DE212016000126U1 - Hintergrundbeleuchtungseinheit unter Verwendung von Mehrzellen-Leuchtdioden - Google Patents

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Abstract

Hintergrundbeleuchtungseinheit umfassend: eine Basis; eine Vielzahl von Leuchtdiodenpaketen, die auf einer unteren Oberfläche der Basis angeordnet sind, wobei: jede der Leuchtdiodenpakete mindestens eine Leuchtdiode aufweist, und wobei die Leuchtdiode umfasst: eine erste leitfähige Halbleiterschicht; eine Mesa, die auf der ersten leitfähigen Halbleiterschicht angeordnet ist und eine Aktivschicht und eine zweite leitfähige Halbleiterschicht enthält; eine reflektierende Elektrodenstruktur, die auf der Mesa angeordnet ist; eine Stromverteilungsschicht, die die Mesa und die erste leitfähige Halbleiterschicht bedeckt und eine erste Öffnung aufweist, die die reflektierende Elektrodenstruktur freilegt, wobei die Stromverteilungsschicht elektrisch mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht verbunden ist und von der reflektierenden Elektrodenstruktur und der Mesa isoliert ist; und eine obere Isolationsschicht, die die Stromverteilungsschicht bedeckt, wobei die obere Isolationsschicht eine zweite Öffnung enthält, die die Stromverteilungsschicht freilegt, um einen ersten Elektrodenpadbereich zu definieren, und eine dritte Öffnung, die einen oberen Bereich der freiliegenden reflektierenden Elektrodenstruktur freilegt, um einen zweiten Elektrodenpadbereich zu definieren.

Description

  • [Technisches Gebiet]
  • Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung betreffen eine Hintergrundbeleuchtungseinheit, die Mehrzellen-Leuchtdioden verwendet, und insbesondere eine Hintergrundbeleuchtungseinheit, die einen Betrieb bei niedrigem Strom unter Verwendung von Mehrzellen-Leuchtdioden ermöglicht, die eingerichtet sind, um eine effektive Leuchtfläche jeder lichtemittierende Zelle zu vergrößern.
  • [Stand der Technik]
  • Eine Flüssigkristallanzeige realisiert ein Bild durch Steuern der Lichtdurchlässigkeit von Licht, das von einer Hintergrundbeleuchtungseinheit emittiert wird. Obwohl üblicherweise eine kalte Kathodenfluoreszenzlampe (CCFL) gemäß dem Stand der Technik verwendet wurde, wurde in den letzten Jahren aufgrund verschiedener Vorteile, wie geringer Energieverbrauch, lange Lebensdauer und Umweltfreundlichkeit, im Allgemeinen eine Leuchtdiode (Licht emittierende Diode, LED) verwendet.
  • Eine Lichtquelle für eine Flüssigkristallanzeige wird in eine seitliche Hintergrundbeleuchtungseinheit (edge type backlight unit) und eine flächige Hintergrundbeleuchtungseinheit (direct type backlight unit) in Abhängigkeit von der Lage der Leuchtdioden klassifiziert. Die seitliche Hintergrundbeleuchtungseinheit ist mit einer Lichtleitplatte versehen und Leuchtdioden, die als Lichtquelle wirken, sind auf einer Seitenfläche der Lichtleitplatte angeordnet, so dass Licht, das von der Lichtquelle emittiert wird, durch die Lichtleitplatte zu einem Flüssigkristall-Anzeigefeld abgegeben wird. Eine solche seitliche Hintergrundbeleuchtungseinheit kann die Anzahl der Leuchtdioden reduzieren und erfordert keinen geringen Grad an Qualitätsabweichung zwischen den Leuchtdioden, wodurch eine Verringerung der Herstellungskosten und die Entwicklung von Produkten mit geringem Stromverbrauch ermöglicht werden. Jedoch weist die seitliche Hintergrundbeleuchtungseinheit eine Beschränkung bei der Realisierung von Bildern hoher Qualität auf, aufgrund der Schwierigkeit bei der Überwindung von Helligkeitsunterschieden zwischen den Ecken und einem zentralen Bereich der Flüssigkristallanzeige.
  • Auf der anderen Seite enthält die flächige Hintergrundbeleuchtungseinheit Leuchtdioden, die unter einem Flüssigkristall-Anzeigefeld angeordnet sind, so dass Licht direkt von einer Lichtquellenbahn, die im Wesentlichen die gleiche Fläche wie das Flüssigkristall-Anzeigefeld aufweist, zu einer Gesamtfläche des Flüssigkristall-Anzeigefelds zugeführt werden kann. Infolgedessen kann die flächige Hintergrundbeleuchtungseinheit einen Helligkeitsunterschied zwischen den Ecken und dem zentralen Bereich des Flüssigkristall-Anzeigefelds minimieren, während gleichzeitig Bilder mit hoher Qualität realisiert werden.
  • Jedoch sind bei der flächigen Hintergrundbeleuchtungseinheit eine Vielzahl an Leuchtdioden dicht angeordnet, um eine gleichmäßige Hintergrundbeleuchtung in Bezug auf eine relativ große Fläche zu erreichen, wodurch eine Beschädigung einer Antriebsschaltung und eine Verschlechterung der Stabilität und Zuverlässigkeit der daraus resultierenden Hintergrundbeleuchtungseinheit verursacht wird.
  • 1 stellt ein Blockdiagramm einer herkömmlichen Hintergrundbeleuchtungseinheit, die LEDs verwendet, dar, und Nachteile der typischen Hintergrundbeleuchtungseinheit werden unter Bezugnahme auf 1 näher beschrieben. Unter Bezugnahme auf 1 enthält eine typische Hintergrundbeleuchtungseinheit 1 ein Hintergrundbeleuchtungssteuermodul 2 und ein Hintergrundbeleuchtungsmodul 5.
  • Das Hintergrundbeleuchtungssteuermodul 2 enthält einen Antriebsstromgenerator 3, der eingerichtet ist, um einen DC-Antriebsstrom unter Verwendung der Eingangsspannung Vin zu erzeugen und auszugeben, und eine Antriebssteuerung 4, die eingerichtet ist, um den Betrieb jeder einer Vielzahl von LED-Anordnungen 6a bis 6n, die das Hintergrundbeleuchtungsmodul 5 bilden, zu steuern. Im Allgemeinen erzeugt der Antriebsstromgenerator 3 eine DC-Spannung von 12 V, 24 V, 48 V oder dergleichen, und gibt diese aus.
  • Das Hintergrundbeleuchtungsmodul 5 enthält die Vielzahl von LED-Anordnungen 6a bis 6n, die jeweils eine Vielzahl von in Reihe geschalteten LEDs und ein optisches Element (nicht gezeigt) zur Verbesserung der Lichtausbeute des Lichts, das von der Vielzahl von LED-Anordnungen 6a bis 6n emittiert wird, enthalten. Wie in 1 gezeigt ist, enthält das Hintergrundbeleuchtungsmodul 5n LED-Anordnungen 6a bis 6n, die parallel miteinander verbunden sind und jeweils 5 LEDs enthalten, die in Reihe miteinander verbunden sind. Hier haben die herkömmlichen LEDs im Allgemeinen einen Durchlassspannungspegel von 3 V bis 6,5 V. Da es schwierig ist, den individuellen Betrieb derartiger üblicher LEDs durch eine Verbindung mit dem Antriebsstromgenerator 3 zu steuern, sind die LEDs in Reihe miteinander verbunden, um LED-Anordnungen zu bilden, so dass jede der LED-Anordnungen einzeln angetrieben und gesteuert werden kann. Bei einer derartigen herkömmlichen Hintergrundbeleuchtungseinheit 1 kann die Antriebssteuerung 4 so eingerichtet sein, dass sie die Helligkeit aller LED-Anordnungen 6a bis 6n, die das Hintergrundbeleuchtungsmodul 5 bilden, steuert, und zwar durch eine Pulsbreitenmodulations-(pulse width modulation, PWM)Steuerung des Antriebsstroms, der dem Hintergrundbeleuchtungsmodul 5 in Reaktion auf ein Dimmsignal Dim, das von außen eingegeben wird, zugeführt wird. Alternativ kann in der Hintergrundbeleuchtungseinheit 1 die Antriebssteuerung 4 so eingerichtet sein, dass sie die Helligkeit einer spezifischen LED-Anordnung zwischen den LED-Anordnungen 6a bis 6n steuert, indem sie die Größe des Antriebsstroms, der durch die spezifische LED-Anordnung fließt, in Reaktion auf ein Dimmsignal Dim, das von außen eingegeben wird, einstellt.
  • Jede der LEDs, die in einer solchen herkömmlichen Hintergrundbeleuchtungseinheit 1 verwendet wird, ist im Allgemeinen eine Einzelzellen-LED und wird durch niedrige Spannung und hohe Stromstärke angetrieben. Beispielsweise weist die Einzelzellen-LED eine Antriebsspannung von 3,6 V auf und kann mit einem Antriebsstrom von 250 mA bis 500 mA betrieben werden. Um also den Betrieb des aus solchen Einzelzellen-LEDs zusammengesetzten Hintergrundbeleuchtungs-moduls 5 zu steuern, bestehen die peripheren Schaltungen einschließlich der Antriebssteuerung 4 aus elektronischen Elementen mit großer Kapazität, die in der Lage sind, hohe Stromstärken handzuhaben, wodurch eine Erhöhung der Herstellungskosten verursacht wird. Zusätzlich können die peripheren Schaltungen einschließlich der Antriebssteuerung 4 aufgrund des Betriebs der vorgenannten typischen Einzelzellen-LED mit hoher Stromstärke beschädigt werden, wodurch eine Verschlechterung der Stabilität und Zuverlässigkeit der Hintergrundbeleuchtungseinheit 1 verursacht wird. Darüber hinaus verursacht der Betrieb von Einzelzellen-LEDs bei hoher Stromstärke einen Anstieg des Stromverbrauchs und ein Ermattungs-Phänomen (droop phenomenon).
  • [Offenbarung]
  • [Technische Aufgabe]
  • Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen eine Hintergrundbeleuchtungseinheit mit einer geringen Größe und einer kleinen Anzahl von Leuchtdioden bereit, während sie die gleiche Lichtstärkeintensität wie eine übliche Hintergrundbeleuchtungseinheit sicherstellen.
  • Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen eine Hintergrundbeleuchtungseinheit bereit, die in der Lage ist, eine Verschlechterung der Leistungsfähigkeit aufgrund eines Ermattungs-Phänomens der Leuchtdioden unter Betrieb bei hoher Stromstärke zu verhindern.
  • Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen ein Hintergrundbeleuchtungsmodul bereit, das in der Lage ist, bei niedriger Stromstärke unter Verwendung von MJT-LEDs angetrieben zu werden, die jeweils eine Vielzahl von lichtemittierenden Zellen beinhalten, sowie eine Hintergrundbeleuchtungseinheit, die ein solches umfasst.
  • Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen einen MJT-LED-Chip bereit, der eingerichtet ist, um einen effektiven Leuchtbereich jeder lichtemittierenden Zelle zu erhöhen, und ein Verfahren zur Herstellung desselben.
  • Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen eine Hintergrundbeleuchtungseinheit bereit, die ein Hintergrundbeleuchtungsmodul umfasst, das in der Lage ist, mit niedriger Stromstärke unter Verwendung von MJT-LEDs angetrieben zu werden, wodurch die Stabilität und Zuverlässigkeit einer Antriebsschaltung zur Steuerung des Betriebs des Hintergrundbeleuchtungsmoduls verbessert wird, während gleichzeitig deren Herstellungskosten verringert werden.
  • Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen eine Hintergrundbeleuchtungseinheit bereit, die ein Hintergrundbeleuchtungsmodul umfasst, das in der Lage ist, mit niedriger Stromstärke unter Verwendung von MJT-LEDs angetrieben zu werden, wodurch die Stromeffizienz und die Lichtausbeute verbessert werden, während gleichzeitig ein Ermattungs-Phänomen bei Betrieb mit hoher Stromstärke verhindert wird.
  • Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen eine Hintergrundbeleuchtungseinheit bereit, die ein Hintergrundbeleuchtungsmodul umfasst, das in der Lage ist, mit niedriger Stromstärke unter Verwendung von MJT-LEDs angetrieben zu werden, wodurch die Anzahl der LEDs minimiert und die individuelle Antriebssteuerung einer jeden MJT-LED ermöglicht wird.
  • Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen eine Hintergrundbeleuchtungseinheit bereit, die ein Hintergrundbeleuchtungsmodul enthält, das Mehrzellen-Leuchtdioden verwendet, die so eingerichtet sind, dass Licht, das von jeder der Leuchtdioden emittiert wird, gleichmäßig einem Flüssigkristall-Anzeigefeld zugeführt wird, wodurch die Stabilität verbessert und Zuverlässigkeit der Hintergrundbeleuchtungseinheit wird.
  • [Technische Lösung]
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Hintergrundbeleuchtungseinheit: eine Basis und eine Vielzahl von Leuchtdiodenpaketen, die auf einer unteren Oberfläche der Basis angeordnet sind, wobei jede der Leuchtdiodenpakete mindestens eine Leuchtdiode aufweist, und wobei die Leuchtdiode enthält: eine erste leitfähige Halbleiterschicht; eine Mesa, die auf der ersten leitfähigen Halbleiterschicht angeordnet ist und eine Aktivschicht und eine zweite leitfähige Halbleiterschicht enthält; eine reflektierende Elektrodenstruktur, die auf der Mesa angeordnet ist; eine Stromverteilungsschicht, die die Mesa und die erste leitfähige Halbleiterschicht bedeckt und eine erste Öffnung aufweist, die die reflektierende Elektrodenstruktur freilegt, wobei die Stromverteilungsschicht elektrisch mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht verbunden ist und von der reflektierenden Elektrodenstruktur und der Mesa isoliert ist; und eine obere Isolationsschicht, die die Stromverteilungsschicht bedeckt, wobei die obere Isolationsschicht eine zweite Öffnung enthält, die die Stromverteilungsschicht freilegt, um einen ersten Elektrodenpadbereich zu definieren, und eine dritte Öffnung, die einen oberen Bereich der freiliegenden reflektierenden Elektrodenstruktur freilegt, um einen zweiten Elektrodenpadbereich zu definieren.
  • Die Leuchtdiode kann ferner eine Anti-Diffusions-Verstärkungsschicht enthalten, die auf der reflektierenden Elektrodenstruktur in der ersten Öffnung der Stromverteilungsschicht angeordnet ist, wobei die Anti-Diffusions-Verstärkungsschicht durch die dritte Öffnung der oberen Isolationsschicht freigelegt ist.
  • Die Anti-Diffusions-Verstärkungsschicht kann aus demselben Material wie die Stromverteilungsschicht gebildet sein.
  • Die Stromverteilungsschicht kann eine ohmsche Kontaktschicht, eine reflektierende Metallschicht, eine Anti-Diffusionsschicht und eine Antioxidationsschicht umfassen; die Anti-Diffusionsschicht kann mindestens eine Metallschicht umfassen, die aus einem Metall gebildet ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Cr, Ti, Ni, Mo, TiW und W besteht; und die Antioxidationsschicht kann eine Au-Schicht, eine Ag-Schicht oder eine organische Materialschicht enthalten.
  • Die Anti-Diffusionsschicht kann mindestens zwei Paare von Ti/Ni- oder Ti/Cr-Schichten umfassen. Die Stromverteilungsschicht kann ferner eine Bindungsschicht umfassen, die auf der Antioxidationsschicht angeordnet ist.
  • Die reflektierende Elektrodenstruktur kann eine reflektierende Metallschicht; eine Metall-Deckschicht; und eine Antioxidationsmetallschicht enthalten, wobei die reflektierende Metallschicht eine geneigte Seitenfläche aufweist, so dass eine obere Oberfläche der reflektierenden Metallschicht eine kleinere Oberfläche als eine untere Oberfläche davon aufweist, wobei die Metall-Deckschicht die obere Oberfläche und die Seitenfläche der reflektierenden Metallschicht bedeckt, und die reflektierende Metallschicht enthält eine Spannungsentlastungsschicht, die an einer Grenzfläche mit der Metall-Deckschicht gebildet ist.
  • Die Mesa kann langgestreckte Verzweigungen enthalten, die sich parallel zueinander in einer Richtung erstrecken, und einen Verbindungsabschnitt, der die Verzweigungen miteinander verbindet, und die erste Öffnung kann auf dem Verbindungsabschnitt angeordnet sein.
  • Die Mesa kann in mehreren vorgesehen sein, und die mehreren Mesas können eine längliche Form haben, die sich parallel zueinander in einer Richtung erstreckt.
  • Die Leuchtdiode kann ferner eine ohmsche Kontaktstruktur enthalten, die auf der ersten leitfähigen Halbleiterschicht zwischen den Mesas angeordnet ist und elektrisch mit der Stromverteilungsschicht verbunden ist.
  • Die Leuchtdiode kann ferner eine untere Isolationsschicht enthalten, die zwischen der Mesa und der Stromverteilungsschicht angeordnet ist und die Stromverteilungsschicht von der Mesa isoliert, und die untere Isolationsschicht kann eine vierte Öffnung enthalten, die in einem oberen Bereich der Mesa platziert ist und die die reflektierende Elektrodenstruktur freilegt.
  • Die erste Öffnung kann eine größere Breite als die vierte Öffnung aufweisen, um zu ermöglichen, dass die vierte Öffnung durch sie hindurch freiliegt.
  • Die Leuchtdiode kann ferner eine Anti-Diffusions-Verstärkungsschicht enthalten, die in der ersten Öffnung und der vierten Öffnung angeordnet ist, und die Anti-Diffusions-Verstärkungsschicht kann durch die dritte Öffnung freigelegt werden.
  • Die untere Isolationsschicht kann eine Siliziumoxidschicht enthalten und die obere Isolationsschicht kann eine Siliziumnitridschicht enthalten.
  • Die Hintergrundbeleuchtungseinheit kann ferner ein optisches Element enthalten, das eine Lichteinfallsebene enthält, die von der Leuchtdiode emittiertes Licht empfängt, und eine Lichtaustrittsebene, durch die Licht mit einem größeren Strahlwinkel emittiert wird als das von der Leuchtdiode emittierte Licht.
  • Das Leuchtdiodenpaket kann ferner einen Wellenlängenwandler enthalten, der einen Leuchtstoff enthält und eine gleichförmige Dicke aufweist, die eine untere Oberfläche der ersten leitfähigen Halbleiterschicht bedeckt.
  • Der Wellenlängenwandler kann sich von der unteren Oberfläche der ersten leitfähigen Halbleiterschicht erstrecken und eine Seitenfläche der Leuchtdiode bedecken, und kann aus einem Einkristall-Leuchtstoff bestehen.
  • Das Leuchtdiodenpaket kann ferner eine Bindungsschicht zwischen dem Wellenlängenwandler und der ersten leitfähigen Halbleiterschicht enthalten.
  • Das Leuchtdiodenpaket kann eine Vielzahl von Leuchtdioden enthalten, die in Reihe zueinander geschaltet sind.
  • Die Leuchtdiode kann ferner ein Substrat enthalten, das auf der unteren Oberfläche der ersten leitfähigen Halbleiterschicht angeordnet ist, und die Vielzahl von Leuchtdioden können sich ein einzelnes Substrat teilen.
  • Eine untere Oberfläche der Basis kann einer oberen Oberfläche der Leuchtdiode gegenüberliegen.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthält eine Hintergrundbeleuchtungseinheit: ein Hintergrundbeleuchtungsmodul mit einer Leiterplatte (printed circuit board), die eine Vielzahl von Blöcken und eine Vielzahl von MJT-LEDs enthält, die jeweils auf der Vielzahl von Blöcken angeordnet sind, wobei jede der MJT LEDs mit einschließt: ein Aufwachssubstrat; eine Vielzahl von lichtemittierenden Zellen, die auf dem Substrat angeordnet sind und jeweils eine erste Halbleiterschicht, eine Aktivschicht und eine zweite Halbleiterschicht enthalten; eine Vielzahl von oberen Elektroden, die auf der Vielzahl von lichtemittierenden Zellen angeordnet sind und aus demselben Material gebildet sind, wobei die Vielzahl von oberen Elektroden elektrisch mit den ersten Halbleiterschichten der entsprechenden lichtemittierenden Zellen verbunden ist; und ein erstes Pad und ein zweites Pad, die auf den oberen Elektroden angeordnet sind, wobei mindestens eine der oberen Elektroden mit der zweiten Halbleiterschicht der daran angrenzenden lichtemittierenden Zelle elektrisch verbunden ist, die andere obere Elektrode von der zweiten Halbleiterschicht der daran angrenzenden lichtemittierenden Zelle isoliert ist, und die lichtemittierenden Zellen miteinander durch die oberen Elektroden in Reihe geschaltet sind, wobei das erste Pad mit einer Eingangs-lichtemittierenden Zelle unter den in Reihe geschalteten lichtemittierenden Zellen elektrisch verbunden ist, wobei das zweite Pad mit einer Ausgangs-lichtemittierenden Zelle unter den in Reihe geschalteten lichtemittierenden Zellen elektrisch verbunden ist, und wobei die lichtemittierenden Zellen voneinander durch einen Mesa-Ätzbereich, durch den das Substrat freigelegt wird, getrennt sind, und der Betrieb der Vielzahl von MJT-LEDs wird individuell gesteuert.
  • Die Hintergrundbeleuchtungseinheit kann ferner eine erste Zwischenschicht-Isolationsschicht umfassen, die zwischen den lichtemittierenden Zellen und den oberen Elektroden angeordnet ist, und jede der oberen Elektroden kann eine Seitenfläche aufweisen, die in einer Neigung von 10° bis 45° in Bezug auf eine Oberfläche der ersten Zwischenschicht-Isolationsschicht geneigt ist.
  • Jede der oberen Elektroden kann eine Dicke von 2000 Å bis 10000 Å aufweisen.
  • Die Hintergrundbeleuchtungseinheit kann ferner untere Elektroden umfassen, die jeweils auf der zweiten Halbleiterschicht jeder der lichtemittierenden Zellen angeordnet sind, wobei die erste Zwischenschicht-Isolationsschicht einen Abschnitt der unteren Elektrode auf jeder der lichtemittierenden Zellen freilegt und die obere(n) Elektrode(n), die mit der zweiten Halbleiterschicht der daran angrenzenden lichtemittierenden Zelle elektrisch verbunden ist (sind), kann (können) mit der freiliegenden unteren Elektrode durch die erste Zwischenschicht-Isolationsschicht verbunden sein.
  • Jede der unteren Elektroden kann eine Seitenfläche aufweisen, die in einer Neigung von 10° bis 45° in Bezug auf eine Oberfläche der zweiten Zwischenschicht-Isolationsschicht geneigt ist.
  • Jede der unteren Elektroden kann eine Dicke von 2000 Å bis 10000 Å aufweisen.
  • Die erste Zwischenschicht-Isolationsschicht kann eine Seitenfläche aufweisen, die in einer Neigung von 10° bis 60° in Bezug auf eine freiliegenden Oberfläche der unteren Elektrode geneigt ist.
  • Die erste Zwischenschicht-Isolationsschicht kann eine Dicke von 2000 Å bis 20000 Å aufweisen.
  • Die Hintergrundbeleuchtungseinheit kann ferner eine zweite Zwischenschicht-Isolationsschicht enthalten, die die oberen Elektroden bedeckt, wobei die zweite Zwischenschicht-Isolationsschicht eine untere Elektrode freilegt, die auf der zweiten Halbleiterschicht einer Eingangs-lichtemittierenden Zelle angeordnet ist, und eine obere Elektrode freilegt, die mit der ersten Halbleiterschicht einer Ausgangs-lichtemittierenden Zelle verbunden ist, und das erste Pad und das zweite Pad können mit der unteren Elektrode und der oberen Elektrode durch die zweite Zwischenschicht-Isolationsschicht verbunden sein.
  • Die zweite Zwischenschicht-Isolationsschicht kann eine Seitenfläche aufweisen, die in einer Neigung von 10° bis 60° gegenüber einer Oberfläche der oberen Elektrode geneigt ist.
  • Die zweite Zwischenschicht-Isolationsschicht kann eine Dicke von 2000 Å bis 20000 Å aufweisen.
  • Jede der lichtemittierenden Zellen kann ein Durchgangsloch enthalten, das teilweise die erste Halbleiterschicht freilegt, und die oberen Elektroden können mit den ersten Halbleiterschichten der entsprechenden lichtemittierenden Zellen durch die Durchgangslöcher verbunden sein.
  • Jede der durch die Durchgangslöcher freigelegten Schichten kann eine Seitenfläche aufweisen, die in einer Neigung von 10° bis 60° geneigt ist.
  • Die obere Elektrode kann 30% bis weniger als 100% der Gesamtfläche der MJT-LED einnehmen.
  • Die obere Elektrode kann eine Platten- oder Folienform mit einem Verhältnis von Länge zu Breite im Bereich von 1:3 bis 3:1 aufweisen.
  • Mindestens eine der oberen Elektroden kann eine größere Länge oder Breite aufweisen als die Länge oder Breite der entsprechenden lichtemittierenden Zelle.
  • Jede der Schichten, die durch Mesa-Ätzen freigelegt sind, kann eine Seitenfläche einschließen, die in einer Neigung von 10º bis 60º in Bezug auf das Substrat geneigt ist.
  • Die Hintergrundbeleuchtungseinheit kann ferner ein Hintergrundbeleuchtungssteuermodul enthalten, das eine Antriebsspannung an die Vielzahl von MJT-LEDs in dem Hintergrundbeleuchtungsmodul liefert, wobei jeder der Blöcke mindestens eine MJT-LED enthalten kann und das Hintergrundbeleuchtungssteuermodul unabhängig den Betrieb jeder der MJT LEDs steuern kann.
  • Das Hintergrundbeleuchtungssteuermodul kann einen Antriebsstromgenerator und eine Antriebssteuerung enthalten.
  • Der Antriebsstromgenerator kann die Antriebsspannung unabhängig an jede der MJT-LEDs im Hintergrundbeleuchtungsmodul liefern und der Antriebssteuerung kann eine Dimmsteuerung der mindestens einen MJT-LED durch PWM-Steuerung in Abhängigkeit von einem Dimmsignal von dem Hintergrundbeleuchtungssteuermodul ausführen.
  • Die Antriebssteuerung kann ein Dimmsteuersignal erzeugen, das einer Pulsbreitenmodulation oder einer Tastverhältnismodulation unterworfen wird.
  • Die Antriebssteuerung kann unabhängig davon einen Antriebsstrom für jede der MJT-LEDs in dem Hintergrundbeleuchtungsmodul erkennen und steuern.
  • Die Antriebssteuerung kann eine Dimmsteuerung von mindestens einer der MJT-LEDs durch Steuern eines Antriebsstroms von der mindestens einen MJT-LED in Reaktion auf ein Dimmsignal durchführen.
  • Das erste Pad der MJT-LED kann an den Antriebsstromgenerator angeschlossen sein und das zweite Pad der MJT-LED kann an die Antriebssteuerung angeschlossen sein.
  • Die Anzahl der Blöcke kann M×N sein und die Vielzahl von Blöcken können in einer M×N-Matrix angeordnet sein.
  • Mindestens einer der Blöcke kann mehrere MJT-LEDs enthalten.
  • Die Hintergrundbeleuchtungseinheit kann ferner eine Vielzahl von FETs umfassen, die elektrisch mit der Vielzahl von MJT-LEDs verbunden sind, und eine FET-Steuerung, die An-/Aus-Zustand der FETs steuert, wobei die Anzahl der FETs die gleiche wie die Anzahl der MJT-LEDs ist.
  • Die FET-Steuerung kann mindestens einen der FETs enthalten.
  • Die Anzahl der in der FET-Steuerung nicht enthaltenen FETs kann kleiner als die Anzahl der MJT-LEDs sein.
  • Die FET-Steuerung kann alle FETs enthalten.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthält eine Hintergrundbeleuchtungseinheit: ein Hintergrundbeleuchtungsmodul mit einer Leiterplatte, die eine Vielzahl von Blöcken und eine Vielzahl von MJT-LEDs enthält, die jeweils auf der Vielzahl von Blöcken angeordnet sind; und ein Hintergrundbeleuchtungssteuermodul, das eine Antriebsspannung an die Vielzahl von MJT-LEDs in dem Hintergrundbeleuchtungsmodul liefert, wobei jeder der Blöcke mindestens eine MJT-LED enthält und das Hintergrundbeleuchtungssteuermodul unabhängig den Betrieb jeder der MJT-LEDs steuert.
  • Das Hintergrundbeleuchtungssteuermodul kann einen Antriebsstromgenerator und eine Antriebssteuerung enthalten.
  • Der Antriebsstromgenerator kann die Antriebsspannung unabhängig an jede der MJT-LEDs im Hintergrundbeleuchtungsmodul liefern und die Antriebssteuerung kann eine Dimmsteuerung der mindestens einen MJT-LED durch PWM-Steuerung in Reaktion auf ein Dimmsignal von dem Hintergrundbeleuchtungssteuermodul ausführen.
  • Die Antriebssteuerung kann ein Dimmsteuersignal erzeugen, das einer Pulsweitenmodulations- oder Tastverhältnismodulation unterworfen wird.
  • Die Antriebssteuerung kann unabhängig voneinander einen Antriebsstrom für jede der MJT-LEDs in dem Hintergrundbeleuchtungsmodul erkennen und steuern.
  • Die Antriebssteuerung kann eine Dimmsteuerung von mindestens einer der MJT-LEDs durch Steuern eines Antriebsstroms der mindestens einen MJT-LED in Reaktion auf ein Dimmsignal durchführen.
  • Eine Anode der MJT-LED kann mit dem Antriebsstromgenerator verbunden sein und eine Kathode der MJT-LED kann mit der Antriebssteuerung verbunden sein.
  • Jeder der Blöcke kann ein optisches Element enthalten.
  • Jeder der Blöcke kann eine Länge in Längsrichtung von 60 mm oder weniger aufweisen.
  • Jeder der Blöcke kann eine Länge in Querrichtung von 55 mm oder weniger haben.
  • Die Anzahl der Blöcke kann M×N sein und die Vielzahl an Blöcken kann in einer M×N-Matrix angeordnet sein.
  • Mindestens einer der Blöcke kann eine Vielzahl von MJT-LEDs enthalten.
  • Jede der MJT-LEDs kann erste bis N-te lichtemittierende Zellen (wobei N eine natürliche Zahl von 2 oder mehr ist) enthalten und die N-te lichtemittierende Zelle kann mit der N – 1-ten lichtemittierenden Zelle durch dieselbe Verbindungsstruktur elektrisch verbunden sein, wie zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und der zweiten lichtemittierenden Zelle.
