JPS6315756B2 - - Google Patents
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- JPS6315756B2 JPS6315756B2 JP7429777A JP7429777A JPS6315756B2 JP S6315756 B2 JPS6315756 B2 JP S6315756B2 JP 7429777 A JP7429777 A JP 7429777A JP 7429777 A JP7429777 A JP 7429777A JP S6315756 B2 JPS6315756 B2 JP S6315756B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor 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
- H01L31/12—Semiconductor 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
- H01L31/16—Semiconductor 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
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光送信器と光受信器とを結合する光
透過性の結合媒体およびこの結合媒体を囲む被覆
体から構成され、光送信器より送出された光を光
受信器で受け得るようにしたオプトエレクトロニ
クス結合素子に関する。
透過性の結合媒体およびこの結合媒体を囲む被覆
体から構成され、光送信器より送出された光を光
受信器で受け得るようにしたオプトエレクトロニ
クス結合素子に関する。
オプトエレクトロニクス結合素子においては、
光送信器から送出される光は効率よく光受信器に
伝送し、周囲から入射する外光はできるだけ内部
へ侵入させないようにする必要がある。このため
二酸化チタンを含み光送信器の放出光を反射する
内側部分と、色素を含み周囲光に対して高度の非
透過性を有する外側部分とから成る被覆体で光送
信器と光受信器とを包むことが従来から考えられ
ている。このようなオプトエレクトロニクス結合
素子においては、光送信器から送出された光は被
覆体の内側部分で反射し、外部に洩れることなく
光受信器まで伝送され、一方外部から侵入してき
た光は被覆体の外側部分で遮られ内部に達しな
い。
光送信器から送出される光は効率よく光受信器に
伝送し、周囲から入射する外光はできるだけ内部
へ侵入させないようにする必要がある。このため
二酸化チタンを含み光送信器の放出光を反射する
内側部分と、色素を含み周囲光に対して高度の非
透過性を有する外側部分とから成る被覆体で光送
信器と光受信器とを包むことが従来から考えられ
ている。このようなオプトエレクトロニクス結合
素子においては、光送信器から送出された光は被
覆体の内側部分で反射し、外部に洩れることなく
光受信器まで伝送され、一方外部から侵入してき
た光は被覆体の外側部分で遮られ内部に達しな
い。
しかしながら、上述のように被覆体を内側部
分、外側部分の二部分から構成するためには、二
つの別々の工程が必要であり、それに応じて作業
が複雑となり、ひいては製作時間が長くなり製作
費が上昇する。さらに、被覆体の内側部分と外側
部分とが異なる材料で形成されているため、両部
分の間に良好な接着性が得られず、内部分間に生
じる空隙のため、光送信器と光受信器との間に高
い電圧が加わつたとき放電を発生する危険性があ
る。
分、外側部分の二部分から構成するためには、二
つの別々の工程が必要であり、それに応じて作業
が複雑となり、ひいては製作時間が長くなり製作
費が上昇する。さらに、被覆体の内側部分と外側
部分とが異なる材料で形成されているため、両部
分の間に良好な接着性が得られず、内部分間に生
じる空隙のため、光送信器と光受信器との間に高
い電圧が加わつたとき放電を発生する危険性があ
る。
