JPH08297267A - タブレット付き液晶表示装置 - Google Patents

タブレット付き液晶表示装置

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JPH08297267A
JPH08297267A JP7101239A JP10123995A JPH08297267A JP H08297267 A JPH08297267 A JP H08297267A JP 7101239 A JP7101239 A JP 7101239A JP 10123995 A JP10123995 A JP 10123995A JP H08297267 A JPH08297267 A JP H08297267A
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electrode
transparent electrode
lcd
tablet
liquid crystal
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JP7101239A
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Shinichi Higuchi
真一 樋口
Shinji Hirano
平野　　伸児
Koichi Ogino
晃一 荻野
Kinya Inoue
欣也 井上
Yoshihisa Endo
芳久 遠藤
Mikio Matsumoto
幹男 松本
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Alps Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 タブレット付き液晶表示装置にあって、その
薄型化及び視認性の向上が図れるようにする。 【構成】 ＬＣＤ上ガラス板３、液晶４及びＬＣＤ下ガ
ラス板５を主体に構成されたＬＣＤに対し、透明電極１
ｂを有するフィルム１を主体に構成されたタブレット部
をＬＣＤ上ガラス板３上に設ける。そして、ＬＣＤ上ガ
ラス板３に設けられた透明電極３ｂをタブレットの静電
容量検出用電極とＬＣＤの表示電極とに兼用する。すな
わち、透明電極３ｂと透明電極５ｂで表示を行い、透明
電極１ｂと透明電極３ｂでタブレットの座標検出を行
う。これにより、部品低減と薄型化が図られ、さらに視
認性（透過率）の向上が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、画像、文字、記号、数
字等を表示する液晶表示装置の表面に指の接触操作によ
り入力（座標位置検出）を行うためのタブレットを備え
たタブレット付き液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、表示画面の前面にタブレット
と称される入力機構を付設した液晶表示装置（ＬＣＤ）
は、銀行のオンラインシステム、日本語ワードプロセッ
サ等で用いられている。この種の入力機構は、指が触れ
ることによる抵抗変化をスイッチ動作として検出する抵
抗式、指の接触により電極間の静電容量が変化するのを
検出する静電容量式、指が光を遮断することによる光学
式、或いは磁気的な変化を利用した磁歪式等が実用化さ
れている。
【０００３】このような入力機構のうち静電容量式のタ
ブレットは、静電容量検出用電極が形成された一対の透
明基板を透明な絶縁フィルムを介して積層一体化するこ
とによって構成されており、ＬＣＤの表示画面の前面に
貼着して付設される。しかし、このような構成では、タ
ブレットの絶縁フィルム及び検出電極となるＩＴＯ電極
等により、液晶表示の透過率が低下する。さらに、ＬＣ
Ｄの表示画面とタブレットとの貼合せ一体化のため、表
示画面とタブレットの位置づれ等が生じてタブレットの
指接触の位置と表示画面上の表示位置とが異なることが
発生し、このため、ＬＣＤの表示が見づらくなるという
問題がある。
【０００４】これを解消する技術の１つに特開平５−１
９２３３号公報があり、ＬＣＤの上ガラス板をタブレッ
トの基板として兼用し、タブレットに必要とされる部品
点数を削減して、タブレットの厚みが薄くなるようにし
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載された
