KR100717195B1 - Transflective LCD device and manufacture method thereof - Google Patents

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Abstract

개시된 반투과형 액정표시장치는, 게이트 버스 라인과 데이터 버스 라인의 교차에 의하여 정의되는 화소 영역 상에 반사부와 투과부가 형성되며, 반사부에는 글라스비드로 된 다수의 스페이서가 마련됨으로써, 빛의 산란, 반사 각도가 다양해지고, 또한 글라스비드의 재귀 반사 효과로 인해 입사광에 대한 반사광의 효율도 높일 수 있는 효과를 제공한다.In the disclosed transflective liquid crystal display device, a reflecting unit and a transmitting unit are formed on a pixel area defined by the intersection of a gate bus line and a data bus line, and the reflecting unit is provided with a plurality of spacers of glass beads, thereby scattering light. In addition, the reflection angle is varied, and the retroreflective effect of the glass bead provides an effect of increasing the efficiency of the reflected light with respect to the incident light.

Description

반투과형 액정표시장치 및 그 제조방법{Transflective LCD device and manufacture method thereof}Transflective LCD device and manufacture method

도 1은 종래의 반투과형 액정표시장치를 나타낸 단면도,1 is a cross-sectional view showing a conventional transflective liquid crystal display device;

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정표시장치를 나타낸 평면도,2 is a plan view showing a transflective liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention;

도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정표시장치의 제조방법을 순차적으로 나타낸 단면도,3A through 3E are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a transflective liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention;

도 4는 도 3의 제조방법에 사용되는 마스크를 나타낸 평면도.4 is a plan view showing a mask used in the manufacturing method of FIG.

본 발명은 반투과형 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 시야각을 개선하기 위한 반사부의 구조 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transflective liquid crystal display device and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a structure of a reflecting unit for improving a viewing angle and a manufacturing method thereof.

일반적으로 반투과형 액정표시장치는 하나의 화소 영역 내에 투과 영역과 반사 영역이 공존하여, 어두운 환경에서는 반투과형 액정표시장치에 내장된 내부 광원을 이용하여 투과형으로 사용하고, 밝은 환경에서는 반투과형 액정표시장치 외부의 주변광을 활용하는 반사형으로 사용하는 액정표시장치를 말한다.In general, a transflective liquid crystal display device has a transmissive area and a reflective area coexisting in one pixel area, and is used as a transmissive type by using an internal light source built in the transflective liquid crystal display device in a dark environment and a transflective liquid crystal display in a bright environment. It refers to a liquid crystal display device used as a reflection type utilizing ambient light outside the device.

이러한 반투과형 액정표시장치로써, 종래에는 도 1과 같은 구조가 일반적으로 채용되고 있다.As such a transflective liquid crystal display device, a structure as shown in Fig. 1 is generally employed.

도면을 참조하면, 반투과형 액정표시장치는 상부 기판(미도시)과, 이 상부 기판에 이격 대향하는 하부 기판(10) 및 상부 기판과 하부 기판(10) 사이에 개재된 액정층(미도시)을 포함한다.Referring to the drawings, the transflective liquid crystal display device includes an upper substrate (not shown), a lower substrate 10 facing the upper substrate, and a liquid crystal layer (not shown) interposed between the upper substrate and the lower substrate 10. It includes.

하부 기판(10)은 유리기판(11) 상에 게이트(12), 절연막(13), 액티브(14), 소스-드레인(15), 보호막(16)이 차례로 적층되어 TFT를 형성하고, 보호막(16) 상에 유기 레진(17)이 적층된다. In the lower substrate 10, a gate 12, an insulating layer 13, an active 14, a source-drain 15, and a passivation layer 16 are sequentially stacked on the glass substrate 11 to form a TFT. The organic resin 17 is laminated on 16.

