호에 의해 주사되면, 그 주사선이 High가 되어, 제2 액티브소자가 도통상태로 된다. 이에 의해, 출력전압공급선에 공급되어 있는 출력전압이, 제1 및 제2 액티브소자를 통해, 검출신호로서 출력선에 취출된다.
상기한 바와 같이, 본 입력장치에서는, 각 주사선에 대한 순차 주사시에, 주사신호에 의해 정전용량이 리세트되도록 되어 있기 때문에, 정확한 검출동작이 가능해진다.
상기 입력장치는, 복수의 상기 출력선 및 출력전압공급선에 가하여 복수 쌍의 제1 및 제2 주사선이 제공되고, 각 출력선과 각 쌍의 제1 및 제2 주사선이 매트릭스 형태로 제공되고, 상기 액티브소자를 제1 액티브소자로 하였을 때, 제1 액티브소자와 상기 출력선 사이에, 일단자가 상기 출력선과 접속되고, 타단자가 제1 액티브소자의 일단자와 접속되고, 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되고, 상기 제어단자가 제1 쌍에 있어서의 제2 주사선과 접속되어 있는 제2 액티브소자를 구비함과 동시에, 일단자가 제1 쌍에 있어서의 제2 주사선과 접속되고, 타단자가 제1 액티브소자의 제어단자와 접속되고, 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되고, 상기 제어단자가 제1 쌍에 인접한 제2 쌍에 있어서의 제1 주사선에 접속된 제3 액티브소자를 구비하고 있는 구성으로 하여도 좋다.
상기 구성에 의하면, 제3 액티브소자의 제어단자가 접속되어 있는 제2 쌍의 제1 주사선이 제2 및 제3 액티브소자를 도통상태로 하는 주사신호에 의해 주사되면, 그 주사선이 High 전위로 되어, 제3 액티브소자가 도통상태로 된다. 이 때, 제3 액티브소자의 일단자가 접속되어 있는 제1 쌍의 제2 주사선은 Low 전위로 되고, 그 전위에 의해서 정전용량이 리세트된다.
그 후, 입력장치에 광에 의한 입력이 행하여지면, 포토센서에 의해 정전용량의 유지전압이 변화하고, 그 전압에 의해 액티브소자가 도통상태로 된다. 이 상태에 있어서, 제1 쌍의 제2 주사선이 주사신호에 의해 주사되면, 그 주사선이 High가되어, 제2 액티브소자가 도통상태로 된다. 이에 의해, 출력전압공급선에 공급되어 있는 출력전압이, 제1 및 제2 액티브소자를 통해, 검출신호로서 출력선에 취출된다.
상기한 바와 같이, 본 입력장치에서는, 각 주사선에 대한 순차 주사시에, 주사신호에 의해 정전용량이 리세트되도록 되고 있기 때문에, 정확한 검출동작이 가능해진다.
상기 입력장치는, 상기 액티브소자가 스위칭소자로 이루어지는 구성으로 하여도 좋다.
상기 입력장치에 있어서, 상기 포토센서는 타단자가 상기 출력전압공급선과 접속되어 있는 구성으로 하여도 좋다.
상기 구성에 의하면, 정전용량의 유지전압이 출력전압공급선으로부터 공급되기 때문에, 출력전압공급선으로의 인가전압을 적절히 설정함으로써, 입력장치의 감도조정을 용이하게 행할 수 있다. 또한, 출력전압공급선으로의 인가전압을 정전용량의 유지전압과 출력선에 출력되는 검출신호에 공용할 수 있다.
상기 입력장치는, 제2 및 제3 액티브소자를 도통 동작시키는 도통신호에 의해 상기 각 주사선을 순차 주사하는 주사선구동회로를 구비하고 있는 구성으로 하여도 좋다.
상기 구성에 의하면, 주사선구동회로에 의한 주사에 의해, 각 포토센서에 의한 검출신호를 순차 적절히 출력할 수 있다.
