(57)【要約】  複数のＬＥＤパッケージ、および、複数の薄型／低背型ＬＥＤパッケージを有する複数のＬＥＤディスプレイは、構造完全性、発光特性、およびカスタマイズ可能な属性が改良されている。いくつかの実施形態では、改良された構造完全性は、より強力なパッケージ用のケーシングと協働する、リードフレーム内の種々の特徴部によって提供される。さらに、いくつかの実施形態では、改良された発光特性は、複数のＬＥＤチップ用の表面ボンディング領域および視野角をそれぞれ増大させる、形状および深さなどの穴部特徴部によって提供される。いくつかの実施形態では、より小型のパッケージを使用する用途のためのカスタマイズ可能な上部分、および、通常の機械的／電気的支持体に適合する寸法を含む下部分を有する漸次変化式パッケージもまた提供される。
2013524542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射体パッケージであって、
ケーシングであって、該ケーシングの上面から該ケーシングの内部に延在する穴部を備える、ケーシングと、
前記ケーシングに一体の導電性リードフレームであって、該リードフレームと前記ケーシングとの間の確実な接続をもたらすために前記ケーシングと協働する特徴部を備える、導電性リードフレームと、
前記リードフレームの導電性部品上に配置された複数の発光デバイスであって、該複数の発光デバイスおよび前記リードフレームの部分は、前記穴部を通して露出される、複数の発光デバイスとを備え、
前記穴部の底部は、前記穴部の上部と異なる形状を備え、前記穴部の底部の形状は、前記露出されたリードフレーム部分の表面積を増大させる、放射体パッケージ。
【請求項２】
請求項１に記載の放射体パッケージであって、
前記リードフレームは、さらに、
複数の導電性カソード部品と、
前記複数のカソード部品から離れた、対応する複数の導電性アノード部品と
を備え、
前記複数のカソード部品または前記複数のアノード部品は、前記複数の発光デバイスのうちの少なくとも１つを保持し、前記複数のアノード部品および前記複数のカソード部品の各々は、前記複数の発光デバイスのうちの１つに電気的に接続されている、放射体パッケージ。
【請求項３】
請求項１に記載の放射体パッケージであって、
前記複数の発光デバイスは、直線状配列で配置された複数のＬＥＤを備えている、放射体パッケージ。
【請求項４】
請求項１に記載の放射体パッケージであって、
前記複数の発光デバイスは、組み合わせて実質的に全範囲の色を生成するように通電されるように設定されている、放射体パッケージ。
【請求項５】
請求項２に記載の放射体パッケージであって、
前記複数の発光デバイスの各々は、少なくとも２つの接点を備え、
前記２つの接点のうちの一方は、前記複数のカソード部品のうちの少なくとも１つに電気的に接続され、前記２つの接点のうちの他方は、前記複数のアノード部品のうちの少なくとも１つに電気的に接続されている、放射体パッケージ。
【請求項６】
請求項２に記載の放射体パッケージであって、
前記複数の発光デバイスは、第１の方向に延在する直線状アレイに配置され、
前記複数のアノード部品は、互いに平行関係で配設され、
前記複数のカソード部品は、互いに平行関係で配設され、
前記複数のアノード部品および前記複数のカソード部品は、前記第１の方向と直交する第２の方向に延在している、放射体パッケージ。
【請求項７】
請求項１に記載の放射体パッケージであって、
前記リードフレームは、導電性金属または金属合金で構成されている、放射体パッケージ。
【請求項８】
請求項３に記載の放射体パッケージであって、
前記複数のＬＥＤは、複数色を備えている、放射体パッケージ。
【請求項９】
請求項２に記載の放射体パッケージであって、
前記複数の発光デバイスの各々は、ワイヤボンドによってカソード部品またはアノード部品に、さらに、はんだによってそれぞれのカソード部品またはアノード部品に取り付けられている、放射体パッケージ。
【請求項１０】
請求項１に記載の放射体パッケージであって、
前記ケーシングは、プラスチックまたは樹脂で構成されている、放射体パッケージ。
【請求項１１】
請求項１に記載の放射体パッケージであって、
前記特徴部は、スルーホール、カット、屈曲リード線、側面窪み、側面タブ、または前記リードフレームの隣接部分間の金属ギャップのうちの１つまたは複数を備え、
前記金属ギャップは、前記金属ギャップを備えないリードフレームに比べて、リードフレーム部分間に大きな距離を形成し、
前記ケーシングは、前記特徴部を備えないパッケージと比較して、前記ケーシングと前記リードフレームとの間の接着を強化するために前記特徴部を囲繞している、放射体パッケージ。
【請求項１２】
請求項８に記載の放射体パッケージであって、
前記複数のＬＥＤは、垂直配置である、放射体パッケージ。
【請求項１３】
請求項１に記載の放射体パッケージであって、
前記穴部は、０．５ｍｍ以下の深さをさらに備え、
前記深さは、視野角を増大させる、放射体パッケージ。
【請求項１４】
請求項１に記載の放射体パッケージであって、
さらに、
前記パッケージを覆って耐紫外線封止剤を備えている、放射体パッケージ。
【請求項１５】
請求項１４に記載の放射体パッケージであって、
前記封止剤は、シリコーンを含んでいる、放射体パッケージ。
【請求項１６】
請求項１４に記載の放射体パッケージであって、
前記封止剤の上部は、実質的に平坦である、放射体パッケージ。
【請求項１７】
請求項１に記載の放射体パッケージであって、
前記穴部は、充填材料で少なくとも部分的に充填されている、放射体パッケージ。
【請求項１８】
請求項１に記載の放射体パッケージであって、
前記穴部の底部の形状は、４つの孤によって画定され、
前記穴部の上部の形状は円形である、放射体パッケージ。
【請求項１９】
請求項１に記載の放射体パッケージであって、
前記穴部は、反射体を備えている、放射体パッケージ。
【請求項２０】
請求項１に記載の放射体パッケージであって、
前記パッケージの高さは、０．９ｍｍ〜１．０ｍｍの間である、放射体パッケージ。
【請求項２１】
請求項１に記載の放射体パッケージであって、
前記パッケージの高さは、１．３５ｍｍ未満である、放射体パッケージ。
【請求項２２】
請求項１に記載の放射体パッケージであって、
さらに、
前記露出したリードフレーム部分に電気的に接続された１つまたは複数のツェナーダイオードを備えている、放射体パッケージ。
【請求項２３】
放射体パッケージであって、
ケーシングであって、該ケーシングの上面から該ケーシングの内部に延在する穴部を備える、ケーシングと、
前記ケーシングに一体のリードフレームであって、該リードフレームと前記ケーシングとの間の確実な接続をもたらすために前記ケーシングと協働する特徴部を備える、リードフレームと、
前記穴部を通して露出された前記リードフレームの部分上に配置された複数の発光デバイスと
を備え、
前記ケーシングは、該ケーシングの底部の寸法が前記ケーシングの上部の寸法よりも大きくなるように階段状漸次変化部を備えている、放射体パッケージ。
【請求項２４】
請求項２３に記載の放射体パッケージであって、
さらに、
前記露出したリードフレーム部分に電気的に接続された１つまたは複数のツェナーダイオードを備えている、放射体パッケージ。
【請求項２５】
請求項２３に記載の放射体パッケージであって、
前記リードフレームは、さらに、
それぞれが前記複数の発光デバイスのうちの少なくとも１つを保持する複数の導電性カソード部品と、
前記複数のカソード部品から離れた、対応する複数の導電性アノード部品であって、前記複数のアノード部品の各々は、前記複数の発光デバイスのうちの１つに電気的に接続される、対応する複数の導電性アノード部品と
を備え、
前記複数の発光デバイスの各々は、ワイヤボンドによってそれぞれのカソード部品に取り付けられ、
前記複数の発光デバイスの各々は、はんだによってそれぞれのアノード部品に取り付けられている、放射体パッケージ。
【請求項２６】
請求項２３に記載の放射体パッケージであって、
前記複数の発光デバイスは、直線状配列で配置された複数のカラーのＬＥＤを備え、
該複数のＬＥＤは、組み合わせて実質的に全範囲の色を生成するように通電されるように設定されている、放射体パッケージ。
【請求項２７】
請求項２３に記載の放射体パッケージであって、
前記特徴部は、スルーホール、カット、屈曲リード線、側面窪み、側面タブ、または前記リードフレームの隣接部分間の金属ギャップのうちの１つまたは複数を備え、
前記金属ギャップは、前記金属ギャップを備えないリードフレームに比べて、リードフレーム部分間に大きな距離を形成し、
前記ケーシングは、前記特徴部を備えないパッケージと比較して、前記ケーシングと前記リードフレームとの間の接着を強化するために前記特徴部を囲繞している、放射体パッケージ。
【請求項２８】
請求項２３に記載の放射体パッケージであって、
前記穴部の深さは、０．５ｍｍ以下であり、
前記深さは、視野角を増大させる、放射体パッケージ。
【請求項２９】
請求項２３に記載の放射体パッケージであって、
さらに、
前記パッケージを覆ってシリコーン封止剤を含み、
前記封止剤の上部は、実質的に平坦である、放射体パッケージ。
【請求項３０】
請求項２３に記載の放射体パッケージであって、
