TWI827366B - 顯示裝置 - Google Patents

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TWI827366B
TWI827366B TW111143541A TW111143541A TWI827366B TW I827366 B TWI827366 B TW I827366B TW 111143541 A TW111143541 A TW 111143541A TW 111143541 A TW111143541 A TW 111143541A TW I827366 B TWI827366 B TW I827366B
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高望碩
葉昭緯
葉于菱
楊昌弘
王彥凱
徐雅玲
廖烝賢
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友達光電股份有限公司
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Abstract

一種顯示裝置包括顯示面板及重疊於顯示面板的天線元件。天線元件包括第一電極及第二電極。第二電極的第一主要部、第二主要部及第三主要部分別設置於第一電極之主要部的第一外緣、第二外緣及第三外緣旁。第二電極的饋入部設置於第一電極之主要部的第四外緣旁且位於第一電極之饋入部的兩側。第二電極的第二主要部的外緣具有多個第一凹陷。

Description

顯示裝置
本發明是有關於一種光電裝置，且特別是有關於一種顯示裝置。
隨著第五代行動通訊技術（5G）的商業化，遠距醫療、VR直播、4K畫質直播、智慧家庭等等應用都有了新的發展契機。由於5G具有高資料速率、減少延遲、節省能源、降低成本、提高系統容量和大規模裝置連接等效能，不同領域的業者還可進行跨界結盟，共同打造新一代的5G生態鏈。其中，內建5G通訊模組的行動裝置（例如智慧型手機、平板電腦等）因具有高速的連網能力而有更多元的應用可能。現今的第五代行動通訊技術的頻段納入了2.4GHz及5.2GHz～5.8GHz。因此，如何開發出整合有多頻段的天線元件實為研發者的一大課題。
本發明提供一種顯示裝置，整合有良好的天線功能。
本發明的顯示裝置包括顯示面板及重疊於顯示面板的天線元件。天線元件包括第一電極及第二電極。第一電極具有主要部及饋入部，其中第一電極的主要部具有第一外緣、第二外緣、第三外緣及第四外緣，第三外緣設置於第一外緣的對向，第二外緣連接於第一外緣與第三外緣之間，第四外緣連接於第一外緣與第三外緣之間且設置於第二外緣的對向，而第一電極的饋入部連接至第四外緣。第二電極具有第一主要部、第二主要部、第三主要部及饋入部，其中第二電極的第一主要部、第二主要部及第三主要部分別設置於第一電極之主要部的第一外緣、第二外緣及第三外緣旁，第二電極的饋入部設置於第一電極之主要部的第四外緣旁且位於第一電極之饋入部的兩側。第二電極的第一主要部、第二主要部、第三主要部及饋入部與第一電極的主要部及饋入部隔開，以定義天線元件的槽孔。第二電極的第二主要部的外緣具有多個第一凹陷。
現將詳細地參考本發明的示範性實施例，示範性實施例的實例說明於附圖中。只要有可能，相同元件符號在圖式和描述中用來表示相同或相似部分。
應當理解，當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為在另一元件“上”或“連接到”另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反，當元件被稱為“直接在另一元件上”或“直接連接到”另一元件時，不存在中間元件。如本文所使用的，“連接”可以指物理及/或電性連接。再者，“電性連接”或“耦合”可以是二元件間存在其它元件。
本文使用的“約”、“近似”、或“實質上”包括所述值和在本領域普通技術人員確定的特定值的可接受的偏差範圍內的平均值，考慮到所討論的測量和與測量相關的誤差的特定數量（即，測量系統的限制）。例如，“約”可以表示在所述值的一個或多個標準偏差內，或±30％、±20％、±10％、±5％內。再者，本文使用的“約”、“近似”或“實質上”可依光學性質、蝕刻性質或其它性質，來選擇較可接受的偏差範圍或標準偏差，而可不用一個標準偏差適用全部性質。
