JP2015162245A - マトリックススイッチングタイプのタッチパネル - Google Patents

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Abstract

【課題】マトリックススイッチングタイプのタッチパネルを提供する。【解決手段】本発明に係るマトリックススイッチングタイプのタッチパネルは、基板上の可視領域にドットマトリックス形態で配置されるタッチパッドと、タッチパッドの間に配置されてタッチパッドとタッチ駆動回路とをそれぞれ連結する信号ラインを含むマトリックススイッチングタイプのタッチパネルにおいて、透明電極材質からなって基板上の可視領域内に配列される単位電極、各タッチパッドに対応する領域に設定されるタッチパッド領域、各信号ラインに対応する領域に設定される信号ライン領域及びタッチパッド領域と信号ライン領域とにそれぞれ配置される複数の単位電極を電気的に連結してタッチパッドと信号ラインとを構成する透明電極材質のブリッジを含み、単位電極は、信号ラインと並んだ第1軸に対してジグザグ形態に配列されて形成されてなることを特徴とする。【選択図】 図4

Description

本発明は、マトリックススイッチングタイプのタッチパネルに関し、より詳しくは、透明電極が存在する領域と透明電極が存在しない領域の境界が視認されることを防止するとともに、タッチパネルの透明電極によってモアレ現象が発生することを防止することができるマトリックススイッチングタイプのタッチパネルに関するものである。
一般に、マトリックススイッチングタイプのタッチパネルは、基板上の可視領域にドットマトリックス形態で相互に離隔配置されるタッチパッドと、前記タッチパッドの間の離隔空間に配置され、タッチパッドと非可視領域のタッチ駆動回路をそれぞれ連結する信号ラインを含んで構成される。
従来のマトリックススイッチングタイプのタッチパネルは、図1に示すように、透明電極がパターニングされ、タッチパッド20及び信号ライン30を形成することにより、基板10の可視領域(A1)上には、透明電極が存在する領域と透明電極が存在しない領域に区分される。
ところが、透明電極が存在する領域と透明電極が存在しない領域は、透過率の差異、反射率の差異、色相差などによって、パターニング跡、すなわち透明電極が存在する領域が視覚的に現れる問題がある。
最近、このようなタッチスクリーンパネルにおいて、透明電極が存在する領域と存在しない領域との間の視覚的差異を改善するために、透明電極と透明電極が存在しない基板部位を覆うコーティング層を備えるようにしている。
しかし、コーティング層を追加することは、費用及び工程増加の原因となるだけでなく、コーティング層を追加してもマトリックススイッチングタイプのタッチパネルは、複数の信号ライン30が基板10の可視領域(A1)内で並んだ直線形態に配置されているため、簡単に視認される問題がある。
また、タッチパッド20とタッチ駆動回路40とをそれぞれ連結する信号ライン30は、タッチ駆動回路40とタッチパッド20との距離が遠い場合、すなわち信号ライン30の配線の長さが長くなるほど抵抗と寄生容量が増加する。したがって、信号ライン30は、図2に示すように、配線の長さが長くなるほど幅が増加する形態でデザインされる。しかし、このような場合には、一部領域で信号ライン30の境界が異なる領域に比べて稠密に配置され、簡単に視認される構造的な問題点がある。
また、タッチパッドの信号電極のラインと液晶パネルの画素電極のラインとの方向が一致する場合、図3に示すように、平行した2つの一定の間隔を有するパターンが重なることにより、光学的欠陥が発生する。すなわち、所定の間隔(D)を有する線模様が表示されるモアレ(moire)現象により、画面品位が低下する問題点がある。
したがって、本発明の目的は、このような従来の問題点を解決するためのものであって、透明電極が存在する領域と透明電極が存在しない領域との境界が視認されることを防止するとともに、タッチパネルの透明電極によってモアレ現象が発生することを防止することができるマトリックススイッチングタイプのタッチパネルを提供することにある。
また、単位電極間の上下、左右方向の境界が視認されることを防止することができるマトリックススイッチングタイプのタッチパネルを提供することにある。
前記目的は、本発明に係るマトリックススイッチングタイプのタッチパネルによって達成される。
