(57)【要約】  少なくとも１つの発光活性層構造、および、(1) 屈折率勾配を持つ少なくとも１つの第１の１の領域を持つ第１の要素、(2) 少なくともその一部が、前記活性層のある側の屈折率より低い屈折率を持つ、第１の要素、(3) それらにおいては、第２の要素の一方の側が活性層のある側上に位置し、かつ、第１の要素が第２の要素の他の側上に位置し、かつ、それらにおいては、第１の要素の少なくとも一部が、第２の要素の少なくとも一部の屈折率より低い屈折率を持つ：のなかから、選択された少なくとも１つの構造よりなる固体発光装置が与えられる。また、このような装置を製造する方法が、与えられる。
2009538536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体発光デバイスであって、以下のものからなる：
第１の要素、該第１の要素の少なくとも第１の領域は、ある屈折率勾配を持つ；  かつ、
少なくとも１つの発光活性層構造、該第１の要素は、前記発光活性層構造上に位置している。
【請求項２】
請求項１に記載の照明装置において、
前記第１の要素は、前記発光活性層構造と直接接触している。
【請求項３】
請求項１に記載の照明装置において、さらに、
前記第１の要素と、前記発光活性層構造との間に位置している少なくとも１つの第１の中間構造よりなる。
【請求項４】
請求項３に記載の照明装置において、
前記第１の中間構造は、前記第１の要素の少なくとも一部分の屈折率に類似した屈折率を、持つ。
【請求項５】
請求項３に記載の照明装置において、
前記第１の中間構造は、前記発光活性層構造の少なくとも一部分の屈折率に類似した屈折率を、持つ。
【請求項６】
請求項３に記載の照明装置において、
前記第１の中間構造は、接着剤よりなる。
【請求項７】
請求項１に記載の照明装置において、
前記第１の要素の前記屈折率勾配は、ステップ状の屈折率勾配よりなる。
【請求項８】
請求項１に記載の照明装置において、
前記第１の要素の前記屈折率勾配は、実質的に連続的な屈折率勾配よりなる。
【請求項９】
請求項１に記載の照明装置において、
前記発光活性層構造に対向する前記第１の要素のある表面は、少なくとも１つの光学特徴よりなる。
【請求項１０】
請求項１に記載の照明装置において、さらに、
少なくとも１つのルミファーよりなり、該ルミファーの少なくとも一部は、前記発光活性層構造に対して前記第１の要素に対向して位置しており、これにより、もし、光が前記発光活性層構造から出射され、前記第１の要素および前記ルミファーを通過すれば、このような光は、前記ルミファーを通過する前に前記第１の要素を通過するであろう。
【請求項１１】
請求項１０に記載の照明装置であって、以下のものからなる：
前記ルミファーは、前記第１の要素上に位置している。
【請求項１２】
請求項１１に記載の照明装置において、
前記ルミファーは、前記第１の要素と直接接触している。
【請求項１３】
請求項１０に記載の照明装置において、
前記ルミファーは、前記第１の要素から離れており、前記ルミファーと前記第１の要素との間のスペースの少なくとも一部は、ガスよりなる。
【請求項１４】
請求項１３に記載の照明装置において、
前記ガスは、空気よりなる。
【請求項１５】
請求項１３に記載の照明装置において、さらに、
少なくとも１つの包囲体領域よりなり、該包囲体領域の少なくとも一部分は、前記発光活性層構造に対して前記第１の要素に対向して位置しており、
これにより、もし、光が、前記発光活性層構造から出射され、前記第１の要素および前記包囲体領域を通過すれば、このような光は、前記包囲体領域を通過する前に前記第１の要素を通過するであろう。
【請求項１６】
請求項１５に記載の照明装置において、
前記包囲体領域は、前記第１の要素上に位置している。
【請求項１７】
請求項１１に記載の照明装置において、
前記包囲体領域は、前記第１の要素と直接接触している。
【請求項１８】
請求項１５に記載の照明装置において、
前記包囲体領域は、前記第１の要素から離れており、前記包囲体領域と前記第１の要素との間のスペースの少なくとも一部は、ガスよりなる。
【請求項１９】
請求項１８に記載の照明装置において、
前記ガスは、空気よりなる。
【請求項２０】
請求項１５に記載の照明装置において、さらに、
少なくとも１つのルミファーよりなり、該ルミファーの少なくとも一部は、前記第１の要素と前記包囲体領域との間に位置しており、これにより、もし、光が前記発光活性層構造から出射され、前記第１の要素、前記ルミファー、および前記包囲体領域を通過すれば、このような光は、前記ルミファーを通過する前に前記第１の要素を通過し、かつ、前記包囲体領域を通過する前に前記ルミファーを通過するであろう。
【請求項２１】
請求項２０に記載の照明装置において、
前記ルミファーは、前記第１の要素上に位置している。
【請求項２２】
請求項２１に記載の照明装置において、
前記ルミファーは、前記第１の要素と直接接触している。
【請求項２３】
請求項２０に記載の照明装置において、
前記ルミファーは、前記第１の要素と離れており、前記ルミファーと前記第１の要素との間の空間の少なくとも一部分は、ガスよりなる。
【請求項２４】
請求項２３に記載の照明装置において、
前記ガスは、空気よりなる。
【請求項２５】
請求項１に記載の照明装置において、さらに、第２の要素よりなり、
前記発光活性層構造は、活性層構造第１側、および活性層構造第２側を持ち、
前記第１の要素は、前記活性層第１側上に位置しており、
前記活性層第２側は、前記第２要素上に位置している。
【請求項２６】
請求項２５に記載の照明装置において、
前記発光活性層構造は、前記第２の要素と直接接触しており、前記第１の要素は、前記発光活性層構造と直接、接触している。
【請求項２７】
請求項２５に記載の照明装置において、さらに、
前記第２の要素と前記発光活性層構造との間に位置している少なくとも１つの反射性要素よりなる。
【請求項２８】
請求項２７に記載の照明装置において、さらに、
前記反射性要素は、前記第２の要素と直接接触しており、該発光活性層構造は、前記反射性要素と直接接触しており、かつ、前記第１の要素は、前記発光活性層構造と直接接触している。
【請求項２９】
請求項２５に記載の照明装置において、さらに、
少なくとも１つの反射性要素よりなり、前記第２の要素は、第２の要素第１側、および第２の要素第２側、を備え、該発光活性層は、前記第２の要素第１側上に位置し、前記反射性要素は、前記第２の要素第２側上に位置している。
【請求項３０】
請求項２９に記載の照明装置において、さらに、
少なくとも１つのべべル反射要素を備え、該べべル反射要素は、第２の要素第３側は、前記第２の要素第１側と前記第２の要素第２側との間に伸びている。
【請求項３１】
請求項２９に記載の照明装置において、
前記第２の要素第２側は、前記反射性要素と直接接触しており、該発光活性層構造は、前記第２の要素第１側と直接接触しており、かつ、前記第１の要素は、前記発光活性層構造と直接接触している。
【請求項３２】
請求項１に記載の照明装置において、さらに、第２の要素を備え、
前記第２の要素は、前記発光活性層構造上に位置しており、かつ、前記第１の要素は、前記第２の要素上に位置しており、かつ、前記第１の要素は、前記第２の要素上に位置している。
【請求項３３】
請求項３２に記載の照明装置において、
前記第２の要素は、前記発光活性層構造と直接接触しており、かつ、前記第１の要素は、前記第２の要素と直接接触している。
【請求項３４】
固体発光デバイスであって、以下のものよりなる：
少なくとも１つの発光活性層領域、該発光活性層構造は、１つの活性層構造第１側、および１つの活性層構造第２側を持ち、前記活性層構造第１側を含む前記発光活性層構造の第１領域は、活性層第１領域屈折率を持つ；
前記活性層構造第１側上に位置している第１の要素、該第１の要素の少なくとも一部は、第１要素屈折率を持ち、該第１要素屈折率は、前記活性層第１領域屈折率より低い；
前記活性層構造第２側上に位置している第２の要素；  かつ、
少なくとも１つのルミファーを備え、該ルミファーの少なくとも一部分は、前記発光活性層構造に対して前記第１の要素と対向して位置しており、これにより、もし、光が前記発光活性層構造より出射され、該第１の要素および該ルミファーを通過すれば、このような光は、前記ルミファーを通過する前に、該第１の要素を、通過するであろう。
【請求項３５】
請求項３４に記載のデバイスにおいて、
該第１の要素は、該活性層構造第１側と直接接触している。
【請求項３６】
請求項３４に記載のデバイスにおいて、さらに、
該第１の要素と該活性層構造第１側との間に位置している、少なくとも１つの第１の中間構造を、備える。
【請求項３７】
請求項３６に記載の装置において、
前記第１の中間構造は、該第１の要素の少なくとも一部分の屈折率に類似した屈折率を持つ。
【請求項３８】
請求項３６に記載の装置において、
該第１の中間構造は、該活性層構造第１側の少なくとも一部分の屈折率に類似した屈折率を持つ。
【請求項３９】
請求項３６に記載の装置において、
該第１の中間構造は、接着剤よりなる。
【請求項４０】
請求項３４に記載の装置において、
該発光活性層構造に対向した該第１の要素の表面は、少なくとも１つの光学特徴よりなる。
【請求項４１】
請求項３４に記載の装置において、
該ルミファーは、該第１の要素上に位置している。
【請求項４２】
請求項４１に記載の装置において、
該ルミファーは、該第１の要素と直接接触している。
【請求項４３】
請求項４２に記載の装置において、
該ルミファーは、該第１の要素と離れており、該ルミファーと該第１の要素との間の空間の少なくとも一部は、ガスよりなる。
【請求項４４】
請求項４３に記載の装置において、
該ガスは、空気よりなる。
【請求項４５】
固体発光デバイスであって、以下のものよりなる：
少なくとも１つの発光活性層構造、該発光活性層構造は、活性層構造第１側、および活性層構造第２側、を持ち、前記活性層構造第１側を含む前記発光活性層構造の第１領域は、活性層第１領域屈折率を持つ；
前記活性層構造第１側上に位置している第１の要素、該第１の要素の少なくとも一部は、第１要素屈折率を持ち、該第１要素屈折率は、前記活性層第１領域屈折率より低い；
前記活性層第第２側上に位置している第２の要素；  かつ、
少なくとも１つの包囲体領域、該包囲対領域の少なくとも一部分は、前記発光活性層構造に対して前記第１の要素と対向して位置しており、これにより、もし、光が前記発光活性層構造より出射され、該第１の要素および該包囲体領域を通過すれば、このような光は、前記包囲体領域を通過する前に該第１の要素を、通過するであろう。
【請求項４６】
請求項４５に記載のデバイスにおいて、
該第１の要素は、該活性層構造第１側と直接接触している。
【請求項４７】
請求項４５に記載のデバイスにおいて、さらに、
該第１の要素と、該活性層構造第１側との間に位置している、少なくとも１つの第１の中間層構造を備える。
【請求項４８】
請求項４７に記載の装置において、
前記第１の中間構造は、該第１の要素の少なくとも一部分の屈折率に類似した屈折率を持つ。
【請求項４９】
請求項４７に記載の装置において、
該第１の中間構造は、該活性層構造第１側の少なくとも一部分の屈折率に類似した屈折率を持つ。
【請求項５０】
請求項４７に記載の照明装置において、
該第１の中間構造は、接着剤よりなる。
【請求項５１】
請求項４５に記載の装置において、さらに、
該発光活性層構造に対向した該第１の要素の表面は、少なくとも１つの光学特徴よりなる。
【請求項５２】
請求項４５に記載の装置において、
該包囲体領域は、該第１の要素上に位置している。
【請求項５３】
請求項５２に記載の装置において、
前記包囲体領域は、前記第１の要素と直接接触している。
【請求項５４】
請求項４５に記載の装置において、
前記包囲体領域は、前記第１の要素から離れており、該包囲体領域と前記第１の要素との間のスペースの少なくとも一部は、ガスよりなる。
【請求項５５】
請求項５４に記載の装置において、
前記ガスは、空気よりなる。
【請求項５６】
請求項４５に記載の装置において、さらに、
少なくとも１つのルミファーよりなり、該ルミファーの少なくとも一部は、前記第１の要素と該包囲体領域流域との間に位置しており、これにより、もし、光が、前記発光活性層構造から出射され、前記第１の要素および前記包囲体領域を通過すれば、このような光は、前記ルミファーを通過する前に前記第１の要素を通過し、前記包囲体領域を通過する前に前記ルミファーを通過するであろう。
【請求項５７】
請求項５６に記載の装置において、
前記ルミファーは、前記第１の要素上に位置している。
【請求項５８】
請求項５７に記載の照明装置において、
前記ルミファーは、前記第１の要素と直接接触している。
【請求項５９】
請求項５６に記載の装置において、
前記ルミファーは、前記第１の要素から離れており、前記ルミファーと前記第１の要素との間のスペースの少なくとも一部は、ガスよりなる。
【請求項６０】
請求項５９に記載の装置であって、
前記ガスは、空気よりなる。
【請求項６１】
固体発光デバイスであって、以下のものからなる：
少なくとも１つの発光活性層構造、該発光活性層構造は、活性層構造第１側および活性層構造第２側を持ち、該活性層構造第１側を含む該発光活性層構造の第１の領域は、活性層第１領域屈折率を持ち；
第１の要素第１側および第１要素第２側を持つ第１要素であって、該第１要素第２側の全体は、露出されており、第１要素屈折率を持つ該第１要素の少なくとも一部は、第１要素屈折率を持ち、該第１要素屈折率は、前記活性層第１領域屈折率より低い；  かつ、
該活性層構造第２側上に位置している第２要素。
【請求項６２】
請求項６１に記載の照明装置において、
該第１要素第１側は、スペースと直接接触しており、該スペースは、空気よりなる。
【請求項６３】
請求項６１に記載の装置において、
該第１要素第１側は、少なくとも１つの光学特徴よりなる。
【請求項６４】
固体発光デバイスであって、以下のものよりなる：
少なくとも１つの発光活性層構造、該発光活性層構造は、発光活性層構造第１側および発光活性層構造第２側を持ち、前記発光活性層構造第１側を含む該発光活性層構造の第１の領域は、活性層第１屈折率を持ち；
少なくとも１つの反射性要素、該反射性要素は、反射性要素第１側および反射性要素第２側を持ち、該反射性要素第１側は、該反射性要素第２側上に位置している；
前記活性層構造第１側上に位置している第１の要素、該第１の要素の少なくとも一部は、第１要素屈折率を持ち、該第１要素屈折率は、前記活性層第１領域屈折率より低い； かつ、
該反射性要素第２側上に位置している第２の要素。
【請求項６５】
請求項６４に記載の装置において、
該第１の要素は、該活性層構造第１側と直接接触している。
【請求項６６】
請求項６４に記載の装置において、さらに、
該第１の要素と該活性層構造第１側との間に位置している、少なくとも１つの第１の中間構造を、備える。
