CN104253205B - 半导体发光器件和其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种发光器件及其制造方法，该发光器件包括：散热结构，其包括金属、陶瓷、半导体和树脂中的一种或多种材料；柔性绝缘层，其与散热结构直接接触；导电层，其层叠在柔性绝缘层上；以及发光单元，其安装在导电层上，其中，发光单元包括：发光结构，其包括第一导电类型半导体层、有源层和第二导电类型半导体层；以及第一电极和第二电极，它们分别连接至第一导电类型半导体层和第二导电类型半导体层，并且第一电极包括通过第二导电类型半导体层和有源层连接至第一导电类型半导体层的多个导电过孔。

Description

半导体发光器件和其制造方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年6月28日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2013-0076092的优先权，该申请的公开以引用方式全文并入本文中。
技术领域
本公开涉及一种半导体发光器件及其制造方法。
背景技术
作为一种半导体发光元件的发光二极管(LED)是这样一种半导体器件，当电流被施加至p型半导体结和n型半导体结时，其能够根据电子和空穴在p型半导体结和n型半导体结的复合产生各种颜色的光。与基于灯丝的发光元件相比，半导体发光元件具有诸如寿命长、功耗低、优秀的初始驱动特性、高抗振性之类的各种优点，因此对半导体发光元件的需求持续增长。近来，随着高输出的LED器件的积极发展，LED已应用于各种应用领域，例如作为车辆光源、用于电子显示板中、用于照明器件中、作为背光单元的光源等。
具体地说，在LED用作车辆的光源的情况下，需要能够根据车辆设计保证设计自由并增大散热效率的光源模块结构的开发。
发明内容
本公开的一方面提供了一种半导体发光器件及其制造方法，该半导体发光器件具有优秀的散热性，具有高设计自由度，并且能够通过简单工艺用于大规模生产。
在一个示例性实施例中，提供一种发光器件，其包括：阻焊层；设置在所述阻焊层上的第一光源单元和第二光源单元，所述第一光源单元和所述第二光源单元分别设置在一个区域和另一区域中；导电层，其设置在所述阻焊层下方；柔性层，其设置在所述导电层下方，所述柔性层由树脂以及陶瓷填料和反光填料中的一种形成；以及第一散热结构和第二散热结构，所述第一散热结构和所述第二散热结构设置在所述柔性层的树脂下方并与所述柔性层的树脂直接接触，所述第一散热结构设置在所述一个区域中，并且所述第二散热结构设置在所述另一区域中；其中，柔性区域设置在所述一个区域与所述另一区域之间，并且其中，使所述柔性层固化以将所述柔性层与所述第一散热结构和所述第二散热结构键合在一起，而不用在所述柔性层与所述第一散热结构和所述第二散热结构之间使用另一层或粘合剂。
可以通过在对所述柔性层加热的同时将所述柔性层与所述第一散热结构和第二散热结构按压在一起来使所述柔性层固化以将所述柔性层与所述第一散热结构和第二散热结构键合在一起。
所述柔性区域可以是柔性的，以具有凸形形状和凹形形状，或者所述柔性区域可以是柔性的，以弯曲使得所述一个区域至少垂直于所述另一区域。
所述柔性区域可以是柔性的，以具有凸形形状和凹形形状。
所述柔性区域可以是柔性的，从而在邻近所述一个区域的柔性区域的一部分具有凸形形状和凹形形状中的一种，并且在邻近所述另一区域的柔性区域的一部分具有凸形形状和凹形形状中的另一种。
所述阻焊层、所述导电层和所述柔性层通过所述一个区域、所述另一区域和所述柔性区域可以是相连的。
所述一个区域、所述另一区域和所述柔性区域可以形成台阶形状。
所述陶瓷填料占所述柔性层的重量百分比可以小于10％。
所述柔性层的厚度可以在从0.1微米至0.15微米的范围内。
所述柔性区域可以是柔性的，以弯曲使得所述一个区域至少垂直于所述另一区域。
所述一个区域的平坦表面可以垂直于所述另一区域的平坦表面。
在另一个示例性实施例中，提供一种制造发光器件的方法，该方法包括以下步骤：将导电层附着在柔性层的上表面上，所述柔性层由树脂以及陶瓷填料和反光填料中的一种制成，并保持在半固化状态；在所述导电层上形成阻焊层；将散热结构附着于所述柔性层的下表面，被附着的所述散热结构与所述柔性层的树脂直接接触；以及加热和加压以将所述柔性层与所述散热结构键合在一起。
附着所述散热结构的步骤可以是将第一散热结构附着至所述柔性层的一个区域的第一附着步骤，所述方法还可以包括将第二散热结构附着至所述柔性层的另一区域的第二附着步骤。
柔性区域可以设置在所述一个区域与所述另一区域之间，并包括所述阻焊层的部分、所述导电层的部分和所述柔性层的部分，并且其中，所述柔性区域是柔性的，以在邻近所述一个区域的柔性区域的一部分具有正曲率和负曲率中的一种，并且在邻近所述另一区域的柔性区域的一部分具有正曲率和负曲率中的另一种。
在加热和加压步骤中，处于半固化状态的柔性层可以固化，以将所述柔性层与所述散热结构键合在一起，而不用在所述柔性层与所述散热结构之间使用另一层或粘合剂。
加热和加压步骤包可以括以下步骤：加热至140℃和190℃之间的温度；以及施加5.5KG/F至7.5KG/F之间的压强。
加热和施加压强的步骤可以持续两个小时至六个小时，以使处于半固化状态的柔性层固化。
加热温度可以在140℃和180℃之间。
所述陶瓷填料占所述柔性层的重量百分比可以为10％。
所述柔性层的厚度可以在从0.1微米至0.15微米的范围内。
附图说明
从以下结合附图进行的详细描述中，将更加清楚地理解本公开的以上和其它方面、特征和其它优点，其中：
图1是示意性地示出根据本发明构思的实施例的衬底的剖视图；
图2是示出用于制造根据本发明构思的实施例的衬底结构的方法的工艺的流程图；
图3A至图3H是示出用于制造根据本发明构思的实施例的衬底的方法的主要阶段的示图；
图4是示意性地示出根据本发明构思的实施例的光源模块的透视图；
图5是示意性地示出根据本发明构思的实施例的包括安装在其中的光源模块的车辆的示图；
图6是示意性地示出根据本发明构思的实施例的光源模块的透视图；
图7和图8是示意性地示出根据本发明构思的实施例的包括安装在其中的光源模块的管状照明器件的示图；
图9和图10是示意性地示出根据本发明构思的实施例的包括安装在其中的光源模块的照明器件的示图；
图11和图12是示意性地示出根据本发明构思的实施例的包括安装在其中的光源模块的照明器件的示图；
图13是示出根据本发明构思的实施例的光源模块应用于照明器件的示例的示图；
图14至图16是示意性地示出可在根据本发明构思的实施例的光源模块中采用的发光器件(或者LED芯片)的示例的剖视图；
图17是示出安装在安装板上的作为可在根据本发明构思的实施例的光源模块中采用的发光器件的LED芯片的示例的剖视图；
图18是示出CIE1931色彩空间色度图的示图；
图19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；
图20是示意性地示出图19中示出的照明系统的照明单元的详细构造的框图；
图21是示出用于控制图19中示出的照明系统的方法的流程图；
图22是示意性地示出使用图19中示出的照明系统的方式的示图；
图23是根据本发明构思的另一实施例的照明系统的框图；
图24是示出根据本发明构思的实施例的ZigBee信号的格式的示图；
图25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示图；
图26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；
图27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部件的框图；
图28是示出根据本发明构思的实施例的用于控制照明系统的方法的流程图；
图29是示出根据本发明构思的另一实施例的用于控制照明系统的方法的流程图；以及
图30是示出根据本发明构思的又一实施例的用于控制照明系统的方法的流程图。
具体实施方式
下文中，将参照附图详细描述本公开的实施例。然而，本发明可按照许多不同形式实现，并且不应理解为受限于本文阐述的实施例。另外，提供这些实施例以使得本公开将是彻底和完整的，并且将本发明的范围完全传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚起见，可夸大元件的形状和尺寸，并且相同的附图标记将始终用于指代相同或相似的部件。
图1是示意性地示出根据本发明构思的实施例的衬底的剖视图。
参照图1，衬底单元100包括柔性结构110、阻焊层120和散热结构130。另外，衬底单元100可具有彼此相邻的第一区R1和第二区R2。第一区R1可为器件区，其中电子元件(例如，光源)安装在衬底单元100上，第二区R2可设置在相邻的第一区R1之间，并且可为易弯曲的柔性区。然而，第一区R1和第二区R2的数量和布置方式可不限于此并可进行各种修改，并且根据实施例可仅设置第一区R1。
在示例性实施例中，第二区R2是柔性区，其是柔性的以具有凸形形状和凹形形状，第二区R2从第一区R1和第二区R2接触的位置处朝向第二区R2的中央弯曲。在一个示例性实施例中，从第一区R1到第二区R2的曲率、在第二区R2处的曲率以及从第二区R2到第一区R1的曲率分别是负曲率、正曲率和负曲率。在另一示例性实施例中，第二区R2弯曲以使得一个第一区R1处于基本上垂直于另一个第一区R1的角度。该角度可以至少为90度。在该示例性实施例中，将假定第二区R2仅为凸形形状和凹形形状中的一个。可替换地，第二区R2可以以角度形式弯曲，如下所示。
在一个示例性实施例中，阻焊层120和柔性结构110通过第一区R1和第二区R2是相连的。
柔性结构110可为通过将柔性绝缘层112和导电层114层叠形成的膜。
柔性绝缘层112可包括具有优秀的柔韧性(或延展性)的绝缘树脂。例如，柔性绝缘层112可由通过将陶瓷填料或反光填料与含有环氧、三嗪、硅等的有机树脂混合而获得的混合物制成。在这种情况下，陶瓷填料可用于降低环氧树脂的热膨胀系数。在一个示例性实施例中，陶瓷填料占柔性绝缘层112的重量百分比可为10％。
导电层114可包括诸如金属之类的导电材料。例如，导电层114可配置为涂树脂铜(RCC)箔。在这种情况下，导电层114可具有这样的结构，其中厚度为50μm至80μm的环氧树脂涂布在厚度为5μm至70μm的铜(Cu)层上。根据实施例，柔性结构110本身可形成为RCC箔。虽然未示出，但是导电层114可为图案化层。
同时，相对于散热结构130，构成柔性结构110的柔性绝缘层112和导电层114可具有优秀的柔韧性。另外，柔性结构110可不包括通常用在柔性印刷电路板(FPCB)中的聚酰亚胺层，或者可包括具有相对减小的厚度的聚酰亚胺层，因此柔性结构110具有低张力，从而具有优秀的柔韧性。
阻焊层120可设置在柔性结构110上并覆盖导电层114的图案，以在安装电子元件时防止不期望的连接，从而保护导电层114并在通过导电层114的图案形成的电路之间提供绝缘特性。阻焊层120可由例如光敏树脂制成。虽然未示出，但是阻焊层120可为这样的层，其被图案化以至少在其部分区域中暴露出导电层114。
