JP3443438B2 - ペン入力による座標検出機能付パネル - Google Patents

ペン入力による座標検出機能付パネル

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JP3443438B2
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孝生 田川
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、パーソナルコンピュー
タやワードプロセッサ等の情報機器に使用されるペン入
力による座標検出機能付パネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】手書きの文字や図形をコンピュータやワ
ードプロセッサ等の情報機器に入力する手段として、表
示機能付タブレット装置が実用化されている。
【０００３】この表示機能付タブレット装置は、例え
ば、液晶パネルの上に静電誘導型のタブレットパネルを
積層して上側のタブレットパネルで検出したペン入力情
報を下側の液晶パネルに表示するので、タブレットパネ
ルの格子状検出電極が液晶パネルに表示される画像に重
なって見えて表示品位が落ちる。
【０００４】そこで、このような欠点をなくした装置と
して、液晶パネルの表示電極および駆動回路と静電誘導
型タブレットの座標検出電極および駆動回路とを共用し
たペン入力機能付表示パネルが提案されている。
【０００５】図７は上記ペン入力機能付表示パネルの一
例を示す図であり、液晶パネルとしてデューティー型液
晶パネルを用いている。このデューティー型液晶パネル
(以下、単に液晶パネルと言う)１は、行方向に配列され
たｎ本のコモン電極(Ｙ1〜Ｙn)と列方向に配列されたｍ
本のセグメント電極(Ｘ1〜Ｘm)との間に液晶が充填され
成るｎ×ｍドットの画素マトリックスを有している。上
述の構成を有する液晶パネル１は、図８に示すように１
フレームを時分割して成る表示期間には表示パネルとし
て機能し、座標検出期間にはタブレットとして機能する
のである。
【０００６】尚、２はコモン電極Ｙを駆動するコモン駆
動回路、３はセグメント電極Ｘを駆動するセグメント駆
動回路、４は表示制御回路５からの表示制御信号および
検出制御回路６からの検出制御信号を切り替え選択して
コモン駆動回路２およびセグメント駆動回路３に送出す
る切り替え回路、８は入力位置を検出する検出ペン、１
０,１１は検出ペン８からの検出信号に基づいて検出ペ
ン８先端の座標を求めるｘ座標検出回路とｙ座標検出回
路、７は上記切り替え回路４,ｘ座標検出回路１０およ
びｙ座標検出回路１１を制御して画像表示および座標検
出を実施する制御回路、１２は直流電源回路である。
【０００７】図９は、上記液晶パネル１上に検出ペン８
を置いた場合の部分断面図である。検出ペン８の検出電
極１３と液晶パネル１のコモン電極Ｙ及びセグメント電
極Ｘとは静電結合している(セグメント電極Ｘについて
は静電結合状態を図示せず)。ここで、各電極Ｘ,Ｙとの
静電結合の度合は、検出ペン８の直下に位置する電極と
の間が最大であり、検出ペン８から離れるほど小さくな
る。
【０００８】上記座標検出期間には、上記検出制御回路
６からの検出制御信号に基づいてセグメント電極Ｘおよ
びコモン電極Ｙに走査電圧を順次印加して走査する。そ
うすると、図９に示すように各電極Ｘ,Ｙと静電結合し
ている検出ペン８の検出電極１３に、静電結合の度合に
応じて図１０(a)に示すような波形を呈する検出信号が
誘起される。この検出信号をオペアンプ９,座標検出回
路１０,１１の微分回路およびコンパレータで処理し
て、図１０(b)に示す波形の信号を介して図１０(c)に示
すようなパルス信号を得る。そして、このパルス信号が
発生するタイミングＴから検出ペン８の先端座標を検出
する。
【０００９】図１１は、上記液晶パネル１の各電極Ｘ,
Ｙの電極端子とコモン駆動回路２およびセグメント駆動
回路３との接続状態を示す。
【００１０】上記液晶パネル１は、表面にコモン電極Ｙ
が形成されたガラス基板１５と表面にセグメント電極Ｘ
が形成されたガラス基板１６とを、電極形成側を対向さ
せて所定の間隔で積層して形成されている。図中、矩形
Ａ1Ａ2Ａ3Ａ4内の領域は、平行して配列されたセグメン
ト電極Ｘおよびコモン電極Ｙが液晶を挟んで対向してい
る表示領域である。
【００１１】上記表示領域Ａ1Ａ2Ａ3Ａ4から周囲に突出
した各電極Ｘ,Ｙの電極端子は扇状に絞り込まれ(以下、
この扇状の電極端子を扇状電極と言う)、テープ・オート
メイテッド・ボンディング(ＴＡＢ)フィルム(ＴＡＢ1〜
ＴＡＢ7)上の細線状電極群に、互いに絶縁されて圧着法
によって接続されている。そして、ＴＡＢフィルム(Ｔ
ＡＢ1〜ＴＡＢ7)上の細線状電極は、液晶駆動用ＬＳＩ
(大規模集積回路)(ＬＳＩ1〜ＬＳＩ7)のパッドにボンデ
ィングによって接続されている。
【００１２】こうして液晶駆動用ＬＳＩ(ＬＳＩ1〜ＬＳ
Ｉ3)が搭載されているＴＡＢフィルム(ＴＡＢ1〜ＴＡＢ
3)がプリント基板上に固定されて、コモン駆動回路２が
形成されている。同様にして、液晶駆動用ＬＳＩ(ＬＳ
Ｉ4〜ＬＳＩ7)が搭載されているＴＡＢフィルム(ＴＡＢ
4〜ＴＡＢ7)がプリント基板上に固定されて、セグメン
