JP2004526307A - 高出力放射エミッタデバイスおよび電子部品用熱放散パッケージ - Google Patents

Abstract

本発明の電子部品パッケージ（１０）は、密封チャンバ；密封チャンバ内に入っている液体またはゲル（２０）；密封チャンバ内に配置され、液体またはゲル（２０）と物理的および熱的に接触している少なくとも１個の電子部品（１２）；および電子部品に電気的に連結され、密封チャンバから外に延びている少なくとも１つの電気伝導体を含む。（複数の）電子部品（１２）には、放射エミッタ、熱もしくは光センサ、抵抗器、およびマイクロプロセッサまたは他の半導体部品のいずれか１種、あるいは組合せが含まれうる。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）パッケージなどの放射エミッタアセンブリならびに電子部品用熱放散パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
放射エミッタ、特に光エミッタは多様な市販および産業用製品とシステムで使用されており、従ってまた多くの形態およびパッケージとして存在する。本明細書では、用語「光エミッタ（ｏｐｔｉｃａｌ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｅｍｉｔｔｅｒ）」は、可視光、近赤外（ＩＲ）放射（ｒａｄｉａｔｉｏｎ）、および紫外（ＵＶ）放射を放出（ｅｍｉｔ）する全てのエミッタデバイスを含む。このような光エミッタは、光ルミネセント、エレクトロルミネセント、あるいは他の固体エミッタであろう。光ルミネセント光源には燐光および蛍光光源が含まれる。蛍光光源には、蛍光体および蛍光染料、顔料、結晶、基板、コーティング、および他の材料が含まれる。
【０００３】
エレクトロルミネセント光源には、半導体光エミッタならびに電気的励起に応答して光を発する他のデバイスが含まれる。半導体光エミッタには、発光ダイオード（ＬＥＤ）チップ、発光ポリマー（ＬＥＰ）、有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）、ポリマー発光デバイス（ＰＬＥＤ）などが含まれる。
【０００４】
半導体光エミッタコンポーネント、特にＬＥＤデバイスは、多様な消費者および産業用オプトエレクトロニクスの用途で、ありふれたものとなっている。これらの用途の多くで、従来の無機ＬＥＤの代替として相応しい独立したコンポーネントとして、他のタイプの半導体光エミッタコンポーネントも、ＯＬＥＤ、ＬＥＰなどを含めて、パッケージ化することができるであろう。
【０００５】
あらゆる色の可視ＬＥＤコンポーネントが、コンピュータのモニタ、コーヒーメーカ、ステレオレシーバ、ＣＤプレイヤ、ＶＣＲなどのステータス・インディケータとして、単独で、あるいは小さなクラスタとして使用されている。このようなインディケータはまた、航空機、列車、船、車、トラック、ミニバンおよびスポーツ用車両などの機器パネルなどの様々なシステムにも見出される。数百、数千の可視ＬＥＤコンポーネントを含む、アドレス指定できるアレイが、多くの飛行場や株式取引所に見出されるもののような移動メッセージディスプレイに、また多くのスポーツ複合施設や都会の大型広告板に見出される高輝度大面積屋外テレビスクリーンに見出される。
【０００６】
琥珀色、赤色、および赤−オレンジ色放出可視ＬＥＤは、乗物のセンター・ハイ・マウント・ストップ・ランプ（ＣＨＭＳＬ）、ブレーキランプ、外装方向指示器およびハザードフラッシャ、外装シグナルミラー、および道路工事の危険標識用などの視覚信号システムに、１００コンポーネントまでのアレイとして使用されている。琥珀色、赤色、および青−緑色放出可視ＬＥＤは、都会および郊外の交差点において、停止／徐行／進行の交差点信号灯として、３００コンポーネントまでのずっと数が多いアレイとして益々多く使用されている。
【０００７】
複数の可視有色ＬＥＤの多色の組合せは、２波長補色系（ｂｉｎａｒｙ−ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ）および３波長系ＲＧＢ光源において、照明用投影白色光源として使用されている。このような光源は、例えば、乗物または航空機のマップライトとして、あるいは乗物または航空機のリーディングライトもしくは室内灯、トランク灯（ｃａｒｇｏ ｌｉｇｈｔ）、ナンバープレート光源、バックアップライト、および外装ミラー・パドル（ｐｕｄｄｌｅ）ライトとして有用である。他の適切な使用例には、携帯フラッシュライト、ならびに頑丈で、コンパクトで、軽量、高効率、長寿命、低電圧白色照明光源が必要とされる場合の他の光源用途が含まれる。これらの事例のいくつかでは、光源として、蛍光体で性能を向上させた「白色」ＬＥＤもまた使用することができるであろう。
【０００８】
ＩＲ放出ＬＥＤは、ＶＣＲ、ＴＶ、ＣＤ、また他の視聴覚機器リモートコントロールユニットのような機器でリモートコントロールと通信用に使われている。同様に、高強度ＩＲ放出ＬＥＤは、デスクトップ、ラップトップおよびパームトップコンピュータなどのＩＲＤＡ機器；ＰＤＡ（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｄｉｇｉｔａｌ ａｓｓｉｓｔａｎｔ、携帯情報端末）；およびプリンタ、ネットワークアダプタ、ポインティングデバイス（「マウス」、トラックボールなど）、キーボード、および別のコンピュータなどのコンピュータ周辺機器の間の通信に使用されている。ＩＲ−ＬＥＤエミッタおよびＩＲレシーバはまた、産業用制御システムで接近または存在検出用の、ポインティングデバイスや光学式エンコーダなどのオプトエレクトロニクスデバイス内で位置および向き検出用のセンサとして、またバーコードスキャナのようなシステムの読み取りヘッドとして役立っている。自動車の夜間暗視システムにもＩＲ−ＬＥＤエミッタを用いることができるであろう。
【０００９】
青色、紫色、およびＵＶ放出ＬＥＤおよびＬＥＤレーザは、高密度記録光ディスクでの読み取りと書き込みなどのデータ記録と検索用途で広範に使用されている。
ＬＥＤコンポーネント、チップ、およびシステムの性能と信頼性は、これらのコンポーネント、チップ、およびシステムの熱特性（ｔｈｅｒｍａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）により、また周囲の温度により大きな影響を受ける。高い動作温度は、ＬＥＤの放出効率を低下させ、同時にほとんどの条件で故障の確率を増大させる。このような高温は、ＬＥＤの内部消費電力（ｐｏｗｅｒ ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ）と相俟って作用するシステムの大きな熱抵抗の結果でありうるし、また高い周囲温度での動作あるいは他の影響の結果でもありうる。原因の如何によらず、ＬＥＤの効率と信頼性は通常、温度の上昇により悪影響を受ける。したがって、動作中の内部消費電力に起因する、ＬＥＤコンポーネント、チップ、およびシステムの温度上昇をできるだけ抑えることには利点がある。例えば、ＬＥＤチップを入れるパッケージ化デバイスの材料および構造を最適化することにより、ＬＥＤチップと周囲の環境との間の、伝導、対流、および放射熱抵抗を小さくすることにより、これを成し遂げることができる。このような方法が、はんだ付け可能で、自動挿入可能な大量生産品、および他の個別仕様ＬＥＤコンポーネントに適用できるものとして、「半導体放射エミッタパッケージ（ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ ＲＡＤＩＡＴＩＯＮ ＥＭＩＴＴＥＲ ＰＡＣＫＡＧＥ）」という名称で、１９９９年１０月２２日に、Ｊｏｈｎ Ｋ．Ｒｏｂｅｒｔｓ他により出願され、またＰＣＴ国際公開Ｎｏ．ＷＯ ００／５５９１４に公開され、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第６，３３５，５４８号に開示されている。
【００１０】
高出力ＬＥＤシステムおよび高出力密度ＬＥＤシステムでは、システムの熱特性が特に重要である。１０ルーメンを超える（あるいは１ワットを超える消費電力）ＬＥＤ光源および高出力シグナルライトは、特にパッケージ面積／容積をできるだけ小さくしなければならない（出力密度を上げること）場合には、熱特性の改良により利益を得ることができるシステムの例である。
【００１１】
ＬＥＤの動作温度を限界内に収めるために、通常ＬＥＤに許される消費電力は限られている。しかし、消費電力を限界内に収めるためには、ＬＥＤを流れる電流が制限されなければならないが、放出される光束はＬＥＤを流れる電流に通常比例するので、これが今度はＬＥＤから放出される光束を制限する。
【００１２】
ＬＥＤの別の基本的性質により、実用動作温度変化ΔＴはさらに制限される。半導体ＬＥＤは、ＩＲ、可視、およびＵＶエミッタを含めて、物理的エレクトロルミネセンス機構で光を放出する。それらの放出は、それらを構成している材料のバンドギャップに特徴的であり、それらの量子効率はそれらの内部温度と逆に変化する。ＬＥＤチップの温度上昇に応じて、それらの放出効率が減少する。この効果は、可視、ＵＶ、およびＩＲを放出する、全ての一般タイプのＬＥＤにとってかなり重要である。一般に、一定電力での動作を仮定すると、チップ温度の１℃の上昇（ΔＴ）により通常、利用できる放射の１パーセントまでの減少とピーク放出波長の０．１ｎｍまでのシフトが生じる。したがって、４０℃のΔＴにより、４０パーセントまでの放出光束の減少とピーク波長の４ｎｍのシフトが生じうる。
【００１３】
以上の検討から、熱による損傷を避け、最高のＬＥＤ放出性能を実現するためには、動作中、ＬＥＤデバイスチップとパッケージに生じるΔＴをできるだけ小さくすることが非常に
重要であるということが理解される。出力を制限するか、あるいは熱抵抗を小さくすることにより、これを達成することができるであろう。
【００１４】
ＬＥＤの出力を制限することは、言うまでもなく、高出力ＬＥＤの目的、すなわち、より有用な放射を生み出すということに反する。ＬＥＤでより強い光束を発生するには通常、より大きな電流（したがってまたより大きな電力）を必要とする。しかし、ほとんどの従来技術のデバイスでは、それらの半導体放射エミッタから周囲への熱抵抗が比較的大きく、熱による内部損傷を避けるために、消費電力を制限するように強いられる。こうして、最高の５ｍｍＴ−１ ３／４ＴＨＤパッケージでは、連続消費電力が２５℃の雰囲気温度で約１１０ｍＷに制限されている。
【００１５】
従来のＬＥＤデバイスの設計者が直面する別の問題は、ＬＥＤリードの１つをＬＥＤチップに接合するのに使用されるワイヤボンドが切れる、あるいはリードもしくはチップと接触を無くすことがあるということである。このような不具合は、例えば、封止材を通してワイヤボンドに伝えられる剪断力、あるいはワイヤボンドの回りの封止材の熱膨張／収縮により発生しうる。
【００１６】
過度の動作温度に置かれると、前記の放射エミッタの別の形態においてもまた、性能低下、損傷、故障の確率の増加あるいは加速的な減衰が起こる。
したがって、過度の動作温度が引き起こしうる、ワイヤボンド接合の破壊あるいは他の欠陥による不具合を生じにくいと同時に、従来のＬＥＤデバイスより放出出力が大きい放射エミッタデバイスを提供することが望ましい。
【００１７】
他の電子部品に関連する類似の熱放散の問題が存在する。例えば、パソコンで使用されるタイプのマイクロプロセッサには大きなヒートシンクが取り付けられていることが多い。したがって、このような電子部分のための、改良された熱放散パッケージが望まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の一態様は、大きな放射束および／または光束の放出が可能な、比較的高出力で高出力密度の放射エミッタデバイスを提供することである。本発明のさらなる一態様は、内部電力消費による温度上昇が比較的小さく、また熱抵抗が比較的小さいために信頼性が増した放射エミッタデバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の一実施形態により、これらおよび他の態様ならびに利点を実現するために、本発明の放射放出デバイスは、密封チャンバ；前記密封チャンバに入っている１種または複数の液体またはゲル；電気信号に応答して光を放出するエレクトロルミネセント・エミッタを備え、前記エレクトロルミネセント・エミッタは、前記の液体またはゲルの１つと物理的および熱的に接触して前記密封チャンバ内に配置され；また第１および第２の電気的導体が、前記エレクトロルミネセント・エミッタに電圧を加えるために、前記エレクトロルミネセント・エミッタに電気的に連結されている。前記密封チャンバを定める構造体の一部分は放射が入り、あるいは出て行けるように部分的に透明であろう。
