(57)【要約】      （修正有）【課題】光の出力を増加させ、製造プロセスを簡素化し、コストを低下させることが可能な、発光デバイスの製造方法を提供する。【解決手段】基板１０２と、発光デバイスアセンブリ１０８（１）、１０８（２）、１０８（ｎ）の配置が予定される基板上の少なくとも１つの領域と、基板上の所定の領域に適用された拡散反射層１０６と、を備えている発光デバイス用の反射面サブアセンブリ１００であって、発光デバイスアセンブリが少なくとも１つの領域に配置された場合に、発光デバイスアセンブリによって放射される光子を拡散反射層が反射する反射面サブアセンブリを形成する。【選択図】図１
2011082516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を用意するステップと、
前記基板の表面の少なくとも１つの領域を、発光デバイスの配置用として決定するステップと、
前記基板の前記表面の所定の領域に、拡散反射層を適用するステップと、
を含んでおり、
前記少なくとも１つの領域に前記発光デバイスが配置された場合に、前記発光デバイスによって放射される光子を前記拡散反射層が反射させるようにした、発光デバイス用の反射面サブアセンブリの製造方法。
【請求項２】
前記基板を用意するステップが、実質的に平坦な基板を製造するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記実質的に平坦な基板が、約０．０５〜５ミクロンの範囲内の粗さを有している請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記拡散反射層が、少なくとも５０％の拡散反射率で特徴付けられる請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記拡散反射層が、少なくとも７０％の拡散反射率で特徴付けられる請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記拡散反射層を適用する前記ステップが、前記基板の前記表面の凹凸を埋め込む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記拡散反射層を適用する前記ステップが、酸化チタニウムあるいは他の酸化物相または酸化物成分を含むペーストを適用するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ペーストが、前記基板の前記表面の前記所定の領域を定めるステンシルを使用して適用され、前記ペーストを適用後に硬化させるステップをさらに含んでいる請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ペーストが、ポリマー基質および流動性添加剤をさらに含む請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記流動性添加剤が、シリカおよびアルミナのうちの１つ以上を含む請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ペーストの組成の充てんレベルが、
１０％〜７５％の量の酸化チタニウム、他の酸化物相または酸化物成分の充てん材と、
０％〜４％の量のシリカと、
０．１％〜２％の量のアルミナと、
を含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
酸化チタニウム、他の酸化物相または酸化物成分の充てん材が、二酸化チタニウム充てん材を含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記層が適用される前記基板の前記表面の前記所定の領域が、発光デバイスの配置が予定される前記少なくとも１つの領域を除く請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記基板の前記表面の前記所定の領域が、発光デバイスの配置が予定される前記少なくとも１つの領域を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記発光デバイスの配置が予定される前記少なくとも１つの領域を決定する前記ステップが、配置が予定される前記少なくとも１つの領域に配置されるべき前記発光デバイスの面積よりも広い、少なくとも１つの領域をあらかじめ決定するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
