JP2008096614A - 液晶装置、及び、電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】オフシーケンス処理等を長大化させることなく、フリッカのない安定した表示を実現することができる液晶装置を提供する。
【解決手段】高い絶縁性を有するトップコート膜207、及び、配向膜208,308を、表示領域A1内に限定的に形成することにより、液晶160を介して対向する画素電極234と走査線(対向電極)312との間の誘電率は、周辺領域A2側の誘電率ε2が、表示領域A1側の誘電率ε1よりも相対的に低く設定されている。各データ線212をデータ線駆動回路部250aにそれぞれ電気的に接続し、各データ線212に対して格子状に対向する各走査線312を走査線駆動回路部250bにそれぞれ電気的に接続する。
【選択図】図3
【解決手段】高い絶縁性を有するトップコート膜207、及び、配向膜208,308を、表示領域A1内に限定的に形成することにより、液晶160を介して対向する画素電極234と走査線(対向電極)312との間の誘電率は、周辺領域A2側の誘電率ε2が、表示領域A1側の誘電率ε1よりも相対的に低く設定されている。各データ線212をデータ線駆動回路部250aにそれぞれ電気的に接続し、各データ線212に対して格子状に対向する各走査線312を走査線駆動回路部250bにそれぞれ電気的に接続する。
【選択図】図3
Description
本発明は、一対の基板上にそれぞれ形成された電極が液晶を介して互いに対向配置された液晶装置、及び、電子機器に関する。
一般に、液晶装置は、電極形成面同士が対向して配設された絶縁性の一対の透明基板を有しており、これらの基板は、基板間に液晶を挟持した状態で基板縁辺部に配設されたシール材によって貼り合わされている。そして、液晶装置は、画素に対応して各基板にそれぞれ形成された電極間に、画像信号に基づく電圧を印加し、液晶分子の配列を変化させることにより、画像表示を行う。
この種の液晶装置において、基板間ショートを抑制するための技術として、例えば、特許文献1には、一対のガラス基板のうちの一方の基板に形成したITOパターン電極の上層にトップコート膜を形成し、もう一方の基板に形成したITOパターン電極との間の導通を防止する技術が開示されている。しかし、この種の液晶装置において、トップコートによる電荷のチャージによりフリッカ(ちらつき)が発生すると言う問題が発生している。
特開平9−127531号公報
ところで、液晶装置において、フリッカを発生させる要因としては、上述のような液晶を介して対向する電極間の導通の他に、電源のOFF時に残留する電荷によって電極間に発生する極性差(直流成分)の影響が考えられている。そこで、この種の液晶装置では、一般に、電源をOFFする際に、液晶を介して対向する電極間の電位を同電位に近づけるためのオフシーケンス処理が行われる。
しかしながら、上述の特許文献1に開示れた技術のように、液晶を介して互いに対向する電極間にトップコート膜等の絶縁膜を介在させると、電極間に電荷がチャージされやすくなり、オフシーケンス処理に要する時間が長大化する虞がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、オフシーケンス処理を長大化させることなく、フリッカのない安定した表示を実現することができる液晶装置、及び、電子機器を提供することを目的とする。
本発明の液晶装置は、第1の基板と、当該第1の基板に対向配置された第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に介在する液晶と、前記液晶が介在する領域に設定された表示領域内で前記第1の基板の前記第2の基板との対向面に形成された第1の電極と、前記表示領域内で前記第2の基板の前記第1の基板との対向面に形成された第2の電極と、前記第1の電極及び前記第2の電極が電気的に接続する駆動回路と、を具備した液晶装置であって、前記表示領域に隣接して設定された周辺領域内で前記第1の基板の前記第2の基板との対向面に形成された第3の電極と、前記周辺領域内で前記第2の基板の前記第1の基板との対向面に形成された第4の電極と、を具備し、前記周辺領域内で対向する前記第3の電極と前記第4の電極との間の誘電率を、前記表示領域内で対向する前記第1の電極と前記第2の電極との間の誘電率よりも相対的に低く設定し、前記第1の電極と前記第3の電極相互間、及び、前記第2の電極と前記第4の電極相互間の少なくとも一方を電気的に接続するとともに、前記第3の電極及び前記第4の電極を前記駆動回路に電気的に接続したことを特徴とする。
