JPS5882582A - 発光素子 - Google Patents
発光素子Info
- Publication number
- JPS5882582A JPS5882582A JP56179654A JP17965481A JPS5882582A JP S5882582 A JPS5882582 A JP S5882582A JP 56179654 A JP56179654 A JP 56179654A JP 17965481 A JP17965481 A JP 17965481A JP S5882582 A JPS5882582 A JP S5882582A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- region
- face
- emitting
- luminous flux
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/20—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、光束を接合端面から取シ出す端面取出型の発
光素子に関する。
光素子に関する。
発光グイオー゛ド（ＬＥＤ）、半導体レーデ（ＬＤ）。
電界発光（ＥＬ）などの発晃素子の光束の取１３”しに
関しては従来、種々の工夫がなされている。一般に発光
領域で発生した光が外部に取出される間に、光の吸収領
域、例えばＰＮ接合近傍で発光をさせるものではＰ又は
Ｎ領域で、光の一部が吸収されるため外部に取出される
光が減少しＩ外部発光効率が低下することは良く知られ
ている。
関しては従来、種々の工夫がなされている。一般に発光
領域で発生した光が外部に取出される間に、光の吸収領
域、例えばＰＮ接合近傍で発光をさせるものではＰ又は
Ｎ領域で、光の一部が吸収されるため外部に取出される
光が減少しＩ外部発光効率が低下することは良く知られ
ている。
そこでこの吸収領域をさけて光を取シ出す端面取出型発
光素子が考え出された。第１図はＰＮ接合近傍で発光さ
せる１例えばＧａＡｓＰの発光素子の従来の端面取出構
造を示す斜視図である。異なる導電型を有する半導体材
料１と２の境界近傍から発生した光３を固定材料平面４
の法線方向に向わせるためには、半導体材料１，２を固
定材料平面４に垂直に固定するための支柱５を必要とす
る。
光素子が考え出された。第１図はＰＮ接合近傍で発光さ
せる１例えばＧａＡｓＰの発光素子の従来の端面取出構
造を示す斜視図である。異なる導電型を有する半導体材
料１と２の境界近傍から発生した光３を固定材料平面４
の法線方向に向わせるためには、半導体材料１，２を固
定材料平面４に垂直に固定するための支柱５を必要とす
る。
また従来の端面取出構造においては、取出光に指向性を
持たせようとする場合には、第２図（ａ） 、 （ｂ）
に示すように、ヘッダ６にレンズなどの外部光学系部品
２１を取付けたシ、半導体材料１，２に密着させたレン
ズ状の内部光学系部品２２を取付ける必要があった。し
かし、このような構造では、外部光学系部品２１や内部
光学系部品２２の取付けに高い精度を要し、量産性に乏
しいという欠点があった。
持たせようとする場合には、第２図（ａ） 、 （ｂ）
に示すように、ヘッダ６にレンズなどの外部光学系部品
２１を取付けたシ、半導体材料１，２に密着させたレン
ズ状の内部光学系部品２２を取付ける必要があった。し
かし、このような構造では、外部光学系部品２１や内部
光学系部品２２の取付けに高い精度を要し、量産性に乏
しいという欠点があった。
第３図は、第１図に示した従来の構造で高密度化を図っ
た場合の例を示す発光部分附近の斜視図であるが、この
場合でも光線３を図の矢印で示した方向に取出すために
は、第１図で示したと同じように支柱５が必要となるこ
とには変わシない。
た場合の例を示す発光部分附近の斜視図であるが、この
場合でも光線３を図の矢印で示した方向に取出すために
は、第１図で示したと同じように支柱５が必要となるこ
とには変わシない。
しかもリード電極３ノの取付けも技術的困難を供なうた
め、量産性に乏しい。したがって従来は高密度化を行う
場合には、端面取出型構造とする７ことなく、第４図（
ａ）’ 、 （ｂ）に示すように平面取出型の構造を用
いていた。
め、量産性に乏しい。したがって従来は高密度化を行う
場合には、端面取出型構造とする７ことなく、第４図（
