TW201835737A - 可折疊式觸控顯示裝置及其觸控裝置 - Google Patents
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Abstract
一種可折疊式觸控裝置包含一透光蓋板以及一觸碰感應層。透光蓋板的彈性模量係介於3兆帕(MPa)與10兆帕之間。觸碰感應層被透光蓋板所覆蓋,其中觸碰感應層係可折疊的。
Description
本發明係關於一種觸控裝置,且特別係關於一種可折疊式觸控裝置及具有此觸控裝置之可折疊式觸控顯示裝置。
隨著科技的進步,舉凡智慧型手機、筆記型電腦及平板電腦等可攜式電子產品,均廣泛地採用觸控裝置來做為使用者的操作介面。隨著顯示科技的發展,目前已有可折疊式顯示模組被開發出來。由於目前的觸控裝置的折彎半徑大,耐折彎能力差,且折彎多次之後會出現折痕,影響其正常的使用,故現在觸控裝置難以應用於可折疊式顯示模組上。
本發明之實施方式所揭露的可折疊式觸控裝置利用一種折彎半徑小且耐折彎能力佳的透光蓋板,以覆蓋可折疊的觸碰感應層,藉此助於將可折疊式觸控裝置應用於可折疊式顯示模組上。
於本發明之一些實施方式中,一種可折疊式觸控裝置包含一透光蓋板以及一觸碰感應層。透光蓋板的彈性模量係介於3兆帕(MPa)與10兆帕之間。觸碰感應層被透光蓋板所覆蓋,其中觸碰感應層係可折疊的。
於本發明之一些實施方式中,透光蓋板的拉伸率大於85%。
於本發明之一些實施方式中,透光蓋板的抗拉強度大於85千克力/平方米(kgf/m2)。
於本發明之一些實施方式中,透光蓋板之壓縮變形率小於9%。
於本發明之一些實施方式中,透光蓋板的拉伸率大於85%,透光蓋板的抗拉強度大於85千克力/平方米(kgf/m2),且透光蓋板之壓縮變形率小於9%。
於本發明之一些實施方式中,透光蓋板係由矽橡膠所構成。
於本發明之一些實施方式中,透光蓋板包含相對的一內表面及一外表面,觸碰感應層係位於透光蓋板之該內表面,其中可折疊觸控裝置更包含一功能層。功能層位於透光蓋板之外表面。功能層具有遠離透光蓋板之一外表面,功能層之外表面的粗糙度低於透光蓋板之外表面的粗糙度。
於本發明之一些實施方式中,平坦層包含一含氟烴類材料。
於本發明之一些實施方式中,透光蓋板之外表面包含矽橡膠。
於本發明之一些實施方式中,可折疊式觸控裝置更包含一含氟烴類材料層。透光蓋板係被含氟烴類材料層所覆蓋,且透光蓋板具有一鄰近含氟烴類材料層之表面,此鄰近含氟烴類材料層之表面係由矽橡膠所構成。
於本發明之一些實施方式中,透光蓋板包含一矽橡膠表面。觸碰感應層係至少部分地附著於矽橡膠內表面之一顯示區。
於本發明之一些實施方式中,可折疊式觸控裝置更包含一遮光層。此遮光層附著於矽橡膠內表面之一非顯示區。此非顯示區係未被觸碰感應層附著的。
於本發明之一些實施方式中,一種可折疊式觸控裝置包含一矽橡膠物以及一觸碰感應層。觸碰感應層被矽橡膠物所覆蓋。觸碰感應層係可折疊的。
於本發明之一些實施方式中,觸碰感應層包含金屬網格、奈米銀線、石墨烯或碳納米管。
於本發明之一些實施方式中,矽橡膠物的厚度介於50微米與300微米之間。
於本發明之一些實施方式中,一種可折疊式觸控顯示裝置包含一如前述之可折疊式觸控裝置、一可折疊式顯示模組以及一可折疊式膠層。可折疊式膠層黏著可折疊式觸控裝置與可折疊式顯示模組。
於上述實施方式中,由於透光蓋板(或矽橡膠物)的彈性模量不大於10兆帕,故透光蓋板在承受被折彎的力量時,較容易被折彎而產生較大的彈性變形。因此,此彈 性模量可助於透光蓋板被折疊。進一步來說,此彈性模量可助於將透光蓋板折成折彎半徑小的折疊狀態。此外,此彈性模量還可助於提升透光蓋板的耐折彎能力。因此,當具有此彈性模量的透光蓋板與可折疊的觸碰感應層共同組成觸控裝置時,此觸控裝置可具有良好的可折疊特性,而助於應用於可折疊式顯示模組上。此外,由於透光蓋板的彈性模量不小於3兆帕,故透光蓋板可具有一定的硬度以維持觸控裝置的整體形狀。有就是說,介於3兆帕與10兆帕之間的彈性模量可兼具「將透光蓋板折成折彎半徑小的折疊狀態」、「提升透光蓋板的耐折彎能力」、與「使透光蓋板具有足夠的硬度以維持觸控裝置的整體形狀」等優點。
