JP5896282B2 - タッチパネル基板およびタッチパネル機能付き表示装置 - Google Patents
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以下、図1乃至図8(a)(b)を参照して、本発明の第1の実施の形態について説明する。まず図1により、本実施の形態におけるタッチパネル機能付き表示装置60全体について説明する。なお以下の説明において、タッチパネル機能付き表示装置60を単に表示装置60と称することもある
図1に示すように、表示装置60は、表示パネル40と、表示パネル40の観察者側に配置されたタッチパネル基板10と、を備えている。このうち表示パネル40は、観察者側に向けて光を出射し、これによって映像を表示するよう構成されたものである。表示パネル40の具体的なタイプが特に限られることはなく、液晶表示パネルや有機EL表示パネルなど様々なタイプの表示パネルが用いられ得るが、ここでは表示パネル40が液晶表示パネルである場合について説明する。
次に図3乃至図5を参照して、表示パネル40について詳細に説明する。図3は、図1に示す表示装置60の液晶駆動基板50を観察者側(タッチパネル基板10側)から見た場合を示す平面図である。また図4および図5はそれぞれ、表示パネル40を備えた表示装置60を図3のIV−IV方向およびV−V方向から見た場合を示す断面図である。
次に図2、図4および図5を参照して、タッチパネル基板10について詳細に説明する。図2は、図1に示す表示装置60のタッチパネル基板10を表示パネル40側から見た場合を示す平面図である。また図4および図5はそれぞれ、タッチパネル基板10を備えた表示装置60を図2のIV−IV方向およびV−V方向から見た場合を示す断面図である。
はじめにカラーフィルタ部20について説明する。カラーフィルタ部20は、図2、図4および図5に示すように、所定パターンで設けられ、遮光性を有するブラックマトリクス部21(以下、BM部21と称する)と、BM部21に隣接するよう配置された複数の着色部と、を有している。図2、図4および図5に示す例において、BM部21は、第1方向(例えば図2のx方向)に延びる複数の線状部分と、第1方向に直交する第2方向(例えば図2のy方向)に延びる複数の線状部分と、を含んでいる。また各着色部は、BM部21の各線状部分間に配置されている。
次にタッチパネルセンサ部30について説明する。図2および図5に示すように、タッチパネルセンサ部30は、基板11の法線方向に沿って基板11の一側(表示パネル40側)の面11aから外方(表示パネル40の方)へ延び、絶縁性を有する材料から構成された複数のセンサ柱32と、各センサ柱32の端面32bを覆うよう配置され、導電性を有する検出パターン31と、を有している。このように各センサ柱32は検出パターン31によって覆われているため、図2において各センサ柱32は点線によって表されている。図2および図5に示すように、各センサ柱32は、基板11の法線方向から見てBM部21と重なるよう配置されている。また各センサ柱32は、図5に示すように、基板11の法線方向から見てタッチパネル基板10の検出パターン31と表示パネル40のセンサパターン56とが交わる領域と重なるよう配置されている。
好ましくは、図2に示すように、各センサ柱32は、基板11の法線方向から見て第1BM部21aと第2BM部21bとが交わる領域と重なるよう配置されている。このように、広い幅を有する第1BM部21aと第2BM部21bとが交わる領域にセンサ柱32を配置することにより、センサ柱32を配置するための領域をより広く確保することができる。
次に検出パターン31について説明する。各センサ柱32の端面32bが検出パターン31によって覆われる限りにおいて、検出パターン31の具体的なパターン形状が特に限られることはなく、様々なパターンが採用され得る。例えば図2および図5に示すように、検出パターン31は、BM部21の第1BM部21aに沿って延びるよう構成されていてもよい。なお以下の説明において、図5に示すように、検出パターン31のうち、センサ柱32の端面32b上に配置された部分をセンサ部31aと称し、基板11と平行に延びる部分を伝達部31bと称する。
また図2および図4に示すように、タッチパネル基板10は、基板11の一側(表示パネル40側)の面11aから外方(表示パネル40の方)へ延びる複数のスペーサー34をさらに有していてもよい。各スペーサー34は、各センサ柱32を超えて外方へ延びるよう構成されている。すなわち、各スペーサー34の高さは、各センサ柱32の高さよりも大きくなっている。また各スペーサー34は、図4に示すように、後述するオーバーコート層35を介して表示パネル40の液晶駆動基板50に当接している。このようなスペーサー34を設けることにより、タッチパネル基板10の基板11と表示パネル40の基板51との間の間隔を適切に保持することができる。すなわち表示装置60におけるセルギャップを適切に維持することができる。
