照明装置制造方法

照明装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种照明装置，所述照明装置包括：基底，具有第一电力端子和第二电力端子，所述基底被构造并被布置为至少部分地围绕内部区域，所述基底具有面对所述内部区域的内表面和与所述内部区域相对的外表面；多个发光元件，被设置在基底的外表面上并电连接到第一电力端子和第二电力端子，所述多个发光元件被设置在外表面上，使得发光元件中的第一发光元件和第二发光元件被布置为相对于内部区域分别发出基本朝向不同的第一径向和第二径向的光辐射。
【专利说明】照明装置
[0001]本申请要求于2013年2月8日提交到韩国知识产权局的第10-2013-0014637号韩国专利申请的优先权，所述韩国专利申请的公开内容通过引用被全部包含于此。
【技术领域】
[0002]本公开涉及一种照明装置。
【背景技术】
[0003]鉴于近来由于白炽灯的低效率而针对调整对白炽灯的使用的趋势，为了节约能源，每产生一流明消耗相对较低量的电力并具有更强的耐用性的发光二极管(LED)已经作为一种现代的替代光源而在世界范围内突出。
[0004]然而，由于LED元件仅从其一侧发出光，所以大多数光沿着特定的方向(例如，沿着向前的方向)辐射。结果，从LED元件可能没有来自其中的向后的光分布。因此，LED照明光源一般欠缺以白炽灯的形式实现近似球形照明的能力。由于这个缺点，在许多情况下，基于LED的光源不能被认为是现有白炽灯的直接替代物。
[0005]因此，已经进行了对能够以白炽灯的方式实现向后的光分布的照明装置的研究。
【发明内容】

[0006]示例性实施例提供一种照明装置，所述照明装置虽然采用发光二极管作为其光源，但是它能够像现有的白炽灯光源一样实现向后的光分布。
[0007]—方面，一种照明装置包括:基底，具有第一电力端子和第二电力端子，所述基底被构造并被布置为至少部分地围绕内部区域，所述基底具有面对所述内部区域的内表面和与所述内部区域相对的外表面；多个发光元件，被设置在所述基底的外表面上并电连接到第一电力端子和第二电力端子，所述多个发光元件被设置在外表面上，使得发光元件中的第一发光兀件和第二发光兀件被布置为相对于内部区域分别发出基本朝向不同的第一径向和第二径向的光辐射。
[0008]在一些实施例中，所述照明装置的竖直轴与所述内部区域交叉，其中，所述多个发光元件被设置在与所述竖直轴交叉的公共面上。
[0009]在一些实施例中，第一径向和第二径向围绕所述照明装置的竖直轴，其中，所述照明装置的所有的发光元件仅仅设置在垂直于所述竖直轴的单个公共面上。
[0010]在一些实施例中，所述照明装置还包括:光传播单元，被设置为接收从第一发光元件沿着第一径向入射的光辐射和从第二发光元件沿着第二径向入射的光辐射。
[0011 ] 在一些实施例中，所述光传播单元包括具有内表面的中间开口，其中，包括第一发光元件和第二发光元件的基底被设置在所述中间开口中，使得来自第一发光元件和第二发光元件的光辐射入射到所述中间开口的内表面上。
[0012]在一些实施例中，所述中间开口的形状与所述基底的形状相对应。
[0013]在一些实施例中，所述中间开口的形状是圆形。[0014]在一些实施例中，所述中间开口的形状是三角形、四边形、五边形、六边形、七边形、八边形、九边形、十边形或者大于十边的形状中的一种。
[0015]在一些实施例中，所述照明装置在中间开口处还包括光折射结构。
[0016]在一些实施例中，光折射结构的位置与所述发光元件的位置相对应。
[0017]在一些实施例中，所述光传播单元还包括上表面和下表面，其中，上表面和下表面中的至少一个是弯曲的，以对内部传播的光进行重定向。
[0018]在一些实施例中，所述弯曲表面被构造并被布置为使得光传播单元具有的中间部分最厚且外周部分最薄。
[0019]在一些实施例中，所述下表面是弯曲的，其中，所述上表面是基本平坦的。
[0020]在一些实施例中，所述光传播单兀还在下表面包括反射器，以反射内部传播的光。
[0021]在一些实施例中，所述光传播单元包括具有中间开口的单一圆盘。
[0022]在一些实施例中，所述光传播单元包括具有中间开口的大致的环形结构。
[0023]在一些实施例中，所述环形结构的主体是中空的。
[0024]在一些实施例中，所述光传播单元可拆卸地结合到所述照明装置。
[0025]在一些实施例中，所述照明装置还包括多个光传播单元，每个光传播单元具有不同的光学特征，并且每个光传播单元可拆卸地结合到所述照明装置。
[0026]在一些实施例中，所述照明装置包括固定单元，所述固定单元用于将光传播单元可拆卸地结合到所述照明装置。
[0027]在一些实施例中，所述光传播单元具有圆形形状的外表面。
[0028]在一些实施例中，所述光传播单元具有三角形、四边形、五边形、六边形、七边形、八边形、九边形、十边形或者大于十边的形状中的一种形状的外表面。
[0029]在一些实施例中，所述基底具有圆形的外表面。
[0030]在一些实施例中，所述基底具有三边形、四边形、五边形、六边形、七边形、八边形、九边形、十边形或者大于十边的形状中的一种形状的外表面。
[0031]在一些实施例中，所述照明装置还包括:基座，位于所述照明装置的第一端，所述基座具有彼此电绝缘的第一端子和第二端子，基底的第一电力端子和第二电力端子电连接到所述基座的第一端子和第二端子；光传播单元，被设置为接收从第一发光元件和第二发光元件入射的光辐射；散热单元，散发所述照明装置产生的热，散热单元的一部分位于远离第一端的照明装置的最远的第二端。
[0032]在一些实施例中，所述照明装置还包括:基座，位于所述照明装置的第一端，所述基座具有彼此电绝缘的第一端子和第二端子，基底的第一电力端子和第二电力端子电连接到所述基座的第一端子和第二端子；光传播单元，被设置为接收从第一发光元件和第二发光元件入射的光辐射；散热单元，散发所述照明装置产生的热，所述光传播单元被设置在所述散热单元和所述基底之间的沿着照明装置的竖直轴的竖直位置。
[0033]在一些实施例中，所述照明装置还包括:控制器，被构造为响应控制信号，分别独立地激活和去激活第一发光元件和第二发光元件。
[0034]在一些实施例中，响应于第一发光元件和第二发光元件的色温产生所述控制信号。
[0035]另一方面，一种照明装置包括:光源，被构造并布置为相对于第一轴沿着径向发出电磁辐射；光传播单元，包括上表面、下表面和中间开口，所述光传播单元被设置为在中间开口处接收从所述光源入射的电磁辐射，所述上表面和下表面中的至少一个是弯曲的，以对内部传播的电磁辐射进行重定向。
[0036]在一些实施例中，所述中间开口包括内表面，其中，所述光源被放置在所述中间开口中，使得发出的电磁辐射被入射到所述中间开口的内表面上。
[0037]在一些实施例中，所述中间开口的形状是圆形的。
[0038]在一些实施例中，所述中间开口的形状是三角形、四边形、五边形、六边形、七边形、八边形、九边形、十边形或者大于十边的形状中的一种。
[0039]在一些实施例中，所述照明装置在所述中间开口处还包括光折射结构。
[0040]在一些实施例中，所述光折射结构具有与所述照明装置的发光元件的位置相对应。
[0041]在一些实施例中，所述弯曲表面被构造并布置为使得光传播单元的中间部分最厚且外周部分最薄。
[0042]在一些实施例中，所述下表面是弯曲的，其中，所述上表面是基本平坦的。
[0043]在一些实施例中，所述光传播单元还在下表面上包括反射器，以反射内部传播的光。
[0044]在一些实施例中，所述光传播单元包括具有中间开口的单一圆盘。
[0045]在一些实施例中，所述光传播单元包括具有中间开口的大致的环形结构。
[0046]在一些实施例中，所述环形结构的主体是中空的。
[0047]在一些实施例中，所述光传播单元可拆卸地结合到所述照明装置。
[0048]在一些实施例中，所述照明装置还包括多个光传播单元，每个光传播单元具有不同的光学特性，并且每个光传播单元可拆卸地结合到所述照明装置。
[0049]在一些实施例中，所述照明装置还包括:固定单元，用于将光传播单元可拆卸地结合到所述照明装置。
[0050]在一些实施例中，光传播单元具有圆形形状的外表面。
[0051]在一些实施例中，所述光传播单元具有三边形、四边形、五边形、六边形、七边形、八边形、九边形、十边形或者大于十边的形状的形状中的一种外形。
[0052]在一些实施例中，所述光源包括基底。
