JP2002116429A - Liquid crystal display device provide with position detecting function - Google Patents
Liquid crystal display device provide with position detecting functionInfo
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- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
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- Position Input By Displaying (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 安価かつ簡易で耐久性にすぐれ、かつ高精度
の位置検出機能を備えた液晶表示装置を、視認性を低下
させることなく提供する。
【解決手段】 薄膜トランジスタアレイ基板と対向基板
との間に液晶が封入されてなる液晶表示装置において、
薄膜トランジスタアレイ基板に、表示領域の外周に沿っ
て受光素子を設け、対向基板の表側に、表示領域の外周
の角二箇所に発光素子を設け、さらに発光素子の光を受
光素子に入射させるための反射鏡を設けた。
(57) [Problem] To provide a liquid crystal display device which is inexpensive, simple, durable, and has a highly accurate position detection function without lowering visibility. SOLUTION: In a liquid crystal display device in which liquid crystal is sealed between a thin film transistor array substrate and a counter substrate,
A light-receiving element is provided on the thin film transistor array substrate along the outer periphery of the display area, light-emitting elements are provided at two corners of the outer periphery of the display area on the front side of the counter substrate, and light from the light-emitting element is incident on the light-receiving element. A reflector was provided.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は位置検出機能つきの
液晶表示装置に関するものであり、とくにアクティブマ
トリクス方式の液晶表示装置に、安価にかつ簡易に、高
精度の位置検出機能を付加することを目的とする。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device having a position detecting function, and more particularly to an inexpensive and simple method of adding a high-precision position detecting function to an active matrix type liquid crystal display device. And
【0002】[0002]
【従来の技術】指先やペン先で液晶表示装置やCRTな
どの表示画面に触れることにより、入力やメニューの選
択を行なう装置が、銀行のATMや駅の切符自動販売機
などに広く使用されている。また、近年では、パーソナ
ルコンピュータや携帯情報端末なども、このような指や
ペンによる入力やメニュー選択機能を備え、よりユーザ
フレンドリーなインターフェイスを提供するようになっ
てきている。2. Description of the Related Art Devices for inputting and selecting menus by touching a display screen such as a liquid crystal display device or a CRT with a fingertip or a pen tip are widely used in ATMs of banks and ticket vending machines at stations. I have. In recent years, personal computers, portable information terminals, and the like also have such a function of inputting with a finger or a pen or selecting a menu, and provide a more user-friendly interface.
【0003】ペン先や指先の接触位置を検出するために
は、いくつかの方法がある。There are several methods for detecting the contact position of a pen tip or a finger tip.
【0004】例えば、月刊ディスプレイ‘99年1月号
の49〜52頁には、図13に示したような、赤外線L
EDからなる発光部13とフォトトランジスタからなる
受光部14とを設け、発光部13からの光(赤外線)を
ペン先や指先などの遮光物305がさえぎることによ
り、遮光物305の位置を検出する方法が示されている
(従来の方法1)。[0004] For example, pages 49 to 52 of the monthly display 'January 1999' include infrared rays L as shown in FIG.
A light-emitting unit 13 composed of an ED and a light-receiving unit 14 composed of a phototransistor are provided, and the position of the light-shielding object 305 is detected by blocking light (infrared light) from the light-emitting unit 13 by a light-shielding object 305 such as a pen tip or a fingertip. The method is shown (conventional method 1).
【0005】この従来の方法1では、赤外線LEDから
なる発光部13とフォトトランジスタからなる受光部1
4とを、表示装置の表示領域の外周に、表示装置とは別
個に設けるため、素子間隔を密にすることができず、精
密な位置検出は不可能である。また、発光部13および
受光部14を外付けすることにより、コストが上昇し
た。また、図13には示されていないが、対向する一対
の発光部13、受光部14が順次動作するように、各発
光部13および受光部14の動作時間を制御する機構が
さらに必要である。In the conventional method 1, a light emitting unit 13 composed of an infrared LED and a light receiving unit 1 composed of a phototransistor are used.
4 is provided separately from the display device on the outer periphery of the display area of the display device, so that the element spacing cannot be made close and precise position detection is impossible. Further, the cost is increased by attaching the light emitting unit 13 and the light receiving unit 14 externally. Although not shown in FIG. 13, a mechanism for controlling the operation time of each light emitting unit 13 and light receiving unit 14 is further required so that the pair of opposing light emitting units 13 and light receiving unit 14 operate sequentially. .
【0006】また、月刊ディスプレイ‘99年1月号の
44〜48頁には、図14に示したような、2枚の透明
導電膜21、22を微少間隔をもって表示画面の表面に
貼り付け、指先やペン505による画面上への圧力によ
り2枚の透明導電膜21、22が接触、短絡し、その短
絡箇所を2枚の透明導電膜21、22間の抵抗値の変化
から導出し指先やペン505の位置を検出する、いわゆ
る抵抗膜方式の位置検出方法が示されている(従来の方
法2)。On pages 44 to 48 of the monthly display 'January 1999', two transparent conductive films 21 and 22 as shown in FIG. The two transparent conductive films 21 and 22 are contacted and short-circuited by the pressure on the screen by the fingertip or the pen 505, and the short-circuited portion is derived from a change in the resistance value between the two transparent conductive films 21 and 22 and A position detection method of a so-called resistive film system for detecting the position of the pen 505 is shown (conventional method 2).
【0007】この従来の方法2では、透明導電膜21、
22の光透過率が100%でないこと、また、透明導電
膜21、22により表示画面の表面に鏡面反射成分が発
生することから、画面の視認性を悪化させていた。In the conventional method 2, the transparent conductive film 21,
22 has a light transmittance of not 100%, and the transparent conductive films 21 and 22 generate a specular reflection component on the surface of the display screen, thereby deteriorating the visibility of the screen.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の方法1では、位置検出機能を付加するために、表示
装置の外部に付加する形で発光素子と受光素子を設置す
る必要があり、コストの上昇を招いていた。また、素子
の間隔を密にすることが困難なため、位置検出精度が上
がらず、文字入力用ではなく、主にタッチセンサーとし
て使用されていた。As described above, in the conventional method 1, in order to add a position detecting function, it is necessary to install a light emitting element and a light receiving element in a form added to the outside of the display device. , Which led to higher costs. In addition, since it is difficult to make the distance between the elements close, it is difficult to improve the position detection accuracy, and is mainly used as a touch sensor, not for character input.
【0009】また、従来の方法2では、画面表面にフィ
ルムを貼り付けるため、画面の視認性を著しく低下させ
ていた。さらに、この方法ではフィルムを押しつぶして
位置を検出するため、耐久性の面で従来の方法1に劣っ
ていた。Further, in the conventional method 2, since the film is attached to the surface of the screen, the visibility of the screen is significantly reduced. Further, in this method, since the position is detected by crushing the film, the method is inferior to the conventional method 1 in terms of durability.
【0010】本発明は、以上の問題点を解決するもので
あり、安価かつ簡易に、視認性を低下させることなく、
耐久性にすぐれ、かつ高精度の位置検出機能を備えた液
晶表示装置を提供することを目的とする。The present invention solves the above problems, and is inexpensive and simple without lowering visibility.
It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device having excellent durability and having a highly accurate position detection function.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は、薄膜トランジ
スタアレイ基板と対向基板との間に液晶が封入されてな
る液晶表示装置において、薄膜トランジスタアレイ基板
に、表示領域の外周に沿って受光素子を設け、対向基板
の表側に、表示領域の外周の角二箇所に発光素子を設
け、さらに発光素子の光を受光素子に入射させるための
反射鏡を設けたことを特徴とする。According to the present invention, in a liquid crystal display device in which liquid crystal is sealed between a thin film transistor array substrate and a counter substrate, a light receiving element is provided on the thin film transistor array substrate along an outer periphery of a display area. A light emitting element is provided at two corners on the outer side of the display area on the front side of the counter substrate, and a reflecting mirror for making light of the light emitting element incident on the light receiving element is provided.
