CN103513842A - 触摸屏面板 - Google Patents
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Abstract
公开了一种用于提高触摸敏感度的触摸屏面板,该触摸屏面板包括:第一电极,其形成在第一方向上;以及第二电极,其与第一电极绝缘,并且形成在与第一方向垂直的第二方向上,其中,第一电极包括多个第一图案和第二图案,第二图案与多个第一图案形成为一体,以在第一方向上将多个第一图案连接在一起;第二电极包括多个第三图案和第四图案,第四图案与所述多个第三图案形成一体,以在第二方向上将多个第三图案连接在一起;以及第一图案被设置成在水平方向上与第三图案相隔预定距离,第二图案与第四图案交叉,并且第一电极的面积大于第二电极的面积。
Description
本申请要求2012年6月27日提交的韩国专利申请No.10-2012-0069319的优先权,该韩国专利申请特此以引用方式并入,如同完全在本文中阐明。
技术领域
本发明涉及一种触摸屏面板,更具体地,涉及一种电容型触摸屏面板。
背景技术
随着诸如移动电话和笔记本计算机的各种便携式电子装置的发展,对应用于各种便携式电子装置的平板显示装置的需求激增。
例如,平板显示装置可以包括液晶显示设备、等离子体显示面板、场发射显示装置和发光二极管显示装置。在以上的平板显示装置之中,由于批量生产技术、易于驱动、具有高分辨率的高品质图像和大尺寸屏幕的优点,液晶显示设备的应用逐渐增加。
作为根据相关技术的诸如鼠标或键盘的输入装置的替代,触摸屏被广泛使用,其中,触摸屏有助于使用手指或笔在屏幕上直接输入信息。
触摸屏面板大致被分成电阻型和电容型。在这种情况下,电阻型根据用手指或手写笔向屏幕施压时两个基板之间的接触,来感测电阻值的变化。而电容型根据用户的触摸感测电容的变化。
电容型的优点在于,与电阻型的触摸屏面板的厚度相比,可以减小触摸屏面板的厚度,这可以提高触摸板的耐久性,并且这可以减少由外部压力造成的故障。此外,电容型使得能够通过用两个手指自由地放大或缩小图像来执行多触摸(multi-touch)功能。因此,近来的趋势是多优选电容型。
图1示出根据相关技术的具有电容型触摸屏面板的平板显示装置。
参照图1,根据相关技术的电容型触摸屏面板包括:第一电极120,其形成在第一方向上;第二电极130,其形成在与第一方向垂直的第二方向上;连接线140;和触摸板150。
触摸屏面板根据是否存在用户的触摸,来感测第一电极120和第二电极130之间的电容的变化,从而感测用户的触摸位置。
第一电极120作为驱动电极被驱动,用于感测用户触摸的触摸驱动信号被施加到所述驱动电极,并且第一电极120通过连接线140与触摸板150连接。在这种情况下,触摸板150通过FPC与驱动电极驱动器(未示出)连接,所述驱动电极驱动器用于供应用于感测用户触摸的触摸驱动信号。
第二电极130作为感测电极被驱动,所述感测电极用于根据用户的触摸感测电容的变化,并且第二电极130通过连接线140与触摸板150连接。在这种情况下,触摸板150通过使用FPC与感测电极驱动器(未示出)连接,所述感测电极驱动器用于根据用户的触摸感测电容的变化。
感测电极驱动器(未示出)通过将感测到的触摸电容与基准电容进行比较来感测用户的触摸位置,并且输出感测到的触摸位置。
触摸屏面板设置在液晶面板110上。如图1中所示,触摸屏面板的第二电极130的没有与第一电极120交叠的预定部分露出到液晶面板110,由此,第二电极130的露出部分受到液晶面板110中产生的噪声的影响。
因此,触摸屏面板的问题是触摸敏感度和精确度低。例如,因为电容型触摸屏面板根据用户的触摸感测电容的变化,所以它对于噪声非常敏感。也就是说,即使用户没有触摸电容型触摸面板,也可能存在感测到用户触摸的故障或误差。
发明内容
因此,本发明旨在一种触摸屏面板,该触摸屏面板基本消除了由于相关技术的局限性和缺点导致的一个或更多个问题。
本发明的一个方面在于提供一种能够提高触摸敏感度和精确度的触摸屏面板。