【００２０】
本発明の別の態様は、熱放散特性が改良された、電子部品用パッケージを提供することである。これらおよび他の態様ならびに利点を実現するために、電子部品パッケージは、合わせてシールされ間隔を置いて配置されて密封チャンバを定める第１および第２の基板、前記密封チャンバに入っている１種または複数の液体またはゲル、および前記密封チャンバ内に配置され前記の液体またはゲルの１つと熱的に接触している少なくとも１個の電子部品を備える。一実施形態によれば、前記の少なくとも１個の電子部品には半導体電子部分が含まれる。本発明の別の実施形態によれば、前記第１の基板は印刷回路板である。
【００２１】
別の実施形態によれば、光放出デバイスは、密封チャンバ；前記密封チャンバに入っており、屈折率が１．０より大きい流体媒介材料；電気信号に応答して光を放出するエレクトロルミネセント・エミッタを備え、前記エレクトロルミネセント・エミッタが前記流体媒介材料と物理的および熱的に接触して前記密封チャンバ内に配置され；また第１および第２の電気的導体が、前記エレクトロルミネセント・エミッタに電圧を加えるために、前記エレクトロルミネセント・エミッタに電気的に連結している。
【００２２】
別の実施形態において、光放出デバイスには、電気信号に応答して光を放出する半導体放射エミッタ；前記半導体放射エミッタを保護するための保護バリアを備え、前記保護バリアは、経時的にその帯域内光学特性を実質的に保つ材料を含み；第１および第２の電気的導体が、前記半導体放射エミッタに電圧を加えるために、前記半導体放射エミッタに電気的に連結している。
【００２３】
これらおよび他の特徴、利点、ならびに本発明の目的は、以下の明細書、特許請求の範囲、および添付図を参照することによって、当分野の技術者により一層理解され正しく認識されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
これから、添付図にその例が示されている、本発明の好ましい実施形態が詳細に参照される。可能である場合は常に、全ての図で、同一の参照番号が同一の、あるいは類似の部分を表すために使用される。
【００２５】
本明細書における説明のために、用語「上」、「下」、「右」、「左」、「後」、「前」、「垂直」、「水平」、「最上部」、「最下部」、およびそれらの派生語は、放射放出源の主光軸に沿ってその源を直接見ている人により眺められるとして、本発明に関係づけられる。しかし、本発明は、そうではないと明記された場合を除いて、様々な別の配向を想定しているということが理解されるべきである。添付図に例示され、以下の明細書で説明される具体的なデバイスは単に、添付の特許請求の範囲で定められる、本発明の基本的な考え方の例示的実施形態にすぎないということも理解されるべきである。したがって、本明細書で開示される実施形態に関する具体的な寸法、比率、および他の物理的特性は、特許請求の範囲に別の仕方で明記されるのでなければ、限定であると見なされるべきではない。
【００２６】
本発明のいくつかの実施形態は一般に、高および低出力用途のいずれにも有用な改良された光放出デバイスに関する。本発明のこのような実施形態は、乗物、携帯ランプ、および特殊照明などの出力の限定された用途で使用するのに特によく適する。本明細書では乗物（ｖｅｈｉｃｌｅ）により、自動車、トラック、バン、バス、リクレーション車（ＲＶ）、自転車、オートバイおよびモペット、エンジン付きカート、電気自動車、電気カート、電気自転車、船、ボート、ホバークラフト、潜水艦、飛行機、ヘリコプター、宇宙ステーション、スペースシャトルなどを含めて、しかしこれらに限定されず、陸上の乗物、船舶、航空機および乗員の乗った宇宙船を意味する。本明細書では携帯ランプにより、キャンプ用ランタン、採鉱、登山、および洞窟探検用などの頭またはヘルメット装着ランプ、手持ちフラッシュライトなどを意味する。本明細書では特殊照明により、ビルの停電、火災あるいは煙の蓄積時に始動させる非常用照明、顕微鏡台の光源、広告板前面の照明、標識用バックライトなどを意味する。光源あるいは表示器のいずれかとして、本発明の光放出アセンブリを使用することもできるであろう。本発明を利用できると思われる用途のいくつかの例が、「半導体放射エミッタパッケージを用いる表示器および光源（ＩＮＤＩＣＡＴＯＲＳ ＡＮＤ ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＯＲＳ ＵＳＩＮＧ Ａ ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ ＲＡＤＩＡＴＩＯＮ ＥＭＩＴＴＥＲ ＰＡＣＫＡＧＥ）」という名称で、Ｊｏｈｎ Ｋ．Ｒｏｂｅｒｔｓ他による、本発明の譲受人に譲渡された、ＰＣＴ国際公開Ｎｏ．ＷＯ ００／５５６８５に開示されている。
【００２７】
本発明の実施形態のいくつかは、信頼性が高く、低電圧で、長寿命で、十分な光度の白色光を発生して、関心のある対象を見ることができ、容易に何であるかを認めるのに十分な外見の色とコントラストをもつように、十分によく照らすことができる、乗物、携帯ライト、および特殊照明用の光源を提供する。本発明の放射エミッタデバイスのいくつかは、ＡＣあるいはＤＣ電力源、パルス幅変調ＤＣ電力源、および電子制御システムで使用するのによく適しているであろう。さらに、様々な色の光を放出させるために、かつ／またはＩＲおよびＵＶ放射などの非可視放射の放出をさせるために、本発明の放射放出デバイスを用いてもよい。
【００２８】
本明細書では、用語「放射エミッタ」および「放射放出デバイス」には、光または光でない放射を発生し放出する何らかの構造体が含まれ、一方用語「光エミッタ」または「光放出デバイス」には、可視光、近赤外（ＩＲ）放射、および／または紫外（ＵＶ）放射を含めて、光を放出する放射エミッタが含まれる。前記のように、光エミッタは、エレクトロルミネセント放射源または別の固体放射源および／または光ルミネセントあるいは他の放射源を含むであろう。エレクトロルミネセント放射源の１つの形態には、半導体光エミッタが含まれる。本発明では、「半導体光エミッタ」には、コンポーネントあるいは材料に電流を流すと、エレクトロルミネセンスの物理的機構により、波長が１００ｎｍと２０００ｎｍの間の電磁放射を放出する何らかの半導体コンポーネントあるいは材料が含まれる。本発明における半導体光エミッタの主たる機能は、導かれた電力を発光出力に変換することである。半導体光エミッタには、当技術分野においてよく知られており、多様な従来技術のデバイスで使用されている、ＩＲ、可視またはＵＶの通常のＬＥＤチップまたはダイが含まれるであろうし、あるいはそれには、以下に記載される半導体光エミッタの何らかの別の形態が含まれるであろう。
【００２９】
本発明で使用しうる半導体光エミッタの別の形態は、発光ポリマー（ＬＥＰ）、ポリマー発光ダイオード（ＰＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）などである。このような材料とそれらから作られるオプトエレクトロニクス構造体は、従来の無機ＬＥＤに電気的には類似しているが、エレクトロルミネセンス用導電性ポリマー、ポリアニリンの誘導体などの有機構成物によるものである。このような半導体光エミッタは、比較的新しいが、ケンブリッジのＣａｍｂｒｉｄｇｅ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌｔｄ．などの供給源から、およびカリフォルニア州サンタバーバラのＵｎｉａｘから入手することができるであろう。
【００３０】
簡潔にするため、半導体光エミッタという用語を、ＬＥＤあるいは前記のもしくは当技術分野において知られているエミッタの他の形態という用語で置換えてもよい。本発明に適するエミッタの例には、付随する電気的連結用導電性パッドをもち、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＳｉＣ、ＺｎＳｅなどのドープされた無機化合物内のＰ−ＮあるいはＮ−Ｐ接合で主に発光する様々なＬＥＤチップが含まれる。
【００３１】
ＬＥＤは機械的または電気的に数百万サイクルのオン−オフの切換えを行っても、信頼性あるいは実使用寿命にそれほど低下が見られないので、ＬＥＤは本発明の放射放出デバイスに使用するのに好ましいエレクトロルミネセント光源である。ＬＥＤの光度および照度は、広い範囲の条件で、流される電流に関して、線形応答関数にほぼ近いので、それらの強度を制御することは比較的簡単である。最後に、ＡｌＩｎＧａＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ、およびＧａＮのＬＥＤの最近の世代は、白熱灯よりも可視光のルーメンあるいはカンデラあたりの電力消費が少ないので、ハーネス、フューズ、コネクタ、バッテリ、発電機、交流電源、スイッチ、電子制御装置、および光学器械に接続すると、より経済的で、コンパクトで、また軽量な光源となる。いくつかの例はすでに記載されたし、本発明の範囲内に組み込まれるが、本発明には、記載された特定のもの以外に、本明細書の教示から逸脱していることが認められず、したがってまた本発明の範囲に含まれる、明白な他の用途があるということが理解されるべきである。
【００３２】
本発明の光放出アセンブリで使用しうる別の好ましい放射源は光ルミネセント放射源である。光ルミネセント放射源は、可視または非可視の放射を部分的に吸収し可視放射を再放出することにより可視光を発生する。光ルミネセンスは燐光および蛍光材料を放射源とし、これらには蛍光体だけでなく、蛍光染料、顔料、結晶、基板、コーティングが含まれる。ＬＥＤあるいは他の放射エミッタにより、このような蛍光あるいは燐光材料を励起してもよく、またそれをＬＥＤ内もしくはその上に、あるいはＬＥＤとは一体化されていないレンズもしくは拡散体などの独立した光学要素内もしくはその上に配置してもよい。蛍光あるいは燐光放射源を利用する例示的構造体は後にさらに記載される。
【００３３】
より詳細に以下に説明されるように、本発明では、典型的な従来技術のＬＥＤデバイスにおけるように主に１つの表面だけからでなく、（複数の）ＬＥＤチップのあらゆる表面を通して（複数の）ＬＥＤチップから同時に熱を奪うことにより、従来のＬＥＤ構造体よりかなり低い熱抵抗が示される。より具体的には、本発明の放射エミッタパッケージは、ＬＥＤチップを取り囲む液体もしくはゲルが入っている密封チャンバもしくはキャビティを備え、この液体もしくはゲルは、中ないし高熱伝導率、中ないし高対流性、あるいはこの両方をもつ。「中ないし高対流性」の材料は、空気、あるいはエポキシもしくはシリコーンなどの通常の透明固体ポリマーのいずれかより効果的に対流性である材料である。「効果的に対流する」とは、熱源から放散される熱のかなりの部分を自然対流により移動させることを意味する。透明プレートが、それに間隔を置いた位置関係で密封されて、密封チャンバもしくはキャビティを定める、中ないし高熱伝導率プレートにＬＥＤチップを取り付けてもよい。この組合せは、伝導により、また密封チャンバもしくはキャビティ内の液体の自然対流による対流輸送により、熱がチップの大きな表面から取り去られるので、特別に効果的である。本発明の実施形態が、図１〜１８に関連させて以下に記載される。これらの実施形態は単に例示のために与えられるのであって、本発明の限定ではないということが理解されるであろう。
【００３４】
