JP5845088B2 - Ｌｅｄ部品 - Google Patents

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Description

発明の詳細な説明
［発明の背景］
［発明の分野］
本発明は、半導体照明、具体的には、色混合を促進するために配置される複数の離散発光体を使用する半導体照明に関する。
［関連技術の説明］
発光ダイオード（ＬＥＤまたはＬＥＤｓ）は、電気エネルギーを光に変換する半導体装置であり、通常、反対にドープされた層の間に挟まれた半導体物質の活性層を１つ以上備えている。バイアスが上記ドープされた層を横切って加えられると、活性層内に空孔と電子が注入され、それら空孔と電子とが再結合して光を発生する。光はＬＥＤの活性層及び全表面から放射される。
ＬＥＤチップを回路または配列などで使用するため、ＬＥＤチップをパッケージに封入して、環境及び／または機械的保護、色選択、集光機能などを与えることが知られている。ＬＥＤパッケージは、また、ＬＥＤパッケージを外部回路に電気的に接続するための電気リード線、接点あるいはトレースを備えている。図１に示す代表的なＬＥＤパッケージ／部品１０においては、１つのＬＥＤチップ１２が反射カップ１３上に、はんだ結合あるいは導電性エポキシ樹脂によってマウントされる。１つ以上のワイヤボンド１１がＬＥＤチップ１２の抵抗接点をリード線１５Ａ及び／または１５Ｂに接続する。リード線１５Ａ及び／または１５Ｂは反射カップ１３に取り付けてあっても、あるいは反射カップ１３と一体になっていてもよい。反射カップ１３には、リン光体などの波長変換材料を含み得るカプセル材料１６が充填されてもよい。第１の波長でＬＥＤによって放射された光はリン光体によって吸収されてもよく、リン光体はそれに応じて第２の波長で光を発してもよい。その後、アセンブリ全体が、ＬＥＤチップ１２から放射される光をコリメートするためにレンズの形に成形され得る透明な保護樹脂１４によってカプセル化される。反射カップ１３は上方に光を向けてもよいものの、光の反射時には光学的損失が起きる可能性がある（すなわち、実際の反射板表面の反射率が１００％未満であるために、多少の光が反射カップによって吸収され得る）。さらに、図１に示すパッケージ１０などのようなパッケージにとっては保温が問題となり得る。なぜならリード線１５Ａ、１５Ｂを通して熱を除去するのは難しくなり得るからである。
図２に示すＬＥＤ部品２０は、より多くの熱を発生させ得る高出力動作により適し得る。ＬＥＤ部品２０においては、１つ以上のＬＥＤチップ２２が、プリント回路基板（ＰＣＢ）キャリヤ、基板あるいはサブマウント２３などのキャリヤ上にマウントされる。金属反射板２４はサブマウント２３上に取り付けられ、ＬＥＤチップ２２を囲み、ＬＥＤチップ２２が発する光をパッケージ２０から遠ざけるように反射する。反射板２４はまた、ＬＥＤチップ２２に機械的保護を与える。１つ以上のワイヤボンド接続部１１がＬＥＤチップ１２上の抵抗接点とサブマウント２３上の電気トレース２５Ａ、２５Ｂとの間で形成されている。マウントされたＬＥＤチップ２２は、その後、環境及び機械的保護をチップに付与し得る一方でレンズとして機能し得るカプセル材料２６で覆われる。金属反射板２４は、一般的に、はんだまたはエポキシ樹脂接着剤によってキャリヤに取り付けられる。
（ＰＣＢ）、基板あるいはサブマウントにマウントされた複数のＬＥＤパッケージのアレイを備えたその他のＬＥＤ部品またはランプもこれまで開発されてきている。ＬＥＤパッケージのアレイは、異なる色を発するＬＥＤパッケージのグループと、ＬＥＤチップが発する光を反射するための鏡面反射システムとを備え得る。これらのＬＥＤ部品のいくつかは、異なるＬＥＤチップが発する光の組み合わせによる白色光を生成するように配置されている。ＬＥＤパッケージが発する異なる色から高品質の光を生成するには課題があり得る。パッケージからの光が適切に混合されないと、光の出力は近接場及び遠距離場の両方で異なる色として現れ得る。鏡面反射鏡が光源を映すため、反射鏡を使用したときの混合は難しくなり得る。反射鏡を使用したときの混合が難しくなり得るということは、近接場及び遠距離場の両方で異なる色の光の出現を増加させ得る。
例えば「照明装置及び照明方法（Lighting Device and Lighting Method）」と題された米国特許第７，２１３，９４０号などに記載されているような、異なる離散光源からの異なる色を利用した、複数の離散光源から白色光を生成する技術がこれまでに開発されてきている。これらの技術は離散光源からの光を混合して白色光を提供する。いくつかの応用例では、光の混合が遠距離場で起きるので、直接見た場合、異なる色の光源を別々に識別できるが、遠距離場では光が組み合わさって白色と知覚される光を生成する。遠距離場での混合の難しさの１つは、ランプあるいは発光体を直接見たときに個々の離散光源を知覚できることである。したがって、遠距離場での混合のみを使用するのは、光源がユーザの視野から機械的に隠される照明での応用が最も適切であると考えられる。しかしながら、光は通常、機械的な遮蔽により失われるため、機械的に光源を隠すことによって効率が低くなる可能性がある。
離散光源からの光をより効率的に混合してそれらの離散光源からの光の可視性を最小限にするために、異なるランプまたは発光体がこれまで開発されてきている。Ｃｒｅｅ，Ｉｎｃ．（www.creelighting.com）から市販されているＬＲ６ランプは、「混合チャンバ」を使用して、光をレンズと光源との間の窪みに反射させて、個々の光源を隠すディフューザに光を通過させる。そのため、ＬＲ６ランプが複数の離散光源を使用していても、白熱灯が１つの光源を有しているように見えるのと略同じように、ＬＲ６ランプが１つの光源を有しているように見える。「混合チャンバ」のさらなる例については、米国特許出願公開第２００７／０２６７９８３号、第２００７／０２７８５０３号、第２００７／０２７８９２３号、第２００８／００８４６８５号、第２００８／００８４７０１号、第２００８／０１０６８９５号、第２００８／０１０６９０７号、第２００８／０１１２１６８号も参照されたい。
混合チャンバのアプローチは、ＬＲ６ランプにとって略６０ルーメン／ワットという非常に高い効果を発揮した一方、このアプローチの１つの欠点は、拡散レンズ（レンズ及び拡散フィルムであってもよい）と光源との間に最小限の間隔が必要とされることである。実際の間隔は、レンズの拡散の度合いに依存し得るが、通常、拡散の度合いが高いレンズは、拡散の度合いの低いレンズより損失が大きい。したがって、拡散／遮蔽のレベルと混合距離とは通常、適切な奥行きの照明設備を提供するためにその利用法に基づいて調整される。別のランプにおいて、ディフューザは、離散光源から２〜３インチの距離であってもよい。ディフューザがより近ければ光源からの光は十分に混合されない可能性がある。したがって、混合チャンバのアプローチを利用して非常に目立たない照明設備を提供することは困難となり得る。色を混合するためにＬＲ６で用いられているメカニズムの１つは、赤色ＬＥＤを異なる色の光を発するＬＥＤで囲み、赤色ＬＥＤがアレイの外側の縁にならないようにすることであった。このパターンは、非鏡面反射板及びディフューザとの組み合わせにより、ディフューザを見る時の及び遠距離場での光の容姿をより一様にした。しかしながら、このパターンもまた赤色ＬＥＤをアレイのより中心近くに集中させることにつながり、その結果、出力ビームに赤い中央部をもたらし得る。
現在のＬＥＤパッケージ（例えばＣｒｅｅ，Ｉｎｃ．により提供されるＸＬａｍｐ（登録商標）ＬＥＤ）は、入力パワーのレベルが制限される可能性があり、そのうちのいくつかは、０．５から４ワットの範囲となり得る。これらの従来のＬＥＤパッケージの多くが１つのＬＥＤチップを組み込んでおり、より高い光出力は、これらのＬＥＤパッケージのいくつかを１つの回路基板にマウントすることによって、アセンブリレベルで達成される。図３は、そのようなある分散型の集積ＬＥＤアレイ３０であって、より高い光束を達成するため、基板あるいはサブマウント３４にマウントされた複数のＬＥＤパッケージ３２を備えるＬＥＤアレイ３０の断面図を示している。典型的なアレイは多くのＬＥＤパッケージを備えるが、図３では理解を容易にするために２つを示すだけにしている。代替として、窪みのアレイを使用することによってより高い光束の部品がこれまで提供されてきており、この部品では各窪みに１つのＬＥＤチップがマウントされる（例えば、Ｌａｍｉｎａ，Ｉｎｃ．により提供されるＴｉｔａｎＴｕｒｂｏ（トレードマーク）ＬＥＤ光エンジン）。
これらのＬＥＤアレイを使った解決法は、隣接するＬＥＤパッケージと窪みとの間の発光しない「デッドスペース」を拡張するため、所望されるほどコンパクトでない。このデッドスペースがより大きな装置を規定し、ＬＥＤパッケージから光を拡散する能力を制限し得ると共に、コリメータレンズあるいは反射板のような１つのコンパクトな光学素子による出力光を特定の角度分布に形作る能力を制限し得る。このことが、既存のランプの形状因子内もしくはより小さい範囲内で有向のまたはコリメートされた光の出力を提供する半導体照明器具の構造の提供を難しくする。これらのことにより、小さな光源から１０００ルーメン及びこれより高いレンジの光束レベルを提供するＬＥＤ部品を組み込んだコンパクトなＬＥＤランプ構造を提供することは難しい。