이 보호막(16) 상에 적층된 유기 레진(17) 중 TFT 이외의 반사부 영역에 적층된 유기 레진(17)의 경우, 하프톤(half tone) 마스크에 의하여 표면에 빛의 산란을 위한 다수의 엠보싱이 형성되고, 이 엠보싱이 형성된 부분에 투명 ITO층(18)과 불투명의 금속층(19)이 차례로 적층되어 반사층으로의 역할을 한다.Among the organic resins 17 stacked on the protective film 16, the organic resins 17 stacked in the reflecting region other than the TFTs have a large amount of light scattered on the surface by a halftone mask. Embossing is formed, and the transparent ITO layer 18 and the opaque metal layer 19 are sequentially stacked on the portion where the embossing is formed to serve as a reflective layer.

그리고 불투명 금속층(19) 및 불투명 금속층(19)이 형성되지 않은 유기 레진(17) 상에는 액정 배향을 위한 배향막(21)이 코팅되고, 액정층의 셀 갭 유지를 위한 스페이서(22)가 마련된다.On the organic resin 17 on which the opaque metal layer 19 and the opaque metal layer 19 are not formed, an alignment film 21 for liquid crystal alignment is coated, and a spacer 22 for maintaining a cell gap of the liquid crystal layer is provided.

그런데, 이와 같은 반투과형 액정표시장치는 반사부에 형성된 다수의 엠보싱이 동일 공정에서 동일한 형태로 형성되므로, 엠보싱의 프로파일 각(profile angle)을 자유롭게 콘트롤하기 어려우며, 또한 프로파일 각이 전면에 걸쳐 동일한 각도를 유지하고 있어, 모든 엠보싱에서의 반사각이 동일하며, 그 반사되는 빛의 각도가 좁아 반사부에서의 시야각이 좁아지는 문제점이 있다.However, such a transflective liquid crystal display device is difficult to freely control the profile angle of the embossing, since a plurality of embossing formed in the reflecting portion is formed in the same process in the same process, and also the same angle across the entire surface Since the reflection angles in all the embossing are the same, and the angle of the reflected light is narrow, the viewing angle in the reflection portion is narrowed.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 시야각을 넓게 형성할 수 있도록 반사부를 개선한 반투과형 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a semi-transmissive liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, in which a reflection part is improved to form a wide viewing angle.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반투과형 액정표시장치는, 게이트 버스 라인과 데이터 버스 라인의 교차에 의하여 정의되는 화소 영역 상에 반사부와 투과부가 형성되며, 상기 반사부에는 글라스비드로 된 다수의 스페이서가 마련된 것이 바람직하다.In the semi-transmissive liquid crystal display device of the present invention for achieving the above object, a reflection portion and a transmission portion are formed on the pixel region defined by the intersection of the gate bus line and the data bus line, and the reflection portion is made of glass beads. It is preferable that a plurality of spacers are provided.

여기서, 상기 다수의 스페이서는 3~5㎛ 이내의 지름을 갖는 것이 바람직하다.Here, the plurality of spacers preferably have a diameter of 3 ~ 5㎛.

그리고 본 발명의 반투과형 액정표시장치 제조방법은, 유리기판 상에 게이트와, 절연막과, 액티브와, 소스-드레인 및 보호막을 순차적으로 적층하여 TFT를 형성하고, ITO 투명 전극이 배치된 투과 영역과 불투명 금속층이 배치된 반사 영역을 포함하고, 상기 소스-드레인과 전기적으로 연결된 화소 전극을 형성하는 단계; 상기 결과된 구조물 상에 배향막을 적층하는 단계; 상기 배향막 상에 광경화형 투명 레진을 적층하는 단계; 상기 광경화형 투명 레진 상에 글라스비드로 된 스페이서를 산포하는 단계; 및 상기 반사 영역 상부의 광경화형 투명 레진만 남도록 상기 광경화형 투명 레진을 노광 및 현상하는 단계를 포함한 것이 바람직하다.In the method of manufacturing a transflective liquid crystal display device according to the present invention, a TFT is formed by sequentially laminating a gate, an insulating film, an active layer, a source-drain and a protective film on a glass substrate, and a transmissive region having an ITO transparent electrode disposed thereon; Forming a pixel electrode comprising a reflective region having an opaque metal layer disposed thereon, the pixel electrode being electrically connected to the source-drain; Stacking an alignment layer on the resulting structure; Stacking a photocurable transparent resin on the alignment layer; Spreading a glass bead spacer on the photocurable transparent resin; And exposing and developing the photocurable transparent resin so that only the photocurable transparent resin on the reflective region remains.