또한, 상기 입출력장치에 있어서, 상기 표시부는 상기 전기광학소자에서의표시용의 데이터신호를 유지하는 보조용량을 구비하며, 상기 보조용량에는 그 일단자측으로부터 상기 데이터신호가 공급되고, 타단자측으로부터 보조용량용 전압공급선으로부터 소정의 전압이 공급되고, 상기 보조용량용 전압공급선은 상기 출력전압공급선을 겸하고 있는 구성으로 하여도 좋다.
상기 구성에 의하면, 표시부를 위한 보조용량용 전압공급선이 센서부를 위한 출력전압공급선을 겸하고 있기 때문에, 필요한 전극배선수를 감소시킬 수 있어, 구성의 간소화와 개구율의 향상이 가능해진다. 또한, 표시부를 위한 보조용량용 전압공급선은 낮은 전압으로 적절하게 설정 가능하기 때문에, 이 보조용량용 전압공급선의 전압을 출력선으로의 검출신호로 한 경우에도, 검출신호의 독출회로에는 고내압이 요구되지 않는다.
상기 입출력장치는, 복수의 상기 출력선 및 보조용량용 전압공급선에 가하여 복수의 신호선 및 주사선이 제공되고, 각 출력선 및 각 신호선과 각 주사선이 매트릭스 형태로 제공되고, 각 보조용량용 전압공급선이 각 주사선에 대응하여 주사선방향으로 제공되고, 상기 센서부는, 상기 액티브소자를 제1 액티브소자로 하였을 때, 제1 액티브소자와 상기 출력선 사이에, 일단자가 상기 출력선과 접속되고, 타단자가 제1 액티브소자의 일단자와 접속되고, 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되고, 상기 제어단자가 제1 주사선과 접속되어 있는 제2 액티브소자를 구비함과 동시에, 일단자가 제1 주사선과 접속되고, 타단자가 제1 액티브소자의 제어단자와 접속되고, 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되고, 상기 제어단자가 제1 주사선과인접한 제2 주사선에 접속된 제3 액티브소자를 구비하고, 상기 표시부는, 일단자가 상기 신호선과 접속되고, 타단자가 상기 보조용량 및 상기 전기광학소자측의 회로와 접속되고, 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되고, 상기 제어단자가 제1 주사선과 접속된 제4 액티브소자를 구비하고 있는 구성으로 하여도 좋다.
상기 구성에 의하면, 표시부에서는, 제1 주사선이 주사됨으로써, 제4 액티브소자가 도통하고, 신호선에 공급되어 있는 데이터신호가 전기광학소자 및 보조용량에 공급되어, 화상의 표시가 행하여진다.
한편, 센서부에서, 제3 액티브소자의 제어단자가 접속되어 있는 제2 주사선이 제2 및 제3 액티브소자를 도통상태로 하는 주사신호에 의해 주사되면, 그 주사선이 High 전위로 되어, 제3 액티브소자가 도통상태로 된다. 이 때, 제3 액티브소자의 일단자가 접속되어 있는 제1 주사선은 Low 전위이기 때문에, 그 전위에 의해서 정전용량이 리세트된다.
그 후, 센서부에서 광에 의한 입력이 행하여지면, 포토센서에 의해 정전용량의 유지전압이 변화하고, 그 전압에 의해 액티브소자가 도통상태로 된다. 이 상태에 있어서, 제1 주사선이 주사신호에 의해 주사되면, 그 주사선이 High가 되어, 제2 액티브소자가 도통상태로 된다. 이에 의해, 출력전압공급선에 공급되어 있는 출력전압이, 제1 및 제2 액티브소자를 통해, 검출신호로서 출력선에 취출된다.
상기한 바와 같이, 본 입출력장치에서는, 각 주사선에 대한 순차 주사시에, 주사신호에 의해 정전용량이 리세트되도록 되어 있기 때문에, 정확한 검출동작이가능해진다.
또한, 센서부와 표시부에 있어서, 주사선을 공용하고 있기 때문에, 필요한 전극배선수를 감소시킬 수 있어, 구성의 간소화와 개구율의 향상이 가능해지고 있다.
