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JP6084875B2 - 入力機能付き表示装置、および電子機器 - Google Patents

入力機能付き表示装置、および電子機器 Download PDF

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JP6084875B2 JP2013069250A JP2013069250A JP6084875B2 JP 6084875 B2 JP6084875 B2 JP 6084875B2 JP 2013069250 A JP2013069250 A JP 2013069250A JP 2013069250 A JP2013069250 A JP 2013069250A JP 6084875 B2 JP6084875 B2 JP 6084875B2
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Description

本発明は、入力機能付き表示装置、および電子機器に関する。
従来から、例えば、入力操作を検出するための検出電極を含む入力板と、画像を表示するための表示電極を含む表示板とが互いに対向して配置された入力機能付き表示装置が知られている。入力板のうち表示板と対向する面上には、導電層が設けられている。このような表示装置では、使用者における指等と検出電極との間の容量に基づいて入力操作を検出するとともに、導電層と表示電極との間の容量に基づいて入力板に対する押圧操作を検出することができる。ここで、導電層は、例えば、表示電極から検出電極に対して電気的ノイズが混入する可能性を低減する目的で、入力板のうち表示板と対向する全面上に設けられている(例えば、特許文献1参照)。
特開平7−64725号公報
しかしながら、上記従来の表示装置では、例えば、導電層の面積が相対的に大きいため、押圧操作を検出する際に、表示電極から導電層に混入する電気的ノイズが相対的に大きくなる可能性があった。表示電極から導電層に混入する電気的ノイズが相対的に大きくなると、押圧操作の検出精度が低下してしまう可能性があった。
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、検出精度が低下してしまう可能性を低減することができる入力機能付き表示装置、および電子機器に関する。
本発明に係る入力機能付き表示装置の一態様は、中央領域および該中央領域を取り囲むように位置する周縁領域を有しており、入力操作を検出するための検出電極を含む入力板と、該入力板上に設けられており、平面視して前記検出電極と重なる導電層と、該導電層と対向して配置されており、画像を表示するための表示電極を含む表示板と、前記導電層と前記表示板とを離間させるように前記周縁領域において前記入力板を支持する支持部材と、を備え、前記導電層は、少なくとも一部が前記中央領域に位置する第1導電層と、少なくとも一部が前記周縁領域に位置しており、前記第1導電層とは離間した第2導電層と、を有し、前記第1導電層は、中央領域に位置する第1部位、および、周縁領域に位置しておりかつ前記第1部位よりも平面視幅の小さい第2部位を有しており、前記検出電極は、電圧が印加される入力電極、および、平面視して前記入力電極と交差しており前記入力電極に印加された電圧に基づいて信号を出力するための出力電極を有しており、平面視における前記入力電極の長手方向を第1方向とするとき、平面視における前記第1導電層の長手方向は、前記第1方向と同じであるとともに、前記入力電極に対して電圧を印加するための第1電圧供給部、および、前記出力電極からの出力信号を受信するための第1受信部を有した第1制御部をさらに備え、前記出力電極は、複数設けられるとともに、複数の出力電極群に群別されており、前記第1受信部は、複数の前記出力電極群毎に前記出力信号を受信しており、前記第1導電層の前記第1部位は、平面視して、複数の前記出力電極群のうち一の前記出力電極群と重なっている
本発明に係る電子機器は、本発明に係る入力機能付き表示装置と、該入力機能付き表示装置が収容された筺体と、を備える。
本発明の入力機能付き表示装置、および電子機器は、検出精度が低下してしまう可能性を低減することができる、という効果を奏する。
本実施形態に係る入力機能付き表示装置の概略構成を示す平面図である。 本実施形態に係る入力機能付き表示装置のうち、入力板および導電層を示す平面図である。 本実施形態に係る入力機能付き表示装置のうち、入力板のみを示す平面図である。 本実施形態に係る入力機能付き表示装置のうち、導電層のみを示す平面図である。 図1〜図4中に示したI−I線断面図である。 指が入力板を押圧した場合における、図5と同じ部位を示す図である。 本実施形態に係る入力機能付き表示装置の他の実施例を示す図であり、図4と同じ部位を示す図である。 本実施形態に係る入力機能付き表示装置の他の実施例を示す図であり、図4と同じ部位を示す図である。 本実施形態に係る入力機能付き表示装置の概略構成を示すブロック図である。 本実施形態に係る入力機能付き表示装置の動作を説明するフローチャートである。 本実施形態に係る入力機能付き表示装置の動作を説明するフローチャートである。 本実施形態に係る入力機能付き表示装置の動作を説明するフローチャートである。 本実施形態に係る携帯端末の概略構成を示す斜視図である。 変形例1に係る入力機能付き表示装置の概略構成を示す平面図である。 変形例1に係る入力機能付き表示装置のうち、入力板のみを示す平面図である。 変形例1に係る入力機能付き表示装置のうち、導電層のみを示す平面図である。 図14〜図16中に示したII−II線断面図である。 変形例1に係る入力機能付き表示装置の概略構成を示すブロック図である。 本実施形態に係る入力機能付き表示装置の動作を説明するフローチャートである。 変形例2に係る入力機能付き表示装置の概略構成を示す平面図である。 変形例2に係る入力機能付き表示装置のうち、導電層および金属層を示す平面図である。 図20および図21中に示したIII−III線断面図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明の一実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材を簡略化して示したものである。したがって、本発明に係る入力機能付き表示装置、および電子機器は、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。
