DE112014006440T5 - Hintergrundlicht-Modul mit einer Multi-Junction-Technologie LED und Hintergrundlicht-Einheit umfassend dasselbe - Google Patents

Hintergrundlicht-Modul mit einer Multi-Junction-Technologie LED und Hintergrundlicht-Einheit umfassend dasselbe Download PDF

Info

Publication number
DE112014006440T5
DE112014006440T5 DE112014006440.8T DE112014006440T DE112014006440T5 DE 112014006440 T5 DE112014006440 T5 DE 112014006440T5 DE 112014006440 T DE112014006440 T DE 112014006440T DE 112014006440 T5 DE112014006440 T5 DE 112014006440T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
light
backlight module
mjt
optical part
module according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE112014006440.8T
Other languages
English (en)
Inventor
Young Jun Song
Hyuck Jung Choi
II Kyung Suh
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seoul Semiconductor Co Ltd
Original Assignee
Seoul Semiconductor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seoul Semiconductor Co Ltd filed Critical Seoul Semiconductor Co Ltd
Publication of DE112014006440T5 publication Critical patent/DE112014006440T5/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • G02F1/133607—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members the light controlling member including light directing or refracting elements, e.g. prisms or lenses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/04—Refractors for light sources of lens shape
    • F21V5/048—Refractors for light sources of lens shape the lens being a simple lens adapted to cooperate with a point-like source for emitting mainly in one direction and having an axis coincident with the main light transmission direction, e.g. convergent or divergent lenses, plano-concave or plano-convex lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133603—Direct backlight with LEDs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission
    • H01L27/153—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/14—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure
    • H01L33/145—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure with a current-blocking structure
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/20—Controlling the colour of the light
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/3406—Control of illumination source
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40—Details of LED load circuits
    • H05B45/44—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
    • H05B45/46—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix having LEDs disposed in parallel lines
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/40—Details of LED load circuits
    • H05B45/44—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix
    • H05B45/48—Details of LED load circuits with an active control inside an LED matrix having LEDs organised in strings and incorporating parallel shunting devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hintergrundlichtlicht-Modul (300) verwendend MJT-LEDs und eine Hintergrundlicht-Einheit (1000) umfassend dieses. Insbesondere stellen Ausführungsformen der Offenbarung ein Hintergrundlicht-Modul (300) zur Verfügung, welches MJT-LEDs umfassen, konfiguriert, um einen effektiven Lichtemissionsbereich von jeder der lichtemittierenden Zellen und optischen Teile, die in der Lage sind, für eine gleichförmige Verteilung von Licht, das von MJT-LEDs ausgestrahlt wird, zu verstärken. In Ergänzung stellen Ausführungsformen der Offenbarung eine Hintergrundlicht-Einheit (1000) zur Verfügung, die das Hintergrundlicht-Modul (300) verwenden und die damit die Anzahl von LEDs, die die Hintergrundlicht-Einheit (1000) darstellen, zu reduzieren, während sie einen Betrieb bei geringem Strom ermöglichen.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Hintergrundlicht-Modul, das eine Leuchtdiode (LED) auf der Multi-Junction-Technologie (MJT) Leuchtdiode (LED) verwendet sowie eine Hintergrundlicht-Einheit, das dieses umfasst. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Hintergrundlicht-Modul, das eine MJT-LED einsetzt, die so konfiguriert ist, dass sie die effektive Lichtemissionsfläche von LEDs vergrößert, um einen Betrieb bei schwachem Strom zu ermöglichen, sowie eine Hintergrundlicht-Einheit umfassend dasselbe.
  • Stand der Technik
  • Ein Flüssigkristalldisplay schafft ein Bild durch Kontrolle der Transmission einer Hintergrundlicht-Quelle. Obwohl eine Kaltkathodenfluoreszenzlampe (CCFL) im Stand der Technik generell als eine Hintergrundlicht-Lichtquelle verwendet wurde, werden gegenwärtig Leuchtdioden (im Weiteren LEDs) aufgrund verschiedener Vorteile wie z. B. geringer Stromverbrauch, lange Lebenszeit, Umweltfreundlichkeit und dergleichen verwendet.
  • Hintergrundlicht-Einheiten können gemäß der Lage der LEDs für die Hintergrundbeleuchtung eines Flüssigkristalldisplays in Randhinterleuchtungstypen und Direkthinterleuchtungstypen eingeteilt werden. Bei einer Randhinterleuchtungseinheit, bei der LEDs als Lichtquellen auf einer Seitenoberfläche einer Lichtleiterplatte angeordnet sind, wird Licht, welches die Lichtleiterplatte von der Lichtquelle her erreicht, für die Hintergrundbeleuchtung einer Flüssigkristallplatte verwendet. Somit kann die Randhinterleuchtungseinheit die Zahl der LEDs reduzieren und erfordert keine strikte Kontrolle der Qualitätsabweichung innerhalb der LEDs, wodurch es die Herstellung von stromsparenden Produkten ermöglicht, was vorteilhaft im Hinblick auf Kosten ist. Allerdings ist es in der Hintergrundlichteinheit schwierig, den Kontrast zwischen einem Eckbereich und einem zentralen Bereich des Flüssigkristalldisplays zu überwinden und es ist schwierig, Bilder hoher Qualität zu schaffen.
  • Alternativ dazu ist eine Direkthinterleuchtungseinheit unter einem Flüssigkristallpaneel angeordnet und gestattet Licht, welches von einer Oberflächenlichtquelle ausgestrahlt wird, und welches im Wesentlichen dieselbe Fläche hat wie das Flüssigkristallpaneel, direkt eine Frontseite der Flüssigkristallplatte zu erleuchten. Die Direkthinterleuchtungseinheit kann Kontrastdifferenzen zwischen einem Eckbereich und einem zentralen Bereich des Flüssigkristalldisplays überwinden und kann Bilder hoher Qualität erzielen.
  • Allerdings muss in der Direkthinterleuchtungseinheit, falls jede der LEDs nicht einen relativ weiten Bereich für Hintergrundbeleuchtung erleuchtet, eine Anzahl von LEDs dicht angeordnet werden, was eine Erhöhung des Energieverbrauchs verursacht. Darüber hinaus kann eine Abweichung in der Qualität zwischen den LEDs es schwierig machen, eine einheitliche Bildschirmerleuchtung aufgrund einer uneinheitlichen Hintergrundbeleuchtung einer Flüssigkristallplatte sicherzustellen.
  • Insbesondere wird durch die zunehmende Größe von Flüssigkristallpaneels die Größe der Direkthinterleuchtungseinheit ebenfalls vergrößert, was eine Verschlechterung der Stabilität oder der Verlässlichkeit der Direkthinterleuchtungseinheit verursacht. Insbesondere, da die LED-Hintergrundlicht-Einheit den Betriebsstrom regelt, der einer Vielzahl von LED-Gruppen zur Verfügung gestellt wird, das heißt LED-Arrays, durch eine Vielzahl von LED-Steuerkreisen, wird die Zahl der LED-Steuerkreise und die Zahl der korrespondierenden LED-Arrays signifikant erhöht, da die Größe der LED-Hintergrundlichteinheiten erhöht wird. Als eine Folge davon kann eine Abschaltung zwischen der Vielzahl der LEDs oder LED-Arrays, die zueinander benachbart sind, auftreten, wohingegen die Steuerkreise durch Überstrom, Überspannung oder Überhitzung beschädigt werden, und dadurch die Stabilität und Zuverlässigkeit der Hintergrundlicht-Einheit verschlechtern.
  • 1 zeigt ein Konfigurationsblockdiagramm einer typischen Hintergrundlicht-Einheit verwendend LEDs des Standes der Technik. Mit Bezug auf 1 werden Probleme des Standes der Technik detaillierter beschrieben. Wie in 1 gezeigt wird, schließt eine typische Hintergrundlicht-Einheit 1 ein Hintergrundlicht-Steuerungsmodul 2 und ein Hintergrundlicht-Modul 5 ein.
  • Das Hintergrundlicht-Steuerungsmodul 2 schließt einen Betriebsstromgenerator 3 ein, der Gleichstrom basierend auf einer Eingangsspannung Vin von einer externen Stromquelle erzeugt/abgibt, und einen Betriebsregler 4, der den Betrieb von jedem der Vielzahl von LED-Arrays 6a~6n darstellend das Hintergrundlicht-Modul 5 regelt. Der Betriebsstromgenerator 3 erzeugt generell Gleich-Spannungen wie z. B. 12 Volt, 24 Volt, 48 Volt, und Ähnliches als Betriebsstrom.
  • Das Hintergrundlicht-Modul 5 schließt eine Vielzahl von LED-Arrays 6a~6n ein, jedes ausgebildet durch Verbinden einer Vielzahl von LEDs in Serie, und eine optische Einheit (nicht abgebildet) zum Verbessern der Effektivität des Lichtes ausgesendet von der Vielzahl der LED-Arrays 6a~6n. In 1 schließt die Hintergrundlicht-Einheit 5n LED-Arrays 6a~6n ein parallel verbunden zum jeweils anderen und jedes einschließend fünf LEDs verbunden zu jedem anderen in Serie. Hier sind, da jede der in der Hintergrundlicht-Einheit verwendeten LEDs generell ein Durchlassspannungslevel im Bereich von 3 Volt bis 6,5 Volt aufweist, und es schwierig ist, individuell zu regeln/zu betreiben, wenn es an den Betriebsspannungsgenerator 3 verbunden ist, viele LEDs miteinander in Serie verbunden, um eine LED-Reihe darzustellen, so dass jede der LED-Arrays betrieben/kontrolliert werden kann. In solch einer typischen Hintergrundlicht-Einheit 1 im Stand der Technik ist der Betriebsregler 4 eingerichtet, die Helligkeit aller LED-Arrays 6a~6n darstellend das Hintergrundlicht-Modul 5 mittels Pulswellenmodulation (PWM) Regelung im Hinblick auf die Betriebsspannung zu regeln, die dem Hintergrundlicht-Modul 5 in Reaktion auf ein externes Dimmsignal (DIM) zur Verfügung gestellt wird. Andernfalls passt in einer solchen typischen Hintergrundlicht-Einheit 1 der Betriebsregler 4 den Betriebsstrom, der durch eine bestimmte LED-Reihe innerhalb der n LED-Reihen 6a~6n in Erwiderung auf ein externes Dimmsignal (DIM) fließt, an, um die Helligkeit des spezifischen LED-Arrays zu regeln.
  • LEDs, welche in solch einer typischen Hintergrundlicht-Einheit 1 verwendet werden, sind generell Einzelzell-LEDs, welche dazu fähig sind, bei niedriger Spannung und hohem Strom betrieben zu werden. Beispielsweise hat solch eine Einzelzell-LED eine Arbeitsspannung von 3,6 Volt und kann bei einem Betriebsstrom von 250~500 Milliampere betrieben werden. Daher müssen, um den Betrieb des Hintergrundlicht-Moduls 5 dargestellt durch solche Einzelzell-LEDs zu regeln, Peripherieschaltungen einschließlich des Betriebsreglers 4 im Stand der Technik dargestellt werden durch elektronische Geräte mit großer Kapazität, fähig zum Handhaben von Starkstrom, was eine Erhöhung der Produktionskosten der Hintergrundlicht-Einheit 1 bewirkt. Darüber hinaus werden die Peripherieschaltungen einschließlich des Betriebsreglers 4 durch die Starkstrombetriebscharakteristik der zuvor erwähnten typischen Einzelzell-LEDs beschädigt, was eine Verschlechterung der Stabilität und Zuverlässigkeit der Hintergrundlicht-Einheit 1 bewirkt. Darüber hinaus können die Starkstrombetriebscharakteristiken der Einzelzell-LEDs eine Erhöhung im Stromverbrauch sowie ein Phänomen des Lichtstromverlustes bewirken.
  • Offenbarung
  • Technische Lösung
  • Die vorliegende Offenbarung zielt darauf ab, ein Hintergrundlicht-Modul zur Verfügung zu stellen, welches bei schwachem Strom unter Verwendung einer MJT-LED einschließlich einer Vielzahl von Leuchtdiodenzellen und einer Hintergrundlicht-Einheit umfassend dieselben betrieben werden kann.
  • Darüber hinaus zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, einen MJT-LED-Chip zur Verfügung zu stellen, welcher den Bereich einer effektiven Lichtausstrahlung einer Leuchtdiode vergrößert, und ein Verfahren zur Herstellung derselben.
  • Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung darauf gerichtet, eine Hintergrundlicht-Einheit zur Verfügung zu stellen, welche es einem Hintergrundlicht-Modul ermöglicht, bei Schwachstrom betrieben zu werden und die vorher genannte MJT-LED verwendet, und dabei die Stabilität und Zuverlässigkeit des Steuerkreises zum Regeln des Betriebs des Hintergrundlicht-Moduls verbessert, und eine Senkung der Herstellungskosten ermöglicht.
  • Darüber hinaus zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, eine Hintergrundlicht-Einheit zur Verfügung zu stellen, welche es einem Hintergrundlicht-Modul ermöglicht, bei Schwachstrom unter Verwendung der vorher genannten MJT-LED betrieben zu werden, dabei die Energieeffizienz sowie die Lichtausbeute verbessert und dabei das Phänomen des Lichtstromverlustes infolge eines Betriebs bei Starkstrom vermeidet.
  • Darüber hinaus zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, eine Hintergrundlicht-Einheit zur Verfügung zu stellen, in welcher ein Hintergrundlicht-Modul mittels MJT-LEDs dargestellt wird, dadurch die Zahl der LEDs minimiert und gleichzeitig die individuelle Kontrolle der MJT-LEDs ermöglicht.
  • Die vorgenannten und weiteren Aspekte und vorteilhaften Effekte der vorliegenden Offenbarung können durch die folgenden Merkmale der vorliegenden Offenbarung erreicht werden.
  • In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung schließt ein Hintergrundlicht-Modul eine Leiterplatte ein; eine Vielzahl von MJT-LEDs angeordnet auf der Leiterplatte; und eine Vielzahl von optischen Elementen angeordnet auf den MJT-LEDs oder der Leiterplatte, um zu den MJT-LEDs zu korrespondieren und jedes einschließend eine Lichteinfallsseite, durch welche Licht, ausgesendet von der korrespondierenden MJT-LED, in das optische Teil eintritt und eine Lichtausgangsseite, durch welche Licht das optische Teil mit einem weiteren Strahlungswinkel als der der korrespondierenden MJT-LED verlässt, wobei jede der MJT-LEDs eine erste lichtemittierende Zelle umfasst sowie eine zweite lichtemittierende Zelle, getrennt voneinander auf einem Wachstumssubstrat; eine erste transparente Elektrodenschicht angeordnet auf der ersten lichtemittierenden Zelle und elektrisch verbunden mit der ersten lichtemittierenden Zelle; eine Stromblockerschicht angeordnet zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und der ersten transparenten Elektrodenschicht und unterteilend einen Teil der ersten transparenten Elektrodenschicht von der ersten lichtemittierenden Zelle; eine Verbindungsleitung, welche die erste lichtemittierende Zelle mit der zweiten lichtemittierenden Zelle elektrisch verbindet; und eine Isolationsschicht trennend die Verbindungsleitung von einer Seitenoberfläche der ersten lichtemittierenden Zelle. Hier hat die zweite lichtemittierende Zelle eine abgeschrägte Seitenoberfläche; und die Verbindungsleitung umfasst einen ersten Verbindungsabschnitt für die elektrische Verbindung zu der ersten lichtemittierenden Zelle und einen zweiten Verbindungsabschnitt für elektrische Verbindung an die zweite lichtemittierende Zelle. Der erste Verbindungsabschnitt kontaktiert die erste transparente Elektrodenschicht mit einem höheren Bereich der Stromblockerschicht, und der zweite Verbindungsabschnitt kontaktiert die abgeschrägte Seitenoberfläche der zweiten lichtemittierenden Zelle.
  • In einem Aspekt schließt jede der MJT-LEDs eine erste bis n-te lichtemittierende Zelle ein (n ist eine natürliche Zahl von 2 oder größer), und die n-te LED kann elektrisch verbunden sein mit einer (n – 1)-ten lichtemittierenden Zelle verwendend die gleiche Struktur wie eine Verbindungsstruktur zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und einer zweiten lichtemittierenden Zelle.
  • In einem Aspekt ist die erste bis zur n-ten lichtemittierenden Zelle mit jeder anderen in Serie verbunden und jede wird mit einer Betriebsspannung von 2,5 Volt bis 4 Volt betrieben. Hier kann jede der MJT-LEDs bei einer Betriebsspannung von mindestens 10 Volt oder mehr betrieben werden.
  • In einem Aspekt schließt jede der MJT-LEDs drei lichtemittierende Zellen ein, von denen jede bei einer Betriebsspannung von 3 bis 3,6 Volt betrieben werden kann, und die bei einer Betriebsspannung von 12 Volt bis 14 Volt betrieben wird.
  • In einem Aspekt schließt die LED einen konkaven Abschnitt ein, der nahe einer zentralen Achse des optischen Teils ausgebildet ist, und einen konvexen Abschnitt von dem konkaven Abschnitt sich wegstreckend und getrennt von der zentralen Achse des optischen Teils.
  • In einem Aspekt schließt die Lichtaustrittsseite eine Totalreflexionsoberfläche ein, so dass sie einen Apex unter der zentralen Achse des optischen Teils bildet.
  • In einem Aspekt schließt die Lichteingangsseite eine Öffnung ein, ausgebildet nahe der zentralen Achse des optischen Teils, und die Höhe der Öffnung beträgt 1,5-mal oder mehr ihrer Breite davon.
  • In einem Aspekt hat jedes der optischen Teile ein Streulichtmuster angeordnet auf wenigstens einem Teil der der Leiterplatte zugewandten unteren Oberfläche.