［発明の概要］
本発明は、複数の離散光源を有し、これら複数の離散光源の光が結合して所望の発光特性が実現されるランプ、発光体あるいは半導体照明部品を提供する。離散光源は一定のガイドラインに従って配置されて、異なる色の光を発する光源からの光の混合を促進する。本発明に係る半導体照明部品の一実施形態は、ＬＥＤチップのアレイを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）部品を備える。アレイは第１及び第２のＬＥＤチップのグループを備え、ＬＥＤチップの第１のグループは、第１のグループのＬＥＤチップのうちの２つのＬＥＤチップがアレイにおいて直接互いに隣り合わないように配置される。アレイはレンズに覆われる。
本発明に係る別の実施形態は、ＬＥＤチップの第１のグループとＬＥＤチップの１つ以上のさらなるグループとを含むＬＥＤチップのアレイを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）部品を備える。ＬＥＤの第１のグループは、１つ以上のさらなるグループからの少なくとも３つのＬＥＤチップが第１グループにおける各ＬＥＤチップと隣接するように配置される。レンズがアレイ上に含まれる。
本発明に係る別の実施形態は、サブマウント上にマウントされたＬＥＤチップのアレイを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）部品を備える。ＬＥＤチップのアレイは、ＬＥＤチップの第１のグループと、ＬＥＤチップの１つ以上のさらなるグループとを備える。アレイは、ＬＥＤチップの第１のグループにおけるＬＥＤチップの５０パーセント（５０％）未満がアレイの周囲にあるように配置される。
本発明に係る別の実施形態は、ＬＥＤチップの第１のグループとＬＥＤチップの１つ以上のさらなるグループとを含むＬＥＤチップのアレイを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）部品を備える。ＬＥＤチップの第１のグループは、第１のグループからの２つのＬＥＤチップがアレイにおいて直接互いに隣り合わないように、かつ、１つ以上のさらなるグループからの少なくとも３つのＬＥＤチップが第１グループにおける各ＬＥＤチップと隣接するように配置される。
本発明に係る発光ダイオード（ＬＥＤ）部品のさらに別の実施形態は、ＬＥＤチップの第１のグループとＬＥＤチップの１つ以上のさらなるグループとを有するＬＥＤチップのアレイを備える。アレイは、第１のグループからの２つのＬＥＤチップがアレイにおいて直接互いに隣り合わないように、かつ、ＬＥＤの第１のグループにおけるＬＥＤチップの５０パーセント（５０％）未満がアレイの周囲にあるように、かつ、１つ以上のさらなるグループからの少なくとも３つのＬＥＤチップが第１グループにおける各ＬＥＤチップと隣接するように配置される。
本発明のこれらの及びその他の局面及び利点は、本発明の特徴を例により説明する下記の詳細な説明及び添付の図面から明らかになるであろう。
従来技術のＬＥＤランプの一実施形態の断面図を示す。 従来技術のＬＥＤランプの別の実施形態の断面図を示す。 従来技術のＬＥＤ部品の一実施形態の断面図を示す。 本発明に係るＬＥＤ部品の一実施形態の斜視図を示す。 図４ａに示されるＬＥＤ部品のサイドビューの断面図である。 図４ａに示されるＬＥＤ部品の上面図である。 図４ａに示されるＬＥＤ部品の底面斜視図である。 図４ａに示されるＬＥＤ部品の底面図である。 本発明に係るＬＥＤチップアレイレイアウトの一実施形態の上面図である。 本発明に係るダイ取付パッド及び相互接続トレース配置の一実施形態の上面図である。 本発明に係るＬＥＤアレイに対する相互接続の一実施形態を示す回路図である。 ディフューザを備えた本発明に係るＬＥＤ部品の一実施形態の側面図である。 ディフューザを備えた本発明に係るＬＥＤ部品の別の実施形態の側面図である。
［発明の詳細な説明］
本発明は、異なる色の光を発する光源のグループを含む、複数の離散光源あるいは離散光源のアレイを有する半導体照明部品、ランプまたは照明器具を備える。本発明はＬＥＤまたはＬＥＤチップを使用するＬＥＤ部品に関して説明されるが、本発明に係る照明部品は、その他の半導体光源を含む異なる光源を利用可能であることは理解される。
本発明に係るＬＥＤ部品は、ＬＥＤチップのアレイを点灯してＬＥＤチップからの光の組み合わせによる色を発する。一実施形態において、ＬＥＤ部品は、当該ＬＥＤ部品のＬＥＤチップからの光の組み合わせあるいは混合による白色光を放射する。アレイにおけるその特定のＬＥＤチップの構成は、近接場における混合能力、また特に、遠距離場における鏡面反射システムに対しての混合能力に寄与できる。アレイにＬＥＤチップを無作為に配置することでＬＥＤチップからの自然な色混合が減少することがあり、ランプの出力における色の変化をもたらし得る。この問題を低減または排除するために、高レベルのディフュージョンがこれまで用いられてきているが、高レベルのディフュージョンは通常、ＬＥＤ部品の全体の発光効果を低減し得る光損失をもたらす。
本発明に係る実施形態では、アレイ中のＬＥＤチップを一定のガイドラインに従って配置することにより光源発光の自然な混合が促進される。一実施形態では、アレイが、一色の光を発するＬＥＤチップの第１のグループと、その他の色の光を発するＬＥＤチップの１つ以上のグループとを含み得る。一実施形態では、ＬＥＤチップが、一色の光を発する１つグループと、その他の色の光を発するＬＥＤチップの第２及び第３のグループとを備え得る。ＬＥＤチップの第１のグループを、当該第１のグループの他のＬＥＤチップとの関係において、及び、アレイにおけるポジショニングとの関係において、及び、ＬＥＤチップの他のグループにおけるＬＥＤチップとの関係において、種々の方法で配置することにより、ＬＥＤチップのグループは、自然混合を促進するように配置される。具体的には、下記の一般的なガイドラインの１つまたはいくつか、あるいは全てが適用される：
１．ＬＥＤチップの第１のグループのうちの２つが互いに直接隣接しないように配置される；
２．ＬＥＤチップの第１のグループのうちの可能な限り少ない数がアレイの縁にある；
３．第１グループからのＬＥＤチップが、当該ＬＥＤチップに隣接する、ＬＥＤチップの他のグループからの少なくとも３つのＬＥＤチップを有している。
本発明に係るＬＥＤ部品の別の実施形態は、様々な異なる色の光を発するＬＥＤチップの種々のグループを備え得る。本発明に係るＬＥＤ部品の一実施形態は、赤色光を発するＬＥＤチップの第１のグループと、変換材料で覆われた青色ＬＥＤをそれぞれが備えたＬＥＤチップの第２及び第３のグループとを備える。ＬＥＤチップの３つのグループからの光の組み合わせは、自然な色混合を促進する上記のガイドラインに従ってＬＥＤチップを配置することで、光の所望の波長及び所望の色温度を生成する。
本発明に係るＬＥＤ部品は、色混合を促進する、別な方法で配置されてもよく、またさらなる特徴を備えていてもよい。いくつかの実施形態では、アレイ中のＬＥＤチップは、密集するように配置されてもよく、これにより自然な色混合をさらに促進できる。ＬＥＤ部品は、近接及び遠距離場での色混合を促進するために種々のディフューザ及び反射板を備えることもできる。
本発明は、本願明細書において特定の実施形態に関して説明されるが、本発明は多くの異なる形態で具体化されることができること、そして、本願明細書に記載の実施形態に限定されるように解釈されるべきでないことが理解される。具体的には、本発明は、以下に、種々の構成のＬＥＤあるいはＬＥＤチップのアレイを備えた特定の照明またはＬＥＤ部品について記載されるが、本発明は多くの異なるアレイ構成を備えた他の多くのランプにも使用可能である。構成要素は示されるものと異なる形状及びサイズであってもよく、異なる数のＬＥＤをアレイに含んでいてもよい。アレイ中のＬＥＤのいくつかまたは全てを、リン光体を含む結合剤（「リン光体／結合剤コーティング」）を含み得るダウンコンバータコーティングで被覆してもよいが、変換材料なしのＬＥＤも使用できることは理解される。
また、例えば、層、領域、基板などのような要素が別の要素の「上」、「上方」にある、あるいは別の要素を「被覆する」と記載された場合、それは他の要素の上、上方に直にある、あるいは他の要素を直接被覆、あるいは介在要素が存在してもよいと理解される。さらに、例えば、「内の（ｉｎｎｅｒ）」、「外の（ｏｕｔｅｒ）」、「上の（ｕｐｐｅｒ）」、「上の（ａｂｏｖｅ）」、「下の（ｌｏｗｅｒ）」、「下の（ｂｅｎｅａｔｈ）」、「下の（ｂｅｌｏｗ）」などのような関連語、及び類義語が、本願明細書ではある層または別の領域の関係を説明するために使用されることがある。これらの用語は、図に描写された方位に加え、装置の異なる方位を包含することを意図しているものと理解される。
