TWI693708B - 透明顯示面板 - Google Patents
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Abstract
一種透明顯示面板,具有透光基板、多個上發光微型發光二極體元件、多個下發光微型發光二極體元件與遮光層。透光基板具有表面。這些上發光微型發光二極體元件及這些下發光微型發光二極體元件設置於透光基板的表面。下發光微型發光二極體元件具有磊晶結構以及遮光件,磊晶結構具有相對的上表面與下表面,下表面朝向透光基板,遮光件設置於上表面以遮擋下發光微型發光二極體元件往上表面發出的光。遮光層設置於透光基板的表面,部份的遮光層位於上發光微型發光二極體元件與透光基板之間以遮擋上發光微型發光二極體元件往透光基板方向發出的光。
Description
本發明係關於一種透明顯示面板,特別是一種具有多個顯示面的透明顯示面板。
所謂透明顯示器通常是指使用者可以由顯示面看到透明顯示器背後的物體的顯示器。更進一步地,某些透明顯示器可以提供雙面顯示功能,也就是說,透明顯示器可能具有多個顯示面,而使用者除了可以由這些顯示面看到透明顯示器提供的多個影像之外,使用者也可經由這些顯示面看到另一側的物體。透明顯示器可應用於櫥窗、會議或是指示牌等等相當多新穎的用途。
但是,就目前的技術而言,廠商多半是藉由多個顯示面板來完成透明以及多面顯示的需求。以雙面顯示的透明顯示器來說,目前較為常見的結構通常是以不同的顯示面板來提供不同面的顯示影像。即使有某些結構可以共用,但是採用多個顯示面板的結構使得透明顯示器的厚度會相當可觀,而且透明度可能也受到侷限,而降低了此類透明顯示器的實用性。
本發明在於提供一種透明顯示面板,以在提供多面顯示的情況下更降低透明顯示器的整體厚度。
本發明揭露了一種透明顯示面板,所述的透明顯示面板具有一透光基板、多個上發光微型發光二極體元件、多個下發光微型發光二極體元件與一遮光層。透光基板具有一表面。這些上發光微型發光二極體元件設置於透光基板的表面。這些下發光微型發光二極體元件設置於透光基
板的表面。每一下發光微型發光二極體元件具有一磊晶結構以及一遮光件,且磊晶結構具有相對的一上表面與一下表面,下表面朝向透光基板,遮光件設置於上表面以遮擋每一下發光微型發光二極體元件由上表面發出的光。遮光層設置於透光基板的表面,部份的遮光層位於上發光微型發光二極體元件與透光基板之間以遮擋上發光微型發光二極體元件往透光基板方向發出的光。
以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理,並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。
1、2、3、4、5、6、7、8:透明顯示面板
11:透光基板
12:透鏡元件
13:上發光微型發光二極體元件
131:磊晶結構
1311:第一型半導體層
1313:發光層
1315:第二型半導體層
15:下發光微型發光二極體元件
151:磊晶結構
1511:第一型半導體層
1513:發光層
1515:第二型半導體層
153、153’:遮光件
16:對向基板
17:遮光層
19:共同電極導線層
D1、D2:方向
P:畫素
P1:第一畫素
P2:第二畫素
SC:聚光面
SL1、SL2、SL3、SL4:下表面
SU1、SU2、SU3、SU4:上表面
SS:表面
T1:控制線路(共同電極導電層)
T2、T3:控制線路
TP:透光區
DP:元件設置區
W:側壁
圖1是為根據本發明一實施例所繪示之透明顯示面板的局部俯視示意圖。
圖2是為根據本發明圖1所繪示之透明顯示面板的AA剖面的一種實施態樣的剖面示意圖。
圖3是為根據本發明圖1所繪示之透明顯示面板的另一種實施態樣的剖面示意圖。
圖4A是為根據本發明一實施例所繪示之透明顯示面板的局部俯視示意圖。
圖4B是為根據本發明圖4A所繪示之透明顯示面板的一微型發光二極體晶粒的剖面示意圖。
