(57)【要約】  高い屈折率を用いたＬＥＤランプに関する光の効率的なパッケージ構成。パッケージ構成は、ドーム（弾丸）形状のトップ・エミッション（Top- Emitting）ＳＭＤ（surface mount device、表面実装部品）と、ＳＭＤパッケージ内でマウントされたドームを含む、ハイブリッド・タイプと、を含む。パッケージ構成は、妥当なコストで且つ商業的に実施可能な方法で、高い屈折率のカプセル材料の使用量を最小化しながら、光効率を最大化させることにより、ＬＥＤ光エミッションを増加させる。
2007516601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤランプであって、
ａ）ＬＥＤチップと、
ｂ）前記ＬＥＤチップを含む反射キャビティと、
ｃ）屈折率が１．７以上の高屈折率材料であって、前記ＬＥＤチップをカプセル化し、前記反射キャビティ内に含まれる高屈折率材料と、
ｄ）前記高屈折率材料の屈折率よりも小さい屈折率を持つドーム形状レンズであって、外側の表面が凸状であり且つ内側の表面が前記ＬＥＤチップと対向するドーム形状レンズと、
を備えるＬＥＤランプ。
【請求項２】
請求項１に記載のＬＥＤランプであって、
前記高屈折率材料の屈折率より小さくが少なくとも前記ドーム形状レンズの屈折率の値を持つ屈折率を有する光学ゲル材料であって、前記高屈折率材料と前記ドーム形状レンズの前記内側の表面との間に配置される光学ゲル材料を、
さらに備えるＬＥＤランプ。
【請求項３】
請求項１に記載のＬＥＤランプであって、
ＬＥＤチップのエミッションが備えるものとは異なる波長でのランプ・エミッションを得るために、蛍光体材料を、
さらに備えるＬＥＤランプ。
【請求項４】
請求項１に記載のＬＥＤランプであって、前記反射キャビティの壁は、鏡のように反射する、ＬＥＤランプ。
【請求項５】
請求項１に記載のＬＥＤランプであって、前記反射キャビティの壁は、拡散的に反射する、ＬＥＤランプ。
【請求項６】
請求項１に記載のＬＥＤランプであって、前記カプセル化する材料は、
ＬＥＤチップのエミッションが備えるものとは異なる波長でのランプ・エミッションを得るために、蛍光体材料を含む、ＬＥＤランプ。
【請求項７】
請求項６に記載のＬＥＤランプであって、前記蛍光体材料は、ナノ蛍光体を備える、ＬＥＤランプ。
【請求項８】
請求項１に記載のＬＥＤランプであって、前記高屈折率材料の外側の表面は、凹状である、ＬＥＤランプ。
【請求項９】
請求項１に記載のＬＥＤランプであって、前記高屈折率材料の外側の表面は、凸状である、ＬＥＤランプ。
【請求項１０】
請求項１に記載のＬＥＤランプであって、前記高屈折率材料の外側の表面は、平らである、ＬＥＤランプ。
【請求項１１】
光を発光するデバイスのためのパッケージ構成であって、
ａ）光を発光するデバイスと、
ｂ）光を発光する前記デバイスを囲むカプセル材料であって、光を発光する前記デバイスによって発光される光に対して実質的に透明であり、１．７又はそれより大きい屈折率を持つカプセル材料と、
を備え、
ｃ）前記カプセル材料は、その上側の表面が凹状になるように構成される、パッケージ構成。
【請求項１２】
請求項１１に記載のパッケージ構成であって、光を発光する前記デバイスは、ＬＥＤである、パッケージ構成。
【請求項１３】
請求項１２に記載のパッケージ構成であって、前記ＬＥＤは、モノクロの光を発光する、パッケージ構成。
【請求項１４】
請求項１１に記載のパッケージ構成であって、光を発光する前記デバイスは、反射側壁とベースとを持つカップ内に配置され、前記カプセル材料は、前記カップ内に配置される、パッケージ構成。
【請求項１５】
請求項１４に記載のパッケージ構成であって、前記カップは、表面実装部品の一部である、パッケージ構成。
【請求項１６】
請求項１４に記載のパッケージ構成であって、前記カップの前記反射側壁は、鏡のように反射する、パッケージ構成。
【請求項１７】
請求項１４に記載のパッケージ構成であって、前記カップの前記反射側壁は、拡散的に反射する、パッケージ構成。
【請求項１８】
請求項１１に記載のパッケージ構成であって、前記カプセル材料は、発光ナノ粒子を含む、パッケージ構成。
【請求項１９】
請求項１１に記載のパッケージ構成であって、前記カプセル材料の上側の表面      は、光を発光する前記デバイスの近くに配置された小さいドーム形状レンズを含む、パッケージ構成。
【請求項２０】
カップを備える表面実装部品であって、
ＬＥＤは、前記カップ内にマウントされ、
カプセル材料は、前記ＬＥＤを囲み、１．７又はそれより屈折率を持つ、表面実装部品。
【請求項２１】
請求項２０に記載の表面実装部品であって、前記カプセル材料の上側の表面は、平らである、表面実装部品。
【請求項２２】
請求項２０に記載の表面実装部品であって、前記カプセル材料の上側の表面は、凹状である、表面実装部品。
【請求項２３】
請求項２２に記載の表面実装部品であって、前記カプセル材料の前記上側の表面は、前記ＬＥＤの近くに配置された小さいドーム形状レンズを含む、表面実装部品。
【請求項２４】
請求項２０に記載の表面実装部品であって、前記カップの壁は、鏡のように反射する、表面実装部品。
【請求項２５】
請求項２０に記載の表面実装部品であって、前記カップの壁は、拡散的に反射する、表面実装部品。
【請求項２６】
請求項２０に記載の表面実装部品であって、前記カプセル材料は、発光粒子を含む、表面実装部品。
【請求項２７】