第１、第２などの用語は、本願明細書では、様々な要素、部品、領域、層及び／または部分を説明するために使用され得るが、これらの要素、部品、領域、層及び／または部分は、これらの用語により限定されるべきでない。これらの用語は、単に、ある要素、部品、領域、層または部分を別の領域、層または部分と区別するために使用される。従って、以下に記載する第１の要素、部品、領域、層または部分は、本発明の教示から逸脱することなく第２の要素、部品、領域、層または部分として称することができる。
本発明の実施形態は、本願明細書では、本発明の実施形態の略図となり得る特定の視図を参照して説明される。そのため、要素の実際の大きさ及び厚みは異なることがあり、例えば製造技術及び／または公差の結果として図の形状からの変化が起こりうる。本発明の実施形態は、本願明細書に記載の領域の特定の形状及びサイズに限定されるものと解釈されるべきでなく、例えば製造から生じる形状の逸脱も含むのである。正方形あるいは長方形として図示または表現されている領域は、通常の製造公差により丸められたあるいは曲げられた特徴を備えていてもよい。したがって、図に示される領域は、事実上略されており、その形状は、装置の領域の正確な形状を示すように意図されておらず、また本発明の範囲を限定するように意図されてもいない。
図４ａから図４ｅは、ＬＥＤチップのアレイを保持するサブマウント４２を備えた本発明に係るＬＥＤ部品４０の一実施形態を示しており、サブマウント４２は、当該サブマウント４２の上面にダイパッド４４及び導電トレース４６を備える。ＬＥＤアレイを構成するＬＥＤチップ４８が含まれており、各ＬＥＤチップ４８はダイパッド４４それぞれに１つずつマウントされている。ＬＥＤチップ４８は異なる方法で配置された様々な異なる半導体層を備えることができ、本発明に係る種々の実施形態において様々な異なる色を発することができる。ＬＥＤ構造、特徴、及びその製造及び動作は、一般的に従来技術において知られているので、本明細書では簡単に説明するのみとする。
ＬＥＤチップ４８の層は、既知の処理を使用して製造できる。好適な処理は、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）を利用した製造である。ＬＥＤチップの層は通常、成長基板上で連続して形成される第１及び第２の反対にドープされたエピタキシャル層の間に挟まれた活性層／領域を備える。ＬＥＤチップはウエハ上に形成され、その後パッケージにおけるマウントのために単一化され得る。成長基板は、最終の単一化されたＬＥＤの一部として残り得るか、あるいは完全にあるいは部分的に除去され得ることが理解される。
また、ＬＥＤチップ４８には、バッファ層、核生成層、接点層及び電流拡散層の他、光除去層及び要素が含まれるが、それらに限定されないさらなる層及び要素も含まれ得ることは理解される。活性領域は、単一量子井戸（ＳＱＬ）、多重量子井戸（ＭＱＷ）、ダブルヘテロ構造あるいは超格子構造を備えていてもよい。活性領域及びドープ層は、異なる材料系から製造されてもよく、好ましい材料系は、ＩＩＩ族窒化物ベースの材料系である。ＩＩＩ族窒化物とは窒素と周期表のＩＩＩ族の元素、通常はアルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）及びインジウム（Ｉｎ）、との間で形成された半導体化合物を指す。この用語はまた、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）及び窒化アルミニウムインジウムガリウム（ＡｌＩｎＧａＮ）などの三元及び四元化合物を指す。好適な実施形態において、ドープ層は窒化ガリウム（ＧａＮ）であり、活性領域はＩｎＧａＮである。代替例において、ドープ層は、ＡｌＧａＮ、アルミニウムガリウム砒素（ＡｌＧａＡｓ）あるいはアルミニウムガリウムインジウム砒素リン化物（ＡｌＧａＩｎＡｓＰ）またはＡｌＩｎＧａＰアルミニウムインジウムガリウムリン化合物またはＺｎＯ酸化亜鉛であってもよい。
成長基板は、例えば、ケイ素、ガラス、サファイア、炭化ケイ素、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）などの多くの材料から構成されることができる。好適な基板は、炭化ケイ素の４Ｈポリタイプであるが、３Ｃ，６Ｈ，１５Ｒポリタイプを含むその他の炭化ケイ素ポリタイプも使用できる。炭化ケイ素は、例えば、サファイアよりＩＩＩ族窒素に結晶格子がより似ていて高品質のＩＩＩ族窒化膜をもたらすという利点を有する。炭化ケイ素は、また、非常に熱伝導性が高く、炭化ケイ素上のＩＩＩ族窒化物デバイスの総出力は、（サファイア上に形成された何らかのデバイスの場合ではそうであるかもしれないが）基板の熱放散によって制限されない。ＳｉＣ基板は、ノースカロライナ州ダーハムのＣｒｅｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｉｎｃ．から入手可能であり、それらの製造方法は科学文献及び米国特許第Ｒｅ．３４，８６１号、第４，９４６，５４７号、５，２００，０２２号に記載されている。
ＬＥＤチップ４８はまた、当該ＬＥＤチップ４８の上面に導電性の電流拡散構造とワイヤボンドパッドとを備えていてもよく、電流拡散構造とワイヤボンドパッドとの双方が導電材料から構成されると共に既知の方法を利用して被着される。これらの要素に使われ得る元素としては、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｉｎ、Ａｌ、Ａｇあるいはこれらの組み合わせ及び導電性酸化物及び透明導電性酸化物がある。電流拡散構造はＬＥＤチップ４８上のグリッドに配置された導電性のフィンガーを備えていてもよく、フィンガーは、パッドからＬＥＤの上面に電流拡散を促進するために間隔があけられている。作動中、電気信号が後述するようにワイヤボンドを通してパッドに加えられ、その電気信号は電流拡散構造及びその上面のフィンガーを通してＬＥＤチップ４８に拡散する。電流拡散構造はしばしば上面がｐ型のＬＥＤに使用されるが、ｎ型材料にも使用され得る。
ＬＥＤチップ４８のいくつかまたは全ては、１つ以上のリン光体で覆うことができる。リン光体は少なくともいくらかのＬＥＤ光を吸収して異なる波長の光を発する。従って、ＬＥＤは、ＬＥＤ及びリン光体から光の組み合わせを放射する。下記に詳細に記述するように、本発明に係る一実施形態では、少なくともいくつかのＬＥＤチップが青色波長スペクトルの光を発するＬＥＤを含むことができ、そのリン光体はいくらかの青色光を吸収して黄色光を再放射する。これらのＬＥＤチップ４８は、青色及び黄色光の組み合わせによる白色光あるいは青色及び黄色光の組み合わせによる非白色光を放射する。本願明細書で使用されるように、「白色光」という用語は白色と知覚される光を指し、１９３１ＣＩＥ色度図上の黒体軌跡の７つのＭａｃＡｄａｍの楕円内にあり、２０００Ｋから１０，０００Ｋの範囲のＣＣＴを有する。一実施形態において、リン光体は市販のＹＡＧ：Ｃｅから作られる。ただし、例えばＹ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ（ＹＡＧ）などの（Ｇｄ，Ｙ）3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12：Ｃｅ系に基づくリン光体から作られる変換粒子を用いて、幅広い範囲の黄色スペクトル放射が可能である。白色放射ＬＥＤチップに使用できるその他の黄色リン光体には以下のものが含まれる。
Ｔｂ3-xＲＥxＯ12：Ｃｅ（ＴＡＧ）； ＲＥ＝Ｙ，Ｇｄ，Ｌａ，Ｌｕ；あるいは
Ｓｒ2-x-yＢａxＣａyＳｉＯ4：Ｅｕ
いくつかの実施形態では、他のＬＥＤチップが、青色光を吸収して黄色または緑色光を発するその他のリン光体によって被覆された青色放射ＬＥＤを含んでいてもよい。これらのＬＥＤチップに使用され得るリン光体としては下記のものが含まれる。
黄色／緑色
（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ）2Ｓ4：Ｅｕ2+
Ｂａ2（Ｍｇ，Ｚｎ）Ｓｉ2Ｏ7：Ｅｕ2+
Ｇｄ0.46Ｓｒ0.31Ａｌ1.23ＯxＦ1.38：Ｅｕ2+ 0.06
（Ｂａ1-x-yＳｒxＣａy）ＳｉＯ4：Ｅｕ
Ｂａ2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+
赤色光を発するＬＥＤチップ４８は、活性領域から直接赤色光の放射を可能にするＬＥＤ構造及び材料を備えていてもよい。代替として、他の実施形態では、赤色放射ＬＥＤチップ４８は、ＬＥＤ光を吸収して赤色光を発するリン光体によって被覆されたＬＥＤを備えていてもよい。この構造に適したリン光体としては以下のものが含まれ得る。
赤色
Ｌｕ2Ｏ3Ｅｕ3+
（Ｓｒ2-xＬａx）（Ｃｅ1-xＥｕx）Ｏ4
Ｓｒ2Ｃｅ1-xＥｕxＯ4
Ｓｒ2-xＥｕxＣｅＯ4
ＳｒＴｉＯ3：Ｐｒ3+，Ｇａ3+
ＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ2+
Ｓｒ2Ｓｉ5Ｎ8：Ｅｕ2+
上述したリン光体のそれぞれは、所望の放射スペクトルでの励起を示し、好適なピーク発光を提供し、効率的な光変換を行う。また、容認可能なストークスシフトを有する。しかしながら、所望の色の光を得るために、他のＬＥＤ色と組み合わせて他の多くの発光体を使用してもよいことは理解される。
