KR20130129434A - 발광 소자 패키지, 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20130129434A
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데이빗 티. 에멀슨
크리스토퍼 피. 허셀
주성철
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크리,인코포레이티드
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Abstract

발광 소자들을 위한 패키지들, 시스템들 및 방법을 개시한다. 일 측면에서, LED 패키지는 다양한 크기 및 배치일 수 있으며, 통상적으로 제공되는 것보다 작은 크기의 하나 이상의 LED들을 포함할 수 있다. 예를 들면, LED 패키지 및 패키지들은 백라이트 또는 다른 조명 기구를 위해 사용될 수 있다. 최적화된 물질들 및 기술들이 LED 패키지들을 위해 사용될 수 있음으로써, 에너지 효율 및 긴 수명을 제공할 수 있다.

Description

발광 소자 패키지, 시스템 및 방법{LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGES, SYSTEMS, AND METHODS}
본 명세서 내 개시된 발명의 주제는 통상적으로 발광 소자 패키지, 시스템 및 방법에 관련된다. 더욱 구체적으로, 본 명세서 내 개시된 발명의 주제는 최적화된 요소들 및 부분들을 갖는 발광 다이오드(light emitting diode, LED) 패키지, 시스템 및 방법에 관련된다.
발광 다이오드들(LED) 같은 고체상 광 소스들은 모니터, 텔레비전 및/또는 다른 표시 장치를 위한 평판 표시 패널에서 넓게 사용된다. LED들은 액정 표시(liquid crystal display: LCD) 장치에서 사용되는 더 얇은, 에너지-절약형 백라이트 시스템의 디자인에 사용될 수 있다. LED들을 사용하는 백라이트 및/또는 다른 표시 패널 시스템은 백라이트 애플리케이션을 위한 휘도 사양에 적합한 저전력이 요구됨으로써, 에너지 소모와 능동 냉각 시스템(active cooling system)의 요구를 현저히 낮춘다. 일반적인 백라이트 표시 장치는, 조명 패널 상에 실장된 다수의 LED들 또는 LED 패키지들을 통상적으로 포함한다. 역광 조명에서 사용되는 일반적인 LED 패키지는 두께 비율에 대하여 더 작은 캐버티 깊이(cavity depth)와 함께 큰 두께를 갖는 패키지 내에 실장된 하나 이상의 큰 LED 칩을 포함할 수 있다. 즉, 일반적인 패키지의 캐버티 깊이는 전체 두께의 작은 비율을 차지한다. 표시 패널 시스템 기술에서 소비자들에게 더 얇고 더 밝은 상품을 제조하고 판매하기 위하여 휘도 특성을 유지할 수 있는 더 얇은 LED 패키지들이 필요하다. 또한 광의 반사를 유지하고 이에 따라 밝기 레벨을 유지하기 위해서 캐버티 깊이가 패키지의 큰 비율을 나타내는 더 얇은 패키지들이 필요하다. 역광 조명에서 사용되는 일반적인 LED 패키지들은 또한, 실리콘(silicone), 에폭시(epoxy) 또는 솔더 다이 접착(solder die attach)을 이용할 수 있다. 상기 다이 접착 방법에 따르면 LED 패키지들이 동작 중에 패키지로부터 적어도 부분적으로 떨어져 나오거나 본딩 물질들이 짜내질 수 있다. 상기 불량은 동작 중 LED들의 발광 실패 및/또는 열적 고장을 초래할 수 있다.
시장에서 다양한 발광 소자 패키지의 유용성에도 불구하고, 현재 이용할 수 있는 것들과 비교할 때, 최적화된 요소 및 부분을 갖는 LED 패키지, 시스템 및 방법에 대한 요구가 남아 있다.
본 명세서에 따르면, 발광 소자 패키지, 시스템 및 방법은 최적화된 요소들 및 부분들을 갖도록 제공된다. 즉, 본 명세서에서 개시의 일 목적은, 단단한 다이 접착 방법을 이용하는 얇고 밝은 발광 소자 패키지를 제공하는 것이다.
본 명세서에 개시된 내용으로부터 분명해 지듯이, 본 명세서의 이러한 목적과 또 다른 목적은, 적어도 전체로 또는 부분적으로, 본 명세서에서 기술되는 발명의 주제에 의해 성취된다.
본 발명의 개념에 따른 일 실시예는 발광 소자 패키지를 제공한다. 상기 발광 소자 패키지는 패키지 영역을 포함하는 패키지 몸체; 및 상기 패키지 몸체 내에 배치된 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 LED는 상기 패키지 영역의 2%와 동일하거나 작은 영역을 차지한다.
본 발명의 개념에 따른 다른 실시예는 발광 소자 패키지를 제공한다. 상기 발광 소자 패키지는 캐버티를 포함하는 패키지 몸체; 및 상기 패키지 몸체 내에 배치되는 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)를 포함하되, 상기 캐버티는 상기 패키지 몸체의 상부면 및 캐버티 바닥 사이에 배치되며, 상기 캐버티 바닥은 일 영역을 포함하며, 상기 적어도 하나의LED는 상기 캐버티 바닥의 일 영역의 약 6.5%보다 작거나 동일한 영역을 차지한다.
본 발명의 개념에 따른 또 다른 실시예는 발광 소자 패키지를 제공한다. 상기 발광 소자 패키지는 캐버티를 포함하는 패키지 몸체; 적어도 하나의 전기 소자로부터 전기적으로 절연되는 열 전달 물질; 및 상기 열 전달 물질 상에 배치되는 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)를 포함하되, 상기 캐버티는 약 0.36mm이하의 캐버티 깊이와 약 135° 이상의 캐버티 각도를 포함한다.
본 발명의 개념에 따른 또 다른 실시예는 발광 소자 패키지를 제공한다. 상기 발광 소자 패키지는 패키지 길이와, 상기 패키지 길이와 상이한 패키지 폭을 갖는 패키지 몸체; 및 상기 패키지 몸체 내에 배치되는 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)를 포함하되, 상기 패키지 몸체는 약 0.89mm 이하의 패키지 두께를 포함한다.
본 발명의 개념에 따른 또 다른 실시예는 표시 패널 시스템을 제공한다. 상기 표시 패널 시스템은 패널; 및 상기 패널로 광을 제공하기 위한 적어도 하나의 발광 다이오드(LED) 패키지를 포함하되, 상기 적어도 하나의 LED 패키지는, 패키지 길이와 상기 패키지 길이와 상이한 패키지 폭을 갖는 몸체; 및 상기 몸체 내에 배치되는 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)를 포함하되, 상기 패키지 몸체는 약 0.89mm이하의 패키지 두께를 포함한다.
본 발명의 개념에 따른 또 다른 실시예는 표시 패널 시스템을 제공한다. 상기 표시 패널 시스템은 패널; 및 상기 패널로 광을 제공하기 위한 적어도 하나의 발광 다이오드(LED) 패키지를 포함하되, 상기 적어도 하나의 LED 패키지는, 패키지 영역을 포함하는 패키지 몸체; 및 상기 패키지 몸체 내에 배치되는 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)를 포함하되, 상기 적어도 하나의 LED는 상기 패키지 영역의 약 2%와 동일하거나 작은 영역을 차지한다.
본 발명의 개념에 따른 또 다른 실시예는 발광 소자 패키지를 제조하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 패키지 영역을 포함하는 패키지 몸체를 제공하는 것; 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)를 제공하는 것; 및 상기 적어도 하나의 LED가 상기 패키지 영역의 약 2%와 동일하거나 작은 영역을 차지하는 상기 패키지 몸체 내로 상기 적어도 하나의 LED를 배치하는 것을 포함한다.
본 발명의 개념에 따른 실시예들에 따르면, 몸체로 인가되는 스트레스를 감소시킬 수 있으며, LED 패키지의 유효 풋프린트를 감소시킬 수 있다. 더 작은 풋프린트는 LED 패키지들을, 외부 기판상에 더 높은 밀도로 실장될 수 있게 할 수 있다. 또한, 높은 플럭스 밀도 및/또는 더 우수해진 광균일성과 같이 광 성능을 증대시킬 수 있다.
당해 기술에서 숙련된 기술자에게 최상의 모드를 포함하는 본 발명의 주제의 완전하고 이용 가능한 개시가, 첨부된 도면을 참조하여 더욱 구체적으로 이하의 명세서에 더 상세히 설명된다:
도 1은 본 명세서의 발명의 주제에 따른 LED 패키지의 일 실시예의 상부 사시도(perspective top view)를 도시한다.
도 2는 본 명세서의 발명의 주제에 따른 LED 패키지의 일 실시예의 상부 평면도를 도시한다.
도 3은 본 명세서의 발명의 주제에 따른 LED 패키지의 일 실시예의 측면도를 도시한다.
도 4는 본 명세서의 발명의 주제에 따른 LED 패키지의 일 실시예의 하부 사시도를 나타낸다.
도 5는 본 명세서의 발명의 주제에 따른 LED 패키지의 일 실시예의 단면도를 도시한다.
도 6a 및 도 6b는 본 명세서의 발명의 주제에 따른 LED의 일 실시예의 상부 평면도들을 도시한다.
도 7은 본 명세서의 발명의 주제에 따른 LED 패키지의 일 실시예의 상부 평면도를 도시한다.
도 8은 본 명세서의 발명의 주제에 따른 LED 패키지 내에 배치된 리드 프레임의 상부 사시도를 도시한다.
도 9는 본 명세서의 발명의 주제에 따른 LED 패키지의 일 실시예의 단면도를 도시한다.
도 10a 및 도 10b는 본 명세서의 발명의 주제에 따른 LED 패키지의 일 실시예의 측면도들을 도시한다.
도 11은 본 명세서의 발명의 주제에 따른 실장된 LED를 보여주는 LED 패키지의 일부의 단면도를 도시한다.
도 12a 및 도 12b는 본 명세서의 발명의 주제에 따른 LED 패키지의 열적 소자의 실시예들의 측면도들을 도시한다.
도 13a 및 도 13b는 본 명세서의 발명의 주제에 따른 LED 다이 접착 방법의 측면도들을 도시한다.
도 14는 본 명세서의 발명의 주제에 따른 LED 백라이트 시스템을 도시한다.
도 15a 및 도 15b는 본 명세서의 발명의 주제에 따른 LED 백라이트 시스템의 측면도들을 도시한다.
도 16은 본 명세서의 발명의 주제에 따른 LED 백라이트 시스템을 사용하는 조명 패널의 측면도를 도시한다.
본원은 2011년 2월 2일자로 출원된 미국 일부계속특허출원 일련 번호 13/019,812의 우선권 이익을 주장하며 동 명세서 전체 내용이 본 명세서에 참고에 의해 포함된다.
본 명세서의 발명의 주제의 가능한 측면들 또는 실시예들이 설명될 것이며, 하나 이상의 예가 도면에 도시되어 있다. 각 예시는 한정으로서가 아닌 발명의 주제를 설명하기 위하여 제공된다. 사실, 일 실시예의 일부로써 도시되거나 기술된 특징들은 또 다른 실시예에서 사용될 수 있으며, 또 다른 실시예를 생산할 수 있다. 본 명세서 내에서 개시되고 구상된 발명의 주제는 수정과 변동을 포함하는 것으로 의도된다.
다양한 도면들에서 도시된 바와 같이, 예시적인 목적으로 구조들 또는 부분들의 몇몇 크기는 다른 구조들 및 부분들에 비하여 과장되며, 그래서, 본 발명의 주제의 일반적인 구조들을 도시하도록 제공된다. 더욱이, 본 발명의 주제의 다양한 측면들은 다른 구조들, 부분들 또는 이들 모두 상에 형성되어 있는 구조 또는 부분에 관하여 기술된다. 당해 기술에서 숙련된 자들에 의해 이해됨과 같이, 어떤 구조가 다른 구조 또는 부분 표면에("on") 또는 위에 ( "above") 형성되어 있다 언급은 추가적인 구조, 부분 또는 둘 모두가 사이에 개입되어 있을 수 있다는 것을 포함한다. 어떤 구조 또는 부분이 사이에 개입된 구조 또는 부분 없이 다른 구조 또는 부분 표면에(on) 형성되어 있는 것은 본 명세서에서 다른 구조 또는 부분 바로 표면에("directly on")에 형성되는 것으로 기술된다. 유사하게, 소자가 다른 소자와 "연결된(connected)", "접착된(attached)" 또는 "결합된(coupled)" 상태를 언급할 경우, 다른 소자와 직접적인 연결, 직접적인 접착 또는 직접적인 결합이거나, 개입된 소자가 존재할 수 있다. 반대로, 소자가 다른 소자와 "직접적으로 연결된(directly connected)", "직접적으로 접착된(directly attached)" 또는 "직접적으로 결합된(directly coupled)" 경우, 개입된 소자는 존재하지 않는다.
더불어, "표면에", "위에", "상부에", "맨 위에", "하부에" 또는 "맨 아래에"와 같은 상대적인 용어는 명세서 내에서 도면에서 도시된 것처럼 하나의 구조 또는 부분이 다른 구조 또는 부분들과 연결된 관계를 기술한다. ""표면에", "위에", "상부에", "맨 위에", "하부에" 또는 "맨 아래에 와 같은 상대적인 용어는 도면에서 도시된 방향(orientation)뿐만 아니라 소자의 다른 방향도 포함한다. 예를 들면 도면 내 소자를 뒤집으면, 다른 구조 또는 부분 "위에(above)"처럼 기술된 구조 및 부분이 지금은 다른 구조 또는 부분 "아래에(below)"를 향할 수 있다. 유사하게, 도면 내 소자는 축을 따라 회전될 때, 다른 구조 및 부분 "위에(above)"로 기술된 구조 및 부분은, 다른 구조 및 부분의 "옆(next to)" 또는 "~의 왼쪽(left of)"을 향하게 될 수 있다. 유사한 도면 번호들은 전체적으로 유사한 구성 요소들을 나타낸다.
본 명세서 내 기술된 실시예들에 따른 발광 소자는 북 캐롤리나 더럼(North Carolina, Durham)의 크리(Cree, Inc.)사에서 제조되고 판매되는 소자들과 같은, 예를 들어 실리콘 탄화물 기판 같은 성장하는 기판 상에 제조된 3족-5족 질화물(예를 들면, 갈륨 질화물) 기반 발광 다이오드(LED) 또는 레이저를 포함할 수 있다. 예를 들면, 본 명세서 내에서 논의되는 실리콘 탄화물(SiC) 기판들/막들은 4H 폴리타입 실리콘 탄화물 기판들/막들일 수 있다. 그러나, 3C, 6H 및 15R 폴리타입과 같은 다른 실리콘 탄화물 후보 폴리타입이 사용될 수 있다 적절한 SiC 기판은, 본 발명의 주제의 양수인인 북 캐롤리나 더럼의 크리사로부터 이용 가능하다. 그리고 이와 같은 기판을 생산하기 위한 방법은, 본 명세서에 참조로서 포함되며 본 출원의 양수인과 동일한 양수인의 많은 미국 특허(여기에 나열된 것에 한정되지 않음)인 미국특허번호 Re. 34,861, 미국특허번호 4,946,547 및 미국특허번호 5,200,022뿐만 아니라 과학적 문헌에 나와 있다.
본 명세서에서 사용되는 것과 같이, "3족 질화물"이라는 용어는 질소와 주기율표의 3족의 원소-일반적으로 알루미늄(Al), 갈륨(Ga) 및 인듐(In)-하나 이상 사이에서 형성된 반도체 화합물을 가리킨다. 상기 용어는, 또한 GaN, AlGaN 및 AlInGaN와 같은 이원(binary), 삼원(ternary), 및 사원(quaternary) 화합물을 가리킬 수 있다. 3족 원소들은 질소와 결합하여 이원 화합물(예를 들면, GaN), 삼원 화합물(예를 들면, AlGaN), 및 사원 화합물(예를 들면, AlInGaN)을 형성할 수 있다. 상기 화합물은 3족 원소의 총 1몰(mole)과 결합된 질소 1몰로 실험식을 갖는다. 따라서, AlxGa1 - xN에서 1>x>0와 같은 실험식은 상기 화합물을 기술하기 위하여 빈번하게 사용된다. 3족 질화물의 에피택시얼 성장 기술은, 상당히 잘 발전되었고, 적절한 과학적 문헌과 본 출원의 양수인과 동일한 양수인의 미국특허번호 5,210,051, 미국특허번호 5,393,993, 및 미국특허번호 5,523,589에 발표되었으며, 상기 특허들 전체 내용은 본 명세서에 참조로서 포함된다.