그리고 본 발명의 또 다른 반투과형 액정표시장치 제조방법은, 유리기판 상 에 게이트와, 절연막과, 액티브와, 소스-드레인 및 보호막을 순차적으로 적층하여 TFT를 형성하고, ITO 투명 전극이 배치된 투과 영역과 불투명 금속층이 배치된 반사 영역을 포함하고, 상기 소스-드레인과 전기적으로 연결된 화소 전극을 형성하는 단계; 상기 결과된 구조물 상에 배향막을 적층하는 단계; 상기 배향막 상에 광경화형 투명 레진을 적층하는 단계; 상기 반사 영역 상부의 배향막 상에 광경화형 투명 레진을 선택적으로 프린팅 하는 단계; 및 상기 광경화형 투명 레진 상에 글라스비드로 된 스페이서를 산포하는 단계를 포함한 것이 바람직하다.In another method of manufacturing a transflective liquid crystal display device according to the present invention, a TFT is formed by sequentially laminating a gate, an insulating film, an active layer, a source-drain and a protective film on a glass substrate, and a transmissive ITO transparent electrode is disposed. Forming a pixel electrode comprising a reflecting region in which a region and an opaque metal layer are disposed, the pixel electrode being electrically connected to the source-drain; Stacking an alignment layer on the resulting structure; Stacking a photocurable transparent resin on the alignment layer; Selectively printing a photocurable transparent resin on the alignment layer on the reflective region; And dispersing a spacer of glass beads on the photocurable transparent resin.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정표시장치를 나타낸 평면도이다.2 is a plan view illustrating a transflective liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 반투과형 액정표시장치는 상부 기판(미도시)과, 이 상부 기판에 이격 대향하는 하부 기판(100) 및 상부 기판과 하부 기판 사이에 개재된 액정층(미도시)을 포함한다.Referring to the drawings, the transflective liquid crystal display includes an upper substrate (not shown), a lower substrate 100 facing the upper substrate, and a liquid crystal layer (not shown) interposed between the upper substrate and the lower substrate. .

하부 기판(100)에는 게이트 버스 라인(110)과 데이터 버스 라인(120)의 교차에 의하여 정의되는 화소 영역이 마련되며, 이 화소 영역 상에는 투과부(A)와 반사부(B)가 형성된다.The lower substrate 100 is provided with a pixel region defined by the intersection of the gate bus line 110 and the data bus line 120, and a transmissive portion A and a reflective portion B are formed on the pixel region.

반사부(B)는 외부로부터 입사되는 자연광을 반사하기 위한 부분으로 반사판(140)이 마련되며, 이 반사판(140) 상에는 1.8 이상의 고굴절률을 갖고, 지름이 3~5㎛ 이내인 글라스비드(glass bead)로 된 다수의 스페이서(spacer;150)가 마련된 다. The reflector B is provided with a reflecting plate 140 as a part for reflecting natural light incident from the outside. The reflecting plate 140 has a high refractive index of 1.8 or more and a glass bead having a diameter of 3 to 5 μm or less on the reflecting plate 140. A plurality of spacers 150 of beads are provided.

이 스페이서(150)는 액정층의 셀 갭(cell gap)을 일정하게 유지하기 위한 것으로서, 본 발명의 스페이서(150)는 셀 갭 유지 뿐만 아니라, 입사광의 재귀 반사를 위한 매개체로도 사용된다.The spacer 150 is for maintaining a constant cell gap of the liquid crystal layer. The spacer 150 of the present invention is used not only for maintaining the cell gap but also as a medium for retroreflecting incident light.