ＬＥＤチップ４８は、様々な異なる方法を利用してリン光体で被覆されることができる。好適な方法の１つは、「ウエハレベルのリン光体被覆方法及びその方法を用いて製造された装置（Wafer Level Phosphor Coating Method and Devices Fabricated Utilizing Method）」と双方とも題された米国特許出願第１１／６５６，７５９号及び第１１／８９９，７９０号に記載されている。これら両文献は、参照により本願明細書に援用される。代わりに、ＬＥＤは、例えば電気泳動堆積（ＥＰＤ）などのその他の方法を用いて被覆されてもよい。好適なＥＰＤ方法の１つは、「半導体装置の閉ループ電気泳動堆積（Close Loop Electrophoretic Deposition of Semiconductor Devices）」と題された米国特許出願第１１／４７３，０８９号に記載されている。この文献もまた、参照により本願明細書に援用される。本発明に係るＬＥＤパッケージは、異なる色の複数のＬＥＤを備えていてもよく、１つ以上のＬＥＤが白色放射であってもよい。
サブマウント４２は様々な異なる材料から形成されることができ、好適な材料は、例えば誘電体などの電気的に絶縁する材料である。サブマウント４２は、例えば、アルミナ、窒化アルミニウム、炭化ケイ素などのセラミック、あるいはポリアミド、ポリエステルなどの高分子材料を含み得る。好適な実施形態において、サブマウント材料は、例えば窒化アルミニウム及び炭化ケイ素などで高い熱伝導性を有していてもよい。その他の実施形態では、サブマウント４２は、部品からの光抽出を促進するために、例えば反射性セラミックあるいは銀のような金属層などの高反射性材料を備え得る。その他の実施形態では、サブマウント４２は、プリント基板（ＰＣＢ）、サファイア、炭化ケイ素またはケイ素、あるいはミネソタ州チャンハッセンのＴｈｅ Ｂｅｒｇｑｕｉｓｔ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＴ−Ｃｌａｄサーマルクラッド絶縁基板材料などのその他の適切な材料を備え得る。ＰＣＢの例として、標準ＦＲ−４ ＰＣＢ、メタルコアＰＣＢ、あるいは他のあらゆるタイプのプリント基板などの種々のＰＣＢタイプを使用できる。サブマウント４２のサイズは、種々の要因により変化することができ、その要因の１つはＬＥＤチップ４８のサイズ及び数である。
ダイパッド４４及び導電トレース４６は、金属あるいは他の導電性材料などの様々な異なる材料を含み得る。一実施形態において、ダイパッド４４及び導電トレース４６は、例えばめっきなどの既知の技術を用いて堆積された銅を含むことができ、標準的なリソグラフィー処理を用いてパターン化され得る。その他の実施形態では、マスクを用いて層がスパッタされることによって所望のパターンが形成され得る。本発明に係るいくつかの実施形態では、一部の導電性に関する特徴が銅のみに含まれてもよく、その他の特徴が、付加的な材料に含まれていてもよい。例えば、ダイパッド４４は、当該ダイパッド４４をＬＥＤのマウントにとって好適にするための付加的な金属あるいは材料によってめっきあるいは被覆されてもよい。一実施形態において、ダイパッド４４は、接着あるいはボンディング材料、または、反射及びバリア層でめっきされてもよい。ＬＥＤは、例えば、熱伝導性及び電気伝導性を示し得るフラックス材料あるいは配合された高分子材料を含むことがあるまたは含むことのない従来のはんだ材料を使用する、既知の方法及び材料を用いてダイパッド４４にマウントされることができる。
記載された実施形態において、導電トレース４６及び各ＬＥＤチップ４８の間を通るワイヤボンドを設けることができ、それぞれ１つのダイパッド４４及びワイヤボンドを介して電気信号が各ＬＥＤチップ４８に付与される。その他の実施形態では、ＬＥＤチップ４８がＬＥＤの一方の側（底部側）に同一平面上の電気接点を備えていてもよく、発光表面の大部分は電気接点と反対のＬＥＤ側（上部側）に位置している。このようなフリップチップＬＥＤはダイパッド４４上に一方の電極（それぞれアノードまたはカソード）に対応する接点を取り付けることによりサブマウント４２上にマウントされてもよい。他方のＬＥＤ電極（それぞれアノードまたはカソード）の接点は、トレース４６に取り付けられてもよい。
光学素子／レンズ５５は、ＬＥＤチップ４８上に設けられて、環境及び機械的保護の両方を提供する。レンズ５５は、サブマウント４２の上面上の種々の位置にあってもよいが、レンズは一般的にサブマウント４２の上面の略中心に配置される。記載の実施形態において、レンズは、サブマウント４２の中心からわずかにずれていて、以下に詳細に記述される接点パッドのための間隔をサブマウント上面上に提供する。いくつかの実施形態において、レンズ５５はＬＥＤチップ４８及びＬＥＤチップの周りのサブマウント４２の上面に直接接するように形成されてもよい。その他の実施形態においては、ＬＥＤチップ４８とサブマウントの上面との間に介在材料あるいは層があってもよい。ＬＥＤチップ４８への直接接触は、例えば光抽出の向上及び製造の容易性など一定の利点をもたらし得る。
以下にさらに記載されるように、レンズ５５は種々の成形技術を用いてＬＥＤチップ４８上に形成されることができ、レンズは所望の光出力の形状に依存して様々な異なる形状をとることができる。記載の好適な形状の１つは半球形であり、代替形状の例としては、楕円弾丸形、平坦形、六角形及び四角形である。レンズに使用できる様々な異なる材料としては、例えば、シリコン、プラスチック、エポキシ樹脂あるいはガラスなどであり、好適な材料は成形処理と両立し得る。シリコンは成形に好適であり、好適な光透過特性をもたらす。シリコンはまたそれに続くリフロー処理にも耐えることができ、時間の経過と共に著しく劣化しない。レンズ５５は光抽出の向上のために表面に質感を持たせてもよく、あるいはリン光体または散乱粒子などの材料を含んでもよいことは理解される。
半球形の例としては、様々な異なるレンズサイズを使用でき、典型的な半球形のレンズは直径５ｍｍより大きいもので、一実施形態では略１１ｍｍを越える。レンズ直径に対するＬＥＤアレイサイズの好適な比率は略０．６未満、好ましくは０．４未満となるはずである。このような半球形レンズについては、レンズの焦点はＬＥＤチップの放射領域と略同じ水平面上にあるものとする。
さらに別の実施形態において、レンズ５５の直径はＬＥＤアレイを横切る距離あるいはアレイの幅と略同じかもしくはそれより大きくなり得る。円形のＬＥＤアレイについてはレンズの直径はＬＥＤアレイの直径と略同じかそれより大きくなり得る。このようなレンズの焦点はＬＥＤチップの放射領域によって生成される水平面より下にあるのが好ましい。このようなレンズの利点は、より大きな立体放射角を越えて光を拡散できることであり、これによってより広いエリアの照明を可能にしている。
ＬＥＤパッケージ４０はまた、レンズ５５に覆われていないエリアでサブマウント４２の上面を覆う保護層５６を備えていてもよい。層５６は、上面上の要素にさらなる保護を提供し、これによって、後続の処理ステップ及び使用の際に、損傷及び汚染を減少させる。保護層５６は、レンズ５５の形成中に形成されてもよく、レンズ５５と同じ材料を含んでもよい。しかしながら、ＬＥＤパッケージ４０は保護層５６なしで済ますこともできることは理解される。
ＬＥＤパッケージ４０のレンズ配置は、また、エンドユーザによってレンズ上に設けられ得る第２のレンズまたは光学部品の使用に容易に適応してビーム成形を手助けする。これらの第２のレンズは、一般的に従来技術で知られており、様々な異なるレンズが市販されている。レンズ５５はまた、散乱粒子あるいは構造などの光を拡散または散乱させる種々の特徴を備えていてもよい。レンズ内に分散させる粒子として、例えば、二酸化チタン、アルミナ、炭化ケイ素、窒化ガリウムあるいはガラス微小球などの種々の材料を使用することができる。代わりに、あるいは散乱粒子と組み合わせて、気泡あるいは異なる屈折率を持つポリマーの非相溶性混合物をレンズ内に提供あるいはレンズ上に構成して、拡散機能を提供してもよい。散乱粒子あるいは構造は、レンズ５５全体を通して均一に分散されてもよいし、あるいは、レンズの異なるエリアで異なる密度を有していてもよい。一実施形態において、散乱粒子はレンズ中の層の中にあってもよく、あるいはアレイ中で異なる色の光を発するＬＥＤチップ４８の位置との関係において異なる密度を有していてもよい。
図５を参照すると、ＬＥＤチップ４８は、異なる色の光を発するＬＥＤチップの種々のグループを備えてもよい。これらの異なるグループは、ＬＥＤ部品が所望の演色指数（ＣＲＩ）を伴って所望の色の光を生成するように、組み合わせによって互いに補完し合うべきである。一実施形態において、ＬＥＤチップ４８は、２つ以上の異なる色の光を発する複数のグループを備えることができ、好適なグループ数は３である。３つの異なる色グループは、選択される色を三角形に分けて望ましいカラーポイントに配置することを可能にするが、そのような望ましいカラーポイントの１つは、所望の色温度に対するＣＩＥ色度図上の黒体軌跡（ＢＢＬ）上もしくはその近くにある。３つの異なるグループはＢＢＬ周辺で異なる色を放射できるため、それらが組み合わせられるとＬＥＤ部品によって放射される色はＢＢＬ上もしくはその近くになる。
