特許 5694199 １つのパッケージ内に複数の発光素子を結合するための方法と複数の結合された発光素子を含むパッケージ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5694199

(24)【登録日】2015年2月13日

(45)【発行日】2015年4月1日

(54)【発明の名称】１つのパッケージ内に複数の発光素子を結合するための方法と複数の結合された発光素子を含むパッケージ

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/48 20100101AFI20150312BHJP

   F21S 2/00 20060101ALI20150312BHJP

【ＦＩ】

   H01L33/00 400

   F21S2/00 100

【請求項の数】11

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2011-551112(P2011-551112)

(86)(22)【出願日】2010年2月5日

(65)【公表番号】特表2012-518293(P2012-518293A)

(43)【公表日】2012年8月9日

(86)【国際出願番号】US2010023327

(87)【国際公開番号】WO2010096288

(87)【国際公開日】20100826

【審査請求日】2011年10月18日

【審判番号】不服2014-6153(P2014-6153/J1)

【審判請求日】2014年4月3日

(31)【優先権主張番号】61/153,889

(32)【優先日】2009年2月19日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】12/425,855

(32)【優先日】2009年4月17日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】592054856

【氏名又は名称】クリー インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＣＲＥＥ ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】110000855

【氏名又は名称】特許業務法人浅村特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】エマソン、デビッド、トッド

(72)【発明者】

【氏名】ベルント ピー．ケラー

(72)【発明者】

【氏名】マーク マッククリアー

(72)【発明者】

【氏名】ピーター エス．アンドリューズ

【合議体】

【審判長】 吉野 公夫

【審判官】 鈴木 肇

【審判官】 近藤 幸浩

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０８０５３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１４７５６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２７０８９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１６００６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１９００６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／１２１４８６（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 国際公開第２００７／０７５８１５（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 国際公開第２００７／０６０５７３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

H01L 33/00-33/64

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

発光素子パッケージ組立品を形成する方法であって、
発光素子パッケージ本体を用意する工程と、
１つの色度領域を２次元色度空間内に定義し、前記定義された色度領域を少なくとも３つの色度副領域に副分割する工程と、
前記定義された色度領域に入る１つの色度を有する光を発する複数の発光素子を提供する工程と、
前記複数の発光素子の少なくとも３つを、その３つの発光素子のそれぞれが前記色度副領域のうちの異なるものからの光を発するように選択する工程と、
前記選択された発光素子を前記発光素子パッケージ本体の上に装着する工程と
を備え、
前記定義された副領域は複数の相補副領域対を備え、
一対の相補副領域のそれぞれの副領域は前記色度領域の中心点の反対側に互いに配置され、
前記複数の発光素子の前記少なくとも３つを選択する工程は、少なくとも４つの色度副領域からの前記複数の発光素子の少なくとも４つを、相補副領域のそれぞれの対から互いに対の形で選択する工程を備え、
一対の相補副領域から一対の発光素子を選択する工程は、前記色度領域の中心点から第１の距離に位置する中心点を有する第１の副領域から、第１の光束を有する第１の発光素子を選択する工程と、前記第１の副領域に相補的であって前記色度領域の中心点から第２の距離に位置する中心点を有する第２の副領域から、第２の光束を有する第２の発光素子を選択する工程とを備え、
前記第１の距離は前記第２の距離よりも短く、前記第１の光束は前記第２の光束よりも大きい、前記方法。

【請求項2】

請求項１記載の方法において、前記色度領域が第１の色度領域を備え、前記複数の発光素子が第１の複数の発光素子を備え、さらに、
第２の色度領域を２次元色度空間内に定義し、前記第２の色度領域を少なくとも３つの第２の色度副領域に副分割する工程と、
前記第２の色度副領域の少なくとも１つに入る１つの色度を有する光を発する、第２の複数の発光素子を提供する工程と、
前記第２の複数の発光素子の少なくとも３つを、前記第２の複数の発光素子のその３つの発光素子のそれぞれが前記第２の色度副領域のうちの異なるものからの光を発するように選択する工程と、
前記第２の複数の発光素子の前記選択された発光素子を前記発光素子パッケージ本体の上に装着する工程と
を備える、前記方法。

【請求項3】

請求項２記載の方法において、前記第１の色度領域は、２７００Ｋと６５００Ｋとの間の補正済み色温度を有する黒体軌跡上の１点の１０−ＳＴＥＰマカダム楕円内の１つの色度点を有する光を備え、前記第２の色度領域はおよそ６００ナノメートルより長い支配的波長を有する光を備える、前記方法。

【請求項4】

請求項２記載の方法において、さらに、
第３の色度領域を２次元色度空間内に定義し、前記第３の色度領域を少なくとも３つの第３の色度副領域に副分割する工程と、
前記第３の色度副領域の少なくとも１つに入る１つの色度を有する光を発する、第３の複数の発光素子を提供する工程と、
前記第３の複数の発光素子の少なくとも３つを、前記第３の複数の発光素子のその３つの発光素子のそれぞれが前記第３の色度副領域のうちの異なるものからの光を発するように選択する工程と、
前記第３の複数の発光素子の前記選択された発光素子を前記発光素子パッケージ本体の上に装着する工程と
を備える、前記方法。

【請求項5】

請求項４記載の方法において、前記第１の色度領域は、２７００Ｋと６５００Ｋとの間の補正済み色温度を有する黒体軌跡上の１点の１０−ＳＴＥＰマカダム楕円内の１つの色度点を有する光を備え、前記第２の色度領域はおよそ６００ナノメートルより長い支配的波長を有する光を備え、前記第３の色度領域は、(0.32,0.40)、(0.36,0.48)、(0.43,0.45)、(0.42,0.42)、(0.36,0.38)の座標を有する点で定義された、１９３１ ＣＩＥ色度図上の１つの領域内のｘ、ｙ色座標を有する光を備える、前記方法。

【請求項6】

請求項１記載の方法において、前記色度副領域のそれぞれが少なくとも２つの別の色度副領域と境界を接する、前記方法。

【請求項7】

請求項１記載の方法において、前記色度領域が２次元色度空間内の定義された１つの区分け域を包含し、前記定義された区分け域が７−ＳＴＥＰマカダム楕円を近似する、前記方法。

【請求項8】

請求項７記載の方法において、前記少なくとも３つの発光素子からの組み合わせた光が、前記定義された区分け域の部分集合である目標色度領域に入る、前記方法。

【請求項9】

請求項８記載の方法において、前記定義された色度領域が前記定義された区分け域より大きくかつそれを取り囲み、前記目標色度領域が前記定義された区分け域の縁部に触れている、前記方法。

【請求項10】

請求項８記載の方法において、前記目標色度領域が４−ＳＴＥＰマカダム楕円の大きさを近似する、前記方法。

【請求項11】

請求項７記載の方法において、前記少なくとも３つの色度副領域の各々が、前記定義された区分け域と少なくとも部分的に重なり合う、前記方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、その開示内容をここに参照し組み入れることにより、２００９年２月１９日出願、特許文献１に対する利益並びに優先権を全体として主張する。

【0002】

本発明は照明に関わり、さらに詳細には照明組立品で使用される照明部品の選択、および選択された照明部品を含む発光パッケージに関わる。

【背景技術】

【0003】

半導体発光素子は多数の照明用途で使用されている。半導体照明源を含む照明パネルは、例えば照明設備器具内の汎用照明として、またはＬＣＤ表示装置のバックライト(backlighting)装置として使用される。照明パネルは一般的に蛍光管および／または発光ダイオード（ＬＥＤ）のような複数の発光素子の配列を採用している。複数の発光素子の１つの重要な属性には、表示出力の色および／または輝度が均一であることが含まれることがある。発光素子は複数のＬＥＤチップを含むこともある。

