JP2012502488A - 多層ｌｅｄ蛍光体 - Google Patents

Abstract

ＬＥＤアセンブリは、蛍光体のタイプのうちの少なくとも１つによって放出される光の共食い現象を実質的に緩和する形で互いから切り離される蛍光体の複数の異なるタイプを有することができる。光の共食い現象を緩和することによって、より明るくより効率的な白色光ＬＥＤアセンブリが提供し得る。この種のＬＥＤアセンブリは、懐中電灯、ディスプレイ及び領域照明のようなアプリケーションなどに、適切でありえる。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般に発光ダイオードに関する。本発明は、特に蛍光体の複数の層を用いてＬＥＤダイから放出される光の色を変えるための方法とシステムに関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ）はよく知られている。ＬＥＤは、そのＰＮ接合が順方向バイアスされたときに、光を放出する半導体装置である。ＬＥＤは、電子装置上のインジケータライトとしてよく使用される。例えば、消費者向け電子装置上の赤い電源インジケータは、しばしばＬＥＤである。

他の応用におけるＬＥＤの使用は、増加している。例えば、ＬＥＤは、懐中電灯、ディスプレイ及び領域照明などのアプリケーションで用いられている。ＬＥＤは、通常、白熱電灯や蛍光灯などの他の照明装置より安いコストで、光を提供することができる。

アプリケーションによっては、白色光を提供することは、望ましい。例えば、白色光は、一般に、懐中電灯や領域照明に好まれる。白色光は、光の他の色、例えば赤、青、緑等の混じり合ったものである。しかしながら、ＬＥＤは、通常、青色光を提供する。したがって、白色光を発するＬＥＤを提供することは、望ましい。

他の蛍光体によって１つの蛍光体からの光の望ましくない共食い現象を緩和するために、本願明細書において方法及び装置が開示される。例えば、この種の共食い現象が実質的に緩和されるＬＥＤアセンブリが提供できる。

実施態様の例に従って、ＬＥＤアセンブリは、蛍光体のタイプのうちの少なくとも１つによって放出される光の共食い現象を実質的に緩和する形で互いから切り離される、蛍光体の複数の異なるタイプを含むことができる。

実施態様の例に従って、ＬＥＤアセンブリのための蛍光体層は、蛍光体の複数の異なるタイプを含むことができる。蛍光体は、蛍光体吸収／発光バンド相互作用を実質的に抑制するために構成される隣接したドットを規定することができる。

実施態様の例に従って、ＬＥＤアセンブリは、ＬＥＤダイと、第１の蛍光体からなる第１層と、第２の蛍光体からなる第２層とを備え、第１の蛍光体及び第２の蛍光体は、前記ダイから光を受け取ることができる。第１の蛍光体及び第２の蛍光体は、互いに異なる光の色を各々発する（放出する）ことができる。上記第１の蛍光体及び第２の蛍光体は、その他によって放出された光による光の吸収が実質的に緩和されるように配置され得る。

実施態様の例に従って、照明アセンブリは、光源と、光の色を前記光源から第１の色まで変えるように構成される第１の蛍光体からなる第１の蛍光体層と、光の色を前記光源から第２の色まで変えるように構成される第２の蛍光体からなる第２の蛍光体層とを備え、第１及び第２の蛍光体は、光が実質的に吸収されないかまたはその他によって飲み込まれずに放出されるように構成され得る。

実施態様の例に従って、光の色を変更する方法は、蛍光体の複数の異なるタイプに光を供給することを含むことができる。蛍光体は、蛍光体のタイプのうちの少なくとも１つによって放出される光の共食い現象を実質的に緩和する形で互いから切り離され得る。

実施態様の例に従って、光の色を変更する方法は、隣接したドットとして蛍光体の複数の異なるタイプを堆積させることを含むことができる。上記ドットは、それらが望ましくない蛍光体吸収／発光バンド相互作用を実質的に抑制するように位置付けられ得る。

より明るくてより効率的なＬＥＤアセンブリは、光の共食い現象を緩和することにより提供できる。ＬＥＤアセンブリは、白色光または白色光でない光を提供することができる。この種のＬＥＤアセンブリは、懐中電灯、ディスプレイ及び領域照明のようなアプリケーション用に、適切でありえる。

