(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧を印加したときに第１のピーク波長を有する光を放出するように構成された半導体発光素子（ＬＥＤ）と、
前記ＬＥＤによって放出された光を受け取り、前記受け取った光の少なくとも一部分を前記第１のピーク波長より長い波長を有する光に変換するように構成された前記ＬＥＤ上の複数の第１および第２の蛍光体含有領域と、
を含み、
前記第１および第２の蛍光体含有領域が前記ＬＥＤ構造の表面上に個別蛍光体含有領域を含み、
前記第１の蛍光体含有領域が、前記ＬＥＤによって放出された光を第２のピーク波長を有する光に変換するように構成され、前記第２の蛍光体含有領域が、前記ＬＥＤによって放出された光を前記第２のピーク波長より短い第３のピーク波長を有する光に変換するように構成され、
前記第１および第２の個別蛍光体含有領域が、前記ＬＥＤ構造の前記表面上に相互に間隔を開けて配置され、
前記間隔を開けて配置した第１および第２の個別蛍光体含有領域のうちの隣接する領域間に中間材料をさらに含み、
前記中間材料が前記第１の個別蛍光体含有領域より高い屈折率を有し、かつ前記第２の個別蛍光体含有領域より低い屈折率を有する、半導体デバイス。
【請求項２】
前記第１の個別蛍光体含有領域が緑色／黄色蛍光体を含み、前記第２の個別蛍光体含有領域が赤色蛍光体を含む、請求項１記載の半導体デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、「分離された波長変換材料を具備する半導体発光デバイス及びその製造方法  SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICES WITH SEPARATED WAVELENGTH CONVERSION MATERIALS AND METHODS OF FORMING THE SAME」という発明の名称で２００８年４月２５日に出願された米国仮特許出願第６１／０４７，８２４号の利益およびそれに対する優先権を主張するものであり、同特許出願の開示内容はこれにより全体として参照により本明細書に援用され、しかも、「応用波長変換材料を具備する半導体発光デバイス及びその製造方法  SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICES WITH APPLIED WAVELENGTH CONVERSION MATERIALS AND METHODS OF FORMING THE SAME」という発明の名称で２００７年８月７日に出願された米国特許出願第１１／８３５，０４４号の一部継続出願であり、同特許出願の開示内容は参照により本明細書に援用される。
【０００２】
本発明は、半導体発光素子（semiconductor light emitting device）および半導体発光素子を作成する方法に関し、詳細には、波長変換材料（wavelength conversion material）を含む半導体発光素子およびこれを形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
発光ダイオードおよびレーザ・ダイオードは、十分な電圧を印加したときに光を発生することができる周知のソリッド・ステート電子デバイスである。発光ダイオードおよびレーザ・ダイオードは一般に発光素子（「ＬＥＤ」）と呼ぶことができる。発光素子は一般に、サファイア、シリコン、炭化ケイ素、ガリウムヒ素などの基板上に成長させたエピタキシャル層内に形成されたｐｎ接合を含む。ＬＥＤによって発生された光の波長分布は一般に、ｐｎ接合が製作される材料と、そのデバイスの活性領域を構成する薄いエピタキシャル層の構造によって決まる。
【０００４】
典型的に、ＬＥＤチップは、基板と、基板上に形成されたｎ型エピタキシャル領域と、ｎ型エピタキシャル領域上に形成されたｐ型エピタキシャル領域（または逆の場合も同様）とを含む。デバイスへの電圧の印加を容易にするために、デバイスのｐ型領域（典型的に、露出されたｐ型エピタキシャル層）上にアノード・オーム接点が形成され、デバイスのｎ型領域（基板または露出されたｎ型エピタキシャル層など）上にカソード・オーム接点が形成される。
【０００５】
回路内でＬＥＤチップを使用するために、パッケージ内にＬＥＤチップを封入して、環境保護または機械的保護あるいはその両方、色選択、焦点合わせなどを可能にすることが知られている。ＬＥＤパッケージは、ＬＥＤパッケージを外部回路に電気的に接続するための電気的リード線、接点、またはトレースも含む。図１に示されている典型的なＬＥＤパッケージ１０では、はんだ接合または導電エポキシにより反射カップ１３上にＬＥＤチップ１２が取り付けられている。１つまたは複数のワイヤボンド１１は、ＬＥＤチップ１２のオーム接点をリード線１５Ａまたは１５Ｂあるいはその両方に接続しており、そのリード線は反射カップ１３に取り付けるかまたはそれと一体型にすることができる。反射カップ１３は、蛍光体粒子（phosphor particle）などの波長変換材料を含有するカプセル材料１６で充填することができる。次に、組み立て品全体を透明な保護樹脂１４内にカプセル化することができ、その保護樹脂はＬＥＤチップ１２から放出された光を平行にするためにレンズの形に成形することができる。「蛍光体」という用語は、本明細書では、吸収と再放出との間の遅延にかかわらず、しかも、関係する波長にかかわらず、少なくとも１つの波長で光を吸収し、異なる波長で光を再放出する任意の材料を指すために使用する。したがって、「蛍光体」という用語は、本明細書では、時には蛍光性またはリン光性あるいはその両方と呼ばれる材料を指すために使用する。一般に、蛍光体粒子は、低い波長を有する光を吸収し、それより長い波長を有する光を再放出する。
【０００６】
典型的に、蛍光体粒子は、カプセル材料のマトリックス内にランダムに分散される。第１の波長でＬＥＤチップ１２によって放出された光の一部または全部は蛍光体粒子によって吸収することができ、その蛍光体粒子はそれに応答して第２の波長で光を放出することができる。たとえば、青色発光チップは、黄色発光蛍光体を含むカプセル材料マトリックスでカプセル化することができる。（チップからの）青色光と（蛍光体からの）黄色光を組み合わせると、白く見える光を発生することができる。何らかの赤色発光蛍光体粒子をカプセル材料マトリックスに含めて、光の演色性を改善する、すなわち、その光がより「温かく」見えるようにすることができる。同様に、ＵＶ放出チップは、紫外光によって励起したときに赤色光、緑色光、および青色光を個別に放出する蛍光体粒子を含むカプセル材料でカプセル化することができる。その結果得られる光は、赤色光、緑色光、および青色光の組み合わせであり、白く見える可能性があり、良好な演色性を有する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国仮特許出願第６１／０４７，８２４号
【特許文献２】米国特許出願第１１／８３５，０４４号
【特許文献３】米国特許公報第２００６／００６３２８９号
【特許文献４】米国特許第６，２０１，２６２号
【特許文献５】米国特許第６，１８７，６０６号
【特許文献６】米国特許第６，１２０，６００号
【特許文献７】米国特許第５，９１２，４７７号
【特許文献８】米国特許第５，７３９，５５４号
【特許文献９】米国特許第５，６３１，１９０号
【特許文献１０】米国特許第５，６０４，１３５号
【特許文献１１】米国特許第５，５２３，５８９号
【特許文献１２】米国特許第５，４１６，３４２号
【特許文献１３】米国特許第５，３９３，９９３号
【特許文献１４】米国特許第５，３３８，９４４号
【特許文献１５】米国特許第５，２１０，０５１号
【特許文献１６】米国特許第５，０２７，１６８号
【特許文献１７】米国特許第５，０２７，１６８号
【特許文献１８】米国特許第４，９６６，８６２号
【特許文献１９】米国特許第４，９１８，４９７号
【特許文献２０】米国特許公報第ＵＳ２００３／０００６４１８Ａ１号
【特許文献２１】米国特許公報第ＵＳ２００２／０１２３１６４Ａ１号
【特許文献２２】米国特許公報第２００４／００５６２６０Ａ１号
【特許文献２３】米国特許公報第２００５／０１５１１３８号
【特許文献２４】米国特許公報第２００５／０２１５０００号
【特許文献２５】米国特許第６，５５９，０７５号
【特許文献２６】米国特許第６，０７１，７９５号
【特許文献２７】米国特許第６，８００，５００号
【特許文献２８】米国特許第６，４２０，１９９号
【特許文献２９】米国特許公報第２００２／００６８２０１号
【特許文献３０】米国特許公報第２００６／００６１２５９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、異なる角度でチップによって放出された光線はカプセル材料による異なる経路長に従う可能性があり、その結果、放出角度の関数として蛍光体から異なるレベルの光が放出される可能性がある。放出角度に応じて異なる強度でチップ１２によって光が放出される可能性があるので、パッケージ１０によって放出された光は一様ではない色分布を有する可能性がある。また、粒子の沈殿も放出光の色の一様性に影響を及ぼす可能性がある。
【０００９】
さらに、ＬＥＤチップ１２を取り巻くカプセル材料の体積は光源の有効径を増加する傾向があり、それにより、パッケージの２次光学系を設計する難しさを増す可能性がある。
【００１０】
したがって、ＬＥＤチップを蛍光体で直接コーティングするための技法がいくつか提案されている。たとえば、本発明の譲受人に譲渡された米国特許公報第２００６／００６３２８９号には、蛍光体コーティング技法が記載されている。電気泳動付着などのその他の技法も提案されている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
