(57)【要約】  光抽出が改良された発光体デバイス及び関連する方法が開示される。一実施形態において、発光体デバイスは、サブマウントと、サブマウントの上方に配置される少なくとも１つの発光チップと、発光チップの上方に配置されるレンズとを含むことができる。レンズは、サブマウントの形状と略同一の形状を有することができるレンズ基部を含むことができる。
2015500570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サブマウントと、
前記サブマウントの上方に配置される少なくとも１つの発光チップと、
前記少なくとも１つの発光チップの上方に配置されるレンズであって、前記サブマウントの形状と略同一の形状を有するレンズ基部を備えるレンズと
を備える、発光体デバイス。
【請求項２】
前記レンズ基部及び前記サブマウントの形状が非円形である、請求項１に記載の発光体デバイス。
【請求項３】
前記レンズ基部及び前記サブマウントの形状が円形である、請求項１に記載の発光体デバイス。
【請求項４】
前記レンズ基部及び前記サブマウントの形状が正方形である、請求項１に記載の発光体デバイス。
【請求項５】
前記レンズは、前記発光チップの上面の平面より上方に配置される第１部分と、前記発光チップの上面の平面より下方に配置される第２部分とを備える、請求項１に記載の発光体デバイス。
【請求項６】
前記第１部分及び第２部分が、レンズの連続的な直線状の、湾曲した、又は角度を付けた縁部に沿って配置される、請求項５に記載の発光体デバイス。
【請求項７】
前記レンズは、前記サブマウントの少なくとも１つの角部が前記レンズの湾曲面の下方に配置されるように、前記サブマウントの少なくとも１つの縁部と面一になるように延びる、請求項１に記載の発光体デバイス。
【請求項８】
前記レンズは、前記サブマウントの各角部が前記レンズの湾曲面の下方に配置されるように、前記サブマウントの各縁部と面一になるように延びる、請求項７に記載の発光体デバイス。
【請求項９】
前記少なくとも１つの発光チップが、前記サブマウント上に配置された第１及び第２電気素子にワイヤボンディングされる、請求項１に記載の発光体デバイス。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの発光チップの底面が、前記サブマウント上に配置された第１及び第２素子の各々に直接取り付けられる、請求項１に記載の発光体デバイス。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの発光チップが少なくとも１つの傾斜面を含む、請求項１に記載の発光体デバイス。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの傾斜面が前記サブマウントの角部と向かい合う、請求項１１に記載の発光体デバイス。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの傾斜面が、前記サブマウントの側面に対してある角度でオフセットされる、請求項１１に記載の発光体デバイス。
【請求項１４】
前記角度が約４５°を含む、請求項１３に記載の発光体デバイス。
【請求項１５】
前記サブマウントは、各辺が約２.５ｍｍ以下である正方形形状を含む、請求項１に記載の発光体デバイス。
【請求項１６】
前記サブマウントは、各辺が約２.０ｍｍ以下である正方形形状を含む、請求項１５に記載の発光体デバイス。
【請求項１７】
前記サブマウントは、各辺が約１.０ｍｍ以下である正方形形状を含む、請求項１５に記載の発光体デバイス。
【請求項１８】
前記サブマウントがセラミック材料を含む、請求項１に記載の発光体デバイス。
【請求項１９】
サブマウントと、
前記サブマウントの上方に配置される少なくとも１つの発光チップと、
前記少なくとも１つの発光チップの上方に配置されるレンズであって、前記少なくとも１つの発光チップの上面の平面より上方に配置される第１部分と、前記少なくとも１つの発光チップの上面の平面より下方に配置される第２部分とを含む、レンズと
を備え、前記第１部分及び第２部分は、前記レンズのレンズの連続的な直線状の、湾曲した、又は角度を付けた縁部に沿って配置される、発光体デバイス。
【請求項２０】
前記レンズが、前記サブマウントの形状と略同一の形状を有するレンズ基部を含む、請求項１９に記載の発光体デバイス。
【請求項２１】
前記レンズ基部及び前記サブマウントの形状が非円形である、請求項１９に記載の発光体デバイス。
【請求項２２】
前記レンズ基部及び前記サブマウントの形状が円形である、請求項１９に記載の発光体デバイス。
【請求項２３】
前記レンズ基部及び前記サブマウントの形状が正方形である、請求項１９に記載の発光体デバイス。
【請求項２４】
前記レンズは、前記サブマウントの少なくとも１つの角部が前記レンズの湾曲面の下方に配置されるように、前記サブマウントの少なくとも１つの縁部と面一になるように延びる、請求項１９に記載の発光体デバイス。
【請求項２５】
前記レンズは、前記サブマウントの各角部が前記レンズの湾曲面の下方に配置されるように、前記サブマウントの各縁部と面一になるように延びる、請求項２４に記載の発光体デバイス。
【請求項２６】
前記少なくとも１つの発光チップが、前記サブマウント上に配置された第１及び第２電気素子にワイヤボンディングされる、請求項１９に記載の発光体デバイス。
【請求項２７】
前記少なくとも１つの発光チップの底面が、前記サブマウント上に配置された第１及び第２素子の各々に直接取り付けられる、請求項１９に記載の発光体デバイス。
【請求項２８】
前記少なくとも１つの発光チップが少なくとも１つの傾斜面を含む、請求項１９に記載の発光体デバイス。
【請求項２９】
前記少なくとも１つの傾斜面が前記サブマウントの角部と向かい合う、請求項２８に記載の発光体デバイス。
【請求項３０】
前記少なくとも１つの傾斜面が、前記サブマウントの側面に対してある角度でオフセットされる、請求項２８に記載の発光体デバイス。
【請求項３１】
前記角度が約４５°を含む、請求項３０に記載の発光体デバイス。
【請求項３２】
前記サブマウントは、各辺が約２.５ｍｍ以下である正方形形状を含む、請求項１９に記載の発光体デバイス。
【請求項３３】
前記サブマウントは、各辺が約２.０ｍｍ以下である正方形形状を含む、請求項３２に記載の発光体デバイス。
【請求項３４】
前記サブマウントは、各辺が約１.０ｍｍ以下である正方形形状を含む、請求項３２に記載の発光体デバイス。
【請求項３５】
前記サブマウントがセラミック材料を含む、請求項１９に記載の発光体デバイス。
【請求項３６】
サブマウントと、
前記サブマウントの上方に配置される少なくとも１つの発光チップと、
前記少なくとも１つの発光チップの上方に配置されるレンズであって、前記サブマウントの少なくとも１つの角部が前記レンズの湾曲面の下方に配置されるように、前記サブマウントの少なくとも１つの縁部と面一になるように延びるレンズと
を備える、発光体デバイス。
【請求項３７】
前記レンズが、前記少なくとも１つの発光チップの上方に配置され、該レンズは、前記少なくとも１つの発光チップの上面の平面より上方に配置される第１部分と、前記少なくとも１つの発光チップの上面の平面より下方に配置される第２部分とを備える、請求項３６に記載の発光体。
【請求項３８】
前記第１部分及び第２部分が、前記レンズの連続的な直線状の、湾曲した、又は角度を付けられた縁部に沿って配置される、請求項３７に記載の発光体。
【請求項３９】
前記レンズが、前記サブマウントの形状と略同一の形状を有するレンズ基部を含む、請求項３６に記載の発光体デバイス。
【請求項４０】
前記レンズ基部及び前記サブマウントの形状が非円形である、請求項３６に記載の発光体デバイス。
【請求項４１】
前記レンズ基部及び前記サブマウントの形状が円形である、請求項３６に記載の発光体デバイス。
【請求項４２】
前記レンズ基部及び前記サブマウントの形状が正方形である、請求項３６に記載の発光体デバイス。
【請求項４３】
前記レンズは、前記サブマウントの各角部が前記レンズの湾曲面の下方に配置されるように、前記サブマウントの各縁部と面一になるように延びる、請求項３６に記載の発光体デバイス。
【請求項４４】
前記少なくとも１つの発光チップが、前記サブマウント上に配置された第１及び第２電気素子にワイヤボンディングされる、請求項３６に記載の発光体デバイス。
【請求項４５】
前記少なくとも１つの発光チップの底面が、前記サブマウント上に配置された第１及び第２素子の各々に直接取り付けられる、請求項３６に記載の発光体デバイス。
【請求項４６】
前記少なくとも１つの発光チップが少なくとも１つの傾斜面を含む、請求項３６に記載の発光体デバイス。
【請求項４７】
前記少なくとも１つの傾斜面が前記サブマウントの角部と向かい合う、請求項４６に記載の発光体デバイス。
【請求項４８】
前記少なくとも１つの傾斜面が、前記サブマウントの側面に対してある角度でオフセットされる、請求項４６に記載の発光体デバイス。
【請求項４９】
前記角度が約４５°を含む、請求項４８に記載の発光体デバイス。
【請求項５０】
前記サブマウントは、各辺が約２.５ｍｍ以下である正方形形状を含む、請求項３６に記載の発光体デバイス。
【請求項５１】
前記サブマウントは、各辺が約２.０ｍｍ以下である正方形形状を含む、請求項５０に記載の発光体デバイス。
【請求項５２】
前記サブマウントは、各辺が約１.０ｍｍ以下である正方形形状を含む、請求項５０に記載の発光体デバイス。
【請求項５３】
前記サブマウントがセラミック材料を含む、請求項３６に記載の発光体デバイス。
【請求項５４】
発光体デバイスを提供する方法であって、
サブマウントを提供する工程と、
前記サブマウントの一部に少なくとも１つの発光チップを電気的に接続する工程と、
レンズ基部が前記サブマウントの形状と略同一の形状を含むように、前記少なくとも１つの発光チップの上方にレンズを形成する工程と
を含む方法。
【請求項５５】
前記レンズを形成する工程が、前記レンズ基部の形状が非円形となるようにレンズを成形することを含む、請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】
前記レンズを形成する工程が、前記レンズ基部の形状が円形となるようにレンズを成形することを含む、請求項５４に記載の方法。
【請求項５７】
前記レンズを形成する工程が、前記レンズ基部の形状が正方形となるようにレンズを成形することを含む、請求項５４に記載の方法。
【請求項５８】
前記レンズを形成する工程が、第１部分を形成することと、第２部分を形成することとを含み、前記第１部分が、前記発光チップの上面の平面より上方に形成され、前記第２部分が、前記発光チップの上面の平面より下方に形成される、請求項５４に記載の方法。
【請求項５９】
前記第１部分及び第２部分が、前記レンズの連続的な直線状の、湾曲した、又は角度を付けられた縁部に沿って配置される、請求項５４に記載の方法。
【請求項６０】
前記レンズを形成する工程は、前記サブマウントの少なくとも１つの角部が前記レンズの湾曲面の下方に配置されるように、前記サブマウントの少なくとも１つの縁部と面一になるレンズ基部を成形することを含む、請求項５４に記載の方法。
【請求項６１】
前記レンズを形成する工程は、前記サブマウントの各角部が前記レンズの湾曲面の下方に配置されるように、前記サブマウントの各縁部と面一になるレンズ基部を成形することを含む、請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
