(57)【要約】  本発明は、基板に配される少なくとも１つの構造体をもつ層を有するマトリックスディスプレイ装置（３２）であって、この層が、ディスプレイ（３２）における位置を決定するためにポインティング装置（３３）によって検出可能なコード（３１）を含むように形成される、マトリックスディスプレイ装置（３２）に関する。ピクセル構造体にロケーションコードを供給することは、製造プロセスの比較的簡単な変更形態によって達成され得る。従って、コードは、一般に、通常のマトリックスディスプレイの製造費用を増加することなく、非常に費用対効果の高いやり方でディスプレイ装置に組み込まれることができる。従って、このことは、タッチスクリーンが既にある装置の原価を減少させるか、又はタッチスクリーンが現在あまりに高価である多くの製品の機能性を大幅に改善する。
2007536670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に配される少なくとも１つの構造体の層を有するマトリックスディスプレイ装置であって、前記層が、当該ディスプレイにおける位置を決定するためにポインティング装置によって検出可能であるコードを含むように形成されることを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項２】
前記構造体がピクセル構造体である、請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項３】
前記層が、当該ディスプレイ装置のピクセルマトリックス層を構成する、請求項２に記載のディスプレイ装置。
【請求項４】
前記層が、前記ピクセルマトリックス層の外部に配置される、請求項１又は２に記載のディスプレイ装置。
【請求項５】
前記層が、リソグラフィック技術によって形成される、請求項１乃至４の何れか一項に記載のディスプレイ装置。
【請求項６】
前記層が、プリンティングによって形成される、請求項１乃至４の何れか一項に記載のディスプレイ装置。
【請求項７】
前記層が、複数のピクセル領域を区切る少なくとも１つのセットの平行ラインを有し、前記コードが、前記平行ラインに関連付けられるとともに前記ピクセル領域に延在するフィールドを有する、請求項１乃至６の何れか一項に記載のディスプレイ装置。
【請求項８】
前記フィールドがソリッドである、請求項７に記載のディスプレイ装置。
【請求項９】
前記フィールドが、前記平行ラインの突出部として形成される、請求項７に記載のディスプレイ装置。
【請求項１０】
あるピクセル領域のサイズを減少させる第１の突出部が、前記ピクセル領域のサイズを拡張させる第２の突出部によって少なくとも部分的に補われ、そのため、前記ピクセル領域は本質的には変わらないままである、請求項９に記載のディスプレイ装置。
【請求項１１】
前記フィールドが、前記平行ラインの交差部に隣接して置かれる、請求項７乃至１０の何れか一項に記載のディスプレイ装置。
【請求項１２】
前記フィールドが、前記平行ラインの前記交差部の間に置かれる、請求項７乃至１０の何れか一項に記載のディスプレイ装置。
【請求項１３】
当該ディスプレイが自己放射型である、請求項１乃至１２の何れか一項に記載のディスプレイ装置。
【請求項１４】
当該ディスプレイが、一体型の照明システムを有する、請求項１乃至１２の何れか一項に記載のディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピクセル構造体を形成するために基板に配置される少なくとも１つの構造化された層を有するマトリックスディスプレイ装置に関する。特に、本発明は、タッチスクリーンとしての使用を目的とするこのようなディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、タッチスクリーンは、例えば、指又はポインティング装置によって印加される圧力の検知に基づいている。このような検知は、スクリーンの上面に取り付けられた２つのフォイルの間のキャパシタンス又はレジスタンスにおける局所的な変化を利用して行われ得る。他の代替の解決策は、ポインタの超音波検出又は表面音波検出を含む。しかし、本質的には、概念は、例えば、ハンドヘルドコンピュータである装置が、（例えば、パームコンピュータの）ポインタ又は指の何れかの位置を決定する検出メカニズムを使用するということである。
【０００３】
このような検知に伴う欠点は、タッチスクリーン機能性を必要とするそれぞれのスクリーンが、検知メカニズムを備えていなければならないということである。それらの検知メカニズムが異なる場合、これには種々の異なるポインティング装置の使用を必要とする。
【０００４】
近年、米国特許第６，５０２，７５６号明細書及び米国特許出願公開公報２００３／００６１１８８号明細書に記載されたポインティング装置技術は、Anoto AB社によって開発されている。この技術は、ペーパー等に予め印刷されたコード化パターンに関してその位置を記録する（ペンの形態の）ポインティング装置を含む。
【０００５】
