KR20220125618A - 마이크로 엘이디 패널 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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micro led
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오승현
김평국
박정현
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주식회사 루멘스
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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 백플레인을 준비하는 단계, 성장 기판의 하부에 복수개의 마이크로 엘이디 셀들을 행렬 배열로 형성하는 단계, 상기 마이크로 엘이디 셀들을 상기 백플레인에 본딩하는 단계, 상기 성장 기판을 상기 마이크로 엘이디 셀들로부터 분리하는 단계 및 상기 마이크로 엘이디 셀들의 상부에 격벽 구조물을 배치하는 단계를 포함하며, 상기 격벽 구조물은 상기 마이크로 엘이디 셀들의 광 방출면을 향하는 제1 면과 상기 제1 면에 대향되는 제2 면을 구비하는 광 투과 부재를 포함하고, 상기 광 투과 부재는 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 하나에 상기 복수개의 마이크로 엘이디 셀들 사이에 대응되게 형성된 복수의 제1 홈(groove)들을 포함되고, 상기 복수의 제1 홈들에는 격벽 조성물이 충진되어 격벽이 형성된 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 패널 제조 방법을 제공한다.

Description

마이크로 엘이디 패널 및 이의 제조 방법{Micro LED Panel and method for manufacturing the same}
본 발명의 실시예는 마이크로 엘이디 패널 및 마이크로 엘이디 패널 제조 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 행렬 배열된 복수개의 마이크로 엘이디 셀들을 포함하되, 마이크로 엘이디 셀들의 크로스 토크(cross talk)를 최소화할 수 있는 격벽을 포함하는 마이크로 엘이디 패널 및 마이크로 엘이디 패널 제조 방법에 관한 것이다.
근래 들어 미니 엘이디 또는 마이크로 엘이디가 적용된 디스플레이 기술에 대한 많은 연구와 개발이 이루어지고 있다. 기존 미니 엘이디 또는 마이크로 엘이디를 이용하는 디스플레이 기술은 R/G/B 개별 칩(마이크로 엘이디 칩 또는 미니 엘이디 칩)들을 이용하여 개별 픽셀을 구현하거나, 또는, 미니 엘이디 칩 또는 마이크로 엘이디 칩들과 이들 상부에 배치된 형광체 시트 또는 퀀텀닷 시트를 이용하는 것이 일반적이다.
그러나, R/G/B 개별 칩들을 이용하여 개별 구현하는 방식으로 고가이며, 마이크로 엘이디 칩들 또는 미니 엘이디 칩들의 상부에 형광체 시트 또는 퀀텀닷 시트를 적용하는 방식은, 하나의 형광체 시트 또는 퀀텀닷 시트가 미세 간격으로 이웃해 있는 마이크로 엘이디 칩들 에서 나온 빛을 한꺼번에 파장 변환하는 방식으로, 픽셀을 100㎛ 이하로 초소형화하는 경우, 셀 간의 크로스토크(cross talk) 현상으로 심한 빛 번짐이 생기며, 고해상도의 구현에 한계가 있다.
또한, 근래 들어서는, 자동차 헤드라이트에 마이크로 엘이디 디스플레이 기술을 적용하는 시도가 있는데, 기존 기술을 그대로 적용할 경우, 위에서 언급한 빛 번짐이나 해상도 저하의 문제점과 더불어, 방열 성능의 제한으로 인한 여러 문제점들이 발생할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 상기한 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 격벽이 형성된 격벽 구조물을 이용하여 마이크로 엘이디 셀들 각각을 개별적으로 파장 변환하도록 구성하는 마이크로 엘이디 패널 및 마이크로 엘이디 패널 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예는, 백플레인을 준비하는 단계, 성장 기판의 하부에 복수개의 마이크로 엘이디 셀들을 행렬 배열로 형성하는 단계, 상기 마이크로 엘이디 셀들을 상기 백플레인에 본딩하는 단계, 상기 성장 기판을 상기 마이크로 엘이디 셀들로부터 분리하는 단계 및 상기 마이크로 엘이디 셀들의 상부에 격벽 구조물을 배치하는 단계를 포함하며, 상기 격벽 구조물은 상기 마이크로 엘이디 셀들의 광 방출면을 향하는 제1 면과 상기 제1 면에 대향되는 제2 면을 구비하는 광 투과 부재를 포함하고, 상기 광 투과 부재는 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 하나에 상기 복수개의 마이크로 엘이디 셀들 사이에 대응되게 형성된 복수의 제1 홈(groove)들을 포함되고, 상기 복수의 제1 홈들에는 격벽 조성물이 충진되어 격벽이 형성된 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 패널 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 격벽 구조물은, 상기 광 투과 부재를 준비하는 단계, 접촉식 또는 비접촉식 절삭 수단을 이용하여 상기 광 투과 부재의 상기 제1 면 또는 상기 제2 면으로부터 사전에 설정된 깊이로 가공하여 상기 복수의 제1 홈들을 형성하는 단계 및 상기 복수의 제1 홈들에 격벽 조성물을 충진하여 격벽을 형성하는 단계를 포함하는 공정에 의해 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광 투과 부재는 상기 마이크로 엘이디 셀들 각각의 광을 개별적으로 파장변환하기 위한 형광체(phosphor)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광 투과 부재는 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 다른 하나에 상기 복수의 제1 홈(groove)들과 마주보도록 형성되는 복수의 제2 홈(groove)들을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 복수의 제1 홈들은 요철면을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 성장 기판의 하부에 상기 마이크로 엘이디 셀들을 행렬 배열로 형성하는 단계는, 상기 성장 기판 상에 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 순차적으로 적층시키는 단계, 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 활성층의 일부를 제거하여 상기 마이크로 엘이디 셀들의 활성층을 분리하는 단계 및 상기 마이크로 엘이디 셀들 사이의 상기 제1 도전형 반도체층을 제거하여 상기 마이크로 엘이디 셀들을 