このような構成によれば、表示領域内において第1の電極と第2の電極との間にチャージされる電荷を、周辺領域内に形成された第3の電極と第4の電極を通じて効率よくリークさせることができ、液晶装置の電源OFF時に行われるオフシーケンス処理の要する時間を長大化させることなく、液晶装置の再起動時にもフリッカのない安定した表示を実現することができる。
前記第1の電極の上層或いは前記第2の電極の上層であって、前記表示領域を含み、且つ、前記周辺領域を除く領域に、前記第1の電極と前記第2の電極とが絶縁膜を介して配置されることが望ましい。
このような構成によれば、表示領域内で対向する第1の電極と第2の電極との高い絶縁性を確保しつつ、周辺領域内で対向する第3の電極と第4の電極との間の誘電率を、表示領域内で対向する第1の電極と第2の電極との間の誘電率よりも相対的に低く設定することができる。
前記第1の電極の上層であって、前記表示領域を含み、且つ、前記周辺領域を除く領域に、前記液晶の界面に接する配向膜を具備することが望ましい。
このような構成によれば、表示領域内で対向する第1の電極と第2の電極との高い絶縁性を確保しつつ、周辺領域内で対向する第3の電極と第4の電極との間の誘電率を、表示領域内で対向する第1の電極と第2の電極との間の誘電率よりも相対的に低く設定することができる。
前記第2の電極の上層であって、前記表示領域を含み、且つ、前記周辺領域を除く領域に、前記液晶の界面に接する配向膜を具備することが望ましい。
このような構成によれば、表示領域内で対向する第1の電極と第2の電極との高い絶縁性を確保しつつ、周辺領域内で対向する第3の電極と第4の電極との間の誘電率を、表示領域内で対向する第1の電極と第2の電極との間の誘電率よりも相対的に低く設定することができる。
本発明の電子機器は、前記液晶装置を具備することを特徴とする。
このような構成によれば、オフシーケンス処理を長大化させることなく、フリッカのない安定した表示を実現することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図1乃至図5は本発明の一実施形態に係わり、図1は液晶装置の構成を示すブロック図、図2は液晶パネルの全体構成を示す斜視図、図3は図2のH−H’線に沿う要部断面図、図4は素子基板の要部を示す平面図、図5は液晶パネルにおける画素の詳細構成を示す説明図である。
本実施形態の液晶装置10は、図1に示すように、液晶パネル100と制御回路400とを具備して構成されている。液晶パネル100は、例えば、液晶に印加される電圧を制御するためのスイッチング素子として二端子型非線形素子を用いたアクティブマトリクス型の透過型液晶パネルにより構成されている。
液晶パネル100は、図2及び図3に示すように、それぞれが透光性を有し、所定の間隔だけ離間して配設された矩形状の素子基板200と対向基板300との間に、電気光学物質である液晶160が介在して要部が構成されている。対向基板300は、素子基板200よりも一回り小さく形成されており、素子基板200と対向基板300とは、対向基板300の縁辺部に沿って枠状に配設されたシール材110によって貼り合わせられている。シール材110には導電性粒子114が混入されており、該導電性粒子114は、素子基板200と対向基板300との離間距離を一定に保つスペーサとしての機能を有している。液晶160は、TN(Twisted Nematic)型の液晶材料により構成されており、該液晶160の配向状態が変化することにより、液晶160を透過する光が変調される。
図1に示すように、液晶パネル100は、シール材110の内側(すなわち、液晶160が介在する領域)に設定された表示領域A1内に、素子基板200上に列(Y)方向に延在して形成されたi本のデータ線(セグメント電極)212と、対向基板300上に行(X)方向に延在して形成されたj本の走査線(コモン電極)312と、を有する。そして、表示領域A1には、データ線212と走査線312とが交差し互いに対向する箇所に対応して、i×j個のの画素116が形成されている。
また、シール材110の内側には、例えば、表示領域A1に隣接して列(Y)方向に延在する周辺領域A2が形成されており、この周辺領域A2内には、例えばj個のダミー画素116’が形成されている。すなわち、周辺領域A2には、例えば、1本のデータ線212(図1中、Xi+1番目のデータ線)が形成されているとともに、各走査線312が表示領域A1から延設され、これらが交差して互いに対向する箇所にj個のダミー画素116’が形成されている。
また、液晶パネル100は、複数(i+1本)のデータ線212が電気的に接続されたデータ線駆動回路部250aと、複数(j本)の走査線312が電気的に接続された走査線駆動回路部250bと、を具備した駆動回路250を有する。