本発明の一実施形態に係るマトリックススイッチングタイプのタッチパネルは、基板上の可視領域にドットマトリックス形態で相互に離隔配置されるタッチパッドと、前記タッチパッドの間の離隔空間に配置されてタッチパッドと非可視領域のタッチ駆動回路とをそれぞれ連結する信号ラインを含むマトリックススイッチングタイプのタッチパネルにおいて、透明電極材質からなって基板上の可視領域内に配列される単位電極と、各タッチパッドに対応する領域に設定されるタッチパッド領域と、各信号ラインに対応する領域に設定される信号ライン領域、および前記タッチパッド領域と信号ライン領域とにそれぞれ配置される複数の単位電極を電気的に連結して、タッチパッドと信号ラインとを構成する透明電極材質のブリッジを含み、前記単位電極は、信号ラインと並んだ第1軸に対してジグザグ形態に配列されてなる。
ここで、前記単位電極は、第1軸に対して第1方向に傾斜配置される第1直線区間と、第1軸を基準に第1直線区間と対称となる第2方向に傾斜配置される第2直線区間が交互に繰り返されるように配列されることが好ましい。
また、前記第1方向と第2方向は、第1軸に対して両側に10度〜20度の範囲で設定されることが好ましい。
また、前記ブリッジは、単位電極と同一のレイヤー上に形成されることを特徴とすることが好ましい。
また、前記単位電極は、少なくとも両側面に複数の突起が形成され、前記複数の突起は、隣接する単位電極の突起と互いに食い違うように配置されることを特徴とすることが好ましい。
また、前記信号ラインと交差する方向に単位電極を連結するブリッジは、隣接する一対の単位電極に設けられる複数の突起のうち、少なくともいずれか一つの突起から延長形成されることが好ましい。
また、前記ブリッジは、信号ラインと交差する方向に対して隣接するブリッジと互いに食い違うように配置されることが好ましい。
また、前記単位電極の端部は、信号ラインと交差する方向に対して隣接する単位電極の端部と互いに食い違うように配置されることが好ましい。
また、前記信号ラインは、タッチパネルとタッチ駆動回路との間の配線長さに応じて抵抗を減少させることができるように一列に連結された少なくとも2つ以上の単位信号ラインが電気的に連結されることが好ましい。
また、前記2つ以上の単位信号ラインは、非可視領域内で信号ラインとタッチ駆動回路とをそれぞれ連結する連結ラインが互いに連結されることが好ましい。
また、前記2つ以上の単位信号ラインは、可視領域内で複数のブリッジによって、電気的に連結されることが好ましい。
本発明によれば、透明電極が存在する領域と透明電極が存在しない領域との境界が視認されることを防止するとともに、タッチパネルの透明電極によってモアレ現象が発生することを防止することができるマトリックススイッチングタイプのタッチパネルが提供される。
また、単位電極間の上下、左右方向の境界が視認されることを防止することができるマトリックススイッチングタイプのタッチパネルが提供される。
図1は、従来のマトリックススイッチングタイプのタッチパネルの平面構成図である。 図2は、図1の「A」部分の拡大図である。 図3は、モアレ現象を示す図である。 図4は、本発明の一実施形態に係るマトリックススイッチングタイプのタッチパネルの平面構成図である。 図5は、図4の主要部分の拡大図である。 図6は、本発明の一実施形態に係るマトリックススイッチングタイプのタッチパネルの形成過程を示す図である。 図7は、本発明の一実施形態に係るマトリックススイッチングタイプのタッチパネルの形成過程を示す図である。 図8は、本発明の一実施形態に係るマトリックススイッチングタイプのタッチパネルの形成過程を示す図である。 図9は、本発明の他の実施形態に係るマトリックススイッチングタイプのタッチパネルの信号ラインの部分拡大図である。 図10は、本発明のマトリックススイッチングタイプのタッチパネルに係る単位電極の変形例である。
説明に先立ち、様々な実施形態において、同一の構成を有する構成要素については、同一の符号を使用して代表的に第1実施形態で説明し、その他の実施形態においては、第1実施形態と異なる構成について説明することにする。
以下、添付した図面を参照して本発明の第1実施形態に係るマトリックススイッチングタイプのタッチパネルについて詳細に説明する。
添付図面のうち、図4は、本発明の第1実施形態に係るマトリックススイッチングタイプのタッチパネルの平面構成図であり、図5は、図4の主要部分の拡大図である。
