CN109727569A - 发光装置的亮度补偿方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种发光装置的亮度补偿方法。发光装置具有多个发光元件。本发明的亮度补偿方法包括以下步骤：取得这些发光元件中至少其中一个亮度异常发光元件的位置，以及改变亮度异常发光元件的至少一个邻近发光元件的亮度，以对亮度异常发光元件进行亮度补偿。

Description

发光装置的亮度补偿方法
技术领域
本发明涉及一种亮度补偿方法，特别涉及一种发光装置的亮度补偿方法。
背景技术
由次毫米发光二极管(Mini LED)或微发光二极管(Micro LED，μLED)所组成的次毫米发光二极管阵列(Mini LED Array)或微发光二极管阵列(Micro LED Array)装置，例如Mini LED显示器或μLED显示器，相比于传统液晶显示器而言，其因无需额外的背光光源而更有助于达成轻量化及薄型化等目的。
然而，对于次毫米发光二极管或微发光二极管的发光装置而言，由于次毫米发光二极管或微发光二极管的边长尺寸相当小(例如小于200微米或更小)，当发现故障而产生亮度异常时，要对这么小尺寸的发光二极管进行修补或更换，基本上相当困难。
发明内容
本发明的目的为提供一种发光装置的亮度补偿方法，可以具有较低的修补困难度，而且可以达到亮度补偿的效果。
本发明提出一种发光装置的亮度补偿方法。发光装置具有多个发光元件。亮度补偿方法包括以下步骤：取得这些发光元件中至少其中一个亮度异常发光元件的位置；以及改变亮度异常发光元件的至少一个邻近发光元件的亮度，以对亮度异常发光元件进行亮度补偿。
在一个实施例中，亮度异常发光元件的位置对应为暗点或亮点。
在一个实施例中，在取得亮度异常发光元件的位置的步骤之前，进一步包括：以至少一个预设灰阶值点亮发光装置。
在一个实施例中，在以预设灰阶值点亮发光装置的步骤之后，进一步包括：提取这些发光元件的影像，以判断亮度异常发光元件的位置。
在一个实施例中，在以预设灰阶值点亮发光装置的步骤之后，进一步包括：量测这些发光元件的电压或电流值，以判断亮度异常发光元件的位置。
在一个实施例中，在对亮度异常发光元件进行亮度补偿的步骤中，改变亮度异常发光元件的至少一个邻近发光元件的亮度峰值或占空比(duty cycle)。
在一个实施例中，在距离亮度异常发光元件第一距离有N个邻近发光元件，且N个邻近发光元件与亮度异常发光元件发出相同颜色的光线，其中，进行补偿亮度异常发光元件的邻近发光元件则有M个，M小于或等于N，且M、N分别为大于或等于1的正整数。
在一个实施例中，当亮度异常发光元件的亮度L1与正常亮度L的差值为(L1-L)时，各进行补偿亮度异常发光元件的M个邻近发光元件的发光亮度介于L-(L1-L)与L之间。
在一个实施例中，在距离亮度异常发光元件第二距离进一步具有P个邻近发光元件，且P个邻近发光元件与亮度异常发光元件发出相同颜色的光线，其中，进行补偿亮度异常发光元件的邻近发光元件则有Q个，Q小于或等于P，且P、Q为大于或等于1的正整数。
在一个实施例中，当亮度异常发光元件的亮度L2与正常亮度L的差值为(L2-L)时，各进行补偿的亮度异常发光元件的Q个邻近发光元件的发光亮度介于L-(L2-L)与L之间。
在一个实施例中，在对亮度异常发光元件进行亮度补偿的步骤之前，进一步包括：去除至少部分的亮度异常发光元件与至少一个邻近发光元件之间的混光防止层。
在一个实施例中，发光元件可以为次毫米发光二极管或微发光二极管。
如上所述，在本发明的发光装置的亮度补偿方法中，先取得这些发光元件中至少其中一个亮度异常发光元件的位置后，再改变亮度异常发光元件的至少一个邻近发光元件的亮度，以对亮度异常发光元件进行亮度补偿。由此，本发明并不对亮度异常发光元件直接进行修补或更换，而是利用邻近正常的发光元件对亮度异常发光元件进行亮度修补，因此修补的困难度相当低，而且可以达到亮度补偿的效果。
