(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の波長を有する光を放出するように構成された発光素子と、
前記発光素子から入射する光を前記第１の波長とは異なる第２の波長を有する光へと変換する第１の波長変換材料から形成されたセラミック波長変換素子と、
前記セラミック波長変換素子と直に接触して配置された、入射する光を前記第１の波長とも前記第２の波長とも異なる第３の波長を有する光へと変換する第２の波長変換材料の層と、
前記第２の波長変換材料の前記層と直に接触した犠牲材料と、
前記発光素子、前記セラミック波長変換素子、前記第２の波長変換材料の前記層、及び前記犠牲材料、の各々の側面と直に接触した反射性材料と、
を有する発光デバイス。
【請求項２】
前記犠牲材料の少なくとも一部が粗面化されている、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項３】
前記発光素子は青色光を放出し、前記第１の波長変換材料は、青色光から緑色光への波長変換材料であり、前記第２の波長変換材料は、青色光を吸収して赤色光を放出する材料を含む、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項４】
前記犠牲材料はシリコーンを有する、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項５】
前記第２の波長変換材料の前記層は、５ミクロンと５０ミクロンとの間の厚さを有し、前記犠牲材料は、２ミクロンと１００ミクロンとの間の厚さを有する、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項６】
当該発光デバイスは更に、
基板と、
ヒートシンクと
を有し、
前記発光素子は前記基板上に配置され、前記基板は前記ヒートシンク上に配置されている、
請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項７】
前記犠牲材料は、前記第１、第２及び第３の波長の光に対して透明である、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項８】
前記反射性材料は、シリコーンと混合された酸化チタン（ＴｉＯ）を有する、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項９】
前記発光素子と前記セラミック波長変換素子との間に配置された接着材料、を更に有する請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項１０】
第１の波長変換材料を含むセラミック素子を用意し、
前記セラミック素子の上に、第２の波長変換材料を含む第１層の材料を形成し、
前記第１層の上に第２層の材料を形成し、
前記第１層及び第２層の材料を備えた前記セラミック素子を発光素子に取り付け、且つ
前記第１層及び第２層の材料を備えた前記セラミック素子を、前記第２層の材料の一部又は全てを除去するプロセスにかける、
ことを有する方法。
【請求項１１】
前記発光素子は青色光を放出し、前記第１の波長変換材料は、青色光から緑色光への波長変換材料であり、前記第２の波長変換材料は、青色光を吸収して赤色光を放出する材料を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２層の材料はシリコーンを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２層の材料の厚さは２ミクロンと１００ミクロンとの間である、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光デバイスに関し、特に、発光素子と、セラミック緑色波長変換素子と、赤色変換層とを含む発光デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
単一波長の発光素子から複数の波長を有する光を提供するために、例えば蛍光体などの波長コンバータが広く使用されている。複合的な光出力は一般的に、発光素子から発光の一部の吸収を受けてコンバータから放出される光と、発光素子からの残りの非吸収光との組み合わせである。
【０００３】
