(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光半導体構造と、
前記発光半導体構造の頂面上の波長変換構造と、
前記発光半導体構造及び前記波長変換構造の側壁に隣接した第１のリフレクタであり、当該第１のリフレクタの色を前記波長変換構造のオフ状態色に近づけるための顔料を含む第１のリフレクタと、
前記第１のリフレクタと前記発光半導体構造との間の第２のリフレクタであり、当該第２のリフレクタは、交互にされた第１及び第２の絶縁層を含み、前記第１の絶縁層は、前記第２の絶縁層とは異なる屈折率を持つ、反射層と、
を有するデバイス。
【請求項２】
前記第１のリフレクタは、透明材料内の粒子を有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記第１のリフレクタは、前記波長変換構造の頂面と同じ高さに頂面を持つ、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記粒子は、酸化物の粒子であり、前記透明材料はシリコーンを有する、請求項２に記載のデバイス。
【請求項５】
前記顔料は、前記波長変換構造の前記オフ状態色と一致する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記第２のリフレクタは、前記発光半導体構造からの未変換光を反射するように構成された第１の部分と、前記波長変換構造からの光を反射するように構成された第２の部分とを有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記第１の絶縁層は、第１の酸化物材料から形成されており、前記第２の絶縁層は、第２の酸化物材料から形成されている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
前記第２のリフレクタは、前記第１のリフレクタと前記波長変換構造との間にもある、請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
前記第１のリフレクタは拡散リフレクタである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記第２のリフレクタは、１ミクロンと５０ミクロンとの間の厚さを有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１１】
複数の発光デバイスであり、該複数の発光デバイスの各々が、
発光半導体構造と、
前記発光半導体構造の頂面上の波長変換構造と、
前記発光半導体構造及び前記波長変換構造の側壁に隣接した第１のリフレクタであり、当該第１のリフレクタの色を前記波長変換構造のオフ状態色に近づけるための顔料を含む第１のリフレクタと、
前記第１のリフレクタと前記発光半導体構造との間の第２のリフレクタであり、当該第２のリフレクタは、交互にされた第１及び第２の絶縁層を含み、前記第１の絶縁層は、前記第２の絶縁層とは異なる屈折率を持つ、反射層と、
を有する、複数の発光デバイス、
を有するデバイス。
【請求項１２】
前記複数の発光デバイスは、第１の発光デバイス及び第２の発光デバイスを含み、前記第１のリフレクタは更に、前記第１の発光デバイスと前記第２の発光デバイスとの間にある、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記複数の発光デバイスは、第１の発光デバイス及び第２の発光デバイスを含み、前記第１の発光デバイスの前記波長変換構造と前記第２の発光デバイスの前記波長変換構造とが異なり、前記第１の発光デバイスは更に、前記波長変換構造の上に、前記第２の発光デバイスの前記波長変換構造と同じオフ状態外観を持つ別の波長変換構造を有し、前記顔料は、前記第２の発光デバイスの前記波長変換構造の前記オフ状態色に一致する、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記第１の発光デバイスは温白色エミッタであり、前記第２の発光デバイスは冷白色エミッタである、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記第１の発光デバイスは更に、前記波長変換構造と前記別の波長変換構造との間に第３のリフレクタを有する、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１６】