まず、図1〜図5を参照しながら、本実施形態に係る表示装置X1の外観構成について説明する。
図1〜図5に示すように、表示装置X1は、入力機能付き表示装置である。表示装置X1は、入力板2、導電層3、表示板4、支持部材5、バックライト6、回路基板7、および第1筺体8を備えている。なお、図1では、バックライト6および回路基板7の図示は
省略する。
入力板2は、入力機能を有している。入力板2は、基体21、検出電極22、第1絶縁層23、および第2絶縁層24を有している。
基体21は、検出電極22、第1絶縁層23、および第2絶縁層24を支持する役割を有する。基体21は、第1主面21Aおよび第2主面21Bを有する。第1主面21Aは、第2主面21Bよりも使用者側に位置している。第2主面21Bは、第1主面21Aの反対側に位置している。具体的には、第2主面21Bは、第1主面21Aよりも使用者から遠い側に位置している。なお、本実施形態では、基体21は、平面視して矩形状であるが、これに限らない。基体21は、平面視して円形状あるいは多角形状等であってもよい。入力板2の構成材料としては、例えば、ガラスあるいはプラスチック等の透明樹脂材料が挙げられる。
検出電極22は、入力操作を検出する役割を有する。検出電極22は、基体21の第2主面21B上に設けられている。ここで、表示装置X1の使用者が指F1を第1主面21Aに接触あるいは近接した場合に、基体21を介して検出電極22と指F1との間に容量が生じる。表示装置X1では、当該容量の変化を捉えることによって、入力操作を検出することができる。
検出電極22は、入力電極22aおよび出力電極22bを有する。
入力電極22aは、制御IC71に含まれる第1電圧供給部111(図9参照)から電圧が印加される電極である。入力電極22aは、基体21の第2主面21B上において、X方向に並んで複数設けられている。なお、本実施形態では、入力電極22aは、平面視してY方向に伸びる略矩形状である。すなわち、入力電極22aの長手方向は、Y方向である。なお、入力電極22aの平面視形状は、表示装置X1の使用態様に応じて適宜変更することができる。
出力電極22bは、入力電極22aに印加された電圧に基づいて、制御IC71に含まれる第1受信部112(図9参照)に対して信号を出力する電極である。出力電極22bは、基体21の第2主面21B上において、Y方向に並んで複数設けられている。具体的には、出力電極22bは、第1絶縁層23上に設けられている。ここで、第1絶縁層23は、入力電極22aを被覆して、基体21の第2主面21B上に設けられている。第1絶縁層23の構成材料としては、例えば、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、ゴム系樹脂、あるいはウレタン系樹脂等の樹脂材料が挙げられる。
なお、本実施形態では、出力電極22bは、平面視してX方向に伸びる略矩形状である。すなわち、出力電極22bの長手方向は、X方向である。なお、出力電極22bの平面視形状は、表示装置X1の使用態様に応じて適宜変更することができる。ここで、X方向とY方向とは、互いに異なる方向である。このため、出力電極22bは、平面視して入力電極22aと交差している。また、複数の出力電極22bは、複数の出力電極群22Bに群別されている。本実施形態では、出力電極群22Bは、3つの出力電極22bを含んでおり、3群設けられている。
検出電極22の構成材料としては、透光性を有する導電性部材が挙げられる。透光性を有する導電性部材としては、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、AZO(Al-Doped Zinc Oxide)、酸化錫、酸化亜鉛、あるいは導電性高分子が挙げられる。検出電極22の形成方法としては、例えば、上述の材料をスパッタリング法、蒸着法、あるいはCVD(Chemical Vapor Deposition)法によって成膜する。そし
て、この膜の表面に感光性樹脂を塗布し、露光、現像、エッチング工程を経て、膜が所定形状にパターニングされることによって形成される。
第2絶縁層24は、出力電極22bが大気中の水分の吸湿によって腐食する可能性を低減する役割を有する。また、第2絶縁層24は、出力電極22bと導電層3とを電気的に絶縁する役割を有する。第2絶縁層24は、出力電極22bを被覆して第1絶縁層23上に設けられている。
なお、本実施形態では、入力板2は、カバーパネル一体型の静電容量タッチパネルであるが、これに限らず、例えば、積層型の静電容量タッチパネルであってもよい。入力板2がカバーパネル一体型の静電容量タッチパネルである場合、基体21の第1主面21A上にカバーパネルを設ける必要がなく、Z方向において入力板2を小型化することができる。
また、本実施形態では、入力板2は、投影型の静電容量タッチパネルであるが、これに限らず、例えば、表面型の静電容量タッチパネルであってもよい。入力板2が表面型の静電容量タッチパネルである場合、検出電極22は、入力電極22aと出力電極22bとに分かれていなくともよい。
また、本実施形態では、第1絶縁層23は、入力電極22aの全てを被覆して基体21の第2主面21B上に設けられているが、これに限らない。第1絶縁層23は、平面視して入力電極22aと出力電極22bとが交差する部位にのみ設けられていてもよい。
ここで、入力板2は、中央領域E1および周縁領域E2を有する。中央領域E1は、平面視して入力板2の中央に位置する領域である。中央領域E1は、例えば、基体21をX方向およびY方向にそれぞれ3等分した場合における中央に位置する領域とすることができる。周縁領域E2は、中央領域E1を取り囲むように位置する。すなわち、周縁領域E2は、中央領域E1の外側に位置している。
導電層3は、入力板2上に設けられている。具体的には、導電層3は、第2絶縁層24上に設けられている。また、導電層3は、平面視して検出電極22と重なっている。導電層3は、第1導電層31および第2導電層32を有している。
