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CN111201620A - 发光装置及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发光装置及其制作方法，该发光装置可以工作在3A/mm2以上的高电流密度下，包括支架，具有相反的第一表面和第二表面，所述第一表面上设有图案化的导电层；LED器件，形成于该封装支架的第一表面上，包括绝缘基板及位于该绝缘基板上的多个发光单元，所述多个发光单元包含半导体层序列、第一电极和第二电极，该半导体层序列具有第一类型半导体层和第二类型半导体层以及位于两者之间的有源层，其中第一类型半导体层位于半导体层序列的正侧，第一电极和第二电极朝向正侧，并分别通过引线与所述封装支架上的导电层连接，其中第一电极与第一类型半导体层形成电性连接，第二电极与第二类型半导体层形成电性连接。

Description

发光装置及其制作方法
技术领域
本发明涉及半导体器件领域，具体为一种发光装置及其制作方法。
背景技术
发光二极管被广泛地用于固态照明光源。相较于传统的白炽灯泡和荧光灯，发光二极管具有耗电量低以及寿命长等优点，因此发光二极管已逐渐取代传统光源，并且应用于各种领域，如交通号志、背光模块、路灯照明、医疗设备等。
图1显示了现有的一种高压式COB光源，该光源在电路板110上集成多个垂直LED芯片120，如图2所示。然而，由于LED芯片120采用导电基板，受限于固有的电学隔离带，相邻的LED芯片之间的间距通常需要50μm以上，无法缩小该LED光源的整体发光面，不利于整机光功率密度提升；同时，很难实现COB封装的热电分离。
发明内容
为解决上述的至少一个问题，本发明提出了一种集成式LED发光装置，其可以工作在3A/mm2以上的高电流密度下，例如4A/mm2，或者5A/mm2。
一种发光装置，包括：支架，具有相反的第一表面和第二表面，所述第一表面上设有图案化的导电层；LED器件，形成于该封装支架的第一表面上，包括绝缘基板及位于该绝缘基板上的多个发光单元，所述多个发光单元包含半导体层序列、第一电极和第二电极，该半导体层序列具有第一类型半导体层和第二类型半导体层以及位于两者之间的有源层，其中第一类型半导体层位于半导体层序列的正侧，第一电极和第二电极朝向正侧，其中第一电极与第一类型半导体层形成电性连接，第二电极与第二类型半导体层形成电性连接；所述第一电极和第二电极分别通过引线与所述封装支架上的导电层连接。
本发明还提供了一种发光装置的制作方法，包括步骤：（1）提供支架，其具有相反的第一表面和第二表面，所述第一表面上设有图案化的导电层；（2）制作LED器件，其包括绝缘基板及位于该绝缘基板上的多个发光单元，所述多个发光单元包含半导体层序列、第一电极和第二电极，该半导体层序列具有第一类型半导体层和第二类型半导体层以及位于两者之间的有源层，其中第一类型半导体层位于半导体层序列的正侧，第一电极和第二电极朝向正侧，其中第一电极与第一类型半导体层形成电性连接，第二电极与第二类型半导体层形成电性连接；（3）将该LED器件放置于所述支架上，其中绝缘基板与支架连接；（4）制作引线，将该多个发光单元的第一电极和第二电极分别与所述封装支架上的导电层连接。
优选的，至少一个发光单元的半导体层序列通过一散热层分别与该绝缘基板连接，独立形成热导通道。更佳的，所述散热层与所述第一类型半导体层接触。
在一些实施例中，所述多个发光单元形成于同一绝缘基板上，在所述LED器件上没有形成直接的电性连接，通过所述引线及导电层形成电性连接。进一步的，所述多个发光单元的每个发光单元均具有第一电极和第二电极，该多个发光单元的第一电极和第二电极分别通过引线与所述封装支架上的导电层连接。
本发明所述发光装置的各个芯片共用同一基板，可以解决上述提出的各芯片间的间距过大导致的光输出功率密度较低的问题，每个芯片之间的间距可以达到30μm以下，甚至在10μm以下，很大限度降低整个封装结构的发光面积，提升光功率输出密度；进一步地，可以实现热电分离的结构，为高电流密度驱动提供良好基础。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。
图1是一个俯视示意图，说明一个习知的一种高压式COB光源。
图2是一个剖面示意图，说明一个习知的用于图1所示的光源的LED芯片。
图3是一个俯视示意图，说明本发明一些实例的发光装置。
