CN110678978A - 发光元件灯丝 - Google Patents

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light
light emitting
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朴宰贤
李成真
李钟国
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Seoul Semiconductor Co Ltd
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Seoul Semiconductor Co Ltd
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Abstract

发光元件灯丝包括：基板，具有彼此相反的第一面和第二面，并且沿一方向延伸；至少一个发光元件芯片，设置于所述第一面；以及辅助图案，设置于所述第二面，并且设置于与所述发光元件芯片对应的位置。

Description

发光元件灯丝
技术领域
本发明涉及一种作为光源而使用的发光元件灯丝，详细地涉及一种包括诸如发光二极管的发光元件的灯丝型光源。
背景技术
虽然现有技术中使用将灯丝作为光源的灯泡，然而由于光量较小而耗电量较大，从而正在逐渐被利用诸如发光二极管的发光元件的光源所替代。在利用发光元件的情况下，也将发光元件作为灯丝而设计为与现有的灯丝灯泡一样的形状，从而开发为具有装饰性。
然而，在利用发光元件制造与现有的灯丝灯泡一样的光源的情况下，当弯曲灯丝时发生发光元件的脱离的现象较多。
发明内容
【技术问题】
本发明的目的在于设置一种具有可靠性的发光元件灯丝。
【技术方案】
本发明的一实施例中，一种发光元件灯丝包括：基板，具有彼此相反的第一面和第二面，并且沿一方向延伸；至少一个发光元件芯片，设置于所述第一面；电极垫，设置于所述基板的两端部中的至少一个端部；连接布线，连接所述发光元件芯片和所述电极垫；辅助图案，设置于所述第二面，并且设置于与所述发光元件芯片对应的位置；以及第一绝缘膜，设置于所述第一面上，并且覆盖所述发光元件芯片。
本发明的一实施例中，所述基板可以具有柔性。
本发明的一实施例中，所述辅助图案的硬度可以比所述基板的硬度大。
本发明的一实施例中，所述基板以及所述辅助图案可以以高分子、金属或者金属的合金构成。
本发明的一实施例中，从平面上观察时，所述发光元件芯片和所述辅助图案可以彼此重叠。
本发明的一实施例中，从平面上观察时，所述辅助图案的面积可以大于或等于所述发光元件芯片的面积。或者，本发明的一实施例中，从平面上观察时，所述辅助图案的面积可以小于所述发光元件芯片的面积。
本发明的一实施例中，所述第一绝缘膜可以是变换从所述发光元件芯片射出的光的波长的光变换层。此时，所述光变换层可以包括荧光体。
本发明的一实施例中，发光元件灯丝还可以包括：第二绝缘膜，设置于所述第二面上，并且覆盖所述辅助图案。
本发明的一实施例中，所述发光元件芯片可以设置为多个，并且所述发光元件芯片可以沿所述基板的长度方向排列为至少一列以上。
本发明的一实施例中，当所述发光元件芯片沿所述基板的长度方向排列为多个列时，所述发光元件芯片可不沿宽度方向彼此重叠。
本发明的一实施例中，所述连接布线可以弯曲一次以上。
本发明的一实施例中，所述发光元件芯片可以串联或者并联连接，并且所述发光元件芯片的至少一部分可以串联连接，剩余部分可以并联连接。
本发明的一实施例中，所述电极垫可以设置于所述第一面上。
本发明的一实施例中，所述发光元件芯片还包括：附加布线，通过导电性粘合剂连接于所述电极垫。
本发明的一实施例中，所述发光元件芯片可以为倒装芯片类型。
本发明的一实施例中，所述发光元件芯片可以包括：元件基板；发光元件，设置于所述元件基板上；以及接触电极，布置于所述发光元件上，其中，所述元件基板可以是使从所述发光元件的光散射或者分散的光透射性基板。在此，所述元件基板可以是图案化的陶瓷基板。
本发明可以包括采用所述发光元件灯丝的灯泡型光源，并且灯泡型光源可以包括：透明的球体；以及设置于所述球体内的至少一个发光元件灯丝。
【技术效果】
根据本发明的一实施例，设置一种防止或减少了发光元件从基板脱离的发光元件灯丝。
附图说明
图1a是根据本发明的一实施例的发光元件灯丝的立体图，图1b是平面图，以及图1c是剖面图。
图2a以及图2b是图示根据本发明的另一实施例的发光元件灯丝的平面图和剖面图。
图3a以及3b是图示根据本发明的一实施例的发光元件芯片实现为发光二极管的剖面图。
图4a至图4c是图示本发明的一实施例中发光元件芯片在基板上布置为一例的平面图。
图5a以及图5b是图示本发明的一实施例中发光元件芯片在基板上布置为两列的平面图。
图6a至图6c是图示本发明的一实施例中发光元件芯片20在基板上并联连接的平面图。
图7是图示根据本发明的一实施例的发光元件灯丝的剖面图。
图8a至图8d是图示采用根据本发明的一实施例的发光元件灯丝的灯泡型光源的剖面图。
最优实施方式
本发明可以进行多样的变更并且可以具有多种形态，将特定实施例示出于附图中并在本文中进行详细说明。然而，这并非欲将本发明限定于特定的公开形态，而应该理解为包括本发明的思想及技术范围所包含的全部变更、等同物以及替代物。
以下，参照附图，对本发明的优选实施例进行更详细的说明。
图1a、图1b以及图1c是图示根据本发明的一实施例的发光元件灯丝的图，图1a是根据本发明的一实施例的发光元件灯丝的立体图，图1b是平面图，以及图1c是剖面图。
