(57)【要約】発光素子、及び同発光素子を形成する方法が開示される。発光素子は、透明熱伝導層と、前記透明熱伝導層上に設けられる蛍光体層と、光を前記透明熱伝導層及び前記蛍光体層に向けて放出するように配置される少なくとも１つの発光半導体とを有する。
2012502449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明熱伝導層と、
前記透明熱伝導層上に設けられる蛍光体層と、
光を前記透明熱伝導層及び前記蛍光体層に向けて放出するように配置される少なくとも１つの発光半導体とを備える、装置。
【請求項２】
前記透明熱伝導層は、熱を前記蛍光体層から放散させるべく形成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記透明熱伝導層は前記蛍光体層をヒートシンクに熱的に結合させる、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記蛍光体層は、複数の蛍光体部分を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記蛍光体部分群は、蛍光体ドットアレイである、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記蛍光体部分群は、複数の個別蛍光体パターンである、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記蛍光体部分群は、互いの上に積層される複数の蛍光体層である、請求項４に記載の装置。
【請求項８】
前記複数の蛍光体層の各蛍光体層は、複数の透明熱伝導層の各透明熱伝導層と交互に積層される、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記複数の蛍光体層の各蛍光体層はヒートシンクに、前記複数の透明熱伝導層のうちの少なくとも１つの透明熱伝導層を介して熱的に結合される、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記蛍光体部分群のうちの少なくとも１つの蛍光体部分は、前記蛍光体部分群のうちの少なくとも１つの別の蛍光体部分の色とは異なる色の光を生成するように構成される、請求項４に記載の装置。
【請求項１１】
前記蛍光体部分群のうちの少なくとも１つの蛍光体部分は、前記蛍光体部分群のうちの少なくとも１つの別の蛍光体部分のタイプとは異なるタイプの蛍光体粒子を含む、請求項４に記載の装置。
【請求項１２】
更に、空洞を含む凹型ハウジングを備え、前記空洞は気密封止される、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記透明熱伝導層は、ガラス、サファイア、及びダイヤモンドから成るグループから選択される材料により形成される、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
少なくとも１つの透明熱伝導層と、少なくとも１つの蛍光体層とを含む多重層積層体と、
光を前記積層体に向けて放出するように配置される少なくとも１つの発光半導体と、
を備える、装置。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの透明熱伝導層、及び前記少なくとも１つの蛍光体層は交互に積層される、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの透明熱伝導層は、熱を前記少なくとも１つの蛍光体層から放散させ
るように構成される、請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
透明熱伝導層の上に設けられる少なくとも１つの蛍光体層を備える発光素子であって、前記透明熱伝導層が前記少なくとも１つの蛍光体層の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する、発光素子。
【請求項１８】
発光素子を形成する方法において、
少なくとも１つの蛍光体混合物を透明熱伝導層の上に堆積させる工程を備える、方法。
【請求項１９】