またタッチパネル基板10は、図5に示すように、検出パターン31のセンサ部31a(すなわちセンサ柱32の端面32b)を露出させるとともに検出パターン31の伝達部31bを覆うよう設けられたオーバーコート層35をさらに有していてもよい。オーバーコート層35を構成する材料としては、絶縁性および透光性を有する材料が用いられ、例えば光硬化性アクリル樹脂が用いられる。このようなオーバーコート層35を設けることにより、表示パネル40からのノイズや表示装置60の外部からのノイズが検出パターン31の伝達部31bを伝わる信号に重畳されることを抑制することができる。
またタッチパネル基板10は、図2および図5に示すように、各センサ柱32を側方から囲むよう配置されたシールド部材33をさらに有していてもよい。各シールド部材33は、基板11の法線方向に沿って基板11の一側(表示パネル40側)の面11aから外方(表示パネル40の方)へ、センサ柱32を超えて外方へ延びるよう構成されている。すなわち、各シールド部材33の高さは、各センサ柱32の高さよりも大きくなっている。また各シールド部材33は、図5に示すように表示パネル40の液晶駆動基板50に当接している。このようなシールド部材33を設けることにより、センサ柱32の近傍の領域において、タッチパネル基板10の基板11と表示パネル40の基板51との間の間隔を適切に保持することができる。また、表示パネル40からのノイズや表示装置60の外部からのノイズが検出パターン31のセンサ部31aを伝わる信号に重畳されることを抑制することができる。
はじめに図6A(a)(b)乃至図6F(a)(b)を参照して、タッチパネル基板10の製造方法について説明する。なお、図6A(a)(b)〜図6F(a)(b)の各図において、(a)は、作製中のタッチパネル基板を、図2に示す線IV−IV方向から見た断面図であり、(a)は、作製中のタッチパネル基板を、図2に示す線V−V方向から見た断面図である。
はじめに基板11を準備し、次に図6(a)(b)に示すように、基板11の一側に、BM部21および着色部23,24,25を有するカラーフィルタ部20を形成する。カラーフィルタ部20を形成するための具体的な手順が特に限られることはない。例えば、はじめに基板11の一側に所定のパターンでBM部21を形成し、次に、各BM部21間に着色部23,24,25を形成してもよい。若しくは、はじめに基板11の一側に所定のパターンで着色部23,24,25を形成し、次に、各着色部23,24,25間にBM部21を形成してもよい。基板11の一側にBM部21および着色部23,24,25を形成する方法が特に限られることはなく、露光・現像処理を用いる方法や、インクジェット法を用いる方法などが適宜用いられる。このうち露光・現像処理を用いる方法においては、はじめに、BM部21または着色部23,24,25を構成する感光性材料を基板11の一側に設け、次に、基板11上の感光性材料を所定パターンで露光し現像する。これによって、所望のパターンを有するBM部21または着色部23,24,25を得ることができる。
次にセンサ柱32およびスペーサー34を形成する工程について説明する。ここでは、センサ柱32とスペーサー34とが同一の感光性樹脂材料32aから構成されており、かつ、センサ柱32とスペーサー34とが同時に形成される例について説明する。
次に図6D(a)(b)に示すように、センサ柱32の端面32bを覆う検出パターン31を形成する。このような検出パターン31を形成する方法が特に限られることはなく、様々な方法が用いられ得る。例えば、基板11の一側の領域のうち検出パターン31が形成されない領域を覆うマスク(図示せず)を配置した状態で基板11の一側に向けて導電性材料のスパッタリングを実施してもよい。若しくは、はじめに基板11の一側の全域にわたって導電性材料を設け、次に、フォトリソグラフィー法などを用いて導電性材料をパターニングしてもよい。
次に図6E(a)(b)に示すように、基板11の一側のうちセンサ柱32の端面32bに対応する領域を除く領域を覆うオーバーコート層35を形成する。このようなオーバーコート層35を形成する方法が特に限られることはなく、様々な方法が用いられ得る。例えば、はじめに、オーバーコート層35を構成するための感光性樹脂材料(図示せず)を基板11の一側の全域にわたって設け、次に、感光性樹脂材料のうちセンサ柱32の端面32bに対応する部分を露光・現像処理によって除去する。