第1導電層31は、表示板4の表示電極45との間において容量を発生する役割を有する。本実施形態では、第1導電層31は、入力電極22aの長手方向であるY方向に沿って設けられている。すなわち、第1導電層31の長手方向は、Y方向である。第1導電層31は、第1部位31aおよび第2部位31bを有している。第1部位31aは、中央領域E1に位置している。第2部位31bは、第1部位31aと制御IC71に含まれる第2制御部130(図9参照)とを電気的に接続するための部位である。第2部位31bは、第1部位31aと連続しており、周縁領域E2に位置している。
第2導電層32は、表示板4の表示電極45から発生した電気的ノイズが、検出電極22に混入する可能性を低減する役割を有する。第2導電層32は、周縁領域E2に位置しており、第1導電層31とは離間している。具体的には、第2導電層32は、中央領域E1に位置する第1部位31aを取り囲むように位置している。本実施形態では、第2導電層32は、第2部位31bが設けられていない周縁領域E2の略全体に亘って設けられている。
導電層3の構成材料および形成方法としては、検出電極22と同様のものが挙げられる。
表示板4は、画像を表示する役割を有する。表示板4は、入力板2と対向して配置されている。具体的には、表示板4は、基体21の第2主面21Bと対向して配置されている。なお、本実施形態では、表示板4は、平面視して入力板21と略同一形状であるが、これに限らず、例えば、略円形状あるいは略多角形状等であってもよい。表示板4は、第1基板41、第2基板42、液晶層43、封止部材44、および表示電極45を有する。
第1基板41は、入力板2の第2主面21Bに対向して配置されている。第2基板42は、第1基板41よりも入力板2から遠い側に位置している。第2基板42は、第1基板41に対向して配置されている。第1基板41および第2基板42の構成材料としては、例えば、ガラスあるいはプラスチック等の透明樹脂材料が挙げられる。
液晶層43は、画像を表示するための表示部材層である。液晶層43は、第1基板41と第2基板42との間に介在している。具体的には、液晶層43は、第1基板41、第2基板42、および封止部材44によって、第1基板41と第2基板42との間の領域に封止されている。ここで、本実施形態では、表示板4のうち平面視して液晶層が位置する領域を、表示領域A1と称する。
表示電極45は、画像を表示するための電極である。表示電極45は、第1表示電極45aおよび第2表示電極45bを有する。第1表示電極45aは、第1基板41のうち第2基板42と対向する面上に設けられている。第2表示電極45bは、第2基板42のうち第1基板41と対向する面上に設けられている。表示板4では、図示しない駆動ICを介して第1表示電極45aあるいは第2表示電極45bに所定の電圧を印加することで、第1表示電極45aと第2表示電極45bとの間に位置する液晶層43を励起させることにより画像を表示することができる。表示電極45の構成材料および形成方法としては、検出電極22と同様のものが挙げられる。
なお、表示板4は、上記の部材の他にも、光を偏光するための偏光板、液晶層43を配向させるための配向板、表示板4に入射した可視光のうち特定の波長域を通過させるためのカラーフィルタ等を適宜備える。
また、本実施形態では、表示板4は、アクティブ・マトリクス方式の表示板である。このため、第2表示電極45bは、ソースラインおよびゲートラインによって区画される複数の領域に設けられた画素電極である。また、第1表示電極45aは、当該画素電極としての第2表示電極45bに対向する対向電極である。第1表示電極45aは、例えば、表示領域A1の全領域に亘って設けられている。なお、表示板4は、パッシブ・マトリクス方式の表示板であってもよい。また、表示板4は、IPS(In Plane Switching)方式であってもよい。
支持部材5は、入力板2を支持する役割を有する。支持部材5は、基体21の第2主面21B側において、入力板2を支持している。支持部材5は、周縁領域E2に位置している。入力板2と表示板4とは、支持部材5によって離間している。なお、本実施形態では、支持部材5は、表示板4上に設けられているが、これに限らない。支持部材5は、入力板2と表示板4とを離間させる役割を有していればよい。また、本実施形態では、支持部材5は、平面視して表示領域A1を取り囲んで位置しているが、これに限らない。支持部材5は、周縁領域E2において入力板2を支持していればよい。
このように、表示装置X1では、支持部材5は、周縁領域E2において入力板2を支持している。また、第1導電層31の一部は、中央領域E1に位置している。また、第2導電層32は、第1導電層31とは離間して周縁領域E2に位置している。このため、検出
精度が低下してしまう可能性を低減することができる。
具体的には、表示装置X1では、第1導電層31と第1表示電極45aとの間における容量の変化を捉えて押圧操作を検出する。すなわち、例えば、第1導電層31に電圧が印加されることによって、第1導電層31と第1表示電極45aとの間には、第1導電層31と第1表示電極45aとの離間距離D1に応じた容量が生じる。ここで、図6に示すように、指F1によって入力板2が第1主面21Aから第2主面21Bへと押圧された場合、離間距離D1が変化する。このため、当該離間距離の変化に伴って、第1導電層31と第1表示電極45aとの間に生じる容量が変化する。表示装置X1では、当該容量の変化を捉えて押圧操作を検出する。
ここで、従来の表示装置では、導電層は、第1導電層と第2導電層とに分かれていなかった。具体的には、導電層は、中央領域から周縁領域に亘って設けられていた。このような表示装置では、導電層によって、第1表示電極との間における容量の変化を捉えて押圧操作を検出するとともに、第1表示電極から検出電極に電気的ノイズが混入する可能性を低減していた。しかしながら、導電層は、中央領域から周縁領域に亘って設けられているために、押圧操作を検出する際に、第1表示電極から生じた電気的ノイズが混入する可能性が高かった。また、入力板は周縁領域において支持部材に支持されているために、指によって入力板が第1主面から第2主面へと押圧された場合、周縁領域に位置する導電層と第1表示電極との離間距離の変化が相対的に小さくなる。このため、周縁領域に位置する導電層は、導電層と第1表示電極との間における容量の変化に寄与しない可能性が低かった。
