JPS606112B2 - 半導体感光発光素子 - Google Patents

半導体感光発光素子

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JPS606112B2
JPS606112B2 JP57120879A JP12087982A JPS606112B2 JP S606112 B2 JPS606112 B2 JP S606112B2 JP 57120879 A JP57120879 A JP 57120879A JP 12087982 A JP12087982 A JP 12087982A JP S606112 B2 JPS606112 B2 JP S606112B2
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    • H01L2924/1301—Thyristor

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は光が照射されることにより発光が制御される
半導体発光素子に関するものである。
従来の半導体発光素子は、第１図に示すようにｐ‐ｎ接
合ＩＣを形成するｐ形半導体層ＩＡ、およびｎ形半導体
層ＩＢ、さらに上記ｐ形半導体層の表面に形成されたア
ノード電極ＩＤ、および上記ｎ形半導体層の表面に形成
されたカソード電極ＩＥを有する半導体発光素子チップ
ーが基板２上に固定され、そのまわりを透明樹脂３など
により被覆して上記半導体発光素子チップから放射され
た光を外部に取り出すようになされている。このように
構成された半導体発光素子においては、固体ランプとし
て高騰度、高信頼性、および低消費電力などの優れた特
性を有し、従来の白熱ランプに代わるものとして注目さ
れている。しかしながり、ｐ‐ｎ接合を有する半導体発
光素子は単なる表示ランプとして用いられるには余りに
その潜在能力が生かされていない。またこの半導体発光
素子は白熱ランプと比較して著しく高価である面もある
。この発明は、かかる点に着目してなされたもので、半
導体フオトサイリスタチップと、半導体発光素子チップ
とを用いるとともに、さらにこれらの組立技術の容易性
に着目し、単一のパッケージ内に、上記半導体フオトサ
ィリスタチッフ。
と、上記半導体発光素子とを電気的に直列接続させて一
体に収納させることによりり周囲の光等により光学的に
発光が制御される表示素子を提供しようとするものであ
る。次にこの発明の実施例を第２図について説明する。
すなわち、アノード基板５上にフオトサィリスタチップ
のア乃ード電極６１を接着するとともに、上記フオトサ
イリスタチップのカソード電極６日上に直接発光素子チ
ップのアノード電極ＩＤを接着させたあと、さらに上記
発光素子チップのカソード電極ＩＥと、カソード基板２
とを金線４等によって電気的に接続させることにより半
導体感光素子２３を形成するようにしたものである。
本発明の半導体感光素子はＬ フオトサィリスタチッフ
。上の発光素子チップがフィル夕の働きをするという点
に特徴がある。この場合も適当な電極構造にすることに
より外部からの照射光がトまず発光素子チップに入射す
る。この光は上記半導体素子チップのバルク内部におい
て上記バルク特有の吸収を受けた後もフオトサィリスタ
チツプに入射する。このように「半導体発光素子のバル
ク内部を透過した光のみがフオトサイリスを制御するわ
けである。次にｔ上述した一実施例の動作を次の通り説
明する。
まず〜第３図に示すように「半導体感光発光素子露乳こ
負荷抵抗亀鰭が直列に接続された回路にも電源亀馬から
電圧Ｖｏが印加されているとすると〜フオトサィリスタ
チツプ燈の真中のね‐虹接合燈軒（第空図）が逆バイア
スとなっておりもこの間のインピーダンスはも他の部分
に比して非常に大きいため〜電源電圧Ｖｏはほぼ上記ｎ
。
ｐ接合に印加されていると考えられる。次にも第傘図に
示すようにもサイリスタチツプに照射される光の照度が
Ｅ，の場合ト上記サィリスタのブレークオーバ電圧は、
電源電日もより高くトフオトサィリス夕「ＯＦＦ」状態
にあるためトこの回路には電流が流れず〜発光素子チッ
プ川ま発光しない。次に、フオトサィリスタチップ６に
照射される光の照度がＥ２に達したとき〜上記フオトサ
ィリスタチッフ〇のブレークオーバ電圧はト電源電圧Ｖ
ｏに等しくなるため、この時のフオトサィリスタは「Ｏ
Ｎ」状態となり第３図に示す回路に「負荷抵抗１６によ
り制限された電流が流れ「発光素子チップ１が発光する
。また、フオトサイリスタチップに照射される光の照度
がＥ２以上であれば、ブレークオーバ電圧は電源電圧Ｖ
ｏよりも低く、発光素子チップ１が発光する。以上述べ