本発明は、以下の図面と共になされる以下の詳細な説明と併せて、より完全に理解されるであろう。

発光ダイオード（ＬＥＤ）アセンブリの２層の蛍光体層を示している半概略断面側面図であり、２種類の異なる蛍光体は、実質的に、実施態様の例に従って、蛍光体のタイプのうちの少なくとも１つによって放出される光の共食い現象を緩和する形で互いから切り離される。 図１の断面図に対応する半概略上面図であり、実施形態の例によれば、蛍光体は、蛍光体層全域のストライプとして構成される。 図１の断面図に対応する半概略上面図であり、実施形態の例によれば、蛍光体は、蛍光体層にチェッカーボードパターンを形成するように構成される。 実施形態の例による、層間に透明層を有する２層の蛍光体層を示しており、さらに、ＬＥＤダイから一部の光が蛍光体を通り過ぎて漏れることを可能にさせるビアの使用を示している半概略断面側面図である。 実施形態の例によれば、２層の蛍光体層を示しており、さらに、ＬＥＤダイから一部の光が蛍光体を通り過ぎて漏れることを可能にさせるビアの使用を示している半概略断面側面図である 図４及び図５の断面図に対応する半概略上面図であり、実施形態の例によれば、蛍光体は、蛍光体層全域のストライプとして構成される。 図４及び図５の断面図に対応する半概略上面図であり、実施形態の例によれば、蛍光体は、蛍光体層にチェッカーボードのようなパターンを形成するように構成される。 実施形態の例による、ＬＥＤダイ及び複数の蛍光体層を示しているＬＥＤアセンブリの半図式的横断面図である。 現況の実施による、重なり合う他の蛍光体によって１つの蛍光体から光の共食い現象を示しているブロック図である。 実施形態の例による、非重ね合わせ蛍光体がどのように光の共食い現象を緩和するかについて示しているブロック図である。

当然のことながら、図の１つ以上において示される同一扱いの要素は同様の参照番号が使われる。

所望の光（例えば実質的に白色光）の色を生み出すＬＥＤアセンブリを製造するための方法とシステムが開示される。実施形態の例によれば、実質的に白色光を生産するＬＥＤは、多層蛍光体膜を構成することができる。多層蛍光体膜は、ＬＥＤによって放出される光の色を変える。

実施形態の例によれば、ＬＥＤアセンブリは、蛍光体の複数の異なるタイプから構成される。あらゆる所望の数の蛍光体のタイプが使用され得る。蛍光体のタイプのうちの少なくとも１つによって放出される光の望ましくない共食い現象を実質的に緩和する形で、蛍光体は互いから切り離され得る。

実施形態の例によれば、ＬＥＤアセンブリのための蛍光体層は、蛍光体が隣接したドットを規定するように構成される、蛍光体の複数の異なるタイプを含むことができる。ドットは、実質的に蛍光体吸収／発光バンド相互作用を抑制するために構成され得る。

実施形態の例によれば、ＬＥＤアセンブリは、ＬＥＤダイ、第１層及び第２層を備え、第１層は第１の蛍光体からなり得、第２層は第２の蛍光体からなり得る。第１の蛍光体及び第２の蛍光体は、ＬＥＤダイから光を受け取ることができる。第１の蛍光体及び第２の蛍光体は、互いに異なる光の色を各々放出することができる。第１の蛍光体及び第２の蛍光体は、その他によって放出されたものによる光の吸収が実質的に緩和されるように配置され得る。

第１及び第２の蛍光体は、それらが互いに実質的に重ならないように構成され得る。このように、１つの蛍光体によって放出される光は、他の蛍光体によって吸収されにくい。例えば、２つ以上の異なる蛍光体は、チェッカーボードパターンを規定するために構成され得る。さらなる例として、２つ以上の蛍光体は、ストライプのパターンを規定するために構成され得る。

複数のビアは、第１の蛍光体及び第２の蛍光体を通り過ぎるＬＥＤダイからの光の漏出を促進するために構成され得る。ビアは、一般に、円、正方形、矩形、三角形、卵形または他のあらゆる形状、その組合せでありえる。

透明層は、第１及び第２の層の間に配置され得る。透明層は、第１及び第２の層の付着（接着）を促進及び／または強化することができる。あるいは、上記の中間層は、非透明でありえる。

透明層は、第１及び第２の層を被覆することができる。複数のビアは、第１層、第２層及び中間層を介して形成され得る。ビアは、蛍光体によって吸収され再放出される光の漏出なしに、ＬＥＤダイから光の漏出を促進することができる。ビアは、ホールまたはボイドでありえる。ビアは、透明な材料でありえる。ビアは、それを通じて、所望の色（例えば青色光）の光が伝送され得る。

１つ以上の透明層の上にブラッグミラーが形成され得る。例えば、ブラッグミラーは、ＬＥＤダイに最も近い透明層（多層含む）の表面に形成され得る。ブラッグミラーは、ＬＥＤアセンブリによって放出されることを要求されない光の波長の反射を可能とし、これらの波長がＬＥＤアセンブリによって放出されないようにする。ブラッグミラーは、ＬＥＤアセンブリによって放出されることを要求される光の波長の反射を可能とし、これらの波長がＬＥＤアセンブリによって放出されるようにする。

実施形態の例によって、照明アセンブリは、光源と、第１の蛍光体層と、第２の蛍光体層とを備え、前記第１の蛍光体層は、光の色をＬＥＤダイから第１の色へ変えるように構成される第１の蛍光体を含み、同様に、前記第２の蛍光体層は、光の色をＬＥＤダイから第２の色へ変えるように構成される第２の蛍光体を含み、前記第１及び第２の蛍光体は、光が実質的に吸収されないかまたはその他によって飲み込まれずに放出されるように構成され得る。