ａ）’ 、 （ｂ）に示すように平面取出型の構造を用
いていた。
４図（、）は素子アレイの片端から電極４０を取出す型
。、４図（ｂ）は両端から交互に電極４０を取出す型を
それぞれ示す斜視図である。４図（ｂ）の場合には４図
（、）の場合に較べて２倍の高密度化が可能であるが、
その密度は、同方向に取出す電極間のピッチｔの逆数に
゛比例するため、素子加工上一定の制限を受けることは
さけられなか−った。また、発光領域４１間の距離ｄと
発光領域４３間の間隔すとによっても制限を受ける。こ
こで発光領域４３間の距離ｄは、発光領棹４３の巾ａと
発光領域４１間の間隔すとの和である。間隔すは、発光
領域４１相互の電気的分離に必要な大きさ・とじて定ま
る。
。、４図（ｂ）は両端から交互に電極４０を取出す型を
それぞれ示す斜視図である。４図（ｂ）の場合には４図
（、）の場合に較べて２倍の高密度化が可能であるが、
その密度は、同方向に取出す電極間のピッチｔの逆数に
゛比例するため、素子加工上一定の制限を受けることは
さけられなか−った。また、発光領域４１間の距離ｄと
発光領域４３間の間隔すとによっても制限を受ける。こ
こで発光領域４３間の距離ｄは、発光領棹４３の巾ａと
発光領域４１間の間隔すとの和である。間隔すは、発光
領域４１相互の電気的分離に必要な大きさ・とじて定ま
る。
第５図は拡散によって形成された発光素子アレイの断面
図を示したものである。通常は適当なフォトリソグラフ
ィによって、拡散マスク５７を形成し、開口部５６から
選択拡散によって半導体材料５４中に不純物を拡散し、
半導体材料５４と異なる導電型を有する拡散層５３を形
成することによって作られる。拡散層５３は熱拡散法ま
たはイオン注入法などによって形成されるが２発光効率
をあげるためには、接合深さＸｊを拡散層５３又は半導
体材料５４の中に存在する少数キャリアの拡散長（通常
数ミクロン程度）に匹敵する深さまで追い込まなくては
ならない。開口部５６が小さい場合には、接合深さＸｊ
と接合の巾ｍとは同程度の寸法となる。従って高密度化
をはかるために開口部５６を小さくするだけでは、実効
をあげることは出来ない。これは、従来の端面取出型の
構造における本質的な欠点であった。
図を示したものである。通常は適当なフォトリソグラフ
ィによって、拡散マスク５７を形成し、開口部５６から
選択拡散によって半導体材料５４中に不純物を拡散し、
半導体材料５４と異なる導電型を有する拡散層５３を形
成することによって作られる。拡散層５３は熱拡散法ま
たはイオン注入法などによって形成されるが２発光効率
をあげるためには、接合深さＸｊを拡散層５３又は半導
体材料５４の中に存在する少数キャリアの拡散長（通常
数ミクロン程度）に匹敵する深さまで追い込まなくては
ならない。開口部５６が小さい場合には、接合深さＸｊ
と接合の巾ｍとは同程度の寸法となる。従って高密度化
をはかるために開口部５６を小さくするだけでは、実効
をあげることは出来ない。これは、従来の端面取出型の
構造における本質的な欠点であった。
本発明の目的は、端面取出し型発光素子において従来必
要とされていた支柱と、指向性光束取出しのための外部
又は内部光学系部品とを発光部分と一体化することによ
シネ要とした発光素子を提供することにある。
要とされていた支柱と、指向性光束取出しのための外部
又は内部光学系部品とを発光部分と一体化することによ
シネ要とした発光素子を提供することにある。
本発明においては、平面又は曲面状に形成した発光部を
露出させて発光端面とし、この発光端面から放射する光
束を反射する反射面全発光部を形成したと同一の基体を
加工して一体として形成することによシ上記目的を達成
するように構成した。
露出させて発光端面とし、この発光端面から放射する光
束を反射する反射面全発光部を形成したと同一の基体を
加工して一体として形成することによシ上記目的を達成
するように構成した。
以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
第６図（、）は本発明の第１の実施例を示す斜視図であ
る。第６図（ｂ）は第６図（、）をＡ −Ａ’線にそっ
て切断した断面図である。
る。第６図（ｂ）は第６図（、）をＡ −Ａ’線にそっ
て切断した断面図である。
第１の導電型領域１を第２の導電型領域２内に、選択拡
散法などの適当な方法で形成する。その後発光端面と反
射面を得るために、第２の導電型領域２の一部を第６図
（ａ） 、 （ｂ）に示すように切欠いて、端面発光領