前記蛍光体混合物群のうちの１つの蛍光体混合物を第１の蛍光体部分アレイとして堆積させ、前記蛍光体混合物群のうちの別の蛍光体混合物を第２の蛍光体部分アレイとして堆積させて、前記第１のアレイの前記蛍光体混合物群が前記第２のアレイの前記蛍光体混合物群に重なることがないようにする、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記蛍光体混合物群のうちの少なくとも１つの蛍光体混合物は、前記蛍光体混合物群のうちの少なくとも１つの別の蛍光体混合物の色とは異なる色の光を生成するように構成される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記蛍光体混合物群のうちの少なくとも１つの蛍光体混合物は、前記蛍光体混合物群のうちの少なくとも１つの別の蛍光体混合物のタイプとは異なるタイプの蛍光体粒子を含む、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、発光素子に関し、特に蛍光体層を有する半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤｓ）は、白熱ランプ及び蛍光光源のような従来の光源に置き換わる魅力的な候補である。ＬＥＤｓは、白熱ランプよりもずっと高い光変換効率、及び両タイプの従来光源よりもずっと長い寿命を有する。更に、幾つかのタイプのＬＥＤｓは現在、蛍光光源よりも高い変換効率を有し、非常に高い変換効率が研究所において実証されている。更に、ＬＥＤｓは、蛍光ランプよりも低い電圧しか必要としないので、バッテリまたは内部コンピュータＤＣ電源のような低電圧電源から光源に電源を供給する必要がある用途により一層適している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
残念なことに、ＬＥＤｓは、比較的狭いスペクトル帯の光しか生成しない。従来の光源に置き換わるためには、人間観測者に「白色」に見える光を生成するＬＥＤｓが必要である。「白色」に見え、かつ蛍光光源の変換効率と同等の変換効率を有する光源は、青色発光半導体を青色光の一部を黄色光に変換する蛍光体層で被覆することにより構成することができる。黄色光に対する青色光の比が正しく選択される場合、結果として得られる光源からの光は、人間観測者には白色に見える。しかしながら、高出力照明を必要とする用途では、蛍光体層は、変換プロセスにおいて、当該蛍光体層自体が発熱するので過熱する可能性がある。熱は、十分に放散されない場合には、蛍光体層の劣化を起こし、素子性能を低下させ、および、寿命期間を短くする。
【０００４】
光出力の効率だけでなく色一貫性を高めるために、幾つかの最新の素子は、個別に形成される蛍光体層を発光半導体から遠く離れた位置に取り付けるように設計される。しかしながら、このアプローチは、更に別の問題を伴う。蛍光体層は、光変換プロセス自体に起因して極めて高い温度に加熱されて、効率が低下し、劣化を生じる。従って、このような設計は、熱を蛍光体層から遠ざかるように放散させる手段を全く提供しないので、熱放散問題に対処することができない。
【０００５】
従って、最新のＬＥＤｓは、これらのＬＥＤに関して意図された目的に全体として適することが判明しているが、これらのＬＥＤは固有の不具合を有し、これらの不具合によって、これらのＬＥＤの全体としての有効性及び望ましさが損なわれる。従って、熱を蛍光体層から放散させる機構を備える小型高出力「白色光」ＬＥＤｓが必要になる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の１つの態様では、装置は、透明熱伝導層と、前記透明熱伝導層上に設けられる蛍光体層と、光を前記透明熱伝導層及び前記蛍光体層に向けて放出するように配置される少なくとも１つの発光半導体とを含む。
【０００７】
本開示の別の態様では、装置は、少なくとも１つの透明熱伝導層、及び少なくとも１つの蛍光体層から成る交互層を有する積層体と、  光を前記積層体に向けて放出するように配置される少なくとも１つの発光半導体とを含む。
【０００８】
本開示の更に別の態様では、発光素子は、透明熱伝導層の上に設けられる少なくとも１つの蛍光体層を含み、前記透明熱伝導層は、前記少なくとも１つの蛍光体層の熱伝導率よ
りも高い熱伝導率を有する。
【０００９】
本開示の更に別の態様では、発光素子を形成する方法は、少なくとも１つの蛍光体混合物を透明熱伝導層の上に堆積させる工程を含む。