例えば図１Ａに例示するものなどの一形態例において、発光デバイス１０１は、青色光を発する発光素子１１０と、その上の、青−緑波長コンバータ材料を含んだセラミック素子１２０とを含んでいる。参照の容易さのため、以下では、コンバータによって吸収される光の波長に拘わらず、緑色光を放出する波長コンバータを緑色コンバータと称し、この変換をもたらす個々の素子又は粒子を緑色コンバータ材料と称する。セラミック素子１２０内の緑色コンバータ材料は、発光素子１１０からの青色光を吸収するとき、緑色光を放出する。その複合光は、発光素子から発せられる青色光より‘白色’光に近く、現時において寒色の（クールな）白色照明を認めている例えば自動車のヘッドライトなどの選択用途に使用され得る。
【０００４】
セラミック素子１２０は、素子１２０全体にわたってかなり均一で一貫した緑色コンバータ材料の分布を可能にする。素子１２０のセラミック組成物の剛性が、素子１２０内のこの緑色コンバータ材料の分布に永続性を提供するよう作用する。また、セラミック素子１２０の表面１２５が、素子１２０の構造及び特性に有意に影響を及ぼすことなく光出力効率を高めるように粗面化されることがある。セラミック素子１２０が固いことはまた、例えばセラミック素子１２０を発光素子１１０の上に置くピックアンドプレースプロセスなどのプロセスでの素子の取り扱いを容易にする。
【０００５】
セラミック素子１２０を備えた発光素子１１０は、シリコーンに詰められた酸化チタンＴｉＯなどの反射性材料１４０の中に入れられる。反射性材料１４０は、発光デバイス１０１を保護するように作用するとともに、発光素子１１０及びセラミック素子１２０からの側面放出光をセラミック素子１２０の表面１２５へと反射して、より高い投射コントラスト（照明領域と非照明領域との間の明確な境界）を提供するよう作用する。このような投射コントラストは、例えば自動車のヘッドライトなどの特定の用途で好ましいことである。
【０００６】
典型的な動作環境において、発光デバイス１０１はヒートシンク１６０に結合され、それが、光エミッタ１１０とセラミック素子１２０内の緑色コンバータによって生成される熱を吸収して放散する。セラミック素子１２０は効率的な伝熱体であるが、周囲雰囲気はそうでなく、故に、セラミック素子１２０内で生成される熱のうちの少量のみが放散される。青色光から緑色光への変換によって生成される熱は、接着剤層１１５及び青色エミッタを介してヒートシンク１６０に伝導されることになる。
【０００７】
発光デバイス１０１の複合光出力は、発光素子１１０からの青色光より白色出力に近いが、一部の用途は、‘より暖かい’色温度を有する光出力を要求する。
【０００８】
デバイス１０１の寒色の白色光出力より‘もっと白く’見える（より暖色の色温度を有する）光を提供するため、図１Ｂのデバイス１０２に例示するように、赤色光を放出する波長変換素子（‘赤色コンバータ’）が追加され得る。しかしながら、現行技術は、赤色変換材料をセラミック素子に埋め込むことを可能にしておらず、故に、例えば赤色変換材料を詰めたシリコーン層１３０などの別個のコーティングが、（青色）発光素子１１０とセラミック（緑色）コンバータ素子１２０との間に設けられている。
【０００９】
デバイス１０２のこの青−赤−緑放出素子の構成は、耐久性のある外表面１２５を提供することや、青色発光素子１１０に隣接して比較的高い赤色変換効率を提供することを含め、多数の利点を有するものの、乏しい放熱効率を呈する。
【００１０】
上述のように、セラミック層１２０は、上面１２５を介して一部の熱を周囲雰囲気へと放散し得るが、この界面での熱伝達効率は乏しいものである。事態を悪化させることに、赤色コンバータは、より大きい波長変換を達成しなければならず、緑色コンバータよりも多くの熱を発生する。
【００１１】
この熱の一部はセラミック素子１２０に伝達されることになるが、セラミック素子はこの追加の熱を効率的に放散することができない。
【００１２】
従って、変換により発生される熱の大部分が、赤色コンバータ層１３０及び接着剤層１１５を通ってエミッタ１１０及びヒートシンク１６０へと進行しなければならない。赤色コンバータ層１３０及び接着剤層１１５は一般的にシリコーンベースであり、シリコーンは比較的低い熱伝達効率を有する。故に、層１３０及び１１５は、必要とされるこの熱伝達に対する熱的な障壁として作用することになる。従って、図１Ｂのデバイスに予期される動作温度は高いものであり、故障の可能性を高め、デバイス寿命を短縮してしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来のセラミック緑色コンバータ素子を備えた青色発光素子より暖色の色温度を作り出す熱効率の良い発光デバイスを提供することが有利である。また、複数のデバイス間で一貫した色温度を実現する上述の熱効率の良い発光デバイスを製造する方法を提供することが有利である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