以上所述僅係用以闡述本發明所能解決的問題、解決問題的技術手段、及其產生的功效等等,本發明之具體細節將在下文的實施方式及相關圖式中詳細介紹。
100‧‧‧透光蓋板
110‧‧‧內表面
120‧‧‧外表面
200‧‧‧觸碰感應層
210‧‧‧電極區
220‧‧‧走線區
300‧‧‧遮光層
400‧‧‧第一光學膠層
500‧‧‧可折疊式顯示模組
600‧‧‧功能層
620‧‧‧外表面
700‧‧‧第二光學膠層
810‧‧‧第一觸碰感應層
820‧‧‧第二觸碰感應層
900‧‧‧透光板材
910‧‧‧第一表面
920‧‧‧第二表面
A1、A2‧‧‧箭頭
為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施方式能更明顯易懂,所附圖式之說明如下:第1圖繪示依據本發明一實施方式之可折疊式觸控顯示裝置的剖面示意圖;第2圖繪示第1圖所示之可折疊式觸控顯示裝置的折疊狀態示意圖;第3圖繪示依據本發明另一實施方式之可折疊式觸控顯示裝置的剖面示意圖;以及 第4圖繪示依據本發明另一實施方式之可折疊式觸控顯示裝置的剖面示意圖。
以下將以圖式揭露本發明之複數實施方式,為明確說明起見,許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而,熟悉本領域之技術人員應當瞭解到,在本發明部分實施方式中,這些實務上的細節並非必要的,因此不應用以限制本發明。此外,為簡化圖式起見,一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。另外,為了便於讀者觀看,圖式中各元件的尺寸並非依實際比例繪示。
第1圖繪示依據本發明一實施方式之可折疊式觸控顯示裝置的剖面示意圖。如第1圖所示,可折疊式觸控顯示裝置包含透光蓋板100、觸碰感應層200、遮光層300、第一光學膠層400以及可折疊式顯示模組500,其中透光蓋板100、觸碰感應層200與遮光層300可共同稱為可折疊式觸控裝置。透光蓋板100可包含內表面110以及外表面120。內表面110與外表面120係相對的。外表面120可做為使用者的觸碰面。觸碰感應層200係至少部分地設置於內表面110之顯示區(或可視區),且遮光層300係設置於內表面110之未被觸碰感應層200所附著的非顯示區(或非可視區),以遮蔽不透光導線。觸碰感應層200與可折疊式顯示模組500係被第一光學膠層400所黏著。換句話說,第一光學膠層400係夾設於觸碰感應層200與可折疊式顯示模組 500之間,以藉由第一光學膠層400的黏著能力固定觸碰感應層200與可折疊式顯示模組500。
當透光蓋板採用玻璃等傳統蓋板之材料時,由於玻璃不具可撓曲的特性,故會使得透光蓋板無法配合下方的可折疊式顯示模組500一起折疊。當透光蓋板採用聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亞胺(Polyimide;PI)或環烯烴聚合物(Cyclo olefin polymer;COP)等可撓性材料時,雖然這樣的透光蓋板可配合下方的可折疊式顯示模組500一起折疊,但是這類可撓性材料的折彎半徑大(例如:折彎半徑大於3毫米),且耐折彎的能力差(例如:折彎次數很難達到十萬次以上)。