本発明の目的は、光送信器と光受信器を包む被
覆体が僅かの厚さで光送信器の放出光を良好に反
射し周囲から侵入する外光に対しては高度に非透
過性であり、しかも高耐圧性を有するオプトエレ
クトロニクス結合素子を簡単な製造技術により低
廉な製作費で得ることができるようにすることに
ある。
覆体が僅かの厚さで光送信器の放出光を良好に反
射し周囲から侵入する外光に対しては高度に非透
過性であり、しかも高耐圧性を有するオプトエレ
クトロニクス結合素子を簡単な製造技術により低
廉な製作費で得ることができるようにすることに
ある。
この目的は本発明によれば、
(イ) 光送信器と光受信器とを結合する光透過性の
結合媒体およびこの結合媒体を囲む被覆体を備
え、 (ロ) 結合媒体と被覆体とはほぼ等しい誘電率を有
し、同じ化学基の合成樹脂から成り、かつ良好
な相互接着性を有し、 (ハ) 被覆体は単一層で構成され、光送信器の放出
光に対して良好な反射体とする第一物質と、被
覆体に外部から入射し光受信器が感応するスペ
クトル領域内にある光に対する不透過性を高め
る第二物質とが添加される ことによつて達成される。
結合媒体およびこの結合媒体を囲む被覆体を備
え、 (ロ) 結合媒体と被覆体とはほぼ等しい誘電率を有
し、同じ化学基の合成樹脂から成り、かつ良好
な相互接着性を有し、 (ハ) 被覆体は単一層で構成され、光送信器の放出
光に対して良好な反射体とする第一物質と、被
覆体に外部から入射し光受信器が感応するスペ
クトル領域内にある光に対する不透過性を高め
る第二物質とが添加される ことによつて達成される。
結合媒体の材料としては、十分な電気絶縁性が
あり、必要な光に対して良好な透光性を有し、被
覆体の材料とほぼ等しい誘電率を持ち、結合素子
に要求される保存温度と動作温度の範囲である−
55℃〜＋125℃で被覆体との間に良好な接着性を
示す総ての材料を使用することができる。
あり、必要な光に対して良好な透光性を有し、被
覆体の材料とほぼ等しい誘電率を持ち、結合素子
に要求される保存温度と動作温度の範囲である−
55℃〜＋125℃で被覆体との間に良好な接着性を
示す総ての材料を使用することができる。
結合媒体および被覆体は化学組成の等しいも
の、特に同じ合成樹脂で作るのが有利であり、ま
たキヤステイング技術を利用すると製造が容易で
作業時間も短くなる。
の、特に同じ合成樹脂で作るのが有利であり、ま
たキヤステイング技術を利用すると製造が容易で
作業時間も短くなる。
被覆体に添加する第一物質としては例えば二酸
化チタン粒子を使用することができる。この二酸
化チタン粒子の被覆体全体に対する重量比は10〜
30％とするのが有利であり、30重量％としたとき
特に勝れた結果が得られた。
化チタン粒子を使用することができる。この二酸
化チタン粒子の被覆体全体に対する重量比は10〜
30％とするのが有利であり、30重量％としたとき
特に勝れた結果が得られた。
被覆体に添加する第二物質としては例えばアル
ミニウム微細粉末を使用することができる。ここ
で使用されるアルミニウム微細粉末はその粉末の
表面に形成された酸化膜により粉末相互間が電気
的に絶縁される性質を持つている。このアルミニ
ウム微細粉末を被覆体に加えることにより、光受
信器が感応する光のスペクトル領域における透光
度が低下し、被覆体中のアルミニウム微細粉末の
濃度および被覆体の厚さを適当に選定することに
より、周囲から侵入してくる外光に対して高度に
非透光性の媒質とすることができる。被覆体中の
アルミニウム微細粉末の重量比は少なくとも0.1
％とするのが有効であり、0.3％とすることによ
り特に優れた結果が得られた。
ミニウム微細粉末を使用することができる。ここ
で使用されるアルミニウム微細粉末はその粉末の
表面に形成された酸化膜により粉末相互間が電気
的に絶縁される性質を持つている。このアルミニ
ウム微細粉末を被覆体に加えることにより、光受
信器が感応する光のスペクトル領域における透光
度が低下し、被覆体中のアルミニウム微細粉末の
濃度および被覆体の厚さを適当に選定することに