本发明另外的特征和优点部分将在随后的描述中阐述,并且对于阅读了下文的本领域的普通技术人员来说,部分地将变得清楚,或者可以通过实践本发明而获知。将通过撰写的说明书及其权利要求书以及附图中具体指出的结构实现和获得本发明的目的和其它优点。
为了实现这些和其它优点并且根据本发明的目的,如本文实施和广义描述的,提供了一种触摸屏面板,所述触摸屏面板包括:第一电极,其形成在第一方向上;以及第二电极,其与所述第一电极绝缘,并且形成在与所述第一方向垂直的第二方向上,其中,所述第一电极包括多个第一图案和第二图案,所述第二图案与所述多个第一图案形成为一体,以在所述第一方向上将所述多个第一图案连接在一起;所述第二电极包括多个第三图案和第四图案,所述第四图案与所述多个第三图案形成为一体,以在所述第二方向上将所述多个第三图案连接在一起;以及所述第一图案被设置成在水平方向上与所述第三图案相隔预定距离,所述第二图案与所述第四图案交叉,并且所述第一电极的面积大于所述第二电极的面积。
要理解,本发明的以上的总体描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的并且旨在对要求保护的本发明提供进一步说明。
附图说明
附图被包括以提供对本发明的进一步理解,并入且构成本申请的一部分,附图示出本发明的实施方式并且与说明书一起用于说明本发明的原理。在附图中:
图1是示出根据相关技术的具有电容型触摸屏面板的平板显示装置的平面图;
图2是示出根据本发明的一个实施方式的具有电容型触摸屏面板的平板显示装置的平面图;
图3A是示出沿着X轴方向的第一实施方式的剖视图;
图3B是示出沿着X轴方向的第二实施方式的剖视图;
图4是示出图2的“A”的放大示图;
图5A示出图2中示出的第一电极的图案;
图5B示出图2中示出的第二电极的图案;
图6示出第一虚设图案;
图7A示出第二虚设图案的第一实施方式;
图7B示出第二虚设图案的第二实施方式;
图8A是示出沿着X轴方向的具有第一虚设图案和第二虚设图案的平板显示装置的剖视图;
图8B是示出沿着Y轴方向的具有第一虚设图案和第二虚设图案的平板显示装置的剖视图;
图9A是示出沿着X轴方向的具有第一虚设图案的平板显示装置的剖视图;
图9B是示出沿着Y轴方向的具有第一虚设图案的平板显示装置的剖视图;
图10A是示出沿着X轴方向的具有第二虚设图案的平板显示装置的剖视图;以及
图10B是示出沿着Y轴方向的具有第二虚设图案的平板显示装置的剖视图。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的示例性实施方式,在附图中示出这些实施方式的示例。只要可能,将在整个附图中使用相同的附图标号表示相同或类似的部件。
在说明本发明的实施方式时,如果提到第一结构位于第二结构“上或上方”或“下或下方”,则应该理解,第一结构和第二结构是彼此接触的,或者在第一结构和第二结构之间插入了第三结构。然而,如果提到第一结构“直接”位于第二结构“上”或“直接”位于第二结构“下”,则应该理解,第一结构和第二结构是彼此接触的。
图2是示出根据本发明的一个实施方式的具有电容型触摸屏面板的平板显示装置的平面图。
参照图2,根据本发明的一个实施方式的平板显示装置200包括液晶面板210和设置在液晶面板210上的触摸屏面板。
首先,液晶面板210根据视频信号用数据电压驱动液晶,并且通过根据液晶的驱动控制多个像素中的光透射率来显示图像。
然后,设置在液晶面板210上的触摸屏面板感测用户的触摸。触摸屏面板包括多个第一电极220和多个第二电极230。
多个第一电极220在第一方向上以固定间隔平行地布置,从而感测第一方向上的用户触摸。例如,第一电极220形成在X轴方向上,从而感测X轴方向上的用户触摸。
另外,多个第一电极220通过连接线240与触摸板250连接,由此,多个第一电极220作为驱动电极被驱动,用于感测触摸的驱动信号被施加到驱动电极。
多个第二电极230在与第一方向垂直的第二方向上以固定间隔平行地布置,从而感测第二方向上的用户触摸。例如,第二电极230形成在Y轴方向上,从而感测Y轴方向上的用户触摸。