本发明的发光元件灯丝是作为射出光的构成要素而使用发光元件的光源，是具有较长延伸的线形状，即具有灯丝形状的光源。
参照图1a、图1b以及图1c，发光元件灯丝具有沿一方向较长地延伸的条(bar)形状。发光元件灯丝包括贴装发光元件芯片20的基板10、设置于基板10上的至少1个发光元件芯片20以及在基板10上对应于发光元件芯片20而设置的辅助图案30。
基板10沿一方向较长地延伸而构成发光元件灯丝的整体形状。基板10可以设置为板状，并且可以具有彼此相反的第一面11a和第二面11b。基板的第一面11a和第二面11b中的至少一个面上设置有1个以上的发光元件芯片20。
以下，以发光元件芯片20设置于基板10的两面中的第一面11a的例子作为一例进行说明。并且，将第一面11a称为上面，将第二面11b称为下面。然而，上面、下面等的术语是为了说明的便利而考虑相对的方向而说明的，根据发光元件灯丝的布置而可以表示彼此不同的方向。
基板10可以具有柔性，并且可以以绝缘性物质构成。具有柔性的绝缘性基板可以以多种材料(例如，玻璃、高分子等)构成。尤其，基板10可以是以有机高分子构成的绝缘性基板。作为包含所述有机高分子的绝缘性基板材料有聚苯乙烯(polystyrene)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate)、聚醚砜(polyethersulfone)、聚丙烯酸酯(polyacrylate)、聚醚酰亚胺(polyetherimide)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate)、聚苯硫醚(polyphenylene sulfide)、聚芳酯(polyarylate)、聚酰亚胺(polyimide)、聚碳酸酯(polycarbonate)、三乙酸纤维素(triacetate cellulose)、醋酸丙酸纤维素(cellulose acetate propionate)等。然而，构成基板10的材料并不局限于此，例如，基板10可以以玻璃纤维增强塑料(FRP：Fiber glass reinforced plastic)构成。
并且，本发明的一实施例中，只要能够满足适当程度的柔性以及绝缘性，则基板10可以以导电性材料构成。在导电性材料使用于基板10的情况下，在基板10面涂覆绝缘物质，从而可以整体上维持绝缘性。在基板10以导电性材料构成的情况下，可以使用Al、Zn、Ag、W、Ti、Ni、Au、Mo、Pt、Pd、Cu、Cr或者Fe的单一金属或者其合金等。
本发明的一实施例中，作为具有柔性的绝缘基板，可以使用聚酰亚胺基板。
至少一个发光元件芯片20设置于第一面11a。发光元件芯片20射出光。从发光元件芯片20射出的光是紫外线、红外线、可见光线等，并不会特别地限定，然而本发明的一实施例中可以射出可见光。对于发光元件芯片20的结构将在后文中说明。
发光元件芯片20设置于基板上的第一面11a。发光元件芯片20可以设置为一个或者其以上的数量。发光元件芯片可以根据基板的区域而设置为多种数量。
发光元件芯片20可以在基板10的长度方向上布置为一列或者行列形态。然而，发光元件芯片20的排列形态并不局限于此，也可以随机布置。
每个发光元件芯片20可以射出多种颜色的光。作为每个发光元件芯片20可以使用能够射出光的多种形态，可以使用根据本发明的一实施例的发光二极管。
每个发光元件芯片20可以发出白光和/或颜色光。每个发光元件芯片20可以发出一种颜色，也可以组合彼此不同的颜色而发出白光和/或颜色光。对此，本发明的一实施例中，发光元件芯片20可以包括红色发光元件、绿色发光元件以及蓝色发光元件。然而，发光元件芯片20射出的光的颜色并不局限于此，每个发光元件芯片20可以射出青色、洋红、黄色等的颜色的光。
虽然未在图1a至图1c图示，然而每个发光元件芯片20通过连接布线53分别或单独地连接。连接布线53为发光元件芯片20提供电源。
连接于连接布线53的电极垫设置于基板10的两端部。若将基板的两端部称为第一端部13a以及第二端部13b，则在第一端部以及第二端部13b分别设置有第一电极垫51a以及第二电极垫51b。
连接布线53电连接发光元件芯片20内的电极部和电极垫，或者使电连接发光元件芯片20和发光元件芯片20之间的电极部。连接布线53的连接形态根据发光元件20是串联连接、并联连接还是串联和并联混合的形态连接而以多种形态电连接电极垫和发光元件芯片20之间。
本发明的一实施例中，连接布线53和第一电极垫51a以及第二电极垫51b可以以镀膜形态形成于基板上。
第一电极垫51a以及第二电极垫51b的其上面暴露于外部，并连接于能够提供电源的布线连接部(例如，插入型电极端子或连接器等)，从而为发光元件芯片20侧提供电源。本发明的一实施例中，只要能够使分别设置于第二端部以及第二端部13b侧的第一电极垫51a以及第二电极垫51b电连接，可以以多种形态利用焊料、连接器等而与其他布线连接部紧固。
设置有发光元件芯片20以及连接布线53的基板10的第一面11a上设置有覆盖所述发光元件芯片20的第一绝缘膜41。第一电极垫51a以及第二电极垫51b上不会设置有第一绝缘膜41。
第一绝缘膜41从上部朝下部方向覆盖发光元件芯片20，从而可以保护发光元件芯片20。