前記穴部は、充填材料で少なくとも部分的に充填されている、放射体パッケージ。
【請求項３１】
請求項２３に記載の放射体パッケージであって、
前記穴部は、反射体を備えている、放射体パッケージ。
【請求項３２】
請求項２３に記載の放射体パッケージであって、
前記パッケーシの高さは、１．２５ｍｍ〜１．３５ｍｍの間である、放射体パッケージ。
【請求項３３】
請求項２３に記載の放射体パッケージであって、
前記パッケーシの高さは、２．０ｍｍ未満である、放射体パッケージ。
【請求項３４】
請求項２３に記載の放射体パッケージであって、
前記ケーシングの底部のサイズは、プリント回路基板への取り付けのために標準化されている一方、前記ケーシングの上部のサイズは、種々の所望の用途のためにカスタマイズ可能である、放射体パッケージ。
【請求項３５】
低背型放射体パッケージであって、
ケーシングであって、該ケーシングの上面から該ケーシングの内部に延在する穴部を備える、ケーシングと、
前記ケーシングに一体のリードフレームであって、該リードフレームと前記ケーシングとの間の確実な接続をもたらすために前記ケーシングと協働する特徴部を備える、リードフレームと、
前記リードフレーム上に直線状配列で配置された複数のＬＥＤであって、該複数のＬＥＤおよび前記リードフレームの部分は、前記穴部を通して露出される、複数のＬＥＤと
を備え、
パッケージの高さは、２．０ｍｍ未満である、低背型放射体パッケージ。
【請求項３６】
請求項３５に記載の低背型放射体パッケージであって、
前記穴部の底部は、前記穴部の上部と異なる形状を備え、
前記穴部の底部の形状は、前記露出されたリードフレーム部分の表面積を増大させる、低背型放射体パッケージ。
【請求項３７】
請求項３５に記載の低背型放射体パッケージであって、
前記ケーシングは、前記ケーシングの第１の部分の寸法が該ケーシングの第２の部分の寸法より大きくなるように階段状漸次変化部を備えている、低背型放射体パッケージ。
【請求項３８】
請求項３５に記載の低背型放射体パッケージであって、
前記特徴部は、スルーホール、カット、屈曲リード線、側面窪み、側面タブ、または前記リードフレームの隣接部分間の金属ギャップのうちの１つまたは複数を備え、
前記金属ギャップは、前記金属ギャップを備えないリードフレームに比べて、リードフレーム部分間に大きな距離を形成し、
前記ケーシングは、前記特徴部を備えないパッケージと比較して、前記ケーシングと前記リードフレームとの間の接着を強化するために前記特徴部を囲繞している、低背型放射体パッケージ。
【請求項３９】
発光デバイスディスプレイであって、
複数の放射体パッケージのアレイを保持する基板であって、前記複数の放射体パッケージの各々が、
ケーシングであって、該ケーシングの上面から該ケーシングの内部に延在する穴部を備える、ケーシングと、
前記ケーシングに一体のリードフレームであって、該リードフレームと前記ケーシングとの間の確実な接続をもたらすために前記ケーシングと協働する特徴部を備える、リードフレームと、
前記リードフレーム上に直線状配列で配置された複数のＬＥＤであって、該複数のＬＥＤおよび前記リードフレームの部分は、前記穴部を通して露出される、複数のＬＥＤと
を備え、
前記パッケージの高さは、２．０ｍｍ未満である複数の放射体パッケージのアレイを保持する基板と、
前記ディスプレイ上に視覚画像を生成するために前記アレイを選択的に通電する、電気的に接続された駆動回路構成と
を備えるディスプレイ。
【請求項４０】
請求項３９に記載のディスプレイであって、
前記複数の放射体パッケージ内の前記複数のＬＥＤの各々は、それぞれの電気信号によって駆動され、
前記複数のＬＥＤの各々は、前記ディスプレイの１ピクセルをさらに画定する、ディスプレイ。
【請求項４１】
請求項３９に記載のディスプレイであって、
前記複数の放射体パッケージのうちの少なくとも一部の放射体パッケージ内の前記複数のＬＥＤは、垂直に配列されている、ディスプレイ。
【請求項４２】
請求項３９に記載のディスプレイであって、
前記複数の放射体パッケージの各々は、０．９〜１．３５ｍｍの範囲の高さを有している、ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［発明の背景］
［発明の分野］
本発明は、一般に、電子パッケージングに関し、より具体的には、多用途性のために複数の整列された複数の放射体を有する、薄型／低背型の表面実装パッケージングに関する。
［関連技術の説明］
発光ダイオード（ＬＥＤ）は、電気エネルギーを光に変換する半導体デバイスであり、一般に、反対極性にドープされた層の間に挟まれた半導体材料の１つまたは複数の活性層を備える。ドープされたこれら層の間にバイアスが印加されると、正孔と電子とが活性層に注入され、活性層で、正孔と電子とが再結合して光が生成される。光は、活性層から、そして、ＬＥＤの全ての表面から放出される。
【０００２】
近年、輝度および色忠実度が向上し、フットプリントが小さくなり、発光効率が全体的に改善されたＬＥＤがもたらされるような、ＬＥＤ技術における劇的な改善がなされてきている。ＬＥＤはまた、他の放射体と比較して、動作寿命が増加している。たとえば、ＬＥＤの動作寿命は、５０，０００時間を超えることが可能であり、一方、白熱電球の動作寿命は、約２，０００時間である。ＬＥＤはまた、より少ない電力を消費しながら、他の光源より頑健であり得る。これらの理由および他の理由で、ＬＥＤは、より一般的になりつつあり、また、慣例的に白熱、蛍光、ハロゲン、および他の放射体の領域であった用途で今やますます使用されている。
【０００３】
少なくとも一部には、これらの改善されたＬＥＤおよび改善された画像処理技術に起因して、ＬＥＤは、種々のディスプレイタイプのための光源として使用され得る。これらのタイプの用途でＬＥＤチップを使用するために、１つまたは複数のＬＥＤチップをパッケージ内に入れて、環境的および／または機械的保護、色選択、光収束などをもたらすことが当該技術において知られている。ＬＥＤパッケージはまた、ＬＥＤパッケージを外部回路に電気的に接続するための、電気リード線、接点、およびトレースを含んでいる。ＬＥＤパッケージは、一般に、プリント回路基板（ＰＣＢ）上に実装される。
【０００４】
異なるＬＥＤパッケージが、大型および小型の双方のディスプレイ用の光源として使用され得る。大型スクリーンＬＥＤベースディスプレイが、多くの室内および室外の場所でより一般的になりつつある一方、テレビ、ゲーム機、およびコンピュータモニタなどの小型スクリーンＬＥＤベースディスプレイが、家庭およびビジネスなどの多くの室内の場所でより一般的になりつつある。これらのＬＥＤベースディスプレイは、それぞれが複数のＬＥＤを含み得る何千もの「ピクセル」または「ピクセルモジュール」を含み得る。ピクセルモジュールは、ディスプレイを、種々の距離から、また、種々の環境照明条件下で見ることができることを可能にする高効率かつ高輝度ＬＥＤを使用し得る。ピクセルモジュールは、３つまたは４つ程度の少ないＬＥＤを有することができ、それらＬＥＤによって、ピクセルは、赤、緑、青、および／または時として黄色の光からなる組み合わせから多くの異なる色の光を放射することができる。
【０００５】
ほとんどの従来のＬＥＤベースディスプレイは、入って来る信号（たとえば、ＴＶ信号）を受け付けるコンピュータシステムによって制御され、コンピュータシステムは、全体の表示画像を形成するためにピクセルモジュールで必要とされる特定の色に基づいて、ピクセルモジュールの各々の中のどのＬＥＤ（複数可）が光を放射して、どのくらい明るく放射するのかを決定する。ピクセルモジュールの各々に電力を提供する電力システムもまた含まれることができ、ＬＥＤの各々に対する電力は、光が所望の輝度で放射されるように変調され得る。ピクセルモジュール内のＬＥＤの各々に適切な電力信号を印加する導体が設けられる。
【０００６】
ＬＥＤベースディスプレイを眺めるとき、眺める人は、ＬＥＤベースディスプレイのすぐ前にいないことが多い。室内ディスプレイと室外ディスプレイとの双方は、１４５°またはさらに大きな角度などまでのかなりの範囲の軸外角度にわたって眺めることが可能である。眺める人がどこに位置するかに応じて、水平および／または垂直視野角は異なる可能性がある。さらに、人がＬＥＤベースディスプレイのそばを移動しているとき、ＬＥＤベースディスプレイは、多くの異なる角度で眺められる。中心の近くにピーク発光を有する典型的なＬＥＤディスプレイは、異なる角度で発光強度の低下を起こす可能性がある。ピクセルモジュールの各々における異なるＬＥＤパッケージについての遠視野像（ＦＦＰ）はまた、異なる角度から眺めると、ＬＥＤディスプレイが画像品質変動を起こし得るように異なり得る。
【０００７】
薄型フラットパネルディスプレイが、室内用途と室外用途との双方においてより一般的になりつつある。フラットディスプレイの人気が高まるにつれて、こうしたディスプレイに組み込まれるＬＥＤパッケージは、必然的により薄く／より低背になってきた。薄型／低背型のパッケージは、製造および使用中にその構造完全性を維持するように頑健であることを期待されるが、こうしたパッケージの完全性が損なわれる可能性がある。たとえば、当該技術分野の現行の薄型／低背型のパッケージでは、パッケージ構造は、リフロープロセス中に変形する可能性がある。さらに、現行の薄型／低背型のパッケージは、製造および使用中に、パッケージケーシングとリード線／リードフレームとの間の分離が起こる場合がある。