분리하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마이크로 엘이디 셀들을 상기 백플레인에 본딩하는 단계 이후 상기 성장 기판을 마이크로 엘이디 셀들로부터 분리하는 단계 전, 상기 마이크로 엘이디 셀들 사이에 점착재료를 충진하여 경화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 개별 구동되는 복수개의 LED 구동회로가 행렬배열된 백플레인(backplane), 상기 복수개의 LED 구동회로 각각에 대응되게 형성되고, 한 쌍의 제1 도전형 전극 패드 및 제2 도전형 전극 패드가 하부에 형성된 복수개의 마이크로 엘이디 셀들, 상기 마이크로 엘이디 셀들의 광 방출면 상부에 위치하고 복수개의 제1 홈이 형성된 격벽 구조물과 상기 광 방출면의 상부와 상기 격벽 구조물의 하부 사이에 형성되는 접착 부재를 포함하고, 상기 제1 홈은 상기 마이크로 엘이디 셀들 사이에 대응되는 위치에 형성되고, 상기 격벽 구조물은 상기 제1 홈에 조성물이 충진되어 격벽이 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 패널을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 격벽 구조물은 상기 광 방출면을 향하는 제1 면과 상기 제1 면에 대향되는 제2 면을 구비하는 광 투과 부재를 포함하고, 상기 제1 홈은 상기 광 투과 부재의 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 하나에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광 투과 부재는 상기 마이크로 엘이디 셀들 각각의 광을 개별적으로 파장변환하기 위한 형광체(phosphor)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 접착 부재는 상기 마이크로 엘이디 셀들 각각의 광을 개별적으로 파장변환하기 위한 형광체(phosphor)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광 투과 부재는 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 다른 하나에 상기 복수개의 제1 홈(groove)들과 마주보도록 형성되는 복수개의 제2 홈(groove)들을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 서로 마주보는 상기 제1 홈과 상기 제2 홈은 서로 만나지 않는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 복수개의 제1 홈들은 접촉식 또는 비접촉식 절삭 수단을 이용하여 상기 광 투과 부재의 상기 제1 면 또는 상기 제2 면으로부터 사전에 설정된 깊이로 가공하여 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 복수개의 제1 홈들의 제1 깊이는 상기 광 투과 부재의 두께의 1/2배보다 작을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 복수개의 제1 홈들의 제1 깊이는 상기 광 투과 부재의 두께의 1/2배 내지 1배 사이값을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 조성물은 유기물 또는 무기물 수지재를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 복수개의 제1 홈들은 요철면을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 복수개의 제1 홈들은 상기 제1 홈들이 형성된 상기 제1 면 또는 상기 제2 면으로부터 깊이 방향으로 멀어질수록 폭이 좁아질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 격벽 구조물은 상기 광 투과 부재의 상기 제2 면 상부에 배치되는 기판 부재를 더 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예들에 따른 마이크로 엘이디 패널 및 마이크로 엘이디 패널 제조 방법은 별도의 격벽 구조물을 제조하지 않고, 형광체를 포함하는 광 투과 부재에 격벽을 형성함으로써, 제조 공정을 간소화하며 저렴한 공정 비용으로 개별 픽셀 구현이 가능해진다.
본 발명의 실시예들에 따른 마이크로 엘이디 패널 및 마이크로 엘이디 패널 제조 방법은 마이크로 엘이디 셀들 사이의 제1 도전형 반도체층을 완전히 제거함으로써, 제1 도전형 반도체층에 의한 광 번짐 현상을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 엘이디 패널을 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 일부를 확대하여 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 마이크로 엘이디 패널에 적용될 수 있는 격벽 구조물을 도시한 사시도이다.
도 4 및 도 5는 전술한 격벽 구조물을 제조하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6 내지 도 11은 본 발명의 격벽 구조물의 다양한 실시형태를 도시한 예시도이다.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 엘이디 패널 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 15는 본 실시예 및 비교 실시예에 따라 제조된 마이크로 엘이디 패널의 이미지를 공정마다 비교한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 이하의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 실시예들은 다양한 변환을 가할 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 실시예들의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 내용들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 실시예들은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하의 실시예에서 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서 유닛, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 유닛, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
이하의 실시예에서 연결하다 또는 결합하다 등의 용어는 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 반드시 두 부재의 직접적 및/또는 고정적 연결 또는 결합을 의미하는 것은 아니며, 두 부재 사이에 다른 부재가 개재된 것을 배제하는 것이 아니다.