発光素子の他の態様は、この技術分野の当業者であれば、以下の詳細な説明から容易に理解することができ、この詳細な説明は、発光素子の種々の態様の例においてのみ一例として提示され、記載される。明らかに、本明細書に開示される発光素子の種々の態様は、本開示の思想及び範囲から逸脱しない限り、他の種々の態様に変更することができる。従って、以下の図面及び詳細な説明は、本質的に例示として捉えられるべきであり、限定的に捉えられるべきではない。
【００１０】
本開示の種々の態様は、添付の図面において一例として示され、限定的に示されるのではない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】発光素子の１つの例を示す断面図。
【図２】透明熱伝導層を有する発光素子の１つの例を示す断面図。
【図３】複数の発光半導体と、透明熱伝導層とを有する発光素子の１つの例を示す断面図。
【図４】封止発光半導体及び透明熱伝導層を有する発光素子の１つの例を示す断面図。
【図５】複数の封止発光半導体と、透明熱伝導層とを有する発光素子の１つの例を示す断面図。
【図６】蛍光体層及び透明熱伝導層を組み合わせるプロセスの１つの例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
添付の図面に関連して以下に開示する詳細な説明は、発光素子の種々の態様を記述するために行なわれるのであり、本発明の態様を実行するためのあらゆる方法を包含するために行なうのではない。詳細な説明は、発光素子の種々の態様の完全な理解を可能にするための特定の詳細を含むことができる；しかしながら、この技術分野の当業者であれば、本発明は、これらの特定の詳細を利用することなく実施することができることが分かるであろう。幾つかの例では、公知の構造及び構成要素をブロック図形式で概略的に説明し、および／または示して、本発明の概念が不明瞭になることがないようにしている。
【００１３】
更に、「ｐｒｏｖｉｄｅｄ  ｏｎ」及び「ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ」のような、本明細書において使用される種々の記述用語は、本開示の範囲内で可能な最も広い意味が与えられるべきである。例えば、１つの層が別の層「ｐｒｏｖｉｄｅｄ  ｏｎ（の上に設けられる）」と表現される場合、当該１つの層を、当該他の層の上に直接的または間接的に堆積させる、エッチング形成する、取り付ける、または作製する、或いは形成することができることであると理解されたい。また、「ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ（透明）」であると記述される或る物は、特定の注目波長（または、波長群）の電磁放射を大きく妨害または吸収することを許容しない特性を有するものとして理解されたい。
【００１４】
図１は、蛍光体層１１２を有する発光素子１００の１つの例を示す断面図である。この例では、当該素子は、基板１０４の上に設けられる青色発光半導体１０２を含むことができる。発光半導体１０２は、当該発光半導体１０２に導電配線（図示せず）を介して電気的に接続される電源（図示せず）により駆動することができる。基板１０４は、例えばセラミック薄板またはエポキシ薄板のような絶縁材料とすることができる。基板１０４の上に設けられる凹型ハウジング１０６は、例えば錐体空洞のような空洞１０８を、セラミッ
ク、樹脂、ポリフタルアミド、ポリカーボネート、または他の或る適切な材料のような材料の層に穿ち；空洞１０８の内壁１１０に、例えばアルミニウム、銀、または二酸化チタンを含浸させ射出成形して得られる適切なプラスチックのような反射材料をコーティングし；次に、ハウジング１０６を基板１０４に接合させることにより形成することができる。別の構成として、凹型ハウジング１０６は、空洞１０８を基板１０４に直接穿つことにより形成することができる。発光半導体１０２は、凹型ハウジング１０６を形成した後に基板１０４に接合させてもよい。
【００１５】
発光半導体１０２を基板１０４に接合させた後、シリコーンのような透明屈折率整合材料を空洞１０８に堆積させることができる。その後、蛍光体層１１２を凹型ハウジング１０６の上に設けて、空洞１０８及び発光半導体１０２を覆うことができる。
【００１６】
