CN114063352B - 不具有彩色滤光片的透明显示器与其制造方法 - Google Patents
不具有彩色滤光片的透明显示器与其制造方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提出一种透明显示器与其制造方法，透明显示器包括第一基板、第一透明电极、第二透明电极与第二基板。第一透明电极与第二透明电极设置于第一基板之上。第一透明电极与第二透明电极不相连，且第一透明电极的厚度不同于第二透明电极的厚度。第二基板相对于第一基板设置，第一基板或第二基板上不具有彩色滤光片，且第一基板不具有非透明背板。本发明的透明显示器的不同透明电极的厚度可不相同，借此可以产生不同的颜色，如此一来便不需要设置彩色滤光片或带有底色的背板，可以让显示器更加轻薄，也可节省成本。
Description
技术领域
本发明是关于一种透明显示器，其中多个透明电极的厚度不相同，借此可以产生不同颜色。
背景技术
透明显示器在各种商业应用中越来越受重视，透明显示器可以搭配实景的展示，又能同步传递信息，让展示空间的设计可以更多元，逐渐受到市场的青睐。透明显示器具有透明、轻薄等特性，可以提高人机互动，让资讯传播能以更直观的方式呈现。目前透明显示器可以应用在商业用冰箱、自动贩卖机、商品橱窗展示、博物馆展品展示、珠宝展示、建材等。如何使透明显示器更加轻薄，为此领域技术人员所关心的议题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以让显示器更加轻薄且可节省成本的透明显示器的制造方法。
本发明的实施例提出一种透明显示器的制造方法，包括：提供第一基板；在第一基板上形成第一透明电极与第二透明电极，其中第一透明电极具有第一厚度，第二透明电极具有第二厚度，并且第一厚度不同于第二厚度；根据第一厚度产生第一颜色，并根据第二厚度产生第二颜色，其中第一颜色不同于第二颜色；以及组合第一基板与第二基板，其中第一基板与第二基板上不具有彩色滤光片，并且第一基板不具有非透明背板。
在一些实施例中，第一透明电极与第二透明电极的穿透率介于78％～92％之间。
在一些实施例中，上述根据第一厚度决定第一颜色的步骤包括：若第一颜色设定为红色，则第一厚度介于之间；若第一颜色设定为绿色，则第一厚度介于之间；若第一颜色设定为蓝色，则第一厚度介于/>之间；以及若第一颜色设定为黄色，则第一厚度介于/>之间。
在一些实施例中，上述的制造方法还包括：在第二基板上形成第三透明电极，其中第三透明电极具有第三厚度，并根据第三厚度决定第三颜色；以及第三透明电极的投影重叠于第一透明电极与第二透明电极至少其中一个。
在一些实施例中，上述的第三颜色不同于第一颜色与第二颜色，第三厚度不同于第一厚度与第二厚度。
在一些实施例中，上述的制造方法还包括：在第一基板与第二基板之间夹设聚合物分散液晶层。
在一些实施例中，在第一基板上形成第一透明电极与第二透明电极的步骤包括：在第一基板上形成第一透明导电层；在第一透明导电层上形成第一光阻层，其中第一光阻层包括彼此不相连的第一部分与第二部分；对第一透明导电层实施第一蚀刻程序以形成彼此不相连的第一区域与第二区域；在第一区域上形成第二光阻层；在第二光阻层与第二区域上形成第二透明导电层；在第二区域之上的第二透明导电层上方形成第三光阻层；实施第二蚀刻程序以移除未被第三光阻层覆盖的第二透明导电层；以及移除第二光阻层与第三光阻层。
在一些实施例中，在第一基板上形成第一透明电极与第二透明电极的步骤包括：在第一基板上形成第一透明导电层；在第一透明导电层上形成第一光阻层并对第一透明导电层实施第一蚀刻程序以形成第一区域；在第一区域上形成第二光阻层；在第二光阻层与第一基板上形成第二透明导电层，其中第二透明导电层的厚度不等于第一区域的厚度；在第二透明导电层上方形成第三光阻层，其中第三光阻层在第一基板的投影不重叠于第一区域；实施第二蚀刻程序以移除未被第三光阻层所覆盖的第二透明导电层；以及移除第二光阻层与第三光阻层。