そこで、表示装置X1では、導電層3は、第1導電層31および第2導電層32を有している。第1導電層31の一部は、中央領域E1に位置している。ここで中央領域E1は、指F1による入力板2の押圧によって、導電層3と第1表示電極45aとの離間距離D1に変化が生じやすい領域である。表示装置X1では、中央領域E1に第1導電層31の少なくとも一部を設けるとともに、周縁領域E2には第1導電層31と離間した第2導電層32を設けている。このため、第1導電層31は、従来の表示装置における導電層に比して平面視における面積を小さくすることができるとともに、第1導電層31と第1表示電極45aとの間における容量の変化が小さくなってしまう可能性を低減することができる。そのため、押圧操作の検出精度が低下してしまう可能性を低減することができる。また、周縁領域E2においては、第2導電層32によって第1表示電極45aから検出電極22に電気的ノイズが混入する可能性を低減することができる。このため、入力操作の検出精度が低下してしまう可能性を低減することができる。
なお、本実施形態のように、第1部位31aの平面視幅W1は、第2部位31bの平面視幅W2よりも大きいことが好ましい。このような構成によれば、指F1による入力板2の押圧によって、離間距離D1が変化しやすい中央領域E1に位置する第1部位31aにおいて、第1表示電極45aとの間において生じる容量をより大きくすることができる。
また、本実施形態では、第1導電層31は、第1部位31aおよび第2部位31bを有する例について説明したが、これに限らない。第1導電層31は、例えば、図7に示すように、中央領域E1および周縁領域E2において略同一の平面視幅を有していてもよい。また、第1導電層31は、例えば、図8に示すように、第2導電層32を2つに分断するように設けられていてもよい。このように、第1導電層31の平面視形状は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。
また、第2導電層32は、基準電位に設定されていることが好ましい。第2導電層32が基準電位に設定されていると、当該第2導電層32によって第1表示電極45aから検
出電極22に電気的ノイズが混入する可能性をより低減することができる。
バックライト6は、表示板4の全体にわたって、光を入射する役割を有する。バックライト6は、表示板4の後方に配置されている。バックライト6は、光源61および導光板62を備えている。光源61は、導光板62に向けて光を出射する役割を担う部材であり、LED(Light Emitting Diode)から構成されている。なお、光源61は、LEDから構成されていなくともよく、例えば、冷陰極蛍光ランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプあるいはEL(Electro-Luminescence)から構成されてもよい。導光板62は、表示板4の下面全体にわたって、光源61からの光を略均一に導くための役割を担う部材である。なお、表示板4の代わりに自発光素子を用いた表示パネルを用いる場合は、バックライト6はなくともよい。
回路基板7は、バックライト6の下方に配置されており、その下面には、制御IC71が設けられている。制御IC71は、例えば、入力操作の検出および押圧操作の検出を行う役割を有する。検出制御IC71は、図示しないフレキシブルプリント配線基板等を介して、検出電極22および第1導電層31に電気的に接続されている。
制御IC71は、例えば、CPU(Central Processing Unit)およびメモリから構成
されており、図9に示すように、第1制御部110、動作制御部120、第2制御部130、および基準電位設定部140を含んでいる。なお、本実施形態では、第1制御部110、動作制御部120、第2制御部130、および基準電位設定部140は、物理的に1つの制御IC71に含まれているが、これに限らず、回路基板7上において、第1制御部110、動作制御部120、第2制御部130、および基準電位設定部140毎に、それぞれ個別に制御ICが設けられていてもよい。
また、第1制御部110を複数の制御ICにて実現してもよい。例えば、第1制御部110の一部の機能を一方の制御ICにて実現し、第1制御部110の残部の機能を他方の制御ICにて実現してもよい。なお、動作制御部120、第2制御部130、および基準電位設定部140もこれと同様である。また、変形例1にて説明する第3制御部150もこれと同様である。
なお、回路基板7は、制御IC71に加えて、表示板4およびバックライト6を駆動するための駆動ICが設けられていてもよい。また、制御IC71は、回路基板7a上に設けられていなくともよい。
第1筺体8は、入力板2、導電層3、表示板4、支持部材5、バックライト6、および回路基板7を収容する役割を有する。第1筺体8は、第1筺体8は、一部が開口するように設けられており、当該開口において入力板2における基体21の第1主面21Aが露出している。第1筺体8の構成材料としては、例えば、ポリカーボネート等の樹脂、あるいは、ステンレス、アルミニウム等の金属が挙げられる。
このように、表示装置X1は、入力板2を介して表示板4を透視しながら、基体21の第1主面21A上において入力操作あるいは押圧操作を行うことによって、各種の情報を入力することができる。
次に、図9を参照しながら、制御IC71が備える第1制御部110、動作制御部120、第2制御部130、および基準電位設定部140について、具体的に説明する。
ここで、上記の第1制御部110、動作制御部120、第2制御部130、および基準電位設定部140の各機能は、コンピュータが備えるCPU等の演算装置が所定のプログ
ラムを実行することによって実現される。
第1制御部110は、第1電圧供給部111および第1受信部112を有する。
第1電圧供給部111は、入力電極22aに対して入力信号Vinを供給する役割を有する。本実施形態では、入力信号Vinは、所定周波数の波形を有する電圧V1である。第1受信部112は、入力信号Vinに対応した出力信号Ioutを、出力電極22bから受信す
る役割を有する。すなわち、指F1によって入力操作が行われていない場合、出力信号Ioutとして、電流量Iが検出される。ここで、指F1が基体21の第1主面21Aに接
触あるいは近接することで入力操作が行われた場合、指F1と検出電極22との間に容量C1が生じる。このため、第1受信部112が受信した電流量Iは、電流量Iへと変化する。なお、本実施形態では、第1受信部112は、出力電極群22B毎に出力信号Ioutを検出している。すなわち、第1受信部112は、1つの出力電極群22Bに含まれ