附图说明
图1为本发明优选实施例的一种发光装置的亮度补偿方法的流程步骤图。
图2为一个实施例的发光装置的示意图。
图3为本发明优选实施例的发光装置的亮度补偿方法的另一流程步骤图。
图4与图5分别为不同实施例的发光装置的示意图。
具体实施方式
以下将参照相关附图，说明根据本发明优选实施例的发光装置的亮度补偿方法，其中相同的元件将以相同的附图标记加以说明。
本发明的发光装置例如但不限于为显示装置或背光模块。图1为本发明优选实施例的一种发光装置的亮度补偿方法的流程步骤图，而图2为一个实施例的发光装置D的示意图。
请参照图1并配合图2所示，发光装置D具有多个发光元件。其中，发光元件可以为次毫米发光二极管(Mini LED)或微发光二极管(μLED)。上述所谓的“次毫米”发光二极管的边长尺寸可以例如大于100μm且小于等于200μm，而“微”发光二极管的边长尺寸可以例如小于等于100μm。
本实施例的发光装置D是以μLED显示装置为例，因此，发光元件为μLED，且其边长尺寸例如是以50μm为例。
在本实施例中，发光装置D(μLED显示装置)可以具有多个像素Y(如图2中虚线长方形所示)，这些像素Y具有可以发出同一种颜色的多个发光元件(微发光二极管，未绘示)。其中，每一个像素Y可以例如对应有至少一个微发光二极管。在一些实施例中，发光装置D(μLED显示装置)可以为单色的显示器，因此，所有的像素均具有相同颜色；在一些实施例中，发光装置D(μLED显示装置)的像素可以显示有三种颜色，例如红色(R)、绿色(G)与蓝色(B)；或是四种颜色，例如红色、绿色、蓝色与青色(C)或黄色(Y)或白色(W)，或其他，并不限制。上述的像素排列方式可以为直条式(Stripe)、三角形式(Delta)或马赛克式(Mosaic)。如图2所示，本实施例的发光装置D(μLED显示装置)的像素排列是以直条式为例，并具有可以显示三种颜色(R、G、B)的多个像素为例(像素Y为其中一种颜色)。
本发明的亮度补偿方法可以对每一种颜色的像素(发光元件)各别做检测与补偿。以下，是以某一颜色的像素Y发光元件说明其亮度补偿过程。
在图2的发光装置D中，每一个像素Y可以例如对应有一个微发光二极管。本实施例的正常亮度的微发光二极管可以对应以像素Y来表示，而亮度异常微发光二极管可以对应以像素X来表示。以下的说明中，“微发光二极管的位置”也等同于“像素的位置”。
请再参照图1所示，发光装置的亮度补偿方法可以包括步骤S01为：取得这些发光元件中至少其中一个亮度异常发光元件的位置。这里所谓“亮度异常发光元件”的位置可以对应为暗点或亮点。换言之，亮度异常发光元件有两种情况，在以相同的预设灰阶值驱动同一种颜色的发光元件时，暗点指的是其亮度比正常的亮度低，而亮点指的是其亮度比正常的亮度高，两种均是本发明所述的亮度异常。在实际操作时，若以相同的预设灰阶值驱动同一种颜色的发光元件(微发光二极管)发光时，不同的发光元件的亮度本身就会有所差异，因此，可以例如以人眼来识别亮度异常发光元件的位置，或者也可以定义亮度和同一颜色发光元件的平均亮度差异超过例如10％则视为异常的发光元件。
在上述步骤S01中，需先取得一个亮度异常发光元件的位置(即像素X的位置)，才能对亮度异常发光元件(像素X)进行亮度补偿。因此，请先参照图3所示，其为本发明优选实施例的发光装置的亮度补偿方法的另一流程步骤图。在图3中，除了图1的步骤S01与步骤S02，在取得一个亮度异常发光元件位置的步骤S01之前，进一步可以包含两步骤：即步骤R01与步骤R02，或者步骤R01与步骤R03，又或者，包含三个步骤：步骤R01、步骤R02与步骤R03。
