(57)【要約】      （修正有）【課題】マルチセル発光ダイオードを用いた小電流駆動が可能なバックライトユニットを提案する。【解決手段】本発明のバックライトユニットは、ベース２００、及びベースの下面に配置された複数の発光ダイオードパッケージ１１０を含み、発光ダイオードパッケージは少なくとも一つの発光ダイオードを含み、発光ダイオードは、第１導電型層、第１導電型層上に位置し活性層及び第２導電型層を含むメサ、メサ上に位置する反射電極構造体、メサ及び第１導電型層を覆い、反射電極構造体を露出させる第１開口部を有し、第１導電型層に接続し、反射電極構造体及びメサから絶縁された電流分散層、及び電流分散層を覆う上部絶縁層を含み、上部絶縁層は、電流分散層を露出させることによって第１電極パッド領域を限定する第２開口部と、前記露出した反射電極構造体の上部領域を露出させることによって第２電極パッド領域を限定する第３開口部とを有する。【選択図】図２
2020036028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のブロックを含む印刷回路基板；
前記複数のブロック上に配置される複数のＭＪＴ  ＬＥＤを含むバックライトモジュール；
前記複数のＭＪＴ  ＬＥＤと電気的に接続された複数のＦＥＴ；及び
前記複数のＦＥＴのオン及びオフを制御するＦＥＴ制御部を含み、
前記ＭＪＴ  ＬＥＤは、
成長基板上に互いに離隔して位置し、それぞれ下部半導体層、前記下部半導体層上に位置する上部半導体層、及び前記下部半導体層と前記下部半導体層との間に位置する活性層を含む第１発光セル及び第２発光セル；
前記第１発光セル上に位置し、前記第１発光セルに電気的に接続された第１透明電極層；
前記第１発光セルを第２発光セルに電気的に接続する配線；及び
前記配線を第１発光セルの側面から離隔させる絶縁層；を含み、
前記配線は、前記第１発光セルに電気的に接続するための第１接続部、及び前記第２発光セルに電気的に接続するための第２接続部を有し、
前記下部半導体層の一面は前記下部半導体層を露出させる露出領域を含み、
前記第１接続部は第１透明電極層に接触し、
前記第２接続部は、前記露出領域を介して前記第２発光セルの前記下部半導体層と電気的に接続し、
前記複数のＭＪＴ  ＬＥＤのそれぞれの動作は独立的に制御され、
前記ＦＥＴ制御部は前記複数のＦＥＴを全て含み、
前記複数のＦＥＴの個数は前記複数のＭＪＴ  ＬＥＤの個数と同一であり、
前記各ＭＪＴ  ＬＥＤを覆う光学部材を含み、
前記各ブロックの長軸がａで、短軸がｂであるとき、前記各光学部材を介して放出される光の半値幅は０．６ａより大きいか同じで、
2020036028.tif 000014
より小さいか同じである、
バックライトユニット。
【請求項２】
前記第１透明電極層の一部は前記第２発光セルと接続する、請求項１に記載のバックライトユニット。
【請求項３】
前記第１透明電極層の一部は、前記第１発光セル上から前記第１発光セルと前記第２発光セルとの間を経て前記第２発光セルの前記下部半導体層の側面上に位置する、請求項２に記載のバックライトユニット。
【請求項４】
前記第１透明電極層のうち前記第２発光セルの前記下部半導体層の側面上に位置する部分の幅は、前記配線のうち前記第２発光セルの前記下部半導体層の側面上に位置する部分の幅より広い、請求項３に記載のバックライトユニット。
【請求項５】
前記第１透明電極層のうち前記第１発光セルと前記第２発光セルとの間に位置する部分の幅は、前記配線のうち前記第１発光セルと前記第２発光セルとの間に位置する部分の幅より広い、請求項３に記載のバックライトユニット。
【請求項６】
前記第１透明電極層は前記配線と前記絶縁層とを互いに離隔させる、請求項１に記載のバックライトユニット。
【請求項７】
前記絶縁層の一部は、前記成長基板のうち前記第１発光セルと前記第２発光セルとの間に位置する部分上に位置する、請求項６に記載のバックライトユニット。
【請求項８】
前記第１発光セルと第１透明電極層との間に位置し、前記第１透明電極層の一部を前記第１発光セルから離隔させる電流遮断層をさらに含む、請求項１に記載のバックライトユニット。
【請求項９】
前記第１透明電極層は、前記第２接続部と前記第２発光セルの前記下部半導体層との間に位置する、請求項２に記載のバックライトユニット。
【請求項１０】
前記各光学部材を介して放出される光の指向角（θＬｅｎｓ）の範囲は、下記の数式の通りである、請求項１に記載のバックライトユニット。
2020036028.tif 000015
ここで、ＦＷＨＭＬＥＤは、前記光学部材なしで前記ＭＪＴ  ＬＥＤから放出される光の半値幅で、ＯＤは、前記ＭＪＴ  ＬＥＤの底面から拡散面までの距離である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチセル発光ダイオードを用いたバックライトユニットに関し、より詳細には、各発光セルの有効発光面積を増加させるために構成されたマルチセル発光ダイオードを用いて小電流駆動が可能なバックライトユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイは、バックライト光源の透過率を制御することによって映像を具現する。従来は、ＣＣＦＬ（ｃｏｌｄ  ｃａｔｈｏｄｅ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  ｌａｍｐ）が主に使用されたが、最近は、電力量、寿命及び環境性などの長所を有する発光ダイオードが多く使用されている。
【０００３】
液晶ディスプレイに必要な光源は、発光ダイオードの位置によってエッジ型バックライトユニットと直下型バックライトユニットとに分けられる。エッジ型バックライトユニットは、導光板を備えており、導光板の側面に光源である各発光ダイオードを配置し、光源から発光された光が導光板を介して液晶パネルに放出されるように構成されたものである。このようなエッジ型バックライトユニットによると、発光ダイオードの数を減少させることができ、各発光ダイオード間の高度の品質偏差を要求しないので製造単価を節減させることができ、低電力製品を開発することができる。しかし、エッジ型バックライトユニットは、液晶ディスプレイの縁部と中央領域との間の明暗差を克服しにくいという短所を有するので、高画質を具現するのに限界を有する。
【０００４】
その反面、直下型バックライトユニットは、液晶パネルの下部に各発光ダイオードが位置するので、液晶パネルとほぼ同じ面積を有する面光源から液晶パネルの前面に直接光が照射され得る。その結果、液晶パネルの縁部と中央領域との明暗差が生じないように具現することができ、高画質を具現することができる。
【０００５】
但し、直下型バックライトユニットは、各発光ダイオードが相対的に広い面積に対して均一にバックライティングできない場合、多数の発光ダイオードを稠密に配列しなければならないので、それによる電力消耗が増加し得る。また、各発光ダイオード間の品質偏差があると、液晶パネルが不均一にバックライティングされてしまい、画面の均質性を確保しにくいという短所がある。
【０００６】
特に、最近、各液晶パネルが大型化される趨勢に伴い、直下型バックライトユニットも大型化されており、これによって、大型化された直下型バックライトユニットの安定性や信頼性が低下するという問題がある。すなわち、発光ダイオードバックライトユニットは、複数の発光ダイオードを駆動するための各駆動回路を通じて複数の発光ダイオード群である各発光ダイオードアレイに供給される駆動電流を制御する。発光ダイオードバックライトユニットの大型化に伴い、各発光ダイオード駆動回路及びそれに対応する発光ダイオードアレイが大きく増加することによって、互いに隣接して配列された複数の発光ダイオードや発光ダイオードアレイが互いに短絡する場合が発生し、過電流や過電圧又は過熱現象によって駆動回路が破損する場合が発生するので、その結果、バックライトユニットの安定性及び信頼性が低下し得る。
【０００７】
図１は、従来技術に係るＬＥＤを用いたバックライトユニットの構成ブロック図であって、図１を参照して従来技術に係る問題をより具体的に説明する。図１に示したように、従来技術に係るバックライトユニット１は、バックライト制御モジュール２及びバックライトモジュール５を含む。
【０００８】
バックライト制御モジュール２は、外部から入力される入力電源（Ｖｉｎ）を用いてＤＣ駆動電源を生成／出力する駆動電源生成部３、及びバックライトモジュール５を構成する複数のＬＥＤアレイ６ａ〜６ｎのそれぞれの動作を制御する駆動制御部４を含んで構成される。駆動電源生成部３は、一般に１２Ｖ、２４Ｖ、４８ＶなどのＤＣ電圧を駆動電源として生成して出力するようになる。
【０００９】
一方、バックライトモジュール５は、それぞれ複数のＬＥＤが直列に接続されて構成される複数のＬＥＤアレイ６ａ〜６ｎ、及び複数のＬＥＤアレイ６ａ〜６ｎから出射される光の効率を向上させる光学部（図示せず）を含んで構成される。図１に示した従来技術において、それぞれ互いに直列に接続された５個のＬＥＤを含んで構成されるｎ個のＬＥＤアレイ６ａ〜６ｎが互いに並列に接続されて構成されるバックライトモジュール５が示されている。このとき、従来技術に係るＬＥＤは、一般に３Ｖ〜６．５Ｖの順方向電圧レベルを有し、よって、このような一般的なＬＥＤを上述した駆動電源生成部３に接続して個別的に制御／駆動することが難しいので、複数のＬＥＤを直列に接続することによってＬＥＤアレイを構成し、それぞれのＬＥＤアレイを駆動／制御する方式を取るようになる。このような従来技術に係るバックライトユニット１において、駆動制御部４は、外部から入力されるディミング信号（Ｄｉｍ）によってバックライトモジュール５に供給される駆動電源に対するＰＷＭ制御を行うことによって、バックライトモジュール５を構成する全てのＬＥＤアレイ６ａ〜６ｎの輝度を制御するように構成されてよい。又は、このような従来技術に係るバックライトユニット１において、駆動制御部４は、外部から入力されるディミング信号（Ｄｉｍ）によってｎ個のＬＥＤアレイ６ａ〜６ｎのうち特定ＬＥＤアレイに流れる駆動電流のサイズを調整することによって、特定ＬＥＤアレイの輝度を制御するように構成されてよい。
【００１０】
このような従来技術に係るバックライトユニット１に使用されるＬＥＤは、一般に、単一−セルＬＥＤとして小電圧及び大電流で駆動される素子特性を有している。例えば、上述した単一−セルＬＥＤは、３．６Ｖの駆動電圧を有し、２５０ｍＡ〜５００ｍＡの駆動電流で動作し得る。したがって、このような単一−セルＬＥＤで構成されたバックライトモジュール５の駆動を制御するために、従来技術に係る駆動制御部４を含む各周辺回路が大電流を処理できる大容量の電子素子で構成されなければならなく、その結果、バックライトユニット１の製造費用が上昇するという問題がある。また、上述した従来の単一−セルＬＥＤの大電流駆動特性によって駆動制御部４を含む周辺回路が破損してしまい、バックライトユニット１の安定性や信頼性が低下するという問題がある。また、単一−セルＬＥＤの大電流駆動特性により、消費電力が増加し、ドループ（Ｄｒｏｏｐ）現象が発生するという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明が解決しようとする課題は、サイズが小さく、少ない発光ダイオードを含みながらも同一の強度の光を放出するバックライトユニットを提供することにある。
【００１２】
本発明が解決しようとする他の課題は、高電流での発光ダイオードのドループ現象による性能低下が改善され得るバックライトユニットを提供することにある。
【００１３】
本発明は、複数の発光セルを有するＭＪＴ  ＬＥＤを用いて小電流駆動が可能なバックライトモジュール及びこれを含むバックライトユニットを提供することを一つの目的とする。
【００１４】
また、本発明は、各発光セルの有効発光面積を増加できるＭＪＴ  ＬＥＤチップ及びその製造方法を提供することを他の目的とする。
【００１５】
また、本発明は、上述したＭＪＴ  ＬＥＤを用いてバックライトモジュールの小電流駆動を可能にすることによって、バックライトモジュールの駆動を制御するための駆動回路の安定性及び信頼性を改善し、製造費用を節減できるバックライトユニットを提供することを更に他の目的とする。
【００１６】
また、本発明は、ＭＪＴ  ＬＥＤを用いてバックライトモジュールを小電流駆動可能に構成することによって、電力効率及び光効率が改善され、大電流駆動によるドループ現象を防止できるバックライトユニットを提供することを更に他の目的とする。
【００１７】
また、本発明は、上述したＭＪＴ  ＬＥＤを用いてバックライトモジュールを構成することによって、要求されるＬＥＤの数を最小化し、それぞれのＭＪＴ  ＬＥＤ別に駆動制御が可能なバックライトユニットを提供することを更に他の目的とする。
【００１８】
本発明が解決しようとする課題は、直下型バックライトユニットにおいて各発光ダイオードから放出された光が液晶パネルに均一に照射されながら、安定性及び信頼性が高いマルチセル発光ダイオードを用いたバックライトモジュールを含むバックライトユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の一実施例に係るバックライトユニットは、ベース、及び前記ベースの下面に配置された複数の発光ダイオードパッケージを含み、前記発光ダイオードパッケージは少なくとも一つの発光ダイオードを含み、前記発光ダイオードは、第１導電型半導体層；前記第１導電型半導体層上に位置し、活性層及び第２導電型半導体層を含むメサ；前記メサ上に位置する反射電極構造体；前記メサ及び前記第１導電型半導体層を覆い、前記反射電極構造体を露出させる第１開口部を有し、前記第１導電型半導体層に電気的に接続し、前記反射電極構造体及びメサから絶縁された電流分散層；及び前記電流分散層を覆う上部絶縁層；を含み、前記上部絶縁層は、前記電流分散層を露出させることによって第１電極パッド領域を限定する第２開口部と、前記露出した反射電極構造体の上部領域を露出させることによって第２電極パッド領域を限定する第３開口部とを有してよい。
【００２０】
このとき、前記発光ダイオードは、前記電流分散層の前記第１開口部内で前記反射電極構造体上に位置する拡散防止補強層をさらに含み、前記拡散防止補強層が前記上部絶縁層の第３開口部を介して露出してよい。
【００２１】
そして、前記拡散防止補強層は、前記電流分散層と同一の材料で形成されてよい。
【００２２】
また、前記電流分散層は、オーミックコンタクト層、金属反射層、拡散防止層及び酸化防止層を含んでよく、前記拡散防止層は、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｍｏ、ＴｉＷ及びＷからなる群から選ばれた少なくとも一つの金属層を含み、前記酸化防止層はＡｕ、Ａｇ又は有機物層を含んでよい。
【００２３】
又は、前記拡散防止層は、Ｔｉ／Ｎｉ又はＴｉ／Ｃｒを少なくとも二対含んでよい。このとき、前記電流分散層は、前記酸化防止層上に位置する接着層をさらに含んでよい。
【００２４】
そして、前記反射電極構造体は、反射金属部；キャッピング金属部；及び酸化防止金属部；を含み、前記反射金属部は、上面が下面より狭い面積を有するように傾斜した側面を有し、前記キャッピング金属部は、前記反射金属部の上面及び側面を覆い、前記反射金属部は、前記キャッピング金属部との界面に応力緩和層を有してよい。
【００２５】
また、前記メサは、一側方向に互いに平行に延びる長い形状の分枝部と、前記各分枝部が互いに接続された連結部とを有し、前記第１開口部は前記連結部上に位置してよい。
【００２６】
このとき、前記メサは複数であり、前記複数のメサは一側方向に互いに平行に延びる長い形状であってよい。
【００２７】
そして、前記発光ダイオードは、前記各メサ間で前記第１導電型半導体層上に位置し、前記電流分散層と電気的に接続するオーミックコンタクト構造体をさらに含んでよい。
【００２８】
また、前記発光ダイオードは、前記メサと前記電流分散層との間に位置し、前記電流分散層を前記メサから絶縁させる下部絶縁層をさらに含み、前記下部絶縁層は、前記メサの上部領域内に位置し、前記反射電極構造体を露出させる第４開口部を有してよい。
【００２９】
そして、前記第１開口部は、前記第４開口部が全て露出するように前記第４開口部より広い幅を有してよい。
【００３０】
ここで、前記第１開口部及び前記第４開口部内に位置する拡散防止補強層をさらに含み、前記拡散防止補強層が前記第３開口部を介して露出してよい。
【００３１】
そして、前記下部絶縁層はシリコン酸化膜を含み、前記上部絶縁層はシリコン窒化膜を含んでよい。
【００３２】
また、前記発光ダイオードから放出された光が入射する入光面、及び前記発光ダイオードから放出された光の指向角より大きい指向角を有するように光が出射される出光面を含む光学部材をさらに含んでよい。
【００３３】
ここで、蛍光体を含み、前記第１導電型半導体層の下面を均一な厚さで覆う波長変換器をさらに含んでよい。
【００３４】
このとき、前記波長変換器は、前記第１導電型半導体層の下面から延びて前記発光ダイオードの側面を覆ってよく、前記波長変換器は単結晶の蛍光体からなってよい。
【００３５】
そして、前記波長変換器と前記第１導電型半導体層との間に接着層をさらに含んでよい。
【００３６】
また、前記発光ダイオードパッケージは、複数の発光ダイオードを含み、前記複数の発光ダイオードは直列に接続されてよい。
【００３７】
そして、前記発光ダイオードは、前記１導電型半導体層の下面に位置する基板をさらに含み、前記複数の発光ダイオードは単一の基板を共有してよい。
【００３８】
また、前記ベースの下面と前記発光ダイオードの上面とは互いに対向してよい。
【００３９】
一方、本発明の一実施例に係るバックライトユニットは、複数のブロックを含む印刷回路基板；及び前記複数のブロック上に配置される複数のＭＪＴ  ＬＥＤを含むバックライトモジュール；を含み、前記ＭＪＴ  ＬＥＤは、成長基板；前記基板上に整列され、それぞれ第１半導体層、活性層及び第２半導体層を含む複数の発光セル；前記複数の発光セル上に整列され、互いに同一の材料で形成され、それぞれ対応する発光セルの第１半導体層に電気的に接続する複数の上部電極；及び前記各上部電極上に整列された第１パッド及び第２パッド；を含み、前記各上部電極のうち一つ以上は隣接した発光セルの第２半導体層に電気的に接続し、前記各上部電極のうち他の一つは隣接した発光セルの第２半導体層から絶縁され、前記各発光セルは前記各上部電極によって直列に接続され、前記第１パッドは、前記直列に接続された各発光セルのうち入力発光セルに電気的に接続し、前記第２パッドは、前記直列に接続された各発光セルのうち出力発光セルに電気的に接続し、前記それぞれの発光セルは、前記基板を露出させるメサエッチング領域によって分離され、前記複数のＭＪＴ  ＬＥＤのそれぞれの動作は独立的に制御され得る。