当該デバイスは更に、前記波長変換構造、前記別の波長変換構造、前記第１のリフレクタ、及び前記第２のリフレクタ、の上面を覆う連続した光散乱材料の層を有する、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記光散乱材料は、透明材料内に酸化物粒子及びアルミナ粒子のうちの一方を含む、請求項１６に記載のデバイス。
【請求項１８】
ｎ型領域とｐ型領域との間に発光層を有した半導体構造を有する半導体発光ダイオードと、
前記半導体発光ダイオードの上の波長変換構造と、
前記半導体発光ダイオード及び前記波長変換構造の側壁に隣接した拡散リフレクタであり、当該拡散リフレクタは透明材料内の粒子及び顔料を有し、前記顔料は、当該拡散リフレクタの色を前記波長変換構造のオフ状態色に近づける、拡散リフレクタと、
前記拡散リフレクタと前記半導体構造との間の酸化物層と、
を有するデバイス。
【請求項１９】
前記粒子はＴｉＯ２であり、前記透明材料はシリコーンである、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記顔料は、前記波長変換構造の前記オフ状態色と一致する、請求項１８に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
発光ダイオード（“ＬＥＤ”）は、特定の周波数にある光を発するソリッドステートデバイスである。ソリッドステート光エミッタから発せられた少なくとも一部の光を他の周波数の光に変換して、ＬＥＤから発せられる色とは異なる色の光を生成するために、例えば蛍光体層などの周波数変更素子が使用される。ＬＥＤからの光を変更するために、他の色調節素子が、１つ以上のＬＥＤに関するパッケージングに含められることがある。ＬＥＤ色調節技術における改良が絶えず行われている。
【図面の簡単な説明】
【０００２】
【図１】ＩＩＩ族窒化物ＬＥＤの一例の断面図である。
【図２】図１のデバイスにおけるコンタクトの配置を例示する平面図である。
【図３】ＬＥＤと、波長変換構造と、ＬＥＤ及び波長変換構造の側壁上に配置された反射材料とを含むデバイスを例示している。
【図４】図３に示したデバイスの上面図である。
【図５】図５、６、及び７は、拡散反射側壁とＬＥＤ及び／又は波長変換構造との間に配置された薄い反射層を含むデバイスの断面図である。
【図６】図５、６、及び７は、拡散反射側壁とＬＥＤ及び／又は波長変換構造との間に配置された薄い反射層を含むデバイスの断面図である。
【図７】図５、６、及び７は、拡散反射側壁とＬＥＤ及び／又は波長変換構造との間に配置された薄い反射層を含むデバイスの断面図である。
【図８】冷白色エミッタ、温白色エミッタ、及び拡散反射側壁を含むデバイスの断面図である。
【図９】図８のデバイスの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００３】
本発明の実施形態は、半導体構造の側壁上に形成された第１のリフレクタと、第１のリフレクタに隣接して形成された第２のリフレクタとを含んだＬＥＤを含む。第２のリフレクタは、デバイスの上から見たときの第２のリフレクタの特定のオフ状態外観に合わせて選択され得る。
【０００４】
以下の例では、半導体発光デバイスは、青色光又はＵＶ光を発するＩＩＩ族窒化物ＬＥＤであるが、例えばレーザダイオードなどの、ＬＥＤ以外の半導体発光デバイスや、例えばその他のＩＩＩ−Ｖ族材料、ＩＩＩ族リン化物、ＩＩＩ族ヒ化物、ＩＩ−ＶＩ族材料、ＺｎＯ、又はＳｉ系材料などの、他の材料系からなる半導体発光デバイスは使用されてもよい。
【０００５】
