JP2009538531A - 照明装置、および、製造方法 - Google Patents

Abstract

照明装置は、１つの固体発光素子、該発光素子に接続された第１の電極、および第２の電極、シリコーン化合物よりなる包囲体領域、および支持領域よりなる。該包囲体領域は、照明装置の外側表面に伸びる。第１の電極の少なくとも一部は、該支持領域により囲まれている。該包囲体領域、および支持領域は、両者で、該発光素子を実質的に取り囲む外側表面を定義する。照明装置を作る方法は、第１の電極、および第２の電極を発光素子に電気的に接続すること；該発光素子を、モールドキャビティ内に挿入すること；１つのシリコーン化合物よりなる包囲体化合物を挿入すること；かつそののち、第２の化合物を、前記第１の電極の少なくとも一部分を実質的に囲むよう挿入すること、よりなる。

Description

関連する出願への相互参照
この出願は、２００６年５月２３日に出願された米国仮特許出願第６０／８０２，６９７号の利益を主張するものであり、その出願の全体は、参照によりここに組み入れられる。

発明の分野
本発明は、照明装置、特に、１つ、またはそれ以上の固体発光素子を含むデバイスに関係する。本発明は、また、照明装置を、特に、１つ、またはそれ以上の固体発光素子を含むデバイスを、製造する方法に関係する。

発明の背景
毎年、米国において生成される電気の多くの部分（いくつかの見積りは、２５％と高い）は、照明に行っている。したがって、よりエネルギー効率の高い照明を与える、進行中の必要がある。白熱電球は、エネルギー効率のよくない光源であることはよく知られている − それらが消費する電気の約９０％は、光よりむしろ熱として開放される。蛍光灯バルブは、白熱電球より、（約１０倍だけ）より効率的であるが、しかし、発光ダイオード等の、固体発光素子に比較すると、まだ、きわめて非効率である。

さらに、固体発光素子の通常の寿命に比較すると、白熱電球は、相対的に短い寿命、たとえば、代表的に約７５０−１０００時間を持つ。比較するに、発光ダイオードの寿命は、たとえば、一般に、数十年単位で、測定することができる。蛍光灯は、白熱灯より、より長い寿命（たとえば、１０，０００−２０，０００時間）を持つが、しかし、色再現の好ましさは低い。

従来の電灯設備 により直面されるもう１つの問題は、照明装置（たとえば、電灯バルブ等）を、周期的に置き換える必要である。このよう問題は、特に、アクセスが困難である（たとえば、丸天井、橋、高いビル、交通トンネル）ところで、および／または、交換コストが極端に高いところで表明されている。従来の電灯設備の代表的な寿命は、少なくとも約４４，０００時間の光発生装置の使用（２０年間にわたる１日６時間の使用に基づく）に対応する、約２０年である。光発生装置の寿命は、代表的にもっと小さく、これにより、周期的な交換の必要を生じる。

したがって、これらの、および他の理由により、努力は、固体発光素子を、白熱電球、蛍光灯、および他の光発生装置の代わりに、広い領域の応用において用いることのできる方法を、開発するために続けられてきた。さらに、発光ダイオード（または、他の固体光発光素子）が、すでに使われ続けているところでは、努力は、たとえば、エネルギー効率、演色評価指数（ＣＲＩ Ｒａ）、コントラスト、有効性（ｌｍ／Ｗ）、および／または、サービス期間、に関して、改善された発光ダイオードを与えるよう、行われ続けている。

種々の固体発光素子が、よく知られている。たとえば、１つのタイプの固体発光素子は、発光ダイオードである。発光ダイオードは、電流を光に変換するよく知られた半導体装置である。広い範囲の種々の固体発光ダイオードは、今も広がる目的の範囲のための、ますます広い分野において使用されている。

より特定的には、発光ダイオードは、電位差が、ｐｎ接合構造に対して印加されたとき、光（紫外線、可視光、または赤外線）を、発する半導体装置である。発光ダイオード、および、多くの関連する構造を作る多くの公知の方法があり、本発明は、任意のこのような装置を用いることができる。たとえば、Ｓｚｅの半導体装置の物理学（１９８１年、第２版）の第１２−１４章、および、Ｓｚｅの現代半導体装置物理学（１９９８）の第７章は、発光ダイオードを含む、広い範囲の光子装置を、記述している。

表現“発光ダイオード”は、ここで、基本的な半導体ダイオード構造（すなわち、チップ）を言及するのに、用いられる。共通に認識され、商業的に利用可能な、（たとえば）電子回路ショップにおいて売られている“ＬＥＤ”は、代表的に、多くの部品から作られている“パッケージ化された”デバイスを表す。これらのパッケージ化されたデバイスは、代表的に、米国特許第４，９１８，４８７；５，６３１，１９０；および５，９１２，４７７号明細書に開示されているもののような（しかしそれらに限定されない）半導体ベースの発光ダイオード；種々のワイヤ接続、および、該発光ダイオードを収容するパッケージを含む。

よく知られているように、発光ダイオードは、半導体活性（発光）層の導電帯と価電子帯との間のバンドギャップを横切って電子を励起することにより、光を生成する。電子遷移は、エネルギーギャップに依存する波長で、光を発生する。このように、発光ダイオードにより発光された光の色（波長）は、発光ダイオードの活性層の半導体材料に依存する。

