JPS62218941A - 入力機能付液晶表示装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、サーモトロピック液晶を用いた熱電気光学
効果形の液晶表示装置に久方位置座標検出機能を付加し
た入力機能付液晶表示装置に関する。

〔従来の技術〕

第３図は特開昭６０−６５３３０号公報に開示された従
来の入力機能付液晶表示装置における液晶セルの構造を
示している。

この第３図において、１はたとえば、ガラス基板である
。このガラス基板１０表面にＡｔ膜を蒸着で、ｏターニ
ングした平行な複数本のヒータ電極２が形成されている
。

一方、３は透明な薄いポリマフィルムである。

このポリマフィルム３の表面には、酸化インジウムなど
の透明導電膜からなる複数本の信号電極４がヒータ電極
２と直交する方向に配設されている。

これらのガラス基板１、ポリマフィルム３の電極形成面
には、たとえば、ディメチルオクタデシルアミノプロビ
ルトリメトキシシリルクロライドなどの垂直配向剤によ
る垂直配向層（図示せず）が形成きれている。

これらのガラス基板１、ポリマフィルム３の基板を約１
０μｍの間隔に平行に保った状態でその間に熱電気光学
効果を示すサーモトロピック液晶５を挾持して液晶セル
が構成されている。

第４図は第３図に示した液晶セルの表面に入力ペン６を
用いて必要な文字９図形を書き込んだ際に応力により液
晶分子の配向が乱れている様子を示している。

第５図は従来の入力機能付液晶表示装置の全体構成を示
した図である。この第５図において、１０は表示モード
と入力モードを切シ換え、その他の制御を行うコントロ
ーラである。コントローラ１０はアドレスデコーダ部１
１、アドレスデコーダ／シフトレジスタ部１３、容量検
出部１５に接続されている。

アドレスデコーダ部１１はヒータ電極２（第５図では、
２１〜２ｎとして示されている）の選択を行うものであ
り、このアドレスデコーダ部１１の出力はドライノ々１
２に出力するようにしている。

ドライノ々１２はアドレスデコーダ部１１で選択された
ヒータ電極２に加熱用（表示モード）、または充電用（
入力モード）の信号電圧を与えるものである。

アドレスデコーダ／シフトレジスタ部１３は表示モード
でアドレスデコーダ、入力モードでシフトレジスタが選
択されるようになっている。

このアドレスデコーダ／シフトレジスタ部１３によシ選
択された位置の信号電極４（第５図では４１〜４ｎとし
て示されている）に曹込み用（表示モード）または入力
用（入力モード）の信号電圧をドライバ１４で与えるよ
うになっている。

また、ヒータ電極２の他方の端部には、容量検出部１５
が設けられている。

第６図は入力モードにおいて、ヒータ電極２のうち、ヒ
ータ電極２１　が選択されている状態を示した図であり
、この第６図における１６．１７はそれぞれドライノ々
１２および容量検出部１５の内部に設けられたスイッチ
である。

次に、動作について説明する。従来の入力機能付液晶表
示装置は、表示モードと入カモ−Ｐの二つの動作モード
を有するので、それらを順に説明する。

まず、表示キードにおいて、アドレスデコーダ部１１に
よって選択されたヒータ電極２にノぐルス電流を流すと
、ヒータｔ＆２の近傍の垂直配向によ）透明状態であっ
たサーモトロピック液晶５は温度の上昇によシ局部的に
スメクテイツク相からネマティック相を経て等方性液体
相へ相変化し、ヒータｇＬ流が切れると、冷却されてス
メクティック相まで戻る。

この冷却過程は短時間で行われるため、等方性液体相時
の液晶分子のゆらぎが凍結されて散乱状態（不透明状態
）となる。この散乱状態はスメクテイツク相で記憶保持
される。

一方、上記の冷却過程中のネマティック相状態で選択さ
れた信号電極４とヒータ電極２間に、サーモトロピック
液晶５のしきい値以上の電圧を印加すると、その部分の
液晶分子はガラス基板１と蚤石方曲にモの接ｍｌｌを向
けて西−面ナスへこの状態で、そのｉｔさらに冷却して
、スメクテイツク相まで戻すと、選択された部分が透明
状態として記憶保持される。