여기서, 재귀 반사라 함은 입사된 빛이 들어간 방향과 동일한 각도로 되돌아 오는 반사를 말한다.Here, the retroreflective refers to the reflection coming back at the same angle as the direction of incident light.

그리고 상기 글라스비드는 일반적으로 도로 표지판이나 차선 등에 사용되어 빛을 반사시키는 산업용 유리를 말한다.And the glass bead generally refers to the industrial glass used to reflect the light used for road signs and lanes.

이와 같이 글라스비드로 된 스페이서(150)를 반사부(B)에 마련하게 되면, 반사부(B)로 입사되는 빛은 글라스비드로 된 스페이서(150)를 통과하면서 빛이 굴절 및 재귀 반사되므로, 관찰자가 액정표시장치를 보는 방향에 상관없이 시야각을 향상시킬 수 있게 된다.When the glass bead spacer 150 is provided in the reflecting portion B as described above, the light incident on the reflecting portion B passes through the spacer 150 made of the glass bead, and thus the light is refracted and recursively reflected. The viewing angle can be improved regardless of the direction in which the viewer views the liquid crystal display.

도 3a 내지 3e는 본 발명의 일 실시예에 따른 반투과형 액정표시장치를 제조하는 방법을 순차적으로 나타낸 단면도이다.3A to 3E are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a transflective liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 먼저 도 3a와 같이 유리기판(211) 상에 게이트(212)와, 절연막(213)과, 액티브(214)와, 소스-드레인(215) 및 보호막(216)을 차례로 적층하여 TFT를 형성하고, 소스-드레인(215)과 후술할 화소 전극과를 전기적으로 연결하기 위한 비아 홀(217)을 형성한다. Referring to the drawings, first, as shown in FIG. 3A, the gate 212, the insulating film 213, the active 214, the source-drain 215, and the protective film 216 are sequentially stacked on the glass substrate 211. A TFT is formed, and a via hole 217 for electrically connecting the source-drain 215 and the pixel electrode to be described later is formed.

다음으로, 도 3b와 같이 보호막(216)과 비아 홀(217)에 의하여 노출된 소스-드레인(215) 상에 투명의 ITO층(218)을 적층하여 화소 전극을 마련한다.Next, as illustrated in FIG. 3B, a transparent ITO layer 218 is stacked on the source-drain 215 exposed by the passivation layer 216 and the via hole 217 to form a pixel electrode.

그리고 도 3c와 같이 상기 ITO층(218)에 불투명 금속층(219)을 적층하여 반사 영역을 마련한다.As shown in FIG. 3C, an opaque metal layer 219 is stacked on the ITO layer 218 to form a reflective region.

다음으로, 도 3d와 같이 반사 영역을 형성하는 불투명 금속층(219)과 외부로 노출된 보호막(216) 상에 액정의 배향을 위한 배향막(221)을 적층한 후, TFT 일측 불투명 금속층(219) 상부의 배향막(221) 상에 광경화형 투명 레진(222)을 전면 적층시킨다. 즉, 반투과형 액정표시장치의 화소 영역 중 반사 영역(C)에 마련된 배향막(221) 상에 광경화형 투명 레진(222)을 전면적으로 적층시킨다.Next, as illustrated in FIG. 3D, an alignment layer 221 for alignment of liquid crystals is stacked on the opaque metal layer 219 forming the reflective region and the protective film 216 exposed to the outside, and then the upper portion of the TFT one side opaque metal layer 219 is stacked. The photocurable transparent resin 222 is entirely laminated on the alignment film 221. That is, the photocurable transparent resin 222 is entirely stacked on the alignment layer 221 provided in the reflective region C of the pixel region of the transflective liquid crystal display.