상기 입출력장치는, 센서부의 상기 출력선이 표시부의 신호선을 겸하고 있고, 복수의 상기 출력선 및 보조용량용 전압공급선에 가하여 복수 쌍의 제1 및 제2 주사선이 제공되고, 각 출력선과 각 쌍의 제1 및 제2 주사선이 매트릭스 형태로 제공되고, 각 보조용량용 전압공급선이 각 제1 및 제2 주사선에 대응하여 주사선방향으로 제공되고, 상기 센서부는, 상기 액티브소자를 제1 액티브소자로 하였을 때, 제1 액티브소자와 상기 출력선 사이에, 일단자가 상기 출력선과 접속되고, 타단자가 제1 액티브소자의 일단자와 접속되고, 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되고, 상기 제어단자가 제1 쌍에 있어서의 제2 주사선과 접속되어 있는 제2 액티브소자를 구비함과 동시에, 일단자가 제1 쌍에 있어서의 제2 주사선과 접속되고, 타단자가 제1 액티브소자의 제어단자와 접속되고, 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되고, 상기 제어단자가 제1 쌍에 인접한 제2 쌍에 있어서의 제1 주사선에 접속된 제3 액티브소자를 구비하고, 상기 표시부는, 일단자가 상기 출력선과 접속되고, 타단자가 상기 보조용량 및 상기 전기광학소자측의 회로와 접속되고, 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되고, 상기 제어단자가 제1 쌍에 있어서의 제1 주사선과 접속된 제4 액티브소자를 구비하고 있는 구성으로 하여도 좋다.
상기 구성에 의하면, 표시부에서, 제1 주사선은 기입용 주사선으로서 기능하고, 제2 주사선은, 독출용 주사선으로서 기능한다. 표시부에서는, 제1 쌍의 제1 주사선이 주사됨으로써, 제4 액티브소자가 도통하고, 출력선에 공급되어 있는 데이터신호가 전기광학소자 및 보조용량에 공급되어, 화상의 표시가 행하여진다.
한편, 센서부에서, 제3 액티브소자의 제어단자가 접속되어 있는 제2 쌍의 제1 주사선이 제2 및 제3 액티브소자를 도통상태로 하는 주사신호에 의해 주사되면, 그 주사선이 High 전위로 되어, 제3 액티브소자가 도통상태로 된다. 이 때, 제3 액티브소자의 일단자가 접속되어 있는 제1 쌍의 제2 주사선은 Low 전위로 되어, 그 전위에 의해서 정전용량이 리세트된다.
그 후, 센서부에서, 광에 의한 입력이 행하여지면, 포토센서에 의해 정전용량의 유지전압이 변화하고, 그 전압에 의해 액티브소자가 도통상태로 된다. 이 상태에 있어서, 제1 쌍의 제2 주사선이 주사신호에 의해 주사되면, 그 주사선이 High가 되어, 제2 액티브소자가 도통상태로 된다. 이에 의해, 출력전압공급선에 공급되어 있는 출력전압이, 제1 및 제2 액티브소자를 통해, 검출신호로서 출력선에 취출된다.
상기한 바와 같이, 본 입력장치에서는, 각 주사선에 대한 순차 주사시에, 주사신호에 의해 정전용량이 리세트되도록 되어 있기 때문에, 정확한 검출동작이 가능해진다.
또한, 센서부의 출력선과 표시부의 신호선을 1개의 출력선에 의해 겸하고 있기 때문에, 필요한 전극배선수를 감소시킬 수 있어, 구성의 간소화와 개구율의 향상이 가능해지고 있다.
상기 입출력장치는, 상기 액티브소자가 스위칭소자로 이루어지는 구성으로 하여도 좋다.
상기 입출력장치에 있어서, 상기 포토센서는 타단자가 상기 출력전압공급선과 접속되어 있는 구성으로 하여도 좋다.
상기 구성에 의하면, 정전용량의 유지전압이 출력전압공급선으로부터 공급되기 때문에, 출력전압공급선으로의 인가전압을 적절히 설정함으로써, 입력장치의 감도조정을 용이하게 행할 수 있다. 또한, 출력전압공급선으로의 인가전압을 정전용량의 유지전압과 출력선에 출력되는 검출신호에 공용할 수 있다.
