JP3200683U - タッチパネル表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】タッチパネル表示装置を提供する。【解決手段】表示パネルは保護パネルの下方に設置される。タッチパネルは表示パネルと保護パネルとの間に設置され、検出電極層と、検出電極層と電気的に接続される少なくとも1つの信号線とを備える。フレキシブルプリント回路基板12は、その一端がタッチパネルの縁と結合され、縁の長さより短い長さを有し、且つタッチパネルの対角線DLの交差点から縁の方向D1に向かって外へ垂直に延出すると共に、基本的に当該縁の中心に位置される。駆動回路122はフレキシブルプリント回路基板12上に設置され、タッチパネルを駆動するように少なくとも1つの信号線と電気的に接続される。複数のピン123はフレキシブルプリント回路基板の他端に設置され、駆動回路に電気的に接続される。保護層はフレキシブルプリント回路基板及び駆動回路を覆うように配置される。【選択図】図1

Description

本考案は、タッチパネル表示装置に関し、特に、異なるサイズのタッチパネル表示装置のフレキシブルプリント回路基板の位置を合わせるようにシステムの設計を変更する必要はないタッチパネル表示装置に関するものである。
近年、タッチパネル表示装置はユーザーフレンドリーな操作性及び制御しやすい特徴ゆえ、タッチパネル表示装置の市場占有率は益々向上している。同時に、タッチパネル表示装置に対する軽量化への人々の要求も高まるので、フレキシブルプリント回路基板は軽量化又は空間制限が要求されるタッチパネル表示装置に広く応用されている。
技術の発展に伴い、モバイルデバイス、例えば、スマートフォン、タブレット等のディスプレイサイズに対する人々の要求も多様化しつつある。しかし、ディスプレイサイズの変更に伴い、各メーカーは異なるサイズ又は違うメーカーで生産されたタッチパネルの部材配置に合わせるようにシステムの設計を変更する必要がある。よって、生産ラインの設備はシステムの設計に従って変更せざるを得ないので、様々なサイズを生産しようとするメーカーに対して莫大なコストを費やすことになる。
また、タッチパネル表示装置の製造過程において、フレキシブルプリント回路基板とプリント回路基板とを組み立てる必要があるので、組立過程による振動で緩んでしまう問題が発生しやすくなる。よって、異なるサイズのタッチパネル表示装置のフレキシブルプリント回路基板の位置を合わせるようにシステム(PCB/部品)の設計を変更する必要はなく、且つ異なるサイズ及び厚さであっても、同様なユーザインターフェイス及び位置を提供するタッチパネル表示装置が求められている。
上記従来技術の目的に鑑みて、本考案は、異なるサイズのタッチパネル表示装置のフレキシブルプリント回路基板の位置を合わせるようにシステム(PCB/部品)の設計を変更する必要はなく、且つ異なるサイズ及び厚さであっても、同様なユーザインターフェイス及び配置を提供するタッチパネル表示装置を提供することを目的とする。これによって、従来のタッチパネル表示装置の欠点を改善することができる。
本考案の目的によって、保護パネルと、表示パネルと、タッチパネルと、フレキシブルプリント回路基板と、駆動回路と、複数のピンと、保護層とを備えるタッチパネル表示装置を提供する。表示パネルは保護パネルの下方に設置される。タッチパネルは表示パネルと保護パネルとの間に設置され、タッチパネルは、検出電極層と、検出電極層と電気的に接続される少なくとも1つの信号線とを備え、検出電極層は、複数の検出電極を備える。フレキシブルプリント回路基板は、その一端がタッチパネルの縁と結合され、縁の長さより短い長さを有し、且つタッチパネルの対角線の交差点から縁の方向に向かって外へ垂直に延出すると共に、基本的に縁の中心に位置され、フレキシブルプリント回路基板のタッチパネルに近い一端には、少なくとも1つの信号線と接続される少なくとも1つの導線が設置され、且つ少なくとも1つの導線の数は少なくとも、上記少なくとも1つの信号線の数に対応する。駆動回路はフレキシブルプリント回路基板上に設置され、タッチパネルを駆動するように少なくとも1つの信号線と電気的に接続される。複数のピンはフレキシブルプリント回路基板の他端に設置され、駆動回路に電気的に接続される。保護層はフレキシブルプリント回路基板及び駆動回路を覆うように配置される。
