JP2011119729A - 発光素子 - Google Patents

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Abstract

【課題】信頼性が向上した発光素子及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明に従う発光素子は、胴体と、上記胴体に設けられた第１電極及び上記第１電極と離隔している第２電極と、上記第１電極及び第２電極のうちのいずれか１つの上に形成され、上記第１電極及び第２電極に電気的に連結される発光チップと、上記第１電極及び第２電極の間に突出された保護キャップと、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光素子及びその製造方法に関するものである。
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素子の一種である。発光ダイオードは、蛍光灯、白熱灯など、既存の光源に比べて低消費電力、半永久的な寿命、速い応答速度、安全性、及び環境親和性の長所を有する。ここに、既存の光源を発光ダイオードに取り替えるための多くの研究が進行されており、発光ダイオードは室内外で使われる各種ランプ、液晶表示装置、電光板、街灯などの照明装置の光源として使用が増加している趨勢である。
本発明の目的は、新たな構造を有する発光素子を提供することにある。
本発明の他の目的は、信頼性が向上した発光素子を提供することにある。
本発明に従う発光素子は、胴体と、上記胴体に設けられた第１電極及び第２電極と、上記第１電極及び第２電極のうちのいずれか１つの上に形成され、上記第１電極及び第２電極に電気的に連結される発光チップと、上記第１電極及び第２電極の間に突出された保護キャップと、を含む。
本発明によれば、新たな構造を有する発光素子を提供することができる。
本発明によれば、信頼性が向上した発光素子を提供することができる。
本発明の実施形態に従う発光素子を上側から見た斜視図である。 図１の発光素子を下側から見た斜視図である。 図１の発光素子の上面図である。 図１の発光素子の断面図である。 本発明の実施形態に従う発光素子の第１電極及び第２電極を上側から見た斜視図である。 図５の第１電極及び第２電極を下側から見た斜視図である。 本発明の実施形態に従う発光素子の製造方法を示す図である。 本発明の実施形態に従う発光素子の製造方法を示す図である。 本発明の実施形態に従う発光素子の製造方法を示す図である。 本発明の実施形態に従う発光素子の製造方法を示す図である。 本発明の実施形態に従う発光素子の製造方法を示すフローチャートである。 第１電極及び第２電極を上側から見た詳細斜視図である。 図１に図示された発光素子の寸法に対する参照図である。 胴体と電極（第１電極または第２電極）とが結合される方式に対する参照図である。 各々電極（第１電極または第２電極）に対する第１実施形態、第２実施形態、及び第３実施形態に対する参照図である。 各々電極（第１電極または第２電極）に対する第１実施形態、第２実施形態、及び第３実施形態に対する参照図である。 各々電極（第１電極または第２電極）に対する第１実施形態、第２実施形態、及び第３実施形態に対する参照図である。 各々電極（第１電極または第２電極）に対する第１実施形態、第２実施形態、及び第３実施形態に対する参照図である。 本発明に従う電極（第１電極または第２電極）の隅領域の一例に対する参照図である。 本発明に従う電極（第１電極または第２電極）の隅領域の一例に対する参照図である。 本発明に従う電極（第１電極または第２電極）の隅領域の一例に対する参照図である。 本発明の他の実施形態に従う発光素子の電極構造を示す参照図である。 胴体と電極とが結合する一例を示す参照図である。 本発明に対する電極の更に他の実施形態を示す図である。 胴体と電極とが結合する一例を示す図である。
本発明を説明するに当たって、各層（膜）、領域、パターン、または構造物が、基板、各層（膜）、領域、パッド、またはパターンの“上（on）”に、または“下（under）”に形成されることと記載される場合において、“上（on）”と“下（under）”は、“直接（directly）”または“他の層を介して（indirectly）”形成されることを全て含む。また、各層の上または下に対する基準は、図面を基準として説明する。
図面において、各層の厚さやサイズは説明の便宜及び明確性のために誇張、省略、または概略的に図示された。また、各構成要素のサイズは実際のサイズを全的に反映するのではない。
以下、添付の図面を参照しつつ本発明に従う発光素子及びその製造方法について説明する。
図１は本発明の実施形態に従う発光素子１を上側から見た斜視図であり、図２は上記発光素子１を下側から見た斜視図であり、図３は上記発光素子１の上面図であり、図４は上記発光素子１の断面図である。
図１乃至図４を参照すると、実施形態に従う発光素子１は、少なくとも一側面にラフネス（roughness；粗さ、あるいは凸凹部）２５が形成された胴体２０と、上記胴体２０に設けられた第１電極３１及び第２電極３２と、上記第１電極３１及び第２電極３２のうちのいずれか１つの上に設置され、上記第１電極３１及び第２電極３２と電気的に連結されて光を放出する発光チップ１０と、上記第１電極３１及び第２電極３２の間に突出される保護キャップ（cap）２７と、を含むことができる。
上記胴体２０は、ポリフタルアミド（ＰＰＡ；Polyphthalamide）のような樹脂材質、シリコン（Ｓｉ）、金属材質、ＰＳＧ（photo sensitive glass）、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、印刷回路基板（ＰＣＢ）のうち、少なくとも一つで形成できる。
上記胴体２０が電気伝導性を有する材質で形成された場合、上記胴体２０の表面には絶縁膜（図示せず）がさらに形成されて、上記胴体２０が上記第１電極３１及び第２電極３２と電気的にショート（short）されることを防止することができる。