たように、半導体感光発光素子は、照射される光の照度
によりとの「ＯＮ」状態、「ＯＦＦ」状態が制御される
ため「上記半導体感光発光素子を構成する発光素止チッ
プが可視光を発する場合には上記「ＯＮ」状態、「ＯＦ
Ｆ」状態が肉眼によって観察できるばかりでなく上記発
光素子チップが近赤外光等を発する場合には適当な受光
素子により上記「ＯＮ」状態、「ＯＦＦ」状態が検知さ
れるわけである。
また「上記電源亀５が直流の場合にはトー旦「ＯＮ」状
態になった感光発光素子２２は「照度がＥ２以下に低下
しても「 そのまま「ＯＮ」状態を記憶する。また、上
記電源軍５が交流あるいは電圧が馨または負となる期間
を有するパルスの場合には〜感光発光素子が「ＯＮ」状
態であっても「照度がＥ２以下に低下すればャ「ＯＦＦ
」状態となり発光は停止する。したがって用途に応じて
適当な電源を持ちいれば感光発光素子２２の機能を有効
に利用することができることはいうまでもない。以上述
べた各実施例のように〜 この発明によれば単一のパッ
ケージ内においてトフオトサィリスタチップと半導体発
光素子チップ等を電気的に直列藤続させることにより、
従来の単なるランプとしての機能に加えて周囲光等によ
り光学的に発光が制御されるという新らしい機能を有す
る半導体感光発光素子が得られるわけである。
以上はこの発明による半導体感光素子の有用性について
説明したが「次にこの発明のさらにもうｉつの重要な効
果について説明する。
すなわち、この発明の他の特徴とすることはも受光した
光の波長とＬ異なる波長の光を放射することできる光波
長変換器の機能を有することである。
すなわち、半導体感光発光素子を構成するフオトサィリ
スタチップと〜発光素子チップとを互いに異なる材料も
たとえば、フオトサィリスタチツプとしてシリコン、そ
して発光素子としては「窒素ドープされたガリウムリン
を用いると「波長が８０００Ａの光が上記フオトサィリ
スタチッフ。上に、「ＯＮ」状態となるに必要な照度で
入射した時、上記発光素子が導通して５７００Ａの光を
放射する。このように、この半導体感光発光素子により
８０００Ａの波長の入射光が５７００Ａの波長の出力光
に変換されたわけである。この例は〜 シリコンとガリ
ウムを用いる場合について説明したが、光の波長変換は
、フオトサィリスタチップおよび発光素子チップに任意
の半導体材料を選択することによって可能である。この
半導体感光発光素子の光波長変換器の機能を図式的に示
せば第５図のように、所定の波長の入射光Ａがこの半導
体感光発光素子２６により他の所定の波長の出力光Ｂと
なるわけである。このような光変換器の機能は、非常に
大きな発展が期待されるオプトェレクトロニクス、特に
光回路関係において重要な役割を果すと考えられるもの
である。なお、上述した各実施例は、ＮＰＮＰ型フオト
サィリスタを用いた場合について説明したが、ＰＮＰＮ
型フオトサイリスタ、あるいはＰＮＰおよびびＮＰＮフ
オトトランジスタ、もしくはＰＩＮ構造の倉性抵抗特性
を有するフオトダイオードを用いても同様な効果が得ら
れることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の半導体発光素子を示す断面図ｔ第２図は
この発明の一実施例を示す断面図、第３図はこの発明の
素子を用いる回路図、第４図はその使用特性図、第５図
は、この発明を光波長変換器として用いた場合の榛式図
である。 図面中、１は半導体発光素子、３はェポキシ樹脂等から
あるパッケージ、６はフオトサィリスタチップ等の光電
素子である。 なお、図中同一符号はそれぞれ同一または相当部分を示
す。第亀図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 所定照度においてスイツチングする半導体フオトサ
    イリスタと、このフオトサイリスタを構成する半導体材
    料より禁制帯エネルギーの大きな半導体材料よりなる半
    導体発光素子とを互いに電気的に直列になる如く固定し
    、上記半導体発光素子を透過した光によつて上記フオト
    サイリスタをスイツチングさせることを特徴とする半導
    体感光発光素子。
JP57120879A 1982-07-12 1982-07-12 半導体感光発光素子 Expired JPS606112B2 (ja)

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JP4649701B2 (ja) * 2000-04-24 2011-03-16 富士ゼロックス株式会社 自己走査型発光装置
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