(57)【要約】  【課題】  本発明は、パッケージ化されたＬＥＤに関する。本デバイスは、表面領域、表面領域を覆って形成される一つ以上のＬＥＤデバイス、基板部材から構成される。本発明では、少なくともひとつのＬＥＤデバイスが、基板を含む半極性あるいは非分極性のＧａＮの上に、形成されている。一つ以上のＬＥＤデバイスは、一つ以上の第一の波長で、実質的に偏光された発光で光を放出している。そして、少なくとも一つのＬＥＤデバイスは、電子波動関数と正孔波動関数によって、特徴付けられる量子井戸領域から構成されている。電子波動関数と正孔波動関数は、予め決められている量子井戸領域の空間的な領域で実質的に重なり合っている。本デバイスでは、一つ以上のＬＥＤデバイスを覆って形成される、一つ以上の構成部材は厚みを有している。一つ以上の構成要素は、実質的に偏光された発光と、一つ以上の第二の波長の電磁気放射の発光により励起されている。【選択図】図１
2011530194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面領域を有する基材部と、
前記表面領域に設けられ、かつ、半極性または非分極性のＧａＮを含有する基材上に形成され、かつ、実質的に偏光された電磁波を少なくとも第一の波長で放つ、少なくとも１つの発光ダイオードデバイスと、
前記発光ダイオードデバイスの少なくとも１つに隣接する透明な部分と、
前記発光ダイオードデバイスの少なくとも１つと前記透明な部分との間に形成された光路と、
前記透明な部分の近傍に形成され、かつ、前記偏光された電磁波により励起され、少なくとも第二の波長の電磁波を発する、少なくとも１つの厚みのある部材と、
を有することを特徴とする発光デバイス。
【請求項２】
前記発光ダイオードデバイスの少なくとも１つは、量子井戸領域を有し、
当該量子井戸領域は、電子波動関数および正孔波動関数により特徴づけられ、
前記電子波動関数および前記正孔波動関数は、前記量子井戸領域内の所定の領域で実質的に重なりあっている、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項３】
前記厚みのある部材の少なくとも１つは、前記透明な部分の第一の側面と接するように設けられ、
前記第一の側面は、前記発光ダイオードデバイスの少なくとも１つに面している、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項４】
前記発光ダイオードデバイスの少なくとも１つは、少なくとも青色発光ダイオードデバイスを含み、
前記実質的に偏光された電磁波は、青色光である、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項５】
前記発光ダイオードデバイスの少なくとも１つは、約４３０〜４９０ナノメートルの波長の電磁波を発する青色発光ダイオードデバイスを少なくとも含み、
前記実質的に偏光された電磁波は、青色光である、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項６】
前記発光ダイオードデバイスの少なくとも１つは、約４３０〜４９０ナノメートルの波長の電磁波を発する青色発光ダイオードデバイスを少なくとも含み、
前記実質的に偏光された電磁波は、青色光であり、
前記厚みのある部材の少なくとも１つは、実質的な黄色光を発光可能な、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項７】
前記厚みのある部材の少なくとも１つは、（Ｙ，  Ｇｄ，  Ｔｂ，  Ｓｃ，  Ｌｕ，  Ｌａ）３（Ａｌ，  Ｇａ，  Ｉｎ）５Ｏ１２：Ｃｅ３＋、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋、  ＳｒＳ：Ｅｕ２＋、および、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳｅ、またはＣｄＴｅを含有するコロイド状量子ドット薄膜からなる群より選択される１種類以上の蛍光体または蛍光体の混合物を含む、請求項６に記載の発光デバイス。
【請求項８】
実質的な赤色光を発光可能な蛍光体をさらに含み、
当該蛍光体は、（Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）２Ｏ３：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  （Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  （Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）ＶＯ４：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  Ｙ２（Ｏ，Ｓ）３：  Ｅｕ３＋；  Ｃａ１−ｘＭｏ１−ｙＳｉｙＯ４：，ここで０．０５  ≦  ｘ  ≦  ０．５，  ０  ≦  ｙ  ≦  ０．１；  （Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）５Ｅｕ（Ｗ，Ｍｏ）Ｏ４；  （Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ２＋；  ＳｒＹ２Ｓ４：Ｅｕ２＋；  ＣａＬａ２Ｓ４：Ｃｅ３＋；  （Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ２＋；  ３．５ＭｇＯ＊０．５ＭｇＦ２＊ＧｅＯ２：Ｍｎ４＋  （ＭＦＧ）；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇｘＰ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  （Ｙ，Ｌｕ）２ＷＯ６：Ｅｕ３＋，  Ｍｏ６＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）３ＭｇｘＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋，ここで１  ＜ｘ  ≦  ２；  （ＲＥ１−ｙＣｅｙ）Ｍｇ２−ｘＬｉｘＳｉ３−ｘＰｘＯ１２，  ここでＲＥはＳｃ，  Ｌｕ，  Ｇｄ，  ＹおよびＴｂの少なくとも１つ，  ０．０００１  ＜  ｘ  ＜  ０．１  かつ  ０．００１  ＜  ｙ  ＜  ０．１；  （Ｙ，  Ｇｄ，  Ｌｕ，  Ｌａ）２−ｘＥｕｘＷ１−ｙＭｏｙＯ６，ここで０．５  ≦  ｘ  ≦  １．０，  ０．０１  ≦  ｙ  ≦  １．０；  （ＳｒＣａ）１−ｘＥｕｘＳｉ５Ｎ８，  ここで０．０１  ≦  ｘ  ≦  ０．３  ；  ＳｒＺｎＯ２：Ｓｍ＋３；  ＭｍＯｎＸ，  ここでＭはＳｃ，  Ｙ，  ランタノイド，  アルカリ土類金属およびこれらの混合物からなる群より選択され，  Ｘはハロゲン，  １  ≦  ｍ  ≦  ３，  かつ１  ≦  ｎ  ≦  ４，  さらにランタノイドのドーピングレベルはスペクトル質量で０．１〜４０％；  Ｅｕ３＋で活性化されたリン酸塩またはホウ酸塩の蛍光体；  およびこれらの混合物からなる群より選択される、請求項６に記載の発光デバイス。
【請求項９】
前記発光ダイオードデバイスの少なくとも１つは、約３８０〜４４０ナノメートルの波長の電磁波を発するバイオレット光発光ダイオードデバイスを少なくとも含み、
前記実質的に偏光された電磁波は、バイオレット光であり、
前記厚みのある部材の少なくとも１つは、実質的な白色光を発光可能な、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項１０】
前記厚みのある部材は、実質的な青色光、実質的な緑色光、および実質的な赤色光を発光可能な蛍光体の混合物を含む、請求項９に記載の発光デバイス。
【請求項１１】
前記青色光を発光可能な蛍光体は、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）５（ＰＯ４）３（Ｃｌ，Ｆ，Ｂｒ，ＯＨ）：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  Ｓｂ３＋，（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＢＰＯ５：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  （Ｓｒ，Ｃａ）１０（ＰＯ４）６＊ｎＢ２Ｏ３：Ｅｕ２＋；  ２ＳｒＯ＊０．８４Ｐ２Ｏ５＊０．１６Ｂ２Ｏ３：Ｅｕ２＋；  Ｓｒ２Ｓｉ３Ｏ８＊２ＳｒＣｌ２：Ｅｕ２＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇｘＰ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ２＋  （ＳＡＥ）；  ＢａＡｌ８Ｏ１３：Ｅｕ２＋；  およびこれらの混合物からなる群より選択される、請求項１０に記載の発光デバイス。
【請求項１２】
前記緑色光を発光可能な蛍光体は、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋  （ＢＡＭｎ）；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ａｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋；  （Ｙ，Ｇｄ，Ｌｕ，Ｓｃ，Ｌａ）ＢＯ３：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋；  Ｃａ８Ｍｇ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２（Ｍｇ，Ｚｎ）Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋；  （Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ，ｌｎ）２Ｓ４：Ｅｕ２＋；  （Ｙ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｌａ，Ｓｍ，Ｐｒ，Ｌｕ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ３＋；  （Ｃａ，Ｓｒ）８（Ｍｇ，Ｚｎ）（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋  （ＣＡＳＩ）；  Ｎａ２Ｇｄ２Ｂ２Ｏ７：Ｃｅ３＋，  Ｔｂ３＋；  （Ｂａ，Ｓｒ）２（Ｃａ，Ｍｇ，Ｚｎ）Ｂ２Ｏ６：Ｋ，Ｃｅ，Ｔｂ；  およびこれらの混合物からなる群より選択される、請求項１０に記載の発光デバイス。
【請求項１３】
前記赤色光を発光可能な蛍光体は、（Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）２Ｏ３：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  （Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  （Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）ＶＯ４：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  Ｙ２（Ｏ，Ｓ）３：  Ｅｕ３＋；  Ｃａ１−ｘＭｏ１−ｙＳｉｙＯ４：，  ここで０．０５  ≦  ｘ  ≦  ０．５，  ０  ≦  ｙ  ≦  ０．１；  （Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）５Ｅｕ（Ｗ，Ｍｏ）Ｏ４；  （Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ２＋；  ＳｒＹ２Ｓ４：Ｅｕ２＋；  ＣａＬａ２Ｓ４：Ｃｅ３＋；  （Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ２＋；  ３．５ＭｇＯ＊０．５ＭｇＦ２＊ＧｅＯ２：Ｍｎ４＋  （ＭＦＧ）；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇｘＰ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  （Ｙ，Ｌｕ）２ＷＯ６：Ｅｕ３＋，  Ｍｏ６＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）３ＭｇｘＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋，  ここで１  ＜ｘ  ≦  ２；  （ＲＥ１−ｙＣｅｙ）Ｍｇ２−ｘＬｉｘＳｉ３−ｘＰｘＯ１２，  ここでＲＥはＳｃ，  Ｌｕ，  Ｇｄ，  Ｙ，およびＴｂの少なくとも１つ，  ０．０００１  ＜  ｘ  ＜  ０．１  かつ０．００１  ＜  ｙ  ＜  ０．１；  （Ｙ，  Ｇｄ，  Ｌｕ，  Ｌａ）２−ｘＥｕｘＷ１−ｙＭｏｙＯ６，  ここで０．５  ≦  ｘ  ≦  １．０，  ０．０１  ≦  ｙ  ≦  １．０；  （ＳｒＣａ）１−ｘＥｕｘＳｉ５Ｎ８，  ここで０．０１  ≦  ｘ  ≦  ０．３  ；  ＳｒＺｎＯ２：Ｓｍ＋３；  ＭｍＯｎＸ，  ここでＭはＳｃ，  Ｙ，  ランタノイド，  アルカリ土類金属およびこれらの混合物からなる群より選択され，  Ｘはハロゲン，  １  ≦  ｍ  ≦  ３，  かつ１  ≦  ｎ  ≦  ４，  さらにランタノイドのドーピングレベルはスペクトル質量で０．１〜４０％；  Ｅｕ３＋で活性化されたリン酸塩またはホウ酸塩の蛍光体；  およびこれらの混合物からなる群より選択される、請求項１０に記載の発光デバイス。
【請求項１４】
前記量子井戸領域は、１以上の量子井戸領域を含む、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項１５】
前記厚みのある部材の少なくとも１つは、蛍光体よりなる部材を複数含み、
当該蛍光体よりなる部材は、赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体、および黄色蛍光体からなる群より選択される、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項１６】
前記蛍光体よりなる部材の厚さは、約５ミクロン以下である、請求項１５に記載の発光デバイス。
【請求項１７】
前記蛍光体よりなる部材は、電気蒸着、プレイティング、スパッタリング、吹き付け、ディッピング、またはディスペンシングにより形成されたものである、請求項１６に記載の発光デバイス。
【請求項１８】
前記発光ダイオードデバイスは、２つの発光ダイオードデバイスを含む、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項１９】
前記２つの発光ダイオードデバイスの１つは、青色光を放ち、
前記２つの発光ダイオードデバイスのもう１つは、黄色〜緑色光を放つ、請求項１８に記載の発光デバイス。
【請求項２０】
前記青色光を放つ発光ダイオードデバイスは、波長約４５０〜４９５ナノメートルの電磁波を放出可能であり、
前記黄色〜緑色光を放つ発光ダイオードデバイスは、波長約４９５〜５９０ナノメートルの電磁波を放出可能である、請求項１９に記載の発光デバイス。
【請求項２１】
前記厚みのある部材の少なくとも１つは、波長約６２０〜７５０ナノメートルの実質的な赤色光を放出可能である、請求項２０に記載の発光デバイス。
【請求項２２】
前記厚みのある部材の少なくとも１つは、（Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）２Ｏ３：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  （Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  （Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）ＶＯ４：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  Ｙ２（Ｏ，Ｓ）３：  Ｅｕ３＋；  Ｃａ１−ｘＭｏ１−ｙＳｉｙＯ４：，  ここで０．０５  ≦  ｘ  ≦  ０．５，  ０  ≦  ｙ  ≦  ０．１；  （Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）５Ｅｕ（Ｗ，Ｍｏ）Ｏ４；  （Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ２＋；  ＳｒＹ２Ｓ４：Ｅｕ２＋；  ＣａＬａ２Ｓ４：Ｃｅ３＋；  （Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ２＋；  ３．５ＭｇＯ＊０．５ＭｇＦ２＊ＧｅＯ２：Ｍｎ４＋  （ＭＦＧ）；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇｘＰ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  （Ｙ，Ｌｕ）２ＷＯ６：Ｅｕ３＋，  Ｍｏ６＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）３ＭｇｘＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋，  ここで１  ＜ｘ  ≦  ２；  （ＲＥ１−ｙＣｅｙ）Ｍｇ２−ｘＬｉｘＳｉ３−ｘＰｘＯ１２，  ここでＲＥはＳｃ，  Ｌｕ，  Ｇｄ，  ＹおよびＴｂの少なくとも１つ，  ０．０００１  ＜  ｘ  ＜  ０．１  かつ０．００１  ＜  ｙ  ＜  ０．１；  （Ｙ，  Ｇｄ，  Ｌｕ，  Ｌａ）２−ｘＥｕｘＷ１−ｙＭｏｙＯ６，ここで０．５  ≦  ｘ  ≦  １．０，  ０．０１  ≦  ｙ  ≦  １．０；  （ＳｒＣａ）１−ｘＥｕｘＳｉ５Ｎ８，  ここで０．０１  ≦  ｘ  ≦  ０．３  ；  ＳｒＺｎＯ２：Ｓｍ＋３；  ＭｍＯｎＸ，  ここでＭはＳｃ，  Ｙ，  ランタノイド，  アルカリ土類金属およびこれらの混合物からなる群より選択され；  Ｘはハロゲン；  １  ≦  ｍ  ≦  ３；  かつ１  ≦  ｎ  ≦  ４，  さらにランタノイドのドーピングレベルはスペクトル質量で０．１〜４０％；  Ｅｕ３＋で活性化されたリン酸塩またはホウ酸塩の蛍光体；  およびこれらの混合物からなる群より選択される赤色蛍光体を含む、請求項２１に記載の発光デバイス。
【請求項２３】
表面領域を有する基材部と、
前記表面領域に設けられ、かつ、半極性または非分極性でガリウムおよび窒素を含む基材上に形成され、かつ、実質的に偏光された電磁波を少なくとも第一の波長で放ち、かつ、量子井戸領域を有する、少なくとも１つの発光ダイオードデバイスと、
前記発光ダイオードデバイスの少なくとも１つの近傍に形成され、かつ、前記偏光された電磁波により励起され、少なくとも第二の波長の電磁波を発する、少なくとも１つの厚みのある部材と、
を有する発光デバイスであって、
前記量子井戸領域は、電子波動関数および正孔波動関数により特徴づけられ、
前記電子波動関数および前記正孔波動関数は、前記量子井戸領域内の所定の領域で実質的に重なりあっている、
ことを特徴とする発光デバイス。
【請求項２４】
前記発光ダイオードデバイスの少なくとも１つは、少なくとも青色発光ダイオードデバイスを含み、
前記実質的に偏光された電磁波は、青色光である、請求項２３に記載の発光デバイス。
【請求項２５】
前記発光ダイオードデバイスの少なくとも１つは、約４３０〜４９０ナノメートルの波長の電磁波を発する青色発光ダイオードデバイスを少なくとも含み、