白と感じられる光は、必然的に、２つ、またはそれ以上の色の（または、波長の）ブレンドであるので、単一の発光ダイオードは、白色を生ずることはできない。“白色”発光ダイオードは、各赤、緑、および青の発光ダイオードにより形成される発光ダイオードピクセルを持って製造されてきた。他の、“白色”発光ダイオードは、(1) 青色光を発生する発光ダイオード、および、(2) 前記発光ダイオード により発光された光による励起に応答して黄色光を発するルミネッセント材料（たとえば、リン発光体）を含んで生成され、これにより、該青色光、および黄色光は、混合されたとき、白色光と感知される光を生成する。

発光ダイオードは、このように、個々に、または、任意の結合において、任意に、１つ、またはそれ以上のルミネッセント材料（リン発光体、またはシンチレータ）、および／または、フィルターとともに使用されて、任意の所望の感受される色（白を含む）を生成することができる。したがって、現存する光源を、発光ダイオード光源により、たとえば、エネルギー効率、演色評価指数（ＣＲＩ Ｒａ）、有効性（ｌｍ／Ｗ）、および／または、サービス期間、に関して改善するために置き換えるよう、努力がなされつづけている領域は、任意の特定の色の光、あるいは色のブレンドの光に、限定されるものではない。

広い多種多様性のルミネッセント材料（たとえば、その全体が参照によりここに組み入れられる、米国特許第６，６００，１７５号明細書に開示されているように、ルミファー、あるいはルミノフォリック材料としても知られている）は、公知であり、当業者にとって入手可能である。例えば、リン発光体は、たとえば、励起放射源により励起されたとき、反応性の放射（例えば、可視光線）を発するルミネッセント材料である。多くの場合、応答する放射は、励起する放射の波長と異なる波長を持つ。ルミネッセント材料の他の例は、シンチレーター、昼日グローテープ、および、紫外線を照射されると可視スペクトル内において輝くインクを含む。

ルミネッセント材料は、ダウンコンバートするもの、すなわち、フォトンをより低いエネルギーレベル（より長い波長）に変換する材料である、あるいは、アップコンバートするもの、すなわち、フォトンをより高いエネルギーレベル（より短い波長）に変換する材料である、ものとして分類されることができる。

ルミネッセント材料を、ＬＥＤ装置内に含むことは、上記したように、ルミネッセント材料を、清浄な収容材料（たとえば、エポキシ系、またはシリコーン系材料）に、たとえば、ブレンディングまたはコーティングプロセスにより付加することにより遂行されてきた。

たとえば、米国特許第６，９６３，１６６号明細書（Ｙａｎｏ‘１６６）は、従来の発光ダイオードランプが、発光ダイオードチップ、発光ダイオードチップを覆うための弾丸形状透明ハウジング、電流を発光ダイオードチップに供給する導線、および、発光ダイオードチップの放射を一定の方向に反射するためのチップ反射器、そこにおいては、発光ダイオードチップは、第１の樹脂部分により収容されており、これは、さらに第２の樹脂部分により収容されている、を含むことを開示している。Ｙａｎｏ‘１６６によれば、第１の樹脂部分は、カップリフレクタを樹脂材料で満たし、それを、発光ダイオードチップが、カップリフレクタの底上にマウントされ、そののち、そのカソード、およびアノード電極が、ワイヤによりリードに電気的に接続された後に、キュアすることにより得られる。Ｙａｎｏ‘１６６によれば、リン発光体は、発光ダイオードチップから出射された光Ａにより励起されるよう、第１の樹脂部分において分散され、該励起されたリン発光体は、光Ａより長い波長を持つ蛍光発光（“光Ｂ”）を生成し、該光Ａの一部は、リン発光体を含む第１の樹脂部分を通って送信され、結果として、光Ａと光Ｂの混合物である光Ｃが、照明として用いられる。

発光ダイオードの発展は、多くの態様で、照明産業を改革してきたが、発光ダイオードの特徴のいくつかは、多くの挑戦を提示してきており、そのいくつかはまだ十分に満たされていない。たとえば、ＬＥＤのフラックス密度、およびフラックスエネルギーが、劇的に増大したため、多くの標準のＬＥＤ包囲体材料（たとえば、光学的に明確なエポキシ）が光学的に劣化する（たとえば、黄色、褐色、または、黒に変わる）ことが見られた。この光学劣化は、高フラックス密度、および／または高フラックスエネルギー、により原因されていることが見られ、かつ、高温度により、さらに悪化していることが見られた。

発光ダイオードを、より広い多様性のある応用において、より大きいエネルギー効率をもって、改善された演色評価指数(ＣＲＩ Ｒａ)をもって、改善された有効性（ｌｍ／Ｗ）をもって、および／または、より長いサービス期間をもって、用いる方法についての継続的な要求がある。

米国特許第４，９１８，４８７号明細書 米国特許第５，６３１，１９０号明細書 米国特許第５，９１２，４７７号明細書 米国特許第６，６００，１７５号明細書 米国特許第６，９６３，１６６号明細書 米国特許出願第６０／７５２，７５３号

発明の簡単なサマリー
パッケージ化された固体発光デバイス、たとえば、パッケージ化ＬＥＤは、特に、該照明装置内の光源が、高フラックス密度、および／または、比較的、より高いエネルギーフォトン（たとえば、青色光）のフラックス密度を発光するときには、光学的に時間とともに劣化する傾向を持つ、ことがよく知られている。