上記胴体２０の上面の形状は、上記発光素子１の用途及び設計によって、四角形、多角形、円形など、多様な形状を有することができる。例えば、図示したような矩形の発光素子１は、エッジ（edge）タイプのバックライトユニット（ＢＬＵ：Backlight Unit）に使用できる。
上記胴体２０には上部が開放されるようにキャビティ（cavity）１５が形成できる。上記キャビティ１５は、コップ形状、凹な容器形状などで形成されることができ、上記キャビティ１５の内側面は底に対して垂直な側面または傾斜した側面になることができる。
上記キャビティ１５を上から見た形状は、円形、四角形、多角形、楕円形などの形状でありうる。または、図１及び図３に示すように、上記キャビティ１５を上から見た形状は四角形の隅が曲線の形状であることもできる。
上記胴体２０の少なくとも一側面には上記ラフネス２５が形成できる。上記ラフネス２５は、実施形態に従う発光素子１の製造工程、具体的には複数の発光素子を個別素子単位に分離するカッティング（cutting）工程により形成されるものであって、これに対しては詳細に後述する。
また、上記胴体２０の上側にはカソードマーク（cathode mark）２２が形成できる。上記カソードマーク２２は、上記発光素子１の第１電極３１及び第２電極３２を区分して、上記第１電極３１及び第２電極３２の極性の方向に対する混同を防止することができる。
上記第１電極３１及び第２電極３２は、互いに電気的に分離されるように離隔して上記胴体２０に設けられる。上記第１電極３１及び第２電極３２は、上記発光チップ２０に電気的に連結されて、上記発光チップ２０に電源を供給することができる。
上記第１電極３１及び第２電極３２は、金属材質、例えば、チタニウム（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、白金（Ｐｔ）、すず（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、燐（Ｐ）のうち、少なくとも１つを含むことができる。また、上記第１電極３１及び第２電極３２は、単層または多層構造を有するように形成されることができ、これに対して限定するのではない。
上記第１電極３１及び第２電極３２は、上記胴体２０の底を貫通するように形成されて上記発光素子１の底をなして、上記第１電極３１及び第２電極３２の端部は上記胴体２０の外側に露出できる。
上記第１電極３１及び上記第２電極３２が上記胴体２０を貫通するように形成されるので、上記第１電極３１及び第２電極３２のうち、いずれか１つに載置される上記発光チップ１０から発生する熱が上記第１電極３１及び第２電極３２を通じて効率的に放出できる。
また、上記胴体２０の外側に突出するように露出された上記第１電極３１及び第２電極３２の端部にはソルダリング（Soldering）、つまり半田付けなどが行われて、上記発光素子１を基板などの外部設置部材に容易に実装することができる。
以下、上記第１電極３１及び第２電極３２についてより詳細に説明する。
図５は上記第１電極３１及び第２電極３２を上側から見た斜視図であり、図６は上記第１電極３１及び第２電極３２を下側から見た斜視図である。
図５及び図６を参照すると、上記胴体２０の外側に露出される上記第１電極３１及び第２電極３２の端部は、各々複数のサブ電極３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂに分岐できる。例えば、図示したように、上記第１電極３１の端部は２つの第１サブ電極３１ａ、３１ｂに分岐され、上記第２電極３２の端部は２つの第２サブ電極３２ａ、３２ｂに分岐できる。
また、上記２つの第１サブ電極３１ａ、３１ｂの間３５ａ、及び上記２つの第２サブ電極３２ａ、３２ｂの間３５ｂの側面の上側と下側は、段差付けるように形成されることができ、上記下側は曲面を有するように形成できる。
また、上記第１電極３１及び第２電極３２の少なくとも一側面の上側には突出部３３ａ、３３ｂ、３３ｃが形成できる。上記突出部３３ａ、３３ｂ、３３ｃは、上記第１電極３１及び第２電極３２の下側と段差をなすので、上記突出部３３ａ、３３ｂ、３３ｃにより上記第１電極３１及び第２電極３２の上側の幅が下側の幅より大きい領域が形成されることができ、このような領域の断面は、例えば、Ｔ字型断面を有することができる。
また、上記第１電極３１及び第２電極３２が互いに対向する側面３４ａ、３４ｂにも傾斜または段差が形成できる。
前述したような上記第１電極３１及び第２電極３２の構造により、上記胴体２０と上記第１電極３１及び第２電極３２とが硬く結合されることができ、上記第１電極３１及び第２電極３２の上記胴体２０からの離脱を防止できる。また、上記構造により上記第１電極３１及び第２電極３２の表面積が増加するので、上記発光素子１の熱放出効率が向上する効果もある。
上記第１電極３１及び第２電極３２の厚さは領域によって相異するが、上記第１電極３１及び第２電極３２が上記発光素子１の底を構成するという点で充分な厚さを確保することが好ましい。このために、上記第１電極３１及び第２電極３２の厚さは、例えば０．１ｍｍ乃至０．５ｍｍの範囲を有することができる。但し、これに対して限定するのではない。
図１乃至図４をまた参照すると、上記第１電極３１及び第２電極３２の間に突出するように上記保護キャップ２７が形成できる。上記保護キャップ２７は、上記第１電極３１及び第２電極３２と上記胴体２０との間の隙間を覆って水分や空気などの浸透を防止し、長期的には上記隙間ができることを防止することによって、上記発光素子１０の信頼性を向上させることができる。
上記保護キャップ２７は、上記第１電極３１及び第２電極３２の間に上記胴体２０が突出するように形成された構造を示す。したがって、上記保護キャップ２７は、上記発光素子１の製造工程で上記胴体２０と一体形成されることができ、上記胴体２０と同一な材質で形成できる。