[0053]在一些实施例中，光源包括发光兀件，其中，所述发光兀件仅仅被放置在垂直于第一光轴的单一公共面上。
[0054]在一些实施例中，所述照明装置还包括:基座，位于照明装置的第一端，并具有彼此电绝缘的第一端子和第二端子，基底的第一电力端子和第二电力端子电连接到所述基座的第一端子和第二端子；光传播单元，被设置为接收从第一发光元件和第二发光元件入射的光辐射；散热单元，用于散发由所述照明装置产生的热，散热单元的一部分位于远离第一端的照明装置的最远的第二端。
[0055]一方面，一种照明装置包括:基座，具有彼此电绝缘的第一电力端子和第二电力端子；光源，具有连接到第一电力端子和第二电力端子的多个发光元件，所述光源被构造并布置为相对于第一轴沿着径向发出电磁辐射，光源的所有的发光元件仅仅被沿着垂直于第一轴的单个平面设置；光传播单元，包括上表面、下表面和中间开口，所述光传播单元围绕光源设置，以在中间开口处接收并分布从所述光源入射的电磁辐射。
[0056]在一些实施例中,所述光源包括基底。
[0057]在一些实施例中，光传播单元的上表面和下表面中的至少一个是弯曲的，以便对内部传播的光再定向。
[0058]在一些实施例中，所述基座位于所述照明装置的第一近端，所述照明装置还包括散热单元，用于散发由光源产生的热，散热单元的一部分位于远离所述第一近端的所述照明装置的最远的第二端。
[0059]在一些实施例中，所述光传播单元可拆卸地结合到所述照明装置。
[0060]另一方面，一种照明装置包括:基座，位于照明装置的第一端，并具有彼此电绝缘的第一端子和第二端子；光源，具有连接到第一端子和第二端子的多个发光元件，所述光源被构造并被布置为围绕第一轴沿着径向发出电磁福射；光传播单兀，包括上表面、下表面和中间开口，所述光传播单元被设置为在中间开口处接收从所述光源入射的电磁辐射；散热单元，散热单元的一部分位于远离第一端的照明装置的最远的第二端层。
[0061]在一些实施例中，所述光传播单元沿着所述照明装置的第一轴被设置在所述散热单元和所述基底之间的位置。
[0062]在一些实施例中，所述光源包括基底。
[0063]在一些实施例中，光传播单元的上表面和下表面中的至少一个是弯曲的，以便对内部传播的光重定向。
[0064]在一些实施例中，光源包括发光兀件，其中，所述发光兀件仅仅被放置在垂直于第一光轴的单一公共面上。
[0065]在一些实施例中，所述光传播单元可拆卸地结合到所述照明装置。
[0066]一方面，一种照明装置包括:基座，具有彼此电绝缘的第一端子和第二端子；光源，具有连接到第一端子和第二端子的多个发光元件，所述光源被构造并被布置为相对于第一轴沿着径向发出电磁福射；光传播单兀，包括上表面、下表面和中间开口，所述光传播单元被设置为在中间开口处接收从所述光源入射的电磁辐射；其中，光源通过固定单元可拆卸地结合到所述基座，所述光传播单元被构造并布置被为通过光源可拆卸地结合到所述基座。
[0067]在一些实施例中，所述基座还包括壳体单元，所述光源和所述光传播单元可拆卸地结合到所述壳体单元。
[0068]在一些实施例中，所述光源包括基底。
[0069]在一些实施例中，光传播单元的上表面和下表面中的至少一个是弯曲的，以便对内部传播的光重定向。
[0070]在一些实施例中，光源包括发光兀件，其中，所述发光兀件仅仅被放置在垂直于第一轴的单一公共面上。
[0071]在一些实施例中，所述照明装置还包括散热单元，散热单元的一部分位于远离第一端的照明装置的最远的第二端。
[0072]在一些实施例中，所述光传播单元沿着所述照明装置的第一轴被设置在所述散热单元和所述基底之间照明装置的位置。
[0073]—方面，一种照明装置包括:基座，位于照明装置的第一端，并具有彼此电绝缘的第一端子和第二端子；光源，具有连接到第一端子和第二端子的多个发光元件，所述光源被构造并布置为相对于第一轴沿着径向发出电磁辐射，其中，所述光源包括发光元件，其中，所述发光元件被仅仅沿着垂直于第一轴的单个公共面设置；光传播单元，包括上表面、下表面和中间开口，所述光传播单元被设置为在中间开口处接收从所述光源入射的电磁辐射，所述光传播单元包括大致的环形结构；散热单元，散热单元的一部分位于远离第一端的照明装置的最远的第二端。
[0074]在一些实施例中，所述环形结构的主体是中空的。
[0075]在一些实施例中，所述光源包括基底。
[0076]在一些实施例中，光源包括发光兀件，其中，所述发光兀件仅仅被放置在垂直于第一轴的单一公共面上。
[0077]在一些实施例中，所述照明装置包括散热单元，散热单元的一部分位于远离第一端的照明装置的最远的第二端。
[0078]在一些实施例中，所述光传播单元可拆卸地结合到所述照明装置。
【专利附图】

【附图说明】
[0079]从下面结合附图进行的详细描述中，以上和/或其它方面将变得更加清楚地被理解，附图中:
[0080]图1是示出根据示例性实施例的照明装置的示意性的侧视图；
[0081]图2是示意性地示出图1中的照明装置的分解透视图；
[0082]图3是示意性地示出在照明装置中可采用的示例性实施例的基底的剖视图；
[0083]图4是示意性地示出根据另一实施例的基底的剖视图；
[0084]图5是示意性地示出根据图4的实施例的修改的基底的剖视图；
[0085]图6至图9是示意性地示出各种实施例的基底的剖视图；图7A和图7B是板的另一示例的剖视图和平面图；
[0086]图10是示意性地示出在根据示例性实施例的在照明装置中可采用的发光元件(LED芯片)的示例的剖视图；
[0087]图11是示意性地示出图10的发光元件(LED芯片)的另一示例的剖视图；
[0088]图12是示意性地示出图10的发光元件(LED芯片)的另一示例的剖视图；
[0089]图13是示意性地示出作为根据示例性实施例的在照明装置中可采用的发光元件(LED芯片)的安装在安装基底上的LED芯片的示例的剖视图；
[0090]图14是示意性地示出根据示例性实施例的在照明装置中可采用的发光元件封装件(芯片级封装件)的示例的剖视图；
[0091]图15是示意性地示出图14的发光元件封装件的另一示例(侧视封装件)的透视图；
[0092]图16是CIE1931色度图表；
[0093]图17是示意性地示出安装在图2中的基底上的发光元件的剖视图；
[0094]图18A是示意性地示出根据本发明构思的实施例的照明装置的表面照明强度的视图；
[0095]图18B是示意性地示出光分布曲线的图形；[0096]图19是示意性地示出图1中的光传播单元的变型的侧视图；
[0097]图20A至图20D是示意性地示出图1中的实施例的光传播单元的变型的平面图；
[0098]图2IA至图2ID是示意性地示出图1中的实施例的光传播单元的另一变型的平面图；
[0099]图22A是示意性地示出图1中的实施例的光传播单元的另一实施例的平面图；
[0100]图22B是示出图22A中的光路的视图；
[0101]图23A是示意性地示出根据图22A的实施例的发光元件的表面照明强度的视图；
[0102]图23B是描绘光分布曲线的图形；
[0103]图24是示意性地示出根据本发明构思的另一实施例的照明装置的透视图；
[0104]图25是示意性地示出图24中的照明装置的分解透视图；
[0105]图26A和图26B是示意性地示出图25中的照明装置的光传播单元的各种示例的分解透视图；
[0106]图27是示出光分布曲线的图形；
[0107]图28是示意性地示出根据本发明构思的实施例的照明系统的框图；
[0108]图29是示意性地示出图28中所示的照明系统的照明单元的详细构造的框图；
[0109]图30是示出控制图28中所示的照明系统的方法的流程图；
[0110]图31是示出图28中所示的照明系统的使用的视图；
[0111]图32是根据本发明构思的另一实施例的照明系统的框图；
[0112]图33是示出根据本发明构思的实施例的ZigBee信号的格式的视图；
[0113]图34是示出根据本发明构思的实施例的感测信号分析单元和操作控制单元的视图；
[0114]图35是示出根据本发明构思的实施例的无线照明系统的操作的流程图；
[0115]图36是示意性地示出根据本发明构思的另一实施例的照明系统的组成部件的框图；
[0116]图37是示出控制照明系统的方法的流程图；
[0117]图38是示出根据本发明构思的另一实施例的控制照明系统的方法的流程图；