第一绝缘膜41除了保护发光元件芯片20之外，可以起到作为转换从发光元件芯片20射出的光的波长的光变换层的功能。在第一绝缘膜41利用为光变换层的情况下，第一绝缘膜41可以包括吸收特定波长的光后射出其他波长的光的物质，例如纳米粒子或荧光体。本发明的一实施例中，第一绝缘膜41可以包括作为光变换材料的荧光体。在第一绝缘膜41未以光变换层的情况下，第一绝缘膜41可以以能够使从发光元件芯片20发出的光最大限度透过的透明的材料构成。
每个发光元件芯片20为了实现上述颜色并不是必须使用绿光、红光和/或蓝光发光元件，而是可以使用上述颜色以外的发光元件芯片。本实施例中，由于第一绝缘膜41包含荧光体，从而可以转换从发光元件芯片20射出的光的波长。
例如，虽然为了实现红色，可以使用红色发光二极管，然而可以使用蓝色或紫外线发光二极管的同时，利用吸收蓝色或紫外线之后发出红光的荧光体，从而可以射出红光。以相同的方式，虽然为了实现绿色可以使用绿色发光二极管，然而可以使用蓝色或者紫外线发光二极管的同时，利用吸收蓝光或紫外线之后发出绿光的荧光体，从而可以射出绿光。
包含荧光体的第一绝缘膜41设置于基板上的同时，可以覆盖至少一个发光元件芯片20。换言之，第一绝缘膜41可以设置为覆盖每个发光元件芯片20的形态，也可以设置为覆盖2个以上的发光元件芯片20的形态。虽然本发明的一实施例中图示了第一绝缘膜41设置为覆盖全部的发光元件芯片20的形态，然而并不局限于此，也可以设置为根据基板10的上面的区域而彼此隔开的形态。例如，当基板10上有6个发光元件芯片20时，第一绝缘膜41可以覆盖全部的6个发光元件芯片20，第一绝缘膜41也可以划分为两部分而分别覆盖3个发光元件芯片20。在包含荧光体的第一绝缘膜41设置为彼此隔开的多个的情况下，每个第一绝缘膜41可以是将特定光转换为彼此相同的颜色的光的绝缘膜，也可以是转换为彼此不同的颜色的光的绝缘膜。
根据本发明的一实施例，根据需要在发光元件芯片20上可无需设置第一绝缘膜41。在第一绝缘膜41未设置于发光元件芯片20上的情况下，可以附加或者无需附加保护发光元件芯片20的单独的结构物，其形态并没有被限制。
第一绝缘膜41在覆盖发光元件芯片20并变换射出的光的颜色的范围内，在本发明的一实施例中可以仅设置于基板10的上面上。第一绝缘膜41设置于基板10的上面上，尤其仅设置于基板10的上面的一部分上，使得基板的上面的一部分和基板10的侧面中的一部分暴露于外部，从而可以易于形成通过基板10的散热。据此，可以高效地去除从发光元件芯片20发出的光，从而可以减少发光元件芯片20的不良率。
在设置有每个发光元件芯片20的基板的第二面11b以对应于布置有发光元件芯片20的位置的方式设置有辅助图案30。根据发光元件芯片20的布置位置可以分别彼此隔开。
在基板中，辅助图案30使对应于发光元件芯片20的区域比其他区域弯曲的程度或流动的程度减少，从而稳定地支撑基板10的一部分区域。
当从平面上观察时，辅助图案30可以具有与每个发光元件芯片20的形状对应的形状。例如，在发光元件芯片20的形状是矩形的情况下，辅助图案30的形状也可以是矩形。在发光元件芯片20为圆形的情况下，辅助图案30的形状也可以是圆形。
辅助图案30设置于相当于设置有发光元件芯片20的区域的基板10的下面，据此，当从平面上观察时辅助图案30和发光元件芯片20的至少一部分可以重叠。
本发明的一实施例中，辅助图案30可以具有比发光元件芯片20更大的面积。在此情况下，当从平面上观察时，发光元件芯片20与辅助图案30可以局部或全部重叠。例如，如图1b以及图1c所示，当发光元件芯片20设置为具有第一宽度W1的矩形形状时，辅助图案30可以设置为具有比第一宽度W1宽的第二宽度W2的矩形形状。此时，辅助图案30的面积可以比发光元件芯片20的面积更大，当从平面上观察时，发光元件芯片20可以布置于辅助图案30的形状内。
在此，辅助图案30的面积不仅可以考虑发光元件芯片20本身的尺寸而设定，而且也可以考虑当发光元件芯片20贴装于基板10的第一面11a上时设置的导电型粘合部件61(例如，连接于发光元件芯片20的导线布线的接触部或者焊料的尺寸)而设定。以充分地包含连接于发光元件芯片20的导线布线或焊料的尺寸的方式设置辅助图案30，从而根据辅助图案30的支撑，可以防止或减少导线布线或焊料的脱离。
辅助图案30控制辅助图案30设置的区域和未设置的区域的基板10的柔性。辅助图案可以以硬度比柔性基板相对高的物质构成，据此，在基板10中，设置有辅助图案30的区域的柔性比未设置有辅助图案30的区域减少。因此，在发光元件灯丝弯曲的情况下，形成有辅助图案330的区域比未形成有辅助图案30的区域弯曲得少。结果，设置有发光元件芯片20的基板10面的弯曲度将减小，从而减少了发光元件芯片20从基板脱离的概率。
辅助图案30的材料的硬度比基板10的材料大，可以以与基板10不同的材料构成。辅助图案30的材料可以以玻璃、高分子、金属以及金属合金等构成。辅助图案30可以选择硬度比构成基板10的材料大的材料。例如，辅助图案30可以选择基板10的上述材料中的金属等。
覆盖辅助图案30的第二绝缘膜43可以设置于形成有辅助图案30的基板的第二面11b上。
第二绝缘膜43可以设置于与设置有第一绝缘膜41的区域对应的第二面11b上。例如，第二绝缘膜43可形成为：具有与第一绝缘膜41相同的形态以及相同的面积，并且当从平面观察时与第一绝缘膜41重叠。并且，在第一绝缘膜41设置为彼此分开的多个的情况下，第二绝缘膜43也可以与此对应地设置为彼此分离的多个。辅助图案30对应于发光元件芯片20而以实际上相同的数量和相同的形态的方式被设置，从而覆盖这些的第一绝缘膜41以及第二绝缘膜43也可以以相同的数量和相同的形态的方式被设置。第一绝缘膜41和第二绝缘膜43设置为相同的形态，因此，即使第一面11a以基板10为基准朝突起或凹陷的方向弯曲，压力也可以以类似的程度施加于基板10的两面。
