(57)【要約】各種実施態様において、照明装置は、前記カプセル材料によって少なくとも部分的に囲まれた、紫外線（ＵＶ）発光装置を特徴とする。バリア層は、発光デバイスおよび前記カプセル材料との間に配置され、発光デバイスによって発光される紫外線が、前記カプセル材料に入ることから実質的に防止するように構成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外（ＵＶ）線を発光するように構成され、少なくとも２つの間隔を置いた接点を有する発光デバイスと、
（ｉ）少なくともパッケージの一部が前記発光デバイスの下に配置され、（ｉｉ）前記発光デバイスの接点が、前記パッケージに電気的に接続され、および、（ｉｉｉ）前記発光デバイスが、前記パッケージの一部に機械的に取り付けられた前記パッケージと、
前記パッケージの上に配置され、および少なくとも部分的に前記発光デバイスを囲むカプセル材料と、
前記発光デバイスと前記カプセル材料との間に配置され、前記発光デバイスによって発光する紫外線が前記カプセル材料に入ることを実質的に防止するように構成されるバリア層と
を含む照明装置。
【請求項２】
前記バリア層が前記発光デバイスに隣接して配置される第２のカプセル材料を含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記第２のカプセル材料が前記発光デバイスによって発光される紫外線に対して不透過である、請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記カプセル材料が、前記発光デバイスによって発光される紫外線を実質的に透過する、請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記カプセル材料が、前記発光デバイスによって発光される紫外線に対して不透過である、請求項３に記載の照明装置。
【請求項６】
前記カプセル材料および第２のカプセル材料が同一材料を含む、請求項５に記載の照明装置。
【請求項７】
前記第２のカプセル材料の範囲内に紫外線が浸透する長さが２５μｍ未満である、請求項３に記載の照明装置。
【請求項８】
前記第２のカプセル材料の範囲内に紫外線が浸透する長さが１０μｍ未満である、請求項３に記載の照明装置。
【請求項９】
前記カプセル材料の範囲内に紫外線が浸透する長さが１００μｍ以上である、請求項１に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記バリア層が前記発光デバイスによって発光される紫外線に対して反射する材料を含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記バリア層がアルミニウムを含む、請求項１０に記載の照明装置。
【請求項１２】
少なくとも前記カプセル材料の一部が前記発光デバイスによって発光される紫外線を実質的に透過する、請求項１０に記載の照明装置。
【請求項１３】
少なくとも前記カプセル材料の一部が前記発光デバイスによって発光される紫外線に対して不透過である、請求項１０に記載の照明装置。
【請求項１４】
前記発光デバイスによって発光される紫外線が、２６５ｎｍ以下の波長を有する、請求項１に記載の照明装置。
【請求項１５】
前記パッケージが、（ｉ）発光デバイスの接点が電気的および機械的に接続されるサブマウントと、（ｉｉ）サブマウントの下に配置され、表面実装型デバイス（ＳＭＤ）パッケージと、前記ＳＭＤパッケージに電気的に接続されるサブマウントの下に配置されると、を含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項１６】
サブマウントが１つ以上のワイヤー接合を介して前記ＳＭＤパッケージに電気的に接続される、請求項１５に記載の照明装置。
【請求項１７】
前記発光デバイスより上において、少なくとも部分的に前記カプセル材料から突き出すように配置された固い無機レンズをさらに含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項１８】
前記レンズが、石英、溶融シリカまたはサファイヤの少なくとも一つを含む、請求項１７に記載の照明装置。
【請求項１９】
前記カプセル材料の上面が、少なくとも０．０５ｍｍだけ前記レンズの底面より上に配置される、請求項１７に記載の照明装置
【請求項２０】
少なくとも前記カプセル材料の一部が、前記発光デバイスに向けて前記レンズ上に下向きの力を加える、請求項１７に記載の照明装置。
【請求項２１】
前記下向きの力の大きさが０．１Ｎより大である、請求項２０に記載の照明装置。
【請求項２２】
前記レンズおよび前記発光デバイスとの間に配置される、薄いインタフェース材料をさらに含む、請求項１７に記載の照明装置。
【請求項２３】
前記インタフェース材料が５μｍ未満の厚みを有する、請求項２２に記載の照明装置。
【請求項２４】
前記インタフェース材料がシリコーンを含む、請求項２２に記載の照明装置。
【請求項２５】
少なくとも前記カプセル材料の一部が前記発光デバイスに向けて前記レンズ上に下向きの力を加える、請求項２２に記載の照明装置。
【請求項２６】
前記下向きの力の大きさが０．１Ｎより大である、請求項２５に記載の照明装置。
【請求項２７】
前記発光デバイスが発光ダイオードを含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項２８】
前記カプセル材料が熱収縮性の材料を含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項２９】
前記カプセル材料が、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルエーテルケトンまたはパーフルオロ・アルコキシ・アルカンの少なくとも一つの樹脂を含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３０】
前記カプセル材料がエポキシ樹脂を含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３１】
紫外（ＵＶ）線を発光するように構成された発光デバイスと、
前記発光デバイスの上に配置された固い無機のレンズと、
前記発光デバイスおよび前記レンズとの間に配置されているインタフェース材料と、
少なくとも前記発光デバイスを部分的に囲み、少なくとも前記レンズの一部と接触するカプセル材料であって、前記レンズが、前記カプセル材料から少なくとも部分的に突き出しているカプセル材料と、
を含む装置を提供するステップと、
少なくとも部分的に前記カプセル材料を硬化させるステップと、
一方で、少なくとも部分的に前記カプセル材料を硬化させるステップであって、前記発光デバイスに向けて前記レンズ上に下向きの力を加え、前記下向きの力は、（ｉ）前記発光デバイスからの実質的に部分的にまたは完全に分離を防止し、および／または（ｉｉ）前記発光デバイスおよび前記レンズとの間の泡の形成を実質的に抑制するステップと、