蛍光体層１１２を発光半導体１０２と組み合わせて使用することにより、或る範囲の色温度、及びスペクトル組成を有する光を生成する。蛍光体層１１２は、シリコーン及び蛍光体粒子の混合物を含むことができ、これらの蛍光体粒子はシリコーンに均一に分散され、懸濁される。これらの蛍光体粒子を異なる色（例えば、黄色、赤色、青色）とすることにより、素子１００により生成される光の色レンダ蛍光体グ指数を高くする。蛍光体層１１２は、丸い円盤形を有するので、均一な放射パターンを実現することができる。
【００１７】
動作状態では、発光半導体１０２は青色光を放出することができる。青色光の一部は、蛍光体層１１２の蛍光体粒子により吸収することができ、残りの青色光は、蛍光体層１１２を通過することができる。一旦、青色光が蛍光体粒子に吸収されると、当該蛍光体粒子は、当該粒子に固有の色の光を放出することができる。当該蛍光体粒子からのこの２次放出有色光は、残りの青色光と光学的に混合され、このようにして生成される混合スペクトルをヒトの眼が白色として知覚する。
【００１８】
残念なことに、青色光を他の波長に蛍光体で変換するときの変換効率は１００％ではない。青色光の各光子は、より短い波長（及び、より低いエネルギー）の光の光子を１つしか生成することができず、このプロセスはストークスシフトとしても知られている。更に、蛍光体粒子によって吸収される青色光の各光子は必ず、異なる波長の光子を生成するという訳ではない。いずれの場合においても、この損失エネルギーは、蛍光体により吸収され、熱として蛍光体層１1２に放出される。微細素子の場合、発生するこの熱は非常に小
さく、通常、当該素子の性能に大きな影響を及ぼすことがない。しかしながら、消費電力が１ワットを超える素子のような、出力が更に大きい素子の場合、蛍光体層の内部で発生する熱の量は、当該熱が十分に放散されることがない場合には非常に大きくなる。その結果、過剰な熱によって蛍光体層が劣化し、当該蛍光体層の効率が低下する。すなわち、蛍光体層はずっと、同じ量の放射光電力を吸収し続けるが、より少ない量の光しか放出しなくなる。その結果、輝度が低下し、色温度が白の色温度から青の色温度にシフトし、素子１００の性能に悪影響を及ぼす。蛍光体層１１２内で発生する熱を放散させるために、熱放散構造を発光素子に、図２に示すように組み込む。
【００１９】
図２は、透明熱伝導層２１４を備える熱放散構造を有する素子２００の１つの例を示す断面図である。図２の発光半導体２０２、基板２０４、凹型ハウジング２０６、空洞２０８、反射内壁２１０、及び蛍光体層２１２は、図１の発光半導体１０２、基板１０４、凹型ハウジング１０６、空洞１０８、反射内壁１１０、及び蛍光体層１１２にそれぞれ対応するので、これらの構成要素のそれぞれに関する説明は省略する。素子２００の熱放散構造は、透明層２１４と、金属製ハウジング２１６と、ヒートシンク２１８と、フィン群２２０とを含むことができる。金属製ハウジング２１６、ヒートシンク２１８、及びフィン群２２０は全て、例えば銅、アルミニウム、窒化アルミニウム、またはダイヤモンドのような熱伝導材料により構成することができる。
【００２０】
蛍光体層２１２は透明層２１４の上に、積層法、スクリーン印刷法、または蛍光体層２１２を透明層２１４に熱的に結合させる他のいずれかの適切な方法により設けることができる。透明層２１４は、例えばガラス、サファイア、ダイヤモンド、または蛍光体層２１２の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する他のいずれかの適切な透明熱伝導材料のような透明熱伝導材料とすることができる。蛍光体層２１２は、特定色の、または合成色（例えば、黄色、赤色、緑色）の蛍光体粒子、及びガーネット構造蛍光体（例えば、イットリウムアルミニウムガーネット、テルビウムアルミニウムガーネット）、硫化物蛍光体（例えば、硫化亜鉛、硫化ストロンチウム）、セレン化物蛍光体（例えば、セレン化カドミウム、セレン化亜鉛）、ケイ酸塩蛍光体（例えば、ケイ酸バリウム、ケイ酸ストロンチウム、ケイ酸カルシウム）、及びアルカリハロゲン化蛍光体（例えば、塩化セシウム、臭化カリウム）のような特定タイプの蛍光体粒子を含む蛍光体シリコーン混合物とすることができる。上に列挙した蛍光体のいずれの蛍光体も、セリウム、ユーロピウム、またはこの技術分野の当業者に良く知られている他の同様の希土類金属により活性化することができる。蛍光体粒子は、約３μｍ〜２５μｍの直径を有することができるが、これらの直径に制限されない。