另外,多个第二电极230通过连接线240与触摸板250连接,由此,多个第二电极230作为感测电极被驱动,感测电极用于根据用户触摸感测电容的变化。
尽管在图2中未示出,但触摸板250通过FPC与器件驱动器(device driver)(未示出)和感测驱动器(未示出)连接。
器件驱动器(未示出)与作为驱动电极被驱动的第一电极220连接,其中,器件驱动器(未示出)向驱动电极供应触摸驱动信号。
感测驱动器(未示出)与作为感测电极被驱动的第二电极230连接,其中,感测驱动器(未示出)根据用户的触摸感测该感测电极中的电容的变化。另外,感测驱动器(未示出)通过将感测到的触摸电容与基准电容进行比较来感测用户的触摸位置,并且输出感测到的触摸位置。
多个第一电极220形成在与多个第二电极230不同的层中。例如,多个第一电极220可以位于下层,并且多个第二电极230可以位于上层。
下文中,将参照图2中示出的平板显示装置200的剖视图来描述液晶面板210和触摸屏面板的沉积结构。
图3A是示出沿着X轴方向的第一实施方式的剖视图。图3B是示出沿着X轴方向的第二实施方式的剖视图。
参照图3A和图3B,根据本发明的一个实施方式的平板显示装置200包括液晶面板210和触摸屏面板。
首先,尽管在图3中未示出,但液晶面板210包括彼此接合并且其间插设有液晶层的上基板和下基板。
下基板驱动液晶层,并且下基板包括具有多个像素的像素阵列。
通过将多个选通线(未示出)中的每一个和多个数据线(未示出)中的每一个交叉,来形成像素阵列,其中,像素阵列包括在选通线和数据线的每个交叉区域处形成的多个像素。
每个像素包括与选通线和数据线连接的薄膜晶体管(未示出)、与薄膜晶体管连接的像素电极以及与像素电极相邻形成的公共电极。
用通过选通线供应的扫描信号来开关薄膜晶体管,然后,薄膜晶体管将数据电压从数据线供应到像素电极。
像素电极向像素供应数据电压,并且公共电极向像素供应公共电压。当向像素供应数据电压和公共电压时,形成电场,使得通过电场驱动液晶层,从而显示图像。
上基板包括与下基板的每个像素对应的滤色器。上基板通过使用滤色器过滤穿过液晶层的入射光,然后向外部发射预定颜色的光,由此,在液晶面板210上显示预定的彩色图像。
然后,在液晶面板210上设置触摸屏面板。触摸屏面板包括第一基板260、第一电极220、第一粘合剂层265、第二基板270、第二电极230、第二粘合剂层275和保护玻璃280。
第一电极220设置在第一基板260和第二基板270之间,其中,第一电极220形成在第一方向(即,X轴方向)上。
根据本发明的一个实施方式,如图3A中所示,第一电极220可以设置在第一基板260的上表面上。根据本发明的另一个实施方式,如图3B中所示,第一电极220可以设置在第二基板270的下表面上。
第一电极220可以由透明导电材料形成,并且可以通过光蚀刻工艺得到第一电极220。在这种情况下,透明导电材料可以是ZnO、ZnO:B、ZnO:Al、SnO2、SnO2:F、ITO(铟锡氧化物)、IZO(铟锌氧化物)、ITZO(铟锡锌氧化物)、ZTO(锌锡氧化物)和ATO(锑锡氧化物)之中的任一种。
第二电极230设置在第二基板270和保护玻璃280之间,其中,第二电极230形成在与第一方向垂直的第二方向(即,Y轴方向)上。
第二电极230可以由透明导电材料形成,并且可以通过光蚀刻工艺得到第二电极230。在这种情况下,透明导电材料可以是ZnO、ZnO:B、ZnO:Al、SnO2、SnO2:F、ITO(铟锡氧化物)、IZO(铟锌氧化物)、ITZO(铟锡锌氧化物)、ZTO(锌锡氧化物)和ATO(锑锡氧化物)之中的任一种。
第二基板270可以由透明玻璃或塑料膜(例如,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))形成。通过使用第一粘合剂层265来将第二基板270接合到第一基板260。
更详细地,根据图3A中示出的一个实施方式,第一电极220和第二电极230分别形成在第一基板260和第二基板270的上表面上,然后,通过使用第一粘合剂层265来将第一基板260和第二基板270彼此接合在一起。