次に図6E(a)(b)に示すように、センサ柱32の近傍にセンサ柱32を側方から囲むシールド部材33を形成する。このようなオーバーコート層35を形成する方法が特に限られることはなく、様々な方法が用いられ得る。例えば、オーバーコート層35の形成工程の場合と同様に、シールド部材33を構成するための感光性樹脂材料を基板11の一側に設け、次に、感光性樹脂材料を露光・現像する。このようにして、本実施の形態によるタッチパネル基板10を得ることができる。
次に、表示装置60の作用および効果について説明する。はじめに、表示装置60の表示特性について説明する。
はじめに第1乃至第3の変形例について説明する。図9乃至図11はそれぞれ、第1乃至第3の変形例による表示装置60を示す図である。なお図9乃至図11は、図2および図3のV−V方向に対応する断面図であって、本実施の形態における図5に対応する断面図である。
次に第4の変形例について説明する。図12は、第4の変形例によるタッチパネル基板10を表示パネル40側から見た場合を示す平面図であり、本実施の形態における図2に対応する平面図である。また図13は、図12に示すタッチパネル基板10を備えた表示装置60を図12のXIII−XIII方向から見た場合を示す断面図である。図12および図13に示す第4の変形例は、スペーサー34が、基板11の法線方向から見て検出パターン31と重なるよう配置されている点が異なるのみであり、その他の構成は本実施の形態と同一である。
次に第5の変形例について説明する。図14は、第5の変形例によるタッチパネル基板10を表示パネル40側から見た場合を示す平面図であり、本実施の形態における図2に対応する平面図である。また図15は、図14に示すカラーフィルタ部20の単位画素22を拡大して示す平面図である。図14および図15に示す第5の変形例は、単位画素22のうちセンサ柱32に隣接する単位画素22がセンサ柱32に面する切欠部22bが形成されている点が異なるのみであり、その他の構成は本実施の形態と同一である。
また本実施の形態において、センサ柱32が円柱状の形状を有し、シールド部材33が中空円筒状の形状を有する例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、様々な形状をセンサ柱32およびシールド部材33の形状として採用することができる。例えば図16(a)に示すように、センサ柱32およびシールド部材33の断面が矩形状となっていてもよい。
また本実施の形態において、カラーフィルタ部20が基板11の一側(表示パネル40側)に設けられている例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、図17に示すように、カラーフィルタ部20が基板11の他側(観察者側)に設けられていてもよい。この場合も、タッチパネルセンサ部30の各センサ柱32は、基板11の法線方向から見てカラーフィルタ部20のBM部21と重なるよう配置されている。このため、表示装置60の表示特性を悪化させることなく、タッチパネル基板10のセンサ柱32を形成することができる。
また本実施の形態において、タッチパネル基板10の基板11と表示パネル40の基板51との間に設けられ、導電性パターンによって覆われるセンサ柱が、基板11の一側から表示パネル40に向かって延びるセンサ柱32として形成される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、このようなセンサ柱が表示パネル40側に形成されていてもよい。すなわち図18に示すように、表示パネル40は、タッチパネル基板10のタッチパネルセンサ部30に向かって延びるとともにその端面57bがセンサパターン56によって覆われており、絶縁性を有するセンサ柱57を有していてもよい。この場合、センサ柱57は、基板11の法線方向から見てカラーフィルタ部20のBM部21と重なるよう配置されている。このため、表示装置60の表示特性を悪化させることなく、表示パネル40にセンサ柱57を形成することができる。
次に図19を参照して、本発明の第2の実施の形態について説明する。図19に示す第2の実施の形態においては、センサ柱32の配置が特に限られることはなく、基板11の一側(表示パネル40側)における任意の領域に配置されている。すなわち本実施の形態においては、上述の第1の実施の形態の場合とは異なり、基板11の法線方向から見てセンサ柱32とカラーフィルタ部20のBM部21とが重なっていなくてもよい。図19に示す第2の実施の形態において、第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