ト駆動回路３が形成されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のペン入力機能付表示パネルには、以下に述べるよう
な問題がある。
【００１４】図１２は、図１１における表示領域Ａ1Ａ2
Ａ3Ａ4の一辺Ａ1Ａ4付近の部分拡大図である。上記検出
ペン８の先端を液晶パネル１の中央部における円Ｐ2内
および液晶パネル１の周辺部における円Ｐ1内に置いた
場合を考える。
【００１５】先ず、上記円Ｐ2内に在る場合には、検出
ペン８の検出電極１３が各電極Ｘ,Ｙと静電結合する主
な範囲は円Ｒ2で包囲される領域（領域Ｒ2)である。こ
の領域Ｒ2内ではコモン電極Ｙは完全に平行に配列され
ている。したがって、座標検出期間に、一端のコモン電
極Ｙ1から他端のコモン電極Ｙnに向かって順次一定速度
で走査した場合には、上記検出電極１３に誘起される検
出信号の発生タイミングＴ(図１０(c)参照)は検出ペン
８先端の実際のｙ座標に比例するので、ｙ座標検出回路
１１によって容易に検出ペン８先端のｙ座標を検出でき
る。
【００１６】したがって、例えば、上記検出ペン８の先
端が液晶パネル１の中央Ｈ2−Ｈ2'上を移動する場合に
は、検出ペン８の先端の実ｙ座標“ｙ"と検出ｙ座標
“ｙd"との関係は、図１３に実線Ｊで示すように端部を
除き直線となる。尚、端部における非直線部分は周辺効
果によるものであるが、この発明とは直接は関係ないの
でここでは言及しない。
【００１７】ところが、上記検出ペン８の先端が液晶パ
ネル１の周辺部における円Ｐ1内に在る場合には、上述
の場合と様子が異なってくる。この場合、検出ペン８の
検出電極１３が各電極Ｘ,Ｙと静電結合する主な範囲は
円Ｒ1で包囲される領域Ｒ1となり、上記一辺Ａ1Ａ4より
内側の平行なコモン電極Ｙのみならず外側の扇状電極１
７をも含む領域となる。したがって、一端のコモン電極
Ｙ1から他端のコモン電極Ｙnに向かって順次一定速度で
走査した場合には、扇状電極１７の電圧による作用によ
って、上記検出電極１３に誘起される検出信号の波形が
歪むので、上記検出電極１３に誘起される検出信号の発
生タイミングＴは検出ペン８先端の実ｙ座標“ｙ"に比
例しないようになる。
【００１８】したがって、上記検出ペン８の先端が液晶
パネル１の周囲Ｈ1−Ｈ1'上を移動する場合には実ｙ座
標“ｙ"と検出ｙ座標“ｙd"とは図１３に破線Ｋで示す
ように非直線となり、真のｙ座標値から外れることにな
る。
【００１９】以上のことは、上記セグメント電極Ｘを走
査する場合にも同様に生ずる。
【００２０】ここで、図１３に示す破線Ｋの歪みは、互
いに隣接するＴＡＢフィルム(例えば、ＴＡＢ1,ＴＡ
Ｂ2)に接続されている扇状電極１７の境界の前後で生ず
る。そして、その歪み量は、表示領域Ａ1Ａ2Ａ3Ａ4内に
在る各電極Ｘ,Ｙとそれに連なる扇状電極１７との屈曲
角度によって異なるが、数ドットにも達する。
【００２１】このような歪みは、カーソル指定やアイコ
ン指定のように検出ペン８による指示位置とその検出座
標との誤差に許容範囲がある場合には何ら支障はない。
ところが、文字入力の場合のように指示位置とその検出
座標との誤差に許容範囲がない場合には、入力文字の形
状が歪むために認識率が低下するという問題が発生す
る。その結果、表示領域Ａ1Ａ2Ａ3Ａ4周辺の使用目的が
限定されてしまうことになるのである。
【００２２】通常、このような検出座標の歪みをより正
しい座標に近付ける為にＣＰＵ(中央演算処理装置)等に
よって補正するのであるが、図１３に実線Ｊで示される
直線性のレベルまで補正することは困難であるという問
題がある。
【００２３】そこで、本発明の目的は、本来の座標検出
領域周辺部においても座標検出精度を高めることができ
るペン入力による座標検出機能付パネルを提供すること
にある。
【００２４】上記目的を達成するために、本発明に係る
ペン入力による座標検出機能付パネルは、並列された第
１電極と並列された第２電極とが格子状に配列されて成
る座標検出領域を有するパネルと、前記パネルの第１電
極および第２電極と静電的に結合される検出電極を先端
に有する検出ペンと、前記第１電極群を駆動する駆動用
集積回路から成る第１駆動回路と、前記第２電極群を駆
動する駆動用集積回路から成る第２駆動回路とを有し
て、前記第１駆動回路および第２駆動回路による検出制
御信号に基づいて前記第１電極群および第２電極群を順
次走査した際に前記検出ペンの検出電極に誘起される検
出信号に基づいて前記パネル上における検出ペンの先端
座標を検出するペン入力による座標検出機能付パネルに
おいて、前記パネルの座標検出領域における外側の前記
第１電極および第２電極が存在しない個所に形成される
と共に、所定電圧源に接続された補助電極を備えたこと
を特徴としている。
【００２５】さらに、本発明に係るペン入力による座標
検出機能付パネルは、前記パネルは表示パネルであり、
前記第１の電極群と第２の電極群は前記表示パネルの表
示用電極群として兼用され、前記第１の駆動回路と第２
の駆動回路は前記表示パネルの駆動回路と兼用されてな
ることを特徴としている。
【００２６】また、本発明に係るペン入力による座標検
出機能付パネルは、並列された第１電極と並列された第
２電極とが格子状に配列されて成る表示領域を有する表
示パネルと、前記表示パネルの第１電極および第２電極