因此,本發明之一些實施方式利用矽橡膠(silicone rubber)來形成透光蓋板100。換句話說,透光蓋板100係由矽橡膠所構成,而亦可稱為矽橡膠物。由於矽橡膠具有螺旋形分子結構,其分子間力較小,故可具有較低的彈性模量。舉例來說,由矽橡膠所構成之透光蓋板100的彈性模量可藉由3兆帕(MPa)與10兆帕之間。在一些實施方式中,這樣的彈性模量可藉由調整矽橡膠的成分(例如:矽、碳、氫、及氧)之比例來實現。相較於PET、PI、或COP等材料所構成的透光蓋板而言,矽橡膠所構成的透光蓋板100的彈性模量不大於10兆帕,這樣的彈性模量係足夠小的。因此,當透光蓋板100在承受被折彎的力量時,較容易被折彎而產生較大的彈性變形,而可順利被折彎呈如第2圖所示的折疊狀態。此外,這樣的彈性模量還可助於提升透光蓋板100的耐折彎能 力。舉例來說,具有上述彈性模量的透光蓋板100能夠承受二十萬次的折疊,故其耐折彎能力顯然優於由PET、PI或COP等材料所構成的透光蓋板。此外,矽橡膠所構成的透光蓋板100的彈性模量不小於3兆帕,故由矽橡膠所構成的透光蓋板100可具有一定的硬度以維持觸控裝置的整體形狀。也就是說,矽橡膠的彈性模量不僅可助於將透光蓋板100折成折彎半徑小的折疊狀態並提升透光蓋板100的耐折彎能力,還可助於使透光蓋板100具有足夠的硬度以維持觸控裝置的整體形狀。
此外,上述彈性模量還可助於將透光蓋板100折成折彎半徑小的折疊狀態。舉例來說,當觸控顯示裝置折疊成與第2圖所示相反的狀態時(亦即,折疊後的透光蓋板100係位於可折疊式顯示模組500的內側),透光蓋板100的折彎半徑最小可達到1毫米。在此可瞭解到,第1圖所示之觸控顯示裝置可以沿著箭頭A1的方向折疊成第2圖所示之狀態(亦即,透光蓋板100位於可折疊式顯示模組500的外側),亦可沿著箭頭A2的方向折疊成與第2圖所示相反的狀態(亦即,透光蓋板100位於可折疊式顯示模組500的內側)。
在一些實施方式中,由矽橡膠所構成的透光蓋板100之拉伸率大於85%。這樣的拉伸率可助於防止透光蓋板100在折彎時產生折痕、裂痕、甚至斷裂。在一些實施方式中,由矽橡膠所構成的透光蓋板100之拉伸率小於95%。在一些實施方式中,這樣的彈性模量可藉由調整矽橡膠的成分(例如:矽、碳、氫、及氧)之比例來實現。
在一些實施方式中,由矽橡膠所構成的透光蓋板100之抗拉強度大於85千克力/平方米(kgf/m2)。這樣的抗拉強度可助於提升透光蓋板100所能承受的折彎應力。也就是說,這樣的抗拉強度可助於提高透光蓋板100的彈性限度(elastic limit),以助於透光蓋板100在折彎的過程中,能夠保持彈性變形,而不會產生塑性變形。此外,由於這樣的抗拉強度可利於透光蓋板100在折彎的過程中保持彈性變形的狀態,故可防止折痕的產生。在一些實施方式中,由矽橡膠所構成的透光蓋板100之抗拉強度小於120千克力/平方米。在一些實施方式中,這樣的抗拉強度可藉由調整矽橡膠的成分(例如:矽、碳、氫、及氧)之比例來實現。
在一些實施方式中,由矽橡膠所構成的透光蓋板100之壓縮永久變形率(compression set)小於9%。這樣的壓縮永久變形率可助於提升透光蓋板100的回彈能力,防止透光蓋板100因為長期或多次的反覆折疊而產生永久變形(permanent deformation)。在一些實施方式中,由矽橡膠所構成的透光蓋板100之壓縮永久變形率大於3%。在一些實施方式中,這樣的彈性模量可藉由調整矽橡膠的成分(例如:矽、碳、氫、及氧)之比例來實現。
當由矽橡膠所構成的透光蓋板100之拉伸率大於85%、抗拉強度大於85千克力/平方米、且壓縮永久變形率小於9%時,可更進一步地防止透光蓋板100在多次折彎後產生折痕。