前記図面に示すような本発明は、基板100上の可視領域(A1)にドットマトリックス形態で相互に離隔配置されるタッチパッド120と、前記タッチパッド120の間の離隔空間に配置されてタッチパッド120と非可視領域(A2)のタッチ駆動回路150とをそれぞれ連結する信号ライン130を含むマトリックススイッチングタイプのタッチパネルに関するものである。
このような本発明の第1実施形態に係るマトリックススイッチングタイプのタッチパネルは、透明電極材質からなって基板上の可視領域(A1)内に配列される単位電極110と、可視領域(A1)のうち、タッチパッド120に対応する領域にそれぞれ設定されるタッチパッド領域(TA)と、信号ライン130に対応する領域にそれぞれ設定される信号ライン領域(SA)及び、前記タッチパッド領域(TA)と信号ライン領域(SA)にそれぞれ配置される複数の単位電極110を電気的に連結して、タッチパッド120と信号ライン130とを構成する透明電極材質のブリッジ140を含んで構成される。
前記単位電極110は、長方形の透明電極材質からなって、信号ラインと並んだ第1軸(図5でY軸で表示)に対してジグザグ形態に配列される。
すなわち、前記単位電極110は、第1軸(Y)に対して第1方向に傾斜配置される第1直線区間と、第1軸(Y)を基準に第1直線区間と対称となる第2方向に傾斜配置される第2直線区間が交互に繰り返されるように配列され、前記第1方向と第2方向は、第1軸(Y)に対して両側に10度〜20度の範囲で設定される。ここで、傾斜角度が0〜9度で設定される場合には、モアレ模様の間隔が人の目で確認することができる150μm以上になってモアレ模様が視認される。また、20度を超過する場合には、ジグザグ形態に配列される単位電極110と可視領域(A1)の縁との間にタッチ不可能の領域が大きくなるようになる。ここで。タッチ不可能の領域とは、単位電極がタッチパッド領域(TA)及び信号ライン領域(SA)に含まれることができず、タッチをしてもタッチとして認識できない領域を意味する。
単位電極110の両側面には、複数の突起112が離隔配置される。また、連結ライン132と直交する第2軸(図5でX軸で表示)方向に隣接する一対の単位電極110の互いに向かい合う面に形成された突起112は、向い側の突起112と互いに食い違うように配置され、長方形の単位電極110の外側面のうち、短辺からなる端部は、信号ライン130と交差する第2軸(X)方向に対して隣接する単位電極110の端部と互いに食い違うように配置される。
前記ブリッジ140は、単位電極110と同一の透明電極材質からなり、単位電極110の形成過程でともに形成されて、単位電極110と同一のレイヤー上に配置される。このようなブリッジ140は、隣接する一対の単位電極110に設けられる複数の突起112のうち、少なくともいずれか一つの突起112から延長され、第2軸(X)方向に隣接する単位電極110と電気的に連結される。また、前記ブリッジ140は、第2軸(X)方向に対して隣接するブリッジ140と互いに食い違うように配置されている。
前記のように構成される本発明のマトリックススイッチングタイプのタッチパネルの第1実施形態によれば、単位電極110は、第1軸(Y)に対して傾斜配置され、タッチパネルと積層構成される拡散フィルムまたはTFTアレイパネルのパターンと所定角度食い違うようになるため、モアレ現象を防止することができる。
また、単位電極110は、第1方向に傾斜配置される第1直線区間と、第1軸(Y)を基準に第1直線区間と対称となる第2方向に傾斜配置される第2直線区間が交互に繰り返され、第1軸(Y)に沿ってジグザグ形態に配列されるため、可視領域(A1)の縁に発生し得るタッチ不可能領域を最小化することができる。
また、基板の可視領域(A1)に同一の形状を有する単位電極110を縦横方向に配列し、単位電極110の短辺が隣接する単位電極110の短辺と信号ライン130と交差する第2軸(X)方向に対して互いに食い違うようにする。
このような配置構造によれば、単位電極110が存在する領域と単位電極110が存在しない領域との間の透過率の差異、反射率の差異、色相差などによって、パターニング跡、すなわち前記透明電極が存在する領域が存在しない領域と視覚的に区分されることを防止することができる。
また、このような長方形の単位電極110は、信号ライン130と並んだ第1軸(Y)方向に対して単位電極110の長辺に対応する側面部に複数の突起112が形成されているので、単位電極110の側面部境界ラインが視認されることを防止することができる。