【０００８】
さらに、放射体パッケージが、小型でかつより低背になるにつれて、パッケージの電導電性部分上の発光構成要素（ＬＥＤなど）にとって利用可能な空間量は重要である。より小型のパッケージはまた、従来のＰＣＢの実装部分または他の適した機械的／電気的支持体との対応を妨げる寸法を含む場合がある。
［発明の概要］
本発明は、異なる視野角における色発光均一性の改善をもたらす放射体パッケージおよびＬＥＤディスプレイを提供し、放射体パッケージは、より平らな用途のために薄型／低背型である。本発明はまた、構造完全性が改善された放射体パッケージを提供し、パッケージは、所望の数のＬＥＤチップおよび対応する構成要素を実装するための適した表面積を有する。さらに、本発明は、標準化された機械的／電気的支持体への取付を可能にすることができるカスタマイズ可能な放射体パッケージを提供する。
【０００９】
一実施形態は、放射体パッケージを備え、パッケージは、ケーシングであって、ケーシングの上面からケーシングの内部に延在する穴部を有する、ケーシングと、ケーシングに一体の導電性リードフレームと、リードフレームの伝導性部品上に配置された複数の発光デバイスとを備える。リードフレームは、リードフレームとケーシングとの間の確実な接続をもたらすためにケーシングと協働する特徴部を備える。複数の発光デバイスおよびリードフレームの部分は、穴部を通して露出される。穴部の底部は、穴部の上部と異なる形状を備え、穴部の底部の形状は、露出されたリードフレーム部分の表面積を増大させる。
【００１０】
別の実施形態によれば、放射体パッケージが提供され、放射体パッケージは、ケーシングであって、ケーシングの上面からケーシングの内部に延在する穴部を有する、ケーシングと、ケーシングに一体のリードフレームと、穴部を通して露出されたリードフレームの部分上に配置された複数の発光デバイスとを備える。リードフレームは、リードフレームとケーシングとの間の確実な接続をもたらすためにケーシングと協働する特徴部を備える。ケーシングは、ケーシングの底部の寸法がケーシングの上部の寸法より大きくなるように階段状漸次変化部を備える。
【００１１】
さらに別の実施形態によれば、低背型の放射体パッケージが提供され、低背型の放射体パッケージは、ケーシングであって、ケーシングの上面からケーシングの内部に延在する穴部を有する、ケーシングと、ケーシングに一体のリードフレームと、リードフレーム上に直線状配列で配置された複数のＬＥＤとを備え、複数のＬＥＤおよびリードフレームの部分は、穴部を通して露出される。リードフレームは、リードフレームとケーシングとの間の確実な接続をもたらすためにケーシングと協働する特徴部を備える。パッケージの高さは、０．９ｍｍから１．３５ｍｍの間である。
【００１２】
本発明に係るさらに別の実施形態では、発光デバイスディスプレイが提供され、発光デバイスディスプレイは、複数の放射体パッケージのアレイを保持する基板と、ディスプレイ上に視覚映像を生成するためにアレイを選択的に通電する、電気的に接続された駆動回路構成とを備える。複数の放射体パッケージの各々は、ケーシングであって、ケーシングの上面からケーシングの内部に延在する穴部を有する、ケーシングと、ケーシングに一体のリードフレームと、リードフレーム上に直線状配列で配置された複数のＬＥＤとを備え、複数のＬＥＤおよびリードフレームの部分は、穴部を通して露出される。穴部は、０．５ｍｍ以下の深さを有する。リードフレームは、リードフレームとケーシングとの間の確実な接続をもたらすためにケーシングと協働する特徴部を備える。
【００１３】
本発明のこれらの、また他のさらなる特徴および利点は、添付の図面と共に挙げられる以下の詳細な説明から当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る放射体パッケージの斜視図である。
【図２】図１に示す実施形態の上面図である。
【図３】図２における線３−３に沿って見られる図１の実施形態の断面図である。
【図４】図１に示す実施形態の底面図である。
【図５】図１に示す実施形態の端面図であって、対向端は実質的に同じである端面図である。
【図６】図１に示す実施形態の側面図であって、対向側面は実質的に同じである側面図である。
【図７】図１のデバイスで使用され得る一実施形態によるリードフレームの上面図である。
【図７ａ】図７における線７ａ−７ａに沿って見られる図７の実施形態の断面図である。
【図８】図７に示すリードフレームの側面図である。
【図９】図１に示す実施形態の上面寸法図である。
【図１０】図１に示す実施形態の側面寸法図である。
【図１１】本発明に係る放射体パッケージの別の実施形態の斜視図である。
【図１２】図１１に示す実施形態の上面図である。
【図１３】図１１に示す実施形態の底面図である。
【図１４】図１１に示す実施形態の端面図であって、対向端は実質的に同じである端面図である。
【図１５】図１１に示す実施形態の側面図であって、対向側面は実質的に同じである側面図である。
【図１６】図１１のデバイスで使用され得る一実施形態によるリードフレームの上面図である。
【図１６ａ】図１６における線１６ａ−１６ａに沿って見られる図１６の実施形態の断面図である。
【図１７】図１１に示す実施形態の上面寸法図である。
【図１８】図１１に示す実施形態の側面寸法図である。
【図１９ａ】Ｈ−Ｈ配列が図２０ａ，２０ｂに示す発光経路に関連するときのＨ−Ｈ配列を示すキーである。
【図１９ｂ】Ｖ−Ｖ配列が図２１ａ，２１ｂに示す発光経路に関連するときのＶ−Ｖ配列を示すキーである。
【図２０ａ】図１に示す表面実装デバイスの実施形態のＨ−Ｈ発光経路を示すグラフである。
【図２０ｂ】図１１に示す表面実装デバイスの実施形態のＨ−Ｈ発光経路を示すグラフである。
【図２１ａ】図１に示す表面実装デバイスの実施形態のＶ−Ｖ発光経路を示すグラフである。
【図２１ｂ】図１１に示す表面実装デバイスの実施形態のＶ−Ｖ発光経路を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［発明の詳細な説明］
本発明は、いくつかの実施形態を参照してここに説明されるが、本発明は、多くの異なる形態で実施される可能性があり、また、ここで述べた実施形態に限定されるものと解釈されるべきでないことが理解される。
【００１６】
本発明に係るいくつかの実施形態では、薄型／低背型の複数の放射体パッケージのための構造であって、パッケージ内で複数の放射体を直線状に配列し、パッケージ穴部の深さを最小にすることによって、大きな視野角でカラー均一性が改善した光を放射することを可能にする構造が提供される。さらに、本発明のいくつかの実施形態は、一部には、パッケージケーシングおよびリードフレームが互いに強く接着することを可能にし、したがって、両者の間に確実な接続をもたらすパッケージリードフレーム内の特徴部に起因して、製造および使用中に、構造完全性を維持する薄型／低背型放射体パッケージを提供する。こうした特徴部は、リードフレームの隣接部分間のサイズが変動する金属ギャップ、リードフレーム内のカット、リードフレーム内のスルーホール、リードフレーム内の窪み、屈曲リード線などを含み得る。
【００１７】
さらに他の実施形態では、パッケージ穴部の形状は、穴部の底部が、所望の数のダイオードをボンディングするためにより大きな利用可能な表面積を提供する独特の形状を有する一方で、穴部の上部が、発光および視野角を最大にするように（円形などで）従来通りに成形されるようにカスタマイズされ得る。この特別な穴部は、普通なら小さ過ぎて（したがって、あまりにも小さい表面積を有するため）所望の数のダイオードを保持できないことになるパッケージ内により多くのダイオードが含まれることを可能にする。本発明に係る他の実施形態では、パッケージのケーシングは、パッケージの下側部分が、標準化されたＰＣＢなどの通常の電気的／機械的支持体上に実装されることを可能にする一方で、上側部分が、小型用途のためにサイズを小さくすることが可能な、階段状漸次変化部を含んでもよい。
【００１８】
本発明は、ＬＥＤカラースクリーンまたは装飾用照明などの多くの異なる照明用途で使用可能な表面実装デバイス（ＳＭＤ）などの異なるタイプの放射体パッケージに適用可能である。それらの放射体として発光ダイオードを利用する放射体パッケージの異なる実施形態が、以下で述べられるが、他の放射体パッケージの実施形態は、異なるタイプの放射体を使用し得ることが理解される。
【００１９】