【0004】

現在、ＬＥＤチップはＬＥＤパッケージに装着される前に、検査され、それらのそれぞれの出力および／または性能特性にしたがってグループ化および／または区分けされる(binned)ことがある。グループ化は、例えば１９３１年に国際照明委員会で作成されたＣＩＥ １９３１色度図(chromaticity diagram)で用いられる、ｘ、ｙ値のような色度値を使用して実施されることがある。この方法によれば、各々の発光素子はｘ、ｙ座標で特徴付けられることがある。類似のｘ、ｙ値を有する発光体は、一緒に使用されるように、すなわち共に単一のＬＥＤパッケージに装着されるように、グループ化され、あるいは、１つの区分け域にまとめられることがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国仮特許出願第６１／１５３，８８９号、名称「１つのパッケージ内に複数の発光素子を結合するための方法と複数の結合された発光素子を含むパッケージ」(METHODS FOR COMBINING LIGHT EMITTING DEVICES IN A PACKAGE AND PACKAGES INCLUDING COMBINED LIGHT EMITTING DEVICES)

【特許文献2】米国特許出願第１２／１５４，６９１号明細書

【特許文献3】米国特許第６，８５３，０１０号明細書

【特許文献4】米国特許第７，２１７，５８３号明細書

【特許文献5】米国特許第７，２１３，９４０号明細書

【特許文献6】米国特許出願第１２／０５７，７４８号明細書

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0006】

いくつかの実施例に基づけば、発光素子パッケージ組立品を形成する方法は、発光素子パッケージ本体を用意し、１つの色度領域を２次元色度空間内で定義し、定義された色度領域を少なくとも３つの色度副領域に副分割し、定義された色度領域に入る１つの色度を有する光を発する複数の発光素子を提供することを含む。複数の発光素子の少なくとも３つが、３つの発光素子のそれぞれが色度副領域のうちの異なるものからの光を発するように選択されて、発光素子パッケージ本体の上に装着される。

【0007】

色度副領域のそれぞれは、少なくとも２つの別の色度副領域と境界を接していてもよい。

【0008】

いくつかの実施例においては、色度領域は２次元色度空間内で定義された１つの区分け域(bin)を包含することができる。定義された区分け域は７−ＳＴＥＰマカダム楕円を近似していてもよい。特定の実施例では、定義された区分け域がＡＮＳＩ標準Ｃ７８．３７７Ａで定義された１つの区分け域（bin）を含む場合がある。少なくとも３つの発光素子からの組み合わされた光は、定義された区分け域の部分集合である１つの目標色度領域内に入っていてもよい。いくつかの実施例においては、目標色度領域は定義された区分け域の縁部に触れる場合もある。目標色度領域は、ほぼ４−ＳＴＥＰマカダム楕円の大きさであることがある。少なくとも３つの色度副領域の各々が、定義された区分け域と少なくとも部分的に重なることもある。

【0009】

発光素子が、蛍光体をコーティングされた青色発光ダイオードチップを含むこともある。

【0010】

この方法はさらに、２次元色度空間内に第２の色度領域を定義して第２の色度領域を少なくとも３つの第２の色度副領域に副分割し、第２の色度副領域の少なくとも１つに入る１つの色度を有する光を発する第２の複数の発光素子を提供し、第２の複数の発光素子の少なくとも３つを、３つの発光素子のそれぞれが第２の色度副領域のうちの異なるものからの光を発するように選択することを含むことができる。第２の複数の発光素子の選択された発光素子は、発光素子パッケージ本体上に装着される。

【0011】

この方法はさらに、２次元色度空間内に第３の色度領域を定義して第３の色度領域を少なくとも３つの第３の色度副領域に副分割し、第３の色度副領域の少なくとも１つに入る１つの色度を有する光を発する第３の複数の発光素子を提供し、第３の複数の発光素子の少なくとも３つを、３つの発光素子のそれぞれが第３の色度副領域のうちの異なるものからの光を発するように選択することを含むことができる。第３の複数の発光素子の選択された発光素子は、発光素子パッケージ本体上に装着される。

【0012】

第１の色度領域は、２７００Ｋと６５００Ｋとの間の補正済み色温度を有する黒体軌跡上の１点の１０−ＳＴＥＰマカダム楕円内の１つの色度点を有する光を含むことができ、第２の色度領域はおよそ６００ナノメートルより長い支配的波長を有する光を含むことができ、第３の色度領域は、(0.32,0.40)、(0.36,0.48)、(0.43,0.45)、(0.42,0.42)、(0.36,0.38)の座標を有する点で定義された、１９３１ ＣＩＥ色度図上の１つの領域内のｘ、ｙ色座標を有する光を含むことができる。

【0013】

定義された副領域は、相補副領域の一対のそれぞれの副領域が色度領域の中心点の反対側に互いに配置された、複数の相補副領域対を含むことができる。この方法はさらに、少なくとも４つの色度副領域からの複数の発光素子の少なくとも４つを、相補副領域のそれぞれの対から互いに対の形で選択することを含むことができる。

【0014】

一対の相補副領域から一対の発光素子を選択することは、色度領域の中心点から第１の距離に位置する中心点を有する第１の副領域から、第１の光束を有する第１の発光素子を選択することと、第１の副領域に相補的であり、色度領域の中心点から第２の距離に位置する中心点を有する第２の副領域から、第２の光束を有する第２の発光素子を選択することを含むことができる。第１の距離は第２の距離よりも短く、第１の光束は第２の光束よりも大きくてもよい。

【0015】

いくつかの実施例における発光素子パッケージ組立品は、１つの発光素子パッケージ本体と、パッケージ本体上に少なくとも３つの発光素子を含む。少なくとも３つの発光素子の各々は、２次元色度空間内の定義された色度領域内に入る色度を有する光を発し、定義された色度空間は２次元色度空間内の定義された区分け域よりも大きくかつそれを取り囲み、少なくとも３つの副領域に副分割されている。さらに、少なくとも３つの発光素子の各々は定義された色度領域の少なくとも３つの副領域のうちの異なるものに入る光を発し、発光素子の少なくとも１つは定義された区分け域の外の光を発する。

【0016】

色度副領域の各々は、少なくとも２つの別の色度副領域と境界を共有することができる。

【0017】

いくつかの実施例においては、色度領域は２次元色度空間内の定義された１つの区分け域を取り囲むことがある。定義された区分け域は７−ＳＴＥＰマカダム楕円を近似していてもよい。特定の実施例では、定義された区分け域は、ＡＮＳＩ標準Ｃ７８．３７７Ａで定義された１つの区分け域を含む場合がある。少なくとも３つの発光素子からの組み合わされた光は、定義された区分け域の部分集合である１つの目標色度領域内に入っていてもよい。いくつかの実施例において、目標色度領域が定義された区分け域の縁部に触れる場合もある。目標色度領域は、ほぼ４−ＳＴＥＰマカダム楕円の大きさであることがある。少なくとも３つの色度副領域の各々は、定義された区分け域と少なくとも部分的に重なることもある。

【0018】

発光素子は、蛍光体をコーティングした青色発光ダイオードチップを含むことができる。

【0019】

発光素子パッケージ組立品はさらに、パッケージ本体上に少なくとも３つの第２の発光素子を含むことができる。少なくとも３つの第２の発光素子の各々は、２次元色度空間内の第２の色度領域に入る色度を有する光を発し、第２の定義された色度空間は２次元色度空間内の第２の定義された区分け域よりも大きくかつこれを取り囲み、少なくとも３つの第２の副領域に副分割されている。さらに、少なくとも３つの第２の発光素子の各々は、定義された色度領域の少なくとも３つの第２の副領域のうちの異なるものに入る光を発し、第２の発光素子の少なくとも１つは第２の定義された区分け域の外の光を発する。

