JPS6136982A - フオトカプラ - Google Patents

フオトカプラ

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JPS6136982A
JPS6136982A JP59158290A JP15829084A JPS6136982A JP S6136982 A JPS6136982 A JP S6136982A JP 59158290 A JP59158290 A JP 59158290A JP 15829084 A JP15829084 A JP 15829084A JP S6136982 A JPS6136982 A JP S6136982A
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JP
Japan
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light emitting
transparent substrate
photoconductive
layer
light
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JP59158290A
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English (en)
Inventor
Yoshimi Kamijo
芳省 上條
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6136982A publication Critical patent/JPS6136982A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/12Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto
    • H01L31/16Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the semiconductor device sensitive to radiation being controlled by the light source or sources
    • H01L31/161Semiconductor device sensitive to radiation without a potential-jump or surface barrier, e.g. photoresistors

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Electromagnetism (AREA)
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  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 「技術分野」 本発明は、EL発光素子(エレクトロルミネッセンス素
子)と、CdS系、CdSe系等の光導電層rとを一体
化したフォトカプラに関する。
「従来技術およびその問題点」 従来、フォトカプラとしては、発光ダイオードとCdS
系等の光導電素子との組合せ、発光ダイオードとシリコ
ンフォトダイオードとの組合せ、発光ダイオードとシリ
コンフォトトランジスタとの組合せ等が実用化されてい
る。これらのフォトカプラは、個々の部品を使って組合
せるか、または一体マウント化した部品を使って製造さ
れていた。
しかしながら、」−記のような従来のフォトカブラにお
いては、例えば複数のものを組合せてマトリクス状にす
る場合、形状が大きくなり、製造コストが高くなるので
、多チャンネル化が困難であるという欠点があった。
「発明の目的」 本発明の目的は、例えば複数のものを組合せてマトリク
ス状にした際、形状が比較的コンパクトとなり、製造コ
ストも安く、多チャンネル化が容易にできるようにした
フォトカブラを提供することにある。
「発明の構成J 本発明のフォトカブラは、透明基板の片面にEL発光素
子を形成し、前記透明基板の反対面に光導電素子を形成
し、前記EL発光素子の発光面と前記光導電素子の受光
面とを前記透明基板を介して対面させたことを特徴とす
る。
このように、透明基板の両面にEL発光素子と光導電素
子とを形成して一体化したので、形状が比較的コンパク
トとなる。また、一枚の透明基板に複数のEL発光素子
と光導電素子とを形成できるので、複数のフォトカブラ
をマトリクス状に形成して多チャンネル化を図ることも
容易である。さらに、複数の部品を組合ぜたりすること
なく、透明基板上に各層を形成するだけで製造できるの
で、製造コストも安くなる。
以下、本発明について図面を参照してさらに訂細に説明
する。
第1図には本発明によるフォトカブラの基本的な概念が
示されている。すなわち、透明な耐熱性ガラス、石英な
どの透明基板11の片面にEL発光素子12が形成され
、透明基板11の反対面に光導電素子13が形成されて
いる。そして、EL発光素子12の駆動端子14.15
に駆動電圧を印加すると、EL発光素子12は発光面a
において発光し、その光は透明基板11を通って光導電
素子13の受光面すに到達する。これによって、光導電
素子13の電気抵抗が変化し、その端子16.17に電
気信号が発生する。
第2図には本発明によるフォトカブラのさらに具体的な
一例が示されている。すなわち、透明基板11の片面に
、透明電極層18、絶縁体層18、発光体層20、絶縁
体層21、電極層22が順次積層されてEL発光素子1
2が形成されている。この場合、透明電極層18および
電極層22は、例えば酸化インジウム、酸化スズなどの
酸化金属を真空蒸着、スパッタリング等で付着させるこ
とにより形成することができる。なお、電極層22は透
明であることを要しないので、普通の金属を用いてもよ
い。また、絶縁体層18および21は、5102等をス
パッタリング等で付着させて形成することができる。絶
縁体層21としては、Al2O3なども使用できる。さ
らに、発光体層20は、ZnS等の発光物質を真空蒸着
、スパッタリング等で付着させて形成することができる
。そして、駆動端子14は透明電極層18に接続され、
駆動端子15は電極層22に接続されている。なお、こ
のEL発光素子12は薄膜タイプである。
透明基板11の反対面には、一対のくし歯状電極23.
