WO2014196365A1 - 圧力検出表示装置および電子機器 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a pressure detection display device and an electronic device.
  • Patent Document 1 discloses a transparent piezoelectric sensor including a transparent pressure-sensitive layer and a pair of transparent conductive layers. At present, an attempt is made to manufacture a pressure detection display device by combining a transparent piezoelectric sensor and a display device (mainly a liquid crystal panel or an organic EL panel).
  • the present invention is configured as follows.
  • the pressure detection display device of the present invention includes a piezoelectric sensor and a display device.
  • the piezoelectric sensor has a configuration in which a piezoelectric layer is sandwiched between an upper electrode and a lower electrode.
  • the display device includes a polarizing plate and a display member.
  • the display device has a configuration in which a polarizing plate is laminated on the piezoelectric sensor side of the display member.
  • the piezoelectric layer is composed of a retardation plate, and the piezoelectric sensor and the polarizing plate are arranged so that the absorption axis of the retardation plate forms an angle of 20 ° to 70 ° with respect to the retardation axis of the polarizing plate. .
  • the light emitted from the display device is converted from linearly polarized light to elliptically polarized light.
  • the display of the display member disposed under the piezoelectric sensor can be visually recognized.
  • the retardation value of the retardation plate may be a quarter wavelength of the visible light wavelength.
  • the display device since the lighting light of the display device becomes elliptically polarized light and is emitted upward, even when wearing polarized sunglasses with an absorption axis in the same direction as the lighting light, the display device installed under the piezoelectric sensor Furthermore, it can be visually recognized well.
  • the retardation value of the retardation plate may be 800 nm to 30000 nm.
  • the light emitted from the display member is converted into a state close to natural light and emitted from the piezoelectric layer.
  • the display member can be observed without any change in color.
  • the upper electrode may contain indium tin oxide or polyethyldioxothiophene.
  • a piezoelectric sensor can be disposed on a display device such as a liquid crystal or an organic EL.
  • the lower electrode may contain indium tin oxide or polyethyldioxothiophene.
  • the piezoelectric sensor can be disposed on a display device such as a liquid crystal or an organic EL.
  • the piezoelectric layer may contain an organic piezoelectric material.
  • the piezoelectric sensor can be arranged on an R curved surface.
  • the organic piezoelectric material may contain polyvinylidene fluoride or polylactic acid.
  • the piezoelectric sensor can be arranged on a display device such as a liquid crystal or an organic EL.
  • the electronic device may include a piezoelectric sensor and a touch panel.
  • the load position can be detected even when the load is hardly applied to the piezoelectric sensor.
  • the capacitive touch panel may be a capacitive touch panel.
  • the display device installed under the piezoelectric sensor can be seen well even when wearing polarized sunglasses.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a pressure detection display device.
  • the pressure detection display device has a function of detecting the amount and position of a given load.
  • the pressure detection device 100 includes a piezoelectric sensor 10 and a display device 20.
  • the piezoelectric sensor 10 is stacked on the display device 20.
  • the piezoelectric sensor 10 is a device that generates an electric charge according to a given load.
  • the piezoelectric sensor 10 has a configuration in which the piezoelectric layer 1 is sandwiched between an upper electrode 2 and a lower electrode 3.
  • the display device 20 is a device that displays a display object on the surface of the piezoelectric sensor 10.
  • the display device 20 has a configuration in which a polarizing plate 21 is laminated on a display member 22.
  • the piezoelectric sensor 10 includes a piezoelectric layer 1, an upper electrode 2, and a lower electrode 3.
  • the piezoelectric layer 1 generates electric charges when a load is applied.
  • a material constituting the piezoelectric layer 1 includes an organic piezoelectric material.
  • the organic piezoelectric material include a fluoride polymer or a copolymer thereof, and a polymer material having chirality.
  • the fluoride polymer or a copolymer thereof include polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, and vinylidene fluoride-trifluoroethylene copolymer.
  • the polymer material having chirality include L-type polylactic acid and R-type polylactic acid.
  • the piezoelectric layer 1 functions as a retardation plate.
  • the organic piezoelectric material may be stretched.