いくつかの諸実施形態による半導体デバイスは、電圧を印加したときに第１のピーク波長を有する光を放出するように構成された半導体発光素子（ＬＥＤ）と、ＬＥＤによって放出された光を受け取り、受け取った光の少なくとも一部分を第１のピーク波長より長い波長を有する光に変換するように構成されたＬＥＤ上の第１および第２の蛍光体含有領域（phosphor-containing region）とを含む。第１の蛍光体含有領域は、ＬＥＤによって放出された光線が第２の蛍光体含有領域を通過する前に第１の蛍光体含有領域を通過するように、第２の蛍光体含有領域とＬＥＤとの間に位置することができる。第１の蛍光体含有領域はＬＥＤによって放出された光を第２のピーク波長を有する光に変換するように構成することができ、第２の蛍光体含有領域はＬＥＤによって放出された光を第２のピーク波長より短い第３のピーク波長を有する光に変換するように構成することができる。
【００１２】
第１の蛍光体含有領域は第１の励起領域を有する第１の蛍光体を含むことができ、第２の蛍光体含有領域は第２の励起領域を有する第２の蛍光体を含むことができる。第１のピーク波長は第１および第２の励起領域内にある可能性があり、第２のピーク波長は第２の励起領域の外側にある可能性がある。第２の蛍光体含有領域の発光スペクトルは、少なくとも部分的に第１の励起領域内にある可能性がある。
【００１３】
第１のピーク波長は青色波長またはＵＶ波長を含むことができる。第１の蛍光体は赤色蛍光体を含むことができ、第２の蛍光体は緑色／黄色蛍光体を含むことができる。
【００１４】
この半導体デバイスは、第２の蛍光体含有領域上であって、第１の蛍光体含有領域から遠い第３の蛍光体含有領域をさらに含むことができる。第３の蛍光体含有領域は、ＬＥＤによって放出された光を第２のピーク波長より短い可能性があり、第３のピーク波長より短い可能性のある第４のピーク波長を有する光に変換するように構成することができる。
【００１５】
第１のピーク波長はＵＶ波長を含むことができ、第１の蛍光体は赤色蛍光体を含むことができ、第２の蛍光体は緑色／黄色蛍光体を含むことができ、第３の蛍光体は青色蛍光体を含むことができる。
【００１６】
この半導体デバイスは、第１の蛍光体含有領域と第２の蛍光体含有領域との間に中間層をさらに含むことができる。中間層は、光散乱粒子を含むか、またはトランスフレクティブ層（transflective layer）を含むか、あるいはその両方を含むことができる。
【００１７】
第１のピーク波長は４００〜５００ｎｍにすることができ、第２のピーク波長は５８０〜６７０ｎｍにすることができ、第３のピーク波長は５００〜５８０ｎｍにすることができる。
【００１８】
第１の蛍光体含有領域とは反対側の第２の蛍光体含有領域の表面は、光抽出用にテクスチャ付けすることができる。
【００１９】
第１の蛍光体含有領域はＬＥＤ構造上に複数の個別蛍光体含有領域を含むことができ、第２の蛍光体含有領域はＬＥＤから遠い複数の個別蛍光体含有領域上にＬＥＤ構造を横切って延びる蛍光体含有マトリックス材料の層を含むことができる。蛍光体含有領域は、ＬＥＤ構造上の蛍光体含有マトリックス材料のアイランドまたはＬＥＤ構造内のくぼみあるいはその両方を含むことができる。
【００２０】
いくつかの諸実施形態による半導体デバイスは、電圧を印加したときに第１のピーク波長を有する光を放出するように構成された半導体発光素子（ＬＥＤ）と、ＬＥＤによって放出された光を受け取り、受け取った光の少なくとも一部分を第１のピーク波長より長い波長を有する光に変換するように構成されたＬＥＤ上の複数の第１および第２の蛍光体含有領域とを含む。第１および第２の蛍光体含有領域はＬＥＤ構造の表面上に個別蛍光体含有領域を含む。第１の蛍光体含有領域は、ＬＥＤによって放出された光を第２のピーク波長を有する光に変換するように構成することができ、第２の蛍光体含有領域は、ＬＥＤによって放出された光を第２のピーク波長より短い第３のピーク波長を有する光に変換するように構成することができる。
【００２１】
第１および第２の個別蛍光体含有領域は、ＬＥＤ構造の表面上に相互に間隔を開けて配置することができる。
【００２２】
この半導体デバイスは、間隔を開けて配置した第１および第２の個別蛍光体含有領域のうちの隣接する領域間に中間材料をさらに含むことができる。中間材料は第１の個別蛍光体含有領域より低い屈折率を有することができる。中間材料は第２の個別蛍光体含有領域より高い屈折率を有することができる。
【００２３】
第１の個別蛍光体含有領域は緑色／黄色蛍光体を含み、第２の個別蛍光体含有領域は赤色蛍光体を含む。
【００２４】
いくつかの諸実施形態は、光を放出するように構成された活性領域と、放出光を伝導するように構成されたウィンドウ層とを含む半導体デバイスを形成する方法を提供する。この方法は、電流に応答して第１のピーク波長を有する光を放出するように構成されたＬＥＤ構造上に複数の個別蛍光体含有領域を形成するステップと、個別蛍光体含有領域を含むＬＥＤ構造上にオーバレイヤ（overlayer）を形成するステップとを含む。オーバレイヤは、個別蛍光体含有領域内の蛍光体とは異なる可能性がある蛍光体を含むことができる。個別蛍光体含有領域はＬＥＤによって放出された光を第２のピーク波長を有する光に変換するように構成することができ、オーバレイヤはＬＥＤによって放出された光を第２のピーク波長より短い第３のピーク波長を有する光に変換するように構成することができる。
【００２５】
個別蛍光体含有領域は第１の励起領域を有する第１の蛍光体を含むことができ、オーバレイヤは第２の励起領域を有する第２の蛍光体を含むことができる。第１のピーク波長は第１および第２の励起領域内にある可能性があり、第２のピーク波長は第１の励起領域の外側にある可能性がある。第２の蛍光体の発光スペクトルは、少なくとも部分的に第１の励起領域内にある可能性がある。
【００２６】
この方法は、半導体デバイスからの光抽出を増加するようにオーバレイヤにテクスチャ付けするステップをさらに含むことができる。
【００２７】
複数の個別蛍光体含有領域を形成するステップは、半導体ウェハ上に予備成形されたシリコーン層を添付するステップであって、予備成形されたシリコーン層がそこに複数のくぼみを含むステップと、くぼみ内に個別領域を形成するステップとを含むことができる。
【００２８】
複数の個別蛍光体含有領域を形成するステップは、ＬＥＤ構造上にマトリックス材料の層を付着させるステップと、マトリックス材料の一部分を選択的に硬化するステップと、マトリックス材料の未硬化部分を除去してＬＥＤ構造上にマトリックス材料のアイランドを形成するステップとを含むことができる。
【００２９】
マトリックス材料を選択的に硬化するステップは、マトリックス材料の付着層上にマスク層を形成するステップと、マスク層にパターン形成してマトリックス材料の一部分を露出するステップと、マトリックス材料の露出部分を硬化するステップとを含むことができる。
【００３０】
マトリックス材料を選択的に硬化するステップは、リッジを有する加熱プレートをマトリックス材料に近づけ、それにより、加熱リッジに隣接するマトリックス材料の選択部分を硬化させるステップを含むことができる。
【００３１】
この方法は、ＬＥＤ構造上に金属接点を形成するステップをさらに含むことができ、マトリックス材料の層を付着させるステップは、ＬＥＤ構造および金属接点上にマトリックス材料の層を付着させるステップを含むことができる。マスク層は、金属接点の少なくとも一部分を覆うことができる。
【００３２】
この方法は、マトリックス材料のアイランドを含むＬＥＤ構造上に第２のマトリックス材料を付着させるステップと、第２のマトリックス材料上に第２のマスクを形成するステップと、第２のマスクにパターン形成して、マトリックス材料のアイランドが形成されているＬＥＤ構造の一部分以外の基板の少なくとも一部分を露出するステップと、第２のマトリックス材料の露出部分を硬化するのに十分な波長を有する放射で第２のマトリックス材料の露出部分を照らすステップと、第２のマトリックス材料の未露出部分を除去してＬＥＤ構造上にマトリックス材料の第２のアイランドを形成するステップとをさらに含むことができる。
【００３３】
この方法は、マトリックス材料のアイランドを含むＬＥＤ構造上にオーバレイヤを形成するステップをさらに含むことができる。オーバレイヤは、第１のアイランドを形成する前または形成した後にＬＥＤ構造上に形成することができる。
【００３４】
ＬＥＤ構造は、複数のダイシング・ストリート（dicing street）を含む半導体ウェハをさらに含むことができ、マスク層は、少なくとも半導体ウェハ上の複数のダイシング・ストリートの上に形成することができる。
【００３５】
添付図面は、本発明をさらに理解するために含まれ、本出願に組み込まれ、本出願の一部を構成するものであり、本発明の特定の実施形態（複数も可）を示している。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】従来のパッケージ化発光素子を示す断面側面図である。
【図２Ａ】本発明のいくつかの諸実施形態による発光素子構造を示す断面図である。
【図２Ｂ】本発明のいくつかの諸実施形態による発光素子構造を示す断面図である。
【図２Ｃ】本発明のいくつかの諸実施形態による発光素子構造を示す断面図である。
【図３】ＬＥＤ構造および様々な蛍光体材料の模範的な発光スペクトルを示すグラフである。
【図４Ａ】本発明のいくつかの諸実施形態による発光素子構造を示す断面図である。
【図４Ｂ】本発明のいくつかの諸実施形態による発光素子構造を示す断面図である。