圖5是為根據本發明一實施例所繪示之透明顯示面板的局部俯視示意圖。
圖6是為根據本發明另一實施例所繪示之透明顯示面板的局部俯視示意圖。
圖7是為根據本發明更一實施例所繪示之透明顯示面板的局部剖面示意圖。
圖8是為根據本發明更一實施例所繪示之透明顯示面板在另一種實施態樣中的局部剖面示意圖。
以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點,其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施,且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式,任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點,但非以任何觀點限制本發明之範疇。
請先參照圖1,圖1是為根據本發明圖一實施例所繪示之透明顯示面板的局部俯視示意圖。如圖1所示,透明顯示面板1具有透光基板11、上發光微型發光二極體元件13、下發光微型發光二極體元件15與遮光層17。透光基板11具有一表面SS。上發光微型發光二極體元件13、下發光微型發光二極體元件15及遮光層17均設置於表面SS上。部份的遮光層17位於上發光微型發光二極體元件13與表面SS之間。更詳細地來說,表面SS上更設置有控制走線T1、T2、T3且上發光微型發光二極體元件13與下發光微型發光二極體元件15各自具有二相反電性的電極(圖未示),例如N型電極與P型電極。在此實施例中,上發光微型發光二極體元件13與下發光微型發光二極體元件15經由各自的二電極分別電性連接對應的控制走線T1、T2、T3。也就是說,上發光微型發光二極體元件13與下發光微型發光二極體元件15係藉由於控制走線T1、T2、T3傳輸的電訊號而發光。於實務上,上發光微型發光二極體元件13與下發光微型發光二極體元件15的電極例如是經由凸塊(bump)而電性連接且固著於對應的控制走線T1、T2、T3上。在此為簡要示意,於圖1中係省略繪示各微型發光二極體的各電極與所述的凸塊。遮光層17於透光基板11的表
面SS上的正投影涵蓋上發光微型發光二極體元件13於透光基板11的表面SS上的正投影,且遮光層17的所述正投影較佳大於上發光微型發光二極體元件13的所述正投影。此外,遮光層17於透光基板11的表面SS上的正投影與下發光微型發光二極體元件15的正投影彼此分隔並具有一間距,也就是說遮光層17的正投影與下發光微型發光二極體元件15的正投影彼此不重疊。另,下發光微型發光二極體元件15於透光基板11的表面SS上的正投影的面積大於上發光微型發光二極體元件13於透光基板11的表面SS上的正投影的面積。
請再一併參照圖2,圖2是為根據本發明圖1所繪示之透明顯示面板1的AA剖面的剖面示意圖。在此實施例中,上發光微型發光二極體元件13分別電性連接且固著於控制走線T1、T2上,下發光微型發光二極體元件15則是分別電性連接且固著於控制走線T1、T3上。控制走線T1例如是一共同電極導電層,用以提供參考電壓給上發光微型發光二極體元件13與下發光微型發光二極體元件15,控制走線T2、T3則分別用以提供對應的控制電壓給上發光微型發光二極體元件13與下發光微型發光二極體元件15。透明顯示面板1還具有多個畫素P,在本實施例中每一畫素P設置三個分別發出紅光、藍光及綠光的上發光微型發光二極體元件13與三個分別發出紅光、藍光及綠光的下發光微型發光二極體元件15。也就是上發光微型發光二極體元件13是朝出光方向D1形成一影像,下發光微型發光二極體元件15則是朝出光方向D2形成另一影像,而朝出光方向D1形成影像的解析度是相等於朝出光方向D2形成影像的解析度。更進一步來說,出光方向D1對於觀看者來說是一個影像顯示面,而上發光微型發光二極體元件13提供畫素光源,另一出光方向D2則是另一個影像顯示面,下發光微型發光二極體元件15提供此另一個影像顯示面的畫素光源。兩個影像顯示面的影像可以相同,也可以獨立控制。