  • the upper electrode 2 and the lower electrode 3 may each be flat or patterned.
  • the upper electrode 2 and the lower electrode 3 can be made of a conductive material.
  • the conductive material include transparent conductive oxides such as indium-tin oxide (ITO), tin-zinc oxide (Tin), polyethylene dioxythiophene
  • ITO indium-tin oxide
  • Tin tin-zinc oxide
  • PEDOT polyethylene dioxythiophene
  • the electrode can be formed by using vapor deposition or screen printing.
  • a conductive metal such as copper or silver may be used as the conductive material.
  • the electrode may be formed by vapor deposition, or may be formed using a metal paste such as a copper paste or a silver paste.
  • a material in which conductive materials such as carbon nanotubes and metal-granular metal nanofibers are dispersed in a binder may be used.
  • the piezoelectric layer 1 is made of a transparent material so that the display of the display device can be seen, or It is preferable that the thickness be thin enough to transmit light sufficiently.
  • the display device 20 has a configuration in which a polarizing plate 21 is laminated on a display member 22.
  • the display member 22 has a configuration in which a liquid crystal element or an organic EL element is sandwiched between glass substrates.
  • the polarizing plate 21 transmits only linearly polarized light in a specific direction out of the light emitted from the display member 22, and is formed to have a thickness of about 150 ⁇ m to 200 ⁇ m, for example.
  • the electric charge generated in the piezoelectric layer is detected by an electronic circuit (not shown) via the upper electrode 2 and the lower electrode 3. Note that various functions of the device are switched depending on the amount of charge detected.
  • the display of characters, symbols, patterns, etc. on the display member 22 is performed by the polarizing plate 21 disposed on the upper surface of the display member 22 in the X direction and in the Y direction perpendicular to the X direction.
  • the light wave When the light wave is absorbed, the light becomes linearly polarized lighting light in the X direction and is emitted from the polarizing plate 21.
  • this light has a function of a phase difference plate, and a piezoelectric element disposed on the polarizing plate 21 so that its absorption axis forms an angle of 20 ° to 70 ° with respect to the delay axis of the polarizing plate 21.
  • the layer 1 converts linearly polarized light into elliptically polarized light.
  • the angle is more preferably 40 ° to 50 °.
  • the display of the display member 22 arranged under the piezoelectric sensor 10 can be visually recognized even when the polarized sunglasses with the light wave absorption axis in the same direction as the lighting light of the display member 22 are worn. Has been.
  • the retardation value of the piezoelectric layer 1 is 800 nm to 30000 nm
  • the light emitted from the display member 22 is emitted from the piezoelectric layer 1 without any change in color.
  • the light emitted from the display member 22 is converted into a state close to natural light and emitted from the piezoelectric layer 1.
  • the display member 22 can be observed without a change in color.
  • the retardation value of the piezoelectric layer 1 is 1 ⁇ 4 wavelength of the visible light wavelength
  • the light emitted from the display member 22 is emitted upward as light shifted by 1 ⁇ 4 wavelength by the piezoelectric layer 1.
  • the display of the display member 22 disposed under the piezoelectric sensor 10 can be clearly recognized even when the sunglasses are wearing polarized sunglasses whose light wave absorption axis is in the same direction as the lighting light of the display device 22.
  • the piezoelectric layer 1 of the piezoelectric sensor 10 has the function of a retardation plate, and the absorption axis thereof has an angle of 20 ° to 70 ° with respect to the delay axis of the polarizing plate 21.
  • the lighting light of the display device 20 is converted from linearly polarized light to elliptically polarized light by the piezoelectric layer 1 and emitted upward.
  • the display member 22 disposed under the piezoelectric sensor 10 can be visually recognized.
  • the light emitted from the piezoelectric layer 1 is generally converted from linearly polarized light to circularly polarized light.
  • the display member 22 disposed under the piezoelectric sensor 10 can be visually recognized more clearly.
  • the retardation value of the piezoelectric layer 1 is 800 nm to 30000 nm, the light emitted from the display member 22 is converted into a state close to natural light and emitted from the piezoelectric layer 1. As a result, even if the display member 22 is observed while wearing polarized sunglasses, the display member 22 can be observed without a change in color.