第二绝缘膜43可以包含荧光体或者不包含荧光体。在发光元件芯片20设置于基板的第二面11b侧的情况下，第二绝缘层43也可以包含荧光体而使用为光变换层。在发光元件芯片20并未设置于基板的第二面11b的情况下，第二绝缘膜43并不需要包含荧光体。
上述的本实施例中为了说明的便利仅图示了基板10、发光元件芯片20、第一电极垫51a以及第二电极垫51b、第一绝缘膜41和第二绝缘膜42，然而也可以配备有其他额外的构成要素。例如，基板10和发光元件芯片20之间还可以设置有用于将发光元件芯片20附着于基板10的绝缘性粘合层。并且连接布线53可以设置于绝缘性粘合层上，而且在连接布线53和荧光体之间还可以设置有感光阻焊剂(PSR：photo solder resist)。
具有上述结构的发光元件灯丝中，即使基板10弯曲，贴装有发光元件芯片20的部分的硬度借由辅助图案30维持得相对较高而减小了弯曲的程度，从而防止或显著减少发光元件芯片20的脱离。
具体实施方式
本发明的一实施例中，辅助图案30以及第二绝缘膜43的形态可以以多种形态变形。即，明显的是，辅助图案30以及第二绝缘膜43的形态可根据发光元件灯丝弯曲的方向、弯曲程度、发光元件芯片20的粘合强度等而形成为彼此不同的形状，例如形成为具有彼此不同的面积或者彼此不同的厚度。
图2a以及图2b是图示根据本发明的另一实施例的发光元件灯丝的平面图和剖面图。以下实施例中，为了避免重复说明，以与上述的实施例的区别点为主进行说明，未说明的部分将根据上述的实施例。
参照图2a以及图2b，辅助图案30可以具有与发光元件芯片20相同或更小的面积。图2a以及图2b作为一例而图示了辅助图案30具有比发光元件芯片20更小的面积。
在此情况下，当从平面上观察时，发光元件芯片20可以与辅助图案30局部重叠。例如，当发光元件芯片20设置为具有第一宽度W1矩形形状时，辅助图案30可以设置为具有比第一宽度W1小的第二宽度W2的矩形形状。此时，辅助图案30的面积可以比发光元件芯片20的面积更小，且从平面上观察时，辅助图案30可以布置于发光元件芯片20的形状内。
在此，辅助图案30的面积可以考虑发光元件芯片20粘附于基板10上的强度、基板10的弯曲程度、连接于发光元件芯片20的导线布线的接触部或者焊料的大小而设定。若发光元件芯片20在基板10上的粘合程度相对不小，则辅助图案30的面积并不需要必须形成为比发光元件芯片20大。在此情况下，形成有辅助图案30的区域和其附近的区域的硬度大体上也相比于未设置有辅助图案30的区域大，其结果是，借由辅助图案30的支撑可以防止或减少导线布线或焊料的脱离。
根据本发明的一实施例的发光元件芯片20可以实现为多种形态，以下将对发光元件芯片20的结构进行说明。
图3a以及图3b是图示根据本发明的一实施例的发光元件芯片20实现为发光二极管的剖面图。发光二极管可以以垂直型或者倒装型等多种形态构成，图3a图示了垂直型，图3b图示了倒装型。然而，发光二极管的构成并不局限于此，以下的附图应当理解为本发明的一实施例。
首先，参照图3a说明垂直型发光元件芯片20，发光元件芯片20隔着绝缘性粘合层130而设置于基板的第一面11a。
发光元件芯片20可以包括元件基板121、第一导电型半导体层123、活性层125、第二导电型半导体层127和第一接触电极140a以及第二接触电极140b。
元件基板121是用于生长Ⅲ-Ⅴ族氮化物基半导体层的生长基板(例如，陶瓷基板)，尤其可以是图案化的陶瓷基板。元件基板121优选绝缘基板，然而并不局限于绝缘基板。
第一导电型半导体层123、活性层125以及第二导电型半导体层127依次设置于元件基板121上。第一导电型和第二导电型是彼此相反的极性，在第一导电型是n型的情况下，第二导电型是p型，而在第二导电型是p型的情况下，第二导电型是n型。本发明的一实施例中，作为一示例而说明了n型半导体层、活性层以及p型半导体层依次形成于元件基板121上。
n型半导体层、活性层以及p型半导体层可以以Ⅲ-Ⅴ族氮化物基半导体形成，例如，可以以诸如(Al、Ga、In)N的氮化物基半导体形成。n型半导体层、活性层以及p型半导体层可以利用诸如金属有机化学沉积生长法(MOCVD)的公知的方法在腔室内生长于基板上而形成。并且，n型半导体层包括n型掺杂物(例如，Si、Ge、Sn)，p型半导体层包括p型掺杂物(例如，Mg、Sr、Ba)。例如，在一实施例中，n型半导体层可以包括作为掺杂物而包含Si的GaN或者AlGaN，p型半导体层可以包括作为掺杂物而包含Mg的GaN或者AlGaN。附图中图示了n型半导体层以及p型半导体层分别为单一层，然而这些层可以是多重层，并且也可以包括超晶格层。活性层可以包括单量子阱结构或者多量子阱结构，并且调整氮化物基半导体的组合比以发出所需的波长。例如，活性层可以发出蓝光或者紫外线。
未设置有活性层125以及第二导电型半导体层127的第一导电型半导体层123上布置有第一接触电极140a，在第二导电型半导体层127上布置有第二接触电极140b。
第一接触电极140a和/或第二接触电极140b可以以单一层或者多重层金属构成。作为第一接触电极140a和/或第二接触电极140b的材料可以使用Al、Ti、Cr、Ni、Au等的金属以及其合金。