  • In einem Aspekt schließt jedes der optischen Teile eine untere Oberfläche ein aufweisend einen konkaven Abschnitt, durch welchen Licht ausgesendet von der MJT-LED in das optische Teil eintritt; und eine obere Oberfläche, durch welche das Licht, welches in das optische Teil durch den konkaven Abschnitt eintritt, das optische Teil verlässt. Hier schließt die obere Oberfläche eine konkave Oberfläche ein, platziert an der zentralen Achse des optischen Teils, und der konkave Abschnitt der unteren Oberfläche schließt mindestens eine senkrechte Oberfläche relativ zu der zentralen Achse ein und eine nach unten gerichtete konvexe Oberfläche, und die mindestens eine senkrechte Oberfläche relativ zu der zentralen Achse und die nach unten gerichtete konvexe Oberfläche können innerhalb eines engeren Areals als das Areal für den Eintritt des konkaven Abschnitts platziert sein.
  • In einem Aspekt haben die obere Oberfläche und der konkave Abschnitt des optischen Teils eine spiegelsymmetrische Struktur relativ zu der Ebene verlaufend durch die zentrale Achse des optischen Teils.
  • In einem Aspekt bilden die obere Oberfläche und der konkave Abschnitt des optischen Teils eine Rotationskörperform relativ zu der zentralen Achse des optischen Teils.
  • In einem Aspekt hat jedes der optischen Teile ein Streulichtmuster ausgebildet auf der mindestens einen senkrechten Oberfläche relativ zu der zentralen Achse und die nach unten gerichtete konvexe Oberfläche innerhalb des konkaven Abschnitts der unteren Oberfläche und auf einer Oberfläche näher zu der zentralen Achse als die mindestens eine Oberfläche.
  • In einem Aspekt hat jedes der optischen Teile ein Lichtstreumuster ausgebildet auf der konkaven Oberfläche der oberen Oberfläche.
  • In einem Aspekt schließt jedes der optischen Teile weiterhin eine Materialschicht ein aufweisend einen Refraktionsindex, der unterschiedlich ist zu dem der optischen Teile auf der mindestens einen senkrechten Oberfläche relativ zu der zentralen Achse und die nach unten gerichtete konvexe Oberfläche innerhalb des konkaven Abschnitts der unteren Oberfläche und auf einer Oberfläche näher zu der zentralen Achse als die mindestens eine Oberfläche.
  • In einem Aspekt schließt jedes der optischen Teile weiterhin eine Materialschicht ein, aufweisend einen Refraktionsindex, der verschieden von dem der optischen Teile auf der konkaven Oberfläche der oberen Oberfläche ist.
  • In einem Aspekt ist die mindestens eine relativ zu der zentralen Achse senkrechte Oberfläche und die nach unten gerichtete konkave Oberfläche innerhalb eines engeren Bereichs definiert als der Bereich umgeben von einer Beugungskrümmungskurve, an welcher die konkave Oberfläche der oberen Oberfläche die konvexe Oberfläche davon trifft.
  • In einem Aspekt ist die mindestens eine relativ zu der zentralen Achse senkrechte Oberfläche und die abwärts gerichtete konvexe Oberfläche innerhalb eines engeren Bereichs definiert als ein Bereich einer Lichtaustrittsseite der Leuchtdiode.
  • In einem Aspekt schließt jedes der optischen Teile weiterhin einen Flansch ein verbindend die obere Oberfläche und die untere Oberfläche und die mindestens eine senkrechte Oberfläche relativ zu der zentralen Achse und die nach unten gerichtete konvexe Oberfläche innerhalb des konkaven Abschnitts ist oberhalb des Flansches platziert.
  • In einem Aspekt hat jedes der optischen Teile eine optische Achse L, einen Lichteinfallsabschnitt, und eine Lichtaustrittsfläche, und ist aus einem Material gebildet, dessen Refraktionsindex höher ist als der eines Materials angrenzend an den Lichteintrittsabschnitt und der eines Materials angrenzend an die Lichtaustrittsfläche.
  • In einem Aspekt ist der Lichteinfallsabschnitt in der Weise gebildet, dass die kürzeste Distanz von einem Punkt (p) auf der optischen Achse L zu einem Scheitelpunkt der Lichteinfallsabschnitt größer ist als die kürzeste Distanz (a) von dem Punkt (p) zu der Seitenoberfläche der Lichteinfallsabschnitt innerhalb eines Winkels von 50° oder weniger von der optischen Achse L.
  • In einem Aspekt ist ein oberes Zentrum der Lichtaustrittsfläche aus einer flachen Oberfläche oder einer konvexen Kurve gebildet.
  • In einem Aspekt schließt der Lichteinfallsabschnitt einen unteren Eingang ein platziert benachbart zu der Leuchtdiode und aufweisend eine runde Form und hat eine Form stufenweise zum Scheitelpunkt zusammenlaufend, wobei er eine kreisrunde Form beibehält.
  • In einem Aspekt hat der Lichteintrittsabschnitt eine Höhe, welche 1,5-mal größer ist als ein Radius des unteren Eingangs.
  • In einem Aspekt ist das Material angrenzend an den Lichteinfallsabschnitt Luft.
  • In einem Aspekt ist das Material angrenzend an die Lichtaustrittsseite Luft.
  • In einem Aspekt sind die optischen Teile aus einem Harz oder Glas gebildet.
  • In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung schließt eine Hintergrundlicht-Einheit das vorher erwähnte Hintergrundlicht-Modul ein, und ein Hintergrundlicht-Steuerungsmodul, das Gleichstrom-Betriebsspannung für die Vielzahl von MJT-LEDs innerhalb des Hintergrundlicht-Moduls liefert und unabhängig den Betrieb von jedem der Vielzahl von MJT-LEDs regelt.
  • In einem Aspekt stellt das Hintergrundlicht-Steuerungsmodul die Gleichstrom-Betriebsspannung zu jeder der Vielzahl von MJT-LEDs innerhalb des Hintergrundlicht-Moduls bereit, und führt eine Kontrolle der Pulsweitenmodulation im Hinblick auf die Gleichstrom-Betriebsspannung durch, welche zu mindestens einer MJT-LED innerhalb der Vielzahl von MJT-LEDs in Reaktion auf ein Dimmsignal bereitgestellt wird, um eine Dimmkontrolle von mindestens einer MJT-LED durchzuführen.
  • In einem Aspekt gestattet das Hintergrundlicht-Steuerungsmodul eine unabhängige Erfassung und Kontrolle des Betriebsstroms von jeder der Vielzahl von MJT-LEDs innerhalb des Hintergrundlicht-Moduls, und kontrolliert den Betriebsstrom von mindestens einer MJT-LED innerhalb der Vielzahl von MJT-LEDs in Reaktion auf ein Dimmsignal, um eine Dimmkontrolle von der mindestens einen MJT-LED durchzuführen.
  • Vorteilhafte Effekte
  • Gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist das Hintergrundlicht-Modul unter Verwendung von MJT-LEDs aufweisend Schwachstrombetriebscharakteristiken hergestellt, und ermöglicht damit einen Schwachstrombetrieb des Hintergrundlicht-Moduls und der Hintergrundlicht-Einheit umfassend dieses.
  • Darüber hinaus kontaktiert, gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, ein Verbindungsabschnitt der Verbindungsleitung elektrisch eine abgeschrägte Seitenoberfläche einer Lichtemissionszelle, und vergrößert damit eine Lichtaustrittsfläche von jeder lichtemittierenden Zelle in einem MJT-LED-Chip.
  • Darüber hinaus ist es möglich, gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die Stabilität und Verlässlichkeit von Steuerkreisen für die Regelung des Betriebs des Hintergrundlicht-Moduls zu erhöhen und gleichzeitig die Herstellungskosten zu reduzieren.
  • Darüber hinaus hat die Hintergrundlicht-Einheit, gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, eine verbesserte Energieeffizienz und Lichtausbeute und kann ein durch einen Betrieb bei Starkstrom verursachtes Phänomen des Lichtstromverlustes verhindern.
  • Darüber hinaus ist es möglich, gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die Anzahl von LEDs zu minimieren, die das Hintergrundlicht-Modul bilden, und den individuellen Betrieb der MJT-LEDs, die das Hintergrundlicht-Modul darstellen, zu ermöglichen.
  • Beschreibung der Abbildungen
  • Die obigen und weiteren Aspekte, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der detaillierten Beschreibung der folgenden Ausführungsformen in Verbindung mit den begleitenden Abbildungen sichtbar werden, in welchen:
  • 1 ein Konfigurationsblockschaltbild einer typischen Hintergrundlicht-Einheit einschließlich LEDs des Standes der Technik ist;
  • 2 ein schematisches Blockschaltbild einer Hintergrundlicht-Einheit ist, die MJT-LEDs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet;
  • 3 eine schematische eingeteilte Ansicht eines MJT-LED-Moduls gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
  • 4 eine schematische Ansicht der MJT-LED gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
  • 5 eine schematische Planansicht eines MJT-LED-Chips gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
  • 6 eine schematische Schnittdarstellung des MJT-LED-Chips entlang der Linie B-B von 5 ist;
  • 7 bis zu 13 schematische Schnittdarstellungen sind, die ein Verfahren zum Herstellen eines MJT-LED-Chips gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigen;
  • 14 eine schematische Schnittdarstellung eines MJT-LED-Chips gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 15 bis zu 18 schematische Schnittdarstellungen sind, die ein Verfahren zur Herstellung eines MJT-LED-Chips gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
  • 19 eine Schnittdarstellung von verschiedenen Modifikationen eines optischen Teils gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigt;
  • 20 Ansichten eines optischen Teils zeigt, darstellend ein MJT-LED-Modul gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 21 eine Schnittdarstellung, die die Dimensionen eines MJT-LED-Moduls verwendet, für die Simulation, zeigt;
  • 22 Schaubilder zeigt, die die Form eines optischen Teils von 21 abbilden;
  • 23 die Verlaufsrichtung von Lichtstrahlen zeigt, die in das optische Teil von 21 eintreten;
  • 24 Schaubilder zeigt, die eine Beleuchtungsstärkeverteilung zeigen, in welcher (a) ein Schaubild ist abbildend eine Lichtstrahlverteilung einer MJT-LED und (b) ein Schaubild ist abbildend eine Beleuchtungsstärkeverteilung eines MJT-LED-Moduls verwendend ein optisches Teil;
  • 25 Schaubilder zeigt, die die Lichtstrahlverteilungen zeigen, in welchen (a) ein Schaubild ist abbildend eine Lichtstrahlverteilung einer MJT-LED und (b) ein Schaubild ist abbildend eine Lichtstrahlverteilung eines MJT-LED-Moduls verwendend ein optisches Teil;
  • 26 24 eine Schnittdarstellung von einem MJT-LED-Modul gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
  • 27(a), (b) und (c) Schnittdarstellungen des MJT-LED-Moduls entlang der Linien A-A, B-B, und C-C von 26 sind;
  • 28 eine detaillierte Ansicht eines optischen Teils des MJT-LED-Moduls gezeigt in 26 ist;
  • 29 eine Lichtstrahlwinkelverteilung des MJT-LED-Moduls verwendend das optische Teil von 28 zeigt;
  • 30 eine Schnittdarstellung eines optischen Teils gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
  • 31 eine Strahlungswinkelverteilungskurve eines MJT-LED-Moduls verwendend das optische Teil von 30 zeigt;
  • 32a und 32b ein optisches Teil gemäß dem Vergleichsbeispiel 1 und eine Strahlungswinkelverteilungskurve davon zeigen; und
  • 33a und 33b ein optisches Teil gemäß dem Vergleichsbeispiel 2 und eine Lichtstrahlungswinkelverteilung davon zeigen.
  • Beste Ausführungsformen
  • Die vorliegende Offenbarung wird ausführlicher und folgend mit Referenz zu den begleitenden Abbildungen beschrieben, in welchen beispielhafte Ausführungsformen der Offenbarung abgebildet sind. Diese Ausführungsformen werden in der Weise beschrieben, dass die Offenbarung einfach von einer Person mit normalen Kenntnissen in der Technik verstanden werden kann. Obwohl verschiedene Ausführungsformen hierin offenbart sind, soll es vorliegend so verstanden werden, dass diese Ausführungsformen nicht als ausschließlich zu verstehen sind. Zum Beispiel sind individuelle Strukturen, Elemente oder Eigenschaften spezieller Ausführungsformen nicht beschränkt auf diese spezielle Ausführungsform und können auf die anderen Ausführungsformen angewandt werden, ohne von dem Geist und dem Umfang der Offenbarung abzuweichen. Darüber hinaus sollte verstanden werden, dass Orte oder die Anordnung von individuellen Komponenten in jeder der Ausführungsformen geändert werden kann, ohne von dem Geist und dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Daher sind die folgenden Ausführungsformen nicht formuliert, um die Offenbarung zu beschränken, und die vorliegende Offenbarung sollte lediglich durch die Patentansprüche und deren Äquivalente beschränkt werden. So wie Komponenten mit Referenznummern bezeichnet werden, sind Längen, Bereichen, Dicken und Formen der Komponenten in den begleitenden Abbildungen durchwegs nicht maßstabsgetreu gezeichnet.
  • Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsformen der Offenbarung im Detail beschrieben mit Referenz zu den begleitenden Abbildungen, so dass es leicht von einer Person mit normalen Kenntnissen der Technik verstanden werden kann.
  • Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung
  • So wie er hier verwendet wird, bedeutet der Begriff „MJT-LED-Chip” einen einzelnen LED-Chip, in welchem eine Vielzahl von LEDs über Verbindungsleitungen miteinander verbunden ist. Der MJT-LED-Chip kann n LEDs enthalten (n ist eine ganze Zahl von 2 oder mehr), in welchen n auf verschiedenen Wegen je nach Bedarf gesetzt werden kann. Darüber hinaus kann jede der LEDs eine Durchlassspannung im Bereich von 3 Volt bis 3,6 Volt haben, aber ist nicht darauf beschränkt. Demgemäß ist die Durchlassspannung eines bestimmten MJT-LED-Chips (oder einer MJT-LED) proportional zu der Nummer von LEDs, die in dem begleitenden MJT-LED-Chip umfasst sind. Da die Zahl von LEDs, die in dem MJT-LED-Chip umfasst sind, auf verschiedene Arten, je nach Bedarf gesetzt werden kann, kann der MJT-LED-Chip gemäß der vorliegenden Offenbarung so konfiguriert werden, dass er eine Betriebsspannung von 6 bis 36 Volt in Abhängigkeit von der Spezifikation eines Betriebsspannungsgenerators (z. B. ein Gleichstrom-Umwandler) in einer Hintergrundlicht-Einheit verwendet, aber ist nicht darauf beschränkt. Darüber hinaus ist der Betriebsstrom des MJT-LED-Chips wesentlich kleiner als eine typische Einzelzell-LED, und kann sich, zum Beispiel, im Bereich von 20 Milliampere bis zu 40 Milliampere bewegen, ohne darauf beschränkt zu sein.
  • Darüber hinaus bezieht sich der Begriff „MJT-LED” auf eine LED oder eine LED-Packung, auf welcher der MJT-LED-Chip gemäß der vorliegenden Offenbarung montiert ist.
  • Darüber hinaus bezieht sich der Begriff „MJT-LED-Modul” auf eine Komponente, in welcher eine einzelne MJT-LED und ein einzelnes optisches Teil korrespondierend zu der MJT-LED miteinander verbunden sind. Die korrespondierenden optischen Teile können direkt platziert auf der MJT-LED sein oder können auf einer Leiterplatte platziert sein, auf welcher die MJT-LED montiert ist. Unabhängig von der Verschiebung des optischen Teils wird der Fall, in dem eine einzelne MJT-LED und ein einzelnes optisches Teil korrespondierend hierzu miteinander verbunden sind, als das MJT-LED-Modul bezeichnet.
  • Darüber hinaus bedeutet der Begriff „Hintergrundlicht-Modul” ein Beleuchtungsmodul, in welchem eine Vielzahl von MJT-LEDs auf einer Leiterplatte angeordnet sind, und optische Teile zur Verfügung gestellt werden korrespondierend zu den betreffenden MJT-LEDs. Somit kann die Bezeichnung „Hintergrundlicht-Modul” ein Beleuchtungsmodul bedeuten, in welchem viele MJT-LED-Module auf einer Leiterplatte in einer vorherbestimmten Weise montiert sind. In einem Aspekt kann ein Hintergrundlicht-Modul gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ein Hintergrundlicht-Modul vom direkten Typ sein. Allerdings sollte es klar sein, dass die vorliegende Offenbarung nicht hierauf beschränkt ist. In anderen Ausführungsformen können die Hintergrundlicht-Module gemäß der vorliegenden Offenbarung als Lichtquelle für eine Oberflächenbeleuchtung verwendet werden. Demgemäß wird es für diejenigen, die in der Technik erfahren sind, verständlich sein, dass jede Komponente einschließlich des Gegenstands der Hintergrundlicht-Module gemäß der vorliegenden Offenbarung unabhängig vom Namen der Komponenten in den Umfang der vorliegenden Offenbarung fällt.
  • Überblick über eine Hintergrundlicht-Einheit verwendend MJT-LEDs
  • Bevor detaillierte Beschreibungen der Hintergrundlicht-Einheit gemäß der vorliegenden Offenbarung gegeben werden, werden verschiedene technische Merkmale der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Die vorliegende Offenbarung basiert auf Charakteristika eines MJT-LED, um die vorhergenannten Probleme im Stand der Technik zu lösen. Dies bedeutet, um die Probleme von hoher Spannung und Starkstromcharakteristika einer Einzelzell-LED im Stand der Technik zu lösen, wurde die vorliegende Offenbarung geschaffen, basierend auf einer Hochspannung und Starkstrombetriebscharakteristik der MJT-LED (z. B., eine Betriebsspannung von 6 Volt zu 36 V und einen Betriebsstrom von 20 mA bis 40 mA), und stellt ein Hintergrundlicht-Modul zur Verfügung, welches solch eine MJT-LED verwendet. Wie oben beschrieben, kann, anders als bei einem typischen Einzelzell-LED, die MJT-LED jede Zahl von LEDs einschließen und kann verschiedene Durchlassspannungen haben in Abhängigkeit von der Zahl der hierin umfassten LEDs. Da die MJT-LED eine Vielzahl von LEDs einschließt, ist es weiter möglich, einen weiteren Bereich zu erleuchten als die typischen Einzelzell-LEDs, und da die MJT-LED durch einen einzelnen MJT-LED-Chip gebildet wird, kann das Design und die Anwendung eines optischen Teils hierfür einfach erreicht werden. Wenn solch eine MJT-LED verwendet wird, kann somit ein unterteilter Bereich innerhalb einer Vielzahl von unterteilten Bereichen in einem Flüssigkristallpaneel bei einem MJT-LED-Modul (das ist ein MJT-LED und ein optisches Teil) bedeckt werden. Als ein Resultat ist die Zahl der LEDs für das Hintergrundlicht-Modul, verglichen mit einer typischen Einzelzell-LED, reduziert. Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird konsequenterweise eine Vielzahl von MJT-LED-Modulen verwendet, um ein Hintergrundlicht-Modul darzustellen und eine Hintergrundlicht-Einheit ist konfiguriert, um eine unabhängige Kontrolle von jedem der MJT-LEDs, welche das Hintergrundlicht-Modul darstellen, und damit die obigen und anderen Ziele der vorliegenden Offenbarung, zu erreichen.