ある要素が、別の要素の「上にある（ｏｎ）」、別の要素に「接続される（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ  ｔｏ）」、別の要素に「結合される（ｃｏｕｐｌｅｄ  ｔｏ）」、または別の要素に「接触している（ｉｎ  ｃｏｎｔａｃｔ  ｗｉｔｈ）」と言及されるとき、ある要素は、他の要素の直接的に上にある、他の要素に直接的に接続または結合される、または他の要素に直接的に接触している可能性があるか、あるいは、介在する要素が存在してもよいことが理解されるであろう。対照的に、ある要素が、別の要素の「直接的に上にある（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｏｎ）」、別の要素に「直接的に接続される（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ  ｔｏ）」、別の要素に「直接的に結合される（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｔｏ）」、または別の要素に「直接的に接触している（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｉｎ  ｃｏｎｔａｃｔ  ｗｉｔｈ）」と言及されるとき、介在する要素は存在しない。同様に、第１の要素が、第２の要素に「電気的に接触している（ｉｎ  ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｃｏｎｔａｃｔ  ｗｉｔｈ）」、または第２の要素に「電気的に結合される（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｔｏ）」と言及されるとき、第１の要素と第２の要素との間の電流の流れを可能にする電気経路が存在する。電気経路は、キャパシタ、結合インダクタ、および／または伝導性要素間に直接的な接触がない状態でも電流の流れを可能にする他の素子を含んでもよい。
【００２０】
第１、第２などの用語は、種々の要素、コンポーネント、領域、および／またはセクションを述べるために本明細書で使用され得るが、これらの要素、コンポーネント、領域、および／またはセクションは、これらの用語によって制限されるべきではない。これらの用語は、１つの要素、コンポーネント、領域、またはセクションを、別の要素、コンポーネント、領域、またはセクションと区別するためだけに使用される。したがって、以下で述べる第１の要素、第１のコンポーネント、第１の領域、または第１のセクションは、本発明の教示から逸脱することなく、第２の要素、第２のコンポーネント、第２の領域、または第２のセクションと称され得る。
【００２１】
本発明の実施形態は、本発明の実施形態の略図である断面図を参照してここで説明される。したがって、構成要素の実際の厚さは異なる可能性があり、また、たとえば製造技法および／または公差の結果としての図の形状からの変化が予想される。本発明の実施形態は、ここで示す領域の特定の形状に限定されるものとして解釈されるべきでなく、たとえば製造に起因する形状の偏差を含む。正方形または長方形として示すかまたは記載される領域は、通常、通常の製造公差に起因して、丸いまたは湾曲した特徴部を有することになる。そのため、図に示す領域は、本質的に概略的であり、それらの形状は、デバイスの領域の精密な形状を示すことを意図しておらず、また、本発明の範囲を限定することを意図していない。
【００２２】
図１〜１０は、ＳＭＤを備える、本発明に係る薄型／低背型の複数の放射体パッケージ１０の一実施形態を示している。上述のように、本発明は、ＳＭＤ以外に他のタイプの放射体パッケージと共に使用され得ることが理解される。パッケージ１０は、一体リードフレーム１４を保持するケーシング１２を備える。リードフレーム１４は、パッケージの光放射体に電気信号を伝えるために使用される複数の導電性接続部品を備える。リードフレームはまた、著しい量の熱がパッケージの放射体によって生成される用途において、放射体によって生成される熱を消散するのを補助することができる。
【００２３】
リードフレーム１４は、多くの異なる方法で配置されることができ、異なる数の部品が、異なるパッケージの実施形態で利用され得る。３つの放射体を利用するパッケージ１０が以下に記載され、示された実施形態では、リードフレームは、放射体の各々が、それぞれの電気信号によって駆動されるように配置される。したがって、示された実施形態では６つの伝導性部品が存在し、６つの伝導性部品は、各放射体について一対の伝導性部品を備え、その伝導性部品の対を介して、放射体の各々に電気信号が印加される。パッケージ１０の場合、伝導性部品は、第１、第２、および第３のアノード部品１６，１８，２０と、第１、第２、および第３のカソード部品２２，２４，２６とを備え（図７に最もよく示されている）、それぞれが、放射体取付パッドを有している。しかしながら、いくつかの実施形態が、２つ以下のＬＥＤを備える可能性がある一方で、他の実施形態が、５つ以下のＬＥＤを備える可能性があり、さらに他の実施形態が、４つ以上のＬＥＤを備える可能性があることが理解される。これらの種々の実施形態におけるＬＥＤはそれぞれ、当該ＬＥＤ自体のそれぞれの伝導性部品対を有することが可能であり、または、伝導性部品を他のＬＥＤと共有することが可能である。パッケージのコストおよび複雑さは、一般に、ＬＥＤチップの数が少なければ低くなり得る。
【００２４】
ケーシング１２は、多くの異なる形状およびサイズを有する可能性があり、示された実施形態では、上面２８および下面３０、側面３２，３４、ならびに、端面３６，３８によって全体的に正方形または長方形である。ケーシングの上側部分は、さらに、上面２８からケーシング１２の本体に入りリードフレーム１４まで延在する凹部または穴部４０を備える。複数の放射体は、複数の放射体からの光がパッケージ１０から穴部４０を通って放射されるようにリードフレーム上に配置される。いくつかの実施形態では、（図３に示す）反射性インサートまたはリング４２などの反射体構成要素が、穴部４０の側面または壁４４の少なくとも一部分に沿って配置され、固定され得る。
【００２５】
リング４２の反射性およびパッケージの発光角度の効果は、穴部４０および穴部４０内で内向きに保持されるリング４２をケーシングの内部に向かってテーパを付けることによって高められ得る。限定としてではなく例として、また、図１０に最もよく見られるように、約５０．０°の穴角度は、適切でかつ所望の視野角、ならびに、反射体構成要素が含まれる場合に所望の反射性を提供することができる。考えられる別の実施形態では、約９０．０°の穴角度は、適切でかつ所望の視野角を提供することができる。考えられるさらに他の実施形態では、５０．０°より小さい、５０．０°より大きい、５０．０°と９０．０°との間、および／または９０．０°より大きい穴角度は、適切でかつ所望の視野角を提供することができる。
【００２６】
さらに、穴部４０の深さは、パッケージの視野角を増大させるためにカスタマイズされ得る。限定としてではなく例として、この実施形態の薄型／低背型のパッケージでは、（図１０に示すような）０．４５ｍｍ＋／−０．０５ｍｍの小さな穴部４０の深さは、望ましい増大した視野角を提供することができる。考えられる別の実施形態では、０．４５ｍｍより小さい穴部の深さは、所望の視野角を提供することができる。考えられるさらに他の実施形態では、０．４５ｍｍより大きいが、放射体パッケージの全体高さより小さい穴部の深さは、所望の視野角を提供することができる。
【００２７】
いくつかの実施形態では、リードフレーム１４の露出部分に隣接する穴部４０の底部４１は、穴部４０の上部４３と異なる形状を備えることができる。図１および図２において最もよく示される実施形態では、穴部４０の底部４１は４つの孤を備える形状によって画定され、その形状は、湾曲側面を有する正方形に似ている。上部４３は円によって画定される。底部４１および上部４３は、本発明に従って様々な適切な形状を備えることができることが理解される。底部４１の異なる形状は、上部から底部まで円形状を維持する従来の穴部と比較して、リードフレーム１４のより多くの部分が穴部４０を通して露出されることを可能にし、（以下でより詳細に論じるように）種々のタイプのＬＥＤまたは他のダイオードがその上に実装され得るリードフレーム１４の利用可能な表面積を増大させる。穴部４０内で露出される、利用可能なリードフレーム１４の表面積を増大させることは、特に小型の放射体パッケージにおいて必要である場合があり、特に小型の放射体パッケージは、底部４１用の適切な形状がない場合、所望の数の被実装ダイオードまたは他のデバイス構成要素に適合することができない場合がある。
【００２８】
いくつかの実施形態では、穴部４０は、リードフレーム１４およびリードフレーム１４によって保持される放射体を保護しかつ位置的に安定させ得る充填材料／封止剤４８で少なくとも部分的に充填され得る。いくつかの例では、充填材料／封止剤４８は、放射体、および穴部４０を通して露出されるリードフレーム１４の部分を覆うことができる。充填材料／封止剤４８は、ＬＥＤからの光の放射を向上させるために所定の光学特性を有するように選択されることができ、またいくつかの実施形態では、パッケージの放射体によって放射される光に対して実質的に透明である。充填材料／封止剤４８は、その上部表面に沿って実質的に平坦であってもよく、半球状または弾丸状などに成形することもできるし、または、穴部４０内で全体的にまたは部分的に凹状にすることもできる。充填材料／封止剤４８は、シリコーン、樹脂、エポキシ、熱可塑性重縮合体、ガラス、および／または他の適切な材料、あるいは材料の組み合わせから形成され得る。いくつかの実施形態では、ＬＥＤへのおよび／またはＬＥＤからの、光の放射、吸収、および／または分散を向上させるための材料が、充填材料／封止剤４８に添加され得る。