除非另有定義，本文使用的所有術語（包括技術和科學術語）具有與本發明所屬領域的普通技術人員通常理解的相同的含義。將進一步理解的是，諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術和本發明的上下文中的含義一致的含義，並且將不被解釋為理想化的或過度正式的意義，除非本文中明確地這樣定義。
圖1為本發明一實施例之顯示裝置10的剖面示意圖。
請參照圖1，顯示裝置10包括顯示面板100。顯示面板100包括畫素陣列基板110、對向基板120及顯示介質130，其中畫素陣列基板110與對向基板120相對設置，顯示介質130設置於畫素陣列基板110與對向基板120之間。
舉例而言，在本實施例中，顯示介質130可為非自發光顯示介質（例如但不限於：液晶），而顯示裝置10更包括設置於顯示面板100下的背光源BLU。然而，本發明不以此為限，在其它實施例中，顯示介質130也為自發光顯示介質（例如但不限於：有機發光圖案層、微型發光二極體陣列等），而可省略背光源BLU的設置。
此外，在本實施例中，顯示面板100還可包括分別設置於畫素陣列基板110之外表面110a及對向基板120之外表面120a上的第一偏光片140及第二偏光片150。在本實施例中，顯示面板100還可選擇性地包括背側透明導電層160，設置於第二偏光片150與對向基板120之間。背側透明導電層160用以減少顯示面板100之訊號與天線元件200之訊號的干擾。
顯示裝置10還包括天線元件200，重疊於顯示面板100。在本實施例中，顯示裝置10還可選擇性地包括保護蓋板300，而天線元件200可設置於保護蓋板300與顯示面板100之間，但本發明不以此為限。
在本實施例中，顯示裝置10還可包括電路板400及電路軟板500。顯示面板100設置於天線元件200與電路板400之間。天線元件200可經由電路軟板500將電磁波接收訊號傳遞至電路板400或接收來自電路板400的電磁波發送訊號，其中電路板400上例如設有多個射頻（radio frequency，RF）天線的控制晶片410。
圖2為本發明一實施例的天線元件200的第一電極210及第二電極220的俯視示意圖。
請參照圖1及圖2，天線元件200包括第一電極210及第二電極220。在本實施例中，天線元件200更包括基底230，基底230具有相對的第一表面230a及第二表面230b，基底230的第二表面230b位於基底230的第一表面230a與顯示面板100之間，而天線元件200的第一電極210及第二電極220設置於基底230的第一表面230a上。
在本實施例中，天線元件200的基底230可為硬質或軟性的基板。硬質基板的材質例如是玻璃、石英等，軟性基板的材質例如是聚醯亞胺（polyimide；PI）、聚萘二甲酸乙醇酯（polyethylene naphthalate；PEN）、聚對苯二甲酸乙二酯（polyethylene terephthalate；PET）、聚碳酸酯（polycarbonates；PC）、聚醚碸（polyether sulfone；PES）、聚芳基酸酯（polyarylate）、其它合適的材料或前述至少二種材料的組合，但本發明不以此為限。
在本實施例中，天線元件200可重疊於顯示面板100的顯示區，而天線元件200的第一電極210及第二電極220係透光。然而，本發明不以此為限，在其它實施例中，天線元件200也可重疊於顯示面板100的邊框區，而天線元件200的第一電極210及第二電極220可不需透光。
舉例而言，在本實施例中，透光的第一電極210及第二電極220可為金屬網格結構，但不限於金屬網格。亦可為可導電層網格如奈米碳管或透明導電材料（例如：ITO）所形成的網格。所述金屬網格結構的材質例如是銅，但本發明不以此為限。
在本實施例中，天線元件200可選擇性地還包括反射層240，設置於天線元件200之基底230的第二表面230b上。反射層240用以反射電磁波。在本實施例中，反射層240的材料例如是金屬，但本發明不以此為限。