基板上の所定の領域に拡散反射層を適用する前記ステップが、スクリーン印刷によって基板上の所定の領域に拡散反射面を適用するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記発光デバイスの配置が予定される前記少なくとも１つの領域に、発光デバイスアセンブリを配置するステップをさらに含んでいる請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光デバイス（その例は、発光ダイオード（ＬＥＤ）およびレーザダイオード（ＬＤ）である）に関し、さらに詳しくは、そのようなデバイス用の反射面サブアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
関連する出願への相互参照
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）に従い、２００９年１０月７日付の米国特許仮出願第６１／２７８，５７５号の利益を主張し、当該米国特許仮出願の内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００３】
一般性を失うことなく、単に過度の開示の反復を避けるために、関連技術の水準を、発光デバイスの典型的な例としてＬＥＤを使用して説明する。
【０００４】
ＬＥＤの動作原理は、半導体ｐ−ｎ接合の特性に基づいている。ｐ−ｎ接合が順方向にバイアスされ、すなわち正の電圧がｐ型半導体に加えられ、負の電圧がｎ型半導体へと加えられるとき、電荷担体（すなわち、電子および正孔）が接合部へと流れ込む。電子が正孔に衝突するとき、電子が正孔と再結合し、電子がより低いエネルギーレベルへと移行するので、余分なエネルギー（関与する電子のエネルギーレベルと正孔のエネルギーレベルとの差に等しい）が光子の形態で解放される。この効果はエレクトロルミネセンスと呼ばれ、光の色は、半導体のエネルギーギャップによって決定される。
【０００５】
電子と正孔との衝突は統計的な性質であるため、光子は、ｐ−ｎ接合からランダムな方向に放射される。発光デバイスのｐ−ｎ接合からの光の抽出を改善するために、望ましくない放射の方向に位置し、放射の波長に対して透明な表面あるいは放射の波長について反射率が高くない表面に、反射材料の層が適用される。反射率は、入射光に対する反射光の比によって特徴付けられる。可能な限り最良の発光効率を達成するために、高い反射率を有する材料（例えば、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇなどの貴金属や、Ａｌなどの他の材料）が、この目的のために使用される。しかしながら、例えばＰｔ、Ａｕなどの材料のいくつかを使用することは、材料のコストおよび材料を適用するプロセスの両面で、比較的高価である。例えばＡｌなどの他の材料は、比較的安価ではあるが、高価な研磨を必要とし、酸素が存在する環境において常に酸化する。しかも、念入りな（したがって、高価な）研磨の後であっても、Ａｌの反射能は、研磨を行ったＡｇに比べて劣る。さらに、研磨は全反射率を向上させるが、全反射率の向上を、鏡面反射率を高めることによって果たしている。しかしながら、以下においてさらに詳しく説明するとおり、材料は、鏡面反射性よりもむしろ拡散反射性を有するべきである。Ａｇは、優れた反射率ゆえにＡｌよりも好ましいが、特に、Ａｇの表面が発光デバイスの製造プロセスにおいて使用されるいくつかの化学物質に触れた場合に、酸化および／または変色を生じやすい。そのような例は、ＬＥＤにおける光変換のための燐光体の使用である。さらには、Ａｇでコートされた基板は、水分に対する徹底的な保護を必要とし、結果としてＬＥＤパッケージの全体としてのコストを上昇させるが、デバイスについて、所望のレベルの性能および／または安定性（すなわち、パラメータの経時変化に対する抵抗）は、必ずしももたらされない。例えば、製造プロセスの際にすべての適切な予防措置がとられていても、発光デバイスのケースが、発光装置が配置される環境に対して密閉されていないという事実ゆえに、時間につれて酸化が生じ、反射率、光の一様性、および他のパラメータが時間とともに劣化する可能性がある。