명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 이하의 실시예는 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 엘이디 패널을 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 일부를 확대하여 도시한 단면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 마이크로 엘이디 패널에 적용될 수 있는 격벽 구조물을 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 엘이디 패널은, 백플레인(backplane, 100), 복수개의 마이크로 엘이디 셀(micro LED cell, 200)들, 격벽구조물(300) 및 접착 부재(330)를 포함한다.
백플레인(100)은 개별구동되는 복수개의 LED 구동회로가 행렬배열될 수 있다. 복수개의 LED 구동회로는 제1 전극부(120a)와 제2 전극부(120b)를 포함하는 복수 쌍의 전극부들로 이루어질 수 있다. 또한, 도시하지 않았지만, 백플레인(100)에는 복수개의 마이크로 엘이디 셀(200)들의 동작을 제어하기 위한 구동 IC 등이 구비될 수 있다.
복수개의 마이크로 엘이디 셀(200)들은 백플레인(100) 상에 행렬 배열되되, 상기 백플레인(100)의 복수개의 LED 구동회로에 대응되는 위치에 배열될 수 있다. 복수개의 마이크로 엘이디 셀(200)들 각각은 백플레인(100)의 제1 전극부(120a)에 본딩되는 제1 도전형 전극 패드(260a)와, 상기 제2 전극부(120b)에 본딩되는 제2 도전형 전극 패드(260b)를 하부면에 모두 포함하도록 구성되고, 상부면에는 광 방출면이 형성될 수 있다.
또한, 복수개의 마이크로 엘이디 셀(200)들은 성장기판인 사파이어 기판 상에 성장된 질화갈륨계 반도체 적층부가 셀 분리되어 형성된 것일 수 있다. 질화갈륨계 반도체 적층부를 분리하는 제조 방법에 대해서는 후술하여 자세히 설명하기로 한다.
복수개의 마이크로 엘이디 셀(200)들 각각은 광 방출면(201)으로부터 가까운 위치로부터 멀어지는 방향을 따라 차례로 제1 도전형 반도체층(210)과 활성층(220)과 제2 도전형 반도체층(230)을 포함한다. 이때, 제2 도전형 반도체층(230)과 활성층(220)의 일부가 선택적으로 제거되어, 제1 도전형 반도체층(210)의 일부 영역이 백플레인(100)을 향해 노출되며, 노출 영역을 통해 제1 도전형 전극 패드(260A)가 제1 도전형 반도체층(210)과 연결된다. 또한, 제2 도전형 전극 패드(260b)는 제2 도전형 반도체층(230)과 연결된다.
도시하지 않았지만 적어도 마이크로 엘이디 셀(200)들 각각의 하부를 덮도록 반사층, 더 바람직하게는, DBR(distributed Bragg Reflectors)이 형성될 수 있다. 성장기판인 사파이어 기판이 제거됨으로써, 활성층(220)과 미도시된 반사층으르부터 마이크로 엘이디 셀(200)의 광 방출면까지의 거리가 감소되어 해당 마이크로 엘이디 셀(200)의 광이 다른 영역으로 번지는 것을 최소화할 수 있다.
한편, 격벽 구조물(300)은 복수개의 마이크로 엘이디 셀(200)들의 광 방출면(201) 상부에 위치하고, 복수개의 제1 홈(315)이 형성될 수 있다. 이때, 격벽 구조물(300)은 광 방출면(201)을 향하는 제1 면(310a)과 상기 제1 면(310a)에 대향되는 제2 면(310b)을 구비하는 광 투과 부재(310)를 포함하며, 상기 복수개의 제1 홈(315)은 광 투과 부재(310)의 제1 면(310a) 또는 제2 면(310b)에 형성될 수 있다.
광 투과 부재(310)는 마이크로 엘이디 셀(200)들로부터 방출되는 광을 투과시키는 투과 재질로 이루어질 수 있다. 일 실시예로서, 광 투과 부재(310)는 유리(glass) 재질로 이루어질 수 있으며, 마이크로 엘이디 셀(200)들 각각의 광을 개별적으로 파장변환하기 위한 형광체(phosphor)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 광 투과 부재(310)는 PIG(Phosphor In Glass)로 형성될 수 있다.
여기서, PIG(Phosphor In Glass)는 형광 물질이 혼합 분산되어 성형 소결된 복합체로서, PIG를 사용하는 경우 종래의 에폭수 수지를 형광 물질과 혼합한 후 몰딩하는 방식에 비해 열화 및 변색이 적어 고추력 고효율 LED 패키지 제조가 가능하며, 고온에서 신뢰성이 높다는 장점을 갖는다. 또한, PIG는 유리(glass)에 형광물질이 균일하게 혼합되어 있어, 광 균일도와 고휘도 패키지 구현이 가능하다. 따라서, PIG는 자동차용 헤드라이트, IT용 휴대폰 플래쉬조명, 고출력 LED 패키지 등에 적용될 수 있다.