画素116(及び、ダミー画素116’)は、液晶容量118と、二端子型スイッチング素子の一例であるTFD(Thin Film Diode:薄膜ダイオード)220との直列接続からなる。液晶容量118は、後述するように、対向電極として機能する各走査線312と、各データ線212にTFD220を介してそれぞれ電気的に接続される複数の画素電極234との間に、液晶160を挟持した構成となっている。ここで、本実施の形態においては、主として、表示領域A1内に配列された各画素電極234が第1の電極として機能し、周辺領域A2内に配列された各画素電極234が第3の電極として機能する。また、行(X)方向に延在する各走査線312のうち、表示領域A1内を延在する部分が第2の電極として機能し、周辺領域A2内を延在する部分が第4の電極として機能する。なお、第2の電極としての機能部と第4の電極としての機能部は、同一の走査線312上に存在するため、これらは電気的に接続されている。
以下に、液晶パネル100のより具体的な構成を説明する。
図2及び図3に示すように、対向基板300の、素子基板200と対向する面(電極形成面)上には、所定の方向であるX方向(行方向)に沿って、表示領域A1及び周辺領域A2内を延在する帯状電極たる複数(j本)の走査線312が形成されている。また、表示領域A1において、走査線312の上層には、液晶160の界面に接する配向膜308が形成されており、該配向膜308には一定方向にラビング処理が施されている。ここで、複数の走査線312の一端は、それぞれシール材110の形成領域まで引き延ばされている。また、対向基板300の、素子基板200とは反対側の面上には、偏光子131が貼り付けられており、その吸収軸が、配向膜308へのラビング処理の方向に応じて設定されている。
図2及び図3に示すように、対向基板300の、素子基板200と対向する面(電極形成面)上には、所定の方向であるX方向(行方向)に沿って、表示領域A1及び周辺領域A2内を延在する帯状電極たる複数(j本)の走査線312が形成されている。また、表示領域A1において、走査線312の上層には、液晶160の界面に接する配向膜308が形成されており、該配向膜308には一定方向にラビング処理が施されている。ここで、複数の走査線312の一端は、それぞれシール材110の形成領域まで引き延ばされている。また、対向基板300の、素子基板200とは反対側の面上には、偏光子131が貼り付けられており、その吸収軸が、配向膜308へのラビング処理の方向に応じて設定されている。
一方、素子基板200の対向基板300に対向する面(電極形成面)上には、X方向とは略直交するY方向(列方向)に沿って表示領域A1内を延在する複数(i本)のデータ線212と、該データ線に隣接する矩形状の複数の画素電極234とが形成されている。さらに、素子基板200の電極形成面上には、Y方向に沿って周辺領域A2内を延在する例えば1本のデータ線212と、該データ線に隣接する矩形状の複数の画素電極234とが形成されている(図4参照)。各データ線212は、一端がシール材110の形成領域外にまで引き延ばされている。また、表示領域A1において、データ線212及び画素電極234の上層には、液晶160を介して対向する走査線312との導通を防止するための絶縁膜としてのトップコート膜207が形成され、さらに、トップコート膜207の上層には、液晶160の界面に接する配向膜208が形成されている。配向膜208には、対向基板300の配向膜308に施された方向と略直行する方向にラビング処理が施されている。さらに、素子基板200の、対向基板300とは反対側の面上には偏光子121が貼り付けられており、その吸収軸が、配向膜208へのラビング処理の方向に応じて設定されている。
ここで、素子基板200の対向基板300に対向する面上には、前述の複数の走査線312の一端のそれぞれに対向する位置に一端を有する、複数の配線342が形成されている。該走査線312と配線342との間には、シール材110が介装されるものであるが、該シール材110内には、走査線312と配線342とが対向するそれぞれの箇所において、導電性粒子114が、少なくとも1個以上介在するような割合にてシール材110中に分散されている。このため、対向基板300上に形成された走査線312は、当該導電性粒子114を介して、素子基板200上に形成された配線342に電気的に接続される(図3参照)。よって、走査線312は、電気的に見て、素子基板200上のシール材110の形成領域外に引き出された状態となっている。