域６１および反射面６２を形成する。
散法などの適当な方法で形成する。その後発光端面と反
射面を得るために、第２の導電型領域２の一部を第６図
（ａ） 、 （ｂ）に示すように切欠いて、端面発光領
域６１および反射面６２を形成する。
端面発光領域６１から放射された光束６３は反射面６２
によって反射されると同時に光束の向きが変わる。端面
発光領域６１と反射面６２とのなす角を４５°にしてお
けば、光束は９０’向きを変える。
によって反射されると同時に光束の向きが変わる。端面
発光領域６１と反射面６２とのなす角を４５°にしてお
けば、光束は９０’向きを変える。
なお、反射率−を向上させるために反射面６２を適当な
材料で被覆することも出来る。
材料で被覆することも出来る。
第７図は任意の反射角度を得るようにした発光素子の断
面図で、端面発光領域７ノと反射面７２゜７４．７６と
の間の角度を変えることによシ異なった反射角度を有す
る光束７３．７５．７７を得ることが出来る。
面図で、端面発光領域７ノと反射面７２゜７４．７６と
の間の角度を変えることによシ異なった反射角度を有す
る光束７３．７５．７７を得ることが出来る。
第８図（ａ） 、 （ｂ）は放射光束８１の指向性を説
明するための図で、反射面８０の形状を適当に設計する
ことによシ、第８図（ｂ）に示す指向性曲線８２゜８３
．８４を得ることが出来る。
明するための図で、反射面８０の形状を適当に設計する
ことによシ、第８図（ｂ）に示す指向性曲線８２゜８３
．８４を得ることが出来る。
第９図（ａ） 、 （ｂ）は本発明の第２の実施例を示
す斜視図および平面図である。本実施例においては端面
発光領域９１を口直状に形成したので、光束９２の焦点
９３を端面発光領域９１から任意の距離ｎに結ばせるこ
とが出来る。
す斜視図および平面図である。本実施例においては端面
発光領域９１を口直状に形成したので、光束９２の焦点
９３を端面発光領域９１から任意の距離ｎに結ばせるこ
とが出来る。
なお、前述したように光束９２に対して反射面を適当に
設置することにより、任意の角度に反射させながら焦点
を結ばせることも出来る。また端面発光領域９ノの形状
を平面状又は凸面状に形成すれば、第９図（ｂ）に点線
で示したように、光束９２を拡げることが出来る。
設置することにより、任意の角度に反射させながら焦点
を結ばせることも出来る。また端面発光領域９ノの形状
を平面状又は凸面状に形成すれば、第９図（ｂ）に点線
で示したように、光束９２を拡げることが出来る。
第１０図（ａ） （ｂ）は本発明の第３の実施例を示す
平面図および断面図である。本実施例においては複数の
反射面１０１，１０２．・・・、１０７が端面発光領域
１００に対向して設けられているので、光束１０８はそ
の相対位置と方向をそれぞれ任意に変えることが出来る
。また、反射面１０１ 、１０２゜・・・、１０７を通
さずに直接取出した光束１０９をモニタとして使用する
ことも出来る。
平面図および断面図である。本実施例においては複数の
反射面１０１，１０２．・・・、１０７が端面発光領域
１００に対向して設けられているので、光束１０８はそ
の相対位置と方向をそれぞれ任意に変えることが出来る
。また、反射面１０１ 、１０２゜・・・、１０７を通
さずに直接取出した光束１０９をモニタとして使用する
ことも出来る。
第１１図は本発明の第４の実施例を示す平面図（ａ）
、 （ｂ） ＝ （ｃ）および断面図（ｄ） 、 （ｅ
） ｅ （ｆ）である。本実施例は、高密度化をはかっ
たアレイの例である。
、 （ｂ） ＝ （ｃ）および断面図（ｄ） 、 （ｅ
） ｅ （ｆ）である。本実施例は、高密度化をはかっ
たアレイの例である。
素子密度は従来の技術によって形成した場合の２倍とな
る。端面発光領域１１１からの光束１１２は反射面１１
３によって反射されるが、第１１図（ｃ） 、 （ｆ）
に示すように、端面発光領域１１１と反射面１１３の機
能を同時に持たせるように構成することも出来る。
る。端面発光領域１１１からの光束１１２は反射面１１
３によって反射されるが、第１１図（ｃ） 、 （ｆ）
に示すように、端面発光領域１１１と反射面１１３の機
能を同時に持たせるように構成することも出来る。
第１２図（ａ） 、 （ｂ）は本発明の第５の実施例を
示す平面図および断面図で、複数の端面発光領域１２ノ
と反射面１２２とを同心円上に配置した場合の例を示す
。本実施例によれば、光束１２３の焦点１２４を基板１