る3つの出力電極22bから同時に出力信号Ioutを受信する。
動作制御部120は、比較部121および切替部122を有する。
比較部121は、図示しない閾値記録部に記録された閾値Ixを参照し、当該閾値Ixと出力信号Ioutとを比較する。比較部121は、出力信号Ioutが閾値Ixに達した場合に
、入力操作が行われたと判断し、当該入力操作を検出する。閾値Ixは、例えば、電流量
と電流量Iとの間の値とすることができる。なお、本実施形態では、第1部位31aは、1つの出力電極群22Bのみと重なっている。このため、比較部121は、当該第1部位31aと重なる1つの出力電極群22Bから受信した出力信号Ioutと閾値Ixとを比較する場合に、電気的ノイズを考慮して出力信号Ioutを校正することで、検出精度が
低下してしまう可能性を低減することができる。
切替部122は、第1制御部110と第2制御部130との動作を切り替える役割を有する。切替部122は、比較部121が入力操作を検出した場合に、第1制御部110の動作を停止するとともに、第2制御部130の動作を開始する。また、切替部122は、比較部121が押圧操作を検出した場合に、第2制御部130の動作を停止するとともに、第1制御部110の動作を開始する。すなわち、本実施形態では、第1制御部110と第2制御部130とは、同時に動作していない。なお、第1制御部110と第2制御部130とは、同時に動作する期間があってもよい。
第2制御部130は、第2電圧供給部131および第2受信部132を有する。
第2電圧供給部131は、第1導電層31に対して入力信号Vinを供給する役割を有する。本実施形態では、入力信号Vinは、所定周波数の波形を有する電圧V2である。第2受信部132は、入力信号Vinに対応した出力信号Ioutを受信する役割を有する。すな
わち、指F1によって押圧操作が行われていない場合、出力信号Ioutとして、電流量I
が検出される。ここで、指F1が基体21を第1主面21Aから第2主面21Bへと押圧した場合、第1導電層31と表示電極45との間の容量C2が変化する。このため、第2受信部132が受信した電流量Iは、電流量Iへと変化する。ここで、比較部121は、図示しない閾値記録部に記録された閾値Iyを参照し、当該閾値Iyと出力信号Ioutとを比較する。比較部121は、出力信号Ioutが閾値Iyに達した場合に、押圧操作が行われたと判断し、当該押圧操作を検出する。このように、本実施形態では、1つの比較部121によって、入力操作および押圧操作を検出することができる。
基準電位設定部140は、検出電極22または第1導電層31を基準電位に設定する役割を有する。基準電位設定部140は、第1制御部110が動作している場合は、第1導
電層31を基準電位に設定する。このため、表示装置X1の使用者が入力操作を行う際に、第1表示電極45aから検出電極22に電気的ノイズが混入する可能性をより低減することができる。また、基準電位設定部140は、第2制御部130が動作している場合は、検出電極22を基準電位に設定する。このため、表示装置X1の使用者が押圧操作を行う際に、当該使用者の指F1から第1導電層31に電気的ノイズが混入する可能性を低減することができる。
なお、上記では、第1制御部110、動作制御部120、第2制御部130、および基準電位設定部140は、ソフトウェアによって実現される例を説明したが、これに限らない。第1制御部110、動作制御部120、第2制御部130、および基準電位設定部140は、ハードウェアによって実現されていてもよい。また、第1制御部110、動作制御部120、第2制御部130、および基準電位設定部140の一部の機能がソフトウェアによって実現され、第1制御部110、動作制御部120、第2制御部130、および基準電位設定部140の残部の機能がハードウェアによって実現されていてもよい。
次に、図10〜図12を参照しなから、表示装置X1の動作について説明する。
まず、図10を参照しながら、入力操作の検出を行う際の動作について説明する。図10に示すように、まず、第1電圧供給部111は、入力電極22aに対して入力信号Vinを供給する(Op1)。そして、第1受信部112は、入力信号Vinに対応する出力信号Ioutを、出力電極22bから常時受信している(Op2)。ここで、指F1が基体21
の第1主面21Aに接触あるいは近接した場合、出力信号Ioutが変化する。比較部12
1は、閾値記録部に記録された閾値Ixを参照し、当該閾値Ixと第1受信部112が受信した出力信号Ioutとを比較し(Op3)、出力信号Ioutが閾値Ix以上であるか否かを
判定する(Op4)。比較部121は、出力信号Ioutが閾値Ix以上であると判定すれば(Op4にてYES)、指F1によって入力操作が行われたと判断し、当該入力操作を検出する(Op5)。一方、比較部121は、出力信号Iutが閾値Ixに達していないと判
定すれば(Op4にてNO)、Op3に戻って出力信号Ioutと閾値Ixとの比較を続ける。なお、上述したOp1〜Op5において、第1導電層31は、基準電位に設定されている。
次に、図11(a)を参照しながら、入力操作の検出後の動作について説明する。図11(a)に示すように、比較部121が入力操作を検出した後(Op5)、比較部121は、切替部122に対して検出完了信号を送出する。検出完了信号を受信した切替部122は、第1制御部110の動作を停止させる(Op6)。そして、切替部122は、基準電位設定部140に対して、切替信号を送出する。切替信号を受信した基準電位設定部140は、検出電極22を基準電位に設定するとともに(Op7)、第1導電層31を基準電位から解放する(OP8)。そして、切替部122は、第2制御部130の動作を開始させる(Op9)。なお、Op6〜Op8の順序は任意である。
次に、図12を参照しながら、押圧操作の検出を行う際の動作について説明する。図12に示すように、第2電圧供給部131は、第1導電層31に対して入力信号Vinを供給する(Op10)。そして、第2受信部132は、入力信号Vinに対応する出力信号Ioutを、第1導電層31から受信する(Op11)。ここで、指F1が入力板2を第1主面
21Aから第2主面21Bへ押圧した場合、出力信号Ioutが変化する。比較部121は