【図５】いくつかの諸実施形態による発光構造の表面上に形成可能な第１の蛍光体含有領域、中間領域、および第２の蛍光体含有領域の拡大図である。
【図６Ａ】本発明の他の諸実施形態による個別蛍光体担持領域（discrete phosphor-bearing region）を含む発光素子構造を示す断面図である。
【図６Ｂ】本発明の他の諸実施形態による個別蛍光体担持領域を含む発光素子構造を示す断面図である。
【図６Ｃ】本発明の他の諸実施形態による個別蛍光体担持領域を含む発光素子構造を示す断面図である。
【図６Ｄ】本発明の他の諸実施形態による個別蛍光体担持領域を含む発光素子構造を示す断面図である。
【図７Ａ】本発明の他の諸実施形態による個別蛍光体担持領域を含む発光素子構造を示す断面図である。
【図７Ｂ】本発明の他の諸実施形態による個別蛍光体担持領域を含む発光素子構造を示す断面図である。
【図８Ａ】本発明のいくつかの諸実施形態による個別蛍光体担持領域を含む発光ダイオード構造の形成に関連する操作ならびにそのように形成された発光ダイオード構造を示す断面図である。
【図８Ｂ】本発明のいくつかの諸実施形態による個別蛍光体担持領域を含む発光ダイオード構造の形成に関連する操作ならびにそのように形成された発光ダイオード構造を示す断面図である。
【図８Ｃ】本発明のいくつかの諸実施形態による個別蛍光体担持領域を含む発光ダイオード構造の形成に関連する操作ならびにそのように形成された発光ダイオード構造を示す断面図である。
【図８Ｄ】本発明のいくつかの諸実施形態による個別蛍光体担持領域を含む発光ダイオード構造の形成に関連する操作ならびにそのように形成された発光ダイオード構造を示す断面図である。
【図９Ａ】本発明の他の諸実施形態による個別蛍光体担持領域を含む発光ダイオード構造の形成に関連する操作ならびにそのように形成された発光ダイオード構造を示す断面図である。
【図９Ｂ】本発明の他の諸実施形態による個別蛍光体担持領域を含む発光ダイオード構造の形成に関連する操作ならびにそのように形成された発光ダイオード構造を示す断面図である。
【図９Ｃ】本発明の他の諸実施形態による個別蛍光体担持領域を含む発光ダイオード構造の形成に関連する操作ならびにそのように形成された発光ダイオード構造を示す断面図である。
【図９Ｄ】本発明の他の諸実施形態による個別蛍光体担持領域を含む発光ダイオード構造の形成に関連する操作ならびにそのように形成された発光ダイオード構造を示す断面図である。
【図１０Ａ】本発明のいくつかの諸実施形態による個別蛍光体担持領域および光散乱領域を含む発光ダイオード構造を示す断面図である。
【図１０Ｂ】本発明のいくつかの諸実施形態による個別蛍光体担持領域および光散乱領域を含む発光ダイオード構造を示す断面図である。
【図１１Ａ】本発明のいくつかの諸実施形態による個別蛍光体担持領域を含む発光ダイオード構造のダイシングを示す断面図である。
【図１１Ｂ】本発明のいくつかの諸実施形態による個別蛍光体担持領域を含む発光ダイオード構造のダイシングを示す断面図である。
【図１２Ａ】本発明のいくつかの諸実施形態による個別蛍光体担持領域および光散乱領域を含む発光ダイオード構造を示す断面図である。
【図１２Ｂ】本発明のいくつかの諸実施形態による個別蛍光体担持領域および光散乱領域を含む発光ダイオード構造を示す断面図である。
【図１２Ｃ】本発明のいくつかの諸実施形態による個別蛍光体担持領域および光散乱領域を含む発光ダイオード構造を示す断面図である。
【図１３】本発明のいくつかの諸実施形態による操作を示す流れ図である。
【図１４Ａ】本発明のいくつかの諸実施形態による発光素子構造上の蛍光体粒子の付着ならびにそのように形成された発光ダイオード構造を示す断面図である。
【図１４Ｂ】本発明のいくつかの諸実施形態による発光素子構造上の蛍光体粒子の付着ならびにそのように形成された発光ダイオード構造を示す断面図である。
【図１４Ｃ】本発明のいくつかの諸実施形態による発光素子構造上の蛍光体粒子の付着ならびにそのように形成された発光ダイオード構造を示す断面図である。
【図１５Ａ】本発明のいくつかの諸実施形態による発光素子構造上の蛍光体粒子の付着ならびにそのように形成された発光ダイオード構造を示す断面図である。
【図１５Ｂ】本発明のいくつかの諸実施形態による発光素子構造上の蛍光体粒子の付着ならびにそのように形成された発光ダイオード構造を示す断面図である。
【図１５Ｃ】本発明のいくつかの諸実施形態による発光素子構造上の蛍光体粒子の付着ならびにそのように形成された発光ダイオード構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
次に、本発明の諸実施形態が示されている添付図面に関連して、本発明についてより詳細に説明する。しかし、本発明は、多種多様な形で実施することができ、本明細書に明記されている諸実施形態に限定されるものと解釈すべきではない。むしろ、これらの諸実施形態は、この開示内容が徹底的かつ完全なものになり、本発明の範囲を当業者に完全に伝達するように示されている。図面では、明瞭にするために、層および領域のサイズならびに相対サイズが誇張されている可能性がある。図面全体を通して、同様の番号は同様の要素を指している。
【００３８】
層、領域、または基板などの要素が他の要素の「上（on）」にあるものとして言及されている場合、それは他の要素のすぐ上にある可能性があるか、または介在要素も存在する可能性があることが理解されるであろう。表面など、要素の一部が「内部（inner）」として言及されている場合、それはその要素の他の部分よりデバイスの外側から遠いことが理解されるであろう。さらに、「下（beneath）」または「上に重なる（overlie）」などの相対的用語は、本明細書では、図面に示されているように、基板または基層に対するある層または領域と他の層または領域との関係を記述するために使用することができる。これらの用語は図面に描写されている向きに加えて、デバイスの種々の向きを包含するためのものであることが理解されるであろう。最後に、「直接（directly）」という用語は、介在要素がまったくないことを意味する。本明細書で使用する「および／または（and/or）」という用語は、関連の列挙項目のうちの１つまたは複数の任意かつすべての組み合わせを含む。
【００３９】
本明細書では、様々な要素、コンポーネント、領域、層、またはセクション、あるいはこれらの組み合わせを記述するために、第１、第２などの用語を使用する場合があるが、これらの要素、コンポーネント、領域、層、またはセクション、あるいはこれらの組み合わせはこれらの用語で限定すべきではないことが理解されるであろう。これらの用語は、ある要素、コンポーネント、領域、層、またはセクションを他の領域、層、またはセクションから区別するためにのみ使用する。したがって、以下に論じる第１の要素、コンポーネント、領域、層、またはセクションは、本発明の教示を逸脱せずに、第２の要素、コンポーネント、領域、層、またはセクションと呼ぶこともできる。
【００４０】
本発明の諸実施形態は、本発明の理想化された諸実施形態の概略図である断面図、斜視図、または平面図、あるいはこれらの組み合わせに関連して本明細書に記載されている。このため、たとえば、製造技法または許容差あるいはその両方の結果として、例示の形状からの変動が予想される。したがって、本発明の諸実施形態は、本明細書に例示されている領域の特定の形状に限定されるものと解釈すべきではなく、たとえば、製造の結果として発生した形状の偏差を含むものである。たとえば、長方形として例示または記載されている領域は、典型的に、通常の製造許容差のために丸みのある特徴または曲線状の特徴を有することになる。したがって、図面に例示されている領域は本質的に概略であり、それぞれの形状はデバイスの領域の精密な形状を例示するためのものではなく、本発明を範囲を限定するためのものではない。
【００４１】
別に定義がない限り、本明細書で使用するすべての用語（技術用語および科学用語を含む）は、本発明が属す技術分野の当業者の一人が一般的に理解するものと同じ意味を持つ。一般的に使用される辞書に定義されているような用語は、関連技術分野および本明細書の文脈でそれぞれの意味と一貫した意味を有するものと解釈すべきであり、本明細書で明確にそのように定義されない限り、理想化されたかまたは過度に形式的な意味で解釈されないことがさらに理解されるであろう。
【００４２】
半導体発光素子をパッケージ化するための本発明の様々な実施形態について本明細書で説明する。本明細書で使用する半導体発光素子という用語は、シリコン、炭化ケイ素、窒化ガリウム、またはその他の半導体材料、あるいはこれらの組み合わせを含むことができる１つまたは複数の半導体層を含む、発光ダイオード、レーザ・ダイオード、またはその他の半導体デバイス、あるいはこれらの組み合わせを含むことができる。発光素子は、サファイア、シリコン、炭化ケイ素などの基板、または他の超小型電子基板、あるいはその両方を含む場合もあれば、含まない場合もある。発光素子は、金属層またはその他の導電層あるいはその両方を含むことができる１つまたは複数の接点層を含むことができる。いくつかの諸実施形態では、紫外、青色、または緑色、あるいはこれらの組み合わせの発光ダイオードを提供することができる。赤色または琥珀色あるいはその両方のＬＥＤも提供することができる。半導体発光素子の設計および製作は、当業者には周知のものであるので、本明細書で詳細に説明する必要はない。
【００４３】