次に図20を参照して、本発明の第3の実施の形態について説明する。図20に示す第3の実施の形態においては、センサ柱32の配置が特に限られることはなく、基板11の一側(表示パネル40側)における任意の領域に配置されている。すなわち本実施の形態においては、上述の第1の実施の形態の場合とは異なり、基板11の法線方向から見てセンサ柱32とカラーフィルタ部20のBM部21とが重なっていなくてもよい。図20に示す第3の実施の形態において、第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
11 基板
20 カラーフィルタ部
21 BM部
21a 第1BM部
21b 第2BM部
22 単位画素
22b 切欠部
23 第1着色部
24 第2着色部
25 第3着色部
30 タッチパネルセンサ部
31 検出パターン
31a センサ部
31b 伝達部
32 センサ柱
32a 感光性樹脂材料
32b 端面
33 シールド部材
34 スペーサー
35 オーバーコート層
40 表示パネル
45 液晶層
50 液晶駆動基板
51 基板
56 センサパターン
Claims (11)
- 基板と、
基板の一側に設けられたタッチパネルセンサ部と、
基板の一側または他側に設けられたカラーフィルタ部と、を備え、
前記タッチパネルセンサ部は、基板の法線方向に沿って基板の一側から外方へ延び、絶縁性を有する材料から構成された複数のセンサ柱と、前記センサ柱の端面を覆うよう配置され、導電性を有する検出パターンと、を有し、
前記カラーフィルタ部は、所定パターンで設けられ、遮光性を有するブラックマトリクス部と、前記ブラックマトリクス部に隣接するよう配置された着色部と、を有し、
前記タッチパネルセンサ部の前記センサ柱は、基板の法線方向から見て前記カラーフィルタ部の前記ブラックマトリクス部と重なるよう配置されており、
前記着色部は、第1着色材料から構成された第1着色部と、第2着色材料から構成された第2着色部と、第3着色材料から構成された第3着色部と、を含み、順に並ぶよう配置された前記第1着色部、前記第2着色部および前記第3着色部によって単位画素が構成されており、
前記センサ柱は、基板の法線方向から見て、前記ブラックマトリクス部のうち前記単位画素間を延びるブラックマトリクス部と重なるよう配置されており、
前記ブラックマトリクス部は、前記単位画素間を第1方向に延びる第1ブラックマトリクス部と、前記単位画素間を第2方向に延びる第2ブラックマトリクス部と、を含み、
前記センサ柱は、基板の法線方向から見て、前記第1ブラックマトリクス部と前記第2ブラックマトリクス部とが交わる領域と重なるよう配置されており、
前記カラーフィルタ部は、基板の一側に設けられており、
前記単位画素のうち前記センサ柱に隣接する単位画素には、前記センサ柱に面する切欠部が形成されている、タッチパネル基板。 - 基板と、
基板の一側に設けられたタッチパネルセンサ部と、
基板の一側または他側に設けられたカラーフィルタ部と、を備え、
前記タッチパネルセンサ部は、基板の法線方向に沿って基板の一側から外方へ延び、絶縁性を有する材料から構成された複数のセンサ柱と、前記センサ柱の端面を覆うよう配置され、導電性を有する検出パターンと、を有し、
前記カラーフィルタ部は、所定パターンで設けられ、遮光性を有するブラックマトリクス部と、前記ブラックマトリクス部に隣接するよう配置された着色部と、を有し、
前記タッチパネルセンサ部の前記センサ柱は、基板の法線方向から見て前記カラーフィルタ部の前記ブラックマトリクス部と重なるよう配置されており、
前記センサ柱を囲むよう基板の一側に配置され、基板の法線方向に沿って基板の一側から外方へ、前記センサ柱を超えて延びるシールド部材をさらに備えている、タッチパネル基板 - 前記シールド部材は、絶縁性および弾性を有する材料から構成されている、請求項2に記載のタッチパネル基板。
- 前記着色部は、第1着色材料から構成された第1着色部と、第2着色材料から構成された第2着色部と、第3着色材料から構成された第3着色部と、を含み、順に並ぶよう配置された前記第1着色部、前記第2着色部および前記第3着色部によって単位画素が構成されており、
前記センサ柱は、基板の法線方向から見て、前記ブラックマトリクス部のうち前記単位画素間を延びるブラックマトリクス部と重なるよう配置されている、請求項2または3に記載のタッチパネル基板。 - 前記ブラックマトリクス部は、前記単位画素間を第1方向に延びる第1ブラックマトリクス部と、前記単位画素間を第2方向に延びる第2ブラックマトリクス部と、を含み、
前記センサ柱は、基板の法線方向から見て、前記第1ブラックマトリクス部と前記第2ブラックマトリクス部とが交わる領域と重なるよう配置されている、請求項4に記載のタッチパネル基板。 - 前記カラーフィルタ部は、基板の一側に設けられており、