タブレット付き液晶表示装置は、ある程度の薄型化は可
能になるが、タブレットと液晶表示装置は電気的に独立
しているため、タブレット専用の駆動回路を必要とし、
コスト高になるという問題もあった。
【０００６】本発明の目的は、薄型化及び視認性の向上
を図ることができ、かつ安価なタブレット付き液晶表示
装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、第１の透明電極が設けられた透明基板
と、第２の透明電極が設けられ、前記透明基板の下面に
間接的或いは直接的に配設された上ガラス板と、第３の
透明電極が設けられ、前記上ガラス板に液晶を介して配
設された下ガラス板とを具備し、前記第１の透明電極と
前記第２の透明電極との組み合わせにより、指の接触位
置を検出するための静電容量検出用電極が形成されると
共に、前記第２の透明電極と前記第３の透明電極との組
み合わせにより、表示を行うための表示電極が形成され
ることを特徴している。また、上記の構成において、前
記静電容量検出用電極による検出動作を前記液晶の表示
期間の後に確保したダミー表示時間内に行うようにし
た。また、上記の構成において、前記第２の透明電極を
表示電極のセグメント電極とすると共に、前記第３の透
明電極を表示電極のコモン電極とし、両電極への電圧印
加をＬＣＤコントローラで表示制御すると共に、セグメ
ント電極とＬＣＤコントローラとの間に検出制御回路を
介設し、この検出制御回路での基準パルス数のカウント
数に応じてセグメント電極を表示電極又は検出用電極に
切換えるようにした。また、上記の構成において、前記
検出制御回路でのカウントパルス数に応じて前記第１の
透明電極の各電極のＯＮ，ＯＦＦ切換えを制御するよう
にした。
【０００８】
【作用】上記した手段によれば、液晶表示装置の基本構
成の内で最も上面に配設される部材である上ガラス板に
設けられた第２の透明電極は、タブレットの静電容量検
出用電極と液晶表示装置の表示電極に兼用することがで
きる。この結果、電極を１層分低減でき、この分だけ薄
型化及び視認性（透過率）の向上のほか、工数及び部品
の低減が図れ、コストダウンが可能になる。さらに、電
極を兼用した場合、電極の同時駆動は行えない。そこ
で、表示処理の後にタブレット部の検出を行うことによ
り、表示動作に影響を及ぼすことなく入力部の座標検出
が可能になる。また、ＬＣＤコントローラの電極制御を
利用して検出電極を制御しているため、タブレット専用
の駆動回路を減らすことができ、コスト低減になる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の一実施例に係るタブレット付き液
晶表示装置の分解正面図、図２は図１のタブレット付き
液晶表示装置の完成状態を示す正面図である。これらの
図に示すように、最上面には保護層を兼ねた透明基板と
してのＰＥＴフィルム１が配設され、この下部には、下
側に向かって偏光板２、ＬＣＤ上ガラス板３、液晶４、
ＬＣＤ下ガラス板５、偏光板６、及びコントロールプリ
ント基板（以下、「ＣＰＣＢ」という）７が順次配設さ
れており、画面サイズは使用目的により適宜選択され
る。なお、ＣＰＣＢ７は、必ずしも液晶表示装置に一体
化する必要はなく、離れた場所に設けてもよい。
【００１０】フィルム１は、薄いフィルム状の透明基材
１ａ、この片面に形成されるＩＴＯ材の透明電極１ｂ
（第１の透明電極）、この透明電極１ｂに塗布される粘
着剤１ｃ（または接着剤）から構成されている。透明基
材１ａには極薄のガラス板、アクリル等を用いることが
できる。また、透明電極１ｂはエッチング又は印刷によ
り線状の検出用Ｘ軸電極を一定間隔に設けて構成され
る。
【００１１】また、偏光板２は、粘着剤１ｃによって透
明電極１ｂに貼着される偏光板フィルム２ａ、及び偏光
板フィルム２ａの表面に塗布される粘着剤２ｂから構成
されている。さらに、ＬＣＤ上ガラス板３は、基板とな
るガラス板３ａ、このガラス板３ａの下面にエッチング
により形成され、透明電極１ｂに直交する検出用Ｙ軸か
つ表示器側の一方のセグメント電極（ＬＣＤ上電極）と
を兼ねた透明電極３ｂ（第２の透明電極）の各々を備え
て構成される。上記した部材のうち、フィルム１、偏光
板２及びＬＣＤ上ガラス板３のガラス板３ａ、透明電極
３ｂに至る部分がタブレット部を構成しており、ガラス
