TWI390280B - 觸控面板顯示器與觸控顯示裝置 - Google Patents

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Description

觸控面板顯示器與觸控顯示裝置
本發明是有關於一種顯示器，且特別是有關於一種觸控面板顯示器。
近年來，隨著資訊技術、無線行動通訊和資訊家電等各項應用的快速發展，為了達到更便利、體積更輕巧化以及更人性化的目的，許多資訊產品的輸入裝置已由傳統之鍵盤或滑鼠等轉變為觸控面板(Touch Panel)，其與顯示器結合成觸控面板顯示器(Touch Panel Display)。在現今一般的觸控面板設計大致可區分為電阻式、電容式、光學式、聲波式以及電磁式等。
電阻式觸控面板主要是藉由單點按壓之壓力，使得原本分開的導電層相互接觸而導通，因而在導通處產生一電壓降(Voltage Drop)，而經由測量電壓降之位置就可以判斷按壓處位於面板上的座標；電容式觸控面板主要是在其內外側導電層產生均勻之電場，因此當導體(如人類之手指)與之接觸時會產生靜電結合，進而產生一微小之電容變化，而經由測量電容變化的位置，可以判斷按壓處位於面板上的座標。
圖1A繪示為習知之觸控面板顯示器的俯視示意圖，圖1B為圖1A觸控面板顯示器沿I1 -I1 ’線之剖面示意圖。請同時參照圖1A與圖1B，習知之觸控面板顯示器100包括一第一基板110、一第二基板120、一觸控裝置130、一液晶層140以及一框膠(Sealant)150。
如圖1B所示，框膠150與第一基板110、第二基板120形成一封閉空間，以將液晶層140封閉於其中。第一基板110具有一顯示區A與一周邊區B，其中畫素陣列112位於顯示區A，而閘極驅動電路114與源極驅動電路116位於周邊區B。另外，閘極驅動電路114與掃描線(未繪示)電性連接，當閘極驅動電路114透過掃描線輸出足以開啟薄膜電晶體(Thin Film Transistor,簡稱TFT)(未繪示)之掃描信號至薄膜電晶體時，薄膜電晶體會被開啟，此時，源極驅動電路116可透過資料線(未繪示)將影像信號輸入至畫素單元(未繪示)中。
第二基板120與第一基板110分別位於液晶層140的兩側，而觸控裝置130配置於第二基板120上。此外，觸控裝置130具有一感測器132、一走線134以及一連接端子136，其中走線134與連接端子136電性相接。詳細而言，感測器132包括多個感測單元132a，而走線134包括多條與感測單元132a電性連接的X訊號走線(X Bus-lines)134a，以及多條與感測單元132a電性連接的Y訊號走線(Y Bus-lines)134b。因此，當使用者觸碰觸控裝置130時，X訊號走線134a與Y訊號走線134b便可將感測訊號經由連接端子136傳送至控制器(未繪示)，以計算觸碰位置的X座標與Y座標。
然而，為了迎合較大可視畫面，以及輕薄簡約、窄邊寬設計的需求，習知的觸控面板顯示器100用以配置走線134的空間就會受到限制。如此一來，走線134將會因線寬d1 不足而使得電阻值增加，進而導致感測信號的傳遞衰減延遲，影響習知觸控裝置130的操作靈敏度。此外，感測器132與走線134的數量也將因此受到限制，進而使得觸控裝置130的觸控解析度受到限制。另外，連接端子136設置在閘極驅動電路114與源極驅動電路116之對面側較為可行，如此才不會影響後續其它電子零件之接合(bonding)製程，同時符合機構設計上的要求。很明顯的，觸控面板顯示器100中觸控裝置130的連接端子136在位置設計上的彈性不大。
本發明提供一種觸控面板顯示器，其用以配置觸控裝置的基板延伸覆蓋於至少部份的整合型驅動電路(Integrated Driving Circuit)上，因此本發明可以增加傳遞感測訊號之走線的配置空間。
本發明提出一種觸控面板顯示器。此觸控面板顯示器包括一第一基板、一第二基板、一顯示介質層以及一觸控裝置。第一基板具有一顯示區與一周邊區，且具有一畫素陣列位於顯示區內，以及至少一整合型驅動電路(Integrated Driving Circuit)位於周邊區內，其中整合型驅動電路與畫素陣列電性連接。第二基板配置於第一基板上以覆蓋畫素陣列與整合型驅動電路。顯示介質層配置於畫素陣列上，且位於第一基板與第二基板之間。觸控裝置配置於第二基板上，且觸控裝置具有一感測器以及一與感測器連接的走線。感測器位於畫素陣列上方，而走線位於至少部分的整合型驅動電路上方。