請求項２０に記載の表面実装部品であって、前記カプセル材料は、ナノ粒子を含む、表面実装部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光デバイス（Light Emitting device、LED）と、妥当なコストで且つ商業的に実施可能な方法で発光デバイスの発光効率を高めるのに適切な構成と、に関連する。より詳細には、本出願は、高屈折率カプセル材料を用いたＬＥＤランプの様々なパッケージ構成に関連し、その構成は、ドーム（弾丸）形状のトップ・エミッション（Top- Emitting）ＳＭＤ（surface mount device、表面実装部品）と、ＳＭＤパッケージ内でマウントされたドームを含む、ハイブリッド・タイプと、を含む。
【０００２】
（関連出願の参照）
本出願は、２００３年９月８日に提出された米国仮特許出願60/501,147号及び２００３年１１月２４日に提出された米国仮特許出願60/524,529号の優先権を主張する。
【背景技術】
【０００３】
（発明の背景）
通常、ドーム形状レンズを備えるＬＥＤランプは、ドームを備えないものよりも、高い光効率、即ち、高い光取り出し効率（Light Extraction Efficiency、LEE）を有する。従って、ドーム形状ＬＥＤは、広角発光トップ・エミッションＳＭＤランプ（ドーム形状レンズを備えない）と比べて、壁コンセント効率（Wall Plug Efficiency 、WPE）及び６０％程高い光出力を有する。ドーム形状レンズはまた、より高い指向性をエミッションに与え、広角発光トップ・エミッションＳＭＤランプに対する１２０度と比べて、３０度〜９０度のビームの広がり角度を与える。
【０００４】
従来のドーム形状ＬＥＤは、多くの構成要素を備える：１）低パワーランプの場合に０．２ｍｍ〜０．３ｍｍ、高パワーの場合に０．５ｍｍ〜２ｍｍの範囲の寸法を持つＬＥＤダイ／チップ。２）ＳＭＤランプ用に基板内に又はスルー・ホール・ランプ（through-hole lamp）用にリード・フレーム（lead-frame）内に形成された反射キャビティであって、ＬＥＤダイ／チップのサイズ（及びランプ・パワー）に依存して１ｍｍ〜５ｍｍの範囲の寸法を持つ反射キャビティ。３）ドーム形状レンズを持つＳＭＤランプの場合に特に、反射キャビティを覆うように基板上にマウントされる、凸形状の外側面を持つ予めモールドされたレンズ（pre-molded lens）。典型的には、１．５程度の屈折率（refractive index 、ＲＩ）を持つ予めモールドされたレンズ。このレンズの外径は、５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲である。このモジュール式のアセンブリ・アプローチは、ランプの製造プロセスを簡素化する。スルー・ホール・ランプにおいては、ＲＩが１．５程度の一般的な透明カプセル材料から製造される、外径３ｍｍ〜１０ｍｍのドーム形状レンズは、ＬＥＤダイ／チップが入っている前記反射カップ（cup）の上に、直接モールドされ、ある場合には、反射カップは、前記レンズをモールドする前に、前記ダイ／チップをカプセル化する、部分的に固まったシリコンで、満たされる。４）ドーム形状レンズを持つＳＭＤランプにおいて、前記レンズの内側の表面とＬＥＤダイ／チップが入っている前記反射キャビティとの間のスペース又はギャップは、前記ダイ／チップと前記レンズとの間の効率的な光結合のために、１．５〜１．７のＲＩを持つ、透明な光学用のゲルで満たされている。特に高パワーのレンズにおいて、柔軟なカプセル材料の前記ゲルはまた、大きいサイズの前記ダイ／チップとレンズ材料と他のサブ構成要素（例えば、前記反射キャビティ及び前記基板）との熱膨張係数の差に起因する機械的なストレスを防ぐ。
【０００５】
ＲＩ＝１．５の一般的なドーム形状のカプセル化するレンズを、Ｒ＝１．７以上（高屈折率又はＨＲＩカプセル材料として知られている）のドーム形状のカプセル化するレンズに置換することにより、ＬＥＤランプのＷＰＥを、ＬＥＤのダイ／チップ材料及び構造に依存して３０％〜５５％程度、高めることができることは、当業者に知られている。しかしながら、このようなＨＲＩカプセル材料は、標準的なＲ＝１．５のカプセル材料と比べた時に、高価である。このコスト高は、ＬＥＤが１００万単位で製造されることを前提として設計され、セント（１／１００ドル）単位で販売されるという事実からすれば、状況を悪化させる。従って、妥当なコストで、商業的に実施可能な方法でＬＥＤの発光効率を増加させるための手段で、有効なコストであるものが、当該技術分野で望まれている。
【０００６】
本発明はまた、モノクロ及び白色ＬＥＤランプの双方に広がるＬＥＤ市場の中で急成長する区分を表す表面実装部品（ＳＭＤ）発光ダイオード（ＬＥＤ）に関連する。ＳＭＤパッケージ構成を広範囲に採用する理由は、以下の通りである：ＳＭＤパッケージと回路基板の用の表面実装技術との互換性、及び、その比較的に小さい形状因子（３ｍｍ×３ｍｍ×２ｍｍ程度）。フローはんだ付け（Wave-Soldering）ツール及びピック・アンド・プレイス自動化（Pick-and-Place automated）ツールと互換性のある電極レイアウト。スルー・ホール（６０度）と比べてトップ・エミッションＳＭＤランプ（１２０度、即ち、パッケージ光学軸のそれぞれのサイドで６０度）の光学ビームのより広い広がり角度は、ディスプレイやインジケータの機器におけるバックライトを好ましくする。スルー・ホール・パッケージは、凸形状のカプセル材料レンズ（典型的には５ｍｍサイズ）を有し、このレンズは、金属の前記カップよりも大きく、そのカップを、鏡のように反射する内側表面で取り囲み、前記ＬＥＤチップを収容する。前記金属カップ・キャビティのサイズは、典型的には、直径において２ｍｍ未満である。
【０００７】
