(57)【要約】【課題】画像表示装置と情報処理装置と入力装置とを備えるとともに、薄型で且つ軽量な携帯端末装置を提供する。【解決手段】本発明の携帯端末装置１０は、画像表示装置１と情報処理装置２と入力装置３とを備え、入力装置３は、平面を有する絶縁層と、絶縁層の裏面に配置され指先と同程度の面積を有する電極と、電極に接続され電極の電位に対応したデジタル値を出力する検出回路とを備えてなり、画像表示装置１と、情報処理装置２と、入力装置３とが同一基板上に形成されてなることを特徴とする。【選択図】      図６
2004361990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示装置と、情報処理装置と、入力装置とを備えた携帯端末装置において、
前記入力装置は、平面を有する絶縁層と、前記絶縁層の裏面に配置され指先と同程度の面積を有する電極と、前記電極に接続され前記電極の電位に対応したデジタル値を出力する検出回路とを備えてなり、
前記画像表示装置と、前記情報処理装置と、前記入力装置とが同一基板上に形成されてなることを特徴とする携帯端末装置。
【請求項２】
前記検出回路は、指先が前記絶縁層の平面に接触ないし近接した際に変化する前記電極の静電容量の大小によって、オン又はオフのデジタル値を前記情報処理装置に対して出力することを特徴とする請求項１に記載の携帯端末装置。
【請求項３】
前記検出回路は、Ｐチャネルトランジスタを含んでなり、そのゲートが前記電極と接続される一方、ソースは前記検出用の電源に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の携帯端末装置。
【請求項４】
前記検出回路において、前記指先が前記絶縁層の平面に接触ないし近接した場合に、前記Ｐチャネルトランジスタにおけるソース電圧Ｖｓとゲート電圧Ｖｇの電位差が閾値電圧以上となる一方、前記指先が前記絶縁層の平面に接触ないし近接しない場合には、前記電位差が閾値電圧以下となるように、前記絶縁層の厚さ及び／又は構成材料が調整されてなることを特徴とする請求項３に記載の携帯端末装置。
【請求項５】
前記検出回路において、前記指先が前記絶縁層の平面に接触ないし近接した場合に、前記Ｐチャネルトランジスタにおけるソース電圧Ｖｓとゲート電圧Ｖｇの電位差が閾値電圧以下となる一方、前記指先が前記絶縁層の平面に接触ないし近接しない場合には、前記電位差が閾値電圧以上となるように、前記絶縁層の厚さ及び／又は構成材料が調整されてなることを特徴とする請求項３に記載の携帯端末装置。
【請求項６】
前記画像表示装置は、薄膜トランジスタを含む画素回路及び周辺回路を具備した有機ＥＬ表示装置により構成されてなることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の携帯端末装置。
【請求項７】
前記画像表示装置は、薄膜トランジスタを含む画素回路及び周辺回路を具備した液晶表示装置により構成されてなることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の携帯端末装置。
【請求項８】
前記画像表示装置は、薄膜トランジスタを含む画素回路及び周辺回路を具備した電気泳動表示装置により構成されてなることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の携帯端末装置。
【請求項９】
前記情報処理装置は、薄膜トランジスタを含むプロセッサにより構成されてなることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の携帯端末装置。
【請求項１０】
前記入力装置は、薄膜トランジスタを含む静電容量検出回路を具備してなることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の携帯端末装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示装置と、情報処理装置と、入力装置とを備えた携帯端末装置に係り、特に携帯ゲーム機などの、入力装置を介して情報処理装置へ入力すべきデータ量が比較的少なく、又、確実なデータ入力が必要とされ、更に、データ入力に係る操作をする時間と、実際にデータ入力がなされる時間との間に時間差を生じないことが必要とされる携帯端末装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯端末装置への入力装置としては、押しボタン式の入力装置の他、交流信号を身体を介して携帯端末装置に入力する入力装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一方、平面を有する絶縁層と、その裏面に配置された電極と、電極に接続され、電極の電位に対応したデジタル値を出力する検出回路とを備えた入力装置として指紋入力装置が知られている（例えば、非特許文献１参照）。指紋入力装置では、６０（μｍ）角程度の面積を有する電極と、電極に接続され、電極の電位に対応したデジタル値を出力する検出回路とを一つの画素と定義し、それを平面を有する絶縁層の裏面にマトリクス状に配置し、各画素の出力を走査しながら読み込むことで、指紋のデータを入力する。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−２９８９９号公報
【非特許文献１】