ここで記述された照明装置は、同等の光出力、および強度を持つ従来の固体照明装置と比較して、実質的に低減された光学劣化を、優秀な機械的集積性および信頼性を維持しながら、発揮することが見出された。

本発明の第１の側面において、以下のものよりなる照明装置が、与えられる：
少なくとも１つの固体発光素子；
少なくとも１つの第１の電極、および第２の電極、該第１の電極、および第２の電極は、前記固体発光素子に電気的に接続されている；
少なくとも１つのシリコーン化合物よりなる少なくとも１つの包囲体領域、該包囲体領域は、該照明装置の外部表面にまで伸びている；
少なくとも１つの支持領域、前記第１の電極の少なくとも一部は、該支持領域により囲まれている；
前記少なくとも１つの包囲体領域、および前記少なくとも１つの支持領域は、両者で、前記固体発光素子を実質的に包囲する照明装置外表面を、定義する。

装置における２つの要素が、“直接、電気的に接続されている”という文章は、要素間に、その挿入が該デバイスによって与えられる機能に実質的に影響を与える構成要素が、電気的にない、ことを意味する。たとえば、２つの要素は、たとえそれらが、それらの間に該デバイスにより与えられる機能に実質的に影響を与えないような小さい抵抗を持っていたとしても、電気的に接続されている、ということができる（実際、２つの要素を接続するワイヤは、小さい抵抗であると考えることができる）；同様に、２つの要素は、たとえそれらが、それらの間に該デバイスをして付加的な機能を遂行することを許す付加的な電気的要素を持っていたとしても、該付加的な要素を含まないことを除いて同一である装置により与えられる機能に実質的に影響を与えなければ、電気的に接続されている、ということができる；同様に、直接相互に接続された、または回路基板上のワイヤ、またはトレースの対向する端に直接接続された２つの要素は、電気的に接続されている。

本発明によるいくらかの実施形態において、照明装置は、さらに、少なくとも１つのルミネッセンス領域を備え、該ルミネッセンス領域は、少なくとも１つのルミネッセント材料よりなる。

本発明によるいくらかの実施形態において、照明装置は、さらに、反射性要素を備え、前記固体発光素子は、前記反射性要素内に、マウントされている。このような実施形態のいくらかにおいて、照明装置は、さらに、該反射性要素内に位置している少なくとも１つのルミネッセント領域を備える。

本発明の第２の側面において、以下のことよりなる照明装置を製造する方法が、与えられる：
少なくとも第１、および第２の電極を、１つの固体発光素子に電気的に接続させて、発光素子を形成すること；
前記発光素子を、モールドキャビティにより定義されるスペース内に位置する領域内に挿入すること；
前記スペースの第１の部分内に、少なくとも１つのシリコーン化合物よりなる包囲体化合物を挿入すること； かつ、
そののち、前記スペースの第２の部分内に、支持領域形成化合物を挿入すること、これにより、前記支持領域形成化合物は、前記第１の電極の少なくとも一部を実質的に囲む；
これにより、前記少なくとも１つの包囲体化合物の外側表面の少なくとも一部、および前記少なくとも１つの支持体領域の外側表面の少なくとも一部は、両者で、該固体発光素子を実質的に包囲する結合された包囲体−支持領域外側表面を定義する。

本発明の第２の側面によるいくらかの実施形態において、該第１、および第２の電極は、前記発光素子を、前記モールドキャビティにより定義される前記スペース内に位置する前記領域内に挿入する前に、前記固体発光素子に電気的に接続される。

本発明の第２の側面によるいくらかの実施形態において、該発光素子は、前記包囲体化合物が前記スペースの前記第１の部分内に挿入される前に、前記モールドキャビティにより定義される前記スペース内に位置する前記領域内に挿入される。

本発明の第２の側面によるいくらかの実施形態において、該方法は、さらに、前記支持領域形成化合物を、前記スペースの前記第２の部分内に前記挿入することの前に、前記包囲体化合物を少なくとも部分的にキュアすることを、備える。

本発明は、添付図面、および、以下の、発明の詳細な説明を参照して、より十分に、理解されるであろう。

図１は、本発明による照明装置の第１の実施形態を描く。 図２は、本発明による照明装置を製造する方法の１実施形態による方法のあるステージにおける１つのリードフレーム、およびモールドの模式的図解である。 図３は、本発明による照明装置を製造する方法の１実施形態による方法のあるステージにおける１つのリードフレーム、およびモールドの模式的図解である。 図４は、本発明による照明装置を製造する方法の１実施形態による方法のあるステージにおける１つのリードフレーム、およびモールドの模式的図解である。

発明の詳細な記述
上記したように、本発明の第１の側面において、少なくとも１つの固体発光素子、少なくとも１つの第１の電極および１つの第２の電極、該第１の電極および第２の電極は、前記固体発光素子に電気的に接続されている、少なくとも１つのシリコーン化合物よりなる少なくとも１つの包囲体領域、該包囲体領域は該照明装置の外部表面にまで伸びている、および少なくとも１つの支持領域、よりなる照明装置が、与えられる。