低パワー（０．１Ｗ程度の電気入力）ＳＭＤパッケージにおいて、ＬＥＤチップは、白い外観を備えた拡散された反射器である内部表面を備えた熱可塑性のカップに、収容される。また、広角発光トップ・エミッションＳＭＤパッケージは、カップ内部に含まれるフラット・トップ・カプセル材料レンズ（flat-topped encapsulant lens）を有する。前記カップ・キャビティのサイズは、約２ｍｍ〜２．５ｍｍの直径と約１ｍｍの高さである。３０％程度高い光効率を持つより狭い角度の発光ＳＭＤパッケージは、凸レンズを有するが、その直径は、カップ・キャビティ（スルー・ホールの機器と異なり）の直径を著しく超えない。フラット・トップ・カプセル材料レンズは、パッケージ用の平面形状因子に帰着し、トップ・エミッションＳＭＤ・ＬＥＤランプと照明系内の光分配用の光ガイド又は光リレイ・デバイスとの結合を可能にする。これは、手でもてる大きさのデバイスや自動車室内ダッシュボード照明の機器において、特に、望ましい。
【０００８】
青色発光ダイ／チップに基づく白色ＬＥＤランプにおいて、拡散された反射器は、前記ダイ／チップ・エミッションと蛍光体エミッション（phosphor-emission）との結合を増強させ、それにより、色の均一性が増す。モノクロランプにおいて、広角発光トップ・エミッションＳＭＤパッケージは、スルー・ホール・パッケージと比べて、より低い光効率を有する。広角発光トップ・エミッションＳＭＤランプの光取り出し効率（ＬＥＥ）、従って壁コンセント効率及び光出力は、典型的には、同じＬＥＤチップに基づいスルー・ホール５ｍｍランプの対応する値の６０％〜６５％である。従って、広角発光トップ・エミッションＳＭＤランプのＬＥＥを上げることが、望まれる。
【０００９】
ＳＭＤパッケージ内のＬＥＤを取り囲む透明カプセル材料は、約１．５の屈折率（ＲＩ）を有するので、これは、約２．５〜３．５のより高いＲＩを持つＬＥＤとのＲＩミスマッチをもたらす。近年、１．７又はそれより大きい屈折率を持つ実質的に透明なカプセル材料が開発され、このことは、ＬＥＤと、ＬＥＤから取り出す光を増加させるカプセル材料と、の間の屈折率ミスマッチを実質的に減少させる。本発明は、これらの高ＲＩ（ＨＲＩ）カプセル材料を利用し、その構造を改良して、従来の構成よりもカプセル材料を減少させるとともに、光の取り出し率を改善する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（発明の概要）
本発明は、任意の一般的な透明ＨＲＩ材料に適用でき、特に、低いＲＩカプセル材料の透明マトリックス（母体）に配置されるＨＲＩナノ粒子であって、分散し、塊となっていないＨＲＩナノ粒子を利用するＨＲＩカプセル材料に、適用できる。ＨＲＩナノ粒子の存在は、複合カプセル材料のＲＩを１．７又はそれより大きくなるまで増加させる際に、役に立つ。ナノ粒子を引き起こす屈折率に加えて、複合カプセル材料は、光出力の色を増加及び／又は変化させる発光体も、含むことができる。
【００１１】
本発明の第１実施形態は、以下の構成を備えるドーム形状構成に指向する：ＬＥＤダイ／チップ（サブマウントを持つ又は持たない）。ＬＥＤダイ／チップを含む反射キャビティ（拡散反射器又は鏡のような反射器）。ＬＥＤダイ／チップをカプセル化し、反射キャビティの内側に含まれる（１．７又はそれより屈折率を有する）高い屈折率（ＨＲＩ）材料（反射キャビティ内に含まれるＨＲＩカプセル材料の外側の表面の形状は、凹状であってもよく、平らでもよく、凸状であってもよい。）。ＨＲＩカプセル材料の屈折率よりも小さいＲＩを有するドーム形状レンズ。そのレンズの外側の表面の形状（周囲との境界）は、凸状である一方、内側の表面（ＬＥＤダイ／チップを向く）は、平らであってもよく、凹状であってもよく、凸状であってもよい。ＨＲＩカプセル材料の屈折率よりも低いが少なくとも前記レンズの屈折率を持つ光学ゲルは、ＨＲＩカプセル材料とドーム形状レンズの内側の表面との間のスペース／ギャップ内に配置される。幾つかの応用機器において、光学ゲルは、省略することができる。ＨＲＩカプセル材料は、任意に、蛍光体材料を含むことができ、ＬＥＤダイ／チップ・エミッションの備えるものとは異なる波長のランプ・エミッションを得ることができる。
【００１２】
本発明の第１実施形態の１つの変形は、ドーム内にマウントされたＳＭＤランプを使用し、ダイ／チップを含む反射キャビティは、（ＨＲＩカプセル材料のＲＩよりも小さい）Ｒ＝１．５を有する予めモールドされたドーム形状レンズを基板の上に置いて反射キャビティを覆う前に、ＨＲＩ材料で満たされる。反射キャビティ内に含まれるＨＲＩカプセル材料の外側表面の形状は、凹状であってもよく、平らであってもよく、凸状であってもよい。この後に続くことは、ＨＲＩカプセル材料とドーム形状レンズの内側表面との間及び／又はレンズと基板との間のギャップに、（ＨＲＩカプセル材料のＲＩよりは小さいが少なくともレンズの屈折率を有する）１．５〜１．７の間のＲＩを有する光学ゲルが満たされることである。本発明の第１実施形態のもう１つの変形は、スルー・ホール・ランプに指向し、ここでは、ダイ／チップを含む反射キャビティがＨＲＩカプセル材料で満たされた後に、その上にドーム形状レンズに基づく従来のカプセル材料を直接にモールドする。反射キャビティ内に含まれるＨＲＩカプセル材料の外側表面の形状は、凹状であってもよく、平らであってもよく、凸状であってもよい。
【００１３】
本発明は、多くの利点を提供する：提案されたＬＥＤランプの光学効率及びＷＰＥは、チップ／ダイの材料及び構成に依存しながら、ＨＲＩカプセル材料を有しないＬＥＤランプのものよりも、高い。提案されたＬＥＤランプは、ＨＲＩ材料ですべてのドーム形状カプセル材料レンズが製造されるＬＥＤランプと比べて、少なくともオーダーの大きさが小さい量のＨＲＩカプセル材料を使用する（従って、材料コストが低く、ランプの重さも軽い）。提案されたＬＥＤランプのＷＰＥは、反射キャビティの内側に含まれるＨＲＩカプセル材料の外側表面の形状に、比較的に独立であり、これは、生産環境において、より粗い設計を産む。提案されたＬＥＤランプはまた、ドーム形状レンズをモールドする際の問題をも生む、従来のカプセル材料と比べてより小さい機械的及び構造的強度を有するＨＲＩ材料でもたらされる製造及び信頼性の難題を避ける。提案されたＬＥＤランプはまた、（ＨＲＩ材料ですべてのドーム形状カプセル材料レンズが製造されるＬＥＤランプと比べて、本発明のＨＲＩ材料では、エミッションのパス（ｐａｔｈ）の長さが短いために）ＨＲＩ材料がＬＥＤランプ・エミッション波長で光学的吸収を示す場合に生じるＷＰＥ性能の不利益を最小にする。
