JPH07244231A

JPH07244231A - 光結合装置及び半導体発光素子並びに継電器

Info

Publication number: JPH07244231A
Application number: JP6033194A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Hayamizu; 一行速水; Hideaki Watanabe; 秀明渡辺
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1994-03-04
Filing date: 1994-03-04
Publication date: 1995-09-19

Abstract

(57)【要約】【目的】製造が容易で、かつ光伝達効率が高い光結合
装置を提供する。【構成】一枚の金属板より１対の発光側リードフレー
ムと３ａ，３ｂ及び１対の受光側リードフレーム４ａ，
４ｂを形成し、発光素子実装部５の先端に略コの字状の
開口部７を設ける。開口部７に位置させるようにして発
光面を下にして発光素子１を発光側リードフレーム３ａ
の上面に実装する。また、受光素子実装部６には受光面
を上にして受光側リードフレーム４ａの上面に実装す
る。１対の発光側リードフレーム３ａ，３ｂを折り曲げ
て、発光素子１を受光素子２の斜め上方に位置させる。
透明樹脂９により発光素子１や受光素子２などを固定
し、さらに封止樹脂１０で透明樹脂９を覆って光結合装
置Ａを作成する。【効果】発光素子１，受光素子２ともに同一方向から
実装でき、発光素子１から出射された光を開口部７を通
過させて直接受光素子２で受光できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光結合装置及び半導体発
光素子並びに継電器に関する。具体的にいうと、本発明
は半導体発光素子と半導体受光素子とにより信号伝達を
行なう光結合装置及び当該光結合装置に適した半導体発
光素子並びに当該光結合装置を利用した継電器に関す
る。

【０００２】

【従来技術とその問題点】光結合装置は、例えばＳＳＲ
（ソリッドステートリレー）、具体的にはＭＯＳ−ＳＳ
Ｒなどの多くのアプリケーションに用いられている。こ
のＭＯＳ−ＳＳＲは、光結合装置の受光素子からの出力
電圧に基づきＭＯＳ−ＦＥＴの電圧制御機構を利用して
出力信号の制御を行なうものであって、ＳＳＲに接続さ
れた外部回路のＯＮ、ＯＦＦ制御などを行なうことがで
きるものである。これらのアプリケーションに用いられ
る光結合装置には従来から次のような構造のものがあ
る。

【０００３】図１１に示すものは平面型の光結合装置Ｊ
であって、同一平面上に二対のリードフレーム５１，５
２が配置されており、一対のリードフレーム５１上には
発光素子５３が実装されており、残る一対のリードフレ
ーム５２には受光素子５４が実装されている。リードフ
レーム５１，５２や発光素子５３及び受光素子５４は透
明樹脂５５で固定され、その周囲は白色をしたエポキシ
樹脂などの封止樹脂５６により封止されている。一対の
リードフレーム５１から入力された電気信号は発光素子
５３により光信号Ｌに変換され、発光素子５３上面の出
射窓より上方に向けて出射される。出射された光信号Ｌ
は透明樹脂５５と封止樹脂５６との界面において反射さ
れ、反射された光信号Ｌは受光素子５４により受光され
る。受光された光信号Ｌは受光素子５４により再び電気
信号に変換されたのち残る一対のリードフレーム５２か
ら電気信号として取り出すことができる。この平面型の
光結合装置Ｊにおいて、二対のリードフレーム５１，５
２は同一平面上に配置されるため、一枚の金属板を加工
して二対のリードフレーム５１，５２を同時に作成する
ことができる。また、発光素子５３及び受光素子５４と
もにリードフレーム５１，５２の同一面側に実装するこ
とができるので、実装工程が簡単でしかも歩留りよく光
結合装置Ｊを作成することができ、製造コストが安くな
るという利点を有している。

【０００４】しかしながら発光素子５３より出射された
光信号Ｌは一旦不透明な封止樹脂５６により反射されて
受光素子５４に受光されるため、信号伝達効率が悪く受
光素子５４からの出力が小さいという問題点があった。