  • Die ersten bis N-ten lichtemittierenden Zellen können in Reihe geschaltet sein und durch eine Antriebsspannung von 2,5 V bis 4 V betrieben werden, und die MJT-LED kann durch eine Antriebsspannung von mindestens 10 V oder mehr betrieben werden.
  • Die MJT-LED kann eine erste lichtemittierende Zelle und eine zweite lichtemittierende Zelle enthalten, die auf einem Aufwachssubstrat angeordnet sind, um voneinander getrennt zu sein, und die jeweils eine untere Halbleiterschicht, eine obere Halbleiterschicht, die auf der unteren Halbleiterschicht angeordnet ist, und eine Aktivschicht, die zwischen der oberen und der unteren Halbleiterschicht angeordnet ist, enthalten; eine erste transparente Elektrodenschicht, die auf der ersten lichtemittierenden Zelle angeordnet ist und elektrisch mit der ersten lichtemittierenden Zelle verbunden ist; eine Verbindungsleitung, die die erste lichtemittierende Zelle elektrisch mit der zweiten lichtemittierenden Zelle verbindet; und eine Isolationsschicht, die die Verbindungsleitung von einer Seitenfläche der ersten lichtemittierenden Zelle isoliert, wobei die Verbindungsleitung einen ersten Verbindungsabschnitt aufweist, der elektrisch mit der ersten lichtemittierenden Zelle verbunden ist, und einen zweiten Verbindungsabschnitt, der elektrisch mit der zweiten lichtemittierenden Zelle verbunden ist, wobei eine Oberfläche der unteren Halbleiterschicht einen freiliegenden Bereich aufweist, durch den die untere Halbleiterschicht freiliegt, der erste Verbindungsabschnitt die erste transparente Elektrodenschicht berührt und der zweite Verbindungsabschnitt elektrisch mit der unteren Halbleiterschicht der zweiten lichtemittierenden Zelle durch den freiliegenden Bereich verbunden ist.
  • Ein Abschnitt der ersten transparenten Elektrodenschicht kann mit der zweiten lichtemittierenden Zelle verbunden sein.
  • Ein Abschnitt der ersten transparenten Elektrodenschicht kann sich von einer oberen Oberfläche der ersten lichtemittierenden Zelle zu einer Seitenfläche der unteren Halbleiterschicht der zweiten lichtemittierenden Zelle durch einen Freiraum zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und der zweiten lichtemittierende Zelle erstrecken.
  • Ein Abschnitt der ersten transparenten Elektrodenschicht, die auf der Seitenfläche der unteren Halbleiterschicht der zweiten lichtemittierenden Zelle angeordnet ist, kann eine größere Breite aufweisen als ein Abschnitt der Verbindungsleitung, die auf der Seitenfläche der unteren Halbleiterschicht der zweiten lichtemittierenden Zelle angeordnet ist.
  • Ein Abschnitt der ersten transparenten Elektrodenschicht, die zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und der zweiten lichtemittierenden Zelle angeordnet ist, kann eine größere Breite aufweisen als ein Abschnitt der Verbindungsleitung, die zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und der zweiten lichtemittierenden Zelle angeordnet ist.
  • Die erste transparente Elektrodenschicht kann die Verbindungsleitung und die Isolationsschicht voneinander trennen.
  • Ein Abschnitt der Isolationsschicht kann auf einem Abschnitt zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und der zweiten lichtemittierenden Zelle auf dem Aufwachssubstrat angeordnet sein.
  • Die Hintergrundbeleuchtungseinheit kann ferner eine Stromsperrschicht enthalten, die zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und der ersten transparenten Elektrodenschicht angeordnet ist und einen Abschnitt der ersten transparenten Elektrodenschicht von der ersten lichtemittierenden Zelle trennt.
  • Die erste transparente Elektrodenschicht kann zwischen dem zweiten Verbindungsabschnitt und der unteren Halbleiterschicht der zweiten lichtemittierenden Zelle angeordnet sein.
  • Die Hintergrundbeleuchtungseinheit kann ferner eine lichtdurchlässige Platte (light transmitting plate) enthalten, die über der Leiterplatte angeordnet ist, wobei ein Abstand zwischen einer oberen Oberfläche der Leiterplatte und einer unteren Oberfläche der lichtdurchlässigen Platte 18 mm oder mehr betragen kann.
  • Die Antriebssteuerung kann eine Schaltersteuerung enthalten, die die Vielzahl von MJT-LEDs elektrisch miteinander verbindet oder die Vielzahl von MJT-LEDs elektrisch voneinander isoliert.
  • Die Schaltersteuerung kann die Vielzahl von MJT-LEDs in Reihen und/oder parallel zueinander verbinden.
  • Das Hintergrundbeleuchtungsmodul kann ferner eine Wellenlängenumwandlungsschicht enthalten, die Leuchtstoffe enthält und die MJT-LED bedeckt, und Licht, das von der MJT-LED emittiert worden ist und durch die Wellenlängenumwandlungsschicht geleitet wurde, kann eine NTSC-Farbwiedergabe von 70% oder mehr aufweisen.
  • Jeder der Blöcke kann eine graduell abnehmende Fläche mit zunehmender Anzahl von lichtemittierenden Zellen in der MJT-LED aufweisen.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Hintergrundbeleuchtungseinheit ein Hintergrundbeleuchtungsmodul mit einer Leiterplatte, die eine Vielzahl von Blöcken und eine Vielzahl von MJT-LEDs enthält, die jeweils auf der Vielzahl von Blöcken angeordnet sind, wobei jede der MJT-LEDs umfasst: eine erste lichtemittierende Zelle und eine zweite lichtemittierende Zelle, die auf einem Aufwachssubstrat angeordnet sind, um voneinander getrennt zu sein, und die jeweils eine untere Halbleiterschicht, eine obere Halbleiterschicht, die auf der unteren Halbleiterschicht angeordnet ist, und eine Aktivschicht, die zwischen den oberen und unteren Halbleiterschichten angeordnet ist, enthalten; eine erste transparente Elektrodenschicht, die auf der ersten lichtemittierenden Zelle angeordnet ist und elektrisch mit der ersten lichtemittierenden Zelle verbunden ist; eine Verbindungsleitung, die die erste lichtemittierende Zelle elektrisch mit der zweiten lichtemittierenden Zelle verbindet; und eine Isolationsschicht, die die Verbindungsleitung von einer Seitenfläche der ersten lichtemittierenden Zelle isoliert, wobei die Verbindungsleitung einen ersten Verbindungsabschnitt aufweist, der elektrisch mit der ersten lichtemittierenden Zelle verbunden ist, und einen zweiten Verbindungsabschnitt, der elektrisch mit der zweiten lichtemittierenden Zelle verbunden ist, wobei eine Oberfläche der unteren Halbleiterschicht einen freiliegenden Bereich enthält, durch den die untere Halbleiterschicht freiliegt, der erste Verbindungsabschnitt die erste transparente Elektrodenschicht berührt, der zweite Verbindungsabschnitt elektrisch mit der unteren Halbleiterschicht der zweiten lichtemittierenden Zelle durch den freiliegenden Bereich verbunden ist, und wobei der Betrieb jeder der MJT-LEDs unabhängig gesteuert wird.
  • Ein Abschnitt der ersten transparenten Elektrodenschicht kann mit der zweiten lichtemittierenden Zelle verbunden sein.
  • Ein Abschnitt der ersten transparenten Elektrodenschicht kann sich von einer oberen Oberfläche der ersten lichtemittierenden Zelle zu einer Seitenfläche der unteren Halbleiterschicht der zweiten lichtemittierenden Zelle durch einen Freiraum zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und der zweiten lichtemittierenden Zelle erstrecken.
  • Ein Abschnitt der ersten transparenten Elektrodenschicht, die auf der Seitenfläche der unteren Halbleiterschicht der zweiten lichtemittierenden Zelle angeordnet ist, kann eine größere Breite aufweisen als ein Abschnitt der Verbindungsleitung, die auf der Seitenfläche der unteren Halbleiterschicht der zweiten lichtemittierenden Zelle angeordnet ist.
  • Ein Abschnitt der ersten transparenten Elektrodenschicht, die zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und der zweiten lichtemittierenden Zelle angeordnet ist, kann eine größere Breite aufweisen als ein Abschnitt der Verbindungsleitung, die zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und der zweiten lichtemittierenden Zelle angeordnet ist.
  • Die erste transparente Elektrodenschicht kann die Verbindungsleitung und die Isolationsschicht voneinander trennen.
  • Ein Abschnitt der Isolationsschicht kann auf einem Abschnitt zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und der zweiten lichtemittierenden Zelle auf dem Aufwachssubstrat angeordnet sein.
  • Die Hintergrundbeleuchtungseinheit kann ferner eine Stromsperrschicht enthalten, die zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und der ersten transparenten Elektrodenschicht angeordnet ist und einen Abschnitt der ersten transparenten Elektrodenschicht von der ersten lichtemittierenden Zelle trennt.
  • Die erste transparente Elektrodenschicht kann zwischen dem zweiten Verbindungsabschnitt und der unteren Halbleiterschicht der zweiten lichtemittierenden Zelle angeordnet sein.
  • Die Hintergrundbeleuchtungseinheit kann ferner eine Vielzahl von FETs enthalten, die elektrisch mit der Vielzahl von MJT-LEDs verbunden sind, und eine FET-Steuerung, die einen An-/Aus-Zustand der FETs steuert, wobei die Anzahl der FETs die gleiche wie die Anzahl der MJT-LEDs ist.
  • Die FET-Steuerung kann mindestens einen der FETs enthalten.
  • Die Anzahl der in der FET-Steuerung nicht enthaltenen FETs kann kleiner als die Anzahl der MJT-LEDs sein.
  • Die FET-Steuerung kann alle FETs enthalten.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Hintergrundbeleuchtungseinheit: eine Leiterplatte enthaltend eine Vielzahl von Blöcken; ein Hintergrundbeleuchtungsmodul enthaltend eine Vielzahl von Mehrzellen-Leuchtdioden, die auf der Vielzahl von Blöcken angeordnet sind; ein Hintergrundbeleuchtungssteuermodul, das eine Antriebsspannung an die Vielzahl von Mehrzellen-Leuchtdioden liefert und unabhängig den Betrieb jeder der Mehrzellen-Leuchtdioden steuert; und mindestens ein erstes optisches Element, das die Vielzahl von Mehrzellen-Leuchtdioden bedeckt, wobei jeder der Blöcke mindestens eine Mehrzellen-Leuchtdiode enthält und, unter der Annahme, dass Haupt- und Nebenachsen jedes der Blöcke a beziehungsweise b sind, Licht, das durch das mindestens eine erste optische Element emittiert wird, eine Halbwertsbreite (full width at half maxiumum) aufweisen kann, die größer als oder gleich 0,6a und kleiner als oder gleich
    Figure DE212016000126U1_0002
    ist.
  • a und b können gleich sein, und wenn das Licht, das durch das mindestens eine erste optische Element emittiert wird, eine Halbwertsbreite haben kann, die größer oder gleich a ist, kann das Licht, das durch das mindestens eine erste optische Element emittiert wird, eine Intensität von 100% oder mehr aufweisen.
  • a kann 60 mm oder weniger betragen und b kann 55 mm oder weniger betragen.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthält eine Hintergrundbeleuchtungseinheit: eine Leiterplatte mit einer Vielzahl von Blöcken; ein Hintergrundbeleuchtungsmodul mit einer Vielzahl von Mehrzellen-Leuchtdioden, die auf der Vielzahl von Blöcken angeordnet sind; ein Hintergrundbeleuchtungssteuermodul, das eine Antriebsspannung an die Vielzahl von Mehrzellen-Leuchtdioden liefert und unabhängig den Betrieb jeder der Mehrzellen-Leuchtdioden steuert; und mindestens ein erstes optisches Element, das die Vielzahl von Mehrzellen-Leuchtdioden bedeckt, wobei jeder der Blöcke mindestens eine Mehrzellen-Leuchtdiode enthält und Licht, das durch das mindestens eine erste optische Element emittiert wird, einen Strahlwinkel (θLinse) dargestellt durch Gleichung 1 aufweist [Gleichung 1]
    Figure DE212016000126U1_0003
    wobei FWHMLED die Halbwertsbreite des Lichts ist, das von der Mehrzellen-Leuchtdiode ohne das erste optische Element emittiert wird, und OD ein Abstand von einer Bodenfläche der Mehrzellen-Leuchtdiode zu einer Bodenfläche einer Streuebene (diffusive plane) ist.
  • Das Hintergrundbeleuchtungssteuermodul kann ferner umfassen: einen Antriebsstromgenerator, der unabhängig die Antriebsspannung an jede der Mehrzellen-Leuchtdioden liefert; und eine Antriebssteuerung, die eine Dimmsteuerung der mindestens einen Mehrzellen-Leuchtdiode durch eine PWM-Steuerung in Reaktion auf ein Dimmsignal von dem Hintergrundbeleuchtungssteuermodul durchführt.
  • Die Antriebssteuerung kann ein Dimmsteuersignal erzeugen, das einer Pulsweitenmodulations- oder Tastverhältnismodulation unterworfen wird, und kann unabhängig einen Antriebsstrom für jede der Mehrzellen-Leuchtdioden detektieren und steuern.
  • Die Antriebssteuerung kann eine Dimmsteuerung von mindestens einer der Mehrzellen-Leuchtdioden durch Steuern eines Antriebsstroms der mindestens einen Mehrzellen-Leuchtdiode in Reaktion auf ein Dimmsignal durchführen.
  • Eine Anode der Mehrzellen-Leuchtdiode kann mit dem Antriebsstromgenerator verbunden sein und eine Kathode der Mehrzellen-Leuchtdiode kann mit der Antriebssteuerung verbunden sein.
  • Die Hintergrundbeleuchtungseinheit kann ferner ein zweites optisches Element umfassen, das auf der Leiterplatte angeordnet ist, um so der Vielzahl von Mehrzellen-Leuchtdioden zu entsprechen. Das zweite optische Element kann eine Lichteinfallsebene enthalten, die Licht, das von der Mehrzellen-Leuchtdiode emittiert wird, empfängt und eine Lichtaustrittsebene, durch die Licht mit einem größeren Strahlwinkel emittiert wird als das Licht, das von der Mehrzellen-Leuchtdiode emittiert wird.
  • Das erste optische Element kann durch Formen eines Harzes auf der Mehrzellen-Leuchtdiode gebildet werden.
  • Die Anzahl der Blöcke kann M×N sein und die Vielzahl von Blöcken kann in einer M×N-Matrix angeordnet sein.
  • Jede Mehrzellen-Leuchtdioden kann erste bis N-te lichtemittierende Zellen (wobei N eine natürliche Zahl von 2 oder mehr ist) enthalten und die N-te lichtemittierende Zelle kann elektrisch mit der N – 1-ten lichtemittierenden Zelle durch die gleiche Verbindungsstruktur wie zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und der zweiten lichtemittierenden Zelle verbunden sein.
  • Die Hintergrundbeleuchtungseinheit kann ferner eine Vielzahl von FETs enthalten, die elektrisch mit der Vielzahl von Mehrzellen-Leuchtdioden verbunden sind, und eine FET-Steuerung, die einen An-/Aus-Zustand der FETs steuert, wobei die Anzahl der FETs gleich der Anzahl an Mehrzellen-Leuchtdioden ist.
  • Die FET-Steuerung kann mindestens einen der FETs steuern, und die Anzahl von FETs, die nicht durch die FET-Steuerung gesteuert werden, kann kleiner sein als die Anzahl der Mehrzellen-Leuchtdioden.
  • Die FET-Steuerung kann alle FETs steuern.
  • Die Hintergrundbeleuchtungseinheit kann ferner eine optische Folie (optical sheet) umfassen, die so eingerichtet ist, dass sie die Gleichmäßigkeit des durch das mindestens eine erste optische Element emittierten Lichts verbessert.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthält eine Hintergrundbeleuchtungseinheit: eine Leiterplatte enthaltend eine Vielzahl von Blöcken; ein Hintergrundbeleuchtungsmodul enthaltend eine Vielzahl von Mehrzellen-Leuchtdioden, die auf der Vielzahl von Blöcken angeordnet sind; und mindestens ein erstes optisches Element, das die Vielzahl von Mehrzellen-Leuchtdioden bedeckt, wobei jede der Mehrzellen-Leuchtdioden umfasst: eine erste lichtemittierende Zelle und eine zweite lichtemittierende Zelle, die auf einem Aufwachssubstrat angeordnet sind, um voneinander getrennt zu sein, und die jeweils eine untere Halbleiterschicht, eine obere Halbleiterschicht, die auf der unteren Halbleiterschicht angeordnet ist, und eine Aktivschicht, die zwischen der oberen und der unteren Halbleiterschicht angeordnet ist, enthalten; eine erste transparente Elektrodenschicht, die auf der ersten lichtemittierenden Zelle angeordnet ist und elektrisch mit der ersten lichtemittierenden Zelle verbunden ist; eine Verbindungsleitung, die die erste lichtemittierende Zelle elektrisch mit der zweiten lichtemittierenden Zelle verbindet; und eine Isolationsschicht, die die Verbindungsleitung von einer Seitenfläche der ersten lichtemittierenden Zelle isoliert, wobei die Verbindungsleitung einen ersten Verbindungsabschnitt aufweist, der elektrisch mit der ersten lichtemittierenden Zelle verbunden ist, und einen zweiten Verbindungsabschnitt, der elektrisch mit der zweiten lichtemittierenden Zelle verbunden ist, wobei eine Oberfläche der unteren Halbleiterschicht einen freiliegenden Bereich enthält, durch den die untere Halbleiterschicht freiliegt, wobei der erste Verbindungsabschnitt die erste transparente Elektrodenschicht berührt, der zweite Verbindungsabschnitt elektrisch mit der unteren Halbleiterschicht der zweiten lichtemittierenden Zelle durch den freiliegenden Bereich verbunden ist, der Betrieb jeder der Vielzahl von Mehrzellen-Leuchtdioden unabhängig gesteuert wird, und wobei unter der Annahme, dass Haupt- und Nebenachsen jedes der Blöcke a bzw. b sind, Licht, das durch das mindestens eine erste optische Element emittiert wird, eine Halbwertsbreite von größer als oder gleich 0,6a und kleiner als oder gleich
    Figure DE212016000126U1_0004
    aufweisen kann.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Hintergrundbeleuchtungseinheit: eine Leiterplatte mit einer Vielzahl von Blöcken; ein Hintergrundbeleuchtungsmodul mit einer Vielzahl von Mehrzellen-Leuchtdioden, die auf der Vielzahl von Blöcken angeordnet sind; und mindestens ein erstes optisches Element, das die Vielzahl von Mehrzellen-Leuchtdioden bedeckt, wobei jede der Mehrzellen-Leuchtdioden enthält: eine erste lichtemittierende Zelle und eine zweite lichtemittierende Zelle, die auf einem Aufwachssubstrat angeordnet sind, um voneinander getrennt zu sein, und die jeweils eine untere Halbleiterschicht, eine obere Halbleiterschicht, die auf der unteren Halbleiterschicht angeordnet ist, und eine Aktivschicht, die zwischen der oberen und der unteren Halbleiterschicht angeordnet ist, enthalten; eine erste transparente Elektrodenschicht, die auf der ersten lichtemittierenden Zelle angeordnet ist und elektrisch mit der ersten lichtemittierenden Zelle verbunden ist; eine Verbindungsleitung, die die erste lichtemittierende Zelle elektrisch mit der zweiten lichtemittierenden Zelle verbindet; und eine Isolationsschicht, die die Verbindungsleitung von einer Seitenfläche der ersten lichtemittierenden Zelle isoliert, wobei die Verbindungsleitung einen ersten Verbindungsabschnitt aufweist, der elektrisch mit der ersten lichtemittierenden Zelle verbunden ist, und einen zweiten Verbindungsabschnitt, der elektrisch mit der zweiten lichtemittierenden Zelle verbunden ist, wobei eine Oberfläche der unteren Halbleiterschicht einen freiliegenden Bereich enthält, durch den die untere Halbleiterschicht freiliegt, der erste Verbindungsabschnitt die erste transparente Elektrodenschicht berührt, der zweite Verbindungsabschnitt elektrisch mit der unteren Halbleiterschicht der zweiten lichtemittierenden Zelle durch den freiliegenden Bereich verbunden ist, der Betrieb jeder der Vielzahl von Mehrzellen-Leuchtdioden unabhängig gesteuert wird, und wobei Licht, das durch das mindestens eine erste optische Element emittiert wird, einen Strahlwinkel θLinse aufweist, wie durch Gleichung 2 dargestellt. [Gleichung 2]
    Figure DE212016000126U1_0005
    wobei FWHMLED die Halbwertsbreite des Lichts ist, das von der Mehrzellen-Leuchtdiode ohne das erste optische Element emittiert wird, und OD ein Abstand von einer Bodenfläche der Mehrzellen-Leuchtdiode zu einer Bodenfläche einer Streuebene ist.
  • Ein Abschnitt der ersten transparenten Elektrodenschicht kann mit der zweiten lichtemittierenden Zelle verbunden sein und kann sich von einer oberen Oberfläche der ersten lichtemittierenden Zelle zu einer Seitenfläche der unteren Halbleiterschicht der zweiten lichtemittierenden Zelle durch einen Freiraum zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und der zweiten lichtemittierenden Zelle erstrecken.
  • Ein Abschnitt der ersten transparenten Elektrodenschicht, die auf der Seitenfläche der unteren Halbleiterschicht der zweiten lichtemittierenden Zelle angeordnet ist, kann eine größere Breite als ein Abschnitt der Verbindungsleitung aufweisen, die auf der Seitenfläche der unteren Halbleiterschicht der zweiten lichtemittierenden Zelle angeordnet ist.
  • Ein Abschnitt der ersten transparenten Elektrodenschicht, die zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und der zweiten lichtemittierenden Zelle angeordnet ist, kann eine größere Breite aufweisen als ein Abschnitt der Verbindungsleitung, die zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und der zweiten lichtemittierenden Zelle angeordnet ist.
  • Die erste transparente Elektrodenschicht kann die Verbindungsleitung und die Isolationsschicht voneinander trennen.
  • Ein Abschnitt der Isolationsschicht kann auf einem Abschnitt zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und der zweiten lichtemittierenden Zelle auf dem Aufwachssubstrat angeordnet sein.
  • Die Mehrzellen-Leuchtdiode kann ferner eine Stromsperrschicht umfassen, die zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und der ersten transparenten Elektrodenschicht angeordnet ist und einen Abschnitt der ersten transparenten Elektrodenschicht von der ersten lichtemittierenden Zelle trennt.
  • Die erste transparente Elektrodenschicht kann zwischen dem zweiten Verbindungsabschnitt und der unteren Halbleiterschicht der zweiten lichtemittierenden Zelle angeordnet sein.
  • [Vorteilhafte Effekte]
  • Da die Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß beispielhaften Ausführungsformen Leuchtdioden verwendet, die Licht mit einem großen Strahlwinkel und einem hohen Lichtstrom emittieren, kann die Hintergrundbeleuchtungseinheit eine reduzierte Größe aufweisen und kann Licht mit gleicher Lichtstärke durch ein kleinere Anzahl an Leuchtdioden als eine übliche Hintergrundbeleuchtung emittieren.
  • Zusätzlich enthält die Hintergrundbeleuchtungseinheit ein Leuchtdiodenpaket, das eine Vielzahl von Leuchtdioden enthält, die in Reihe miteinander verbunden sind, wodurch eine Verschlechterung der Leistung aufgrund eines Ermattungs-Phänomens (droop phenomenon) der Leuchtdioden bei hohen Stromstärken verhindert wird.
  • Weiterhin besteht das Hintergrundbeleuchtungsmodul aus MJT-LEDs die Betriebseigenschaften bei niedrigem Strom aufweisen, wodurch ein Effekt erzielt wird, dass das Hintergrundbeleuchtungsmodul und die dieses enthaltende Hintergrundbeleuchtungseinheit mit niedrigem Strom betrieben werden können.
  • Darüber hinaus ist es möglich, die Stabilität und Zuverlässigkeit einer Antriebsschaltung zur Steuerung des Betriebs des Hintergrundbeleuchtungsmoduls zu verbessern und gleichzeitig die Herstellungskosten zu senken.
  • Darüber hinaus ist es möglich, die Stromeffizienz und die Lichtausbeute der Hintergrundbeleuchtungseinheit zu verbessern, während gleichzeitig ein Ermattungs-Phänomens, das aus dem Betrieb bei hohen Stromstärken resultiert, verhindert wird.
  • Weiterhin ist es möglich, die Anzahl an LEDs, die das Hintergrundbeleuchtungsmodul bilden, zu minimieren und zu ermöglichen, dass jede der MJT-LEDs, die das Hintergrundbeleuchtungsmodul bilden, unabhängig gesteuert wird.
  • Weiterhin ist mindestens einer der Verbindungsabschnitte einer Verbindungsleitung elektrisch mit einer geneigten Seitenfläche jeder lichtemittierenden Zelle verbunden, wodurch eine effektive Leuchtfläche jeder der lichtemittierenden Zellen eines MJT-LED-Chips erhöht wird.
  • Weiterhin umfasst die Hintergrundbeleuchtungseinheit ein optisches Element, das eine Vielzahl von Mehrzellen-Leuchtdioden bedeckt und so eingerichtet ist, dass Licht, das durch sie hindurchgetreten ist, eine Halbwertsbreite in einem vorbestimmten Bereich aufweist, wodurch ermöglicht wird, dass Licht gleichmäßig von der Hintergrundbeleuchtungseinheit emittiert wird.
  • Weiterhin besteht das Hintergrundbeleuchtungsmodul aus MJT-LEDs mit Betriebseigenschaften bei niedrigem Strom, wodurch ein Effekt erzielt wird, dass das Hintergrundbeleuchtungsmodul und die dieses enthaltende Hintergrundbeleuchtungseinheit mit niedrigem Strom betrieben werden können. Infolgedessen ist es möglich, die Anzahl diskreter FETs zu reduzieren.
  • [Beschreibung der Zeichnungen]
  • 1 ist ein Blockschaltbild einer herkömmlichen Hintergrundbeleuchtungseinheit mit LEDs.
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht einer Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • 3 zeigt eine Leuchtdiode der Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei (a) eine Draufsicht ist, (b) eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A ist und (c) eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B ist.
  • 4 ist eine Seitenschnittansicht einer Wellenlängenumwandlungsschicht, die auf der Leuchtdiode gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausgebildet ist.
  • 5 zeigt eine Leuchtdiode einer Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der (a) eine Draufsicht ist, (b) eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A ist und (c) eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B ist.
  • 6 ist ein schematisches Blockschaltbild einer Hintergrundbeleuchtungseinheit unter Verwendung von MJT-LEDs gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • 7 ist eine schematische Querschnittsansicht eines MJT-LED-Moduls gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • 8 ist eine perspektivische Ansicht der MJT-LED gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • 9 ist eine schematische Ansicht der Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • 10 ist ein Bild einer Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • 11 ist eine Draufsicht auf eine Leuchtdiode der Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • 12 bis 15 sind Querschnittsansichten entlang der Linien der in 11 gezeigten Draufsicht.
  • 16 ist ein Ersatzschaltbild von lichtemittierenden Zellen gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • 17 ist eine perspektivische Ansicht entlang der Linie C2–C3 der in 11 gezeigten Draufsicht.
  • 18 ist ein Schaltbild von 10 lichtemittierenden Zellen, die in Reihe gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung geschaltet sind.
  • 19 ist ein Schaltbild von lichtemittierenden Zellen, die gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Reihe/parallel zueinander geschaltet sind.
  • 20 ist eine schematische Draufsicht eines MJT-LED-Chips gemäß einer vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • 21 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B der in 20 gezeigten Draufsicht, die den MJT-LED-Chip gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
  • 22 ist eine schematische Querschnittsansicht eines MJT-LED-Chips gemäß einer fünften beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • 23 zeigt schematische Ansichten, die eine herkömmliche Hintergrundbeleuchtungseinheit (a) mit einer Hintergrundbeleuchtungseinheit (b) gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung vergleichen.
  • 24 ist eine Ansicht eines Hintergrundbeleuchtungsmoduls gemäß der vorliegenden Offenbarung, die quadratische Blöcke enthält, die jeweils eine Linse für ein lokales Dimmen enthalten, die auf einer MJT-LED aufgebracht ist.
  • 25 ist eine Ansicht, die eine Überlappung von Beleuchtungsintensitäten des Lichts zeigt, das von MHT-LEDs emittiert wird, die in Blöcken eines Hintergrundbeleuchtungsmoduls gemäß der vorliegenden Offenbarung gebildet sind, wobei eine Linse für ein lokales Dimmen auf jedem der Blöcke gebildet ist.
  • 26 ist eine Ansicht eines Hintergrundbeleuchtungsmoduls gemäß der vorliegenden Offenbarung, das rechteckige Blöcke enthält, die jeweils eine Linse für ein lokales Dimmen enthalten.
  • 27 ist eine Ansicht zur Berechnung eines Strahlwinkels des Lichts, das durch eine Linse emittiert wird, in Bezug auf die Halbwertsbreite des Lichts.
  • 28 ist eine graphische Darstellung, die eine Beziehung zwischen dem Abstand von einer Lichtquelle zu einer Linse und der Halbwertsbreite darstellt.
  • [Beste Ausführungsform]
  • Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die folgenden Ausführungsformen werden beispielhaft bereitgestellt, um den Geist der vorliegenden Offenbarung für den Fachmann, auf den sich die vorliegende Offenbarung bezieht, vollständig zu vermitteln. Dementsprechend ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die hierin offenbarten Ausführungsformen beschränkt und kann auch in unterschiedlichen Formen implementiert werden. In den Zeichnungen können Breiten, Längen, Dicken und dergleichen aus Gründen der Klarheit und für beschreibende Zwecke übertrieben dargestellt sein. In der gesamten Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente mit denselben oder ähnlichen Funktionen.
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht einer Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • Wie in 2 gezeigt ist, enthält die Hintergrundbeleuchtungseinheit eine Basis 200 und ein Leuchtdiodenpaket 110.
  • Die Basis 200 unterstützt das Leuchtdiodenpaket 110. Die Basis 200 kann eine Verbindungsleitung (nicht gezeigt) aufweisen. Beispielsweise kann die Basis 200 eine Leiterplatte (nicht gezeigt) aufweisen.
  • Das Leuchtdiodenpaket 110 kann auf der Basis 200 angeordnet sein. Die Hintergrundbeleuchtungseinheit kann eine Vielzahl von Leuchtdiodenpaketen 110 enthalten. Die Vielzahl von Leuchtdiodenpaketen 110 können elektrisch mit der Verbindungsleitung der Basis 200 verbunden sein, um elektrischen Strom durch sie hindurch zu empfangen. Beispielsweise können in dem Aufbau, in der die Basis 200 die Leiterplatte enthält, die Leuchtdiodenpakete 110 elektrisch mit der Leiterplatte verbunden sein.