前記単位画素のうち前記センサ柱に隣接する単位画素には、前記センサ柱に面する切欠部が形成されている、請求項5に記載のタッチパネル基板。 - 前記検出パターンは、前記センサ柱の端面上に配置されたセンサ部と、基板と平行に延びる伝達部と、を含み、
前記タッチパネル基板は、前記センサ部を露出させるとともに前記伝達部を覆うよう設けられ、絶縁性を有するオーバーコート層をさらに備えている、請求項1乃至6のいずれか一項に記載のタッチパネル基板。 - 基板の一側に配置され、基板の法線方向に沿って基板の一側から外方へ、前記センサ柱を超えて延びる複数のスペーサーをさらに備え、
前記スペーサーの端面は、前記オーバーコート層によって覆われている、請求項7に記載のタッチパネル基板。 - 観察者側に向けて光を出射する表示パネルと、
前記表示パネルの観察者側に配置されたタッチパネル基板と、を備え、
前記タッチパネル基板は、基板と、基板の前記表示パネル側に設けられたタッチパネルセンサ部と、基板の前記表示パネル側または観察者側に設けられたカラーフィルタ部と、を有し、
前記タッチパネルセンサ部は、導電性を有する検出パターンを有し、
前記カラーフィルタ部は、所定パターンで設けられ、遮光性を有するブラックマトリクス部と、前記ブラックマトリクス部に隣接するよう配置された着色部と、を有し、
前記表示パネルは、表示パネル用基板と、前記表示パネル用基板の観察者側に設けられ、導電性を有するセンサパターンと、を有し、前記センサパターンは、表示パネル用基板の法線方向から見て前記タッチパネルセンサ部の前記検出パターンと交わるよう構成されており、
前記タッチパネルセンサ部は、基板の法線方向から見て前記カラーフィルタ部の前記ブラックマトリクス部と重なるよう配置され、前記表示パネルに向かって延びるとともにその端面が前記検出パターンによって覆われており、絶縁性を有するセンサ柱をさらに有し、
前記着色部は、第1着色材料から構成された第1着色部と、第2着色材料から構成された第2着色部と、第3着色材料から構成された第3着色部と、を含み、順に並ぶよう配置された前記第1着色部、前記第2着色部および前記第3着色部によって単位画素が構成されており、
前記センサ柱は、基板の法線方向から見て、前記ブラックマトリクス部のうち前記単位画素間を延びるブラックマトリクス部と重なるよう配置されており、
前記ブラックマトリクス部は、前記単位画素間を第1方向に延びる第1ブラックマトリクス部と、前記単位画素間を第2方向に延びる第2ブラックマトリクス部と、を含み、
前記センサ柱は、基板の法線方向から見て、前記第1ブラックマトリクス部と前記第2ブラックマトリクス部とが交わる領域と重なるよう配置されており、
前記カラーフィルタ部は、基板の前記表示パネル側に設けられており、
前記単位画素には、前記センサ柱に面する切欠部が形成されている、する、タッチパネル機能付き表示装置。 - 観察者側に向けて光を出射する表示パネルと、
前記表示パネルの観察者側に配置されたタッチパネル基板と、を備え、
前記タッチパネル基板は、基板と、基板の前記表示パネル側に設けられたタッチパネルセンサ部と、基板の前記表示パネル側または観察者側に設けられたカラーフィルタ部と、を有し、
前記タッチパネルセンサ部は、導電性を有する検出パターンを有し、
前記カラーフィルタ部は、所定パターンで設けられ、遮光性を有するブラックマトリクス部と、前記ブラックマトリクス部に隣接するよう配置された着色部と、を有し、
前記表示パネルは、表示パネル用基板と、前記表示パネル用基板の観察者側に設けられ、導電性を有するセンサパターンと、を有し、前記センサパターンは、表示パネル用基板の法線方向から見て前記タッチパネルセンサ部の前記検出パターンと交わるよう構成されており、
前記タッチパネルセンサ部は、基板の法線方向から見て前記カラーフィルタ部の前記ブラックマトリクス部と重なるよう配置され、前記表示パネルに向かって延びるとともにその端面が前記検出パターンによって覆われており、絶縁性を有するセンサ柱と、前記センサ柱を囲むよう基板に配置され、基板の法線方向に沿って前記表示パネルに向かって前記センサ柱を超えて延びるシールド部材と、をさらに有する、タッチパネル機能付き表示装置。 - タッチパネル基板であって、
基板と、
基板の一側に設けられたタッチパネルセンサ部と、を備え、
前記タッチパネルセンサ部は、基板の法線方向に沿って基板の一側から外方へ延び、絶縁性を有する材料から構成された複数のセンサ柱と、前記センサ柱の端面を覆うよう配置され、導電性を有する検出パターンと、を有し、
前記タッチパネル基板は、前記センサ柱を囲むよう基板の一側に配置され、基板の法線方向に沿って基板の一側から外方へ、前記センサ柱を超えて延びるシールド部材をさらに備えている、タッチパネル基板。
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