該照明装置は、単一の固体発光素子、または複数の固体発光素子を、含むことができる。照明装置が、複数の固体発光素子を含むところでは、各発光素子は、相互に同様である、相互に異なる、あるいは任意の結合である（すなわち、１つのタイプの複数の固体発光素子がある、あるいは、２つ、またはそれ以上のタイプのおのおのの、１つ、またはそれ以上の固体発光素子がある）ことができ、かつ、該発光素子は、１つ、またはそれ以上のクラスター内にあることができ、あるいは、相互に分離されていることができ、あるいは、１つ、またはそれ以上が他のものと分離されていることができ、かつ、おのおの２つ、またはそれ以上の発光素子を有する、１つ、またはそれ以上のクラスターがあることができる。

任意の所望の固体発光素子、または複数の固体発光素子は、本発明にしたがって用いることができる。当業者は、広い範囲の種々のこのような発光素子を知っており、かつ、容易に入手することができる。このような固体発光素子は、無機の、および有機の発光素子を含む。このような発光素子の例は、発光ダイオード（無機の、および有機の）、レーザダイオード、薄膜エレクトロルミネッセントデバイス、光発光ポリマー（ＬＥＰ）、およびポリマー発光ダイオード（ＰＬＥＤ）、そのおのおのの種々のものは技術においてよく知られている、を含む。これらの種々の固体発光素子は技術においてよく知られているので、それらを詳細に記述する必要はなく、それからこれらのデバイスが作られる材料を記述する必要もない。

上記したように、用いることのできる１つのタイプの固体発光素子は、ＬＥＤである。このようなＬＥＤは、任意の発光ダイオード（その広い範囲のものは容易に入手可能であり、かつ、当業者に良く知られており、かつしたがって、このようなデバイス、および／または、それからこのようなデバイスがつくられる材料を詳細に記述する必要はない。）から選択されることができる。たとえば、該発光ダイオードのタイプの例は、無機の、および有機の発光ダイオードを含み、そのおのおのの種々のものは技術においてよく知られている。

該第１、および、第２の電極は、ＬＥＤ用の広い範囲の種々の良く知られたタイプの電極のうちの任意のもののなかから独立に選択することができる。当業者は、広い範囲の種々のこのような電極を良く知っており、かつ容易に入手可能である。

該少なくとも１つの包囲体領域のための該少なくとも１つのシリコーン化合物は、任意のシリコーン化合物、その広い範囲の種々のものは良く知られている、の中から選択することができる。いくらかの実施形態においては、該少なくとも１つの包囲体領域は、光学的に明確なシリコーンから形成され、かつ／または、該包囲体領域に入る（前記１つ、またはそれ以上の固体発光素子、および任意のルミネッセント材料により出射される波長の、または波長範囲内の）光の少なくとも９５％を透過するものであり、数多くのこのようなシリコーン材料は、当業者に良く知られている。適切なシリコーン材料は、ジェネラルエレクトリックのＲＴＶ６１５である。広い範囲の種々の添加剤の任意のものが、広い種々の範囲の特性の任意のもの、たとえば、増大された屈折率を与えるために、該包囲体化合物内に含まれることができる（たとえば、フェノールベースの添加剤は、該少なくとも１つのシリコーン化合物の屈折率を引き上げるのに用いることができる；同様に、ＴｉＯ₂ 、または他の“高インデックス”ナノ粒子を、該少なくとも１つのシリコーン化合物の屈折率を引き上げるのに用いることができる）。

すべての他の事柄は同じとして、より大きい固体発光素子からの光抽出を、該包囲体領域がより高い屈折率を持つところで得ることができる。本発明のいくらかの実施形態においては、該包囲体領域は、少なくとも１．４１、少なくとも１．５、少なくとも１．７５、少なくとも１．８、または少なくとも２．２、の屈折率を持つシリコーン材料、を含む、本質的に、により構成される、または、により構成される。

このようなシリコーン材料は、光学ゲル（それが粘弾性特性を有するよう、すなわち、もしそれがナイフで切断されれば、それは“セルフヒール”するよう、十分にはクロスリンクされていないシリコーン材料）を含む。
さらに、このようなシリコーン材料は、シリコーンーエポキシ混合物、およびソルーゲルエポキシ混合物を含む。

数多くの代表的なシリコーン材料は、ジャクリーヌ Ｉ．クラシュビツ、ハーマン Ｆ．マークら、“エンサイクロペディア オブ ポリマーサイエンス アンド エンジニアリング”（第２版）、ニューヨーク：ウィリーアンドサンズ（１９８５）、ｖｏｌ. １５、(たとえば、“シリコーン“の章参照)、に記述されている。さらに、代表的なシリコーン材料は、ジェネラルエレクトリックからの、“ＬＥＤパッケージおよびアセンブリのためのシリコーン材料解決”において、見つけることができる。

それから少なくとも１つの支持領域を形成される材料は、任意の所望の材料のなかから選択することができる。いくらかの実施形態において、該少なくとも１つの支持領域は、実質的に光学的にクリアである。該支持領域がそれよりなることのできる１つのグループの代表的な例は、エポキシ材料、たとえば、Ｈｙｓｔｏｌ（登録商標）グループのエポキシである。

ここで用いられる表現“実質的に光学的にクリアである”、および“実質的に透明である”は、実質的に光学的にクリアである、あるいは実質的に透明である、と特徴付けられる構造が、固体発光素子により出射される範囲内の波長を持つ光の少なくとも９０％の通過を許すことを意味する。

