JPH02278326A

JPH02278326A - 情報入出力装置

Info

Publication number: JPH02278326A
Application number: JP1099618A
Authority: JP
Inventors: Masaru Tanaka; 勝田中; Yutaka Ishii; 裕石井
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1989-04-19
Filing date: 1989-04-19
Publication date: 1990-11-14
Also published as: EP0394044A2; US5151688A; EP0394044A3; DE69020234T2; DE69020234D1; EP0394044B1

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】〈産業上の利用分野〉本発明は、マトリクス状に配列された個々の線素電極に
対応した駆動用スイッチング素子が集積された基板によ
り駆動（アクティブ　マトリクス駆動）される情報入出
力装置、特にライトペンによって情報を入力することが
可能な液晶入出力装置に関するものである。

〈従来の技術〉従来、入出カ一体型装置としてＣＲＴとライトペンとを
組み合わせたものが一般に用いられて来たが、このよう
な独立の入力部と出力部とを単に組み合わせただけの装
置では、消費電力が大きく、装置自体が大型で携帯に適
していないという欠点があった。

これらの問題点の解決策として特開昭６１−６７２９号
公報において液晶表示パネルと発光型ライトペンとを組
み合わせた完全な一体型の情報入出力装置が開示されて
いる。この情報入出力装置は、アクティブ　マトリクス
によって表示駆動される情報表示パネルの内部に、各絵
素？Ｉ！極に対応して光電変換素子を配列したもので、
第６因に示す構造をしている。絵素電極を駆動するため
のＴＦＴ　ｌ膜トフンジスク）とフィトベンの光を検知
するためのフォトダイオード（２端子光電変換素子）は
各々マ）　ＩＪクス状に配置される絵素電極に対応して
形成される。ＴＰＴｔｉソースフィン（絵素書込ライン
）６３、ゲート６５及びドレイン６７で構成される。こ
れとは別にゲートツイン６１上に個々の絵素ｉｔ！＠に
対応して光検出用半導体膜６２が形成され、さらに専用
のデータ読出しライン６９が形成される。ライトペンの
位置検出回路は第７図に示すようになる。データ読出し
フィン６９は各列ごとにコンパレータ４４に入力され、
データ読出しフィン６９上の信号とリフアレン／ｃ′ｒ
Ｉ！、圧Ｖｖｅｆ　　とを比較してライトペンの位置検
出を行う。

〈発明が解決しようとする課題〉上記のような情報入出力装置の場合には消費電力は小さ
く、装置も小型化できるのであるが、ソと一スフイ４μ別に新たに並行してデータ読出しフィンを
設ける必要があり、列方向の電極数が２倍となるためｔ
ｌｌａ加工が複雑となって製造上難点があった。また構
造が複雑なために絵素の開口率が低下しコントラストが
低下するという問題があった。

本発明は１以上のような問題点に濫みてなされたもので
あって、薄型軽量で携帯に適し、消費電力が小さな情報
入出力装置であって、さらにライトペンの位置検出専用
の電極を設ける必要がなく、従って従来の微細加工技術
で問題なく製作可能でコントラストの低下のない情報入
出力装置を提供することを目的としている。

く課題を解決するための手段〉上記の目的を達成するために本発明は、マトリクス状に
配列された絵素電極に印加電圧のスイッチング手段を設
けてアクティブ　マトリクスにより表示駆動される情報
表示パネルと発光型ライトペンとを備える情報入出力装
置において、前記スイッチング手段を構成する行電極と
列電極との交く作　用〉ｆｆ４１１１１Ｍ（ゲートライン）と列を極（ソースラ
イン）との間に積層した光導電層にライトペンの発する
光ビームが照射すると、光導１ｌＥｌ内の価電子帯に存
在する電子が光によって励起され、ゲートフィン−ソー
スフィン間のインピーダンスが変わり、漏れ電流が変化
する。このゲートからソースへ流れる漏れ電流の変化を
コンパレータ等によって比較増幅して、位置情報信号と
して取り出す。

