(57)【要約】  発光ダイオードにおいて使用するための表面にテクスチャが施されたカプセル。一態様においては、発光ダイオードと、前記発光ダイオードの上に形成されたカプセルと、光を抽出するように構成された表面のテクスチャと、を備えている発光ダイオード装置が提供される。一態様においては、或る方法が、光を抽出するように構成された表面のテクスチャを有しているカプセルで発光ダイオードを包むステップ、を含んでいる。一態様においては、パッケージと、前記パッケージ内に配置された少なくとも１つの発光ダイオードと、前記少なくとも１つの発光ダイオードの上に形成され、光を抽出するように構成された表面のテクスチャを有しているカプセルと、を備えている発光ダイオードランプが提供される。別の態様においては、或る方法が、発光ダイオードを覆うように構成されたカプセルの１つ以上の領域を定めるステップと、前記カプセルの各領域の表面に、光を抽出するように構成された１つ以上の幾何学的特徴によってテクスチャを施すステップと、を含んでいる。
2011526083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオードと、
前記発光ダイオードの上に形成され、光を抽出するように構成された表面のテクスチャを有しているカプセルと、
を備えている発光ダイオード装置。
【請求項２】
前記カプセルが、透明なシリコーンを含んでいる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記カプセルが、リン光体含有のシリコーン層を含んでいる、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記カプセルが、前記表面のテクスチャで型押しされている、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記カプセルが、前記表面のテクスチャを形成するように成型されている、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記カプセルが、パターン転写プロセスを通じて前記表面のテクスチャを得る、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記表面のテクスチャが、光を抽出するように構成された１つ以上の幾何学的特徴を含んでいる、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記表面のテクスチャが、半球、円錐、ピラミッド、および無作為な形状を含むグループから選択される１つ以上の幾何学的形状を備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記１つ以上の幾何学的形状が、前記発光ダイオードよりも小さくなるように寸法付けられている、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記表面のテクスチャが、１つ以上の領域を含んでおり、各領域が、１つ以上の幾何学的形状を備えており、各領域に組み合わせられた前記１つ以上の幾何学的形状が、半球、円錐、ピラミッド、および無作為な形状を含むグループから選択される、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記カプセルが、実質的に平坦な全体的形状を有している、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記カプセルが、中央部が側方部分よりも高いドーム形の全体的形状を有している、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記カプセルが、光を抽出するように構成された全体的形状を有している、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記カプセル内に複数の発光ダイオードをさらに備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
発光ダイオード装置を形成するための方法であって、
光を抽出するように構成された表面のテクスチャを有しているカプセルで発光ダイオードを包むステップ、を含んでいる方法。
【請求項１６】
前記包むステップが、透明なシリコーンから前記カプセルを形成するステップを含んでいる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記包むステップが、リン光体含有のシリコーン層から前記カプセルを形成するステップを含んでいる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記包むステップが、前記表面のテクスチャで前記カプセルを型押しするステップを含んでいる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記包むステップが、前記表面のテクスチャを有する前記カプセルを成型するステップを含んでいる、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記包むステップが、前記表面のテクスチャを前記カプセルへとパターン転写プロセスによって転写するステップを含んでいる、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記包むステップが、光を抽出するように構成された１つ以上の幾何学的特徴を備えるように前記表面のテクスチャを形成するステップを含んでいる、請求項１５に記載の方法。
【請求項２２】
前記包むステップが、半球、円錐、ピラミッド、および無作為な形状を含むグループから選択される１つ以上の幾何学的形状を備えるように前記表面のテクスチャを形成するステップを含んでいる、請求項１５に記載の方法。