  • In Bezug auf 2 bis 4 wird nun eine Hintergrundlicht-Einheit 1000 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Offenbarung detaillierter beschrieben.
  • 2 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Hintergrundlicht-Einheit, verwendend MJT-LEDs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. In Bezug auf 2 schließt die Hintergrundlicht-Einheit 1000 gemäß dieser Ausführungsform ein Hintergrundlicht-Steuerungs-Modul 400 und ein Hintergrundlicht-Modul 300 ein.
  • Insbesondere schließt das Hintergrundlicht-Steuerungs-Modul 400 gemäß dieser Offenbarung einen Betriebsstromgenerator 410 ein, der Gleichstrom, basierend auf einer Eingangsspannung Vin von einer externen Energiequelle abgibt, und einen Betriebsregler 420, welcher den Betrieb jeder der Vielzahl der MJT-LEDs 100 regelt, darstellend das Hintergrundlicht-Modul 300 (On/Off-Kontrolle und Dimm-Kontrolle). Der Betriebsstromgenerator 410 generiert im Allgemeinen stabile Gleich-Spannung, wie 12 Volt, 24 Volt, 48 Volt und ähnliche, als Betriebsstrom und stellt den Gleichstrom an die Vielzahl von MJT-LEDs 100, darstellend das Hintergrundlicht-Modul 300 zur Verfügung. Hier kann die Eingangsspannung Vin, übermittelt an den Betriebsstromgenerator 410, eine kommerziell erhältliche Wechselspannung von 220 Volt oder 110 Volt sein. Der Betriebsstromgenerator 410 kann im Wesentlichen dieselbe Konfiguration haben wie der typische Betriebsstromgenerator 410, wie in 1 gezeigt.
  • Das Hintergrundlicht-Modul 300 gemäß dieser Ausführungsform kann eine Vielzahl von MJT-LEDs 100 umfassen und optische Teile (nicht gezeigt in 2) mit den betreffenden MJT-LEDs 100 und verteilt in einer regulären Anordnung (z. B. in einer Matrixanordnung) auf einer Leiterplatte (nicht gezeigt in 2). In der Ausführungsform, die in 2 gezeigt ist, wird angenommen, dass M MJT-LEDs 100 in einer longitudinalen Richtung verteilt sind und N MJT-LEDs 100 in einer transversalen Richtung verteilt sind, um eine M×N-Matrix-Anordnung innerhalb des Hintergrundlicht-Moduls 300 zu bilden. Darüber hinaus wird ein MJT-LED, platziert an einer Oberst linken Seite des Hintergrundlicht-Moduls, bezeichnet als 1-1st MJT-LED (100_11) und ein MJT-LED platziert an einer unterst rechten Seite davon wird als ein N-Nth MJT-LED (100_MN) bezeichnet.
  • Hier sollte zur Kenntnis genommen werden, dass, abweichend von dem verwandten Stand der Technik in 1, die MJT-LEDs 100 innerhalb des Hintergrundlicht-Moduls 300 gemäß der Ausführungsform von 2 unabhängig mit dem Betriebsstromgenerator 410 verbunden sind, und der Betriebsregler 420 anstelle mit jedem anderen verbunden zu sein, parallel oder in Serie/parallel verbunden ist. Dies bedeutet, in der Ausführungsform, abgebildet in 2, ein Anodenterminal von jeder MJT-LED 100 ist unabhängig verbunden mit dem Betriebsstromgenerator 410 und ein Kathodenterminal von jeder MJT-LED 100 ist unabhängig davon verbunden mit dem Betriebsregler 420.
  • Mit dieser Konfiguration kann der Betriebsregler 420 gemäß dieser Offenbarung unabhängig den Betrieb von jeder der Vielzahl von MJT-LEDs 100, welche das Hintergrundlicht-Modul 300 darstellen, kontrollieren. Insbesondere kann der Betriebsregler 420 gemäß dieser Offenbarung ein Dimm-Level einer spezifischen MJT-LED innerhalb der Vielzahl von MJT-LEDs 100 in Antwort auf ein Dimm-Signal (Dim) regeln.
  • In einer Ausführungsform schließt der Betriebsregler 420 gemäß der vorliegenden Offenbarung einen PWM(Puls-Weiten-Modulation)-Regler (nicht abgebildet) mit ein und kann eine Dimm-Regelung durch Puls-Weiten-Kontrolle ausführen im Hinblick auf die Betriebsenergie zur Verfügung gestellt an ein spezifisches MJT-LED, welches ein Dimm-Regelungs-Ziel innerhalb der MJT-LEDs 100 ist. Anders als die typische Hintergrundlicht-Einheit in dem verwandten Stand der Technik, wie es in 1 abgebildet ist, schließt die Hintergrundlicht-Einheit 1000 gemäß der vorliegenden Offenbarung, wie sie in 2 abgebildet ist, insbesondere die Vielzahl von MJT-LEDs 100 ein, von denen jede zu dem Betriebsstromgenerator 410 verbunden ist, um unabhängig Betriebsstrom zu empfangen, und somit eine Dimm-Regelung in solch einer Puls-Weiten-Modulationsart ermöglicht. Wenn beispielsweise ein Bedürfnis besteht für eine Dimm-Regelung der 1-1st MJT-LED (100_11), führt der Betriebsregler 420 eine Puls-Weiten-Modulation des erzeugten Betriebsstroms zu einer vorbestimmten Einschaltdauer (z. B. 60%) in Reaktion auf ein Dimm-Signal (Dim), und übermittelt den modifizierten Betriebsstrom an das 1-1st MJT-LED (100_11), um eine Dimm-Regelung der 1-1st MJT-LED (100_11) durchzuführen. Zu dieser Zeit wird der Betriebsstrom, welcher nicht der Puls-Weiten-Modulation ausgesetzt ist, und welche eine Einschaltdauer von 100% hat, anderen MJT-LEDs übermittelt, ausgeschlossen der 1-1st MJT-LED (100_11). Alternativ hierzu wird Betriebsstrom, welcher einer Puls-Weiten-Modulation bei einer normalen Einschaltdauer ausgesetzt ist (einer Einschaltdauer von, z. B., 80%, wenn keine separate Dimm-Regelung zur Verfügung gestellt wird), den anderen MJT-LEDs zur Verfügung gestellt, ausgeschlossen den 1-1st MJT-LED (100_11). Konsequenterweise erlaubt die Hintergrundlicht-Einheit 1000 gemäß der vorliegenden Offenbarung ein lokales Dimmen nur im Hinblick auf die 1-1st MJT-LED (100_11). Selbstverständlich ist es dem Fachmann klar, dass es möglich ist, eine simultane Dimm-Regelung über PWM-Kontrolle durchzuführen im Hinblick auf die Vielzahl von MJT-LEDs beim selben Dimm-Level und/oder bei verschiedenen Dimm-Levels für die betreffenden MJT-LEDs. Der PWM-Regler für PWM-Regelung des Betriebsstroms ist im Stand der Technik bekannt, und eine detaillierte Beschreibung davon wird somit weggelassen.
  • In einer anderen Ausführungsform schließt der Betriebsregler 420 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Betriebsstromdetektor (nicht abgebildet) ein und einen Betriebsstromregler (nicht abgebildet), und kann eine Dimm-Kontrolle durch Regelung des Betriebsstroms, welcher an eine spezifische MJT-LED übermittelt wird, welche das Ziel der Dimm-Regelung ist, innerhalb der MJT-LEDs 100 durchführen. Anders als bei einer typischen Hintergrundlicht-Einheit, abgebildet in 1, schließt die Hintergrundlicht-Einheit 1000 gemäß der vorliegenden Offenbarung, abgebildet in 2, insbesondere jede der vielen MJT-LEDs 100 ein, von denen jede unabhängig mit dem Betriebsregler 420 verbunden ist, was somit eine Dimm-Kontrolle des Betriebsstroms von jeder der MJT-LEDs ermöglicht. Hier korrespondieren der Betriebsstromdetektor und der Betriebsstromregler, eingeschlossen in dem Betriebsregler 420 einer zu dem anderen zu jedem der MJT-LEDs 100. Wenn das Hintergrundlicht-Modul 300 zusammengesetzt ist aus M×N MJT-LEDs 100, schließt demzufolge wie oben beschrieben, der Betriebsregler 420 M×N Betriebsdetektoren und M×N Betriebsstromregler ein. Wenn beispielsweise ein Bedürfnis für eine Dimm-Regelung im Hinblick auf eine M-Nte MJT-LED (100_MN) besteht, detektiert der Betriebsregler 420 den Betriebsstrom, der durch die M-Nten MJT-LED (100_MN) fließt, verwendend den Betriebsstromdetektor, und wandelt den Betriebsstrom, der durch die M-Nte MJT-LED (100_MN) (z. B., zu 100% der maximalen Betriebsstroms) fließt, in Reaktion auf ein Dimm-Signal (Dim) und somit eine Dimm-Kontrolle im Hinblick auf die M-Nte MJT-LED (100_MN) ausführend. Da normaler Betriebsstrom (ein voreingestellter Standardbetriebsstrom, zum Beispiel, 80% des rmaximalen Betriebsstroms, wenn dort keine separate Dimm-Regelung vorliegt), durch andere MJT-LEDs, außer der M-Nten MJT-LED (100-MN) fließt, kann hier lokales Dimmen nur im Hinblick auf die M-Nte MJT-LED (100-MN) ausgeführt werden. Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass die Dimm-Regelung einer Vielzahl von MJT-LEDs auf dem gleichen Dimm-Level durch simultane Regelung des Betriebsstroms im Hinblick auf die Vielzahl von MJT-LEDs und/oder zu verschiedenen Dimm-Levels für die betreffenden MJT-LEDs durchgeführt werden kann. In solch einer Ausführungsform kann das Anodenterminal von jedem der MJT-LEDs 100 parallel zu einer Betriebsstromleitung, die mit dem Betriebsstromgenerator 410 verbunden ist, da dort kein Bedürfnis ist für unabhängige Zufuhr von Betriebsspannung an die MJT-LEDs 100, anders als die Ausführungsform, abgebildet in 2. Der Betriebsstromdetektor und der Betriebsstromregler sind gut bekannt in der Technik und detaillierte Beschreibungen hiervon werden deshalb weggelassen.
  • Überblick über MJT LEDs und MJT LED-Module
  • 3 ist eine schematische Schnittdarstellung eines MJT LED-Moduls gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, und 4 ist eine schematische perspektivische Darstellung der MJT-LED gemäß der einen exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Im Folgenden werden detaillierte Ausführungsformen einer MJT-LED 100 und eines MJT-LED-Moduls gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung mit Bezug zu 3 und 4 beschrieben.
  • Unter Bezug auf 3 schließt das MJT-LED-Modul eine MJT-LED 100 und ein optisches Teil 130 ein. Wenn die MJT-LED 100 auf einer Leiterplatte 110 montiert ist, ist das korrespondierende optische Teil 130 der Leiterplatte 110 an einer Stelle korrespondierend zu der Position der MJT-LED 100 montiert. Wie oben beschrieben, kann in anderen Ausführungsformen das optische Teil 130 direkt mit der MJT-LED 100 verbunden sein. Obwohl die Leiterplatte 110 teilweise in 3 gezeigt wird, sind eine Vielzahl von MJT-LEDs 100 und die entsprechenden optischen Teile 130 auf einer einzigen Leiterplatte 110 in verschiedenen Anordnungen angeordnet, wie einer Matrixanordnung oder einer Bienenwabenanordnung, um das Hintergrundlicht-Modul 300 wie oben beschrieben zu bilden.
  • Die Leiterplatte 110 ist auf einer oberen Oberfläche gebildet mit leitenden Zonen, an welche Anschlüsse der MJT-LED 100 verbunden sind. Darüber hinaus kann die Leiterplatte 110 eine reflektierende Schicht auf der oberen Oberfläche davon einschließen. Die Leiterplatte 110 kann ein MCPCB (Metall-Kern PCB) sein, basierend auf einem Metall, das eine gute thermische Leitfähigkeit aufweist. Alternativ dazu kann die Leiterplatte 110 aus einem isolierenden Substratmaterial gebildet sein, wie zum Beispiel FR4. Obwohl nicht gezeigt, kann die Leiterplatte 110 auf ihrer unteren Seite mit einem Kühlkörper versehen sein, um Hitze von der MJT-LED 100 abzuleiten.
  • Wie deutlich in 4 gezeigt, kann die MJT-LED 100 ein Gehäuse 121, einen MJT-LED-Chip 123, montiert auf dem Gehäuse, und eine Wellenlängenkonversionsschicht 125, die den MJT-LED-Chip 123 bedeckt, aufweisen. Die MJT-LED 100 schließt darüber hinaus Klemmen (nicht abgebildet) ein, die auf dem Gehäuse 121 geträgert sind.
  • Das Gehäuse 121 bildet einen Verpackungskörper und kann durch Spritzguss eines Plastikharzes, wie zum Beispiel PA, PPA, und ähnliche, gebildet werden. In diesem Fall kann das Gehäuse 121 so gebildet werden, dass die Klemmen über einen Spritzgussvorgang geträgert werden, und kann einen Hohlraum 121a für die Montage des MJT-LED-Chips 123 aufweisen. Der Hohlraum 121a definiert einen Lichtaustrittsbereich der MJT-LED 100.
  • Die Klemmen sind innerhalb des Gehäuses 121 voneinander getrennt und erstrecken sich außerhalb des Gehäuses 121, um mit den leitenden Zonen (Lötaugen) auf der Leiterplatte 110 verbunden zu werden.
  • Der MJT-LED-Chip 123 ist auf dem Boden des Hohlraums 121a montiert und mit den Klemmen elektrisch verbunden. Der MJT-LED-Chip 123 kann eine Gallium-Nitrid-basierte MJT-LED sein, welche UV-Licht oder blaues Licht emittiert. Eine detaillierte Konfiguration des MJT-LED-Chips 123 gemäß der vorliegenden Offenbarung und ein Verfahren zur Herstellung desselben wird unten mit Bezug zu 5 bis 18 beschrieben.
  • Die Wellenlängenkonversionsschicht 125 bedeckt den MJT-LED-Chip 123. In einer Ausführungsform kann die Wellenlängenkonversionsschicht 125 durch Füllen des Hohlraums 121a mit einem Gussharz, enthaltend Leuchtstoffe nach Montage des MJT-LED-Chips 123 in dem Hohlraum 121a gebildet werden. Zu dieser Zeit kann die Wellenlängenkonversionsschicht 125 den Hohlraum 121a auf dem Gehäuse 121 füllen und kann eine im Wesentlichen flache oder konvexe obere Oberfläche aufweisen. Darüber hinaus kann ein Gussharz, das eine Form des optischen Teils auf der Wellenlängenschichtkonversionsschicht 125 aufweist, gebildet werden.
  • In einer anderen Ausführungsform kann der MJT-LED-Chip 123, der eine Deckschicht aus den Leuchtstoffen, gebildet durch gleichmäßiges Coating, aufweist, auf dem Gehäuse 121 montiert sein. Insbesondere die Deckschicht der Leuchtstoffe kann auf dem MJT-LED-Chip 123 mittels gleichmäßigem Coating gebildet sein und der MJT-LED-Chip 123, aufweisend das gleichmäßige Coating, kann auf dem Gehäuse 121 montiert sein. Der MJT-LED-Chip 123, der das gleichmäßige Coating aufweist, kann aus einem durchsichtigen Harz gegossen sein. In Ergänzung dazu kann das Gussharz die Form des optischen Teils sein und somit als ein primäres optisches Teil fungieren.
  • Die Wellenlängenkonversionsschicht 125 wandelt Lichtwellenlängen, emittiert von dem MJT-LED-Chip 123, um Licht von gemischten Farben, zum Beispiel Weißlicht, zur Verfügung zu stellen.
  • Die MJT-LED 100 ist so ausgestaltet, um eine Lichtverteilung von spiegelsymmetrischer Struktur, insbesondere eine Lichtverteilung von rotationssymmetrischer Struktur zu haben. Zu dieser Zeit ist eine Achse der MJT-LED auf das Zentrum der Lichtverteilung, definiert als eine optische Achse L, gerichtet. Dies bedeutet, die MJT-LED 100 ist so ausgestaltet, um eine Lichtverteilung aufzuweisen, welche bilateral symmetrisch ist im Hinblick auf die optische Achse L. Generell kann der Hohlraum 121a des Gehäuses 121 eine spiegelsymmetrische Struktur haben, und die optische Achse L kann als eine Gerade definiert werden, welche durch das Zentrum des Hohlraums 121a hindurchgeht.
  • Das optische Teil 130 schließt eine Lichteinfallsseite ein, durch welche Licht emittiert von der MJT-LED 100, in das optische Teil eintritt sowie eine Lichtaustrittsseite, durch welche das Licht das optische Teil mit einer Lichtverteilung, die weiter ist als die der MJT-LED 100, verlässt, was somit eine gleichförmige Verteilung des Lichtes ermöglicht, das von der MJT-LED 100 emittiert wird. Das optische Teil 130 gemäß der vorliegenden Offenbarung wird unten mit Bezug auf 19 bis 33 beschrieben.