２０の法線上に結ばせることが出来るので、従来のもの
に比較して極めて高輝度の光束を取シ出すことが出来る
。
示す平面図および断面図で、複数の端面発光領域１２ノ
と反射面１２２とを同心円上に配置した場合の例を示す
。本実施例によれば、光束１２３の焦点１２４を基板１
２０の法線上に結ばせることが出来るので、従来のもの
に比較して極めて高輝度の光束を取シ出すことが出来る
。
第１３図（ａ） （ｂ）は本発明の第６の実施例を示す
平面図および断面図で、複数の端面発光領域１３１と反
射面１３３との距離をそれぞれ異ならせることによって
高密度化をはかったものである。端面発光領域１３ノお
よび反射面１３３を適箔に形成することにより、光束１
３２の平行性をそこなわないようにすることが出来る。
平面図および断面図で、複数の端面発光領域１３１と反
射面１３３との距離をそれぞれ異ならせることによって
高密度化をはかったものである。端面発光領域１３ノお
よび反射面１３３を適箔に形成することにより、光束１
３２の平行性をそこなわないようにすることが出来る。
素子密度を制限するものは、端面発光領域１３１間のピ
ッチＰであるが、従来の構成法の場合よシははるかに高
密度化がはかれる。
ッチＰであるが、従来の構成法の場合よシははるかに高
密度化がはかれる。
以上詳細に説明したように、・本発明によれば、同−基
体上に端面発光領域と反射面とを一体として形成したの
で端面取出し型の特徴を保持しつつ、取出す光束の方向
を任意に設定出来るという利点がある。
体上に端面発光領域と反射面とを一体として形成したの
で端面取出し型の特徴を保持しつつ、取出す光束の方向
を任意に設定出来るという利点がある。
第１図、第２図は従来の端面取出構造の一例を示す斜視
図、第３図は高密度化を図った従来型の端面取出構造の
発光部分附近の斜視図、第４図（ａ）。 （ｂ）は平面取出型の構造を示す斜視図、第５図は拡散
によって形成された発光素子アレイの断面図。 第６図（、）は本発明の第１の実施例を示す斜視図。 第６図（ｂ）は第６図（、）をＡ −Ａ’線にそって切
断した断面図、第７図は任意の反射角度を得るようにし
た発光素子の断面図、第８図（ａ） 、 （ｂ）は放射
光束の指向性を説明す−るための図、第９図（ａ） ｅ
（ｂ）は本発明の第２の実施例を示す斜視図および平
面図、第１０図（ａ） 、 （ｂ）は本発明の第３の実
施例を示す平面図および断面図、第１１図（ａ） ｅ
（ｂ） 、 （ｃ） ｅは本発明の第４の実施例を示す
平面図、第１１図（ａ） 、 （ｅ） 。 （ｆ）は本発明の第４の実施例を示す断面図、第１２図
（ａ） 、 （ｂ）は本発明の第５の実施例を示す平面
図及び断面図、第１３図（ａ） 、 （ｂ）は本発明の
第６の実施例を示す平面図および断面図である。 ６１．１１．９１，１００，１１１，１２１・・・端面
発光領域、６２．１２．１０１〜１０７゜１１３．１２
２．１３３・・・反射面。 特許出願人 沖電気工業株式会社 日本電信電話公社 第２図 （０） （ｂ）３ （ｂ） ６３ Ｕ 、ｉ、庄ｓｒ−：＋’ａ距鹸第９図 （
０） １ （ｂ） 第１０図 第１１図 （ｔ）） （Ｃ）＜８ ）
（ｆ ）第１３図 手続補正書輸発） 特許庁長官 殿 ２ 発明の名称 発光素子 ３ 補正をする者 事件との関係 特許用 願 人任 所（〒
１０５） 東京都港区虎ノ門１丁目７番１２号居 所
（〒１０５） 東京都港区虎ノ門１丁目７番１２号別
紙のとおり ６、補正の内容 １）明細書簡３頁第ｉ行に「供」とあるを「伴」と補正
する。 ２）同書第３頁第１７行と第４頁第１行に「４１」とあ
るのをともに「４３」と補正する。 ３）同書第３頁第１７行と第１９行に「距離」とあるの
をともに「ピッチ」と補正する。 ４）同書同頁第１７行と第２０行に「間隔」とあるのを
ともに「間隙」と補正する。
図、第３図は高密度化を図った従来型の端面取出構造の
発光部分附近の斜視図、第４図（ａ）。 （ｂ）は平面取出型の構造を示す斜視図、第５図は拡散
によって形成された発光素子アレイの断面図。 第６図（、）は本発明の第１の実施例を示す斜視図。 第６図（ｂ）は第６図（、）をＡ −Ａ’線にそって切
断した断面図、第７図は任意の反射角度を得るようにし
た発光素子の断面図、第８図（ａ） 、 （ｂ）は放射
光束の指向性を説明す−るための図、第９図（ａ） ｅ
（ｂ）は本発明の第２の実施例を示す斜視図および平
面図、第１０図（ａ） 、 （ｂ）は本発明の第３の実