いくらかの実施形態において、該少なくとも１つの支持領域は、たとえば、少なくとも約１．５、少なくとも約１．７５、少なくとも約２．０、あるいは、少なくとも約２．２、の高屈折率を持つ材料よりなる。

いくらかの実施形態においては、該照明装置における少なくとも１つの固体発光素子より出射される光の少なくとも５０％は、該少なくとも１つの固体発光素子には入らない、すなわち、それは包囲体領域を通って該照明装置の外に出る。

本発明によるいくらかの実施形態において、該照明装置は、さらに、少なくとも１つのルミネッセント材料よりなる少なくとも１つのルミネッセント領域よりなる。該１つ、又はそれ以上のルミネッセント材料は、設けられるときは、任意の所望の形態であることができ、かつ、リン発光体、シンチレーター、昼日グローテープ、紫外線を照射されたとき可視スペクトルで輝くインキ、等の中から選択されることができる。該ルミネッセント要素は、もし望まれれば、シリコーン材料、エポキシ、ガラス、または金属酸化物材料、等の樹脂（すなわち、ポリマーマトリックス）内に埋め込まれることができる。

ここで使用される表現“ルミファー”は、任意のルミネッセント材料、すなわち、その広い範囲のものが当業者により容易に入手可能であり、よく知られているルミネッセント材料を含む、任意の要素を言及する。

該１つ、またはそれ以上のルミファーは、個々に、任意のルミファーであることができ、その広い範囲の種々のものは、上記したように当業者に良く知られている。たとえば、該１つの、または各ルミファーは、１つ、またはそれ以上のルミファーよりなることができる（あるいは、本質的に、により構成されることができ、あるいは、により構成されることができる）。該１つの、またはそれ以上のルミファーのうちの、該１つ、またはおのおのは、もし望まれれば、さらに１つ、またはそれ以上の高度に透過性の（たとえば、透明の、実質的に透明の、あるいはいくぶん分散性の）バインダー、たとえば、エポキシ、シリコーン、ガラス、金属酸化物、または任意の他の適切な材料（たとえば、１つ、またはそれ以上のバインダーよりなる任意の与えられたルミファーにおいては、１つ、またはそれ以上のリン発光体が、該１つ、またはそれ以上のバインダー内で分散されることができる）よりなることができる。たとえば、該ルミファーが厚ければ厚いほど、一般に、該リン発光体の重量パーセントは、より低いものであってよい。リン発光体の重量パーセントの代表的な例は、約３．３重量パーセントから２０重量パーセントを含むことができる、ただし上記したように、該ルミファーの全体厚に依存して、該リン発光体の重量パーセントは、任意の値、たとえば、０．１重量パーセントから１００重量パーセントであることができる（たとえば、純粋のリン発光体を、熱間等静圧圧縮成形処理を受けせしめることにより形成されるルミファー）。

それにおいてルミファーが設けられるデバイスは、もし望まれれば、固体発光素子（たとえば、発光ダイオード）とルミファー間に位置する１つ、またはそれ以上の透明な包囲体（たとえば、１つ、またはそれ以上のシリコーン材料よりなる）を、さらに備えることができる。

該１つ、またはそれ以上の該１つ、またはおのおのは、独立に、さらに、拡散剤、散乱剤、ティント、等の任意のものよりなることができる。

本発明によるいくらかの実施形態においては、該照明装置は、さらに、反射性要素を備え、かつ、該１つ、またはそれ以上の固体発光素子は、該反射性要素内にマウントされている。いくらかのこのような実施形態において、照明装置は、さらに、該反射性要素の内側に位置する少なくとも１つのルミネッセント領域を備え、該ルミネッセント領域は、少なくとも１つのルミネッセント材料よりなる。いくらかのこのような実施形態において、該ルミネッセント領域は、該１つ、またはそれ以上の固体発光素子とコンタクトしている。反射性要素が設けられている本発明によるいくらかの実施形態においては、該反射性要素は、前記電極の１つと一体化されることができる。

本発明の第１の側面によるいくらかの実施形態においては、照明装置は、従来の照明装置の形状、および大きさと一致するような形状、および大きさ、たとえば、現在のところ、５ｍｍＬＥＤパッケージ、３ｍｍＬＥＤパッケージ、７ｍｍＬＥＤパッケージ、１０ｍｍＬＥＤパッケージ、１２ｍｍＬＥＤパッケージ、とされており、これらの大きさ、および形状は、当業者に良く知られている。

１つ、またはそれ以上の輝度強調膜は、任意にさらに、本発明による照明装置内に含まれることができる。このような膜は技術においてよく知られており、かつ容易に入手可能である。輝度強調膜（たとえば、３Ｍから商業的に入手可能なＢＥＦ膜）は任意であり、使用されるときには、それらは、受け入れ角度を制限することにより、より方向性のある光源を与える。“受け入れられ”なかった光は、高度に反射性の光源包囲体によりリサイクルされる。好ましくは、該輝度向上膜（ＷＦＴによる等、任意に、１つ、またはそれ以上の抽出膜により置き換えられることのできる）は、もし用いられれば、出射されたソースの視野角を制限し、かつ、第１の（あるいは、最も早い可能な）パス上の光を抽出する可能性を増大するよう、最適化されている。