在本發明之一實施例中，上述之第一基板包括一薄膜電晶體陣列基板。
在本發明之一實施例中，上述之整合型驅動電路包括至少一整合型閘極驅動電路(Gate Driver on Array,簡稱GOA)。
在本發明之一實施例中，上述之整合型驅動電路包括至少一整合型源極驅動電路(Source Driver on Array,簡稱SOA)。
在本發明之一實施例中，上述之第一基板的尺寸大於第二基板的尺寸。
在本發明之一實施例中，上述之整合型驅動電路包括至少一整合型閘極驅動電路(GOA)以及至少一整合型源極驅動電路(SOA)。
在本發明之一實施例中，上述之第一基板的尺寸與第二基板的尺寸實質上相同。
在本發明之一實施例中，上述之第二基板包括一彩色濾光基板。
在本發明之一實施例中，上述之第二基板包括一上基材以及一共通電極。共通電極配置於上基材上，且與觸控裝置分別位於上基材的相對兩表面側。
在本發明之一實施例中，上述之第二基板包括一透明基板，其中觸控裝置位於透明基板的上表面或下表面。
在本發明之一實施例中，上述之觸控裝置具有一與走線連接的連接端子。
在本發明之一實施例中，上述之連接端子位於第二基板的任一邊緣上。
在本發明之一實施例中，上述之整合型驅動線路位於該畫素陣列與該連接端子之間。
在本發明之一實施例中，上述之整合型驅動電路的厚度介於0.1um至100um之間。
基於上述，由於本發明之觸控面板顯示器用以配置觸控裝置的基板是延伸覆蓋於至少部分的整合型驅動電路上，因此走線可以有較大的配置空間。如此一來，走線之線寬的限制就可以獲得改善，進而降低走線的電阻值。此外，由於感測器與走線之數量的增加，也使得觸控面板顯示器的觸控解析度可獲得提升。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
 第一實施例
圖2A繪示為本發明第一實施例的觸控面板顯示器200俯視示意圖，圖2B與圖2C為圖2A觸控面板顯示器沿I2 -I2 ’線之剖面示意圖。請先同時參照圖2A與圖2B，本實施例之觸控面板顯示器200包括一第一基板210、一第二基板220、一觸控裝置230、一顯示介質240以及一框膠(Sealant)250a。第一基板210的尺寸大於第二基板220的尺寸，詳言之，第二基板220的寬度短於第一基板210的寬度，而第二基板220的長度在實質上與第一基板210的長度相同。此外，框膠250a與兩基板210、220形成一封閉空間，以將顯示介質240封閉於其中。另外，顯示介質層240的材質例如是液晶層(Liquid crystal layer)、有機發光材料層(Organic light emitting material layer)或是電泳顯示材料層(Electrophoretic display material layer)。第一基板210例如是一薄膜電晶體陣列基板，其包括一下基材、多條掃描線、多條資料線、多個薄膜電晶體、多個畫素電極以及周邊電路等。
如圖2B所示，第一基板210具有一顯示區D與一周邊區E，且第一基板210具有位於顯示區D之一畫素陣列212以及至少一位於周邊區E之整合型驅動電路(Integrated Driving Circuit)214。整合型驅動電路214位於第二基板220的下方，且與畫素陣列212電性連接。畫素陣列212包括多條掃描線(未繪示)、多條資料線(未繪示)以及多個畫素單元(未繪示)，其中各個畫素單元例如是由薄膜電晶體、畫素電極以及儲存電容所構成，薄膜電晶體與掃描線及資料線電性連接，且畫素電極與對應的薄膜電晶體電性連接。
在本實施例中，整合型驅動電路214例如是一整合型閘極驅動電路(Gate Driving Circuit on Array，GOA)，其與掃描線連接，當整合型驅動電路214透過掃描線(未繪示)輸出足以開啟薄膜電晶體(未繪示)之掃描信號至薄膜電晶體時，薄膜電晶體會被開啟，此時，源極驅動電路216可透過資料線將影像信號輸入至畫素單元中。