これらの関心事のうちの１つ以上を、より良く解決するため、本発明の一実施形態において、緑色コンバータセラミック素子が、赤色コンバータを詰められたシリコーンでコーティングされるとともに、当該セラミック素子が発光素子に取り付けられるように青色発光素子の上に配置され、それにより、赤色及び緑色のコンバータから発光素子及びそれに付随するヒートシンクへの効率的な熱結合が提供される。赤色コンバータコーティングを後続プロセスの影響から保護するため、赤色コンバータ要素の上に犠牲クリアコーティングが形成される。このクリアコーティングは、別個の透明材料の層として設けられてもよいし、あるいは、赤色コンバータがその懸濁液材料の底部へと沈殿することを可能にし、それにより、後続の製造プロセスにかけられることが可能な、コンバータの無い上部層を形成することによって作り出されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
以下の図を含む添付図面を参照して、例として、本発明を更に詳細に説明する。
【図１Ａ】セラミックコンバータ素子を有する従来技術に係る発光デバイスの例を示す図である。
【図１Ｂ】セラミックコンバータ素子を有する従来技術に係る発光デバイスの例を示す図である。
【図２】セラミックコンバータ素子と保護された赤色コンバータ層とを有する発光デバイスの一例を示す図である。
【図３Ａ】セラミック緑色コンバータ素子の上に保護された赤色コンバータ層を作製するプロセスの一例を示す図である。
【図３Ｂ】セラミック緑色コンバータ素子の上に保護された赤色コンバータ層を作製するプロセスの一例を示す図である。
【図３Ｃ】セラミック緑色コンバータ素子の上に保護された赤色コンバータ層を作製するプロセスの一例を示す図である。
【図４Ａ】セラミック緑色コンバータ素子と保護された赤色コンバータ層とを有する発光デバイスを作製するプロセスの一例を示す図である。
【図４Ｂ】セラミック緑色コンバータ素子と保護された赤色コンバータ層とを有する発光デバイスを作製するプロセスの一例を示す図である。
【図４Ｃ】セラミック緑色コンバータ素子と保護された赤色コンバータ層とを有する発光デバイスを作製するプロセスの一例を示す図である。
【図４Ｄ】セラミック緑色コンバータ素子と保護された赤色コンバータ層とを有する発光デバイスを作製するプロセスの一例を示す図である。
【図５Ａ】セラミック緑色コンバータ素子と保護された赤色コンバータ層とを有する発光デバイスを作製する他のプロセスの一例を示す図である。
【図５Ｂ】セラミック緑色コンバータ素子と保護された赤色コンバータ層とを有する発光デバイスを作製する他のプロセスの一例を示す図である。
【図５Ｃ】セラミック緑色コンバータ素子と保護された赤色コンバータ層とを有する発光デバイスを作製する他のプロセスの一例を示す図である。
【図５Ｄ】セラミック緑色コンバータ素子と保護された赤色コンバータ層とを有する発光デバイスを作製する他のプロセスの一例を示す図である。
【図５Ｅ】セラミック緑色コンバータ素子と保護された赤色コンバータ層とを有する発光デバイスを作製する他のプロセスの一例を示す図である。  図面全体を通して、同様あるいは対応する機構又は機能は、同じ参照符号で指し示す。図面は、例示目的で含められたものであり、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下の説明においては、限定ではなく説明の目的で、本発明の概念の完全なる理解を提供するために、例えば特定のアーキテクチャ、インタフェース、技術などの具体的詳細事項を説明する。しかしながら、当業者に明らかなように、本発明は、これらの具体的詳細事項からは逸脱した他の実施形態でも実施され得るものである。同様に、本明細書の文章は、図面に示される実施形態例に向けられたものであり、請求項に係る発明に、請求項に明示的に含められた限定以外の限定を加えるものではない。単純化及び明瞭化の目的のため、不要な詳細事項で本発明の説明を不明瞭にしないよう、周知のデバイス、回路及び方法についての詳細な説明は省略することとする。