  • Konfiguration des MJT-LED-Chips und Verfahren zur Herstellung desselben
  • Als nächstes wird die Konfiguration des MJT-LED-Chips 123, montiert auf der MJT-LED gemäß der vorliegenden Offenbarung und ein Verfahren für die Herstellung desselben mit Bezug auf die 5 bis 18 beschrieben.
  • 5 ist ein schematischer Grundriss eines MJT-LED-Chips gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, und 6 ist eine schematische Schnittdarstellung des MJT-LED-Chips, erstellt entlang der Linie B-B von 5.
  • Bezugnehmend auf 5 und 6 schließt der MJT-LED-Chip 123 ein Wachstumssubstrat 51, lichtemittierende Zellen S1, S2, eine transparente Elektrodenschicht 61, eine stromblockende Schicht 60a, eine Isolationsschicht 60b, eine Schutzisolierungsschicht 63, und eine Verbindungsleitung 65 ein. Darüber hinaus kann der MJT-LED-Chip 123 eine Pufferschicht 53 beinhalten.
  • Das Wachstumssubstrat 51 kann ein isolierendes oder leitendes Substrat sein, und kann, zum Beispiel, ein Saphir-Substrat, ein Gallium-Nitrid-Substrat, ein Silikoncarbid(SiC)-Substrat, oder ein Siliziumsubstrat sein. In Ergänzung hierzu kann das Wachstumssubstrat 51 ein konvex-konkaves Muster (nicht abgebildet) auf einer oberen Oberfläche davon wie in einem geformten Saphir-Substrat haben.
  • Eine erste lichtemittierende Zelle S1 und eine zweite lichtemittierende Zelle S2 sind auf einem einzelnen Wachstumssubstrat 51 voneinander getrennt. Jede der ersten und zweiten lichtemittierenden Zellen S1, S2 hat eine Stack-Struktur 56, welche eine tiefere Halbleiterschicht 55, eine obere Halbleiterschicht 59, platziert auf einer Region der tieferen Halbleiterschicht, und eine aktive Schicht 57, zwischengeschaltet zwischen der tieferen Halbleiterschicht und der oberen Halbleiterschicht, aufweist. Hier können die tieferen und die oberen Halbleiterschichten eine n-Typ Halbleiterschicht und eine p-Typ Halbleiterschicht sein, bzw. umgekehrt.
  • Jede der tieferen Halbleiterschicht 55, der aktiven Schicht 57 und der oberen Halbleiterschicht 59 kann gebildet sein aus einem Gallium-Nitrid-basierten Halbleitermaterial, welches (Al, In, Ga)N ist. Die Zusammensetzungen und Verhältnisse der Elemente der aktiven Schicht 57 werden abhängig von der gewünschten Wellenlänge des Lichts, zum Beispiel, UV-Licht oder blaues Licht, bestimmt, und die tiefere Halbleiterschicht 55 und die obere Halbleiterschicht 59 sind aus einem Material gebildet, welches einen größeren Bandabstand als die aktive Schicht 57 aufweist.
  • Die tiefere Halbleiterschicht 55 und/oder die obere Halbleiterschicht 59 können eine einzelne Schichtstruktur, wie in 5 gezeigt, aufweisen. Alternativ dazu können diese Halbleiterschichten eine Mehrfachschichtstruktur haben. Darüber hinaus kann die aktive Schicht 57 eine Single-Quantum-wellstruktur oder eine Multi-Quantum-wellstruktur haben.
  • Jede der ersten und zweiten lichtemittierenden Zellen S1, S2 kann eine abgeschrägte Oberfläche haben, mit einer Neigung, welche, zum Beispiel, zwischen 15° und 80° relativ zu einer oberen Oberfläche des Wachstumssubstrats 51 liegen kann.
  • Die aktive Schicht 57 und die obere Halbleiterschicht 59 sind auf der tieferen Halbleiterschicht 55 platziert. Eine obere Oberfläche der tieferen Halbleiterschicht 55 kann komplett bedeckt sein durch die aktive Schicht 57, so dass lediglich eine Seitenoberfläche davon freigelegt ist.
  • Obwohl Teile der ersten lichtemittierenden Zelle S1 und der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 in 6 gezeigt werden, können die erste und zweite lichtemittierende Zelle S1, S2 eine ähnliche oder die gleiche Struktur haben, wie die in 5 gezeigte. Dies bedeutet, dass die erste lichtemittierende Zelle S1 und die zweite lichtemittierende Zelle S2 die gleiche Gallium-Nitrid-basierte Halbleiter-Stack-Struktur haben können, und eine abgeschrägte Seitenoberfläche der gleichen Struktur haben können.
  • Die Pufferschicht 53 kann zwischen den lichtemittierenden Zellen S1, S2 und dem Wachstumssubstrat 51 liegen. Die Pufferschicht 53 mindert Gitterfehlanpassungen zwischen dem Wachstumssubstrat 51 und der tieferen Halbleiterschicht 55, welche darauf gebildet ist.
  • Die transparente Elektrodenschicht 61 ist auf jeder der lichtemittierenden Zellen S1, S2 platziert. Dies bedeutet, dass eine erste transparente Elektrodenschicht 61 auf der ersten lichtemittierenden Zelle S1 platziert ist und eine zweite transparente Elektrodenschicht 61 auf der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 platziert ist. Die transparente Elektrodenschicht 61 kann auf der oberen Halbleiterschicht 59 platziert sein, um an die obere Halbleiterschicht 59 verbunden zu sein, und kann einen engeren Bereich als die obere Halbleiterschicht 59 haben. Dies bedeutet, dass die transparente Elektrodenschicht 61 von einer Kante der oberen Halbleiterschicht 59 zurückgezogen sein kann. Mit dieser Struktur ist es möglich, current crowding an dem Rand der transparenten Elektrodenschicht 61 durch die Seitenoberflächen der lichtemittierenden Zellen S1, S2 zu verhindern.
  • In einem anderen Aspekt kann die stromblockierende Schicht 60a auf jeder der lichtemittierenden Zellen S1, S2 platziert sein. Dies bedeutet, dass die stromblockierende Schicht 60a zwischen der transparenten Elektrodenschicht 61 und jeder der lichtemittierenden Zellen S1, S2 platziert ist. Ein Teil der transparenten Elektrodenschicht 61 ist auf der stromblockierenden Schicht 60a platziert. Die stromblockierende Schicht 60a kann nahe einer Kante von jeder der lichtemittierenden Zellen S1, S2 platziert sein, aber ist nicht darauf beschränkt. Alternativ dazu kann die stromblockierende Schicht 60a in einer zentralen Region von jeder der lichtemittierenden Zellen S1, S2 platziert sein. Die stromblockierende Schicht 60a ist aus einem isolierenden Material gebildet und kann, teilweise, einen Bragg-Reflektor (DBR) einschließen, in welchem Schichten, welche verschiedene Refraktions-Indizes haben, abwechselnd aufeinander gestapelt sind.
  • Die Isolationsschicht 60a bedeckt einen Teil der Seitenoberfläche der ersten lichtemittierenden Zelle S1. Wie in 5 und 6 dargestellt, kann die Isolationsschicht 60b sich auf eine Region zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle S1 und der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 erstrecken, und kann einen Teil einer Seitenoberfläche der tieferen Halbleiterschicht 55 der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 bedecken. Die Isolationsschicht 60b kann die Struktur und das gleiche Material haben wie jene der stromblockierenden Schicht 60a, und kann einen Bragg-Reflektor (DBR) einschließen, ohne darauf beschränkt zu sein. Die Isolationsschicht 60b kann aus einem anderen Material gebildet sein als die der stromblockierenden Schicht 60a durch ein unterschiedliches Verfahren. Wenn die Isolationsschicht 60b ein Bragg-Reflektor (DBR) ist, gebildet durch Stapeln von mehreren Schichten, ist es hier möglich, effizient die Entstehung von Defekten, wie Pinholes in der Isolationsschicht 60b zu verhindern. Die Isolationsschicht 60b kann verbunden sein mit der stromblockierenden Schicht 60a, um kontinuierliche Schichten zu bilden, ist aber nicht darauf beschränkt. In anderen Ausführungsformen kann die Isolationsschicht 60b von der stromblockierenden Schicht 60a separiert sein.
  • Die Verbindungsleitung 65 verbindet die erste lichtemittierende Zelle S1 elektrisch mit der zweiten lichtemittierenden Zelle S2. Die Verbindungsleitung 65 schließt einen ersten Verbindungsabschnitt 65p und einen zweiten Verbindungsabschnitt 65n ein. Der erste Verbindungsabschnitt 65p ist elektrisch verbunden mit der transparenten Elektrodenschicht 61 auf der lichtemittierenden Zelle S1, und der zweite Verbindungsabschnitt 65n ist elektrisch verbunden mit der tieferen Halbleiterschicht 55 der zweiten lichtemittierenden Zelle S2. Der erste Verbindungsabschnitt 65p kann nahe der Kante der ersten lichtemittierenden Zelle S1 platziert sein, ist aber nicht darauf beschränkt. In anderen Ausführungsformen kann der erste Verbindungsabschnitt 65p in der zentralen Region der ersten lichtemittierenden Zelle S1 platziert sein.
  • Der zweite Verbindungsabschnitt 65n kann die abgeschrägte Seitenoberfläche der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 berühren, insbesondere die abgeschrägte Seitenoberfläche der tieferen Halbleiterschicht 55 der zweiten lichtemittierenden Zelle S2. Darüber hinaus, wie in 5 dargestellt, kann die zweite Verbindungsleitung 65n die abgeschrägte Seitenoberfläche des tieferen Halbleiterschicht elektrisch kontaktieren, während sie sich zu beiden Seiten entlang des Umfangs der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 erstreckt. Die erste lichtemittierende Zelle S1 ist mit der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 in Serie verbunden durch die erste und zweite Verbindungsleitung 65p, 65n der Verbindungsleitung 65.
  • Die Verbindungsleitung 65 kann die transparente Elektrodenschicht 61 über eine überlappende Region mit der transparenten Elektrodenschicht 61 kontaktieren. Im Stand der Technik ist ein Teil der Isolationsschicht zwischen der transparenten Elektrodenschicht und der Verbindungsleitung platziert. Andererseits, gemäß der vorliegenden Offenbarung, kann die Verbindungsleitung 65 direkt die transparente Elektrodenschicht 61 kontaktieren, ohne dass dazwischen ein Isoliermaterial angeordnet ist.
  • Darüber hinaus kann die stromblockierende Schicht 60a über der überlappenden Region zwischen der Verbindungsleitung 65 und der transparenten Elektrodenschicht 61 platziert sein, und die stromblockierende Schicht 60a und die Isolationsschicht 60b können über einer überlappenden Region zwischen der Vergindungsleitung 65 und der ersten lichtemittierenden Zelle S1 platziert sein. Darüber hinaus kann die Isolationsschicht 60b platziert sein zwischen der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 und der Verbindungsleitung 65 in anderen Bereichen, ausschließlich einem Verbindungsbereich zwischen der Verbindungsleitung 65 und der zweiten lichtemittierenden Zelle S2.
  • In 5 sind der erste Verbindungsabschnitt 65p und der zweite Verbindungsabschnitt 65n der Verbindungsleitung 65 miteinander über zwei Verbindungen (Pfade) verbunden. Allerdings sollte es klar sein, dass die erste und die zweite Verbindungsleitung miteinander über eine einzelne Verbindung (Pfad) verbunden sein können.
  • Wenn die stromblockierende Schicht 60a und die Isolationsschicht 60b reflektive Charakteristiken wie der Bragg-Reflektor (distributed bragg reflector, DBR) aufweisen, sind die stromblockierende Schicht 60a und die Isolationsschicht 60b bevorzugt im Wesentlichen in derselben Region platziert wie die Region für die Verbindungsleitung 65 mit einer Region, aufweisend einen Bereich von zwei Mal oder weniger wie der Bereich der Verbindungsleitung 65. Die stromblockierende Schicht 60a und die Isolationsschicht 60b blockieren Licht, emittiert von der aktiven Schicht 57 davon, in der Verbindungsleitung 65 absorbiert zu werden. Allerdings, wenn ein exzessiv großer Bereich besetzt wird, können die stromblockierende Schicht 60a und die Isolationsschicht 60b die Emission von Licht an die Außenseite blockieren. Daher besteht ein Bedürfnis für eine Beschränkung dieser Bereiche.
  • Die Isolationsschutzschicht 63 kann außerhalb des Bereichs der Verbindungsleitung 65 platziert werden. Die Isolationsschutzschicht 63 bedeckt die erste und zweite lichtemittierende Zellen S1, S2 außerhalb der Region der Verbindungsleitung 65. Die Isolationsschutzschicht 63 kann aus Silizium-Oxid (SiO2) oder Silizium-Nitrid geformt sein. Die Isolationsschutzschicht 63 hat eine Öffnung, durch welche die transparente elektronische Schicht 61 auf der ersten lichtemittierenden Zelle S1 und die tiefere Halbleiterschicht der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 freigelegt sind, und die Verbindungsleitung 65 kann innerhalb der Öffnung platziert werden.
  • Eine Seitenoberfläche der Isolationsschutzschicht 63 und eine Seitenoberfläche der Verbindungsleitung 65 können einander zugewandt sein, und können die jeweils anderen kontaktieren. Alternativ dazu können die Seitenoberfläche der Isolationsschutzschicht 63 und die Seitenoberfläche der Verbindungsleitung 65 voneinander getrennt sein, während sie einander zugewandt sind.
  • Da die zweite Verbindungsleitung 65n der Verbindungsleitung 65 elektrisch den abgeschrägten Seitenbereich der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 kontaktiert, besteht gemäß der vorliegenden Offenbarung kein Bedarf, die obere Oberfläche der tieferen Halbleiterschicht 55 der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 zu exponieren. Demgemäß besteht kein Bedarf für ein teilweises Entfernen der zweiten Halbleiterschicht 59 und der aktiven Schicht 57, wodurch ein effektiver lichtemittierender Bereich des MJT-LED-Chips 123 vergrößert wird.
  • Zusätzlich können die stromblockende Schicht 60a und Isolationsschicht 60b aus demselben Material geformt sein und die gleiche Struktur aufweisen, und können deshalb zur gleichen Zeit durch das gleiche Verfahren gebildet werden. Da die Verbindungsleitung 65 innerhalb der Öffnung der Schutzisolationsschicht 63 angeordnet ist, können darüber hinaus die Isolationsschutzschicht 63 und die Verbindungsleitung 65 unter Verwendung des gleichen Schablonenmusters gebildet werden.
  • Obwohl zwei lichtemittierende Zellen einschließlich der ersten lichtemittierenden Zelle S1 und der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 in dieser Ausführungsform abgebildet sind, soll dies so verstanden werden, dass die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt ist. Dies bedeutet, eine größere Anzahl von lichtemittierenden Zellen kann elektrisch mit jeder anderen über die Verbindungsleitung 65 verbunden werden. Zum Beispiel kann die Verbindungsleitung 65 die tieferen Halbleiterschichten 55 und die transparente Elektrodenschicht 61 der benachbarten lichtemittierenden Zellen miteinander verbinden, um einen Reihen-Array von lichtemittierenden Zellen zu bilden. Eine Vielzahl von solchen Arrays kann gebildet und invers-parallel zur jeweils anderen verbunden werden, um durch eine Wechsel-Stromquelle betrieben zu werden. Darüber hinaus kann ein Brückengleichrichter (nicht abgebildet) mit den Reihen-Arrays der lichtemittierenden Zelle verbunden werden, um es der lichtemittierenden Zelle zu ermöglichen, durch die Wechsel-Stromquelle betrieben zu werden. Der Brückengleichrichter kann durch Überbrücken der lichtemittierenden Zelle, aufweisend die gleiche Struktur wie die der lichtemittierenden Zellen S1, S2 unter Verwendung der Verbindungsleitung 65 gebildet werden.
  • 7 bis 13 sind schematische Schnittdarstellungen, darstellend ein Verfahren zum Herstellen eines MJT-LED-Chips gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
  • Bezugnehmend auf 7 ist eine Halbleiter-Stack-Struktur 56 einschließlich einer tieferen Halbleiterschicht 55, einer aktiven Schicht 57 und einer oberen Halbleiterschicht 59 auf einem Wachstumssubstrat 51 gebildet. In Ergänzung dazu kann eine Pufferschicht 53 auf einem Wachstumssubstrat 51, vor der Bildung der tieferen Halbleiterschicht 55, geformt sein.
  • Das Wachstumssubstrat 51 kann aus einem Material geformt sein, ausgewählt aus Saphir (Al2O3), Siliziumcarbid (SiC), Zinkoxid (ZnO), Silizium (Si), Gallium-Arsen (GaAS), Gallium-Phosphid (GaP), Lithiumaluminiumoxid (LiAl2O3), Bor-Nitrid (BN), Aluminium-Nitrid (AlN), und Gallium-Nitrid (GaN), ohne darauf beschränkt zu sein. Das bedeutet, das Material für das Wachstumssubtrat 51 kann auf verschiedene Weise ausgewählt werden in Abhängigkeit von den Materialien der Halbleiterschichten, die auf dem Wachstumssubstrat 51 gebildet werden. Darüber hinaus kann das Wachstumssubstrat 51 ein konvex-konkaves Muster auf einer oberen Oberfläche davon aufweisen, wie in einem gemusterten Saphir-Substrat.
  • Die Pufferschicht 53 ist so ausgebildet, um die Gitterfehlanpassung zwischen dem Wachstumssubstrat 51 und der Halbleiterschicht 55 darauf gebildet, zu lindern, und kann aus, zum Beispiel, Gallium-Nitrid (GaN) oder Aluminium-Nitrid (AlN) gebildet sein. Wenn die Wachstumsschicht 51 ein Substrat ist, ist die Pufferschicht 53 bevorzugt aus einer Isolationsschicht auf einer halb-isolierenden Schicht geformt. Zum Beispiel kann die Pufferschicht 53 aus AlN oder halb-leitendem GaN geformt sein.