また、液晶パネル100におけるシール材110の外側の領域には、図2に示すように、素子基板200の対向基板300よりも張り出した2辺に、データ線212を駆動するためのデータ線駆動回路部250a、及び、走査線312を駆動するための走査線駆動回路部250bが、それぞれCOG(Chip On Glass)技術により実装されている。データ線駆動回路部250aは、データ線212の一端に直接的に電気的に接続されている。一方、走査線駆動回路部250bは、配線342及び導電性粒子114を介して、走査線312に電気的に接続されている。
走査線駆動回路部250bは、走査信号Y1、Y2、Y3、…、Yjを、それぞれ1行目、2行目、3行目、…、j行目の走査線312に供給するものである。詳細には、走査線駆動回路部250bは、j本の走査線312を水平走査周期毎に順次1本ずつ選択するとともに、選択した走査線312には選択電圧を、他の走査線312には非選択電圧を、それぞれ供給する動作を、垂直走査周期毎に繰り返すものである。
データ線駆動回路部250aは、走査線駆動回路部250bにより選択された走査線312に位置する画素116に対し、その表示内容(階調)に応じたデータ信号X1、X2、X3、…、Xi、及びXi+1を、それぞれ1列目、2列目、3列目、…、i+1列目のデータ線212を介して供給するものである。
また、データ線駆動回路部250aが実装される領域の外側近傍には、FPC(Flexible Printed Circuit)基板150の一端が接合されている。FPC基板150の他端は、図2では図示しないが、図1における制御回路400及び図示しない電源回路に接続される。
次に、液晶パネル100の表示領域A1における画素116の詳細構成について、図5を参照して説明する。図5では、説明理解のために、偏光子121、131を省略している。
図5に示すように、素子基板200の対向基板300と対向する面上には、ITO(Indium Tin Oxide)などの透明導電体からなる矩形状の画素電極234がXY方向に行列状(マトリクス状)に配列されている。行列状に配列された画素電極234のうち、同一列に配列された画素電極234は、共通の1本のデータ線212に、それぞれTFD220を介して共通接続されている。
TFD220は、タンタル単体やタンタル合金などから形成され、かつ素子基板200の法線方向から見てデータ線212からT字状に枝分かれした第1の導電体222と、この第1の導電体222を陽極酸化させた絶縁体224と、クロム等の第2の導電体226とから構成された、導電体/絶縁体/導電体のサンドイッチ構造を有している。このため、TFD220は、電流−電圧特性が正負双方向にわたって非線形となるダイオードスイッチング特性を有する。
一方、対向基板300の素子基板200に対向する面上には、ITOなどの透明導電体からなり、データ線212とは略直交する行方向(X方向)に延在する走査線312が、画素電極234に対向する位置に配列されている。これにより、走査線312は、画素電極234の対向電極として機能する。
したがって、図1に示した液晶容量118は、データ線212と走査線312とが交差する箇所において、走査線312と、画素電極234と、両者の間に挟持された液晶160とによって構成されることになる。
なお、素子基板200において、画素電極234等の上層には、例えば、SiO2等の絶縁膜からなるトップコート膜207が、表示領域A1の全域に亘って形成されている。また、素子基板200におけるトップコート膜207の上層、及び、対向基板300における走査線312等の上層には、ポリイミド等の有機膜からなる配向膜208,308が表示領域A1の全域に亘ってそれぞれ形成されている。
このような構成において、データ線212に印加される電圧信号であるデータ信号にかかわらず、TFD220を強制的に導通状態(オン状態)にさせる電圧信号である走査信号を走査線312に印加すると、当該走査線312及び当該データ線212の交差に対応するTFD220がオン状態となり、オン状態となったTFD220に接続された液晶容量118に、当該走査信号及び当該データ信号の電圧差に応じた電荷が蓄積される。電荷蓄積後は、走査線312に非選択信号となる電圧を印加することで当該TFD220をオフ状態とさせても、液晶容量118において電荷の蓄積が維持される。
液晶容量118では、蓄積される電荷量に応じて、液晶160の配向状態が変化し、これにより液晶160を透過する光の偏光状態が変化する。したがって、偏光子121、131を透過する光の透過率が蓄積された電荷量に応じて変化する。したがって、走査信号が入力されたときのデータ信号の電圧を制御することによって、液晶容量118における電荷の蓄積量を画素116毎に制御することができる。よって、液晶パネル100において、各画素116毎に所定の階調表示を行うことが可能となるのである。