前記実質的に偏光された電磁波は、青色光である、請求項２３に記載の発光デバイス。
【請求項２６】
前記発光ダイオードデバイスの少なくとも１つは、約４３０〜４９０ナノメートルの波長の電磁波を発する青色発光ダイオードデバイスを少なくとも含み、
当該発光ダイオードデバイスの少なくとも１つは、実質的な黄色光を発光可能な蛍光体を含む複数の蛍光体をさらに含み、
前記実質的に偏光された電磁波は、青色光である、請求項２３に記載の発光デバイス。
【請求項２７】
前記量子井戸領域は、１以上の量子井戸領域を含む、請求項２３に記載の発光デバイス。
【請求項２８】
前記複数の蛍光体の厚さは、約５ミクロン以下である、請求項２３に記載の発光デバイス。
【請求項２９】
前記複数の蛍光体は、電気蒸着、プレイティング、スパッタリング、吹き付け、ディッピング、またはディスペンシングにより形成されたものである、請求項２３に記載の発光デバイス。
【請求項３０】
前記表面領域は、へこんだ形状をなしている、請求項２３に記載の発光デバイス。
【請求項３１】
前記表面領域は、陥凹部を有する、請求項２３に記載の発光デバイス。
【請求項３２】
前記発光ダイオードデバイスの少なくとも１つは、前記表面領域内の少なくとも１つの陥凹部内に設けられている、請求項２３に記載の発光デバイス。
【請求項３３】
表面領域を有する基材部と、
前記表面領域に設けられ、かつ、半極性または非分極性でガリウムおよび窒素を含む基材上に形成され、かつ、実質的に偏光された電磁波を少なくとも第一の波長で放ち、かつ、量子井戸領域を有する、少なくとも１つの発光ダイオードデバイスと、
前記発光ダイオードデバイスの少なくとも１つに駆動され、かつ、前記偏光された電磁波により励起され、少なくとも第二の波長の電磁波を発する、少なくとも１つの厚みのある部材と、
を有する発光デバイスであって、
前記量子井戸領域は、電子波動関数および正孔波動関数により特徴づけられ、
前記電子波動関数および前記正孔波動関数は、前記量子井戸領域内の所定の領域で実質的に重なりあっている、
ことを特徴とする発光デバイス。
【請求項３４】
前記厚みのある部材の少なくとも１つは、電磁波の波長を変換する物質を含み、
当該物質は、前記発光ダイオードデバイスの少なくとも１つを覆うように設けられている、請求項３３に記載の発光デバイス。
【請求項３５】
前記厚みのある部材の少なくとも１つは、電磁波の波長を変換する物質を含み、
当該物質は、前記発光ダイオードデバイスの少なくとも１つの近傍に設けられている、請求項３３に記載の発光デバイス。
【請求項３６】
前記実質的に偏光された電磁波は、電磁波の反射、電磁波の放射、または電磁波の反射および電磁波の放射の組み合わせにより、発せられる、請求項３５に記載の発光デバイス。
【請求項３７】
表面領域を有する基材を供出し、
前記表面領域に、発光ダイオードデバイスを少なくとも１つ設け、
前記発光ダイオードデバイス上に、厚みのある部材を少なくとも１つ設ける、
発光デバイスの製造方法であって、
前記発光ダイオードデバイスの少なくとも１つは、半極性または非分極性でガリウムおよび窒素を含む基材上に形成され、かつ、実質的に偏光された電磁波を少なくとも第一の波長で放ち、かつ、量子井戸領域を有し、
当該量子井戸領域は、電子波動関数および正孔波動関数により特徴づけられ、
前記電子波動関数および前記正孔波動関数は、前記量子井戸領域内の所定の領域で実質的に重なりあっており、
前記厚みのある部材の少なくとも１つは、前記偏光された電磁波により励起され、少なくとも第二の波長の電磁波を発する、
ことを特徴とする発光デバイスの製造方法。
【請求項３８】
表面領域を有する基材を供出し、
前記表面領域に、発光ダイオードデバイスを少なくとも１つ設け、
前記発光ダイオードデバイスの少なくとも１つの近傍に、透明な部材を設け、
前記透明な部材の近傍に、厚みのある部材を少なくとも１つ設ける、
発光デバイスの製造方法であって、
前記発光ダイオードデバイスの少なくとも１つは、半極性または非分極性のＧａＮを含有する基材上に形成され、かつ、実質的に偏光された電磁波を少なくとも第一の波長で放ち、
前記発光ダイオードデバイスの少なくとも１つと前記透明な部材の間には、光路が設けられ、
前記厚みのある部材の少なくとも１つは、前記偏光された電磁波により励起され、少なくとも第二の波長の電磁波を発する、
ことを特徴とする発光デバイスの製造方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的な照明技術に関するものである。より具体的には、本発明の実施例は、カラーＬＥＤデバイスの一つ、あるいはそれ以上のカラーの組み合わせであり、たとえば、紫、青、青と黄、青と緑であり、バルク半極性、あるいは非分極性物質の上に作製され、光を放射する、たとえば、蛍光体等の構成要素を利用している。
【０００２】
本発明は、２００８年８月４日に出願された米国仮出願６１／０８６，１３９（事務所整理番号０２７３６４−００１３００ＵＳ）の優先権を享受し、この出願は本発明の一部として、その記載のすべてが参酌されるべきである。
【背景技術】
【０００３】
単なる例示として、本発明は、たとえば、白色灯、多色灯、イルミネーション、装飾灯、自動車や飛行機のライト、街灯、植物育成灯、インディケーター、フラットパネル用のバックライト、他のオプトエレクトロニクスデバイス等に適用可能である。
【０００４】
１８００年代後半、トーマス・エジソンは、電球を発明した。従来の電球は、エジソン電球として呼ばれており、百年以上も利用されている。この従来の電球は、タングステンのフィラメントを、ガラスバルブの中のソケットにねじ込むベース部設置し密閉している。このソケットは、直流あるいは交流の電源に接続している。
【０００５】
従来の電球は、住宅、ビル、街灯や、他の光が必要なエリアで見ることができる。不幸にして、従来の電球には、いくつかの欠点が存在している。つまり、従来の電球は、多くの熱エネルギーが消費される。従来の電球で使われる９０％以上のエネルギーは、熱エネルギーとして消費される。加えて、従来の電球は、継続的に、しばしば熱膨張やフィラメントの収縮によって切れてしまう。
【０００６】
従来の電球の多くの欠点を解決するために、蛍光灯が開発された。蛍光灯は、視覚的にクリアな管に、ハロゲンガスと、一般的には、さらに水銀も封入されている。一対の電極がハロゲンガスの間に設置されて、安定器を通じて交流電源と接続している。
【０００７】
一度、ガスが励起されると光が放出される。一般的には、視覚的にクリアな管が、光によって励起される蛍光体でコーティングされている。多くのビル構造物は、蛍光灯を利用しており、最近では、基本的な構造にフィットした、標準的なソケットの蛍光灯が用いられている。
【０００８】
ソリッドステートのライティング技術も、用いられている。ソリッドステートのライティングは、ＬＥＤ  （Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅｓ）、一般的にＬＥＤｓと呼ばれる、半導体物質に基いている。先ず、赤色ＬＥＤが、商業的に実証され紹介されてきた。赤色ＬＥＤは、アルミニュウム  インジウム  ガリウムリン化物、あるいはＡｌＩｎＧａＰ半導体物質を用いている。
【０００９】
最近、中村修二が、ＩｎＧａＮ物質を、青色ＬＥＤのための青色領域での光を放射するＬＥＤとして、利用することを、最初に開発し成功に至った。青色ＬＥＤは、革新的な技術を導き、たとえば、ソリッドステートの白色灯、ブルーレーザーダイオード、さらにはＢｌｕ−ＲａｙＴＭ（Ｔｈｅ  Ｂｌｕ−Ｒａｙ  Ｄｉｓｃ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎの登録商標）ＤＶＤプレイヤーや他の進歩を導いてきた。他のカラーＬＥＤも、同様に提案されていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ＧａＮをベースにした強いＵＶ光、青、緑のＬＥＤが、提案されており、多くの成功と共に実証もされてきた。効率性では、一般的に紫外線が最も高く、青あるいは緑では照射波長の伸び率は低下する。残念ながら、高い強度を得るために、高効率ＧａＮベースの緑ＬＥＤは、とりわけ問題が多かった。
【００１１】
従来のＣ面ＧａＮ上に形成されたオプトエレクトロニクスデバイスのパフォーマンスは、空間的に離れている電子および正孔波動関数の強力な内部両極性フィールドと、低い放射組み換え効率に、悩まされていた。このような事実は、インジウム含有量を増やしたＩｎＧａＮが、より照射波長が長くなることを表しており、ＧａＮベースのＵＶ、あるいは青色ＬＥＤのパフォーマンスが広がり、青−緑、あるいは緑型ＬＥＤが難しくなるということを表すこととなる。
【００１２】
さらに、インジウム含有量の増加した層が、しばしば成長温度を下げるのに要求され、ＩｎＧａＮ層の結晶の品質が下がることとなる。高い強度の緑色ＬＥＤを得ることの難しさは、科学者やエンジニア達を「グリーンギャップ」という言葉として、そのような緑色ＬＥＤの利用ができないことを表すこととなった。加えて、一般的なＧａＮベースのＬＥＤの光の照射効率は、現在のより高い濃度では顕著に落ち込み、一般的なイルミネーションでの応用は、後回しという現実となった。
【００１３】
Ｃ面ＧａＮを用いた青色ＬＥＤには、他にも問題が存在する。これらの問題には、その低い生産性、効率の悪さ、信頼性の低さの問題が含まれる。だけれども、大きな成功によって、ソリッドステート照明の技術は、その可能性の全ての開発にために向上させるに違いない。これらの、あるいはその他の問題は、本明細書を通して説明され、以下に具体的に述べられている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述の通り、改良された光学デバイスに関する技術は、非常に望まれている技術であることがわかる。
【００１５】
本発明によれば、照明器具一般に対する技術が提供される。より具体的には、本発明の実施形態は、たとえば、紫、青、青と黄色、青と緑などの一つ以上のカラーのＬＥＤ装置、光を放つ蛍光体を用いたバルク半極性または非分極性の物質を含むものである。但し、単なる一例であって、本発明は、白色灯、多色灯、イルミネーション、装飾灯、自動車や飛行機のライト、街灯、植物育成灯、インディケーター、フラットパネル用のバックライト、他のオプトエレクトロニクスデバイス等に適用可能である。
【００１６】
本実施形態においては、パッケージ化された光照射デバイスを提供する。パッケージ化されたデバイスは、表面領域を有する基板部材からなる。一つ以上のＬＥＤデバイスは、その表面領域を覆っている。少なくとも一つのＬＥＤデバイスは、基板を含む半極性、あるいは非分極性ガリウムと窒素（たとえば、ＧａＮ）の上に形成される。
【００１７】
基板を含む半極性、あるいは非分極性ガリウムと窒素（たとえば、ＧａＮ）の上に形成された、少なくとも一つのＬＥＤデバイスは、一つ以上の第一の波長に偏光された光を、実質的に照射する。本実施形態においては、デバイスは、一つ以上のＬＥＤデバイスに接続した、視覚的に透明な部材を有している。光学経路は、一つ以上のＬＥＤデバイスと、視覚的に透明な部材の間に設けられている。本実施形態では、一つ以上の部材の厚みは、覆って形成されている視覚的に透明な部材の範囲に近い程度で形成されている。
【００１８】
もう一つの方法として、一つ以上の構成要素は、視覚的に透明な部材内、または視覚的に透明な部材の下層に配置されており、あるいはこれらの組み合わせの構造で配置されている。一つ以上の構成要素は、実質的に直接、間接、あるいはこれらの組み合わせにて偏光された発光と、一つ以上の第二の波長の電磁気放射の発光により励起されている。
【００１９】
本実施形態においては、デバイスの配置は、一つ以上の構成要素の厚みのための、異なる空間的な場所を有している。一つ以上の構成要素の厚みは、視覚的に透明な部材の範囲内になっている。もう一つの方法として、一つ以上の構成要素の厚みは、視覚的に透明な部材の下部に構成されている。
【００２０】
他の本実施形態では、一つ以上の構成要素の厚みは、一つ以上のＬＥＤデバイスと視覚的に透明な部材の間の光路の空間的な領域の範囲内に形成されている。さらに、本実施形態においては、これらの配置やその他の配置の組み合わせも考えられる。勿論、これらは、様々なバリエーション、修正や変更が可能である。
【００２１】
本実施形態においては、パッケージ化された光照射デバイスを提供する。パッケージ化されたデバイスは、表面領域を有する基板部材と、その表面領域を覆って形成されている一つ以上のＬＥＤデバイスからなる。少なくとも一つのＬＥＤデバイスは、基板を含む半極性、あるいは非分極性ガリウムと窒素（たとえば、ＧａＮ）の上に形成される。
【００２２】
少なくとも一つのＬＥＤデバイスは、基板を含む半極性、あるいは非分極性ガリウムと窒素（たとえば、ＧａＮ）の上に形成され、一つ以上の第一の波長に偏光された光を、実質的に照射する。少なくとも一つのＬＥＤデバイスは、電子波動関数と正孔波動関数から特徴付けられる量子井戸領域から構成されている。
【００２３】
本実施形態では、電子波動関数と正孔波動関数は、予め決められている量子井戸領域の空間的な領域で実質的に重なり合っている。本デバイスでは、一つ以上のＬＥＤデバイスを覆って形成される、一つ以上の構成部材は厚みを有している。一つ以上の構成要素は、実質的に偏光された発光と、一つ以上の第二の波長の電磁気放射の発光により励起されている。
【００２４】
さらに、本実施形態においては、パッケージ化された光照射デバイスを提供する。このデバイスは、表面領域を有する基板からなる。デバイスは、その表面領域を覆って形成されている一つ以上のＬＥＤデバイスからなる。少なくとも一つのＬＥＤデバイスは、基板を含む半極性、あるいは非分極性ガリウムと窒素（たとえば、ＧａＮ）の上に形成される。
【００２５】
本実施形態では、一つ以上のＬＥＤデバイスは、基板を含む半極性、あるいは非分極性ガリウムと窒素（たとえば、ＧａＮ）の上に形成され、一つ以上の第一の波長に偏光された光を、実質的に照射する。本デバイスは、電子波動関数と正孔波動関数から特徴付けられる量子井戸領域から構成されている、少なくとも一つのＬＥＤデバイスを含んで構成されている。電子波動関数と正孔波動関数は、量子井戸領域の予め決められた空間的な領域で、実質的に重なり合っている。本デバイスは、さらに、一つ以上のＬＥＤデバイスで利用可能な一つ以上の構成要素の厚みを持っている。
【００２６】
本実施形態では、一つ以上の構成要素は、実質的に偏光された発光と、一つ以上の第二の波長の電磁気放射の発光により励起されている。本実施形態に基づいて、一つ以上の構成要素は、一つ以上のＬＥＤを覆って形成され、それらは、一つ以上のＬＥＤデバイスの近辺に配置され、および／あるいは、空間的に、一つ以上のＬＥＤデバイスと、別個に形成されている。ひとつ、あるいは複数の実施形態において、電磁気の放射は、反射された発光、直接発光、あるいは反射と直接発光の組み合わせによって、特徴付けられる。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【００２７】
他の実施形態においては、光照射デバイスのアセンブリング方法を提供する。この方法は、表面領域を有する基板部材を有する。本発明は、さらに、その表面領域を覆って形成されている、一つ以上のＬＥＤデバイスからなる。少なくとも一つのＬＥＤデバイスは、基板を含む半極性、あるいは非分極性ガリウムと窒素（たとえば、ＧａＮ）の上に形成される。
【００２８】
他の実施形態においては、一つ以上のＬＥＤデバイスは、基板を含む半極性、あるいは非分極性ガリウムと窒素の上に形成され、一つ以上の第一の波長に偏光された光を、実質的に照射する。少なくとも一つのＬＥＤデバイスは、電子波動関数と正孔波動関数から特徴付けられる量子井戸領域から構成されている。
【００２９】
電子波動関数と正孔波動関数は、量子井戸領域の予め決められた空間的な領域で、実質的に重なり合っている。本方法は、さらに、一つ以上のＬＥＤデバイスで、利用可能な一つ以上の構成要素の厚みを持っている。一つ以上の構成要素は、実質的に偏光された発光と、一つ以上の第二の波長の電磁気放射の発光により励起されている。
【００３０】
また、本実施形態においては、光照射デバイスのアセンブリング方法を提供する。この方法は、表面領域を有する基板部材を有する。本発明は、さらに、その表面領域を覆って形成されている一つ以上のＬＥＤデバイスからなる。少なくとも一つのＬＥＤデバイスは、基板を含む半極性、あるいは非分極性のＧａＮの上に形成される。基板を含む半極性、あるいは非分極性のＧａＮの上に形成された、少なくとも一つのＬＥＤデバイスは、一つ以上の第一の波長に偏光された光を、実質的に照射する。
【００３１】
本発明は、視覚的に透明な部材が、一つ以上のＬＥＤデバイスと接続されている。一つ以上のＬＥＤデバイスと視覚的に透明な部材は、一つ以上のＬＥＤデバイスと視覚的に透明な部材の間に、光学経路を構成している。本方法は、一つ以上の構成要素の厚みが、視覚的に透明な部材の範囲内にもなっている。一つ以上の構成要素は、実質的に偏光された一つ以上の第二の波長の電磁気を放射により励起される。
【発明の効果】
【００３２】
一つ以上の有利な効果は、本実施形態の一つ以上の利用によって、発揮することができる。例として、本発明のデバイスと方法は、効率性を改良した照明技術のために、提供される。他の実施形態においては、本発明の方法と結果として生じる構成要素は、より簡単に、従来の技術を使えるような効果を生み出す。複数の実施形態において、本発明のデバイスと方法は、分極および非分極の混合した光であって、ディスプレイの利用に適し、偏光伝送フィルターを併せて提供している。
【００３３】
本実施形態では、青色ＬＥＤデバイスは、およそ４５０〜４９５ナノメーターのレンジで、黄色−緑色ＬＥＤデバイスは、およそ４９５〜５９０ナノメーターのレンジで、電磁気の放射を行うことができる。ただし、これらには、多くのバリエーションがある。実施形態に基づき、これらの一つ以上の効果が、実現される。これらの、あるいは他の効果は、さらに、本発明の明細書の記載によって明らかにされており、具体的には以下に記載されている。
【００３４】
本発明は、以上の有利な効果、および、他のすでに知られている背景技術を、実現することができる。しかしながら、本質のさらなる理解と本発明の有利な効果は、後述する明細書および図面を参照することによって、明らかになっていくであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明によれば、照明器具一般に対する技術が提供される。より具体的には、本発明の実施形態は、たとえば、紫、青、青と黄色、青と緑などの一つ以上のカラーのＬＥＤ装置、光やエネルギーなどを放つ蛍光体を用いた、バルク半極性、または非分極性の物質を含むものである。
【００３６】
単なる例示として、本発明は、たとえば、白色灯、多色灯、イルミネーション、装飾灯、自動車や飛行機のライト、街灯、植物育成灯、インディケーター、フラットパネル用のバックライト、他のオプトエレクトロニクスデバイス等に適用可能である。
【００３７】
我々は、ＧａＮベースのオプトエレクトロニクスの領域において、最新のブレークスルーを発見した。これは、非常にすばらしい可能性を、バルク非分極性および半極性ＧａＮ基板に形成されたデバイスに、見出したのである。強力な両極性の欠如は、電界を誘導し、厄介なことに、従来のＣ面ＧａＮデバイスを、光照射ＩｎＧａＮ層を、より放射組み換え効率が、促進されるように導いている。さらに、電子帯構造の特質と面内歪みの異方性は、高い偏光された光の照射を招いている。これは、たとえば、ディスプレイのバックライトのような利用に、多くの利点を及ぼすものである。
【００３８】