Ｒ．  Ｈａｓｈｉｄｏ，  Ａ．  Ｉｗａｔａ，  Ｔ．  Ｏｇａｗａ，  Ｔ．  Ｏｋａｍｏｔｏ，  Ｙ．  Ｓａｔｏｈ，  Ｍ．  Ｉｎｏｕｅ，  ＩＳＳＣＣ  ２００１  ＤＩＧＥＳＴ  ＯＦ  ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ  ＰＡＰＥＲＳ  Ｐ２５１  −  Ａ  Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  Ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔ  Ｓｅｎｓｏｒ  ｗｉｔｈ  Ｌｏｗ−Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｐｏｌｙ−Ｓｉ  ＴＦＴｓ
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の押しボタン式の入力装置では、半導体製造工程により製造される情報処理装置及び画像表示装置と同一の工程で製造することが不可能であるため、それらを同一基板上に形成することができず、薄型の携帯端末装置を実現することが困難であった。又、これに伴い軽量な携帯端末装置の実現も困難であった。
更に、交流信号を身体を介して携帯端末装置に入力する入力装置では、交流信号を身体に入力する必要があり、そのために別途発信装置を身体に装着するか、若しくは携帯端末装置から交流信号を身体に入力する装置が必要であり、入力装置に加えて、それを補助する装置が必要であるため携帯性に問題があった。
【０００６】
又、指紋入力装置では、各画素の電極が微少であるため、その電位の検出が困難な場合もあり、確実なデータ入力が必要とされる本発明に係る携帯端末装置の入力装置としては問題があった。
更に、指紋入力装置はマトリクス状に配置された画素の出力を走査しながら読み込むため、データ入力に係る操作として指先を平面上においた時間と、実際にデータ入力がなされる時間とで時間差が生じてしまう問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は上述の諸事情に鑑みなされたものであり、その課題とする所は携帯端末装置の入力装置として、情報処理装置及び画像表示装置と同一基板上に形成が可能な入力装置を備えることで、薄型でかつ軽量な携帯端末装置を提供することにある。
又、携帯端末装置の入力装置として、入力装置のみでデータの入力が可能であり、別途入力を補助する装置を必要としないことにより、携帯性に優れた携帯端末装置を提供することも課題とする。
又、確実なデータ入力が可能である携帯端末装置を提供することも課題とする。
更に、データ入力に係る操作をする時間と、実際にデータ入力がなされる時間との間に時間差を生じない携帯端末装置を提供することも課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の携帯端末装置は上記課題を解決するために、画像表示装置と、情報処理装置と、入力装置とを備えた携帯端末装置において、前記入力装置は、平面を有する絶縁層と、前記絶縁層の裏面に配置され指先と同程度の面積を有する電極と、前記電極に接続され前記電極の電位に対応したデジタル値を出力する検出回路とを備えてなり、前記画像表示装置と、前記情報処理装置と、前記入力装置とが同一基板上に形成されてなることを特徴とする。
ここで、前記検出回路は、指先が前記絶縁層の平面に接触ないし近接した際に変化する前記電極の静電容量の大小によって、オン又はオフのデジタル値を前記情報処理装置に対して出力するものとすることができる。
また、前記検出回路は、Ｐチャネルトランジスタを含んでなり、そのゲートが前記電極と接続される一方、ソースは前記検出用の電源に接続されているものとすることができる。
また、前記検出回路において、前記指先が前記絶縁層の平面に接触ないし近接した場合に、前記Ｐチャネルトランジスタにおけるソース電圧Ｖｓとゲート電圧Ｖｇの電位差が閾値電圧以上となる一方、前記指先が前記絶縁層の平面に接触ないし近接しない場合には、前記電位差が閾値電圧以下となるように、前記絶縁層の厚さ及び／又は構成材料が調整されてなるものとすることができる。
また、前記画像表示装置は、薄膜トランジスタを含む画素回路及び周辺回路を具備した有機ＥＬ表示装置により構成されてなるものとすることができ、前記情報処理装置は、薄膜トランジスタを含むプロセッサにより構成されてなるものと、さらに前記入力装置は、薄膜トランジスタを含む静電容量検出回路を具備してなるものとすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本実施形態の携帯端末装置を示した図式的なブロック図である。図１に示したように、本実施形態の携帯端末装置は画像表示装置１、情報処理装置２及び入力装置３とを備えている。更に、入力装置３は指先を接触ないし近接させるべき平面を形成する絶縁層４と、その裏面に配置された指先と同程度の面積を有する電極５と、電極５に接続され電極５の静電容量を検出する静電容量検出回路６とを備えている。電極５及び静電容量検出回路６は１つないし複数配置されており、静電容量検出回路６は指先が平面に接触ないし近接した際に、変化する電極５の静電容量の大小によって、オン又はオフのデジタル信号を情報処理装置２に対して出力する。
【００１０】
ここで入力装置３の詳細について図２に基づいて説明する。同図において、３は先述の入力装置であり、４は絶縁層、５は電極及び６は静電容量検出回路である。静電容量検出回路６は、例えばＰチャンネルトランジスター２１０からなり、そのゲートは電極５と接続されており、ソースは検出用電源線２２０に接続されており、ドレインは静電容量検出回路６の出力となる。又、２００及び２０１は電極５との間で生じる容量（Ｃｆ）であり、電極５近傍の絶縁層４からなる平面上に指先を接触ないし近接させた場合とそうでない場合とではＣｆが異なる。
【００１１】