  • the piezoelectric layer 11 may be patterned so as to have an active portion and an inactive portion.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the piezoelectric sensor according to the sixth embodiment.
  • the piezoelectric layer 1 includes an active piezoelectric portion 1a and an inactive piezoelectric portion 1b.
  • the active piezoelectric portion 1 a is a portion where electric charges are generated when a load is applied to the piezoelectric sensor 10.
  • the inactive piezoelectric portion 1b is a portion where no electric charge is generated even when a load is applied.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the piezoelectric sensor according to the third embodiment.
  • a reference electrode 4 is provided between the upper electrode 2 and the lower electrode 3.
  • a first piezoelectric layer 5 is provided between the upper electrode 2 and the reference electrode 4.
  • a second piezoelectric layer 6 is provided between the lower electrode 3 and the reference electrode 4.
  • the material of the first piezoelectric layer 5 and the second piezoelectric layer 6 is the same as that of the piezoelectric layer 1.
  • the material of the reference electrode 4 is also the same as that of the upper electrode 2 and the lower electrode 3.
  • the upper electrode 2 or the lower electrode 3 is directly laminated on the active piezoelectric portion 1a.
  • the active piezoelectric portion 1a and the upper electrode 2 or between the active piezoelectric portion 1a and the lower electrode 3 are shown.
  • An insulating material such as an adhesive or a film may be laminated therebetween.
  • a touch panel 30 may be stacked on the piezoelectric sensor 10. By configuring as described above, the position and amount of a given load may be detected. By laminating the touch panel 30 on the piezoelectric sensor 10, the position of the applied load can be detected. Of the touch panels, it is particularly preferable to use a capacitive touch panel.
  • Piezoelectric layer 1a Active piezoelectric portion 1b: Inactive piezoelectric portion 2: Upper electrode 3: Lower electrode 4: Reference electrode 5: First piezoelectric layer 6: Second piezoelectric layer 10: Piezoelectric sensor 20: Display device 21: Polarized light Plate 22: Display member 30: Touch panel 100: Pressure detection display device

Abstract