実施形態の例によれば、光の色を変更する方法は、蛍光体の複数の異なるタイプに光を供給することを含むことができる。蛍光体の異なるタイプは、蛍光体のタイプのうちの少なくとも１つによって放出される光の共食い現象を実質的に緩和する形で互いから切り離すことができる。

実施形態の例によれば、光の色を変更する方法は、隣接したドットとして蛍光体の複数の異なるタイプを堆積させることを含むことができる。それらのドットは、実質的に蛍光体吸収／発光バンド相互作用を抑制するように、それらの位置が構成され得る。例えば、それらのドットは互いに実質的に重ならないように、位置付けることができる。

１つ以上のビアは、蛍光体を通り過ぎる光の望ましい漏出を促進するために形成され得る。この漏出された光は、ＬＥＤアセンブリによって放出される光として認識される色に寄与することができる。例えば、ＬＥＤダイからの青色光は、白色光として認識（知覚）される光を作るために蛍光体からの赤色光と緑色光と結合するよう、ビアを通じ、蛍光体を通り過ぎて漏出され得る。

当業者に周知であるように、蛍光体を含んでいる薄膜または層は、白色光ＬＥＤアセンブリを製造するために用いることができる。蛍光体は、ＬＥＤダイによって放出される光の色を変えるために、青色ＬＥＤダイの光路において配置され得る。こうして、３８５ｎｍ〜４６５ｎｍの範囲の発光波長を有するＬＥＤダイは、例えば、白色光を生じさせるために用いることができる。

より詳細には、黄色光を放出する単一の蛍光体は、白色光を生みだすために青色光を放出するＬＥＤダイとともに利用可能である。青色光の一部は、蛍光体を通り過ぎて漏出をもたらす。実質的に白色光として認識される光を作り出すために、この漏出された青色光は、通常は４５５ｎｍ〜４６５ｎｍの範囲で、例えば５６０ｎｍの波長領域において、黄色光と結合する。

この種のＬＥＤのスペクトルは、自然の日光、特に我々がオレンジまたは赤として認識するより長い波長に存在する波長が不足しているので、ＬＥＤからの青色光と蛍光体からの黄色の組合せによって生じる白色光の放出が、多少青みがかって見えるようである。この種のデバイスは、高い色温度及び低い演色評価数を有するとして、技術的に規定される。

一部のＬＥＤは紫外線光を生じ、およそ４２０ｎｍの波長を典型的に有する。紫外線光を生じるＬＥＤは、人間の目に白色光と思われるものを生じさせるために、現在、２つ以上の蛍光体を使用しなければならない。こうしたことは、上記の紫外線ＬＥＤが青色ＬＥＤの場合のように蛍光体層を通り過ぎて漏出する青色発光に欠けるために、必要になってくる。

紫外白色光ＬＥＤは、典型的に規定の割合の必須の蛍光体の混合物を有する。蛍光体は、担体樹脂において分散させることができる。例えば、担体樹脂は、シリコーン樹脂でありえる。シリコーン樹脂は、他の樹脂と比較して、高負荷（短波長光）による構造損傷の影響をそれほど受けない。当業者に周知であるように、この種の構造損傷によって樹脂の黄ばみが起こり、これは一部の有用な光を吸収する。こうして、全体の効率を減らす。

紫外線（ＵＶ）、青色励起用の両者のＬＥＤにおいて、補色スペクトルを作り出すために蛍光体を混ぜ合わせたものに照射することは効率的でない。その理由は、１つの蛍光体の発光波長は他の１つの吸収帯にずれ込む可能性があるからである。このように、所望の色の１つの蛍光体からの光は、他の蛍光体によって望ましくなく吸収され得る。発光スペクトルのこの共食い現象は、著しくデバイスの効率を減らす。

１つ以上の実施例が、青色ＬＥＤで使用され得る。１つ以上の実施例が、ＵＶ ＬＥＤで使用され得る。実際、実施例は、あらゆる要求ＬＥＤデバイスからでも光の色を変えるために用いることができる上に、非ＬＥＤデバイスからでも光の色を変えるために用いることができる。

この種の共食い現象は蛍光体の慎重な選択によって緩和され得る。しかし、これは構成され得るデバイスのタイプを不適切に制限する可能性がある。このように、この種の共食い現象を緩和するために、他の方法を提供することは望ましい。

実施形態の例によれば、蛍光体の分離は、その色が第２の蛍光体に吸収されるまでは、一色の実質的に完全な転換がより能率的に達成されることを確実にするために利用できる。このようにして、光の望ましくない共食い現象は、実質的に緩和される。

実施形態の例によれば、蛍光体は、所定のサイズの隣接したドットとして、所定位置で堆積され得る。これは、蛍光体吸収／発光バンド相互作用及び結果として生じる発光の共食い現象を実質的に抑制する方法でなし得る。