照明分野で、特に重要なものとして、非分極性および半極性ＧａＮ基板上に作製されたＬＥＤ  （Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅｓ）の進歩が挙げられる。このようなデバイスは、ＩｎＧａＮの光を照射する層を使って製作され、記録的な出力を、紫領域で（３９０−４３０ｎｍ）、青領域で（４３０−４９０ｎｍ）、緑領域で（４９０−５６０ｎｍ）、黄領域で（５６０−６００ｎｍ）の作業波長で、出すことを証明した。
【００３９】
たとえば、紫ＬＥＤでは、最近、４０２ｎｍのピークの照射波長で、ｍ面（１−１００）ＧａＮ基板に形成されたものが、光を抽出する特徴の強調が何もないにもかかわらず、４５％以上の外部量子効率を実現した。さらに、高電流密度において、すばらしいパフォーマンスを、最小限のロールオーバーで示した［Ｋ．−Ｃ．  Ｋｉｍ，  Ｍ．  Ｃ．  Ｓｃｈｍｉｄｔ，  Ｈ．  Ｓａｔｏ，  Ｆ．  Ｗｕ，  Ｎ．  Ｆｅｌｌｏｗｓ，  Ｍ．  Ｓａｉｔｏ，  Ｋ．  Ｆｕｊｉｔｏ，  Ｊ．  Ｓ．  Ｓｐｅｃｋ，  Ｓ．  Ｎａｋａｍｕｒａ，  ａｎｄ  Ｓ．  Ｐ．  ＤｅｎＢａａｒｓ，  “Ｉｍｐｒｏｖｅｄ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  ｏｎ  ＮＯＮＰＯＬＡＲ  ｍ−ｐｌａｎｅ  ＩｎＧａｎ／ＧａＮ  ｑｕａｎｔｕｍ  ｗｅｌｌ  ＬＥＤｓ”，  Ｐｈｙｓ．  Ｓｔａｔ．  Ｓｏｌ．  （ＲＲＬ）  １，  Ｎｏ．  ３，  １２５  （２００７）．］。
【００４０】
同様に、青色ＬＥＤは、ピークの照射波長は４６８ｎｍであり、高出力密度ですばらしい効率性を、一般的なＣ面ＬＥＤで観測されるより小さいロールオーバーで示した  ［Ｋ．  Ｉｓｏ，  Ｈ．  Ｙａｍａｄａ，  Ｈ．  Ｈｉｒａｓａｗａ，  Ｎ．  Ｆｅｌｌｏｗｓ，  Ｍ．  Ｓａｉｔｏ，  Ｋ．  Ｆｕｊｉｔｏ，  Ｓ．  Ｐ．  ＤｅｎＢａａｒｓ，  Ｊ．  Ｓ．  Ｓｐｅｃｋ，  ａｎｄ  Ｓ．  Ｎａｋａｍｕｒａ，  “Ｈｉｇｈ  ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  ｂｌｕｅ  ＩｎＧａｎ／ＧａＮ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ  ｏｎ  ＮＯＮＰＯＬＡＲ  ｍ−ｐｌａｎｅ  ｂｕｌｋ  Ｇａｎ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ”，  Ｊａｐａｎｅｓｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  ４６，  Ｌ９６０  （２００７）．］。
【００４１】
二つの可能性のある半極性の配置は、（１０−１−１）面と（１１−２２）面である。これらの面は、傾斜がそれぞれＣ面に対して６２．０度までと５８．４度までである。  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，  Ｓａｎｔａ  Ｂａｒｂａｒａ  （ＵＣＳＢ）  は、高機能ＬＥＤを、（１０−１−１）面のＧａＮを用い、１００ｍＡで６５ｍＷの出力を超える青色発光デバイスを実現した  ［Ｈ．  Ｚｈｏｎｇ，  Ａ．  Ｔｙａｇｉ，  Ｎ．  Ｆｅｌｌｏｗｓ，  Ｆ．  Ｗｕ，  Ｒ．  Ｂ．  Ｃｈｕｎｇ，  Ｍ．  Ｓａｉｔｏ，  Ｋ．  Ｆｕｊｉｔｏ，  Ｊ．  Ｓ．  Ｓｐｅｃｋ，  Ｓ．  Ｐ．  ＤｅｎＢａａｒｓ，  ａｎｄ  Ｓ．  Ｎａｋａｍｕｒａ，  “Ｈｉｇｈ  ｐｏｗｅｒ  ａｎｄ  ｈｉｇｈ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｂｌｕｅ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ  ｏｎ  ｆｒｅｅｓｔａｎｄｉｎｇ  ｓｅｍｉｐｏｌａｒ  （１０１１）  ｂｕｌｋ  ＧａＮ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ”，  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  ９０，  ２３３５０４  （２００７）参照］。そして、  （１１−２２）面のＧａＮを用い、１００ｍＡで３５ｍＷの出力を超える青緑色発光デバイスを実現した  ［Ｈ．  Ｚｈｏｎｇ，  Ａ．  Ｔｙａｇｉ，  Ｎ．  Ｎ．  Ｆｅｌｌｏｗｓ，  Ｒ．  Ｂ．  Ｃｈｕｎｇ，  Ｍ．  Ｓａｉｔｏ，  Ｋ．  Ｆｕｊｉｔｏ，  Ｊ．  Ｓ．  Ｓｐｅｃｋ，  Ｓ．  Ｐ．  ＤｅｎＢａａｒｓ，  ａｎｄ  Ｓ．  Ｎａｋａｍｕｒａ，  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｌｅｔｔ．  ４３，  ８２５（２００７）参照］。１５ｍＷのｐｏｗｅｒを超える１００ｍＡの緑色発光デバイスも実現した  ［Ｈ．  Ｓａｔｏ，  Ａ．  Ｔｙａｇｉ，  Ｈ．  Ｚｈｏｎｇ，  Ｎ．  Ｆｅｌｌｏｗｓ，  Ｒ．  Ｂ．  Ｃｈｕｎｇ，  Ｍ．  Ｓａｉｔｏ，  Ｋ．  Ｆｕｊｉｔｏ，  Ｊ．  Ｓ．  Ｓｐｅｃｋ，  Ｓ．  Ｐ．  ＤｅｎＢａａｒｓ，  ａｎｄ  Ｓ．  Ｎａｋａｍｕｒａ，  “Ｈｉｇｈ  ｐｏｗｅｒ  ａｎｄ  ｈｉｇｈ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｇｒｅｅｎ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ  ｏｎ  ｆｒｅｅ−ｓｔａｎｄｉｎｇ  ｓｅｍｉｐｏｌａｒ  （１１２２）  ｂｕｌｋ  ＧａＮ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ”，  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｓｔａｔｕｓ  Ｓｏｌｉｄｉ‐Ｒａｐｉｄ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  １，  １６２  （２００７）参照］  。１５ｍＷのｐｏｗｅｒを超える黄色発光デバイスも実現した［Ｈ．  Ｓａｔｏ，  Ｒ．  Ｂ．  Ｃｈｕｎｇ，  Ｈ．  Ｈｉｒａｓａｗａ，  Ｎ．  Ｆｅｌｌｏｗｓ，  Ｈ．  Ｍａｓｕｉ，  Ｆ．  Ｗｕ，  Ｍ．  Ｓａｉｔｏ，  Ｋ．  Ｆｕｊｉｔｏ，  Ｊ．  Ｓ．  Ｓｐｅｃｋ，  Ｓ．  Ｐ．  ＤｅｎＢａａｒｓ，  ａｎｄ  Ｓ．  Ｎａｋａｍｕｒａ，  “Ｏｐｔｉｃａｌ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  ｙｅｌｌｏｗ  ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅｓ  ｇｒｏｗｎ  ｏｎ  ｓｅｍｉｐｏｌａｒ  （１１２２）  ｂｕｌｋ  ＧａＮ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ，”  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  ９２，  ２２１１１０  （２００８）参照］。
【００４２】
二つの可能性のある半極性の配置は、（１０−１−１）面と（１１−２２）面である。これらの面は、傾斜がそれぞれＣ面に対して６２．０度までと５８．４度までである。  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，  Ｓａｎｔａ  Ｂａｒｂａｒａ  （ＵＣＳＢ）  は、高機能ＬＥＤを、（１０−１−１）面のＧａＮを用い、１００ｍＡで６５ｍＷの出力を超える青色発光デバイスを実現した［Ｈ．  Ｚｈｏｎｇ，  Ａ．  Ｔｙａｇｉ，  Ｎ．  Ｆｅｌｌｏｗｓ，  Ｆ．  Ｗｕ，  Ｒ．  Ｂ．  Ｃｈｕｎｇ，  Ｍ．  Ｓａｉｔｏ，  Ｋ．  Ｆｕｊｉｔｏ，  Ｊ．  Ｓ．  Ｓｐｅｃｋ，  Ｓ．  Ｐ．  ＤｅｎＢａａｒｓ，  ａｎｄ  Ｓ．  Ｎａｋａｍｕｒａ，  “Ｈｉｇｈ  ｐｏｗｅｒ  ａｎｄ  ｈｉｇｈ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｂｌｕｅ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ  ｏｎ  ｆｒｅｅｓｔａｎｄｉｎｇ  ｓｅｍｉｐｏｌａｒ  （１０１１）  ｂｕｌｋ  ＧａＮ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ”，  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  ９０，  ２３３５０４  （２００７）参照］。そして、  （１１−２２）面のＧａＮを用い、１００ｍＡで３５ｍＷの出力を超える青緑色発光デバイスを実現した  ［Ｈ．  Ｚｈｏｎｇ，  Ａ．  Ｔｙａｇｉ，  Ｎ．  Ｎ．  Ｆｅｌｌｏｗｓ，  Ｒ．  Ｂ．  Ｃｈｕｎｇ，  Ｍ．  Ｓａｉｔｏ，  Ｋ．  Ｆｕｊｉｔｏ，  Ｊ．  Ｓ．  Ｓｐｅｃｋ，  Ｓ．  Ｐ．  ＤｅｎＢａａｒｓ，  ａｎｄ  Ｓ．  Ｎａｋａｍｕｒａ，  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｌｅｔｔ．  ４３，  ８２５（２００７）参照］。１５ｍＷのｐｏｗｅｒを超える１００ｍＡの緑色発光デバイスも実現した  ［Ｈ．  Ｓａｔｏ，  Ａ．  Ｔｙａｇｉ，  Ｈ．  Ｚｈｏｎｇ，  Ｎ．  Ｆｅｌｌｏｗｓ，  Ｒ．  Ｂ．  Ｃｈｕｎｇ，  Ｍ．  Ｓａｉｔｏ，  Ｋ．  Ｆｕｊｉｔｏ，  Ｊ．  Ｓ．  Ｓｐｅｃｋ，  Ｓ．  Ｐ．  ＤｅｎＢａａｒｓ，  ａｎｄ  Ｓ．  Ｎａｋａｍｕｒａ，  “Ｈｉｇｈ  ｐｏｗｅｒ  ａｎｄ  ｈｉｇｈ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｇｒｅｅｎ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ  ｏｎ  ｆｒｅｅ−ｓｔａｎｄｉｎｇ  ｓｅｍｉｐｏｌａｒ  （１１２２）  ｂｕｌｋ  ＧａＮ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ”，  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｓｔａｔｕｓ  Ｓｏｌｉｄｉ‐Ｒａｐｉｄ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  １，  １６２  （２００７）参照］。  １５ｍＷのｐｏｗｅｒを超える黄色発光デバイスも実現した  ［Ｈ．  Ｓａｔｏ，  Ｒ．  Ｂ．  Ｃｈｕｎｇ，  Ｈ．  Ｈｉｒａｓａｗａ，  Ｎ．  Ｆｅｌｌｏｗｓ，  Ｈ．  Ｍａｓｕｉ，  Ｆ．  Ｗｕ，  Ｍ．  Ｓａｉｔｏ，  Ｋ．  Ｆｕｊｉｔｏ，  Ｊ．  Ｓ．  Ｓｐｅｃｋ，  Ｓ．  Ｐ．  ＤｅｎＢａａｒｓ，  ａｎｄ  Ｓ．  Ｎａｋａｍｕｒａ，  “Ｏｐｔｉｃａｌ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  ｙｅｌｌｏｗ  ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅｓ  ｇｒｏｗｎ  ｏｎ  ｓｅｍｉｐｏｌａｒ  （１１２２）  ｂｕｌｋ  ＧａＮ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ，”  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  ９２，  ２２１１１０  （２００８）参照］。
【００４３】
ＵＣＳＢのグループは、半極性（１１−２２）ＧａＮへのインジウムの組み込みが、Ｃ面ＧａＮに匹敵するか、あるいはそれ以上のものであることを明らかにし、さらに、高い結晶品質は、ＩｎＧａＮ層の照射波長を、広げることを約束することとなった。
【００４４】
高出力の単色の非分極性、あるいは半極性ＬＥＤは、白色源の様々なタイプが、現在では可能となっている。ある実施形態では、紫の非分極性、あるいは半極性ＬＥＤは、少なくとも一つの蛍光体と、一緒にパッケージ化されている。好ましい実施形態においては、蛍光体は、三つの蛍光体が混合して構成されており、青、緑、赤に発光する。
【００４５】
他の実施形態では、青色非分極性、あるいは半極性ＬＥＤは、少なくとも一つの蛍光体と一緒にパッケージ化される。好ましい実施形態としては、蛍光体は、二つの蛍光体の混合で構成され、緑と赤の発光を行なう。さらに、他の実施形態では、緑と黄の非分極性、あるいは半極性ＬＥＤは、少なくとも一つの蛍光体と一緒に青色ＬＥＤがパッケージ化される。好ましい実施形態としては、蛍光体は、赤の発光を行なう。青色ＬＥＤは、青色の非分極性、あるいは半極性のＬＥＤとなる。
【００４６】
非分極性、あるいは半極性のＬＥＤは、バルクガリウムナイトライド基板の上に、形成することができる。ガリウムナイトライド基板は、ボウル（インゴットなど）からスライスされ、ボウルは、すでに知られた方法である水素気相成長、あるいはアンモノサーマル法によって成長形成される。一つの実施形態においては、ガリウムナイトライド基板は、水素気相成長、あるいはアンモノサーマル法の混合によって形成され、これは、米国特許出願６１／０７８７０４に記載されており、この出願は本発明の一部として、その記載のすべてが参酌されるべきである。
【００４７】
ボウルは、ｃ方向、ｍ方向、ａ方向、あるいは半極性方向の単結晶種晶に、成長形成される。半極性面は、（ｈｋｉｌ）ミラー指数によって指定され、ｉ＝−（ｈ＋ｋ）でｉは０ではなく、ｈとｋの少なくとも一つは０ではない。ガリウムナイトライド基板は、切り取ることができ、粗研磨したり、ポリッシングしたり、あるいは科学的−機械的にポリッシングすることができる。
【００４８】
ガリウムナイトライド基板は、｛１  −１  ０  ０｝  ｍ面、  ｛１  １  −２  ０｝  ａ面、  ｛１  １  −２  ２｝面、  ｛２  ０  −２  ±１｝面、  ｛１  −１  ０  ±１｝面、  ｛１  −１  ０  −±２｝面、あるいは｛１  −１  ０  ±３｝  面の±５度、±２度、±１度、±０．５度以内に、配向されている。ガリウムナイトライド基板は、転位密度を有していて、広い領域の表層の面、１０６ｃｍ−２以下、１０５ｃｍ−２以下、１０４ｃｍ−２以下、あるいは１０３ｃｍ−２以下で有している。ガリウムナイトライド基板は、Ｃ面で転位密度を有していて、１０６ｃｍ−２以下、１０５ｃｍ−２以下、１０４ｃｍ−２以下、あるいは１０３ｃｍ−２以下で有している。
【００４９】
ホモエピタキシャル非分極性、あるいは半極性のＬＥＤは、すでに知られた方法により、ガリウムナイトライド基板上に形成されていて、たとえば、米国特許  ７，０５３，４１３に記載されており、この出願は本発明の一部として、その記載のすべてが参酌されるべきである。すくなくとも一つのＡｌｘＩｎｙＧａ１−ｘ−ｙＮ層で、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、かつ、０≦ｘ＋ｙ≦１は、基板上に形成されていて、たとえば、７，３３８，８２８および７，２２０，３２４に記載されており、この出願は本発明の一部として、その記載のすべてが参酌されるべきである。少なくともひとつのＡｌｘＩｎｙＧａ１−ｘ−ｙＮ層が、金属有機化学蒸着法、エピタキシャル成長法、水素気相成長法、あるいはこれらの組み合わせによって形成されている。
【００５０】
一つの実施形態においては、ＡｌｘＩｎｙＧａ１−ｘ−ｙＮ層は、アクティブな層によって構成され、電流が流れたときに選択的に光を照射する。一つの実施形態においては、アクティブな層は、単一量子井戸から構成されて、その深さはおよそ０．５ｎｍと４０ｎｍの間である。本実施形態においては、アクティブな層は、単一量子井戸から構成されて、その深さはおよそ１ｎｍと５ｎｍの間である。
【００５１】
他の複数の実施形態において、アクティブ層は、単一量子井戸から構成されて、その深さはおよそ５ｎｍと１０ｎｍの間、およそ１０ｎｍと１５ｎｍの間、およそ１５ｎｍと２０ｎｍの間、およそ２０ｎｍと２５ｎｍの間、およそ２５ｎｍと３０ｎｍの間、およそ３０ｎｍと３５ｎｍの間、およそ３５ｎｍと４０ｎｍの間である。もう一方の複数の実施形態では、アクティブ層は、多重量子井戸から構成されている。また、もう一方の複数の実施形態でも、二重ヘテロ構造から構成されており、その深さは、およそ４０ｎｍと５００ｎｍの間である。ある実施形態においては、アクティブ層は、ＩｎｙＧａ１−ｙＮ層であり０  ≦  ｙ  ≦  １である。
【００５２】
本実施例では、新しい種類のパッケージと、少なくとも一つの非分極性、あるいは半極性のホモエピタキシャルＬＥＤを含むデバイスを基板上に配置する。現在のパッケージやデバイスは、実施形態においては、蛍光体部材の合成物を白色光に放電している。さらに、現在のパッケージや方法は、現在の明細書、特に以下の記載からより明確になるであろう。
【００５３】
図１は、本発明に関わる収納用の構造にパッケージされたＬＥＤ１００の実施例を、簡略化した図である。これらの図は、単なる説明であって、本発明はこの内容に制限されるべきではない。ここで用いられている従来技術のいくつかは、他のバリエーション、修正および変更が可能である。
【００５４】
本実施形態において、パッケージ化されたＬＥＤは、１００として示されている。ここに示されている通り、本デバイスは、表面領域からなる基板部材を有している。本実施形態において、この基板は、たとえば、金属などを含む適切な材質で作られている。しかしながら、これらは、合金４２、銅、あるいは他の材質でもよく、プラスチックや誘電体でもよい。本実施形態において、基板は、たとえば、金属合金のようなリードフレーム部材から構成されているが、これに限られるものではない。
【００５５】
本実施形態において、基板は、ＬＥＤを保持し、様々な形状やサイズや配置からなる。基板１０１の表面領域は、カップのようにへこんだ形状をしている。もう一つの方法として、表面領域１０１は、陥凹部を有するように構成される。加えて、表面領域は、通常、なめらかな表面処理、プレイティング、コーティングがなされている。そのようなプレイティング、コーティングは、金、銀、プラチナ、アルミニウム、あるいは、いずれかのピュアな原料または合金材料で行なわれる。これらは、ボンディングのために半導体材料を覆っている適切な材料、あるいは他の材料から構成される。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【００５６】
図１を再度、参照する。本デバイスは、表面領域を覆って構成される、一つ以上のＬＥＤデバイスを有する。少なくとも、一つ以上のＬＥＤデバイス１０３は、基板を含む半極性、あるいは非分極性のＧａＮで製作される。本実施形態においては、本デバイスは、偏光された電磁気１０５を放射する。本内容に示すとおり、光照射デバイスは、第一の電位としては基板に設置され、第二の電位としては１０９がワイヤー、あるいはリード１１１が第二のＬＥＤに接合されている。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【００５７】
本実施形態において、本デバイスは、量子井戸領域から構成されるＬＥＤデバイスを、少なくとも一つ有する。量子井戸領域は、電子波動関数および正孔波動関数によって、特徴付けられる。
【００５８】
本実施形態では、電子波動関数と正孔波動関数は、予め決められている量子井戸領域の空間的な領域で、実質的に重なり合っている。電子波動関数と正孔波動関数の例は、図１Ａに記載されているが、これに限られるものではない。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【００５９】