たとえば、半導体発光素子は、ノースカロライナ州ダラムのＣｒｅｅ，Ｉｎｃ．によって製造販売されるデバイスなど、炭化ケイ素基板上に製作された窒化ガリウムベースのＬＥＤまたはレーザにすることができる。本発明は、米国特許第６，２０１，２６２号、第６，１８７，６０６号、第６，１２０，６００号、第５，９１２，４７７号、第５，７３９，５５４号、第５，６３１，１９０号、第５，６０４，１３５号、第５，５２３，５８９号、第５，４１６，３４２号、第５，３９３，９９３号、第５，３３８，９４４号、第５，２１０，０５１号、第５，０２７，１６８号、第５，０２７，１６８号、第４，９６６，８６２号、または第４，９１８，４９７号、あるいはこれらの組み合わせに記載されているＬＥＤまたはレーザあるいはその両方とともに使用するのに適している可能性があり、上記特許の開示内容は、本明細書に詳細に明記されている場合と同様に、参照により本明細書に援用される。その他の適切なＬＥＤまたはレーザあるいはその両方は、「量子井戸と超格子とを有するＩＩＩ族窒化物系発光ダイオード構造  Group III Nitride Based Light Emitting Diode Structures With a Quantum Well and Superlattice, ＩＩＩ族窒化物系量子井戸構造及びＩＩＩ窒化物系超格子構造  Group III Nitride Based Quantum Well Structures and Group III Nitride Based Superlattice Structures」という発明の名称で２００３年１月９日に公表された米国特許公報第ＵＳ２００３／０００６４１８Ａ１号ならびに「光抽出用の改良を含む発光ダイオード及びその製造方法  Light Emitting Diodes Including Modifications for Light Extraction and Manufacturing Methods Therefor」という発明の名称で公表された米国特許公報第ＵＳ２００２／０１２３１６４Ａ１号に記載されている。さらに、「傾斜する側壁を有する蛍光体コーティングされた発光ダイオード及びその製造方法  Phosphor-Coated Light Emitting Diodes Including Tapered Sidewalls and Fabrication Methods Therefor」という発明の名称の米国特許公報第２００４／００５６２６０Ａ１号に記載されているものなど、蛍光体でコーティングしたＬＥＤも本発明の諸実施形態で使用するのに適している可能性があり、同特許の開示内容は、本明細書に詳細に明記されている場合と同様に、参照により本明細書に組み込まれる。ＬＥＤまたはレーザあるいはその両方は、発光が基板を通して行われるように動作するように構成することができる。このような諸実施形態では、たとえば、上記の米国特許公報第ＵＳ２００２／０１２３１６４Ａ１号に記載されているようにデバイスの光の出力を強化するように基板にパターン形成することができる。
【００４４】
上述の通り、たとえば、蒸着または電気泳動付着あるいはその両方により、蛍光体でＬＥＤチップの表面をコーティングするための方法がいくつか提案されている。これらの方法はＬＥＤチップ内に単一蛍光体材料を適用するのに適している可能性があるが、単一チップ上に２つ以上の波長変換材料を付着させるのには適してない可能性がある。
【００４５】
ＬＥＤチップ上に２つ以上の蛍光体材料を付着させることは、特定の事情では望ましい可能性がある。たとえば、青色ＬＥＤチップ上に黄色蛍光体とともに赤色蛍光体を含めて、チップが発生する光の演色特性を改善することが望ましい場合がある。すなわち、青色発光素子および黄色蛍光体を含む白色エミッタは放出光の二元性のために演色特性が不十分である可能性があることが分かっている。より良好な演色を提供するために、青色ＬＥＤチップによって放出された光による刺激に応答して光を放出することもできる赤色蛍光体は、ＬＥＤチップによって放出された光全体を補う赤色発光を提供することができる。その結果発生した光は、照らされたときに物体がより自然に見えるようにする可能性のある、より温かい外観を有することができる。しかし、赤色蛍光体材料の励起曲線は黄色発光蛍光体の放出曲線と重なる可能性があり、黄色蛍光体によって放出された何らかの光は赤色蛍光体によって再吸収することができ、その結果、効率が失われる可能性があることを意味する。
【００４６】
本発明のいくつかの諸実施形態は、ＬＥＤ構造の外層上に個別蛍光体含有領域を含む方法およびその結果得られるＬＥＤ構造を提供する。個別蛍光体含有領域の別々の領域に種々のタイプの蛍光体を含めることができ、それにより、温白色、ＵＶ／ＲＧＢ、およびその他の蛍光体適用例について異なる蛍光体の分離を改善することができる。さらに、種々の色の蛍光体をチップ上の所望のパターンに配置して、所望の放出パターンを提供することができる。
【００４７】
本発明のいくつかの諸実施形態によれば、複数の個別マトリックス内に懸濁する蛍光体粒子を含む個別蛍光体含有領域を設けることができる。本発明のいくつかの他の諸実施形態によれば、蛍光体粒子は、粒子レベルでＬＥＤ構造の表面上に配置することができ、マトリックスとして提供する必要がない可能性がある。
【００４８】
ＬＥＤ構造は一般に、接合を越えて電圧を印加したときに１つまたは複数の量子井戸層に少数キャリアを注入するように構成されたＰＮ接合を含む活性領域を含む。典型的に電子である少数キャリアが量子井戸層内の空孔と再結合すると、量子井戸層によって光を放出することができる。活性領域内で発生した光は、１つまたは複数のウィンドウ層を通ってＬＥＤ構造から抽出することができる。
【００４９】
いくつかの諸実施形態では、そこから基板が除去されているエピタキシャル層を使用して、ＬＥＤチップを形成することができる。しかし、いくつかの諸実施形態では、基板はＬＥＤチップから除去する必要はなく、その場合、基板は、炭化ケイ素またはサファイアあるいはその両方など、光に対して実質的に透明である可能性がある。
【００５０】
ＬＥＤ構造が基板を含む場合、たとえば、エッチング、機械的ラッピング、または研削および研磨によって基板を薄くして、構造の全体的な厚さを削減することができる。基板を薄くするための技法は、「発光デバイスを有する半導体裏面の製造方法および形成された発光デバイス  Methods Of Processing Semiconductor Wafer Backsides Having Light Emitting Devices (LEDS) Thereon And LEDS So Formed」という発明の名称の米国特許公報第２００５／０１５１１３８号に記載されており、同特許の開示内容はこれにより、本明細書に詳細に明記されている場合と同様に、参照により本明細書に援用される。さらに、鋸引き、レーザ・スクライビング、またはその他の技法を使用して、基板を成形するかまたは粗くして、光抽出を増加することができる斜めの側壁などの幾何学的特徴を導入することができる。たとえば、「発光ダイオード基板のエッチング  Etching Of Substrates Of Light Emitting Diodes」という発明の名称の米国特許公報第２００５／０２１５０００号に記載されているエッチング・プロセスを使用して基板をさらにエッチングして、光抽出を改善することができ、同特許の開示内容はこれにより、本明細書に詳細に明記されている場合と同様に、参照により本明細書に援用される。
【００５１】
代わって、米国特許第６，５５９，０７５号、第６，０７１，７９５号、第６，８００，５００号、または第６，４２０，１９９号、あるいはこれらの組み合わせ、ならびに米国特許公報第２００２／００６８２０１号、もしくはこれらの組み合わせに教示されている技法などの基板除去技法により、基板を完全に除去することができ、上記特許の開示内容はこれにより、本明細書に詳細に明記されている場合と同様に、参照により本明細書に組み込まれる。
【００５２】
いくつかの諸実施形態は図２Ａ〜図２Ｃに示されており、これらの図は、垂直に間隔を開けて配置された（すなわち、ＬＥＤ構造１００の面から離れる方向に間隔を開けて配置された）様々な蛍光体含有領域をそこに含むＬＥＤ構造１００を示している。たとえば、図２Ａは、その上に第１の蛍光体含有領域１１０が設けられているＬＥＤ構造１００を含む構造を示している。第１の蛍光体含有領域１１０上には第２の蛍光体含有領域１２０が設けられ、したがって、第１の蛍光体含有領域１１０はＬＥＤ構造１００と第２の蛍光体含有領域１２０との間にある。ＬＥＤ構造１００によって発生された光は、第１の蛍光体含有領域１１０を通過し、次に第２の蛍光体含有領域１２０を通過する。
【００５３】
図２Ｂは、その上に第１の蛍光体含有領域１１０が設けられているＬＥＤ構造１００を示している。第１の蛍光体含有領域１１０上には中間層１１５が設けられている。中間層１１５上には第２の蛍光体含有領域１２０が設けられ、したがって、第１の蛍光体含有領域１１０はＬＥＤ構造１００と第２の蛍光体含有領域１２０との間にあり、中間層１１５は第１の蛍光体含有領域１１０と第２の蛍光体含有領域１２０との間にある。中間層１１５は、透明にすることができるか、または、たとえば、上述の通り、ＴｉＯ2またはＳｉＯ2あるいはその両方の粒子などの光散乱粒子を含むことができるか、もしくは、その両方にすることができる。ＬＥＤ構造１００によって発生された光は、第１の蛍光体含有領域１１０を通過し、次に第２の蛍光体含有領域１２０を通過する。
【００５４】
図２Ｃは、その上に第１の蛍光体含有領域１１０が設けられているＬＥＤ構造１００を示している。第１の蛍光体含有領域１１０上には第２の蛍光体含有領域１２０が設けられ、したがって、第１の蛍光体含有領域１１０はＬＥＤ構造１００と第２の蛍光体含有領域１２０との間にある。第２の蛍光体含有領域１２０上には第３の蛍光体含有領域１３０が設けられ、したがって、第２の蛍光体含有領域１２０はＬＥＤ構造１００と第３の蛍光体含有領域１３０との間にある。ＬＥＤ構造１００によって発生された光は、第１の蛍光体含有領域１１０を通過し、次に第２の蛍光体含有領域１２０を通過し、次に第３の蛍光体含有領域１３０を通過する。