以上のような手順を順次全ヒータ電極２１〜２ｎについ
て繰シ返して一画面の表示を行うことができる。つマシ
、アドレスデコーダ部１１はヒータ電極２１から順にヒ
ータ電極２ｎまで選択し、ヒータ電流を流し、その電流
を切る都度に対応する信号電極４１　、４ｚ　、・・・
４ｎに適当な制御電圧をドライバ１４によシ印加するこ
とによって、ｎｘｍ画素からなる二値画像が表示できる
。

また、各画先の液晶分子は記憶保持されているので、表
示画像を書き変えるときのみにヒータ電極２の走査を行
えばよく、電源を切っても表示状態を保持することがで
きる、 次に、入力モードについて説明する。最初、液晶セルは
第３図に示すような垂直配向状態の全面透明状態とする
。

この状態で、第４図に示すように入力ペン６ｔ−用いて
、垂直配向のスメクテイツク相の状態でポリフフィルム
３側から必要な文字２図形などを書き込む。

このようにして、入力ペン６により可撓性を有するポリ
マフィルム３側から一定の応力を′与えると、図示のよ
うに、その部分の液晶分子の配向が乱れる。

この液晶分子は銹電率異方性を有するから、分子配向が
乱れることによシ、その部分の＃定容量が他の部分と異
なった値となる。

この容量変化を入力情報として、電気信号に変波して取
シ出すもので実際は、液晶°セル部の信号電極４とヒー
タ電極２の各交差部、すなわち、各表示画素部の容量に
電荷の充電、放電を繰シ返すことによって容量検出を行
う。

第６図において、ドライバ１２側のスイッチ１６をオン
、容量検出部１５側のスイッチ１７をオフとして、ドラ
イバ１２からヒータ電極２１に充電用電圧Ｖを４見る。

このとき、１２ライ／々１４は当然全信号電極４に対し
て充電用電圧Ｖと等しい電圧Ｖを与えておき、まず、信
号電極４１の電位を０として、容量ＣＩにのみ充電する
。

次に、スイッチ１６をオフ、スイッチ１７をオンとして
、この容Ａｃｌの充電々荷を放電させ、その電流量を容
量検出部１５で検出することにょシ、容ｆｉｃｃｘの値
を検出する。

次に、同様にして、容量ｃ２への充電、放電を行い、そ
の容量値を検出する。以下、同ａＫして、ヒータ電極２
量で定義される各画素部の容量を順次検出する。

このようにして、液晶セル部の全画素部について、信号
電極４とヒータ電極２に走査信号を与えて容量値を検出
する。

このようにして、第４図に示すように、入力ペン６によ
勺書き込んだ内容をＭ電気光学効果を利用した場合と同
様に液晶セル部の表面に記憶表示されるとともに、その
筆跡情報が電気信号として、たとえば容量が大きい状態
を「１」、小さい状態をｒＱＪとする２値信号として出
方することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の入力機能付液晶表置装置は、液晶分子配向の乱れ
を入力情報とするので、液晶セルにメツセージなどを表
示させた上で入力動作を行うと、メツセージ表示による
分子配向の乱れと入力ペンの応力による分子配向の乱れ
の区別ができなくなるので、表示動作と入力動作は同時
に行うことができないという問題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、液晶セルに任意の図形９文字を電気的に表示させ
ながら入力ペンの位置を検出することができる入力機能
付液晶表示装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するだめの手段〕

この発明に係る入力機能付液晶表示装置は、液晶セル部
の各画素の容量情報を記憶するメモリと、液晶セルの任
意の画素の容量情報とメモリ内の対応画素の容量情報を
比較する手段とを設けたものである。

〔作　用〕

この発明においては、液晶セルより読み出した全画素の
容量情報を一度メモリに書き込み、再度液晶セル部から
全画素の容量情報を読み出す際に、メモリ内の対応する
画素の容量情報をも読み出し、二つの容量情報を比較し
てメツセージ表示による分子配向の乱れと入力ペンの応
力による分子配向の乱れを区別して、表示動作を行いな
がら入力ペンの位ｅを検出する。