より好ましくは、可視領域と、非可視領域とが定義される遮光層をさらに備える。非可視領域はタッチパネルの縁に位置され、可視領域はタッチパネルの面積より小さい面積を有する。
より好ましくは、タッチパネルの各縁部に位置された複数の検出電極は、タッチパネルの各縁部の電磁妨害を軽減するように、複数の検出電極と電気的に接続される駆動回路によって部分的に遮断する。
より好ましくは、保護層は、駆動回路とタッチパネルとの間の電磁妨害(EMI)保護層と、絶縁するための絶縁保護層とをさらに備える。
より好ましくは、タッチパネル表示装置のノイズ伝導速度を向上させるように、フレキシブルプリント回路基板は、フレキシブルプリント回路基板、駆動回路及び保護層に貫通された複数のアース孔をさらに備える。
より好ましくは、異なるサイズのタッチパネル、表示パネル及び保護パネルに応用するために、フレキシブルプリント回路基板、駆動回路、アース孔及び複数のピンの位置及び間隔距離が固定される。
より好ましくは、少なくとも1つの信号線はタッチパネルの少なくとも1つの縁に設置され、且つレーザ工程によって少なくとも1つの信号線のサイズを縮小する。
より好ましくは、フレキシブルプリント回路基板がタッチパネルの縁から外へ延出する長さは、少なくともフレキシブルプリント回路基板を表示パネルの下方に曲げて、タッチパネル表示装置を駆動するシステム基板と接続できる長さである。
より好ましくは、複数のピンの数が6つである。
より好ましくは、複数のピンのインターフェイスの種類は、ユニバーサルシリアルバス(Universal Serial Bus, USB)と、汎用非同期送受信回路(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter, UART)バスと、アイ・スクエア・シー(Inter−Integrated Circuit)バスとを含む。
本考案に係るタッチパネル表示装置の実施例の上面図である。 本考案に係るタッチパネル表示装置の実施例の分解透視図である。 本考案に係るタッチパネル表示装置の実施例の上面図である。 本考案に係るタッチパネル表示装置の実施例の断面図である。 本考案に係るタッチパネル表示装置のフレキシブルプリント回路基板の部分拡大図である。 図5のピンの部分Aの拡大図である。 本考案に係るタッチパネル表示装置が異なるサイズに応用される概略図である。 図8A〜図8Cは本考案に係るタッチパネル表示装置が電磁両立性試験を行う概略図である。
本考案をより完全に理解するために、本考案の技術特徴、内容と長所及びそれが達成できる作用効果について、添付図面を参照して、実施例の表現形式で以下のように詳細に説明する。但し、図示された図面は、単に例示または明細書内容を補助することを目的としたものであって、本考案の実施後の原寸に比例したものや精確に配置したものには何ら拘束されない。よって、図示された図面は、添付図面の比例と配置関係で解釈されてはならず、本考案を実際に実施する権利範囲に制限することを意図したものではないことについて先に説明しておきたい。
以下、本考案に係るタッチパネル表示装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。なお、理解しやすいように、下記の各実施形態において、同一部品については、同一符号を付けて説明する。
図1は本考案に係るタッチパネル表示装置の実施例の上面図であり、図2は本考案に係るタッチパネル表示装置の実施例の分解透視図であり、図3は本考案に係るタッチパネル表示装置の実施例の上面図であり、図4は本考案に係るタッチパネル表示装置の実施例の断面図である。