광 투과 부재(310)는 제1 면(310a) 및 제2 면(310b) 중 어느 하나에 복수개의 마이크로 엘이디 셀(200)들 사이에 대응되게 형성된 복수개의 제1 홈(groove, 315)들을 포함할 수 있다. 복수개의 제1 홈(315)들은 제1 면(310a) 및 제2 면(310b) 중 어느 하나로부터 나머지 하나를 향하는 방향으로 길이가 연장될 수 있다. 또한, 복수개의 제1 홈(315)들은 행렬배열된 복수개의 마이크로 엘이디 셀(200)들을 둘러싸는 구조로 형성될 수 있다. 즉, 복수개의 제1 홈(315)들은 도 3에 도시된 바와 같이 제1 면(310a) 또는 제2 면(310b) 상부에서 바라보았을 때 바둑판과 같은 격자 구조를 이룰 수 있다.
상기한 복수개의 제1 홈(315)들에는 조성물이 충진될 수 있으며, 이를 통해 광 투과 부재(310)는 복수개의 마이크로 셀(200)들 각각으로부터 방출되는 광들의 출사 경로를 구분하는 격벽(320)이 형성될 수 있다. 광 투과 부재(310)는 상기 격벽(320)을 통해 해당 마이크로 엘이디 셀(200)로부터 나온 광, 구체적으로 청색광을 개별적으로 파장변환하여 백색광을 만들 수 있다.
여기서, 격벽(320)은 마이크로 엘이디 셀(200)들로부터 방출되는 광을 반사하거나 흡수하는 조성물로 이루어질 수 있다. 조성물의 모재는 유기물 또는 무기물 수지재일 수 있다. 예를 들면, 조성물은 실리콘(silicone), 에폭시(epoxy), 내열성 레진 폴리이미드(resin polyimide), 페놀 레진(phenol resin), 멜라민 레진(melamin resin), 불포화폴리에스터수지(unsaturated polyester resin), 트라이탄(tritan) 등과 같은 유기물 또는 무기물 수지재를 포함할 수 있다.
한편, 조성물은 카본 또는 카본 혼합물을 이용하여 광을 흡수하는 블랙 격벽을 형성하거나, 이산화 타이타늄(TiO2), 황산 바륨(BaSO4) 등을 이용하여 광을 반사하는 화이트 격벽을 형성할 수 있다. 또한, 조성물은 질화붕소(Boron Nitride, BN), 질화알루미늄(Aluminum Nitride, AlN), 알루미늄(Al), 그라파이트(Graphite) 등을 더 포함할 수 있다. 이를 통해 광 투과 부재(310)는 방열 성능을 향상시킬 수 있다.
다른 실시예로서, 격벽 구조물(300)은 광 투과 부재(310)의 제2 면(310b) 상부에 배치되는 기판 부재(301)를 더 포함할 수 있다. 기판 부재(301)는 광 투과 부재(310)를 지지하는 기능을 수행할 뿐만 아니라, 광 투과 부재(310)의 스크레치에 의한 저항성을 증가시키는 등의 보호 기능을 수행할 수 있다. 기판 부재(301)는 유리(glass), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 같은 폴리머(polymer) 재질로 이루어질 수 있다.
접착 부재(330)는 광 투과 부재(310)의 제1 면(310a)과 복수개의 마이크로 엘이디 셀(200))들의 광 방출면(201) 사이에 접착 부재(330)형성될 수 있다. 접착 부재(330)는 격벽 구조물(300)과 복수개의 마이크로 엘이디 셀(200)들 사이를 접착하는 기능을 수행한다. 접착 부재(330)는 광이 투과할 수 있는 광 투과 재질로 이루어질 수 있으며, 예를 들면, 반경화 실리콘(silicone), 에폭시(epoxy)와 같은 재질로 이루어질 수 있다.
도 4 및 도 5는 전술한 격벽 구조물을 제조하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 격벽 구조물을 제조하는 방법은 광 투과 부재(310)를 준비하는 단계와, 상기 광 투과 부재(310)에 복수개의 제1 홈(315)들을 형성하는 단계와, 상기 복수개의 제1 홈(315)들에 조성물을 충진하여 격벽(320)을 형성하는 단계와, 광 투과 부재(310)의 제1 면(310a)에 접착 부재(330)를 배치하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예로서 광 투과 부재(310)는 기판 부재(301) 상에 마련되어 준비될 수 있다. 광 투과 부재(310)는 기판 부재(301)를 통해 지지되며, 광 투과 부재(310)의 제2 면(310b)이 기판 부재(301)와 접한 상태로 준비될 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상은 이에 제한되지 않으며, 제2 면(310b)에 격벽을 형성하는 경우에는 광 투과 부재(310)의 제2 면(310b)에 후술하는 격벽 형성 공정을 수행한 후 광 투과 부재(310)의 제2 면(310b) 상에 기판 부재(301)를 배치시킬 수도 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 광 투과 부재(310)의 제1 면(310a)에 격벽(320)을 형성하는 방법을 중심으로 설명하기로 한다.
이후, 광 투과 부재(310)에 복수개의 제1 홈(315)들을 형성하는데, 복수개의 제1 홈(315)들은 광 투과 부재(310)의 제2 면(310b)에 대향되는 제1 면(310a)으로부터 사전에 설정된 깊이로 가공되어 형성될 수 있다. 이때, 복수개의 제1 홈(315)들은 접촉식 또는 비접촉식 절삭수단을 이용하여 가공될 수 있다.