好ましい実施形態において、一つ以上のＬＥＤデバイスは、少なくとも青色ＬＥＤデバイスから構成される。その実施形態において、実質的に偏光されて、照射される光は青色である。一つ以上のＬＥＤデバイスは、およそ４３０ｎｍから４９０ｎｍのレンジの電磁気の放射が可能である、少なくとも青色ＬＥＤデバイスから構成される。その照射された光は、実質的に青色に偏光された光の照射である。
【００６０】
本実施例では、｛１−１００｝ｍ面のバルク基板が、非分極性の青色ＬＥＤのために用いられている。他の実施形態では、｛１０−１−１｝の半極性のバルク基板が、非分極性の青色ＬＥＤのために用いられている。基板は、フラットな表面を有しており、０．１ｎｍの二乗平均平方根（ＲＭＳ）粗さで、転位密度は５×１０６ｃｍ‐２より小さく、キャリア濃度はおよそ１×１０１７ｃｍ‐３である。
【００６１】
エピタキシャル層は、大気圧にて、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）によって基板上に作製される。グループＶ前駆体（アンモニア）の流量の割合は、グループＩＩＩ前駆体（トリメチルガリウム、トリメチルインジウム、トリメチルアルミニウム）の成長の間、およそ３０００と１２０００の範囲である。
【００６２】
先ず、ｎ型コンタクト層（シリコンドープ）ＧａＮが、基板に蒸着される。この蒸着は、５ミクロンの厚さで、ドーピングレベルはおよそ２ｘ１０１８ｃｍ−３である。次に、アンドープされたＩｎＧａＮ／ＧａＮの多重量子井戸（ＭＱＷ）が、アクティブ層として蒸着される。ＭＱＷ超格子は、６つのピリオドを有しており、バリア層として、８ｎｍのＩｎＧａＮと３７．５ｎｍのＧａＮの交代層から構成される。次に、１０ｎｍのアンドープされたＡｌＧａＮの電子遮断層が、蒸着される。
【００６３】
最後に、ｐ型ＧａＮコンタクト層が、基板に蒸着される。層の厚さは、およそ２００ｎｍで、正孔濃度は、およそ７ｘ１０１７ｃｍ−３である。インジウムとスズの酸化物（ＩＴＯ）は、ｐ型コンタクト層上にｐ型コンタクトとして、電子ビームで蒸着され、高速熱アニールされる。メサＬＥＤは、サイズがおよそ３００ｘ３００μｍ２で、フォトリソグラフィと塩素ベースの誘導結合されたプラズマ（ＩＣＰ）技術のドライエッチングで形成されている。
【００６４】
Ｔｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕは、露光されたｎ−ＧａＮ層に、ｎ型コンタクトを作るために、電子ビームで蒸着される。Ｔｉ／Ａｕは、ｐ型コンタクトパッドを作るためにＩＴＯ層の部分上に、電子ビームで蒸着される。そして、ウエハーは、ＬＥＤに分離してダイスカットされる。電気的な接続は、従来のワイヤボンディング技術によって行なわれる。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【００６５】
本実施例においては、本デバイスは、一つ以上のＬＥＤが重なり合って形成される、一つ以上の構成要素の厚みは１１５である。本実施形態において、一つ以上の構成要素は、実質的に偏光された発光と、一つ以上の第二の波長の電磁気放射の発光により励起されている。
【００６６】
好ましい実施形態では、複数の構成部材は、青色の変更された光の照射との相互作用により、実質的に黄色の光を照射することができる。本実施形態においては、蛍光体である複数の構成部材の厚さは、およそ５マイクロン以下である。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【００６７】
本実施形態では、以下の一つあるいは複数の蛍光体あるいは蛍光体の組み合わせからなる、一つ以上の構成要素から構成される。（Ｙ，  Ｇｄ，  Ｔｂ，  Ｓｃ，  Ｌｕ，  Ｌａ）３（Ａｌ，  Ｇａ，  Ｉｎ）５Ｏ１２：Ｃｅ３＋，ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋，ＳｒＳ：Ｅｕ２＋．そして、コロイド量ドット薄膜は、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳｅ，またはＣｄＴｅから構成される。他の実施形態においては、本デバイスは、実質的に赤色に発光可能な発光体が含まれる。
【００６８】
そのような発光体は、以下の中から選択される。  （Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）２Ｏ３：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  （Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  （Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）ＶＯ４：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  Ｙ２（Ｏ，Ｓ）３：  Ｅｕ３＋；  Ｃａ１−ｘＭｏ１−ｙＳｉｙＯ４：，  ここで、０．０５  ≦  ｘ  ≦  ０．５，  ０  ≦  ｙ  ≦  ０．１；  （Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）５Ｅｕ（Ｗ，Ｍｏ）Ｏ４；  （Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ２＋；  ＳｒＹ２Ｓ４：Ｅｕ２＋；  ＣａＬａ２Ｓ４：Ｃｅ３＋；  （Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ２＋；  ３．５ＭｇＯ＊０．５ＭｇＦ２＊ＧｅＯ２：Ｍｎ４＋  （ＭＦＧ）；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇｘＰ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  （Ｙ，Ｌｕ）２ＷＯ６：Ｅｕ３＋，  Ｍｏ６＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）３ＭｇｘＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋，  ここで  １  ＜ｘ  ≦  ２；  （ＲＥ１−ｙＣｅｙ）Ｍｇ２−ｘＬｉｘＳｉ３−ｘＰｘＯ１２，である。ここで、ＲＥは、少なくともＳｃ，  Ｌｕ，  Ｇｄ，  Ｙ，  ａｎｄ  Ｔｂ，  ０．０００１  ＜  ｘ  ＜  ０．１  ａｎｄ  ０．００１  ＜  ｙ  ＜  ０．１；  （Ｙ，  Ｇｄ，  Ｌｕ，  Ｌａ）２−ｘＥｕｘＷ１−ｙＭｏｙＯ６，ここで、０．５  ≦  ｘ．  ≦  １．０，  ０．０１  ≦  ｙ  ≦  １．０；  （ＳｒＣａ）１−ｘＥｕｘＳｉ５Ｎ８，  ここで、０．０１  ≦  ｘ  ≦  ０．３  ；ＳｒＺｎＯ２：Ｓｍ＋３；ＭｍＯｎＸである。ここで、Ｍは、以下のグループから選択される。Ｓｃ，  Ｙ，  ａ  ｌａｎｔｈａｎｉｄｅ，  ａｌｋａｌｉ  ｅａｒｔｈ  ｍｅｔａｌと、これらの混合物である。Ｘ  は  ｈａｌｏｇｅｎ；  １  ≦  ｍ  ≦  ３と１  ≦  ｎ  ≦  ４であり、そして、ここで、  ｌａｎｔｈａｎｉｄｅのｄｏｐｉｎｇ  ｌｅｖｅｌは、０．１から４０％  ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｗｅｉｇｈｔのレンジであり、Ｅｕ３＋は、リン酸塩あるいはホウ酸塩の蛍光体、もしくはこれらの混合物でアクティベイトされる。もちろん、他のバリエーション、修正、変更は可能である。
【００６９】
本実施形態において、一つ以上のＬＥＤデバイスは、少なくとも紫色の発光での電磁気の放射が、およそ３８０ナノメートルから、およそ４４０ナノメートルのレンジであって、一つ以上の構成物は、実質的に紫色の発光の偏光作用により白色光を発光することができるＬＥＤから構成される。本実施形態においては、（１  −１００）ｍ面のバルク基板上に、非分極性の紫色ＬＥＤは形成されている。
【００７０】
本発明の基板は、フラットな表面を有しており、０．１ｎｍの二乗平均平方根（ＲＭＳ）粗さで、転位密度は５×１０６ｃｍ‐２より小さく、キャリア濃度はおよそ１×１０１７ｃｍ‐３である。エピタキシャル層は、大気圧にて、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）によって基板上に作製される。グループＶ前駆体（アンモニア）の流量の割合は、グループＩＩＩ前駆体（トリメチルガリウム、トリメチルインジウム、トリメチルアルミニウム）の成長の間、およそ３０００と１２０００の範囲である。
【００７１】
先ず、ｎ型コンタクト層（シリコンドープ）ＧａＮが、基板に蒸着される。この蒸着は、５ミクロンの厚さで、ドーピングレベルはおよそ２ｘ１０１８ｃｍ−３である。次に、アンドープされたＩｎＧａＮ／ＧａＮの多重量子井戸（ＭＱＷ）が、アクティブ層として蒸着される。ＭＱＷ超格子は、６つのピリオドを有しており、バリア層として、１６ｎｍのＩｎＧａＮと１８ｎｍのＧａＮの交代層から構成される。次に、１０ｎｍのアンドープされたＡｌＧａＮの電子遮断層が、蒸着される。最後に、ｐ型ＧａＮコンタクト層が、基板に蒸着される。層の厚さは、およそ１６０ｎｍで、正孔濃度は、およそ７ｘ１０１７ｃｍ−３である。
【００７２】
インジウムとスズの酸化物（ＩＴＯ）は、ｐ型コンタクト層上にｐ型コンタクトとして、電子ビームで蒸着され、高速熱アニールされる。メサＬＥＤは、サイズがおよそ３００ｘ３００μｍ２で、フォトリソグラフィと塩素ベースの誘導結合されたプラズマ（ＩＣＰ）技術のドライエッチングで形成されている。Ｔｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕは、露光されたｎ−ＧａＮ層に、ｎ型コンタクトを作るために、電子ビームで蒸着される。Ｔｉ／Ａｕは、ｐ型コンタクトパッドを作るためにＩＴＯ層の部分上に、電子ビームで蒸着される。そして、ウエハーは、ＬＥＤに分離してダイスカットされる。電気的な接続は、従来のワイヤボンディング技術によって行なわれる。他のカラーＬＥＤも利用することができ、あるいは、それらの組み合わせも、本実施形態おいては可能である。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【００７３】
本実施例では、｛１１−２２｝のバルク基板が、非分極性の緑色ＬＥＤのために用いられている。本発明の基板は、フラットな表面を有しており、０．１ｎｍの二乗平均平方根（ＲＭＳ）粗さで、転位密度は５×１０６ｃｍ‐２より小さく、キャリア濃度はおよそ１×１０１７ｃｍ‐３である。エピタキシャル層は、大気圧にて、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）によって基板上に作製される。グループＶ前駆体（アンモニア）の流量の割合は、グループＩＩＩ前駆体（トリメチルガリウム、トリメチルインジウム、トリメチルアルミニウム）の成長の間、およそ３０００と１２０００の範囲である。
【００７４】
先ず、ｎ型コンタクト層（シリコンドープ）ＧａＮが、基板に蒸着される。この蒸着は、１ミクロンの厚さで、ドーピングレベルはおよそ２ｘ１０１８ｃｍ−３である。次に、アンドープされたＩｎＧａＮ／ＧａＮの多重量子井戸（ＭＱＷ）が、アクティブ層として蒸着される。ＭＱＷ超格子は、６つのピリオドを有しており、バリア層として、交代層として４ｎｍのＩｎＧａＮと、バリア層として２０ｎｍのＳｉドープされたＧａＮと、最後にアンドープされた１６ｎｍのＧａＮのバリア層と、１０ｎｍのアンドープされたＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎの電子遮断層である。最後に、ｐ型ＧａＮコンタクト層が、基板に蒸着される。層の厚さは、およそ２００ｎｍで、正孔濃度は、およそ７ｘ１０１７ｃｍ−３である。
【００７５】
インジウムとスズの酸化物（ＩＴＯ）は、ｐ型コンタクト層上にｐ型コンタクトとして、電子ビームで蒸着され、高速熱アニールされる。メサＬＥＤは、サイズがおよそ２００ｘ５５０μｍ２で、フォトリソグラフィと塩素ベースの誘導結合されたプラズマ（ＩＣＰ）技術のドライエッチングで形成されている。Ｔｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕは、露光されたｎ−ＧａＮ層に、ｎ型コンタクトを作るために、電子ビームで蒸着される。Ｔｉ／Ａｕは、ｐ型コンタクトパッドを作るためにＩＴＯ層の部分上に、電子ビームで蒸着される。そして、ウエハーは、ＬＥＤに分離してダイスカットされる。電気的な接続は、従来のワイヤボンディング技術によって行なわれる。
【００７６】
本実施例では、｛１１−２２｝ｍ面のバルク基板が、非分極性の青色ＬＥＤのために用いられている。本発明の基板は、フラットな表面を有しており、０．１ｎｍの二乗平均平方根（ＲＭＳ）粗さで、転位密度は５×１０６ｃｍ‐２より小さく、キャリア濃度はおよそ１×１０１７ｃｍ‐３である。エピタキシャル層は、大気圧にて、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）によって基板上に作製される。
【００７７】
グループＶ前駆体（アンモニア）の流量の割合は、グループＩＩＩ前駆体（トリメチルガリウム、トリメチルインジウム、トリメチルアルミニウム）の成長の間、およそ３０００と１２０００の範囲である。先ず、ｎ型コンタクト層（シリコンドープ）ＧａＮが、基板に蒸着される。この蒸着は、２ミクロンの厚さで、ドーピングレベルはおよそ２ｘ１０１８ｃｍ−３である。次に、アンドープされたＩｎＧａＮ／ＧａＮの単一量子井戸（ＳＱＷ）が、アクティブ層として蒸着される。ＳＱＷは、３．５ｎｍのＩｎＧａＮ層から構成され、アンドープされた１６ｎｍのＧａＮのバリア層と、７ｎｍのアンドープされたＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎの電子遮断層で処理が終了される。
【００７８】
最後に、Ｍｇドープのｐ型ＧａＮコンタクト層が、基板に蒸着される。層の厚さは、およそ２００ｎｍで、正孔濃度は、およそ７ｘ１０１７ｃｍ−３である。インジウムとスズの酸化物（ＩＴＯ）は、ｐ型コンタクト層上にｐ型コンタクトとして、電子ビームで蒸着され、高速熱アニールされる。メサＬＥＤは、サイズがおよそ６００ｘ４５０μｍ２で、フォトリソグラフィと塩素ベースの誘導結合されたプラズマ（ＩＣＰ）技術のドライエッチングで形成されている。Ｔｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕは、露光されたｎ−ＧａＮ層に、ｎ型コンタクトを作るために、電子ビームで蒸着される。Ｔｉ／Ａｕは、ｐ型コンタクトパッドを作るためにＩＴＯ層の部分上に、電子ビームで蒸着される。そして、ウエハーは、ＬＥＤに分離してダイスカットされる。電気的な接続は、従来のワイヤボンディング技術によって行なわれる。
【００７９】
本実施形態では、実質的に青色、緑色、赤色の発光が可能である蛍光体の組み合わせからなる、一つ以上の構成要素から構成される。
【００８０】
例として、青色発光蛍光体は、以下の化学式から構成されるグループの中から選択される。（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）５（ＰＯ４）３（Ｃｌ，Ｆ，Ｂｒ，ＯＨ）：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  Ｓｂ３＋，（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＢＰＯ５：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  （Ｓｒ，Ｃａ）１０（ＰＯ４）６＊ｎＢ２Ｏ３：Ｅｕ２＋；  ２ＳｒＯ＊０．８４Ｐ２Ｏ５＊０．１６Ｂ２Ｏ３：Ｅｕ２＋；  Ｓｒ２Ｓｉ３Ｏ８＊２ＳｒＣｌ２：Ｅｕ２＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇｘＰ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ２＋  （ＳＡＥ）；  ＢａＡｌ８Ｏ１３：Ｅｕ２＋；  およびこれらの混合物である。例として、緑色発光蛍光体は、以下の化学式から構成されるグループの中から選択される。（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋  （ＢＡＭｎ）；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ａｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋；  （Ｙ，Ｇｄ，Ｌｕ，Ｓｃ，Ｌａ）ＢＯ３：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋；  Ｃａ８Ｍｇ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２（Ｍｇ，Ｚｎ）Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋；  （Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ，ｌｎ）２Ｓ４：Ｅｕ２＋；  （Ｙ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｌａ，Ｓｍ，Ｐｒ，Ｌｕ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ３＋；  （Ｃａ，Ｓｒ）８（Ｍｇ，Ｚｎ）（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋  （ＣＡＳＩ）；  Ｎａ２Ｇｄ２Ｂ２Ｏ７：Ｃｅ３＋，  Ｔｂ３＋；  （Ｂａ，Ｓｒ）２（Ｃａ，Ｍｇ，Ｚｎ）Ｂ２Ｏ６：Ｋ，Ｃｅ，Ｔｂ；  およびこれらの混合物である。例として、赤色発光蛍光体は、以下の化学式から構成されるグループの中から選択される。  （Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）２Ｏ３：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  （Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  （Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）ＶＯ４：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  Ｙ２（Ｏ，Ｓ）３：  Ｅｕ３＋；  Ｃａ１−ｘＭｏ１−ｙＳｉｙＯ４：，  ここで、  ０．０５  ≦  ｘ  ≦  ０．５，  ０  ≦  ｙ  ≦  ０．１；  （Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）５Ｅｕ（Ｗ，Ｍｏ）Ｏ４；  （Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ２＋；  ＳｒＹ２Ｓ４：Ｅｕ２＋；  ＣａＬａ２Ｓ４：Ｃｅ３＋；  （Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ２＋；  ３．５ＭｇＯ＊０．５ＭｇＦ２＊ＧｅＯ２：Ｍｎ４＋  （ＭＦＧ）；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇｘＰ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  （Ｙ，Ｌｕ）２ＷＯ６：Ｅｕ３＋，  Ｍｏ６＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）３ＭｇｘＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋，  ここで  １  ＜ｘ  ≦  ２；  （ＲＥ１−ｙＣｅｙ）Ｍｇ２−ｘＬｉｘＳｉ３−ｘＰｘＯ１２である。ここで、ＲＥは、少なくともＳｃ，  Ｌｕ，  Ｇｄ，  Ｙ，  ａｎｄ  Ｔｂ，  ０．０００１  ＜  ｘ  ＜  ０．１  ａｎｄ  ０．００１  ＜  ｙ  ＜  ０．１；  （Ｙ，  Ｇｄ，  Ｌｕ，  Ｌａ）２−ｘＥｕｘＷ１−ｙＭｏｙＯ６，ここで、  ０．５  ≦  ｘ．  ≦  １．０，  ０．０１  ≦  ｙ  ≦  １．０；  （ＳｒＣａ）１−ｘＥｕｘＳｉ５Ｎ８，  ここで、  ０．０１  ≦  ｘ  ≦  ０．３  ；ＳｒＺｎＯ２：Ｓｍ＋３；ＭｍＯｎＸである。ここで、Ｍは、以下のグループから選択される。Ｓｃ，  Ｙ，  ａ  ｌａｎｔｈａｎｉｄｅ，  ａｌｋａｌｉ  ｅａｒｔｈ  ｍｅｔａｌと、これらの混合物である。Ｘ  は  ｈａｌｏｇｅｎ；  １  ≦  ｍ  ≦  ３と１  ≦  ｎ  ≦  ４であり、そして、ここで、  ｌａｎｔｈａｎｉｄｅのｄｏｐｉｎｇ  ｌｅｖｅｌは、０．１から４０％  ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｗｅｉｇｈｔのレンジであり、Ｅｕ３＋は、リン酸塩あるいはホウ酸塩の蛍光体、もしくはこれらの混合物でアクティベイトされる。