在一些实施例中，在第一基板上形成第一透明电极与第二透明电极的步骤包括：在第一基板上形成第一透明导电层；在第一透明导电层上形成第一光阻层，第一光阻层包括彼此不相连的第一部分与第二部分；对第一透明导电层实施第一蚀刻程序以形成彼此不相连的第一区域与第二区域；在第二区域上形成第二光阻层；实施第二蚀刻程序以移除部分第一区域的一部分；以及移除第二光阻层。
在一些实施例中，上述的制造方法还包括：在第一透明电极与第二透明电极之间形成间隙区域，其中，第一透明电极与第二透明电极属于同一个像素，在第二基板上形成黑色矩阵，其中黑色矩阵的投影重叠于该间隙区域。
以另一个角度来说，本发明的实施例提出一种透明显示器，包括第一基板、第一透明电极、第二透明电极与第二基板。第一透明电极设置于第一基板之上。第二透明电极设置于第一基板之上，第一透明电极与第二透明电极不相连，且第一透明电极的厚度不同于第二透明电极的厚度。第二基板相对于第一基板，第一基板与第二基板上不具有彩色滤光片，并且第一基板不具有非透明背板。
在一些实施例中，第一透明电极对应至第一颜色，第二透明电极对应至第二颜色，第一颜色不同于第二颜色。
在一些实施例中，第一颜色为红色，第一透明电极的厚度介于之间。
在一些实施例中，第一颜色为绿色，第一透明电极的厚度介于之间。
在一些实施例中，第一颜色为蓝色，第一透明电极的厚度介于之间。
在一些实施例中，第一透明电极与第二透明电极的穿透率介于78％～92％之间。
在一些实施例中，上述的透明显示器还包括第三透明电极，设置于第二基板上且在第一基板的投影重叠于第一透明电极或第二透明电极。第三透明电极的厚度不同于第一透明电极的厚度或第二透明电极的厚度。
在一些实施例中，透明显示器还包括聚合物分散液晶层，设置在第一基板与第二基板之间。
在一些实施例中，第一透明电极相邻于第二透明电极，且第一透明电极与第二透明电极属于同一个像素。
在一些实施例中，上述的透明显示器还包括一控制电路，用以控制第一透明电极与第二透明电极的其中之一正上方的聚合物分散液晶为雾态。
在上述的透明显示器中，不同透明电极的厚度可不相同，借此可以产生不同的颜色，如此一来便不需要设置彩色滤光片或带有底色的背板，可以让显示器更加轻薄，也可节省成本。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是根据一实施例绘示透明显示器的侧视图。
图2是根据一实施例绘示改变工艺温度与厚度时透明电极的颜色坐标。
图3是根据一实施例绘示改变工艺温度与厚度时透明电极的颜色表。
图4是根据一实施例绘示透明电极的厚度与穿透率的曲线图。
图5是根据一实施例绘示透明显示面板的侧视图。
图6是根据一实施例绘示一个像素的俯视图。
图7A至图7G是根据一实施例绘示形成透明电极的流程示意图。
图8A至图8F是根据一实施例绘示形成透明电极的流程示意图。
图9A至图9E是根据一实施例绘示形成透明电极的流程示意图。
图10是根据一实施例绘示透明显示器的制造方法的流程图。
主要附图标记说明：
100-透明显示器，110-第一基板，111-第一透明电极，112-第二透明电极，120-第二基板，130-聚合物分散液晶层，140-控制电路，150-黑色矩阵。
具体实施方式
关于本文中所使用的“第一”、“第二”等，并非特别指次序或顺位的意思，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。
在本发明中是通过调整透明显示器中透明电极的厚度来改变颜色，如此一来便不需要额外设置彩色滤光片或有色背板，因此可以使透明显示器更加轻薄并降低成本。
图1是根据一实施例绘示透明显示器的侧视图。请参照图1，透明显示器100包括了第一基板110、第二基板120、设置在第一基板110与第二基板120之间的聚合物分散液晶层(Polymer-dispersed Liquid Crystal，PDLC)130、黑色矩阵150，以及至少一个控制电路140。在一些实施例中，聚合物分散液晶层130也可以替换为聚合物网路液晶层(PolymerNetwork Liquid Crystal，PNLC)。第一透明电极111与第二透明电极112设置在第一基板110上，黑色矩阵150设置在第二基板120，控制电路140可以设置在第一基板110之上或是另设于电路板上，控制电路140通过线路电性连接至第一透明电极111与第二透明电极112。为了简化起见，图1中并未绘示透明显示器100的所有元件，例如，在一些实施例中透明显示器100还包括了薄膜晶体管、栅极线、数据线、共同电极、公共线、绝缘层、接触孔以及间隙物(Spacer)等等。在一些实施例中，第一透明电极111与第二透明电极112作为像素电极，控制电路140用以决定像素电极与共同电极之间的电压差，借此决定第一透明电极111与第二透明电极112正上方的聚合物分散液晶层130处于透明状态或是雾态。