본 명세서 내에 개시된 LED들의 다양한 실시예들이 성장 기판을 포함하지만, 당해 기술에서 숙련된 자들은, LED를 포함하는 에피택시얼 막들이 성장하는 결정 에피택시얼 성장 기판이 제거되고, 그로 인해 자립된 에피택시얼 막들이 열적, 전기적, 구조적 및/또는 광학적 특성이 기존 기판보다 우수한 대체 케리어 기판 또는 서브 마운트 상에 실장될 수 있는 것을 이해할 것이다. 본 명세서에 기재된 발명의 주제는 단결정 에피택시얼 성장 기판을 갖는 구조에 한정되지 않으며, 에피택시얼 막들이 오리지널 성장 기판으로부터 제거되고 대체 케리어 기판에 연결되는 구조들에 관련되어 사용될 수 있다.
본 발명의 주제의 몇몇 실시예들에 따른 3족 질화물 기반 LED는 예를 들면, 성장 기판(실리콘 탄화물 기판과 같은) 상에 제조되어, 수평 소자(LED의 동일한 면 상에 두 전기적 콘택을 갖는) 또는 수직 소자(LED의 다른 측면 상에 두 전기적 콘택을 갖는)를 제공할 수 있다. 더욱이, 상기 성장 기판은 제조 후 LED상에 유지되거나 제거(예를 들면, 식각, 그라인딩(grinding), 폴리싱(polishing), 등)될 수 있다. 예를 들면, 성장 기판은 제거되면, 완성되는 LED의 두께의 감소 및/또는 수직 LED를 통한 순방향 전압(forward voltage)을 감소시킬 수 있다. 수평 소자(성장 기판을 갖든 갖지 않든)는, 예를 들면, 케리어 기판 또는 인쇄회로기판(PCB)에 플립칩 본딩(예를 들면, 솔더를 사용하는)되거나, 와이어 본딩될 수 있다. 수직 소자(성장 기판이 있든 없든)는 케리어 기판, 실장 패드 또는 PCB와 연결되는 제1 터미널 솔더와, 케리어 기판, 전기적 소자 또는 PCB와 연결되는 제2 터미널 와이어를 가질 수 있다. 수직 및 수평 LED칩 구조의 예는 버그만(Bergmann) 등의 미국공개번호 2008/0258130과, 에드몬드(Edmond) 등의 미국공개번호 2006/0186418에 개시되어 있으며, 상기 특허들 전체 내용은 본 명세서에 참조로서 포함된다.
고체상 광 LED들은 개별적으로 또는 조합으로 사용될 수 있으며, 선택적으로 하나 이상의 발광 물질(예를 들면, 인광체, 신틸레이터, 루미포르 잉크) 및/또는 필터를 함께 가져 목적하는 지각 색(흰색으로 인식될 수 있는 색들의 조합을 포함)의 광을 재생한다. LED 소자에서 발광 물질(또는 루미포릭으로 불리는)의 포함은 봉지제에 추가하거나, 렌즈에 추가 하거나 또는, LED 상에 직접적으로 코팅함으로써 성취될 수 있다. 분산제 및/또는 굴절률 정합 물질과 같은 다른 물질이 봉지제 내에 배치될 수 있다.
LED는 적어도 부분적으로, 하나 이상의 형광체로 코팅되며, 형광체는 LED 광의 적어도 일부를 흡수하고 상기 광의 다른 파장을 방출하여, LED는 LED 및 형광체의 광의 조합으로 발광한다. 일 실시예에서, LED는 LED 및 형광체의 광 조합으로 백색 광을 발광한다. LED는 다양한 방법들을 사용하여 코팅 및 제조될 수 있는데, 예를 들어 발명의 명칭이 "Wafer Level Phosphor Coating Method and Devices Fabricated Utilizing Method"인 미국특허일련번호 11/656,759 및 11/899,790에 개시된 방법으로 코팅 및 제조될 수 있으며 동 특허출원 내용은 본 명세서에 참조로서 포함된다. 또는 LED는 전기영동증착(electrophoretic deposition: EPD) 같은 다른 방법들을 사용하여 코팅 및 제조될 수 있으며, 적절한 EPD는, 미국특허일련번호 11/473,089 "Close Loop Electrophoretic Deposition of Semiconductor Devices"에 개시되어 있으며 동 특허 내용 전체는 본 명세서에 참조로서 포함된다. 본 발명의 주제에 따른 LED 소자 및 방법은 다른 색들의 다중 LED들을 포함할 수 있으며 LED들 중 하나 이상은 백색으로 발광할 수 있다는 것으로 이해될 수 있다.
도 1 내지 도 16을 참조하면, 도 1 내지 도 5는 일반적으로 10으로 표기된 발광 소자 패키지 예컨대, LED 패키지의 제1 실시예를 도시한다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, LED 패키지(10)는 몸체 구조물 즉 몸체(12), 후속하여 기술되는 열 소자의 상부면 상에 배열되는 하나 이상의 LED 칩들 즉 LED들(14)을 포함할 수 있다. 정전 방전(electrostatic discharge, ESD) 보호 소자(16)를 상기 LED 패키지(10) 내에 배치할 수 있어, ESD 손상으로부터 상기 패키지를 보호한다. 일 측면에서, ESD 보호 소자(16)는 제너 다이오드, 세라믹 커패시터, 과도 전압 억제(transient voltage suppression, TVS) 다이오드, 다층 배리스터, 쇼트키 다이오드, 상기 LED(16)에 역 바이어스를 인가하도록 배열된 다른 LED 및/또는 당해 기술에서 알려진 다른 적당한 ESD 보호 소자를 포함할 수 있다. ESD 보호 소자(16)는 전기 소자 위에 실장될 수 있으며, 다른 전기적 극성의 제2 전기 소자와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 제1 전기 소자는 제1 전기 리드(18)를, 제2 전기 소자는 제2 전기 리드(20)를 포함할 수 있다. 외부 회로 또는 다른 적당한 전류원과 연결될 때, LED패키지 내로 흐르고 하나 이상의 LED들(14)을 발광시키기 위한 전기적 신호 또는 전류를 허용하기 위해서, 제1 및 제2 전기 리드(18, 20) 중 하나는 애노드를 포함하며, 다른 하나는 캐소드를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 전기 리드(18, 20)는 적당한 전기적인 도전 물질로 형성될 수 있다. 일 측면에서, 제1 및 제2 전기 리드(18, 20)는 단일 금속 및/또는 다수의 금속 막을 포함하는 리드 프레임(lead frame)으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 금속은 은, 구리, 백금, 니켈, 및/또는 이들의 조합을 포함하되 이로 한정되지 않는다.
몸체(12)는, 사출 성형과 같은 몰딩 공정을 이용하여, 전기적으로 절연할 수 있는 열가소성 수지 및/또는 열경화성 수지 물질을 사용하여 형성될 수 있다. 폴리머-함유 물질들은 몸체(12)를 형성하기 위해 사용될 수 있으며, 이 폴리머-함유 물질들은 예를 들면, 섬유, 세라믹 또는 합성물 등으로 강화될 수 있다. 몸체(12)는 백색 또는 전체 패키지의 어두운 외형을 최소화하기 위한 밝은 색채일 수 있다. 세라믹 및/또는 합성물은 일 실시예에서, 몸체(12)를 형성하기 위한 폴리머를 대신하여 이용될 수 있다. 사출 성형에 대한 대안으로써, 몰딩의 다른 형태 및/또는 형성 공정(예를 들면, 소결)이 사용될 수 있다. 몸체(12)는 상부(22A) 및 하부(22B)를 포함할 수 있다(예를 들면, 몰딩 다이 부분들(도시되지 않음)의 상부 및 하부에서 각각 형성될 수 있다.) 반사 캐버티(24)는 상부 몰딩 다이에서 중심 돌출부의 반대로서 전기 소자 및 열 소자 둘레에 형성될 수 있다. 일 측면에서, 열 소자는, 그 위에 직접적 및/또는 간접적으로 하나 이상의 LED(14)이 실장된 서멀 열전달 물질(thermal heat transfer material, 26)을 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 하부(22B)는 안쪽으로 경사지며, 금속 리드들의 외부 부분들-예를 들면, 제1 전기 리드(18)에 대응되는 하나 이상의 외부 부분들(28)과 제2 전기 리드(20)에 대응되는 하나 이상의 외부 부분들(30)-로 부터 멀어질 수 있다.
몸체(12)는 몰딩 플라스틱, 고분자, 열경화성 플라스틱, 열가소성 수지, 세라믹, 나일론, 액정 폴리머(liquid crystal polymer, LCP), 또는 폴리비닐 클로라이드(polyvinyl chloride, PVC)으로 구성된 물질들의 그룹으로 선택된 몸체를 포함할 수 있고, 몸체(12)는 열 소자 및 전기 소자를 감싸며 배치될 수 있다. 일 측면에서, 몸체(12)는 백색 플라스틱 물질, 더욱 상세하게, 성형된(molded) 백색 플라스틱 물질을 포함할 수 있다. 일 측면에서, 몸체(12)는 적절한 성형 가능한 물질을 포함할 수 있다. 다른 측면에서, 몸체(12)는 고체상 소자 패키지 애플리케이션을 위해 최적화된 양적 및 질적 특성을 갖는 플라스틱 물질을 포함할 수 있다. 상기 일 측면에서, 플라스틱 물질은, 예를 들면, 폴리아미드 수지와 같은 열 저항 수지와 같은 적절한 유기 폴리머를 포함할 수 있다. 플라스틱 물질은, 내구성을 위한 유리 또는 미네랄 물질과, 반사성을 위한 이산타탄륨과 같은 물질로 채워질 수 있다.
본 명세서 내에서 기술된 것 같이 패키지(10)의 몸체(12)를 위한 플라스틱 물질의 사용은, 경화가 온도에 좌우될 수 있기 때문에, 동작 온도에서 이점을 주는 몸체(12)의 유연함을 감안한 것이다. 이러한 유연함은 몸체(12)가 개선된 신뢰성 및 우수한 수명을 바람직하게 갖도록 한다. 일 측면에서, 플라스틱 물질은 액정 폴리머(LCP)일 수 있다. 일 예에 따르면 최적화된 플라스틱 물질은 예를 들면, 약 110°C보다 큰 유리 전이 온도(Tg)를 가질 수 있다. 상기 유리 전이 온도(Tg)는 예를 들면, 약 115°C 또는 약 120°C보다 클 수 있다. 일 측면에서, 유리 전이 온도는 약 123°C보다 클 수 있다. 본 명세서에 따르면, 최적화된 플라스틱 물질은 또한 녹는점(Tm)이 약 315°C보다 낮을 수 있다. 예를 들면, 녹는점은 약 310°C보다 낮을 수 있다. 예를 들면, 녹는점은 약 300°C보다 낮을 수 있다. 일 측면에서, 녹는점은 약 307°C보다 낮을 수 있다. 약 123°C의 Tg을 갖는 플라스틱 물질은 일반적으로 사용되는 많은 플라스틱보다 높을 수 있어, 상승된 온도에서 증가된 안정성을 갖는 패키지를 허용할 수 있다. 약 307°C의 낮은 Tm 갖는 플라스틱 물질은 더 우수한 유동성을 가질 수 있는데, 이는 녹는점이 일반적으로 사용되는 플라스틱의 녹는점보다 낮고, 플라스틱 몸체를 더 쉽게 성형할 수 있기 때문이다. 몸체(12)를 위해 선택된 플라스틱은 또한 최적화된 질적 특성을 포함할 수 있다. 예를 들면 더 우수한 반사도 유지율(reflectivity retention value)을 나타내며, 열 및/또는 광 노출 시, 퇴색, 열화/또는 황변화 경향이 적은 백색 플라스틱 물질이 선택될 수 있다. 일 측면에서 플라스틱 물질의 반사도는 예를 들면, 90% 이상이며, 그 같은 레벨의 반사도 또는 다른 레벨의 높은 반사도가 시간, 열, 습도 및 청색광의 노출에 대해 유지될 수 있다.
몸체(12)를 위한 플라스틱 물질의 다른 특성 및 특징은 약 1.4% 이상의 신장율(기계적 특성) 또는 1.6% 이상의 신장율을 포함할 수 있다. 일 측면에서, 신장율은 약 1.5% 이상일 수 있다. 또한, 기계적 특성으로서, ASTM D790 규격에 의해 측정된 몸체(12)의 플라스틱 물질의 휨 강도는 약 150 MPa 이하이거나, 약 130 MPa 이하이거나, 약 120MPa 이하일 수 있다. 일 측면에서, ASTM D790규격에 의해 측정된 몸체(12)의 플라스틱 물질의 휨 강도는 약 140Mpa이하일 수 있다. 또한, 기계적 특성으로서, 몸체(12)의 플라스틱 물질의 휨 탄성계수는 약 6.9GPa이하이거나 약 6.5 GPa 이하일 수 있다. 일 측면에서, 몸체(12)의 플라스틱 물질의 휨 탄성계수는 약 6.0GPa이하 수 있다. 또 다른 기계적 특성으로서, ASTM D63 규격에 의해 측정된 몸체(12)의 플라스틱 물질의 인장 강도는 약 100 MPa 이하이거나, 약 90 MPa 이하이거나, 약 80 MPa 이하일 수 있다. 일 측면에서, 몸체(12)의 플라스틱 물질의 인장 강도는 ASTM D638규격에 의해 측정되며 약 75MPa 이하일 수 있다.
계속해서 도 1 내지 5를 참조하면, 몸체(12)는 상부면(36), 하부면(38) 및 하나 이상의 측벽 및 외부 측벽을 포함할 수 있다. 부호 또는 표시 장치가 상부면(36)의 적어도 일부에 배치되어 상기 패키지의 극성을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 노치(notch, N)는 상부 코너 내에 배치되어 LED 패키지(10)의 캐소드 및/또는 애노드를 나타낼 수 있으며, 필요하다면 공정에서 유용하게 사용될 수 있다. 일 측면에서, 몸체(12)는 4개의 측벽(40, 41, 42, 43)을 포함할 수 있다. 측벽들(40, 41, 42, 43)은 동일하거나 다른 길이를 포함할 수 있다. 일 측면에서, 측벽들(40, 41, 42, 43)은 실질적으로 정사각형, 직사각형, 원형 또는 임의의 적절한 다른 형태의 패키지 몸체(12)를, 그리고 대응하는 풋프린트(footprint)를 형성할 수 있다. 예시적으로, 직사각형 패키지(10)가 도시되며, 마주하는 측벽들은 실질적으로 동일한 길이를 갖는다. 예를 들면, 제1 측벽(40)과 이와 마주하는 제3 측벽(42)은, 실질적으로 동일하거나 유사한 길이를 가지되, 상기 길이는 하나 이상의 인접한 측벽들보다 길 수 있다. 유사하게, 제2 측벽(41)과 이와 마주하는 제4 측벽(43)은 실질적으로 동일하거나 유사한 길이를 가지되, 상기 길이는 하나 이상의 인접한 측벽들보다 짧을 수 있다. 제2 및 제4 측벽(41, 43)은 상기 제1 및 제3 측벽(40, 42)과 각각 인접하게 배치될 수 있다.