〔実施例〕

以下、この発明の入力機能付液晶表示装置の実施例につ
いて図面に基づき説明する。第１図はその一実施例の全
体の構成を示すブロック図である。

この第１図は従来例の第５図に対応するものであシ、第
５図と同一部分には同一符号を付して構成の説明を省略
し、第５図とは異なる部分について説明する。

この第１図では、第５図の構成に新たに、メモリ３０と
比較器３１が付加されたものである。すなわち、メモリ
３０はｎＸｍドツトランダムアクセス可能なメモリでる
）、ヒータ電極２と４ｇ号電極４の各交点の容量値の大
きさを容量検出部１５でｒｌＪ、ｒＯＪのディジタル信
号に変換し、その信号を記憶するものである。

また、比較器３１は容量検出部１５の出力値とメモリ３
０の出力値が同じ値かどうかを比較するものである。

なお、液晶セルの桐成は第３図に示す従来例と同様であ
る。

一方、第２図はこの発明の詳細な説明するためのタイム
チャートであシ、第２図（Ａ）はフレーム周期の繰返し
を示し、１周期の期間Ｔの間にｎ本のヒータｉ！を極２
．　、２２　、・・・２ｎを順に走査する。

また、第２図（Ｂ）はレベル「ｌ」が表示モードで、ヒ
ータ電極２ｔ−加熱し、画像を書き込み、レベル「０」
が容量検出モードで各画素の容量成分に充電、放電を繰
シ返して各画素の容量値を検出する期間であることを示
す図である。

さらに、第２図ｆｃ）はレベル「１」で入力用ペンの位
置検出可能肋間であることを示す。

次に、この発明の動作について説明する。まず、第２図
の期間ｔｏでメツセージなどの画像を表示する。画像の
表示動作は従来例と同じで、全ヒータｉ！極２の走査周
期期間Ｔの間に順にヒータ電極２１からヒータ電極２ｎ
’？で加熱し、その都度必要に応じて信号電極４に適自
な制御信号電圧を加えて、透明地に白濁のメツセージ画
像を表示する。

期間ｔ！からは、容量検出モードになり、従来例で説明
したのと同様の動作で期間ｔ８の間にｎｘｍ画累画先量
を順に光、放電し、各画素の容量値の大きさを容量検出
部１５で検出し、ｒｌ」、ｒＯ」のディジタル信号に変
換して順にメモリ３０に書き込む。

このとき、各画素の容量値は期間ｔｏで書き込んだ画像
に対応しておシ、透明状態の画素の容量値は大きい状態
（ｒｌＪ）であり、白濁状態の画素の容量値は小さい状
態（ｒＯＪ）になる。

つまり、期間ｔｌが終了した時点で、液晶セル上の透明
、白濁はメモリ３０内の「１」／「０」　と１対１で対
応している。

次に１期間ｔ２においても、ヒータ電極２１　＋　２２
　＊・・・２ｎと信号電極４１　＊　４ｚ　Ｉ・・・４
ｎを順に走査し、各画素の容量値を各童検出部１５で検
出する。

このとき、同時に、容量検出部１５が検出した画素に対
応するメモリ３０Ｆ３＋７）容量値情報を読み出す。

比較器３１は容量検出部１５が出力した容量値情報とメ
モリ３０から読み出した容量値情報とを比較し、比較の
結果、両者が異なっていれば、不一致信号を出力する。

そして、新たな容量検出部１５の出力の容量値情報をメ
モリ３０に省き込む。

これは、つまシ期間ｔ１における各画素の容量値と期間
ｔ２における同じ画素の容量値を比較することであり、
もし期ｒ＆ｌ１ｔｚにおいて、入力ペン６（第４図）に
よる液晶セルへの書込みがなければ、各画素の期間ｔ１
と期間ｔ２での容量値は全く同じであゃ、比較器３１か
ら不一致信号が出力されることはない。