を含む、照明装置を形成する方法。
【請求項３２】
前記装置が、前記発光デバイスおよび前記カプセル材料との間に配置され、前記発光デバイスから発光される紫外線が前記カプセル材料に入ることを実質的に防止するように構成された前記バリア層を含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記バリア層が前記発光デバイスに隣接して配置される前記第２のカプセル材料を含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記第２のカプセル材料が前記発光デバイスによって発光される紫外線に対して不透過である、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記カプセル材料が前記発光デバイスによって発光される紫外線を実質的に透過する、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記カプセル材料が前記発光デバイスによって発光される紫外線に対して不透過である、請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
前記カプセル材料および前記第２のカプセル材料が同一材料を含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記第２のカプセル材料の範囲内に紫外線が浸透する長さが２５μｍ未満である、請求項３４に記載の方法。
【請求項３９】
前記第２のカプセル材料の範囲内に紫外線が浸透する長さが１０μｍ未満である、請求項３４に記載の方法。
【請求項４０】
前記カプセル材料の範囲内に紫外線が浸透する長さが１００μｍ以上である、請求項３２に記載の方法。
【請求項４１】
前記バリア層が前記発光デバイスによって発光される紫外線に対して反射する材料を含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項４２】
前記バリア層がアルミニウムを含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
少なくとも前記カプセル材料の一部が、前記発光デバイスによって発光される紫外線を実質的に透過する、請求項４１に記載の方法。
【請求項４４】
少なくとも前記カプセル材料の一部が、前記発光デバイスによって発光される紫外線に対して不透過である、請求項４１に記載の方法。
【請求項４５】
前記発光デバイスによって発光される紫外線が２６５ｎｍ以下の波長を有する、請求項３１に記載の方法。
【請求項４６】
前記レンズが、石英、溶融シリカまたはサファイヤの少なくとも一つを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項４７】
前記カプセル材料の上面が少なくとも０．０５ｍｍだけ前記レンズの底面より上に配置される、請求項３１に記載の方法
【請求項４８】
下向きの力の大きさが０．１Ｎより大である、請求項３１に記載の方法。
【請求項４９】
前記カプセル材料の硬化の間、下向きの力が少なくとも前記カプセル材料の一部の収縮によって適用される、請求項３１に記載の方法。
【請求項５０】
前記インタフェース材料が、５μｍ未満の厚みを有する、請求項３１に記載の方法。
【請求項５１】
前記インタフェース材料がシリコーンを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項５２】
前記発光デバイスが発光ダイオードを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項５３】
前記カプセル材料が熱収縮性材料を含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項５４】
前記カプセル材料が、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルエーテルケトンまたはパーフルオロ・アルコキシ・アルカンの少なくとも１つの樹脂を含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項５５】
前記カプセル材料がエポキシ樹脂を含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項５６】
前記下向きの力が実質的に、前記インタフェース材料の分解に起因する泡の形成を抑制する、請求項３１に記載の方法。
【請求項５７】
発光デバイスに電力を供給し、それによって前記発光デバイスに紫外線を発させるステップと、
その間に、前記発光デバイスによって発光される紫外線が前記カプセル材料に入ることを実質的に防止するステップと
を含む、前記カプセル材料によって少なくとも部分的に囲まれる前記発光デバイスを使用して、紫外（ＵＶ）線を発光する方法。
【請求項５８】
前記カプセル材料の範囲内に紫外線が浸透する長さが１００μｍ以上である、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記発光デバイスによって発光される紫外線が、前記発光デバイスおよび前記カプセル材料との間に配置される前記バリア層によって、少なくとも部分的に前記カプセル材料に入るのを防止される、請求項５７に記載の方法。
【請求項６０】
前記バリア層が前記発光デバイスに隣接して配置される前記第２のカプセル材料を含む、請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
前記第２のカプセル材料が、前記発光デバイスによって発光される紫外線に対して不透過である、請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
前記カプセル材料が前記発光デバイスによって発光される紫外線を実質的に透過する、請求項６１に記載の方法。
【請求項６３】
前記カプセル材料が前記発光デバイスによって発光される紫外線に対して不透過である、請求項６１に記載の方法。
【請求項６４】
前記カプセル材料および前記第２のカプセル材料が同一材料を含む、請求項６３に記載の方法。
【請求項６５】
前記第２のカプセル材料の範囲内に紫外線が浸透する長さが２５μｍ未満である、請求項６１に記載の方法。
【請求項６６】
前記第２のカプセル材料の範囲内に紫外線が浸透長さが１０μｍ未満である、請求項６１に記載の方法。
【請求項６７】
前記バリア層が前記発光デバイスによって発光される紫外線に対して反射する材料を含む、請求項５９に記載の方法。
【請求項６８】
前記バリア層がアルミニウムを含む、請求項６７に記載の方法。
【請求項６９】
前記カプセル材料の少なくとも一部が前記発光デバイスによって発光される紫外線を実質的に透過する、請求項６７に記載の方法。
【請求項７０】
前記カプセル材料の少なくとも一部が前記発光デバイスによって発光される紫外線に対して不透過である、請求項６７に記載の方法。
【請求項７１】