如圖2B所示，第二基板220配置於第一基板210上方並覆蓋至少部分整合型驅動電路214與畫素陣列212。另外，本實施例之第二基板220例如是一彩色濾光基板，其主要包括一黑矩陣(未繪示)以及多個彩色濾光薄膜(未繪示)，且彩色濾光薄膜例如是紅色、綠色或藍色等不同色彩的彩色濾光薄膜。
顯示介質240配置於畫素陣列212上，且位於第一基板210與第二基板220之間。如圖2A與圖2B所示，觸控裝置230配置於第二基板220上，且觸控裝置230包括一感測器232以及一走線234。更詳細地說，感測器232是位於畫素陣列212上方，而部分走線234是位於整合型驅動電路214上方。另外，在本實施例中，第二基板220還可包括一上基材以及一共通電極，其中共通電極配置於彩黑矩陣及色濾光薄膜表面上，且共通電極與觸控裝置230分別位於上基材的相對兩面側。
值得注意的是，如圖2B所示，走線234雖是位於整個整合型驅動電路214的上方，然而在其它實施例中，整合型驅動電路214亦可不完全被走線234覆蓋。換句話說，走線234可只位於部分整合型驅動電路214的上方。此外，整合型驅動電路214的厚度例如是介於0.1um至100um之間。
另外，感測器232與走線234電性相接，其中，感測器232主要是由多個感測單元232a所組成，而走線234包括多條X訊號走線(X Bus-lines)234a以及多條Y訊號走線(Y Bus-lines)234b。如圖2A所示，觸控裝置230還可包括一連接端子236，此連接端子236可位於第二基板220的任一邊緣上，而在本實施例中，連接端子236是位於第二基板220的長邊S2 。因此，當使用者接觸碰觸控裝置230，X訊號走線234a與Y訊號走線234b便可經連接端子236將感測訊號傳送至控制器(未繪示)，以計算觸碰點的X座標與Y座標。
值得一提的是，由於本實施例的整合型驅動電路214可與畫素陣列212一併製作，且與傳統的驅動電路相較，整合型驅動電路214具有較薄的厚度，因此第二基板220可向外延伸覆蓋整合型驅動電路214，進而增加第二基板220用以配置走線234(特別是Y訊號走線234b)的空間。承上述，當走線234有較大的配置空間時，配置空間對於走線234的線寬(例如Y訊號走線234b之線寬d2 )的限制可以獲得改善。在走線234之線寬沒有受到大幅侷限的情況下，如此便可降低走線的電阻值，進而提升感測信號的強度。
再來，請同時參照圖2A與圖2C。如圖2C所示，圖2C與圖2B相似，惟兩者差異之處在於：圖2C之走線234的數量多於圖2B之走線234(特別是Y訊號走線234b)的數量。詳言之，圖2C的觸控面板顯示器200是藉由增加Y訊號走線234b的數量來提升觸控裝置230的觸控解析度。因此，為能在同樣空間內配置更多的Y訊號走線234b，圖2C之Y訊號走線234b的線寬d3 便會小於圖2A之Y訊號走線234b的線寬d2 。至於線寬d2 的縮減程度端視使用者對觸控解析度的需求有多高來決定。然而，值得注意的是，相較於習知的走線134，由於圖2C之傳遞線路234的線寬較寬(即線寬d1 <d3 )，因此走線234仍較習知的走線134具有較低的電阻值，而可使感測訊號有較大的強度。此外，也由於走線234數量的增多，本實施例之觸控面板顯示器200也較習知觸控面板顯示器100具有較高的觸控解析度。
值得一提的是，在本實施例中整合型驅動電路214雖是整合型閘極驅動電路，且第二基板220是沿水平方向延伸至少部分覆蓋此整合型閘極驅動電路，然而在其他實施例中，整合型驅動電路214還可以是一整合型源極驅動電路(Source Driving Circuit on Array，SOA)，且此時的第二基板220是沿垂直方向延伸至少部分覆蓋此整合型源極驅動電路。
在以下的實施例與圖式中，相同或相似的標號代表相同或相似的元件，以簡化說明。
第二實施例