第一基板110与第二基板120的材料例如包括玻璃(Glass)、聚合物(polymer)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、聚醚砜(polyether sulfone，PES)、三醋酸纤维素(triacetyl cellulose，TAC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯(polyethylene)、环烯烃聚合物(COP)、聚亚酰胺(polyimide，PI)，或是聚碳酸酯(PC)与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)构成的复合材料等等，本发明并不以此为限。第一透明电极111与第二透明电极112的材料可包括氧化铟锡(Indium tin oxide，ITO)、氧化铟锌(indium zinc oxide，IZO)、氧化鍗锡(antimony tin oxide，ATO)、氧化氟锡(fluorine tin oxide，FTO)或其他透明导电材料。
如图1所示，第一透明电极111与第二透明电极112不相连，且第一透明电极111的厚度不同于第二透明电极112的厚度，由于透明电极111、112的厚度会决定其颜色，因此第一透明电极111与第二透明电极112的颜色并不相同。由于第一透明电极111与第二透明电极112分别属于不同的子像素，换言之本发明是以透明电极的厚度来决定子像素的颜色，因此不需要在第一基板110或第二基板120上设置彩色滤光片。此外，第一基板110也不需要用以提供背景色的非透明背板，透明显示器100是以环境光源作为光源，因此也不需要背光模组。
在此先说明透明电极的厚度与颜色的对应关系，在以下的实施例中，透明电极的材料例如为氧化铟锡。图2是根据一实施例绘示改变工艺温度与厚度时透明电极的颜色坐标。图3是根据一实施例绘示改变工艺温度与厚度时透明电极的颜色表。请参照图2与图3，其中“HITO1”、“HITO2”、“LITO1”、“LITO2”是对应至透明电极的不同工艺温度。例如，“HITO1”是对应至摄氏360正负10度，“HITO2”是对应至摄氏230正负10度，“LITO1”是对应至摄氏170正负10度，“LITO2”是对应至摄氏130正负10度。在此是采用CIELAB色彩空间来表示透明电极的颜色，当a*的数值越大时透明电极会偏向红色，当a*的数值越小时透明电极会偏向绿色，当b*的数值越大时透明电极会偏向黄色，当b*的数值越小时透明电极会偏向蓝色。当固定工艺温度时，改变透明电极的厚度可以改变其颜色。举例来说，当采用“HITO1”的工艺温度时，厚度的颜色坐标为(a*＝0.12,b*＝4.05)，此时偏黄色；而当厚度为时颜色坐标为(a*＝0.60,b*＝-1.75)，此时偏蓝色。
图4是根据一实施例绘示透明电极的厚度与穿透率的曲线图。请参照图4，在此以“HITO2”的工艺温度为例，当透明电极的厚度改变时也会改变其穿透率。如果把厚度作为变数x，穿透率作为变数y，将两者做线性回归则可以得到y＝-0.0009x+85.908的关系式。从图4可以看出当厚度在至/>之间，穿透率是介于78％～92％之间。在一些实施例中透明电极111、112的穿透率是介于78％～92％之间。
由于第一透明电极111的厚度不同于第二透明电极112的厚度，因此第一透明电极111所对应的第一颜色并不会相同于第二透明电极112所对应的第二颜色。每个透明电极是属于一个子像素，借此可以根据子像素所需要的颜色来决定透明电极的厚度。举例来说，红色子像素中的透明电极可介于之间，绿色子像素中的透明电极可介于之间，蓝色子像素中的透明电极可介于/>之间，黄色子像素中的透明电极可介于/>之间，以此类推。