と静電的に結合される検出電極を先端に有する検出ペン
と、前記第１電極群を駆動する駆動用集積回路から成る
第１駆動回路と、前記第２電極群を駆動する駆動用集積
回路から成る第２駆動回路とを有して、表示期間には、
前記第１駆動回路および第２駆動回路によって表示制御
信号に基づいて前記第１電極群および第２電極群を制御
して前記表示パネルに画像を表示する一方、座標検出期
間には、前記第１駆動回路および第２駆動回路による検
出制御信号に基づいて前記第１電極群および第２電極群
を順次走査した際に前記検出ペンの検出電極に誘起され
る検出信号に基づいて前記表示パネル上における検出ペ
ンの先端座標を検出するペン入力による座標検出機能付
パネルにおいて、前記表示パネルの表示領域における外
側の前記第１電極及び第２電極が存在しない個所に互い
に対向しないように形成された補助電極と、前記表示制
御信号に基づいて、前記補助電極に走査電圧を印加し
て、前記補助電極をあたかも前記第１,第２電極群にお
ける最外の電極であるかの如く動作させる補助電極駆動
回路を備えたことを特徴としている。
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】
【作用】本発明では、静電結合方式によるペン入力を行
う際に、パネルの座標検出領域における外側の第１電極
および第２電極が存在しない個所に形成された補助電極
が接地されるか交流インピーダンスの低い直流電源に接
続されることによって、前記第１電極および第２電極が
存在しない個所から漏れようとする蛍光灯式バックライ
ト等の電気部品からの交流電界が、前記補助電極によっ
て遮蔽される。こうして、検出ペンの検出電極に誘起さ
れるノイズが防止され、前記検出ペンによる入力座標の
誤検出が防止される。
【００３３】
【００３４】さらに、本発明では、表示パネルと座標検
出装置を一体にすることができる。
【００３５】また、本発明では、静電結合方式によるペ
ン入力を行う際に、補助電極駆動回路によって、走査電
圧が、表示パネルの表示領域における外側の第１電極お
よび第２電極が存在しない個所に形成された補助電極に
印加されて、あたかも前記表示パネルの第１,第２電極
群における最外の電極であるかの如く動作される。した
がって、前記表示領域における隅に検出ペンが在る場合
に、前記検出ペンの検出電極に誘起される検出信号の歪
みが解消されて、前記表示領域の隅における座標検出精
度が高められる。
【００３６】その際に、前記補助電極は互いに対向しな
いように形成されている。したがって、走査電圧が前記
補助電極に印加される際に前記表示パネルの表示層に電
圧は印加されず、画像表示や表示層に対する悪影響が防
止される。
【００３７】
【００３８】
【００３９】
【００４０】
【００４１】
【００４２】
【実施例】以下、本発明に係るペン入力による座標検出
機能付パネルの実施例を図面を用いて詳細に説明する。
【００４３】以下に示す実施例では、ペン入力による座
標検出機能付パネルとして、図７，図１１および図１２
に一例を示すようなペン入力機能付表示パネルの表示パ
ネル周辺部の改良に関し、上記表示パネル周辺部以外の
構成は図７，図１１および図１２と全く同じである。し
たがって、以下の各実施例においては、上記表示パネル
周辺部以外の構成部材には図７，図１１および図１２に
おける部材番号および部材符号を付してその詳細な説明
は省略する。
【００４４】＜第１実施例＞本実施例においては、図１
２における扇状電極１７と検出ペン８の検出電極１３と
の静電結合を無くして座標検出精度を高めるものであ
る。
【００４５】図１は、本実施例のペン入力機能付表示パ
ネルを構成する液晶パネル１における周辺部の部分拡大
図である。本実施例における液晶パネル１では、上記表
示領域Ａ1Ａ2Ａ3Ａ4の一辺Ａ1Ａ4より外側に在る扇状電
極１７を遮蔽電極２１で覆って、扇状電極１７の電圧に
よる検出ペン８の検出電極１３への作用を遮蔽する。
【００４６】上記遮蔽電極２１は、図２に示すように、
アルミニウム等の金属あるいはＩＴＯ(酸化インジュウ
ム)等を用いて蒸着やスパッタリング等の技法によって
保護パネル２３の下面に形成する。尚、上記遮蔽電極２
１の形成箇所は、保護パネル２３の下面には限らず、コ
モン電極Ｙが下面に形成されているガラス基板１５の上
面や偏光板２２の表面であってもよい。また、上記蒸着
やスパッタリング等の技法によらず、ガラス基板１５と
偏光板２２との間に薄い金属板を挟んで遮蔽電極２１と
してもよい。あるいは、適用装置に装着する際に収納す
る金属製のシャーシを兼ねてもよい。
【００４７】また、簡易方法として、銀,銅あるいはカ
ーボン等の粉末をバインダーでペースト状にしたもの
を、スクリーン印刷等の印刷技術やスプレー等によって
付着させて形成してもよい。その際に、上記印刷技術に
よる遮蔽電極２１を保護パネル２３上面に形成して、後
に保護パネル２３の周囲に形成される額縁状化粧印刷あ
るいはその下地の印刷を兼ねるようにしてもよい。
【００４８】上記遮蔽電極２１は、通常、図２に示され
るようにセグメント電極Ｘあるいはコモン電極Ｙと平行
に形成される。しかしながら、本実施例はこれに限定さ
れるものではなく、各部品の配置やデザイン上の形状に
よって上述の遮蔽効果を発揮できる範囲で自由な形状を
選択可能である。