前記発光デバイスによって発光される紫外線が、２６５ｎｍ以下の波長を有する、請求項５７に記載の方法。
【請求項７２】
固い無機レンズが前記発光デバイスより上に配置されて、前記カプセル材料から少なくとも部分的に突き出る、請求項５７に記載の方法。
【請求項７３】
前記レンズが、石英、溶融シリカまたはサファイヤの少なくとも１つを含む、請求項７２に記載の方法。
【請求項７４】
前記カプセル材料の上面が少なくとも０．０５ｍｍだけ前記レンズの底面より上に配置される、請求項７２に記載の方法
【請求項７５】
前記発光デバイスに向けて前記レンズ上に下向きの力を加えることをさらに含む、請求項７２に記載の方法。
【請求項７６】
前記下向きの力の少なくとも一部が前記カプセル材料によって加えられる、請求項７５に記載の方法。
【請求項７７】
前記下向きの力の大きさが０．１Ｎより大である、請求項７５に記載の方法。
【請求項７８】
薄いインタフェース材料が前記レンズおよび前記発光デバイスとの間に配置される、請求項７２に記載の方法。
【請求項７９】
前記インタフェース材料が、５μｍ未満の厚みを有する、請求項７８に記載の方法。
【請求項８０】
前記インタフェース材料がシリコーンを含む、請求項７８に記載の方法。
【請求項８１】
少なくとも前記カプセル材料の一部が前記発光デバイスに向けて前記レンズ上に下向きの力を加える、請求項７８に記載の方法。
【請求項８２】
前記下向きの力の大きさが０．１Ｎより大である、請求項８１に記載の方法。
【請求項８３】
前記発光デバイスが発光ダイオードを含む、請求項５７に記載の方法。
【請求項８４】
前記カプセル材料が熱収縮性の材料を含む、請求項５７に記載の方法。
【請求項８５】
前記カプセル材料が、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルエーテルケトンまたはパーフルオロ・アルコキシ・アルカンの少なくとも１つの樹脂を含む、請求項５７に記載の方法。
【請求項８６】
前記カプセル材料がエポキシ樹脂を含む、請求項５７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願］
本出願は、２０１４年４月７日に出願の米国仮特許出願番号第６１／９７６，０６４号の利益および優先権を主張し、その全ての開示は参照により本願明細書に組み込まれたものとする。
【０００２】
種々の実施態様において、本発明は、紫外（ＵＶ）線を発している発光体に関する。
【背景技術】
【０００３】
発光ダイオード（ＬＥＤ）は、それらのより低いエネルギー消費、より長い寿命、高い物理的な頑丈さ、小型および速い切換時間のため様々な異なる照明用途でますます利用されている。
図１は、従来のＬＥＤパッケージ１００を表し、そこにおいて、ＬＥＤチップ１０５は表面実装型デバイス（ＳＭＤ）パッケージ１１５上のサブマウント１１０に電気的に、および物理的に接続している。
ワイヤー１２０は電気的にサブマウント接点をＳＭＤパッケージ１１５上のコンタクトパッド１２５に接続し、そしてプラスチックレンズ１３０はそこから光を焦束するためにＬＥＤチップ１０５の上に配置される。
図示されるように、透明な液体―またはゲル系「小滴上部」カプセル材料１３５は、それからＳＭＤパッケージ１１５の範囲内で構成要素の全ての上に配置され、硬化して、ＬＥＤチップ１０５によって発光される光をも透過する半硬質の保護コーティングを形成する。
カプセル材料１３５は、一般的に、パッケージされたＬＥＤチップ１０５から光放射を促進するために、レンズ状形状を有する。
ＬＥＤパッケージ１００も、電気的にＬＥＤチップ１０５をサブマウント１１０に、アンダーフィル１４５と同様に接続する１以上の電気的接点１４０を特徴とすることができる。
図示されるように、アンダーフィル１４５は、ＬＥＤチップ１０５およびサブマウント１１０との間に配置されることができ、電気的接点１４０間のＬＥＤチップに機械的支持を提供し得る。
【０００４】
ＵＶ  ＬＥＤは、内科治療、センサおよび計装および流体殺菌などの用途のための大きな将来性を示した。
残念なことに、上記の従来のパッケージは、３２０ｎｍ未満、２６５ｎｍ未満または２００ｎｍ未満の波長さえも有する光を発光することができるＵＶ  ＬＥＤにしばしば不適当である。
図１に示すように、ＬＥＤチップがＵＶ  ＬＥＤであるときに、非常に精力的な紫外線は透明なカプセル材料の範囲内で劣化およびクラック１５０の形成にさえ至る。
かかるひび割れは、クラック１５０に沿って外側の環境から導かれる水分のため、ボンディングワイヤ１２０の変形または破壊、またはＬＥＤパッケージ１００の故障に至り得る。
加えて、ＵＶ  ＬＥＤからの紫外線によって、劣化およびより別の（例えば、可視光を発光する）ＬＥＤの上に一般的に利用されるプラスチックレンズ１３０の故障さえ生じることがあり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これらの問題からみて、パッケージされたデバイスのための高い信頼性、機械的頑丈さおよび長い寿命を可能にするＵＶ  ＬＥＤの改良されたパッケージングスキームのニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の各種実施態様によれば、ＵＶ  ＬＥＤチップ用の高い信頼性のパッケージは、ＬＥＤチップの発光部分およびパッケージの範囲内でＬＥＤチップをおおうために利用されるいかなる透明なカプセル材料との間にもバリア層と組み合わせて、ＵＶ損傷または劣化に抵抗する堅いレンズを含む。
バリア層は実質的に大多数のかかるカプセル材料を通過する紫外線の透過を防止し、それによって、その劣化およびクラック（またはその他の機械的な故障）を防止する。
【０００７】
本発明の各種実施態様において、バリア層は一部のカプセル材料自体を含むか、または本質的にそれからなり、当該バリア層は、ＬＥＤチップと隣接し、およびＬＥＤチップによって発光される紫外線を通さない。
（このより遠隔カプセル材料が概して発された紫外線を送らないので、このような態様においては、ＬＥＤチップからよりはるかに間隔をおいて配置されるカプセル材料の残りの部分はＵＶ不透過でも透過でもよい。）本願明細書において利用されるように、「不透過な」材料は、実質的に特定の波長または波長範囲（例えば紫外線）の光を透過せず、その代わりに特定の波長または波長範囲の光に対して反射性および／または強い吸収性である（例えば、小厚みを超えて）。
【０００８】
本発明の他の実施態様において、バリア層がＬＥＤチップおよびカプセル材料との間に配置されている固体の不透明なシールドを含むかまたは本質的にそれからなり、それは、従って、それ自体紫外線を透過するか、または透過しない。
例えば、シールドは、アルミニウムなどの紫外線を実質的に反射する金属からなり得る。
このように、本発明の態様は、長い寿命、高い出力力および高い信頼性を有するパッケージされたＵＶ  ＬＥＤを含む。
【０００９】
さらに、本発明の各種実施形態は、パッケージされたＵＶ  ＬＥＤの出力低下および／またはレンズ分離を改善するかまたは防止する。