図１〜３は本発明の第１の実施形態に従って組み立てられた放射エミッタデバイス１０を示す。デバイス１０は１個または複数の放射放出源１２を含み、これらは第１の基板１４に取り付けられて図１に示されている。放射エミッタ１２は好ましくはＬＥＤチップまたはダイであるが、他の形態の放射エミッタを用いてもよい。このＬＥＤチップは、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＳｉＣ、ＺｎＳｅおよび他の無機化合物半導体材料を利用するＬＥＤチップを含めて、縦および横型構造、透明もしくは吸収性基板、電気伝導性もしくは絶縁性基板、テーパ付き側面、逆角錐台（ＴＩＰ）構造、部分ＴＩＰ構造、またはフリップチップ、あるいは他のチップ形態をもつものを含む通常のＬＥＤの何れかでありうる。アノードはチップ最上表面上にあり、通常ワイヤボンド用に使用することができ、またカソードはチップ最下部にあり、通常ダイ連結接着剤、はんだあるいは共晶ボンドを用いて接続することができるであろう。いくつかのＩｎＧａＮ／ＳｉＣ−ＬＥＤチップでのように、カソードが最上部側にあり、通常ワイヤボンドに用いられ、またアノードが最下部にあり、通常ダイ連結接着剤、はんだあるいは共晶ボンドで接続されるように、この極性を逆にすることもできるであろう。別法として、横型のＩｎＧａＮ／サファイアＬＥＤチップ構造体におけるように、アノードとカソードのいずれもがチップの最上部側にあり、通常ワイヤボンディングにより接続されるということもあるであろう。両方の接点はフリップチップ配置構成のチップの最下部側にあってもよく、通常はんだあるいはダイ連結接着剤で連結される。本発明で使用するのに適した含まれるＬＥＤチップは、Ｃｒｅｅ、ＡＸＴＩ、ＵＯＥ、ＬｕｍｉＬＥＤＳおよびＵＥＣなどの供給源から入手できる。この第１の実施形態の目的のために、第１の基板１４は、何らかの電気伝導性材料で、また好ましくは比較的熱伝導率の大きい材料からなるであろう。好ましくは、第１の基板１４は０．５から６．１ｍｍの厚さをもち、銅またはアルミニウムからなる。他の実施形態に関連して後に記載されるように、別法として、第１の基板は電気的に非伝導性の材料（セラミック、ＰＣボード、不動態化金属クラッドボードなど）からなっていてもよい。第１の基板はまた、ヒートシンクまたはサーモエレクトリック・クーラーなどの外部冷却構造体の全体あるいは一部分あるいは表面からなっていてもよい。電力の分配を容易にするために、あるいはエミッタおよび第１の基板の物理的性質を安定化するために、シリコン、炭化ケイ素、金属または類似の他の材料からなる任意選択のサブマウントをエミッタ１２と第１の基板１４の間に取り付けてもよい。
【００３５】
放射エミッタアセンブリ１０は、第１の基板１４から間隔を置いて配置された保護バリアの役を務める第２の基板１６をさらに含む。放射エミッタ１２から放射がそれを通して放出される、第２の基板１６の少なくとも一部分は、エミッタ１２から放出される放射のいくらかの、あるいは全ての波長に対して実質的に透明である。別法として、第２の基板１６の全体が、放射エミッタ１２から放出される放射に対して透明であるか、あるいは全可視、ＩＲ、および／またはＵＶ放射に対して選択的に透明であってもよい。例えば、第２の基板１６は、０．５から６．１ｍｍのガラス製カバープレートからなっていてもよい。いくつかの実施形態では、このガラスは、通常のソーダ石灰フロートガラスであり、別の実施形態では、それは融解シリカガラス、ホウケイ酸フロートガラスあるいは他のガラス組成物であってよい。第２の基板はまた、強化ガラス、エポキシシート、あるいは脂肪族もしくはオレフィン性の透明プラスチック（例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ジシクロペンタジエンおよびポリメチルペンテン）からなっていてもよい。このような透明脂肪族もしくはオレフィン系プラスチックは、本発明で使用される可能性のある１つの液体である炭酸プロピレンなどの非プロトン溶媒に曝されても劣化しない。これらの透明なプラスチックはまた、全くの溶液相および部分的溶液相の電解質を含む固体状態システムにおいてもよく機能を果たす。これらの透明なプラスチックには、ニュージャージー州ＳｕｍｍｉｔｔのＴｉｃｏｎａ，ＬＬＣが市販するＴＯＰＡＳ（登録商標）などの環状オレフィンコポリマー；三井化学（株）製ＴＰＸ（商標）などのポリメチルペンテン；日本ゼオン（株）製ＺＥＯＮＥＸ（登録商標）（ジシクロペンタジエン系）などの水素化環状オレフィンポリマー；および三井化学（株）製ＡＰＥＬ（商標）などのアモルファス環状オレフィンコポリマーが含まれる。第２の基板として適切な別のポリマーはポリサルホンである。第２の基板１６は、長期間にわたりその「帯域内」光学特性を保つべきである。用語「帯域内」光学特性は、アセンブリ内の放射エミッタにより放出される波長の放射に影響するか、あるいは実質的に影響を及ぼす光学特性を意味する。具体的には、それは、光の吸収（特に、アセンブリ内の放射源により放出される波長での）がないままであり、曇りを帯び散乱を起こすようになりにくく、またアセンブリ内の光源により放出される放射のかなりの部分を意図しないのに吸収するような仕方で、経時的にそれが黄色あるいは他の色に変わる反応を起こしにくいようであるべきである。多くの実施形態で、第２の基板１６は、青色、紫色、もしくはＵＶ光などの短波長放射への長時間の、繰り返してのあるいは大量の暴露により、あるいは周囲の熱、アセンブリ工程によるもしくはアセンブリの動作により発生する内部の熱による熱への暴露により、劣化しにくいようであるべきである。青−緑色、青色、紫色もしくはＵＶ光のエミッタを含む、本発明の実施形態では、第２の基板１６が、放射される短波長帯域で最初から実質的に透明であり、そうであり続け、いくつかの透明ポリマー材料に典型的な黄色化現象の発生を防ぐことにより、これらのエミッタにより発生する放射の吸収を増加させる過度の傾向を抑えることが特に重要であろう。また、反射防止コーティング、バリアコーティングあるいは他の薄膜コーティングなどのコーティング（示されていない）で、第２の基板１６の表面の１つまたは複数を処理してもよい。例えば、チャンバ２１内の放射源により放出され、第２の基板１６の表面を通って出て行く光の取り出し効率を向上させるために、このようなコーティングを用いることができるであろう。酸素、水蒸気あるいは他の作用種が基板１６を通ってチャンバ２１に透過することを防ぐために、不純物が第２の基板から液体２０へ浸出することを防ぐために、あるいは液体２０の一部分が第２の基板１６へ浸透するかもしくはそれと反応することを防ぐために、別のコーティングを用いてもよい。
【００３６】
第２に基板１６は一般に半硬質ないし硬質であるが、いくつかの実施形態では、第２の基板１６が実質的に柔軟であると有利であろう。第２の基板１６を柔軟にすることにより、高出力レベルでの長時間のアセンブリの動作中、あるいはアセンブリ製造中の普通の温度より高い周辺温度の雰囲気で動作中に起こりうる、液体２０の容積の熱膨張に適応することが可能であろう。このような柔軟性は、第２の基板１６の構成により薄い透明材料のシートを利用することにより、あるいは最初からより柔軟な材料を選択することにより実現できるであろう。別法として、第２の基板１６の、シール１８により加えられる保持力を受ける部分がかなり距離をもって配置されるような仕方で（あるいはシール１８の近傍における他の機構により）、チャンバ２１の面積を増加させることにより、第２の基板１６を柔軟にすることができるであろう。
【００３７】
図１〜３に示されるように、アセンブリ１０は、これから後「密封チャンバ」と呼ばれる閉じた領域をそれらの間に定めるように、第１および第２の基板、１４および１６の間に延びるシール（あるいはガスケット）１８をさらに含む。本明細書では、用語「チャンバ」は、キャビティあるいは類似の構造を含むであろう。シールあるいはガスケット１８は、エポキシ、ブチルゴム、金属および／またはガラス組成物のフリット、セラミック、はんだなどの合金、あるいは他の比較的不活性なバリア材料からなることが好ましい。密封チャンバ内には、中ないし高熱伝導性、中ないし高対流性のいずれか、もしくは両方である、液体、ゲル、あるいは他の材料が存在する。本明細書では、「ゲル」は固体の構造体と、その固体の構造体に浸透している液体とを含む媒体である。ゲルは液体を含むため、液体という用語は、これから後、ゲルの液体でないものと同様に、ゲルに含まれる液体を表すためにも用いられる。
【００３８】
液体２０は、デバイスで使用されるＬＥＤチップ１２の各々を取り囲むように、密封チャンバ２１内に入れられる。密封チャンバ２１が事実上満たされるように、十分な液体２０を密封チャンバ２１内に入れることもできるであろう。別法として、密封チャンバ２１の一部分が空気、ガスあるいは真空の泡（示されていない）により占められたまま残るように、使用される液体２０の体積を密封チャンバ２１の体積より小さくしてもよい。このようなチャンバ２１の満たされていない部分は、液体２０の熱膨張に適応するために、あるいはチャンバ２１の残りの部分が満たされているということの視覚的表示として有用であろう。１種より多い液体２０を、それらが相溶しない場合、そのような液体により、１つより多いゾーンが定められ（示されていない）占有されるように、同一の密封チャンバ２１内で使用してもよい。このような形態は、チャンバ２１の異なる部分に存在する液体２０が、異なる物理的、光学的あるいは化学的性質であることが望ましい場合に有用であろう。液体２０は、そうである必要はないが、電気的に非伝導性であることが好ましい。基板１４および１６、シール１８、およびＬＥＤチップ１２に使用される材料は、液体が認められる程の電気伝導性となるようには、それらが液体２０と反応せず、それをイオン化もしないように選択されることが好ましい。液体２０の電気伝導率が大きいと、チャンバ内にチップがどのように配置されているかに応じて、ＬＥＤチップ１２に渡る短絡が生じるであろう。液体２０には、低ないし中くらいの熱膨張、あるいは第１の基板１４、第２の基板１６、またはシール１８のそれに実質的に見合う熱膨張があることが好ましく、またいくつかの実施形態では、対流を増加させるために、熱膨張がわずかだけより大きいことが望ましく、一方別の実施形態では、任意選択のダイ連結（示されていない）、任意選択のはんだバンプ（２５）およびシール１８への応力をできるだけ少なくするために、熱膨張係数の小さいことが望ましい。液体２０はまた、不活性であり、容易に分解せず、時間の経過と共に密封チャンバ２１に入り込むことができた外部からの作用種、もしくは製造時から密封チャンバ２１に内に含まれていた不純物とも反応しないことが好ましい。液体２０はまた経時的にその光学的特性を維持すべきである。具体的には、それは、アセンブリ内の光源により放出される放射のかなりの部分を意図しないのに吸収するような仕方で、時間の経過と共に液体を黄色もしくは別の色に変える反応を起こしにくいようであるべきである。アセンブリが、周囲の環境からの、もしくはアセンブリ内のエミッタからの、ＵＶ、紫色もしくは青−緑色の光などの短波長放射に暴露されると思われる用途では、液体２０は、このような放射への長時間の、繰り返しての、あるいは大量の暴露で劣化しにくいようであるべきである。青−緑色、青色、紫色あるいはＵＶ光のエミッタを含む本発明の実施形態では、液体２０が実質的に無色のままであって、これらのエミッタにより生成される放射の吸収の増加に向かう過度の傾向を抑えることが特に重要である。液体２０はまた、シール材料と共存できるべきである。この液体はまた、放射エミッタ１２から放出される放射のいくらかの、あるいは全ての波長に対して実質的に透明であるべきである。しかし、放射エミッタ１２から放出される放射を選択的に濾光するように、液体を選択するか、あるいは染料を利用しうるということが理解されるであろう。液体２０の屈折率はまた、放射エミッタ１２とガラスのそれの間であること、あるいはそうでなければ、屈折率がエミッタまたはガラスの一方とほぼ一致することが好ましい。液体２０をエミッタ１２およびどの任意選択のワイヤボンドにも接触させておくことから生じうる別の利点は、ワイヤボンドの如何なる振動にも液体が粘性制動を及ぼすことである。さらに、液体２０（本明細書では、（複数の）エミッタおよび第２の基板もしくは保護バリアの間に入れられる媒介材料とも呼ばれる）は、デバイス内の内部反射を最少化することにより光の取り出し効率を増加させうる。この点に関して、ほとんどのＬＥＤチップ材料は屈折率が大きいので、このようなチップが屈折率の非常に小さい媒体により囲まれている場合、全体としての内部反射および内部吸収により、大きな取り出し損失が発生するということに注意すべきである。空気もしくは他の雰囲気ガスは通常、１．０に近い屈折率をもつので、ＬＥＤチップを直接空気に曝して並置することを含む配置構成により、光学的に劣悪な組合せとなる。この理由で、液体２０は、他の機能的な要請に矛盾しないで、比較的大きな屈折率をもつように選択される。アセンブリ内の放射源の放出波長での液体２０の屈折率は通常、約１．３より大きいが、１．４より大きいことがより好ましく、ある場合には１．５より大きいこともある。小さな粒子のフィラーもしくは他の添加剤を加えることで、液体２０は、２．５のように大きい実効屈折率をもつ懸濁液あるいは溶液となりうる。このような添加剤には、ナノ粒子、ドープされたナノ結晶、通常の蛍光体を含めて、無機フィラーもしくは有機材料が含まれる。このようなフィラーもしくは添加剤を加えて、あるいは加えないで、１．４より大きく、３．０のように大きい、高められた屈折率をもつオイルなどのある種の光学流体もまた利用できるであろう。液体２０は炭酸プロピレン、あるいは前記の性質の１つあるいは複数をもつ他の液体もしくはゲルであってよい。使用しうる市販の液体の１つは、イタリア、ミラノのＭｏｎｔｅｄｉｓｏｎ Ｓ．Ｐ．Ａ．が市販するＧａｌｄｅｎ（登録商標）Ｄ０２ＴＳである。