上發光微型發光二極體元件13具有相對的上表面SU1與下
表面SL1。下表面SL1係朝向表面SS,而遮光層17係位於下表面SL1與表面SS之間。於實務上,遮光層17可以是不透光的絕緣層,例如為黑色光阻;或者遮光層17可以是反射層,例如為多層膜(布拉格反射鏡)、有機塗料、金屬等。遮光層17可以遮住上發光微型發光二極體元件13往負z軸方向(包括與負z軸方向的夾角小於九十度的部份斜向方向)發出的光;當遮光層17為反射層時,遮光層17可以將上發光微型發光二極體元件13往負z軸方向(包括與負z軸方向的夾角小於九十度的部份斜向方向)發出的光朝正z軸方向(包括與正z軸方向的夾角小於九十度的部份斜向方向)反射。基於上述結構,上發光微型發光二極體元件13的主要發光方向是出光方向D1(即前述之正z軸方向),而遮光層17則可以減少上發光微型發光二極體元件13朝出光方向D2發散的光線,降低對出光方向D2影像顯示的干擾。
相對於上發光微型發光二極體元件13,下發光微型發光二極體元件15的一磊晶結構151具有相對的一上表面SU2與一下表面SL2。下表面SL2朝向表面SS。下發光微型發光二極體元件15更具有一遮光件153用於覆蓋上表面SU2。相仿於遮光層17,遮光件153可以是不透光的絕緣層,例如為黑化處理的金屬、樹脂材料;或者遮光件153可以是反射層,例如為多層膜(布拉格反射鏡)、有機塗料、金屬等。當遮光件153為不透光的絕緣層時,遮光件153可以遮住下發光微型發光二極體元件15往正z軸方向(包括與正z軸方向的夾角小於九十度的部份方向)發出的光;當遮光件153為反射層時,遮光件153可以將下發光微型發光二極體元件15往正z軸方向(包括與正z軸方向的夾角小於九十度的部份方向)發出的光更朝負z軸方向(包括與負z軸方向的夾角小於九十度的部份方向)反射。因此,簡要來說,出光方向D2(即前述之負z軸方向)係為下發光微型發光二極體元件15的出光方向。出光方向D2係相反於出光方向D1。與前述相同,遮光件153可以減少下發光微型發光二極體元件15朝
出光方向D1發散的光線,降低對出光方向D1影像顯示的干擾。
藉由上發光微型發光二極體元件13與下發光微型發光二極體元件15分別朝正z軸方向(出光方向D1)與負z軸方向(出光方向D2)出光,當透明顯示面板1具有多個上發光微型發光二極體元件13與多個下發光微型發光二極體元件15時,透明顯示面板1即可分別朝正z軸方向與負z軸方向提供相同或是不同的影像。因此,依據相應的控制方式,使用者可以分別從透明顯示面板1的二側看到相同或是不同的影像。
需說明的是,在圖1所示的實施例中,下發光微型發光二極體元件15係大於上發光微型發光二極體元件13,使得下發光微型發光二極體元件15的出光面大於上發光微型發光二極體元件13的出光面。由於下發光微型發光二極體元件15所提供的光需要穿過透光基板11及線路層的遮光區域,導致光強度受到影響,因此藉由調整下發光微型發光二極體元件15元件尺寸以調整其出光面大小係可使穿過透光基板11的光仍具有足夠顯示影像的光強度。雖本例舉例如此,但下發光微型發光二極體元件15並非必須大於上發光微型發光二極體元件13。
請再參照圖3,圖3是為根據本發明另一種實施態樣之透明顯示面板2的剖面示意圖。相對於圖2,圖3中的透光基板11的表面SS係先形成控制線路(包括T1,T2,T3,此剖面只看到T1),遮光層17則形成於控制線路T1與上發光微型發光二極體元件13之間。上發光微型發光二極體元件13可以利用通孔與控制線路T1連接。另外下發光微型發光二極體元件15的磊晶結構151具有一側壁W。側壁W兩端分別與上表面SU2、下表面SL2相接。下發光微型發光二極體元件15的遮光件153’更覆蓋至少部份的側壁W。藉此,以進一步防堵下發光微型發光二極體元件15朝出光方向D1所發出的光,提高顯示品質。
請參照圖4A與圖4B,圖4A是為根據本發明一實施例所繪示之透明顯示面板4的局部俯視示意圖,圖4B是為根據本發明圖4A中的