【００１４】
本発明の第２実施形態は、トップ・エミッションＳＭＤパッケージに使用されるカプセル材料の改良された構成を提供する。本発明は、ほぼ１．７又はそれより大きい屈折率を持つ高屈折率（ＨＲＩ）カプセル材料を使用する。ＨＲＩカプセル材料は、約１．５の屈折率を持つ標準的な透明のカプセル材料の代わりに使用され、カプセル材料の最適な構成は、今日まで使用されていた平らな又は凸状の表面よりも凹状の上側の表面を提供することであると、分かった。凹状のＨＲＩカプセル材料の構成は、光取り出し効率を増加させ、同時に、従来の平らな又は凸状の表面を持つカプセル材料よりも、少ないカプセル材料を使用する。本発明のカプセル材料の構成は、標準的なトップ・エミッションＳＭＤ・ＬＥＤパッケージへの変更をもたらすことなく、達成される。凹状のＨＲＩカプセル材料又はレンズはまた、最小の材料で最大の光取り出しが望まれる他の光応用製品に使用することができる。
【００１５】
この実施形態の特性は、以下の構成を含む：モノクロ又は広いバンドの何れか一方のエミッションを放つＬＥＤダイ／チップにも使用することができる、高屈折率で凹形状レンズを有するトップ・エミッションＳＭＤ・ＬＥＤランプ。カプセル材料は、ダイ／チップのエミッションによる励発で、ダイ／チップによって発光されるものを補足する波長を放つ蛍光材料を含むことができ、発光出力又は発光効率をさらに増加させることができる。ＳＭＤカップの側壁は、拡散的な反射器又は鏡のような反射器の何れか一方とすることができる。
【００１６】
本発明の第２実施形態は、拡散的な反射側壁を持つモノクロ・トップ・エミッションＳＭＤ・ＬＥＤランプを提供し、ＲＩ＝１．５フラット・トップ・レンズと比べて、ＲＩ＝１．７又はそれ以上の凹レンズを使用してＬＥＥを２０％〜３０％増加させる。鏡のような反射側壁を持つモノクロ・トップ・エミッションＳＭＤ・ＬＥＤランプは、ＲＩ＝１．５フラット・トップ・レンズと比べて、ＨＲＩ凹レンズを使用してＬＥＥを８５％よりも大きく増加させる。鏡のような反射側壁を持つモノクロ・トップ・エミッションＳＭＤ・ＬＥＤランプは、ＲＩ＝１．５凹レンズと比べて、ＨＲＩ＝１．８凹レンズを使用してＬＥＥを４５％よりも大きく増加させる。これは、比較的コストがかかるＨＲＩカプセル材料を最小の量で使用しながら、達成される。
【００１７】
さらに「ハイブリッド」実施形態において、小さい「ミニ・ドーム」は、ＬＥＤチップの上のトップ・エミッションＳＭＤパッケージの凹状に、配置される。この構成において、ランプは、狭い角度のエミッションを得て、その結果、軸上の明るさがより高く増強される。これにより、より狭い角度エミッション特性を必要とする応用製品に対して、より高い明るさを持つランプを提供することができ、同時に、「フラット・プロフィール」形状因子を提供することができる。
【００１８】
なお、以下の詳細な説明と結び付いている添付の図面を参照することにより、本発明のより良く理解することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
ドーム形状の構成
図１は、本発明に従った高効率ＬＥＤデバイス１０の構成要素と、それに伴う光効率性能と、を図示する。デバイス１０は、反射キャビティ１４内にマウントされたＬＥＤダイ／チップ１２を含み、反射キャビティ１４は、拡散反射器又は鏡のような反射器である。透明な高屈折率（ＨＲＩ）材料１６は、１．７と等しい又はそれよりも大きい屈折率（表内ではＲＩ＝１．８としてモデル化される）を有し、ＬＥＤダイ／チップ１２をカプセル化し、反射キャビティ１４内に含まれる。反射キャビティ内に含まれるＨＲＩカプセル材料１６の外側の表面形状は、凹であっても、平らであっても、凸であってもよい。ドーム形状のレンズ１８は、ＨＲＩカプセル材料の屈折率よりも小さい値のＲＩを持ち、反射キャビティ１４を取り囲む。レンズ１８の外側の表面形状は、凸状であるが、レンズ１８の内側は、平面であっても、凹であっても、凸であってもよい。透明な光学ゲル材料２０は、ＨＲＩカプセル材料１６の屈折率よりも小さい値のＲＩを持つが、少なくともレンズ１８の屈折率と等しく、また、ＨＲＩカプセル材料１６とドーム形状レンズ１８の内面との間のスペース又はギャップに、満たされている。ＨＲＩカプセル材料１６は、任意に、蛍光性の材料を含むことができ、ＬＥＤダイ／チップ１２のエミッションが備えるものとは異なる波長でのランプ・エミッションを得ることができる。
【００２０】
図１の表は、ＬＥＤダイ／チップ１２の様々な構成を列２〜５で図示し、列Ａ〜Ｄでのカプセル材料１６、光学ゲル材料２０及びドーム１８は、列１にリストされるＲＩ値を持つ。図１の各ブロックは、様々なＬＥＤダイ／チップ構成に対する、（％の単位で「Ext. Eff」と呼ばれる）ＬＥＥ（取り出し効率）と、光線追跡シミュレーション（ray-tracing simulation）から得られた（任意単位の）光学パワーと、を示す。当該技術分野の現状を列Ａで示す。（ＲＩ＝１．５のカプセル材料、Ｒ＝１．５の光学ジェル、Ｒ＝１．５のドーム）。本発明は、列Ｂに示され、ここで、反射キャビティ１４内に含まれるＨＲＩカプセル材料の外部の表面は、凹である。（ＲＩ＝１．８のカプセル材料、Ｒ＝１．５の光学ジェル、Ｒ＝１．５のドーム）。本発明のもう１つの実施形態は、列Ｃに示され（ＲＩ＝１．８のカプセル材料、Ｒ＝１．８の光学ジェル、Ｒ＝１．５のドーム））、反射キャビティ内に含まれるカプセル材料の外部の表面は、平らであるという構成と類似する。本発明の拡張は、列Ｄに示され、ここで、ドームの全体もまた、ＨＲＩ材料で製造される。（ＲＩ＝１．８のカプセル材料、Ｒ＝１．８の光学ジェル、Ｒ＝１．８のドーム）。ＬＥＤチップ／ダイ内で生成される光学パワーは、これらのシミュレーションに対して任意単位の２００００に設定される（また、１００％のＬＥＥに対応する）。各ケースに対応する図において、ＲＩ＝１．８の材料は、Ｒ＝１．５の材料よりも、暗い影で表されている。