상기 입출력장치는, 제2 내지 제4 액티브소자를 도통 동작시키는 도통신호에 의해 상기 각 주사선을 순차 주사하는 주사선구동회로와, 상기 신호선에 표시용의 데이터신호를 공급하는 신호선구동회로를 구비하고 있는 구성으로 하여도 좋다.
상기 구성에 의하면, 주사선구동회로에 의한 주사선의 주사에 의해, 각 포토센서에 의한 검출신호를 순차 적절히 출력할 수 있고, 또한 신호선구동회로에 의한 신호선으로의 표시용의 데이터신호의 공급에 의해, 표시부에서의 적절한 표시가 가능해진다.
상기 입출력장치는, 제2 내지 제4 액티브소자를 도통 동작시키는 도통신호에 의해 상기 각 주사선을 순차 주사하는 주사선구동회로와, 상기 출력선에 표시용의 데이터신호를 공급하는 데이터신호 공급회로를 구비하고 있는 구성으로 하여도 좋다.
상기 구성에 의하면, 주사선구동회로에 의한 주사선의 주사에 의해, 각 포토센서에 의한 검출신호를 순차 적절히 출력할 수 있고, 또한 데이터신호 공급회로에 의한 출력선으로의 표시용의 데이터신호의 공급에 의해, 표시부에서의 적절한 표시가 가능해진다.
상기 입출력장치는, 상기 센서부 및 표시부를 갖는 센서·표시패널부를 구비하고, 이 센서·표시패널부에, 상기 센서부와 표시부의 쌍이, 열방향 및 행방향으로 나란히 배치되어 있는 구성으로 하여도 좋다.
상기 입출력장치는, 상기 센서부 및 표시부를 갖는 센서·표시패널부를 구비하고, 이 센서·표시패널부에, 상기 센서부와 표시부의 복수 쌍이 일부의 영역에 배치되고, 나머지의 영역에 복수의 상기 표시부가 배치되어 있는 구성으로 하여도 좋다.
상기 입출력장치는, 상기 센서부 및 표시부를 갖는 센서·표시패널부를 구비하고, 이 센서·표시패널부에, 그 열방향 및 행방향에 있어서, 적어도 1개의 센서부와 적어도 1개의 표시부가 교대로 배치되어 있는 구성으로 하여도 좋다.
상기 입출력장치는, 복수개의 상기 센서부 및 표시부를 갖는 센서·표시패널부를 구비하고, 이 센서·표시패널부에, 상기 센서부와 상기 표시부가 서로 상이한 영역에 모여 배치되어 있는 구성으로 하여도 좋다.
발명의 상세한 설명에 나타낸 실시예와 구체적인 예들은 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 상세하게 하는 것이며, 이와 같은 실시예와 구체예에 한정하여 협의로 해석할 것이 아니라, 본 발명의 정신내에서 첨부된 특허 청구의 범위를 벗어나지 않고 여러 가지로 변경하여 실시할 수 있다.

Claims (22)

  1. 출력선,
    출력전압이 인가되는 출력전압공급선,
    일단자측이 상기 출력선과 접속되고, 타단자측이 상기 출력전압공급선과 접속되고, 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되는 액티브소자,
    상기 액티브소자의 제어단자에 일단자가 접속된 포토센서, 및
    상기 포토센서에 병렬로 접속되고, 상기 제어단자측과는 반대측의 단자에 유지전압이 공급되는 정전용량을 구비하고 있는 입력장치.
  2. 제1항에 있어서, 복수의 상기 출력선 및 출력전압공급선에 가하여 복수의 주사선이 제공되고,
    각 출력선과 각 주사선이 매트릭스 형태로 제공되고,
    상기 액티브소자를 제1 액티브소자로 하였을 때, 제1 액티브소자와 상기 출력선 사이에, 일단자가 상기 출력선과 접속되고, 타단자가 제1 액티브소자의 일단자와 접속되고, 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되고, 상기 제어단자가 제1 주사선과 접속되어 있는 제2 액티브소자를 구비함과 동시에,
    일단자가 제1 주사선과 접속되고, 타단자가 제1 액티브소자의 제어단자와 접속되고, 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되고, 상기 제어단자가 제1 주사선과 인접한 제2 주사선에 접속된 제3 액티브소자를 구비하고 있는 입력장치.