種々の実施態様において、力は、カプセル材料の熱硬化の間、および／またはＵＶ発光の間（例えば、動作の間、および／または製造のバーンイン・プロセスの間）、その間で接触を維持するために、それを越えて、ＬＥＤチップおよびレンズ（例えば堅いレンズ）との間に適用される。
【００１０】
例えば、力は、ＬＥＤチップの方へレンズに適用される下向きの力、レンズの方へＬＥＤチップに適用される上向きの力または両方の組合せでもよい。
力は、ＬＥＤチップおよびレンズとの間に配置されるインタフェース材料の薄い層の範囲内および／または当該箇所で、泡の形成を都合よく抑制することができるかまたは実質的に防止することができる。
ＬＥＤが運転中である間、例えば、かかる泡は、少なくとも部分的には、硬化、および／またはＵＶ発光の間、インタフェース材料の分解によって発生するガスに起因してもよい。
【００１１】
例えば、シリコーンを含んでいるかまたは本質的にそれからなるインタフェース材料に対する加熱は、ホルムアルデヒド・ガスの泡の形成に結果としてなり得る。
さらに、ＬＥＤが運転中の間、発された紫外線はインタフェース材料において起こる光化学反応を誘発することができる、そして、この反応はインタフェース材料の範囲内で泡の形成に結果としてなり得るシリコーンの分解に結果としてなり得る。
泡の存在は、インタフェース材料のＵＶ透明度に悪影響を与え得て、十分に大きい場合、ＬＥＤチップからレンズの少なくとも部分的な分離に結果としてなり得る。
【００１２】
例えば、約０．０５ニュートンおよび約１０ニュートンの間の大きさを有し得る力は、レンズと垂直に重なるカプセル材料自体の部分によって適用され得る。
カプセル材料が硬化するときに、例えば加熱によって、少なくとも、カプセル材料の一部は、熱的に収縮することができて（例えば、熱によって誘発された容積収縮により）およびこのことにより泡防止力をレンズに適用し得る。
例えば、カプセル材料は、「熱収縮性の材料」（すなわち加熱に応じて容積収縮を経験する材料）を含み得るか、本質的にそれから成り得るか、または、それから成り得る。
【００１３】
加熱が終了したあと（すなわち、加熱が終わったあと、熱収縮材料の最初の容積は回復されず、少なくとも全部ではない）、少なくとも部分的に、容積収縮は一般的に残る。
熱収縮性の材料は、樹脂を含み得るか、本質的に成り得るか、または、それから成り得、例えば、樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、パーフルオロ・アルコキシ・アルカン（ＰＦＡ）のようなフルオロポリマーおよび／またはエポキシ樹脂などである。
各種実施態様において、エポキシ樹脂は、その有利な水分―ブロッキング特性のために利用され得る。
【００１４】
少なくとも部分的に本発明の態様に従う熱収縮性の材料が弾性的であり、および、容積収縮のあと、それら弾性の一部が少なくとも維持される理由で、硬化の間それによって適用される力の少なくとも一部が、硬化の後でさえ（そして、適用された熱がない場合）保持される。
力は、実質的に少なくとも１０，０００時間、または少なくとも５０，０００時間さえ、および／または本発明の実施例に従うパッケージされたＵＶ  ＬＥＤの一つ以上の他の構成要素（例えばＬＥＤチップ）の予想される寿命と同等か、それを上回る期間、熱収縮性の材料によって適用され続ける。
【００１５】
一つの側面において、本発明の態様は、発光デバイス、パッケージ、カプセル材料およびバリア層を含むかまたは本質的にそれから成る照明装置を特徴とする。
発光デバイスは、紫外（ＵＶ）線を発光するように構成され、少なくとも２つの間隔を置いた接点を有し得る。
少なくとも、パッケージの一部は、発光デバイスの下に配置され得る。
発光デバイスの接点は、パッケージに電気的に接続している。発光デバイスは、パッケージの一部に機械的に取り付けられ得る。カプセル材料は、パッケージに配置されていてもよい。カプセル材料は、少なくとも部分的に発光デバイスを囲む。バリア層は、発光デバイスおよびカプセル材料との間に配置される。
バリア層は、発光デバイスによって発光される紫外線が、カプセル材料に入ることを実質的に防止するように構成される（例えば、大きさを設定され、および／または形づくられ、および／または配置される）。
【００１６】
本発明の態様は、以下の一つ以上を様々な組合せのいずれかに含み得る。バリア層は、発光デバイスに隣接して配置される第２のカプセル材料を含み得るか、本質的に成り得るか、または成り得る。第２のカプセル材料は、発光デバイスによって発光される紫外線を透過し得ない。カプセル材料は、発光デバイスによって発光される紫外線を、実質的に透過し得る。カプセル材料は、発光デバイスによって発光される紫外線を透過し得ない。
カプセル材料および第２のカプセル材料は、同一材料を含み得るか、本質的に成り得るか、または成り得る。
第２のカプセル材料の範囲内の紫外線（例えば発光デバイスによって発光される紫外線、および／または部分的にまたは完全に発光デバイスによって発光される紫外線の波長範囲と重複している波長範囲を有している紫外線）の浸透長さは、２５μｍ未満、または１０μｍ未満でさえもよい。カプセル材料の範囲内の紫外線の浸透長さは、１００μｍ以上でもよい（そして、カプセル材料の寸法、例えば幅、半径等より長くてもよい）。
【００１７】
バリア層は、発光デバイスによって発光される紫外線に対して反射する材料を含み得るか、本質的に成り得るか、または成り得る。バリア層は、アルミニウムを含み得るか、本質的に成り得るか、または成り得る。少なくとも、カプセル材料の一部は、発光デバイスによって発光される紫外線を実質的に透過してもよい。
少なくとも、カプセル材料の一部は、発光デバイスによって発光される紫外線を実質的に透過しなくてもよい。
【００１８】
発光デバイスによって発光される紫外線は、２６５ｎｍ以下または２００ｎｍ以下の（および、１０ｎｍ以上の波長を有し得る）波長をさえ有し得る。
パッケージは、サブマウントおよび表面実装型デバイス（ＳＭＤ）パッケージを含み得るか、または本質的に成り得る。発光デバイスの接点は、サブマウントに、電気的に、および機械的に接続し得る。サブマウントは、ＳＭＤパッケージの上に配置されることができ、および／またはＳＭＤパッケージに電気的に接続し得る。サブマウントは、一つ以上のワイヤー接合を介してＳＭＤパッケージに電気的に接続し得る。
【００１９】
堅い無機のレンズは、発光デバイスの上に配置されることができ、カプセル材料から少なくとも部分的に突き出すことができる。レンズは、石英、溶融シリカおよび／またはサファイヤを含み得るか、本質的に成り得るか、または成り得る。
カプセル材料の上面（例えば隣接していておよび／またはレンズと接触しているカプセル材料の上面）は、少なくとも０．０５ｍｍだけ、レンズの底面より上に配置され得る。少なくとも、カプセル材料の一部は、発光デバイスの方へレンズ上の下向きの力を適用し得る。
【００２０】
