JP2007533160A - 真空または不活性ガスパッケージｌｅｄ用集積ゲッター - Google Patents

Abstract

封止物内の雰囲気を調節する技術は、該封止物の雰囲気内にゲッターを供給することを含む。前記技術にしたがって製造されたＬＥＤは、ＬＥＤ装置の囲まれた容積内にゲッターを含んでもよい。

Description

背景
発光ダイオード（ＬＥＤｓ）は、ｐ−型半導体とｎ−型半導体との間の接合点での電子および正孔の再結合の原理で働く固体光源である。ＬＥＤからの発光は、ＬＥＤチップ（基板）上に付着（ｄｅｐｏｓｉｔ）した蛍光物質の異なる層を用いることにより調節される。各層の発光は、一般的に、単色である。異なる色は、多層の蛍光物質および色素を用いることにより達成される。例えば、適切な基板上に成長させたＩｎＧａＡｌＰファミリーにおける多層の蛍光物質は、赤色光、黄色光、またはオレンジ色光を放射しうる。ＳｉＣおよびＡｌ₂Ｏ₃基板上に成長させたＩｎＡｌＧａＮファミリーにおける多層の蛍光物質は、青色光、緑色光またはＵＶ光を放射しうる。

白色光を得るために、３つのＬＥＤ、例えば、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤの出力が組合されうる。一方、単独の青色またはＵＶ ＬＥＤは、青色またはＵＶ ＬＥＤのすぐ近くに配置される蛍光物質（ｐｈｏｓｐｈｏｒ ｍａｔｅｒｉａｌ）を放出するために用いられる。蛍光物質は、青色またはＵＶ光を吸収し、より長い波長のスペクトルにおいて前記光を再放出する。したがって、蛍光体（ｐｈｏｓｐｈｏｒ）コート青色ＬＥＤは、適当な色のスペクトルを放射し得、組み合わせて、白色光を生み出す。

白色ＬＥＤは、ｐ−層およびｎ−層を得るための種々のドーピング物質を用いて、ＩｎＡｌＧａＮファミリーにおける種々の層の物質の成長により生産される。有機金属気相成長法（ＯＭＶＰＥ）は、かかる層の成長のための共通の技術である。ＯＭＶＰＥ技術において、所望の金属原子を含む有機金属分子は、ガス／気相中で、適切な基板上に移動され、基板上にフィルムを生じる。

適切な基板の例は、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）および炭化ケイ素（ＳｉＣ）である。前記酸化アルミニウムおよび炭化ケイ素は、基板と発光ダイオード構造の層との間に、ＧａＮ緩衝層またはＡｌＮ緩衝層を有してもよい。例えば、ウエハー基板を、ウエハーあたり１００００個のＬＥＤダイに切ってつくられる発光ダイオード構造の層で完全にカバーする。ついで、各ダイを、２つの電極間にマウントし、ＬＥＤの能動素子とする。

発光ＬＥＤの一次（ｐｒｉｍａｒｙ）放射波長を所望の可視色発光スペクトルにシフトさせるために、粒子形状または薄膜形状蛍光物質を、ＩｎＡｌＧａＮ多層全体に付着させる。前記蛍光体は、低濃度の希土類金属、遷移金属などの活性イオンを取り込むＹＡＧ、ＣｄＳ、ＺｎＳなどの母材を含有する。蛍光体を有する前記ＩｎＡｌＧａＮ多層ＬＥＤは、典型的には、エポキシ樹脂などの高分子樹脂に封止される。

ＬＥＤの前方発光を増加させるために、蛍光体カバー多層ＬＥＤは、適切なリフレクタカップに入れられうる。前記リフレクタカップは、ＬＥＤの先端部にむけて発光を反射する。

ＬＥＤの熱およびＵＶエネルギーは、高分子樹脂封止を劣化させうる。高分子樹脂封止の劣化は、すなわち、発光の黄変を引き起こす。さらに、前記蛍光体層および前記ＩｎＡｌＧａＮ多層構造の両方の発光効率は、水分の存在下で低下する。蛍光体（ｐｈｏｓｐｈｏｒ）活性化剤の酸化状態は、酸素存在下で変動し、それにより、発光の減少および放射波長でのシフトの可能性を引き起こす。高出力ＬＥＤ（例えば、白色発光ＬＥＤ）は、顕著に上昇した温度で動作させるので、本酸化反応は、温度で促進される。ＬＥＤの色および発光の強度の変化は、典型的には、望ましくなく、特に、白色光ＬＥＤを有する状況では特にそうである。

図１は、ベースまたはベース１１２を含む先行技術ＬＥＤアセンブリ１００の断面図である。もちろん、このアセンブリは、種々のタイプのＬＥＤアセンブリのまさに典型的なものである。

図１において、ＬＥＤ半導体１０６は、リード１０８ａに取り付けられる。これは、高い反射率を与える銀負荷導電性エポキシを用いて達成されうる。一方、「フリップ−チップ」型ＬＥＤ構造はんだバンプ接続は、活性領域からの光放射の抽出を妨害しないので、有利であろう。