【課題】偏光サングラスをかけても良好な視認性を示す圧力検出表示装置を提供する。 【解決手段】本発明の圧力検出表示装置100は、上部電極2と下部電極3に圧電層1が挟まれた圧電センサ10と、下部電極3の下に配置される偏光板21と、偏光板21の下側に配置される表示部材22を備えた圧力検出表示装置100であって、圧電層1が位相差板からなり、圧電層1の吸収軸が偏光板21の遅延軸に対して20°~70°の角度を形成するように圧電センサ10と偏光板21を配置するように構成した。

Description

圧力検出表示装置および電子機器
 本発明は、圧力検出表示装置及び電子機器に関するものである。
 与えられた荷重を検出するため、圧電層を用いた圧電センサが知られている。例えば、特許文献1には、透明感圧層と、一対の透明導電層からなる透明圧電センサが開示されている。なお、現在においては透明圧電センサと表示装置(主に液晶パネルや有機ELパネル)とを組合せて圧力検出表示装置を製造する試みがなされている。
特開2004-125571号公報
 しかしながら、上記の圧力検出表示装置においては、圧電センサを操作する際、偏光サングラスをかけていると、偏光サングラスの光波の吸収軸が、表示装置の上面に積層された偏光板から出射される光と同じ方向であった場合には、圧力検出表示装置の表示を視認できないという問題があった。
 上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
 本発明の圧力検出表示装置は、圧電センサと表示装置からなる。圧電センサは、上部電極と下部電極に圧電層が挟まれた構成からなる。表示装置は、偏光板と表示部材からなる。表示装置は、表示部材の圧電センサ側に偏光板が積層された構成からなる。なお、上記圧電層は、位相差板からなり、位相差板の吸収軸は偏光板の遅延軸に対して20°~70°の角度を形成するように圧電センサと偏光板は配置されている。
 そうすると、表示装置から出射された光は、直線偏光から楕円偏光に変換される。その結果、光波の吸収軸が表示部材の点灯光と同じ方向の偏光サングラスをかけている場合でも、圧電センサの下に配置された表示部材の表示を視認することができる。
 上記位相差板のリタデーション値は、可視光波長の1/4波長であってもよい。
 そうすると、表示装置の点灯光が、楕円偏光になって上方へ出射されるため、点灯光と同じ方向の吸収軸の偏光サングラスをかけていた場合でも、圧電センサの下に設置された表示装置をさらに良好に視認できる。
 上記位相差板のリタデーション値は、800nm~30000nmであってもよい。
 そうすると、表示部材から出射される光は、自然光に近い状態に変換されて圧電層から出射される。その結果、偏光サングラスをかけて表示部材を観察しても、色味の変化を伴わないで表示部材を観察できる。
 上記上部電極は、酸化インジウム錫、またはポリエチルジオキソチオフェンを含んでいてもよい。
 そうすると、上部電極の透明性が高くなるので、液晶や有機ELなどの表示装置の上に圧電センサを配置できる。
 上記下部電極は、酸化インジウム錫、またはポリエチルジオキソチオフェンを含んでいてもよい。
 そうすると、下部電極の透明性が高くなるので、液晶や有機ELなどの表示装置の上に圧電センサを配置できる。
 上記圧電層は、有機圧電材料を含んでいてもよい。
 そうすると、圧電層の柔軟性が大きくなるので、圧電センサの耐屈曲性が向上する。その結果、上記圧電センサをR曲面などに配置できる。
 上記有機圧電材料は、ポリフッ化ビニリデンまたはポリ乳酸を含んでいてもよい。
 そうすると、圧電層の透明性が高くなるので、液晶や有機ELなどの表示装置の上に圧電センサを配置できる
 電子機器は、圧電センサとタッチパネルを備えていてもよい。
 そうすると、圧電センサに対し荷重がほとんどかからないような場合でも、荷重の位置検出ができる。
 上記タッチパネルは、静電容量型のタッチパネルであってもよい。
 そうすると、圧力検出装置全体の透明性が向上する。
 本発明に係る圧力検出表示装置では、偏光サングラスをかけていた場合でも、圧電センサの下に設置された表示装置を良好に視認できる。
圧力検出表示装置の断面図である。 圧電センサの断面図である。 圧電センサの断面図である。 電子機器の断面図である。
 下記で、本発明に係る実施形態を図面に基づいてさらに詳細に説明する。なお、本発明の実施例に記載した部位や部分の寸法、材質、形状、その相対位置などは、とくに特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではなく、単なる説明例にすぎない。
1. 第1実施形態
(1)圧力検出表示装置の構造
 図1を用いて、本発明の圧力検出表示装置の構造を説明する。図1は圧力検出表示装置の断面図である。
 圧力検出表示装置は、与えられた荷重の量と位置を検出する機能を有している。
 図1に示すように、圧力検出装置100は、圧電センサ10と表示装置20とを備えている。圧電センサ10は、表示装置20の上に積層されている。なお、圧電センサ10は、与えられた荷重に応じて電荷を発生させる装置である。圧電センサ10は、圧電層1が上部電極2と下部電極3とに挟まれた構成からなる。表示装置20は、圧電センサ10の表面に表示物を表示する装置である。表示装置20は、表示部材22の上に偏光板21が積層された構成からなる。
 以下で圧電センサ10を構成する各部材について説明する。
 (2)圧電センサ
 再び、図1に示すように、圧電センサ10は、圧電層1と上部電極2と下部電極3とを備えている。
 (3)圧電層