【００３９】
真空戻し充填法（ｖａｃｕｕｍ ｂａｃｋ−ｆｉｌｌｉｎｇ）、あるいはエレクトロクロミック・ミラーまたは窓を作る際に、２枚のガラス基板の間にエレクトロクロミック溶液を一定量だけ入れるのに用いられるものなどの他の通常の技術により、液体２０を密封チャンバ２１内に一定量だけ入れることができるであろう。シール、または基板の一方もしくは両方のいずれかに、１個または複数の充填用の穴を設けることができるであろう。密封チャンバ２１が液体２０で満たされた後、ＵＶ硬化性もしくは他のプラグ材で、（複数の）穴を閉じることができるであろう。
【００４０】
図１〜３に示される実施形態において、基板は約２．５４ｃｍ（１インチ）ｘ３．１８ｃｍ（１．２５インチ）の矩形である。しかし、基板の寸法はずっと大きくてもよく、建物の窓と同じくらい大きくてもよく、あるいは用途に応じてより小さくてもよい。好ましくは、シールと２枚の基板により定められる密封チャンバ２１の液体の体積は、十分な熱輸送を確実に行うために、放射エミッタの体積の約２０倍より大きい。いくつかの実施形態では、この体積を放射エミッタの体積の２倍まで少なくすることが可能であろう。基板１４および１６は、図１および２に矩形として描かれているが、基板は実際上如何なる形状でもありうるいうことが理解されるであろう。正方形、円形、６角形、８角形は特定の用途で望ましいであろう。シール１８は、基板と同じ形状に形作られる必要はない。シール１８は、２枚の基板を一緒に結合する役目をしており、液体２０が入っている密封チャンバ２１の側面を形作る。シール１８はまた、液体２０が密封チャンバ２１から出て行くことを防ぐと同時に、水、酸素、および他の物質が密封チャンバ２１に拡散することを防ぐように、環境とのバリアとしての役目も果たすべきである。シール１８はまた、基板１４および１６の分離距離を保つためのスペーサとしての役割を果たすであろう。基板１４および１６の分離距離を保つための唯一の手段として、あるいはシールにより果たされる間隔保持機能の補助として、基板の間に配置される柱、ガラスビーズなどの形態のスペーサ（示されていない）を用いてもよい。密封チャンバ２１内の放射エミッタあるいは他の電子部品（後にさらに記載される）もまた、この間隔保持機能を果たしうる。
【００４１】
密封チャンバ２１に存在する、どのエレクトロルミネッセント放射エミッタ１２にも電流が流れて行き、またそれらを通して電流が流れうるように、エミッタ１２に電気的に連結され密封チャンバ２１から外に延びる電気伝導体が備えられる。電気伝導性の第１の基板１４が用いられた場合、第１の基板１４に直接、エミッタ１２の負あるいは正の端子を取り付け、一方、エミッタ１２の他方の端子を、第２の基板１６の最下部内側表面に備えられる導体２２に、はんだ付けするか（はんだバンプ２５に注意）、あるいは別の仕方で電気的に接続することができるであろう。導体２２は金属からなっていても、一般的な透明伝導体であるインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）からなっていてもよい。このような配置構成にすると、第１の基板１４および第２の基板１６の間の間隔は、通常は０．３ｍｍ（０．０１２インチ）程度であるが、０．０２５ｍｍ（０．００１インチ）のように薄いことも、あるいは１２．７ｍｍ（０．５インチ）のように厚いこともありうる、エミッタ１２の厚さとほぼ等しいであろう。この実施形態では、第２の基板１６の（複数の）導体２２に電気的接続をする、エミッタ１２の最上部のはんだバンプ２５の代わりとして、液体２０の部分伝導性が補足し、あるいは役立つであろう。
【００４２】
図２に示されるように、それぞれの伝導性クリップ２４および２８により、電気伝導体２２および第１の基板１４に、電気リード２６および３０を連結することができるであろう。このようなクリップはエレクトロクロミック・デバイスで利用されているものに類似の構造をもつであろう。適切なクリップの例が、「エレクトロクロミック・デバイスの透明伝導性電極で使用するクリップ（ＣＬＩＰ ＦＯＲ ＵＳＥ ＷＩＴＨ ＴＲＡＮＳＰＡＲＥＮＴ ＣＯＮＤＵＣＴＩＶＥ ＥＬＥＣＴＲＯＤＥＳ ＩＮ ＥＬＥＣＴＲＯＣＨＲＯＭＩＣ ＤＥＶＩＣＥＳ）」という名称で、１９９７年８月２２日に、Ｗｉｌｌｉａｍ Ｌ．Ｔｏｎａｒ他により出願された米国特許第６，０６４，５０９号に開示されている。さらに、２組のリードポスト３１が、２６および３０のリードとして機能するように、クリップ２４および２８の反対の端部から延びていてもよい。このようなリードポストであれば、パッケージを印刷回路板のスルーホールに取り付けられるであろう。
【００４３】
第１の基板１４は平坦なプレートとして示されているが、基板１４は、外部表面積を増し、ヒートシンクとしてのその効果をできるだけ大きくするために、凹部、凸部、フィンなどを含んでいてもよいということが当分野の技術者により理解されるであろう。例えば、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）あるいはＡｔｈｌｏｎ（登録商標）ＣＰＵチップで現在採用されているものなどのヒートシンクを用いてもよい。さらに、あるいは別法として、アセンブリからの熱の放散を増すために、ファン、強制対流システム、あるいはペルチェ型冷却システムを使用してもよい。例えば、図３Ｂに示されるように、第１の基板１４の裏側に連結された、ペルチェクーラ３３、ヒートシンク３５、および／またはファン３７を任意選択で備えるか、あるいは別の仕方で第１の基板１４と一体化されたペルチェ型冷却構造体を用いてもよい。また、この配置構成におけるペルチェ冷却構造体を他のサーモエレクトリック冷却材料、構造体もしくは手段で置き換えてもよい。後にさらに記載されるように、（複数の）エミッタ１２と一緒に、密封チャンバ２１内に少なくとも１個の電子部品３１を備えてもよい。
【００４４】
さらに、基板１４は、その上側表面にカップ形の凹部を、デバイスに備えられる放射エミッタ１２のそれぞれがこのような凹部を１個もつように含んでいてもよい。基板１４の上側表面が反射性であれば、このような凹んだカップは、エミッタの側面から放出された光を前方に方向を変え、第２の基板１６を通して放出するのに役立つであろう。別法として、基板１４が、前記と異なり反射性でない場合、反射性材料で、最上部表面、特にこのような凹んだカップ内を被覆するか、あるいはエミッタの下に反射性パッドを置いてもよい。このような反射性パッドは、非伝導性の第１の基板が用いられた場合、電気伝導体であってもよい。
【００４５】
同様に、第２の基板１６も平坦な上側あるいは下側表面をもつ必要はない。基板１６は、一体型マイクロレンズ、拡散体などを含んでいてもよい。さらに、第２の基板１６の１つまたは複数の表面に、グラフィックマスク、アップリケ、あるいはカラーフィルタを付けるか、あるいは一体化してもよい。例えば、エミッタから放出される光が、出口標識などの標識の文字を通して通過するようになったアップリケを付けてもよい。このようにして、非常に明るい、バックライト・ディスプレイ・パネルを提供できるであろう。このパネルはスタティック（例えば、計器盤、アップリケ、スクリーン印刷されたマスクなど）、あるいはダイナミック（例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネル）であってよい。ＬＣＤパネルが第２の基板１６として使用されるか、あるいは別の仕方で基板１６の近傍に連結されるかもしくは取り付けられる場合、ダイナミック・フルカラー・ディスプレイを可能にするために、欠かすことができないというわけではないが、放射放出デバイスが、赤色、緑色、および青色（ＲＧＢ）ＬＥＤか、あるいは別法として２波長補色系白色放出源となる組合せ、またはＩｎＧａＮ−ＬＥＤ／蛍光白色放出源の組合せを含むことが好ましい。
【００４６】
図に例示されるように、放射放出アセンブリは１個または複数のエミッタ１２を含んでいてもよい。複数の放射エミッタ１２は、同一波長帯域内の光を放出してもよいし、あるいは波長帯域の異なる光を放出してもよい。例えば、１個または複数のＬＥＤがＩＲもしくはＵＶ放射を放出し、他が可視放射を放出してもよい。別の例として、放射エミッタは、放射エミッタ１２から放出される光が重なり合い、白色光もしくは放射エミッタのどれからも単独では放出されない色の光となるように、補完的な色の光を放出してもよい。白色光もしくは、照明の他のほとんど全ての色を生み出すために、１つが赤色を放出し、別のものが青色を放出し、また第３のものが緑色を放出する３種の放射エミッタを用いることができるであろう。別法として、「発光ダイオードを組み込む光源アセンブリ（ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＯＲ ＡＳＳＥＭＢＬＹ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＩＮＧ ＬＩＧＨＴ ＥＭＩＴＴＩＮＧ ＤＩＯＤＥＳ）」という名称で、本発明の譲受人に譲渡された、Ｒｏｂｅｒｔ Ｒ．Ｔｕｒｎｂｕｌｌ他による米国特許第５，８０３，５７９号に開示された方法で実質上の白色を生成するために、補色である２つの色の光を放出する２種の放射エミッタを用いてもよい。
【００４７】
１個より多いエレクトロルミネッセント放射エミッタが、本発明のデバイスで使用される場合、エミッタを独立に作動させ、それらの強度を独立に制御しうるように、それぞれのエレクトロルミネッセント・エミッタ１２に別々の伝導性リードを備えることができるであろう。例えば、図１〜３に示される実施形態において、第２の基板１６の表面全体にわたる単一の透明伝導層２２を用いるのでなく、エミッタ１２の最上部の通常は正である端子に個別に接続するように、透明伝導層２２をエッチングするか、あるいはべつの仕方でパターン化してもよい。このような例が図３Ｃに示されており、伝導性の層がパターン化されて、２つの別の接続部２２ａと２２ｂを形作っている。この場合、クリップ２４（図２）の代わりに、２個の別個のより小さいクリップ（示されていない）を用いることができるであろう。逆に、第１の基板１４が、後に記載され、図４、５、６Ａ、６Ｂ、１０、１１、および１８に示される実施形態でのように、電気的に非伝導性の材料からなる場合、エミッタ１２の正および／または負の端子に別個の接続部を備えるために、第１の基板上に独立した電気伝導性トレース（ｔｒａｃｅ）を形作ることができるであろう。
【００４８】
本発明の放射デバイスに白色光あるいは封入されたエレクトロルミネセント・エミッタ１２により放出される光のそれとは異なる色相をもつ別の色の光を放出させることが望ましい場合には、基板１６に、あるいは基板１６上の層内に、燐光もしくは蛍光材料などの光ルミネセント放射源を組み込むことが望ましいであろう。別法として、エレクトロルミネセント・エミッタ１２の上に、１個または複数のブロブ（ｂｌｏｂ）として光ルミネセント源を付けてもよく、あるいはそれを液体２０に溶解もしくは懸濁させてもよい。光ルミネセント源がエレクトロルミネセント・エミッタ１２から放出される放射により照射されるとき、アセンブリが実質的に白色の光を放出しうるように、光ルミネセント源を用いることができるであろう。ＵＶ、紫色、あるいは青放出エレクトロルミネセント・エミッタ１２により照射されたとき、緑色、青−緑色、琥珀色、オレンジ色、あるいは赤色の光を発生するように、光ルミネセント源を用いることもできるであろう。このような仕方で光ルミネセント源を使用する例は、「光放出アセンブリ（ＬＩＧＨＴ ＥＭＩＴＴＩＮＧ ＡＳＳＥＭＢＬＹ）」という名称で、２０００年１１月２８日に、Ｊｏｈｎ Ｋ．Ｒｏｂｅｒｔｓ他による出願され、本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第０９／７２３，６７５号に開示されている。