【請求項６７】
請求項６６に記載の照明装置において、
該第１の中間構造は、該第１の要素の少なくとも一部分の屈折率に類似した屈折率を持つ。
【請求項６８】
請求項６６に記載の装置において、
前記第１の中間構造は、該発光活性層構造第１側の少なくとも一部分の屈折率に類似した屈折率を持つ。
【請求項６９】
請求項６６に記載の装置において、さらに、
該第１の中間構造は、接着剤よりなる。
【請求項７０】
請求項６４に記載の装置において、
該発光活性層構造に対向した該第１の要素の表面は、少なくとも１つの光学特徴よりなる。
【請求項７１】
請求項６４に記載の装置において、さらに、
少なくとも１つのルミファーよりなり、該ルミファーの少なくとも一部は、前記発光活性層構造に対して前記第１の要素に対向して位置しており、これにより、もし、光が前記発光活性層構造から出射され、前記第１の要素および前記ルミファーを通過すれば、このような光は、前記ルミファーを通過する前に前記第１の要素を通過するであろう。
【請求項７２】
請求項７１に記載の照明装置において、
該ルミファーは、該第１の要素上に位置している。
【請求項７３】
請求項７２に記載の照明装置において、
該ルミファーは、該第１の要素と直接接触している。
【請求項７４】
請求項７１に記載の照明装置において、
該ルミファーは、該第１の要素から離れており、該ルミファーと該第１の要素との間のスペースの少なくとも一部は、ガスよりなる。
【請求項７５】
請求項７４に記載の照明装置において、
前記ガスは、空気よりなる。
【請求項７６】
請求項６４に記載の照明装置において、さらに、
少なくとも１つの包囲体領域よりなり、該包囲体領域の少なくとも一部分は、前記発光活性層構造に対して前記第１の要素に対向して位置しており、
これにより、もし、光が、該発光活性層構造から出射され、該第１の要素および該包囲体領域を通過すれば、このような光は、該包囲体領域を通過する前に該第１の要素を通過するであろう。
【請求項７７】
請求項７６に記載の装置において、
該包囲体領域は、該第１の要素上に位置している。
【請求項７８】
請求項７７に記載の装置において、
前記包囲体領域は、前記第１の要素と直接接触している。
【請求項７９】
請求項７６に記載の装置において、
該包囲体領域は、前記第１の要素から離れており、該包囲体領域と該第１の要素との間のスペースの少なくとも一部は、ガスよりなる。
【請求項８０】
請求項７９に記載の装置において、
前記ガスは、空気よりなる。
【請求項８１】
請求項７６に記載の装置において、さらに、
少なくとも１つのルミファーよりなり、該ルミファーの少なくとも一部は、該第１の要素と該包囲体領域との間に位置しており、これにより、もし、光が該発光活性層構造から出射され、該第１の要素、該ルミファー、および該包囲体領域を通過すれば、このような光は、該ルミファーを通過する前に該第１の要素を通過し、かつ、該包囲体領域を通過する前に該ルミファーを通過するであろう。
【請求項８２】
請求項８１に記載の装置において、
該ルミファーは、該第１の要素上に位置している。
【請求項８３】
請求項８１に記載の装置において、
該第１のルミファーは、該第１の要素と直接接触している。
【請求項８４】
請求項８１に記載の装置において、
該ルミファーは、該第１の要素と離れており、該ルミファーと該第１の要素との間の空間の少なくとも一部分は、ガスよりなる。
【請求項８５】
請求項８４に記載の装置において、
前記ガスは、空気よりなる。
【請求項８６】
発光活性デバイスであって、以下のものよりなる：
少なくとも１つの発光活性層構造、該発光活性層構造は、活性層構造第１側および活性層構造第２側を持ち、該活性層構造第１側を含む該発光活性層構造の第１の領域は、活性層第１屈折率を持ち；
該活性層構造第１側上に位置している第１要素、該第１要素の少なくとも一部は、第１要素屈折率を持ち、該第１要素屈折率は、該活性層第屈折率より低く；
第２要素第１側および第２要素第２側を持つ第２要素、該第２要素第１側は、該活性層構造第２側上に位置しており；  かつ、
該第２要素第２側上に位置している少なくとも１つの反射性要素。
【請求項８７】
請求項８６に記載の装置において、
該第１要素と該活性層構造第１側との間に位置する第１の中間構造を、備える。
【請求項８８】
請求項８６に記載の装置において、
前記第１の中間構造は、該第１の要素の少なくとも一部分の屈折率に類似した屈折率を持つ。
【請求項８９】
請求項８８に記載の装置において、
該第１中間構造は、該第１の要素の少なくとも一部分の屈折率に類似した屈折率を持つ。
【請求項９０】
請求項８８に記載の装置において、
該第１中間構造は、該活性層構造第１側の少なくとも一部分の屈折率に類似した屈折率を持つ。
【請求項９１】
請求項８８に記載の装置において、
該第１の中間構造は、接着剤よりなる。
【請求項９２】
請求項８６に記載の装置において、
該発光活性層構造に対向した該第１の要素の表面は、少なくとも１つの光学特徴よりなる。
【請求項９３】
請求項８６に記載の装置において、さらに、
少なくとも１つのルミファーを備え、該ルミファーの少なくとも一部分は、前記発光活性層構造に対して前記第１の要素と対向して位置しており、これにより、もし、光が前記発光活性層構造より出射され、該第１の要素および該ルミファーを通過すれば、このような光は、前記ルミファーを通過する前に該第１の要素を通過するであろう。
【請求項９４】
請求項９３に記載の装置において、
該ルミファーは、該第１の要素上に位置している。
【請求項９５】
請求項９４に記載の照明装置において、
前記ルミファーは、前記第１の要素と直接接触している。
【請求項９６】
請求項９３に記載の装置において、
該ルミファーは、該第１の要素と離れており、該ルミファーと該第１の要素との間の空間の少なくとも一部分は、ガスよりなる。
【請求項９７】
請求項９６に記載のデバイスにおいて、
該ガスは、空気よりなる。
【請求項９８】
請求項８６に記載のデバイスにおいて、さらに、
少なくとも１つの包囲体領域よりなり、該包囲体領域の少なくとも一部分は、該発光活性層構造に対して、該第１の要素に対向して位置しており、
これにより、もし、光が、前記発光活性層構造から出射され、該第１の要素および該包囲体領域を通過すれば、このような光は、該包囲体領域を通過する前に該第１の要素を通過するであろう。
【請求項９９】
請求項９８に記載の装置において、
該包囲体領域は、該第１の要素上に位置している。
【請求項１００】
請求項９９に記載の装置において、
前記包囲体領域は、前記第１の要素と直接接触している。
【請求項１０１】
請求項９８に記載の装置において、
該包囲体領域は、該第１の要素から離れており、該包囲体領域と該第１の要素との間のスペースの少なくとも一部は、ガスよりなる。
【請求項１０２】
請求項９８に記載の装置において、
前記ガスは、空気よりなる。
【請求項１０３】
請求項９８に記載の装置において、
少なくとも１つのルミファーよりなり、該ルミファーの少なくとも一部は、該第１の要素と該包囲体領域との間に位置しており、これにより、もし、光が該発光活性層構造から出射され、該第１の要素、該ルミファー、および該包囲体領域を通過すれば、このような光は、該ルミファーを通過する前に該第１の要素を通過し、かつ、該包囲体領域を通過する前に該ルミファーを通過するであろう。
【請求項１０４】
請求項１０３に記載の装置において、
前記ルミファーは、前記第１の要素上に位置している。
【請求項１０５】
請求項１０４に記載の装置において、
該ルミファーは、該第１の要素と直接接触している。
【請求項１０６】
請求項１０３に記載の装置において、
該ルミファーは、該第１の要素と離れており、該ルミファーと該第１の要素との間の空間の少なくとも一部は、ガスよりなる。
【請求項１０７】
請求項１０６に記載の装置において、
該ガスは、空気よりなる。
【請求項１０８】
固体発光デバイスであって、以下のものよりなる：
少なくとも１つの発光活性層構造、該発光活性層構造は、活性層構造第１側および活性層構造第２側、を持つ；
第１の要素、該第１の要素は、第１要素屈折率を持ち；
第２要素第１側および第２要素第２側を持つ第２要素、該第２要素第２側は、該活性層構造第１側上に位置しており、該第２要素第１側を含む該第２要素の第１の領域は、第２要素第１屈折率を持ち；
該第１要素屈折率は、該第２要素第１屈折率より小さい。
【請求項１０９】
請求項１０８に記載の装置において、
該第１要素は、該活性層構造第１側と直接接触している。
【請求項１１０】
請求項１０８に記載のデバイスにおいて、さらに、
該第１の要素と該活性層構造第１側との間に位置している、少なくとも１つの第１の中間層構造を備える。
【請求項１１１】
請求項１１０に記載の装置において、
前記第１の中間構造は、該第１の要素の少なくとも一部分の屈折率に類似した屈折率を持つ。
【請求項１１２】
請求項１１０に記載の装置において、
該第１の中間構造は、該活性層構造第１側の少なくとも一部分の屈折率に類似した屈折率を持つ。
【請求項１１３】
請求項１１０に記載の照明装置において、
該第１の中間構造は、接着剤よりなる。
【請求項１１４】
請求項１０８に記載の装置において、
該発光活性層構造に対向した該第１の要素の表面は、少なくとも１つの光学特徴よりなる。
【請求項１１５】
請求項１０８に記載の装置において、さらに、
少なくとも１つのルミファーよりなり、該ルミファーの少なくとも一部は、該発光活性層構造に対して該第１の要素に対向して位置しており、これにより、もし、光が、該発光活性層構造から出射され、該第１の要素および該ルミファーを通過すれば、このような光は、該ルミファーを通過する前に該第１の要素を通過するであろう。
【請求項１１６】
請求項１１５に記載の装置において、
該ルミファーは、該第１の要素上に位置している。
【請求項１１７】
請求項１１６に記載の装置において、
該ルミファーは、該第１の要素と直接接触している。
【請求項１１８】
請求項１１５に記載の装置において、
該ルミファーは、前記第１の要素から離れており、前記ルミファーと、前記第１の要素との間のスペースの少なくとも一部は、ガスよりなる。
【請求項１１９】
請求項１１８に記載の装置において、
前記ガスは、空気よりなる。
【請求項１２０】
請求項１１８に記載の装置において、さらに、
少なくとも１つの包囲体領域よりなり、該包囲体領域の少なくとも一部分は、前記発光活性層構造に対して前記第１の要素に対向して位置しており、
これにより、もし、光が、前記発光活性層構造から出射され、前記第１の要素および前記包囲体領域を通過すれば、このような光は、前記包囲体領域を通過する前に該第１の要素を通過するであろう。
【請求項１２１】
請求項１２０に記載の照明装置において、
該包囲体領域は、該第１の要素上に位置している。
【請求項１２２】
請求項１２１に記載の装置において、
該包囲体領域は、該第１の要素と直接接触している。
【請求項１２３】
請求項１２０に記載の装置において、
該包囲体領域は、該第１の要素から離れており、該包囲体領域と該第１の要素との間の空間の少なくとも一部は、ガスである。
【請求項１２４】
請求項１２３に記載の装置において、
該ガスは、空気である。
【請求項１２５】
請求項１２０に記載の装置において、
少なくとも１つのルミファーよりなり、該ルミファーの少なくとも一部は、該第１の要素と該包囲対領域との間に位置しており、これにより、もし、光が前記発光活性層構造から出射され、該第１の要素、該ルミファー、および該包囲体領域を通過すれば、このような光は、該ルミファーを通過する前に該ルミファーを通過し、該包囲体領域を通過する前に該ルミファーを、通過するであろう。
【請求項１２６】
請求項１２５に記載の装置において、
該ルミファーは、該第１の要素上に位置している。
【請求項１２７】
請求項１２６に記載の装置において、
該ルミファーは、該第１の要素と直接接触している。
【請求項１２８】
請求項１２５に記載の装置において、
該ルミファーは、該第１の要素から離れており、該包囲体領域と該第１の要素との間のスペースの少なくとも一部は、ガスよりなる。
【請求項１２９】
請求項１２８に記載の装置において、
前記ガスは、空気よりなる。
【請求項１３０】
固体発光デバイスを製造する方法であって、以下のことよりなる：
第１の要素を、少なくとも１つの発光活性層構造に取り付ける、該第１の要素の少なくとも１つの第１の領域は、ある屈折率勾配を持つ。
【請求項１３１】
請求項１３０に記載の方法において、
該第１の要素の該屈折率勾配は、ステップ状の屈折率勾配よりなる。
【請求項１３２】
請求項１３０に記載の装置において、
該第１の要素の該屈折率勾配は、実質的に連続の屈折率勾配よりなる。
【請求項１３３】
請求項１３０に記載の方法において、さらに、
該発光活性層構造を、第１の要素上に、該第１の要素を該発光活性層構造に該取り付ける前に、該発光活性層構造が、活性層構造第１側および活性層構造第２側を持ち、該第１要素が該活性層第１側上に位置し、かつ該活性層第２側が該第２要素上に位置するよう、堆積する、ことよりなる。
【請求項１３４】
請求項１３０に記載の方法において、さらに、
少なくとも１つのルミファーを、該ルミファーの少なくとも一部が該発光活性層構造に対して該第１の要素に対向して位置するよう、位置させることよりなる。
【請求項１３５】
請求項１３４に記載の方法において、さらに、
少なくとも１つの包囲体領域よりなり、該包囲体領域の少なくとも一部は、該発光活性層構造に対して該ルミファーに対向して位置している。
【請求項１３６】
請求項１３０に記載の方法において、さらに、
少なくとも１つの包囲体領域よりなり、該包囲体領域の少なくとも一部は、該発光活性層構造に対して該第１の要素に対向して位置している。
【請求項１３７】
固体発光デバイスを製造する方法であって、以下のことよりなる：
発光活性層構造を、第２の要素上に、該発光活性層構造が、活性層第１側および活性層第２側を持ち、該活性層構造第１側を含む該発光活性層構造の第１領域が活性層第１領域屈折率を持ち、該活性層構造第２側が該第２の要素上にあるよう、取り付けること；
少なくとも１つのルミファーを、該ルミファーの少なくとも一部が、該発行活性層構造に対して該第１の要素に対向しているよう位置させ、これにより、もし、光が該発光活性層構造から出射され、該第１の要素および該ルミファーを通過すれば、このような光は、該ルミファーを通過する前に該第１の要素を通過するであろうようにすること。
【請求項１３８】
請求項１３７に記載の方法において、
該ルミファーは、該第１の要素上に位置している。
【請求項１３９】
請求項１３７に記載の方法において、さらに、
少なくとも１つの第１中間構造が、該第１の要素と該ルミファーとの間に位置している。
【請求項１４０】
請求項１３９に記載の方法において、
該第１の中間構造は、該第１の要素の少なくとも一部分の屈折率に類似した屈折率を、持つ。
【請求項１４１】
請求項１３９に記載の方法において、