板３ａ及び偏光板２ａが誘電体となる基板をなし、透明
電極３ｂとフィルム１の透明電極１ｂとによりマトリッ
クス状の静電容量検出用電極が形成されている。
【００１２】さらに、ＬＣＤ下ガラス板５は、ガラス板
５ａ、このガラス板５ａの上面（液晶４側の面）にエッ
チングにより形成されてセグメント電極３ｂに対して直
交する透明電極５ｂ（第３の透明電極）から構成されて
いる。この透明電極５ｂ（コモン電極）と透明電極３ｂ
（セグメント電極）とにより表示電極が形成される。ま
た、偏光板６は偏光板フィルム６ａを主体に構成され、
この偏光板フィルム６ａの上面（ガラス板５ａ側の面）
には、偏光板フィルム６ａをガラス板５ａに貼着するた
めの粘着剤６ｂが塗布されている。
【００１３】ＣＰＣＢ７は、ＬＣＤ表示器の駆動及びタ
ブレット部の位置検出を行うための制御回路及び駆動回
路からなるＬＣＤコントローラが搭載され、図示せぬの
配線手段（フレキシブル配線基板等）によって透明電極
１ｂ、透明電極３ｂ及び透明電極５ｂの各々に接続され
ている。
【００１４】図３は各透明電極の概略構成を示す斜視図
である。透明電極１ｂはピッチ３ｍｍで３０本の線状電
極を平行配置した構成になっている。この透明電極１ｂ
における対象は指であることから分解能は十分である。
透明電極３ｂはＩＴＯ材からなるピッチ０．３６ｍｍで
３２０本のセグメント電極である。透明電極５ｂは電極
形成方向が透明電極１ｂと同じであるが、ピッチ０．３
６ｍｍで２４０本のコモン電極である。また、透明電極
１ｂと透明電極３ｂはマトリクス状に形成され、同様
に、透明電極３ｂと透明電極５ｂもマトリクス状に形成
されている。
【００１５】図４は制御系の構成を示すブロック図であ
る。同図に示すように、透明電極１ｂにはマルチプレク
サ８が接続され、透明電極３ｂにはセグメントドライバ
９が接続され、さらに、透明電極５ｂにはコモンドライ
バ１０が接続されている。このコモンドライバ１０はＣ
ＰＣＢ７に搭載されたＬＣＤコントローラ１１によって
制御され、セグメントドライバ９は検出制御回路１２を
経由してＬＣＤコントローラ１１によって制御される。
そして、ＬＣＤコントローラ１１は汎用的な回路構成で
あり、ホストパーソナルコンピュータ（以下、「ホスト
ＰＣ」という）１３により制御される。また、ホストＰ
Ｃ１３にはＣＰＵ１４が接続され、このＣＰＵ１４にて
算出された指１８の座標信号が送られてくる。なお、Ｃ
ＰＵ１４は図示せぬの周辺回路（ＲＯＭ、ＲＡＭ、クロ
ック生成回路、インターフェース等）を備え、予め作成
したプログラムに従って動作する。
【００１６】検出制御回路１２及びマルチプレクサ８に
は検出回路１５が接続され、透明電極１ｂの動作状態
（指１８でフィルム１に接触した時の静電容量の変化）
を検出する。その検出電圧はフィルタ回路１６へ送出さ
れ、さらにＡ／Ｄコンバータ１７を経てデジタル信号と
してＣＰＵ１４に送られる。フィルタ回路１６は誤検出
等を防止するため、不必要な信号（ノイズ成分）を除去
する。また、Ａ／Ｄコンバータ１７はフィルタ回路１６
からの電圧をデジタル化し、ＣＰＵ１４で取り扱える信
号に変換する機能を有している。
【００１７】ところで、ＬＣＤとタブレット部との構成
（特に電極）を完全に独立させた場合、その制御及び駆
動は独立して行えるため、タイミング等に配慮すること
はない。しかし、本発明では薄型化及び透過率の向上を
徹底するため、透明電極３ｂを表示用セグメント電極と
タブレット部の検出Ｙ軸電極とに兼用している。このた
め、表示時間に影響を与えることなくタブレット部の検
出を行う必要がある。そこで、本発明では表示のダミー
時間（１フレーム中の表示に関与しないダミー表示）に
検出を行うようにし、動作タイミングが重ならないよう
にしている。この詳細については、図５のタイミングチ
ャートに基づいて、以下に説明する。
【００１８】まず、ＬＣＤコントローラ１１では、１フ
レームにつき３２０個のロードパルス信号ＬＰを発生
し、１〜２４０番目のロードパルス信号ＬＰまでは、Ｌ
ＣＤコントローラ１１からの制御によりコモンドライバ
１０を制御して２４０本のコモン電極５ｂに順次電圧を
印加して通常のＬＣＤ表示動作を行なう。更に２４１〜
３２０番目のロードパルス信号ＬＰの発生期間は、コモ
ン電極５ｂへの電圧印加を行なわず、ＬＣＤ表示に関与
しないダミー表示期間として座標検出時間を確保するこ