【0012】受光素子は、薄膜トランジスタアレイ基板
の製造時に同時に形成される。The light receiving element is formed simultaneously with the manufacture of the thin film transistor array substrate.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図を用い
て説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0014】実施の形態1 本発明の一実施の形態を、図1および図2を用いて説明
する。図1は本実施の形態の反射型液晶表示装置の全体
構成を示し、図2(a)はその断面を、図2(b)は上
面から見た図を表わす。Embodiment 1 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows the overall configuration of the reflection type liquid crystal display device of the present embodiment, wherein FIG. 2A shows a cross section thereof, and FIG. 2B shows a diagram viewed from above.
【0015】薄膜トランジスタアレイ基板(TFTアレ
イ基板)2と対向基板1との間に液晶が封入され、液晶
表示装置が構成されている。画像や文字などの情報は、
図中の破線で囲まれた表示領域8に表示される。A liquid crystal is sealed between a thin film transistor array substrate (TFT array substrate) 2 and a counter substrate 1 to constitute a liquid crystal display device. Information such as images and text
It is displayed in a display area 8 surrounded by a broken line in the figure.
【0016】薄膜トランジスタアレイ基板2上には、表
示領域8の外周の三辺に沿って、多数の受光素子が配置
され、受光素子アレイ4を形成している。一方、対向基
板1の上面(図2(a)の上側)には、表示領域8の外
周のうち受光素子(受光素子アレイ4)が配置されてい
ない一辺の両端部に、それぞれ発光素子3が配置されて
いる。さらに、対向基板1の上面かつ受光素子(受光素
子アレイ4)の直上には、反射鏡5が設けられている。
発光素子3から発した光7は、反射鏡5によって反射さ
れ、受光素子(受光素子アレイ4)に入射する。A large number of light receiving elements are arranged on the thin film transistor array substrate 2 along three sides on the outer periphery of the display area 8 to form a light receiving element array 4. On the other hand, on the upper surface of the opposing substrate 1 (upper side of FIG. 2A), the light emitting elements 3 are respectively provided at both ends of one side of the outer periphery of the display area 8 where the light receiving elements (light receiving element array 4) are not arranged. Are located. Further, a reflection mirror 5 is provided on the upper surface of the counter substrate 1 and immediately above the light receiving element (light receiving element array 4).
Light 7 emitted from the light emitting element 3 is reflected by the reflecting mirror 5 and enters the light receiving element (light receiving element array 4).
【0017】薄膜トランジスタアレイ基板2には、各受
光素子の出力を光の入射の有無に対応して2値化し、位
置検出のための回路へと出力する機構も備えられてい
る。The thin film transistor array substrate 2 is also provided with a mechanism for binarizing the output of each light receiving element in accordance with the presence or absence of light, and outputting it to a circuit for position detection.
【0018】本発明による位置検出方法の概略を説明す
る。An outline of the position detecting method according to the present invention will be described.
【0019】まず、発光素子3の一方(第1の発光素子
という)を点灯し、三辺にある受光素子をオンにする。
次に、第1の発光素子を非点灯とし、もう一方の発光素
子3(第2の発光素子)を点灯して、三辺にある受光素
子をオンにする。発光素子3による光は反射鏡5に反射
され受光素子に入射するが、指先やペン先などの光遮蔽
物が対向基板1上にある場合には、影ができ一部の受光
素子には光が入射しない。各受光素子への光の入射の有
無から影の位置を検出し、第1の発光素子の点灯によっ
てつくられる影と、第2の発光素子の点灯によってつく
られる影の位置から、光遮蔽物の位置を計算する。First, one of the light emitting elements 3 (referred to as a first light emitting element) is turned on, and the light receiving elements on three sides are turned on.
Next, the first light emitting element is turned off, the other light emitting element 3 (second light emitting element) is turned on, and the light receiving elements on three sides are turned on. The light from the light emitting element 3 is reflected by the reflecting mirror 5 and enters the light receiving element. However, when a light shield such as a fingertip or a pen tip is on the opposing substrate 1, a shadow is formed and some light receiving elements emit light. Does not enter. The position of the shadow is detected from the presence or absence of light incident on each light receiving element, and the position of the shadow formed by the lighting of the first light emitting element and the position of the shadow formed by the lighting of the second light emitting element are determined based on the position of the shadow. Calculate the position.
【0020】各受光素子への光の入射の有無は、図3に
示す構成の回路により検出することができる。The presence or absence of light incident on each light receiving element can be detected by the circuit having the configuration shown in FIG.
【0021】電源208にパルスを入力すると、TFT
スイッチ206がオンとなり、容量210の電位は電源
207から供給されるリセット電位へとリセットされ
る。電源201から供給されるパルスが受光素子203
の抵抗低下によってTFTスイッチ204へと伝われ
ば、電源202から与えられる電位が容量210に書き
込まれる。受光素子203の抵抗低下は、光を受光する
ことにより生じる。受光素子203に光が入射しない場
合には、容量210の電位は電源207から供給された
リセット電位のままである。When a pulse is input to the power supply 208, the TFT
The switch 206 is turned on, and the potential of the capacitor 210 is reset to the reset potential supplied from the power supply 207. The pulse supplied from the power supply 201 is
When the voltage is transmitted to the TFT switch 204 due to the decrease in resistance, the potential applied from the power supply 202 is written to the capacitor 210. The decrease in the resistance of the light receiving element 203 is caused by receiving light. When light does not enter the light receiving element 203, the potential of the capacitor 210 remains at the reset potential supplied from the power supply 207.
【0022】シフトレジスタ200とTFTスイッチ2
09を使用して、容量210の電位を端子205から順
次読み出す。容量210の電位から、各受光素子203
への光入射の有無を検出することができる。Shift register 200 and TFT switch 2
Using 09, the potential of the capacitor 210 is sequentially read from the terminal 205. From the potential of the capacitor 210, each light receiving element 203
It is possible to detect the presence or absence of light incident on the device.
【0023】図4を使用して、本実施の形態の薄膜トラ
ンジスタアレイ基板2の製造方法を説明する。Referring to FIG. 4, a method for manufacturing the thin film transistor array substrate 2 according to the present embodiment will be described.
【0024】図4は薄膜トランジスタアレイ基板2の断
面をあらわしており、二つの多結晶薄膜トランジスタ1
14、115および受光素子113が示されている。受
光素子113および薄膜トランジスタ114は、図3に
おける受光素子203およびTFTスイッチ204にそ
れぞれ対応し、薄膜トランジスタ115は液晶に電圧を
印加し駆動するためものである。FIG. 4 shows a cross section of the thin film transistor array substrate 2 and shows two polycrystalline thin film transistors 1.
14 and 115 and the light receiving element 113 are shown. The light receiving element 113 and the thin film transistor 114 correspond to the light receiving element 203 and the TFT switch 204 in FIG. 3, respectively, and the thin film transistor 115 is for applying a voltage to and driving a liquid crystal.
【0025】薄膜トランジスタアレイ基板2は、ガラス
基板100上に絶縁層101を形成し、さらに、たとえ
ばレーザー結晶化された多結晶シリコン膜102、Si
O2膜からなるゲート絶縁膜103、金属膜からなるゲ
ート電極104、前記多結晶シリコン膜102にリンイ
オンを注入したソース/ドレイン領域105からなる多
結晶薄膜トランジスタ114、115を形成してなる。
さらに、薄膜トランジスタ114、115を覆うように
SiO2膜などからなる層間絶縁膜107を形成する。The thin film transistor array substrate 2 has an insulating layer 101 formed on a glass substrate 100, and further includes, for example, a polycrystalline silicon film 102,
Polycrystalline thin film transistors 114 and 115 each comprising a gate insulating film 103 composed of an O 2 film, a gate electrode 104 composed of a metal film, and source / drain regions 105 in which phosphorus ions are implanted into the polycrystalline silicon film 102 are formed.