現在利用可能な最も効率的な光源の中に、発光ダイオード（ＬＥＤ）、共振器型（resonant  cavity）発光ダイオード（ＲＣＬＥＤ）、垂直共振器型レーザダイオード（ＶＣＳＥＬ）及び端面発光レーザを含む半導体発光デバイスがある。可視スペクトルで動作可能な高輝度発光デバイスの製造において現在関心ある材料系は、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、特に、ＩＩＩ族窒化物材料とも呼ばれる、ガリウム、アルミニウム、インジウム、及び窒素の二元、三元、及び四元合金を含む。典型的に、ＩＩＩ族窒化物発光デバイスは、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）又はその他のエピタキシャル技術により、サファイア、炭化ケイ素、ＩＩＩ族窒化物若しくは複合材の基板、又はその他の好適な基板の上に、異なる組成及びドーパント濃度の複数の半導体層のスタック（積層体）をエピタキシャル成長させることによって製造される。スタックは、しばしば、基板上に形成された、例えばＳｉでドープされた１つ以上のｎ型層と、該１つ以上のｎ型層上に形成された活性領域内の１つ以上の発光層と、活性領域上に形成された、例えばＭｇでドープされた１つ以上のｐ型層とを含んでいる。これらｎ型領域及びｐ型領域の上に、電気コンタクトが形成される。
【０００６】
図１は、本発明の実施形態における使用に適した半導体発光デバイス１を例示している。図１に示すデバイスは、本発明の実施形態で使用され得るデバイスの一例に過ぎない。如何なる好適なデバイスが本発明の実施形態で使用されてもよく、本発明の実施形態は、図１に示す詳細事項に限定されるものではない。例えば、図１はフリップチップデバイスを示しているが、本発明の実施形態は、他のデバイスジオメトリと共に使用されてもよく、フリップチップデバイスに限定されるものではない。
【０００７】
図１に示すデバイスは、技術的に知られているように、成長基板１０上に最初に半導体構造を成長させることによって形成され得る。成長基板１０は、例えばサファイア、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＧａＮ又は複合基板など、如何なる好適基板であってもよい。先ず、ｎ型領域１４が成長され得る。ｎ型領域１４は、異なる組成及びドーパント濃度の複数の層を含み得る。該複数の層は、例えば、ｎ型あるいは意図的にはドープされないものとし得るバッファ層若しくは核生成層などのプリパレーション層及び／又は成長基板の除去を容易にするように設計される層と、発光領域が効率的に発光するのに望ましい特定の光学特性、材料特性若しくは電気特性に合わせて設計されるｎ型、若しくはｐ型であってもよい、デバイス層とを含み得る。ｎ型領域の上に、発光領域又は活性領域１６が成長される。好適な発光領域の例は、単一の厚い若しくは薄い発光層、又はバリア層によって分離された複数の薄い若しくは厚い発光層を含んだマルチ量子井戸発光領域を含む。発光領域の上に、ｐ型領域１８が成長される。ｎ型領域と同様に、ｐ型領域は、異なる組成、厚さ及びドーパント濃度の複数の層を含むことができ、該複数の層は、意図的にはドープされていない層又はｎ型層を含んでいてもよい。デバイス内の全ての半導体材料の総厚は、一部の実施形態において１０μｍより小さく、一部の実施形態において６μｍより小さい。
【０００８】
ｐ型領域上にｐコンタクトメタル２０が形成される。ｐコンタクトメタル２０は、反射性とすることができ、また、多層スタックであってもよい。例えば、ｐコンタクトメタルは、ｐ型半導体材料へのオーミックコンタクトをなすための層と、反射メタル層と、反射メタルのマイグレーションを防止あるいは抑制するガードメタル層とを含み得る。その後、メタルｎコンタクト２２が上に形成されるｎ型領域１４の表面を露出させる少なくとも１つのメサを形成するために、ｐコンタクトメタルの一部、ｐ型領域の一部及び発光領域の一部の厚さ全体を除去するように、半導体構造が、標準的なフォトリソグラフィ処理によってパターニングされてエッチングされる。固体、誘電体、電気絶縁材料、空気、周囲ガス、又は他の好適材料で充たされ得る間隙２４によって、ｎコンタクトとｐコンタクトとが電気的に分離（アイソレート）される。
【０００９】