リフレクタカップ１０４ａとリード１０８ａおよび１０８ｂがベース１１２に取り付けられる。リフレクタカップ１０４ａは、例えば、反射表面１０４ｂを与える逆切頭型円錐状開口を有する物質の固体塊でありうる。リフレクタカップ１０４ａは、ガラス、セラミックまたはプラスチックなどの電気絶縁材から作られうる。反射表面１０４ｂは、例えば、スパッタプロセスにより負荷されたアルミニウムの薄膜でありうる。リード１０８ａおよび１０８ｂは、典型的には、銅合金から作られる。ボンディングワイヤー１０７は、リード１０８ｂをＬＥＤ材料１０６の上端に電気的につなぐ。高分子樹脂１０３を、前記リフレクタカップ１０４ａの円錐状の開口内に配置（ｄｉｓｐｏｓｅ）させ、ＬＥＤ材料１０６およびボンディングワイヤー１０７を封止する。前記封止材１０３は、好ましくは、そのなかに、ＬＥＤ材料の放射波長をシフトして、例えば、「白色」光を生じさせるための蛍光物質１０２（小泡で示される）を散在させる。本明細書においては、「白色」は、可視光の広域スペクトルが、実質的に白色を呈する光を生じるが、多少ある周波数（例えば、青）を帯びてもよいことを意味する。ソリッド（ｓｏｌｉｄ）高分子樹脂封止ドーム１１０は、エポキシ樹脂で接着するか、または接着剤で接着することなどにより、前記リフレクタカップ１０４ａにくっつけられ、封止材１０３の全体を覆ってくっつけられる。

ＬＥＤ材料１０６は、ＩｎＡｌＧａＮ多層ＬＥＤ構造を含んでもよい。ベース１１２は、例えば、サファイア（Ａｌ₂Ｏ₃）または炭化ケイ素などの絶縁性材料から作られてもよい。前記ベース１１２は、非常に弱い導電体（例えば、絶縁体）であるべきであるが、好ましくは、合理的によい熱導体である。放熱板（図示せず）は、任意に、前記ベース１１２の一部に取り付けられて、または前記ベース１１２の一部を形成して、ＬＥＤアセンブリ１００から熱を分散することを助ける。リード１０８ａおよび１０８ｂは、電極リードであり、銅および銅合金などの導電材料から作られうる。リード１０８ａおよび１０８ｂは、ＬＥＤ材料１０６のベースとほぼ同じ幅であってもよい。リフレクタカップ１０４ａは、例えば、ガラスまたはセラミックなどの絶縁性材料から作られてもよい。

図２は、使用時期後に、先行技術のＬＥＤアセンブリで遭遇するある問題を説明する。ＬＥＤ１００の動作期間後、ＬＥＤ材料１０６により生じた紫外線（ＵＶ）光および熱エネルギーは、高分子樹脂封止ドーム１１０を変色または「黄色」にさせるであろう。これは、ドーム１１０の変退色１１３により説明される。高分子樹脂封止ドーム１１０の黄色化は、言い換えると、ＩｎＡｌＧａＮ多層構造および蛍光体から放出された光、具体的には、可視スペクトルの青部分での吸収を引き起こす。これは、ＬＥＤからの光出力の減少および出力光のシフトを引き起こす。したがって、ＬＥＤ１００の出力は、輝きが少なくなり、白色が少なくなる（例えば、より黄色）。

さらに、蛍光物質およびＩｎＡｌＧａＮ多層構造の両方は、ソリッド（ｓｏｌｉｄ）高分子ドームを介して分散してもよい水分１１５（例えば、水蒸気）と反応し、ＬＥＤの発光強度の低下を引き起こす。さらに、アセンブリ１００中の水分は、電極およびアセンブリ１００の他の部分の腐食を引き起こしうる。また、蛍光体は、ソリッド（ｓｏｌｉｄ）高分子ドームを介して分散してもよい酸素１１４と反応し、発光の波長のシフトを引き起こす。したがって、ＬＥＤアセンブリの水分および酸素の影響は、ＬＥＤのパフォーマンスに有害である。

前記に基づき、動作中のＬＥＤ発光において、高強度および安定波長を維持し、酸素、水分および／または他の混入物質への曝露が原因で、使用に伴い早く劣化しないＬＥＤアセンブリを生産する必要がある。

要旨
限定されない実施態様のＬＥＤ封止物（ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ）内の雰囲気の調節方法は、ＬＥＤ封止物の雰囲気内にゲッターを提供するステップ、およびゲッターを活性化するステップを含み、これにより、混入物質が、雰囲気から除去されうる。