예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수개의 제1 홈(315)들은 절삭 블레이드와 같은 접촉식 절삭수단(1)을 이용하여 제1 면(310a)으로부터 사전에 설정된 깊이로 가공될 수 있다. 또는 도 5에 도시된 바와 같이, 복수개의 제1 홈(315)들은 레이저 광원과 같은 비접촉식 절삭수단(2)을 이용하여 제1 면(310a)으로부터 사전에 설정된 깊이로 가공될 수 있다.
상기한 공정을 통해 형성된 복수개의 제1 홈(315)들은 제1 홈(315)들이 형성된 제1 면(310a)으로부터 깊이 방향으로 멀어질수록 폭이 좁아지는 형상을 가질 수 있다.
이후, 복수개의 제1 홈(315)들에는 조성물이 충진되어 격벽(320)을 형성하게 된다. 조성물은 유기물 또는 무기물 수지재를 모재로 하며, 반사형 격벽인지 흡수형 격벽인지에 따라 조성을 달리할 수 있다.
이후, 광 투과 부재(310)의 제1 면(310a) 상에는 접착 부재(330)가 배치될 수 있으며, 격벽 구조물(300)은 접착 부재(330)를 통해 복수개의 마이크로 엘이디 셀(200)들과 접합될 수 있다.
도 6 내지 도 11은 본 발명의 격벽 구조물의 다양한 실시형태를 도시한 예시도이다.
도 6을 참조하면, 격벽 구조물(300)은 격벽(320)이 형성된 광 투과 부재(310), 광 투과 부재(310)의 제1 면(310a)과 복수개의 마이크로 엘이디 셀(200)의 광 방출면 사이에 배치되는 접착 부재(330) 및 광 투과 부재(310) 상부에 배치되는 기판 부재(301)를 포함할 수 있다.
격벽(320)은 광 투과 부재(310)의 제1 면(310a)으로부터 제2 면(310b)을 향하여 형성된 복수개의 제1 홈(315)들에 조성물을 충진하여 형성될 수 있다. 이때, 격벽(320)의 깊이(d1)는 광 투과 부재(310)의 두께(t)의 1/2 배 내지 1배 사이값을 가질 수 있다. 또한, 광 투과 부재(310)는 마이크로 엘이디 셀(200)들 각각의 광을 개별적으로 파장변환하기 위한 형광체(phosphor)를 포함할 수 있다.
다른 실시예로서 도 7을 참조하면, 격벽(320)은 광 투과 부재(310)의 제1 면(310a)이 아닌 제2 면(310b)에 복수의 제2 홈(317)들을 형성하고, 상기 복수의 제2 홈(317)들에 조성물을 충진하여 형성될 수 있다. 이때, 복수의 제2 홈(317)들의 깊이(d2)는 광 투과 부재(310)의 두께(t)의 1/2보다 작을 수 있다.
광 투과 부재(310)의 제2 면(310b)에 홈을 형성하기 위해서 지지 부재인 기판 부재(301)없이 광 투과 부재(310)에 절삭 가공을 수행해야 한다. 따라서, 격벽 구조물은 광 투과 부재(310)의 두께(t)의 1/2 보다 작은 깊이로 광 투과 부재(310)에 복수의 제2 홈(317)을 형성하는 것에 의해, 안정적으로 제조될 수 있다.
또 다른 실시예로서, 도 8을 참조하면, 격벽(320)은 광 투과 부재(310)의 제1 면(310a)과 제2 면(310b) 모두에 복수의 홈을 형성하고, 조성물을 충진하여 형성될 수 있다. 다시 말해, 광 투과 부재(310)의 제1 면(310a)에는 복수개의 제1 홈(315)들이 형성되고, 광 투과 부재(310)의 제2 면(310b)에는 복수의 제2 홈(317)들이 형성될 수 있다. 이때, 복수개의 제1 홈(315)들과 복수의 제2홈(317)들은 서로 마주보도록 대칭적으로 형성될 수 있으며, 서로 마주보는 제1 홈(315)과 제2 홈(317)은 서로 만나지 않는 것을 특징으로 할 수 있다.
도 8의 격벽구조물은 광 투과 부재(310)의 제2 면(310b)에 복수의 제2 홈(317)들을 먼저 형성하여 조성물을 충진하고, 이후 광 투과 부재(310)의 제1 면(310a)에 복수개의 제1 홈(315)들을 형성하여 조성물을 충진하는 것에 의해 제조될 수 있다.
또 다른 실시예로서, 도 9를 참조하면, 격벽 구조물은 복수개의 마이크로 엘이디 셀(200)들과 접합한 후, 지지 부재인 기판 부재(301)가 제거될 수도 있다.
또는, 도 10을 참조하면, 격벽 구조물은 형광체를 포함하는 별도의 광 투과 부재를 구비하지 않고 기판 부재(301)와 접착 부재(330)만으로 형성될 수도 있다. 이 경우, 격벽(320)은 기판 부재(301)에 접촉식 또는 비접촉식 절삭 수단을 이용하여 홈을 형성한 후 조성물을 충진하여 형성되며, 형광체는 접착 부재(330)에 포함될 수 있다.