Further, an interlayer insulating film 107 made of a SiO 2 film or the like is formed so as to cover the thin film transistors 114 and 115.
【0026】前記層間絶縁膜107上であって、かつ、
その下部に薄膜トランジスタが形成されていない箇所
に、非晶質シリコン膜108を形成する。非晶質シリコ
ン膜108の直下かつ前記ゲート絶縁膜103上に金属
膜106を、あらかじめ前記薄膜トランジスタ114、
115のゲート電極104を形成するときに、同時に形
成しておく。前記非晶質シリコン膜108の電極形成部
112にイオンを注入する。On the interlayer insulating film 107,
An amorphous silicon film 108 is formed below the portion where the thin film transistor is not formed. A metal film 106 is formed directly under the amorphous silicon film 108 and on the gate insulating film 103 in advance by the thin film transistor 114,
When the gate electrode 104 of 115 is formed, it is formed at the same time. Ions are implanted into the electrode forming portion 112 of the amorphous silicon film 108.
【0027】薄膜トランジスタ114のゲート電極10
4上に、その上層の層間絶縁膜107を貫通するコンタ
クトホールを、薄膜トランジスタ115ソース/ドレイ
ン領域105上に、その上層の層間絶縁膜107および
ゲート絶縁膜103とを貫通するコンタクトホールを形
成する。The gate electrode 10 of the thin film transistor 114
4, a contact hole penetrating the upper interlayer insulating film 107 is formed, and a contact hole penetrating the upper interlayer insulating film 107 and the gate insulating film 103 is formed on the thin film transistor 115 source / drain region 105.
【0028】薄膜トランジスタ114と非晶質シリコン
膜108を接続するために、前記コンタクトホールと前
記非晶質シリコン膜108の電極形成部112とをつな
ぐ金属膜109を形成する。上記構造の上層にSiNか
らなる絶縁膜110を形成する。さらに、最上層に反射
電極となる金属膜111を形成する。反射電極と薄膜ト
ランジスタ115は、絶縁膜110に設けた貫通穴によ
って接続されている。In order to connect the thin film transistor 114 and the amorphous silicon film 108, a metal film 109 connecting the contact hole and the electrode forming portion 112 of the amorphous silicon film 108 is formed. An insulating film 110 made of SiN is formed on the above structure. Further, a metal film 111 serving as a reflective electrode is formed on the uppermost layer. The reflective electrode and the thin film transistor 115 are connected by a through hole provided in the insulating film 110.
【0029】図5を参照して、発光素子および光遮蔽物
による影のでき方を説明する。図5は、図1および図2
の液晶表示装置の上面からの概略図である。With reference to FIG. 5, how shadows are formed by the light emitting element and the light shield will be described. FIG. 5 shows FIGS. 1 and 2
FIG. 2 is a schematic view of the liquid crystal display device of FIG.
【0030】発光素子303a、303bとして発光ダ
イオードを、液晶表示装置の表示領域301の右上角お
よび左上角にそれぞれ設置する。両発光ダイオードの波
長は同一とする。両発光ダイオードは交互に点灯する。
発光ダイオードの光度は600mcdとし、発光ダイオ
ードからの放射角度は、画面垂直方向には極めて小さ
く、画面水平方向には90°以上であるものを選択す
る。受光素子の受光面積を1mm2であるとし、発光ダ
イオードと受光素子との距離を40mmであるとする
と、受光素子における照度は約370lxとなる。受光
素子はこの照度の入射光が検知可能なものとする。Light emitting diodes are provided as the light emitting elements 303a and 303b at the upper right and upper left corners of the display area 301 of the liquid crystal display device, respectively. The wavelengths of both light emitting diodes are the same. Both light-emitting diodes are turned on alternately.
The light intensity of the light emitting diode is set to 600 mcd, and the emission angle from the light emitting diode is extremely small in the vertical direction of the screen and 90 ° or more in the horizontal direction of the screen. Assuming that the light receiving area of the light receiving element is 1 mm 2 and the distance between the light emitting diode and the light receiving element is 40 mm, the illuminance at the light receiving element is about 370 lx. It is assumed that the light receiving element can detect the incident light of this illuminance.
【0031】表示領域301の外周のうち、右辺、下
辺、左辺の三辺に沿って受光素子を多数配置して受光素
子アレイ304とし、その直上には反射鏡を配置する。
右上の発光素子303aからの光は反射鏡に反射され、
左辺および下辺の受光素子に到達するが、表示領域30
1上に光遮蔽物305が出現すると影が生じ、受光素子
の中には光が到達しないものができる。図5(a)にお
いて、斜線部分306が光に照らされる部分であり、斜
線部分307が影となり光が到達しない受光素子であ
る。In the outer periphery of the display area 301, a large number of light receiving elements are arranged along three sides of a right side, a lower side, and a left side to form a light receiving element array 304, and a reflecting mirror is disposed immediately above the light receiving element array.
Light from the upper right light emitting element 303a is reflected by the reflecting mirror,
The light reaches the light receiving elements on the left side and the lower side.
When the light-shielding object 305 appears on 1, a shadow is formed, and some light-receiving elements do not reach the light. In FIG. 5A, a hatched portion 306 is a portion that is illuminated by light, and a hatched portion 307 is a shadow and is a light receiving element to which light does not reach.
【0032】同様に、左上の発光素子303bからの光
は反射鏡に反射され、右辺および下辺の受光素子に到達
するが、光遮蔽物305の影により光が到達しない受光
素子が生じる。図5(b)において、斜線部分306が
光に照らされる部分であり、斜線部分307が影となり
光が到達しない受光素子である。Similarly, the light from the upper left light emitting element 303b is reflected by the reflecting mirror and reaches the light receiving elements on the right side and the lower side, but there is a light receiving element to which the light does not reach due to the shadow of the light shield 305. In FIG. 5B, a hatched portion 306 is a portion that is illuminated by light, and a hatched portion 307 is a shadow and is a light receiving element to which light does not reach.
【0033】各受光素子への光の入射の有無から影部分
と光到達部分との境界を検出し、境界位置から影の中心
が各辺のどの位置にあるかを計算する。The boundary between the shadow portion and the light arrival portion is detected from the presence or absence of light incident on each light receiving element, and the position of the center of the shadow on each side is calculated from the boundary position.
【0034】受光素子はそれぞれの発光ダイオードの点
灯時間に合わせて、その時間のみ動作させる。The light receiving element is operated only in accordance with the lighting time of each light emitting diode.
【0035】図6、図7および図8に、両発光素子30
3a、303bによる影が形成される位置と、光遮蔽物
305の位置との関係を示す。図6は影が左右の辺にそ
れぞれ形成される場合、図7は影の一方が下辺に、もう
一方が左右の辺のいずれかに形成される場合、図8は両
発光素子303a、303bによる影がともに下辺に形
成される場合である。図6、図7および図8において、
pおよびqは、図5における表示領域の上下方向および
左右方向の寸法をそれぞれ表わしている。FIG. 6, FIG. 7 and FIG.
The relationship between the position where the shadow is formed by 3a and 303b and the position of the light shield 305 is shown. 6 shows a case where a shadow is formed on each of the left and right sides, FIG. 7 shows a case where one side of the shadow is formed on the lower side, and FIG. 8 shows a case where the other side is formed on either of the left and right sides. This is a case where both shadows are formed on the lower side. 6, 7, and 8,
p and q represent the dimensions in the vertical and horizontal directions of the display area in FIG. 5, respectively.