  • Jede der tieferen Halbleiterschichten 55, der aktiven Schicht 57 und der oberen Halbleiterschicht 59 kann aus einem Gallium-Nitrid-basierten Halbleitermaterial, zum Beispiel, (Al, In, Ga)N gebildet sein. Die tieferen und oberen Halbleiterschichten 55, 59 und die aktive Schicht 57 können unregelmäßig oder kontinuierlich durch metallorganische chemische Gasabscheidungsprozesse (MOCVD), Molekular-Strahlen-Epitaxie, Hydrid-Gasphasen-Abscheidung (HVPE) und ähnliche gebildet werden.
  • Hier können die tieferen und die oberen Halbleiterschichten n-Typ und p-Typ Halbleiterschichten sein, oder umgekehrt. Innerhalb der Halbleiterschichten aus einer Gallium-Nitrid-basierten Zusammensetzung kann eine n-Typ Halbleiterschicht gebildet werden mittels Dotierung einer n-Typ Verunreinigung, zum Beispiel, Silizium (Si), und eine p-Typ Halbleiterschicht kann gebildet werden mittels Dotierung einer p-Typ Verunreinigung, zum Beispiel, Magnesium (Mg).
  • Bezugnehmend auf 8 ist eine Vielzahl von lichtemittierenden Zellen S1, S2, die voneinander separiert sind, mittels Photolithographie und Ätzprozess gebildet. Jede der lichtemittierenden Zellen S1, S2 ist so gebildet, dass sie eine abgeschrägte Seitenoberfläche hat. In einem typischen Verfahren zur Herstellung eines MJT-LED-Chips wird eine zusätzliche Photolithographie und ein Ätzprozess durchgeführt, um teilweise eine höhere Oberfläche der tieferen Halbleiterschicht 55 zu jeder der lichtemittierenden Zellen S1, S2 zu exponieren. Allerdings wurde in dieser Ausführungsform der Photolithographieprozess und der Ätzprozess, welcher durchgeführt wurde, um teilweise die höhere Oberfläche des tieferen Halbleiters 55 zu exponieren, weggelassen.
  • Bezugnehmend auf 9 sind eine stromblockende Schicht 60a, bedeckend einen bestimmten Bereich auf der ersten lichtemittierenden Zelle S1 und eine isolierende Schicht 60b, teilweise bedeckend die Seitenoberfläche der lichtemittierenden Zelle S1 ausgebildet. Die Isolationsschicht 60b kann sich so nur erstrecken, um einen Bereich zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle S1 und der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 zu bedecken, und teilweise eine Seitenoberfläche der tieferen Halbleiterschicht 55 der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 zu bedecken.
  • Die stromblockierende Schicht 60a und die Isolationsschicht 60b können durch Platzierung einer Isolationsmaterialschicht, gefolgt von der Erstellung eines Musters mittels Photolithographie und Ätzen gebildet werden. Alternativ dazu können die stromblockierende Schicht 60a und die Isolationsschicht 60b gebildet sei aus einem Isolationsmaterial mittels einer lift-off-Technik. Insbesondere kann jede der stromblockierenden Schichten 60a und der Isolierschichten 60b ein Bragg-Reflektor (DBR) sein, ausgebildet durch alternierendes Stapeln von Schichten, aufweisend verschiedene Brechungsindizes, zum Beispiel, SiO2- und TiO2-Schichten. Wenn die Isolationsschicht 60b ein Bragg-Reflektor (DBR) ist, ausgebildet durch das Stapeln von verschiedenen Schichten, ist es möglich, die Entstehung von Defekten, wie zum Beispiel pin-holes in der Isolationsschicht 60b zu verhindern, während die Isolationsschicht 60b mit einer geringeren Dicke ausgebildet werden kann, als im Stand der Technik.
  • Wie in 9 gezeigt, können die stromblockierende Schicht 60a und die Isolationsschicht 60b miteinander verbunden sein. Allerdings sollte es klar sein, dass die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt ist.
  • Dann wird eine transparente Elektrodenschicht 61 auf der ersten und zweiten lichtemittierenden Zelle S1, S2 gebildet. Die transparente Elektrodenschicht 61 kann aus einer Indium-Zinn-Oxid(ITO)-Schicht, einer leitenden Oxidschicht, wie zum Beispiel um Zink-Oxid-Schicht, oder einer Metallschicht, wie Ni/Au gebildet sein. Die transparente Elektrodenschicht 61 ist verbunden mit der oberen Halbleiterschicht 59 und ist teilweise platziert auf der stromblockierenden Schicht 60a. Die transparente Elektrodenschicht 61 kann gebildet sein durch einen Lift-Off-Prozess, ohne darauf beschränkt zu sein. Alternativ dazu kann die Elektrodenschicht 61 durch Photolithographie und einen Ätzprozess gebildet sein.
  • Bezugnehmend auf 10 ist eine Isolationsschicht 63 ausgebildet, um die ersten und zweiten lichtemittierenden Zellen S1, S2 zu bedecken. Die Isolationsschutzschicht 63 bedeckt die transparente Elektrodenschicht 61 und die Isolierungsschicht 60b. In Ergänzung dazu kann die Isolationsschicht 63 eine Gesamtfläche der ersten und zweiten lichtemittierenden Zellen S1, S2 bedecken. Die Isolationsschicht 63 kann aus einer Isolationsmaterialschicht, wie einer Silizium-Oxid- oder Silizium-Nitrid-Schicht, mittels chemischer Dampfabscheidung (Chemical Vapor Deposition, CVD) gebildet sein.
  • Bezugnehmend auf 11 ist ein Maskenmuster 70, aufweisend eine Öffnung an der Isolationsschutzschicht 63 gebildet. Die Öffnung des Maskenmusters 70 korrespondiert zu einem Bereich für eine Verbindungsleitung. Dann wird eine Region der Isolationsschutzschicht 63 mittels Ätzen durch das Maskenmuster 70 entfernt. Als Ergebnis ist eine Öffnung auf der Isolationsschicht 63 ausgeformt, um einige der transparenten Elektrodenschichten 61 und die Isolationsschutzschicht 60 auszusetzen während die abgeschrägte Seitenoberfläche der tieferen Halbleiterschicht 55 der lichtemittierenden Zelle S2 exponiert ist.
  • Bezugnehmend auf 12, mit dem Maskenmuster 70, welches auf der Isolationsschutzschicht 63 zurückbleibt, wird ein leitfähiges Material aufgebracht, um die Verbindungsleitung 65 innerhalb der Öffnung des Maskenmusters 70 auszubilden. Hier können Teile des leitfähigen Materials 65a auf dem Maskenmuster 70 aufgebracht werden. Das leitfähige Material kann mittels Galvanik, Elektronenstrahlverdampfung, Zerstäuben, oder ähnlichem aufgebracht werden.
  • Bezugnehmend auf 11 wird das Maskenmuster 70, zusammen mit Teilen des leitfähigen Materials 65a von dem Maskenmuster 70 entfernt. Als ein Ergebnis ist die Verbindungsleitung 65, welche elektrisch die erste und zweite lichtemittierende Zelle S1, S2 verbindet, komplettiert.
  • Hier ist eine erste Verbindungsleitung 65p der Verbindungsleitung 65 verbunden mit der transparenten Elektrodenschicht 61 der ersten lichtemittierenden Zelle S1, und eine zweite Verbindungsleitung 65n davon ist verbunden mit der abgeschrägten Seitenoberfläche der tieferen Halbleiterschicht 55 der zweiten lichtemittierenden Zelle S2. Die erste Verbindungsleitung 65p der Verbindungsleitung 65 kann verbunden werden mit der transparenten Elektrodenschicht 60a innerhalb einer oberen Region der stromblockierenden Schicht 60a. Die Verbindungsleitung 65 ist getrennt von der Seitenoberfläche der ersten lichtemittierenden Zelle S1 durch die Isolationsschicht 60b.
  • In der Ausführungsform werden die stromblockierende Schicht 60a und die Isolationsschicht 60b durch dasselbe Verfahren gebildet. Als ein Ergebnis können die Isolationsschutzschicht 63 und die Verbindungsleitung 65 unter Verwendung desselben Maskenmusters 70 geformt werden, wobei der MJT-LED-Chip durch dieselbe Zahl der Exposure Verfahren hergestellt werden kann, während die stromblockierende Schicht 60a zugefügt wird.
  • 14 ist eine schematische Schnittdarstellung eines MJT-LED-Chips gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • Bezugnehmend auf 14 ist der MJT-LED-Chip gemäß dieser Ausführungsform im Wesentlichen ähnlich wie MJT-LED-Chip beschrieben im Hinblick auf 5 und 6 und schließt darüber hinaus eine transparente leitfähige Schicht 62 ein.
  • Das Wachstumssubstrat 51, die lichtemittierenden Zellen S1, S2, Die Pufferschicht 53, die transparente Elektrodenschicht 61, die stromblockende Schicht 60a, die Isolationsschicht 60b, die Isolierungsschutzschicht 63 und die Verbindungsleitung 65 sind ähnlich zu denen der LED beschrieben in Bezug auf 5 und 6, weshalb eine detaillierte Beschreibung hiervon weggelassen wird.
  • Die transparente leitfähige Schicht 62 ist zwischen der Isolationsschicht 60b und der Verbindungsleitung 65 platziert. Die transparente leitfähige Schicht 62 hat eine engere Breite als die Isolationsschicht 60b, und verhindert somit einen Kurzschluss der oberen Halbleiterschicht 59 und der tieferen Halbleiterschicht 55 aufgrund der transparenten leitfähigen Schicht 62.
  • Andererseits ist die transparente leitfähige Schicht 62 mit einer ersten transparenten Elektrodenschicht 61 verbunden, und kann elektrisch die erste transparente Elektrodenschicht 61 mit der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 verbinden. Zum Beispiel kann die transparente leitfähige Schicht 62 an einem Ende mit der unteren Halbleiterschicht 55 der zweiten lichtemittierenden Zelle verbunden sein. In Ergänzung hierzu, wenn zwei oder mehr lichtemittierende Zellen hiermit verbunden werden, kann sich eine zweite transparente leitfähige Schicht 62 von einer zweiten transparenten Elektrodenschicht 61 auf der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 erstrecken.
  • Da die transparente leitfähige Schicht 62 zwischen der Verbindungsleitung 65 und der Isolationsschicht 60b platziert ist, kann in dieser Ausführungsform Strom durch die transparente leitfähige Schicht 62 selbst in dem Fall fließen, wo die Verbindungsleitung 65 unterbrochen ist, und dabei die elektrische Stabilität des MJT-LED-Chips verbessern.
  • 15 bis 18 sind schematische Schnittdarstellungen, darstellend ein Verfahren zum Herstellen eines MJT-LED-Chips.
  • Bezug nehmend auf 15, erstens, wie beschrieben mit Bezug auf 7 und 8, ist ein Halbleiter-Stapel-Struktur 56 auf einem Wachstumssubstrat 51 gebildet und einer Vielzahl von lichtemittierenden Zellen S1, S2, die voneinander separiert sind, ausgebildet mittels Fotolithografie und Ätzprozess. Dann, wie beschrieben mit Referenz zu 9, wird eine stromblockende Schicht 60 bedeckend einen Bereich auf der ersten lichtemittierenden Zelle S1 und eine Isolationsschicht 60b teilweise bedeckend eine Seitenoberfläche der ersten lichtemittierenden Zelle S1 ausgebildet.
  • Wie mit Referenz zu 9 beschrieben, kann jede der stromblockenden Schichten 60a und der Isolationsschichten 60b einen Bragg-Reflektor (DBR) einschließen, ausgebildet durch alternierende Stapelschichten aufweisend verschiedene Brechungsindizes, zum Beispiel, SiO2 und TiO2 Schichten. Wenn die Isolationsschicht 60b den Bragg-Reflektor (DBR) einschließen der durch das Stapeln von verschiedenen Schichten ausgebildet wird, ist es möglich, effektiv die Entstehung von Defekten wie pin-holes in der Isolationsschicht 60b zu unterdrücken, wobei die Isolationsschicht 60b mit einer geringeren Dicke ausgebildet werden kann als im Stand der Technik.
  • Dann wird eine transparente Elektrodenschicht 61 auf der ersten und der zweiten lichtemittierenden Zelle S1, S2 gebildet. Wie beschrieben mit Bezug zu 9 kann die transparente Elektrodenschicht 61 auf einer Indium-Zinn-Oxid(ITO)-Schicht, einer leitfähigen Oxidschicht, wie zum Beispiel Zinkoxidschicht oder eine Metallschicht wie Ni/Au gebildet werden. Die transparente Elektrodenschicht 61 ist mit der höheren Halbleiterschicht 59 verbunden und ist teilweise auf der stromblockenden Schicht 60a platziert. Diese transparente Elektrodenschicht 61 kann über einen Lift-Off Prozess gebildet werden ohne darauf beschränkt zu sein. Alternativ kann die transparente Elektrodenschicht 61 durch Fotolithografie oder Ätzprozess geformt werden.
  • Während der Ausbildung der transparenten Elektrodenschicht 61 wird eine transparente leitfähige Schicht 62 gebildet Die transparente leitfähige Schicht 62 kann zusammen mit der transparenten Schicht 61 unter Verwendung des gleichen Materials und des gleichen Verfahrens gebildet werden. Die transparente leitfähige Schicht 62 wird auf der Isolationsschicht 60b gebildet und kann verbunden werden mit der transparenten Elektrodenschicht 61. Weiterhin kann die transparente leitfähige Schicht 62 an einem Ende davon elektrisch verbunden werden mit der abgeschrägten Seitenoberfläche der tieferen Halbleiterschicht 55 der zweiten lichtemittierenden Zelle S2.
  • Bezugnehmend auf 16 wird eine Isolationsschutzschicht 63 gebildet, um die erste und zweite lichtemittierende Zelle S1, S2 auszubilden. Die Isolationsschutzschicht 63 bedeckt die transparente Elektrodenschicht 61, die transparente leitfähige Schicht 62 und die Isolationsschicht 60b. In Ergänzung hierzu kann die Isolationsschutzschicht 63 den gesamten Bereich der ersten und zweiten lichtemittierenden Zellen S1, S2 bedecken. Die Isolationsschutzschicht 63 kann aus einer Isolationsmaterialschicht wie zum Beispiel Siliziumoxid oder Siliziumnitrid, mittels chemischer Dampfabscheidung (Chemical Vapor Deposition, CVC) geformt werden.
  • Bezugnehmend auf 17, wie beschrieben in Bezug auf 11, wird ein Maskenmuster 70 gebildet aufweisend eine Öffnung auf der Isolationsschutzschicht 63. Die Öffnung des Maskenmusters 70 korrespondiert zu einem Bereich für eine Verbindungsleitung. Dann wird ein Teil der Isolationsschutzschicht 63 mittels Ätzen durch das Maskenmuster 70 entfernt. Als ein Ergebnis wird eine Öffnung auf der Isolationsschutzschicht 63 geformt um Teile der transparenten Elektrodenschicht 61 zu exponieren, und die transparente leitfähige Schicht 62, während der abgeschrägte Seitenbereich der tieferen Halbleiterschicht 55 und der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 exponieren wird. Darüber hinaus ist die Isolationsschicht 60b teilweise durch die Öffnung exponieren.
  • Bezugnehmend zu 18, wie beschrieben mit Bezug auf 12, wird mit dem Maskenmuster 70, das auf der Isolationsschutzschicht 63 zurückbleibt, ein leitfähiges Material aufgebracht, um eine Verbindungsleitung 65 innerhalb der Öffnung des Maskenmusters 70 zu formen.
  • Dann, bezugnehmend auf 13, wird das Maskenmuster 70, zusammen mit einigen Teilen des leitfähigen Materials 65a, von dem Maskenmuster 70 entfernt. Als ein Ergebnis ist die Verbindungsleitung 65, welche die erste und zweite lichtemittierende S1, S2 verbindet, komplettiert.
  • In den Ausführungsformen beschrieben mit Bezug auf 7 bis 13 kann die Isolationsschicht 60b während des Ätzens der Isolationsschutzschicht 63 beschädigt werden. Zum Beispiel, wenn die Isolationsschutzschicht 63 einem Ätzen unterzogen wird, verwendend einen ätzenden Stoff, welcher zum Beispiel Fluorwasserstoffsäure enthält, kann die Isolationsschicht 60b einschließlich einer Oxidschicht durch das Ätzmittel beschädigt werden. In diesem Fall kann die Isolationsschicht 60b darin versagen, die Verbindungsleitung 65 von der ersten nicht emittierenden Zelle S1 zu isolieren, und dadurch einen Kurzschluss auslösen.
  • Allerdings kann in der vorliegenden Ausführungsform, da die transparente leitfähige Schicht 62 auf der Isolationsschicht 60b platziert ist, die Isolierschicht 60b unter der transparenten leitfähigen Schicht 62 vor Ätzbeschädigungen geschützt werden. Als ein Ergebnis ist es möglich, einen Kurzschluss aufgrund der Verbindungsleitung 65 zu vermeiden.
  • In dieser Ausführungsform können die transparente Elektrodenschicht 61 und die transparente leitfähige Schicht 62 mittels desselben Verfahrens geformt werden. Dementsprechend kann der MJT-LED-Chip mit derselben Zahl von Belichtungsprozessen, während die transparente leitfähige Schicht 62 zugefügt wird, hergestellt werden.
  • Struktur des optischen Teils gemäß der ersten Ausführungsform und MJT-LED-Modul einschließlich desselben.
  • Als nächstes, bezugnehmend auf 3, 4 und 19 bis 25, werden detaillierte Strukturen und Funktionen eines optischen Teils gemäß einer ersten Ausführungsform und eines MJT-LED-Moduls umfassend dieses, beschrieben werden.