【0020】

発光素子パッケージ組立品はさらに、少なくとも３つの第３の発光素子をパッケージ本体上に含むことができる。少なくとも３つの第３の発光素子の各々は、２次元色度空間内の第３の色度領域に入る色度を有する光を発し、第３の定義された色度空間は２次元色度空間内の第３の定義された区分け域よりも大きくかつこれを取り囲み、少なくとも３つの第３の副領域に副分割されている。少なくとも３つの第３の発光素子の各々は、定義された色度領域の少なくとも３つの第３の副領域のうちの異なるものに入る光を発し、第３の発光素子の少なくとも１つは第３の定義された区分け域の外の光を発する。

【0021】

第１の色度領域は、２７００Ｋと６５００Ｋとの間の補正済み色温度を有する黒体軌跡上の１点の１０−ＳＴＥＰマカダム楕円内の１つの色度点を有する光を含むことができ、第２の色度領域はおよそ６００ナノメートルより長い支配的波長を有する光を含むことができ、第３の色度領域は(0.32,0.40)、(0.36,0.48)、(0.43,0.45)、(0.42,0.42)、(0.36,0.38)の座標を有する点で定義された、１９３１ ＣＩＥ色度図上の１つの領域内のｘ、ｙ色座標を有する光を含むことができる。

【0022】

いくつかの実施例に基づく照明設備器具は、先に説明された発光素子パッケージ組立品を含む。

【図面の簡単な説明】

【0023】

本発明の更なる理解を与えるために添付され、本明細書に含まれその一部を構成する図面により、本発明のいくつかの実施例を図示する。

【図1A】図１Ａは、いくつかの実施例に基づくパッケージ化された発光ダイオードの平面図。

【図1B】図１Ｂは、いくつかの実施例に基づくパッケージ化された発光ダイオードの透視図。

【図1C】図１Ｃは、いくつかの実施例に基づくパッケージ化された発光ダイオードで使用することのできる、ＬＥＤダイ(die)を図示する。

【図2】図２は、いくつかの実施例において、類似の色度座標を有する発光素子に対応する色度領域を図示する色度図。

【図3A】図３Ａは、さらに別の実施例に基づくパッケージ化された発光ダイオードの平面図。

【図3B】図３Ｂは、いくつかの実施例において、類似の色度座標を有する発光素子の、異なるグループに対応する複数の色度領域を図示する色度図。

【図4A】図４Ａは、さらに別の実施例に基づくパッケージ化された発光ダイオードの平面図。

【図4B】図４Ｂは、いくつかの実施例において、類似の色度座標を有する発光素子の、異なるグループに対応する複数の色度領域を図示する色度図。

【図5】図５は、いくつかの実施例に基づいて色度副領域に副分割された１つの色度領域を含む色度図。

【図6A】図６Ａは、色度図上の標準色度領域または区分け域を図示する。

【図6B】図６Ｂは、さらに小さな区分け域に副分割されている、色度図上の標準色度区分け域を図示する。

【図7】図７は、いくつかの実施例に基づき副領域に副分割された色度領域を図示する。

【図8A】図８Ａは、いくつかの実施例における、副領域に副分割された色度領域からの発光素子の選択を図示する。

【図8B】図８Ｂは、いくつかの実施例における、副領域に副分割された色度領域からの発光素子の選択を図示する。

【図8C】図８Ｃは、いくつかの実施例における、副領域に副分割された色度領域からの発光素子の選択を図示する。

【図9】図９は、いくつかの実施例に基づき、発光ダイオードパッケージを組み立てるためのシステムを図式的に示す。

【図10】図１０は、いくつかの実施例に基づき使用することのできる、光束の区分け域を図示する。

【図11】図１１は、いくつかの実施例における、１つの目標色度領域を含む複数の色度領域を含む、色度空間の一部を図示する。

【図12】図１２は、いくつかの実施例に基づく複数の発光素子パッケージを含む、一般照明用の照明パネルを図示する。

【図13】図１３は、いくつかの実施例に基づくシステムの動作および／または方法を図示するフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0024】

次に本発明の実施例を、本発明の実施例が示されている添付図を参照してさらに完全に説明する。本発明はしかしながら、多くの異なる形式で実施することが可能であり、ここに提示されている実施例に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施例はこの開示が十分でかつ完全となり、本発明の範囲を当業者に完全に伝達するために提供されている。全体を通して同じ構成部品には同じ番号が付けられている。

【0025】

ここでは種々の構成要素を記述するために第１、第２などの用語が使用されているが、これらの構成要素はこれらの用語で制限されるものではないことは理解されよう。これらの用語は１つの構成要素を他から区別するためにのみ使用されている。例えば、第１の構成要素は第２の構成要素と呼ぶことが可能であり、また同様に第２の構成要素を第１の構成要素と呼ぶことが、本発明の範囲から逸脱することなく可能である。ここで使用されているように、用語「および／または(and/or)」は、関連して列挙されている１つまたは複数の項目のいずれかおよび全ての組み合わせを含む。

【0026】

層、領域または基板のようなある構成要素が他の構成要素の「上(on)」に有る、または「その上に(onto)」拡がっているとき、これはその他の構成要素の上に直接載っていたり直接拡がっていることも可能であるし、または間に介在する構成要素があってもかまわないことは理解されよう。これに対して、ある構成要素が他の構成要素の「直接上に(directly on)」存在する、または「直接その上に(directly onto)」拡がっているときには、介在する構成要素は存在しない。ある構成要素が他の構成要素に「接続されている(connected)」または「結合されている(coupled)」ときは、それはその他の構成要素に直接接続されているかまたは結合されていてもよいし、または介在する構成要素が存在してもかまわないことは理解されよう。これに対して、ある構成要素が他の構成要素に「直接接続されている(directly connected)」または「直接結合されている(directly coupled)」とき、介在する構成要素は存在しない。

【0027】

「下に」または「上に」または「上方」または「下方」または「水平」または「垂直」のような相対的な用語は、図に示されているような１つの構成要素、層または領域の、他の構成要素、層または領域に対する関係を記述するためにここでは使用されることがある。これらの用語は図中に描かれている方向に加えて、素子の異なる方向も包含するように意図されていることは理解されよう。

【0028】

ここで使用されている述語は特定の実施例を説明する目的にのみ使用されており、本発明を制限することを意図していない。ここで使用されているように、単数形の「１つ」（a、an）および「その」（the）は、文脈により明確に表れていない限り、複数形も同様に含むことを意図している。さらに、「備える」(comprise)、「備えている」(comprising)、「含む」(includes)および／または「含んでいる」(including)はここで使用される場合、言及されている機能、完全体(integers)、ステップ、操作、構成要素および／または構成部品が存在することを示しているが、１つまたは複数のその他の機能、完全体、ステップ、操作、構成要素、構成部品および／またはそれらのグループの存在または追加を除外するものではない事は理解されよう。

【0029】

異なるように定義されていない限り、ここで使用されている全ての用語（技術用語および科学用語を含む）は、本発明が属する技術分野で通常の技量を有する者が共通に理解するのと同一の意味を有する。さらに、ここで使用されている用語は本明細書および関連する技術分野の文脈でのそれらの意味と一貫性のある意味を有するように解釈されるべきであり、ここで明示的に定義されていない限り、理想的または過度に公式的な意味に解釈されるべきではないと理解されよう。