より、周囲から侵入してくる外光に対して高度に
非透光性の媒質とすることができる。被覆体中の
アルミニウム微細粉末の重量比は少なくとも0.1
％とするのが有効であり、0.3％とすることによ
り特に優れた結果が得られた。
被覆体の厚さは0.5〜20mmとすると有利であり、
特に厚さ２mmとすることによつて良好な結果が得
られた。被覆体の厚さは、被覆体に添加する第一
物質および第二物質の量とともに、光送信器の放
出光の反射と周囲から入射する外光の遮蔽に関し
て本発明による結合素子の有効性を決定するもの
である。
特に厚さ２mmとすることによつて良好な結果が得
られた。被覆体の厚さは、被覆体に添加する第一
物質および第二物質の量とともに、光送信器の放
出光の反射と周囲から入射する外光の遮蔽に関し
て本発明による結合素子の有効性を決定するもの
である。
本発明の展開として、被覆体に着色剤を混入す
ることができる。着色剤として適当な光吸収特性
を示す色素を添加することによつて、周囲から侵
入する外光に対する吸収率を改善するとともに、
結合素子に色彩的な美観を与える効果がある。な
おこの色素は、光送信器が放出する光のスペクト
ル範囲では光吸収性が十分低く、周囲から入射す
る外光の波長範囲は十分吸収するものでなければ
ならない。
ることができる。着色剤として適当な光吸収特性
を示す色素を添加することによつて、周囲から侵
入する外光に対する吸収率を改善するとともに、
結合素子に色彩的な美観を与える効果がある。な
おこの色素は、光送信器が放出する光のスペクト
ル範囲では光吸収性が十分低く、周囲から入射す
る外光の波長範囲は十分吸収するものでなければ
ならない。
本発明の光送信器としては半導体ダイオード、
例えば発光ダイオード、光受信器としてはダイオ
ード、トランジスタ、サイリスタ、または光集積
回路を用いることができる。
例えば発光ダイオード、光受信器としてはダイオ
ード、トランジスタ、サイリスタ、または光集積
回路を用いることができる。
本発明においては、光送信器と光受信器とは対
向して結合媒体により結合され、結合媒体は被覆
体により包まれており、光送信器より送出された
光は結合媒体中を通り光受信器に達する。光はそ
の経路において一部は結合媒体と被覆体との境界
面にも達するが、被覆体中に含まれる第一物質に
より反射され、再び結合媒体中に戻り、光受信器
に向け進む。一方被覆体の外部から被覆体中に侵
入した光は、被覆体中に含まれる第二物質により
吸収され、結合媒体中に透過するのを阻止され
る。またほぼ等しい誘電率を有し、同じ化学基の
合成樹脂よりなる結合媒体と被覆体とが相接して
おり、電界強度が直線的で、両者間の接着性がよ
く空隙を生じない。
向して結合媒体により結合され、結合媒体は被覆
体により包まれており、光送信器より送出された
光は結合媒体中を通り光受信器に達する。光はそ
の経路において一部は結合媒体と被覆体との境界
面にも達するが、被覆体中に含まれる第一物質に
より反射され、再び結合媒体中に戻り、光受信器
に向け進む。一方被覆体の外部から被覆体中に侵
入した光は、被覆体中に含まれる第二物質により
吸収され、結合媒体中に透過するのを阻止され
る。またほぼ等しい誘電率を有し、同じ化学基の
合成樹脂よりなる結合媒体と被覆体とが相接して
おり、電界強度が直線的で、両者間の接着性がよ
く空隙を生じない。
次に本発明の実施例を図面について説明する。
図は本発明による結合素子の断面図を示し、結
合素子１は、光送信器２、光送信器２に対向配置
された光受信器３、光送信器２および光受信器３
を結合する結合媒体４、結合媒体４を包む被覆体
５を備えている。結合媒体４は透明な合成樹脂例
えばエポキシ樹脂よりなり、被覆体５は同じ合成
樹脂例えばエポキシ樹脂よりなり添加物６を含ん
でいる。添加物６は、光送信器２より送出される
光に対する反射性を良好にする第一物質としての
二酸化チタンと、外部より被覆体５中に侵入して
くる光の内、光受信器３が感応するスペクトル領
域の光に対する不透過性を高める第二物質として
のアルミニウム微細粉末とよりなつている。