【００４９】上記遮蔽電極２１は、上記扇状電極１７の
電圧による検出ペン８の検出電極１３への作用を遮蔽す
るのであるから、セグメント電極Ｘやコモン電極Ｙ等の
他の電極に印加された電圧によって電圧が誘起されるの
を防止するために通常接地される。
【００５０】上述したように、本実施例においては、上
記表示領域Ａ1Ａ2Ａ3Ａ4の各辺(Ａ1Ａ2),(Ａ2Ａ3),(Ａ3
Ａ4),(Ａ4Ａ1)より外側に在って各電極Ｘ,Ｙと対応する
ＴＡＢフィルム(ＴＡＢ1〜ＴＡＢ7)とを接続する扇状電
極１７を遮蔽電極２１で覆っているので、扇状電極１７
の電圧による検出ペン８の検出電極１３への作用を遮蔽
することができる。したがって、扇状電極１７の電圧に
起因して検出ペン８の検出電極１３には検出信号が誘起
されない。
【００５１】その結果、上記検出ペン８の先端を液晶パ
ネル１の周辺部における円Ｐ1内に置いた場合には、検
出ペン８の検出電極１３が各電極Ｘ,Ｙと静電結合する
範囲は領域Ｒ1のうち一辺Ａ1Ａ4より内側(平行に配列さ
れたコモン電極Ｙ)の領域となる。したがって、コモン
電極Ｙを走査する際における検出ペン８の先端の実ｙ座
標“ｙ"と検出ｙ座標“ｙd"との関係は正比例となるの
である。但し、その際に、検出電極１３が静電結合する
範囲は液晶パネル１の中心部における領域Ｒ2に比較し
て狭くなり、検出電極１３に誘起される検出信号の電圧
は低くなる。
【００５２】ところで、本実施例における遮蔽電極２１
は、単に上述した遮蔽効果のみならず、検出ペン８の検
出電極１３と静電結合を成してセグメント電極Ｘやコモ
ン電極Ｙの補助電極としても機能する。つまり、「遮蔽
電極」という名称からくる機能よりも広い機能を備えて
いるのである。以下、この補助電極としての機能につい
て説明する。
【００５３】本実施例におけるペン入力機能付表示パネ
ルでは、上記検出ペン８の先端を液晶パネル１の周辺部
における円Ｐ1内に置いた場合には、検出電極１３がセ
グメント電極Ｘと静電結合する範囲は円Ｒ1の中心に対
してＸ軸方向に対象とはならない。したがって、ｘ座標
検出期間にセグメント電極Ｘが走査された際に検出ペン
８の検出電極１３に誘起される検出信号は、図１０(a)
に示すような時間軸方向(すなわち、Ｘ軸方向に)に対称
な波形にはならずに偏った波形となる。したがって、オ
ペアンプ９,座標検出回路１０,１１の微分回路およびコ
ンパレータによる処理によって得られたパルス信号の中
心位置は本来在るべき位置からずれることになる。
【００５４】そこで、本実施例においては、上記検出ペ
ン８の先端を円Ｐ1内に置いた場合における検出電極１
３がセグメント電極Ｘと静電結合する範囲の偏りを補正
するために、遮蔽電極２１をｘ座標検出期間においてｘ
座標走査電極として動作させるのである。
【００５５】つまり、上記コモン駆動回路２及びセグメ
ント駆動回路３とは別に遮蔽電極駆動回路(図示せず)を
設けて、ｘ座標検出期間には、検出制御回路６からの検
出制御信号に基づいて遮蔽電極２１にも所定のタイミン
グで走査電圧を印加する。こうして、一端のセグメント
電極Ｘ1から他端のセグメント電極Ｘmに向かって順次走
査電圧が印加されるに際して、上記一端のセグメント電
極Ｘ1に走査電圧を印加する前に、このセグメント電極
Ｘ1の外側に位置する遮蔽電極２１に走査電圧を印加す
るのである。一方、上記液晶パネル１の表示領域Ａ1Ａ2
Ａ3Ａ4における一辺Ａ1Ａ4に対向する一辺Ａ2Ａ3付近に
も遮蔽電極(図示せず)を設け(但し、図１１の構成を有
する液晶パネル１の場合には遮蔽の対象となる扇状電極
は無い)て、上記他端のセグメント電極Ｘmに走査電圧を
印加した後に、このセグメント電極Ｘmの外側に位置す
る遮蔽電極に走査電圧を印加するのである。
【００５６】換言すれば、図７において、上記セグメン
ト電極Ｘ1の外側にセグメント電極Ｘ0を設ける一方セグ
メント電極Ｘmの外側にセグメント電極Ｘm+1を設けて、
この(ｍ＋２)本のセグメント電極Ｘを順次走査するので
ある。
【００５７】こうすることによって、ｘ座標検出期間に
おいては、検出ペン８の先端を液晶パネル１の周辺部に
おける円Ｐ1内に置いた場合に検出電極１３がセグメン
ト電極Ｘと静電結合する範囲は円Ｒ1内の領域となる。
したがって、検出ペン８の先端が液晶パネル１の周辺部
に在る場合に検出座標が実座標よりも内側へずれること
が防止される。
【００５８】すなわち、本実施例における遮蔽電極２１
は、ｙ座標検出期間においては扇状電極１７の電圧によ
る検出ペン８の検出電極１３に対する作用を遮蔽する文
字どおり遮蔽電極として機能する一方、ｘ座標検出期間
においては、液晶パネル１の周辺部における静電結合範
囲の偏りを補正するための補助電極として機能するので
ある。
【００５９】上述したように、上記ｘ座標検出期間にお
いて遮蔽電極２１に印加する走査電圧は、検出制御回路
６からの検出制御信号に基づいて上記遮蔽電極駆動回路
によって生成される。但し、セグメント電極Ｘとの設置
場所や構造の差異から、遮蔽電極２１に印加する走査電
圧とセグメント電極Ｘに印加する走査電圧とが同じ電圧
であるとは限らない。通常、遮蔽電極２１はセグメント
電極Ｘよりも検出ペン８に近い位置に形成されるので、
セグメント電極Ｘへ印加される走査電圧よりも低い走査
電圧でよい。
【００６０】以上の説明では上記液晶パネル１の表示領