【００２１】
一旦、熱的に結合されると、蛍光体層２１２及び透明層２１４を凹型ハウジング２０６の上に設けることにより、空洞２０８を覆うことができる。図２は、蛍光体層２１２が、透明層２１４の上に配置されるものとして示しているが、これらの層の順番は、蛍光体層２１２が透明層２１４の下に配置されるように逆にしてもよい。更に、どのような数の蛍光体層２１２、及びどのような数の透明層２１４も互いに結合させることができ、これにより積層構造を形成することができる。例えば、異なる色、タイプ、及び／又は厚さの蛍光体を有する２つの蛍光体層２１２を、２つの異なる透明層と交互に積層させて、２つの蛍光体層２１２が１つの透明層２１４により分離され、かつ２つの透明層２１４が１つの蛍光体層２１２により分離されるようにすることができる。
【００２２】
透明層２１４は、金属製ハウジング２１６に、例えば溶接、半田付け、または機械的圧着のようないずれかの適切な方法により熱的に結合させることができる。結果的に得られる透明層２１４と金属製ハウジング２１６との間の熱接合は、空洞２１８を密閉し、温度、圧力、及び他の環境条件の極端なバラツキから保護する気密接合とすることもできる。
【００２３】
金属製ハウジング２１６をヒートシンク２１８に接合させて、金属製ハウジング２１６及びヒートシンク２１８が、互いに熱的に結合される、または互いから熱的に絶縁されるようにする。金属製ハウジング２１６及びヒートシンク２１８は、凹型ハウジング２０６及び基板２０４の外部側壁に設けることができ、ヒートシンク２１８は基板２０４の底部に熱的に結合される。
【００２４】
金属製ハウジング２１６とヒートシンク２１８とを、ヒートシンク２１８の温度が蛍光体層２１２の温度を発光半導体２０２から生じる高熱によって超える場合に熱的に絶縁することが望ましい。このような熱絶縁によって、熱がヒートシンク２１８から蛍光体層２１２に金属製ハウジング２１６を介して伝わるのを防止する。従って、金属製ハウジング２１６は、当該ハウジング自体に設けた排熱フィン（図示せず）を有することができ、蛍光体層２１２のヒートシンクとして機能することができる。蛍光体層２１２の温度がヒートシンク２１８の温度を超える場合、金属製ハウジング２１６とヒートシンク２１８とを熱的に結合させて、熱が蛍光体層２１２からヒートシンク２１８に金属製ハウジング２１６を介して伝わることができるようにすることが望ましい。
【００２５】
素子２００の動作中、金属製ハウジング２１６とヒートシンク２１８とが熱的に結合される場合に、蛍光体層２１２に含まれる蛍光体粒子により発生する熱は、蛍光体層２１２
から金属製ハウジング２１６に透明層２１４でだけでなく蛍光体層２１２自体を介して放散させることができる。金属製ハウジング２１６は熱をヒートシンク２１８に伝達し、このヒートシンク２１８が今度は、熱を外部環境にフィン２２０を介して排出する。従って、蛍光体層２１２が冷却されて、当該蛍光体層の劣化を防止する、または低減することができる。
【００２６】
図３は、複数の発光半導体３０２と、透明熱伝導層３１４とを有する発光素子３００の１つの例を示す断面図である。図３の複数の発光半導体３０２の各発光半導体３０２、基板３０４、凹型ハウジング３０６、空洞３０８、反射内壁３１０、蛍光体層３１２、透明層３１４、金属製ハウジング３１６、ヒートシンク３１８、及びフィン群３２０は、図２の発光半導体２０２、基板２０４、凹型ハウジング２０６、空洞２０８、反射内壁２１０、蛍光体層２１２、透明層２１４、金属製ハウジング２１６、ヒートシンク２１８、及びフィン群２２０にそれぞれ対応するので、これらの構成要素のそれぞれに関する説明は省略する。
【００２７】
当該素子３００は、図２の素子２００とは発光半導体３０２の数に関して異なっている。素子３００は、どのような数の発光半導体３０２（例えば、９個の発光半導体３０２）を含んでいてもよく、これらの発光半導体３０２は、どのようなサイズの配列で並べることもできる（例えば、これらの発光半導体３０２のうちの９個の発光半導体３０２が３ｘ３アレイに配置される）。
【００２８】