【００４０】
前記バックライトユニットは、前記各発光セルと前記各上部電極との間に整列された第１層間絶縁膜をさらに含み、前記各上部電極は、前記第１層間絶縁膜の表面に対して１０度〜４５度の傾斜角を有する側面を含んでよい。
【００４１】
前記上部電極は２０００Å〜１００００Å範囲内の厚さを有してよい。
【００４２】
前記バックライトユニットは、各発光セルの第２半導体層上に整列された各下部電極をさらに含み、前記第１層間絶縁膜は、各発光セル上の下部電極の一部を露出させ、前記隣接した発光セルの第２半導体層に電気的に接続する各上部電極は、前記第１層間絶縁膜を介して前記露出した下部電極に接続してよい。
【００４３】
前記各下部電極は、それぞれ第２半導体層の表面に対して１０度〜４５度の傾斜角を有する側面を含んでよい。
【００４４】
前記下部電極の厚さは２０００Å〜１００００Åであることを特徴とすることができる。
【００４５】
前記第１層間絶縁膜は、前記露出した下部電極の表面に対して１０度〜６０度の傾斜角を有する側面を含んでよい。
【００４６】
前記第１層間絶縁膜は２０００Å〜２００００Åの厚さを有してよい。
【００４７】
前記バックライトユニットは、前記各上部電極を覆う第２層間絶縁膜をさらに含み、前記第２層間絶縁膜は、入力発光セルの第２半導体層上に整列された下部電極と、出力発光セルの第１半導体層に接続された上部電極とを露出させ、前記第１パッド及び第２パッドは、それぞれ前記第２層間絶縁膜を介して前記下部電極及び上部電極に接続してよい。
【００４８】
前記第２層間絶縁膜は、前記上部電極の表面に対して１０度〜６０度の傾斜角を有する側面を含んでよい。
【００４９】
前記第２層間絶縁膜は２０００Å〜２００００Åの厚さを有してよい。
【００５０】
前記各発光セルは、それぞれ前記第１半導体層の一部を露出させるビアホールを有し、前記各上部電極は、前記ビアホールを介して対応する発光セルの第１半導体層に接続してよい。
【００５１】
前記ビアホールを介して露出した各膜の側面の傾斜角は１０度〜６０度の範囲内であってよい。
【００５２】
前記上部電極は、前記ＭＪＴ  ＬＥＤの全体面積の３０％以上及び１００％未満の面積を占有してよい。
【００５３】
前記上部電極は、長さと幅の比が１：３〜３：１の範囲内にあるプレート又はシート形状を有してよい。
【００５４】
前記各上部電極のうち少なくとも一つは、対応する発光セルの長さ又は幅に比べて大きい長さ又は幅を有してよい。
【００５５】
前記メサエッチングによって露出した各膜の側面は、前記基板に対して１０度〜６０度の傾斜角を有してよい。
【００５６】
前記バックライトユニットは、駆動電圧を前記バックライトモジュール内の前記複数のＭＪＴ  ＬＥＤに提供するバックライト制御モジュールをさらに含み、前記ブロックは少なくとも一つのＭＪＴ  ＬＥＤを含み、前記バックライト制御モジュールは、前記複数のＭＪＴ  ＬＥＤのそれぞれの駆動を独立的に制御することができる。
【００５７】
前記バックライト制御モジュールは、駆動電源生成部；及び駆動制御部；を含んでよい。
【００５８】
前記駆動電源生成部は、前記駆動電圧を前記バックライトモジュール内の前記複数のＭＪＴ  ＬＥＤのそれぞれに独立的に提供し、前記駆動制御部は、前記バックライト制御モジュールのディミング信号によってＰＷＭ制御を行うことによって前記少なくとも一つのＭＪＴ  ＬＥＤのディミング制御を行うことを特徴とすることができる。
【００５９】
前記駆動制御部は、パルス幅又はデューティ比が変調されたディミング制御信号を生成することができる。
【００６０】
前記駆動制御部は、前記バックライトモジュール内の前記複数のＭＪＴ  ＬＥＤのそれぞれの駆動電流を独立的に検出及び制御するように構成されてよい。
【００６１】
前記駆動制御部は、ディミング信号によって前記複数のＭＪＴ  ＬＥＤのうち少なくとも一つのＭＪＴ  ＬＥＤの駆動電流を制御することによって前記少なくとも一つのＭＪＴ  ＬＥＤのディミング制御を行うことを特徴とすることができる。
【００６２】
前記ＭＪＴ  ＬＥＤの第１パッドは前記駆動電源生成部に接続され、前記ＭＪＴ    ＬＥＤの第２パッドは駆動制御部に接続されてよい。
【００６３】
前記複数のブロックはＭ×Ｎ個であり、前記複数のブロックはＭ×Ｎマトリックス配列を構成してよい。
【００６４】
前記複数のブロックのうち少なくとも一つのブロックは、複数の前記ＭＪＴ  ＬＥＤを含んでよい。
【００６５】
前記バックライトユニットは、前記複数のＭＪＴ  ＬＥＤと電気的に接続された複数のＦＥＴ、及び前記ＦＥＴのオン及びオフを制御するＦＥＴ制御部をさらに含み、前記複数のＦＥＴの個数は前記複数のＭＪＴ  ＬＥＤの個数と同一であってよい。
【００６６】
前記ＦＥＴ制御部は、前記複数のＦＥＴのうち少なくとも一つ以上を含んでよい。
【００６７】
前記複数のＦＥＴのうち前記ＦＥＴ制御部に含まれていない各ＦＥＴの個数は、前記複数のＭＪＴ  ＬＥＤの個数より少なくてよい。
【００６８】
前記ＦＥＴ制御部は前記複数のＦＥＴを全て含んでよい。
【００６９】
一方、本発明の一実施例に係るバックライトユニットは、複数のブロックを含む印刷回路基板；及び前記複数のブロック上に配置される複数のＭＪＴ  ＬＥＤを含むバックライトモジュール；を含み、駆動電圧を前記バックライトモジュール内の前記複数のＭＪＴ  ＬＥＤに提供するバックライト制御モジュールを含み、前記ブロックは少なくとも一つのＭＪＴ  ＬＥＤを含み、前記バックライト制御モジュールは、前記複数のＭＪＴ  ＬＥＤのそれぞれの駆動を独立的に制御することを特徴とすることができる。
【００７０】
前記バックライト制御モジュールは、駆動電源生成部；及び駆動制御部；を含んでよい。
【００７１】
前記駆動電源生成部は、前記駆動電圧を前記バックライトモジュール内の前記複数のＭＪＴ  ＬＥＤのそれぞれに独立的に提供し、前記駆動制御部は、前記バックライト制御モジュールのディミング信号によってＰＷＭ制御を行うことによって前記少なくとも一つのＭＪＴ  ＬＥＤのディミング制御を行うことを特徴とすることができる。
【００７２】
前記駆動制御部は、パルス幅又はデューティ比が変調されたディミング制御信号を生成することができる。
【００７３】
前記駆動制御部は、前記バックライトモジュール内の前記複数のＭＪＴ  ＬＥＤのそれぞれの駆動電流を独立的に検出及び制御するように構成されてよい。
【００７４】
前記駆動制御部は、ディミング信号によって前記複数のＭＪＴ  ＬＥＤのうち少なくとも一つのＭＪＴ  ＬＥＤの駆動電流を制御することによって前記少なくとも一つのＭＪＴ  ＬＥＤのディミング制御を行うことができる。
【００７５】
前記ＭＪＴ  ＬＥＤのアノード端は前記駆動電源生成部に接続され、前記ＭＪＴ  ＬＥＤのカソード端は駆動制御部に接続されてよい。
【００７６】
前記複数のブロックは、それぞれ前記一つの光学部材を含んでよい。
【００７７】
前記ブロックの横長さは６０ｍｍ以下であってよい。
【００７８】
前記ブロックの縦長さは５５ｍｍ以下であってよい。
【００７９】
前記複数のブロックはＭ×Ｎ個であり、前記複数のブロックはＭ×Ｎマトリックス配列を構成してよい。
【００８０】
前記複数のブロックのうち少なくとも一つのブロックは、複数の前記ＭＪＴ  ＬＥＤを含んでよい。
【００８１】
前記ＭＪＴ  ＬＥＤは、第１発光セル〜第Ｎ発光セルを含んで構成され（Ｎは２以上の自然数）、第Ｎ発光セルは、第Ｎ−１発光セルに前記第１発光セル及び前記第２発光セルと同一の構造で電気的に接続されてよい。
【００８２】
前記第１発光セル〜第Ｎ発光セルは、互いに直列に接続され、それぞれ２．５Ｖ〜４Ｖの駆動電圧によって駆動され、前記ＭＪＴ  ＬＥＤは、少なくとも１０Ｖ以上の駆動電圧で駆動されてよい。
【００８３】
前記ＭＪＴ  ＬＥＤは、成長基板上に互いに離隔して位置し、それぞれ下部半導体層、前記下部半導体層上に位置する上部半導体層、及び前記下部半導体層と前記下部半導体層との間に位置する活性層を含む第１発光セル及び第２発光セル；前記第１発光セル上に位置し、前記第１発光セルに電気的に接続された第１透明電極層；及び前記第１発光セルを第２発光セルに電気的に接続する配線；前記配線を第１発光セルの側面から離隔させる絶縁層；を含み、前記配線は、前記第１発光セルに電気的に接続するための第１接続部、及び前記第２発光セルに電気的に接続するための第２接続部を有し、前記下部半導体層の一面は、前記下部半導体層を露出させる露出領域を含み、前記第１接続部は前記第１透明電極層に接触し、前記第２接続部は前記露出領域を介して前記第２発光セルの前記下部半導体層と電気的に接続してよい。
【００８４】
前記第１透明電極層の一部は前記第２発光セルと接続してよい。
【００８５】
前記第１透明電極層の一部は、前記第１発光セル上から前記第１発光セルと前記第２発光セルとの間を経て前記第２発光セルの前記下部半導体層の側面上に位置してよい。
【００８６】
前記第１透明電極層のうち前記第２発光セルの前記下部半導体層の側面上に位置する部分の幅は、前記配線のうち前記第２発光セルの前記下部半導体層の側面上に位置する部分の幅より広くてよい。
【００８７】
前記第１透明電極層のうち前記第１発光セルと前記第２発光セルとの間に位置する部分の幅は、前記配線のうち前記第１発光セルと前記第２発光セルとの間に位置する部分の幅より広くてよい。
【００８８】
前記第１透明電極層は、前記配線と前記絶縁層とを互いに離隔させ得る。
【００８９】
前記絶縁層の一部は、前記成長基板のうち前記第１発光セルと前記第２発光セルとの間に位置する部分上に位置してよい。
【００９０】
前記第１発光セルと第１透明電極層との間に位置し、前記第１透明電極層の一部を前記第１発光セルから離隔させる電流遮断層をさらに含んでよい。
【００９１】
前記第１透明電極層は、前記第２接続部と前記第２発光セルの前記下部半導体層との間に位置してよい。
【００９２】
前記印刷回路基板の上部に位置する透光板をさらに含み、
【００９３】
前記印刷回路基板の上面と前記透光板の下面との距離は１８ｍｍ以上であってよい。
【００９４】
前記駆動制御部は、前記複数のＭＪＴ  ＬＥＤを互いに電気的に接続又は絶縁させるスイッチ制御部を含んでよい。
【００９５】
前記スイッチ制御部は、前記複数のＭＪＴ  ＬＥＤを直列及び／又は並列に接続させることができる。
【００９６】
前記バックライトモジュールは蛍光体を含み、前記ＭＪＴ  ＬＥＤを覆う波長変換層をさらに含み、前記ＭＪＴ  ＬＥＤから放出されて前記波長変換層を透過した光は、７０％以上のＮＴＳＣ色再現率を有し得る。
【００９７】
前記ブロックの面積は、前記ＭＪＴ  ＬＥＤ内の前記発光セルの個数が多くなるほど小さくなってよい。
【００９８】
本発明の更に他の実施例に係るバックライトユニットは、複数のブロックを含む印刷回路基板；及び前記複数のブロック上に配置される複数のＭＪＴ  ＬＥＤを含むバックライトモジュール；を含み、前記ＭＪＴ  ＬＥＤは、成長基板上に互いに離隔して位置し、それぞれ下部半導体層、前記下部半導体層上に位置する上部半導体層、及び前記下部半導体層と前記下部半導体層との間に位置する活性層を含む第１発光セル及び第２発光セル；前記第１発光セル上に位置し、前記第１発光セルに電気的に接続された第１透明電極層；前記第１発光セルを第２発光セルに電気的に接続する配線；及び前記配線を第１発光セルの側面から離隔させる絶縁層；を含み、前記配線は、前記第１発光セルに電気的に接続するための第１接続部、及び前記第２発光セルに電気的に接続するための第２接続部を有し、前記下部半導体層の一面は前記下部半導体層を露出させる露出領域を含み、前記第１接続部は前記第１透明電極層に接触し、前記第２接続部は前記露出領域を介して前記第２発光セルの前記下部半導体層と電気的に接続し、前記複数のＭＪＴ  ＬＥＤのそれぞれの動作は独立的に制御され得る。
【００９９】
前記第１透明電極層の一部は前記第２発光セルと接続してよい。
【０１００】
前記第１透明電極層の一部は、前記第１発光セル上から前記第１発光セルと前記第２発光セルとの間を経て前記第２発光セルの前記下部半導体層の側面上に位置してよい。
【０１０１】
前記第１透明電極層のうち前記第２発光セルの前記下部半導体層の側面上に位置する部分の幅は、前記配線のうち前記第２発光セルの前記下部半導体層の側面上に位置する部分の幅より広くてよい。
【０１０２】
前記第１透明電極層のうち前記第１発光セルと前記第２発光セルとの間に位置する部分の幅は、前記配線のうち前記第１発光セルと前記第２発光セルとの間に位置する部分の幅より広くてよい。
【０１０３】
前記第１透明電極層は、前記配線と前記絶縁層とを互いに離隔させ得る。
【０１０４】
前記絶縁層の一部は、前記成長基板のうち前記第１発光セルと前記第２発光セルとの間に位置する部分上に位置してよい。
【０１０５】
前記第１発光セルと第１透明電極層との間に位置し、前記第１透明電極層の一部を前記第１発光セルから離隔させる電流遮断層をさらに含んでよい。
【０１０６】
前記第１透明電極層は、前記第２接続部と前記第２発光セルの前記下部半導体層との間に位置してよい。
【０１０７】
前記バックライトユニットは、前記複数のＭＪＴ  ＬＥＤと電気的に接続された複数のＦＥＴ、及び前記ＦＥＴのオン及びオフを制御するＦＥＴ制御部をさらに含み、前記複数のＦＥＴの個数は前記複数のＭＪＴ  ＬＥＤの個数と同一であってよい。
【０１０８】
前記ＦＥＴ制御部は、前記複数のＦＥＴのうち少なくとも一つ以上を含んでよい。
【０１０９】
前記複数のＦＥＴのうち前記ＦＥＴ制御部に含まれていないＦＥＴの個数は、前記複数のＭＪＴ  ＬＥＤの個数より少なくてよい。
【０１１０】
前記ＦＥＴ制御部は前記複数のＦＥＴを全て含んでよい。
【０１１１】
本発明の一実施例に係るバックライトユニットは、複数のブロックを含む印刷回路基板；前記複数のブロック上に配置される複数のマルチセル発光ダイオードを含むバックライトモジュール；駆動電圧を前記複数のマルチセル発光ダイオードに提供し、前記複数のマルチセル発光ダイオードのそれぞれの駆動を独立的に制御するバックライト制御モジュール；及び前記複数のマルチセル発光ダイオードを覆う一つ以上の第１光学部材；を含み、前記複数のブロックのそれぞれは少なくとも一つのマルチセル発光ダイオードを含み、前記複数のブロックのそれぞれは少なくとも一つのマルチセル発光ダイオードを含み、前記複数のブロックのそれぞれの長軸がａ、短軸がｂであるとき、前記一つ以上の第１光学部材を介して放出された光の半値幅は０．６ａより大きいか同じで、
2020036028.tif 000003
より小さいか同じであってよい。
【０１１２】
このとき、前記ａとｂは互いに同じであってよく、前記一つ以上の第１光学部材を介して放出された光の半値幅がａより大きいか同じであるとき、前記第１光学部材を介して放出された光の強さは１００％以上であってよい。
【０１１３】
ここで、前記ａは６０ｍｍ以下で、前記ｂは５５ｍｍ以下であってよい。
【０１１４】
一方、本発明の一実施例に係るバックライトユニットは、複数のブロックを含む印刷回路基板；前記複数のブロック上に配置される複数のマルチセル発光ダイオードを含むバックライトモジュール；駆動電圧を前記複数のマルチセル発光ダイオードに提供し、前記複数のマルチセル発光ダイオードのそれぞれの駆動を独立的に制御するバックライト制御モジュール；及び前記複数のマルチセル発光ダイオードを覆う一つ以上の第１光学部材；を含み、前記複数のブロックのそれぞれは少なくとも一つのマルチセル発光ダイオードを含み、前記一つ以上の第１光学部材を介して放出される光の指向角（θLens）範囲は、数式１の通りであってよい。
【０１１５】
2020036028.tif 000004
【０１１６】
ここで、前記ＦＷＨＭLEDは、前記第１光学部材無しでマルチセル発光ダイオードから放出される光の半値幅であって、前記ＯＤは、前記マルチセル発光ダイオードの底面から拡散面の底面までの距離である。
【０１１７】
このとき、前記バックライト制御モジュールは、前記駆動電圧を前記複数のマルチセル発光ダイオードのそれぞれに独立的に提供する駆動電源生成部；及び前記バックライト制御モジュールのディミング信号によってＰＷＭを制御し、前記少なくとも一つのマルチセル発光ダイオードのディミング制御を行う駆動制御部；を含んでよい。
【０１１８】
また、前記駆動制御部は、パルス幅又はデューティ比が変調されたディミング制御信号を生成することができ、前記複数のマルチセル発光ダイオードのそれぞれの駆動電流を独立的に検出及び制御するように構成されてよい。
【０１１９】
そして、前記駆動制御部は、ディミング信号によって前記複数のマルチセル発光ダイオードのうち少なくとも一つのマルチセル発光ダイオードの駆動電流を制御し、前記少なくとも一つのマルチセル発光ダイオードのディミング制御を行うことができる。
【０１２０】
ここで、前記マルチセル発光ダイオードのアノード端は前記駆動電源生成部に接続され、前記マルチセル発光ダイオードのカソード端は前記駆動制御部に接続されてよい。
【０１２１】
また、前記複数のマルチセル発光ダイオードに対応するように前記印刷回路基板上に配置される第２光学部材をさらに含んでよい。前記第２光学部材は、前記マルチセル発光ダイオードから光が入射する入光面、及び前記マルチセル発光ダイオードの光指向角より広い光指向角で光を出射する出光面を含んでよい。
【０１２２】
そして、前記第１光学部材は、前記マルチセル発光ダイオード上に樹脂がモールディングされて形成されてよい。
【０１２３】
このとき、前記複数のブロックはＭ×Ｎ個であり、前記複数のブロックはＭ×Ｎマトリックス配列を構成してよい。
【０１２４】
そして、前記マルチセル発光ダイオードは、第１発光セル〜第Ｎ発光セルを含み（前記Ｎは２以上の自然数）、前記第Ｎ発光セルと第Ｎ−１発光セルとの電気的接続構造は、前記第１及び第２発光セルの電気的接続構造と同一であってよい。
【０１２５】
また、前記複数のマルチセル発光ダイオードと電気的に接続された複数のＦＥＴ、及び前記ＦＥＴのオン及びオフを制御するＦＥＴ制御部をさらに含み、前記複数のＦＥＴは、前記複数のマルチセル発光ダイオードと同一の個数であってよい。
【０１２６】
このとき、前記ＦＥＴ制御部は、前記複数のＦＥＴのうち少なくとも一つ以上を制御することができ、前記ＦＥＴ制御部によって制御されない一つ以上のＦＥＴは、前記複数のマルチセル発光ダイオードの個数より少なくてよい。
【０１２７】
一方、前記ＦＥＴ制御部は、前記複数のＦＥＴの全てを制御することができる。
【０１２８】
そして、前記一つ以上の第１光学部材を介して放出された光の均一度を向上させるための光学シートをさらに含んでよい。
【０１２９】