【0030】

次に図１Ａ、１Ｂおよび１Ｃを参照する。図１Ａは図式的平面図である。図１Ｂは、本発明のいくつかの実施例に基づき選択されグループ化された複数の発光素子（または発光体）１２０Ａ−１２０Ｄを含む発光素子（ＬＥＤ）パッケージ１００を図示する透視図である。図１ＣはＬＥＤチップ１２２を含む発光体１２０を図示し、これは上面（top）および底面（bottom）のアノード／カソード接点１２６Ａ、１２６Ｂを含み、いくつかの実施例においては波長変換蛍光体１２４でコーティングされている。ＬＥＤパッケージ１００は、例えば２００８年５月２３日に出願された特許文献２に記述されているような複合チップモジュールを含んでおり、この開示は言及することによりその全てがここに記載されているように完全にここに組み込まれているものとする。いくつかの実施例においては、発光体１２０Ａ−１２０Ｄは素子の同一側にアノードおよびカソード接点の両方を有していてもよい。したがって、本発明はアノードおよびカソード接点をその素子の対向する側に具備する垂直素子構造を有する発光体を含む素子に制限するものではない。

【0031】

特定の実施例において、ＬＥＤパッケージ１００はパッケージ本体１１０内に装着された複数の発光体１２０Ａ−１２０Ｄを含む。４つの発光体１２０Ａ−１２０Ｄが図示されているが、パッケージ１００はその中にこれより多くのまたは少ない発光体を含むことができる。レンズ１３０を発光体１２０Ａ−１２０Ｄの上に貼り付けて、発光体１２０Ａ−１２０Ｄからの角度による光の放射パターンを所望のものとすることができ、および／またはＬＥＤパッケージ１００からの光の抽出を増大させるようにすることができる。いくつかの実施例においては、発光体１２０Ａ−１２０Ｄは、蛍光体のような、発光体１２０Ａ−１２０Ｄから発せられる光の少なくとも一部を異なる波長または色に変換する波長変換材で覆うかまたはコーティングすることができる。複数の導線１３５により、パッケージ１００内の発光体１２０Ａ−１２０Ｄに電気的接続が提供される。パッケージ１００内の各々の発光体１２０Ａ−１２０Ｄは個別にアドレス指定可能であってもよい。すなわち、パッケージは各発光体１２０Ａ−１２０Ｄへの導線１３５のうち、別個のアノード／カソード導線を含んでいてもよい。個別にアドレス指定可能な発光体を持つことにより、発光体を個別に制御することが可能であり、例えば異なる電流レベルで駆動して、与えられたパッケージ１００内の複数の発光体の中の輝度のばらつきを補償して、照明システムを所望の色点が得られるようにすることができる。

【0032】

特定の実施例において、ＬＥＤパッケージ１００は、本発明の譲受人であるクリー社(Cree Inc.)から入手可能なＭＣ−Ｅ ＬＥＤのような、複合チップＬＥＤパッケージを含むことができる。

【0033】

さらに特定の実施例においては、ＬＥＤパッケージ１００は約１０００マイクロメートル×１０００マイクロメートル以上の大きさを有する４個の蛍光体をコーティングされたパワーＬＥＤチップを含むことができる。いくつかの実施例では、４個の１．４ミリメートル×１．４ミリメートルの蛍光体をコーティングされたパワーＬＥＤチップを含む、７ミリメートル×９ミリメートルのＬＥＤパッケージが提供されている。そのようなパッケージはおよそ９．８ワットの電力を用いて、７００ｍＡで光出力１０００ルーメン以上を発生することができ得る。一千ルーメンは標準の７５ワット白熱電球によって生成される光とほぼ等価である。

【0034】

いくつかの実施例によれば、ＬＥＤパッケージにおいて極めて厳密な色整合の取れたＬＥＤを提供し得るＬＥＤパッケージ製造過程で使用するための、区分け（binning）およびチップ選択技術を提供することができる。特に、いくつかの実施例に基づく区分けおよびチップ選択技術は、従来可能であったものより厳密な（すなわち、より狭いまたは小さな）色分布を提供することができ、非常に厳密な色要求の用途に答えることを可能とし、および／または従来は特定のパッケージ用途には使用できなかったＬＥＤチップの廃棄を減らすことを可能とすることができる。特定の実施例において、標準の区分け技術で得られるよりもおよそ７９％厳密な色分布を実現できる。

【0035】

いくつかの実施例においては、発光体１２０Ａ−１２０Ｄは、発光体１２０Ａ−１２０Ｄの組み合わせ色度および／または光束値に敏感な特定のＬＥＤパッケージ１００に含まれるようにグループ化および／または選択することができる。発光体１２０Ａ−１２０Ｄの色度は、組み合わせた光、すなわち発光体１２０Ａ−１２０Ｄからの光の混合物が所望の色度となるように選択することができる。この方法を採ることにより、ＬＥＤパッケージ１００から発せられる光の知覚される色が、たとえ発光体１２０Ａ−１２０Ｄのどれも（または、全てではない一部）が単独には所望の色度を有する光を発していないとしても、組み合わせの見かけの色度によって、所望の色度、例えば白となって現れるようにすることができる。さらに、いくつかの実施例において、組み合わせされた光の混合物が所望の光束レベルとなるように発光体１２０Ａ−１２０Ｄの光束を選択することができる。

【0036】

例えば、図２を参照すると、これは色度空間１４０内の色度領域１４６を図示する２次元色度図である。理解されるように色度図は全ての可視色の２次元表現である。別個の色相と色彩を有する各々の可視色は図の中の１点で表現できる。国際照明委員会（CIE）で作成された、１９３１ ＣＩＥ色度空間および１９７６ ＣＩＥ色度空間を含む、種々の色度空間が今まで定義されている。

【0037】

１つの発光体１２０Ａ−１２０Ｄから発せられた光は色度図上の１点で表すことができる。その結果、色度図上の１つの領域は類似した色度座標を有する発光体を表すことができる。

【0038】

色度領域１４６は複数の色度副領域（または単に副領域）１４６Ａ−１４６Ｄに副分割されている。副領域１４６Ａ−１４６Ｄは類似の色度座標を有する発光体の複数のグループに対応することができる。図２に図示されるように、色度空間１４０はｕ´およびｖ´軸１４４、１４２によって定義され、色空間の任意の点は座標対（ｕ´，ｖ´）で表現することができる。理解されるであろうが、図２に示される色度領域１４６は色度空間１４０内の任意の所望の位置で任意の所望の大きさまたは形状が可能である。図２内の色度領域１４６の大きさ、形状および位置は任意であり、図示の目的にのみ示されたものである。

【0039】

いくつかの実施例によれば、１つのＬＥＤパッケージ１００はＮ個の発光体１２０Ａ−１２０Ｄの複数のものを含む。図１のＬＥＤパッケージ１００は四個の発光体を含むように図示されているが、Ｎは２より大きな任意の数が可能なことは理解されよう。Ｎ個の発光体１２０Ａ−１２０Ｄの各々は、色度領域１４６内に定義されたＮ個の副領域１４６Ａ−１４６Ｄの１つに入る色度を有する。Ｎ個の発光体１２０Ａ−１２０Ｄから発せられた組み合わせた光は、Ｎ個の副領域１４６Ａ−１４６Ｄがその中に定義されている色度領域１４６内に定義されていてそれより小さい目標色度領域１４８に入ることができる。

【0040】

例えば、いくつかの実施例に基づくＬＥＤパッケージ１００は、第１から第４の発光体グループ副領域１４６Ａ−１４６Ｄの１つに入るそれらの色度点に基づいて選択されている第１から第４の発光体１２０Ａ−１２０Ｄを含むことができる。例えば、発光体１２０Ａの１つは第１の副領域１４６Ａ内に入る色度を有していることができ、発光体１２０Ｂの１つは第２の副領域１４６Ｂ内に入る色度を有していることができ、発光体１２０Ｃの１つは第３の副領域１４６Ｃ内に入る色度を有していることができ、そして発光体１２０Ｄの１つは第４の副領域１４６Ｄ内に入る色度を有していることができる。