전술한 바와 같이, 몸체(12)는 반사 캐버티(24)를 정의할 수 있다. 반사 캐버티(24)는 측벽들(40, 41, 42, 43)과 실질적으로 동일한 형태이거나 다른 적당한 형태를 포함할 수 있다. 예를 들면, 반사 캐버티(24)는 실질적으로 정사각형, 직사각형, 원형이거나 다른 적당한 형태의 캐버티를 포함할 수 있다. 단지 예시이며 이것으로 한정되지 않으며, 도시된 바와 같이 반사 캐버티(24)는 하나 이상의 인접한 벽들을 연결하는 실질적으로 만곡된 코너들(curved corners, 44)을 갖는 직사각형의 캐버티이다. 선택적으로 코너들(44)은 실질적으로 직사각의 코너들이거나 다른 적절한 형태를 포함할 수 있다. 반사 캐버티(24)는, 길이에서 인접한 벽들보다 길 수 있는 두 개의 마주보는 벽을 포함할 수 있다. 반사 캐버티(24)는 몸체(12)의 상부면(36)에서 정의될 수 있으며, 캐버티 바닥(46)으로 연장할 수 있다. 반사 캐버티(24)는 상부면(36) 및 캐버티 바닥(46) 사이에서 배치되거나 일 각도로 경사질 수 있다. 캐버티 바닥(46)은 실질적으로 열 및 전기 소자와 실질적으로 동일한 평면일 수 있거나, 적어도 일부는 상기 소자들의 상부 및/또는 하부에 배치될 수 있다. 캐버티 바닥(46)은, 열 및 전기 소자의 일부를 전기적으로 및/또는 열적으로 절연하기 위하여 적절하게 배치될 수 있는 몸체(12)의 일부를 포함할 수 있다. 일 측면에서, 상기 열 소자는 상기 전기 소자로부터 완전하게 전기적으로 및/또는 열적으로 격리될 수 있다. 아래에서 도 7과 관련하여 몸체(12)의 특정 차원(specific dimension)이 도시되고 설명된다.
도 1 내지 도 5에 따르면, LED 패키지(10)는 하나 이상의 전기 및 열 소자를 포함할 수 있다. 전기 소자는 전기 리드들(18, 20)을 포함할 수 있으며, 전기 리드들(18, 20)은 일체로 형성되며 연장하는 외부 부분들(28, 30)을 포함할 수 있다. 열 소자는 예를 들면, 패키지 몸체(12)의 반사 캐버티(24)의 하부 바닥 상에 배치된 히트 슬러그(heat slug)와 같은, 열 전달 물질(26) 또는 열 전달 기판을 포함할 수 있다. 반사 캐버티(24)는 선택적으로 반사 물질로 코팅될 있고 그리고/또는 봉지제(E)로 목적하는 레벨까지 채워질 수 있다. 도 1에서, 점선은 반사 캐버티(24) 내에 채워질 수 있는 봉지제(E)의 제1 레벨을 도시한다 즉, 봉지제(E)는 반사 캐버티(24)의 상부와 실질적으로 동일한 레벨까지 채울 수 있거나, 선택적으로 당해 기술에서 알려진 것처럼 반사 캐버티(24)의 적당한 레벨까지 채울 수 있으며, 볼록하거나 오목한 표면을 가질 수 있으며, 심지어 반사 캐버티(24) 위로 초과하거나 연장할 수 있다. 봉지제(E)는 당해 기술에서 알려진 적절한 물질을 포함할 수 있으며, 선택적으로 LED(14)에 의해 발광된 광과 반응하는 인광 물질 또는 루미포르(lumiphor)를 포함함으로써, LED들(14)에 의해 발광되는 광과 반응하고, 상이한 파장 스펙트럼의 광을 방출할 수 있다.
열 전달 물질(26)은 단일 금속, 합금 및/또는 이들의 조합 또는 막들을 포함할 수 있다. 열 전달 물질(26)은 당해 기술에서 알려진 적당한 열 도전 물질(thermally conducting material)을 포함할 수 있다. 열 전달 물질(26)은 하나로 완전하게 형성되거나 선택적으로, 예를 들면, 열 도전 물질의 베이스 부분에 접착되고 연장되는 돌출부(162, 도 12A)와 같이, 당해 기술 분야에서 알려진 바와 같이 함께 조립된 몇 개의 부분을 포함할 수 있다. 열 전달 물질(26)은 열 전달 소자의 적절한 형태를 포함할 수 있다. 일 측면에서, 열 전달 물질(26)은 열을 다른 구조로 전달하기 위한 중계 열적 구조(intermediary thermal structure)일 수 있다. 예를 들면, 열 전달 막 또는 열을 더욱 더 소실시키기 위한 외부 소스(도시되지 않음)의 히트 싱크(heat sink)일 수 있다. 예를 들면, 외부 소스는 PCB, 금속-코어 인쇄회로보드(metal-core printed circuit board, MCPCB) 또는 다른 적절한 소스 또는 기판을 포함할 수 있다. 몇몇 측면에서, 외부 소스는, 도 14 내지 도 16에 도시된 바와 같이 백라이트 시스템 또는 다른 표시 패널 시스템의 기판을 포함할 수 있다. 일 측면에서, 열 전달 물질(26)은 실제 히트 싱크와 같이 다른 열 전달 소자와 열적으로 효율적으로 연결되지 않으면 제한된 열용량을 나타내며 빠르게 가열할 수 있는 열 구조를 포함할 수 있다.
하나 이상의 도전 와이어들(15)을 사용하여 LED(14) 및 ESD 보호 소자(16)를 와이어 본딩하여 LED(14) 및 ESD 보호 소자(16)를 전기 소자들과 전기적으로 연결할 수 있다. 몇몇 측면에서, 더 얇은 패키지 및 더 얇은 패키지에 기여하는 얕은 반사 캐버티 깊이를 갖는 패키지를 가능하게 하기 위하여, LED(14) 및 ESD 보호 소자(16)는 역방향 와이어 본딩될(reverse wire bonded) 수 있다. 열 전달 물질(26)은 적어도 부분적으로 전기적 및/또는 열적으로 패키지의 전기 소자들과 분리될 수 있다. 일 측면에서, 열 전달 물질(26)은 몸체(12)의 하나 이상의 절연부(32)에 의해 금속 리드들(18, 20)과 완전하게 전기적 및/또는 열적으로 분리될 수 있다. 열 전단 물질(26)의 노출된 하부면(34)은 몸체(12)의 하부면(38)으로부터 연장할 수 있다. 노출된 하부면(34)은 금속 리드들(28, 30)의 외부 부분들의 하부면들과 동일 평면일 수 있다. 열 전달 물질(26)은 LED(14) 및 LED 패키지(10)로부터 열을 전도할 수 있으며, 이로써 그것으로부터 열 소실 개선시킬 수 있다. 일 측면에서, 하나 이상의 LED(14)가 LED들과 열 전달물질(26) 사이에 정렬된 추가적 서브마운트(submount, 도시되지 않음) 상에 실장될 수 있다.
전기 소자들은 리드 프레임으로부터 형성된 제1 및 제2 전기 리드(18, 20)를 포함할 수 있다. 상기 리드 프레임은 LED들(14)로 LED들(14)을 조명하기에 충분한 전류를 공급하는 애노드 및 캐소드 연결부들로 기능할 수 있다. 일 측면에서, 전기 리드들(18, 20)은 금속 또는 당행 기술에서 알려진 다른 적당한 전기적 도전 물질을 포함할 수 있다. 제1 전기 리드(18)는 몸체(12)로부터 연장하는 하나 이상의 외부 부분(28)을 포함할 수 있다. 제2 전기 리드(20)는 마주보는 측면에서, 예를 들면, 제2 및 제4 측면(41, 43)에서 몸체(12)로부터 연장하는 하나 이상의 외부 부분(30)을 포함할 수 있다. 외부 부분들(28, 30) 각각은 거울상 또는 다른 형태를 포함할 수 있다. 예시적으로, 외부 부분들(28, 30)은 거울상으로서 도시된다. 외부 부분들(28, 30)은 몸체(12)의 측면들로부터 외부로 연장한 수직부들(48)을 포함할 수 있다. 일 측면에서, 외부 부분들은 몸체의 마주보는 측면들로부터 패키지의 중심부로부터 외부로 연장할 수 있다. 각 수직부(48)는 외부면 측면에서 몸체(12)로부터 연장하고, 몸체(12)의 하부면(38) 아래로 연장할 수 있는 선형부(50)로 전환되며, 열 소자(26)로 향할 수 있다. 외부 부분들(28, 30)이 마주보는 면들 상에 배치된 경우, 선형부들(50)은 안으로 돌아서 서로를 마주할 수 있다. 제1 밴드(bend, 52)는, 외부 부분들(28, 30)이 첫 번째로 LED 패키지(10)로부터 돌출되는 측벽들에 인접하게 배치될 수 있다. 각 수직부(48)는 제2 밴드(54)에서 선형부(50)를 형성하기 위해 전환될 수 있다. 제2 밴드(54)는 수직부(48) 아래에 배치될 수 있으며, 수직부(45)에서 선형부(50)로 수직하게 전환될 수 있다. 이러한 형상은 "J-밴드(J-bend)" 형태 리드 구성으로 언급될 수 있다. 솔더로써 또는 다르게 적절하게 연결될 때, 선형부(50)는 외부 소스와 전기적으로 연결할 수 있다. 예시적으로 "J-밴드" 형태 리드 구성이 도시되며, 그러나, 다른 리드 구성의 적절한 형태가 본 명세서 내에서 고려될 수 있다. 외부 부분들(28, 30)은 전기적 전류 소스 및 외부 히트 싱크와 솔더로 또는 다르게 연결될 수 있음으로써, 하나 이상의 LED들(14)의 동작을 허용할 수 있다.
도 3을 참조하면, 하나 이상의 리세스(R)는 몸체(12)의 외부 측벽들 내에 정의되는데, 이곳에 인접한(예를 들어 아래에) 위치에서 리드들(28, 30)의 외부 부분들이 외부 측벽들을 따라 신장한다. 상기 리세스들(R)은 몸체(12)의 하부면(22B) 내에 배치될 수 있으며, 열 전달 물질(26)을 향해 안쪽으로 경사질 수 있으며, 리드들의 외부 부분들(28, 30) 내 제1 밴드(52) 아래일 수 있다. 각 리세스(R)는 대응하는 외부 측벽-예를 들면, 외부 벽들(41, 43)-에 대해서 깊이를 가질 수 있다. 각 리세스(R)의 깊이는 바람직하게, 적어도 전기 리드들의 평균 두께만큼을 가질 수 있다. 리세스들(R)은 다중 효과들을 제공할 수 있다. 첫째, 리세스들(R)은 제1 밴드(52) 바로 아래의 물질을 제거할 수 있어, 리드 프레임(100, 도 8 참조)이 몸체(12) 내에 보유된 후 제1 밴드들(52)이 형성될 때, 몸체(12)로 인가되는 스트레스를 감소시킬 수 있다. 둘째, 리세스들(R)은 제1 밴드(52) 각각이 더 작은(tighter) 밴딩 반경을 갖도록 하며, 휜 부분(52)이 외부로 확장하는 것을 감소시키거나 제거함으로써, LED 패키지(10)의 유효 풋프린트를 감소시킬 수 있다. 더 작은 풋프린트는 패키지(10)와 같은 LED 패키지들을, 외부 기판-예를 들면, 패널 표시 시스템의 패널-상에 더 높은 밀도로 실장될 수 있게 할 수 있다. LED 패키지들(10)은 랑베르 반사면(Lambertian reflector) 또는 감소된 홀 공간(예를 들면, LCD 표시 장치와 같은 투과형 표시 장치 내)을 갖는 산광기(diffuser)와 선택적으로 오버랩됨으로써, 높은 플럭스 밀도 및/또는 더 우수해진 광균일성과 같이 광 성능을 증대시킬 수 있다.
도 3은 LED 패키지 몸체(122)의 상부면(36)으로부터 전기 리드의 선형부(50)의 하부면까지 측정된 패키지 두께(T)를 도시한다. 패키지 두께(T)는 적당한 두께를 가질 수 있다. 일 측면에서, 두께(T)는 최적화되며 박막화 패키지일 수 있지만 이로 한정하지 않되, 예를 들면 0.86mm와 실질적으로 동일하거나 작을 수 있다. 두께(T)는 예를 들면, 0.5mm 두께의 열 전달 물질과 같은 다소 두꺼운 열 전달 물질(26)을 유지하고 LED(14)가 배치되는 반사 캐버티(24) 공간을 최적화는 것에 의해 산업 표준 밝기 및 열 방산을 유지함에 의해 최적화될 수 있다. 예를 들면, 반사 캐버티(24)의 깊이는 더 작은 칩 및/또는 역방향 와이어 본딩을 사용함으로써 감소될 수 있다. 패키지 두께(T)는 적어도 부분적으로 반사 캐버티(24) 및 여기에 배치된 패키지 LED(14)의 두께를 가질 수 있다. 더불어, 패키지 두께(T)는 열 전달 물질(26)의 치수에 적어도 부분적으로 대응될 수 있다.
도 4는 LED 패키지(10) 및 열 전달 물질(26)의 하부면(34)의 하부 평면도를 도시한다. 몸체(12)의 하부면(38)은 참조번호 56으로 표시된 하나 이상의 리세스된 부분을 포함할 수 있으며, 전기 리드들(18, 20)의 외부 부분들(28, 30) 아래에 배치될 수 있다. 리세스된 부분들(56)은 접착 물질-예를 들면, 솔더 및/또는 플럭스-의 오버플로우(overflow)가, LED 패키지(10)를 외부 기판 예를 들면, 백라이트 및/또는 패널 표시 시스템에 사용되는 기판에 부착할 때, 리세스된 부분 내로 이동하는 것을 허용할 수 있다. 몇몇 예시에서, 몸체(12)의 적어도 일부는 열 전달 물질(26)의 일부에 인접하게 성형될 수 있다. 예를 들면, 도 4는 열 전달 물질(26) 위에 및/또는 인접하게 성형되거나 또는 다른 방식으로 배치된 몸체 물질을 갖는 열 전달 영역의 하나 이상의 코너부들(58)을 도시한다. 전기 리드들(18, 20)의 외부 부분들(28, 30) 각각은, LED 패키지(10)의 코너의 안쪽에(inboard) 배치될 수 있다. 예를 들면, 전기 리드들(18, 20)의 외부들(28, 30) 각각은, 패키지(10)의 중심축(A)의 양측 면 상에 배치된 적어도 두 개의 외부 부분들을 포함할 수 있으며, 열 전달 물질(26)을 향해 안쪽으로 그리고 서로를 향해서 연장할 수 있다. 일 측면에서, LED 패키지(10)는 측면당 신장하는 적어도 두 개의 외부 부분(28, 30)을 포함하는데, 각 외부 부분이 패키지의 하부면(38) 상에 배치되고 리세스된 부분들(56) 내에 적어도 일부가 배치되도록 굽을 수 있다.
도 5는 도 2의 LED 패키지(10)를 5-5선을 따라 절단했을 때의 LED 패키지(10)의 단면도를 도시한다. 도 5는 반사 캐버티(24)를 정의하는 몸체(12)를 도시한다. 반사 캐버티(24)는 캐버티 바닥(46)을 포함할 수 있다. 일 측면에서, 캐버티 바닥(46)은 열 전달 물질(26)의 상부면(60)과 동일 평면에 있을 수 있다. 일 측면에서, 캐버티 바닥(26)은 제1 및 제2 전기 리드(18, 20)의 제1 및 제2 상부면(62, 64)과 각각 동일 평면일 수 있다. 일 측면에서, 캐버티 바닥(26)은 상부면(60)과 상부면들(62, 64) 각각과 동일 평면일 수 있다. 전술한 바와 같이, 몸체(12)는 당해 기술에서 알려진 적당한 물질을 포함할 수 있으며, 열 및 전기 소자 주위에 형성되어 열 및 전기 소자들을 감쌀 수 있다. 봉지제(E)는 반사 캐버티(24) 내 적당한 레벨에 배치될 수 있고, 봉지제(E)는 선택적으로 형광체 또는 루미포르를 포함할 수 있다. 예시적으로, 봉지제(E)는 몸체(12)의 상부면(36)과 반사 캐버티(24)의 상부와 실질적으로 동일한 평면으로 도시지만, 반사 캐버티(24)의 상부 위의 또는 아래의 레벨로 채워질 수 있으며, 목적하는 바에 따라 오목하거나 볼록한 표면을 포함할 수 있다.