【０００５】また、図１２に示すものは対向型の光結合
装置Ｋであって、二対のリードフレーム５１，５２が上
下に配置されており、発光素子５３は上側に配置された
リードフレーム５１の下面に実装され、受光素子５４は
下側に配置されたリードフレーム５２の真上面に実装さ
れている。この光結合装置Ｋにおいては発光素子５３か
ら出射された光信号Ｌは直接受光素子５４で受光するの
で、信号伝達効率が大きく出力も大きいと言う利点を有
する。

【０００６】しかしながら二対のリードフレーム５１，
５２を上下で平行に対向しなければならず、しかも二対
のリードフレーム５１，５２間の距離を厳密にしなけれ
ばならない。このため、発光素子５３から出射された光
信号Ｌを効率よく受光素子５４に受光させることが困難
で、出力不足によって光結合装置Ｋの歩留りが悪いもの
となっていた。また、発光素子５３はリードフレーム５
１の下面に実装しなければならないので、あらかじめ発
光素子５３をリードフレーム５１の上面に実装させたの
ち、リードフレーム５１の上面と下面を反転させる必要
があり製造工程が複雑となる。さらに、２枚の金属板を
加工して上下それぞれのリードフレーム５１，５２を作
成しなければならず、製造コストが高くなるという問題
点があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は叙上の従来例
の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、信号伝達効率がよくしかも製造コストの低い光
結合装置を提供することにある。また、この光結合装置
に適した半導体発光素子を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の光結合装置は、
発光素子を実装したリードフレームと受光素子を実装し
たリードフレームとを有する光結合装置において、少な
くともいずれか一方の前記リードフレームに開口部を有
することを特徴としている。

【０００９】この開口部に位置させて前記発光素子若し
くは前記受光素子を実装することとすればよく、前記発
光素子の発光面側若しくは前記受光素子の受光面側を当
該開口部を有するリードフレームに実装することが望ま
しい。

【００１０】また、前記発光素子の発光面と前記受光素
子の受光面とを対向させることにするのが好ましい。

【００１１】また、前記発光素子を実装したリードフレ
ーム若しくは前記受光素子を実装したリードフレームを
曲げて、前記発光素子の発光面と前記受光素子の受光面
とに段差を設けることにしてもよい。

【００１２】また、前記発光素子の発光面若しくは前記
受光素子の受光面を傾斜させることとしてもよく、この
ためには前記発光素子を実装したリードフレームの実装
面若しくは前記受光素子を実装したリードフレームの実
装面を傾斜させてもよい。

【００１３】本発明の半導体発光素子は、半導体発光素
子本体の上面及び下面に電極をそれぞれ部分的に形成し
たことを特徴としている。このとき、前記半導体発光素
子本体の上面外周域若しくは下面外周域に電極を形成す
ることが好ましく、さらには前記半導体発光素子本体上
面の電極と前記半導体発光素子本体下面の電極とが互い
に重なり合わないように形成するのが望ましい。

【００１４】この本発明による半導体発光素子と受光素
子とによって光結合装置を構成することとしてもよく、
特に上記の各光結合装置に組合せるのが望ましい。

【００１５】また、本発明の継電器にあっては、本発明
の光結合装置と当該光結合装置の発光素子からの電気的
出力に基づいて出力信号を制御する出力信号制御手段と
を備えたことを特徴としている。たとえば、制御信号出
力手段にＭＯＳ−ＦＥＴを用いることができる。

【００１６】

【作用】本発明の光結合装置にあっては、発光素子ある
いは受光素子を実装したリードフレームに開口部を備え
ているので、発光素子の発光面又は受光素子の受光面を
開口部に位置させてリードフレームに実装すれば、発光
素子からの出射光は開口部を通して受光素子に受光させ
ることができる。このとき、発光素子の発光面又は受光
素子の受光面側を開口部を有するリードフレームに実装
しておけば、発光素子及び受光素子ともにリードフレー
ムの同一面側に実装することができる。また、発光素子
の発光面と受光素子の受光面とを対向させることとして
いるので、発光素子の発光面から出射された出射光は直
接受光素子の受光面で直接受光させることができる。