請參照圖2，天線元件200的第一電極210具有主要部212及饋入部214。第一電極210的主要部212具有第一外緣212a、第二外緣212b、第三外緣212c及第四外緣212d，第三外緣212c設置於第一外緣212a的對向，第二外緣212b連接於第一外緣212a與第三外緣212c之間，第四外緣212d連接於第一外緣212a與第三外緣212c之間且設置於第二外緣212b的對向，第一電極210的饋入部214連接至第四外緣212d。舉例而言，在本實施例中，第一電極210之主要部212的外輪廓大致可呈矩形，而第一電極210的饋入部214可為連接至所述矩形之一側的條狀圖案，但本發明不以此為限。
請參照圖2，天線元件200的第二電極220具有第一主要部221、第二主要部222、第三主要部223及饋入部224。第二電極220的第一主要部221、第二主要部222及第三主要部223分別設置於第一電極210的主要部212的第一外緣212a、第二外緣212b及第三外緣212c旁，第二電極220的饋入部224設置於第一電極210之主要部212的第四外緣212d旁且位於第一電極210的饋入部214的兩側。第二電極220的第一主要部221、第二主要部222、第三主要部223及饋入部224與第一電極210的主要部212及饋入部214隔開，以定義天線元件200的槽孔（Slot）200a。在本實施例中，槽孔200a的寬度W例如落在0.2mm～1mm的範圍。
舉例而言，在本實施例中，第二電極220的第一主要部221、第二主要部222、第三主要部223及饋入部224大致上呈設置於第一電極210之主要部212周圍的C型圖案，且第一電極210的饋入部214設置於所述C型圖案的開口中，但本發明不以此為限。
值得注意的是，第二電極220的第二主要部222的外緣222a具有多個第一凹陷222ac。第一凹陷222ac可改善電流的秩序度，使得輻射效率上升。在本實施例中，第一電極210的饋入部214及第二電極220的饋入部224除了用以饋入能量，還可做為阻抗匹配調整區。在本實施例中，第二電極220的饋入部224具有內緣224a，位於第一電極210的第四外緣212d旁；第二電極220的饋入部224的內緣224a可選擇性地具有多個第四凹陷224ac，分別位於第一電極210的饋入部214的兩側；但本發明不以此為限。
請參照圖2，在本實施例中，第一電極210具有第一開口210a及第二開口210b，分別靠近第一電極210的第二外緣212b及第四外緣212d。在本實施例中，第一電極210的第一開口210a與第一電極210的第三外緣212c具有距離W1，距離W1落在0.5mm～2mm的範圍；第一電極210的第二開口210b與第一電極210的第三外緣212c具有距離W2，距離W2落在0.5mm～2mm的範圍；但本發明不以此為限。
第一電極210的第一外緣212a及第一電極210的第三外緣212c在第一方向x上排列。第一電極210的第二外緣212b與第一電極210的第四外緣212d在第二方向y上排列。第一開口210a的第一部210a-1與第二開口210b的第一部210b-1在第二方向y上具有第一距離d 1。第一開口210a更具有第二部210a-2。第一開口210a的第一部210a-1與第一開口210a的第二部210a-2交叉。第一開口210a之第二部210a-2的第一邊緣210a-2e1在第二方向y上延伸。第一開口210a之第二部210a-2的第一邊緣210a-2e1與第一電極210的第一外緣212a在第一方向x上具有第二距離d 2。第一距離d 1不等於第二距離d 2。第一開口210a之第二部210a-2的第一邊緣210a-2e1與第三邊緣210a-2e3相對設置。在本實施例中，第一開口210a之第二部210a-2的第三邊緣210a-2e3與第一電極210的第三外緣212c在第一方向x上的距離d 2’可等於第一開口210a之第二部210a-2的第一邊緣210a-2e1與第一電極210的第一外緣212a在第一方向x上的第二距離d 2。
在本實施例中，第一電極210的第二開口210b更具有第二部210b-2。第二開口210b的第一部210b-1與第二部210b-2交叉。第一開口210a之第二部210a-2的第二邊緣210a-2e2在第一方向x上延伸。第一開口210a之第二部210a-2的第二邊緣210a-2e2與第二開口210b的第二部210b-2的邊緣210b-2e在第二方向y上具有第三距離d 3。第三距離d 3不等於第一距離d 1及第二距離d 2。