또한, 전기 리드들(18, 20) 사이에 적어도 일부가 배치될 수 있는 열 전달 물질(26)이 도 5에서 도시된다. 다른 측면들에서, 열 전달 물질(26)은 전기 리드들(18, 20)에 대하여 적당한 형태로 배치될 수 있다. 전기 리드들(19, 20)은 스탬프될(stamped) 수 있으며, 열 전달 물질(26)보다 얇은 부분을 가질 수 있다. 일 측면에서, 열 전달 물질(26)은 캐버티 바닥(46)으로부터 LED 패키지의 하부면(22B) 전체를 따라 연장하는 일 두께를 가질 수 있다. 열 전달 물질(26)은 LED 패키지(10)의 하부 표면(38)으로부터 연장될 수 있으며, 제1 및 제2 전기 리드(18, 20) 각각의 선형부들(50)의 바닥면들과 평행한 면으로 연장할 수 있다 일 측면에서, 열 전달 물질(26)은 0.5mm의 두께를 가질 수 있다. 일 측면에서, 패키지의 두께(T)는 0.86mm일 수 있다. 그래서 열 전달 물질(26)은 패키지 두께의 약 60% 이하일 수 있어서, 우수한 열 관리 특성들을 유지한다. 다른 측면들에서, 열 전달 물질(26)은 패키지 두께의 50% 이하일 수 있다. 열 전달 물질(26)은, 측벽을 따라 정의되는 적어도 하나의 측면 돌출부(66)를 포함할 수 있다. 측면 돌출부(66)는 전기 소자 예를 들면, 인접한 제1 및 제2 전기 리드(18, 20) 각각에 인접하게 배치될 수 있다. 일 측면에서, 열 전달 물질(26)은, 마주하는 측벽들을 따라 정의되는 마주하는 측면 돌출부들(66)을 포함할 수 있다. 그래서 돌출부들(66)은 몸체부(12) 내로 연장한다. 측면 돌출부들(66)은 몸체(12)에 의해 열 전달 물질이 유지되는 것을 보장할 수 있으며, 또한, 잠재적 누설 전류를 감소시킬 수 있다. 상기 잠재적 누설 전류의 예로는, LED 패키지(10)의 제조 중 솔더의 누설 전류, 또는 LED 패키지(10)의 동작 중에 몸체(12) 및 열 전달 물질(26) 사이 계면을 따라 반사 캐버티(24) 내에 배치된 봉제부(E)의 누설 전류를 들 수 있다. 열 전달 물질(26)의 측벽들을 따라 (형성된) 상기 돌출부(66)는 수량, 크기, 형태 및 방향(예를 들면, 경사진 위 방향 또는 아래 방향, 도 12a 및 12b)에서 다양할 수 있다. 열 전달 물질(26)은 적어도 부분적으로 전기적으로 및/또는 열적으로 제1 및 제2 리드(18, 20) 각각과 분리될 수 있다. 예시적으로, 도 5는 열 전달 물질(26)이 몸체(12)의 하나 이상의 절연부(32)에 의해 제1 및 제2 전기 리드(18, 20)와 완전하게 전기적으로 절연되고 분리된 것을 보여준다.
도 5는 제1 및 제2 전기 리드(18, 20)의 마주하는 외부 부분들(28, 30) 적어도 한 세트를 도시하며, 상기 외부 부분들(28, 30)은 전기 리드들(18, 20)과 통합적으로 형성되고 마주보는 측벽들로부터 연장한다. 외부 부분들(28)은, 외부들(28, 30)에서 수직부(48)로 전환시키는 제1 밴딩(52)을 포함할 수 있다. 수직부(48)는 제2 밴드(54)에서 휘어질 수 있으며, 수직하게 변환되어 선형부(50)를 형성할 수 있다. 수직부(48)는 몸체(12)의 하부(22B)를 따라 아래로 연장할 수 있다. 제1 및 제2 전기 리드(18, 20)의 마주하는 선형부들(50)은 열 전달 물질(26)을 향해 안쪽으로, LED 패키지(10)의 중심 방향으로 각각 안쪽으로 연장할 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 LED 패키지(10)의 다른 실시예들을 도시한다. 예를 들면, 도 6a는 일반적으로 70으로 지정되며 형x태 및 기능에서 LED 패키지(10)와 유사한 LED 패키지를 도시한다. 그러나, LED 패키지(70)는 열 전달 물질(26) 상에 병렬로 실장된 적어도 두 개의 LED(14)를 포함한다. 즉, LED 패키지(70)는 병렬로 전기적으로 연결된 적어도 두 개의 LED(14)를 포함할 수 있다. 적어도 두 개의 LED(14)는 하나 이상의 와이어 본드들(15)을 통해 제1 및 제2 전기 리드(18, 20)와 전기적으로 각각 연결될 수 있다. 일 측면에서, 적어도 두 개의 LED(14)는 병렬로 연결된 LED들(14)의 어레이를 포함할 수 있다.
도 6b는 전기적으로 직렬로 연결된 적어도 두 개의 LED(14)를 포함하는, 일반적으로 80으로 지정되는 LED 패키지를 도시한다. LED 패키지(80)는 형상 및 기능에서 LED 패키지(10)와 유사할 수 있다. 그러나, LED 패키지(80)는 열 전달 물질(26) 상에서 직렬로 실장된 적어도 두 개의 LED(14)를 포함할 수 있다. 즉, LED 패키지(80)는 적어도 두 개의 LED(14)를 포함하되, 두 개의 LED(14) 중 제1 LED는 제1 전기 리드(18)와 전기적으로 연결되며, 두 개의 LED(14) 중 제2 LED는 제2 전기 리드(20)와 전기적으로 연결된다. 적어도 두 개의 LED(14)는 전기적 도전 와이어 본드를 사용하여 서로 전기적으로 연결된다. LED들(14)이 직렬로 연결될 때, 전기 전류 또는 신호가 직렬 연결에서 단락되지 않도록 이전의 LED(preceding LED)의 전기 터미널이 다음 LED(subsequent LED)의 반대 극성 전기 터미널과 전기적으로 연결되는 것이 중요하다. 일 측면에서, 적어도 두 개의 LED(14)는 직렬로 연결된 LED들의 어레이를 포함할 수 있다.
도 7은 일반적으로 90으로 표기된 LED 패키지의 상부 평면도이다. LED 패키지(90)가 하나의 LED(14)를 갖는 것으로 계략적으로 도시되었지만 하나 이상의 LED(14)를 구비할 수 있다. LED 패키지(90)는 패키지들(10, 70, 80) 중 어느 하나 일 수 있다. LED(14)는, 하기에서 논의되는 표 1에서 측정 데이터에 따른 적당한 측정값일 수 있는 X로 표기된 길이와 Y로 표기된 폭을 가질 수 있다. LED 패키지(90)는 패키지 그 스스로의 다양한 차원을 도시한다. 예를 들면, 길이, 폭, 두께 및 면적과 같은 통상적인 차원은 도 7에서 도시되고 하기 도 1에서 개시된 것들일 수 있다.
표 1
차원
기호		 차원의 종류 간략 측정 범위
(mm)
L1 전기 리드들의 일부를 포함하는 전체 패키지 길이 6 내지 7
L2 패키지 몸체의 길이 5.7
L3 몸체의 상부면에서 측정된 캐버티의 길이 5.4
L4 캐버티 바닥의 길이 3.47
L5 반사 캐버티의 외부에 배치된 몸체의 상부면의 길이 0.15
L6 열 전달 물질의 상부면의 길이 1.97
L7 코너 길이 0.3
W1 전체 패키지 몸체의 폭 2 내지 3
W2 몸체의 상부면에서 측정된 반사 캐버티의 폭 2.7
W3 캐버티 바닥의 폭 1.7
*T 패키지 전체 두께 0.86
* 는 도 3, 5 및 9에서 도시된 두께 범위를 나타냄
표 1은 LED 패키지(10)에 대한 가능한 길이 및 폭 범위를 도시한다. 일 측면에서, 6mm x 3mm 패키지로부터 계산될 때, 전체 패키지 영역(L1 x W1)은 약 18mm일 수 있다. 다른 측면에서, 약 7mm x 2mm 패키지로부터 계산될 때 전체 패키지 폭은 14mm일 수 있다. LED(14)로서 어떠한 LED 칩의 형태, 크기 및 구조든 LED 패키지(90)에서 사용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 하나 이상의 LED(14)가 LED 패키지(90) 내에 배치될 수 있다. LED(14)는 다양한 길이 및 폭- (i) 300 μm x 300 μm, (ii) 500 μm x 500 μm, (iii) 520 μm x 700 μm, 및 (iv) 430 μm x 580 μm-를 가질 수 있으며, 표 1에 도시된 것들로 한정되지 않는다. LED(14)의 적절한 크기는 어떤 것이든 사용될 수 있다. 더 두꺼운 LED들(14)이 사용될 때, 전체 패키지 두께(T)는 약 0.97mm 또는 1.08mm 또는 패키지 내에 배치된 LED들의 두께에 따는 두께일 수 있다.
LED 패키지(90)는 다양한 길이, 폭 및 두께를 가질 수 있으며, 통상적인 패키지들 내 LED들보다 더 작은 LED들-LED(14)와 같은-을 가질 수 있다. 예를 들되, 이것으로 한정되지 않으며, 표 2는 다양한 크기 및 LED 패키지(90)에 대한 치수의 비율을 도시한다.
표 2
패키지
구성		 패키지 구성
간략 크기
(L x W (mm))		 LED
간략 크기
(L x W (mm))		 패키지 구성에
대한 LED 비율		 패키지 구성의
LED 차지 %
패키지 영역
(L1 x W1, 도 7) 		6 x 3 520 x 700
(=364,000)		 0.020 2.02
6 x 3 500 x 500
(=250,000)		 0.014 1.39
6 x 3 430 x 580
(=249,500)		 0.014 1.39
6 x 3 300 x 300
(=90,000)		 0.005 0.50
7 x 2 520 x 700 0.026 2.60
7 x 2 500 x 500 0.018 1.79
7 x 2 430 x 580 0.018 1.78
7 x 2 300 x 300 0.006 0.64

캐버티 바닥 영역
(L4 x W3, 도 7) 		3.47 x 1.7 520 x 700 0.062 6.17
3.47 x 1.7 500 x 500 0.042 4.24
3.47 x 1.7 430 x 580 0.042 4.23
3.47 x 1.7 300 x 300 0.015 1.53
도 2는 다른 크기의 패키지들에서, 패키지에 대한 가능한 LED(14)의 비율을 도시하되, 예시적이며 이것으로 한정되지 않는다. 약 6 x 3mm 패키지에서, 패키지 내에 적어도 하나의 LED가 배치되는 경우, LED(14)는 전체 패키지 크기에 약 0.5 내지 2% 사이 범위일 수 있다. 즉, 표 2에서, LED의 대략적 크기를 지시하는 컬럼(column)은 하나의 LED 칩에 대한 길이 및 폭이다. 두 개 이상의 LED들이 패키지 내에 사용될 때, 상기 비율들은 변화할 수 있다. 일 측면에서, LED(14)는 전체 패키지 크기의 약 5% 이하일 수 있다. 다른 측면에서, LED(14)는 전체 패키지 크기의 약 3% 이하일 수 있다. 또 다른 측면에서, LED(14)는 전체 패키지 크기의 약 2% 이하일 수 있다. 또 다른 측면에서, LED(14)는 전체 패키지 크기의 1% 이하일 수 있다. 6 x 3mm 패키지 크기와 유사한 통상적인 패키지에서, LED(14)과 같은 LED는 일반적으로 전체 패키지 크기의 평균 약 2% 이상일 수 있다.
본 명세서의 발명의 주제에 따르면, 약 7 x 2mm 패키지에서 적어도 하나의 LED(14)가 패키지 내에 배치될 때, LED(14)와 같은 LED는 전체 패키지 크기의 약 0.64% 내지 2.6% 사이의 범위일 수 있다. 일 측면에서, LED(14)는 전체 패키지 크기의 약 5% 이하 범위일 수 있다. 또 다른 측면에서, LED(14)는 전체 패키지 크기의 약 3% 이하 범위일 수 있다. 또 다른 측면에서, LED(14)는 전체 패키지 크기의 약 2% 이하 범위일 수 있다. 또 다른 측면에서, LED(14)는 전체 패키지 크기의 약 1% 이하 범위일 수 있다.
유사하게, 약 3.47 x 1.7mm의 직사각형 캐버티 바닥에 대하여, 하나의 LED(14)는 캐버티 바닥을 포함하는 영역의 1.53% 내지 6.17% 사이 범위일 수 있다. 즉, 일 측면에서, LED(14)는 캐버티 바닥의 약 6.5% 이하이거나 동일할 수 있다. 다른 측면에서, LED(14)는 캐버티 바닥의 약 5% 이하일 수 있다. 또 다른 측면에서, LED(14)는 캐버티 바닥의 약 3% 이하일 수 있다. 또 다른 측면에서, LED(14)는 캐버티 바닥의 약 2% 이하일 수 있다. 또 다른 측면에서, LED(14)는 캐버티 바닥의 약 1% 이하일 수 있다. 또 다른 측면에서, LED(14)는 캐버티 바닥의 약 0.5% 이하일 수 있다.
도 8은 일반적으로 100으로 표기된 리드 프레임의 일 실시예를 도시하되, 상기 리드 프레임(100)은 LED 패키지(10) 내에 배치되고 몇몇 측면에서, 몰딩될 수 있다. 리드 프레임(100)은 적어도 하나의 열 소자 및 하나 이상의 전기 소자를 포함할 수 있다. 열 소자는 열 전달 물질(26)을 포함할 수 있으면, 전기 소자는 제1 및 제2 리드(18, 20)를 포함할 수 있다. 도 8은 제1 및 제2 전기 리드(18, 20) 사이에 적어도 일부가 배치된 열 전달 물질(26)을 도시한다. 어떤 적절한 배열이라도 고려된다. 제1 및 제2 전기 리드(18, 20)는 하나 이상의 외부 부분(28, 30)으로 근위 가장자리에서 밖으로 신장할 수 있다. 예를 들면, 제1 전기 리드(18)는 열 전달 물질(26)에 인접하게 배치된 근위 가장자리(112)를 포함할 수 있다. 제1 전기 리드(18)는 제1 어퍼쳐(first aperture, 114) 근처로 연장하여 적어도 두 개의 외부 부분(28)을 형성할 수 있다. 제1 전기 리드(18)는 다중 어퍼쳐들(114) 근처로 연장되어 다수의 외부(28)를 형성할 수 있다. 각 외부 부분들(28)은 전술한 바와 같이, 외부로 휘어 선형부와 수직인 수직부를 형성할 수 있으며, 예를 들면, 열 전달 물질(26)의 하부면 방향으로 안쪽으로 밴딩된 J-밴드 형태를 형성할 수 있다. 외부 부분들(28)은 열 전달 물질(26)로부터 멀리 위치하는 말단부들(116)을 포함할 수 있다. 상기 말단부들(116)은 다수의 리드 프레임(100)을 포함하는 금속층으로부터 갈라지거나(sheared) 분리될 수 있다.