  • Die Hintergrundbeleuchtungseinheit kann ferner eine Streuplatte (diffusive plate) 300 enthalten. Die Streuplatte 300 kann auf den Leuchtdiodenpaketen 110 angeordnet sein. Weiterhin kann die Streuplatte 300 von der Basis 200 getrennt sein. Die Streuplatte 300 dient dem Zerstreuen des Lichts, das von den Leuchtdiodenpaketen 110 emittiert wird, so dass eine Anzeige, wie beispielsweise eine Flüssigkristallanzeige, eine gleichmäßige Farbe und Helligkeit bereitstellen kann.
  • Gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform kann die Hintergrundbeleuchtungseinheit eine flächige Hintergrundbeleuchtungseinheit (direct type backlight unit) sein, die so eingerichtet ist, dass Licht, das von den Leuchtdiodenpaketen 110 emittiert wird, in einem rechten Winkel in eine untere Oberfläche der Streuplatte 300 eintreten kann, oder kann eine seitliche Hintergrundbeleuchtungseinheit (edge type backlight unit) sein, die so eingerichtet ist, dass Licht, das von den Leuchtdiodenpaketen 110 emittiert wird, in einem rechten Winkel in eine Seitenfläche einer Lichtleiterplatte (nicht gezeigt) eintreten kann. Da bei der seitlichen Hintergrundbeleuchtungseinheit eine Lichtaustrittsebene jedes der Leuchtdiodenpakete 110 so angeordnet ist, dass sie der Seitenfläche der Lichtleiterplatte zugewandt ist, weist die Basis 200 eine teilweise gebogene Form auf und die Leuchtdiodenpakete 110 können auf einer Oberfläche der Basis, die der der Seitenfläche der Lichtleiterplatte zugewandt ist, angeordnet sein.
  • In einer Leuchtdiode gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden Komponenten der Leuchtdiode in Richtung auf die Basis 200 aufgewachsen. Insbesondere kann die Leuchtdiode so ausgebildet sein, dass eine untere Oberfläche der Basis 200 einer oberen Oberfläche der Leuchtdiode zugewandt ist. Das heißt, obere Oberflächen und untere Oberfläche von 2 liegen gegenüber den oberen Oberflächen und unteren Oberfläche von 3 und 4. Somit können die Leuchtdiodenpakete 110 auch auf der unteren Oberfläche der Basis 200 angeordnet sein, und die Streuplatte 300 kann auch als unterhalb des Leuchtdiodenpakets 110 angeordnet dargestellt werden. Andere Komponenten der Hintergrundbeleuchtungseinheit der beispielhaften Ausführungsform werden in Übereinstimmung mit dieser Definition in Bezug auf die Aufwärts- und Abwärtsrichtung beschrieben.
  • 3 zeigt eine Leuchtdiode der Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei (a) eine Draufsicht ist, (b) eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A ist und (c) eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B ist.
  • Die Leuchtdiode umfasst ein Substrat 21, eine erste leitfähige Halbleiterschicht 23, eine Aktivschicht 25, eine zweite leitfähige Halbleiterschicht 27, reflektierende Elektrodenstrukturen 35, eine untere Isolationsschicht 37, eine Stromverteilungsschicht 39, eine Anti-Diffusions-Verstärkungsschicht 40 und eine obere Isolationsschicht 41.
  • Die erste leitfähige Halbleiterschicht 23, die Aktivschicht 25 und die zweite leitfähige Halbleiterschicht 27 werden auf dem Substrat 21 aufgewachsen. Das Substrat 21 ist ein Substrat, das das Aufwachsen einer Galliumnitrid-basierten Halbleiterschicht auf dieser ermöglicht und kann beispielsweise ein Saphirsubstrat, ein Siliziumkarbidsubstrat, ein Galliumnitrid(GaN)-Substrat, ein Spinellsubstrat und dergleichen umfassen. Insbesondere kann das Substrat 21 ein gemustertes Substrat sein, wie ein gemustertes Saphirsubstrat (PSS).
  • Hierbei kann das Substrat 21 von Leuchtdiodenchips vor oder nach der Aufteilung in einzelne Leuchtdiodenchips entfernt werden, ist aber nicht darauf beschränkt. Alternativ kann das Substrat 21 nicht davon entfernt werden.
  • Beispielsweise kann die erste leitfähige Halbleiterschicht 23 eine n-leitende GaN-basierte Schicht und die zweite leitfähige Halbleiterschicht 27 eine p-leitende GaN-basierte Schicht enthalten. Ferner kann die Aktivschicht 25 eine Single-Quantum-Well-Struktur (single quantum well structure) oder eine Multi-Quantum-Well-Struktur (multi-quantum well structure) aufweisen und kann Well- und Barriereschichten umfassen. Zusammensetzungselemente der Well-Schichten können in Abhängigkeit von einer gewünschten Wellenlänge des Lichts ausgewählt werden und können beispielsweise AlGaN, GaN oder InGaN umfassen.
  • Jede der reflektierenden Elektrodenstrukturen 35 kann eine reflektierende Metallschicht, eine Metall-Deckschicht und eine Antioxidationsmetallschicht umfassen. Die reflektierende Metallschicht kann eine reflektierende Schicht und eine Spannungsentlastungsschicht enthalten, die zwischen der reflektierenden Metallschicht und der Metall-Deckschicht angeordnet ist. Die Spannungsentlastungsschicht entlastet die Belastung, die durch einen Unterschied im Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen der reflektierenden Metallschicht und der Metall-Deckschicht verursacht wird.
  • Die reflektierende Metallschicht kann beispielsweise aus Ni/Ag/Ni/Au gebildet sein und eine Gesamtdicke von etwa 1600 Å aufweisen. Alternativ kann die reflektierende Metallschicht aus Ni/Ag-, ITO/Ag- oder ITO/DBR-Schichten (DBR: Bragg-Spiegel (distributed Bragg reflector)) bestehen. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, kann die reflektierende Metallschicht eine geneigte Seitenfläche aufweisen, so dass eine Bodenfläche der reflektierenden Metallschicht eine größere Fläche als eine Oberfläche davon aufweist. Eine solche reflektierende Metallschicht kann durch Elektronenstrahlverdampfung gebildet werden.
  • Die Metall-Deckschicht bedeckt Ober- und Seitenflächen der reflektierenden Metallschicht, um die reflektierende Metallschicht zu schützen. Die Metall-Deckschicht kann durch Sputtern oder Elektronenstrahlverdampfung (z. B. planetarische Elektronenstrahlverdampfung) ausgebildet werden, bei der eine Vakuumabscheidung durchgeführt wird, während das Substrat 21 in einem schrägen Zustand gedreht wird. Die Metall-Deckschicht kann Ni, Pt, Ti oder Cr enthalten und kann beispielsweise durch Abscheiden von etwa 5 Paaren von Ni/Pt-Schichten oder etwa 5 Paaren von Ni/Ti-Schichten ausgebildet werden. Alternativ kann die Metall-Deckschicht TiW, W oder Mo enthalten.
  • Das Material für die Spannungsentlastungsschicht kann auf verschiedene Weisen in Abhängigkeit von dem Metall der reflektierenden Schicht und der Metall-Deckschicht ausgewählt werden. Wenn zum Beispiel die reflektierende Schicht Al- oder Al-Legierungen enthält und die Metall-Deckschicht W, TiW oder Mo enthält, kann die Spannungsentlastungsschicht eine einzelne Schicht aus Ag, Cu, Ni, Pt, Ti, Rh, Pd oder Cr sein, oder eine Verbundschicht aus Cu, Ni, Pt, Ti, Rh, Pd oder Au. Alternativ kann die Spannungsentlastungsschicht, wenn die reflektierende Schicht Al- oder Al-Legierungen enthält und die Metall-Deckschicht Cr, Pt, Rh, Pd oder Ni enthält, eine einzelne Schicht aus Ag oder Cu, oder eine Verbundschicht aus Ni, Au, Cu oder Ag sein.
  • Alternativ kann, wenn die reflektierende Schicht Ag- oder Ag-Legierungen enthält und die Metall-Deckschicht W, TiW oder Mo enthält, die Spannungsentlastungsschicht eine einzelne Schicht aus Cu, Ni, Pt, Ti, Rh, Pd oder Cr, oder eine Verbundschicht aus Cu, Ni, Pt, Ti, Rh, Pd, Cr oder Au sein. Alternativ kann, wenn die reflektierende Schicht Ag- oder Ag-Legierungen enthält und die Metall-Deckschicht Cr oder Ni enthält, die Spannungsentlastungsschicht eine einzelne Schicht aus Cu, Cr, Rh, Pd, TiW oder Ti, oder eine Verbundschicht aus Ni, Au oder Cu sein.
  • Ferner kann die Antioxidationsmetallschicht Au enthalten, um eine Oxidation der Metall-Deckschicht zu verhindern, und kann beispielsweise aus Au/Ni oder Au/Ti gebildet sein. Ti ist aufgrund einer guten Haftung gegenüber einer Oxidschicht wie SiO2 bevorzugt. Die Antioxidationsmetallschicht kann durch Sputtern oder Elektronenstrahlverdampfung (z. B. planetarische Elektronenstrahlverdampfung) gebildet werden, bei der eine Vakuumabscheidung durchgeführt wird, während das Substrat 21 in einem schrägen Zustand gedreht wird.
  • Zusätzlich können Mesas auf der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 21 angeordnet sein. Jede der Mesas umfasst die Aktivschicht 25 und die zweite leitfähige Halbleiterschicht 27. Die Aktivschicht 25 ist zwischen der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 23 und der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht 27 angeordnet. Die reflektierenden Elektrodenstrukturen 35 sind jeweils auf den Mesas angeordnet.
  • Die untere Isolationsschicht 37 kann durch chemische Dampfabscheidung (CVD) oder dergleichen gebildet werden und kann eine Oxidschicht wie SiO2, eine Nitridschicht wie SiNx oder eine Isolationsschicht wie MgF2 sein. Die untere Isolationsschicht 37 kann eine Dicke von beispielsweise 4000 Å bis 12000 Å aufweisen. Die untere Isolationsschicht 37 kann aus einer Einzelschicht oder mehreren Schichten bestehen. Weiterhin kann die untere Isolationsschicht 37 ein Bragg-Spiegel (DBR) sein, in dem Schichten aus Materialien mit geringer Reflektivität und Schichten aus Materialien mit hoher Reflektivität übereinander gestapelt sind. Beispielsweise kann eine isolierende reflektierende Schicht mit hohem Reflexionsvermögen durch Stapeln von SiO2/TiO2-Schichten oder SiO2/Nb2O5-Schichten ausgebildet werden.
  • Die untere Isolationsschicht 37 kann Öffnungen 37a umfassen, die die ersten leitfähige Halbleiterschicht 23 freilegen und Öffnungen 37b, die die reflektierenden Elektrodenstrukturen 35 freilegen. Die Öffnungen 37b sind auf jeder der Mesas, insbesondere auf einem Verbindungsabschnitt der Mesa, restriktiv angeordnet.
  • Die Stromverteilungsschicht 39 bedeckt die Mesas und die erste leitfähige Halbleiterschicht 23. Die Stromverteilungsschicht 39 kann auf den oberen Oberflächen der Mesas angeordnet sein und weist eine Öffnung auf, die die reflektierenden Elektrodenstrukturen 35 freilegt. Die Stromverteilungsschicht 39 kann einen ohmschen Kontakt mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 23 durch die Öffnungen 37a der unteren Isolationsschicht 37 ausbilden. Die Stromausbreitungsschicht 39 ist von den Mesas und den reflektierenden Elektroden 35 durch die untere Isolationsschicht 37 isoliert.
  • Die Öffnung der Stromverteilungsschicht 39 weist eine breitere Fläche auf als die Öffnungen 37b der unteren Isolationsschicht 37, um zu verhindern, dass die Stromverteilungsschicht 39 die reflektierenden Elektrodenstrukturen 35 berührt. Somit weist die Öffnung der Stromverteilungsschicht 39 eine Seitenwand auf, die auf der unteren Isolationsschicht 37 platziert ist.
  • Die Stromverteilungsschicht 39 ist im Wesentlichen über die gesamte obere Oberfläche des Substrats mit Ausnahme der Öffnung der Stromverteilungsschicht 39 ausgebildet. Somit kann der elektrische Strom leicht durch die Stromverteilungsschicht 39 verteilt werden.
  • Die Stromverteilungsschicht 39 enthält eine ohmsche Kontaktschicht, eine reflektierende Metallschicht, eine Anti-Diffusionsschicht und eine Antioxidationsschicht. Die Stromverteilungsschicht 39 kann einen ohmschen Kontakt mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 23 durch die ohmsche Kontaktschicht ausbilden. Beispielsweise kann die ohmsche Kontaktschicht aus Ti, Cr, Ni oder dergleichen gebildet sein. Unterdessen erhöht die reflektierende Metallschicht das Reflexionsvermögen der Leuchtdiode durch Reflektieren des Lichts, das in die Stromverteilungsschicht eintritt. Die reflektierende Metallschicht kann aus Al gebildet sein. Ferner schützt die Anti-Diffusionsschicht die reflektierende Metallschicht durch Verhindern der Diffusion von Metallatomen. Insbesondere kann die Anti-Diffusionsschicht die Diffusion von Metallatomen in Lötpasten wie Sn verhindern. Die Anti-Diffusionsschicht kann Cr, Ti, Ni, Mo, TiW, W oder eine Kombination davon umfassen. Die Anti-Diffusionsschicht kann eine einzelne Schicht aus Mo, TiW oder W sein. In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann die Anti-Diffusionsschicht aus Paaren von Cr-, Ti- oder Ni-Schichten bestehen. Insbesondere kann die Anti-Diffusionsschicht mindestens zwei Paare von Ti/Ni- oder Ti/Cr-Schichten umfassen. Unterdessen wird die Antioxidationsschicht gebildet, um eine Oxidation der Anti-Diffusionsschicht zu verhindern und kann Au enthalten.
  • Die Stromverteilungsschicht 39 kann ein Reflexionsvermögen von 65% bis 75% aufweisen. Dementsprechend kann eine Lichtreflexion durch die reflektierenden Elektrodenstrukturen 35 und die Stromverteilungsschicht 39 durchgeführt werden, so dass Licht, das entlang der Seitenwände der Mesas und der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 23 verläuft, dadurch reflektiert werden kann.
  • Die Stromverteilungsschicht 39 kann ferner eine Bindungsschicht auf der Antioxidationsschicht umfassen. Die Bindungsschicht kann Ti, Cr, Ni oder Ta umfassen. Die Bindungsschicht kann verwendet werden, um die Haftfestigkeit der Stromverteilungsschicht 39 an der oberen Isolationsschicht 41 zu verbessern, oder kann weggelassen werden.
  • Beispielsweise kann die Stromverteilungsschicht 39 einen mehrschichtigen Aufbau aus Cr/Al/Ni/Ti/Ni/Ti/Au/Ti aufweisen.
  • Die Anti-Diffusions-Verstärkungsschicht 40 kann von der Stromverteilungsschicht 39 getrennt sein. Die Anti-Diffusions-Verstärkungsschicht 40 kann in den Öffnungen 39a der Stromverteilungsschicht 39 angeordnet sein und kann auch in den Öffnungen 37b der unteren Isolationsschicht 37 angeordnet sein.
  • Die obere Isolationsschicht 41 ist auf der Stromverteilungsschicht 39 angeordnet. Die obere Isolationsschicht 41 weist eine Öffnung 41a auf, die die Stromverteilungsschicht 39 freilegt, um einen ersten Elektrodenpadbereich 43a zu definieren, und eine Öffnung 41b, die die reflektierenden Elektrodenstrukturen 35 freilegt, um einen zweiten Elektrodenpadbereich 43b zu definieren. Die Öffnung 41a kann eine längliche Form aufweisen, die sich in einer vertikalen Richtung in Bezug auf Verzweigungen der Mesa erstreckt. Die Öffnung 41b der oberen Isolationsschicht 41 hat eine schmalere Fläche als die Öffnung 39a der Stromverteilungsschicht 39, und somit kann die obere Isolationsschicht 41 die Seitenwand der Öffnung 39a bedecken.
  • Bei dem Aufbau, bei dem die Anti-Diffusions-Verstärkungsschicht 40 auf den reflektierenden Elektrodenstrukturen 35 ausgebildet ist, legen die Öffnung 41b die Anti-Diffusions-Verstärkungsschicht 40 frei. Bei diesem Aufbau können die reflektierenden Elektrodenstrukturen 35 durch die obere Isolationsschicht 41 und die Anti-Diffusions-Verstärkungsschicht 40 versiegelt werden.
  • Ferner kann die obere Isolationsschicht 41 in einem Chipisolationsbereich ausgebildet sein, um eine Seitenfläche der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 23 zu bedecken. Demzufolge ist es möglich, zu verhindern, dass Feuchtigkeit durch obere und untere Grenzflächen der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 23 eindringt.
  • Die obere Isolationsschicht 41 kann aus Siliziumnitrid ausgebildet sein, um eine Diffusion von Metallelementen von Lötpasten zu verhindern, und kann eine Dicke von 1 µm bis 2 µm aufweisen. Wenn die Dicke der oberen Isolationsschicht weniger als 1 µm beträgt, ist es für die obere Isolationsschicht 41 schwierig, eine Diffusion der Metallelemente der Lötpasten zu verhindern.
  • Selektiv kann weiterhin eine Anti-Sn-Diffusionsschicht (nicht gezeigt) auf dem ersten Elektrodenpadbereich 43a und dem zweiten Elektrodenpadbereich 43b durch eine stromlose Abscheidungstechnik gebildet werden, wie ENIG (Chemisch Nickel-Sudgold (electroless nickel immersion gold)).
  • Der erste Elektrodenpadbereich 43a ist mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 23 über die Stromverteilungsschicht 39 elektrisch verbunden, und der zweite Elektrodenpadbereich 43b ist mit der zweiten leitfähigen Halbleiterschicht 27 durch die Anti-Diffusions-Verstärkungsschicht 40 und die reflektierenden Elektrodenstrukturen 35 elektrisch verbunden.
  • Der erste Elektrodenpadbereich 43a und der zweite Elektrodenpadbereich 43b werden verwendet, um die Leuchtdiode auf einer Leiterplatte durch Lötpasten zu befestigen. Dementsprechend kann, um zu verhindern, dass der erste Elektrodenpadbereich 43a und der zweite Elektrodenpadbereich 43b durch die Lötpasten kurzgeschlossen werden, ein Abstand zwischen den Elektrodenpads etwa 300 µm oder mehr betragen.
  • 4 ist eine Seitenschnittansicht eines Wellenlängenwandlers, der auf der Leuchtdiode gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausgebildet ist.
  • Ein Wellenlängenwandler 45 kann eine gleichförmige Dicke aufweisen und bedeckt eine obere Oberfläche einer Leuchtdiode 100. Zum Beispiel kann der Wellenlängenwandler 45 eine gleichförmige Dicke aufweisen, die eine unter Oberfläche der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 23 bedeckt. Alternativ kann bei dem Aufbau, bei dem die Leuchtdiode 100 das Substrat 21 enthält, der Wellenlängenwandler 45 eine untere Oberfläche des Substrats 21 bedecken. Der Wellenlängenwandler 45 kann durch Beschichten eines leuchtstoffhaltigen Harzes auf der Leuchtdiode 100 durch Drucken ausgebildet werden, oder durch Beschichten von Leuchtstoffpulver auf das Substrat 21 unter Verwendung einer Aerosolsprühvorrichtung. Insbesondere kann eine Leuchtstoffschicht gleichmäßig auf der Leuchtdiode durch Aerosolabscheidung ausgebildet werden, wobei Licht, das von der Leuchtdiode 100 emittiert wird, eine verbesserte Farbgleichmäßigkeit aufweisen kann. Weiterhin erstreckt sich der Wellenlängenwandler 45 von der unteren Oberfläche der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 23, um eine Seitenfläche der Leuchtdiode 100 zu bedecken. Demgemäß kann eine Wellenlängenumwandlung in Bezug auf Licht erreicht werden, das durch die Seitenfläche der Leuchtdiode 100 emittiert wird.
  • Der Wellenlängenwandler 45 kann eine Struktur aufweisen, in der Leuchtstoffe in einem Harz enthalten sind, ist aber nicht darauf beschränkt. Alternativ kann der Wellenlängenwandler 45 eine Struktur aufweisen, in der die Leuchtstoffe in Glas oder einem separaten keramischen Material enthalten sind.
  • Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen kann der Wellenlängenwandler 45 nur aus Leuchtstoffen bestehen, ohne das vorgenannte Harz, Glas oder separate keramische Material mit einzuschließen. In diesen Ausführungsformen ist es möglich, die Lichtextraktionseffizienz zu verbessern, da es möglich ist, die Lichtabsorption durch das Harz, Glas oder das separate keramische Material zu vermeiden. Da ferner die Dicke des Wellenlängenwandlers 45 verringert werden kann, kann die Größe der Leuchtdiode oder der Hintergrundbeleuchtungseinheit verringert werden, während gleichzeitig die Lichtextraktionseffizienz weiter verbessert wird. Bei anderen beispielhaften Ausführungsformen kann der Wellenlängenwandler 45 nur aus Einkristall-Leuchtstoffen bestehen. Gemäß diesen Ausführungsformen kann – zusammen mit den vorgenannten Effekten – die Hintergrundbeleuchtungseinheit so eingestellt werden, dass es möglich ist, dass das Licht in einem gewünschten Strahlwinkel konzentriert wird, und der Grad der Wellenlängenumwandlung durch die Leuchtstoffe kann gleichförmig ausgeprägt sein in Abhängigkeit von einer bestimmten Richtung.
  • Die Leuchtdiode kann ferner eine Bindungsschicht (nicht gezeigt) zwischen dem Wellenlängenwandler 45 und der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 23 enthalten. Die Bindungsschicht weist eine starke Bindungsstärke in Bezug auf den Wellenlängenwandler 45 und die erste leitfähige Halbleiterschicht 23 auf. Als Ergebnis kann verhindert werden, dass der Wellenlängenwandler 45 von der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 23 abgetrennt wird.
  • 5 zeigt eine Leuchtdiode einer Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der (a) eine Draufsicht ist, (b) eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A ist und (c) eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B ist.
  • Die Leuchtdiode gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform enthält ein Substrat 21, eine erste leitfähige Halbleiterschicht 23, eine Aktivschicht 25, eine zweite leitfähige Halbleiterschicht 27, reflektierende Elektrodenstrukturen 25, ohmsche Kontaktstrukturen 29, eine untere eine Isolationsschicht 37, eine Stromverteilungsschicht 39, eine Anti-Diffusions-Verstärkungsschicht 40 und eine obere Isolationsschicht 41. Beschreibungen der gleichen Komponenten dieses Ausführungsbeispiels wie diejenigen des ersten Ausführungsbeispiels werden weggelassen.
  • Die ohmschen Kontaktstrukturen 29 sind auf der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 23 ausgebildet. Die ohmschen Kontaktstrukturen 29 können zwischen Mesas und an Kanten in Längsrichtung der Mesas ausgebildet sein. Die ohmschen Kontaktstrukturen 29 sind aus einem Material gebildet, das in der Lage ist, einen ohmschen Kontakt mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 23 auszubilden, und kann beispielsweise Ti/Al enthalten. Insbesondere für eine UV-Leuchtdiode können die ohmschen Kontaktstrukturen eine Stapelstruktur aus Ti/Al/Ti/Au aufweisen.
  • In dieser beispielhaften Ausführungsform sind die mehreren ohmschen Kontaktstrukturen 29 als voneinander getrennt dargestellt. Alternativ kann eine einzelne ohmsche Kontaktstruktur 29 auf der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 23 ausgebildet sein.
  • In dieser beispielhaften Ausführungsform legen die Öffnungen 37a, die die erste leitfähige Halbleiterschicht 23 freilegen, auch die ohmschen Kontaktstrukturen 29 frei.
  • Unter den ohmschen Kontaktstrukturen 29 können die an den Kanten des Substrats 21 angeordneten ohmschen Kontaktstrukturen 29 vollständig durch die Öffnungen 37a freigelegt sein. Jedoch sind bei den zwischen den Mesas M angeordneten ohmschen Kontaktstrukturen 29 Bereiche, die durch Öffnungen 37a freigelegt sind, von Bereichen zwischen den Öffnungen 37a beabstandet, um einen Kurzschluss zwischen den ohmschen Kontaktstrukturen 29 und den reflektierenden Elektrodenstrukturen 35 zu verhindern.
  • Die Stromverteilungsschicht 39 ist mit den ohmschen Kontaktstrukturen 29 und der ersten leitfähigen Halbleiterschicht 23 durch die Öffnungen 37a der unteren Isolationsschicht 37 elektrisch verbunden. Die voneinander getrennten ohmschen Kontaktstrukturen 29 können miteinander elektrisch verbunden sein durch die Stromverteilungsschicht 39. Weiterhin kann die Stromverteilungsschicht 39 Seitenflächen der ohmschen Kontaktstrukturen 29 abdecken, wobei Licht, das in die Seitenflächen der ohmschen Kontaktstrukturen 29 eintritt, von der Stromverteilungsschicht 39 reflektiert werden kann.
  • Die Stromverteilungsschicht 39 deckt im Wesentlichen den gesamten oberen Bereich des Substrats 21 ab und hat somit einen geringen Widerstand, wodurch die Stromverteilung zu den ohmschen Kontaktstrukturen 29 erleichtert wird.
  • In dieser beispielhaften Ausführungsform ist die Anti-Diffusions-Verstärkungsschicht 40 von der Stromverteilungsschicht 39 getrennt und mit den reflektierenden Elektrodenstrukturen 35 verbunden, die durch die Öffnungen 37b freigelegt sind. Die reflektierenden Elektrodenstrukturen 35, die durch die Anti-Diffusions-Verstärkungsschicht 40 voneinander getrennt sind, können elektrisch miteinander verbunden sein. Die Anti-Diffusions-Verstärkungsschicht 40 ist von den ohmschen Kontaktstrukturen 29 durch die untere Isolationsschicht 37 isoliert.
  • Um einen Lichtverlust zu vermeiden, decken die Stromverteilungsschicht 39 und die Anti-Diffusions-Verstärkungsschicht 40 80% oder mehr der gesamten Chipfläche ab.
  • 6 ist ein schematisches Blockschaltbild einer Hintergrundbeleuchtungseinheit unter Verwendung von MJT-LEDs gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • Der Begriff "MJT-LED-Chip" bezeichnet hierin einen mehrzelligen LED-Chip, bei dem mehrere lichtemittierende Zellen über Verbindungsleitungen miteinander verbunden sind. Der MJT-LED-Chip kann N lichtemittierende Zellen enthalten (wobei N eine ganze Zahl von 2 oder mehr ist), und N kann auf verschiedene Weisen eingestellt sein, je nach Anforderung. Vorzugsweise hat jede der lichtemittierenden Zellen eine Durchlassspannung von 3 V bis 3,6 V, ohne darauf beschränkt zu sein. Dementsprechend ist die Durchlassspannung des MJT-LED-Chips (oder der MJT-LED) proportional zu der Anzahl der lichtemittierenden Zellen, die in dem entsprechenden MJT-LED-Chip enthalten sind.
  • Da die Anzahl der lichtemittierenden Zellen, die in dem entsprechenden MJT-LED-Chip enthalten sind, je nach Anforderung auf verschiedene Weisen eingestellt ist, kann der MJT-LED-Chip gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform eine Antriebsspannung von 6 V bis 36 V gemäß den Spezifikationen eines in der Hintergrundbeleuchtungseinheit verwendeten Antriebsstromgenerators (z. B. DC-Wandler) aufweisen, ohne darauf beschränkt zu sein. Ferner ist der Antriebsstrom des MJT-LED-Chips viel kleiner wie bei einer herkömmlichen Einzelzellen-LED und kann beispielsweise von 20 mA bis 40 mA reichen, ohne darauf beschränkt zu sein.
  • Weiterhin bezieht sich "MJT-LED" auf eine lichtemittierende Vorrichtung oder ein LED-Paket, die/das den MJT-LED-Chip gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung enthält.
  • Weiterhin bezieht sich "MJT-LED-Modul" auf eine Anordnung aus einer MJT-LED und eines dementsprechenden optischen Elements. Das optische Element kann direkt auf der MJT-LED angeordnet sein oder kann auf einer Leiterplatte angeordnet sein, auf der die MJT-LED befestigt ist. Unabhängig von der Anordnung des optischen Elements wird eine Anordnung aus einer MJT-LED und eines dementsprechenden optischen Elements als ein MJT-LED-Modul bezeichnet.
  • Weiterhin bezieht sich der Begriff "Hintergrundbeleuchtungsmodul" auf ein Beleuchtungsmodul, bei dem eine Vielzahl von MJT-LEDs auf einer Leiterplatte angeordnet ist und optische Elemente entsprechend den MJT-LEDs angeordnet sind. Somit kann der Begriff "Hintergrundbeleuchtungsmodul" ein Beleuchtungsmodul bedeuten, bei dem eine Vielzahl von MJT-LED-Modulen gemäß einer vorgegebenen Regelung auf der Leiterplatte befestigt ist.
  • Andererseits kann das Hintergrundbeleuchtungsmodul gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform eine flächige Hintergrundbeleuchtungseinheit (direct type backlight unit) sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Bei anderen beispielhaften Ausführungsformen kann das Hintergrundbeleuchtungsmodul als Lichtquelle für die Beleuchtung von Folien verwendet werden. Somit ist es für den Fachmann offensichtlich, dass trotz der verwendeten Terminologie eine Komponente mit technischen Merkmalen des Hintergrundbeleuchtungsmoduls gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarungen in den Umfang der vorliegenden Offenbarung fällt.
  • Vor der detaillierten Beschreibung der Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Hauptmerkmale der Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß der beispielhaften Ausführungsform beschrieben. Die Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß der beispielhaften Ausführungsform wurde im Hinblick auf die Vorrichtungseigenschaften einer MJT-LED konzipiert, um die vorgenannten Probleme einer herkömmlichen Hintergrundbeleuchtungseinheit des Stands der Technik zu überwinden. Das heißt, um die Probleme zu lösen, die durch die Betriebseigenschaften bei niedriger Spannung und hohem Strom einer herkömmlichen Einzelzellen-LED gemäß Stand der Technik verursacht wurden, wurde die Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß der beispielhaften Ausführungsform auf der Grundlage der Betriebseigenschaften bei hoher Spannung und niedrigem Strom der MJT-LED (z.B. eine Antriebsspannung von 6 V bis 36 V und einen Antriebsstrom von 20 mA bis 40 mA) entwickelt.