24と光導電層25とが順次積層されて光導電素子13
が形成されている。くし歯状電極23および24は、第
3図に示すように、互いに入り組むようにしてくし歯状
に形成されている。これは銀ペースト等をスクリーン印
刷して焼成したり、あるいは銀、銅等の金属を真空蒸着
や、スパッタリングすることにより形成することができ
る。また、光導電層25は、CdS 、 edge等の
光導電物質を含むペーストをスクリーン印刷して焼成す
ることによって形成できる。そして、端子16は一方の
くし歯状電極23に接続され、端子17は他方のくし歯
状電極24に接続されている。
このフォトカブラにおいては、EL発光素子12の駆動
端子14および15間に交流電圧を印加すると、発光体
層20が発光を開始し、その光線26が透明基板11を
通って光導電層25に到達する。それによって光導電層
25の電気抵抗が低下し、くし歯状電極23.24を介
して端子16.17から電気的信号として外部に取出さ
れる。
なお、上記のフォトカブラにおいて、EL発光素子12
の絶縁体層19を省略してEL発光素子12を分散形タ
イプとしてもよい。
第4図および第5図には本発明によるフォトカプラのさ
らに別の具体例が示されている。すなわち、透明基板I
Iの片面に多数のEL発光素子12がマトリクス状に形
成されている。この場合、駆動端子14は横列のEL発
光素子12を接続するように配置され、駆動端子15は
縦列のEL発光素子12を接続するように配置されてい
る。
また、透明基板11の反対面には上記のEL発光素子1
2と一対一で対応して多数の光導電素子13が同じくマ
トリクス状に形成されている。端子16および17はそ
れぞれ縦列の光導電素子13を接続するように配置され
ている。
このフォトカブラにおいては、駆動端子14および15
のいずれかに交流電圧が印加されると、それらの交点に
対応するEL発光素子12が発光し、そのEL発光素子
12と対をなす光導電素子13の電気抵抗が低下して、
その光導電素子13を通る端子16および17から電気
的信号が外部に取出されることになる。したがって、マ
トリクス状に配列された任意のEL発光素子12を駆動
させてそれと対をなす光導電素子13を作動させ、チャ
ンネル動作を行なうことが可能となる。
なお、」−記のフォトカブラにおいて、例えば1個のE
L発光素子12に対して複数個の光導電素子13を対応
させることもでき、その場合にも同様な結果を得ること
ができる。
「発明の実施例」 実施例1 まず、耐熱性ガラスからなる透明基板11の片面に光導
電素子13を次のようにして形成した。すなわち、銀ペ
ーストをスクリーン印刷し、500〜600°Cで焼成
して一対のくし歯状電極23.24を形成した。その上
に、アクセプタ不純物としてCuCl2等を添加したC
dSペーストをスクリーン印刷で均一に塗布し、800
°C前後にて不活性雰囲気下で焼結し、光導電層25を
形成した。なお、この方法は、例えば[光導電素子J 
(伊吹、吉沢共著、日刊工業新聞社刊、S、40.BJ
O二版、P43〜P46)に詳述されている。
次に、透明基板11の反対面に以下の各層をスパッタリ
ングすることによって薄膜タイプのEl、発光素子12
を形成した。すなわち、透明基板11の反対面に、11
1203系の透明電極層18を形成しくシート抵抗lΩ
/口)、その」二に5i02系の絶縁体層18を形成し
く膜厚2000人前後)、その−ヒにZnS 会Mn系
の発光体層20を形成しく膜厚8000人前後)、さら
にその上に5i2Q系の絶縁体層21を形成しく膜厚2
000人前後)、最後にA1からなる電極層22を形成
した(膜厚1 p、m前後)。なお、この方法は、例え
ば「薄膜EL素子の実用化技術」 (日経エレクトロニ
クス、1979年4/2号、pH8〜P142)に詳述
されている。
こうして、第2図に示すようなフォトカブラを製造した
。このフォトカブラを動作させた結果、次のデータが得
られた。
発光素子、 150V、50Hzの交流電圧を印加した
ときの輝度40Cd/rn’ (波長BOOn+s付近
)光導電素子;抵抗値低下 30 kΩ→1にΩ実施例
2 光導電素子13は実施例1と同様にして、EL発光素子
12を分散形タイプに変更した。すなわち、透明基板1
1の反対面に、Ir++03系の透明電極層18をスパ
ッタリングにより形成しくシート抵抗100Ω/口前後
)、その−FにZnS * Cuの粉末とシアノエチル
セルローズ有機バインダーとからなるペーストをスクリ
ーン印刷し焼成して発光体層20を形成し、さらにその
」−にTlO2粉末とシアノエチルセルローズ有機バイ