【0036】図6に示すように、発光素子303aによ
る影が左辺の上端から距離aの位置に形成され、発光素
子303bによる影が右辺の上端から距離bの位置に形
成された場合には、光遮蔽物305の座標(X,Y)は
(式1)により計算される。 X=pa/(a+b) Y=ab/(a+b) (式1)As shown in FIG. 6, when a shadow by the light emitting element 303a is formed at a distance a from the upper end of the left side and a shadow by the light emitting element 303b is formed at a distance b from the upper end of the right side, The coordinates (X, Y) of the light shield 305 are calculated by (Equation 1). X = pa / (a + b) Y = ab / (a + b) (Equation 1)
【0037】図7に示すように、発光素子303aによ
る影が下辺の左端から距離dの位置に形成され、発光素
子303bによる影が右辺の上端から距離cの位置に形
成された場合には、光遮蔽物305の座標(X,Y)は
(式2)により計算される。 X=cpq/(p(p−d)+cq) Y=ab/(a+b) (式2)As shown in FIG. 7, when a shadow by the light emitting element 303a is formed at a distance d from the left end of the lower side and a shadow by the light emitting element 303b is formed at a distance c from the upper end of the right side, The coordinates (X, Y) of the light shield 305 are calculated by (Equation 2). X = cpq / (p (pd) + cq) Y = ab / (a + b) (Equation 2)
【0038】図8に示すように、発光素子303aによ
る影が下辺の左端から距離eの位置に形成され、発光素
子303bによる影が下辺の右端から距離fの位置に形
成された場合には、光遮蔽物305の座標(X,Y)は
(式3)により計算される。 X=pf/(p−e+f) Y=pq/(p−e+f) (式3)As shown in FIG. 8, when a shadow by the light emitting element 303a is formed at a distance e from the left end of the lower side and a shadow by the light emitting element 303b is formed at a distance f from the right end of the lower side, The coordinates (X, Y) of the light shield 305 are calculated by (Equation 3). X = pf / (pe + f) Y = pq / (pe + f) (Equation 3)
【0039】発光素子による影を検出するために受光素
子に与えられる時間は0.1sec以内とし、右上角に
配置された発光素子303aが発光するとき、左辺およ
び下辺に位置するすべての受光素子は、この0.1se
cの間に光の入射の有無に対応した二値情報を対応する
容量210に記録する(図3を参照)。個々の容量21
0に記録された二値情報を、多結晶シリコン薄膜トラン
ジスタで構成されたシフトレジスタ200で順に読み出
す。端子205から、各受光素子への光入射の有無の情
報が、1本の回線上を送り出される。続いて、左上角に
配置された発光素子303bが発光し、右辺および下辺
に位置するすべての受光素子が、やはりこの0.1se
cの間に光の入射の有無に対応した二値情報を対応する
容量210に記録する。記録された情報はシフトレジス
タ200で読み出され、端子205から同じ回線上を送
り出される。The time given to the light receiving element for detecting the shadow by the light emitting element is set within 0.1 sec. When the light emitting element 303a arranged at the upper right corner emits light, all the light receiving elements located on the left side and the lower side are This 0.1 sec
During c, binary information corresponding to the presence or absence of light is recorded in the corresponding capacitor 210 (see FIG. 3). Individual capacity 21
The binary information recorded in 0 is sequentially read out by the shift register 200 composed of a polycrystalline silicon thin film transistor. From the terminal 205, information on the presence or absence of light incident on each light receiving element is sent out on one line. Subsequently, the light emitting element 303b arranged at the upper left corner emits light, and all the light receiving elements located on the right side and the lower side also emit light for 0.1 second.
Binary information corresponding to the presence or absence of light during c is recorded in the corresponding capacitor 210. The recorded information is read by the shift register 200 and sent out from the terminal 205 on the same line.
【0040】以上のようにして、各受光素子への光入射
の有無の情報が、時系列的に並んだ1本の信号線上のデ
ータとして出力される。出力されたデータから、影部分
と光が入射した部分との境界の検出、影の中心位置の算
出と記憶、前記図6(式1)、図7(式2)および図8
(式3)のいずれの場合に属するかの場合分けと上記
(式1)、(式2)または(式3)による遮蔽物の位置
座標の計算が行なわれる。As described above, information on the presence or absence of light incident on each light receiving element is output as data on one signal line arranged in time series. From the output data, detection of the boundary between the shadow portion and the portion where light is incident, calculation and storage of the center position of the shadow, and the above-mentioned FIGS. 6 (Equation 1), 7 (Equation 2) and FIG.
Classification as to which of the cases of (Expression 3) belongs and calculation of the position coordinates of the shielding object by (Expression 1), (Expression 2) or (Expression 3) are performed.
【0041】本実施の形態によれば、受光素子を薄膜ト
ランジスタアレイ基板上に設けているため、外部に受光
素子を設ける必要がなく、安価かつ高性能な位置検出機
能つき液晶表示装置を得ることができる。According to the present embodiment, since the light receiving element is provided on the thin film transistor array substrate, there is no need to provide an external light receiving element, and an inexpensive and high-performance liquid crystal display device with a position detecting function can be obtained. it can.
【0042】また、従来は多数必要であった発光素子が
二つですむため、安価に位置検出機能つき液晶表示装置
を得ることができる。Further, since only two light emitting elements conventionally required are required, a liquid crystal display device having a position detecting function can be obtained at low cost.
【0043】また、受光素子を薄膜トランジスタアレイ
基板の製造時に同時に、かつ同様の半導体製造プロセス
技術を用いて形成するため、製造工程の増加を抑制する
ことができ、安価かつ信頼性の高い位置検出機能つき液
晶表示装置を得ることができるとともに、受光素子の密
度を高める(配置間隔を小さくする)ことができるた
め、高精度の位置検出を行なうことが可能となる。Further, since the light receiving element is formed simultaneously with the manufacture of the thin film transistor array substrate and using the same semiconductor manufacturing process technology, an increase in the number of manufacturing steps can be suppressed, and a low-cost and highly reliable position detecting function can be realized. As a result, a liquid crystal display device can be obtained, and the density of light receiving elements can be increased (the arrangement interval can be reduced), so that highly accurate position detection can be performed.
【0044】さらに、受光素子を多結晶シリコン薄膜ト
ランジスタからなるTFTスイッチに直接接続している
ため、受光素子への光の入射の有無を短時間で判別する
ことができる。Further, since the light receiving element is directly connected to the TFT switch composed of a polycrystalline silicon thin film transistor, it is possible to determine in a short time whether light is incident on the light receiving element.
【0045】なお、図2(a)に示すように、発光素子
3の光の出口に光ガイド6を設け、表示画面(対向基板
1)に平行な成分のみが光ガイドから出力されるように
して、より正確な位置検出を行なえるように構成しても
よい。As shown in FIG. 2A, a light guide 6 is provided at the light exit of the light emitting element 3 so that only the component parallel to the display screen (opposite substrate 1) is output from the light guide. Thus, a more accurate position detection may be performed.
【0046】また、受光素子(受光素子アレイ4)の上
部に光ガイド6を設け、特定の方向からの光のみが受光
素子に入射されるように構成することによって、誤検出
を防止し正確な位置検出を行なうことが可能である。Further, a light guide 6 is provided above the light receiving element (light receiving element array 4) so that only light from a specific direction is incident on the light receiving element. Position detection can be performed.
【0047】さらに、表示領域8の領域外でありかつ反
射鏡が設置されていない個所に反射防止の処理を施すこ
とにより、不要な反射を防止し視認性の向上をはかるこ
とができる。Further, by applying an anti-reflection process to a portion outside the display area 8 and where no reflecting mirror is provided, unnecessary reflection can be prevented and visibility can be improved.
【0048】また、本発明によれば、従来の方法1のよ
うに、対向する一対の発光部、受光部を順次動作させる
必要がないため、外部に受光素子をオンオフさせるため
の電気的スイッチング機能を持たせることなく、安価に
高性能の位置検出機能つき液晶表示装置を得ることがで
きる。Further, according to the present invention, unlike the conventional method 1, it is not necessary to sequentially operate the pair of opposing light emitting units and light receiving units, so that an electrical switching function for externally turning on and off the light receiving element is provided. A high-performance liquid crystal display device with a position detection function can be obtained at a low cost without providing the liquid crystal display device.