[0118]图39是示出根据本发明构思的另一实施例的控制照明系统的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0119]现在将参照附图更充分地描述该发明构思的示例性实施例，在附图中示出了示例性实施例。然而，该发明构思的示例性实施例可以以许多不同的形式实施，并且不应该被理解为局限于在此所阐述的实施例；更确切地说，提供所述实施例是为了使本公开将是彻底的和完全的，并将示例性实施例的构思充分地传达给本领域的技术人员。在附图中，为了清晰可能会夸大层和区域的厚度。附图中相同的标号表示相同的元件，因此将省略对它们的描述。
[0120]应该理解的是，当一个元件被称为“连接”或者“结合”到另一元件时，该元件可以直接连接或者结合到另一元件，或者可存在中间元件。相反地，当一个元件被称为“直接连接”或者“直接结合”到另一元件时，不存在中间元件。相同的标号始终表示相同的元件。在此所使用的术语“和/或”包括一个或者更多个相关列出项的任意或全部组合。用于描述元件或者层之间的关系的其它词语应该以相同的方式来解释(例如，“在…之间”与“直接在…之间”相对、“与…相邻”与“直接与…相邻”相对、“在…上”与“直接在…上”相对)。
[0121]应该理解，虽然在此可使用“第一”、“第二”等术语来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不被这些术语限制。这些术语仅仅用于将一个元件、组件、区域、层和/或部分与另一元件、组件、区域、层或部分进行区分。因此，例如，在不脱离示例性实施例的教导的情况下，下面讨论的第一元件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分也可以被称为第二元件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。
[0122]在这里可使用空间相对术语，如“在…下面”、“在…下方”、“下”、“在…上方”、“上”等，以便于描述如附图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。应该理解，空间相对术语意在包含除了在附图中描绘的方位之外的装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果在附图中装置被翻转，则被描述为“在”其它元件或特征“下方”或者其它元件或特征“下面的”元件随后将被定位为“在”其它元件或特征“上方”。因此，示例性术语“在…下方”可包括“在…上方”和“在…下方”两种方位。所述装置可被另外定位(旋转90度或者在其它方位)，并且相应地解释这里使用的空间相对描述符。
[0123]在这里使用的术语的目的仅是为了描述具体实施例，而非意在限制示例性实施例。除非上下文另外明确说明，否则在这里使用诸如“一个”和“该”的单数形式意在也包含复数形式。还应当理解，如果在此使用诸如“包括”和/或“包含”的术语，则说明所阐述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但是不排除存在或添加一个或者多个其他的特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。
[0124]在此参照作为示例性实施例的理想实施例(和中间结构)的示意性的图示的代表性图示来描述本发明构思的示例性实施例。这样，预计会出现诸如由制造技术和/或公差的变化引起的图示的形状变化的结果。因此，本发明构思的实施例不应该被理解为限制于在此示出的区域的具体形状，而应该包括诸如由制造导致的形状偏差。例如，示出为矩形的注入区域在其边缘可具有倒圆或弯曲的特征和/或注入浓度的梯度，而不是从注入区域到非注入区域的二元变化。同样地，通过注入形成的掩埋区域可导致在掩埋区域和通过其发生注入的表面之间的区域中出现一定程度的注入。因此，在附图中示出的区域实际上是示意性的，它们的形状并非意在示出装置的区域的实际形状，也非意在限制示例性实施例的范围。
[0125]除非另有定义，否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科技术语)具有与本发明构思的示例性实施例所属领域的普通技术人员所通常理解的含义相同的含义。还应理解，除非这里明确定义，否则术语(诸如在通用字典中定义的术语)应该被解释为具有与相关领域的上下文中它们的含义相同的含义，而不是理想地或者过于正式地解释它们的含义。
[0126]参照图1和图2对根据本发明构思的实施例的照明装置进行描述。图1是示出根据本发明构思的实施例的照明装置的示意性的侧视图，图2是示意性地示出图1中的照明装置的分解透视图。
[0127]参照图1和图2，根据本发明构思的实施例的照明装置I可包括光源单元100、光传播单元200和基座单元300。照明装置I可还包括散热单元400和壳体单元500。
[0128] 光源单元100可被构造并布置为沿着径向辐射光。为此，光源单元100可包括环形板110 (诸如电路板或者基底)和安装在板110上或者制作在板110上的多个发光元件120。
[0129]板110可包含具有良好的散热功能和反光性的材料。在一些示例性实施例中，板110可以是FR4型印刷电路板(PCB)，并且可由包括环氧树脂、三嗪、硅树脂、聚酰亚胺等的有机树脂材料和其它任意的有机树脂材料制成。在其它实施例中，板110可由诸如氮化硅、氮化铝(AIN)、Al2O3等的陶瓷材料或者金属和金属化合物形成，并且可包括金属芯印刷电路板(MCPCB)等。另外，在一些实施例中，板110可通过利用可以自由形变的柔性PCB(FPCB)(例如PCB是柔韧的)被变型为适合具有弯曲形状的光传播单元。
[0130]以下，将对在本实施例中可采用的板的各种结构进行描述。
[0131]如图3中所示，板1100可包括:绝缘基底1110，具有形成在其一个表面上的预定的电路图案(用作电力端子)1111和1112 ;上热扩散板1140，形成在绝缘基底1110上，以便与电路图案1111和1112接触，并被构造和布置为消散由发光元件120产生的热。下热扩散板1160形成在绝缘基底1110的另一表面上，并被构造和布置为向外扩散由上热扩散板1140传递的热。上热扩散板1140和下热扩散板1160可通过穿透绝缘基底1110并具有电镀内壁的至少一个通孔1150连接。
[0132]绝缘基底1110的电路图案1111和1112可通过在陶瓷或者环氧树脂基FR4芯涂覆铜箔并通过在其上执行蚀刻处理而形成。可在板1100的下表面上涂覆绝缘薄膜1130。
[0133]图4示出了板的另一示例性实施例。如图4中所示，板1200可包括形成在第一金属层1210上的绝缘层1220和形成在绝缘层1220上的第二金属层1230。板1200可具有台阶部分“A”，例如，台阶部分“A”以凹入的形式形成在板1200的至少一个端部上并允许绝缘层1220暴露。
[0134]在一些实施例中，第一金属层1210可由具有良好的放热特性的材料制成。例如，第一金属层1210可由诸如铝(Al)、铁(Fe)等或者合金制成，并且可以被形成为单层或者多层结构。绝缘层1220可由具有绝缘特性的材料制成，在一些实施例中，绝缘层1220可由无机材料或者有机材料形成。例如，绝缘层1220可由环氧基绝缘树脂制成，并且为了提高导热性，绝缘层1220可包括金属粉末(诸如铝(Al)粉末等)，以被使用。在一些实施例中，通常第二金属层1230可被形成为铜(Cu)薄膜或者其他合适的传导层。
[0135]如图4中所示，在金属板中，绝缘层1220的一个端部的暴露区域的距离(即，绝缘距离)可大于绝缘层1220的厚度。在本公开中，绝缘距离是指第一金属层1210和第二金属层1230之间的绝缘层1220的暴露区域的距离。当从上方观察金属板时，绝缘层1220的暴露区域的宽度被称为暴露宽度I。在图4中的区域“A”是通过在制造金属板的处理期间经研磨处理等被移除的区域。金属板的端部可具有深度“h”，深度“h”与从第二金属层1230的表面到绝缘层1220的被暴露的暴露宽度为W1的那一部分的距离相对应并形成台阶结构。如果金属板的端部没有被移除，则绝缘距离对应为绝缘层1220的厚度(hl+h2)，通过移除端部的一部分，可进一步确保绝缘距离近似与距离W1相对应。因此，在对金属板进行耐压试验的情况下，金属板具有在其端部两个金属层1210和1230之间的接触可能性可被设置为最小化的结构。