步骤R01为：以至少一个预设灰阶值点亮发光装置D。具体来说，在本实施例中，需以某一预设的灰阶值来点亮同一种颜色的这些像素Y的微发光二极管，才能知道亮度异常像素X的位置(即亮度异常微发光二极管的位置)。其中，若像素X的微发光二极管亮度低于预设灰阶值所对应的目标亮度(像素Y的微发光二极管亮度)时，则像素X为暗点位置；若像素X的微发光二极管亮度高于预设灰阶值所对应的目标亮度(像素Y的微发光二极管亮度)时，则像素X为亮点位置。
之后，再进行步骤R02为：提取这些发光元件的影像，以判断亮度异常发光元件的位置。在此，可以例如但不限于以感光耦合元件(Charge-coupled Device,CCD)的影像提取器(未绘示)来提取这些微发光二极管的影像，并通过判读该影像来判断亮度异常微发光二极管的位置。
或者，在点亮发光装置D的步骤R01之后，可以利用不同的方式得到亮度异常发光元件的位置，即步骤R03：测量这些发光元件的电压或电流值，以判断亮度异常发光元件的位置。在此，可以通过例如探针(Probe)来测量微发光二极管的电压或电流值，若发现某一个微发光二极管与正常亮度的电压或电流差异超过例如10％以上时，则此微发光二极管的位置即为异常像素X的位置，由此判断亮度异常微发光二极管之位置。
又或者，除了进行步骤R01、步骤R02之外，进一步进行步骤R03(步骤R02与步骤R03的顺序不限)，以提高判断亮度异常发光元件位置的准确度。
请再参照图1所示，在得到亮度异常发光元件的位置：例如得到图2的像素X的位置为亮度异常微发光二极管的位置时，再进行亮度补偿步骤S02：改变亮度异常发光元件的至少一个邻近发光元件的亮度，以对亮度异常发光元件进行亮度补偿。具体来说，本实施例并不对亮度异常微发光二极管直接进行修补或更换(难度相当高)，而是利用其周围的正常亮度的微发光二极管来进行亮度补偿，其可以通过改变亮度异常发光元件的至少一个邻近发光元件的亮度峰值(Peak)或占空比(Duty Cycle)来实现。例如在补偿暗点时，可以让该暗点邻近的微发光二极管的亮度峰值或占空比变大，使邻近的微发光二极管的亮度变大；在补偿亮点时，可以让该亮点邻近的微发光二极管的亮度峰值或占空比变小，使邻近的微发光二极管的亮度变小，由此进行暗点或亮点的亮度补偿。
以图2的异常亮度的像素X为例，在一些实施例中，其补偿方式可以为：假设在距离亮度异常发光元件第一距离有N个邻近发光元件，且N个邻近发光元件与亮度异常发光元件发出相同颜色的光线，其中，进行补偿亮度异常发光元件的邻近发光元件则有M个，M小于或等于N，且M、N分别为大于或等于1的正整数。其中，当亮度异常发光元件的亮度L1与正常亮度L的差值为(L1-L)时，各进行补偿亮度异常发光元件的M个邻近发光元件的发光亮度可以介于L-(L1-L)与L之间。
举例来说，在本实施例中，与像素X之间有相同第一距离有2(N)个邻近的微发光二极管(位置1、3或位置2、4)，且这2个位置的微发光二极管都与像素X的微发光二极管发出相同颜色的光线，因此，可以利用第一距离的这2个邻近微发光二极管(位置1、3或位置2、4)中的至少其中一个发出介于正常亮度L减去差值(L1-L)与正常亮度L之间的亮度来进行像素X的亮度补偿，也即位置1、3或位置2、4的微发光二极管发出的亮度介于(L-(L1-L))与L之间。优选地，每一个邻近的微发光二极管(位置1、3或位置2、4)可以发出相同的亮度：L-(L1-L)/2，以对像素X进行平均亮度补偿，使人眼观看时，异常微发光二极管的亮度与正常微发光二极管的亮度差不多或相同即可。
或者，在另一些实施例中，其补偿方式可以为：假设在距离亮度异常发光元件第二距离进一步具有P个邻近发光元件，且P个邻近发光元件与亮度异常发光元件发出相同颜色的光线，其中，进行补偿亮度异常发光元件的邻近发光元件则有Q个，Q小于或等于P，且P、Q为大于或等于1的正整数。其中，当亮度异常发光元件的亮度L2与正常亮度L的差值为(L2-L)时，各进行补偿的亮度异常发光元件的Q个邻近发光元件的发光亮度介于L-(L2-L)与L之间。