【0041】

しかしながら、選択された発光体１２０Ａ−１２０Ｄの色度によっては、１つのＬＥＤパッケージ１００が、定義された副領域１４６Ａ−１４６Ｄの各々からの発光体１２０Ａ−１２０Ｄを含まなくともよいということが理解されよう。さらに、発光体１２０Ａ−１２０Ｄの各々が独自の副領域１４６Ａ−１４６Ｄに入っていなければならないわけではない。例えば、複数の発光体１２０Ａ−１２０Ｄが単一の副領域１４６Ａ−１４６Ｄに入っていてもよい。

【0042】

いくつかの実施例においては、これらの副領域は、複数の副領域のうちの各々の副領域が少なくとも２つの他の副領域と境界を共有するように、定義することができる。また、各副領域は少なくとも部分的に目標色度領域１４８と重なっていてもよい。いくつかの実施例において、色度領域１４６内の１つの色度点が少なくとも１つの定義された副領域内に入るように、副領域１４６Ａ−１４６Ｄが色度領域１４６を完全に満たしていてもよい。

【0043】

したがって、いくつかの実施例では、目標色度領域１４８より大きく、これを包含するように色度領域１４６が定義される。色度領域１４６はさらに、Ｎ個の副領域１４６Ａ−１４６Ｄの複数に分割されており、これらは副領域の２次元行列として構成されている。１つのＬＥＤパッケージ１００はＮ個の発光体１２０Ａ−１２０Ｄの複数を含み、それらの各々はＮ個の副領域１４６Ａ−１４６Ｄの１つに入る色度を有している。

【0044】

いくつかの実施例においては、個々の発光体１２０Ａ−１２０Ｄの色度は、蛍光体またはその他の発光性(luminophoric)物質を用いた色変換または色シフトをされていない発光体１２０Ａ−１２０Ｄからの発光色に基づいて決定することができる。一方、いくつかの実施例では、個々の発光体１２０Ａ−１２０Ｄの色度は、発光体１２０Ａ−１２０Ｄからの発光と、発光体１２０Ａ−１２０Ｄからの発光により刺激された蛍光体からの発光の組み合わせた色に基づいて決定することができる。例えば、いくつかの実施例において、発光体１２０Ａ−１２０Ｄは、発光体１２０Ａ−１２０Ｄから発せられた光の少なくとも一部を受け、それに応答して異なる波長を有する光を発するように配置されている蛍光体または蛍光体保持材でコーティングされた青色および／または紫外線ＬＥＤを備えることができる。発光体および蛍光体から発せられた組み合わせた光は白色として現れることができる。このような色変換は当分野でよく知られている。

【0045】

ＬＥＤチップの蛍光体コーティングは、例えば、特許文献３および特許文献４に記載されており、その開示内容は言及することにより全てがここに記載されているようにここに組み込まれているものとする。

【0046】

いくつかの実施例においては、１つまたは複数の発光体１２０Ａ−１２０Ｄは蛍光体でコーティングされているが、一方で１つまたは複数の発光体１２０Ａ−１２０Ｄは蛍光体でコーティングされていなくてもよい。いくつかの実施例においては、いずれの発光体１２０Ａ−１２０Ｄも蛍光体でコーティングされていなくてもよい。

【0047】

いくつかの実施例において、発光体１２０Ａ−１２０Ｄを、それらの色度点が、目標色度領域１４８あるいは目標色度領域１４８内の所望の色度点からほぼ等距離となる、または、所望の色度点または領域からほぼ等距離である副領域１４６Ａ−１４６Ｄ内に存在することを基準として、ＬＥＤパッケージ１００に含まれるように選択することができる。しかしながら、理解されるように発光体１２０Ａ−１２０Ｄの色度点は所望の色度点または領域から等距離でなくともよい。

【0048】

いくつかの実施例においては、所望の色度点または領域１４８は、ＬＥＤパッケージ１００内の発光体１２０Ａ−１２０Ｄのいくつかまたは全ての発する光の色度と異なっていることもある。例えば、いくつかの実施例において、１つのＬＥＤパッケージ１００は４個の発光体１２０Ａ−１２０Ｄを含んでいる。これらの発光体のいくつか、例えば３個１２０Ａ−１２０Ｃは黄色蛍光体でコーティングされた青色発光ダイオードを含み、観測者に黄緑色に見える組み合わせた（チップと蛍光体）光を発することができる。ここで使用されるように、「白色光」は一般に、２７００Ｋから６５００Ｋの補正済み色温度(CCT: correlated color temperature)を有する黒体軌跡(BBL: black body locus)上の１点の１０−ＳＴＥＰマカダム楕円内の色度点を有する光のことを指し、一方「黄緑色光」は一般に、１９３１ ＣＩＥ色度図上の (0.32,0.40)、(0.36,0.48)、(0.43,0.45)、(0.42,0.42)、(0.36,0.38)の座標を有する点で定義された領域内のｘ、ｙ色座標を有する光のことを指す。詳細は特許文献５に記述されており、その開示は参照することによりここに組み込まれているものとする。したがって、３個の発光体１２０Ａ−１２０Ｃからの組み合わせた光に対する目標色度領域１４８は、従来「白色」とされている色度空間の１領域ではないかもしれない。第４の発光体は、４個全ての発光体１２０Ａ−１２０Ｄからの組み合わせた光が観測者に白色と見え、いくつかの実施例において黒体軌跡の上にあるように選択された波長の光を発する赤色ＬＥＤを備えることができる。

【0049】

図３Ａを参照すると、複数の発光体のグループを複数含む、ＬＥＤパッケージ２００が図示されている。例えば、ＬＥＤパッケージ２００は２４個の白色または白色に近い発光体２２０の第１のグループと、８個の赤色発光体２３０の第２のグループの、全部で３２個の発光体を含んでいる。各々の発光体グループ内の発光体は、本発明の実施例に基づいて選択されたものであるかもしれない。例えば、ＬＥＤパッケージ２００は、蛍光体をコーティングした青色発光ＬＥＤチップを備える複数の「白色」ＬＥＤチップ２２０と、複数の赤色発光ＬＥＤチップ２３０を含むかもしれない。ここで使用されるように、「赤色光」は約６００ナノメートルまたはそれより長い支配的な波長を有する可視光を指す。図３Ｂを参照すると、白色ＬＥＤチップ２２０は、色度空間２４０内の、白色発光体から発せられる組み合わせた光に対する第１の目標色度領域２４８を含む色度領域２４６内に定義された複数の副領域２４６Ａ−２４６Ｄから選択することができる。さらに、赤色光発光体２３０は、赤色発光体２３０から発せられる組み合わせた光に対する第２の目標色度領域２５８を含む色度領域２５６内に定義された複数の副領域２５６Ａ−２５６Ｄから選択することができる。白色発光体から発せられた組み合わせた光は第１の目標色度領域２４８の中に入り、赤色光発光体２３０から発せられた組み合わせた光は第２の目標色度領域２５８の中に入るので、ＬＥＤパッケージ２００から発せられる組み合わせた光は全体としてさらにばらつきの少ないものとなることができる。

【0050】

図３Ｂに示される色度領域２４６、２５６は色度空間２４０内の任意の所望の位置に任意の所望の大きさまたは形状をもってよいことは理解されよう。図３Ｂ中の色度領域２４６、２５６の大きさ、形状および位置は任意であって、図示のみを目的として示したものである。