前記少なくとも１つの発光チップを電気的に接続する工程が、前記発光チップを、前記サブマウント上に配置された第１及び第２電気素子にワイヤボンディングすることを含む、請求項５４に記載の方法。
【請求項６３】
前記少なくとも１つの発光チップを電気的に接続する工程が、前記発光チップの底面の一部を前記サブマウント上に配置された第１及び第２素子の各々に取り付けることを含む、請求項５４に記載の方法。
【請求項６４】
前記少なくとも１つの発光チップを電気的に接続する工程が、少なくとも１つの傾斜面を含む発光チップを電気的に接続することを含む、請求項５４に記載の方法。
【請求項６５】
前記サブマウントの角部と向かい合うように前記少なくとも１つの傾斜面に角度を付けて配置することをさらに含む、請求項６４に記載の方法。
【請求項６６】
前記サブマウントの側面に対して約４５°をなすように前記少なくとも１つの傾斜面に角度を付けて配置することをさらに含む、請求項６４に記載の方法。
【請求項６７】
前記サブマウントを提供する工程が、各辺が約２.５ｍｍ以下である正方形形状を提供することを含む、請求項５４に記載の方法。
【請求項６８】
前記サブマウントを提供する工程が、各辺が約２.０ｍｍ以下である正方形形状を提供することを含む、請求項６７に記載の方法。
【請求項６９】
前記サブマウントを提供する工程が、各辺が約１.０ｍｍ以下である正方形形状を提供することを含む、請求項６７に記載の方法。
【請求項７０】
前記サブマウントを提供する工程が、セラミックサブマウントを提供することを含む、請求項５４に記載の方法。
【請求項７１】
サブマウントと、
前記サブマウントの上方に配置される少なくとも１つの発光チップと、
前記少なくとも１つの発光チップの上方に配置されたレンズと
を備え、レンズ基部及び前記サブマウントが非円形の形状を有する、発光体デバイス。
【請求項７２】
前記レンズ基部及び前記サブマウントの形状が正方形である、請求項７１に記載の発光体デバイス。
【請求項７３】
前記レンズ基部は、前記サブマウントの少なくとも１つの角部が前記レンズの湾曲面の下方に配置されるように、前記サブマウントの少なくとも１つの縁部と面一になるように延びる、請求項７１に記載の発光体デバイス。
【請求項７４】
前記レンズ基部は、前記サブマウントの各角部が前記レンズの湾曲面の下方に配置されるように、前記サブマウントの各縁部と面一になるように延びる、請求項７３に記載の発光体デバイス。
【請求項７５】
前記少なくとも１つの発光チップが少なくとも１つの傾斜面を含む、請求項７１に記載の発光体デバイス。
【請求項７６】
前記少なくとも１つの傾斜面が前記サブマウントの角部と向かい合う、請求項７５に記載の発光体デバイス。
【請求項７７】
前記サブマウントは、各辺が約２.５ｍｍ以下である正方形形状を含む、請求項７１に記載の発光体デバイス。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（関連出願に関する相互参照）
本願は、２０１１年１２月６日に出願された、米国特許出願第１３／３１２，５０８号に関し、同出願に基づく優先権を主張する。同出願の開示はその全体が、参照により本明細書に援用される。
（技術分野）
本明細書に開示された発明主題は、発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイス及び方法に関する。より詳細には、本明細書に開示された発明主題は、改良された光抽出のための発光体デバイス及び方法に関する。
（背景）
発光ダイオード（ＬＥＤ）は、光の異なる色点、例えば、青色光、赤色光、及び緑色光、といった異なる色点、異なる色点を有する光の組み合わせ、及び白色光（例えば、白色又は近白色として知覚される）を提供するための発光体デバイス又はパッケージに利用することができる。発光体デバイス又はパッケージは、白熱灯、蛍光灯、メタルハライド高輝度放電（ＨＩＤ）照明製品の代替品として開発されている。従来の発光体デバイスには、そのようなデバイスから抽出される光の量を向上させるためのレンズ等の光学素子を利用するものがある。従来のレンズに関する一つの問題は、従来のレンズは、サブマウントの縁部に近い又は近接する場所まで延びていないため、デバイスのサブマウントの角部において光抽出が十分に改善されないという点であった。現在、発光体デバイス及び照明製品の設計者及び製造業者は、寸法的により小さな発光デバイスを用いた製品を使用し、改良する傾向にある。したがって、所与のデバイスから期待され、必要とされる、輝度などの期待される光学特性を維持し、又は上回るために、発光体デバイスのサブマウントの角部からの光抽出を向上させることがより重要になってきている。
【０００２】
市場で様々な発光体デバイスが入手できるにもかかわらず、効率と光抽出が改良されたデバイスと方法が未だ必要とされている。このような改良は、寸法的により小さなデバイスの需要に対応するために容易に縮小可能とすることができる。
（概要）
本開示によれば、発光体デバイス及び方法が提供される。このようなデバイス及び方法は、光抽出を向上させることができ、個人用、産業用、及び商業用照明製品を含む様々な用途に適し得る。したがって、本明細書の開示の目的は、一態様においてはデバイスの基板又はサブマウントの角部領域から光を抽出することにより、光抽出を改良した発光体デバイス及び方法を提供することにある。
【０００３】
本開示のこれら及び他の目的は、本明細書の開示から明らかになるように、少なくとも全体的に又は部分的に、本明細書に達成される発明主題によって達成される。
ベストモードを含む、当業者に対する本発明主題の完全かつ実施可能にする開示を、添付の図面への参照を含み、明細書の残りの部分においてより詳細に記載する。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】本明細書の開示による発光体デバイスの一実施形態の上面斜視図である。
【図２】本明細書の開示による発光体デバイスの分解図である。
【図３Ａ】本明細書の開示による発光体デバイスの断面図である。
【図３Ｂ】本明細書の開示による発光体デバイスの断面図である。
【図４】本明細書の開示による発光体デバイスの底面斜視図である。
【図５】本明細書の開示に係る発光体デバイスの別の実施形態の上面斜視図である。
【図６】本明細書の開示による発光体デバイスの別の実施形態の上面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
本願の発明主題の可能な態様又は実施形態、図面に示されるその１つ以上の例をより詳細に参照する。各例は、発明主題を説明するために提示されるものであり、本願発明を限定するものではない。実際には、一実施形態の一部として図示又は記載される特徴は、さらなる実施形態を生じさせるために別の実施形態において使用することができる。本明細書で開示され、想定される発明主題は、このような改変及び変更をも包含するものである。
【０００６】
様々な図面に示すように、構造体又は部分のサイズのいくつかは、例示のため、他の構造体又は部分に比較して誇張して描かれており、したがって、本発明主題の概略構造を示すために提供される。さらに、本発明主題の様々な態様は、他の構造体、部分、又はその両方の上に形成された構造体又は部分に言及して説明されている。当業者であれば理解されるように、別の構造体又は部分「上に」又は「上方に」形成されている構造体についての言及は、付加的な構造体、部分、又はそれら両方が間に介在することも想定している。介在する構造体又は部分を有さないで別の構造体又は部分「上に」形成されている構造体についての言及は、本明細書においては、当該構造体又は部分「上に直接」形成されていると記載する。同様に、要素が別の要素に「接続され」、「取り付けられ」、又は「連結され」ていると記載される場合、当該要素は他方の要素に対して直接的に接続され、取り付けられ、連結されてもよく、あるいは、介在する要素が存在してもよい。反対に、要素が別の要素に「直接接続される」、「直接取り付けられる」、又は「直接連結される」と記載される場合には、介在する要素が存在しない。
【０００７】
さらに、「上に」、「上方に」、「上側」、「上面」、「下側」、「底面」といった相対的な用語は、図面に示されているように、ある構造体又は部分の他の構造体又は部分に対する位置関係を説明するために用いられる。「上に」、「上方に」、「上側」、「上面」、「下側」、「底面」といった相対的な用語は、図面に示されている向きに加えて、デバイスの異なる向きも包含するものである。例えば、図面中のデバイスがひっくり返されると、他の構造体又は部分の「上方に」あると記載されている構造体又は部分が、他の構造体又は部分の「下方」に配置されることになるであろう。同様に、図面中のデバイスが回転軸を中心に回転されると、他の構造体又は部分の「上方」にあると記載されている構造体又は部分は、当該他の構造体又は部分の「隣」又は「左側」に配置されることになるであろう。明細書を通じて、同様の符号が同様の要素に付される。
【０００８】
１以上の要素を含まないことが明確に記載されていなければ、本明細書において使用される「備える」「含む」及び「有する」という用語は、１以上の要素の存在を除外しない開放的な用語として解釈されるべきである。
【０００９】
本明細書に記載される実施形態による発光体デバイスは、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物（例えば、ガリウム窒化物（ＧａＮ））を用いた発光ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザーを含むことができる。該発光ダイオード（ＬＥＤ）及びレーザーは、成長基板上、例えば炭化ケイ素（Ｓｉｃ）基板上（米国ノースカロライナ州ダーハム（Ｄｕｒｈａｍ）に所在するクリー・インコーポレイテッド社（Ｃｒｅｅ，  Ｉｎｃ．）によって製造され、販売されるそのようなデバイス上など）に形成することができる。他の成長基板も本願において想定されるものであり、これらに限定されるものではないが、例えばサファイア、ケイ素（Ｓｉ）及びＧａＮといったものについても想定されている。一態様においては、ＳｉＣ基板／層は、４Ｈポリタイプ炭化ケイ素基板／層であってもよい。しかしながら、他のＳｉＣポリタイプの候補、例えば３Ｃ、６Ｈ及び１５Ｒポリタイプを使用してもよい。好適なＳｉＣ基板は、本発明の譲受人である、米国ノースカロライナ州ダーハムに所在するクリー・インコーポレイテッド社から入手可能であり、このような基板を製造する方法は、科学論文、ならびに、例えば、これらに限定されるものではないが、米国再発行特許第３４，８６１号明細書、米国特許第４，９４６，５４７号明細書、及び米国特許第５，２００，０２２号明細書を含む同一人に譲渡された多数の米国特許に記載されており、これらの開示事項はその全てが、参照により本願に援用される。他の任意の好適な成長基板についても、本願において想定されている。
【００１０】
本願において使用される場合、「ＩＩＩ族窒化物」という用語は、窒素と、周期表のＩＩＩ族の１以上の元素（通常はアルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、及びインジウム（Ｉｎ））との間で生成される半導体化合物のことを指す。この用語はまた、ＧａＮ，ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮなどの二元化合物、三元化合物、四元化合物も指す。ＩＩＩ族の元素は、窒素と結合して、二元化合物（例えばＧａＮ）、三元化合物（例えばＡｌＧａＮ）、及び四元化合物（例えばＡｌＩｎＧａＮ）を生成することができる。これらの化合物は、窒素１モルがＩＩＩ族元素の合計１モルと結合される実験式を有し得る。したがって、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ、ただし１＞ｘ＞０のような化学式が、これらの化合物を表すためによく使用される。ＩＩＩ族窒化物のエピタキシャル成長のための技術が、適切に十分開発され、適切な科学論文において報告されている。
