(57)【要約】【課題】  出力効率および温度管理等において改良されたパッケージや素子を提供すること。【解決手段】  固体発光体パッケージは、ピーク発光波長が５９０ｎｍから６８０ｎｍの範囲にある、主色が赤の固体発光体と、ピーク発光波長が４００ｎｍから４８０ｎｍの範囲にある、主色が青の固体発光体と、共通リードフレーム、共通基板、および共通反射器のうちの少なくとも１つと、を含み、ピーク発光波長が５１０ｎｍと５７５ｎｍとの間の範囲にある、主色が緑の固体発光体をまったく含まない。固体発光体パッケージは、固体発光体パッケージのどの固体発光体とも電気的に連通していない、固体発光体パッケージに関連付けられた少なくとも１つの導電経路を含んでもよく、そのような導電経路は、ジャンパまたは制御要素を含むことを受け容れることが可能である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の固体発光体と、
前記複数の固体発光体と電気的に連通している、複数の導電リードと、
前記固体発光体パッケージに関連付けられた少なくとも１つの導電経路と電気的に連通している、少なくとも２つの、空間的に離隔している導電リードと、
を備え、
前記少なくとも１つの導電経路は、前記複数の固体発光体のうちのどの固体発光体とも導電連通していない、固体発光体パッケージ。
【請求項２】
以下の要素（ａ）〜（ｃ）、すなわち、
（ａ）前記複数の固体発光体に電流を供給するように構成された複数の導電リードを含む共通リードフレームと、
（ｂ）前記複数の固体発光体を構造的に支持するように構成された共通基板と、
（ｃ）前記複数の固体発光体の各固体発光体からの発光を反射するように構成された共通反射器と、
のうちの少なくとも１つを備える、請求項１に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項３】
要素（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）のうちの少なくとも２つを備える、請求項２に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項４】
前記複数の固体発光体の各固体発光体への電流を、前記複数の導電リードを用いて個別に制御することが可能である、請求項１に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項５】
前記複数の固体発光体は、非白色固体発光体を含む、請求項１に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項６】
前記複数の固体発光体の各固体発光体は、前記複数の固体発光体のうちの少なくとも１つの隣接する固体発光体からの外側エッジ間隔が約１．０ｍｍ未満であるように配列されている、請求項１に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項７】
前記複数の固体発光体のうちの少なくとも２つの固体発光体のピーク発光波長が、少なくとも約５０ｎｍ離れている、請求項１に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項８】
前記少なくとも２つの、空間的に離隔している導電リードは、前記固体発光体パッケージの別々の側面に配置されている、請求項１に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項９】
前記固体発光体パッケージに関連付けられた前記少なくとも１つの導電経路が、ジャンパを含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項１０】
前記固体発光体パッケージに関連付けられた前記少なくとも１つの導電経路が、少なくとも１つの制御要素を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの制御要素は、前記複数の固体発光体のうちの少なくとも１つの固体発光体の動作を制御するか、前記動作に影響を及ぼすように適合されている、請求項１０に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの制御要素は、前記固体発光体パッケージから空間的に離隔している、少なくとも１つの、電気的に操作される要素の動作を制御するか、前記動作に影響を及ぼすように適合されている、請求項１０に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの制御要素は、センサ、スイッチ、トランジスタ、電流調整要素、および電圧調整要素のいずれかを含む、請求項１０に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項１４】
前記複数の固体発光体は、ピーク発光波長が５９０ｎｍから６８０ｎｍの範囲にある、少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体と、ピーク発光波長が４００ｎｍから４８０ｎｍの範囲にある、少なくとも１つの、主色が青の固体発光体と、ピーク発光波長が５７６ｎｍ超から５９０ｎｍの範囲にある、少なくとも１つの、電気的に活性化された補助固体発光体と、を含み、前記固体発光体パッケージは、ピーク発光波長が５１０ｎｍと５７５ｎｍとの間の範囲にある、主色が緑の固体発光体をまったく含んでいない、請求項１〜８のいずれか一項に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項１５】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の固体発光体パッケージと、前記固体発光体パッケージから空間的に離隔していて、前記固体発光体パッケージに関連付けられた前記少なくとも１つの導電経路と作用的に結合された、少なくとも１つの固体発光体と、を含む発光素子。
【請求項１６】
複数の固体発光体と、
前記複数の固体発光体と電気的に連通している、複数の第１の導電リードと、
互いに電気的に連通していて、前記固体発光体パッケージの別々の側面に配置されている、少なくとも２つの第２の導電リードと、
を備え、
前記少なくとも２つの第２の導電リードは、前記複数の固体発光体のうちのどの固体発光体とも導電連通していない、
固体発光体パッケージ。
【請求項１７】
以下の要素（ａ）〜（ｃ）、すなわち、
（ａ）前記複数の固体発光体に電流を供給するように構成された複数の導電リードを含む共通リードフレームと、
（ｂ）前記複数の固体発光体を構造的に支持するように構成された共通基板と、
（ｃ）前記複数の固体発光体の各固体発光体からの発光を反射するように構成された共通反射器と、
のうちの少なくとも１つを備える、請求項１６に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項１８】
要素（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）のうちの少なくとも２つを備える、請求項１７に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項１９】
前記少なくとも２つの第２の導電リードは、少なくとも１つの制御要素と電気的に連通している、請求項１６に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの制御要素は、前記複数の固体発光体のうちの少なくとも１つの固体発光体の動作を制御するか、前記動作に影響を及ぼすように適合されている、請求項１９に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項２１】
前記少なくとも１つの制御要素は、前記固体発光体パッケージから空間的に離隔している、少なくとも１つの、電気的に操作される要素の動作を制御するか、前記動作に影響を及ぼすように適合されている、請求項１９に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項２２】
前記少なくとも１つの制御要素は、センサ、スイッチ、トランジスタ、電流調整要素、および電圧調整要素のいずれかを含む、請求項１９に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項２３】
請求項１６〜２２のいずれか一項に記載の固体発光体パッケージと、前記固体発光体パッケージから空間的に離隔していて、前記少なくとも２つの第２の導電リードと電気的に連通している、少なくとも１つの固体発光体と、を含む発光素子。
【請求項２４】
前記複数の固体発光体は、ピーク発光波長が５９０ｎｍから６８０ｎｍの範囲にある、少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体と、ピーク発光波長が４００ｎｍから４８０ｎｍの範囲にある、少なくとも１つの、主色が青の固体発光体と、ピーク発光波長が５７６ｎｍ超から５９０ｎｍの範囲にある、少なくとも１つの、電気的に活性化された補助固体発光体と、を含み、前記固体発光体パッケージは、ピーク発光波長が５１０ｎｍと５７５ｎｍとの間の範囲にある、主色が緑の固体発光体をまったく含んでいない、請求項１６〜２２のいずれか一項に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項２５】
ピーク発光波長が５９０ｎｍから６８０ｎｍの範囲にある、少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体と、ピーク発光波長が４００ｎｍから４８０ｎｍの範囲にある、少なくとも１つの、主色が青の固体発光体と、ピーク発光波長が５７６ｎｍ超から５９０ｎｍの範囲にある、少なくとも１つの、電気的に活性化された補助固体発光体と、を含む、複数の電気的に活性化された固体発光体であって、前記固体発光体パッケージは、ピーク発光波長が５１０ｎｍと５７５ｎｍとの間の範囲にある、主色が緑の固体発光体をまったく含んでいない、前記複数の電気的に活性化された固体発光体と、
以下の要素（ａ）〜（ｃ）、すなわち、
（ａ）前記複数の固体発光体に電流を供給するように構成された複数の導電リードを含む共通リードフレームと、
（ｂ）前記複数の固体発光体を構造的に支持するように構成された共通基板と、
（ｃ）前記複数の固体発光体の各固体発光体からの発光を反射するように構成された共通反射器と、のうちの少なくとも１つと、
を備える固体発光体パッケージ。
【請求項２６】
前記少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体への電流、および前記少なくとも１つの、主色が青の固体発光体への電流を、個別に制御することが可能である、請求項２５に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項２７】
前記少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体への電流、前記少なくとも１つの、主色が青の固体発光体への電流、および前記補助固体発光体への電流を、個別に制御することが可能である、請求項２５に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項２８】
前記少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体、および前記少なくとも１つの、主色が青の固体発光体のいずれかからの発光の少なくとも一部分を変換するように構成されたルミホリック材料をさらに備え、前記ルミホリック材料のピーク発光波長は、前記少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体、および前記少なくとも１つの、主色が青の固体発光体のそれぞれのピーク発光波長とは異なる、請求項２５に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項２９】
前記ルミホリック材料は、前記少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体、および前記少なくとも１つの、主色が青の固体発光体のいずれかから空間的に離隔している、請求項２８に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項３０】
前記複数の固体発光体のうちの少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体、または少なくとも１つの、主色が青の固体発光体からの発光を変換するように構成されたルミホリック材料をまったく含まない、請求項２５に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項３１】