図1〜図4を参照すると、本考案は、保護パネル100と、表示パネル110と、タッチパネル120と、フレキシブルプリント回路基板12と、駆動回路122と、ピン123とを備えるタッチパネル表示装置1を提供する。保護パネル100(Cover lens)は、底層のタッチパネル120及び表示パネル110等を保護するためのものであり、スクラッチ、指紋や汚れを防止可能なものであるので、外観を向上させることができる。より好ましくは、保護パネル100は、スクラッチ防止/硬化HC(hard coat)、反射防止AR(anti−reflection)、乱反射防止AG(anti−glare)、汚れ/指紋防止AS(anti−smudge)などの機能を有する。表示パネル110は保護パネル100の下方に設置される。タッチパネル120は表示パネル110と保護パネル100との間に設置される。上面図に示すように、タッチパネル120は、遮光層1202をさらに備え、タッチパネル120を2つの領域に分けている。可視領域VR(visible region)及び非可視領域IR(invisible region)である。
タッチパネル120は、検出電極層1201を備え、タッチパネル120の縁には信号線1204をさらに備え、その一端が検出電極層1201中の複数の検出電極1203に接続される。フレキシブルプリント回路基板12は、その一端がタッチパネル120の縁と結合され、且つタッチパネル120の対角線DLの交差点から当該縁の方向D1に向かってタッチパネル120の外へ垂直に延出する。しかし、図1に示した実施例は単に例示的なものであり、フレキシブルプリント回路基板12は、対角線DLの交差点から当該タッチパネルの任意の1つの縁の方向に向かってタッチパネル120の外へ垂直に延出してもよく、即ち、タッチパネル120の長辺から延出することに限定されない。フレキシブルプリント回路基板12のタッチパネル120に近い一端上には、信号線1204の他端と電気的に接続される導線121が設置され、当該導線121の数は少なくとも信号線1204の数に対応し、即ち、導線121の数は、信号線1204より多い又は等しい数であってもよい。ここでは、信号線1204をなるべく縮小するように設計し、本考案のタッチパネル表示装置1は狭額縁設計の需要を満たすように、タッチパネルの回路工程は従来のプリント工程の代わりにレーザ工程を採用することができる。
本考案のタッチパネル表示装置1により、駆動回路122は、タッチパネル120を駆動するための駆動制御用ICをさらに備え、且つ駆動回路122はフレキシブルプリント回路基板12の上方に固定され、検出電極層1201の複数の検出電極1203によって検出されたタッチ信号は、導線121を通って駆動回路122に送信され、駆動回路122中の駆動制御用ICでタッチ位置のデジタルデータに変換され、またフレキシブルプリント回路基板12上のピン123を用いてシステム基板(図示されない)に送信される。表示パネル120は、例えば、発光ダイオードディスプレイ、有機発光ダイオードディスプレイ、液晶ディスプレイ等の各種の表示装置を含み、且つ表示パネル120は、それを駆動するためのトランジスター、偏光板、バックライトモジュールなどの部材をさらに含むが、それらは当業者にとって周知の技術であるため、ここでの詳細な説明は省略する。
図4を参照すると、タッチパネル120の検出電極層1201は、複数の異なる方向性のある透明電極の組み合わせによって複数の検出電極1203を構成することができ、例えば、酸化インジウム錫を有する導電性パターン付きのガラス、又は他の導電性材料、例えば、金属で製造された金属メッシュ又は金属ナノ細線などの導電性パターン材料を用いて、光学透明粘着剤(optical clear adhesive, OCA)によって異なる方向性のある導電性パターン材料を接着させて構成される。また、電磁妨害を防止するために、導線121の外部には電磁妨害(ElectroMagnetic Interference, EMI)保護層1241で覆われてもよい。そして、組立過程においてショートの発生を防止するために、駆動回路122及びフレキシブルプリント回路基板の外部にはさらに絶縁保護層1242で覆われてもよい。ここでの電磁妨害保護層1241は、導線121の外部に位置されることに限定されなく、駆動回路122及び検出電極層1201に対する電磁妨害を低減するために、需要に応じて駆動回路122及び検出電極層1201の外部に設置されてもよい。