【請求項２３】
前記包むステップが、前記１つ以上の幾何学的形状を前記発光ダイオードよりも小さくなるように寸法付けるステップを含んでいる、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記包むステップが、１つ以上の領域を備えるように前記カプセルを形成するステップを含んでおり、各領域が、１つ以上の幾何学的形状を備えており、各領域に組み合わせられた前記１つ以上の幾何学的形状が、半球、円錐、ピラミッド、および無作為な形状を含むグループから選択される、請求項１５に記載の方法。
【請求項２５】
前記包むステップが、実質的に平坦な全体的形状を有するように前記カプセルを形成するステップを含んでいる、請求項１５に記載の方法。
【請求項２６】
前記包むステップが、ドーム形の全体的形状を有するように前記カプセルを形成するステップを含んでいる、請求項１５に記載の方法。
【請求項２７】
前記包むステップが、光を抽出するように構成された全体的形状を有するように前記カプセルを形成するステップを含んでいる、請求項１５に記載の方法。
【請求項２８】
前記包むステップが、複数の発光ダイオードを包むように前記カプセルを形成するステップを含んでいる、請求項１５に記載の方法。
【請求項２９】
パッケージと、
前記パッケージ内に配置された少なくとも１つの発光ダイオードと、
前記少なくとも１つの発光ダイオードの上に形成され、光を抽出するように構成された表面のテクスチャを有しているカプセルと、
を備えている発光ダイオードランプ。
【請求項３０】
前記カプセルが、透明なシリコーンを含んでいる、請求項２９に記載のランプ。
【請求項３１】
前記カプセルが、リン光体含有のシリコーン層を含んでいる、請求項２９に記載のランプ。
【請求項３２】
前記カプセルが、前記表面のテクスチャで型押しされている、請求項２９に記載のランプ。
【請求項３３】
前記カプセルが、前記表面のテクスチャを形成するように成型されている、請求項２９に記載のランプ。
【請求項３４】
前記カプセルが、パターン転写プロセスを通じて前記表面のテクスチャを得る、請求項２９に記載のランプ。
【請求項３５】
前記表面のテクスチャが、光を抽出するように構成された１つ以上の幾何学的特徴を含んでいる、請求項２９に記載のランプ。
【請求項３６】
前記表面のテクスチャが、半球、円錐、ピラミッド、および無作為な形状を含むグループから選択された１つ以上の幾何学的形状を備えている、請求項２９に記載のランプ。
【請求項３７】
前記１つ以上の幾何学的形状が、前記少なくとも１つの発光ダイオードよりも小さくなるように寸法付けられている、請求項３６に記載のランプ。
【請求項３８】
前記表面のテクスチャが、１つ以上の領域を含んでおり、各領域が、１つ以上の幾何学的形状を備えており、各領域に組み合わせられた前記１つ以上の幾何学的形状が、半球、円錐、ピラミッド、および無作為な形状を含むグループから選択される、請求項２９に記載のランプ。
【請求項３９】
前記カプセルが、実質的に平坦な全体的形状を有している、請求項２９に記載のランプ。
【請求項４０】
前記カプセルが、中央部が側方部分よりも高いドーム形の全体的形状を有している、請求項２９に記載のランプ。
【請求項４１】
前記カプセルが、光を抽出するように構成された全体的形状を有している、請求項２９に記載のランプ。
【請求項４２】
前記カプセル内に複数の発光ダイオードをさらに備えている、請求項２９に記載のランプ。
【請求項４３】
電源と、
前記電源に電気的に接続した発光ダイオードランプと、
を備えている照明装置であって、
前記発光ダイオードランプが、
パッケージと、
前記パッケージ内に配置された少なくとも１つの発光ダイオードと、
前記少なくとも１つの発光ダイオードの上に形成され、光を抽出するように構成された表面のテクスチャを有しているカプセルと、
を備えている照明装置。
【請求項４４】
前記カプセルが、透明なシリコーンを含んでいる、請求項４３に記載の装置。
【請求項４５】
前記カプセルが、透明なシリコーンを含んでいる、請求項４３に記載の装置。
【請求項４６】
前記カプセルが、リン光体含有のシリコーン層を含んでいる、請求項４３に記載の装置。
【請求項４７】
前記カプセルが、前記表面のテクスチャで型押しされている、請求項４３に記載の装置。
【請求項４８】
前記カプセルが、前記表面のテクスチャを形成するように成型されている、請求項４３に記載の装置。
【請求項４９】
前記カプセルが、パターン転写プロセスを通じて前記表面のテクスチャを得る、請求項４３に記載の装置。
【請求項５０】
前記表面のテクスチャが、光を抽出するように構成された１つ以上の幾何学的特徴を含んでいる、請求項４３に記載の装置。
【請求項５１】
前記表面のテクスチャが、半球、円錐、ピラミッド、および無作為な形状を含むグループから選択される１つ以上の幾何学的形状を備えている、請求項４３に記載の装置。
【請求項５２】
前記１つ以上の幾何学的形状が、前記少なくとも１つの発光ダイオードよりも小さくなるように寸法付けられている、請求項５１に記載の装置。
【請求項５３】
前記表面のテクスチャが、１つ以上の領域を含んでおり、各領域が、１つ以上の幾何学的形状を備えており、各領域に組み合わせられた前記１つ以上の幾何学的形状が、半球、円錐、ピラミッド、および無作為な形状を含むグループから選択される、請求項４３に記載の装置。
【請求項５４】
前記カプセルが、実質的に平坦な全体的形状を有している、請求項４３に記載の装置。
【請求項５５】
前記カプセルが、中央部が側方部分よりも高いドーム形の全体的形状を有している、請求項４３に記載の装置。
【請求項５６】
前記カプセルが、光を抽出するように構成された全体的形状を有している、請求項４３に記載の装置。
【請求項５７】
前記カプセル内に複数の発光ダイオードをさらに備えている、請求項４３に記載の装置。
