JPS6158996B2 - - Google Patents
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- JPS6158996B2 JPS6158996B2 JP55093467A JP9346780A JPS6158996B2 JP S6158996 B2 JPS6158996 B2 JP S6158996B2 JP 55093467 A JP55093467 A JP 55093467A JP 9346780 A JP9346780 A JP 9346780A JP S6158996 B2 JPS6158996 B2 JP S6158996B2
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- light emitting
- semiconductor light
- resin
- lens
- emitting device
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 43
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 28
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 28
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/4206—Optical features
-
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
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- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers 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 body packages
- H01L33/52—Encapsulations
- H01L33/54—Encapsulations having a particular shape
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers 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 body packages
- H01L33/58—Optical field-shaping elements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、半導体発光素子の集光効果を高め
ることを目的とした半導体発光素子の集光装置に
関するものである。
ることを目的とした半導体発光素子の集光装置に
関するものである。
通常、半導体発光素子の発光面は平面状であ
り、このままの状態で発光させると発光面は完全
散乱発光面として非常に広い放射角で光を放射す
る。そのため半導体発光素子上方の限られた範囲
に強い放射光を得るためには、樹脂による成形、
あるいはレンズを利用して集光する方法が行われ
ている。特に、半導体発光素子の放射光を光フア
イバ等の光ガイドに入射させる場合には限られた
狭い領域にできるだけ平行光に近い光を得る必要
がある。このような場合には半導体発光素子の外
部光学系の焦点付近に半導体発光素子を載置する
ことにより平行光を得ることができる。しかし、
この平行光を小領域に集光するためにはレンズ系
を半導体発光素子に近づけ、かつ小さくする必要
がある。この様な集光系を実現する一方法とし
て、現在半導体発光素子に直接、省点距離の短い
レンズを樹脂によつて接着する方法が行われてい
る。このような従来例を第１図に示す。
り、このままの状態で発光させると発光面は完全
散乱発光面として非常に広い放射角で光を放射す
る。そのため半導体発光素子上方の限られた範囲
に強い放射光を得るためには、樹脂による成形、
あるいはレンズを利用して集光する方法が行われ
ている。特に、半導体発光素子の放射光を光フア
イバ等の光ガイドに入射させる場合には限られた
狭い領域にできるだけ平行光に近い光を得る必要
がある。このような場合には半導体発光素子の外
部光学系の焦点付近に半導体発光素子を載置する
ことにより平行光を得ることができる。しかし、
この平行光を小領域に集光するためにはレンズ系
を半導体発光素子に近づけ、かつ小さくする必要
がある。この様な集光系を実現する一方法とし
て、現在半導体発光素子に直接、省点距離の短い
レンズを樹脂によつて接着する方法が行われてい
る。このような従来例を第１図に示す。
すなわち、第１図において、１は半導体発光素
子、２は前記半導体発光素子１から放射された光
を集光する目的で設けられたレンズ、３は前記レ
ンズ２と半導体発光素子１間を接着する樹脂、４
は前記半導体発光素子１が置かれているステム、
５は前記半導体発光素子１からの放射光である。
子、２は前記半導体発光素子１から放射された光
を集光する目的で設けられたレンズ、３は前記レ
ンズ２と半導体発光素子１間を接着する樹脂、４
は前記半導体発光素子１が置かれているステム、
５は前記半導体発光素子１からの放射光である。
この従来例では、半導体発光素子１およびレン
ズ２を樹脂３によつて固定する場合、樹脂３はレ
ンズ２の下方曲面から山のすそ野のように下に行
くほど広がつて成形される。これは平坦な広い面
上に半導体発光素子１が置かれた場合樹脂３がと
る自然形である。このような場合、半導体発光素
子１から直接レンズ２に入射する光のみレンズ２
によつて集光され、その他の光は集光されず、集
光効果が低減する欠点があつた。
ズ２を樹脂３によつて固定する場合、樹脂３はレ
ンズ２の下方曲面から山のすそ野のように下に行
くほど広がつて成形される。これは平坦な広い面
上に半導体発光素子１が置かれた場合樹脂３がと
る自然形である。このような場合、半導体発光素
子１から直接レンズ２に入射する光のみレンズ２