[0136]图5是示意性地示出根据图4的实施例的变型的金属板的结构。参照图5，金属板1200丨包括形成在第一金属层1210丨上的绝缘层1220丨和形成在绝缘层1220丨上的第二金属层1230丨。绝缘层1220丨和第二金属层1230丨包括以预定的倾斜角度Θ I移除的区域，甚至第一金属层1210 '也可包括以预定的倾斜角度Θ I移除的区域。
[0137]这里，倾斜角度Θ I可以是绝缘层1220 ’和第二金属层1230 ’之间的界面与绝缘层1220'的端部之间的角度，并可考虑绝缘层1220'的厚度来选择，以确保期望的绝缘距离I。可以在0〈θ 1〈90(度)的范围内选择倾斜角度Θ1。随着倾斜角度Θ1减小，绝缘层1220'的暴露区域的绝缘距离I和宽度W2增加。这样，为了确保较大的绝缘距离，可选择小的倾斜角度Θ1。例如，可以在0〈Θ1≤45(度)的范围内选择倾斜角度Θ1。
[0138]图6示意性地示出了板的另一示例性实施例。参照图6，可通过对金属支撑基底1310上的包括绝缘层1321和层叠在绝缘层1321上的铜箔1322的涂树脂铜箔(RCC)膜1320进行层叠而形成板1300，RCC膜1320的一部分被移除，以形成允许发光元件120安装在其中的至少一个凹入部分。在金属板中，由于RCC膜1320从发光元件120的下部区域移除，所以发光元件120与金属支撑基底1310直接接触，因而，由发光元件120产生的热可直接传递给金属支撑基底1310，提高了其散热性能。发光元件120可通过焊接(焊料1340和1341)电连接或者固定到基底1310或者膜1320上。由液化PSR制成的保护膜1330可形成在铜箔1322上。
[0139]图7Α和图7Β是板的另一示例的剖视图和平面图。在一些实施例中，板包括具有优良的散热特性并导致低的制造成本的阳极氧化金属板。参照图7Α和图7Β，阳极氧化金属板1300丨可包括金属板1310丨、形成在金属板1310丨上的阳极氧化膜1320丨和形成在阳极氧化膜1320 ’上的电气配线1330 ’。
[0140]在各种实施例中，金属板1310-可包含可以以相对低的成本容易地获得的铝(Al)或者铝合金。在一些实施例中，金属板1310 '可包含任何其它可阳极氧化的金属(诸如钛、镁等)。
[0141]通过阳极氧化铝获得的铝阳极氧化膜(Al2O3) 1320具有从10W/mK到30W/mK的相对高的导热特性。因此，相对于传统的聚合物板的印刷电路板、金属芯印刷电路板(MCPCB)等，阳极氧化金属板具有优良的散热特性。
[0142]图8示意性地示出了板的另一示例。如图8中所示,板1400可包括涂覆在金属基底1410上的绝缘树脂1420和形成在绝缘树脂1420上的电路图案1430。这里，绝缘树脂1420可具有小于或者等于200 μ m的厚度。绝缘树脂1420可以在金属基底1410上被层叠为固态膜，或者根据铸造方法利用旋转涂覆或者刀片作为液体进行涂覆。另外，可通过填充使用诸如铜(Cu)等的金属在绝缘树脂1420凹雕的电路图案的设计而形成电路图案1430。发光元件120可以被安装为连接到电路图案1430。
[0143]在一些实施例中，板可包括可自由形变的柔性印刷电路板(FPCB)。如图9中所示，板1500可包括具有一个或者多个通孔1511的柔性印刷电路板1510和上面安装有柔性印刷电路板1510的支撑基底1520。散热粘合剂1540可设置在通孔1511中，散热粘合剂1540将发光兀件120的下表面与支撑基底1520的上表面结合。这里，发光兀件120的下表面可以是芯片封装件的下表面、其上安装有芯片的引线框架的下表面或者金属块。FPCB1510包括电路配线1530，从而可电连接到发光元件120。
[0144]以这种方式，通过利用FPCB1510，可减小所述板及所得装置的厚度和重量，并且可降低制造成本。另外，由于发光元件120通过散热粘合剂1540直接与支撑基底1520结合，所以提高了散热效率，发光元件120产生的热可以被容易地消散。
[0145]板110可包括具有多对直边的平盘状结构。在描述的本实施例中，作为图2的实施例的示例，板110被示出具有矩形形状并且沿着长度方向延伸，然而，本发明构思不限于此。例如，板110可具有正方形形状或者其他任意的多边形的形状。
[0146]如所示出的，板110可具有这样的结构，在该结构中，多对边分别直立或者在边缘上被另外构造并布置为彼此侧面地面对，并且边被连接以具有环形形状。在图2的本实施例中，板110被示出为具有四角的(四边的)环形形状，然而，本发明构思不限于此。例如，板110的边可连接为圆环形形状。另外，板110的边可被连接为具有诸如三角形形状、五边形形状、六边形形状、八边形等形状。
[0147]多个发光元件120可被安装在板110上并彼此电连接。当板110具有环形形状并沿着向外的径向辐射光时，多个发光元件120可被安装在板110的多对边中的构成外表面的表面上。
[0148]发光元件120中的每一个均是一种根据施加到其上的外部电力产生具有预定波长的半导体器件，并且可包括发光二极管(LED)。发光元件120可根据被包含在其中的材料发出蓝光、绿光或者红光，并且还可发出白光。
[0149]以下，将对在本实施例中可采用的各种发光元件进行描述。
[0150]图10是示意性地示出发光元件(例如，发光二极管(LED)芯片)的示例的侧视图。
[0151]如图10中所示，发光元件2000可包括形成在基底2001上的发光层叠体S。发光层叠体S可包括第一导电型半导体层2004、活性层(active layer) 2005和第二导电型半导体层2006。
[0152]另外，欧姆接触层2008可形成在第二导电型半导体层2006上，第一电极2009a和第二电极2009b可分别形成在第一导电型半导体层2004和欧姆接触层2008的上表面。
[0153]在本公开中，诸如“上部”、“上表面”、“下部”、“下表面”、“侧表面”等的术语是基于附图来确定的，实际上，这些术语可以根据发光元件的设置方向而改变。
[0154]以下，将对发光元件的主要元素进行具体地描述。
[0155]在一些实施例中，构成发光兀件的基底包含用于外延生长的生长基底。根据需要可使用绝缘基底、导电基底或者半导体基底作为基底2001。例如，基底2001可包括蓝宝石、SiC, S1、MgAl204、MgO, LiAlO2, LiGaO2, GaN 等。为了外延生长 GaN 材料，可优选地以 GaN 基底作为同质基底，但是，由于GaN基底制造困难,会导致高的制造成本。
[0156]通常使用蓝宝石基底、碳化硅基底等作为异质基底，在这种情况下，与相对昂贵的碳化硅基底相比有利的是，更经常使用蓝宝石基底。在使用异质基底的情况下，由于基底材料和薄膜材料的晶格常数之间的差异，会增加诸如位错等的缺陷。另外，由于基底材料和薄膜材料的热膨胀系数之间的差异，在温度变化的情况下会发生扭曲而导致在薄膜中产生裂缝。通过利用形成在基底2001和GaN基发光层叠体S之间的缓冲层2002可减少这一问题的发生。
[0157]为了在LED基底生长之前或之后提高LED芯片的光或电特性，在芯片制造加工期间，可以将基底2001全部或者部分地移除或图案化。
[0158]例如，在蓝宝石基底的情况下，可通过将激光穿过基底照射到蓝宝石基底和半导体层之间的界面上来将基底分离，在硅基底或者碳化硅基底的情况下，可根据诸如抛光/蚀刻等的方法将所述基底移除。
[0159]此外，在移除基底的过程中，可使用不同的支撑基底，在这种情况下，支撑基底可通过使用反射金属被附着在原始生长基底的相对侧，或者反射结构可被插入到结合层的中间部分，以提高LED芯片的光效率。
[0160]在基底图案化的情况下，在LED结构生长之前或之后，凹入或者突起(或者不平坦部分)或者倾斜部分可形成在基底的主表面(一个表面或者两个表面)或者侧表面上，从而提闻光提取效率。
[0161]参照基底图案化，不平坦的表面或者倾斜表面可形成在基底的主表面(一个表面或者两个表面)或者侧表面上，以提高光提取效率。图案的尺寸可在从5nm至500 μ m的范围内选择，并且只要能提高光提取效率，可采用作为规则或者不规则图案的任意图案。所述图案可具有诸如柱形、峰形、半球形、多边形等的各种形状。
[0162]在蓝宝石基底的情况下，蓝宝石是具有Hexa-Rhombo R3c对称的晶体，沿着c轴和a轴方向的晶格常数分别为大约13.001 A和4.758 A，并具有C平面(0001)、A平面(1120)和R平面(1102)等。在这种情况下，氮化物薄膜可相对容易地在蓝宝石晶体的C平面上生成，并且因为蓝宝石晶体在高温下是稳定的，所以通常采用蓝宝石基底作为氮化物生长基