実施形態の例によれば、蛍光体は、複数の層またはドットに分けられる。蛍光体が複数の層に分けられる実施態様のそれらの例のために、透明層は、隣接した蛍光体層の間で形成することができる。この透明層は、蛍光体層間の接着層として機能することができる。透明層は、効果的な光伝達層でありえる。

透明層は、ＬＥＤに最も近い表層にブラッグミラーを作製することによって強化され得る。この種のミラーは、分散ブラッグ反射器（ＤＢＲ）と呼称され得る。この種のデバイスは、半透明鏡を規定するように構成され得る。すなわち、ＤＢＲは、所定の波長より短い波長を通し、長めの波長を反射させることを可能にする。このようなミラーを用いることにより、蛍光体からの放出がＬＥＤの方へ戻って無駄にならないようにする。このように、ＬＥＤの効率は、向上させることができる。

実施形態の例によれば、蛍光体及び／または蛍光体の層は、光の望ましくない共食い現象を緩和するために構成され得る。上記したように、蛍光体の吸収及び発光バンドは、重ね合わせることができる。最も短い波長の発光バンドを有する蛍光体はＬＥＤに最も近い層に形成することができる。次にＤＢＲがあり、それから次に最も長い波長の蛍光体、その他が続く。

これらの層は個々の材料の薄板鋳造物を用いて形成され得る。そして、Ｂステージ硬化が続く。Ｂステージまたは層の部分的な硬化は、次の層の接着力を確実にする。部分硬化またはＢステージとなっている層とともに、層のスクリーン印刷またはステンシル印刷を利用してこれらの層を作り出すことが可能である。

さらにまた、これらの完全に硬化した層は、形状に切ることができ、予備検査され得る。これら予備検査されたピースは、その後、色温度を生じることができるタイプ及び要求される演色表価数に分類され得る。

これは必要な装置だけが作るので、実質的に製造廃棄物を削減する。望ましいデバイスの歩留まりは、全てのピースがデバイスになるより、はるかに高くなり得る。これは、望ましいデバイスのコストを削減する。

予備検査は、以下によって達成できる。各々のピースに周知の青色照射を受けさせ、標準的設備を用いて蛍光体発光を測定する。ピースが、既知の位置における、周知の配列において割り当てられる場合、自動化装置は各々のピースのためのデータを格納することができて、必要に応じてそのピースを検索することができる。

実施形態の例によれば、図１は、蛍光体層アセンブリ１０を示している半概略断面側面図である。第１の蛍光体層１２及び第２の蛍光体層１３は、蛍光体の１つ以上から放出される光の望ましくない共食い現象を緩和すると共に、ＬＥＤダイによって放出（発光）される光の色を変えるために協働する。光の共食い現象は、図９に示されており、以下さらに詳細に述べられる。この種の共食い現象の緩和は、図１０に示されており、以下さらに詳細に述べられる。

第１の蛍光体層１２は、蛍光体１５の第１タイプを含むことができる。第２の蛍光体層１３は、蛍光体１６の第２タイプを含むことができる。蛍光体１５の第１タイプ及び蛍光体１６の第２タイプは、実質的に、蛍光体の２つのタイプのうちの少なくとも１つによって放出される光の共食い現象を緩和する形で互いから切り離すことができる。例えば、蛍光体１５の第１タイプ及び蛍光体の第２タイプは、それらが互いに実質的に重ならないように位置付けられ得る。

透明層１１及び透明層１４は、蛍光体層アセンブリ１０の上部及び下部をそれぞれ覆うことができる。この種の透明層１１、１４は、取扱い及び組立てを容易にするように、第１の蛍光体層１２及び第２の蛍光体層１３を保護することができる。

層（例えば第１の蛍光体層１２及び／または第２の蛍光体層１３）の範囲内で、所与のタイプの蛍光体は、透明材料によって互いから切り離され得る。このように、各々の層は、交互ストライプ、四角、ドットまたは蛍光体及び透明材料の他の形状を含むことができる。

ところで図２を参照すると、図１の蛍光体１５の第１タイプ及び蛍光体１６の第２タイプは、上方から見た場合、例えば複数のストライプを規定することができる。蛍光体１５の第１タイプと蛍光体１６の第２タイプの交互のストライプは、このように、蛍光体の２つのタイプのうちの少なくとも１つによって放出される光の共食い現象を緩和するパターンを規定することができる。この種のストライプは、それらが互いに実質的に重ならないように形成され得る。

層の範囲内で、蛍光体のストライプは、透明材料によって互いから切り離すことができる。このように、各々の層は、蛍光体及び透明材料の交互ストライプからなり得る。透明材料によって、ＬＥＤダイからの光及び／または他の層の蛍光体からの光を通過させることができる。