合素子１は、光送信器２、光送信器２に対向配置
された光受信器３、光送信器２および光受信器３
を結合する結合媒体４、結合媒体４を包む被覆体
５を備えている。結合媒体４は透明な合成樹脂例
えばエポキシ樹脂よりなり、被覆体５は同じ合成
樹脂例えばエポキシ樹脂よりなり添加物６を含ん
でいる。添加物６は、光送信器２より送出される
光に対する反射性を良好にする第一物質としての
二酸化チタンと、外部より被覆体５中に侵入して
くる光の内、光受信器３が感応するスペクトル領
域の光に対する不透過性を高める第二物質として
のアルミニウム微細粉末とよりなつている。
被覆体５から光送信器２のリード線８，９、光
受信器３のリード線１２，１３，１４が外部に引
き出され、それぞれ接続端子１０，１１，１５，
１６，１７に接続されている。
受信器３のリード線１２，１３，１４が外部に引
き出され、それぞれ接続端子１０，１１，１５，
１６，１７に接続されている。
結合媒体、被覆体としてエポキシ樹脂を使用
し、被覆体の厚さを0.5〜20mm、特に２mmとし、
第一物質として二酸化チタンを10〜30重量％、特
に30重量％加え、第二物質としてアルミニウム微
細粉末を少なくとも0.1重量％、特に0.3重量％加
えることによつて特にすぐれた結果が得られた。
二酸化チタンとアルミニウム微細粉末とを添加す
ることにより、光送信器として例えば放出波長範
囲900〜960nｍのヒ化ガリウム発光ダイオードを
使用して、この放出波長範囲で反射率を50％に高
めるとともに、周囲から入射する外光の内、光受
信器の感応波長範囲の光に対する吸収率を98％以
上に高めることができ、二酸化チタンとアルミニ
ウム微細粉末の上述の濃度により従来の黒く着色
されたオプトエレクトロニクス結合素子に比べて
光結合を100〜500％の範囲で改善することがで
き、これにより伝送比は少なくとも２倍に高めら
れた。またこの結合素子によれば、少なくとも
4kVの耐電圧を得ることができた。
し、被覆体の厚さを0.5〜20mm、特に２mmとし、
第一物質として二酸化チタンを10〜30重量％、特
に30重量％加え、第二物質としてアルミニウム微
細粉末を少なくとも0.1重量％、特に0.3重量％加
えることによつて特にすぐれた結果が得られた。
二酸化チタンとアルミニウム微細粉末とを添加す
ることにより、光送信器として例えば放出波長範
囲900〜960nｍのヒ化ガリウム発光ダイオードを
使用して、この放出波長範囲で反射率を50％に高
めるとともに、周囲から入射する外光の内、光受
信器の感応波長範囲の光に対する吸収率を98％以
上に高めることができ、二酸化チタンとアルミニ
ウム微細粉末の上述の濃度により従来の黒く着色
されたオプトエレクトロニクス結合素子に比べて
光結合を100〜500％の範囲で改善することがで
き、これにより伝送比は少なくとも２倍に高めら
れた。またこの結合素子によれば、少なくとも
4kVの耐電圧を得ることができた。
本発明によれば、次のような種々の効果を得る
ことができる。
ことができる。
(1) 結合媒体と被覆体とがほぼ等しい誘電率を有
しているから、結合素子の耐圧性の高いものを
得ることができる。
しているから、結合素子の耐圧性の高いものを
得ることができる。
(2) 結合媒体と被覆体とが同じ化学基の合成樹脂
から成り、かつ良好な相互接着性を有している
から、オプトエレクトロニクス結合素子に要求
される広い温度範囲において結合媒体と被覆体
との間の良好な接着性が得られ、両者間に生ず
る空隙による放電の危険性がない。
から成り、かつ良好な相互接着性を有している
から、オプトエレクトロニクス結合素子に要求
される広い温度範囲において結合媒体と被覆体
との間の良好な接着性が得られ、両者間に生ず
る空隙による放電の危険性がない。
(3) 被覆体が単一層で構成され、しかも比較的僅
かな層厚でよいから、二重に分割された被覆体
を有する結合素子に比べて製造が著しく簡単と
なり、製造時間が短縮され、製造費が低廉とな
り、しかも小型となる。
かな層厚でよいから、二重に分割された被覆体
を有する結合素子に比べて製造が著しく簡単と
