TW201440252A - 發光二極體及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
一發光二極體，包含：一基板，基板包含一上表面、一底面相對於上表面以及一側表面；一第一型態半導體層位於上表面上，其中第一型態半導體層包含一第一部份以及一第二部份，且第二部份包含一邊緣圍繞第一部份；一發光層在第一部份上；以及一第二型態半導體層在發光層上，其中，第二部份包含一第一表面以及一第二表面，在第一表面以及上表面之間具有一第一距離，在第二表面以及上表面之間具有一第二距離小於第一距離，其中，第一表面比第二表面粗糙，且第二表面位於邊緣。
Description
本發明係關於一種切割晶圓的的方法，用以提升發光二極體的產能以及降低生產的成本。
近年來隨著發光二極體(LED)的發光效率逐漸見提升，發光二極體的應用已經從裝飾燈擴展至一般照明。發光二極體亦逐漸取代傳統的螢光燈成為下一世代的光源。
製造發光二極體的最後一個步驟為切割晶圓片。在切割晶圓片的步驟中，首先以雷射切割晶圓片，接著再劈裂晶圓片形成複數個發光二極體。一般雷射是從晶圓片的表面開始往晶圓片內部進行切除或融解。晶圓片具有半導體疊層在其表面上，因此，當以雷射切除或融解晶圓片的時候，會產生吸光物質導致光線被吸收。
上述的發光二極體更包含一次載板以形成一發光裝置，其中發光裝置包含電路配置在次載板上，至少一接合物質位於次載板上用以固定發光二極體在次載板上，以及一電性連接結構用以電性連接發光二極體的電極以及次載板上的電路。次載板可為一導線架或一固定基板用以設計電路以及提升散熱效能。
一發光二極體，包含：一基板，基板包含一上表面、一底面相對於上表面以及一側表面；一第一型態半導體層位於上表面上，其中第一型態半導體層包含一第一部份以及一第二部份，且第二部份包含一邊緣圍繞第一部份；一發光層在第一部份上；以及一第二型態半導體層在發光層上，其中，第二部份包含一第一表面以及一第二表面，在第一表面以及上表面之間具有一第一距離，在第二表面以及上表面之間具有一第二距離小於第一距離，其中，第一表面比第二表面粗糙，且第二表面位於邊緣。
一發光二極體，包含：一第一型態半導體層，其中第一型態半導體層包含一第一部份以及一第二部分，且第二部份包含一第一表面以及一第二表面；一發光層位於第一部份上；以及一第二型態半導體層位於發光層上，其中第二型態半導體層包含一第五表面，其中第一表面以及第五表面比第二表面粗糙，且第二表面圍繞第一部份。
一種製造發光二極體的方法，包含：提供一基板；提供一半導體疊層在基板上，其中半導體疊層包含一第一表面相對於基板；處理第一表面以形成一第二表面，其中第二表面比第一表面平坦；以及提供一雷射光束穿透過第二表面以切割基板。
1‧‧‧單元
10‧‧‧透明基板
101‧‧‧上表面
102‧‧‧底面
103‧‧‧側表面
1031‧‧‧破壞區域
2‧‧‧晶圓裝置
20‧‧‧第一型態半導體層
201‧‧‧第一部份
202‧‧‧第二部份
21‧‧‧第一表面
221‧‧‧第三表面
222‧‧‧第二表面
41‧‧‧第五表面
42‧‧‧第四表面
43‧‧‧第二電極
50‧‧‧反射層
8‧‧‧雷射光束
9‧‧‧切刀
600‧‧‧球泡燈
602‧‧‧燈罩
604‧‧‧透鏡
606‧‧‧承載部
608‧‧‧半導體發光元件
610‧‧‧發光模組
612‧‧‧燈座
23‧‧‧第一電極
30‧‧‧發光層
40‧‧‧第二型態半導體層
614‧‧‧散熱片
616‧‧‧連接部
第1A及1B圖係根據本申請案一實施例揭示一發光二極體；第2A及2B圖係根據本申請案一實施例揭示一晶圓裝置；
第3A至3G圖係顯示根據本申請案一實施例之製造發光二極體的方法；第4圖係為依本發明另一實施例之結構示意圖。
第一實施例
第1A及1B圖係根據本申請案一實施例揭示之一發光二極體。如第1A圖所示之上視圖，一發光二極體包含一第一型態半導體層20，一第二型態半導體層40位於第一型態半導體層20之上，一第一電極23與第一型態半導體層20歐姆接觸以及一第二電極43與第二型態半導體層40歐姆接觸。第一型態半導體層20包含一第一表面21以及一第二表面222，其中第二表面222圍繞著第一型態半導體層20的第一部份201，如第1B圖所示。