また、単位電極110の間の左、右側離隔空間は、離隔空間を介して第2軸(X)方向に隣接する両側の単位電極110の突起112が互いに食い違うように配置されているので、左、右に配置される単位電極110の間の離隔空間が視認されることを防止することができる。
さらに、第1軸(Y)方向に離隔される単位電極110の間の上、下側端部は、第2軸(X)方向に隣接する単位電極110の端部と互いに食い違うように配置されているので、上、下に配置される単位電極110の間の離隔空間が視認されることを防止することができる。
すなわち、前記のような単位電極110の配置構造によれば、単位電極110が形成された部分と形成されていない部分が視覚的に区分されることが防止され、単位電極110の間の離隔空間が第2軸(X)、第1軸(Y)方向に直線に配置されることが防止されるため、可視領域(A1)内で単位電極110はもちろん、単位電極110の間の離隔空間が視認されることを防止することができる。
一方、前記のような本発明の第1実施形態に係る単位電極110の配置構造からタッチパッド120と信号ライン130を形成する過程を図面を参照してみると、以下の通りである。
添付図面のうち、図6〜図8は、本発明のマトリックススイッチングタイプのタッチパネルの形成過程を示す図である。
本実施形態に係るマトリックススイッチングタイプのタッチパネルは、図1に示すように、タッチパッド120がドットマトリックス形態で相互に離隔配置され、各タッチパッド120と非可視領域(A2)に配置されているタッチ駆動回路150を連結する複数の信号ライン130がタッチパッド120の間の離隔空間内に配置されている。
すなわち、図6に示すように、可視領域(A1)内に複数の単位電極110は、第1軸(Y)に対して第1方向に傾斜配置される第1直線区間と、第1軸(Y)を基準に第1直線区間と対称となる第2方向に傾斜配置される第2直線区間が交互に繰り返され、第1軸(Y)に沿ってジグザグ形態に配列される。
また、前記のような単位電極110を基盤にして、タッチパッド120と信号ライン130とを形成するために、図7に示すように、マトリックススイッチングタイプのタッチパネルの各タッチパッド120に対応する領域をタッチパッド領域(TA)と設定し、各信号ライン130に対応する領域を信号ライン領域(SA)と設定する。
具体的に、タッチパッド領域(TA)は、タッチパッドに対応する複数の単位電極110を含む縁で設定される。このとき、複数の単位電極110の端部は、第2軸(X)方向に隣接する単位電極の端部と互いに食い違うように配置されているので、第1軸(Y)方向に配列された上、下側のタッチパッド領域(TA)の間の境界は不規則なライン形態で設定される。
また、信号ライン領域(SA)は、各タッチパッド領域(TA)と非可視領域(A2)に配置されるタッチ駆動回路150とを連結するように左右のタッチパッド領域(TA)の間の離隔空間内に互いに第1軸(Y)方向に配置されるものであって、それぞれのタッチパッド領域(TA)の位置に対応して互いに異なる長さで形成され、上端部は、該当タッチパッド領域(TA)と接するように設定される。
上記のように、タッチパッド領域(TA)と信号ライン領域(SA)が設定された後には、透明電極材質からなるブリッジ140を単位電極110の間に配置して、タッチパッド領域(TA)と信号ライン領域(SA)内に配置される単位電極110を互いに電気的に連結する。
すなわち、図8及び図5に示すように、第2軸(X)方向に配列された単位電極110を連結するにおいては、単位電極110の長辺に形成された突起112と第2軸(X)方向に隣接する単位電極110との間に透明電極材質のブリッジ140を配置して、左右の単位電極110を電気的に連結する。
この際、第2軸(X)方向に配列される複数のブリッジ140は、隣接するブリッジ140と互いに食い違うように配置することにより、一列に配置されるブリッジ140によって、視認性が増加することを防止する。
また、第1軸(Y)方向に沿ってジグザグ形態に配列された複数の単位電極110を連結するにおいては、単位電極110の短辺と隣接する単位電極110の短辺との間に透明電極材質のブリッジ140を配置して、上下の単位電極110を電気的に連結する。
上記のように、タッチパッド領域(TA)と信号ライン領域(SA)内に配置される単位電極110をそれぞれブリッジ140で連結して、タッチパッド120と信号ライン130とを構成する。