但し、上記保護キャップ２７は上記胴体２０と別途に形成されることもでき、この場合、上記保護キャップ２７の材質は上記胴体２０の材質と相異することもできる。
上記保護キャップ２７は、上記第１電極３１及び第２電極３２と上記胴体２０との間の隙間を効果的に覆うために、上記第１電極３１及び第２電極３２の間に突出して上記第１電極３１及び第２電極３２の上面の少なくとも一部及び側面を覆いかぶせるように形成できる。
例えば、図４に示すように、上記第１電極３１及び第２電極３２が第１距離（ｃ）離隔した場合、上記保護キャップ２７の幅（ａ）は上記第１距離（ｃ）より０．０２乃至０．５ｍｍ大きいので、上記第１電極３１及び第２電極３２の上面の一部及び側面を覆いかぶせることができるが、これに対して限定するのではない。
また、上記保護キャップ２７の厚さ（ｂ）は、例えば０．０１乃至０．１ｍｍに形成できるが、このような厚さ（ｂ）は上記発光素子１を上記保護キャップ２７の信頼性及び加工性を確保するために適切に変更できる。
上記発光チップ１０は、上記第１電極３１及び第２電極３２のうち、いずれか１つの上に設けられることができ、上記第１電極３１及び第２電極３２に電気的に連結されて電源の供給を受けることによって光を生成することができる。上記発光チップ１０は、上記第１電極３１及び第２電極３２のうちのいずれか１つの上に設けられるので、上記発光チップ１０で生成される熱は上記第１電極３１及び第２電極３２に効果的に伝えられて外部に放出できる。
上記発光チップ１０は、例えば、少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を含むことができ、上記発光ダイオードは、赤色、緑色、青色、白色などの光を放出する有色発光ダイオード、または紫外線を放出するＵＶ（Ultra Violet）発光ダイオードでありうるが、これに対して限定するのではない。
上記発光チップ１０は、図示したように、ワイヤボンディング（wire bonding）方式により上記第１電極３１及び第２電極３２と電気的に連結されるか、フリップチップ（flip chip）、ダイボンディング（die bonding）方式などにより上記第１電極３１及び第２電極３２と電気的に連結できる。
上記胴体２０のキャビティ１５の内には上記発光チップ１０を封入して保護するように、図４のように封入材４０が形成されることができ、上記封入材４０は蛍光体を含むことができる。
上記封入材４０は、シリコンまたは樹脂材質で形成できる。上記封入材４０は、上記キャビティ１５の内に上記シリコンまたは樹脂材質を充填した後、これを硬化する方式により形成できるが、これに対して限定するのではない。
上記蛍光体は上記封入材４０の内に添加されることができ、上記発光チップ１０から放出される第１光により励起されて第２光を生成することができる。例えば、上記発光チップ１０が青色発光ダイオードであり、上記蛍光体が黄色蛍光体である場合、上記黄色蛍光体は青色光により励起されて黄色光を放出することができ、上記青色光及び黄色光が混色されることによって、上記発光素子１は白色光を提供することができる。但し、これに対して限定するのではない。
一方、上記封入材４０の上にはレンズ（図示せず）がさらに形成されて、上記発光素子１が放出する光の配光を調節することができる。また、上記発光素子１の上記胴体２０には耐電圧向上のためにツエナーダイオード（zener diode）などがさらに設けられることもできる。
以下、実施形態に従う発光素子１の製造方法について詳細に説明する。
図７乃至図１０は本発明の実施形態に従う発光素子１の製造方法を示す図であり、図１１は本発明の実施形態に従う発光素子１の製造方法を示すフローチャートである。
第１に、図７を参照すると、複数の上記第１電極３１及び第２電極３２が形成された電極フレーム３０が用意される（図１１のＳ１０１）。
上記電極フレーム３０を形成することによって、複数の発光素子１を同時に製造することができる。上記電極フレーム３０は、例えば、フォトリソグラフィ（photolithography）工程、メッキ工程、蒸着工程などにより形成されることができ、これに対して限定するのではない。
第２に、図８を参照すると、用意された上記電極フレーム３０を複数の上記胴体２０の形状を模した型に配置し、上記型に形成された注入ホールを通じて上記胴体２０を形成する材質を注入することによって、複数の上記胴体２０を形成することができる（図１１のＳ１０２）。
図９は上記胴体２０を形成する過程を示す図であるが、図９を参照して上記胴体２０の製造方法についてより詳細に説明する。
まず、図９の（ａ）を参照すると、上記電極フレーム３０を上記型１００、２００に配置する。上記型１００、２００は上記胴体２０の下部分の形状に対応する第１型２００と上記胴体２０の上部分の形状に対応する第２型１００を含むことができる。
上記第１型２００及び第２型１００のうちの少なくとも１つは、上記胴体２０を形成する材質を注入できる注入ホール１１０を含むことができる。この際、上記注入ホール１１０は上記複数の胴体２０の形状の間に形成できる。
例えば、図示したように、上記注入ホール１１０は少なくとも２つの胴体の形状の間ごとに形成できるが、このような上記注入ホール１１０の位置は少なくとも２つの胴体２０を同時に一体形成できるようにする。
次に、図９の（ｂ）を参照すると、上記注入ホール１１０を通じて上記胴体２０を形成する材質を注入することができる。上記胴体２０を形成する材質は、例えば、ＰＰＡのような樹脂材質でありうるが、これに対して限定するのではない。
次に、図９の（ｃ）を参照すると、注入された上記胴体２０を形成する材質を硬化させた後、上記第１型２００及び第２型１００を分離することによって、上記複数の胴体２０を提供することができる。
この際、図８及び図９の（ｃ）に示すように、同時に一体形成された上記少なくとも２つの胴体２０の間には連結部２８が形成されることができ、上記連結部２８の中央部分には上記注入ホール１１０による跡形２９が形成できる。
前述したように、実施形態に従う発光素子１の製造方法では、１つの注入ホール１１０により少なくとも２つの胴体２０を同時に形成するので、製造工程の効率性が向上することができる。