第1B圖顯示第1A圖中虛線AA’的剖面視圖。發光二極體包含一透明基板10具有一上表面101、一底面102以及一側表面103位於上表面101以及底面102之間，一第一型態半導體層20位於上表面101上，一發光層30位於第一型態半導體層20上，一第二型態半導體層40位於發光層30上，一第一電極23與第一型態半導體層20歐姆接觸，一第二電極43與第二型態半導體層40歐姆接觸，以及一反射層50位於底面102上，其中側表面103包含一破壞區域1031。
透明基板10的材料包含透明材料，例如藍寶石(Al2O3)、GaN、SiC、AlN、ZnO、MgO、SiO2、B2O3或BaO，因此透明基板10可
被雷射光束穿透聚焦在其內部。在雷射穿透的過程中，破壞區域1031形成在側表面103上，與上表面101以及底面102之間有一段距離。雷射光束的波長區間包含350~500、350~800、350~1200、500~1000、700~1200或350~1500nm。第一型態半導體層20包含一第一部份201以及一第二部份202，發光層30位於第一部份201上，第二型態半導體層40位於發光層30上。當第一型態半導體層20為p型半導體材料時，第二型態半導體層40可為n型半導體材料。反之，當第一型態半導體層20為n型半導體材料時，第二型態半導體層40可為p型半導體材料。發光層30可為本質半導體材料、p型半導體材料或n型半導體材料。當一電流流經第一型態半導體層20、發光層30以及第二型態半導體層40時，發光層30可發射出一光線。當發光層30為AlaGabIn1-a-bP所組成時，發光層30可發出紅色光、橘色光或黃色光。當發光層30為AlcGadIn1-c-dN所組成時，發光層30可發出藍色光或綠色光。
第一型態半導體層20的第二部份202包含一第一表面21、一第二表面222以及一第三表面221。第二型態半導體層40包含一第四表面42以及一第五表面41。第一表面21的平均粗糙度(Ra)以及第五表面41的平均粗糙度(Ra)大於100nm。第二表面222的平均粗糙度(Ra)、第三表面221的平均粗糙度(Ra)以及第四表面42的平均粗糙度(Ra)皆介於10~100nm的範圍之間，較佳地是小於50nm。其中，第二表面222以及第三表面221比第一表面21平坦，第四表面42比第五表面41平坦。第一表面21的平均粗糙度(Ra)以及第五表面41的平均粗糙度(Ra)大於100nm可減少來自於發光層30的光發生全反射的機率，以增加出
光效率。第二表面222、第三表面221以及第四表面42係在相同的時間，以相同的製程施行在第一表面21以及第五表面41上部份的區域，其中製程包含濕蝕刻、乾蝕刻或兩者混用，使第四表面42的平均粗糙度(Ra)或第三表面221的平均粗糙度(Ra)與第二表面222的平均粗糙度(Ra)之間的差異小於50nm。因此，第二表面222或第三表面221相對於第一表面21的深度係與第四表面42相對於第五表面41的深度相同。第二表面222或第三表面221相對於第一表面21的深度係介於2000Å~10000Å的範圍之間，較佳地是介於4000Å~7000Å的範圍之間；第四表面42相對於第五表面41的深度亦介於2000Å~10000Å的範圍之間，較佳地是介於4000Å~7000Å的範圍之間。
第一電極23係形成在第三表面221上與第一型態半導體層20歐姆接觸。第二電極43係形成在第四表面42上與第二型態半導體層40歐姆接觸。第一電極23與第二電極43係用於從外部傳導一電流流經第一型態半導體層20、發光層30以及第二型態半導體層40。第一電極23與第二電極43包含金屬材料，例如Cu、Al、In、Sn、Au、Pt、Zn、Ag、Ti、Ni、Pb、Pd、Ge、Cr、Cd、Co、Mn、Sb、Bi、Ga、Tl、Po、Ir、Re、Rh、Os、W、Li、Na、K、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Zr、Mo或La，或是金屬合金，例如Ag-Ti、Cu-Sn、Cu-Zn、Cu-Cd、Sn-Pb-Sb、Sn-Pb-Zn、Ni-Sn、Ni-Co、Au合金、或Ge-Au-Ni。