【００１７】すなわち本発明の光結合装置においては、
開口部に位置させて実装したリードフレーム上面の発光
素子から光を開口部から下方に向けて出射させ、出射さ
せた光をリードフレーム上面に実装された受光素子によ
り直接受光させることができる。したがって、従来の平
面型の光結合装置と同様に発光素子及び受光素子の実装
が容易に行なえ、しかも対向型の光結合装置と同様に信
号伝達効率を高くすることができる。

【００１８】このためには、発光素子を実装したリード
フレーム若しくは受光素子を実装したリードフレームを
曲げて、発光素子の発光面と受光素子の受光面とに段差
を設けておくとよい。このようにリードフレームを曲げ
るようにすれば、一枚の金属板を加工して４つのリード
フレームを同時に作成することができ、光結合装置のコ
ストを低く抑えることができる。

【００１９】このとき、リードフレームの実装面を傾斜
させることなどにより発光素子の受光面や受光素子の受
光面を傾斜させ、例えば受光素子の受光面を発光素子の
法線とほぼ垂直方向に配置すれば、より一層受光効率を
向上させることができる。

【００２０】本発明の半導体発光素子は、半導体発光素
子本体の上面または下面に部分的に電極を形成している
ので、半導体発光素子本体から出射された光が電極によ
って遮られる部分を少なくすることができ、光の利用率
を高めることができる。このとき、電極を半導体発光素
子本体の上面外周域若しくは下面外周域に電極を形成す
れば、上記光結合装置においてリードフレームの開口部
に合わせて発光素子の電極をリードフレーム上に直接実
装することができ、出射された光がリードフレームによ
り遮げられることがない。

【００２１】さらに、半導体発光素子上面の電極と下面
の電極とが互いに重なり合わないように各電極を形成す
れば、発光素子の光利用率をさらに上げることができ
る。

【００２２】したがって、このような半導体発光素子を
利用すればさらに信号伝達効率の高い光結合装置を提供
することができる。

【００２３】本発明の継電器においては、上記光結合装
置を備えているので出力信号制御手段の駆動電流又は電
圧を増加させ、継電器の応答速度を速くすることができ
る。また、信号伝達効率がよいので小さな発光量で出力
信号制御手段を駆動させることができ、小さな発光素子
の駆動電流で継電器をＯＮ／ＯＦＦ制御することができ
る。さらに、光結合装置を安価に利用することができる
ので効率のよい継電器を低コストで提供できる。