第３に、図８及び図１０を参照すると、上記第１電極３１及び第２電極３２のうち、いずれか１つの上に上記発光チップ１０を設置し（図１１のＳ１０３）、上記発光チップ１０を上記第１電極３１及び第２電極３２に、例えばワイヤボンディングにより電気的に連結することができる（図１１のＳ１０４）。
第４に、上記胴体２０のキャビティ１５の内に上記発光チップ１０が封入されて保護されるように上記封入材を形成することができる（図１１のＳ１０５）。
第５に、上記複数の発光素子１をカッティング（cutting）工程により個別素子単位に分離することができる（図１１のＳ１０６）。
即ち、上記カッティング工程により、先に行われた工程で、少なくとも２つずつ一体形成された発光素子が個別素子単位に分離できる。
具体的には、上記カッティング工程は、上記電極フレーム３０から上記第１電極３１及び第２電極３２を切断して分離する工程と、一体形成された少なくとも２つの胴体２０の間を切断して分離する工程と、を含むことができる。
特に、一体形成された少なくとも２つの胴体２０を分離する工程で、図１０に示すように、上記胴体２０の少なくとも一側面には上記ラフネス２５が形成できる。即ち、上記ラフネス２５は上記カッティング工程を行って上記連結部１２８を除去することによって形成される粗い面を示す。
上記カッティング工程は、例えばカッター（cutter）などにより物理的な力を加えることによって実施できるが、これに対して限定するのではない。
一方、前述した上記発光素子１の製造工程は順序の前後が変わって実施されることができ、その順序に対して限定するのではない。例えば、上記カッティング工程を先に実施した後、発光チップを設ける工程が実施されることもできる。
以下、図１の第１及び第２電極の他の実施形態について詳細に説明する。
図１２は、第１電極３１及び第２電極３２を上側から見た詳細斜視図である。
図１２の第１電極３１及び第２電極３２は、図５に図示されている第１電極３１及び第２電極３２と一部類似な構成を有するので、差異点について説明する。
胴体２０の外側に露出される第１電極３１及び第２電極３２の端部は、各々複数のサブ電極３１ａ、３１ｂ、３２ａ、及び３２ｂに分岐される。
例えば、第１電極３１の端部は２つの第１サブ電極３１ａ、３１ｂに分岐され、第２電極３２の端部も２つの第２サブ電極３２ａ、３２ｂに分岐される。
また、２つの第１サブ電極３１ａ、３１ｂの間には結合領域３５ａを形成することによって胴体２０と第１サブ電極３１ａ、３１ｂとが硬く結合できるようにする。結合領域３５ａは、第１電極３１及び第２電極３２を含む胴体２０が形成される時、胴体２０を構成する樹脂材質が第１サブ電極３１ａ、３１ｂの間に浸透して形成できる。勿論、胴体２０の材質が樹脂材質でなく、硬い金属材質、または基板材質の場合に、結合領域３５ａは胴体２０の一部が第１サブ電極３１ａ、３１ｂの間に挿入されるようにすることによって、第１電極３１の胴体からの離脱を防止することができる。
また、結合領域３５ａと接触する第１サブ電極３１ａ、３１ｂの接触面に傾斜面が形成されるか、傾斜面により段差が形成されるか、または接触面が曲面で形成されることもできる。
第１電極３１と同様に第２電極３２も端部から分岐する２つの第２サブ電極３２ａ、３２ｂの間に結合領域３５ｂが形成されることができ、結合領域３５ｂにより第２電極３２は胴体２０に硬く固定できる。
第１電極３１及び第２電極３２の少なくとも一側面には結合ピン３３ａ〜３３ｆが形成できる。
結合ピン３３ａ〜３３ｆは、第１電極３１及び第２電極３２の下側と段差を形成する。したがって、第１電極３１及び第２電極３２の上側の幅が下側の幅より広い領域を形成することができ、このような領域の断面は“Ｔ”字型の断面をなすことができる。
また、第１電極３１及び第２電極３２が互いに対向する側面３４ａ、３４ｂにも傾斜または段差が形成できる。
前述したように、第１電極３１及び第２電極３２の結合構造により、胴体２０と第１電極３１及び第２電極３２とは相互硬く結合できる。
第１電極３１及び第２電極３２の幅方向の断面がＴ字型構造をなすので、第１電極３１及び第２電極３２が胴体２０を形成する材質と結合する時、胴体２０をなす材質がＴ字型構造の上側面がＺ方向に動かれないように抵抗する形態となる。また、結合ピン３３ａ〜３３ｆは胴体２０の材質に向けて突出形成されるので、胴体２０の材質が硬化された以後には第１電極３１及び第２電極３２のＣ方向またはＤ方向への離脱が容易でない。
前述した、Ｔ字型構造により発光チップ１０がマウントされる電極の面積は減少しないながらも全体断面積はＴ字形状の外周面に沿って増加するので、通常的な矩形の電極に比べて全体断面積は増加する。断面積の増加は発光チップ１０の放熱特性が向上する効果を期待することができる。
結合ピン３３ａ〜３３ｄは、第１電極３１の側面からＡ方向またはＢ方向に突出され、結合溝３３ｇ、３３ｈと隣り合うように形成できる。また、結合ピン３３ａ〜３３ｄは、結合溝３３ｇ、３３ｈと交互に形成できる。結合ピン３３ａ〜３３ｄと結合溝３３ｇ、３３ｈとが第１電極３１の側面で交互に形成される時、結合ピン３３ａ、３３ｂと結合溝３３ｇ、３３ｈとが第１電極３１の側面でなす凹凸構造は、胴体２０の材質と第１電極３１とが硬く結合できるようにする。図１２には一対の結合ピン３３ａ〜３３ｄと結合溝３３ｇ、３３ｈとが隣り合うように配列されることを例示しているが、結合ピン３３ａ〜３３ｄと結合溝３３ｇ、３３ｈとが交互に複数個が第１電極３１の側面で繰り返して配列されることもできる。
結合溝３３ｇ、３３ｈは、第１電極３１または第２電極３２の端部に形成されるサブ電極３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂの側面で凹んで形成され、サブ電極３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂの露出面と段差をつけて形成される。以下、結合溝及びサブ電極は各々参照符号３３ｇと参照符号３１ｂを中心として説明する。