ところで図３を参照すると、蛍光体１５の第１タイプ及び蛍光体１６の第２タイプは、上方から見た場合、例えば一般にチェッカーボードのようなパターンなどの複数の長方形または正方形を規定することができる。蛍光体１５の第１タイプと蛍光体１６の第２タイプの交互の四角い形は、このように、蛍光体の２つのタイプのうちの少なくとも１つによって放出される光の共食い現象を緩和するパターンを規定することができる。この種の四角い形はそれらが互いに実質的に重ならないように形成され得る。

層の範囲内で、蛍光体の四角は、透明材料によって互いから切り離され得る。このように、各々の層は、蛍光体及び透明材料の交互の四角い形からなることができる。

特定の構成（例えばストライプまたは四角い形）に関係なく、蛍光体１５の第１タイプは、ＬＥＤダイから光で照射されるときに、例えば、赤色光を生じさせる１つ以上の蛍光体を含むことができる。蛍光体１６の第２タイプは、ＬＥＤダイによって照射されるときに、例えば、緑色光を生じさせる１つ以上の蛍光体を含むことができる。蛍光体１５の第１タイプと蛍光体１６の第２タイプとの間の領域比率は、蛍光体１５の第１タイプ及び蛍光体１６の第２タイプ各々の層における濃度と同様に、ＬＥＤアセンブリの色温度を決定することができる。

実施形態の例によれば、図４は、蛍光体層組立て２０を示している半概略断面側面図である。第１の蛍光体層２２及び第２の蛍光体層２４は、蛍光体の１つ以上から放出される光の望ましくない共食い現象を緩和すると共に、ＬＥＤダイによって放出される光の色を変えるために協働する。透明層２３は、第１の蛍光体層２２及び第２の蛍光体層２４を切り離すことができる。

第１の蛍光体層２２は、蛍光体１５の第１タイプを含むことができる。第２の蛍光体層２４は、第２の蛍光体１６の第２タイプを含むことができる。蛍光体１５の第１タイプ及び蛍光体１６の第２タイプは、蛍光体の２つのタイプのうちの少なくとも１つによって放出される光の共食い現象を実質的に緩和する形で互いから切り離され得る。

透明層２３は、２つの蛍光体層２２及び２４と同様に、光（例えばＬＥＤダイからの青色光など）が蛍光体によって吸収されることのない、蛍光体層アセンブリ２０を通過することのできるビアを含むことができる。ビア２６は、第１の蛍光体層２２、透明層２３及び第２の蛍光体層２４を通して伸びることができる。そのため、ＬＥＤダイ用の光は、色において変わることのない蛍光体層アセンブリ２０を介して漏出し得る。このようにして、赤・緑・青色光は、ＬＥＤアセンブリによって提供できる。赤・緑・青色光のこの組合せは、実質的に白色光として認識され得る。

透明層２１及び透明層２５は、蛍光体層アセンブリ２０の上部及び下部それぞれを覆うことができる。この種の透明層は、取扱いや組立てが容易となるように、第１の蛍光体層２２及び第２の蛍光体層２４を保護することができる。

実施形態の例によれば、図５は、蛍光体層アセンブリ３０を示している半概略断面側面図である。第１の蛍光体層３２及び第２の蛍光体層３３は、蛍光体の１つ以上から放出される光の望ましくない共食い現象を緩和すると共に、ＬＥＤダイによって発光される光の色を変えるために協働する。

この実施例によれば中間の透明層が用いられない。ビア３５は、蛍光体層アセンブリによるＬＥＤダイから青色光の漏出を促進するために、第１の蛍光体層３２及び第２の蛍光体層３３において形成され得る。

第１の蛍光体層２２は、蛍光体１５の第１タイプを含むことができる。第２の蛍光体層２４は、第２の蛍光体１６の第２タイプを含むことができる。蛍光体１５の第１タイプ及び蛍光体１６の第２タイプは、蛍光体の２つのタイプのうちの少なくとも１つによって放出される光の共食い現象を実質的に緩和する形で互いから切り離され得る。

ビア層２３は、例えばＬＥＤダイからの青色光などの光が蛍光体によって吸収されることのない、蛍光体層アセンブリを通過することのできるビアを含むことができる。このようにして、赤・緑・青色光がＬＥＤアセンブリによって提供できる。赤・緑・青色光のこの組合せは、実質的に白色光として認識され得る。

透明層３１及び透明層３４は、蛍光体層アセンブリ３０の上部及び下部それぞれを覆うことができる。この種の透明層は、取扱いや組立てが容易となるように、第１の蛍光体層３２及び第２の蛍光体層３３を保護することができる。

層の範囲内では、蛍光体は、透明材料によって互いから切り離され得る。このように、各々の層は、蛍光体及び透明材料の交互ストライプまたは四角い形を含むことができる。

ところで図６を参照すると、蛍光体１５の第１タイプ及び図４、図５の蛍光体１６の第２タイプは、上方から見た場合、例えば複数のストライプを規定することができる。蛍光体１５の第１タイプと蛍光体１６の第２タイプの交互のストライプは、このように、蛍光体の２つのタイプのうちの少なくとも１つによって放出される光の共食い現象を緩和するパターンを規定することができる