【００２４】

【実施例】図１（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ本発明の
一実施例である光結合装置Ａの構造を示す概略平断面
図、概略側断面図及び概略正断面図である。１はＬＥＤ
などの発光素子、２はフォトダイオードやフォトトラン
ジスタなどの受光素子、３ａ，３ｂはそれぞれ発光側リ
ードフレーム、４ａ，４ｂはそれぞれ受光側リードフレ
ームである。平面直線状に形成された一方の発光側リー
ドフレーム３ａの先端には内側に飛び出すようにして発
光素子実装部５が形成されており、残る発光側リードフ
レーム３ｂは階段状に形成されてその先端は発光素子実
装部５に近接されている。また、発光側リードフレーム
３ａ，３ｂと対称となるように一対の受光側リードフレ
ーム４ａ，４ｂが形成され、平面直線状に形成された一
方の受光側リードフレーム４ａの先端には内側に飛び出
すようにして受光素子実装部６が形成され、残る受光側
リードフレーム４ｂは階段状に形成されてその先端は受
光素子実装部６に近接されている。これら発光側及び受
光側の４つのリードフレーム３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂは
１枚の金属板から打ち抜きやエッチング加工などによっ
て同時に作成されており、一対の発光側リードフレーム
３ａ，３ｂはそれぞれ上側に折り曲げられ、受光側リー
ドフレーム４ａ，４ｂと所定の間隔で平行になるように
配置されている。また、受光側リードフレーム４ａ，４
ｂを下側に折り曲げるように配置することもできる。発
光素子実装部５の先端には略コの字状の開口部７が設け
られており、この開口部７にＬＥＤなどの発光素子１の
発光窓が位置するようにして発光素子実装部５の上面に
導電性樹脂等によって発光素子１が実装され、残る発光
側リードフレーム３ｂとの間に金線８が配線されてい
る。この時、発光素子１には後述するように発光面の両
端に電極が形成され、電極に挟まれるようにして発光窓
が開口されたものを用いるのが望ましい。また、受光素
子実装部６の上面には受光面を上にして受光素子２が導
電性樹脂等によって実装されており、残る受光側リード
フレーム４ｂとの間に金線８が配線されている。また、
受光素子２は発光素子１の斜め下方に位置するように発
光側リードフレーム３ａ，３ｂと受光側リードフレーム
４ａ，４ｂとが配置されており、受光素子２から出射さ
れた光信号Ｌは開口部７から受光素子２に直接受光され
るようになっている。このようにして発光素子１が実装
された一対の発光側リードフレーム３ａ，３ｂ及び受光
素子２が実装された一対の受光側リードフレーム４ａ，
４ｂは例えばシリコン樹脂などのような透明樹脂９によ
り覆われて固定され、さらに透明樹脂９の外部は封止樹
脂１０により覆われている。この封止樹脂１０は例えば
エポシキ樹脂などから低圧成形により形成することがで
きるが、この方法以外の方法により封止樹脂１０を形成
することとしてもよい。

【００２５】しかして発光側リードフレーム３ａ，３ｂ
に入力信号が入力されると、入力信号に応じて発光素子
１によって光信号Ｌに変換され、開口部７から受光素子
２に向けて光信号Ｌは出射される。出射された光信号Ｌ
は透明樹脂９を透過して直接受光素子２に受光される。
受光素子２によって受光された光信号Ｌは再び電気信号
に変換され、受光側リードフレーム４ａ，４ｂより出力
される。

【００２６】この光結合装置Ａにおいては発光素子１か
ら出射された光信号Ｌを直接受光素子２で受光すること
ができるので、信号伝達効率がよく大きな出力を得るこ
とができる。また、発光素子１及び受光素子２のいずれ
をも発光側リードフレーム３ａおよび受光側リードフレ
ーム４ａの同一面方向（リードフレーム上面）に実装す
ることができるので製造工程が複雑になることもない。
しかも発光側リードフレーム３ａ，３ｂを折り曲げて、
受光素子２が発光素子１の斜め下方に位置するようにし
ているので発光側及び受光側の４つのリードフレーム３
ａ，３ｂ，４ａ，４ｂは１枚の金属板より作成すること
ができ、製造コストを低く抑えることができる。

【００２７】図２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すものはそれ
ぞれ本発明の一実施例である半導体発光素子１の構造を
示す平面図、正面図及び底面図である。この半導体発光
素子１はシングル−ヘテロ構造をした発光ダイオードを
示すものであって、ｎ−ＧａＡｓ基板１１の上に例えば
液相エピタキシャル成長法（ＬＰＥ法）などによってｎ
−ＧａＡｓクラッド層１２を成長させ、さらにｐ−Ｇａ
Ａｓ活性層１３を成長させてある。また、ｐ−ＧａＡｓ
活性層１３上面の両端部には帯状の表面電極１４を形成
し、ｎ−ＧａＡｓ基板１１の裏面にはほぼ中央に円形の
裏面電極１５を形成してある。この表面電極１４及び裏
面電極１５は互いに重なり合わないように形成されてお
り、したがってこの発光素子１にあっては、活性層１３
で発生して上方へ向う光の一部は露出された活性層１３
表面つまり表面発光窓１７から発光素子１上方へと出射
され、残る光は表面電極１４により反射され、露出され
た基板裏面つまり発光窓１８から発光素子１下方へと出
射される。また、活性層１３で発生して下方へ向う光の
一部は裏面発光窓１８から発光素子１下方へと出射さ
れ、残りの光は裏面電極１５により反射され表面発光窓
１７から発光素子１上方へと出射される。このため、活
性層１３で発生された光のほとんどを発光素子１の表面
発光窓１７及び裏面発光窓１８より取り出すことがで
き、半導体発光素子１の光利用率を高くすることができ
る。