【００１１】
本明細書に開示されるＬＥＤの様々な実施形態は成長基板を含み得るが、ＬＥＤを含むエピタキシャル層が成長させられた結晶エピタキシャル成長基板を除去することができ、独立したエピタキシャル層を代替のキャリア基板、又は元の基板とは異なる熱的特徴、電気的特徴、構造的特徴、及び／又は光学的特徴を有し得る基板上にマウントできることが当業者であれば理解されよう。本願に記載される発明主題は、結晶エピタキシャル成長基板を有する構造に限定されるものではなく、エピタキシャル層が元の成長基板から除去され、代替のキャリア基板に接着される構造に関して使用されてもよい。
【００１２】
本願発明主題のいくつかの実施形態によるＩＩＩ族窒化物系ＬＥＤは、例えば、横型デバイス（ＬＥＤの同一の面に少なくとも２つの電気接点を有する）又は縦型デバイス（ＬＥＤの対向面に電気接点を有する）を提供するために、成長基板（例えばＳｉ基板、ＳｉＣ基板、又はサファイア基板）上に形成することができる。さらに、成長基板は、製造後にＬＥＤ上に維持されてもよく、あるいは（例えば、エッチング、研削、研磨などによって）除去されてもよい。成長基板は、例えば結果として生じるＬＥＤの厚さを減少させるために、かつ／又は、縦型ＬＥＤをわたる順方向電圧を減少させるために、除去することができる。横型デバイス（成長基板の有無にかかわらず）は、例えば、（例えば、はんだを使用して）キャリア基板又はプリント回路基板（ＰＣＢ）にフリップチップ接続されてもよく、あるいはワイヤボンディングされてもよい。縦型デバイス（成長基板の有無にかかわらず）は、キャリア基板、実装パッド、又はＰＣＢにはんだ付けされた第１端子と、キャリア基板、電気素子、又はＰＣＢにワイヤボンディングされた第２端子とを有することができる。縦型及び横型のＬＥＤチップの構造の例は、例えばＢｅｒｇｍａｎｎらによる米国特許出願公開第２００８／０２５８１３０号明細書や、Ｅｄｍｏｎｄらによる米国特許出願公開第２００６／０１８６４１８号明細書において説明されており、これら明細書の開示事項は全て、参照により本願に援用される。
【００１３】
１つ以上のＬＥＤは、少なくとも部分的に１つ以上の蛍光体でコーティングされてもよい。蛍光体は、発光体デバイス又はパッケージがＬＥＤチップ及び蛍光体のそれぞれからの光の組合せを放出するように、ＬＥＤ光の一部を吸収し、異なる波長の光を放出することができる。一実施形態では、発光体デバイス又はパッケージは、ＬＥＤチップ及び蛍光体から放出された光の組合せから生じる、白色光として知覚されるものを放出する。１つ以上のＬＥＤチップは、多数の異なる方法を用いてコーティングし、作製することができ、一つの好適な方法が、ともに発明の名称が「ウエハレベル蛍光体コーティング方法、及び同方法を利用して作製するデバイス（Ｗａｆｅｒ  Ｌｅｖｅｌ  Ｐｈｏｓｐｈｏｒ  Ｃｏａｔｉｎｇ  Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  Ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ  Ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ  Ｍｅｔｈｏｄ）」である、米国特許出願第１１／６５６，７５９号明細書及び同第１１／８９９，７９０号明細書に記載されている。これら両明細書の全体を、参照により本願に援用する。１つ以上のＬＥＤをコーティングするための他の好適な方法は、発明の名称が「蛍光体コーティングシステム、ならびに蛍光体コーティングを含む発光構造体及びパッケージ化された発光ダイオードのための方法（Ｐｈｏｓｐｈｏｒ  Ｃｏａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  ａｎｄ  Ｐａｃｋａｇｅｄ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅｓ  Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  Ｐｈｏｓｐｈｏｒ  Ｃｏａｔｉｎｇ）」である、米国特許出願第１２／０１４，４０４号明細書、及び発明の名称が「光学素子に対する光学材料の適用のためのシステム及び方法（Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ｔｏ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｌｅｍｅｎｔｓ）」である、一部継続出願である米国特許出願第１２／７１７，０４８号明細書に説明されている。これら明細書の全体を参照により本願に援用する。ＬＥＤは、参照により本願に援用される、発明の名称が「半導体デバイスのクローズループ電気泳動堆積（Ｃｌｏｓｅ  Ｌｏｏｐ  Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅｓ」である米国特許出願第１１／４７３，０８９号明細書に記載されるような、電気泳動堆積法（ＥＰＤ）等の他の方法を用いてコーティングしてもよい。なお、本発明の主題に係る発光体デバイス及び方法はまた、１つ以上が白色光を放出するものであってもよい、異なる色の複数のＬＥＤを有していてもよいことが理解される。
【００１４】
図１〜６を参照すると、発光体デバイス及び方法の実施形態が開示される。図１〜４は、本発明主題による、全体が符号１０にて示される発光体パッケージ又はデバイスの第１実施形態を示す。図５は、デバイス１０に形態及び機能が類似するが、いくつかの相違点を有する、全体が符号６０にて示される発光体パッケージ又はデバイスの第２実施形態を示しており、例えば、相違点の１つは、図５においては、ＬＥＤチップが直接取り付けられている（例えば、ワイヤボンディングされていない）ことであり、別の相違点は、図５において、ＬＥＤチップがサブマウントに対して異なって整列されている（例えば、図５のＬＥＤチップは、サブマウント表面に対して回転させられ得る）ことである。発光体デバイス１０は、全体が符号１４にて示される実装パッドの上方に配置されたＬＥＤチップ１２のような、少なくとも１つの固体発光体を含むことができる。実装パッド１４は、当技術分野で公知の任意の好適な導電性材料、例えば、金属又は金属合金、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、スズ（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、導電性高分子材料、及び／又はそれらの組み合わせ、を含むことができる。実装パッド１４は、発光体デバイス１０の電気部品と一体的に、又は電気的及び／もしくは熱的に絶縁されて、形成することができる。例えば、電気部品は、それぞれ、第１及び第２電気素子１６及び１８を含むことができる。第１及び第２電気素子１６及び１８は、当技術分野で公知の任意の好適な導電性材料、例えば、金属又は金属合金、Ｃｕ、Ａｌ、Ｓｎ、Ａｇ、導電性高分子材料、及び／又はそれらの組み合わせを含むことができる。
【００１５】
一態様においては、実装パッド１４と第１及び第２電気素子１６及び１８とは、めっきなどの公知の技術を用いて堆積されたＣｕを含むことができる。一態様においては、チタン接着層及び銅シード層を順次サブマウント２２上にスパッタリングすることができる。その後、Ｃｕシード層上に約７５μｍのＣｕをめっきすることができる。結果として得られる堆積されたＣｕ層は、次いで標準的なリソグラフィプロセスを用いてパターニングすることができる。別の実施形態では、Ｃｕ層は、当該領域中にＣｕが堆積することを防止することによってマスクを用いて間隙１５を形成するように、素子１６及び１８の所望されるパターンを形成するためにマスクを用いてスパッタリングすることができる。いくつかの態様においては、実装パッド１４ならびに素子１６及び１８は、ＬＥＤチップ１２を搭載するためのより好適な実装パッドを製造するために、かつ／又は、デバイス１０によって放出される光の量などの光学特性を向上させるために、別の金属又は材料でめっき又はコーティングされてもよい。例えば、実装パッド１４ならびに素子１６及び１８は、接着剤もしくは結合材料、又は反射層及びバリア層でめっきされてもよい。一態様においては、実装パッド１４ならびに素子１６及び１８は、好適な厚さを有するニッケル（Ｎｉ）バリア層及びＡｇ反射層でめっきされてもよい。
【００１６】
一般的に、実装パッド１４ならびに第１及び第２電気素子１６及び１８は、基板又はサブマウント２２の上面２０の上方に配置され、かつ／又は、該上面２０に取り付けることができる。一態様においては、実装パッド１４は、第１電気素子１６と一体的に形成され、第１電気素子１６の延長部としてもよい。第１電気素子１６と第２電気素子１８とは、物理的に分離され、間隙１５によって電気的及び／又は熱的に互いから絶縁されてもよい。例示の目的のために、１つのＬＥＤチップ１２のみが示されているが、類似する又は異なる光の波長を有する１つ以上のＬＥＤチップを含む複数のＬＥＤチップ１２についても想定される。間隙１５は、サブマウント２２の上面２０まで延びていてもよく、それにより、電気素子１６及び１８を電気的にかつ熱的に絶縁することができる。一態様においては、間隙１５は、第１及び第２電気素子１６及び１８間に電気的絶縁を提供して、ＬＥＤチップ１２に印加される電気信号の短絡を防止することができる。
【００１７】
発光体デバイス、例えばデバイス１０及び６０の熱放散を向上させるために、実装パッド１４ならびに電気素子１６及び１８は、ＬＥＤチップ１２のすぐ下の領域を越えてサブマウント２２の他の領域に熱が広がるように、ＬＥＤチップ１２から熱を横方向に逃す伝熱路を延在させてもよい。例えば、実装パッド１４は、ＬＥＤチップ１２によって覆われる表面積よりも大きな、サブマウント２２の上面２０の表面積を覆うことができる。実装パッド１４は、サブマウント２２の縁部近くまで延びていてもよい。図示される実施形態では、実装パッド１４は、略円形をしており、ＬＥＤチップ１２からサブマウント２２の縁部に向かって半径方向に延びていてもよい。実装パッド１４は、任意の好適な形状及び／又はサイズを有することができ、いくつかの実施形態においては、サブマウント２２の縁部と面一になるようにしてもよいことが理解される。
【００１８】
本明細書に記載されるように、ＬＥＤチップ１２は、様々な色、色点、又は、以下に記載するような波長範囲の光を放出する、単独でかつ／又は蛍光体又はルミファーと組み合わせて使用される固体発光体として実現することができる。上述した波長範囲とは、（１）主に青色の波長（好ましくは約４３０ｎｍ〜４８０ｎｍ、必要に応じて４３０〜４７５ｎｍ、４４０〜４７５ｎｍ、４５
