CN102096515B - 触摸显示面板 - Google Patents
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Abstract
一种触摸显示面板，包括第一基板、第二基板、显示介质层、触摸感应元件、屏蔽导电层、绝缘层、电极层、第一导电结构及第二导电结构。第一基板在显示区内具有多个像素结构，在周边区具有第一焊盘与第二焊盘。第一、第二焊盘分别电性连接至第一、第二电位。显示介质层位于第一基板与第二基板之间。触摸感应元件位于第二基板的外表面上。屏蔽导电层位于第二基板的内表面。绝缘层及电极层依序配置于屏蔽导电层上，面向第一基板。第一导电结构位于周边区并使屏蔽导电层电性连接至第一焊盘。第二导电结构位于周边区并使电极层电性连接至第二焊盘。
Description
技术领域
本发明涉及一种触摸显示面板(touch-sensing display panel)，且特别是有关一种电容式触摸显示面板。
背景技术
随着显示科技的日益进步，人们借着显示器的辅助可使生活更加便利，为求显示器轻、薄的特性，促使平面显示器(flat panel display，FPD)成为目前的主流。近年来，各式电子产品都不断朝向操作简便、小体积以及大萤幕尺寸的方向迈进，特别是携带式的电子产品对于体积及萤幕尺寸的要求更为严格。因此，许多电子产品都将触摸式的设计与显示面板整合，以省略键盘或是操控按键所需的空间，进而使萤幕可配置的面积扩大。
一般而言，触摸显示面板包括显示面板与触摸面板，其中触摸面板可内建于显示面板中或外贴于显示面板上。目前，触摸面板依照其感应方式的不同而大致上区分为电阻式触摸面板、电容式触摸面板、光学式触摸面板、声波式触摸面板以及电磁式触摸面板。由于电容式触摸面板具有反应时间快、可靠度佳以及耐用度高等优点，因此，电容式触摸面板已被广泛地使用于电子产品中。
电容式触摸面板通常包括彼此绝缘的多条感应串列，当使用者以手指接触触摸面板时，触摸面板会在手指所接触的位置上产生感应串列之间的电容改变，此电容上的改变会转换为控制信号传送至外部电路，并经运算处理而输出适当的指令以操作电子装置。然而，由于显示面板本身也是信号产生源，尤其是触摸面板的感应串列与显示面板的电极层之间的距离较靠近，容易产生更大的寄生电容。如此一来，将使得触摸面板所接收到的感应信号受到严重干扰，进而导致感应灵敏度(sensitivity)降低的问题产生。
发明内容
本发明提供一种触摸显示面板，其可降低影响触摸功能的干扰信号。
其具有一显示区以及一周边区，该触摸显示面板包括：一第一基板，其具有多个像素结构，位于该显示区内，该第一基板具有一第一焊盘与一第二焊盘位于该第一基板的该周边区，该第一焊盘电性连接至一第一电位，该第二焊盘电性连接至一第二电位；一第二基板，位于该第一基板的对面，且该第二基板具有一内表面以及一外表面；一显示介质层，位于该第一基板与该第二基板之间；一触摸感应元件，位于该第二基板的该外表面上；一屏蔽导电层，位于该第二基板的该内表面；一绝缘层，位于该屏蔽导电层上，面向该第一基板；一电极层，位于该绝缘层上，面向该第一基板；一第一导电结构，位于该周边区并且使该屏蔽导电层电性连接至该第一焊盘；以及一第二导电结构，位于该周边区并且使该电极层电性连接至该第二焊盘。
该第一导电结构包括：一第一导电图案，位于该第二基板上并且与该屏蔽导电层电性接触；以及一第一导电支撑物，位于该第一基板与该第二基板之间，并且与该第一导电图案电性连接，其中该第一焊盘与该第一导电支撑物电性连接。
该第二导电结构包括：一第二导电图案，位于该第二基板上并且与该电极层电性接触；以及一第二导电支撑物，位于该第一基板与该第二基板之间，并且与该第二导电图案电性连接，其中该第二焊盘与该第二导电支撑物电性连接。
第二电位为一共用电位。
该第一电位为该共用电位的一反相电位。
该第一电位为一接地电位。
该第一电位为一0伏特电位。
该屏蔽导电层以及该电极层分别包括一透明导电材料。
该屏蔽导电层全面地覆盖该第二基板。
该屏蔽导电层为一图案化透明导电层。