本发明的一实施例中，虽然发光元件芯片20简单地与附图一同说明，然而发光元件芯片20除了上述的层以外还可以包括具有附加功能的层。例如，活性层120上可以布置电子阻挡层。电子阻挡层布置于活性层125和第二导电型半导体层127之间，起到阻挡由于能带间隙相对较高而未能在活性层与空穴结合的电子朝第二导电型半导体层127扩散的作用。这样的电子阻挡层可以包含例如氮化铝镓物(ALGaN)而构成。此外，发光元件芯片20还可以包括反射光的反射层、用于绝缘特定构成要素的附加绝缘层、防止焊料扩散的焊料防止层等多种层。
第一接触电极140a和/或第二接触电极140b分别通过导线而连接有后述的连接布线53。第一电源和第二电源施加于连接布线53，并且第一电源和第二电源通过导线施加于第一接触电极和第二接触电极，从而使发光元件芯片20驱动而射出光。
随后，参照图3b说明倒装型发光元件芯片20，发光元件芯片20包括光透射性基板221、第一导电型半导体层223、活性层225、第二导电型半导体层227、第一接触电极220a、第二接触电极220b、绝缘层229、第一端子220a'以及第二端子220b'。
在此，光透射性基板221可以以透射光的同时能够散射以及分散光的材料构成。例如，可以是玻璃、或用于生长Ⅲ-Ⅴ族氮化物基半导体层的生长基板(例如，陶瓷基板)，尤其可以是图案化的陶瓷基板。虽然光透射性基板221优选于绝缘基板，然而并不局限于绝缘基板。
光透射性基板221上设置有半导体层。一实施例中，在发出绿光的发光元件的情况下，半导体层可以包括铟镓氮化物(InGaN)、镓氮化物(GaN)、镓磷化物(GaP)、铝镓铟磷化物(AlGaInP)以及铝镓磷化物(AlGaP)。一实施例中，在发出红光的发光元件的情况下，半导体层可以包括砷化镓(AlGaAs：aluminum gallium arsenide)、砷化镓磷化物(GaAsP：galliumarsenide phosphide)、铝镓铟磷化物(AlGaInP：aluminum gallium indium phosphide)以及镓磷化物(GaP：gallium phosphide)。一实施例中，在发出蓝光的发光元件的情况下，半导体层可以包括镓氮化物(GaN)、铟镓氮化物(InGaN)以及锌硒化物(ZnSe：zincselenide)。
具体地，半导体层包括第一导电型半导体层223、活性层225以及第二导电型半导体层227。第一导电型和第二导电型作为彼此相反的极性，在第一导电型是n型的情况下，第二导电型是p型，而在第二导电型是p型的情况下，第二导电型是n型。本发明的一实施例中，以n型半导体层223、活性层225以及p型半导体层227依次形成于光透射性基板221上的作为一例子进行说明。
n型半导体层223、活性层225以及p型半导体层227可以以Ⅲ-Ⅴ族氮化物类半导体形成，例如，可以以诸如(Al、Ga、In)N的氮化物类半导体形成。n型半导体层223、活性层225以及p型半导体层227可以利用诸如金属有机化学沉积生长法(MOCVD)的公知的方法在腔室内生长于光透射性基板221上而形成。并且，n型半导体层223包括n型掺杂物(例如，Si、Ge、Sn)，p型半导体层227包括p型掺杂物(例如，Mg、Sr、Ba)。一实施例中，n型半导体层223可以包括作为掺杂物而包含Si的GaN或者AlGaN，p型半导体层227可以包括作为掺杂物而包含Mg的GaN或者AlGaN。
附图中将n型半导体层223以及p型半导体层227分别图示为单一层，然而这些层可以是多重层，并且也可以包括超晶格层。活性层225可以包括单量子阱结构或者多量子阱结构，并且调整氮化物类半导体的组合比以发出所需的波长。例如，活性层225可以发出蓝光或者紫外线。
并未设置有活性层225以及第二导电型半导体层227的第一导电型半导体层223上布置有第一接触电极220a，在第二导电型半导体层227上布置有第二接触电极220b。
第一接触电极220a和/或第二接触电极220b可以以单一层或者多重层金属构成。作为第一接触电极220a和/或第二接触电极220b的材料可以使用Al、Ti、Cr、Ni、Au等的金属以及其合金。
在第一接触电极220a以及第二接触电极220b上设置有绝缘层229，在绝缘层上设置有通过接触孔与第一接触电极220连接的第一端子220a'、通过接触孔与第二接触电极220b连接的第二端子220b'。
第一端子220a'可以通过第二导电性粘合层163连接于第一连接电极121和第二连接电极123中的一个，第二端子220b'可以通过第二导电性粘合层163连接于第一连接电极121和第二连接电极123中的剩余一个。
第一端子220a'和/或第二端子220b'可以以单一层或者多重层金属构成。作为第一端子220a'和/或第二端子220b'的材料可以使用Al、Ti、Cr、Ni、Au等的金属以及其合金。
在此，在光透射性基板221的背面(即，设置有活性层225的面的相反面)可以设置有用于提高光射出效率的多个突出部。突出部可以设置为多角金字塔、半球、随机布置的同时具有粗糙的面等的多种形态。
本发明的一实施例中，虽然发光元件简单地与附图一同说明，然而发光元件除了上述的层以外还可以包括具有附加功能的层。例如，还可以包括反射光的反射层、用于绝缘特定构成要素的附加绝缘层、防止焊料扩散的焊料防止层等多种层。
并且，在形成倒装芯片型的发光元件时，明显的是，可以以多种形态形成台面，第一接触电极220a以及第二接触电极220b或者第一端子220a'以及
第二端子220b'的位置或者形状也可以多样地变更。