追加の固体発光体をまったく含まない、請求項２５に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項３２】
前記少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体は、複数の、主色が赤の固体発光体を含むこと、
前記少なくとも１つの、主色が青の固体発光体は、複数の、主色が青の固体発光体を含むこと、ならびに、
前記少なくとも１つの、電気的に活性化された補助固体発光体は、ピーク発光波長が５７６ｎｍ超から５９０ｎｍの範囲にある、複数の固体発光体を含むこと、
のうちのいずれかで特徴付けられる、請求項２５に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項３３】
前記少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体は、複数の、主色が赤の固体発光体を含み、前記複数の、主色が赤の固体発光体は、ピーク発光波長が異なる、少なくとも２つの、主色が赤の固体発光体を含むこと、ならびに、
前記少なくとも１つの、主色が青の固体発光体は、複数の、主色が青の固体発光体を含み、前記複数の、主色が青の固体発光体は、ピーク発光波長が異なる、少なくとも２つの、主色が青の固体発光体を含むこと、
のうちのいずれかで特徴付けられる、請求項２５に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項３４】
前記少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体、および前記少なくとも１つの、主色が青の固体発光体の発光間の混合を促進するように構成された混合要素および散乱要素のうちの少なくとも一方をさらに備える、請求項２５〜３３のいずれか一項に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項３５】
前記複数の固体発光体の各固体発光体は、前記複数の固体発光体のうちの少なくとも１つの隣接する固体発光体からの外側エッジ間隔が約１．０ｍｍ未満であるように配列されている、請求項２５〜３３のいずれか一項に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項３６】
前記複数の固体発光体と電気的に連通している、複数の導電リードと、
少なくとも２つの、互いに空間的に離隔していて電気的に連通している導電リードであって、前記固体発光体パッケージのどの固体発光体とも電気的に連通していない前記固体発光体パッケージを介して、少なくとも１つの導電経路を与える前記導電リードと、
をさらに備える、請求項２５〜３３のいずれか一項に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項３７】
ピーク発光波長が４８０ｎｍから５１０ｎｍ未満の範囲にある、少なくとも１つの追加固体発光体をさらに備える、請求項２５〜３３のいずれか一項に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項３８】
請求項２５〜３３のいずれか一項に記載の固体発光体パッケージを少なくとも１つ備えるランプまたは照明器具。
【請求項３９】
光合成に適した電磁スペクトルの放射によって植物の生長を促進するように適合された、請求項３８に記載のランプまたは照明器具。
【請求項４０】
植物の生長を促進する方法であって、請求項３８に記載のランプまたは照明器具を用いて、植物の少なくとも一部分を照明するステップを含む方法。
【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、２００９年１１月９日に出願された米国特許出願第１２／６１４５５３号の優先権を主張するものである。このような関連出願の開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、固体発光体に関し、固体発光体用パッケージと、固体発光体用パッケージを組み込んだ素子とを含む。
【背景技術】
【０００３】
色再現は、典型的には、演色評価数（ＣＲＩ  Ｒａ）を用いて測定する。ＣＲＩ  Ｒａは、８つの基準色を照明した場合の照明システムの演色と基準放射体の演色とを比較し、その相対的な測定値を平均して修正したものであり、すなわち、特定のランプで照明された物体の表面色のずれを表す相対的な尺度である。照明システムによって照明されている試験色のセットの色座標が、基準放射体によって放射されている同じ試験色の座標と同じであれば、ＣＲＩ  Ｒａは１００である。昼光は、ＣＲＩが高く（Ｒａは約１００）、白熱電球も、比較的これに近く（Ｒａは９５超）、蛍光照明は、正確さが劣る（典型的なＲａは７０〜８０）。
【０００４】
固体光源を利用して、有色（たとえば、非白色）のＬＥＤ光または（たとえば、白色または近白色として知覚される）白色のＬＥＤ光を与えることが可能であり、これらは、白色白熱ランプの置き換え候補として研究されてきた。固体照明素子は、たとえば、少なくとも１つの有機または無機発光ダイオード（「ＬＥＤ」）またはレーザを含むことが可能である。白色ＬＥＤランプの代表例として、ＩｎＧａＮおよび／またはＧａＮで作られ、蛍光体（典型的には、ＹＡＧｒＣｅまたはＢＯＳＥ）を被覆された青色ＬＥＤチップのパッケージが挙げられる。ＩｎＧａＮから作られる青色ＬＥＤは、効率が高い（たとえば、外部量子効率が６０％と高い）。青色ＬＥＤ／黄色蛍光ランプの場合、青色ＬＥＤチップは、波長が約４５０ｎｍの光を発生させ、蛍光体は、青色発光を受けてピーク波長が約５５０ｎｍの黄色蛍光を発生させる。青色ＬＥＤチップから発せられた青色光線の一部は蛍光体を通過し、青色光線の別の一部は、蛍光体に吸収され、この蛍光体は励起されて黄色光線を発する。観察者は、発せられた青色光および黄色光の混合を白色光として知覚する。青色ＬＥＤおよび黄色蛍光素子は、典型的には、有効性は高いもののＣＲＩ  Ｒａが中程度（たとえば、７０と８０の間）しかないか、ＣＲＩ  Ｒａは非常に高いものの有効性が低い。
【０００５】
寒色系白色光を強化して暖かみを増すには、様々な方法がある。白色光の暖かみを増すには、橙色蛍光体を用いるか、赤色蛍光体および黄色蛍光体の混合物を用いることが可能である。白色発光体からの寒色系白色発光に、米国特許第７０９５０５６号（Vitta）で開示されているように、赤色および／またはシアンのＬＥＤを補足して、光の暖かみを増すことも可能である。
【０００６】
黄色蛍光体を青色ＬＥＤで刺激する方法に代わる白色発光の方法としては、赤色、緑色、および青色（「ＲＢＧ」）の発光ダイオードを単一パッケージ内で組み合わせて使用する方法がある。赤色、緑色、および青色の発光体を組み合わせたスペクトル出力は、使用者が白色光として知覚することが可能である。赤色、緑色、および青色の各「純色」ダイオードの典型的な半値全幅（ＦＷＨＭ）波長範囲は、約１５ｎｍから約３０ｎｍである。これらのＬＥＤ（特に緑色と赤色のＬＥＤ）のＦＷＨＭ値が狭いために、赤色、緑色、および青色のＬＥＤを組み合わせて作られる光は、一般的な照明用途において有効性が低い場合がある。
【０００７】
既知の白色ＬＥＤランプの別の例として、紫外線（ＵＶ）ベースのＬＥＤと、赤色、緑色、および青色の蛍光体とを組み合わせたパッケージがある。このようなランプは、演色性については満足できるものの、ストークス損失のために有効性が低い。
【０００８】
半導体発光素子などの固体光源を、発光素子から発せられる光に対して保護、色強調、焦点合わせ、および同様の機能を提供することが可能なパッケージにマウントすることが知られている。そのようなパッケージの例が、米国特許出願公開第２００５／０２６９５８７号、第２００４／０１２６９１３号、および第２００４／００７９９５７号に開示されている。
【０００９】
既知の固体発光体素子については、出力効率および温度管理に関する懸念が存在する。光合成を促進する植物育成灯など、特定の最終用途では、人間の観察者にとって心地良い照明を意図した固体光源から得られる恩恵は限定的である。上記で参照した公報に記載されている固体発光体パッケージは、高出力の固体照明用途には好適かも知れないが、制御性、出力効率、温度管理、および製造性などの因子に関する懸念が存在する。そこで、依然として、それぞれが複数のＬＥＤを含む、改良されたパッケージ（たとえば、所望の最終用途に向けて光出力の品質、効率、温度特性、および／または制御性を強調または調整する機能を有するパッケージ）が必要とされており、このようなパッケージを組み込んだ、改良された素子が必要とされている。
【発明の概要】
【００１０】
本発明は、固体発光体に関し、固体発光体用パッケージと、固体発光体用パッケージを組み込んだ素子とを含む。
【００１１】
一態様では、本発明は固体発光体パッケージに関し、この固体発光体パッケージは、ピーク発光波長が５９０ｎｍから６８０ｎｍの範囲にある、少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体と、ピーク発光波長が４００ｎｍから４８０ｎｍの範囲にある、少なくとも１つの、主色が青の固体発光体と、からなる、複数の固体発光体を含んでおり、この固体発光体パッケージは、ピーク発光波長が５１０ｎｍと５７５ｎｍとの間の範囲にある、主色が緑の固体発光体をまったく含んでいない。この固体発光体パッケージは、以下の要素（ａ）〜（ｃ）のうちの少なくとも１つを含んでいる。（ａ）複数の固体発光体に電流を供給するように構成された複数の導電リードを含む共通リードフレーム。（ｂ）複数の固体発光体を構造的に支持するように構成された共通基板。（ｃ）複数の固体発光体の各固体発光体からの発光を反射するように構成された共通反射器。
【００１２】
別の態様では、本発明は、複数の固体発光体を含む固体発光体パッケージに関し、この複数の固体発光体は、（ｉ）ピーク発光波長が５９０ｎｍから６８０ｎｍの範囲にある、少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体と、（ｉｉ）ピーク発光波長が４００ｎｍから４８０ｎｍの範囲にある、少なくとも１つの、主色が青の固体発光体と、（ｉｉｉ）ピーク発光波長が４８０ｎｍから５１０ｎｍ未満の範囲または５７５ｎｍ超から５９０ｎｍの範囲にある、少なくとも１つの補助固体発光体と、を含む。この固体発光体パッケージは、ピーク発光波長が５１０ｎｍと５７５ｎｍとの間の範囲にある、主色が緑の固体発光体をまったく含まず、この固体発光体パッケージは、以下の要素（ａ）〜（ｃ）のうちの少なくとも１つを含んでいる。（ａ）複数の固体発光体に電流を供給するように構成された複数の導電リードを含む共通リードフレーム。（ｂ）複数の固体発光体を構造的に支持するように構成された共通基板。（ｃ）複数の固体発光体の各固体発光体からの発光を反射するように構成された共通反射器。
【００１３】
別の態様では、本発明は固体発光体パッケージに関し、この固体発光体パッケージは、複数の固体発光体と、複数の固体発光体と電気的に連通している、複数の導電リードと、固体発光体パッケージに関連付けられた少なくとも１つの導電経路と電気的に連通している、少なくとも２つの、空間的に離隔している導電リードであって、少なくとも１つの導電経路は、固体発光体パッケージのどの固体発光体とも導電連通していない、導電リードと、を含んでいる。
【００１４】
別の態様では、本発明は固体発光体パッケージに関し、この固体発光体パッケージは、複数の固体発光体と、複数の固体発光体と電気的に連通している、複数の第１の導電リードと、互いに電気的に連通していて、固体発光体パッケージの別々の側面に配置されている、少なくとも２つの第２の導電リードと、を含み、この少なくとも２つの第２の導電リードは、複数の固体発光体のうちのどの固体発光体とも導電連通していない。
【００１５】
以下の開示および添付の請求項から、本発明の他の態様、特徴、および実施形態がより詳細に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】単一パッケージ内に配列されて白色光を発生させることが可能な４つの固体発光体ダイオードを含む発光体素子パッケージの上方斜視図である。
【図２Ａ】図１のパッケージとほぼ同様の発光体素子パッケージの上方斜視図であって、レンズが複数の発光体ダイオードを覆っている図である。
【図２Ｂ】図２Ａの発光体素子パッケージの一部分の上方斜視図であって、レンズを省略して発光体ダイオードおよび関連構造物を露出させたパッケージを示す図である。
【図２Ｃ】図２Ｂの発光体素子パッケージの一部分の上面図である。
【図２Ｄ】図２Ａ〜２Ｃの発光体素子パッケージの底面図である。