  • Wie zuvor beschrieben wurde, kann die MJT-LED im Gegensatz zu einer herkömmlichen Einzelzellen-LED, wie sie im Stand der Technik bekannt ist, eine bestimmte Anzahl von lichtemittierenden Zellen enthalten und eine Durchlassspannung aufweisen, die in Abhängigkeit von der Anzahl der enthaltenen lichtemittierenden Zellen variiert. Da ferner die MJT-LED eine Vielzahl von lichtemittierenden Zellen enthält, kann die MJT-LED einen breiteren Bereich beleuchten als die herkömmliche Einzelzellen-LED, und da die MJT-LED aus einem einzigen MJT-LED-Chip besteht, kann die Ausgestaltung eines optischen Elements und dessen Anwendung auf die MJT-LED leicht erreicht werden.
  • Dementsprechend kann, unter Isolationsbereichen eines Flüssigkristall-Anzeigefelds, ein Isolationsbereich durch ein MJT-LED-Modul (MJT-LED + optisches Element) bedeckt werden. Somit kann die Anzahl an LEDs, die das Hintergrundbeleuchtungsmodul bilden, im Vergleich zu der herkömmlichen Einzelzellen-LED reduziert werden. Abschließend ist für die Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß der beispielhaften Ausführungsform das Hintergrundbeleuchtungsmodul unter Verwendung einer Vielzahl von MJT-LED-Modulen gebildet, wobei jede der MJT-LEDs, die das Hintergrundbeleuchtungsmodul bilden, unabhängig gesteuert wird, wodurch Aufgaben der beispielhaften Ausführungsform erreicht werden.
  • Wie in 6 gezeigt ist, enthält eine Hintergrundbeleuchtungseinheit 1000 gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform ein Hintergrundbeleuchtungssteuermodul 800 und ein Hintergrundbeleuchtungsmodul 700. Die Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform kann ferner Feldeffekttransistoren (FETs) (nicht gezeigt) und eine lichtdurchlässige Platte (nicht gezeigt) enthalten.
  • Insbesondere enthält das Hintergrundbeleuchtungssteuermodul 800 gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform einen Antriebsstromgenerator 810, der so eingerichtet ist, dass er einen DC-Antriebsstrom unter Verwendung einer Eingangsspannung Vin erzeugt/ausgibt, die von einer externen Stromquelle zugeführt wird, und eine Antriebssteuerung 820, die eingerichtet ist, um jede einer Vielzahl an MJT-LEDs 500, die das Hintergrundbeleuchtungsmodul 700 bilden, zu steuern (An-/Aus-Steuerung und Dimmsteuerung). Im Allgemeinen ist der Antriebsstromgenerator 810 eingerichtet, um als Antriebsstrom eine stabile DC-Spannung (DC voltage) von 12 V, 24 V, 48 V und dergleichen zu erzeugen und um der Vielzahl von MJT-LEDs 500, die das Hintergrundbeleuchtungsmodul 700 bilden, den Antriebsstrom zuzuführen. Hierbei kann die Eingangsspannung Vin, die dem Antriebsstromgenerator 810 zugeführt wird, eine handelsübliche Wechselspannung von 220 V oder 110 V sein. Ein derartiger Antriebsstromgenerator 810 kann im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie der herkömmliche Antriebsstromgenerator 810 haben, wie er in 1 gezeigt ist.
  • Das Hintergrundbeleuchtungsmodul 700 gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform kann durch Anordnung der Vielzahl von MJT-LEDs 500 beziehungsweise der den MJT-LEDs 500 entsprechenden optischen Elemente (in 6 nicht gezeigt) in regelmäßiger Weise (z.B. in einer Matrix) auf einer Leiterplatte (in 6 nicht gezeigt) ausgebildet werden.
  • 9 ist eine schematische Ansicht der Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Wie in 9 gezeigt ist, kann eine Leiterplatte 510 eine Vielzahl von Blöcken 510b umfassen. Jeder der Blöcke 510b bezeichnet einen Teilbereich der Leiterplatte einschließlich eines Bereichs, in dem jede der MJT-LEDs bei der Befestigung der Vielzahl von MJT-LEDs auf der Leiterplatte befestigt ist. Insbesondere kann ein Block 510b mindestens eine MJT-LED enthalten. Genauer gesagt kann ein Block 510b eine MJT-LED enthalten, ist aber nicht darauf beschränkt. Alternativ kann ein Block 510b eine Vielzahl von MJT-LEDs enthalten.
  • Die Vielzahl von Blöcken 510b kann so angeordnet sein, dass sie eine M×N-Matrix bilden, in der M Blöcke in der Längsrichtung angeordnet sind und N Blöcke in der Querrichtung angeordnet sind. Unter Bezugnahme auf 9 können beispielsweise 45 Blöcke 510b in einer 9×5-Matrix angeordnet sein. Jeder der Blöcke 510b kann eine Länge in Längsrichtung L1 von 60 mm oder weniger aufweisen. Zusätzlich kann jeder der Blöcke 510b eine Länge in Querrichtung L2 von 55 mm oder weniger aufweisen.
  • Bei der in 6 gezeigten beispielhaften Ausführungsform wird angenommen, dass in dem Hintergrundbeleuchtungsmodul 700 M MJT-LEDs 500 in Längsrichtung angeordnet sind und N MJT-LEDs 500 in Querrichtung angeordnet sind, um die M×N-Matrix zu bilden. Hier kann jede der MJT-LEDs in einer Eins-zu-Eins-Korrespondenz zu jedem der Blöcke platziert werden. Zudem wird eine MJT-LED, die am linken obersten Ende platziert ist, als eine 1 – 1-te MJT-LED 500_11 bezeichnet und eine MJT-LED, die am rechten untersten Ende platziert ist, wird als M – N-te MJT-LED 500_MN bezeichnet.
  • Hierbei ist anzumerken, dass im Gegensatz zu der in 1 gezeigten herkömmlichen Hintergrundbeleuchtungseinheit, bei der in 6 gezeigten beispielhaften Ausführungsform jede der MJT-LEDs 500 in dem Hintergrundbeleuchtungsmodul 700 unabhängig mit dem Antriebsstromgenerator 810 und der Antriebssteuerung 820 verbunden ist, anstatt in Reihe, parallel oder in Reihe/parallel miteinander verbunden zu sein. Das heißt, bei der in 6 gezeigten beispielhaften Ausführungsform ist eine Anode jeder der MJT-LEDs 500 unabhängig mit dem Antriebsstromgenerator 810 verbunden, und eine Kathode jeder der MJT-LEDs 500 ist unabhängig mit der Antriebssteuerung 820 verbunden. Bei dem Aufbau, bei dem jede MJT-LED in einer Eins-zu-Eins-Korrespondenz zu jedem Block angeordnet ist, kann jeder Block unabhängig mit dem Antriebsstromgenerator 810 und der Antriebssteuerung 820 verbunden sein.
  • Mit diesem Aufbau kann der Antriebssteuerung 820 gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform den Betrieb jeder der MJT-LEDs 500, die das Hintergrundbeleuchtungsmodul 700 bilden, unabhängig steuern. Genauer gesagt ist die Antriebssteuerung 820 gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform so eingerichtet, dass sie den Dimmpegel einer bestimmten MJT-LED unter der Vielzahl von MJT-LEDs 500 als Reaktion auf ein Dimmsignal steuert. Bei dem Aufbau, bei dem jede der MJT-LEDs in einer Eins-zu-Eins-Korrespondenz zu jedem der Blöcke angeordnet ist, kann die Antriebssteuerung 820 unabhängig den Betrieb jedes der Vielzahl an Blöcken steuern.
  • Die Antriebssteuerung 820 gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform enthält eine Pulsbreitenmodulations(PWM)-Steuereinheit (nicht gezeigt) und kann eingerichtet sein, um eine Dimmsteuerung durch die PWM-Steuerung des Antriebsstroms durchzuführen, der einer bestimmten MJT-LED zugeführt wird, die ein Dimm-Steuerungsziel unter den MJT-LEDs 500 darstellt. Insbesondere ist, im Gegensatz zu der herkömmlichen, in 1 gezeigten Hintergrundbeleuchtungseinheit, die in 6 gezeigte Hintergrundbeleuchtungseinheit 1000 gemäß dieser in beispielhaften Ausführungsform so eingerichtet, dass jede der MJT-LEDs 500 unabhängig mit dem Antriebsstromgenerator 810 verbunden ist und unabhängig einen Antriebsstrom empfängt. Mit diesem Aufbau kann die Antriebssteuerung eine Dimmsteuerung durch PWM durchführen. Insbesondere kann die Antriebssteuerung 820 das Tastverhältnis des Antriebsstroms im Bereich von 0 bis 100% steuern.
  • Wenn zum Beispiel eine Dimmsteuerung in Bezug auf die 1 – 1-te MJT-LED 500_11 erforderlich ist, steuert die Antriebssteuerung 820 den Antriebsstrom, um ein bestimmtes Tastverhältnis (z. B. 60%) durch eine Pulsbreitenmodulation aufzuweisen in Reaktion auf ein Dimmsignal Dim und liefert den der Pulsbreitenmodulation unterworfenen Antriebsstrom der 1 – 1-ten MJT-LED 500_11, wodurch eine Dimmsteuerung in Bezug auf die 1 – 1-te MJT-LED 500_11 durchgeführt wird. Hierbei wird ein Antriebsstrom, der keiner Pulsbreitenmodulation unterworfen wird und ein Tastverhältnis von 100% aufweist, anderen MJT-LEDs mit Ausnahme der 1 – 1-ten MJT-LED 500_11 zugeführt. Alternativ wird ein Antriebsstrom, der einer Pulsbreitenmodulation unterworfen wird, um ein normales Tastverhältnis aufzuweisen (Grundtastverhältnis, beispielsweise 80%, wenn keine separate Dimmsteuerung vorliegt), anderen MJT-LEDs mit Ausnahme der 1 – 1-ten MJT-LED 500_11 zugeführt.
  • Dementsprechend kann die lokale Dimmsteuerung nur in Bezug auf die 1 – 1-te MJT LED 500_11 durchgeführt werden. Jedoch wird es für den Fachmann offensichtlich sein, dass die Vielzahl von MJT-LEDs gleichzeitig einer Dimmsteuerung durch eine PWM-Steuerung unterworfen werden kann, um den gleichen Dimmpegel und/oder unterschiedliche Dimmpegel zu haben. Der Antriebsstrom kann eine DC-Antriebsspannung sein. Eine PWM-Steuereinheit zum Durchführen einer PWM-Steuerung des Antriebsstroms ist im Stand der Technik bekannt, weshalb auf eine detaillierte Beschreibung davon verzichtet wird.
  • Bei Bedarf kann die Antriebssteuerung 820 gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform einen Antriebsstromdetektor (nicht gezeigt) und eine Antriebsstromsteuereinheit (nicht gezeigt) enthalten und kann so eingerichtet sein, dass er eine Dimmsteuerung durch Steuern eines Dimmstroms, der einer bestimmten MJT-LED, die ein Dimm-Steuerungsziel unter den MJT-LEDs 500 darstellt, zugeführt wird, durchführt. Insbesondere ist bei Hintergrundbeleuchtungseinheit 1000 gemäß der beispielhaften Ausführungsform nach 6 im Gegensatz zu der herkömmlichen Hintergrundbeleuchtungseinheit, die in 1 gezeigt ist, jede der MJT-LEDs 500 unabhängig mit der Antriebssteuerung 820 verbunden. Somit ist es möglich, eine Dimmsteuerung durch Steuern des Dimmstroms für jede der MJT-LEDs auf die zuvor aufgezeigte Weise durchzuführen.
  • In der Antriebssteuerung 820 sind der Antriebsstromdetektor und die Antriebsstromsteuereinheit in einer Eins-zu-Eins-Korrespondenz zu jeder der MJT-LEDs 500 vorgesehen. Somit enthält bei dem Aufbau, bei dem das Hintergrundbeleuchtungsmodul 700 aus M×N MJT-LEDs 500 besteht, die Antriebssteuerung 820 M×N Antriebsstromdetektoren und M×N-Antriebsstromsteuereinheiten. Wenn zum Beispiel eine Dimmsteuerung in Bezug auf die M – N-te MJT-LED 500_MN erforderlich ist, erfasst die Antriebssteuerung 820 unter Verwendung des Antriebsstromdetektors einen Antriebsstrom, der durch die M – N-te MJT-LED 500_MN fließt, und verändert den Antriebsstrom, der durch die M – N-te MJT LED 500_MN fließt (z. B. auf 100% des maximalen Antriebsstroms), als Reaktion auf ein Dimmsignal Dim, wodurch eine Dimmsteuerung in Bezug auf die M – N-te MJT LED 500_MN durchgeführt wird.
  • Beispielsweise kann die Antriebssteuerung 820 den Antriebsstrom im Bereich von 0 bis 100% steuern. Da hierbei der normale Antriebsstrom (vorliegender Grundantriebsstrom, z. B. 80% des maximalen Antriebsstroms, wenn keine separate Dimmregelung vorliegt) durch andere MJT-LEDs mit Ausnahme der M – N-ten MJT LED 500_MN fließt, ist es möglich, ein lokales Dimmen nur in Bezug auf die M – N-te MJT-LED 500_MN durchzuführen. Jedoch wird es für den Fachmann offensichtlich sein, dass die Vielzahl von MJT-LEDs gleichzeitig einer Dimmsteuerung durch eine Antriebsstromsteuerung unterworfen werden kann, um den gleichen Dimmpegel und/oder unterschiedliche Dimmpegel aufzuweisen.
  • In dieser beispielhaften Ausführungsform kann die Anode jeder der MJT-LEDs 500 mit einer Antriebsstromleitung, die mit dem Antriebsstromgenerator 810 verbundenen ist, verbunden sein, da es nicht für jede der MJT-LEDs 500 erforderlich ist, den Antriebsstrom unabhängig zu empfangen, anders als bei der in 6 gezeigten beispielhaften Ausführungsform. Der Antriebsstromdetektor und die Antriebsstromsteuereinheit sind im Stand der Technik bekannt, weshalb hier auf eine detaillierte Beschreibungen verzichtet wird.
  • Die Antriebssteuerung 820 gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform kann eine Vielzahl von Schaltersteuerungen (nicht gezeigt) enthalten. Jeder der Schaltersteuerungen kann zwischen den MJT-LEDs angeordnet sein. Insbesondere können die Schaltersteuerungen zwischen einer MJT-LED und einer anderen, benachbarten MJT-LED platziert sein. Genauer gesagt können die Schaltersteuerungen zwischen einer MJT-LED und anderen MJT-LEDs platziert sein. Das heißt, die Schaltersteuerungen können zwischen einer MJT-LED und anderen M×N – 1 MJT-LEDs unter den M×N MJT-LEDs platziert sein, und diese Anordnung kann nicht nur auf die eine MJT-LED angewendet werden, sondern auch auf alle MJT-LEDs, die in dem Hintergrundbeleuchtungsmodul 700 enthalten sind.
  • Jeder der Schaltersteuerungen kann zwei MJT-LEDs, die durch die Schaltersteuerung verbunden sind, elektrisch verbinden und können auch zwei MJT-LEDs voneinander elektrisch isolieren. Somit kann die Vielzahl von MJT-LEDs in Reihe und/oder parallel zueinander durch die Schaltersteuerungen verbunden sein. Dementsprechend kann eine gewünschter Aufbau des Hintergrundbeleuchtungsmoduls 700 leicht realisiert werden.
  • Unter Bezugnahme auf 10 kann die Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß den beispielhaften Ausführungsformen ferner FETs 511 enthalten. Bei den beispielhaften Ausführungsformen, bei denen die Hintergrundbeleuchtungseinheit die FETs 511 enthält, kann die Hintergrundbeleuchtungseinheit eine FET-Steuerung 512 enthalten, die eingerichtet ist, um die FETs 511 zu steuern. Die FET-Steuerung (Treiber IC) 512 erfasst eine vorliegende Spannung und steuert An-/Aus-Zustände der FETs 511 auf Basis der erfassten vorliegenden Spannung. Beispielsweise kann die vorliegende Spannung eine Spannung sein, die an einen Widerstand (nicht gezeigt) angelegt ist, der mit einem Anschluss jedes der FETs 511 verbunden ist. Wenn die FETs 511 eingeschaltet sind, wird kein elektrischer Strom an die MJT-LEDs angelegt und wenn die FETs 511 ausgeschaltet sind, kann an die MJT-LEDs elektrischer Strom angelegt werden. Wie in 10 gezeigt ist, können die FETs auf einer unteren Oberfläche der Leiterplatte angeordnet sein, genauer, in der Nähe einer unteren Seite jeder der MJT-LEDs, ohne darauf beschränkt zu sein. Dementsprechend kann die Anordnung der FETs 511 die gleiche sein wie die Anordnung der MJT-LEDs, ohne darauf beschränkt zu sein. Alternativ kann sich die Anordnung der MJT-LEDs von der Anordnung der FETs unterscheiden. Die FET-Steuerung 512 kann auf der unteren Oberfläche der Leiterplatte angeordnet sein, ist aber nicht darauf beschränkt.
  • Die FETs 511 können mit den MJT-LEDs verbunden sein. Insbesondere kann die Anzahl der MJT-LEDs gleich der Anzahl der FETs 511 sein, und die MJT-LEDs können mit den FETs 511 in einer Eins-zu-Eins-Korrespondenz verbunden sein. Zum Beispiel ist die Anzahl der MJT-LEDs 640 und 640 FETs 511 sind jeweils mit den MJT-LEDs in einer Eins-zu-Eins-Korrespondenz verbunden.
  • Die MJT-LEDs gemäß beispielhaften Ausführungsformen können mit hoher Spannung und niedrigem Strom betrieben werden. Da die MJT-LEDs, die ein Betreiben bei niedrigem Strom ermöglichen, zusammen mit den FETs 511, die eine relativ kleine Kapazität aufweisen, verwendet werden können, können die FETs 511 gemäß den beispielhaften Ausführungsformen kleiner als FETs 511 sein, die üblicherweise im Stand der Technik verwendet werden. Da das Hintergrundbeleuchtungsmodul gemäß den beispielhaften Ausführungsformen eine Leiterplatte mit einer kleineren Größe als eine herkömmliche Leiterplatte verwenden kann, ist es dementsprechend möglich, eine Miniaturisierung des Hintergrundbeleuchtungsmoduls und eine Verringerung der Herstellungskosten zu erreichen.
  • Da die FETs 511 miniaturisiert werden können, können des Weiteren zumindest einige FETs 511 in der FET-Steuerung 512 enthalten sein, im Gegensatz zu einer herkömmlichen Hintergrundbeleuchtungseinheit, bei der die FET-Steuerung 512 von den FETs 511 getrennt ist. Weiterhin kann die FET-Steuerung 512 alle in der Hintergrundbeleuchtungseinheit verwendeten FETs 511 enthalten. Da die Anzahl der FETs 511, die nicht in der FET-Steuerung 512 enthalten sind, reduziert werden kann oder keine FETs 511 außerhalb der FET-Steuerung 512 vorhanden sind, ist es dementsprechend möglich, eine Miniaturisierung des Hintergrundbeleuchtungsmoduls und eine Verringerung der Herstellungskosten zu erreichen. Wenn beispielsweise 640 MJT-LEDs vorhanden sind, kann die Anzahl der FETs, die nicht in der FET-Steuerung 512 enthalten sind, kleiner als 640 sein. Demgemäß kann die Größe der Leiterplatte auf beispielsweise 70% oder mehr reduziert sein.
  • Die Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform kann ferner eine lichtdurchlässige Platte (nicht gezeigt) enthalten. Die lichtdurchlässige Platte kann über dem Hintergrundbeleuchtungsmodul 700 angeordnet sein. Insbesondere kann die lichtdurchlässige Platte oberhalb der Leiterplatte 510 des Hintergrundbeleuchtungsmoduls 700 angeordnet sein. Die lichtdurchlässige Platte kann dazu dienen, um das von den MJT-LEDs des Hintergrundbeleuchtungsmoduls 700 emittierte Licht zu zerstreuen. Ein Abstand zwischen einer unteren Oberfläche der lichtdurchlässigen Platte und einer oberen Oberfläche der Leiterplatte kann 18 mm oder mehr betragen.
  • 7 ist eine schematische Querschnittsansicht eines MJT-LED-Moduls gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und 8 ist eine perspektivische Ansicht einer MJT-LED, die in der MJT-LED verwendet wird. Nachfolgend werden Details einer MJT-LED 500 und eines MJT-LED-Moduls gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf 7 und 8 beschrieben.
  • Wie in 7 gezeigt ist, enthält das MJT-LED-Modul gemäß einer beispielhaften Ausführungsform eine MJT-LED 500 und ein optisches Element 530. Die MJT-LED 500 ist auf einer Leiterplatte 510 befestigt und das zu der MJT-LED 500 entsprechende optische Element 530 ist auf der Leiterplatte 510 befestigt, um so der MJT-LED 500 zu entsprechen. Auf der Leiterplatte 510 kann beispielsweise jeder der Blöcke ein optisches Element umfassen. Wie zuvor beschrieben, kann bei anderen beispielhaften Ausführungsformen das optische Element 530 direkt mit der MJT-LED 500 verbunden sein. Insbesondere kann das optische Element 530 durch Formen eines Harzes auf der MJT-LED gebildet werden. Obwohl ein Teil der Leiterplatten 510 nicht gezeigt ist, kann eine Vielzahl an MJT-LEDs 500 und optischer Elemente 530, die der Vielzahl an MJT-LEDs 500 entspricht, auf verschiedene Arten, wie eine Matrix oder eine wabenförmige Anordnung, auf einer Leiterplatte 510 angeordnet sein, um das Hintergrundbeleuchtungsmodul 700 zu bilden, wie zuvor beschrieben.
  • Die Leiterplatte 510 enthält leitfähige Anschlussflächenmuster, die auf einer oberen Oberfläche hiervon ausgebildet sind, so dass Anschlüsse der MJT-LEDs 500 mit den leitfähigen Anschlussflächenmuster verbunden sind. Ferner kann die Leiterplatte 510 eine reflektierende Schicht aufweisen, die auf ihrer oberen Oberfläche ausgebildet ist. Die Leiterplatte 510 kann eine Metall-Kern-PCB (MCPCB) sein, die auf einem Metall mit guter Wärmeleitfähigkeit basiert. Alternativ kann die Leiterplatte 510 aus einem Isolationssubstratmaterial wie FR4 ausgebildet sein. Obwohl es in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, kann die Leiterplatte 510 an ihrer unteren Oberfläche mit einer Wärmesenke versehen sein, um Wärme abzuleiten, die von den MJT-LEDs 500 erzeugt wird.
  • Wie in 8 klar gezeigt ist, enthält die MJT-LED 500 ein Gehäuse 521, einen MJT-LED-Chip 523, der auf dem Gehäuse 521 befestigt ist, und eine Wellenlängenumwandlungsschicht 525, die den MJT-LED-Chip 523 bedeckt. Die MJT-LED 500 enthält ferner Leiteranschlüsse (nicht gezeigt), die von dem Gehäuse 521 getragen werden.
  • Das Gehäuse 521 bildet einen Verpackungskörper und kann durch Spritzgießen eines Kunststoffharzes wie PA oder PPA gebildet werden. In diesem Fall kann das Gehäuse 521 so ausgebildet sein, dass es die Leiteranschlüsse durch Spritzgießen trägt und kann einen Hohlraum 521a zum Befestigen des MJT-LED-Chips 523 darauf aufweisen. Der Hohlraum 521a definiert einen Lichtaustrittsbereich der MJT-LED 500.
  • Die Leiteranschlüsse sind innerhalb des Gehäuses 521 voneinander getrennt und erstrecken sich nach außerhalb des Gehäuses 521, um mit den Anschlussflächenmustern auf der Leiterplatte 510 verbunden zu werden.
  • Der MJT-LED-Chip 523 ist auf dem Boden des Hohlraums 512a befestigt und ist elektrisch mit den Leiteranschlüssen verbunden. Der MJT-LED-Chip 523 kann eine GaN-basierte MJT-LED sein, die UV-Licht oder blaues Licht emittiert. Einzelheiten des MJT-LED-Chips 523 gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform werden nachfolgend beschrieben.
  • Die Wellenlängenumwandlungsschicht 525 bedeckt den MJT-LED-Chip 523. Die Wellenlängenumwandlungsschicht 525 kann gebildet werden durch Befestigen des MJT-LED-Chips 523, gefolgt von Füllen des Hohlraums 512a mit einem einen Leuchtstoff enthaltenden Formharz. Hierbei kann die Wellenlängenumwandlungsschicht 525 den Hohlraum 512a des Gehäuses 521 füllen und kann eine im Wesentlichen flache oder konvexe obere Oberfläche aufweisen. Ferner kann ein Formharz mit einer Form eines optischen Elements weiter auf der Wellenlängenumwandlungsschicht 525 gebildet werden.
  • Ein MJT-LED-Chip 523 mit einer konformen Leuchtstoff-Überzugsschicht darauf kann, falls erforderlich, auf dem Gehäuse 521 befestigt werden. Das heißt, eine konforme Überzugsschicht aus Leuchtstoffen wird auf dem MJT-LED-Chip 523 ausgebildet, und der MJT-LED-Chip 523, der die konforme Überzugsschicht enthält, kann auf dem Gehäuse 521 befestigt sein. Der die konforme Überzugsschicht enthaltende MJT-LED-Chip 523 kann durch ein transparentes Harz geformt sein. Weiterhin kann das Formharz zu einer Form eines optischen Elements geformt werden und kann somit als ein primäres optisches Element wirken.
  • Die Wellenlängenumwandlungsschicht 525 realisiert eine Farbmischung, beispielsweise weißes Licht, durch Umwandlung von Wellenlängen des Lichts, das von dem MJT-LED-Chip 523 emittiert wird.
  • Die Wellenlängenumwandlungsschicht 525 kann KSF- und/oder UCD-basierte Leuchtstoffe enthalten. Dementsprechend kann Licht, das von dem MJT-LED-Chip 523 emittiert wird und durch die Wellenlängenumwandlungsschicht 525 hindurchgegangen ist, eine NTSC-Farbwiedergabe von 70% oder mehr aufweisen.
  • Die MJT-LED 500 ist so ausgelegt, dass sie eine Lichtstrahlverteilung einer Spiegelsymmetriestruktur aufweist, insbesondere eine Lichtstrahlverteilung einer Rotationssymmetriestruktur. Hierbei ist eine zur Mitte der Lichtstrahlverteilung hin gerichtete Achse der MJT-LED als optische Achse L definiert. Das heißt, die MJT-LED 500 ist so ausgelegt, dass sie eine Lichtstrahlverteilung aufweist, die bezüglich der optischen Achse L asymmetrisch ist. Generell kann der Hohlraum 512a des Gehäuses 521 so ausgestaltet sein, dass er eine Spiegelsymmetriestruktur aufweist und die optische Achse L kann als eine gerade Linie definiert sein, die durch die Mitte des Hohlraums 512a verläuft.
  • Das optische Element 530 enthält eine Lichteinfallsebene, die Licht von der MJT-LED 500 empfängt, und eine Lichtaustrittsebene, durch die Licht mit einem größeren Strahlwinkel emittiert wird als das von der MJT-LED 500 emittierte Licht, wodurch eine gleichmäßige Verteilung des Lichts, das von der MJT-LED 500 emittiert wird, gefördert wird
  • 11 eine Draufsicht auf die Leuchtdiode der Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 12 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B1–B2 von 11, 13 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie C1–C2 von 11, 14 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie D1–D2 von 11 und 15 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie E1–E2 von 11. 16 ist ein Ersatzschaltbild von lichtemittierenden Zellen gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • Unter Bezugnahme auf 11 bis 16 enthält die Leuchtdiode gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform ein Substrat, eine erste Halbleiterschicht, eine Aktivschicht, eine zweite Halbleiterschicht, eine untere Elektrode, einen Zellenbereich, eine erste Zwischenschicht-Isolationsschicht, eine obere Elektrode, eine zweite Zwischenschicht-Isolationsschicht, ein erstes Pad und ein zweites Pad.
  • Ein Substrat 101 kann ein Saphirsubstrat, ein Siliziumcarbidsubstrat oder ein Substrat auf GaN-Basis sein und kann aus irgendeinem Substrat ausgewählt sein, solange das Substrat das Aufwachsen eines dünnen Films darauf induzieren kann. Eine erste Halbleiterschicht 111, 112, 113, 114 kann eine n-Leitfähigkeit aufweisen. Eine Aktivschicht 121, 122, 123, 124 kann eine Multi-Quantum-Well-Struktur aufweisen und eine zweite Halbleiterschicht 131, 132, 133, 134 kann auf der Aktivschicht 121, 122, 123, 124 ausgebildet sein. Wenn die erste Halbleiterschicht 110 eine n-Leitfähigkeit aufweist, weist die zweite Halbleiterschicht 130 p-Leitfähigkeit auf. Ferner kann eine Pufferschicht (nicht gezeigt) zwischen dem Substrat 101 und der ersten Halbleiterschicht 110 ausgebildet sein, um das Aufwachsen eines Einkristalls der ersten Halbleiterschicht 110 zu erleichtern.
  • Auf der zweiten Halbleiterschicht 131, 132, 133, 134 sind untere Elektroden 151, 152, 153, 154 angeordnet. Eine Vielzahl von Zellenbereichen 161, 162, 163, 164 können durch die Bildung der unteren Elektroden 151, 152, 153, 154 definiert sein. Die unteren Elektroden 151, 152, 153, 154 können aus irgendeinem Metall gebildet sein, das in der Lage ist, einen ohmschen Kontakt mit der zweiten Halbleiterschicht 130 auszubilden. Die unteren Elektroden 151, 152, 153, 154 können Ni, Cr oder Ti enthalten, oder können aus einer Verbundmetallschicht aus Ti/Al/Ni/Au bestehen.
  • Die unteren Elektroden 151, 152, 153, 154 können eine Dicke von 2000 Å bis 10000 Å aufweisen. Wenn die unteren Elektroden 151, 152, 153, 154 eine Dicke von weniger als 2000 Å aufweisen, kann die Lichtreflexion von den unteren Elektroden 151, 152, 153, 154 zu dem Substrat 101 ineffizient werden und es tritt ein Lichtverlust durch die unteren Elektroden 151, 152, 153, 154 auf. Wenn die unteren Elektroden 151, 152, 153, 154 eine Dicke von größer als 10000 Å haben, besteht ein Problem eines übermäßigen Zeitverbrauchs bei der Bildung der unteren Elektroden durch thermische Abscheidung.