図１２で、結合溝３３ｇはサブ電極３１ｂの露出面３１ｂ１１の一領域を内側に凹ませて形成するので、結合ピン３３ａの突出面３３ａ１と段差をなす。また、結合溝３３ｇの露出面３３ｇ１はサブ電極３１ｂの露出面３１ｂ１１を基準にＧ１１だけの深さを有するように形成される。即ち、結合溝３３ｇはサブ電極３１ｂの露出面３１ｂ１１、及び結合ピン３３ａの突出面３３ａ１と平行をなしながらも、露出面３１ｂ１１を基準にＧ１１だけ深く凹んで突出面３１ａ１とより大きい段差を形成する。このような段差形成により、結合溝３３ｇは胴体２０のモールディング材質がよりたくさん充填されるようにし、モールディング材質が硬化された以後、モールディング材質とより硬く結合するようになる。
サブ電極３１ｂの露出面３１ｂ１１と結合溝３３ｇの露出面とがなすサブ電極３１ｂの強度が耐える限度内で十分に長く形成されることが好ましい。本実施形態において、段差の長さ（Ｇ１１）は、０．０１ｍｍ〜１ｍｍの範囲内で形成できるが、第１電極で凹み深さ（Ｇ１１）は第１電極３１の幅方向長さ（Ｄ３）に対して１０％〜２０％の割合で形成されることが好ましい。
一方、結合溝３３ｇの露出面３３ｇ１の長手方向の幅（Ｄ６）は長く形成されるほど露出面３３ｇ１とモールディング材質との接触面を増加させることができ、接触面が増加するだけ胴体２０のモールディング材質と硬く結合できる。しかしながら、結合溝３３ｇ、３３ｈの間の幅が大きい場合、結合溝間の幅（ｗｓ）が減少する領域で機械的な強度が低下できる。本実施形態では、長手方向幅（Ｄ６）が０．１５ｍｍ〜０．６ｍｍに形成できるが、第１電極３１の長手方向幅（Ｄ５）に対して１０％〜１６％割合で形成されることが好ましい。
第２電極３２の長さは第１電極３１の長さより短い。胴体２０と第２電極３２とがより硬く結合するようにするために、第２電極３２に結合溝を形成するために結合ピン３３ｅ、３３ｆのサイズを調整して結合ピン３３ｅ、３３ｆに隣り合う位置に別途の結合溝をさらに形成できる。第２電極３２に形成される別途の結合溝の個数は１つ、または２つ以上であることができ、これに限定するのではない。
第２電極３２に結合溝を形成しようとする時、結合ピン３２ｅ、３２ｆの一領域に凹凸構造を形成して第２電極３２のための結合溝を形成したり、または結合ピン３２ｅ、３２ｆのサイズを縮めて別途の結合溝を隣り合うように形成することが好ましい。
第１電極３１に形成される結合ピン３３ａ、３３ｂが結合溝３３ｇに隣り合うように形成される時、胴体２０を構成する材質は結合ピン３３ａ、３３ｂと結合溝３３ｇとがなす外周面に沿って充填されて硬化され、結合ピン３３ａ、３３ｂは硬化あれる胴体２０の材質に挿入されるので、第１電極３１は胴体２０に極めて硬く結合できる。同様に、第１電極３１に形成される結合ピン３３ｃ、３３ｄと結合溝３３ｈとの関係も結合ピン３３ａ、３３ｂと結合溝３３ｇとの関係と同一である。
図１３は、図１及び図１２に図示された発光素子の寸法に対する一例を提示する。
図１３を参照すると、脚と素子の胴体２０に埋め込まれる第１電極３１及び第２電極３２の幅方向をＡＡ−ＡＡ"線に沿って切断すると、Ｔ字形状を有する。Ｔ字形状の断面及び正面斜視図の寸法は、
−Ｄ１の長さ：０．１５ｍｍ、
−Ｄ２の長さ：０．１ｍｍ、
−Ｄ３の長さ：１．１６ｍｍ、
−Ｄ４の長さ：０．３ｍｍ、
−Ｄ５の長さ：２．４ｍｍ、
−Ｄ６の長さ：０．３ｍｍ、
−Ｄ７の長さ：０．１１ｍｍ、
−Ｄ８の長さ：０．３ｍｍ、
−Ｄ９の長さ：１．０ｍｍ、及び
−Ｄ１０の長さ：０．９４ｍｍの長さを有する。
ここで、Ｄ１〜Ｄ１０に記載された寸法は本発明で言及される発光素子の一例であり、本発明の発光素子の寸法がこれに限定されないことを予め明らかにする。本発明に従う発光素子の寸法は、使用用途、発光素子のモデル、及び生産工程の容易性と信頼度の向上のために提示された寸法はいつでも変更可能である。
本参照図面で、Ｔ字形状を有する断面の上側長さ（Ｄ３）は下側に比べて０．２ｍｍ長く形成され、発光チップ１０がマウントされる場合、放熱面積をさらに増やすこともできる。
また、Ｔ字形状の上側長さ（Ｄ３）がＴ字形状の下端に比べて長く形成されるので、上側の胴体２０により支持されて胴体２０と硬く固定できる。
本参照図面で、第１電極３１の長手方向幅（Ｄ５）は第２電極３２に比べて長く形成される。これによって、本参照図面で発光チップ１０は、放熱面積が確保される第１電極３１にマウントされることが好ましい。この際、第１電極３１及び第２電極３２を通じて外部電源が印加される場合、外部電源の電圧安定のためにツエナーダイオード（図示せず）を追加する場合、ツエナーダイオード（図示せず）は第２電極３２にマウントされることが好ましい。
Ｄ１はＴ字型をなす第１電極３１または第２電極３２の上側と下側との間の長さを表し、Ｄ２は第１電極３１または第２電極３２に形成される結合ピン（例えば、参照符号３３ｄ）が突出される時、結合ピン３３ｄが突出される長さを表し、Ｄ３は第１電極３１または第２電極３２の幅方向の長さを表し、Ｄ４は第１電極３１または第２電極３２の厚さを表し、Ｄ５は第１電極３１の長軸の長さを表す。
また、Ｄ６は結合溝３３ｇの底面３３ｇ１に対する横幅を表し、０．１５ｍｍ〜０．６ｍｍの範囲で形成できる。底面３３ｇ１は胴体２０の外観が形成される時、胴体２０をなす材質が充填され、胴体２０をなす材質が硬化される時、胴体２０と硬く結合できる。
Ｄ７は結合溝３３ｇの底面３３ｇ１を基準に０．０５ｍｍ〜０．２２ｍｍ範囲で突出形成される結合ピン３３ａの突出面３３ａ１と結合溝３３ｇの底面３３ｇ１との間の長さを表し、本実施形態では０．０５ｍｍ〜０．２２ｍｍの範囲を有することができる。結合ピン３３ａの突出面３３ａ１と底面３３ｇ１とがなす段差が大きくなるほど、結合溝３３ｇに胴体２０の材質が充填される量が増加し、胴体２０の材質が硬化された以後には結合ピン３３ａが胴体２０の材質に深く嵌まる結合関係を有するので、結合ピン３３ａ、結合溝３３ｇ、及び胴体２０の間の結合力が増加する。