ビア２６，３５は、溝（トレンチ）として形成され得る。ビア２６、３５は、このように、蛍光体１５の第１タイプ及び蛍光体１６の第２タイプによって規定されたストライプを切り離すストライプを規定することができる。

ところで図７を参照すると、蛍光体１５の第１タイプ及び蛍光体１６の第２タイプは、上方から見た場合、例えば一般にチェッカーボード・パターンなどの複数の長方形または正方形を規定することができる。蛍光体１５の第１タイプと蛍光体１６の第２タイプの交互の四角い形は、このように、蛍光体の２つのタイプのうちの少なくとも１つによって放出される光の共食い現象を緩和するパターンを規定することができる。

四角い蛍光体は、層の内部（範囲内）で、透明材料によって互いから切り離され得る。このように、各々の層は、交互の四角い蛍光体と透明材料を含むことができる。このように、各々の層は、交互の四角い蛍光体と透明材料を含むことができる。

蛍光体１５の第１タイプは、ＬＥＤダイによって照射されるときに、例えば、赤色光を生じさせる１つ以上の蛍光体を含むことができる。蛍光体１６の第２タイプは、ＬＥＤダイによって照射されるときに、例えば、緑色光を生じさせる１つ以上の蛍光体を含むことができる。蛍光体１５の第１タイプと蛍光体１６の第２タイプとの間の領域比率は、蛍光体１５の第１タイプ及び蛍光体１６の第２タイプ各々の層における濃度と同様に、ＬＥＤアセンブリの色温度を決定することができる。

ビア２６、３５は、上部から見ると、溝を縦横に動くパターンを形成することができる。あるいはビア２６、３５は、円形、正方形、長方形の、または、他のあらゆる要求される形状であり得る。ビアは、あらゆるホール、開口部、層、材料または光がそれを通過することのできる構造でありえる。

ビア２６、３５が使われる場合、青色ＬＥＤダイからの青色光は、蛍光体によって吸収及び再放出されることなく蛍光体層２０、３０を介して伝達できる。このように、ビア２６、３５を通過する青色光は、蛍光体によって吸収され、再放出された光など、ＬＥＤダイから他の光と結合することが可能である。このように、蛍光体は、青色光がＬＥＤダイから直接供給できると同時に、赤色と緑色の光を提供することができる。このように、赤・緑・青色光のあらゆる所望の組合せを提供することができる。少なくとも、そういった組合せは、実質的に白くなるものとして認識され得る。

蛍光体及び／またはビアのあらゆる要求パターンが利用できる。例えば、蛍光体及び／またはビアの、正方形、長方形、円形、長円形、あるいは三角形のパターンが利用できる。個々のドット（例えば、図７の四角１５、１６など）は、あらゆる所望の形状の中でも同じようにありえる。

実施形態の例によれば、１つのタイプの蛍光体は、他のタイプの蛍光体に実質的に重ならない。このように、蛍光体によって放出される光の望ましくない共食い現象は、実質的に緩和される。

拡散はＬＥＤダイから最も遠い層、例えば透明層１１、２１、３１に加えることができる。拡散は、蛍光体から現れている光を散乱させることができ、混合することができる。この種の散乱及び混合は、後に続く結像レンズによって個々の色の望ましくない分解能を緩和することができる。この種の拡散は、ＬＥＤ構造ではよく知られており、当業者にとって周知である。

図１、図４及び図５で分かるように、蛍光体１５及び１６は、互いに実質的に重ならない。このように、蛍光体１６によって放出される光は、他の蛍光体１５によって実質的に吸収される傾向がない。このように、蛍光体１５及び１６からの光は、要求アプリケーションに利用できる。

図８は、ＬＥＤアセンブリを示している半図式的横断面図である。ＬＥＤアセンブリは、ＬＥＤダイ及び蛍光体層アセンブリ１０、２０、３０を含むことができる。ＬＥＤダイ８１は、基板８２に載置され得る。蛍光体層アセンブリ１０、２０、３０は、ＬＥＤダイ８１からの光が蛍光体層アセンブリ１０、２０、３０を通過するように、ＬＥＤダイ８１より上に配置され得る。反射する壁８３は、蛍光体層１０、２０、３０の方へ戻り蛍光体層１０、２０、３０から離れる方向に向かう光を反射することができる。

基板８２及び壁８３は、ＬＥＤダイ８１用のパッケージの一部であり得る。基板８２及び壁８３は、例えば懐中電灯または一般の照明器具などの装置の一部であり得る。

ブラッグミラー８６は、ＬＥＤダイ８１に、例えば透明層などあらゆる所望の層の最も近い表層に形成可能である。例えば、透明層１４、２５、３４は、ブラッグミラーからなることが可能である。当業者に公知であるように、ブラッグミラーは、選択された波長の光を反射するように構成される複数の誘電体材料層からなり得る。このように、蛍光体に入射する光の色は、よりよく制御され得る。