一方、本発明の一実施例に係るバックライトユニットは、複数のブロックを含む印刷回路基板；前記複数のブロック上に配置される複数のマルチセル発光ダイオードを含むバックライトモジュール；及び前記複数のマルチセル発光ダイオードを覆う一つ以上の第１光学部材；を含み、前記複数のマルチセル発光ダイオードのそれぞれは、成長基板上に互いに離隔して位置し、それぞれ下部半導体層、前記下部半導体層上に位置する上部半導体層、及び前記下部半導体層と上部半導体層との間に位置する活性層を含む第１及び第２発光セル；前記第１発光セル上に位置し、前記第１発光セルに電気的に接続された第１透明電極層；前記第１発光セルを前記第２発光セルに電気的に接続する配線；及び前記配線を前記第１発光セルの側面から離隔させる絶縁層；を含み、前記配線は、前記第１発光セルに電気的に接続される第１接続部、及び前記第２発光セルに電気的に接続される第２接続部を含み、前記下部半導体層の一面には、前記下部半導体層を露出させる露出領域が形成され、前記第１接続部は前記第１透明電極層に接触し、前記第２接続部は、前記露出領域を介して前記第２発光セルの下部半導体層と電気的に接続し、前記複数のマルチセル発光ダイオードのそれぞれの動作は独立的に制御され、前記複数のブロックのそれぞれの長軸がａ、短軸がｂであるとき、前記一つ以上の第１光学部材を介して放出された光の半値幅は０．６ａより大きいか同じで、
2020036028.tif 000005
より小さいか同じであってよい。
【０１３０】
一方、複数のブロックを含む印刷回路基板；前記複数のブロック上に配置される複数のマルチセル発光ダイオードを含むバックライトモジュール；及び前記複数のマルチセル発光ダイオードを覆う一つ以上の第１光学部材；を含み、前記複数のマルチセル発光ダイオードのそれぞれは、成長基板上に互いに離隔して位置し、それぞれ下部半導体層、前記下部半導体層上に位置する上部半導体層、及び前記下部半導体層と上部半導体層との間に位置する活性層を含む第１及び第２発光セル；前記第１発光セル上に位置し、前記第１発光セルに電気的に接続された第１透明電極層；前記第１発光セルを前記第２発光セルに電気的に接続する配線；及び前記配線を前記第１発光セルの側面から離隔させる絶縁層；を含み、前記配線は、前記第１発光セルに電気的に接続される第１接続部、及び前記第２発光セルに電気的に接続される第２接続部を含み、前記下部半導体層の一面には、前記下部半導体層を露出させる露出領域が形成され、前記第１接続部は前記第１透明電極層に接触し、前記第２接続部は前記露出領域を介して前記第２発光セルの下部半導体層と電気的に接続し、前記複数のマルチセル発光ダイオードのそれぞれの動作は独立的に制御され、前記一つ以上の第１光学部材を介して放出される光の指向角（θLens）範囲は、数式２の通りであってよい。
【０１３１】
2020036028.tif 000006
【０１３２】
ここで、前記ＦＷＨＭLEDは、前記第１光学部材無しでマルチセル発光ダイオードから放出される光の半値幅で、前記ＯＤは、前記マルチセル発光ダイオードの底面から拡散面の底面までの距離である。
【０１３３】
このとき、前記第１透明電極層の一部は前記第２発光セルと接続してよく、前記第１発光セル上で前記第１発光セルと前記第２発光セルとの間を経て前記第２発光セルの下部半導体層の側面上に位置してよい。
【０１３４】
そして、前記第１透明電極層のうち前記第２発光セルの下部半導体層の側面上に位置する部分の幅は、前記配線のうち前記第２発光セルの下部半導体層の側面上に位置する部分の幅より広くてよい。
【０１３５】
また、前記第１透明電極層のうち前記第１発光セルと前記第２発光セルとの間に位置する部分の幅は、前記配線のうち前記第１発光セルと前記第２発光セルとの間に位置する部分の幅より広くてよい。
【０１３６】
ここで、前記第１透明電極層は、前記配線と前記絶縁層とを互いに離隔させ得る。
【０１３７】
そして、前記絶縁層の一部は、前記成長基板のうち前記第１発光セルと前記第２発光セルとの間に位置する部分上に位置してよい。
【０１３８】
また、前記第１発光セルと第１透明電極層との間に位置し、前記第１透明電極層の一部を前記第１発光セルから離隔させる電流遮断層をさらに含んでよい。
【０１３９】
そして、前記第１透明電極層は、前記第２接続部と前記第２発光セルの下部半導体層との間に位置してよい。
【発明の効果】
【０１４０】
本発明の各実施例によると、バックライトユニットが、指向角が大きく、光束が大きい発光ダイオードを含むので、バックライトユニットのサイズが小さくなり、少ない発光ダイオードを含みながらも同一の強度の光を放出することができる。
【０１４１】
また、発光ダイオードパッケージが直列に接続された複数の発光ダイオードを含み、バックライトユニットが前記発光ダイオードパッケージを含むので、高電流での発光ダイオードのドループ現象による性能低下が改善され得る。
【０１４２】
そして、小電流駆動特性を有するＭＪＴ  ＬＥＤを用いてバックライトモジュールを構成することによって、バックライトモジュール及びこれを含むバックライトユニットの小電流駆動が可能になるという効果を期待することができる。
【０１４３】
また、バックライトモジュールの駆動を制御するための駆動回路の安定性及び信頼性を改善し、製造費用を節減できるという効果を期待することができる。
【０１４４】
また、バックライトユニットの電力効率及び光効率が改善され、大電流駆動によるドループ現象を防止できるという効果を期待することができる。
【０１４５】
また、バックライトモジュールを構成するのに要求されるＬＥＤの数を最小化し、バックライトモジュールを構成するそれぞれのＭＪＴ  ＬＥＤ別に駆動制御が可能であるという効果を期待することができる。
【０１４６】
そして、配線の各接続部のうち一つを発光セルの傾斜した側面に電気的に接触させることによって、ＭＪＴ  ＬＥＤチップの各発光セルの有効発光面積を増加できるという効果を期待することができる。
【０１４７】
一方、バックライトユニットの複数のマルチセル発光ダイオードを覆う光学部材を備えており、光学部材を通過した光の半値幅範囲を設定することによって、バックライトユニットから放出される光が全体的に均一に放出され得るという効果がある。
【０１４８】
また、小電流駆動特性を有するＭＪＴ  ＬＥＤを用いてバックライトモジュールを構成することによって、バックライトモジュール及びこれを含むバックライトユニットの小電流駆動が可能になるという効果がある。その結果、ディスクリートＦＥＴ（ｄｉｓｃｒｅｔｅ  ＦＥＴ）の個数を減少させることができる。
【０１４９】
そして、配線の各接続部のうち一つを発光セルの傾斜した側面に電気的に接触させることによって、ＭＪＴ  ＬＥＤチップの各発光セルの有効発光面積を増加できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】従来技術に係るＬＥＤを用いたバックライトユニットの構成ブロック図である。
【図２】本発明の第１実施例に係るバックライトユニットを説明するための斜視図である。
【図３】本発明の第１実施例に係るバックライトユニットの発光ダイオードを示した図であって、（ａ）は平面図で、（ｂ）はＡ−Ａ線断面図で、（ｃ）はＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】本発明の第１実施例に係る発光ダイオード上に波長変換部が形成されたことを示した図である。
【図５】本発明の第２実施例に係るバックライトユニットの発光ダイオードを示した図であって、（ａ）は平面図で、（ｂ）はＡ−Ａ線断面図で、（ｃ）はＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】本発明の第３実施例に係るＭＪＴ  ＬＥＤを用いたバックライトユニットの概略的な構成ブロック図である。
【図７】本発明の第３実施例に係るＭＪＴ  ＬＥＤモジュールを説明するための概略的な断面図である。
【図８】本発明の第３実施例に係るＭＪＴ  ＬＥＤを説明するための概略的な斜視図である。
【図９】本発明の第３実施例に係るバックライトユニットを比較するための概略図である。
【図１０】本発明の更に他の実施例に係るバックライトユニットを説明するための写真である。
【図１１】本発明の第３実施例に係るバックライトユニットの発光ダイオードを示した平面図である。
【図１２】図１０の平面図を特定ラインに沿って切開した断面図である。
【図１３】図１０の平面図を特定ラインに沿って切開した断面図である。
【図１４】図１０の平面図を特定ラインに沿って切開した断面図である。
【図１５】図１０の平面図を特定ラインに沿って切開した断面図である。
【図１６】本発明の第３実施例に係る各発光セルをモデリングした等価回路図である。
【図１７】図１０の平面図をＣ２−Ｃ３線に沿って切開した斜視図である。
【図１８】本発明の第３実施例によって、１０個の発光セルを直列に接続するようにモデリングした回路図である。
【図１９】本発明の第３実施例によって、直列／並列形態に各発光セルが構成されたことをモデリングした回路図である。
【図２０】本発明の第４実施例に係るＭＪＴ  ＬＥＤチップを説明するための概略的な平面図である。
【図２１】本発明の第４実施例に係るＭＪＴ  ＬＥＤチップを説明するために図２０のＢ−Ｂ線に沿って切り取った概略的な断面図である。
【図２２】本発明の第５実施例に係るＭＪＴ  ＬＥＤチップを説明するための概略的な断面図である。
【図２３】従来のバックライトユニット（ａ）と本発明のバックライトユニット（ｂ）とを比較するための概略図である。
【図２４】本発明のＭＪＴ  ＬＥＤにローカルディミングのためのレンズが形成された正方形ブロックが含まれたバックライトモジュールを示した図である。
【図２５】本発明のバックライトモジュールにおいて、ローカルディミングのためのレンズが各ブロックに形成されたＭＪＴ  ＬＥＤから放出された光の照度が重畳したことを示した図である。
【図２６】本発明のバックライトモジュールにおいて、ローカルディミングのためのレンズが長方形の各ブロックに形成されたことを示した図である。
【図２７】本発明において、照度の半値幅に対するレンズを介して発光される光の指向角範囲を算出するための図である。
【図２８】本発明の光源からレンズまでの距離変化による半値幅の関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０１５１】
以下、添付の各図面を参照して本発明の各実施例を詳細に説明する。次に紹介する各実施例は、当業者に本発明の思想を十分に伝達するために例として提供されるものである。したがって、本発明は、以下で説明する各実施例に限定されるものではなく、他の形態に具体化されてもよい。そして、各図面において、構成要素の幅、長さ、厚さなどは、便宜のために誇張して表現する場合がある。明細書全体にわたって同一の参照番号は同一の構成要素を示す。
【０１５２】
図２は、本発明の第１実施例に係るバックライトユニットを説明するための斜視図である。
【０１５３】
図２を参照すると、バックライトユニットは、ベース２００及び発光ダイオードパッケージ１１０を含んでよい。
【０１５４】
ベース２００は、発光ダイオードパッケージ１１０を支持する役割をする。ベース２００は配線（図示せず）を含んでよい。例えば、ベース２００は印刷回路基板（図示せず）を含んでよい。
【０１５５】
発光ダイオードパッケージ１１０はベース２００上に配置されてよい。発光ダイオードパッケージ１１０は複数であってよい。複数の発光ダイオードパッケージ１１０は、ベース２００の配線に電気的に接続され、電流の印加を受けることができる。例えば、ベース２００が印刷回路基板を含む場合、各発光ダイオードパッケージ１１０は印刷回路基板と電気的に接続されてよい。
【０１５６】
バックライトユニットは拡散板３００をさらに含んでもよい。拡散板３００は発光ダイオードパッケージ１１０上に位置してよい。さらに、拡散板３００はベース２００と離隔して位置してよい。拡散板３００は、発光ダイオードパッケージ１１０から放出された光を拡散させ、液晶ディスプレイなどのディスプレイ装置の各領域の色及び明るさが均一に見えるようにする役割をすることができる。
【０１５７】
本発明のバックライトユニットの形態は、発光ダイオードパッケージ１１０から放出された光が拡散板３００の下面に対して垂直に入射される直下型、又は発光ダイオードパッケージ１１０から放出された光が導光板（図示せず）の側面に対して垂直に入射されるエッジ型を含んでよい。エッジ型の場合、直下型とは異なり、発光ダイオードパッケージ１１０の出射面が導光板の側面に向かうべきであるので、ベース２００の一部が折り曲げられた形態を有し、導光板の側面に対向するベース２００の一面上に発光ダイオードパッケージ１１０が配置されてよい。
【０１５８】
本発明に使用される発光ダイオードは、発光ダイオードの各構成要素の成長方向がベース２００に向かう方向である。具体的に、ベース２００の下面と発光ダイオードの上面とは互いに対向してよい。すなわち、図２の上下方向と図３及び図４の上下方向とは反対方向である。したがって、ベース２００の下面に発光ダイオードパッケージ１１０が位置してよく、さらに、発光ダイオードパッケージ１１０の下部に拡散板３００が位置すると説明することも可能である。以下では、このような上下方向に沿って他の構成を説明する。
【０１５９】
図３は、本発明の第１実施例に係るバックライトユニットの発光ダイオードを示した図であって、（ａ）は平面図で、（ｂ）はＡ−Ａ線断面図で、（ｃ）はＢ−Ｂ線断面図である。
【０１６０】
発光ダイオードは、基板２１、第１導電型半導体層２３、活性層２５、第２導電型半導体層２７、反射電極構造体３５、下部絶縁層３７、電流分散層３９、拡散防止補強層４０及び上部絶縁層４１を含む。
【０１６１】
基板２１上に第１導電型半導体層２３、活性層２５及び第２導電型半導体層２７が成長される。前記基板２１は、窒化ガリウム系半導体層を成長させ得る基板であって、例えば、サファイア基板、炭化シリコン基板、窒化ガリウム（ＧａＮ）基板、スピネル基板などであってよい。特に、前記基板２１は、パターニングされたサファイア基板のようにパターニングされた基板であってよい。
【０１６２】
ここで、前記基板２１は、個別発光ダイオードチップ単位で分割される前又は分割された後で発光ダイオードチップから除去されてもよい。しかし、必ずしもこれに限定されるわけではなく、基板２１が除去されなくてもよい。
【０１６３】
第１導電型半導体層２３は、例えば、ｎ型窒化ガリウム系層を含み、第２導電型半導体層２７はｐ型窒化ガリウム系層を含んでよい。また、活性層２５は、単一量子井戸構造又は多重量子井戸構造であってよく、井戸層及び障壁層を含んでよい。また、井戸層は、要求される光の波長に応じてその組成元素が選択可能であり、例えば、ＡｌＧａＮ、ＧａＮ又はＩｎＧａＮを含んでよい。
【０１６４】
反射電極構造体３５は、反射金属部、キャッピング金属部及び酸化防止金属部を含んでよい。反射金属部は反射層を含み、前記キャッピング金属部との間に応力緩和層を含んでよい。応力緩和層は、反射金属部とキャッピング金属部との熱膨張係数差による応力を緩和する。
【０１６５】
反射金属部は、例えば、Ｎｉ／Ａｇ／Ｎｉ／Ａｕで形成されてよく、全体の厚さが約１６００Åであってよい。又は、反射金属部は、Ｎｉ／Ａｇ、ＩＴＯ／Ａｇ又はＩＴＯ／ＤＢＲ（ＤＢＲ：分布ブラッグ反射器）からなってよい。反射金属部は、図示したように、側面が傾斜するように、すなわち、底部が相対的に広い形状を有するように形成される。このような反射金属部は、電子−ビーム蒸発法を用いて形成されてよい。
【０１６６】
一方、キャッピング金属部は、反射金属部の上面及び側面を覆って反射金属部を保護する。キャッピング金属部は、スパッタリング技術を用いて又は基板２１を傾けて回転させながら真空蒸着する電子−ビーム蒸発法（例えば、Ｐｌａｎｅｔａｒｙ  ｅ−ｂｅａｍ  ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）を用いて形成されてよい。キャッピング金属部は、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｔｉ、又はＣｒを含んでよく、例えば、約五対のＮｉ／Ｐｔ又は約五対のＮｉ／Ｔｉを蒸着して形成されてよい。これと異なり、前記キャッピング金属部はＴｉＷ、Ｗ、又はＭｏを含んでよい。
【０１６７】
応力緩和層は、反射層及びキャッピング金属部の金属物質に応じて多様に選択可能である。例えば、前記反射層がＡｌ又はＡｌ合金で、キャッピング金属部がＷ、ＴｉＷ又はＭｏを含む場合、応力緩和層は、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｒｈ、Ｐｄ又はＣｒの単一層であってもよく、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｒｈ、Ｐｄ又はＡｕの複合層であってもよい。また、反射層がＡｌ又はＡｌ合金で、キャッピング金属部がＣｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄ又はＮｉである場合、応力緩和層は、Ａｇ又はＣｕの単一層であってもよく、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ又はＡｇの複合層であってもよい。
【０１６８】
また、反射層がＡｇ又はＡｇ合金で、キャッピング金属部がＷ、ＴｉＷ又はＭｏを含む場合、応力緩和層は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｒｈ、Ｐｄ又はＣｒの単一層であってもよく、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｃｒ又はＡｕの複合層であってもよい。また、反射層がＡｇ又はＡｇ合金で、キャッピング金属部がＣｒ又はＮｉである場合、応力緩和層は、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｒｈ、Ｐｄ、ＴｉＷ、Ｔｉの単一層であってもよく、Ｎｉ、Ａｕ又はＣｕの複合層であってもよい。
【０１６９】
また、酸化防止金属部は、キャッピング金属部の酸化を防止するためにＡｕを含み、例えば、Ａｕ／Ｎｉ又はＡｕ／Ｔｉで形成されてよい。Ｔｉは、ＳｉＯ２などの酸化層の接着力が良好であるので選好される。酸化防止金属部も、スパッタリング又は基板を傾けて回転させながら真空蒸着する電子−ビーム蒸発法（例えば、Ｐｌａｎｅｔａｒｙ  ｅ−ｂｅａｍ  ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）を用いて形成されてよい。
【０１７０】
そして、前記第１導電型半導体層２３上にメサが配置されてよい。メサは、活性層２５及び第２導電型半導体層２７を含む。活性層２５が第１導電型半導体層２３と第２導電型半導体層２７との間に位置する。一方、前記メサ上に反射電極構造体３５が位置する。
【０１７１】