【図３】多発光体素子パッケージの一部分を簡略化した上面図であって、３つの発光体と、これらの発光体から独立していてジャンパを受けるように構成された導電経路とを含むパッケージを示す図である。
【図４】３つの発光体とそれら３つの発光体から独立している導電経路とを有する多発光体素子パッケージを含む照明システムの少なくとも一部分を簡略化した上面図であって、多発光体素子パッケージの外部にあって導電経路と電気的に連通している、複数の電気的に操作可能な要素を含んでいるシステムを示す図である。
【図５】複数の発光体と３つの発光体から独立している導電経路とを有する第１の多発光体素子パッケージを含む照明システムの少なくとも一部分を簡略化した上面図であって、少なくとも１つの制御要素が導電経路と結合されて、第１の多発光体素子パッケージおよび第２の多発光体素子パッケージの少なくとも一方の動作に影響を及ぼすシステムを示す図である。
【図６】黒体軌跡および白色光領域を示すＣＩＥ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下では、添付図面を参照しながら、本発明をより詳細に説明する。添付図面には、本発明の実施形態を示す。しかしながら、本発明は、多様な形態での実施が可能であり、本明細書で説明する特定の実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本発明の範囲を当業者に伝えるために提供するものである。図面においては、各層および各領域のサイズおよび相対的なサイズを、明確さのために誇張している場合がある。
【００１８】
層、領域、または基板などの要素が別の要素の「上に（on）」にあるか、別の要素の「上まで（onto）」延びているように言及された場合、この要素は、その別の要素の直接上にある（接触している）か、その別の要素の直接上まで（接触するまで）延びていてもよく、介在要素が存在してもよいことを理解されたい。これに対し、要素が別の要素の「直接上に（directly on）」あるか、別の要素の「直接上まで（directly onto）」延びているように言及された場合は、介在要素が存在しない。また、要素が別の要素に「接続されて（connected）」いるか、別の要素と「結合されて（coupled）」いるように言及された場合、この要素は、その別の要素に直接接続されているか、その別の要素と直接結合されていてもよく、介在要素が存在してもよいことも理解されたい。これに対し、要素が別の要素に「直接接続されて（directly connected）」いるか、別の要素と「直接結合されて（directly coupled）」いるように言及された場合は、介在要素が存在しない。
【００１９】
特に断らない限り、本明細書で用いる用語（技術用語および化学用語を含む）は、本発明が属する当該技術分野の当業者が共通に理解する意味と同じ意味を有するものと解釈されたい。さらに、本明細書で用いる用語は、本明細書および当該技術分野の文脈における意味と一貫性がある意味を有するものとして解釈されるべきであること、ならびに、本明細書において特に断らない限り、理想化された意味、または過度に形式的な意味に解釈されるべきでないことを理解されたい。
【００２０】
本明細書で用いるように、固体発光体または固体発光素子という用語は、発光ダイオード、レーザダイオード、および／または他の、１つ以上の半導体層を含む半導体素子を含んでもよく、これらの半導体素子は、シリコン、シリコンカーバイド、窒化ガリウム、および／または他の半導体材料と、サファイア、シリコン、シリコンカーバイド、および／または他の超小型電子基板を含んでもよい基板と、金属および／または他の導電材料を含んでもよい１つ以上の接触層と、を含んでもよい。
【００２１】
本発明の実施形態による固体発光素子は、シリコンカーバイド基板上に組み立てられた、第ＩＩＩ−Ｖ族窒化物（たとえば、窒化ガリウム）ベースのＬＥＤまたはレーザを含んでもよく、たとえば、Cree, Inc. of Durham, N.C.が製造販売しているもののような素子を含んでもよい。そのようなＬＥＤおよび／またはレーザは、いわゆる「フリップチップ」方向に基板を貫通する発光を行うように動作するよう構成可能である。
【００２２】
本明細書に開示の固体発光体は、飽和型であっても非飽和型であってもよい。本明細書で用いる「飽和型（saturated）」という用語は、純度が少なくとも８５％であることを意味し、「純度（purity）」という用語の意味は当業者には周知であり、純度を計算する方法も当業者には周知である。
【００２３】
本発明の一態様は、主色が緑の固体発光体をまったく含まない固体発光体パッケージにおける、少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体、および、少なくとも１つの、主色が青の固体発光体の使用に関する。この少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体、および、少なくとも１つの、主色が青の固体発光体は、それぞれが、少なくとも１つのＬＥＤを含むことが好ましい。発光体パッケージは、以下の（ａ）〜（ｃ）の機能のうちの少なくとも１つを含むことが好ましく、少なくとも２つを含むことがより好ましく、３つすべてを含むことがさらに好ましい。（ａ）固体発光体に電流を供給するように構成された複数の導電リードを含む共通リードフレーム。（ｂ）固体発光体を構造的に支持するように構成された共通基板。（ｃ）複数の固体発光体の各固体発光体からの発光を反射するように構成された共通反射器。
【００２４】
主色が赤の固体発光体および主色が青の固体発光体の両方を単一パッケージ内に配置することで、異なる色の光源を近接させることによる色混合の強化が可能である。主色が青の発光体（ＩｎＧａＮベースのＬＥＤなど）の使用が望ましいのは、効率が高いためである。主色が赤の発光体（赤色ＬＥＤなど）の使用が望ましいのは、結果として得られる混合光の暖かみおよびスペクトル幅を強化するためである。主色が緑の発光体（緑色ＬＥＤなど）は、主色が青の発光体から発せられる光の暖かみを強化することに関しては、主色が赤の発光体ほど有効ではなく、効率に関しては、主色が青の発光体ほど高くない。結果として、出願者らは、少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体、および、少なくとも１つの、主色が青の固体発光体を含む固体発光体パッケージから緑色ＬＥＤを省略しても、効率に悪影響を及ぼさないことを見出した。さらに、最終用途によっては、緑色光のメリットがない場合には、主色が緑の発光体を省略することによって、主色が緑の発光体を無駄に含むことと、これに伴うエネルギの無駄とが解消される。たとえば、植物の緑葉は、赤色光および青色光を容易に吸収するが、緑色光は反射する。光合成に適した電磁スペクトルの放射によって植物の生長を促進することを意図した植物育成灯においては、主色が緑の固体発光体を含むことにはメリットはない。
【００２５】
本明細書において固体発光体に用いる「主色が赤の（principally red）」という用語は、発光体のピーク発光波長がある範囲に入ることを意味しており、この範囲は、約５９０ｎｍから約６８０ｎｍであることが好ましく、約５９５ｎｍから約６７５ｎｍであることがより好ましく、約６００ｎｍから約６７０ｎｍであることがより好ましく、約６１０ｎｍから約６６０ｎｍであることがさらに好ましい。
【００２６】
本明細書において固体発光体に用いる「主色が青の（principally blue）」という用語は、発光体のピーク発光波長がある範囲に入ることを意味しており、この範囲は、約４００ｎｍから約４８０ｎｍであることが好ましく、約４０５ｎｍから約４７５ｎｍであることがより好ましく、約４１０ｎｍから約４７０ｎｍであることがより好ましく、約４２０ｎｍから約４６０ｎｍであることがさらに好ましい。
【００２７】
本明細書において固体発光体に用いる「主色が緑の（principally green）」という用語は、発光体のピーク発光波長がある範囲に入ることを意味しており、この範囲は、５１０ｎｍから５７５ｎｍであることが好ましく、あるいは、５１０ｎｍと５７５ｎｍとの間であることがより好ましい。
【００２８】
本明細書で用いる「多発光体パッケージ（multi-emitter package）」または単に「発光体パッケージ（emitter package）」という用語は、大まかには、複数の固体発光体と、共通リードフレーム、共通サブマウント、および共通反射器のうちの少なくとも１つとの組み合わせを含む発光素子を意味する。
【００２９】
固体発光体およびルミホリック（lumiphoric）材料は、発光波長範囲が比較的狭いことが認識されているが（たとえば、多くの場合、半値全幅波長幅は約２０ｎｍ未満である）、このような発光体および変換材料に割り当てられる個々の色は、出力波長のピークまたは中心を意味していることを理解されたい。すなわち、個々の発光体およびルミホリック材料は、典型的には、それぞれが、発光が最大になる主波長またはピーク波長を有するが、個々の発光体およびルミホリック材料は、（典型的には、かなり低い強度および効率で）それぞれの主波長またはピーク波長以外の、ある波長範囲の発光を行う場合がある。
【００３０】
一実施形態では、固体発光体パッケージが、少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体と、少なくとも１つの、主色が青の固体発光体と、を含む複数の固体発光体を含んでおり、ピーク発光波長が４８０ｎｍから５１０ｎｍ未満の範囲にある（たとえば、主色がシアンの）、または５７５ｎｍ超から５９０ｎｍの範囲にある（たとえば、主色が黄および／またはアンバーの）、少なくとも１つの補助固体発光体による補助を受けることが可能である。また、この複数の固体発光体には、主色が緑の固体発光体がまったく含まれない。少なくとも１つの補助固体発光体は、主色が緑のスペクトルの中でピーク発光が起こらないようにしながら、パッケージの集合スペクトル出力におけるスペクトルギャップを小さくするように動作する。発光体パッケージは、以下の（ａ）〜（ｃ）の機能のうちの少なくとも１つを含むことが好ましく、少なくとも２つを含むことがより好ましく、３つすべてを含むことがさらに好ましい。固体発光体に電流を供給するように構成された複数の導電リードを含む共通リードフレーム。（ｂ）固体発光体を構造的に支持するように構成された共通基板。（ｃ）複数の固体発光体の各固体発光体からの発光を反射するように構成された共通反射器。
【００３１】
様々な方法により、本明細書に開示の固体発光体パッケージの集合発光を所望の最終用途に合わせて調整することが可能である。一実施形態では、固体発光体パッケージ内の複数の固体発光体の各発光体への電流を個別に制御することが可能であり、あるいは、主色が異なる様々な固体発光体群への電流を個別に制御することが可能である。主色が異なる様々な固体発光体への電流を個別に制御することにより、使用者は、光束の調節とともに、出力色の調節または調整が可能になる。一実施形態では、電流を調節するために、少なくとも１つの電流調節器を、各固体発光体または様々な固体発光体群に直接、または切り替え可能に、電気的に接続することが可能である。所望の光束および／または出力色を与えるために、一実施形態では、複数の固体発光体のうちの１つ以上の固体発光体を、他の固体発光体に電流が供給されている間、不活性にすることが可能である。一実施形態では、所望の光束および／または出力色を与えるために、主色が異なる発光体の数および／またはサイズを調節することが可能である。一実施形態では、固体発光体パッケージからの集合発光を調整する前述の方法の任意の１つ以上を組み合わせて、さらなる利点を生み出すことが可能である。
【００３２】
一実施形態では、本明細書に記載のパッケージ内の、異なる複数の主色の固体発光体を、図６に示すようなＣＩＥ色度図に描かれた黒体軌跡に沿う（または黒体軌跡のそばの）１つ以上の点に対して三角形をなす（triangulate to）ように、作用的に調節または制御することが可能である（８００ｎｍの角から始まっている曲線は黒体軌跡を表している）。一実施形態では、前述の１つ以上の点は、１９３１ＣＩＥ色度図上の黒体軌跡上の少なくとも１つの点の１０個のマクアダム楕円内にあってもよい。
【００３３】