域Ａ1Ａ2Ａ3Ａ4における一辺Ａ1Ａ2の近傍について説明
しているが、他の辺(Ａ2Ａ3),(Ａ3Ａ4),(Ａ4Ａ1)の近傍
においても全く同じ構造を有している。
【００６１】尚、上記遮蔽電極２１を単に上記遮蔽効果
を得るためだけに用いるのであればその形状は額縁状で
よい。しかしながら、セグメント電極Ｘやコモン電極Ｙ
の補助電極としても用いるのであれば、その形状を矩形
に成して、液晶パネル１の表示領域Ａ1Ａ2Ａ3Ａ4におけ
る各辺(Ａ1Ａ2),(Ａ2Ａ3),(Ａ3Ａ4),(Ａ4Ａ1)夫々に独
立して形成するのがよい。
【００６２】上記実施例においては、図１に示されてい
るように、上記液晶パネル１の表示領域(辺Ａ1Ａ4より
内側)と遮蔽電極２１(辺Ｅ1Ｅ4より外側)との間に、僅
かな隙間を設けている。このように、僅かな隙間を設け
るのは次の理由による。
【００６３】すなわち、もし隙間を“０"とすると、遮
蔽電極２１が不透明に形成される場合に、液晶パネル１
の製造過程において発生する遮蔽電極２１と表示領域Ａ
1Ａ2Ａ3Ａ4の各辺との僅かな位置ずれや角度ずれがバッ
クライト点灯時に目立ち、商品の品位が低下することに
なる。また、図２に示すように、外側に在る遮蔽電極２
１の方が内側に在るセグメント電極Ｘやコモン電極Ｙよ
りも高い位置に形成されるために、液晶パネル１を斜め
の角度から見た場合に最外に在る画素列が遮蔽電極２１
の影になって表示が見えにくくなるためである。
【００６４】また、他の理由は、上述したように、検出
ペン８の先端を円Ｐ1内に位置させた際における検出電
極１３の静電結合範囲が狭くなって検出電極１３に誘起
される検出信号の電圧が低くなり、極端な場合にはｙ座
標検出が不可能となるためである。そこで、表示領域Ａ
1Ａ2Ａ3Ａ4と遮蔽電極２１との間に隙間を設けて扇状電
極１７の一部を露出させ、検出電極１３との静電結合範
囲を広げるのである。但し、その場合には、当然なが
ら、露出した扇状電極１７の作用によって座標検出精度
の低下が生ずる。したがって、扇状電極１７の露出によ
る座標検出精度の低下と検出信号の電圧上昇との妥協点
を見い出して、液晶パネル１の表示領域と遮蔽電極２１
との間隔を設定する必要がある。
【００６５】発明者等による実験の結果、扇状電極１７
の開き角度にもよるが、上記隙間は１mm程度であれば扇
状電極１７の影響は比較的少ないことが判明している。
尚、液晶パネル１の周囲の用途を限定すれば、上記間隔
は３mm程度まで使用可能である。
【００６６】＜第２実施例＞本実施例においては、上記
セグメント電極Ｘおよびコモン電極Ｙを上記表示領域Ａ
1Ａ2Ａ3Ａ4外に延長して座標検出精度を高めるものであ
る。
【００６７】図３は、本実施例のペン入力機能付表示パ
ネルを構成する液晶パネル１における周辺部の部分拡大
図である。本実施例における液晶パネル１においては、
上記コモン電極Ｙの端部を表示領域Ａ1Ａ2Ａ3Ａ4の一辺
Ａ1Ａ4より外側に向かってコモン電極Ｙが延在する方向
に直線状に長さ“ｌ“だけ延長している(以下、このコ
モン電極Ｙの端部を延長する電極を延長電極２５と言
う)。そして、この一辺Ａ1Ａ4より距離“ｌ"だけ外側に
ある辺Ｃ1Ｃ4より外側に扇状電極１７を設けるのであ
る。
【００６８】その際に、上記距離“ｌ"を、検出ペン８
の先端を最外に位置する画素上に位置させた際における
検出電極１３が各電極Ｘ,Ｙと静電結合し得る円形領域
の半径よりも長く設定して置けば、図３に示すように、
上記検出ペン８の先端が液晶パネル１の周辺部における
円Ｐ3内に在っても検出電極１３がコモン電極Ｙと静電
結合する領域Ｒ3内には扇状電極１７は存在しない。し
たがって、扇状電極１７の電圧に起因して検出ペン８の
検出電極１３には検出信号は誘起されないのである。
【００６９】その結果、上記コモン電極Ｙの走査時にお
ける上記検出ペン８の先端の実ｙ座標“ｙ"と検出ｙ座
標“ｙd"との関係は正比例となるのである。そして、そ
の際に、検出電極１３がコモン電極Ｙと静電結合する範
囲は液晶パネル１の中心部における領域Ｒ2と同じ円形
の領域Ｒ3であるから、検出電極１３に誘起される検出
信号の電圧は低くならないのである。
【００７０】上記延長電極２５の材料は、セグメント電
極Ｘおよびコモン電極Ｙと同じ材料にするのが適当であ
る。すなわち、液晶パネル１の背面側から照射する透過
型の液晶パネルである場合には、両電極Ｘ,Ｙと同じＩ
ＴＯ等からなる透明電極が適当である。また、液晶パネ
ル１のペン入力側から照射する反射型の液晶パネルであ
る場合には、ペン入力側の電極(本実施例の場合ではコ
モン電極Ｙ)を延長する延長電極２５は透明電極が適当
であり、背面側の電極(本実施例の場合ではセグメント
電極Ｘ)を延長する延長電極２５は上記背面側の電極と
同じ材料(例えば、金属等)にする。このように、延長電
極２５の材料を延長の対象となる電極Ｘ,Ｙの材料と同
じすることによって、延長電極形成工程を特別に設ける
必要がなく、生産性に優れている。
【００７１】また、上記延長電極２５の幅を対応する電
極Ｘ,Ｙと同じ幅にすれば、延長電極２５とこの延長電
極２５に接続された電極(図３ではコモン電極Ｙ)に走査
電圧が印加された際に、当該延長電極２５の電圧によっ
て検出ペン８の検出電極１３に誘起される検出信号の出
力と当該延長電極２５に連なるコモン電極Ｙの電圧によ