【００２９】
ケーシング１２は、電気絶縁性である材料から作製されることができ、その材料はまた熱伝導性であってもよい。こうした材料は、当該技術分野で周知であり、制限がなく、熱可塑性重縮合体（たとえば、ポリフタルアミド（ＰＰＡ））、あるセラミック、樹脂、エポキシ、およびガラスを含み得る。ケージング１２はまた、ビデオディスプレイで使用されるＳＭＤなどに関して、画像生成ＳＭＤパッケージにおけるコントラストを改善するために、暗いまたは黒い材料（複数可）で形成され得る。
【００３０】
パッケージ１０およびそのケーシング１２は、当該技術分野で知られている種々の既知の方法の任意の方法によって形成されるかつ／または組み立てられ得る。たとえば、ケーシング１２は、射出成形などによって、アノード部品１６，１８，２０およびカソード部品２２，２４，２６の周りに形成または成形され得る。図４に示す穴部４７は、前記リードフレーム１４上にケーシング材料が射出成形されるためのエントリ位置を示すため、既知の射出成形技法によって形成されるパッケージ内に存在してもよい。あるいは、ケーシングは、複数のセクション、たとえば上部および底部セクションに形成され、アノード部品１６，１８，２０およびカソード部品２２，２４，２６は底部セクション上に形成され得る。上部および底部セクションは、その後、既知の方法、および、エポキシ、接着剤、または他の適切な接合材料などの材料を使用して、共に接着され得る。
【００３１】
図示された例示的な実施形態では、パッケージ１０は、第１、第２、および第３のＬＥＤ５０，５２，５４を利用し、これらＬＥＤの各々は、他のＬＥＤと同じ色の光または異なる色の光を放射することができる。示された実施形態では、ＬＥＤ５０，５２，５４は、適切に通電されると、ＬＥＤが、組み合わせて実質的に全範囲の色を生成するように、それぞれ青、赤、および緑の色を放射する。さらに、適切に通電されると、ＬＥＤ５０，５２，５４は、異なる色温度の白色光の組み合わせを放射することができる。３つより多いかまたは少ないＬＥＤであって、任意の所望の色を放射するＬＥＤが、本発明に従ってパッケージ内で利用され得ることが理解される。
【００３２】
パッケージ１０はまた、静電放電（ＥＳＤ）による損傷から保護するための要素を備え得る。種々の垂直ツェナーダイオード（図示せず）、ＬＥＤチップ５０，５２，５４に対して並列に配列されかつ逆バイアスされた異なるＬＥＤ（図示せず）、表面実装バリスタ（図示せず）、および横型Ｓｉダイオード（図示せず）などの異なる要素が使用され得る。ツェナーダイオードを使用する実施形態では、ツェナーダイオードは、既知の実装技法を使用して別個の取付パッドに実装され得る。ダイオードは、比較的小さいため、凹み部４０によって露出されるリードフレーム１４の表面上で過剰な領域を覆わない。直列に接続されたＬＥＤ群を利用するとき、各直列群について１つのＥＳＤ素子だけが必要とされる。
【００３３】
ＬＥＤの構造、特徴、ならびにその作製および動作は、一般に当該技術分野で知られており、本明細書では簡潔に論じられるだけである。ＬＥＤは、異なる方法で配置された多くの異なる半導体層を有し、異なる色を放射し得る。ＬＥＤの層は、既知のプロセスを使用して作製され得る。適切なプロセスは、有機金属化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ）を使用した作製である。ＬＥＤチップの層は、一般に、第１と第２の反対極性にドープされたエピタキシャル層の間に挟まれた活性層／領域を備え、エピタキシャル層は全て、成長基板またはウェハ上に連続して形成される。ウェハ上に形成されるＬＥＤチップは、単一化され、パッケージ内への実装など、異なる用途で使用され得る。成長基板／ウェハは、最終的な単一化ＬＥＤの一部として残ったままになり得るか、または、成長基板は、完全にまたは部分的に除去され得ることが理解される。
【００３４】
限定はしないが、バッファ層、核形成層、接触層、および電流拡散層、ならびに光抽出層および素子を含むさらなる層および素子もＬＥＤに含まれ得ることも理解される。活性領域は、単一量子井戸（ＳＱＷ）、複数量子井戸（ＭＱＷ）、２重ヘテロ構造、または超格子構造を含み得る。
【００３５】
活性領域およびドープ層は、異なる材料システムから作製され得る。１つのこうしたシステムはＩＩＩ族窒化物ベース材料システムである。ＩＩＩ族窒化物とは、窒素と、周期律表のＩＩＩ族の元素、通常アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、およびインジウム（Ｉｎ）との間で形成される半導体化合物のことを指す。その用語はまた、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）および窒化アルミニウムインジウムガリウム（ＡｌＩｎＧａＮ）などの３元および４元化合物のことも指す。考えられる実施形態では、ドープ層は窒化ガリウム（ＧａＮ）であり、活性領域はＩｎＧａＮである。代替の実施形態では、ドープ層は、ＡｌＧａＮ、ヒ化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＡｓ）、またはヒ化リン化アルミニウムガリウムインジウム（ＡｌＧａＩｎＡｓＰ）、またはリン化アルミニウムインジウムガリウム（ＡｌＩｎＧａＰ）、または酸化亜鉛（ＺｎＯ）であってもよい。
【００３６】
成長基板／ウェハは、シリコーン、ガラス、サファイア、炭化ケイ素、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）などの多くの材料で作られ得る。適切な基板は、４Ｈポリタイプ炭化ケイ素であるが、３Ｃ、６Ｈ、および１５Ｒポリタイプを含む他の炭化ケイ素ポリタイプもまた使用され得る。炭化ケイ素は、サファイアに比べて、ＩＩＩ族窒化物に対するより密接な結晶格子整合などの一定の利点を有し、高品質のＩＩＩ族窒化物フィルムをもたらす。炭化ケイ素はまた、非常に高い熱伝導性を有するため、炭化ケイ素上のＩＩＩ族窒化物デバイスの総合出力電力は、（サファイア上に形成された一部のデバイスに関してそうであるように）基板の熱消散によって制限されない。ＳｉＣ基板は、ノースカロライナ州ダーラムのＣｒｅｅ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｉｎｃ．から入手可能であり、ＳｉＣ基板を生産する方法は、科学文献ならびに米国特許第Ｒｅ．３４，８６１号、第４，９４６，５４７号、および第５，２００，０２２号に記載されている。
【００３７】
ＬＥＤはまた、その全てが、既知の方法を使用して堆積された既知の材料で作られ得る、伝導性電流拡散構造、電流拡散層、およびワイヤボンドパッドなどのさらなる特徴部を備え得る。ＬＥＤの一部または全ては、１つまたは複数の蛍光体でコーティングされ得る。蛍光体が、ＬＥＤ光の少なくとも一部を吸収し、異なる波長の光を放射することにより、ＬＥＤは、当該ＬＥＤからの光と蛍光体からの光との組み合わせを放射する。ＬＥＤチップは、多くの異なる方法を使用して蛍光体をコーティングされ得る。１つの適切な方法は、共に“Ｗａｆｅｒ  Ｌｅｖｅｌ  Ｐｈｏｓｐｈｏｒ  Ｃｏａｔｉｎｇ  Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  Ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ  Ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ  Ｍｅｔｈｏｄ”という題され、共に参照により本明細書に援用される、米国特許出願シリアル番号第１１／６５６，７５９号および第１１／８９９，７９０号に記載されている。あるいは、ＬＥＤは、電気泳動堆積（ＥＰＤ）などの他の方法を使用してコーティングされ得る。適切なＥＰＤ法は、同様に参照により本明細書に援用される、“Ｃｌｏｓｅ  Ｌｏｏｐ  Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅｓ”と題された米国特許出願第１１／４７３，０８９号に記載されている。
【００３８】
さらに、ＬＥＤは、当該技術分野で知られるように、垂直型または横型の幾何形状を有してもよい。垂直型幾何形状を備えるＬＥＤは、基板上に第１の接点を、ｐ型層上に第２の接点を有し得る。第１の接点に印加される電気信号は、ｎ型層内に拡散し、第２の接点に印加される信号は、ｐ型層内に拡散する。ＩＩＩ族窒化物デバイスの場合、薄い半透明材料が、通常、一部のまたは全体のｐ型層を覆うことがよく知られている。第２の接点は、通常、プラチナ（Ｐｔ）などの金属または酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの透明伝導性酸化物である層を含み得ることが理解される。
【００３９】
ＬＥＤはまた、双方の接点がＬＥＤの上部にある横型の幾何形状を備えてもよい。ｐ型層および活性領域の一部分は、ｎ型層上の接点メサを露出させるために、エッチングなどによって除去される。第２の横型ｎ型接点は、ｎ型層のメサ上に設けられる。接点は、既知の堆積技法を使用して堆積された既知の材料を含み得る。