光がＬＥＤアセンブリによって放出され、その結果ＬＥＤの明るさに寄与するように、ＬＥＤアセンブリによって放出されないような方向に移動している蛍光体層１０、２０、３０内部からの光は、ブラッグミラーの１つによって方向転換（反射）され得る。例えば、蛍光体または他の部材から反射した光、及びＬＥＤダイ８１に戻る方向に移動する光は、例えばＬＥＤダイ８１から離れてもう一度移動させるために蛍光体層１０、２０、３０の底部に形成されるブラッグミラー８６などのブラッグミラーによって反射され得る。

ここで図９を参照すると、現況の実施によれば、ブロック図は、他の蛍光体９４による１つの蛍光体９２からの光の共食い現象を示す。ＬＥＤダイ８１によって放出される光９１は、蛍光体９２に入射される。この蛍光体９２は通常、ＬＥＤダイ８１からの光９１に対して異なる色の再放出された光９３を発する。この場合、現況の実施に従って一般的であるように、再放出された光９３は他の蛍光体９４によって吸収される。他の蛍光体９４によって吸収されるこの種の光９３は、再放出されずに吸収される傾向があるので、このように無駄になる。

このように、他の蛍光体９４は、蛍光体９２からの光を共食いする。すなわち、蛍光体９２からの直接光は、蛍光体９４によって吸収されるので、使用不可能である。もちろん、この種の光の共食い現象は無駄である。この種の共食い現象は、望ましくなくＬＥＤアセンブリの輝度（明度）及び効率を減らす。

ここで図１０関しては、実施形態の例にしたがって、非重ね合わせ蛍光体１０２及び１０５がどのように光の共食い現象を緩和するかについて示しているブロック図である。蛍光体１０２及び１０５は実質的に互いに重ならない。すなわち、１つの蛍光体は、それが他の蛍光体によって放出される光の相当な量を吸収するような位置にない。両蛍光体１０２及び１０６は、その他の蛍光体からよりはむしろＬＥＤダイ８１からの光を吸収する傾向がある。

ＬＥＤダイ８１によって放出される光１０１は、蛍光体１０２に入射する。この蛍光体１０２は再放出された光１０３を放つ。その光は通常はＬＥＤダイ８１からの光１０１に対して異なる色である。

同じように、ＬＥＤダイ８１によって放出される光１０４は、異なる蛍光体１０５に入射する。このような他の蛍光体１０５は再放出された光１０６を放つ。この場合もやはり通常、ＬＥＤダイ８１からの光１０４に対して異なる色である。

このように、他の蛍光体１０５は、蛍光体１０２からの光を食わない。すなわち、両蛍光体１０２及び１０５からの光は、蛍光体９４によって吸収されなかったので、利用可能である。このように、無駄な共食い現象は、緩和される。共食い現象を緩和することによって、ＬＥＤの輝度（明度）及び効率は、高められる。ＬＥＤの輝度（明度）及び効率を高めることは、それらをアプリケーションのより広い範囲でより役立つようにする。

更に、共食い現象を緩和することによって、光の色のより良好な制御が達成できる。ＬＥＤによって提供される光の色のより良好な制御は、先と同様に、アプリケーションのより広い範囲でより有益にすることができる。

所望の数のあらゆる異なる蛍光体または蛍光体の層が利用できる。光のさまざまな異なる色は、異なる蛍光体及び蛍光体の異なる組合せによって作り出すことができる。

本文献で使われる、「の上に形成される」は、堆積される、エッチングされる、取り付けられる、あるいは別の方法で準備される、または各種の層を形成することを言う場合、組み立てられるということを含むために定義することができる。

本文献で使われる、「ｏｎ（の上に）」と「ｕｐｏｎ（の上に）」は、直接的に、または間接的に、上に位置されることを含むために定義することができる。

本文献で使われる用語「パッケージ」は、１つ以上のＬＥＤチップを収納する素子のアセンブリ（組立て）と、ＬＥＤチップ（または複数のＬＥＤチップ）に、ＬＥＤチップとその電源間のインタフェースを提供すること、を含むために定義することができる。パッケージは、また、ＬＥＤチップによって発生する光を導くために、光学エレメントを提供することができる。光学エレメントの例は、レンズ及び反射器である。

本文献で使われる用語「ｃｌｅａｒ（透明な）」と「ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ（透明な）」は、特定の波長または対象の波長で電磁放出線の妨害または吸収がほとんど起こらないという特徴付けを含むために定義することができる。

本文献で用いられる用語「ドット」は、円形か円形でない構造に言及することができる。例えば、この種のドットは、正方形、長方形、三角形、円形、長円形、またはあらゆる他の要求される形でありえる。

１つ以上の実施例は、例えば懐中電灯、ディスプレイ及び領域照明などの、白色光が要求されるアプリケーションにおけるＬＥＤの利用を容易にする。この種のＬＥＤは、通常、白熱電灯や蛍光灯などの他の照明装置より安いコストで、光を提供することができる。