これによって、情報表示パネル上を光を発しながら移動
するライトペンの軌跡を入力することができる。

〈実施例〉以下に本発明に係る情報入出力装置の一実施例として、
情報表示パネルに液晶表示パネルを用いた例を以下に説
明する。

第１０はゲートフィン！とソースツイン３の交点４に設
けられた受光部４２、絵素室［８及び前記絵素？ｌｒ、
Ｗｉ８を駆動するためのＴＦ’Ｔ４１の構造図であり、
また第２図は受光部４２のＡ−Ａ’断面を表わす図であ
る。ＴＦＴ４１及び受光部４２の作成は、まずガラス等
の透明な絶縁基板９上にｐンｐｉｖｃＴｔｈ）あるいは
ＩＴＯ＋Ｔａ等でゲートライン菖及びゲート電ＦＭ５を
形成する。次にゲート絶縁膜（図示せず。）を形成し、
さらにＴＦＴ用の１形ａ−８ｉＪｉを堆積する。（この
際交点４０部分は絶縁膜とｉ形ａ−８ｉが堆積しないよ
うにマスクしておく。その後ＴＰＴ及び光導電層２を形
成するためのｎ形ａ−３ｉ膜を形成する。

ＴＦＴ４１及び受光部４２を形成するためにａ　−８ｉ
層を島状に残してエツチングした後ＩＴＯの絵素Ｍ、極
を形成し、その上でチタン（Ｔｉ’）６るいはＩＴＯ＋
Ｔｉからなるソースフィン３及びソース″ｔ！６を形成
する。このとき光導電層２を構成するａ−８ｉＪＩＩは
、ライトペンからの照射光を受けるために、その上に形
成されるソースライン３の幅よりも大きくなるように残
しておく必要がある。なお、電極としては前記の金属以
外にＮｉ。

Ｃｒ　＋　Ｍ　ｏ　等の金属を用いることができる。

ゲートフィン１とソースフィン３とに相当する位置の対
向ガラス基板には、第３図（ａ）あるいはら）に図示し
たような遮光用フィ〜りを設ける。この遮光フィ〜りは
所定の波長をもつ光成分のみ透過させ、かつ、周囲光程
度の強度の光を遮断するもので、第３図１のように電極
形状に一致したフイ／レタであってもよいし、あるいは
第３図（ｂ）のように受光部４２に対応する位置のみ遮
光フィルり１０として他の部分は光シールド（ブラック
マトリクヌ）ＩＩであってもよい。このフィルりは前述
のように透過領域以外の波長をもつ光をカットする。

また、光導電層２内の価電子帯に存在する電子が周囲光
によってほとんど励起されないような減光特性を有して
おり、通常の表示には周囲光の影響はほとんど無く、そ
れより高いエネルギーを持つライトペンからの光を透過
するようになっている。

フィトベンは、ベン状のケースの中に光源とレンズとを
組み込んだものである。光源としては、ＬＥＤや半導体
レーザ等の帯域幅の狭い発光スベク）／しを有するもの
を使用する。光源から出力された光は、フィトベンの片
端面に装置されたレンズを介して収束され、ビーム状に
出力される。ライトペンから出力された光は、対向基板
上に設けられた遮光フィルりを通って第２図に図示する
ように、光導電層２のソースフィン３よりも幅の広い部
分２ａへ到達する。

第４図にＴＰＴの駆動回路とライトペン位置検出回路を
、また第５図に位置検出のタイミングチャートを示す。

ＴＰＴアクティブマトリクヌ駆動液晶は、線順次方式で
駆動され、ゲートラインＩには走査パルス発生回路から
１ｌｌｉ次走査パルスが加えられる。

ＴＰＴの駆動回路は、１水平走査周期分の映像信号を、
シフトレジスタから出力されるサンプリング信号により
ラインメモリにｌ１ｌｌ［次プツチしていく。

サンプリングはソーヌスタートパルヌによって開始され
る。次の周期で出力するべき１行分の映像信号のラッチ
が終了した後、現在出力中の出カバソファの内容を放電
バフレスによってクリアする。