유사하게, 제2 전기 리드(20)는 열 전달 물질(26)에 인접하게 배치된 근위 가장자리(118)를 포함할 수 있다. 제2 전기 리드(20)는 제2 어퍼쳐(120) 근처로 연장되어 적어도 두 개의 외부 부분(30)을 형성할 수 있다. 제2 전기 리드는 다중의 어퍼쳐들(120)에 인접하게 연장하여, 다수의 외부 부분(30)을 형성할 수 있다. 각 외부 부분들(30)은 전술한 바와 같이 외부로 휘어 선형부와 수직인 수직부를 형성할 수 있으며, 열 전달 물질(26)의 하부면 방향으로 안쪽으로 밴딩하는 J-밴드 형태를 형성할 수 있다. 상기 외부 부분들(28 및/또는 30)의 밴딩은 몸체 구조의 형성 후에 수행될 수 있다. 외부 부분들(30)은 열 전달 물질(26)로부터 멀게 위치한 말단부들(122)을 포함할 수 있다. 열 전달 물질(26)은 하나 이상의 종단부(124)를 포함할 수 있으며, 상기 종단부들(124)은 리드 프레임들(100)의 층으로부터 갈라지거나(sheared) 단층화될 수 있다. 열 전달 물질(26)의 종단부들(124)은 측벽들 예를 들면, LED 패키지(10)의 벽들(40, 42)에 실질적으로 닿도록 갈라질(sheared) 수 있다.
도 8을 계속해서 참조하면, 제1 및 제2 어퍼쳐(144, 120) 각각은 다양한 효과들을 제공할 수 있다. 예를 들면, 제1 및 제2 어퍼쳐(114 및/또는 120)의 적어도 일부는 몸체 물질로 적어도 부분적으로 채워질 수 있다. 이것은 몸체(12) 내에 제1 및 제2 전기 리드(18, 20)를 견고하게 유지하는 것을 촉진할 수 있다. 게다가, 제1 및 제2 어퍼쳐(144, 120)는 휘어져서 제1 및 제2 밴드(52, 54)를 형성하게 하는 리드 물질(예를 들면, 금속)의 양을 감소시킬 수 있다. 이것은 휘게 하는 힘의 양을 감소시킬 수 있고, 이는 특히 전기 리드들(18, 20) 둘레에 몸체(12)을 몰딩하거나 또는 다른 방식으로 위치시킨 후에 제1 및 제2 밴드들(52, 54)이 형성되는 경우, 더 바람직하다. 바람직하게, 밴딩이 충분하게 수행될 수 있어, 제1 및 제2 전기 리드(18, 20)의 외부 부분(28, 30)이 몸체(12)의 하부면(38)의 리세스들(56) 내로 적어도 부분적으로 위치할 수 있다.
도 9는 일반적으로 130으로 표기된LED 패키지의 단면도의 또 다른 실시예를 도시한다. 도 9는 도 5에서 도시된 형상 및 기능과 유사할 수 있으나, 도시된 바와 같이, 다운-셋(down-set) 표면이라고도 알려진, 열 소자가 열 전달 물질의 상부면 내에 배치된 리세스된 표면을 포함할 수 있다. 도 9는 반사 캐버티(24)를 정의하는 몸체(12)를 도시한다. 반사 캐버티(24)는 캐버티 바닥(46)을 포함할 수 있으며, 일 측면에서, 캐버티 바닥(46)은 제1 및 제2 전기 리드(18, 20)의 제1 및 제2 상부면 각각과 동일 평면일 수 있다. 일 측면에서, 캐버티 바닥(46)은 상부면(60) 및 상부면들(62, 64) 위에 배치될 수 있다. 즉, 열 전달 물질(26)의 상부면(60)은 리세스부(132)를 포함할 수 있으며, 리세스부(132)는 캐버티 바닥(46)으로부터 다운-셋(down-set)일 수 있다. 일 측면에서, 반사 캐버티(24)는 캐버티 바닥(46) 및 몸체(12)의 상부면(36) 사이 깊이(D1)를 포함할 수 있다. 일 측면에서, 예를 들면, 깊이(D1)는 0.36mm일 수 있다. 반사 캐버티(24)의 깊이는 몸체(12)의 상부면(36)과 열 전달 물질(26)의 리세스부(122) 사이의 깊이(D2)보다 얕을 수 있다. 일 측면에서, 몸체(12)의 상부면(36)으로부터 전기 리드들(18, 20)의 외부의 부분들의 바닥까지의 두께는 0.86mm과 대략적으로 동일하거나 작을 수 있으며, 리세스되지 않은 열 전달 물질(36)의 두께는 0.5mm일 수 있다. LED 패키지(120)의 반사 캐버티(24)는 전체 두께(T)의 약 42%일 수 있다. LED 패키지(10, 70, 80)는 또한 0.36mm의 캐버티 깊이와 동일한 전체 패키지 두께 비율을 가질 수 있다. 일반적인 LED 패키지들은 더 두꺼울 수 있으며, 평균적으로 0.36mm보다 큰 깊이의 캐버티를 가질 수 있다. 그래서, 일반적인 패키지들은 전체 두께에 대한 캐버티의 깊이가 아주 다양하며, , 광도 레벨 및 열 관리 특성을 유지하거나 증가시키면서 가능한 한 얇도록 최적화되지 않는다.
도 10a 및 도 10b는 LED 패키지(10)와 본 명세서 내 기술된 다른 패키지들이 갖는 캐버티 각도들의 계략적인 도면들을 도시한다. 일 측면에서, 캐버티는 반사 캐버티(24)의 벽들 사이에서 측정된 캐버티 각도를 포함할 수 있다. 일 측면에서, 본 명세서 내에 기술된 패키지들의 캐버티 각도들은 140°이하를 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 10a는 측벽들(41, 43) 사이에 배치된 캐버티 바닥(46)의 일부를 도시한다. 즉, 도 10a는 캐버티 바닥(46)의 더 긴 길이(L4)를 도시한다. 일 측면에서, 예를 들면, 전체 패키지(도 3, 도 9)의 두께(T)가 약 0.86mm일 경우, 반사 캐버티(24)의 벽들 사이의 캐버티 각도(θ)는 139.1°일 수 있다. 일 측면에서, 반사 캐버티(24)의 벽들 사이의 캐버티 각도(θ)는 적어도 약 135°이상일 수 있다. 더 두꺼운 LED들이 사용되는 경우, 패키지의 전체 두께가 약 0.97 또는 1.08mm으로 증가할 수 있다. 그래서 일 측면에서, 반사 캐버티(24)의 벽들 사이의 캐버티 각도(θ)는 적어도 약 128° 이상, 예컨대, 전체 패키지의 두께(T)가 0.97mm일 때, 128.1°일 수 있다. 일 측면에서, 반사 캐버티(24)의 벽들 사이의 캐버티 각도(θ)는 전체 패키지의 두께(T)가 1.08mm일 때, 적어도 약 118°이상일 수 있다. 더 얇고 최적화된 치수를 갖는 패키지들의 더 넓은 캐버티 각도는 패키지들 내에서 반사 레벨이 반사된 광의 양을 유지시키거나 증가시키도록 하여, 전류 광도 기준(표준)을 유지하거나 초과하도록 한다.
도 10b는 측벽들(40, 42) 사이에 배치된 캐버티 바닥(46)의 일부를 도시한다. 즉, 도 10b는 캐버티 바닥(46)의 더 짧은 폭(W3)을 도시한다. 일 측면에서, 전체 패키지(도 3, 도 9)의 전체 두께(T)가 0.86mm일 경우, 반사 캐버티(24)의 벽들 사이 캐버티 각도(φ)는 108.5°일 수 있다. 더 두꺼운 LED들이 사용되는 경우, 패키지의 전체 두께는 약 0.97mm 또는 1.08mm으로 증가할 수 있다. 그래서 일 측면에서, 전체 패키지의 두께(T)가 0.97mm일 때, 반사 캐버티(24)의 벽들 사이의 캐버티 각도(φ)는 약 93.5°일 수 있다. 일 측면에서, 전체 패키지의 두께(T)가 1.08mm일 때, 반사 캐버티(24)의 벽들 사이의 캐버티 각도(φ)는 81.5°일 수 있다.
도 11은 본 명세서 내에 개시된 LED 패키지들, 시스템 및 방법이 유리하게 채용할 수 있는 와이어 본딩 방법을 도시한다. 와이어 본딩 방법은 역방향 볼-본딩 기술(reverse ball-bonding technique)을 포함할 수 있다. 도 11은 열 전달 물질(26) 상에 실장된 LED(14)을 도시한다. 이전에 논의된 바와 같이, LED(14)는 열 전달 물질(26)에 직접적으로 또는 간접적으로 접착될 수 있다. 즉, LED(14)는 LED(14) 및 열 전달 물질(26) 사이에 배치된 삽입 서브마운트(intervening submount) 또는 기판과 접착될 수 있다. LED(14)는 전기 리드들(18, 20)과 각각 와이어 본드될 수 있으며, 이는 전기 리드들 사이에서 전기적 신호를 통과하도록 허용하여 LED(14)를 조광할 수 있다. 열 전달 물질(26)은 전기적으로 및/또는 열적으로 몸체(12)의 절연부(32)에 의해 전기 리드들과 절연될 수 있다. 일반적인 와이어 본딩 방법이 LED(14)의 왼쪽 편에 일반적으로 140으로 표기되어 도시된다. 일반적인 와이어 본딩 방법은 LED(14)의 본드 패드 상에 볼(142)을 형성함으로써 시작할 수 있다. 볼(142)로부터 연장하는 와이어(144)는 볼(142)과 연결되고, 와이어(144)를 제1 전기 소자(18)에 연결하여(stitch) 스티치(stitch, 146)를 형성할 수 있다. 주의할 것은, 스티치(146)의 높이는 볼(142)의 높이보다 낮다.
제2 와이어 본딩 방법은 LED(14)의 오른쪽 편에서 일반적으로 148로 표기되어 도시된다. 이 방법은 역방향 와이어 본딩이라 하며, 더 얇은 LED 패키지에서 사용하기에 유리할 수 있으며, LED(14) 상의 루프(loop) 및 볼의 높이를 감소시킬 수 있다. 그래서 캐버티 깊이 및 패키지의 두께가 감소될 수 있다. 역방향 와이어 본딩은, 볼(150)이 전기 소자(20) 표면에 우선 형성될 수 있다. 와이어(152)는 볼(150)로부터 연장할 수 있으며, LED(14)의 본드 패드 표면에 스티치(154)를 형성할 수 있다. 특히, 오른쪽 부분(148)에 형성된 루프 및 볼의 높이는 왼쪽 부분(140)의 것보다 작다. 이는 더 얇은 LED 패키지들을 허용할 수 있는 더 작은 캐버티 깊이가 사용되는 것으로서 유리할 수 있다.
도 12a 및 도 12b는 본 명세서 내 기술된 LED 패키지들의 열 전달 물질의 추가적인 실시예의 단면도들을 도시한다. 도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이, 열 전달 물질의 외부 가장자리를 따라 외부 돌출부들은 다양한 형태를 포함할 수 있다. 예시적으로, 외부 돌출부들의 단지 두 개의 추가적 실시예를 도시하였으나, 다른 적절한 형태들이 고려된다. 도 12a는 일반적으로 160으로 표기된 열 전달 물질의 제1 추가 실시예를 도시한다. 본 실시예에서, 열 전달 물질(160)은 상부면(60), 하부면(34), 하부 돌출부(162) 및 커브 측면 돌출부들(curved lateral protrusions, 66)을 포함할 수 있다. 커브 측면 돌출부(66)는 열 전달 물질(160)의 측벽(164)으로부터 바깥쪽으로 연장할 수 있다. 하부 돌출부(162)는 열 전달 물질(160)과 통합적으로 형성될 수 있거나, 적절한 방법을 이용하여 열 전달 물질(160)에 부착된 독립된 부분을 포함할 수 있다. 일 측면에서, 솔더가 외부 기판에 LED 패키지들을 부착하기 위하여 사용될 때, 하부 돌출부(162)는 더 우수한 젖음 특성(wetting)을 이용할 수 있어 유리할 수 있다. 더 우수한 젖음 특성은 솔더 계면에서 더 적은 보이드들(voids)을 발생시키고, 결과적으로 패키지를 더욱 신뢰할 수 있도록 한다.
도 12b를 참조하면, 일반적으로 170으로 표기된 열 전달 물질의 다른 실시예를 도시한다. 열 전달 물질(170)은 상부면(60), 하부면(34), 하부 돌출부(172) 및 외부측벽(174)로부터 바깥 상향하여 연장하는 상향-경사 외부 돌출부들(upwardly-angled lateral protrusions, 66)을 포함할 수 있다. 하향-경사 외부 돌출부들은 유사한 실시예(도시되지 않음)에서 적용될 수 있다. 외부 돌출부들의 적절한 형태는 어떤 것이든 적용될 수 있다. 외부 돌출부들은 스탬핑(stamping), 압출(extruding), 밀링(milling), 기계 가공(machining) 또는 어떠한 적절한 공정을 포함하되 이로 한정되지 않는 적절한 제조 방법에 의해 형성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 외부 돌출부들은, 유사한 실링(sealing) 사용을 제공하기 위해 열 전달 물질의 측벽들 내의 리세스들(도시되지 않음)로 대체되거나 보충될 수 있으며, 상기 리세스들은 유사한 방법들에 의해 형성 가능할 수 있다.
도 13a 및 도 13b는 기판(180) 상에 실장되도록 위치된 LED(14)의 측면도들을 도시한다. 기판(180)은 적절한 금속 물질을 포함할 수 있으며, 패키지(10, 도 1) 또는 본 명세서 내에 기술된 패키지와 같은 LED 패키지 내에 다른 기판을 포함할 수 있다. 예를 들면, 기판(180)은 열 전달 물질(26) 또는 열 전달 물질(26) 상에 적층된 다른 막을 포함할 수 있다. LED(14)는 예를 들면, LED 칩의 다양한 크기, 형태, 치수 및/또는 구조를 포함할 수 있다. 도 13a는 금속-금속 다이 접착(metal-to-metal die attach)의 예시를 도시한다. 도 13b은 금속-금속 다이 접착의 다른 예시를 도시한다. 금속-금속 다이 접착은, LED 패키지 내에 배치된 기판(180)에 LED의 하나 이상의 금속들 접착하거나 본딩하는 것을 가리킨다. 예를 들면, 금속-금속 다이 접착 기술 중에 접착할 수 있는 금속들로 하기의 적어도 두 개를 포함할 수 있다. (i) LED(14)의 배면 상에 금속막, (ii) LED가 실장 될 LED 패키지(10) 내의 금속 기판(180) 및/또는 (iii) LED(14) 및 기판(180) 사이에 배치된 금속 보조 물질. 기판(180)은 은(Ag) 또는 백금(Pt)과 같은 적절한 금속을 포함하되, 이로 한정되지 않을 수 있다.
도 13a 및 도 13b는 상부면(182) 및 본딩면(184)을 포함하는 LED (14)를 도시한다. 전술한 바와 같이 LED(14)는 수평적인 구조의 소자 또는 수직적인 구조의 소자를 포함할 수 있다. LED(14)의 상부면(182)은, 그 위에서 전기 소자-예를 들면, 제1 및 제2 전기 리드(도 1)-와 와이어 본딩하기 위한 하나 이상의 본드 패드들을 포함할 수 있다. 일 측면에서, LED(14)는 수직 구조의 소자를 포함할 수 있되, 상부면(182)은 단일 본딩 패드를 포함할 수 있다. 다른 측면에서, LED(14)는 수평 구조의 소자를 포함할 수 있되, 상부면(182)은 두 개의 본드 패드들을 포함할 수 있다. 또 다른 측면에서, LED(14)는 수평 구조의 소자를 포함할 수 있되, p-면 및 n-면 각각은 기판(180)과 전기적으로 연결되어, 상부면(182)은 본드 패드가 필요하지 않다. LED(14)의 본딩면(184)은 LED 소자의 p-면의 일부, n-면의 일부 또는 p 및 n-면 각각을 포함할 수 있다. 일 측면에서, LED(14)는 LED 소자의 절연면에서 기판(180)에 연결될 수 있다. 일 측면에서, 전술한 바와 같이, LED(14)는 LED(14)의 성장 기판 또는 케리어 기판의 일부에서 기판(180)과 연결될 수 있다.