【0049】しかしながら、受光素子アレイの各受光素
子を順次オンオフさせることによって、さらに位置検出
の精度を高めることも可能である。この場合、各受光素
子は常時動作させておき、各受光素子の上方に位置する
液晶をシャッターとして利用して、光の透過/遮断を制
御することにより、受光素子のオンオフの代わりとすれ
ば、各受光素子をオンオフするための機構は不要であ
り、安価で信頼性が高くかつさらに高性能な位置検出機
能つき液晶表示装置を得ることができる。液晶シャッタ
ーのオンオフは、各受光素子に対応する位置の液晶に印
加する電圧を変化させることにより行なう。However, by sequentially turning on and off each light receiving element of the light receiving element array, it is possible to further improve the accuracy of position detection. In this case, if each light receiving element is always operated, and liquid crystal positioned above each light receiving element is used as a shutter to control transmission / blocking of light, instead of turning on / off the light receiving element, A mechanism for turning on and off each light receiving element is unnecessary, and a liquid crystal display device with a position detection function that is inexpensive, has high reliability, and has high performance can be obtained. The on / off of the liquid crystal shutter is performed by changing the voltage applied to the liquid crystal at the position corresponding to each light receiving element.
【0050】実施の形態2 実施の形態1においては、液晶表示装置の表示領域の右
上角および左上角に発光素子を設置し、表示領域の左
辺、下辺、右辺の三辺に沿って受光素子(受光素子アレ
イ)および反射鏡を配置した。Embodiment 2 In Embodiment 1, light-emitting elements are provided at the upper right and upper left corners of the display area of the liquid crystal display device, and the light-receiving elements are arranged along three sides of the left, lower, and right sides of the display area. A light receiving element array) and a reflecting mirror were arranged.
【0051】一方、本実施の形態では、表示領域の対向
する二つの角(たとえば右上角と左下角)に発光素子を
配置し、表示領域の四辺に受光素子(受光素子アレイ)
および反射鏡を配置する。On the other hand, in the present embodiment, light emitting elements are arranged at two opposing corners (for example, upper right corner and lower left corner) of the display area, and light receiving elements (light receiving element array) are arranged on four sides of the display area.
And a reflector.
【0052】本実施の形態の液晶表示装置を、図9を用
いて説明する。図9は本実施の形態の液晶表示装置を上
面から見た図であり、実施の形態1における図2(b)
に対応する。The liquid crystal display of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a top view of the liquid crystal display device of the present embodiment, and FIG. 2B in the first embodiment.
Corresponding to
【0053】薄膜トランジスタアレイ基板上に、表示領
域8の外周の四辺に沿って多数の受光素子が配置され、
受光素子アレイ4を形成している。一方、対向基板1の
上面には、表示領域8の外周のうち右上角および左下角
に発光素子3が配置される。さらに、対向基板1の上面
かつ受光素子(受光素子アレイ4)の直上には、反射鏡
5が設けられている。発光素子3から発した光7は、反
射鏡5によって反射され、受光素子(受光素子アレイ
4)に入射する。On the thin film transistor array substrate, a large number of light receiving elements are arranged along the four sides on the outer periphery of the display area 8,
The light receiving element array 4 is formed. On the other hand, on the upper surface of the counter substrate 1, the light emitting elements 3 are arranged at the upper right corner and the lower left corner of the outer periphery of the display area 8. Further, a reflection mirror 5 is provided on the upper surface of the counter substrate 1 and immediately above the light receiving element (light receiving element array 4). Light 7 emitted from the light emitting element 3 is reflected by the reflecting mirror 5 and enters the light receiving element (light receiving element array 4).
【0054】本実施の形態において、右上角の発光素子
3からの光は左辺および下辺の受光素子に入射し、左下
角の発光素子3からの光は右辺および上辺の受光素子に
入射する。つまり、各受光素子には常に一方の発光素子
からの光のみが入射し、他方の発光素子からの光が入射
することはない。各受光素子に入射する光の発生源が特
定されているため、光遮蔽物の位置の算出が容易にな
る。また、2個の発光素子を常時点灯してもよいので、
発光素子への供給信号の作製が容易になる。In this embodiment, light from the light emitting element 3 at the upper right corner is incident on the light receiving elements on the left and lower sides, and light from the light emitting element 3 on the lower left corner is incident on the light receiving elements on the right and upper sides. That is, only light from one light emitting element always enters each light receiving element, and no light from the other light emitting element enters. Since the source of the light incident on each light receiving element is specified, the position of the light shield can be easily calculated. Also, since the two light emitting elements may be constantly turned on,
Production of a supply signal to the light emitting element is facilitated.
【0055】実施の形態3 実施の形態1においては、液晶表示装置の表示領域の右
上角および左上角に同一波長の光を発する発光素子を設
置し、表示領域の左辺、下辺、右辺の三辺に沿って受光
素子(受光素子アレイ)および反射鏡を配置した。Third Embodiment In the first embodiment, a light-emitting element that emits light of the same wavelength is provided at the upper right corner and the upper left corner of the display area of the liquid crystal display device, and three sides of the left, lower, and right sides of the display area are provided. A light-receiving element (light-receiving element array) and a reflecting mirror were arranged along.
【0056】一方、本実施の形態では、液晶表示装置の
表示領域の右上角および左上角に異なる波長の光を発す
る発光素子をそれぞれ設置するとともに、少なくとも表
示領域の下辺には二組の受光素子(受光素子アレイ)を
配置し、これら二組の受光素子(受光素子アレイ)は、
それぞれ異なる波長の光を透過するフィルタを備えたも
のとすることを特徴とする。On the other hand, in the present embodiment, light emitting elements that emit light of different wavelengths are provided at the upper right corner and the upper left corner of the display area of the liquid crystal display device, and at least two sets of light receiving elements are provided at the lower side of the display area. (Light receiving element array), and these two sets of light receiving elements (light receiving element array)
It is characterized by including filters that transmit light of different wavelengths.
【0057】本実施の形態の液晶表示装置を、図10を
用いて説明する。図10は本実施の形態の液晶表示装置
を上面から見た図であり、実施の形態1における図2
(b)に対応する。The liquid crystal display of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a view of the liquid crystal display device of the present embodiment as viewed from above, and FIG.
This corresponds to (b).
【0058】薄膜トランジスタアレイ基板上に、表示領
域8の外周の三辺に沿って、多数の受光素子が配置さ
れ、受光素子アレイ4を形成している。このうち少なく
とも下辺については、それぞれ異なる波長の光を透過す
るフィルタを備えた二組の受光素子(受光素子アレイ4
a、4b)を配置する。一方、対向基板1の上面には、
表示領域8の外周のうち右上角および左上角に、それぞ
れ波長の異なる光を発する発光素子3が配置される。さ
らに、対向基板1の上面かつ受光素子(受光素子アレイ
4)の直上には、反射鏡5が設けられている。発光素子
3から発した光7は、反射鏡5によって反射され、受光
素子(受光素子アレイ4)に入射する。On the thin film transistor array substrate, a large number of light receiving elements are arranged along three sides on the outer periphery of the display area 8 to form the light receiving element array 4. At least on the lower side, two sets of light receiving elements (light receiving element array 4) each having a filter that transmits light of a different wavelength.
a, 4b) are arranged. On the other hand, on the upper surface of the counter substrate 1,
At the upper right corner and the upper left corner of the outer periphery of the display area 8, the light emitting elements 3 that emit light having different wavelengths are arranged. Further, a reflection mirror 5 is provided on the upper surface of the counter substrate 1 and immediately above the light receiving element (light receiving element array 4). Light 7 emitted from the light emitting element 3 is reflected by the reflecting mirror 5 and enters the light receiving element (light receiving element array 4).