該第１の中間構造は、該ルミファーの少なくとも一部分の屈折率に類似した屈折率を、持つ。
【請求項１４２】
請求項１３９に記載の方法において、
該第１の中間構造は、接着剤よりなる。
【請求項１４３】
請求項１３９に記載の方法において、
該ルミファーは、該第１の要素と直接接触している。
【請求項１４４】
請求項１３７に記載の方法において、
該ルミファーは、該第１の要素から離れており、該ルミファーと該第１の要素との間のスペースの少なくとも一部は、ガスよりなる。
【請求項１４５】
請求項１４４に記載の方法において、
該ガスは、空気よりなる。
【請求項１４６】
請求項１３７に記載の方法において、さらに、
少なくとも１つの包囲体領域を、該包囲体領域の少なくとも一部が、該発光活性層構造に対して該ルミファーに対向して位置し、かつ、該ルミファーが該第１の要素と該包囲体領域との間にあるよう位置させること、を備える。
【請求項１４７】
請求項１３７に記載の方法において、
該活性層構造を、該第２の要素上に取り付けることは、該活性層構造を該第２の要素上に堆積すること、よりなる。
【請求項１４８】
固体発光デバイスを、製造する方法であって、以下のことよりなる：
発光活性層構造を、第２の要素上に、該発光活性層構造が、活性層構造第１側および活性層構造第２側を持ち、該活性層構造第１側を含む該発光活性層構造の第１領域は活性層第１領域屈折率を持ち、該活性層構造第２側は該第２の要素上にあるよう、取り付けること；
該活性層構造第１側に、第１の要素を取り付けること、該第１の要素の少なくとも一部は第１要素屈折率を持ち、該第１要素屈折率は該活性層第１領域屈折率より低い；  かつ、
少なくとも１つの包囲体領域を、該包囲体領域の少なくとも一部が該発光活性層構造に対して該第１要素と対向しているよう、位置させること。
【請求項１４９】
請求項１４８に記載の方法において、
該包囲体領域は、該第１の要素上に位置している。
【請求項１５０】
請求項１４９に記載の方法において、
該包囲体領域は、該第１の要素と直接接触している。
【請求項１５１】
請求項１４８に記載の方法において、
該包囲体領域は、該第１の要素から離れており、該包囲体領域と該第１の要素との間のスペースの少なくとも一部は、ガスよりなる。
【請求項１５２】
請求項１５１に記載の方法において、
該ガスは、空気よりなる。
【請求項１５３】
請求項１４８に記載の方法において、
該発光活性層構造を、該第２の要素上に取り付けることは、該発光活性層構造を該第２の要素上に堆積すること、よりなる。
【請求項１５４】
請求項１５３に記載の方法において、
該第２の要素上に発光活性層構造を該堆積する前に、該第２の要素を、少なくとも１つの反射性要素上に、該反射性要素および該発光活性層構造が該第２の要素の対向する側上に位置するよう、堆積することよりなる。
【請求項１５５】
請求項１５３に記載の方法において、さらに、
発光活性層構造を該第２の要素上に該堆積した後に、少なくとも１つの反射性要素を、該第２の要素上に、該反射性要素および該発光活性層構造が該第２の要素の対向する側上に位置するよう、堆積することよりなる。
【請求項１５６】
固体発光デバイスを製造する方法であって、以下のことよりなる：
発光活性層構造を、第２の要素上に、該反射性要素が、反射性要素第１側および反射性要素第２側を持ち、該反射性要素第２側が該第２の要素上に位置するよう、取り付けること；
該反射性要素第１側上に、発光活性層構造を、該発光活性層構造が、活性層構造第１側および活性層構造第２側を持ち、該発光活性層構造第１側を含む該発光活性層構造の第１領域が活性層第１領域屈折率を持ち、該活性層構造第２側が該反射性要素第１側上にあるよう、取り付けること；
該活性層構造第１側に、第１の要素を取り付けること、該第１要素の少なくとも一部は第１要素屈折率を持ち、該第１要素屈折率は該活性層第１領域屈折率より小さい。
【請求項１５７】
請求項１５６に記載の方法において、さらに、
少なくとも１つのルミファーを、該ルミファーの少なくとも一部分、該発光活性層構造に対して該第１の要素に対向して位置するよう、位置させること、よりなる。
【請求項１５８】
請求項１５７に記載の方法において、さらに、
少なくとも１つの包囲体領域を形成すること、を備え、該包囲体領域の少なくとも一部は、該発光活性層構造に対して該ルミファーに対向して位置している。
【請求項１５９】
請求項１５６に記載の方法において、さらに、
少なくとも１つの包囲体領域を形成すること、を備え、該包囲体領域の少なくとも一部は、該発光活性層構造に対して該第１領域に対向して位置している。
【請求項１６０】
請求項１５６に記載の方法において、
該第２の要素上に、少なくとも１つの反射性要素を該取り付けることは、該第２の要素上に少なくとも１つの反射性要素を堆積すること、よりなる。
【請求項１６１】
請求項１５６に記載の方法において、
該反射性要素第１側上に、該発光活性層構造を該取りつけることは、該反射性要素第１側上に該発光活性層構造を堆積すること、よりなる。
【請求項１６２】
固体発光デバイスを製造する方法であって、以下のことよりなる：
発光活性層構造を、第２の要素上に、該発光活性層構造が、活性層構造第１側および活性層構造第２側を持ち、該活性層構造第１側を含む該発光活性層構造の第１領域は活性層第１領域屈折率を持ち、該活性層構造第２側は該第２の要素上にあるよう、取り付けること；
該活性層構造第１側に、第３の要素を、該第３の要素が、第３要素第１側および第３要素第２側を持ち、該第３要素第２側は該活性層構造第１側上にあるよう、取り付けること；
該第２の要素を除去すること；  かつ、
該活性層構造第２側に第１の要素を、取り付けること、該第１要素の少なくとも一部は第１要素屈折率を持ち、該第要素屈折率は該活性層第１領域屈折率より小さい。
【請求項１６３】
請求項１６２に記載の方法において、さらに、
第３の要素を前記活性層構造第１側に、前記取り付ける前に、反射性材料を、前記活性層構造第１側に、前記反射性材料が前記活性層構造第１側と、前記第３の要素との間に位置するよう、堆積することよりなる。
【請求項１６４】
請求項１６２に記載の方法において、さらに、
少なくとも１つのルミファーを、該ルミファーの少なくとも一部が、該発光活性層構造に対して該第１の要素に対向して位置するよう、位置させること、よりなる。
【請求項１６５】
請求項１６４に記載の方法において、さらに、
少なくとも１つの包囲体領域を形成すること、よりなる、該包囲体領域の少なくとも一部は、該発光活性層構造に対して該ルミファーに対向して位置する。
【請求項１６６】
請求項１６２に記載の方法において、さらに、
少なくとも１つの包囲体領域を形成すること、よりなる、該包囲体領域の少なくとも一部分が、該発光活性層構造に対して該第１の要素に対向して位置する。
【請求項１６７】
請求項１６２に記載の方法において、
該発光活性層構造を、該第２の要素上に該取り付けることは、該発光活性層構造を該第２の要素上に堆積すること、よりなる。
【請求項１６８】
固体発光デバイスを製造する方法であって、以下のことよりなる：
発光活性層構造を、第２の要素の第１の側上に取り付けること、該第２の要素は、第１側および第２側を持ち、該発光活性層構造が、活性層構造第１側および活性層構造第２側を持ち、該活性層構造第１側を含む該発光活性層構造の第１の領域が活性領域第１領域屈折率を持ち、該活性層構造第１側は該第２の要素の上にある；  かつ、
該第２の要素の該第２側に第１の要素を取り付けること、該第１の要素の少なくとも一部は第１の要素屈折率を持ち、該１要素屈折率は該活性層第１領域屈折率より低い。
【請求項１６９】
請求項１６８に記載の方法において、
該発光活性層構造を、第２の要素の該第１の側上に該取り付けることは、該発光活性層構造を該第２の要素の該第１の側上に堆積すること、よりなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連する出願への相互参照
この出願は、２００６年５月２６日に出願された米国仮特許出願第６０／８０８，９２５号、の利益を主張するものであり、その出願の全体は、参照によりここに組み入れられる。
【０００２】
発明の分野
本発明は、固体発光デバイスに関係する。特に、本発明は、改善された光抽出効率を有する固体発光デバイスに関係する。本発明は、また、このような固体発光デバイスを製造する方法に関係する。
【背景技術】
【０００３】
発明の背景
毎年、米国において生成される電気の多くの部分（いくつかの見積りは、２５％と高い）は、照明に行っている。したがって、よりエネルギー効率の高い照明を与える、進行中の必要がある。白熱電球は、エネルギー効率のよくない光源であることはよく知られている − それらが消費する電気の約９０％は、光よりむしろ熱として開放される。蛍光灯バルブは、白熱電球より、（約１０倍だけ）より効率的であるが、しかし、発光ダイオード等の、固体発光素子に比較すると、まだ、きわめて非効率である。
【０００４】
さらに、固体発光素子の通常の寿命に比較すると、白熱電球は、相対的に短い寿命、たとえば、代表的に約７５０−１０００時間を持つ。比較するに、発光ダイオードの寿命は、たとえば、一般に、数十年単位で、測定することができる。蛍光灯は、白熱灯より、より長い寿命（たとえば、１０，０００−２０，０００時間）を持つが、しかし、色再現の好ましさは低い。
【０００５】
従来の電灯設備 により直面されるもう１つの問題は、照明装置（たとえば、電灯バルブ等）を、周期的に置き換える必要である。このよう問題は、特に、アクセスが困難である（たとえば、丸天井、橋、高いビル、交通トンネル）ところで、および／または、交換コストが極端に高いところで表明されている。従来の電灯設備の代表的な寿命は、少なくとも約４４，０００時間の光発生装置の使用（２０年間にわたる１日６時間の使用に基づく）に対応する、約２０年である。光発生装置の寿命は、代表的にもっと小さく、これにより、周期的な交換の必要を生じる。
【０００６】
したがって、上記した、および他の理由により、それにより、広い範囲の応用において、固体発光素子を、白熱電球、蛍光灯、および他の光発生装置の代わりに用いることのできる方法を開発する努力が、行われ続けてきた。さらに、発光ダイオード（または、他の固体発光素子）がすでに用いられているところでは、たとえば、エネルギー効率、演色評価指数（ＣＲＩ Ｒａ）、コントラスト、有効性（ｌｍ／Ｗ）、コスト、および／または、サービス期間、に関して改善された発光ダイオード（または、他の固体発光素子）を与えるよう、努力が行われ続けてきている。
【０００７】
種々の固体発光素子が、よく知られている。たとえば、１つのタイプの固体発光素子は、発光ダイオードである。
発光ダイオードは、電流を、光に変換する半導体デバイスである。広い範囲の発光ダイオードは、目的の今でも拡大する範囲のために、ますます広い範囲において使用されている。
より特定的には、発光ダイオードは、電位差が、ｐｎ接合構造に対して印加されたとき、光（紫外線、可視光、または赤外線）を、発する半導電性の装置である。発光ダイオード、および、多くの関連する構造を作る多くの公知の方法があり、本発明は、任意のこのような装置を用いることができる。たとえば、Ｓｚｅの半導体装置の物理学（１９８１年、第２版）の第１２−１４章、および、Ｓｚｅの現代半導体装置物理学（１９９８）の第７章は、発光ダイオードを含む、広い範囲の光子装置を、記述している。
【０００８】
表現“発光ダイオード”は、基本的な半導体ダイオード構造（すなわち、“チップ”）を言及するのにここで使用される。共通に認識され、商業的に入手可能な“ＬＥＤ”であって、（たとえば、）電子ショップにおいて売られているものは、多くの部品から作られている“パッケージされた”デバイスを表す。これらのパッケージされたデバイスは、代表的に、米国特許第４，９１８，４８７；５，６３１，１９０；および５，９１２，４７７号明細書に記述されたような（しかしそれらに限定されない）半導体ベースの発光ダイオード；種々のワイヤ接続、および 発光ダイオードを収容するパッケージを含む。
【０００９】
よく知られているように、発光ダイオードは、半導体活性（発光）層の導電帯と価電子帯との間のバンドギャップを横切って電子を励起することにより、光を生成する。電子遷移は、エネルギーギャップに依存する波長で光を発生する。このように、発光ダイオードにより発光された光の色（波長）は、発光ダイオードの活性層の半導体材料に依存する。
【００１０】
発光ダイオードの開発は、多くの方法で照明産業を改革してきたが、発光ダイオードの特徴のいくらかは、そのいくらかは、まだ十分に満たされていない挑戦を提示してきた。たとえば、任意の特定の発光ダイオードの出射スペクトルは、代表的に（該発光ダイオードの組成、および構造により記述されるように）単一波長の周りに集中しており、これは、いくらかの応用のためには望ましいが、しかし、他の応用（たとえば、照明を与えるため、このような出射スペクトラムは、大変低いＣＲＩ Ｒａを与える）のためには、望ましくない。
【００１１】
白と感じられる光は、必然的に、２つ、またはそれ以上の色の（または、波長の）ブレンドであるので、単一の発光ダイオードは、白色を生ずることはできない。“白色”発光ダイオードは、各赤、緑、および青の発光ダイオードにより形成される発光ダイオードピクセルを持って製造されてきた。他の、“白色”発光ダイオードは、(1) 青色光を発生する発光ダイオード、および、(2) 前記発光ダイオード により発光された光による励起に応答して黄色光を発するルミネッセント材料（たとえば、リン発光体）を含んで生成され、これにより、該青色光、および黄色光は、混合されたとき、白色光と感知される光を生成する。
【００１２】
発光ダイオードは、このように、個々に、あるいは、任意の結合において、任意に、１つ、またはそれ以上のルミネッセント材料（たとえば、リン発光体、またはシンチレーター）、および／または フィルタとともに、使用することができる。したがって、現存する光源を、発光ダイオード光源で置き換えて、たとえば、エネルギー効率、演色評価指数（ＣＲＩ Ｒａ）、コントラスト、有効性（ｌｍ／Ｗ）、コスト、および／または、サービス期間、を改善するよう、努力がなされている領域は、なんらかの特定の色の光、または色ブレンドの光には限定されない。
【００１３】
広い種々の範囲のルミネッセント材料（たとえば、米国特許第６，６００，１７５号明細書、その全体は参照によりここに組み入れられる、に開示されたような、ルミファー、またはルミノフォリック材料として知られている）は、当業者に公知であり、入手可能である。たとえば、リン発光体は、励起する放射源により励起されたとき、応答性の放射（たとえば、可視光）を発するルミネッセント材料である。多くの場合において、応答性の放射は、励起する放射の波長と異なる波長を持つ。ルミネッセント材料の他の例は、シンチレーター、昼グローテープ、および、紫外光で照明されたとき、可視スペクトラムで輝くインクを含む。