【請求項５８】
発光ダイオード装置を形成するための方法であって、
発光ダイオードを覆うように構成されたカプセルの１つ以上の領域を定めるステップと、
前記カプセルの各領域の表面に、光を抽出するように構成された１つ以上の幾何学的特徴によってテクスチャを施すステップと、
を含んでいる方法。
【請求項５９】
カプセルの材料を決定するステップをさらに含んでいる、請求項５８に記載の方法。
【請求項６０】
カプセルの全体的形状を決定するステップをさらに含んでいる、請求項５８に記載の方法。
【請求項６１】
前記テクスチャを施すステップが、前記幾何学的特徴で前記カプセルを型押しするステップを含んでいる、請求項５８に記載の方法。
【請求項６２】
前記テクスチャを施すステップが、前記幾何学的特徴を有する前記カプセルを成型するステップを含んでいる、請求項５８に記載の方法。
【請求項６３】
前記テクスチャを施すステップが、前記幾何学的特徴を前記カプセルへとパターン転写プロセスによって転写するステップを含んでいる、請求項５８に記載の方法。
【請求項６４】
前記テクスチャを施すステップが、半球、円錐、ピラミッド、および無作為な形状を含むグループから前記幾何学的特徴を選択するステップを含んでいる、請求項５８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、広くは、発光ダイオードに関し、さらに詳しくは、発光ダイオードにおいて使用され、光の出力の改善をもたらす表面にテクスチャが施されたカプセルに関する。
【背景技術】
【０００２】
表示器として使用するための発光ダイオード（ＬＥＤ）が周知である。ＬＥＤは、消費者向けの電子機器に広く使用されている。例えば、赤色ＬＥＤが、ラジオ、テレビ受像機、ビデオレコーダ（ＶＣＲ）、などの装置に電源が投入されていることを示すために一般的に使用されている。
【０００３】
最近では、高出力のＬＥＤが、照明全般の用途においてますます使用されるようになってきている。例えば、パワーＬＥＤを、今や頭上の照明、卓上ランプ、および自動車の用途（自動車の前照灯など）において見かけることができる。典型的には、高出力のＬＥＤは、基板に取り付けられてカプセル化によって保護されたＬＥＤを備えるアセンブリの一部として提供される。ＬＥＤから発せられる光は、カプセルを通過した後でユーザに視認される。しかしながら、光の損失が、ＬＥＤのカプセル層に存在する。これは、部分的には、カプセルと空気との間の界面において生じる内部反射に起因する。
【０００４】
ＬＥＤの光出力を改善するために、さまざまな技法が試みられている。例えば、カプセル層へのレンズの追加が、さらなる光を抽出するために使用されている。しかしながら、追加のレンズ材料が、熱の放散を減少させることによってＬＥＤアセンブリの熱特性に影響を及ぼす。また、レンズの追加は、ＬＥＤアセンブリの加工および製造のコストを上昇させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、優れた熱の放散ならびに加工および製造コストの削減をもたらしつつ、高出力ＬＥＤの光出力を向上させるための方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１つ以上の態様においては、表面にテクスチャが施されたカプセル層が、光出力の向上、優れた熱の放散、および加工コストの削減をもたらすために、１つ以上の発光ダイオードにおいて使用されるように設けられる。
【０００７】
一態様においては、発光ダイオードと、前記発光ダイオードの上に形成され、光を抽出するように構成された表面のテクスチャを有しているカプセルと、を備える発光ダイオード装置が提供される。
【０００８】
一態様においては、発光ダイオード装置を形成するための方法が提供される。この方法は、光を抽出するように構成された表面のテクスチャを有しているカプセルで発光ダイオードを包むステップ、を含んでいる。
【０００９】
一態様においては、パッケージと、前記パッケージ内に配置された少なくとも１つの発光ダイオードと、前記少なくとも１つの発光ダイオードの上に形成され、光を抽出するように構成された表面のテクスチャを有しているカプセルと、を備えている発光ダイオードランプが提供される。
【００１０】
一態様においては、電源と、前記電源に電気的に接続した発光ダイオードランプと、を備えている照明装置が提供される。ランプは、パッケージと、少なくとも１つの発光ダイオードと、前記少なくとも１つの発光ダイオードの上に形成され、光を抽出するように構成された表面のテクスチャを有しているカプセルと、を備えている。
【００１１】
一態様においては、発光ダイオード装置を形成するための方法が提供される。この方法は、発光ダイオードの上に形成されるカプセルの１つ以上の領域を定めるステップと、前記カプセルの各領域の表面に、光を抽出するように構成された１つ以上の幾何学的特徴によってテクスチャを施すステップと、を含んでいる。
【００１２】
他の態様が、以下に記載される図面の簡単な説明、説明、および特許請求の範囲を検討することによって、明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
本明細書に記載の上述の態様が、以下の説明を添付の図面と連動させて参照することによって、さらに容易に明らかになるであろう。
【図１】従来からのカプセルを有するＬＥＤアセンブリを示している。
【図２】光を抽出するように構成された表面にテクスチャが施されたカプセルを有しているＬＥＤアセンブリを示している。
【図３】表面にテクスチャが施されたカプセルによるマルチＬＥＤアセンブリの態様を示している。
【図４】異なる表面のテクスチャを備えるカプセルを有している３つのＬＥＤアセンブリの態様を示している。
【図５】カプセルの全体的な形状がさらなる光の抽出をもたらすように選択されている表面にテクスチャが施されたカプセルの態様を備えているＬＥＤアセンブリを示している。