図5は、本考案に係るタッチパネル表示装置のフレキシブルプリント回路基板の部分拡大図である。ここでは、さらにタッチパネル表示装置1のフレキシブルプリント回路基板12を、図5を参照して説明する。図5に示すように、複数のアース孔1221は、フレキシブルプリント回路基板12、駆動回路122及び絶縁保護層1242に貫通される。これらのアース孔1221はタッチパネル表示装置1のノイズ伝導速度を向上させることができる。図に示したアース孔1221の数は限定されることはない。さらにタッチパネル表示装置1のノイズ伝導速度を向上させるように、より好ましい数は4つである。フレキシブルプリント回路基板12の他端には、駆動回路122を介して導線121に電気的に接続される複数のピン(pin)123を備える。本考案のより好ましい実施例において、さまざまなインターフェイスを提供して組み立てに応用するように、ピン123の数は6つであってもよい。インターフェイスの種類は、ユニバーサルシリアルバス(Universal Serial Bus, USB)、汎用非同期送受信回路(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter, UART)バス及びアイ・スクエア・シー(Inter−Integrated Circuit)バスを含む。ピン123の各実施例は、以下表1に示すように、ここで定義された規格は詳細に説明するために例示するものであり、これらの規格に限定されない。
Figure 0003200683
もう一度図1を参照すると、非可視領域IRはタッチパネル120の縁に位置され、可視領域VRの面積はタッチパネル120の面積より小さい面積を有し、即ち、タッチパネル120中の複数の検出電極1203はさらに2つの領域に分けられている。一般的に、タッチパネル120の縁から発生されたノイズは中間部分のノイズより遥かに大きいノイズを有するので、縁の検出電極1203を部分的にオフすることができる。その中、信号干渉を防止するために、タッチパネル120の左、右、上及び下の縁に位置された検出電極1203は検出電極1203と電気的に接続された駆動回路122によってオフすることができ、且つ1回のペアリングで各縁の検出電極1203をオフすることではなく、単一縁の検出電極1203に対して個別にオフすることができる。また、瞬間的な高電圧の衝撃を吸収するために、駆動回路122上にキャパシタ素子をさらに設置することができる。図6は、図5のピンの部分Aの拡大図である。図に示すように、ピン123は6つのピンを提供する。ここでは、本考案のより好ましい実施例により、異なるインターフェイスに合わせるように、各ピンの長さL1は、1±0.1mmであってもよい。より好ましいピン123の長さL2は、3.5±0.1mmであり、ピンの全幅L3は、7+0.07/−0.12mmであってもよい。
本考案のより好ましい実施例により、フレキシブルプリント回路基板12がタッチパネル120の縁から外へ延出する長さは、少なくともフレキシブルプリント回路基板12を表示パネル110の下方に曲げて、タッチパネル表示装置1を駆動するシステム基板(図示されない)と接続できる長さであり、即ち、タッチパネル120の縁から延出する長さは、現在販売されている全てのLCDの厚さに合わせるように配慮されている。検出電極1203から検出された信号は駆動回路122内の制御駆動ICによってタッチ位置の検出データに基づいて座標点を算出することができる。また、複数の回路が表示パネルとシステム基板との間(図示されない)に配置されることにより、システム基板と表示パネルとの間に各種の信号、例えば、表示パネル上に映像を表示するように表示パネルの駆動信号を送信することができるので、タッチディスプレイの操作が完了する。
図7は、本考案に係るタッチパネル表示装置が異なるサイズに応用される概略図である。図7に示すように、サイズに関わらず、フレキシブルプリント回路基板、駆動回路、アース孔及びピンの位置及び間隔距離が同じであるので、組立においてシステム基板の設計を変更する必要はなく、簡単に本考案のタッチパネル表示装置を利用してシリーズ製品の開発に応用することができる。また、駆動回路及びピンのインターフェイス及び配置も、保護パネル、タッチパネル及び表示パネルのサイズによって変更することはないので、本考案のタッチパネル表示装置を様々なサイズの携帯型装置、ディスプレイ又はパネル等に応用することができる。本考案のタッチパネル表示装置は、組立の利便性を提供することができ、例えば、現在販売されている画面サイズによって、本考案のタッチパネル表示装置は、10.1”W〜21.5”W等の画面サイズにそれぞれ応用することができ、且つその後に続く新世代機種の設計も同じであり、下位/上位互換することができる。図7において、Wは16:9や16:10のワイド画面サイズを表し、Wがマークされていない画面は4:3の画面サイズを表す。