【００４９】
さらにあるいは別法として、液体２０に光ルミネセント源を分散、溶解、もしくは懸濁させてもよい。液体２０の対流は、光ルミネセント材料を懸濁液または溶液中に保とうとするであろう。液体２０内での光ルミネセント媒体のこのような分散はまた、デバイスの色の均一性および／または輝度を保つ助けとなり、また長期使用での光ルミネセント媒体の分解を抑える助けとなるであろう。
【００５０】
液体２０は好ましくは電気的に非伝導性であるとして上に記載されたが、液体２０の抵抗がチャンバ２１内の放射エミッタ１２の正負端子間の抵抗より大きく、また電気伝導体の間の液体を通しての抵抗経路が、各電気伝導体とそれらがそれぞれ連結される正もしくは負の端子との間の液体を通しての抵抗経路よりずっと長ければ、液体２０は伝導性であってもよい。考えられるところでは、伝導性の液体を用いることにより、液体２０の薄い部分を通して、第１の基板１４もしくは第２の基板１６から、エレクトロルミネセント・エミッタ１２へ電流が流れるようになることにより、ワイヤボンドもしくははんだの必要性が無くなるであろう。
【００５１】
さらに、システムの寿命を延ばすために、液体２０に抗酸化剤あるいはＵＶ安定剤などの添加剤を加えてもよい。任意選択で、いくらかの望ましい電気伝導性をもたせるために、電荷質を少量だけ注意して加えることができる。
【００５２】
図４は、本発明の第２の実施形態に従って組み立てられた放射放出デバイス４０を示す。示されているように、放射放出デバイス４０は、電気的に非伝導性の第１の基板３２、第２の基板１６、および２枚の基板の間に配置されて、液体またはゲル２０が入っている密封チャンバ２１を定めるシール１８を含む。デバイス４０はさらに、第１の基板３２の上側表面上にある第１の電気的トレース３４および第２の電気的トレース３６を含む。図４に示されるように、２個の放射エミッタ１２は、それらのカソードをトレース３４と電気的に接触させて第１の電気的トレース３４の上に取り付けられている。トレース３４は、外部デバイスと電気的に接触できるように密封チャンバ２１から外に延びている。第２のトレース３６もまた、密封チャンバ内部から延びており、放射エミッタ１２の正または負の端子と連結しているワイヤボンド３８と電気的に連結している。すでに示唆されたように、両方の放射放出エミッタ１２が共通の電気的トレースを共有してもよいし、あるいは独立した作動および制御ができるように別個のトレースをもっていてもよい。
【００５３】
第１の基板３２は、アルミナもしくはベリリアセラミックなどの他のセラミック基板、不動態化金属、金属クラッドもしくは金属コア印刷回路板、不動態化、陽極酸化、もしくはラミネート金属印刷回路板からなっていてよく、あるいはガラス、エポキシシート、もしくはすでに記載されたものなどの脂肪族またはオレフィンプラスチックからなっていてもよい。第１および第２の基板の両方がプラスチックからなる場合、シールあるいは別のスペーサを必要とせずに、２枚の基板を配置構成し、合わせることが可能であろう。「少なくとも１つのポリマー基板を含むエレクトロクロミック・アセンブリ（ＥＬＥＣＴＲＯＣＨＲＯＭＩＣ ＡＳＳＥＭＢＬＹ ＩＮＣＬＵＤＩＮＧ ＡＴ ＬＥＡＳＴ ＯＮＥ ＰＯＬＹＭＥＲＩＣ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ）」という名称で、２０００年６月９日に出願され、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第６，１９３，３７９号は、エレクトロクロミック媒体を入れるために使用される場合に、密封チャンバを形作るための様々なプラスチック材料および構造体を開示している。このような開示された構造体は本発明の光放出アセンブリで使用される。
【００５４】
デバイス４０は、フレネルレンズ、回折格子、全内部反射（ＴＩＲ）レンズ、カタディオプトリックレンズ、キノフォームレンズ、ホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）、あるいは他の光学レンズでありうる微細溝レンズ４１をさらに含んでいてもよい。第２の基板１６の内側または外側表面上のいずれかにレンズ４１を一体成形してもよいし、あるいは第２の基板１６に光学的に連結してもよい。適切な微細溝レンズは、「微細溝レンズをもつ放射エミッタデバイス（ＲＡＤＩＡＴＩＯＮ ＥＭＩＴＴＥＲ ＤＥＶＩＣＥ ＨＡＶＩＮＧ Ａ ＭＩＣＲＯ− ＧＲＯＯＶＥ ＬＥＮＳ）」という名称で、２００２年２月１９日にＪｏｈｎ Ｋ．Ｒｏｂｅｒｔｓにより出願され、本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第１０／０７８，９０６号に開示されている。
【００５５】
図５は、本発明の第３の実施形態に従って組み立てられた放射放出デバイス５０を示す。第２の実施形態のデバイス４０と同様に、デバイス５０は、液体またはゲル２０が入っている密閉チャンバ２１を形作るシール１８により、第２の基板１６から間隔を置いて配置された、電気的に非伝導性の第１の基板３２を用いる。デバイス５０は、２つの最上部側の電極接点をもつ横型ＬＥＤ５２が用いられるという点において、デバイス４０と異なる。基板３２の上側表面上に設けられた、第１の電気的トレース５４と第２の電気的トレース５６の間に形作られた間隙内で基板３２上に、ＬＥＤ５２を直接取り付けてよい。第２の実施形態におけるように、電気的トレース５４および５６は、密封チャンバ２１内部からデバイスの外部に延びていて、デバイス５０の外部からＬＥＤチップ５２に電気信号を加えられるようになっている。第１のトレース５４は、ＬＥＤチップ５２のアノードに連結される第１のワイヤボンドに５８に連結されるためにある。第２のトレース５６は、ＬＥＤチップ５２のカソードに連結される第２のワイヤボンドに６０に連結するためにある。
【００５６】
図４および５に示される実施形態のいずれも、放射エミッタの接点端子の１つに結合される電気トレースワイヤを用いる。好ましくは、トレースワイヤは矩形断面をもつフラット・リボンワイヤであり、ウェッジボンドを用いて放射エミッタの接点端子に結合される。このようなワイヤおよびボンドでは、ボール形ボンドを用いて結合される、円形断面をもつ通常のワイヤより、ボンドのプロフィール即ち輪郭がより低くなるので、放射エミッタを基板の間に収容するのに必要とされる間隔を減らせる。しかし、いくつかの実施形態では、通常の円形ボンドワイヤを用いてもよく、他の実施形態では何も必要でない。
【００５７】
図６Ａおよび６Ｂは、平らでない形状の基板が密封チャンバ２１を形作るのに用いられる、本発明の第４の実施形態の２つの変形形態を示す。具体的には、図６Ａに、密封チャンバ２１の、背面および側面の少なくとも一部分が、透明、部分的に透明あるいは不透明であり、また金属またはプラスチックからなりうる、平らでない形状の基板７０により定められる構造体が示されている。基板７０は、（複数の）放射エミッタ１２の上になる開口部７１をもつ。示されるように、放射エミッタ１２から放出される放射に対して実質的に透明である窓の基板７２が、開口部７１を横切り基板７０にしっかりと固定されている。窓基板７２と平らでない形状の基板７０の間に、シールまたはガスケット７４を配置して、チャンバ２１をシールすることができるであろう。
【００５８】
図６Ｂに、平らでない形状で透明の第２の基板７５が、密封チャンバ２１の前面および側面の一部分を定めるように備わる構造体が示されている。チャンバ２１を密封するために、第１の基板３２に第２の基板７５を超音波溶着あるいは別の仕方で結合させることができるであろう。示されるように、第２の基板はドーム形状であり、第１の基板３２の端部を嵌め込むための肩７６とリム７７をもつ。（複数の）放射エミッタ１２への電気的接続は、第１の基板３２の内側表面から外側表面に延びる、第１の基板３２に形成されたバイアを通して延びている。第２の基板を逆さまにして、超音波溶着の前に、チャンバ２１を満たすことができるであろう。別法として、溶着後にチャンバを充填しうるように、第１の基板を貫く充填用の穴を備えてもよい。次いで、充填用の穴を塞ぐために、ＵＶ硬化性あるいは他のプラグを用いることができるであろう。
【００５９】
図７は、本発明の第５の実施形態を示す。この第５の実施形態では、反射マスク８０が第２の基板１６の表面に備えられる。この反射マスク８０には、それぞれの放射エミッタ１２の上方に複数の非マスク開口部８２がある。マスク８０には、任意選択で、マスク８０を通してエミッタ１２から光が直接放出されるのを防ぐために、各エミッタ１２の真上に小さな反射スポット８４があってもよい。このようにして、チャンバ２１内に、異なる色の光を放出するエミッタを配置してもよく、エミッタから放出される光は、アセンブリから放出される前に、チャンバ２１内で混ぜ合わせられるであろう。マスク８０は、パターン化された反射もしくは拡散コーティングあるいはフィルタであってよく、パターン化された伝導体が使用される場合、それと一体化してもよい。本発明の範囲から逸脱することなく、様々な光学的性質を最適化するために、示されたもの以外のパターンを用いてもよい。
【００６０】
図１５および１６は、本発明のさらに別の実施形態を示す。図１５の横断面図に示されるように、エミッタ１２から放出される放射は、放射が第２の基板１６の表面に当たる角度に応じて、第２の基板１６をほぼ完全に透過するか、部分的に透過し部分的に内部に反射されるか、あるいはほぼ完全に内部に全反射されるかのいずれかである。放射（すなわち、光線）が内部に反射されるかどうかは、フレネルの式とスネルの法則を適用して決められる臨界角より大きい角度で光線が表面に当たるかどうかによる。第１の基板１４の上側表面全体が鏡のような反射面であると、第２の基板１６の表面から内部に全反射される光線Ｔは、第１の基板１４の上側表面で、次に再び第２の基板１６の表面で、内部に全反射され続けるであろう。そのままでは内部に全反射されるであろう光線Ｔを、放射放出デバイスの第２の基板を通して最終的に出て行くようにするためには、第１の基板１４の上側表面に反射性の異なるゾーン、すなわち鏡面反射ゾーン３０１と拡散反射ゾーン３０３があればよい。図１５および１６に示されるように、別個の鏡面反射ゾーン３０１が各エミッタ１２に備わり、関連するエミッタ１２が円の中心に置かれた円形である。第１の基板１４の上側表面の残りの部分は（電気的トレースおよび接点端子により被覆された領域は例外として）、拡散反射ゾーン３０３からなる。鏡面反射ゾーン３０１は、パターン化された電気伝導体トレース３０４の一部分として備わっていてもよい。当分野の技術者には明らかであろうように、円形の鏡面反射ゾーン３０１の直径は、第２の基板１６の表面から内部に全反射される光線を反射しないだけ十分に小さく、尚かつ他の全ての光を反射するのに十分なだけ大きいように選択される。拡散反射ゾーン３０３は、第２の基板１６の表面で内部に全反射された光線Ｔを拡散させることにより、その光が第２の基板１６から出て行けるような角度で光を反射するために備えられる。拡散反射ゾーン３０３には光ルミネセント材料を含むコーティングがあってもよい。
【００６１】
鏡面反射ゾーン３０１は平らな表面上の円として示されているが、第１の基板１４が凹んだ反射性カップを含んでいてもよいということが理解されるであろう。図１７Ａおよび１７Ｂはこのような構造の互いに代替となる変形形態を示す。具体的には、図１７Ａは、これがなければ第２の基板１６の表面に臨界角を超える角度で当たるであろう光線の向きを変えるように、放射エミッタ１２の間の反射性の隔壁３１１を使用することを示す。反射隔壁は放物線状の反射カップ、あるいは他の形状のカップを形作り、表面の性質は鏡面状であっても拡散性であってもよい。図１７Ｂは、反射隔壁３１３が第１の基板３１５の上側表面に一体成形された、図１７Ａに示される構造の変形形態を示す。上の実施形態の隔壁３１１および３１３は、第１および第２の基板の間のスペーサとしても役立ちうることに留意されたい。