下部絶縁層３７は、化学気相蒸着（ＣＶＤ）などの技術を用いてＳｉＯ２などの酸化膜、ＳｉＮｘなどの窒化膜、ＭｇＦ２の絶縁膜に形成されてよい。前記下部絶縁層３７は、例えば、４０００Å〜１２０００Åの厚さで形成されてよい。前記下部絶縁層３７は単一層で形成されてよいが、これに限定されるわけではなく、多重層で形成されてもよい。さらに、下部絶縁層３７は、低屈折物質層と高屈折物質層とが交互に積層された分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）に形成されてよい。例えば、ＳｉＯ２／ＴｉＯ２やＳｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５などの層を積層することによって反射率の高い絶縁反射層を形成することができる。
【０１７２】
ここで、下部絶縁層３７は、第１導電型半導体層２３を露出させる各開口部３７ａと、反射電極構造体３５を露出させる各開口部３７ｂとを有してよい。各開口部３７ｂは、メサの上部に限定されて位置し、特に、メサの接続部上に位置してよい。
【０１７３】
電流分散層３９は、メサ及び第１導電型半導体層２３を覆う。また、電流分散層３９は、メサの上部領域内に位置し、前記反射電極構造体３５を露出させる開口部を有する。電流分散層３９は、下部絶縁層３７の各開口部３７ａを介して前記第１導電型半導体層２３にオーミックコンタクトしてよい。一方、電流分散層３９は、下部絶縁層３７によってメサ及び各反射電極構造体３５から絶縁される。
【０１７４】
電流分散層３９の開口部は、電流分散層３９が各反射電極構造体３５に接続することを防止するように、下部絶縁層３７の開口部３７ｂより広い面積を有する。したがって、前記電流分散層３９の開口部の側壁は下部絶縁層３７上に位置する。
【０１７５】
電流分散層３９は、電流分散層３９の各開口部を除いた基板２１のほぼ全領域の上部に形成される。したがって、前記電流分散層３９を介して電流が容易に分散され得る。
【０１７６】
前記電流分散層３９は、オーミックコンタクト層、金属反射層、拡散防止層及び酸化防止層を含んでよい。前記オーミックコンタクト層によって前記電流分散層３９が第１導電型半導体層２３にオーミックコンタクトし得る。例えば、オーミックコンタクト層は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉなどを用いて形成可能である。一方、前記金属反射層は、電流分散層に入射された光を反射させ、発光ダイオードの反射率を増加させる。金属反射層はＡｌを用いて形成可能である。また、拡散防止層は、金属原子の拡散を防止し、金属反射層を保護する。特に、拡散防止層は、Ｓｎなどのソルダーペースト内の金属原子の拡散を防止することができる。拡散防止層は、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｍｏ、ＴｉＷ又はＷ又はこれらの組み合わせを含んでよい。Ｍｏ、ＴｉＷ及びＷは単層に形成されてよい。一方、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉは対に形成されてよい。特に、前記拡散防止層は、Ｔｉ／Ｎｉ又はＴｉ／Ｃｒを少なくとも二対含んでよい。一方、酸化防止層は、拡散防止層の酸化を防止するために形成され、Ａｕを含んでよい。
【０１７７】
前記電流分散層３９の反射率は６５％〜７５％であってよい。これによって、反射電極構造体３５による光反射に加えて、電流分散層３９による光反射を得ることができ、よって、メサの側壁及び第１導電型半導体層２３を介して進行する光を反射させることができる。
【０１７８】
前記電流分散層３９は、前記酸化防止層上に位置する接着層をさらに含んでよい。接着層は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ又はＴａを含んでよい。接着層は、電流分散層３９と上部絶縁層４１との接着力を向上させるために使用可能であり、省略されてもよい。
【０１７９】
例えば、前記電流分散層３９は、Ｃｒ／Ａｌ／Ｎｉ／Ｔｉ／Ｎｉ／Ｔｉ／Ａｕ／Ｔｉの多層構造を有してよい。
【０１８０】
拡散防止補強層４０は電流分散層３９から離隔される。拡散防止補強層４０は、電流分散層３９の開口部３９ａ内に位置し、また、下部絶縁層３７の開口部３７ｂ内に位置してよい。
【０１８１】
電流分散層３９上に上部絶縁層４１が配置される。上部絶縁層４１は、電流分散層３９を露出させることによって、第１電極パッド領域４３ａを定義する開口部４１ａと共に、反射電極構造体３５を露出させることによって、第２電極パッド領域４３ｂを定義する開口部４１ｂとを有する。前記開口部４１ａは、メサの各分枝部に対して垂直な方向に長い形状を有してよい。一方、上部絶縁層４１の開口部４１ｂは、電流分散層３９の開口部３９ａに比べて狭い面積を有し、よって、上部絶縁層４１が開口部３９ａの側壁を覆うことができる。
【０１８２】
反射電極構造体３５上に拡散防止補強層４０が形成された場合、前記開口部４１ｂは拡散防止補強層４０を露出させる。この場合、反射電極構造体３５は、上部絶縁層４１及び拡散防止補強層４０によって密封され得る。
【０１８３】
また、上部絶縁層４１は、チップ分離領域にも形成され、第１導電型半導体層２３の側面を覆うことができる。これによって、水分などが第１導電型半導体層２３の上下界面を介して浸透することを防止することができる。
【０１８４】
前記上部絶縁層４１は、ソルダーペーストの各金属元素が拡散することを防止するようにシリコン窒化膜に形成されることが好ましく、１μｍ以上、２μｍ以下の厚さで形成されてよい。その厚さが１μｍ未満であると、ソルダーペーストの各金属元素の拡散を防止しにくい。
【０１８５】
選択的に、前記第１電極パッド領域４３ａ及び第２電極パッド領域４３ｂ上にＥＮＩＧ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ  ｎｉｃｋｅｌ  ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ  ｇｏｌｄ）などの無電解めっき技術を用いて、Ｓｎ拡散防止めっき層（図示せず）がさらに形成されてよい。
【０１８６】
第１電極パッド領域４３ａは、電流分散層３９を介して第１導電型半導体層２３に電気的に接続され、第２電極パッド領域４３ｂは、拡散防止補強層４０、反射電極構造体３５を介して第２導電型半導体層２７に電気的に接続される。
【０１８７】
前記第１電極パッド領域４３ａ及び第２電極パッド領域４３ｂは、ソルダーペーストを通じて発光ダイオードを印刷回路ボードなどに実装するために使用される。したがって、ソルダーペーストによって第１電極パッド領域４３ａと第２電極パッド領域４３ｂとが短絡されることを防止するために、各電極パッド間の距離は約３００μｍ以上であることが好ましい。
【０１８８】
図４は、本発明の第１実施例に係る発光ダイオード上に波長変換部が形成されたことを示した図である。
【０１８９】
波長変換器４５は、発光ダイオード１００の上面を均一な厚さで覆うことができる。例えば、波長変換器４５は、第１導電型半導体層２３の下面を均一な厚さで覆うことができる。これと異なり、発光ダイオード１００が基板２１を含む場合、波長変換器４５は基板２１の下面を覆うことができる。波長変換器４５は、蛍光体を含有する樹脂をプリンティング技法を用いて発光ダイオード１００上にコーティングしたり、又は、エアロゾル噴射装置を用いて蛍光体粉末を基板２１にコーティングすることによって形成され得る。特に、エアロゾル蒸着方法を用いることによって、発光ダイオードに均一な厚さの蛍光体薄膜を形成することができ、発光ダイオード１００から出射される光の色相均一度が向上する。また、波長変換器４５は、第１導電型半導体層２３の下面から延びて発光ダイオード１００の側面を覆うことができる。これによって、発光ダイオード１００の側面を介して放出される光に対しても波長変換が可能である。
【０１９０】
波長変換器４５は、樹脂に蛍光体が担持された形態で使用されてよいが、これに限定されるわけではなく、蛍光体がガラスに担持されたり、蛍光体が別途のセラミックに担持された形態で使用されてよい。
【０１９１】
さらに、波長変換器４５は、上述した樹脂、ガラス又は別途のセラミックなどを含まず、蛍光体のみからなってもよい。これによって、樹脂、ガラス、別途のセラミックによる光吸収が除去され得るので、光抽出効率が増加し得る。また、波長変換器４５の厚さが減少し得るので、発光ダイオード及びバックライトユニットのサイズが減少し、その結果、光抽出効率もさらに改善され得る。併せて、波長変換器４５は単結晶の蛍光体のみからなってよい。この場合、上述した効果と共に、所望の指向角内に光が集中するように調節可能であり、蛍光体による波長変換程度が特定方向に沿って均一に表れ得る。
【０１９２】
発光ダイオードは、波長変換器４５と第１導電型半導体層２３との間に接着層（図示せず）をさらに含んでよい。接着層は、それぞれ波長変換器４５及び第１導電型半導体層２３との強い接着力を有する。これを通じて、第１導電型半導体層２３から波長変換器４５が剥離されることが防止され得る。
【０１９３】
図５は、本発明の第２実施例に係るバックライトユニットの発光ダイオードを示した図であって、（ａ）は平面図で、（ｂ）はＡ−Ａ線断面図で、（ｃ）はＢ−Ｂ線断面図である。
【０１９４】
本実施例に係る発光ダイオードは、基板２１、第１導電型半導体層２３、活性層２５、第２導電型半導体層２７、反射電極構造体３５、オーミックコンタクト構造体２９、下部絶縁層３７、電流分散層３９、拡散防止補強層４０及び上部絶縁層４１を含む。本実施例に係る発光ダイオードについて説明しながら、第１実施例と同一の説明は省略する。
【０１９５】
第１導電型半導体層２３上にオーミックコンタクト構造体２９が形成される。オーミックコンタクト構造体２９は、各メサの長さ方向に沿って各メサ間及び各縁部に形成されてよい。オーミックコンタクト構造体２９は、第１導電型半導体層２３にオーミックコンタクトする材料で形成され、例えば、Ｔｉ／Ａｌを含んでよい。特に、紫外線発光ダイオードの場合、オーミックコンタクト構造体はＴｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕの積層構造を有してよい。
【０１９６】
本実施例において、複数のオーミックコンタクト構造体２９が互いに離隔して形成されたことを図示及び説明するが、互いに接続された一つのオーミックコンタクト構造体２９が第１導電型半導体層２３上に形成されてもよい。
【０１９７】
そして、本実施例において、第１導電型半導体層２３を露出させる各開口部３７ａは、第１導電型半導体層２３と共にオーミックコンタクト構造体２９を露出させる。
【０１９８】
一方、各オーミックコンタクト構造体２９のうち基板２１の各縁部に位置する各オーミックコンタクト構造体２９は、各開口部３７ａによってその全体が露出し得る。しかし、各メサＭ間に位置するオーミックコンタクト構造体２９の場合、オーミックコンタクト構造体２９と反射電極構造体３５とが短絡されることを防止するために、各開口部３７ａに露出した各領域は各開口部３７ａ間の各領域から離隔して位置する。
【０１９９】
一方、電流分散層３９は、下部絶縁層３７の各開口部３７ａを介してオーミックコンタクト構造体２９及び第１導電型半導体層２３に電気的に接続する。互いに離隔した各オーミックコンタクト構造体２９が電流分散層３９を介して互いに電気的に接続され得る。さらに、電流分散層３９は、オーミックコンタクト構造体２９の側面を覆うことができ、よって、オーミックコンタクト構造体２９の側面に入射される光は電流分散層３９で反射され得る。
【０２００】
そして、電流分散層３９は、基板２１上のほとんどの領域を覆い、したがって、抵抗が低いので、オーミックコンタクト構造体２９に電流を容易に分散させることができる。
【０２０１】
一方、本実施例において、拡散防止補強層４０は電流分散層３９から離隔され、開口部３７ｂを介して露出した各反射電極構造体３５に接続される。拡散防止補強層４０によって互いに離隔された各反射電極構造体３５が互いに電気的に接続され得る。また、拡散防止補強層４０は、下部絶縁層３７によって各オーミックコンタクト構造体２９から絶縁される。
【０２０２】
光損失を防止するために、前記電流分散層３９と拡散防止補強層４０とは全体のチップ面積の８０％以上を覆うことができる。
【０２０３】
図６は、本発明の第３実施例に係るＭＪＴ  ＬＥＤを用いたバックライトユニットの概略的な構成ブロック図である。
【０２０４】
本実施例において、「ＭＪＴ  ＬＥＤチップ」と言う用語は、一つのＬＥＤチップ内に複数の発光セルが各配線によって互いに接続されているマルチ−セルＬＥＤチップを意味する。また、ＭＪＴ  ＬＥＤチップは、Ｎ個の発光セルを含んで構成されてよく（Ｎは２以上の正の整数）、Ｎは、必要に応じて多様に設定可能である。また、各発光セルの順方向電圧は３Ｖ〜３．６Ｖであることが好ましいが、これに限定されるわけではない。したがって、ＭＪＴ  ＬＥＤチップ（又はＭＪＴ  ＬＥＤ）の順方向電圧は、該当のＭＪＴ  ＬＥＤチップ内に含まれた各発光セルの数に比例する。
【０２０５】
ＭＪＴ  ＬＥＤチップ内に含まれる各発光セルの数は、必要に応じて多様に構成され得るので、本発明に係るＭＪＴ  ＬＥＤチップは、バックライトユニットに使用される駆動電源生成部（例えば、ＤＣコンバータ）の仕様によって６Ｖ〜３６Ｖの駆動電圧を有するように構成されてよいが、これに限定されるわけではない。また、ＭＪＴ  ＬＥＤチップの駆動電流は、従来の単一−セルＬＥＤに比べて非常に小さく、例えば、２０ｍＡ〜４０ｍＡであることが好ましいが、これに限定されるわけではない。
【０２０６】
また、「ＭＪＴ  ＬＥＤ」と言う用語は、本発明に係るＭＪＴ  ＬＥＤチップを実装している発光素子又はＬＥＤパッケージを称する。
【０２０７】
また、「ＭＪＴ  ＬＥＤモジュール」と言う用語は、一つのＭＪＴ  ＬＥＤと対応する一つの光学部材とを結合した構成要素を称する。対応する光学部材は、ＭＪＴ  ＬＥＤに直接配置されてもよく、ＭＪＴ  ＬＥＤが実装された印刷回路基板に配置されてもよい。光学部材の配置方式とは関係なく、一つのＭＪＴ  ＬＥＤと対応する一つの光学部材とが結合される場合、これをＭＪＴ  ＬＥＤモジュールと言う。
【０２０８】
また、「バックライトモジュール」と言う用語は、印刷回路基板上に複数のＭＪＴ  ＬＥＤが配置され、複数のＭＪＴ  ＬＥＤのそれぞれに対応する複数の光学部材が配置された照明モジュールを意味する。したがって、「バックライトモジュール」という用語は、印刷回路基板上に複数のＭＪＴ  ＬＥＤモジュールが所定の規則に従って実装された照明モジュールを意味し得る。
【０２０９】
一方、本実施例に係るバックライトモジュールは、直下型バックライトモジュールであってよいが、本発明がこれに限定されるわけではなく、本実施例に係るバックライトモジュールが他の実施例において面照明用光源として使用されてもよい。したがって、その名称にもかかわらず、本実施例に係るバックライトモジュールの技術的要旨を含んでいる限り、本実施例の権利範囲に属するものであることは当業者にとって自明であろう。
【０２１０】
本実施例に係るバックライトユニットの構成を具体的に説明する前に、本実施例の重要な技術的特徴について検討する。本実施例は、上述した従来技術の問題を解決するために、ＭＪＴ  ＬＥＤが有する素子的特性に着眼してなされた発明である。すなわち、本実施例は、従来技術に係る単一−セルＬＥＤが有する小電圧大電流駆動特性による問題を解決するために、ＭＪＴ  ＬＥＤが有する大電圧小電流駆動特性（例えば、６Ｖ〜３６Ｖの駆動電圧及び２０ｍＡ〜４０ｍＡの駆動電流）に着眼し、このようなＭＪＴ  ＬＥＤを用いてバックライトモジュールを構成することによって上述した従来技術に係る各問題を解決しようとした。
【０２１１】
上述したように、ＭＪＴ  ＬＥＤの場合、従来の単一−セルＬＥＤと異なり、任意の数の発光セルを含んでよく、含まれる発光セルの数に応じて順方向電圧が変わる特性を有している。また、ＭＪＴ  ＬＥＤの場合、複数の発光セルを含んでいるので、従来の単一−セルＬＥＤに比べて広い範囲を照射することができ、また、一つのＭＪＴ  ＬＥＤチップで構成されるので、これに対する光学部材を設計して適用するのに容易である。
【０２１２】
したがって、このようなＭＪＴ  ＬＥＤを用いる場合、液晶パネルの複数の分割領域のうち一つの分割領域を一つのＭＪＴ  ＬＥＤモジュール（ＭＪＴ  ＬＥＤ＋光学部材）でカバーできるようになる。したがって、バックライトモジュールを構成するのに要求される各ＬＥＤの数が従来の単一−セルＬＥＤに比べて減少するようになる。結論的に、本発明は、複数のＭＪＴ  ＬＥＤモジュールを用いてバックライトモジュールを構成し、バックライトモジュールを構成するそれぞれのＭＪＴ  ＬＥＤをそれぞれ独立的に制御するようにバックライトユニットを構成することによって本実施例の目的を達成できるように構成される。
【０２１３】
図６を参照すると、本実施例に係るバックライトユニット１０００は、バックライト制御モジュール８００及びバックライトモジュール７００を含んでよい。さらに、本発明に係るバックライトユニットは、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）（図示せず）及び透光板（図示せず）をさらに含んでもよい。
【０２１４】
より具体的に、本実施例に係るバックライト制御モジュール８００は、外部から入力される入力電源（Ｖｉｎ）を用いてＤＣ駆動電源を生成／出力する駆動電源生成部８１０、及びバックライトモジュール７００を構成する複数のＭＪＴ  ＬＥＤ５００のそれぞれの動作を制御（オン／オフ制御及びディミング制御）する駆動制御部８２０を含んで構成される。駆動電源生成部８１０は、一般に、１２Ｖ、２４Ｖ、４８Ｖなどの安定的なＤＣ電圧を駆動電源として生成し、バックライトモジュール７００を構成する複数のＭＪＴ  ＬＥＤ５００に提供するように構成される。このとき、駆動電源生成部８１０に供給される入力電源（Ｖｉｎ）は２２０Ｖ又は１１０Ｖの常用交流電源であってよい。このような駆動電源生成部８１０は、図１に示した従来技術に係る駆動電源生成部８１０と実質的に同一に構成され得る。
【０２１５】
本発明に係るバックライトモジュール７００は、印刷回路基板（図６には図示せず）上に複数のＭＪＴ  ＬＥＤ５００及びそれぞれのＭＪＴ  ＬＥＤ５００に対応する光学部材（図６には図示せず）を規則的に（例えば、マトリックス状に）配置することによって構成され得る。
【０２１６】
図９は、本発明に係るバックライトユニットの一構成を説明するための概略図である。図９を参照すると、印刷回路基板５１０は複数のブロック５１０ｂを含んでよい。ブロック５１０ｂは、複数のＭＪＴ  ＬＥＤが印刷回路基板上に実装されるとき、複数のＭＪＴ  ＬＥＤが実装される領域を含む印刷回路基板の一部領域を意味する。具体的に、一つのブロック５１０ｂは少なくとも一つのＭＪＴ  ＬＥＤを含んでよい。より具体的に、一つのブロック５１０ｂは一つのＭＪＴ  ＬＥＤを含んでよいが、これに限定されるわけではなく、一つのブロック５１０ｂは複数のＭＪＴ  ＬＥＤを含んでもよい。