によつて集光され、その他の光は集光されず、集
光効果が低減する欠点があつた。
この発明は上記の欠点を除去するためになされ
たもので、半導体の発光素子とレンズを直接密着
させた構造をとることにより集光効果を高めたも
のである。以下、この発明について説明する。
たもので、半導体の発光素子とレンズを直接密着
させた構造をとることにより集光効果を高めたも
のである。以下、この発明について説明する。
第２図はこの発明の一実施例を示す半導体発光
素子の集光装置の概略断面図である。なお、第２
図において、第１図と同一符号は同一構成部分を
示すものであり、その説明は省略する。
素子の集光装置の概略断面図である。なお、第２
図において、第１図と同一符号は同一構成部分を
示すものであり、その説明は省略する。
この実施例は、半導体発光素子１を接着してい
る樹脂３の形状をレンズ２の下面の曲面に対して
その接曲面のようにしたものである。従つて、こ
の樹脂面に対して入射する半導体発光素子１から
の放射光５は大きな入射角を持ち、樹脂３と空気
との間の屈折率差によつて臨界角以上の放射光５
は全反射してレンズ２内に入射し集光される。
る樹脂３の形状をレンズ２の下面の曲面に対して
その接曲面のようにしたものである。従つて、こ
の樹脂面に対して入射する半導体発光素子１から
の放射光５は大きな入射角を持ち、樹脂３と空気
との間の屈折率差によつて臨界角以上の放射光５
は全反射してレンズ２内に入射し集光される。
従つて、第１図の従来例のように樹脂面に小さ
な入射角で入射し透過していた光はその多くが樹
脂面で反射され、レンズ２に入射し集光されるこ
とになる。この光の反射に寄与する樹脂面はレン
ズ２と半導体発光素子１の大きさによつて半導体
発光素子１の上部発光面となす角度を変える。レ
ンズ２の曲率半径Ｒと半導体発光素子１の対角線
長Ｌの比Ｒ／Ｌが大きくなると樹脂面が半導体発
光素子面となす角θが小さくなる。そこで樹脂面
に入射する放射光５は樹脂面への入射角が大きく
なり、反射する傾向がより強くなるため、レンズ
２への入射効率が上がる。
な入射角で入射し透過していた光はその多くが樹
脂面で反射され、レンズ２に入射し集光されるこ
とになる。この光の反射に寄与する樹脂面はレン
ズ２と半導体発光素子１の大きさによつて半導体
発光素子１の上部発光面となす角度を変える。レ
ンズ２の曲率半径Ｒと半導体発光素子１の対角線
長Ｌの比Ｒ／Ｌが大きくなると樹脂面が半導体発
光素子面となす角θが小さくなる。そこで樹脂面
に入射する放射光５は樹脂面への入射角が大きく
なり、反射する傾向がより強くなるため、レンズ
２への入射効率が上がる。
一方、上記したこの発明の構造のような樹脂面
を形成するためには従来のように半導体発光素子
１の大きさに比して大きなステム４の平面上に半
導体発光素子１を置いたのでは難かしい。樹脂３
は硬化時に一時粘度が下がるため自然と末広がり
の形になつてしまう。しかし、第２図のように半
導体発光素子１を置く場所をその周辺より一段高
くしたステム４の突起部４ａ上に配置することに
より樹脂３は、樹脂３の表面張力によつてそのス
テム４の端で止まり、極端に樹脂量を増やさない
限りステム４の周辺には流れない。そのため第２
図のような樹脂形成が容易に行い得る。
を形成するためには従来のように半導体発光素子
１の大きさに比して大きなステム４の平面上に半
導体発光素子１を置いたのでは難かしい。樹脂３
は硬化時に一時粘度が下がるため自然と末広がり
の形になつてしまう。しかし、第２図のように半
導体発光素子１を置く場所をその周辺より一段高
くしたステム４の突起部４ａ上に配置することに
より樹脂３は、樹脂３の表面張力によつてそのス
テム４の端で止まり、極端に樹脂量を増やさない
限りステム４の周辺には流れない。そのため第２
図のような樹脂形成が容易に行い得る。
この際、半導体発光素子１を配置するステム４
の形状はレンズ２の形状にあわせて円柱状のもの
で、その径は半導体発光素子１の対角線長Ｌより
少し大きい程度が有効であるが、レンズ２の曲率
半径Ｒが半導体発光素子１の対角線長Ｌより十分
大きければ、さらにステム４の半径は大きくても
よい。また、ステム４の高さはボンデイング等に
便利なように適当な高さを決めることができる。
の形状はレンズ２の形状にあわせて円柱状のもの
で、その径は半導体発光素子１の対角線長Ｌより
少し大きい程度が有効であるが、レンズ２の曲率
半径Ｒが半導体発光素子１の対角線長Ｌより十分
大きければ、さらにステム４の半径は大きくても
よい。また、ステム４の高さはボンデイング等に
便利なように適当な高さを決めることができる。
次に、この発明の具体例について述べる。い
ま、大きさ1.0mmの半導体発光素子１を、直径1.5
mmφ、高さ1.0mmのステム４の上にマウントし、
レンズ２として直径3.0mm、屈折率1.7の球レンズ
を、樹脂３として屈折率1.55のエポキシ樹脂によ
つて半導体発光素子１上に接着した場合、球レン
ズ直上の３mmφ空間に入る光の量は従来例に比較
して40％増加した。
ま、大きさ1.0mmの半導体発光素子１を、直径1.5
mmφ、高さ1.0mmのステム４の上にマウントし、
レンズ２として直径3.0mm、屈折率1.7の球レンズ
を、樹脂３として屈折率1.55のエポキシ樹脂によ
つて半導体発光素子１上に接着した場合、球レン
ズ直上の３mmφ空間に入る光の量は従来例に比較
して40％増加した。
第３図はこの発明の他の実施例を示す要部の断
面図である。この実施例はステム４の半導体発光
素子１を載置する平面に溝４ｂを形成することに
より分離し、半導体発光素子１とレンズ２とを接
着する樹脂３が従来例のように末広がりの形状に
ならないように規制したものである。この実施例
によつても上記第２図の実施例と同様の効果が得
られる。
面図である。この実施例はステム４の半導体発光
素子１を載置する平面に溝４ｂを形成することに
より分離し、半導体発光素子１とレンズ２とを接
着する樹脂３が従来例のように末広がりの形状に
ならないように規制したものである。この実施例
によつても上記第２図の実施例と同様の効果が得
られる。