在一些實施方式中,由矽橡膠所構成的透光蓋 板100之厚度介於50微米與300微米之間。此厚度可助於提高由矽橡膠所構成的透光蓋板100的透光率,且亦可降低此透光蓋板100的製造困難度。舉例來說,當由矽橡膠所構成的透光蓋板100具有上述厚度時,此透光蓋板100的透光率可大於94%。
採用矽橡膠形成透光蓋板100除了具有上述優點之外,還有以下優點。由於矽橡膠可以在攝氏150下長期使用而不會產生物理或化學性質的變化,因此矽橡膠可適合做為保護觸碰感應層200的蓋板。此外,矽橡膠可承受攝氏200度至攝氏350度的高溫,因此,矽橡膠可承受製作觸碰感應層200所採用的高溫製程,例如:溫度介於攝氏200度與攝氏260度之間的濺鍍、顯影、或蝕刻製程;溫度介於攝氏100度與攝氏200度之間的塗佈與雷射製程。此外,矽橡膠亦可承受製作遮光層300所採用的高溫製程,例如溫度介於攝氏150度與攝氏180度之間的印刷及烘烤製程。
在一些實施方式中,矽橡膠的黏度並不足以使得觸碰感應層200能夠穩固地附著於矽橡膠上,因此,由矽橡膠所形成之透光蓋板100的內表面110可被施以特定的處理(例如等離子電漿處理),以提升內表面110的黏度,從而助於觸碰感應層200的附著。可瞭解到,在一些實施方式中,透光蓋板100的外表面120並沒有黏著其他元件的需求,故透光蓋板100的外表面120可不被施以內表面110所經過的處理,因此,透光蓋板100的外表面120與內表面110的黏度會不同。舉例來說,透光蓋板100的內表面110可被 施以等離子電漿處理以提升黏度,而透光蓋板100的外表面120可不被施以等離子電漿處理,因此,內表面110的黏度可大於外表面120的黏度。
可瞭解到,雖然上述實施方式係以矽橡膠來形成透光蓋板100,但本發明之透光蓋板100的材料並不以矽橡膠為限。於其他實施方式中,只要透光蓋板100的彈性模量介於3兆帕(MPa)與10兆帕之間,則透光蓋板100亦可由其他材料所構成。
在一些實施方式中,當透光蓋板100係由矽橡膠所構成時,透光蓋板100的內表面110與外表面120亦可分別稱為矽橡膠內表面與矽橡膠外表面。觸碰感應層200係至少部分地設置於此矽橡膠內表面之顯示區。觸碰感應層200係可折疊的,以利與透光蓋板100及可折疊式顯示模組500一起折疊。進一步來說,觸碰感應層200可包含感應電極區210以及走線區220。走線區220圍繞電極區210或至少位於電極區210一側。電極區210係設置於透光蓋板100之內表面110的顯示區,且電極區210可包含複數感應電極於其中。走線區220係設置於透光蓋板100之內表面110的非顯示區的遮光層300上。電極區210中的感應電極係可折疊的。當然,在一些實施方式中,走線區220中的導電元件(例如導線)也係可折疊的。
可瞭解到,典型的感應電極係由氧化銦錫(Indium Tin Oxide,ITO)或氧化銦鋅(Indium Zinc Oxide,IZO)等透明金屬氧化物所構成的。然而,由此類透明金屬氧化物所構成的感應電極是不可折疊的。進一步來說,由透明金 屬氧化物所構成的感應電極經過折疊後,可能會產生裂痕或是斷裂的狀況,而失去感應電極所應有的功能。
因此,在一些實施方式中,觸碰感應層200的感應電極係由金屬網格(metal mesh)、奈米銀線(Silver Nano Wire;SNW)、石墨烯或碳奈米管等可撓性導電材料所構成,而不是由透明金屬氧化物所構成的。由於金屬網格、奈米銀線石墨烯、及碳奈米管在經折疊後不會失去其本身的導電功能,故可助於形成可折疊的感應電極,以助於形成可折疊的觸碰感應層200。