  • Wieder bezugnehmend auf 3, kann das optische Teil 130 gemäß der ersten Ausführungsform eine tiefere Oberfläche 131 einschließen und eine obere Oberfläche 135 und kann darüber hinaus einen Kante 137 und einen Schenkel 139 einschließen. Die obere Oberfläche 131 schließt einen konkaven Abschnitt 131a mit ein, und die höhere Oberfläche 135 schließt eine konkave Oberfläche 135a und eine konvexe Oberfläche 135b ein.
  • Die niedrig liegende Oberfläche 131 ist zusammengesetzt aus einer im Wesentlichen kreisförmigen scheibenförmigen Ebene, und hat den konkaven Abschnitt 131a platziert in einem zentralen Teil davon. Es ist nicht erforderlich, dass die niedrig liegende Oberfläche 131 eine flache Oberfläche ist und sie kann verschiedene konvexe-konkave Muster haben.
  • Darüber hinaus hat eine innere Oberfläche des konkaven Abschnitts 131a eine Oberfläche 133 einschließlich einer Seitenoberfläche 133a und einer oberen Endoberfläche 133b. Hier ist die obere Endoberfläche 133b senkrecht zu einer zentralen Achse C und die Seitenoberfläche 133a erstreckt sich von dem oberen Endoberfläche 133b zu einem Eingang des konkaven Abschnitts 131a. Wenn die zentrale Achse C ausgelegt ist mit der optischen Achse L des MJT-LED 100 übereinzustimmen, ist hier die zentrale Achse C als eine zentrale Achse des optischen Teils 130 definiert, welches ein Zentrum einer Strahlenverteilung von Licht verlassend den optischen Teil 130 wird.
  • Die konkave Abschnitt 131a kann eine Form haben, dessen Breite teilweise von dem Eintritt davon zu einer oberen Seite davon abnimmt. Speziell nähert sich die Seitenoberfläche 133a graduell der zentralen Achse C vom Eintritt des konkaven Abschnitts 131a bis zu der oberen Endoberfläche 133b. Mit dieser Struktur kann eine Region für die höher liegende Endoberfläche 133b enger gebildet werden als der Eingang des konkaven Abschnitts 131a. Die Seitenoberfläche 133a kann eine relativ sanfte Neigung haben nahe der oberen Endoberfläche 133b.
  • Die Region für die obere Endoberfläche 133b ist definiert innerhalb einer engeren Region als eine Region für den Eintritt der konkaven Abschnitt 131a. In Ergänzung hierzu kann die Region für die obere Endoberfläche 133b definiert sein innerhalb eines engeren Bereichs als ein Bereich umgeben bei einer Beugungskurve, an der die konkave Oberfläche 135a der oberen Oberfläche 135, die Oberfläche 135b davon trifft. Weiterhin kann die Region für die obere Endoberfläche 133b innerhalb einer engeren Region als eine Region für den Hohlraum 121a (4) der MJT-LED platziert sein, das heißt eine Lichtaustrittregion.
  • Die Region für die obere Endoberfläche 133b reduziert die Variation der Strahlenverteilung des Lichtes verlassend den optischen Teil 130 durch die obere Oberfläche 135 davon selbst im Fall einer fehlerhaften Ausrichtung zwischen der MJT-LED 100 und dem optischen Teil 130. Daher kann der Bereich für die obere Endoberfläche 133b in Anbetracht einer fehlerhaften Ausrichtung zwischen der MJT-LED 100 und dem optischen Teil 130 minimiert werden.
  • Des Weiteren schließt die obere Oberfläche 135 des optischen Teils 130 die konkave Oberfläche 135a und die konvexe Oberfläche 135b, die sich kontinuierlich von der konkaven Oberfläche 135a mit Referenz zu der zentralen Achse C erstrecken. Eine Linie, auf der die konkave Oberfläche 135a die konvexe Oberfläche 135b trifft, wird die Beugungskurve. Die konkave Oberfläche 135a verteilt Licht austretend nahe der zentralen Achse C des optischen Teils 130 durch Brechung zu einem relativ großen Winkel. Darüber hinaus erhöht die konvexe Oberfläche 135b die Menge des Lichtsaustritts in Richtung einer äußeren Richtung der zentralen Achse C.
  • Die obere Oberfläche 135 und der konkave Abschnitt 131a haben eine symmetrische Struktur im Verhältnis zu der zentralen Achse C. Zum Beispiel haben die obere Oberfläche 135 und der konkave Abschnitt 131a eine spiegelsymmetrische Struktur im Verhältnis zu einer Ebene verlaufend durch die zentrale Achse C und können eine Rotationskörperform relativ zu der zentralen Achse C haben. In Ergänzung hierzu können der konkave Abschnitt 131a und die obere Oberfläche 135 gemäß der gewünschten Lichtstrahlverteilung verschiedene Formen haben.
  • In einem anderen Aspekt verbindet der Kante 137 die obere Oberfläche 135 mit der unteren Oberfläche 131 und definiert eine äußere Größe des optischen Teils. Eine Seitenoberfläche des Kante 137 und der tieferen Oberfläche 131 kann mit konvex-konkaven Mustern geformt werden. Die Schenkel 139 des optischen Teils 130 sind gekoppelt mit der Leiterplatte 110, um die untere Oberfläche 131 zu unterstützen und gleichzeitig die untere Oberfläche 131 von der Leiterplatte 110 zu trennen. Ein Koppeln der Abstände 139 mit der Leiterplatte 110 kann durchgeführt werden durch Binden eines distalen Endes von jedem der Schenkel 139 der Leiterplatte 110 unter Verwendung eines Klebstoffes oder durch Anpassen jedes der beiden Schenkel 139 in eine korrespondierende Vertiefung ausgeformt in der Leiterplatte 110.
  • Das optische Teil 130 ist von der MJT-LED 100 getrennt, so dass ein Luftspalt in den konkaven Abschnitt 131a ausgebildet ist. Das Gehäuse 121 der MJT-LED 100 ist platziert unterhalb der tieferen Oberfläche 131, und die Wellenlängenkonversionsschicht 125 der MJT-LED 100 ist getrennt von dem konkaven Abschnitt 131a, um unter der unteren Oberfläche 131 platziert zu werden. Mit dieser Struktur wird Licht, welches in den konkaven Abschnitt 131a gelangt, daran gehindert aufgrund der Absorption durch das Gehäuse 121 oder die Wellenlängenkonversionsschicht 125 verloren zu gehen.
  • Gemäß dieser Ausführungsform ist es möglich, wenn eine Ebene senkrecht im Verhältnis zu der zentralen Achse C gebildet ist, innerhalb des konkaven Abschnitts 131a, die Variation der Strahlenverteilung des Lichts verlassend das optische Teil 130, selbst aufgrund einer Fehlverbindung zwischen der MJT-LED 100 und dem optischen Teil 130 zu reduzieren. Darüber hinaus kann das optische Teil leicht hergestellt werden, da der konkave Abschnitt 131a keinen relativ scharfen Apex hat.
  • 19 zeigt eine Schnittdarstellung von verschiedenen Modifikationen des optischen Teiles. Hierin werden verschiedene Modifikationen des konkaven Abschnitts 131a gezeigt in 3 beschrieben.
  • In 19(a) hat die obere Endoberfläche 133b senkrecht zu der zentralen Achse C beschrieben in 3 eine abwärts hervorstehende Oberfläche geformt an einem Abschnitt davon nahe an der Achse C. Mit dieser abwärts hervorstehenden Oberfläche kann das optische Teil primäre Kontrolle des Lichts, welches in den Abschnitt des optischen Teiles nahe der zentralen Achse C gelangt, erreichen.
  • Die obere Endoberfläche von 19(b) ist ähnlich zu der von 19(a) mit der Ausnahme, dass die obere Endoberfläche von 19(b) aufwärts gerichtete hervorstehende Oberflächen hat, geformt an Abschnitten davon senkrecht zu der zentralen Achse C des optischen Teiles. Da die oberen Oberfläche kombiniert ist mit der aufwärts gerichteten hervorstehenden Oberflächen und der abwärts gerichteten hervorstehenden Oberfläche, kann das optische Teil die Variation der Lichtstrahlverteilung aufgrund der Fehlausrichtung zwischen der MJT-LED und dem optischen Teil vermindern.
  • Die obere Endoberfläche von 19(c) unterscheidet sich von 3 in dem Punkt, dass die obere Endoberfläche 133b ausgeformt mit einer aufwärts gerichteten hervorstehenden Oberfläche an einem Teil davon nahe der zentralen Achse C des optischen Teils. Mit dieser aufwärts gerichteten hervorstehenden Oberfläche kann das optische Teil eine weitere Verteilung des Lichts, welches den Teil des optischen Teils nahe der zentralen Achse C davon betritt, erreichen.
  • Die obere Endoberfläche von 19(d) ist ähnlich zu der von 19(c) mit der Ausnahme, dass die obere Endoberfläche abwärts gerichtete hervorstehende Oberflächen hat an Teilen davon senkrecht zu der zentralen C-Achse des optischen Teils. Die obere Endoberfläche kombiniert es mit den aufwärts gerichteten hervorstehenden Oberflächen und den abwärts gerichteten hervorstehenden Oberflächen kann das optische Teil die Variation in der Lichtstrahlenverteilung aufgrund einer Fehlausrichtung zwischen der MJT-LED und dem optischen Teil reduzieren.
  • 20 zeigt Schnittansichten eines optischen Teils, abbildend ein MJT-LED-Modul gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • Bezugnehmend auf 20(a) kann die obere Endoberfläche 133b mit einem Muster 133c gebildet werden. Das Streulichtmuster 133c kann ein konvex-konkaves Muster sein. In Ergänzung hierzu kann die konkave Oberfläche 135a auch mit einem Streulichtmuster 135c gebildet sein. Das Streulichtmuster 135c kann auch ein konvex-konkaves Muster sein.
  • Generell ist ein relativ großer Lichtfluss nahe der zentralen Achse C des optischen Teils konzentriert. Darüber hinaus, gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, da die obere Endoberfläche 133b senkrecht ist zu der zentralen Achse C, kann mehr Lichtfluss nahe der zentralen Achse C konzentriert werden. Demgemäß ist es möglich, mit der Struktur der oberen Endoberfläche 133b und/oder der konkaven Oberfläche 135a aufweisend das Lichtstreumuster 133c, 135c, den Lichtfluss nahe der zentralen Achse C des optischen Teils zu verteilen.
  • Bezugnehmend auf 20(b) kann eine Materialschicht 139a, aufweisend einen Brechungsindex, der verschieden von denen des optischen Teils 130 auf der oberen Endoberfläche 133b ist, platziert werden. Der Brechungsindex der Materialschicht 139a kann höher sein als der des optischen Teils, was einen optischen Pfad des Lichteintritts auf der oberen Endoberfläche 133b ermöglicht.
  • Darüber hinaus kann auch eine Materialschicht 139b aufweisend einen Brechungsindex, der verschieden ist von dem des optischen Teils 130 auf der konkaven Oberfläche 135a ist, platziert werden. Der Brechungsindex der Materialschicht 139b kann höher sein als der des optischen Teils, was einen Wechsel eines optischen Pfades des Lichteinfalls durch die konkave Oberfläche 135a ermöglicht.
  • Die Streulichtmuster 133c, 135c von 20(a), und die Materialschichten 139a, 139b von 20(b) können auch auf die verschiedenen optischen Teile von 19 angewendet werden.
  • 21 ist eine Schnittansicht illustrierend die Dimensionen eines MJT-LED Moduls verwendet für Simulation. Hier werden dieselben Referenzzeichen als die von 3 und 4 verwendet (es soll sich auch auf 3 und 4 für eine Abbildung von einigen Elementen bezogen werden).
  • In der MJT-LED 100 hat der Hohlraum 121a einen Durchmesser von 2,1 mm und eine Höhe von 0,6 mm. Die Wellenlängenkonversionsschicht 125 füllt den Hohlraum 121a und hat eine flache Oberfläche. Eine Distanz (d) zwischen der MJT-LED 100 und der tieferen Oberfläche 131 des optischen Teils 130 ist 0,18 mm und die MJT-LED 100 und das optische Teil 130 sind in der Weise arrangiert, dass die optische Achse L des MJT-LED 100 mit der zentralen Achse 10 des optischen Teils ausgerichtet ist.
  • Das optische Teil 130 hat eine Höhe (H) von 4,7 mm und eine obere Oberfläche des optischen Teils hat eine Weite (W1) von 15 mm. Die konkave Oberfläche 135a hat eine Weite (W2) von 4,3 mm. Darüber hinaus hat der Eingang den konkaven Abschnitt 131a platziert auf der tieferen Oberfläche 131 eine Weite (W1) von 2,3 mm und die obere Endoberfläche 133b hat eine Weite (W2) von 0,5 mm. Der konkave Abschnitt 131a hat eine Höhe (H) von 1,8 mm.
  • 22 zeigt Schaubilder, die eine Form des optischen Teils von 21 zeigen. Hier (a) ist eine Schnittdarstellung des optischen Teils abbildend Referenz Punkt P, Distanz R, Eintrittswinkel Θ1, und Austrittswinkel Θ5; (b) zeigt Variationen der Distanz R gemäß dem Eintrittswinkel Θ1 und (c) zeigt Variationen von Θ5/Θ1 gemäß dem Eintrittswinkel Θ1. 23 zeigt Verlaufsrichtungen von Lichtstrahlen betretend das optische Teil 31 vom Referenzpunkt P bei Intervallen von 3°.
  • Bezugnehmend auf 22(a) zeigt Referenzpunkt P einen Lichtaustrittspunkt der MJT-LED 100 platziert auf der optischen Achse L. entsprechend ist Referenzpunkt P eingestellt um auf einer äußeren Oberfläche der Wellenkonversionsschicht 125 platziert zu sein, um externe Faktoren, wie zum Beispiel Streulicht durch die Leuchtmittel in der MJT-LED 100 und ähnlichem auszuschließen.
  • Θ1 zeigt einen Eintrittswinkel von Licht, das in das optische Teil 130 vom Referenzpunkt P eintritt, und Θ5 zeigt einen Austrittswinkel an von Licht verlassend das optische Teil 130 durch die obere Oberfläche 135. R zeigt eine Distanz von Referenzpunkt P zu der inneren Oberfläche den konkaven Abschnitt 131a an.
  • Bezugnehmend auf 22(b) nimmt R mit zunehmendem Θ1 leicht zu, da die obere Endoberfläche 133b des konkaven Abschnitts 131a senkrecht ist zu der zentralen Achse C. Ein vergrößertes Schaubild in 22(b) zeigt eine zunehmende Kurve von R. Auf der Seitenoberfläche 133a des konkaven Abschnitts 131a nimmt R mit zunehmenden 81 zu und nimmt leicht nahe dem Eintritt der konkave Abschnitt 131a zu.
  • Bezugnehmend auf 22(c) nimmt Θ05/Θ1 schnell nahe der konkaven Oberfläche 135a zu und nimmt relativ leicht nahe der konvexen Oberfläche 135b ab, da Θ1 zunimmt. In dieser Ausführungsform, wie in 23 gezeigt, kann der Lichtfluss, der das optische Teil durch die konkave Oberfläche 135a verlässt mit dem Lichtfluss, der das optische Teil durch die konvexe Oberfläche 135b verlässt, überlappen. Dies bedeutet, innerhalb der Lichtstrahlen, die in das optische Teil von Referenzpunkt P eintreten, welche das optische Teil durch die konkave Oberfläche 135a nahe der Flexionskurve verlassen, kann das Licht einen höheren Brechungswinkel haben als Licht, das das optische Teil die konvexe Oberfläche 135b verlässt. Somit ist es möglich, die Konzentration von Lichtfluss nahe der zentralen Achse 10 durch Bilder der oberen Endoberfläche 133b auf dem konkaven Abschnitt 131a zu reduzieren, um eine planare Form zu haben und die Formen der konkaven Oberfläche 135a und der konvexen Oberfläche 135b anzupassen.
  • 24 zeigt Schaubilder, die die Verteilung der Beleuchtungsstärke zeigen, in der (a) ein Schaubild abbildend die Verteilung der Beleuchtungsstärke einer MJT-LED ist und (b) ein Schaubild abbildend die Verteilung der Beleuchtungsstärke des MJT-LED Moduls verwendend ein optisches Teil. Die Verteilung der Beleuchtungsstärke wird dargestellt als eine Größe der Lichtstromdichte von Licht, das auf einen Bildschirm mit einem Abstand von 25 mm von einem Referenzpunkt getrennt ist.
  • Wie in 24(a) gezeigt, stellt die MJT-LED 100 eine bilaterale symmetrische Verteilung der Beleuchtungsstärke bereit mit Bezug auf die optische Achse (C), und hat eine Dichte des Lichtflusses, die sehr hoch ist an dem Zentrum davon, und gegenüber der Peripherie davon rasch abnimmt. Wenn das optische Teil 130 auf die MJT-LED 100 angewendet wird, kann das MJT-LED 100 eine im Wesentliche uniforme Lichtflussdichte innerhalb eines Radius von 40 mm, wie in 24(b) gezeigt, bereitstellen.
  • 25 zeigt Schaubilder abbildend Lichtstrahlenverteilungen, in welchen (a) ein Schaubild ist abbildend eine Lichtstrahlenverteilung einer MJT-LED und (b) ein Schaubild abbildend eine Lichtstrahlenverteilung des MJT-LED Moduls verwendend ein optisches Teil. Die Lichtstrahlenverteilung zeigt die Lichtintensität an einem Ort, der mit einer Distanz von 5 m vom Referenzpunkt P gemäß einem Strahlenwinkel getrennt ist und es sind Strahlenverteilungen in orthogonaler Richtung abgebildet, um miteinander in einem Schaubild zu überlappen.
  • Wie in 25(a) gezeigt, ist die Intensität des Lichts ausgestrahlt von der MJT-LED 100 hoch an dem Strahlungswinkel von 0°, das heißt, an dem Zentrum davon und nimmt graduell mit zunehmendem Strahlungswinkel ab. Wenn das optische Teil auf die MJT-LED 100 angewendet wird, ist die Intensität des Lichts ausgesendet von der MJT-LED 100 verhältnismäßig niedrig bei einem Strahlungswinkel von 0° und ist relativ hoch nahe eines Strahlungswinkels von 70°, wie in 25(b) abgebildet.