该图案化透明导电层具有多个开口，且每一开口对应该第一基板上的其中一个像素结构。
该屏蔽导电层为一图案化遮光层。
该图案化遮光层具有多个开口，且每一开口对应该第一基板上的其中一个像素结构。
该绝缘层为一彩色滤光阵列、一平坦层、一黑色树脂或是其组合。
该触摸感应元件是直接设置在该第二基板的该外表面上。
进一步包括一辅助基板，位于该第二基板的该外表面上，且该触摸感应元件是设置在该辅助基板上。
该触摸感应元件为一电容耦合触摸电极层。
基于上述，本发明的触摸显示面板在第二基板的内表面设置屏蔽导电层，并利用位于周边区的第一导电结构与第二导电结构使屏蔽导电层与电极层分别电性连接至第一电位及第二电位。因此，屏蔽导电层能够产生屏蔽效应，以抑制电极层与触摸感应元件之间所产生的寄生电容，进而防止干扰触摸感应元件所感应到的触摸信号。另外，触摸显示面板的屏蔽导电层可以整合于现有的触摸显示面板制程中，并应用到多种类的触摸显示面板。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1是依照本发明的第一实施例的一种触摸显示面板的上视示意图；
图2A及图2B分别是沿着图1的线段A-A’、B-B’的剖面示意图；
图3是依照本发明的第二实施例的一种触摸显示面板的局部立体分解示意图；
图4是依照本发明的第三实施例的一种触摸显示面板的局部立体分解示意图。
【主要元件符号说明】
100：触摸显示面板 102：显示区
104：周边区 106：第一基板
108：第二基板 108a：内表面
108b：外表面 110：显示介质层
112：触摸感应元件 114、314、414：屏蔽导电层
116：绝缘层 116a：彩色滤光阵列
116b：平坦层 116c：黑色树脂
118：电极层 120：第一导电结构
120a：第一导电图案 120b：第一导电支撑物
122：第二导电结构 122a：第二导电图案
122b：第二导电支撑物 124：像素结构
126：第一焊盘 128：第二焊盘
127、129：导线 130：辅助基板
132：框胶 134：线路层
136：电路板 314a、414a：开口
具体实施方式
下文中参照随附图式来更充分地描述本发明实施例。然而，本发明可以多种不同的形式来实践，并不限于文中所述的实施例。以下实施例中所提到的方向用语，例如上、下、内、外等，仅是参考附加图式的方向，因此使用的方向用语是用来详细说明，而非用来限制本发明。此外，在图式中为明确起见可能将各层的尺寸以及相对尺寸作夸张的描绘。
图1是依照本发明的第一实施例的一种触摸显示面板的上视示意图。图2A及图2B分别是沿着图1的线段A-A’、B-B’的剖面示意图。
请同时参照图1、图2A及图2B，触摸显示面板100具有显示区102以及显示区102以外的周边区104。触摸显示面板100包括第一基板106、第二基板108、显示介质层110、触摸感应元件112、屏蔽导电层114、绝缘层116、电极层118、第一导电结构120以及第二导电结构122。
第一基板106例如为主动元件阵列基板。第一基板106具有多个像素结构124，其位于显示区102内。像素结构124例如是以阵列的方式而排列，且每个像素结构124至少包含主动元件、像素电极、扫描线(scan line)以及数据线(data line)，其中主动元件例如是薄膜电晶体。此外，第一基板106还具有第一焊盘126与第二焊盘128，其位于第一基板102的周边区104。第一焊盘126与第二焊盘128例如是连接至不同的电位。
第二基板204例如为彩色滤光基板。第二基板108位于第一基板106的对面，且第二基板108具有内表面108a以及相对于内表面108a的外表面108b。第一基板106及第二基板108例如是透明基板，其可分别为如玻璃基板的硬质基板(rigid substrate)，或是如塑胶基板的可挠式基板(flexible substrate)。
显示介质层110位于第一基板106与第二基板108之间。显示介质层110例如式液晶材料、等离子材料、有机发光显示材料或电泳材料。也就是说，触摸显示面板100可以依显示介质层110的不同而为液晶显示面板、等离子显示面板、有机发光显示面板或是电泳显示面板。