【００２１】
例えば列３で示されるＬＥＤ１２の立方構成を用いると、ＲＩ＝１．５のカプセル材料、ＲＩ＝１．５の光学ゲル及びＲ＝１．５のドームの列Ａでは、ＬＥＥは、３９．７％であった。ＲＩ＝１．８のカプセル材料、ＲＩ＝１．５の光学ゲル及びＲ＝１．５のドームの列Ｂでは、ＲＩ＝１．５のカプセル材料の構成と比べで１９％の増加で、ＬＥＥは、５９．１％まで増加した。ＲＩ＝１．８のカプセル材料、ＲＩ＝１．８の光学ゲル及びＲ＝１．５のドームの列Ｃでは、列Ｂの構成と比べで１％未満の増加で、ＬＥＥは、５９．８％まで増加した。ＲＩ＝１．８のカプセル材料、光学ゲル及びドームの列Ｄでは、列Ｃの構成と比べで３％未満の増加で、ＬＥＥは、６２．４％まで増加した。但し、カプセル材料、光学ゲル及びドームのすべては、比較的高価なＨＲＩ材料を使用した。他のＬＥＤ構成では、パーセントが変化するとともに、結果は明確である：カプセル材料のＲＩを１．５から１．８にした時に、ＬＥＥのパーセントの増加は、最大であり、ＨＲＩのゲル及びドームを使用する時に、パーセントは、増加する。このことは、ＨＲＩカプセル材料とともに非ＨＲＩのゲル及びドームを用いるＬＥＤデバイスは、有効なコストで、高い効率を得ることができることを意味する。
【００２２】
図２は、図１と類似してレイアウトされるが、ここで、ＬＥＤは、青色を発光し、カプセル材料は、黄色発光蛍光体を含んで、約１．８５のＲＩを持つ。この構成は、ＬＥＤの青色が蛍光体の黄色と混合される時に、「白色」光発光を構成する。図２は、ＬＥＤチップ／ダイ・エミッション波長（青色：Ｂｌｕｅ）とダウンコンバートされた蛍光体エミッション波長（黄色：Ｙ  Ｐｈ）との双方で、様々なＬＥＤチップ／ダイ構成に対する光線追跡シミュレーションで得られた（任意単位の）光学パワーを示す。当該技術分野の現状を列Ａで示す。（ＲＩ＝１．５のカプセル材料、Ｒ＝１．５の光学ジェル、Ｒ＝１．５のドーム）。本発明は、列Ｂに示され、ここで、反射キャビティ１４内に含まれるＨＲＩカプセル材料の外部の表面は、凹である。（ＲＩ＝１．８のカプセル材料、Ｒ＝１．５の光学ジェル、Ｒ＝１．５のドーム）。本発明のもう１つの実施形態は、列Ｃに示され（ＲＩ＝１．８のカプセル材料、Ｒ＝１．８の光学ジェル、Ｒ＝１．５のドーム））、反射キャビティ内に含まれるカプセル材料の外部の表面は、平らであるという構成と類似する。バルク（ｂｕｌｋ）の蛍光体は、ＲＩ＝１．８５を持ち、ＬＥＤチップ／ダイから発光する青色波長を吸収し、チップ／ダイを取り込むカプセル材料内に組み込まれた黄色波長（例えば、ＹＡＧ：Ｃｅ）を発光する。蛍光体の体積濃度及び空間分布のプロフィールは、特定のＬＥＤチップ／ダイ構成に対応する４つのランプの各ケースにおいて、同じである。この結果は、蛍光体の特定の体積濃度及び空間分布のプロフィールに対応する。ＬＥＤチップ／ダイ内で生成される光学パワーは、これらのシミュレーションに対して、青色波長で任意単位の２００００に設定される（また、１００％のＬＥＥに対応する）。各ケースに対応する図において、ＲＩ＝１．８の材料は、Ｒ＝１．５の材料よりも、暗い影で表されている。図２の構成による効率の結果は、図１と類似する：カプセル材料のＲＩが１．５から１．８に変化する時、意味のある増加がＬＥＥにおいて得られ、ゲル及びドームも１．５から１．８に変化する時、増加は、少ない。
【００２３】
黄色の波長での光効率に対する青色の波長での光効率の比（Ｂ／Ｙ）は、構成ＡからＤまで、単調に減少する。従って、エミッションの色度座標（すなわち色）は、各ケースで異なり、この変化は、Ｂ／Ｙが同じ値で得られるように、各ケースにおいて蛍光体濃度を適切に調整することによって、防ぐことができる。より小さいＢ／Ｙ比は、青色空間状況と比べて黄色空間状況からの、光効率に対する、より高い寄与に対応する。従って、より小さいＢ／Ｙ比は、「70 lm/W @ 470nm」対「680lm/W @ 550nm」に起因する、より高い発光等価値（すなわち、ランプから発光する光パワーの合計のルーメン／ワット（lumen per watt））に対応する。これは、構成Ａと構成Ｂ及びＣ（同様に、構成Ｂ、Ｃ及びＤ）と間の発光効率の増加が、各ケースの光パワー合計の比によって示されるＷＰＥ増加よりも（４％程度或いはそれよりも小さい値で）僅かに大きくなる傾向になるだろうということを暗示する。また、留意すべきことは、モノクロＬＥＤのＷＰＥが、常に、（任意の具体的なチップ／ダイの構成ＡからＤに対する図１及び図２の比較によって）同一のチップ／ダイ及びランプ構成に基づく白色ＬＥＤを含む対応する蛍光体のＷＰＥよりも大きくなることである。
【００２４】
図３、図４及び図５は、本発明に従ったＬＥＤパッケージの様々な構成を図示する。これらの図において、参照符号１は、ＬＥＤチップ／ダイであり、参照符号２は、反射キャビティ内に配置されるＨＲＩカプセル材料であり、参照符号３は、カプセル材料の屈折率よりも小さい屈折率を持つ光学ゲルであり、参照符号４は、反射キャビティを覆う、予めモールドされたドーム形状レンズであり、（図５中の）参照符号５は、周りがモールドされ、反射キャビティ及びそのその付属物であるリード線をカプセル化する、モールドされたドーム形状レンズである。
【００２５】