图4是一个俯视示意图，说明本发明一些实例的发光装置的支架结构。
图5是沿着图3的线A-A的部分剖面示意图。
图6是沿着图3的线B-B的部分剖面示意图。
图7是一个俯视示意图，说明本发明一些实例的发光装置。
图8是一个俯视示意图，说明本发明一些实例的发光装置。
图9是沿着图7的线C-C的部分剖面示意图，说明本发明一些实例的发光装置。
图10是沿着图7的线C-C的部分剖面示意图，说明本发明一些实例的发光装置。
100、200：发光装置；
110，210：支架；
111、211：图案化导电层；
1210：导电基板；
1220：金属结合层；
1231：第一类型的半导体层；
1232：有源层；
1233：第二类型的半导体层；
1241：顶面电极；
1242：背面电极；
2110：图案化的导电层；
2111：P导电块；
2112：N导电块；
2113：连接块；
220，2201~2202：LED芯片；
221：绝缘基板；
2211：第一类型的半导体层；
2212：有源层；
2213：第二类型的半导体层；
2221：第一电极；
2222：第二电极；
2242：第一连接层；
2242：第二连接层；
260：绝缘层；
231：引线；
240：LED芯片之间的间隙；
250：封装材料层。
具体实施方式
下面结合示意图对本发明的发光装置及其制作方法进行详细的描述，在进一步介绍本发明之前，应当理解，由于可以对特定的实施例进行改造，因此，本发明并不限于下述的特定实施例。还应当理解，由于本发明的范围只由所附权利要求限定，因此所采用的实施例只是介绍性的，而不是限制性的。除非另有说明，否则这里所用的所有技术和科学用语与本领域的普通技术人员所普遍理解的意义相同。
在以下的说明内容中，类似或相同的组件将以相同的编号来表示。
图3显示了根据本发明实施的一种发光装置。该发光装置包括：支架210、 LED芯片2201~2204及引线231。具体的，该支架210具有第一表面210A（正面）及与该第一表面相反的第二表面（背面）。请参看图4，该支架210的第一表面210A设置有芯片安装区域2101及图案化导电层2110，其中芯片安装区2101优选位于第一表面210A的中间区域，图案化导电层2110分布于该芯片安装区2101的外周，包含了一系列彼此分离的导电块2111~2113，其中第一个导电块2111同时作为第一焊线区，第二个导电块2112作为第二焊线区，其余的导电块2113用于连接相邻的LED芯片，根据LED芯片的数量及排布设置导电块的数量及分布，例如LED芯片的数量为N，则可以设计导电块的数量为N+1，此时可以保证每个LED芯片都可以直接通过引线连接至支架的导电层。在一些实施例中该第一个导电块2111（第二个导电块）具有主体部2111A（2112A）和延伸部2111B（2112B），其中主体部用于连接外部电源，延伸部用于连接LED芯片；在另一些实施例中，也可以通过通孔将第一焊线区和第二焊线区引到支架的第二表面。
该多个LED芯片2201~2204安装于支架的安装区2101上，且出光面S11朝上。该多个LED芯片共用一个高阻值的基板221，彼此之间没有形成直接的电性连接。请参看图5和6，每个LED芯片包含设于该绝缘基板221上的半导体层系列、第一电极2221和第二电极2222，每个LED芯片的第一电极和第二电极分别通过引线231连接至支架的导电块上。具体的，半导体层系列具有相反的上表面S11和下表面，其中上表面S11作为出光面，包含第一类型半导体层2211、有源层2212和第二类型半导体层2212，该第一类型半导体层2211和第二类型半导体层2213可分别为p型半导体层和n型半导体层。例如，该第一类型半导体层和第二类型半导体层可由通过化学式AlxInyGa(1-x-y)N(其中，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)表达的氮化物半导体形成，但是不限于此，也可以使用基于GaAs的半导体或者基于GaP的AlGaInP半导体材料。有源层2212可具有基于氮化物的多量子阱结构（MQW），诸如InGaN/GaN、GaN/AlGaN等，但是不限于此，也可以使用其它半导体，诸如Galas/AlGaAs、InGaP/GaP，GaP/AlGaP等。