【００１４】
ルミネッセント材料は、ダウンコンバートするもの、すなわち 光子をより低いエネルギーレベル（より長い波長）に変換する材料、として、あるいは アップコンバートするもの、すなわち、光子を、より高いエネルギーレベル（より短い波長）に変換する材料、として、分類されることができる。
【００１５】
ＬＥＤデバイスにおいてルミネッセント材料を含むことは、ルミネセント材料を、上記で議論した清浄な、また透明な包囲体材料（たとえば、エポキシベース、シリコーンベース、ガラスベース、金属酸化物ベース材料、等）に、たとえば、ブレンディング、またはコーティングプロセスにより付加することにより、遂行されてきた。
【００１６】
上記したように、“白ＬＥＤ光”（すなわち、白、または、白に近いと感受される光）は、白い白熱電球に対する可能な置き替えとして研究されて来た。白色ＬＥＤランプの代表的な例は、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）または窒化ガリウム（ＧａＮ）から作られる青色発光ダイオードチップのパッケージ、これは、ＹＡＧ等のリン発光体によりコートされる、を含む。このようなＬＥＤランプにおいて、青色発光ダイオードチップは、約４５０ｎｍの波長を持つ放射を生成し、リン発光体は、その放射を受信したとき、約５５０ｎｍのピーク波長を持つ黄色の蛍光を生成する。たとえば、ある設計においては、白色発光ダイオードは、青色発光半導体発光ダイオードの外部表面上に、セラミックリン発光体層を形成することにより、製造される。発光ダイオードチップより出射される青色光の一部は、リン発光体を通過し、一方、該発光ダイオードチップより出射される青色光の一部は、リン発光体により吸収され、これは、励起され、黄色光を発する。発光ダイオードチップより出射され、リン発光体を通過した青色光の一部は、リン発光体により発射された黄色光と混合される。観察者は、青、および黄色の光の混合物を、白色光として感受する。
【００１７】
もう１つのタイプは、赤色、または、オレンジおよび緑色、または黄色がかった緑色光線を生成するリン発光体材料と結合された青色、または紫色発光ダイオードチップを用いる。このようなランプにおいて、該発光ダイオードチップにより出射される青色、または紫色光の一部は、該リン発光体を励起し、該リン発光体をして、赤い炉、またはオレンジおよび黄色、または緑色光線を出射させる。青色、または紫色光線と結合された、これらの光線は、白色の感受を生成することができる。
【００１８】
また上記したように、もう１つのタイプのＬＥＤランプにおいては、紫外線を発する発光ダイオードチップは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）光線を生成するリン発光材料と結合される。このようなＬＥＤランプにおいて、該発光ダイオードチップから放射された紫外線は、該リン発光体を励起し、該リン発光体をして、混合されたときには、人間の目により白色光として感受される、赤、緑、および青の光を発せしめる。したがって、白色光はまた、これらの光の混合物として得ることができる。 
【００１９】
リン発光体を含む従来のＬＥＤ構成要素パッケージの場合には、励起光（すなわち、ＬＥＤよりの光）の重要な比（すなわち、多くの場合、２０％から２５％ほど）が、該リン発光体から該発光ダイオードチップ／パッケージに、反射（後方散乱）される。該発光ダイオードチップ自身に後方散乱された後方散乱光は、該チップから外に出る大変低い確率を持ち、したがって、このような後方散乱は、システムエネルギーロスを、生じる。
【００２０】
さらに、該リン発光体変換された光は、全方位性であり、したがって、一般に、該光の５０％は、該ＬＥＤ源に、戻る。
【００２１】
広い範囲の応用において、固体発光素子を、より大きいエネルギー効率、低コスト、かつ、改善された有効性（ｌｍ／Ｗ）で、用いる方法についての継続する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】米国特許第４，９１８，４８７号明細書
【特許文献２】米国特許第５，６３１，１９０号明細書
【特許文献３】米国特許第５，９１２，４７７号明細書
【特許文献４】米国特許第６，６００，１７５号明細書
【特許文献５】米国特許出願第６０／７５２，７５３号
【特許文献６】米国特許出願第６０／７５３，１３８号
【特許文献７】米国特許出願第６０／７６１，３１０号
【特許文献８】米国特許出願第６０／７９８，４４６号
【特許文献９】米国特許出願第６０／８０２，６９７号
【発明の概要】
【００２３】
発明の簡単なサマリー
第１の側面において、本発明は、第１の要素、および少なくとも１つの発光活性層構造よりなり、該第１の要素は、該発光活性層構造上に位置している、固体発光デバイスに向けられている。
【００２４】
本発明のこの側面において、該第１の要素は、屈折率勾配を有する少なくとも１つの第１の領域を有する。ここで、構造（たとえば、１つの層、一体に接合された層の積層、または層のスタック）と結合して用いられる“屈折率勾配”は、該構造が、第１の側、および第２の側を持ち、第１領域は、第１の屈折率を持つ第１の側を含み、第１の領域は、第２の屈折率を持つ第２の側を含み、第１屈折率は、第２屈折率と異なる、ことを意味する。
【００２５】
本発明のこの側面による実施形態において、第１の要素は、“ステップ状の屈折率勾配”を持つ、少なくとも１つの第１の領域を持つ。ここで、ある構造と関連して使用される、表現“ステップ状の屈折率構造”は、該構造が、少なくとも第１の側、第２の側、第３の側、および、第４の側を有し、もし、光が、該発光活性層構造により発光され、該光が、該構造を通過すれば、このような光は、該第１の領域、そののち、該第２の領域、そののち、該第３の領域、そののち、第４の領域、を連続的に通過し、第１の領域は、第１の屈折率を持ち、第２の領域は、第２の屈折率を持ち、第３の領域は、第３の屈折率を持ち、第４の領域は、第４の屈折率を持ち、第１の屈折率は、第２の屈折率より大きく、第２の屈折率は、第３の屈折率より大きく、第３の屈折率は、第４の屈折率より大きい。
【００２６】
本発明のこの側面によるいくらかの実施形態において、第１の要素は、“実質的に連続的な屈折率勾配”を持つ少なくとも１つの第１の領域を、持つ。ある構造と関連してここで使用される表現“実質的に連続的な屈折率勾配”は、該構造が、少なくとも１０個の領域を持ち、かつ、もし、光が該発光活性層構造より出射され、該光が該構造を通過すれば、該光は１０個の領域のおのおのを順次に通過し、各順次の層は、より低い屈折率を持つであろう。本発明のこの側面によるいくらかの実施形態においては、該傾斜づけられた屈折率は、該各表面間の連続的な単調に変化する関数である。
【００２７】
本発明にしたがって、屈折率勾配を持つ少なくとも１つの第１の領域を持つ第１の要素を与えることにより（いくらかの場合には、ステップ状の屈折率勾配、および、いくらかの場合には、実質的に連続的な屈折率勾配）、該発光活性層構造よりの、より良い光抽出効率を、得ることができることが、見出された。
【００２８】
何らの理論により制限されるものではないが、本発明の第１の側面（以下に述べるように、ばかりでなく、本発明の他の側面）が、改善された光抽出効率を達成する理由は、そうでなければ、屈折率のより大きな低下があるであろう、１つの、またはそれ以上の界面で、反射される光量を減少させていることによると信じられる。すなわち、本発明は、該発光活性層よりの光が１つの領域から次の領域に通過するときの屈折率の低下の大きさを、このような低下をより徐々のものとすることにより、最小化することを求める。本発明の多くの側面において、ここで述べたように、１つ、またはそれ以上の要素が、このような付加された構造のない発光デバイスとして機能するであろう構造に付加され、ここで、該付加された構造は、そうでなければ起こるであろう屈折率の低下の大きさを最小化するように与えられる。
【００２９】
ここで使用される、第１の構造が、第２の構造“上”にあることを示す、表現“上に”は、第１構造、および第２構造が、ともに同じ全体構造内に含まれており、かつ、必ずしも互いに接触していない、ことを意味する。たとえば、上記で与えられた表現“第１の要素は、発光活性層構造上に位置する”においては、第１の要素、および発光活性層構造は、ともに同じ全体構造内に収容されており、かつ、必ずしも互いに接触していない。すなわち、該第１の要素と該発光活性層構造との間に、１つ、またはそれ以上の中間構造があってよく、かつ、各突き合わさっている構造は、その直近の近傍物（あるいは、それが両側に近傍物を持つ場合に、複数近傍物）と直接接触している。ここで使用されるように、第１の構造が第２の構造の“上”にあるという文章は、第２の構造が第１の構造の“上”にあるという文章と、相互交換可能である（すなわち、該構造が、このような文章において記述される順序は、該構造が該同じ全体構造内に収容されていること以外の何者をも含蓄しない）。
【００３０】
第１、および第２の要素（すなわち、第１の要素は、第２の要素“上”にある）の間に位置する中間構造の代表的な例は、第１の要素の少なくとも１つの表面の屈折率、または第２の要素の１つの表面の屈折率、に類似した屈折率を持つ材料よりなる構造である。たとえば、１つのこのような中間構造は、該接着剤層がそれと直接接触している第１の要素の表面の屈折率と類似した屈折率を持つ（１マイクロメーターより大きい厚みを持つ）接着剤層である。ここで使用される、たとえば、第１の構造の屈折率（ｎ１）は、第２の構造の屈折率（ｎ２）“に類似している”という文章における表現“類似した屈折率”は、Ｒ＝（（ｎ１−ｎ２）／（ｎ１＋ｎ２））2により定義される全反射は、０．０１より小さいことを、意味する。
【００３１】
ここで使用される、第１構造、および第２構造が、“直接接触” していることを示す、表現“直接接触”（あるいは、“直接接触して”）は、第１構造が、第２構造上にある（かつ、それゆえ、第２構造は、また第１構造上にある）ことを意味し、かつ、第１構造と第２構造間には実質的に何もない、ことを意味する。表現“実質的に何もない”は、第１構造と第２構造との間には何もない、あるいは、第１構造と第２構造との間の任意の材料（たとえば、接着剤）は、１μメーターに等しい、またはより少ない厚みを持つ、好ましくは任意の可視光の波長の４分の１より少ない、ことを意味する。
【００３２】
本発明のこの側面によるいくらかの実施形態においては、該デバイスは、さらに、該第１の要素に対して、該発光活性層構造の対向する側に位置する第２の要素を備える、すなわち、該発光活性層構造は、活性層構造第１側および活性層構造第２側を持ち、該第１の要素は、該活性層第１側上に位置し、かつ、該活性層第２側は、該第２の要素上に位置している。
【００３３】
本発明のこの側面によるいくらかの実施形態において、該デバイスは、さらに、少なくとも１つのルミファーを備え、該ルミファーの少なくとも一部は、該発光活性層構造に対して該第１の要素に対向して位置しており、これにより、もし、光が該発光活性層構造より出射され、該第１の要素および該ルミファーを通過すれば、このような光は、該ルミファーを通過する前に該第１の要素を通過するであろう。
【００３４】
本発明のこの側面によるいくらかの実施形態においては、該デバイスは、さらに、少なくとも１つの包囲体領域よりなり、該包囲体領域の少なくとも一部分は、前記発光活性層構造に対して前記第１の要素に対向して位置しており、これにより、もし、光が前記発光活性層構造から出射され、前記第１の要素および前記包囲体領域を通過すれば、このような光は、前記包囲体領域を通過する前に前記第１の要素を通過するであろう。いくらかのこのような実施形態において、該デバイスは、さらに、少なくとも１つのルミファーよりなり、該ルミファーの少なくとも一部は、該第１の要素と該包囲体領域との間に位置しており、これにより、もし、光が該発光活性層構造から出射され、該第１の要素、該ルミファー、および該包囲体領域を通過すれば、このような光は、該ルミファーを通過する前に該第１の要素を通過し、かつ、該包囲体領域を通過する前に該ルミファーを通過するであろう。
【００３５】
本発明のこの側面によるいくらかの実施形態においては、該デバイスは、さらに、第２の要素よりなり、該第２の要素は、該発光活性層構造上に位置しており、該第１の要素は、該第２の要素上に位置している。
【００３６】
第２の側面において、本発明は、少なくとも１つの発光活性層構造、第１の要素、第２の要素、および少なくとも１つルミファー、よりなる固体発光デバイスに向けられている。本発明のこの側面において、該発光活性層構造は、活性層構造第１側、および活性層構造第２側を持ち、かつ、該活性層構造第１側を含む該発光活性層構造の第１領域は、活性層第１領域屈折率を持つ。該第１要素は、該活性層構造第１側上に位置しており、かつ、該第２要素は、活性層構造第２側上に位置している。該第１要素の少なくとも一部は、該活性層第１領域屈折率より低い第１要素屈折率をもつ。  該ルミファーの少なくとも一部は、該発光活性層構造に対して該１の要素に対向して位置しており、これにより、もし、光が該発光活性層構造より出射され、該第１要素、および該ルミファーを通過すれば、このような光は、該ルミファーを通過する前に該第１の要素を通過するであろう。
【００３７】
上記したのと一致して、前記パラグラフにおける表現“上に” の使用は、第１の要素、活性層構造、および第２の要素が、同じ全体構造の中に収容されており、かつ、該第１の要素は、必ずしも該活性層構造第１側と直接接触しておらず、該第２の要素は、必ずしも該活性層構造第２側と直接接触していないことを、意味する。
【００３８】
第３の側面において、本発明は、少なくとも１つの発光活性層構造、第１の要素、第２の要素、および少なくとも１つの包囲体領域、よりなる固体発光デバイスに向けられている。本発明のこの側面において、該発光活性層構造は、活性層構造第１側、および活性層構造第２側を持つ。該活性層構造第１側を含む、該発光活性層構造の第１領域は、活性層第１領域屈折率を持つ。該第１の要素は、該活性層構造第１側上に位置しており、かつ、該第２の要素は、該活性層構造第２側上に位置している。該第１要素の少なくとも一部は、該活性層第１領域屈折率より低い第１要素屈折率を持つ。該包囲体領域の少なくとも一部は、該発光活性層構造に対して該第１の要素に対向して位置しており、これにより、もし、光が、該発光活性層構造から出射され、該第１の要素、および該包囲体領域を通過すれば、このような光は、該包囲体領域を通過する前に該第１の要素を通過するであろう。
【００３９】