１つの実施態様では、ＬＥＤアセンブリは、ゲッター材料でコートされたリフレクタカップ、該リフレクタカップとＬＥＤとをカバーするためのドーム；ならびに該ドーム内に含まれる非反応性雰囲気を含む。他の実施態様は、ベース、該ベースに取り付けられた発光半導体、発光半導体の全体を覆って該ベースにシールされ、内部チャンバーを決める半透明のカバー；および該チャンバー内に約１００ｐｐｍ未満の酸素または水を有する調節雰囲気を含む。また、限定されない実施態様において、前記ＬＥＤアセンブリは、一例として、限定されないが、１０気圧（ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅｓ）および１０^-3ｔｏｒｒ間の圧力の調節雰囲気と接触したゲッターを含む。代替的には、前記調節雰囲気は、１０^-3ｔｏｒｒ未満の真空である。さらに代替的には、前記調節雰囲気は、不活性ガスおよび希ガスを含む群から選択された非反応性ガスを含む。なおさらに代替的には、前記調節雰囲気は、チャンバーに曝露された表面を有する材料に非反応性である流体である。

有利には、ある実施態様によれば、活性層への水分および酸素の有害な影響は、真空、非反応性ガスまたは液体などの調節雰囲気において、ＬＥＤのアセンブリを維持することにより最小化されうる。さらに、水分および酸素は、ゲッターを用いることにより、真空または不活性ガスから除かれうる。前記実施態様は、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、ＵＶ ＬＥＤおよび白色光 ＬＥＤなどの種々のタイプのＬＥＤに適する。

これらおよび本発明の他の利点は、下記の記載の読解および図面の図の検討の際に、当業者に明らかになるであろう。

詳細な説明
図１および２は、先行技術を参照して議論された。図３〜８Ｄは、本発明の種々の例示的実施態様により示された調節内部雰囲気ＬＥＤを参照して議論されるであろう。

下記記載において、本発明の十分な理解を与えるために、多くの具体的な詳細が説明される。しかしながら、当業者にとって、本発明が、これらの具体的な詳細なしに実施されるであろうことは明らかであろう。他の場合、周知の構造および装置が、本発明を無用にあいまいにすることを避けるために、図式的な形態で示される。

「調節雰囲気」は、蛍光体およびＩｎＡｌＧａＮ多層構造と相互作用するであろうある一定の混入物質の有害な影響を低下させるために、ＬＥＤの能動半導体部分（例えば、ＩｎＡｌＧａＮ多層）と接触した雰囲気を調節されることを意味する。前記「調節雰囲気」としては、真空から大気圧範囲を超える低圧力までの範囲をとり得、真空でない場合、希流体、不活性流体または「温和（ｂｅｎｉｇｎ）」な流体が挙げられうる。前記「調節雰囲気」としては、ガス状であってもよい流体が挙げられ、ある実施態様では、液体が挙げられうる。例えば、調節雰囲気は、一例として、限定されないが、ミネラルオイルが挙げられるであろう。

「ゲッター」は、水素または酸素などのある一定の物質に対する親和性を有するスカベンジャー材料である。水に対する親和性を有するゲッターは、乾燥剤と称されてもよい。ゲッターは、ガスを吸収するに有効なゲッター材料と水分を吸収するに有効な乾燥剤とを含有した複合材料であってもよい。ゲッターの材料は、金属、金属化合物（例えば、還元金属酸化物など）、非金属化合物、ゼオライト、調節雰囲気から混入物質を吸収するに有効なある一定のプラスチックなどでありうる。

「混入物質」は、ＬＥＤアセンブリのパフォーマンスを低下させうる任意の物質を意味する。例えば、白色ＬＥＤとの関係では、混入物質としては、酸素および水が挙げられるであろう。しかしながら、本明細書の実施態様で用いられるゲッターは、必要により、他の混入物質を除くに有効であってもよく、実施によって変化してもよい。

ある実施態様によれば、適切なゲッターとしては、ジルコニウムとバナジウムと鉄とマンガンとジルコニウムとイットリウム、ランタンおよび希土類金属のなかから選ばれた１またはそれ以上の元素とを含むゲッター合金などの金属ゲッターが挙げられる。また、チタニウムゲッターおよびハフニウム（ｈａｌｆｎｉｕｍ）ゲッターは、適切であろう。他の適切なゲッターとしては、周期表の２Ａ属から選ばれた酸化物が挙げられる。２Ａ属酸化物のいくつかの例示は、酸化カルシウム、酸化マグネシウムなどである。前記実施態様は、ゲッターのいずれか１つのタイプまたは組み合わせに限定されない。水分、酸素および他の混入物質を除去またはスカベンジしうる任意の適切なゲッターを用いてもよい。ゲッターにより混入物質を除去する主要な機構は、吸収（ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ）（例えば、混入物質とゲッターとの化学反応）および吸着（ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）（例えば、混入物質がゲッターの表面にくっつくこと）を含み、まとめて、「吸収（ｓｏｒｂ）」、「吸収（ｓｏｒｂｉｎｇ）」および「吸収（ｓｏｒｐｔｉｏｎ）」などと称されるが、ゼオライトのマトリックス内の混入物質の取り込みなどの他の機構は、任意の実施態様の要求に応じて、代替の実施態様で検討される。