一実施形態では、複数の固体発光体が、主色が同じである（すなわち、主色が赤か、主色が青か、主色がシアンか、主色が黄か、かつ／または、主色がアンバーである）複数の発光体を含んでおり、主色が同じである複数の発光体のピーク発光波長が様々である。主色が同じであるこのような複数の発光体は、ピーク発光波長が異なってもよく、そのようなピーク波長間の差は、場合によっては、少なくとも約２ｎｍであることが好ましく、少なくとも約４ｎｍであることがより好ましく、少なくとも約８ｎｍであることがより好ましく、少なくとも約１５ｎｍであることがより好ましく、少なくとも約３０ｎｍであることがより好ましく、少なくとも約４０ｎｍであることがさらに好ましい。たとえば、主色が赤である２つのＬＥＤは、ピーク発光波長が約６４０ｎｍである第１の、赤色の発光体と、（６４０ｎｍの赤色ＬＥＤとの差が３５ｎｍである）ピーク発光波長が約６０５ｎｍである第２の、ポートランドオレンジ色ＬＥＤと、であってもよく、主色が青である２つのＬＥＤは、ピーク発光波長が約４５０ｎｍである第１の青色ＬＥＤと、ピーク発光波長が約４６０ｎｍである第２の青色ＬＥＤと、であってもよい。各発光体への電流は、個別制御可能であることが好ましい。主色が同じであってピーク波長が異なる複数の発光体を使用することにより、色制御能力が向上し、集合発光のスペクトル幅が増大する。
【００３４】
実施形態によっては、多発光体パッケージの各固体発光体は、主に、可視範囲内の出力発光によって特徴付けられる。本明細書に開示の固体発光体パッケージの各種実施形態は、ピーク発光が紫外スペクトルに入る固体発光体をまったく含まなくてもよい。
【００３５】
実施形態によっては、本明細書に開示の固体発光体パッケージは、入力（または刺激）波長範囲の光を受け、そのような光を変換して、（白色として知覚可能な色の組み合わせを含む）様々な所望の色のいずれかになる、異なるピーク波長（または波長範囲）の放射（光）を発生させるように構成された、少なくとも１つのルミネセント（発光性）（「ルミホリック（発光性）」とも呼ばれる）材料（蛍光体、シンチレータ、ルミホリックインクなど）および／またはフィルタを含んでもよい。ルミホリック材料は、アップコンバート機能（すなわち、より高いピーク波長のスペクトルを出力する機能）またはダウンコンバート機能（すなわち、より低いピーク波長のスペクトルを出力する機能）を提供することが可能である。固体発光体パッケージにルミホリック材料を含めることは、そのような材料をカプセル材料に追加すること、または、そのような材料をレンズに追加すること、または、そのような材料を１つ以上のＬＥＤに直接被覆することによって達成可能である。ルミホリック材料は、１つ以上の個別の固体発光体にコンフォーマル被覆してもよい。一実施形態では、ある個別の固体発光体または固体発光体群に、別の固体発光体または固体発光体群に対するよりも（たとえば、バインダと比較して）より厚い被覆、および／または、より高濃度のルミホリック材料を適用してもよい。他の材料（分散剤、散乱材料、および／または屈折率整合材など）をカプセル材料に含めてもよく、ルミホリック材料と組み合わせるかどうかは問わない。本発明の実施形態によれば、様々な光学要素（限定ではなく、コリメータなど）を固体発光体パッケージ内に設けてもよい。
【００３６】
一実施形態では、少なくとも１つのルミホリック材料を、固体発光体から離して配置して（すなわち、空間的に離隔させて）よい。少なくとも１つのルミホリック材料を離して配置することは、介在材料および／または空隙によってルミホリック材料を固体発光体から離隔させることにより、達成可能である。離して配置されたルミホリック材料は、関連付けられた固体発光体と微弱に熱結合させることが可能である。ルミホリック材料を離して配置することは、主色が異なる発光体同士の発光の混合を推進するうえで有益であろう。各種実施形態では、固体発光体と、離して配置された蛍光体との間の距離は、約０．５ｍｍが好ましく、約１．０ｍｍがより好ましく、約１．５ｍｍがより好ましいであろう。
【００３７】
関連付けられたルミホリック材料を有する固体発光体からの発光は、（別の波長への応答変換のために（for responsive conversion to another wavelength））そのルミホールによって完全に吸収されるか、固体発光体からの発光の一部分の透過を可能にするために一部分だけが吸収されてもよい。これによって、固体発光体およびルミホールの組み合わせが、１つの色ピークまたは２つの色ピークを発光することに適合可能にある（各色ピークは可視範囲内にあることが好ましい）。
【００３８】
本発明の実施形態では、１つ以上のルミホリック材料（たとえば、１つ以上の第１のルミホールおよび１つ以上の第２のルミホール）が使用可能である。この少なくとも１つの第１のルミホールおよび少なくとも１つの第２のルミホールの各ルミホールは、個別に蛍光体を含むことが可能である（あるいは、本質的に蛍光体からなることが可能であるか、蛍光体からなることが可能である）。この少なくとも１つのルミホールのそれぞれは、必要に応じて、１つ以上の高度に透過性の（たとえば、透明な、あるいはほぼ透明な、あるいは多少散乱性の）（たとえば、エポキシ、シリコーン、ガラス、または他の任意の好適な材料で作られた）バインダをさらに含むことが可能である（あるいは、本質的にそのバインダからなることが可能であるか、そのバインダからなることが可能である）。たとえば、ルミホールが１つ以上のバインダを含む場合は、その１つ以上のバインダの中で１つ以上の蛍光体を分散させることが可能である。一般には、ルミホールが厚いほど、蛍光体の重量パーセントを減らすことが可能である。蛍光体の重量パーセントは、一般に、ルミホールの全体の厚さに応じて、（たとえば、０．１重量パーセントから１００重量パーセントまでの）任意の値であってもよい。
【００３９】
一実施形態では、（ｉ）少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体、および／または（ｉｉ）少なくとも１つの、主色が青の固体発光体のいずれかからの発光を受けて変換するように、少なくとも１つのルミホリック材料を構成し、このルミホリック材料は、少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体、および少なくとも１つの、主色が青の固体発光体のそれぞれのピーク発光波長と異なる波長のピーク発光を行うように適合されている。この少なくとも１つのルミホリック材料のピーク波長と、少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体、および少なくとも１つの、主色が青の固体発光体のそれぞれのピーク波長との差の程度は、少なくとも約１０ｎｍであることが好ましく、少なくとも約２０ｎｍであることがより好ましく、少なくとも約３０ｎｍであることがより好ましく、少なくとも約４０ｎｍであることがより好ましく、少なくとも約５０ｎｍであることがさらに好ましい。一実施形態では、複数の固体発光体のうちの少なくとも２つの固体発光体のピーク発光波長が、少なくとも約５０ｎｍ離れている。
【００４０】
一実施形態では、（ｉ）少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体、（ｉｉ）少なくとも１つの、主色が青の固体発光体、および／または、（ｉｉｉ）少なくとも１つの（たとえば、主色がシアンの、かつ／または、主色が黄の、かつ／または、主色がアンバーの）補助固体発光体のいずれかからの発光を受けて変換するように、ルミホリック材料を構成し、このルミホリック材料は、少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体、少なくとも１つの、主色が青の固体発光体、および少なくとも１つの補助固体発光体のそれぞれのピーク発光波長と異なる波長のピーク発光を行うように適合されている。この少なくとも１つのルミホリック材料のピーク波長と、各固体発光体のピーク波長との差の程度は、前述の実施形態と矛盾がないものであることが可能である。少なくとも１つの補助固体発光体は、これを用いない場合にはより寒色系の色温度出力で特徴付けられるであろう発光体の組み合わせについて、ＣＲＩ  Ｒａを改善するように動作可能である。一実施形態による固体発光体パッケージが、１つの、主色が赤の固体発光体と、ピーク発光波長が約４５０ｎｍである、２つの、主色が青の固体発光体と、ピーク発光波長が約４８０ｎｍから約４９０ｎｍである、１つの、主色がシアンの固体発光体と、を含んでもよい。
【００４１】
一実施形態では、固体発光体パッケージが、少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体と、少なくとも１つの、主色が青の固体発光体と、少なくとも１つのルミホリック材料（たとえば、ＹＡＧ蛍光体または他の蛍光体）と、を含んでおり、これらは、組み合わされて、高ＣＲＩの暖色系白色温度を提供するように適合されている。前述のパッケージに複数の蛍光体および／または少なくとも１つの補助固体発光体を追加することにより、さらなる利点を生み出すことが可能である。
【００４２】
一実施形態では、固体発光体パッケージが、ポートランドオレンジ色の固体発光体を含む、少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体と、少なくとも１つの、主色が青の固体発光体と、を含むことにより、前述の（たとえば、蛍光体が強化された）実施形態に比べて、効率は高くなるが、ＣＲＩが低くなる。
【００４３】
ここで図１を参照すると、本発明のいくつかの実施形態による固体発光体パッケージ５０が、共通サブマウント１４および共通リードフレーム１１の上に（すなわち、これらの上に接触して、またはこれらと隣接して）配列された、複数の（たとえば、４つの）個別制御可能な固体発光体１２Ａ〜１２Ｄを含んでいる。図１では４つの固体発光体１２Ａ〜１２Ｄを示しているが、いくつでも必要な数の固体発光体を単一パッケージに実装できることを理解されたい。パッケージ５０は、モールドパッケージ本体１０を含んでおり、パッケージ本体１０は、パッケージ５０の中央領域にマウントされたリードフレーム１１およびレンズ２０を取り囲むか、少なくとも部分的に収容している。レンズ２０は、ほぼ半球形状であるように示されているが、他のレンズ形状であってもよい。サブマウント１４の上または上方に設けられた導電パターン１９と、ワイヤボンド１８とにより、発光体１２Ａ〜１２Ｄと、パッケージ本体１０の側面から延びる電気リード１５Ａ〜１５Ｄおよび１６Ａ〜１６Ｄとの間に導電経路が与えられる。電流の均一分布を促進してワイヤの発熱を減らすために、必要に応じて、ワイヤボンド１８を二重にしてもよい。相異なる極性同士（たとえば、アノードとカソード）のリードが、パッケージ本体１０の対向する側面に設けられるように、リード１５Ａ〜１５Ｄ、１６Ａ〜１６Ｄを配列することが可能であり、これによって、そのようなリードフレームを直列に使用してパッケージ同士を接続することが容易になる。パッケージ本体１０の各コーナーのそばに、位置合わせ機能またはモールドくぼみ８Ａ〜８Ｄを設けてもよい。レンズ２０の下に、周辺反射器２１を設けてもよい。混合器、拡散器など、各種の任意選択的な機能を、レンズ２０に加えて、またはレンズ２０の代わりに任意に設けてもよい。
【００４４】
パッケージ５０の寸法は、圧着／トリミング後のリード１５Ａ〜１５Ｄ、１６Ａ〜１６Ｄも含めて、７．０ｍｍ（長さ）×９．０ｍｍ（幅）であってもよい。単一パッケージ内に配置された４つの発光体１２Ａ〜１２Ｄの各発光体は、少なくとも１つの隣接する発光体からの外側エッジ間隔が約１．０ｍｍ未満であるように配列されてもよく、約０．５ｍｍ未満であることがより好ましい。このように外側間隔が狭いことは、点光源を近似することによって、色が異なる複数の発光体を同時に動作させた場合に各色源が別々のものとして知覚されることを最小限に抑えて、色混合および影の低減を促進するためには望ましいことである。各固体発光体１２Ａ〜１２Ｄの上部放射面（表面）の面積は、約１．０ｍｍ２であってもよい。４つの固体発光体１２Ａ〜１２Ｄが存在する場合、パッケージ表面の総面積（約６３ｍｍ２）に対する固体発光体の上部放射面（表面）の面積の比は、約４／６３、すなわち、約６．３％である。一代替実施形態では、１つ以上の発光体の上部放射面（表面）の面積は少なくとも約１．４ｍｍ２であってもよく、このような発光体が、同じパッケージ表面の総面積（約６４ｍｍ２）中に４つ存在すると仮定すると、パッケージ表面の総面積に対する固体発光体の上部放射面（表面）の面積の比は、少なくとも約５．６／６３、すなわち、少なくとも約８．９％である。同様の実施形態では、一体型リードフレームと、任意選択的に一体型ＥＳＤ素子とを有する多発光体パッケージを特徴付けることが可能な、パッケージ上面（表面）の総面積に対する固体発光体上面（表面）の面積の比は、少なくとも約４％であることが好ましく、少なくとも約５％であることがより好ましく、少なくとも約６％であることがより好ましく、少なくとも約７％であることがより好ましく、少なくとも約８％であることがより好ましく、少なくとも約９％であることがより好ましく、少なくとも約１０％であることがさらに好ましい。本明細書に記載の多発光体パッケージでは、様々な色の固体発光体（たとえば、赤および青、任意選択的に少なくとも１つの補助発光体による補助）または固体発光体とルミホールとの様々な組み合わせ（たとえば、青色発光体と黄色蛍光体との組み合わせ）の少なくとも１つまたはそれぞれの、パッケージ上面（表面）の総面積に対する固体発光体上面（表面）の面積の比が、少なくとも約１／６３（または約１．６％）であることが好ましく、少なくとも約１．４／６３（または約２．２％）であることがより好ましい。一実施形態では、このようなパッケージが、主色が異なる複数の固体発光体で構成されており、これには、（たとえば、白色光または、他の固体発光体のうちの１つ以上の固体発光体からの発光と異なるか、ほぼ同じであってもよい任意の好適な色または主色の光を発生させるための）少なくとも１つのルミホール変換された（lumiphor-converted）固体発光体が含まれている。
