(57)【要約】電子機器の組立工数を増加させることなく、赤外カットフィルター特性に優れ、かつ低コストにて製造することができる信頼性の高い光センサおよびその製造方法を提供することを目的とし、本発明は、電極３を有する基板１と、電極３に電気的に接続された受光素子２と、基板１上で受光素子２を封止する透光性樹脂封止部１１とを備え、さらに、透光性樹脂封止部１１の内部または外表面に、外部からの赤外光の受光素子への到達を阻止する赤外光阻止層を備える。
2004066398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極を有する基板と、電極に電気的に接続された受光素子と、基板上で受光素子を封止する透光性樹脂封止部とを備えた光センサであって、透光性樹脂封止部の内部または外表面に、外部からの赤外光の受光素子への到達を阻止する赤外光阻止層を備えたことを特徴とする光センサ。
【請求項２】
電極を有する基板と、電極に電気的に接続された受光素子と、基板上で受光素子を封止する透光性樹脂封止部とを備えた光センサであって、透光性樹脂封止部が、赤外光吸収物質を含んでなることを特徴とする光センサ。
【請求項３】
赤外光阻止層が、透光性樹脂封止部の外表面に形成された、赤外光吸収物質を含む赤外光吸収層または赤外光反射物質を含む赤外光反射層からなる請求項１に記載の光センサ。
【請求項４】
透光性樹脂封止部が、受光素子を封止する内側樹脂部と、この内側樹脂部を覆う外側樹脂部とを有し、赤外光阻止層が、内側樹脂部と外側樹脂部の間に介装された、赤外光吸収物質を含む赤外光吸収層または赤外光反射物質を含む赤外光反射層からなる請求項１に記載の光センサ。
【請求項５】
赤外光吸収物質が、一般式（Ｉ）
2004066398.tif 000005
（式中、Ｚｉ（ｉ＝１〜１６）はＳＲ１、ＯＲ２、ＮＨＲ３またはハロゲン原子を表し、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は置換基を有してもよいフェニル基、置換基を有してもよいアラルキル基または置換基を有してもよい炭素原子数１〜２０個のアルキル基であり、Ｍは非金属、金属、金属酸化物または金属ハロゲン化物である）で表されるフタロシアニン化合物である請求項２〜４のいずれか１つに記載の光センサ。
【請求項６】
受光素子の受光面側を開放した状態で透光性樹脂封止部の外表面を被覆する遮光性の遮光枠部をさらに備えてなる請求項１〜５のいずれか１つに記載の光センサ。
【請求項７】
透光性樹脂封止部の可視光における透過率が青色光（４５０ｎｍ）から赤色光（６５０ｎｍ）の間で略一定である請求項１〜６のいずれか１つに記載の光センサ。
【請求項８】
２種類以上の異なる赤外光吸収物質を含んでなる請求項２〜７の何れか一つに記載の光センサ。
【請求項９】
２種類以上の異なる赤外光吸収物質は、赤外域のピーク吸収波長が異なる複数のフタロシアニン化合物からなる請求項８に記載の光センサ。
【請求項１０】
赤外光吸収物質は最大吸収波長を７５０〜１０００ｎｍの範囲内に有するフタロシアニン化合物である請求項９に記載の光センサ。
【請求項１１】
受光素子がＳｉフォトトランジスタである請求項１〜１０のいずれか１つに記載の光センサ。
【請求項１２】
基板に形成された電極上に受光素子を電気的に接続する受光素子接合工程と、受光素子の全体が覆われるように基板上に透光性樹脂封止部を形成する樹脂封止部形成工程とを備えた光センサの製造方法であって、
樹脂封止部形成工程が、透光性樹脂封止部の内部または外表面に、外部からの赤外光の受光素子への到達を阻止するための赤外光阻止層を形成する赤外光阻止層形成工程を含むことを特徴とする光センサの製造方法。
【請求項１３】
基板に形成された電極上に受光素子を電気的に接続する受光素子接合工程と、受光素子の全体が覆われるように基板上に透光性樹脂封止部を形成する樹脂封止部形成工程とを備えた光センサの製造方法であって、
樹脂封止部形成工程において、赤外光吸収物質を含む透明樹脂にて透光性樹脂封止部を形成することを特徴とする光センサの製造方法。
【請求項１４】
赤外光阻止層形成工程が、赤外光吸収物質を含む赤外光吸収層または赤外光反射物質を含む赤外光反射層を透光性樹脂封止部の外表面に形成してなる請求項１２に記載の光センサの製造方法。
【請求項１５】
樹脂封止部形成工程が、
受光素子を封止する内側樹脂部を形成する内側樹脂部形成工程と、
内側樹脂部の外表面を赤外光吸収物質を含む赤外光吸収層または赤外光反射物質を含む赤外光反射層にて覆う赤外光阻止層形成工程と、