ある実施態様によれば、前記ゲッターは、当業者に周知である、スパッタリング、エバポレーションなどの技術により、ＬＥＤアセンブリに導入される。ゲッターをＬＥＤアセンブリに導入するための他の技術は、電気泳動によるものである。また、ゲッターは、前記ＬＥＤアセンブリに、機械的な取り付け、化学的な結合などがされる。前記実施態様は、適切なゲッターをＬＥＤアセンブリに導入するいずれか１つの方法に限定されない。したがって、ＬＥＤアセンブリへの適切なゲッターの導入は、実施によって変化してもよい。

図３は、本発明のある実施態様のＬＥＤアセンブリ３００の断面図である。ＬＥＤアセンブリ３００は、ベース３１２を備える。ＬＥＤ材料３０６は、リード３０８ａに取り付けられる。リフレクタカップ３０４ａならびにリード３０８ａおよび３０８ｂは、前記ベースに取り付けられる。リフレクタカップ３０４ａは、好ましくは、逆切頭型円錐状開口３０５を有し、反射表面３０４ｂを供えている。ボンディングワイヤー３０７は、例えば、はんだ接着技術により、リード３０８ｂをＬＥＤ材料３０６の先端部とつなぐ。蛍光物質３０２の層または薄膜は、ＬＥＤ材料３０６上に付着される。ドーム３１０は、（例えば、エポキシ、接着剤、金属インジウムまたは融合結合により）前記リフレクタカップ３０４ａ上にシールされ、反射性表面３０４ｂおよびＬＥＤ材料３０６を十分に封止する。

ＬＥＤアセンブリ３００などのＬＥＤアセンブリの動作は、当業者に周知である。ＬＥＤ材料３０６は、１方向のみ、例えば、陽極または陽電極から陰極または陰電極へ実質的に流れる電流を可能にするダイオードとして働く半導体材料である。陰極および陽極は、典型的には、ＬＥＤ材料３０６の逆側上にある。この例において、リード３０８ａとＬＥＤ材料３０６の底との間の接触は、陽極接続を含み、前記ボンディングワイヤー３０７とＬＥＤ材料３０６の先端部との間の接触は、陰極接続を含む。もちろん、これらの接続は、代替の実施態様において、互いに入れ替えられうる。前記ボンディングワイヤー３０７とＬＥＤ材料３０６の先端部との接続は、典型的には、広範な陰極接触の要望とＬＥＤ材料３０６の先端部からの発光を妨げない要望とのバランスをとる様式で行なわれる。

反射表面３０４ｂは、ＬＥＤ材料３０６および蛍光体３０２からＬＥＤアセンブリの先端部３５２の外に向かうある一定の発光を引き起こす。反射表面３０４ｂは、好ましくは、スパッターされているか、反射表面に蒸発により付着されたゲッター３１８の薄膜を有する。

ドーム３１０は、ＬＥＤからのＵＶおよび熱エネルギーに起因する劣化に対して、好ましくは、抵抗性である任意の適切な非浸透性材料から作られてもよい。ドーム３１０の適切な材料の例としては、ガラス、および水晶（純ＳｉＯ₂）が挙げられる。前記ガラスは、種々の適切なタイプでありうる。しかしながら、ＵＶ光は、一般的に、眼の網膜およびヒトの組織に有害な影響を有しうるので、顕著なヒト曝露の機会がある場合、ＵＶ光を吸収できるガラスが好ましい。ＵＶ光が有益である場合（例えば、生物学的精製用）の用途のためには、ＵＶ光を吸収しないガラスが好ましい。前記ガラスは、他の元素もしくは化合物でドープされた実質的に純粋なＳｉＯ₂または当業者に周知の他の処方でありうる。前記ドームは、図３に示すように、凸状（ｃｏｎｖｅｘ）（例えば、ホロー）であってもよいが、他の実施態様では、ソリッド（ｓｏｌｉｄ）であるものであってもよい。

ある実施態様では、真空は、チャンバー３５０内で維持される。他の実施形態によれば、チャンバー３５０は、アルゴンなどの希ガス、またはゲッター材料と反応しない窒素などの不活性ガスを含んでもよい。本明細書において、「希」ガスは、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトンなどの周期表の１８属で見いだされるガスから構成される。希ガスは、典型的には、他の元素または化合物と非反応性である。本明細書において、「不活性」ガスは、ガスが一般的に非反応性であることを意味する。窒素は、この定義による不活性ガスの一例である。「非反応性」流体とは、ＬＥＤアセンブリのチャンバーに曝露された表面を有する材料などと接触する材料と一般的に比反応性であるガスまたは液体を意味する。

あるゲッター材料は、水分、酸素などの混入物質を吸収することに有効になりうる前に、活性化を要する。他のゲッター材料は、活性化を要しない。活性化を要するこれらのタイプのゲッターの典型的な活性化プロセスは、その後に図７および８Ｄを参照して、より詳細に述べられる。