【００８１】
本実施形態においては、上述の記載は、一つ以上の蛍光体あるいは蛍光物質を含む、一つ以上の構成要素の一般的な説明になっているが、他にエネルギー変換発光体物質として認識されるようなものも含まれる。エネルギー変換発光体物質として認識されるようなものとしては、蛍光体、半導体、半導体ナノ粒子（量子ドット）、有機発光体などや、これらの組み合わせなども用いられる。一つ以上の好ましい実施形態において、エネルギー変換発光体物質は、一般的に、波長を変換する物質、および／または、物質群である。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【００８２】
本実施形態では、パッケージ化されたデバイスは、筐体１１７も含まれる。この筐体は、たとえば、視覚的に透明なプラスチック、ガラス、あるいは、その他の材料などの適切な材質で構成されている。さらに、ここで示されるように、筐体は、適切な形状１１９となっている。この形状は、環状、円形、卵形状、台形あるいはこれらの形状の組み合わせから構成されてもよい。
【００８３】
本実施形態に基づいて、適切な形状および材料の筐体は機能を促進し、筐体の表面の領域に施されたコーティングを通して、ＬＥＤから放射される、電磁気の伝達を最適化する。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【００８４】
図２乃至５は、本実施例の図１に記載したＬＥＤの組み立て方法を、簡略にして示した図である。これらの図は、単なる説明であって、本発明はこの内容に制限されるべきではない。ここで用いられている従来技術のいくつかは、他のバリエーション、修正および変更が可能である。
【００８５】
ＬＥＤデバイスのアセンブリは、ここで内容に示している方法の通りである。この方法は、表面領域から構成される基板部材１０１を含む。本実施形態では、基板は、特に制限されないが、たとえば、合金４２、銅、誘電体、プラスティック等の金属等などの、適切な材質から構成される。基板は、たとえば、金属合金などのリードフレーム部材からなるが、これに限定されるものではない。
【００８６】
本実施形態において、基板は、ＬＥＤを保持し、様々な形状やサイズや配置からなる。基板１０１の表面領域は、カップのようにへこんだ形状をしている。もう一つの方法として、表面領域１０１は、陥凹部を有するように構成される。加えて、表面領域は、通常、なめらかな表面処理、プレイティング、コーティングがなされている。そのようなプレイティング、コーティングは、金、銀、プラチナ、アルミニウム、あるいは、いずれかのピュアな材料または合金材料で行なわれる。これらは、ボンディングのために半導体材料を覆っている適切な材料、あるいは他の材料から構成される。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【００８７】
本実施形態において、本方法は、表面領域を覆って構成される、一つ以上のＬＥＤデバイスを有する。少なくとも、一つ以上のＬＥＤデバイス１０３は、基板を含む半極性、あるいは非分極性のＧａＮで製作される。本実施形態においては、本デバイスは、偏光された電磁気１０５を放射する。本内容に示すとおり、光照射デバイスは、第一の電位としては基板に設置され、第二の電位としては１０９がワイヤー、あるいはリード１１１が第二のＬＥＤに接合されている。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【００８８】
好ましい実施形態において、一つ以上のＬＥＤデバイスは、少なくとも青色ＬＥＤデバイスから構成される。その実施形態において、実質的に偏光されて、照射される光は青色である。一つ以上のＬＥＤデバイスは、およそ４３０ｎｍから４９０ｎｍのレンジの電磁気の放射が可能である、少なくとも青色ＬＥＤデバイスから構成される。その照射された光は、実質的に青色に偏光された光の照射である。
【００８９】
本実施形態において、ＬＥＤデバイスは基板の表面領域に設置される。ＬＥＤデバイスの設置については、銀ペースト、共晶混合物、共晶金、あるいは他の適切な技術を用いることができる。好ましい実施形態では、ＬＥＤデバイスは、ダイス状に型抜きされて、金、銀、プラチナや他の金属で共晶接合される。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【００９０】
ここで、図３を参照し、本発明では、ボンディングワイヤ１１５が、リード１０９からＬＥＤデバイス上のボンディングパッドへ接続する。本実施形態では、このワイヤは、適切な材料で作製しており、たとえば、金、アルミニウムなどがある。本実施形態では、ワイヤボンディングは、たとえば、超音波、メガ音波などの技術を利用している。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【００９１】
ここで、図４を参照し、本方法では、一つ以上のＬＥＤデバイスを覆って構成される、一つ以上の構成要素の厚さ１１５が含まれる。本実施形態において、一つ以上の構成要素は、実質的に偏光された発光と、一つ以上の第二の波長の電磁気放射の発光により、励起されている。
【００９２】
好ましい実施形態としては、複数の構成要素は、青の発光に偏光される相互作用により、実質的に黄色に発光することができる。具体的な例として、複数の蛍光体である構成要素の厚みは、およそ５マイクロン以下である。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【００９３】
本実施形態では、以下の一つあるいは複数の蛍光体あるいは蛍光体の組み合わせからなる、一つ以上の構成要素から構成される。（Ｙ，  Ｇｄ，  Ｔｂ，  Ｓｃ，  Ｌｕ，  Ｌａ）３（Ａｌ，  Ｇａ，  Ｉｎ）５Ｏ１２：Ｃｅ３＋，ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋，ＳｒＳ：Ｅｕ２＋．そして、コロイド量ドット薄膜は、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳｅ，またはＣｄＴｅから構成される。他の実施形態においては、本デバイスは、実質的に赤色に発光可能な発光体が含まれる。そのような発光体は、以下の中から選択される。  （Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）２Ｏ３：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  （Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  （Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）ＶＯ４：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  Ｙ２（Ｏ，Ｓ）３：  Ｅｕ３＋；  Ｃａ１−ｘＭｏ１−ｙＳｉｙＯ４：，  ここで、０．０５  ≦  ｘ  ≦  ０．５，  ０  ≦  ｙ  ≦  ０．１；  （Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）５Ｅｕ（Ｗ，Ｍｏ）Ｏ４；  （Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ２＋；  ＳｒＹ２Ｓ４：Ｅｕ２＋；  ＣａＬａ２Ｓ４：Ｃｅ３＋；  （Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ２＋；  ３．５ＭｇＯ＊０．５ＭｇＦ２＊ＧｅＯ２：Ｍｎ４＋  （ＭＦＧ）；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇｘＰ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  （Ｙ，Ｌｕ）２ＷＯ６：Ｅｕ３＋，  Ｍｏ６＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）３ＭｇｘＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋，  ここで  １  ＜ｘ  ≦  ２；  （ＲＥ１−ｙＣｅｙ）Ｍｇ２−ｘＬｉｘＳｉ３−ｘＰｘＯ１２である。ここで、ＲＥは、少なくともＳｃ，  Ｌｕ，  Ｇｄ，  Ｙ，  Ｔｂ，  ０．０００１  ＜  ｘ  ＜  ０．１，  ０．００１  ＜  ｙ  ＜  ０．１；  （Ｙ，  Ｇｄ，  Ｌｕ，  Ｌａ）２−ｘＥｕｘＷ１−ｙＭｏｙＯ６，  ここで  ０．５  ≦  ｘ．  ≦  １．０，  ０．０１  ≦  ｙ  ≦  １．０；  （ＳｒＣａ）１−ｘＥｕｘＳｉ５Ｎ８，  ここで  ０．０１  ≦  ｘ  ≦  ０．３  ；  ＳｒＺｎＯ２：Ｓｍ＋３；ＭｍＯｎＸである。ここで、Ｍは、以下のグループから選択される。Ｓｃ，  Ｙ，  ａ  ｌａｎｔｈａｎｉｄｅ，  ａｌｋａｌｉ  ｅａｒｔｈ  ｍｅｔａｌと、これらの混合物である。Ｘ  は  ｈａｌｏｇｅｎ；  １  ≦  ｍ  ≦  ３と１  ≦  ｎ  ≦  ４であり、そして、ここで、  ｌａｎｔｈａｎｉｄｅのｄｏｐｉｎｇ  ｌｅｖｅｌは、０．１から４０％  ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｗｅｉｇｈｔのレンジであり、Ｅｕ３＋は、リン酸塩あるいはホウ酸塩の蛍光体、もしくはこれらの混合物でアクティベイトされる。もちろん、他のバリエーション、修正、変更は可能である。
【００９４】
本実施形態では、実質的に青色、緑色、赤色の発光が可能である蛍光体の組み合わせからなる、一つ以上の構成要素から構成される。
【００９５】
例として、青色発光蛍光体は、以下の化学式から構成されるグループの中から選択される。（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）５（ＰＯ４）３（Ｃｌ，Ｆ，Ｂｒ，ＯＨ）：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  Ｓｂ３＋，（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＢＰＯ５：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  （Ｓｒ，Ｃａ）１０（ＰＯ４）６＊ｎＢ２Ｏ３：Ｅｕ２＋；  ２ＳｒＯ＊０．８４Ｐ２Ｏ５＊０．１６Ｂ２Ｏ３：Ｅｕ２＋；  Ｓｒ２Ｓｉ３Ｏ８＊２ＳｒＣｌ２：Ｅｕ２＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇｘＰ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ２＋  （ＳＡＥ）；  ＢａＡｌ８Ｏ１３：Ｅｕ２＋；  およびこれらの混合物である。例として、緑色発光蛍光体は、以下の化学式から構成されるグループの中から選択される。（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋  （ＢＡＭｎ）；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ａｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋；  （Ｙ，Ｇｄ，Ｌｕ，Ｓｃ，Ｌａ）ＢＯ３：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋；  Ｃａ８Ｍｇ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２（Ｍｇ，Ｚｎ）Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋；  （Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ，ｌｎ）２Ｓ４：Ｅｕ２＋；  （Ｙ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｌａ，Ｓｍ，Ｐｒ，Ｌｕ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ３＋；  （Ｃａ，Ｓｒ）８（Ｍｇ，Ｚｎ）（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋  （ＣＡＳＩ）；  Ｎａ２Ｇｄ２Ｂ２Ｏ７：Ｃｅ３＋，  Ｔｂ３＋；  （Ｂａ，Ｓｒ）２（Ｃａ，Ｍｇ，Ｚｎ）Ｂ２Ｏ６：Ｋ，Ｃｅ，Ｔｂ；  およびこれらの混合物である。例として、赤色発光蛍光体は、以下の化学式から構成されるグループの中から選択される。（Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）２Ｏ３：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  （Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  （Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）ＶＯ４：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  Ｙ２（Ｏ，Ｓ）３：  Ｅｕ３＋；  Ｃａ１−ｘＭｏ１−ｙＳｉｙＯ４：，  ここで、０．０５  ≦  ｘ  ≦  ０．５，  ０  ≦  ｙ  ≦  ０．１；  （Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）５Ｅｕ（Ｗ，Ｍｏ）Ｏ４；  （Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ２＋；  ＳｒＹ２Ｓ４：Ｅｕ２＋；  ＣａＬａ２Ｓ４：Ｃｅ３＋；  （Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ２＋；  ３．５ＭｇＯ＊０．５ＭｇＦ２＊ＧｅＯ２：Ｍｎ４＋  （ＭＦＧ）；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇｘＰ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  （Ｙ，Ｌｕ）２ＷＯ６：Ｅｕ３＋，  Ｍｏ６＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）３ＭｇｘＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋，  ここで、１  ＜ｘ  ≦  ２；  （ＲＥ１−ｙＣｅｙ）Ｍｇ２−ｘＬｉｘＳｉ３−ｘＰｘＯ１２．ここで、ＲＥは、少なくともＳｃ，  Ｌｕ，  Ｇｄ，  Ｙ，  Ｔｂ，  ０．０００１  ＜  ｘ  ＜  ０．１，  ０．００１  ＜  ｙ  ＜  ０．１；  （Ｙ，  Ｇｄ，  Ｌｕ，  Ｌａ）２−ｘＥｕｘＷ１−ｙＭｏｙＯ６であり、ここで  ０．５  ≦  ｘ．  ≦  １．０，  ０．０１  ≦  ｙ  ≦  １．０；  （ＳｒＣａ）１−ｘＥｕｘＳｉ５Ｎ８，  また  ０．０１  ≦  ｘ  ≦  ０．３  ；  ＳｒＺｎＯ２：Ｓｍ＋３；  ＭｍＯｎＸであり、ここで、Ｍは、以下のグループから選択される。Ｓｃ，  Ｙ，  ａ  ｌａｎｔｈａｎｉｄｅ，  ａｌｋａｌｉ  ｅａｒｔｈ  ｍｅｔａｌと、これらの混合物である。Ｘ  は  ｈａｌｏｇｅｎ；  １  ≦  ｍ  ≦  ３と１  ≦  ｎ  ≦  ４であり、そして、ここで、  ｌａｎｔｈａｎｉｄｅのｄｏｐｉｎｇ  ｌｅｖｅｌは、０．１から４０％  ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｗｅｉｇｈｔのレンジであり、Ｅｕ３＋は、リン酸塩あるいはホウ酸塩の蛍光体、もしくはこれらの混合物でアクティベイトされる。
【００９６】
本実施形態においては、構成要素は、適切な技術を用いて、ＬＥＤデバイス上の表面領域を覆っている。そのような技術として、蒸着、吹き付け、プレイティング、コーティング、スピンコーティング、電気蒸着、スパッタリング、ディッピング、ディスペンシング、沈殿、インクジェットプリンティング、スクリーンプリンティングがある。
【００９７】
本実施形態においては、蒸着は、静電技術であり、均一で高品質のコーティングを実現できる。構成要素は、およそ１０％と０．１％への均一性を持つ。多くの実施形態においては、構成要素は、ＬＥＤデバイスの表面領域にコーティングされ、その後に分離されたダイスに、ウエハーから分離される。
【００９８】
本実施形態において、ＬＥＤデバイスを覆っている筐体１１７は、はめ込まれ、接着され、コーティングされる。この筐体は、適切な材質で作製され、たとえば、視覚的に透明なプラスチック、ガラス、あるいは他の部材から構成される。さらに、ここに示されているように、筐体は、適切な形状１１９を有している。
【００９９】
この形状は、環状、円形、卵形状、台形あるいはこれらの形状の組み合わせから構成されてもよい。本実施形態おいて、適切な形状および材質で構成された筐体は、筐体の表面領域をコーティングされたＬＥＤデバイスからの電磁気の放射を、促進するように構成されており、その性能を最大限発揮できるように構成されている。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は可能である。
【０１００】
図６は、複数のデバイスを用いた本実施例の他のパッケージ化されたＬＥＤ６００を簡略化した図である。これらの図は、単なる説明であって、本発明はこの内容に制限されるべきではない。ここで用いられている従来技術のいくつかは、他のバリエーション、修正および変更が可能である。本実施形態において、パッケージ化されたＬＥＤは、６００として示されている。ここで示されている通り、本デバイスは、表面領域からなる基板部材を有している。基板は、たとえば、金属などを含む適切な材質で作られている。しかしながら、これらは、合金４２、銅、あるいは他の材質でもよく、誘電体やプラスチックさえでもよい。本実施形態において、基板は、たとえば、金属合金のようなリードフレーム部材から構成されているが、これに限られるものではない。
【０１０１】