図４は、透明熱伝導層４１４と、封止層４２２内の発光半導体４０２とを有する発光素子４００の１つの例を示す断面図である。図４の発光半導体４０２、基板４０４、凹型ハウジング４０６、空洞４０８、反射内壁４１０、蛍光体層４１２、透明層４１４、金属製ハウジング４１６、ヒートシンク４１８、及びフィン群４２０は、図２の発光半導体２０２、基板２０４、凹型ハウジング２０６、空洞２０８、反射内壁２１０、蛍光体層２１２、透明層２１４、金属製ハウジング２１６、ヒートシンク２１８、及びフィン群２２０にそれぞれ対応するので、これらの構成要素のそれぞれに関する説明は省略する。
【００２９】
当該素子４００は、図２の素子２００とは、当該素子４００が封止層４２２を含み、この封止層４２２は、発光半導体４０２を封止するように堆積させることができる点で異なっている。封止層４２２は、例えばシリコーン、または同様の材料により構成することができる。封止層４２２は、例えば半球ドーム形状のようないずれかの適切な形状とすることができる。封止層４２２の外側にあって空洞４０８の内部にある空間は、窒素、空気、または他の或る適切なガスにより充填することができる。
【００３０】
図５は、複数の封止発光半導体５０２と、透明熱伝導層５１４とを有する発光素子５００の１つの例を示す断面図である。図５の複数の発光半導体５０２の各発光半導体５０２、複数の封止層５２２の各封止層５２２、基板５０４、凹型ハウジング５０６、空洞５０８、反射内壁５１０、蛍光体層５１２、透明層５１４、金属製ハウジング５１６、ヒートシンク５１８、及びフィン群５２０は、図４の発光半導体４０２、封止層４２２、基板４０４、凹型ハウジング４０６、空洞４０８、反射内壁４１０、蛍光体層４１２、透明層４１４、金属製ハウジング４１６、ヒートシンク４１８、及びフィン群４２０にそれぞれ対応するので、これらの構成要素のそれぞれに関する説明は省略する。
【００３１】
当該素子５００は、図４の素子４００とは、封止発光半導体５０２の数に関して異なっている。当該素子５００は、どのような数の発光半導体５０２を含んでいてもよく、これらの発光半導体５０２は、図３に示す素子３００と同様に、どのようなサイズの配列で並べることもできる。
【００３２】
図６は、図２の蛍光体層２１２及び透明熱伝導層２１４のような蛍光体層及び透明層を組み合わせるプロセスの１つの例を示すフローチャート図６００である。プロセスが始まり、ブロック６０２に進み、このブロック６０２では、蛍光体層２１２の種々の成分が混合される。例えば、１つの特定色、または複数色（例えば、黄色、赤色、緑色）の合成色を有する特定量の蛍光体粉末を、液体シリコーンのような特定量の担体と混合することができる。蛍光体粉末及び担体を、真空オーブン内で約５０℃で混合して、混合物を効果的に混合し、脱ガスして蛍光体粒子を担体中に懸濁させ、分散させ、そして混合物にはガス気泡がほとんど無くなるようにすることができる。
【００３３】
一旦、混合物が調製されると、プロセスはブロック６０４に進み、このブロック６０４では、混合物を透明層上に、スクリーン印刷法、ステンシル法、または他のいずれかの適切な方法により均一に堆積させる。回路基板を製造するために使用される装置のような装置をこの目的のために使用することができる。混合物を堆積させて透明層領域の大部分を、例えば１つの連続層、特定パターン、またはドットアレイとして被覆することができる。堆積混合物の厚さを制御して、所望の最終厚さの蛍光体層を実現することができる。
【００３４】
混合物を透明層上に堆積させた後、プロセスはブロック６０６に進み、このブロック６０６では、混合物を所定時間長（例えば、３０分）に亘って特定温度で硬化させる。
堆積混合物を硬化させた後、プロセスはブロック６０８に進み、このブロック６０８では、所望の蛍光体群（例えば、種々の色及び／又はタイプの蛍光体粒子群）の全てが透明層上に設けられているかどうかについての判断を行なう。所望の蛍光体群の全てが透明層上に設けられている訳ではないと判断される場合、プロセスはブロック６０２に戻り、このブロック６０２では、更に別の色及び／又はタイプの蛍光体粉末を担体と混合させ、そしてプロセスは、所望の蛍光体群の全てが透明層上に設けられるまでブロック６０４〜６０８を通過して下方に進む。ブロック６０８で、所望の蛍光体群の全てが透明層上に設けられたと判断される場合、プロセスはブロック６１０に進む。ブロック６１０では、硬化済み混合物及び透明層を、チップ切断機または同様の装置によって切断して所定の形状（例えば、丸い円盤）にする。ブロック６１０の後、プロセスは終了する。
【００３５】