記載された実施形態において、ＬＥＤチップ４８は、赤色放射のＬＥＤ５４のグループ（Ｒと図示される）、リン光体で被覆された青色ＬＥＤ５２（Ｂと図示される）の第１グループ、及び、リン光体で被覆された青色ＬＥＤ５０（Ｃと図示される）の第２グループを備え得る。リン光体で被覆されたＬＥＤ５０、５２の第１及び第２グループは、黄色あるいは緑色放射のリン光体で被覆された青色ＬＥＤを備えることによって、例えば米国特許第７，２１３，９４０号及び１９３１ＣＩＥ色度図上の特定の色調について下に記載されたような、青色から黄色にシフトする（blue shifted yellow）（ＢＳＹ）ＬＥＤとしても知られる非白色光源を提供することができる。４３０ｎｍから４８０ｎｍの範囲に主波長を有する光を発するＬＥＤを有するＬＥＤチップ及び励起されると５５５ｎｍから５８５ｎｍの範囲に主波長を有する光を発するリン光体は、第１及び第２グループのＢＳＹ ＬＥＤ５０，５２におけるＢＳＹソリッドステート発光体としての使用に適している。これらの第１及び第２のＢＳＹ ＬＥＤグループ５０，５２は、青色ＬＥＤ光とリン光とによる異なる色の組み合わせを放射できるので、ＬＥＤチップグループは各色の光を発することができる。このことは、赤色ＬＥＤ５４の放射と組み合わせられるＢＳＹ ＬＥＤの放射を、ＬＥＤ部品４０にとって望ましい白色光放射となるように分けることを可能にする。一実施形態では、ＬＥＤチップに対して組み合わせられた光は、望ましいカラーポイント（例えば相関色温度）のためにＢＢＬ上あるいはその近くにある一方で、高いＣＲＩをも提供する。特定の実施形態において、組み合わせた光は、白色光（すなわち、ＢＢＬの７つのＭａｃＡｄａｍの楕円内にある）として知覚される。
ＬＥＤチップ４８を３つ以上のグループ５０、５２、５４に分けることにより、ＬＥＤ部品４０も各グループを通してそれぞれ電気信号を加えるように配置されてもよく、ＬＥＤ部品４０が目標とする色座標により近い光を発するよう（すなわち、例えばソリッドステート発光体などの個々の発光体がその設計上の出力光色座標及び／または光束強度からいくらか逸れる場合でも目標とする色座標により近い光を発するよう）チューンするために、各信号は調整可能にされる。各グループに加える適切な電流を規定するための詳細については、「半導体照明装置及びその製造方法（Solid State Lighting Devices and Methods of Manufacturing Same）」と題された米国特許仮出願Ｎｏ．６１／０４１，４０４に詳細に記載されている。この文献は、参照により本願明細書に援用される。
本発明の一実施形態においては、白色光、特に黒体曲線に近く２７００Ｋあるいは３５００Ｋの色温度を有する白色光を発するＬＥＤ部品４０が設けられる。ＬＥＤ部品は上述したような３つのグループのＬＥＤチップを含み、第１及び第２グループはＢＳＹ光を発するＬＥＤからなり、別のグループは赤色光を発するＬＥＤからなる。ＢＳＹ ＬＥＤ５０、５２の２つのグループは意図的に異なるＢＳＹ色調からなるため、それらのグループの相対強度は、その２つのストリングに対し、（ＣＩＥ色度図上の）それぞれの色座標の間を連絡するラインに沿って移動するように調整され得る。赤色グループを設けることにより、赤色グループのＬＥＤチップの強度は、調整可能にされ、照明装置からの光出力は、ＢＢＬあるいはＢＢＬからの所望の最小距離内（例えば、７つのＭａｃＡｄａｍの楕円内）に、チューンされる。
本発明の一実施形態において、ＢＳＹ ＬＥＤチップ５０の第１グループは、少なくとも１つのＬＥＤチップを備え、第１グループに電力が供給されると、それは第１、第２、第３、第４、第５の線分によって囲まれた１９３１ＣＩＥ色度図上のエリア内の点を規定するｘ、ｙ色座標を有する光を発する。第１線分は、第１ポイントと第２ポイントとを接続し、第２線分は、第２ポイントと第３ポイントとを接続し、第３線分は、第３ポイントと第４ポイントとを接続し、第４線分は、第４ポイントと第５ポイントとを接続し、第５線分は、第５ポイントと第１ポイントとを接続し、第１ポイントは０．３２、０．４０のｘ、ｙ座標を有し、第２ポイントは０．３６、０．４８のｘ、ｙ座標を有し、第３ポイントは０．４３、０．４５のｘ、ｙ座標を有し、第４ポイントは０．４２、０．４２のｘ、ｙ座標を有し、第５ポイントは０．３６、０．３８のｘ、ｙ座標を有する。
ＢＳＹ ＬＥＤチップ５２の第２グループは、少なくとも１つのＬＥＤチップを備え、第２グループに電力が供給されると、それは第１、第２、第３、第４、第５の線分によって囲まれた１９３１ＣＩＥ色度図上のエリア内の点を規定するｘ、ｙ色座標を有する光を発する。第１線分は、第１ポイントと第２ポイントとを接続し、第２線分は、第２ポイントと第３ポイントとを接続し、第３線分は、第３ポイントと第４ポイントとを接続し、第４線分は、第４ポイントと第５ポイントとを接続し、第５線分は、第５ポイントと第１ポイントとを接続し、第１ポイントは０．３２、０．４０のｘ、ｙ座標を有し、第２ポイントは０．３６、０．４８のｘ、ｙ座標を有し、第３ポイントは０．４３、０．４５のｘ、ｙ座標を有し、第４ポイントは０．４２、０．４２のｘ、ｙ座標を有し、第５ポイントは０．３６、０．３８のｘ、ｙ座標を有する。
赤色ＬＥＤチップ５４のグループは、少なくとも１つのＬＥＤチップを備え、第３のストリングに電力が供給されると、６００ｎｍから６４０ｎｍの範囲の波長を有する光を発する。別のＬＥＤチップは、例えば６１０ｎｍから６３５ｎｍの間、６１０ｎｍから６３０ｎｍの間、６１５ｎｍから６２５ｎｍの間のような異なる波長の光を発することができる。
図４ａを参照すると、ＬＥＤチップグループは、トレース４６（及び実施形態によってはワイヤボンド）によって、例えば異なるシリアル及びパラレルの相互接続の組み合わせにより、様々な異なる配置で相互接続されることができる。記載の実施形態においては、トレース４６はサブマウント４２の上面上にある。これは相互接続が１つ以上の相互接続層上のＬＥＤチップ間に存在するようにトレースを配置する必要性を排除するためである。さらなる相互接続層は、製造により費用がかかると共に複雑となる可能性があり、ＬＥＤチップから熱を除去する能力を減少させる。
図６及び図７を参照すると、一実施形態において、異なるＬＥＤ色グループ５０、５２、５４のそれぞれが、それぞれ第１、第２、第３の直列ストリング６０、６２、６４において相互接続されており、ストリングに加えられた電気信号は、ストリング内のＬＥＤチップのそれぞれに伝導される。各ＬＥＤ色に対するストリング６０、６２、６４を有することにより、異なる電気信号を各ストリングに加えて、異なる電気信号を異なるＬＥＤ色グループ５０、５４、５６に加えることができる。このことが上記の複数の色を異なる強度で光を発することができるような電気信号の制御を可能とする。したがって、異なる電気信号をＬＥＤ色グループ５０、５４、５６に加えることにより、ＬＥＤ部品４０の放射を、望ましい白色放射に調整できる。
ＬＥＤ部品４０は、電気信号をストリング６０、６２、６４に加えるために、例えば、サブマウントの上面、底面、側面上での異なる配置のような、様々な異なる接点配置を有していてもよい。接点パッドを底面上に有する実施形態については、電気信号が底部接点パッドからサブマウントの上面上のＬＥＤチップに進むように、サブマウントを通る導電性ビアを設けることができる。その他の実施形態において、電気信号は、底部側接点パッドからＬＥＤチップへサブマウントの側面上の導電パスに沿って進むことができる。
記載されたＬＥＤ部品４０の実施形態は、上面上に接点パッドを備え、第１ストリング接点パッド６６ａ、６６ｂは第１ストリング６０に電気信号を加えるため、第２ストリング接点パッド６８ａ、６８ｂは第２ストリング６２に電気信号を加えるため、第３ストリング接点パッド７０ａ、７０ｂは第３ストリング６４に電気信号を加えるためのものである。接点パッド６６ａ、６６ｂ、６８ａ、６８ｂ、７０ａ、７０ｂは、サブマウント４２の縁のうちの１つに沿って存在する。ただし、上面上の様々な異なる位置にあってもよいことは理解される。このように接点パッドを配置することにより、ＬＥＤ部品４８は、１つの縁に沿ってかつ部品４０の１辺から接触可能である。サブマウントの上面上に接点を有することにより、サブマウントの底面上に、熱放散に干渉し得る接触特性を提供する必要がなくなると共に、多数の相互接続層を備える必要もない。サブマウント４８はプリント基板（ＰＣＢ）などの装置を介在せずにヒートシンクなどの熱放散装置に直接マウントすることができる。これによりＬＥＤ部品４８の熱管理が改善する。