図8A〜図8Cは、本考案に係るタッチパネル表示装置が電磁両立性試験を行う概略図である。電磁ノイズ環境を模擬し、EMC試験結果の再現性、精度及び信頼性を確保し、且つ実際に被測定製品及び設備から出されたノイズを効果的に測定するために、EMC試験の環境に対する要求は高い。試験場所は、遮蔽室(TEM/GTEM Cellなどの横方向電磁波EMC試験室を含む)、電波暗室及び屋外オープンサイト(open Area Test Site, OATS)等に分けることができる。これらの試験場所の機能、建材及び特定条件を、以下のように説明する:遮蔽室として、室内の電磁ノイズ環境の要求を満たすように、外部からの電子及び電気機器の干渉を遮蔽し、且つ外部に干渉しないように内部、例えば、アンテナ等からの放出源を遮蔽するように構成される。本考案のタッチパネル表示装置に対して試験を行った結果、携帯型電子装置の各種の電磁耐性試験をクリアすることができる。特筆すべきことは、特に伝導妨害感受性(Conducted Susceptibility, CS)及び放射妨害感受性RS(Radiated susceptibility)の要求に対して、伝導妨害感受性CSは、製品が外部接続ケーブル、例えば、電源線及び他の入力/出力ケーブル(I/O Cable)を通じて伝導された電磁エネルギーに対する耐性であり、概略図に示すように、結合減結合回路網(coupling decoupling networks, CDN)注入試験(図8B)及び電磁クランプ注入試験(図8C)を含み、それぞれ減衰器T2によって異なる信号レベルのRF信号を注入し、放射妨害感受性RS(Radiated susceptibility)は、製品がフリースペースから伝導されたEMIに対する耐性であり、電磁妨害感受性(EMS、CS及びRSを含む)試験の主な内容は、1、電場、磁場に対する放射妨害感受性試験と、2、電源線、制御線、信号線、アース線等に干渉を注入する伝導妨害感受性試験と、3、静電気放電及び各種の過渡電磁波(インパルス又は電気的高速過渡現象)に対する感受性試験とを含む。本考案のタッチパネル表示装置に対して試験を行った結果、伝導妨害感受性(Conducted Susceptibility, CS)のIEC/EN 61000−4−6安全規格及び放射妨害感受性RS(Radiated susceptibility)のIEC/EN 61000−4−3安全規格をクリアした。本考案を明らかにするように、CS及びRS試験は既に図示されて、且つそれらの試験は当該技術分野において公知の方法であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
以上によって、本考案のタッチパネル表示装置はサイズに関わらず、フレキシブルプリント回路基板、駆動回路、アース孔及びピンの位置はすべて同じであるので、異なるサイズのタッチパネル表示装置のフレキシブルプリント回路基板の位置を合わせるようにシステム(PCB/部品)の設計を変更する必要はなく、且つ異なるサイズ及び厚さであっても、同様なユーザインターフェイス及び配置を提供することができる。
また、本考案のタッチパネル表示装置において、特にタッチパネルの縁を遮断するための専用ピン及び複数のアース孔が配置されることで、タッチパネル表示装置の電磁妨害及びノイズを軽減し、且つ厳しい電磁両立性試験をクリアすることができる。
1:タッチパネル表示装置
100:保護パネル
110:表示パネル
120:タッチパネル
12:フレキシブルプリント回路基板
121:導線
122:駆動回路
123:ピン
1201:検出電極層
1202:遮光層
1203:検出電極
1204:信号線
1221:アース孔
1242:絶縁保護層
1241:電磁妨害保護層
VR:可視領域
IR:非可視領域
DL:対角線
D1:方向
L1、L2:長さ
L3:幅
A:部分

Claims (10)