【００６２】
図８は本発明に従って組み立てられた乗物用ヘッドランプ２６００を示す。示されるように、このヘッドランプは、それが、第１の基板２６０１、第２の基板２６３０、およびシール（示されていない）の間に形作られた密封チャンバ２１内に、放射エミッタ２６０３および２６０５の配列を含むということ以外は、すでに示されたものに類似の光放出アセンブリを含んでいる。第２の基板２６３０は、各１個の、もしくは各グループのエミッタ２６０３、２６０５の上方の基板外側表面に形作られた複数のマイクロレンズ２６３１を含むことが好ましい。第１の基板２６０１は、熱抽出部材２６２１と、各１個のもしくは各グループのエミッタがその中に取り付けられている複数の反射カップ２６０２を含むことが好ましい。エミッタ２６０３は、ワイヤボンド２６０９と抵抗器２６１１を通して、電気伝導体ストリップ２６０７に接続されている。エミッタ２６０５は、ワイヤボンド２６１５と抵抗器２６１７を通して、電気的伝導体ストリップ２６１３に接続されている。図８に示されているものに類似の第２のアセンブリを、共通のヘッドランプハウジングに配置し、好ましくは、強い光線を生ずるように、第１のアセンブリに対してある角度で配置することもできるであろう。本発明の高出力光放出アセンブリを利用することにより、乗物に想定される、必要とされる照度レベルを生み出すために、より少数のＬＥＤもしくは他のエミッタしか必要としない乗物用ヘッドランプを組み立てることができるであろう。ヘッドランプ２６００はフォッグランプあるいは他のランプアセンブリであってもよい。
【００６３】
図９は本発明の前記実施形態で使用しうる例示的な回路１００を示す。示されるように、接地１０２、第１の供給電圧接点１０４、および第２の供給電圧接点１０６を含む３つの外部接続が備わっている。第２の供給電圧接点は、抵抗器１１４により、第１のＬＥＤ１１０、および２個の第２のＬＥＤ１１２の間にバイアス電圧をかけることにより、第１のＬＥＤに対する第２のＬＥＤの相対強度を調節できるようにするために備えられ、これは第１および第２のＬＥＤが異なる色の光を放出する場合に特に利点がある。抵抗器１１８は、第１のＬＥＤおよび第１の供給電圧接点の間に連結されている。抵抗器１１８、第１のＬＥＤ１１０、および第２のＬＥＤ１１２は、第１の供給電圧接点１０４と接地１０２の間に直列に連結されている。図９に示されるように、複数の、このように直列に連結されたＬＥＤを並列に接続してもよい。回路１００のいくつかの部分を基板１４および１６の一方あるいは両方に印刷してもよい。外部への接続のために接点１０２、１０４、および１０６はチャンバの外に延ばして、回路１００のいくつかの部分を密封チャンバ２１の内部に、あるいは外部に配置してもよい。同様に、チャンバ内で発生する熱を少なくするために、抵抗器１１４および１１８をチャンバの外部に備えてもよい。
【００６４】
好ましい実施形態において、ＬＥＤ１１０は青−緑色の光を放出し、ＬＥＤ１１２は琥珀色の光を放出する。このような構成で、アセンブリから事実上の白色光を放出させることができるであろう。
【００６５】
図１０は、本発明の第６の実施形態による、図１１に示される完成アセンブリの一部分となる初期サブアセンブリを示す。パッケージ１５０は、印刷回路板１５５を含み、これは、後に提供される例ではＢｅＯからなる。様々な電気伝導性トレースが回路板１５５の上に形作られている。図１０および１１に示される例では、第１のトレース１６０が、第１の電気的接点１６２から、４個の第１の抵抗器１６４ａ〜１６４ｄのそれぞれの第１の端子に延びている。トレース１６６ａ〜１６６ｂは、個々の抵抗器１６４ａ〜１６４ａの第２の端子から、第１の組のＬＥＤ１７０ａ〜１７０ｄがその上に取り付けられる、対応するパッド１６８ａ〜１６８ｄのそれぞれのアノードに延びている。第１のＬＥＤ１７０ａ〜１７０ｄは、それらのアノードをそれぞれ、パッド１６８ａ〜１６８ｄに電気的に接触させて取り付けられる。トレース１６６ａ〜１６６ｄはまた、個々の第２のＬＥＤ１７４ａ〜１７４ｄがその上に取り付けられる、パッド１７２ａ〜１７２ｄに近い位置にも延びている。第２のＬＥＤは、それらのアノードをパッド１７２ａ〜１７２ｄに電気的に接触させて取り付けられる。ワイヤボンド１７６ａ〜１７６ｄが、第２のＬＥＤ１７４ａ〜１７４ｄのカソードをトレース１６６の末端部に連結する。
【００６６】
第１のＬＥＤ１７０ａ〜１７０ｄのカソードは、対応するワイヤボンド１７８ａ〜１７８ｄにより、それぞれのトレース１８０ａ〜１８０ｄに電気的に連結されており、次にこれは第２の抵抗器１８２ａ〜１８２ｄのそれぞれの第１の端子に連結されている。さらに、抵抗器１８２ａ〜１８２ｄの第２の端子は、トレース１８４に共に連結されており、これは第２の接点端子１８６に延び、電気的に連結している。抵抗器１６４ａ〜１６４ｄおよび１８２ａ〜１８２ｄは、好ましくは、回路板１５５に印刷された２Ω、１Ｗの厚膜抵抗器である。
【００６７】
第２のＬＥＤ１７４ａ〜１７４ｄのアノードがそれぞれ連結されるパッド１７２ａ〜１７２ｄは、それぞれのトレース１８８ａ〜１８８ｄに電気的に連結している。これらのトレース１８８ａ〜１８８ｄの各々は、それぞれのワイヤボンド１９０ａ〜１９０ｄにより、トレース１８４を挟んで反対側にある別のそれぞれのトレース１９２ａ〜１９２ｄに接続している。トレース１９２ａ〜１９２ｄはそれぞれ、ワイヤボンド１９６ａ〜１９６ｄにより、それぞれの第３のＬＥＤ１９４ａ〜１９４ｄのカソードに連結している。第３のＬＥＤ１９４ａ〜１９４ｄのアノードは、対応するパッド１９８ａ〜１９８ｄに取り付けられており、さらにこれらのパッドは、延びて第３の接点端子２０２に電気的に連結しているトレース２００により互いに共に連結されている。
【００６８】
図１０に示される回路配置図で得られる回路は概ね図９に対応する回路図をもち、第１のＬＥＤ１７０ａ〜１７０ｄはＬＥＤ１１０に対応し、第２および第３のＬＥＤ１７４ａ〜１７４ｄおよび１９４ａ〜１９４ｄはＬＥＤ１１２に対応し、第１の抵抗器１６４ａ〜１６４ｄは抵抗器１１４に対応し、また第２の抵抗器１８２ａ〜１８２ｄは抵抗器１１８に対応する。
【００６９】
好ましい実施形態において、また後に記載される実施例において、第１のＬＥＤ１７０ａ〜１７０ｄは、青−緑色の光を放出するＩｎＧａＮ−ＬＥＤチップであることが好ましい。第２および第３のＬＥＤ１７４ａ〜７４ｄおよび１９４ａ〜１９４ｄのいずれも、琥珀色の光を放出するＡｌＩｎＧａＰ−ＬＥＤチップである。これらのＬＥＤチップを用いることにより、「発光ダイオードを組み込む光源アセンブリ（ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＯＲ ＡＳＳＥＭＢＬＹ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＩＮＧ ＬＩＧＨＴ ＥＭＩＴＴＩＮＧ ＤＩＯＤＥＳ）」という名称の、Ｒｏｂｅｒｔ Ｒ．Ｔｕｒｎｂｕｌｌ他の米国特許第５，８０３，５７９号の教示の通りに、このパッケージから事実上の白色光が放出されるであろう。
【００７０】
前記の回路を組み立てた後、カバーガラス２０５が、電気接点１６２、１８６、および２０２を例外として、また結果として形成される密封チャンバ２１にそれを通して液体またはゲルを充填しうる小さな穴を例外として、回路部品を取り囲むエポキシシール２１０で回路板１５５に取り付けられる。後に記載される実施例では、密封チャンバはＧａｌｄｅｎ（登録商標）Ｄ０２ＴＳで満たされた。続いて、カバー２０５と回路板１５５の間でエポキシに設けられた穴は、Ｄｙｎａｘ ＵＶ硬化性接着剤からなるプラグ２１２で塞がれた。得られた構造体は図１１に示されている。
【００７１】
図１１から明らかなように、得られる完成パッケージアセンブリは３つの接点パッド１６２、１８６、および２０２を備え、これらは密封チャンバ２１から外向きに、印刷回路板１５５の端部まで延びている。このようにして、駆動回路と連結するために、この接点パッドを通常の低挿入力エッジコネクタに接続することができるであろう。このようなエッジコネクタは通常のＰＣＩまたはＩＳＡスロットコネクタでよい。使用される電気的配置構成に応じて、別の個数の接点パッドを使用しうるということが理解されるべきである。
【００７２】
本発明の例示と見なされており、如何なる意味でも本発明を限定しようとするものではない以下の実施例により、本発明はさらに明確となるであろう。
【実施例】
【００７３】
本発明の有効性を例示するために、図１０および１１に示され、上に記載されたパッケージアセンブリを組み立てた。この構造体は、長さが約３．８ｃｍ（１．５インチ）、幅が約３．８ｃｍ（１．５インチ）であり、外部接点パッドが約０．６４ｃｍ（０．２５インチ）の長さである。本発明の有効性を例示するために、デバイスからの照度を、密封チャンバ２１を何らかの液体で満たす前に、様々な電力レベルで測定した。次に、アセンブリを液体で満たし栓をして、再び照度を同一の電力レベルで測定した。これらの測定の結果を、照度を４５．７ｃｍ（１８インチ）でのルクス（ｆｏｏｔ−ｃａｎｄｌｅｓ）で測定して、図１２に示した。図１２から明らかなように、物理的および熱的にＬＥＤと接触するように液体を入れると、それらの性能が著しく向上した。加える電力を増すと、改善度は大きくなった。この例では、示される各電力レベルで、未充填放射エミッタに対して充填放射エミッタの照度が増加しているのは、接合部（ｊｕｎｃｔｉｏｎ）動作温度の低下とアセンブリの熱抵抗の低下を示すものであるということが理解されるべきである。
【００７４】
図１３は、デバイスのチャンバ２１が如何なる液体にも充填されていない場合の、波長の関数としての相対分光放射照度のプロットである。異なる５つの電力レベルで、相対分光放射照度を測定した。次に、デバイスを液体で充填した後、同様のプロットを得て、それを図１４に示す。
【００７５】
前記発明は、本発明のパッケージの密封チャンバ２１内に光エミッタおよび他の放射線放出デバイスを備えることに関して記載されてきたが、本発明のパッケージを他の電子部品からの熱放散を向上させるために、同様に使用することができるであろう。例えば、図１８に示されるように、マイクロプロセッサ２３０、センサ２４０、抵抗器２４５、および他の電子部品、特に他の半導体電子部品を、２枚の部材２５５および２６０の間に形作られた密封チャンバ２５０内に配置してもよい。密封チャンバ内に、単独でまたは放射エミッタ、マイクロプロセッサ、抵抗器、センサあるいは他の部品と組み合わせて、望ましく配置することができると思われる他の電子部品の例には、サーミスタ、ダイオード、ツェナーダイオード、フォトダイオード、トランジスタ、電圧レギュレータ、ペルティエ効果ダイオードもしくは他の熱電冷却チップまたは材料、フォトトランジスタなどが含まれる。部材２５５および２６０は前記の何れかの構造をもつであろう。しかし、密封チャンバ内のどの部品も光学部品でない場合、部材２５５および２６０のいずれも不透明であってよい。このように拘束がなければ、第１の部材２５５は、例えば印刷回路板であり、第２の部材２６０はヒートシンクであってもよく、ヒートシンクは非常に熱伝導性の大きい材料からなり表面積が大きいことが好ましい。密封チャンバから外向きに延びる様々なフィン２６２を含めることにより、表面積をこのように大きくしてもよい。また、図１８に示されるように、ヒートシンク部材２６０内に、それを通して液体が流れうる様々な通路２６４を設けてもよい。これらの通路は、密封チャンバ２５０に入っている液体が通路を通って流れて液体からの熱放散を促進しうるように、そこに合流していてもよい。
【００７６】
チャンバ内に取り付けられる電子部品は、表面実装（ＳＭＴ）、スルーホール（ＴＨＤ）、ボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）、チップ・オン・ボード、チップ・オン・グラス、あるいは他の一般的な半導体デバイスの形態であってよい。これらの部品、およびチャンバ内のパターン化された何れの伝導体への／からの／間の、あるいはチャンバを出て行く接点への電気接続も、はんだ、はんだバンプ、はんだペースト、導電性エポキシ、共晶接合、ワイヤボンド、リードフレーム、あるいは他の電気的接続手段であってよい。
【００７７】