 圧電層1は、荷重が与えられると電荷を発生するものである。そのような、圧電層1を構成する材料としては有機圧電材料が挙げられる。有機圧電材料としては、フッ化物重合体又はその共重合体、キラリティーを有する高分子材料などが挙げられる。フッ化物重合体又はその共重合体としては、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン-テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン-トリフルオロエチレン共重合体などが挙げられる。キラリティーを有する高分子材料としては、L型ポリ乳酸や、R型ポリ乳酸などが挙げられる。
 また、圧電層1は位相差板として機能を有する。圧電層1が位相差板の機能を有するには、上記有機圧電材料を延伸させるとよい。
  (4)電極
 上部電極2、下部電極3は、それぞれ平板状でもパターン化されていてもよい。なお、上部電極2、下部電極3は、導電性を有する材料により構成できる。導電性を有する材料としては、インジウム-スズ酸化物(Indium-Tin-Oxide、ITO)、スズ-亜鉛酸化物(Tin-Zinc-Oxide、TZO)などのような透明導電酸化物、ポリエチレンジオキシチオフェン(Polyethylenedioxythiophene、PEDOT)などの導電性高分子、などを用いることができる。この場合、上記の電極は、蒸着やスクリーン印刷などを用いて形成できる。
 また、導電性を有する材料として、銅、銀などの導電性の金属を用いてもよい。この場合、上記の電極は、蒸着により形成してもよく、銅ペースト、銀ペーストなどの金属ペーストを用いて形成してもよい。
 さらに、導電性を有する材料として、バインダー中に、カーボンナノチューブ、金属粒金属ナノファイバーなどの導電材料が分散したものを用いてもよい。
 また、圧電センサ10を、液晶装置や有機EL装置のような表示装置の上に配置する場合には、表示装置のディスプレイが見えるように、圧電層1を透明な材料により構成するか、又は、光が十分に透過できる程度に薄く構成することが好ましい。
 表示装置20は表示部材22の上に偏光板21が積層された構成からなる。
 表示部材22は、ガラス基板で液晶素子や有機EL素子などを挟んだ構成からなる。偏光板21は、表示部材22から射出された光のうち、特定方向の直線偏光のみを透過させるもので、例えば150μm~200μm程度の厚みに形成されている。
 以上の構成において、圧電センサ10背面の表示部材22の表示を視認しながら、圧電層1の上面を指或いはペン等で押圧操作すると、圧電層1が撓み、撓んだ箇所の圧電層1から電荷が発生する。
 そして、圧電層で発生した電荷は、上部電極2と下部電極3を経由して電子回路(図示しない)で検出される。なお、検出された電荷の電荷量によって、機器の様々な機能の切換えが行われる。
 また、この時、表示部材22の文字や記号、絵柄等の表示は、表示部材22の上面に配置された偏光板21がX方向及びこれと直交するY方向の光波のうち、例えばY方向の光波を吸収するものであった場合、X方向の直線偏光の点灯光となって、偏光板21から出射される。しかし、この光は、位相差板の機能を有し、その吸収軸が偏光板21の遅延軸に対して20°~70°の角度を形成するように偏光板21の上に配置された圧電層1によって、直線偏光から楕円偏光の光に変換される。なお、上記角度は、40°から50°であることが、さらに好ましい。
 その結果、光波の吸収軸が表示部材22の点灯光と同じ方向の偏光サングラスをかけている場合でも、圧電センサ10の下に配置された表示部材22の表示を視認することができるように構成されている。
 さらに、圧電層1のリタデーション値が800nm~30000nmであれば、表示部材22から出射される光は、色味の変化を伴わないで圧電層1から出射される。
 その結果、表示部材22から出射される光は、自然光に近い状態に変換されて圧電層1から出射される。その結果、偏光サングラスをかけて表示部材を観察しても、色味の変化を伴わないで表示部材22を観察できる。
 さらに、圧電層1のリタデーション値が可視光波長の1/4波長であれば、表示部材22から出射される光は、圧電層1によって1/4波長ずれた光となって上方へ出射される。その結果、光波の吸収軸が表示装置22の点灯光と同じ方向の偏光サングラスをかけている場合でも、圧電センサ10の下に配置された表示部材22の表示を、明確に視認できる。
 このように本実施の形態によれば、圧電センサ10の圧電層1が、位相差板の機能を有し、その吸収軸が偏光板21の遅延軸に対して20°~70°の角度を形成するように偏光板21の上に配置されることによって、表示装置20の点灯光が、圧電層1によって、直線偏光から楕円偏光の光に変換されて上方へ出射される。その結果、点灯光と同じ方向の吸収軸の偏光サングラスをかけていた場合でも、圧電センサ10の下に配置された表示部材22を視認できるものである。
 さらに、圧電層1のリタデーション値を可視光波長の1/4波長とすることで、圧電層1から出射する光は、直線偏光から円偏光におおむね変換されるので、偏光サングラスをかけていた場合でも、圧電センサ10の下に配置された表示部材22をさらに明確に視認できる。
 さらに、圧電層1のリタデーション値が800nm~30000nmであることで、表示部材22から出射される光は、自然光に近い状態に変換されて圧電層1から出射される。その結果、偏光サングラスをかけて表示部材22を観察しても、色味の変化を伴わないで表示部材22を観察できる。
2.第2実施形態
 圧電層11は、活性な部分と不活性な部分を有するようにパターニングされていてもよい。
 図2は、第6実施形態にかかる圧電センサの断面図である。