って上記検出電極１３に誘起される検出信号の出力とは
同じになり、座標検出精度上望ましい。
【００７２】また、上記上延長電極２５を設けることに
よって次のような効果も得られる。すなわち、コモン電
極Ｙが形成されたガラス基板１５とセグメント電極Ｘが
形成されたガラス基板１６とを積層する際に互いの位置
合わせに誤差があっても、セグメント電極Ｘおよびコモ
ン電極Ｙの長さに余裕あるので、表示領域周辺部の画素
列が削られることがなくなる。
【００７３】尚、上記延長電極２５の背後には他の電極
を設けないことが望ましい。もし、設ける必要が生じた
場合には、延長電極２５と背面電極とを同一電位に保っ
て両電極間の液晶に電界が掛からないようにする必要が
ある。さもないと、電界が掛かった際に延長電極２５の
領域に望ましくない表示が行われたり、直流電界の場合
には液晶が電気分解を起こす恐れがある。
【００７４】また、上記延長電極２５は、各セグメント
電極Ｘおよびコモン電極ＹにおけるＴＡＢフィルム(Ｔ
ＡＢ1〜ＴＡＢ7)に接続される側の端部に設けるのみな
らず、反対側の端部に設けても上述の効果が得られる。
【００７５】＜第３実施例＞本実施例においては、第２
実施例におけるペン入力機能付表示パネルの更なる安定
化と高精度化を図るものである。
【００７６】上述のように、上記液晶パネル１における
表示領域Ａ1Ａ2Ａ3Ａ4の周囲に延長電極２５を形成した
場合には、表示領域Ａ1Ａ2Ａ3Ａ4の四隅の外側に延長電
極が無い空白部分が生ずる。したがって、検出ペン８の
先端を表示領域Ａ1Ａ2Ａ3Ａ4の四隅に位置させた場合に
は、検出ペン８の検出電極１３が各電極Ｘ,Ｙと静電結
合する範囲が狭くなって検出精度が低くなる。
【００７７】そこで、図４に示すように、上記表示領域
Ａ1Ａ2Ａ3Ａ4の四隅における延長電極が無い空白部分に
延長電極２５の長さ“ｌ"を一辺とする正方形の補助電
極２６を配置して、検出ペン８の検出電極１３と静電結
合を形成できるようにする。そして、上記コモン駆動回
路２およびセグメント駆動回路３とは別に補助電極駆動
回路(図示せず)を設けて、検出制御回路６からの検出制
御信号に基づいて補助電極２６にも所定のタイミングで
走査電圧を印加して、各補助電極２６を恰もコモン電極
Ｙ0,コモン電極Ｙn+1あるいはセグメント電極Ｘ0,セグ
メント電極Ｘm+1のごとく動作させるのである。こうし
て、各補助電極２６を各電極Ｘ,Ｙ群の一部として動作
させることによって、表示領域Ａ1Ａ2Ａ3Ａ4の隅部にお
ける座標検出精度を高めるのである。
【００７８】さらに、上記補助電極２６は、次のような
効果をも齎す。すなわち、上記液晶パネル１の背面に
は、比較的高い交流電圧やパルス電圧で動作する蛍光灯
式バックライト等の電気部品が配置されている。これら
の電気部品から交流電界が上記表示領域Ａ1Ａ2Ａ3Ａ4の
隅部における延長電極２５の無い空白部分から漏れて検
出ペン８の検出電極１３に直接作用して、不要なノイズ
を誘起させることになる。ところが、上述のように、上
記空白部分に補助電極２６を配置しておけば、上記電気
部品からの交流電界が補助電極２６によって遮蔽され
る。したがって、検出ペン８の検出電極１３に誘起され
るノイズによる誤検出が防止される。尚、このような効
果を得るためには、補助電極２６を浮遊状態にしない
で、接地するか交流インピーダンスの低い直流電源に接
続しておく必要がある。
【００７９】ここで、上記補助電極２６は、表示領域Ａ
1Ａ2Ａ3Ａ4の周囲に配置されるので操作者の目に付く。
そこで、補助電極２６の材料は、両電極Ｘ,Ｙや延長電
極２５と同じ材料にして操作者の目に付かないようにす
るのが望ましい。つまり、透過型の液晶パネルである場
合にはＩＴＯ等が適当である。一方、反射型の液晶パネ
ルである場合には背面側の電極(本実施例の場合ではセ
グメント電極Ｘ)は金属であることが多いのでその場合
には金属で形成してもよい。
【００８０】このように、上記補助電極２６の材料を両
電極Ｘ,Ｙと同じにすることによって、補助電極２６を
上記ガラス基板１５やガラス基板１６上にコモン電極Ｙ
やセグメント電極Ｘを形成する際に同時に形成すること
ができ、補助電極形成工程を特別に設ける必要はない。
【００８１】その際に、上記補助電極２６に如何なる電
圧が印加されても画像表示に悪影響を及ぼしたり液晶が
電気分解することが無いように、補助電極２６は、コモ
ン電極Ｙを形成するガラス基板１５あるいはセグメント
電極Ｘを形成するガラス基板１６の何れか一方に形成す
ればよい。したがって、両ガラス基板１５,１６表面に
対向させて設ける場合には、対向する補助電極２６同志
は同一電位に保つ必要がある。
【００８２】尚、上記補助電極２６の形状は、その目的
が遮蔽であるから一枚板で形成した電極の方が動作上好
ましいが、特にこれに限定されるものではなく、両電極
Ｘ,Ｙや延長電極２５との見映えによって櫛状に形成し
てもよい。
【００８３】＜第４実施例＞本実施例においては、第３
実施例におけるペン入力機能付表示パネルの更なる低コ
スト化とコンパクト化を図るものである。
【００８４】図３において、座標検出精度を高めるため
には延長電極２５の長さ“ｌ"は長い程よい。ところ
が、この延長電極２５の部分は画像表示には全く寄与し
ない部分であるため、液晶パネル１の低コスト化および
コンパクト化から見れば極力短い方が望ましい。ところ