【００１７】
図２は、発光素子１１０、セラミック緑色コンバータ素子１２０、保護された赤色コンバータ層２３０、及び保護用の反射性コーティング１４０を有する発光デバイスの一例を示している。この実施形態例においては、セラミック緑色コンバータ素子１２０が、赤色コンバータ層２３０の上方の環境より有意に良好な伝熱体であるため、また、赤色コンバータ層２３０と緑色コンバータ素子１２０との間に接着剤それ自体が存在しないため、赤色コンバータ層２３０からの熱が効率的に緑色コンバータ素子１２０内に伝導されることになる。この熱と、緑色コンバータ素子１２０内での変換によって生じる熱とが、接着剤層１１５及び発光素子１１０を通って、このデバイスが上にマウントされるヒートシンク１６０に伝えられる。
【００１８】
上述のように、そして以下にて更に詳述するように、コンバータ素子１２０及びコンバータ層２３０を発光素子１１０に取り付けた後、発光デバイスは、例えば、光抽出効率を高めるための、表面２３５の対応する粗面化を伴った、赤色コンバータ層２３０の表面２３５上の残留物の除去などの、後続の製造プロセスにかけられる。これらのプロセスは、例えば、表面上に小粒子を高速で投じることによって表面材料を除去するものであるマイクロビーズブラスティングを含む。現時では、空気と重曹の粒子（直径約８０ミクロン）とが表面上に投じられる‘乾式’ブラスティングプロセスが一般的に使用されているが、水とプラスチック粒子（直径約１８０ミクロン）とのスラリーが表面上に投じられる‘湿式’ブラスティングも使用され得る。
【００１９】
例えばセラミック素子１２０などの耐久性ある材料がマイクロビーズブラスティングにかけられるとき、表面が徐々に摩耗され、この漸進的な減少が、マイクロビーズブラスティングをかなり高精度に制御することを可能にする。例えばコンバータ要素を埋め込まれたシリコーン層２３０などの、あまり耐久性のない材料がマイクロビーズブラスティングにかけられるとき、表面がすぐに摩耗され、減少度合いの比較的粗い制御のみが可能にされる。
【００２０】
減少度合いの粗い制御のみを有するマイクロビーズブラスティングに赤色コンバータ層２３０がかけられる場合、デバイス間での光出力のバラつきが大きくなる。一部のデバイスにおいては、赤色コンバータのうちの少量のみがマイクロビーズブラスティングによって除去され、他のデバイスにおいては、より多くの量の赤色コンバータがマイクロビーズブラスティングによって除去される。赤色コンバータ層２３０に残存する赤色コンバータ材料の量が、生成される赤色光の量を決定することになり、そしてそれにより、複合光出力の色点が決定される。残存する赤色コンバータ材料の量が、コンバータが詰められたシリコーン上へのマイクロビーズブラスティング効果の制御不足によってデバイス間で有意にばらつく場合、それに対応してデバイス間で色点もばらつくことになる。
【００２１】
本発明の好適な一実施形態において、赤色コンバータ層２３０は、デバイスに適用されるマイクロビーズブラスティング及びその他のプロセスの効果の精密制御の欠如にかかわらずに、層２３０内の赤色コンバータの量がデバイス間でかなり一貫するように形成される。この一貫した量の赤色コンバータ材料は、赤色コンバータ材料を含有する層を後続プロセス中のダメージから保護する犠牲的な無コンバータ（クリア）層を提供することによって維持される。上面を摩耗あるいはその他の方法で損傷するマイクロビーズブラスティング又はその他のプロセスが適用されるとき、材料の減少は、赤色コンバータ材料の対応する減少をもたらさない。何故なら、コンバータを含有しない（非コンバータ含有）犠牲層から材料が除去されるからである。典型的に、この犠牲層は、コンバータ１２０、２３０又はエミッタ１１０によって生成される光の波長の何れに対しても透明である。しかしながら、当業者が認識するように、この犠牲層は、それが摩耗された後に例えば散乱などのその他の効果を提供するように作用する残存層をもたらすようなサイズにされてもよく、それ自体透明である必要はない。
【００２２】