  3. 제1항에 있어서, 복수의 상기 출력선 및 출력전압공급선에 가하여 복수 쌍의 제1 및 제2 주사선이 제공되고,
    각 출력선과 각 쌍의 제1 및 제2 주사선이 매트릭스 형태로 제공되고,
    상기 액티브소자를 제1 액티브소자로 하였을 때, 제1 액티브소자와 상기 출력선 사이에, 일단자가 상기 출력선과 접속되고, 타단자가 제1 액티브소자의 일단자와 접속되고, 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되고, 상기 제어단자가 제1 쌍에 있어서의 제2 주사선과 접속되어 있는 제2 액티브소자를 구비함과 동시에,
    일단자가 제1 쌍에 있어서의 제2 주사선과 접속되고, 타단자가 제1 액티브소자의 제어단자와 접속되고, 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되고, 상기 제어단자가 제1 쌍에 인접한 제2 쌍에 있어서의 제1 주사선에 접속된 제3 액티브소자를 구비하고 있는 입력장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액티브소자는 스위칭소자로 이루어지는 입력장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포토센서는 타단자가 상기 출력전압공급선과 접속되어 있는 입력장치.
  6. 제2항 또는 제3항에 있어서, 제2 및 제3 액티브소자를 도통 동작시키는 도통신호에 의해 상기 각 주사선을 순차 주사하는 주사선구동회로를 구비하고 있는 입력장치.
  7. 제2항에 있어서, 포토센서가 포토다이오드인 입력장치.
  8. 제5항에 있어서, 인접한 복수의 상기 출력전압공급선의 인가전압이, 단계적으로 상이한 전압으로 설정되어 있는 입력장치.
  9. 센서부와 전기광학소자에 의해 화상의 표시를 행하는 표시부를 구비하며,
    상기 센서부는,
    출력선,
    출력전압이 인가되는 출력전압공급선,
    일단자측이 상기 출력선과 접속되고, 타단자측이 상기 출력전압공급선과 접속되고, 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되는 액티브소자,
    상기 액티브소자의 제어단자에 일단자가 접속된 포토센서, 및
    상기 포토센서에 병렬로 접속되고, 상기 제어단자측과는 반대측의 단자에 유지전압이 공급되는 정전용량을 갖고 있는 입출력장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 표시부는 상기 전기광학소자에서의 표시용의 데이터신호를 유지하는 보조용량을 구비하며,
    상기 보조용량에는 그 일단자측으로부터 상기 데이터신호가 공급되고, 타단자측으로부터 보조용량용 전압공급선으로부터 소정의 전압이 공급되고,
    상기 보조용량용 전압공급선은 상기 출력전압공급선을 겸하고 있는 입출력장치.
  11. 제10항에 있어서, 복수의 상기 출력선 및 보조용량용 전압공급선에 가하여 복수의 신호선 및 주사선이 제공되고,
    각 출력선 및 각 신호선과 각 주사선이 매트릭스 형태로 제공되고,
    각 보조용량용 전압공급선이 각 주사선에 대응하여 주사선방향으로 제공되고,
    상기 센서부는,
    상기 액티브소자를 제1 액티브소자로 하였을 때, 제1 액티브소자와 상기 출력선 사이에, 일단자가 상기 출력선과 접속되고, 타단자가 제1 액티브소자의 일단자와 접속되고, 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되고, 상기 제어단자가 제1 주사선과 접속되어 있는 제2 액티브소자를구비함과 동시에,
    일단자가 제1 주사선과 접속되고, 타단자가 제1 액티브소자의 제어단자와 접속되고, 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되고, 상기 제어단자가 제1 주사선과 인접한 제2 주사선에 접속된 제3 액티브소자를 구비하고,
    상기 표시부는,
    일단자가 상기 신호선과 접속되고, 타단자가 상기 보조용량 및 상기 전기광학소자측의 회로와 접속되고, 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되고, 상기 제어단자가 제1 주사선과 접속된 제4 액티브소자를 구비하고 있는 입출력장치.