在第一端子220a'以及第二端子220b'分别设置有导电性的第一焊接部230a以及第二焊料部230b，并通过第一焊接部230a以及第二焊接部230b粘附于设置于基板上的连接布线53。第一电源和第二电源施加于连接布线，并且第一电源和第二电源通过第一焊料部230a以及第二焊料部230b和第一端子220a'以及第二端子220b'施加于第一接触电极220a和第二接触电极220b，从而使发光元件芯片20驱动而射出光。
如上所述，倒装型以及垂直型发光元件芯片20分别通过焊料或者绝缘性粘合层粘附于基板上，且随着基板的弯曲或者流动，可能存在发光元件芯片20从基板脱离的可能性。然而，由于设置根据本发明的一实施例的辅助图案30，使得发光元件芯片20的设置区域的硬度增加，从而防止或减少发光元件芯片20的脱离。尤其，在垂直型发光元件芯片20的情况下，通过导线使接触电极和连接电极接触，而在导线的情况下，存在在断路方面比倒装芯片薄弱的问题。然而，在此情况下，也可以借由辅助图案30能够使发光元件芯片20稳定地结合在基板。
上述的实施例中，针对垂直型以及倒装型发光元件芯片20分别进行了说明，然而两个实施例在除了结构上的差异以外的其他构成要素的材料或者功能上可以彼此组合或互换。并且，发光元件芯片20也可以具有除了图示的结构以外的结构，在未超出本发明的概念的范围内可以变形为多种形态。
根据本发明的一实施例的发光元件灯丝中，发光元件芯片20可以排列为多种形态，并且与连接布线50的连接关系也可以变形为多种形态。
图4a至图4c是图示本发明的一实施例中发光元件芯片在基板上布置为一列的平面图。
参照图4a，根据本发明的一实施例的发光元件灯丝中，发光元件芯片20可以设置为多个的同时可以在基板上排列为一列。基板的两端部(即，第一端部13a和第二端部13b)分别设置有第一电极垫51a和第二电极垫51b，连接布线53分别连接第一端部13a的第一电极垫51a和发光元件芯片20、发光元件芯片20和发光元件芯片20之间以及发光元件芯片20和第二端部13b的第二电极垫51b。通过此结构，发光元件芯片20可以通过连接布线53而串联连接。
在此，虽然未图示，第一电极垫51a通过连接布线53而连接于第一个相邻的发光元件芯片20的两个接触电极中的一个，例如，第一接触电极。该发光元件的第二接触电极通过连接布线53连接于其之后相邻的发光元件的第一接触电极。每个发光元件芯片20以这种串联方式连接，并且最外围的发光元件芯片20的第二接触电极连接于第二电极垫51b。正极以及负极电源分别施加于第一电极垫51a和第二电极垫51b，从而可以使连接于第一电极垫51a和第二电极垫51b的每个发光元件芯片20开启。
参照图4b，第一电极垫51a以及第二电极垫51b可能并不会分别设置于第一端部以及第二端部13b。第一电极垫51a以及第二电极垫51b可以仅设置于第一端部以及第二端部13b中的任意一侧，本实施例中公开了第一电极垫51a以及第二电极垫51b仅设置于第一端部13a。
第一电极垫51a以及第二电极垫51b分别设置于第一端部以及第二端部13b的情况和第一电极垫51a以及第二电极垫51b仅设置于第一端部以及第二端部13b中的一个的情况，用于施加电源的结构可以不同。这样的电极垫的布置可以考虑发光元件灯丝的整体形状、与其他构成要素的连接关系(尤其，根据是否需要连接器或附加布线等的电连接关系)等而设定。
参照图4c，第一电极垫51a以及第二电极垫51b可以如图4a一样分别设置于第一端部以及第二端部13b。只是，本实施例可以具有连接布线53沿基板的宽度方向至少弯曲1次以上的特征。
在发光元件灯丝的情况下，一般会沿垂直于基板的长度方向突起或凹陷地弯曲，据此，拉伸应力可能沿连接布线53的长度方向施加，从而使断线的可能性增加。并且，沿长度方向施加的拉伸应力对导线或焊接部产生影响，从而可能导致发光元件芯片20的脱离。
本实施例中，连接布线53可以沿不是基板的长度方向(即，宽度方向)弯曲，从而减少施加于连接布线53的应力。本实施例中图示了弯曲2次，然而弯曲的次数并不局限于此，而是可以弯曲比此更多的次数。
并且，为了减少施加于连接布线53、焊接部和/或导线的拉伸应力，连接布线53可以沿倾斜于长度方向或宽度方向的方向形成。并且，连接布线53可以具有曲线的形态。
根据本发明的一实施例，通过这样的连接布线53的变形将最小化发光元件芯片20的脱离以及连接布线53的断线。
根据本发明的一实施例的发光元件灯丝中，发光元件芯片20可以考虑欲射出的光量以及欲射出的光的均匀度等，而排列为构成多个行或列。换句话说，发光元件芯片20可以根据行列、或者根据列或者根据行而设置。
图5a以及图5b是图示本发明的一实施例中发光元件芯片20在基板上布置为两列的平面图。
参照图5a以及图5b，发光元件芯片20可以设置为多个，并且可以沿多种数量的列(例如，2个、3个或者其以上的列)排列。沿各列排列的发光元件芯片20可以以多种形态电连接，且可以如图所示地串联连接。
连接发光元件芯片20之间的连接布线53可以是如图5a中的直线形状，也可以是如图5b中的弯曲的形状。
本实施例中，当发光元件芯片20沿基板的长度方向排列为多个列时，所述发光元件芯片20可以沿宽度方向(行方向)排列为彼此不重叠。即，设置于彼此相邻的列的发光元件芯片20可能沿宽度方向并不设置于同一线上，且沿长度方向以之字形设置。如此，可以以发光元件芯片20尽可能地朝一较宽的区域均匀地发出光的方式布置发光元件芯片20。
虽然未单独图示，但是明显的是，多个发光元件芯片也可以设置于随机的位置。
虽然，上述的实施例中图示了发光元件芯片20电串联连接，然而本发明的一实施例并不局限于此，发光元件芯片20也可以电并联连接。