図４ａに最もよく示されるように、各ストリング６０、６２、６４はまた、静電気放電（ＥＳＤ）パッド８０ａ、８０ｂ、８０ｃを備え、各ＥＳＤはＥＳＤ保護チップ（図示せず）をストリング６０、６２、６４のそれぞれ１つに沿って取り付けることが可能なように配置される。各パッド８０ａ、８０ｂ、８０ｃは、そのストリングとは異なるストリングからのトレースに近接して配置され、ＥＳＤチップは、パッド８０ａ、８０ｂ、８０ｃの１つに、そのストリングに近接するトレースに対するワイヤボンドと共に、取り付けられることができる。例えば、パッド８０ａに取り付けられたＥＳＤチップは、そのストリング６４上の隣接するトレースにワイヤボンド接続されてもよい。ＥＳＤイベントが例えばストリング６４上で起きると、電気信号におけるスパイクがトレース４６上を伝送され得る。電圧におけるスパイクは、パッド８０ｃ上のＥＳＤチップを介し、ワイヤボンドを介してそのストリングに供給されて接点から出る。スパイクはその後、ＬＥＤチップ４８にダメージを与えることなくＬＥＤ部品４０の外へ伝送し得る。その他の各ストリング上のＥＳＤチップはほとんど同じように動作してＥＳＤイベントからＬＥＤチップ４８を保護する。
ＥＳＤ保護チップに対する別の要素は、例えば、様々な縦型のシリコン（Ｓｉ）ツェナーダイオード、ＬＥＤチップ４８とパラレルに配置されかつ逆バイアスをかけられた種々のＬＥＤ、表面実装バリスタ及び横型のＳｉダイオードなど。一実施形態では、ツェナーダイオードが使用されて既知の取付技術を用いてＥＳＤチップパッド８０ａ、８０ｂ、８０ｃに取り付けられる。これらのダイオードは比較的小さいため、サブマウント４２の表面を過度に覆うことはない。
各ＬＥＤストリング６０、６２、６４は、２０ボルトを超える駆動信号を必要とし得るため、ＥＳＤ保護チップは、その駆動信号を十分に超える電圧でのみ起動され得る。いくつかの実施形態では、ＥＳＤチップは、３０ボルトを超える信号で起動され得る一方、その他の実施形態では、ＥＳＤチップは３５ボルトを超える信号で起動され得る。
いくつかの実施形態では、ＬＥＤチップ４８間の「デッドスペース」を最小化するために、ＬＥＤチップ４８をサブマウント４２上に密集させるべきである。ダイパッド４４及びトレース４６のサイズや、ＬＥＤチップ４８から熱を奪うＬＥＤ部品４０の能力など、ＬＥＤをいかに密集させられるかを制限し得る要因がいくつかある。ＬＥＤチップ４８を密集させることにより、ＬＥＤ部品はＬＥＤ光の自然混合を増加でき、その結果、通常、ＬＥＤ部品４０の放射効率全体を低減するディフューザあるいはその他の光混合装置の必要性を減少できる。密集させることによってまた既存のランプと互換性のある形状因子を備え得るより小さなサイズの部品を提供でき、出力光を特定の角度分布に形作る能力も提供できる。
本発明の実施形態は、異なる数のＬＥＤチップ４８を備えることができ、ＬＥＤ部品４０は、２６のＬＥＤを備えることができる。ＬＥＤチップ４８は、異なる色を放射するＬＥＤの異なるサイズのグループを備えることができ、ＬＥＤ部品４０は、第１のＢＳＹ ＬＥＤグループ５０の８つ、第２のＢＳＹ ＬＥＤグループ５２の８つ、そして１０の赤色放射ＬＥＤ５４を備えることができる。ＬＥＤ４８は、様々な異なる方法でサブマウント上に配置されることができ、好適なＬＥＤ部品４０では、ＬＥＤチップ４８が一定のガイドラインに従って配置される。
まず、ＬＥＤチップ４８は、赤色ＬＥＤ５４が別の赤色ＬＥＤ５４と直接隣り合わないようにサブマウント４２上に位置付けられるべきである。赤色ＬＥＤ間の関係を説明すると、「直接隣り合わない」の意味は、他の介在するＬＥＤなしで、赤色ＬＥＤ５４に、互いに向かい合う平行な面ＬＥＤがないということである。いくつかの実施形態において、赤色ＬＥＤのごく一部が、互いに向かい合う平行な面であってもよいが、これは平行な面の５０％未満のオーバーラップであるべきである。好適な実施形態において、赤色ＬＥＤ５４は、隣接するＬＥＤ間の最接近点が赤色ＬＥＤ５４の角となるように、互いに対角であるべきである。赤色ＬＥＤ５４には第１あるいは第２ＢＳＹ ＬＥＤ５０、５２が隣接するべきであり、これにより色混合が促進され、近接及び遠距離場における赤色の出現を減少させる。
第２のガイドラインとして、ＬＥＤチップ４８はまた、可能な限り少ない数の赤色ＬＥＤチップ５４がＬＥＤチップアレイの周囲に存在するように配置されるべきである。図５にその一例が示されているように、いくつかの実施形態においては、いくつかの赤色ＬＥＤチップ５４が周囲にあることができるが、好適な実施形態においては５０％未満の赤色ＬＥＤ５４が周囲にある。ＬＥＤ部品４０は、通常ＬＥＤチップアレイに隣接し、ＬＥＤチップからの光を反射するミラーと共に使用される。周囲の赤色ＬＥＤチップ５４は、反射板によってより顕著に結像される可能性があり、周囲の各ＬＥＤチップ５４について、反射板は２つの赤色ＬＥＤチップの出現をもたらす。これは、近接及び遠距離場の両方でアレイ中に赤色スポットを見る可能性を増大する。周囲の赤色ＬＥＤチップ５４はまた、ＬＥＤアレイの光学中心の外側に存在し、赤色ＬＥＤ光のアレイ中のその他の色のＬＥＤ光との自然な混合を減少させる。
第３のガイドラインとして、ＬＥＤチップ４８はまた、各赤色ＬＥＤチップ５４に、第１及び第２ＢＳＹ ＬＥＤチップ５０、５２からの少なくとも３つのＬＥＤチップが隣接するように配置されるべきである。好適な実施形態では、各赤色ＬＥＤチップ５４には、３つを超える数が隣接される。第１及び第２ＢＳＹチップ５０、５２は、赤色ＬＥＤと直接隣り合うまたは隣接する必要はないが、赤色ＬＥＤと対角に、あるいは、角度を有する位置に存在することができる。この配置はＬＥＤレベルで放射エネルギーの混合あるいは平衡を促進し、その結果、異なるＬＥＤからの光の色混合を促進するのに役立つ。
本発明に係る部品の別の実施形態が、所望の色混合を達成するために、３つのガイドラインのうちの３つ全て、あるいは、それぞれに従うことができるということは理解される。例えば、各ＬＥＤチップグループのＬＥＤチップの数により、各赤色ＬＥＤチップを、３つのＢＳＹチップで囲むのは不可能であるかもしれない。それでも他のガイドラインを利用することによって、所望の色及び色混合を達成できる。他の２つのガイドラインに従わない実施形態についても同じことが言える。
さらに、本発明のいくつかの実施形態では、異なる方向における色度の変化（すなわち、視覚の変化を伴う変化）が、近接場及び／遠距離場においてＣＩＥ１９７６（ｕ’，ｖ’）図上の加重平均点から０．００４以内である色空間の均一性をもたらすように、ＬＥＤチップからの光が混合される。特定の実施形態では、装置の出力ビーム全体の色空間の均一性が、１９３１ＣＩＥ色度図上で７つのＭａｃＡｄａｍの楕円より少なく、あるいは、５つのＭａｃＡｄａｍの楕円より少なく、あるいは、２つのＭａｃＡｄａｍの楕円より少ない。
上述したように、いくつかの実施形態においては、特にセラミックなどの材料からなるサブマウントに、熱が効率的に広がらない。ＬＥＤチップがサブマウントの上面の中心辺りに通常存在するダイパッド上に設けられる際、熱をＬＥＤのすぐ下のエリアの辺りに集中させることができ、放散できるサブマウントのいたるところに広がらない。これはＬＥＤの過熱を引き起こすことができ、ＬＥＤパッケージの動作パワーレベルを制限し得る。
熱放散を助けるため、ＬＥＤパッケージ４０は、底部金属層９２をサブマウント４２の底面上に備えていてもよい。別の実施形態では、金属層９２はサブマウントの底面の種々の部分を被覆することができ、記載の実施形態においては底面の略全てを被覆している。金属層９２は熱伝導材料からなるのが好ましく、ＬＥＤチップ４８と少なくとも部分的に縦に一直線になるのが好ましい。一実施形態では、金属化されたエリアはサブマウント４２の上面上の要素と電気的に接触しない。ＬＥＤ４８チップの下に集中し得る熱は、ＬＥＤ４８の真下及びその周りのサブマウント４２に渡ることになる。金属層は、この熱が、集中したエリアから、より早い熱放散が可能な金属層によって提供されるより広いエリアに拡散するようにすることで、熱放散を手助けすることができる。金属層９２はまたサブマウント４２に通じる孔９４を備えることができ、孔は製造中及び動作中のサブマウント４２と金属層９２との間の変形を和らげる。その他の実施形態では、少なくとも部分的にサブマウント４２を通り、金属層９２と熱接触する熱伝導ビアあるいはプラグが含まれていてもよい。サブマウント４２に渡る熱は、伝導ビア７４を介して金属層９２により容易に渡ることができ、熱管理をさらに強化する。本発明のその他の実施形態は熱放散を強化する別の特徴を備えていてもよい。
本発明の別の実施形態がまたＬＥＤチップ４８からの色をさらに混合する特徴を備えていてもよいことは理解される。ＬＥＤ部品４０と共に使用されるディフューザを備えていてもよい。このタイプのディフューザは、「近接場混合の光源（Light Source With Near Field Mixing）」と題された米国特許仮出願第６０／１３０，４１１号に説明されている。この文献は、参照により本願明細書に援用される。
図８を参照すると、ＬＥＤ部品４０に似たＬＥＤ部品１００の別の実施形態が示されており、ＬＥＤ部品１００は、レンズ５５を備え、レンズ５５の上面には、近接場でＬＥＤチップからの光放射を混合するように配置された拡散フィルム／層１００の形状のディフューザを備え得る。すなわち、ディフューザは、ＬＥＤ部品４０を直接見ても離散ＬＥＤチップ４８からの光が別個に識別できないようにＬＥＤチップ４８の放射を混合する。それどころか、ＬＥＤ部品４０は、直接見られた場合、レンズ５５の下の単一光源に近似する。