１つ以上の実施例は、ＬＥＤアセンブリによって提供される色の制御向上を容易にした。このように、色（例えば赤、青及び緑など）の所望の組合せは、所望のコンポジットカラーを提供するために利用することができる。

１つ以上の実施例によれば、蛍光体による光の望ましくない共食い現象は、緩和される。光の共食い現象を緩和することは、ＬＥＤアセンブリの効率及び輝度（明度）の両方を高める。光の共食い現象を緩和することは、また、ＬＥＤアセンブリによって放出される光の色のより良好な制御を容易にすることができる。

上記で実施態様を例示して説明するが、本発明を制限しない。また、当然のことながら、本発明の原理に従って多くの改良や変更が可能である。したがって、本発明の範囲は、以下の請求項によってのみ定義される。

Claims (20)

1. 蛍光体のタイプのうちの少なくとも１つによって放出される光の共食い現象を実質的に緩和する形で互いから切り離される蛍光体の複数の異なるタイプを含むＬＥＤアセンブリ。
2. 蛍光体が蛍光体吸収／発光バンド相互作用を実質的に抑制するために構成される隣接したドットを規定する蛍光体の複数の異なるタイプを含むＬＥＤアセンブリのための蛍光体層。
3. ＬＥＤダイと、
   第１の蛍光体からなる第１層と、
   第２の蛍光体からなる第２層と、
   を備え、
   前記第１の蛍光体及び前記第２の蛍光体は前記ＬＥＤダイからの光を受け取り、前記第１の蛍光体及び前記第２の蛍光体は互いに異なる光の色を放出し、
   前記第１の蛍光体及び前記第２の蛍光体は、その他によって放出されたものによる光の吸収が緩和されるように配置されるＬＥＤアセンブリ。
4. 前記第１及び第２の蛍光体は互いに実質的に重ならない請求項３に記載のＬＥＤアセンブリ。
5. 前記第１及び第２の蛍光体はチェッカーボードパターンを規定する請求項３に記載のＬＥＤアセンブリ。
6. 前記第１及び第２の蛍光体はストライプのパターンを規定する請求項３に記載のＬＥＤアセンブリ。
7. 前記ＬＥＤダイから前記第１の蛍光体及び第２の蛍光体を通り過ぎる光の漏出を促進するために構成される複数のビアをさらに含む請求項３に記載のＬＥＤアセンブリ。
8. 前記第１の蛍光体及び第２の蛍光体を通り過ぎる前記ＬＥＤダイからの光の漏出を促進するために構成される複数の一般に丸いビアをさらに含む請求項３に記載のＬＥＤアセンブリ。
9. 前記第１の蛍光体及び第２の蛍光体を通り過ぎる前記ＬＥＤダイからの光の漏出を促進するために構成される複数の一般に四角いビアをさらに含む請求項３に記載のＬＥＤアセンブリ。
10. 前記第１及び第２の層の間に配置される透明層をさらに含む請求項３に記載のＬＥＤアセンブリ。
11. 前記第１及び第２の層間に配置され、前記第１及び第２の層の接着を促す透明層をさらに含む請求項３に記載のＬＥＤアセンブリ。
12. 前記第１及び第２の層を被覆している透明層をさらに含む請求項３に記載のＬＥＤアセンブリ。
13. 前記第１及び第２の層の間に介在する透明層と、前記第１層、前記第２層及び前記透明層を通って形成される複数のビアをさらに含む請求項３に記載のＬＥＤアセンブリ。
14. 透明層と、
    前記透明層上に形成されるブラッグミラーと、
    をさらに含む請求項３に記載のＬＥＤアセンブリ。
15. 前記第１及び第２の層のうちの少なくとも１つを被覆している透明層と、
    前記ＬＥＤダイに最も近い透明層の表面に形成されたブラッグミラーと、
    をさらに含む請求項３に記載のＬＥＤアセンブリ。
16. 光源と、
    光の色を前記光源から第１の色へ変えるように構成される第１の蛍光体からなる第１の蛍光体層と、
    光の色を前記光源から第２の色へ変えるように構成される第２の蛍光体からなる第２の蛍光体層と、
    を備え、
    前記第１及び第２の蛍光体は、その他によって光が実質的に吸収されずに放出されるように、構成される照明アセンブリ。
17. 蛍光体のタイプのうちの少なくとも１つによって放出される光の共食い現象を実質的に緩和する形で互いから切り離される蛍光体の複数の異なるタイプに光を提供する、光の色を変更する方法。
18. 蛍光体吸収／発光バンド相互作用を実質的に抑制する隣接したドットとして蛍光体の複数の異なるタイプを堆積させることを含む光の色を変更する方法。
19. 前記ドットは実質的に互いに重ならない請求項１８に記載の方法。
20. 蛍光体を通り過ぎる光の漏出を促進するために少なくとも１つのビアを形成することをさらに含む請求項１８に記載の方法。
    

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