０〜４７５ｎｍ、又は４３０〜４８０ｎｍの任意の好適な範囲部分）；（２）主にシアンの波長（好ましくは約４８１ｎｍ〜４９９ｎｍ）；（３）主に緑色の波長（好ましくは約５００ｎｍ〜５７０ｎｍ、必要に応じて５０５〜５１５ｎｍ、５１５〜５２７ｎｍ、又は５２７〜５３５ｎｍ、又は５３５〜５７０ｎｍ、又は５００〜５７０ｎｍの任意の好適な範囲部分、又は５００〜５７０ｎｍの任意の好適な範囲部分）；（４）主に黄色の波長（好ましくは約５７１〜５９０ｎｍ）；及び（５）主に赤色の波長（好ましくは約５９１〜７５０ｎｍ、必要に応じてオレンジ色の範囲部分（好ましくは約５９１〜６２０ｎｍ）、もしくは６２１〜７５０ｎｍ、もしくは６２１〜７００ｎｍ、もしくは６００〜７００ｎｍ、もしくは６１０〜７００ｎｍ、もしくは６１０〜６８０ｎｍ、もしくは６２０〜６８０ｎｍ、もしくは６２０〜６７０ｎｍ、及び／又は５９１〜７５０ｎｍの任意の好適な範囲部分）である。
【００１９】
一態様では、デバイス１０は、ＬＥＤチップ１２が青色から黄色にシフトする（ＢＳＹ）ＬＥＤチップ１２を含むように、照射されたときにＬＥＤチップ１２上方に配置された黄色蛍光体（例えば、蛍光体は、少なくとも部分的に直接ＬＥＤチップ１２上方に、かつ／又は、ＬＥＤチップ１２上方に配置されたデバイス１０の一部、例えばレンズ３０上方に配置することができる）を活性化することができる、主に青色の１つのＬＥＤチップ１２を含むことができる。代替の実施形態では、主に赤色のＬＥＤチップ１２も含めることができ、該赤色のＬＥＤチップ１２は、温白色出力を生成するために混合するための蛍光体、封入剤、及び／又はレンズ３０の下方に配置されることができる。発光体デバイス１０は、ＬＥＤチップ１２及び／又はデバイス１０の一部の上方に配置された赤色蛍光体を活性化するように構成されたＬＥＤチップ１２を含むことができ、例えば、赤色蛍光体は、温白色を出力するためのレンズ３０の一部の上又は該レンズ３０の一部内に配置されてもよい。さらに別の実施形態では、デバイス１０は、複数のＬＥＤチップ等、２個以上のＬＥＤチップ１２を含むことができる。複数のＬＥＤチップ１２は、略同一の波長（例えば、同じターゲット波長範囲から選択された）を含むことができ、あるいは、複数のＬＥＤチップ１２のうち少なくとも第１ＬＥＤチップは、複数のＬＥＤチップ１２の第２ＬＥＤとは異なる波長を有することができる（例えば、少なくとも第１ＬＥＤは、第２ＬＥＤとは異なるターゲット波長範囲から選択することができるであろう）。
【００２０】
一般的に、ＬＥＤチップ１２は、異なる方法で配置された多数の異なる半導体層を含むことができる。ＬＥＤ構造とその作製及び動作は、当技術分野で一般に知られており、したがって本明細書では簡単に論じるのみとする。ＬＥＤチップ１２は、導電性電流拡散構造体２４及び／又はＬＥＤチップ１２の上面に配置された１つ以上のワイヤボンドパッド２６の形態の電気接点を含むことができる。この実施形態では、ＬＥＤチップ１２は、第１電気接点（例えば、アノード）がＬＥＤチップ１２の底面（図示しない）上に配置され、第２電気接点（例えば、カソード）が複数のボンドバッド２６の形態で上面に配置される、縦型構造のデバイスを含むことができる。すなわち、本実施形態では、各ボンドパッド２６は、ＬＥＤチップ１２の底面上の電気接点の電気的極性とは異なる、同じ電気的極性を有することができる。電流拡散構造体２４及びボンドパッド２６は、任意の好適な導電性材料を含むことができ、任意の好適な方法を用いて堆積又はめっきすることができる。電流拡散構造体２４及びボンドパッド２６に用いることのできる材料は、例えば、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、インジウム（Ｉｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａg）、及び／又はそれらの組み合わせ、ならびに金属合金、導電性酸化物及び透明導電性酸化物が含まれる。
【００２１】
電流拡散構造体２４は、１つ以上のボンドパッド２６からＬＥＤチップ１２の上面への電流拡散を高めるために、離間された１つ以上の導電性フィンガーを有するグリッドを備えることができる。動作中、電気信号又は電流は、例えばワイヤボンド２８を用いてボンドパッド２６に印加することができる。電流は、第１電気素子１６からＬＥＤチップ１２に流れることができ、ワイヤボンド２８が間隙１５の上方を延びてＬＥＤチップ１２を第２素子１８に電気的に接続するため、ワイヤボンド２８を介して第２電気素子１８に流れることができる。電気信号又は電流は、電流拡散構造体２４と上面を介してＬＥＤチップ１２に拡散することができる。電流拡散構造体２４は、多くの場合、上面がｐ型であるＬＥＤで利用されるが、ｎ型材料についても用いることができる。本明細書でさらに説明するように、ＬＥＤチップ１２は、両方の電気接点（例えば、異なる電気的極性を有するアノードとカソード）がＬＥＤの同じ底面に配置することができるように横型構造を有していてもよい、ダイレクトアタッチ型のＬＥＤ（例えば、図５参照）を含むことができる。図５に示すような実施形態では、ＬＥＤチップを発光デバイスの電気素子に電気的に接続するためにワイヤボンド２８が必要とされない。
【００２２】
図１及び図２を参照すると、上述したように、ＬＥＤチップ１２は、チップの底部が第１電気素子１６に電気的に接続されるアノードを備え、上面ボンドパッド２６がワイヤボンド２８を介して第２電気素子に電気的に接続されるカソードを備える構成を含むことができる。電気接続は、電流が第１電気素子１６からＬＥＤチップ１２に流れ、次いで、ＬＥＤチップ１２から第２電気素子１８に流れるように、電気素子１６及び１８とＬＥＤチップ１２との間に電流を流すことを含むことができる。ＬＥＤチップ１２の実施形態は、例示のために示されるものであり、本発明をこの実施形態に限定するものではない。ＬＥＤチップ１２は、公知のＬＥＤの任意の好適な構造、構成、サイズ、形状、基板、及び／又は種類を含むことができる。ＬＥＤチップ１２は、好適な又は公知の取付材料及び方法、例えば、はんだ結合、プリフォーム取付、フラックスを用いた又はフラックスを用いない共晶接合、シリコーンエポキシ接着、金属エポキシ接着、熱圧着、及び／又はこれらの組み合わせを用いて、第１素子１６に取り付けることができる。
【００２３】
ＬＥＤチップ１２は、任意の好適なチップの寸法及び／又は形状、例えば略正方形又は矩形など、を有することができる。一態様においては、ＬＥＤチップ１２は、１０００μｍ以下程度の辺を有することができる正方形チップ（例えば、１０００×１０００μｍ２）を含むことができる。ＬＥＤチップ１２は、約１０００μｍ以下の任意の範囲又は範囲部分の辺を有する略正方形のチップ、例えば、約９００×９００μｍ２チップ；約７００×７００μｍ２チップ；約６００×６００μｍ２チップ；約５００×５００μｍ２チップ；約４００×４００μｍ２チップ；約３００×３００μｍ２チップ；約２００×２００μｍ２チップ；約１００×１００μｍ２チップ等を含むことができる。前述したように、複数のＬＥＤチップ１２をデバイス１０において利用することができ、各ＬＥＤが同じサイズであってもよく、かつ／又は、ＬＥＤチップ１２が異なるサイズからなっていてもよい。ＬＥＤチップ１２はまた、任意の好適な寸法の矩形のチップを含んでもよい。
【００２４】
図１〜６を参照すると、本明細書に記載の発光体デバイスは、さらに、サブマウント２２を含むことができる。サブマウント２２は、任意の好適な材料を含むことができ、電気的かつ／又は熱的に伝導性又は非伝導性とすることができる。一態様においては、サブマウント２２は、例えば低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ）材料、高温同時焼成セラミック（ＨＴＣＣ）材料、アルミナ、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、ガラスなどのセラミック材料及び／又はＡｌのパネル材を含むことができる。別の態様では、サブマウント２２は、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、又はシリコーン等のプラスチック材料を含むことができる。別の実施形態では、サブマウント２２は、プリント回路基板（ＰＣＢ）及びその変形例を含むことができ、変形例としては、サファイア、ケイ素、又は任意の他の好適な材料、例えば米国ミネソタ州チャンハッセン（Ｃｈａｎｈａｓｓｅｎ）に所在するザ  バーグキスト  カンパニー（Ｔｈｅ  Ｂｅｒｇｑｕｉｓｔ  Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手可能なＴ−クラッドＴＨＥＲＭＡＬ  ＣＬＡＤ（登録商標）絶縁基板材料が挙げられる。ＰＣＢの実施形態及びその変形例に関し、異なるＰＣＢタイプ、例えば標準ＦＲ−４ＰＣＢ、メタルコアＰＣＢ（ＭＣＰＣＢ）、又は他のタイプの任意の入手可能なＰＣＢを使用することができる。様々な態様において、低い熱抵抗又は高い熱伝導率を有する良好な電気絶縁体（例えば、ＡｌＮ）である材料を含むサブマウント２２を選択することが望ましい場合がある。サブマウント２２として使用することができるいくつかの材料は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）のように、約３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する。他の許容できる材料は、１４０〜１８０Ｗ／ｍ・Ｋの範囲とすることができる熱伝導率を有するＡｌＮ等の、約１２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する。熱抵抗の観点から、サブマウント２２の材料として許容されるいくつかの材料は、２°Ｃ／Ｗ以下の熱抵抗を有する。他の材料もまた、本明細書に記載の範囲外の熱的特性を有するサブマウント２２として使用することができる。
【００２５】
一態様では、複数のデバイス１０は、個々のデバイスが大きなパネルから個片化することができる、単一の大きなサブマウントパネルから形成することができる。個々のデバイスは、ダイシング、ソーイング、カッティング、ブレイキング、又はより大きなサブマウントパネルから個々のデバイスのサブマウント２２を個片化することが可能な任意の他の好適な方法を用いて、個片化することができる。個片化の際に、サブマウント２２は、任意のサイズ及び／又は形状、例えば、略正方形、矩形、円形、楕円形、規則的形状、不規則形状、又は非対称の形状、を有することができる。一態様では、サブマウント２２は、一辺が約３．５ｍｍ以下であり、約１２．２５ｍｍ２以下の表面積を生じさせる正方形を含むことができる。例えば、一態様においては、サブマウント２２は、一辺が約２．５ｍｍ以下であり、約６．２５ｍｍ２以下の表面積を生じさせる正方形を含むことができる。別の態様では、サブマウント２２は、一辺が約２．４５ｍｍ以下であり、約６．００ｍｍ２以下の表面積を生じさせる正方形を含むことができる。より小さな辺及び／又は表面積を有するサブマウント２２、例えば、一辺が約２.０ｍｍ以下（例えば１.５ｍｍ、１.０ｍｍ、０.５ｍｍ）のものについても企図しており、デバイスパッケージの新規な特徴、例えばレンズ３０は、より小さなパッケージサイズに適応することができる。
【００２６】