以上説明したようにこの発明は、半導体発光素
子とレンズを樹脂によつて一体化した構造におい
て、樹脂面をレンズ下方曲面の接平面に近い曲面
形状としたことにより、半導体発光素子から放射
される光の上部方向への集光効率を増大せしめる
という効果を持つ。
子とレンズを樹脂によつて一体化した構造におい
て、樹脂面をレンズ下方曲面の接平面に近い曲面
形状としたことにより、半導体発光素子から放射
される光の上部方向への集光効率を増大せしめる
という効果を持つ。
第１図は従来の半導体発光素子の集光装置の要
部の断面図、第２図はこの発明の一実施例を示す
要部の断面図、第３図はこの発明の他の実施例を
示す要部の断面図である。 図中、１は半導体発光素子、２はレンズ、３は
樹脂、４はステム、４ａは突起部、４ｂは溝、５
は放射光である。なお、図中の同一符号は同一ま
たま相当部分を示す。
部の断面図、第２図はこの発明の一実施例を示す
要部の断面図、第３図はこの発明の他の実施例を
示す要部の断面図である。 図中、１は半導体発光素子、２はレンズ、３は
樹脂、４はステム、４ａは突起部、４ｂは溝、５
は放射光である。なお、図中の同一符号は同一ま
たま相当部分を示す。
Claims (1)
- １ ステム上に載置した半導体発光素子とこの半
導体発光素子から放射された光を集光する少なく
とも下半分に曲面を有し前記ステムよりも直径が
大きいレンズとを樹脂により接着する半導体発光
素子の集光装置であつて、前記樹脂表面の形状を
前記半導体発光素子端から前記レンズの下半分の
曲面に到る接平面に近い曲面としたことを特徴と
する半導体発光素子の集光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9346780A JPS5718376A (en) | 1980-07-07 | 1980-07-07 | Condensing device for semiconductor light emitting element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9346780A JPS5718376A (en) | 1980-07-07 | 1980-07-07 | Condensing device for semiconductor light emitting element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5718376A JPS5718376A (en) | 1982-01-30 |
| JPS6158996B2 true JPS6158996B2 (ja) | 1986-12-13 |
Family
ID=14083134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9346780A Granted JPS5718376A (en) | 1980-07-07 | 1980-07-07 | Condensing device for semiconductor light emitting element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5718376A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3532821A1 (de) * | 1985-09-13 | 1987-03-26 | Siemens Ag | Leuchtdiode (led) mit sphaerischer linse |
| FR2836584B1 (fr) | 2002-02-27 | 2004-05-28 | Thomson Licensing Sa | Panneau electroluminescent dote d'elements d'extractions de lumiere |
| JP2019159112A (ja) * | 2018-03-13 | 2019-09-19 | 株式会社フジクラ | 光モジュールの製造方法、及び、光モジュール |
| JP6632651B2 (ja) * | 2018-03-13 | 2020-01-22 | 株式会社フジクラ | 光モジュールの製造方法、及び、光モジュール |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS534489A (en) * | 1976-07-01 | 1978-01-17 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor light emitting element |
| JPS54118786A (en) * | 1978-03-07 | 1979-09-14 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor luminous device |
-
1980
- 1980-07-07 JP JP9346780A patent/JPS5718376A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS534489A (en) * | 1976-07-01 | 1978-01-17 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor light emitting element |
| JPS54118786A (en) * | 1978-03-07 | 1979-09-14 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor luminous device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5718376A (en) | 1982-01-30 |
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