Ｄ８はサブ電極３１ｂの縦端と結合ピン３３ａとの間の距離を表し、０．１５ｍｍ〜０．６ｍｍの範囲を有することができる。
Ｄ９は第２電極３２の長軸方向の長さを表し、０．５ｍｍ〜２ｍｍの範囲を有することができる。
Ｄ１０は第１電極３１及び第２電極３２のＴ字型断面で下側に該当する寸法であって、上側の長さ（Ｄ３）に比べて短く形成されるようにすることによって、Ｔ字形態を有する第１電極３１または第２電極３２が胴体２０の上で支持されるように固定できる。
図１３において、Ｑ１領域及びＱ２領域は各々第１電極３１及び第２電極３２の隅領域を表す。
Ｑ１及びＱ２領域は、第１電極３１及び第２電極３２の隅部分を緩やかに凹んだ曲線の形態で形成することによって、曲面がモールディング材質と結合するようにする。
図１４は、胴体と電極（第１電極または第２電極）とが結合された一例に対する参照図面を図示する。
図１４を参照すると、胴体２０をなす材質は第１電極３１（または、第２電極、以下省略）に形成される結合溝３３ｇに充填された後、硬化されて、第１電極３１と凹凸結合される。
胴体２０は発光素子のパッケージを形成する時、胴体２０を形成するモールディング材質が第１電極（または、第２電極）の側面に凹凸を形成する結合溝３３ｇに充填される。以後、充填されたモールディング材質が硬化されれば、図示したように、硬化されたモールディング材質が第１電極３１（または、第２電極）により凹凸をなす領域を埋めて胴体２０の外観を形成する。胴体２０と第１電極３１（または、第２電極）とは凹凸形状の結合関係を用いて相互硬く結合される。この際、モールディング材質が硬化されながら外観が損傷される場合、胴体２０にサンディング（sanding）加工を加えて外観を平坦に処理することもできる。
図１５乃至図１８は、各々電極（第１電極または第２電極、以下省略）に対する第１実施形態、第２実施形態、及び第３実施形態に対する参照図面を図示する。
まず、図１５を参照すると、結合ピン４１と結合溝４２とは電極４０の側面で交互に形成される。本実施形態は、結合ピン４１と結合溝４２とが電極４０の側面に交互に形成されるようにすることによって、複数の結合ピン４１が胴体２０をなすモールディング材質で突出して固定されるようにし、結合溝４２にはモールディング材質が充填されてモールディング材質が硬化される時、モールディング材質と硬く結合されるようにする。
ここで、結合ピン４１と結合溝４２とは電極４０の両側面に形成されることを図示及び説明したが、電極４０の尖頭に該当する領域（Ｑ３）にも形成されることができ、結合ピン４１及び結合溝４２の個数は２つ、３つ、またはそれ以上に形成できる。
ここで、図１５の参照図面で言及する電極は、図１乃至図１４を通じて説明された第１電極３１または第２電極３２のうちの１つであることができ、別に区分して説明しない。
図面において、参照符号４０ａ及び４０ｂは胴体２０の外部に露出されるサブ電極を図示する。サブ電極４０ａ、４０ｂは、電極４０と平行するように形成されるか、端部が下側に折った形態を有することもできる。本実施形態において、電極４０の端部が２つのサブ電極４０ａ、４０ｂに分岐されることを例示しているが、サブ電極４０ａ、４０ｂが別途に分岐されないこともある。
図示された電極４０は、図５の第１電極３１または第２電極３２のうちの１つでありうる。仮に、図１２に図示された第１電極３１及び第２電極３２の形態が本実施形態のものに従う時、一対の電極はヘッド領域（Ｑ３）が相互対向する形態で胴体２０に配置され、両電極の間には胴体２０をなすモールディング材質が充填されて２つの電極間を離隔した状態に固定させることができる。
次に、図１６を参照すると、結合ピン４５及び結合溝４６は、図１５を通じて説明された電極の構造と類似するが、但し、結合ピン４５の厚さ（Ｄ１１）を第１電極３１の厚さ（Ｄ１２）に比べて小さく形成することによって、電極４０と胴体２０とをより硬く固定させるように変形した差異点を有する。図１６の参照図面において、胴体２０をなすモールディング材質は結合ピン４５の下側及び結合溝４６に充填される。結合ピン４５の下側にモールディング材質が充填されるようにする時、結合ピン４５及び結合溝４６が形成された電極４０のＱ４領域に対する電極４０の断面はＴ字型をなして、モールディング材質が硬化された後、電極４０が胴体２０により支持されるようにする。この際、結合ピン４５の縦端は胴体の外周面と平行をなすので、電極４０の外周面の外に突出しない。
このような構造に従って、Ｔ字型をなす結合ピン４５が第１電極３１の外周面の外に突出しないところ、結合ピン４５の破損や外力による変形が防止できる。
次に、図１７を参照すると、結合ピン４７は電極４０で梯形形態で突出され、結合ピン４７の間には三角形の結合溝４８が結合ピン４７と交互に形成される。結合溝４８は電極４０の内側に深く凹んだ三角形の形態を有するので、結合溝４７がなす角度（θ）は三角形状の頂点を基準に鋭角をなす。鋭角をなす結合溝４８にモールディング材質が充填された後、硬化されれば、電極４０はＦ方向及びＧ方向に対して強い抵抗力を有する。即ち、電極４０はＦ方向やＧ方向には容易に離脱されず、結合ピン４７はＨ方向またはＨ方向と１８０度反対になる方向に対して抵抗力を有するので、電極４０は胴体２０に硬く固定される。
図１７において、結合ピン４７及び結合溝４８は電極４０の側面に沿って形成される。しかしながら、結合ピン４７及び結合溝４８は電極４０のＦ方向にも形成されることができ、その個数は１つ、２つ、またはそれ以上であることができる。
図面に別に図示してはいないが、結合ピン４７の厚さと電極４０の厚さに差をつけて結合ピン４７と電極４０とが段差付けるようにすることができる。結合ピン４７と電極４０とが段差付けるようにする場合、電極４７が胴体２０をなすモールディング材質により支持されて胴体２０とより硬く結合できることは勿論である。
次に、図１８を参照すると、電極４０には突出または凹んでいる構造物が存在せず、但し面方向に２つの穿孔溝５１、５２を備える。