触摸感应元件112位于第二基板108的外表面108b上。如图2A及图2B所示，在一实施例中，触摸显示面板100更包括辅助基板130。辅助基板130位于第二基板108的外表面108b上，且触摸感应元件112是设置在该辅助基板130上。也就是说，通过将触摸感应元件112先制作于辅助基板130上，再将此已制作有触摸感应元件112的辅助基板130贴附于第二基板108的外表面108b上，而形成外贴式(on-cell)的触摸显示面板100。此外，在另一实施例中，触摸感应元件112也可以是直接设置在第二基板108的外表面108b上，而省略辅助基板130的设置。
触摸感应元件112包括表面电容式触摸感应元件(Surface capacitive type)、自感投射电容式触摸感应元件(Self projection capacitive type)、互感投射电容式触摸感应元件(Mutual projection capacitive type)与主动阵列电容式触摸感应元件(Active Matrix capacitive type)等。以自感投射电容式触摸感应元件为例，其至少包括多条交错排列的感应串列。具体而言，为了实现电容式触摸感应功能，相互交错排列的感应串列必须彼此分离且彼此电性绝缘。因此，当使用者碰触到触摸显示面板100时，可通过使用者的碰触改变触摸感应元件112中交错的感应串列重迭处之间的耦合电容以产生信号，进而控制电子装置。触摸感应元件112的材质可以采用透明导电材料，其例如是铟锡氧化物(indium tin oxide，ITO)、铟锌氧化物(indium zinc oxide，IZO)、氧化铝锌(Al doped ZnO，AZO)、铟镓锌氧化物(Indium-Gallium-Zinc Oxide，IGZO)、掺镓氧化锌(Ga doped zincoxide，GZO)、锌锡氧化物(Zinc-Tin Oxide，ZTO)、氧化铟(In2O3)、氧化锌(ZnO)、或二氧化锡(SnO2)等。触摸感应元件112的详细结构为本领域技术人员所熟知，因此不再赘述。
屏蔽导电层114位于第二基板108的内表面108a。屏蔽导电层114例如是全面地覆盖在第二基板108，且同时位于显示区102及周边区104。屏蔽导电层114包括透明导电材料，且透明导电材料例如是上述的材料。
绝缘层116位于屏蔽导电层114上，且面向第一基板106。换言的，绝缘层116位于屏蔽导电层114与显示介质层110之间。绝缘层116例如是彩色滤光阵列116a、平坦层116b、黑色树脂116c或是其组合。举例而言，作为遮光图案的黑色树脂116c在屏蔽导电层114面向第一基板106的表面上定义出对应像素结构124的多个次像素区，彩色滤光阵列116a对应各次像素区配置在显示区102内的黑色树脂116c上，而平坦层116b则覆盖彩色滤光阵列116a面向第一基板106的表面上。黑色树脂116c除了可位于显示区102内，还可以进一步延伸至周边区104，而覆盖部分位于周边区104的屏蔽导电层114。平坦层116b例如是填入彩色滤光阵列116a及黑色树脂116c之间的空隙，以提供更佳的平坦度。平坦层116b的材料例如是氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或树脂等介电材料。彩色滤光阵列116a可以是红色滤光膜、绿色滤光膜及蓝色滤光膜的组合。但在其他实施例中，彩色滤光阵列116a也可以是具有其他色彩组合，只要能够达成全彩显示的效果即可，本发明并不以此为限。
电极层118位于绝缘层116上，且面向第一基板106。换言的，电极层118位于绝缘层116与显示介质层110之间。位于第二基板108内表面108a的电极层118例如是作为共通电极(common electrode)。如此一来，显示介质层110配置在位于第二基板108的电极层118与位于第一基板106的像素结构124之间，因此显示介质层110会受到电极层118与像素结构124中像素电极之间所产生的电场控制，而可个别地被驱动达到显示的功能。电极层118包括透明导电材料，且透明导电材料例如是上述的材料。