施例を示す平面図および断面図、第１１図（ａ） ｅ
（ｂ） 、 （ｃ） ｅは本発明の第４の実施例を示す
平面図、第１１図（ａ） 、 （ｅ） 。 （ｆ）は本発明の第４の実施例を示す断面図、第１２図
（ａ） 、 （ｂ）は本発明の第５の実施例を示す平面
図及び断面図、第１３図（ａ） 、 （ｂ）は本発明の
第６の実施例を示す平面図および断面図である。 ６１．１１．９１，１００，１１１，１２１・・・端面
発光領域、６２．１２．１０１〜１０７゜１１３．１２
２．１３３・・・反射面。 特許出願人 沖電気工業株式会社 日本電信電話公社 第２図 （０） （ｂ）３ （ｂ） ６３ Ｕ 、ｉ、庄ｓｒ−：＋’ａ距鹸第９図 （
０） １ （ｂ） 第１０図 第１１図 （ｔ）） （Ｃ）＜８ ）
（ｆ ）第１３図 手続補正書輸発） 特許庁長官 殿 ２ 発明の名称 発光素子 ３ 補正をする者 事件との関係 特許用 願 人任 所（〒
１０５） 東京都港区虎ノ門１丁目７番１２号居 所
（〒１０５） 東京都港区虎ノ門１丁目７番１２号別
紙のとおり ６、補正の内容 １）明細書簡３頁第ｉ行に「供」とあるを「伴」と補正
する。 ２）同書第３頁第１７行と第４頁第１行に「４１」とあ
るのをともに「４３」と補正する。 ３）同書第３頁第１７行と第１９行に「距離」とあるの
をともに「ピッチ」と補正する。 ４）同書同頁第１７行と第２０行に「間隔」とあるのを
ともに「間隙」と補正する。
Claims (1)
- 基体に形成された発光部を平面又は曲面状に露出させた
発光端面と、前記基体の一部を切シ欠いて形成された前
記発光端面に対向する反射面とを有し、前記発光端面か
ら放射される光束を前記反射面により一定の方向に反射
せしめることにより前記光束を外部に取出すようにした
事を特徴とする発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56179654A JPS5882582A (ja) | 1981-11-11 | 1981-11-11 | 発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56179654A JPS5882582A (ja) | 1981-11-11 | 1981-11-11 | 発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5882582A true JPS5882582A (ja) | 1983-05-18 |
Family
ID=16069546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56179654A Pending JPS5882582A (ja) | 1981-11-11 | 1981-11-11 | 発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5882582A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60235479A (ja) * | 1984-05-09 | 1985-11-22 | Nec Corp | 発光素子アレイ |
| JPS61120483A (ja) * | 1984-11-16 | 1986-06-07 | Nec Corp | 半導体発光素子 |
| JPS648474A (en) * | 1987-07-01 | 1989-01-12 | Canon Kk | Document forming device |
-
1981
- 1981-11-11 JP JP56179654A patent/JPS5882582A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60235479A (ja) * | 1984-05-09 | 1985-11-22 | Nec Corp | 発光素子アレイ |
| JPS61120483A (ja) * | 1984-11-16 | 1986-06-07 | Nec Corp | 半導体発光素子 |
| JPS648474A (en) * | 1987-07-01 | 1989-01-12 | Canon Kk | Document forming device |
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