进一步地，该半导体系列层的下表面与基板221之间设有连接层，该连接层一方面用于连接半导体系列层与基板221，另一方面可以同时作为散热层，在每个LED芯片与基板221之间形成一个散热通道，当LED芯片处于工作状态时，可以快速将半导体系列层产生的热量导出到基板221上。第一电极2221、第二电极2222位于半导体层系列的外侧，即第一电极2221、第二电极2222在基板221表面上的投影位于半导体层系列的区域外。该第一电极和第二电极通过连接层2240从半导体层系列的下表面引出，朝向半导体层系列的上表面S11，从而适于从正侧电接触发光二极管芯片的本体。优选的，第一电极和第二电极的上表面位于同一高度。
较佳的，该连接层在竖直方向上可以为多层设置，并通过绝缘层2260进行电性隔离。具体的，基板221与半导体层系列之间从下到上依次设有第三连接层2244、绝缘层2260、第一连接层2241和第二连接层2242，该第三连接层2244具有朝向半导体层系列的第一延伸部2243和第二延伸部2245，第一延伸部2243贯穿了第一类型半导体层2221、有源层2222，与第二类型半导体层2213形成电性连接，第二延伸部2245通过与第二连接层2242形成电性连接。优选的，第一连接层2241和第二连接层2242具有相同的厚度、材料，采用图形化在同一步骤中形成，如此可以具有相有的高度，方便后续制作具有相同高度的第一电极和第二电极。优选的，每个LED芯片的第三连接层2244具有相同的材料、厚度，在同一步骤中形成，每个芯片之间通过绝缘层2262实现电性隔离。
在一个具体的实施例中，第一连接层2241与第一电极2221接触的部分、第二连接层2242与第二电极2222接触的部分为性能较为稳定的Ti、Pt、Au、Cr、TiW合金等材料，位于发光区域下方的第一连接层2241可以包含依次对发光区域出光进行反射的高反射性金属材料（例如Ag、Al等）、用于防止前述材料扩散的稳定金属材料（例如Ti、Pt、Au、Cr或TiW等）。第三连接层2244包含了朝向出光面延伸并与第二类型半导体层2213连接的延伸部2243，其材料优选包括Al、Cr或者Ag等反射材料。进一步的，该第三连接层2244与基板221接触的一侧可以包含结合层，用于结合基板。更佳的，该结合层为金属材料，可以同时作为散热层，从而快速将堆积在第二类型半导体层的热量引出至基板221。另一方面，基板221与半导体层系列的整面接触，保证了物理结构的完整性。为了降低第一连接层2242与第一半导体层2211之间的电阻，也会在第一连接层2242和第一半导体层2211之间增加透明电流扩展层。
优选的，该第三连接层2244包含了多个朝向出光面延伸的延伸部2243，该多个延伸部2243贯彻第一类型半导体层2211、有源层2212，与第二类型半导体层2213连接。该多个延伸部2243优选均匀分布，如此具有更佳的电流扩展性和散热特性，适用于大电流密度下的应用。较佳的，第三连接层2244与第二类型半导体层2213的总接触面积大于第二类型半导体层2213面积的1.5%。可以根据需求设计第三连接层2243与第二半导体层2213的接触面积，例如可以选择2.3%~2.8%、2.8%~4%、或者4%~6%。在一些实施例中，增加第三连接层2244和第二半导体层2213的直接接触面积，可以解决高功率产品的散热问题。在一些实施例中，该延伸部2243的直径为15μm以上。尽管保证第三连接层2244与第二半导体层2213的总接触面积，可以提高散热特性，但如果延伸部2243直径较小的情况下，较细的延伸部2243具有超过线性比例的热阻，因此在一些实施例中，延伸部2243的直径设计为32μm~40μm，其散热效果更佳。作为一种较佳实施方式，当延伸部2243的直径为34μm~36μm时，延伸部2243的设置密度为20~25个/平方毫米。
在一些实施例中，该LED芯片2201~2204的半导体层系列2210去除生长衬底，为薄膜结构，同时第一连接层2241可以包括反射层，该反射层到LED芯片的出光面S11的距离优选为10μm以内，例如可以为4~8μm，到有源层的距离为1μm以下，如此缩短了光在LED芯片内部的路径，同时增加了有源层2212发射的光线从出光面S11射出的比率，其发光角优选为130°以下，更佳的发光角为小于或者等于120°，例如120~110°，在一个具体的实施例中，该LED芯片的发光角可以为113°，或者115°，或者118°。进一步的，第三连接层2244还可以包含也可以反射层，其到出光面S11的距离优选为20μm以下，远小于LED芯片厚度的一半，更佳的，为7~12μm，例如可以为8μm，或者9μm，或者10μm。例如，第一连接层2241和第二连接层2242可以包含Ag金属层作为第一反射层，第三连接层2244包含了Al金属层，该Al金属层一方面可以与第二类型半导体层2213形成欧姆接触，另一方面作为第二反射层，尽可能的覆盖半导体层系列的下表面之未被第一连接层2241和第二连接层2242覆盖的区域。