【０００６】
したがって、この技術分野において、光の出力を増加させ、製造プロセスを簡素化し、コストを低下させ、当業者にとって明らかなさらなる利点をもたらすための発光デバイスの改善に関するニーズが存在する。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の一態様において、添付の独立請求項に記載の発光デバイス用の反射面サブアセンブリが開示される。好ましいさらなる態様が、従属請求項に開示される。
【０００８】
本明細書に記載する上述の態様は、添付の図面と併せて以下の説明を参照することによって、より容易に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の一態様に係る例示的な発光デバイスの概念的な断面を示す。
【図２】上面に拡散反射層が適用された基板の概念的な断面を示す。
【図３】本開示の別の態様に係る例示的な発光デバイスの概念的な断面を示す。
【図４】発光デバイスアセンブリの周囲の領域の詳細、すなわち空隙を生じさせている反射層を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の種々の態様が、本発明の理想的な構成の概略的な例を示す図面を参照しつつ、本明細書において説明される。したがって、例えば製造技術および／または公差の結果として、例示の形状からの変形も予想される。すなわち、本開示の全体において提示される本発明の種々の態様を、図示および本明細書において説明される構成要素（例えば、領域、層、部位、基板、など）の特定の形状への限定として解釈してはならず、例えば製造に起因する形状が異なる場合を含むものと理解すべきである。例えば、矩形として図示または説明される構成要素が、丸みを帯びた造作または湾曲した造作を有してもよく、さらには／あるいは、そのエッジ部分に勾配の集合を、１つの構成要素から別の構成要素への不連続な変化の代わりに有してもよい。すなわち、図面に示された各構成要素は、本質的に概略的であり、それらの形状は、構成要素の正確な形状を示そうとしたものではなく、本発明の技術的範囲を限定しようとするものでもない。
【００１１】
領域、層、部位、基板、などといった構成要素が、別の構成要素の「上」に位置すると称される場合、そのような構成要素が、その別の構成要素の上に直接位置することができ、あるいは構成要素が介在して存在してもよいことを理解すべきである。対照的に、或る構成要素が別の構成要素の「上に直接」位置すると称される場合、介在する構成要素は存在しない。さらに、或る構成要素が別の構成要素の上に「形成」されると称される場合、そのような構成要素を、その別の構成要素または介在の構成要素の上に、成長させることができ、堆積させることができ、エッチングすることができ、取り付けることができ、接続することができ、結合させることができ、あるいは他の方法で作製または製造することができることを理解すべきである。
【００１２】
さらに、「下方」または「下部」ならびに「上方」または「上部」などといった相対的な用語は、本明細書において、図面に図示されたとおりの或る構成要素の別の構成要素に対する関係を説明するために使用することが可能である。相対的な用語が、図面に示されている装置の向きに加えて、装置の他の向きも包含するように意図されていることを理解すべきである。例えば、図中の装置が逆さまにされる場合、他の構成要素の「下」側にあるとして開示されている構成要素は、この他の構成要素の「上」側に位置するであろう。したがって、用語「下方」は、装置の特定の向きに応じて、「下方」および「上方」の両方の位置を包含することができる。同様に、図中の装置が逆さまにされる場合、他の構成要素の「下方」または「直下」と称される構成要素は、この他の構成要素の「上方」に位置するであろう。したがって、用語「下方」または「直下」は、上方および下方の両方の位置を包含することができる。
【００１３】