拡散フィルム１００は、異なる方法で配置される様々な異なる構造及び材料を含むことができ、そして、レンズ５５を覆う等角的な被覆を備えることができる。別の実施形態では、ノースカロライナ州モリスビルのＢｒｉｇｈｔ Ｖｉｅｗ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．、マサチューセッツ州ケンブリッジのＦｕｓｉｏｎ Ｏｐｔｉｘ，Ｉｎｃ．あるいはカリフォルニア州トーランスのＬｕｍｉｎｉｔ，Ｉｎｃ．により提供されるような市販の拡散フィルムを使用できる。これらのフィルムのいくつかは、無秩序に、もしくは、秩序正しく並べられたマイクロレンズまたは幾何学的特徴を備えることができ、様々な形状及びサイズを有することができる拡散微細構造を備えることができる。フィルム１００は、レンズ５５全体あるいはそれより少ない範囲に適合するようなサイズにされることができ、既知のボンディング材料及び方法を用いてレンズ５５上の適当な位置に接合されることができる。例えば、フィルム１００は、接着剤でレンズに取り付けられてもよいし、あるいはレンズ５５にフィルムインサート成形されてもよい。その他の実施形態では、拡散フィルムは、散乱粒子を含んでいてもよく、あるいは指標となるフォトニック特性を、単独であるいは微細構造との組み合わせで有していてもよい。拡散フィルムの厚みは、様々に異なっていてよく、利用可能な拡散フィルムの厚みのいくつかは、０．００５インチから０．１２５インチの範囲である。ただし、その他の厚みのフィルムも使用可能である。
レンズ５５上に拡散フィルムを設けることにより、ＬＥＤチップ４８からの光は、ＬＥＤ部品４０の光出力がＬＥＤチップ４８からの光との組み合わせとして知覚されるように近接場で混合され得る。一実施形態では、組み合わせられた光は、ＬＥＤチップ４８からの光の組み合わせによる白色光である。さらに、遠距離場の光も、白色光などの、ＬＥＤチップ４８からの光の組み合わせとして知覚される。したがって、直接見ると白色として見える異なる色の光源のアレイからロープロファイルの白色光源を提供できる。
その他の実施形態において、拡散／分散パターンは直接レンズ上に形成されてもよい。このようなパターンは、例えば、それらを通る光を散乱あるいは分散させる表面要素の無秩序あるいは疑似パターンであってもよい。ディフューザは、また、レンズ５５内部で微細構造を備えてもよく、あるいは拡散フィルムをレンズ５５内部に備えていてもよい。
図８は、本発明のＬＥＤ部品１２０の別の実施形態を示し、サブマウント４２上にマウントされたＬＥＤチップ４８と拡散層／フィルム１２２とを備える。この実施形態では、ディフューザは、上述した拡散フィルム１００と同じ材料から作られ得る拡散層／フィルム１２２を含む。この実施形態においては、しかしながら、拡散フィルム１２２は、レンズから遠いが、十分な混合を提供する程にはレンズ外部の光の反射から遠くない。拡散フィルム１２２は、レンズ５５から異なる距離、例えば１ミリメータ（ｍｍ）、にあることができる。その他の実施形態では、フィルム１２２は、５ｍｍ、１０ｍｍあるいは２０ｍｍのようにレンズ５５から様々な異なる距離にあることができるが、その他の距離であってもよい。さらに拡散フィルムは異なる形状を有することができる。その形状はレンズ５５の構成に依存し得る。例えば、レンズから離れているがその形に従う湾曲した拡散フィルムは、レンズを覆うドームとして提供されてもよい。一実施形態において、ドームは、装置の周辺近くの適当な場所に保持されてもよい。その他の実施形態では、ディフューザは、柱あるいはその他の構造上に支持されてもよい。
本発明に係るディフューザの配置が、ＬＥＤアレイ中に異なる数のＬＥＤを備えた様々な異なるサイズのＬＥＤ部品と共に使用できることは理解される。同様にディフューザのサイズは様々に異なっていてもよい。例として、本発明に係るＬＥＤ部品の一実施形態は、１２ｍｍ×１５ｍｍのサブマウントを有することができ、ＬＥＤアレイ中に２６のＬＥＤを有することができる。アレイは、レンズによって覆われ、レンズには、円錐形のディフューザが取り付けられることができる。ディフューザは、約８ｍｍの高さ及び約１７ｍｍの底辺を有することができる。
本発明に係る実施形態は、その開示が参照により本願明細書に組み込まれる米国特許第７，２１３，９４０号及び／または米国特許出願公報第２００７／０１３９９２０号、第２００７／０２６７９８３号、第２００７／０２７８５０３号、第２００７／０２７８９３４号、第２００７／０２７９９０３号、第２００８／００８４６８５号及び／または第２００８／０１０６８９５号に記載された特徴を有する光源に使用されてもよく、光源の放射は、近接場で混合される。さらに、光源は、米国仮特許出願第６１／０３７，３６５号（代理人整理番号９３１−０４０ＰＲ０２ − 例えば図３５及びそれに関する記載を参照）に記載されているように３つ以上のＬＥＤストリングとして設けられてもよい。
本発明の主題に係るＬＥＤ部品はさらなる光学部品と共にあるいは光学部品なしで使用されてもよい。例えば、本発明に係る光源は、キャビネットライトの下で目立たないように、さらなる光学部品なしで使用されてもよい。本発明の主題に係る光源はまた、さらなるビーム整形具を備えていてもよく、そのようなビーム整形具は市販のＭＲ１６ＬＥＤランプに備えられている。また、背面反射光学部品あるいは前面反射光学部品を含む反射光学部品が使用されてもよい。例えば、本発明のいくつかの実施形態のＬＥＤ部品あるいは光源は、米国特許第５，９２４，７８５号、第６，１４９，２８３号、第５，５７８，９９８号、第６，６７２，７４１号、第６，７２２，７７７号、第６，７６７，１１２号、第７，００１，０４７号、第７，１３１，７６０号、第 ７，１７８，９３７号、第７，２３０，２８０号、第７，２４６，９２１号、第７，２７０，４４８号、第６，６３７，９２１号、第６，８１１，２７７号、第６，８４６，１０１号、第５，９５１，４１５号、第７，０９７，３３４号、第７，１２１，６９１号、第６，８９３，１４０号、第６，８９９，４４３号及び第７，０２９，１５０号、及び米国特許出願公報第２００２／０１３６０２５号、第２００３／００６３４７５号、第２００４／０１５５５６５号、第２００６／０２６２５２４号、第２００７／０１８９０１７号及び第２００８／００７４８８５号のいずれかに記載された光学部品と共に使用されてもよい。
アレイ中のＬＥＤチップが、参照によりその開示が全体として説明されたかのように本願明細書に援用される「高ＣＲＩ温白色光を提供するためのマルチチップ発光装置及びそれを備えた照明設備（Multi-Chip Light Emitting Device for Providing High-CRI Warm White Light and Light Fixtures Including the Same）」と題された米国特許出願公報第２００７／０２２３２１９号に記載されたように、１つ以上の複数マルチチップＬＥＤランプとして配置されてもよいことは理解される。
本発明は、本発明の一定の好適な構成に関連して詳細に説明されたが、その他の変形も可能である。したがって、本発明の精神および範囲は、上述した型に限定されるべきではない。

Claims (15)

  1. 発光ダイオード（ＬＥＤ）部品であって、
    ＬＥＤチップの第１のグループ、ＬＥＤチップの第２のグループ、及び、ＬＥＤチップの第３のグループを備えるＬＥＤチップのアレイと、
    前記アレイの少なくとも一部を覆うレンズと、
    を備え、
    ＬＥＤチップの前記第１のグループは、赤色放射ＬＥＤチップを備え、
    ＬＥＤチップの前記第１のグループは、前記第１のグループにおけるＬＥＤチップの夫々が、前記第１のグループにおける他のＬＥＤチップとの間に介在する他のグループからのＬＥＤチップを有する、並びに／又は、互いに向き合う、前記ＬＥＤチップ及び前記第１のグループにおける他のＬＥＤチップの並行する面が５０％以上重ならないように位置する、ように配置され、
    前記アレイは、ＬＥＤチップの前記第１のグループにおける前記ＬＥＤチップの５０パーセント（５０％）未満が前記アレイの周囲にあるように配置され、
    ＬＥＤチップの前記第２及び第３のグループは、
    青色光を放射するＬＥＤチップと、前記青色光の一部を黄色光又は緑色光に変換する変換材料と、を有するＢＳＹ又はＢＳＧ ＬＥＤを備え、
    前記第２のグループ及び前記第３のグループは、異なる色又は色調の光を発射し、
    前記ＬＥＤチップの前記第１、第２及び第３のグループの夫々は、幾何学的に、一つ以上の連続した列で配置され、前記ＬＥＤチップの各列は、他のグループのＬＥＤチップから電気的に分離され、各列の前記ＬＥＤチップは、電気的に直列接続されているＬＥＤ部品。
  2. 請求項１に記載のＬＥＤ部品であって、
    前記ＬＥＤチップは、サブマウント上にマウントされるＬＥＤ部品。
  3. 請求項２に記載のＬＥＤ部品であって、
    前記サブマウントの上面に、ダイ取付パッドと、導電トレースと、接点パッドとをさらに備えるＬＥＤ部品。
  4. 請求項３に記載のＬＥＤ部品であって、