図２は、図１のデバイスの平面図であり、図１のｐコンタクト及びｎコンタクトの配置の一例を示している。図２では、ｐコンタクト２０がｎコンタクト２２を取り囲んでいる。ｎコンタクト２２は円形又は他の好適形状とし得る。ｐコンタクト及びｎコンタクトは、例えば、当該ｐコンタクトとｎコンタクトとの間の間隙２４内に配置された誘電体材料によって電気的に分離される。ｐコンタクト及びｎコンタクトは、如何なる好適形状であってよく、また、如何なる好適手法で配置されてもよい。半導体構造をパターニングすること並びにｎコンタクト及びｐコンタクトを形成することは、当業者によく知られている。従って、ｎコンタクト及びｐコンタクトの形状及び配置は、図１及び２に示す実施形態に限定されるものではない。
【００１０】
デバイスのウエハ上の個々のデバイス間の領域１３において、半導体構造は、図１に示すように、半導体構造の一部である絶縁性の半導体層又は成長基板とし得る絶縁層まで下方にエッチングされ得る。成長基板は、半導体構造の成長後に、除去されてもよいし、あるいは、完全なままで又は薄化されてデバイスの一部のままであってもよい。図１及び図２に示す構造がマウントに取り付けられて、デバイスを出て行く光の大部分が、成長基板１０を通って、あるいは、成長基板が除去される場合には、成長基板を除去することによって露出された半導体構造の表面を通って出射するようにし得る。それに代えて、図１に示す向きにおいてデバイスの頂面に、半導体構造を支持するとともに半導体構造への電気コンタクトを形成する厚い金属パッドを形成又は付着させてもよい。
【００１１】
以降の図では、半導体構造並びにｎ及びｐコンタクトをブロック１２として表すこととする。
【００１２】
図３は、波長変換構造４０を含んだＬＥＤの断面図である。波長変換構造４０は、ＬＥＤから取り出された光の経路内で、（成長基板がデバイス内に残っている実施形態において）成長基板１０の上に配置される。
【００１３】
一部の実施形態において、波長変換構造４０は、例えば、ＬＥＤによって発せられる光を吸収して異なる波長の光を放つ１つ以上の波長変換材料を含んだ、予め製造された波長変換部材（すなわち、ＬＥＤとは別個に形成された自立型波長変換部材）とし得る。好適な波長変換構造４０の一例は、自立型波長変換セラミックスラブである。波長変換セラミックは、例えば、粉末蛍光体が自立スラブへと焼結されたものとし得る。スラブは、概して、蛍光体それ自体以外のバインダ材料を含有しない。好適なスラブは、例えば、一部の実施形態において５０μｍ以上の厚さ、一部の実施形態において５００μｍ以下の厚さ、一部の実施形態において１００μｍ以上の厚さ、そして、一部の実施形態において３００μｍ以下の厚さとし得る。好適な波長変換構造４０の他の一例は、粉末波長変換材料が透明材料内に配置されて自立構造を形成したものである。好適な透明材料の例は、シリコーン、ガラス、及びエポキシを含む。予め製造された波長変換構造４０は、例えばシリコーン又は他の好適材料とし得るものである接着層４２によってＬＥＤに接続され得る。
【００１４】
一部の実施形態において、波長変換構造４０は、別個に形成された構造ではなく、ＬＥＤの上に形成される。例えば、波長変換構造は、例えば蛍光体など波長変換材料が透明材料内に配置されて、ＬＥＤの上にラミネート、ステンシル、ディスペンス、又は他の方法で配置されるものとし得る。
【００１５】
接着層４２は、一部の実施形態において省略され得る。
【００１６】
波長変換構造４０内の（１つ以上の）波長変換材料は、コンベンショナルな蛍光体、粉末蛍光体、有機蛍光体、量子ドット、有機半導体、ＩＩ−ＶＩ族若しくはＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族若しくはＩＩＩ−Ｖ族半導体量子ドット若しくはナノ結晶、染料、ポリマー、又は発光する材料とし得る。以下に限られないが、例えば（Ｙ，Ｇｄ，Ｌａ，Ｌｕ，Ｔ，Ｐｒ，Ｓｍ）３（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｌｕ１−ｘ−ｙ−ａ−ｂＹｘＧｄｙ）３（Ａｌ１−ｚＧａｚ）５Ｏ１２：ＣｅａＰｒｂ（ただし、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、０＜ｚ≦０．