【００２８】このような構造をした発光素子１の表面発
光窓１７を下に向けて開口部７に位置させ、表面電極１
４を発光素子実装部５上に実装して光結合装置Ｂを構成
すれば、図３に示すように表面発光窓１７から発光素子
１下方へ出射された光信号Ｌは受光素子２により直接受
光されるのみならず、裏面発光窓１８から発光素子１上
方へ出射された光信号Ｌも透明樹脂９と封止樹脂１０と
の界面により反射されて受光素子２に受光される。した
がって、発光素子１により発生された光のほどんどを有
効に利用することができ、光結合装置Ｂにおける信号伝
達効率を一層向上させ、さらに大きな出力を取り出すこ
とができる。

【００２９】また、図２（ａ）に示したように表面電極
１４を活性層１３の端部に帯状に形成しておくと、この
表面電極１４を開口部７両側の発光素子実装部５に位置
させて実装することができ、無駄なく表面発光窓１７か
ら出射された光信号Ｌを開口部７から受光素子２に受光
させることができる。なお、例えば約３０μｍ程度の実
装精度を有するダイボンディング装置を用いれば、約１
００μｍ程度の電極幅で十分に精度よく発光素子実装部
５上に実装することができる。

【００３０】なお、本発明の発光素子１の構造はこれ以
外の構造の発光素子１にも適用することが可能で、ダブ
ルヘテロ構造やホモ構造のものにも適用することができ
る。また、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系などの他の材料で
も同様な効果を奏することができ、発光ダイオードに限
られることもなく例えば半導体レーザにも適用が可能で
ある。

【００３１】図４に示すものは本発明の別な実施例であ
る光結合装置Ｃであって、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）はそ
れぞれ光結合装置Ｃの構造を示す概略平断面図、概略側
断面図及び概略正断面図である。この光結合装置Ｃにあ
っては発光側及び受光側の４本のリードフレーム３ａ，
３ｂ，４ａ，４ｂはそれぞれ平面直線状に形成され、２
本の発光側リードフレーム３ａ，３ｂ及び２本の受光側
リードフレーム４ａ，４ｂはそれぞれ平行となるように
配置されている。さらに、発光側リードフレーム３ａ，
３ｂはそれぞれ上方に折り曲げられて受光側リードフレ
ーム４ａ，４ｂと所定の間隔を設けて平行となるように
配置され、受光素子２は発光素子１の斜め下方に配置さ
れている。また、発光側リードフレーム３ａの先端には
発光素子実装部５が形成されており、その先端にはコの
字状の開口部７が設けられ、開口部７の位置に合わせて
発光素子１が実装されている。また、受光側リードフレ
ーム４ａの先端には受光素子実装部６が形成されてお
り、受光素子２が受光素子実装部６に実装されている。
このように簡単な形状のリードフレーム３ａ，３ｂ，４
ａ，４ｂを作成するだけで、信号伝達効率のよい光結合
装置Ｃを作成することもできる。

【００３２】さらに図５には本発明のさらに別な実施例
である光結合装置Ｄの構造を示す。この光結合装置Ｄに
あっては、発光素子実装部５には矩形状の開口部７が設
けられており、この開口部７に位置させるようにして発
光素子１が実装されている。このように矩形状の開口部
７を設け、この開口部７から光信号Ｌを出射させること
にすることにしてもよい。また、この場合には発光素子
１の表面発光窓１７と開口部７の形状とが一致するよう
に表面電極１４が角枠状に形成された発光素子１を用い
るのが望ましい。また開口部７の形状は矩形状に限ら
ず、円形や楕円状などに形成することにしてもよい。