下向きの力の大きさは、０．１Ｎより大きくてもよい。薄いインタフェース材料（例えばゲル、樹脂、硬化したか少なくとも部分的に未硬化ポリマーまたは液体）は、レンズおよび発光デバイスとの間に配置されることができる。インタフェース材料は、５μｍ未満の厚みを有し得る。インタフェース材料は、シリコーン（例えばシリコン樹脂）を含み得るか、本質的に成り得るか、または成り得る。少なくとも、カプセル材料の一部は、レンズ上のおよび／または発光デバイスの方のインタフェース材料上の下向きの力を適用し得る。下向きの力の大きさは、０．１Ｎより大きくてもよい。
【００２１】
発光デバイスは、発光ダイオード（例えばベアダイ発光ダイオードまたは発光ダイオード・チップ）またはレーザー（例えばベアダイ・レーザーまたはレーザチップ）を含み得るか、本質的に成り得るか、または成り得る。カプセル材料は、熱収縮性の材料を含み得るか、本質的に成り得るか、または成り得る。
カプセル材料は、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルエーテルケトン、フルオロポリマー（例えばパーフルオロ・アルコキシ・アルカン）および／またはエポキシ（例えばこれらの材料の一つ以上の樹脂）を含み得るか、本質的に成り得るか、または成り得る。カプセル材料は、エポキシ（例えばエポキシ樹脂）を含み得るか、本質的に成り得るか、または成り得る。
【００２２】
別の側面において、本発明の態様は、照明装置を形成する方法を特徴とする。
装置が、設けられる。装置は、紫外線（ＵＶ）を発光するように構成される発光デバイス、発光デバイスの上に配置される堅い無機レンズ、発光デバイスおよびレンズとの間に配置されるインタフェース材料、およびカプセル材料を含むか、本質的に成るかまたは成る。カプセル材料は、少なくとも部分的に発光デバイスを囲んで、少なくともレンズの一部と接触する。
【００２３】
レンズは、カプセル材料から少なくとも部分的に突き出し得る。カプセル材料は、部分的に、または実質的に完全に硬化する。カプセル材料が部分的に、または、実質的に完全に硬化すると共に、下向きの力は発光デバイスの方へレンズに適用される（同等に、発光デバイスは、レンズの方へ上向きに押し付けされ得、および／または発光デバイスおよびレンズはお互いの方へ押し付けされ得る）。下向きの力は、（ｉ）発光デバイスから実質的にレンズの部分的であるか完全な分離を妨げるか、および／または、（ｉｉ）発光デバイスおよびレンズとの間に実質的に泡の形成を抑制する（および／または実質的に、泡が発光デバイスおよびレンズの間に残るのを防止する）。
【００２４】
本発明の態様は、以下の一つ以上を種々の組合せのいずれかに含み得る。装置は、実質的に、発光デバイスによって発光される紫外線が、カプセル材料に入ることから防止するように構成されるバリア層を含み得る。バリア層は、発光デバイスおよびカプセル材料との間に配置され得る。バリア層は、発光デバイスに隣接して配置される（および、発光デバイスと接触されていてもよい）第２のカプセル材料を含み得るか、本質的に成り得るか、または成り得る。第２のカプセル材料は、発光デバイスによって発光される紫外線を透過しなくてもよい。カプセル材料は、発光デバイスによって発光される紫外線を、実質的に透過してもよい。カプセル材料は、発光デバイスによって発光される紫外線を透過しなくてもよい。
カプセル材料および第２のカプセル材料は、同一材料を含み得るか、本質的に成り得るか、または成り得る。第２のカプセル材料の範囲内の紫外線の浸透長さは、２５μｍ以下であるか、１０μｍ以下でさえある。カプセル材料の範囲内の紫外線の浸透長さは、１００μｍ以上であってもよい。
【００２５】
バリア層は、発光デバイスによって発光される紫外線に対して反射する材料を含み得るか、本質的に成り得るか、または、成り得る。バリア層は、アルミニウムを含み得るか、本質的に成り得るか、または、成り得る。少なくとも、カプセル材料の一部は、発光デバイスによって発光される紫外線を、実質的に透過してもよい。少なくとも、カプセル材料の一部は、発光デバイスによって発光される紫外線を透過しなくてもよい。発光デバイスによって発光される紫外線は、２６５ｎｍ以下または２００ｎｍ以下の波長さえ有し得る。レンズは、石英、溶融シリカおよび／またはサファイヤを含み得るか、本質的に成り得るか、または、成り得る。カプセル材料の上面は、少なくとも０．０５ｍｍだけ、レンズの底面より上に配置されることができる。
【００２６】
下向きの力の大きさは、０．１Ｎより大きくてもよい。下向きの力は、カプセル材料の部分的な硬化または実質的に完全な硬化の間、少なくともカプセル材料の一部の収縮によって適用され得る。インタフェース材料は、５μｍ未満の厚みを有し得る。インタフェース材料は、シリコーン（例えばシリコーン樹脂）を含み得るか、本質的に成り得るか、または、成り得る。
発光デバイスは、発光ダイオード（例えばベアダイ発光ダイオードまたは発光ダイオード・チップ）またはレーザー（例えばベアダイ・レーザーまたはレーザチップ）を含み得るか、本質的に成り得るか、または、成り得る。カプセル材料は、熱収縮性の材料を含み得るか、本質的に成り得るか、または、成り得る。
【００２７】
カプセル材料は、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルエーテルケトン、フルオロポリマー（例えばパーフルオロ・アルコキシ・アルカン）および／またはエポキシ（例えばこれらの材料の一つ以上の樹脂）を含み得るか、本質的に成り得るか、または、成り得る。カプセル材料は、エポキシ（例えばエポキシ樹脂）を含み得るか、本質的に成り得るか、または、成り得る。下向きの力は、インタフェース材料の分解から起こる泡の形成を実質的に抑制する（および／または実質的に、かかる泡が発光デバイスおよびレンズの間に残るのを防止する）ことができる。
【００２８】
別の側面において、本発明の態様は、カプセル材料によって少なくとも部分的に囲まれた、発光デバイスを使用して、紫外線（ＵＶ）を発光する方法を特徴とする。力は発光デバイスに供給され、それによって、発光デバイスに紫外線を発させる。力が発光デバイスに供給される（および、発光デバイスは、紫外線を発光する）一方で、発光デバイスによって発光される紫外線が、カプセル材料に入る（および／または劣化することおよび／またはひび割れ、および／または２５μｍ以上浸透する、或いは１０μｍ以上さえ浸透する）のが実質的に防止される。
【００２９】
本発明の態様は、以下の一つ以上を種々の組合せのいずれかに含み得る。カプセル材料の範囲内の紫外線の浸透長さは、１００μｍ以上であってもよい。発光デバイスによって発光される紫外線は、発光デバイスおよびカプセル材料との間に配置されるバリア層によって、少なくとも部分的にカプセル材料に入るのを防止され得る。バリア層は、発光デバイスに隣接して配置される、第２のカプセル材料を含み得るか、本質的になり得るか、または、なり得る。
【００３０】