１、０＜ａ≦０．２、０＜ｂ≦０．１）、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ（ＹＡＧ）、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ（ＬｕＡＧ）、Ｙ３Ａｌ５−ｘＧａｘＯ１２：Ｃｅ（ＹＡｌＧａＧ）、（Ｂａ１−ｘＳｒｘ）ＳｉＯ３：Ｅｕ（ＢＯＳＥ）などのガーネット系蛍光体、並びに例えば（Ｃａ，Ｓｒ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ及び（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕなどの窒化物系蛍光体を含め、如何なる好適な粉末蛍光体が使用されてもよい。
【００１７】
波長変換構造４０は、発光デバイスによって発せられて波長変換材料に入射する光の全て又は一部のみが、波長変換材料によって変換され得るように形成され得る。発光デバイスによって発せられた未変換の光が、光の最終的なスペクトルの一部をなしてもよいが、必ずしもそうである必要はない。一般的な組み合わせの例は、黄色発光の波長変換材料と組み合わされた青色発光のＬＥＤ、緑色発光及び赤色発光の波長変換材料と組み合わされた青色発光のＬＥＤ、青色発光及び黄色発光の波長変換材料と組み合わされたＵＶ発光のＬＥＤ、並びに青色発光、緑色発光及び赤色発光の波長変換材料と組み合わされたＵＶ発光のＬＥＤを含む。デバイスから発せられる光のスペクトルを調整するために、他の色の光を発する波長変換材料が追加されてもよい。
【００１８】
波長変換構造４０は、単一の波長変換材料、複数の波長変換材料の混合物、又は共に混合されるのではなく別々の層として形成された複数の波長変換材料を含み得る。異なる色の光を放つ複数の波長変換材料が、波長変換構造４０の別々の領域に配置されてもよいし、共に混合されてもよい。
【００１９】
光がデバイスの側面から出て行くことを防ぐために、デバイスの側面に沿って反射材料４４を配置することができ、それにより、反射材料４４がＬＥＤ及び波長変換構造４０の側壁に沿って配置されるようにし得る。反射性の材料はしばしば、例えば反射性であり且つ／或いは屈折率のコントラストを生じさせるとし得る粒子が透明材料と混合されたものなどの拡散リフレクタである。一例は、ＴｉＯ２粒子がシリコーン内に配置されたものである。反射材料４４は、成形され、ディスペンスされ、プレスされ、又は他の好適技術によって形成され得る。一部の実施形態において、反射材料４４を形成した後に、例えばビーズブラスティングなどの更なる処理ステップが、余分な反射材料を除去し得る。
【００２０】
言語の簡潔さのため、図３における構造４４及び他の図における同様の構造（すなわち、図５、６、７、８及び９における、それぞれ、厚い拡散反射側面コート５２、５６、６０、８０）は、ここでは、後述する薄い反射層の存在のために、一部の実施形態において反射性又はリフレクタとして参照されるが、反射材料４４に到達する光の量は重要でない。そのような実施形態において、構造４４はなおもデバイス内に含まれており、そこで構造４４は、反射材料４４に到達する光によって光源サイズが増大するのを防ぐように遮光層として機能する。そのような実施形態において、構造４４は、反射性が乏しくてもよいし、光を少なくとも部分的に吸収してもよいし、あるいは、光を完全に吸収してもよい。そのような実施形態において、構造４４は反射性である必要がない。
【００２１】
図４は、図３に示すデバイスの上面図である。反射材料４４が波長変換構造４０を取り囲んでいる。図４に示すデバイスがオフであるとき、波長変換構造４０は、一部の周辺光を吸収し、それに応答して波長変換された光を放ち得る。例えば、イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）波長変換構造は、オフ状態において黄色っぽく見える。周囲の反射材料４４は、波長変換構造と比較して有意な幅を有し得るので、ＬＥＤがオフであるときに周囲の反射材料４４が目に見える。オフ状態において周囲の反射材料４４は白っぽく見え得る。波長変換構造４０及び反射材料４４のこれら異なるオフ状態色は魅力的でないことがある。