【0051】

さらに別の例として図４Ａおよび４Ｂを参照すると、ＬＥＤパッケージ３００は、蛍光体をコーティングした青色発光ＬＥＤチップを備える複数の「白色」ＬＥＤチップ３１０、蛍光体をコーティングした青色発光ＬＥＤチップを備える複数の黄緑色ＬＥＤチップ３２０、および複数の赤色発光ＬＥＤチップ３３０を含むことができる。白色ＬＥＤチップ３１０は、色度空間３４０内の、白色発光体３１０から発せられる組み合わせた光の目標色度領域３４８を含む色度領域３４６内に定義された複数の副領域３４６Ａ−３４６Ｄから選択することができる。黄緑色ＬＥＤチップ３２０は、色度空間３４０内の、黄緑色発光体から発せられる組み合わせた光の目標色度領域３５８を含む色度領域３５６内に定義された複数の副領域３５６Ａ−３５６Ｄから選択することができる。赤色ＬＥＤチップ３３０は、色度空間３４０内の、赤色発光体３３０から発せられる組み合わせた光の目標色度領域３６８を含む色度領域３６６内に定義された複数の副領域３６６Ａ−３６６Ｄから選択することができる。白、黄緑、および赤色発光体のそれぞれの組み合わせた色は、目標色度領域３４８、３５８、３６８の中に入るようにできる。したがって、ＬＥＤパッケージ３００から発せられる組み合わせた光の色は、さらにばらつきの少ないものとなることができる。

【0052】

図４Ｂに示される色度領域３４６、３５６、および３６６は、色度空間３４０内の任意の所望の位置に任意の所望の大きさまたは形状をもってよいことは理解されよう。図４Ｂ中の色度領域３４６、３５６、３６６の大きさ、形状および位置は任意であって、図示のみを目的として示したものである。

【0053】

図５を参照すると、目標色度領域１４８は、提案されている半導体発光素子の色度についてのＡＮＳＩ標準Ｃ７８．３７７Ａに定義されている色度領域１４６内に、これに包含された１つの領域として定義することができる。例えば、いくつかの実施例においては、色度領域１４６は約３０５０Ｋの色温度を有する黒体軌跡(BBL)上の１点を包含するようにすることができる。図５は色度領域１４６を１９７６ ＣＩＥ ｕ´ｖ´色度図上に表すように図示しているが、色度領域１４６は１９３１ ＣＩＥ ｘ、ｙ色度図のＢＢＬ上の１点を取り囲む領域に対応させることができる。いくつかの実施例において、色度領域１４６は１９３１ ＣＩＥ ｘ、ｙ色度図上の以下の（ｘ，ｙ）座標を有する点で定義された四角形で境界を切ることができる：A(0.4147,0.3814); B(0.4299,0.4165); C(0.4562,0.4260); D(0.4373,0.3814)。

【0054】

１９３１ ＣＩＥ色度図上の表現として、複数の可能な色度領域が図６Ａに図示され、この図には複数の発光体グループの領域３Ａ−３Ｄ、４Ａ−４Ｄ、５Ａ−５Ｄ、６Ａ−６Ｄ、および７Ａ−７Ｄが示されている。これらの発光体グループの領域の（ｘ，ｙ）座標の数値による定義は以下の表に示されている。

【0055】

【表1】

【0056】

いくつかの実施例によれば、所望の発光体グループ領域を、例えばＡＮＳＩ Ｃ７８．３７７Ａ ＬＥＤ区分け基準のような規格で定めることができる。従来、１つのパッケージから発せられる組み合わせた光が１つの標準色度領域、または区分け域に確実に入るようにするため、標準区分け域の中に入る発光体のみがパッケージに組み入れるために選択され、その標準に入らないその他の発光体は廃棄されるかまたは無視される。しかしながら、いくつかの実施例では、標準区分け域の外側にある色度点を有する発光体を、その標準区分け域、また場合によってはその標準区分け域よりもさらに小さな色度領域内の１つの色度点を有する組み合わせた光を発する１つのパッケージに用いるために選択し使用することが可能となる。ここで使われているように、「区分け域(bin)」は色度空間の定義された領域を指す。一般には、ＬＥＤは、ＬＥＤから発せられる光の色度に基づいて、「区分け域入れ(binning)」と呼ばれる過程において、定義された区分け域の中に製造目的のために格納される。ＡＮＳＩ Ｃ７８．３７７Ａ標準では、区分け域は７−ＳＴＥＰマカダム楕円を囲む四角形として定義されており、この７−ＳＴＥＰマカダム楕円はエネルギー省のエナジー・スター・プログラム(Department of Energy Energy Star program)で小型蛍光灯用に定義された標準許容範囲である。しかしながら、この区分け域は四角形として定義されているため、その区分け域に入る色度点の一部は、それにもかかわらず、その区分け域を定義するために使用された７−ＳＴＥＰマカダム楕円の外側に出てしまうことがある。したがって、発光体を単に所望の区分け域から選択するパッケージ化方法では、定義された区分け域の中に入る光を発する、他のパッケージ化されたＬＥＤとは見かけ上異なる色を有するパッケージ化されたＬＥＤが、その区分け域の中に入る光を発することがある。区分け域は四角形以外の形状として定義できることは明らかであろう。例えば、区分け域は、マカダム楕円のような楕円、三角形、円形またはその他の任意の幾何学的形状として定義できる。さらに、これらの区分け域は、１９３１ ＣＩＥ（ｘ，ｙ）色空間、１９７６ ＣＩＥ（ｕ´，ｖ´）色空間、またはその他の任意の色空間を含む色空間において定義することができる。

【0057】

いくつかの実施例において、標準区分け域は、色度を定義するために使用することができるさらに小さな区分け域に副分割することが可能である。例えば図６ＢはＡＮＳＩ Ｃ７８．３７７Ａ ＬＥＤ区分け標準に基づいて定義された標準色度区分け域を図示し、これはより小さな区分け域にさらに副分割されている。より小さな区分け域はＬＥＤ照明設備器具における色のばらつきを改善する。いくつかの実施例において、４つの副区分け域を各ＡＮＳＩ四角形の中に定義することができる。さらに別の実施例では、１つまたは複数の暖色／中間色ＡＮＳＩ四角形が１６個の個別の区分け域に副分割されていて、その各々はＡＮＳＩ Ｃ７８．３７７Ａ ＬＥＤ区分け標準で定義されている四角形よりも９４パーセント小さいことができる。

【0058】

図７を参照すると、ＡＮＳＩ Ｃ７８．３７７Ａ ＬＥＤ区分け標準で定義された標準区分け域１５０が示されている。いくつかの実施例によれば、１つの色度領域１４６が定義されている。いくつかの実施例では色度領域１４６は、定義された区分け域１５０に隣接するように定義されている。別の実施例では、図７に図示されるように、色度領域１４６は定義された区分け域１５０より大きくかつそれを取り囲み、定義された区分け域１５０が色度領域１４６の部分集合となるようにすることができる。図７に図示された色度領域１４６は四角形であるが、その他の幾何学形状を用いて色度領域を定義してもよいことは理解されよう。色度領域１４６はさらに複数の副領域１４６Ａ−１４６Ｄに副分割され、その各々は少なくとも部分的に標準区分け域１５０と重なっている。しかしながら、標準区分け域１５０と重ならない副領域を定義してもよい。次に、１つまたは複数の定義された副領域１４６Ａ−１４６Ｄ内の色度を有する、発光体１２０Ａ−１２０Ｄを１つのＬＥＤパッケージに組み入れるように選択することができる。

【0059】

発光体１２０Ａ−１２０Ｄは、例えば図７に示されている複数の点にそれぞれの色度点を有するかもしれない。図７の例において、発光体１２０Ａの色度点は副領域１４６Ａの中にあるが、定義された区分け域１５０の縁上にある。発光体１２０Ｂの色度点は副領域１４６Ｂの中で、かつ所望の区分け域１５０の内部にある。同様に、発光体１２０Ｃの色度点は副領域１４６Ｃの中で、かつ所望の区分け域１５０の内部にある。発光体１２０Ｄの色度点は副領域１４６Ｄの中にあるが、所望の区分け域１５０の外側にある。しかしながら、４個の発光体１２０Ａ−１２０Ｄ全てが発する組み合わされた光は、所望の区分け域１５０の内側にあることができ、定義された区分け域１５０内部にある、さらに小さな目標色度領域１４８内部にあることができる。

