JPH0320817A - 入力表示一体型ディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の属する技術分野） 本発明は，エンジニアリングワークステーション（ＥＷ
Ｓ）に用いられるコンピュータ・エイデット・デザイン
（Ｃ　Ａ　Ｄ）やコンピュータ・エイデット・エンジニ
アリング（Ｃ　Ａ　Ｅ　）および手書きワープロ、電子
手帳などの文字・図形入力などの入方支援を行うと同時
に描画、表示する画像処理機能，さらに手書１ｍ猫画像
などを同時に伝送するテレライティング装置などのペン
タッチ入力または手書き入力表示一体型ディスプレイ装
置に関するものである。

（従来の技術） 第５図は、従来の入力表示一体型ディスブ１ノイ装置の
一例を示し，同図（ａ）は全体の構或を示す外観図、同
図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。

同図（ａ）に示すように液晶ディスブ！ノイ１の七面に
透明タブレッ１−２がスベーサｔ（１）図参照）の間隔
で貼り合わせた構造になっており，透明タブレット２面
上に入力ペン３や指でタッチすることにより、その押さ
れた点の入力ｆ１ｌ標値を検出し、検出された情報を液
晶ディスブＩノイ】，面で対応した点の画素に変換され
表示される。したがって入力ペン３や指で押された点の
軌跡が表示されることになる。

通常の透明タブレット２は、同図（ｂ）に示すように透
明ガラスあるいは透明フイルム基板４の上に透明な均一
抵抗膜５を上下に２枚設け、入力ペン３などで押される
ことにより導通状態となり、この２枚の均一抵抗膜５に
定電流を流して、Ｘ方向，Ｙ方向にそれぞれ分流して入
力座標位［Ｘ，Ｙの座標値を検出する構造である。

またアクティブマトリックス駆動型液晶ディスプレイの
構造は、各画素にスイッチ素子と液晶層ＴＮによる信号
蓄積キャパシタを集積し、液晶を準スタティックに駆動
する。この例ではスイッチ素子には薄膜トランジスタ（
ＴＰＴ）が用いられ、ガラス基板６上にアモルファスシ
リコン（ａ−Ｓｉ）やポリシリコン（ｐｏｌｙ　　Ｓ　
ｉ）で形成される．図（ｂ）ではアモルファスシリコン
（ａ−Ｓｉ）の１画素を示した図であり，その構成は、
ゲート電ｆｆ！．Ｇ，ａ−ＳＬ，ソース電極Ｓ，ドレイ
ン電極Ｄでスイッチ素子になっており、薄膜トランジス
タ（Ｔ　Ｐ　Ｔ）を形成し、ＴＰＴの保護として保護膜
ｌ１を設けている。ゲート絶縁膜１０はゲート電極Ｇと
ドレイン電極Ｄの交差による絶縁である．なお、ゲート
電極Ｇは順次走査線であり、ドレイン電極Ｄはデータ線
となる． また、ａ　−　Ｓ　ｉは光に敏感で光が直接あたるとオ
フ電流が増加してしまうので、その上に光遮蔽層９を設
けている．そして、表示のオン・オフは対向電極８と画
素電極７の電位差により，液晶層ＴＮが偏向され光の透
過、非透過状態が作られて表示が行われる． このような構造のアクティブマトリックス駆動型液晶デ
ィスプレイにおいては、次のような問題点があった．即
ち、透明タブレット２と液晶ディスプレイ１を貼り合わ
せた場合、透明な均一抵抗膜５の抵抗率の不均一によっ
て実際に入力した位置と表示する位置とがずれた状態に
なり，座標検出誤差を生じる．透明タブレット２の入力
位置と液晶ディスプレイ１の表示位置とを１対ｌに対応
させるためには、透明タブレット２で押下された入力座
標値の誤差を補正する回路が必要になる．また、透明タ
ブレット２と液晶ディスプレイ１を貼り合わせる時に、
密着して貼り合わせた場合にリング上に干渉縞が生じて
しまい，偏向フィルタ等の対策およびスペーサｔの間隔
を０．５〜ｌｍｍ程度の間隔をあける必要があり、実際
に入力ペン３等で入力した時に、その厚みのために入力
した位置と表示される部分での位置にずれが生じた見え
方となり，マンマシーン上での使いにくい問題点が生じ
ている． （発明の目的） 本発明は上記従来の透明タブレットと液晶ディスプレイ
の貼り合せによる問題点を解決し、さらに厚みを薄くし
マンマシーンのよい小型で簡易な入力表示一体型ディス
プレイ装置を提供することを目的とする。