도 13a 및 도 13b는 기판(180) 위에 실장하기 위하여 배면 금속 패드 또는 본딩막(186)을 포함하는 본딩면(184)을 도시한다. 본딩막(186)은 본딩면(184)의 전체 길이 및/또는 표면적 또는 그것의 적절한 일부로 연장될 수 있다. LED(14)는 상부면(182) 및 본딩면(184) 사이를 연장할 수 있는 측면들(188)을 포함할 수 있다. 도 13a 및 도 13b는 경사진 측면들(188)을 도시하나, 직선 절삭 LED(straight-cut LED)을 선택할 때 측면들(188)은 실질적으로 수직하거나 일직선일 수 있다. 도 13a는 본딩면(184)의 표면적보다 더 큰 표면적을 갖는 상부면(182)을 도시한다. 도 13b는 본딩면(184)의 표면적보다 작은 표면적을 갖는 상부면(182)을 도시한다. 몇몇 측면에서, 본딩면(184) 및 상부면(182)은 동일한 표면적을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, LED들(14)은 정사각형, 직사각형 또는 적당한 형태의 LED를 포함할 수 있으며, 추가적으로 적절한 측면 형태를 가질 수 있다.
적절한 다이 접착 방법은 LED 패키지 내부에, 예를 들면, 기판(180) 위에, LED(14)를 실장하기 위하여 사용될 수 있다. 일 측면에서, 적절하게 최적화된 다이 접착 방법 및/또는 물질들이 사용될 수 있다. 예를 들면, 최적화된 다이 접착 방법들은 LED(14) 및 기판(180) 표면에 및/또는 그사이에 하나 이상의 금속의 접착을 촉진하는데 사용되는 금속-금속 다이 접착 방법을 포함할 수 있다. 도 13a는 금속-금속 다이 접착 방법은 공융하거나(eutectic) 공융하지 않을(non- eutectic) 수 있다. 상기 금속-금속 다이 접착 방법은 금속-금속 다이 접착을 촉진하기 위해 접착 물질(190)을 사용하는 것을 포함할 수 있다,. 일 측면에서, 유동-보조 공융 금속-금속 다이 접착 방법(flux-assisted eutectic metal-to-metal die attach method)이 사용될 수 있으며, 또 다른 측면에서 금속-보조 비공융 금속-금속 다이 접착 방법(metal-assisted non-eutectic metal-to-metal die attach method)이 사용될 수 있다. 유동-보조 공융 또는 유동 공융, 다이 접착 방법에서, 본딩막(186)은 공융 온도를 갖는 금속 합금을 포함할 수 있되, 예를 들면, 금(Au) 및 주석(Sn)의 합금을 들 수 있으나, 이로 한정되지 않는다. 예를 들면, 본딩막(186)은 약 280°C의 공융 온도를 갖는 80/20의 Au/Sn 합금을 포함할 수 있다. 유동 공유 기술에서, 접착 물질(190)은 유동적인 물질을 포함할 수 있다. 비공융 기술에서, 접착 물질(190)은 금속 물질을 포함할 수 있다. 본딩막(186)이 공융 온도 이상으로 가열될 때, 유동 물질은, 본딩막(186) 및 기판(180) 사이에서 금속-금속 다이 접착을 이용하기 위한 도관으로써 기능할 수 있다. 본딩막(186)의 금속은 기판(180)의 금속으로 흐르고 접착될 수 있다. 본딩막(186)의 금속은 자동적으로 확산될 수 있으며, 아래의 실장하는 기판(180)의 원자들과 결합할 수 있다. 일 측면에서, 유동-보조 공융 방법에서 사용되는 유동물질은 예를 들면, 55 내지 65%의 로진(rosin) 및 25 내지 36%의 폴리글리콜 에테르(polyglycol ether), 추가적으로 작은 양의 다른 물질들의 혼합물을 포함할 수 있다. 그러나, 적절한 유동 물질은 어떤 것이든 사용될 수 있다.
유동-보조 공융 다이 접착을 사용하기 위한 물질을 선택할 때 하나의 고려될 점은 고체상의 칩 본딩막(186)의 녹는점(Tm)일 수 있다. 사용을 위해 선택된 유동 물질은 상온에서 액체일 수 있으며, 녹는점에 도달하기 위하여 가열 또는 융해를 요구할 수 있다. 일 측면에서, LED가 그 내부에 부착된 패키지의 몸체 구조는, 약 280°C 또는 본딩막의 공융온도 이하 내 녹는점을 갖는 플라스틱 물질을 포함할 수 있다. 일 측면에서, 적어도 하나의 LED는 약 280°C 이상의 실장 온도에서 기판(180) 위에 실장될 수 있다. 몸체(12)는 적어도 하나의 LED를 실장하거나 부착하기 위한 실장 온도로부터 약 28°C 이하의 녹는점을 갖는 플라스틱 물질을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 LED가 실장되거나 접착되는 실장 온도로부터 녹는점은 약 25°C이하일 수 있다. 적어도 하나의 LED가 실장되거나 접착되는 실장 온도로부터 녹는점은 약 20°C이하일 수 있다. 또는 적어도 하나의 LED가 실장되거나 접착되는 실장 온도로부터 녹는점은 약 10°C이하일 수 있다. 상기 패키지에서 유동-보조 공융 다이 접착은, 이러한 작은 온도 차이와 플라스틱이 다이 접착 공정 중에 악영향을 받기 시작하는 가능성에 기반하여 예측되지 않는다.
유동- 보조 공융 다이 접착 방법은 오래 걸릴 수 있으며, LED들 성형된 플라스틱 패키지 몸체 내 부착할 때나 또는 백라이트 애플리케이션 또는 상황들에서 상기 방법들의 사용이 기대되지 않는다. 본 발명의 주제에 따른 유동 공융 다이 접착은 분배 유동 보조 물질(dispensing flux assist material, 190)을 사용할 수 있다. 분배 유동 보조 물질(190)은 실온에서 액체일 수 있으며, 너무 많이 사용하거나 너무 적게 사용하여, LED 칩들이 부유하거나 다이 접착이 불완전하게 되는 것을 방지하기 위하여, 미리 정량으로 사용될 수 있다. 본 발명 주제에 따른 유동-보조 공융 다이 접착은 또한, 유동 보조 물질(190) 및 LED 칩의 본딩 금속(186) 각각에 대한 바른 콤퍼지션(composition)을 요구할 수 있다. 본 발명 주제에 따른 유동-보조 공융 다이 접착은 선택적으로 매우 청결하고 평평한 표면과, 가열 및 냉각 동안 솔더 조인트(solder joint)로 스트레스 주는 움직임이나 밴딩이 없는 기판들을 사용할 수 있다. 본 발명 주제에 따른 유동-보조 공융은, 가열 동안 유동 물질이 이동하도록 충분한 거칠기(roughness)를 갖되, LED 칩들의 Au/Sn 본딩막에 지장을 주지 않을 정도로 충분히 미세한 좋은 표면 거칠기를 이용할 수 있다. 가열 프로파일(heating profile)은 Au 또는 AuSn와 같은 본딩 금속(186)에 완전하게 매치될 수 있어, 본딩 금속(186) 및 하부 기판(180) 사이의 우수한 접착을 확실히 할 수 있다. 본 발명의 주제에 따른 다이 접착용 유동-보조 공융은 질소 분위기와 같은 비활성 분위기를 사용하여 산소 기체(O 2 ) 레벨을 감소시키며, 또한 LED(15) 표면에 아래 방향으로 힘을 가하는 중력을 허용할 수 있다. 이는 본딩막(186) 및 하부 기판(180) 사이 금속-금속 결합에서 산화 양을 감소시킬 수 있다.
유동-보조 공융 다이 접착은 예를 들면, 유동 물질(190)을 분배하기 위한 가열된 콜릿(heated collet)을 사용하는 것과, 기판 및/또는 전체 LED 패키지를 가열하는 것과, 가스를 형성하는 것과, 및 하부의 실장하는 기판에 LED로 압력을 가하는 것과 같은 몇몇 공정 기술을 포함할 수 있다. 방법들은 또한 실장하는 기판 및/또는 전체 LED 패키지를 가열하고 압력을 가하는 것과 가열된 콜릿을 사용하는 것의 조합을 포함할 수 있다. 몸체(12)는 마이크로파(microwave), 레이저(laser), 전도체(conduction) 및/또는 여기계(excitation fields) 등을 사용하여 빠르게 가열되고, 또한, 비활성 분위기 하에서 빠르게 가열되어 몸체(12)가 LED 표면에 적어도 Au/Sn 본딩 금속의 공융 온도(적어도 약 280°C)를 획득하도록 할 수 있다. 가열은 LED 칩들의 본딩막(186)과 하부 실장 기판(180) 사이 적절한 금속-금속 결합을 가능하게 한다. 일 측면에서, 음파 스크럽(sonic scrubbing) 또는 열-음파 스크럽(thermo-sonic scrubbing) 기술이 또한 사용될 수 있으며, 스크럽 단계에서 마찰은, 금속-금속 결합에 필요한 열을 발생시킬 수 있다. 또한 유동-보조 공융 다이 접착 방법은, 유동 공융 다이 접착 전 및/또는 후에 비활성 분위기 하에서 플라즈마 세정(plasma cleaning)을 포함할 수 있다.
도 13a를 참조하면, 보조 물질(190)을 포함할 수 있는 비공융 금속-금속 다이 접착 방법이 사용될 수 있으며, 보조 물질(190)은 금속성 물질을 포함할 수 있다. 본 측면에서, 본딩막(186)은 단일 금속 또는 금속 합금을 포함할 수 있다. 예를 들면, 본딩막(186)은 Au, Sn 또는 AuSn을 포함할 수 있다. 비-공융 방법에서, 본딩막은 예를 들면, 공융 온도에 도달하거나 초과할 필요 없다. 본 측면에서, 보조 물질(190)은 금속성 물질을 포함할 수 있어, 금속-금속 결합을 가능하게 한다. 예를 들면, 보조 물질(190)은 AuSn 페이스트(AuSn paste) 또는 은 에폭시(Au epoxy)를 포함할 수 있다. 금속성 보조 물질(190)은 무엇이든 사용될 수 있다. 본딩막(186)의 금속은 보조 물질(190)의 금속에 접착할 수 있다. 보조 물질(190)의 금속은 또한 기판(180)의 금속을 접착시킬 수 있다. 일 측면에서, 비-공융 금속-금속 부착 기술에서 금속성 보조 물질(190)이 사용될 때, 금속 "샌드위치"는 본딩막(186), 보조 물질(190) 및 기판(180) 사이에 형성될 수 있다. 금속-보조, 비-공융 다이 접착은 유동-보조 방법들과 마찬가지로 오래 걸릴 수 있으며, LED들을 몰딩된 플라스틱 패키지 몸체 내에 부착할 때 또는 백라이트 애플리케이션 또는 상황들을 위해 상기 방법들이 사용되는 것이 기대되지 않는다. 보조 물질(190)을 사용하는 금속-금속 접착은 플라스틱 몸체를 갖는 패키지 내에 다중의 LED들을 부착할 때, 제어하기 힘들고 오래 걸릴 수 있다. 보조 물질(190)을 금속-금속 다이 접착에 사용할 수 있도록 적절한 온도로 패키지를 가열하는 것은 플라스틱 패키지들 예를 들면, 최적화된 플라스틱을 포함하는 패키지들에서는 성취하기 힘들 수 있다.
도 13b는 보조 물질(190)이 필요하지 않은 금속-금속 다이 접착 기술을 도시한다. 상기 일 방법은 열 압착 다이 접착 방법(thermal compression die attach method)을 포함할 수 있으되, 본딩막(186)의 금속은 기판(180)의 금속과 직접적으로 접착될 것이다. 열 압착 방법은 공융적이거나 비공융적일 수 있다. 일 측면에서, 열 압착은 본딩막(186)이 공융 온도를 갖는 합금을 포함할 때 사용될 수 있다. 다른 측면들에서, 본딩막(186)은 공융 온도를 갖지 않는 금속을 포함할 수 있다. 기판(180)은 적절한 금속을 포함할 수 있으며 Ag 또는 Pt에 한정되지는 않는다. 일 측면에서, 본딩막(186)은 적절한 금속을 포함한다. 일 측면에서, 본딩막(186)은 적당한 두께의 Sn막을 포함할 수 있다. 일 측면에서, 본딩막(186)은 약 0μm보다 두꺼운 두께를 가질 수 있다. 일 측면에서, 본딩막(186)은 적어도 약 0.5μm와 동일하거나 두꺼운 두께를 가질 수 있다. 일 측면에서, 본딩막(186)은 적어도 약 2.0μm와 동일하거나 두꺼운 두께의 Sn막을 포함할 수 있다. 기술된 유동-보조 공융 또는 금속-보조 비공융 방법과는 다르게, 열 압착 금속-금속 다이 접착 기술은, 도 13b에서 도시된 바와 같이 외부 아래 방향 힘(F)을 이용할 수 있다. 힘(F)은 가열된 환경에서 전달된 압착을 포함할 수 있어서, 유동 또는 금속성 보조 물질(190)을 분산시키는 것과는 다르게 열 압착으로 간주될 수 있다. 열 압착 기술은, 쇼트키(Shottky) 또는 션트(Shunt) 결점을 형성하고 그에 따른 누설 전류 및 다른 다양하고 연관된 문제들을 허용하는 본딩막(190) 밖으로의 금속 압착(metal squeeze)을 감소시키기 위하여 발전된 대안적인 다이 접착 방법이다. 일 측면에서, 기판(180)에 전열 처리 또는 공정을 수행한 후, 열 압착 기술에서 본딩 온도는 약 255 내지 265°C일 수 있다. 기판은, 본딩막(186)의 녹는점보다 높은 적어도 20°C의 실장 온도로 가열될 수 있다. 본딩 시간은 약 300msec일 수 있으며, 본딩 힘은 약 50±10g일 수 있다. 본 방법에서 적절한 전열처리, 본딩 온도, 본딩 시간 및 본딩 힘을 포함하는 설정된 세팅은 중요할 수 있다. 열 압착 방법을 사용하기 위한 장비 및 설정된 세팅은 사용 및/또는 유지하기 어려울 수 있으며, 몰딩된 플라스틱 패키지 몸체 내에 LED들을 접착할 때 또는 백라이트 애플리케이션 또는 상황들에서 상기 방법을 사용하는 것이 기대되지 않는다.
금속-금속 방법들이 이전에, 세라믹 기판 및 패키지 몸체(비-백라이트 상황들)를 포함하는 고체상 소자 패키지들에서 사용되었음에도 불구하고, 유동-보조 공융, 금속-보조 비공융 또는 열 압착 다이 접착 기술들이 몰딩된 플라스틱 몸체를 갖는 소자 패키지들에서 사용되는 것이 알려지지 않고 기대되지 않는다. 본 명세서에 기술된 바와 같은 LED 백라이트 상황에서, 유동-보조 공융, 금속-보조 비공융, 및/또는 열 압착 접착 기술들을 사용하는 것은 알려지지 않았고 기대되어 지지 않는다. 최적화된 플라스틱 물질 예를 들면, 약 307°C의 녹는점을 갖는 물질을 갖는 몰딩된 플라스틱 몸체(12)를 가지고 유동-보조, 금속-보조, 또는 열 압착 다이 접착 기술들을 사용하는 것은 꽤 예측되지 않는다. 본 명세서에서 기술된 금속-금속 다이 접착 방법을 활용한 LED를 갖는 광 패키지는, 예를 들면 차가운 백광(cool white, CW)에서 300mA에서 122루멘까지, 그리고 따뜻한 백광(warm white, WW) 색 포인트들에서 300mA에서 100루멘까지 광출력을 제공할 수 있으나 이것으로 한정하지는 않는다. 예를 들면, 본 명세서에 개시된 LED 패키지는, 5,000 K 내지 8,300 K CCT의 범위에 대응되는 75CRI의 CW 색 포인트들에서 최소 CRI를 제공하는 조명 기구에서 사용될 수 있다. 본 명세서에서 기술된 LED 패키지는 역광 조명 색 포인트들(backlighting color points)을 대상으로 하는 백라이트 애플리케이션과, 표준 전압 및 고전압 배열들 모두에서 사용될 수 있다.