【００５５】
ＬＥＤ構造１００は、たとえば、可視スペクトルの青色域またはＵＶ域内の第１のピーク波長を有する光を発生するように構成することができる。第１の蛍光体含有領域１１０は、ＬＥＤ構造１００によって放出された光を第１のピーク波長より長い第２のピーク波長を有する光に変換するように構成される。すなわち、第１の蛍光体含有領域１１０は、ＬＥＤ構造１００によって放出された光を吸収し、それに応答して、より長い波長を有する光を放出するように構成される。たとえば、第１の蛍光体含有領域１１０は、青色光または紫外光を吸収したことに応答して赤色光を放出するように構成することができる。第２の蛍光体含有領域１２０は、ＬＥＤ構造１００によって放出された光を吸収し、それに応答して、（ＬＥＤ構造１００によって放出された光の）第１のピーク波長より長いが、第２のピーク波長より短い第３のピーク波長を有する光を放出するように構成される。たとえば、第２の蛍光体含有領域１２０は、ＬＥＤ構造１００からの青色光または紫外光を吸収したことに応答して黄色光、黄緑色光、または緑色光を放出するように構成することができる。本明細書で使用する緑色／黄色という用語は、黄色、黄緑色、または緑色、あるいはこれらの組み合わせを含む。
【００５６】
適切な赤色蛍光体としては、Ｓｒ2Ｓｉ5Ｎ8：Ｅｕ2+およびＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕを含む。使用できるその他の赤色蛍光体としては、Ｅｕ2+−ＳｉＡｌＯＮ族の蛍光体からの蛍光体、ならびにＣａＳｉＮ2：Ｃｅ3+、ＣａＳｉＮ2：Ｅｕ2+、または（Ｃａ，Ｓｉ，Ｂａ）ＳｉＯ4：Ｅｕ2+（ＢＯＳＥ）族からの蛍光体、あるいはこれらの組み合わせを含む。適切な黄色蛍光体としては、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+（Ｃｅ：ＹＡＧ）、ＣａＡｌＳｉＮ3：Ｃｅ3+、およびＥｕ2+−ＳｉＡｌＯＮ−族またはＢＯＳＥ族あるいはその両方からの蛍光体を含む。適切な緑色蛍光体としては、ＢＯＳＥ族からの蛍光体ならびにＣａＳｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ2+を含む。所望の波長の光の出力を提供するために、任意の適切なレベルで蛍光体をドーピングすることもできる。いくつかの諸実施形態では、約０．１％〜約２０％の範囲内のドーパント濃度でＣｅまたはＥｕあるいはその両方を蛍光体にドーピングすることもできる。適切な蛍光体は、日本国東京の三菱化学株式会社、ドイツブライツンゲンのＬｅｕｃｈｔｓｔｏｆｆｗｅｒｋ  Ｂｒｅｉｔｕｎｇｅｎ  ＧｍｂＨ、およびカリフォルニア州フリーモントのＩｎｔｅｍａｔｉｘ  Ｃｏｍｐａｎｙを含む多数の供給業者から入手可能である。
【００５７】
第３の蛍光体含有領域１３０は、ＬＥＤ構造１００によって放出された光を吸収し、それに応答して、第３のピーク波長または第２のピーク波長より短い第４のピーク波長を有する光を放出するように構成することができる。たとえば、図２Ｃを参照すると、いくつかの諸実施形態では、ＬＥＤ構造は紫外光を放出するように構成され、第１の蛍光体含有領域１１０は赤色蛍光体を含み、第２の蛍光体含有領域１２０は緑色蛍光体を含み、第３の蛍光体含有領域１３０は青色蛍光体を含む。
【００５８】
いくつかの諸実施形態では、第２の蛍光体含有領域１２０は、第１の蛍光体含有領域１１０によって放出された光に対して感受性または応答性がない可能性がある。すなわち、第１の蛍光体含有領域１１０によって放出された光は、第２の蛍光体含有領域１２０内の蛍光体の励起領域の外側になる可能性がある。同様に、第３の蛍光体含有領域１３０は、第１の蛍光体含有領域１１０または第２の蛍光体含有領域１２０によって放出された光に対して感受性または応答性がない可能性がある。すなわち、第１の蛍光体含有領域１１０および第２の蛍光体含有領域１２０によって放出された光は、第３の蛍光体含有領域１３０内の蛍光体の励起領域の外側になる可能性がある。
【００５９】
たとえば、図３は、ＬＥＤ構造の模範的な発光スペクトルならびに種々のタイプの蛍光体の発光スペクトルを示すグラフである。図３のグラフでは、より短い波長が左側にあり、より長い波長が右側にある。曲線１０１は、青色またはＵＶのＬＥＤ構造１００の模範的な発光スペクトルを表している。発光スペクトル１０１は、可視スペクトルの青色域またはＵＶ域内に入るピーク波長Ｐ１あたりに中心がある。曲線１１１は、光刺激に応答して第１の蛍光体含有領域１１０内の蛍光体の模範的な発光スペクトルを表している。発光スペクトル１１１は、可視スペクトルの赤色域内に入るピーク波長Ｐ２あたりに中心がある。曲線１２１は、光刺激に応答して第２の蛍光体含有領域１２０内の蛍光体の模範的な発光スペクトルを表している。発光スペクトル１２１は、可視スペクトルの緑色／黄色域内に入るピーク波長Ｐ３あたりに中心がある。
【００６０】
発光スペクトルのピーク波長は発光スペクトルの主波長とは異なる可能性があることが認識されるであろう。したがって、発光スペクトルは、例示されているように厳密に対称性である必要はない。その上、発光スペクトルは、例示されているものより広いかまたは狭い可能性があり、異なるピークまたは複数のピークを有する可能性もある。たとえば、発光スペクトル１０１のピークは発光スペクトル１１１または１２１のいずれかより高くなる可能性がある。
【００６１】
ＬＥＤ構造１００の発光スペクトル１０１は、発光スペクトル１２１を発生する緑色／黄色蛍光体の励起領域Ａ内に入る可能性がある。すなわち、発光スペクトル１２１を有する光を放出する蛍光体（すなわち、緑色／黄色蛍光体）は、励起領域Ａ内の波長を有する光に対して応答性である可能性がある。また、ＬＥＤ構造１００の発光スペクトル１０１は、発光スペクトル１１１を発生する赤色蛍光体の励起領域Ｂ内に入る可能性もある。すなわち、発光スペクトル１１１を有する光を放出する蛍光体は、励起領域Ｂ内の波長を有する光に対して応答性である可能性がある。図３に示されている励起領域ＡおよびＢは鮮明な境界を持たない可能性があるが、そのエッジで徐々に減衰する可能性があることが認識されるであろう。本明細書で使用する光の波長は、ＬＥＤ構造によって発生されたかまたはＬＥＤ構造によって放出された光に応答して発生された波長の光による刺激に応答して、視覚的に感知可能な量の光が蛍光体によって放出される場合に、蛍光体の隆起領域内にある。
【００６２】
一般に、蛍光体材料のバンドギャップより高いエネルギーを有する光子が蛍光体を通過し、吸収されると、蛍光体によって光が放出される。光子が吸収されると、蛍光体内の電子キャリアは静止状態から励起状態に刺激される。電子キャリアが静止状態に減衰すると、蛍光体によって光子を放出することができる。しかし、放出された光子は吸収された光子のエネルギーより小さいエネルギーを有する可能性がある。したがって、放出された光子は吸収された光子より長い波長を有する可能性がある。
【００６３】
図３に示されている通り、緑色／黄色蛍光体の発光スペクトル１２１は、少なくとも部分的に赤色蛍光体の励起領域Ｂ内に入る可能性がある。すなわち、緑色／黄色蛍光体によって放出される何らかの光は赤色蛍光体によって再吸収することができる。すべての蛍光体吸収／放出サイクルで何らかのエネルギーが失われるので、このような再吸収は損失に至る可能性がある。また、再吸収は、その構造によって結合された光の出力のカラー・ポイントを変更する可能性もある。
【００６４】
しかし、図３にさらに示されている通り、赤色蛍光体の発光スペクトル１１１は緑色／黄色蛍光体の励起領域Ａの外側にある。したがって、赤色蛍光体によって放出された光は、実質的に吸収されず、緑色／黄色蛍光体による応答放出を引き起こさない可能性がある。光の代わりに熱に変換される可能のある緑色／黄色蛍光体による赤色光の吸収は取るに足らないものである可能性があることが認識されるであろう。
【００６５】
放出された光子の再吸収による損失を低減するため、またはより多くの一貫した光の出力を提供するため、あるいはその両方のために、いくつかの諸実施形態では、緑色／黄色蛍光体に対応する第２の蛍光体含有領域１２０を、赤色蛍光体に対応する第１の蛍光体含有領域１１０から分離する。たとえば、第１の蛍光体含有領域１１０上に第２の蛍光体含有領域１２０を配置することができ、その結果、ＬＥＤ構造１００からの光がまず赤色蛍光体を通過する。次に、ＬＥＤ構造１００からの未吸収の青色／紫外光および第１の蛍光体含有領域１１０で発生した赤色光は第２の蛍光体含有領域１２０を通過する。しかし、ＬＥＤ構造１００からの青色／紫外光だけが第２の蛍光体含有領域内の蛍光体によって吸収され、それにより緑色／黄色光の放出を引き起こす可能性がある。
【００６６】
第２の蛍光体含有領域１２０で発生した何らかの光は第１の蛍光体含有領域１１０内に入り、吸収される可能性があるが、このような吸収／再放出はいくつかの諸実施形態により低減することができる。
【００６７】
図２Ｂを参照すると、第１の蛍光体含有領域１１０と第２の蛍光体含有領域１２０との間の中間層１１５としてトランスフレクティブ・コーティングを提供し、第２の蛍光体含有領域１２０で発生した光を低減するか、またはそれが再吸収される可能性のある第１の蛍光体含有領域１１０に入るのを防止することができる。トランスフレクティブ・コーティングは約５〜２０μｍの厚さを有することができる。トランスフレクティブ・コーティングは、たとえば、日本製紙株式会社から市販されているＳＴＲ４００などの真珠箔または帝人株式会社から入手可能なトランスフレクタ材料（transflector material）にすることができる。