走線區220係被遮光層300所覆蓋,故當使用者從外表面120上方觀看觸控顯示裝置時,走線區220可被遮光層300所遮蔽,因此,走線區220中可不必採用透光元件,故於部份實施方式中,走線區220可包含複數金屬導線於其中,此金屬導線的材質可為銅或銀,但本發明並不以此為限。電極區210中的感應電極係電性連接走線區220中的金屬導線,而走線區220中的金屬導線係電性連接電路板(未繪示於圖中)。在一些實施方式中,走線區220可包含奈米銀、金屬網格(metal mesh)或石磨烯等導電物,此類導電物的耐折彎能力佳,故可利於走線區220的折疊。如此一來,當電極區210中的感應電極感應到觸控訊號時,此觸控訊號可藉由走線區220中的金屬導線傳遞給電路板,再藉由電路板傳遞給電路板上的處理器(未繪示於圖中)。
在一些實施方式中,遮光層300係設置於透光蓋板100的矽橡膠內表面110之非顯示區。非顯示區係未被 觸碰感應層200附著的。遮光層300可為深色遮光層(如黑色遮光層)或淺色遮光層(如白色遮光層),以遮蔽其下方的走線區220中的金屬導線。例如,遮光層300之材料可為深色油墨(如黑色油墨)或淺色油墨(如白色油墨)。在一些實施方式中,遮光層300可形成環狀圖案,並佔據透光蓋板100之內表面110最外側的環狀區域,而此環狀圖案可圍繞觸碰感應層200的電極區210。
在一些實施方式中,可折疊式顯示模組500可包含有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode;OLED)顯示面板。舉例來說,可折疊式顯示模組500可為主動矩陣有機發光二極體(Active-Matrix Organic Light-Emitting Diode;AMOLED)顯示面板。由於有機發光二極體顯示面板具有可折疊的特性,故可做為可折疊式顯示模組500。
第3圖繪示依據本發明另一實施方式之可折疊式觸控顯示裝置的剖面示意圖。如第3圖所示,本實施方式與第1圖所示之可折疊式觸控顯示裝置間的主要差異在於:本實施方式包含功能層600。功能層600係設置於透光蓋板100的外表面120。此功能層600可為抗指紋層、防爆層、抗眩光層、硬化層、或任意組合。在透光蓋板100係由矽橡膠所構成的實施方式中,矽橡膠的材料特性會使得透光蓋板100的表面粗糙度高,導致其外表面120的觸感不佳。也就是說,當透光蓋板100的外表面120包含矽橡膠時,會形成粗糙的外表面120。
因此,功能層600可用來提升使用者在觸摸此觸控顯示裝置時的觸感。進一步來說,功能層600具有遠離透光蓋板100之外表面620。功能層600之外表面620的粗糙度會低於透光蓋板100之外表面120的粗糙度。如此一來,相較於觸摸透光蓋板100的外表面120,當使用者觸摸功能層600的外表面620時,可體驗到相對平滑的觸感。
在一些實施方式中,功能層600可包含含氟烴類材料。這樣的材料可助於形成粗糙度低的外表面620。換句話說,功能層600亦可稱為含氟烴類材料層,而透光蓋板100係被此含氟烴類材料層所覆蓋。透光蓋板100具有鄰近含氟烴類材料層的外表面120,且此外表面120係由矽橡膠所構成。藉此,含氟烴類材料層可提高此觸控顯示裝置的觸感。可瞭解到,由於含氟烴類材料可做為抗指紋層的材料,故此功能層600除了提高觸感外,亦可做為抗指紋層。
第4圖繪示依據本發明另一實施方式之可折疊式觸控顯示裝置的剖面示意圖。如第4圖所示,本實施方式與前述實施方式之間的主要差異在於:本實施方式具有雙層的觸碰感應層,而非單層的觸碰感應層。進一步來說,可折疊式觸控顯示裝置可包含透光蓋板100、第一光學膠層400、可折疊式顯示模組500、第二光學膠層700、第一觸碰感應層810、第二觸碰感應層820與透光板材900。第一觸碰感應層810與第二觸碰感應層820均被透光蓋板100所覆蓋,且第一觸碰感應層810與第二觸碰感應層820係分別設置於透光板材900之相對兩側。進一步來說,透光板材900 具有相對的第一表面910與第二表面920。第一表面910係透光板材900面向透光蓋板100的一表面,第二表面920係與第一表面910相對的一面。第一觸碰感應層810係設置於第一表面910,第二觸碰感應層820係設置於第二表面920。第二光學膠層700黏著透光蓋板100與第一觸碰感應層810。