  • Weiterhin kann jede der unteren Elektroden 151, 152, 153, 154 eine Neigung b von 10° bis 45° in Bezug auf eine Oberfläche der zweiten Halbleiterschicht 130 aufweisen. Wenn die Neigung b jeder der unteren Elektroden 151, 152, 153, 154 kleiner als 10° ist, kann der Wirkungsgrad bei der Reflexion des Lichts aufgrund einer sehr sanften Neigung der unteren Elektroden verringert sein. Darüber hinaus ist es schwierig, aufgrund der geringen Neigung eine gleichmäßige Dicke auf den Oberflächen der unteren Elektroden sicherzustellen. Wenn die Neigung b jeder der unteren Elektroden 151, 152, 153, 154 45° übersteigt, können aufgrund der hohen Neigung Risse auf Schichten erzeugt werden, die nach den unteren Elektroden gebildet werden.
  • In 12 bis 15 definieren Bereiche, in denen die unteren Elektroden 151, 152, 153, 154 ausgebildet sind, vier Zellenbereiche 161, 162, 163, 164. Die zweite Halbleiterschicht 131, 132, 133, 134 ist durch Trennräume zwischen den Zellenbereichen 161, 162, 163, 164 freigelegt. Die Anzahl der Zellenbereiche 161, 162, 163, 164 kann entsprechend der Anzahl der lichtemittierenden Zellen bestimmt werden, die in einer MJT-LED, die gebildet wird. enthalten sind. Somit kann die Anzahl der Zellenbereiche auf verschiedene Weisen geändert werden.
  • Vorliegend sind vier Zellenbereiche 161, 162, 163, 164 vollständig elektrisch voneinander isoliert. Dementsprechend sind die ersten Halbleiterschichten 111, 112, 113, 114, die Aktivschichten 121, 122, 123, 124, die zweiten Halbleiterschichten 131, 132, 133, 134 und die unteren Elektroden 151, 152, 153, 154 unabhängig voneinander in den Zellenbereich 161, 162, 163, 164 ausgebildet. Somit ist in dem ersten Zellenbereich 161 die erste untere Elektrode 151 freigelegt und die erste Halbleiterschicht 111 ist durch Durchgangslöcher 140 freigelegt. Weiterhin ist in dem zweiten Zellenbereich 162 die zweite untere Elektrode 152 freigelegt und die erste Halbleiterschicht 112 ist durch die Durchgangslöcher 140 freigelegt. Ebenso sind in dem dritten Zellenbereich 163 die dritte untere Elektrode 153 und die erste Halbleiterschicht 113 freigelegt und in dem vierten Zellenbereich 164 sind die vierte untere Elektrode 154 und die erste Halbleiterschicht 114 freigelegt.
  • In dieser beispielhaften Ausführungsform bezieht sich eine lichtemittierende Zelle auf einen Aufbau, bei dem die erste Halbleiterschicht 111, 112, 113 oder 114, die Aktivschicht 121, 122, 123 oder 124 und die zweite Halbleiterschicht 131, 132, 133 oder 134 übereinander gestapelt sind. Somit wird eine lichtemittierende Zelle in einem Zellbereich gebildet. Ferner kann in dem Aufbau, in dem die ersten Halbleiterschichten 111, 112, 113, 114 eine n-Leitfähigkeit aufweisen und die zweiten Halbleiterschichten 131, 132, 133, 134 eine p-Leitfähigkeit aufweisen, die untere Elektrode 151, 152, 153 oder 154, die auf der zweiten Halbleiterschicht 131, 132, 133 oder 134 ausgebildet ist, als Anode einer lichtemittierenden Zelle bezeichnet werden.
  • Eine erste Zwischenschicht-Isolationsschicht 170 ist angeordnet, um obere Oberflächen der unteren Elektroden 151, 152, 153, 154 und Seitenflächen der ersten Halbleiterschichten 111, 112, 113, 114, der Aktivschichten 121, 122, 123, 124 und der zweite Halbleiterschichten 131, 132, 133, 134 zu bedecken. Die ersten Halbleiterschichten 111, 112, 113, 114 und die unteren Elektroden 151, 152, 153, 154 sind teilweise durch die erste Zwischenschicht-Isolationsschicht 170 freigelegt.
  • Zum Beispiel sind in dem ersten Zellenbereich 161 zwei Durchgangslöcher offen, um die erste Halbleiterschicht 111 und einen Abschnitt der ersten unteren Elektrode 151, die auf der zweiten Halbleiterschicht 131 ausgebildet ist, freizulegen. Zusätzlich ist in dem zweiten Zellenbereich 162 die erste Halbleiterschicht 112 durch Durchgangslöcher freigelegt und ein Abschnitt der zweiten unteren Elektrode 152 ist durch teilweises Ätzen der ersten Zwischenschicht-Isolationsschicht 170 freigelegt. Weiterhin ist in dem dritten Zellenbereich 163 die erste Halbleiterschicht 113 durch Durchgangslöcher freigelegt, und ein Abschnitt der dritten unteren Elektrode 153 ist durch teilweises Ätzen der ersten Zwischenschicht-Isolationsschicht 170 freigelegt. In dem vierten Zellenbereich 164 ist die erste Halbleiterschicht 114 durch Durchgangslöcher freigelegt, und ein Abschnitt der vierten unteren Elektrode 154 ist durch teilweises Ätzen der ersten Zwischenschicht-Isolationsschicht 170 freigelegt.
  • Das heißt, die erste Zwischenschicht-Isolationsschicht 170 ist auf der gesamten oberen Oberfläche des Substrats 101 ausgebildet, und in jedem der Zellenbereiche 161, 162, 163, 164 sind die ersten Halbleiterschichten 111, 112, 113, 114 durch die Durchgangslöcher freigelegt und die unteren Elektroden 151, 152, 153, 154 auf den zweiten Halbleiterschichten 131, 132, 133, 134 sind teilweise durch selektives Ätzen freigelegt. Die übrigen Bereiche sind durch die erste Zwischenschicht-Isolationsschicht 170 abgeschirmt.
  • Die erste Zwischenschicht-Isolationsschicht 170 kann aus einem Isolationsmaterial mit einer bestimmten Lichtdurchlässigkeit ausgebildet sein. Beispielsweise kann die erste Zwischenschicht-Isolationsschicht 170 SiO2 enthalten.
  • Zusätzlich kann die erste Zwischenschicht-Isolationsschicht 170 eine Dicke von 2000 Å bis 20000 Å aufweisen.
  • Wenn die Dicke der ersten Zwischenschicht-Isolationsschicht 170 weniger als 2000 Å beträgt, ist es schwierig, die Isolationseigenschaften aufgrund einer übermäßig niedrigen Dicke sicherzustellen. Insbesondere bei dem Aufbau, bei dem die erste Zwischenschicht-Isolationsschicht 170 auf der Seitenwand der Durchgangslöcher 140 oder des Mesa-Bereichs ausgebildet ist, weist die erste Zwischenschicht-Isolationsschicht 170 eine gewisse Neigung auf, woraus ein Isolationsfehler bei der ersten Zwischenschicht-Isolationsschicht 170, die eine geringe Dicke aufweist, resultiert.
  • Wenn die Dicke der ersten Zwischenschicht-Isolationsschicht 170 20000 Å übersteigt, kann ein Fotoresistmuster, das als Ätzmaske beim Prozess des selektiven Ätzens der ersten Zwischenschicht-Isolationsschicht 170 wirkt, entfernt werden. Als Ergebnis kann ein Prozessfehler auftreten, was bewirkt, dass das Ätzen an einem unerwünschten Abschnitt durchgeführt wird.
  • Ferner kann die erste Zwischenschicht-Isolationsschicht 170 eine Neigung von 10° bis 60° in Bezug auf eine freiliegende Oberfläche der unteren Elektrode aufweisen.
  • Wenn die Neigung der ersten Zwischenschicht-Isolationsschicht 170 kleiner als 10° ist, kann die Oberfläche der freiliegenden Oberfläche der unteren Elektrode verringert sein oder die wesentliche Dicke der ersten Zwischenschicht-Isolationsschicht 170 kann verringert sein, wodurch es schwierig wird, Isoliereigenschaften sicherzustellen. Das heißt, die erste Zwischenschicht-Isolationsschicht 170 hat die Funktion, die untere Elektrode von anderen darauf gebildeten leitfähigen Schichten elektrisch zu isolieren. Somit muss die erste Zwischenschicht-Isolationsschicht 170 eine ausreichende Dicke aufweisen und die untere Elektrode muss freigelegt sein, während sie gleichzeitig eine bestimmte Fläche für eine elektrische Verbindung mit anderen Schichten aufweist. Wenn die erste Zwischenschicht-Isolationsschicht 170 eine sehr geringe Neigung aufweist, wird die Fläche der freiliegenden Oberfläche der unteren Elektrode verringert, um eine vorbestimmte Dicke der ersten Zwischenschicht-Isolationsschicht 170 zu realisieren. Darüber hinaus kann in dem Fall, in dem die freiliegende Oberfläche der unteren Elektrode eine vorbestimmte Fläche oder mehr aufweist, ein Isolationsfehler auftreten, aufgrund dessen dass die erste Zwischenschicht-Isolationsschicht 170 eine geringe Dicke aufgrund einer geringen Neigung aufweist.
  • Wenn die Neigung der ersten Zwischenschicht-Isolationsschicht 170 60° übersteigt, kann eine auf der ersten Zwischenschicht-Isolationsschicht 170 ausgebildete Schicht aufgrund der steilen Neigung der ersten Zwischenschicht-Isolationsschicht 170 eine Verschlechterung der Filmqualität aufweisen.
  • Die oberen Elektroden 181, 182, 183, 184 sind in vier Bereiche unterteilt. Beispielsweise ist eine erste obere Elektrode 181 aus einem Teil in dem ersten Zellenbereich 161 bis zu einem Teil in dem zweiten Zellenbereich 162 ausgebildet. Zusätzlich ist eine zweite obere Elektrode 182 aus einem Abschnitt des zweiten Zellenbereichs 162 bis zu einem Abschnitt des dritten Zellenbereichs 163 ausgebildet. Eine dritte obere Elektrode 183 ist aus einem Abschnitt des dritten Zellenbereichs 163 bis zu einem Abschnitt des vierten Zellenbereichs 164 ausgebildet, und eine vierte obere Elektrode 184 ist auf einem Abschnitt des vierten Zellenbereichs 164 ausgebildet. Somit ist jede der oberen Elektroden 181, 182, 183, 184 ausgebildet, während ein Trennraum zwischen benachbarten Zellenbereichen blockiert ist. Jede der oberen Elektroden 181, 182, 183, 184 kann 30% oder mehr, insbesondere 50% oder mehr oder 90% oder mehr, des Trennraums zwischen benachbarten Zellbereichen bedecken. Da die oberen Elektroden 181, 182, 183, 184 voneinander getrennt sind, bedecken die oberen Elektroden 181, 182, 183, 184 weniger als 100% eines Bereichs zwischen Leuchtdioden.
  • Die Gesamtheit der oberen Elektroden 181, 182, 183, 184 kann 30% oder mehr, insbesondere 50% oder mehr oder 90% oder mehr, der gesamten Fläche der MJT-LEDs einnehmen. Da die oberen Elektroden 181, 182, 183, 184 voneinander getrennt sind, nehmen die oberen Elektroden 181, 182, 183, 184 weniger als 100% der gesamten Fläche der MJT-LEDs ein. Ferner weisen die oberen Elektroden 181, 182, 183, 184 eine Platten- oder Folienform auf, die ein Verhältnis von Länge zu Breite im Bereich von 1:3 bis 3:1 aufweist. Weiterhin weist mindestens eine der oberen Elektroden 181, 182, 183, 184 eine größere Länge oder Breite auf als die entsprechende lichtemittierende Zelle (Zellbereich).
  • Die erste obere Elektrode 181 ist auf der ersten Zwischenschicht-Isolationsschicht 170 in dem ersten Zellenbereich 161 und auf der ersten Halbleiterschicht 111 ausgebildet, die durch die Durchgangslöcher freigelegt ist. Zusätzlich legt die erste obere Elektrode 181 einen Abschnitt der ersten unteren Elektrode 151 in dem ersten Zellenbereich 161 frei und ist auf der freiliegenden zweiten unteren Elektrode 152 in dem zweiten Zellenbereich 162 ausgebildet.
  • Zusätzlich ist die zweite obere Elektrode 182 physisch von der ersten oberen Elektrode 181 getrennt, und ein Teil der zweiten oberen Elektrode 182 ist auf der ersten Halbleiterschicht 112, die durch die Durchgangslöcher in dem zweiten Zellenbereich 162 freigelegt ist, ausgebildet. Der verbleibende Abschnitt der zweiten oberen Elektrode 182 ist auf der ersten Zwischenschicht-Isolationsschicht 170 ausgebildet.
  • Die erste obere Elektrode 181 verbindet die erste Halbleiterschicht 111 in dem ersten Zellenbereich 161 mit der zweiten Halbleiterschicht 132 in dem zweiten Zellenbereich 162 elektrisch. Die zweite untere Elektrode 152 in dem zweiten Zellenbereich 162 ist in einem Zellbereich elektrisch kurzgeschlossen, trotz der Anwesenheit des Durchgangslochs. Somit ist die erste Halbleiterschicht 111 in dem ersten Zellenbereich 161 elektrisch mit der zweiten Halbleiterschicht 132 in dem zweiten Zellenbereich 162 durch die zweite untere Elektrode 152 verbunden.
  • Die zweite obere Elektrode 182 ist auf der ersten Halbleiterschicht 112, die durch die Durchgangslöcher in dem zweiten Zellenbereich 162 freiliegt ist, ausgebildet und erstreckt sich zu der dritten unteren Elektrode 153 in dem dritten Zellenbereich 163.
  • Weiterhin ist die dritte obere Elektrode 183, die physisch von der zweiten oberen Elektrode 182 getrennt ist, auf der ersten Halbleiterschicht 113, die durch die Durchgangslöcher in dem dritten Zellenbereich 163 freigelegt ist, ausgebildet.
  • Die zweite obere Elektrode 182 ist elektrisch mit der ersten Halbleiterschicht 112, die durch die Durchgangslöcher in dem zweiten Zellenbereich 162 freigelegt ist, verbunden und ist ebenfalls elektrisch mit der dritten unteren Elektrode 153 in dem dritten Zellenbereich 163 verbunden. Somit kann die erste Halbleiterschicht 112 in dem zweiten Zellenbereich 162 in einem Äquipotentialzustand mit der zweiten Halbleiterschicht 133 in dem dritten Zellenbereich 163 gehalten werden.
  • Die dritte obere Elektrode 183 ist auf der ersten Halbleiterschicht 113, die durch die Durchgangslöcher in dem dritten Zellenbereich 163 freigelegt ist, ausgebildet und erstreckt sich zu der vierten unteren Elektrode 154 in dem vierten Zellenbereich 164. Somit ist die erste Halbleiterschicht 113 in dem dritten Zellenbereich 163 mit der zweiten Halbleiterschicht 134 in dem vierten Zellenbereich 164 elektrisch verbunden.
  • Ferner ist die vierte obere Elektrode 184, die physisch von der dritten oberen Elektrode 183 getrennt ist, elektrisch mit der ersten Halbleiterschicht 114, die durch die Durchgangslöcher in dem vierten Zellenbereich 164 freigelegt ist, verbunden.
  • Die vierte obere Elektrode 184 ist auf der ersten Halbleiterschicht 114, die durch die Durchgangslöcher in dem vierten Zellenbereich 164 freigelegt ist, ausgebildet. Zusätzlich ist die erste obere Elektrode 181, die physisch von der vierten oberen Elektrode 184 getrennt ist, auf der ersten Halbleiterschicht 111, die durch die Durchgangslöcher in dem ersten Zellenbereich 161 freigelegt ist, ausgebildet und legt einen Abschnitt der ersten unteren Elektrode 151 in dem ersten Zellenbereich 161 frei.
  • Zusammenfassend bilden die erste Halbleiterschicht 111 in dem ersten Zellenbereich 161 und die zweite Halbleiterschicht 132 in dem zweiten Zellenbereich 162 einen Äquipotentialzustand durch die erste obere Elektrode 181 aus. Weiterhin bilden die erste Halbleiterschicht 112 in dem zweiten Zellenbereich 162 und die zweite Halbleiterschicht 133 in dem dritten Zellenbereich 163 einen Äquipotentialzustand durch die zweite obere Elektrode 182 aus. Die erste Halbleiterschicht 113 in dem dritten Zellenbereich 163 und die zweite Halbleiterschicht 134 in dem vierten Zellenbereich 164 bilden einen Äquipotentialzustand durch die dritte obere Elektrode 183 aus. In dem ersten Zellenbereich 161 ist die erste untere Elektrode 151, die elektrisch mit der zweiten Halbleiterschicht 131 verbunden ist, freigelegt. Es versteht sich, dass die Ausbildung des Äquipotentialzustands auf einer idealen elektrischen Verbindung basiert, indem der Widerstand der oberen Elektroden 181, 182, 183, 184 und der Kontaktwiderstand zwischen den oberen Elektroden 181, 182, 183, 184 und den unteren Elektroden 151, 152, 153, 154 nicht berücksichtigt wird. Somit kann bei einem tatsächlichen Vorrichtungsbetrieb häufig ein Spannungsabfall aufgrund einer Widerstandskomponente der oberen Elektroden 181, 182, 183, 184 und der unteren Elektroden 151, 152, 153, 154 auftreten, die zu einer Art Metall-Verbindungsleitung gehören.
  • Ferner können die oberen Elektroden 181, 182, 183, 184 aus irgendeinem Material ausgebildet sein, das in der Lage ist, einen ohmschen Kontakt mit den ersten Halbleiterschichten 111, 112, 113, 114 auszubilden. Alternativ können die oberen Elektroden 181, 182, 183, 184 aus irgendeinem Material gebildet sein, das in der Lage ist, einen ohmschen Kontakt mit den unteren Elektroden 151, 152, 153, 154, die ein metallisches Material sind, auszubilden. Somit können die oberen Elektroden 181, 182, 183, 184 als eine ohmsche Kontaktschicht eine Metallschicht enthalten, die Ni, Cr, Ti, Rh oder Al oder eine leitfähige Oxidschicht wie ITO enthält.
  • Ferner kann jede der oberen Elektroden 181, 182, 183, 184 eine reflektierende Schicht wie Al, Ag, Rh oder Pt enthalten, um Licht, das von jeder der Aktivschichten 121, 122, 123, 124 in den Zellenbereichen 161, 162, 163, 164 erzeugt wird, in Richtung des Substrats 101 zu reflektieren. Insbesondere wird von den Aktivschichten 121, 122, 123, 124 erzeugtes Licht durch die unteren Elektroden 151, 152, 153, 154 in Richtung des Substrats reflektiert. Zusätzlich wird Licht, das durch Trennräume zwischen den Zellenbereichen 161, 162, 163, 164 übertragen wird, von den oberen Elektroden 181, 182, 183, 184, die die Trennräume zwischen den Zellenbereichen 161, 162, 163, 164 abschirmen, reflektiert.
  • Jede der oberen Elektroden 181, 182, 183, 184 kann eine Dicke von 2000 Å bis 10000 Å aufweisen. Wenn die Dicke jeder der oberen Elektroden 181, 182, 183, 184 kleiner als 2000 Å ist, wird die Reflexion des Lichts von den oberen Elektroden 181, 182, 183, 184 in Richtung des Substrats 101 ineffizient und Licht kann durch die oberen Elektroden austreten 181, 182, 183, 184. Wenn die Dicke jeder der oberen Elektroden 181, 182, 183, 184 10000 Å übersteigt, besteht ein Problem des übermäßigen Zeitverbrauchs bei dem Vorgang der Bildung der oberen Elektroden, wie z.B. durch thermische Abscheidung.
  • Jede der oberen Elektroden 181, 182, 183, 184 kann eine Neigung von 10° bis 45° in Bezug auf eine Oberfläche der ersten Zwischenschicht-Isolationsschicht 170 aufweisen. Wenn die Neigung jeder der oberen Elektroden 181, 182, 183, 184 kleiner als 10° ist, kann der Wirkungsgrad bei der Reflexion des Lichts aufgrund einer sehr sanften Neigung der oberen Elektroden reduziert sein. Darüber hinaus ist es schwierig, aufgrund der geringen Neigung eine gleichmäßige Dicke auf den Oberflächen der oberen Elektroden sicherzustellen. Wenn die Neigung jeder der oberen Elektroden 181, 182, 183, 184 45° übersteigt, können aufgrund der hohen Neigung Risse auf Schichten erzeugt werden, die nach den oberen Elektroden ausgebildet werden.
  • Die Neigungseinstellung jeder der oberen Elektroden 181, 182, 183, 184 in Bezug auf die Oberfläche der ersten Zwischenschicht-Isolationsschicht 170 kann durch Platzierung des Substrats und eine Änderung des Winkels des Substrats in Bezug auf eine Laufrichtung von Metallatomen bei thermischer Abscheidung erreicht werden.
  • Ferner kann bei dem Aufbau, bei dem die ersten Halbleiterschichten 111, 112, 113, 114 eine n-Leitfähigkeit aufweisen und die zweiten Halbleiterschichten 131, 132, 133, 134 eine p-Leitfähigkeit aufweisen, jede der oberen Elektroden 181, 182, 183, 184 als eine Kathode der entsprechenden lichtemittierenden Zelle wirken, während sie gleichzeitig als eine mit einer Anode verbundene Verbindungsleitung wirkt, das heißt, eine untere Elektrode einer lichtemittierenden Zelle, die in einem anderen daran angrenzenden Zellenbereich ausgebildet ist. Das heißt, die obere Elektrode einer lichtemittierenden Zelle in einem bestimmten Zellenbereich kann als eine Kathode wirken, während sie gleichzeitig als eine Verbindungsleitung wirkt, die mit der Anode der lichtemittierenden Zelle in dem anderen, zu dem Zellenbereich benachbarten Zellenbereich elektrisch verbunden ist.
  • Die ersten bis dritten oberen Elektroden 181 bis 183 sind in mindestens zwei Zellbereichen ausgebildet. Somit ist ein Trennraum zwischen benachbarten Zellbereichen abgeschirmt. Die obere Elektrode reflektiert Licht, das zwischen benachbarten Zellbereichen durch das Substrat austreten kann und ist mit der ersten Halbleiterschicht in jedem der Zellenbereiche elektrisch verbunden. Ferner ist die obere Elektrode in einem bestimmten Zellenbereich mit der zweiten Halbleiterschicht in einem anderen daran angrenzenden Zellenbereich elektrisch verbunden.
  • Unter Bezugnahme auf 16 werden vier lichtemittierende Zellen D1, D2, D3, D4 und Verbindungsleitungen zwischen diesen beschrieben.
  • Eine erste lichtemittierende Zelle D1 wird in dem ersten Zellenbereich 161 ausgebildet, eine zweite lichtemittierende Zelle D2 wird in dem zweiten Zellenbereich 162 ausgebildet, eine dritte lichtemittierende Zelle D3 wird in dem dritten Zellenbereich 163 ausgebildet, und eine vierte lichtemittierende Zelle D4 ist in dem vierten Zellenbereich 164 ausgebildet. Hier kann in den Zellenbereichen 161, 162, 163, 164 jede der ersten Halbleiterschichten 111, 112, 113, 114 eine n-Halbleiterschicht und jede der zweiten Halbleiterschichten 131, 132, 133, 134 kann eine p-Halbleiterschicht sein.
  • Die erste obere Elektrode 181 ist mit der ersten Halbleiterschicht 111 in dem ersten Zellenbereich 161 elektrisch verbunden und erstreckt sich zu dem zweiten Zellenbereich 162, um elektrisch mit der zweiten Halbleiterschicht 132 in dem zweiten Zellenbereich 162 verbunden zu sein. Somit wirkt die erste obere Elektrode 181 als eine Verbindungsleitung, die eine Kathode der ersten lichtemittierenden Zelle D1 mit einer Anode der zweiten lichtemittierenden Zelle D2 verbindet.
  • Ferner wirkt die zweite obere Elektrode 182 als eine Verbindungsleitung, die eine Kathode der zweiten lichtemittierenden Zelle D2 mit einer Anode der dritten lichtemittierenden Zelle D3 verbindet, und die dritte obere Elektrode 183 wirkt als eine Verbindungsleitung, die eine Kathode der dritten lichtemittierenden Zelle D3 mit einer Anode der vierten lichtemittierenden Zelle D4 verbindet. Weiterhin wirkt die vierte obere Elektrode 184 als eine Verbindungsleitung, die eine Kathode der vierten lichtemittierenden Zelle D4 ausbildet.
  • Somit sind die Anode der ersten lichtemittierenden Zelle D1 und die Kathode der vierten lichtemittierenden Zelle D4 in Bezug auf eine externe Stromquelle elektrisch offen und die verbleibenden lichtemittierenden Zellen D2, D3 sind miteinander in Reihe verbunden. Um eine Lichtemissionsvorgang durchzuführen, ist die Anode der ersten lichtemittierenden Zelle D1 mit einer positiven Spannungsquelle V+ verbunden und die Kathode der vierten lichtemittierenden Zelle D4 ist mit einer negativen Spannungsquelle V– verbunden. Somit wird die lichtemittierende Zelle, die mit der positiven Spannungsquelle V+ verbunden ist, als eine Eingangs-lichtemittierende Zelle bezeichnet, und die lichtemittierende Zelle, die mit der negativen Spannungsquelle V– verbunden ist, wird als eine Ausgangs-lichtemittierende Zelle bezeichnet.
  • In dem Zellenbereich, in dem die mit der negativen Spannungsquelle V– verbundene Kathode ausgebildet ist, wird die obere Elektrode ausgebildet, um nur einen Abschnitt des entsprechenden Zellenbereichs abzuschirmen. In anderen Zellbereichen sind die oberen Elektroden ausgebildet, um die Trennräume zwischen den elektrisch miteinander verbundenen Zellenbereichen abzuschirmen.
  • Unter Bezugnahme auf 12 bis 15 sind die oberen Elektroden durch die zweite Zwischenschicht-Isolationsschicht 190 abgeschirmt, und die erste untere Elektrode 151 und die vierte obere Elektrode 184 sind teilweise durch sie hindurch freigelegt. Diese Struktur bedeutet, dass nur die Anode der ersten lichtemittierenden Zelle D1 und die Kathode der vierten lichtemittierenden Zelle freigelegt sind.
  • In dem ersten Zellenbereich 161 ist die erste untere Elektrode 151, die elektrisch mit der zweiten Halbleiterschicht 131 verbunden ist, geöffnet. Die anderen Zellenbereiche einschließlich des zweiten Zellenbereichs 162 sind von der zweiten Zwischenschicht-Isolationsschicht 190 bedeckt.
  • Der zweite Zellenbereich 162 und der dritte Zellenbereich 163 sind vollständig von der zweiten Zwischenschicht-Isolationsschicht 190 bedeckt.
  • Die vierte obere Elektrode 184 in dem vierten Zellenbereich 164 ist freiliegend und die erste untere Elektrode 151 in dem ersten Zellenbereich 161 ist freiliegend.
  • Das Freilegen der vierten oberen Elektrode 184 und der ersten unteren Elektrode 151 erfolgt durch selektives Ätzen der zweiten Zwischenschicht-Isolationsschicht 190.
  • Die zweite Zwischenschicht-Isolationsschicht 190 ist aus einem Isolationsmaterial gebildet, das in der Lage ist, Schichten unter der zweiten Zwischenschicht-Isolationsschicht vor der äußeren Umgebungen zu schützen. Insbesondere kann die zweite Zwischenschicht-Isolationsschicht 190 aus SiN gebildet sein, das Isolationseigenschaften aufweist und eine Änderung der Temperatur oder Feuchtigkeit verhindern kann.
  • Die zweite Zwischenschicht-Isolationsschicht 190 kann einen vorbestimmten Bereich der Dicke aufweisen. Wenn beispielsweise die zweite Zwischenschicht-Isolationsschicht 190 SiN enthält, kann die zweite Zwischenschicht-Isolationsschicht 190 eine Dicke von 2000 Å bis 20000 Å aufweisen.
  • Wenn die Dicke der zweiten Zwischenschicht-Isolationsschicht 190 weniger als 2000 Å beträgt, ist es schwierig, aufgrund deren geringer Dicke die Isolationseigenschaften sicherzustellen. Zusätzlich besteht aufgrund deren geringer Dicke ein Problem beim Schutz der Schichten unter der zweiten Zwischenschicht-Isolationsschicht 190 vor äußerer Feuchtigkeit oder chemischen Verbindungen.
  • Wenn die Dicke der zweiten Zwischenschicht-Isolationsschicht 190 20000 Å übersteigt, ist es schwierig, selektives Ätzen der zweiten Zwischenschicht-Isolationsschicht 190 durch Ausbildung eines Photoresist-Musters durchzuführen.
  • Ferner kann die zweite Zwischenschicht-Isolationsschicht 190 eine Neigung von 10° bis 60° in Bezug auf die Oberfläche der vierten oberen Elektrode 184 oder der ersten unteren Elektrode 151, die nach außen freiliegt, aufweisen.
  • Wenn die Neigung der zweiten Zwischenschicht-Isolationsschicht 190 kleiner als 10° ist, wird eine wesentliche Fläche der vierten oberen Elektrode 184 oder der ersten unteren Elektrode 151, die nach außen freiliegt, verringert. Zusätzlich besteht, wenn die Fläche des freiliegenden Abschnitts erhöht wird, um einen wesentliche Fläche sicherzustellen, ein Problem dahingehend, dass Isolationseigenschaften aufgrund der geringen Neigung nicht sichergestellt werden können.
  • Wenn die Neigung der zweiten Zwischenschicht-Isolationsschicht 190 60° übersteigt, können andere Schichten, die auf der zweiten Zwischenschicht-Isolationsschicht 190 ausgebildet sind, aufgrund einer starken Neigung eine Qualitätsminderung oder Rissbildung erleiden. Darüber hinaus tritt eine Verschlechterung der Eigenschaften bei dem Lichtemissionsvorgang durch kontinuierliche Stromversorgung auf.
  • Unter Bezugnahme auf 11 kann ein erstes Pad 210 über dem ersten Zellenbereich 161 und dem zweiten Zellenbereich 162 ausgebildet sein. Mit diesem Aufbau bildet das erste Pad 210 eine elektrische Verbindung mit der ersten unteren Elektrode 151 des ersten Zellenbereichs 161 aus.