図６〜図１０は、様々な屈折率の構成要素を持つ、本発明に従ったＬＥＤパッケージの他の構成を図示する。図６は、様々なカプセル材料の光取り出し効率と、トップ発光構成とボトム発光構成との双方内でマウントされたサファイヤＬＥＤチップを用い、光学ゲルを用いないドーム構成と、を図示する。図７は、「弾丸」形状のデバイスの光取り出し効率を示し、ここで、チップ、反射キャビティは、固い透明なエポキシ樹脂のシ円柱（シリンダ）内に取り囲まれ、概ね半球形のレンズ（ドーム）は、一端に用いられ、ＬＥＤチップは、ＲＩ＝２．５を有し、トップ及びボトムの発光構成にマウントされる。図８は、図７と同じデバイスであるが、ＬＥＤは、３．５のＲＩを有する。図９は、第２の型の「弾丸」形状のデバイスの光取り出し効率を示し、ここで、チップ、反射キャビティは、固い透明なエポキシ樹脂のシ円柱（シリンダ）内に取り囲まれ、図７と比べて概ね小さい（小さい凸）レンズ（ドーム）が、用いられ、ＬＥＤチップは、ＲＩ＝２．５を有し、トップ及びボトムの発光構成にマウントされる。図１０は、図９と同じデバイスであるが、ＬＥＤは、３．５のＲＩを有する。
【００２６】
図６〜図１０の各構成において、ＨＲＩカプセル材料の使用は、標準的なＲ＝１．５のカプセル材料よりも、光出力において意味深い増加をもたらす。ＨＲＩのドーム又はレンズは、光出力における更なる増加をもたらすが、増加は小さく、多くの例において、効果的なコストとならない場合もある。
【００２７】
トップ・エミッションＳＭＤの構成
図１１及び図１２は、モールドされたトップ・エミッションＳＭＤ型パッケージを図示する。これらの構成は、外側のドームを用いない。上部の行は、１０個の構成を示し；フラット・トップ（最初の２つの例）、凹部の様々な角度（３番目から６番目の例）、及び凸部の様々な角度（７番目から１０番目の例）を含む。最初の行の数字は、各構成の中央での高さ（単位はｍｍ）であり、標準的なトップ・エミッションＳＭＤパッケージのボトムから測定されたものである。なお、標準的なトップ・エミッションＳＭＤパッケージは、約２．８×３．１ｍｍで、ＬＥＤチップがマウントされるボトムにおいて、円形の２．５ｍｍの穴を有する。ＬＥＤをマウントすることができ、トップ（「ＥＰＩ  ｕｐ」と呼ばれる）又はボトム（「ＥＰＩ  ｄｏｗｎ」）から発光する。左手の列は、カプセル材料の屈折率（Ｒ．Ｉ．）を表し、標準的な１．５ＲＩエポキシ樹脂、又は、１．８ＲＩのＨＲＩカプセル材料の何れか一方で、モールドされる。カプセル材料の隣の行の数字は、標準的な１ｍｍの１．５ＲＩのフラット・トップ・カプセル材料で１００に設定されたモールドされた光強度であり、従って、１００より大きい数字は、標準よりも大きい光エミッションを示す一方、１００より小さい数字は、標準よりも小さい光エミッションを示す。右手の列は、トップ・エミッションＳＭＤパッケージ及びＬＥＤチップの概略を表し、右手の列の隣のテキストは、ＳＭＤパッケージのサイズ、LEDチップのサイズ（ミクロン単位）、チップが発光する光の方向、及びチップの屈折率を記述する。テキスト水平ラインは、反射器の側壁角度と１００基準強度（任意単位）とを記述する。
【００２８】
図１１及び図１２は、モノクロAlInGaN（ＲＩ＝２．５）及びAlInGaP（ＲＩ＝３．５）ダイ／チップ構成に関して、規格化されたＬＥＥ値のＲＩに依る依存性とトップ・エミッションＳＭＤランプ・パッケージ・カプセル材料レンズの形状因子とを示す。図１３は、図１１及び図１２に類似し、拡散反射側壁に対する規格化されたＬＥＥ値とともに、鏡のような反射側壁に対する値を示す。ＲＩ＝１．５に対して、レンズの形状をフラット・トップ（１ｍｍの厚さ）から０．６ｍｍ程度の深さを持つ凹部（ただし、周辺部において１ｍｍの厚さがある）に変更すると、ＬＥＥは、ベストのケースにおいて、５％程度、増加する。従って、従来のカプセル材料１６に対して凹状のＳＭＤレンズを使用することは、効果的ではない。ＲＩ＝１．５のフラット・トップ及び拡散反射側壁を持つＳＭＤランプをここでは基準として使用する。２）ＲＩ＝１．８のフラット・レンズは、ＲＩ＝１．５のフラット・レンズと比べて、１０％〜１５％程度、ＬＥＥを増加させる。対照的に、スルー・ホールＬＥＤランプは、ＲＩが１．５から１．８に増加するにつれて、５５％〜６０％、ＬＥＥを増加させる。フラット・トップにおいては、カプセル材料のＲＩの増加に伴いダイ／チップからパッケージへの光の取り出しが高くなるにも拘わらず、パッケージから空気への光の取り出しは、相対的に難しい。スルー・ホールは、半球形のドーム形状レンズを有する。ＲＩ＝１．８の０．６ｍｍ程度の深さを持つ凹部（ただし、周辺部において１ｍｍの厚さがある）は、ＲＩ＝１．５のフラット・トップ・レンズと比べて、２０％〜３０％程度、ＬＥＥを増加させる。
【００２９】
鏡のように反射するカップを持つトップ・エミッションＳＭＤパッケージ、ＲＩ＝１．５のフラット・トップ・レンズは、基準と比べて、５％程度、ＬＥＥを減少させる。従って、フラット・トップ・レンズに、鏡のような反射する側壁を使用することは、効果的ではない。鏡のように反射するカップを持つトップ・エミッションＳＭＤパッケージ、ＲＩ＝１．５の０．６ｍｍ程度の深さを持つ凹レンズ（ただし、周辺部において１ｍｍの厚さがある）は、基準と比べて、３０％、ＬＥＥを増加させる。６）鏡のように反射するカップを持つトップ・エミッションＳＭＤパッケージ、ＲＩ＝１．８のフラット・トップ・レンズは、基準と比べて、１９％、ＬＥＥを増加させる。鏡のように反射するカップを持つトップ・エミッションＳＭＤパッケージ、ＲＩ＝１．８の０．５ｍｍの深さを持つ凹レンズ（ただし、周辺部において１ｍｍの厚さがある）は、基準と比べて、８８％、ＬＥＥを増加させる。これは、同様の形状のＲＩ＝１．５のカプセル材料レンズと比べて、４５％の増加である。
【００３０】