、閾値記録部に記録された閾値Iyを参照し、当該閾値Iyと出力信号Ioutとを比較し(
Op12)、出力信号Ioutが閾値Iy以上であるか否かを判定する(Op13)。そして、比較部121は、出力信号Ioutが閾値Iyに達したと判定すれば(Op13にてYES)、指F1によって押圧操作が行われたと判断し、当該押圧操作を検出する(Op14)。一方、比較部121は、検出信号Voutが閾値Vyに達していないと判断すれば(Op1
3にてNO)、Op12に戻って出力信号Ioutと閾値Iyとの比較を続ける。なお、使
用者の指F1が基体21の第1主面21Aから離れた時点で、図12の処理を終了してもよい。
次に、図11(b)を参照しながら、押圧操作の検出後の動作について説明する。図11(b)に示すように、比較部121が押圧操作を検出した後(Op14)、比較部121は、切替部122に対して検出完了信号を送出する。検出完了信号を受信した切替部122は、第2制御部130の動作を停止させる(Op15)。そして、切替部122は、基準電位設定部140に対して、切替信号を送出する。切替信号を受信した基準電位設定部140は、第1導電層31を基準電位に設定するとともに(Op16)、検出電極22を基準電位から解放する(OP17)。そして、切替部122は、第1制御部110の動作を開始させる(Op18)。なお、Op15〜Op17の順序は任意である。
以上のように、表示装置X1では、検出精度が低下してしまう可能性を低減することができる。
次に、図13を参照しながら、表示装置X1を備えた携帯端末Y1について説明する。図13は、携帯端末Y1の斜視図である。
図13に示すように、本実施形態に係る携帯端末Y1は、スマートフォン端末である。なお、携帯端末Y1は、スマートフォン端末に限らず、例えば、携帯電話、タブレット端末、あるいはPDA(Personal Digital Assistant)等の電子機器であってもよい。
携帯端末Y1は、表示装置X1、音声入力部501、音声出力部502、キー入力部503、および第2筐体504を備えている。
音声入力部501は、使用者の音声等を入力する役割を有し、マイク等により構成されている。音声出力部502は、相手方からの音声等を出力する役割を有し、電磁スピーカあるいは圧電スピーカ等により構成されている。キー入力部503は、機械的なキーにより構成されている。キー入力部503は、表示画面に表示された操作キーであってもよい。第2筐体504は、表示装置Y1、音声入力部501、音声出力部502、およびキー入力部503を収容する役割を有する。第2筐体504の構成材料としては、第1筐体8と同様のものが挙げられる。なお、第2筐体504と表示装置X1の第1筐体8とは、一体であってもよい。
他にも、携帯端末Y1は、必要な機能に応じて、デジタルカメラ機能部、ワンセグ放送用チューナ、赤外線通信機能部等の近距離無線通信部、無線LANモジュール、および各種インタフェース等を備える場合もあるが、これらの詳細についての図示および説明は省略する。
以上のように、携帯端末Y1は、表示装置X1を備えているため、検出精度が低下してしまう可能性を低減することができる。
ここで、表示装置X1は、上記の携帯端末Y1の代わりに、電子手帳、パーソナルコンピュータ、複写機、ゲーム用の端末装置、テレビ、デジタルカメラ、あるいは産業用途で使用されるプログラマブル表示器等の様々な電子機器に備えられていてもよい。
なお、上述した実施形態は種々の変形が可能である。以下、いくつかの主な変形例を示す。
[変形例1]
図14は、変形例1に係る入力機能付き表示装置X2の概略構成を示す平面図である。図15は、変形例1に係る入力機能付き表示装置X2のうち、入力板2のみを示す平面図である。図16は、変形例1に係る入力機能付き表示装置X2のうち、導電層3のみを示す平面図である。図17は、図14〜図16中に示したII−II線断面図である。なお、図14〜図17において、図1、図3〜図5と同様の機能を有する構成については、同じ参照符号を付記し、その詳細な説明は省略する。また、図14では、バックライト6および回路基板7の図示は省略する。
図14〜図17に示すように、表示装置X2では、導電層3は、第3導電層33をさらに有している。
第3導電層33は、周縁領域E2に位置している。第3導電層33は、第1導電層31および第2導電層32とは離間している。本実施形態では、第3導電層33は、周縁領域E2において第2導電層32に取り囲まれるように位置している。すなわち、第2導電層32は、周縁領域E2のうち、第1導電層31および第3導電層33が位置しない領域に設けられている。
ここで、図18に示すように、制御IC71は、第3制御部150をさらに有している。また、制御IC71に含まれる動作制御部120は、測定部123をさらに有している。
第3制御部150は、第3電圧供給部151および第3受信部152を有している。第3電圧供給部151は、第3導電層33に対して入力信号Vinを供給する役割を有する。本実施形態では、入力信号Vinは、所定周波数の波形を有する電圧V2である。すなわち、第1導電層31および第3導電層33には、同一の入力信号Vinが供給される。第3受信部152は、入力信号Vinに対応した出力信号Ioutを受信する役割を有する。
測定部123は、指F1による入力板2の押圧によって変化した第1導電層31と第1表示電極45aとの間の容量を測定する役割を有する。具体的には、第2受信部132において受信した出力信号Ioutは、指F1による入力板2の押圧によって変化した第1導
電層31と第1表示電極45aとの間の容量に加えて、第1表示電極45aから第1導電層31に混入した電気的ノイズが寄与することとなる。これに対して、第3導電層33は、周縁領域E2に位置するため、第3導電層33と第1表示電極45aとの離間距離が指F1による入力板2の押圧によって変化しにくい。すなわち、第3受信部151において受信した出力信号Ioutは、専ら第1表示電極45aから第3導電層33に混入した電気
的ノイズが寄与することとなる。そこで、表示装置X2では、測定部123は、第2受信部132が受信した出力信号Ioutから第3受信部151が受信した出力信号Ioutを減算する。これによって、指F1による入力板2の押圧によって変化した第1導電層31と第1表示電極45aとの間の容量をより正確に測定することができる。
