(57)【要約】【課題】  透明基板の間隔に基づく液晶材料の容量値から押圧位置を特定する従来型の液晶表示装置は、画素数が増加した場合、検出信号を調べるための時間が増加し、押圧位置の検出に時間がかかるという課題があった【解決手段】  透明電極１に検出用信号１２を印加する検出信号駆動手段２と、透明電極１から出力される信号により液晶表示装置の押圧の有無を判断する押圧判断手段３と、透明電極１間に設けられ、隣接する透明電極１間を開閉するスイッチ手段４と、スイッチ手段４を制御するスイッチ制御手段５と、を有し、スイッチ手段４により液晶表示装置の複数画素からなる検出対象領域１６を作成し、領域単位で押圧位置の検出をするとともに、検出対象領域１６を液晶表示装置の表示状態に応じて変化させることによりにより、高速な押圧位置の検出ができる。【選択図】図１
2005227409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明電極が形成された２枚の透明基板間に液晶材料を充填した液晶表示装置であり、該液晶表示装置が、押圧されたときに生じる前記透明基板の間隔の変化に基づき押圧位置を検出する液晶表示装置であって、
前記透明電極に検出用信号を印加する検出信号駆動手段と、前記透明電極から出力される信号により前記液晶表示装置の押圧の有無を判断する押圧判断手段と、前記透明電極間に設けられ、隣接する前記透明電極間を開閉するスイッチ手段と、該スイッチ手段を制御するスイッチ制御手段と、を有し、
前記スイッチ手段により前記液晶表示装置の複数画素からなる検出対象領域を作成し、該検出対象領域単位で前期押圧位置の検出をすることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記液晶表示装置は、Ｘ方向とＹ方向とで、それぞれ複数の前記透明電極を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関するものであり、特に液晶表示装置の透明基板の間隔の変化に基づき押圧位置を検出する液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より携帯端末や銀行の自動預金支払機など、表示画面にタッチすることで入力を行う装置は広く知られている。この中でも、抵抗膜方式の座標入力装置が広く使われている。
抵抗膜方式の座標入力装置は、２枚の透明抵抗膜からなるタッチパネルを表示装置上に配置するという構造上、光の透過率が減少してしまうことから、表示品質を低下させてしまうという問題があった。
【０００３】
この問題を解決するため、表示装置に液晶を用い、液晶表示装置自体を入力位置検出に使用する入力機能付きの液晶表示装置が良く知られており、多くの提案をみるところである（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に示した従来型の液晶表示装置を図面を用いて説明する。図４は、特許文献１に示した従来型の液晶表示装置を示す原理図である。図５は、特許文献１に示した従来型の液晶表示装置の検出回路図である。
図４において、５０は上側透明電極、５１は下側透明電極、５２は液晶材料の等価容量である。図５において、５４はコンパレーター、５５は抵抗、５６は基準容量、５７は検出用駆動信号、５８は基準信号、５９は画素出力信号、６０は検出信号である。なお、図５において図４と同一の構成には同一の番号を付与している。
【０００５】
一般に液晶表示装置は、透明電極が形成された２枚の透明基板間に液晶材料を充填した構成をとる。上記液晶材料は透明電極間において等価的に容量とみなすことができる。これを模式的に表したのが図４である。等価容量５２は液晶材料の誘電率と透明基板間の間隔とに依存する。
【０００６】
特許文献１に示した従来型の液晶表示装置は、表示画面が押圧されたとき、押圧位置の透明基板の間隔が減少し、それに伴い等価容量５２が増大することを検出することにより押圧位置を特定するものである。
【０００７】
以下に検出の手順を説明する。まず、液晶表示装置に、通常の画像表示を行う表示期間とは別に入力位置検出を行う検出期間とを設ける。表示期間においては、表示画像に基づく駆動信号を透明電極５０、５１に印加する。また、検出期間においては、図５に示すごとく、下側透明電極５１を片側が接地した抵抗５５に接続し、上側電極５０から検出用駆動信号５７を印加する。
この時、下側透明電極５１から出力される画素出力信号５９は、抵抗５５の値と、透明基板間の間隔に基づく等価容量５２の値に依存する。従って、透明基板が押圧されていない時の容量値を持つ基準容量５６からの出力である基準信号５８と、各画素からの出力である画素出力信号５９とを、コンパレーター５４で比較し得た検出信号６０を順次調べることにより押圧位置を特定できる。