散热结构130可设置在第一区R1中的柔性结构110的一个表面上。散热结构130可由具有优秀的导热性的材料制成。例如，散热结构130可由金属、陶瓷、半导体和树脂中的一种或更多种制成，所述金属包括银(Ag)、铝(Al)、镍(Ni)、铬(Cr)、铜(Cu)、金(Au)、钯(Pd)、铂(Pt)、锡(Sn)、钨(W)、铑(Rh)、铱(Ir)、钌(Ru)、镁(Mg)、锌(Zn)、钛(Ti)或者包括它们的合金材料，所述半导体诸如硅(Si)、锗(Ge)等。具体地说，散热结构130可由具有高度导热性的金属制成。因此，散热结构130可用于向下(即在向下的方向上(朝向图中的底部))驱散由安装在第一区R1中的电子元件产生的热。另外，散热结构130不形成在第二区R2中，从而可保持第二区R2中的衬底单元110的柔韧性。
柔性结构110可具有第一厚度T1，散热结构130可具有第二厚度T2，第二厚度T2大于第一厚度T1。第一厚度T1可在例如0.1μm至0.15μm的范围内。然而，根据实施例，第一厚度T1可与第二厚度T2相似。可将散热结构130(即，第一区R1的面积)设计为不同的尺寸，但是，就散热而言，有利的是，散热结构130的面积等于或大于层叠于其上的柔性结构110的面积和发光器件的面积中的至少一个。
柔性绝缘层112可设置在导电层114与散热结构130之间，使得柔性绝缘层112直接与它们接触，而没有中介层(例如，插入层或中间层)介于两个结界面中。换言之，柔性绝缘层112的表面之间与导电层114与散热结构130的相应面对的表面直接接触，而没有中介层介于它们之间。这可意味着，位于所述两个结界面之间的柔性绝缘层112具有含有相同组分系统的基质。例如，形成结界面之间的整个区域的柔性绝缘层112具有环氧树脂的单组分系统基质，并且该基质可包括散布于其中的过滤料，而没有任何不同组分系统的中介层。在另一示例中，柔性绝缘层112的基质可为其中不同树脂与环氧树脂混合的双组分系统，而非单组分系统，并且在这种情况下，两个结界面之间的整个区域可由相同的双组分系统基质形成。
根据实施例，中介层可不介于柔性结构110与散热结构130之间的界面中，并且柔性结构110与散热结构130可设置为直接接触。
根据当前实施例的衬底单元100可包括少量的层，诸如散热结构130、柔性绝缘层112和导电层114这三层，或者散热结构130、柔性绝缘层112、导电层114和阻焊层120这四层，并具有范围为0.1mm至0.15mm的相对小的厚度，以具有散热性。另外，由于衬底单元100由少量的层形成，因此其可形成为具有相对小的厚度并具有散热性。另外，可通过作为柔性区的第二区R2来提高利用衬底单元100的设计的自由度。
图2是示出用于制造根据本发明构思的实施例的衬底结构的方法的工艺的流程图。
图3A至图3H是示出用于制造根据本发明构思的实施例的衬底的方法的主要阶段的示图。
参照图2和图3A，在操作S11中制备通过将导电材料层114a层叠在柔性绝缘层112上而形成的柔性结构110。在该操作中，柔性绝缘层112保持半固化状态。
本公开中提及的术语“半固化状态”是指这样一种状态，其中材料未完全固化而是固化至其可具有可处理性或可加工性的程度。例如，在固化反应处理中，处于完全固化状态的树脂可看作处于C级状态，而处于半固化状态的树脂可看作处于B级状态。在向处于半固化状态的树脂材料施加预定热度的同时可将其挤压成一物体，以具有保持在强键合状态的键合强度。
柔性绝缘层112的厚度可大于导电材料层114a的厚度，并且可根据制造的模块将柔性结构110制备为具有一定尺寸，其中多个电子元件可安装于其上。
参照图2和图3B，在操作S12中，可将导电材料层114a图案化以形成导电层114b。图案化工艺可包括涂布、曝光和蚀刻干膜，因此，导电层114b可仅形成在期望的区域中。例如，导电层114b可形成电路图案以允许安装在衬底单元100(见图1)上的电子元件连接至外部。
参照图2和图3C，首先，在操作S13中，阻焊层120可形成在柔性结构110上。可通过施加感光型阻焊(PSR)油墨，并将其曝光和显影来形成阻焊层120。PSR油墨可为包括例如环氧树脂、热固性树脂、光引发剂、填料等的绝缘材料。可将PSR油墨搅拌例如约30分钟。
接着，可干燥柔性结构110上的阻焊层120。用于干燥阻焊层120的温度可在70℃至90℃的范围内，并且干燥时间可在20分钟至30分钟的范围内。当搅拌时间、干燥温度和干燥时间相对短时，在下面参照图3F描述的后续工艺中，会在阻焊层120中产生裂纹。
参照图2、图3D和图3E，在操作S14中，阻挡层可形成在柔性结构110的表面的一部分中，或者散热结构130的一部分可形成在柔性结构110的表面上或从中去除。也可执行这两个操作。
首先，参照图3D，可冲裁散热结构130的一部分。可将散热结构130制备为其尺寸等于或类似于图3C的柔性结构110的尺寸，以与其对应。接着，可对散热结构130执行冲裁工艺，以去除对应于第二区R2的区域，而仅保留对应于第一区R1的区域。第一区R1和第二区R2的尺寸和布置方式不限于图3D中示出的这些。
然后，参照图3E，可执行在柔性结构110的下表面上(即，在柔性绝缘层112的表面的一些部分上)形成阻挡层125的工艺。阻挡层125可仅形成在第二区R2中。根据实施例，阻挡层125可形成在柔性结构110的下表面上，并且在该操作中将其图案化以仅保留在第二区R2中。
根据实施例，可不设置第二区R2，在这种情况下，可省略以上工艺。
参照图2和图3F，在操作S15和S16中，将其上形成有阻焊层120的柔性结构110和散热结构130键合。
可执行键合工艺，使得散热结构130布置在其中不存在阻挡层125的第一区R1中。键合工艺可包括将其上形成有阻焊层120的柔性结构110与散热结构130初始附着；以及通过向柔性结构110加热和加压来固化和键合柔性结构110。
可在范围为约140℃至190℃的温度和范围为约5.5KG/F至7.5KG/F的压强下执行基于固化的键合工艺，持续两个小时至六个小时，随着处于半固化状态的柔性结构110固化，其键合至散热结构130以最终形成衬底单元100(见图1)。如果温度和压强相对高，则柔性结构110会被过度固化并损坏，如果温度和压强相对低，则柔性结构110会不易键合至散热结构130。根据当前实施例，由于使用处于半固化状态的柔性结构110来执行键合，因此不用使用诸如粘合剂之类的中介层，可简化工艺。
仅在对应于第一区R1的部分中示出散热结构130，但是如图3D所示，散热结构130是单个一体化的板状膜，其中多个部分彼此连接。因此，由于柔性结构110和散热结构130具有相同的外部轮廓，因此它们可通过键合工艺容易地键合。
另外，根据实施例，柔性结构110可键合至仅包括第一区R1而不包括第二区R2的板状散热结构130或杆状散热结构130。
参照图3G，示出了衬底单元100的底视图，并且可执行切割衬底单元100的工艺。
可根据应用衬底100的产品的尺寸和形状沿着打孔线切割衬底单元100。例如，可切割衬底单元100，使得第一区R1和第二区R2在一个方向上交替设置。然而，该工艺是可选的，并且可省略。
参照图3H，可执行弯曲衬底单元100的第二区R2的工艺。
根据使用衬底单元100的模块的设计，可对至少一部分具有优秀柔韧性的第二区R2执行弯曲工艺。因此，多个第一区R1可分别具有不同的水平高度。可根据实施例不同地修改第二区R2的弯曲角度。
根据当前实施例，衬底100可包括第二区R2。在通过散热结构130获得散热功能的同时，可提高设计自由。
图4是示意性地示出根据本发明构思的实施例的光源模块的透视图。
参照图4，光源模块1000可包括衬底单元100和多个光源单元200。
衬底单元100(如上参照图1至图3H描述的相同衬底)可包括柔性结构110和散热结构130。散热结构130可仅设置在对应于图1或图3H的第一区R1的器件区中。衬底100可具有弯曲形状，使得器件区可分别具有不同的水平高度。另外，虽然未示出，但是光源模块1000还可包括形成在柔性结构110的上表面上的阻焊层120(见图1)。用于连接至外部电源的连接器150可设置在衬底单元100的一端。
在每一个其中设置有散热结构130的器件区中，光源单元200可安装在衬底单元100上。光源单元200可包括例如半导体发光器件，并且下面将参照图14至图18描述其细节。光源单元200在其操作过程中产生的热可通过衬底单元100的散热结构130向外驱散。在当前实施例中，示出了三个器件区，但是本发明构思不限于此。例如，可根据其中安装有光源模块1000的产品不同地修改器件区的数量。
由于根据本发明构思的衬底单元100包括相对少数量的层，并具有相对较小的厚度，因此衬底单元100的使用可提供散热性。利用热像相机在相同电压和室温温度条件下测量根据当前实施例的光源模块1000的散热性和包括金属芯印刷电路板(MCPCB)而非衬底单元100的光源模块的散热性，并比较它们。结果显示根据当前实施例的光源模块1000的温度低8℃至10℃，这证明了其具有高散热性。
图5是示意性地示出根据本发明构思的实施例的包括安装在其中的光源模块的车辆的示图。
光源模块1000a可包括衬底单元100、多个光源单元200、框架单元300和覆盖单元400。
衬底单元100(如上参照图1至图3H描述的相同衬底)可具有与如上参照图4所述的前述光源模块相同或相似的结构。多个光源单元200可安装在衬底单元100的器件区中。衬底单元100可弯曲以允许器件区分别具有不同的水平高度，并且可与具有封闭的环形的框架单元300一起具有封闭的环形。可替换地，具有如下构造的衬底单元100可连接至框架单元300，以形成光源模块1000a，该衬底单元100的一些部分是断开的。可选地，散热孔可形成在衬底单元100的上表面上。
光源单元200可包括例如半导体发光器件，并且将参照图14至图18描述其细节。
框架单元300可设置为覆盖衬底单元100的侧部，并且可通过绝缘树脂等的注射成型形成。如图所示，框架单元300可安装在诸如车辆的头灯、尾灯或刹车灯之类的照明器件中。虽然未详细示出，但是框架单元300可包括紧固孔，并且衬底单元100可具有形成在其侧部上的突出构件。通过将衬底单元100的突出构件插入紧固孔中，可将衬底100与框架单元300结合。
覆盖单元400可对应于车辆的外观，并可为圆形。因此，衬底单元100和框架单元300可具有阶梯式形状，以便设置在覆盖单元400中。
图6是示意性地示出根据本发明构思的实施例的光源模块的透视图。
参照图6，光源模块1100可包括衬底单元100a和多个光源单元200。
衬底单元100a(如上参照图1至图3H描述的相同衬底)可包括柔性结构110和散热结构130。在当前实施例中，散热结构130可为图1的仅包括第一区R1而不包括第二区R2的板状散热衬底130或杆状散热结构130。然而，根据本发明构思的实施例，散热结构130可仅设置在多个光源单元200下方。衬底100a还可包括布置在柔性结构110的上表面上的阻焊层120(见图1)。另外，用于连接至外部电源的连接器150'可设置在衬底单元100a的一端。
光源单元200可包括例如半导体发光器件。后面将参照图14至图18描述其细节。光源单元200在其操作过程中产生的热可通过衬底单元100的散热结构130向外驱散。
由于根据本发明构思的衬底单元100包括相对少数量的层并且具有相对小的厚度，因此衬底单元100的使用可确保散热性。