プロセスを異なる蛍光体粉末ごとに繰り返す場合、ブロック６０４では、各蛍光体混合物を透明層上に、積層蛍光体層構造の個別層として堆積させることができる。積層蛍光体層構造は、交互に積層する透明層群及び蛍光体層群を含むことができる、または少なくとも１つの透明層、及び少なくとも１つの蛍光体層から成るいずれかの種類の積層構造を含むことができる。別の構成として、各蛍光体混合物は、透明層上の当該蛍光体混合物の該当するスペースに所定アレイ状に堆積させることができる。結果として得られる蛍光体層は、複数の積層アレイ状の蛍光体混合物の組み合わせとすることができる。これは、各混合物をスクリーン印刷したときの特定のリソグラフィックパターンを利用して行なうことができる。当該アレイは、各蛍光体混合物を堆積させて、隣接する蛍光体混合物と重なることがないようにして得られるようなアレイとすることができる。異なる色の蛍光体をこのようにアレイ状に堆積させて、異なる色の隣接蛍光体粒子による光吸収を低減させることが望ましい。更に、各蛍光体混合物を個別に、積層状またはアレイ状のいずれであるかどうかに関係なく、堆積させることにより、相性の悪い蛍光体混合物を、結果として得られる蛍光体層内に含めることができ、この場合、相性の悪い蛍光体混合物は、アレイ内のこれらの混合物の該当する層内、及び／又は領域内に局在化させる。
【００３６】
透明熱伝導層を含む熱放散構造を有するＬＥＤｓは非常に多くの用途に使用することができる。例えば、これらのＬＥＤは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のバックライト用途に非常に適している。他の用途として、これらには制限されないが、自動車の車内照明、ライトバルブ、ランタン、街灯、懐中電灯、またはＬＥＤｓが使用される他のいずれかの用途を挙げることができる。
【００３７】
上の説明は、この技術分野の当業者であれば誰でも、本明細書において説明される種々の態様を実施することができるようにするために行なわれている。これらの態様に対する種々の変更は、この技術分野の当業者には容易に理解することができ、本明細書において定義される一般原理は他の態様に適用することができる。従って、請求項は、本明細書に示す態様に限定するために記載されるのではなく、請求項には、請求項の文言に一致する最も広い範囲が付与されるべきであり、単数形の要素に対する参照は、特にそのように言及されているのでない限り、「ｏｎｅ  ａｎｄ  ｏｎｌｙ  ｏｎｅ（１つ、及び１つのみ）」を意味するために行なわれるのではなく、「ｏｎｅ  ｏｒ  ｍｏｒｅ（１つ、またはそれ以上）」を意味するために行なわれる。特に断りのない限り、「ｓｏｍｅ（幾つか）」という用語は、「ｏｎｅ  ｏｒ  ｍｏｒｅ（１つ、またはそれ以上）」を指す。本開示全体を通じて記載され、かつこの技術分野の当業者に公知である、または後で公知になる、種々の態様の要素群の全ての構造的かつ機能的等価物は、本明細書において参照されることにより本明細書に明示的に組み込まれ、かつ請求項に包含されるべきである。更に、本明細書に開示される内容は、このような開示内容が請求項に明示的に列挙されているかどうかに関係なく、一般公衆への放棄となることはない。請求要素は、当該請求要素が、表現「ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ」を使用して明示的に列挙されていない限り、または方法請求項の場合に、当該要素が表現「ｓｔｅｐ  ｆｏｒ」を使用して列挙されていない限り、米国特許法第１１２条第６項の規定に従って解釈されるべきではない。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成22年4月30日(2010.4.30)
【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】
金属製ハウジングに係合されている透明熱伝導層と、
前記透明熱伝導層上に設けられる蛍光体層と、
光を前記透明熱伝導層及び前記蛍光体層に向けて放出するように配置される少なくとも１つの発光半導体とを備える、装置。
【請求項２】