【００２２】
反射材料４４及び波長変換構造４０の異なるオフ状態色に対する１つのソリューションは、反射材料４４に顔料を添加して、波長変換構造４０のオフ状態色と一致するようにオフ状態の外観を変えるものである。反射材料の色を変えるために顔料を添加することの１つの欠点は、顔料の添加がデバイスの光効率における有意な低下を生じさせ得ることである。
【００２３】
本発明の実施形態では、ＬＥＤ及び／又は波長変換構造の側壁上に拡散リフレクタ又は遮光構造が配置されるデバイスにおいて、側壁の少なくとも一部と拡散リフレクタとの間に、薄い反射層が配置される。図５、６、及び７は、デバイスの側壁に沿って配置された薄い反射層を含むデバイスを例示している。拡散リフレクタの頂面は、図５、図６及び図７のデバイス内の波長変換構造の頂面と実質的に同じ高さにある。
【００２４】
図５、６、及び７における薄い反射層は、拡散反射側壁と、波長変換構造及びＬＥＤの一方又は双方との間に配置されている。薄い反射層は、拡散反射側壁とは異なる材料とし得る。一部の実施形態において、拡散反射側壁は、例えばＬＥＤの上に配置された波長変換構造のオフ状態色にいっそう近く一致するように、拡散反射側壁の色を変えるための顔料を含む。一部の実施形態において、拡散反射側壁は非白色である。拡散反射側壁は、図３及び４に付随する文章にて上述したような反射材料４４とし得る。一例において、拡散反射側壁は、例えばＴｉＯ２などの粒子が例えばシリコーンなどの透明材料内に配置されたものである。顔料が、透明材料及び粒子と混合されてもよく、あるいは、拡散反射側壁の後に、例えば拡散反射側壁の表面に塗ることによって形成されてもよい。
【００２５】
様々な実施形態において、薄い反射層は、単一の薄い層であり、あるいは、同じ又は異なる厚さのものとし得るとともに同じ又は異なる材料を含有し得る複数の薄膜層のスタックである。様々な実施形態において、薄い反射層は、例えば酸化物、シリコンの酸化物、又はシリコンの窒化物の層などの単層の絶縁材料、多層の絶縁材料、絶縁層によってＬＥＤから電気的に分離された１つ以上の金属層、又は、例えば異なる屈折率を持つ絶縁層の交互スタック、ＳｉＯ２／ＴｉＯ２層の交互スタック、Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＯ２層の交互スタック、又はＳｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５層の交互スタックなどの分布ブラッグ反射器である。概して、薄い反射層は、一部の実施形態において２層以上、一部の他の実施形態において８０層以下、一部の実施形態において２０層以上、一部の実施形態において５０層以下、そして、一部の実施形態において約４０層を含み得る。薄い反射層内の各薄膜層は、一部の実施形態において１００ｎｍ以上の厚さ、一部の実施形態において１０ミクロン以下の厚さ、一部の実施形態において５００ｎｍ以上の厚さ、そして、一部の実施形態において２ミクロン以下の厚さとし得る。薄い反射層の総厚は、一部の実施形態において１ミクロン以上、一部の実施形態において５０ミクロン以下、一部の実施形態において５ミクロン以上、そして、一部の実施形態において２５ミクロン以下とし得る。一部の実施形態において、薄い反射層は、ＬＥＤの活性領域及び／又は波長変換構造によって発せられる波長の一部又は全てを有する光に対して、約９９％に至るまでの反射率を提供し得る。
【００２６】
薄い反射層を形成するのに使用される一部の好適材料の例は、例えば銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、及びパラジウム（Ｐｄ）などの金属、例えばＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＨｆＯ２、及びＺｒＯなどの金属酸化物、例えばＴｉＮｘ及びＡｌＮなどの金属窒化物、例えばＳｉＯ２又はＳｉＮｘなどのその他の誘電体材料、絶縁層、及びこれらの組み合わせを含む。一部の実施形態において、薄い反射層は、分布ブラッグ反射器であるか、それを含むかである。一部の実施形態において、薄い反射層は、高屈折率層と低屈折率層とを交互にした複数層のスタックを含む。一部の実施形態において、薄い反射層は、２つ、３つ、又はより多くの層のグループを繰り返し含む多層スタックである。一部の実施形態において、薄い反射層は、金属層と組み合わされた誘電体層を含む。