第２のカプセル材料は、発光デバイスによって発光される紫外線を透過しなくてもよい。カプセル材料は、発光デバイスによって発光される紫外線を、実質的に透過してもよい。カプセル材料は、発光デバイスによって発光される紫外線を、実質的に透過しなくてもよい。カプセル材料および第２のカプセル材料は、同一材料を含み得るか、本質的になり得るか、または、なり得る。第２のカプセル材料の範囲内の紫外線の浸透長さは、２５μｍ以下であるか、１０μｍ以下でさえある。
【００３１】
バリア層は、発光デバイスによって発光される紫外線に対して反射する材料を含み得るか、本質的にそれからなり得るか、または、それからなり得る。バリア層は、アルミニウムを含み得るか、本質的にそれからなり得るか、または、それからなり得る。少なくとも、カプセル材料の一部は、発光デバイスによって発光される紫外線を、実質的に透過してもよい。少なくとも、カプセル材料の一部は、発光デバイスによって発光される紫外線を透過しなくてもよい。発光デバイスによって発光される紫外線は、２６５ｎｍ以下、または２００ｎｍ以下の波長をさえ有し得る。
【００３２】
堅い無機のレンズは、発光デバイスより上に配置されることができ、少なくとも部分的にカプセル材料から突き出し得る。レンズは、石英、溶融シリカおよび／またはサファイヤを含み得るか、本質的にそれらからなり得るか、または、それらからなり得る。カプセル材料の上面は、少なくとも０．０５ｍｍだけ、レンズの底面より上に配置され得る。
【００３３】
力（例えば下向きの力）は、発光デバイスの方へ、レンズに適用され得る（および／または、力はレンズの方へ発光デバイスに適用され得、および／または、力は各々の方へレンズおよび発光デバイスに適用され得る）。少なくとも、力の一部は、カプセル材料によって適用され得る。力の大きさは、０．１Ｎより大きくてもよい。インタフェース材料は、レンズおよび発光デバイスとの間に配置され得る。インタフェース材料は、５μｍ未満の厚みを有し得る。インタフェース材料は、シリコーンを含み得るか、本質的にそれからなり得るか、または、それからなり得る。少なくとも、一部のカプセル材料は、発光デバイスの方へレンズ上の下向きの力を適用し得る。下向きの力の大きさは、０．１Ｎより大きくてもよい。
【００３４】
発光デバイスは、発光ダイオード（例えばベアダイ発光ダイオードまたは発光ダイオード・チップ）またはレーザー（例えばベアダイ・レーザーまたはレーザチップ）を含み得るか、本質的にそれからなり得るか、または、それからなり得る。カプセル材料は、熱収縮性の材料を含み得るか、本質的にそれからなり得るか、または、それからなり得る。カプセル材料は、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルエーテルケトン、フルオロポリマー（例えばパーフルオロ・アルコキシ・アルカン）および／またはエポキシ（例えばこれらの材料の一つ以上の樹脂）を含み得るか、本質的にそれからなり得るか、または、それからなり得る。カプセル材料は、エポキシ（例えばエポキシ樹脂）を含み得るか、本質的にそれからなり得るか、または、それからなり得る。
【００３５】
これらのおよびその他の目的は、本願明細書において開示される本発明の利点および特徴とともに、以下の説明、添付の図面および請求項を参照することによってより明らかになる。さらにまた、本願明細書において記載されている各種実施形態の特徴が排他的でなくて、さまざまな組合せおよび並べ替えの中に存在し得ることを理解すべきである。
【００３６】
ここで使用しているように、用語「実質的に」および「約」は、±１０％およびいくつかの態様によっては±５％を意味する。さもなければ本願明細書において定められない限り、用語「本質的にから成る」は機能するために貢献する他の材料を除外することを意味する。それにもかかわらず、かかる他の材料は、集合的に、または、個々に、トレース量、存在していてもよい。本願明細書において、用語「線」および「光」は、特に明記しない限り取り換えられて利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
図面において、一般に参照符号の様に、異なる図の全体を通して同じ部品を参照する。また、図面が必ずしも一定の比率であるというわけではなく、強調は、その代わりに一般に、本発明の原則を例示するときに付される。以下の記載では、本発明の各種実施態様は、以下の図面を参照して記載されている：
【図１】図１は、従来のパッケージされたＬＥＤの断面概略図である；
【図２】図２は、本発明の各種実施形態に従う、パッケージされたＵＶ  Ｌ    ＥＤの断面概略図である；
【図３】図３は、本発明の各種実施形態に従う、パッケージされたＵＶ  Ｌ    ＥＤの断面概略図である；
【図４】図４は、信頼性テストの後、ＵＶ  ＬＥＤチップおよび透明なカ    プセル材料間のＵＶ―ブロッキングバリアが欠如しているパッケージさ    たＵＶ  ＬＥＤの平面図写真である；
【図５】図５は、信頼性テストの後、本発明の各種実施形態に従う、ＵＶ    ―ブロッキングバリア層を組み込んでいるパッケージされたＵＶ  ＬＥＤ    の平面図写真である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図２は、本発明の各種実施態様に従うパッケージされたＵＶ  ＬＥＤ  ２００の断面図である。示すように、ＵＶ  ＬＥＤチップ２０５はサブマウント１１０に電気的に、および機械的に接続しており、それはＳＭＤパッケージ１１５に一つ以上のワイヤー・ボンド１２０を介して電気的にそれ自体接続されている。サブマウント１１０は、セラミック材料を含み得るかまたは、例えば、本質的にそれから成ることができ、および、その上に導線１２０および電気的接点１４０が電気的に接続される電気伝導パッドを有し得る。サブマウント１１０は、操作の間、ＵＶ  ＬＥＤチップ２０５から間隔をおいて配置される熱を伝導するために、熱伝導性であってもよい。例えば、サブマウント１１０は、窒化アルミニウムおよび／または酸化アルミニウムを含み得るか、または本質的にそれらからなり得る。他の実施態様において、サブマウント１１０は、一つ以上の銅などの金属、または一つ以上のシリコンなどの半導体材料を含み得るか、または本質的にそれからからなり得る。
【００３９】
各種実施形態において、ＳＭＤパッケージ１１５の内面（すなわちＵＶ  ＬＥＤチップ２０５向きの表面）の一つ以上は、ＵＶ  ＬＥＤチップ２０５によって発光される紫外線に対して反射する。ＳＭＤパッケージ１１５は、一つ以上のプラスチック、例えばポリフタルアミド（ＰＰＡ）および／または一つ以上の窒化アルミニウムまたはアルミナなどのセラミック含み得るか、本質的にそれからから成り得るか、または、それから成り得る。各種実施形態において、ＳＭＤパッケージ１１５の一つ以上の表面（または全部でさえも）は、紫外線に対して反射する材料（例えばアルミニウム）で被覆されて得る。例えば、ＳＭＤパッケージ１１５の内面、すなわちＵＶ  ＬＥＤチップ２０５向きの表面は、例えば、無電解表面被覆によって形成されるアルミニウムで被覆され得る。
【００４０】