特に他に定義されない限り、本明細書において使用されるすべての用語（技術用語および科学用語を含む）は、本発明が属する技術分野の当業者が普通に理解する意味と同じ意味を有する。さらに、各々の用語（一般的に使用される辞書に定義されている用語など）が、関連技術および本開示の文脈におけるそれらの用語の意味に矛盾しない意味を有するものとして解釈されなければならないことを理解すべきである。
【００１４】
本明細書において使用されるとき、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」については、文脈から他に明記されていない限り、複数形も包含することが意図される。さらに、用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ，ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」が本明細書において使用される場合、これら用語は、そこで述べられている特徴、整数、工程、作業、構成要素、および／または構成部品が存在することを示しており、１つ以上の他の特徴、整数、工程、作業、構成要素、構成部品、および／またはこれらの集合の存在または追加を予め排除するものではないことを理解すべきである。用語「および／または」は、そこに挙げられる項目のうちの１つ以上の項目の、あらゆるすべての組み合わせを包含する。
【００１５】
開示されるさまざまな態様を、１つ以上の例示的な構成を参照して図示することができる。本明細書において使用されるとき、用語「例示的」は、「例、事例、または例証として機能すること」を意味し、必ずしも本明細書に開示される他の構成よりも好ましいまたは有利であると解釈すべきではない。
【００１６】
さらに、「上」および「透明」などといった本明細書において使用される種々の説明的な用語には、本開示の文脈において可能な最も幅広い意味が与えられなければならない。例えば、或る層が別の層の「上」にあると称される場合、或る層を、その別の層の上方または下方に直接的または間接的に、堆積させることができ、エッチングすることができ、取り付けることができ、あるいは他の方法で作成または製造することができることを理解すべきである。さらに、「透明」であると称される事物は、特定の透過率が提示されない限りは、対象とする特定の（１つ以上の）波長の電磁放射について著しい遮断または吸収がないことを可能にする特性を有すると理解されるべきである。
【００１７】
図１（ａ）は、本開示の一態様に係る発光デバイス用の例示的な反射面サブアセンブリ１００の概念的な断面を示す。機械的な支持体でもある実質的に平坦な基板１０２が、多くの場合、発光デバイスから熱を逃がすための手段として使用される。後者の機能に使用される場合、基板１０２は、高い熱伝導率を有する材料から製作される。そのような材料として、金属（例えば、Ａｌ、Ｃｕ）、Ｓｉベースの材料、または熱伝導率が当該発光デバイスにとって適切である任意の他の材料を挙げることができる。ワット損が例えば３５ミリワット（ｍＷ）である発光デバイスに適した材料が、ワット損が例えば３５０ｍＷである発光デバイスに適した材料とは異なることを、当業者であれば理解できるであろう。平坦度が、粗さのサンプリング長よりも大きい間隔の凹凸を表現するという意味で、平坦度は粗さとは異なるものと理解される。平坦度における凹凸がそのような凹凸による光の反射を生じさせないと考えられる場合、材料は実質的に平坦であると見なされる。
【００１８】
特定の反射率を得るために、基板１０２の上面１０４を、例えば研磨、バフ研磨、または任意の他のプロセスによって処理する必要はない。代わりに、所望の反射率は、高い反射率を有する材料の層１０６を上面１０４の所定の領域へ適用することによって達成される。この概念は、図２を参照して明確にされる。図１および図２の間で類似する構成要素については説明を繰り返さず、そのような類似の構成要素は、１００だけ異なる参照符号を有している。すなわち図１の参照符号１０２は図２の参照符号２０２になる。
【００１９】