在本實施例中，第一電極210的第一外緣212a與第一電極210的第三外緣212c在第一方向x上具有第四距離d 4，且第四距離d 4不等於第一距離d 1、第二距離d 2及第三距離d 3。
第一距離d 1、第二距離d 2、第三距離d 3及第四距離d 4可形成第一共振路徑、第二共振路徑、第三共振路徑及第四共振路徑。天線元件200可透過所述第一共振路徑、所述第二共振路徑、所述第三共振路徑及所述第四共振路徑操作在不同的第一頻段f 1、第二頻段f 2、第三頻段f 3及第四頻段f 4。天線元件200可達到多頻操作的特性，進而支援多種無線通訊協定，並藉此提供多樣化的功能。
在本實施例中，第一距離d 1及第一頻段f 1、第二距離d 2及第二頻段f 2、第三距離d 3及第三頻段f 3、第四距離d 4及第四頻段f 4分別滿足下列關係式（一）～（四）。 ，其中n 1為正整數，C 0為真空中的光速，ε eff為等效折射率---式（一）； ，其中n 2為正整數，C 0為真空中的光速，ε eff為等效折射率---式（二）； ，其中n 3為正整數，C 0為真空中的光速，ε eff為等效折射率---式（三）； ，其中n 4為正整數，C 0為真空中的光速，ε eff為等效折射率---式（四）。 ，其中 為基底230的介電常數，h為基底230的厚度，且d 4為第四距離。
圖3為一比較例的天線元件200’的俯視示意圖。比較例的天線元件200’與圖2之實施例的天線元件200類似，兩者主要的差異在於：比較例之天線元件200’的第一開口210a及第二開口210b不具有圖2之實施例的天線元件200的第一開口210a及第二開口210b的第二部210a-2、210b-2。
圖4示出圖3之比較例的天線元件200’操作在2.45GHz的電流i的分佈及大小。圖5示出圖3之比較例的天線元件200’操作在5.2GHz的電流i的分佈及大小。
圖6示出圖2之實施例的天線元件200操作在2.45GHz的電流i的分佈及大小。圖7示出圖2之實施例的天線元件200操作在5.2GHz的電流i的分佈及大小。圖6及圖7省略圖2之天線元件200的第四凹陷224ac。
請參照圖4及圖5，比較例之天線元件200’可良好地操作在2.45GHz，但無法良好地操作在5.2GHz。請參照圖6及圖7，本發明一實施例的天線元件200可良好地操作在2.45GHz及5.2GHz。由此可證，本發明一實施例的天線元件200可達到多頻操作的特性。
在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，下述實施例不再重述。
圖8為本發明另一實施例之顯示裝置10A的剖面示意圖。圖9為本發明另一實施例的天線元件200A的第一電極210及第二電極220A的俯視示意圖。
圖8及圖9的實施例與圖1及圖2的實施例類似，兩者的差異在於：顯示裝置10A的天線元件200A可不包括顯示裝置10的反射層240；顯示裝置10A的天線元件200A的第二電極220A與顯示裝置10的天線元件200的第二電極220不同。
請參照圖9，在本實施例中，第二電極220A的第一主要部221具有內緣221a，位於第一電極210的第一外緣212a旁；第一主要部221的內緣221a具有至少一第二凹陷221ac。舉例而言，在本實施例中，第一主要部221的內緣221a可具有2個第二凹陷221ac，每一第二凹陷221ac可呈三角形。然而，本發明不限於此，在其它實施例中，第二凹陷221ac的數量也可以是1、3、4或其它正整數，第二凹陷221ac也可呈其它形狀（例如但不限於：正方形）。
在本實施例中，第一電極210的主要部212包括位於第一開口210a與第二開口210b之間的中間子部212m；至少一第二凹陷221ac由第一電極210的第一開口210a或第二開口210b旁延伸至中間子部212m旁。也就是說，在本實施例中，第二凹陷221ac之遠離饋入部224的一端點221ap與饋入部224的外緣224b在第二方向y上具有距離y 2，第二開口210b的邊緣210be與饋入部224的外緣224b在第二方向y上具有距離y 1，且y 2＞y 1。舉例而言，在本實施例中，第二凹陷221ac可呈三角形，呈三角形之第二凹陷221ac的其中一個底角設置於第一開口210a與第二開口210b之間的中間子部212m旁。