ＵＶ  ＬＥＤのチップ２０５は、ＡｌＮ基板、および、それを越えて、一つ以上の量子ウェルを、および／またはＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮまたはいかなる二成分系または三成分系合金を含んでいるか、または本質的に成っている、引っ張られた層を含み得る。各種実施形態において、ＵＶ  ＬＥＤ  ２０５は２００６年８月１４日出願の米国特許第７，６３８，３４６号、２０１０年４月２１日に出願の米国特許第８，０８０，８３３号および／または２０１４年３月１３日に出願の米国特許出願公開番号第２０１４／０２６４２６３号において詳述されるそれらに似ている基板および／またはデバイス構造を含む。そして、それぞれの全ての開示は本願明細書において参照して組み入れられている。
【００４１】
むしろ従来のプラスチックレンズより、無機の（そして、一般的に堅い）レンズ２１０（例えば溶融シリカ、石英および／またはサファイヤを含んでいるかまたは本質的にそれから成っているレンズ）は、インタフェース材料２１５（例えばシリコーン樹脂を含み得るかまたは本質的にそれからなり得る、有機、耐ＵＶ性カプセル材料化合物）の薄い層を経て、直接ＵＶ  ＬＥＤのチップ２０５に結合する。
本発明の実施例において利用されることができる例示的なインタフェース材料２１５は、ニューヨーク州、エルムスフォード（Ｅｌｍｓｆｏｒｄ）のショット・ノース・アメリカ（Ｓｈｏｔ  Ｎｏｒｔｈ  Ａｍｅｒｉｃａ，Ｉｎｃ）社から入手可能なＤｅｅｐ  ＵＶ―２００である。本願明細書において利用されるように、「インタフェース材料」は、例えば、発光デバイスおよびレンズ間のいかなるエアギャップも実質的に充填する材料である。
【００４２】
いくつかの実施態様では、インタフェース材料はそれによって接合される部品のうちの少なくとも１つと実質的に一致する屈折率、または、インタフェース材料によって接合した、それら部品の間にある屈折率を有する。インタフェース材料は、適用されるときに、液体でもゼラチン状でもよいが、実質的に固体の層を形成するために硬化が可能であり得る。インタフェース材料は、本質的に粘着性でもよいか、または粘着性でなくてもよい。
【００４３】
本発明の各種実施態様において、インタフェース材料２１５の薄い層は、ＵＶ  ＬＥＤチップ２０５から精力的な紫外線によってその劣化を最小化するかまたは防止するために、好ましくは極めて薄い（例えば５μｍ未満の厚みまたは３μｍ以下の厚みでさえもよい）。インタフェース材料２１５の厚みは、少なくとも１μｍでもよい。無機のレンズ２１０は、紫外線によって誘発された劣化にそれ自身で耐性を示す。このアプローチは、２０１２年７月１９日出願の米国特許出願番号第１３／５５３，０９３号（「０９３アプリケーション」、その全ての開示は本願明細書において参照により組み入れられる）においても詳述され、ＵＶ  ＬＥＤチップ２０５の上面を通って全内部反射の臨界角を増加させ、それはパッケージされたＵＶ  ＬＥＤ  ２００のための光子―抽出効率を大幅に向上させる。
【００４４】
加えて、カプセル材料２２０は、ＳＭＤパッケージ１１５の範囲内でＵＶ  ＬＥＤのチップ２０５を覆う；示すように、カプセル材料２２０が、堅い無機のレンズ２１０を完全にカバーすることができるというわけではない（そして、接触さえし得ない）。少なくとも、カプセル材料２２０の一部（例えばカプセル材料２２０の部分は、ＵＶ  ＬＥＤチップ２０５および／またはレンズ２１０と境を接するか、および／または接触している）は、ＵＶ  ＬＥＤチップ２０５によって発光される紫外線を、実質的に透過しなくてもよい；このように、カプセル材料２２０に発光されるいかなる紫外線も、カプセル材料２２０の極めて浅い深さにおいて限られ、そして、精力的な紫外線は大部分のカプセル材料２２０と相互に作用しない。
このように、カプセル材料２２０は劣化およびひび割れにより耐性を示し、そして、パッケージされたＵＶ  ＬＥＤ  ２００はより大きな信頼性を呈する。
【００４５】
好ましい実施態様では、カプセル材料２２０、すなわち光の強度が事件値の１０％以下に減少するカプセル材料２２０の範囲内の距離の紫外線（例えば２６５ｎｍ以下、または２００ｎｍ以下さえの波長を有する光）の浸透長さは、２５μｍ未満または１０μｍ未満でさえある。（対照的に、１００μｍより大の紫外線の浸透長さを有する従来のカプセル材料は、紫外線に付された後に、劣化および機械的故障を呈し得る。）各種実施態様において、カプセル材料２２０は、黒いエポキシ樹脂（すなわち樹脂に黒い色を与えるためにその中に一つ以上の色素を有しているエポキシ樹脂）を含むか、または本質的にそれから成る。
いくつかの実施形態では、カプセル材料２２０は、その中に複数のビーズ（例えばガラスビーズ）および／または他の充填材を含み得る。
【００４６】
図２に示すように、ＵＶ  ＬＥＤチップ２０５を直ちに囲んでいるカプセル材料２２０のうちの浅い部分（または「バリア層」）２２５は、紫外線に対するバリアであってもよく、そして、それがＵＶ  ＬＥＤチップ２０５から精力的な放射を受けないので、さらにＵＶ  ＬＥＤチップ２０５からのカプセル材料２２０の残りの部分２３０は透明であってさえもよく、および／または非ＵＶ耐性であってさえもよい。本発明のいくつかの態様において、カプセル材料２２０の全てはＵＶ不透過である。その一方で、本発明の他の態様において、カプセル材料２２０の残りの部分２３０は実質的にＵＶ透過である。残留するカプセル材料２２０（すなわち部分２３０）がバリア層２２５およびＵＶ  ＬＥＤチップ２０５周辺で配置される前に、ＵＶ不透過のバリア層２２５は、ＵＶ  ＬＥＤチップ２０５の周辺に分配されるか、および／または成形し得る。
【００４７】
本発明の各種実施態様において、適所にバリア層２２５で、実質的に、パッケージされたＵＶ  ＬＥＤ  ２００から発光される光の全ては、パッケージの最上位で堅いレンズ２１０を介して発光される。バリア層２２５およびカプセル材料の部分２３０は異なる材料を含むことができるか、本質的にそれから成ることができるかまたは、それから成ることができ、または、実質的にバリア層２２５にＵＶ不透過層を作っている一つ以上の他の構成要素（例えば色素）を含んでいるバリア層２２５で、バリア層２２５および部分２３０は同一材料（例えばエポキシ樹脂などのエポキシなど）の一つ以上から成ることができる。
【００４８】
本発明の各種実施態様において、カプセル材料２２０（例えばバリア層２２５）は、図２に示すように垂直にレンズ２１０に重なる。いくつかの実施態様において、カプセル材料２２０（カプセル材料の直ちにすぐ近くの、および／またはレンズ２１０と接触する、少なくとも部分）の上面は、少なくとも０．０２ｍｍ、少なくとも０．０５ｍｍ、または少なくとも０．１ｍｍさえの距離だけ、レンズ２１０の底面より高い。
【００４９】
カプセル材料２２０のこの垂直の重なりは、インタフェース材料２１５（またはインタフェース材料２１５、およびレンズ２１０および／またはＵＶ  ＬＥＤチップ２０５との間）の範囲内で、泡の形成を都合よく抑制し得るか、または実質的に防止し得、および／またはカプセル材料２２０の熱硬化の間、および／またはＵＶ放出の間（例えば、操作の間、および／または製造のバーンイン・プロセスの間）、ＵＶ  ＬＥＤチップ２０５からレンズ２１０（および／または少なくともインタフェース材料２１５の一部）の部分的であるか完全な分離を抑制し得るか、または実質的に防止し得る。