【０２１７】
複数のブロック５１０ｂは、横方向にＭ個、縦方向にＮ個配置され、Ｍ×Ｎマトリックス配列を構成してよい。図５に示したように、例えば、４５個のブロック５１０ｂが９×５マトリックス配列を構成してよい。それぞれのブロック５１０ｂの横長さ（Ｌ１）は６０ｍｍ以下であってよく、それぞれのブロック５１０ｂの縦長さ（Ｌ２）は５５ｍｍ以下であってよい。
【０２１８】
図６に示した実施例において、バックライトモジュール７００内で横方向にＭ個のＭＪＴ  ＬＥＤ５００が配置され、縦方向にＮ個のＭＪＴ  ＬＥＤ５００が配置され、Ｍ×Ｎマトリックス配列を構成すると仮定する。このとき、それぞれのＭＪＴ  ＬＥＤは、各ブロックと１対１に対応して位置してよい。また、左側の最上端に配置されるＭＪＴ  ＬＥＤを第１−１ＭＪＴ  ＬＥＤ５００＿１１と称し、右側の最下端に配置されるＭＪＴ  ＬＥＤを第Ｍ−Ｎ  ＭＪＴ  ＬＥＤ５００＿ＭＮと称する。
【０２１９】
一方、ここで最も注目すべき点は、図１に示した従来技術と異なり、図６に示した実施例のバックライトモジュール７００内の各ＭＪＴ  ＬＥＤ５００は互いに直列、並列又は直列／並列に接続されなく、それぞれ独立的に駆動電源生成部８１０及び駆動制御部８２０に接続されるように構成されるという点にある。すなわち、図６に示した実施例において、各ＭＪＴ  ＬＥＤ５００のアノード端が独立的に駆動電源生成部８１０に接続され、各ＭＪＴ  ＬＥＤ５００のカソード端が独立的に駆動制御部８２０に接続される。それぞれのＭＪＴ  ＬＥＤとそれぞれのブロックが１対１に対応する場合、各ブロックは、それぞれ独立的に駆動電源生成部８１０及び駆動制御部８２０に接続されるように構成され得る。
【０２２０】
このような構成により、本実施例に係る駆動制御部８２０は、バックライトモジュール７００を構成する複数のＭＪＴ  ＬＥＤ５００のそれぞれの動作を独立的に制御できるようになる。より具体的に、本実施例に係る駆動制御部８２０は、ディミング信号（Ｄｉｍ）によって複数のＭＪＴ  ＬＥＤ５００のうち特定ＭＪＴ  ＬＥＤのディミングレベルを制御するように構成される。それぞれのＭＪＴ  ＬＥＤとそれぞれのブロックとが１対１に対応する場合、駆動制御部８２０は、複数のブロックのそれぞれの動作を独立的に制御できるようになる。
【０２２１】
本実施例に係る駆動制御部８２０は、ＰＷＭ制御手段（図示せず）を含み、各ＭＪＴ  ＬＥＤ５００のうちディミング制御対象になる特定ＭＪＴ  ＬＥＤに供給される駆動電源に対してＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御を行うことによってディミング制御を行うように構成されてよい。特に、図１に示している従来技術と異なり、図６に示している本実施例に係るバックライトユニット１０００は、複数のＭＪＴ  ＬＥＤ５００のそれぞれが互いに独立的に駆動電源生成部８１０に接続され、独立的に駆動電源を受けるように構成される。そのため、このようなＰＷＭ制御方式のディミング制御が可能になる。具体的に、駆動制御部８２０は、駆動電源のデューティ比を０％〜１００％に制御することができる。
【０２２２】
例えば、第１−１ＭＪＴ  ＬＥＤ５００＿１１に対するディミング制御が必要である場合、駆動制御部８２０は、生成された駆動電源に対してディミング信号（Ｄｉｍ）によって所定のデューティ比（例えば、６０％）でパルス幅変調を行い、パルス幅変調が行われた駆動電源を第１−１ＭＪＴ  ＬＥＤ５００＿１１に提供することによって第１−１ＭＪＴ  ＬＥＤ５００＿１１に対するディミング制御を行うことができる。このとき、第１−１ＭＪＴ  ＬＥＤ５００＿１１以外の他のＭＪＴ  ＬＥＤには、パルス幅変調が行われていないデューティ比が１００％である駆動電源が供給され得る。又は、このとき、第１−１ＭＪＴ  ＬＥＤ５００＿１１以外の他のＭＪＴ  ＬＥＤには、正常デューティ比（別途のディミング制御がないときに基本的に有するデューティ比、例えば、８０％）でパルス幅変調が行われた駆動電源が供給され得る。
【０２２３】
したがって、第１−１ＭＪＴ  ＬＥＤ５００＿１１のみに対するローカルディミングが可能になる。勿論、複数のＭＪＴ  ＬＥＤに対して同時にＰＷＭ制御を用いて同一のディミングレベルで、及び／又はそれぞれのＭＪＴ  ＬＥＤ別に異なるディミングレベルでディミング制御が可能であることは当業者にとって自明であろう。上述した駆動電源は直流駆動電圧であってよい。駆動電源に対してＰＷＭ制御を行うためのＰＷＭ制御手段自体は既に公知の技術を採択しているので、これ以上の詳細な説明は省略する。
【０２２４】
一方、必要に応じて、本実施例に係る駆動制御部８２０は、駆動電流検出手段（図示せず）及び駆動電流制御手段（図示せず）を含み、各ＭＪＴ  ＬＥＤ５００のうちディミング制御対象になる特定ＭＪＴ  ＬＥＤに供給される駆動電流を制御することによってディミング制御を行うように構成されてよい。特に、図１に示している従来技術と異なり、図６に示している本発明に係るバックライトユニット１０００は、複数のＭＪＴ  ＬＥＤ５００のそれぞれが互いに独立的に駆動制御部８２０に接続される。そのため、このような方式でＭＪＴ  ＬＥＤ別の駆動電流制御方式のディミング制御が可能になる。
【０２２５】
このとき、駆動制御部８２０に含まれる駆動電流検出手段及び駆動電流制御手段は、各ＭＪＴ  ＬＥＤ５００のそれぞれに１対１に対応するようになる。したがって、上述したように、Ｍ×Ｎ個のＭＪＴ  ＬＥＤ５００でバックライトモジュール７００が構成される場合、Ｍ×Ｎ個の駆動電流検出手段及び駆動電流制御手段が駆動制御部８２０に含まれる。例えば、第Ｍ−Ｎ  ＭＪＴ  ＬＥＤ５００＿ＭＮに対するディミング制御が必要である場合、駆動制御部８２０は、駆動電流検出手段を用いて現在の第Ｍ−Ｎ  ＭＪＴ  ＬＥＤ５００＿ＭＮに流れる駆動電流を検出し、ディミング信号（Ｄｉｍ）によって第Ｍ−Ｎ  ＭＪＴ  ＬＥＤ５００＿ＭＮに流れる駆動電流の値を変更することによって（例えば、最大駆動電流の１００％に）第Ｍ−Ｎ  ＭＪＴ  ＬＥＤ５００＿ＭＮに対するディミング制御を行うようになる。
【０２２６】
例えば、駆動制御部８２０は、駆動電流を０％〜１００％に制御することができる。このとき、第Ｍ−Ｎ  ＭＪＴ  ＬＥＤ５００＿ＭＮ以外の他のＭＪＴ  ＬＥＤには正常駆動電流（別途のディミング制御がないとき、基本的に設定された駆動電流、例えば、最大駆動電流の８０％）が流れるので、第Ｍ−Ｎ  ＭＪＴ  ＬＥＤ５００＿ＭＮのみに対するローカルディミングが可能になる。勿論、複数のＭＪＴ  ＬＥＤに対して同時に駆動電流制御を通じて同一のディミングレベルで、及び／又はそれぞれのＭＪＴ  ＬＥＤ別に異なるディミングレベルでディミング制御が可能であることは当業者にとって自明であろう。
【０２２７】
一方、このような実施例において、各ＭＪＴ  ＬＥＤ５００がそれぞれ独立的に駆動電源を受ける必要性がないので、図６に示した実施例と異なり、各ＭＪＴ  ＬＥＤ５００のアノード端が駆動電源生成部８１０に接続された一つの駆動電源ラインにそれぞれ並列に接続されるように構成されてもよい。駆動電流検出手段及び駆動電流制御手段自体は既に公知の技術を採択しているので、これ以上の詳細な説明は省略する。
【０２２８】
本実施例の駆動制御部８２０は、複数のスイッチ制御部（図示せず）を含んでよい。スイッチ制御部は、複数のＭＪＴ  ＬＥＤ間にそれぞれ位置してよい。具体的に、スイッチ制御部は、一つのＭＪＴ  ＬＥＤと隣接したＭＪＴ  ＬＥＤとの間に位置してよい。より具体的に、スイッチ制御部は、一つのＭＪＴ  ＬＥＤと残りのＭＪＴ  ＬＥＤとの間に位置してよい。すなわち、スイッチ制御部は、Ｍ×Ｎ個のＭＪＴ  ＬＥＤのうち一つのＭＪＴ  ＬＥＤと残りのＭ×Ｎ−１個のＭＪＴ  ＬＥＤとの間に位置してよく、これは、前記一つのＭＪＴ  ＬＥＤのみならず、バックライトモジュール７００が含む全てのＭＪＴ  ＬＥＤに該当し得る。
【０２２９】
それぞれのスイッチ制御部は、スイッチ制御部が接続する二つのＭＪＴ  ＬＥＤを電気的に接続させることができ、また、二つのＭＪＴ  ＬＥＤを電気的に絶縁させることができる。したがって、スイッチ制御部を通じて複数のＭＪＴ  ＬＥＤを直列及び／又は並列に接続させることができる。これによって、所望のバックライトモジュール７００構造を容易に具現することができる。
【０２３０】
図１０を参照すると、本発明に係るバックライトユニットはＦＥＴ５１１をさらに含んでよい。また、本発明のバックライトユニットがＦＥＴ５１１を含む場合、ＦＥＴ５１１を制御するＦＥＴ制御部５１２も含んでよい。ＦＥＴ制御部（駆動ＩＣ）５１２は、設定された電圧を感知し、ＦＥＴ５１１のオン又はオフを制御する。例えば、設定された電圧は、ＦＥＴ５１１の一端子と接続された抵抗（図示せず）に印加される電圧であってよい。ＦＥＴ５１１がオンである場合は、ＭＪＴ  ＬＥＤに電流が印加されなく、ＦＥＴ５１１がオフである場合は、ＭＪＴ  ＬＥＤに電流が印加され得る。必ずしもこれに限定されるわけではないが、図３０に示したように、ＦＥＴは、印刷回路基板の下面に位置してよく、具体的に、それぞれのＭＪＴ  ＬＥＤの下部に隣接するように位置してよい。したがって、各ＦＥＴ５１１はＭＪＴ  ＬＥＤの配列と同一に配列されてよいが、これに必ずしも限定されるわけではなく、各ＭＪＴ  ＬＥＤの配列と各ＦＥＴの配列は異なってもよい。ＦＥＴ制御部５１２は印刷回路基板の下面に位置してよいが、これに限定されるわけではない。
【０２３１】
ＦＥＴ５１１は、各ＭＪＴ  ＬＥＤと接続されてよい。具体的に、ＭＪＴ  ＬＥＤの個数とＦＥＴ５１１の個数とは同一であり、ＭＪＴ  ＬＥＤとＦＥＴ５１１とが１対１に接続されてよい。例えば、ＭＪＴ  ＬＥＤが６４０個であり、６４０個のＦＥＴ５１１がそれぞれのＭＪＴ  ＬＥＤと１対１に接続されてよい。
【０２３２】
本発明に係るＭＪＴ  ＬＥＤは、大電圧、小電流駆動が可能である。小電流駆動が可能なＭＪＴ  ＬＥＤの場合、容量が比較的小さいＦＥＴ５１１と共に使用され得るので、本発明に使用されるＦＥＴ５１１は、従来に使用されたＦＥＴ５１１に比べて小さいサイズであってよい。これによって、従来の印刷回路基板のサイズより小さいサイズの印刷回路基板を使用できるので、バックライトモジュールの小型化が可能であり、製造費用が節減される。
【０２３３】
また、ＦＥＴ５１１が小型化され得るので、ＦＥＴ制御部５１２とＦＥＴ５１１とが互いに離隔して位置する従来のバックライトユニットと異なり、ＦＥＴ５１１の少なくとも一部はＦＥＴ制御部５１２に含まれてもよい。さらに、ＦＥＴ制御部５１２は、バックライトユニットに使用されるＦＥＴ５１１を全て含んでもよい。これによって、ＦＥＴ５１１のうちＦＥＴ制御部５１２に含まれていない状態で位置するＦＥＴ５１１の個数が減少したり、ＦＥＴ５１１が存在しない場合があるので、バックライトモジュールの小型化が可能であり、製造費用が節減される。例えば、ＭＪＴ  ＬＥＤが６４０個である場合、ＦＥＴ制御部５１２に含まれていないＦＥＴは６４０個より少ない個数で使用可能である。これによって、印刷回路基板のサイズが、例えば、７０％以上に減少し得る。
【０２３４】
本実施例に係るバックライトユニットは透光板（図示せず）をさらに含んでよい。透光板は、バックライトモジュール７００の上部に位置してよい。具体的に、透光板は、バックライトモジュール７００の印刷回路基板５１０の上部に位置してよい。透光板は、バックライトモジュール７００のＭＪＴ  ＬＥＤから放出された光を拡散させる役割をすることができる。透光板の下面と印刷回路基板の上面との距離は１８ｍｍ以上であってよい。
【０２３５】
図７は、本発明の一実施例に係るＭＪＴ  ＬＥＤモジュールを説明するための概略的な断面図で、図８は、ＭＪＴ  ＬＥＤモジュールに使用されるＭＪＴ  ＬＥＤを説明するための斜視図である。以下では、図７及び図８を参照して本発明に係るＭＪＴ  ＬＥＤ５００及びＭＪＴ  ＬＥＤモジュールの具体的な構成を説明する。
【０２３６】
図７を参照すると、ＭＪＴ  ＬＥＤモジュールは、ＭＪＴ  ＬＥＤ５００及び光学部材５３０を含む。ＭＪＴ  ＬＥＤ５００が印刷回路基板５１０上に実装され、対応する光学部材５３０は、ＭＪＴ  ＬＥＤ５００と整合される位置で印刷回路基板５１０上に実装される。例えば、印刷回路基板５１０の各ブロックは一つの光学部材を含んでよい。上述したように、他の実施例において、光学部材５３０がＭＪＴ  ＬＥＤ５００に直接接続されてもよい。具体的に、光学部材５３０は、ＭＪＴ  ＬＥＤ上に樹脂がモールディングされて形成されてよい。印刷回路基板５１０の一部が示されているが、一つの印刷回路基板５１０上に複数のＭＪＴ  ＬＥＤ５００及びそれに対応する光学部材５３０がマトリックス又は蜂の巣形状などに多様に配列され、上述したバックライトモジュール７００を構成するようになる。
【０２３７】
印刷回路基板５１０は、ＭＪＴ  ＬＥＤ５００の各端子がボンディングされる導電性の各ランドパターンを上面に含む。また、印刷回路基板５１０は、上面に反射膜を含んでよい。印刷回路基板５１０は、熱伝導性が良い金属を基盤とするＭＣＰＣＢ（Ｍｅｔａｌ−Ｃｏｒｅ  ＰＣＢ）であってよい。また、印刷回路基板５１０は、ＦＲ４などの絶縁性基板材料を基盤としてよい。図示していないが、印刷回路基板５１０の下部には、ＭＪＴ  ＬＥＤ５００で発生した熱を放出するためにヒートシンクが配置されてよい。
【０２３８】
ＭＪＴ  ＬＥＤ５００は、図８に示したように、ハウジング５２１と、ハウジング５２１上に実装されたＭＪＴ  ＬＥＤチップ５２３と、ＭＪＴ  ＬＥＤチップ５２３を覆う波長変換層５２５とを含んでよい。また、ＭＪＴ  ＬＥＤ５００は、ハウジング５２１に支持された各リード端子（図示せず）を含む。
【０２３９】
パッケージ胴体を構成するハウジング５２１は、ＰＡ又はＰＰＡなどのプラスチック樹脂を射出成形して作られてよい。この場合、ハウジング５２１は、射出成形工程によって各リード端子を支持する状態で成形されてよく、また、ＭＪＴ  ＬＥＤチップ５２３を実装するためのキャビティ５２１ａを有してよい。キャビティ５２１ａはＭＪＴ  ＬＥＤ５００の光出射領域を定義する。
【０２４０】
各リード端子は、ハウジング５２１内で互いに離隔して配置され、ハウジング５２１の外部に延びて印刷回路基板５１０上のランドパターンにボンディングされる。
【０２４１】
ＭＪＴ  ＬＥＤチップ５２３は、キャビティ５２１ａの底に実装され、各リード端子に電気的に接続される。ＭＪＴ  ＬＥＤチップ５２３は、紫外線又は青色光を放出する窒化ガリウム系列のＭＪＴ  ＬＥＤであってよい。本実施例に係るＭＪＴ  ＬＥＤチップ５２３の詳細構成については後で説明する。
【０２４２】
一方、波長変換層５２５がＭＪＴ  ＬＥＤチップ５２３を覆う。波長変換層５２５は、ＭＪＴ  ＬＥＤチップ５２３を実装した後、蛍光体を含有するモールディング樹脂でキャビティ５２１ａを充填して形成されてよい。このとき、波長変換層５２５は、ハウジング５２１のキャビティ５２１ａを充填し、上面が実質的に平らな形状又は凸状であってよい。また、波長変換層５２５上に光学部材の形状を有するモールディング樹脂がさらに形成されてもよい。
【０２４３】
一方、必要に応じて、コンフォーマルな蛍光体コーティング層が形成されたＭＪＴ  ＬＥＤチップ５２３がハウジング５２１上に実装されてよい。すなわち、ＭＪＴ  ＬＥＤチップ５２３上に蛍光体のコンフォーマルコーティング層を適用し、この蛍光体コーティング層を有するＭＪＴ  ＬＥＤチップ５２３をハウジング５２１上に実装してよい。コンフォーマルコーティング層を有するＭＪＴ  ＬＥＤチップ５２３は透明樹脂によってモールディングされてよい。さらに、このモールディング樹脂は、光学部材の形状を有してよく、その結果、１次光学部材として機能し得る。
【０２４４】
波長変換層５２５は、ＭＪＴ  ＬＥＤチップ５２３から放出された光に対する波長変換を行い、混色光、例えば、白色光を具現する。
【０２４５】
波長変換層５２５は、ＫＳＦ系列及び／又はＵＣＤ系列蛍光体を含んでよい。よって、ＭＪＴ  ＬＥＤチップ５２３から放出されて波長変換層５２５を透過した光は、７０％以上のＮＴＳＣ色再現率を有し得る。
【０２４６】
ＭＪＴ  ＬＥＤ５００は、鏡面対称構造の光指向分布を有するように設計され、特に、回転対称構造の光指向分布を有するように設計されてよい。このとき、光指向分布の中心に向かうＭＪＴ  ＬＥＤの軸が光軸Ｌと定義される。すなわち、ＭＪＴ  ＬＥＤ５００は、光軸Ｌを中心に左右対称である光指向分布を有するように設計される。一般に、ハウジング５２１のキャビティ５２１ａが鏡面対称構造を有するように形成されてよく、光軸Ｌはキャビティ５２１ａの中心を通過する直線と定義され得る。
【０２４７】
光学部材５３０は、ＭＪＴ  ＬＥＤ５００から光を受ける入光面、及びＭＪＴ  ＬＥＤ５００の光指向角より広い光指向角で光を出射する出光面を含んで構成され、ＭＪＴ  ＬＥＤ５００から出射される光を均一に分散させる機能を行うようになる。
【０２４８】
図１１は、本発明の第３実施例に係るバックライトユニットの発光ダイオードを示した平面図である。そして、図１２は、図１１の平面図をＢ１−Ｂ２線に沿って切開した断面図で、図１３は、図１１の平面図をＣ１−Ｃ２線に沿って切開した断面図で、図１４は、図１１の平面図をＤ１−Ｄ２線に沿って切開した断面図で、図１５は、図１１の平面図をＥ１−Ｅ２線に沿って切開した断面図である。また、図１６は、本発明の第３実施例に係る各発光セルをモデリングした等価回路図である。
【０２４９】
図１１を参照すると、本実施例に係る発光ダイオードは、基板、第１半導体層、活性層、第２半導体層、下部電極、セル領域、第１層間絶縁膜、上部電極、第２層間絶縁膜、第１パッド及び第２パッドを含む。
【０２５０】
基板１０１は、サファイア、シリコンカーバイド又はＧａＮの材質を有してよく、形成される薄膜の成長を誘導し得る材質であればいずれも使用可能である。第１半導体層１１１、１１２、１１３、１１４はｎ型の導電型を有してよい。また、活性層１２１、１２２、１２３、１２４は多重量子井戸構造を有してよく、活性層１２１、１２２、１２３、１２４上には第２半導体層１３１、１３２、１３３、１３４が形成される。第１半導体層１１１、１１２、１１３、１１４がｎ型の導電型を有する場合、第２半導体層１３１、１３２、１３３、１３４はＰ型の導電型を有する。また、基板１０１と第１半導体層１１１、１１２、１１３、１１４との間には、第１半導体層１１１、１１２、１１３、１１４の単結晶成長を容易にするようにバッファー層（図示せず）がさらに形成されてよい。