图7和图8是示意性地示出根据本发明构思的实施例的包括安装在其中的光源模块的管状照明器件的示图。图7是示意性地示出根据本发明构思的实施例的照明器件的透视图，图8是图7的照明器件的剖视图。
参照图7和图8，管状照明器件1200可包括光源模块1210、主体单元1220以及端子单元1230a和1230b，并且还可包括覆盖单元1240和电源单元1250。
光源模块1210可包括衬底单元100b和安装在衬底单元100b上的多个光源单元200。衬底100b是如上参照图1至图3H和图6描述的衬底。如图8所示，光源模块1210可包括柔性结构110和散热结构130。在当前实施例中，柔性结构110可具有包括平坦的上表面、弯曲的侧表面和下表面的管状形状。散热结构130可仅布置在柔性结构110的上表面的下方，并且可向外驱散由多个光源单元200产生的热。根据实施例，散热结构130可向下延伸至柔性结构110的侧表面和下表面，从而具有与柔性结构110的形状相似的形状。在另一实施例中，在光源模块1210中，衬底单元100b可仅布置在其中安装有多个光源单元200的区域中，并且可在衬底单元100b下方设置支承结构。
光源模块1210可具有形成在其两个侧表面上并紧固至主体单元1220的止动凹槽1213。参照图8，光源模块1210的上表面可具有第一长度D1，并且第一长度D1可例如在15mm至25mm的范围内。
主体单元1220可允许光源模块1210固定于其上。作为一种支承结构的主体单元1220可具有大体上对应于衬底单元100b的形状的细长杆状形状。虽然未示出，但是用于散热的多个散热翅片可从主体单元1220的两个外表面突出。另外，第一凹槽1222和第二凹槽1223可形成在主体单元1220的两端中，并沿着其长度方向延伸。覆盖单元1240可紧固至第一凹槽1222，并且衬底单元100b可紧固至第二凹槽1223。
从主体单元1220的下部至光源单元200的下表面的距离D2可在约10mm至18mm的范围内。电源单元1250可设置在主体单元1220中。电源单元1250可包括例如商业电源单元(PSU)。
端子单元1230a和1230b可设置在主体单元1220的两个端部中，以将外部功率供应至光源模块1210。在当前实施例中，示出了主体单元1220的两个端部都敞开，并且端子单元1230a和1230b设置在主体单元1220的两个端部中。然而，本发明构思不限于此，当主体单元1220具有其中仅一个端部敞开的结构时，端子单元1230a和1230b可仅设置在主体单元1220的两个端部中的敞开的端部中。端子单元1230a和1230b可包括向外突出的电极引脚1231。当管状照明器件1200安装在照明系统(未示出)中时，端子单元1230a和1230b可通过电极引脚1231在物理上紧固至插孔并电连接至插孔。
覆盖单元1240紧固至主体单元1220以覆盖光源模块1210。覆盖单元1240可由允许光透射的材料制成。覆盖单元1240可具有弯曲的半圆形表面，以允许光大体上均匀地向外辐射。在当前实施例中，覆盖单元1240示为具有半圆形形状，但是本发明构思不限于此。例如，覆盖单元1240可具有四边形形状或任何其它多边形形状。可根据用于辐射光的照明设计不同地修改覆盖单元1240的形状。根据实施例，散热翅片可形成在覆盖单元1240中。
从光源单元200的上表面至覆盖单元1240的上部的距离D3可在约8mm至14mm的范围内。
图9和图10是示出根据本发明构思的实施例的包括安装在其中的光源模块的照明器件的示图。具体地说，图9是示意性地示出根据本发明构思的实施例的照明器件的侧视图，图10是示意性地示出图9的照明器件的分解透视图。
参照图9和图10，根据本发明构思的实施例的照明器件1300可包括光源模块1310、光散布单元1320和底座单元1330。照明器件1300还可包括散热单元1340和壳体单元1350。
光源模块1310可径向辐射光。为此，光源模块1310可包括环形衬底单元100c和安装在衬底单元100c上的多个光源单元200。虽然未具体示出，但是与以上参照图1至图3H和图6描述的衬底单元相同的衬底单元100c可包括柔性结构110和散热结构130。具体地说，图10中示出的四个拐角区可仅包括柔性结构110，因此，衬底单元100c可根据具有弯曲或呈角度形状的光散布单元1320适当地变形或弯曲。
光散布单元1320引导从光源模块1320径向辐射的光，以允许光向外发射。也就是说，光散布模块1320对应于一种光导向构件，并用于允许向外发射的光除前向辐射以外还横向辐射甚至反向辐射，从而扩大光分布区。
光散布单元1320可由具有透明性的塑性材料制成。例如，所述材料可包括聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。另外，光散布单元1320可由玻璃材料制成，但是本发明构思不限于此。为了能够按照与光导向构件相似的方式引导并散布内部入射光，光散布单元1320可具有实心结构。光散布单元1320具有形成在其中心的容纳孔，从而具有薄圆环状整体结构。光源模块1310可被容纳并设置在容纳孔中。
底座单元1330设置在光散布单元1320的下表面上，以将功率供应至光源模块1310。底座单元1330是一种端子，并且可以以可拆卸的方式紧固至设置在天花板、墙壁等中的固定器具中的插孔，并电连接至该插孔。底座单元1330可由具有导电性的材料(例如，金属)制成。在当前实施例中，底座单元1330示为具有艾迪生式结构，其包括螺旋紧固式螺纹，但是本发明构思不限于此。例如，底座单元1330可具有轨道式结构或者滑动接触式结构。另外，底座单元1330可具有USB插孔式结构或者适配器插孔式结构。
散热单元1340支承光源模块1310，使得光源模块1310布置在光散布单元1320的容纳孔中，并且驱散光源模块1310产生的热。散热单元1340可包括上盖1341和主体1342，上盖1341用于覆盖从光散布单元1320的上表面向上敞开的容纳孔，主体1342从上盖1341的下表面延伸，并插入到容纳孔中。光源模块1310可固定地附着至主体1342的外表面，并且由光源模块1310产生的热可通过主体1342被传递至上盖1341，并向外排放。
壳体单元1350可设置在光散布单元1320的下表面上，以覆盖从光散布单元1320的下表面敞开的容纳孔。散热单元1340可紧固至壳体单元1350的一个表面，并且底座单元1330可紧固至壳体单元1350的另一表面。
壳体单元1350可具有空心结构，并且可通过利用例如树脂材料通过诸如注射成型之类的方法制造。可在壳体1350的内表面上形成紧固单元，以允许散热单元1340紧固至壳体单元1350。还可在壳体单元1350的外表面上形成紧固单元，以允许底座单元1330以可拆卸的方式紧固至壳体单元1350。
图11和图12是示出根据本发明构思的实施例的包括安装在其中的光源模块的照明器件的示图。具体地说，图11是示意性地示出根据本发明构思的实施例的照明器件的透视图，图12是示意性地示出图11的照明器件的分解透视图。
参照图11和图12，根据本发明构思的实施例的照明器件1300a可包括光源模块1310a、光散布单元1320a和底座单元1330a。根据本发明构思的实施例的照明器件1300a还可包括散热单元1340a和壳体单元1350a。除光散布单元1320a的结构以外，照明器件1300a的构造具有的结构基本上与图9和图10中示出的实施例的结构大致相同。因此，下文中，将省略对与先前实施例相同的构造的描述，并且将描述光散布单元1320a的结构。
光布单元1320a可具有空心结构。也就是说，与其中如图9和图10所示的光散布单元具有实心结构的先前实施例不同，根据当前实施例的光散布单元1320a可具有空心结构以形成用于将光源模块1310容纳在其中的内部空间。
光散布单元1320a可具有大体上纤细的轮胎状形状。另外，光散布单元1320a可被划分为多个节段构件。另外，可通过将节段构件连接而形成光散布单元1320a。然而，根据实施例，光散布单元1320a可为单一结构。
光源模块1310a可包括环形衬底单元100d和安装在衬底单元100d上的多个光源单元200。在当前实施例中，散热单元1340a和光源模块1310a的一些部分可根据光散布单元1320a的形状而变形。
图13是示出根据本发明构思的实施例的光源模块应用于照明器件的示例的示图。
参照图13的分解透视图，照明器件1500示为例如球泡灯，并包括光源模块1530、驱动单元1580和外部连接单元1510。另外，照明器件1500可包括外部结构，比如外部壳体1560和内部壳体1590以及覆盖单元1570。
光源模块1530可包括衬底单元100e和安装在衬底100e上的多个光源单元200。衬底单元100e与以上参照图1至图3H和图6描述的衬底单元相同或相类似。虽然未示出，但是衬底单元100e可包括柔性结构110和散热结构130。
外部壳体1560可用作散热单元，并且可包括散热板1540和散热翅片1550，散热板1540与光源模块1530直接接触以提高散热效果，散热翅片1550围绕照明器件1500的侧部。覆盖单元1570安装在光源模块1530上，并可具有凸透镜形状。驱动单元1580可安装在内部壳体1590中，并连接至外部连接单元1510，以从外部电源提供功率至驱动单元1580。另外，驱动单元1580可用于将接收到的功率转换为用于驱动发光模块1530的光源单元200的合适的电流源，并提供该电流。例如，驱动单元1580可配置为AC-DC转换器或整流电路元件等。
另外，虽然未示出，但是照明器件1500还可包括通信模块。
下文中，将描述可在当前实施例中采用的各种发光器件。
<发光器件—第一示例>
图14是示意性地示出发光器件(LED芯片)的示例的侧剖视图。
如图14所示，发光器件2000可包括形成在生长衬底2001上的发光层叠体S。发光层叠体S可包括第一导电类型半导体层2004、有源层2005和第二导电类型半导体层2006。
可在第二导电类型的半导体层2006上形成欧姆接触层2008，并且可在第一导电类型半导体层2004和欧姆接触层2008上表面上分别形成第一电极2009a和第二电极2009b。
在本公开中，基于附图确定诸如‘上部’、‘上表面’、‘下部’、‘下表面’、‘侧表面’之类的术语，通过所述术语表示出的相对取向可根据其中发光器件设置的方向而改变。
下文中，将描述发光器件的主要部件。
[衬底]
作为衬底2001，可根据需要使用绝缘衬底、导电衬底或半导体衬底。例如，蓝宝石、SiC、Si、MgAl2O4、MgO、LiAlO2、LiGaO2或GaN可用作衬底2001的材料。对于GaN材料的外延生长，GaN衬底、同构衬底可为理想的，但由于其制造难度可导致高生产成本。
作为异构衬底，大量使用蓝宝石衬底或碳化硅衬底等，并且在这种情况下，与昂贵的碳化硅衬底相比，蓝宝石衬底使用得更广泛。当使用异构衬底时，由于衬底材料和薄膜材料之间的晶格常数的差异而导致的诸如位错之类的缺陷增多。另外，衬底材料与薄膜材料之间的热膨胀系数的差异可由于温度变化而导致弯曲，并且所述弯曲可在薄膜中引起裂纹。通过在衬底2001与基于GaN的发光层叠体S之间使用缓冲层2002可减轻该问题。