。
[0163]还可以使用硅(Si)基底。由于硅(Si)基底更适合用于增大直径并且具有相对低的价格，所以可用以促进大批量生产。具有(111)平面作为基底平面的Si基底的晶格常数与GaN的晶格常数具有17%的差异。因此，需要用于抑制由于晶格常数之间的差异而生成晶格缺陷的技术。另外，硅和GaN的热膨胀系数之间的差异为大约56%，为此，需要抑制由于热膨胀系数之间的差异引起的晶片扭曲的技术。扭曲的晶片可导致GaN薄膜中的裂缝并使得难以控制加工，导致在同一晶片中的发光波长的分布增加等。
[0164]硅(Si)基底吸收在GaN半导体中产生的光，以降低发光元件的外部量子效率。因此，如果需要可移除所述基底，并且包括反射层的支撑基底(诸如S1、Ge、SiAl、陶瓷或者金属基底等)可被另外地形成以被使用。
[0165]当GaN薄膜在诸如Si基底的异质基底上生长时，由于基底材料和薄膜材料之间的晶格常数失配会增加位错密度，并且由于热膨胀系数之间的差异会产生裂缝和扭曲。
[0166]在这种情况下，为了防止发光层叠体S中的位错和裂缝，可在基底2001和发光层叠体S之间设置缓冲层2002。缓冲层2002可用于在活性层生长时调苄基底的扭曲度，以减小晶片的波长分布。
[0167]缓冲层2002可以由AlxInyGa(1_x_y)N(0≤χ≤1，O≤y≤1，O≤x+y≤1)制成，具体地说，如果需要，还可使用GaN、AlN、AlGaN、InGaN或InGaNAlN和诸如ZrB2、HfB2、ZrN、HfN、TiN等的材料。另外，缓冲层2002可通过组合多个层或者通过逐渐改变多个层的组分而形成。
[0168]硅基底具有与GaN的热膨胀系数显著不同的热膨胀系数。因此，在硅基底上生成GaN薄膜的情况下，当GaN薄膜在高温下生长和在室温下冷却时，由于基底材料和薄膜的热膨胀系数之间的差异，张应力施加到GaN薄膜上，产生裂缝。为了防止裂缝的产生，通过利用薄膜生长的方法补偿张应力，使得在薄膜生长时将压应力施加到薄膜上。
[0169]硅(Si)和GaN的晶格常数之间的差异增加了在硅基底中产生缺陷的可能性。因此，在硅基底的情况下，可使用具有复合结构的晶片，以在控制缺陷的同时控制用于抑制扭曲的应力。
[0170]例如，首先，AlN层可形成在基底2001上。在这种情况下，可以使用不包含镓(Ga)的材料，以防止硅(Si)和镓(Ga)之间的反应。还可使用诸如SiC等的材料作为AlN的替换物。通过使用铝(Al)源和氮(N)源，AlN层可在从400°C到1300°C的温度范围内生长。如果需要,可将AlGaN中间层插入到在多个AlN层之间的GaN的中部，以控制应力。
[0171]将对具有III族氮化物半导体的多层结构的发光层叠体S进行详细地描述。第一导电型半导体层2004和第二导电型半导体层2006可分别由η型和ρ型掺杂半导体形成。
[0172]然而，本发明构思不限于此，相反地，第一导电型半导体层2004和第二导电型半导体层2006可分别由ρ型和η型掺杂半导体形成。例如，第一导电型半导体层2004和第二导电型半导体层2006可包含III族氮化物半导体，例如，具有AlxInyGa(1_x_y)N(0≤X≤1，O≤y≤1，O≤x+y≤I)的组分的材料。当然，示例性实施例不限于此，可选择地，第一导电型半导体层2004和第二导电型半导体层2006可包含诸如AlGaInP基半导体或者AlGaAs基半导体的材料。
[0173]同时，第一导电型半导体层2004和第二导电型半导体层2006可具有单层结构，或者，可选择地，如有需要，第一导电型半导体层2004和第二导电型半导体层2006可具有包括具有不同组分、厚度等的多层结构。例如，第一导电型半导体层2004和第二导电型半导体层2006可分别具有用于提高电子和空穴注入效率的载体注入层，或者可具有各种类型的超晶格结构。
[0174]第一导电型半导体层2004可还在与活性层2005相邻的区域中具有电流扩散层。电流扩散层可具有其中具有不同组分或者不同杂质含量的多个InxAlyGa(1_x_y)N层被顺序地层叠的结构，或者可具有部分形成在其中的绝缘材料层。
[0175]第二导电型半导体层2006可还可在与活性层2005相邻的区域中包括电子阻挡层。电子阻挡层可具有其中具有不同组分的多个InxAlyGa(1_x_y)N层被层叠的结构，或者可具有一个或者更多个包含AlyGa(1_y)N的层。电子阻挡层可具有比活性层2005的带隙更宽的带隙，从而防止电子越过第二导电型(P型)半导体层而转移。
[0176]发光层叠体S可通过利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)而形成。为了制造发光层叠体S，有机金属化合物气体(诸如三甲基镓(TMG)、三甲基铝(TMA))和含氮气体(氨(NH3)等)可被供应到安装有基底2001的反应容器中作为反应气体，所述基底保持在范围为从900°C到1100°C的高温，当正在生成氮化镓基化合物半导体时，如果需要，供应杂质气体以将氮化镓基化合物半导体层叠为未掺杂η型或者ρ型半导体。硅(Si)是公知的η型杂质，P型杂质包括锌(Zn)、镉(Cd)、铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、钡(Ba)等。在这些杂质中，主要使用镁(Mg)和锌(Zn)。
[0177]另外，设置在第一导电型半导体层2004和第二导电型半导体层2006之间的活性层2005可具有多量子讲(mult1-quantum well) (MQff)结构,其中，量子讲层和量子阻挡层可以交替地层叠。例如，在氮化物半导体的情况下，可使用GaN/InGaN结构，或者还可使用单量子讲(single quantum well) (SQff)结构。
[0178]欧姆接触层2008可具有提供较低的欧姆接触电阻的相对高的杂质浓度，以降低元件的操作电压，从而提高其特性。欧姆接触层2008可由GaN层、InGaN层、ZnO层或者石墨烯层形成。
[0179]第一电极2009a或者第二电极2009b可包含诸如银(Ag)、镍(Ni)、铝(Al)，锗(Rh)、钯(Pd)、铱(Ir)、钌(Ru)、镁(Mg)、锌(Zn)、钼(Pt)、金(Au)等的材料，并可具有包括诸如 Ni/Ag、Zn/Ag、Ni/Al、Zn/Al、Pd/Ag、Pd/Al、Ir/Ag、Ir/Au、Pt/Ag、Pt/Al、Ni/Ag/Pt 等的两层或者更多层的结构。
[0180]图10中所示出的LED芯片具有第一电极2009a和第二电极2009b面对与光提取表面相同的表面。然而，芯片可被构造为具有假设的各种其它的结构，例如，第一电极和第二电极面对与光提取表面相对的表面的倒装芯片结构、第一电极和第二电极形成在相互对立的表面上的竖直结构、通过在芯片中形成多个过孔作为提高电流扩散效率以及散热效率等的结构而采用电极结构的竖直和水平结构。
[0181]在制造用于高输出的大的发光元件的情形下，可提供如图11中所示的提升电流传播效率以及散热效率的LED芯片。
[0182]如图11中所示，LED芯片2100可包括顺序地层叠的第一导电型半导体层2104、活性层2105、第二导电型半导体层2106、第二电极层2107、绝缘层2102、第一电极层2108和基底2101。这里，为了电连接到第一导电型半导体层2104，第一电极层2108可包括一个或者更多个接触孔H，接触孔H从第一电极层2108的一个表面延伸到第一导电型半导体层2104的至少一部分区域，并且与第二导电型半导体层2106和活性层2105电绝缘。然而，第一电极层2108并不是本实施例的必需元件。
[0183]接触孔H从第一电极层2108的界面穿过第二电极层2107、第二导电型半导体层2106和活性层2105延伸到第一导电型半导体层2104的内部。接触孔H延伸到活性层2105和第一导电型半导体层2104之间的至少一个界面，并且，优选地，延伸到第一导电型半导体层2104的一部分。然而，形成接触孔H用于电连接以及电流扩散，所以当接触孔H与第一导电型半导体层2104接触时实现接触孔H存在的目的。因此，没有必要将接触孔H延伸到第一导电型半导体层2104的外表面。