【０２５１】
各下部電極１５１、１５２、１５３、１５４は第２半導体層１３１、１３２、１３３、１３４上に配置される。各下部電極１５１、１５２、１５３、１５４の形成を通じて多数のセル領域１６１、１６２、１６３、１６４が定義され得る。下部電極１５１、１５２、１５３、１５４は、第２半導体層１３１、１３２、１３３、１３４とオーミックコンタクトを行う金属物であればいずれも適用可能である。前記下部電極１５１、１５２、１５３、１５４は、Ｎｉ、Ｃｒ又はＴｉを含んでよく、Ｔｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕの複合金属層で構成されてよい。
【０２５２】
下部電極１５１、１５２、１５３、１５４は、２０００Å〜１００００Åの範囲の厚さを有してよい。下部電極１５１、１５２、１５３、１５４の厚さが２０００Å未満である場合は、下部電極１５１、１５２、１５３、１５４から基板１０１に向かった光の反射が円滑でなく、薄膜形態の下部電極１５１、１５２、１５３、１５４を貫通する光の漏れが発生する。また、下部電極１５１、１５２、１５３、１５４の厚さが１００００Åを超える場合は、熱蒸着などの下部電極の形成工程に過度な時間が消耗されるという問題が発生する。
【０２５３】
また、前記下部電極１５１、１５２、１５３、１５４は、第２半導体層１３１、１３２、１３３、１３４の表面に対して１０度〜４５度の傾斜角ｂを有してよい。下部電極１５１、１５２、１５３、１５４の傾斜角ｂが１０度未満である場合は、非常に緩やかな勾配によって光の反射の効率が低減し、また、低い傾斜角によって下部電極表面上の厚さの均一度を確保できないという問題が発生する。一方、下部電極１５１、１５２、１５３、１５４の傾斜角ｂが４５度を超える場合は、高い傾斜角によって後で形成される膜にクラックが発生し得る。
【０２５４】
図１２〜図１５において、各下部電極１５１、１５２、１５３、１５４が形成された領域は、４個のセル領域１６１、１６２、１６３、１６４を定義する。各セル領域１６１、１６２、１６３、１６４間の離隔空間には第２半導体層１３１、１３２、１３３、１３４が露出する。前記セル領域１６１、１６２、１６３、１６４の個数は、形成しようとするＭＪＴ  ＬＥＤに含まれる発光セルの個数に相応して形成してよい。したがって、セル領域の個数は多様に変更可能である。
【０２５５】
このとき、４個のセル領域１６１、１６２、１６３、１６４は、それぞれ電気的に完全に分離される。それによって、各セル領域１６１、１６２、１６３、１６４ごとに独立した第１半導体層１１１、１１２、１１３、１１４、活性層１２１、１２２、１２３、１２４、第２半導体層１３１、１３２、１３３、１３４及び下部電極１５１、１５２、１５３、１５４が形成される。したがって、第１セル領域１６１上には第１下部電極１５１が露出し、ビアホール１４０を介して第１半導体層１１１が露出する。また、第２セル領域１６２上には第２下部電極１５２が露出し、ビアホール１４０を介して第１半導体層１１２が露出する。同様に、第３セル領域１６３上には第３下部電極１５３及び第１半導体層１１３が露出し、第４セル領域１６４上には第４下部電極１５４及び第１半導体層１１４が露出する。
【０２５６】
また、本実施例において、発光セルは、第１半導体層１１１、１１２、１１３、１１４、活性層１２１、１２２、１２３、１２４及び第２半導体層１３１、１３２、１３３、１３４が積層された構造を称する。したがって、一つのセル領域には一つの発光セルが形成される。また、第１半導体層１１１、１１２、１１３、１１４がｎ型の導電型を有し、第２半導体層１３１、１３２、１３３、１３４がＰ型の導電型を有するようにモデリングされる場合、第２半導体層１３１、１３２、１３３、１３４上に形成された下部電極１５１、１５２、１５３、１５４は発光セルのアノード電極と称され得る。
【０２５７】
第１層間絶縁膜１７０は、下部電極１５１、１５２、１５３、１５４の上面と、第１半導体層１１１、１１２、１１３、１１４、活性層１２１、１２２、１２３、１２４及び第２半導体層１３１、１３２、１３３、１３４の側面を覆うように配置される。そして、第１半導体層１１１、１１２、１１３、１１４及び各下部電極１５１、１５２、１５３、１５４の一部を露出させる。
【０２５８】
例えば、第１セル領域１６１では、既に形成された２個のビアホールが開放されることによって第１半導体層１１１が露出し、既に形成された第２半導体層１３１の上部に形成された第１下部電極１５１の一部が露出する。また、第２セル領域１６２では、既に形成されたビアホールを介して露出された第１半導体層１１２が露出し、第１層間絶縁膜１７０の一部に対するエッチングを通じて第２下部電極１５２の一部が露出する。また、第３セル領域１６３でも、ビアホールを介して第１半導体層１１３が露出し、第１層間絶縁膜１７０の一部に対するエッチングを通じて第３下部電極１５３の一部が露出する。第４セル領域１６４では、ビアホールを介して第１半導体層１１４が露出し、第１層間絶縁膜１７０の一部に対するエッチングを通じて第４下部電極１５４の一部が露出する。
【０２５９】
すなわち、基板１０１の前面に第１層間絶縁膜１７０が形成され、選択的エッチングを通じてそれぞれのセル領域１６１、１６２、１６３、１６４ごとに、ビアホール内の第１半導体層１１１、１１２、１１３、１１４及び第２半導体層１３１、１３２、１３３、１３４上の各下部電極１５１、１５２、１５３、１５４の一部が露出する。残りの領域は第１層間絶縁膜１７０によって遮蔽される。
【０２６０】
前記第１層間絶縁膜１７０は、所定の光透過性を有する絶縁物で形成されてよい。例えば、前記第１層間絶縁膜１７０はＳｉＯ２を含んでよい。
【０２６１】
また、前記第１層間絶縁膜１７０は２０００Å〜２００００Åの厚さを有してよい。
【０２６２】
前記第１層間絶縁膜１７０の厚さが２０００Å未満である場合は、低い厚さによって絶縁特性を確保しにくい。特に、第１層間絶縁膜１７０がビアホール１４０やメサ領域の側壁に形成される場合、一定の勾配を有するので、低い厚さを有する第１層間絶縁膜１７０では絶縁破壊が発生し得る。
【０２６３】
第１層間絶縁膜１７０の厚さが２００００Åを超える場合は、第１層間絶縁膜１７０が選択的にエッチングされる工程でエッチングマスクとして作用するフォトレジストパターンも除去され得る。したがって、所望でない部位でのエッチングが行われ得る工程上のエラーが発生し得る。
【０２６４】
また、第１層間絶縁膜１７０は、露出した下部電極の表面に対して１０度〜６０度の傾斜角を有してよい。
【０２６５】
前記第１層間絶縁膜１７０の傾斜角が１０度未満である場合は、露出する下部電極の表面の面積が減少したり、第１層間絶縁膜１７０の実質的な厚さが減少し、絶縁特性を確保しにくいという問題が発生する。すなわち、第１層間絶縁膜１７０の場合、下部電極をその上部に形成される他の導電膜と電気的に絶縁する機能を行う。したがって、第１層間絶縁膜１７０は十分な厚さを有さなければならなく、下部電極は、他の電気的接続のために一定の面積を有して露出しなければならない。第１層間絶縁膜１７０が非常に低い傾斜度を有すると、一定の厚さの第１層間絶縁膜１７０を具現するために露出する下部電極の面積が減少しなければならない。また、露出する下部電極の面積を所定の値以上に確保しようとする場合、低い傾斜度により、低い厚さを有する第１層間絶縁膜１７０による絶縁破壊が発生し得る。
【０２６６】
また、第１層間絶縁膜１７０の傾斜角が６０度を超える場合は、第１層間絶縁膜１７０上に他の膜質が形成される場合、形成される他の膜質においては、急な傾斜角によって膜の品質が低下するという問題が発生する。
【０２６７】
各上部電極１８１、１８２、１８３、１８４は、４個の領域に分割されて形成される。例えば、第１上部電極１８１は、第１セル領域１６１及び第２セル領域１６２の一部にわたって形成される。また、第２上部電極１８２は、第２セル領域１６２の一部及び第３セル領域１６３の一部にわたって形成される。第３上部電極１８３は、第３セル領域１６３の一部及び第４セル領域１６４の一部にわたって形成され、第４上部電極１８４は第４セル領域１６４の一部に形成される。したがって、それぞれの上部電極１８１、１８２、１８３、１８４は、隣接したセル領域間の離隔空間を遮蔽しながら形成される。各上部電極１８１、１８２、１８３、１８４は、セル領域間の離隔空間の３０％以上、さらに、５０％以上、又は９０％以上を覆うことができる。但し、前記各上部電極１８１、１８２、１８３、１８４が互いに離隔されるので、前記各上部電極１８１、１８２、１８３、１８４は各発光ダイオード間の領域の１００％未満を覆う。
【０２６８】
前記各上部電極１８１、１８２、１８３、１８４全体は、前記ＭＪＴ  ＬＥＤの全体面積の３０％以上、さらに、５０％以上、又は９０％以上を占有してよい。前記各上部電極１８１、１８２、１８３、１８４は、互いに離隔されるので、前記ＭＪＴ  ＬＥＤの全体面積の１００％未満の面積を占有する。また、前記各上部電極１８１、１８２、１８３、１８４の長さと幅の比が１：３〜３：１の範囲内にあるプレート又はシート形状を有する。さらに、前記各上部電極１８１、１８２、１８３、１８４のうち少なくとも一つは、対応する発光セル（セル領域）の長さ又は幅に比べてより大きい長さ又は幅を有する。
【０２６９】
第１上部電極１８１は、第１セル領域１６１の第１層間絶縁膜１７０上に形成され、ビアホールを介して開放された第１半導体層１１１上に形成される。また、第１上部電極１８１は、第１セル領域１６１の第１下部電極１５１の一部を露出させ、第２セル領域１６２の露出した第２下部電極１５２上に形成される。
【０２７０】
また、第２上部電極１８２は、第１上部電極１８１と物理的に分離された状態で第２セル領域１６２のビアホールを介して露出した第１半導体層１１２上に形成され、残りの領域では第１層間絶縁膜１７０上に形成される。
【０２７１】
第１上部電極１８１は、第１セル領域１６１の第１半導体層１１１と第２セル領域１６２の第２半導体層１３２とを電気的に接続させる。第２セル領域１６２上の第２下部電極１５２は、ビアホールの存在にもかかわらず、一つのセル領域で全体的に電気的に短絡された状態である。したがって、第１セル領域１６１の第１半導体層１１１は、第２下部電極１５２を介して第２セル領域１６２の第２半導体層１３２と電気的に接続される。
【０２７２】
第２上部電極１８２は、第２セル領域１６２のビアホールを介して露出した第１半導体層１１２上に形成され、第３セル領域１６３の第３下部電極１５３まで伸張されて形成される。
【０２７３】
また、第２上部電極１８２と物理的に分離された第３上部電極１８３は、第３セル領域１６３のビアホールを介して露出した第１半導体層１１３上に形成される。
【０２７４】
第２上部電極１８２は、第２セル領域１６２のビアホールを介して露出した第１半導体層１１２と電気的に接続され、第３セル領域１６３の第３下部電極１５３と電気的に接続される。したがって、第２セル領域１６２の第１半導体層１１２は、第３セル領域１６３の第２半導体層１３３と等電位を維持することができる。
【０２７５】
第３上部電極１８３は、第３セル領域１６３のビアホールを介して露出した第１半導体層１１３上に形成され、第４セル領域１６４の第４下部電極１５４まで伸張されて形成される。よって、第３セル領域１６３の第１半導体層１１３と第４セル領域１６４の第２半導体層１３４とは電気的に接続される。
【０２７６】
また、第３上部電極１８３と物理的に分離された第４上部電極１８４は、第４セル領域１６４のビアホールを介して露出した第１半導体層１１４と電気的に接続される。
【０２７７】
第４上部電極１８４は、第４セル領域１６４のビアホールを介して露出した第１半導体層１１４上に形成される。また、第４上部電極１８４と物理的に分離された第１上部電極１８１は、第１セル領域１６１上のビアホールを介して露出した第１半導体層１１１上に形成され、第１セル領域１６１の第１下部電極１５１の一部を露出させる。
【０２７８】
まとめると、第１セル領域１６１の第１半導体層１１１と第２セル領域１６２の第２半導体層１３２とは、第１上部電極１８１を通じて等電位になる。また、第２セル領域１６２の第１半導体層１１２と第３セル領域１６３の第２半導体層１３３とは、第２上部電極１８２を通じて等電位になる。第３セル領域１６３の第１半導体層１１３は、第３上部電極１８３を通じて第４セル領域１６４の第２半導体層１３４と等電位になる。第１セル領域１６１で第２半導体層１３１と電気的に接続された第１下部電極１５１は露出する。勿論、等電位になることは、各上部電極１８１、１８２、１８３、１８４の抵抗及び各上部電極１８１、１８２、１８３、１８４と各下部電極１５１、１５２、１５３、１５４との各接触抵抗を無視した状態で理想的な電気的接続を仮定したものである。よって、実際の素子の動作では、金属配線の一種である上部電極１８１、１８２、１８３、１８４及び下部電極１５１、１５２、１５３、１５４の抵抗成分による電圧の降下は一部発生し得る。
【０２７９】
また、前記各上部電極１８１、１８２、１８３、１８４は、第１半導体層１１１、１１２、１１３、１１４とのオーミック接触を形成できる物質であればいずれも可能である。その他に、金属材質の下部電極１５１、１５２、１５３、１５４ともオーミック接触を形成できる物質であれば上部電極１８１、１８２、１８３、１８４として使用可能である。したがって、前記上部電極１８１、１８２、１８３、１８４は、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｒｈ又はＡｌを含む金属層又はＩＴＯなどの導電性酸化物層をオーミックコンタクト層として含んでよい。
【０２８０】
また、それぞれのセル領域１６１、１６２、１６３、１６４の各活性層１２１、１２２、１２３、１２４から発生する光を基板１０１の方向に反射するために、前記上部電極１８１、１８２、１８３、１８４はＡｌ、Ａｇ、Ｒｈ又はＰｔなどの反射層を含んでよい。特に、それぞれの活性層１２１、１２２、１２３、１２４で発生する光は、下部電極１５１、１５２、１５３、１５４で基板１０１に向かって反射される。その他に、各セル領域１６１、１６２、１６３、１６４間の離隔空間を介して伝送される光は、各セル領域１６１、１６２、１６３、１６４間の離隔空間を遮蔽する各上部電極１８１、１８２、１８３、１８４によって反射される。
【０２８１】
前記上部電極１８１、１８２、１８３、１８４の厚さは２０００Å〜１００００Åの範囲を有してよい。上部電極１８１、１８２、１８３、１８４の厚さが２０００Å未満である場合は、上部電極１８１、１８２、１８３、１８４から基板１０１に向かった光の反射が円滑でなく、薄膜形態の上部電極１８１、１８２、１８３、１８４を貫通する光の漏れが発生する。また、上部電極１８１、１８２、１８３、１８４の厚さが１００００Åを超える場合は、熱蒸着などの上部電極の形成工程に過度な時間が消耗されるという問題が発生する。
【０２８２】
また、前記上部電極１８１、１８２、１８３、１８４は、第１層間絶縁膜１７０の表面に対して１０度〜４５度の傾斜角を有してよい。上部電極１８１、１８２、１８３、１８４の傾斜角が１０度未満である場合は、非常に緩やかな傾斜によって光の反射の効率が低減し、また、低い傾斜角によって上部電極の表面上の厚さの均一度を確保できないという問題が発生する。一方、上部電極１８１、１８２、１８３、１８４の傾斜角が４５度を超える場合は、高い傾斜角によって後で形成される膜のクラックが発生し得る。
【０２８３】
前記上部電極１８１、１８２、１８３、１８４が第１層間絶縁膜１７０の表面に対して有する傾斜角の調節は、熱蒸着などの工程で基板の配置及び金属原子の進行方向に対する基板の角度の変更を通じて達成され得る。
【０２８４】
また、第１半導体層１１１、１１２、１１３、１１４がｎ型の導電型を有し、第２半導体層１３１、１３２、１３３、１３４がｐ型の導電型を有する場合、それぞれの上部電極１８１、１８２、１８３、１８４は発光セルのカソード電極としてモデリングされ、カソード電極が隣接したセル領域に形成された発光セルのアノード電極である下部電極と接続される配線として同時にモデリングされ得る。すなわち、セル領域上に形成された発光セルにおいて、上部電極はカソード電極を形成すると同時に、隣接したセル領域の発光セルのアノード電極と電気的に接続される配線としてモデリングされ得る。
【０２８５】
第１上部電極１８１〜第３上部電極１８３は、少なくとも２個のセル領域にわたって形成される。よって、隣接したセル領域間の離隔空間は遮蔽される。各上部電極の場合、隣接したセル領域間で漏れ得る光を基板を通じて反射し、それぞれのセル領域の第１半導体層と電気的に接続される。また、隣接したセル領域の第２半導体層と電気的に接続される。
【０２８６】
ここで、図１６を参照すると、４個の発光セルＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４とこれら間の配線関係が開示される。
【０２８７】
第１発光セルＤ１は第１セル領域１６１に形成され、第２発光セルＤ２は第２セル領域１６２に形成され、第３発光セルＤ３は第３セル領域１６３に形成され、第４発光セルＤ４は第４セル領域１６４に形成される。また、それぞれのセル領域１６１、１６２、１６３、１６４の第１半導体層１１１、１１２、１１３、１１４はｎ型半導体としてモデリングし、第２半導体層１３１、１３２、１３３、１３４はｐ型半導体としてモデリングする。
【０２８８】
第１上部電極１８１は、第１セル領域１６１の第１半導体層１１１と電気的に接続され、第２セル領域１６２まで伸張され、第２セル領域１６２の第２半導体層１３２と電気的に接続される。したがって、第１上部電極１８１は、第１発光セルＤ１のカソード端子と第２発光セルＤ２のアノード端子との間を接続する配線としてモデリングされる。
【０２８９】
また、第２上部電極１８２は、第２発光セルＤ２のカソード端子と第３発光セルＤ３のアノード端子との間を接続する配線としてモデリングされ、第３上部電極１８３は、第３発光セルＤ３のカソード端子と第４発光セルＤ４のアノード端子とを接続する配線としてモデリングされる。また、第４上部電極１８４は、第４発光セルＤ４のカソード端子を形成する配線としてモデリングされる。
【０２９０】
したがって、第１発光セルＤ１のアノード端子及び第４発光セルＤ４のカソード端子は、外部電源に対して電気的に開放された状態であり、残りの発光セルＤ２、Ｄ３は直列に接続された構造を形成する。発光動作が行われるためには、第１発光セルＤ１のアノード端子は正の電源電圧Ｖ＋に接続され、第４発光セルＤ４のカソード端子は負の電源電圧Ｖ−に接続されなければならない。したがって、正の電源電圧Ｖ＋に接続された発光セルを入力発光セルと称し、負の電源電圧Ｖ−に接続された発光セルを出力発光セルと称することができる。
【０２９１】