【００６８】
図４Ａおよび図４Ｂは、蛍光体含有領域が垂直ではなくＬＥＤ構造１００の表面を横切って水平に間隔を開けて配置されている他の諸実施形態を示している。たとえば、図４Ａに示されている通り、たとえば、本明細書に記載されている技法を使用して、ＬＥＤ構造１００上に複数の第１および第２の個別蛍光体含有領域１５０、１６０が設けられている。個別蛍光体含有領域１５０、１６０は、それぞれの励起領域内の光によって刺激されたときに種々の色の光を放出するように構成された、種々のタイプの蛍光体、または種々のドーピング・レベルを有する蛍光体、あるいはその両方を含むことができる。
【００６９】
第１の個別蛍光体含有領域１５０は、ＬＥＤ構造１００によって放出された青色光または紫外光に応答して、赤色光などのより長い波長の光を放出するように構成することができ、第２の個別蛍光体含有領域１６０は、ＬＥＤ構造１００によって放出された青色光または紫外光に応答して、緑色／黄色光などのより短い波長の光を放出するように構成することができる。
【００７０】
図４Ａおよび図４Ｂに示されている通り、第１および第２の個別蛍光体含有領域１５０、１６０は、交互にＬＥＤ構造１００の表面１００Ａ上に配置することができる。しかし、いくつかの諸実施形態では、同じタイプの２つの個別蛍光体含有領域は、相互に隣接して配置することができ、相互に境を接するか、または図４Ａに示されているように相互に間隔を開けて配置することができる。
【００７１】
図４Ｂに示されている通り、個別蛍光体含有領域１５０、１６０の隣接する領域同士の間に中間領域１７０を配置することができる。中間領域は、１つの個別蛍光体含有領域によって放出された光が他の個別蛍光体含有領域に入り、そこで再吸収される可能性を低減するように設けることができる。いくつかの諸実施形態では、中間領域１７０は、第１の個別蛍光体含有領域１５０または第２の個別蛍光体含有領域１６０のいずれかより低い屈折率を有することができる。いくつかの諸実施形態では、中間領域１７０は、第２の蛍光体含有領域１６０の屈折率より低く、第１の蛍光体含有領域１５０の屈折率より高い屈折率を有することができる。シリコーン重合体は、約１．３〜約１．５５の屈折率を有することができ、中間領域１７０を形成するために適した材料である。個別蛍光体含有領域１５０および１６０内の蛍光体は約１．５〜約２．５の屈折率を有することができる。
【００７２】
たとえば、図５は、第１の蛍光体含有領域１５０、中間領域１７０、および第２の蛍光体含有領域１６０の拡大断面図を示している。第１の蛍光体含有領域１５０は、その励起領域内の波長を有する光に応答して赤色光を放出する（図３を参照）。第２の蛍光体含有領域１６０は、その励起領域内の波長を有する光に応答して緑色／黄色光を放出する。さらに、第２の蛍光体含有領域１６０によって放出された緑色／黄色光は、第１の蛍光体含有領域１５０内の蛍光体（すなわち、赤色蛍光体）の励起領域内になる可能性がある。したがって、第１の蛍光体含有領域内に入る緑色／黄色光の量を低減することが望ましい可能性がある。
【００７３】
中間領域１７０は第２の蛍光体含有領域１６０より低い屈折率を有するので、第２の蛍光体含有領域１６０内で発生し、第１の蛍光体含有領域に向かって誘導された光線は、第２の蛍光体含有領域１６０と中間領域１７０との間の境界面で反射する（光線Ｒ１など）か、または第１の蛍光体含有領域１５０から方向を変える（光線Ｒ２など）ことができる。
【００７４】
その上、中間領域１７０は第１の蛍光体含有領域１５０より高い屈折率を有する場合もあるので、第１の蛍光体含有領域１５０内に誘導された光線（光線Ｒ３など）は、第１の蛍光体含有領域１５０と中間領域１７０との間の境界面で反射するか、または第１の蛍光体含有領域１５０を通過する領域が狭くなり、したがって、そこで吸収される可能性がより低くなるように方向を変えることができる。
【００７５】
本発明の他の諸実施形態は図６Ａおよび図６Ｂに示されており、これらの図では複数のくぼみ２１５がＬＥＤ構造１００の表面に設けられている。ＬＥＤ構造１００は、上述の通り、１つの活性領域、１つまたは複数のウィンドウ層、あるいは１つの基板、若しくはこれらの組み合わせを含むことができる。くぼみ２１５は、上述の通り、エッチング、レーザアブレーション、およびまたはパターン転写により形成することができる。くぼみ２１５を含むＬＥＤ構造１００の表面上には蛍光体含有マトリックス材料２００が設けられている。蛍光体含有マトリックス材料２００は、たとえば、ＬＥＤ構造１００の表面上にスピンコーティングすることができる蛍光体粒子が埋め込まれたシリコーンの層を含むことができる。蛍光体含有マトリックス材料２００のスピンコーティング層は、約５０〜約９５μｍの厚さを有することができる。蛍光体含有マトリックス材料２００は、そこに埋め込まれた１つまたは複数のタイプの蛍光体粒子を含むことができる。
【００７６】
図６Ｂを参照すると、蛍光体含有マトリックス材料２００の層を部分的に除去して、くぼみ２１５同士の間のＬＥＤ構造１００の表面を明らかにし、複数の個別蛍光体含有領域２１０をくぼみ２１５内に残すことができる。たとえば、ＬＥＤ構造１００の表面が明らかになるまで蛍光体含有マトリックス材料２００の層を機械的に表皮剥脱するかまたは研磨することによって、蛍光体含有マトリックス材料２００の層を部分的に除去することができる。
【００７７】
図６Ｃを参照すると、ＬＥＤ構造１００上に設けられた透明層２６０内のくぼみ２６５に個別蛍光体含有領域２７０を設けることができる。透明層２６０は、たとえば、フォトパターン形成可能な（photopatternable）シリコーン材料を含むことができ、上述の通り、層２６０内にくぼみ２６５を設けることができる。いくつかの諸実施形態では、透明層２６０は、ＬＥＤ構造１００に適用された、くぼみ２６５を含む予備成形された層を含むことができる。予備成形された層は、ダウコーニングから入手可能なＷＬ−５１５０フォトパターン形成可能なシリコーン材料などのフォトパターン形成可能なシリコーン材料を含むことができる。
【００７８】
図６Ｄを参照すると、個別蛍光体含有領域２７０を含むＬＥＤ構造１００上にオーバレイヤ２４０を設けることができる。オーバレイヤ２４０は、たとえば、シリコーンまたはその他のカプセル材料の層を含むことができ、いくつかの諸実施形態では、蛍光体含有材料を含むことができる。いくつかの諸実施形態では、オーバレイヤ２４０は、個別蛍光体含有領域２７０内に含まれる蛍光体材料とは異なる蛍光体材料を含むことができる。たとえば、個別蛍光体含有領域２７０は赤色蛍光体を含むことができ、オーバレイヤ２４０は緑色／黄色蛍光体を含むことができ、逆の場合も同様である。
【００７９】
オーバレイヤ２４０は、ＬＥＤ構造１００によって放出された光の光学特性を変更することができるその他の材料／構造を含むことができる。たとえば、オーバレイヤ２４０は、光学拡散／散乱粒子を含むことができる。いくつかの諸実施形態では、オーバレイヤ２４０を形成するために使用することができるシリコーン・ゲルは、たとえば、反射率のためにそこに埋め込まれ、１μｍ未満の平均半径を有するＴｉＯ2またはＳｉＯ2あるいはその両方の粒子を含むことができる。特に、所望のサイズに工作可能なＳｉＯ2ガラス・ビーズ／ボールのように、粉砕または燻蒸あるいはその両方のＳｉＯ2を使用することができる。したがって、オーバレイヤ２４０は、ＬＥＤ構造１００によって放出された光の色の一様性を改善するのに役に立つ可能性がある。
【００８０】
図６Ｄに示されている通り、オーバレイヤ２４０は、デバイスからの光学抽出を増加するようにテクスチャ付けまたはパターン形成あるいはその両方を行うことができる。図６Ｄにはランダム・テクスチャ付け２４２が示されているが、特定の放出パターンを発生するために希望する場合、いくつかの諸実施形態ではテクスチャ付けを規則的なもの（たとえば、周期的またはその他のパターン形成）にすることができる。
【００８１】
図７Ａを参照すると、本発明のいくつかの諸実施形態により、後述の通り、ＬＥＤ構造１００の表面上に個別蛍光体含有領域３１０を設けることができる。特に、本発明のいくつかの諸実施形態では、ＬＥＤ構造１００の表面上に規則的または不規則的あるいはその両方の間隔で個別蛍光体含有領域３１０を設けることができる。さらに、より詳細に後述する通り、ＬＥＤ構造１００の表面上には種々のタイプの蛍光体を有する複数の蛍光体含有領域３１０を設けることができる。蛍光体含有領域３１０は、相互に境を接するか、または図７Ａに示されているように相互に間隔を開けて配置するか、あるいはその両方にすることができる。
【００８２】
図７Ｂを参照すると、個別蛍光体含有領域３１０を含むＬＥＤ構造１００上にオーバレイヤ２４０を設けることができる。オーバレイヤ２４０は、たとえば、シリコーンまたはその他のカプセル材料の層を含むことができ、いくつかの諸実施形態では、蛍光体含有材料を含むことができる。いくつかの諸実施形態では、オーバレイヤ２４０は、個別蛍光体含有領域３１０内に含まれる蛍光体材料とは異なる蛍光体材料を含むことができる。たとえば、個別蛍光体含有領域３１０は赤色蛍光体を含むことができ、オーバレイヤ２４０は緑色／黄色蛍光体を含むことができ、逆の場合も同様である。
【００８３】
オーバレイヤ２４０は、ＬＥＤ構造１００によって放出された光の光学特性を変更することができるその他の材料／構造を含むことができる。たとえば、オーバレイヤ２４０は光学拡散／散乱粒子を含むことができるか、またはオーバレイヤ２４０はデバイスからの光学抽出を増加するようにテクスチャ付けまたはパターン形成あるいはその両方を行うことができるか、もしくはその両方が可能である。