    前記導電トレースは、ＬＥＤチップの前記第１及び第２のグループを、それぞれの直列ストリングにおいて接続するＬＥＤ部品。
  5. 請求項４に記載のＬＥＤ部品であって、
    前記導電トレースはさらに、ＬＥＤチップの前記第３のグループを、直列ストリングにおいて接続するＬＥＤ部品。
  6. 請求項３に記載のＬＥＤ部品であって、
    前記接点パッドは、前記サブマウントの縁に、かつ、前記サブマウントの一辺に沿って存在するＬＥＤ部品。
  7. 請求項１に記載のＬＥＤ部品であって、
    第一に２つのＥＳＤ保護装置を備え、
    各ＥＳＤ保護装置は、ＥＳＤ破壊から前記ストリング上の前記ＬＥＤチップを保護するために前記ストリングのそれぞれにマウントされるＬＥＤ部品。
  8. 請求項１に記載のＬＥＤ部品であって、
    ＬＥＤチップの前記第２及び第３のグループは、異なる色調のＢＳＹ ＬＥＤを備えるＬＥＤ部品。
  9. 請求項１に記載のＬＥＤ部品であって、
    ＬＥＤチップの前記第１のグループは、６００ｎｍから６４０ｎｍまでの範囲の波長の光を発する少なくとも１つのＬＥＤチップを備えるＬＥＤ部品。
  10. 請求項１に記載のＬＥＤ部品であって、
    ＬＥＤチップの前記第２のグループは、第１、第２、第３、第４、第５線分により囲われる１９３１ＣＩＥ色度図上の領域内の１点を規定するｘ、ｙ色座標の光を発する少なくとも１つのＬＥＤチップを備え、前記第１線分は、第１ポイントと第２ポイントとを接続し、前記第２線分は、前記第２ポイントと第３ポイントとを接続し、前記第３線分は、前記第３ポイントと第４ポイントとを接続し、前記第４線分は、前記第４ポイントと第５ポイントとを接続し、前記第５線分は、前記第５ポイントと前記第１ポイントとを接続し、前記第１ポイントのｘ、ｙ座標は、０．３２、０．４０であり、前記第２ポイントのｘ、ｙ座標は、０．３６、０．４８であり、前記第３ポイントのｘ、ｙ座標は、０．４３、０．４５であり、前記第４ポイントのｘ、ｙ座標は、０．４２、０．４２であり、前記第５ポイントのｘ、ｙ座標は、０．３６、０．３８であるＬＥＤ部品。
  11. 請求項１に記載のＬＥＤ部品であって、
    ＬＥＤチップの第３のグループは、第１、第２、第３、第４、第５線分により囲われる１９３１ＣＩＥ色度図上の領域内の１点を規定するｘ、ｙ色座標の光を発する少なくとも１つのＬＥＤチップを備え、前記第１線分は、第１ポイントと第２ポイントとを接続し、前記第２線分は、前記第２ポイントと第３ポイントとを接続し、前記第３線分は、前記第３ポイントと第４ポイントとを接続し、前記第４線分は、前記第４ポイントと第５ポイントとを接続し、前記第５線分は、前記第５ポイントと前記第１ポイントとを接続し、前記第１ポイントのｘ、ｙ座標は、０．３２、０．４０であり、前記第２ポイントのｘ、ｙ座標は、０．３６、０．４８であり、前記第３ポイントのｘ、ｙ座標は、０．４３、０．４５であり、前記第４ポイントのｘ、ｙ座標は、０．４２、０．４２であり、前記第５ポイントのｘ、ｙ座標は、０．３６、０．３８であるＬＥＤ部品。
  12. 発光ダイオード（ＬＥＤ）部品であって、
    ＬＥＤチップの第１のグループと、第２のグループと、第３のグループと、を備えるＬＥＤチップのアレイであって、１つ以上の別の前記グループからの少なくとも３つのＬＥＤチップが前記第１のグループにおける前記ＬＥＤチップの各々に隣接するように、ＬＥＤチップの前記第１のグループが配置される、ＬＥＤチップのアレイと、
    前記アレイの少なくとも一部を覆うレンズと、
    を備え、
    ＬＥＤチップの前記第１のグループは、赤色放射ＬＥＤチップを備え、
    前記アレイは、ＬＥＤチップの前記第１のグループにおける前記ＬＥＤチップの５０パーセント（５０％）未満が前記アレイの周囲にあるように配置され、
    ＬＥＤチップの前記第２及び第３のグループは、
    青色光を放射するＬＥＤチップと、前記青色光の一部を黄色光又は緑色光に変換する変換材料と、を有するＢＳＹ又はＢＳＧ ＬＥＤを備え、
    前記第２のグループ及び前記第３のグループは、異なる色又は色調の光を発射し、
    前記ＬＥＤチップの前記第１、第２及び第３のグループの夫々は、幾何学的に、一つ以上の連続した列で配置され、前記ＬＥＤチップの各列は、他のグループのＬＥＤチップから電気的に分離され、各列の前記ＬＥＤチップは、電気的に直列接続されているＬＥＤ部品。
  13. 発光ダイオード（ＬＥＤ）部品であって、
    サブマウント上にマウントされたＬＥＤチップのアレイであって、ＬＥＤチップの前記アレイが、集積された導体によって電気的に接続され、ＬＥＤチップの前記アレイが、ＬＥＤチップの第１のグループと、第２のグループと、第３のグループと、を備え、前記アレイが、ＬＥＤチップの前記第１のグループにおける前記ＬＥＤチップの５０パーセント（５０％）未満が前記アレイの周囲にあるように配置される、ＬＥＤチップのアレイを備え、
    ＬＥＤチップの前記第１のグループは、赤色放射ＬＥＤチップを備え、
    ＬＥＤチップの前記第２及び第３のグループは、
    青色光を放射するＬＥＤチップと、前記青色光の一部を黄色光又は緑色光に変換する変換材料と、を有するＢＳＹ又はＢＳＧ ＬＥＤを備え、
    前記第２のグループ及び前記第３のグループは、異なる色又は色調の光を発射し、
    前記ＬＥＤチップの前記第１、第２及び第３のグループの夫々は、幾何学的に、一つ以上の連続した列で配置され、前記ＬＥＤチップの各列は、他のグループのＬＥＤチップから電気的に分離され、各列の前記ＬＥＤチップは、電気的に直列接続されているＬＥＤ部品。
  14. 発光ダイオード（ＬＥＤ）部品であって、
    ＬＥＤチップの第１のグループと、第２のグループと、第３のグループと、を備えるＬＥＤチップのアレイであって、ＬＥＤチップの前記アレイが、集積された導体によって電気的に接続され、１つ以上の別の前記グループからの少なくとも３つのＬＥＤチップが、前記第１のグループにおける前記ＬＥＤチップのそれぞれと隣接するように、ＬＥＤチップの前記第１のグループが配置される、ＬＥＤチップのアレイを備え、
    ＬＥＤチップの前記第１のグループは、赤色放射ＬＥＤチップを備え、
    ＬＥＤチップの前記第１のグループは、前記第１のグループにおけるＬＥＤチップの夫々が、前記第１のグループにおける他のＬＥＤチップとの間に介在する他のグループからのＬＥＤチップを有する、並びに／又は、互いに向き合う、前記ＬＥＤチップ及び前記第１のグループにおける他のＬＥＤチップの並行する面が５０％以上重ならないように位置する、ように配置され、
    前記アレイは、ＬＥＤチップの前記第１のグループにおける前記ＬＥＤチップの５０パーセント（５０％）未満が前記アレイの周囲にあるように配置され、
    ＬＥＤチップの前記第２及び第３のグループは、
    青色光を放射するＬＥＤチップと、前記青色光の一部を黄色光又は緑色光に変換する変換材料と、を有するＢＳＹ又はＢＳＧ ＬＥＤを備え、
    前記第２のグループ及び前記第３のグループは、異なる色又は色調の光を発射し、
    前記ＬＥＤチップの前記第１、第２及び第３のグループの夫々は、幾何学的に、一つ以上の連続した列で配置され、前記ＬＥＤチップの各列は、他のグループのＬＥＤチップから電気的に分離され、各列の前記ＬＥＤチップは、電気的に直列接続されているＬＥＤ部品。
  15. 発光ダイオード（ＬＥＤ）部品であって、
    ＬＥＤチップのアレイであって、ＬＥＤチップの前記アレイが、集積された導体によって電気的に接続され、ＬＥＤチップの第１のグループと、第２のグループと、第３のグループと、を備え、
    ＬＥＤチップの前記第１のグループが、前記第１のグループにおけるＬＥＤチップの夫々が、前記第１のグループにおける他のＬＥＤチップとの間に介在する他のグループからのＬＥＤチップを有する、並びに／又は、互いに向き合う、前記ＬＥＤチップ及び前記第１のグループにおける他のＬＥＤチップの並行する面が５０％以上重ならないように位置する、ように配置され、
    ＬＥＤチップの前記第１のグループにおける前記ＬＥＤチップの５０パーセント（５０％）未満が前記アレイの周囲にあり、かつ、
    １つ以上の別の前記グループからの少なくとも３つのＬＥＤチップが前記第１のグループにおける前記ＬＥＤチップのそれぞれと隣接する
    ように配置されたＬＥＤチップのアレイを備え、
    ＬＥＤチップの前記第１のグループは、赤色放射ＬＥＤチップを備え、
    ＬＥＤチップの前記第２及び第３のグループは、
    青色光を放射するＬＥＤチップと、前記青色光の一部を黄色光又は緑色光に変換する変換材料と、を有するＢＳＹ又はＢＳＧ ＬＥＤを備え、
    前記第２のグループ及び前記第３のグループは、異なる色又は色調の光を発射し、
    前記ＬＥＤチップの前記第１、第２及び第３のグループの夫々は、幾何学的に一つ以上の連続した列で配置され、前記ＬＥＤチップの各列は、他のグループのＬＥＤチップから電気的に分離され、各列の前記ＬＥＤチップは、電気的に直列接続されているＬＥＤ部品。
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