【００４０】
示された例示的な実施形態では、リードフレームのアノードおよびカソード部品１６，１８，２０，２２，２４，２６は、ケーシング１２の対向する表面３６および３８を貫通して外側に突出する。アノード部品１６，１８，２０は、表面３６から延在し、カソード部品２２，２４，２６は、表面３８から延在する。アノードおよびカソード部品は、パッケージ１０が動作のために表面実装されると、それぞれの光放射体に電気信号を伝導させるために、対で動作するように配置される。示された実施形態では、アノードおよびカソード部品１６，１８，２０，２２，２４，２６は、ケーシングのその端面３６および３８から出て、端面３６および３８に沿って下方に延在するように、直角に屈曲され、次に、ケーシング１２の下側表面３０に沿って延在する端部分８２，８４，８６，８８，９０，９２を形成するように再び直角に屈曲される。リード線の端部分８２，８４，８６，８８，９０，９２の外側に向く表面は、ＰＣＢなどの下にある機械的／電気的支持構造９４への接続を容易にするために、ケーシング１２の底部と実質的に同一平面にある。
【００４１】
図３で最もよく示されるように、リード線の端部分８２，８４，８６，８８，９０，９２（ただし、端部分８６，８８だけが見えている）は、はんだ付けを含む複数の周知の接続技法のうちの任意の技法を使用して、支持構造９４上のトレースまたはパッドに電気的に接続または接合され得る。端部分８２，８４，８６，８８，９０，９２の全てまたは一部は、依然として表面実装を可能にしながら、反対方向に屈曲され得ることが理解される。
【００４２】
カソード部品２２，２４，２６は、側面３２および３４に垂直な方向７４に延在する直線状アレイでＬＥＤチップ５０，５２，５４を保持するための中央表面または実装パッド６８，７０，７２を備え、ＬＥＤ５０，５２，５４は、全体がケーシング１２の中心軸に沿って配列されている。この配列は、クラスタ状など他の方法で配置されたＬＥＤを有するパッケージと比較して、異なる水平視野角で色の均一性の改善を可能にする。側面３６，３８に垂直な方向に延在する直線状アレイは、異なる垂直視野角で色の均一性の改善を可能にすることになることが理解される。
【００４３】
実装パッド６８および７８は、ケーシング１２の中心に向かって延在してもよく、それにより、ＬＥＤ５０，５４は、ケーシング１２の中心の近くに実装されることが可能になるため、穴部４０から放射することができる。アノード部品１６，１８，２０は、実装パッド６８，７０，７２に隣接して配置されるがギャップ９６を介して実装パッド６８，７０，７２から離間して配置される電気接続パッド７６，７８，８０をそれぞれ含む。接続パッド７６および７８は、実装パッド６８，７２の伸張部によってケーシング１２の中心の近くに実装されるＬＥＤ５０，５４への電気的接続を可能にするために、ケーシング１２の中心に向かって延在する。
【００４４】
アノード部品１６，１８，２０は、全体的に互いに平行に延び、カソード部品２２，２４，２６は、全体的に互いに平行に延び、全てが、直線状ＬＥＤアレイの方向７４に垂直な方向に延在する。リード線は、異なる幅を有することが可能であり、上部からパッケージ１０を見たときに、最小限に視認できるかまたは視認できないほど十分に小さくなり得る。追加的におよび／または代替的に、リード線は、ケーシング１２によって上部からの観察が妨げられる場合がある。
【００４５】
図１および図２で最もよく見られるように、穴部４０は、取付パッドおよび接続パッド６８，７０，７２，７６，７８，８０を露出させるのに十分な深さに、ケーシング内部内に延在する。考えられる実施形態では、ＬＥＤ５０，５２，５４の各々は、当該ＬＥＤの接点または電極の対であって、接点間に電気信号が印加されると、当該ＬＥＤが光を放射するように配置された、接点または電極の対を有する。ＬＥＤの接点は、アノード部品とカソード部品との対に電気的に接続される。確実に、ＬＥＤ５０，５２，５４の各々が、当該ＬＥＤのカソードとアノードとの対を有することは、各ＬＥＤの容易な電気制御を提供することなどのいくつかの理由に対して有利となり得る。
【００４６】
示された実施形態の典型的な実装によれば、ＬＥＤ５０，５２，５４の接点の一方が、チップキャリアパッド６８，７０，７２に接続される一方、ＬＥＤ５０，５２，５４の接点の他方が、パッド７６，７８，８０に接続される。しかしながら、代わりに、パッド７６，７８，８０がチップを保持し、パッド６８，７０，７２が、パッド７６，７８，８０に電気的に接続され得ることが理解される。異なる既知の構造および方法が、この接続を行うために使用され得る。１つのこうした構造は、既知の方法を使用して適用されるワイヤボンド９５，９７，９９である。考えられる１つのワイヤボンド構成が示されるが、各チップの構造に応じて、種々の他の適切なワイヤボンド構成が可能であることが理解される。たとえば、１つのチップ上に２つ以上のワイヤボンドが存在してもよく、１つのワイヤボンドは接続パッドに取り付けられ、他のワイヤボンドはチップキャリアパッドに取り付けられてもよい。
【００４７】
アノード部品１６，１８，２０およびカソード部品２２，２４，２６は、銅、銅合金、および／または他の適切な導電性の低抵抗性で耐食性の材料、あるいは材料の組み合わせなどの、導電性金属または金属合金から作られてもよい。述べたように、リード線の熱伝導性は、矢印９８で示すように、ＳＭＤによって保持されるＬＥＤ５０，５２，５４から遠くに熱を伝導するのをある程度補助することができる。しかしながら、本実施形態の（約２０〜６０ｍＡで動作するパッケージなどの）低電力パッケージでは、熱管理は、重要な懸念事項とならないことがある。
【００４８】
ＬＥＤ５０，５２，５４の各々は、はんだ、接着剤、コーティング、フィルム、封止剤、ペースト、グリース、および／または他の適切な材料などの、導電性でかつ熱伝導性の結合材１００によって、パッド６８，７０，７２の１つに電気的に結合されてもよい。一実施形態では、ＬＥＤは、ＬＥＤの底部のはんだパッドを使用して、それぞれのパッドに電気的に結合され、固定されてもよい。コネクタ部品１６，１８，２０およびキャリア部品２２，２４，２６は、所望の構成を得るために、打抜き、射出成形、切断、エッチング、曲げによって、あるいは、他の既知の方法および／または方法の組み合わせによって達成されてもよい。たとえば、コネクタ部品および／またはキャリア部品は、部分的に金属打抜きされ（たとえば、関連材料の単一シートから同時に打抜かれ）、適切に曲げられ、最後に、ケーシングの一部または全ての形成に続いて完全に分離され得る。
【００４９】
いくつかの製造方法において、ＬＥＤは、接続パッドの周りにケーシング１２を成形および／または組み立てる前にパッド６８，７０，７２に接続されてもよい。あるいは、ＬＥＤは、アノードおよびカソード部品がケーシング内に部分的に収容された後にパッド６８，７０，７２に接続されてもよい。ケーシング内に延在する穴部４０は、別様に成形された底部４１などによって、パッド６８，７０，７２およびパッド７６，７８，８０の十分な部分が露出されて、ＬＥＤおよび関連するワイヤボンドを受け入れ、また、ＬＥＤが穴部４０を通して外に光を放射することが可能になるように構成され得る。
【００５０】
従来のパッケージでは、リードフレームのアノードおよびカソード部品と、ケーシングの上側および下側部分との間の滑らかな表面および狭い経路が、確実な接着を困難にしている。金属ギャップ間でこれらの滑らかな表面と狭い経路とを合わせることは、放射体パッケージの剛性を低減させ、使用中とリフローなどの製造プロセス中の双方で、リードフレームからのケーシングの分離による部品故障の機会を増加させ得る。パッケージをより丈夫にするために、パッケージの構造完全性が、ケーシングとリードフレームとの間の接着信頼性を高めることによって改善される。これは、ＳＭＤパッケージの安定性、完全性、および／または頑健性に寄与する、１つまたは複数の窪み、スルーホール、開口部、伸張部、および／または他の特徴部を含む、アノード部品１６，１８，２０およびカソード部品２２，２４，２６のうちの１つまたは複数によって達成され得る。さらに、金属ギャップ１０２，１０４，１０６，１０８は、隣接するアノード部品と隣接するカソード部品との間の種々の場所に設けられてもよい。これらのギャップは、従来の放射体パッケージにおいて見られる狭い経路に比べて、より大きくかつ変動する幅を有する。ギャップは、大きな金属ギャップを備えないパッケージと比較して、これらのリードフレーム部分間に肉厚の経路および／または経路セグメントを形成するために、後で、ケーシング材料で充填される。
【００５１】