根据图3B中示出的另一个实施方式,在第二基板270的下表面上形成第一电极220并且在第二基板270的上表面上形成第二电极230之后,通过使用第一粘合剂层265将第二基板270接合到第一基板260。
通过使用第二粘合剂层275将保护玻璃280接合到第二基板270,从而保护触摸屏面板。
图2和图3示出第二电极230位于第一电极220上方。根据本发明的另一个实施方式,第一电极220可以位于第二电极230上方。
图4至图7只示出第一电极220和第二电极230的图案,而没有示出液晶面板210、第一基板260、第一粘合剂层265、第二基板270、第二粘合剂层275和保护玻璃280。
图4是示出图2的“A”的放大示图。
参照图4,多个第一电极220在第一方向(即,X轴方向)上以固定间隔平行地设置。通过在第一基板260上形成透明导电材料并且使用掩模通过光蚀刻工艺对透明导电材料构图,可以得到第一电极220。
多个第二电极230在第二方向(即,Y轴方向)上以固定间隔平行地设置。通过在第二基板270上形成透明导电材料并且使用掩模通过光蚀刻工艺对透明导电材料构图,可以得到第二电极230。
同时,第二电极230的面积小于第一电极220的面积。因为触摸屏面板的第二电极230的没有与第一电极220交叠的预定部分露出到液晶面板210,所以第二电极230的露出部分受到液晶面板210中产生的噪声的影响。因此,为了减小液晶面板210的噪声的影响,减小第二电极230的面积的大小。
因此,就根据本发明的一个实施方式的触摸屏面板而言,第二电极230的面积与第一电极220的面积相比大约是20%至50%。
下文中,将参照图5A和图5B描述第一电极220和第二电极230的详细图案结构。
图5A示出图2中示出的第一电极的图案。
参照图5A,第一电极220包括多个第一图案222和用于连接多个第一图案222的第二图案224。
如图5A中所示,第一图案222可以是具有预定面积的多边形形状。除了多边形形状之外,第一图案222可以是菱形形状、方形形状、圆形形状、椭圆形形状、三角形形状、矩形形状或任何其它形状。
为了将第一图案222和第二图案224形成为一体,第二图案224从第一图案222延伸,从而将多个第一图案222在第一方向上连接在一起。第二图案224设置在多个第一图案222的每一个之间,也就是说,第二图案224从一个第一图案222a延伸到另一个第一图案222b。
图5B示出图2中示出的第二电极的图案。
参照图5B,第二电极230包括多个第三图案232和用于连接多个第三图案232的第四图案234。
如图5B中所示,两个多边形形状的第三图案232关于第四图案234对称地布置。除了多边形形状之外,第三图案232可以是菱形形状、方形形状、圆形形状、椭圆形形状、三角形形状、矩形形状或任何其它形状。
为了将第三图案232和第四图案234形成为一体,第四图案234从第三图案232延伸,从而将多个第三图案232在第二方向上连接在一起。第四图案234形成为在第二方向上延伸的条形形状。
再次参照图4,第一电极220的第二图案224与第二电极230的第四图案234交叉。在这种情况下,在第二图案224和第四图案234的交叉区域(下文中,称为“交叉区域”)中产生互电容(Cm)。
根据本发明的一个实施方式,第二图案224的宽度(b)可以等于或小于第四图案234的宽度(a)。在这种情况下,第二图案224的宽度(b)是与第一电极220的延伸纵向方向垂直的方向上的宽度,并且第四图案234的宽度(a)是与第二电极230的延伸纵向方向垂直的方向上的宽度。
在水平方向上距第二电极230的第三图案232预定距离处设置第一电极220的第一图案222,由此,第一电极220的第一图案222不与第二电极230的第三图案232交叠。优选地,水平距离(c)限于大约30μm至700μm。
这是因为,寄生电容和电容的变化受到第一图案222和第三图案232之间的水平距离(c)的影响。
更详细地,就电容型触摸屏面板而言,感测第一电极220和第二电极230的交叉区域中的电容的变化(△C),从而感测是否存在用户的触摸。电容的变化变得越大,触摸敏感度提高的越多。