この技術によるペン及びペーパーは、Logitech社により市販されている。ペーパー上のロケーションコードは、Ｘ方向及びＹ方向の双方において３００ｕｍの間隔でマトリックス状に置かれたドットを有する。コード情報は、４つのコンパス方向の何れにおいても１００ｕｍでオフセットされることができる各ドットの正確な位置に含まれる。５×５ドットのランダムに選択されたアレイが考慮される場合、ドットの位置における変化は、ペーパー上に一意的なロケーションコードを与える。ペンは、１００ヘルツ（Ｈｚ）の周波数でコードを読み取るために、赤外線照明光源及びＣＣＤカメラを使用する。このようなペンは、ペーパーにハードコピーを書き込み、それと同時に、書き込まれている内容のソフトコピーを作成するのに使用されることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、通常のタッチスクリーンに対して費用効果性の高い代替例を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的及び他の目的は、ピクセル構造体を形成するために基板に配置される少なくとも１つの構造化された層を有するマトリックスディスプレイ装置であって、この層が、ディスプレイにおける位置を決定するためにポインティング装置によって検出可能であるコードを含むように形成されるマトリックスディスプレイ装置によって達成される。
【０００８】
本発明によれば、ディスプレイの基板に形成されるあらゆる周期的なピクセル構造体が、ポインティング装置によって読み取り可能であるロケーションコードを備えることができる。このコードは、基本的に、米国特許第６，５０２，７５６号明細書に記載された種類であり得るが、この種類のコードに限定されるものではない。
【０００９】
コードがディスプレイ構造装置自体に実現されるので、ドライバ又はアプリケーションソフトウェアの適応化は必要とされない。
【００１０】
ピクセル構造体にロケーションコードを供給することは、製造プロセスの比較的簡単な変更形態によって達成され得る。従って、コードは、一般に、通常のマトリックスディスプレイの製造費用を増加させることなく、非常に費用対効果の高いやり方でディスプレイ装置に組み込まれることができる。従って、このことは、タッチスクリーンが既にある装置の原価を減少させるか、又はタッチスクリーンが現在あまりに高価である多くの製品の機能性を大幅に改善する。
【００１１】
ロケーションコードは目に見えない。なぜならば、肉眼には見えないほどの微細な加工寸法に既にされているディスプレイの素子を単に適合させているからである。このことは、ユーザがポインタオプションを使用することを強要されるものではなく、コードはユーザが知ることなくディスプレイに「秘密に」入れられることができることを意味する。
【００１２】
ピクセル構造層は、黒いマトリックス（行と列とのデバイダ）、キャパシタンスライン、ピクセル壁カプセル化（pixel wall encapsulation）、トランジスタ（ＴＦＴ）層又は記憶キャパシタ等のようなディスプレイ装置のピクセルマトリックス層であり得る。
【００１３】
ピクセル構造層は、ディスプレイの上面に配されるカラーフィルタ、フロントライト反射層又は偏光子層のように、ピクセルマトリックス層の外部に配置されることもできる。
【００１４】
この層は、リソグラフィック技術又はプリンティング技術（オフセット、コンタクト又はインクジェットプリンティング）を用いて配置されることができる。
【００１５】
好ましい実施形態によれば、この層は、複数のピクセル領域を区切る２つのセットの平行ラインのグリッドを有し、コードは、これらの平行ラインに関連付けられるとともにピクセル領域に延在するフィールドを有する。このフィールドは、ソリッド（solid，固体、立体）ブロック、又はラインの突出部であり得る。この後者の代替例は、近隣のピクセルと一緒に読み取られ、それと同時に各ピクセルのピクセル領域を保つ場合に、一意的なコードをもたらすように、各々のピクセルの形態を変えることを可能にする。基本的に、侵入するラインにより側部の領域で失われる部分は、突出するラインにより側部で増やされることができる。
【００１６】
フィールドは、平行ラインの交差部に隣接して、又はこのような交差部の間に設けられることができる。
【００１７】
この装置は、自己放射型であり、即ち、画像を生成するために外部光源を必要としなくてもよい。このようなディスプレイは、ＬＣＤディスプレイのようなバックライトベースのディスプレイ、ダイナミックフォイルディスプレイのような導光路ディスプレイ及び有機ＬＥＤディスプレイのようなＬＥＤディスプレイを包含する。従来技術と比較して、このことは、ポインティング装置がコードを照らすために赤外線ＬＥＤのようないかなる照明光源をも必要としないという利点をもつ。
【００１８】