穿孔溝５１、５２は電極４０を完全に貫通して形成される。穿孔溝５１、５２にモールディング材質が浸透した後、モールディング材質が硬化されれば、硬化されたモールディング材質により電極４０は胴体２０に硬く固定される。図面では円形の穿孔溝５１、５２を例示しているが、穿孔溝５１、５２は、円形、楕円形、三角形、四角形、及びその他の多角形の形状で具現されることもできる。
また、穿孔溝５１、５２は、２つ、３つ、またはそれ以上の個数が電極４０に形成されて胴体２０との結合力を増加させることができる。本実施形態に従う電極４０は、胴体２０との結合のための構造が極めて簡潔に形成可能な長所があり、構造的な単純性による信頼性と安定性を得ることができる。
図１９乃至図２１は、本発明に従う電極（第１電極または第２電極）の隅領域に対する多様な実施形態を示す。
まず、図１９を参照すると、隅領域６１は四角の形態で形成されるものを例示している。四角の形態で隅領域６１を形成する場合、電極６０を形成する工程が単純で、かつ発光素子全体の構造を簡潔に形成する長所を得ることができる。
次に、図２０を参照すると、隅領域６２は電極６０の内側に凹んだ曲面の形態を有することができる。隅領域６２が内側に凹んだ曲面の形態をなす時、曲面により形成される隅６２の面積が増加するだけ、モールディング材質でパッケージングを遂行する時、モールディング材質との接触面積が増加する。接触面積が増加するほど、電極６０の隅領域６２とモールディング材質との摩擦力が増加するので、モールディング材質が電極を固定させた後、電極６０はモールディング材質に硬く結合できる。
次に、図２１を参照すると、隅領域６３は四角形状で凹んで、Ｉ方向及びＪ方向に対して抵抗力を有することができる。例えば、電極６０がＩ方向の反対方向に動きがある時、モールディング材質がＩ方向に抵抗して動きが遮断され、電極６０がＪ方向の反対方向に動きがある時は、モールディング材質がＪ方向に抵抗して第１電極３１の動きを遮断する。同様に、図面に図示してはいないが、電極６０の左側にも四角形状で陥没形成される隅領域が形成され、電極６０の左側と右側に対称するように形成される隅領域６３により電極６０はＩ方向、Ｊ方向、及びＩ方向とＪ方向に対する反対方向の全てに対して移動が遮断される。
電極６０の右側に形成される隅領域は、図示していない左側に対しても同一に対称するように形成され、このような対称性は図１９及び図２０の実施形態に対しても同一に適用される。
図２２は本発明の他の実施形態に従う発光素子の電極構造を示し、図２３は図２２の電極が胴体と結合している一例を示している。
図２２及び図２３を共に参照すると、発光チップ７０がマウントされる電極７１には発光チップ７０を中心として、発光チップ７０の周辺に沿ってガイド溝７２が形成される。ガイド溝７２は発光チップ７０の周辺の電極７１の表面に溝を掘って形成する。電極７１の表面に形成される溝は発光チップ７０の周辺に沿って円形、四角形、三角形、及びその他の多角形の形状となることができる。
ガイド溝７２が電極の表面に溝を付けて形成するので、溝の切断面、即ち溝が形成された電極の切断面も円形、四角形、三角形、及び多角形となることができる。図１７では溝の切断面が三角形で具現された一例を図示する。
ガイド溝７２は発光チップ７０の外周面の一側と一定距離（Ｄ１５）離隔して形成される。ガイド溝７２は今後胴体をなすモールディング材質が浸透した後、モールディング材質が硬化されれば保護キャップ７４を通じて浸透する異質物の接近経路をＶ字形態に増やして異質物の発光チップ７０への接近を最大限遮断する。
電極７１は発光チップ７０に電源を供給するための第１電極７１ａ及び第２電極７２ｂから構成され、第１電極７１ａ及び第２電極７１ｂは正（＋）電圧と負（−）電圧のうちの１つを供給するので、電気的に絶縁される必要性がある。したがって、第１電極７１ａ及び第２電極７１ｂは距離（Ｄ１４）だけ離隔される。好ましくは、距離（Ｄ１４）は０．１ｍｍ〜２ｍｍの範囲を有し、提示した範囲は発光チップ８０で消耗する電圧または電流量によって増減できる。
第１電極７１ａと第２電極７１ｂとが離隔して形成される時、第１電極７１ａと第２電極７１ｂとの間の空間に設けられる保護キャップ７４は胴体の下側から浸透する異質物、例えば、ほこり、湿気、及びその他の汚染物質が第１電極７１ａと第２電極７１ｂとの間に浸透することを最小化する。保護キャップ７４は、上側は狭く、下側は広く形成され、下側から上側へ向ける経路を斜線で形成して異質物が第１電極７１ａと第２電極７１ｂとの間に浸透するパス（path）を最大化する。
しかしながら、このような構造物を用いて異質物の浸透を最小化するとしても、異質物が保護キャップ７４により封入された領域に浸透することができ、封入された領域を浸透した異質物が発光チップ７０に向ける場合、発光チップ７０の周辺に形成されるガイド溝７２により接近経路が再度拡張されるので、異質物が発光チップ７０または発光チップ７０の周辺に浸透し難くなる。
図２４は本発明に対する電極の更に他の実施形態を示し、図２５は胴体と電極とが結合する一例を図示する。
図２４及び図２５を共に参照すると、発光チップ８０がマウントされる電極８１には発光チップ７０を中心として発光チップ８０の外周面に沿ってガイド８２が形成される。ガイド８２は電極８１の上側に突出形成され、ガイドが形成された領域の電極８１を切断した時、切断面の形態は、三角形、四角形、半円型、及びその他の多角形が電極８１の表面で突出する形態を有することができる。図２４で、四角形の突出部がガイド８２に該当する。
ガイド８２は発光チップ８０を中心として、四角形、円形、三角形、及びその他の多角形の形状のうちのいずれか１つで具現できる。この際、ガイド８２は発光チップ８０を中心として対称する形状を有する必要はない。
必要によって、ガイド８２の一側は発光チップ８０の中心点にもっと近い位置に形成され、他側は発光チップ８０の中心点でより遠く位置することもできる。
電極８１は発光チップ８０に電源を供給するための第１電極８１ａ及び第２電極８１ｂから構成され、第１電極８１ａと第２電極８１ｂとが電気的にショートを起こさないようにするために一定距離（Ｄ１６）だけ離隔して形成される。