[0184]考虑到与第二导电型半导体层2106的光反射功能和欧姆接触功能，形成在第二导电型半导体层2106上的第二电极层2107可以由从银(Ag)、镍(Ni)、铝(Al)，锗(Rh)、IE (Pd)、铱(Ir)、钌(Ru)、镁(Mg)、锌(Zn)、钼(Pt)、金(Au)等中选择出来的材料制成,可通过利用诸如溅射或者沉积等的工艺来形成第二电极层2107。
[0185]接触孔H可具有穿透第二电极层2107、第二导电型半导体层2106和活性层2105的形式，以连接到第一导电型半导体层2104。可通过使用蚀刻工艺(诸如电感耦合等离子体-反应离子蚀刻(ICP-RIE)等)形成接触孔H。
[0186]绝缘层2102可被形成为覆盖接触孔H的侧壁以及第二导电型半导体层2106的表面。在这种情形下，与接触孔H的底部相对应的第一导电型半导体层2104的至少一部分可被暴露。可通过沉积诸如SW2、SiOxNy或者SixNy的绝缘材料形成绝缘层2102。
[0187]包括通过填充传导材料形成的导电过孔的第一电极层2108可形成在接触孔H内。然后，基底2101形成在第一电极层2108上。在这个结构中，基底2101可通过导电过孔电连接到第一导电型半导体层2104。
[0188]基底2101 可包含具有 Au、N1、Al、Cu、W、S1、Se、GaAs, SiAl、Ge、SiC、AIN、Al2O3'GaN、AlGaN中的任意一种材料，并可通过诸如电镀、溅射、沉积、键合等的工艺形成。然而，本发明构思不限于此，可使用其它合适的材料与工艺。
[0189]为了减小接触电阻，可适当地调整数量、形状、节距、与第一导电型半导体层2104和第二导电型半导体层2106的接触面积等、接触孔H的形状和尺寸。接触孔H可被布置为具有成行或者成列的各种形状，以增强电流。
[0190]LED照明装置提供改善的散热特性，在总散热性能方面，在照明装置中优选地使用具有低热值的芯片。作为一种满足这些需求的LED芯片，可使用其中具有纳米结构的LED芯片(以下，称为“纳米LED芯片”)。
[0191]这种纳米LED芯片包括最近开发的芯/壳型纳米LED芯片，所述芯片具有低结合密度以产生相对低程度的热，并具有通过使用纳米结构增大发光面积而增加的发光效率，通过获得非极性活性层来防止由于极化造成效率的退化，从而提高压降特性，使得发光效率随着注入电流的量增加而降低。
[0192]图12示出了可在前述的照明装置中采用的作为LED芯片的另一示例的纳米LED
-H-* I I
心/T O
[0193]如图12中所示，纳米LED芯片2200包括形成在基底2201上的多个纳米发光结构No在本示例中，示出了纳米发光结构N具有如同杆结构一样的芯壳结构，但是，本示例性实施例不限于此，纳米发光结构N可具有不同的结构(诸如棱锥形结构)。
[0194]纳米LED芯片2200包括形成在基底2201上的基础层2202。基础层2202是为纳米发光结构N提供生长表面的层，基础层2202可包括第一导电型半导体层。具有用于纳米发光结构N (具体地说，芯)的生长的敞开区域的掩模层2203可形成在基础层2202上。掩模层2203可包括诸如SiO2或者SiNx的介电材料。
[0195]在纳米发光结构N中，通过使用具有敞开区域的掩模层2203而选择性地使第一导电型半导体层生长而形成第一导电型纳米芯2204，活性层2205和第二导电型半导体层2206在纳米芯2204的表面上形成为壳层。因此，纳米发光结构N可具有第一导电型半导体层为纳米芯并且包围纳米芯的活性层2205和第二导电型半导体层2206为壳层的芯壳结构。
[0196]纳米LED芯片2200包括填充在纳米发光结构N之间的填充材料2207。如果需要可采用填充材料2207，以便使得纳米发光结构N在结构上稳定并且在光学方面改善纳米发光结构N。填充材料2207可包括诸如SiO2的透明材料，但是，本发明构思不限于此。欧姆接触层2208可形成在纳米发光结构N上，并且连接到第二导电型半导体层2206。纳米LED芯片2200包括由第一导电型半导体层形成的基础层2202以及分别连接到基础层2202和欧姆接触层2208的第一电极2209a和第二电极2209b。
[0197]通过使纳米发光结构N具有不同的直径、成分和掺杂密度来形成纳米发光结构N，可从同一元件中发出具有两个或者更多个不同波长的光。通过适当地调节具有不同波长的光，可以在单个元件中不使用磷光体的情况下实现白光，并且可以通过将不同的LED芯片与前述的元件进行组合或者与诸如磷光体的波长转换材料进行组合来实现具有不同期望颜色的光或者具有不同色温的白光。
[0198]图13是示出了具有安装在安装基底2320上的LED芯片2310的半导体发光元件2300，半导体发光元件2300作为在前述的照明装置中可采用的光源。
[0199]图13中所示出的半导体发光元件2300包括LED芯片2310。LED芯片2310呈现为不同于前面描述的示例中的LED芯片。
[0200]LED芯片2310包括:设置在基底2301的一个表面上的发光层叠体S ;相对于基底2301，设置在发光层叠体S的相对侧的第一电极2308a和第二电极2308b。另外，LED芯片2310包括覆盖第一电极2308a和第二电极2308b的绝缘层2303。
[0201]第一电极2308a和第二电极2308b可电连接到第一电极垫2319a和第二电极垫2319b，第一电极垫2319a和第二电极垫2319b通过电连接单元2309a和2309b连接到第一电极2308a和第二电极2308b。
[0202]发光层叠体S可包括顺序地设置在基底2301上的第一导电型半导体层2304、活性层2305和第二导电型半导体层2306。第一电极2308a可被设置有穿过活性层2305和第二导电型半导体层2306连接到第一导电型半导体层2304的导电过孔。第二电极2308b可连接到第二导电型半导体层2306。
[0203]绝缘层2303可具有暴露在第一电极2308a和第二电极2308b中的至少一部分上的敞开区域，第一电极垫2319a和第二电极垫2319b可连接到第一电极2308a和第二电极2308b。
[0204]第一电极2308a和第二电极2308b可具有多层结构，在所述多层结构中形成由分别相对于第一导电型半导体层2304和第二导电型半导体层2306具有改善的欧姆特性的导电材料制成的一层或更多层。例如，第一电极2308a和第二电极2308b可通过沉积或者溅射银(Ag)、铝(Al)、镍(Ni)、铬(Cr)、透明导电氧化物(TCO)等中的一种或者更多种而形成。如下所述，第一电极2308a和第二电极2308b可沿着相同的方向设置并可在引线框架上被安装为所谓的倒装芯片。在这种情况下，第一电极2308a和第二电极2308b可被设置为面对相同的方向。
[0205]具体地说，第一电极2308a可层叠体通过在发光层叠体S中穿过第二导电型半导体层2306和活性层2305连接到第一导电型半导体层2304的导电过孔，而连接到第一电连接单元2309a。
[0206]可适当地调节导电过孔和第一电连接单元2309a与第一导电型半导体层2304的接触面积的量、或者接触区域的形状或节距等，以减小接触电阻，导电过孔和第一电连接单元2309a可以被成行和成列地布置，以增大电流。
[0207]另一电极结构可包括直接形成在第二导电型半导体层2306上的第二电极2308b和形成在第二电极2308b上的第二电连接单元2309b。除了具有形成与第二导电型半导体层2306的电欧姆连接的功能之外，第二电极2308b可由光反射材料制成，因此，如图13中所示，在LED芯片2310被安装为所谓的倒装芯片结构的情形下，从活性层2305发出的光可以沿着基底2301的方向有效地发出。当然，根据主要的光发射方向，第二电极2308b可由诸如透明导电氧化物的光透射导电材料形成。
[0208]如上所述的两个电极结构可通过绝缘层2303被电力地分开。绝缘层2303可包含任何适合的具有电绝缘特性的材料。即，绝缘层2303可由任何具有电绝缘性的材料形成，这里，优选地使用具有低的光吸收度的材料。例如，可使用诸如SiO2JiOxNpSijiNy等的氧化硅或者氮化硅。如果需要，光反射填充物可被分散在光透射材料中，以形成光反射结构。