【図６】表面にテクスチャが施された複数の領域を有しているカプセルの態様を備えているＬＥＤアセンブリを示している。
【図７】ＬＥＤから光を抽出するための表面にテクスチャが施されたカプセルを生成するための方法例を示している。
【図８】本明細書に記載のとおりの表面にテクスチャが施されたカプセルを備えるＬＥＤを有している装置例を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
種々の態様において、表面にテクスチャが施されたカプセルが、光出力の向上、熱の放散の改善、および加工コストの削減をもたらすべく、１つ以上の発光ダイオードにおいて使用するために提供される。
【００１５】
以下の定義が、本文献で使用される用語を定義する。
１．活性領域−発光ダイオードにおける領域であって、電流が流れる際ＬＥＤにおいて注入された電子と正孔とが再結合して光子を生じる領域。
２．「上に形成され（ｆｏｒｍｅｄ  ｕｐｏｎ）」は、種々の層の形成に言及する場合、「上に成膜され、エッチングされ、貼り付けられ、あるいは他の方法で作成または製造され」を意味する。
３．パッケージ−１つ以上のＬＥＤチップを収容し、ＬＥＤチップとＬＥＤチップへの電源との間のインターフェイスを提供する構成要素の集合体。
４．透明−対象とする特定の（１つ以上の）波長の電磁波について有意な妨害または吸収がないこと。
【００１６】
図１に従来のカプセルを有するＬＥＤアセンブリ１００を示す。ＬＥＤアセンブリ１００は、基板１０４に取り付けられたＬＥＤ１０２を備えている。基板がＬＥＤへと電力を供給し、ＬＥＤが電力を光へと変換し、光がＬＥＤ１０２の表面から放射される。ＬＥＤ１０２は、１０８に示されているように平坦で滑らかな表面を有しているカプセル１０６によって包まれている。動作中、ＬＥＤ１０２から発せられた光は、カプセル１０６を通って進み、１１０に示されているようにＬＥＤアセンブリ１００から放射される。しかしながら、カプセル１０６の滑らかかつ平坦な表面１０８ゆえに、ＬＥＤ１０２から発せられた光の一部は、臨界角よりも小さい角度で表面１０８に入射する。臨界角は、境界と入射光との間に形成される角度であって、界面の物質の屈折率特性によって決まる角度である。臨界角未満で境界に入射する光は、境界を通過する代わりに、カプセルへと戻るように反射させられる。１１２に示されているように、カプセル１０６において反射させられた光はＬＥＤアセンブリ１００から放射されることがない。したがって、ＬＥＤアセンブリ１００の動作が非効率的になり、光出力が低下する。従来のＬＥＤアセンブリは、全反射をなくしてより多くの光を抽出するために、カプセルへと加えられる追加のレンズ材料を含むことが可能である。しかしながら、追加のレンズ材料は、ＬＥＤアセンブリ１００の熱放散特性を低下させ、さらには追加の加工および製造コストを増大させる。
【００１７】
図２に、光を抽出するように構成された表面にテクスチャが施されたカプセルを有しているＬＥＤアセンブリ２００の態様を示す。例えば、ＬＥＤアセンブリ２００は、テクスチャが施された表面２０６を備えるカプセル２０４をＬＥＤ２０２上に形成して備えている。一態様においては、テクスチャが施された表面２０６が、カプセル２０４に型押しされ、成型され、パターン転写され、あるいは他の方法で形成された幾何学的特徴または形状（この例では、半球形）の領域を有している。しかしながら、種々の態様において後述されるように、テクスチャが施された表面２０６はさまざまな幾何学的形状を備えてもよい。
【００１８】
テクスチャが施された表面２０６は、ＬＥＤ２０２から放射された光が臨界角よりも大きい角度でカプセル表面の大部分に入射するように構成されている。これは、反射させられる光がより少なく、ＬＥＤアセンブリ１００よりも多くの光がＬＥＤアセンブリ２００から抽出されることを意味する。さらには、追加のレンズ材料を使用する必要がないため、ＬＥＤアセンブリ２００は、追加の加工および製造コストを回避しつつ、光出力の増加および優れた熱放散特性を提供する。
【００１９】
種々の態様において、表面にテクスチャが施されたカプセル２０４は、実質的にあらゆるカラーＬＥＤでの使用に適している。例えば、表面にテクスチャが施されたカプセル２０４は、赤色、青色、緑色、黄色、または白色のＬＥＤから放射される追加の光を抽出することができる。さらに、表面にテクスチャが施されたカプセルを、他の種類の光源においても使用することができ、ＬＥＤ光源における使用だけには限られないことに、注意すべきである。さらには、表面にテクスチャが施されたカプセル２０４を、シリコーンまたはリン光体など、任意の適切な材料で構成することができる。
【００２０】
図３に表面にテクスチャが施されたカプセルによるマルチＬＥＤアセンブリ３００の態様を示す。アセンブリ３００が、基板３１０に取り付けられたＬＥＤ３０２〜３０８を備えている。さらに、アセンブリ３００は、テクスチャが施された表面３１４を有するカプセル３１２を備えている。テクスチャが施された表面３１４が、ＬＥＤ３２０〜３０８によって放射された光を抽出するように構成されている。このように、図３では、優れた熱の放散を提供し、かつ追加のレンズ材料の加工コストを回避しながら、光出力を向上させるために、表面にテクスチャが施されたカプセルの態様を、任意の数のＬＥＤにおける使用に合わせて拡張でき、それらのＬＥＤが異なる色のＬＥＤの任意の組み合わせでよいことを示している。
【００２１】
図４に異なる表面のテクスチャを備えるカプセルを有している３つのＬＥＤアセンブリ４００の態様を示す。図４では、さまざまな幾何学的特徴または形状を有する表面のテクスチャを、ＬＥＤアセンブリからの光の抽出を改善するために使用可能であることを示している。
【００２２】