図２を参照すると、基板２０２の上面２０４が、パラメータＲｔ＿ｓｕｂｓｔｒａｔｅによって特徴付けられる粗さを有して描かれている。Ｒｔ＿ｓｕｂｓｔｒａｔｅは、上面２０４における最も高い頂上の高さと、最も深い谷の底の高さとの間の差である。基板２０２の上面２０４上に直接適用される層２０６が、上面２０７を備えて描かれている。層２０６の変化する厚さは、パラメータＲｔ＿ｌａｙｅｒによって特徴付けられる。Ｒｔ＿ｌａｙｅｒは、上面２０７と上面２０４における最も深い谷の底の高さとの間の差である。Ｒｔ＿ｌａｙｅｒ≧Ｒｔ＿ｓｕｂｓｔｒａｔｅである限りにおいて、層２０６は上面２０４の凹凸を満たしている。換言すると、層２０６の材料が、基板２０２の上面２０４をレベル２０７まで高めている。結果として、基板２０２は反射率に影響を及ぼさず、反射率は層２０６の組成によってのみ決定される。基板２０２の上面２０４に層２０６が直接適用されているが、以下においてさらに詳しく説明するように、上面２０４の粗さを本質的に複製する、即ち上面２０４の粗さを変化させることがない一定の厚さの追加の薄い層（図示せず）を適用できることを、当業者であれば理解できるであろう。
【００２０】
表面の粗さが小さくなるほど製造の費用が上昇し、層２０６の材料の適切な選択、および／または層２０６を基板２０２の上面２０４へと直接適用するための技術の適切な選択が、必要とされる粗さに影響することは、当業者にとって周知である。一態様においては、上面２０４の粗さは０．０５〜５ミクロンの間である。
【００２１】
再び図１（ａ）を参照すると、材料は、得られた層１０６の全反射率が７５％以上である場合に、高い反射率であると見なされる。以下においてさらに詳しく説明するように、層１０６の材料も、鏡面反射性よりもむしろ拡散反射性を有するべきである。少なくとも７５％の全反射率のうち、少なくとも５０％が拡散反射率であるべきである。当然ながら、拡散反射率の割合が高いほど発光効率は良好であり、したがって全反射率が７０％またはほぼ１００％の材料が好ましい。層１０６の材料のさらなる望ましい特性は、例えば酸化されにくい表面、低価格、および基板への適用の容易さであろう。
【００２２】
層１０６が適用される領域は、発光デバイスアセンブリ１０８から望ましくない方向に放射された光子が層１０６から反射されるように、基板１０２上の発光デバイスアセンブリ１０８の決められた配置に応じて選択される。発光デバイスアセンブリ１０８の配置は、例えば発光デバイスアセンブリの種類、発光デバイスアセンブリの数および構成、材料１０６の熱伝導率、ならびに当業者にとって公知の他の考慮事項など、多数の考慮事項によって決まる設計上の選択事項である。
【００２３】
したがって、図１（ａ）は、その選択された領域が、設計時に発光デバイスアセンブリ１０８によって占められるように決定された領域を含まない設計を示している。図１（ａ）は、複数（ｎ個）の発光デバイスアセンブリ１０８（１）〜１０８（ｎ）を示しているが、本開示は、ただ１つの発光デバイスアセンブリ１０８にも同様に適用可能である（すなわち、図１の矢印１１４によって画定される部分だけが考慮される）。
【００２４】
図示のとおり、各々の発光デバイスアセンブリ１０８は、高い反射率を有する材料の層１１２を底部に有する発光デバイスチップ１１０を備えている。図１を簡潔に表示するために、１つ目の発光デバイスアセンブリ１０８（１）だけに、参照符号１１０（１）および１１２（１）が示されている。このような発光デバイスアセンブリ１０８は、層１１２がヒートシンクの機能をさらに提供する高出力の発光デバイスとして市販されている。結果として、層１１２が層１０６の機能を果たして、発光デバイスチップ１１０の底部に向かう方向に放射された光子を反射させるとともに、基板１０２に対する低い熱抵抗を提供する。
【００２５】
原理的には、層１０６を、発光デバイスアセンブリ１０８によって占められている領域にも適用可能であるが、発光デバイスアセンブリ１０８と基板１０２との間の熱抵抗を増加させてしまう可能性がある。層１１２を構成する材料は、層１０６を構成する材料と同一であってもよいが、必ずしも同一である必要はないことを、当業者であれば理解できるであろう。
【００２６】