[0209]第一电极垫2319a和第二电极垫2319b可分别连接到第一电连接单元2309a和第二电连接单元2309b，以用作LED芯片2310的外部端子。例如，第一电极垫2319a和第二电极垫 2319b 可由金(Au)、银(Ag)、铝(Al)、钛(Ti)、钨(W)、铜(Cu)、锡(Sn)、镍(Ni)、钼(Pt)、铬(Cr)、NiSn、TiW、AuSn或其共熔金属形成。在这种情况下，LED芯片2310被安装在安装基底2320上,第一电极垫2319a和第二电极垫2319b可通过利用共熔金属而结合，因此可以不使用倒装芯片结合通常所需的焊料隆起。在所述安装方法中，与利用焊料隆起的情况相比，共熔金属的使用可有利于获得优良的散热效果。在这种情况下，为了获得优良的散热效果，第一电极垫2319a和第二电极垫2319b可被形成为具有相对大的面积。
[0210]除非另外描述之外，可参照上面有关图10描述的内容来理解基底2301和发光层叠体S。另外，尽管未示出，但是可在发光层叠体S和基底2301之间形成缓冲层。可采用所述缓冲层作为由氮化物等形成的无掺杂半导体层，以减轻在其上生长的发光层叠体S的晶格缺陷。
[0211]基底2301可具有彼此对面的第一主表面和第二主表面、以及可形成在第一主表面和第二主表面上的不平坦结构C (B卩，凹入和突起)。形成在基底2301的一个表面上的不平坦结构C可通过对基底2301的一部分进行蚀刻而形成，从而由与基底2301的材料相同的材料而制成。可选择地，不平坦结构C可包含与基底2301的材料不同的材料。
[0212]在示例性实施例中，由于不平坦结构C形成在基底2301与第一导电型半导体层2304之间的界面上，所以从活性层2305发出的光的路径可以宽范围地变化，因此，可降低被吸收到半导体层中的光的光吸收率，并且可增加光散射率，增大光提取效率。
[0213]具体地，不平坦结构C可形成为具有规则或者不规则的形状。用于形成不平坦结构C的异质材料可以是透明导体、透明绝缘体或者具有良好的反射率的材料。这里，可使用诸如Si02、SiNx、Al203、Hf0、Ti02或ZrO的材料作为透明绝缘体。可使用诸如ZnO、包含添加剂(例如，Mg、Ag、Zn、Sc、Hf、Zr、Te、Se、Ta、W、Nb、Cu、S1、N1、Co、Mo、Cr、Sn)的氧化铟等的透明导电氧化物(TCO)作为透明导体。可采用银(Ag)、铝(Al)或者包括具有不同的反射率的多层分布式布拉格反射器(DBR)作为反光材料。然而，所述示例性实施例不限于此。
[0214]基底2301可从第一导电型半导体层2304移除。为了移除基底2301，可以使用利用激光的激光剥离(LL0)、蚀刻或者抛光工艺。另外，在移除基底2301之后，在第一导电型半导体层2304的表面上会形成凹入和突起。
[0215]如图13中所示，LED芯片2310被安装在安装基底2320上。安装基底2320包括第一上电极层2312a、第一下电极层2312b、形成在基底主体2311的上表面和下表面的第二上电极层2313a和第二下电极层2313b、贯穿基底主体2311用于连接上电极层和下电极层的过孔2313。基底主体2311可包含树脂、陶瓷或者金属，上下电极层2312a和2313a以及下电极层2312b和2313b可包含由金(Au)、铜(Cu)、银(Ag)或者铝(Al)制成的金属层。
[0216]前述的LED芯片2310安装在其上的基底不限于如图13中所示的安装基底2320的构造，并且可采用任何具有用于驱动LED芯片2310的配线结构的合适的基底。例如，上面参照图3至图9描述的基底可以是适用的。
[0217]除了前述的LED芯片之外，还可使用具有各种其它结构的LED芯片。例如，还可有利地使用这样的LED芯片，在所述LED芯片中，表面等离子体激元(SPP)形成在LED芯片的金属电解质边界中以与量子阱激子相互作用，从而获得显著提高的光提取效率。
[0218]各种类型的LED芯片可在电路板上被安装为裸芯片，并用作照明装置的光源，不同地，还可使用LED芯片被安装在具有一对电极结构的封装件主体中的各种类型的封装结构。
[0219]包括LED芯片的封装件(以下，称为“LED封装件”)可设置有利于连接到外部电路的外部端子结构，并且可具有各种具有改善LED芯片的散热特性以及增强发光特性的散热结构的光学结构。例如，各种光学结构可包括用于改善光分布特性的透镜结构或者用于将从LED芯片发出的光转换成具有不同波长的光的波长转换单元。
[0220]作为可在照明装置中被采用的LED封装件的示例，可使用具有芯片级封装(CSP)结构的LED封装件。
[0221]减小LED芯片封装件的尺寸并简化制造工艺的CSP适合于大批量生产，并且由于可通过CSP将诸如磷光体的波长转换材料和诸如透镜的光学结构可与LED芯片一起一体地制造，所以可在照明装置中合适地使用CSP。
[0222]图14示出了 CSP (作为封装结构)的示例，其中，电极形成在LED芯片2410的下表面(与主要的光提取表面相对)上， 磷光体层2407和透镜2420 —体地形成。
[0223]如图14中所示的CSP2400包括设置在安装基底2411上的发光层叠体S、第一端子单元Ta和第二端子单元Tb、磷光体层2407和透镜2420。
[0224]发光层叠体S可包括第一导电型半导体层2404、第二导电型半导体层2406以及第一导电型半导体层2404与第二导电型半导体层2406之间的活性层2405。在本实施例中，第一导电型半导体层2404与第二导电型半导体层2406可以分别是η-型半导体层和P-型半导体层，并且在一些实施例中，可包含氮化物半导体(例如，AlxInyGa(1_x_y)N(0≤X≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤I))。然而，除了氮化物半导体之外，还可使用GaAs基半导体或者GaP基半导体。
[0225]根据电子-空穴重组，形成在第一导电型半导体层2404与第二导电型半导体层2406之间的活性层2405可以具有预定的能量级，并可具有量子阱层和量子阻挡层交替层叠的多量子阱(MQW)结构。例如，在MQW结构的情况下，可使用InGaN/GaN或者AlGaN/GaN结构。
[0226]同时，第一导电型半导体层2404、第二导电型半导体层2406和活性层2405可通过使用半导体生长工艺(诸如金属-有机化学气相沉积(MOCVD)、分子束外延(MBE)、氢化物气相外延(HVPE)等)来形成。
[0227]如图14中所示的LED芯片2410中的生长基底可被移除，并且在生长基底被移除的表面上可形成凹入和突起(或不平坦表面)P。另外，磷光体层2407可作为光转换层适用于不平坦表面。
[0228]LED芯片2410包括分别连接到第一导电型半导体层2404与第二导电型半导体层2406的第一电极2409a和第二电极2409b。第一电极2409a可具有穿过第二导电型半导体层2406和活性层2405连接到第一导电型半导体层2404的导电过孔2408。在导电过孔2408中，绝缘层2403形成在活性层2405与第二导电型半导体层2406之间，以防止发生短路。
[0229]虽然示出了单个导电过孔2408，但是可设置两个或者更多个导电过孔2408，以利于分配电流，并且导电过孔2408可被布置为各种形式。在本实施例中可采用的安装基底2411被示出作为支撑基底(诸如可易于适用于半导体工艺的硅基底)，但是，本发明构思不限于此。安装基底2411和LED芯片2410可通过第一结合层2402和第二结合层2412而结合。第一结合层2402和第二结合层2412可由电绝缘材料或者导电材料制成。例如，电绝缘材料可包括诸如Si02、SiN等的氧化物、诸如硅树脂、环氧树脂等的树脂材料。导电材料可包括银(Ag)、铝(Al)、钛(Ti)、钨(W)、铜(Cu)、锡(Sn)、镍(Ni)、钼(Pt)、铬(Cr)、Ni Sn、Tiff> AuSn或其共熔金属合金。这一工艺可以被实现，使得第一结合层2402和第二结合层2412被应用于LED芯片2410和安装基底2411的各个结合表面，并且顺序地结合到所述各个结合表面。
[0230]过孔从安装基底2411的下表面形成，以连接到LED芯片2410的被结合的第一电极2409a和第二电极2409b。绝缘体2413可形成在所述过孔的侧表面上和安装基底2411的下表面上。在安装基底2411为硅基底的情形下，绝缘体2413可通过热氧化被设置为氧化硅膜。过孔被导电材料填充，以形成连接到第一电极2409a的第一端子单元Ta和连接到第二电极2409b的第二端子单元Tb。第一端子单元Ta和第二端子单元Tb可包括种子层(seed layer)2418a和2418b以及利用种子层2418a和2418b通过电镀工艺形成的电镀电荷单兀(plating charged unit) 2419a 和 2419b。