【０００８】
【特許文献１】特開平６−３４９４０号公報（第３−４頁、第１図、第５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に示した従来型の液晶表示装置は、画素数が増加した場合、検出信号６０を調べるための時間が増加し、それに伴い押圧位置の検出にかかる時間が増加してしまうという欠点があった。
【００１０】
本発明の目的は、上記課題を解決しようとするもので、高速な押圧位置の検出が可能な液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明の液晶表示装置は下記に示す構造を採用する。
【００１２】
透明電極が形成された２枚の透明基板間に液晶材料を充填した液晶表示装置であり、液晶表示装置が、押圧されたときに生じる透明基板の間隔の変化に基づき押圧位置を検出する液晶表示装置であって、
透明電極に検出用信号を印加する検出信号駆動手段と、透明電極から出力される信号により液晶表示装置の押圧の有無を判断する押圧判断手段と、透明電極間に設けられ、隣接する透明電極間を開閉するスイッチ手段と、スイッチ手段を制御するスイッチ制御手段と、を有し、
スイッチ手段により液晶表示装置の複数画素からなる検出対象領域を作成し、検出対象領域単位で押圧位置の検出をすることを特徴とする。
【００１３】
液晶表示装置は、Ｘ方向とＹ方向とで、それぞれ複数の透明電極を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の液晶表示装置によれば、透明電極間を開閉するスイッチ手段を設けたことによって、このスイッチ手段を制御し、液晶表示装置の複数画素からなる検出対象領域を作成することができる。
液晶表示装置上において、その全面にわたり均一な押圧位置の検出を行うのではなく、検出対象領域を形成し、この検出対象領域単位で押圧位置の検出をすることにより、押圧の検出を高速にすることができる。
これは本発明の特徴的な部分であって、液晶表示装置上に比較的分解能を必要としない領域と高い分解能を要求される領域とが混在している場合などは非常に効果的である。すなわち、比較的分解能を必要としない領域は検出対象領域を大きくし、高い分解能を要求される領域は検出対象領域を小さくすることができる。このように検出対象領域を可変することによって、押圧位置の検出を効率よく行うことができる。このため、１回の検出に要する時間を短縮することができる。
【００１５】
また、検出対象領域は、液晶表示装置の表示状態に応じて、その形状を自在に変化させることができる。このことにより、さらに押圧位置の検出を高速にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下図面により本発明の実施の形態を詳述する。図１は、本発明の液晶表示装置の構成図であり、図２は、本発明の液晶表示装置の断面図であり、図３は、本発明の液晶表示装置の押圧検出の模式図である。
【００１７】
[構造説明：図１、図２、図３]
まず、本発明の液晶表示装置の構成を図１と図２と図３とを用いて説明する。
図１に示すごとく、６は透明基板、１は上下の透明基板６に、それぞれＸ方向とＹ方向とに形成された透明電極、２は検出信号駆動手段、３は押圧の有無を判断する押圧判断手
段、４は隣接する透明電極１間を開閉するスイッチ手段、５はスイッチ手段４を制御するスイッチ制御手段、１６は検出対象領域である。
図１において、透明電極１は、Ｘ方向、Ｙ方向ともに数本を表示する場合を例にしている。スイッチ手段４は、機械的、もしくは電気的にスイッチングを行うもの、例えば、機械式接点開閉装置や半導体スイッチング素子などであるが、図１には表示を簡略化するために、単に開閉記号として表示している。
図２に示すごとく、７は透明基板６間に充填された液晶材料である。図２では図の上部からの押圧により、上側の透明基板が変形する様子を示している。
図３に示すごとく、８は透明電極１間の液晶材料７に基づく等価容量、９は抵抗、１０は設定可能な閾値電圧発生器、１１はコンパレーター、１２は検出用信号、１３は領域出力信号、１４は閾値信号、１５は判断信号である。
なお、図２、図３において図１と同一の構成には同一の番号を付与している。
【００１８】
[作用説明]
本発明の液晶表示装置の作用を説明する。まずその一つである座標検出の原理を図２を用いて説明する。液晶表示装置は、それぞれＸ方向、Ｙ方向に透明電極１を形成した上下の透明基板６間に液晶材料７を充填した構成をとり、液晶材料７は透明電極１間において等価容量８とみなすことができる。前記等価容量８は液晶材料７の誘電率と透明基板６間の間隔とに依存する。押圧が発生した場合、図２に示すごとく上下の透明基板６の間隔が減少し、これにより等価容量８が増大する。この等価容量８の変化を、通常の画像表示を行う表示期間とは別に設けた押圧位置の検出を行う検出期間に検出する。