【００２７】
一部の実施形態において、薄い反射層は、例えば多孔質金属酸化物材料又は多孔質ガラスなどの多孔質材料の１つ以上の層を含んでいてもよい。このような材料は、材料の屈折率を操作するために、多孔性、すなわち、ガス又は空気のポケットを含んだものにされ得る。多孔質材料の屈折率は、典型的に、そのバルク材料の屈折率よりも低い。多孔質材料は、例えば、ゲルプロセス又はパルスレーザ堆積を含む任意の好適プロセスによって形成され得る。一部の実施形態において、薄い反射層内の或る層の気孔率（ひいては、屈折率）が傾斜されてもよい。
【００２８】
一部の実施形態において、上述の薄い反射層は、例えばスパッタリング堆積、原子層成長（ＡＬＤ）、及び真空蒸着などの薄膜堆積法によって、あるいは、例えばゾル−ゲル法などの液相−固相技術によって、ＬＥＤダイの表面上及び／又は他の構造（例えば、波長変換構造、マウント、支持体など）の表面上に形成され得る。
【００２９】
図５のデバイスでは、基板１０と半導体／コンタクト構造１２とを含むＬＥＤ、存在する場合の接着剤４２、及び波長変換構造４０の側壁上に、薄い反射層５０が配置されている。波長変換構造４０は、ＬＥＤと実質的に同じ幅である。薄い反射層５０は、拡散反射側壁５２とＬＥＤ及び波長変換構造との間に配置されている。
【００３０】
図６のデバイスでは、ＬＥＤの半導体及びコンタクト構造１２の側壁上のみに、薄い反射層５４が配置されている。薄い反射層５４は、波長変換構造４０、接着剤４２、及び基板１０の側壁上には配置されていない。薄い反射層５４は、拡散反射側壁５６と半導体及びコンタクト構造１２との間に配置されている。基板１０、波長変換構造４０、及び接着剤４２の側壁は、拡散反射側壁５６と直に接触している。図６に示した構成に代わるものとして、薄い反射層５４は、波長変換構造４０のみ、接着剤４２のみ、基板１０のみの側壁に沿って配置されてもよく、あるいは、波長変換構造４０、接着剤４２、半導体及びコンタクト構造１２、並びに基板１０の任意の組み合わせの側壁に沿って配置されてもよい。
【００３１】
図７のデバイスでは、図５のデバイスにおいてのように、基板１０と半導体／コンタクト構造１２とを含むＬＥＤ、存在する場合の接着剤４２、及び波長変換構造４０の側壁上に、薄い反射層５８が配置されている。図６及び７のデバイスでは、波長変換構造４０がＬＥＤよりも幅広である。図７のデバイスでは、薄い反射層５８は、拡散反射側壁６０とＬＥＤ及び波長変換構造との間に配置されている。
【００３２】
図５及び７に示す実施形態において、薄い反射層は、ＬＥＤと波長変換構造４０との双方の側壁上に配置されている。一部の実施形態において、薄い反射層は、ＬＥＤからの未変換の光（しばしば青色）と、波長変換構造４０からの変換された光（しばしば、黄緑色、赤色などを含む）との両方を反射するように構成される。一部の実施形態において、ＬＥＤ上と波長変換構造４０上とに異なる薄い反射層が配置される。例えば、ＬＥＤ上に配置される薄い反射層は、ＬＥＤからの未変換光を反射するように調整され、波長変換構造上に配置される薄い反射層は、波長変換光を反射するように調整される。一部の実施形態では、ＬＥＤ及び波長変換構造の双方上に単一の薄い反射層が配置されるが、この薄い反射層の異なる部分が、異なる種類の光を反射するように調整される。例えば、薄い反射層は、ＬＥＤからの未変換光を反射するように構成されたレイヤ対を含む第１のセグメントと、波長変換光を反射するように構成されたレイヤ対を含む第２のセグメントとの、２つのセグメントを有し得る。薄い反射層の厚みのうち第１の部分（例えば、厚みの半分）がＬＥＤからの未変換光を反射するように調整され、薄い反射層の厚みのうち第２の部分が波長変換光を反射するように調整されるよう、第１及び第２のセグメントが互いに上下に積み重ねられる。