それぞれ、Ｒ＝１．８の凹レンズ及びＲＩ＝１．５のフラット・トップ・レンズ（拡散反射側壁）に依る、モノクロAlInGaN（ＲＩ＝２．５）トップ・エミッションＳＭＤランプからのエミッション強度の角度依存性のプロットは、フラット１．５ＲＩと比較して優れた、凹ＨＲＩレンズを備える光の均一な角度分散を示す。Ｒ＝１．８の凹レンズ（拡散反射側壁）に依る、モノクロAlInGaP（ＲＩ＝３．５）トップ・エミッションＳＭＤランプからのエミッション強度の角度依存性のプロットも、凹ＨＲＩレンズを備える光の均一な角度分散を示す。凹ＲＩ＝１．８レンズを持つトップ・エミッションＳＭＤランプは、フラット・トップＲＩ＝１．５レンズを持つ従来のトップ・エミッションＳＭＤランプに起因する、好ましい広角エミッションを維持する。トップ・エミッションＳＭＤランプに基づくAlInGaN及びAlInGaPの双方のダイ／チップは、角度位置におけるピーク強度の半分の強度値を示し、ランプ・パッケージの光学軸（角度値＝９０）からの分離は、６０度（角度値＜３０）よりも大きく、従来のトップ・エミッションＳＭＤランプと同様である。凹ＲＩ＝１．８レンズの場合、絶対ピーク強度値は、（光学軸に沿うよりも）光学軸から２０度程度だけ離れた、角度位置において、起こる。しかしながら、ピーク強度値と光学軸に沿って対応する値との間の差は、eAlInGaN及びAlInGaPのダイ／チップの場合、それぞれ、５％程度及び１０％程度だけである。光学軸に関して強度ピーク位置のこのような角度の変位は、凹形状レンズの結果であり、凹ＲＩ＝１．５レンズに対しても観測される。凹レンズは、より少ないＨＲＩ材料を用いながら、凸レンズよりも大きい光出力をもたらすことが、理解される。
【００３１】
高屈折率（ＨＲＩ）カプセル材料凹レンズを持つ、モノクロAlInGaPの赤色及び黄色のトップ・エミッションＳＭＤ・ＬＥＤランプは、凹部曲率の角度が変化して、製造される（すなわち、レンズの深さ又は中央のカプセル材料の厚さは、一定を保ったまま、周辺部のカプセル材料の厚さは大きい）。我々は、従来のＲＩ＝１．５フラット・トップ・カプセル材料レンズと比べて、凹ＲＩ１．８程度レンズを使用することによって、赤色及び黄色のトップ・エミッションＳＭＤ・ＬＥＤランプのＬＥＥの２０％程度の増加を観測した。
【００３２】
高屈折率（ＨＲＩ）カプセル材料凹レンズを持つ、モノクロAlInGaN緑色トップ・エミッションＳＭＤ・ＬＥＤランプは、凹部曲率の角度が変化して、製造される（すなわち、レンズの深さ又は中央のカプセル材料の厚さは、一定を保ったまま、周辺部のカプセル材料の厚さは大きい）。我々は、従来のＲＩ＝１．５フラット・トップ・カプセル材料レンズと比べて、凹ＲＩ１．８程度レンズを使用することによって、緑色トップ・エミッションＳＭＤ・ＬＥＤランプのＬＥＥの２０％〜２５％の増加を観測した。
【００３３】
従来の蛍光体及びＨＲＩカプセル材料を利用する「光学的に非散乱ダウンコンバータ」を備えるトップ・エミッションＳＭＤ白色ランプに対する光線追跡シミュレーションは、トップ・エミッションＳＭＤ白色ランプのＷＰＥ（壁コンセント効率）及び光出力（蛍光体からのダウンコンバートされたエミッション及び非ダウンコンバートのダイ／チップエミッションの双方の寄与を含む）が、蛍光体の空間分布（すなわち、ダイ／チップの近くに局在する蛍光体濃度又はカプセル材料内に不均一に分布する蛍光体濃度）に依存して、従来のＲＩ＝１．５フラット・トップ・カプセル材料レンズと比べて凹ＲＩ１．８程度カプセル材料レンズを使用することによって、２０％〜３０％よりも大きく増加することを示す。ＲＩ１．８程度レンズの凹部曲率の程度を（中央のカプセル材料の厚さを薄くすることによって）増加させることは、ＷＰＥ及び光出力を増加させる。従来の蛍光体及びＨＲＩカプセル材料を利用する「光学的に非散乱ダウンコンバータ」を備えるトップ・エミッションＳＭＤ白色ランプは、現在、凹レンズで製造されている。トップ・エミッションＳＭＤ白色ランプが、AlInGaN青色ＬＥＤダイ／チップに基づくので、青色空間状況におけるＨＲＩの光学的透明性の改良は、フラット・トップ・レンズを有する従来のトップ・エミッションＳＭＤ白色ＬＥＤランプと比べて発光効力を増加させるであろう。
【００３４】
我々は、「光学的に非散乱ダウンコンバータ」及び鏡のような反射側壁を持つ、ＨＲＩに基づくトップ・エミッションＳＭＤ白色ＬＥＤランプが、白色エミッションの類似色に対して、従来のカプセル材料に基づくランプと比べて、少なくとも４０％高い光パワーを示すことを観測した。従って、トップ・エミッションＳＭＤ白色ランプの少なくとも４０％の改善されたＷＰＥは、同じＬＥＤ及び蛍光体を持つ従来のカプセル材料と比べて、ＨＲＩカプセル材料を利用することから、生じる。ＨＲＩの物理特性（粘性、カップ側壁への粘着性、表面張力）は、従来のエポキシ樹脂と比べて、空気との凹部形状界面の達成を容易にする。従って、カップ内に分配されたＨＲＩの体積を調節することによって、我々は、凹部曲率の大きさを変化させることができる。増加した凹部曲率は、カプセル材料の中央の厚さ対側壁に沿ったカップの周辺部の厚さの比の小さい値によって、特徴付けられる。ＨＲＩは、カップ側壁表面への非常に高い粘着度を示す。従って、カップの周辺部のカプセル材料の厚さは、常に、カップの深さ（１ｍｍ）に対応する。たとえ、溶剤が蒸発し、カップの中央に向かって厚さが単調に減少して、凹部形状が生じた後であっても。
【００３５】
ハイブリッド実施形態
図１４は、本発明のハイブリッド実施形態を図示し、ここで、「ミニ・ドーム」１４２は、図１１〜図１３で上述したトップ・エミッションＳＭＤデバイスの凹レンズ１４４の中央に、配置される。ミニ・ドーム１４２の直径（「フットプリント（footprint）」）は、１００〜１０００ミクロンの間であり、典型的には、ダイ／チップ１４６の寸法のオーダーである。ミニ・ドーム１４２の高さは、パッケージの周縁よりも上に突き出ない（従って形状因子を維持する）高さであり、典型的には、数１００ミクロンのオーダーである。