在电容型触摸屏面板中,当感测到用户的触摸时,在除了触摸位置之外的交叉区域中产生寄生电容(Cp)。寄生电容(Cp)与互电容(Cm)成比例。因此,优选地,为了提高触摸敏感度,要减小互电容(Cm)。
下面的表1示出根据第一图案222和第三图案232之间的水平距离(c)的电容变化△C和互电容(Cm)。
[表1]
水平距离(c) | 电容的变化(△C) | 互电容(Cm) |
0mm | 0.12739 | 0.34028 |
0.25mm | 012984 | 0.24801 |
0.5mm | 0.13004 | 0.19946 |
0.75mm | 0.12482 | 0.16703 |
1mm | 0.1162 | 0.14233 |
如以上的表1中所示,互电容(Cm)根据水平距离(c)的逐渐增大而逐渐减小。因此,与互电容(Cm)成比例的寄生电容(Cp)也根据水平距离(c)的逐渐增大而逐渐减小。
同时,电容的变化(△C)根据水平距离(c)的增大而增大。然而,如果水平距离(c)大于0.7mm,则电容的变化(△C)根据水平距离(c)的增大而减小而不是增大。
最终,考虑到寄生电容(Cp)和电容的变化(△C),优选地,第一图案222和第三图案232之间的水平距离(c)限于大约30μm~700μm的范围。
同时,第三图案232占第二电极230的整个面积的大约10%至50%。因此,具有预定面积的第三图案232以及第四图案234形成在第二电极230中,从而增大电容的变化(△C)。同时,因为露出到液晶面板210的第三图案232占第二电极230的整个面积的大约10%至50%,由此,可以减小液晶面板210中产生的噪声的影响。
图6示出第一虚设图案。
触摸屏面板设置在液晶面板210上,其中,从液晶面板210发射的光穿过触摸屏面板,然后达到用户的眼睛。另外,从外部入射的外部光被触摸屏面板中的第一电极220和第二电极230反射。
在这种情况下,用户因第一电极220和第二电极230之间的反射率差异而察觉到平板显示装置200的第一电极220和第二电极230的图案形状,由此,可视性降低。
为了克服以上问题,触摸屏面板还可以包括第一虚设图案292。
第一虚设图案292形成在设置在第一方向上的多个第一电极220中的每一个之间,其中,第一虚设图案292被设置成与多个第一电极220中的每一个相隔预定间隔。在这种情况下,第一虚设图案292可以由与第一电极220相同的材料形成,并且第一虚设图案292可以与第一电极220形成在同一层中。
第一虚设图案292具有与第一电极220分开的图案,其中,第一虚设图案292不执行感测用户的触摸位置的功能。
第一虚设图案292位于第二电极230下方,同时与第二电极230交叠,从而减小第一电极220和第二电极230之间的反射率差异。
图7A示出第二虚设图案的第一实施方式。
参照图7A,为了提高平板显示装置200的可视性,触摸屏面板还可以包括第二虚设图案294。
第二虚设图案294形成在设置在第二方向上的多个第二电极230中的每一个之间,其中,第二虚设图案294被设置成与多个第二电极230中的每一个相隔预定间隔。在这种情况下,第二虚设图案294可以由与第二电极230相同的材料形成,并且第二虚设图案294可以与第二电极230形成在同一层中。
第二虚设图案294具有与第二电极230分开的图案,其中,第二虚设图案294不执行感测用户的触摸位置的功能。
第二虚设图案294位于第一电极220上方,同时与第一电极220交叠,从而减小第一电极220和第二电极230之间的反射率差异。
图7B示出第二虚设图案的第二实施方式。
即使第二虚设图案294被设置成与第二电极230相隔预定间隔,但第二虚设图案294也可能因外部压力或冲击而移动。如果第二虚设图案294因外部压力或冲击而与第二电极230接触,则第二虚设图案294与第二电极230电连接,由此,第二虚设图案294用作第二电极230。
因此,第一电极220和第二电极230之间的交叠区域增大,使得寄生电容(Cp)增大,从而降低触摸敏感度。
具体地,如图7A中所示,如果第二虚设图案294被形成为单片式,则寄生电容(Cp)大幅度增大,使得触摸敏感度明显降低。