さらに、１つ、またはそれ以上の散乱要素（たとえば、層）は、本発明による照明装置に、任意に含まれることができる。該散乱要素はリン発光体内に含まれることができ、かつ／または、分離した散乱要素を与えることもできる。広い種々な範囲の分離した散乱要素、および結合したルミネッセントおよび散乱要素は、当業者によく知られており、かつ、任意のこのような層は、本発明の照明装置において用いられることができる。

上記したように、本発明の第２の側面によれば、以下のことよりなる照明装置を作る方法が与えられる：
少なくとも第１、および第２の電極を、１つの固体発光素子に電気的に接続させて、発光素子を形成すること；
前記発光素子を、モールドキャビティにより定義されるスペース内に位置する領域内に挿入すること；
前記スペースの第１の部分内に、少なくとも１つのシリコーン化合物よりなる包囲体化合物を挿入すること； かつ、
そののち、前記スペースの第２の部分内に、支持領域形成化合物を挿入すること、これにより、前記支持領域形成化合物は、前記第１の電極の少なくとも一部を実質的に囲む；
これにより、前記少なくとも１つの包囲体化合物の外側表面の少なくとも一部、および前記少なくとも１つの支持体領域の外側表面の少なくとも一部は、両者で、該固体発光素子を実質的に包囲する結合された包囲体−支持領域外側表面を定義する。

ここで使用される表現“実質的に囲む”は、１つの電極を実質的に取り囲む該支持領域が、少なくとも２次元において、該電極の少なくとも一部分の少なくとも９５％をカバーする（該支持領域と該電極との間にスペースが、あっても、なくても）、すなわち、該電極の一部は、もしあれば、その表面領域の５％より大きくないもの上に露出されている、ことを意味する。

ここで使用される表現“実質的にカバーする”は、該固体発光素子を実質的に取り囲む構造（該取り囲み構造）の外側表面が、すべての３次元において、該固体発光素子の表面の少なくとも９５％をカバーする（該取り囲み構造と該固体発光素子との間にスペースが、あっても、なくても）、すなわち、該固体発光素子は、もしあればその表面領域の５％より大きくないもの上に露出されている、ことを意味する。

(1) 少なくとも第１、および第２の電極を、該固体発光素子に電気的に接続させる、(2) 該発光素子を、前記モールドキャビティにより定義されるスペース内に位置する領域内に挿入する、および (3) 前記スペースの第１の部分内に、少なくとも１つのシリコーン化合物よりなる包囲体化合物を挿入する、ステップは、任意の順序で行うことができる。

該包囲体は、任意の望ましい方法で、該スペースの第１の部分内に挿入されることができ、かつ、当業者は、該包囲体を挿入する適切な方法を、広い範囲の種々の可能な方法の中から容易に選択することができる。

本発明の第２の側面のいくらかの実施形態においては、該包囲体は、該支持領域形成化合物を前記スペースの第２の部分内に挿入する前に、少なくとも部分的にキュアされる。

持領域形成化合物は、任意の所望の方法で該スペースの第２の部分内に挿入されることができ、かつ、当業者は、該支持領域形成化合物を挿入する適切な方法を、広い種々の範囲の可能な方法の中から容易に選択することができる。

本発明の第２の側面のいくらかの実施形態においては、該支持領域形成化合物は、少なくとも１つのエポキシ化合物よりなる。

本発明の照明装置は、任意の所望の態様で、配列され、マウントされ、かつ電気を供給されることができ、かつ、任意の所望のハウジング、またはフィクスチャー上にマウントされることができる。熟練した当業者は、広い範囲の種々の配列、マウントスキーム、電源を供給する装置、ハウジングおよびフィクスチャーをよく知っており、任意のこのような配列、スキーム、装置、ハウジングおよびフィクスチャーは、本発明と結合して用いることができる。本発明の照明装置は、任意の望ましい電源に電気的に接続される（あるいは、選択的に接続される）ことができ、当業者は、広い範囲のこのような電源をよく知っている。

照明装置の配列、照明装置をマウントするスキーム、照明装置に電気を供給する装置、照明装置のためのハウジング、照明装置のためのフィクスチャー、および照明装置のための電源、の代表的な例であって、すべて本発明の照明装置に適切なものは、米国特許出願第６０／７５２，７５３号，２００５年１２月２１日出願、名称“照明装置”（発明者：ジェラルド Ｈ．ネグレイ、アントニー ポール ヴァンデヴェン、およびニール ハンター；代理人ドケット番号９３１＿００２ＰＲＯ）、その全体が参照によりここに組み入れられる、に、記述されている。

本発明によるデバイスは、さらに、１つ、またはそれ以上の長寿命冷却装置（たとえば、きわめて長寿命のファン）を備えていてもよい。このような長寿命冷却装置は、“中国ファン”として、空気を移動させるピエゾ電気、または磁気抵抗材料（たとえば、ＭＲ、ＧＭＲ、および／または、ＨＭＲ材料）よりなることができる。本発明によるデバイスを冷却するにおいて、代表的に、境界層を破壊するに必要な空気のみが、１０から１５度Ｃの温度の低下を引き起こすのに必要とされる。したがって、このような場合には、強力な“ブリーズ”、または、大きな流量比（大きなＣＦＭ）は、代表的に必要ではない（これにより、従来のファンの必要を回避する）。

本発明によるデバイスは、さらに、出射された光の投射された性質を、さらに変更する２次的な光学素子を備えることができる。このような２次的な光学素子は、当業者によく知られており、かつ、ここで詳細に説明する必要はない − 任意のこのような２次的な光学素子が、もし望まれれば、使用することができる。