別の実施形態では、部材２５５と２６０のいずれもが、エポキシシールによりサンドイッチ状に合わせられ、液体またはゲルで満たされている印刷回路板であることが可能であろう。このことにより、回路板の片側あるいは両側に取り付けられた回路部品からの熱放散が本発明の通りに可能となるであろう。
【００７８】
他の実施形態におけるように、図１８に示される部品を、１つの密封チャンバ内に放射エミッタと一緒に入れてもよいということもまた理解されるべきである。例えば、抵抗器および／またはセンサを放射エミッタと同じ密封チャンバ内に入れると有益であろう。このようなセンサは、密封チャンバ内の液体の温度をモニタし、チャンバ内部の温度の関数としてＬＥＤチップに供給される電流を制御することができる仕組みを提供するように、サーミスタなどの熱センサであってもよい。こうすると、ＬＥＤチップを安全な最大の水準で駆動できるであろう。チャンバ内の何らかのエレクトロルミネセント放射源への電気駆動信号を調節するための電圧レギュレータを含めることもまた望ましいであろう。さらに、密封チャンバ内に、トランジスタ、フォトトランジスタ、ダイオード、フォトダイオード、あるいはツェナーダイオードのいずれか１つあるいは組合せを含めると望ましいであろう。
【００７９】
光センサを放射エミッタと同じ密封チャンバ内に配置することはさらに望ましいであろう。２００２年１２月２４日に発行され、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第６，４９８，４４０号は、複数のＬＥＤチップと組み合わせて光センサを利用することの利点を開示する。このようなセンサを、デバイス内のエレクトロルミネセント・エミッタ１２の制御用フィードバックを提供するなどの多くの目的に用いることができるであろう。密封チャンバ内に光センサが備えられる場合には、センサに達する光を効果的に濾光するために、密封チャンバ内に光吸収材を組み入れることが望ましいであろう。
【００８０】
自動車および他の用途で使用される近赤外線夜間暗視システムを提供するために、本明細書に記載された放射エミッタデバイスを利用することができる。放射エミッタデバイスが、人間の目で感知できるより長いが、まだ電子イメージセンサの感知能力内である波長の放射を放出するＩＲ−ＬＥＤダイを用いて、前記のように組み立てられる。この波長範囲は８００と８８０ｎｍの間であることが好ましいが、７００ｎｍのように短かくても、あるいは１２００ｎｍのように長くてもよい。そのようなＩＲ放出ＬＥＤは、台湾、新竹（Ｈｓｉｎｃｈｕ）のＴｙｎｔｅｃ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手できる。
【００８１】
現在の乗物用夜間暗視システムには、近赤外線夜間暗視システムを用いることにより克服されるいくつかの不都合な点がある。現行のシステムは遠赤外線放射−本質的には熱を感知する。遠赤外線放射を感知する検出器は、近赤外線を感知する検出器よりかなり高価である。さらに、ガラスは遠赤外線に対して不透明であるため、センサを乗物のキャビンの外に設置せざるを得ないので、システムをずっと過酷な環境条件のもとに置くことになる。また、ガラス製光学機器を用いることができず、遠赤外線放射に対して透明でより高価な光学材料を、代わりに使用しなければならない。最後に、取り囲む周辺より高温でない対象は、高温の対象のようにはよく感知されない。したがって、道路には、遠赤外線システムにより適切に検出されない対象がある可能性がある。
【００８２】
したがって、カメラにより画像化される情景を照らす放射線を放出するように、本発明の放射エミッタデバイスを配置構成することができるであろう。自動車では、車両のヘッドランプと一緒にあるいは近くに、ＩＲ光源アセンブリをパッケージ化することができるであろう。ＩＲ放射は人間の目では検出されないので、対向もしくは先行するドライバを妨害するまぶしい光を全く気にかけることなく、乗物の前の情景を実質的に照射することが可能である。
【００８３】
カメラは、ＩＲ−ＬＥＤが放出するものと少なくとも同じスペクトルの光を画像化するように構成される。カメラの分光感度は、フィルタの使用により、ＩＲ−ＬＥＤにより放出される光の波長範囲だけに限定されることが好ましい。こうすることにより、他の光源からの、画像における色ざめ（ｗａｓｈｉｎｇ−ｏｕｔ）またはブルーミングが減少する。カメラをバックミラーの取り付け具に設置することにより、乗物のワイパおよびウォッシャ・システムによって洗浄される部分の、乗物のフロントガラスを通して見るように、カメラを取り付けることができる。カメラには、前方の情景の明るい対象とほのかな対象の両方を同時に画像化できるように、ワイド・ダイナミック・イメージ・センサを使用することが好ましい。このようなイメージセンサは、「ワイド・ダイナミック・レンジ・光センサ（ＷＩＤＥ ＤＹＮＡＭＩＣ ＲＡＮＧＥ ＯＰＴＩＣＡＬ ＳＥＮＳＯＲ）」という名称で、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第６，００８，４８６号の記載されている。
【００８４】
乗物の後方の情景が、このような近赤外線画像化システムを用いて画像化されようとする場合、後部標識灯のセンタ・ハイマウント・ストップランプ（ＣＨＭＳＬ）に、あるいは後部窓ガラスの後ろにカメラを取り付け、一方、カメラと同じ位置に、あるいは前記の位置とは異なる位置に、本発明の放射線放出デバイスを取り付けることができるであろう。類似の後方視覚システムが、「乗物の後方視覚を向上させるシステムおよび部品（ＳＹＳＴＥＭＳ ＡＮＤ ＣＯＭＰＯＮＥＮＴＳ ＦＯＲ ＥＮＨＡＮＣＩＮＧ ＲＥＡＲ ＶＩＳＩＯＮ ＦＲＯＭ Ａ ＶＥＨＩＣＬＥ）」という名称で、本発明の譲受人に譲渡された、Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ Ｔ．Ｂａｕｅｒ他のＰＣＴ国際公開Ｎｏ．ＷＯ ００／１５４６２に開示されている。
【００８５】
当分野の技術者により理解されるように、本発明の放射線放出デバイスにより、放射エミッタにより発生する熱のより効率的な抽出が可能となる。この抽出の向上により、より多くの駆動電流を放射エミッタに送ることができ、結果として従来得られていたものより大きな放射束レベルを生み出すことができる。前記の、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第６，３３５，５４８号に開示されているＬＥＤの構成では、約０．３１Ｗ／ｃｍ²（２Ｗ／ｉｎ²）まで、あるいはそれ以上の出力密度が達成され、一方、本発明の構造体では０．７８から１．５５Ｗ／ｃｍ²（５から１０Ｗ／ｉｎ²）まで、あるいはそれ以上の出力密度が得られるであろう。本発明の特定の実施形態において、小型ランプの用途（すなわち小面積の実施形態）で、１Ｗを超え、高出力ランプ用途（すなわち大面積の実施形態）で、１０００Ｗ以上の電力消費が可能であろう。
【００８６】
さらに、用いられた何れのワイヤボンドも疲労もしくは破断する可能性は、本発明ではこれらのワイヤボンドを固体の封止材で包み込まないので、無くなっているか（ワイヤボンドを必要としない第１の実施形態の場合におけるように）、あるいはかなり減っている。図４および５に示される実施形態で用いられたワイヤボンドは、液体またはゲルにより取り囲まれているので、通常の封止材でそれらが包み込まれた場合がそうであるように、何らかの熱膨張または収縮の結果として生じる剪断力はワイヤボンドに伝達されえない。
【００８７】
光エンジンモジュールを含む本発明の実施形態を作るための製造方法は、最初に、任意選択の表面実装、ＢＧＡ、チップもしくは他の電子部品を第１の基板上に取り付けることを含む。次に、共晶接合、はんだ接合、ダイ接合接着剤、エポキシなどを用いて、第１の基板に、１個または複数のＬＥＤチップを取り付ける。次に、第１の基板に上に、任意選択のさらなる表面実装、ＢＧＡ、チップもしくは他の電子部品を取り付けることができる。キュアリング工程あるいはリフロー工程が通常、チップと部品と第１の基板の間に不変の電気的および機械的結合を形成するのに適切であるように実施される。次に、１個または複数のＬＥＤもしくは電子部品チップへの電気接合にワイヤボンドが使用される実施形態では、ワイヤボンディングが実施される。次に、バリア接着剤、シールもしくはガスケット材料が第１もしくは第２の基板の上に置かれるか、あるいは計量配分される。任意選択で、あるいは追加として、第１あるいは第２の基板のいずれかの部分に、シール材料を予め配置するか、あるいは一体化することができる。製造工程のこの点までの任意の点で、後にキャビティとなる領域内に、任意選択のスペーサを、第１の基板もしくは第２の基板上にそれらを置くか取り付けることにより、あるいは２枚の基板の間にそれらを挟み込むことにより、適切な場所に置くことができるであろう。次に、第１および第２の基板が、何らかのシール材料もしくは構造体がそれらの表面の適当な部分に沿って、それらの間の狭い間隙を塞ぐようにして、ごく接近して置かれる。大規模製造と、一度にいくつかのモジュールを、あるいはいくつかの半独立チャンバをもつモジュールを製造することを容易にするために、１個の第２の基板（および付随のシール材）上に、いくつかの第１の基板を配置してもよく、この逆でもよい。次に、シール材料が、焼き付け、ＩＲ加熱、ｅ−ビームもしくはマイクロ波硬化、リフローもしくは他の類似の方法などの熱処理または放射線暴露により、硬化、焼結または融解される。小さな開口部が、後にキャビティを充填するためのチャネルを提供するために、第１または第２の基板あるいはシール材料内に残されるであろう。次に、真空戻し充填プロセス、２−ポート加圧もしくは重力充填あるいは他の手段により、キャビティに流体が導入されるであろう。キャビティが充填された後、ＵＶ硬化性エポキシもしくは他のシーラント／バリア材料を用いて、第１または第２の基板あるいはシールの開口部が塞がれるであろう。
【００８８】
前記の説明は、好ましい実施形態の説明にすぎないと考えられている。本発明の変更は、当分野の技術者および本発明を実施し使用する者に思い浮かぶであろう。したがって、図に示され上で説明された実施形態は、単に例示のためであるにすぎず、均等論を含めて、特許法の原則により解釈されるように特許請求の範囲により定められる本発明の範囲を限定しようとするものではないということが理解される。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の第１の実施形態に従って組み立てられた放射放出デバイスの上正面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の放射放出デバイスの斜視図である。
【図３】図３Ａは、図１に示される放射放出デバイスの、ＩＩＩ−ＩＩＩ’の線に沿った横断面図である。 図３Ｂは、図１に示されるデバイスの別の実施形態の横断面図である。 図３Ｃは、図１に示されるデバイスの別の実施形態の横断面図である。
【００９０】
【図４】本発明の第２の実施形態に従って組み立てられた放射エミッタデバイスの横断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に従って組み立てられた放射エミッタデバイスの横断面図である。
【図６】図６Ａは、本発明の第４の実施形態の第１の変形形態に従って組み立てられた放射エミッタデバイスの横断面図である。 図６Ｂは、本発明の第４の実施形態の第２の変形形態に従って組み立てられた放射エミッタデバイスの横断面図である。
【００９１】
【図７】本発明の第５の実施形態に従って組み立てられた放射エミッタデバイスの上面図である。
【図８】本発明に従って組み立てられた乗物用ヘッドランプアセンブリの斜視図である。
【図９】１つまたは複数の前記実施形態において装備されうる電気回路の概略図である。
【図１０】本発明の第６の実施形態による初期パッケージ・サブアセンブリの上面図である。
【図１１】本発明の第６の実施形態に従って組み立てられた完成パッケージアセンブリの上面図である。
【図１２】図１１に示されるパッケージアセンブリについて、チャンバが液体で満たされた場合と密封チャンバが如何なる液体にも満たされていない場合に、電力の関数として照度を示すグラフである。
【図１３】図１１に示されるパッケージアセンブリについて、チャンバが如何なる液体にも満たされていない場合に得られた、様々な電力レベルで波長の関数として相対分光放射照度を示すグラフである。