为了克服以上问题,如图7B中所示,第二虚设图案294可以包括以固定间隔布置的多个虚设片。
由于在第二虚设图案294中包括多个虚设片,所以即使其中一个虚设片与第二电极230接触并且与第二电极230电连接,其它虚设片也不受影响,也就是说,对触摸敏感度几乎没有影响。
尽管未示出,但按照与第二虚设图案294相同的方式,第一虚设图案292可以包括以固定间隔布置的多个虚设片。
同时,触摸屏面板可以包括第一虚设图案292和第二虚设图案294中的至少一个。
根据本发明的一个实施方式,触摸屏面板可以包括第一虚设图案292和第二虚设图案294二者。更详细地,如图8A中所示,触摸屏面板可以被设置有在第二基板270上以固定间隔形成的第二电极230和在多个第二电极230中的每一个之间形成的第二虚设图案294。另外,如图8B中所示,第一电极220可以以固定间隔形成在第一基板260上,并且第一虚设图案292可以形成在第一电极220中的每一个之间。
根据本发明的另一个实施方式,如图9A和图9B中所示,触摸屏面板可以只包括第一虚设图案292。根据本发明的另一个实施方式,如图10A和图10B中所示,触摸屏面板可以只包括第二虚设图案294。
根据本发明,第二电极230的面积小于第一电极220的面积,由此可以减小液晶面板210中产生的噪声的影响,从而提高触摸敏感度。
另外,第一电极220的第一图案222和第二电极230的第三图案232之间的水平距离(c)被优化,使得可以减小寄生电容(Cp)并且增大电容的变化(△C)。
另外,第一虚设图案292可以形成在第一电极220中的每一个之间,或者第二虚设图案294可以形成在第二电极230中的每一个之间,从而提高平板显示装置200的可视性。
对本领域的技术人员将显而易见的是,在不脱离本发明的精神或范围的情况下,可以在本发明中进行各种修改和变型。因此,本发明旨在覆盖本发明的修改和变型,只要这些修改和变型落入所附权利要求书及其等同物的范围内。
Claims (12)
1.一种触摸屏面板,所述触摸屏面板包括:
第一电极,其形成在第一方向上;以及
第二电极,其与所述第一电极绝缘,并且形成在与所述第一方向垂直的第二方向上,
其中,所述第一电极包括多个第一图案和第二图案,所述第二图案与所述多个第一图案形成为一体,以在所述第一方向上将所述多个第一图案连接在一起;
所述第二电极包括多个第三图案和第四图案,所述第四图案与所述多个第三图案形成为一体,以在所述第二方向上将所述多个第三图案连接在一起;以及
所述第一图案被设置成在水平方向上与所述第三图案相隔预定距离,所述第二图案与所述第四图案交叉,并且所述第一电极的面积大于所述第二电极的面积。
2.根据权利要求1的触摸屏面板,其中,所述第二电极的面积与所述第一电极的面积相比大约是20%至50%。
3.根据权利要求1的触摸屏面板,其中,所述第二图案的宽度等于或小于所述第四图案的宽度。
4.根据权利要求1的触摸屏面板,其中,所述第四图案形成为在所述第二方向上延伸的条形形状。
5.根据权利要求1的触摸屏面板,其中,两个多边形形状的第三图案关于所述第四图案对称地布置。
6.根据权利要求1的触摸屏面板,其中,所述第四图案的面积占所述第二电极的整个面积的大约10%至50%。
7.根据权利要求1的触摸屏面板,其中,所述第一图案和所述第三图案之间的水平距离是大约30μm~700μm。
8.根据权利要求1的触摸屏面板,所述触摸屏面板还包括第一虚设图案,所述第一虚设图案被设置成与所述第一电极相隔预定距离并且与所述第二电极交叠。
9.根据权利要求8的触摸屏面板,其中,所述第一电极和所述第一虚设图案形成在同一层中。
10.根据权利要求1的触摸屏面板,所述触摸屏面板还包括第二虚设图案,所述第二虚设图案被设置成与所述第二电极相隔预定距离并且与所述第一电极交叠。
11.根据权利要求10的触摸屏面板,其中,所述第二电极和所述第二虚设图案形成在同一层中。
12.根据权利要求10的触摸屏面板,其中,所述第二虚设图案包括以固定间隔布置的多个虚设片。
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