【００８４】
次に、図８Ａ〜図８Ｄを参照すると、図７Ａ〜図７Ｂに示されている個別蛍光体含有領域３１０など、ＬＥＤ構造上の個別蛍光体含有領域の形成が示されている。特に、ＬＥＤ構造１００の表面上に結合パッド４００が設けられている。図８Ａ〜図８Ｄには１つの結合パッド４００のみが示されているが、ダイシングの前にＬＥＤ構造１００は数百または数千個のこのような結合パッド４００をその上に有する可能性があることが認識されるであろう。図８Ｂに示されている通り、ＬＥＤ構造１００の表面上および結合パッド４００上にはフォトパターン形成可能な蛍光体含有マトリックス材料の層４１０を付着させる。フォトパターン形成可能な蛍光体含有マトリックス材料４１０は、ダウコーニングからのＷＬ−５１５０を含むことができ、これは液体の形でＬＥＤ構造１００上にスピンコーティングすることができる。次に、たとえば、層４１０を安定化するために十分な温度まで加熱することにより、フォトパターン形成可能な蛍光体含有マトリックス材料４１０を少なくとも部分的に硬化することができる。次に、図８Ｃに示されている通り、層４１０上にマスク４２０を形成する。マスク４２０は、そこからマトリックス材料４１０を除去すべきＬＥＤ構造１００上の領域を覆うことができる。蛍光体担持材料を形成する何らかの方法は、「透光性シリコンと蛍光体からなるパターン可能なフィルムを有する半導体発光デバイス及びその製造方法  Semiconductor Light Emitting Devices Including Patternable Films Comprising Transparent Silicone And Phosphor, And Methods Of Manufacturing Same」という発明の名称で本発明の譲受人に譲渡された米国特許公報第２００６／００６１２５９号に論じられており、同特許の開示内容は参照により本明細書に援用される。
【００８５】
次に、フォトパターン形成可能な蛍光体含有マトリックス材料４１０を硬化するのに十分な波長を有する光４２５にＬＥＤ構造１００を曝す。図８Ｄに示されている通り、マスク４２０の下のフォトパターン形成可能な蛍光体含有マトリックス材料４１０の未硬化部分を除去し、ＬＥＤ構造１００の表面上に個別蛍光体含有領域４３０を残す。個別蛍光体含有領域４３０を含むＬＥＤ構造１００上にオーバレイヤ４４０を設けることができる。オーバレイヤ４４０は、たとえば、シリコーンまたはその他のカプセル材料の層を含むことができ、いくつかの諸実施形態では、蛍光体含有材料を含むことができる。いくつかの諸実施形態では、オーバレイヤ４４０は、個別蛍光体含有領域４３０内に含まれる蛍光体材料とは異なる蛍光体材料を含むことができる。たとえば、個別蛍光体含有領域４３０は赤色蛍光体を含むことができ、オーバレイヤ４４０は緑色／黄色蛍光体を含むことができ、逆の場合も同様である。
【００８６】
ＬＥＤ構造の表面を横切って水平に間隔を開けて配置されている種々のタイプの蛍光体を有する個別蛍光体含有領域を形成する方法は図９Ａ〜図９Ｄに示されており、これらの図は、本発明のいくつかの諸実施形態による操作およびその結果得られるデバイスを示す断面図である。
【００８７】
図９Ａを参照すると、ＬＥＤ構造１００の表面上に結合パッド４００を設け、ＬＥＤ構造１００の表面上および結合パッド４００上にはフォトパターン形成可能な蛍光体含有マトリックス材料の第１の層４１０を付着させる。第１のフォトパターン形成可能な蛍光体含有マトリックス材料４１０は、ＬＥＤ構造１００内の活性領域によって放出された光による励起に応答して第１の波長で光を放出するように構成された蛍光体をそこに含むことができる。第１のフォトパターン形成可能な蛍光体含有マトリックス材料４１０は、液体の形でＬＥＤ構造１００上にスピンコーティングすることができ、次に、たとえば、層４１０を安定化するために十分な温度まで加熱することにより、少なくとも部分的に硬化することができる。第１のマスク５２０は、層４１０上に設けられ、そこからマトリックス材料４１０を除去すべきＬＥＤ構造１００上の領域を覆うことができる。次に、フォトパターン形成可能な蛍光体含有マトリックス材料４１０を硬化するのに十分な波長を有する光４２５にＬＥＤ構造１００を曝す。
【００８８】
図９Ｂを参照すると、第１のマスク５２０の下のフォトパターン形成可能な蛍光体含有マトリックス材料４１０の未硬化部分を除去し、ＬＥＤ構造１００の表面上に第１の個別蛍光体含有領域４３０を残す。
【００８９】
図９Ｃを参照すると、ＬＥＤ構造１００の表面上ならびにＬＥＤ構造１００の表面上の結合パッド４００上および第１の個別蛍光体含有領域４３０上にはフォトパターン形成可能な蛍光体含有マトリックス材料の第２の層６１０を付着させる。第２のフォトパターン形成可能な蛍光体含有マトリックス材料６１０は、ＬＥＤ構造１００内の活性領域によって放出された光による励起に応答して第１の波長とは異なる第２の波長で光を放出するように構成された蛍光体をそこに含むことができる。
【００９０】
第２のフォトパターン形成可能な蛍光体含有マトリックス材料６１０は、液体の形でＬＥＤ構造１００上にスピンコーティングすることができ、次に、たとえば、層６１０を安定化するために十分な温度まで加熱することにより、少なくとも部分的に硬化することができる。第２のマスク６２０は、層６１０上に形成され、そこから第２のマトリックス材料６１０を除去すべきＬＥＤ構造１００上の領域を覆うことができる。次に、第２のフォトパターン形成可能な蛍光体含有マトリックス材料６１０を硬化するのに十分な波長を有する光６２５にＬＥＤ構造１００を曝す。
【００９１】
図９Ｄを参照すると、第２のマスク６２０の下のフォトパターン形成可能な蛍光体含有マトリックス材料６１０の未硬化部分を除去し、第１の個別蛍光体含有領域４３０と並んでＬＥＤ構造１００の表面上に第２の個別蛍光体含有領域６３０を残す。
【００９２】
ＬＥＤ構造１００の表面上に複数の個別蛍光体含有領域４３０、６３０を形成するために、上記のプロセスを所望の回数、繰り返すことができる。その上、マスク層の形状に応じて、その結果としてＬＥＤ構造１００上に設けられる個別蛍光体含有領域は、任意の所望の周期性で、点、線、三角形、六角形などの任意の所望のパターンを有することができる。さらに、ＬＥＤ構造１００上に設けられた個別蛍光体含有領域４３０、６３０は、隣接する蛍光体含有領域と接触するか、または隣接する蛍光体含有領域から分離されるか、あるいはその両方の場合もある。たとえば、温白色ＬＥＤの適用例では、赤色蛍光体による黄色光の再吸収を低減するために、赤色蛍光体と黄色蛍光体を物理的に分離することができる。ＬＥＤ構造１００上に設けられた個別蛍光体含有領域４３０、６３０は、異なる厚さのままにするか、または平坦化するか、あるいはその両方にすることができる。
【００９３】
いくつかの諸実施形態では、ＬＥＤ構造１００上にフォトパターン形成可能なマトリックス材料４１０、６１０を付着させるまで、またはその個別領域４３０、６３０をＬＥＤ構造１００上に形成するまで、フォトパターン形成可能なマトリックス材料４１０、６１０に蛍光体粒子を加えることができない。たとえば、いくつかの諸実施形態では、図９Ｂに示されている通り、シリコーンなどのフォトパターン形成可能なマトリックス材料の個別領域４３０をＬＥＤ構造１００上に形成することができる。次に、たとえば、蛍光体懸濁溶液にウェハを浸して、個別領域４３０を蛍光体でコーティングすることにより、個別領域４３０に蛍光体粒子を埋め込むことができる。特に、シリコーンの粘着性により、蛍光体粒子は個別領域４３０に固着することができる。また、個別領域４３０に蛍光体粒子を吹き付けることもできる。
【００９４】
本発明の他の諸実施形態は図１０Ａおよび図１０Ｂに示されている。これらの図に示されている通り、個別蛍光体含有領域４３０、６３０上に垂直分離層７１０を設けるか（図１０Ａ）、または散乱層７１０上に個別蛍光体含有領域４３０、６３０を設けるか（図１０Ｂ）、あるいはその両方が可能である。垂直分離層７１０は、光散乱要素が埋め込まれたフォトパターン形成可能なシリコーン層を含むことができ、個別蛍光体含有領域４３０、６３０の形成前にまたは形成後にあるいはその両方でＬＥＤ構造１００の表面上にスピンコーティングして硬化させることができる。垂直分離層７１０は蛍光体含有材料を含むことができる。いくつかの諸実施形態では、垂直分離層７１０は、個別蛍光体含有領域４３０、６３０内に含まれる蛍光体材料とは異なる蛍光体材料を含むことができる。
【００９５】
垂直分離層７１０を形成するために使用されるシリコーン・ゲルは、たとえば、反射率のためにそこに埋め込まれ、１μｍ未満の平均半径を有するＴｉＯ2またはＳｉＯ2の粒子を含むことができる。特に、所望のサイズに工作可能なＳｉＯ2ガラス・ビーズ／ボールのように、粉砕または燻蒸あるいはその両方のＳｉＯ2を使用することができる。垂直分離層７１０は、ＬＥＤ構造１００によって放出された光の色の一様性を改善するのに役に立つ可能性がある。
【００９６】
本発明のいくつかの他の諸実施形態は図１１Ａおよび図１１Ｂに示されている。これらの図に示されている通り、ウェハ３５０はそこに複数の発光素子３６０を含む。ウェハ３５０は、その上に発光素子を成長させる成長ウェハであるか、その上に発光素子が取り付けられているキャリア・ウェハであるか、その両方が可能である。発光素子３６０はそこに複数の個別蛍光体含有領域を含み、これらは発光素子３６０上の層３７０によって概略的に示されている。発光素子３６０同士の間の領域３９０は、ソー・ストリート（saw street）に対応する可能性があり、個別蛍光体含有領域３７０を含まない可能性がある。したがって、たとえば、ダイシング・ソー３８０を使用してウェハをダイシングする場合、ダイシング・ソー３８０は、蛍光体含有領域３７０を貫通して切断しない可能性がある。蛍光体含有領域３７０内の蛍光体粒子は研磨用であるので、個別蛍光体含有領域３７０のなどの蛍光体含有領域を貫通して切断することは、ダイシング・ソー３８０の刃に対して過度の摩耗を引き起こす可能性がある。