在芯片制造过程中可完全或部分地去除衬底2001或将其图案化，以在发光层叠体S生长之前或之后提高LED芯片的光学特性或电特性。例如，可通过将激光通过衬底辐射在衬底与半导体层之间的界面上来分离蓝宝石衬底，并且可通过诸如抛光、蚀刻之类的方法来去除硅衬底或碳化硅衬底。在去除衬底的过程中，可使用支承衬底，并且在这种情况下，为了提高位于原始生长衬底的相对侧上的LED芯片的发光效率，可通过利用反射金属键合支承衬底，或者反射结构可插入到结层的中心中。
在发光层叠体S生长之前或之后，衬底图案化在衬底的主表面(一个表面或两个表面)或侧表面上形成凹凸表面或倾斜表面，从而提高光提取效率。图案尺寸可在5nm至500μm的范围内进行选择。衬底可具有任何结构，只要其具有用于提高光提取效率的规则或不规则图案即可。衬底可具有诸如柱形形状、尖顶形状、半球形形状、多边形形状之类的各种形状。
这里，蓝宝石衬底是具有六菱形R3c对称性的晶体，其沿着c轴和a轴方向的晶格常数分别为大约和并具有C平面(0001)、A平面(1120)和R平面(1102)等。在这种情况下，蓝宝石晶体的C平面允许氮化物薄膜相对容易地在其上生长，并且在高温下稳定，因此通常将蓝宝石衬底用作氮化物生长衬底。
衬底2001也可由硅(Si)制成。由于硅(Si)衬底更适合于增大直径，并且价格相对低，因此使用硅(Si)衬底可有助于大规模生产。这里，具有作为衬底表面的(111)平面的硅衬底与GaN之间的晶格常数的差异为大约17％，因此需要抑制由于晶格常数之间的差异而导致的晶体缺陷的产生的技术。另外，硅与GaN之间的热膨胀系数的差异为大约56％，因此需要抑制由于热膨胀系数的差异而产生的晶圆的弯曲的技术。弯曲的晶圆可在GaN薄膜中导致裂纹并使得用于在相同晶圆中增大光的发射波长(或激发波长)的散布的工艺难以控制等。
硅衬底吸收在基于GaN的半导体中产生的光，从而降低发光器件的外部量子产率。因此，根据需要，可去除衬底，并且可另外地形成包括反射层的支承衬底，比如硅衬底、锗衬底、SiAl衬底、陶瓷衬底或金属衬底等。
[缓冲层]
当GaN薄膜生长在诸如硅衬底之类的异构衬底上时，由于衬底材料与薄膜材料之间的晶格常数失配而可使得位错密度增大，并且由于热膨胀系数之间的差异而可产生裂纹和翘曲(或弯曲)。为了防止发光层叠体S的位错和层叠体S中的裂纹，可在衬底2001与发光层叠体S之间设置缓冲层2002。当生长了有源层时，缓冲层2002可用于调整衬底2001的翘曲程度，以减小晶圆的波长散布。
缓冲层2002可由AlxInyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1)制成，具体地说，可由GaN、AlN、AlGaN、InGaN或InGaNAlN制成，并且也可根据需要使用诸如ZrB2、HfB2、ZrN、HfN或TiN之类的材料。另外，可通过将多层组合或者通过逐渐地改变组成来形成缓冲层2002。
硅(Si)衬底的热膨胀系数明显与GaN的热膨胀系数不同。因此，就在硅衬底上生长基于GaN的薄膜而言，当GaN薄膜在高温下生长，并且随后冷却至室温时，由于硅衬底和GaN薄膜之间的热膨胀系数的差异而使得张应力被施加至GaN薄膜，从而产生裂纹。在这种情况下，为了防止产生裂纹，使用这样的GaN薄膜生长方法来补偿张应力，使得在GaN薄膜生长的同时向GaN薄膜施加压应力。
硅(Si)与GaN之间的晶格常数的差异导致在其中产生缺陷的高可能性。就硅衬底而言，可使用具有复合结构的缓冲层，以控制用于限制翘曲(或弯曲)以及控制缺陷的应力，。
例如，首先，在衬底2001上形成AlN层。在这种情况下，可使用不包括镓(Ga)的材料，以防止硅(Si)与镓(Ga)之间的反应。除AlN以外，也可使用诸如SiC之类的材料。通过利用铝(Al)源和氮(N)源在范围为400℃至1,300℃的温度下生长AlN层。根据需要，AlGaN中间层可插入到多个AlN层之间的GaN的中心中，以控制应力。
[发光层叠体]
将详细描述具有III族氮化物半导体的多层结构的发光层叠体S。第一导电类型半导体层2004和第二导电类型半导体层2006可分别由n型掺杂半导体材料和p型掺杂半导体材料形成。然而，本发明构思不限于此，相反，第一导电类型半导体层2004和第二导电类型半导体层2006可分别由p型掺杂半导体材料和n型掺杂半导体材料形成。例如，第一导电类型半导体层2004和第二导电类型半导体层2006可由III组氮化物半导体制成，例如，组成为AlxInyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的材料。当然，本发明构思不限于此，并且第一导电类型半导体层2004和第二导电类型半导体层2006也可由诸如基于AlGaInP的半导体或者基于AlGaAs的半导体之类的材料制成。
同时，第一导电类型半导体层2004和第二导电类型半导体层2006可具有单层结构，或者，可替换地，第一导电类型半导体层2004和第二导电类型半导体层2006可根据需要具有多层结构，该多层结构包括具有不同组成和不同厚度等的多个层。例如，第一导电类型半导体层2004和第二导电类型半导体层2006可具有用于提高电子和空穴注射效率的载流子注射层，或者可分别具有各种超晶格结构。
第一导电类型半导体层2004还可包括与有源层2005相邻的区中的电流分布层(未示出)。电流分布层可具有部分地形成在其中的绝缘材料层或者可具有这样的结构，其中具有不同组成或不同杂质含量的多个InxAlyGa(1-x-y)N层反复地层叠。
第二导电类型半导体层2006还可包括与有源层2005相邻的区中的电子阻挡层。电子阻挡层可具有其中具有不同组成的多个InxAlyGa(1-x-y)N层层叠的结构，或者可具有一层或多层包括AlyGa(1-y)N的层。电子阻挡层的能带隙比有源层2005的能带隙更宽，从而防止电子经由第二导电类型(p型)半导体层2006转移。
可通过利用金属-有机物化学气相沉积(MOCVD)来形成发光层叠体S。为了制造发光层叠体S，将有机金属化合物气体(例如，三甲基镓(TMG)、三甲基铝(TMA))和含氮气体(氨(NH3)等)供应至其中安装有衬底2001的反应容器作为反应气体，衬底保持在范围为900℃至1,100℃的高温，在基于氮化镓的化合物半导体生长的同时，根据需要供应杂质气体以层叠作为未掺杂n型或p型半导体的基于氮化镓的化合物半导体。硅(Si)是一种熟知的n型杂质，并且p型杂质包括锌(Zn)、镉(Cd)、铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)和钡(Ba)等。在它们中，可主要使用镁(Mg)和锌(Zn)。
另外，设置在第一导电类型半导体层2004与第二导电类型半导体层2006之间的有源层2005可具有这样的多量子阱(MQW)结构，其中量子阱层和量子障碍层交替地层。例如，就氮化物半导体而言，可使用GaN/InGaN结构，或者也可使用单个量子阱(SQW)结构。
[欧姆接触层以及第一电极和第二电极]
欧姆接触层2008可具有相对高的杂质浓度，以具有低欧姆接触电阻，从而降低元件的操作电压和提高元件特性。欧姆接触层2008可由GaN层、InGaN层、ZnO层或石墨烯层形成。
第一电极2009a或第二电极2009b可由诸如银(Ag)、镍(Ni)、铝(Al)、铑(Rh)、钯(Pd)、铱(Ir)、钌(Ru)、镁(Mg)、锌(Zn)、铂(Pt)或金(Au)之类的材料制成，并且可具有这样的结构，其包括诸如Ni/Ag、Zn/Ag、Ni/Al、Zn/Al、Pd/Ag、Pd/Al、Ir/Ag、Ir/Au、Pt/Ag、Pt/Al或Ni/Ag/Pt之类的两层或更多层。
图14中示出的LED芯片具有这样的结构，其中第一电极2009a和第二电极2009b面对作为光提取表面的相同表面，但是其还可实现为具有各种其它结构，诸如倒装芯片结构、竖直结构和竖直和水平结构等，在倒装芯片结构中第一电极和第二电极面对与光提取表面相对的表面，在竖直结构中第一电极和第二电极形成在相对的表面上，竖直和水平结构通过在芯片中形成数个过孔将电极结构用作用于提高电流分布效率和散热效率的结构。
<发光器件——第二示例>
在制造用于高输出的大发光器件的情况下，可提供图15示出的LED芯片，其具有用于提升电流分布效率和散热效率的结构。
如图15所示，LED芯片2100可包括按顺序层叠的第一导电类型半导体层2104、有源层2105、第二导电类型半导体层2106、第二电极层2107、绝缘层2102、第一电极层2108和衬底2101。这里，为了电连接至第一导电类型半导体层2104，第一电极层2108包括一个或多个接触孔H，所述一个或多个接触孔H从第一电极层2108的一个表面延伸至第一导电类型半导体层2104的至少部分区域，并且与第二导电类型半导体层2106和有源层2105电绝缘。然而，在当前实施例中，第一电极层2108并非必要元件。
接触孔H从第一电极层2108的界面穿过第二电极层2107、第二导电类型半导体层2106以及有源层2105延伸到第一导电类型半导体层2104的内部。接触孔H至少延伸至有源层2105与第一导电类型半导体层2104之间的界面，并且优选地但非必要地，延伸至第一导电类型半导体层2104的一部分。然而，为了电连接性和电流分布，形成接触孔H，因此当接触孔H与第一导电类型半导体层2104接触时就实现了接触孔H存在的目的。因此，接触孔H没有必要延伸至第一导电类型半导体层2104的外表面。
考虑到反光功能和与第二导电类型半导体层2106的欧姆接触功能，形成在第二导电类型半导体层2106上的第二电极层2107可选择性地由银(Ag)、镍(Ni)、铝(Al)、铑(Rh)、钯(Pd)、铱(Ir)、钌(Ru)、镁(Mg)、锌(Zn)、铂(Pt)和金(Au)等中的材料制成，并且可通过利用诸如溅射或沉积之类的工艺形成。
接触孔H可具有这样的形式，其穿透第二电极层2107、第二导电类型半导体层2106和有源层2105以连接至第一导电类型半导体层2104。接触孔H可通过蚀刻工艺(例如电感耦合等离子体反应离子蚀刻(ICP-RIE))等形成。接触孔H的深度可在0.5μm至5.0μm的范围内，但是其可根据第二导电类型半导体层2106和有源层2105的厚度而变化。
形成绝缘层2102以覆盖接触孔H的侧壁以及第二电极层2107的表面。在这种情况下，对应于接触孔H的下表面的第一导电类型半导体层2104的至少一部分可被暴露出来。可通过沉积诸如SiO2、SiOxNy或SixNy之类的绝缘材料来形成绝缘层2102。
通过化学气相沉积(CVD)工艺，在等于或低于500℃的温度下，可沉积绝缘层2102以具有范围为约0.01μm至3μm的厚度。
第一电极层2108形成在接触孔H中，第一电极层2108包括通过填充导电材料形成的导电过孔。
多个导电过孔可形成在单个LED芯片2100区中。
可调整导电过孔的数量及其接触面积，使得多个导电过孔在其与第一导电类型半导体层2104接触的区域的平面上占据的面积是在LED芯片2100区的面积的1％至5％的范围内。导电过孔在其与第一导电类型半导体层2104接触的区域的平面上的半径的范围可为例如5μm至50μm，并且根据LED芯片2100区的宽度，导电过孔的数量可为每LED芯片2100区1至50个。虽然根据LED芯片2100区的宽度有所不同，但是可设置三个或更多个导电过孔。各导电过孔之间的距离可在100μm至500μm的范围内，并且导电过孔可具有包括行和列的基质结构。优选地但非必要地，导电过孔之间的距离可在150μm至450μm的范围内。如果导电过孔之间的距离小于100μm，则过孔的数量增多，发光面积相对减小，从而降低发光效率，而如果导电过孔之间的距离大于500μm，则电流分布会变糟，从而降低发光效率。