図４は、ドーム４１０の内面（ｉｎｔｅｒｉｏｒ ｓｕｒｆａｃｅｓ ａ ｄｏｍｅ ４１０）に付着されたゲッター材料を有する、本発明のある実施態様のＬＥＤアセンブリの断面図を示す。図４において、ＬＥＤアセンブリ４００は、ベース４１２を備える。ＬＥＤ材料４０６は、リード４０８ａにより前記ベース４１２に取り付けられる。本明細書において、「リード４０８ａにより前記ベース４１２に取り付けられる」とは、ＬＥＤ材料４０６が、適切な取り付け方法により、リード４０８ａに取り付けられ、リード４０８ａが、適切な取り付け方法により前記ベース４１２に取り付けられることを意味する。すなわち、リード４０８ａは、ＬＥＤ材料４０６と前記ベース４１２との間に部分的にサンドウィッチされる。

また、図４の例では、リフレクタカップ４０４ａおよびリード４０８ｂは、前記ベース４１２に取り付けられる。ボンディングワイヤー４０７は、リード４０８ｂを、ＬＥＤ材料４０６に電気的につなぐ。前記リフレクタカップ４０４ａは、反射表面４０４ｂを備えた側壁を有する開口を有する。もちろん、他のリフレクタ配置および構造は、他の実施態様で用いられてもよい。

図４の例において、ＬＥＤ材料４０６は、高分子樹脂４０３などの封止材に封止される。前記封止材４０３は、好ましくは、その中に、主要な（ｐｒｉｍａｒｙ）発光波長をシフトするのに有効な蛍光体４０２を散在しているものである。前記蛍光体４０２は、前記ＬＥＤ材料４０６近くに集中してもよく、しなくてもよく、いくつかの他の実施態様において、前記材料は、より均一に分散されるか、他の集中プロファイルで分散される。ある一定の他の実施態様によれば、蛍光体の層または薄膜は、ＬＥＤ材料４０６上に付着されてもよい。前記ドーム４１０は、前記リフレクタカップの反射表面４０４ｂおよび前記ＬＥＤ材料４０６をカバーするために、例えば、エポキシ、接着剤、インジウム金属または融合結合により、前記リフレクタカップ４０４ａに取り付けられてもよい。ドーム４１０の内面４０５は、ＬＥＤアセンブリ４００内のチャンバー４５０を実質的に決める。図４の例では、ドーム４１０の内面４０５は、それに付着されたゲッター材料４１８を有する。

反射表面４０４ｂは、ＬＥＤアセンブリの先端部４３４へ向かう前記ＬＥＤ材料４０６からのある一定の発光を引き起こす。前記ドーム４１０は、対象の波長に対して透過性である任意の適切な材料から作られてもよい。光を透過させるために、ドーム４１０の先端部４３４は、一般的に、実質的に、または完全にゲッター材料を含んでいないものである。

いくつかの実施態様では、真空は、チャンバー４５０中で維持される。他の実施態様によれば、チャンバー４５０は、不活性ガスまたは希ガスを含んでもよい。他の実施態様によれば、チャンバー４５０は、非反応性流体を含んでもよい。前記ゲッター４１８は、水分、酸素などの混入物質を吸収してもよい。いくつかのゲッターは、前記ゲッターを化学的に処理すること、前記ゲッターを、熱または照射に曝露すること、またはいくつかの他の様式でゲッターを活性化することを含んでもよい活性化を要してもよい。

図５は、粒子形状で、ゲッター材料を含む、本発明のある実施態様のＬＥＤアセンブリ５００の断面図である。「粒子」は、ゲッター材料の個々に分離した粒子（ｐａｒｔｉｃｌｅｓ）、塊（ｍａｓｓｅｓ）、大きい塊（ｃｈｕｎｋｓ）または集塊（ｂｏｄｉｅｓ）を用いることを意味する。これらの粒子は、微細、例えば、約１００μｍの大きさの微粉から数ｍｍの大きさの材料の相対的に大きな塊（ｃｈｕｎｋｓ）まででありうる。代替の実施態様において、より大きいまたはより小さい粒子を用いてもよい。例えば、数ｃｍ幅のＬＥＤアセンブリは、１ｃｍまたはそれ以上の直径のいくぶん相対的に大きい粒子のゲッターを有してもよい。

図５の例では、ＬＥＤアセンブリ５００は、ベース５１２を備える。ＬＥＤ材料５０６は、リード５０８ａにより前記ベース５１２に取り付けられる。また、前記ベース５１２に、リード５０８ｂおよび反射表面５０４ｂを与える開口を含むリフレクタカップ５０４ａを取り付ける。蛍光体５０２の層は、好ましくは、ＬＥＤ材料５０６に付着される。

図５の例では、ドーム５１０は、前記リフレクタカップ５０４ａをシールし、前記リフレクタカップの反射表面５０４ｂおよびＬＥＤ材料５０６を十分に封止する。ドーム５１０は、任意の適切な非透過性材料から作られてもよい。前記ＬＥＤからのＵＶおよび熱エネルギーに起因して劣化せず、対象の波長に対して透過性である材料のドーム５１０を形成することが望ましいであろう。かかる材料は、一例として、特に限定されないが、ガラス、または水晶を含む。