対照的に、出力が低い幾つかの発光デバイスアセンブリは、層１１２を省略し、発光デバイスチップ１１０だけを備えている。上述のように、基板１０２については、特定の反射率を得るための処理が行われないため、発光デバイスアセンブリの底部に向かう方向に放射される光子の吸収に起因する発光効率の損失が生じうる。図１（ｂ）は、本開示のそのような態様に係る発光デバイス用の例示的な反射面サブアセンブリ１００の概念的な断面を示す。発光効率の潜在的な損失が容認できない場合には、材料１０６の層を、発光デバイスチップ１１０によって占められる領域にも適用することができる（図１には示されていない）。そのような設計は、発光デバイスアセンブリ１０８と基板１０２との間の熱抵抗を増加させる可能性があるが、発光デバイスの出力が小さいので、そのような設計が、代案（すなわち、発光デバイスアセンブリ１０８を基板上に配置し、発光デバイスチップ１１０の下方の基板１０２を、特定の反射率をもたらすように処理する）よりも好ましいであろう。
【００２７】
次に、層１０６に使用する高い反射率の材料の好ましい拡散性に関して、図３を参照して説明する。図１および図３の間で類似する構成要素については説明を繰り返さず、そのような類似の構成要素は、１００の倍数だけ異なる参照符号を有している。すなわち図１の参照符号１０２は図３の参照符号３０２になる。
【００２８】
図３（ａ）を参照すると、発光デバイス用の反射面サブアセンブリ３００は、ケース３１６をさらに備えている。ケース３１６は、周囲の環境からの保護のための手段として機能し、任意により、所望の方向に放射される光子を集束または拡散させるための手段としても機能することができる。発光デバイスアセンブリ３０８（ｎ）から放射された光子３１８は、屈折率ｎ１で特徴付けられる媒体を通って、破線の矢印３２０によって示される経路に沿って伝播し、屈折率ｎ２で特徴付けられる材料から作られたケース３１６に到達する。屈折率ｎ１、ｎ２の相違が反射性の界面を生じさせる。屈折率ｎ１、ｎ２とケース３１６の法線に対する光子３１８の到達の角度とに応じて、光子３１８がケース３１６から反射される可能性がある。次いで、反射された光子３１８は、逆方向へと伝搬して、屈折率ｎ３で特徴付けられた材料で作られた層１０６に到達する。その結果、屈折率ｎ１、ｎ３の相違が反射性の界面を生じさせ、層３０６が鏡面反射である場合、反射の法則に従って、ケース３１６に向かう入射角度に等しい反射の角度で反射が生じる。この挙動が、光子３１８のエネルギーが失われるまで繰り返される可能性がある。
【００２９】
上述の機構は、材料の層３０６が拡散反射性である場合には、図３（ｂ）に示すとおりに変化する。材料３０６の拡散反射層の粒状または非一様な表面ゆえに、光子３１８をさまざまな角度で反射させることができ、結果として、ケース３１６への入射角度が変わるので、光子３１８がケース３１６に到達したときに跳ね返されることがない。
【００３０】
図１および図３を参照すると、層１０６（３０６）が、発光デバイスアセンブリ１０８（３０８）に隣接するものとして図示されている（すなわち、層１０６（３０６）によって覆われていない領域が、発光デバイスアセンブリ１０８（３０８）の領域と同等である）。用語「隣接」および「同等」は、文言上の意味で厳密に解釈するのではなくて、技術的に解釈すべきであり、すなわち層１０６（３０６）と発光デバイスアセンブリ１０８（３０８）との間のはめ込みが、ゼロ公差でなくてもよいことを、当業者であれば理解できるであろう。しかしながら、そのようなゼロではない公差の存在は、発光デバイスチップ１１０（３１０）によって生成されて、層１０６（３０６）ではなく基板１０２（３０２）の上面１０４（３０４）に到達して反射される方向に放射される一部の光子に起因する光の抽出の減少を、無視できる程度ではあるが引き起こす。それでもなお、そのようなはめ込みを実現することは、製造の環境において困難および／または高コストになる可能性がある。そこで、図４が、代替の構成を示している。図１、図２、および図４の間で類似する構成要素については説明を繰り返さず、そのような類似の構成要素は、１００の倍数だけ異なる参照符号を有している。
【００３１】