また、タッチパッド120とこれに対応する信号ライン130の上端部をそれぞれブリッジ140で連結し、ブリッジ140と同一の材質からなって、非可視領域(A2)に配置される連結ライン132で信号ライン130の下端部をタッチ駆動回路150と連結する。
一方、本実施形態においては、発明の理解を容易にするために単位電極110と区分されるブリッジ140を用いて、複数の単位電極110を電気的に連結し、連結ライン132を用いて、信号ライン130とタッチ駆動回路150とを電気的に連結するものとして説明したが、ブリッジ140と連結ライン132は、単位電極110をパターニングする過程で単位電極110とともに一体で形成することが好ましい。
また、本実施形態においては、タッチパッド120と信号ライン130とを同一のレイヤーに配置し、タッチパッド120と信号ライン130とをブリッジ140で連結し、シングルレイヤータイプのタッチパネルを構成するものとして例を挙げて説明したが、タッチパッド120と信号ライン130を上部レイヤーと下部レイヤーに配置した後、ブリッジ140で連結してダブルレイヤータイプのタッチパネルで構成することも可能である。
添付図面のうち、図9は、本発明の第2実施形態に係るマトリックススイッチングタイプのタッチパネルの信号ライン130の部分拡大図である。
本発明の第2実施形態と第1実施形態は、信号ライン130’を除いた残りの領域の構成が同一であるため、残りの領域についての詳細な説明は、第1実施形態についての説明で代えることとし、以下では、第1実施形態と区分される第2実施形態の信号ライン130’について詳細に説明することにする。
本発明の第2実施形態に係るマトリックススイッチングタイプのタッチパネルの信号ライン130’は、タッチパッド120とタッチ駆動回路150との間の距離に応じて抵抗を減少させることができるように、第2軸(X)方向に配置された複数の単位信号ライン131のうち、2つ以上の単位信号ライン131を電気的に連結して構成されることができる。
ここで、単位信号ライン131は、第1軸(Y)方向に配置される複数の単位電極110がブリッジ140によって連結して、一つのライン形態に形成されたことを意味する。
より詳細に説明すると、図4に示した第1実施形態においては、タッチパッド120とタッチ駆動回路150との間の距離に関係なく、すべての信号ライン130は、一つの単位信号ライン131を含んでなり、一つの単位信号ライン131と連結された一つの連結ライン132を介して、タッチ駆動回路150と電気的に接続されている。
これに対し、図9に示された第2実施形態においては、タッチ駆動回路150と近い1番目、2番目および3番目のタッチパッド120は、第1実施形態と同様に1つの単位信号ライン131と1つの連結ライン132を介して、タッチ駆動回路150に連結されているが、タッチ駆動回路との距離がより遠い4番目のタッチパッドは、2つの単位信号ライン131と2つの連結ライン132を介して、タッチ駆動回路と接続され、5番目のタッチパッドは、3つの単位信号ライン131と3つの連結ライン132を介して、タッチ駆動回路と接続されている。
すなわち、図9に示すように、一列に配置された複数の単位信号ライン131は、非可視領域(A2)内で単位信号ライン131とタッチ駆動回路150とをそれぞれ連結する連結ライン132が互い電気的に連結して、信号ライン130’の面積を増加させることにより、信号ライン130’の配線の長さが長くなっても抵抗及び寄生容量が増加することを防止することができる。
特に、前記のような信号ライン130’は、複数の単位信号ライン131を非可視領域(A2)で電気的に連結するものであるから、信号ライン130’の面積を増加させても単位信号ライン131の幅の増加や間隔の変化が現れないので、信号ライン130’が視覚的に現れることを防止することができる。
一方、本実施形態においては、2つ以上の単位信号ライン131が非可視領域(A2)で電気的に連結するものとして説明したが、2つ以上の単位信号ライン131が可視領域(A1)内で複数のブリッジ140によって、電気的に連結するように構成することも可能である。この際、前記2つ以上の単位信号ライン131を連結する複数のブリッジ140は、先立って説明したように、隣接するブリッジ140と第2軸(X)方向に対して互いに食い違うように配置することが好ましいものである。
添付図面のうち、図10は、本発明マトリックススイッチングタイプのタッチパネルに係る単位電極110の変形例を示したものである。