ンダーとからなるペーストをスクリーン印刷し焼成して
絶縁体層21を形成し、最後に銀ペーストをスクリーン
印刷し焼成して電極層22を形成した。なお、この方υ
、は、例えばrELとその応用」 (二階堂著、OHに
文庫(+02) 、 オーム社刊、3.37.5.25
初版、S、40.8.30 二版、P22〜P23)に
詳述されている。
こうして製造されたフォトカブラを動作させた結果、次
のデータが得られた。
発光素子; 100 V 、 200 Hzの交流電圧
を印加したときの輝度25C:d/m’ (波長55O
nm付近)光導電素子;抵抗値低下 30 kΩ→10
 kΩ実施例3 実施例1と同様な層構造にして、第4図および第5図に
示すようなマトリクス形フォトカプラを製造した。すな
わち、透明基板11の片面に縦5I、横511IInの
光導電素子13を縦に10列、横に10列でマトリクス
状に形成した。そして、縦列に並ぶ各光導電素子側3を
連結するように端子16および17をそれぞれ形成した
。一方、透明基板11の反対面に1−配光導電素子13
と対応させてEL発光素子12を同じくマトリクス状に
形成した。そして、横列に並ぶEL発光素子】2を連結
するように駆動端子】4をそれぞれ形成し、縦列に並ぶ
EL発光素子12を連結するように駆動端子15をそれ
ぞれ形成した。
こうして、形r&コれたマトリクス形フォトカプラは、
いずれかの駆動端子14および15に交流電圧を印加す
ると、それらがクロスする部分に位置するEL発光素子
12が発光し、それと対をなす光導電素子13の電気抵
抗が低下し、その光導電素子13を通る端子16および
端子17から電気的信号を取出すことができた。したが
って、チャンネル動作が可能であった。
「発明の効果」 以−L説明したように、本発明によれば、透明基板の片
面にEL発光素子を形成し、透明基板の反対面に光導電
素子を形成して、EL発光素子と光導電素子とを透明基
板を介して対面させるようにしたので、一枚の透明基板
トにEL発光素子および光導電素子を任意の個数形成す
ることにより、多チャンネルのフォトカプラを容易にか
つ低コストで製造できる。また、一枚の透明基板上に全
ての素イーを形成できるので、形状もコンパクトとなる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるフォトカプラの基本的な概念を示
す断面図、第2図は本発明によるフォトカプラの一例を
示す断面図、第3図は第2図における■−■線に沿った
断面図、第4図は本発明によるフォトカプラの他の例を
示すEL発光素子側から見た図、第5図は同フォトカプ
ラの光導電素子側から見た図である。 図中、11は透明基板、12はEL発光素子、13は光
導電素子、14.15は駆動端子、1B、17は端子、
18は透明電極層、19は絶縁体層、20は発光体層、
21は絶縁体層、22は電極層、23.24はくし歯状
電極、25は光導電層である。 第2区 第3図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)透明基板の片面にEL発光素子を形成し、前記透
    明基板の反対面に光導電素子を形成し、前記EL発光素
    子の発光面と前記光導電素子の受光面とを前記透明基板
    を介して対面させたことを特徴とするフォトカプラ。
  2. (2)特許請求の範囲第1項において、前記透明基板の
    片面に前記EL発光素子をマトリクス状に複数個形成し
    、前記透明基板の反対面に前記EL発光素子に対応して
    前記光導電素子を複数個形成したフォトカプラ。
  3. (3)特許請求の範囲第1項または第2項において、前
    記EL発光素子は前記透明基板の片面に透明電極層、絶
    縁体層、発光体層、絶縁体層、電極層を順次積層したも
    のからなるフォトカプラ。
  4. (4)特許請求の範囲第1項または第2項において、前
    記EL発光素子は前記透明基板の片面に透明電極層、発
    光体層、絶縁体層、電極層を順次積層したものからなる
    フォトカプラ。
  5. (5)特許請求の範囲第1項ないし第4項のいずれか一
    において、前記光導電体層は前記透明基板の反対面に一
    対のくし歯状電極、光導電層を順次積層したものからな
    るフォトカプラ。
JP59158290A 1984-07-28 1984-07-28 フオトカプラ Pending JPS6136982A (ja)

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