前記リフレクタカップの反射表面５０４ｂは、それに、ゲッター５２２の個々に分離した粒子を付着している。種々の技術を、前記リフレクタカップ５０４ａ上にゲッター材料の粒子を付着するために用いてもよい。いくつかの実施態様によれば、前記リフレクタカップが開口の壁に付着された金属膜を有する場合、該金属膜は、電気泳動による粒子と前記リフレクタカップとの付着を行なう目的で、電極として働きうる。同様に、電気泳動は、電極として働く導電膜の付着の後、ゲッターの粒子をドーム５１０に付着するのに用いられるうる。一方、粒子は、接着剤で接着、スエージ加工、または、そうでなければ、前記リフレクタカップ５０４ａの装置開口壁の表面に接着される。

図６は、ＬＥＤアセンブリのさらに他の実施態様の断面図である。図６の例では、ＬＥＤアセンブリ６００は、ベース６１２を備える。ＬＥＤ材料６０６は、リード６０８ａにより前記ベース６１２に取り付けられる。また、リフレクタカップ６０４ａおよびリード６０８ｂは、前記ベースに取り付けられる。ワイヤ６０７は、リード６０８ｂをＬＥＤ材料６０６の先端部に取り付ける。リフレクタカップ６０４ａは、反射表面６０４ｂにより与えられる開口を有する。蛍光体６０２の層は、ＬＥＤ材料６０６に付着される。ホローカバー６０９は、前記リフレクタカップの反射表面６０４ｂおよびＬＥＤ材料６０６を封止するための前記リフレクタカップ６０４ａに取り付けられる。

ホローカバー６０９は、適切なレンズ６１１でふたをされたプラスチック、ガラスまたは水晶円筒６１６を含んでもよい。前記レンズ６１１は、ガラス、水晶または他の適切な材料で作られてもよい。適切な材料は、ＬＥＤからの熱エネルギーに起因して劣化しないか、かかる劣化に対して抵抗性である。また、適切な材料は、一般的に、非透過性であってもよい。プラスチックシェル６１３は、前記アセンブリをつなぎあわせるために用いられうる。

前記円筒６１６は、混入物質を吸収する適切なゲッターで満たされてもよい。代わりに、前記円筒は、まさに、例えば、プラスチック円筒またはガラス円筒であってもよい。前記円筒６１６がプラスチックである場合、実質的に非透過性にさせるようにコートすべきである。このコーティングは、都合よくは、円筒６１６の内面上に提供されるゲッター膜６１８でありうる。さらに、ゲッターは、反射表面６０４ｂ上に提供されうる。しかしながら、光が自由に通過できるように、前記レンズ６１１上に任意のゲッターまたは他の妨害物を有さないことが望ましいであろう。１つの実施態様では、前記レンズは、一例として、限定されないが、ガラス、または水晶などの不浸透性物質から作られる。一方、前記レンズは、例えば、透明なシール層でコートされたプラスチックから作られうる。

図７は、ＬＥＤアセンブリを製造するためのいくつかの基本動作を示すフローチャートであり、図８Ａ〜８Ｄとともに有利に考慮されるであろう。図７において、製造手順７００は、７０２ではじまり、ゲッター成分が製造されるステップ７０４まで続行する。前記ゲッター成分とは、例えば、リフレクタカップおよび／またはドームもしくはゲッター材料の付着層でカバーされたホロー、あるいはＬＥＤアセンブリの内部雰囲気との流体コミュニケーションにある任意の他のゲッター成分をいう。ステップ７０６において、適切な雰囲気は、ＬＥＤアセンブリの内部チャンバーについて、提供される。前記適切な雰囲気は、真空、不活性ガス、希ガスまたは任意の他の適切な流体であってもよい。

ステップ７０８において、ＬＥＤは、適切な雰囲気の存在で、ＬＥＤパッケージに組み立てられる。雰囲気で用いるに適したガスの例としては、窒素、アルゴン、ヘリウム、およびネオンが挙げられる。「真空」は、圧力が標準大気圧を顕著に下回る、例えば、約１０^-3ｔｏｒｒ未満、好ましくは、約１０^-5ｔｏｒｒ未満であることを意味する。ステップ７１２において、前記ＬＥＤパッケージは、任意の適切なシール方法でシールされる。ステップ７１４において、前記ゲッターは、該ゲッターが活性化を要する場合、活性化される。ゲッターは、ＬＥＤパッケージがシールされる前／中／または後に、活性化されるであろう。例えば、前記ゲッターは、前記ゲッターを約３５０℃まで、約１０〜３０分間加熱することにより活性化されるであろう。ゲッターの活性化の際、ゲッターにより吸収された混入物質は、前記ゲッターの大部分に拡散するか、前記ゲッターから放出される。活性化後、活性化ゲッターは、いつでも混入物質を吸収できる。手順７００は、７１６で終了する。