圖3A繪示為本發明第二實施例的觸控面板顯示器300俯視示意圖，圖3B為圖3A觸控面板顯示器沿I3 -I3 ’線之剖面示意圖。請同時參照圖3A與圖3B，本實施例之觸控面板顯示器300與第一實施例之觸控面板顯示器200相似，惟兩者主要差異之處在於：本實施例之連接端子236是位於第二基板220的短邊S3 ，也就是說，走線234可由第二基板220的短邊S3 出接腳。換言之，如圖3B所示，在本實施例中，整合型驅動電路214是位於畫素陣列212與連接端子236之間。
詳言之，相較於習知的驅動電路，由於本實施例之整合型驅動電路214的厚度較薄，使得第二基板220可向外延伸覆蓋至少部份整合型驅動電路214，進而增加第二基板220用以配置走線234的空間，因此使得走線234在區域F可以有足夠的空間，使X訊號走線234a與Y訊號走線234b皆可由短邊S3 出線。如此一來，連接端子236的位置及數量便可彈性變更，使觸控式顯示面板300可搭配雙邊驅動(Dual-side Driving)、三邊驅動(Tri-side Driving)或四邊驅動(Quader-side Driving)等設計來彈性使用。
第三實施例
圖4A繪示為本發明第三實施例的觸控面板顯示器400俯視示意圖，圖4B為圖4A觸控面板顯示器沿I4 -I4 ’線之剖面示意圖。請同時參照圖4A與圖4B，本實施例之觸控面板顯示器400與第二實施例之觸控面板顯示器300相似，惟兩者差異之處在於：本實施例之觸控面板顯示器400的整合型驅動電路214包括至少一整合型閘極驅動電路214a與至少一整合型源極驅動電路214b。因此，第二基板202不但沿水平方向延伸還可沿垂直方向延伸以分別覆蓋至少部份整合型閘極驅動電路214a與至少部份整合型源極驅動電路214b。如此一來，第二基板202上用以配置走線234的空間會較於第一、第二實施例來得多，使得走線234的數量可以增加，進而提升觸控裝置230的觸控解析度。此外，如圖4B所示，由於第二基板202上用以配置X訊號走線234a的空間變大，因此，使用者也可選擇性地將X訊號走線234a的線寬d4 加寬，以降低X訊號走線234a的電阻值，進而提升感測信號的強度。
值得一提的是，在本實施例中，第一基板210的尺寸雖大於第二基板220的尺寸，然而在其它實施例中，第一基板210的尺寸與第二基板220的尺寸亦可以實質上相同。
第四實施例
圖5A繪示為本發明第四實施例的觸控面板顯示器500俯視示意圖，圖5B為圖5A觸控面板顯示器沿I5 -I5 ’線之剖面示意圖。請同時參照圖5A與圖5B，本實施例之觸控面板顯示器500與第一實施例之觸控面板顯示器200相似，惟兩者主要差異之處在於：第二基板220例如是一透明基板，且觸控裝置230(繪示於圖5A)是位於透明基板的上表面。另外，本實施例之第三基板260則例如是彩色濾光基板。
如圖5B所示，在本實施例中，第二基板220配置於第三基板260之上，且觸控裝置230是配置於第二基板220上。也就是說，本實施例的觸控面板顯示器500是屬於外貼式的觸控面板顯示器，而第一至第三實施例的觸控面板顯示器200~400是屬於內建式觸控面板顯示器。
第五實施例
圖6A繪示為本發明第五實施例的觸控面板顯示器600俯視示意圖，圖6B為圖6A觸控面板顯示器沿I6 -I6 ’線之剖面示意圖。請同時參照圖6A與圖6B，本實施例之觸控面板顯示器600與第五實施例之觸控面板顯示器500相似，惟兩者主要差異之處在於：本實施例之觸控面板顯示器600的第二基板220例如是一透明基板，且觸控裝置230(繪示於圖6A)配置於第二基板220上，位於透明基板的下表面之一側。而這樣作法最主要的優點是在於第二基板220可以作為觸控裝置230的保護蓋。
第六實施例
圖7繪示為本發明第六實施例的觸控面板顯示器700之剖面示意圖。本實施例之觸控面板顯示器700與第一實施例之觸控面板顯示器200相似，惟兩者主要差異之處在於：本實施例之觸控面板顯示器700的顯示介質240為一液晶層，且觸控面板顯示器700更包括一背光模組280。
如圖7所示，背光模組280配置於第一基板210下方，以提供一光源(未繪示)至液晶層240。另外，觸控面板顯示器700還包括分別配置於第一基板210與第二基板220上的偏光片270a、270b，以使通過的光線產生偏振性。