接着，衬底2101形成在第一电极层2108上。在该结构中，衬底2101可通过连接至第一导电类型半导体层2104的导电过孔而与其电连接。
衬底2101可由包括Au、Ni、Al、Cu、W、Si、Se、GaAs、SiAl、Ge、SiC、AlN、Al2O3、GaN、AlGaN中的任一种的材料制成，并且可通过诸如电镀、溅射、沉积或键合之类的工艺形成。
为了减小接触电阻，可适当地调节接触孔H的数量、形状、间距和与第一导电类型半导体层2104和第二导电类型半导体层2106的接触面积等。接触孔H可按照行和列布置为具有各种形状，以提高电流。
<发光器件——第三示例>
LED照明器件提供了改进的散热性，但是在整体散热性能方面，优选地但非必要地，照明器件采用具有低热值的LED芯片。作为满足这种需要的LED芯片，可使用包括纳米结构的LED芯片(下文中，称作‘纳米LED芯片’)。
这种纳米LED芯片包括近来研发的芯/皮式纳米LED芯片，其具有低键合密度以产生相对低的热度，这种纳米LED芯片通过采用纳米结构来增大发光区从而具有增大的发光效率，并且通过获得非极性有源层来防止由于极化导致的效率降低，从而提高了下降特性。
图16是示出作为可在光源模块中采用的LED芯片的另一示例的纳米LED芯片的剖视图。
如图16所示，纳米LED芯片2200包括形成在衬底2201上的多个纳米发光结构。在该示例中，示出了纳米发光结构具有作为棒结构(rod structure)的芯-皮结构，但是本发明构思不限于此，并且纳米发光结构可具有不同结构，诸如棱锥体结构。
纳米LED芯片2200包括形成在衬底2201上的基础层2202。基础层2202是提供用于纳米发光结构的生长表面的层，其可为第一导电类型半导体层。可在基础层2202上形成掩模层2203，掩模层2203具有用于纳米发光结构(具体地说，芯)的生长的开口区域。掩模层2203可由诸如SiO2或SiNx之类的电介质材料制成。
在纳米发光结构中，通过利用具有开口区域的掩模层2203选择性地生长第一导电类型半导体而形成第一导电类型纳米芯2204，并且有源层2205和第二导电类型半导体层2206作为皮层形成在纳米芯2204的表面上。因此，纳米发光结构可具有这样的芯-皮结构，其中第一导电类型半导体为纳米芯并且包围纳米芯的有源层2205和第二导电类型半导体层2206为皮层。
根据当前示例的纳米LED芯片2200包括用于填充纳米发光结构之间的空间的填料材料2207。填料材料2207可在结构上使纳米发光结构稳定，并且可根据需要被采用以在光学上改进纳米发光结构。填料材料2207可由诸如SiO2之类的透明材料制成，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上，并连接至第二导电类型半导体层2206。纳米LED芯片2200包括分别连接至由第一导电类型半导体形成的基础层2202和欧姆接触层2208的第一电极2209a和第二电极2209b。
通过形成纳米发光结构，使得它们具有不同的直径、组分和掺杂密度，可从单个器件发射具有两种或更多种不同波长的光。通过适当调整具有不同波长的光，在单个器件中可在不使用磷光体的情况下实现白光，并且通过将不同LED芯片与前述器件组合或者组合诸如磷光体的波长转换材料可实现具有各种期望颜色的光或具有不同色温的白光。
<发光器件——第四示例>
图17示出了一种半导体发光器件2300，该半导体发光器件2300具有安装在安装衬底2320上的LED芯片2310作为可在前述照明器件中采用的光源。
安装衬底2320可具有图1中示出的的结构，其中柔性结构110键合至散热结构130。
图17中示出的半导体发光器件2300包括安装在安装衬底2320上的LED芯片2310。LED芯片2310是与上述示例的LED芯片不同的LED芯片。
LED芯片2310包括发光层叠体S以及第一电极2308a和第二电极2308b，发光层叠体S设置在衬底2301的一个表面中，第一电极2308a和第二电极2308b基于发光层叠体S设置在与衬底2301相对的一侧上。另外，LED芯片2310包括用于覆盖第一电极2308a和第二电极2308b的绝缘部分2303。
第一电极2308a和第二电极2308b可包括第一电极焊盘2319a和第二电极焊盘2319b，第一电极焊盘2319a和第二电极焊盘2319b通过第一电连接部分2309a和第二电连接部分2309b连接至第一电极2308a和第二电极2308b。
发光层叠体S可包括按顺序设置在衬底2301上的第一导电类型半导体层2304、有源层2305和第二导电类型半导体层2306。可将第一电极2308a设置为穿过第二导电类型半导体层2306和有源层2305连接至第一导电类型半导体层2304的导电过孔。第二电极2308b可连接至第二导电类型半导体层2306。
多个导电过孔可形成在单个发光器件2300区中。可调整导电过孔的数量及其接触面积，使得多个导电过孔在其与第一导电类型半导体层2104接触的区域的平面上占据的面积在发光器件2300区的面积的1％至5％的范围内。过孔在其与第一导电类型半导体层2304接触的区域的平面上的半径的范围可为例如5μm至50μm，并且根据发光器件2300区的宽度，过孔的数量可为每发光器件2300区1至50个。虽然根据发光器件2300区的宽度有所不同，但是可设置三个或更多个过孔。过孔之间的距离可在100μm至500μm的范围内，并且过孔可具有包括行和列的基质结构。优选地但非必要地，过孔之间的距离可在150μm至450μm的范围内。如果过孔之间的距离小于100μm，则过孔的数量增多，发光区域相对减少，从而降低发光效率，而如果过孔之间的距离大于500μm，则电流分布会变糟，从而降低发光效率。过孔的深度可在0.5μm至5.0μm的范围内，但是过孔的深度可根据第二导电类型半导体层2306和有源层2305的厚度而变化。
通过将导电性欧姆材料沉积在发光层叠体S上来形成第一电极2308a和第二电极2308b。第一电极2308a和第二电极2308b可包括银(Ag)、铝(Al)、镍(Ni)、铬(Cr)、铜(Cu)、金(Au)、钯(Pd)、铂(Pt)、锡(Sn)、钛(Ti)、钨(W)、铑(Rh)、铱(Ir)、钌(Ru)、镁(Mg)、锌(Zn)和它们的合金材料中的至少一个。例如，第二电极2308b可为欧姆电极，其由基于第二导电类型半导体层2306层叠的银(Ag)层形成。该Ag欧姆电极可用作光的反射层。单层的镍(Ni)、钛(Ti)、铂(Pt)、钨(W)或它们的合金层可交替地层叠在Ag层上。详细地说，Ni/Ti层、TiW/Pt层或Ti/W层可层叠在Ag层上，或者这些层可交替地层叠在Ag层上。
作为第一电极2308a，Cr层可基于第一导电类型半导体层2304层叠，并且Au/Pt/Ti层可按顺序层叠在Cr层上，或者Al层基于第二导电类型半导体层2306层叠，并且Ti/Ni/Au层可按顺序层叠在Al层上。
第一电极2308a和第二电极2308b可由各种其它材料制成，或者可具有各种其它层叠结构，以提高欧姆特性或反射特性。
绝缘部分2303可具有用于暴露第一电极2308a和第二电极2308b的至少一些部分的开口区域，并且第一电极焊盘2319a和第二电极焊盘2319b可连接至第一电极2308a和第二电极2308b。在等于或低于500℃的温度下通过SiO2和/或SiN CVD工艺可沉积绝缘部分2303，以具有范围为0.01μm至3μm的厚度。
第一电极2308a和第二电极2308b可按照相同方向设置，如下文中的描述，第一电极2308a和第二电极2308b可作为所谓的倒装芯片安装在散热结构等上。在这种情况下，第一电极2308a和第二电极2308b可被设置为使得它们面对相同方向。
具体地说，第一电极2308a可连接至第一电连接部分2309a，该第一电极2308a具有穿过发光层叠体S中的第二导电类型半导体层2306和有源层2305而连接至第一导电类型半导体层2304的导电过孔。
可适当地调节导电过孔和第一电连接部分2309a的数量、形状、间距和与第一导电类型半导体层2304的接触面积等，以降低接触电阻，并且导电过孔和第一电连接部分2309a可按照行和列排列以改进电流。
另一电极结构可包括直接形成在第二导电类型半导体层2306上的第二电极2308b和形成在第二电极2308b上的第二电连接部分2309b。除具有与第二导电类型半导体层2306形成电欧姆连接的功能以外，第二电极2308b可由反光材料制成，这样，如图17所示，在LED芯片2310作为所谓的倒装芯片结构安装的状态下，从有源层2305发射的光可沿着衬底2301的方向有效地发射。当然，根据主要发光方向，第二电极2308b可由诸如透明导电氧化物之类的透光导电材料制成。
如上所述的两个电极结构可通过绝缘部分2303电分离。绝缘部分2303可由任何材料制成，只要其具有电绝缘特性即可。也就是说，绝缘部分2303可由具有电绝缘特性的任何材料制成，这里，优选地但非必要地，使用具有低光吸收程度的材料。例如，可使用诸如SiO2、SiOxNy、SixNy之类的硅氧化物或硅氮化物。根据需要，反光填料可散布于透光材料中，以形成反光结构。
第一电极焊盘2319a和第二电极焊盘2319b可分别连接至第一电连接部分2309a和第二电连接部分2309b，以用作LED芯片2310的外部端子。例如，第一电极焊盘2319a和第二电极焊盘2319b可由金(Au)、银(Ag)、铝(Al)、钛(Ti)、钨(W)、铜(Cu)、锡(Sn)、镍(Ni)、铂(Pt)、铬(Cr)、NiSn、TiW、AuSn或它们的共熔金属制成。在这种情况下，当LED芯片安装在安装衬底2320上时，第一电极焊盘2319a和第二电极焊盘2319b可利用共熔金属键合，从而可不使用倒装芯片键合通常需要的焊料凸块。与使用焊料凸块的情况相比，安装方法中共熔金属的使用有利地获得了优质的散热效果。在这种情况下，为了获得优秀的散热效果，第一电极焊盘2319a和第二电极焊盘2319b可形成为占据相对大的面积。
可参照以上参照图10描述的内容理解衬底2301和发光层叠体S，除非另有说明。另外，虽然未示出，但是缓冲层可形成在发光结构S与衬底2301之间。可采用缓冲层作为由氮化物等制成的未掺杂半导体层，以减轻其上生长的发光结构的晶格缺陷。
衬底2301可具有彼此相对的第一主表面和第二主表面，并且不平坦结构(即，凹陷和凸起图案)可形成在第一主表面和第二主表面中的至少一个上。形成在衬底2301的一个表面上的不平坦结构可通过蚀刻衬底2301的一部分形成，从而由与衬底2301的材料相同的材料制成。可替换地，不平坦结构可由与衬底2301的材料不同的异构材料制成。
在当前实施例中，由于不平坦结构形成在衬底2301与第一导电类型半导体层2304之间的界面上，因此从有源层2305发射的光的路径可多样化，因此，在半导体层中吸收的光的光吸收率可减小，并且光散射率可增大，从而增大光提取效率。