【0059】本実施の形態において、右上角の発光素子
3からの光は左辺および下辺の受光素子に入射し、左上
角の発光素子3からの光は右辺および下辺の受光素子に
入射する。このとき、下辺に配置された二組の受光素子
(受光素子アレイ)のうちの一方は、フィルタにより一
方の発光素子からの光のみを受光する。つまり、たとえ
ば受光素子アレイ4aが右上角の発光素子からの光のみ
を受光し、受光素子アレイ4bが左上角の発光素子から
の光のみを受光するように、各発光素子の光の波長およ
び受光素子(受光素子アレイ)が備えるフィルタの透過
光の波長を選定しておく。In this embodiment, the light from the upper right corner light emitting element 3 enters the left and lower light receiving elements, and the light from the upper left corner light emitting element 3 enters the right and lower light receiving elements. At this time, one of the two sets of light receiving elements (light receiving element array) arranged on the lower side receives only light from one light emitting element by the filter. In other words, for example, the light wavelength of each light emitting element and the light reception are such that the light receiving element array 4a receives only the light from the light emitting element at the upper right corner and the light receiving element array 4b receives only the light from the light emitting element at the upper left corner. The wavelength of light transmitted through a filter provided in the element (light receiving element array) is selected in advance.
【0060】このように構成することにより、各受光素
子には常に一方の発光素子からの光のみが入射し、他方
の発光素子からの光が入射することはない。各受光素子
に入射する光の発生源が特定されているため、光遮蔽物
の位置の算出が容易になる。また、2個の発光素子を常
時点灯してもよいので、発光素子への供給信号の作製が
容易になる。With this configuration, only light from one light emitting element is always incident on each light receiving element, and light from the other light emitting element is not incident. Since the source of the light incident on each light receiving element is specified, the position of the light shield can be easily calculated. Further, since the two light emitting elements may be constantly turned on, it is easy to produce a supply signal to the light emitting elements.
【0061】また、本実施の形態では、液晶表示装置の
薄膜トランジスタを非晶質シリコン薄膜トランジスタと
した。図11を使用して、本実施の形態の薄膜トランジ
スタアレイ基板の製造方法を説明する。In this embodiment, the thin film transistor of the liquid crystal display device is an amorphous silicon thin film transistor. A method for manufacturing the thin film transistor array substrate according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
【0062】図11は薄膜トランジスタアレイ基板の断
面をあらわしており、二つの非晶質薄膜トランジスタ1
14、115および受光素子113が示されている。受
光素子113および薄膜トランジスタ114は、図3に
おける受光素子203およびTFTスイッチ204にそ
れぞれ対応し、薄膜トランジスタ115は液晶に電圧を
印加し駆動するためものである。FIG. 11 shows a cross section of a thin film transistor array substrate.
14 and 115 and the light receiving element 113 are shown. The light receiving element 113 and the thin film transistor 114 correspond to the light receiving element 203 and the TFT switch 204 in FIG. 3, respectively, and the thin film transistor 115 is for applying a voltage to and driving a liquid crystal.
【0063】薄膜トランジスタアレイ基板は、ガラス基
板100上に絶縁層101を形成し、さらに、金属膜か
らなるゲート電極104、SiO2膜からなるゲート絶
縁膜103、非晶質シリコン膜108、非晶質シリコン
膜108にイオンを注入した電極形成部112、金属膜
109から形成されたソース/ドレイン電極からなる非
晶質薄膜トランジスタ114、115を形成してなる。
さらに、薄膜トランジスタ114、115を覆うように
層間絶縁膜107を形成する。そして、最上層に反射電
極となる金属膜111を形成する。反射電極と薄膜トラ
ンジスタ115は、層間絶縁膜107に設けた貫通穴に
よって接続されている。In the thin film transistor array substrate, an insulating layer 101 is formed on a glass substrate 100, and a gate electrode 104 made of a metal film, a gate insulating film 103 made of a SiO 2 film, an amorphous silicon film 108, an amorphous silicon film 108, An electrode forming portion 112 in which ions are implanted into the silicon film 108, and amorphous thin film transistors 114 and 115 including source / drain electrodes formed from the metal film 109 are formed.
Further, an interlayer insulating film 107 is formed so as to cover the thin film transistors 114 and 115. Then, a metal film 111 serving as a reflective electrode is formed on the uppermost layer. The reflective electrode and the thin film transistor 115 are connected by a through hole provided in the interlayer insulating film 107.
【0064】受光素子113の構成は、非晶質シリコン
膜108が金属膜111で遮光されていない点を除き、
非晶質薄膜トランジスタ114、115とまったく同一
である。したがって、薄膜トランジスタ114、115
の形成と同時に、まったく同一の工程で受光素子113
も形成される。The structure of the light receiving element 113 is as follows, except that the amorphous silicon film 108 is not shielded from light by the metal film 111.
It is exactly the same as the amorphous thin film transistors 114 and 115. Therefore, the thin film transistors 114, 115
At the same time as the formation of
Is also formed.
【0065】受光素子を、液晶を駆動するための薄膜ト
ランジスタと同時に、同一の工程で作成することが可能
であるため、従来の位置検出機能なしの液晶表示装置と
くらべ製造工程が増加することはなく、安価かつ信頼性
の高い位置検出機能つき液晶表示装置を得ることができ
るとともに、受光素子の密度を高める(配置間隔を小さ
くする)ことができるため、高精度の位置検出を行なう
ことが可能な位置検出機能つき液晶表示装置を得ること
ができる。Since the light receiving element can be formed simultaneously with the thin film transistor for driving the liquid crystal in the same step, the number of manufacturing steps is not increased as compared with the conventional liquid crystal display device without a position detecting function. In addition, it is possible to obtain an inexpensive and highly reliable liquid crystal display device with a position detection function, and it is possible to increase the density of light receiving elements (reduce the arrangement interval), thereby enabling highly accurate position detection. A liquid crystal display device with a position detection function can be obtained.
【0066】実施の形態4 本発明の各実施の形態による位置検出機能つき液晶表示
装置を、携帯機器に適用した例を図12に示す。図12
は携帯電話機を表わしており、筐体404に番号ボタン
402、操作ボタン403、および本発明による位置検
出機能つき液晶表示装置401が備えられ、ペン405
により入力やメニュー選択を行なうことができる。Fourth Embodiment FIG. 12 shows an example in which the liquid crystal display device with a position detecting function according to each embodiment of the present invention is applied to a portable device. FIG.
Denotes a mobile phone, a housing 404 is provided with a number button 402, an operation button 403, and a liquid crystal display device 401 with a position detection function according to the present invention, and a pen 405.
Allows input and menu selection.
【0067】実施の形態5 以上、前記各実施の形態では反射型の液晶表示装置を例
にあげて説明してきたが、透過型あるいは半透過型な
ど、他の形式の液晶表示装置に本発明を適用すること
も、もちろん可能である。Embodiment 5 In the above embodiments, the reflection type liquid crystal display device has been described as an example. However, the present invention can be applied to other types of liquid crystal display devices such as a transmission type or a transflective type. It is of course possible to apply.
【0068】また、発光素子および受光素子の配置と薄
膜トランジスタの種類についても、前記各実施の形態で
説明した組み合わせのみならず、その他の組み合わせも
もちろん可能である。The arrangement of the light emitting element and the light receiving element and the type of the thin film transistor are not limited to the combinations described in the above embodiments, but may be other combinations.
【0069】[0069]
【発明の効果】本発明によれば、液晶表示装置の外部に
受光素子を別途設ける必要がなく、安価に高性能の位置
検出機能つき液晶表示装置を得ることができる。According to the present invention, there is no need to separately provide a light receiving element outside the liquid crystal display device, and a liquid crystal display device with a high-performance position detecting function can be obtained at low cost.
【0070】本発明によれば、二つの発光素子の光の波
長を異なるものとすることにより、各発光素子を間歇的
に動作させる必要はなくなり、外部に電気的スイッチン
グ機能を持たせることなく安価に高性能の位置検出機能
つき液晶表示装置を得ることができる。According to the present invention, by making the light wavelengths of the two light emitting elements different, it is not necessary to operate each light emitting element intermittently, and it is possible to reduce the cost without providing an external electrical switching function. Thus, a high-performance liquid crystal display device with a position detection function can be obtained.