第４の側面において、本発明は、少なくとも１つの発光活性層構造、第１の要素、第２の要素、よりなる固体発光デバイスに向けられている。本発明のこの側面において、該発光活性層構造は、活性層構造第１側、および活性層構造第２側を持つ。該活性層構造第１側を含む、該発光活性層構造の第１領域は、活性層第１領域屈折率を持つ。該第１の要素は、第１の要素第１側、および第１の要素第２側を持つ。該第１の要素第２側は、該活性層構造第１側上に位置しており、かつ、該第２の要素は、該活性層構造第２側上に位置している。該第１要素第１側の全体は、露出されている。該第１の要素の少なくとも一部は、該活性層第１領域屈折率より低い第１要素屈折率を持つ。
【００４０】
第５の側面において、本発明は、少なくとも１つの発光活性層構造、少なくとも１つの反射性要素、第１の要素、および第２の要素、よりなる固体発光デバイスに向けられている。本発明のこの側面において、該発光活性層構造は、活性層構造第１側、および活性層構造第２側を持ち、該活性層構造第１側を含む該発光活性層構造の第１領域は、活性層第１領域屈折率を持つ。該反射性要素は、該反射性要素第１側、および該反射性要素第２側を持つ。該反射性要素第１側は、該発光層構造第２側上に位置している。該第１要素は、該発光活性層第１側上に位置しており、かつ、該第２要素は、該反射性要素第２側上に位置している。該第１要素の少なくとも一部は、該活性層第１領域屈折率より低い第１要素屈折率を持つ。
【００４１】
第６の側面において、本発明は、少なくとも１つの発光活性層構造、少なくとも１つの反射性要素、第１の要素、および第２の要素、よりなる固体発光デバイスに向けられている。本発明のこの側面において、該発光活性層構造は、活性層構造第１側、および活性層構造第２側を持つ。該第２の要素は、第２の要素第１側、および第２の要素第２側を持つ。該活性層構造第１側を含む該発光活性層構造の第１領域は、活性層第１領域屈折率を持つ。該第１の要素は、該活性層構造第１側上に位置しており、かつ、該第２の要素第１側は、該活性層構造第２側上に位置している。該第１の要素の少なくとも一部は、該活性層第１領域屈折率より低い第１要素屈折率を持つ。該反射性要素は、該第２要素第２側上に位置している。
【００４２】
第７の側面において、本発明は、少なくとも１つの発光活性層構造、第１の要素、および第２の要素、よりなる固体発光デバイスに向けられている。本発明のこの側面において、該発光活性層構造は、活性層構造第１側、および活性層構造第２側を持つ。該第１の要素の少なくとも一部は、第１要素屈折率を持つ。該第２の要素は、第２の要素第１側、および第２の要素第２側を持ち、該第２要素第２側は、該活性層構造第１側上に位置している。該第２要素第１側を含む、該第２要素の第１領域は、該第１要素屈折率より高い第２要素第１領域屈折率を持つ。該第１の要素は、該第２の要素第１側上に、位置している。
【００４３】
第８の側面において、本発明は、第１の要素を、少なくとも１つの発光活性層構造に取り付ける、該第１の要素の少なくとも１つの第１の領域は屈折率勾配を持つ、ことよりなる、固体発光デバイスを製造する方法、に向けられている。
【００４４】
本発明のこの側面によるいくらかの実施形態において、該方法は、さらに、該発光活性層構造を、第２の要素上に、該第１の要素を該発光活性層構造に取り付ける前に、該発光活性層構造が、活性層構造第１側、および活性層構造第２側を、持ち、該第１の要素が、該活性層構造第１側上に位置し、かつ、該活性層構造第２側が、該第２要素上に位置するよう、堆積すること、よりなる。
【００４５】
第９の側面において、本発明は、以下のことよりなる、固体発光デバイスを製造する方法に、向けられている：
(1) 発光活性層構造を、第２の要素上に、該発光活性層構造が、活性層構造第１側、および活性層構造第２側を持つよう、堆積すること、
(2) 第１の要素を、該活性層構造第１側に取り付けること、かつ、
(3) 少なくとも１つのルミファーを、該ルミファーの少なくとも一部が、該発光活性層構造に対して該第１の要素に対向するように位置させ、これにより、もし、光が該発光活性層構造から出射され、該第１の要素、および該ルミファーを通過すれば、このような光は、該ルミファーを通過する前に該第１の要素を通過するであろう、ようにすること。
【００４６】
本発明のこの側面においては、該第１の要素の少なくとも一部は、該活性層の第１の領域、該第１領域は該活性層構造第１側を含む、の屈折率より低い第１要素屈折率を持ち、かつ、該活性層構造第２側は、該第２の要素上にある。
【００４７】
第１０の側面において、本発明は、以下のことよりなる固体発光デバイスを製造する方法に、向けられている：
(1) 発光活性層構造を、第２の要素上に、該発光活性層構造が活性層構造第１側および活性層構造第２側を持つよう、堆積すること、
(2) 第１の要素を、該活性層構造第１側に取り付けること、かつ、
(3) 少なくとも１つの包囲体領域を、該包囲体領域の少なくとも一部が、該発光活性層構造に対して該第１の要素に対向するよう位置させること。
【００４８】
本発明のこの側面においては、該第１の要素の少なくとも一部は、該活性層の第１の領域、該第１領域は該活性層構造第１側を含む、の屈折率より低い第１要素屈折率を持ち、かつ、該活性層構造第２側は、第２の要素上にある。
【００４９】
本発明の第１０の側面による実施形態においては、該方法は、さらに、該発光活性層構造を該第２の要素上に堆積する前に、該第２の要素を、少なくとも１つの反射性要素上に、該反射性要素および該発光活性層構造が該第２の要素の対向する側上に位置するよう、堆積することよりなる。
【００５０】
本発明の第１０の側面による実施形態においては、該方法は、さらに、該発光活性層構造を該第２の要素上に堆積した後に、少なくとも１つの反射性要素を、該第２の要素上に、該反射性要素および該発光活性層構造が該第２の要素の対向する側上に位置するよう、堆積することよりなる。
【００５１】
第１１の側面においては、本発明は、以下のことよりなる固体発光デバイスを製造する方法に、向けられている：
(1) 反射性要素を、第２の要素上に、該反射性要素が反射性要素第１側および反射性要素第２側を持ち、該反射性要素第２側が該第２の要素の上にあるよう、堆積すること、
(2) 発光活性層構造を、該反射性要素第１側上に、該発光活性層構造が活性層構造第１側および活性層構造第２側を持ち、該活性層構造第２側が該反射性要素の上にあるよう、堆積すること、かつ、
(3) 第１の要素を、該活性層構造第１側に取り付けること。
【００５２】
本発明のこの側面においては、該第１の要素の少なくとも一部は、該活性層の第１領域、該第１領域は該活性層構造第１側を含む、の屈折率より低い第１要素屈折率を持つ。
【００５３】
第１２の側面において、本発明は、以下のことよりなる固体発光デバイスを製造する方法に、向けられている：
(1) 発光活性層構造を、第２の要素上に、該発光活性層構造が活性層構造第１側および活性層構造第２側を持ち、該活性層構造第２側を該第２の要素の上にして、堆積すること、
(2) 第３の要素を、該活性層構造第１側に、該第３の要素が第３要素第１側および第３要素第２側を持ち、該第３要素第２側を該活性層構造第１側の上にして、取り付けること、
(3) 該第２の要素を、除去すること、かつ、
(4) 第１の要素を、該活性層構造第２側に取り付けること。
【００５４】
本発明のこの側面においては、該第１の要素の少なくとも一部は、該活性層構造の第１領域、該第１領域は該活性層構造第２側を含む、の屈折率より低い第１要素屈折率を持つ。
【００５５】
本発明の第１２の側面によるいくらかの実施形態においては、該方法は、さらに、第３の要素を該活性層構造第１側に取り付ける前に、反射性材料を、該活性層構造第１側上に、該反射性材料が該活性層構造第１側と該第３要素との間に位置するよう、堆積させることよりなる。
【００５６】
第１３の側面においては、本発明は、以下のことよりなる固体発光デバイスを製造する方法に、向けられている：
発光活性層構造を、第２の要素、該第２の要素は該第１側と第２側とよりなる、の第１側上に、該発光活性層構造が活性層構造第１側および活性層構造第２側をもち、該活性層構造第１側を含む該発光活性層構造の第１領域が、活性層第１領域屈折率をもち、該活性層構造第１側が該第２の要素の上にあるよう、堆積すること；  かつ、
第１の要素を、該第２の要素の該第２の側に取り付けること、該第１の要素の少なくとも一部は第１要素屈折率を持ち、該第１要素屈折率は該活性層第１領域屈折率より低い。
【００５７】
本発明は、添付の図面、および、以下の発明に詳細な説明を参照して、より十分に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態の模式的断面図である。
【図２】図２は、本発明の第２の実施形態の模式的断面図である。
【図３】図３は、本発明の第３の実施形態の模式的断面図である。
【図４】図４は、本発明の第４の実施形態の模式的断面図である。
【図５】図５は、本発明の第５の実施形態の模式的断面図である。
【図６】図６は、本発明の第６の実施形態の模式的断面図である。
【図７】図７は、本発明の第７の実施形態の模式的断面図である。
【図８】図８は、本発明の第８の実施形態の模式的断面図である。
【図９】図９は、本発明の第９の実施形態の模式的断面図である。
【図１０】図１０は、光学特徴（大きさは描かれていない）を含む第１の要素の表面の模式的表現である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
発明の詳細な説明
上記したように、本発明によるデバイスは、第１の要素、および少なくとも１つの固体活性層構造よりなり、かつ、本発明の種々の側面、および特定の実施形態においては、さらに、任意の付加的な所望の構造、たとえば、第２の要素、１つ、またはそれ以上のルミファー、１つ、またはそれ以上の包囲体領域、１つ、またはそれ以上の反射性要素、および／または、第３の要素が、与えられる。
【００６０】
一般に、任意の適切な材料を、該第１の要素を形成するのに用いることができ、当業者は、種々の適切な材料をよく知っている。好ましくは、該第１の要素における材料は、実質的に透明であり、すなわち、もし、該発光活性層構造より出射された光が該第１の要素に向けられれば、該発光活性層構造からの出力のスペクトルにわたる光の９５％が、該第１の要素を通過するであろう。たとえば、高屈折率ガラス、サファイヤ、広い種々の範囲の結晶、接着剤、樹脂、エポキシ、プラスティック、ゲル、液体、空気−ゲル、等の、広い範囲の透明材料が、該第１要素の必要な機能を与えることができる。適切な材料の代表的な例は、オハラコーポレーションからの、ＬＡＨ８０ガラス材料、あるいは約２の屈折率をもつＺｎＯである。
【００６１】
該第１の要素は、一般に、任意の適切な構造であることができる。当業者は、広い範囲のこのような構造を容易によく知っており、容易にこのような構造を得る、および／または、構築することができる。任意のこのような構造は、本発明による使用に適切である。
【００６２】
上記したように、本発明のいくつかの側面、および、実施形態においては、該第１の要素は、（上記したような）屈折率勾配を有し、かつ、本発明のいくらかの実施形態においては、該第１の要素は、（上記で定義した）ステップ状の屈折率勾配を有し、かつ、本発明のいくらかの実施形態においては、該第１の要素は、（上記で定義した）実質的に連続的な屈折率勾配を、持つ。
【００６３】
当業者は、本発明にしたがって使用される第１の要素を与えるために、屈折率勾配、ステップ状屈折率勾配、および／または、実質的に連続的な屈折率勾配を、持つ第１の要素として使用されるのに適切な材料で作られた構造を、容易に得る、あるいは生成することができる。たとえば、当業者は、屈折率に勾配をつけるために、２つ、またはそれ以上のガラス形成を相互に加える方法を、よく知っている。あるいは、またさらに、もし望まれれば、イオン注入を、屈折率勾配を与えるために用いることができたであろう。あるいは、またはさらに、もし望まれれば、粒子、ロッド、およびプレートレット、たとえば、二酸化チタンナノ粒子、を含むナノ材料を、屈折率を増大させる、あるいは減少させるために、あるいは屈折率勾配を作るために、該材料中に、混合、あるいは埋め込むことができる。
【００６４】
本発明のいくらかの実施形態において、該第１の要素は、該活性層構造の（上記で定義された）該第１の領域の屈折率より低い、あるいは該第２の要素の該第１の領域の屈折率より低い、屈折率を持つ。当業者は、以下で述べるように、該第１の要素に、ばかりでなく、該活性層構造に、および該２の要素に、用いることのできる、広い種々の範囲の適切な材料をよく知っており、かつ、容易に適切な各構造を選択することができ、これにより、該第１の要素は、該活性層構造の（上記で定義した）該第１の領域の屈折率より低い、および／または該第２の要素の該第１の領域の屈折率より低い、屈折率を、持つ。
【００６５】
本発明のいくらかの実施形態においては、１つ、またはそれ以上のルミネッセント材料（たとえば、ＹＡＧ：Ｃｅ）は、第１の要素内で、（均一に、または、非均一に）分散されることができる（いくらかの場合には、そのようにすることは、ルミファーについての必要を削減することができる。）
【００６６】
本発明のいくらかの実施形態においては、該活性層構造上にある該第１の要素の表面に対向する該第１の要素の表面は、光学特徴を含む。当業者は、全内面反射の効果を低減するために、ドーム状の光学表面を持つＬＥＤパッケージをよく知っている。適切な曲率半径の曲がった表面を持つことにより、“全内面反射（ＴＩＲ）の臨界角”の問題は、低減、または削減することができる。本発明に含まれているのは、出口側（空気に露出された側、あるいは低屈折率の次のメディア）を成形することを考慮することである。これの代表的な例は、特定半径の半球のマクロスコピックアレイを含み、その半径は、屈折率の終点（開始表面、および終了表面）により決定される。あるいは、これらの形状は、真にマイクロスコピックな、あるいはナノスコピックな、“蛾の眼” を繰り返すアレイにより構成されることができ、その構造、およびそれらの製造は、当業者によく知られており、容易に実施される。
【００６７】
該第１の要素が、発光活性層構造（たとえば、サファイヤベースの、またはＳｉＣベースの、III-V族、IV族、II-VI族、等の活性層）に光抽出を改善するために取り付けられる事実によって、出力表面の“成形”は、活性層構造と直接コンパチブルでない方法によって行うことができる、なぜなら、該第１の要素が、後のステージの製造の間に取り付けられる、すなわち、プロセス窓がより大きく開いているからである。
【００６８】
当業者は、光学特徴のための適切な曲率半径を、(1) 該第１の要素と、(2) それが、接触している構造（たとえば、空気）、または、それがインタフェースする流体（たとえば、空気）との間の界面のいずれかの側上の、各材料の各屈折率に依存して決定するための方法を、大変よく知っている。
【００６９】
このような光学特徴は、該第１の要素の包囲体領域と直接接触している表面と、この包囲体領域との間での、あるいは、該第１の要素の空気に露出されている表面と、この空気との間での、屈折率の低下を低減させるにおいて、役立つことができる。