在第二電極220A的第一主要部221上設置第二凹陷221ac可改善電流在中間子部212m的秩序度，有助於加大第二距離d 2對應之波長的輻射效率，並適度增加輻射範圍。在本實施例中，第二距離d 2及第二頻段f 2滿足下列關係式（五）。 ，其中n 2為正整數，C 0為真空中的光速，ε eff為等效折射率---式（五）。 ，其中 為基底230的介電常數，h為基底230的厚度，且d 4為第四距離。
在本實施例中，第二電極220A的第三主要部223具有內緣223a，位於第一電極210的第三外緣212c旁；第三主要部223的內緣223a具有至少一第三凹陷223ac。舉例而言，在本實施例中，第三主要部223的內緣223a可具有2個第三凹陷223ac，每一第三凹陷223ac可呈三角形。然而，本發明不限於此，在其它實施例中，第三凹陷223ac的數量也可以是1、3、4或其它正整數，第三凹陷223ac也可呈其它形狀（例如但不限於：正方形）。
在本實施例中，至少一第三凹陷223ac由第一電極210的第一開口210a或第二開口210b旁延伸至中間子部212m旁。也就是說，在本實施例中，第三凹陷223ac之遠離饋入部224的一端點223ap與饋入部224的外緣224b在第二方向y上具有距離y 2’，第二開口210b的邊緣210be與饋入部224的外緣224b在第二方向y上具有距離y 1，且y 2’＞y 1。舉例而言，在本實施例中，第三凹陷223ac可呈三角形，呈三角形之第三凹陷223ac的其中一個底角設置在第一開口210a與第二開口210b之間的中間子部212m旁。第三凹陷223ac具有與第二凹陷221ac類似的功效，於此便不再重述。
圖10示出示出圖9之實施例的天線元件200A的電流i的分佈及大小。
比較圖7及圖10可發現，本實施例的天線元件200A透過第二凹陷221ac及第三凹陷223ac的設置，可增加電流i在中間子部212m的大小及秩序度。
10、10A:顯示裝置
100:顯示面板
110:畫素陣列基板
110a、120a:外表面
120:對向基板
130:顯示介質
140:第一偏光片
150:第二偏光片
160:背側透明導電層
200、200A、200’:天線元件
200a:槽孔
210:第一電極
210a:第一開口
210a-1、210b-1:第一部
210a-2、210b-2:第二部
210a-2e1:第一邊緣
210a-2e2:第二邊緣
210a-2e3:第三邊緣
210b:第二開口
210be、210b-2e:邊緣
212:主要部
212a:第一外緣
212b:第二外緣
212c:第三外緣
212d:第四外緣
212m:中間子部
214、224:饋入部
220、220A:第二電極
221:第一主要部
221a、223a、224a:內緣
221ac:第二凹陷
224ac:第四凹陷
221ap、223ap:端點
222:第二主要部
222a、224b:外緣
222ac:第一凹陷
223:第三主要部
223ac:第三凹陷
224ac:第四凹陷
230:基底
230a:第一表面
230b:第二表面
240:反射層
300:保護蓋板
400:電路板
410:控制晶片
500:電路軟板
BLU:背光源
d1:第一距離
d2:第二距離
d2’、W1、W2、y1、y2、y2’:距離
d3:第三距離
d4:第四距離
i:電流
W:寬度
x:第一方向
y:第二方向
圖1為本發明一實施例之顯示裝置的剖面示意圖。 圖2為本發明一實施例的天線元件的第一電極及第二電極的俯視示意圖。 圖3為一比較例的天線元件的俯視示意圖。 圖4示出圖3之比較例的天線元件操作在2.45GHz的電流的分佈及大小。 圖5示出圖3之比較例的天線元件操作在5.2GHz的電流的分佈及大小。 圖6示出圖2之實施例的天線元件操作在2.45GHz的電流的分佈及大小。 圖7示出圖2之實施例的天線元件操作在5.2GHz的電流的分佈及大小。 圖8為本發明另一實施例之顯示裝置的剖面示意圖。 圖9為本發明另一實施例的天線元件的第一電極及第二電極的俯視示意圖。 圖10示出示出圖9之實施例的天線元件的電流的分佈及大小。