なお、変形例1のように、第3導電層33の平面視における面積は、第1導電層31の平面視における面積と同じであることが好ましい。このような構成によれば、第1表示電極45aから第3導電層33に混入する電気的ノイズと、第1表示電極45aから第1導電層31に混入する電気的ノイズとを、略同じにすることができる。このため、測定部123によって、指F1による入力板2の押圧によって変化した第1導電層31と第1表示電極45aとの間の容量をより正確に測定することができる。なお、本明細書において「第3導電層33の平面視における面積は、第1導電層31の平面視における面積と同じである」とは、「略同じ」も含む概念である。例えば、測定部123において、第2受信部132が受信した出力信号Ioutから第3受信部151が受信した出力信号Ioutを減算す
る際に、第3導電層33の平面視における面積を第1導電層31の平面視における面積に換算する過程が存在しないのであれば、第3導電層33の平面視における面積と第1導電層31の平面視における面積とは略同じであるとみなすことができる。
次に、図19を参照しながら、表示装置X2の動作について説明する。図19は、押圧操作の検出を行う際の動作について説明したフローチャートである。表示装置X2では、表示装置X1が有する図12の動作フローに代えて、図19の動作フローを有する。
図19に示すように、第2電圧供給部131は、第1導電層31に対して入力信号Vinを供給する(Op19)。そして、Op19と同時に、第3電圧供給部151は、第3導電層33に対して入力信号Vinを供給する(Op20)。次に、第2受信部132は、入力信号Vinに対応する出力信号Ioutを、第1導電層31から受信する(Op21)。そ
して、Op21と同時に、第3受信部152は、入力信号Vinに対応する出力信号Iout
を、第3導電層33から受信する(Op22)。そして、測定部123は、第2受信部132から受信した出力信号Ioutから、第3受信部152が受信した出力信号Ioutを減算する(Op23)。なお、Op23における測定は、減算に限らず、指F1による入力板2の押圧によって変化した第1導電層31と第1表示電極45aとの間の容量を正確に測定するための種々の計算を含む。そして、比較部121は、閾値記録部に記録された閾値Iyを参照し、当該閾値IyとOp23における測定値とを比較し(Op24)、測定値が閾値Iy以上であるか否かを判定する(Op25)。そして、比較部121は、測定値が
閾値Iyに達したと判定すれば(Op25にてYES)、指F1によって押圧操作が行わ
れたと判断し、当該押圧操作を検出する(Op26)。一方、比較部121は、測定値が閾値Vyに達していないと判断すれば(Op26にてNO)、Op24に戻って測定値と
閾値Iyとの比較を続ける。なお、使用者の指F1が基体21の第1主面21Aから離れた時点で、図19の処理を終了してもよい。
[変形例2]
図20は、変形例2に係る入力機能付き表示装置X3の概略構成を示す平面図である。図21は、変形例2に係る入力機能付き表示装置X3のうち、導電層3および金属層9を示した平面図である。図22は、図20および図21中に示したIII−III線断面図である。なお、図20〜図22において、図1、図4、および図5と同様の機能を有する構成については、同じ参照符号を付記し、その詳細な説明は省略する。また、図19では、バックライト6および回路基板7の図示は省略する。
図20〜図22に示すように、表示装置X3は、金属層9をさらに備えている。
金属層9は、表示領域A1の外側において、第2導電層32と電気的に接続されている。変形例2では、金属層9は、第2導電層32上に設けられている。金属層9は、例えば、金属薄膜で形成される。金属薄膜の構成材料としては、例えば、アルミニウム膜、アルミニウム合金膜、クロム膜とアルミニウム膜との積層膜、クロム膜とアルミニウム合金膜との積層膜、銀膜、銀合金膜、あるいは金合金膜が挙げられる。金属薄膜を形成する方法としては、例えば、スパッタリング法、CVD法、あるいは蒸着法が挙げられる。
ここで、第2導電層32の構成材料は、透明透光性を有する導電性部材である。このため、第2導電層32は、シート抵抗値が相対的に高い。変形例2では、第2導電層32に比してシート抵抗値の低い金属層9が、当該第2導電層32に電気的に接続されている。このため、電気的ノイズに対する第2導電層32のシールド効果をより高めることができる。また、金属層9は、表示領域A1の外側に位置しているため、当該金属層9が使用者に視認されてしまう可能性を低減することができる。また、金属層9を介して、第2導電層32を基準電位に設定することができる。
なお、変形例2のように、金属層9は、第1導電層31および第2導電層32の一部を取り囲むように位置することが好ましい。このような構成によれば、例えば、入力板2と第1筺体8との間の領域を介して生じた静電気が、金属層8に飛び込みやすくなる。このため、当該静電気が第1導電層31に混入する可能性を低減することができる。そのため、検出精度が低下してしまう可能性をより低減することができる。
[変形例3]
なお、本明細書は、上記の実施形態、変形例1、および変形例2について個別具体的に説明したが、これに限らず、上記の実施形態、変形例1、および変形例2に個別に記載された事項を適宜組み合わせた例についても記載されているものである。すなわち、本発明に係る入力機能付き表示装置は、表示装置X1〜X3に限定されるものではなく、上記の実施形態、変形例1、および変形例2に個別に記載された事項を適宜組み合わせた入力機能付き表示装置も含む。
また、本実施形態では、表示装置X1を備えた携帯端末Y1について説明したが、本発明に係る電子機器は、きれに限定されない。本発明に係る電子機器は、表示装置X1に代えて、表示装置X1または表示装置X2を備えていてもよい。
X1〜X3 表示装置
Y1 携帯端末(電子機器)
A1 表示領域
E1 中央領域
E2 周縁領域
2 入力板
22 検出電極
22a 入力電極
22b 出力電極
22B 出力電極群
3 導電層
31 第1導電層
31a 第1部位
31b 第2部位
32 第2導電層
33 第3導電層
4 表示板
45 表示電極
5 支持部材
9 金属層
110 第1制御部
111 第1電圧供給部
112 第1受信部
120 動作制御部
121 比較部
122 切替部
123 測定部
130 第2制御部
131 第2電圧供給部
132 第2受信部