【００３３】図６（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ本発明
のさらに別な実施例である光結合装置Ｅの構造を示す概
略平断面図、概略側断面図及び概略正断面図である。発
光素子１から出射される光は一般にはランバート放射さ
れる。したがって、以上に述べた各実施例にあっては受
光素子２は発光素子１の斜め下方に位置するように配置
していたので、受光効率の観点からするとまだ低いもの
となっていた。そこで、光結合装置Ｅにあっては図６に
示すように発光素子実装部５を折り曲げ、発光素子１の
法線が受光素子２の受光面を向くように発光素子１の発
光面を傾斜させてある。このようにして発光面を傾斜さ
せておけばさらに信号伝達効率を向上させることができ
る。また、受光素子実装部６を折り曲げ、受光面を傾斜
させることによっても同様の効果を得ることができる。

【００３４】さらに、図７に示す光結合装置Ｆのように
発光側リードフレーム３ａの発光素子実装部５のみを折
り曲げることにより、受光素子２の受光面をできるだけ
発光素子１の法線方向に向くように傾斜させて、受光素
子２を発光素子１の斜め下方に位置させることにしても
よい。こうすれば発光側リードフレーム３ｂを折り曲げ
る必要がなく、光結合装置Ｆの製造工程を簡略化するこ
とができる。さらに、図８に示す光結合装置Ｇのように
発光素子実装部５と受光素子実装部６を共に折り曲げ、
受光素子２の受光面と発光素子１の法線方向とが垂直に
なるようにしても良い。また図示はしないが傾斜を持た
せたシリコン製の台座などを受光素子２と受光素子実装
部６との間に挟み込んで、受光素子２の受光面に傾斜を
持たせるようにしてもよい。もちろん発光素子１と受光
素子実装部５との間に台座を設けてもよい。

【００３５】図９（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すものは本発
明のさらに別な実施例である光結合装置Ｈの構造を示す
概略平断面図、概略側断面図及び概略正断面図である。
この光結合装置Ｈにあっては、受光側リードフレーム４
ａ，４ｂが上方に折り曲げられ、受光素子２は発光素子
１の斜め上方に配置されている。受光素子実装部６に
は、矩形状若しくは略コの字状の開口部７が設けられて
おり、開口部７の位置に合わせて受光素子２が受光側リ
ードフレーム４ａ上面に受光面を下にして実装されてい
る。発光素子１は発光面を上にして発光素子実装部５の
上面に実装されていて、発光素子１の発光面から出射さ
れた光信号Ｌは開口部７を通過して受光素子２によって
直接受光される。一般的に受光素子２は発光素子１より
も大きいため、このように受光素子実装部６に開口部７
を設け、開口部７に位置させて受光素子２を実装する方
が、発光素子１を開口部７に位置させて実装する場合に
比べて容易である。

【００３６】図１０に示すものは本発明の一実施例であ
るソリッドステートリレー（ＳＳＲ）Ｉの概略等価回路
図であって、入力端子１１，１１間に入力信号が印加さ
れている間は出力端子１２，１２間をＯＮ又はＯＦＦに
し、入力信号によって出力端子１２，１２間に接続され
た回路をＯＮ／ＯＦＦ制御することができるようになっ
ている。このソリッドステートリレーＩは、本発明の光
結合装置例えば第１の実施例である光結合装置Ａと光結
合装置Ａの受光素子２の出力に応じて出力端子１２，１
２間をＯＮ／ＯＦＦ制御するための出力信号制御回路１
３等から構成されており、出力信号制御回路１３は例え
ばＭＯＳ−ＦＥＴ（ＭＯＳ電界効果型トランジスタ）な
どから構成されている。しかして入力端子１１，１１間
に入力信号が印加されると、光結合装置Ａの発光素子１
から受光素子２に向けて光信号Ｌが出射され、受光素子
２は出射された光信号Ｌを受光すると出力信号制御回路
１３に電気信号を出力する。出力信号制御回路１３に受
光素子２から電気信号が入力されると、その電気信号に
応じて例えば出力端子１２，１２間をＯＮ制御する。し
たがって、入力端子１１，１１間に入力信号を印加する
ことにより、入力端子１１，１１間と出力端子１２，１
２間とを電気的な絶縁状態を保ちながら出力端子１２，
１２間をＯＮ／ＯＦＦ制御することができる。