基板221用于支撑半导体层系列，其厚度优选为50μm以上、200μm以下。在一些实施例，该基板221的厚度可以为50~100μm，例如90μm；在一些实施例，该基板221的厚度也可以为100~150μm，例如120μm，或者130μm；在一些实施例中，该基板221的厚度还可以为150~200μm，例如180μm。基板221优选采用绝缘材料，可以为透明材料，例如蓝宝石衬底、陶瓷基板等，还可以选用高反射材料。在一个较佳实施例中，该基板223优选采用具有良好的散热性材料，此时连接层分别与散热基板221和第二类型半导体层2213连接，构成良好的导热通道，将热量从第二类型半导体层引向散热基板。由于多量子阱的激发辐射经由第二类型半导体层射出，热量容易在第二类型半导体层2213堆积，连接层2242将热量很好地从第二半导体层引出至散热基板，并从支架210导出。
进一步的，该发光装置通常还包括封装材料层250，用于将LED芯片封装于该支架210上。
在上述发光装置中，在同一高阻值的散热基板上布局多个LED 芯片，各芯片在该基板上电性完全隔离，在封装支架210上通过图案化导电层分布，各个芯片与该导电层通过引线连接形成高压COB结构，实现热电分离的结构，可以适用于高电流密度的工作条件，且每个芯片之间的间距240可以为30μm以下，例如20μm，10μm，或者8μm，有助于提升发光装置的光输出功率密度。
进一步地，每个LED芯片与散热基板之间具有连接层，该连接层可以同时作为散热层，各具LED芯片独立形成良好热导通道。
如图5和6所示，LED芯片的第一、第二电极（主要指焊盘）依赖电连接结构导出至半半导体层系列的侧方，彼此绝缘，在不改变LED的电流扩展特性前提下，可灵活放置第一、第二电极的位置，例如图7显示的另一种发光装置，该发光装置的各个LED芯片的第一电极2221和第二电极2222平行排列于半导体层系列的一个边。
图8显示了根据本发明实施的另一种发光装置。与图3所示发光装置不同的是，该发光装置200的多个LED芯片通过连接层形成电性连接，仅在首尾的LED芯片端分别引出第一电极2221和第二电极2222。在一些具的实施例中，该多个LED芯片可以形成串联，例如第三连接层2244形成隔离部2263，使得同一个芯片的第一延伸部2241与第二延伸部2243形成电性隔离，如图9所示。在另一些实施例中，该多个LED芯片也可以形成串并联的结构，如图10所示。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (20)

1.发光装置，包括：
支架，具有相反的第一表面和第二表面，所述第一表面上设有图案化的导电层；
LED器件，形成于该封装支架的第一表面上，包括绝缘基板及位于该绝缘基板上的多个发光单元，所述多个发光单元包含半导体层序列、第一电极和第二电极，该半导体层序列具有第一类型半导体层和第二类型半导体层以及位于两者之间的有源层，其中第一类型半导体层位于半导体层序列的正侧，第一电极和第二电极朝向正侧，其中第一电极与第一类型半导体层形成电性连接，第二电极与第二类型半导体层形成电性连接；
其特征在于：所述第一电极和第二电极分别通过引线与所述封装支架上的导电层连接。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：至少一个发光单元的半导体层序列通过一散热层分别与该绝缘基板连接，独立形成热导通道。
3.根据权利要求2所述的发光装置，其特征在于：所述散热层与所述第一类型半导体层接触。
4.根据权利要求3所述的发光装置，其特征在于：所述散热层为金属材料层。
5.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：所述多个发光单元形成于同一绝缘基板上，在所述LED器件上没有形成直接的电性连接，通过所述引线及导电层形成电性连接。
6.根据权利要求5所述的发光装置，其特征在于：所述多个发光单元的每个发光单元均具有第一电极和第二电极，该多个发光单元的第一电极和第二电极分别通过引线与所述封装支架上的导电层连接。