図８Ａ−８Ｃは、いくつかの実施態様のＬＥＤアセンブリの成分を説明する断面図である。また、これらは、図７に記載の種々のステップに関して、一例として用いられうる。図８Ａは、ベース８１２、および反射表面８０４ｂを与える開口を有するリフレクタカップ８０４ａを示す。反射表面８０４ｂは、開口の壁上に、スパッター、蒸発付着などされているゲッター材料８１８の薄膜を含む。図８Ｂは、ベース８１２、および反射表面８０４ｂを有するリフレクタカップ８０４ａを示す。ゲッター粒子８２０が反射表面８０４ｂに付着される。図８Ｃにおいて、ドーム８１０は、ドーム８１０の内面に与えられたゲッター８１６の膜を含む。

図８Ｄは、レーザービーム８６０を用いてゲッター材料を活性化させてもよい、本発明のレーザーゲッター活性化方法を示す。前記レーザービーム８６０は、８６１に示されたようにドーム８１０を介して、光らされ、ゲッター材料８０４ｂを加熱する。前記レーザービーム８６０と前記ゲッター材料との間の相対的な動きを作る何らかの機構があってもよい。例えば、前記レーザーを動かしうるか、前記ＬＥＤアセンブリ８００を動かしうるか、前記レーザービーム８６０を、例えば、鏡またはプリズムアセンブリ（図示せず）により動かしうる。また、特に、活性化プロセスによる加熱の際に、ドーム８１０と前記リフレクタカップ８０４ａとの間の気密シールを確保する、さらなるシールビーズ８１３を示す。種々の他の技術は、ゲッター材料を活性化するに適し、当業者により評価される。

注目すべきは、１またはそれ以上のゲッターを、ＬＥＤアセンブリ内の雰囲気を調節するために、同時に用いることができることである。例えば、ＣａＯを用いて、水を吸収できるが、金属ゲッターを用いて、酸素を吸収できる。前記ゲッターがＬＥＤの動作を妨げないものであれば、該ゲッターを、種々の場所に置くことができる。例えば、一方のゲッターを、前記リフレクタに備えさせることができ、他方のゲッターを前記ドーム上に備えさせることができる。

ある実施態様によれば、前記ＬＥＤアセンブリは、ＩｎＡｌＧａＮ多層構造に密接に近接して、蛍光体層を備える。前記ＬＥＤは、好ましくは、白色ＬＥＤまたは高輝度ＬＥＤである。しかしながら、本実施態様は、白色ＬＥＤまたは高輝度ＬＥＤに限定されない。前記リフレクタカップは、ＬＥＤアセンブリの先端部に向かうＬＥＤからのある一定の発光を引き起こす。前記ＬＥＤおよび前記リフレクタカップは、適切な接続技術によりベースにくっつけられる。前記リフレクタカップおよび多層発光ダイオード構造ダイは、ＵＶ光を妨げるために好適に適合されるガラスドームにより、完全にカバーされる。前記リフレクタカップは、リフレクターカップに好適にスパッターまたは蒸発されているゲッター材料の薄膜を有してもよい。例えば、前記ゲッター材料は、イタリア国ライテーナ（ミラン）のサエス ゲッターズ（ＳＡＥＳ Ｇｅｔｔｅｒｓ）Ｓ．ｐ．Ａ．から市販されているＳｔ ７８７^TMゲッター材料でありうる。前記アセンブリの内部雰囲気は、真空または非反応性流体のいずれかである。前記ガラスドームは、前記アセンブリをシールするために、ベース、または前記リフレクタカップおよびＩｎＡｌＧａＮ多層構造を支持する他の支持構造に接着剤でつけられうる。

ある一定の他の実施態様によれば、前記ＬＥＤアセンブリの内部雰囲気は、大気圧を超える圧力に加圧される。例えば、前記ＬＥＤアセンブリの内部雰囲気は、約１から１００倍の雰囲気に加圧されてもよい。前記内部雰囲気は、アセンブリが窒素ガスおよび希ガスなどの非反応性ガスを含有してもよいようなものである。加圧型の実施態様は、前記ＬＥＤアセンブリのリフレクタカップおよび／またはガラスドーム上にゲッターを含んでもよい。ガラスドームは、実質的に不浸透性の材料であることが有利である。ある一定の他の加圧型の実施態様では、前記ゲッターは、除外されてもよい。

前記例示は、ＬＥＤ材料に言及する。これらの例は、可能性のある唯一の実施態様であることを意図するものではないことに注目すべきである。ナノチューブ、光学レセプター、および他の装置は、代替的な実施態様におけるＬＥＤ材料の代わりに用いられうる。

前記例示は、装置の内部雰囲気をカバーする、ドームとレンズとに言及する。前記ドームが代替的な実施態様におけるソリッド（Ｓｏｌｉｄ）であるものまたはホローでありうることに注目すべきである。ソリッド（ｓｏｌｉｄ）ドームの場合、ゲッターの配置は、おそらく、ソリッド（ｓｏｌｉｄ）ドーム内にないであろう（例えば、図４）。その他の代替では、前記リフレクタカップは、ソリッドであり、一例として、限定されないが、エポキシで充填され得、ゲッター材料は、図４に示されるように、ホロードーム内に位置してもよい。一般的に、内部雰囲気の任意の位置は、固体物質、一例として、限定されないが、樹脂などに置き換えられうる。