图6a至图6c是图示本发明的一实施例中发光元件芯片20在基板上并联连接的平面图。
参照图6a，根据本发明的一实施例的发光元件灯丝中，发光元件芯片20可以设置为多个的同时在基板上排列为一列。基板的两端部(即，第一端部13a和第二端部13b)分别设置有第一电极垫51a和第二电极垫51b，并且在第一连接布线53a和第二连接布线53b分别连接有第一电极垫51a和第二电极垫51b。第一连接布线53a使第一端部13a的第一电极垫51a和发光元件芯片20的第一接触电极以及第二接触电极中的一个连接，第二连接布线53b使第二端部13b的第二电极垫51b和发光元件芯片20的第一接触电极以及第二接触电极中的剩余一个连接。基于此，发光元件芯片20可以通过连接布线53并联连接。例如，第一电极垫51a分别连接于发光元件芯片20的第一接触电极，第二电极垫51b分别连接于发光元件芯片20的第二接触电极。正极以及负极电源分别施加于第一电极垫51a和第二电极垫51b，从而可以使连接于第一电极垫51a和第二电极垫51b的每个发光元件芯片20开启。
参照图6b，第一电极垫51a以及第二电极垫51b可不会分别设置于第一端部以及第二端部13b。第一电极垫51a以及第二电极垫51b可以仅设置于第一端部以及第二端部13b中的任意一侧，且本实施例中公开了第一电极垫51a以及第二电极垫51b仅设置于第一端部13a。
参照图6c，第一电极垫51a以及第二电极垫51b可以与图4a一样分别设置于第一端部以及第二端部13b。只是，本实施例中图示了发光元件芯片20以之字形形态交叉地布置。在此情况下，发光元件芯片20可以尽可能地朝一较宽的区域均匀地发出光。
如上所述，根据本发明的一实施例的发光元件芯片20当设置为多个时可以排列为多种形态，并且可以以多种形态电连接。虽然上述的实施例中图示了发光元件芯片20串联连接和并联连接的情形，然而本发明的一实施例并不局限于此，也可以设置为串联和并联连接组合的形态。根据串联连接的情形和并联连接或者其组合的形态，可以不同地设定消耗的电流量或施加的电压，这样的电连接关系的组合与否可以考虑发光元件灯丝的应用范围、光量以及耗电量而设定。
根据本发明的一实施例的发光元件芯片20具有如上所述的暴露于外部的第一电极垫51a以及第二电极垫51b，并且可以以使设置有暴露的第一电极垫51a以及第二电极垫51b的第一端部以及第二端部13b接触于连接布线53部等的形态电连接。然而，也可以利用粘合部件61(例如，各方性粘合剂、焊料)直接粘附于暴露的第一电极垫51a以及第二电极垫51b。
图7是图示根据本发明的一实施例的发光元件灯丝的剖面图，其图示了附加布线61直接附着于第一电极垫51a以及第二电极垫51b。参照图7，第二端部的第一电极垫51a以及第二端部13b的第二电极垫51b上设置有粘合部件61，并且隔着导电型粘合部件61而连接于附加布线60。附加布线61可以具有设置为导线形态或者板状等多种形状。根据本实施例，通过附加布线60易于与其他构成要素电连接。
根据本发明的一实施例的发光元件灯丝可以采用于多种装置而作为光源使用。发光元件灯丝采用于例如室内照明装置或车辆的光源(例如，前大灯、尾灯、雾灯、室内灯等)，从而可以使用为多种形态。尤其，发光元件灯丝采用于具有与现有的白炽灯相同的形态的灯泡型光源，从而可以作为其内部的灯丝而射出光。然而，明显的是，本发明的一实施例中，只要需要列或线形状的光源的情况，发光元件灯丝也可以采用于上述装置以外的多种装置。以下实施例中首先以发光元件灯丝应用于灯泡型光源的实施例作为一示例而进行说明。
图8a至图8d是图示采用根据本发明的一实施例的发光元件灯丝的灯泡型光源的剖面图。
参照图8a至图8d，根据本发明的一实施例的灯泡型光源包括：球体320，在一侧设置有开口，并利用使光透过的透明材质构成；发光元件灯丝100，设置于所述球体320内；电源基板330，连接于发光元件灯丝100的一端部；插口340，结合于球体320的开口以及电源基板330。
球体320从整体上观察时具有球形状，且在一侧具有用于插入发光元件灯丝100的开口。球体320除了开口部分以外可以具有完全或者不完全的球形状，然而并不局限于此，可以具有椭圆形状或一部分突出的形状等多种形状。开口可以根据球体320的形状而不同，并且可以配备为圆形或椭圆形。
球体320以透明的材料构成，从而能够使从发光元件灯丝100射出的光透过。在此，“透明”是使从球体320内的发光元件灯丝100射出的光的至少一部分透过的含义，包括仅透射特定波长的光或者半透明的情形等。为此，球体320可以以透明或者半透明的玻璃构成，从而能够使光的至少一部分透过。然而，球体320的材料并不局限于此，可以以诸如塑料的材料构成。
发光元件灯丝100是安装有发光元件芯片的灯丝形状的构成要素，包括基板和设置于基板上的发光元件芯片。
发光元件灯丝100射出光。从发光元件灯丝100射出的光透过透明材质的球体320而朝球体320的外部传播。
发光元件灯丝100以通过球体320的开口插入至球体320的内部的形态而设置。发光元件灯丝100设置为延伸得较长的形状，且可以设置为沿长度方向弯曲或者折叠的形状。
发光元件灯丝100可以设置为一个或者其以上的数量。然而，发光元件灯丝100的数量并不局限于此，根据灯泡型光源的尺寸或者亮度等可以设置为比上述的数量更多的数量。