[0231]作为另一不例，如图15中所不，可使用具有LED芯片关于基底2411竖直站立的结构的侧视封装件。在这种情况下，LED芯片可将光辐射到相对于基底的安装表面的侧面上，可通过基底增强散热效果。
[0232]发光元件120可被构造为包括通过将绿色、红色、橙色磷光体与蓝光LED芯片以及进行组合而发射白光的发光元件、紫光发光元件、蓝光发光元件、绿光发光元件、红光发光元件和红外光发光元件中的至少一种。在这种情况下，光源设备可具有调节到从钠(Na)灯到日光水平等范围的显色指数(CRI)，并具有从烛光(1500K)到蓝天水平(12000K)范围内的色温，以产生各种类型的白光。如有需要，光源设备可产生具有紫色、蓝色、绿色、红色、橙色的可见光或者红外光，以根据周围的气氛或氛围来调节照明颜色。另外，光源设备可产生刺激植物生长的具有特定波长的光。
[0233]参照图16的图表，通过将黄色、绿色、红色磷光体和/或绿光和红光LED芯片与红光LED芯片组合而产生的白光可具有两个或者更多个峰值波长，并可位于CIE1931色度表的分段连接(X，y)坐标(0.4476，0.4074)、(0.3484，0.3516)、(0.3101，0.3162)、(0.3128，
0.3292)、(0.3333，0.3333)。可选择地，白光可位于黑体辐射的光谱和所述分段围绕的区域中。白光的色温对应于从2000K到20000K的范围。
[0234]在一些实施例中，磷光体可具有下面的实验公式和颜色。
[0235]氧化物系统:黄和绿Y3Al5O12:Ce、Tb3Al5O12:Ce、Lu3Al5O12:Ce
[0236]硅酸盐系统:黄和绿(Ba，Sr)2Si04:Eu,黄和橙(Ba，Sr)3Si05:Ce
[0237]氮化物系统:绿β -SiAlON:Eu，黄 L3Si6O11:Ce，橙 a -SiAlON:Eu，红 CaAlSiN3:Eu,Sr2Si5N8:Eu, SrSiAl4N7:Eu
[0238]磷光体的组分可以基本上与化学计算一致，并且各自的元素可以分别用周期表的各个组的不同元素来替代。例如，锶(Sr)可以用碱土的钡(Ba)、钙(Ca)、镁(Mg)等来替代，钇(Y)可以用铽(Tb)、镥(Lu)、钪(Sc)、钆(Gd)等来替代。另外，根据期望的能量级，铕(Eu)(作为活化剂)可以用铺(Ce)、铽(Tb)、镨(Pr)、铒(Er)、镱(Yb)等来替代，可以单独施加活化剂，可以另外地施加共活化剂等，以改变光的特性。
[0239]此外，可施加诸如量子点等的材料作为替换磷光体的材料，并且在LED中可以将磷光体与量子点组合使用或者单独使用。
[0240]量子点具有包括芯(3nm至IOnm)(诸如CdSe> InP等)、壳(0.5nm至2nm)(诸如ZnS, ZnSe等)和用于稳定芯和壳的配体的结构，并且可根据尺寸实现各种颜色。
[0241]下面的表1示出了根据使用蓝光LED(440nm至460nm)的白光发光元件的应用领域的磷光体的类型。
[0242][表1]
【权利要求】
1.一种照明装置，包括:基底，具有第一电力端子和第二电力端子，所述基底被构造并布置为至少部分地围绕内部区域，所述基底具有面对所述内部区域的内表面和与所述内部区域相对的外表面；多个发光元件，被设置在所述基底的外表面上并电连接到第一电力端子和第二电力端子，所述多个发光元件被设置在所述外表面上，使得发光元件中的第一发光元件和第二发光兀件被布置为相对于内部区域分别发出基本朝向不同的第一径向和第二径向的光福射。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述照明装置的竖直轴与所述内部区域交叉，其中，所述多个发光元件被设置在与所述竖直轴交叉的公共面上。
3.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述照明装置还包括:光传播单元，被设置为接收从第一发光元件沿着第一径向入射的光辐射和从第二发光元件沿着第二径向入射的光福射。
4.根据权利要求3所述的照明装置，其中，所述光传播单元包括具有内表面的中间开口，其中，包括第一发光元件和第二发光元件的基底被设置在所述中间开口中，使得来自第一发光兀件和第二发光兀件的光福射入射 到所述中间开口的内表面上。
5.根据权利要求4所述的照明装置，其中，所述照明装置在中间开口处还包括光折射结构。
6.根据权利要求5所述的照明装置，其中，所述光折射结构的位置与所述发光元件的位置相对应。
7.根据权利要求3所述的照明装置，其中，所述光传播单元还包括上表面和下表面，其中，上表面和下表面中的至少一个是弯曲的，以对内部传播的光进行重定向。
8.根据权利要求4所述的照明装置，其中，所述光传播单元包括具有所述中间开口的单一圆盘。
9.根据权利要求4所述的照明装置，其中，所述光传播单元具有包括所述中间开口的大致环形结构。
10.根据权利要求9所述的照明装置，其中，所述环形结构的主体是中空的。
11.根据权利要求3所述的照明装置，其中，所述光传播单元可拆卸地结合到所述照明>j-U ρ?α装直。
12.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述基底具有三角形、四边形、五边形、六边形、七边形、八边形、九边形、十边形或者大于十边的形状中的一种外形。
13.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述照明装置还包括: 基座，位于所述照明装置的第一端，所述基座具有彼此电绝缘的第一端子和第二端子，所述基底的第一电力端子和第二电力端子电连接到所述基座的第一端子和第二端子； 散热单元，散发所述照明装置产生的热，散热单元的一部分位于远离所述第一端的照明装置的最远的第二端。
14.根据权利要求7所述的照明装置，其中，上表面和下表面中的弯曲表面被构造并被布置为使光传播单元的中间部分最厚且外周部分最薄。
15.一种照明装置，包括: 基座，具有彼此电绝缘的第一端子和第二端子； 光源，具有连接到所述第一端子和第二端子的多个发光元件，所述光源被构造并被布置为相对于所述照明装置的竖直轴沿着径向发出光辐射，光源的所有的发光元件被仅仅沿着垂直于所述竖直轴的单个平面设置； 光传播单兀，包括上表面、下表面和中间开口，所述光传播单兀围绕光源设置，以在中间开口处接收并分布从所述光源入射的光辐射。
16.根据权利要求15所述的照明装置，其中，所述基座位于所述照明装置的第一近端，所述照明装置还包括: 散热单元，散发由所述光源产生的热，散热单元的一部分位于远离所述第一近端的所述照明装置的最远的第二端。
17.一种照明装置，包括: 基座，位于所述照明装置的第一端，并具有彼此电绝缘的第一端子和第二端子； 光源，具有连接到第一端子和第二端子的多个发光元件，所述光源被构造并被布置为相对于所述照明装置的竖直轴沿着径向发出光辐射； 光传播单元，包括上表面、下表面和中间开口，所述光传播单元被设置为在中间开口处接收从所述光源入射的光辐射； 散热单元，散热单元的一部分位于远离所述第一端的照明装置的最远的第二端。
18.根据权利要求17所 述的照明装置，其中，所述光传播单元沿着所述照明装置的所述竖直轴被设置在所述散热单元和所述基底之间的位置。
19.根据权利要求17所述的照明装置，其中，所述光传播单元可拆卸地结合到所述照明装置。
20.一种照明装置，包括: 基座，位于所述照明装置的第一端，并具有彼此电绝缘的第一端子和第二端子； 光源，具有连接到第一端子和第二端子的多个发光元件，所述光源被构造并被布置为围绕所述照明装置的竖直轴沿着径向发出光辐射，其中，所述光源包括发光元件，其中，所述发光元件仅仅沿着垂直于所述竖直轴的单个公共面设置； 光传播单元，包括上表面、下表面和中间开口，所述光传播单元被设置为在中间开口处接收从所述光源入射的光辐射，所述光传播单元包括大致的环形结构； 散热单元，散热单元的一部分位于远离所述第一端的照明装置的最远的第二端。
【文档编号】F21V29/00GK103982785SQ201410046656
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年2月10日 优先权日:2013年2月8日
【发明者】尹亨元 申请人:三星电子株式会社