举例来说，在本实施例中，与像素X之间有相同的第二距离有4(P)个邻近的微发光二极管(位置5、6、7、8)，且这4个位置的微发光二极管都与像素X的微发光二极管发出相同颜色的光线，因此，也可以利用第二距离的这4个邻近的微发光二极管(位置5、6、7、8)中的至少其中一个发出介于正常亮度L减去差值(L2-L)与正常亮度L之间的亮度来进行像素X的亮度补偿(即发出的亮度在(L-(L2-L))与L之间)。优选地，每一个邻近的微发光二极管(位置5、6、7、8)也可以发出相同的亮度：L-(L2-L)/4，以对像素X进行平均亮度补偿，使人眼观看时，异常微发光二极管的亮度与正常微发光二极管的亮度差不多或相同即可。
在一些实施例中，各Q个邻近微发光二极管的发光亮度可以大于或等于各M个邻近微发光二极管的发光亮度；或者，在另一些实施例中，各Q个邻近微发光二极管的发光亮度也可以小于各M个邻近微发光二极管的发光亮度，本发明并不限制。
在又一些实施例中，可以利用上述位置1～8的其中至少一个或是全部的微发光二极管对亮度异常微发光二极管进行亮度补偿；又或者，利用图2的位置1～24的其中至少一个或是全部的微发光二极管对亮度异常微发光二极管进行亮度补偿。此外，在又一些实施例中，离亮度异常微发光二极管位置越近的邻近微发光二极管的亮度补偿权值可以大于离亮度异常微发光二极管位置越远的邻近微发光二极管的亮度补偿权值。换言之，越近的邻近微发光二极管的亮度补偿权值越大，越远的邻近微发光二极管的亮度补偿权值较小，以达到渐层式补偿的效果；或者，离亮度异常微发光二极管位置越近的邻近微发光二极管的亮度补偿权值可以小于离亮度异常微发光二极管位置越远的邻近微发光二极管的亮度补偿权值，本发明并不限制。
上述的亮度补偿方式对暗点位置与亮点位置均适用，且上述利用邻近正常亮度的对亮度异常发光元件的补偿方式只是举例，不可用以限制本发明。
此外，再特别说明的是，在一些实施例中，如图2所示，由于发光装置D的发光元件可能会有避免两个像素混光的混光防止层Z(例如黑色矩阵)，因此，在一些实施例中，在对亮度异常发光元件进行亮度补偿的步骤S02之前，进一步可以包括：去除至少部分的亮度异常发光元件与至少一个邻近发光元件之间的混光防止层Z，使邻近的发光元件的补偿光线可以进入亮度异常发光元件的位置。以下，请分别参照图4与图5所示，其分别为本发明不同实施例的发光装置D1～D2的示意图。
在图4的实施例中，发光装置D1例如仍是以微发光二极管显示装置为例。发光装置D1可以包括电路基板31、多个微发光二极管32a及对向基板34。另外，发光装置D1进一步可以包括混光防止层Z。
电路基板31可以为主动矩阵(Active Matrix,AM)电路基板或被动矩阵(PassiveMatrix,PM)电路基板，这些微发光二极管32a间隔设置于电路基板31的表面上。本实施例的电路基板31是以主动矩阵式电路基板为例。主动矩阵式电路基板(电路基板31)可以包含基材311与矩阵电路312，矩阵电路312设置于基材311面向对向基板34的表面上，且这些微发光二极管32a间隔设置于矩阵电路312上，并分别与矩阵电路312电性连接。本实施例的这些微发光二极管32a可以分别包含蓝色、绿色和红色微发光二极管依序设置于矩阵电路312上，以通过矩阵电路312分别发出蓝色、绿色与红色的光线射向对向基板34。若基材311为硬性基材时，其可以为玻璃、金属或树脂基材、或是复合式基材。若基材311为软性基材时则具有可挠性，并可以包含有机高分子材料，有机高分子材料的玻璃转换温度(GlassTransition Temperature,Tg)例如可以介于摄氏250度至摄氏600度之间。优选的温度范围例如可以介于摄氏300度至摄氏500度之间。通过如此高的玻璃转换温度，可以使软性基材在后续的制程中进行薄膜制程。在此，有机高分子材料可以为热塑性材料，例如为聚酰亚胺(PI)、聚乙烯(Polyethylene,PE)、聚氯乙烯(Polyvinylchloride,PVC)、聚苯乙烯(PS)、压克力(丙烯，acrylic)、氟化聚合物(Fluoropolymer)、聚酯纤维(polyester)或尼龙(nylon)。