또 다른 실시예로서, 도 11을 참조하면, 복수개의 제1 홈(315)들은 요철면을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 광 투과 부재(310)에 형성되는 복수개의 제1 홈(315)들 또는 복수의 제2 홈(317, 도 7 참조)들은 가공면을 따라 불규칙적인 요철이 형성될 수 있다. 상기한 형상을 갖는 제1 홈(315) 또는 제2 홈(317)으로 인해, 격벽(320)은 마이크로 엘이디 셀(200)들 각각으로부터 방출되는 광을 산란시켜 광효율을 증대시킬 수 있다.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 엘이디 패널 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
본 실시예에 따른 마이크로 엘이디 제조 방법은, 백플레인을 준비하는 단계, 성장 기판의 하부에 마이크로 엘이디 셀들을 행렬 배열로 형성하는 단계, 마이크로 엘이디 셀들을 백플레인에 본딩하는 단계, 성장 기판을 마이크로 엘이디 셀들로부터 분리하는 단계 및 마이크로 엘이디 셀들의 상부에 격벽 구조물을 배치하는 단계를 포함한다. 여기서, 격벽구조물을 제조하는 방법은 앞서 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하였는바 중복되는 설명은 생략하고, 이하에서는 도 12 내지 도 14를 참조하여 마이크로 엘이디 셀들을 형성하고 백플레인에 본딩하는 공정을 중심으로 설명하기로 한다.
도 12를 참조하면, 마이크로 엘이디 셀(200)들은 성장기판(20)인 사파이어 기판 상에 제1 도전형 반도체층(210), 활성층(220) 및 제2 도전형 반도체층(230)을 차례로 포함하는 질화갈륨계 반도체층 적층부를 형성한 후, 상기 질화갈륨계 반도체 적층부를 행렬 배열을 갖는 복수개의 마이크로 셀(200)들이 되도록 셀을 분리한다.
보다 구체적으로, 마이크로 엘이디 셀(200)들을 분리하는 방법은 먼저, 적층된 제2 도전형 반도체층 및 활성층의 일부를 제거하여 마이크로 엘이디 셀들의 활성층을 분리할 수 있다. 이를 통해, 각 마이크로 엘이디 셀(200)의 제1 도전형 반도체층(210)과 제2 도전형 반도체층(230)은 모두 하측의 백플레인(100)을 향해 노출될 수 있다. 제1 도전형 전극 패드(260a)와 제2 도전형 전극 패드(260b) 각각은, 예컨대, 금속 재료를 증착하여 형성되는 것으로서, 제1 도전형 반도체층(210) 및 제2 도전형 반도체층(230)에 각각 연결되도록 형성된다.
특히, 본 실시예에 따른 마이크로 엘이디 패널 제조 방법은 마이크로 엘이디 셀(200)들 사이의 제1 도전형 반도체층(210a)을 제거하여 마이크로 엘이디 셀(200)들을 분리할 수 있다. 도 12에서는 마이크로 엘이디 셀(200)들 사이를 표현하기 위해 제1 도전형 반도체층(210)에 제1 도전형 전극 패드(260a)가 연결되고 제2 도전형 반도체층(230)에 제2 도전형 전극 패드(260b) 연결된 상태를 도시하고, 마이크로 엘이디 셀(200)들 사이 사이의 제1 도전형 반도체층(210a)을 제거하는 방법을 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 제한되지 않는다. 본 실시예에 따른 마이크로 엘이디 패널 제조 방법은 제2 도전형 반도체층(230)과 활성층(220)의 일부를 제거한 후 제1 도전형 반도체층(210)을 제거하고, 노출된 제1 도전형 반도체층(210)과 제2 도전형 반도체층(230)에 각각 제1 도전형 전극 패드(260a)와 제2 도전형 전극 패드(260b)를 연결할 수 있다.
도 13을 참조하면, 마이크로 엘이디 패널 제조 방법은, 마이크로 엘이디 셀(200)들 각각의 제1 도전형 전극 패드(260a) 및 제2 도전형 전극 패드(260b)를 백플레인(100)의 제1 전극부(120a) 및 제2 전극부(120b)에 본딩하는 단계를 포함하며, 이 단계에 의해, 성장기판(20)의 하부면에 행렬 배열된 복수개의 마이크로 엘이디 셀(200)들은 백플레인(100)에 실장된다.
또한, 마이크로 엘이디 패널 제조 방법은 상기 성장기판(20) 상에 행렬배열된 마이크로 엘이디 셀(200)들이 백플레인(100)에 실장된 상태에서 마이크로 엘이디 셀(200)들 사이에 점착재료를 충진하여 경화시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 마이크로 엘이디 셀(200)들 사이는 제1 도전형 반도체층(210)이 모두 제거되었으므로, 마이크로 엘이디 셀(200)들은 사이에 주입된 점착재료를 통해 개별적으로 분리될 수 있다. 이를 통해, 본 실시예에 따라 제조된 마이크로 엘이디 패널은 제1 도전형 반도체층에서 발생할 수 있는 광퍼짐 현상을 최소화할 수 있다. 상기 주입된 점착재료는 경화되어 성장기판(20)과 백플레인(100)에 배치되는 점착체층(270)을 형성한다.