図４（ａ）を検討すると、層４０６と発光デバイスアセンブリ４０８との間のはめ込みについての要件が緩和されている。隣接するのではなく、層４０６が、想定される発光デバイスアセンブリ４０８の典型的な寸法の付近まで延び、空隙４２２を生じさせている。したがって、一部の光子が、発光デバイスチップ４１０によって空隙４２２の底部に到達することができる方向に放射され、層４０６ではなく基板４０２の上面４０４によって反射されることに起因して、発光効率の無視し得ない低下が生じるであろう。この発光効率の低下を、例えば少なくとも空隙内において基板４０２の上面４０４を研磨するなど、他の処置によって軽減することができ、あるいは図４（ｂ）に示される別の態様によって軽減することができる。
【００３２】
図４（ｂ）は、反射材料からなる追加の層４２４が、空隙４２２の底部に到達する光子の反射を改善することによって光の抽出をさらに向上させるために、基板４０２の上面４０４上へ追加されている点で、図４（ａ）と相違する。上述のように、追加の層４２４は、一定の厚さを有しており、したがって上面４０４の粗さを本質的に複製し、すなわち変化させない。そのような反射材料は、例えば、前述の貴金属のいずれかであればよい。図４（ｂ）に示されるとおり、層４２４は、発光デバイスアセンブリ４０８によって占められる領域全体の下方に広がっている。結果として、層４１２の機能が層４２４によってもたらされるので、発光デバイスアセンブリ４０８が、発光デバイスチップ４１０だけを備えることができる。代案（図示せず）においては、層４２４が、発光デバイスアセンブリ４０８によって占められる領域に隣接してもよく、その場合、発光デバイスアセンブリ４０８は、発光デバイスチップ４１０および層４１２の両方を備えるべきである。
【００３３】
当業者であれば、光の抽出の無視できる減少の内容が、用途に応じて決まることを理解できるであろう。すなわち、例えば「オン」（ＬＥＤが光を発している）および「オフ」（ＬＥＤが光を発していない）の状態を表示する用途を目的とするＬＥＤにおいては、光の抽出の数パーセント（あるいは、場合によっては数十パーセント）の減少を無視することができる。これに対して、照明における用途を目的とするＬＥＤにおいては、わずか１パーセント、またはそれ以下も、無視できないと考えられる可能性がある。
【００３４】
理解されるとおり、開示したパラメータを満足する拡散反射性を有する、任意の高反射材料を使用することができるが、本発明者らは、ＴｉＯ２、Ｔｉ２Ｏ３などといった酸化チタニウムあるいは他の酸化物相または酸化物成分を用いて、良好な結果が達成されることを発見した。貴金属ベースのコーティングを使用する関連技術に関する発光効率の改善は、酸化チタニウムの鏡面反射率が上述の貴金属の鏡面反射率よりも劣ることが知られているにもかかわらず、基板／発光デバイスアセンブリの幾何学的仕様に応じて、５〜２５％であった。このことは、例えばＴｉＯ２、Ｔｉ２Ｏ３などといった上述の酸化チタニウムあるいは他の酸化物相または酸化物成分に内在する拡散反射の重要性をさらに裏付けている。拡散反射は、ＴｉＯ２、Ｔｉ２Ｏ３などといった酸化チタニウムあるいは他の酸化物相または酸化物成分の結晶のランダムな配向によってもたらされている。高い全反射率および高い拡散反射率に加えて、本開示に従って利用される酸化チタニウムあるいは他の酸化物相または酸化物成分は、層１０６の材料に適した特性の多くを、すなわち酸化されにくい表面、拡散反射性、比較的低い価格、などを有している。
【００３５】
再び図１を参照すると、例えば分散剤、ブラッシングなど、層１０６を基板１０２の上へと直接適用するために、さまざまな方法を使用することができる。しかしながら、周知の厚膜技術を利用するスクリーン印刷が、二酸化チタニウムである層１０６に関して特に効果的であることが明らかになっている。したがって、簡潔さという目的において、製造プロセスを二酸化チタニウムに関して説明する。しかしながら、この製造プロセスは、本明細書に開示の概念に従って、層１０６を構成することができる他の材料に対しても同様に適用可能であることを、当業者であれば理解できるであろう。さらに、当業者であれば、用語「厚膜」が特定の技術を指すものであり、各層のいかなる特定の厚さにも限られないことを理解できるであろう。
【００３６】