  • Wenn das optische Teil 130 angewendet wird auf die MJT-LED 100, ist es demgemäß, möglich, eine uniforme Hintergrundbeleuchtung eines relativ weiten Bereichs durch Wechsel der Lichtstrahlenverteilung der MJT-LED zu erreichen, welche eine hohe Lichtintensität an dem Zentrum davon hat.
  • Struktur des optischen Teils gemäß der zweiten Ausführungsform und MJT-LED Module umfassend dieses.
  • Als nächstes, bezugnehmend auf 26 und 33, werden detaillierte Strukturen und Funktionen eines optischen Teils gemäß einer zweiten Ausführungsform und ein MJT-LED Modul umfassend dieses beschrieben werden.
  • 26 ist eine Schnittansicht eines MJT-LED-Moduls gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und 27(a), (b) und (c) sind Schnittansichten des MJT-LED-Moduls aufgenommen entlang der Linien a-a, b-b und c-c von 26. Hier korrespondiert die Linie a-a zu einer Linie auf einer tieferen Oberfläche des optischen Teils, Linie c-c korrespondiert zu einer Linie auf einer oberen Oberfläche des optischen Teil, und Linie b-b korrespondiert zu einer Schnittlinie an der Mitte der Höhe einer Diffusionslinse zwischen Linie a-a und Linie c-c. Darüber hinaus ist 28 eine detaillierte Ansicht eines optischen Teils des MJT-LED-Moduls gezeigt in 26 und 29 zeigt eine Verteilung der Lichtstrahlen des MJT-LED-Moduls verwendend das optische Teil von 28.
  • Bezugnehmend auf 26 schließt das MJT-LED Modul eine MJT-LED 100 und ein optisches Teil 230 ein, angeordnet auf dem MJT-100 und gebildet aus einem Harz- oder Glasmaterial. Obwohl die Leiterplatte 110 teilweise abgebildet ist, um ein einzelnes MJT-LED-Modul in dieser Ausführungsform zu zeigen, ist normalerweise eine Vielzahl von MJT-LED-Modulen auf einer einzelnen Leiterplatte 110 angeordnet, um das Hintergrundlicht 300, wie oben beschrieben, zu erzeugen.
  • Die MJT-LED 100 und die Leiterplatte 110 sind dieselben wie die in der ersten Ausführungsform beschrieben oben mit Referenz zu 3 und 4, weshalb detaillierte Beschreibungen davon weggelassen werden. Daher wird das optische Teil 230 gemäß der zweiten Ausführungsform im Wesentlichen im Folgenden beschrieben.
  • Bezugnehmend auf 26 schließt das optische Teil 230 eine niedere Oberfläche 231 und eine Lichtaustrittsfläche 235 an der entgegengesetzten Seite davon ein, und kann darüber hinaus Schenkel 239 einschließen. Die tiefere Oberfläche 231 schließt einen konkaven Lichteinfallabschnitt 231a ein. Die Lichtaustrittsseite 235 ist im Wesentlichen zusammengesetzt aus einer aufwärts gerichteten vorstehenden runden Oberfläche und schließt eine Oberfläche 235a ein, gebildet an einem tieferen Zentrum davon. Die flache Oberfläche 235a ist platziert entsprechend einem konkaven Abschnitt eines optischen Teils sowie Aspekten des optischen Teils, wie in der ersten Ausführungsform gezeigt, und der optische Teil 230 kann Licht nahe der optischen Achse durch die Struktur eines Lichteinfallsabschnitts 231a verteilen, welches im Detail anschließend beschrieben wird, auch ohne den konkaven Abschnitt an dem oberen Zentrum der Lichtaustrittseite. Der Lichteinfallsabschnitt 231a hat einen im Wesentlichen glockenförmigen Querschnitt. Dies bedeutet, der Lichteinfallsabschnitt 231a hat eine Form, welche im Wesentlichen von einer niedrigen Eingang benachbart zur MJT-LED 100 hin zu einem höheren Apex davon graduell übergeht.
  • Bezugnehmend auf 27(a) hat die tiefere Oberfläche 231 des optischen Teils 230 eine kreisförmige Form. Zusätzlich hat der Lichteinfallsabschnitt 231a einen tieferen Teil platziert an einem Zentrum der tieferen Oberfläche 231 und die tiefere Portion des Lichteinfallsabschnitts 231a hat eine kreisrunde Form. Der Lichteintrittsabschnitt 231a behält eine kreisrunde Form von dem unteren Eintritt vor dem unteren Apex davon bei und hat einen graduell abnehmenden Durchmesser in einer Aufwärtsrichtung. Bezugnehmend zu 27(c) hat die untere flache Oberfläche 235a des optionalen Teils 230 eine runde Form.
  • Bezugnehmend auf 27(a), (b) und (c), in der Reihenfolge, schließt das optische Teil 230 die untere Oberfläche 231, aufweisend eine runde Form, ein und hat einen graduell abnehmenden Durchmesser in der Aufwärtsrichtung. Das optische Teil 230 kann eine größere Variation im Durchmesser eines kreisrunden äußeren Kreisumfangs an einer Portion einer Seitenoberfläche davon haben als die des kreisrunden äußeren Kreisumfangs an einer tieferen Portion der Seitenoberfläche davon. Die kreisrunde Form des Lichteinfallsabschnitts 231a hat einen graduell abnehmenden Durchmesser.
  • Bezugnehmend auf 28 ist eine optische Achse L korrespondierend zu der zentralen Achse des optischen Teils 230 gezeigt. Um eine uniforme Lichtverteilung zur Verwendung des optischen Teils 130 zu erhalten, ist es notwendig, eine Intensitätsspitze bei einem Winkel von 60° oder mehr von der optischen Achse L zu haben. Um solche optischen Charakteristiken zu erhalten, ist es notwendig, eine effektive Verteilung von Licht in einem Winkel von 50° oder weniger von der optischen Achse L zu erreichen. 28 zeigt Referenzlinie (r) bei einem Winkel von 50° oder weniger relativ zu der optischen Achse L.
  • Um eine effektive Verteilung von Licht bei einem Winkel von 50° oder weniger von der optischen Achse L zu erreichen, innerhalb des Bereichs zwischen der optischen Achse L und der Referenzline (r), das bedeutet, bei einem Winkel von 50° oder weniger von der optischen Achse L, ist die kürzeste Distanz 'b' von einem bestimmten Punkt (p) auf der optischen Achse L zu dem Apex des Lichteinfallsabschnitts 231 größer als die kürzeste Distanz 'a' von dem Punkt (p) zu der seitlichen Oberfläche des Lichteinfallsabschnitts 231a. Wie oben gezeigt, wenn b > a, kann der Lichteinfallsabschnitt 231 dazu beitragen, die Verteilung von Licht zu verbreitern, welches innerhalb eines Winkels von 50° oder weniger von der optischen Achse L zu einem Winkel von 60° oder mehr von der optischen Achse L hindurchtritt. Im Gegensatz dazu, wenn b < a, scheitert der Lichteinfallsabschnitt 231 daran, zu einer weiten Verteilung von Licht beizutragen, welches innerhalb eines Winkels von 50° oder weniger von der optischen Achse L hindurchtritt. Als solches ist es notwendig, einen separaten konkaven Abschnitt oder weite Verteilung von Licht an dem höheren Zentrum der Lichtaustrittsseite im Stand der Technik zu bilden. Mit anderen Worten, das optische Teil 230 gemäß der vorliegenden Offenbarung erzielt die gekurvte Struktur des Lichteinfallsabschnitts 230a erfüllend die Bedingungen von b > a innerhalb eines Winkels von 50° oder weniger von der optischen Achse L und somit kann der konkave Abschnitt an dem höheren Zentrum der Lichtaustrittsseite ausgelassen werden.
  • Hier hat der Lichteinfallsabschnitt 231 bevorzugt eine Höhe, die größer ist als der Radius R des tieferen Eintritts des Lichteinfallsabschnitts 231a. Mehr bevorzugt ist die Höhe H des Lichteinfallsabschnitts 231a 1,5-mal oder mehr der Radius R davon. In Ergänzung hierzu grenzt ein tieferer Abschnitt des Lichteinfallsabschnitts 231 an Luft, welche einen niedrigeren Refraktionsindex hat als das Harz oder Glasmaterial, und ein höherer Abschnitt der Lichtseite grenzt ebenso an Luft, welche einen niedrigeren Refraktionsindex hat als das Harz oder Glasmaterial.
  • 29 zeigt eine Lichtwinkelverteilung des MJT-LED-Moduls verwendend das optische Teil von 28. Bezugnehmend auf 29 sieht man, dass eine Lichtintensitätsspitze geformt wird bei ungefähr 72° von der optischen Achse L und dass das Licht weit verbreitet wird. Von dem Ergebnis von 29 ist ersichtlich, dass das optische Teil 230 gemäß der vorliegenden Offenbarung uniform Licht verbreiten kann bei einem Winkel von 60° oder weniger von der optischen Achse L durch die gekrümmte Struktur des Lichteinfallsabschnitts 231 erfüllend die Bedingung von b > a bei einem Winkel von 50° oder weniger von der optischen Achse L, sogar ohne den konkaven Abschnitt an dem höheren Zentrum der Lichteintrittsseite, wodurch eine gleichmäßige Verteilung von Licht erreicht wird.
  • 30 ist eine Schnittansicht eines optischen Teils gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Wie deutlich gezeigt in 30, hat das optische Teil 230 gemäß dieser Ausführungsform die gleiche gekrümmte Struktur des Lichteinfallsabschnitts 231a wie die des optischen Teils gezeigt in 28. Somit erfüllt der Lichteinfallsabschnitt 231a des optischen Teils gemäß dieser Ausführungsform die Bedingung b > a bei einem Winkel von 50° oder weniger von der optischen Achse L. Hier, anders als bei dem optischen Teil gemäß der obigen Ausführungsform, welche die flache Oberfläche an dem unteren Zentrum der Lichtaustrittsstelle geformt hat, hat das optische Teil 230 gemäß dieser Ausführungsform eine konvexe runde Oberfläche 235b an dem höheren Zentrum der Lichtaustrittsseite.
  • 31 zeigt deutlich eine Strahlungswinkelverteilungskurve eines MJT-LED-Moduls unter Verwendung des optischen Teils von 30. Bezugnehmend auf 31 sieht man, dass eine Lichtintensitätsspitze bei ungefähr 72° gebildet ist von der optischen Achse L und Licht weit verteilt wird. In Ergänzung hierzu ist hier kein wesentlicher Unterschied zwischen der Lichtwinkelverteilung von 31 und der Lichtwinkelverteilung von 29. Daher sieht man, dass, wenn der Lichteinfallsabschnitt 231 die Bedingung b > a bei einem Winkel von 50° von der optischen Achse L erfüllt, dass dort kein wesentlicher Unterschied in der Lichtwinkelverteilung ist, unabhängig davon, ob die Lichtaustrittsseite die flache Oberfläche oder die konvexe Oberfläche an dem oberen Zentrum davon hat.
  • 32a und 32b zeigen ein optisches Teil gemäß dem Vergleichsbeispiel 1 und eine Lichtwinkelverteilungskurve davon.
  • In dem optischen Teil von 32a, bei einem Winkel von 50° oder weniger von der optischen Achse L, ist die kürzeste Distanz 'b' von einem bestimmten Punkt auf der optischen Achse zu einem Apex auf einem Lichteinfallsabschnitt größer als die kürzeste Distanz 'a' von dem selben Punkt zu einer Seitenoberfläche des Lichteinfallsabschnitts, und die Lichtaustrittsseite hat einen konkaven Abschnitt geformt an einem unteren Ende davon. In 32b, die eine Lichtwinkelverteilungskurve unter diesen Bedingungen zeigt, sieht man, dass dort kein wesentlicher Unterschied ist in der Lichtwinkelverteilung zwischen den obigen Ausführungsformen und diesem Vergleichsbeispiel. Dieses Ergebnis bedeutet, dass, unter der Voraussetzung von b > a, der konkave Abschnitt gebildet an dem oberen Zentrum der Lichtaustrittsseite keine wesentliche Funktion im Wechsel der Lichtwinkelverteilung bietet.
  • 33a und 33b zeigen ein optisches Teil gemäß dem Vergleichsbeispiel 2 und eine Lichtwinkelverteilung davon.
  • In dem optischen Teil von 33a, bei einem Winkel von 50° oder weniger von der optischen Achse L, ist die kürzeste Distanz 'b' von einem bestimmten Punkt auf der optischen Achse zu einem Apex eines Lichteinfallsabschnitts kleiner als die kürzeste Distanz 'a' von dem selben Punkt zu einer Seitenoberfläche auf dem Lichteinfallsabschnitt, und die Lichtaustrittsseite hat einen konkaven Abschnitt gebildet an einem oberen Zentrum davon. In 33b, zeigend eine Lichtwinkelverteilungskurve unter diesen Bedingungen, ist ersichtlich, dass es keinen wesentlichen Unterschied gibt zwischen der Lichtwinkelverteilungskurve von Vergleichsbeispiel 1 und der von den obigen Ausführungsformen. Dieses Resultat bedeutet, dass, unter der Bedingung von b < a, der konkave Abschnitt gebildet an dem höheren Zentrum der Lichtaustrittsseite beiträgt zu der weiten Verteilung von Licht bei einem Winkel von 50° oder weniger von der optischen Achse L.
  • Obwohl die vorliegende Offenbarung mit Bezug zu einigen beispielhaften Ausführungsformen in Verbindung mit diesen Zeichnungen veranschaulicht wurde, ist es selbstverständlich, dass einige Merkmale einer bestimmten Ausführungsform auf andere Ausführungsformen angewendet werden können, ohne von dem Geist und dem Umfang der Offenbarung abzuweichen. Darüber hinaus soll verstanden werden, dass diese Ausführungsformen nur zur Veranschaulichung bereitgestellt werden, und dass verschiedene Modifikationen und Änderungen gemacht werden können, ohne von dem Geist und dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.

Claims (29)

  1. Ein Hintergrundlicht-Modul umfassend: eine Leiterplatte; eine Vielzahl von Multi Junction Technologie (MJT) lichtemittierenden Dioden (LEDs) angeordnet auf der Leiterplatte und eine Vielzahl von optischen Teilen, angeordnet auf den MJT-LEDs oder auf der Leiterplatte in der Form, dass sie zu den MJT-LEDs korrespondieren und jedes optische Teil einschließlich einer Lichteinfallsseite, durch welche Licht ausgesendet von der korrespondierenden MJT-LED in das optische Teil eintritt und eine Lichtaustrittsseite, durch welche Licht das optische Teil mit einem weiteren Strahlungswinkel als der der korrespondierenden MJT-LED verlässt, wobei jedes der MJT-LEDs folgendes umfasst: eine erste lichtemittierende Zelle und eine zweite lichtemittierende Zelle voneinander getrennt auf einem Wachstumssubtrat, die zweite lichtemittierende Zelle aufweisend eine abgeschrägte Seitenoberfläche; eine erste transparente Elektrodenschicht platziert auf der ersten Elektrodenschicht platziert auf der ersten lichtemittierenden Zelle; und elektrisch verbunden zu der ersten lichtemittierenden Zelle; eine stromblockende Schicht platziert zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und der ersten transparenten Elektrodenschicht und trennend eine Portion der ersten transparenten Elektrodenschicht von der ersten lichtemittierenden Zelle; eine Verbindungsleitung verbindend die erste lichtemittierende Zelle mit der zweiten lichtemittierenden Zelle, die Verbindungsleitung umfassend einen ersten Verbindungsabschnitt für die elektrische Verbindung zu der ersten lichtemittierenden Zelle und einen zweiten Verbindungsabschnitt für die elektrische Verbindung zu der zweiten lichtemittierenden Zelle; eine Isolierschicht trennend die Verbindungsleitung von einer Seitenoberfläche der ersten lichtemittierenden Zelle; der erste Verbindungsabschnitt verbindend die erste transparente Elektrodenschicht innerhalb eines höheren Gebiets der stromblockenden Schicht; der zweite Verbindungsabschnitt verbindend die abgeschrägte Seitenoberfläche der zweiten lichtemittierenden Zelle.
  2. Das Hintergrundlicht-Modul gemäß Anspruch 1, wobei jede der MJT-LEDs erste bis N-te lichtemittierende Zellen umfasst, wobei N eine ganze Zahl von 2 oder mehr in, und die (N – 1)te lichtemittierende Zelle elektrisch verbunden ist zu einer (N – 1)ten lichtemittierenden Zelle in der gleichen Struktur als eine Verbindungsstruktur zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und einer zweiten lichtemittierenden Zelle.
  3. Das Hintergrundlicht-Modul gemäß Anspruch 2, wobei die erste bis N-te lichtemittierende Zelle miteinander in Serie verbunden sind und so konfiguriert sind, um bei einer Betriebsspannung von 2,5 V bis 4 V zu arbeiten, wobei jede der MJT-LEDs so konfiguriert ist, um bei einer Betriebsspannung von mindesten 10 V oder mehr zu arbeiten.
  4. Das Hintergrundlicht-Modul gemäß Anspruch 2, wobei jede der MJT-LEDs drei lichtemittierende Zellen umfasst, von denen jede so konfiguriert ist um bei einer Betriebsspannung von 3 V bis 3,6 V zu arbeiten, und bei einer Betriebsspannung von 12 V bis 14 V betrieben wird.
  5. Das Hintergrundlicht-Modul gemäß Anspruch 3, wobei die Lichtaustrittsseite einen konkaven Abschnitt umfasst, geformt nahe an einer zentralen Achse des optischen Teils und ein konvexer Abschnitt sich erstreckend von dem konkaven Abschnitt und getrennt von der zentralen Achse des optischen Teils.
  6. Das Hintergrundlicht-Modul gemäß Anspruch 3, wobei die Lichtaustrittsseite eine totale Reflektionsoberfläche umfasst, um einen Apex unter einer zentralen Achse des optischen Teils zu formen.