とになる。
【００１９】一方、ロードパルス信号ＬＰは検出制御回
路１２にも送られ、検出制御回路１２ではロードパルス
信号ＬＰをカウントしている。そして、ロードパルス信
号ＬＰが１〜２４０番目まではＬＣＤコントローラ１１
からの制御信号によりセグメントドライバ９を制御して
３２０本のセグメント電極３ｂに順次電圧を印加し、コ
モン電極５ｂと協働して通常のＬＣＤ表示のＯＮ，ＯＦ
Ｆを行なっている。次にロードパルス信号２４１〜３２
０番目のダミー表示期間（座標検出時間）では、セグメ
ント電極３ｂを１６電極の組みの１群とする第１〜２０
群３ｂ1〜３ｂ20とし、１群ずつ順次電圧を印加する。
即ち、セグメント電極３ｂを２０本からなる検出用のＹ
軸電極３ｂ1〜３ｂ20となす。ロードパルス信号２４１
番目が検出制御回路１２でカウントされると制御信号が
セグメントドライバ９に送られ、セグメントドライバ９
でクロックパルスＣＰの１〜４番目に相当するＤ0〜Ｄ3
をＯＮにし、残りの５〜８０番目のＤ4〜Ｄ79をＯＦＦ
にする。次のロードパルス信号２４２番目のパルスを検
出制御回路１２でカウントすると、Ｄ0〜Ｄ3ＯＮ，Ｄ4
〜Ｄ79ＯＦＦが出力されてセグメント電極３ｂのＹ軸電
極３ｂ1に電圧が印加されると共に、セグメントドライ
バ９でクロックパルスＣＰの５〜８番目に相当するＤ4
〜Ｄ7をＯＮにし、Ｄ0〜Ｄ3，Ｄ8〜Ｄ79をＯＦＦにする
制御信号がセグメントドライバ９に送られる。
【００２０】次に、ロードパルス信号２４３番目のカウ
ントで、セグメント電極３ｂのＹ軸電極３ｂ2に電圧が
印加される。このようにロードパルス信号２４４〜３２
０番目のカウントによりＹ軸電極３ｂ3〜３ｂ20に順次
電圧が印加される。ダミー表示期間では、セグメント電
極３ｂの第１〜２０群３ｂ1〜３ｂ20からなる検出用Ｙ
軸電極に順次電圧が印加され、指１８の接触による容量
結合で各Ｙ軸電極の電圧変化を検出回路１５で検出す
る。
【００２１】他方、検出制御回路１２からＣＰＵ１４に
もロードパルス信号２４１番目の信号が送られ、ＣＰＵ
１４はマルチプレクサ８のスイッチＳＷ1〜ＳＷ30を切
換える制御信号を送り、スイッチＳＷ1をＯＮにして検
出用のＸ軸電極１ｂ1と検出回路１５とが接続される。
そして、ロードパルス信号２４２〜２８０番目では、Ｓ
Ｗ1がＯＮのままでＹ軸電極３ｂ1〜３ｂ20に順次電圧が
印加され、ロードパルス信号２８１〜３２０番目では、
ＳＷ2がＯＮに切換えられてＸ軸電極１ｂ2と検出回路１
５とが接続され、Ｙ軸電極３ｂ1〜３ｂ20が再度走査さ
れて１フレームが終了する。このように第１フレームの
ダミー表示期間で順次Ｘ軸電極１ｂ1，１ｂ2がＯＮし、
各Ｘ軸電極毎にＹ軸電極３ｂ1〜３ｂ20（セグメント電
極第１〜２０群）が走査される。次に第２フレームで
は、ロードパルス信号ＬＰの１〜２４０番目までが上述
のように通常のＬＣＤ表示動作を行ない、ロードパルス
信号２４１〜２８０番目でＳＷ3がＯＮされてＸ軸電極
１ｂ3と検出回路１５とが接続され、Ｙ軸電極３ｂ1〜３
ｂ20が走査され、更に、ロードパルス信号２８１〜３２
０番目でＳＷ4がＯＮされてＸ軸電極１ｂ4と検出回路１
５とが接続され、Ｙ軸電極３ｂ1〜３ｂ20が走査され
る。
【００２２】このように、第１５フレームまでいくとＳ
Ｗ20がＯＮされて、Ｙ軸電極３ｂ1〜３ｂ20が走査さ
れ、全てのＸ軸電極１ｂ1〜１ｂ20の走査が終了する。
即ち、第１〜１５フレームの間に通常のＬＣＤ表示と座
標検出とが交互に行なわれ、座標検出では３０本のＸ軸
電極１ｂ1，１ｂ30が１回走査されると共に、１〜２０
群のＹ軸電極３ｂ1，３ｂ20が３０回走査されることに
なる。
【００２３】そして、指１８がフレーム１上を接触する
と、接触位置でＬＣＤ上ガラス板３を誘電体層として、
Ｘ軸電極とＹ軸電極とが容量結合し、Ｙ軸電極３ｂに印
加された電圧がＸ軸電極１ｂに流れて、その電圧値を検
出回路１５が検出する。ＣＰＵ１４では、検出された電
圧変化からフィルム１上の指１８の座標を算出する。
【００２４】なお、ＬＣＤは、バックライト型、透過
型、反射型等、その構成方式は問わない。そして、偏光
板２，６等は、必ずしも必須ではない。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
に記載されたタブレット付き液晶表示装置によれば、第