図３Ａ−３Ｃは、セラミック緑色コンバータ素子１２０の上に保護された赤色コンバータ層３３０を作製するプロセスの一例を示している。図３Ａにおいて、ブレード塗工されたフィルムのラミネーション、スクリーン印刷、ステンシル印刷、スピンキャスト、又は好適手法を含む多様な適用技術のうちの何れかを用いて、赤色コンバータ層３３０がセラミック素子１２０に付与される。典型的にはスクリーン印刷が好ましい。層３３０内の赤色コンバータは、例えば、ＢＲ１０２Ｃ、αサイアロン、ＢＳＳＮ２．０、ＢＳＳＮ２．６、及びＢＳＳＮＥ２．６を含むことができ、セラミック素子１２０内の緑色コンバータは、ＹＡＧ、ＬｕＹＡＧ、及びＮＹＡＧ１，２などを含むことができる。赤色コンバータは、多様なシリコーン、酸化シリコンゾルゲル、及び技術的に知られたその他のものを含む好適な材料内に懸濁され得る。参照の容易さのため、用語‘シリコーン’は、ここでは、そのような材料を含むように使用される。
【００２３】
赤色コンバータ層３３０を緑色コンバータ素子上に直接的に付与する上述の‘流体’技術はこの用途に非常に良く適しているが、当業者が認識するように、その他の技術も同様に使用され得る。例えば、Ｈａｒｙａｎｔｏ  Ｃｈａｎｄｒａに対して２００８年７月２日に発行され、そしてここに援用する、米国特許第７，３４４，９５２号“Ｌａｍｉｎａｔｉｎｇ  Ｅｎｃａｐｓｕｌａｎｔ  Ｆｉｌｍ  Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ  Ｐｈｏｓｐｈｏｒ  Ｏｖｅｒ  ＬＥＤｓ”は、サブマウント上の一組の発光デバイスに蛍光体フィルムをラミネートする技術を開示している。同様の技術が、プリフォームされたフィルムとして赤色コンバータ層３３０を作製し、その後にこのフィルムを一組のセラミック素子１２０にラミネートするように使用されてもよい。同様に、接着剤の使用は熱効率を幾分低下させることになるが、当業者が認識するように、プリフォームされた赤色コンバータがセラミック素子１２０に接着されてもよい。
【００２４】
本発明の一実施形態において、コンバータ層３３０の厚さは、５ミクロンと５０ミクロンとの間、典型的に約３０ミクロンとすることができ、この層内の赤色コンバータの濃度は、１％と７０％との間、典型的に７％と２０％との間とすることができる。シリコーンが懸濁液材料として使用される場合、キュアのスケジュールは、８０℃で１時間、続いて１２０℃で１時間、そしてその後に続いて１５０℃で４時間とし得る。
【００２５】
図３Ｂにおいて、赤色コンバータ層３３０の上に、クリアな非コンバータ含有犠牲層３４０が作製される。この犠牲層３４０は、例えば、シリコーン化合物ＫＪＲ９２２２Ａ／Ｂ及びＫＲＪ９２２６Ｄ、並びにその他の材料を含み得る。好ましくは、犠牲層３４０は、層３３０と層３４０との間の境界での損失を回避するよう、赤色コンバータ層３３０と同じ屈折率を有する。犠牲層３４０は、赤色コンバータ層３３０の上に、例えばスクリーン印刷、ラミネーション、オーバーモールディング、キャスティング、又はその他の好適手法を含む多様な技術の何れかを用いて形成され得る。
【００２６】
コンバータ層３３０を覆って犠牲層３４０を形成することを容易にするため、コンバータ層３３０は、例えば酸素プラズマ、ＵＶオゾン、及びこれらに類するものなどの処理に、典型的に２分と３０分との間だけかけられ得る。この処理の有効性を最大化するため、この処理と犠牲層の形成との間の遅滞が存在する場合に、それは数時間を超えるべきでない。
【００２７】
犠牲層３４０の厚さは、その厚さを減少させるマイクロビーズブラスティング又はその他のプロセスの効果の予期される制御度合いに依存することになり、２ミクロンから１００ミクロンの範囲とし得る。従来の処理技術を仮定すると、２０−４０ミクロンの犠牲層厚さで概して十分となる。シリコーンが犠牲材料として使用される場合、キュアのスケジュールは、８０℃で１時間、続いて１２０℃で１時間、そしてその後に続いて１５０℃で４時間とし得る。
【００２８】
層３３０内の赤色コンバータ材料及びセラミック素子１２０内の緑色コンバータ材料の濃度、並びに層３３０及びセラミック素子１２０の厚さが主となって、結果として得られる複合光出力の色点を決定する。従って、デバイス間の色点のバラつきは、主として、これらの濃度及び厚さの制御度合いによって決定されるが、これらの制御度合いは典型的に、例えばマイクロビーズブラスティングなどのその他のプロセスの効果の制御度合いより実質的に高いものである。
【００２９】
セラミック素子１２０上に赤色コンバータ層３３０及び犠牲層３４０を形成した後、この組み合わせがダイシングすなわち‘個片化’されて、個々のセラミックベース波長コンバータ素子３５０が作り出される。上述のように、セラミックベースの構造の１つの利点は、後続プロセスにおいて必要とされるこれらの構造の効率的なピックアンドプレースを容易にするのに十分に固いことである。