在一实施例中，触摸显示面板100更包括框胶132，其配置于第一基板106与第二基板108之间，并环绕显示介质层110。换言的，框胶132例如是配置于周边区104内且环绕在显示区102的周围，以贴合第一基板106与第二基板108，并保持两基板之间之间距恒定，因而定义出显示介质层110的容纳空间而用以密封显示介质。
特别说明的是，触摸感应元件112是通过感应耦合电容的改变以产生信号，但在触摸显示面板100中，离触摸感应元件112较近的电极层118本身会与触摸感应元件112产生寄生电容而形成干扰信号，因此容易干涉到触摸感应元件112所接受到的信号，造成触摸感应元件112发生接收异常的情况。然而，本实施例通过在第二基板108的内表面108a上设置屏蔽导电层114，并使屏蔽导电层114与电极层118分别电性连接至不同的电位，因而能够通过屏蔽导电层114产生的屏蔽效应而防止电极层118所产生的干扰信号影响到触摸感应元件112所感应到的触摸信号，而可有助于降低干扰的产生。此外，上述使屏蔽导电层114与电极层118分别电性连接至不同的电位可以通过第一导电结构120与第二导电结构122来达成，接下来将继续以图2A及图2B为例来说明将屏蔽导电层114与电极层118分别电性连接至不同电位的实际应用。
如图2A所示，第一导电结构120位于周边区104，并且使屏蔽导电层114电性连接至第一基板106上的第一焊盘126。在一实施例中，第一导电结构120包括第一导电图案120a以及第一导电支撑物120b。第一导电图案120a位于第二基板108上，并且与屏蔽导电层114电性接触。而第一导电支撑物120b位于第一基板106与第二基板108之间，并且与第一导电图案102a电性连接，其中第一焊盘126与第一导电支撑物120b电性连接。具体而言，第一导电图案120a例如是位于屏蔽导电层114的部分表面上，并延伸连接至黑色树脂116c的部分表面上。第一导电支撑物120b例如是配置在位于黑色树脂116c表面上的第一导电图案120a上，以使第一导电图案102a能够透过第一导电支撑物120b而与第一焊盘126电性连接，使信号能够传送至外部电路。第一导电图案120a的材料例如是透明导电材料或金属，且其可以与电极层118在同一制程中同时形成。第一导电支撑物120b的材料例如是表层为金、银、铝、钼等金属材料或者是铟锡氧化物(ITO)等透明导电材料，内部为光阻材料或是塑胶材料。第一导电支撑物120b例如是配置于框胶132内，并能够以球状或是间隙物的形式配置于第一基板106与第二基板108之间，而保持两基板之间之间距。第一导电支撑物120b也可以是整体都是由导电材料所构成。
类似地，如图2B所示，第二导电结构122位于该周边区104，并且使电极层118电性连接至第一基板106上的第二焊盘128。在一实施例中，第二导电结构122包括第二导电图案122a以及第二导电支撑物122b。第二导电图案122a位于第二基板108上，并且与电极层118电性接触。第二导电支撑物122b位于第一基板106与第二基板108之间，并且与第二导电图案122a电性连接，其中第二焊盘128与第二导电支撑物122b电性连接。详细来讲的，第二导电图案122a例如是从电极层118位于显示区102的边缘连接至彩色滤光阵列116a的侧壁并延伸至黑色树脂116c的部分表面上。第二导电支撑物122b则例如是配置在位于黑色树脂116c表面上的第二导电图案122a上，以使第二导电图案122a能够透过第二导电支撑物122b而与第二焊盘128电性连接，使信号能够传送至外部电路。第二导电图案122a的材料例如是透明导电材料或金属，且其可以与电极层118在同一制程中同时形成。第二导电支撑物122b的材料例如表层为金、银、铝、钼等金属材料或者是铟锡氧化物(ITO)等透明导电材料，内部为光阻材料或是塑胶材料。此外，第二导电支撑物122b例如是配置于框胶132内，并能够以球状或是间隙物的形式配置于第一基板106与第二基板108之间，而保持两基板之间之间距。第二导电支撑物122b也可以是整体都是由导电材料所构成。