140 基準電位設定部
150 第3制御部
151 第3電圧供給部
152 第3受信部
504 第2筺体(筺体)

Claims (10)

  1. 中央領域および該中央領域を取り囲むように位置する周縁領域を有しており、入力操作を検出するための検出電極を含む入力板と、
    該入力板上に設けられており、平面視して前記検出電極と重なる導電層と、
    該導電層と対向して配置されており、画像を表示するための表示電極を含む表示板と、
    前記導電層と前記表示板とを離間させるように前記周縁領域において前記入力板を支持する支持部材と、を備え、
    前記導電層は、
    少なくとも一部が前記中央領域に位置する第1導電層と、
    少なくとも一部が前記周縁領域に位置しており、前記第1導電層とは離間した第2導電層と、を有し
    前記第1導電層は、中央領域に位置する第1部位、および、周縁領域に位置しておりかつ前記第1部位よりも平面視幅の小さい第2部位を有しており、
    前記検出電極は、電圧が印加される入力電極、および、平面視して前記入力電極と交差しており前記入力電極に印加された電圧に基づいて信号を出力するための出力電極を有しており、
    平面視における前記入力電極の長手方向を第1方向とするとき、
    平面視における前記第1導電層の長手方向は、前記第1方向と同じであるとともに、
    前記入力電極に対して電圧を印加するための第1電圧供給部、および、前記出力電極からの出力信号を受信するための第1受信部を有した第1制御部をさらに備え、
    前記出力電極は、複数設けられるとともに、複数の出力電極群に群別されており、
    前記第1受信部は、複数の前記出力電極群毎に前記出力信号を受信しており、
    前記第1導電層の前記第1部位は、平面視して、複数の前記出力電極群のうち一の前記出力電極群と重なっている、入力機能付き表示装置。
  2. 中央領域および該中央領域を取り囲むように位置する周縁領域を有しており、入力操作を検出するための検出電極を含む入力板と、
    該入力板上に設けられており、平面視して前記検出電極と重なる導電層と、
    該導電層と対向して配置されており、画像を表示するための表示電極を含む表示板と、
    前記導電層と前記表示板とを離間させるように前記周縁領域において前記入力板を支持する支持部材と、を備え、
    前記導電層は、
    少なくとも一部が前記中央領域に位置する第1導電層と、
    少なくとも一部が前記周縁領域に位置しており、前記第1導電層とは離間した第2導電層と、を有し、
    第2導電層は、基準電位に設定されている、入力機能付き表示装置。
  3. 前記表示板は、表示領域を有しており、
    前記第2導電層と電気的に接続されており、平面視して前記表示領域の外側に位置する金属層をさらに備え、
    前記第1導電層および前記第2導電層は、透光性を有しており、
    該金属層は、前記第2導電層に比してシート抵抗値が低い、請求項1または2に記載の入力機能付き表示装置。
  4. 前記金属層は、平面視して前記第1導電層、および、前記第2導電層の一部を取り囲むように位置している、請求項に記載の入力機能付き表示装置。
  5. 中央領域および該中央領域を取り囲むように位置する周縁領域を有しており、入力操作を検出するための検出電極を含む入力板と、
    該入力板上に設けられており、平面視して前記検出電極と重なる導電層と、
    該導電層と対向して配置されており、画像を表示するための表示電極を含む表示板と、
    前記導電層と前記表示板とを離間させるように前記周縁領域において前記入力板を支持する支持部材と、を備え、
    前記導電層は、
    少なくとも一部が前記中央領域に位置する第1導電層と、
    少なくとも一部が前記周縁領域に位置しており、前記第1導電層とは離間した第2導電層と、
    前記周縁領域に位置しており、前記第1導電層および前記第2導電層とは離間している第3導電層と、を有している、入力機能付き表示装置。
  6. 前記第3導電層の平面視における面積は、前記第1導電層の平面視における面積と同じである、請求項に記載の入力機能付き表示装置。
  7. 前記第1導電層に電圧を供給するための第2電圧供給部、および、前記第1導電層からの出力信号を受信するための第2受信部を有した第2制御部と、
    前記第3導電層に電圧を供給するための第3電圧供給部、および、前記第3導電層からの出力信号を受信するための第3受信部を有した第3制御部と、
    前記第2受信部が受信した出力信号および前記第3受信部が受信した出力信号に基づいて、前記第1導電層と前記表示電極との間における容量の大きさを測定する測定部と、をさらに備えた請求項またはに記載の入力機能付き表示装置。
  8. 中央領域および該中央領域を取り囲むように位置する周縁領域を有しており、入力操作を検出するための検出電極を含む入力板と、
    該入力板上に設けられており、平面視して前記検出電極と重なる導電層と、
    該導電層と対向して配置されており、画像を表示するための表示電極を含む表示板と、
    前記導電層と前記表示板とを離間させるように前記周縁領域において前記入力板を支持する支持部材と、を備え、
    前記導電層は、
    少なくとも一部が前記中央領域に位置する第1導電層と、
    少なくとも一部が前記周縁領域に位置しており、前記第1導電層とは離間した第2導電層と、を有し、
    前記検出電極に対して電圧を印加するための第1電圧供給部、および、前記検出電極からの出力信号を受信するための第1受信部を有した第1制御部と、
    前記第1導電層に電圧を供給するための第2電圧供給部、および、前記第1導電層からの出力信号を受信するための第2受信部を有した第2制御部と、をさらに備え、
    前記第1導電層は、前記第1制御部が動作している場合において、基準電位に設定される、入力機能付き表示装置。
  9. 前記検出電極は、前記第2制御部が動作している場合において、基準電位に設定される、請求項に記載の入力機能付き表示装置。
  10. 請求項1〜のいずれか一項に記載された入力機能付き表示装置と、
    該入力機能付き表示装置が収容された筺体と、を備えた電子機器。
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