  • Zusätzlich ist ein zweites Pad 220 von dem ersten Pad 210 um einen vorbestimmten Abstand getrennt und kann über dem dritten Zellenbereich 163 und dem vierten Zellenbereich 164 ausgebildet sein. Das zweite Pad 220 ist elektrisch mit der vierten oberen Elektrode 184 des vierten Zellenbereichs 164 verbunden.
  • Wie in 12 gezeigt ist, ist das erste Pad 210 über dem ersten Zellenbereich 161 und dem zweiten Zellenbereich 162 ausgebildet. Das erste Pad 210 ist auf der freiliegenden ersten unteren Elektrode 151 in dem ersten Zellenbereich 161 ausgebildet. In anderen Bereichen ist das erste Pad 210 auf der zweiten Zwischenschicht-Isolationsschicht 190 ausgebildet. Dementsprechend ist das erste Pad 210 mit der zweiten Halbleiterschicht 131 des ersten Zellenbereichs 161 über die erste untere Elektrode 151 elektrisch verbunden.
  • Wie in 13 gezeigt ist, ist das erste Pad 210 auf dem zweiten Zellenbereich 162 ausgebildet, und das zweite Pad 220 ist auf dem dritten Zellenbereich 163 ausgebildet, so dass es von dem ersten Pad 210 getrennt ist. In dem zweiten Zellenbereich 162 und dem dritten Zellenbereich 163 wird das erste Pad 210 oder das zweite Pad 220 daran gehindert, einen elektrischen Kontakt mit der unteren Elektrode oder der oberen Elektrode herzustellen.
  • Wie in 14 gezeigt ist, ist das zweite Pad 220 über dem dritten Zellenbereich 163 und dem vierten Zellenbereich 164 ausgebildet. Insbesondere ist die vierte obere Elektrode 184, die in dem vierten Zellenbereich 164 geöffnet ist, elektrisch mit dem zweiten Pad 220 verbunden. Somit ist das zweite Pad 220 mit der ersten Halbleiterschicht 114 im vierten Zellenbereich 164 elektrisch verbunden.
  • Wie in 15 gezeigt ist, ist das zweite Pad 220 auf dem vierten Zellenbereich 164 ausgebildet, und das erste Pad 210 ist auf dem ersten Zellenbereich 161 ausgebildet, so dass es von dem zweiten Pad 220 getrennt ist. Das erste Pad 210 ist auf der ersten unteren Elektrode 151 in dem erste Zellenbereich 161 ausgebildet, so dass es elektrisch mit der zweiten Halbleiterschicht 131 verbunden ist.
  • 17 ist eine perspektivische Ansicht entlang der Linie C2–C3 der Draufsicht von 11.
  • Unter Bezugnahme auf 11 bis 17 ist die erste Halbleiterschicht 113 des dritten Zellenbereichs 163 elektrisch mit der dritten oberen Elektrode 183 verbunden. Die dritte obere Elektrode 183 schirmt einen Trennraum zwischen dem dritten Zellenbereich 163 und dem vierten Zellenbereich 164 ab und ist elektrisch verbunden mit der vierten unteren Elektrode 154 in dem vierten Zellenbereich 164. Ferner sind die ersten und zweiten Pads 210, 220 voneinander getrennt und auf der zweiten Zwischenschicht-Isolationsschicht 190 ausgebildet. Natürlich ist, wie zuvor beschrieben, das erste Pad 210 elektrisch mit der zweiten Halbleiterschicht 131 in dem ersten Zellenbereich 161 verbunden, und das zweite Pad 220 ist mit der ersten Halbleiterschicht 111 in dem vierten Zellenbereich 164 elektrisch verbunden.
  • Jedes der ersten und zweiten Pads 210, 220 kann eine erste Schicht enthalten, die Ti, Cr oder Ni enthält, und eine zweite Schicht, die auf der ersten Schicht ausgebildet ist und Al, Cu, Ag oder Au enthält. Ferner können das erste Pad 210 und das zweite Pad 220 durch ein Lift-Off-Verfahren gebildet werden. Alternativ kann jedes der ersten und zweiten Pads 210, 220 durch Bilden einer Einzel- oder Doppelmetallschicht, Bilden eines Muster mittels eines herkömmlichen Photolithographieverfahrens, und Trockenätzen oder Nassätzen unter Verwendung des Musters als Ätzmaske ausgebildet werden. Hierbei können Ätzmittel zum Trockenätzen oder Nassätzen in Abhängigkeit von dem Material der zu ätzenden Metallschicht bestimmt werden.
  • Auf diese Weise können das erste Pad 210 und das zweite Pad 220 gleichzeitig mittels eines einzigen Prozesses gebildet werden.
  • Ferner kann eine Pad-Barriereschicht (nicht gezeigt), die aus einem leitfähigen Material ausgebildet ist, auf dem ersten Pad 210 oder dem zweiten Pad 220 ausgebildet sein. Die Pad-Barriereschicht verhindert eine Diffusion der Metalle, die beim Verkleben oder Löten im Hinblick auf die Pads 210, 220 auftreten kann. Zum Beispiel verhindert die Pad-Barriereschicht, dass beim Verkleben oder Löten die Bindemetalle oder Zinnatome, die in dem Lötmittel enthalten sind, in die Pads 210, 220 diffundieren, wodurch eine Erhöhung des Widerstandes der Pads verhindert wird. Zu diesem Zweck kann die Pad-Barriereschicht aus Cr, Ni, Ti, W, TiW, Mo, Pt oder Kombinationen hiervon ausgebildet sein.
  • Unter Bezugnahme auf eine 16 gezeigte Ausführungsform ist in jeder der Zellenbereiche ist die erste Halbleiterschicht 111, 112, 113 oder 114 eine n-Halbleiterschicht und die zweite Halbleiterschicht 131, 132, 133 oder 134 eine p-Halbleiterschicht. In dem ersten Zellenbereich 161 ist die erste untere Elektrode 151, die auf der zweiten Halbleiterschicht 131 ausgebildet ist, eine Anode der ersten lichtemittierenden Zelle D1. Somit kann das erste Pad 210 als eine Verbindungsleitung modelliert sein, die mit einer Anode der ersten lichtemittierenden Zelle D1 verbunden ist. Ferner ist die vierte obere Elektrode 184, die elektrisch mit der ersten Halbleiterschicht 114 des vierten Zellenbereichs 164 verbunden ist, eine Kathode der vierten lichtemittierenden Zelle D4. Somit kann das zweite Pad 220 als eine Verbindungsleitung modelliert sein, die mit der Kathode der vierten lichtemittierenden Zelle D4 verbunden ist.
  • Als Ergebnis sind vier lichtemittierende Zellen D1 bis D4 miteinander in Reihe geschaltet und eine elektrische Verbindung zu einer externen Stromquelle wird durch zwei auf einem Substrat 101 ausgebildeten Pads 210, 220 erreicht.
  • Insbesondere ist, wie in 16 gezeigt ist, die erste untere Elektrode 152 der ersten lichtemittierenden Zelle D1, die mit einer positiven Spannungsquelle V+ verbunden ist, elektrisch mit dem ersten Pad 210 verbunden, und die vierte obere Elektrode 184 der vierten lichtemittierenden Zelle D4, die mit einer negativen Spannungsquelle V– verbunden ist, ist mit dem zweiten Pad 220 elektrisch verbunden.
  • Bei dieser beispielhaften Ausführungsform sind vier lichtemittierende Zellen so ausgebildet, dass sie voneinander getrennt sind, so dass eine Anode einer lichtemittierenden Zelle elektrisch mit einer Kathode einer anderen lichtemittierenden Zelle durch eine untere Elektrode und eine obere Elektrode verbunden ist. Es versteht sich jedoch, dass auch andere Implementierungen möglich sind und eine verschiedene Anzahl an lichtemittierenden Zellen gemäß beispielhaften Ausführungsformen gebildet werden kann.
  • 18 ist ein Schaltbild von 10 lichtemittierenden Zellen, die gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in Reihe zueinander geschaltet sind.
  • Unter Bezugnahme auf 18 sind 10 Zellbereiche 301 bis 310 definiert. In jedem der Zellenbereiche 301 bis 310 sind eine erste Halbleiterschicht, eine Aktivschicht, eine zweite Halbleiterschicht und eine untere Elektrode von denen anderer Zellbereiche getrennt. Jede der unteren Elektroden ist auf der zweiten Halbleiterschicht ausgebildet, um eine Anode für jede der lichtemittierenden Zellen D1 bis D10 zu bilden.
  • Eine erste Zwischenschicht-Isolationsschicht und obere Elektroden sind auf den unteren Elektroden angeordnet. Hierbei schirmt jede der oberen Elektroden einen Trennraum zwischen benachbarten Zellbereichen ab und wirkt als eine Verbindungsleitung, die eine elektrische Verbindung zwischen Anoden benachbarter lichtemittierender Zellen erreicht.
  • Ferner ist die zweite Zwischenschicht-Isolationsschicht auf den oberen Elektroden ausgebildet, wobei die untere Elektrode der ersten lichtemittierenden Zelle D1, die einer Eingangs-lichtemittierenden Zelle entspricht, die mit einer positiven Spannungsquelle V+ in einem Strompfad verbunden ist, freigelegt ist, und wobei die obere Elektrode der zehnten lichtemittierenden Zelle D10, die einer mit einer negativen Spannungsquelle V– verbundenen Ausgangs-lichtemittierenden Zelle entspricht, geöffnet ist. Dann wird ein erstes Pad 320 gebildet und mit einer Anode der ersten lichtemittierenden Zelle D1 verbunden. Zusätzlich wird ein zweites Pad 330 gebildet und mit einer Kathode der zehnten lichtemittierenden Zelle D10 verbunden.
  • Andere lichtemittierende Zellen können in Reihe/parallel zueinander geschaltet sein.
  • 19 ist ein Schaltbild von lichtemittierenden Zellen, die gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Reihe/parallel miteinander geschaltet sind.
  • Unter Bezugnahme auf 19 sind einige lichtemittierende Zellen D1 bis D8 in Reihe miteinander geschaltet, während benachbarte lichtemittierende Zellen parallel zueinander geschaltet sind. Jede der lichtemittierenden Zellen D1 bis D8 ist unabhängig ausgebildet, indem die Zellenbereiche 401 bis 408 definiert sind. Wie zuvor beschrieben, sind Anoden der lichtemittierenden Zellen D1 bis D8 durch die unteren Elektroden ausgebildet. Ferner sind Kathoden der lichtemittierenden Zellen D1 bis D8 und eine Verbindungsleitung zu den Anoden benachbarter lichtemittierender Zellen durch die oberen Elektroden und geeignete Verbindungsleitungen ausgebildet. Hierbei sind die unteren Elektroden auf der zweiten Halbleiterschicht ausgebildet und jede der oberen Elektroden ist ausgebildet, um einen Trennraum zwischen benachbarten Zellenbereichen abzuschirmen.
  • Das erste Pad 410, dem letztlich eine positive Spannung V+ zugeführt wird, ist elektrisch mit einer unteren Elektrode verbunden, die auf der zweiten Halbleiterschicht ausgebildet ist, die auf der ersten lichtemittierenden Zelle D1 oder der dritten lichtemittierenden Zelle D3 ausgebildet ist, und das zweite Pad 420 dem letztlich eine negative Spannung V– zugeführt wird, ist elektrisch mit einer oberen Elektrode verbunden, die einer Kathode der sechsten lichtemittierenden Zelle D6 oder der achten lichtemittierenden Zelle D8 entspricht.
  • Demgemäß entspricht in 19 der Eingangs-lichtemittierende Zelle die erste lichtemittierende Zelle D1 und die dritte lichtemittierende Zelle D3, und der Ausgangs-lichtemittierende Zelle entspricht die sechste lichtemittierende Zelle D6 und die achte lichtemittierende Zelle D8.
  • Gemäß der zuvor beschriebenen beispielhaften Ausführungsform wird Licht, das von der Aktivschicht jeder der lichtemittierenden Zellen erzeugt wird, durch die untere Elektrode und die obere Elektrode zu dem Substrat hin reflektiert, und lichtemittierende Zellen des Flip-Chip-Typs sind elektrisch miteinander durch die Verbindungsleitungen der oberen Elektroden auf einem Substrat verbunden. Die oberen Elektroden sind durch die zweite Zwischenschicht-Isolationsschicht abgeschirmt. Das erste Pad, dem eine positive Spannung zugeführt wird, ist elektrisch mit einer unteren Elektrode einer lichtemittierenden Zelle verbunden, die mit einer positiven Spannungsquelle verbunden ist, die nahe der lichtemittierenden Zelle platziert ist. Ferner ist das zweite Pad, dem eine negative Spannung zugeführt wird, elektrisch mit einer oberen Elektrode einer lichtemittierenden Zelle verbunden, die mit einer negativen Spannungsquelle verbunden ist, die nahe der lichtemittierenden Zelle platziert ist.
  • Somit ist es möglich, die Prozessschwierigkeiten zu lösen, ein Zwei-Terminal-Netzwerk an einer externen Stromquelle durch Verbindungsleitungen, die auf einem Trägersubstrat angeordnet sind, nach dem Montieren einer Vielzahl von Flip-Chip-Chips auf dem Trägersubstrat zu realisieren. Zusätzlich wird der Trennraum zwischen den Zellenbereichen durch die oberen Elektroden abgeschirmt, wodurch die Reflexion des Lichts in Richtung des Substrats maximiert wird.
  • Ferner schützt die zweite Zwischenschicht-Isolationsschicht eine Vielzahl von Stapelstrukturen, die zwischen dem Substrat und der zweiten Zwischenschicht-Isolationsschicht angeordnet sind von äußerer Temperatur und Feuchtigkeit. Dementsprechend ist es möglich, eine Struktur zu realisieren, bei der Leuchtdiodenchips direkt auf dem Substrat ohne separate Packmittel angebracht werden.
  • Da es insbesondere möglich ist, eine Vielzahl von lichtemittierenden Zellen des Flip-Chip-Typs auf einem Substrat zu realisieren, besteht ein Vorteil darin, dass eine kommerzielle Stromquelle direkt ohne Spannungsabfall, Pegeländerung oder Wellenlängenänderung der kommerziellen Stromquelle verwendet werden kann.
  • 20 eine schematische Draufsicht auf einen MJT-LED-Chip gemäß einer vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und 21 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B der in 20 gezeigten Draufsicht, die den MJT-LED-Chip gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • Unter Bezugnahme auf 20 und 21 enthält ein MJT-LED-Chip 523 gemäß der vierten beispielhaften Ausführungsform ein Aufwachssubstrat 51, lichtemittierende Zellen S1, S2, transparente Elektrodenschichten 61, 62, eine Isolationsschicht 60b, eine Isolationsschutzschicht 63 und eine Verbindungsleitung 65. Der MJT-LED-Chip 123 kann ferner eine Pufferschicht 53 enthalten. Der MJT-LED-Chip 523 kann ferner eine Stromsperrschicht 60a enthalten.
  • Das Aufwachssubstrat 51 kann ein isolierendes oder leitfähiges Substrat sein und kann beispielsweise ein Saphirsubstrat, ein GaN-Substrat, ein Siliciumcarbid-SiC-Substrat oder ein Siliziumsubstrat umfassen. Das Aufwachssubstrat 51 kann ein Aufwachssubstrat mit einem konvex-konkaven Muster sein, das auf einer oberen Oberfläche ausgebildet ist, wie ein gemustertes Saphirsubstrat. Das konvex-konkave Muster kann die Lichtextraktionseffizienz verbessern, indem es effektiv Licht reflektiert, das von lichtemittierenden Zellen emittiert wird und auf das Aufwachssubstrat gerichtet ist.
  • Eine erste lichtemittierende Zelle S1 und eine zweite lichtemittierende Zelle S2 sind auf einem einzelnen Aufwachssubstrat 51 angeordnet, um voneinander getrennt zu sein. Jede der ersten und zweiten lichtemittierenden Zellen S1, S2 weist eine Stapelstruktur 56 auf, die eine untere Halbleiterschicht 55, eine obere Halbleiterschicht 59, die in einem Bereich der unteren Halbleiterschicht angeordnet ist, und eine Aktivschicht 57, die zwischen der unteren Halbleiterschicht und der oberen Halbleiterschicht angeordnet ist, enthält. Hierbei sind die unteren und oberen Halbleiterschichten jeweils n-leitende bzw. p-leitende Halbleiterschichten oder umgekehrt.
  • Jede der unteren Halbleiterschicht 55, der Aktivschicht 57 und der oberen Halbleiterschicht 59 können aus GaN-basiertem Halbleitermaterial ausgebildet sein, beispielsweise (Al, In, Ga)N. Zusammensetzungselemente und Verhältnisse der Aktivschicht 57 werden bestimmt, um Licht mit einer gewünschten Wellenlänge zu emittieren, beispielsweise UV-Licht oder blaues Licht, und die untere Halbleiterschicht 55 und die obere Halbleiterschicht 59 sind aus einem Material mit einem größeren Energiebandlücke als die Aktivschicht 57 gebildet.
  • Wie in den Zeichnungen gezeigt ist, können die untere Halbleiterschicht 55 und/oder die obere Halbleiterschicht 59 eine einschichtige Struktur oder eine mehrschichtige Struktur aufweisen. Die Aktivschicht 57 kann eine Single-Quantum-Well-Struktur oder eine Multi-Quantum-Well-Struktur aufweisen.
  • Jede der ersten und zweiten lichtemittierenden Zellen S1, S2 kann eine geneigte Seitenfläche aufweisen, die eine Neigung im Bereich von beispielsweise 15° bis 80° in Bezug auf eine obere Oberfläche des Aufwachssubstrats 51 aufweisen kann.
  • Die Aktivschicht 57 und die obere Halbleiterschicht 59 sind auf der unteren Halbleiterschicht 55 angeordnet. Mindestens ein Teil einer oberen Oberfläche der unteren Halbleiterschicht 55 kann durch die Aktivschicht 57 bedeckt sein und der verbleibende Teil davon kann freigelegt sein, anstatt von der Aktivschicht 57 bedeckt zu sein. Beispielsweise kann, wie in 21 gezeigt ist, die obere Oberfläche der unteren Halbleiterschicht 55 einen freiliegenden Bereich R enthalten. Der freiliegende Bereich R ist ein freiliegender Abschnitt der unteren Halbleiterschicht 55, der nicht von der Aktivschicht 57 und der oberen Halbleiterschicht 59 bedeckt ist, und insbesondere ein freiliegender Abschnitt der oberen Oberfläche der unteren Halbleiterschicht 55. Der freiliegende Bereich R kann parallel zu einer Seitenfläche der unteren Halbleiterschicht 55 angeordnet sein, die einer benachbarten lichtemittierenden Zelle zugewandt ist, ist aber nicht darauf beschränkt. Alternativ kann der freiliegende Bereich R so angeordnet sein, dass er zumindest einen Teil der Aktivschicht 57 und der oberen Halbleiterschicht 59 umgibt.
  • Obwohl 21 Teile der ersten lichtemittierenden Zelle S1 und der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 zeigt, können die erste lichtemittierende Zelle S1 und die zweite lichtemittierende Zelle S2 einen ähnlichen oder den gleichen Aufbau aufweisen, wie in 20 gezeigt ist. Das heißt, die erste lichtemittierende Zelle S1 und die zweite lichtemittierende Zelle S2 können die gleiche GaN-basierte Halbleiter-Stapelstruktur aufweisen und können eine geneigte Seitenfläche der gleichen Struktur aufweisen.
  • In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann die Pufferschicht 53 zwischen den lichtemittierenden Zellen S1, S2 und dem Aufwachssubstrat 51 angeordnet sein. Die Pufferschicht 53 dient dazu, die Gitterfehlanpassung zwischen dem Aufwachssubstrat 51 und der unteren Halbleiterschicht 55, die auf dem Aufwachssubstrat 51 ausgebildet ist, abzuschwächen.
  • Die transparenten Elektrodenschichten 61, 62 sind jeweils auf den lichtemittierenden Zellen S1, S2 angeordnet. Das heißt, eine erste transparente Elektrodenschicht 61 ist auf der ersten lichtemittierenden Zelle S1 angeordnet und eine zweite transparente Elektrodenschicht 62 ist auf der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 angeordnet. Die transparenten Elektrodenschichten 61, 62 können auf einer oberen Oberfläche der oberen Halbleiterschicht 59 angeordnet sein, um die obere Halbleiterschicht 59 zu kontaktieren und können eine schmalere Fläche als die obere Halbleiterschicht 59 aufweisen. Das heißt, die transparenten Elektrodenschichten 61, 62 können von einer Kante der oberen Halbleiterschicht 59 zurückgesetzt sein. Somit ist es möglich, eine Stromverdichtung an Kanten der transparenten Elektrodenschichten 61, 62 durch Seitenwände der lichtemittierenden Zellen S1, S2 zu verhindern.
  • Ein Abschnitt der ersten transparenten Elektrodenschicht 61 kann mit der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 verbunden sein. Insbesondere kann sich ein Abschnitt der ersten transparenten Elektrodenschicht 61 von einer oberen Oberfläche der ersten lichtemittierenden Zelle S1 zu einer Seitenfläche der unteren Halbleiterschicht 55 der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 durch einen Raum zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle S1 und der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 erstrecken. Somit kann auch in dem Fall, in dem eine Verbindungsleitung 65 unterbrochen wird, elektrischer Strom durch die erste transparente Elektrodenschicht 61 fließen, wodurch die elektrische Stabilität des MJT-LED-Chips verbessert wird. Ferner kann sich die erste transparente Elektrodenschicht 61 weiter erstrecken, um auf dem freiliegenden Bereich R der oberen Oberfläche der unteren Halbleiterschicht 55 angeordnet zu sein. Die erste transparente Elektrodenschicht 61 kann von der Aktivschicht 57 und der oberen Halbleiterschicht 59 der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 getrennt sein.
  • Die Isolationsschicht 60b bedeckt unterdessen einen Abschnitt der Seitenfläche der ersten lichtemittierenden Zelle S1. Wie in 20 und 21 gezeigt ist, kann sich die Isolationsschicht 60b bis zu einem Bereich zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle S1 und der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 erstrecken und kann einen Abschnitt der Seitenfläche der unteren Halbleiterschicht 55 der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 bedecken. Die Isolationsschicht 60b ist aus einem Isolationsmaterial ausgebildet und kann insbesondere einen Bragg-Spiegel (distributed Bragg reflector) umfassen, bei dem Schichten mit unterschiedlichen Brechungsindizes abwechselnd übereinander gestapelt sind, ohne hierauf beschränkt zu sein. Bei der beispielhaften Ausführungsform, bei der die Isolationsschicht 60b den Bragg-Spiegel mit einer mehrschichtigen Struktur aufweist, kann die Isolationsschicht 60b effektiv die Erzeugung von Defekten, wie z.B. Pinholes, unterdrücken.
  • Die Verbindungsleitung 65 verbindet die erste lichtemittierende Zelle S1 und die zweite lichtemittierende Zelle S2 elektrisch miteinander. Die Verbindungsleitung 65 enthält einen ersten Verbindungsabschnitt 65p und einen zweiten Verbindungsabschnitt 65n. Der erste Verbindungsabschnitt 65p ist mit der ersten transparenten Elektrodenschicht 61 auf der ersten lichtemittierenden Zelle S1 elektrisch verbunden und der zweite Verbindungsabschnitt 65n ist mit der unteren Halbleiterschicht 55 auf der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 elektrisch verbunden. Der erste Verbindungsabschnitt 65p kann nahe einer Kante der ersten lichtemittierenden Zelle S1 angeordnet sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Alternativ kann der erste Verbindungsabschnitt 65p an einem zentralen Bereich der ersten lichtemittierenden Zelle S1 angeordnet sein.
  • Der zweite Verbindungsabschnitt 65n kann elektrisch mit der unteren Halbleiterschicht 55 der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 verbunden sein. Insbesondere kann der zweite Verbindungsabschnitt 65n mit der oberen Oberfläche der unteren Halbleiterschicht 55 der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 durch den freiliegenden Bereich R elektrisch verbunden sein. Weiterhin kann die erste transparente Elektrodenschicht 61 zwischen dem zweiten Verbindungsabschnitt 65n und der unteren Halbleiterschicht 55 der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 angeordnet sein. Bei diesem Aufbau kann die erste transparente Elektrodenschicht 61 auf der Seitenfläche der unteren Halbleiterschicht 55 der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 und auf dem freiliegenden Bereich R der unteren Halbleiterschicht 55 angeordnet sein.
  • Der zweite Verbindungsabschnitt 65n kann die geneigte Seitenfläche der zweiten lichtemittierenden Zelle S2, insbesondere die geneigte Seitenfläche der unteren Halbleiterschicht 55 der zweiten lichtemittierenden Zelle S2, kontaktieren. Zusätzlich kann, wie in 5 gezeigt ist, der zweite Verbindungsabschnitt 65n die geneigte Seitenfläche der unteren Halbleiterschicht 55 elektrisch kontaktieren, während er sich auf beiden Seiten der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 entlang der Peripherie der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 erstreckt. Die erste lichtemittierende Zelle S1 und die zweite lichtemittierende Zelle S2 sind durch die ersten und zweiten Verbindungsabschnitte 65p, 65n der Verbindungsleitung 65 in Reihe miteinander verbunden.
  • Die Verbindungsleitung 65 kann die transparenten Elektrodenschichten 61, 62 über einen gesamten Bereich, der die transparenten Elektrodenschichten 61, 62 überlappt, kontaktieren. Obwohl ein Abschnitt einer Isolationsschicht zwischen einer transparenten Elektrodenschicht und einer Verbindungsleitung gemäß Stand der Technik angeordnet ist, ermöglicht es diese beispielhafte Ausführungsform, dass die Verbindungsleitung 65 und die transparenten Elektrodenschichten 61, 62 direkt miteinander in Kontakt kommen, ohne dass jegliches Isolationsmaterial dazwischen angeordnet ist.
  • Ein Abschnitt der ersten transparenten Elektrodenschicht 61, die auf der Seitenfläche der unteren Halbleiterschicht 55 der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 angeordnet ist, kann eine größere Breite aufweisen als ein Abschnitt der Verbindungsleitung 65, die auf der Seitenfläche der unteren Halbleiterschicht 55 der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 angeordnet ist. Dementsprechend kann elektrischer Strom leicht in einem Bereich verteilt werden, in dem die Seitenfläche der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 an die Verbindungsleitung 65 angrenzt, wodurch die Lichtgleichmäßigkeit des MJT-LED-Chips verbessert wird.
  • Zusätzlich kann ein Abschnitt der ersten transparenten Elektrodenschicht 61, die zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle S1 und der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 angeordnet ist, eine größere Breite aufweisen als ein Abschnitt der Verbindungsleitung 65, die zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle S1 und der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 angeordnet ist. Im Allgemeinen kann, wenn die Isolationsschutzschicht 63 unter Verwendung einer Ätzlösung wie Fluorwasserstoffsäure geätzt wird, die Isolationsschicht 60b, die eine Oxidschicht enthält, durch die Ätzlösung beschädigt werden. In diesem Fall versagt die Isolationsschicht 60b dabei, die Verbindungsleitung 65 von der ersten lichtemittierenden Zelle S1 zu isolieren, wodurch ein Kurzschluss verursacht wird. Im Gegensatz dazu kann gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform, da die erste transparente Elektrodenschicht 61 auf der Isolationsschicht 60b angeordnet ist und ein Abschnitt der ersten transparenten Elektrodenschicht 61, die zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle S1 und der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 angeordnet ist, eine größere Breite aufweist als ein Abschnitt der Verbindungsleitung 65, die zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle S1 und der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 angeordnet ist, die Isolationsschicht 60b unter der transparenten leitfähigen Schicht 62 vor Ätzschäden geschützt werden. Somit ist es möglich, einen durch die Verbindungsleitung 65 verursachten Kurzschluss zu verhindern.
  • Obwohl der erste Verbindungsabschnitt 65p und der zweite Verbindungsabschnitt 65n der Verbindungsleitung 65 in 20 so dargestellt sind, dass sie durch zwei Pfade miteinander verbunden sind, können der erste Verbindungsabschnitt 65p und der zweite Verbindungsabschnitt 65n durch einen Pfad miteinander verbunden sein.
  • Wenn die Isolationsschicht 60b Reflexionseigenschaften ähnlich einem Bragg-Spiegel aufweist, ist es wünschenswert, dass die Isolationsschicht 60b restriktiv in im Wesentlichen demselben Bereich wie die Verbindungsleitung 65 angeordnet ist, in einem Bereich der zwei oder weniger mal der Fläche der Verbindungsleitung 65 entspricht. Die Isolationsschicht 60b verhindert, dass Licht, das von der Aktivschicht 57 emittiert wird, in die Verbindungsleitung 65 absorbiert wird. Da jedoch die Isolationsschicht mit einer übermäßig breiten Fläche das Licht daran hindern kann, nach außen abgeben zu werden, besteht ein Bedarf an einer Beschränkung der Fläche der Isolationsschicht.
  • Die Isolationsschutzschicht 63 kann außerhalb des Bereichs der Verbindungsleitung 65 angeordnet sein. Die Isolationsschutzschicht 63 bedeckt die ersten und zweiten lichtemittierenden Zellen S1, S2 außerhalb des Bereichs der Verbindungsleitung 65. Die Isolationsschutzschicht 63 kann aus einer Siliziumoxidschicht (SiO2) oder einer Siliziumnitridschicht ausgebildet sein. Die Isolationsschutzschicht 63 weist eine Öffnung auf, die die erste transparente Elektrodenschicht 61 auf der ersten lichtemittierenden Zelle S1 und die unteren Halbleiterschicht auf der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 freilegt, und die Verbindungsleitung 65 kann innerhalb der Öffnung der Isolationsschutzschicht 63 angeordnet sein.
  • Eine Seitenfläche der Isolationsschutzschicht 63 kann einer Seitenfläche der Verbindungsleitung 65 gegenüberliegen oder diese berühren. Eine Seitenfläche der Isolationsschutzschicht 63 kann auf dem freiliegenden Bereich R angeordnet sein und kann die Seitenfläche der Verbindungsleitung 65 kontaktieren. Alternativ kann die Seitenfläche der Isolationsschutzschicht 63 von der Seitenfläche der Verbindungsleitung 65 getrennt sein, so dass sie einander gegenüberliegen.
  • Da gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform der zweite Verbindungsabschnitt 65n die obere Oberfläche der unteren Halbleiterschicht 55, das heißt, eine nicht geneigte Oberfläche hiervon, elektrisch kontaktiert, hat der zweite Verbindungsabschnitt 65n, der auf der oberen Oberfläche der unteren Halbleiterschicht 55 angeordnet ist, eine konstante Dicke. Als Ergebnis kann die Verbindungsleitung eine verbesserte Zuverlässigkeit aufweisen. Da ferner die Isolationsschutzschicht 63 die Verbindungsleitung 65 auf der Seitenfläche und der nicht geneigten oberen Oberfläche der unteren Halbleiterschicht 55 in der zweiten lichtemittierenden Zelle S2 kontaktiert, kann eine Grenzfläche zwischen der Isolationsschutzschicht 63 und der Verbindungsleitung 65 eine im Allgemeinen konstante Fläche aufweisen. Dementsprechend kann eine Fehlerrate der MJT-LED reduziert werden.