第１のＬＥＤアセンブリ４０２は、半球を形成している幾何学的形状を有している表面のテクスチャ４０６を備えるカプセル４０４を有して図示されている。半球の寸法（すなわち、半径）は、テクスチャのないカプセルに比べて抽出される光の量の増加がもたらされるように選択される。例えば、辺の寸法が２ミリメートルである正方形のＬＥＤが使用される場合、半球の半径は、１マイクロメートル〜１ミリメートルの範囲であってよい。すなわち、半球の半径が、ＬＥＤまたは他の適切な光源の寸法よりも小さい。
【００２３】
また、種々の態様において、幾何学的特徴または形状が変化する寸法を有してもよいことに、注意すべきである。例えば、４０６に示した半球が、変化する寸法を有することが可能であり、必ずしも同じ寸法を有していない。
【００２４】
第２のＬＥＤアセンブリ４０８は、円錐またはピラミッドを形成している幾何学的形状を有している表面のテクスチャ４１２を備えるカプセル４１０を有して図示されている。円錐またはピラミッドの寸法（すなわち、底の面積および高さ）は、所望の量の抽出光をもたらすように選択される。
【００２５】
第３のＬＥＤアセンブリ４１４は、無作為な幾何学的形状を有している表面のテクスチャ４１８を備えるカプセル４１６を有して図示されている。無作為な幾何学的形状は、所望の量の抽出光をもたらすための任意の寸法を有することが可能である。例えば、或る範囲の底面積および高さを有する無作為なミラミッド形状を、所望の量の光の抽出をもたらすように選択することが可能である。
【００２６】
このように、ＬＥＤアセンブリ４００は、さまざまな特徴または幾何学的形状を備える表面のテクスチャを、種々の態様に従って光の抽出を改善するために使用可能であることを示している。
【００２７】
図５に、カプセルの全体的な形状がさらなる光の抽出をもたらすように選択されている、表面にテクスチャが施されたカプセルの態様を備えているＬＥＤアセンブリ５００を示す。例えば、ＬＥＤアセンブリ５００は、ＬＥＤ５０２、基板５０４、およびカプセル５０６を備えている。カプセル５０６は、本明細書に提示の種々の態様による表面のテクスチャ５０８を備えている。さらに、カプセル５０６は、さらなる光の抽出をもたらすための全体形状を有している。例えば、カプセル５０６は、さらなる光の抽出をもたらすように構成された全体としてのドーム形を有している（すなわち、中央が端よりも高い）。表面にテクスチャが施されたカプセルの態様が、図３に示すようなドーム形を有するカプセルに限られず、カプセルの任意の所望の全体的形状を、光抽出の増加をもたらすために利用可能であることに注意すべきである。
【００２８】
すなわち、本明細書に記載の表面にテクスチャが施されたカプセルの態様は、光の抽出を改善するための任意の所望の全体的形状を備えることが可能である。
【００２９】
図６に、表面にテクスチャが施された複数の領域を有しているカプセルの態様を備えているＬＥＤアセンブリ６００を示す。例えば、表面にテクスチャが施された複数の領域を説明するために、ＬＥＤアセンブリ６００が、側面図６０４および側面図６０４に対応する上面図６０２にて図示されている。ＬＥＤアセンブリ６００は、ＬＥＤ６１４、基板６０６、および表面にテクスチャが施された複数の領域を備えている。
【００３０】
カプセルの表面にテクスチャが施された複数の領域は、無作為な表面のテクスチャを有している第１の領域６０８を含んでいる。半球形の表面のテクスチャを有する第２の領域６１０が設けられ、円錐形の表面のテクスチャを有する第３の領域６１２が設けられている。
【００３１】
このように、種々の態様において、表面にテクスチャが施されたカプセルは、複数の領域を備えることができ、各領域が異なる幾何学的形状を使用する表面のテクスチャを提供することができる。結果として、滑らかかつ／または平坦なカプセルを有するＬＥＤアセンブリに比べ、より多くの量の光がＬＥＤアセンブリから抽出される。
（表面のテクスチャの形成）
種々の態様において、表面のテクスチャを有するカプセルを、さまざまな技法を使用して形成することができる。例えば、再び図６を参照すると、６０８、６１０、および６１２に設けられている表面のテクスチャの特徴を、以下の技法のうちの１つ以上を使用して、カプセル上に形成でき、カプセルによって生成でき、さらには／あるいはカプセルへと適用することができる。
１．成型−カプセルが、所望の表面のテクスチャの特徴を含むように成型される。
２．型押し−カプセルが、所望の表面のテクスチャの特徴を含むように型押しされる。例えば、途中まで硬化したシリコーン製のカプセルが、シリコーン表面に所望の特徴を形成すべく特別に製作された押し型によって型押しされる。シリコーンを完全に硬化させることで、所望の表面のテクスチャを固定することができる。
３．パターン転写−パターン層を、シリコーンまたはリン光体層のカプセルの上部に配置することができる。パターン層が型押しまたは成型され、次いでエッチングされ、型押しまたは成型されたパターンがシリコーンまたはリン光体層のカプセルへと転写（または、適用）される。
【００３２】
図７に、ＬＥＤから光を抽出するための表面にテクスチャが施されたカプセルを生成するための方法例７００を示す。分かりやすくするために、以下では、方法７００を、図５および図６に示した表面にテクスチャが施されたカプセルを参照して説明する。
【００３３】
ブロック７０２において、カプセルの材料が決定される。例えば、カプセルの材料を、シリコーンまたはリン光体層であるように選択することが可能である。
【００３４】
ブロック７０４において、カプセルの全体としての表面形状が決定される。例えば、全体としてのカプセルの表面形状は、ほぼ平坦であってよく、図５に示すようにドーム形であってよく、あるいは任意の他の所望の表面形状であってよい。
【００３５】
ブロック７０６において、カプセルの表面積が決定される。例えば、一旦カプセルの表面形状が決定されたならば、全体としての表面積が決定される。