详细地说，不平坦结构可形成为具有规则或不规则的形状。用于形成不平坦结构的异构材料可为透明导体、透明绝缘体或具有优秀反射率的材料。这里，可使用诸如SiO2、SiNx、Al2O3、HfO、TiO2或ZrO之类的材料作为透明绝缘体。作为透明导体，可使用诸如ZnO的透明导电氧化物(TCO)或含添加剂的氧化铟(例如，Mg、Ag、Zn、Sc、Hf、Zr、Te、Se、Ta、W、Nb、Cu、Si、Ni、Co、Mo、Cr、Sn)等。作为反射材料，可使用银(Ag)、铝(Al)或包括具有不同折射率的多层的分布布拉格反射器(DBR)。然而，本发明构思不限于此。
可从第一导电类型半导体层2304去除衬底2301。为了去除衬底2301，可使用利用激光、蚀刻或抛光工艺的激光剥离(LLO)工艺。另外，在去除衬底2301之后，凹陷和凸起可形成在第一导电类型半导体层1304的表面上。
如图17所示，LED芯片2310安装在安装衬底2320上。安装衬底2320包括上电极层2312b和下电极层2312a以及过孔2313，上电极层2312b和下电极层2312a形成在衬底主体2311的上表面和下表面上，过孔2313穿透衬底主体2311以连接上电极层2312b和下电极层2312a。衬底主体2311可由树脂、陶瓷或金属制成，并且上电极层2312b或下电极层2312a可为由金(Au)、铜(Cu)、银(Ag)或铝(Al)制成的金属层。
当然，其上安装有前述LED芯片2310的衬底不限于图17中示出的安装衬底2320的构造，并且可采用具有用于驱动LED芯片2310的布线结构的任何衬底。
<发光器件的其它示例>
也可使用与上面描述的以上LED芯片不同的具有各种结构的LED芯片。例如，也可有利地使用这样一种LED芯片，其中表面等离子体激元(SPP)形成在LED芯片的金属-电介质边界中以与量子阱激子相互作用，因此获得明显提高的光提取效率。
同时，发光器件200可配置为包括通过将黄色磷光体、绿色磷光体、红色磷光体和橙色磷光体与蓝色LED芯片组合而发射白光的发光器件以及紫光发射器件、蓝光发射器件、绿光发射器件、红光发射器件和红外发光器件中的至少一个。在这种情况下，发光器件200可控制显色指数(CRI)在钠汽(Na)灯等级(40)至日光等级(100)等的范围内，并控制范围为2000K至20000K等级的色温以产生各种等级的白光。根据需要，发光器件200可产生具有紫色、蓝色、绿色、红色、橙色的可见光，或者红外光，以根据周围气氛或情绪调整照明颜色。另外，发光器件200可产生具有刺激植物生长的特殊波长的光。
通过将黄色磷光体、绿色磷光体、红色磷光体与蓝色LED组合和/或与绿色LED和红色LED中的至少一个组合产生的白光可具有两个或更多个峰值波长，并且可位于图18示出的CIE1931色度图的连接(x，y)坐标(0.4476，0.4074)、(0.3484，0.3516)、(0.3101，0.3162)、(0.3128，0.3292)、(0.3333，0.3333)的区段中。可替换地，白光可被布置在由黑体辐射光谱和该区段包围的区域中。白光的色温对应于约2000K至约20000K的范围。
磷光体可具有以下化学式和颜色。
基于氧化物的磷光体：黄色和绿色Y3Al5O12:Ce、Tb3Al5O12:Ce、Lu3Al5O12:Ce
基于硅酸盐的磷光体：黄色和绿色(Ba,Sr)2SiO4:Eu、黄色和橙色(Ba,Sr)3SiO5:Ce
基于氮化物的磷光体：绿色β-SiAlON:Eu、黄色L3Si6O11:Ce、橙色α-SiAlON:Eu、红色CaAlSiN3:Eu、Sr2Si5N8:Eu、SrSiAl4N7:Eu
基于氟化物的磷光体：基于KSF的红色K2SiF6:Mn4+
磷光体组合物应该基本符合化学计算法，并且各个元素可由化学元素周期表的各个族的不同元素置换。例如，锶(Sr)可由钡(Ba)、钙(Ca)、镁(Mg)等碱土类元素置换，钇(Y)可由铽(Tb)、镥(Lu)、钪(Sc)、钆(Gd)等置换。另外，根据期望的能量水平，作为活化剂的铕(Eu)可由铈(Ce)、铽(Tb)、镨(Pr)、铒(Er)、镱(Yb)等置换，并且活化剂可单独应用，或者可另外地应用共活化剂等来改变特性。
另外，诸如量子点等的材料可用作替换磷光体的材料，并且可在LED中组合使用或单独使用。
量子点可具有这样的结构，其包括诸如CdSe或InP之类的芯(3nm至10nm)、诸如ZnS或ZnSe之类的皮(0.5nm至2nm)和用于稳定所述芯和皮的配体，并且可根据尺寸实现各种颜色。
下表1示出了在使用蓝色LED(波长：440nm至460nm)的白光发射器件的应用场合中的磷光体的种类。
[表1]
可通过以下方法中的至少一个来施加磷光体或量子点，这些方法包括：喷射到发光器件上的方法、作为膜覆盖的方法和作为陶瓷磷光体片材附着的方法等。
对于喷射方法，通常使用分配或喷涂等，并且分配包括气动方法和机械方法，诸如螺钉紧固方案、直线式紧固方案等。通过喷射方法，可通过非常少量的放电来控制打点的量，并且可通过其来控制色坐标(或色度)。就在晶圆级上或在其上安装有LED的安装板上统一地施加磷光体的方法而言，可提高生产率，并且可容易地控制厚度。
用磷光体或量子点作为膜直接覆盖发光器件的方法可包括电泳法、丝网印刷法或磷光体模制法，并且这些方法根据芯片的侧表面是否需要被涂布而可具有不同。
同时，在具有不同光发射波长的两种磷光体中，为了控制长波长光发射磷光体再吸收以短波长发射的光的效率，可提供具有不同光发射波长的两种磷光体层，并且为了最小化芯片与两种或更多种波长的再吸收和干涉，各层之间可包括分布布拉格反射器(DBR)或全反射器(ODR)层。为了形成均匀涂布的膜，在将磷光体制造为膜或陶瓷形式之后，将其附着至芯片或发光器件。
为了区分光效率和光分布特征，可在远处布置光转换材料，并且在这种情况下，根据耐久性和耐热性，光转换材料可与诸如透光聚合物或玻璃之类的材料布置在一起。
磷光体涂敷技术在确定LED器件中的光特性方面起到了最重要的作用，因此已经多方面地研究了控制磷光体涂敷层的厚度的技术、控制均匀的磷光体分布等的技术。
量子点(QD)也可按照与磷光体的布置方式相同的方式布置在发光器件中，并且可布置在玻璃或透光聚合物材料中以执行光学转换。
同时，为了保护发光器件不受外部环境影响，或者为了提高发射至发光器件外部的光的光提取效率，可将透光材料布置在发光器件上作为填料。在这种情况下，施加诸如环氧、硅或环氧和硅的混合物之类的透明有机溶剂作为透光材料，并且可通过加热、光辐射或延时法等来固化透光材料。
就硅而言，聚二甲基硅氧烷被归为基于甲基的硅，并且聚甲基苯基硅氧烷被归为基于苯基的硅。基于甲基的硅和基于苯基的硅在折射率、水蒸汽透过率、光透射量、耐光质量和热稳定性方面有所不同。另外，基于甲基的硅和基于苯基的硅根据交联剂和催化剂在固化速度方面有所不同，从而影响磷光体分布。
光提取效率根据填料的折射率而变化，并且为了最小化从中发射蓝光的那部分的芯片的最外侧介质的折射率与发射至空气的那部分的折射率之间的差距，可按顺序层叠具有不同折射率的两种或更多种硅。
通常，基于甲基的硅具有最高级别的热稳定性，并且它们随着温度升高的变化按照基于苯基的硅、混合硅和环氧硅的顺序减小。硅可根据其硬度程度被分为凝胶型硅、弹性体型硅和树脂型硅。
发光器件还可包括光学元件，其用于径向地引导从光源单元辐射的光。在这种情况下，预先形成的光学元件可附着至发光器件，或者可将流体有机溶剂注射至模具中并且固化，该模具具有安装在其中的发光器件。
光学元件附着方法包括将光学元件直接附着至填料，仅键合与填料间隔开的芯片的上部或发光器件的外部或光学元件的外部等。作为注模方法，可使用注射成型、传递成型或压缩成型等。光分布特征可根据透镜形状(凹形、凸形、不均匀形状、锥形和几何结构)改变，并且可根据效率和光分布特征修改光学元件。
在当前实施例中，照明器件200被示为包括设置在其中的LED芯片的单个封装单元。然而，本发明构思不限于此，例如，发光器件可为LED芯片本身。在这种情况下，LED芯片可为板上芯片(COB)型芯片，其通过倒装芯片键合法或引线键合法安装在衬底上并且直接电连接至衬底。
将参照图19至图22描述采用以上照明器件的照明系统。根据当前实施例的利用图5至图13的照明器件的实施例的照明系统可根据周围环境(例如，温度和湿度)自动地调节色温，并将照明器件提供为满足人的情绪需要的情绪照明，而非用作简单照明。
图19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。
参照图19，根据本发明构思的实施例的照明系统10000可包括感测单元10010、控制单元10020、驱动单元10030和照明单元10040。
感测单元10010可安装在室内区域或室外区域，并且可具有温度传感器10011和湿度传感器10012，以测量环境温度和湿度中的至少一种空气条件。感测单元10010将测量到的空气条件信息(即，测量到的温度和湿度)递送至与其电连接的控制单元10020。
控制单元10020可将测量到的空气温度和湿度与用户预先设置的空气条件(温度范围和湿度范围)进行比较，并确定对应于该空气条件的照明单元10040的色温。为此，控制单元10020可电连接至驱动单元10030，并控制照明单元10040在确定的色温下被驱动。
照明单元10040根据驱动单元10030供应的功率操作。照明单元10040可包括图7至图13中示出的至少一种照明器件。例如，如图20所示，照明单元10040可包括具有不同色温的第一照明单元10041和第二照明单元10042，照明单元10041和10042中的每一个可包括发射相同白光的多个发光器件。
第一照明单元10041可发射具有第一色温的白光，并且第二照明单元10042可发射具有第二色温的白光，这里，第一色温可低于第二色温。相反，第一色温可高于第二色温。这里，具有相对低色温的白色对应于暖白色，而具有相对高色温的白色对应于冷白色。当将功率供应至第一照明单元10041和第二照明单元10042时，第一照明单元10041和第二照明单元10042分别发射具有第一色温和第二色温的白光，并且各白光可混合以实现具有由控制单元10020确定的色温的白光。
详细地说，在其中第一色温低于第二色温的情况下，如果由控制单元10020确定的色温相对高，则可减少来自第一照明单元10041的光的量，并且可增加来自第二照明单元10042的光的量，以实现具有确定的色温的混合的白光。相反，当确定的色温相对低时，可增加来自第一照明单元10041的光的量，并且可减少来自第二照明单元10042的光的量，以实现具有确定的色温的白光。这里，来自照明单元10041和10042中的每一个的光的量可通过不同地调节从驱动单元10030供应的功率的量来实现，或者可通过调节点亮的光源的数量来实现。
图21是示出用于控制图19的照明系统的方法的流程图。参照图21，首先，用户通过控制单元10020设置温度范围和湿度范围，并根据温度范围和湿度范围设置色温(S10)。设置的温度数据和湿度数据被存储在控制单元10020中。
通常，当色温等于或大于6000K时，可产生诸如蓝色之类的提供冷感的颜色，并且当色温小于4000K时，可产生诸如红色之类的提供热感的颜色。因此，在当前实施例中，当温度超过20℃并且湿度超过60％时，用户可通过控制单元10020设置照明单元10040开启以具有高于6000K的色温，当温度在10℃至20℃的范围内并且湿度在40％至60％的范围内时，用户可通过控制单元10020设置照明单元10040开启以具有4000K至6000K范围内的色温，并且当温度低于10℃并且湿度低于40％时，用户可通过控制单元10020设置照明单元10040开启以具有低于4000K的色温。