【0071】本発明によれば、二つの発光素子を対向す
る角に配置することにより、外部に電気的スイッチング
機能を持たせることなく安価に高性能の位置検出機能つ
き液晶表示装置を得ることができる。According to the present invention, by arranging two light emitting elements at opposite corners, it is possible to obtain a high-performance liquid crystal display device with a position detecting function at low cost without having an external electrical switching function. it can.
【0072】本発明によれば、受光素子のオンオフを液
晶シャッターを利用して行なうことにより、外部に電気
的スイッチング機能を持たせることなく、安価で信頼性
が高く、さらに高精度の位置検出が可能な位置検出機能
つき液晶表示装置を得ることができる。According to the present invention, by using the liquid crystal shutter to turn on and off the light receiving element, it is possible to provide an inexpensive, highly reliable and highly accurate position detection without providing an external electrical switching function. A liquid crystal display device with a possible position detection function can be obtained.
【0073】本発明によれば、発光効率の良い発光素子
を用いて、安価に高性能の位置検出機能つき液晶表示装
置を得ることができる。According to the present invention, a high-performance liquid crystal display device with a position detecting function can be obtained at low cost by using a light emitting element having good luminous efficiency.
【0074】本発明によれば、二つの発光素子を間歇的
に点灯させることにより、より消費電力の少ない位置検
出機能つき液晶表示装置を得ることができる。According to the present invention, a liquid crystal display device having a position detecting function with lower power consumption can be obtained by intermittently lighting two light emitting elements.
【0075】本発明によれば、発光素子の光出口に光ガ
イドを設けることにより、より誤り確率の低い高性能の
位置検出機能つき液晶表示装置を得ることができる。According to the present invention, by providing a light guide at the light exit of the light emitting element, it is possible to obtain a high-performance liquid crystal display device with a position detecting function having a lower error probability.
【0076】本発明によれば、受光素子の上部に光ガイ
ドを設けることにより、より誤り確率の低い高性能の位
置検出機能つき液晶表示装置を得ることができる。According to the present invention, by providing the light guide above the light receiving element, it is possible to obtain a liquid crystal display device having a high-performance position detecting function with a lower error probability.
【0077】本発明によれば、簡易な光学系の構成で、
高性能の位置検出機能つき液晶表示装置を得ることがで
きる。According to the present invention, with a simple optical system configuration,
A high-performance liquid crystal display device with a position detection function can be obtained.
【0078】本発明によれば、受光素子を、液晶を駆動
するための薄膜トランジスタと同時に、同一の工程で作
成することが可能であるため、従来の位置検出機能なし
の液晶表示装置とくらべ製造工程が増加することはな
く、安価かつ信頼性の高い位置検出機能つき液晶表示装
置を得ることができる。According to the present invention, the light-receiving element can be formed in the same step as the thin-film transistor for driving the liquid crystal in the same step. Thus, a liquid crystal display device with a position detection function that is inexpensive and highly reliable can be obtained without increasing the number of pixels.
【0079】本発明によれば、受光素子への光の入射の
有無を短時間で検出することができ、高速な位置検出が
可能である。According to the present invention, the presence or absence of light incident on the light receiving element can be detected in a short time, and high-speed position detection is possible.
【0080】本発明によれば、表示機能部分の外周での
不要な反射を減少させることができ、視認性のすぐれた
位置検出機能つき液晶表示装置を得ることができる。According to the present invention, unnecessary reflection at the outer periphery of the display function portion can be reduced, and a liquid crystal display device with a position detection function having excellent visibility can be obtained.
【図1】 本発明の一実施の形態による液晶表示装置の
全体構成を表わす図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
【図2】 図1の液晶表示装置の断面および上面を示す
図である。FIG. 2 is a diagram showing a cross section and a top surface of the liquid crystal display device of FIG.
【図3】 本発明による受光素子の駆動回路の構成を示
す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a drive circuit of a light receiving element according to the present invention.
【図4】 本発明による液晶表示装置の薄膜トランジス
タアレイ基板の構成を模式的に示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a thin film transistor array substrate of the liquid crystal display device according to the present invention.
【図5】 発光素子による光と、光遮蔽物によって影と
なる受光素子との関係を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between light from a light emitting element and a light receiving element that is shadowed by a light shielding object.
【図6】 影の中心位置と光遮蔽物の位置座標との関係
を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the center position of a shadow and the position coordinates of a light shielding object.
【図7】 影の中心位置と光遮蔽物の位置座標との関係
を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating the relationship between the center position of a shadow and the position coordinates of a light shield.
【図8】 影の中心位置と光遮蔽物の位置座標との関係
を説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating the relationship between the center position of a shadow and the position coordinates of a light shielding object.
【図9】 本発明の別の実施の形態による液晶表示装置
の上面図である。FIG. 9 is a top view of a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention.
【図10】 本発明のさらに別の実施の形態による液晶
表示装置の上面図である。FIG. 10 is a top view of a liquid crystal display device according to still another embodiment of the present invention.
【図11】 本発明による液晶表示装置の薄膜トランジ
スタアレイ基板の構成を模式的に示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration of a thin film transistor array substrate of a liquid crystal display device according to the present invention.
【図12】 本発明による位置検出機能つき液晶表示装
置を、携帯機器に適用した例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing an example in which a liquid crystal display device with a position detection function according to the present invention is applied to a portable device.
【図13】 従来の位置検出方法(従来の方法1)を説
明するための図である。FIG. 13 is a diagram for explaining a conventional position detection method (conventional method 1).
【図14】 従来の位置検出方法(従来の方法2)を説
明するための図である。FIG. 14 is a diagram for explaining a conventional position detection method (conventional method 2).
1 対向基板、2 薄膜トランジスタアレイ基板、3
発光素子、4 受光素子アレイ、5 反射鏡、6 光ガ
イド、7 光、8 表示領域、9 正反射鏡、13 発
光部、14 受光部、18 表示領域、21 透明導電
膜、22 透明導電膜、100 ガラス基板、101
絶縁層、102 多結晶シリコン膜、103 ゲート絶
縁膜、104ゲート電極、105 ソース/ドレイン領
域、107 層間絶縁膜、108 非晶質シリコン膜、
109 金属膜、110絶縁膜、111 反射電極、1
12 電極形成部、113 受光素子、114薄膜トラ
ンジスタ、115 薄膜トランジスタ、200 シフト
レジスタ、201 電源、202 電源、203 受光
素子、204 TFTスイッチ、205 電源、206
TFTスイッチ、207 電源、208 電源、20
9 TFTスイッチ、301 表示領域、303a 発
光素子、303b発光素子、304 受光素子アレイ、
305 光遮蔽物、306 光に照らされる部分、30
7 影、401 位置検出機能つき液晶表示装置、40
2 番号ボタン、403 操作ボタン、404 筐体、
405 ペン、505 ペン。1 counter substrate, 2 thin film transistor array substrate, 3
Light emitting element, 4 light receiving element array, 5 reflecting mirror, 6 light guide, 7 light, 8 display area, 9 regular reflecting mirror, 13 light emitting section, 14 light receiving section, 18 display area, 21 transparent conductive film, 22 transparent conductive film, 100 glass substrate, 101
Insulating layer, 102 polycrystalline silicon film, 103 gate insulating film, 104 gate electrode, 105 source / drain region, 107 interlayer insulating film, 108 amorphous silicon film,
109 metal film, 110 insulating film, 111 reflective electrode, 1
12 electrode forming part, 113 light receiving element, 114 thin film transistor, 115 thin film transistor, 200 shift register, 201 power supply, 202 power supply, 203 light receiving element, 204 TFT switch, 205 power supply, 206
TFT switch, 207 power supply, 208 power supply, 20
9 TFT switch, 301 display area, 303a light emitting element, 303b light emitting element, 304 light receiving element array,
305 light shield, 306 part illuminated by light, 30
7 shadow, 401 liquid crystal display device with position detection function, 40
2 number button, 403 operation button, 404 housing,
405 pen, 505 pen.