도 14를 참조하면, 마이크로 엘이디 패널 제조 방법은 성장기판(20)을 마이크로 엘이디 셀(200)들로부터 분리, 제거하는 단계를 포함한다. 상기 성장기판(20)의 분리를 위해 레이저 리프트(Laser Lift Off: LLO) 공정이 적용되는 것이 바람직하다. 레이저 리프트 오프 공정에 의해 상기 성장기판(20)이 분리될 때, 마이크로 엘이디 셀(200)들 각각에 형성된 전극 패드들이 백플레인(100)의 전극부들에 본딩되어 있으므로, 마이크로 엘이디 셀(200)들의 탈락 및 원치 않는 변형이 억제될 수 있다. 특히, 본 실시예에 따른 마이크로 엘이디 패널 제조 방법은 마이크로 엘이디 셀(200)들 사이가 점착재료에 의해 점착된 상태이므로 성장기판(20) 분리에 따른 불량 발생을 억제할 수 있다.
마이크로 엘이디 셀(200)들은 성장기판(20)이 제거되면서 광 방출면(201)이 노출된다. 이후, 마이크로 엘이디 패널 제조 방법은 성장기판(20)이 제거된 후, 마이크로 엘이디 셀(200)들의 상부에 앞서 설명한 격벽 구조물(300, 도 1 참조)을 배치하는 단계를 포함한다. 상기 격벽 구조물(300)은 접착 부재(330)를 통해 마이크로 엘이디 셀(200)들 상부에 밀착되어 부착된다. 이때, 격벽 구조물(300)은 격벽(320)이 형성된 광 투과 부재(310)를 이용하여 마이크로 엘이디 셀(200)들 각각에서 나온 광을 개별적으로 파장 변환하여 백색광을 만든다.
전술한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 따른 마이크로 엘이디 패널 및 마이크로 엘이디 패널 제조 방법은 별도의 격벽 구조물을 제조하지 않고, 형광체를 포함하는 광 투과 부재에 격벽을 형성함으로써, 제조 공정을 간소화하며 저렴한 공정 비용으로 개별 픽셀 구현이 가능해진다.
도 15는 본 실시예 및 비교 실시예에 따라 제조된 마이크로 엘이디 패널의 이미지를 공정마다 비교한 도면이다. 도 15의 (a)는 마이크로 엘이디 셀들의 하부면을 촬영한 이미지이고, 도 15의 (b)는 성장기판 제거 전 마이크로 엘이디 셀들의 상부면을 촬영한 이미지이며, 도 15의 (c)는 성장기판 제거 후 마이크로 엘이디 셀들의 상부면을 촬영한 이미지이다.
도 15를 참조하면, 비교 실시예에 따른 마이크로 엘이디 패널(Ⅰ)은 복수개의 마이크로 엘이디 셀들 사이가 완전히 분리되지 않고 제1 도전형 반도체층이 남아 있음을 확인할 수 있다. 이와 달리, 본 실시예에 따른 마이크로 엘이디 패널(Ⅱ)은 복수개의 마이크로 엘이디 셀들 사이에 제1 도전형 반도체층이 제거되어 뚜렷한 구획선이 형성되었음을 확인할 수 있다. 이러한 차이로 인해, 본 발명의 실시예들에 따른 마이크로 엘이디 패널 및 마이크로 엘이디 패널 제조 방법은 마이크로 엘이디 셀들 사이의 제1 도전형 반도체층을 완전히 제거함으로써, 제1 도전형 반도체층에 의한 광 번짐 현상을 최소화할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 백플레인
200 : 마이크로 엘이디 셀
260a : 제1 도전형 전극 패드
260b : 제2 도전형 전극 패드
300 : 격벽 구조물
301 : 기판 부재
310 : 광 투과 부재
315 : 홈
320 : 격벽
330 : 접합 부재

Claims (20)

  1. 백플레인을 준비하는 단계;
    성장 기판의 하부에 복수개의 마이크로 엘이디 셀들을 행렬 배열로 형성하는 단계;
    상기 마이크로 엘이디 셀들을 상기 백플레인에 본딩하는 단계;
    상기 성장 기판을 상기 마이크로 엘이디 셀들로부터 분리하는 단계; 및
    상기 마이크로 엘이디 셀들의 상부에 격벽 구조물을 배치하는 단계;를 포함하며,
    상기 격벽 구조물은 상기 마이크로 엘이디 셀들의 광 방출면을 향하는 제1 면과 상기 제1 면에 대향되는 제2 면을 구비하는 광 투과 부재를 포함하고,
    상기 광 투과 부재는 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 하나에 상기 복수개의 마이크로 엘이디 셀들 사이에 대응되게 형성된 복수의 제1 홈(groove)들을 포함되고,
    상기 복수의 제1 홈들에는 격벽 조성물이 충진되어 격벽이 형성된 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 패널 제조 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 격벽 구조물은,
    상기 광 투과 부재를 준비하는 단계;
    접촉식 또는 비접촉식 절삭 수단을 이용하여 상기 광 투과 부재의 상기 제1 면 또는 상기 제2 면으로부터 사전에 설정된 깊이로 가공하여 상기 복수의 제1 홈들을 형성하는 단계; 및
    상기 복수의 제1 홈들에 격벽 조성물을 충진하여 격벽을 형성하는 단계;를 포함하는 공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 패널 제조 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 광 투과 부재는 상기 마이크로 엘이디 셀들 각각의 광을 개별적으로 파장변환하기 위한 형광체(phosphor)를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 패널 제조 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 광 투과 부재는 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 다른 하나에 상기 복수의 제1 홈(groove)들과 마주보도록 형성되는 복수의 제2 홈(groove)들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 패널 제조 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 홈들은 요철면을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 패널 제조 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 성장 기판의 하부에 상기 마이크로 엘이디 셀들을 행렬 배열로 형성하는 단계는,
    상기 성장 기판 상에 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 순차적으로 적층시키는 단계;
    상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 활성층의 일부를 제거하여 상기 마이크로 엘이디 셀들의 활성층을 분리하는 단계; 및
    상기 마이크로 엘이디 셀들 사이의 상기 제1 도전형 반도체층을 제거하여 상기 마이크로 엘이디 셀들을 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 패널 제조 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 마이크로 엘이디 셀들을 상기 백플레인에 본딩하는 단계 이후 상기 성장 기판을 마이크로 엘이디 셀들로부터 분리하는 단계 전,
    상기 마이크로 엘이디 셀들 사이에 점착재료를 충진하여 경화시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 패널 제조 방법.