しかし、期間ｔ２において、第４図に示すように、液晶
セルに入力ペン６で文字や図形が書き込まれると、その
部分の液晶分子配向が乱れ、その部分は不透明状態とな
シ、容量値が変化する。

つまシ、期間ｔ２に入力ペン６で書き込んだ画素の容！
を値は期間ｔ１では大きい状態であるが、期間ｔ２では
小さい状態となるので、期間ｔ２において、入力ペン６
で書き込んだ画素の容量を容量検出部１５が読み出した
ときに、容量検出部１５の出力は「０」で６９、メモリ
３０の出力は「１」であるので、比較器３１は不一致信
号を出力する。

このようにして、期間ｔ２において、ｎＸｍ画素子の容
量を容量検出部１５が順に読み出していくときに、比較
器３１よシネ一致信号が出力でれた画素が入力ペン６に
よって書き込まれた画素であることを示す。

さらに、期間ｔ２以降も同様の動作を繰シ返して、各期
間Ｔ内に入力ペン６によって書き込１れた画素を検出す
ることができる。

また、液晶セル上の表示画像を書き換える必要が生じた
ときは、期間ｔｎに示すように、期１４ｊＪ　ｔ６と同
様に表示モードとして動作させ、任意の文字。

図形を表示させて、次の期間＊　ｎ＋１　よシ容Ｊｋ検
出モードとして動作させ、さらに、次の期間ｊｎ＋２よ
シ前に述べたような動作で入力ペン６の位置検出を行う
。

なお、上記実施例では、液晶セルの電極の各交差位置の
容量検出情報を蓄える記憶部として、ｎ×ｍドツトのシ
フトレジスタを用いてもよく、また、電極交差位置の容
量検出情報と記憶部内の容量検出情報を比較する手段と
して、比較器３１を用いて説明したが、単なるイクスク
ルーシブのオアゲートを用いても同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、液晶セル部の各画素の
容量値を記憶する記憶部と、液晶セルの各画素の容量値
情報と記憶部内の容量値情報と記憶部内の容量値情報と
を比較する比較手段を設け、画像表示のための画素容量
値変化と入力ペンによる書込みによる画素容量値変化と
を区別するようにしたので、画像表示を行いながら正確
に入力ペンの位置を検出できる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の入力機能付液晶表示装置の一実施例
の全体の構成を示す図、第２図は同上入力機能付液晶表
示装置の動作を説明するためのタイムチャート、第３図
は従来の液晶セルの断面図、第４図は第３図の液晶セル
へのデータの曹込みを説明するための図、第５図は従来
の入力機能付液晶表示装置の構成図、第６図は第５図の
入力機能付液晶表示装置の一部を取シ出して容址検出の
動作を説明するための図である。 １・・・ガラス基板、２＊　２１〜２ｎ・・・ヒータ電
極、３・・・ポリマフィルム、４１４１〜４ｎ・・・信
号電極、５・・・サーモトロピック液晶、６・・・入力
ペン、１ｏ・・・コントローラ、１１・・・アドレスデ
コーダｉ、１２゜工４・・・ＦライＡ、１３・・・アド
レスデコーｆ　／　シフトレジスタ、１５・・・容量検
出部、３０・・・メモリ、３１・・・比較器。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数本のヒータ電極を配設した第１の基板と前記ヒータ
   電極と交差する複数本の透明な信号電極を配設した透明
   かつ可撓性を有する第２の基板との間にサーモトロピツ
   ク液晶を挾持してなる液晶セルと、前記ヒータ電極と信
   号電極の各交差位置の容量をヒータ電極と信号電極に走
   査信号を与えて順次検出するとともに前記第２の基板側
   から加えた応力による液晶分子の配向変化による各交差
   位置の容量変化の情報を入力座標情報とする容量検出手
   段と、前記液晶セルの電極の各交差位置の容量検出情報
   を蓄える記憶部と、前記交差位置の容量検出情報と前記
   記憶部内の対応する容量検出情報を比較する手段とを備
   えたことを特徴とする入力機能付液晶表示装置。