第二表面222圍繞著第一部份201，且位於發光二極體的邊緣。第二表面222的寬度係介於5μm~15μm的範圍之間，較佳地是10μm。因為第二表面222的平均粗糙度(Ra)介於10nm~100nm的範圍
之間，較佳地是小於50nm，雷射光束可以穿透第二表面222以聚焦在透明基板10的內部。
位於底面102的反射層50可反射來自於發光層30的光以提升出光效率。反射層50包含一金屬層、布拉格反射鏡(DBR)或其組合。反射層50對於雷射光束的反射率大於70%，其中雷射光束的波長位於350nm~500nm、350nm~800nm、350nm~1200nm、500nm~1000nm、700nm~1200nm或350nm~1500nm的範圍之間。
第二實施例
第2A及2B圖係根據本申請案一實施例揭示一晶圓裝置2。第2A圖顯示一晶圓裝置2具有一透明基板10以及複數個單元1位於透明基板10上。任兩個單元1被一第二表面222隔開。沿著第二表面222劈裂晶圓裝置2可製成複數個發光二極體。
第2B圖顯示在第2A圖中沿虛線BB’的剖面視圖。透明基板10具有一上表面101以及一底面102。透明基板10的材料包含透明材料，例如藍寶石(Al2O3)、GaN、SiC、AlN、ZnO、MgO、SiO2、B2O3或BaO，因此透明基板10可被雷射光束穿透聚焦在其內部。破壞區域1031形成在透明基板10的內部，與上表面101以及底面102之間有一段距離。雷射光束的波長區間包含350nm~500nm、350nm~800nm、350nm~1200nm、500nm~1000nm、700nm~1200nm或350nm~1500nm。
第一型態半導體層20形成在上表面101上，上表面101具有複數個第一部份201以及複數個第二部份202。在每一個第一部份201上皆形成一發光層30，一第二型態半導體層40形成在發光層30上。
當第一型態半導體層20為p型半導體材料時，第二型態半導體層40可為n型半導體材料。反之，當第一型態半導體層20為n型半導體材料時，第二型態半導體層40可為p型半導體材料。發光層30可為本質半導體材料、p型半導體材料或n型半導體材料。當一電流流經第一型態半導體層20、發光層30以及第二型態半導體層40時，發光層30可發射出一光線。當發光層30為AlaGabIn1-a-bP所組成時，發光層30可發出紅色光、橘色光或黃色光。當發光層30為AlcGadIn1-c-dN所組成時，發光層30可發出藍色光或綠色光。
每一個第一型態半導體層20的第二部份202包含一第一表面21、一第二表面222以及一第三表面221。第二型態半導體層40包含一第五表面41以及一第四表面42。第一表面21的平均粗糙度(Ra)以及第五表面41的平均粗糙度(Ra)大於100nm。第二表面222的平均粗糙度(Ra)、第三表面221的平均粗糙度(Ra)以及第四表面42的平均粗糙度(Ra)皆介於10~100nm的範圍之間，較佳地是小於50nm。其中，第二表面222以及第三表面221比第一表面21平坦，第四表面42比第五表面41平坦。第一表面21的平均粗糙度(Ra)以及第五表面41的平均粗糙度(Ra)大於100nm可減少來自於發光層30的光發生全反射的機率，以增加出光效率。第二表面222、第三表面221以及第四表面42係在相同的時間，以相同的製程施行在第一表面21以及第五表面41上部份的區域，其中製程包含濕蝕刻或乾蝕刻，使第四表面42的平均粗糙度(Ra)或第三表面221的平均粗糙度(Ra)與第二表面222的平均粗糙度(Ra)之間的差異小於50nm。因此，第二表面222或第三表面221
相對於第一表面21的深度係與第四表面42相對於第五表面41的深度相同。第二表面222或第三表面221相對於第一表面21的深度係介於2000Å~10000Å的範圍之間，較佳地是介於4000Å~7000Å的範圍之間；第四表面42相對於第五表面41的深度亦介於2000Å~10000Å的範圍之間，較佳地是介於4000Å~7000Å的範圍之間。