【００１９】
次に、押圧位置の検出の手順を図１を用いて説明する。表示画面上の検出対象領域１６における押圧を検出するため、スイッチ制御手段５は、検出対象領域１６を通るＸ方向の複数の透明電極１、およびＹ方向の複数の透明電極１がそれぞれ接続するようにスイッチ手段４を制御する。図１に示した例では、スイッチ手段４は、Ｘ方向、Ｙ方向ともに２つずつＯＮしている場合を示している。
検出信号駆動手段２は、検出用信号１２をＸ方向の透明電極１を通して検出対象領域１６に印加する。押圧判断手段３は検出対象領域１６からの出力信号をＹ方向の透明電極１を通して受信し、押圧の有無を判断する。
【００２０】
次に、押圧判断手段３の動作を図３を用いて説明する。図３に示すごとく、片側が接地した抵抗９を、出力側であるＹ方向の透明電極１に接続する。これにより、検出対象領域１６の合成した等価容量８と、抵抗９とによるＣＲ回路を形成する。
検出信号駆動手段２により印加された検出用信号１２はＣＲ回路を経由し、領域出力信号１３として出力される。また、閾値電圧発生器１０は、検出対象領域１６の広さにより設定され、これらの設定により閾値信号１４を生成する。コンパレーター１１は、領域出力信号１３と前記閾値信号１４とを比較し、押圧の有無を示す判断信号１５を生成する。
【００２１】
通常アプリケーションのユーザーインターフェイスが表示する表示画面は、アイコン等比較的分解能を必要としない領域と、例えば、手書き入力枠等高い分解能を必要とする領域とがある場合が多い。
このようなアプリケーションからの要求に基づく表示画面の状態に応じて、図１に示すスイッチ制御手段５は、スイッチ手段４を制御し検出対象領域１６の形状を自在に変化させることができる。本発明の特徴的な部分はまさにこの点である。
【００２２】
例えば、高い分解能を必要とする手書き入力枠の領域については、スイッチ手段４を開放し、画素単位での押圧位置の検出を行い、また、比較的分解能を必要としないアイコンの領域については、スイッチ手段４同士を接続し、検出対象領域１６をアイコンのサイズ程度か、あるいはそれ以上に大きくすることにより、ユーザーの押圧を１回の押圧判断手
段３による検出で判断でき、非常に高速な座標検出が可能となる。
【００２３】
本発明の液晶表示装置は、液晶表示装置上の押圧を検出する検出対象領域を表示画面に応じて自在に可変できるという従来にはない格別な効果を有している。
本発明の液晶表示装置は、高速で押圧を検出できるために、液晶表示装置上に表示するアイコンや手書き入力枠の領域の形状や大きさや画面上のレイアウト等の自由度を増すことができる。例えば、液晶画面上の特定の方向に長いアイコンや領域を設けても、押圧の検出速度は低下しないのである。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明の液晶表示装置は、スイッチ手段とスイッチ制御手段とを用いて、隣接する透明電極の接続を制御することにより、検出対象領域を自在に変化させることができ、このような制御を液晶表示装置の表示状態に応じて自由に変えることができることから、高速に押圧位置を検出できるという優れた効果がある。このため本発明の座標入力装置は、携帯端末や銀行の自動預金支払機等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の液晶表示装置を示す構成図である。
【図２】本発明の液晶表示装置を示す断面図である。
【図３】本発明の液晶表示装置を示す押圧検出の模式図である。
【図４】従来技術を示す原理図である。
【図５】従来技術を示す検出回路図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  透明電極
２  検出信号駆動手段
３  押圧判断手段
４  スイッチ手段
５  スイッチ制御手段
６  透明基板
７  液晶材料
８  等価容量
９  抵抗
１０  閾値電圧発生器
１１  コンパレーター
１２  検出用信号
１３  領域出力信号
１４  閾値信号
１５  判断信号
１６  検出対象領域
５０  上側透明基板
５１  下側透明基板
５２  等価容量
５４  コンパレーター
５５  抵抗
５６  基準容量
５７  検出用駆動信号
５８  基準信号
５９  画素出力信号
６０  検出信号
【図１】
2005227409.tif 000003
【図２】
2005227409.tif 000004
【図３】
2005227409.tif 000005
【図４】
2005227409.tif 000006
【図５】
2005227409.tif 000007