１の透明電極が設けられた透明基板と、第２の透明電極
が設けられ、前記透明基板の下面に間接的或いは直接的
に配設された上ガラス板と、第３の透明電極が設けら
れ、前記上ガラス板に液晶を介して配設された下ガラス
板とを具備し、前記第１の透明電極と前記第２の透明電
極との組み合わせにより、指の接触位置を検出するため
の静電容量検出用電極が形成されると共に、前記第２の
透明電極と前記第３の透明電極との組み合わせにより、
表示を行うための表示電極が形成される構成にしたの
で、電極を１層分低減でき、薄型化及び視認性（透過
率）の向上のほか、工数及び部品の低減が図れ、コスト
ダウンが可能になる。また、本発明の請求項２に記載さ
れたタブレット付き液晶表示装置によれば、前記静電容
量検出用電極による検出動作を、液晶の表示期間の後に
確保した時間内に行うようにしたので、表示動作に影響
を及ぼすことなくタブレット部の座標検出が可能にな
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るタブレット付き液晶表
示装置の分解正面図である。
【図２】図１のタブレット付き液晶表示装置の完成状態
を示す正面図である。
【図３】本発明に係る各透明電極の概略構成を示す斜視
図である。
【図４】本発明における液晶表示装置の制御系の構成を
示すブロック図である。
【図５】図４の制御系の動作を示すタイミングチャート
である。
【符号の説明】
１ フィルム １ａ 透明基材 １ｂ，３ｂ，５ｂ 透明電極 ２ 偏光板 ２ａ，６ａ 偏光板フィルム ３ ＬＣＤ上ガラス板 ３ａ，５ａ ガラス板 ４ 液晶 ５ ＬＣＤ下ガラス板 ７ コントロールＰＣＢ ８ マルチプレクサ ９ セグメントドライバ １０ コモンドライバ １１ ＬＣＤコントローラ １２ 検出制御回路 １４ ＣＰＵ １５ 検出回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 欣也 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アルプ ス電気株式会社内 (72)発明者 遠藤 芳久 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アルプ ス電気株式会社内 (72)発明者 松本 幹男 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アルプ ス電気株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１の透明電極が設けられた透明基板
    と、第２の透明電極が設けられ、前記透明基板の下面に
    間接的或いは直接的に配設された上ガラス板と、第３の
    透明電極が設けられ、前記上ガラス板に液晶を介して配
    設された下ガラス板とを具備し、 前記第１の透明電極と前記第２の透明電極との組み合わ
    せにより、指の接触位置を検出するための静電容量検出
    用電極が形成されると共に、前記第２の透明電極と前記
    第３の透明電極との組み合わせにより、表示を行うため
    の表示電極が形成されることを特徴とするタブレットを
    備えた液晶表示装置。
  2. 【請求項２】 前記静電容量検出用電極による検出動作
    は、前記液晶の表示期間の後に確保したダミー表示時間
    内に行うことを特徴とする請求項１記載のタブレット付
    き液晶表示装置。
  3. 【請求項３】 前記第２の透明電極を表示電極のセグメ
    ント電極とすると共に、前記第３の透明電極を表示電極
    のコモン電極とし、両電極への電圧印加をＬＣＤコント
    ローラで表示制御すると共に、セグメント電極とＬＣＤ
    コントローラとの間に検出制御回路を介設し、この検出
    制御回路での基準パルス数のカウント数に応じてセグメ
    ント電極を表示電極又は検出用電極に切換えることを特
    徴とする請求項１記載のタブレット付き液晶表示装置。
  4. 【請求項４】 前記検出制御回路でのカウントパルス数
    に応じて前記第１の透明電極の各電極のＯＮ，ＯＦＦ切
    換えを制御することを特徴とする請求項１記載のタブレ
    ット付き液晶表示装置。
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