【００７０】
該発光活性層構造は、一般に、任意の適切な発光活性層構造であることができ、それの広い範囲の種々のものは、当業者によってよく知られており、かつ、容易に入手可能である。任意のこのような発光活性層構造は、本発明による使用に適切である。
【００７１】
このような発光活性層構造は、無機の、および有機の発光素子を含む。このような発光素子の代表的な例は、広い種々の範囲の発光ダイオード（ポリマー発光ダイオード（ＰＬＥＤ）を含む、有機の、または無機の）、レーザダイオード、薄膜エレクトロルミネッセントデバイス、光発光ポリマー（ＬＥＰ）であって、可視光、紫外光、および／または赤外光を出射するものを含み、そのおのおのの広い範囲のものは技術においてよく知られている。（かつ、それゆえ、このようなデバイスを、および／または、それらからこのようなデバイスがつくられる材料を、詳細に記述する必要はない）。
【００７２】
該第２の要素は、（もし、用いられれば）、一般に、任意の適切な構造であることができる。たとえば、該第２の要素は、共通に、基質といわれる任意の構造であることができる。当業者は、容易に広い種々の範囲のこのような構造をよく知っており、かつ、容易にこのような構造を、得る、および／あるいは構築することができる。
【００７３】
任意のこのような構造は、本発明による使用に適切である。該第２の要素を作るのに使用することのできる材料の代表的な例は、ガリウムリン、シリコンカーバイトおよびシリコン（そのすべては半導体であるが、しかし、電気的に導電的である）、およびサファイヤ（電気的に非導電的である）である。
【００７４】
上記したように、本発明によるいくらかの実施形態においては、１つ、またはそれ以上の反射性要素が設けられる。このような反射性要素は、もし用いられれば、広い種々の範囲の適切な反射性要素のいずれかよりなることができる。たとえば、該反射性要素を作るための適切な材料の代表的な例は、アルミニウム、および銀を含む。また、いくらかの誘電性の、反射性要素もある−もし、このような反射性要素が用いられ、１つ、またはそれ以上のコンタクトを含む構造上に直接堆積されれば、該コンタクトは、もし望まれれば、マスクされることができ、一方、該コンタクトをカバーする該誘電体反射性要素、あるいは任意の誘電材料を堆積したものは、後のプロセスにおいて除去することができる。
【００７５】
該第３の要素（もし、用いられれば）は、一般に、任意の適切な構造であることができる。たとえば、該第３の要素は、共通に基質といわれる任意の構造であることができる。当業者は、このような構造を容易に得る、および／あるいは構築することができる。任意のこのような構造は、本発明による使用に適切である。該第３の要素を作るために用いられることのできる材料の代表的な例は、ゲルマニウム、シリコンカーバイト、および、シリコンである。
【００７６】
好ましくは、本発明によるデバイスは、それを通して、電源が該発光活性層構造に容易に供給され、該発光活性層構造をして、光を出射せしめることのできるコンタクトを含む。当業者は、コンタクトを形成するのに用いられる材料、ばかりでなく、これらのコンタクトを与える方法をよく知っており、任意のこのような材料、および方法を、本発明に従い用いることができる。発光活性層構造の一方側と接触している層が、導電的であるところでは（あるいは、一連の層の各メンバーが導電的であり、該一連の層の１つが、該発光活性層構造と接触しているところでは）、コンタクトは該導電性層上に（あるいは、該一連の層内の導電性層の任意の１つ上に）設けられることができる。
【００７７】
１つ、またはそれ以上の層が、導電的でない（あるいは、十分に導電的ではないと思われる）ところでは、もし必要であれば、このような非導電的層（あるいは、導電性の不十分な層）を通って伸びる１つ、またはそれ以上のコンタクトを、設けることができ、当業者は、このようなコンタクトを設ける方法を、容易によく知っている。このようなコンタクトは任意の所望の位置に、かつ、任意の所望の向きに設けることができ、たとえば、いずれかの、または、両コンタクトを、該発光活性層構造を含む積層の頂面および底面に設ける（および／または、にまで伸びて設ける）ことができ、いずれかの、または両コンタクトは、該発光活性層構造から水平に（すなわち、該発光活性層構造の主面に平行な方向に）、あるいは任意の他の適切な位置、向き、または形状に、電流が、該発光活性層構造に、かつ、から、導通されることができる限り、設ける（および／または、にまで伸びて設ける）ことができる。
【００７８】
任意の適切な構造は、コンタクトにまで電気的に接続するために、および／または、本発明の発光デバイスを支持するために、設けることができる。たとえば、種々のリードフレーム構造は、当業者によく知られており、任意のこのような構造は、従来の技術を用いて任意の従来の形状に作ることができる。このようなリードフレームは、好ましくは、金属より作られることができ、かつ、刻印され、ポストメッキされることができる。
【００７９】
本発明のいくらかの実施形態は、第１の要素、発光活性層構造、第２の要素、および少なくとも２つのルミファーを備える、ここで、各構造は、該第１の要素、該第２の層、該発光活性層構造、該第１の層、および該第２のルミファー（任意の付加的な層が、これらの層のおのおの間に位置していて、あるいは位置していない）の順に、配置されている。このような実施形態は、任意方向発光素子として使用されることができる、すなわち、それらは、光を生成し、該光を２つの反対の方向に送ることができる。このような実施形態において、該第２の要素は、勾配である、あるいは、該活性層構造の屈折率より小さい、かつ該第１のルミファーの屈折率より大きい値を持つ、屈折率を持つのが好ましい（サファイヤは、このような第２の要素を構築するのに役立つ材料である）。
【００８０】
上記したように、本発明による装置は、１つ、またはそれ以上のルミファー、および／または、１つ、またはそれ以上の包囲体領域を備えることができる。したがって、本発明は、以下のものをカバーする（しかし、これに限定されない）；
(1) 発光活性層構造により出射される光の少なくともいくらかが、該発光活性層構造と第１要素との間の界面を横切って通過し、そののち該第１の要素を通過し、そののち該第１の要素とルミファーとの間の界面を横切って通過し、そののち該ルミファーを通過し、そののち該ルミファーと包囲体領域との間の界面を横切って通過し、そののち、該包囲体領域と該取り囲む環境（たとえば、空気）との間の界面を横切って通過する、デバイス；
(2) 発光活性層構造により出射される光の少なくともいくらかが、該発光活性層構造と第１要素との間の界面を横切って通過し、そののち該第１の要素を通過し、そののち該第１の要素と包囲体領域との間の界面を横切って通過し、そののち、該包囲体領域と該取り囲む環境（たとえば、空気）との間の界面を横切って通過する、デバイス；
(3) 発光活性層構造により出射される光の少なくともいくらかが、該発光活性層構造と第１要素との間の界面を横切って通過し、そののち該第１の要素を通過し、そののち該第１の要素とルミファーとの間の界面を横切って通過し、そののち該ルミファーを通過し、そののち該ルミファーと該取り囲む環境（たとえば、空気）との間の界面を横切って通過する、デバイス；
(4) 発光活性層構造により出射される光の少なくともいくらかが、該発光活性層構造と第１要素との間の界面を横切って通過し、そののち該第１の要素を通過し、そののち該第１の要素と該取り囲む環境（たとえば、空気）との間の界面を横切って通過する、デバイス。
【００８１】
ＧａＮ、または、ＩｎＧａＮ発光活性層構造の屈折率の代表的な値は、約２．２から約２．３であり、ＡｌＩｎＧａＰ，ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ，および、ＧａＡｓのそれは、約３．２から約３．６である。
【００８２】
従来のルミファーの屈折率の代表的な値は、約１．８である。
従来の包囲体領域の屈折率の代表的な値は、約１．４から約１．５５（たとえば、エポキシ包囲体について）である。
空気の屈折率は、約１．０である。
発光デバイスの基板としてときどき使用される材料である、サファイヤの屈折率は、約１．８である。
発光デバイスの基板としてときどき使用される材料である、ＳｉＣの屈折率は、約２．６である。
【００８３】
本発明によれば、(1) （ステップ状の屈折率勾配であることのできる、かつ／または、実質的に連続的な屈折率勾配であることのできる）屈折率勾配を持つ、かつ／または、(2) その少なくとも一部が該活性層の第１領域の屈折率より低い第１要素屈折率勾配を持つ、第１の要素が、設けられる。このような第１の要素を、ここで述べたような位置に設けることにより、該第１の要素の対向する両側にある構造間の屈折率差によって内部反射された光量は、該第１の要素がこのような構造間に位置していなければ内部反射されたであろうものに比較して、低減される（たとえば、該発光活性層構造より出射された光が、活性層構造からルミファーに通過するときに、屈折率が、２．２から１．８に急激に変化する代わりに、該屈折率は、該光が該活性層構造から該第１の要素に、かつそののち、該第１の要素から該ルミファーに、通過するときに、よりゆっくりと低下する。たとえば、本発明のいくらかの実施形態においては、該第１の要素は、一方側の該活性層構造と、他方側のルミファーとの間に、かつ両者に直接接触して位置しており、かつ、該第１の要素は、その領域内の、（該活性層構造、と直接接触する該第１の要素の該表面を含む、該第１の要素のある領域内の、）該第１の要素の一方側と直接接触するある表面を含む、該領域内の、該活性層構造の屈折率から、（該ルミファーと直接接触する該第１の要素の該表面を含む、該第１の要素のある領域内の、）該第１の要素の他方側と直接接触するある表面を含む、該ルミファーのある領域の屈折率まで、に渡る実質的に連続的な屈折率勾配、を持つ、たとえば、該屈折率勾配は、ほぼ２．２に等しい、またはそれ以上、から、ほぼ１．４に等しい、またはそれ以下、にわたる。
【００８４】
いくらかの実施形態において、該第１の要素は、それがその間に位置している（かつ／または、それがそれとその両側において接触している）２つの材料の各屈折率間の実質的に地理的平均である屈折率を持ち、かつ／または、該第１の要素は、その間にそれが位置している（かつ／または、それとそれがその両側において接触している）、約２．０の屈折率を持つＺｎＯ等の、２つの材料の各屈折率間の屈折率、持つ。
【００８５】
本発明の他の実施形態において、該第１の要素は、一方側の活性層構造と、他方側の包囲体領域との間に、かつ直接接触して、位置しており、かつ、該第１の要素は、その領域内の、（該活性層構造、と直接接触する該第１の要素の該表面を含む、該第１の要素のある領域内の、）該第１の要素の一方側と直接接触するある表面を含む、該領域内の、害活性層構造の屈折率から、（該包囲体領域と直接接触する該第１の要素の該表面を含む、該第１の要素のある領域内の、）該第１の要素の他方側と直接接触する、ある表面を含む、該包囲体領域のある領域の屈折率まで、に渡る実質的に連続的な屈折率勾配、を持つ、たとえば、該屈折率勾配は、２．２から１．４に渡る。
本発明の他の実施形態においては、第１の要素の第１側は、該活性層構造と直接接触しており、かつ、該第１の要素の第２側は、空気に露出されている。いくらかのこのような実施形態においては、該第１の要素は、該第１の側から該第２の側にかけて減少する屈折率勾配を含み、これにより、空気に露出した該第１の要素の該表面と、この空気との間の該屈折率低下は、もし、該活性層構造が空気に露出されていたならば、であったであろう屈折率低下より、小さい。
【００８６】
上記したように、本発明によるいくらかの実施形態においては、該照明装置は、さらに少なくとも１つのルミファー（すなわち、ルミネッセント領域、または少なくとも１つのルミネッセント材料よりなるルミネッセント要素）よりなる。
【００８７】
該１つの、またはそれ以上のルミファーは、設けられるとき、個々に、任意のルミファーであることができ、その広い範囲の種々のものは、当業者によく知られている。たとえば、該ルミファーにおける、該１つの、またはそれ以上のルミネッセント材料は、リン発光体、シンチレーター、昼日グローテープ、および、紫外線を照射されると可視スペクトル内において輝くインク、等、の中から、選択されることができる。該１つの、またはそれ以上のルミネッセント材料は、ダウンコンバートするもの、あるいは、アップコンバートするもの、あるいは、両タイプの結合を、含むことができる。たとえば、該第１のルミファーは、１つ、またはそれ以上のダウンコンバートするルミネッセント材料よりなることができる。
【００８８】
１つの、またはそれ以上のルミファーのうちの、該１つ、またはおのおのは、もし望まれれば、さらに、１つ、またはそれ以上の高度に透過性の（たとえば、透明の、実質的に透明の、あるいはいくぶん分散性の）バインダー、たとえば、エポキシ、シリコーン、ガラス、金属酸化物、または任意の他の適切な材料（たとえば、１つ、またはそれ以上のバインダーよりなる任意の与えられたルミファーにおいては、１つ、またはそれ以上のリン発光体が、該１つ、またはそれ以上のバインダー内で分散されることができる）よりなることができる。たとえば、該ルミファーが厚ければ厚いほど、一般に、該リン発光体の重量パーセントは、より低くあってよい。リン発光体の重量パーセントの代表的な例は、約３．３重量パーセントから２０重量パーセントを含むことができる、ただし、上記したように、該ルミファーの全体厚に依存して、該リン発光体の重量パーセントは、任意の値、たとえば、０．１重量パーセントから１００重量パーセントであることができる（たとえば、純粋のリン発光体を、熱間等静圧圧縮成形手順あるいは電気泳動析出プロセスに付すことにより形成されるルミファー）。
【００８９】
その中にルミファーが設けられているデバイスは、もし、望まれれば、さらに、１つ、またはそれ以上の、該発光活性層構造（たとえば、発光ダイオード）と該ルミファー間に位置する（たとえば、１つ、またはそれ以上のシリコーン材料よりなる）、明確な包囲体を備えることができる。
【００９０】
１つ、またはそれ以上のルミファーの、該１つ、またはおのおのは、独立に、さらに、数多くの公知の添加剤、たとえば、拡散剤、散乱剤、ティント、屈折率修整ナノ粒子、等の、任意のものよりなることができる。
【００９１】
１つの、またはそれ以上のルミファーの、該、または各ルミファーは、独立に、任意の所望の位置に位置されることができ、かつ、任意の所望の態様で把持されることができ、それの広い範囲の種々のものは、当業者に容易に明らかであり、当業者は、このようなルミファーを、任意のこのような態様で、容易に位置させることができるであろう。
【００９２】