图5是根据一实施例绘示透明显示器的侧视图。在图5的实施例中第二基板120上还设置了透明电极513、514以作为共同电极。透明电极513在第一基板110的投影重叠于第一透明电极111，而且透明电极513的厚度不同于第一透明电极111的厚度。透明电极514在第一基板110的投影重叠于第二透明电极112，而且透明电极514的厚度不同于第二透明电极112的厚度。如此一来，第一透明电极111的颜色会与透明电极513的颜色混和，第二透明电极112的颜色会与透明电极514的颜色混和，通过这样搭配可以创造出不同的底色。
除了通过上述的方式来设置子像素的颜色，在一些实施例中也可以通过调节聚合物分散液晶层130的雾态来调整颜色。图6是根据一实施例绘示一个像素的俯视图。在图6的实施例中，第一透明电极111相邻于第二透明电极112，故两者是属于同一个像素，同时第一透明电极111与第二透明电极112之间具有间隙区域。一般而言，黑色矩阵150形成于第二基板，而黑色矩阵150的投影会重叠于第一透明电极111与第二透明电极112的间隙区域。在其他实施例，此像素还可包括更多子像素，但为了简化起见并未绘示其他子像素。在本实施例中，第一透明电极111可为绿色、第二透明电极112可为红色，而第一透明电极111与第二透明电极112可以通过搭配聚合物分散液晶层130的透明态或雾态产生对应的颜色变化组合，例如可以创造出雾态+红色、雾态+绿色、黄色(红色+绿色)、雾态+雾态等状态。
本发明也提出了一种透明显示器的制造方法，在此仅说明透明电极形成于基板上的步骤，对于透明显示器中其他的元件(例如薄膜晶体管、栅极线等)则不赘述。而在各示例中所提及在基板上形成透明电极的方法包括各种沉积、溅镀、蒸镀等，本发明不限于此。
请参照图7A，首先提供第一基板110，接着在第一基板110上形成透明导电层710，此透明导电层710的材料例如包括氧化铟锡。请参照图7B，接着在透明导电层710上形成光阻层720，光阻层720包括不相连的第一部分721与第二部分722。值得一提的是，以下提到的光阻层是指经由光罩作用后所残留的光阻层，在此省略形成光阻层的烘烤、曝光、显影等步骤的叙述。请参照图7C，接下来对透明导电层710实施蚀刻程序以形成彼此不相连的第一区域711与第二区域712。接下来移除光阻层720，然后如图7D，在第一区域711上形成光阻层730。请参照图7E，在光阻层730与第二区域712上形成透明导电层740，透明导电层740的材料相同于透明导电层710的材料。参照图7F，在第二区域712之上的透明导电层740上方形成光阻层750，然后实施蚀刻程序以移除没有被光阻层750覆盖的透明导电层740。接下来移除光阻层730与光阻层750，留下第一透明电极111与第二透明电极112，如图7G所示。此第二透明电极112的厚度相同于透明导电层710的厚度加上透明导电层740的厚度。
图8A至图8F是根据一些实施例绘示形成透明电极的流程示意图。请参照图8A，首先在第一基板110上形成透明导电层810，并在透明导电层810上形成光阻层820。接着如图8B所示，对透明导电层810实施蚀刻以形成第一区域811并移除光阻层820。请参照图8C，在第一区域811上形成光阻层830。请参照图8D，在光阻层830与第一基板110上形成透明导电层840，其中透明导电层840的厚度不等于第一区域811的厚度，如图8D所示透明导电层840的厚度大于先前所形成于第一区域811的透明导电层810的厚度，但不以此为限。在其他的实施例中，透明导电层840的厚度可小于先前所形成于第一区域811的透明导电层810的厚度。参照图8E，接着在透明导电层840上形成光阻层850，此光阻层850在第一基板110上的投影不重叠于第一区域811。接着实施蚀刻以移除没有被光阻层850所覆盖的透明导电层840，最后移除光阻层830与光阻层850，留下第一透明电极111与第二透明电极112，如图8F所示。