  1. 保護パネルと、表示パネルと、タッチパネルと、フレキシブルプリント回路基板と、駆動回路と、複数のピンと、保護層とを備えるタッチパネル表示装置であって、
    前記表示パネルは、前記保護パネルの下方に設置され、
    前記タッチパネルは、前記表示パネルと前記保護パネルとの間に設置され、前記タッチパネルは、検出電極層と、前記検出電極層と電気的に接続される少なくとも1つの信号線とを備え、前記検出電極層は、複数の検出電極を備え、
    前記フレキシブルプリント回路基板は、その一端が前記タッチパネルの縁と結合され、前記縁の長さより短い長さを有し、且つ前記タッチパネルの対角線の交差点から前記縁の方向に向かって外へ垂直に延出すると共に、基本的に前記縁の中心に位置され、前記フレキシブルプリント回路基板の前記タッチパネルに近い一端には、前記少なくとも1つの信号線と接続される少なくとも1つの導線が設置され、前記少なくとも1つの導線の数は少なくとも前記少なくとも1つの信号線の数に対応し、
    前記駆動回路は、前記フレキシブルプリント回路基板上に設置され、前記タッチパネルを駆動するように前記少なくとも1つの信号線と電気的に接続され、
    前記複数のピンは、前記フレキシブルプリント回路基板の他端に設置され、前記駆動回路に電気的に接続され、
    前記保護層は、前記フレキシブルプリント回路基板及び前記駆動回路を覆うように配置されることを特徴とする、タッチパネル表示装置。
  2. 前記タッチパネルは、可視領域と、非可視領域とが定義される遮光層をさらに備え、前記非可視領域は、前記タッチパネルの縁に位置され、前記可視領域は、前記タッチパネルの面積より小さい面積を有することを特徴とする、請求項1に記載のタッチパネル表示装置。
  3. 前記タッチパネルの各縁部に位置された前記複数の検出電極は、前記タッチパネルの各縁部の電磁妨害を軽減するように、前記複数の検出電極と電気的に接続される前記駆動回路によって部分的に遮断することを特徴とする、請求項2に記載のタッチパネル表示装置。
  4. 前記保護層は、前記駆動回路と前記タッチパネルとの間の電磁妨害(EMI)保護層と、絶縁するための絶縁保護層とをさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載のタッチパネル表示装置。
  5. 前記タッチパネル表示装置のノイズ伝導速度を向上させるように、前記フレキシブルプリント回路基板、前記駆動回路及び前記保護層に貫通された複数のアース孔をさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載のタッチパネル表示装置。
  6. 異なるサイズの前記タッチパネル、前記表示パネル及び前記保護パネルに応用するために、前記フレキシブルプリント回路基板、前記駆動回路、前記アース孔及び前記複数のピンの位置及び間隔距離が固定されることを特徴とする、請求項1に記載のタッチパネル表示装置。
  7. 前記少なくとも1つの信号線は前記タッチパネルの少なくとも1つの縁に設置され、且つレーザ工程によって前記少なくとも1つの信号線を縮小することを特徴とする、請求項1に記載のタッチパネル表示装置。
  8. 前記フレキシブルプリント回路基板が前記タッチパネルの前記縁から外へ延出する長さは、少なくとも前記フレキシブルプリント回路基板を前記表示パネルの下方に曲げて、前記タッチパネル表示装置を駆動するシステム基板と接続できる長さであることを特徴とする、請求項1に記載のタッチパネル表示装置。
  9. 前記複数のピンの数が6つであることを特徴とする、請求項1に記載のタッチパネル表示装置。
  10. 前記複数のピンのインターフェイスの種類は、ユニバーサルシリアルバス(Universal Serial Bus, USB)と、汎用非同期送受信回路(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter, UART)バスと、アイ・スクエア・シー(Inter−Integrated Circuit)バスとを含むことを特徴とする、請求項1に記載のタッチパネル表示装置。
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