다음으로, 도 3e와 같이 광경화형 투명 레진(222) 상에 글라스비드로 된 스페이서(223)를 산포하고, 스페이서(223)가 산포된 부분만, 즉 반사 영역 상부만 광경화형 투명 레진(222)을 남기고, 나머지 부분은 제거하기 위하여, 도 4와 같은 마스크(300)를 사용하여 노광 및 현상한다.Next, as shown in FIG. 3E, a glass bead spacer 223 is scattered on the photocurable transparent resin 222, and only the portion where the spacer 223 is scattered, that is, only the upper portion of the reflective region, is photocurable transparent resin 222. In order to remove the remaining portions, the mask 300 is exposed and developed using the mask 300 as shown in FIG. 4.

이때, 마스크(300)의 패턴(310) 크기를 스페이서(223)의 크기보다 20~30% 크게 형성하고, 그 패턴(310) 갯수도 스페이서(223)의 갯수보다 20~30% 많이 형성된 마스크(300)를 통해 노광 및 현상한다.In this case, the size of the pattern 310 of the mask 300 is 20 to 30% larger than the size of the spacer 223, and the number of the pattern 310 is 20 to 30% greater than the number of the spacers 223 ( Exposure and development through 300).

이와 같이 마스크(300)의 패턴(310) 크기 및 갯수를 스페이서(223)의 크기 및 갯수보다 크게 하는 이유는 랜덤하게 산포된 스페이서(223)로 적절히 노광을 하여 스페이서(223) 하부에 있는 광경화성 투명 레진(222)만을 남기기 위한 것이다.The reason why the size and number of the pattern 310 of the mask 300 is larger than the size and number of the spacers 223 is that the photocurable under the spacer 223 is properly exposed by randomly spreading the spacers 223. It is to leave only the transparent resin 222.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예로써의 반투과형 액정표시장치의 제조방법은 잉크젯을 이용하는 것인데, 이 잉크젯을 이용하는 방법은 상기 도 3a 내지 도 3c까지는 동일하고, 광경화형 투명 레진을 적층 시, 잉크젯을 이용하여 산포될 스페이 서의 위치에만 선택적으로 광경화형 투명 레진을 프린팅 시키는 것이다.On the other hand, a method of manufacturing a transflective liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention is to use an ink jet, the method of using the ink jet is the same as in FIGS. 3a to 3c, the inkjet when laminating a photocurable transparent resin It is to selectively print the photo-curable transparent resin only in the position of the spacer to be spread using.

이와 같은 방법에 의한 반투과형 액정표시장치 제조방법에 의하면, 종래 엠보싱을 형성하여 반사부를 제조하는 대신 셀 갭 유지를 동시에 하는 스페이서를 사용하여 반사부를 제조하므로, 그 제조 공정이 줄어들게 되고, 또한 재귀 반사의 성질을 갖는 고굴절률의 글라스비드로 스페이서를 제조하므로, 관찰자가 보는 방향에 상관없이 시야각을 향상시킬 수 있게 되며, 빛의 산란, 반사 각도가 다양해지고, 또한 재귀 반사 효과로 인해 입사광에 대한 반사광의 효율도 높일 수 있게 된다.According to the method for manufacturing a transflective liquid crystal display device according to the above method, instead of manufacturing the reflector by forming embossing, the reflector is manufactured by using a spacer that simultaneously maintains a cell gap, thereby reducing the manufacturing process and recursive reflection. Since the spacer is manufactured from glass beads having a high refractive index having a property of, the viewing angle can be improved regardless of the viewing direction of the observer, and light scattering and reflection angles are diversified. It is also possible to increase the efficiency.

상술한 바와 같이 본 발명의 반투과형 액정표시장치 및 그 제조방법에 의하면, 반사 전극 상에 재귀 반사 특성이 있는 고굴절률의 글라스비드에 의하여 스페이서를 마련함으로써, 빛의 산란, 반사 각도가 다양해지고, 또한 재귀 반사 효과로 인해 입사광에 대한 반사광의 효율도 높일 수 있는 효과를 제공한다.As described above, according to the semi-transmissive liquid crystal display device and the manufacturing method thereof, scattering and reflection angles of light are varied by providing a spacer by high refractive index glass beads having retroreflective characteristics on the reflective electrode, In addition, the retroreflective effect provides an effect of increasing the efficiency of the reflected light with respect to the incident light.