对向基板34与电路基板31相对设置，而混光防止层Z设置于电路基板31上。其中，混光防止层Z的遮光区段可以由电路基板31往对向基板34延伸，并可以接触或不接触对向基板34。本实施例的混光防止层Z的遮光区段是以不接触对向基板34而具有间距为例。通过设置于电路基板31上的混光防止层Z的遮光区段分别围绕每一个微发光二极管32a而设置，使一个像素Y可以对应一个微发光二极管32a，并使相邻两微发光二极管32a不会混光。
另外，在本实施例中，因对向基板34为玻璃基材，因此，需要密封层36围设于电路基板31与对向基板34的外围，避免水气或异物进入发光装置D1内而破坏微发光二极管32a。不过，在不同的实施例中，当对向基板34为保护胶层或保护膜层(例如环氧树脂)时，则可以填充并覆盖在微发光二极管32a上，以保护微发光二极管32a，则可以不需设置密封层36。
如上所述，在对亮度异常发光元件进行亮度补偿的步骤S02之前，本实施例要先去除至少部分的亮度异常发光元件(微发光二极管32a，例如像素X位置)与至少一个邻近发光元件之间的混光防止层Z，使邻近的发光元件的补偿光线可以进入亮度异常发光元件的位置。例如可以以雷射光由电路基板31的下侧(远离发光元件的侧)射入发光装置D1，以去除至少部分围绕在亮度异常微发光二极管32a(像素X位置)外围的混光防止层Z，例如为有参与发光亮度补偿的微发光二极管32a。在本实施例中，发光装置D1(微发光二极管显示装置)的每一个微发光二极管32a可以对应一个像素，且这些像素仍以直条式排列为例。
在以RGB排列的直条式这些像素中，因亮度异常微发光二极管32a的上、下为同一种颜色的微发光二极管32a(可以参照图2，图3可以对应于图2的发光装置D，但图2未标示出32a)，但其左、右是不同颜色的微发光二极管32a，因此，要去除至少部分的亮度异常发光元件与至少一个邻近发光元件之间的混光防止层Z时，只要去除亮度异常微发光二极管32a(像素X)与同一颜色的相邻微发光二极管32a(像素Y)间的混光防止层Z的至少一部分，即去除像素X的上、下混光防止层Z的至少一部分；或者同时去除像素X的上、下混光防止层Z，只要可以将像素X的亮度补偿至与邻近同一颜色的像素Y有差不多或相同亮度即可。
另外，在图5的实施例中，发光装置D2例如是以背光模块为例，背光模块可以发出光线穿过显示面板37，使显示面板37可以显示影像。其中，发光装置D2可以包括驱动基板33、多个微发光二极管32b与对向基板34。另外，发光装置D2进一步可以包括混光防止层Z及密封层36。
驱动基板33包含基材331与驱动线路332，驱动线路332设置于基材331面向对向基板34的表面上，且这些微发光二极管32b间隔设置于驱动线路332上，并分别与驱动线路332电性连接。本实施例的这些微发光二极管32b可以分别为发出白光的微发光二极管元件，且白光经由对向基板34(例如为单色或彩色滤光基板)射向显示面板37。
对向基板34与驱动基板33相对设置。与发光装置D1相同，本实施例的对向基板34为玻璃基材，因此，需要密封层36围设于驱动基板33与对向基板34的外围，避免水气或异物进入发光装置D2内而破坏微发光二极管32b。不过，在不同的实施例中，当对向基板34为保护胶层时，则可以不需设置密封层36。