上述した構造における多数の発光セルの接続関係で、負の電源電圧Ｖ−に接続されるカソード端子が形成されたセル領域では、該当のセル領域の一部のみを遮蔽する上部電極が形成される。その他の接続関係を形成するセル領域には、電気的に接続される各セル領域間を遮蔽する上部電極が形成される。
【０２９２】
再び図１２〜図１５を参照すると、第２層間絶縁膜１９０を通じて各上部電極が遮蔽され、第１下部電極１５１の一部及び第４上部電極１８４の一部が露出する。これは、第１発光セルＤ１のアノード端子のみが露出し、第４発光セルのカソード端子のみが露出することを意味する。
【０２９３】
第１セル領域１６１で第２半導体層１３１と電気的に接続された第１下部電極１５１は開放される。残りの領域は、第２セル領域１６２にわたって第２層間絶縁膜１９０で覆われる。
【０２９４】
第２セル領域１６２及び第３セル領域１６３は、第２層間絶縁膜１９０で完全に覆われる。
【０２９５】
第４セル領域１６４の第４上部電極１８４は露出し、第１セル領域１６１の第１下部電極１５１は露出する。
【０２９６】
前記第４上部電極１８４及び第１下部電極１５１の露出は、第２層間絶縁膜１９０に対する選択的エッチングを通じて行われる。
【０２９７】
前記第２層間絶縁膜１９０は、外部環境から下部の膜を保護できる絶縁物で形成される。特に、前記第２層間絶縁膜１９０は、絶縁特性を有し、温度や湿度の変化を遮断できるＳｉＮなどで形成可能である。
【０２９８】
前記第２層間絶縁膜１９０の厚さは所定の範囲を有してよい。例えば、第２層間絶縁膜１９０がＳｉＮを有する場合、第２層間絶縁膜１９０は２０００Å〜２００００Åの厚さを有してよい。
【０２９９】
第２層間絶縁膜１９０の厚さが２０００Å未満である場合は、低い厚さによって絶縁特性を確保しにくい。また、低い厚さによって外部の水分や化学物の浸透から下部の膜を保護するのに問題が発生する。
【０３００】
第２層間絶縁膜１９０の厚さが２００００Åを超える場合は、フォトレジストパターンの形成を通じた第２層間絶縁膜１９０の選択的エッチングが困難になる。
【０３０１】
また、第２層間絶縁膜１９０は、下部に露出する第４上部電極１８４又は第１下部電極１５１の表面に対して１０度〜６０度の傾斜角を有してよい。
【０３０２】
第２層間絶縁膜１９０の傾斜角が１０度未満である場合は、露出する第４上部電極１８４又は第１下部電極１５１の実質的な面積が減少する。また、実質的に面積が確保されるように露出部位の面積を増加させると、低い傾斜角によって絶縁特性を確保できないという問題が発生する。
【０３０３】
また、第２層間絶縁膜１９０の傾斜角が６０度を超える場合は、急激なプロファイル又は傾斜度により、第２層間絶縁膜１９０上に形成される他の膜の品質が低下したり、膜に亀裂が発生し得る。その他に、持続的な電力の供給による発光動作時、特性の低下が発生する。
【０３０４】
再び図１１を参照すると、第１パッド２１０は、第１セル領域１６１及び第２セル領域１６２にわたって形成されてよい。これを通じて、第１パッド２１０は、図２５で露出した第１セル領域１６１の第１下部電極１５１との電気的接触を達成する。
【０３０５】
また、第２パッド２２０は、前記第１パッド２１０と一定距離だけ離隔して形成され、第３セル領域１６３及び第４セル領域１６４にわたって形成されてよい。第２パッド２２０は、図２５で露出した第４セル領域１６４の第４上部電極１８４と電気的に接続される。
【０３０６】
図１２を参照すると、第１セル領域１６１及び第２セル領域１６２にわたって第１パッド２１０が形成される。前記第１パッド２１０は、第１セル領域１６１で露出した第１下部電極１５１上に形成され、残りの領域では第２層間絶縁膜１９０上に形成される。よって、第１パッド２１０は、第１下部電極１５１を介して第１セル領域１６１の第２半導体層１３１と電気的に接続される。
【０３０７】
図１３を参照すると、第２セル領域１６２上には第１パッド２１０が形成され、第３セル領域１６３上には第１パッド２１０と離隔して第２パッド２２０が形成される。前記第２セル領域１６２及び第３セル領域１６３において、第１パッド２１０又は第２パッド２２０は下部電極又は上部電極との電気的接触が遮断される。
【０３０８】
図１４を参照すると、第３セル領域１６３及び第４セル領域１６４にわたって第２パッド２２０が形成される。特に、第４セル領域１６４で開放された第４上部電極１８４と第２パッド２２０とは電気的に接続される。したがって、第２パッド２２０は、第４セル領域１６４の第１半導体層１１４と電気的に接続される。
【０３０９】
図１５を参照すると、第４セル領域１６４上には第２パッド２２０が形成され、第１セル領域１６１上には第２パッド２２０と離隔して第１パッド２１０が形成される。前記第１パッド２１０は、第１セル領域１６１の第１下部電極１５１上に形成され、第２半導体層１３１と電気的に接続される。
【０３１０】
図１７は、図１１の平面図をＣ２−Ｃ３線に沿って切開した斜視図である。
【０３１１】
図１７を参照すると、第３セル領域１６３の第１半導体層１１３は、第３上部電極１８３と電気的に接続される。前記第３上部電極１８３は、第３セル領域１６３と第４セル領域１６４との離隔空間を遮蔽し、第４セル領域１６４の第４下部電極１５４と電気的に接続される。また、第１パッド２１０及び第２パッド２２０は相互間に離隔し、第２層間絶縁膜１９０上に形成される。勿論、上述したように、第１パッド２１０は第１セル領域１６１の第２半導体層１３１と電気的に接続され、第２パッド２２０は第４セル領域１６４の第１半導体層１１１と電気的に接続される。
【０３１２】
前記第１パッド２１０及び第２パッド２２０は、Ｔｉ、Ｃｒ又はＮｉを含む第１層と、その上部にＡｌ、Ｃｕ、Ａｇ又はＡｕを含む第２層とを有してよい。また、第１パッド２１０及び第２パッド２２０はリフト−オフ工程を用いて形成されてよい。また、第１パッド２１０及び第２パッド２２０は、二重層又は単一層の金属膜を形成した後、通常のフォトリソグラフィ工程を通じたパターンを形成し、これをエッチングマスクとして用いた乾式エッチング又は湿式エッチングを通じて形成されてよい。但し、乾式エッチング及び湿式エッチング時のエッチャントは、エッチングされる金属物の材質に応じて異なるものに設定され得る。
【０３１３】
これを通じて、前記第１パッド２１０及び第２パッド２２０は一つの工程を通じて同時に形成され得る。
【０３１４】
また、前記第１パッド２１０又は第２パッド２２０の上部には導電性材質のパッド障壁層（図示せず）が形成されてよい。パッド障壁層は、各パッド２１０、２２０に対するボンディング又はソルダリング作業時に発生し得る金属の拡散を防止するために備えられる。例えば、ボンディング又はソルダリング作業時、ボンディング金属又はソルダリング材質に含まれたスズ原子などがパッド２１０、２２０に拡散し、パッドの抵抗率を増加させる現象は防止される。このために、前記パッド障壁層は、Ｃｒ、Ｎｉ、ＴｉＷ、ＴｉＷ、Ｍｏ、Ｐｔ又はこれらの複合層で構成されてよい。
【０３１５】
図１６のモデリングを参照する場合、それぞれのセル領域の第１半導体層１１１、１１２、１１３、１１４はｎ型半導体としてモデリングされ、第２半導体層１３１、１３２、１３３、１３４はｐ型半導体としてモデリングされる。第１セル領域１６１の第２半導体層１３１上に形成された第１下部電極１５１は、第１発光セルＤ１のアノード電極としてモデリングされる。したがって、第１パッド２１０は、第１発光セルＤ１のアノード電極に接続された配線としてモデリングされ得る。また、第４セル領域１６４の第１半導体層１１４と電気的に接続された第４上部電極１８４は、第４発光セルＤ４のカソード電極としてモデリングされる。したがって、第２パッド２２０は第４発光セルＤ４のカソード電極に接続された配線と理解され得る。
【０３１６】
これを通じて、４個の発光セルＤ１〜Ｄ４が直列に接続された構造が形成され、外部との電気的な接続は、一つの基板１０１上に形成された２個のパッド２１０、２２０を通じて達成される。
【０３１７】
特に、図１６を参照すると、正の電源電圧Ｖ＋に接続された第１発光セルＤ１の第１下部電極１５２は第１パッド２１０と電気的に接続され、負の電源電圧Ｖ−に接続された第４発光セルＤ４の第４上部電極１８４は第２パッド２２０と電気的に接続される。
【０３１８】
本発明では、４個の発光セルが相互間に分離された形態で形成され、下部電極及び上部電極を介して、一つの発光セルのアノード端子が他の発光セルのカソード端子と電気的に接続されることを示す。但し、本実施例によると、４個の発光セルは一実施例に過ぎなく、本発明によって多様な個数の発光セルを形成可能である。
【０３１９】
図１８は、本発明の第３実施例によって、１０個の発光セルを直列に接続するようにモデリングした回路図である。
【０３２０】
図１８を参照すると、１０個のセル領域３０１〜３１０を定義する。それぞれのセル領域３０１〜３１０内の第１半導体層、活性層、第２半導体層及び下部電極は他のセル領域と分離される。それぞれの下部電極は、第２半導体層上に形成され、発光セルＤ１〜Ｄ１０のアノード電極を形成する。
【０３２１】
前記各下部電極上に第１層間絶縁膜及び各上部電極が配置される。但し、各上部電極は、隣接した各セル領域間の離隔空間を遮蔽し、隣接した発光セルのアノード電極間の電気的接続を達成する配線として作用する。
【０３２２】
また、各上部電極上に第２層間絶縁膜を形成し、電流経路上の正の電源電圧Ｖ＋に接続される入力発光セルである第１発光セルＤ１の下部電極を露出させ、負の電源電圧Ｖ−に接続される出力発光セルである第１０発光セルＤ１０の上部電極をオープンする。続いて、第１パッド３２０を形成することによって第１発光セルＤ１のアノード端子を接続する。また、第２パッド３３０を形成することによって第１０発光セルＤ１０のカソード端子を接続する。
【０３２３】
その他に、各発光セルの接続は直列／並列形態の構造で構成されてよい。
【０３２４】
図１９は、本発明の第３実施例によって、直列／並列形態で各発光セルが構成されたことをモデリングした回路図である。
【０３２５】
図１９を参照すると、多数の発光セルＤ１〜Ｄ８は、直列接続を有しながら、隣接した各発光セルと並列に接続された構造を有する。それぞれの発光セルＤ１〜Ｄ８は、セル領域４０１〜４０８の定義を通じて互いに独立的に形成される。上述したように、発光セルＤ１〜Ｄ８のアノード電極は下部電極を通じて形成される。また、発光セルＤ１〜Ｄ８のカソード電極と隣接した発光セルのアノード電極との配線は、上部電極の形成及び適切な配線を通じて形成される。但し、下部電極は第２半導体層の上部に形成され、上部電極は隣接したセル領域間の離隔空間を遮蔽して形成される。
【０３２６】
最終的に、正の電源電圧Ｖ＋が供給される第１パッド４１０は、第１発光セルＤ１又は第３発光セルＤ３の第２半導体層上に形成された下部電極と電気的に接続され、負の電源電圧Ｖ−が供給される第２パッド４２０は、第６発光セルＤ６又は第８発光セルＤ８のカソード端子である上部電極と電気的に接続される。
【０３２７】
したがって、図１９において、入力発光セルは、第１発光セルＤ１及び第３発光セルＤ３に該当し、出力発光セルは、第６発光セルＤ６及び第８発光セルＤ８に該当する。
【０３２８】
上述した本実施例によると、それぞれの発光セルの活性層で発生した光は、下部電極及び上部電極で基板に向かって反射され、フリップチップタイプの各発光セルは、一つの基板上に上部電極の配線を介して電気的に接続される。上部電極は、第２層間絶縁膜を通じて外部と遮蔽される。正の電源電圧が供給される第１パッドは、前記正の電源電圧に最も近く接続される発光セルの下部電極と電気的に接続される。また、負の電源電圧が供給される第２パッドは、前記負の電源電圧に最も近接して接続される発光セルの上部電極と電気的に接続される。
【０３２９】
したがって、フリップチップタイプで多数のチップをサブマウント基板上に実装し、サブマウント基板に配列された配線を通じて外部の電源に対して２端子を具現する工程上の煩雑さは解決される。その他に、各セル領域間の離隔空間は上部電極を通じて遮蔽され、基板に向かう光の反射は最大化され得る。
【０３３０】
また、第２層間絶縁膜は、基板と前記第２層間絶縁膜との間に配置された多数の積層構造を外部の温度及び湿度などから保護する。したがって、別途のパッケージング手段の介入がなくても、基板に直接実装できる構造が実現される。
【０３３１】
特に、一つの基板上にフリップチップタイプで多数の発光セルが具現されるので、供給される商用化電源に対する電圧の降下、レベルの変換又は波形の変換を排除した状態で商用化電源を直接使用できるという利点がある。
【０３３２】
図２０は、本発明の第４実施例に係るＭＪＴ  ＬＥＤチップを説明するための概略的な平面図で、図２１は、本発明の第４実施例に係るＭＪＴ  ＬＥＤチップを説明するために図２０のＢ−Ｂ線に沿って切り取った概略的な断面図である。
【０３３３】
図２０及び図２１を参照すると、ＭＪＴ  ＬＥＤチップ５２３は、成長基板５１、各発光セルＳ１、Ｓ２、透明電極層６１、６２、絶縁層６０ｂ、絶縁保護層６３及び配線６５を含む。また、ＭＪＴ  ＬＥＤチップ５２３はバッファー層５３を含んでよい。また、ＭＪＴ  ＬＥＤチップ５２３は電流遮断層６０ａを含んでよい。
【０３３４】
成長基板５１は、絶縁又は導電性基板であってよく、例えば、サファイア基板、窒化ガリウム基板、炭化シリコン（ＳｉＣ）基板又はシリコン基板であってよい。さらに、成長基板５１は、パターニングされたサファイア基板のように上面に凹凸パターンを有する成長基板であってよい。前記凹凸パターンは、各発光セルから放出された光のうち成長基板に向かう光を効果的に反射させ、光抽出効率を改善させる役割をすることができる。
【０３３５】
単一成長基板５１上に第１発光セルＳ１及び第２発光セルＳ２が離隔して位置する。第１及び第２発光セルＳ１、Ｓ２のそれぞれは、下部半導体層５５、下部半導体層の一領域上に位置する上部半導体層５９、及び下部半導体層と上部半導体層との間に介在した活性層５７を含む積層構造５６を有する。ここで、下部及び上部半導体層は、それぞれｎ型及びＰ型である場合を説明するが、その反対であってもよい。
【０３３６】
下部半導体層５５、活性層５７及び上部半導体層５９は、それぞれ窒化ガリウム系列の半導体物質、すなわち、（Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ）Ｎで形成されてよい。活性層５７は、要求される波長の光、例えば、紫外線又は青色光を放出するように組成元素及び組成比が決定され、下部半導体層５５及び上部半導体層５９は、活性層５７に比べてバンドギャップが大きい物質で形成される。
【０３３７】
下部半導体層５５及び／又は上部半導体層５９は、図示したように、単一層に形成されてもよく、多層構造に形成されてもよい。また、活性層５７は、単一量子井戸又は多重量子井戸構造を有してよい。
【０３３８】
第１及び第２発光セルＳ１、Ｓ２は、傾斜した側面を有してよく、側面の傾斜角は、成長基板５１の上部面に対して、例えば、１５度〜８０度の範囲内であってよい。
【０３３９】
活性層５７及び上部半導体層５９が下部半導体層５５上に位置する。下部半導体層５５の上面の少なくとも一部は活性層５７によって覆われてよく、残りの一部は、活性層５７によって覆われずに露出してよい。例えば、図２１に示したように、下部半導体層５５の上面は露出領域Ｒを含んでよい。露出領域Ｒは、活性層５７及び上部半導体層５９によって覆われず、下部半導体層５５、具体的に、下部半導体層５５の上面の一部が露出した領域である。露出領域Ｒは、下部半導体層５５の側面のうち隣接した発光セルに向かう側面と並んで位置してよいが、これに限定されるわけではなく、活性層５７及び上部半導体層５９の少なくとも一部を取り囲みながら位置してもよい。
【０３４０】
図２１は、第１発光セルＳ１及び第２発光セルＳ２の一部を示しているが、第１発光セルＳ１及び第２発光セルＳ２は、図５に示したように、類似又は同一の構造を有してよい。すなわち、第１発光セルＳ１及び第２発光セルＳ２は、同一の窒化ガリウム系半導体積層構造を有してよく、また、同一の構造の傾斜した側面を有してよい。
【０３４１】
一方、各発光セルＳ１、Ｓ２と成長基板５１との間にバッファー層５３が介在してよい。バッファー層５３は、成長基板５１とその上に形成される下部半導体層５５との格子不整合を緩和させるために採択される。
【０３４２】
透明電極層６１、６２は、各発光セルＳ１、Ｓ２上に位置する。すなわち、第１透明電極層６１が第１発光セルＳ１上に位置し、第２透明電極層６２が第２発光セルＳ２上に位置する。透明電極層６１、６２は、上部半導体層５９の上部面上に位置して上部半導体層５９に接続してよく、上部半導体層５９の面積より狭い面積を有してよい。すなわち、透明電極層６１、６２は、上部半導体層５９の縁部からリセスされてよい。したがって、透明電極層６１、６２の縁部で発光セルＳ１、Ｓ２の側壁を通じて電流が集中することを防止することができる。
【０３４３】
第１透明電極層６１の一部は第２発光セルＳ２と接続してよい。具体的に、第１透明電極層６１の一部は、第１発光セルＳ１上から第１発光セルＳ１と第２発光セルＳ２との間を経て、第２発光セルＳ２の下部半導体層５５の側面上に位置してよい。したがって、配線６５が断線した場合にも第１透明電極層６１を介して電流が流れることができ、これによって、ＭＪＴ  ＬＥＤチップの電気的安定性が改善される。さらに、第１透明電極層６１はさらに延びて、下部半導体層５５の上面の露出領域Ｒ上に位置してもよい。第１透明電極層６１は、第２発光セルＳ２の活性層５７及び上部半導体層５９から離隔してよい。
【０３４４】
一方、絶縁層６０ｂが第１発光セルＳ１の側面の一部を覆う。図２０及び図２１に示したように、絶縁層６０ｂは、第１発光セルＳ１と第２発光セルＳ２との間の領域に延びてよく、さらに、第２発光セルＳ２の下部半導体層５５の側面の一部を覆ってもよい。絶縁層６０ｂは絶縁物質で形成され、特に、屈折率が互いに異なる層を交互に積層した分布ブラッグ反射器を含んでよいが、これに限定されるわけではない。但し、絶縁層６０ｂが多重層である分布ブラッグ反射器を含む場合、絶縁層６０ｂ内にピンホールなどの欠陥が発生することを効率的に抑制することができる。
【０３４５】
配線６５は、第１発光セルＳ１と第２発光セルＳ２とを電気的に接続する。配線６５は、第１接続部６５ｐ及び第２接続部６５ｎを含む。第１接続部６５ｐは第１発光セルＳ１上の第１透明電極層６１に電気的に接続され、第２接続部６５ｎは第２発光セルＳ２の下部半導体層５５に電気的に接続される。第１接続部６５ｐは、第１発光セルＳ１の一側縁部に近く配置されてよいが、これに限定されるわけではなく、第１発光セルＳ１の中央領域に配置されてもよい。
【０３４６】