本発明によるデバイスは、さらに、センサー、または充電装置、またはカメラ等を、備えることができる。たとえば、当業者は、１つ、またはそれ以上のできごとを検出し（たとえば、対象物、または人の動きを検出する動き検出器）、かつ、このような検出に応答して、光の照明、安全カメラの活性化、等をトリガーする装置をよく知っており、これを容易に入手することができる。代表的な例として、本発明によるデバイスは、本発明による照明装置、および動きセンサーを含むことができ、かつ、(1) 光が照明される間、もし動きセンサーが動きを検出すれば、安全カメラが活性化されて、検出された動きの位置での、またはその周りでのビジュアルデータを記録する、または、(2) もし動きセンサーが動きを検出すれば、光が検出された動きに近い領域を照らすよう照明され、安全カメラが活性化されて、検出された動きの位置での、またはその周りでのビジュアルデータを記録する、ように構成することができる。

図１は、本発明の第１の側面による照明装置１０の第１の実施形態を描く。図１を参照して、固体発光素子１１（この場合、発光ダイオードチップ１１）、第１の電極１２、第２の電極１３、包囲体領域１４、支持領域１５、その中に発光ダイオードチップ１１がマウントされている反射性要素１６、およびルミファー１７、よりなる照明装置１０が与えられる。この実施形態において、該包囲体領域１４は、シリコーン材料よりなり、かつ、該支持領域１５は、エポキシ材料よりなる。

この実施形態において、第１の電極１２、および第２の電極１３は、おのおの、固体発光素子に電気的に接続されている。該第１の電極１２の一部、および該第２の電極１３の一部は、支持領域１３により囲まれている。

この実施形態において、該包囲体領域１４は、該照明装置１０の外部表面２０にまで伸びる。該包囲体領域１４、および該支持領域１５は、該反射性要素１６の上側リップ２２に隣接した平面２１に沿って相互に突き合わさっている。該包囲体領域１４、および該支持領域１５は、両者で、前記固体発光素子１１を実質的に包囲する照明装置外部表面２３を定義する。良く知られているように、この実施形態においては、該照明装置の外側表面は、該照明装置の外側表面から出射する光の反射の量を低減するために、カーブしている。

該ルミファー１７は、反射性要素１６の内側に位置しており、かつ、該発光ダイオードチップ１１と接触している。

図１に示される照明装置１０は、従来の５ｍｍ／Ｔ−１３／４ ＬＥＤデバイス、または３ｍｍＴ−１デバイスと同じ、相対サイズ、および形状を持つよう意図されており、かつ、したがって、該支持領域１５は、下側リム（図示せず）および平坦サイド（図示せず）、これは自動挿入機による該放射エミッタデバイスの登録を容易にする、を含む。

以下は、照明装置を作るための、本発明の第２の側面によるある実施形態の記述である。
この実施形態の方法における第１のステップは、リードフレームを用意することである。該リードフレームは、任意の従来の技術を用いて任意の従来の形状に形成されることができる。該リードフレームは、好ましくは、金属により作られ、かつ、刻印され、かつ、任意にポストメッキされることができる。該リードフレームは、また、任意に、超音波の、または他の洗浄を行うことができる。該リードフレームは、複数の固体発光素子のための、第１、および第２の電極、および反射性要素（“カップ”）を含む。該反射性要素は、それらの反射率を増大するために、研磨され、あるいはメッキされることができる。

この実施形態の方法における次のステップは、１つ、またはそれ以上の固体発光素子を、リードフレーム上の各反射性カップに取り付けることである。
もし望まれれば、任意のリン発光体２９、グロブトップ、または他の光学的、あるいは物理的モデレーターを、そののち、固体発光素子の１つ、またはそれ以上、の上に堆積することができる。

次に、この実施形態においては、リードフレームサブアセンブリーは、反転され、該リードフレームサブアセンブリーのレジスター部分は、モールド内に形成されたモールドキャビティ内に挿入される。図２は、３つのモールドキャビティ３１を持つモールド（該モールドは、任意の所望の数のモールドキャビティを含むことができる）、および、３つのセットの電極３３、３４、３つの反射性要素３５、３つの固体発光素子３６、およびタイバー３７（電極、反射性要素、および１つ、またはそれ以上の固体発光素子を含む、任意の所望の数のセットを用いることができる）。各モールドキャビティ３１は、スペース３８を定義する。

次に、包囲体化合物３９（図３参照）は、各スペース３８の第１の部分内に、（任意の適切な方法、たとえば、注入により）堆積される。正確な測定、またはフィードバックを、もし望まれれば、丁度、該反射性要素３５の反転されたリップ（または、固体発光素子３６の表面、もし該デバイス内に反射性要素がなければ）にまで、または、それ上に、該包囲体化合物を充たすために用いることができる。任意に、排ガスステップを、包囲体から真空によりバブルを除去するために、行うことができる。任意に、該包囲体をプリキュアするステップは、もし望まれれば行われる。この任意のプリキュアは、たとえば、該包囲体化合物の支持領域形成化合物との自由な混合を最小化するためのキュアで十分であり、また、いくらかの混合を妨げるためにそんなに多いものではない。該包囲体と該支持領域との間の境界における、いくらかのマイナーな混合は、多くの場合、同質性による強度、粘着性のある接着、等に有益である。