 図2に示すように、圧電層1は、活性圧電部1aと不活性圧電部1bからなる。
 活性圧電部1aは、圧電センサ10に荷重が与えられたときに電荷が発生する部分である。反対に不活性圧電部1bは、荷重が与えられても電荷が発生しない部分である。
 このように構成されていると、上部電極2または下部電極3付近で発生した電荷が漏れて、他の電極に混入するのを防止できる(クロストーク現象を防止できる)。その結果、位置検出精度と荷重検出精度を向上させることができる。
3.第3実施形態
 上記では、上部電極2と下部電極3に圧電層1が挟まれた構成について説明してきたが、上部電極2と下部電極3の間に基準電極4が設けられていてもよい。
 図3は、第3実施形態にかかる圧電センサの断面図である。
 図3に示すように、第3実施形態の圧電センサ10は、上部電極2と下部電極3の間に基準電極4が設けられている。上部電極2と基準電極4の間には、第1圧電層5が設けられている。下部電極3と基準電極4の間には、第2圧電層6が設けられている。第1圧電層5と第2圧電層6の材質は、圧電層1と同じである。基準電極4の材質も、上部電極2や下部電極3と同じである。
  このように構成されていると、上部電極2または下部電極3付近で発生した電荷が漏れて、他の電極に混入するのを防止できる(クロストーク現象を防止できる)。その結果、位置検出精度と荷重検出精度を向上させることができる。また上記では、活性圧電部1aの上に上部電極2または下部電極3が直接積層された例を示したが、活性圧電部1aと上部電極2の間、または活性圧電部1aと下部電極3の間には、接着剤やフィルムなどの絶縁材料が積層されていてもよい。
4.その他の実施形態
 図4に示すように、圧電センサ10の上にタッチパネル30を積層してもよい。上記のように構成することで、与えられた荷重の位置と量を検出してもよい。
 圧電センサ10の上にタッチパネル30を積層することにより、与えられた荷重の位置を検出できる。なお、タッチパネルの中でも、静電容量型タッチパネルを用いることが特に好ましい。
  1:圧電層
1a:活性圧電部
1b:不活性圧電部
 2:上部電極
 3:下部電極
 4:基準電極
 5:第1圧電層
 6:第2圧電層
10:圧電センサ
20:表示装置
21:偏光板
22:表示部材
30:タッチパネル
100:圧力検出表示装置

Claims (9)

  1.  上部電極と下部電極に圧電層が挟まれた圧電センサと、
     前記圧電センサの下部電極側に配置される偏光板と前記偏光板の下側に配置される表示部材を有する表示装置と、を備えた圧力検出表示装置であって、
     前記圧電層が位相差板からなり、
     前記圧電層の吸収軸が前記偏光板の遅延軸に対して20°~70°の角度を形成するように前記圧電センサと前記偏光板が配置された圧力検出表示装置。
  2.  前記圧電層のリタデーション値が、可視光の1/4波長である請求項1の圧力検出表示装置。
  3.  前記圧電層のリタデーション値が、800nm~30000nmである請求項1の圧力検出表示装置。
  4.  前記上部電極が、酸化インジウム錫、またはポリエチルジオキソチオフェンを含む請求項1~3の圧力検出表示装置。
  5.  前記下部電極が、酸化インジウム錫、またはポリエチルジオキソチオフェンを含む請求項1~4の圧力検出表示装置。
  6.  前記圧電層が、有機圧電材料からなる請求項1~5の圧力検出表示装置。
  7.  前記有機圧電材料が、ポリフッ化ビニリデンまたはポリ乳酸を含む請求項6の圧力検出表示装置。
  8.  請求項1~7の圧力検出表示装置とタッチパネルを備える電子機器。
  9.  前記タッチパネルが静電容量型タッチパネルである請求項8の電子機器。
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112013002288T5 (de) 2012-05-03 2015-04-16 Apple Inc. Momentkompensierter Biegebalkensensor zur Lastmessung auf einer Biegebalken-gestützten Plattform
WO2014098946A1 (en) 2012-12-17 2014-06-26 Changello Enterprise Llc Force detection in touch devices using piezoelectric sensors
WO2014149023A1 (en) 2013-03-15 2014-09-25 Rinand Solutions Llc Force sensing of inputs through strain analysis
US10120478B2 (en) * 2013-10-28 2018-11-06 Apple Inc. Piezo based force sensing
AU2015100011B4 (en) 2014-01-13 2015-07-16 Apple Inc. Temperature compensating transparent force sensor
US9612170B2 (en) 2015-07-21 2017-04-04 Apple Inc. Transparent strain sensors in an electronic device
US10055048B2 (en) 2015-07-31 2018-08-21 Apple Inc. Noise adaptive force touch