【００３７】このソリッドステートリレーＩにあって
は、光結合装置Ａからの出力が大きいのでＭＯＳ−ＦＥ
Ｔ駆動電圧の増加を図ることができ、ソリッドステート
リレーＩのＯＮ時間が短くなり、高速動作を可能にする
ことができる。また、光結合装置Ａの信号伝達効率が高
いので、小さい発光量で出力端子１２，１２間をＯＮ／
ＯＦＦ制御できるので、入力端子１１，１１に印加する
発光素子駆動電流の低減を図ることができる。さらに
は、光結合装置Ａのコストを低く抑えることができるの
で、ソリッドステートリレーＩのコスト低減を図ること
ができる。

【００３８】なお、本実施例にあってはＭＯＳ−ＦＥＴ
を用いたソリッドステートリレーＩについて説明した
が、これ以外にも例えばトランジスタを用いた出力信号
制御回路を有するソリッドステートリレーにも応用する
ことができる。また、本発明の光結合装置はソリッドス
テートリレーのみならず、アイソレーション回路などさ
まざまな応用例が考えられるのはいうまでもない。

【００３９】

【発明の効果】本発明の光結合装置にあっては、発光素
子が実装されたリードフレームの開口部から光信号を出
射し若しくは受光素子が実装されたリードフレームの開
口部から光信号を受光することができるので、光結合装
置の信号伝達効率を高めることができる。このとき、発
光素子の発光面や受光素子の受光面をそれぞれ開口部を
有するリードフレームに実装すれば、リードフレームの
同一面側に実装することができるので、製造工程を簡略
化することができる。また、発光素子の発光面と受光素
子の受光面とを対向させておくと、発光素子から出射さ
れた出射光を直接受光素子の受光面で受光することがで
き、受光効率もよい。

【００４０】また、リードフレームを曲げて発光素子の
発光面と受光素子の受光面とに段差を設けることにすれ
ば、一枚の金属板より４つのリードフレームを作成する
ことができ、光結合装置のコストを低く抑えることがで
きる。

【００４１】さらに、リードフレームの実装面を傾斜さ
せることなどにより、発光素子の発光面若しくは受光素
子の受光面を傾斜させているので、例えば受光面を発光
素子の法線方向とほぼ垂直に位置させれば、さらに光結
合装置の信号伝達効率を上げることができる。

【００４２】本発明の半導体発光素子によれば、半導体
発光素子本体の上面及び下面にそれぞれ部分的に電極を
形成しているので、半導体発光素子本体から出射された
光を有効に利用することができる。このとき、半導体発
光素子本体の上面外周域若しくは下面外周域に電極を形
成すれば本発明の光結合装置のリードフレーム開口部に
位置させて電極を直接リードフレーム上に実装すること
ができる。このとき、半導体発光素子本体上面の電極と
下面の電極とを重なり合わないように形成しておけばさ
らに半導体発光素子の光利用率を上げることができる。

【００４３】したがって、このような半導体発光素子を
本発明の光結合装置に用いることにすればさらに信号伝
達効率のよい光結合装置を提供することができる。

【００４４】また、本発明の継電器においては、応答速
度が速く、小さな発光素子の駆動電流で継電器をＯＮ／
ＯＦＦ制御することができる効率のよい継電器を低コス
トで提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ本発明の一実施
例である光結合装置の構造を示す概略平断面図、概略側
断面図及び概略正断面図である。

【図２】（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ本発明の一実施
例である半導体発光素子の構造を示す平面図、側面図及
び底面図である。