【００３６】
ブロック７０８において、カプセルの表面領域が決定される。一態様においては、表面領域が、ブロック７０６において決定された表面積を分割している。カプセルを、任意の数の表面領域を含むように構成することができる。
【００３７】
ブロック７１０において、各表面領域の表面のテクスチャが決定される。例えば、各表面領域に、異なる幾何学的形状または特徴を有する表面のテクスチャを施すことができる。すなわち、図６に示すように、各領域に、所望の量の光の抽出をもたらすように表面のテクスチャを施すことができる。
【００３８】
ブロック７１２において、カプセルに、上述の工程において設定されたとおりの表面形状、表面領域、および各領域の表面のテクスチャを有するように、型押し、成型、またはパターン転写のプロセスが加えられる。また、表面のテクスチャを有するカプセルの形成のために、本明細書においていくつかの技法を開示したが、実質的に任意の技法またはプロセスを使用して本明細書に記載のとおりの表面のテクスチャを有するカプセルを生成できることに、注意すべきである。
【００３９】
結果として、方法７００は、テクスチャを有さないカプセルに比べてより多くの量の光をＬＥＤアセンブリから抽出できるよう、表面にテクスチャが施されたカプセルを生成するように機能する。方法７００が一例にすぎず、種々の態様の範囲において、方法７００の各工程を並べ替え、あるいは他の方法で変更可能であることに注意すべきである。すなわち、本明細書に記載の種々の態様の範囲において、他の実施例も可能である。
【００４０】
図８に、本明細書に記載のとおりの表面にテクスチャが施されたカプセルを有するＬＥＤとともに使用するために適した装置例８００を示す。例えば、図８では、コンピュータ８０２、ランプ８０６、および照明装置８０８を示している。図８に示した装置の各々が、本明細書に記載のように光を抽出するように構成された表面にテクスチャが施されたカプセルを有しているＬＥＤを備えている。例えば、コンピュータ８０２が、ＬＥＤ８１０を備えており、携帯電話機８０４が、ＬＥＤ８１２を備えている。ＬＥＤ８１０および８１２は、光の出力の増加を優れた熱の放散および低い加工コストとともに提供するために、本明細書に記載のとおりの表面にテクスチャが施されたカプセルを有している。
【００４１】
ランプ８０６は、パッケージ８１４およびＬＥＤ８１６を備えている。ＬＥＤ８１６が、本明細書に記載のとおりの光を抽出するように構成された表面にテクスチャが施されたカプセルを有している。ランプ８０６を、任意の種類の一般的な照明に使用することが可能である。例えば、ランプ８０６を、自動車の前照灯、街路灯、天井の照明、または他の一般的な照明の用途に使用することが可能である。照明装置８０８は、ランプ８２０に電気的に接続された電源８１８を備えている。一態様において、電源８１８は、電池であってよく、あるいは太陽電池など、任意の他の適切な種類の電源であってよい。ランプ８２０は、本明細書に記載のとおりの光を抽出するように構成された表面にテクスチャが施されたカプセルを有するＬＥＤ８２２を備えている。
【００４２】
本明細書に記載のとおりの表面にテクスチャが施されたカプセルが、実質的に任意の種類のＬＥＤにおいて使用するために適しており、そのようなＬＥＤを任意の種類の照明装置において使用することが可能であり、図８に示した装置だけには限られないことに、注意すべきである。すなわち、本明細書に記載の表面にテクスチャが施されたカプセルは、ＬＥＤから放射される光の抽出を増加させ、さまざまな装置の用途において使用することができる。
【００４３】
本明細書に開示した態様の説明は、当業者が本発明を製作または使用できるようにするために提示されている。これらの態様について、さまざまな変更が当業者にとって容易に明らかであり、本明細書に定められる包括的な原理を、本発明の技術的思想または技術的範囲から逸脱することなく、他の態様へと適用することが可能である。すなわち、本発明は、本明細書に示した態様に限られるものではなく、本明細書に開示の原理および新規な特徴に矛盾しない最大の範囲が、本発明に与えられるべきである。用語「例（ｅｘｅｍｐｌａｒｌｙ）」は、本明細書において、「一例、事例、または例示として役立つこと」をもっぱら意味して使用されている。「例」として本明細書に記載されるいかなる態様も、必ずしも他の態様よりも好ましい態様または有利な態様であるとして解釈されるべきものではない。
【００４４】
したがって、表面にテクスチャが施されたカプセルのいくつかの態様を本明細書において例示および説明したが、それらの技術的思想または本質的特徴から逸脱することなく、それらの態様についてさまざまな変更が可能であることを、理解できるであろう。したがって、本明細書の開示および説明は、あくまでも以下の特許請求の範囲に記載される本発明の技術的範囲の例示を意図しており、本発明の技術的範囲を限定しようとするものではない。
【図１】
2011526083.tif 000003
【図２】
2011526083.tif 000004
【図３】
2011526083.tif 000005
【図４】
2011526083.tif 000006
【図５】
2011526083.tif 000007
【図６】
2011526083.tif 000008
【図７】
2011526083.tif 000009
【図８】
2011526083.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成21年10月27日(2009.10.27)
【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】
発光ダイオードと、
前記発光ダイオードの上に形成され、光を抽出するように構成された湾曲した表面のテクスチャを有しているカプセルと、
を備えている発光ダイオード装置。
【請求項２】