第一電極23係形成在第三表面221上與第一型態半導體層20歐姆接觸。第二電極43係形成在第四表面42上與第二型態半導體層40歐姆接觸。第一電極23與第二電極43係用於從外部傳導一電流流經第一型態半導體層20、發光層30以及第二型態半導體層40。第一電極23與第二電極43包含金屬材料，例如Cu、Al、In、Sn、Au、Pt、Zn、Ag、Ti、Ni、Pb、Pd、Ge、Cr、Cd、Co、Mn、Sb、Bi、Ga、Tl、Po、Ir、Re、Rh、Os、W、Li、Na、K、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Zr、Mo或La，或是金屬合金，例如Ag-Ti、Cu-Sn、Cu-Zn、Cu-Cd、Sn-Pb-Sb、Sn-Pb-Zn、Ni-Sn、Ni-Co、Au合金、或Ge-Au-Ni。因為第二表面222的平均粗糙度(Ra)介於10nm~100nm的範圍之間，較佳地是小於50nm，雷射光束可以穿透第二表面222以聚焦在透明基板10中位於上表面101下方的內部區域。因為第一表面21的平均粗糙度(Ra)大於100nm，雷射光束通過第一表面21時會散射而無法聚焦在透明基板10中位於上表面101下方的內部區域。因此，雷射光束可以穿透第二表面222以聚焦在透明基板10的內部形成複數個破壞區域1031。
一反射層50形成在透明基板10的底面102。位於底面102的反射層50可反射來自於發光層30的光以提升出光效率。反射層50
包含一金屬層、布拉格反射鏡(DBR)或其組合。反射層50對於雷射光束的反射率大於70%，其中雷射光束的波長位於350nm~500nm、350nm~800nm、350nm~1200nm、500nm~1000nm、700nm~1200nm或350nm~1500nm的範圍之間。
第三實施例
第3A至3G圖係顯示根據本申請案一實施例之製造發光二極體的方法。如第3A圖所示之第一步驟，提供一透明基板10。透明基板10具有一上表面101以及一底面102。透明基板10的材料包含透明材料，例如藍寶石(Al2O3)、GaN、SiC、AlN、ZnO、MgO、SiO2、B2O3或BaO，因此透明基板10可被雷射光束穿透聚焦在其內部。
如第3B圖所示之步驟，依序形成一第一型態半導體層20、一發光層30以及一第二型態半導體層40。第二型態半導體層40包含一第五表面41，且第五表面41的平均粗糙度(Ra)大於100nm。當第一型態半導體層20為p型半導體材料時，第二型態半導體層40可為n型半導體材料。反之，當第一型態半導體層20為n型半導體材料時，第二型態半導體層40可為p型半導體材料。發光層30可為本質半導體材料、p型半導體材料或n型半導體材料。當一電流流經第一型態半導體層20、發光層30以及第二型態半導體層40時，發光層30可發射出一光線。當發光層30為AlaGabIn1-a-bP所組成時，發光層30可發出紅色光、橘色光或黃色光。當發光層30為AlcGadIn1-c-dN所組成時，發光層30可發出藍色光或綠色光。
如第3C圖所示之步驟，圖形化蝕刻第二型態半導體層40、
發光層30以及第一型態半導體層20，以露出位於第一型態半導體層20上的一第一表面21，其中圖形化蝕刻係以乾蝕刻或濕蝕刻來施行。第一表面21的平均粗糙度(Ra)係大於100nm。
如第3D圖所示之步驟，對第一表面21以及第五表面41施以乾蝕刻或濕蝕刻的製程，用以形成複數個第四表面42、複數個第二表面222以及複數個第三表面221。對第一表面21以及第五表面41施以的步驟包含，形成一圖形化光阻在第一表面21以及第五表面41上，蝕刻第一表面21以及第五表面41未被圖形化光阻所覆蓋的區域，以及移除圖形化光阻。蝕刻第一表面21以及第五表面41的方法包含乾蝕刻或濕蝕刻。每一個第二表面222或第三表面221相對於第一表面21的深度係介於2000Å~10000Å的範圍之間，較佳地是介於4000Å~7000Å的範圍之間；第四表面42相對於第五表面41的深度亦介於2000Å~10000Å的範圍之間，較佳地是介於4000Å~7000Å的範圍之間。每一個第二表面222、第三表面221以及第四表面42的平均粗糙度(Ra)介於10~100nm的範圍之間，較佳地是小於50nm。第二表面222可用於定義複數個單元1。
如第3E圖所示之步驟，在每一個第四表面42上形成一第二電極43，以及在每一個第三表面221上形成一第一電極23，接著在底面102上形成一反射層50。反射層50包含一金屬層、布拉格反射鏡(DBR)或其組合，且具有大於70%的反射率。反射層50的厚度小於5μm，且較佳地是介於2μm~3μm的範圍之間。在形成反射層50在底面102之前，透明基板10的厚度會以研磨的方式減薄至90~150μm的範圍之
