JPH01206674A

JPH01206674A - 光電変換装置

Info

Publication number: JPH01206674A
Application number: JP63032342A
Authority: JP
Inventors: Yuji Suzuki; 裕二鈴木
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1988-02-15
Filing date: 1988-02-15
Publication date: 1989-08-18

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】〔産業上の利用分野〕この発明は光電変換装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、発光素子と受光素子を備え、発光素子の光が受光
素子に入射するようになっている光電変換装置は各方面
に広く利用されている。このような光電変換装置は、例
えば、ＭＯ３型半導体素子のような半導体スイッチ素子
と組み合わせ、発光素子に電気信号を与え、−旦、光信
号に変え受光素子で再び電気信号に変えて半導体スイッ
チ素子をオン・オフさせるようにして使われる。

一方、電子機器のコンパクト化に伴い、このような異な
る機能の素子を組み合わせたいわば複合素子も小型化が
強く要求されているのが実情である。

〔発明が解決しようとする課題〕

発光素子や受光素子それぞれでは非常に小型のものも作
られている。しかし、画素子を組み合わせた光電変換装
置はそれほど小型ではない。従来の装置では、個別に作
られた発光素子と受光素子を組み合わせているからどう
しても小型化に限界がでてくる。

一方、光電変換装置は小型化すると、発光・受光素子間
の電気的干渉が起きやすく誤動作が多発する恐れもある
。誤動作が起きるようでは、当然、信頼性に欠けるから
実用的ではない。

この発明は、上記事情に鑑み、小型で、しかも、信頼性
が高い光電変換装置を提供することを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

前記課題を解決するため、この発明にかかる光電変換装
置は、前記発光素子と受光素子は、その一方が他方に直
接積層形成され一体化されているとともに、一方の素子
の電極は他方の素子の電極と電気的に分離されている。

〔作　　　用〕

発光素子と受光素子は、一方が他方に直接形成され一体
化されているため、極めて小型になる。

しかも、発光素子は受光素子に極く近接することから十
分な光が有効に受光されるため発・受光素子間の光信号
授受が効率良く行われ光信号の伝達が確実になり、信頼
性が向上する。そして、画素子の電極が互いに他方の素
子の電極とは電気的に分離されており、画素子間では電
気的な干渉が起こり難くなっている。小型化したからと
いって電気的に誤動作し易くなるようなことはないので
ある。

〔実　施　例〕以下、この発明にがかる光電変換装置を、その一実施例
をあられす図面を参照しながら詳しく説明する。

第１図は、この発明にかかる光電変換装置の一実施例を
あられし、図ｔａ＋は、同光電変換装置の断面図であり
、図（ｂｌは、同光電変換装置を部分的に破断して模式
的にあられした斜視図、図（Ｃ）は、電極個所の平面図
である。

光電変換装置１は発光素子２と受光素子３を備えており
、発光素子２から出た光は受光素子３で受光されるよう
になっている。受光素子３は発光素子２の上に直接に積
層形成されていて、画素子２．３が一体化されている。

発光素子２は、例えば、電解発光（ＥＬ全発光層等のよ
うな発光層２１と同発光Ｎ２１の上下に設けられた電極
２２．２３で構成され、受光素子３は、光起電力を発生
させる太陽電池等のような受光層３１と同受光層３１の
上下に設けられた電極３２．３３で構成されている。

この光電変換装置１の基本的動作は以下の通りである。

電気信号が電極２２．２３の間に印加されると発光層２
１で光信号が発生し、同光信号は受光層３１に入る。光
信号が入射した受光層３１では電圧が誘起され電極３２
．３３の間に再び電気信号が現れる。

発光層２１は、下の受光Ｎ３２での受光効率が良いよう
な波長の光を出す材料で形成されている。受光層３１は
Ｐｉｎ構造のシリコン半導体層からなる。電極２２．３
２は、透明性の良い材料、例えば、ＩＴＯ（インジウム
スズ酸化物）や５ｎ０２で形成されており、発光層２１
の光が電極２２．３２を通過できるようになっている。

電極２３．３３は、透明性がなくても良く、例えば、ア
ルミニウム（／ｌり等で形成されている。電極２３．３
３で反射した光も受光Ｊｉｉ３１に入射させるようにし
て、受光効率を高めることもできる。なお、上記電極の
ようなアモルファス、または、非アモルファス材料の上
には単結晶からなる半導体は製作しにくいから、この実
施例の構成の場合、発光層３１は上記ＥＬ層が適する。

光電変換装置１では、第１図（ｂｌ、　（Ｃ）にみるよ
うに、発光素子２の電極２２と受光素子３の電極３２は
同一面に設けられているが、画電極２２．３２は互いに
分離されていて接触していない。したがって、発光素子
２の電極２２．２３と受光素子３の電極３２．３３は互
いに電気的に分離した状態にある。この光電変換装置１
を動作させる際には、発光素子２は電極２２．２３から
電圧を印加し、受光素子３は電極３２．３３から信号を
取り出す。そうすると、発光素子２用回路と受光素子３
用回路がそれぞれ独立に分離された状態となるため、画
素子２．３の間では電気的な干渉が起きない。そのため
、電気的誤動作の心配がなくなる。また、２つの電極２
２．３２が同一平面にあると１回の電極形成工程でふた
つの電極が同時に作れるという利点もある。

第２図は、この発明にがかる光電変換装置の他の実施例
をあられし、図（ａｌは、同光電変換装置の断面図であ
り、図（ｂ）は、同光電変換装置を部分的に破断して模
式的にあられした斜視図、図（Ｃ１は、電極個所の平面
図である。