【0060】

特に、ＡＮＳＩ仕様区分け域に隣接して定義されている色度領域１４６については、いくつかの実施例によれば、４−ＳＴＥＰマカダム楕円に近い目標色度領域１４８を得ることができるので、単にＡＮＳＩ仕様区分け域に入るように指定されたパッケージに比較して、極めて良好な色純度を得ることができる。

【0061】

いくつかの実施例において、１つの定義された区分け域を取り囲む色度領域が定義される。この色度領域は副領域に分割され、その各々は少なくとも部分的に、定義された区分け域と重なり合う。発光体はこの副領域から、１つのＬＥＤパッケージに含まれるように選択される。各々の定義された副領域に対して、その副領域からみて定義された区分け域の中心点の反対側に配置されている相補副領域が存在するかもしれない。例えば、図７を参照すると、副領域１４６Ａと１４６Ｄは、定義された区分け域１５０の中心点１４５に対して互いに反対に配置されており、相補副領域である。副領域１４６Ｃと１４６Ｂは、相補副領域である。ＬＥＤパッケージ１００に含まれる発光体を選択する際に、１つの発光体を１つの副領域から選択するときはいつでも、特定のＬＥＤパッケージ１００に含むために１つの発光体を相補副領域からも選択するようにすることができる。

【0062】

１つの色度領域内の複数の定義された副領域から発光体を選択することにより、パッケージ化されたＬＥＤ１００から出力される最終的な組み合わせた光は、発光体が単にその色度領域内の任意の点から選択された場合よりも、さらにばらつきのない（すなわち、さらにぴったりとグループ化された）ものとなることができる。いくつかの実施例においては、最大７９％の組み合わせた光の色度のグループ化の改善が実現できることが判っている。

【0063】

一般に目標色度領域１４８は、各々の副領域１４６Ａ−１４６Ｄからの１つの発光体の組み合わせで生成される光の、全ての可能な色度点の和集合として定義できる。したがって、目標色度領域１４８の外部境界線は、それぞれの副領域１４６Ａ−１４６Ｄの極値点における４つの異なる発光体からの組み合わせた光で決定することができる。例えば、図８Ａを参照すると、光束が等しいと仮定して、ここに示されるような極値点の色度点を有する発光体１２０Ａ−１２０Ｄは、色度点１６０Ａを有する組み合わせた光を生成するであろう。すなわち、図８Ａは、４つの定義された副領域１４６Ａから１４６Ｄの各々から１つの発光体を選択する際の、４つの発光体の色度点の最悪または最も極端な筋書きを表している。しかしながら、図８Ａに図示されるように、組み合わせた光の色度点１６０Ａは定義された区分け域１５０の十分内側に入っていることができる。

【0064】

同様に、図８Ｂを参照すると、光束が等しいと仮定して、ここに示されるような極値点の色度点を有する発光体１２０Ａ−１２０Ｄは、色度点１６０Ｂを有する組み合わせた光を生成するであろうが、これでもまだ定義された区分け域１５０の内側にある。４つの異なる副領域１４６Ａ−１４６Ｄからの４つの発光体のあらゆる可能な組み合わせを取ることによって、目標色度領域１４８が、副領域１４６Ａ−１４６Ｄのそれぞれから１つの発光体を含むような発光体の組み合わせによって得られる、組み合わせた光の全ての可能な色度点の領域として定義される。

【0065】

いくつかの特定の実施例において、そこから発光体が選択される区分け域１４６Ａ−１４６Ｄを定義するために使用することができる色度領域１４６の大きさは、４つの異なる副領域１４６Ａ−１４６Ｄからの発光体のいかなる組み合わせも、定義された区分け域１５０の外側に落ちる色度点を持つ組み合わせた光を生成しないように、決定することができる。すなわち、色度領域１４６の大きさは、図８Ｃに図示されるように、目標色度領域１４８が定義された区分け域１５０の縁に接するように選択することができる。

【0066】

したがって、いくつかの実施例によれば、ＬＥＤパッケージ１００は、たとえそのパッケージ１００が所望の区分け域の外側の色度を有する１つまたは複数の発光体を含んでいたとしても、所望の区分け域の内側の色度を有する組み合わせた光を生成することができる。この手法により、従来可能であったよりも、より大きな発光体の区分け域を使用できるようになるため、ＬＥＤパッケージの製造者は著しい融通性を得ることができる。これにより、定義された区分け域からの発光体のみを選択して、その定義された区分け域で占められる領域内の色点を有する光を発するように設計したパッケージに含める製造工程と比較して、使用できない部品が少なくなるから、パッケージ化の工程において無駄および非効率性を削減することができる。

【0067】

いくつかの実施例に基づきＬＥＤパッケージを組み立てるためのシステムが図９に示されている。ここに示されるように、ピック・アンド・プレース(pick and place)装置５００は複数のダイ・シート(die sheets)５１０Ａから５１０Ｄを受け入れるように構成されている。ダイ・シート５１０Ａから５１０Ｄのそれぞれは、色度領域１４６の副領域１４６Ａから１４６Ｄの１つに入る光を発する発光体１２０Ａから１２０Ｄを含む。例えば、ダイ・シート５１０Ａ上の発光体１２０Ａは色度領域１４６の第１の副領域１４６Ａに入る光を発し、ダイ・シート５１０Ｂ上の発光体１２０Ｂは色度領域１４６の第２の副領域１４６Ｂに入る光を発する、等々である。

【0068】

いくつかの実施例においては、ピック・アンド・プレース装置５００は副領域１４６Ａ−１４６Ｄのそれぞれからの発光体を含む単一のダイ・シート５１０Ａを、ダイ・シート５１０Ａ上の種々のダイの色度に関する情報を有する電子ダイ・マップ５２０と一緒に、受け入れることができる。

【0069】

いくつかの実施例においては、１つまたは複数のダイ・シート５１０Ａ−５１０Ｄは、蛍光体を含む物質でコーティングされたＬＥＤダイを含む発光体を含むことができる。

【0070】

ピック・アンド・プレース装置５００はまた、複数のパッケージ本体１１０を、例えばテープ・リール上に受け入れる。ピック・アンド・プレース装置５００はダイ・シート５１０Ａ−５１０Ｄのそれぞれから１つの発光体１２０Ａ−１２０Ｄを選択し、単一のパッケージ本体１１０上に装着することができる。４個の発光体１２０Ａ−１２０Ｄを含むパッケージ本体１１０は次に、例えば発光体１２０Ａ−１２０Ｄをカプセル材で被覆する、パッケージ本体１１０の上にレンズを貼り付ける、またはその他の動作を実行するために、ピック・アンド・プレース装置５００により後続の処理装置に送られる。

【0071】

したがって、いくつかの実施例に基づく製造工程によって、目標色度領域に入る組み合わせた光を発するように選択された発光体を含むＬＥＤパッケージ１００の効率的な組み立てを容易にすることができる。

【0072】

色度に加えて、光束も発光体１２０をグループ化する際に考慮することができる。例えば、次に図１０を参照すると、これは本発明のいくつかの実施例における光束の区分け域の値を図示する表である。発光体１２０はそれらの光束に従い、複数の光束範囲を用いてグループ化され得る。例えば、Ｖ１、Ｖ２、およびＶ３で示される３つの光束の区分け域は、それぞれ、１００ルーメンから１１０ルーメン、１１０ルーメンから１２０ルーメン、そして１２０ルーメンから１３０ルーメンの範囲に対応させることができる。この方法により、発光体グループを特定の光束範囲における特定の色度の副領域に入るように定義することができる。例えば、ある発光体グループは色度副領域１４６Ｃに対応する色度と光束Ｖ２を有する全ての発光体１２０を含むかもしれない。このように、発光体１２０は複数の色度領域および複数の光束範囲に対応して定義され得る複数の区分け域の一部の組み合わせの色度に応じてグループ化されることができる。