【００４５】
様々な色の、個別制御可能な、複数の固体発光体が存在することにより、小型光源からの高い光束で色を変化させる必要がある用途に対して柔軟な設計が可能である。本明細書に開示の多発光体パッケージの各発光体は、所望の用途に向けて色混合および影の低減を促進するために、互いの間隔が狭いことが好ましい。一実施形態では、エンタテインメント照明が、高光束の、回転する色を与える。別の実施形態では、色が変化する電球が、本明細書に開示の、少なくとも１つの固体発光体パッケージを含んでおり、好ましくは複数のパッケージを含んでいる。このような、色が変化する電球は、任意の好適なタイプであってもよく、限定ではなく例として、Ｒ１６、ＭＲ１６、ＭＲ１６Ａ、ＭＲ１６Ｂなどの電球タイプであってもよい。
【００４６】
本明細書に開示の発光体パッケージを、様々なタイプの光混合要素および／または照明素子と一体化するか、関連付けることが可能である。一実施形態では、参照により本明細書に組み込まれている米国特許出願公開第２００７／０１７０４４７号（Negleyら）に開示されているように、空間的に離隔しているルミホリック材料（たとえば、ルミホール薄膜）を含めることにより、発光体パッケージのスペクトル内容をシフトさせることが可能である。第１および第２のルミホール（たとえば、ルミホール薄膜、ルミホール被覆、および／またはルミホール分散）を、互いに間隔を空けて配置することが可能である。少なくとも１つの第２のルミホールが、少なくとも１つの固体発光体よりも、少なくとも１つの第１のルミホールから間隔を空けて、その少なくとも１つの第１のルミホールの外側に配置されることが好ましい。組み合わせ発光の演色評価数を改善するためには、このようなシフトを達成することが好ましい。複数のルミホールが間隔を空けて存在することにより、色混合が強化される。このことは、別々の色を発するように配列された複数の固体発光体を含む発光体パッケージとともに使用して、別々の色の同時発光として知覚されることを最小限に抑えるうえで有益であろう。本明細書に記載の固体発光体パッケージ（たとえば、パッケージ５０、５０’）は、前掲の米国特許出願公開第２００７／０１７０４４７号（Negleyら）に記載されている任意の１つ以上の特徴と組み合わせてもよい。
【００４７】
実施形態によっては、本明細書に記載の発光体パッケージ（たとえば、パッケージ５０、５０’）は、米国特許出願公開第２００８／０３０８８２５号（Chakrabortyら）に開示されているように、発光体群に対して、かつ／または個々の発光体に対して不均一な構成で配列された光散乱材料を用いて強化および／または調整することが可能である。前述のように、点光源を近似することによって、色が異なる複数の発光体を同時に動作させた場合に各色源が別々のものとして知覚されることを最小限に抑えるために、色が異なる複数の発光体を互いに近接させて配置することが望ましい。色が異なる複数の発光体（または複数の発光体と、複数の発光体／蛍光体の組み合わせ）（たとえば、図１の発光体１２Ａ〜１２Ｄ）を含む、本明細書に開示の複数の発光体パッケージが、観察者がパッケージを正面から見た場合（たとえば、視線がパッケージ本体１０の上面とほぼ垂直な場合）に白色（または所望の混合色）として知覚される光を発生させるように、組み合わせで動作することが可能であるが、観察者がパッケージを側面から見た場合（たとえば、視線がパッケージ本体１０の上面とほぼ平行な場合）またはいくらかの角度を付けて見た場合には、（白色または別の所望の混合色ではなく）別々の色の光として知覚される可能性がある。パッケージ本体１０の上面に垂直に発せられる光の強度を過度に低減することなく、この効果を克服するためには、１つ以上の散乱要素（たとえば、カプセル材料内に分散された散乱要素）を、散乱要素がない場合には浅い角度でパッケージから発せられるであろう光と相互作用するように配列することが可能であり、パッケージ本体１０の上面に垂直な方向に発光体から発せられた光が、より低い濃度（たとえば、低濃度またはゼロ濃度）の散乱要素、または別のタイプの散乱要素と相互作用するようにすることが可能である。
【００４８】
個別制御可能な固体発光体は、任意の好適なレベルの電流で駆動可能である。一実施形態では、各発光体は、最大で少なくとも約７００ｍＡの電流で駆動されるように適合されている。各種実施形態では、固体発光体パッケージ内で各発光体に、３５０ミリアンペア、７００ミリアンペア、またはそれ以上の電流を供給することが可能である。各種実施形態では、本明細書に開示の発光パッケージであって、主色が異なる複数の発光体を含んでいる発光パッケージの総ルーメン出力が、少なくとも約３００ルーメンであることが好ましく、少なくとも約３５０ルーメンであることがより好ましく、少なくとも約４００ルーメンであることがさらに好ましい。各種実施形態では、本明細書に記載の固体発光体パッケージのＣＲＩは、少なくとも約８０である。各種実施形態では、本明細書に記載の固体発光体パッケージの有効性は、少なくとも約２５ルーメン／ワットである。
【００４９】
引き続き図１を参照すると、リードフレーム１１は、熱伝導材料（たとえば、金属）を含むことが好ましく、電気的に活性であってもなくてもよいヒートシンクとして動作することが好ましい。サブマウント１４は、熱伝導性であって電気的絶縁性である材料（たとえば、窒化アルミニウム、セラミックなど）を含むことが好ましい。サブマウント１４は、任意の従来の方法（たとえば、熱伝導ペースト）により、リードフレーム１１に接続してもよい。好ましいサブマウントが電気的絶縁性であることから、固体発光体１２Ａ〜１２Ｄへの／からの導電経路を確立するために、パターン１９およびワイヤボンド１８を設けてもよい。
【００５０】
静電放電保護（ＥＳＤ）素子１３Ａ〜１３Ｄ（ツェナダイオードなど）（または代替として、セラミックキャパシタ、過渡電圧サプレッサ（ＴＶＳ）ダイオード、多層バリスタ、および／またはショットキーダイオードなどのＥＳＤ素子）が、パッケージ５０と一体化しており、サブマウント１４の上に配列されて、固体発光体１２Ａ〜１２Ｄを有害な静電放電から保護する。図示した実施形態では、各固体発光体１２Ａ〜１２Ｄが、関連付けられたＥＳＤ素子１３Ａ〜１３Ｄを有している。別の実施形態では（たとえば、複数の発光体１２Ａ〜１２Ｄを直列接続しなければならない場合は）、素子５０に関連付けられた（たとえば、素子５０内かつ／または素子５０上にある）個別アドレス指定可能な経路または個別導電経路のそれぞれが、関連付けられたＥＳＤ素子１３Ａ〜１３Ｄを含んでいる。各ＥＳＤ素子１３Ａ〜１３Ｄは、サブマウント１４上に表面実装してもよい。
【００５１】
熱を固体発光体１２Ａ〜１２Ｄからパッケージ５０の底部側に逃がすために、熱伝導性ヒートシンク（たとえば、金属または他の伝導性スラグ）を、サブマウント１４の下に設けて、サブマウント１４と（たとえば、リードフレーム１１を介して）熱連通させることが好ましい。このヒートシンクは、電気的に不活性であることが好ましく、電気的絶縁性サブマウントを用いることによって不活性にされ得るこのヒートシンクは、（たとえば、より厚いゲージまたは他の方法で質量および／または厚さを増したリードフレームの一部分として）リードフレームと一体成形されてもよい。または、任意の好適な製造工程に従って、リードフレームのすぐそばにヒートシンクを配置してもよい。サブマウントを設けた場合は、固体発光体から発せられる熱の、外側への拡散を促進するために、ヒートシンクは、サブマウントより長いか、かつ／または幅広であることが好ましい。
【００５２】
一実施形態では、サブマウント１４はなくてもよく、発光体１２Ａ〜１２Ｂ（および任意選択的にＥＳＤ素子１３Ａ〜１３Ｄ）をリードフレーム１１の上または上方にマウントする。リードフレームは、電気的に活性であってもなくてもよい。リードフレームの一部分またはすべてを電気的に隔離する必要がある場合は、電気的絶縁材料（たとえば、薄膜または選択的にパターン化された領域）をリードフレームと発光体との間に配置してもよく、この場合は、発光体および／またはＥＳＤ素子１３Ａ〜１３Ｄとの電気的接続を与えるために電気的パターンおよび／またはワイヤボンドを設ける。代替として、または追加で、ヒートシンクまたはスラグの電気的隔離を促進するために、リードフレームの少なくとも一部分と下層のヒートシンクまたはスラグとの間に電気的絶縁材料を配置してもよい。別の実施形態では、固体発光体（および任意選択的にＥＳＤ素子）を、ヒートシンクまたはスラグの上または上方にマウントしてもよい。ヒートシンクまたはスラグは、電気的に活性であってもよく、これにマウントされる素子の底部側接点として使用してもよい。この場合は、任意選択的に、電気的絶縁材料をヒートシンクまたはスラグの下に配置する。代替として、または追加で、ヒートシンクまたはスラグと、その上に配置される発光体との間に電気的絶縁材料を配置してもよく、あるいは、選択的にパターン化してもよい。
【００５３】
一実施形態では、発光体１２Ａ〜１２Ｄは、主色が赤のＬＥＤ１２Ｄと、蛍光体（または他のルミホリック材料）を含まない、第１の、主色が青のＬＥＤ１２Ｂと、第２の、主色が青のＬＥＤ１２Ｃと、関連付けられた黄色（または他の色）の蛍光体を有する、第３の、主色が青のＬＥＤ１２Ａと、を含んでおり、青色ＬＥＤ１２Ａと黄色蛍光体との組み合わせは、白色光を発するように構成されている。各固体発光体１２Ａ〜１２Ｄは、別々のリード対１５Ａ−１６Ａ、１５Ｂ−１６Ｂ、１５Ｃ−１６Ｃ、１５Ｄ−１６Ｄを介して個別制御可能である。したがって、パッケージ５０は、任意の１つ、２つ、３つ、または４つのＬＥＤ１２Ａ〜１２Ｄを用いて動作可能である。
【００５４】
ここまで、発光体１２Ａ〜１２Ｄを、固体発光体およびルミホールの特定の組み合わせを実装するものとして記載してきたが、任意の必要な数および色の、本明細書に開示の固体発光体およびルミホールが使用可能であることを理解されたい。
【００５５】
図２Ａ〜２Ｄは、図１に関して例示および説明したパッケージ５０とほぼ同様の発光体素子パッケージ５０’を描いている。パッケージ５０’は、共通サブマウント１４’および共通リードフレーム１１’の上に４つの固体発光体１２Ａ’〜１２Ｄ’が配列されている。パッケージ５０’は、モールドパッケージ本体１０’を含んでおり、パッケージ本体１０’は、パッケージ５０’の中央領域にマウントされたサブマウント１４’およびレンズ２０’を取り囲んでいる。サブマウント１４’の上または上方に設けられた導電パターン１９’と、ワイヤボンド１８’とにより、固体発光体１２Ａ’ 〜１２Ｄ’と、パッケージ本体１０’の側面から延びる電気リード１５Ａ’ 〜１５Ｄ’および１６Ａ’ 〜１６Ｄ’との間に導電経路が与えられる。相異なる極性同士（たとえば、アノードとカソード）のリードが、パッケージ本体１０’の対向する側面に設けられるように、リード１５Ａ’ 〜１５Ｄ’、１６Ａ’ 〜１６Ｄ’を配列することが可能である。パッケージ本体１０’の各コーナーのそばに、位置合わせ機能またはモールドくぼみ８Ａ’ 〜８Ｄ’を形成してもよい。レンズ２０’の下に、周辺反射器２１’を設けてもよい。熱を固体発光体１２Ａ’ 〜１２Ｄ’から逃がすために、（任意選択的にリードフレーム１１’と一体化かつ／または一体成形された）熱伝導性ヒートシンクまたはスラグ１７’を、パッケージ５０’の裏側に沿って露出させ、サブマウント１４’と熱連通させている。ヒートシンクまたはスラグ１７’は、露出面の面積が、サブマウント１４’の表面の面積より大きいことが好ましい。
【００５６】
複数の固体発光体を含むパッケージの詳細構造および特徴については、以下の米国特許ならびに米国特許出願公開に開示されている。米国特許出願公開第２００８／０１２１９２１号（Lohら）、米国特許出願公開第２００８／００１２０３６号（Lohら）、米国特許出願公開第２００７／０２５３２０９号（Lohら）、および米国特許第７４５６４９９号（Lohら）。本明細書に記載の固体発光体パッケージは、上述のLohらの米国特許および米国特許出願公開のうちの任意の１つ以上の特徴と組み合わせてもよく、限定ではなく例として、二重厚みリードフレーム構造、全体的な電気パターン、ならびに各種構成要素の材料および組立方法と組み合わせてもよい。
【００５７】
一実施形態では、上述したような固体発光体パッケージ（たとえば、パッケージ５０、５０’）が、複数の固体発光体に加えて複数のルミホールを含む。たとえば、図１の実施形態と比較すると、少なくとも２つの別々のＬＥＤ１２Ａ〜１２Ｄに、別々のルミホール（たとえば、蛍光体）を被覆してもよい。代替として、色が異なる複数の発光体と相互作用するように構成された複数のルミホールを組み合わせてもよく、そのような組み合わせを、被覆（たとえば、コンフォーマル被覆）または他の方法で、少なくとも２つ、少なくとも３つ、または少なくとも４つの固体発光体１２Ａ〜１２Ｄの上に配置してもよい。たとえば、複数のルミホールを、カプセル材料と組み合わせたり、かつ／または、レンズに被覆したり、レンズと一体化させたりしてもよく、これらの場合は、複数の蛍光体を、１つの固体発光体、２つの固体発光体、または３つ以上の固体発光体と相互作用させるように配列する。たとえば、参照により本明細書に組み込まれている米国特許出願公開第２００６／０１５２１４０号（Brandes）および米国特許出願公開第２００７／０２２３２１９号（Medendorpら）には、複数のルミホールと複数の固体発光体との様々な組み合わせが記載されている。ＬＥＤダイ部品および蛍光体種を適切に選択することにより、発光素子の光出力を、関心対象の色温度に近づけることが可能である。米国特許出願公開第２００６／０１５２１４０号（Brandes）に記載されているように、多発光体パッケージ内に配置される個別発光体のサイズ（たとえば、発光面積または前面面積）および／または数は、色が異なる複数の発光体の間の性能差を少なくとも部分的に補償するように変化させてもよい。
【００５８】
一実施形態では、固体発光体パッケージが、複数の固体発光体と、この複数の固体発光体と電気的に連通している複数の導電リードと、この固体発光体パッケージに関連付けられている少なくとも１つの導電経路と電気的に連通している、少なくとも２つの、空間的に離隔している導電リードと、を含んでおり、この少なくとも１つの導電経路は、固体発光体パッケージのどの固体発光体とも電気的に連通していない。この少なくとも１つの導電経路は、ジャンパまたは制御要素を含むことを受け容れることが可能である。
【００５９】
図３は、３つの固体発光体１１２Ａ〜１１２Ｃを含む多発光体パッケージの簡略化された部分１１１を示す。このレイアウトは、図２Ｂに示したレイアウトと同様であるが、４つめの発光体を省略している。電気リード１１５Ａ〜１１５Ｄおよび１１６Ａ〜１１６Ｄは、パッケージの中央領域から見て、水平方向に外側に延びている。サブマウント１１４が、導電パターンまたはパッド１１９Ａ、１１９Ｂ、１２０Ｂ、１１９Ｃ、１２０Ｃ、１１９Ｄ、１２０Ｄを含んでおり、サブマウント１１４は、発光体１１２Ａ〜１１２Ｃの支持に用いられている。各発光体１１２Ａ〜１１２Ｃは、発光体１１２Ａ〜１１２Ｃおよび関連付けられたパターンまたはパッド１１９Ａ、１１９Ｂ、１２０Ｂ、１１９Ｃ、１２０Ｃを含む電気的経路を閉じる、２つの関連付けられたワイヤボンド１１８を有している。導電パターン１１９Ｄ、１２０Ｄは、関連付けられたピン１２１、１２２を有しており、ピン１２１、１２２は、組み合わせとして、それらの間の導電経路を閉じるように適合された導電ジャンパ（図示せず）を受けるように配列されている。このようなジャンパおよびピン１２１、１２２は、導電パターン１１９Ｄ、１２０Ｄ、ワイヤボンド１１８Ｄ１、１１８Ｄ２、および接点１１５Ｄ、１１６Ｄとともに、固体発光体１１２Ａ〜１１２Ｃのどれとも電気的に連通していない、パッケージに関連付けられた導電経路を与える。代替として、ピン１２１、１２２の代わりに、制御要素（図示せず）と結合可能な従来型の（たとえば、はんだ付けされた）接点を用いてもよい。そのような制御要素としては、たとえば、センサ、スイッチ、リレー、トランジスタ、電流調整要素、および電圧調整要素のいずれかを含んでもよい。図３に関して記載したような、制御要素を多発光体パッケージで利用することに関しては、さらなる詳細を、図４−図５に関して後述する。図３に戻ると、接点１１５Ｄ、１１６Ｄは、空間的に互いに離隔しており、これらの接点は、多発光体パッケージの別々の（すなわち、対向する）側面に沿って配置されている。必要であれば、ピン１２１、１２２を含む経路と同様の導電経路を複数個、単一多発光体パッケージ内に設けてもよい。
【００６０】
一実施形態では、（たとえば、複数の固体発光体を含む）固体発光体パッケージに関連付けられた少なくとも１つの導電経路が、ジャンパを含んでいる。そのようなジャンパは、固体発光体パッケージの製造元または使用者によって、（たとえば、固体発光体パッケージのピンを介して）固体発光体パッケージに着脱可能に結合されてもよい。そのようなジャンパは、パーソナルコンピュータ基板上または他の回路基板上で相互接続を与えることが可能である。このジャンパにより、回路基板レイアウトの複雑さを減らすことを可能にでき、多層回路基板を不要にすることができる（あるいは、多層回路基板の層数を減らすことができる）。多層回路基板は、高価になる可能性があり、特に、金属コア基板が必要な場合には高価になる可能性がある。さらに、多層金属コア基板を使用すると、発光体パッケージから熱を抜き出す能力が低下する可能性がある。これは、相互接続層が複数個あると、相互接続層の熱抵抗が増えるために、金属回路基板コアからパッケージへの熱結合が減る可能性があるためである。一実施形態では、少なくとも１つの多発光体固体発光体パッケージが、この固体発光体パッケージに関連付けられた少なくとも１つの導電経路と電気的に連通している導電リードを少なくとも２つ含んでおり、この少なくとも１つの導電経路は、固体発光体パッケージのどの固体発光体とも導電連通していない。固体発光体パッケージに関連付けられた導電経路は、固体発光体パッケージの中および／または上に配置された経路を含んでもよい。（たとえば、固体発光体パッケージの中および／または上に配置された１つ以上の導電要素を介するなどして互いに）電気的に連通している少なくとも２つの導電リードが、空間的に互いに離隔していることが好ましく、このような空間的離隔は、固体発光体パッケージの別々の（たとえば、隣接した、または対向する）側面に導電リードを配置することを含んでいる。固体発光体パッケージは、導電コア（たとえば、金属コア）がない回路基板の第１の面と電気的に（かつ、好ましくは熱的にも）結合している。一実施形態では、前述の複数の発光体パッケージが、そのようなタイプの共通回路基板と結合されている。
【００６１】
一実施形態では、多発光体固体発光体パッケージに関連付けられた少なくとも１つの導電経路が、少なくとも１つの制御要素と結合されている。同様のタイプまたは別々のタイプの複数の制御要素を、たとえば互いに並列に、または直列に設けてもよく、これらは、固体発光体パッケージに関連付けられた、単一の導電経路に関連付けられているか、複数の導電経路に関連付けられているかに関わらず、設けてもよい。好適な制御要素の例としては、限定ではなく、センサ、スイッチ、トランジスタ、電流調整要素、電圧調整要素などがある。そのような制御要素を用いることにより、少なくとも１つの導電経路を含む固体発光体パッケージから空間的に離隔している１つ以上の電気的に操作可能な要素の動作を制御するか、それらの動作に影響を及ぼすことが可能であり、あるいは、そのような制御要素を用いることにより、固体発光体パッケージ内の１つ以上の発光体の動作を制御するか、それらの動作に影響を及ぼすことが可能である。したがって、制御要素から抽出された信号に対する応答として、１つ以上の発光体を動作させることが可能である。
【００６２】
図４を参照すると、照明システム２００の少なくとも一部分が、（ほぼ図３に示されたとおりのレイアウトを実装している）固体発光体パッケージ２５０を含んでおり、発光体パッケージ２５０は、発光体パッケージ２５０とは別個の（たとえば、発光体パッケージ２５０から空間的に離隔している）１つ以上の電気的に操作可能な要素２４１、２４２と電気的に連通している。電気リード２１５Ａ〜２１５Ｄおよび２１６Ａ〜２１６Ｄは、パッケージ２５０の中央領域から見て、対向する側面において水平方向に外側に延びている。３つのリード対２１５Ａ−２１６Ａ、２１５Ｂ−２１６Ｂ、２１５Ｃ−２１６Ｃは、パッケージ２５０の（図示されていない）３つの発光体とそれぞれ電気的に連通している。電気リード２１９Ｄ、２２０Ｄがパッケージ２５０の別の側面から延びており、これらは、残りのリード２１５Ｄ、２１６Ｄとそれぞれ導電連通している。リード２１５Ｄとリード２１９Ｄとの間、およびリード２２０Ｄとリード２１６Ｄとの間の導電連通を容易にするために、ワイヤボンドなどの介在導電要素を用いてもよい。制御要素２３０がリード２１９Ｄ、２２０Ｄと電気的に連通するように配置されており、制御要素２３０およびリード２１５Ｄ、２１６Ｄ、２１９Ｄ、２２０Ｄは、パッケージ２５０に関連付けられた（たとえば、パッケージ２５０の中および／または上にある）、パッケージ２５０のどの固体発光体からも独立している導電経路を形成している。１つ以上の制御要素２３０をパッケージ２５０から空間的に離隔させてもよく、このことは、たとえば、リモートセンシングおよび／またはリモート制御を可能にする点で有利であろう。１つ以上の電気的に操作可能な要素２４１、２４２を、リード２１５Ｄ、２１６Ｄと電気的に連通するように配置してもよく、要素２４１、２４２は、パッケージ２５０から空間的に離隔して、パッケージ２５０の外部にあってもよい。電気的に操作可能な要素２４１、２４２は、最終的には制御要素２５０と電気的に連通するように配置されるため、制御要素２３０は、そのような要素２４１、２４２の動作を制御するか、かつ／またはそれらの動作に影響を及ぼすように配置してもよい。電気的に操作可能な要素２４１、２４２は、補助発光体、冷却要素（たとえば、ファン、ヒートパイプなど）、使用者が知覚可能な警報要素または表示要素（たとえば、可視、可聴、触知可能、または同様の警報または表示を出力するように構成されたもの）、使用者が知覚可能なディスプレイ要素、または同様のアイテムであってもよい。制御要素２３０は、手動スイッチ、外部プロセッサ、または他の外部信号発生手段によって与えられるような制御入力２２９を受け取ることが可能である。一実施形態では、制御要素２３０は無線受信器を含んでおり、制御入力２２９を制御要素２３０へ無線伝達することが可能である。
【００６３】
各種実施形態では、制御要素２５０は、センサ、スイッチ、トランジスタ、電流調整要素、および電圧調整要素のうちのどれでも１つ以上含んでもよい。実施形態によっては、制御要素２３０は、光を検出する（入射光およびパッケージ２５０の１つ以上の発光体から発せられる光のいずれかの有無、色、および／または強度などを検出する）ように構成された少なくとも１つのセンサを含んでもよく、検出結果への応答として、電気的に操作可能な要素２４１、２４２の動作に影響を及ぼしてもよい。たとえば、電気的に操作可能な要素２４１、２４２は、周囲光条件および／またはパッケージ２５０の１つ以上の発光体から発せられる光によって決まるような、（たとえば、色および／または強度に関する）補助照明の必要性に応じて動作可能な１つ以上の発光体を含んでもよい。実施形態によっては、制御要素２３０は、動きセンサ、加速度計、温度センサ、圧力センサ、湿度センサ、化学センサ、歪みゲージ、電流センサ、電圧センサなどであってもよい。
【００６４】
図５を参照すると、照明システム３００の少なくとも一部分が、ほぼ図３に示されたとおりのレイアウトを実装している固体発光体パッケージ３５０（または一次発光体パッケージ３５０）を含んでおり、発光体パッケージ３５０は、発光体パッケージ３５０および／または１つ以上の外部素子（二次発光体パッケージ４５０など）の動作に影響を及ぼすことが可能な少なくとも１つの制御要素３３０と導電連通している。少なくとも１つの制御要素３３０は、発光体パッケージ３５０、４５０の動作を制御するか、それらの動作に影響を及ぼすように構成された１つ以上の二次導電経路を含んでもよく、これらの二次導電経路は、リード３１５Ｄ、３１９Ｄ、３２０Ｄ、３１６Ｄを含む、発光体パッケージ３５０の一次導電経路と導電連通していない。
【００６５】
電気リード３１５Ａ〜３１５Ｄおよび３１６Ａ〜３１６Ｄは、一次発光体パッケージ３５０の中央領域から見て、対向する側面において水平方向に外側に延びている。３つのリード対３１５Ａ−３１６Ａ、３１５Ｂ−３１６Ｂ、３１５Ｃ−３１６Ｃは、パッケージ３５０の（図示されていない）３つの発光体とそれぞれ電気的に連通している。電気リード３１９Ｄ、３２０Ｄがパッケージ３５０の別の側面から延びており、これらは、残りのリード３１５Ｄ、３１６Ｄとそれぞれ導電連通している。制御要素３３０（より具体的には、制御要素３３０の一部分３３１）は、リード３１９Ｄ、３２０Ｄと電気的に連通するように配置されており、制御要素３３０およびリード３１５Ｄ、３１６Ｄ、３１９Ｄ、３２０Ｄは、パッケージ３５０に関連付けられた、パッケージ３５０のどの固体発光体からも独立している導電経路を形成している。一実施形態では、制御要素３３０は、１つ以上のトランジスタ、リレー、または他の、電気的に操作可能なスイッチングおよび／または調整素子３３２、３３４を含んでもよく、一部分３３１は、１つ以上のセンサ出力信号を発生させるように構成された１つ以上のセンサを含んでおり、スイッチングおよび／または調整素子３３２、３３４の動作は、この１つ以上のセンサ出力信号への応答として行われる。一次固体発光体素子３５０の（図示されていない）３つの発光体に関連付けられたリード３１５Ａ、３１５Ｂ、３１５Ｃに、追加のスイッチングおよび／または調整要素３３５Ａ、３３５Ｂ、３３５Ｃを関連付けてもよい。さらに、処理要素３２８を制御要素３３０と電気的に連通させて、制御要素３３０の動作に影響を及ぼすようにしてもよい。
【００６６】
少なくとも１つの第１のスイッチングおよび／または調整素子３３２を、一次固体発光体パッケージ３５０の少なくとも１つの固体発光体と電気的に連通させてもよい。少なくとも１つの第２のスイッチングおよび／または調整素子３３４を、一次発光体パッケージ３５０とは別の少なくとも１つの電気的に操作可能な要素と電気的に連通させてもよく、この要素は、たとえば、任意選択的に４つの固体発光体（図示せず）を収容する二次固体発光体パッケージ４５０（または、二次パッケージ４５０に関連付けられた、少なくとも１つの制御要素４３５）である。図５に示したように、二次固体発光体パッケージ４５０が、４つのリード対４１５Ａ−４１６Ａ、４１５Ｂ−４１６Ｂ、４１５Ｃ−４１６Ｃ、４１５Ｄ−４１６Ｄを含んでもよく、これらのそれぞれが、関連付けられた入力導体４１０Ａ〜４１０Ｄを有し、二次固体発光体パッケージ４５０の（たとえば、図２Ｂに示したような）別々の固体発光体との電気的連通を与える。制御要素３３０の一部分３３１を含む第１の導電経路が、スイッチングおよび／または調整素子３３２、３３４を含む１つ以上の追加導電経路から独立している。たとえば、一部分３３１は、センサ、リレー、トランジスタ、または同様の要素を含んでもよく、一部分３３１の一次セグメントを通る一次導電経路と、一部分３３１の二次セグメントを通る二次導電経路と、を含んでおり、この一次および二次導電経路は、互いには導電結合されていない。
【００６７】
システム３００の動作中は、入力導体３１０Ａ〜３１０Ｄが一次発光体パッケージ３５０の入力リード３１５Ａ〜３１５Ｄに電力を供給する。第１の３つのリード３１５Ａ〜３１５Ｃが、一次発光体パッケージ３５０の３つの固体発光体（図示せず）に電力を供給する。第４のリード３１５Ｄおよび関連付けられた側面リード３１９が、制御要素３３０（または制御要素３３０の一部分３３１）に電力を供給する。入力部分３３１によって検出された条件または他の形式で入力部分３３１に対して要求された（たとえば、センサによって検出された、または外部入力によって要求された、または処理装置３２８によって要求された）条件に基づいて、制御要素３３０のスイッチングおよび／または調整素子３３２、３３４は、一次および二次発光体パッケージとそれぞれ関連付けられたスイッチングおよび／または調整素子３３５Ａ〜３３５Ｃ、４３５と関連して、一次および／または二次発光体パッケージ３５０、４５０の１つ以上の発光体の動作を制御するか、それらの動作に影響を及ぼすことが可能である。状況によっては、一次発光体パッケージ３５０の少なくとも一部分の動作を切り詰めるか停止し、二次発光体パッケージ４５０の少なくとも一部分の動作を増やすか、開始することを行ってもよく、この逆を行ってもよい。一次および二次発光体パッケージ３５０、４５０は、タンデム動作、または相補式動作、または互いに反対の形式の動作で、所望の光の色、強度、および／または信頼性を達成することが可能である。指定の条件（たとえば、過剰温度、誤動作／故障、不十分または不要な発光色および／または発光強度）に達したことに基づいて、パッケージ３５０とパッケージ４５０との間の自動切り替えを行ってもよい。追加の発光体および／または発光体パッケージを、直列または並列に配置してもよく、必要に応じてタンデム形式および／またはカスケード形式で動作させてもよい。所望の結果を達成するために、本明細書に開示の任意の好適な動作モードに従って、本明細書に記載の発光体および／または発光体パッケージを、大量に、配列として配置し、動作させてもよい。
【００６８】
本発明による素子を、参照により全体が本明細書に記載されているように本明細書に組み込まれている米国特許第７２１３９４０号に記載されているとおりに使用することが可能である。本明細書に開示の固体発光体パッケージから出る光の組み合わせは、他に光がない場合には、１９３１ＣＩＥ色度図上の座標（０．３２，０．４０）、（０．３６，０．４８）、（０．４３，０．４５）、（０．４２，０．４２）、（０．３６，０．３８）を有する点で定義される領域に入るｘ，ｙ色座標を有する光のサブ混合を生成する。
【００６９】
前述のように、本発明の一態様は、固体発光体パッケージに関するものであり、固体発光体パッケージは、複数の固体発光体と、この複数の固体発光体と電気的に連通している複数の導電リードと、この固体発光体パッケージに関連付けられている少なくとも１つの導電経路と電気的に連通している、少なくとも２つの、空間的に離隔している導電リードと、を含んでおり、この少なくとも１つの導電経路は、固体発光体パッケージのどの固体発光体とも導電連通していない。一実施形態では、複数の固体発光体の各固体発光体への電流を、複数の導電リードを用いて個別に制御することが可能である。一実施形態では、複数の固体発光体は、非白色固体発光体を含んでいる。一実施形態では、複数の固体発光体の各固体発光体は、複数の固体発光体のうちの少なくとも１つの隣接する固体発光体からの外側エッジ間隔が約１．０ｍｍ未満であるように配列されている。一実施形態では、複数の固体発光体のうちの少なくとも２つの固体発光体のピーク発光波長が、少なくとも約５０ｎｍ離れている。一実施形態では、固体発光体パッケージに関連付けられた少なくとも１つの導電経路が、ジャンパを含んでいる。一実施形態では、少なくとも２つの、空間的に離隔している導電リードは、固体発光体パッケージの別々の側面に配置されている。一実施形態では、固体発光体パッケージに関連付けられた少なくとも１つの導電経路が、少なくとも１つの制御要素を含んでいる。一実施形態では、少なくとも１つの制御要素は、複数の固体発光体のうちの少なくとも１つの固体発光体の動作を制御するか、その動作に影響を及ぼすように適合されている。一実施形態では、少なくとも１つの制御要素は、固体発光体パッケージから空間的に離隔している少なくとも１つの電気的に操作される要素の動作を制御するか、その動作に影響を及ぼすように適合されている。一実施形態では、少なくとも１つの制御要素は、センサ、スイッチ、トランジスタ、電流調整要素、および電圧調整要素のいずれかを含んでいる。一実施形態では、複数の固体発光体は、ピーク発光波長が５９０ｎｍから６８０ｎｍの範囲にある、少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体と、ピーク発光波長が４００ｎｍから４８０ｎｍの範囲にある、少なくとも１つの、主色が青の固体発光体と、を含んでおり、固体発光体パッケージは、ピーク発光波長が５１０ｎｍと５７５ｎｍとの間の範囲にある、主色が緑の固体発光体をまったく含んでいない。一実施形態では、発光素子が、上述のような固体発光体パッケージと、この固体発光体パッケージから空間的に離隔していて、この固体発光体パッケージに関連付けられた少なくとも１つの導電経路と作用的に結合された、少なくとも１つの固体発光体と、を含んでいる。
【００７０】
前述のように、本発明の別の態様は、固体発光体パッケージに関するものであり、固体発光体パッケージは、複数の固体発光体と、この複数の固体発光体と電気的に連通している複数の第１の導電リードと、互いに電気的に連通していて、この固体発光体パッケージの別々の側面に配置されている、少なくとも２つの第２の導電リードと、を含んでおり、この少なくとも２つの第２の導電リードは、複数の固体発光体のうちのどの固体発光体とも導電連通していない。一実施形態では、少なくとも１つの第２の導電リードは、少なくとも１つの制御要素と電気的に連通している。一実施形態では、少なくとも１つの制御要素は、複数の固体発光体のうちの少なくとも１つの固体発光体の動作を制御するか、その動作に影響を及ぼすように適合されている。一実施形態では、少なくとも１つの制御要素は、固体発光体パッケージから空間的に離隔している、少なくとも１つの、電気的に操作される要素の動作を制御するか、その動作に影響を及ぼすように適合されている。一実施形態では、少なくとも１つの制御要素は、センサ、スイッチ、トランジスタ、電流調整要素、および電圧調整要素のいずれかを含んでいる。一実施形態では、複数の固体発光体は、ピーク発光波長が５９０ｎｍから６８０ｎｍの範囲にある、少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体と、ピーク発光波長が４００ｎｍから４８０ｎｍの範囲にある、少なくとも１つの、主色が青の固体発光体と、を含んでおり、固体発光体パッケージは、ピーク発光波長が５１０ｎｍと５７５ｎｍとの間の範囲にある、主色が緑の固体発光体をまったく含んでいない。一実施形態では、発光素子が、上述のような固体発光体パッケージと、この固体発光体パッケージから空間的に離隔していて、少なくとも２つの第２の導電リードと電気的に連通している、少なくとも１つの固体発光体と、を含んでいる。
【００７１】
一実施形態は、本明細書に開示の固体発光体パッケージを少なくとも１つ含むランプを含んでいる。別の実施形態は、本明細書に開示の固体発光体パッケージを少なくとも１つ含む照明器具を含んでいる。一実施形態では、照明器具が、複数の固体発光体パッケージを含んでいる。一実施形態では、本明細書に開示の複数の固体発光体パッケージ同士を作用的に（たとえば、並列または直列に）接続し、かつ／または単一ランプまたは照明器具内で一体化させてもよい。一実施形態では、本明細書に開示の複数の固体発光体パッケージを、共通電流調節器と作用的に結合してもよい。別の実施形態では、各固体発光体パッケージに専用電流調節器を設けてもよい。一実施形態では、照明器具が、天井、壁、または他の面に埋め込んで取り付けるように構成されている。別の実施形態では、照明器具が、レール取り付け用として構成されている。
【００７２】
一実施形態では、本明細書に開示の発光体パッケージ、または、そのような発光体パッケージを少なくとも１つ組み込んだランプ、またはそのような発光体パッケージを少なくとも１つ組み込んだ照明器具が、光合成に適した電磁スペクトルの放射によって植物の生長を促進するように適合されている。
【００７３】
一実施形態では、格納容器が、閉鎖空間と、少なくとも１つの、本明細書に開示の固体発光体パッケージとを含んでおり、電力線に電流が供給されると、少なくとも１つの発光体パッケージが、閉鎖空間の少なくとも一部分を照明する。別の実施形態では、構造物が、面または物体と、少なくとも１つの、本明細書に開示の発光体パッケージとを含んでおり、電力線に電流が供給されると、この発光体パッケージが、面または物体の少なくとも一部分を照明する。別の実施形態では、本明細書に開示の発光体パッケージを用いて、植物、温室、水泳プール、部屋、倉庫、計器、道路、自動車、道路標識、広告看板、船、玩具、電子装置、家電製品、産業用機器、ボート、航空機、スタジアム、木、窓、庭、灯柱などのうちの少なくとも１つを含む場所を照明することが可能である。
【００７４】
したがって、先述の開示は、それぞれが複数のＬＥＤを含む様々な多発光体パッケージであって、光出力品質、効率、および／または制御性を向上させる特徴を有する多発光体パッケージと、このようなパッケージを組み込んだ素子とを開示するものである。
【００７５】
本明細書では、本発明の特定の態様、特徴、および例示的実施形態を参照しながら本発明を説明してきたが、当然のことながら、本発明の有用性は、そのように限定されるものではなく、むしろ、様々な他の変形形態、修正形態、および代替実施形態に拡張され、これらを包含するものであり、このことは、本明細書の開示に基づいて、本発明の分野の当業者に想起させるとおりである。特に断らない限り、本明細書に記載の様々な要素または特徴のいずれかを、本明細書に開示の他の特徴または要素とともに使用することも考えられる。これに対応して、以下で特許請求される本発明は、そのような変形形態、修正形態、および代替実施形態のすべてを本発明の趣旨および範囲に含むものとして、広く解釈されるべきものであるとする。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本明細書における特許請求の対象は、照明に用い得るような、改善された固体発光体パッケージと、これを利用する素子および方法とに関する。この対象は、産業上の利用可能性を有する。