ここで、周辺領域A2に形成されるダミー画素116’の構成についても、トップコート膜207及び配向膜208,308が形成されていない構成(図3参照)以外は、同様の構成となっている。
上述のように、本実施の形態の液晶パネル100において、高い絶縁性を有するトップコート膜207、及び、配向膜208,308は、表示領域A1内に限定的に形成されている。換言すれば、本実施の形態の液晶パネル100において、周辺領域A2にダミー画素116’を構成する画素電極234と走査線312との間には、液晶160のみが介在されている。これにより、液晶160を介して対向する画素電極234と走査線(対向電極)312との間の誘電率は、周辺領域A2側の誘電率ε2が、表示領域A1側の誘電率ε1よりも相対的に低く設定されている。また、周辺領域A2に形成されたデータ線212を含む各データ線212がデータ線駆動回路部250aにそれぞれ電気的に接続されていると共に、これら各データ線212に対して格子状に対向する各走査線312も、走査線駆動回路部250bにそれぞれ電気的に接続されている。これらの構成により、表示領域A1内に配列する各画素116の電極234,312間にチャージされる電荷を、誘電率の低い周辺領域A2内に配列する各ダミー画素116’を通じて効率よくリークさせることができ、液晶装置10の電源OFF時に制御回路400を通じて行われるオフシーケンス処理を長大化させることなく、フリッカのない安定した表示を実現することができる。すなわち、対向する電極234,312間の絶縁性をトップコート膜207等によって高めた場合にも、液晶装置10の電源OFF時には、オフシーケンス処理によって画素電極234側の電位と走査線(対向電極)312側の電位とを速やかに同レベルに近づけることができ、液晶装置10の再起動時に、電極234,312間の極性差に起因するフリッカの発生を的確に防止することができる。
ここで、上述の実施の形態においては、表示領域A1に形成されるトップコート膜207及び配向膜208,308の何れも周辺領域A2に形成しない構成の一例について示しているが、例えば、前記各膜207,208,308のうちの少なくとも何れか1つを周辺領域A2に形成しない構成とすることも可能である。
また、上述の実施の形態においては、素子基板200において画素電極234の上層にトップコート膜207を形成した一例について説明したが、例えば、対向基板300において走査線(対向電極)312の上層にトップコート膜を形成することも可能である。
また、ダミー画素116’を形成すべく、周辺領域A2に表示領域A1と同様のデータ線212及び画素電極234等を形成した構成について説明したが、例えば、図6に示すように、周辺領域A2に、液晶160を介して各走査線312と対向する一連の電極235を形成し、当該電極235をデータ線駆動回路部250aと電気的に接続してもよい。
また、例えば、図7,8に示すように、表示領域A1に隣接して行(X)方向に延在する周辺領域A2を形成してもよい。この場合、周辺領域A2内には、例えば、走査線駆動回路部250bに電気的に接続する1本の走査線312(図7中、Yj+1番目の走査線)が形成されているとともに、各データ線212が表示領域A1から延設され、これらが交差して互いに対向する箇所にi個のダミー画素116’が形成される。
次に、本発明に係る液晶装置を適用可能な電子機器の具体例について図9を参照して説明する。
本発明に係る液晶装置を、携帯電話機の表示部に適用した例について説明する。図9は、この携帯電話機の構成を示す斜視図である。図9に示すように、携帯電話機1200は、複数の操作ボタン1201のほか、受話口1202、送話口1203とともに、本発明に係る液晶装置を適用した表示部1204を備える。
本発明に係る液晶装置を、携帯電話機の表示部に適用した例について説明する。図9は、この携帯電話機の構成を示す斜視図である。図9に示すように、携帯電話機1200は、複数の操作ボタン1201のほか、受話口1202、送話口1203とともに、本発明に係る液晶装置を適用した表示部1204を備える。
なお、本発明に係る液晶装置が適用される電子機器としては、図9に示される携帯電話機の他にも、メディアプレイヤー、デジタルスチルカメラ、ノートパソコン、液晶テレビ、ビューファインダ型(またはモニタ直視型)のビデオレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、PDA、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。