  12. 제10항에 있어서, 센서부의 상기 출력선이 표시부의 신호선을 겸하고 있고, 복수의 상기 출력선 및 보조용량용 전압공급선에 가하여 복수 쌍의 제1 및 제2 주사선이 제공되고,
    각 출력선과 각 쌍의 제1 및 제2 주사선이 매트릭스 형태로 제공되고,
    각 보조용량용 전압공급선이 각 제1 및 제2 주사선에 대응하여 주사선방향으로 제공되고,
    상기 센서부는,
    상기 액티브소자를 제1 액티브소자로 하였을 때, 제1 액티브소자와 상기 출력선 사이에, 일단자가 상기 출력선과 접속되고, 타단자가 제1 액티브소자의 일단자와 접속되고, 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되고, 상기 제어단자가 제1 쌍에 있어서의 제2 주사선과 접속되어 있는 제2 액티브소자를 구비함과 동시에,
    일단자가 제1 쌍에 있어서의 제2 주사선과 접속되고, 타단자가 제1 액티브소자의 제어단자와 접속되고, 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되고, 상기 제어단자가 제1 쌍에 인접한 제2 쌍에 있어서의 제1 주사선에 접속된 제3 액티브소자를 구비하고,
    상기 표시부는,
    일단자가 상기 출력선과 접속되고, 타단자가 상기 보조용량 및 상기 전기광학소자측의 회로와 접속되고, 제어단자로의 입력신호에 의해 상기 일단자와 타단자 사이의 도통상태가 제어되고, 상기 제어단자가 제1 쌍에 있어서의 제1 주사선과 접속된 제4 액티브소자를 구비하고 있는 입출력장치.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액티브소자는 스위칭소자로 이루어지는 입출력장치.
  14. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포토센서는 타단자가 상기 출력전압공급선과 접속되어 있는 입출력장치.
  15. 제11항에 있어서, 제2 내지 제4 액티브소자를 도통 동작시키는 도통신호에의해 상기 각 주사선을 순차 주사하는 주사선구동회로와, 상기 신호선에 표시용의 데이터신호를 공급하는 신호선구동회로를 구비하고 있는 입출력장치.
  16. 제12항에 있어서, 제2 내지 제4 액티브소자를 도통 동작시키는 도통신호에 의해 상기 각 주사선을 순차 주사하는 주사선구동회로와, 상기 출력선에 표시용의 데이터신호를 공급하는 데이터신호 공급회로를 구비하고 있는 입출력장치.
  17. 제9항에 있어서, 상기 센서부 및 표시부를 갖는 센서·표시패널부를 구비하고, 이 센서·표시패널부에는, 상기 센서부와 표시부의 쌍이, 열방향 및 행방향으로 나란히 배치되어 있는 입출력장치.
  18. 제9항에 있어서, 상기 센서부 및 표시부를 갖는 센서·표시패널부를 구비하고, 이 센서·표시패널부에는, 상기 센서부와 표시부의 복수 쌍이 일부의 영역에 배치되고, 나머지의 영역에는 복수의 상기 표시부가 배치되어 있는 입출력장치.
  19. 제9항에 있어서, 상기 센서부 및 표시부를 갖는 센서·표시패널부를 구비하고, 이 센서·표시패널부에는, 그 열방향 및 행방향에 있어서, 적어도 1개의 센서부와 적어도 1개의 표시부가 교대로 배치되어 있는 입출력장치.
  20. 제9항에 있어서, 복수개의 상기 센서부 및 표시부를 갖는 센서·표시패널부를 구비하고, 이 센서·표시패널부에는, 상기 센서부와 상기 표시부가 서로 상이한 영역에 모여 배치되어 있는 입출력장치.
  21. 제9항에 있어서, 상기 전기광학소자가 액정인 입출력장치.
  22. 제9항에 있어서, 상기 전기광학소자가 유기 EL 소자인 입출력장치.
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