  8. 개별 구동되는 복수개의 LED 구동회로가 행렬배열된 백플레인(backplane);
    상기 복수개의 LED 구동회로 각각에 대응되게 형성되고, 한 쌍의 제1 도전형 전극 패드 및 제2 도전형 전극 패드가 하부에 형성된 복수개의 마이크로 엘이디 셀들;
    상기 마이크로 엘이디 셀들의 광 방출면 상부에 위치하고 복수개의 제1 홈이 형성된 격벽 구조물;과,
    상기 광 방출면의 상부와 상기 격벽 구조물의 하부 사이에 형성되는 접착 부재;를 포함하고,
    상기 제1 홈은 상기 마이크로 엘이디 셀들 사이에 대응되는 위치에 형성되고,
    상기 격벽 구조물은 상기 제1 홈에 조성물이 충진되어 격벽이 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 패널.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 격벽 구조물은 상기 광 방출면을 향하는 제1 면과 상기 제1 면에 대향되는 제2 면을 구비하는 광 투과 부재를 포함하고,
    상기 제1 홈은 상기 광 투과 부재의 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 하나에 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 패널.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 광 투과 부재는 상기 마이크로 엘이디 셀들 각각의 광을 개별적으로 파장변환하기 위한 형광체(phosphor)를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 패널.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 접착 부재는 상기 마이크로 엘이디 셀들 각각의 광을 개별적으로 파장변환하기 위한 형광체(phosphor)를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 패널.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 광 투과 부재는 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 다른 하나에 상기 복수개의 제1 홈(groove)들과 마주보도록 형성되는 복수개의 제2 홈(groove)들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 패널.
  13. 제12 항에 있어서,
    서로 마주보는 상기 제1 홈과 상기 제2 홈은 서로 만나지 않는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 패널.
  14. 제9 항에 있어서,
    상기 복수개의 제1 홈들은 접촉식 또는 비접촉식 절삭 수단을 이용하여 상기 광 투과 부재의 상기 제1 면 또는 상기 제2 면으로부터 사전에 설정된 깊이로 가공하여 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 패널.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 복수개의 제1 홈들의 제1 깊이는 상기 광 투과 부재의 두께의 1/2배보다 작은 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 패널.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 복수개의 제1 홈들의 제1 깊이는 상기 광 투과 부재의 두께의 1/2배 내지 1배 사이값을 갖는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 패널.
  17. 제8 항에 있어서,
    상기 조성물은 유기물 또는 무기물 수지재를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 패널.
  18. 제8 항에 있어서,
    상기 복수개의 제1 홈들은 요철면을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 패널.
  19. 제9 항에 있어서,
    상기 복수개의 제1 홈들은 상기 제1 홈들이 형성된 상기 제1 면 또는 상기 제2 면으로부터 깊이 방향으로 멀어질수록 폭이 좁아지는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 패널.
  20. 제9 항에 있어서,
    상기 격벽 구조물은 상기 광 투과 부재의 상기 제2 면 상부에 배치되는 기판 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 패널.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114038977B (zh) * 2021-08-04 2023-10-31 重庆康佳光电科技有限公司 发光器件的制作方法
GB2622794A (en) * 2022-09-27 2024-04-03 Smartkem Ltd Selective transfer of micro-LEDs

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5612298B2 (ja) * 2009-11-20 2014-10-22 株式会社小糸製作所 発光モジュールおよび車両用灯具
DE102012112149A1 (de) * 2012-12-12 2014-06-26 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements
CN113658943A (zh) * 2013-12-13 2021-11-16 晶元光电股份有限公司 发光装置及其制作方法
US10529696B2 (en) * 2016-04-12 2020-01-07 Cree, Inc. High density pixelated LED and devices and methods thereof
US10332949B2 (en) * 2016-07-06 2019-06-25 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Display apparatus
CN110112123A (zh) * 2018-02-01 2019-08-09 晶元光电股份有限公司 发光装置及其制造方法

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