图9A至图9E是根据一些实施例绘示形成透明电极的流程示意图。请参照图9A，首先在第一基板110上形成透明导电层910，并在透明导电层910上形成光阻层920，此光阻层920包括彼此不相连的第一部分921与第二部分922。接着对透明导电层910实施蚀刻程序以形成彼此不相连的第一区域911与第二区域912，然后移除光阻层920，如图9B所示。参照图9C，接着在第二区域912上形成光阻层930。参照图9D，接下来实施蚀刻程序并控制蚀刻程序的时间以移除第一区域911的一部分，剩余的部分则保留在第一基板110之上。最后，参照图9E，移除光阻层930以得到厚度不相同的第一透明电极111与第二透明电极112。
图10是根据一实施例绘示透明显示器的制造方法。请参照图10，在步骤1001，提供第一基板。在步骤1002，在第一基板上形成第一透明电极与第二透明电极，其中第一透明电极具有第一厚度，第二透明电极具有第二厚度，并且第一厚度不同于第二厚度。步骤1002的详细流程可参照图7A～图7G、图8A～8F或图9A～图9E。在步骤1003，根据第一厚度产生第一颜色，并根据第二厚度产生第二颜色，此步骤可参照图2与图3。在步骤1004，在第一基板与第二基板之间夹设聚合物分散液晶层。在步骤1005，在第二基板上形成黑色矩阵。在步骤1006，组合第一基板与第二基板。特别的是，第一基板与第二基板上不具有彩色滤光片，并且第一基板不具有非透明背板，此透明显示器是靠环境的光源以作为显示的光源，因此也不需要背光模组。在一些实施例中，可以根据所要显示的颜色来决定上述的第一厚度与第二厚度。
虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。
Claims (20)
1.一种不具有彩色滤光片的透明显示器的制造方法，其特征在于，包括：
提供第一基板；
在所述第一基板上形成第一透明电极与第二透明电极，其中所述第一透明电极具有第一厚度，所述第二透明电极具有第二厚度，并且所述第一厚度不同于所述第二厚度；
根据所述第一厚度产生第一颜色，并根据所述第二厚度产生第二颜色，其中所述第一颜色不同于所述第二颜色；
提供第二基板，相对于所述第一基板；以及
组合所述第一基板与所述第二基板。
2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述第一透明电极与所述第二透明电极的穿透率介于78％～92％之间。
3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，根据所述第一厚度决定所述第一颜色的步骤包括：
若所述第一颜色设定为红色，则所述第一厚度介于之间；
若所述第一颜色设定为绿色，则所述第一厚度介于之间；
若所述第一颜色设定为蓝色，则所述第一厚度介于之间；以及
若所述第一颜色设定为黄色，则所述第一厚度介于之间。
4.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，还包括：
在所述第二基板上形成第三透明电极，其中所述第三透明电极具有第三厚度，根据所述第三厚度决定第三颜色，且所述第三透明电极的投影重叠于所述第一透明电极与所述第二透明电极至少其中一个。
5.如权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述第三颜色不同于所述第一颜色与所述第二颜色，所述第三厚度不同于所述第一厚度与所述第二厚度。
6.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，还包括：
在所述第一基板与所述第二基板之间夹设聚合物分散液晶层。
7.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在所述第一基板上形成所述第一透明电极与所述第二透明电极的步骤包括：
在所述第一基板上形成第一透明导电层；
在所述第一透明导电层上形成第一光阻层，其中所述第一光阻层包括彼此不相连的第一部分与第二部分；
对所述第一透明导电层实施第一蚀刻程序以形成彼此不相连的第一区域与第二区域；
在所述第一区域上形成第二光阻层；
在所述第二光阻层与所述第二区域上形成第二透明导电层；
在所述第二区域之上的所述第二透明导电层上方形成第三光阻层；
实施第二蚀刻程序以移除未被所述第三光阻层覆盖的所述第二透明导电层；以及