接着，感测单元10010测量环境温度和湿度中的至少一个条件(S20)。由感测单元10010测量的温度和湿度被递送至控制单元10020。
接着，控制单元10020将从感测单元10010递送的测量值分别与预设值进行比较(S30)。这里，测量值是由感测单元10010测量到的温度数据和湿度数据，而设定值是预先由用户设置并存储在控制单元10020中的温度数据和湿度数据。也就是说，控制单元10020将测量到的温度和湿度与预设温度和湿度进行比较。
根据比较结果，控制单元10020确定测量值是否满足预设范围(S40)。当测量值满足预设值时，控制单元10020保持当前色温，并再次测量温度和湿度(S20)。同时，当测量值不满足预设值时，控制单元10020检测对应于测量值的预设值，并确定对应的色温(S50)。控制单元10020控制驱动单元10030以使得照明单元10040在确定的色温下被驱动。
然后，驱动单元10030驱动照明单元10040以具有确定的色温(S60)。也就是说，驱动单元10030供应需要的功率以驱动照明单元10040实现预定的色温。因此，可根据环境温度和湿度将照明单元10040调整为具有对应于由用户预先设置的温度和湿度的色温。
按照这种方式，照明系统10000A能够根据环境温度和湿度的改变自动地调节室内照明的色温，从而使根据周围自然环境变化而改变的人类情绪得到满足，并提供心理稳定。
图22是示意性地示出图19的照明系统的用法的示图。如图22所示，照明单元10040可安装在天花板上作为室内灯。这里，感测单元10010可以实现为分离的器件，并安装在外部墙壁上以测量室外温度和湿度。控制单元10020可安装在室内区域中以允许用户容易地进行设置操作和确定操作。照明系统不限于此，而是可安装在内部照明器件的场地中的墙壁上，或者可应用于诸如台灯等可用于室内和室外区域中的灯。
下文中，将参照图23至图30描述使用前述照明器件的照明系统的另一示例。根据当前实施例的照明系统可通过检测被监控目标的运动和被监控目标所在位置的照明强度来自动地执行预定控制。
图23是根据本发明构思的另一实施例的照明系统的框图。
参照图23，根据当前实施例的照明系统10000'可包括无线感测模块10100和无线照明控制器件10200。
无线感测模块10100可包括运动传感器10110、用于感测照明强度的照明强度传感器10120和用于产生无线信号并发送该无线信号的第一无线通信单元，所述无线信号包括来自运动传感器10110的运动感测信号和来自照明强度传感器10120的照明强度感测信号，并且符合预定通信协议。例如，第一无线通信单元可配置为第一ZigBee通信单元10130，其产生符合预设通信协议的ZigBee信号并发送该ZigBee信号。
无线照明控制器件10200可包括第二无线通信单元、感测信号分析单元10220和操作控制单元10230，第二无线通信单元从第一无线通信单元接收无线信号并恢复感测信号，感测信号分析单元10220分析来自第二无线通信单元的感测信号，操作控制单元10230基于来自感测信号分析单元10220的分析结果执行预定控制。第二无线通信单元可配置为第二ZigBee通信单元10210，其从第一ZigBee通信单元10130接收ZigBee信号并恢复感测信号。
图24是示出根据本发明构思的实施例的ZigBee信号的格式的示图。
参照图24，来自第一ZigBee通信单元10130的ZigBee信号可包括限定通信信道的信道信息(CH)、限定无线网络的无线网络识别(ID)信息(PAN_ID)、指定目标器件的器件地址(Ded_Add)和包括运动感测信号和照明强度感测信号的感测数据。
另外，来自第二ZigBee通信单元10210的ZigBee信号可包括限定通信信道的信道信息(CH)、限定无线网络的无线网络识别(ID)信息(PAN_ID)、指定目标器件的器件地址(Ded_Add)和包括运动感测信号和照明强度感测信号的感测数据。
感测信号分析单元10220可分析来自第二ZigBee通信单元10210的感测信号，以基于感测到的运动和感测到的照明强度来检测多个条件中被满足的条件。
这里，操作控制单元10230可基于由感测信号分析单元10220预先设置的多个条件来设置多个控制方法，并执行对应于由感测信号分析单元10220检测到的条件的控制方法。
图25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示图。
参照图25，例如，感测信号分析单元10220可分析来自第二ZigBee通信单元10210的感测信号，并基于感测到的运动和感测到的照明强度来检测第一条件、第二条件和第三条件(条件1、条件2和条件3)中被满足的条件。
在这种情况下，操作控制单元10230可设置对应于由感测信号分析单元10220预先设置的第一条件、第二条件和第三条件(条件1、条件2和条件3)的第一控制方法、第二控制方法和第三控制方法(控制方法1、控制方法2和控制方法3)，并执行对应于由感测信号分析单元10220检测到的条件的控制方法。
图26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。
在图26中，在操作S110中，运动传感器10110检测运动。在操作S120中，照明强度传感器10120检测照明强度。操作S200是发送和接收ZigBee信号的处理。操作S200可包括通过第一ZigBee通信单元10130发送ZigBee信号的操作S130和通过第二ZigBee通信单元10210接收ZigBee信号的操作S210。在操作S220中，感测信号分析单元10220分析感测信号。在操作S230中，操作控制单元10230执行预定控制。在操作S240中，确定照明系统是否停止。
将参照图23至图26描述根据本发明构思的实施例的照明系统的无线感测模块和无线照明控制器件的操作，该无线照明系统利用图5至图13的照明器件的实施例。
首先，将参照图23、图24和图26描述根据本发明构思的实施例的无线照明系统的无线感测模块10100。根据当前实施例的无线感测模块10100安装在图5至图13的照明器件中，或安装在其中安装有图5至图13的照明器件的场所中，以检测照明器件的当前照明强度并检测照明器件附近的人的运动。
也就是说，无线感测模块10100的运动传感器10110配置为能够感测人的红外传感器等。运动传感器10100感测运动，并将该运动提供至第一ZigBee通信单元10130(图14中的S110)。无线感测模块10100的照明强度传感器10120感测照明强度并将该照明强度提供至第一ZigBee通信单元10130(S120)。
因此，第一ZigBee通信单元10130产生包括来自运动传感器10100的运动感测信号和来自照明强度传感器10120的照明强度感测信号并且符合预设通信协议的ZigBee信号，并无线发送产生的ZigBee信号(S130)。
参照图24，来自第一ZigBee通信单元10130的ZigBee信号可包括限定通信信道的信道信息(CH)、限定无线网络的无线网络识别(ID)信息(PAN_ID)、指定目标器件的器件地址(Ded_Add)和感测数据，这里，感测数据包括运动值和照明强度值。
接着，将参照图23至图26描述根据本发明构思的实施例的无线照明系统的无线照明控制器件10200。根据当前实施例的无线照明系统的无线照明控制器件10200可根据来自无线感测模块10100的ZigBee信号中包括的照明强度值和运动值来控制预定操作。
也就是说，根据当前实施例的无线照明控制器件10200的第二ZigBee通信单元10210从第一ZigBee通信单元10130接收ZigBee信号，从中恢复感测信号，并将恢复的感测信号提供至感测信号分析单元10220(图26中的S210)。
参照图24，第二ZigBee通信单元10210接收到的ZigBee信号可包括限定通信信道的信道信息(CH)、限定无线网络的无线网络识别(ID)信息(PAN_ID)、指定目标器件的器件地址(Ded_Add)和感测数据。可基于信道信息(CH)和无线网络ID信息(PAN_ID)识别无线网络，并且可基于器件地址识别感测到的器件。感测数据包括运动值和照明强度值。
另外，参照图23，感测信号分析单元10220分析在来自第二ZigBee通信单元10210的感测信号中包括的照明强度值和运动值，并将分析结果提供至操作控制单元10230(图26中的S220)。
因此，操作控制单元10230可根据来自感测信号分析单元10220的分析结果执行预定控制(S230)。
感测信号分析单元10220可分析来自第二ZigBee通信单元10210的感测信号，并基于感测到的运动和感测到的照明强度来检测多个条件中被满足的条件。这里，操作控制单元10230可设置对应于由感测信号分析单元10220预先设置的多个条件的多个控制方法，并执行对应于由感测信号分析单元10220检测到的条件的控制方法。
例如，参照图25，感测信号分析单元10220可通过分析来自第二ZigBee通信单元10210的感测信号并基于感测到的运动和感测到的照明强度来检测第一条件、第二条件和第三条件(条件1、条件2和条件3)中被满足的条件。
在这种情况下，操作控制单元10230可设置对应于由感测信号分析单元10220预先设置的第一条件、第二条件和第三条件(条件1、条件2和条件3)的第一控制方法、第二控制方法和第三控制方法(控制方法1、控制方法2和控制方法3)，并执行对应于由感测信号分析单元10220检测到的条件的控制方法。
例如，当第一条件(条件1)对应于这样的情况，其中在门厅感测到人的运动并且门厅的照明强度不低(不暗)时，第一控制方法可关闭所有预定灯。当第二条件(条件2)对应于这样的情况，其中在门厅感测到人的运动并且门厅的照明强度低(昏暗)时，第二控制方法可开启一些预设灯(即，门厅的一些灯以及起居室中的一些灯)。当第三条件(条件3)对应于这样的情况，其中在门厅感测到人的运动并且门厅的照明强度非常低(非常暗的环境)时，第三控制方法可开启所有预设灯。
与上述情况不同的是，除开启或关闭灯的操作以外，可根据预设操作不同地应用第一控制方法、第二控制方法和第三控制方法。例如，第一控制方法、第二控制方法和第三控制方法在夏季可与灯和空调的操作关联，或者在冬季可与灯和加热器的操作关联。
将参照图27至图30描述照明系统的其它示例。
图27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元件的框图。根据当前实施例的照明系统10000”可包括运动传感器单元11000、照明强度传感器单元12000、照明单元13000和控制单元14000。
运动传感器单元11000感测对象的运动。例如，照明系统10000”可附着至诸如例如集装箱或车辆之类的可移动对象，并且运动传感器单元11000可感测运动对象的运动。当感测到附着有照明系统10000”的对象的运动时，运动传感器单元11000将信号输出至控制单元14000，并且照明系统10000”被激活。运动传感器单元11000可包括加速器或地磁传感器等。