発光装置の設計を完了させた後で、基板１０２が、適切な材料から製造される。次いで、硬化後に層１０６を形成するであろう硬化性の二酸化チタニウムペーストを、選択された基板１０２上へと直接転写するために、所定の領域にステンシルまたはスクリーンが用意される。ポリマー基質と、二酸化チタニウム充てん剤と、ペーストの流動性を調節する追加の流動性添加剤とを含む二酸化チタニウムペースト組成物を用いて、良好な結果が達成されている。追加の流動性添加剤として、例えば、単独または組み合わせにて使用される、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、タルク、および当業者にとって公知の他の添加剤が挙げられる。例えばポリマーの選択、粒子サイズ、充てんレベルなど、組成物を構成する要素を、ペーストの流動性が疑似塑性挙動に従うことを保証するように最適化する必要がある。
【００３７】
以上の要件に基づき、一態様においては、ポリマー基質が、二酸化チタニウムペーストと選択された基板１０２の表面との良好な結合を保証する、任意の硬化性シリコーンを含むことができる。好ましくは、ハイドライド、ヒドロキシル、または他の反応性の官能基を有するポリマーが、優れた結合性ゆえに選択される。二酸化チタニウム充てん材は、１００ｎｍ〜２０ミクロンの間の平均サイズを有する粒子を含むことができ、充てんレベルは、二酸化チタニウム粒子の比表面積に応じて、１０％〜７５％の間であればよい。流動性添加剤の粒子サイズおよび充てんレベルは、上述のように流動性を適切に調節するように選択される。したがって、一例として、シリカ（例えば、未処理のヒュームドシリカなど）が、数十ミクロンの平均サイズを有する粒子を含むことができ、０％〜４％の充てんレベルを、０．１％〜２％の充てんレベルのアルミナ（例えば、ヒュームドアルミナ）との組み合わせにおいて有することができる。
【００３８】
ひとたび二酸化チタニウムペーストが開示した指針に従って準備されると、この二酸化チタニウムペーストが、スクリーン印刷機のスクリーン上へと移され、スクリーン印刷が、この技術分野において公知の方法に従って開始される。すなわち、二酸化チタニウムペーストを選択された基板へとスクリーン印刷するために、従来のスクリーン印刷機を使用することができる。二酸化チタニウムペーストが基板上に転写されると、温度は、第１の期間室温に保たれる。一態様においては、この第１の期間は２０分である。次いで、二酸化チタニウムペーストを表面に有する基板が、第２の期間予備硬化のためにオーブンに配置される。このとき、一態様においては、オーブンの温度がこの第２の期間１１０℃へと上げられる。一態様においては、第２の期間は１〜２時間である。次いで、温度が上げられ、二酸化チタニウムペーストの硬化が、この第３の温度で、第３の時間期間にわたって行われる。一態様においては、ペーストの組成に応じて、第３の温度が約１５０℃であり、第３の時間期間が２〜４時間の間である。
【００３９】
本開示の種々の態様を、当業者が本発明を実施することができるように提示した。本開示の全体において提示された種々の態様に対する変更は、当業者にとっては容易に明らかであり、本明細書に開示した概念は、他の用途へも拡張可能であろう。したがって、特許請求の範囲は、本開示の全体において提示された発光デバイス用の反射面の種々の態様に限られず、特許請求の範囲には、特許請求の範囲の文言に矛盾しない最大限の範囲が与えられる。本開示の全体において説明された種々の態様の構成要素の構造的および機能的な同等物であって、当業者にとって公知であり、あるいは今後に当業者にとって公知となるすべての構造的および機能的な同等物は、ここでの言及によって本明細書に明示的に援用され、特許請求の範囲に包含される。さらに、本明細書に開示されている内容は、たとえそれが特許請求の範囲に明示的に記載されていなくても、決して公衆への開放を意味するものではない。請求項のいかなる構成要素も、その構成要素が明確に「するための手段（ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ）」という表現（方法の請求項の場合には、「するためのステップ（ｓｔｅｐ  ｆｏｒ）」という表現）を用いて記載されていない限りは、米国特許法第１１２条第６段落の規定に従って解釈されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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