本明細書に開示された発光体デバイス（例えば、符号１０，６０、図５参照）は、静電放電（ＥＳＤ）による損傷から保護するための要素をさらに、必要に応じて含むことができる。様々な縦型シリコン（Ｓｉ）ツェナーダイオード、並列配置され、ＬＥＤチップ１２に対して逆バイアスされた異なるＬＥＤ、表面実装バリスタ、及び横型Ｓｉダイオードといった、異なる要素が使用されてもよい。ＬＥＤチップ１２及び保護デバイス３２の構成は、ＥＳＤ事象から生じたデバイス１０を通る過剰な電圧及び／又は電流がＬＥＤチップ１２ではなく保護デバイス３２を通過することを可能にし、これにより、ＬＥＤチップ１２を損傷から保護する。図示される実施形態では、縦型構造のＥＳＤ保護デバイス３２は、公知の取付技術を用いて、実装パッド１４上方において利用し、実装することができる。ＥＳＤ保護デバイス３２は、実装パッド１４及び／又はサブマウント２２の表面上の領域を過剰に覆わないように、したがって、ＬＥＤ１２から放射される光のかなりの量を遮断しないように、ＬＥＤチップ１２に比べて相対的に小さくすることができる。ＥＳＤ保護デバイス３２はまた、デバイス１０の中心からの光を遮断しないように、レンズ３０の縁部に近接して配置することができる。いくつかの態様において、本明細書に記載の発光体デバイスは、ＥＳＤ保護デバイス３２を設けなくてもよく、あるいは、別法として、ＥＳＤ保護デバイス３２を発光体デバイスの外部に配置することができることが理解される。
【００２７】
図１〜図６は、さらに、光学素子、例えばレンズ３０をさらに備える発光体デバイス１０，６０（図５）、及び７０（図６）を示す。レンズ３０は、サブマウント２２の上面２０の上方に形成することができ、少なくとも１つのＬＥＤチップ１２の上方に配置することができる。レンズ３０は、デバイス１０及び６０の環境的及び／又は機械的保護を提供することができる。レンズ３０は、サブマウント２２の上面２０に対して異なる位置に配置することができ、例えば、一態様においては、レンズ３０が図示されるように配置され、ＬＥＤチップ１２が最大高さを有するレンズ３０の中心の略下方に配置されてもよい。レンズの中心は、頂点３４、すなわちレンズ３０の最大高さを有する点と同一とすることができるが、必ずしもそうでなくてもよい。いくつかの実施形態において、レンズ３０の中心はレンズ３０の頂点３４ではなく、レンズ３０の頂点３４がサブマウント２２に対してオフセットして配置され得る。注目すべきは、レンズ３０が、デバイス１０及び６０（図５）の角部から抽出される光の量を最大化するために、サブマウント２２の１つ以上の角部と面一に、又は略面一になるように延びていてもよいという点である。
【００２８】
従来のデバイスにおいては、サブマウントのサイズが減少するほど、レンズのサイズも減少しなければならない。従来のレンズは一般的に、デバイスのサブマウントの角部の領域を利用していない。しかしながら、レンズが大きくなるほど、より良好な光抽出を得られ、効率がよい。注目すべきことに、本明細書に記載される新規のデバイスは、サブマウント２２の角部まで又はそのすぐそばまで伸びている新規なレンズ３０を組み込むことができる。一態様においては、レンズ基部３６の形状は、非円形、例えば略正方向、矩形、楕円形、非円形の規則的形状、非円形の不規則形状、及び／又はこれらの組み合わせを含むことができる。別の態様においては、レンズ基部３６は、サブマウント２２と同一の形状又は幾何学的形状を有することができ、円形サブマウント２２に対応する円形レンズ基部３６も企図される。本明細書において、「レンズ基部」という用語は、レンズ３０がレンズ３０の頂点３４に向かって立ち上がり始める部分のことをいう。すなわち、「レンズ基部」とは、１つ以上のレンズ縁部がレンズ３０の最大高さをなすところに向かって立ち上がって湾曲する始まりの部分を説明している。注目すべきことに、レンズ基部３６は、略水平な又は平坦な縁部又は部分を備えていない。従来のレンズは、円形の基部を備えることができ、該基部からレンズは頂点に向かって上方へ延び、いくつかの例では、サブマウントの縁部へ延びる略平坦な保護層を備えることができる。しかしながら、保護層は、レンズの頂点へ向かって上方に延び、かつ／又は、湾曲していないため、レンズ基部として特徴づけることはできず、略平坦な保護層は、デバイスの角部から効率的に光を抽出することができない。注目すべきは、一態様においては、本明細書に記載されるデバイス１０及び６０のレンズ基部３６は、サブマウント２２の１つ以上の角部の一部がレンズ３０の湾曲縁部の下方に位置することができるように、サブマウントの１つ以上の角部と略面一になるようにしてもよい点である。このことは、光をサブマウント２２の角部から抽出できるように、サブマウント２２の角部の領域をより十分に利用することを可能にする。
【００２９】
図２は、デバイス１０の分解図である。図２に示されるように、サブマウント２２の２つ以上の角部が少なくとも部分的にレンズ３０によって覆われ、それによりサブマウント２２の該２つ以上の角部における光抽出が最大となるように、レンズ３０は、サブマウント２２の２つ以上の縁部と略面一になるレンズ基部３６を備えることができる。一態様においては、レンズ基部３６は、サブマウント２２の上面２０と略同一の形状及び／又は該上面２０に対応する形状を有することができる。すなわち、一態様においては、レンズ基部３６及びサブマウント２２は、略同一の幾何学形状を有することができる。例示されるように、レンズ基部３６及びサブマウント２２は、それぞれ、略正方形を有することができる。しかしながら、本願では、レンズ基部３６及び対応するサブマウント２２が任意の形状を有することが企図される。レンズ基部３６は、サブマウント２２の角部まで延び、頂点３４に向かって立ち上がることができる。一態様においては、レンズ３０は、様々な成形技術を用いて成形することができ、任意の好適な材料を含むことができる。好適な材料には、成形プロセスと適合性のある材料を含むことができ、例として挙げるものであり、本願発明を限定するものではないが、シリコーン、プラスチック、エポキシ、ガラス、又はこれらの組み合わせを含むことができる。
【００３０】
一態様においては、シリコーンは成形に適しており、好適な光透過性を提供する。シリコーンは、後続のリフロープロセスにも耐えることができ、大きくは経時劣化しなーい。当技術分野で公知であるように、キャビティを有する型（図示しない）を大きなサブマウントパネル（例えば、前述した個片化の前の大きなパネル）の上方に装着することができ、ＬＥＤチップ１２の上方に配置することができる。液体状態にあるレンズ材料及び／又は封入材は、ＬＥＤチップ１２を包囲するキャビティを充填するように型内に注入されることができる。一態様においては、レンズ３０は、硬化可能な液状シリコーンを含むことができる。ＬＥＤチップ１２は、複数のキャビティのうち対応するキャビティ内において、液状シリコーンに埋め込まれ得る。次いで、液状シリコーンは、公知の硬化プロセスを用いて、必要に応じて硬化させられ得る。その後、型が除去されて、複数のキャビティの形状と合致する複数のレンズ３０が提供され、各レンズ３０が１つ以上のそれぞれのＬＥＤチップ１２の上方に配置され得る。
【００３１】
その後、サブマウント２２、ＬＥＤチップ１２、及びレンズを備える個々の発光体デバイス１０（及び６０、図５）は、大きなサブマウントパネルから任意の好適な個片化技術、例えば前述したようにダイシング、ソーイング、ブレイキング等を用いて、個片化することができる。デバイス１０及び６０（図５）のレンズ構成は、ビーム整形を容易にするためにエンドユーザによってレンズ３０の上方に配置され得る、二次レンズ又は光学素子と共に使用するために容易に適合させることもできる。このような二次レンズは、当技術分野において一般的に知られており、多数の二次レンズが市販されている。レンズ３０は、光学的に透明なもの、色つきのもの、透明なもの、半透明のもの、不透明なもの、及び／又はこれらの組み合わせとすることができる。レンズ３０は、光抽出を向上させるために表面加工（ｔｅｘｔｕｒｅｄ）されていてもよく、あるいは、レンズ３０は、１つ以上の蛍光体、ディフューザ、又は光散乱粒子などの光学的な追加材料を選択された量で含んでいてもよいことが理解される。
【００３２】
別の図面にも示されているが、図２を再び参照すると、第１電気素子１６は、デバイス１０の電気的極性を示すための、かつ、ＰＣＢ、駆動回路、電源回路、又は他の外部基板又は電源等の外部電流源の上方にデバイス１０を確実に正確に実装するための、全体が符号３８にて示される、１つ以上の記号又は指標を備えることができる。例えば、第１表面実装パッド４２（図３Ａ〜４）は、第１電気素子１６に電気的に接続され、デバイス１０のＬＥＤチップ１２を通る電流を流す電源の正極側に取り付けることができる。図示される例では、指標３８は、正の電流が第１表面実装パッド４２（図３Ａ〜４）に流れ込み、その後第１電気素子１６に、最終的にはＬＥＤチップ１２へと流れ込むように構成が実装されるべきことを示す、プラス（＋）記号を第１電気素子１６の上方に有する。負の電流は、ＬＥＤチップ１２から第２素子１８へと、そして第２表面実装パッド４４（図３Ａ〜４）へと流れることができる。第２電気素子１８は、デバイス１０からＰＣＢ、電源、駆動回路、又は他の回路もしくは電流源等の外部基板へ電流が流れるように、第２表面実装パッド４４（図３Ａ〜４）に電気的に接続され、かつ／又は、電気的に結合されることができる。全体が符号４０にて示される種々の位置合わせマークがデバイス１０に設けられてもよく、該位置合わせマークは、例えば電気素子１６及び１８の堆積、エッチング、及び／又はめっき中にマスクを確実に適切に位置合わせするために、電気素子の作製中に使用される１つ以上のマークを含むことができる。指標３８及びマーク４０は、多数の異なる記号、形状、及び／又は指標の種類を含むことができることが理解される。所望に応じて、記号又は指標３８は、第２電気素子１８上にも含まれていてもよい。記号又はマークは、電気素子１６及び１８上以外の場所に配置することができることも理解される。
【００３３】
図１、図２、及び図３Ａにさらに示されているように、レンズ３０は、ＬＥＤチップ１２の線Ｐ１によって示される第１平面より上方及び／又は下方に配置された部分を含むことができる。第１平面Ｐ１は、ＬＥＤチップ１２の上面に対応していてもよい。しかしながら、ＬＥＤチップ１２は、例えば第１平面Ｐ１と線Ｐ２により示される第２平面との間にあるような、任意の平面を含むことができる。なお、第２平面は、ＬＥＤチップ１２の実装面の平面、又は電気素子１６の上面の平面に対応する。例えば、レンズ３０の第１部分は、線Ａ−Ａにおいて、実質的に正方形又は湾曲した基底線を有する実質的に半球形状の断面を含むことができる。第１部分は、ＬＥＤチップ１２の第１平面及びＬＥＤチップ１２の実装面（例えば電気素子１６の上面）の第２平面Ｐ２のそれぞれの上方に配置することができる。レンズ３０の第２部分は、Ｂ−Ｂ線において、実質的に正方形の基底線を有するより大きな幅を含むことができる。第２部分は、サブマウント２２の上面２０に沿って配置することができるため、第１平面Ｐ１及び第２平面Ｐ２各々の下方に配置することができる。すなわち、一態様において、サブマウント２２のいずれの部分も、ＬＥＤチップ１２の第１平面Ｐ１及び第２平面Ｐ２より上に延びていないが、光学レンズ３０は、デバイス１０の角部から十分に光を抽出するために、部分的にＬＥＤチップ１２の上方及び下方に延びる。
【００３４】
レンズ３０の第１及び第２部分は、レンズ３０の連続的な直線状の、湾曲した、又は角度の付いた縁部によって接続され、かつ／又は、レンズ３０の連続的な直線状の、湾曲した、又は角度の付いた縁部に沿って配置されることができる。一態様では、レンズ３０の第１及び第２部分は、サブマウント２２から離れる方向に向かって上方にかつ／又は略垂直に傾斜するレンズ３０の傾斜縁部に沿って配置することができる。縁部は、略平坦ではなく、水平方向に延びてもいない。（例えば、線Ａ−Ａに沿った）レンズ３０の第１部分は、ＬＥＤチップ１２の上面及び取付面に関連付けられている平面Ｐ１及びＰ２の上方に配置することができ、第１の幅を有することができる。（例えば、線Ｂ−Ｂに沿った）レンズ３０の第２部分は、ＬＥＤチップ１２に関連する平面Ｐ１及びＰ２の下方に配置することができ、第１部分の第１の幅よりも大きな第２の幅を有することができる。一態様においては、第２部分は、サブマウント２２の１つ以上の外側縁部又は外面と面一になるように延びていてもよい。