作为一种光学传感器的照明强度传感器单元12000测量周围环境的照明强度。当运动传感器单元11000感测到附着有照明系统10000”的对象的运动时，照明强度传感器单元12000根据控制单元14000输出的信号被激活。照明系统10000”在夜间工作期间或在黑暗的环境下进行照明，以提醒工人或操作员注意他们的周围环境，并且允许驾驶员在夜间视物。因此，即使感测到附着有照明系统的对象的运动，如果确保照明强度高于预定水平(在日间)，则也不需要照明系统进行照明。另外，即使在日间，如果下雨，则照明强度可相当低，从而需要通知工人或操作员关于集装箱的运动，因此，需要照明单元发射光。因此，根据由照明强度传感器单元12000测量的照明强度值来确定是否开启照明单元13000。
照明强度传感器单元12000测量周围环境的照明强度并将测量到的值输出至控制单元14000。同时，当照明强度值等于或高于预设值时，不需要照明单元13000发射光，从而整个系统停止。
当由照明强度传感器单元12000测量到的照明强度值低于预设值时，照明单元13000发射光。工人或操作员可识别出来自照明单元1300的光发射，以识别集装箱的运动等。作为照明单元13000，可采用前述照明器件。
另外，照明单元13000可根据周围环境的照明强度值来调整其光发射的强度。当周围环境的照明强度值低时，照明单元13000可增家其光发射的强度，并且当周围环境的照明强度值相对高时，照明单元13000可降低其光发射的强度，从而防止电力浪费。
控制单元14000整体控制运动传感器单元1100、照明强度传感器单元12000和照明单元13000。当运动传感器单元11000检测到附着有照明系统10000”的对象的运动，并将信号输出至控制单元14000时，控制单元14000将操作信号输出至照明强度传感器单元12000。控制单元14000接收由照明强度传感器单元12000测量到的照明强度值并确定是否开启(操作)照明单元13000。
图28是示出用于控制照明系统的方法的流程图。下文中，将参照图28描述用于控制照明系统的方法。
首先，附着有照明系统10000”的对象的运动被检测到，并且操作信号被输出(S310)。例如，运动传感器单元11000可感测安装有照明系统10000”的集装箱或车辆的运动，并且当感测到集装箱或车辆的运动时，运动传感器单元11000输出操作信号。操作信号可为用于激活总功率的信号。也就是说，当感测到集装箱或车辆的运动时，运动传感器单元11000将操作信号输出至控制单元14000。
接着，基于操作信号，测量周围环境的照明强度并且输出照明强度值(S320)。当将操作信号提供至控制单元14000时，控制单元14000向照明强度传感器单元12000输出信号，并且随后照明强度传感器单元12000测量周围环境的照明强度。照明强度传感器单元12000将测量到的周围环境的照明强度值输出至控制单元14000。然后，控制单元14000根据照明强度值确定是否开启照明单元，并且照明单元13000根据所述确定结果发射光。
首先，为了进行确定将照明强度值与预设值进行比较(S330)。当将照明强度值被输入至控制单元14000时，控制单元14000将接收到的照明强度值与存储的预设值进行比较，并确定前者是否小于后者。这里，预设值是用于确定是否开启照明单元13000的值。例如，预设值可为这样的照明强度值，在该照明强度下，工人或驾驶员在用肉眼识别对象时会存在困难，或者在低照明情况(例如，太阳开始落山的情况)下会犯错误。
当由照明强度传感器单元12000测量到的照明强度值高于预设值时，不需要照明单元13000的照明，从而控制单元14000关闭整个系统。
同时，当由照明强度传感器单元12000测量到的照明强度值低于预设值时，需要照明单元13000的照明，从而控制单元14000向照明单元13000输出信号，并且照明单元13000发射光(S340)。
图29是示出根据本发明构思的另一实施例的用于控制照明系统的方法流程图。下文中，将描述根据本发明构思的另一实施例的用于控制照明系统的方法。然而，将省略与以上参照图28描述的用于控制照明系统的方法的步骤相同的步骤。
如图29所示，就根据当前实施例的用于控制照明系统的方法而言，可根据周围环境的照明强度值调节照明单元的光发射强度。
如上所述，照明强度传感器单元12000将照明强度值输出至控制单元14000(S320)。当照明强度值低于预设值(S330)时，控制单元14000确定照明强度值的范围(S340-1)。控制单元14000具有细分的照明强度值的范围，基于该细分的照明强度值的范围，控制单元14000确定测量到的照明强度值的范围。
接着，当确定了照明强度值的范围时，控制单元14000确定照明单元的光发射强度(S340-2)，相应地，照明单元13000发射光(S340-3)。照明单元13000的光发射强度可根据照明强度值来划分，这里，由于照明强度值根据天气、时间和周围环境变化，因此也可调节照明单元13000的光发射强度。通过根据照明强度值的范围来调节光发射强度，可防止电力浪费，并且可提醒工人或操作员注意他们的周围环境。
图30是示出根据本发明构思的另一实施例的用于控制照明系统的方法的流程图。下文中，将描述根据本发明构思的另一实施例的用于控制照明系统的方法。然而，将省略与以上参照图28和图29描述的用于控制照明系统的方法的步骤相同的步骤。
根据当前实施例的用于控制照明系统的方法还包括确定附着有照明系统10000”的对象的运动是否保持在其中照明单元13000发光的状态下，并且确定是否保持光发射的操作S350。
首先，当照明单元13000开始发光时，可基于其上安装有照明系统10000”的集装箱或车辆是否运动来确定光发射的停止。这里，当集装箱的运动停止时，可确定照明单元13000的操作停止。另外，当车辆暂时停靠在人行横道上时，照明单元13000的光发射可停止，以防止干扰迎面驾驶员的视觉。
当集装箱或车辆再次运动时，运动传感器单元11000操作并且照明单元13000可开始发光。
可基于运动传感器单元11000是否检测到附着有照明系统10000”的对象的运动来确定是否保持光发射。当运动传感器单元11000连续地感测到对象的运动时，再次测量照明强度，并确定是否保持光发射。同时，当未感测到对象的运动时，照明系统10000”停止。
如上所述，就根据本发明构思的实施例的用于制造光源模块的方法和和用于制造电子元件模块的方法而言，由于通过将处于半固化状态的柔性结构与散热结构通过加热和加压操作键合而形成衬底单元，因此可通过简单工艺大规模生产具有优秀散热性的光源模块。
另外，由于散热结构仅部分地设置，因此可确保柔性区，以提高设计自由度。
本发明构思的优点和效果不限于以上内容，并且本领域技术人员从以上描述中可容易地理解本文未提及的任何其它技术效果。
虽然已经结合实施例展示并描述了本公开，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可作出多种修改和改变。

Claims (18)

1.一种发光器件，其包括：
阻焊层；
设置在所述阻焊层上的第一光源单元和第二光源单元，所述第一光源单元和所述第二光源单元分别设置在一个区域和另一区域中；
导电层，其设置在所述阻焊层下方；
柔性层，其设置在所述导电层下方，所述柔性层由树脂以及陶瓷填料和反光填料中的一种形成；以及
第一散热结构和第二散热结构，所述第一散热结构和所述第二散热结构设置在所述柔性层的树脂下方并与所述柔性层的树脂直接接触，所述第一散热结构设置在所述一个区域中，并且所述第二散热结构设置在所述另一区域中；
其中，柔性区域设置在所述一个区域与所述另一区域之间，并且
其中，使所述柔性层固化以将所述柔性层与所述第一散热结构和所述第二散热结构键合在一起，而不用在所述柔性层与所述第一散热结构和所述第二散热结构之间使用另一层或粘合剂。
2.根据权利要求1所述的器件，其中，通过在对所述柔性层加热的同时将所述柔性层与所述第一散热结构和第二散热结构按压在一起来使所述柔性层固化以将所述柔性层与所述第一散热结构和第二散热结构键合在一起。
3.根据权利要求1所述的器件，其中，所述柔性区域是柔性的，以具有凸形形状和凹形形状，或者所述柔性区域是柔性的，以弯曲使得所述一个区域至少垂直于所述另一区域。
4.根据权利要求3所述的器件，其中，所述柔性区域是柔性的，以具有凸形形状和凹形形状。
5.根据权利要求4所述的器件，其中，所述柔性区域是柔性的，从而在邻近所述一个区域的柔性区域的一部分具有凸形形状和凹形形状中的一种，并且在邻近所述另一区域的柔性区域的一部分具有凸形形状和凹形形状中的另一种。
6.根据权利要求5所述的器件，其中，所述阻焊层、所述导电层和所述柔性层通过所述一个区域、所述另一区域和所述柔性区域是相连的。
7.根据权利要求4所述的器件，其中，所述一个区域、所述另一区域和所述柔性区域形成台阶形状。
8.根据权利要求1所述的器件，其中，所述陶瓷填料占所述柔性层的重量百分比小于10％。
9.根据权利要求1所述的器件，其中，所述柔性层的厚度在从0.1微米至0.15微米的范围内。
10.根据权利要求3所述的器件，其中，所述柔性区域是柔性的，以弯曲使得所述一个区域至少垂直于所述另一区域。
11.根据权利要求10所述的器件，其中，所述一个区域的平坦表面垂直于所述另一区域的平坦表面。
12.一种制造发光器件的方法，该方法包括以下步骤：
将导电层附着在柔性层的上表面上，所述柔性层由树脂以及陶瓷填料和反光填料中的一种制成，并保持在半固化状态；
在所述导电层上形成阻焊层；
将散热结构附着于所述柔性层的下表面，被附着的所述散热结构与所述柔性层的树脂直接接触；以及
加热和加压以将所述柔性层与所述散热结构键合在一起，
其中，附着所述散热结构的步骤是将第一散热结构附着至所述柔性层的一个区域的第一附着步骤，所述方法还包括将第二散热结构附着至所述柔性层的另一区域的第二附着步骤，并且
其中，柔性区域设置在所述一个区域与所述另一区域之间，并包括所述阻焊层的部分、所述导电层的部分和所述柔性层的部分，并且
其中，所述柔性区域是柔性的，以在邻近所述一个区域的柔性区域的一部分具有正曲率和负曲率中的一种，并且在邻近所述另一区域的柔性区域的一部分具有正曲率和负曲率中的另一种。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，在加热和加压步骤中，处于半固化状态的柔性层固化，以将所述柔性层与所述散热结构键合在一起，而不用在所述柔性层与所述散热结构之间使用另一层或粘合剂。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，加热和加压步骤包括以下步骤：
加热至140℃和190℃之间的温度；以及
施加5.5KG/F至7.5KG/F之间的压强。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，加热和施加压强的步骤持续两个小时至六个小时，以使处于半固化状态的柔性层固化。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，加热温度在140℃和180℃之间。
17.根据权利要求12所述的方法，其中，所述陶瓷填料占所述柔性层的重量百分比为10％。
18.根据权利要求12所述的方法，其中，所述柔性层的厚度在从0.1微米至0.15微米的范围内。
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