前記例示は、装置内の内部雰囲気に言及する。代替の実施態様では、「雰囲気」は、一例として、真空または流体であってもよい。雰囲気内の成分および装置の内部容積を決める壁の特性に依存して、種々の流体または真空は、成分の機能を妨げず、材料に関して不活性であることが望ましいであろう。他の実施態様では、雰囲気は、内部容積を満たすことにより、装置の耐久力を増加する非圧縮性（または圧縮抵抗性）流体であってもよい。

前記明細書において、本発明の実施態様は、実施によって変動してもよい多数の具体的な詳細を参照して述べられている。したがって、本明細書および図面は、制限的意義よりむしろ説明であると考慮されるべきである。

本発明は、一例として、限定目的ではなく、添付の図面の図と参照数字のように、同様の構成要素および以下を参照する：
図１は、先行技術のＬＥＤアセンブリの断面図である。 図２は、劣化問題を説明するための使用後の先行技術のＬＥＤアセンブリの断面図である。 図３は、本発明のある実施態様のＬＥＤアセンブリの断面図である。 図４は、封止ドームに付着されたゲッターを有する本発明のある実施態様のＬＥＤアセンブリの断面図である。 図５は、粒子形態のゲッター材料を含む、本発明のある実施態様のＬＥＤアセンブリの断面図である。 図６は、プラスチック成分およびガラス成分の両方を含みうる、封止カバーを備えたＬＥＤアセンブリの他の実施態様の断面図である。 図７は、本発明のある実施態様のＬＥＤアセンブリの製造方法を説明するフローチャートである。 図８Ａ〜図８Ｃは、本発明のある実施態様のＬＥＤアセンブリの種々の成分の断面図である。 図８Ｄは、本発明の１つの実施態様で活性化されたＬＥＤアセンブリの断面である。

Claims (20)

1. ＬＥＤアセンブリのチャンバー内にＬＥＤ材料を供給するステップ；
   該ＬＥＤアセンブリの該チャンバー内にゲッターを供給するステップ；
   ゲッターの使用により少なくとも部分的に該ＬＥＤアセンブリのチャンバー内の雰囲気を調節するステップ、
   を含む、方法。
2. 該ゲッターを活性化するステップを含み、それにより、該ＬＥＤアセンブリ内の雰囲気から混入物質を除去する、請求項１記載の方法。
3. ゲッターを供給することが、該ＬＥＤアセンブリのチャンバー中で該ゲッターを封止することである、請求項１記載の方法。
4. 調節雰囲気を供給するチャンバー内に該ＬＥＤ材料を封止するステップをさらに含む、請求項１記載の方法。
5. 該チャンバーの反射表面のゲッターを形成するステップをさらに含む、請求項１記載の方法。
6. 該ゲッターを、該ＬＥＤアセンブリの該チャンバーを少なくとも部分的に決めるドーム上に形成させるステップをさらに含む、請求項１記載の方法。
7. 該ＬＥＤアセンブリの該チャンバーを少なくとも部分的に決める円筒の内面にゲッターを形成させるステップをさらに含む、請求項１記載の方法。
8. 開口を有するリフレクタカップと
   該リフレクタカップにつながったＬＥＤと
   該リフレクタカップの該開口内に、少なくとも部分的にデポーズ（ｄｅｐｏｓｅｄ）されたゲッター材料と
   非反応性雰囲気中に該ＬＥＤと該ゲッター材料とを少なくとも部分的に封止するためのカバーと
   を備えてなる、装置。
9. 該開口が、逆切頭型円錐形を有するものである、請求項８記載の装置。
10. 該ゲッター材料が、１またはそれ以上の個々に分離した粒子を含む、請求項８記載の装置。
11. 該ゲッター材料が、ゲッター材料の膜を含む、請求項８記載の装置。
12. 非反応性雰囲気が、１００気圧（ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅｓ）〜１０^-3ｔｏｒｒの圧力である、請求項８記載の装置。
13. 該非反応性雰囲気が、約１００ｐｐｍの酸素または水を含む、請求項８記載の装置。
14. 該非反応性雰囲気が、不活性ガスおよび希ガスを含む群から選択された非反応性ガスを含む、請求項８記載の装置。
15. 該調節雰囲気が、真空である、請求項８記載の装置。
16. 該カバーが、ドームである、請求項８記載の装置。
17. 蓋カバーが、円筒およびレンズを含む、請求項８記載の装置。
18. 該カバーが、半透明であるものである、請求項８記載の装置。
19. 開口を有するリフレクタカップと
    該リフレクタカップにつながったＬＥＤと
    非反応性雰囲気中にＬＥＤを少なくとも部分的に封止するためのカバーと
    該カバーに少なくとも部分的にデポーズ（ｄｅｐｏｓｅｄ）され、該カバーの先端部には該ゲッター材料が実質的にないものであるゲッター材料と、
    を備えてなる、装置。
20. 該カバーが、円筒およびレンズを含み、該レンズが、該ゲッター材料が実質的にないものである、請求項１９記載の装置。

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