図７で最もよく示されるように、アノード部品１６と１８および１８と２０は、それらの間に大きな金属ギャップ１０２，１０４を有してもよく、カソード部品２２と２４および２４と２６は、それらの間に大きな金属ギャップ１０６および１０８を有してもよい。ケーシング材料は、リードフレーム１４を覆って成形されると、大きな金属ギャップ１０２，１０４，１０６，１０８を満たして、ケーシング１２とリードフレーム１４との間の接着を改善し、また、パッケージ１０の全体的な構造完全性／頑健性を改善し得る広い経路および／または経路セグメントを形成する。アノードおよびカソード部品はまた、アノード部品１６，１８，２０およびカソード部品２２，２４，２６の上側および下側表面上にあり得る、窪み（図示せず）、スルーホール（図示せず）、またはＶカット１１０などのカットなどの特徴部を含んでもよい。金属ギャップ１０２，１０４，１０６，１０８、スルーホール、窪み、カット、屈曲リード線、および／または、リードフレームの他のこうした特徴部は、少なくとも部分的に、ケーシング材料および／または充填材料と協働して、パッケージ１０の構造安定性および完全性を向上させる。ケーシング材料および／または充填材料は、頑健性を付加するために、リードフレームのこうした特徴部内におよび／またはこうした特徴部を通して少なくとも部分的に延在する。パッケージの構造完全性を改善するためのこれらのタイプの特徴部がない状態では、パッケージは、作製中に損傷され得る、または、リードフレームおよびケーシングは、パッケージ動作中に分離され得る。
【００５２】
ここで図９〜１０を参照して、放射体パッケージ１０の種々の構成要素の寸法特性のいくつかの例が示される。限定としてではなく例として、パッケージ１０は、３．２０＋／−０．１ｍｍの全長１１２、約２．８０ｍｍの全幅１１４、および０．９５＋／−０．０５ｍｍの高さ１１６を有してもよい。他の実施形態では、長さは、３．２０ｍｍ未満であってもよいし、５．０ｍｍ未満であってもよいし、または３．２０ｍｍより大きくてもよい。全幅は、２．８０ｍｍ未満であってもよいし、４．０ｍｍ未満であってもよいし、または２．８０ｍｍより大きくてもよい。薄型／低背型の放射体パッケージについての考えられる実施形態によれば、パッケージの高さ／厚さは、０．９〜１．３ｍｍの範囲であってもよいし、０．９５ｍｍ未満であってもよいし、または、１．５ｍｍ未満であってもよい。
【００５３】
図１１〜１８は、ＳＭＤを備え得る本発明に係る薄型／低背型の複数放射体パッケージ２００の考えられる別の実施形態を示している。パッケージ２００は、一体のリードフレーム２１４を有するケーシング２１２を備える。リードフレーム２１４は、パッケージ１０について上述したように、複数の導電性接続部品を備える。
【００５４】
３つの放射体を利用するパッケージ２００が、以下で述べられ、示された実施形態では、リードフレームは、各放射体がそれぞれの電気信号によって駆動されるように配置されている。しかしながら、他のパッケージおよびリードフレーム配置構成が、本発明によって想定されることが理解される。したがって、第１、第２、および第３のアノード部品２１６，２１８，２２０、ならびに第１、第２、および第３のカソード部品２２２，２２４，２２６を備える６つの伝導性部品がパッケージ２００内に存在する。
【００５５】
ケーシング２１２は、上側および下側表面２２８および２３０、側面２３２および２３４、ならびに、端面２３６および２３８によって全体的に正方形または長方形である。ケーシングの上側部分は、さらに、上面２２８からケーシング２１２の本体に入りリードフレーム２１４まで延在する穴部２４０を備える。放射体は、放射体からの光がパッケージ２００から穴部２４０を通って放射されるようにリードフレーム上に配置される。いくつかの実施形態では、反射体構成要素（図示せず）が、穴部２４０の側面または壁２４４の少なくとも一部分に沿って配置され固定されてもよい。
【００５６】
反射体構成要素（含まれる場合）およびパッケージの放射角度の効果は、穴部２４０および穴部４０内で内向きに保持される反射体構成要素をケーシングの内部に向かってテーパを付けることによって高められ得る。限定としてではなく例として、また、図１８に最もよく見られるように、約９０．０°の穴角度２４６は、適切でかつ所望の視野角、ならびに、反射体構成要素が含まれる場合に所望の反射性を提供し得る。考えられる別の実施形態では、約５０．０°の穴角度は、適切でかつ所望の視野角を提供してもよい。考えられるさらに他の実施形態では、９０．０°未満の、９０．０°より大きい、５０．０°と９０．０°との間の、および／または５０．０°未満の穴角度は、適切でかつ所望の視野角を提供してもよい。
【００５７】
さらに、穴部２４０の深さは、パッケージの視野角を増大させるためにカスタマイズされ得る。限定としてではなく例として、この実施形態における薄型／低背型のパッケージでは、（図１８に示すように）０．４５ｍｍ＋／−０．０５ｍｍの小さな穴部２４０の深さは、望ましい、増大した視野角を提供し得る。考えられる別の実施形態では、０．４５ｍｍ未満の穴部の深さは、所望の視野角を提供し得る。考えられるさらに他の実施形態では、０．４５ｍｍより大きいが、放射体パッケージの全体高さより小さい穴部の深さは、所望の視野角を提供し得る。
【００５８】
いくつかの実施形態では、ケーシング２１２は、階段状漸次変化部を備えてもよく、ケーシングの底部２１３は、ケーシング２１２の上部２１５より寸法的に大きい。この階段状ケーシング２１２についての少なくとも１つの目的は、パッケージの上部の寸法が種々の所望の用途についてカスタマイズされ得る一方で、パッケージの底部が、そのリードフレーム構成要素を含めて、ＰＣＢなどの従来のサイズに作られた機械的／電気的支持体上に実装されることを可能にすることである。したがって、新しいパッケージ２００は、既に使用中であるＰＣＢなどの支持体上に、容易に実装され、電気的に接続され得る。本発明に係るパッケージは、ケーシング２１２の上部の寸法が、ケーシング２１２の底部の寸法と異なることを可能にするための、任意の数およびタイプの漸次変化部を備え得ることが理解される。たとえば、３つ以上の階段状漸次変化部が、本発明に係るパッケージに含まれてもよいし、または、ゆるやかな傾斜した漸次変化部もまた想定されてもよい。
【００５９】
いくつかの実施形態では、穴部２４０は、上述したように、少なくとも部分的に、充填材料で充填される、かつ／または、封止剤によって覆われてもよい。さらに、ケーシング２１２は、所定の材料を含んでもよく、上述したように形成されてもよい。
【００６０】
示された例示的な実施形態では、パッケージ２００は、第１、第２、および第３のＬＥＤ２５０，２５２，２５４を利用し、ＬＥＤの各々は、他のＬＥＤと同じ色の光または異なる色の光を放射し得る。示された実施形態では、ＬＥＤ２５０，２５２，２５４は、適切に通電されると、ＬＥＤが、組み合わせて実質的に全範囲の色を生成するように、それぞれ青、赤、および緑の色を放射する。さらに、適切に通電されると、ＬＥＤ２５０，２５２，２５４は、様々な色温度の白色光の組み合わせを放射することができる。３つより多いかまたは少ないＬＥＤであって、任意の所望の色または色の組み合わせを放射する、ＬＥＤが、本発明に従ってパッケージ内で利用可能であることが理解される。
【００６１】
上述したパッケージ１０の場合と同様に、パッケージ２００は、ＥＳＤによる損傷から保護するための要素（図示せず）を備え得る。こうした要素は、ツェナーダイオード、ＬＥＤチップ２５０，２５２，２５４に対して並列に配置されかつ逆バイアスされた異なるＬＥＤ、表面実装バリスタ、および横型Ｓｉダイオードを含み得る。直列に接続されたＬＥＤ群を利用するとき、各直列群について１つのＥＳＤ素子だけが必要とされる。
【００６２】
示された例示的な実施形態では、リードフレームのアノードおよびカソード部品２１６，２１８，２２０，２２２，２２４，２２６は、ケーシング２１２の対向する表面２３６および２３８を貫通して外側に突出する。アノード部品２１６，２１８，２２０は表面２３６から延在し、カソード部品２２２，２２４，２２６は表面２３８から延在する。アノードおよびカソード部品は、パッケージ２００が動作のために表面実装されると、それぞれの光放射体に電気信号を伝導させるために、対で動作するように設定される。示された実施形態では、アノードおよびカソード部品２１６，２１８，２２０，２２２，２２４，２２６は、ケーシングのその端面２３６，２３８および底部２１３から出て、端面２３６および２３８に沿って下に延在するように、直角に屈曲され、次に、ケーシング２１２の底部２１３の下面２３０に沿って延在する端部２８２，２８４，２８６，２８８，２９０，２９２を形成するように再び直角に屈曲される。リード線の端部２８２，２８４，２８６，２８８，２９０，２９２の外側に向く表面は、ＰＣＢ（図示せず）などの下にある機械的／電気的支持構造への接続を容易にするために、ケーシング２１２の底部と実質的に同一平面にある。ＰＣＢは、端部２８２，２８４，２８６，２８８，２９０，２９２に一致する電気接続部を備える。
【００６３】
カソード部品２２２，２２４，２２６は、側面２３２および２３４に垂直な方向２７４に延在する直線状アレイでＬＥＤチップ２５０，２５２，２５４を保持するための中央表面または実装パッド２６８，２７０，２７２を備え、ＬＥＤ２５０，２５２，２５４は、全体的にケーシング２１２の中心軸に沿って配列される。この配列は、クラスタ状など他の方法で配置されたＬＥＤを有するパッケージと比較して、異なる水平視野角で色均一性の改善を可能にする。側面２３６，２３８に垂直な方向に延在する直線状アレイは、異なる垂直視野角で色均一性の改善を可能にすることになることが理解される。
【００６４】