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G06F 3/033 360 G06F 3/033 360E 5B087 G09F 9/00 366 G09F 9/00 366A 5F049 H01L 31/10 H01L 31/12 D 5F089 31/12 31/10 A 5G435 Fターム(参考) 2F065 AA03 BB05 CC00 CC16 CC25 FF02 FF09 GG13 HH15 JJ01 JJ05 JJ25 LL00 LL12 LL30 QQ25 QQ26 QQ27 QQ28 2H088 EA33 HA28 MA20 2H089 HA15 HA17 QA16 TA07 TA09 TA18 2H091 FA14X FA37X FA45X FA48Y FD03 FD04 GA11 GA13 LA30 2H093 NA71 NA74 NA76 ND60 5B087 AA02 AA04 CC02 CC34 5F049 MA02 MB03 NA20 NB10 RA02 RA10 SS03 TA20 UA01 5F089 BA02 BB09 BC02 BC07 BC11 CA21 FA06 GA08 GA10 5G435 BB12 DD01 DD09 DD10 EE33 FF03 FF15 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) G06F 3/033 360 G06F 3/033 360E 5B087 G09F 9/00 366 G09F 9/00 366A 5F049 H01L 31/10 H01L 31/12 D 5F089 31/12 31/10 A 5G435 F-term (Reference) 2F065 AA03 BB05 CC00 CC16 CC25 FF02 FF09 GG13 HH15 JJ01 JJ05 JJ25 LL00 LL12 LL30 QQ25 QQ26 QQ27 QQ28 2H088 EA33 HA28 TA2017FAX2 FA48Y FD03 FD04 GA11 GA13 LA30 2H093 NA71 NA74 NA76 ND60 5B087 AA02 AA04 CC02 CC34 5F049 MA02 MB03 NA20 NB10 RA02 RA10 SS03 TA20 UA01 5F089 BA02 BB09 BC02 BC07 BC11 CA21 FA06 GA08 GA10 5G09 BB12 DD01 DD01
Claims (12)
との間に液晶が封入されてなる液晶表示装置において、 前記薄膜トランジスタアレイ基板に、表示領域の外周の
三辺に沿って受光素子が設けられ、該受光素子の直上か
つ前記対向基板の表側に反射鏡が設けられ、 前記対向基板の表側の、表示領域の外周の前記受光素子
が設けられていない一辺の両端に発光素子が設けられた
ことを特徴とする位置検出機能つき液晶表示装置。1. A liquid crystal display device in which liquid crystal is sealed between a thin film transistor array substrate and a counter substrate, wherein a light receiving element is provided on the thin film transistor array substrate along three sides of an outer periphery of a display area. A reflecting mirror is provided immediately above the element and on the front side of the counter substrate, and light emitting elements are provided on both ends of one side of the outer side of the display area where the light receiving element is not provided on the front side of the counter substrate. LCD device with position detection function.
長が互いに異なることを特徴とする請求項1記載の位置
検出機能つき液晶表示装置。2. The liquid crystal display device with a position detecting function according to claim 1, wherein light emitting wavelengths of the light emitting elements provided at both ends are different from each other.
との間に液晶が封入されてなる液晶表示装置において、 前記薄膜トランジスタアレイ基板に、表示領域の外周の
四辺に沿って受光素子が設けられ、該受光素子の直上か
つ前記対向基板の表側に反射鏡が設けられ、 前記対向基板の表側の、表示領域の外周の対向する二つ
の角に発光素子が設けられたことを特徴とする位置検出
機能つき液晶表示装置。3. A liquid crystal display device in which liquid crystal is sealed between a thin film transistor array substrate and a counter substrate, wherein a light receiving element is provided on the thin film transistor array substrate along four sides of an outer periphery of a display area. A reflection mirror is provided directly above the counter substrate and on the front side of the counter substrate, and a light emitting element is provided at two opposing corners of the outer periphery of the display area on the front side of the counter substrate, wherein a liquid crystal display with a position detection function is provided. apparatus.
ーで行なうことを特徴とする請求項1、2または3記載
の位置検出機能つき液晶表示装置。4. The liquid crystal display device with a position detecting function according to claim 1, wherein the light receiving element is turned on and off by a liquid crystal shutter.
用することを特徴とする請求項1、2、3または4記載
の位置検出機能つき液晶表示装置。5. The liquid crystal display device with a position detecting function according to claim 1, wherein a light emitting diode is used as said light emitting element.
特徴とする請求項1、2、3、4または5記載の位置検
出機能つき液晶表示装置。6. The liquid crystal display device with a position detecting function according to claim 1, wherein the light emitting element is turned on intermittently.
な成分のみ出力される構造の光ガイドが設けられたこと
を特徴とする請求項1、2、3、4、5または6記載の
位置検出機能つき液晶表示装置。7. The light guide according to claim 1, wherein a light guide having a structure in which only a component parallel to the screen is output from the light exit of the light emitting element is provided. LCD device with position detection function.
成分のみ入射される構造の光ガイドが設けられたことを
特徴とする請求項1、2、3、4、5、6または7記載
の位置検出機能つき液晶表示装置。8. The light guide according to claim 1, wherein a light guide having a structure in which light is incident only in a specific direction is provided above the light receiving element. A liquid crystal display device with the position detection function described in the above.
面に垂直な方向に反射されるよう、画面に対して45°
の角度を有することを特徴とする請求項1、2、3、
4、5、6、7または8記載の位置検出機能つき液晶表
示装置。9. The reflecting mirror is arranged at an angle of 45 ° with respect to the screen so that a light component parallel to the screen is reflected in a direction perpendicular to the screen.
The angle of claim 1, 2, 3,
4. A liquid crystal display device with a position detection function according to 4, 5, 6, 7 or 8.
を使用することを特徴とする請求項1、2、3、4、
5、6、7、8または9記載の位置検出機能つき液晶表
示装置。10. The method according to claim 1, wherein an amorphous silicon film is used as the light receiving element.
A liquid crystal display device with a position detection function according to 5, 6, 7, 8 or 9.
ランジスタに直接接続した構造であることを特徴とする
請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9または10
記載の位置検出機能つき液晶表示装置。11. The structure according to claim 1, wherein said light receiving element is directly connected to a polycrystalline silicon thin film transistor.
A liquid crystal display device with the position detection function described in the above.
鏡が設置されていない箇所に反射防止処理を施したこと
を特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8、
9、10または11記載の位置検出機能つき液晶表示装
置。12. An anti-reflection process is applied to a portion outside the display area and where the reflecting mirror is not provided. 8,
A liquid crystal display device with a position detecting function according to 9, 10 or 11.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2000307975A JP2002116429A (en) | 2000-10-06 | 2000-10-06 | Liquid crystal display device provide with position detecting function |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Country | Link |
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JP (1) | JP2002116429A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2011024512A1 (en) * | 2009-08-25 | 2011-03-03 | シャープ株式会社 | Location identification sensor, electronic device, and display device |
WO2011052263A1 (en) * | 2009-10-26 | 2011-05-05 | シャープ株式会社 | Position detection system, display panel, and display device |
JP2012518228A (en) * | 2009-02-15 | 2012-08-09 | ネオノード インコーポレイテッド | Light based touch screen |
-
2000
- 2000-10-06 JP JP2000307975A patent/JP2002116429A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP5342650B2 (en) * | 2009-10-26 | 2013-11-13 | シャープ株式会社 | Position detection system, display panel, and display device |
US8698060B2 (en) | 2009-10-26 | 2014-04-15 | Sharp Kabushiki Kaisha | Position detection system, display panel, and display device |
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