本発明のこの態様及び他の態様は、本発明の一般に好適な実施形態を示す添付の図面を参照して、より詳細に以下に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の第１の実施形態が、黒いマトリックス層１の形態で図１に示される。この黒いマトリックスは、ディスプレイにおいてピクセル２を画定する２つのセットの平行ライン３及び平行ライン４を有する。このディスプレイは、例えば、ＬＣＤディスプレイであり得るが、同様のピクセル構造体が有機ＬＥＤディスプレイのような他のマトリックスタイプのディスプレイにもある。このディスプレイは、好ましくは、それ自身が光を発することができる発光素子によって、又は複数のピクセルエレメントに結合される光源によって放射性である。第１のカテゴリは、任意のＬＥＤディスプレイを含み、第２のカテゴリは、ＬＣＤディスプレイのようなバックライトを備えるディスプレイ、及びダイナミックフォイルディスプレイのような光源に結合された導光部を備えるディスプレイを含む。
【００２０】
本発明のこの実施形態による黒いマトリックスは、ライン３，４の交差ポイントに小さいブロック５を具備する。これらのブロックは、水平方向ではマトリックスの左側又は右側に位置付けられ、及び／又は垂直方向では中間、上側又は下側に位置付けられる。また一つ中央の位置にもある。このことにより、上述されたLogitechペーパーの９ビットコードではなく、全部で７ビットコードがもたらされる。但し、より大きい数のビットが必要とされる場合は、多数の他のオプションがあり、例えば、垂直又は水平方向のどちらにおいても追加の位置がある。
【００２１】
黒いマトリックスは、通常は、リソグラフィプロセスで製造され、ここでは、所望のマトリックスパターンが、リソグラフィック照射マスクから基板へ転送される。従って、図１に示されるコードは、リソグラフィック照射マスクを単に変更することによって黒いマトリックスに組み込まれることができ、それゆえ、追加の処理ステップを必要とせず、これは費用効果性の高い製造プロセスにつながる。
【００２２】
本発明の他の実施形態が、図２ａ及び図２ｂに示される。ここでは、ピクセル１３の間の分割ライン１１，１２は直線ではないが、好ましくは、矩形又は三角形の形状で、近隣のピクセルの１つに延在する突出部１４を設け、それによって、ピクセルの可変形態をもたらす。図示される実施例では、垂直ライン１１のみがこのような突出部１４を備え、この垂直位置はロケーションコードを形成するために可変される。突出部１４の数及び各ピクセル側部でのそれらの突出部の異なる位置は、十分な数のコード組み合わせを得るように当業者によって決定されることができる。
【００２３】
一方のピクセル１３ａから近隣のピクセル１３ｂに突き出る突出部１４ａは、他のピクセル領域１３ｂを犠牲にして延在する一方のピクセル領域１３ａをもたらす。しかしながら、その他方の側部でピクセル１３ｂが、そのピクセル領域を拡張する別の突出部１４ｂを備える場合、これらの突出部１４ａ，１４ｂは互いに補い合う。一般的に、各ピクセルが突出部を備えた側部（例えば、その両側の垂直側部）を同じ数だけもつ場合、これらの突出部から及ぼされる影響は、全てのピクセルにとって同等である（図２ａ参照）。代替例として、各々の突出部は、例えば、矩形又は三角形の「Ｓ」字形１４’を形成する介在物（inclusion）によって同時に補われることもでき、その場合、ピクセルの領域には全く影響を及ぼさない（図２ｂ参照）。
【００２４】
ピクセルの形態は、通常、更に、リソグラフィプロセスにおいて定められ、それによって、図２ａ及び図２ｂの実施形態は、非常に費用効果的に実現されることもできる。このプロセスでは、図３ａに示されるように、黒いマトリックス１が基板１５に配置される。
【００２５】
本発明は、ここでは黒いマトリックスに関して説明されているけれども、他のピクセル構造体をマトリックスタイプディスプレイにおいて使用する他のアプリケーションも可能である。例えば、キャパシタンスライン、トランジスタ（例えば、薄膜トランジスタ）又は記憶キャパシタの位置及び形態が、上記に説明されたロケーションコードを実現するために、（リソグラフィマスクを変更する）同じ態様で可変され得る。更に、リソグラフィを使用して具現化される或るカラーフィルタが使用されてもよい。
【００２６】
更に、本発明は、リソグラフィによって形成されているピクセル構造層に限定されるものではない。逆に、多くの他のタイプの層が、本発明を実現するのに使用されることができる。
【００２７】
例えば、オフセットプリンティング、コンタクトプリンティング（contact printing，密着焼付け）及びインクジェットプリンティングのような異なるタイプのプリント技術が使用されてもよい。上記に説明された黒いマトリックスが、リソグラフィプロセスに配置されるとともにプリントされてもよい。マトリックスタイプディスプレイの基板にプリントされる一般的な他の構造体は、ピクセル壁カプセル化、或るカラーフィルタ及びバリアリブを含む。これらの層の他に、有機ＬＥＤディスプレイは、本発明を実現するのに更に適しているダム及び陰極セパレータをプリントするための層を含む。本発明の他の可能な実現例は、例えば、ダイナミックフォイルディスプレイ及びフロントライトディスプレイにある成形構造体に関する。
【００２８】