（発明の構成） （発明の特徴と従来技術との差異） 本発明は上記目的を達或するため、液晶層を上，下から
挟む第１の電極及び第２の電極と、前記第１の電極に接
続されたスイッチ素子から構威される液晶セルをマトリ
ックス形に配置したアクティブマトリックス駆動型液晶
ディスプレイであって、前記スイッチ素子と第１の電極
との間に導電性台を配設し、前記第２の電極は透明かつ
柔軟性の部材で形成され、前記第１の電極と第２の電極
は絶縁支柱で保持され、前記第２の電極が液晶層とは反
対の方向から押圧されて導電性台に接触することで、液
晶層が駆動されるよう構威したことを特徴とする． 本発明は液晶ディスプレイにタブレット機能を付加した
一体化構成になっており，入力ペンあるいは指で押され
た情報がそのまま描画表示することができるので、従来
技術のように，入力位置の補正を行う必要がなく，また
厚みを薄くすることができ、実際に手書き入力で描いた
文字，図形等をあたかも紙にペンで書いたように違和感
なく描画表示することができる点が異なる。

（実施例） 第工図は本発明の一実施例の構成を示す図で、同図（ａ
）ｌ：；、非タッチ状態の断面図、同図（１））はタッ
チ状態の断面図である。

本実施例の液晶ディスブ）ノイＪ−の構成は、前記第５
図（ｂ）で示したのと同じ構成′？？あり，図には１画
素を示し、ガラス基板６上に薄膜トランジスタ（Ｔ　Ｐ
　Ｔ）が形成される。そして、第１の電極を形成する画
素電極７とソース電極３はいずれも導電姓を有しており
、その間１，二同じく導電性を有した導電性台のタツヂ
電極１３を形或ずる。また第２の電極を形成する透明対
向電極８（ＹＴＯ膜）の上に透明フレキ基板ｌ２、例え
ば柔軟性のあるフィルム状のものを用いるいまた６大画
面【こなった場合、たわみによっ丁タッチ電極１３への
接触Δ・防ぐため、絶縁支柱１４を画素！ｌｉ位あるい
は数町の間隔帽で設けてある。したがって、第５図に示
す従来の液晶ディスプレイ１ヒ透明タブ１ノッ１・２の
構成に比べ本実施例では、透明苅向電極ｓｉｉこ透明フ
）ノキ基扱１２を配直ずるのみであり薄型Ｌ二柵成で２
る。

上記（ａ）図の構成において（ｂ）図に示づように例え
ば入力ベン３で入力指示した場合，透明プレキ基板１２
が入力ベン３１こよって押され゛「、タッチ電極１３と
透明対向電極８が接触する。この射；果、タッチ入力検
出が行なわＡ１，，手書き入力した線画が描画表示され
る。

第２図は−Ｌ記液品ディスプレイの１画素についてのタ
ッチ入力検出同路を示す。これは７薄膜１・・ランジス
タ（Ｔ　Ｐ　Ｔ）で形成されたスイッチ素子と液晶層Ｔ
Ｎによる倍月一蓄積キャパシタＣおよび液晶層ＴＮ部分
の１画素をあらわした表示素子Ｔ　Ｎ１、それに接Ｉ！
された遡明苅向電極８４＝；よびタッチ電極１３から成
る構成である。また、センサアンプＡｍｐｌはデータ線
Ｖにより外部接続されており、入力タッチ検９％借号と
して取り出される２人力指示が成されていない（第１図
（ａ）非タッチ状態）状態の時は、通悼めアクティブマ
ｌ−リックス型駆動の液晶ディスブ１／イによる動作で
ある。

駅動は順次走査線Ｘで行われその動作を簡単に説明する
、 いま、順次走査線Ｘより、ゲーＩ−電極Ｇに厘次ゲーｈ
パルス電圧を印加し、ＴＰＴを凍通状態に励起する。信
号竜ＦＥはデータ線ｙより、ゲー１−パルス電圧に同期
して供給され、ＴＰＴを通しで画素の借号蓄積キャパシ
タＣに伝達される。ゲ・一トバルス電圧が印加しなくな
ると、ＴＰＴは非湛通状態となり，信号蓄積キャパシタ
已に蓄えられた信号電圧は次の走査を受けるまで保持さ
ｉ１，てし１る。

信号蓄積キャパシタＣｌｏｔ画素電極７に接続されＣお
り：画素電極７と苅向嘔極８との間の電圧により１やス
タテティ））　Ｉ，ｙ液晶が駆動され、透過、非透過モ
ードになり表示状態が白あるい＋．ｔ　Ｍが得られる。

二のような構ｌ戊から、人力ベン；３もろいは指でタッ
チし７たーＦ表き入力された情報は、透明対向電極３を
７ース電位にする丁と番こより−７液晶部の信汗蓄積キ
ャパシ！ＩＣが放電されて、その放電電流をセンザアン
ブＡｍｐｉで読み出しイーの位置の座標値を検出する，
二とができる、ただし、表示がすでに黒画素の時は借号
蓄積キャパシタＣは充電されておらず，黒画素処理を施
す必要がある。例えばあらかじめ黒画素に微量の電荷を
蓄積してスレッシ扉ルドを設け、白画素と黒画素を分離
して読み取る方法がある。