前記カプセルが、透明なシリコーンを含んでいる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記カプセルが、リン光体含有のシリコーン層を含んでいる、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記カプセルが、前記表面のテクスチャで型押しされている、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記カプセルが、前記表面のテクスチャを形成するように成型されている、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記カプセルが、パターン転写プロセスを通じて前記表面のテクスチャを得る、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記表面のテクスチャが、光を抽出するように構成された１つ以上の幾何学的特徴を含んでいる、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記表面のテクスチャが、半球、円錐、ピラミッド、および無作為な形状を含むグループから選択される１つ以上の幾何学的形状を備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記１つ以上の幾何学的形状が、前記発光ダイオードよりも小さくなるように寸法付けられている、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記表面のテクスチャが、１つ以上の領域を含んでおり、各領域が、１つ以上の幾何学的形状を備えており、各領域に組み合わせられた前記１つ以上の幾何学的形状が、半球、円錐、ピラミッド、および無作為な形状を含むグループから選択される、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記カプセルが、実質的に平坦な全体的形状を有している、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記カプセルが、中央部が側方部分よりも高いドーム形の全体的形状を有している、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記カプセルが、光を抽出するように構成された全体的形状を有している、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記カプセル内に複数の発光ダイオードをさらに備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
発光ダイオード装置を形成するための方法であって、光を抽出するように構成された湾曲した表面のテクスチャを有しているカプセルで発光ダイオードを包むステップ、を含んでいる方法。
【請求項１６】
前記包むステップが、透明なシリコーンから前記カプセルを形成するステップを含んでいる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記包むステップが、リン光体含有のシリコーン層から前記カプセルを形成するステップを含んでいる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記包むステップが、前記表面のテクスチャで前記カプセルを型押しするステップを含んでいる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記包むステップが、前記表面のテクスチャを有する前記カプセルを成型するステップを含んでいる、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記包むステップが、前記表面のテクスチャを前記カプセルへとパターン転写プロセスによって転写するステップを含んでいる、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記包むステップが、光を抽出するように構成された１つ以上の幾何学的特徴を備えるように前記表面のテクスチャを形成するステップを含んでいる、請求項１５に記載の方法。
【請求項２２】
前記包むステップが、半球、円錐、ピラミッド、および無作為な形状を含むグループから選択される１つ以上の幾何学的形状を備えるように前記表面のテクスチャを形成するステップを含んでいる、請求項１５に記載の方法。
【請求項２３】
前記包むステップが、前記１つ以上の幾何学的形状を前記発光ダイオードよりも小さくなるように寸法付けるステップを含んでいる、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記包むステップが、１つ以上の領域を備えるように前記カプセルを形成するステップを含んでおり、各領域が、１つ以上の幾何学的形状を備えており、各領域に組み合わせられた前記１つ以上の幾何学的形状が、半球、円錐、ピラミッド、および無作為な形状を含むグループから選択される、請求項１５に記載の方法。
【請求項２５】
前記包むステップが、実質的に平坦な全体的形状を有するように前記カプセルを形成するステップを含んでいる、請求項１５に記載の方法。
【請求項２６】
前記包むステップが、ドーム形の全体的形状を有するように前記カプセルを形成するステップを含んでいる、請求項１５に記載の方法。
【請求項２７】
前記包むステップが、光を抽出するように構成された全体的形状を有するように前記カプセルを形成するステップを含んでいる、請求項１５に記載の方法。
【請求項２８】
前記包むステップが、複数の発光ダイオードを包むように前記カプセルを形成するステップを含んでいる、請求項１５に記載の方法。
【請求項２９】
パッケージと、