が、延長電極２５の長さ“ｌ"を短くすると、検出ぺン
８の先端位置が円Ｐ3内に在る場合にコモン電極Ｙと静
電結合する領域Ｒ3に扇状電極１７に掛かってしまう。
【００８５】そこで、本実施例においては、図５に示す
ように、第１実施例の場合と同様に遮蔽電極３２によっ
て扇状電極１７を覆うのである。こうして、扇状電極１
７の電圧による検出ペン８の検出電極１３への作用を遮
蔽して、延長電極３１の長さ“ｌ"の縮小化を可能なら
しめる。すなわち、液晶パネル１周辺部での検出ペン８
の検出電極１３とコモン電極Ｙとの静電結合範囲が狭く
なるという第１実施例における欠点と、液晶パネル１の
サイズが大きくなってコストアップになるという第２実
施例および第３実施例における欠点とを解消するのであ
る。
【００８６】図６は図５の断面図であり、本実施例の場
合における遮蔽電極３２も、第１実施例で述べたと同様
に、保護パネル２３の下面,ガラス基板１５の上面又は
偏光板２２の表面等に形成される。そして、実用範囲で
の延長電極３１の長さ“ｌ”の適値は、検出ペン８の先
端と上側の電極（本実施例の場合にはコモン電極Ｙ)と
の間の距離“ｄ"である。しかし、この値に限定される
ものではなく、０.５ｄ≦ｌ≦２.０ｄの範囲であれば十
分実用可能であるから、他の要因をも考慮して上述の範
囲内で設定すればよい。
【００８７】その際に、第１実施例でも述べたように、
遮蔽電極３２に走査電圧を印加して“０"番目と“ｍ＋
１"番目のセグメント電極Ｘとして機能させることもで
きる。
【００８８】このように、本実施例においては、上記延
長電極３１の外側に形成された扇状電極１７を遮蔽電極
３２で覆うので、扇状電極１７の電圧による検出ペン８
の検出電極１３への作用を遮蔽して延長電極３１の長さ
“ｌ"を短くできる。したがって、本実施例によれば、
実ｙ座標“ｙ"と検出ｙ座標“ｙd"との関係が正比例と
なるコンパクトで低コストなペン入力機能付表示パネル
を実現できる。
【００８９】上記各実施例では、図１１に示すように、
液晶駆動用ＬＳＩが搭載されたＴＡＢフィルムを固定し
たプリント基板を液晶パネル１の電極取り出し箇所に取
り付けた表示パネルについて説明している。しかしなが
ら、この発明は、これには限らず、液晶駆動用ＬＳＩを
液晶パネル１のガラス基板上に直接形成した表示パネル
にも適用できる。
【００９０】また、上記各実施例では、液晶パネル１の
表示領域Ａ1Ａ2Ａ3Ａ4における１辺Ａ1Ａ4側に１つのコ
モン駆動回路２を設ける一方、１辺Ａ3Ａ4側に１つのセ
グメント駆動回路３を設けて成る表示パネルについて説
明している。しかしながら、この発明は、１辺に複数の
コモン駆動回路あるいは複数のセグメント駆動回路を設
けて成る表示パネルや、対向する２つの辺の夫々に駆動
回路を設けて夫々の駆動回路によって１本置きに電極を
駆動する表示パネル等にも適用可能であることは言うま
でもない。また、ポリシリコンによって液晶パネル１の
表示面と駆動回路とを一体に形成した表示パネルにも適
用できる。
【００９１】さらに、上記各実施例ではデューティ型液
晶パネルを例に説明しているが、この発明はこれに限定
されるものではない。すなわち、ＴＦＴ(薄膜トランジ
スタ)を用いたアクティブマトリックス型液晶パネル等
の他の駆動方式による液晶パネルや、ＥＬ(エレクトロ・
ルミネッセンス)表示パネルやプラズマ表示パネル等に
も適用できる。
【００９２】ここで、上記各実施例においては、表示領
域Ａ1Ａ2Ａ3Ａ4内の各電極Ｘ,Ｙが総て直線状に配列さ
れている場合について説明しているが、この場合におけ
る直線とは、アクティブマトリックス型液晶パネルのよ
うに、画素単位で微細にジグザグ配線されてはいるが平
均的には直線状である場合も含まれることを明記してお
く。
【００９３】
【発明の効果】以上より明らかなように、本発明に係る
ペン入力による座標検出機能付パネルでは、以下のよう
な効果を得ることができる。パネルの座標検出領域にお
ける外側の第１電極および第２電極が存在しない個所に
補助電極を形成し、この補助電極を所定電圧源に接続し
ているので、例えば、前記補助電極を接地するか又は交
流インピーダンスの低い直流電源に接続することによっ
て、前記第１電極および第２電極が存在しない個所から
漏れようとする蛍光灯式バックライト等の電気部品から
の交流電界を遮蔽することができる。したがって、静電
結合方式によるペン入力を行う際に、前記電気部品から
の交流電界に起因して検出ペンの検出電極に誘起される
ノイズを無くして、前記検出ペンによる入力座標の誤検
出を防止できるのである。
【００９４】さらに、上記効果に加え、表示品位の向
上、コストダウン、小型軽量化を図ることができる。
【００９５】また、表示パネルの表示領域における外側
の第１電極及び第２電極が存在しない個所に互いに対向
しないように補助電極を形成し、静電結合方式によるペ
ン入力を行う際に、補助電極駆動回路によって前記補助
電極に走査電圧を印加して、前記補助電極をあたかも前
記表示パネルの第１,第２電極群における最外の電極で
あるかの如く動作させるので、前記表示領域における隅
に検出ペンが在る場合には、前記検出ペンの検出電極に
誘起される検出信号の歪みを防止することができる。し
たがって、前記表示領域の隅における座標検出精度を高
めることができる。