【００９７】
図１１Ｂを参照すると、その上に個別蛍光体含有領域３７０を含む個々の発光ダイオード３９５を提供するために、ウェハ３５０をダイシングすることができる。
【００９８】
図１１Ｂには基板３５０はダイオード３９５上に残存しているものとして示されているが、基板３５０を発光素子３６０から除去できることは認識されるであろう。たとえば、図１２Ａを参照すると、基板から除去された発光素子３６０を含む発光ダイオード４９５が示されている。図１２Ｂに示されている通り、個別蛍光体含有領域３７０が垂直分離層７１０と発光素子３６０との間にあるように、個別蛍光体含有領域３７０上に上述の通りの垂直分離層７１０を設けることができる。あるいは、図１２Ｃに示されている通り、垂直分離層７１０が個別蛍光体含有領域３７０と発光素子３６０との間にあるように、垂直分離層７１０上に個別蛍光体含有領域３７０を設けることができる。
【００９９】
本発明のいくつかの諸実施形態による操作は図１３に示されている。図８Ａ〜図８Ｄおよび図１３を参照すると、たとえば、活性領域と１つまたは複数のウィンドウ層をその上に形成することにより、ＬＥＤ構造１００を準備する（ブロック９１０）。また、その上の個別蛍光体含有領域の形成に備えて、ＬＥＤ構造１００を取り付け、清浄することもできる。フォトパターン形成可能なシリコーンなどの蛍光体添加感光層（phosphor loaded photosensitive layer）４１０をＬＥＤ構造１００上にスピンコーティングし（ブロック９２０）、たとえば、感光層４１０を少なくとも部分的に硬化して、その層を安定化する（ブロック９３０）。蛍光体含有感光層４１０は、ＬＥＤ構造１００内の活性領域によって放出された光を異なる波長に変換するように構成された蛍光体粒子をそこに含む。
【０１００】
安定化した蛍光体添加感光層４１０にマスク４２０を適用する（ブロック９４０）。マスク４２０にパターン形成して、そこに個別蛍光体含有領域を形成すべきＬＥＤ構造１００の一部分を露出する。次に、蛍光体添加感光層４１０を硬化するのに十分な波長を有する光で、蛍光体添加感光層４１０を含むＬＥＤ構造１００を露光する(ブロック９５０)。次に、マスク４２０および蛍光体添加感光層４１０の未露出部分を除去して（ブロック９６０）、個別蛍光体含有領域４３０を提供する。次に、ＬＥＤ構造１００をダイシングして、個別蛍光体含有領域４３０を含む個々の半導体発光素子を提供する（ブロック９７０）。
【０１０１】
他の方法を使用して、蛍光体粒子１３０を編成された方法でＬＥＤ構造１００に適用することもできる。たとえば、図１４Ａを参照すると、ウェハ・レベル（またはダイ・レベル）までＬＥＤ構造１００にマイクロスクリーン１９０を適用することができる。マイクロスクリーン１９０は、微細フィラメント織物などの材料または微粒子材料を濾過するために使用されるその他の材料を含むことができる。マイクロスクリーン・フィルタは、材料濾過の技術分野では周知のものである。マイクロスクリーン１９０は、ＬＥＤ構造１００を露出し、所望のサイズの蛍光体粒子１３０Ａがそれを通ってＬＥＤ構造に接触できるようにするために選択された幅を有する開口部１９２をそこに含む。蛍光体粒子１３０Ａを付着させることができ、次にスクリーンを除去し、ＬＥＤ構造上の蛍光体粒子を所望のパターンで残すことができる。次に、図１４Ｂに示されている通り、追加の粒子１３０Ｂを付着させることができ、スクリーンによって前に占有されていた空間にその粒子を編成することができる。追加の蛍光体粒子１３０Ｂは、蛍光体粒子１３０Ａとは異なる少なくとも１つの光学特性を有する可能性がある。たとえば、追加の蛍光体粒子１３０Ｂは蛍光体粒子１３０Ａとは異なる色に入射光を変換するか、追加の蛍光体粒子１３０Ｂは蛍光体粒子１３０Ａとは異なるパターンに入射光を散乱するか、その両方である場合もある。蛍光体粒子１３０Ａおよび蛍光体粒子１３０Ｂはそれぞれ、約１μｍ〜約２０μｍの範囲内の直径を有することができる。
【０１０２】
図１４Ｃを参照すると、編成された蛍光体粒子１３０Ａ、１３０Ｂを含むＬＥＤ構造１００上にオーバレイヤ１４０を設けることができる。オーバレイヤ１４０は、たとえば、シリコーンまたはその他のカプセル材料の層を含むことができ、いくつかの諸実施形態では、蛍光体含有材料を含むことができる。いくつかの諸実施形態では、オーバレイヤ１４０は、編成された蛍光体粒子１３０Ａ、１３０Ｂ内に含まれる蛍光体材料とは異なる蛍光体材料を含むことができる。オーバレイヤ１４０は、ＬＥＤ構造１００によって放出された光の光学特性を変更することができるその他の材料／構造を含むことができる。たとえば、オーバレイヤ１４０は光学拡散／散乱粒子を含むことができるか、またはオーバレイヤ１４０はデバイスからの光学抽出を増加するようにテクスチャ付けまたはパターン形成あるいはその両方を行うことができるか、もしくはその両方が可能である。
【０１０３】
何らかのシリコーンは硬化後に粘着性が強くなるように処方することができる。このような材料は典型的にソフト・ゲルと呼ばれる。表面上に粘着性のシリコーンを固着させ、シリコーンに蛍光体を添加したマイクロスクリーンから蛍光体を埋め込むことにより、この特性を有利に使用することができる。その他の諸実施形態では、蛍光体粒子が表面を横切って移動できるように、粘着性の低いより固いシリコーンを使用することができる。
【０１０４】
いくつかの諸実施形態では、たとえば、透明層を部分硬化状態に押し込み、次に硬化を終了して、粒子編成層を形成することにより、透明層を設けることができる。たとえば、図１５Ａおよび図１５Ｂを参照すると、ＬＥＤ構造１００上に透明シリコーン層１９４を設けることができる。シリコーン層１９４は、埋め込まれた蛍光体１３０Ａを含む場合もあれば、含まない場合もある。
【０１０５】
たとえば、シリコーンなどのマトリックス材料からなる透明層１９４の一部分を選択的に硬化することができる。たとえば、リッジ１９８を有する加熱プレート１９６をシリコーン層１９４に近づけ、加熱リッジに隣接する透明層１９４の選択部分１９４Ａを硬化させることができる。透明層１９４の残りの未硬化部分を除去し、硬化部分１９４Ａを含む、硬化蛍光体編成層を残す。透明層１９４の未硬化部分によって前に占有されていた空間に追加の蛍光体粒子１３０を付着させることができる。
【０１０６】
図１５Ｃを参照すると、蛍光体粒子１３０および硬化部分１９４Ａを含むＬＥＤ構造１００上にオーバレイヤ１４０を設けることができる。オーバレイヤ１４０は、たとえば、シリコーンまたはその他のカプセル材料の層を含むことができ、いくつかの諸実施形態では、蛍光体含有材料を含むことができる。いくつかの諸実施形態では、オーバレイヤ１４０は、蛍光体粒子１３０内に含まれる蛍光体材料とは異なる蛍光体材料を含むことができる。オーバレイヤ１４０は、ＬＥＤ構造１００によって放出された光の光学特性を変更することができるその他の材料／構造を含むことができる。たとえば、オーバレイヤ１４０は光学拡散／散乱粒子を含むことができるか、またはオーバレイヤ１４０はデバイスからの光学抽出を増加するようにテクスチャ付けまたはパターン形成あるいはその両方を行うことができるか、もしくはその両方が可能である。
【０１０７】
本明細書には特定の諸実施形態が記載されているが、本明細書に記載されている構造の様々な組み合わせおよび２次組み合わせが企図されており、この開示内容の知識を有する当業者にとって明白になるであろう。
【０１０８】
上記は本発明の実証となるものであり、その制限として解釈すべきではない。本発明のいくつかの模範的な諸実施形態が記載されているが、当業者であれば、本発明の新規な教示および利点から著しく逸脱せずに模範的な諸実施形態において多くの変更が可能であることを容易に認識するであろう。したがって、このような変更はいずれも、特許請求の範囲で定義された本発明の範囲内に含まれるべきものである。したがって、上記が本発明の実証となるものであり、開示されている特定の諸実施形態に限定されるものとして解釈すべきではなく、開示されている諸実施形態に対する変更ならびにその他の諸実施形態も特許請求の範囲の範囲内に含まれるべきものであることを理解されたい。本発明は特許請求の範囲によって定義され、特許請求の範囲と同等のものはそこに含まれるべきものである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
0005535196.tif 000010
【図６Ｂ】
0005535196.tif 000011
【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
0005535196.tif 000016
【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９Ａ】
0005535196.tif 000020
【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
0005535196.tif 000032
【図１４Ｂ】
0005535196.tif 000033
【図１４Ｃ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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