【0073】

次に図１１を参照すると、これは本発明のいくつかの実施例における複数の色度領域と目標色度領域を図示する色度図である。１９３１ ＣＩＥ色度空間４６０はｘ軸４６４とｙ軸４６２を含む。発光体１２０は複数の色度副領域４６８に、それらから発せられる光の色度に基づいて分類されることができる。いくつかの実施例においては、色度領域４６８は一般に白色光を構成すると考えられる領域に入っていてもよい。目標色度領域４７０は設計仕様および／または特定の用途に対応するように指定された色度領域４６６の一部を含むことができる。いくつかの実施例においては、目標色度領域４７０は色度座標で表現することができる。いくつかの実施例においては、許容色領域４７２は、各々の副領域４６８内の個々の発光体のばらつきにより、目標色度領域４７０よりも大きいこともある。

【0074】

いくつかの実施例においては、発光体グループ領域４６８のそれぞれは色度値の関数として決められた中心点を含むことができる。いくつかの実施例では、各々の区分け域の中で、発光体をさらに光束に応じてグループ化することができる。この点について、区分け域のそれぞれは、例えば、区分け域のそれぞれの色度を中心点のｘ、ｙ座標で表現することができ、光束はＹで表現することができるようにｘ、ｙおよびＹによって表現することができる。

【0075】

２つの区分け域からの発光体に対応する組み合わせた色度は、その２つの区分け域に対応する色度および光束の中心点の値を用いて決定することができる。例えば、２つの区分け域、区分け域１および区分け域２を混合した、組み合わせた色度成分値は次のように計算され得る：

【0076】

【数1】

ｘ１およびｙ１は区分け域１の色度の中心点の値、ｘ２およびｙ２は区分け域２の色度の中心点の値である。中間的な値ｍ１およびｍ２はそれぞれ区分け域１および２の中心点の光束の値Ｙ１およびＹ２を、組み合わせた色度成分値に組み入れるために用いることができ、次のように定めることができる：

【0077】

【数2】

【0078】

いくつかの実施例においては、区分け域１と２の組み合わせに対応する組み合わせた光束は次のように定めることができる：

【0079】

【数3】

【0080】

いくつかの実施例においては、指定された範囲未満の光束を生成する組み合わせは放棄することができる。いくつかの実施例においては、複数の区分け域の光束値は、組み合わされた光束が必ず指定された範囲内となるようになっている。例えば、最少の区分け域の光束がＶ１であって、措定された範囲がＶ１の光度を含む場合、全ての組み合わせは必ず指定された範囲内である。ここでの開示は特に２つの区分け域の組み合わせを扱っているが、本発明はこれに制限されるものではない。例えば、３つまたはそれ以上の区分け域を含む組み合わせもまた、ここに開示されている方法、装置、および器具で使用することができる。

【0081】

光束に基づいて組み合わせをフィルタ除去した後、必要であれば、各々の２区分け域の組み合わせの組み合わせた色度を目標色度領域４７０と比較し、どの組み合わせを放棄するか判定することができる。例えば、組み合わされた色度が発光体グループＡ３に位置する場合、この組み合わせを放棄することができる。このようにして、これらの区分け域のうちの対応するものからの発光体１２０を選択する際に、十分な光束と色度を与える組み合わせを考慮することができる。

【0082】

いくつかの実施例において、複数の区分け域を、例えば、目標色度領域４７０からの近さに基づいて優先順位付けすることができる。例えば、所望の色領域から遠く離れている区分け域に、所望の色領域により近い区分け域よりもより高い優先順位を割り当てることができる。この方法により、副領域Ａ９には副領域Ｃ３よりも高い優先順位を割り当てることができる。いくつかの実施例においては、さらに、区分け域の優先順位に応じて組み合わせの中心点が優先順位付けされ得る。

【0083】

いくつかの実施例では、目標色度領域４７０における目標色度点に対する組み合わせた中心点の位置に基づいて、組み合わせた中心点に優先順位付けをすることができる。いくつかの実施例においては、目標色度は、例えば目標色度領域４７０の中心および／またはその他の着眼点のような、所望の色領域の形状寸法に依存しているかもしれない。いくつかの実施例においては、発光体１２０は区分け域にグループ化された発光体のひとまとまりまたは在庫から選択され、目標色度点は発光体在庫の色度および／または光束データと相関関係にあるかもしれない。

【0084】

発光素子の選択と組み合わせは、２００８年３月２８日出願の特許文献６明細書に記載されている方法に基づいて実施することができ、この開示はその全てがここに記載されているように完全にここに組み込まれているものとする。

【0085】

図１２を参照すると、ここに記述されているように複数のＬＥＤパッケージ１００が照明パネル６００に含まれており、これらはパネル６００の第１の面上に装着されていて、目標色度領域内の色度を有する組み合わされた光６１０を、一般的な照明用途で使用するように発している。

【0086】

図１３はいくつかの実施例における操作を図示するフローチャートである。ここに図示されているように（さらに図７を参照して）、いくつかの実施例における発光素子パッケージ組立品を形成するための方法は、発光素子パッケージ本体を用意し（ブロック７０２）、２次元色度空間内に色度領域を定義し、定義された色度領域を少なくとも３つの色度副領域に副分割し（ブロック７０４）、定義された色度領域に入る色度を有する光を発する複数の発光素子を提供する（ブロック７０６）ことを含む。複数の発光素子の少なくとも３つが、３つの発光素子のそれぞれが色度副領域のうちの異なるものからの光を発するように、発光素子パッケージ本体の上に装着するために選択される（ブロック７０８）。最後に、選択されたＬＥＤがパッケージ本体の上に装着される（ブロック７１０）。

【0087】

方法はさらに、２次元色度空間内に第２の色度領域を定義し、定義された第２の色度領域を少なくとも３つの第２の色度副領域に副分割し、第２の色度副領域の少なくとも１つに入る色度を有する光を発する第２の複数の発光体を提供し、第２の複数の発光素子の少なくとも３つを、３つの発光素子のそれぞれが第２の色度副領域のうちの異なるものからの光を発するように選択することを含むことができる。第２の複数の発光素子の選択された発光素子は、発光素子パッケージ本体の上に装着される。したがって、図１３のブロック７０２から７１０に図示されている操作は、第２のまたは後続の色度領域に対しても繰り返しおよび／または同時に実行することができる。

【0088】

先に説明したように、定義された副領域は、一対の相補副領域のそれぞれの副領域が色度領域の中心点の反対側に互いに配置された、複数の相補副領域対を含むことができる。この方法はさらに、少なくとも４つの色度副領域からの複数の発光素子の少なくとも４つを、相補副領域のそれぞれの対から、対となる形で選択することを含むことができる。

【0089】

さらに、この方法は第１の光束を有する第１の発光素子を、色度領域の中心点から第１の距離にある中心点を有する第１の副領域から選択し、第２の光束を有する第２の発光素子を、第１の副領域と相補的であり、色度領域の中心点から第２の距離にある中心点を有する第２の副領域から選択することを含むことができる。第１の距離は第２の距離よりも小さく、第１の光束は第２の光束よりも大きくすることができ、これにより相補副領域からの発光素子の対から発せられた組み合わせた光が、図１１に図示されるように、目標色度領域内に入るようにすることができる。

【0090】

図面および明細書を通して本発明の典型的な実施例が開示され、また特定の用語が使用されているが、それらは一般的で説明的な意味でのみ使用されていて制限する目的ではなく、本発明の範囲は次の特許請求の範囲に提示されている。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図9】

【図10】

【図12】

【図13】

【図11】