一微型發光二極體晶粒14的剖面示意圖。在此實施例中,微型發光二極體晶粒14具有相連接的上發光微型發光二極體元件13與下發光微型發光二極體元件15。如圖4B所示,下發光微型發光二極體元件15的磊晶結構151具有一第一型半導體層1511、一發光層1513與一第二型半導體層1515,發光層1513位於第一型半導體層1511與第二型半導體層1515之間;上發光微型發光二極體元件13的磊晶結構131具有一第一型半導體層1311、一發光層1313與一第二型半導體層1315,發光層1313位於第一型半導體層1311與第二型半導體層1315之間。其中,下發光微型發光二極體元件15的第一型半導體層1511經由一共同電極導線層19連接上發光微型發光二極體元件13的第一型半導體層1311。於實務上,第一型半導體層1311、第一型半導體層1511與共同電極導線層19的材料相似。在一實施例中,第一型半導體層1311、第一型半導體層1511與共同電極導線層19是由同一道製程所形成,也就是說,第一型半導體層1311、第一型半導體層1511與共同電極導線層19係為同一磊晶博層,可視為同一層半導體層,再藉由後續蝕刻製程定義而成。遮光件153位於磊晶結構151上,至少覆蓋發光層1513的範圍且不與上發光微型發光二極體元件13的發光層1313重疊。第一型半導體層1311、第一型半導體層1511與共同電極導線層19例如是同屬於P型摻雜或是N型摻雜的其中之一,第二型半導體層1315與第二型半導體層1515是同屬於P型摻雜或是N型摻雜的其中之另一。
在本實施例透明顯示面板4中,上發光微型發光二極體元件13與微型發光二極體元件15是同一個磊晶結構切割而成的微型發光二極體晶粒14,因此在進行微型發光二極體的巨量轉移時,可以減少一半微型發光二極體元件的轉移數量、降低轉移次數,藉此提高製程良率。
請參照圖5,圖5是為根據本發明一實施例所繪示之透明顯示面板5的局部俯視示意圖。透明顯示面板5具有多個第一畫素P1與多個
第二畫素P2。上發光微型發光二極體元件13配置於第一畫素P1,下發光微型發光二極體元件15配置於第二畫素P2。各第一畫素P1包括多個上發光微型發光二極體元件13並分別用以提供不同顏色的光。相仿地,每一第二畫素P2包括有多個如前述的下發光微型發光二極體元件15,並分別用以提供不同顏色的光。或者說,第一畫素組成朝正z軸方向顯示的影像,第二畫素則組成朝負z軸方向顯示的另一影像,而第一畫素P1的排列間距pitch 1不同於第二畫素P2的排列間距pitch 2。或者,從另一個角度來說,正z軸方向顯示的影像的解析度是不同於負z軸方向顯示的影像的解析度。
在此實施例中,第一畫素P1具有四個上發光微型發光二極體元件13,並採用RGBY或RGBW的配置;第二畫素P2具有四個下發光微型發光二極體元件15,也採用RGBY或RGBW的配置。此外,一個第二畫素P2對應有四個第一畫素P1,也就是說下發光微型發光二極體元件15所顯示影像的解析度僅有上發光微型發光二極體元件13所顯示影像的解析度的四分之一。或者說,下發光微型發光二極體元件15的數量少於上發光微型發光二極體元件13的數量。藉降低其中一顯示方向的畫素數目可提高透明度,也減少微型發光二極體元件的所需數量以降低成本。另一方面,在各第二畫素P2採用RGBY或RGBW的配置的情況下,各第二畫素P2所提供的光可以具有較大的亮度或是較佳的演色性,以使第二畫素P2所提供的光在穿透透光基板11後仍具有所欲的亮度或是演色性。於實務上,第一畫素P1或第二畫素P2也可以採用RGB的配置,在此並不加以限制。
請再參照圖6,圖6是為根據本發明另一實施例所繪示之透明顯示面板6的局部俯視示意圖。在此實施例中,透明顯示面板6與透明顯示面板1相似,不同處如下所述。透明顯示面板6更包含透光區TP與元件設置區DP,上發光微型發光二極體元件13、下發光微型發光二極體元件15與大部分的控制線路(圖未示)設置於元件設置區DP,透光區TP