【図１４】図１１に示されるパッケージアセンブリについて、チャンバが液体に満たされた場合に得られた、様々な電力レベルで波長の関数として相対分光放射照度を示すグラフである。
【図１５】図１に示されるデバイスの別の実施形態の横断面図である。
【図１６】図１５に示されるデバイスのサブアセンブリの平面図である。
【００９２】
【図１７】図１７Ａは、図１に示されるデバイスの別の実施形態の横断面図である。 図１７Ｂは、図１に示されるデバイスの別の実施形態の横断面図である。
【図１８】本発明の別の実施形態に従って組み立てられた電子部品パッケージアセンブリの横断面図である。

Claims (73)

1. 密封チャンバ；
   前記密封チャンバに入っている液体またはゲル；
   電気信号に応答して光を放出するエレクトロルミネセント・エミッタであって、前記液体またはゲルと物理的および熱的に接触して前記密封チャンバ内に配置された前記エレクトロルミネセント・エミッタ；および
   前記エレクトロルミネセント・エミッタに電圧を加えるために前記エレクトロルミネセント・エミッタに電気的に連結された第１および第２の電気伝導体；
   を備える光放出デバイス。
2. 前記液体またはゲルの電気伝導率が比較的低い請求項１に記載の光放出デバイス。
3. 前記エレクトロルミネセント・エミッタがＬＥＤチップである請求項１に記載の光放出デバイス。
4. 前記密封チャンバが、間隔を置いて配置され、シールにより接合された第１および第２の基板の間に形作られている請求項１に記載の光放出デバイス。
5. 前記密封チャンバ内に配置されたセンサをさらに含む請求項１に記載の光放出デバイス。
6. 前記センサが光センサである請求項５に記載の光放出デバイス。
7. 前記センサが熱センサである請求項５に記載の光放出デバイス。
8. 前記密封チャンバ内に配置されたサーミスタをさらに含む請求項１に記載の光放出デバイス。
9. 前記密封チャンバ内に配置された抵抗器をさらに含む請求項１に記載の光放出デバイス。
10. 前記密封チャンバ内に配置されたトランジスタをさらに含む請求項１に記載の光放出デバイス。
11. 前記密封チャンバ内に配置されたダイオードをさらに含む請求項１に記載の光放出デバイス。
12. 前記密封チャンバ内に配置されたツェナーダイオードをさらに含む請求項１に記載の光放出デバイス。
13. 前記密封チャンバ内に配置された電圧レギュレータをさらに含む請求項１に記載の光放出デバイス。
14. 密封チャンバ；
    前記密封チャンバ内に入っており、電気伝導率が比較的小さい液体またはゲル；
    前記液体またはゲルと熱的に接触して前記密封チャンバ内に配置された、電気信号に応答して放射を放出する放射エミッタ；および
    前記放射エミッタに電気的に連結し、前記密封チャンバから外に延びる第１および第２の電気伝導体；
    を備える放射放出デバイス。
15. 前記密封チャンバが、合わせてシールされた第１および第２の基板により定められる請求項１４に記載の放射放出デバイス。
16. 前記第１の基板が回路板であり、また前記第１および第２の電気伝導体が前記回路板上に形作られたトレースである請求項１５に記載の放射放出デバイス。
17. 合わせてシールされ、間隔を置いて配置されて密封チャンバを定める第１および第２の基板；
    前記密封チャンバ内に入っている液体またはゲル；および
    前記液体またはゲルと熱的に接触して前記密封チャンバ内に配置された、電気信号に応答して放射を放出する放射エミッタ；
    を備える放射放出デバイス。
18. 前記第２の基板が前記放射エミッタから放出される放射に対して少なくとも部分的に透明である請求項１７に記載の放射放出デバイス。
19. 前記第２の基板上に備わる透明電気伝導体をさらに含む請求項１８に記載の放射放出デバイス。
20. 前記第１の基板が電気伝導性である請求項１７に記載の放射放出デバイス。
21. 前記第１の基板の熱伝導率が大きい請求項１７に記載の放射放出デバイス。
22. 前記第１の基板が電気的に非伝導性である請求項１７に記載の放射放出デバイス。
23. 前記第１の基板上に備わる電気伝導体をさらに含む請求項２２に記載の放射放出デバイス。
24. 前記第１の基板上に備わる第２の電気伝導体をさらに含む請求項２３に記載の放射放出デバイス。
25. 前記第２の基板上に備わる第２の電気伝導体をさらに含む請求項２３に記載の放射放出デバイス。
26. 前記第２の基板上に備わる電気伝導体をさらに含む請求項１７に記載の放射放出デバイス。
27. 前記液体またはゲルが炭酸プロピレンを含む請求項１７に記載の放射放出デバイス。
28. 前記密封チャンバ内に配置された複数の放射エミッタをさらに含む請求項１７に記載の放射放出デバイス。
29. 前記複数の放射エミッタが２波長補色光を放出して事実上の白色光を作り出す請求項２８に記載の放射放出デバイス。
30. 前記複数の放射エミッタが、赤、緑、および青色の光を放出する請求項２８に記載の放射放出デバイス。
31. 前記複数の放射エミッタが同一の色相をもつ光を放出する請求項２８に記載の放射放出デバイス。
32. 前記放射エミッタが赤外放射を放出する請求項１７に記載の放射放出デバイス。
33. 前記放射エミッタが紫外放射を放出する請求項１７に記載の放射放出デバイス。
34. 前記第１の基板が回路板である請求項１７に記載の放射放出デバイス。
35. 放射エミッタデバイスの熱抵抗を低下させる方法であって、
    基板上に放射エミッタデバイスを取り付けるステップ；および
    放射エミッタデバイスの少なくとも一部分を対流性液体またはゲルで取り囲むステップ
    を含む方法。
36. 前記基板の熱伝導率が大きい請求項３５に記載の方法。
37. 放射エミッタデバイスを液体またはゲルで取り囲む前記ステップが、
    第１の基板を供用するサブステップ；
    第１の基板に放射エミッタデバイスを取り付けるサブステップ；
    第１の基板を第２の基板でシールして放射エミッタデバイスの回りに密封チャンバを定めるサブステップ；および
    密封チャンバ内に液体またはゲルを入れるサブステップ；
    を含む請求項３５に記載の方法。
38. 前記液体またはゲルが非常に対流性である請求項３５に記載の方法。
39. 密封チャンバ；
    前記密封チャンバに入っている液体またはゲル；
    電気信号に応答して光を放出する複数の光エミッタであって、前記液体またはゲルと物理的および熱的に接触して前記密封チャンバ内に配置された前記光源；および
    前記光エミッタに電圧を加えるために、前記光エミッタに電気的に連結された第１および第２の電気伝導体
    を備える乗物用ヘッドランプ。
40. 少なくとも１個の半導体電子部品のためのパッケージであって、
    合わせてシールされ、間隔を置いて配置されて密封チャンバを定める第１および第２の基板；
    前記密封チャンバ内に入っている液体またはゲル；および
    前記液体またはゲルと熱的に接触して前記密封チャンバ内に配置された、少なくとも１個の半導体電子部品；
    を備える前記パッケージ。
41. 前記第１および第２の基板が印刷回路板である請求項４０に記載の電子部品パッケージ。
42. 前記第２の基板が実質的に不透明である請求項４０に記載の電子部品パッケージ。
43. 前記第２の基板が実質的に透明である請求項４０に記載の電子部品パッケージ。
44. 前記少なくとも１個の電子部品が放射放出デバイスを含む請求項４０に記載の電子部品パッケージ。
45. 前記少なくとも１個の電子部品が光センサを含む請求項４０に記載の電子部品パッケージ。
46. 前記少なくとも１個の電子部品がマイクロプロセッサを含む請求項４０に記載の電子部品パッケージ。
47. 前記第２の基板の熱伝導率が大きい請求項４０に記載の電子部品パッケージ。
48. 前記第１の基板が印刷回路板である請求項４０に記載の電子部品パッケージ。
49. 前記第１の回路板の一部分が前記密封チャンバから外側に延び、前記部分が、前記密封チャンバ内に配置された前記電子部品の少なくとも１個に電気的に連結された少なくとも１個の電気接点を含む請求項４８に記載の電子部品パッケージ。
50. 前記電気接点がエッジコネクタの対応する電気接点に接触するように構成された請求項４９に記載の電子部品パッケージ。
51. 前記第２の基板が大きな外部表面積を有するヒートシンクである請求項４０に記載の電子部品パッケージ。
52. 前記ヒートシンクが、前記密封チャンバから外に延びる複数のフィンをもつ請求項５１に記載の電子部品パッケージ。
53. 前記ヒートシンクが、液体がそれを通って流れる複数の通路を有する請求項５１に記載の電子部品パッケージ。
54. 前記密封チャンバ内の前記液体が前記通路を通って流れることができるように、前記通路が前記密封チャンバに通じている請求項５３に記載の電子部品パッケージ。
55. 少なくとも１個の電子部品のためのパッケージであって、
    合わせてシールされ、間隔を置いて配置されて密封チャンバを定める回路板および基板；
    前記密封チャンバ内に入っている液体またはゲル；および
    前記回路板上に取り付けられ、前記液体またはゲルと熱的に接触して前記密封チャンバ内に配置された少なくとも１個の電子部品；
    を備える前記パッケージ。
56. 前記基板が実質的に不透明である請求項５５に記載の電子部品パッケージ。
57. 前記基板が実質的に透明である請求項５５に記載の電子部品パッケージ。
58. 前記少なくとも１個の電子部品が放射放出デバイスを含む請求項５５に記載の電子部品パッケージ。
59. 前記少なくとも１個の電子部品が光センサを含む請求項５５に記載の電子部品パッケージ。
60. 前記少なくとも１個の電子部品がマイクロプロセッサを含む請求項５５に記載の電子部品パッケージ。
61. 前記少なくとも１個の電子部品が抵抗器を含む請求項５５に記載の電子部品パッケージ。
62. 前記第２の基板の熱伝導率が大きい請求項５５に記載の電子部品パッケージ。
63. 前記少なくとも１個の電子部品が半導体部品を含む請求項５５に記載の電子部品パッケージ。
64. 合わせてシールされ、間隔を置いて配置されて密封チャンバを定める第１および第２の基板；
    前記密封チャンバ内に入っている液体またはゲル；
    前記第１の基板に固定された複数のＬＥＤチップ；および
    前記第１および第２の基板上の一方あるいは両方に配置され、前記ＬＥＤチップに電圧を加えるために前記ＬＥＤチップに電気的に連結された第１および第２の電気伝導体
    を備える光放出デバイス。
65. 密封チャンバ；
    前記密封チャンバ内に入っていて、屈折率が１．０より大きい流体媒介材料；
    電気信号に応答して光を放出するエレクトロルミネセント・エミッタであって、前記流体媒介材料と物理的および熱的に接触して前記密封チャンバ内に配置された前記エレクトロルミネセント・エミッタ；
    前記エレクトロルミネセント・エミッタに電圧を加えるために、前記エレクトロルミネセント・エミッタに電気的に連結された第１および第２の電気伝導体
    を備える光放出デバイス。
66. 入っている前記流体媒介材料の屈折率が約１．３より大きい請求項６５に記載の光放出デバイス。
67. 入っている前記流体媒介材料の屈折率が約１．４より大きい請求項６５に記載の光放出デバイス。
68. 入っている前記流体媒介材料が液体またはゲルである請求項６５に記載の光放出デバイス。
69. 電気信号に応答して光を放出する半導体放射エミッタ；
    前記半導体放射エミッタを保護するための保護バリアであって、経時的にその帯域内光学特性を実質的に保つ材料を含む前記保護バリア；および
    前記半導体放射エミッタに電圧を加えるために、前記半導体放射エミッタに電気的に連結する第１および第２の電気伝導体
    を備える光放出デバイス。
70. 前記保護バリアが、経時的に黄変しにくい材料からなる請求項６８に記載の光放出デバイス。
71. 前記保護バリアが、曇りを生じにくい材料からなる請求項６８に記載の光放出デバイス。
72. 前記保護バリアが、ガラスからなる請求項６８に記載の光放出デバイス。
73. 前記保護バリアが、基板ならびに前記エミッタと前記基板の間に配置された媒介材料を備える請求項６８に記載の光放出デバイス。

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