【００９６】その際に、前記補助電極は互いに対向しな
いように形成されている。したがって、走査電圧が前記
補助電極に印加される際に前記表示パネルの表示層に電
圧は印加されず、画像表示や表示層に対する悪影響を防
止することができる。
【００９７】
【００９８】
【００９９】
【０１００】
【０１０１】
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のペン入力機能付表示パネルの一実施
例における液晶パネルの表示領域周辺部の部分拡大図で
ある。
【図２】図１に示す液晶パネルにおけるコモン電極に沿
った断面図である。
【図３】図１とは異なる液晶パネルにおける表示領域周
辺部の部分拡大図である。
【図４】図１および図３とは異なる液晶パネルにおける
表示領域周辺部の部分拡大図である。
【図５】図１,図３および図４とは異なる液晶パネルに
おける表示領域周辺部の部分拡大図である。
【図６】図５に示す液晶パネルにおけるコモン電極に沿
った断面図である。
【図７】デューティー型液晶パネルを用いたペン入力機
能付表示パネルのブロック図である。
【図８】図７に示すペン入力機能付表示パネルの駆動タ
イミングを示す図である。
【図９】図７に示すペン入力機能付表示パネルにおける
検出ペンの検出電極と液晶パネルの各電極との静電結合
の説明図である。
【図１０】図７に示すペン入力機能付表示パネルにおけ
る液晶パネルの各電極を走査した際に検出ペンの検出電
極に誘起される検出信号とその処理波形を示す図であ
る。
【図１１】図７に示すペン入力機能付表示パネルにおけ
る液晶パネルの各電極の電極端子とコモン駆動回路およ
びセグメント駆動回路との接続状態を示す図である。
【図１２】図７に示すペン入力機能付表示パネルにおけ
る液晶パネルの表示領域周辺部の部分拡大図である。
【図１３】図７に示すペン入力機能付表示パネルにおけ
る検出ペン先端の実ｙ座標と検出ｙ座標との関係を示す
図である。
【符号の説明】
２１,３２…遮蔽電極、 ２５,３１…延
長電極、２６…補助電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06F 3/03 - 3/033

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 並列された第１電極と並列された第２電
    極とが格子状に配列されて成る座標検出領域を有するパ
    ネルと、前記パネルの第１電極および第２電極と静電的
    に結合される検出電極を先端に有する検出ペンと、前記
    第１電極群を駆動する駆動用集積回路から成る第１駆動
    回路と、前記第２電極群を駆動する駆動用集積回路から
    成る第２駆動回路とを有して、前記第１駆動回路および
    第２駆動回路による検出制御信号に基づいて前記第１電
    極群および第２電極群を順次走査した際に前記検出ペン
    の検出電極に誘起される検出信号に基づいて前記パネル
    上における検出ペンの先端座標を検出するペン入力によ
    る座標検出機能付パネルにおいて、前記パネルの座標検出領域における外側の前記第１電極
    および第２電極が存在しない個所に形成されると共に、
    所定電圧源に接続された補助電極を備えた ことを特徴と
    するペン入力による座標検出機能付パネル。
  2. 【請求項２】 前記パネルは表示パネルであり、 前記第１電極群と第２電極群とは前記表示パネルの表示
    用電極群として兼用され、 前記第１駆動回路と第２駆動回路とは前記表示パネルの
    駆動回路と兼用されてなることを特徴とする請求項１記
    載のペン入力による座標検出機能付パネル。
  3. 【請求項３】 並列された第１電極と並列された第２電
    極とが格子状に配列されて成る表示領域を有する表示パ
    ネルと、前記表示パネルの第１電極および第２電極と静
    電的に結合される検出電極を先端に有する検出ペンと、
    前記第１電極群を駆動する駆動用集積回路から成る第１
    駆動回路と、前記第２電極群を駆動する駆動用集積回路
    から成る第２駆動回路とを有して、表示期間には、前記
    第１駆動回路および第２駆動回路によって表示制御信号
    に基づいて前記第１電極群および第２電極群を制御して
    前記表示パネルに画像を表示する一方、座標検出期間に
    は、前記第１駆動回路および第２駆動回路による検出制
    御信号に基づいて前記第１電極群および第２電極群を順
    次走査した際に前記検出ペンの検出電極に誘起される検
    出信号に基づいて前記表示パネル上における検出ペンの
    先端座標を検出するペン入力による座標検出機能付パネ
    ルにおいて、前記表示パネルの表示領域における外側の前記第１電極
    および第２電極が存在しない個所に、互いに対向しない
    ように形成された補助電極と、 前記検出制御信号に基づいて、前記補助電極に走査電圧
    を印加して、前記補助電極をあたかも前記第１,第２電
    極群における最外の電極であるかの如く動作させる補助
    電極駆動回路を備えた ことを特徴とするペン入力による
    座標検出機能付パネル。
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