上記したように、本発明によるいくらかの実施形態は、１つ、またはそれ以上の包囲体領域を、備える。当業者は、発光ダイオード（たとえば、ＬＥＤ）のための包囲体領域を作るにおいて用いられるのに適切な広い範囲の種々の材料をよく知っており、かつ、容易に入手可能であり、このような材料は、もし望まれれば、用いることができる。たとえば、それから包囲体領域を構築することのできる２つのよく知られた代表的な材料のクラスは、エポキシ、および、シリコーンである。さらに、実質的に透明な、任意の適切な液体、ガス、ゲル、または、固体（あるいは空気−ゲルのような結合）であって、実質的に透明なものを、使用することができる。
【００９３】
当業者は、また、該包囲体領域のための広い範囲の種々の適切な形状をよく知っており、かつ、本発明によるデバイスにおける（もし、用いられれば）該包囲体領域は、任意のこのような形状であることができる。当業者は、また、ここで本発明に関連して記述された種々の要素を組み込んでいるパッケージ化されたデバイスを、作る種々の方法を、よく知っている。したがって、該包囲体領域を作るにおいて用いられる材料、該包囲体領域のための形状、および、ここで記述されるデバイスを作る方法、のさらなる記述は、必要ではない。
【００９４】
該、または、該１つの、またはそれ以上のルミファーの、該、または各包囲体領域は、独立に、任意の所望の位置に位置することができ、かつ、任意の所望の態様で、把持されることができ、それの広い範囲の種々のものは、当業者に容易に明らかであり、当業者は、このような包囲体領域を、任意のこのような態様で、容易に位置させることができる。該包囲体領域は、もし、望まれれば、該デバイスの他の構成要素（たとえば、該活性層構造、該第１の要素、該第２の要素、該１つの、またはそれ以上のルミファー、もしあれば）の周りに、当業者によく知られた広い範囲の種々の方法のいずれかで形成されることができる。該包囲体領域は、また、ガラス、またはプラスチックバブル、等の、包装体内に位置されることができる。
【００９５】
ここで記述された、本発明による構造は、該ＬＥＤからの光の、たとえば、光変換層（ルミファー等）の、該デバイス内の構造による後方散乱を、最小化、低減、または、削減することができる。
【００９６】
上記したように、本発明による方法は、以下のものの１つ、またはそれ以上よりなる：
第１電極を、少なくとも１つの発光活性層構造に取り付けること；
発光活性層構造を、第２の要素上に堆積すること；
発光活性層構造を、反射性要素上に堆積すること；
第２の要素を、少なくとも１つの反射性要素上に堆積すること；
第２の要素を除去すること；
少なくとも１つのルミファーを位置させること：
少なくとも１つの包囲体領域を形成する（または、位置させる）こと；
少なくとも１つの反射性要素を、第２の要素上に堆積すること；
反射性材料を、活性層構造上に堆積すること；  および
第３の要素を、活性層構造第１側に取り付けること。
【００９７】
一般に、より高い温度で遂行されなければならない該動作は、より低い温度で遂行されなければならないすべての動作の前に、行うのが望ましい。
【００９８】
多くの場合において、上記で記述された、各所望の構造を持つウェファーを、たとえば、活性層構造、第１の要素、第２の要素（もし、含まれれば）、第３の要素（もし、含まれれば）、および、１つ、またはそれ以上の反射性要素（もし、含まれれば）よりなるものを、構築し、そののち、該ウェファーを、個々のダイ要素にダイスする（そののち、１つ、またはそれ以上のルミファー（もし、含まれれば）、および／または、１つ、またはそれ以上の包囲体領域（もし、含まれれば）が、個々のダイ要素と関連付けされることができる）。当業者は、多くの異なるダイシングの方法をよく知っており、容易に、本発明を、ウェファーの該構築、および、それにつづくダイシングに適用することができる。一般に、（該最終ダイスに含まれるべき）該構造のできるだけ多くを、該ダイシング動作を行う前に導入しておくことが望ましい。
【００９９】
上記したように、本発明のいくらかの実施形態によれば、該第１の要素は、少なくとも１つの発光活性層構造に取り付けられる。ここで使用されるように、該表現（“取り付けられた“）は、たとえば、第１の構造が、第２の構造に取り付けられる（あるいは、取り付けられている）ところでは、該第１の構造を含む（または、よりなる）何かが、該第２の構造を含む（または、よりなる）何かに取り付けられることを、（あるいは、該第１の構造を含む、または、よりなる何かが、該第２の構造を含む、または、よりなる何かに取り付けられていることを、）意味する。すなわち、もし、要素１が、要素２に取り付けられれば、要素１と、要素２との間に付加的な構造（たとえば、１つ、またはそれ以上の接着剤層）が、あることができる（同様に、もし、要素１が要素２に取り付けられるのであれば、付加的な構造、たとえば、１つ、またはそれ以上の接着剤層が、要素１が要素２に接着した後に、要素１と要素２との間にあることができる）。ここで使用されるように、たとえば、第１の構造が第２の構造に取り付けられるところで、表現“取り付けられる”は、該第１の構造を、該第２の構造にボンディングすること（たとえば、接着剤を該第２の層に塗布し、そののち、該第１の層を該接着剤と接触させること）を、あるいは、該第２の構造を該第１の構造にボンディングする（あるいは、第１の構造が第２の構造に取り付けられるところでは、該第１の構造が該第２の構造に、たとえば、該第２の層と該第１の層との間に接着剤を介在させてボンドされる）ことを、カバーする。ここで、使用されるように、第１の構造が第２の構造に取り付けられる、という文章は、該第２の構造が該第１の構造に取り付けられる、という文章と相互交換可能である（すなわち、該構造が、このような文章において記載される順序は、該構造が、手続きの終了時には取り付けられて終わる以外の何者ものをも含蓄しない）。さらに、ここで使用されるように、表現“取り付ける”、および“取り付けられた”は、１つの構造をもう１つの上に堆積させる（“堆積させる”は、以下でより詳細に議論される）ことを、カバーする、すなわち、第１の構造が第２の構造に取り付けられているという文章は、該第１の構造を、該第２の構造上に堆積すること、あるいは、該第２の構造を、該第１の構造上に堆積することを、カバーする。さらに、ここで使用されるように、表現“位置させる”、および“位置された”は、１つの構造を、もう１つの上に堆積させることを、カバーする、すなわち、該表現、１つの構造を“位置させる”は、該構造を、堆積させることを、カバーする。第１の構造が第２の構造に、直接取り付けられる（第１の構造を、第２の構造に取り付ける、という範囲内に落ちるもの）という文章は、該取り付けることが完了した後に、該第１の構造、および該第２の構造が、相互に取り付けられ、かつ、相互に直接接触している、ことを意味する。
【０１００】
該第１の要素は、該少なくとも１つの発光活性層構造に、任意の適切な方法で、取り付けられることができ、その広い範囲のものは当業者によく知られており、当業者により、容易に、実行されることができる。たとえば、該第１の要素は、ヴァンデアヴァールスボンディング、共有結合ボンディング、静電ボンディング（たとえば、熱、圧力、および／または、電荷を用いた）、接着剤を塗布すること、等を用いて、取り付けられることができる。さらに、該第１の要素は、該少なくとも１つの発光活性層構造上に、任意の適切な方法で堆積されることができ、その種々のものは、当業者によく知られており、により容易に実行されることができる。たとえば、該第１の要素は、パルス化レーザー堆積ＰＬＤを用いて、堆積されることができる。
【０１０１】
上記したように、種々の構造は、堆積されることができる。ここで、用いられるように、たとえば、第１の構造が、第２の構造上に堆積されるところでは、表現“堆積された”は、該第１の構造を含む（あるいは、よりなる）何かが、該第２の構造を含む（あるいは、よりなる）何かの上に、直接堆積されることを意味する。すなわち、もし、要素１が、要素２上に堆積されれば、要素１が、要素２上に堆積された後には、要素１と要素２との間に、付加的な構造が存在する。第１の構造が、第２の構造上に直接堆積される（第１の構造を、第２の構造上に堆積する範囲内に落ちる）、という文章は、該堆積が完了した後に、該第１の構造と該第２の構造が、相互に直接接触していることを、意味する。
【０１０２】
当業者は、特に、固体発光デバイスを構築する文脈において、１つの材料を、もう１つの上に、堆積するための種々のプロセスを大変よく知っており、熟練した当業者は、容易にこのような堆積プロセスを、行うことができる。
【０１０３】
第２の要素は、任意の適切な方法において、除去することができ、その広い範囲の種々のものは、当業者によく知られている。たとえば、広い種々の範囲のエッチングプロセスのうちの任意のものを、用いることができる。
【０１０４】
本発明による照明装置は、任意の所望の態様で配列され、マウントされ、かつ、電気を供給されることができ、任意の所望のハウジング、またはフィクスチャー上に、マウントされることができる。熟練した当業者は、広い範囲の種々の配列、マウントスキーム、電源を供給する装置、ハウジングおよびフィクスチャーをよく知っており、かつ、任意のこのような配列、スキーム、および、ハウジングおよびフィクスチャーは、本発明と結合して用いることができる。本発明の照明装置は、任意の望ましい電源に電気的に接続される（あるいは、選択的に接続される）ことができ、当業者は、広い範囲のこのような電源をよく知っている。
【０１０５】
可視光源の配列、マウント構造、可視光源をマウントするためのスキーム、可視光源に電源を供給する装置、可視光源のためのハウジング、照明装置のためのフィクスチャー、および、照明装置のための電源、の代表的な例であって、すべて本発明の照明装置にすべて適切なものは、(1) 米国特許出願第６０／７５２，７５３号，２００５年１２月２１日出願、名称“照明装置”（発明者：ジェラルド  Ｈ．ネグレイ、アントニー  ポール  ヴァンデヴェン、およびニール  ハンター）、その全体が参照によりここに組み入れられる；(2) 米国特許出願第６０／７９８，４４６号，２００６年５月５日出願、名称“照明装置”（発明者：アントニー  ポール  ヴァンデヴェン；代理人ドケット番号９３１＿００８）、その全体が参照によりここに組み入れられる；および、(3) 米国特許出願第６０／８０２，６９７号，２００６年５月２３日出願、名称“照明装置、および製造方法”（発明者：ジェラルド  Ｈ．ネグレイ；代理人ドケット番号９３１＿０１１）、その全体が参照によりここに組み入れられる、に記述されている。
【０１０６】
本発明によるいくらかの実施形態において、１つ、またはそれ以上の固体発光ダイオードを、１つ、またはそれ以上のルミファーとともに、１つのパッケージ内に、含めることができ、かつ、該パッケージ内の、該１つの、またはそれ以上のルミファーは、米国特許出願第６０／７５３，１３８号，２００５年１２月２２日出願、名称“照明装置”（発明者：ジェラルド  Ｈ．ネグレイ）、その全体が参照によりここに組み入れられる、に記述されているように、改善された光抽出効率を達成するために、該パッケージ内の該１つ、またはそれ以上の発光ダイオードと空間を開けて設けることができる。
【０１０７】
本発明によるいくらかの実施形態においては、米国特許出願第６０／７６１，３１０号、名称、“空間的にルミファー膜を分離することにより、複数ＬＥＤにおけるスペクトル内容をシフトすること”（発明者：ジェラルド  Ｈ．ネグレイ、および、アントニー  ポール  ヴァンデヴェン）、その全体が参照によりここに組み入れられる、に記述されているように、２つの、またはそれ以上のルミファーを、該２つ、または、それ以上のルミファーが、相互に空間を開けて、設けることができる。
【０１０８】
図１は、本発明による第１の実施形態の模式的断面図である。
図１を参照して、第１の要素１１、発光活性層構造１２、第２の要素１３、コンタクト１４、および金属化コンタクト１５を含む発光素子１０が、示される。該第１の要素１１、該発光活性層構造１２、および、該第２の要素１３は、おのおの、一般に、矩形線形のものであり、すなわち、それらの任意のものの頂面図は、一般に矩形の周囲を示す。
【０１０９】
この実施形態において、該第１の要素は、該発光活性層構造と直接接触している。
この実施形態において、該発光活性層構造は、活性層構造第１側１６、および活性層構造第２側１７を、有する。該第１の要素１１は、該活性層構造第１側１６上に（かつ、直接接触して）位置しており、かつ、該活性層構造第２側１７は、該第２の要素１３上に（かつ、直接接触して）位置している。また、電気的に導電性のコンタクト１４、および１５が、含まれている。
【０１１０】
図２は、本発明による第２の実施形態の模式的断面図である。図２を参照して、第１の要素２１、発光活性層構造２２、第２の要素２８、第２の要素２３、電気的導電性コンタクト２４、および、電気的導電性コンタクト２５を含む発光素子２０が、示される。
【０１１１】
この実施形態において、該第１の要素は、該発光活性層構造と直接接触している。
この実施形態において、該発光活性層構造は、活性層構造第１側２６、および活性層構造第２側２７を有する。上記した用語を図解するために、該第１の要素２１は、該活性層構造第１側２６上に位置しており（かつ、直接接触しており）（逆も真なり）、該活性層（構造）第２側２７は、該第２の要素２３上に位置しており（しか、直接接触しておらず）（逆も真なり）、該反射性層２８は、該第２の要素２３上に位置しており（かつ、直接接触しており）（逆も真なり）、かつ、該発光活性層構造２２は、該反射性層２８上に位置しており（かつ、直接接触している）（かつ、逆も真なり、すなわち、該反射性層２８は、該発光活性層構造２２上に、かつ、直接接触している。）
【０１１２】
図３は、本発明による第３の実施形態の模式断面図である。図３を参照して、第１の要素３１、発光活性層構造３２、第２の要素３、第１の反射性層３８、第２の反射性層３９、電気的導電コンタクト３４、および、電気的導電コンタクト３５を含む発光素子３０が、示される。該第２反射性層３９は、該第２の要素３３の全外周を、囲む。該べベル化された第２の反射性層３９の、垂直線（図３における方向における）に対する角度は、好ましくは、４５度より大きくない角度である。この実施形態において、該べべル化されたミラーを設ける１つの方法は、該ウェファー内に、部分カットを行ってベベル化された溝を与え、そののち、該溝を、金属化し、かつそののち、該カッティングを完了する（すなわち、該ウェファーを、複数のダイスに分割する）ことである。
【０１１３】
図４は、本発明による第４の実施形態の模式的断面図である。図４を参照して、第１の要素４１、発光活性層構造４２、第２の要素４３、電気的導電性コンタクト４４、および電気的導電性コンタクト４５を含む発光素子４０が、示される。該実施形態は、任意に、さらに、該第２の要素４３に対向して、該活性層構造４２上に位置する反射性要素を含み、および／または、１つ、またはそれ以上の、図３に示されるべべル化された反射性要素を、含む。