為了利於使此觸控顯示裝置具有可折疊性,透光板材900可由矽橡膠所構成。如同前述之透光蓋板100,在一些實施方式中,由矽橡膠所構成之透光板材900的彈性模量可藉由3兆帕(MPa)與10兆帕之間;在一些實施方式中,由矽橡膠所構成的透光板材900之拉伸率大於85%;在一些實施方式中,由矽橡膠所構成的透光板材900之抗拉強度大於85千克力/平方米(kgf/m2);在一些實施方式中,由矽橡膠所構成的透光板材900之壓縮永久變形率(compression set)小於9%。由此可知,在一些實施方式中,透光蓋板100與透光板材900可由相同材料所構成。上述性質所帶來之優點如前文所載,故不重複敘述。
在一些實施方式中,第一觸碰感應層810與第二觸碰感應層820可包含金屬網格、奈米銀線、石墨烯或碳奈米管,而這些材料所帶來的優點如前文所載,故不重複敘述。
雖然本發明已以實施方式揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
Claims (15)
- 一種可折疊式觸控裝置,包含:一透光蓋板,該透光蓋板的彈性模量係介於3兆帕(MPa)與10兆帕之間;以及一觸碰感應層,被該透光蓋板所覆蓋,其中該觸碰感應層係可折疊的。
- 如請求項1所述之可折疊式觸控裝置,其中該透光蓋板的拉伸率大於85%。
- 如請求項1所述之可折疊式觸控裝置,其中該透光蓋板的抗拉強度大於85千克力/平方米(kgf/m 2)。
- 如請求項1所述之可折疊式觸控裝置,其中該透光蓋板之壓縮永久變形率小於9%。
- 如請求項1所述之可折疊式觸控裝置,其中該透光蓋板係由矽橡膠所構成。
- 如請求項1所述之可折疊式觸控裝置,其中該透光蓋板包含相對的一內表面及一外表面,該觸碰感應層係設置於該透光蓋板之該內表面,其中該可折疊式觸控裝置更包含:一功能層,設置於該透光蓋板之該外表面,其中該功 能層具有遠離該透光蓋板之一外表面,該功能層之該外表面的粗糙度低於該透光蓋板之該外表面的粗糙度。
- 如請求項6所述之可折疊式觸控裝置,該功能層包含一含氟烴類材料。
- 如請求項6所述之可折疊式觸控裝置,其中該透光蓋板之該外表面包含矽橡膠。
- 如請求項1所述之可折疊式觸控裝置,更包含:一含氟烴類材料層,其中該透光蓋板係被該含氟烴類材料層所覆蓋,且該透光蓋板具有一鄰近該含氟烴類材料層之表面,該鄰近該含氟烴類材料層之表面係由矽橡膠所構成。
- 如請求項1所述之可折疊式觸控裝置,其中該透光蓋板包含一矽橡膠內表面,該觸碰感應層係至少部分地設置於該矽橡膠內表面之一顯示區。
- 如請求項10所述之可折疊式觸控裝置,更包含:一遮光層,設置於該矽橡膠內表面之一非顯示區,該非顯示區係未被該觸碰感應層附著的。
- 一種可折疊式觸控裝置,包含:一矽橡膠物;以及一觸碰感應層,被該矽橡膠物所覆蓋,其中該觸碰感應層係可折疊的。
- 如請求項12所述之可折疊式觸控裝置,其中該觸碰感應層包含金屬網格、奈米銀線、碳納米管、或石墨烯。
- 如請求項12所述之可折疊式觸控裝置,其中該矽橡膠物的厚度介於50微米與300微米之間。
- 一種可折疊式觸控顯示裝置,包含:一如請求項1至14中任一項所述之可折疊式觸控裝置;一可折疊式顯示模組;以及一光學膠層,黏著該可折疊式觸控裝置與該可折疊式顯示模組。
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