前記パッケージ内に配置された少なくとも１つの発光ダイオードと、
前記少なくとも１つの発光ダイオードの上に形成され、光を抽出するように構成された湾曲した表面のテクスチャを有しているカプセルと、
を備えている発光ダイオードランプ。
【請求項３０】
前記カプセルが、透明なシリコーンを含んでいる、請求項２９に記載のランプ。
【請求項３１】
前記カプセルが、リン光体含有のシリコーン層を含んでいる、請求項２９に記載のランプ。
【請求項３２】
前記カプセルが、前記表面のテクスチャで型押しされている、請求項２９に記載のランプ。
【請求項３３】
前記カプセルが、前記表面のテクスチャを形成するように成型されている、請求項２９に記載のランプ。
【請求項３４】
前記カプセルが、パターン転写プロセスを通じて前記表面のテクスチャを得る、請求項２９に記載のランプ。
【請求項３５】
前記表面のテクスチャが、光を抽出するように構成された１つ以上の幾何学的特徴を含んでいる、請求項２９に記載のランプ。
【請求項３６】
前記表面のテクスチャが、半球、円錐、ピラミッド、および無作為な形状を含むグループから選択された１つ以上の幾何学的形状を備えている、請求項２９に記載のランプ。
【請求項３７】
前記１つ以上の幾何学的形状が、前記少なくとも１つの発光ダイオードよりも小さくなるように寸法付けられている、請求項３６に記載のランプ。
【請求項３８】
前記表面のテクスチャが、１つ以上の領域を含んでおり、各領域が、１つ以上の幾何学的形状を備えており、各領域に組み合わせられた前記１つ以上の幾何学的形状が、半球、円錐、ピラミッド、および無作為な形状を含むグループから選択される、請求項２９に記載のランプ。
【請求項３９】
前記カプセルが、実質的に平坦な全体的形状を有している、請求項２９に記載のランプ。
【請求項４０】
前記カプセルが、中央部が側方部分よりも高いドーム形の全体的形状を有している、請求項２９に記載のランプ。
【請求項４１】
前記カプセルが、光を抽出するように構成された全体的形状を有している、請求項２９に記載のランプ。
【請求項４２】
前記カプセル内に複数の発光ダイオードをさらに備えている、請求項２９に記載のランプ。
【請求項４３】
電源と、
前記電源に電気的に接続した発光ダイオードランプと、
を備えている照明装置であって、
前記発光ダイオードランプが、
パッケージと、
前記パッケージ内に配置された少なくとも１つの発光ダイオードと、
前記少なくとも１つの発光ダイオードの上に形成され、光を抽出するように構成された湾曲した表面のテクスチャを有しているカプセルと、
を備えている照明装置。
【請求項４４】
前記カプセルが、透明なシリコーンを含んでいる、請求項４３に記載の装置。
【請求項４５】
前記カプセルが、透明なシリコーンを含んでいる、請求項４３に記載の装置。
【請求項４６】
前記カプセルが、リン光体含有のシリコーン層を含んでいる、請求項４３に記載の装置。
【請求項４７】
前記カプセルが、前記表面のテクスチャで型押しされている、請求項４３に記載の装置。
【請求項４８】
前記カプセルが、前記表面のテクスチャを形成するように成型されている、請求項４３に記載の装置。
【請求項４９】
前記カプセルが、パターン転写プロセスを通じて前記表面のテクスチャを得る、請求項４３に記載の装置。
【請求項５０】
前記表面のテクスチャが、光を抽出するように構成された１つ以上の幾何学的特徴を含んでいる、請求項４３に記載の装置。
【請求項５１】
前記表面のテクスチャが、半球、円錐、ピラミッド、および無作為な形状を含むグループから選択される１つ以上の幾何学的形状を備えている、請求項４３に記載の装置。
【請求項５２】
前記１つ以上の幾何学的形状が、前記少なくとも１つの発光ダイオードよりも小さくなるように寸法付けられている、請求項５１に記載の装置。
【請求項５３】
前記表面のテクスチャが、１つ以上の領域を含んでおり、各領域が、１つ以上の幾何学的形状を備えており、各領域に組み合わせられた前記１つ以上の幾何学的形状が、半球、円錐、ピラミッド、および無作為な形状を含むグループから選択される、請求項４３に記載の装置。
【請求項５４】
前記カプセルが、実質的に平坦な全体的形状を有している、請求項４３に記載の装置。
【請求項５５】
前記カプセルが、中央部が側方部分よりも高いドーム形の全体的形状を有している、請求項４３に記載の装置。
【請求項５６】
前記カプセルが、光を抽出するように構成された全体的形状を有している、請求項４３に記載の装置。
【請求項５７】
前記カプセル内に複数の発光ダイオードをさらに備えている、請求項４３に記載の装置。
【請求項５８】
発光ダイオード装置を形成するための方法であって、
発光ダイオードを覆うように構成されたカプセルの１つ以上の領域を定めるステップと、
前記カプセルの各領域の表面に、光を抽出するように構成された１つ以上の湾曲した幾何学的特徴によってテクスチャを施すステップと、
を含んでいる方法。
【請求項５９】
カプセルの材料を決定するステップをさらに含んでいる、請求項５８に記載の方法。
【請求項６０】
カプセルの全体的形状を決定するステップをさらに含んでいる、請求項５８に記載の方法。
【請求項６１】
前記テクスチャを施すステップが、前記幾何学的特徴で前記カプセルを型押しするステップを含んでいる、請求項５８に記載の方法。
【請求項６２】
前記テクスチャを施すステップが、前記幾何学的特徴を有する前記カプセルを成型するステップを含んでいる、請求項５８に記載の方法。
【請求項６３】
前記テクスチャを施すステップが、前記幾何学的特徴を前記カプセルへとパターン転写プロセスによって転写するステップを含んでいる、請求項５８に記載の方法。
【請求項６４】
前記テクスチャを施すステップが、半球、円錐、ピラミッド、および無作為な形状を含むグループから前記幾何学的特徴を選択するステップを含んでいる、請求項５８に記載の方法。
【国際調査報告】
2011526083.tif 000011