間，研磨的方法包含化學機械研磨(CMP)。複數個第一電極23以及第二電極43係用於從外部傳導一電流流經第一型態半導體層20、發光層30以及第二型態半導體層40。第一電極23與第二電極43包含金屬材料，例如Cu、Al、In、Sn、Au、Pt、Zn、Ag、Ti、Ni、Pb、Pd、Ge、Cr、Cd、Co、Mn、Sb、Bi、Ga、Tl、Po、Ir、Re、Rh、Os、W、Li、Na、K、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Zr、Mo或La，或是金屬合金，例如Ag-Ti、Cu-Sn、Cu-Zn、Cu-Cd、Sn-Pb-Sb、Sn-Pb-Zn、Ni-Sn、Ni-Co、Au合金、或Ge-Au-Ni。
如第3F圖所示之步驟，提供一雷射光束8，在透明基板10內、第二表面222下方形成複數個破壞區域1031。雷射光束8的波長位於350nm~500nm、350nm~800nm、350nm~1200nm、500nm~1000nm、700nm~1200nm或350nm~1500nm的範圍之間。由於第二表面222的平均粗糙度(Ra)介於10~100nm的範圍之間，較佳地是小於50nm，雷射光束8可以穿透第二表面222以聚焦在透明基板10的內部，切割透明基板10而不會損傷第一型態半導體層20。由於第一表面21的平均粗糙度(Ra)大於100nm，雷射光束通過第一表面21時會散射而無法聚焦在透明基板10中位於上表面101下方的內部區域。
如第3G圖所示之步驟，提供一切刀9沿著第二表面222、穿過透明基板10中位於第二表面222下的複數個破壞區域1031，劈裂第一型態半導體層20、透明基板10以及反射層50。於是複數個單元1可被分離以形成複數個發光二極體。
第四實施例
第4圖係為依本發明另一實施例之結構示意圖。一球泡燈600包括一燈罩602、一透鏡604、一發光模組610、一燈座612、一散熱片614、一連接部616以及一電連接元件618。發光模組610包含一承載部606，以及複數個前述實施例中的半導體晶片608在承載部606上。
本發明所列舉之各實施例僅用以說明本發明，並非用以限制本發明之範圍。任何人對本發明所作之任何顯而易知之修飾或變更皆不脫離本發明之精神與範圍。
10‧‧‧透明基板
101‧‧‧上表面
102‧‧‧底面
103‧‧‧側表面
1031‧‧‧破壞區域
20‧‧‧第一型態半導體層
201‧‧‧第一部份
202‧‧‧第二部份
21‧‧‧第一表面
221‧‧‧第三表面
222‧‧‧第二表面
23‧‧‧第一電極
30‧‧‧發光層
40‧‧‧第二型態半導體層
41‧‧‧第五表面
42‧‧‧第四表面
43‧‧‧第二電極
50‧‧‧反射層
Claims (20)
- 一發光二極體，包含：一基板，該基板包含一上表面、一底面相對於該上表面以及一側表面；一第一型態半導體層位於該上表面上，其中該第一型態半導體層包含一第一部份以及一第二部份，且該第二部份包含一邊緣圍繞該第一部份；一發光層在該第一部份上；以及一第二型態半導體層在該發光層上，其中，該第二部份包含一第一表面以及一第二表面，在該第一表面以及該上表面之間具有一第一距離，在該第二表面以及該上表面之間具有一第二距離小於該第一距離，其中，該第一表面比該第二表面粗糙，且該第二表面位於該邊緣。
- 如申請範圍第1項之發光二極體，其中該基板包含一透明基板。
- 如申請範圍第1項之發光二極體，其中該第二部分更包含一第三表面，其中在該第三表面與該上表面之間具有一距離與該第二距離相等，且該第三表面包含一第三平均粗糙度(Ra)介於10~100nm之間。
- 如申請範圍第3項之發光二極體，更包含一第一電極在該第三表面上。
- 如申請範圍第1項之發光二極體，其中該第二表面的寬度介於5~15μm之間。
- 如申請範圍第1項之發光二極體，其中該第一距離比該第二距離大2000Å~10000Å。
- 如申請範圍第1項之發光二極體，其中該第一表面包含一第一 平均粗糙度(Ra)大於100nm，及/或該第二表面包含一第二平均粗糙度(Ra)介於10~100nm之間。