綜上所述，由於本發明之實施例所提出的觸控面板顯示器具有至少一整合型驅動電路，其在製程上可與畫素陣列一併製作且相較於習知的驅動電路具有較薄之厚度，因此上基板可向外延伸覆蓋於此整合型驅動電路上方，進而使得觸控裝置的走線配置空間可以獲得增加。當觸控裝置的走線配置空間增加時，感測器與走線的數量便可增加，進而提升觸控面板顯示器的觸控解析度。此外，走線路之線寬的限制也可獲得改善，以降低其電阻值，進而提升感測訊號的強度。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故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。
100、200、300、400、500、600．．．觸控面板顯示器
110、210．．．第一基板
112、212．．．畫素陣列
114．．．閘極驅動電路
116、216．．．源極驅動電路
120、220．．．第二基板
130、230．．．觸控裝置
132、232．．．感測器
132a、232a．．．感測單元
134、234．．．走線
134a、234a．．．X訊號走線
134b、234b．．．Y訊號走線
136、236．．．連接端子
140．．．液晶層
150、250a．．．框膠
214．．．整合型驅動電路
214a．．．整合型閘極驅動電路
214b．．．整合型源極驅動電路
240．．．顯示介質層
260．．．第三基板
280．．．背光模組
A、D．．．顯示區
B、E．．．周邊區
d1 、d2 、d3 、d4 ．．．線寬
S2 ．．．長邊
S3 ．．．短邊
圖1A繪示為習知之觸控面板顯示器的俯視示意圖。
圖1B為圖1A觸控面板顯示器沿I1 -I1 ’線之剖面示意圖。
圖2A繪示為本發明第一實施例的觸控式顯示面板俯視示意圖。
圖2B與圖2C為圖2A觸控面板顯示器沿I2 -I2 ’線之剖面示意圖。
圖3A繪示為本發明第二實施例的觸控面板顯示器俯視示意圖。
圖3B為圖3A觸控面板顯示器沿I3 -I3 ’線之剖面示意圖。
圖4A繪示為本發明第三實施例的觸控面板顯示器俯視示意圖
圖4B為圖4A觸控面板顯示器沿I4 -I4 ’線之剖面示意圖。
圖5A繪示為本發明第四實施例的觸控面板顯示器俯視示意圖。
圖5B為圖5A觸控面板顯示器沿I5 -I5 ’線之剖面示意圖。
圖6A繪示為本發明第五實施例的觸控面板顯示器俯視示意圖。
圖6B為圖6A觸控面板顯示器沿I6 -I6 ’線之剖面示意圖。
圖7繪示為本發明第六實施例的觸控面板顯示器之剖面示意圖。
200．．．觸控面板顯示器
210．．．第一基板
212．．．畫素陣列
214．．．整合型驅動電路
220．．．第二基板
230．．．觸控裝置
232．．．感測器
234．．．走線
234a．．．X訊號走線
234b．．．Y訊號走線
236．．．連接端子
S2 ．．．長邊

Claims (17)

  1. 一種觸控面板顯示器，包括：一第一基板，具有一顯示區與一周邊區，該第一基板具有一畫素陣列位於該顯示區內；一第二基板，配置於該第一基板的對向，且該第二基板具有一面向該第一基板的下表面以及一與該下表面相對的上表面；一顯示介質層，配置於該畫素陣列上，且位於該第一基板與該第二基板之間；至少一整合型驅動電路位於該周邊區內且位於該第一基板與該第二基板之間，該整合型驅動電路與該畫素陣列電性連接；以及一觸控裝置，配置於該第二基板的該上表面上，該觸控裝置具有一感測器、一與該感測器連接的走線以及一與該走線連接的連接端子，其中該感測器位於該第二基板的該上表面上且位於該顯示區內，而該走線位於該第二基板的該上表面上且位於該周邊區內，其中該走線實質上與至少部分的該整合型驅動電路重疊，且該走線與該整合型驅動電路彼此分離，該連接端子位於該第二基板的該上表面上且位於該周邊區內，以電性連接至一控制器，其中該連接端子實質上與至少部分的該整合型驅動電路重疊，且該整合型驅動電路於該第二基板的正投影位於該畫素陣列於該第二基板的正投影及該連接端子於該第二基板的正投影之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板顯示器，其中該第一基板包括一薄膜電晶體陣列基板。