请参照图2A及图2B，由于第一焊盘126与第二焊盘128例如是连接至不同的电位，因此与第一焊盘126电性连接的屏蔽导电层114的电位会不同于第二焊盘128电性连接的电极层118。也就是说，当第一焊盘126电性连接至第一电位且第二焊盘128电性连接至第二电位时，屏蔽导电层114即是电性连接至第一电位，而电极层118即是电性连接至第二电位。在一实施例中，第二电位为共通电极的共用电位，而第一电位可以是共用电位的反相电位，亦即第一电位与第二电位例如是具有相同的数值但具有相反的极性。在其他实施例中，第一电位也可为接地电位或0伏特(V)电位。
此外，触摸显示面板100的周边区104还可以电性连接至线路层134及电路板136。线路层134例如是可挠性印刷线路(flexible printed circuit，FPC)，其连接于触摸显示面板100的周边区104与外部的电路板136之间，以使外部的电路板136的电信号可通过线路层134传输至触摸显示面板100，或者使触摸感应元件112所感应到电容改变的电信号通过线路层134传输至外部的电路板136。具体而言，线路层134位于触摸显示面板100侧的其中两个接脚例如是分别透过导线127、129而与第一基板106上的第一焊盘126及第二焊盘128电性连接，且线路层134位于电路板136侧的相对应接脚则电性连接至电路板136上不同的端点。如此一来，透过线路层134、电路板136以及导线127、129即可提供第一电位至第一焊盘126及屏蔽导电层114，并提供第二电位至第二焊盘128及电极层118，而使屏蔽导电层114与电极层118具有不同电位，可有助于使屏蔽导电层114产生屏蔽效应以降低寄生电容对触摸信号的干扰。
在上述实施例中是以全面地覆盖第二基板108的屏蔽导电层114为例来进行说明，然本发明并不限于此。本发明的触摸显示面板的屏蔽导电层尚具有其他实施型态，以下将一一说明。图3是依照本发明的第二实施例的一种触摸显示面板的局部立体分解示意图。图4是依照本发明的第三实施例的一种触摸显示面板的局部立体分解示意图。须注意的是，在图3及图4中，与图2A及图2B相同的构件则使用相同的标号并省略其说明。为方便说明，在图3及图4中主要是绘示位于显示区内的屏蔽导电层结构的变化，然其并非用以限定本发明的范围。至于触摸显示面板中的其他构件，所属技术领域中具有通常知识者当可依前述实施例知其变化及应用，故于此不再赘述。
请参照图3及图4，组成图3及图4所示的触摸显示面板的主要构件与组成图2A、图2B所示的触摸显示面板的主要构件大致相同，然而两者之间的差异主要是在于屏蔽导电层114、314、414的结构及相对配置关系。
在第二实施例中，如图3所示，触摸显示面板中的屏蔽导电层314例如是图案化透明导电层。屏蔽导电层314具有多个开口314a，且每一开口314a例如是对应第一基板106上的其中一个像素结构124。具体而言，屏蔽导电层314是使透明导电材料经由图案化制程而设计成具有开口314a的型式，以暴露出对应彩色滤光阵列116a的第二基板108的部分内表面108a，因此自彩色滤光阵列116a射出的光线可以直接通过屏蔽导电层314的开口314a。在利用屏蔽导电层314产生的屏蔽效应防止电极层118所产生的干扰信号影响触摸信号的同时，还可以避免穿透光通过屏蔽导电层314，而能够有效提高穿透率并改善色偏，进而确保触摸显示面板获得更佳的显示品质。通过具有开口314a的屏蔽导电层314的设计可以使穿透率提高约3％至6％，并减少屏蔽导电层314所造成的色偏，可以使色偏的情形降低至约千分之五。
在第三实施例中，如图4所示，触摸显示面板中的屏蔽导电层414例如是图案化遮光层。屏蔽导电层414具有多个开口414a，且每一开口414a例如是对应第一基板106上的其中一个像素结构124。具体而言，屏蔽导电层414可以采用同时具有导电及遮光效果的材质，其例如是金属，比如是铝、铜、金、银、钛、钼、钨等。如此一来，不但可以利用屏蔽导电层414的屏蔽效应来降低干扰的外，自彩色滤光阵列116a射出的光线还可以直接通过屏蔽导电层414的开口414a，而有助于提高穿透率并改善色偏，使触摸显示面板获得更佳的显示品质。此外，由于屏蔽导电层414本身就具有遮光的效果，因此绝缘层还可以省略黑色树脂的配置。换言的，在此实施例中，可以利用具遮光效果的屏蔽导电层414定义出对应像素结构124的多个次像素区，而能够简化制程步骤并降低制造成本。