200:天線元件
200a:槽孔
210:第一電極
210a:第一開口
210a-1、210b-1:第一部
210a-2、210b-2:第二部
210a-2e1:第一邊緣
210a-2e2:第二邊緣
210a-2e3:第三邊緣
210b:第二開口
210b-2e:邊緣
212:主要部
212a:第一外緣
212b:第二外緣
212c:第三外緣
212d:第四外緣
214、224:饋入部
220:第二電極
221:第一主要部
222:第二主要部
222a:外緣
222ac:第一凹陷
224a:內緣
224ac:第四凹陷
223:第三主要部
d1:第一距離
d2:第二距離
d2’、W1、W2:距離
d3:第三距離
d4:第四距離
W:寬度
x:第一方向
y:第二方向

Claims (9)

  1. 一種顯示裝置，包括：一顯示面板；以及一天線元件，重疊於該顯示面板，其中該天線元件包括：一第一電極，具有一主要部及一饋入部，其中該第一電極的該主要部具有一第一外緣、一第二外緣、一第三外緣及一第四外緣，該第三外緣設置於該第一外緣的對向，該第二外緣連接於該第一外緣與該第三外緣之間，該第四外緣連接於該第一外緣與該第三外緣之間且設置於該第二外緣的對向，而該第一電極的該饋入部連接至該第四外緣；以及一第二電極，具有一第一主要部、一第二主要部、一第三主要部及一饋入部，其中該第二電極的該第一主要部、該第二主要部及該第三主要部分別設置於該第一電極之該主要部的該第一外緣、該第二外緣及該第三外緣旁，該第二電極的該饋入部設置於該第一電極之該主要部的該第四外緣旁且位於該第一電極之該饋入部的兩側；該第二電極的該第一主要部、該第二主要部、該第三主要部及該饋入部與該第一電極的該主要部及該饋入部隔開，以定義該天線元件的一槽孔；該第二電極的該第二主要部的一外緣具有多個第一凹陷。
  2. 如請求項1所述的顯示裝置，其中該第一電極具有一第一開口及一第二開口，分別靠近該第一電極的該第二外緣及該第四外緣；該第一電極的該第一外緣及該第一電極的該第三外緣在一第一方向上排列，該第一電極的該第二外緣與該第一電極的該第四外緣在一第二方向上排列；該第一開口的一第一部與該第二開口的一第一部在該第二方向上具有一第一距離；該第一開口更具有一第二部，該第一開口的該第一部與該第一開口的該第二部交叉；該第一開口之該第二部的一第一邊緣在該第二方向上延伸，該第一開口之該第二部的一第一邊緣與該第一電極的該第一外緣在該第一方向上具有一第二距離；該第一距離不等於該第二距離。
  3. 如請求項2所述的顯示裝置，其中該第一電極的該第二開口更具有一第二部，該第二開口的該第一部與該第二開口的該第二部交叉；該第一開口之該第二部的一第二邊緣在該第一方向上延伸，該第一開口的該第二部的該第二邊緣與該第二開口的該第二部的一邊緣在該第二方向上具有一第三距離，且該第三距離不等於該第一距離及該第二距離。
  4. 如請求項3所述的顯示裝置，其中該第一電極的該第一外緣與該第一電極的該第三外緣在該第一方向上具有一第四距離，且該第四距離不等於該第一距離、該第二距離及該第三距離。
  5. 如請求項1所述的顯示裝置，其中該第二電極的該第一主要部具有一內緣，位於該第一電極的該第一外緣旁；該第二電極的該第一主要部的該內緣具有至少一第二凹陷。
  6. 如請求項5所述的顯示裝置，其中該第一電極具有一第一開口及一第二開口，分別靠近該第一電極的該第二外緣及該第四外緣；該第一電極的該主要部包括位於該第一開口與該第二開口之間的一中間子部；該至少一第二凹陷由該第一電極的該第一開口或該第二開口旁延伸至該中間子部旁。
  7. 如請求項6所述的顯示裝置，其中該第二電極的該第三主要部具有一內緣，位於該第一電極的該第三外緣旁；該第二電極的該第三主要部的該內緣具有至少一第三凹陷。
  8. 如請求項7所述的顯示裝置，其中該至少一第三凹陷由該第一電極的該第一開口或該第二開口旁延伸至該中間子部旁。
  9. 如請求項1所述的顯示裝置，其中該第二電極的該饋入部具有一內緣，位於該第一電極的該第四外緣旁；該第二電極的該饋入部的該內緣具有多個第四凹陷，分別位於該第一電極的該饋入部的兩側。
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