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板顯示器，其中該整合型驅動電路包括至少一整合型閘極驅動電路(GOA)。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之觸控面板顯示器，其中該第一基板的尺寸大於該第二基板的尺寸。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板顯示器，其中該整合型驅動電路包括至少一整合型源極驅動電路(SOA)。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之觸控面板顯示器，其中該第一基板的尺寸大於該第二基板的尺寸。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板顯示器，其中該整合型驅動電路包括至少一整合型閘極驅動電路，以及至少一整合型源極驅動電路。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之觸控面板顯示器，其中該第一基板的尺寸與該第二基板的尺寸實質上相同。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之觸控面板顯示器，其中該第一基板的尺寸大於該第二基板的尺寸。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板顯示器，其中該第二基板包括一彩色濾光基板。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之觸控面板顯示器，其中該第二基板包括：一上基材；以及一共通電極，配置於該上基材上，其中該共通電極與 該觸控裝置分別位於該上基材的該下表面與該上表面上。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板顯示器，其中該第二基板包括一透明基板，其中該觸控裝置位於該透明基板的該上表面。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板顯示器，其中該連接端子位於該第二基板的任一邊緣上。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板顯示器，其中該整合型驅動電路的厚度介於0.1um至100um之間。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板顯示器，更包括：一第三基板，位於該第二基板與該顯示介質層之間。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板顯示器，其中該連接端子位於該第二基板的一短邊。
  17. 一種觸控顯示裝置，包括：一第一基板，具有一顯示區與一周邊區，該第一基板具有一畫素陣列位於該顯示區內；一第二基板，配置於該第一基板的對向，且該第二基板具有一面向該第一基板的下表面以及一與該下表面相對的上表面；一液晶層，配置於該畫素陣列上，且位於該第一基板與該第二基板之間；一背光模組，配置於該第一基板下，以提供一光源至該液晶層；至少一整合型驅動電路位於該周邊區內且位於該第一基板與該第二基板之間，該整合型驅動電路與該畫素陣 列電性連接；以及一觸控裝置，配置於該第二基板的該上表面上，該觸控裝置具有一感測器、一與該感測器連接的走線以及一與該走線連接的連接端子，其中該感測器位於該第二基板的該上表面上且位於該顯示區內，而該走線位於該第二基板的該上表面上且位於該周邊區內，其中該走線實質上與至少部分的該整合型驅動電路重疊，且該走線與該整合型驅動電路彼此分離，該連接端子位於該第二基板的該上表面上且位於該周邊區內，以電性連接至一控制器，其中該連接端子實質上與至少部分的該整合型驅動電路重疊，且該整合型驅動電路於該第二基板的正投影位於該畫素陣列於該第二基板的正投影及該連接端子於該第二基板的正投影之間。
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