【００３５】
図３Ａ及び３Ｂは、デバイス１０の断面図を示す。この断面図は、デバイス６０（図５）の典型例を示すものでもあり、電気素子及び／又は間隙１５の位置のみが適宜変更される。図３Ａ及び図３Ｂは、レンズ３０及び／又はレンズ基部３６の延長部が異なっている。レンズ３０は、サブマウント２２と実質的に同じ形状又は幾何学形状を有するレンズ基部３６を含むことができ、図３Ａに示されるようにサブマウントの１つ以上の縁部と面一になるように延びるか、図３Ｂに示されるようにサブマウント２２の１つ以上の縁部と略面一になるように延びてもよい。レンズ３０は、所望される光出力の形状に応じて、任意の好適な断面形状を含むことができる。例えば、図示されるように、１つの好適な断面形状は半球形状であり、代替的な形状のいくつかは楕円形、弾丸形、平坦形状、六角形、正方形である。レンズ３０は、サブマウント３６の形状に対応するレンズ基部３６を備えることができ、断面形状は、発光体デバイス及び製品の消費者、設計者、及び／又は製造業者に要求される任意の好適な形状を含み得る。レンズ３０は、図示されるように、サブマウント２２の中心の上方において中心に配置される頂点３４を備えることができる。あるいは、頂点３４は、サブマウント２２に関して中心から外れるように配置してもよい。レンズ３０は、同じ高さの複数の頂点３４を備えることもできる。注目すべきことに、レンズ３０は、デバイス１０の角部からの光抽出を向上させるために、サブマウント２２の１つ以上の縁部と面一になるように延び（例えば、図３Ａ）、又はサブマウント２２の１つ以上の縁部と略面一になるように延びる（例えば、図３Ｂ）。図３Ｂに示すように、レンズ基部３６がサブマウント２２と略面一になるように、距離ｄを含むわずかな縁部距離が、サブマウント２２の１つ以上の縁部とレンズ基部３６との間に存在してもよい。
【００３６】
全体が記号Ｃにて示されるデバイス１０の１つの角領域又は角部の断面が図３Ａに示されている。例示目的で、１つの角部Ｃがサブマウント２２の縁部と点線との間の領域として示されているが、本明細書に記載のデバイスは、４つの角部Ｃ等、２以上の角部を含んでいてもよい。角部Ｃは、サブマウント２２の上面２０の２つの近接する辺又は縁部の間の領域を含んでいてもよい。いくつかの態様では、角部Ｃは、サブマウント２２の略直交する辺同士の間に配置することができる（図５の点線により境界を示されたＣも参照）。角部Ｃは、サブマウント２２の複数の辺から内側の任意の寸法部分を含むことができる。すなわち、角部Ｃは、図示されているよりも大きな又は小さな領域を含むことができるが、例示目的で、角部Ｃはレンズ３０の注目すべき特性を示している。注目すべき特性とは、サブマウントの角部Ｃの少なくとも一部が、レンズ３０の湾曲縁部Ｅの下方に配置することができるということである。これは、より多くの光が角部Ｃから抽出されることを可能にし、それによって光抽出とデバイス１０の全体の輝度を向上させる。
【００３７】
図３Ａ及び３Ｂがさらに示すように、デバイス１０はさらに、第１及び第２電気素子１６及び１８のそれぞれの部分の略垂直方向下方に配置される表面実装パッド４２及び４４を備えることができる。第１及び第２表面実装パッド４２及び４４は、サブマウント２２の底面上に形成することができ、少なくとも部分的に第１及び第２電気素子１６及び１８とそれぞれ整列する。外部電流源（図示しない）は、デバイス１０が外部電源上方に実装されると、表面実装パッド４２及び４４への信号の通信を介してデバイス１０に電流又は電気信号を送ることができる。例えば、第１及び第２表面実装パッド４２及び４４は、外部電源（図示しない）上に位置するはんだ接点又は他の導電路に電気的に接続されることができ、サブマウント２２内部に配置される導電路を介して電流を第１及び第２電気素子１６及び１８にそれぞれ送ることができる。外部電源は、ＰＣＢ、ＭＣＰＣＢ、駆動回路、電源、又は表面実装パッド４２及び４４に電流を流すことができる他の任意の好適な外部電流源を含むことができる。図示される実施形態では、デバイス１０は、表面実装技術を用いて外部基板又は電源に実装されるように構成されることができ、デバイス１０は、表面実装パッド４２及び４４を素子１６及び１８にそれぞれ接続する内部導電路を含むことができる。内部導電路は、１つ以上の導電性ビア４６を含むことができる。
【００３８】
１つ以上の導電性ビア４６は、電流又は電気信号が第１表面実装パッド４２に印加されると、該電流又は電気信号がサブマウント２２を通って第１電気素子１６に伝えられるように、サブマウント２２を通って第１表面実装パッド４２と第１電気素子１６との間を延びることができる。同様に、１つ以上の導電性ビア４６は、第２表面実装パッド４４と第２電気素子１８との間で電気信号が伝えられるように、これら２者の間を延びるように形成することができる。第１及び第２表面実装パッド４２及び４４は、ＬＥＤ１２に印加されるべき電気信号（図示しない）が第１及び第２実装パッド４２及び４４を渡るようなデバイス１０の表面実装を可能にすることができる。導電性ビア４６と表面実装パッド４２及び４４は、任意の好適な導電性材料を含むことができ、かつ、実装パッド１４ならびに第１及び第２電気素子１６及び１８を提供するために使用される技術を含む、任意の好適な技術を用いて設けることができる。表面実装パッド４２及び４４と導電性ビア４６とは、多数の異なる構成で配置することができ、したがって、任意の好適な形状及び／又はサイズを有することができることが理解される。導電性ビア４６が電気素子１６及び１８をそれぞれの表面実装パッド４２及び４４に接続しているため、電気素子は、例示される配列に加えて、他の配列で配置されてもよいことが理解される。導電性ビア４６は、対応する表面実装パッド４２及び４４と、電気素子１６及び１８との間に形成し、配置することができる。表面実装パッド４２及び４４、ならびに電気素子１６及び１８は、略垂直に配置されている必要はなく、サブマウント２２内で角度を付けて配列されていてもよい。ビア４６の代わりに、１つ以上の介在金属層をサブマウントの１つ以上の表面の間に、又は表面実装パッドと電気素子との間に、又はそれぞれの表面実装パッドと電気素子との間においてサブマウント２２の外側面に沿ってさえ、設けることができることが理解される。
【００３９】
デバイス１０を提供する際に、任意選択的な特徴又は工程を含めることができ、図３Ａに示されるように、該任意選択的な特徴又は工程は、電気素子１６及び１８ならびに／又は実装パッド１４の一部の上方に含まれ得る従来の材料を含むソルダーレジスト４８を提供している。ソルダーレジスト４８は任意選択的な要素であるため破線で示されており、電気素子１６及び１８の上方の任意の位置に配置することができる。一態様においては、ソルダーレジスト４８の一部は、間隙１５内に、かつ／又は、サブマウント２２の上面２０の一部上に直接、配置することができる。この特徴は、全体が参照により本願に援用される米国特許出願第１２／７５７，８９１号明細書に記載されている。ソルダーレジスト４８は、環境から、及び後続の加工工程中、特に、ＬＥＤチップ１２を実装パッド１４に実装する工程及びＬＥＤチップ１２に対してワイヤボンディングを行う工程中において、導電性特徴部（例えば、電気素子１６、１８及び実装パッド１４）を保護することができる。これらの工程中には、はんだ又は他の材料が望ましくない領域に堆積される可能性があり、これは、当該領域に損傷を与えたり、電気的短絡を引き起こす可能性がある。ソルダーレジスト４８は、そのような可能性を軽減又は予防することができる絶縁性の保護材料を提供することができる。一態様においては、ソルダーレジスト４８は、実装パッド１４上方にＬＥＤチップ１２を実装するための、かつ、ワイヤボンド２８を第２電気素子１８に取り付けるための開口を含むことができる。ソルダーレジスト４８はまた、製造中にデバイスを試験するために電気素子１６及び１８への適切な電気的アクセスを可能にする側方開口部を含むことができる。
【００４０】
図４は、デバイス１０の底面を示す。この底面を示す図は、デバイス６０（図５）も同様とすることができる。デバイス１０はさらに、サブマウント２２の底面に配置された熱素子５０を備えることができる。熱素子５０は、必要に応じて、第１及び第２実装パッド４２及び４４の間にそれぞれ配置することができる。一態様では、熱素子５０は、１つ以上のＬＥＤチップ１２の下方においてサブマウントに対して中央の位置に配置される。熱素子５０は、金属、金属合金、Ｓｎ、Ａｇ、Ｃｕ等の任意の熱伝導性材料を含むことができ、ＬＥＤチップ１２と少なくとも部分的に垂直方向において整列していてもよい。一実施形態では、熱素子５０は、サブマウント２２の上面２０において電気素子１６及び１８から電気的に絶縁され、同様に、サブマウント２２の底面上において第１及び第２表面実装パッド４２及び４４から電気的に絶縁される。実装パッド１４ならびに電気素子１６及び１８を介してＬＥＤチップ１２からの熱が横方向にサブマウント２２の上面に広がるが、より多量の熱がＬＥＤ１２の直下及び周囲のサブマウント２２に伝わることができる。熱素子５０は、熱がデバイスからより容易に熱を放散することができる熱素子５０へと拡散できるようにすることで、放熱を促進することができる。熱はまた、ビア４６を介してサブマウント２２の上面２０から伝わることができ、該ビア４６において、これも熱を放散できる第１及び第２表面実装パッド４２及び４４に熱を拡散させることができる。表面実装技術を用いるデバイスについては、熱素子５０ならびに第１及び第２表面実装パッド４２及び４４の厚さは、これら３つの要素が全てＰＣＢ等の側面に接触できるように略同一とすることができる。しかしながら、はんだの濡れ性を向上させるために、かつ、熱素子５０と外部ヒートシンクとの間のより強固な接触を確実にするために、熱素子５０は、表面実装パッドよりも大きな距離をデバイスの本体から離れるように延びていてもよい。つまり、熱素子５０が、表面実装パッド４２及び４４よりも厚くできることが企図される。
【００４１】
図５は、全体が符号６０にて示されるＬＥＤパッケージ又は発光体デバイスの別の実施形態を示す。デバイス６０は、それぞれ、前述したサブマウント２２上方に配置された第１及び第２電気素子６２及び６４を含むことができる。第１及び第２電気素子６２及び６４は、例えば、金属もしくは金属合金、Ｃｕ、Ａｌ、Ｓｎ、Ａｇ、導電性高分子材料、及び／又はそれらの組み合わせといった、当技術分野で公知の任意の好適な導電性材料を含むことができる。第１及び第２電気素子６２及び６４は、めっき、スパッタリング、又は他の堆積方法といった任意の好適な技術を用いて適用することができる。間隙６６は、第１及び第２電気素子６２及び６４間に配置することができ、それにより、両電気素子を物理的に分離し、両素子を電気的かつ／又は熱的に絶縁する。間隙６６は、サブマウント２２の上面２０まで延びていてもよい。サブマウント２２は、前述したように任意の好適な材料、例えば、ＬＴＣＣ材料、ＨＴＣＣ材料、アルミナ、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、ガラス、及び／又はＡｌパネル材料、を含むことができる。別の態様では、サブマウント２２は、例えば、ＰＩ、ＰＡ、ＰＰＡ、ＬＣＰ、シリコーン等のプラスチック材料、又はＰＣＢ、ＭＣＰＣＢ、もしくは他の好適な基板等を含むことができる。