  • Ferner können die Stromsperrschicht 60a und die Isolationsschicht 60b das gleiche Material und denselben Aufbau aufweisen, und können gleichzeitig durch das gleiche Verfahren gebildet werden. Da ferner die Verbindungsleitung 65 in der Öffnung der Isolationsschutzschicht 63 angeordnet ist, können die Isolationsschutzschicht 63 und die Verbindungsleitung 65 unter Verwendung desselben Maskenmusters gebildet werden.
  • Bei dieser beispielhaften Ausführungsform sind zwei lichtemittierende Zellen, das heißt, die erste lichtemittierende Zelle S1 und die zweite lichtemittierende Zelle S2, dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf zwei lichtemittierende Zellen beschränkt ist und mehr lichtemittierende Zellen durch Verbindungsleitungen 65 elektrisch miteinander verbunden werden können. Beispielsweise verbinden die Verbindungsleitungen 65 die unteren Halbleiterschichten 55 und die transparenten Elektrodenschichten 61 benachbarter lichtemittierender Zellen elektrisch, wodurch eine Reihenanordnung von lichtemittierenden Zellen gebildet wird. Solche Anordnungen können mehrfach ausgebildet sein und können antiparallel zueinander geschaltet sein, um von einer Wechselstromquelle angetrieben zu werden. Weiterhin kann ein Brückengleichrichter (nicht gezeigt), der mit der Reihenanordnung lichtemittierender Zellen verbunden ist, so ausgebildet sein, dass die lichtemittierenden Zellen durch den Brückengleichrichter unter Wechselstrom angetrieben werden können. Der Brückengleichrichter kann durch Verbinden von lichtemittierenden Zellen mit dem gleichen Aufbau wie die lichtemittierenden Zellen S1, S2 miteinander durch die Verbindungsleitungen 65 gebildet werden.
  • Eine größere Anzahl von lichtemittierenden Zellen in jeder der MJT-LEDs kann eine kleinere Fläche von jedem der Blöcke der Leiterplatte bereitstellen. Dementsprechend ist es möglich, eine Hintergrundbeleuchtungseinheit bereitzustellen, die das Ermattungs-Phänomen durch die größere Anzahl von lichtemittierenden Zellen reduzieren kann, während gleichzeitig verschiedene Leuchtanordnungen durch eine große Anzahl von MJT-LEDs realisiert werden.
  • 22 ist eine schematische Querschnittsansicht eines MJT-LED-Chips gemäß einer fünften beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • Der in 22 gezeigte MJT-LED-Chip ist ähnlich dem in 20 gezeigten MJT-LED-Chip, mit der Ausnahme, dass der MJT-LED-Chip gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform ferner eine Stromsperrschicht 60a enthält.
  • Die Stromsperrschicht 60a kann auf jeder der lichtemittierenden Zellen S1, S2 angeordnet und zwischen den transparenten Elektrodenschichten 61, 62 und den lichtemittierenden Zellen S1, S2 angeordnet sein. Insbesondere ist die Stromsperrschicht 60a zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle S1 und der ersten transparenten Elektrodenschicht 61 angeordnet, um einen Abschnitt der ersten transparenten Elektrodenschicht 61 von der ersten lichtemittierenden Zelle S1 zu trennen. Somit ist ein Abschnitt der transparenten Elektrodenschichten 61, 62 auf der Stromsperrschicht 60a angeordnet. Die Stromsperrschicht 60a kann nahe einer Kante jeder der lichtemittierenden Zellen S1, S2 angeordnet sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Alternativ kann die Stromsperrschicht 60a in einem zentralen Bereich jeder der lichtemittierenden Zellen S1, S2 angeordnet sein.
  • Die Stromsperrschicht 60a kann die Stromverdichtung um die Verbindungsleitungen 65 unterdrücken, wodurch die Stromverteilungseffizienz des MJT-LED-Chips verbessert wird.
  • Die Stromsperrschicht 60a ist aus einem Isolationsmaterial ausgebildet und kann insbesondere einen Bragg-Spiegel aufweisen, in dem Schichten mit unterschiedlichen Brechungsindizes abwechselnd übereinander gestapelt sind. Die Isolationsschicht 60b kann aus dem gleichen Material ausgebildet sein und die gleiche Struktur aufweisen wie die Stromsperrschicht 60a, ist aber nicht darauf beschränkt. Die Isolationsschicht 60b kann aus einem anderen Material durch ein anderes Verfahren als die Stromsperrschicht 60a gebildet sein.
  • Die Isolationsschicht 60b kann mit der Stromsperrschicht 60a verbunden sein, um daran angrenzend zu sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Alternativ kann die Isolationsschicht 60b von der Stromsperrschicht 60a getrennt sein.
  • Die Stromsperrschicht 60a kann durch Abscheiden eines Isolationsmaterials gebildet werden, gefolgt von einer Strukturierung durch Photolithographie und Ätzen. Alternativ kann die Stromsperrschicht 60a unter Verwendung eines Isolationsmaterials durch ein Lift-Off-Verfahren gebildet werden. Insbesondere kann die Stromsperrschicht 60a als ein Bragg-Spiegel ausgebildet sein, bei dem Schichten mit unterschiedlichen Brechungsindizes, beispielsweise SiO2- und TiO2-Schichten, abwechselnd übereinander gestapelt sind. Wie in 22 ist, können die Stromsperrschicht 60a und die Isolationsschicht 60b miteinander verbunden sein, sind aber nicht darauf beschränkt.
  • Die Stromsperrschicht 60a kann über einem gesamten Überlappungsbereich zwischen der Verbindungsleitung 65 und den transparenten Elektrodenschichten 61, 62 angeordnet sein. Weiterhin können die Stromsperrschicht 60a und die Isolationsschicht 60b über dem gesamten Überlappungsbereich zwischen der Verbindungsleitung 65 und der ersten lichtemittierenden Zelle S1 angeordnet sein.
  • Wenn die Stromsperrschicht 60a Reflexionseigenschaften ähnlich denen eines Bragg-Spiegels aufweist, ist es wünschenswert, dass die Stromsperrschicht 60a restriktiv in im Wesentlichen demselben Bereich wie die Verbindungsleitung 65 angeordnet ist, in einem Bereich, der zwei oder weniger mal der Fläche der Verbindungsleitung 65 entspricht. Die Stromsperrschicht 60a verhindert, dass Licht, das von der Aktivschicht 57 emittiert wird, in die Verbindungsleitung 65 absorbiert wird. Da jedoch die Stromsperrschicht mit einem übermäßig weiten Fläche das Licht daran hindern kann, nach außen abgeben zu werden, besteht ein Bedarf an einer Beschränkung des Fläche der Stromsperrschicht.
  • Unter Bezugnahme auf 22 sind die transparenten Elektrodenschichten 61, 62 mit der oberen Halbleiterschicht 59 verbunden, und einige Abschnitte der transparenten Elektrodenschichten 61, 62 sind auf der Stromsperrschicht 60a und auf der Isolationsschicht 60b angeordnet. Zusätzlich kann der erste Verbindungsabschnitt 65p der Verbindungsleitung 65 mit der ersten transparenten Elektrodenschicht 61 mit einem oberen Bereich der Stromsperrschicht 60a verbunden sein.
  • 23 zeigt schematische Ansichten, die eine herkömmliche Hintergrundbeleuchtungseinheit (a) mit einer Hintergrundbeleuchtungseinheit (b) gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung vergleichen.
  • Wie in 23 gezeigt ist, enthält eine typische Hintergrundbeleuchtungseinheit (a) eine Vielzahl von LED-Chips, die jeweils eine einzelne lichtemittierende Zelle umfassen, in der die LED-Chips zueinander in Reihe und/oder parallel geschaltet sind, um mindestens ein Anordnung 110a zu bilden, und die in Einheiten jeder Anordnung betrieben werden. Umgekehrt können in der Hintergrundbeleuchtungseinheit (b) gemäß der beispielhaften Ausführungsform MJT-LEDs unabhängig voneinander angesteuert werden, anstatt in Reihe, parallel oder in Reihe/parallel zueinander geschaltet zu sein. So umfasst beispielsweise die herkömmliche Hintergrundbeleuchtungseinheit (a) 9 Anordnungen 110a, während die Hintergrundbeleuchtungseinheit (b) gemäß der beispielhaften Ausführungsform 45 Blöcke umfassen kann.
  • Ein solcher struktureller Unterschied ergibt den folgenden Unterschied was die Effekte betrifft. In 23 zeigt (a) die herkömmliche Hintergrundbeleuchtungseinheit als Vergleichsbeispiel und (b) zeigt die Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß der beispielhaften Ausführungsform als Beispiel. Beide Hintergrundbeleuchtungseinheiten des Beispiels und des Vergleichsbeispiels wurden durch eine DC-Wandler-Spannung (DC converter voltage) von 24 V angetrieben und die IC-Antriebsspannung betrug 3 V. In dem Vergleichsbeispiel hatte ein LED-Chip mit einer einzelnen lichtemittierender Zelle eine Antriebsspannung von 3,6 V und jede Anordnung hatte einen Spannungsverlust von 3 V. In dem Beispiel hatte jede MJT-LED eine Antriebsspannung von 3,3 V und jeder Block 110b hatte einen Spannungsverlust von 1,2 V.
  • Die Hintergrundbeleuchtungseinheit des Vergleichsbeispiels wurde bei 0.4 A betrieben und die Hintergrundbeleuchtungseinheit des Beispiels konnte bei 0,075 A betrieben werden. Damit erzielte die Hintergrundbeleuchtungseinheit des Beispiels den Effekt, das Ermattungs-Phänomen bei hoher Stromstärke zu reduzieren. Darüber hinaus hatte die Hintergrundbeleuchtungseinheit des Vergleichsbeispiels einen Antriebsstrom/eine Antriebsleistung von 75,6 W und einen Leistungsverlust von 10,9 W, und die Hintergrundbeleuchtungseinheit des Beispiels hatte einen Antriebsstrom/eine Antriebsleistung von 70,87 W und einen Leistungsverlust von 4,05 W. Die Hintergrundbeleuchtungseinheiten hatten einen Wirkungsgrad von 85,7% (Vergleichsbeispiel) beziehungsweise 94,2% (Beispiel). Damit konnte bestätigt werden, dass die Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß der beispielhaften Ausführungsform einen höheren Wirkungsgrad aufweist.
  • 24 ist eine Ansicht eines Hintergrundbeleuchtungsmoduls gemäß der vorliegenden Offenbarung, das quadratische Blöcke enthält, die jeweils eine Linse für ein lokales Dimmen umfassen, die auf eine MJT-LED aufgebracht wird. 24(a) zeigt ein Hintergrundbeleuchtungsmodul, bei dem die Halbwertsbreite gleich der Breite jedes Blocks ist, und 24(b) zeigt ein Hintergrundbeleuchtungsmodul, bei dem die Halbwertsbreite größer als die Breite jedes Blocks ist. Zusätzlich zeigt 24(c) ein Hintergrundbeleuchtungsmodul, bei dem die Halbwertsbreite kleiner als die Breite des Blocks ist.
  • Unter Bezugnahme auf 24(a) ist eine MJT-LED in jedem Block des Anzeigemoduls angeordnet, und eine Linse für das lokale Dimmen ist auf jeder der MJT-LEDs aufgebracht. Auf diese Weise ist die Linse direkt auf der MJT-LED aufgebracht und die Beleuchtungsintensität des Lichts, das durch die Linse hindurchgeht, ist rechts von 24(a) abgebildet. Hier kann Halbwertsbreite der Beleuchtungsintensität des Lichts, das von einem Block emittiert wird, gleich der Breite des Blocks sein.
  • Um zu ermöglichen, dass die Halbwertsbreite des von einem Block emittierten Lichts die Gesamtheit eines Blocks einschließt, kann die Halbwertsbreite gleich einer Diagonallänge eines quadratischen Blocks sein, wie in 24(b) gezeigt ist. Unter der Annahme, dass der quadratische Block eine Breite a aufweist, kann die minimale Halbwertsbreite des von einem Block emittierten Lichts 0,6a sein.
  • Demgemäß kann bei dieser beispielhaften Ausführungsform, bei der eine Linse als optisches Element aufgebracht ist, die Halbwertsbreite des von dem Block emittierten Lichts größer als oder gleich 0,6a und kleiner als oder gleich 2a sein. Hier wird der Bereich der Halbwertsbreite unter Berücksichtigung der Gleichmäßigkeit der Gesamtheit der mehreren Blöcke bestimmt.
  • Bei dieser beispielhaften Ausführungsform ist die Linse direkt auf der Wellenlängenumwandlungsschicht 525 der MJT-LED ausgebildet, wie in 8 gezeigt ist, und kann getrennt von dem in 7 gezeigten optischen Element 530 ausgebildet sein. Das heißt, bei dieser beispielhaften Ausführungsform wird die direkt auf der MJT-LED ausgebildete Linse verwendet und kann integral damit ausgebildet sein.
  • 25 ist eine Ansicht, die eine Überlappung von Beleuchtungsintensitäten des Lichts zeigt, das von MHT-LEDs emittiert wird, die in Blöcken eines Hintergrundbeleuchtungsmoduls gemäß der vorliegenden Offenbarung ausgebildet sind, bei denen eine Linse für ein lokales Dimmen auf jedem der Blöcke ausgebildet ist.
  • Wie in 25(a) gezeigt ist, beträgt, wenn die Halbwertsbreite gleich der Breite eines quadratischen Blocks (FWHM = a) ist, die Intensität des Lichts, das durch die auf jedem der Blöcke ausgebildete Linse emittiert wird, 100%. Wie in 25(b) gezeigt ist, beträgt, wenn die Halbwertsbreite 2a ist, das bedeutet, die Diagonallänge des quadratischen Blocks, die Intensität des Lichts, das durch jede Linse emittiert wird, 100% oder mehr, und wenn die Halbwertsbreite 0,6a ist, kann die Intensität des Lichts von 50% bis 100% reichen.
  • Ferner kann sich die Gleichmäßigkeit des Lichts aus der Gesamtheit der Blöcke mit zunehmender Halbwertsbreite verbessern, und wenn die Halbwertsbreite 0,6a ist, kann die Gleichmäßigkeit des Lichts etwa 50% betragen. Um hier die Gleichmäßigkeit zu verbessern, kann eine optische Folie auf die Hintergrundbeleuchtungseinheit aufgebracht werden. Mit der optischen Folie kann die Gleichmäßigkeit des Lichts aus der Gesamtheit der Blöcke um etwa 20% bis 30% verbessert werden.
  • 26 ist eine Ansicht eines Hintergrundbeleuchtungsmoduls gemäß der vorliegenden Offenbarung, das rechteckige Blöcke enthält, die jeweils eine Linse für ein lokales Dimmen enthalten.
  • 26(a) zeigt, dass die Halbwertsbreite des Lichts, das durch jede der Linsen emittiert wird, die auf ein Hintergrundbeleuchtungsmodul mit rechteckigen Blöcken aufgebracht sind, wobei eine Seite eine Länge a hat und eine andere Seite eine Länge b hat, gleich a ist. 26(b) zeigt, dass die Halbwertsbreite gleich der Diagonallänge jedes Blocks ist, das heißt,
    Figure DE212016000126U1_0006
    um die Gesamtheit eines Blocks zu besetzen. 26(c) zeigt, dass die Halbwertsbreite einen Minimumwert unter Berücksichtigung der Gleichmäßigkeit des Lichts hat. Das heißt, die Halbwertsbreite kann 0,6a sein.
  • Unter Berücksichtigung der Gleichmäßigkeit der Lichtintensität in einer Hintergrundbeleuchtungseinheit mit rechteckigen Blöcken (a > b), deren eine Seite eine Länge a hat und eine andere Seite eine Länge b hat, kann die Halbwertsbreite der Beleuchtungsintensität größer als oder gleich 0,6a und kleiner als oder gleich
    Figure DE212016000126U1_0007
    sein.
  • Hierbei können diese Werte, obwohl die Längen der Seiten jedes Blocks, das heißt, a und b, die Größe des Blocks bestimmen, auch die Abstände zwischen den in den Blöcken enthaltenen MJT-LEDs bestimmen. Das heißt, der Abstand zwischen den MJT-LEDs in Richtung einer Seite des Blocks kann a sein und der Abstand zwischen den MJT-LEDs in Richtung einer anderen Seite des Blocks kann b sein.
  • 27 ist eine Ansicht zur Berechnung eines Strahlwinkels des Lichts, das durch eine Linse in Bezug auf die Halbwertsbreite des Lichts emittiert wird.
  • Unter Bezugnahme auf 27 kann, unter der Annahme, dass der Abstand von einer Lichtquelle zu einer Streuebene OD ist und ein Winkel des Lichts, das von der Lichtquelle zur Linse emittierter wird, θ ist, um eine Beziehung zwischen der Halbwertsbreite (full width at half maximum, FWHM) und dem Strahlwinkel einer Linse in einem Block zu erhalten, die Halbwertsbreite (FWHM) durch Gleichung 1 dargestellt werden.
    Figure DE212016000126U1_0008
    [Gleichung 1]
  • Darüber hinaus ist der Strahlwinkel des Lichts bei Aufbringung keiner Linse die Halbwertsbreite der MJT-LED, und der Strahlwinkel des Lichts bei Aufbringung einer Linse ist die Halbwertsbreite unter Berücksichtigung der Gleichmäßigkeit des Lichts. Somit kann der Strahlwinkel der Linse durch Gleichung 2 dargestellt werden.
    Figure DE212016000126U1_0009
    [Gleichung 2]
  • 28 ist eine graphische Darstellung, die eine Beziehung zwischen dem Abstand von einer Lichtquelle zu einer Linse und der Halbwertsbreite darstellt.
  • Basierend auf der obigen Beziehung ist die Halbwertsbreite in Abhängigkeit von dem Abstand von der Lichtquelle zu der Linse in Tabelle 1 gezeigt und kann durch eine graphische Darstellung, wie in 28(a) gezeigt ist, dargestellt werden. Ein Unterschied in der Beleuchtungsintensität des Lichts bei einer OD von 20 mm zwischen dem Vorhandensein der Linse und dem Fehlen der Linse kann wie in 28(b) gezeigt ist sein. Tabelle 1
    OD FWHM
    MJT PKG (θLinse) MJT PKG + Linse (θLinse)
    10 13.1 49.25
    15 19.65 73.875
    20 26.2 98.5
    25 32.75 123.125
    30 39.3 147.75
  • Es versteht sich, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehenden beispielhaften Ausführungsformen und experimentellen Beispiele beschränkt ist und dass verschiedene Modifikationen und Änderungen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung, die durch die beigefügten Ansprüche und Äquivalente davon definiert sind, abzuweichen.

Claims (125)

  1. Hintergrundbeleuchtungseinheit umfassend: eine Basis; eine Vielzahl von Leuchtdiodenpaketen, die auf einer unteren Oberfläche der Basis angeordnet sind, wobei: jede der Leuchtdiodenpakete mindestens eine Leuchtdiode aufweist, und wobei die Leuchtdiode umfasst: eine erste leitfähige Halbleiterschicht; eine Mesa, die auf der ersten leitfähigen Halbleiterschicht angeordnet ist und eine Aktivschicht und eine zweite leitfähige Halbleiterschicht enthält; eine reflektierende Elektrodenstruktur, die auf der Mesa angeordnet ist; eine Stromverteilungsschicht, die die Mesa und die erste leitfähige Halbleiterschicht bedeckt und eine erste Öffnung aufweist, die die reflektierende Elektrodenstruktur freilegt, wobei die Stromverteilungsschicht elektrisch mit der ersten leitfähigen Halbleiterschicht verbunden ist und von der reflektierenden Elektrodenstruktur und der Mesa isoliert ist; und eine obere Isolationsschicht, die die Stromverteilungsschicht bedeckt, wobei die obere Isolationsschicht eine zweite Öffnung enthält, die die Stromverteilungsschicht freilegt, um einen ersten Elektrodenpadbereich zu definieren, und eine dritte Öffnung, die einen oberen Bereich der freiliegenden reflektierenden Elektrodenstruktur freilegt, um einen zweiten Elektrodenpadbereich zu definieren.
  2. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 1, wobei die Leuchtdiode weiter umfasst: eine Anti-Diffusions-Verstärkungsschicht, die auf der reflektierenden Elektrodenstruktur in der ersten Öffnung der Stromverteilungsschicht angeordnet ist, wobei die Anti-Diffusions-Verstärkungsschicht durch die dritte Öffnung der oberen Isolationsschicht freigelegt ist.
  3. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 2, wobei: die Anti-Diffusions-Verstärkungsschicht aus dem gleichen Material wie die Stromverteilungsschicht ausgebildet ist.
  4. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 3, wobei: die Stromverteilungsschicht eine ohmsche Kontaktschicht, eine reflektierende Metallschicht, eine Anti-Diffusionsschicht und eine Antioxidationsschicht umfasst.
  5. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 4, wobei: die Anti-Diffusionsschicht mindestens eine Metallschicht umfasst, die aus einem Metall gebildet ist, das aus der Gruppe bestehend aus Cr, Ti, Ni, Mo, TiW und W ausgewählt ist; und die Antioxidationsschicht eine Au-Schicht, eine Ag-Schicht oder eine organische Materialschicht umfasst.
  6. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 5, wobei: die Anti-Diffusionsschicht mindestens zwei Paare von Ti/Ni- oder Ti/Cr-Schichten umfasst.
  7. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 6, wobei: die Stromverteilungsschicht weiter eine Bindungsschicht umfasst, die auf der Antioxidationsschicht angeordnet ist.
  8. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 1, wobei: die reflektierende Elektrodenstruktur umfasst: eine reflektierende Metallschicht; eine Metall-Deckschicht; und eine Antioxidationsmetallschicht, wobei die reflektierende Metallschicht eine geneigte Seitenfläche aufweist, so dass eine obere Oberfläche der reflektierenden Metallschicht eine kleinere Oberfläche als eine untere Oberfläche davon aufweist, wobei die Metall-Deckschicht die obere Oberfläche und die Seitenfläche der reflektierenden Metallschicht bedeckt, und die reflektierende Metallschicht eine Spannungsentlastungsschicht enthält, die an einer Grenzfläche mit der Metall-Deckschicht ausgebildet ist.
  9. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 1, wobei: die Mesa langgestreckte Verzweigungen enthalten kann, die sich parallel zueinander in einer Richtung erstrecken, und einen Verbindungsabschnitt, der die Verzweigungen miteinander verbindet, und die erste Öffnung kann auf dem Verbindungsabschnitt angeordnet sein.
  10. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 1, wobei: die Mesa in mehreren vorgesehen ist, und die mehreren Mesas haben eine längliche Form, die sich parallel zueinander in einer Richtung erstreckt.
  11. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 10, wobei die Leuchtdiode weiter umfasst: eine ohmsche Kontaktstruktur, die auf der ersten leitfähigen Halbleiterschicht zwischen den Mesas angeordnet ist und elektrisch mit der Stromverteilungsschicht verbunden ist.
  12. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 1, wobei die Leuchtdiode weiter umfasst: eine untere Isolationsschicht, die zwischen der Mesa und der Stromverteilungsschicht angeordnet ist und die Stromverteilungsschicht von der Mesa isoliert, wobei die untere Isolationsschicht weiter eine vierte Öffnung enthalten kann, die in einem oberen Bereich der Mesa platziert ist und die die reflektierende Elektrodenstruktur freilegt.
  13. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 12, wobei: die erste Öffnung eine größere Breite als die vierte Öffnung aufweist, um zu ermöglichen, dass die vierte Öffnung durch sie hindurch freiliegt.
  14. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 13, wobei die Leuchtdiode weiter umfasst: eine Anti-Diffusions-Verstärkungsschicht, die in der ersten Öffnung und der vierten Öffnung angeordnet ist, wobei die Anti-Diffusions-Verstärkungsschicht durch die dritte Öffnung freigelegt ist.
  15. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 14, wobei: die untere Isolationsschicht eine Siliziumoxidschicht umfasst und die obere Isolationsschicht eine Siliziumnitridschicht umfasst.
  16. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 1, weiter umfassend: ein optisches Element, das eine Lichteinfallsebene enthält, die von der Leuchtdiode emittiertes Licht empfängt, und eine Lichtaustrittsebene, durch die Licht mit einem größeren Strahlwinkel emittiert wird als das von der Leuchtdiode emittierte Licht.
  17. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 1, wobei das Leuchtdiodenpaket weiter umfasst: einen Wellenlängenwandler, der einen Leuchtstoff enthält und eine gleichförmige Dicke aufweist, der eine untere Oberfläche der ersten leitfähigen Halbleiterschicht bedeckt.
  18. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 17, wobei: der Wellenlängenwandler sich von der unteren Oberfläche der ersten leitfähigen Halbleiterschicht erstrecken und eine Seitenfläche der Leuchtdiode bedecken.
  19. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 17, wobei: der Wellenlängenwandler einen Einkristall-Leuchtstoff umfasst.
  20. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 18, wobei das Leuchtdiodenpaket weiter umfasst: eine Bindungsschicht, die zwischen dem Wellenlängenwandler und der ersten leitfähigen Halbleiterschicht angeordnet ist.
  21. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 1, wobei das Leuchtdiodenpaket weiter umfasst: eine Vielzahl von Leuchtdioden, die in Reihe zueinander geschaltet sind.
  22. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 1, wobei die Leuchtdiode weiter umfasst: ein Substrat, das auf der unteren Oberfläche der ersten leitfähigen Halbleiterschicht angeordnet ist, und die Vielzahl von Leuchtdioden sich ein einzelnes Substrat teilen.
  23. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 1, wobei: eine untere Oberfläche der Basis einer oberen Oberfläche der Leuchtdiode gegenüberliegen.
  24. Hintergrundbeleuchtungseinheit umfassend: eine Leiterplatte, die eine Vielzahl von Blöcken enthält: und eine Vielzahl von MJT-LEDs, die auf der Vielzahl von Blöcken angeordnet sind, wobei jede der MJT LEDs umfasst: ein Aufwachssubstrat; eine Vielzahl von lichtemittierenden Zellen, die auf dem Substrat angeordnet sind und jeweils eine erste Halbleiterschicht, eine Aktivschicht und eine zweite Halbleiterschicht umfassen; eine Vielzahl von oberen Elektroden, die auf der Vielzahl von lichtemittierenden Zellen angeordnet sind und aus dem gleichen Material ausgebildet sind, wobei die Vielzahl von oberen Elektroden elektrisch mit den ersten Halbleiterschichten der entsprechenden lichtemittierenden Zellen verbunden ist; und ein erstes Pad und ein zweites Pad, die auf den oberen Elektroden angeordnet sind, wobei: mindestens eine der oberen Elektroden mit der zweiten Halbleiterschicht der daran angrenzenden lichtemittierenden Zelle elektrisch verbunden ist, die andere obere Elektrode von der zweiten Halbleiterschicht der daran angrenzenden lichtemittierenden Zelle isoliert ist, die lichtemittierenden Zellen miteinander durch die oberen Elektroden in Reihe geschaltet sind, das erste Pad mit einer Eingangs-lichtemittierenden Zelle unter den in Reihe geschalteten lichtemittierenden Zellen elektrisch verbunden ist, das zweite Pad mit einer Ausgangs-lichtemittierenden Zelle unter den in Reihe geschalteten lichtemittierenden Zellen elektrisch verbunden ist, die lichtemittierenden Zellen voneinander durch einen Mesa-Ätzbereich, durch den das Substrat freigelegt ist, getrennt sind, und der Betrieb der Vielzahl von MJT-LEDs individuell gesteuert wird.
  25. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 24, weiter umfassend: eine erste Zwischenschicht-Isolationsschicht, die zwischen den lichtemittierenden Zellen und den oberen Elektroden angeordnet ist, wobei jede der oberen Elektroden eine Seitenfläche aufweist, die in einer Neigung von 10° bis 45° in Bezug auf eine Oberfläche der ersten Zwischenschicht-Isolationsschicht geneigt ist.
  26. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 25, wobei: jede der oberen Elektroden eine Dicke von 2000 Å bis 10000 Å aufweist.
  27. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 25, weiter umfassend: untere Elektroden, die jeweils auf der zweiten Halbleiterschicht jeder der lichtemittierenden Zellen angeordnet sind, wobei die erste Zwischenschicht-Isolationsschicht einen Abschnitt der unteren Elektrode auf jeder der lichtemittierenden Zellen freilegt und die oberen Elektroden, die mit der zweiten Halbleiterschicht der daran angrenzenden lichtemittierenden Zelle elektrisch verbunden sind, mit der freiliegenden unteren Elektrode durch die erste Zwischenschicht-Isolationsschicht verbunden sind.
  28. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 27, wobei: jede der unteren Elektroden eine Seitenfläche aufweist, die in einer Neigung von 10° bis 45° in Bezug auf eine Oberfläche der zweiten Zwischenschicht-Isolationsschicht geneigt ist.
  29. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 27, wobei: jede der unteren Elektroden eine Dicke von 2000 Å bis 10000 Å aufweist.
  30. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 27, wobei: die erste Zwischenschicht-Isolationsschicht eine Seitenfläche aufweist, die in einer Neigung von 10° bis 60° in Bezug auf eine freiliegenden Oberfläche der unteren Elektrode geneigt ist.
  31. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 30, wobei: die erste Zwischenschicht-Isolationsschicht eine Dicke von 2000 Å bis 20000 Å aufweist.
  32. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 27, weiter umfassend: eine zweite Zwischenschicht-Isolationsschicht, die die oberen Elektroden bedeckt, wobei die zweite Zwischenschicht-Isolationsschicht eine untere Elektrode freilegt, die auf der zweiten Halbleiterschicht einer Eingangs-lichtemittierenden Zelle angeordnet ist, und eine obere Elektrode freilegt, die mit der ersten Halbleiterschicht einer Ausgangs-lichtemittierenden Zelle verbunden ist, und das erste Pad und das zweite Pad mit der unteren Elektrode und der oberen Elektrode durch die zweite Zwischenschicht-Isolationsschicht verbunden sind.
  33. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 32, wobei: die zweite Zwischenschicht-Isolationsschicht eine Seitenfläche aufweist, die in einer Neigung von 10° bis 60° in Bezug auf eine Oberfläche der oberen Elektrode geneigt ist.