本実施形態において、基板は、ＬＥＤを保持し、様々な形状やサイズや配置からなる。基板６０１の表面領域は、カップのようにへこんだ形状をしている。もう一つの方法として、表面領域６０１は、陥凹部を有するように構成される。加えて、表面領域は、通常、なめらかな表面処理、プレイティング、コーティングがなされている。そのようなプレイティング、コーティングは、金、銀、プラチナ、アルミニウム、あるいは、いずれかのピュアな原料または合金材料で行なわれる。これらは、ボンディングのために半導体材料を覆っている適切な材料、あるいは他の材料から構成される。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【０１０２】
図６を再度、参照する。本デバイスは、表面領域を覆って構成される、一つ以上のＬＥＤデバイスを有する。少なくとも、一つ以上のＬＥＤデバイス１０３は、基板を含む半極性、あるいは非分極性のＧａＮで製作される。本実施形態においては、本デバイスは、偏光された電磁気を放射する。本内容に示すとおり、光照射デバイスは、第一の電位としては基板に設置され、第二の電位として６１０がワイヤー、あるいはリード６１１がＬＥＤに接合されている。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【０１０３】
具体的な実施形態では、デバイスは、量子井戸領域を有する、少なくとも一つのＬＥＤデバイスである。本実施形態では、この量子井戸領域は、電子波動関数と正孔波動関数によって、特徴付けられている。電子波動関数と正孔波動関数は、予め決められている量子井戸領域の空間的な領域で実質的に重なり合っている。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【０１０４】
好ましい実施形態において、一つ以上のＬＥＤデバイスは、少なくとも青色ＬＥＤデバイスから構成される。その実施形態において、実質的に偏光されて、照射される光は青色である。一つ以上のＬＥＤデバイスは、およそ４３０ｎｍから４９０ｎｍのレンジの、電磁気の放射が可能である、少なくとも青色ＬＥＤデバイスから構成される。その照射された光は、実質的に青色に偏光された光の照射である。
【０１０５】
本実施例においては、本デバイスは、一つ以上のＬＥＤが重なり合って形成される、一つ以上の構成要素の厚みは１１５である。本実施形態において、一つ以上の構成要素は、実質的に偏光された発光と、一つ以上の第二の波長の電磁気放射の発光により励起されている。
【０１０６】
好ましい実施形態としては、複数の構成要素は、青色光の発光に偏光される相互作用により、実質的に黄色に発光することができる。具体的な例として、複数の蛍光体である構成要素の厚みは、およそ５マイクロン以下である。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【０１０７】
本実施形態では、以下の一つあるいは複数の蛍光体あるいは蛍光体の組み合わせからなる、一つ以上の構成要素から構成される。（Ｙ，  Ｇｄ，  Ｔｂ，  Ｓｃ，  Ｌｕ，  Ｌａ）３（Ａｌ，  Ｇａ，  Ｉｎ）５Ｏ１２：Ｃｅ３＋，ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋，ＳｒＳ：Ｅｕ２＋．そして、コロイド量ドット薄膜は、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳｅ，またはＣｄＴｅから構成される。他の実施形態においては、本デバイスは、実質的に赤色に発光可能な発光体が含まれる。そのような発光体は、以下の中から選択される。  （Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）２Ｏ３：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  （Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  （Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）ＶＯ４：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  Ｙ２（Ｏ，Ｓ）３：  Ｅｕ３＋；  Ｃａ１−ｘＭｏ１−ｙＳｉｙＯ４：，  ここで、０．０５  ≦  ｘ  ≦  ０．５，  ０  ≦  ｙ  ≦  ０．１；  （Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）５Ｅｕ（Ｗ，Ｍｏ）Ｏ４；  （Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ２＋；  ＳｒＹ２Ｓ４：Ｅｕ２＋；  ＣａＬａ２Ｓ４：Ｃｅ３＋；  （Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ２＋；  ３．５ＭｇＯ＊０．５ＭｇＦ２＊ＧｅＯ２：Ｍｎ４＋  （ＭＦＧ）；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇｘＰ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  （Ｙ，Ｌｕ）２ＷＯ６：Ｅｕ３＋，  Ｍｏ６＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）３ＭｇｘＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋，  ここで、１  ＜ｘ  ≦  ２；  （ＲＥ１−ｙＣｅｙ）Ｍｇ２−ｘＬｉｘＳｉ３−ｘＰｘＯ１２である。  ここで、ＲＥは、少なくともＳｃ，  Ｌｕ，  Ｇｄ，  Ｙ，  Ｔｂ，  ０．０００１  ＜  ｘ  ＜  ０．１，  ０．００１  ＜  ｙ  ＜  ０．１；  （Ｙ，  Ｇｄ，  Ｌｕ，  Ｌａ）２−ｘＥｕｘＷ１−ｙＭｏｙＯ６，  ここで  ０．５  ≦  ｘ．  ≦  １．０，  ０．０１  ≦  ｙ  ≦  １．０；  （ＳｒＣａ）１−ｘＥｕｘＳｉ５Ｎ８，  ここで  ０．０１  ≦  ｘ  ≦  ０．３  ；  ＳｒＺｎＯ２：Ｓｍ＋３；  ＭｍＯｎＸである。ここで、Ｍは、以下のグループから選択される。Ｓｃ，  Ｙ，  ａ  ｌａｎｔｈａｎｉｄｅ，  ａｌｋａｌｉ  ｅａｒｔｈ  ｍｅｔａｌと、これらの混合物である。Ｘ  は  ｈａｌｏｇｅｎ；  １  ≦  ｍ  ≦  ３と１  ≦  ｎ  ≦  ４であり、そして、ここで、  ｌａｎｔｈａｎｉｄｅのｄｏｐｉｎｇ  ｌｅｖｅｌは、０．１から４０％  ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｗｅｉｇｈｔのレンジであり、Ｅｕ３＋は、リン酸塩あるいはホウ酸塩の蛍光体、もしくはこれらの混合物でアクティベイトされる。もちろん、他のバリエーション、修正、変更は可能である。
【０１０８】
本実施形態において、一つ以上のＬＥＤデバイスは、少なくとも紫色の発光での電磁気の放射が、およそ３８０ナノメートルから、およそ４４０ナノメートルのレンジであって、一つ以上の構成物は、実質的に紫色の発光の偏光作用により白色光を発光することができるＬＥＤから構成される。本実施形態においては、他の色のＬＥＤや、その組み合わせも用いることが可能である。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【０１０９】
本実施形態では、実質的に青色、緑色、赤色の発光が可能である蛍光体の組み合わせからなる、一つ以上の構成要素から構成される。例として、青色発光蛍光体は、以下の化学式から構成されるグループの中から選択される。（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）５（ＰＯ４）３（Ｃｌ，Ｆ，Ｂｒ，ＯＨ）：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  Ｓｂ３＋，（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＢＰＯ５：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  （Ｓｒ，Ｃａ）１０（ＰＯ４）６＊ｎＢ２Ｏ３：Ｅｕ２＋；  ２ＳｒＯ＊０．８４Ｐ２Ｏ５＊０．１６Ｂ２Ｏ３：Ｅｕ２＋；  Ｓｒ２Ｓｉ３Ｏ８＊２ＳｒＣｌ２：Ｅｕ２＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇｘＰ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ２＋  （ＳＡＥ）；  ＢａＡｌ８Ｏ１３：Ｅｕ２＋；  およびこれらの混合物である。例として、緑色発光蛍光体は、以下の化学式から構成されるグループの中から選択される。（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋  （ＢＡＭｎ）；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ａｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋；  （Ｙ，Ｇｄ，Ｌｕ，Ｓｃ，Ｌａ）ＢＯ３：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋；  Ｃａ８Ｍｇ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２（Ｍｇ，Ｚｎ）Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋；  （Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ，ｌｎ）２Ｓ４：Ｅｕ２＋；  （Ｙ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｌａ，Ｓｍ，Ｐｒ，Ｌｕ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ３＋；  （Ｃａ，Ｓｒ）８（Ｍｇ，Ｚｎ）（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋  （ＣＡＳＩ）；  Ｎａ２Ｇｄ２Ｂ２Ｏ７：Ｃｅ３＋，  Ｔｂ３＋；  （Ｂａ，Ｓｒ）２（Ｃａ，Ｍｇ，Ｚｎ）Ｂ２Ｏ６：Ｋ，Ｃｅ，Ｔｂ；およびこれらの混合物である。例として、赤色発光蛍光体は、以下の化学式から構成されるグループの中から選択される。  （Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）２Ｏ３：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  （Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  （Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）ＶＯ４：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  Ｙ２（Ｏ，Ｓ）３：  Ｅｕ３＋；  Ｃａ１−ｘＭｏ１−ｙＳｉｙＯ４：  ０．０５  ≦  ｘ  ≦  ０．５，  ０  ≦  ｙ  ≦  ０．１；  （Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）５Ｅｕ（Ｗ，Ｍｏ）Ｏ４；  （Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ２＋；  ＳｒＹ２Ｓ４：Ｅｕ２＋；  ＣａＬａ２Ｓ４：Ｃｅ３＋；  （Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ２＋；  ３．５ＭｇＯ＊０．５ＭｇＦ２＊ＧｅＯ２：Ｍｎ４＋  （ＭＦＧ）；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇｘＰ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  （Ｙ，Ｌｕ）２ＷＯ６：Ｅｕ３＋，  Ｍｏ６＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）３ＭｇｘＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋，  １  ＜ｘ  ≦  ２；  （ＲＥ１−ｙＣｅｙ）Ｍｇ２−ｘＬｉｘＳｉ３−ｘＰｘＯ１２、ここで、ＲＥは、少なくともＳｃ，  Ｌｕ，  Ｇｄ，  Ｙ，  ａｎｄ  Ｔｂ，  ０．０００１  ＜  ｘ  ＜  ０．１，  ０．００１  ＜  ｙ  ＜  ０．１；  （Ｙ，  Ｇｄ，  Ｌｕ，  Ｌａ）２−ｘＥｕｘＷ１−ｙＭｏｙＯ６，  ここで  ０．５  ≦  ｘ．  ≦  １．０，  ０．０１  ≦  ｙ  ≦  １．０；  （ＳｒＣａ）１−ｘＥｕｘＳｉ５Ｎ８，  ここで  ０．０１  ≦  ｘ  ≦  ０．３  ；  ＳｒＺｎＯ２：Ｓｍ＋３；ＭｍＯｎＸである。ここで、Ｍは、以下のグルー���から選択される。Ｓｃ，  Ｙ，  ａ  ｌａｎｔｈａｎｉｄｅ，  ａｌｋａｌｉ  ｅａｒｔｈ  ｍｅｔａｌと、これらの混合物である。Ｘ  は  ｈａｌｏｇｅｎ；  １  ≦  ｍ  ≦  ３と１  ≦  ｎ  ≦  ４であり、そして、ここで、  ｌａｎｔｈａｎｉｄｅのｄｏｐｉｎｇ  ｌｅｖｅｌは、０．１から４０％  ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｗｅｉｇｈｔのレンジであり、Ｅｕ３＋は、リン酸塩あるいはホウ酸塩の蛍光体、もしくはこれらの混合物でアクティベイトされる。
【０１１０】
本実施形態においては、本発明のパッケージデバイスは、第二のＬＥＤデバイス６０３、あるいは適用可能な複数のデバイスを含んでなる。本内容に示すとおり、第二のＬＥＤは、第一の電位としては基板に設置され、第二の電位としては６０９がワイヤー、あるいはリード１１１が第二のＬＥＤに接合されている。本実施形態においては、第二のＬＥＤデバイスは、蛍光体、あるいは被膜のついていない６１５で表面を被覆している。ＬＥＤデバイスは、複数カラーのひとつであり、複数のカラーは、特に制限されないが、赤、青、緑、黄、紫、琥珀、シアンや、紫外線などの他の可視の電磁気の放射レンジの色を含む。ＬＥＤデバイスは、有極性、非分極性、半極性の物質を含むガリウムナイトライドからなる。もう一つの方法として、ＬＥＤは、ＡｌＩｎＧａＰ、あるいは他の実施形態で用いられる材料などで作製される。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。  
【０１１１】
他の実施形態において、パッケージ化されたデバイスは、一つ以上の他のタイプのオプティカル、およぼ／または、エレクトロニックデバイスである。例として、光学デバイスは、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、レーザーダイオード、ナノ粒子オプティカルデバイスなどである。他の実施形態において、エレクトロニックデバイスは、集積回路、トランジスタ、整流器、センサー、微小測定電気機械システムや、これらの組み合わせである。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【０１１２】
本実施形態においては、本パッケージデバイスは、筐体６１７を含んでいる。この筐体は、たとえば、視覚的に透明なプラスティック、ガラス、他の適切な材料で作製されている。ここに記載されているように、本実施形態では、この筐体は、適切な形状６１９で形成されている。この形状は、環状、円形、卵形状、台形あるいはこれらの形状の組み合わせから構成されてもよい。
【０１１３】
本実施形態に基づいて、適切な形状および材料の筐体は機能を促進し、筐体の表面の領域に施されたコーティングを通して、ＬＥＤから放射される、電磁気の伝達を最適化する。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【０１１４】
図７乃至１０は、本実施例の図６に記載したＬＥＤの組み立て方法を、簡略にして示した図である。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【０１１５】
図１１は、面領域への光学経路を用いた本実施例の他のＬＥＤを簡略化した図である。これらの図は、単なる説明であって、本発明はこの内容に制限されるべきではない。ここで用いられている従来技術のいくつかは、他のバリエーション、修正および変更が可能である。本実施形態において、パッケージ化されたＬＥＤを、１１００として示す。
【０１１６】
本内容に示している通り、本デバイスは、表面領域がある基板部材を有する。本実施形態では、基板は、特に制限されないが、たとえば、合金４２、銅、誘電体、プラスティック等の金属等などの、適切な材質から構成される。基板は、たとえば、金属合金などのリードフレーム部材からなるが、これに限定されるものではない。
【０１１７】
本実施形態において、基板は、ＬＥＤを保持し、様々な形状やサイズや配置からなる。基板１１０１の表面領域は、カップのようにへこんだ形状をしている。もう一つの方法として、表面領域１１０１は、陥凹部を有するように構成される。加えて、表面領域は、通常、なめらかな表面処理、プレイティング、コーティングがなされている。そのようなプレイティング、コーティングは、金、銀、プラチナ、アルミニウム、あるいは、いずれかのピュアな材料または合金材料で行なわれる。これらは、ボンディングのために半導体材料を覆っている適切な材料、あるいは他の材料から構成される。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【０１１８】
図１１を再度、参照する。本デバイスは、表面領域を覆って構成される、一つ以上のＬＥＤデバイスを有する。少なくとも、一つ以上のＬＥＤデバイス１１０３は、基板を含む半極性、あるいは非分極性のＧａＮで製作される。本実施形態においては、本デバイスは、偏光された電磁気１１０５を放射する。本内容に示すとおり、光照射デバイスは、第一の電位としては基板に設置され、第二の電位としては１１０９がワイヤー、あるいはリード１１１１が第二のＬＥＤに接合されている。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【０１１９】
具体的な実施形態では、デバイスは、量子井戸領域を有する、少なくとも一つのＬＥＤデバイスである。本実施形態では、この量子井戸領域は、電子波動関数と正孔波動関数によって、特徴付けられている。電子波動関数と正孔波動関数は、予め決められている量子井戸領域の空間的な領域で実質的に重なり合っている。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【０１２０】
好ましい実施形態において、一つ以上のＬＥＤデバイスは、少なくとも青色ＬＥＤデバイスから構成される。その実施形態において、実質的に偏光されて、照射される光は青色である。一つ以上のＬＥＤデバイスは、およそ４３０ｎｍから４９０ｎｍのレンジの電磁気の放射が可能である、少なくとも青色ＬＥＤデバイスから構成される。その照射された光は、実質的に青色に偏光された光の照射である。
【０１２１】
本実施形態においては、本パッケージデバイスは、筐体１１１７を含んでいる。この筐体は、たとえば、視覚的に透明なプラスティック、ガラス、他の材料のような適切な材料で作製されている。さらに、記載されているように、本実施形態では、この筐体は、適切な形状１１１９で形成されている。この形状は、環状、円形、卵形状、台形あるいはこれらの形状の組み合わせから構成されてもよい。
【０１２２】