【００５０】
例えば、カプセル材料２２０が、例えば加熱によって硬化されるとき、少なくとも一部のカプセル材料２２０が熱的に縮み得（例えば、カプセル材料２２０の熱誘発容積収縮により）、それによりレンズ２１０上に下向きの力（または「ダウンフォース」）を加える。カプセル材料２２０は、このように熱収縮性の材料、例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルエーテルケトン、パーフルオロ・アルコキシ・アルカンなどのフルオロポリマー、および／またはエポキシ樹脂）を含み得るか、本質的にそれから成り得るか、またはそれから成り得る。
【００５１】
レンズ２１０に掛けられる下向きの力の量は、例えば、０．０５ニュートン（Ｎ）より大、０．１Ｎより大、または０．２Ｎより大でさえあってもよい。下向きの力の量は、１０Ｎ以下であってもよい。下向きの力は、都合よく、その間で接触を維持して、ＵＶ  ＬＥＤチップ２０５の方へレンズ２１０を強制し得、それによりインタフェース材料２１５で泡の形成を抑制し得るかまたは実質的に防止し得る。
【００５２】
パッケージされたＵＶ  ＬＥＤ  ２００が運転中である間、例えば、かかる泡は、少なくとも部分的に、硬化の間、および／またはＵＶ放出の間、インタフェース材料２１５の分解によって発生するガスに起因し得る。例えば、シリコーンを含むか、または本質的にそれから成るインタフェース材料２１５に対する加熱は、ホルムアルデヒド・ガスの泡の形成に結果としてなり得る。
【００５３】
さらに、パッケージされたＵＶ  ＬＥＤ  ２００が運転中である間、発光された紫外線はインタフェース材料２１５において起こる光化学反応を誘発することができ、そして、この反応はインタフェース材料２１５の範囲内での泡の形成に結果としてなり得る、シリコーンの分解に結果としてなり得る。泡の存在は、インタフェース材料２１５のＵＶ透明度に悪影響を与え得、十分に大きい場合、ＵＶ  ＬＥＤチップ２０５から、レンズ２１０の少なくとも部分的な分離に結果としてなり得る。
【００５４】
図３を参照すると、パッケージされたＵＶ  ＬＥＤ  ３００において、カプセル材料２２０のバリア層２２５は、増やされ得るか、またはＵＶ  ＬＥＤチップ２０５によって発光される紫外線を実質的に透過しない非カプセル材料のバリア３０５と置き換えられ得る。例えば、非カプセル材料のバリア３０５は、さもなければ周囲のカプセル材料２２０に、接触するか、および／または発光するＵＶ  ＬＥＤチップ２０５の部分周辺で配置されるＵＶ反射する金属層（例えばアルミニウムおよび／またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）またはその誘導体）を含み得るか、本質的にそれから成り得るか、またはそれから成り得る。
【００５５】
非カプセル材料のバリア３０５は、堆積し得るか、成形され得るか、または、さもなければカプセル材料２２０に光と接触するか、および／または発光して、紫外線が周囲のカプセル材料２２０に入って、悪化させるのを防止するＵＶ  ＬＥＤチップ２０５の部分周辺に、さもなければ、配置され得る。非カプセル材料バリア３０５は、パッケージの前にＵＶ  ＬＥＤチップ２０５の周りに沈積されるか、または包まれる層または箔であってもよい。ＵＶ  ＬＥＤチップ２０５が、パッケージの一つ以上の部分の範囲内に配置されるか、または、パッケージの一つ以上の部分に電気的におよび／または機械的に接続する前に、非カプセル材料のバリア３０５は、パッケージ（例えばＳＭＤパッケージおよび／またはサブマウント）を一つ以上の部分に取り付け得る。
【００５６】
図２のように、適所に非カプセル材料バリア３０５で、パッケージされたＵＶ  ＬＥＤ  ３００から発光される光の実質的に全ては、パッケージの最上位で堅いレンズ２１０を通して発光される。
【００５７】
図３は、非カプセル材料バリア３０５およびカプセル材料２２０の残りの部分２３０との間にあるカプセル材料２２０のバリア層２２５を表すけれども、本発明の各種実施態様において、バリア層２２５は省略されることができる（そして、こうして、実質的に、パッケージされたＵＶ  ＬＥＤ  ３００に存在するカプセル材料２２０の全ては、実質的にＵＶ透過であってもよい）。他の実施態様において、全てまたは一部のバリア層２２５は、ＵＶ  ＬＥＤチップ２０５および非カプセル材料のバリア３０５との間に配置され得る。
【実施例】
【００５８】
信頼性テストは、本発明の実施態様に従う、１５個のパッケージされたＵＶ  ＬＥＤ、バリア層のない透明なカプセル材料を利用している６台の制御デバイス、およびＵＶ不透過のカプセル材料バリア層２２５を利用している９台の装置に対して行われた。信頼性試験は、５００時間の期間の間実行され、そして、装置は１５０ｍＡの印加電流通電の下で５５℃および８５％の湿度にさらされた。６台の制御デバイスのうち、装置のうちの３台（すなわち５０％）は、完全な失敗（すなわち透明なカプセル材料のクラック形成に起因するオープン回路（壊れたワイヤー・ボンドに、例えば起因する）に起因するゼロ出力力）を呈した。
【００５９】
図４は、バリア層２２５のない制御デバイス４００または本発明の実施態様において利用される非カプセル材料のバリア３０５の平面図写真である。示すように、制御デバイス４００のＵＶ  ＬＥＤチップ４０５は透明なカプセル材料４１０に入っている。そこにおいて、クラック４１５が信頼性テストのわずか２５５時間後に形成された。
【００６０】
対照的に、本発明の実施態様に従う、ＵＶ不透過のカプセル材料のバリア層２２５を利用している装置の全９台は、信頼性テスト、５００時間後にそれらの初期出力力の５０％以上を保ち、および、クラックまたは機械的な故障は検出されなかった。
【００６１】
図５は、信頼性テストの後の本発明の実施態様に従うバリア層を有する典型的なパッケージされたＵＶ  ＬＥＤ  ５００の平面図写真である。示すように、図５のパッケージされたＵＶ  ＬＥＤ  ５００は、ＵＶ不透過のカプセル材料のバリア層２２５によって囲まれるＵＶ  ＬＥＤチップ５０５を特徴とする。
少なくとも５００時間のテスト時間の間、カプセル材料にクラックは形成されなかった。
【００６２】
本願明細書において使用される用語および表現は、明細書の用語として、そして、限定なしに用いられ、そして、かかる用語および表現の使用において、示され、および記載される特徴のいかなる均等物およびその部分を除外する意図はなく、しかし、さまざまな変更態様が請求される本発明の範囲内で可能であると認識される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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2017510997.tif 000009