최적화된 플라스틱 및/또는 금속-금속 다이 접착 방법 및 그것과 함께하는 물질들을 사용하는 특징들을 조합함으로써, 일반적인 패키지보다 본 명세서에 개시된 패키지들은 L70보다 긴 수명 값들을 가질 수 있으나 이것으로 한정하지는 않는다. 예를 들면, 금속-금속 다이 접착 방법은 도 13a 및 도 13b에서 기술한 바와 같이 유동-보조 공융, 금속-보조 비공융, 또는 열 압착 방법 중 하나를 포함할 수 있다. 본 발명의 주제에 따른 LED 패키지들이, ENERGY STAR(R) 준수하는 역광 조명을 위한 제1 LED 패키지일 수 있어서, 미국 환경보호국(EPA)에 의해 마련된 에너지 효율 기준에 적합할 수 있다. ENERGY STAR(R) 제품들은 본 명세서에 참조로서 포함되는 ENERGY STAR(R) 제품 설명서에 나타난 에너지 효율 요구들을 만족시킨다.
도 14는 일반적으로 200으로 표기되고 본 명세서에서 기술된 LED 패키지들이 사용될 수 있는 대표적인 평판 표시 패널 시스템의 확장된 사시도를 도시한다. 본 명세서에서 기술되고 도시된 실시예들은 17" 대각선의 치수보다 크거나 작은, 작거나 넓은 영역 표시 패널들로 역광 조명을 균일하게 제공할 수 있다. 표시 패널 시스템(200)은 다른 전기적 및/또는 기계적 장치들과 함께 결합될 수 있어, 컴퓨터 모니터, 텔레비전 및/또는 다른 평판 표시 패널들을 제공할 수 있다. 본 명세서에서 사용되었듯이, "균일한" 역광 조명은 통상의 시각 거리에서 표시장치를 보는 통상적 시청자가 역광 조명 강도의 차이 또는 변동을 자각하지 않는다는 것을 의미한다. 몇몇 실시예에서, 약 25% 이하의 변동은 균일한 강도를 제공할 수 있는 반면 다른 실시예들에서 약 5% 이하의 변동은 균일한 강도를 제공할 수 있다. 표시 패널 시스템(200)은 정사각형, 직사각형 또는 적절한 차원의 적당한 형태의 패널들을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 기술된 표시 패널들의 실시예들은 평판 패널 LCD들 직접적인 역광 조명을 제공할 수 있다.
도 14는 조명 패널(202) 및 표시 패널 또는 LCD 패널(204)을 포함하는 표시 패널 시스템(200)을 도시한다. 조명 패널(202)은 다수의 LED 패키지 또는 LED(206)를 포함할 수 있다. 일 측면에서, 조명 패널(202)은, 조명 패널(202)에 직접 또는 조명 패널(202) 위의 패키지들에 배열되도록 실장된 LED들의 평면 에레이(예를 들면, 2-차원)를 포함할 수 있다. LED들(206)은 기 설정된 거리 또는 피치(P)로 서로 이격될 수 있어, LCD 패널(204)의 실질적으로 균일한 역광 조명을 제공할 수 있다. LED들(206)은 랜덤 어레이(random array), 격자 어레이(grid array, 도시된 바와 같이), 엇갈린 어레이(staggered array) 또는 다른 적절한 어레이로 구성될 수 있다. 균일 및/또는 불균일한 패킹(packing)이 제공될 수 있다. 인접한 LED들(206) 사이 피치(P)는 적어도 LCD 패널(204)의 일부의 균일한 역광 조명을 감안한 것이다. 일 측면에서, LED들(206)은 전체 LCD 패널(204) 위에 균일한 역광 조명을 제공할 수 있다. 프레임(도시되지 않음)은 조명 패널 및 LCD 패널(204) 주위에 배치되어 패널들을 인접하게, 함께 또는 그 사이에 적어도 하나 이상의 갭을 두면서 이격된 패널들을 고정시킬 수 있다.
LCD 패널(204)은 LCD 소자들 또는 셀들의 평면 어레이(planar array)를 갖는 평판 표시 패널을 포함할 수 있다. 일 측면에서, LCD 패널(204)은 매트릭스 픽셀들(matrix of pixels, 도시되지 않음)로 정렬된 액정 소자들의 평면 어레이를 포함할 수 있다. 액정 소자들은 역광 조명할 때, 이미지는 LCD 패널(204)의 앞의 표시면(208)에 형성될 수 있다. LCD 패널(204)로 역광 조명을 제공하기 위하여, 조명 패널(202)을 포함하는 LED들(206)의 평면 어레이는 매트릭스로 정렬될 수 있어, 각 LED(206)는 단일 LCD 소자 또는 다수의 LCD 소자들로 조명을 제공하도록 배열된다. 그래서 표시면(208)에 특정 이미지들을 일괄하여 정의할 수 있다. 역광 조명 LED들(206)은 LCD 패널(204)의 전체 또는 일부를 조명하도록 배열될 수 있으며, 조명은 LCD 픽셀들을 통해 패널의 배면(210)으로부터 표시 패널의 전면(208)으로, LCD 패널(204)을 통해 지나갈 수 있다. LCD 패널(204)은 전면(208)과 평행하고 마주하는 배면(210)과, LCD 소자들 또는 셀들에 의해 한정된 그들 사이의 두께를 포함할 수 있다. LCD 패널(204)의 두께는 적절한 치수를 가질 수 있다.
선택적으로, 하나 이상의 광학막(212)은 조명 패널(202) 및 LCD 패널(204) 사이에 배치될 수 있다. 광학막(212)은, 편광막(polarizing film), 광산란막(light scattering film), 광가이드막(light guide film) 또는 조명 패널(202)에 의해 발광된 광을 조작할 수 있는 다른 적당한 막들과 같은 적어도 하나의 막 또는 필름을 포함할 수 있다. 일 측면에서, 광학막(212)은 관찰 영역 뒤에서 광을 불균일하게 분산시키는 산광기(diffuser)를 포함할 수 있다. 일 측면에서, 광학 효율은 직접적인 역광 조명에 의해 증가될 수 있으며, 조명 패널(202) 및 LCD 패널(204) 사이 확산 및/또는 광학 막들의 필요는 감소되거나 제거될 수 있다. 일 측면에서, 광학막은, 하나 이상의 LED(206)가 광을 안내하는 가장자리(511)를 포함할 수 있다. 선택적으로, 도 15b에서 기술한 바와 같이 광이 LED 패널의 가장자리를 따라 안내될 수 있다.
도 15a 및 도 15b는 도 14에서 기술되고 도시된 비확장된 표시 패널(200) 다른 단면도들이다. 예시적으로, 도면들은 광학막(212)쪽으로 광을 안내하는 LED들(206)을 도시하지만, 도 15a 및 도 15b 각각에서, LED들(206) 대신해서 LCD 패널(204)을 향해서 광이 안내될 수 있다. 즉, 도 15a에서 광학막(212)은 제외될 수 있으며, 도 15b에서 광학막(212)은 LCD 패널(204)로 대체될 수 있다. 도면들의 다른 것들은 동일할 수 있다.
도 15a는 LCD 패널(204)로 직접적으로 역광 조명을 제공하는 조명 패널(202) 위에 실장된 하나 이상의 LED(206)를 도시한다. LED들(206)은, 열과 행에서 피치(P)로 서로 이격되어 서로 인접하게 및/또는 랜덤 어레이(도 14)로 배치될 수 있다. 피치(P)는 평면 어레이의 열 사이 및 행 사이에서 동일하게 이격된 LED들(206) 간의 거리일 수 있거나, LED들은 열에서 제1 피치로 이격되고, 행에서 제2 피치로 이격될 수 있다. 선택적으로, 적당한 피치(P) 및 피치의 변동은 LED들(206)의 평면 어레이 사이에서 사용될 수 있다. 도 15a는 조명 패널(202) 및 LCD 패널(204) 사이에 배치된 적어도 하나의 광학 필름 또는 막(212)을 도시하지만, 상기 필름은 선택적이다. LED들(206)은 LCD 패널(204)로 직접적으로 역광 조명을 제공할 수 있다. 일 측면에서, LED들(206)의 평면 어레이는, 일반적으로 214로 표기된 공간, 또는 갭 위에 LCD 패널(204)을 포함하는 LCD 픽셀들의 평면 어레이들로 직접적으로 광을 투과시키도록 배치될 수 있다. 갭(214)은 조명 패널(202) 및 LCD 패널(204) 또는 광학막(212) 사이에 배치될 수 있으며, 적어도 하나 이상의 LED 소자(206)로부터 연장할 수 있는 하나 이상의 각각 광 경로(216)를 가로지르는 공간을 한정할 수 있다. 일 측면에서, 광 경로들(216)은 LED들(206)의 평면 어레이와 수직하고 LCD 패널(204)과 수직하도록 연장할 수 있다. 다른 측면에서, 광 경로들(216)은 LCD 패널(204)과 평행하게 가장자리로부터 연장할 수 있거나, LCD 패널(204)에 수직하게 반사될 수 있다. 즉, 몇몇 측면들에서, LED들(206) 적어도 몇 개는 LCD 패널(204)의 가장자리 내에 배치될 수 있다.
도 15a를 참조하며 일 측면에서, LED들의 평면 어레이를 포함하는 각 LED 소자(206)는, 목적하는 방사 패턴(radiation pattern)을 따를 수 있는 조명 각도(α)로 광을 발광할 수 있다. 인접한 광 경로들(216)의 가장자리는 단지 주변(periphery, 218)에서 만날 수 있으며, 인접한 LED들(206)이 이격되는 피치(P)에 따라 약간 오버랩될 수 있다. 도시된 바와 같이 하나 이상의 LED(206)가 피치(P)로 이격된 경우, 인접한 광 경로들(216)은 주변 가장자리들(218)에서 교차하거나 접촉할 수 있다. 두 개가 더 가깝게 떨어져 있을 때, 각 광 경로들(216)은 오버랩할 수 있다. 또한, LED들(206)의 평면 어레이들의 상이한 격자 또는 배열은 광 경로들(216)의 오버랩 및 분포에 영향을 줄 수 있다. 일 측면에서, 광 경로들(216)은 주변 가장자리들(218)에서 교차 및/또는 오버랩될 수 있어, LCD 패널(204)로 균일한 역광 조명을 제공할 수 있다. 도 15a는 LED들(206)의 평면 어레이 적어도 하나의 열(column)을 도시한다. 열 및/또는 행으로 인접한 각 LED들(206)로부터 광 경도들(216)은 교차 및/또는 오버랩될 수 있다. LED들(206)은 또한 LCD 패널(204)의 간접적 역광 조명을 위해 배치될 수 있으되, 예를 들면, LED들(206)은 조명 패널의 가장자리를 감싸며 배치될 수 있으며, 간접적으로 반사하고, LED 패널(204)을 간접적으로 조명할 수 있다.
도 15a는 하나 이상의 LED(206)가 실장된 제1 면(220)을 포함하는 조명 패널(202)을 더 도시한다. 조명 패널(202)은 제1 면(220)과 평행하고 반대 측에 있는 제2 면(222)을 포함할 수 있다. 조명 패널(202)의 제1 면(220)은 광학막(212)과 마주할 수 있다. 일 측면에서, 조명 패널(202)의 제1 면(220)은 LCD 패널(204)의 배면(210)과 마주할 수 있다. 조명 패널(202)은 LED들(206)이 실장된 적절한 기판을 포함할 수 있다. 예를 들면, LCD 패널(202)은 회로, PCB, MCPCB 또는 다른 적절한 기판을 포함할 수 있다. 조명 패널(202)의 제1 면(220)은 전기적으로 및/또는 열적으로 도전면(conductive surface)을 포함할 수 있다. 일 측면에서, 제1 면(220)은 하나 이상의 LED(206)를 실장할 수 있는 금속성 면을 포함할 수 있다. 다른 측면에서, 상부면(520)은 LED들(206)의 평면 어레이가 실장될 수 있는 금속성 표면들의 평면 어레이를 포함할 수 있다. 하나 이상의 도전성 트레이스(conductive traces, 도시되지 않음)는 금속성 면의 평면 어레이를 연결할 수 있어, 전기적 전류 또는 신호를 LED들(206)의 각각으로 전달할 수 있다.
도 15b는 패널 표시 시스템(200)의 다른 실시예를 도시한다. 본 시스템에서, 화살표는 하나 이상의 LED(206)로부터, 광학막(212)의 반대하는 가장자리들(211)로의 광의 조사를 가리킨다. 선택적으로, 광은 LCD 패널(204)의 가장자리로 조사될 수 있다. 본 실시예는, 하나 이상의 LED가 패널 표시 시스템(200)의 패널들의 뒤에서 라기 보다는 가장자리를 향하도록 광을 조사하는 가장자리 광 패널 표시 시스템(edge lighting panel display system)을 포함한다. LED들(206)은, 어레이와 같은 적절한 방식으로 배열될 수 있으며, 적절한 LED 패키지 내부 또는 패키지의 외부에 있을 수 있다. LED들(206)은 직접적으로 대향하는 위치가 될 수 있는 구조에 연결되고 면가장자리(211)와 접할 수 있거나 면가장자리(211)로부터 이격될 수 있다. 도 15B에 도시된 바와 같이 LED들(206)은 예시적으로, 이격되도록 도시된다.
도 16은 본 명세서에서 발명 주제에 따른 LED 백라이트 시스템에서 사용되는 조명 패널의 일 실시예를 도시한다. 이전에 논의된 바와 같이, 본 명세서 내에 기술된 LED 패키지들 내에 접착된 LED들은, 유동 공융, 비공융, 및 열 압착 다이 접착과 같은, 그러나 이것으로 한정되는 않는 강한 금속-금속 다이 접촉을 포함할 수 있다. 도 16은 조명 패널(202) 상에 접착된 하나 이상의 LED 패키지(230)를 도시한다. LED 패키지(230)는 명세서 내 기술된 LED 패키지를 포함할 수 있다. 예를 들면, LED 패키지(230)는 전술한 LED 패키지(10)의 형태 및 기능에서 유사할 수 있다. 조명 패널(202)은 완전하게 통합되고, 고체상의 전기적으로 및 열적으로 도전성의 패널을 포함할 수 있거나 선택적으로, 상기 패널은 하나 이상의 막들을 포함할 수 있다. 일 측면에서, 조명 패널(202)은 LED들 패키지(230)가 실장될 수 있는 전기적인 도전성 막(232)을 갖는 MCPCB를 포함할 수 있다. 하나 이상의 전기적으로 절연되지만 열적으로는 전도성인 전도성 막(234)이 전기 전도성 막(232) 아래에 인접하게 배치될 수 있다. 일 측면에서, 열 전도성 막(234)은 절연막을 포함할 수 있다. 코어막(core layer, 236)이 열 전도성 막(234) 아래에 인접하게 배치될 수 있다. 일 측면에서, 코어막(236)은 실질적으로 전부 알루미늄 또는 구리로만 형성된 금속 코어를 포함할 수 있다.
도 16은 조명 패널(202) 상 LED 패키지들(230) 내에 배치될 수 있는 하나 이상의 LED(206)를 도시한다. 적어도 하나의 LED는 패키지 내에 배치될 수 있으나, 하나 이상의 LED는 그것 안에서 실장될 수 있다. 일 측면에서, 발광 패키지들(230)은 전술된 최적화된 플라스틱 물질을 사용하여 형성된 몸체 구조(238)를 포함할 수 있다. 다른 측면에서, 발광 패키지들(230)은 적절한 플라스틱, 비-플라스틱, 실리콘 또는 세라믹 물질을 사용하여 형성된 몸체(238)를 포함할 수 있다. 패키지들은 도 16에서 도시된 바와 같이 반사 캐버티(242)를 포함할 수 있으며, 반사 캐버티(242) 내에 배치된 봉지제(E)를 포함하며, 봉지제(E)는 패키지(230) 내에 적절한 레벨로 채워진다. LED들(206)은, 명세서 내에서 기술된 보조 공융 또는 비공융 다이 접착 방법들 및 열적 압착 방법들을 이용하여 패키지들 내에 접착될 수 있다. 보조 방법들은 유동-보조 공융 다이 접착 및 금속-보조 비공융 다이 접착 방법들을 포함할 수 있다. 봉지제(E)는, 몸체 구조와 동일한 양으로 또는 오목하거나 볼록한 표면이 형성되는 양으로 패키지(230) 내에 제공되거나 위치될 수 있다. 봉지제(E)는, 목적하는 파장의 광을 발광하기 위하여 하나 이상의 형광체를 포함할 수 있다.