本実施形態に基づいて、適切な形状および材料の筐体は機能を促進し、ＬＥＤデバイスの表面の領域から放射される、電磁気の伝達を最適化する。より具体的には、筐体は内部領域と外部領域から構成され、内部領域に空間が形成される。
【０１２３】
この空間は空いており、そこに不活性ガスまたは空気を、ＬＥＤデバイスまたはデバイス群と、筐体の表面領域の間の光学経路に提供する。本実施形態において、筐体も、厚さを有しており、基板のベース領域の周囲にフィットするようになっている。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【０１２４】
パッケージ化された本デバイスでは、一つ以上のＬＥＤデバイスからの光を、相互に作用させる筐体を覆って構成される、一つ以上の構成要素の厚さ１１１５を有している。本実施形態において、一つ以上の構成要素は、実質的に偏光された発光と、一つ以上の第二の波長の電磁気放射の発光により励起されている。
【０１２５】
好ましい実施形態としては、複数の構成要素は、青色光の発光に偏光される相互作用により、実質的に黄色に発光することができる。具体的な例として、複数の蛍光体である構成要素の厚みは、およそ５マイクロン以下である。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【０１２６】
本実施形態では、以下の一つあるいは複数の蛍光体あるいは蛍光体の組み合わせからなる、一つ以上の構成要素から構成される。（Ｙ，  Ｇｄ，  Ｔｂ，  Ｓｃ，  Ｌｕ，  Ｌａ）３（Ａｌ，  Ｇａ，  Ｉｎ）５Ｏ１２：Ｃｅ３＋，ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋，ＳｒＳ：Ｅｕ２＋．そして、コロイド量ドット薄膜は、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳｅ，またはＣｄＴｅから構成される。他の実施形態においては、本デバイスは、実質的に赤色に発光可能な発光体が含まれる。そのような発光体は、以下の中から選択される。  （Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）２Ｏ３：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  （Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  （Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）ＶＯ４：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  Ｙ２（Ｏ，Ｓ）３：  Ｅｕ３＋；  Ｃａ１−ｘＭｏ１−ｙＳｉｙＯ４：，  ここで、０．０５  ≦  ｘ  ≦  ０．５，  ０  ≦  ｙ  ≦  ０．１；  （Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）５Ｅｕ（Ｗ，Ｍｏ）Ｏ４；  （Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ２＋；  ＳｒＹ２Ｓ４：Ｅｕ２＋；  ＣａＬａ２Ｓ４：Ｃｅ３＋；  （Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ２＋；  ３．５ＭｇＯ＊０．５ＭｇＦ２＊ＧｅＯ２：Ｍｎ４＋  （ＭＦＧ）；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇｘＰ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  （Ｙ，Ｌｕ）２ＷＯ６：Ｅｕ３＋，  Ｍｏ６＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）３ＭｇｘＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋，  ここで、１  ＜ｘ  ≦  ２；  （ＲＥ１−ｙＣｅｙ）Ｍｇ２−ｘＬｉｘＳｉ３−ｘＰｘＯ１２である。ここで、ＲＥは、少なくともＳｃ，  Ｌｕ，  Ｇｄ，  Ｙ，  ａｎｄ  Ｔｂ，  ０．０００１  ＜  ｘ  ＜  ０．１，  ０．００１  ＜  ｙ  ＜  ０．１；  （Ｙ，  Ｇｄ，  Ｌｕ，  Ｌａ）２−ｘＥｕｘＷ１−ｙＭｏｙＯ６，  ここで  ０．５  ≦  ｘ．  ≦  １．０，  ０．０１  ≦  ｙ  ≦  １．０；  （ＳｒＣａ）１−ｘＥｕｘＳｉ５Ｎ８，  ここで  ０．０１  ≦  ｘ  ≦  ０．３  ；  ＳｒＺｎＯ２：Ｓｍ＋３；ＭｍＯｎＸである。ここで、Ｍは、以下のグループから選択される。Ｓｃ，  Ｙ，  ａ  ｌａｎｔｈａｎｉｄｅ，  ａｌｋａｌｉ  ｅａｒｔｈ  ｍｅｔａｌと、これらの混合物である。Ｘ  は  ｈａｌｏｇｅｎ；  １  ≦  ｍ  ≦  ３と１  ≦  ｎ  ≦  ４であり、そして、ここで、  ｌａｎｔｈａｎｉｄｅのｄｏｐｉｎｇ  ｌｅｖｅｌは、０．１から４０％  ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｗｅｉｇｈｔのレンジであり、Ｅｕ３＋は、リン酸塩あるいはホウ酸塩の蛍光体、もしくはこれらの混合物でアクティベイトされる。もちろん、他のバリエーション、修正、変更は可能である。
【０１２７】
本実施形態において、一つ以上のＬＥＤデバイスは、少なくとも紫色の発光での電磁気の放射が、およそ３８０ナノメートルから、およそ４４０ナノメートルのレンジであって、一つ以上の構成物は、実質的に紫色の発光の偏光作用により、白色光を発光することができるＬＥＤから構成される。本実施形態においては、他の色のＬＥＤや、その組み合わせも用いることが可能である。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【０１２８】
本実施形態では、実質的に青色、緑色、赤色の発光が可能である蛍光体の組み合わせからなる、一つ以上の構成要素から構成される。例として、青色発光蛍光体は、以下の化学式から構成されるグループの中から選択される。（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）５（ＰＯ４）３（Ｃｌ，Ｆ，Ｂｒ，ＯＨ）：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  Ｓｂ３＋，（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＢＰＯ５：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  （Ｓｒ，Ｃａ）１０（ＰＯ４）６＊ｎＢ２Ｏ３：Ｅｕ２＋；  ２ＳｒＯ＊０．８４Ｐ２Ｏ５＊０．１６Ｂ２Ｏ３：Ｅｕ２＋；  Ｓｒ２Ｓｉ３Ｏ８＊２ＳｒＣｌ２：Ｅｕ２＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇｘＰ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ２＋  （ＳＡＥ）；  ＢａＡｌ８Ｏ１３：Ｅｕ２＋；  およびこれらの混合物である。例として、緑色発光蛍光体は、以下の化学式から構成されるグループの中から選択される。（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋  （ＢＡＭｎ）；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ａｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋；  （Ｙ，Ｇｄ，Ｌｕ，Ｓｃ，Ｌａ）ＢＯ３：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋；  Ｃａ８Ｍｇ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２（Ｍｇ，Ｚｎ）Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋；  （Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ，ｌｎ）２Ｓ４：Ｅｕ２＋；  （Ｙ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｌａ，Ｓｍ，Ｐｒ，Ｌｕ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ３＋；  （Ｃａ，Ｓｒ）８（Ｍｇ，Ｚｎ）（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋  （ＣＡＳＩ）；  Ｎａ２Ｇｄ２Ｂ２Ｏ７：Ｃｅ３＋，  Ｔｂ３＋；  （Ｂａ，Ｓｒ）２（Ｃａ，Ｍｇ，Ｚｎ）Ｂ２Ｏ６：Ｋ，Ｃｅ，Ｔｂ；およびこれらの混合物である。例として、赤色発光蛍光体は、以下の化学式から構成されるグループの中から選択される。（Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）２Ｏ３：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  （Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  （Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）ＶＯ４：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  Ｙ２（Ｏ，Ｓ）３：  Ｅｕ３＋；  Ｃａ１−ｘＭｏ１−ｙＳｉｙＯ４：，  ここで、０．０５  ≦  ｘ  ≦  ０．５，  ０  ≦  ｙ  ≦  ０．１；  （Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）５Ｅｕ（Ｗ，Ｍｏ）Ｏ４；  （Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ２＋；  ＳｒＹ２Ｓ４：Ｅｕ２＋；  ＣａＬａ２Ｓ４：Ｃｅ３＋；  （Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ２＋；  ３．５ＭｇＯ＊０．５ＭｇＦ２＊ＧｅＯ２：Ｍｎ４＋  （ＭＦＧ）；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇｘＰ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  （Ｙ，Ｌｕ）２ＷＯ６：Ｅｕ３＋，  Ｍｏ６＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）３ＭｇｘＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋，  ここで、１  ＜ｘ  ≦  ２；  （ＲＥ１−ｙＣｅｙ）Ｍｇ２−ｘＬｉｘＳｉ３−ｘＰｘＯ１２、ここで、ＲＥは、少なくともＳｃ，  Ｌｕ，  Ｇｄ，  Ｙ，  ａｎｄ  Ｔｂ，  ０．０００１  ＜  ｘ  ＜  ０．１，  ０．００１  ＜  ｙ  ＜  ０．１；  （Ｙ，  Ｇｄ，  Ｌｕ，  Ｌａ）２−ｘＥｕｘＷ１−ｙＭｏｙＯ６，  ここで  ０．５  ≦  ｘ．  ≦  １．０，  ０．０１  ≦  ｙ  ≦  １．０；  （ＳｒＣａ）１−ｘＥｕｘＳｉ５Ｎ８，  ここで  ０．０１  ≦  ｘ  ≦  ０．３  ；  ＳｒＺｎＯ２：Ｓｍ＋３；ＭｍＯｎＸである。ここで、Ｍは、以下のグループから選択される。Ｓｃ，  Ｙ，  ａ  ｌａｎｔｈａｎｉｄｅ，  ａｌｋａｌｉ  ｅａｒｔｈ  ｍｅｔａｌと、これらの混合物である。Ｘ  は  ｈａｌｏｇｅｎ；  １  ≦  ｍ  ≦  ３と１  ≦  ｎ  ≦  ４であり、そして、ここで、  ｌａｎｔｈａｎｉｄｅのｄｏｐｉｎｇ  ｌｅｖｅｌは、０．１から４０％  ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｗｅｉｇｈｔのレンジであり、Ｅｕ３＋は、リン酸塩あるいはホウ酸塩の蛍光体、もしくはこれらの混合物でアクティベイトされる。
【０１２９】
図１２乃至１５は、本実施例の図１１に記載したＬＥＤの組み立て方法を、簡略にして示した図である。
【０１３０】
図１６は、面領域への光学経路を用い、さらに充填剤を入れた本実施例の他のＬＥＤ１６００を簡略化した図である。この図は、単なる説明であって、本発明はこの内容に制限されるべきではない。ここで用いられている従来技術のいくつかは、他のバリエーション、修正および変更が可能である。   
【０１３１】
本実施形態において、パッケージ化されたＬＥＤは、１６００として示されている。ここで示されている通り、本デバイスは、表面領域からなる基板部材を有している。本実施形態において、この基板は、たとえば、金属などを含む適切な材質で作られている。しかしながら、これらは、合金４２、銅、あるいは他の材質でもよく、誘電体やプラスチックさえでもよい。本実施形態において、基板は、たとえば、金属合金のようなリードフレーム部材から構成されているが、これに限られるものではない。
【０１３２】
本実施形態において、基板は、ＬＥＤを保持し、様々な形状やサイズや配置からなる。基板１６０１の表面領域は、カップのようにへこんだ形状をしている。もう一つの方法として、表面領域１６０１は、陥凹部を有するように構成される。加えて、表面領域は、通常、なめらかな表面処理、プレイティング、コーティングがなされている。そのようなプレイティング、コーティングは、金、銀、プラチナ、アルミニウム、あるいは、いずれかのピュアな原料または合金材料で行なわれる。これらは、ボンディングのために半導体材料を覆っている適切な材料、あるいは他の材料から構成される。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【０１３３】
図１を再度、参照する。本デバイスは、表面領域を覆って構成される、一つ以上のＬＥＤデバイスを有する。少なくとも、一つ以上のＬＥＤデバイス１６０３は、基板を含む半極性、あるいは非分極性のＧａＮで製作される。本実施形態においては、本デバイスは、偏光された電磁気１１０５を放射する。本内容に示すとおり、光照射デバイスは、第一の電位としては基板に設置され、第二の電位としては１６０９がワイヤー、あるいはリード１６１１が第二のＬＥＤに接合されている。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【０１３４】
具体的な実施形態では、デバイスは、量子井戸領域を有する、少なくとも一つのＬＥＤデバイスである。本実施形態では、この量子井戸領域は、電子波動関数と正孔波動関数によって、特徴付けられている。電子波動関数と正孔波動関数は、予め決められている量子井戸領域の空間的な領域で実質的に重なり合っている。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【０１３５】
好ましい実施形態において、一つ以上のＬＥＤデバイスは、少なくとも青色ＬＥＤデバイスから構成される。その実施形態において、実質的に偏光されて、照射される光は青色である。一つ以上のＬＥＤデバイスは、およそ４８０ｎｍから５７０ｎｍのレンジの電磁気の放射が可能である、少なくとも青色ＬＥＤデバイスから構成される。その照射された光は、実質的に青色に偏光された光の照射である。
【０１３６】
本実施例においては、本デバイスは、以下に説明される筐体１６１７の内部領域で、一つ以上のＬＥＤが重なり合って形成される、一つ以上の構成要素の厚みは１６１５である。本実施形態において、一つ以上の構成要素は、実質的に偏光された発光と、一つ以上の第二の波長の電磁気放射の発光により励起されている。
【０１３７】
好ましい実施形態としては、複数の構成要素は、青色光の発光に偏光される相互作用により、実質的に黄色に発光することができる。具体的な例として、複数の蛍光体である構成要素の厚みは、およそ５マイクロン以下である。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【０１３８】
本実施形態では、以下の一つあるいは複数の蛍光体あるいは蛍光体の組み合わせからなる、一つ以上の構成要素から構成される。（Ｙ，  Ｇｄ，  Ｔｂ，  Ｓｃ，  Ｌｕ，  Ｌａ）３（Ａｌ，  Ｇａ，  Ｉｎ）５Ｏ１２：Ｃｅ３＋，ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋，ＳｒＳ：Ｅｕ２＋．そして、コロイド量ドット薄膜は、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳｅ，またはＣｄＴｅから構成される。他の実施形態においては、本デバイスは、実質的に赤色に発光可能な発光体が含まれる。そのような発光体は、以下の中から選択される。  （Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）２Ｏ３：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  （Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  （Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）ＶＯ４：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  Ｙ２（Ｏ，Ｓ）３：  Ｅｕ３＋；  Ｃａ１−ｘＭｏ１−ｙＳｉｙＯ４：，  ここで、０．０５  ≦  ｘ  ≦  ０．５，  ０  ≦  ｙ  ≦  ０．１；  （Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）５Ｅｕ（Ｗ，Ｍｏ）Ｏ４；  （Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ２＋；  ＳｒＹ２Ｓ４：Ｅｕ２＋；  ＣａＬａ２Ｓ４：Ｃｅ３＋；  （Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ２＋；  ３．５ＭｇＯ＊０．５ＭｇＦ２＊ＧｅＯ２：Ｍｎ４＋  （ＭＦＧ）；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇｘＰ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  （Ｙ，Ｌｕ）２ＷＯ６：Ｅｕ３＋，  Ｍｏ６＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）３ＭｇｘＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋，  ここで、１  ＜ｘ  ≦  ２；  （ＲＥ１−ｙＣｅｙ）Ｍｇ２−ｘＬｉｘＳｉ３−ｘＰｘＯ１２，である。ここで、ＲＥは、少なくともＳｃ，  Ｌｕ，  Ｇｄ，  Ｙ，  ａｎｄ  Ｔｂ，  ０．０００１  ＜  ｘ  ＜  ０．１，  ０．００１  ＜  ｙ  ＜  ０．１；  （Ｙ，  Ｇｄ，  Ｌｕ，  Ｌａ）２−ｘＥｕｘＷ１−ｙＭｏｙＯ６，ここで  ０．５  ≦  ｘ．  ≦  １．０，  ０．０１  ≦  ｙ  ≦  １．０；  （ＳｒＣａ）１−ｘＥｕｘＳｉ５Ｎ８，  ここで  ０．０１  ≦  ｘ  ≦  ０．３；ＳｒＺｎＯ２：Ｓｍ＋３；ＭｍＯｎＸである。ここで、Ｍは、以下のグループから選択される。Ｓｃ，  Ｙ，  ａ  ｌａｎｔｈａｎｉｄｅ，  ａｌｋａｌｉ  ｅａｒｔｈ  ｍｅｔａｌと、これらの混合物である。Ｘ  は  ｈａｌｏｇｅｎ；  １  ≦  ｍ  ≦  ３と１  ≦  ｎ  ≦  ４であり、そして、ここで、  ｌａｎｔｈａｎｉｄｅのｄｏｐｉｎｇ  ｌｅｖｅｌは、０．１から４０％  ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｗｅｉｇｈｔのレンジであり、Ｅｕ３＋は、リン酸塩あるいはホウ酸塩の蛍光体、もしくはこれらの混合物でアクティベイトされる。もちろん、他のバリエーション、修正、変更は可能である。