なり、製造時間が短縮され、製造費が低廉とな
り、しかも小型となる。
(4) 被覆体に添加される第一物質により、光送信
器の放出光に対し被覆体の反射が良好となり、
光送信器より送出される光の被覆体による損失
が低下する。
器の放出光に対し被覆体の反射が良好となり、
光送信器より送出される光の被覆体による損失
が低下する。
(5) 被覆体に添加される第二物質により、被覆体
の外部より侵入してくる光で光受信器の感応す
る波長範囲のものの吸収が良好となり、光送信
器より光受信器に伝達すべき光以外の擾乱とな
る外光の侵入を阻止することができる。
の外部より侵入してくる光で光受信器の感応す
る波長範囲のものの吸収が良好となり、光送信
器より光受信器に伝達すべき光以外の擾乱とな
る外光の侵入を阻止することができる。
(6) 被覆体に添加される第一物質、第二物質によ
り光結合度、したがつて光伝送比を改善するこ
とができるから、結合素子の受信側の電流増幅
度をそれに対応して低くすることができ、光受
信器としてトランジスタを使用する場合特に高
い温度と高い駆動電圧において測定精度を高め
ることができる。
り光結合度、したがつて光伝送比を改善するこ
とができるから、結合素子の受信側の電流増幅
度をそれに対応して低くすることができ、光受
信器としてトランジスタを使用する場合特に高
い温度と高い駆動電圧において測定精度を高め
ることができる。
図は本発明の実施例の断面図である。
１……結合素子、２……光送信器、３……光受
信器、４……結合媒体、５……被覆体、６……添
加物。
信器、４……結合媒体、５……被覆体、６……添
加物。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ (イ) 光送信器と光受信器とを結合する光透過
性の結合媒体およびこの結合媒体を囲む被覆体
を備え、 (ロ) 結合媒体と被覆体とはほぼ等しい誘電率を有
し、同じ化学基の合成樹脂から成り、かつ良好
な相互接着性を有し、 (ハ) 被覆体は単一層で構成され、光送信器の放出
光に対して良好な反射体とする第一物質と、被
覆体に外部から入射し光受信器が感応するスペ
クトル領域内にある光に対する不透過性を高め
る第二物質とが添加されている ことを特徴とするオプトエレクトロニクス結合素
子。 ２ 被覆体に第一物質として二酸化チタン粒子
が、第二物質としてアルミニウム微細粉末が添加
されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の結合素子。 ３ 被覆体中の二酸化チタン粒子の重量比が10〜
30％であることを特徴とする特許請求の範囲第２
記載の結合素子。 ４ 被覆体中のアルミニウム微細粉末の重量比が
少なくとも0.1％であることを特徴とする特許請
求の範囲第２項または第３項記載の結合素子。 ５ 被覆体の層厚が0.5〜20mmであることを特徴
とする特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれか
１項記載の結合素子。 ６ 被覆体に着色剤が混入されていることを特徴
とする特許請求の範囲第１項〜第５項のいずれか
１項記載の結合素子。 ７ 光送信器として発光ダイオード、光受信器と
して発光ダイオード、一つもしくは複数のトラン
ジスタ、サイリスタ、または光ICを含むことを
特徴とする特許請求の範囲第１項〜第６項のいず
れか１項記載の結合素子。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2627944A DE2627944C2 (de) | 1976-06-22 | 1976-06-22 | Optoelektronisches Koppelelement |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53144A JPS53144A (en) | 1978-01-05 |
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