백라이트 또는 다른 패널 표시 시스템에서 사용되는 LED들(206)은, 동작 시 백색광의 픽셀로 나타내는 광을 발광하도록 배치된 적색, 녹색 및 청색 LED 소자들의 배열 또는 평면 어레이를 포함할 수 있다. 적색, 녹색 및 청색 LED들의 크기는 목적하는 밝기 및/또는 강도 평형 레벨에 충족되도록 선택될 수 있다. 적색, 녹색 및 청색 LED들의 배열은 어떤 것이든 사용될 수 있다. 명세서 내에서 진술한 바와 같은 금속-금속 다이 접착 방법을 이용하는 LED 패키지들 및/또는 LED들은 백라이트 시스템 및 적절한 표시 패널 시스템(200)에서 사용될 수 있다. 예를 들지만 이것으로 한정되지는 않는, 백라이트 및 표시 패널 시스템에서 사용되는 LED 패키지들 및/또는 LED들은 차가운 백색(CW)에서 300mA일 때 122루멘까지의 광 출력을 제공할 수 있으며, 따뜻한 백색(WW) 색 포인트들에서 300mA일 때 122루멘까지의 광 출력을 제공할 수 있다. 예를 들면, 본 명세서 내에 개시된 LED 패키지들 및/또는 LED들은, 65CRI의 CW 색 포인트들에 대한 최소 CRI를 제공하는 표시 패널 시스템들에서 사용되는 기구를 포함하는 조명 기구에서 사용될 수 있다. 본 명세서에서 개시된 LED 패키지들 및/또는 LED들은, 5,000 K 내지 8,300 K CCT의 범위에 대응되는 75CRI의 CW에 대한 최소 CRI를 제공하는 표시 패널 시스템에서 사용되는 기구들을 포함하는 조명 기구들에서 사용될 수 있다. 예를 들면, 표시 패널 시스템에서 사용되는 본 명세서에서 개시된 LED 패키지들 및/또는 LED들은 2,600K 내지 3,700K CCT의 범위에 대응되는 80CRI의 WW 색 포인트들에 대한 최소 CRI를 제공할 수 있다. 본 LED 패키지들 및/또는 LED들은 표준 전압 또는 고전압 배치 모두에서 사용될 수 있다.
도면에서 도시되고 상기 진술된 본 명세서의 실시예들은 첨부되는 청구항들의 범위 내에서 생성된 다양한 실시예들의 예시들이다. 고휘도 및 감소된 풋프린트를 갖는 얇은 LED 패키지들과 상기 LED 패키지들을 만드는 방법들은, 본 명세서 내에 특별하게 개시된 것들보다 다양한 구성들을 포함할 수 있다.
10: LED 패키지 12: 몸체
14: LED 16: 정전 방전 보호 소자
18: 제1 전기 리드 20: 제2 전기 리드
22A: 상부 22B: 하부
24: 반사 캐버티 26: 열전달 물질
30: 외부 부분 32: 절연부
36: 상부면 38: 하부면
40, 41, 42, 43: 측벽

Claims (85)

  1. 패키지 영역을 포함하는 패키지 몸체; 및
    상기 패키지 몸체 내에 배치된 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 LED는 상기 패키지 영역의 2%와 동일하거나 작은 영역을 차지하는 발광 소자 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 패키지 몸체는 약 0.86mm의 패키지 두께를 포함하는 패키지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 패키지 몸체는 약 0.36mm의 캐버티 깊이를 포함하는 패키지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 패키지는 전기적으로 절연된 열 전달 물질을 포함하는 패키지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 열 전달 물질은 약 0.5mm의 두께를 포함하는 패키지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 패키지는 캐버티 바닥을 포함하되,
    상기 적어도 하나의 LED는 상기 캐버티 바닥의 영역의 약 6.5%보다 작거나 동일한 영역을 차지하는 패키지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 패키지 몸체는 약 6mm의 패키지 길이와 약 3mm의 패키지 폭을 포함하는 패키지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 패키지 몸체는 약 7mm의 패키지 길이 및 약 2mm의 패키지 폭을 포함하는 패키지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 LED는 약 550 μm보다 작은 길이를 포함하는 패키지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 LED는 약 700 μm보다 작은 폭을 포함하는 패키지.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 LED는 약 520 μm의 길이와 약 700 μm의 폭을 포함하는 패키지.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 LED는 약 500 μm의 길이와 약 500 μm의 폭을 포함하는 패키지.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 LED는 약 430 μm의 폭과 약 580 μm의 폭을 포함하는 패키지.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 패키지 몸체는 반사 캐버티의 외부에 배치되는 상부면을 포함하되, 상기 상부면은 약 0.15mm의 길이를 포함하는 패키지
  15. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 LED는 유동-공융, 비공융 또는 열 압착 다이 접착을 사용하여 상기 패키지 몸체 내에 실장되는 패키지.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 패키지 몸체는 플라스틱을 포함하는 패키지.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 패키지는 두 개의 LED들을 포함하는 패키지.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 두 개의 LED들은 직렬로 전기적으로 연결되는 패키지.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 두 개의 LED들은 병렬로 전기적으로 연결된 패키지.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 캐버티는 약 135°이상의 캐버티 각도를 포함하는 패키지.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 캐버티는 약 128° 이상의 캐버티 각도를 포함하는 패키지.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 캐버티는 약 118° 이상의 캐버티 각도를 포함하는 패키지.
  23. 제1항에 있어서,
    상기 패키지는 ENERGY STAR(R) 적용인 패키지.
  24. 캐버티를 포함하는 패키지 몸체; 및 상기 패키지 몸체 내에 배치되는 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)를 포함하되,
    상기 캐버티는 상기 패키지 몸체의 상부면 및 캐버티 바닥 사이에 배치되며, 상기 캐버티 바닥은 일 영역을 포함하며,
    상기 적어도 하나의LED는 상기 캐버티 바닥의 일 영역의 약 6.5%보다 작거나 동일한 영역을 차지하는 발광 소자 패키지.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 패키지 몸체는 약 0.86의 패키지 두께를 포함하는 패키지.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 캐버티는 약 0.36mm의 캐버티 깊이를 포함하는 패키지.
  27. 제24항에 있어서,
    상기 패키지는 전기적으로 절연된 열 전달 물질을 포함하는 패키지.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 열 전달 물질은 약 0.5mm의 두께를 포함하는 패키지.
  29. 제24항에 있어서,
    상기 패키지 몸체는 약 6mm의 패키지 길이와 약 3mm의 패키지 폭을 포함하는 패키지.
  30. 제24항에 있어서,
    상기 패키지 몸체는 약 7mm의 패키지 길이와 약 2mm의 패키지 폭을 포함하는 패키지.
  31. 제24항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 LED는 약 550 μm 이하의 길이를 포함하는 패키지.
  32. 제24항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 LED는 약 700 μm 이하의 길이를 포함하는 패키지.
  33. 제24항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 LED는 약 500 μm의 길이와 약 700 μm의 폭을 포함하는 패키지.
  34. 제24항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 LED는 약 500 μm의 길이와 약 500 μm의 폭을 포함하는 패키지.
  35. 제24항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 LED는 약 430 μm의 길이와 약 580 μm의 폭을 포함하는 패키지.
  36. 제24항에 있어서,
    상기 패키지 몸체는 반사 캐버티의 외부에 배치된 상부면을 포함하되, 상기 상부면 약 0.15mm의 길이를 포함하는 패키지.
  37. 제24항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 LED는 상기 패키지 몸체 내에, 유동-공융, 비공융 또는 열 압착 접착을 사용하여 실장되는 패키지.
  38. 제24항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 LED는 상기 패키지 몸체 내에, 유동-공융, 비공융 또는 열 압착 접착을 사용하여 실장되는 패키지.
  39. 제24항에 있어서,
    상기 패키지 몸체는 플라스틱을 포함하는 패키지.
  40. 제24항에 있어서,
    상기 패키지는 두 개의 LED들을 포함하는 패키지.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 두 개의 LED들은 직렬로 전기적으로 연결되는 패키지.
  42. 제40항에 있어서,
    상기 두 개의 LED들은 병렬로 전기적으로 연결되는 패키지.
  43. 제24항에 있어서,
    상기 캐버티는 약 135° 이상의 캐버티 각도를 포함하는 패키지.
  44. 제24항에 있어서,
    상기 캐버티는 약 128° 이상의 캐버티 각도를 포함하는 패키지.
  45. 제24항에 있어서,
    상기 캐버티는 약 118°이상의 캐버티 각도를 포함하는 패키지.
  46. 제24항에 있어서,
    상기 패키지는 ENERGY STAR(R) 적용인 패키지.
  47. 캐버티를 포함하는 패키지 몸체;
    적어도 하나의 전기 소자로부터 전기적으로 절연되는 열 전달 물질; 및
    상기 열 전달 물질 상에 배치되는 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)를 포함하되,
    상기 캐버티는 약 0.36mm이하의 캐버티 깊이와 약 135° 이상의 캐버티 각도를 포함하는 발광 소자 패키지.
  48. 제47항에 있어서,
    상기 패키지는 약 0.9mm 이하의 패키지 두께를 포함하는 발광 소자 패키지.
  49. 제47항에 있어서,
    상기 패키지는 패널 표시 시스템 내에 배치되는 발광 소자 패키지.
  50. 제47항에 있어서,
    상기 패키지는 백라이트 패널 표시 시스템들 내에 배치되는 발광 소자 패키지.
  51. 제47항에 있어서,
    상기 패키지 몸체는 플라스틱을 포함하는 발광 소자 패키지.
  52. 제47항에 있어서,
    상기 패키지 길이는 적어도 약 6mm을 포함하며, 상기 패키지 두께는 적어도 약 3mm을 포함하는 발광 소자 패키지.
  53. 제47항에 있어서,
    상기 패키지 길이는 적어도 약 7mm을 포함하며, 상기 패키지 두께는 적어도 약 2mm을 포함하는 발광 소자 패키지.
  54. 패키지 길이와, 상기 패키지 길이와 상이한 패키지 폭을 갖는 패키지 몸체; 및
    상기 패키지 몸체 내에 배치되는 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)를 포함하되,
    상기 패키지 몸체는 약 0.89mm 이하의 패키지 두께를 포함하는 발광 소자 패키지.
  55. 제54항에 있어서,
    상기 패키지 두께는 약 0.86mm을 포함하는 발광 소자 패키지.
  56. 제54항에 있어서,
    상기 패키지는 ENERGY STAR(R) 적용인 발광 소자 패키지.
  57. 패널; 및
    상기 패널로 광을 제공하기 위한 적어도 하나의 발광 다이오드(LED) 패키지를 포함하되,
    상기 적어도 하나의 LED 패키지는,
    패키지 길이와 상기 패키지 길이와 상이한 패키지 폭을 갖는 몸체; 및
    상기 몸체 내에 배치되는 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)를 포함하되,
    상기 패키지 몸체는 약 0.89mm이하의 패키지 두께를 포함하는 표시 패널 시스템.
  58. 제57항에 있어서,
    상기 LED 패키지는 패널을 직접적으로 백라이트하는 표시 패널 시스템.
  59. 제57항에 있어서,
    상기 LED 패키지는 패널의 면 가장자리를 조명하기 위해 배열되는 표시 패널 시스템.
  60. 제57항에 있어서,
    상기 시스템은 ENERGY STAR(R) 적용인 표시 패널 시스템.
  61. 패널; 및
    상기 패널로 광을 제공하기 위한 적어도 하나의 발광 다이오드(LED) 패키지를 포함하되,
    상기 적어도 하나의 LED 패키지는,
    패키지 영역을 포함하는 패키지 몸체; 및
    상기 패키지 몸체 내에 배치되는 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)를 포함하되,
    상기 적어도 하나의 LED는 상기 패키지 영역의 약 2%와 동일하거나 작은 영역을 차지하는 표시 패널 시스템.
  62. 제61항에 있어서,
    상기 시스템은 ENERGY STAR(R) 적용인 표시 패널 시스템.
  63. 패키지 영역을 포함하는 패키지 몸체를 제공하는 것;
    적어도 하나의 발광 다이오드(LED)를 제공하는 것; 및
    상기 적어도 하나의 LED가 상기 패키지 영역의 약 2%와 동일하거나 작은 영역을 차지하는 상기 패키지 몸체 내로 상기 적어도 하나의 LED를 배치하는 것을 포함하는 발광 소자 패키지를 제조하는 방법.
  64. 제63항에 있어서,
    상기 패키지 몸체는 약 0.86mm의 패키지 두께를 포함하는 방법.
  65. 제63항에 있어서,
    상기 패키지 몸체는, 약 0.36mm의 깊이를 갖는 캐버티를 포함하는 방법.
  66. 제63항에 있어서,
    상기 패키지는 전기적으로 절연된 열 전달 물질을 포함하는 방법.
  67. 제63항에 있어서,
    상기 열 전달 물질은 약 0.5mm의 두께를 포함하는 방법.
  68. 제63항에 있어서,
    상기 패키지는 캐버티 바닥을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 LED는 상기 캐버티 바닥의 일 영역의 약 6.5%보다 작거나 동일한 영역을 차지하는 방법.
  69. 제63항에 있어서,
    상기 패키지 몸체는 약 6mm의 패키지 길이와 약 3mm의 패키지 폭을 포함하는 방법.
  70. 제63항에 있어서,
    상기 패키지 몸체는 약 7mm의 패키지 길이와 약 2mm의 패키지 폭을 포함하는 방법.
  71. 제63항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 LED는 약 550 μm이하의 길이를 포함하는 방법.
  72. 제63항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 LED는 약 700 μm 이하의 폭을 포함하는 방법.
  73. 제63항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 LED는 약 520 μm의 길이와 약 700 μm의 폭을 포함하는 방법.
  74. 제63항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 LED는 약 500 μm의 길이와 약 500 μm의 폭을 포함하는 방법.
  75. 제63항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 LED는 약 430 μm의 길이와 약 580 μm의 폭을 포함하는 방법.
  76. 제63항에 있어서,
    상기 패키지 몸체는 반사 캐버티의 외부에 배치된 상부면을 포함하되,
    상기 상부면은 약 0.15mm의 길이를 포함하는 방법.
  77. 제63항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 LED는 상기 패키지 몸체 내에, 유동-공융, 비공융 또는 열 압착 다이 접착을 이용하여 실장하는 방법.
  78. 제63항에 있어서,
    상기 패키지 몸체는 플라스틱을 포함하는 방법.
  79. 제63항에 있어서,
    상기 패키지는 두 개의 LED들을 포함하는 방법.
  80. 제79항에 있어서,
    상기 두 개의 LED들은 직렬로 전기적으로 연결되는 방법.
  81. 제79항에 있어서,
    상기 두 개의 LED들은 병렬로 전기적으로 연결되는 방법.
  82. 제60항에 있어서,
    상기 캐버티는 약 135° 이상의 캐버티 각도를 포함하는 방법.
  83. 제63항에 있어서,
    상기 캐버티는 약 128° 이상의 캐버티 각도를 포함하는 방법.
  84. 제63항에 있어서,
    상기 캐버티는 약 118° 이상의 캐버티 각도를 포함하는 방법.
  85. 제63항에 있어서,
    상기 발광 소자 패키지는 ENERGY STAR(R) 적용인 방법.
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