插口340紧固于电源基板330，并且设置有紧固部件，从而可以安装于外部装置(例如，电源插座)。插口340可以包括与玻璃的开口紧固的灯头锁丝341和朝下部方向突出的灯头343，灯头丝341和灯头343可以以导电性物质构成的同时可以彼此绝缘。在此情况下，灯头丝341和灯头343分别连接于发光元件灯丝100的电极垫，并且通过灯头丝341和灯头343可以将电源施加于发光元件灯丝100。然而，若灯头丝341和灯头343是与旧式灯泡类似地制造的单纯地用于审美外观的话，则并不需要必须以导电性材料构成。在此情况下，除了灯头丝和灯头之外，可以单独地设置不诸如连接器的以导电性材料构成的电源施加部。
本发明的一实施例中，将插口340安装于球体320的方向假设为中心轴的情况下，在大体上观察时，发光元件灯丝10以沿中心轴延伸的形态紧固于插口340以及电源基板330。发光元件灯丝100可以弯曲，并且可以具有一部分以从中心轴远离的方式弯曲的形状。即，如图所示，发光元件灯丝在一区域中可以布置于离中心轴相对不远的位置，而在另一区域中可以布置于离中心轴相对较远的位置。
本发明的一实施例中，在所述发光元件灯丝100设置为多个的情况下，从垂直于所述中心轴的上部观察时，发光元件灯丝100可以以中心轴为基准布置为放射状，或者可以设置为垂直于中心轴的直线型，也可以设置为扭曲多次的形状。
发光元件灯丝可以朝多个方向弯曲，从而根据本发明的实施例的灯泡型光源可以使射出的光以中心轴为基准朝较宽的角度射出。即，即使在发光元件芯片本身具有特定方向角的情况下，可以利用基板的柔性使基板以预设程度弯曲，据此，从发光元件射出的光可以以多个角度传播。例如，布置多个以中心轴为基准具有预设的方向角的发光元件芯片，从而可以使光朝垂直于中心轴的方向的360度(即，以水平方向的360度)射出。据此，使用根据本发明的一实施例的灯泡型光源的情况下，最小化在特定角度、特定位置的暗点。
以上，虽然参照本发明的优选的实施例进行了说明，但是可以理解只要是对相关技术领域熟悉的技术人员，或者在相关技术领域具备通常知识的人，就能够在不脱离权利要求书中记载的本发明的思想及技术领域的范围内对本发明进行多种修改及变更。
因此，本发明的技术范围应仅通过权利要求书的范围决定，而不被说明书的详细说明中所记载的内容所限定。

Claims (22)

1.一种发光元件灯丝，包括：
基板，具有彼此相反的第一面和第二面，并且沿一方向延伸；
至少一个发光元件芯片，设置于所述第一面；
电极垫，设置于所述基板的两端部中的至少一个端部；
连接布线，连接所述发光元件芯片和所述电极垫；
辅助图案，设置于所述第二面，并且设置于与所述发光元件芯片对应的位置；以及
第一绝缘膜，设置于所述第一面上，并且覆盖所述发光元件芯片。
2.如权利要求1所述的发光元件灯丝，其中，
所述基板具有柔性。
3.如权利要求2所述的发光元件灯丝，其中，
所述辅助图案的硬度比所述基板的硬度大。
4.如权利要求3所述的发光元件灯丝，其中，
所述基板以及所述辅助图案以高分子、金属或者金属的合金构成。
5.如权利要求2所述的发光元件灯丝，其中，
从平面上观察时，所述发光元件芯片和所述辅助图案彼此重叠。
6.如权利要求5所述的发光元件灯丝，其中，
从平面上观察时，所述辅助图案的面积大于或等于所述发光元件芯片的面积。
7.如权利要求5所述的发光元件灯丝，其中，
从平面上观察时，所述辅助图案的面积小于所述发光元件芯片的面积。
8.如权利要求1所述的发光元件灯丝，其中，
所述第一绝缘膜是变换从所述发光元件芯片射出的光的波长的光变换层。
9.如权利要求8所述的发光元件灯丝，其中，
所述光变换层包括荧光体。
10.如权利要求1所述的发光元件灯丝，还包括：
第二绝缘膜，设置于所述第二面上，并且覆盖所述辅助图案。
11.如权利要求1所述的发光元件灯丝，其中，
所述发光元件芯片设置为多个。
12.如权利要求11所述的发光元件灯丝，其中，
所述发光元件芯片沿所述基板的长度方向排列为至少一例以上。
13.如权利要求12所述的发光元件灯丝，其中，
当所述发光元件芯片沿所述基板的长度方向排列为多个列时，所述发光元件芯片不会沿宽度方向彼此重叠。
14.如权利要求11所述的发光元件灯丝，其中，
所述连接布线弯曲一次以上。
15.如权利要求11所述的发光元件灯丝，其中，
所述发光元件芯片串联或者并联连接。
16.如权利要求11所述的发光元件灯丝，其中，
所述发光元件芯片的至少一部分串联连接，剩余部分并联连接。
17.如权利要求11所述的发光元件灯丝，其中，
所述电极垫设置于所述第一面上。
18.如权利要求17所述的发光元件灯丝，其中，还包括：
附加布线，通过导电性粘合剂连接于所述电极垫。
19.如权利要求1所述的发光元件灯丝，其中，
所述发光元件芯片为倒装芯片类型。
20.如权利要求19所述的发光元件灯丝，其中，
所述发光元件芯片包括：
元件基板；
发光元件，设置于所述元件基板上；以及
接触电极，布置于所述发光元件上，
其中，所述元件基板是使从所述发光元件的光散射或者分散的光透射性基板。
21.如权利要求20所述的发光元件灯丝，其中，
所述元件基板是图案化的陶瓷基板。
22.一种灯泡型光源，包括：
透明的球体；以及
至少一个发光元件灯丝，设置于所述球体内，
其中，所述发光元件灯丝包括：
基板，具有彼此相反的第一面和第二面，并且沿一方向延伸；
至少一个发光元件芯片，设置于所述第一面；
第一电极垫以及第二电极垫，分别设置于所述基板的两端部；
连接布线，连接所述发光元件芯片和所述第一电极垫以及第二电极垫；
辅助图案，设置于所述第二面，并且设置于与所述发光元件芯片对应的位置；以及
第一绝缘膜，设置于所述第一面上，并且覆盖所述发光元件芯片。
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