7.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：所述多个发光单元之间的间距为30μm以下。
8.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：该多个发光单元的出光角度为130 以下。
9.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：该多个发光单元的出光角度为110~120 。
10.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：所述多个发光单元的工作电流密度为3A/mm2以上。
11.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：所述导电层由多个导电块构成，每个发光单元与两个所述导电块连接。
12.根据权利要求11所述的发光装置，其特征在于：所述LED器件包括N个发光单元，所述导电层包括N+1个导电块。
13.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：所述LED器件的至少一个发光单元具有多个贯穿第二类型半导体层、有源层的凹部，第一电极具有多个延伸部，该多个延伸部通过该凹部与第一类型半导体层接触。
14.根据权利要求13所述的发光装置，其特征在于：所述第一电极与第一类型半导体层接触的面积为第一类型半导体层的面积的1.5%以上。
15.根据权利要求13所述的发光装置，其特征在于：所述第一电极与第一类型半导体层接触的面积为第一类型半导体层的面积的4%~6%。
16.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：所述绝缘基板的散热型基板。
17.发光装置的制作方法，包括步骤：
（1）提供支架，其具有相反的第一表面和第二表面，所述第一表面上设有图案化的导电层；
（2）制作LED器件，其包括绝缘基板及位于该绝缘基板上的多个发光单元，所述多个发光单元包含半导体层序列、第一电极和第二电极，该半导体层序列具有第一类型半导体层和第二类型半导体层以及位于两者之间的有源层，其中第一类型半导体层位于半导体层序列的正侧，第一电极和第二电极朝向正侧，其中第一电极与第一类型半导体层形成电性连接，第二电极与第二类型半导体层形成电性连接；
（3）将该LED器件放置于所述支架上，其中绝缘基板与支架连接；
（4）制作引线，将该多个发光单元的第一电极和第二电极分别与所述封装支架上的导电层连接。
18.根据权利要求17所述的发光装置的制作方法，其特征在于：所述步骤（2）中，所述多个发光单元形成于同一绝缘基板上，在所述LED器件上没有形成直接的电性连接，通过所述引线及导电层形成电性连接。
19.根据权利要求18所述的发光装置的制作方法，其特征在于：所述步骤（2）中，形成的多个发光单元的元的每个发光单元均具有第一电极和第二电极，所述步骤（4）中， 该多个发光单元的第一电极和第二电极分别通过引线与所述封装支架上的导电层连接。
20.根据权利要求17所述的发光装置的制作方法，其特征在于：所述（2）中，至少一个发光单元的半导体层序列通过一散热层分别与该绝缘基板连接，独立形成热导通道。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112490260A (zh) * 2020-11-13 2021-03-12 厦门市三安光电科技有限公司 一种发光器件及其制备方法
CN113299679A (zh) * 2021-05-20 2021-08-24 錼创显示科技股份有限公司 发光二极管微型显示装置
US12068292B2 (en) 2021-05-20 2024-08-20 PlayNitride Display Co., Ltd. Light-emitting diode micro display device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11978839B2 (en) * 2019-02-03 2024-05-07 Quanzhou Sanan Semiconductor Technology Co., Ltd. Light-emitting device