US9874965B2 (en) 2015-09-11 2018-01-23 Apple Inc. Transparent strain sensors in an electronic device
US9886118B2 (en) 2015-09-30 2018-02-06 Apple Inc. Transparent force sensitive structures in an electronic device
US10209830B2 (en) 2016-03-31 2019-02-19 Apple Inc. Electronic device having direction-dependent strain elements
US10133418B2 (en) 2016-09-07 2018-11-20 Apple Inc. Force sensing in an electronic device using a single layer of strain-sensitive structures
KR102568386B1 (ko) * 2016-09-30 2023-08-21 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서를 포함하는 표시 장치
US10444091B2 (en) 2017-04-11 2019-10-15 Apple Inc. Row column architecture for strain sensing
US10309846B2 (en) 2017-07-24 2019-06-04 Apple Inc. Magnetic field cancellation for strain sensors
CN109920777A (zh) * 2018-06-22 2019-06-21 京东方科技集团股份有限公司 显示面板及其制造方法、显示装置和控制方法
US10782818B2 (en) 2018-08-29 2020-09-22 Apple Inc. Load cell array for detection of force input to an electronic device enclosure

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090072670A1 (en) * 2007-09-13 2009-03-19 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Input device and method for registering user input on an electronic device
JP2010108490A (ja) * 2008-10-03 2010-05-13 Daikin Ind Ltd タッチパネルおよび透明圧電シート
JP2010181561A (ja) * 2009-02-04 2010-08-19 Teijin Ltd 光学用ポリ乳酸フィルムおよびその製造方法
WO2013021835A1 (ja) * 2011-08-11 2013-02-14 株式会社村田製作所 タッチパネル

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000137217A (ja) * 1998-11-02 2000-05-16 Hitachi Ltd 液晶パネルおよび液晶表示装置
JP2004125571A (ja) 2002-10-01 2004-04-22 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 透明圧電センサおよびそれを備えた入力装置
JP5363022B2 (ja) * 2007-04-11 2013-12-11 富士フイルム株式会社 光学異方性膜及び液晶表示装置
US8748543B2 (en) 2008-09-29 2014-06-10 Teijin Limited Polylactic acid film
US20130021544A1 (en) * 2010-03-29 2013-01-24 Keiichi Fukuyama Display device, pressure detecting device and method for manufacturing display device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090072670A1 (en) * 2007-09-13 2009-03-19 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Input device and method for registering user input on an electronic device
JP2010108490A (ja) * 2008-10-03 2010-05-13 Daikin Ind Ltd タッチパネルおよび透明圧電シート
JP2010181561A (ja) * 2009-02-04 2010-08-19 Teijin Ltd 光学用ポリ乳酸フィルムおよびその製造方法
WO2013021835A1 (ja) * 2011-08-11 2013-02-14 株式会社村田製作所 タッチパネル

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