  7. Das Hintergrundlicht-Modul gemäß Anspruch 5, wobei die Lichteintrittsseite eine Öffnung umfasst geformt nahe der zentralen Achse des optischen Teils, wobei die Öffnung eine Höhe aufweist, welche 1,5 mal oder mehr größer ist als die Weite davon.
  8. Das Hintergrundlicht-Modul gemäß Anspruch 5, wobei jeder der optischen Teile ein Streulichtmuster hat, geformt an mindestens einem Abschnitt einer unteren Bodenoberfläche, welche der Leiterplatte zugewandt ist.
  9. Das Hintergrundlicht-Modul gemäß Anspruch 1, wobei jedes der optischen Teile umfasst: eine tiefere Oberfläche aufweisend einen konkaven Abschnitt, konfiguriert für Licht emittiert von den MJT-LED, um in das optische Teil einzutreten; und eine obere Oberfläche konfiguriert für Licht eintretend in das optische Teil durch den konkaven Abschnitt um das optische Teil zu verlassen; die obere Oberfläche umfassend eine konkave Oberfläche, platziert an einer zentralen Achse des optischen Teils; der konkave Abschnitt der tieferen Oberfläche umfassend mindestens eine senkrechte Oberfläche relativ zu der zentralen Achse und die nach unten gerichtete konvexe Oberfläche positioniert ist innerhalb eines engeren Areals als ein Areal für einen Eintritt des konkaven Abschnitts.
  10. Das Hintergrundlicht-Modul gemäß Anspruch 9, wobei die obere Oberfläche und der konkave Abschnitt des optischen Teils eine spiegelsymmetrische Struktur relativ zu einer Fläche durchgehend durch die zentrale Achse des optischen Teils bilden.
  11. Das Hintergrundlicht-Modul gemäß Anspruch 9, wobei die obere Oberfläche und der konkave Abschnitt des optischen Teils eine Rotations-Körperform relativ zu der zentralen Achse des optischen Teils bilden.
  12. Das Hintergrundlicht-Modul gemäß Anspruch 9, wobei jedes der optischen Teile ein Streulichtmuster auf der mindesten einen der senkrechten Oberfläche relativ zur zentralen Achse hat und der nach unten gerichteten konvexen Oberfläche innerhalb des konkaven Abschnitts der tieferen Oberfläche und auf einer Oberfläche näher zu der zentralen Achse als die mindestens eine Oberfläche hat.
  13. Das Hintergrundlicht-Modul gemäß Anspruch 9, wobei jeder der optischen Teile ein Streulichtmuster auf der konkaven Oberfläche der oberen Oberfläche hat.
  14. Das Hintergrundlicht-Modul gemäß Anspruch 9, wobei jedes der optischen Teile weiterhin eine Materialschicht umfasst, aufweisend einen Brechungsindex, der verschieden ist von demjenigen des optischen Teils auf der mindestens einen der senkrechten Oberfläche relativ zu der zentralen Achse und der nach unten gerichteten konvexen Oberfläche innerhalb des konkaven Abschnitts der oberen Oberfläche und auf einer Oberfläche näher zu der zentralen Achse als die mindestens eine Oberfläche.
  15. Das Hintergrundlicht-Modul gemäß Anspruch 9, wobei jedes der optischen Teile eine Materialschicht mit einem anderen Brechungsindex als das optische Teil auf der konkaven Oberfläche der oberen Oberfläche umfasst.
  16. Das Hintergrundlicht-Modul gemäß Anspruch 9, wobei die mindestens eine der senkrechten Oberflächen relativ zu der zentralen Achse und die nach unten gerichtete konvexe Oberfläche innerhalb eines engeren Bereich definiert ist als einem Bereich umgeben bei einer Flexionskurve, bei welcher die konkave Oberfläche der oberen Oberfläche die konvexe Oberfläche davon trifft.
  17. Das Hintergrundlicht-Modul gemäß Anspruch 16, wobei die mindestens eine der senkrechten Oberflächen relativ zu der zentralen Achse und die nach unten gerichtete konvexe Oberfläche innerhalb eines engeren Bereichs definiert ist als der Bereich einer Lichtaustrittsseite der lichtemittierenden Diode.
  18. Das Hintergrundlicht-Modul gemäß Anspruch 9, wobei jeder der optischen Teile weiterhin einen Kante verbindend die obere Oberfläche und die tiefere Oberfläche umfasst und die mindestens eine davon der senkrechten Oberflächen relativ zu der zentralen Achse und der nach unten gerichteten konvexen Oberfläche innerhalb des konkaven Abschnitts über dem Kante platziert ist.
  19. Das Hintergrundlicht-Modul gemäß Anspruch 1, wobei jeder der optischen Teile eine optische Achse L hat, einen Lichteinfallsabschnitt, und eine Lichtaustrittsseite, und aus einem Material gebildet ist, dessen Brechungsindex höher ist als der von einem Material angrenzend an den Lichteinfallsabschnitt und der eines Materials angrenzend an die Lichtaustrittsseite.
  20. Das Hintergrundlicht-Modul gemäß Anspruch 19, wobei der Lichteinfallsabschnitt so geformt ist, dass die kurze Distanz von einem Punkt P auf der optischen Achse L zu einem Apex des Lichteinfallsabschnitts größer ist als die kürzeste Distanz von dem Punkt P zu einer Seitenoberfläche des Lichteinfallsabschnitts innerhalb eines Winkels von 50° oder weniger von der optischen Achse L.
  21. Das Hintergrundlicht-Modul gemäß Anspruch 19, wobei ein oberes Zentrum der Lichtaustrittseite als eine flache Oberfläche oder eine konvexe Kurve ausgebildet ist.
  22. Das Hintergrundlicht-Modul gemäß Anspruch 19, wobei der Lichteinfallsabschnitt eine niedrigeren Eingang umfasst, benachbart zu der lichtemittierenden Diode und aufweisend eine runde Form und eine Form hat, die graduell übergeht zu dem Apex während es eine kreisrunde Form beibehält.
  23. Das Hintergrundlicht-Modul gemäß Anspruch 22, wobei der Lichteinfallsabschnitt eine Höhe hat, welche 1,5 × größer ist als ein Radius des niedrigen Eingangs.
  24. Das Hintergrundlicht-Modul gemäß Anspruch 19, wobei das Material angrenzend an den Lichteinfallsabschnitt Luft ist.
  25. Das Hintergrundlicht-Modul gemäß Anspruch 19, wobei das Material angrenzend an die Lichtaustrittsseite Luft ist.
  26. Das Hintergrundlicht-Modul gemäß Anspruch 19, wobei die optischen Teile aus Harz oder Glasmaterial gebildet sind.
  27. Eine Hintergrundlicht-Einheit umfassend das Hintergrundlicht-Modul gemäß Anspruch 1; und ein Hintergrundlicht-Kontrollmodul, konfiguriert um eine Gleichstrom-Betriebsspannung zur Verfügung zu stellen für die Vielzahl von MJT-LEDs innerhalb des Hintergrundlicht-Moduls und so konfiguriert, um unabhängig den Betrieb von jeder der Vielzahl der MJT-LEDs zu regeln.
  28. Die Hintergrundlicht-Einheit gemäß Anspruch 27, wobei das Hintergrundlicht-Kontrollmodul sokonfiguriert ist, um die Gleichstrom-Betriebsspannung für jede der Vielzahl von MJT-LEDs innerhalb des Hintergrundlicht-Moduls zur Verfügung zu stellen, und so figuriert ist, eine Pulsweitenmodulationsregelung im Hinblick auf die Gleichstrom-Betriebsspannung auszuführen zur Verfügung gestellt für die mindestens eine MJT-LED innerhalb der Vielzahl von MJT-LEDs in Reaktion auf ein Dimmsignal, um eine Dimm-Regelung der mindestens einen MJT-LED auszuführen.
  29. Die Hintergrundlicht-Einheit gemäß Anspruch 27, wobei das Hintergrundlicht-Kontrollmodul für eine unabhängige Detektion und Regelung des Betriebsstroms von jeden der Vielzahl von MJT-LEDs innerhalb des Hintergrundlicht-Moduls konfiguriert ist und konfiguriert ist, um den Betriebsstrom von mindestens einem MJT-LED innerhalb der Vielzahl von MJT-LEDs in Reaktion auf ein Dimmsignal zu regeln, um eine Dimmregelung der mindestens einen MJT-LED auszuführen.
DE112014006440.8T 2014-03-06 2014-07-24 Hintergrundlicht-Modul mit einer Multi-Junction-Technologie LED und Hintergrundlicht-Einheit umfassend dasselbe Pending DE112014006440T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2014-0026574 2014-03-06
KR1020140026574A KR102364160B1 (ko) 2014-03-06 2014-03-06 Mjt led를 이용한 백라이트 모듈 및 이를 포함하는 백라이트 유닛
PCT/KR2014/006745 WO2015133685A1 (en) 2014-03-06 2014-07-24 Backlight module with mjt led and backlight unit incluing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112014006440T5 true DE112014006440T5 (de) 2016-11-24

Family

ID=54016961

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE212014000254.0U Active DE212014000254U1 (de) 2014-03-06 2014-07-24 Hintergrundlicht-Modul mit einer Multi-Junction-Technologie LED und Hintergrundlicht-Einheit umfassend dasselbe
DE112014006440.8T Pending DE112014006440T5 (de) 2014-03-06 2014-07-24 Hintergrundlicht-Modul mit einer Multi-Junction-Technologie LED und Hintergrundlicht-Einheit umfassend dasselbe

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE212014000254.0U Active DE212014000254U1 (de) 2014-03-06 2014-07-24 Hintergrundlicht-Modul mit einer Multi-Junction-Technologie LED und Hintergrundlicht-Einheit umfassend dasselbe

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9853189B2 (de)
KR (2) KR102364160B1 (de)
CN (1) CN106068677B (de)
DE (2) DE212014000254U1 (de)
WO (1) WO2015133685A1 (de)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008084488A2 (en) 2007-01-11 2008-07-17 Red Bend Ltd. Method and system for in-place updating content stored in a storage device
US10278243B2 (en) 2014-03-06 2019-04-30 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Backlight module with MJT LED and backlight unit including the same
JP6506999B2 (ja) * 2014-08-29 2019-04-24 株式会社エンプラス 光束制御部材、発光装置、面光源装置および表示装置
KR101725193B1 (ko) * 2015-08-19 2017-04-11 주식회사 썬다이오드코리아 디스플레이 구동 방법
CN105789397A (zh) * 2016-04-07 2016-07-20 厦门乾照光电股份有限公司 一种正装GaN LED芯片及其制作方法
US10193018B2 (en) * 2016-12-29 2019-01-29 Intel Corporation Compact low power head-mounted display with light emitting diodes that exhibit a desired beam angle
US10948163B2 (en) * 2017-12-08 2021-03-16 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Backlight unit
EP3514838B1 (de) 2018-01-17 2021-09-01 SolAero Technologies Corp. Solarzelle mit vierfachabzweigung und solarzellenanordnungen für raumfahrtanwendungen
KR102450150B1 (ko) 2018-03-02 2022-10-04 삼성전자주식회사 반도체 발광소자
KR102592685B1 (ko) 2019-03-05 2023-10-23 삼성디스플레이 주식회사 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치
KR20220031840A (ko) * 2020-09-04 2022-03-14 삼성디스플레이 주식회사 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6896381B2 (en) * 2002-10-11 2005-05-24 Light Prescriptions Innovators, Llc Compact folded-optics illumination lens
KR20070107261A (ko) * 2006-05-02 2007-11-07 삼성전자주식회사 광출사모듈 및 이를 갖는 표시장치
KR101494320B1 (ko) * 2007-10-05 2015-02-23 삼성디스플레이 주식회사 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치
US7939839B2 (en) * 2008-09-11 2011-05-10 Bridgelux, Inc. Series connected segmented LED
KR20100074740A (ko) * 2008-12-24 2010-07-02 삼성전자주식회사 전자기기 및 전자기기용 백라이트유닛
US8384114B2 (en) 2009-06-27 2013-02-26 Cooledge Lighting Inc. High efficiency LEDs and LED lamps
KR101712543B1 (ko) * 2010-02-12 2017-03-07 서울바이오시스 주식회사 분포 브래그 반사기를 갖는 발광 다이오드 칩 및 그 제조방법
US8907884B2 (en) 2010-01-06 2014-12-09 Apple Inc. LED backlight system
KR101091304B1 (ko) 2010-01-20 2011-12-07 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 패키지 및 그 제조방법
KR101661900B1 (ko) * 2010-01-28 2016-10-05 삼성전자주식회사 양면 조명용 ｌｅｄ 렌즈와 ｌｅｄ 모듈 및 이를 이용한 ｌｅｄ 양면 조명장치
JP5684524B2 (ja) * 2010-09-29 2015-03-11 トッパン・フォームズ株式会社 発光表示媒体
CN105742447B (zh) * 2010-11-18 2019-03-26 首尔伟傲世有限公司 具有电极焊盘的发光二极管
CN102884365B (zh) * 2010-12-16 2015-11-25 松下电器产业株式会社 背光装置以及液晶显示装置
KR101043533B1 (ko) 2011-01-10 2011-06-23 이동원 고효율 전원을 구비한 ｌｅｄ 조명장치
US20120236532A1 (en) 2011-03-14 2012-09-20 Koo Won-Hoe Led engine for illumination
US9335579B2 (en) 2011-05-18 2016-05-10 Sharp Kabushiki Kaisha Display device
JP5903672B2 (ja) 2011-05-20 2016-04-13 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 発光装置及びそれを用いた照明装置
US8604491B2 (en) 2011-07-21 2013-12-10 Tsmc Solid State Lighting Ltd. Wafer level photonic device die structure and method of making the same
KR101957184B1 (ko) * 2011-12-02 2019-03-13 엘지전자 주식회사 백라이트 유닛 및 그를 구비한 디스플레이 장치
JP2013143219A (ja) * 2012-01-10 2013-07-22 Sharp Corp 照明装置、表示装置及びテレビ受信装置
US9383496B2 (en) * 2012-06-05 2016-07-05 Rambus Delaware Llc Edge lit lighting assembly with spectrum adjuster
TW201350994A (zh) 2012-06-08 2013-12-16 Unity Opto Technology Co Ltd 高對比之直下式背光模組
JP6021485B2 (ja) 2012-07-17 2016-11-09 株式会社朝日ラバー 光学部材付半導体発光装置
JP5950198B2 (ja) 2012-07-30 2016-07-13 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 照明器具
US20140247295A1 (en) * 2012-11-16 2014-09-04 Apple Inc. Redundant operation of a backlight unit of a display device under open circuit or short circuit led string conditions and including dynamic phase shifting between led strings
WO2014098510A1 (en) * 2012-12-21 2014-06-26 Seoul Viosys Co., Ltd. Light emitting diode and method of fabricating the same
US9010951B2 (en) * 2013-07-05 2015-04-21 Lg Innotek Co., Ltd. Optical lens, light emitting device, and display
US20150061988A1 (en) 2013-09-05 2015-03-05 Texas Instruments Incorporated Adaptive Power Savings on a Device Display
US9958601B2 (en) 2013-09-19 2018-05-01 University Of Utah Research Foundation Display backlight
KR102258239B1 (ko) * 2013-11-12 2021-06-02 삼성디스플레이 주식회사 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015133685A1 (en) 2015-09-11
KR20150104799A (ko) 2015-09-16
DE212014000254U1 (de) 2016-10-27
KR102364160B1 (ko) 2022-02-21
US9853189B2 (en) 2017-12-26
CN106068677A (zh) 2016-11-02
KR102364160B9 (ko) 2022-12-27
KR20220024354A (ko) 2022-03-03
US20150252960A1 (en) 2015-09-10
CN106068677B (zh) 2018-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112014006440T5 (de) Hintergrundlicht-Modul mit einer Multi-Junction-Technologie LED und Hintergrundlicht-Einheit umfassend dasselbe
DE112011106156B4 (de) Lichtemittierende Diodeneinheit auf Waferebene
DE112006003111B4 (de) LED-Beleuchtungseinheiten und -Anordnungen mit Kantenanschlüssen
DE112019007978B4 (de) Leuchtdioden-anordnung und rückbeleuchtungseinheit
DE102006021648B4 (de) Licht emittierende Vorrichtung für Wechselspannung und Herstellungsverfahren dafür
DE102009018603B9 (de) Leuchtvorrichtung und Herstellungsverfahren derselben
DE102005013580B4 (de) Licht emittierendes Element
DE212016000126U1 (de) Hintergrundbeleuchtungseinheit unter Verwendung von Mehrzellen-Leuchtdioden
DE202013012818U1 (de) Linse und lichtemittierendes Modul zur Flächenbeleuchtung
EP2130072B1 (de) Anordnung mit einem halbleiterchip und einer lichtleiterschicht
DE102014011893A1 (de) Leuchtdiode
DE112016004262T5 (de) Selbstausrichtender freischwebender Spiegel für Durchkontaktierungen
DE112013006123T5 (de) Leuchtdiode und Verfahren zu deren Herstellung
DE102013105030B4 (de) Lichtemittierende Hableitervorrichtung mit Multi-Zellenarray
DE102019207910B4 (de) Leuchtdiodenchip mit verteiltem Bragg-Reflektor
DE102004042561A1 (de) Optisches Element
EP1839337A2 (de) Beleuchtungseinrichtung
DE102006051745A1 (de) LED-Halbleiterkörper und Verwendung eines LED-Halbleiterkörpers
DE112011103482T5 (de) Hochspannungs-LEDs ohne Drahtverbindung
DE112011103148T5 (de) Multichip-LED-Vorrichtungen mit hoher Dichte
DE102011080458A1 (de) Optoelektronische anordnung und verfahren zur herstellung einer optoelektronischen anordnung
DE10322705B4 (de) Herstellverfahren für eine LED mit dicker Epitaxieschicht auf III-V-Halbleiterbasis und derartige LED
EP2901479A1 (de) Optoelektronisches bauelement
DE112016002539T5 (de) Leuchtdiode
DE102017111706A1 (de) Lichtemissionsvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed