(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印加された電気信号に応答して光を発生するように構成された半導体発光装置と、
前記半導体発光装置によって発生した光を透過するように構成された封入材料であって、該封入材料が、そこに発光蛍光体粒子と非発光拡散粒子を含み、該発光蛍光体粒子が、発光活性剤でドープされた蛍光体ホスト材料を含み、該非発光拡散粒子が、該蛍光体ホスト材料を含む前記封入材料と、
を含み、
前記半導体発光装置に隣接した前記封入材料の第１の部分における前記非発光拡散粒子の第１の濃度が、該半導体発光装置からより離れた該封入材料の第２の部分における該非発光拡散粒子の第２の濃度とは異なり、
前記第１及び第２の濃度は、ゼロよりも大きく、
前記封入材料の前記第１の部分は、前記発光蛍光体粒子を含む封入材料の第１の層を含み、
前記封入材料の前記第２の部分は、前記非発光拡散粒子を含む封入材料の第２の層を含み、
前記封入材料の前記第２の層は、前記発光蛍光体粒子を実質的に含まず、
前記封入材料の前記第１の層は、前記半導体発光装置の上側表面上に設けられ、前記半導体発光装置の側壁と実質的に整列した側壁を有し、
前記封入材料の前記第２の層は、前記半導体発光装置の前記側壁と、前記封入材料の前記第１の層の前記側壁とを覆う
ことを特徴とする照明構造体。
【請求項２】
前記第１及び第２の部分の前記封入材料は、約１．６よりも大きくない屈折率を有することを特徴とする請求項１に記載の照明構造体。
【請求項３】
印加された電気的信号に応答して光を発生するように構成された半導体発光装置と、
前記半導体発光装置によって発生した光を透過するように構成された封入材料であって、そこに発光活性剤でドープされたイットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）蛍光体粒子とイットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）拡散粒子とを含む前記封入材料と、
を含み、
前記半導体発光装置に隣接した前記封入材料の第１の部分における前記イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）拡散粒子の第１の濃度が、該半導体発光装置からより離れた該封入材料の第２の部分における該イットリウムアルミニウムガーネット拡散粒子の第２の濃度とは異なり、
前記第１及び第２の濃度は、ゼロよりも大きく、
前記封入材料の前記第１の部分は、前記イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）蛍光体粒子を含む封入材料の第１の層を含み、
前記封入材料の前記第２の部分は、前記イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）拡散粒子を含む封入材料の第２の層を含み、
前記封入材料の前記第２の層は、前記イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）蛍光体粒子を実質的に含まず、
前記封入材料の前記第１の層は、前記半導体発光装置の上側表面上に設けられ、前記半導体発光装置の側壁と実質的に整列した側壁を有し、
前記封入材料の前記第２の層は、前記半導体発光装置の前記側壁と、前記封入材料の前記第１の層の前記側壁とを覆う
ことを特徴とする照明構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光装置に関し、より詳細には、半導体発光装置のための拡散体に関する。
【背景技術】
【０００２】
青色発光ダイオードは、青色光の一部分を黄色光に変換する黄色蛍光体を設けることによって実質的に白色の光をもたらすように構成することができる。得られた青色及び黄色光は、混合されて実質的に白色の光をもたらす。色混合を強化し、かつそれによってより均一な白色光をもたらすために、拡散体を設けることができる。公知の拡散体としては、チタン酸バリウム、二酸化チタン、酸化アルミニウム、二酸化珪素、及びシリカが挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／０２６２３３９号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００８／００５４２７９号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００８／００５４２８４号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００８／０１７３８８３号明細書
【特許文献５】米国特許出願出願番号第１２／２７３，２１６号明細書
【特許文献６】米国特許第Ｄ５６６，０５７号明細書
【特許文献７】米国特許出願公開第２００８／０１７３８８４号明細書
【特許文献８】米国特許出願公開第２００８／０１７９６１１号明細書
【特許文献９】米国特許出願第２９／２８４，４３１号明細書
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】「Ｃｒｅｅ（登録商標）ＥＺ１０００（登録商標）ＬＥＤ  Ｄａｔａ  Ｓｈｅｅｔ  ＣｘｘｘＥＺ１０００−Ｓｘｘ０００」、「データシートＣＰＲ３ＣＲ，改訂版Ａ」、著作権２００６年、Ｃｒｅｅ，Ｉｎｃ．、ｃｒｅｅ．ｃｏｍ
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一部の実施形態により、照明構造体は、印加された電気信号に応答して光を発生するように構成された半導体発光装置を含むことができる。封入材料が、半導体発光装置によって発生した光を透過するように構成することができ、この封入材料は、そこに発光蛍光体粒子と非発光拡散粒子とを含む。蛍光体粒子は、発光活性剤でドープした蛍光体ホスト材料を含むことができ、非発光蛍光体粒子は、蛍光体ホスト材料を含むことができる。
【０００６】
更に、蛍光体ホスト材料は、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）5（ＰＯ4）3（Ｃｌ，Ｆ，Ｂｒ，ＯＨ）；（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＢＰＯ5；（Ｓｒ，Ｃａ）10（ＰＯ4）6＊υＢ2Ｏ3；（式中、０＜υ≦１）；Ｓｒ2Ｓｉ3Ｏ8＊２ＳｒＣｌ2；（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）3ＭｇＳｉ2Ｏ8；ＢａＡｌ8Ｏ13；２ＳｒＯ＊０．８４Ｐ2Ｏ5＊０．１６Ｂ2Ｏ3；（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＡｌ10Ｏ17；（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ａｌ2Ｏ4；（Ｙ，Ｇｄ，Ｌｕ，Ｓｃ，Ｌａ）ＢＯ3；（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）2Ｓｉ1-ξＯ4-2ξ（式中、０≦ξ≦０．２）；（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）2（Ｍｇ，Ｚｎ）Ｓｉ2Ｏ7；（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）2Ｓ4；（Ｙ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｌａ，Ｓｍ，Ｐｒ，Ｌｕ）3（Ａｌ，Ｇａ）5-λＯ12-3/2λ（式中、０≦λ≦０．５）；（Ｌｕ，Ｙ，ＳＣ）2-ρ（Ｃａ，Ｍｇ）1+ρＬｉσＭｇ2-σ（Ｓｉ−，Ｇｅ）3-σＰσＯ12-ρ（式中、０≦ρ≦０．５，０≦σ≦０．５）；（Ｃａ，Ｓｒ）8（Ｍｇ，Ｚｎ）（ＳｉＯ4）4Ｃｌ2；Ｎａ2Ｇｄ2Ｂ2Ｏ7；（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ，Ｚｎ）2Ｐ2Ｏ7；（Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）2Ｏ3；（Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）2Ｏ2Ｓ；（Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）ＶＯ4；（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ；（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ；ＳｒＹ2Ｓ4；ＣａＬａ2Ｓ4；（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＰ2Ｏ7；（Ｙ，Ｌｕ）2ＷＯ6；（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）βＳｉγＮμ（式中、２β＋４γ＝３μ）；Ｃａ3（ＳｉＯ4）Ｃｌ2；（Ｙ，Ｌｕ，Ｇｄ）2-φＣａφＳｉ4Ｎ6+φＣ1-φ（式中、０≦φ≦０．５）；（Ｌｕ，Ｃａ，Ｌｉ，Ｍｇ，Ｙ）α−ＳｉＡｌＯＮ；及び／又は３．５ＭｇＯ＊０．５ＭｇＦ2＊ＧｅＯ2．のうちの少なくとも１つを含むことができる。蛍光体粒子は、セリウムドープ・イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ：Ｃｅ）蛍光体粒子とすることができ、非発光拡散粒子は、非発光イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）拡散粒子（例えば、実質的に非ドープのＹＡＧ拡散粒子）を含むことができる。
【０００７】
非発光拡散粒子は、封入材料全体を通して分布させることができる。別の実施形態では、半導体発光装置に隣接する非発光拡散粒子の第１の濃度は、半導体発光装置からより離れた非発光拡散粒子の第２の濃度よりも高濃度とすることができる。更に別の実施形態では、封入材料は、発光蛍光体粒子を有する封入材料の第１の層と、非発光拡散粒子を有する封入材料の第２の層とを含むことができ、封入材料の第２の層は、発光蛍光体粒子を実質的に含まない。
【０００８】
非発光拡散粒子は、実質的に球状の非発光拡散粒子を含むことができる。非発光拡散粒子の各々は、約５０μｍ（マイクロメートル）未満の幅を有することができ、より詳細には、非発光拡散粒子の各々は、約２μｍ（マイクロメートル）から約２５μｍ（マイクロメートル）の範囲の幅を有することができる。更に、非発光拡散粒子の各々は、少なくとも約１．８の屈折率を有することができる。封入材料は、エポキシ、樹脂、シリコーン、及び／又はプラスチックのうちの少なくとも１つを含むことができ、かつ約１．６よりも大きくない屈折率を有することができる。
【０００９】
本発明の一部の他の実施形態により、照明構造体は、印加された電気信号に応答して光を発生するように構成された半導体発光装置を含むことができる。更に、封入材料は、半導体発光装置によって発生した光を透過するように構成することができ、かつ封入材料は、そこに蛍光体粒子とイットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）拡散粒子を含むことができる。より詳細には、蛍光体粒子とイットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）拡散粒子は、異なる組成を有することができる。
【００１０】
蛍光体粒子は、発光セリウムドープ・イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）蛍光体粒子のような発光ドープ・イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）蛍光体粒子とすることができる。イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）拡散粒子は、実質的に非ドープのイットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）拡散粒子のような実質的に非発光のイットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）拡散粒子とすることができる。更に、イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）拡散粒子は、封入材料全体を通して分布させることができる。
【００１１】
半導体発光装置に隣接するイットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）拡散粒子の第１の濃度は、半導体発光装置からより離れたイットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）拡散粒子の第２の濃度よりも高濃度とすることができる。封入材料は、蛍光体粒子を有する封入材料の第１の層と、イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）拡散粒子を有する封入材料の第２の層とを含むことができる。更に、封入材料の第２の層は、蛍光体粒子を実質的に含まない場合があり、封入材料の第１の層は、イットリウムアルミニウムガーネット拡散粒子を実質的に含まない場合がある。
【００１２】
イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）拡散粒子は、実質的に球状のイットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）拡散粒子とすることができる。更に、イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）拡散粒子の各々は、約５０μｍ（マイクロメートル）未満の幅又は直径を有することができる。より詳細には、イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）拡散粒子の各々は、約２μｍ（マイクロメートル）から約２５μｍ（マイクロメートル）の範囲の幅又は直径を有することができる。イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）拡散粒子は、少なくとも約１．８の屈折率を有することができ、より詳細には、イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）拡散粒子は、約１．８３の屈折率を有することができる。更に、封入材料は、エポキシ、樹脂、シリコーン、プラスチック、及び／又は他の透明又は半透明材料のうちの少なくとも１つを含むことができ、かつ約１．６よりも大きくない屈折率を有することができる。
【００１３】
本発明の更に他の実施形態により、照明構造体は、印加された電気信号に応答して光を発生するように構成された半導体発光装置を含むことができる。更に、封入材料は、半導体発光装置によって発生した光を透過するように構成することができ、かつ封入材料は、そこに非発光イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）拡散粒子を含むことができる。
【００１４】
非発光イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）拡散粒子は、実質的に非ドープの非発光イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）拡散粒子とすることができる。非発光イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）拡散粒子は、封入材料全体を通して分布させることができる。半導体発光装置に隣接する非発光イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）拡散粒子の第１の濃度は、半導体発光装置からより離れた非発光イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）拡散粒子の第２の濃度よりも高濃度とすることができる。封入材料は、非発光イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）拡散粒子を有する封入材料の第１の層と、非発光イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）拡散粒子を実質的に含まない封入材料の第２の層とを含むことができる。
【００１５】
非発光イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）拡散粒子は、実質的に球状の非発光イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）拡散粒子を含むことができる。非発光イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）拡散粒子の各々は、約５０μｍ（マイクロメートル）未満の幅又は直径を有することができる。より詳細には、非発光イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）拡散粒子の各々は、約２μｍ（マイクロメートル）から約２５μｍ（マイクロメートル）の範囲の幅又は直径を有することができる。非発光イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）拡散粒子は、少なくとも約１．８の屈折率を有することができ、より詳細には、非発光イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）拡散粒子は、約１．８３の屈折率を有することができる。
【００１６】
封入材料は、エポキシ、樹脂、シリコーン、プラスチック、及び／又は他の透明又は半透明材料のうちの少なくとも１つを含むことができ、かつ約１．６よりも大きくない屈折率を有することができる。封入材料は、そこに蛍光体粒子を更に含むことができ、非発光イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）拡散粒子と蛍光体粒子は、異なる組成を有することができる。蛍光体粒子は、セリウムドープ・イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ：Ｃｅ）蛍光体粒子を含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】本発明の一部の実施形態による個片化後の半導体発光装置上に分注されたＹＡＧ拡散体を有する封入材料を含む照明装置を示す断面図である。
【図１Ｂ】本発明の一部の実施形態による個片化後の半導体発光装置上に分注されたＹＡＧ拡散体を有する封入材料を含む照明装置を示す断面図である。
【図１Ｃ】本発明の一部の実施形態による個片化後の半導体発光装置上に分注されたＹＡＧ拡散体を有する封入材料を含む照明装置を示す断面図である。
【図２Ａ】本発明の一部の実施形態による個片化前の発光装置上に分注されたＹＡＧ拡散体を有する封入材料を含む照明装置を示す断面図である。
【図２Ｂ】本発明の一部の実施形態による個片化前の発光装置上に分注されたＹＡＧ拡散体を有する封入材料を含む照明装置を示す断面図である。
【図３】本発明の一部の実施形態によるＹＡＧ拡散体を有するグロブトップ封入材料を含む発光装置を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態によるＹＡＧ拡散粒子を含む発光ダイオードの性能を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明を様々な実施形態が示されている添付図面を参照してより完全にここに説明する。しかし、本発明は、多くの異なる形態で達成することができ、本明細書に説明する実施形態に制限されると解釈すべきではない。正しくは、これらの実施形態は、それによって本発明の開示が十分かつ完全になり、かつ当業者に本発明の範囲を完全に伝達すると考えられるように提供されている。添付図面では、層及び領域の寸法及び相対寸法は、明確化のために誇張されている。全図面を通じて、同じ番号が類似の要素に適用されている。
【００１９】
本明細書に使用される用語は、特定的な実施形態を説明する目的のみであり、本発明を制限するように想定されているものではない。本明細書で使用する時の「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈がそうでないと明確に示さない場合を除き複数形を含むことを意図している。用語「備える」、「含む」、「有する」、及びその変形は、本明細書で使用する時に、説明する特徴、段階、作動、要素、及び／又は構成要素の存在を指定するが、１つ又はそれよりも多くの他の特徴、段階、作動、要素、構成要素、及び／又はそれらの群の存在又は追加を除外しないことは、更に理解されるであろう。反対に、用語「から構成される」は、本明細書で使用する時に、説明する特徴、段階、作動、要素、及び／又は構成要素の存在を指定し、付加的な特徴、段階、作動、要素、及び／又は構成要素を除外する。
【００２０】
層、領域、又は基板のような要素が別の要素「上」にあると参照する時に、その要素は直接にこの別の要素上にあるとすることができ、又は介在要素が存在することもできることは理解されるであろう。更に、相対的用語「の下に」又は「の上に重なる」は、図に示す基板又は基部層に関して１つの層又は領域の別の層又は領域に対する関係を説明するために本明細書で使用することができる。これらの用語は、図に描かれた向きに加えて装置の異なる向きを包含することを意図することは理解されるであろう。最後に、用語「直接に」は、介在要素がないことを意味している。本明細書で使用する時の用語「及び／又は」は、関連の列挙項目の１つ又はそれよりも多くのいずれか又は全ての組合せを含み、「／」と短縮することができる。
【００２１】
用語の第１、第２などは、本明細書において様々な要素、構成要素、領域、層、及び／又は区画を説明するのに使用することができるが、これらの要素、構成要素、領域、層、及び／又は区画は、これらの用語によって制限すべきでないことは理解されるであろう。これらの用語は、１つの要素、構成要素、領域、層、又は区画を別の領域、層、又は区画と区別するためにのみ使用される。従って、以下で説明する第１の要素、構成要素、領域、層、又は区画は、本発明の教示から逸脱することなく、第２の要素、構成要素、領域、層、又は区画と呼ぶことができると考えられる。
【００２２】
本発明の実施形態は、本発明の理想的な実施形態の概略図である断面図及び／又は他の図に関連して本明細書で説明する。従って、例えば、製造技術及び／又は公差の結果としてこの概略図の形状からの変動が考えられる。従って、本発明の実施形態は、本明細書に示す領域の特定の形状に制限されると解釈すべきではなく、例えば、製造に起因する形状の偏差を含むことになる。例えば、矩形として図示又は説明する領域は、典型的に、通常の製造公差による丸い又は湾曲した特徴部を有することになる。従って、図に示す領域は本質的に概略的であり、それらの形状は、装置の領域の正確な形状を示すことを意図せず、かつ本明細書で特に定めない限り本発明の範囲を制限することを意図しない。
【００２３】
本明細書で特に定めない限り、本明細書に用いる全ての用語（技術用語及び科学用語を含む）は、本発明が属する当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。一般的に使用される辞書で定められるような用語は、当業技術及び本明細書の関連における意味と矛盾しない意味を有すると解釈すべきであり、本明細書で特にそのように定めない限り、理想化された又は過度に形式的な意味に解釈されないことになることは更に理解されるであろう。
【００２４】
図１Ａに示すように、照明構造体１０１ａは、その中にカップ又は凹部を形成する基板１０３、カップ又は凹部を覆う反射層１０５（例えば、反射性金属層）、半導体発光装置又はＬＥＤ１０７（例えば、発光ダイオード及び／又はレーザダイオード）、及びＬＥＤ１０７上の封入材料１０９を含むことができる。半導体発光装置１０７は、例えば、それに印加される電気信号に応答して特定波長の光を放射するように構成することができる。より詳細には、発光装置は、青色光を発生するように構成されたＩＩＩ族窒化物（例えば、窒化ガリウム、窒化アルミニウムガリウムなど）発光構造体を含むことができる。図１Ａには示されていないが、ＬＥＤ１０７は、基板１０３内の／上の／を通る導電性トレースと電気的に接続することができる。ＬＥＤ１０７が水平構造を有し、カソード及びアノードの両方が基板１０１の反対側のその表面上にある場合、１対のワイヤ結合が、カソード及びアノードから基板１０３への電気的結合を提供することができる。ＬＥＤ１０７が垂直構造を有し、カソードとアノードとがその反対側（例えば、上部及び底部）表面上にある場合、単一のワイヤ結合が、ＬＥＤ１０７の上面から基板１０３への電気的結合を提供することができ、一方、ＬＥＤ１０７の底面は、ワイヤ結合なしに基板１０３と半田付け又は他の方法で電気的に接続することができる。
【００２５】
図１Ａに更に示すように、封入材料１０９は、そこに非発光蛍光体ホスト拡散粒子１１１（非発光イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）拡散粒子のような）と蛍光体粒子１１５とを含み、非発光蛍光体ホスト拡散粒子１１１と蛍光体粒子１１５とは異なる組成を有する。より詳細には、非発光蛍光体ホスト拡散粒子１１１は、非発光ＹＡＧ（すなわち、イットリウムアルミニウムガーネット又はＹ3Ａｌ5Ｏ12）拡散粒子とすることができ、蛍光体粒子１１５は、発光セリウムドープ・イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ：Ｃｅ）蛍光体粒子とすることができる。例えば、非発光蛍光体ホスト拡散粒子１１１は、実質的に非ドープのＹＡＧ拡散粒子とすることができる。換言すれば、発光セリウムドープ・イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ：Ｃｅ）蛍光体粒子１１５中のセリウムの濃度は、非発光蛍光体ホスト拡散粒子１１１に使用されるＹＡＧ拡散粒子中のセリウムの濃度よりも有意に高濃度とすることができる。
【００２６】
本明細書で使用する時に、用語「発光」は、１つの波長の電磁放射線（例えば、１つの色の光）を別の（異なる）波長の電磁放射線（例えば、異なる色の光）の吸収に応答して放射する材料の特性を有する。例えば、セリウムドープＹＡＧは、青色光の吸収に応答して黄色光を放射する。用語「非発光」は、この非発光材料によって吸収された電磁放射線の波長と異なる波長の有意な電磁放射線を放射しない材料の特性を意味する。例えば、非ドープＹＡＧは、青色光に対して実質的に非発光である。更に、用語「発光」及び「非発光」は、発光又は非発光材料を含む照明構造体内の発光装置によって放射される光の波長に関して解釈することができる。青色光のみを発生する青色発光ダイオードを含む構造体において、材料が発光ダイオードの青色光に関して発光でない場合、照明構造体によって生成されない波長に関してこの材料が発光であるとすることができたとしても、この材料は非発光であると見なすことができる。
【００２７】
非発光蛍光体ホスト拡散粒子１１１は、約５０μｍ（マイクロメートル）未満の幅又は直径を有する実質的に球状のＹＡＧ拡散粒子とすることができる。より詳細には、非発光蛍光体ホスト拡散粒子１１１の各粒子は、約２μｍ（マイクロメートル）から約２５μｍ（マイクロメートル）の範囲の幅又は直径を有するＹＡＧ拡散粒子とすることができる。更に、非発光蛍光体ホスト拡散粒子１１１は、少なくとも約１．８、より詳細には、１．８３の屈折率を有することができる。
【００２８】
封入材料１０９は、液体状態で分注することができ、次に、硬化／固化することができる材料とすることができる。例えば、封入材料１０９は、エポキシ、樹脂、シリコーン、プラスチック、及び／又は他の透明又は半透明材料とすることができ、約１．６よりも大きくない屈折率を有することができる。更に、非発光蛍光体ホスト拡散粒子１１１及び蛍光体粒子１１５は、封入材料１０９が液体状態にある間に封入材料１０９と混合することができ、次に、発光装置１０７上に液体封入材料１０９と共に分注される。発光装置１０７への分注の後、封入材料１０９は、その中に混合された非発光蛍光体ホスト拡散粒子１１１及び蛍光体粒子１１５と共に硬化及び／又は固化することができる。
【００２９】
図１Ａで更に示すように、非発光蛍光体ホスト拡散粒子１１１及び／又は蛍光体粒子１１５は、封入材料１０９全体を通して分布させることができる。本発明の他の実施形態により、半導体発光装置１０７に隣接する非発光蛍光体ホスト拡散粒子１１１及び／又は蛍光体粒子１１５の第１の濃度は、半導体発光装置１０７からより離れた非発光蛍光体ホスト拡散粒子１１１及び／又は蛍光体粒子１１５の第２の濃度よりも高濃度とすることができる。例えば、非発光蛍光体ホスト拡散粒子１１１及び／又は蛍光体粒子１１５は、封入材料１０９を硬化する前に発光装置１０７の近くに沈殿させる（意図的又は無意図的に）ことができる。
【００３０】
基板１０３は、説明の容易さのために単一要素として図１Ａに示されているが、基板１０３の他の構造を提供することもできる。例えば、基板１０３は、カップ又は凹部がそこに形成されたセラミック（例えば、アルミナ）基板とすることができる。代替においては、基板１０３は、プラスチックカップを上に有してカップ又は凹部を形成するセラミック（例えば、アルミナ）、プラスチック、及び／又は金属基部を含むことができる。例えば、プラスチック基部は、発光装置１０７のための電気的結合を提供するその中の／その上の金属ランナーを含むことができる。更に、光を集束する及び／又は拡げるガラスレンズを封入材料１０９上に設けることができる。
【００３１】
本発明の一部の実施形態により、ＬＥＤ１０７は、封入材料１０９（非発光蛍光体ホスト拡散粒子１１１及びセリウムドープＹＡＧ蛍光体粒子１１５を含む）を透過する実質的に青色の光を発生することができる。セリウムドープＹＡＧ蛍光体粒子１１５と相互作用する青色光の一部分は、黄色光に変換することができる。非発光蛍光体ホスト拡散粒子１１１（ＹＡＧ拡散粒子のような）は、青色光及び黄色光を更に拡散することができ、より良好な色均一性を有する白色光を提供する。非発光蛍光体ホスト拡散粒子１１１は、周囲の封入材料１０９と比較して比較的高い屈折率を有する実質的に球状の拡散粒子として設けることができるので、ＬＥＤ１０７に向う後方散乱の低減により光拡散を改善することができる。例えば、不純物濃度の低いＹＡＧ拡散粒子を用いて比較的高品質の非発光蛍光体ホスト拡散粒子１１１を提供することができ、より高価かつより高損失の材料である従来型の拡散粒子（例えば、ＴｉＯ2）に比べて損失が低減される。
【００３２】
図１Ｂの照明構造体１００ｂは、蛍光体粒子１１５と非発光蛍光体ホスト拡散粒子１１１とが、封入材料の個別の層１０９ａ及び１０９ｂに設けられることを除いては、照明構造体１００ａと同じものである。図１Ａに関して既に説明した図１Ｂの要素の更なる説明は、簡潔にするために省略される。代わりに、図１Ｂに関する説明は、図１Ｂと異なるその要素に集中することになる。
【００３３】
図１Ｂに示すように、封入材料の層１０９ａは、蛍光体粒子１１５を含むことができ、封入材料の層１０９ｂは、非発光蛍光体ホスト拡散粒子１１１を含むことができる。更に、封入材料の層１０９ａは、非発光蛍光体ホスト拡散粒子１１１を実質的に含まない場合があり、封入材料の層１０９ｂは、蛍光体粒子１１５を実質的に含まない場合がある。従って、蛍光体粒子１１５が混合された液体封入材料をＬＥＤ１０７上に分注し、次に、少なくとも部分的に硬化／固化することができ、封入材料の層１０９ａが形成される。次に、非発光蛍光体ホスト拡散粒子１１１が混合された液体封入材料を層１０９ａ上に分注し、次に、硬化／固化することができ、封入材料の層１０９ｂが形成される。
【００３４】
図１Ｃの照明構造体１００ｃは、蛍光体粒子１１５が、ＬＥＤ１０７の表面上にのみ設けられた封入材料の層１０９ａ’に設けられることを除いては、照明構造体１００ｂと同じものである。図１Ａ及び図１Ｂに関して既に説明した図１Ｃの要素の更なる説明は、簡潔にするために省略される。代わりに、図１Ｃに関する説明は、図１Ａ及び図１Ｂと異なるその要素に集中することになる。
【００３５】
図１Ｃに示すように、封入材料の層１０９ａ’は、蛍光体粒子１１５を含むことができ、封入材料の層１０９ｂ’は、非発光蛍光体ホスト拡散粒子１１１を含むことができる。更に、封入材料の層１０９ａ’は、非発光蛍光体ホスト拡散粒子１１１を実質的に含まない場合があり、封入材料の層１０９ｂ’は、蛍光体粒子１１５を実質的に含まない場合がある。より詳細には、蛍光体粒子１１５が混合された液体封入材料を複数のＬＥＤ１０７を含むウェーハ上に分注し、硬化／固化することができる。ウェーハは、次に個片化する（例えば、ダイスカット又はソーイングにより）ことができ、その上に封入材料１０９ａ’を有する個別ＬＥＤ１０７が形成される。ＬＥＤ１０７は、その上の封入材料１０９ａ’と共に個片化することができるので、ＬＥＤ１０７の側壁と封入材料１０９ａ’の側壁とは整列することができる。ＬＥＤ１０７（その上に封入材料１０９ａ’を有する）は、次に、基板１０３に結合することができ、次に、非発光蛍光体ホスト拡散粒子１１１が混合された液体封入材料を分注して硬化／固化することができ、封入材料の層１０９ｂ’が形成される。
【００３６】
図２Ａ及び図２Ｂは、半導体発光装置（ＬＥＤ）２０７（例えば、発光ダイオード及び／又はレーザダイオード）上の封入材料の１つ又はそれよりも多くの層内に配分された非発光蛍光体ホスト拡散粒子２１１（非発光ＹＡＧ拡散粒子のような）及び蛍光体粒子２１５を有する発光構造体２００ａ及び２００ｂを示している。図２Ａに示すように、封入材料２０９は、そこに非発光蛍光体ホスト拡散粒子２１１と蛍光体粒子２１５とを含むことができ、非発光蛍光体ホスト拡散粒子２１１と蛍光体粒子２１５とは異なる組成を有する。より詳細には、非発光蛍光体ホスト拡散粒子２１１は、実質的に非発光のＹＡＧ拡散粒子とすることができ、蛍光体粒子２１５は発光セリウムドープ・イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ：Ｃｅ）蛍光体粒子とすることができる。例えば、非発光蛍光体ホスト拡散粒子２１１は、実質的に非ドープのＹＡＧ拡散粒子とすることができる。換言すれば、セリウムドープ・イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ：Ｃｅ）蛍光体粒子２１５中のセリウムの濃度は、非発光蛍光体ホスト拡散粒子２１１として使用されるＹＡＧ拡散粒子中のセリウムの濃度よりも有意に高濃度とすることができる。
【００３７】
非発光蛍光体ホスト拡散粒子２１１は、約５０μｍ（マイクロメートル）未満の幅又は直径を有する実質的に球状のＹＡＧ拡散粒子とすることができる。より詳細には、非発光蛍光体ホスト拡散粒子２１１の各粒子は、約２μｍ（マイクロメートル）から約２５μｍ（マイクロメートル）の範囲の幅又は直径を有するＹＡＧ拡散粒子とすることができる。更に、非発光蛍光体ホスト拡散粒子２１１は、少なくとも約１．８、より詳細には、１．８３の屈折率を有することができる。
【００３８】
封入材料２０９は、液体状態で分注することができ、次に、硬化／固化することができる材料とすることができる。例えば、封入材料２０９は、エポキシ、樹脂、シリコーン、プラスチック、及び／又は他の透明又は半透明材料とすることができ、約１．６よりも大きくない屈折率を有することができる。更に、非発光蛍光体ホスト拡散粒子２１１と蛍光体粒子２１５とは、封入材料２０９が液体状態にある間に封入材料１０９と混合することができ、次に、発光装置２０７上に液体封入材料２０９と共に分注される。発光装置２０７への分注の後、封入材料２０９は、その中に混合された非発光蛍光体ホスト拡散粒子２１１及び蛍光体粒子２１５と共に硬化及び／又は固化することができる。図２Ａの実施形態では、封入材料２０９は、複数のＬＥＤ２０７を含む半導体ウェーハ上に分注することができ（例えば、スピン分注作業を用いて）、複数のＬＥＤ２０７の分割（例えば、ダイスカット又はソーイングによる）の前に硬化／固化することができる。その結果、ＬＥＤ２０７の側壁と封入材料２０９の側壁とは、図２Ａに示すように整列することができる。
【００３９】
図１Ａで更に示すように、非発光蛍光体ホスト拡散粒子２１１及び／又は蛍光体粒子２１５は、封入材料２０９全体を通して分布させることができる。本発明の他の実施形態により、半導体発光装置２０７に隣接する非発光蛍光体ホスト拡散粒子２１１及び／又は蛍光体粒子２１５の第１の濃度は、半導体発光装置２０７からより離れた非発光蛍光体ホスト拡散粒子２１１及び／又は蛍光体粒子２１５の第２の濃度よりも高濃度とすることができる。例えば、非発光蛍光体ホスト拡散粒子２１１及び／又は蛍光体粒子２１５は、封入材料２０９を硬化する前に発光装置２０７の近くに沈殿させる（意図的又は無意図的に）ことができる。
【００４０】
本発明の一部の実施形態により、ＬＥＤ２０７は、封入材料２０９（非発光蛍光体ホスト拡散粒子２１１及びセリウムドープＹＡＧ蛍光体粒子２１５を含む）を透過する実質的に青色の光を発生することができる。セリウムドープＹＡＧ蛍光体粒子２１５と相互作用する青色光の一部分は、黄色光に変換することができる。非発光蛍光体ホスト拡散粒子２１１（ＹＡＧ拡散粒子のような）は、青色光及び黄色光を更に拡散することができ、より良好な色均一性を有する白色光を提供する。非発光蛍光体ホスト拡散粒子２１１は、周囲の封入材料２０９と比較して比較的高い屈折率を有する実質的に球状の拡散粒子として設けることができるので、ＬＥＤ２０７に向う後方散乱の低減により光拡散を改善することができる。更に、不純物濃度の低いＹＡＧ拡散粒子を用いて比較的高品質の非発光蛍光体ホスト拡散粒子２１１を提供することができ、より高価かつより高損失の材料である従来型の拡散粒子（例えば、ＴｉＯ2）に比べて損失が低減される。
【００４１】
図２Ｂの照明構造体２００ｂは、蛍光体粒子２１５と非発光蛍光体ホスト拡散粒子２１１とが、封入材料の個別の層２０９ａ及び２０９ｂに設けられることを除いては、照明構造体２００ａと同じものである。図２Ａに関して既に説明した図２Ｂの要素の更なる説明は、簡潔にするために省略される。代わりに、図２Ｂに関する説明は、図２Ｂと異なるその要素に集中することになる。
【００４２】
図２Ｂに示すように、封入材料の層２０９ａは、蛍光体粒子２１５を含むことができ、封入材料の層２０９ｂは、非発光蛍光体ホスト拡散粒子２１１を含むことができる。更に、封入材料の層２０９ａは、非発光蛍光体ホスト拡散粒子２１１を実質的に含まない場合があり、封入材料の層２０９ｂは、蛍光体粒子２１５を実質的に含まない場合がある。従って、蛍光体粒子２１５が混合された液体封入材料をＬＥＤ２０７上に分注し、次に、硬化／固化することができ、封入材料の層２０９ａが形成される。次に、非発光蛍光体ホスト拡散粒子２１１が混合された液体封入材料を層２０９ａ上に分注し、次に、硬化／固化することができ、封入材料の層２０９ｂが形成される。図２Ａの封入材料２０９に関して上述したように、封入材料の層２０９ａ及び２０９ｂは、ＬＥＤ分割の前に複数のＬＥＤ２０７を含むウェーハ上に分注されて硬化／固化することができる。
【００４３】
図３は、基板３０３への発光装置３０７（例えば、発光ダイオード及び／又はレーザダイオード）の結合の後に分注されるグロブトップ封入材料３０９ｂ中に非発光蛍光体ホスト拡散粒子３１１（ＹＡＧ拡散粒子のような）が配分された照明構造体３００を示している。グロブトップ封入層３０９ｂを分注する前に、蛍光体粒子３１５を含む封入材料の層３０９ａを複数の発光装置（ＬＥＤ）３０７を含むウェーハ上に分注又は他の方法で形成又は被覆し、ＬＥＤ分割の前に硬化／固化することができる。ウェーハのＬＥＤ３０７は、次に、分割することができ（例えば、ソーイング又はダイスカットにより）、その表面上に封入材料の層３１５を有する個別ＬＥＤ３０７が形成される。ＬＥＤ３０７（その上に封入材料３１５を有する）は、次に、基板３０７に結合することができる。次に、グロブトップ封入材料３０９ｂ（その中に分散された非発光蛍光体ホスト拡散粒子３１１を有する）を液体形態でＬＥＤ３０７（その上に封入材料３０９ａを含む）上にかつ基板３０３上に分注し、次に、硬化／固化することができる。従って、封入材料３０９ａは、非発光蛍光体ホスト拡散粒子３１１を実質的に含まない場合があり、封入材料３０９ｂは、蛍光体粒子３１５を実質的に含まない場合がある。封入材料３１７の付加的なグロブトップ層を液体状態で分注し、次に、硬化／固化することができ、封入材料３１７の付加的なグロブトップ層は、ＹＡＧ拡散粒子と蛍光体粒子の両方を実質的に含まない場合がある。封入材料３１７は、例えば、付加的なビーム集束、ビーム成形、及び／又はビーム分散を提供することができる。
【００４４】
図１Ａ−図１Ｂ及び図２Ａ−図２Ｂに関して上述したように、非発光蛍光体ホスト拡散粒子３１１と蛍光体粒子３１５とは異なる組成を有することができる。より詳細には、非発光蛍光体ホスト拡散粒子３１１は、実質的に非発光のＹＡＧ拡散粒子とすることができ、蛍光体粒子３１５は、発光セリウムドープ・イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ：Ｃｅ）蛍光体粒子とすることができる。例えば、非発光蛍光体ホスト拡散粒子３１１は、実質的に非ドープのＹＡＧ拡散粒子とすることができる。換言すれば、セリウムドープ・イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ：Ｃｅ）蛍光体粒子３１５中のセリウムの濃度は、非発光蛍光体ホスト拡散粒子３１１として使用されるＹＡＧ拡散粒子中のセリウムの濃度よりも有意に高濃度とすることができる。更に、非発光蛍光体ホスト拡散粒子３１１は、約５０μｍ（マイクロメートル）未満の幅又は直径を有する実質的に球状のＹＡＧ拡散粒子とすることができる。より詳細には、非発光蛍光体ホスト拡散粒子３１１の各粒子は、約２μｍ（マイクロメートル）から約２５μｍ（マイクロメートル）の範囲の幅又は直径を有することができる。更に、非発光蛍光体ホスト拡散粒子３１１の各粒子は、少なくとも約１．８、より詳細には、１．８３の屈折率を有することができる。
【００４５】
加えて、封入材料３０９ａ及び３０９ｂの各々は、エポキシ、樹脂、シリコーン、プラスチック、及び／又は他の透明又は半透明材料とすることができ、約１．６よりも大きくない屈折率を有することができる。更に、非発光蛍光体ホスト拡散粒子３１１と蛍光体粒子３１５は、液体状態にある間に封入材料３０９ａ及び３０９ｂと混合することができ、次に、液体封入材料３０９ａ及び３０９ｂと共に分注することができる。分注の後、封入材料３０９ａ又は封入材料３０９ｂは、その中に混合された非発光蛍光体ホスト拡散粒子３１１又は蛍光体粒子３１５と共に硬化及び／又は固化することができる。図３の実施形態では、封入材料３０９ａは、複数のＬＥＤ３０７を含む半導体ウェーハ上に分注することができ（例えば、スピン分注作業を用いて）、複数のＬＥＤ２０７の分割（例えば、ダイスカット又はソーイングによる）の前に硬化／固化することができる。その結果、ＬＥＤ３０７の側壁と封入材料３０９ａの側壁は、図３に示すように整列することができる。
【００４６】
本発明の一部の実施形態により、ＬＥＤ３０７は、封入材料３０９ａ（セリウムドープＹＡＧ蛍光体粒子３１５を含む）を透過して封入材料３０９ｂ（非ドープＹＡＧ拡散粒子のような非発光蛍光体ホスト拡散粒子３１５を含む）を透過する実質的に青色の光を発生することができる。セリウムドープＹＡＧ蛍光体粒子３１５と相互作用する青色光の一部分は、黄色光に変換することができる。非発光蛍光体ホスト拡散粒子３１１は、青色光及び黄色光を更に拡散させることができ、より良好な色均一性を有する白色光を提供する。非発光蛍光体ホスト拡散粒子３１１は、周囲の封入材料３０９と比較して比較的高い屈折率を有する実質的に球状の拡散粒子として設けることができるので、ＬＥＤ３０７に向う後方散乱の低減により光拡散を改善することができる。例えば、不純物濃度の低いＹＡＧ拡散粒子を用いて比較的高品質の非発光蛍光体ホスト拡散粒子３１１を提供することができ、より高価かつより高損失の材料である従来型の拡散粒子（例えば、ＴｉＯ2）に比べて損失が低減される。
【００４７】
本発明の更に別の実施形態により、封入材料３０９ａは省略することができ、蛍光体粒子３１５と非発光蛍光体ホスト拡散粒子３１１の両方は、グロブトップ封入材料３０９ｂに分散させることができる。本発明の更に他の実施形態により、蛍光体粒子３１５を含む第１のグロブトップ封入材料をＬＥＤ３０７及び基板３０３上に設けることができ、次に、非発光蛍光体ホスト拡散粒子３１１を含む第２のグロブトップ封入材料を第１のグロブトップ封入材料上に設けることができる。
【００４８】
上述のように、ＬＥＤ１０７、２０７、及び３０７は、印加された電気信号に応答して青色光を発生するように構成されたＩＩＩ族窒化物（例えば、窒化ガリウム、窒化アルミニウムガリウムなど）発光装置とすることができる。更に、蛍光体粒子１１５、２１５、及び３１５は、ＬＥＤ１０７、２０７、及び３０７によって発生した青色光の一部分を黄色光に変換するように構成されたセリウムドープＹＡＧ蛍光体粒子とすることができる。得られる青色光及び黄色光は、次に混合され、それぞれの照明構造体１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、２００ａ、２００ｂ、及び３００からの実質的に白色の光出力を提供する。上述のように、非発光蛍光体ホスト拡散粒子１１１、２１１、及び／又は３１１を設けることにより、改善した色均一性を提供することができる。青色発光装置及び黄色蛍光体を例示的に説明したが、他の蛍光体及び／又は他の発光装置を含む照明構造体も本発明の実施形態に従って提供することができる。一例として、紫外線発光装置を赤色、緑色、及び／又は青色蛍光体と共に使用することができる。
【００４９】
図４は、４つの異なる照明構造体からの光出力を示す写真である。比較のために、照明構造体のうちの１つ（左から２番目）は、本発明による非ドープＹＡＧ拡散粒子を使用し、一方で照明構造体のうちの２つは、他の拡散粒子（すなわち、シリカゲル及び硫酸バリウム）を使用し、残りの照明構造体は、拡散粒子を使用していない。図４の照明構造体の各々は、青色発光ダイオード及びセリウムドープＹＡＧ黄色蛍光体粒子を使用し、実質的に白色の光を提供する。図４に示すように、非ドープＹＡＧ拡散粒子を有する照明構造体は、改善した色均一性を提供することができる。青色光のより少ない散乱を提供するより大きい蛍光体粒子の使用を増すことで、本発明の実施形態によるＹＡＧ拡散粒子（実質的に球状の形状及び約１．８３の比較的高い屈折率を有する）は、ＬＥＤに向う後方散乱がより少ないより広い拡散を提供することができる。ＴｉＯ2のような従来型拡散粒子と比べると、非ドープＹＡＧ拡散粒子は、比較的廉価であり、比較的不純物が少なく、より低損失である。高品質で低損失の非ドープＹＡＧ拡散粒子は、例えば、セリウムドープＹＡＧ拡散粒子を製造するのに使用した技術をセリウムを省略して用いて製造することができる。
【００５０】
本発明の実施形態による図１Ａ−図１Ｃ、図２Ａ−図２Ｂ、及び図３の照明構造体は、本発明の範囲を制限することなく例示的に説明されている。本発明の実施形態による非ドープＹＡＧ拡散粒子は、例えば、セリウムドープＹＡＧ蛍光体材料以外の蛍光体材料と共に、青色以外の光色を提供する発光装置（例えば、発光ダイオード及び／又はレーザダイオード）と共に、青色から黄色への変換以外の色変換を提供する蛍光体材料と共に、及び／又は蛍光体材料を省略した照明構造体と共に使用することができる。ＹＡＧ拡散粒子は、例えば、２００７年１１月１５日に公開された「サイドビュー表面装着白色ＬＥＤ」という名称の米国特許出願公開第２００７／０２６２３３９号明細書、２００８年３月６日に公開された「発光ダイオードでの蛍光体位置」という名称の米国特許出願公開第２００８／００５４２７９号明細書、２００８年３月６日に公開された「発光ダイオードのための封入プロフィール」という名称の米国特許出願公開第２００８／００５４２８４号明細書、２００８年７月２４日に公開された「高性能ＬＥＤパッケージ」という名称の米国特許出願公開第２００８／０１７３８８３号明細書、及び／又は２００８年１１月１８日出願の「細長い中空波長変換チューブを含む半導体発光器具及びその組立方法」という名称の米国特許出願出願番号第１２／２７３，２１６号明細書の照明構造体のいずれかで提供することができる。上述の参照特許公開／出願の各々の開示は、引用によりその全体が本明細書に組み込まれている。一例として、非ドープ非発光ＹＡＧ拡散粒子は、米国特許出願第１２／２７３，２１６号明細書で説明した細長い波長変換チューブによって形成された封入材料に含めることができ、その開示は上述に組み込まれている。従って、空隙又は真空を半導体発光装置とそのような波長変換チューブ内に分散された非ドープ非発光ＹＡＧ拡散粒子との間に提供することができる。
【００５１】
更に、発光装置１０７、２０７、及び／又は３０７は、本発明の出願人によって製造され、かつｃｒｅｅ．ｃｏｍでＷｅｂによって利用することができる「Ｃｒｅｅ（登録商標）ＥＺ１０００（登録商標）ＬＥＤ  Ｄａｔａ  Ｓｈｅｅｔ  ＣｘｘｘＥＺ１０００−Ｓｘｘ０００」という名称の「データシートＣＰＲ３ＣＲ，改訂版Ａ」、著作権２００６年、「Ｃｒｅｅ，Ｉｎｃ．」に説明されているＣｒｅｅ（登録商標）ＥＺ１０００（登録商標）ＬＥＤのような市販のＬＥＤで代表することができる。このデータシートに示すように、これらのＬＥＤは、９８０／９８０μｍ2又は約１ｍｍ2のサイズの単一半導体ダイを使用することができる。これらのＬＥＤは、約１ワットの入力に対して約３Ｖ（より典型的には約３．３Ｖ）の電圧及び約３５０ｍＡの電流（約３５Ａ／ｃｍ2の電流密度）で作動させることができる。「Ｃｒｅｅ  ＥＺ１０００」ＬＥＤは、本明細書に完全に示されているかのように全体としてそれらの開示が本明細書に組み込まれている以下の米国特許／出願：２００８年４月８日に公開された「ＬＥＤチップ」という名称の米国特許第Ｄ５６６，０５７号明細書、２００８年７月２４日に公開された「ウェーハレベルの蛍光体コーティング方法及びそれを利用して製造された装置」という名称の米国特許出願公開第２００８／０１７３８８４号明細書、２００８年７月３１日に公開された「ウェーハレベルの蛍光体コーティング方法及びそれを利用して製造された装置」という名称の米国特許出願公開第２００８／０１７９６１１号明細書、及び／又は２００７年９月７日出願の「ＬＥＤ  チップ」という名称の米国特許出願第２９／２８４，４３１号明細書のうちの１つ又はそれよりも多くに基づいて製造することができる。以上に参照された文献の各々の開示は、本明細書にその全体が引用によって組み込まれている。しかし、他の市販のパッケージ化ＬＥＤ又ははだかＬＥＤダイを使用することもできる。
【００５２】
本発明で使用される時に、蛍光体ホストという用語は、蛍光体を提供する発光ドーパント（活性剤とも称される）のためのホストとして使用することができるあらゆる材料を意味する。より詳細には、蛍光体ホスト材料としてイットリウムアルミニウムガーネットのような無機の高度に結晶性の固体材料を含むことができる。ドープされない場合、こうした蛍光体ホスト材料は、非発光とすることができ、この非発光蛍光体ホスト材料は、本発明の実施形態による拡散粒子を提供するために使用することができる。セリウム、ユーロピウム、マンガン、及び／又はテルビウムのような発光ドーパント（又は活性剤）でドープされた場合、こうした蛍光体ホスト材料は、発光であるとすることができ、この発光蛍光体ホスト材料は、本発明の実施形態による蛍光体粒子を提供するために使用することができる。
【００５３】
図１Ａ−図１Ｃ、図２Ａ−図２Ｂ、図３、及び図４に関して例示的に上述したように、セリウムドープ・イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ：Ｃｅ）蛍光体粒子のような発光蛍光体粒子は、本発明の一部の実施形態による非発光非ドープ・イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）蛍光体ホスト粒子のような非発光蛍光体ホスト拡散粒子と共に使用することができる。図１Ａ−図１Ｃ、図２Ａ−図２Ｂ、図３、及び図４に関して上述した本発明の実施形態は、他の蛍光体ホスト材料を使用する発光蛍光体粒子を用いて、他の発光ドープ元素を使用する発光蛍光体粒子を用いて、及び／又は他の非発光蛍光体ホスト材料を使用する非発光蛍光体ホスト拡散粒子を用いて達成することができる。本発明の実施形態による非発光蛍光体ホスト拡散粒子（例えば、非発光ホスト拡散粒子１１１、２１１、及び／又は３１１）は、表１に識別される非ドープ蛍光体ホスト材料のうちの１つ又はそれよりも多くを用いて提供することができる。
【００５４】
表１：
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）5（ＰＯ4）3（Ｃｌ，Ｆ，Ｂｒ，ＯＨ）；
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＢＰＯ5；
（Ｓｒ，Ｃａ）10（ＰＯ4）6＊υＢ2Ｏ3（式中、０＜υ≦１）；
Ｓｒ2Ｓｉ3Ｏ8＊２ＳｒＣｌ2；
（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）3ＭｇＳｉ2Ｏ8；
ＢａＡｌ8Ｏ13；
２ＳｒＯ＊０．８４Ｐ2Ｏ5＊０．１６Ｂ2Ｏ3；
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＡｌ10Ｏ17；
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ａｌ2Ｏ4；
（Ｙ，Ｇｄ，Ｌｕ，Ｓｃ，Ｌａ）ＢＯ3；
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）2Ｓｉ1-ξＯ4-2ξ（式中、０≦ξ≦０．２）；
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）2（Ｍｇ，Ｚｎ）Ｓｉ2Ｏ7；
（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）2Ｓ4；
（Ｙ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｌａ，Ｓｍ，Ｐｒ，Ｌｕ）3（Ａｌ，Ｇａ）5-λＯ12-3/2λ（式中、０≦λ≦０．５）；
（Ｌｕ，Ｙ，ＳＣ）2-ρ（Ｃａ，Ｍｇ）  1+ρＬｉσＭｇ2-σ（Ｓｉ−，Ｇｅ）3-σＰσＯ12-ρ（式中、０≦ρ≦０．５，０≦σ≦０．５）；
（Ｃａ，Ｓｒ）8（Ｍｇ，Ｚｎ）（ＳｉＯ4）  4Ｃｌ2；
Ｎａ2Ｇｄ2Ｂ2Ｏ7；
（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ，Ｚｎ）2Ｐ2Ｏ7；
（Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）2Ｏ3；
（Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）2Ｏ2Ｓ；
（Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）ＶＯ4；
（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ；
（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ；
ＳｒＹ2Ｓ4；
ＣａＬａ2Ｓ4；
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＰ2Ｏ7；
（Ｙ，Ｌｕ）2ＷＯ6；
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）βＳｉγＮμ（式中、２β＋４γ＝３μ）；
Ｃａ3（ＳｉＯ4）Ｃｌ2；
（Ｙ，Ｌｕ，Ｇｄ）2-φＣａφＳｉ4Ｎ6+φＣ1-φ（式中、０≦φ≦０．５）；
（Ｌｕ，Ｃａ，Ｌｉ，Ｍｇ，Ｙ）α−ＳｉＡｌＯＮ；  及び／又は
３．５ＭｇＯ＊０．５ＭｇＦ2＊ＧｅＯ2；
（Ｃａ，  Ｓｒ）ＡｌＳｉＮ3；；及び／又は
ＳｉＡｌＯxＮy；
（Ｂａ  ＳＲ）ＳｉＯ4；
【００５５】
上記参照蛍光体ホスト材料のうちの１つ又はそれよりも多くは、活性剤（例えば、Ｃｅ，Ｅｕ，Ｍｎ，及び／又はＴｂ）でドープすることができ、表２に識別される発光蛍光体粒子（例えば、蛍光体粒子１１５、２１５、及び／又は３１５）を提供する。
【００５６】
表２：
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）5（ＰＯ4）3（Ｃｌ，Ｆ，Ｂｒ，ＯＨ）Ｅｕ2+，Ｍｎ2+；
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＢＰＯ5Ｅｕ2+，Ｍｎ2+；
（Ｓｒ，Ｃａ）10（ＰＯ4）6＊υＢ2Ｏ3：Ｅｕ2+（式中、０＜υ≦１）；
Ｓｒ2Ｓｉ3Ｏ8＊２ＳｒＣｌ2：Ｅｕ2+；
（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ2+，Ｍｎ2+；
ＢａＡｌ8Ｏ13：Ｅｕ2+；
２ＳｒＯ＊０．８４Ｐ2Ｏ5＊０．１６Ｂ2Ｏ3：Ｅｕ2+；
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+，Ｍｎ2+；
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ａｌ2Ｏ4：Ｅｕ2+；
（Ｙ，Ｇｄ，Ｌｕ，Ｓｃ，Ｌａ）ＢＯ3：Ｃｅ3+，Ｔｂ3+；
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）2Ｓｉ1-ξＯ4-2ξ：Ｅｕ2+（式中、０≦ξ≦０．２）；
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）2（Ｍｇ，Ｚｎ）Ｓｉ2Ｏ7：Ｅｕ2+；
（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）2Ｓ4：Ｅｕ2+；
（Ｙ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｌａ，Ｓｍ，Ｐｒ，Ｌｕ）3（Ａｌ，Ｇａ）5-λＯ12-3/2λ：Ｃｅ3+（式中、０≦λ≦０．５）；
（Ｌｕ，Ｙ，ＳＣ）2-ρ（Ｃａ，Ｍｇ）1+ρＬｉσＭｇ2-σ（Ｓｉ−，Ｇｅ）3-σＰσＯ12-ρ：Ｃｅ3+（式中、０≦ρ≦０．５，０≦σ≦０．５）；
（Ｃａ，Ｓｒ）8（Ｍｇ，Ｚｎ）（ＳｉＯ4）4Ｃｌ2：Ｅｕ2+，Ｍｎ2+；
Ｎａ2Ｇｄ2Ｂ2Ｏ7：Ｃｅ3+，Ｔｂ3+；
（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ，Ｚｎ）2Ｐ2Ｏ7：Ｅｕ2+，Ｍｎ2+；
（Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）2Ｏ3：Ｅｕ3+，Ｂｉ3+；
（Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ3+，Ｂｉ3+；
（Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）ＶＯ4：Ｅｕ3+，Ｂｉ3+；
（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ2+；
（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ2+，Ｃｅ3+；
ＳｒＹ2Ｓ4：Ｅｕ2+；
ＣａＬａ2Ｓ4：Ｃｅ3+；
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＰ2Ｏ7：Ｅｕ2+，Ｍｎ2+；
（Ｙ，Ｌｕ）2ＷＯ6：Ｅｕ3+，Ｍｏ6+；
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）βＳｉγＮμ：Ｅｕ2+（式中、２β＋４γ＝３μ）；
Ｃａ3（ＳｉＯ4）Ｃｌ2：Ｅｕ2+；
（Ｙ，Ｌｕ，Ｇｄ）2-φＣａφＳｉ4Ｎ6+φＣ1-φ：Ｃｅ3+（式中、０≦φ≦０．５）；
Ｅｕ2+及び／又はＣｅ3+でドープされた（Ｌｕ，Ｃａ，Ｌｉ，Ｍｇ，Ｙ）α−ＳｉＡｌＯＮ；
３．５ＭｇＯ＊０．５ＭｇＦ2＊ＧｅＯ2：Ｍｎ4+：
（Ｃａ，Ｓｒ）ＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ2+；
ＳｉＡｌＯxＮy：Ｅｕ2+；及び／又は
（Ｂａ，  Ｓｒ）ＳｉＯ4：Ｅｕ2+．
【００５７】
更に、非発光蛍光体ホスト拡散粒子（例えば、非発光蛍光体ホスト拡散粒子１１１、２１１、及び／又は３１１）と発光蛍光体粒子（例えば、蛍光体粒子１１５、２１５、及び／又は３１５）とを本発明の実施形態に従って提供するために同じ蛍光体ホスト材料を使用することができ、拡散粒子と蛍光体粒子とが使用される環境内での適合性を提供する。換言すれば、同じ蛍光体ホスト材料（蛍光体粒子に対してはドープされ、拡散粒子に対してはドープされない）がシステム内の蛍光体粒子と拡散粒子の両方に使用された時に、蛍光体粒子と拡散粒子の両方は、同じか又は類似の物理的／化学的／環境適合性を示すことができ、それによって蛍光体粒子と拡散粒子の両方は、同じ作動温度範囲で同じ封入材料に適合することができる。従って、照明構造体の性能は、同じ蛍光体ホスト材料を使用して拡散粒子と蛍光体粒子とを設けることにより、本発明の実施形態に応じて改善することができる。
【００５８】
本発明の一部の実施形態により、非発光拡散粒子（例えば、拡散粒子１１１、２１１、及び３１１）は、上述の表１で識別される蛍光体ホスト材料を使用して提供することができる。より詳細には、非発光拡散粒子は、発光ダイオード用途のために比較的短波長の可視光（例えば、約４３０ｎｍから約５００ｎｍの範囲の波長を有する青色光）を比較的長波長の可視光（例えば、約５６０ｎｍから約５９０ｎｍの範囲の波長を有する黄色光）に変換する蛍光体に使用される１つ又はそれよりも多くの蛍光体ホスト材料を使用して提供することができる。例えば、非発光拡散粒子は、窒化物蛍光体ホスト材料（例えば、ＣａＳｉＮ2、Ｂａ2Ｓｉ5Ｎ8、ＣａＳｉＡｌＮ3のような又はより一般的には（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）βＳｉγＮμ、式中、２β＋４γ＝３μ）；酸窒化物蛍光体ホスト材料（例えば、ＳｉＡｌＯxＮy又は（Ｌｕ，Ｃａ，Ｌｉ，Ｍｇ，Ｙ）α−ＳｉＡｌＯＮ）；硫化物蛍光体ホスト材料（例えば、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ）；ケイ酸塩蛍光体ホスト材料（例えば、オルトケイ酸バリウム又はＢＯＳＥ、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）2Ｓｉ1-ξＯ4-2ξ、式中、０≦ξ≦０．２、又は（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）2（Ｍｇ，Ｚｎ）Ｓｉ2Ｏ7）；又はガーネット蛍光体ホスト材料（例えば、イットリウムアルミニウムガーネット又はＹＡＧ、テルビウムアルミニウムガーネット又はＴＡＧ、又は（Ｙ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｌａ，Ｓｍ，Ｐｒ，Ｌｕ）3（Ａｌ，Ｇａ）5-λＯ12-3/2λ、式中、０≦λ≦０．５）のような蛍光体ホスト材料を使用して提供することができる。すなわち、これらの蛍光体ホスト材料は、青色発光ダイオードとの使用に適合する非発光拡散粒子、及び青色光をより長波長の可視光（例えば、黄色）に変換して実質的に白色の光を提供する帯放射蛍光体粒子を提供するために使用することができる。
【００５９】
表１に関して上述した蛍光体ホスト材料（かつより詳細には、窒化物蛍光体ホスト材料、酸窒化物蛍光体ホスト材料、硫化物蛍光体ホスト材料、ケイ酸塩蛍光体ホスト材料、又はガーネット蛍光体ホスト材料）は、高透明度（低損失）で高屈折率（例えば、少なくとも約１．８）の非発光拡散粒子を提供するために使用することができる。得られる非発光拡散粒子は、約５０マイクロメートル、より詳細には、約２マイクロメートルから約２５マイクロメートルの範囲にある幅／直径を有する無機の結晶性球体とすることができる。更に、これらの非発光拡散粒子は、当業者によって理解されるように粉砕及びフラックスを用いた焼結によって製造することができる。高透明性及び高屈折率（封入材料に対して）を設けることにより、拡散特性を改善することができる。
【００６０】
図面及び明細書で本発明の実施形態を開示し、かつ特定の用語を用いたが、それらの用語は制限ではなく、一般的かつ説明的な意味でのみ使用され、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲に示されている。
【符号の説明】
【００６１】
１０３  基板
１０５  反射層
１０７  半導体発光装置又はＬＥＤ
１０９  封入材料
【図１Ａ】
0005769705.tif 000002
【図１Ｂ】
0005769705.tif 000003
【図１Ｃ】
0005769705.tif 000004
【図２Ａ】
0005769705.tif 000005
【図２Ｂ】
0005769705.tif 000006
【図３】
0005769705.tif 000007
【図４】
0005769705.tif 000008