  34. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 32, wobei: die zweite Zwischenschicht-Isolationsschicht eine Dicke von 2000 Å bis 20000 Å aufweist.
  35. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 24, wobei: jede der lichtemittierenden Zellen ein Durchgangsloch umfasst, das teilweise die erste Halbleiterschicht freilegt, und die oberen Elektroden mit den ersten Halbleiterschichten der entsprechenden lichtemittierenden Zellen durch die Durchgangslöcher verbunden sind.
  36. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 35, wobei: jede der durch die Durchgangslöcher freigelegten Schichten eine Seitenfläche aufweist, die in einer Neigung von 10° bis 60° geneigt ist.
  37. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 24, wobei: die obere Elektrode 30% bis weniger als 100% der Gesamtfläche der MJT-LED einnimmt.
  38. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 24, wobei: die obere Elektrode eine Platten- oder Folienform mit einem Verhältnis von Länge zu Breite im Bereich von 1:3 bis 3:1 aufweist.
  39. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 24, wobei: mindestens eine der oberen Elektroden eine größere Länge oder Breite aufweist als die Länge oder Breite der entsprechenden lichtemittierenden Zelle.
  40. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 24, wobei: jede der Schichten, die durch Mesa-Ätzen freigelegt sind, eine Seitenfläche umfassen, die in einer Neigung von 10º bis 60º in Bezug auf das Substrat geneigt ist.
  41. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 24, weiter umfassend: ein Hintergrundbeleuchtungssteuermodul, das eine Antriebsspannung an die Vielzahl von MJT-LEDs in dem Hintergrundbeleuchtungsmodul liefert, wobei jeder der Blöcke mindestens eine MJT-LED umfasst, und das Hintergrundbeleuchtungssteuermodul unabhängig den Betrieb jeder der MJT LEDs steuert.
  42. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 41, wobei das Hintergrundbeleuchtungssteuermodul weiter umfasst: einen Antriebsstromgenerator; und eine Antriebssteuerung.
  43. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 42, wobei: der Antriebsstromgenerator die Antriebsspannung unabhängig an jede der MJT-LEDs im Hintergrundbeleuchtungsmodul liefert, und die Antriebssteuerung eine Dimmsteuerung der mindestens einen MJT-LED durch PWM-Steuerung als Reaktion auf ein Dimmsignal von dem Hintergrundbeleuchtungssteuermodul ausführt.
  44. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 43, wobei: die Antriebssteuerung ein Dimmsteuersignal erzeugt, das einer Pulsbreitenmodulation oder einer Tastverhältnismodulation unterworfen wird.
  45. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 19, wobei: die Antriebssteuerung unabhängig einen Antriebsstrom für jede der MJT-LEDs in dem Hintergrundbeleuchtungsmodul erkennt und steuert.
  46. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 45, wobei: die Antriebssteuerung eine Dimmsteuerung von mindestens einer der MJT-LEDs durch Steuern eines Antriebsstroms von der mindestens einen MJT-LED in Reaktion auf ein Dimmsignal durchführt.
  47. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 43, wobei: das erste Pad der MJT-LED an den Antriebsstromgenerator angeschlossen ist, und das zweite Pad der MJT-LED an die Antriebssteuerung angeschlossen ist.
  48. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 41, wobei: die Anzahl der Blöcke M×N ist, und die Vielzahl von Blöcken in einer M×N-Matrix angeordnet sind.
  49. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 41, wobei: mindestens einer der Blöcke eine Vielzahl von MJT-LEDs enthält.
  50. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 24, weiter umfassend: eine Vielzahl von FETs, die elektrisch mit der Vielzahl von MJT-LEDs verbunden sind, und eine FET-Steuerung, die einen An-/Aus-Zustand der FETs steuert, wobei die Anzahl der FETs die gleiche wie die Anzahl der MJT-LEDs ist.
  51. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 50, wobei: die FET-Steuerung mindestens einen der FETs enthält.
  52. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 51, wobei: die Anzahl der in der FET-Steuerung nicht enthaltenen FETs kleiner als die Anzahl der MJT-LEDs sein kann.
  53. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 51, wobei: die FET-Steuerung alle FETs enthält.
  54. Hintergrundbeleuchtungseinheit, umfassend: ein Hintergrundbeleuchtungsmodul umfassend eine Leiterplatte, die eine Vielzahl von Blöcken und eine Vielzahl von MJT-LEDs enthält, die jeweils auf der Vielzahl von Blöcken angeordnet sind; und ein Hintergrundbeleuchtungssteuermodul, das eine Antriebsspannung an die Vielzahl von MJT-LEDs in dem Hintergrundbeleuchtungsmodul liefert, wobei jeder der Blöcke mindestens eine MJT-LED enthält und das Hintergrundbeleuchtungssteuermodul unabhängig den Betrieb jeder der MJT-LEDs steuert.
  55. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 54, wobei: das Hintergrundbeleuchtungssteuermodul einen Antriebsstromgenerator und eine Antriebssteuerung umfasst.
  56. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 55, wobei: der Antriebsstromgenerator die Antriebsspannung unabhängig an jede der MJT-LEDs im Hintergrundbeleuchtungsmodul liefert, und die Antriebssteuerung eine Dimmsteuerung der mindestens einen MJT-LED durch PWM-Steuerung in Reaktion auf ein Dimmsignal von dem Hintergrundbeleuchtungssteuermodul ausführt.
  57. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 56, wobei: die Antriebssteuerung ein Dimmsteuersignal erzeugt, das einer Pulsweitenmodulations- oder Tastverhältnismodulation unterworfen wird.
  58. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 55, wobei: die Antriebssteuerung unabhängig voneinander einen Antriebsstrom für jede der MJT-LEDs in dem Hintergrundbeleuchtungsmodul erkennt und steuert.
  59. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 58, wobei: die Antriebssteuerung eine Dimmsteuerung von mindestens einer der MJT-LEDs durch Steuern eines Antriebsstroms der mindestens einen MJT-LED in Reaktion auf ein Dimmsignal durchführt.
  60. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 56, wobei: eine Anode der MJT-LED mit dem Antriebsstromgenerator verbunden ist und eine Kathode der MJT-LED mit der Antriebssteuerung verbunden ist.
  61. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 54, wobei: jeder der Blöcke eine Länge in Längsrichtung von 60 mm oder weniger aufweist.
  62. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 61, wobei: jeder der Blöcke eine Länge in Querrichtung von 55 mm oder weniger aufweist.
  63. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 54, wobei: jeder der Blöcke eine Länge in Querrichtung von 55 mm oder weniger aufweist.
  64. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 63, wobei: jeder der Blöcke eine Breite von 60 mm oder weniger aufweist.
  65. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 54, wobei: die Anzahl der Blöcke M×N ist, und die Vielzahl an Blöcken in einer M×N-Matrix angeordnet ist.
  66. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 54, wobei: mindestens einer der Blöcke eine Vielzahl von MJT-LEDs enthält.
  67. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 54, wobei: jede der MJT-LEDs erste bis N-te lichtemittierende Zellen (N ist eine natürliche Zahl von 2 oder mehr) enthält, und die N-te lichtemittierende Zelle mit der N – 1-ten lichtemittierenden Zelle durch dieselbe Verbindungsstruktur elektrisch verbunden ist, wie zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und der zweiten lichtemittierenden Zelle.
  68. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 67, wobei: die ersten bis N-ten lichtemittierenden Zellen in Reihe zueinander geschaltet sind und durch eine Antriebsspannung von 2,5 V bis 4 V betrieben werden, und die MJT-LED durch eine Antriebsspannung von mindestens 10 V oder mehr betrieben wird.
  69. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 54, wobei: die MJT-LED umfasst: eine erste lichtemittierende Zelle und eine zweite lichtemittierende Zelle, die auf einem Aufwachssubstrat angeordnet sind, um voneinander getrennt zu sein, und die jeweils eine untere Halbleiterschicht, eine obere Halbleiterschicht, die auf der unteren Halbleiterschicht angeordnet ist, und eine Aktivschicht, die zwischen der oberen und der unteren Halbleiterschicht angeordnet ist, enthalten; eine erste transparente Elektrodenschicht, die auf der ersten lichtemittierenden Zelle angeordnet ist und elektrisch mit der ersten lichtemittierenden Zelle verbunden ist; eine Verbindungsleitung, die die erste lichtemittierende Zelle elektrisch mit der zweiten lichtemittierenden Zelle verbindet; und eine Isolationsschicht, die die Verbindungsleitung von einer Seitenfläche der ersten lichtemittierenden Zelle isoliert, wobei die Verbindungsleitung einen ersten Verbindungsabschnitt aufweist, der elektrisch mit der ersten lichtemittierenden Zelle verbunden ist, und einen zweiten Verbindungsabschnitt, der elektrisch mit der zweiten lichtemittierenden Zelle verbunden ist, eine Oberfläche der unteren Halbleiterschicht einen freiliegenden Bereich enthält, durch den die untere Halbleiterschicht freiliegt, der erste Verbindungsabschnitt die erste transparente Elektrodenschicht kontaktiert und der zweite Verbindungsabschnitt elektrisch mit der unteren Halbleiterschicht der zweiten lichtemittierenden Zelle durch den freiliegenden Bereich verbunden ist.
  70. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 69, wobei: ein Abschnitt der ersten transparenten Elektrodenschicht mit der zweiten lichtemittierenden Zelle verbunden ist.
  71. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 70, wobei: ein Abschnitt der ersten transparenten Elektrodenschicht sich von einer oberen Oberfläche der ersten lichtemittierenden Zelle zu einer Seitenfläche der unteren Halbleiterschicht der zweiten lichtemittierenden Zelle durch einen Freiraum zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und der zweiten lichtemittierende Zelle erstreckt.
  72. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 71, wobei: ein Abschnitt der ersten transparenten Elektrodenschicht, die auf der Seitenfläche der unteren Halbleiterschicht der zweiten lichtemittierenden Zelle angeordnet ist, eine größere Breite aufweist als ein Abschnitt der Verbindungsleitung, die auf der Seitenfläche der unteren Halbleiterschicht der zweiten lichtemittierenden Zelle angeordnet ist.
  73. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 71, wobei: ein Abschnitt der ersten transparenten Elektrodenschicht, die zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und der zweiten lichtemittierenden Zelle angeordnet ist, eine größere Breite aufweist als ein Abschnitt der Verbindungsleitung, die zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und der zweiten lichtemittierenden Zelle angeordnet ist.
  74. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 69, wobei: die erste transparente Elektrodenschicht die Verbindungsleitung und die Isolationsschicht voneinander trennt.
  75. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 74, wobei: ein Abschnitt der Isolationsschicht auf einem Abschnitt zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und der zweiten lichtemittierenden Zelle auf dem Aufwachssubstrat angeordnet ist.
  76. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 69, weiter umfassend: eine Stromsperrschicht, die zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und der ersten transparenten Elektrodenschicht angeordnet ist und einen Abschnitt der ersten transparenten Elektrodenschicht von der ersten lichtemittierenden Zelle trennt.
  77. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 70, wobei: die erste transparente Elektrodenschicht zwischen dem zweiten Verbindungsabschnitt und der unteren Halbleiterschicht der zweiten lichtemittierenden Zelle angeordnet ist.
  78. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 54, weiter umfassend: eine lichtdurchlässige Platte, die über der Leiterplatte angeordnet ist, wobei ein Abstand zwischen einer oberen Oberfläche der Leiterplatte und einer unteren Oberfläche der lichtdurchlässigen Platte 18 mm oder mehr beträgt.
  79. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 55, wobei: die Antriebssteuerung eine Schaltersteuerung enthält, die die Vielzahl von MJT-LEDs elektrisch miteinander verbindet oder die Vielzahl von MJT-LEDs elektrisch voneinander isoliert.
  80. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 79, wobei: die Schaltersteuerung die Vielzahl von MJT-LEDs in Reihen und/oder parallel zueinander schaltet.
  81. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 54, wobei: das Hintergrundbeleuchtungsmodul weiter eine Wellenlängenumwandlungsschicht enthält, die Leuchtstoffe enthält und die MJT-LED bedeckt, und Licht, das von der MJT-LED emittiert worden ist und durch die Wellenlängenumwandlungsschicht geleitet wurde, eine NTSC-Farbwiedergabe von 70% oder mehr aufweist.
  82. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 67, wobei: jeder der Blöcke eine graduell abnehmende Fläche mit zunehmender Anzahl von lichtemittierenden Zellen in der MJT-LED aufweist.
  83. Hintergrundbeleuchtungseinheit, umfassend: ein Hintergrundbeleuchtungsmodul umfassend eine Leiterplatte, die eine Vielzahl von Blöcken und eine Vielzahl von MJT-LEDs enthält, die auf der Vielzahl von Blöcken angeordnet sind, wobei jede der MJT-LEDs umfasst: eine erste lichtemittierende Zelle und eine zweite lichtemittierende Zelle, die auf einem Aufwachssubstrat angeordnet sind, um voneinander getrennt zu sein, und die jeweils eine untere Halbleiterschicht, eine obere Halbleiterschicht, die auf der unteren Halbleiterschicht angeordnet ist, und eine Aktivschicht, die zwischen den oberen und unteren Halbleiterschichten angeordnet ist, enthalten; eine erste transparente Elektrodenschicht, die auf der ersten lichtemittierenden Zelle angeordnet ist und elektrisch mit der ersten lichtemittierenden Zelle verbunden ist; eine Verbindungsleitung, die die erste lichtemittierende Zelle elektrisch mit der zweiten lichtemittierenden Zelle verbindet; und eine Isolationsschicht, die die Verbindungsleitung von einer Seitenfläche der ersten lichtemittierenden Zelle isoliert, wobei die Verbindungsleitung einen ersten Verbindungsabschnitt aufweist, der elektrisch mit der ersten lichtemittierenden Zelle verbunden ist, und einen zweiten Verbindungsabschnitt, der elektrisch mit der zweiten lichtemittierenden Zelle verbunden ist, eine Oberfläche der unteren Halbleiterschicht einen freiliegenden Bereich umfasst, durch den die untere Halbleiterschicht freiliegt, der erste Verbindungsabschnitt die erste transparente Elektrodenschicht kontaktiert, der zweite Verbindungsabschnitt elektrisch mit der unteren Halbleiterschicht der zweiten lichtemittierenden Zelle durch den freiliegenden Bereich verbunden ist, und der Betrieb jeder der MJT-LEDs unabhängig gesteuert wird.
  84. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 83, wobei: ein Abschnitt der ersten transparenten Elektrodenschicht mit der zweiten lichtemittierenden Zelle verbunden ist.
  85. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 84, wobei: ein Abschnitt der ersten transparenten Elektrodenschicht sich von einer oberen Oberfläche der ersten lichtemittierenden Zelle zu einer Seitenfläche der unteren Halbleiterschicht der zweiten lichtemittierenden Zelle durch einen Freiraum zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und der zweiten lichtemittierenden Zelle erstreckt.
  86. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 85, wobei: ein Abschnitt der ersten transparenten Elektrodenschicht, die auf der Seitenfläche der unteren Halbleiterschicht der zweiten lichtemittierenden Zelle angeordnet ist, eine größere Breite aufweist als ein Abschnitt der Verbindungsleitung, die auf der Seitenfläche der unteren Halbleiterschicht der zweiten lichtemittierenden Zelle angeordnet ist.
  87. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 85, wobei: ein Abschnitt der ersten transparenten Elektrodenschicht, die zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und der zweiten lichtemittierenden Zelle angeordnet ist, eine größere Breite aufweist als ein Abschnitt der Verbindungsleitung, die zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und der zweiten lichtemittierenden Zelle angeordnet ist.
  88. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 83, wobei: die erste transparente Elektrodenschicht die Verbindungsleitung und die Isolationsschicht voneinander trennt.
  89. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 88, wobei: ein Abschnitt der Isolationsschicht auf einem Abschnitt zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und der zweiten lichtemittierenden Zelle auf dem Aufwachssubstrat angeordnet ist.
  90. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 83, weiter umfassend: eine Stromsperrschicht, die zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und der ersten transparenten Elektrodenschicht angeordnet ist und einen Abschnitt der ersten transparenten Elektrodenschicht von der ersten lichtemittierenden Zelle trennt.
  91. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 84, wobei: die erste transparente Elektrodenschicht zwischen dem zweiten Verbindungsabschnitt und der unteren Halbleiterschicht der zweiten lichtemittierenden Zelle angeordnet ist.
  92. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 83, weiter umfassend: eine Vielzahl von FETs, die elektrisch mit der Vielzahl von MJT-LEDs verbunden sind, und eine FET-Steuerung, die einen An-/Aus-Zustand der FETs steuert, wobei die Anzahl der FETs die gleiche ist wie die Anzahl der MJT-LEDs.
  93. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 92, wobei: die FET-Steuerung mindestens einen der FETs enthält.
  94. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 93, wobei: die Anzahl der nicht in der FET-Steuerung enthaltenen FETs kleiner als die Anzahl der MJT-LEDs ist.
  95. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 93, wobei: die FET-Steuerung alle FETs enthält.
  96. Hintergrundbeleuchtungseinheit, umfassend: eine Leiterplatte, die eine Vielzahl von Blöcken umfasst; ein Hintergrundbeleuchtungsmodul, das eine Vielzahl von Mehrzellen-Leuchtdioden, die auf der Vielzahl von Blöcken angeordnet sind, umfasst; ein Hintergrundbeleuchtungssteuermodul, das eine Antriebsspannung an die Vielzahl von Mehrzellen-Leuchtdioden liefert und unabhängig den Betrieb jeder der Mehrzellen-Leuchtdioden steuert; und mindestens ein erstes optisches Element, das die Vielzahl von Mehrzellen-Leuchtdioden bedeckt, wobei jeder der Blöcke mindestens eine Mehrzellen-Leuchtdiode umfasst und, unter der Annahme, dass Haupt- und Nebenachsen jedes der Blöcke a beziehungsweise b sind, Licht, das durch das mindestens eine erste optische Element emittiert wird, eine Halbwertsbreite aufweist, die größer als oder gleich 0,6a und kleiner als oder gleich
    Figure DE212016000126U1_0010
    ist.
  97. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 96, wobei: a und b gleich sind.
  98. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 96, wobei: wenn das Licht, das durch das mindestens eine erste optische Element emittiert wird, eine Halbwertsbreite aufweist, die größer als oder gleich a ist, das Licht, das durch das mindestens eine erste optische Element emittiert wird, eine Intensität von 100% oder mehr aufweist.
  99. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 96, wobei: a 60 mm oder weniger beträgt und b 55 mm oder weniger beträgt.
  100. Hintergrundbeleuchtungseinheit, umfassend: eine Leiterplatte, die eine Vielzahl von Blöcken umfasst; ein Hintergrundbeleuchtungsmodul, das eine Vielzahl von Mehrzellen-Leuchtdioden, die auf der Vielzahl von Blöcken angeordnet sind, umfasst; ein Hintergrundbeleuchtungssteuermodul, das eine Antriebsspannung an die Vielzahl von Mehrzellen-Leuchtdioden liefert und unabhängig den Betrieb jeder der Mehrzellen-Leuchtdioden steuert; und mindestens ein erstes optisches Element, das die Vielzahl von Mehrzellen-Leuchtdioden bedeckt, wobei jeder der Blöcke mindestens eine Mehrzellen-Leuchtdiode enthält, und Licht, das durch das mindestens eine erste optische Element emittiert wird, einen Strahlwinkel (θLinse) dargestellt durch Gleichung 1 aufweist: [Gleichung 1]
    Figure DE212016000126U1_0011
    wobei FWHMLED die Halbwertsbreite des Lichts ist, das von der Mehrzellen-Leuchtdiode ohne das erste optische Element emittiert wird, und OD ein Abstand von einer Bodenfläche der Mehrzellen-Leuchtdiode zu einer Bodenfläche einer Streuebene ist.
  101. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 96 oder 100, wobei das Hintergrundbeleuchtungssteuermodul weiter umfassen kann: einen Antriebsstromgenerator, der unabhängig die Antriebsspannung an jede der Mehrzellen-Leuchtdioden liefert; und eine Antriebssteuerung, die eine Dimmsteuerung der mindestens einen Mehrzellen-Leuchtdiode durch eine PWM-Steuerung in Reaktion auf ein Dimmsignal von dem Hintergrundbeleuchtungssteuermodul durchführt.
  102. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 101, wobei: die Antriebssteuerung ein Dimmsteuersignal erzeugt, das einer Pulsweitenmodulations- oder Tastverhältnismodulation unterworfen wird, und unabhängig einen Antriebsstrom für jede der Mehrzellen-Leuchtdioden detektieren und steuern kann.
  103. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 101, wobei: die Antriebssteuerung unabhängig einen Antriebsstrom für jede der Mehrzellen-Leuchtdioden detektiert und steuert.
  104. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 103, wobei die Antriebssteuerung eine Dimmsteuerung von mindestens einer der Mehrzellen-Leuchtdioden durch Steuern eines Antriebsstroms der mindestens einen Mehrzellen-Leuchtdiode in Reaktion auf ein Dimmsignal durchführt.
  105. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 101, wobei: eine Anode der Mehrzellen-Leuchtdiode mit dem Antriebsstromgenerator verbunden ist und eine Kathode der Mehrzellen-Leuchtdiode mit der Antriebssteuerung verbunden ist.
  106. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 96 oder 100, weiter umfassend: ein zweites optisches Element, das auf der Leiterplatte so angeordnet ist, um der Vielzahl von Mehrzellen-Leuchtdioden zu entsprechen.
  107. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 106, wobei: das zweite optische Element eine Lichteinfallsebene enthält, die Licht, das von der Mehrzellen-Leuchtdiode emittiert wird, empfängt und eine Lichtaustrittsebene, durch die Licht mit einem größeren Strahlwinkel emittiert wird als das Licht, das von der Mehrzellen-Leuchtdiode emittiert wird.
  108. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 96 oder 100, wobei: das erste optische Element durch Formen eines Harzes auf der Mehrzellen-Leuchtdiode gebildet wird.
  109. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 96 oder 100, wobei: die Anzahl der Blöcke M×N ist und die Vielzahl von Blöcken in einer M×N-Matrix angeordnet ist.
  110. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 96 oder 100, wobei: jede Mehrzellen-Leuchtdioden erste bis N-te lichtemittierende Zellen (N ist eine natürliche Zahl von 2 oder mehr) enthält, und die N-te lichtemittierende Zelle elektrisch mit der N – 1-ten lichtemittierenden Zelle durch die gleiche Verbindungsstruktur wie zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und der zweiten lichtemittierenden Zelle verbunden ist.
  111. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 96 oder 100, weiter umfassend: eine Vielzahl von FETs, die elektrisch mit der Vielzahl von Mehrzellen-Leuchtdioden verbunden sind, und eine FET-Steuerung, die einen An-/Aus-Zustand der FETs steuert, wobei die Anzahl der FETs gleich der Anzahl an Mehrzellen-Leuchtdioden ist.
  112. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 111, wobei: die FET-Steuerung mindestens einen der FETs steuert.
  113. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 112, wobei: die Anzahl von FETs, die nicht durch die FET-Steuerung gesteuert werden, kleiner als die Anzahl der Mehrzellen-Leuchtdioden ist.
  114. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 111, wobei: die FET-Steuerung alle FETs steuert.
  115. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 96 oder 100, weiter umfassend: eine optische Folie, die so eingerichtet ist, dass sie die Gleichmäßigkeit des durch das mindestens eine erste optische Element emittierten Lichts verbessert.
  116. Hintergrundbeleuchtungseinheit, umfassend: eine Leiterplatte, die eine Vielzahl von Blöcken umfasst; ein Hintergrundbeleuchtungsmodul, das eine Vielzahl von Mehrzellen-Leuchtdioden, die auf der Vielzahl von Blöcken angeordnet sind, umfasst; und mindestens ein erstes optisches Element, das die Vielzahl von Mehrzellen-Leuchtdioden bedeckt, wobei jede der Mehrzellen-Leuchtdioden umfasst: eine erste lichtemittierende Zelle und eine zweite lichtemittierende Zelle, die auf einem Aufwachssubstrat angeordnet sind, um voneinander getrennt zu sein, und die jeweils eine untere Halbleiterschicht, eine obere Halbleiterschicht, die auf der unteren Halbleiterschicht angeordnet ist, und eine Aktivschicht, die zwischen der oberen und der unteren Halbleiterschicht angeordnet ist, enthalten; eine erste transparente Elektrodenschicht, die auf der ersten lichtemittierenden Zelle angeordnet ist und elektrisch mit der ersten lichtemittierenden Zelle verbunden ist; eine Verbindungsleitung, die die erste lichtemittierende Zelle elektrisch mit der zweiten lichtemittierenden Zelle verbindet; und eine Isolationsschicht, die die Verbindungsleitung von einer Seitenfläche der ersten lichtemittierenden Zelle isoliert, wobei die Verbindungsleitung einen ersten Verbindungsabschnitt enthält, der elektrisch mit der ersten lichtemittierenden Zelle verbunden ist, und einen zweiten Verbindungsabschnitt, der elektrisch mit der zweiten lichtemittierenden Zelle verbunden ist, eine Oberfläche der unteren Halbleiterschicht einen freiliegenden Bereich enthält, durch den die untere Halbleiterschicht freiliegt, der erste Verbindungsabschnitt die erste transparente Elektrodenschicht kontaktiert, der zweite Verbindungsabschnitt elektrisch mit der unteren Halbleiterschicht der zweiten lichtemittierenden Zelle durch den freiliegenden Bereich verbunden ist, der Betrieb jeder der Vielzahl von Mehrzellen-Leuchtdioden unabhängig gesteuert wird, und unter der Annahme, dass Haupt- und Nebenachsen jedes der Blöcke a beziehungsweise b sind, Licht, das durch das mindestens eine erste optische Element emittiert wird, eine Halbwertsbreite von größer als oder gleich 0,6a und kleiner als oder gleich
    Figure DE212016000126U1_0012
    aufweist.
  117. Hintergrundbeleuchtungseinheit, umfassend: eine Leiterplatte, die eine Vielzahl von Blöcken umfasst; ein Hintergrundbeleuchtungsmodul, das eine Vielzahl von Mehrzellen-Leuchtdioden, die auf der Vielzahl von Blöcken angeordnet sind, umfasst; und mindestens ein erstes optisches Element, das die Vielzahl von Mehrzellen-Leuchtdioden bedeckt, wobei jede der Mehrzellen-Leuchtdioden umfasst: eine erste lichtemittierende Zelle und eine zweite lichtemittierende Zelle, die auf einem Aufwachssubstrat angeordnet sind, um voneinander getrennt zu sein, und die jeweils eine untere Halbleiterschicht, eine obere Halbleiterschicht, die auf der unteren Halbleiterschicht angeordnet ist, und eine Aktivschicht, die zwischen der oberen und der unteren Halbleiterschicht angeordnet ist, enthalten; eine erste transparente Elektrodenschicht, die auf der ersten lichtemittierenden Zelle angeordnet ist und elektrisch mit der ersten lichtemittierenden Zelle verbunden ist; eine Verbindungsleitung, die die erste lichtemittierende Zelle elektrisch mit der zweiten lichtemittierenden Zelle verbindet; und eine Isolationsschicht, die die Verbindungsleitung von einer Seitenfläche der ersten lichtemittierenden Zelle isoliert, wobei die Verbindungsleitung einen ersten Verbindungsabschnitt enthält, der elektrisch mit der ersten lichtemittierenden Zelle verbunden ist, und einen zweiten Verbindungsabschnitt, der elektrisch mit der zweiten lichtemittierenden Zelle verbunden ist, eine Oberfläche der unteren Halbleiterschicht einen freiliegenden Bereich enthält, durch den die untere Halbleiterschicht freiliegt, der erste Verbindungsabschnitt die erste transparente Elektrodenschicht kontaktiert, der zweite Verbindungsabschnitt elektrisch mit der unteren Halbleiterschicht der zweiten lichtemittierenden Zelle durch den freiliegenden Bereich verbunden ist, der Betrieb jeder der Vielzahl von Mehrzellen-Leuchtdioden unabhängig gesteuert wird, und Licht, das durch das mindestens eine erste optische Element emittiert wird, einen Strahlwinkel θLinse aufweist, wie durch Gleichung 2 dargestellt: [Gleichung 2]
    Figure DE212016000126U1_0013
    wobei FWHMLED die Halbwertsbreite des Lichts ist, das von der Mehrzellen-Leuchtdiode ohne das erste optische Element emittiert wird, und OD ein Abstand von einer Bodenfläche der Mehrzellen-Leuchtdiode zu einer Bodenfläche einer Streuebene ist.
  118. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 116 oder 117, wobei: ein Abschnitt der ersten transparenten Elektrodenschicht mit der zweiten lichtemittierenden Zelle verbunden ist.
  119. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 118, wobei: ein Abschnitt der ersten transparenten Elektrodenschicht sich von einer oberen Oberfläche der ersten lichtemittierenden Zelle zu einer Seitenfläche der unteren Halbleiterschicht der zweiten lichtemittierenden Zelle durch einen Freiraum zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und der zweiten lichtemittierenden Zelle erstreckt.
  120. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 119, wobei: ein Abschnitt der ersten transparenten Elektrodenschicht, die auf der Seitenfläche der unteren Halbleiterschicht der zweiten lichtemittierenden Zelle angeordnet ist, eine größere Breite als ein Abschnitt der Verbindungsleitung aufweist, die auf der Seitenfläche der unteren Halbleiterschicht der zweiten lichtemittierenden Zelle angeordnet ist.
  121. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 119, wobei: ein Abschnitt der ersten transparenten Elektrodenschicht, die zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und der zweiten lichtemittierenden Zelle angeordnet ist, eine größere Breite aufweist als ein Abschnitt der Verbindungsleitung, die zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und der zweiten lichtemittierenden Zelle angeordnet ist.
  122. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 116 oder 117, wobei: die erste transparente Elektrodenschicht die Verbindungsleitung und die Isolationsschicht voneinander trennt.
  123. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 123, wobei: ein Abschnitt der Isolationsschicht auf einem Abschnitt zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und der zweiten lichtemittierenden Zelle auf dem Aufwachssubstrat angeordnet ist.
  124. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 116 oder 117, wobei die Mehrzellen-Leuchtdiode weiter umfasst: eine Stromsperrschicht, die zwischen der ersten lichtemittierenden Zelle und der ersten transparenten Elektrodenschicht angeordnet ist und einen Abschnitt der ersten transparenten Elektrodenschicht von der ersten lichtemittierenden Zelle trennt.
  125. Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Anspruch 118, wobei: die erste transparente Elektrodenschicht zwischen dem zweiten Verbindungsabschnitt und der unteren Halbleiterschicht der zweiten lichtemittierenden Zelle angeordnet ist.
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