移除所述第二光阻层与所述第三光阻层。
8.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在所述第一基板上形成所述第一透明电极与所述第二透明电极的步骤包括：
在所述第一基板上形成第一透明导电层；
在所述第一透明导电层上形成第一光阻层并对所述第一透明导电层实施第一蚀刻程序以形成第一区域；
在所述第一区域上形成第二光阻层；
在所述第二光阻层与所述第一基板上形成第二透明导电层，其中所述第二透明导电层的厚度不等于所述第一区域的厚度；
在所述第二透明导电层上方形成第三光阻层，其中所述第三光阻层在所述第一基板的投影不重叠于所述第一区域；
实施第二蚀刻程序以移除未被所述第三光阻层所覆盖的所述第二透明导电层；以及
移除所述第二光阻层与所述第三光阻层。
9.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在所述第一基板上形成所述第一透明电极与所述第二透明电极的步骤包括：
在所述第一基板上形成第一透明导电层；
在所述第一透明导电层上形成第一光阻层，所述第一光阻层包括彼此不相连的第一部分与第二部分；
对所述第一透明导电层实施第一蚀刻程序以形成彼此不相连的第一区域与第二区域；
在所述第二区域上形成第二光阻层；
实施第二蚀刻程序以移除部分所述第一区域的一部分；以及
移除所述第二光阻层。
10.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，还包括：
在所述第一透明电极与所述第二透明电极之间形成间隙区域，其中，所述第一透明电极与所述第二透明电极属于同一像素，在所述第二基板上形成黑色矩阵，其中所述黑色矩阵的投影重叠于所述间隙区域。
11.一种不具有彩色滤光片的透明显示器，其特征在于，包括：
第一基板；
第一透明电极，设置于所述第一基板之上；
第二透明电极，设置于所述第一基板之上，其中所述第一透明电极与所述第二透明电极不相连，且所述第一透明电极的厚度不同于所述第二透明电极的厚度；以及
第二基板，与所述第一基板相对设置。
12.如权利要求11所述的透明显示器，其特征在于，所述第一透明电极对应至第一颜色，所述第二透明电极对应至第二颜色，所述第一颜色不同于所述第二颜色。
13.如权利要求12所述的透明显示器，其特征在于，所述第一颜色为红色，所述第一透明电极的厚度介于之间。
14.如权利要求12所述的透明显示器，其特征在于，所述第一颜色为绿色，所述第一透明电极的厚度介于之间。
15.如权利要求12所述的透明显示器，其特征在于，所述第一颜色为蓝色，所述第一透明电极的厚度介于之间。
16.如权利要求11所述的透明显示器，其特征在于，所述第一透明电极与所述第二透明电极的穿透率介于78％～92％之间。
17.如权利要求11所述的透明显示器，其特征在于，还包括：
第三透明电极，设置于所述第二基板上且在所述第一基板的投影重叠于所述第一透明电极或所述第二透明电极，其中所述第三透明电极的厚度不同于所述第一透明电极的厚度或所述第二透明电极的厚度。
18.如权利要求11所述的透明显示器，其特征在于，还包括：
聚合物分散液晶层，设置在所述第一基板与所述第二基板之间。
19.如权利要求18所述的透明显示器，其特征在于，所述第一透明电极相邻于所述第二透明电极，且所述第一透明电极与所述第二透明电极属于同一个像素。
20.如权利要求19所述的透明显示器，其特征在于，还包括：
控制电路，用以控制所述第一透明电极与所述第二透明电极的其中之一正上方的所述聚合物分散液晶为雾态。
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|---|---|---|---|
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- 2020-07-29 CN CN202010740994.6A patent/CN114063352B/zh active Active
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