次に、該支持領域形成化合物３９（図４参照）は、各スペース３８の第２の部分内に、（任意の適切な方法、たとえば、注入）により、堆積される。正確な測定、またはフィードバックを、もし望まれれば、丁度、所望の点にまで（たとえば、該デバイス本体の設計された底面、または、該電極上のスタンドの頂面にまで）、該包囲体を充たすために用いることができる。
任意に、該支持領域形成化合物３９は、そののち、任意のバブルを除去するために、真空により排ガスされることができる。

次に、該支持領域形成化合物は、該包囲体化合物の任意の残留キュアとともに、キュアーされる。
次に、該ほとんど完成したリードフレーム構造が、モールド３０から排出される。任意のキュア後ステップが、その後遂行され、さらに、任意のクリーニング／デフラッシュステップが、これに続く。

次のステップは、単一化ステップであり、タイバー３７が、完成したリードフレームアセンブリーから切断分離される。
ここで記述された照明装置の任意の２つ、またはそれ以上の構造的部分は、集積されることができる。ここで記述された照明装置の任意の構造的部分は、２つ、またはそれ以上の部分（もし必要であれば、一緒に保持される）に分けて設けられることができる。同様に、任意の２つ、またはそれ以上の機能は、同時に行われることができ、かつ／または、任意の機能は、一連のステップで、行われることができる。

Claims (16)

1. 照明装置であって、以下のものからなる：
   少なくとも１つの固体発光素子；
   少なくとも１つの第１の電極、および１つの第２の電極、該第１の電極、および第２の電極は、前記固体発光素子に電気的に接続されている；
   少なくとも１つのシリコーン化合物よりなる少なくとも１つの包囲体領域、該包囲体領域は、該照明装置の外部表面にまで伸びている；
   少なくとも１つの支持領域、前記第１の電極の少なくとも一部は、該支持領域により囲まれている；
   前記少なくとも１つの包囲体領域、および前記少なくとも１つの支持領域は、両者で、前記固体発光素子を実質的に包囲する照明装置外表面を、定義する。
2. 請求項１に記載の照明装置において、
   前記第２の電極の少なくとも一部は、また、前記支持領域により囲まれている。
3. 請求項１に記載の照明装置であって、さらに、
   反射性要素を備え、前記固体発光素子は、前記反射性要素内にマウントされている。
4. 請求項３に記載の照明装置において、
   前記固体発光素子は、発光ダイオードよりなる。
5. 請求項３に記載の照明装置において、さらに、
   少なくとも１つのルミネッセンス領域を備え、該ルミネッセンス領域は、少なくとも１つのルミネッセント材料よりなり、該ルミネッセント領域は、前記反射性要素内に位置している。
6. 請求項１に記載の照明装置において、
   前記固体発光素子から出射される光の少なくとも５０％は、前記少なくとも１つの支持領域内に入らない。
7. 請求項１に記載の照明装置において、
   前記支持領域は、少なくとも１つのエポキシ化合物よりなる。
8. 請求項１に記載の照明装置において、さらに、
   少なくとも１つのルミネッセンス領域を備え、該ルミネッセンス領域は、少なくとも１つのルミネッセント材料よりなる。
9. 請求項８に記載の照明装置において、
   前記ルミネッセンス領域は、前記固体発光素子とコンタクトしている。
10. 請求項１に記載の照明装置において、
    前記固体発光素子は、発光ダイオードよりなる。
11. 照明装置を、製造する方法であって、以下のことよりなる：
    少なくとも１つの第１の電極、および１つの第２の電極を、１つの固体発光素子に電気的に接続させて、発光素子を形成すること；
    前記発光素子を、モールドキャビティにより定義されるスペース内に位置する領域内に挿入すること；
    前記スペースの第１の部分内に、少なくとも１つのシリコーン化合物よりなる包囲体化合物を挿入すること； かつ、
    そののち、前記スペースの第２の部分内に、支持領域形成化合物を挿入すること、これにより、前記支持領域形成化合物は、前記第１の電極の少なくとも一部を実質的に囲む；
    これにより、前記少なくとも１つの包囲体化合物の外側表面の少なくとも一部、および前記少なくとも１つの支持体領域の外側表面の少なくとも一部は、両者で、該固体発光素子を実質的に包囲する、結合された包囲体−支持領域外側表面を定義する。
12. 請求項１１に記載の方法であって、
    前記第２の電極の少なくとも一部は、また、前記支持領域形成化合物により取り囲まれている。
13. 請求項１１に記載の方法において、
    前記第１の電極、および第２の電極を、前記固体発光素子に電気的に接続させることは、前記発光素子を、前記モールドキャビティにより定義される前記スペース内に位置する前記領域内に挿入する前に、行う。
14. 請求項１１に記載の方法であって、
    前記発光素子を、前記モールドキャビティにより定義される前記スペース内に位置する前記領域内に前記挿入することは、前記包囲体化合物を、前記スペースの前記第１の部分内に挿入する前に、行う。
15. 請求項１１に記載の方法において、さらに、
    前記支持領域形成化合物を、前記スペースの前記第２の部分内に前記挿入することの前に、前記包囲体化合物を少なくとも部分的にキュアすること、よりなる。
16. 請求項１１に記載の照明装置において、
    前記支持領域形成化合物は、少なくとも１つのエポキシ化合物よりなる。

Images