混光防止层Z与对向基板34之间可以接触或不接触，也不限制。在本实施例中，混光防止层Z的遮光区段围绕一个区域的多个微发光二极管32b而设置。由于混光防止层Z的遮光区段围绕多个微发光二极管32b而设置，因此，若该区域内的其中一个(或少数几个)微发光二极管32b有异常时，则可以利用同一区域的其他相邻的正常微发光二极管32b进行异常微发光二极管32b的亮度补偿，不需去除该区域周围的混光防止层Z；不过，在另一些实施例中，也可以利用邻近区域的正常的这些微发光二极管32b进行异常区域的异常微发光二极管32b的亮度补偿，在这种情况下，则需去除两个相邻区域之间的至少部分的混光防止层Z，例如可以去除异常区域周围的混光防止层Z的至少一部分或全部，以利用相邻区域的微发光二极管32b来补偿异常区域的异常亮度的微发光二极管32b，使人眼观看时，异常区域的亮度与正常区域的亮度差不多或相同即可。
综上所述，在本发明的发光装置的亮度补偿方法中，是先取得这些发光元件中至少其中一个亮度异常发光元件的位置后，再改变亮度异常发光元件的至少一个邻近发光元件的亮度，以对亮度异常发光元件进行亮度补偿。因此，本发明并不对亮度异常发光元件直接进行修补或更换，而是利用邻近的发光元件对亮度异常发光元件进行亮度修补，因此修补的困难度相当低，而且可以达到亮度补偿的效果。
以上所述仅为举例性而非为限制性。任何未脱离本发明的精神与范畴而对其进行的等效修改或变更均应包含于随附权利要求的范围中。

Claims (12)

1.一种发光装置的亮度补偿方法，所述发光装置具有多个发光元件，所述亮度补偿方法包括以下步骤：
取得所述发光元件中至少其中一个亮度异常发光元件的位置；以及
改变所述亮度异常发光元件的至少一个邻近发光元件的亮度，以对所述亮度异常发光元件进行亮度补偿。
2.根据权利要求1所述的亮度补偿方法，其中所述亮度异常发光元件的所述位置对应为暗点或亮点。
3.根据权利要求1所述的亮度补偿方法，其中在取得亮度异常发光元件的所述位置的步骤之前，进一步包括：
以至少一个预设灰阶值点亮所述发光装置。
4.根据权利要求3所述的亮度补偿方法，其中在以所述预设灰阶值点亮所述发光装置的步骤之后，进一步包括：
提取所述发光元件的影像，以判断亮度异常发光元件的所述位置。
5.根据权利要求3所述的亮度补偿方法，其中在以所述预设灰阶值点亮所述发光装置的步骤之后，进一步包括：
测量所述发光元件的电压或电流值，以判断亮度异常发光元件的所述位置。
6.根据权利要求1所述的亮度补偿方法，其中在对所述亮度异常发光元件进行亮度补偿的步骤中，改变所述亮度异常发光元件的所述至少一个邻近发光元件的亮度峰值或占空比。
7.根据权利要求1所述的亮度补偿方法，其中于距离所述亮度异常发光元件第一距离有N个所述邻近发光元件，且所述N个邻近发光元件与所述亮度异常发光元件发出相同颜色的光线，其中，进行补偿所述亮度异常发光元件的邻近发光元件则有M个，M小于或等于N，且M、N分别为大于或等于1的正整数。
8.根据权利要求7所述的亮度补偿方法，其中当所述亮度异常发光元件的亮度L1与正常亮度L的差值为(L1-L)时，各进行补偿所述亮度异常发光元件的所述M个邻近发光元件的发光亮度介于L-(L1-L)与L之间。
9.根据权利要求7所述的亮度补偿方法，其中在距离所述亮度异常发光元件第二距离进一步具有P个所述邻近发光元件，且所述P个邻近发光元件与所述亮度异常发光元件发出相同颜色的光线，其中，进行补偿所述亮度异常发光元件的邻近发光元件则有Q个，Q小于或等于P，且P、Q为大于或等于1的正整数。
10.根据权利要求9所述的亮度补偿方法，其中当所述亮度异常发光元件的亮度L2与正常亮度L的差值为(L2-L)时，各进行补偿所述亮度异常发光元件的Q个邻近发光元件的发光亮度介于L-(L2-L)与L之间。
11.根据权利要求1所述的亮度补偿方法，其中在对所述亮度异常发光元件进行亮度补偿的步骤之前，进一步包括：
去除至少部分的所述亮度异常发光元件与所述至少一个邻近发光元件之间的混光防止层。
12.根据权利要求1所述的亮度补偿方法，其中所述发光元件为次毫米发光二极管或微发光二极管。
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