この光電変換装置１１も発光素子１２と受光素子１３を
備えており、発光素子１２から出た光は受光素子１３で
受光されるようになっている。受光素子１３は発光素子
１２の上に直接に積層形成されていて、画素子１２．１
３は一体化されている。光電変換装置１１は受光素子１
３の構成の点で、先の実施例の光電変換装置ｌと異なる
。受光素子１３は横型Ｐｉｎ構造であるのに対し、先の
受光素子３は縦型Ｐｉｎ構造である。

電気信号が電極２２．２３の間に印加されると、発光層
２１から光信号が出て、同信号は、受光層３１に入る。

光信号を受けた受光層３１では電圧が誘起され電極３２
．３３の′間に再び電気信号が現れる。受光素子１３が
横型の構造であると、ひとつの半導体基板に受光素子と
負荷となる半導体スイッチ素子（ＦＥＴやバイポーラト
ランジスタ等）を並べた３次元的な構成の場合でも製造
が容易である。

この光電変換装置１１でも、第２図（ｂ）、ｔｃ＋にみ
るように、発光素子２の電極２２と受光素子３の電極、
３２．３３が同一面に設けられているが、各電極２２．
３２．３３は互いに分離されていて接触していない。し
たがって、発光素子２の電極２２．２３と受光素子３あ
電極３２．３３は互いに電気的に分離した状態にあるの
である。３つの電極２２．３２．３３が同一面にあると
、−回の電極形成工程で３つの電極が同時に形成できる
という利点がある。

上記実施例の光電変換装置１．１１の側面個所に電気的
絶縁を施すようにすれば、装置を並列に多数配列させる
ようなこともできる。両光電変換装置１．１１では同一
面に２つ以上の電極が設けられていが、この場合には、
併設される電極層の厚み分だけ薄くなる。また、光電変
換装置１．１１は、下の層から上の層へと順次積み上げ
ていくように形成することができるので製造が容易であ
る。

この発明は上記実施例に限らない。第３図の光電変換装
置１′や第４図の光電変換装置１″にみるように、発光
素子２′が横型構造であってもよい。発光素子２′では
、例えば、発光ダイオード層等の発光層２１′の表面に
設けられた画電極２２′、２３′が同一面にある。受光
素子３′の受光Ｎ３１′は、例えば、シリコン系太陽電
池層等からなる。もちろん、発光素子２′の電極２２′
、２３′と受光素子３′の電極３２′、３３′は電気的
に分離されていることはいうまでもない。

第１〜３図の各光電変換装置において電極と電極の隙間
Ａを絶縁材料で埋めるようにしてもよい。隙間Ａが絶縁
材料で埋められていると、電極による凹凸が均らされそ
の上にくる層（例えば、発光層）の形成が容易になり、
かつ、電極間の絶縁性が高まる。以上の説明では、受光
素子の上に発光素子が形成されていたが、発光素子の上
に受光素子が形成されている構成でもよい。発光層が太
陽電池層でなく、フォー・ダイオード層であってもよい
。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、この発明にがかる光電変換装置は
、つぎのような利点を有する。

発光素子と受光素子の一方が他方に積層形成され一体化
されているために小型になる。

発光素子と受光素子は極めて近接しており光信号授受の
効率が良く光信号が確実に伝達されるので信頼性が高い
。

画素子の電極は他方の素子の電極とは電気的に分離して
おり、画素子間で電気的干渉が避けられ誤動作が起きな
いので、信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明にがかる光電変換装置の一実施例を
あられし、図Ｔａ）は、同光電変換装置の断面図であり
、図（ｂ）は、同光電変換装置を部分的に破断して模式
的にあられした斜視図、図（Ｃ）は、電極個所の平面図
である。第２図は、この発明にがかる光電変換装置の一
実施例をあられし、図（ａ）は、同光電変換装置の断面
図であり、図（ｂｌは、同光電変換装置を部分的に破断
して模式的にあられした斜視図、図（Ｃ）は、電極個所
の平面図である。第３図および第４図は、それぞれ、こ
の発明にかかる光電変換装置の他の実施例をあられす断
面図である。１．１１・・・光電変換装置　　２．１２・・・発光素
子　　３．１３・・・受光素子　　２２．２３．３２．
３３・・・電極代理人　弁理士　　松　本　武　彦第１図（ｂ）第３図第４図手続補正書（自発１、事件の表示昭和６３年特許願第０３２３４２号２、発明の名称光電変換装置３、補正をする者事件との関係　　特許出願人住　　　所　　　　大阪府門真市大字門真１０４８番地
名　称（５８３）松下電工株式会社代表者　　（（Ｊ暖帝役　三　好　俊　夫４、代理人な　　　し６、補正の対象明細書および図面７、補正の内容 ■　明細書第４頁第１１〜１２行に［受光素子３は発光
素子２の上に］とあるを、「発光素子２は受光素子３の
上に」と訂正する。 ■　明細書第７頁第４〜５行に「受光素子１３は発光素
子１２の上に」とあるを、「発光素子１２は受光素子１
３の上に」と訂正する。 ■　明細書第８頁第１行および同頁第４行の計２個所に
「発光素子２」とあるを、「発光素子１２」と訂正する
。 ■　明細書第８頁第１行および同頁第５行の計２個所に
「受光素子３」とあるを、「受光素子１３」と訂正する
。 ■　添付図面のうちの第２図（ａ）、ｌｂｌを別紙の通
り訂正する。第２図（ａ）（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

１　発光素子と受光素子を備え、発光素子の光が受光素
子に入射するようになっている光電変換装置において、
前記発光素子と受光素子は、その一方が他方に直接積層
形成され一体化されているとともに、一方の素子の電極
は他方の素子の電極と電気的に分離されていることを特
徴とする光電変換装置。