본 발명은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며, 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.It is to be understood that the invention is not limited to that described above and illustrated in the drawings, and that more modifications and variations are possible within the scope of the following claims.

Claims (4)

게이트 버스 라인과 데이터 버스 라인의 교차에 의하여 정의되는 화소 영역 상에 반사부와 투과부가 형성된 반투과형 액정표시장치에 있어서,A semi-transmissive liquid crystal display device having a reflecting portion and a transmitting portion formed on a pixel area defined by an intersection of a gate bus line and a data bus line. 상기 반사부 상에 글라스비드로 된 다수의 스페이서가 마련된 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.A semi-transmissive liquid crystal display device, characterized in that a plurality of spacers of glass beads are provided on the reflecting portion. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 다수의 스페이서는 3~5㎛ 이내의 지름을 갖는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.The plurality of spacers have a diameter of less than 3 ~ 5㎛ semi-transmissive liquid crystal display device. 유리기판 상에 게이트와, 절연막과, 액티브와, 소스 및 드레인, 및 보호막을 순차적으로 적층하여 TFT를 형성하고, 화소 영역으로서 ITO 투명 전극이 배치된 투과 영역과 불투명 금속층이 배치된 반사 영역을 포함하고, 상기 소스-드레인과 전기적으로 연결된 화소 전극을 형성하는 단계;A TFT is formed by sequentially stacking a gate, an insulating film, an active, a source and a drain, and a protective film on a glass substrate, and includes a transmissive region in which an ITO transparent electrode is disposed and a reflecting region in which an opaque metal layer is disposed as a pixel region. Forming a pixel electrode electrically connected to the source-drain; 상기 결과된 구조물 상에 배향막을 적층하는 단계;Stacking an alignment layer on the resulting structure; 상기 배향막 상에 광경화형 투명 레진을 적층하는 단계;Stacking a photocurable transparent resin on the alignment layer; 상기 광경화형 투명 레진 상에 글라스비드로 된 스페이서를 산포하는 단계; 및Spreading a glass bead spacer on the photocurable transparent resin; And 상기 반사 영역 상부의 광경화형 투명 레진만 남도록 상기 광경화형 투명 레진을 노광 및 현상하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치 제조방법.And exposing and developing the photocurable transparent resin so that only the photocurable transparent resin on the reflective region remains. 유리기판 상에 게이트와, 절연막과, 액티브와, 소스-드레인 및 보호막을 순차적으로 적층하여 TFT를 형성하고, 화소 영역으로서 ITO 투명 전극이 배치된 투과 영역과 불투명 금속층이 배치된 반사 영역을 포함하고, 상기 소스-드레인과 전기적으로 연결된 화소 전극을 형성하는 단계;A TFT is formed by sequentially stacking a gate, an insulating film, an active, a source-drain and a protective film on a glass substrate, and includes a transmissive region in which an ITO transparent electrode is disposed and a reflecting region in which an opaque metal layer is disposed as a pixel region. Forming a pixel electrode electrically connected to the source-drain; 상기 결과된 구조물 상에 배향막을 적층하는 단계;Stacking an alignment layer on the resulting structure; 상기 배향막 상에 광경화형 투명 레진을 적층하는 단계; Stacking a photocurable transparent resin on the alignment layer; 상기 반사 영역 상부의 배향막 상에 광경화형 투명 레진을 선택적으로 프린팅 하는 단계; 및Selectively printing a photocurable transparent resin on the alignment layer on the reflective region; And 상기 광경화형 투명 레진 상에 글라스비드로 된 스페이서를 산포하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치 제조방법.A method of manufacturing a transflective liquid crystal display device comprising dispersing a glass beaded spacer on the photocurable transparent resin.
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