综上所述，本发明的触摸显示面板通过在第二基板的内表面设置屏蔽导电层，并利用位于周边区的第一导电结构与第二导电结构使屏蔽导电层与电极层分别电性连接至不同的电位。如此一来，屏蔽导电层能够产生屏蔽效应，而使电极层与触摸感应元件产生寄生电容被抑制在屏蔽导电层内，以防止干扰触摸感应元件所感应到的触摸信号。
而且，上述的屏蔽导电层可以整合于现有的触摸显示面板制程中，并可应用在多种形式的触摸显示面板，因此本发明通过简单手段即能够有效降低干扰触摸信号的干扰。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
Claims (15)
1.一种触摸显示面板，其具有一显示区以及一周边区，该触摸显示面板包括：
一第一基板，其具有多个像素结构，位于该显示区内，该第一基板具有一第一焊盘与一第二焊盘，且该第一焊盘与该第二焊盘均位于该第一基板的该周边区，该第一焊盘电性连接至一第一电位，该第二焊盘电性连接至一第二电位；
一第二基板，位于该第一基板的对面，且该第二基板具有一内表面以及一外表面；
一显示介质层，位于该第一基板与该第二基板之间；
一触摸感应元件，位于该第二基板的该外表面上；
一屏蔽导电层，位于该第二基板的该内表面；
一绝缘层，位于该屏蔽导电层上，面向该第一基板；
一电极层，位于该绝缘层上，面向该第一基板；
一第一导电结构，位于该周边区并且使该屏蔽导电层电性连接至该第一焊盘；以及
一第二导电结构，位于该周边区并且使该电极层电性连接至该第二焊盘；
其中该第一导电结构包括：一第一导电图案，位于该第二基板上并且与该屏蔽导电层电性接触；以及一第一导电支撑物，位于该第一基板与该第二基板之间，并且与该第一导电图案电性连接，其中该第一焊盘与该第一导电支撑物电性连接；
其中该第二导电结构包括：一第二导电图案，位于该第二基板上并且与该电极层电性接触；以及一第二导电支撑物，位于该第一基板与该第二基板之间，并且与该第二导电图案电性连接，其中该第二焊盘与该第二导电支撑物电性连接。
2.如权利要求1所述的触摸显示面板，其特征在于该第二电位为一共用电位。
3.如权利要求2所述的触摸显示面板，其特征在于该第一电位为该共用电位的一反相电位。
4.如权利要求1所述的触摸显示面板，其特征在于该第一电位为一接地电位。
5.如权利要求1所述的触摸显示面板，其特征在于该第一电位为一0伏特电位。
6.如权利要求1所述的触摸显示面板，其特征在于该屏蔽导电层以及该电极层分别包括一透明导电材料。
7.如权利要求1所述的触摸显示面板，其特征在于该屏蔽导电层全面地覆盖该第二基板。
8.如权利要求1所述的触摸显示面板，其特征在于该屏蔽导电层为一图案化透明导电层。
9.如权利要求8所述的触摸显示面板，其特征在于该图案化透明导电层具有多个开口，且每一开口对应该第一基板上的其中一个像素结构。
10.如权利要求1所述的触摸显示面板，其特征在于该屏蔽导电层为一图案化遮光层。
11.如权利要求10所述的触摸显示面板，其特征在于该图案化遮光层具有多个开口，且每一开口对应该第一基板上的其中一个像素结构。
12.如权利要求1所述的触摸显示面板，其特征在于该绝缘层为一彩色滤光阵列、一平坦层、一黑色树脂或是其组合。
13.如权利要求1所述的触摸显示面板，其特征在于该触摸感应元件是直接设置在该第二基板的该外表面上。
14.如权利要求1所述的触摸显示面板，其特征在于进一步包括一辅助基板，位于该第二基板的该外表面上，且该触摸感应元件是设置在该辅助基板上。
15.如权利要求1所述的触摸显示面板，其特征在于该触摸感应元件为一电容耦合触摸电极层。
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