【００３０】
図４Ａ−４Ｄは、セラミック緑色コンバータ素子と保護された赤色コンバータ層とを有する発光デバイスを作製するプロセスの一例を示している。
【００３１】
複数のセラミックベース波長コンバータ素子３５０が形成されると、図４Ａ−４Ｂに示すように、これらのコンバータ素子３５０が複数の発光素子１１０に取り付けられる。このプロセス及び後続プロセスを容易にするため、発光素子１１０は基板４１０上にマウントされ得る。この基板４１０は、発光素子１１０に対する外部接続を支援する電気回路を含み得る。
【００３２】
セラミックベースコンバータ素子３５０が発光素子１１０に取り付けられた後、これらの素子１１０、３５０の間の空間に、例えばＴｉＯを詰め込まれたシリコーンなどの保護の反射性材料４５０が、オーバーモールディング技術を用いて押し込まれ得る。製造を容易にするため、材料４５０は、素子１１０、３５０の全てを覆うコーティングとして付与されることができ、図４Ｃに示すように、それらの間の空間を充填する。
【００３３】
覆っている反射性材料４５０を発光表面３４５から除去するため、基板４１０上のデバイスが、デバイスの露出表面を損傷するマイクロビーズブラスティング又はその他のプロセスにかけられ得る。本開示の文脈において、用語‘損傷（ダメージ）’は、この損傷（ダメージ）は有益な効果を有し得るのであるが、露出した表面上での摩耗又はすり減らしを含む。例えば、マイクロビーズのサイズ及びその他の要因に応じて、このプロセスは、露出した表面３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｃの上に、粗面化された表面３４５ａ、３４５ｂ、３４５ｃをもたらし得る。粗面化表面は、この表面を介しての光抽出効率を向上させ得る。
【００３４】
上述のように、このようなプロセスはまた、例えばシリコーンなどの比較的耐久性のない材料に対するこれらの効果の粗い制御性に起因して、図４Ｄに示すように、露出表面３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｃに対して異なる影響を有し得る。
【００３５】
言及しておくことが重要であることには、この後続処理は異なる層３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｃに対して異なる影響を有するものの、赤色コンバータ層３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃは、この後続処理によって影響されずに、犠牲層３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｃによってダメージから保護される。従って、色点は、デバイス間で、これらの後続プロセスに伴うバラつきに依存しないことになる。
【００３６】
図５Ａ−５Ｅは、セラミック緑色コンバータ素子と保護された赤色コンバータ層とを有する発光デバイスを作製する他のプロセスの一例を示している。
【００３７】
図５Ａは、セラミック緑色コンバータ素子１２０の上に厚い赤色コンバータ層５３０を塗布することの一例を示している。層５３０の厚さは、概して３０ミクロンと１５０ミクロンとの間の範囲であり、５０−８０ミクロンが最も一般的である。赤色コンバータ層５３０は、赤色コンバータ材料５６０を埋め込まれた懸濁液材料５４０で構成され得る。本発明の一態様によれば、懸濁液材料５４０は粘性を有し、赤色コンバータ材料５６０は、図５Ｂに示すように、懸濁液材料５４０が完全にキュアされる前に、層の底部に‘沈む’すなわち沈下することができる。この赤色コンバータ材料５６０の沈むこと、すなわち、沈下は、赤色コンバータ材料５６０を含有しない懸濁液材料５４０の上側領域と、より密な形態で元の赤色コンバータ材料５６０を含有する下側領域とを作り出す。
【００３８】
所与の深さの非コンバータ領域を達成するための沈殿時間は、懸濁液材料５４０の粘度、赤色コンバータ材料５６０の密度、懸濁液材料５４０内の赤色コンバータ材料５６０の濃度、赤色コンバータ材料５６０の粒子の帯電、及びその他の要因に依存することになる。懸濁液材料５４０内の赤色コンバータ材料５６０の濃度は、概して１％と７０％との間であるが、２５％より低い濃度が最も一般的である。
【００３９】