好ましくは、距離（Ｄ１６）は０．１ｍｍ〜２ｍｍの範囲を有し、提示した範囲は発光チップ８０で消耗する電圧または電流量によって増減できる。
ガイド８２は発光チップ８０と一定距離（Ｄ１７）離隔して形成される。ガイド８２は胴体２０をなすモールディング材質２１で突出して発光チップ８０の周辺に障壁（Wall）を形成する。ガイド８２は異質物が保護キャップ８４により封入された領域を浸透して発光チップ８０に向ける時、異質物が発光チップ８０に向けられないようにし、ガイド８２の高さが高まるほど外部の異質物に対する抵抗力は増加する。しかしながら、ガイド８２の高さが増加するほど発光チップ８０から放出される光の効率が低減するので、ガイド８２の高さは発光チップ８０と同じく、または発光チップ８０の高さよりは低く設定されることが好ましい。
保護キャップ８４は第１電極８１ａと第２電極８１ｂとの間の空間を封入して外部の異質物が発光チップ８０に浸透することを一次に防止する。保護キャップ８４の上側及び下側は、各々第１電極８１ａ及び第２電極８１ｂの上側及び下側と水平をなす。
図面では保護キャップ８４の上側の電極８１の上側と水平をなすことを例示しているが、保護キャップ８４の上側面は第１電極８１ａ及び第２電極８１ｂ方向にさらに延びてキャップ（cap）の形状を有することができる。この場合、保護キャップ８４は外部の異質物の浸透に対してより高い抵抗力を有することができる。
保護キャップ８４の上側の第１電極８１ａ及び第２電極８１ｂ方向に延びる時、保護キャップ８４の形状は図４に図示された形態の保護キャップ２７と同一な形状をなすようになる。
以上、実施形態に説明された特徴、構造、効果などは、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれ、必ず１つの実施形態のみに限定されるのではない。延いては、各実施形態で例示された特徴、構造、効果などは、実施形態が属する分野の通常の知識を有する者により他の実施形態に対しても組合または変形されて実施可能である。したがって、このような組合と変形に関連した内容は本発明の範囲に含まれることと解釈されるべきである。
以上、実施形態を中心として説明したが、これは単に例示であり、本発明を限定するのでなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者であれば、本実施形態の本質的な特性から外れない範囲で以上に例示されていない種々の変形及び応用が可能であることが分かる。例えば、実施形態に具体的に表れた各構成要素は変形して実施することができる。そして、このような変形及び応用に関連した差異点は特許請求範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

Claims (15)

  1. 胴体と、
    前記胴体に設けられた第１電極及び前記第１電極と離隔している第２電極と、
    前記第１電極及び第２電極のうちのいずれか１つの上に形成され、前記第１電極及び第２電極に電気的に連結される発光チップと、
    前記第１電極及び第２電極の間に突出した保護キャップと、
    を含むことを特徴とする、発光素子。
  2. 前記保護部材は前記胴体と一体形成されることを特徴とする、請求項１に記載の発光素子。
  3. 前記保護部材は、前記第１電極または第２電極の上面の少なくとも一部を覆いかぶせるように形成されることを特徴とする、請求項１に記載の発光素子。
  4. 前記第１電極及び第２電極は第１距離離隔し、
    前記保護部材の幅は前記第１距離より０．０２ｍｍ乃至０．５ｍｍ大きいことを特徴とする、請求項４に記載の発光素子。
  5. 前記保護部材の厚さは０．０１ｍｍ乃至０．１ｍｍであることを特徴とする、請求項１に記載の発光素子。
  6. 前記保護部材の材質は前記胴体の材質と相異することを特徴とする、請求項１に記載の発光素子。
  7. 前記胴体は、樹脂、シリコン、金属、ＰＳＧ（photo sensitive glass）、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、印刷回路基板のうち、少なくとも１つで形成されたことを特徴とする、請求項１に記載の発光素子。
  8. 前記第１電極及び第２電極は前記胴体の底を貫通し、端部は前記胴体の外側に露出されることを特徴とする、請求項１に記載の発光素子。
  9. 前記第１電極及び前記第２電極は、
    枠の一領域に突出形成される少なくとも１つの結合ピン及び陥没形成される少なくとも１つの結合溝を含むことを特徴とする、請求項１に記載の発光素子。
  10. 前記胴体は、
    樹脂材質で構成され、前記樹脂材質が硬化される時、前記結合溝及び前記結合ピンと凹凸結合をなすことを特徴とする、請求項９に記載の発光素子。
  11. 前記結合ピン及び前記結合溝は、
    交互に形成されることを特徴とする、請求項１０に記載の発光素子。
  12. 前記第１電極または前記第２電極は、前記胴体の材質が充填されて前記胴体と結合する貫通溝を少なくとも１つ具備することを特徴とする、請求項１に記載の発光素子。
  13. 前記第１電極または前記第２電極は、前記発光チップの外周面に沿って異質物浸透防止のためのガイド溝が形成されることを特徴とする、請求項１に記載の発光素子。
  14. 前記発光チップの外周面に沿って異質物浸透防止のためのガイドが前記第１電極の表面で突出形成されることを特徴とする、請求項１に記載の発光素子。
  15. 胴体と、
    前記胴体の材質と凹凸結合のために側面に突出されている少なくとも１つの結合ピンを含み、前記結合ピンが形成されている前記側面の切断面がＴ字型を有する第１電極及び第２電極と、
    前記第１電極及び前記第２電極のうち、いずれか１つにマウントされる発光チップと、
    を含むことを特徴とする、発光素子。
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