【０１３９】
本実施形態において、一つ以上のＬＥＤデバイスは、少なくとも紫色の発光での電磁気の放射が、およそ３８０ナノメートルから、およそ４４０ナノメートルのレンジであって、一つ以上の構成物は、実質的に紫色の発光の偏光作用により白色光を発光することができるＬＥＤから構成される。本実施形態においては、他の色のＬＥＤや、その組み合わせも用いることが可能である。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【０１４０】
本実施形態では、実質的に青色、緑色、赤色の発光が可能である蛍光体の組み合わせからなる、一つ以上の構成要素から構成される。例として、青色発光蛍光体は、以下の化学式から構成されるグループの中から選択される。（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）５（ＰＯ４）３（Ｃｌ，Ｆ，Ｂｒ，ＯＨ）：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  Ｓｂ３＋，（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＢＰＯ５：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  （Ｓｒ，Ｃａ）１０（ＰＯ４）６＊ｎＢ２Ｏ３：Ｅｕ２＋；  ２ＳｒＯ＊０．８４Ｐ２Ｏ５＊０．１６Ｂ２Ｏ３：Ｅｕ２＋；  Ｓｒ２Ｓｉ３Ｏ８＊２ＳｒＣｌ２：Ｅｕ２＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇｘＰ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ２＋  （ＳＡＥ）；  ＢａＡｌ８Ｏ１３：Ｅｕ２＋；  およびこれらの混合物である。例として、緑色発光蛍光体は、以下の化学式から構成されるグループの中から選択される。（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋  （ＢＡＭｎ）；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ａｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋；（Ｙ，Ｇｄ，Ｌｕ，Ｓｃ，Ｌａ）ＢＯ３：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋；  Ｃａ８Ｍｇ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２（Ｍｇ，Ｚｎ）Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋；  （Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ，ｌｎ）２Ｓ４：Ｅｕ２＋；  （Ｙ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｌａ，Ｓｍ，Ｐｒ，Ｌｕ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ３＋；  （Ｃａ，Ｓｒ）８（Ｍｇ，Ｚｎ）（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋  （ＣＡＳＩ）；  Ｎａ２Ｇｄ２Ｂ２Ｏ７：Ｃｅ３＋，  Ｔｂ３＋；  （Ｂａ，Ｓｒ）２（Ｃａ，Ｍｇ，Ｚｎ）Ｂ２Ｏ６：Ｋ，Ｃｅ，Ｔｂ；  およびこれらの混合物である。例として、赤色発光蛍光体は、以下の化学式から構成されるグループの中から選択される。  （Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）２Ｏ３：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  （Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  （Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，Ｌａ）ＶＯ４：Ｅｕ３＋，  Ｂｉ３＋；  Ｙ２（Ｏ，Ｓ）３：  Ｅｕ３＋；  Ｃａ１−ｘＭｏ１−ｙＳｉｙＯ４：，  ここで、０．０５  ≦  ｘ  ≦  ０．５，  ０  ≦  ｙ  ≦  ０．１；  （Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）５Ｅｕ（Ｗ，Ｍｏ）Ｏ４；  （Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ２＋；  ＳｒＹ２Ｓ４：Ｅｕ２＋；  ＣａＬａ２Ｓ４：Ｃｅ３＋；  （Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ２＋；  ３．５ＭｇＯ＊０．５ＭｇＦ２＊ＧｅＯ２：Ｍｎ４＋  （ＭＦＧ）；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇｘＰ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋；  （Ｙ，Ｌｕ）２ＷＯ６：Ｅｕ３＋，  Ｍｏ６＋；  （Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）３ＭｇｘＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋，  Ｍｎ２＋，  ここで、１  ＜ｘ  ≦  ２；  （ＲＥ１−ｙＣｅｙ）Ｍｇ２−ｘＬｉｘＳｉ３−ｘＰｘＯ１２である。ここで、ＲＥは、少なくともＳｃ，  Ｌｕ，  Ｇｄ，  Ｙ，  Ｔｂ，  ０．０００１  ＜  ｘ  ＜  ０．１，  ０．００１  ＜  ｙ  ＜  ０．１；  （Ｙ，  Ｇｄ，  Ｌｕ，  Ｌａ）２−ｘＥｕｘＷ１−ｙＭｏｙＯ６，  ここで  ０．５  ≦  ｘ．  ≦  １．０，  ０．０１  ≦  ｙ  ≦  １．０；  （ＳｒＣａ）１−ｘＥｕｘＳｉ５Ｎ８，  ここで  ０．０１  ≦  ｘ  ≦  ０．３  ；  ＳｒＺｎＯ２：Ｓｍ＋３；ＭｍＯｎＸである。ここで、Ｍは、以下のグループから選択される。Ｓｃ，  Ｙ，  ａ  ｌａｎｔｈａｎｉｄｅ，  ａｌｋａｌｉ  ｅａｒｔｈ  ｍｅｔａｌと、これらの混合物である。Ｘ  は  ｈａｌｏｇｅｎ；  １  ≦  ｍ  ≦  ３と１  ≦  ｎ  ≦  ４であり、そして、ここで、  ｌａｎｔｈａｎｉｄｅのｄｏｐｉｎｇ  ｌｅｖｅｌは、０．１から４０％  ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｗｅｉｇｈｔのレンジであり、Ｅｕ３＋は、リン酸塩あるいはホウ酸塩の蛍光体、もしくはこれらの混合物でアクティベイトされる。
【０１４１】
本実施形態においては、本パッケージデバイスは、筐体１６１７を含んでいる。この筐体は、たとえば、視覚的に透明なプラスティック、ガラス、他の材料のような適切な材料で作製されている。記載されているように、本実施形態では、この筐体は、適切な形状１６１９で形成されている。この形状は、環状、円形、卵形状、台形あるいはこれらの形状の組み合わせから構成されてもよい。
【０１４２】
本実施形態に基づいて、適切な形状および材料の筐体は機能を促進し、ＬＥＤデバイスの表面の領域から放射される、電磁気の伝達を最適化する。より具体的には、筐体は内部領域と外部領域から構成され、内部領域に空間が形成される。
【０１４３】
この空間は空いており、そこに不活性ガスまたは空気を、ＬＥＤデバイスまたはデバイス群と、筐体の表面領域の間の光学経路に提供する。本実施形態において、筐体も、厚さを有しており、基板のベース領域の周囲にフィットするようになっている。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【０１４４】
本実施形態において、複数の構成要素は、適切な媒体物を介している。媒体物の例として、シリコン、ガラス、スピンオンガラス、プラスティック、ドープされたポリマー、金属、または、多層形成された半導体部材、および／または、これらの合成物などがある。
【０１４５】
本実施形態に基づいて、ポリマーを含んだ媒体物は、液状になって、筐体の内部領域に注入されている。具体的には、注入されている媒体物が、ＬＥＤデバイスあるいは複数のデバイスを密閉している。媒体物は、保存物質であり、実質的に安定した状態を維持するものとして、本実施形態では用いられている。媒体物は、好ましくは視覚的に透明、あるいは、部分的に透明、および／あるいは、半透明であってもよい。加えて、媒体物は、一度硬化すると実質的に不活性な状態になる。
【０１４６】
好ましい実施形態において、媒体物は、低い吸収能を持っており、ＬＥＤデバイスによって作製される電磁気の放射の実質的な部分を吸収し、媒体物を介して筐体への出力の障害となる。他の実施形態においては、媒体物は、ドープされ、あるいは、選択的なフィルターで処理され、消散し、あるいは、一つ以上の選択された光の波長に影響を与える。例として、媒体物は、金属、金属酸化物、誘電体、半導体、および／または、これらの組み合わせなどである。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【０１４７】
図１７乃至２０は、本実施例の図１６に記載したＬＥＤの組み立て方法を、簡略にして示した図である。
【０１４８】
図２１は、面領域への光学経路を用いた本実施例の他のＬＥＤを簡略化した図である。ここに示すように、パッケージ化されたＬＥＤは、一つ以上の構成要素を含み、構成要素は、筐体２１１７の内部領域に形成されている。そして、一つ以上の構成要素は、内部領域内でＬＥＤに対面して形成されている。
【０１４９】
図２２は、面領域への光学経路を用いた本実施例の他のＬＥＤを簡略化した図である。ここに示すように、パッケージ化されたＬＥＤは、一つ以上の構成要素を、筐体２２１７の厚み内部に形成されている。そして、一つ以上の構成要素は、厚み内部で、かつ、筐体内部に形成されている。
【０１５０】
上述の記載では、具体的にパッケージ化された実施態様で記載されているけれども、これには多くのバリエーションや、変更や修正が可能である。例として、ＬＥＤデバイスは、たとえば、シリンダー形状、表面実装、電源、ランプ、フリップチップ、スター、アレイ、ストリップ、あるいは、レンズから（シリコン、ガラス）なる、あるいは、補助の実装から（セラミック、シリコン、金属、合成物）なる形状などの様々な種類のパッケージから構成される。もう一つの方法として、これらのパッケージのバリエーションは、さまざまに構成することができる。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【０１５１】
他の実施形態において、パッケージ化されたデバイスは、一つ以上の他のタイプのオプティカル、およぼ／または、エレクトロニックデバイスである。例として、光学デバイスは、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、レーザーダイオード、ナノ粒子オプティカルデバイスなどである。他の実施形態において、エレクトロニックデバイスは、集積回路、トランジスタ、整流器、センサー、微小測定電気機械システムや、これらの組み合わせである。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【０１５２】
本実施形態において、パッケージ化されたデバイスは、整流器に接続されて、パッケージ化されたデバイスに適した交流電力を、直流電力へ変換する。整流器は、適切なベースに接続されており、たとえば、Ｅ２７やＥ１４のようなエジソンスクリューや、ＭＲ１６やＧＵ５．３のようなビピンベースや、ＧＵ１０のような着剣装置などである。他の実施形態において、整流器は、パッケージ化されたデバイスから空間的に分離することができる。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【０１５３】
加えて、本発明のパッケージデバイスは、様々な種類のアプリケーションに適用ができる。好ましい例としては、オフィス用ビル、住宅、街灯、スタジアム照明等の一般的なライトである。もう一つの例として、本発明のパッケージデバイスは、テレビ、フラットパネル、マイクロディスプレイ等のディスプレイにも、適用可能である。さらに、本発明のパッケージデバイスは、自動車、ゲームなどにも適用できる。もちろん、他のバリエーション、修正、変更等も可能である。
【０１５４】
本実施形態において、デバイスは、空間的均一性を実現するように構成されている。つまり、ディフューザーは、カプセルの材料に加えられ、空間的均一性を実現する。本実施形態に基づいて、ディフューザーは、ＴｉＯ２、ＣａＦ２、ＳｉＯ２，ＣａＣＯ３，ＢａＳＯ４などを含む。これらは、視覚的に透明で、かつ、カプセルの材料よりも多くの微分指数を有しており、これに光が反射し、散乱して遠い領域パターンをより均一にする理由となる。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【０１５５】
ここで使用されるものとして、ＧａＮ基板の用語は、グループＩＩＩのナイトライドで、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮを含む物質、あるいは、他のグループＩＩＩで合金、あるいは出発原料として用いられる合成物のことである。このような出発原料としては、ＧａＮ極性の基板（たとえば、最も大きな領域の表面が、名目上（ｈ、ｋ、ｌ）面であって、ｈ＝ｋ＝０でｌは０ではない。）、非分極性のＧａＮ基板（たとえば、基板の材料は、最も大きな領域の表面が、およそ８０〜１００度から、極性配向（ｈ、ｋ、ｌ）面上へ向かって、ｌ＝０で少なくともｈとｋのうちの一つは０ではないレンジで方向づけられている。）、半極性のＧａＮ基板（たとえば、基板の材料は、最も大きな領域の表面が、およそ＋０．１〜８０度、あるいはおよそ１１０〜１７９．９度から、極性配向（ｈ、ｋ、ｌ）面上へ向かって、ｌ＝０で少なくともｈとｋのうちの一つは０ではないレンジで方向づけられている。）がある。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。
【０１５６】
上述の説明は、本実施形態の全ての説明になる一方で、様々な修正や構成の変更や同等のものへの利用は可能である。例として、パッケージ化されたデバイスは、上述に記載された部材のいずれの組み合わせや、本明細書の記載されていないものとの組み合わせも含まれる。加えて、上述の記載は、一つ以上の蛍光体あるいは蛍光物質を含む、一つ以上の構成要素の一般的な説明になっているが、他にエネルギー変換発光体物質として認識されるようなものも含まれる。エネルギー変換発光体物質として認識されるようなものとしては、蛍光体、半導体、半導体ナノ粒子（量子ドット）、有機発光体などや、これらの組み合わせなども用いられる。
【０１５７】
一つ以上の好ましい実施形態において、エネルギー変換発光体物質は、一般的に、波長を変換する物質、および／または、物質群である。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。さらに、上述の記載は、一般的には、直接照射と波長変換物質の相互作用の電磁気の放射として記載されている。しかしながら、反射と波長変換物質の相互作用の電磁気の放射、あるいは、反射と入射方向の組み合わせも使用することができる。
【０１５８】
他の実施形態において、本明細書は、表面適応性を含む一つ以上の特定のガリウムと窒素について、記載されている。しかしながら、プレーンな適応性を有する、複数のファミリーのいずれかひとつであっても、使用することができる。もちろん、様々なバリエーションや、修正や変更は、可能である。そのため、上述の記載と図面は、本発明の請求項に記載された範囲を、何ら制限するべきではない。
【図面の簡単な説明】
【０１５９】
【図１】本発明に関わる収納用の構造にパッケージされたＬＥＤの実施例を、簡略化した図である。
【図１−Ａ】本実施例の電子／正孔波動関数の例である。
【図２】本実施例の図１に記載したＬＥＤの組み立て方法を、簡略にして示した図である。
【図３】本実施例の図１に記載したＬＥＤの組み立て方法を、簡略にして示した図である。
【図４】本実施例の図１に記載したＬＥＤの組み立て方法を、簡略にして示した図である。
【図５】本実施例の図１に記載したＬＥＤの組み立て方法を、簡略にして示した図である。
【図６】複数のデバイスを用いた本実施例の他のパッケージ化されたＬＥＤを簡略化した図である。
【図７】本実施例の図６に記載したＬＥＤの組み立て方法を、簡略にして示した図である。
【図８】本実施例の図６に記載したＬＥＤの組み立て方法を、簡略にして示した図である。
【図９】本実施例の図６に記載したＬＥＤの組み立て方法を、簡略にして示した図である。
【図１０】本実施例の図６に記載したＬＥＤの組み立て方法を、簡略にして示した図である。
【図１１】面領域への光学経路を用いた、本実施例の他のＬＥＤを簡略化した図である。
【図１２】本実施例の図１１に記載したＬＥＤの組み立て方法を、簡略にして示した図である。
【図１３】本実施例の図１１に記載したＬＥＤの組み立て方法を、簡略にして示した図である。
【図１４】本実施例の図１１に記載したＬＥＤの組み立て方法を、簡略にして示した図である。
【図１５】本実施例の図１１に記載したＬＥＤの組み立て方法を、簡略にして示した図である。
【図１６】面領域への光学経路を用い、さらに充填剤を入れた本実施例の他のＬＥＤを簡略化した図である。
【図１７】本実施例の図１６に記載したＬＥＤの組み立て方法を、簡略にして示した図である。
【図１８】本実施例の図１６に記載したＬＥＤの組み立て方法を、簡略にして示した図である。
【図１９】本実施例の図１６に記載したＬＥＤの組み立て方法を、簡略にして示した図である。
【図２０】本実施例の図１６に記載したＬＥＤの組み立て方法を、簡略にして示した図である。
【図２１】面領域への光学経路を用いた本実施例の他のＬＥＤを簡略化した図である。
【図２２】面領域への光学経路を用いた本実施例の他のＬＥＤを簡略化した図である。
【図１】
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【図１−Ａ】
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【図２−５】
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【図６】
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【図７−１０】
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【図１１】
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【図１２−１５】
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【図１６】
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【図１７−２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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