光を正確な色点に変換するのに必要な赤色コンバータ材料５６０の量は、ターゲットの色点と、青色エミッタ及び緑色コンバータ材料から放出される光とに基づく。コンバータ層５３０内の赤色コンバータ材料５６０の量、ひいては、赤色変換の程度は、コンバータ層５３０の総厚と沈殿時間とを制御することによって制御されることができる。
【００４０】
材料５６０が沈んで適切な深さ（例えば、２０−４０ミクロン）の非コンバータ材料の領域を作り出すとき、懸濁液材料５４０がキュアされ、それにより懸濁液材料５４０内の赤色コンバータ材料５６０の分布が安定化される。コンバータ層５３０の懸濁液材料５４０としてシリコーンが使用される場合、キュアのスケジュールは、８０℃で１時間、続いて１２０℃で１時間、そしてその後に続いて１５０℃で４時間とし得るが、コンバータ層５３０の具体的な構成に応じて、２５−６０℃で１時間ほどの短さのキュアで十分であり得る。
【００４１】
当業者が認識するように、微量のコンバータ材料５６０がコンバータ層５３０の上側領域に存在してもよい。本開示の文脈において、沈下したコンバータ材料を有する下側層／領域における濃度より一桁小さい大きさの濃度を有する層／領域は、非コンバータ層／領域であると見なされる。
【００４２】
コンバータ層５３０を備えたセラミック素子１２０が、図５Ｃにて、発光素子１１０に取り付けられ、そして、セラミックコンバータ素子１２０及び層５３０を備えた素子１１０の間の空間を充填するように、保護の反射性材料４５０が付与される。
【００４３】
過剰な材料４５０が、典型的にマイクロビーズブラスティング又はその他の材料除去プロセスによって除去される。この除去プロセスは、図５Ｄに異なる高さ及びパターンのラフネス（でこぼこ）によって例示するように、コンバータ層５３０ａ、５３０ｂ、５３０ｃの各々に異なる除去効果（ダメージ）を生じさせ得る。しかしながら、この除去プロセスがこれらのコンバータ層５３０ａ、５３０ｂ、５３０ｃの非コンバータ領域のみに影響を及ぼすのであれば、これらの除去の差は、層５３０ａ、５３０ｂ、５３０ｃの残存部分内の赤色コンバータ材料５６０ａ、５６０ｂ、５６０ｃによって生成される色点には、存在するとしても最小限の影響を有することになる。
【００４４】
図５Ｅに例示するように、基板４１０上のデバイスがダイシング／個片化されて、基板４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ上の個々の発光デバイスが提供される。上述のように、これら個々の発光デバイスは異なるコンバータ層５３０ａ、５３０ｂ、５３０ｃを有するが、各コンバータ層５３０ａ、５３０ｂ、５３０ｃ内のコンバータ濃度は、セラミック素子１２０及び発光素子１１０にコンバータ層５３０ａ、５３０ｂ、５３０ｃが取り付けられた後に適用されるプロセスに伴うバラつきによって影響されずに、実質的に同じである。
【００４５】
動作時、基板４１０がヒートシンク１６０に結合され、それ故に、赤色コンバータ層５３０及び緑色コンバータ素子１２０で発生される熱は、セラミック緑色コンバータ素子１２０、接着剤層１１５、発光素子１１０、及び基板４１０を介して伝導され、そしてヒートシンク１６０を介して放散される。場合により、基板４１０は除去されてもよく、あるいは、基板４１０がヒートシンク１６０を含んでいてもよい。
【００４６】
図面及び以上の記載にて本発明を詳細に図示して説明してきたが、これらの図示及び説明は、限定的なものではなく、例示的あるいは典型的なものとみなされるべきであり、本発明は、開示の実施形態に限定されるものではない。
【００４７】
開示の実施形態へのその他の変形が、図面、本開示及び添付の請求項の検討から、請求項に係る発明を実施する当業者によって理解されて実現され得る。請求項において、用語“有する”はその他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞“ａ”又は“ａｎ”は複数であることを排除するものではない。複数の特定の手段が互いに異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、それらの手段の組み合わせが有利に使用され得ないということを指し示すものではない。請求項中の如何なる参照符号も、範囲を限定するものとして解されるべきでない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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