第２接続部６５ｎは、第２発光セルＳ２の下部半導体層５５と電気的に接続してよい。具体的に、第２接続部６５ｎは、露出領域Ｒを通じて第２発光セルＳ２の下部半導体層５５の上面と電気的に接続してよい。さらに、第１透明電極層６１が第２接続部６５ｎと第２発光セルＳ２の下部半導体層５５との間に位置してもよい。この場合、第１透明電極層６１は、第２発光セルＳ２の下部半導体層５５の側面に位置してよく、これに加えて、下部半導体層５５の露出領域Ｒに位置してもよい。
【０３４７】
第２発光セルＳ２の傾斜した側面、特に、第２発光セルＳ２の下部半導体層５５の傾斜した側面に接触してよい。また、第２接続部６５ｎは、図５に示したように、第２発光セルＳ２の周囲に沿って両側に延びながら下部半導体層５５の傾斜した側面に電気的に接触してよい。配線６５の第１及び第２接続部６５ｐ、６５ｎによって第１発光セルＳ１と第２発光セルＳ２とが直列に接続される。
【０３４８】
配線６５は、透明電極層６１、６２と重畳する全領域で透明電極層６１、６２に接触してよい。従来技術では、絶縁層の一部が透明電極層と配線との間に位置するが、本実施例において、配線６５及び透明電極層６１、６２は、これらの間に何ら絶縁物質がなくても直接接触し得る。
【０３４９】
配線６５の幅と関連して、第１透明電極層６１のうち第２発光セルＳ２の下部半導体層５５の側面上に位置する部分の幅は、配線６５のうち第２発光セルＳ２の下部半導体層５５の側面上に位置する部分の幅より広くてよい。これによって、第２発光セルＳ２の側面と配線６５とが接する領域の電流が容易に分散され得るので、ＭＪＴ  ＬＥＤチップの発光均一度が向上し得る。
【０３５０】
さらに、第１透明電極層６１のうち第１発光セルＳ１と第２発光セルＳ２との間に位置する部分の幅は、配線６５のうち第１発光セルＳ１と第２発光セルＳ２との間に位置する部分の幅より広くてよい。一般に、絶縁保護層６３をフッ酸などのエッチング溶液を用いてエッチングする場合、酸化膜を含む絶縁層６０ｂがエッチング溶液によって損傷し得る。この場合、絶縁層６０ｂが第１発光セルＳ１から配線６５を絶縁できないので短絡が発生し得る。これに反して、本実施例では、絶縁層６０ｂ上に第１透明電極層６１が位置し、第１透明電極層６１のうち第１発光セルＳ１と第２発光セルＳ２との間に位置する部分の幅は、配線６５のうち第１発光セルＳ１と第２発光セルＳ２との間に位置する部分の幅より広いので、透明電極層６２の下側の絶縁層６０ｂがエッチング損傷から保護され得る。したがって、配線６５による短絡が防止される。
【０３５１】
図２０は、配線６５の第１接続部６５ｐと第２接続部６５ｎとが二つの経路を介して互いに接続された場合を示したが、これらは、一つの経路を介して接続されてもよい。
【０３５２】
一方、絶縁層６０ｂが分布ブラッグ反射器のように反射特性を有する場合、絶縁層６０ｂは、配線６５の面積の２倍以下の領域で配線６５領域とほぼ同一の領域内に限定して位置することが好ましい。絶縁層６０ｂは、活性層５７から放出された光が配線６５に吸収されることを遮断するが、過度に広い場合、光が外部に放出されることを遮断できるので、その面積を制限する必要がある。
【０３５３】
一方、絶縁保護層６３は、配線６５領域の外部に位置してよい。絶縁保護層６３は、配線６５領域の外部の第１及び第２発光セルＳ１、Ｓ２を覆う。絶縁保護層６３は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）又はシリコン窒化膜に形成されてよい。絶縁保護層６３は、第１発光セルＳ１上の第１透明電極層６１及び第２発光セルＳ２の下部半導体層を共に露出させる開口部を有し、配線６５はこの開口部内に位置してよい。
【０３５４】
絶縁保護層６３の側面と配線６５の側面とは互いに向かい合ってよく、互いに接触してもよい。絶縁保護層６３の一側面は露出領域Ｒ上に位置してよく、配線６５の側面と互いに接触してよい。これと異なり、絶縁保護層６３の側面と配線６５の側面とは互いに離隔して向かい合ってよい。
【０３５５】
本実施例によると、第２接続部６５ｎが下部半導体層５５の上面、すなわち、傾斜していない面に電気的に接触するので、下部半導体層５５の上面に位置した第２接続部６５ｎの厚さが一定であり得る。これによって、配線の信頼性が向上し得る。また、絶縁保護層６３が第２発光セルＳ２の下部半導体層の側面及び傾斜していない下部半導体層５５の上面で配線６５と接触するので、絶縁保護層６３と配線６５との界面の広さが概して一定であり得る。よって、ＭＪＴ  ＬＥＤの不良率が減少し得る。
【０３５６】
また、電流遮断層６０ａと絶縁層６０ｂは、同一の材料及び同一の構造を有してよく、したがって、同一の工程によって共に形成されてよい。また、絶縁保護層６３の開口部内に配線６５が配置されるので、絶縁保護層６３と配線６５を同一のマスクパターンを用いて形成してよい。
【０３５７】
一方、本実施例において、第１発光セルＳ１及び第２発光セルＳ２の二つの発光セルを例示したが、本発明は、二つの発光セルに限定されるわけではなく、より多くの発光セルが各配線６５によって互いに電気的に接続されてよい。例えば、各配線６５は、隣接した各発光セルの下部半導体層５５と各透明電極層６１とをそれぞれ電気的に接続し、各発光セルの直列アレイを形成してよい。これらのアレイが複数形成されてよく、複数のアレイが互いに逆並列に接続され、交流電源に接続されて駆動されてよい。また、各発光セルの直列アレイに接続されたブリッジ整流器（図示せず）が形成されてよく、ブリッジ整流器によって各発光セルが交流電源下で駆動されてもよい。ブリッジ整流器は、各発光セルＳ１、Ｓ２と同一の構造の各発光セルを各配線６５を用いて結線することによって形成可能である。
【０３５８】
それぞれのＭＪＴ  ＬＥＤ内の発光セルの個数が多くなるほど、印刷回路基板のブロックのそれぞれの面積は小さくなり得る。これによって、より多くの発光セルによってドループ現象が低下しながらも、多くのＭＪＴ  ＬＥＤによって多様な発光配列を具現できるバックライトユニットが提供され得る。
【０３５９】
図２２は、本発明の第５実施例に係るＭＪＴ  ＬＥＤチップを説明するための概略的な断面図である。
【０３６０】
図２２のＭＪＴ  ＬＥＤチップは、図２０を通じて説明したＭＪＴ  ＬＥＤチップと類似するが、ＭＪＴ  ＬＥＤチップが電流遮断層６０ａをさらに含むという点で差がある。
【０３６１】
電流遮断層６０ａは、各発光セルＳ１、Ｓ２上に位置してよく、透明電極層６１、６２と発光セルＳ１、Ｓ２との間に位置する。具体的に、電流遮断層６０ａは、第１発光セルＳ１と第１透明電極層６１との間に位置し、第１透明電極層６１の一部を第１発光セルＳ１から離隔させ得る。したがって、透明電極層６１、６２の一部は電流遮断層６０ａ上に位置する。電流遮断層６０ａは、各発光セルＳ１、Ｓ２の縁部付近に位置してよいが、これに限定されるわけではなく、各発光セルＳ１、Ｓ２の中央領域に位置してもよい。
【０３６２】
電流遮断層６０ａにより、配線６５の周辺に限って電流が密集する現象が改善され得るので、ＭＪＴ  ＬＥＤチップの電流分散効率が向上し得る。
【０３６３】
電流遮断層６０ａは、絶縁物質で形成され、特に、屈折率が互いに異なる各層を交互に積層した分布ブラッグ反射器を含んでよい。絶縁層６０ｂは、電流遮断層６０ａと同一の構造及び同一の材料で形成されてよいが、これに限定されるわけではない。絶縁層６０ｂは、電流遮断層６０ａと異なる工程によって他の材料で形成されてもよい。
【０３６４】
絶縁層６０ｂは、電流遮断層６０ａに接触して連続的に位置してよいが、本発明が必ずしもこれに限定されるわけではない。絶縁層６０ｂと電流遮断層６０ａとは互いに離隔して配置されてもよい。
【０３６５】
電流遮断層６０ａは、絶縁材料層を蒸着し、これをフォトリソグラフィー及びエッチング工程を用いてパターニングすることによって形成され得る。これと異なり、電流遮断層６０ａは、リフトオフ技術を用いて絶縁材料の層に形成されてよい。特に、電流遮断層６０ａは、屈折率が互いに異なる各層、例えば、ＳｉＯ２とＴｉＯ２とを交互に積層した分布ブラッグ反射器に形成されてよい。電流遮断層６０ａ及び絶縁層６０ｂは、図１３に示したように、互いに接触してよいが、本発明が必ずしもこれに限定されるわけではない。
【０３６６】
電流遮断層６０ａは、配線６５と透明電極層６１、６２とが重畳する全領域にわたって位置してよく、さらに、配線６５と第１発光セルＳ１とが重畳する全領域にわたって電流遮断層６０ａ及び絶縁層６０ｂが位置してよい。
【０３６７】
電流遮断層６０ａが分布ブラッグ反射器のように反射特性を有する場合、電流遮断層６０ａは、配線６５の面積の２倍以下の領域で配線６５領域とほぼ同一の領域内に限定して位置することが好ましい。電流遮断層６０ａは、活性層５７から放出された光が配線６５に吸収されることを遮断するが、過度に広い場合、光が外部に放出されることを遮断できるので、その面積を制限する必要がある。
【０３６８】
図２２を参照すると、透明電極層６１、６２は上部半導体層５９に接続され、また、透明電極層６１、６２の一部は電流遮断層６０ａ上及び絶縁層６０ｂ上に位置する。また、配線６５の第１接続部６５ｐは、電流遮断層６０ａの上部領域内の第１透明電極層６１に接続されてよい。
【０３６９】
図２３は、従来のバックライトユニット（ａ）と本発明の一実施例に係るバックライトユニット（ｂ）とを比較するための概略図である。
【０３７０】
図２３を参照すると、従来のバックライトユニット（ａ）は、単一発光セルを有する複数のＬＥＤチップを含み、前記複数のＬＥＤチップが直列及び／又は並列に接続され、少なくとも一つ以上のアレイ１１０ａを形成し、各アレイ１１０ａ単位で駆動されてよい。その一方で、本発明の一実施例に係るバックライトユニット（ｂ）は、各ＭＪＴ  ＬＥＤが互いに直列、並列又は直列／並列に接続されず、それぞれ独立的に駆動されてよい。これによって、例えば、従来のバックライトユニット（ａ）は９個のアレイ１１０ａを有する一方、本発明のバックライトユニット（ｂ）は４５個のブロックを含み得る。
【０３７１】
このような構成上の差により、次のような効果の差が表れる。図２３の（ａ）の従来のバックライトユニットを比較例とし、図２３の（ｂ）の本発明のバックライトユニットを実施例とした。比較例及び実施例のバックライトユニットを全て２４ＶのＤＣコンバータ電圧で駆動させ、ＩＣ駆動電圧は３Ｖであった。比較例の単一発光セルＬＥＤチップの駆動電圧は３．６Ｖで、各アレイの損失電圧は３Ｖであった。また、実施例の一つのＭＪＴ  ＬＥＤの駆動電圧は３．３Ｖで、各ブロック１１０ｂの損失電圧は１．２Ｖであった。
【０３７２】
比較例のバックライトユニットは０．４Ａで駆動され、実施例のバックライトユニットは０．０７５Ａで駆動されてよい。したがって、高電流で発生するドループ現象が減少し得るという効果がある。また、比較例の駆動電力は７５．６Ｗで、実施例の駆動電力は７０．８７Ｗであり、さらに、比較例の損失電力は１０．８Ｗで、実施例の損失電力は４．０５Ｗであり、これに基づいて計算された駆動効率はそれぞれ８５．７％（比較例）及び９４．２％（実施例）であった。したがって、本発明に係るバックライトユニットの駆動効率が高いことを確認することができる。
【０３７３】
図２４は、本発明のＭＪＴ  ＬＥＤにローカルディミングのためのレンズが形成された正方形ブロックが含まれたバックライトモジュールを示した図である。図２４の（ａ）は、半値幅がブロックの幅サイズに形成されたバックライトモジュールを示した図で、図２４の（ｂ）は、半値幅がブロックの幅サイズより大きく形成されたバックライトモジュールを示した図である。また、図２４の（ｃ）は、半値幅がブロックの幅サイズより小さく形成されたバックライトモジュールを示した図である。
【０３７４】
図２４の（ａ）を参照すると、ディスプレイモジュールの一つのブロックに一つのＭＪＴ  ＬＥＤが配置され、各ＭＪＴ  ＬＥＤにはローカルディミングのためのレンズが適用されてよい。このようにＭＪＴ  ＬＥＤに直接レンズが適用されることによって、レンズを通じた光の照度は図２４の（ａ）の右側に示した通りである。このとき、一つのブロックから放出される光の照度の半値幅は一つのブロックの幅と同一に形成されてよい。
【０３７５】
そして、一つのブロックから放出される光の半値幅に一つのブロック全体が含まれるためには、図２４の（ｂ）に示したように、半値幅は、正方形ブロックの対角線長さになってよい。また、一つのブロックから放出される光の半値幅の最小値は、正方形ブロックの幅がａであると、０．６ａであってよい。
【０３７６】
それによって、本実施例において、光学部材であるレンズが適用された光照度の半値幅範囲は、０．６ａより大きか同じで、
2020036028.tif 000007
より小さいか同じであってよい。ここで、半値幅の範囲は、多数のブロック全体に対する均一度を考慮した範囲である。
【０３７７】
ここで、レンズは、図８に示したように、ＭＪＴ  ＬＥＤに含まれる波長変換層５２５上に直接形成されるものであって、図７に示した光学部材５３０とは別途に形成されてよい。すなわち、本発明の実施例は、ＭＪＴ  ＬＥＤに直接形成されるレンズを用いたものであって、レンズは、ＭＪＴ  ＬＥＤと一体型に形成されてよい。
【０３７８】
図２５は、本発明のバックライトモジュールにローカルディミングのためのレンズが各ブロックに形成されたＭＪＴ  ＬＥＤから放出された光の照度が重畳したことを示した図である。
【０３７９】
図２５の（ａ）に示したように、正方形のブロックで半値幅がブロックの幅と同一（ＦＷＨＭ＝ａ）であるとき、各ブロックに形成されたレンズを介して放出される光の強さが１００％であるとする。図２５の（ｂ）に示したように、正方形のブロックの対角線長さのように半値幅が
2020036028.tif 000008
であると、各レンズを介して放出される光の強さは１００％以上で、半値幅が０．６ａであると、光の強さが５０％〜１００％の範囲であってよい。
【０３８０】
また、半値幅が大きくなるほど、全体のブロックにおける光の均一度は向上し、半値幅が０．６ａである場合にも均一度が約５０％であり得る。このとき、バックライトユニットに光学シートを適用することによって均一度を向上させることができる。光学シートを用いることによって、全体のブロックにおける光の均一度はさらに約２０％〜３０％向上し得る。
【０３８１】
図２６は、本発明のバックライトモジュールにローカルディミングのためのレンズが長方形の各ブロックに形成されたことを示した図である。
【０３８２】
図２６の（ａ）は、辺の長さがそれぞれａ及びｂである長方形のブロックを有するバックライトモジュールにレンズが適用され、レンズを介して放出される光の照度半値幅がａであることを示した図である。図２６の（ｂ）は、半値幅が、一つのブロック全体を含み得るようにブロックの対角線長さである
2020036028.tif 000009
である場合を示した図である。図２６の（ｃ）は、光の均一度を考慮して、半値幅が最小であるときを示した図で、このときの半値幅は０．６ａであってよい。
【０３８３】
それによって、各辺の長さがａ及びｂである長方形のブロック（ａ＞ｂ）を有するバックライトモジュールにおける全体の光強さの均一度を考慮すると、照度の半値幅は０．６ａより大きいか同じで、
2020036028.tif 000010
より小さいか同じであってよい。
【０３８４】
このとき、ブロックの各辺の長さａ及びｂは、ブロックのサイズを設定するためのサイズであるが、各ブロックに含まれるＭＪＴ  ＬＥＤ間の距離であってよい。すなわち、ブロックの一辺の長さａ方向へのＭＪＴ  ＬＥＤ間の距離はａで、他の一辺の長さｂ方向へのＭＪＴ  ＬＥＤ間の距離はｂであってよい。
【０３８５】
図２７は、本発明において、照度の半値幅に対するレンズを介して発光される光の指向角範囲を算出するための図である。
【０３８６】
図２７を参照すると、一つのブロックに半値幅（ＦＷＨＭ）とレンズの指向角との関係を求めるために光源から拡散面までの距離をＯＤとし、光源からレンズに放出される光の角度をθとすると、半値幅（ＦＷＨＭ）は、数式１のように表現され得る。
【０３８７】
【数１】
2020036028.tif 000011
【０３８８】
そして、レンズが適用されていないときの指向角はＭＪＴ  ＬＥＤの半値幅で、レンズが適用されたときの光の指向角は、上記の説明を通じて光の均一度を考慮した半値幅範囲に設定することによって、レンズの指向角は数式２のように表現され得る。
【０３８９】
【数２】
2020036028.tif 000012
【０３９０】
図２８は、本発明の光源からレンズまでの距離変化による半値幅の関係を示したグラフである。
【０３９１】
前記のような関係を用いた光源からレンズまでの距離変化による半値幅は表１の通りであり、図２８の（ａ）のようにグラフで表示され得る。また、ＯＤが２０ｍｍである地点におけるレンズの有無による光の照度差は、図３３の（ｂ）のように表れ得る。
【０３９２】
【表１】
2020036028.tif 000013
【０３９３】
上述したように、本発明は、添付の図面を参照した実施例によって具体的に説明したが、上述した実施例は、本発明の好ましい例を挙げて説明したものに過ぎないので、本発明が前記実施例にのみ限定されると理解してはならなく、本発明の権利範囲は、後述する特許請求の範囲及びその等価概念で理解すべきであろう。
【図１】
2020036028.tif 000016
【図２】
2020036028.tif 000017
【図３】
2020036028.tif 000018
【図４】
2020036028.tif 000019
【図５】
2020036028.tif 000020
【図６】
2020036028.tif 000021
【図７】
2020036028.tif 000022
【図８】
2020036028.tif 000023
【図９】
2020036028.tif 000024
【図１０】
2020036028.tif 000025
【図１１】
2020036028.tif 000026
【図１２】
2020036028.tif 000027
【図１３】
2020036028.tif 000028
【図１４】
2020036028.tif 000029
【図１５】
2020036028.tif 000030
【図１６】
2020036028.tif 000031
【図１７】
2020036028.tif 000032
【図１８】
2020036028.tif 000033
【図１９】
2020036028.tif 000034
【図２０】
2020036028.tif 000035
【図２１】
2020036028.tif 000036
【図２２】
2020036028.tif 000037
【図２３】
2020036028.tif 000038
【図２４】
2020036028.tif 000039
【図２５】
2020036028.tif 000040
【図２６】
2020036028.tif 000041
【図２７】
2020036028.tif 000042
【図２８】
2020036028.tif 000043