また、本発明は、スイッチング素子としてTFT素子を用いた液晶装置に限定されるものではなく、例えば、スイッチング素子にTFT(Thin Film Transistor)を用いた液晶装置等にも適用が可能である。
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う液晶装置及び電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
10…液晶装置、100…液晶パネル、116…画素、116’…ダミー画素、118…液晶容量、160…液晶、200…素子基板(第1の基板)、207…トップコート膜(絶縁膜)、208,308…配向膜、212…データ線、234…画素電極(第1の電極、第3の電極)、235…電極(第3の電極)、250…駆動回路、250a…データ線駆動回路部、250b…走査線駆動回路部、300…対向基板(第2の基板)、312…走査線(第2の電極、第4の電極)、342…配線、400…制御回路、1200…携帯電話機(電子機器)A1…表示領域、A2…周辺領域、ε1…誘電率、ε2…誘電率
Claims (5)
- 第1の基板と、当該第1の基板に対向配置された第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に介在する液晶と、前記液晶が介在する領域に設定された表示領域内で前記第1の基板の前記第2の基板との対向面に形成された第1の電極と、前記表示領域内で前記第2の基板の前記第1の基板との対向面に形成された第2の電極と、前記第1の電極及び前記第2の電極が電気的に接続する駆動回路と、を具備した液晶装置であって、
前記表示領域に隣接して設定された周辺領域内で前記第1の基板の前記第2の基板との対向面に形成された第3の電極と、
前記周辺領域内で前記第2の基板の前記第1の基板との対向面に形成された第4の電極と、を具備し、
前記周辺領域内で対向する前記第3の電極と前記第4の電極との間の誘電率を、前記表示領域内で対向する前記第1の電極と前記第2の電極との間の誘電率よりも相対的に低く設定し、
前記第1の電極と前記第3の電極相互間、及び、前記第2の電極と前記第4の電極相互間の少なくとも一方を電気的に接続するとともに、
前記第3の電極及び前記第4の電極を前記駆動回路に電気的に接続したことを特徴とする液晶装置。 - 前記第1の電極の上層或いは前記第2の電極の上層であって、前記表示領域を含み、且つ、前記周辺領域を除く領域に、前記第1の電極と前記第2の電極とが絶縁膜を介して配置されることを特徴とする請求項1記載の液晶装置。
- 前記第1の電極の上層であって、前記表示領域を含み、且つ、前記周辺領域を除く領域に、前記液晶の界面に接する配向膜を具備することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の液晶装置。
- 前記第2の電極の上層であって、前記表示領域を含み、且つ、前記周辺領域を除く領域に、前記液晶の界面に接する配向膜を具備することを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の液晶装置。
- 請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の液晶装置を具備することを特徴とする電子機器。
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JP2006277229A JP2008096614A (ja) | 2006-10-11 | 2006-10-11 | 液晶装置、及び、電子機器 |
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-
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CN108513653A (zh) * | 2016-12-26 | 2018-09-07 | 华为技术有限公司 | 触摸屏及具有触摸屏的终端设备 |
CN108513653B (zh) * | 2016-12-26 | 2020-07-28 | 华为技术有限公司 | 触摸屏及具有触摸屏的终端设备 |
US10965798B2 (en) | 2016-12-26 | 2021-03-30 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Touchscreen and terminal device with touchscreen |
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