則令光線穿透維持顯示面板的透明度。每一畫素P包含一個由上發光微型發光二極體元件13組成的第一畫素P1與一個由下發光微型發光二極體元件15的第二畫素P2。第一畫素P1中的上發光微型發光二極體元件13與透光基板11間設置有遮光層17以遮擋該些上發光微型發光二極體元件13往透光基板11方向發出的光第二畫素P2可採用RGBW或RGBY的配置,以使第二畫素P2所提供的光在穿透透光基板11之後仍可保有一定的亮度或是顏色辨識度;而另一方面,第一畫素P1可以採用RGB、RGBW、RGBY或是其他可行的畫素配置,不一定要跟第二畫素的配置相同,且不以此為限。
請參照圖7,圖7是為根據本發明更一實施例所繪示之透明顯示面板7的局部剖面示意圖,透明顯示面板7與圖6所示的透明顯示面板6相似,主要差異處在於:透明顯示面板7更具有一透鏡元件12與一透明絕緣層112。透明絕緣層112設置於透光基板11的表面SS上,透鏡元件12位於透明絕緣層112上且設置於透光區TP。透鏡元件12的一聚光面Sc朝向透光基板11的表面SS。藉由透鏡元件12的設置,光線從出光方向D1一側進入透明顯示面板7時可以收集更多的光線以穿透透光基板11,進而增加透明顯示面板7的透明度。
請參照圖8,圖8是為根據本發明更一實施例所繪示之透明顯示面板8的局部剖面示意圖。透明顯示面板8的結構係相仿於透明顯示面板7。不同的是,透明顯示面板8還具有一對向基板16而在架構上與透明顯示面板7略有不同。對向基板16具有一上表面SU4及相對該上表面SU4的一下表面SL4,下表面SL4面向透光基板11。透鏡元件12設置於對向基板16的下表面SL4上,且透鏡元件12的聚光面Sc朝向該透光基板11的表面SS。其中,對向基板16也是由透光材料構成,對向基板16係可選擇以與透光基板11相同的材料構成。
在其他實施例中,透鏡元件12可以是凹透鏡結構、凸透鏡
結構,甚至是不同透鏡的組合,藉此來匯聚光線提高透明度,另一方面也降低使用者經由透明顯示面板9看到的景物的失真程度。
綜合以上所述,本發明提供了一種透明顯示面板,此透明顯示面板具有一上發光微型發光二極體元件與一下發光微型發光二極體元件。一遮光層的部份係設置於上發光微型發光二極體元件與透明顯示面板的一透光基板之間。下發光微型發光二極體元件具有一遮光件,此遮光件設置於下發光微型發光二極體元件的磊晶結構背向所述的透光基板的表面。藉此,所述的透明顯示面板可以藉由上發光微型發光二極體元件與下發光微型發光二極體元件朝不同方向提供光源。由於上發光微型發光二極體元件與下發光微型發光二極體元件係設置於同一面板,從而在使透明顯示面板可以朝不同方向提供影像的同時更降低了透明顯示面板的厚度,相當具有實用性。
雖然本發明以前述之實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內,所為之更動與潤飾,均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。
1 透明顯示面板 11 透光基板 13 上發光微型發光二極體元件 15 下發光微型發光二極體元件 17 遮光層 SS 表面 T1 控制線路(共同電極導電層) T2 控制線路 T3 控制線路
Claims (16)
- 一種透明顯示面板,包括:一透光基板,具有一表面;多個上發光微型發光二極體元件,設置於該透光基板的該表面;多個下發光微型發光二極體元件,設置於該透光基板的該表面,每一該些下發光微型發光二極體元件具有一磊晶結構以及一遮光件,且該磊晶結構具有相對的一上表面與一下表面,該下表面朝向該透光基板,該遮光件設置於該上表面以遮擋該每一下發光微型發光二極體元件往該上表面發出的光;以及一遮光層,設置於該透光基板的該表面,部份的該遮光層係位於該些上發光微型發光二極體元件與該透光基板之間以遮擋該些上發光微型發光二極體元件往該透光基板方向發出的光。
- 如請求項1所述之透明顯示面板,其中,該遮光層於該透光基板的該表面上的正投影涵蓋每一該些上發光微型發光二極體元件於該透光基板的該表面上的正投影。