本発明に係る単位電極110の変形例によれば、単位電極110の両側に形成される突起112を図10の(a)に示すように三角形に構成することも可能であり、または図10の(b)に示すように半円形に構成することも可能である。
もちろん、このような三角形または半円形の突起112も第1実施形態と同様に、隣接する単位電極110の突起112と信号ライン130と交差する方向に対して互いに食い違うように配置しなければならないものである。
本発明の権利範囲は、前述した実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲内で様々な形態の実施形態で具現することができる。特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱することなく、当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば誰でも変形可能な多様な範囲まで本発明の請求範囲の記載の範囲内にあるものとみなす。
110:単位電極
112:突起
120:タッチパッド
130:信号ライン
131:単位信号ライン
132:連結ライン
140:ブリッジ
150:タッチ駆動回路
TA:タッチパッド領域
SA:信号ライン領域
A1:可視領域
A2:非可視領域

Claims (11)

  1. 基板上の可視領域にドットマトリックス形態で相互に離隔配置されるタッチパッドと、前記タッチパッドの間の離隔空間に配置されてタッチパッドと非可視領域のタッチ駆動回路とをそれぞれ連結する信号ラインを含むマトリックススイッチングタイプのタッチパネルにおいて、
    透明電極材質からなって基板上の可視領域内に配列される単位電極と、
    各タッチパッドに対応する領域に設定されるタッチパッド領域と、
    各信号ラインに対応する領域に設定される信号ライン領域、および、
    前記タッチパッド領域と信号ライン領域とにそれぞれ配置される複数の単位電極を電気的に連結して、タッチパッドと信号ラインとを構成する透明電極材質のブリッジを含み、
    前記単位電極は、信号ラインと並んだ第1軸に対してジグザグ形態に配列されてなるマトリックススイッチングタイプのタッチパネル。
  2. 前記単位電極は、第1軸に対して第1方向に傾斜配置される第1直線区間と、第1軸を基準に第1直線区間と対称となる第2方向に傾斜配置される第2直線区間が交互に繰り返されるように配列される請求項1に記載のマトリックススイッチングタイプのタッチパネル。
  3. 前記第1方向と第2方向は、第1軸に対して両側に10度〜20度の範囲で設定される請求項2に記載のマトリックススイッチングタイプのタッチパネル。
  4. 前記ブリッジは、単位電極と同一のレイヤー上に形成される請求項1に記載のマトリックススイッチングタイプのタッチパネル。
  5. 前記単位電極は、少なくとも両側面に複数の突起が形成され、
    前記複数の突起は、隣接する単位電極の突起と互いに食い違うように配置される請求項4に記載のマトリックススイッチングタイプのタッチパネル。
  6. 前記信号ラインと交差する方向に単位電極を連結するブリッジは、隣接する一対の単位電極に設けられる複数の突起のうち、少なくともいずれか一つの突起から延長形成される請求項5に記載のマトリックススイッチングタイプのタッチパネル。
  7. 前記ブリッジは、信号ラインと交差する方向に対して隣接するブリッジと互いに食い違うように配置される請求項6に記載のマトリックススイッチングタイプのタッチパネル。
  8. 前記単位電極の端部は、信号ラインと交差する方向に対して隣接する単位電極の端部と互いに食い違うように配置される請求項1に記載のマトリックススイッチングタイプのタッチパネル。
  9. 前記信号ラインは、タッチパネルとタッチ駆動回路との間の配線長さに応じて抵抗を減少させることができるように一列に連結された少なくとも2つ以上の単位信号ラインが電気的に連結される請求項1に記載のマトリックススイッチングタイプのタッチパネル。
  10. 前記2つ以上の単位信号ラインは、非可視領域内で信号ラインとタッチ駆動回路とをそれぞれ連結する連結ラインが互いに連結される請求項9に記載のマトリックススイッチングタイプのタッチパネル。
  11. 前記2つ以上の単位信号ラインは、可視領域内で複数のブリッジによって、電気的に連結される請求項9に記載のマトリックススイッチングタイプのタッチパネル。
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