第３図に実際の液晶ディスブ！，ノイで表示した時およ
びタッチ入力した時の描画処理フ〇一のブロック図を示
す。フ１ノームメモリ（１）より画像を■画面入力表示
する、タッチ入力がＮＯであればそのまま表示する。タ
ッチ入力がＹ　Ｅ　Ｓならば表示状態の白・黒を判別す
る。表示が黒であれば黒画素の処理を行い、座標値をリ
ードしてフレームメモリ（２）へ手書き入力デー・夕と
して格納される，，その後、フレームメモリ（２）から
のデータはフレームメモリ（１）に合或ざわ，て描画表
示さオ１，る。

第４図に本発明の駆動回路の構或例１４を示す。

フ１ハームメモリ（１）Ｌこは、キャラクタ情報や静１
Ｌ画情報が格納されている。アクティブマ１−リックス
液晶ディスプレイ１，はｍ　ｘ　ｎ画素で構成して才；
り，データ線Ｙにシフ１−レジスタＹｍ．Ｙラッチドラ
イバｒｎが接続される。

また、順次走査線Ｘ　ｌ．こはＸドライバｒ１が接続さ
れラインごとにゲー１−パルス電圧が印加される。

フレームメモリ（１）からの信号データは、シフトレジ
スタＹｍに１フレーム単位でＹラッチドライバｍに信号
データが蓄積され，Ｘドライバｎに同期し順次表示して
１画面表示が行われる．入力ペンあるいは指でタッチし
た情報は、センサアンプＡ＋ｗｐにて読みだされ，ラッ
チされる．ここで黒画素処理が行なわれた座標値データ
は、シフトレジスタによりフレームメモリ（２）に手書
き入力データとして格納する．この手書き画データはフ
レームメモリ（１）のキャラクタまたは静止画情報と合
成されて液晶ディスプレイに重ねて描画表示する．なお
フレームメモリ（１）からの画倣データは逐次表示され
ている． （発明の効果） 以上説明したように，本発明によれば，アクティブマト
リックス駆動型液晶ディスプレイにタブレット機能を付
加し、手書き入力した位置と表示される画像位置とが同
一の位置に描画表示することができる入力表示一体型構
゜或であるので、手書き入力により文字・図形など描く
と同時に表示することかできる．そして従来の技術に比
べて、タブレット入力座標値の補正回路を必要とせず、
さらに厚みを薄くすることができマンマシーンに優れた
利点がある。ここで入力座標値の検出に信号′蓄積キャ
パシタの充放電を利用して行ったが，この蓄積キャパシ
タの容量変化を検出して行えば黒画素処理を行う必要が
なく．さらに簡単な駆動構成で行えることは言うまでも
ない．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す図で，（ａ）は
非タッチ状態図，（ｂ）はタッチ状態図である．第２図
は液晶ディスプレイの１画素についてのタッチ入力検出
回路図、第３図は描画処理フローのブロック図，第４図
は本発明の駆動回路の構成図，第５図は従来の入力表示
一体型ディスプレイ装置の一例を示し，（ａ）は全体の
構或を示す外観図、（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ’断面
図である。 １　・・・液晶ディスプレイ，　２　・・・透明タブレ
ット、　３　・・・入力ペン，　４　・・・透明ガラス
または透明フィルム基板，　５・・・透明な均一抵抗膜
、　６・・・ガラス基板、　７・・・画素電極、　８・
・・透明対向電極、　９　・・・光遮蔽層、１０・・・
ゲート絶縁膜．　　１１・・・保護膜、１２・・・透明
フレキ基板、ｌ３・・・タッチ電極、１４・・・絶縁支
柱．　　ＴＰＴ・・・薄膜トランジスタ、ａ−ＳＬ・・
　アモルファスシリコン、　Ｇ・・・ゲート電極、　Ｓ
　・・・ソース電極，Ｄ・・・　ドレイン電極、　ＴＮ
　・・・液晶層，ＴＮＩ　　・・・表示素子、　Ｃ・・
・信号蓄積キャパシタ、　Ａｍｐｌ　　・・・センサア
ンプ、Ｘ・・・順次走査線、　Ｙ　・・・データ線。 第１図 （ａ） （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 液晶層を上、下から挟む第１の電極及び第２の電極と、
   前記第１の電極に接続されたスイッチ素子から構成され
   る液晶セルをマトリックス形に配置したアクティブマト
   リックス駆動型液晶ディスプレイであって、 前記スイッチ素子と第１の電極との間に導電性台を配設
   し、前記第２の電極は透明かつ柔軟性の部材で形成され
   、前記第１の電極と第２の電極は絶縁支柱で保持され、
   前記第２の電極が液晶層とは反対の方向から押圧されて
   導電性台に接触することで、液晶層が駆動されるよう構
   成したことを特徴とする入力表示一体型ディスプレイ装
   置。