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2434788Y (zh) * 1999-11-09 2001-06-13 洲磊科技股份有限公司 发光二极管装置
JP2004165308A (ja) * 2002-11-11 2004-06-10 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置
CN201829524U (zh) * 2010-05-28 2011-05-11 景德镇正宇奈米科技有限公司 具有热辐射散热层的发光二极管
CN102339913A (zh) * 2011-09-30 2012-02-01 映瑞光电科技(上海)有限公司 高压led器件及其制造方法
CN102354699A (zh) * 2011-09-30 2012-02-15 映瑞光电科技(上海)有限公司 高压氮化物led器件及其制造方法
JP2018037690A (ja) * 2017-12-05 2018-03-08 晶元光電股▲ふん▼有限公司Ｅｐｉｓｔａｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 発光素子

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130087788A (ko) * 2012-01-30 2013-08-07 일진엘이디(주) 히트싱크를 이용하여 방열 효율이 우수한 발광소자
EP2830094B1 (en) * 2013-07-22 2020-02-26 LG Innotek Co., Ltd. Light emitting device
CN106328798B (zh) * 2015-06-15 2023-12-22 晶宇光电（厦门）有限公司 一种发光二极管芯片

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2434788Y (zh) * 1999-11-09 2001-06-13 洲磊科技股份有限公司 发光二极管装置
JP2004165308A (ja) * 2002-11-11 2004-06-10 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置
CN201829524U (zh) * 2010-05-28 2011-05-11 景德镇正宇奈米科技有限公司 具有热辐射散热层的发光二极管
CN102339913A (zh) * 2011-09-30 2012-02-01 映瑞光电科技(上海)有限公司 高压led器件及其制造方法
CN102354699A (zh) * 2011-09-30 2012-02-15 映瑞光电科技(上海)有限公司 高压氮化物led器件及其制造方法
JP2018037690A (ja) * 2017-12-05 2018-03-08 晶元光電股▲ふん▼有限公司Ｅｐｉｓｔａｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 発光素子

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112490260A (zh) * 2020-11-13 2021-03-12 厦门市三安光电科技有限公司 一种发光器件及其制备方法
CN112490260B (zh) * 2020-11-13 2024-02-02 泉州三安半导体科技有限公司 一种发光器件及其制备方法
CN113299679A (zh) * 2021-05-20 2021-08-24 錼创显示科技股份有限公司 发光二极管微型显示装置
CN113299679B (zh) * 2021-05-20 2024-06-07 錼创显示科技股份有限公司 发光二极管微型显示装置
US12068292B2 (en) 2021-05-20 2024-08-20 PlayNitride Display Co., Ltd. Light-emitting diode micro display device

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