検出用電源線２２０にＶｓが供給されたときのＰチャンネルトランジスター２１０のゲートにかかる電圧Ｖｇは、Ｃｆ２０１及びＰチャンネルトランジスター２１０の寄生容量Ｃｐｃで決まり、Ｖｇ＝Ｃｐｃ×Ｖｓ／（Ｃｐｃ＋Ｃｆ）で表される。このとき、電極５近傍の絶縁層４からなる平面上に指先を接触ないし近接させた場合に、ＶｓとＶｇの電位差がＰチャンネルトランジスター２１０の閾値電圧以上になり、そうでない場合にＰチャンネルトランジスター２１０の閾値電圧以下になるように、絶縁層４の厚みや材料を調節する。これにより、電極５近傍の絶縁層４からなる平面上に指先を接触ないし近接させた場合、静電容量検出回路６はＶｓを出力し、そうでない場合静電容量検出回路６は出力をしない。従って入力装置３は、電極５近傍の絶縁層４からなる平面上に指先を接触ないし近接させた場合とそうでない場合とで異なるデジタル信号を出力することになる。
以上述べた入力装置は半導体製造工程により製造することが可能である。すなわち、容量検出回路６を構成するＰチャンネルトランジスタ２１０は通常の半導体製造工程によって製造すれば良く、電極５はトランジスタの電極形成技術を応用することにより製造が可能である。又、絶縁層４の形成はトランジスタのゲート絶縁膜形成技術を応用することにより製造が可能である。つまり、入力装置３は半導体製造工程により製造される情報処理装置２及び画像表示装置１と同一の工程により製造が可能である。
【００１２】
又、情報処理装置２の詳細について図３に基づいて説明する。同図において、２は先述の情報処理装置であり、３００はプロセッサー、３０１はメモリである。３０２は入力装置用コントローラーであり端子３０４を介して入力装置３からデータが入力され、入力装置用コントローラー３０２はそのデータをプロセッサー３００に伝える。３０３は画像表示装置用コントローラーであり、プロセッサーからの命令に応じて画像表示装置１を制御する。
【００１３】
更に、画像表示装置１の詳細を図４に基づいて説明する。画像表示装置としては、例えば図４に示した有機ＥＬディスプレイを備える。同図において、４１０〜４１４は走査線、４２０〜４２４はソース線であり、それらの交点に対応して画素４３０〜４３２が配置されている。又、４４０は走査線駆動回路、４５０はソース線駆動回路である。４６０はこれらを同一基板上に形成した有機ＥＬディスプレイである。
【００１４】
図５は図４に示した有機ＥＬディスプレイ４６０上に形成された画素の一実施形態を示したものである。同図において、５００はソース線、５０１は走査線、５０２は有機ＥＬ素子駆動用電源線、５０３はＮチャンネルトランジスターからなるスイッチングトランジスター、５０４はデータ保持容量、５０５はＮチャンネルトランジスターからなるドライビングトランジスター及び５０６は有機ＥＬ素子である。有機ＥＬディスプレイ４６０上に配置された画素は、画像表示装置用コントローラー３０３により制御された走査線駆動回路４４０及びソース線駆動回路４５０からの駆動信号により、発光動作を行う。この他、画像表示装置１としては例えば、液晶ディスプレイや電気泳動ディスプレイを備えても良い。以上述べた入力装置３、情報処理装置２及び画像表示装置１は同一基板上に形成することが可能である。
【００１５】
図６は画像表示装置１、情報処理装置２及び入力装置３を同一基板上に形成した本実施形態の携帯端末装置１０を示した図である。画像表示装置１としては、例えば薄膜トランジスターにより形成された画素回路及び周辺回路を含む有機ＥＬディスプレイを用いる。情報処理装置２としては薄膜トランジスターにより形成されたプロセッサ等を含む情報処理装置を用いる。入力装置３としては薄膜トランジスタにより形成された静電容量検出回路を含む上述の入力装置を用いる。
【００１６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば携帯端末装置の入力装置として、半導体製造工程により製造が可能な入力装置を具備することで、入力装置を情報処理装置及び画像表示装置と同一基板上に形成することが可能となり、薄型でかつ軽量な携帯端末装置が提供可能となる。
又、本発明によれば、携帯端末装置の入力装置として、入力装置のみでデータの入力が可能であり、別途入力を補助する装置が必要でないことにより、携帯性に優れた携帯端末装置が提供可能となる。
又、本発明によれば、確実なデータ入力が可能である携帯端末装置が提供可能となる。
更に、本発明によれば、データ入力に係る操作をする時間と、実際にデータ入力がなされる時間との間に時間差を生じない携帯端末装置が提供可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る入力装置を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る情報処理装置を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る画像表示装置を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る画像表示装置の画素の構造を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る携帯端末装置を示す図である。
【符号の説明】
１…画像表示装置、２…情報処理装置、３…入力装置、４…絶縁層、５…電極、６…静電容量検出回路
【図１】
2004361990.tif 000003
【図２】
2004361990.tif 000004
【図３】
2004361990.tif 000005
【図４】
2004361990.tif 000006
【図５】
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【図６】
2004361990.tif 000008