実装パッド２６８および２７２は、ケーシング２１２の中心に向かって延在し、それにより、ＬＥＤ２５０，２５４は、ケーシング２１２の中心の近くに実装されることが可能になるため、穴部４０から放射することができる。アノード部品２１６，２１８，２２０は、実装パッド２６８，２７０，２７２に隣接して配置されるがギャップ２９６によって実装パッド２６８，２７０，２７２から離間して配置される、電気接続パッド２７６，２７８，２８０をそれぞれ含む。接続パッド２７６および２８０は、実装パッド２６８，２７０の伸張部によってケーシング２１２の中心の近くに実装されるＬＥＤ２５０，２５４への電気的接続を可能にするために、ケーシング２１２の中心に向かって延在する。
【００６５】
アノード部品２１６，２１８，２２０は、全体的に互いに平行に延び、カソード部品２２２，２２４，２２６は、全体的に互いに平行に延び、全てが、直線状ＬＥＤアレイの方向２７４に垂直な方向に延在する。
【００６６】
ＬＥＤの接点は、アノードとカソードとの対に電気的に接続される。示された実施形態の典型的な実装によれば、ＬＥＤ２５０，２５２，２５４の接点のうちの一方が、チップキャリアパッド２６８，２７０，２７２に接続される一方、ＬＥＤ２５０，２５２，２５４の接点のうちの他方は、パッド２７６，２７８，２８０に接続される。しかしながら、代わりに、パッド２７６，２７８，２８０がチップを保持し、パッド２６８，２７０，２７２が、パッド２７６，２７８，２８０に電気接続され得ることが理解される。この接続を行うために、ワイヤボンド２９５，２９７，２９９が使用され得る。考えられる１つのワイヤボンド構成が示されるが、パッケージ１０に関して上述したように、種々の他の適切なワイヤボンド構成が可能である。
【００６７】
示された実施形態の典型的な実装によれば、ＬＥＤ５０，５２，５４の接点の一方が、チップキャリアパッド６８，７０，７２に接続される一方で、ＬＥＤ５０，５２，５４の接点の他方が、パッド７６，７８，８０に接続される。異なる既知の構造および方法が、この接続を行うために使用可能である。１つのこうした構造は、既知の方法を使用して適用されるワイヤボンド９５，９７，９９である。
【００６８】
より詳細に上述したように、パッケージ２００の接着信頼性および構造完全性を増すために、アノード部品２１６，２１８，２２０およびカソード部品２２２，２２４，２２６の１つまたは複数は、さらに、パッケージの安定性、完全性、および／または頑健性に寄与する、１つまたは複数の窪み、スルーホール、開口部、伸張部、および／または他の特徴部を含んでもよい。さらに、金属ギャップ３０２，３０４，３０６，３０８は、隣接するアノード部品と隣接するカソード部品との間の種々の位置に設けられてもよい。これらのギャップは、大きな金属ギャップを備えないパッケージと比較して、これらのリードフレーム部分間に肉厚の経路および／またはセグメントを形成するために、後で、ケーシング材料で充填される。
【００６９】
図１６で最もよく示されるように、アノード部品２１６と２１８および２１８と２２０は、それらの間に金属ギャップ３０２，３０４を有してもよく、カソード部品２２２と２２４および２２４と２２６は、それらの間に金属ギャップ３０６，３０８を有してもよい。ケーシング材料が、金属ギャップ３０２，３０４，３０６，３０８を満たすと、ケーシング２１２とリードフレーム２１４との間の接着を改善し、また、パッケージ２００の全体的な構造完全性／強度を改善し得る広い経路および／または経路セグメントが形成される。アノードおよびカソード部品はまた、窪み３１４、スルーホール３１２、またはＶカット３１０などのカットなどの特徴部を含んでもよい。金属ギャップ３０２，３０４，３０６，３０８、スルーホール３１２、窪み３１４、カット３１０、屈曲リード線、および／または、リードフレームの他のこうした特徴部は、少なくとも部分的に、ケーシングおよび／または充填材料／封止剤と協働して、パッケージ２００の構造安定性および完全性を強化する。ケーシング材料および／または充填材料／封止剤は、頑健性を付加するために、リードフレームのこうした特徴部内におよび／またはこうした特徴部を通して少なくとも部分的に延在する。パッケージの構造完全性を改善するためのこれらのタイプの特徴部がない状態では、パッケージが、作製中に損傷または変形する可能性があり、および／または、リードフレームおよびケーシングが、パッケージ動作中に分離され得る。
【００７０】
ここで図１７−１８を参照して、放射体パッケージ２００の種々の構成要素の寸法特性のいくつかの例が示される。限定としてではなく例として、パッケージ２００は、６．０＋／−０．１ｍｍの全長３１６、約５．２ｍｍの全幅３１８、および１．３０＋／−０．０５ｍｍの高さ３２０を有してもよい。他の実施形態では、長さは、６．０ｍｍ未満であってもよいし、７．０ｍｍ未満であってもよいし、または６．０ｍｍより大きくてもよい。全幅は、５．２０ｍｍ未満であってもよいし、６．０ｍｍ未満であってもよいし、または５．２０ｍｍより大きくてもよい。ケーシング２１２の上部２１５は、約５．２ｍｍの全長３２２を有してもよいし、６．０ｍｍ未満の全長３２２を有してもよいし、５．２０ｍｍ未満の全長３２２を有してもよいし、５．２０ｍｍよりも大きい全長３２２を有してもよい。ケーシング２１２の底部２１３は、５．２０ｍｍより大きいが、６．０ｍｍ以下の全長を有してもよいし、または、それ以外に上部２１５より寸法的に大きくしてもよい。上部２１５の幅は、底部２１３の幅より小さくてもよいし、等しくてもよいし、または大きくてもよい。薄型／低背型の放射体パッケージ２００についての考えられる実施形態によれば、パッケージの高さ／厚さは、１．０〜１．３５ｍｍの範囲であってもよいし、１．３５ｍｍ未満であってもよいし、１．３０ｍｍより大きくてもよいし、または、１．８ｍｍ未満であってもよいし、または２．０ｍｍ未満であってもよい。
【００７１】
図１９ａ−２１ｂを参照して、本発明に係る放射体パッケージ内に垂直な直線状配列で実装された種々のカラーＬＥＤチップの相対光度を図示したグラフが示されている。図２０ａおよび図２０ｂは、水平視野角による、青、赤、および緑のＬＥＤチップの相対光度を表している。図２１ａおよび図２１ｂは、垂直な視野角による、青、赤、および緑のＬＥＤチップの相対光度を表している。これらの図は、本発明に係るパッケージについての考えられる視野角結果を示すが、ＬＥＤチップが水平構成で直線的に配列される場合などで、他の結果が得られる場合があることが理解される。
【００７２】
本発明に係るＬＥＤディスプレイでは、ドライバＰＣＢが設けられてもよく、ドライバＰＣＢ上に、本発明に係る多数のＳＭＤが実装されてもよい。ＳＭＤは、行と列で配置されてもよく、各ＳＭＤが１ピクセルを画定する。ＳＭＤは、パッケージ１０および２００によって具現化されるような放射体パッケージを備えてもよい。ＳＭＤは、ＰＣＢ上のトレースまたはパッドに電気的に接続されてもよく、ＰＣＢは、適切な電気信号処理およびドライバ回路要素に対応するように接続されてもよい。上記で開示したように、ＳＭＤの各々は、青、赤、および緑のＬＥＤの垂直に配向された直線状アレイを保持する。ＬＥＤのこうした直線状配向は、広い範囲の視野角にわたって色忠実度を改善することがわかっている。しかしながら、各ＳＭＤが、代わりとして、青、赤、および緑のＬＥＤの水平配向直線状アレイを保持してもよいことが理解される。ＬＥＤは、任意の直線的な順序で配置されてもよく、また、任意の所望の色の組み合わせにおける３つより少ないまたは多いＬＥＤが、本発明に従って設けられてもよい。
【００７３】
本発明のいくつかの例示的な実施形態が示され述べられたが、当業者は、ＬＥＤ装飾用照明などのために本発明を利用することなど、多数の変形および代替実施形態を思いつくであろう。こうした変形および代替実施形態が、想定され、また、添付の特許請求の範囲で規定される本発明の精神および範囲から逸脱することなくなされ得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図７ａ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１６ａ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９ａ】
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【図１９ｂ】
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【図２０ａ】
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【図２０ｂ】
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【図２１ａ】
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【図２１ｂ】
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【国際調査報告】
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