【００３３】
図８は、冷白色エミッタ９０と温白色エミッタ９２との２つの波長変換式ＬＥＤを含んだデバイスを例示する断面図である。図９の上面図に示すように、拡散リフレクタ８０が、各エミッタ９０、９２を取り囲むとともに、それらの間に配置されている。冷白色エミッタ９０は、上述の波長変換構造４０を含んでいる。オフ状態において、波長変換構造４０は黄色に見え得る。温白色エミッタ９２は、波長変換構造４０よりも赤色発光側の波長変換材料を含んだ波長変換構造８５を含んでおり、故に、オフ状態において、波長変換構造８５は橙色又は橙赤色に見える。オフ状態における温白色エミッタ９２、冷白色エミッタ９０、及び拡散リフレクタ８０の間の外観の違いは望ましくない。
【００３４】
図８に示すデバイスにおいて、拡散リフレクタは、上述のように、波長変換構造４０のオフ状態外観に一致する顔料を含んでいる。上述のような薄い反射層８２が、ＬＥＤ及び波長変換構造と拡散リフレクタ８０との間で、冷白色エミッタ９０の側壁上に配置されている。上述したような薄い反射層８４が、ＬＥＤ及び波長変換構造と拡散リフレクタ８０との間で、温白色エミッタ９２の側壁上に配置されている。
【００３５】
冷白色エミッタ９０及び拡散リフレクタ８０に対して温白色エミッタ９２のオフ状態外観を一致させるために、波長変換構造４０と同じオフ状態外観を持つ波長変換層８８が、温白色波長変換構造８５の上に配置される。オフ状態において、周辺光が波長変換層８８に当たるとき、波長変換層８８を励起し、波長変換構造４０と同じ色の光が放たれる。ダイクロイックフィルター又は上述の好適な薄い反射層のうちのいずれかとし得るものである薄い反射層８６が、波長変換層８８と温白色波長変換構造８５との間に配置されるとともに、例えば青色光などの短波長光を反射するように調整される。この薄い反射層は、温白色波長変換構造８５に到達して温白色波長変換構造８５を励起し得るオフ状態における周辺光の量を減少させる。波長変換構造８５に到達した温白色波長変換構造８５の励起スペクトル内の周辺光は、波長変換構造８５に、波長変換層８８及び波長変換構造４０からの光よりも赤い光を放たせることになり、それが、波長変換層８８のオフ状態外観を変えることになる。薄い反射層８６はＬＥＤからの未変換光をも反射するが、温白色エミッタは非常に重度に波長変換される傾向にあるため、薄い反射層８６の存在が、目につくほど、温白色エミッタ９２の性能に影響を及ぼすことはない。
【００３６】
一部の実施形態において、図８に示す構造の上に、オプションの散乱層９４が形成される。散乱層９４は、冷白色エミッタ９０及び温白色エミッタ９２のオフ状態外観を更に改善し得る。様々な実施形態において、散乱層９４は、冷白色エミッタ９０のみの上に、温白色エミッタ９２のみの上に、拡散リフレクタ８０を除いた一方又は双方のエミッタの上に、又は図８に示すように構造全体の上に形成される。散乱層９４は、例えば、散乱を生じさせる粒子が透明材料内に配置されたものとし得る。例えばＴｉＯ２及び／又はアルミナ粒子とシリコーン又は他の好適透明材料を含め、如何なる好適材料が使用されてもよい。オプションの散乱層９４は、ここに記載された例及び実施形態のいずれと共にも使用され得る。
【００３７】
本発明を詳細に記載してきたが、当業者が理解することには、本開示を所与として、ここに記載された発明概念の精神から逸脱することなく、本発明に変更が為され得る。特に、ここに記載された異なるデバイスの異なる機構及びコンポーネントが、他のデバイスのいずれかで使用されてもよく、あるいは、デバイスのいずれから機構及びコンポーネントが省略されてもよい。１つの実施形態の文脈において説明された構造の特徴が任意の実施形態に適用可能であることがある。故に、図示して説明した特定の実施形態に本発明の範囲を限定する意図はない。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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