【図３】同上の別な実施例である光結合装置の構造を示
す概略側断面図である。

【図４】（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ同上のさらに別
な実施例である光結合装置の構造を示す概略平断面図、
概略側断面図及び概略正断面図である。

【図５】（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ同上のさらに別
な実施例である光結合装置の構造を示す概略平断面図、
概略側断面図及び概略正断面図である。

【図６】（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ同上のさらに別
な実施例である光結合装置の構造を示す概略平断面図、
概略側断面図及び概略正断面図である。

【図７】（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ同上のさらに別
な実施例である光結合装置の構造を示す概略平断面図、
概略側断面図及び概略正断面図である。

【図８】（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ同上のさらに別
な実施例である光結合装置の構造を示す概略平断面図、
概略側断面図及び概略正断面図である。

【図９】（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ同上のさらに別
な実施例である光結合装置の構造を示す概略平断面図、
概略側断面図及び概略正断面図である。

【図１０】本発明の一実施例である継電器の概略等価回
路図である。

【図１１】従来例である光結合装置の構造を示す概略断
面図である。

【図１２】別な従来例である光結合装置の構造を示す概
略断面図である。

【符号の説明】

１発光素子２受光素子３ａ，３ｂ発光側リードフレーム４ａ，４ｂ受光側リードフレーム５発光素子実装部７開口部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光素子を実装したリードフレームと受
光素子を実装したリードフレームとを有する光結合装置
において、少なくともいずれか一方の前記リードフレームに開口部
を有することを特徴とする光結合装置。
【請求項２】前記開口部に位置させて前記発光素子若
しくは前記受光素子を実装したことを特徴とする請求項
１に記載の光結合装置。
【請求項３】前記発光素子の発光面側若しくは前記受
光素子の受光面側を当該開口部を有するリードフレーム
に実装したことを特徴とする請求項２に記載の光結合装
置。
【請求項４】前記発光素子の発光面と前記受光素子の
受光面とを対向させたことを特徴とする請求項１、２又
は３に記載の光結合装置。
【請求項５】前記発光素子を実装したリードフレーム
若しくは前記受光素子を実装したリードフレームを曲げ
て、前記発光素子の発光面と前記受光素子の受光面とに
段差を設けたことを特徴とする請求項１、２、３又は４
に記載の光結合装置。
【請求項６】前記発光素子の発光面若しくは前記受光
素子の受光面を傾斜させたことを特徴とする請求項１、
２、３、４又は５に記載の光結合装置。
【請求項７】前記発光素子を実装したリードフレーム
の実装面若しくは前記受光素子を実装したリードフレー
ムの実装面を傾斜させたことを特徴とする請求項６に記
載の光結合装置。
【請求項８】半導体発光素子本体の上面及び下面に電
極をそれぞれ部分的に形成したことを特徴とする半導体
発光素子。
【請求項９】前記半導体発光素子本体の上面外周域若
しくは下面外周域に電極を形成したことを特徴とする請
求項８に記載の半導体発光素子。
【請求項１０】前記半導体発光素子本体上面の電極と
前記半導体発光素子本体下面の電極とが互いに重なり合
わないように前記各電極を形成したことを特徴とする請
求項８又は９に記載の半導体発光素子。
【請求項１１】受光素子と請求項８、９又は１０に記
載の半導体発光素子とを備えたことを特徴とする光結合
装置。
【請求項１２】請求項８、９又は１０に記載の半導体
発光素子を備えたことを特徴とする請求項１、２、３、
４、５、６又は７に記載の光結合装置。
【請求項１３】請求項１、２、３、４、５、６、７、
１１又は１２に記載の光結合装置と、当該光結合装置の発光素子からの電気的出力に基づいて
出力信号を制御する出力信号制御手段とを備えたことを
特徴とする継電器。
【請求項１４】前記出力信号制御手段にＭＯＳ−ＦＥ
Ｔを用いたことを特徴とする請求項１３に記載の継電
器。