【００３６】
図１４の表は、ＬＥＤダイ／チップ１４６の様々な構成を列Ａ〜Ｃで図示し、ミニ・ドーム１４２の様々なサイズが、列３〜５に示されている。列１は、ミニ・ドームの寸法を図示する：様々なＬＥＤチップ／ダイ構成に対する、ＦＰ＝フットプリント（直径）、Ｒ＝球状のミニ・ドームの曲率半径／パッケージのボトムより上のミニドームの曲率の中心位置、Ｈ＝凹レンズより上のミニ・ドームの高さ、光出力（ＬＥＥ又はＷＰＥ）、及び、光線追跡シミュレーションから得られた軸上の明るさ。列２は、図１１にも示され、且つ「標準」として使用されている、ミニ・ドームを備えず、中央のカプセル材料の厚さが０．６２５mmの凹部トップ・エミッションＳＭＤを示す。行Ａは、トップ・ミッション又はボトム・エミッションの何れかを持つ３００ｍｍの立法チップを示す（光出力及び明るさが、トップに関してはイタリック体で、ボトムに関しては非・イタリック体で、示される）。行Ｂは、トップ・ミッション又はボトム・エミッションの何れかを持つ３００／３００／２００ｍｍの台形の「新しい」（幾何学的に増加された形状）チップを示す（光出力及び明るさが、トップに関してはイタリック体で、ボトムに関しては非・イタリック体で、示される）。行Ｃは、ボトム発光のサファイヤ基板チップを示す。
【００３７】
ミニ・ドーム１４２（図１４の表内で「サイズ」と表示される）のフットプリントが増加する場合、ランプ性能の以下の効果が、ＨＲＩカプセル材料を使用して製造されるトップ・エミッションＳＭＤランプで実験的に、及び、光線追跡シミュレーションで、観測された：ダイ／チップのより小さいサイズに対して、ミニ・ドームを備えない従来のレンズと比較して、ＷＰＥ及び光出力は、増加せず、ランプの光学軸に沿って測定された明るさ（ルーメン数又は単位立体角当たりのワット数）は僅かに増加する。「ミニ／ドーム」のフットプリントの寸法において、トップ・エミッションＳＭＤランプの好ましい広角エミッション特性は、まだ、維持されている。これは、ランプ製造中の名目的な凹形状レンズへを変形で形成されるミニ・ドームの故意でない導入に関してランプ性能特性の許容を示す。
【００３８】
フットプリントの寸法がダイ・チップのサイズよりも大きい場合、ミニ・ドーム１４２を備えない凹レンズと比較して、ＷＰＥ及び光出力は、増加するが、ランプの光学軸に沿って測定された明るさ（ルーメン数又は単位立体角当たりのワット数）は、大きい範囲で増加する。ミニ・ドーム１４２のこららのフットプリント寸法において、ランクは、より狭い角度のエミッションを獲得し、軸上の明るさのより高い増加をもたらす。これは、より狭い角度のエミッション特性を必要とする応用機器のより高い明るさのランプの達成を可能とし、同時に、「フラット・プロフィール（Flat-Profile）」形状因子条件を満たす。ミニ・ドーム１４２のフットプリントの寸法が増加する場合、ミニ・ドームを備えない凹レンズと比較して、ＷＰＥ及び光出力は、単調に増加する。ミニ・ドームのフットプリント寸法の増加は、ミニ・ドームを備えない凹レンズと比較して、ランプの光学軸に沿って測定される明るさの潜在的な増加を導く。
【００３９】
図の下の表は、ミニ・ドーム形状因子のＷＰＥへの影響と、ＨＲＩ凹レンズを備えるトップ・エミッションＳＭＤランプにおける（３００×３００ミクロン寸法のAlInGaNダイ・チップに対する光線追跡シミュレーションに基づく）軸上の明るさと、を列挙する。以下で分かるように、同様の傾向が、様々なダイ／チップ構成（即ち、トップ・エミッタ又はボトム・エミッタ；SiC/GaN Iso-Index又はサファイヤ基板；垂直側壁又は傾きのある側壁の構成的に増加した形状）に渡って観測される。
【００４０】
本発明は、好ましい実施形態に関して記述された。しかしながら、当業者は、添付の特許請求の範囲に本発明の精神及び範囲を離れることなく、詳細に説明され且つ図示された形態を修正及び変更し得ることを、理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に従った高効率ＬＥＤデバイスの構成要素と、それに伴う光効率性能と、を図示する。
【図２】図１の同様の図であるが、ここで、ＬＥＤは、青色を発光し、カプセル材料は、黄色発光蛍光体を含む。
【図３】本発明に従った様々なドーム型の構成を図示する。
【図４】本発明に従った様々なドーム型の構成を図示する。
【図５】本発明に従った様々なドーム型の構成を図示する。
【図６】本発明に従ったＬＥＤパッケージの更なるドーム型の構成を、様々な屈折率の構成とともに、図示する。
【図７】本発明に従ったＬＥＤパッケージの更なるドーム型の構成を、様々な屈折率の構成とともに、図示する。
【図８】本発明に従ったＬＥＤパッケージの更なるドーム型の構成を、様々な屈折率の構成とともに、図示する。
【図９】本発明に従ったＬＥＤパッケージの更なるドーム型の構成を、様々な屈折率の構成とともに、図示する。
【図１０】本発明に従ったＬＥＤパッケージの更なるドーム型の構成を、様々な屈折率の構成とともに、図示する。
【図１１】本発明に従ったＳＭＤ型の構成を図示する。
【図１２】本発明に従ったＳＭＤ型の構成を図示する。
【図１３】図１１及び図１２と同様の図であるが、拡散反射側壁に対する規格化されたＬＥＥ値とともに、様々な鏡のような反射側壁のＬＥＥ値を示す。
【図１４】本発明のハイブリッド実施形態を図示し、ここで、「ミニ・ドーム」は、ＳＭＤ・ＬＥＤデバイスの凹レンズの中央に配置される。
【図１】
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【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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