- 如請求項2所述之透明顯示面板,其中,該遮光層於該透光基板的該表面上的正投影大於該些上發光微型發光二極體元件於該透光基板的該表面上的正投影。
- 如請求項1所述之透明顯示面板,其中,該遮光層於該透光基板的該表面上的正投影與該些下發光微型發光二極體元件的正投影不重疊。
- 如請求項1所述之透明顯示面板,其中,該些下發光微型發光二極體元件於該透光基板的該表面上的正投影的面積大於該些上發光微型發光二極體元件於該透光基板的該表面上的正投影的面積。
- 如請求項1所述之透明顯示面板,其中,每一該些下發光微型發光二極體元件的該磊晶結構具更有一第一型半導體層、一發光層與一第二型半導體層,該發光層位於該第一型半導體層與該第二型半導體層之間;以及每一該些上發光微型發光二極體元件的一磊晶結構具有一第一型半導體層、一發光層與一第二型半導體層,該發光層位於該第一型半導體層與該第二型半導體層之間;其中一個該些上發光微型發光二極體元件的該第一型半導體層連接一個該些下發光微型發光二極體元件的該第一型半導體層。
- 如請求項1所述之透明顯示面板,更包括一共同電極導線層,設置於該透光基板的該表面,其中,每一該些下發光微型發光二極體元件的該磊晶結構具更有一第一型半導體層、一發光層與一第二型半導體層,該發光層位於該第一型半導體層與該第二型半導體層之間;以及每一該些上發光微型發光二極體元件的一磊晶結構具有一第一型半導體層、一發光層與一第二型半導體層,該發光層位於該第一型半導體層與該第二型半導體層之間; 其中,該些下發光微型發光二極體元件的該第一型半導體層與該些上發光微型發光二極體元件的該第一型半導體層電性連接於該共同電極導線層。
- 如請求項7所述之透明顯示面板,其中,相較於該些上發光微型發光二極體元件的該些第二型半導體層,該些上發光微型發光二極體元件的該些第一型半導體層鄰近該透光基板的該表面及該共同電極導線層;相較於該些下發光微型發光二極體元件的該些第二型半導體層,該些下發光微型發光二極體元件的該些第一型半導體層鄰近該透光基板的該表面及該共同電極導線層。
- 如請求項7所述之透明顯示面板,其中,相較於該些上發光微型發光二極體元件的該些第二型半導體層,該些上發光微型發光二極體元件的該些第一型半導體層鄰近該透光基板的該表面;相較於該些下發光微型發光二極體元件的該些第一型半導體層,該些下發光微型發光二極體元件的該些第二型半導體層鄰近該透光基板的該表面。
- 如請求項1所述之透明顯示面板,更包括:多個第一畫素,陣列排列且每一該第一畫素包括至少三個前述的上發光微型發光二極體元件,該至少三個上發光微型發光二極體元件分別用以提供不同顏色的光;以及多個第二畫素,陣列排列且每一該第二畫素包括至少三個前述的下發光微型發光二極體元件,該至少三個下發光微型發光二極體元件分別用以提供不同顏色的光;其中,該些第一畫素的排列間距異於該些第二畫素的排列間距。
- 如請求項10所述之透明顯示面板,其中該些第一畫素的數量不同於該些第二畫素的數量。
- 如請求項1所述之透明顯示面板,其中,該些上發光微型發光二極體元件環繞該些下發光微型發光二極體元件中的一個。
- 如請求項7所述之透明顯示面板,其中部分的該共同電極導線層被該遮光層覆蓋。
- 如請求項1所述之透明顯示面板,其中每一該下發光微型發光二極體元件的該磊晶結構更具有一側壁,該側壁與該上表面相接且互不平行,該遮光件由該上表面延伸且覆蓋至少部份的該側壁。
- 如請求項1所述之透明顯示面板,更包括一透鏡元件及一透明絕緣層,該透明絕緣層設置於該透光基板上,該透鏡元件位於該透明絕緣層上,該透鏡元件的一聚光面朝向該透光基板的該表面。
- 如請求項1所述之透明顯示面板,更包括一透鏡元件及一對向基板,該透鏡元件設置於該對向基板,且該透鏡元件具有一聚光面朝向該透光基板。
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