【図１】
2013510439.tif 000003
【図２Ａ】
2013510439.tif 000004
【図２Ｂ】
2013510439.tif 000005
【図２Ｃ】
2013510439.tif 000006
【図２Ｄ】
2013510439.tif 000007
【図３】
2013510439.tif 000008
【図４】
2013510439.tif 000009
【図５】
2013510439.tif 000010
【図６】
2013510439.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成24年7月3日(2012.7.3)
【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】
複数の固体発光体と、
前記複数の固体発光体と電気的に連通している、複数の導電リードと、
前記固体発光体パッケージに関連付けられた少なくとも１つの導電経路と電気的に連通している、少なくとも２つの、空間的に離隔している導電リードと、
を備え、
前記少なくとも１つの導電経路は、前記複数の固体発光体のうちのどの固体発光体とも導電連通していない、固体発光体パッケージ。
【請求項２】
以下の要素（ａ）〜（ｃ）、すなわち、
（ａ）前記複数の固体発光体に電流を供給するように構成された複数の導電リードを含む共通リードフレームと、
（ｂ）前記複数の固体発光体を構造的に支持するように構成された共通基板と、
（ｃ）前記複数の固体発光体の各固体発光体からの発光を反射するように構成された共通反射器と、
のうちの少なくとも１つを備える、請求項１に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項３】
要素（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）のうちの少なくとも２つを備える、請求項２に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項４】
前記複数の固体発光体の各固体発光体への電流を、前記複数の導電リードを用いて個別に制御することが可能である、請求項１に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項５】
前記複数の固体発光体は、非白色固体発光体を含む、請求項１に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項６】
前記複数の固体発光体の各固体発光体は、前記複数の固体発光体のうちの少なくとも１つの隣接する固体発光体からの外側エッジ間隔が約１．０ｍｍ未満であるように配列されている、請求項１に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項７】
前記複数の固体発光体のうちの少なくとも２つの固体発光体のピーク発光波長が、少なくとも約５０ｎｍ離れている、請求項１に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項８】
前記少なくとも２つの、空間的に離隔している導電リードは、前記固体発光体パッケージの別々の側面に配置されている、請求項１に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項９】
前記固体発光体パッケージに関連付けられた前記少なくとも１つの導電経路が、ジャンパを含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項１０】
前記固体発光体パッケージに関連付けられた前記少なくとも１つの導電経路が、少なくとも１つの制御要素を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの制御要素は、前記複数の固体発光体のうちの少なくとも１つの固体発光体の動作を制御するか、前記動作に影響を及ぼすように適合されている、請求項１０に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの制御要素は、前記固体発光体パッケージから空間的に離隔している、少なくとも１つの、電気的に操作される要素の動作を制御するか、前記動作に影響を及ぼすように適合されている、請求項１０に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの制御要素は、センサ、スイッチ、トランジスタ、電流調整要素、および電圧調整要素のいずれかを含む、請求項１０に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項１４】
前記複数の固体発光体は、ピーク発光波長が５９０ｎｍから６８０ｎｍの範囲にある、少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体と、ピーク発光波長が４００ｎｍから４８０ｎｍの範囲にある、少なくとも１つの、主色が青の固体発光体と、ピーク発光波長が５７６ｎｍ超から５９０ｎｍの範囲にある、少なくとも１つの、電気的に活性化された補助固体発光体と、を含み、前記固体発光体パッケージは、ピーク発光波長が５１０ｎｍと５７５ｎｍとの間の範囲にある、主色が緑の固体発光体をまったく含んでいない、請求項１〜８のいずれか一項に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項１５】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の固体発光体パッケージと、前記固体発光体パッケージから空間的に離隔していて、前記固体発光体パッケージに関連付けられた前記少なくとも１つの導電経路と作用的に結合された、少なくとも１つの固体発光体と、を含む発光素子。
【請求項１６】
ピーク発光波長が５９０ｎｍから６８０ｎｍの範囲にある、少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体と、ピーク発光波長が４００ｎｍから４８０ｎｍの範囲にある、少なくとも１つの、主色が青の固体発光体と、ピーク発光波長が５７６ｎｍ超から５９０ｎｍの範囲にある、少なくとも１つの、電気的に活性化された補助固体発光体と、を含む、複数の電気的に活性化された固体発光体であって、前記固体発光体パッケージは、ピーク発光波長が５１０ｎｍと５７５ｎｍとの間の範囲にある、主色が緑の固体発光体をまったく含んでいない、前記複数の電気的に活性化された固体発光体と、
以下の要素（ａ）〜（ｃ）、すなわち、
（ａ）前記複数の固体発光体に電流を供給するように構成された複数の導電リードを含む共通リードフレームと、
（ｂ）前記複数の固体発光体を構造的に支持するように構成された共通基板と、
（ｃ）前記複数の固体発光体の各固体発光体からの発光を反射するように構成された共通反射器と、のうちの少なくとも１つと、
を備える固体発光体パッケージ。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体への電流、および前記少なくとも１つの、主色が青の固体発光体への電流を、個別に制御することが可能である、請求項１６に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体への電流、前記少なくとも１つの、主色が青の固体発光体への電流、および前記補助固体発光体への電流を、個別に制御することが可能である、請求項１６に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体、および前記少なくとも１つの、主色が青の固体発光体のいずれかからの発光の少なくとも一部分を変換するように構成されたルミホリック材料をさらに備え、前記ルミホリック材料のピーク発光波長は、前記少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体、および前記少なくとも１つの、主色が青の固体発光体のそれぞれのピーク発光波長とは異なる、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項２０】
前記ルミホリック材料は、前記少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体、および前記少なくとも１つの、主色が青の固体発光体のいずれかから空間的に離隔している、請求項１９に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項２１】
前記複数の固体発光体のうちの少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体、または少なくとも１つの、主色が青の固体発光体からの発光を変換するように構成されたルミホリック材料をまったく含まない、請求項２５に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項２２】
追加の固体発光体をまったく含まない、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項２３】
前記少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体は、複数の、主色が赤の固体発光体を含むこと、
前記少なくとも１つの、主色が青の固体発光体は、複数の、主色が青の固体発光体を含むこと、ならびに、
前記少なくとも１つの、電気的に活性化された補助固体発光体は、ピーク発光波長が５７６ｎｍ超から５９０ｎｍの範囲にある、複数の固体発光体を含むこと、
のうちのいずれかで特徴付けられる、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項２４】
前記少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体は、複数の、主色が赤の固体発光体を含み、前記複数の、主色が赤の固体発光体は、ピーク発光波長が異なる、少なくとも２つの、主色が赤の固体発光体を含むこと、ならびに、
前記少なくとも１つの、主色が青の固体発光体は、複数の、主色が青の固体発光体を含み、前記複数の、主色が青の固体発光体は、ピーク発光波長が異なる、少なくとも２つの、主色が青の固体発光体を含むこと、
のうちのいずれかで特徴付けられる、請求項１６〜２１のいずれか一項に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項２５】
前記少なくとも１つの、主色が赤の固体発光体、および前記少なくとも１つの、主色が青の固体発光体の発光間の混合を促進するように構成された混合要素および散乱要素のうちの少なくとも一方をさらに備える、請求項１６〜２４のいずれか一項に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項２６】
前記複数の固体発光体の各固体発光体は、前記複数の固体発光体のうちの少なくとも１つの隣接する固体発光体からの外側エッジ間隔が約１．０ｍｍ未満であるように配列されている、請求項１６〜２４のいずれか一項に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項２７】
前記複数の固体発光体と電気的に連通している、複数の導電リードと、
少なくとも２つの、互いに空間的に離隔していて電気的に連通している導電リードであって、前記固体発光体パッケージのどの固体発光体とも電気的に連通していない前記固体発光体パッケージを介して、少なくとも１つの導電経路を与える前記導電リードと、
をさらに備える、請求項１６〜２４のいずれか一項に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項２８】
ピーク発光波長が４８０ｎｍから５１０ｎｍ未満の範囲にある、少なくとも１つの追加固体発光体をさらに備える、請求項１６〜２４のいずれか一項に記載の固体発光体パッケージ。
【請求項２９】
請求項１６〜２４のいずれか一項に記載の固体発光体パッケージを少なくとも１つ備えるランプまたは照明器具。
【請求項３０】
光合成に適した電磁スペクトルの放射によって植物の生長を促進するように適合された、請求項２９に記載のランプまたは照明器具。
【請求項３１】
植物の生長を促進する方法であって、請求項２９に記載のランプまたは照明器具を用いて、植物の少なくとも一部分を照明するステップを含む方法。
【国際調査報告】
2013510439.tif 000012
2013510439.tif 000013