【００４２】
サブマウント２２は、任意の好適なサイズ及び／又は形状、例えば、略正方形、矩形、円形、楕円形、規則的形状、不規則形状、又は非対称の形状を含むことができる。一態様においては、サブマウント２２は、一辺が約３．５ｍｍ以下であり、約１２．２５平方ミリメートル（ｍｍ２）以下の表面積を生じさせる正方形を含むことができる。例えば、一態様においては、サブマウント２２は、各辺が約２．５ｍｍ以下であり、表面積が６.２５ｍｍ２以下の表面積を生じさせる正方形を含むことができる。さらなる態様では、サブマウント２２は、各辺が約２.４５ｍｍ以下であり、約６.００ｍｍ２以下の表面積を生じさせる正方形を含むことができる。より小さな辺及び／又は表面積を有する、例えば、約２.０ｍｍ以下の辺（例えば１.５ｍｍ、１.０ｍｍ、０.５ｍｍ）のサブマウント２２についても本願では企図しており、デバイスパッケージの新規な特徴、例えばレンズ３０は、より小さなパッケージサイズにも対応できる。
【００４３】
図５に示すように、ＬＥＤチップ６８はそれぞれ、部分的に、第１及び第２素子６２及び６４の各々の一部の上方に配置することができる。ＬＥＤチップ６８は、電気的にＬＥＤチップ６８を素子６２及び６４に接続するためにワイヤボンド（２８、図１）が必要とされない、ダイレクトアタッチタイプのＬＥＤを含むことができる。すなわち、ＬＥＤチップ６８は、各電気接点（例えば、アノード及びカソード）をＬＥＤチップ６８の底面に配置可能な横型構造デバイスを含むことができる。任意の好適な材料及び／又は技術（例えば、はんだ結合、プリフォーム接着、フラックスを用いた又はフラックスを用いない共晶接合、シリコーンエポキシ接着、金属エポキシ接着、熱圧着、及び／又はそれらの組み合わせ）を用いてＬＥＤチップ６８のダイ接合を行うと、ワイヤボンドを必要とすることなく、ＬＥＤチップ６８を第１及び第２要素６２及び６４に直接電気的に接続することができる。ＬＥＤチップ６８は、任意のサイズ、形状、構造、構成、又はタイプのＬＥＤを含むことができる。一態様においては、ＬＥＤチップ６８は、ＬＥＤの上面と底面との間に角度の付いた又は傾斜した側面を含むことができる。すなわち、ＬＥＤチップ６８の側面は、上面が底面よりも小さくなるように、又はその逆となるように、ＬＥＤチップ６８の上面と底面との間において傾斜し得る。しかしながら、図示されているように、ＬＥＤチップ６８は、より小さな上面からより大きな底面へと下方に向かって傾斜及び／又は角度を付けられているが、角度の付いた側面を有するＬＥＤチップ６８の任意の構成についても企図される。
【００４４】
当技術分野で知られているように、ベベルカットされたＬＥＤチップ６８は、傾斜した表面においてより多量の光を生じさせる。したがって、傾斜面が１つ以上の角部Ｃと向かい合うようにＬＥＤチップ６８を配向すると、デバイス６０からの光抽出をさらに向上させることができる。一態様においては、ＬＥＤチップ６８の傾斜した面又は側面は、サブマウント２２の側面に対して角度θだけオフセットすることができる。一態様では、ＬＥＤチップ６８の表面又は側面は、約４５°の角度θだけサブマウント２２の側面又は縁部からオフセットしており、傾斜面がデバイス６０の角部Ｃと整列し、向かい合う。角度θは、ＬＥＤチップ６８の傾斜面とサブマウント２２の側面との間で、約０°と９０°の間の任意の角度を含むことができ、例えば、約０〜１５°；約１５〜３０°；約３０〜４５°；約４５〜６０°；約６０〜７５°；又は約７５〜９０°とすることができる。しかしながら、側面がサブマウント２２の側面に対して約４５°オフセットするように角度を付けて配置したＬＥＤチップ６８は、この配向が傾斜側面を最も直接的に角部Ｃと整列させることができ、デバイス６０からの光抽出を向上させるため、図示され、説明されるＬＥＤのタイプにおいて好ましい場合がある。一態様においては、ＬＥＤチップ６８の傾斜面は、図示されるように、レンズ３０の最大半径方向に対して直交する角度θをなすように配向することができ、矩形のサブマウントが使用される場合にも同様である。
【００４５】
図５がさらに示すように、角部Ｃは、サブマウント２２の隣接する二辺又は縁部の間に、例えば、角部Ｃの少なくとも一部がレンズ３０の湾曲縁部Ｅの下方に配置されるように、サブマウント２２の上面２０の略直交する辺又は縁部同士の間に、配置することができる。前述したように、レンズ３０は、サブマウント２２の形状と略同一の及び／又は該形状に対応するレンズ基部３６を含むことができる。図示されるように、レンズ基部３６及びサブマウント２２は、略正方形の形状を含むことができるが、任意の形状及び／又はサイズを有することについても企図される。一態様においては、レンズ３０は、少なくとも１つの角部Ｃが湾曲した縁部Ｅの下方に配置されるように、サブマウント２２の１つ以上の縁部と面一にすることができる。
【００４６】
デバイス６０はさらに、公知の取付技術を使用して第１電気素子６２の上方に取り付けられる、かつ、ＬＥＤチップ６８に対して逆バイアスされた、任意選択的に設けられるＥＳＤ保護デバイス３２を備えることができる。ＥＳＤ保護デバイス３２は、サブマウント２２の表面領域を過度に覆わないように、したがって、ＬＥＤチップ６８から放射された光のかなりの量を遮断しないように、ＬＥＤ６８に比較して相対的に小さくすることができる。ＥＳＤ保護デバイス３２はまた、デバイス６０の中心からの光を遮断しないように、レンズ３０の縁部に近接して配置することができる。いくつかの態様においては、本明細書に記載の発光体デバイスは、ＥＳＤ保護デバイス３２なしで提供されることができ、あるいは、別法として、ＥＳＤ保護デバイス３２は、発光体デバイスの外部に配置することができることが理解される。
【００４７】
デバイス６０はさらに、デバイスを外部電源又は回路（図示しない）に表面実装する場合に、デバイス６０の一部の電気的極性を示して適切な電気接続を確実にするための記号又は指標３８を含むことができる。デバイス６０はまた、電気素子の製造中に使用して、適切な位置合わせ、例えば、電気素子６２及び６４の堆積、エッチング、及び／又はめっき時のマスクの適切な位置合わせを確実にする、様々な位置合わせマーク４０を含むことができる。なお、指標３８及びマーク４０は、多数の異なる記号、形状、及び／又は指標種類を含むことができることが理解される。記号又はマークは、電気素子６２及び６４の上方以外の場所に配置することができることが理解される。発光体デバイスは、第１及び第２電気素子６２及び６４を第１及び第２表面実装パッド４２及び４４（図３Ａ及び３Ｂ）に電気的に接続する導電性ビア４６（図３Ａ及び３Ｂ）を含むことができる。
【００４８】
図６は、全体が符号７０にて示されるＬＥＤパッケージ又は発光体デバイスの別の実施形態を示す。デバイス７０は、それぞれが前述したサブマウント２２上方に配置された第１及び第２電気素子７２及び７４を備えることができる。デバイス７０は、略円形のサブマウント２２とレンズ基部３６を有するレンズ３０とを有する点を除いて、形態及び機能が前述のデバイス１０及び６０に類似していてもよい。注目すべきことに、デバイス７０は、それぞれが略同一の形状を有することができ、該形状が円形である、サブマウント２２とレンズ基部３６を有するレンズ３０とを備えることができる。第１及び第２電気素子７２及び７４は、当技術分野で公知の任意の好適な導電性材料、例えば、金属又は金属合金、Ｃｕ、Ａｌ、Ｓｎ、Ａｇ、導電性高分子材料、及び／又はそれらの組み合わせ、を含むことができる。第１及び第２電気素子７２及び７４は、めっき、スパッタリング、又は他の堆積方法等の、任意の好適な技術を用いて適用することができる。間隙７６を第１及び第２電気素子７２及び７４の間に配置することができ、これにより、両素子を物理的に分離し、両素子を電気的及び／又は熱的に絶縁する。間隙７６は、サブマウント２２の上面２０まで延びていてもよい。サブマウント２２は、前述したように任意の好適な材料を含むことができ、例えば、ＬＴＣＣ材料、ＨＴＣＣ材料、アルミナ、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、ガラス、及び／又はＡｌパネル材料を含むことができる。別の態様においては、サブマウント２２は、例えば、ＰＩ、ＰＡ、ＰＰＡ、ＬＣＰ、もしくはシリコーン等のプラスチック材料、又はＰＣＢ、ＭＣＰＣＢ、又は他の好適な基板を含むことができる。
【００４９】
図６に示されるように、前述したＬＥＤチップチップ６８は、チップ６８が電気的に第１及び第２素子７２及び７４の各々に接続されるように、第１及び第２素子７２及び７４の各々の一部の上方に配置することができる。ＬＥＤチップ６８は、ワイヤボンド（２８、図１）がＬＥＤチップ６８を電気素子７２及び７４に電気的に接続することを必要としなくてもよいダイレクトアタッチ型のＬＥＤを含むことができる。デバイス７０はまた、ワイヤボンド２８（図１）を介して電気素子７２及び７４に電気的に連結され、接続されるように構成されるＬＥＤチップを含むことができる。任意の種類、サイズ、型、又は構成のＬＥＤチップをデバイス７０に使用することができる。
【００５０】
図６がさらに示すように、角部Ｃは、角部Ｃの少なくとも一部がレンズ３０の湾曲縁部Ｅの下方に配置されるように、サブマウント２２の最外縁に隣接して配置される領域を含むことができる。一態様においては、レンズ３０は、少なくとも１つの角部Ｃが湾曲縁部Ｅの下方に配置可能であるように、サブマウント２２の１つ以上の縁部と面一であってもよい。デバイス７０はさらに、任意選択的に、公知の実装技術を用いて第１電気素子７２の上方に実装され、かつ、ＬＥＤチップ６８に対して逆バイアスされた任意のＥＳＤ保護デバイス（例えば３２、図５）をさらに含んでいてもよい。デバイス７０はさらに、任意選択的に、デバイス７０の一部の電気的極性を示すための記号又は指標（例えば３８、図５）を含むことができ、これにより、デバイスを外部電源や回路（図示しない）に表面実装するするときに、適正な電気接続を確実にする。
【００５１】
本明細書に記載されるように、デバイス１０、６０、及び７０は、任意の好適な方法を用いて作製することができる。例えば、上述したように、複数のレンズ３０は、大きなサブマウントパネル（図示しない）に取り付け、成形することができる。大きなサブマウントパネルは、その後、複数の個々のサブマウント２２を提供するために、後続の製造工程において、ダイシング（又は個片化）されてもよい。１つ以上の別個の処理工程が、ダイシング前及び／又は個々のデバイス１０、６０、又は７０の個片化の後に、大きなパネル上に導電性の特徴部（例えば、電気素子１６、１８、６２、６４、７２、７４及びパッド１４）を提供するために必要とされてもよい。このような特徴部及び処理工程は、実装パッド１４、電気素子１６、１８、６２、６４、７２、及び７４、底面側実装パッド４２及び４４、導電性ビア４６、及び熱素子５０の堆積又はめっきを含むことができ、これらはすべて、少なくとも１つのＬＥＤチップで発生した熱の放散を促進するように配置することができる。一態様においては、大きなサブマウントパネルは、セットとして配置されるこれらの特徴部を複数セット含むことができ、各セットは、パネルから形成される複数の発光体デバイス１０、６０又は７０のうちの１つに対応する。大きなサブマウントパネルの多数の異なるサイズを用いることができ、例えば、３インチ×４インチ（７．６２ｃｍ×１０．１６ｃｍ）、２インチ×４インチ（５．０８ｃｍ×１０．１６ｃｍ）、４インチ×４インチ（１０．１６ｃｍ×１０．１６ｃｍ）のサイズを用いることができる。