図３ｂに概略的に示されるダイナミックフォイルディスプレイでは、電気機械的に動作可能なフォイル１６が、導光路１７とパッシブプレート１８との間に配され、フォイルを動作するために電極（図示略）と位置合わせされるスペーサ１９によって所定の位置に保持される。スペーサ１９は、導光路と一体的に成形されるか、又は上述された技術の何れかを用いて導光路にプリントされてもよい。本発明の一実施形態によれば、これらのスペーサは、例えば、上記に説明されたように、ロケーションコードを含むように形成される。
【００２９】
図３ｃに概略的に示されるフロントライトディスプレイでは、例えば、ピラミッド又はノッチである光散乱構成体２１を具備して形成されたプレート２０が、導光路２２から反射型ディスプレイ２３まで光を外へ結合させる。この場合、散乱構成体は、例えば、上記に説明されたように、ロケーションコードを含むように形成されることができる。ピラミッド（又はノッチ）が、必ずしもピクセル構造体と同じ周期性をもたなくてもよいことに留意されたい。
【００３０】
図４は、本発明によるディスプレイ３２に組み込まれたロケーションコード３１が、どのようにポインティング装置３３によって読み取られることができるのかを示す。好ましい実施形態では、ディスプレイがそれ自体により光を生成し、それゆえ、ポインティング装置は、コードを照らすためのいかなる光源も必要とせず、プロセッサ３５に接続された光検知装置３４のみを必要とする。原則として、これには関心領域の全てのピクセルが光を発することを必要とする。この理由は、さもないと、コードが目に見えないからであるが、実際には、このことは問題ではない。まず第１に、関心領域は、一般に、ある種の情報を表示し、それゆえ、光を発するピクセルのかなりの部分を持っている。第２に、オフにされるピクセルでさえ、通常は、僅かな量の光を漏らし、この光はコードを検出するのに十分であるはずである。ついには、複数のピクセルがあまりに暗すぎてコードがポインティング装置によって検出されることができない場合でさえ、少なくとも検出の領域が十分な数のピクセルを含む場合、一意的なコードパターンは、通常は、なお検出されることができる。
【００３１】
位置を検知する作業が、ここでポインティング装置３３によって実施されているので、取得された位置データは、表示されるデータに影響を及ぼす（例えば、メニューを変更する、表示コマンドを実行する等の）ために、ディスプレイ装置３２のプロセッサ３６に転送して戻される必要がある。このような、好ましくは、コードレス通信は、多くのやり方で達成されることができる。好ましい実施形態では、ポインティング装置３３及びディスプレイ装置３２は、ブルートゥースプロトコルによる通信を供給するブルートゥース回路３７ａ，３７ｂを備えている。この解決策は、幾つかの異なるディスプレイ装置（テレビ受像機、電話機、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）等）で、同じポインティング装置を使用することを容易にする。
【００３２】
当業者であれば、本発明が上記に説明された好ましい実施形態に決して限定されないことが分かるはずである。逆に、多くの変更形態及び変形形態が添付の請求項の範囲内で可能である。例えば、本発明は、プラズマディスプレイ及び有機ＬＥＤディスプレイのような図３ａ乃至図３ｃに示されるもの以外の他のタイプのディスプレイにも適用されることができる。ポインティング装置の細かい部分は、図４を参照して開示された実施例と異なっていてもよく、例えば、異なる検知、処理及び／又は通信の可能性を含むこともできる。使用される検知技術に依存して、コードを実現する構造体は、反射型、放射型又はこれらの組み合わせであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施形態による黒いマトリックスを示す図である。
【図２ａ】本発明の第２の実施形態によるピクセルレイアウトを示す図である。
【図２ｂ】本発明の第２の実施形態によるピクセルレイアウトを示す図である。
【図３ａ】異なるディスプレイタイプの本発明のアプリケーションを示す図である。
【図３ｂ】他の異なるディスプレイタイプの本発明のアプリケーションを示す図である。
【図３ｃ】他の異なるディスプレイタイプの本発明のアプリケーションを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態によるディスプレイ装置及びポインティング装置を示す図である。
【図１】
2007536670.tif 000003
【図２ａ】
2007536670.tif 000004
【図２ｂ】
2007536670.tif 000005
【図３ａ】
2007536670.tif 000006
【図３ｂ】
2007536670.tif 000007
【図３ｃ】
2007536670.tif 000008
【図４】
2007536670.tif 000009
【国際調査報告】
2007536670.tif 000010
2007536670.tif 000011
2007536670.tif 000012