その後、ラインメモリにラッチされたｌ水平走査周期分
の信号を転送パルスによって出力バッファに一気に転送
する。この時走査パルスが印加されている行のＴＦＴが
ＯＮして絵素［極が駆動される。一方、ライトペンから
受光部４２に光が照射されると、光導Ｗ１層２の抵抗が
下がりゲートライン１に印加されている走査パルスがソ
ースフィン３に漏れて伝達される。この信号をライトペ
ンの位置情報信号として利用する。前記放電パルスと前
記転送パルスとの間に位置情報読み取り期間を設けて、
信号読み取りスタートパルスでライトペンの位置情報信
号を読み出す。ソースライン３上に取り出された位置情
報信号は、各ソースラインに接続されたコンパレータ４
４で比較増幅され、次段のピークホールド回路またはフ
リップフロップ４５でラッチし、その出力をＯＲ回路４
６へ導く。各コンパレータ４４の出力は、各フィールド
（行）の最初にＬｏｗ（’０’　）にリセットされてい
ると、ライトペンから入力された時、フィトベンの光を
受けているソースラインに接続されているコンパレータ
の出力はＨｉｇｈ（’１”　　）の状態に変化し、ＯＲ
回路４６の出力もＨｉｇｈ（１１″）状態となる。ＯＲ
回路４６の出力がＬｏｗ　（“０″　）の期間中の走査
パルスの数をカウンタ４８によって計数することにより
、Ｙ座標が求められる。また、ピークホールド回路また
はフリップフロップ４５にラッチされた出力を一旦別の
７フトレジスタ５１に転送し、最初に′１′に出会うま
でのクロックバフレス数をフリップフロップ４９及びＸ
座標カウンタ５０によって計数することでＸ座標が求め
られる。

１＋　、１周囲光による影響は前記フィルり及び半導体
感度を調整することにより防げるが、それでも周囲光の
影響を受ける場合は、コンパレータ４４のリファＶンス
電圧Ｖｒｅｆｅ調整すればよい。あるいは、フィトベン
からの出力光を一定周期で点滅させ、それに同期した出
力のみを読み出して増幅することにより位置情報信号を
得ることもできる。

本発明では、ガラス等の透明基板上にＴＰＴが形成され
た例について説明したが、Ｓｔなどの半導体基板上にＴ
ＰＴを形成した反射型モードの液晶パネルでも構成する
ことができる。また、半導体としてａ−３ｉ以外にもＣ
ｄＳやＧａＡｓ＋５ｅＴｅ等の池の感光材料を使用して
受光部４２を構成することもできる。

〈発明の効果〉以上説明したように本発明においては、マトリクス状に
配列された絵素電極に印加電圧のスイッチング手段を設
けてアクティブマトリクスにより表示駆動される情報表
示パネルと発光型ライトペンとを備える情報入出力装置
において、前記スイ導電層を形成する構造にしたので、
ライトペンの位置情報信号の読み出し専用電極を設ける
必要がなく、この結果構造が単純となって従来の加工技
術で製作可能で′、かつ開口率も低下することがないの
でコントラストの低下を防ぐことができた。

また薄型軽量で携帯に適し、消費電力が小さな情報入出
力装置を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の液晶表示装置の構造図、第
２図は本発明の受光部の断面を示す図、第３図は遮光フ
ィルりの平面図、第４図は本発明のライトペンの位置情
報検出回路図、第５図は本発明の位置情報検出タイミン
グを示す図、第６図は従来例の液晶表示装置の構造図、
第７図は従来例のライトペンの位置情報検出回路図であ
る。１・・・ゲートライン、　２・・・光導電層、　３・・
・ソースライン、　４・・・交点、　　５・・・ゲート
、　　６・・・−ソース、　　７・・・ドレイン、　　
８・・・Ｍ素［ＦＭ、９・・・ガラス基板、　　１０・
・・遮光フィルり、　　１１・・ブラックマトリクス、
　４１・・・ＴＦＴ、　　４２・・・受光部、　４３・
・・ソースドライバ、　８１・・・走査パルス発生回路
、　８２・・・信号読取りスタートパルス発生回路。代理人　弁理士　杉　山　毅　至（他１名）纂１図ｔ１２図（ａ）（ｂ）第４図＊３Ｌ２Ｉ第５図Ｙ彦碑第７図

Claims

【特許請求の範囲】１、マトリクス状に配列された絵素電極に印加電圧のス
イッチング手段を設けてアクティブ・マトリクスにより
表示駆動される情報表示パネルと発光型ライトペンとを
備える情報入出力装置において、前記スイッチング手段を構成する行電極と列電極との交
点に、前記行電極と前記列電極との間に介在して光導電
層を形成したことを特徴とする情報入出力装置。