【００５２】
図面に示され、上述した本開示の実施形態は、添付の特許請求の範囲の範囲内で実施できる多数の実施形態の例示にすぎない。光抽出が改善された新規な発光体デバイス、及び同デバイスの製造方法は、本明細書に具体的に開示された以外の多数の構成を含み得ることが企図される。また、改善された光抽出を提供するための、本明細書に開示される新規のレンズは、発光体デバイスの任意の所与のサイズ及び／又は形状に対応可能であり、好適なものとすることができることも企図される。
【図１】
2015500570.tif 000003
【図２】
2015500570.tif 000004
【図３Ａ】
2015500570.tif 000005
【図３Ｂ】
2015500570.tif 000006
【図４】
2015500570.tif 000007
【図５】
2015500570.tif 000008
【図６】
2015500570.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成26年8月18日(2014.8.18)
【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】
サブマウントと、
前記サブマウントの上方に配置される少なくとも１つの発光チップと、
前記少なくとも１つの発光チップの上方に配置されるレンズであって、前記サブマウントの形状と略同一の形状を有するレンズ基部を備えるレンズと
を備える、発光体デバイス。
【請求項２】
前記レンズ基部及び前記サブマウントの形状が非円形である、請求項１に記載の発光体デバイス。
【請求項３】
前記レンズ基部及び前記サブマウントの形状が円形である、請求項１に記載の発光体デバイス。
【請求項４】
前記レンズ基部及び前記サブマウントの形状が正方形である、請求項１に記載の発光体デバイス。
【請求項５】
前記レンズは、前記発光チップの上面の平面より上方に配置される第１部分と、前記発光チップの上面の平面より下方に配置される第２部分とを備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光体デバイス。
【請求項６】
前記レンズは、前記サブマウントの少なくとも１つの角部が前記レンズの湾曲面の下方に配置されるように、前記サブマウントの少なくとも１つの縁部と面一になるように延びる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発光体デバイス。
【請求項７】
前記少なくとも１つの発光チップが、前記サブマウント上に配置された第１及び第２電気素子にワイヤボンディングされる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の発光体デバイス。
【請求項８】
前記少なくとも１つの発光チップの底面が、前記サブマウント上に配置された第１及び第２素子の各々に直接取り付けられる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の発光体デバイス。
【請求項９】
前記少なくとも１つの発光チップが少なくとも１つの傾斜面を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の発光体デバイス。
【請求項１０】
前記サブマウントがセラミック材料を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の発光体デバイス。
【請求項１１】
サブマウントと、
前記サブマウントの上方に配置される少なくとも１つの発光チップと、
前記少なくとも１つの発光チップの上方に配置されるレンズであって、前記少なくとも１つの発光チップの上面の平面より上方に配置される第１部分と、前記少なくとも１つの発光チップの上面の平面より下方に配置される第２部分とを含む、レンズと
を備え、前記第１部分及び第２部分は、前記レンズのレンズの連続的な直線状の、湾曲した、又は角度を付けた縁部に沿って配置される、発光体デバイス。
【請求項１２】
前記レンズが、前記サブマウントの形状と略同一の形状を有するレンズ基部を含む、請求項１１に記載の発光体デバイス。
【請求項１３】
前記レンズ基部及び前記サブマウントの形状が非円形である、請求項１１又は１２に記載の発光体デバイス。
【請求項１４】
前記レンズ基部及び前記サブマウントの形状が円形である、請求項１１又は１２に記載の発光体デバイス。
【請求項１５】
前記レンズ基部及び前記サブマウントの形状が正方形である、請求項１１又は１２に記載の発光体デバイス。
【請求項１６】
前記レンズは、前記サブマウントの少なくとも１つの角部が前記レンズの湾曲面の下方に配置されるように、前記サブマウントの少なくとも１つの縁部と面一になるように延びる、請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の発光体デバイス。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの発光チップが、前記サブマウント上に配置された第１及び第２電気素子にワイヤボンディングされる、請求項１１〜１６のいずれか一項に記載の発光体デバイス。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの発光チップの底面が、前記サブマウント上に配置された第１及び第２素子の各々に直接取り付けられる、請求項１１〜１６のいずれか一項に記載の発光体デバイス。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの発光チップが少なくとも１つの傾斜面を含む、請求項１１〜１８のいずれか一項に記載の発光体デバイス。
【請求項２０】
前記サブマウントがセラミック材料を含む、請求項１１〜１９のいずれか一項に記載の発光体デバイス。
【請求項２１】
サブマウントと、
前記サブマウントの上方に配置される少なくとも１つの発光チップと、
前記少なくとも１つの発光チップの上方に配置されるレンズであって、前記サブマウントの少なくとも１つの角部が前記レンズの湾曲面の下方に配置されるように、前記サブマウントの少なくとも１つの縁部と面一になるように延びるレンズと
を備える、発光体デバイス。
【請求項２２】
前記レンズが、前記少なくとも１つの発光チップの上方に配置され、該レンズは、前記少なくとも１つの発光チップの上面の平面より上方に配置される第１部分と、前記少なくとも１つの発光チップの上面の平面より下方に配置される第２部分とを備える、請求項２１に記載の発光体。
【請求項２３】
前記レンズが、前記サブマウントの形状と略同一の形状を有するレンズ基部を含む、請求項２１又は２２に記載の発光体デバイス。
【請求項２４】
前記レンズ基部及び前記サブマウントの形状が非円形である、請求項２１〜２３のいずれか一項に記載の発光体デバイス。
【請求項２５】
前記レンズ基部及び前記サブマウントの形状が円形である、請求項２１〜２３のいずれか一項に記載の発光体デバイス。
【請求項２６】
前記レンズ基部及び前記サブマウントの形状が正方形である、請求項２１〜２３のいずれか一項に記載の発光体デバイス。
【請求項２７】
前記レンズは、前記サブマウントの各角部が前記レンズの湾曲面の下方に配置されるように、前記サブマウントの各縁部と面一になるように延びる、請求項２１〜２６のいずれか一項に記載の発光体デバイス。
【請求項２８】
前記少なくとも１つの発光チップが、前記サブマウント上に配置された第１及び第２電気素子にワイヤボンディングされる、請求項２１〜２７のいずれか一項に記載の発光体デバイス。
【請求項２９】
前記少なくとも１つの発光チップの底面が、前記サブマウント上に配置された第１及び第２素子の各々に直接取り付けられる、請求項２１〜２７のいずれか一項に記載の発光体デバイス。
【請求項３０】
前記少なくとも１つの発光チップが少なくとも１つの傾斜面を含む、請求項２１〜２９のいずれか一項に記載の発光体デバイス。
【請求項３１】
前記サブマウントがセラミック材料を含む、請求項２１〜３０のいずれか一項に記載の発光体デバイス。
【請求項３２】
発光体デバイスを提供する方法であって、
サブマウントを提供する工程と、
前記サブマウントの一部に少なくとも１つの発光チップを電気的に接続する工程と、
レンズ基部が前記サブマウントの形状と略同一の形状を含むように、前記少なくとも１つの発光チップの上方にレンズを形成する工程と
を含む方法。
【請求項３３】
前記レンズを形成する工程が、第１部分を形成することと、第２部分を形成することとを含み、前記第１部分が、前記発光チップの上面の平面より上方に形成され、前記第２部分が、前記発光チップの上面の平面より下方に形成される、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記第１部分及び第２部分が、前記レンズの連続的な直線状の、湾曲した、又は角度を付けられた縁部に沿って配置される、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記レンズを形成する工程は、前記サブマウントの少なくとも１つの角部が前記レンズの湾曲面の下方に配置されるように、前記サブマウントの少なくとも１つの縁部と面一になるレンズ基部を成形することを含む、請求項３２〜３４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３６】
前記少なくとも１つの発光チップを電気的に接続する工程が、前記発光チップを、前記サブマウント上に配置された第１及び第２電気素子にワイヤボンディングすることを含む、請求項３２〜３５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３７】
前記少なくとも１つの発光チップを電気的に接続する工程が、前記発光チップの底面の一部を前記サブマウント上に配置された第１及び第２素子の各々に取り付けることを含む、請求項３２〜３５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３８】
前記少なくとも１つの発光チップを電気的に接続する工程が、少なくとも１つの傾斜面を含む発光チップを電気的に接続することを含む、請求項３２〜３７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３９】
前記サブマウントを提供する工程が、セラミックサブマウントを提供することを含む、請求項３２〜３８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４０】
サブマウントと、
前記サブマウントの上方に配置される少なくとも１つの発光チップと、
前記少なくとも１つの発光チップの上方に配置されるレンズと
を備え、レンズ基部及び前記サブマウントが非円形の形状を有する、発光体デバイス。
【請求項４１】
前記レンズ基部及び前記サブマウントの形状が正方形である、請求項４０に記載の発光体デバイス。
【請求項４２】
前記レンズ基部は、前記サブマウントの少なくとも１つの角部が前記レンズの湾曲面の下方に配置されるように、前記サブマウントの少なくとも１つの縁部と面一になるように延びる、請求項４０又は４１に記載の発光体デバイス。
【請求項４３】
前記少なくとも１つの発光チップが少なくとも１つの傾斜面を含む、請求項４０〜４２のいずれか一項に記載の発光体デバイス。
【国際調査報告】
2015500570.tif 000010
2015500570.tif 000011
2015500570.tif 000012