【０１１４】
図５は、本発明の第５の実施形態の模式的断面図である。図５は、発光ダイオードチップ５１（たとえば、上記第１、第２、第３、および、第４の実施形態の１つによる；該第１の要素を、描かれた向きにおいて、該活性層構造の上にして）、ルミファー５２、包囲体領域５３、リードフレーム５４、および、ワイヤ５４を含むパッケージ化されたＬＥＤ５０を、描く。
【０１１５】
図６は、本発明の第６の実施形態の模式的断面図である。図６は、発光ダイオードチップ６１（たとえば、上記第１、第２、第３、および、第４の実施形態の１つによる；該第１の要素を、描かれた向きにおいて、該活性層構造の上にして）、ルミファー６２、リードフレーム６４、および、ワイヤ６５を含むパッケージ化されたＬＥＤ６０を、描く。
【０１１６】
図７は、本発明の第７の実施形態の模式的断面図である。図５は、発光ダイオードチップ５１（たとえば、上記第１、第２、第３、および、第４の実施形態の１つによる；該第１の要素を、描かれた向きにおいて、該活性層構造の上にして）、包囲体領域７３、リードフレーム７４、および、ワイヤ７５を含むパッケージ化されたＬＥＤ７０を、描く。
【０１１７】
図８は、本発明の第８の実施形態の模式的断面図である。図８は、発光ダイオードチップ８１（たとえば、上記第１、第２、第３、および、第４の実施形態の１つによる；該第１の要素を、描かれた向きにおいて、該活性層構造の上にして）、リードフレーム８４、および、ワイヤ８４を含むパッケージ化されたＬＥＤ８０を、描く。この実施形態において、第１の要素の、該活性層構造層と離れて面する側は、露出されている、すなわち、それは、空気よりなる空間と接触している。
【０１１８】
図９は、本発明の第９の実施形態の模式的断面図である。図９は、発光ダイオードチップ９１（たとえば、上記第１、第２、第３、および、第４の実施形態の１つによる；該第１の要素を、描かれた向きにおいて、該活性層構造の上にして）、ルミファー９２、包囲体領域９３、リードフレーム９４、および、ワイヤ９４を含むパッケージ化されたＬＥＤ９０を、描く。図９に示される実施形態は、図５に示される実施形態と、図９に示される実施形態においては、該ルミファー９２が、該発光ダイオードチップ９１の第１の要素から離れて設けられており、該ルミファー９２、該発光ダイオードチップ９１との間の空間９６が空気よりなる点を除いて、同様である。
【０１１９】
当業者は、パッケージ化された複数ＬＥＤを、製造する種々の方法を、大変よく知っており、かつ、実行可能であり、このような任意の方法は、本発明によるパッケージ化された複数ＬＥＤを、製造するのに用いることができる。たとえば、複数ＬＥＤを製造する方法の代表的な例は、米国特許出願第６０／８０２，６９７号，２００６年５月２３日出願、名称“照明装置、および製造方法”（発明者：ジェラルド  Ｈ．ネグレイ；代理人ドケット番号９３１＿０１１ＰＲＯ）、その全体が参照によりここに組み入れられる；
【０１２０】
図１０は、光学特徴を含む第１の要素の表面の模式的表示である（大きさは、描かれていない）。図１０は、該第１の要素の表面の全体カーブ、ばかりでなく、蛾の眼の構造のマイクロ、または、ナノアンデュレーションを、示す。
【０１２１】
ここで記述された照明装置の任意の２つ、またはそれ以上の構造的部分は、集積されることができる。ここで記述された照明装置の任意の構造的部分は、２つ、またはそれ以上の部分（もし必要であれば、一緒に保持される）に分けて設けられることができる。同様に、任意の２つ、またはそれ以上の機能は、同時に行われることができ、かつ／または、任意の機能は、一連のステップで、行われることができる。
【図１】
2009538536.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年5月22日(2009.5.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体発光デバイスであって、以下のものからなる：
第１の要素；および、
少なくとも１つの発光活性層構造、
該少なくとも１つの発光活性層構造は、活性層構造第１側、および活性層構造第２側を持ち、
前記第１の要素は、第１要素第１側、および該第１要素第１側に対向する第１要素第２側を持ち、
前記第１要素の少なくとも１つの第１の領域は、屈折率勾配を持ち、
前記第１要素第２側は、前記活性層第１側上に位置しており、かつ、
前記発光活性層構造より出射される光に対する前記第１要素第１側からの光の抽出の比は、前記第１要素が存在しないとき、であるであろう、前記発光活性層構造より出射される光に対する前記活性層第１側からの光の抽出の比、より大きい。
【請求項２】
固体発光デバイスであって、以下のものからなる：
少なくとも１つの発光活性層構造、該発光活性層構造は、活性層構造第１側、および活性層構造第２側を持ち、前記活性層構造第１側を含む前記発光活性層構造の第１領域は、活性層第１領域屈折率を持つ；
前記活性層構造第１側上に位置する第１の要素、該第１の要素は、第１要素第１側、および該第１要素第１側に対向する第１要素第２側を持ち、該第１の要素の少なくとも一部は、第１要素屈折率を持ち、該第１要素屈折率は、前記活性層第１領域屈折率より低い；かつ、
前記活性層第２側上に位置する第２の要素、
前記発光活性層構造に対して、前記第１の要素に対向する位置は、(１) 少なくとも１つのルミファー、(２) 少なくとも１つの包囲体領域、および、(３) 空間、の少なくとも１つにより占められ、前記第１の要素に対向する前記位置は、前記発光活性層構造に対して、前記第１の要素と反対側に位置しており、これにより、もし、光が、前記発光活性層構造から出射され、前記第１の要素、および前記位置を通過すれば、このような光は、前記位置を通過する前に、前記第１の要素を通過するであろう。
【請求項３】
固体発光デバイスであって、以下のものからなる：
少なくとも１つの発光活性層構造、該発光活性層構造は、活性層構造第１側、および活性層構造第２側を持ち、前記活性層構造第１側を含む前記発光活性層構造の第１の領域は、活性層第１領域屈折率を持つ；
少なくとも１つの反射性要素、該反射性要素は、反射性要素第１側、および反射性要素第２側を持ち、該反射性要素第１側は、前記活性層構造第２側上に位置している；
前記活性層構造第１側上に位置している第１要素、該第１要素の少なくとも一部は、第１要素屈折率を持ち、該第１要素屈折率は、前記活性層第１屈折率より低い；かつ、
前記反射性要素第２側上に位置する第２要素。
【請求項４】
請求項２に記載の照明装置において、
前記第１の要素の少なくとも１つの第１の領域は、屈折率勾配を持つ。
【請求項５】
請求項３に記載の照明装置において、
前記第１の要素の少なくとも１つの第１の領域は、屈折率勾配を持つ。
【請求項６】
請求項４、または５に記載の照明装置において、
前記第１の要素の前記第１の領域の前記屈折率勾配は、ステップ状の屈折率勾配よりなる。
【請求項７】
請求項４、または５に記載の照明装置において、
前記第１の要素の前記第１の領域の前記屈折率勾配は、実質的に連続的な屈折率勾配よりなる。
【請求項８】
請求項１、２、および４ないし７のいずれかに記載の照明装置において、
前記第１の要素第１側は、少なくとも１つの光学的特徴よりなる。
【請求項９】
請求項２、または４に記載の照明装置において、
前記位置は、(１) 少なくとも１つのルミファー、および、(２) 少なくとも１つの包囲体領域、から選択された少なくとも１つの構造により占められ、かつ、
前記少なくとも１つの構造は、前記第１の要素より空間を置いて設けられている。
【請求項１０】
請求項２、または４に記載の照明装置において、
前記位置は、少なくとも１つのルミファー、および少なくとも１つの包囲体領域により占められ、前記ルミファーの少なくとも一部は、前記第１の要素と、前記包囲体領域との間に位置しており、これにより、もし、光が、前記光発光活性層構造より出射され、前記第１の要素、前記ルミファー、および前記包囲体領域を通過すれば、そのような光は、前記ルミファーを通過する前に、前記第１の要素を通過し、かつ、前記包囲体領域を通過する前に、前記ルミファーを通過するであろう。
【請求項１１】
請求項２、４、８，９、または１０のいずれかに記載の照明装置において、さらに、
前記第２の要素と、前記発光活性層構造との間に位置している少なくとも１つの反射性要素よりなる。
【請求項１２】
請求項１１に記載の照明装置において、さらに、
少なくとも１つの反射性要素を備え、前記第２要素は、第２要素第１側、及び、該第２要素第１側に対向する第２要素第２側を備え、前記反射性要素は、前記第２の要素第２側上に位置している。
【請求項１３】
請求項１２に記載の照明装置において、さらに、
少なくとも１つのベベル反射性要素を備え、
前記第２要素は、第２要素第１側、及び、該第２要素第１側に対向する第２要素第２側を備え、
前記ベベル要素は、第２要素第３側上に位置し、前記第２要素第３側は、前記第２要素第１側と前記第２要素第２側間に延びている。
【請求項１４】
請求項１に記載の照明装置において、
前記装置は、さらに、第２の要素よりなり、該第２の要素は、前記発光活性層構造上に位置し、かつ、前記第１の要素は、前記第２の要素上に位置している。
【請求項１５】
請求項1ないし１４のいずれかに記載の照明装置を製造する方法。
【請求項１６】
固体発光素子を作成する方法であって、以下のことよりなる：
第２の要素上に、光発光活性層構造を、該光発光活性層構造が、活性層構造第１側、および活性層構造第２側を持つよう、取りつけること、前記活性層構造第２側を含む前記発光活性層構造の第１の領域は、活性層第１領域屈折率を持ち、前記活性層構造第２側は、前記第２要素上にある；
前記活性層構造第１側に、第３の要素を、該第３の要素が、第３要素第１側、および第３要素第２側を有するよう、取り付けること、前記第３要素第２側は、前記活性層構造第１側上にある；
前記第２の要素を除去すること；かつ、
第１の要素を、前記活性層構造第２側に取り付けること、前記第１の要素の少なくとも一部は、第１要素屈折率を持ち、前記第１要素屈折率は、前記活性層第１領域屈折率より低い。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
さらに、固体発光素子、たとえば、固体発光素子の通常の寿命に比較すると、白熱電球は、相対的に短い寿命、たとえば、代表的に約７５０−１０００時間、を持つ。比較するに、発光ダイオードは、たとえば、５０，０００時間と７０，０００時間の間の代表的な寿命を持つ。蛍光灯は、白熱灯より、より長い寿命（たとえば、１０，０００−２０，０００時間）を持つが、しかし、色再現の好ましさは低い。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
もう１つのタイプは、赤色、または、オレンジおよび緑色、または黄色がかった緑色光線を生成するリン発光体材料と結合された青色、または紫色発光ダイオードチップを用いる。このようなランプにおいて、該発光ダイオードチップにより出射される青色、または紫色光の一部は、該リン発光体を励起し、該リン発光体をして、赤色、またはオレンジおよび黄色、または緑色光線を出射させる。青色、または紫色光線と結合された、これらの光線は、白色光の感受を生成することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
本発明のこの側面による実施形態において、第１の要素は、“ステップ状の屈折率勾配”を持つ、少なくとも１つの第１の領域を持つ。ここで、ある構造と関連して使用される、表現“ステップ状の屈折率構造”は、該構造が、少なくとも第１の領域、第２の領域、第３の領域、および、第４の領域を有し、もし、光が、該発光活性層構造により発光され、該光が、該構造を通過すれば、このような光は、該第１の領域、そののち、該第２の領域、そののち、該第３の領域、そののち、第４の領域、を連続的に通過し、第１の領域は、第１の屈折率を持ち、第２の領域は、第２の屈折率を持ち、第３の領域は、第３の屈折率を持ち、第４の領域は、第４の屈折率を持ち、第１の屈折率は、第２の屈折率より大きく、第２の屈折率は、第３の屈折率より大きく、第３の屈折率は、第４の屈折率より大きい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
第５の側面において、本発明は、少なくとも１つの発光活性層構造、少なくとも１つの反射性要素、第１の要素、および第２の要素、よりなる固体発光デバイスに向けられている。本発明のこの側面において、該発光活性層構造は、活性層構造第１側、および活性層構造第２側を持ち、該活性層構造第１側を含む該発光活性層構造の第１領域は、活性層第１屈折率を持つ。該反射性要素は、該反射性要素第１側、および該反射性要素第２側を持つ。該反射性要素第１側は、該発光層構造第２側上に位置している。該第１要素は、該活性層構造第１側上に位置しており、かつ、該第２要素は、該反射性要素第２側上に位置している。該第１要素の少なくとも一部は、該活性層第１領域屈折率より低い第１要素屈折率を持つ。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
第６の側面において、本発明は、少なくとも１つの発光活性層構造、少なくとも１つの反射性要素、第１の要素、および第２の要素、よりなる固体発光デバイスに向けられている。本発明のこの側面において、該発光活性層構造は、活性層構造第１側、および活性層構造第２側を持つ。該第２の要素は、第２の要素第１側、および第２の要素第２側を持つ。該活性層構造第１側を含む該発光活性層構造の第１領域は、活性層第１屈折率を持つ。該第１の要素は、該活性層構造第１側上に位置しており、かつ、該第２の要素第１側は、該活性層構造第２側上に位置している。該第１の要素の少なくとも一部は、該活性層第１領域屈折率より低い第１要素屈折率を持つ。該反射性要素は、該第２要素第２側上に位置している。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
本発明のいくらかの実施形態において、該第１の要素は、該活性層構造の（上記で定義された）該第１の領域の屈折率より低い、あるいは該第２の要素の該第１の領域の屈折率より低い、屈折率を持つ。当業者は、以下で述べるように、該第１の要素に、ばかりでなく、該活性層構造に、および該第２の要素に、用いることのできる、広い種々の範囲の適切な材料をよく知っており、かつ、容易に適切な各構造を選択することができ、これにより、該第１の要素は、該活性層構造の（上記で定義した）該第１の領域の屈折率より低い、および／または該第２の要素の該第１の領域の屈折率より低い、屈折率を、持つ。
【国際調査報告】
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