前記透明熱伝導層は、熱を前記蛍光体層から放散させるべく形成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記透明熱伝導層は前記蛍光体層をヒートシンクに熱的に結合させる、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記蛍光体層は、複数の蛍光体部分を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記蛍光体部分群は、蛍光体ドットアレイである、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記蛍光体部分群は、複数の個別蛍光体パターンである、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記蛍光体部分群は、互いの上に積層される複数の蛍光体層である、請求項４に記載の装置。
【請求項８】
前記複数の蛍光体層の各蛍光体層は、複数の透明熱伝導層の各透明熱伝導層と交互に積層される、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記複数の蛍光体層の各蛍光体層はヒートシンクに、前記複数の透明熱伝導層のうちの少なくとも１つの透明熱伝導層を介して熱的に結合される、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記蛍光体部分群のうちの少なくとも１つの蛍光体部分は、前記蛍光体部分群のうちの少なくとも１つの別の蛍光体部分の色とは異なる色の光を生成するように構成される、請求
項４に記載の装置。
【請求項１１】
前記蛍光体部分群のうちの少なくとも１つの蛍光体部分は、前記蛍光体部分群のうちの少なくとも１つの別の蛍光体部分のタイプとは異なるタイプの蛍光体粒子を含む、請求項４に記載の装置。
【請求項１２】
更に、空洞を含む凹型ハウジングを備え、前記空洞は気密封止される、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記透明熱伝導層は、ガラス、サファイア、及びダイヤモンドから成るグループから選択される材料により形成される、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
金属製ハウジングに係合されている少なくとも１つの透明熱伝導層と、少なくとも１つの蛍光体層とを含む多重層積層体と、
光を前記積層体に向けて放出するように配置される少なくとも１つの発光半導体と、
を備える、装置。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの透明熱伝導層、及び前記少なくとも１つの蛍光体層は交互に積層される、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの透明熱伝導層は、熱を前記少なくとも１つの蛍光体層から放散させるように構成される、請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
金属製ハウジングに係合されている透明熱伝導層の上に設けられる少なくとも１つの蛍光体層を備える発光素子であって、前記透明熱伝導層が前記少なくとも１つの蛍光体層の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する、発光素子。
【請求項１８】
発光素子を形成する方法において、
少なくとも１つの蛍光体混合物を金属製ハウジングに係合されている透明熱伝導層の上に堆積させる工程を備える、方法。
【請求項１９】
前記蛍光体混合物群のうちの１つの蛍光体混合物を第１の蛍光体部分アレイとして堆積させ、前記蛍光体混合物群のうちの別の蛍光体混合物を第２の蛍光体部分アレイとして堆積させて、前記第１のアレイの前記蛍光体混合物群が前記第２のアレイの前記蛍光体混合物群に重なることがないようにする、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記蛍光体混合物群のうちの少なくとも１つの蛍光体混合物は、前記蛍光体混合物群のうちの少なくとも１つの別の蛍光体混合物の色とは異なる色の光を生成するように構成される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記蛍光体混合物群のうちの少なくとも１つの蛍光体混合物は、前記蛍光体混合物群のうちの少なくとも１つの別の蛍光体混合物のタイプとは異なるタイプの蛍光体粒子を含む、請求項１８に記載の方法。
【国際調査報告】
2012502449.tif 000009