- 如申請範圍第1項之發光二極體，更包含一反射層在該底面上。
- 如申請範圍第7項之發光二極體，其中該第二型態半導體層包含一第五表面以及一第四表面，且該第五表面比該第四表面粗糙。
- 如申請範圍第9項之發光二極體，其中該第四表面包含一第四平均粗糙度(Ra)介於10~100nm之間。
- 如申請範圍第10項之發光二極體，其中該第四平均粗糙度(Ra)與該第二平均粗糙度(Ra)的差異小於50nm。
- 如申請範圍第1項之發光二極體，更包含一破壞區域位於該側表面上，且與該上表面及該底面之間具有一距離。
- 一發光二極體，包含：一第一型態半導體層，其中該第一型態半導體層包含一第一部份以及一第二部分，且該第二部份包含一第一表面以及一第二表面；一發光層位於該第一部份上；以及一第二型態半導體層位於該發光層上，其中該第二型態半導體層包含一第五表面，其中該第一表面以及該第五表面比該第二表面粗糙，且該第二表面圍繞該第一部份。
- 一種製造發光二極體的方法，包含：提供一基板；提供一半導體疊層在該基板上，其中該半導體疊層包含一第一表面相對於該基板；處理該第一表面以形成一第二表面，其中該第二表面比該第一 表面平坦；以及提供一雷射光束穿透過該第二表面以切割該基板。
- 如申請範圍第14項之製造發光二極體的方法，其中該雷射光束形成一破壞區域在該基板中，位於該第二表面之下。
- 如申請範圍第14項之製造發光二極體的方法，其中處理該第一表面以形成該第二表面包含同時形成一第三表面。
- 如申請範圍第14項之製造發光二極體的方法，其中該雷射光束通過該第一表面時會散射。
- 如申請範圍第14項之製造發光二極體的方法，其中該第二表面比該第一表面接近該基板。
- 如申請範圍第16項之製造發光二極體的方法，更包含形成一第一電極位於該第三表面在提供一雷射光束穿透過該第二表面以切割該基板的步驟之前。
- 如申請範圍第14項之製造發光二極體的方法，其中該基板包含一透明基板。
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| US9159888B2 (en) * | 2007-01-22 | 2015-10-13 | Cree, Inc. | Wafer level phosphor coating method and devices fabricated utilizing method |
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| US7713769B2 (en) * | 2007-12-21 | 2010-05-11 | Tekcore Co., Ltd. | Method for fabricating light emitting diode structure having irregular serrations |
| TWI413279B (zh) * | 2008-06-20 | 2013-10-21 | Toyoda Gosei Kk | Iii族氮化物半導體發光元件及其製造方法、以及燈 |
| US9000466B1 (en) * | 2010-08-23 | 2015-04-07 | Soraa, Inc. | Methods and devices for light extraction from a group III-nitride volumetric LED using surface and sidewall roughening |
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-
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI719214B (zh) * | 2016-07-11 | 2021-02-21 | 日商迪思科股份有限公司 | 發光二極體晶片的製造方法 |
| TWI627766B (zh) * | 2017-08-04 | 2018-06-21 | 友達光電股份有限公司 | 雙向發光模組及應用其之透明顯示裝置 |
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