赤外光吸収層または赤外光反射層の外表面を外側樹脂部にて覆う外側樹脂部形成工程とを備えてなる請求項１２に記載の光センサの製造方法。
【請求項１６】
樹脂封止部形成工程の前に、受光素子の受光面側を開放した状態で透光性樹脂封止部の外表面を覆う遮光枠部を形成する遮光枠部形成工程をさらに備えてなる請求項１２〜１５のいずれか１つに記載の光センサの製造方法。
【請求項１７】
樹脂封止部形成工程において、複数個の受光素子が搭載された基板を、各受光素子に対応する透光性樹脂封止部形成用の複数の凹部を有する上金型と下金型とで挟み込んだ状態で、低粘性の透光性樹脂を金型内部の上記各凹部に流し込み、樹脂硬化させることにより透光性樹脂封止部を形成する請求項１２〜１６のいずれか１つに記載の光センサの製造方法。
【請求項１８】
光センサの受光素子を封止する透光性樹脂組成物であって、透光性樹脂に赤外吸収物質として複数のフタロシアニン化合物を添加して赤外カット機能を付加したことを特徴とする光センサフィルタ用の透光性樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、光センサおよびその製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、携帯情報端末等の液晶ディスプレイのバックライトのＯＮ−ＯＦＦあるいは光量の調整に使用する表面実装型の光センサおよびその製造方法に関する。
【背景技術】  近年、携帯電話等に代表される携帯情報端末の表示部には、ＴＦＴカラー液晶表示が採用される場合が急激に増えてきており、それに伴い消費電力の上昇も進んできている。そこで、従来から、バックライトが不要な時（晴れた日の屋外や、明るい照明のある部屋等）には、バックライト光源をＯＦＦまたは暗くするための機能を付加するために、屋内や屋外での光を検出するための部品として赤外波長にピーク感度をもつ表面実装型光センサが一般的に用いられていた。
この種の光センサとして、例えば、図２４と図２５に示すように、基板１０１と、基板１０１の裏面の一方の端子電極部１０４に金属配線された金属パッド部１０３と、基板１０１の裏面の他方の端子電極部１０４に金属配線された金属パッド部１０３と、一方の金属パッド部１０３上に導電性接着剤１０５を介して搭載された受光素子１０２と、受光素子１０２と他方の金属パッド部１０３とを電気的に接続する金属細線１０６と、受光素子１０２および金属細線１０６を透光性樹脂にて略直方体状に覆う樹脂封止部１０７とを備えた構造の光センサが知られている（実開昭６１−１５６２５０号公報参照）。しかしながら、このような光センサの問題点として、夜間または照明の暗い部屋等では、何らかの要因で目に見えない赤外光が存在していた場合に、この赤外光を検出し、あたかも周囲が明るい状態と判断する誤動作が発生するおそれがあった。
そのため、最近では、この光センサの受光部上部に赤外光をカットするフィルターを別に設ける場合が多くなってきている。赤外光をカットする機能を有するものとして、可視領域にピーク感度波長を有するフォトダイオード素子と、赤外領域にピーク感度波長を有するフォトダイオード素子の２つの受光素子を別々もしくは１チップ化し、それぞれが光検出した結果を演算することで赤外領域の光かどうかを判断し、赤外領域の光であれば、検出器の出力をカットするような仕組みにしているものが知られている（特開２００１−２６４１６１号公報参照）。しかしながらこの場合、受光素子に演算機能や増幅機能を付加する必要があり、特殊な素子となるため高価なものとなり、演算アルゴリズムによっては、赤外カットが正しく行われない場合も発生する。
また、可視光のみを検出する可視光センサとして、受光素子を樹脂でモールドした光センサが、特開平０１−２６６７５１号公報及び特開平１０−２２９２０６号公報に開示されている。前記特開平０１−２６６７５１号公報に記載の可視光センサは、赤外光を吸収するために透明樹脂に赤外光を吸収するガラスの粉末を混入したものである。この場合、ガラスと樹脂では、線膨張係数が大きく異なるため、例えば、樹脂を成型するときの加熱や冷却工程によってガラスと樹脂が剥離してしまうという問題があり、量産に適さない。また、前記特開平１０−２２９２０６号公報に記載の可視光センサに用いられる赤外光をカットする樹脂（大日本塗料株式会社製）では、図２６に示すように、波長７００ｎｍ以上の近赤外領域における透過率がピーク透過率に対し十分低いとはいえない。例えば、樹脂Ａ（アクリル樹脂）の厚さ２μｍでは波長８００ｎｍでもピークの１／３程度の透過率がある。また、樹脂Ｂ（エポキシ樹脂）の厚さ３００μｍでも波長８５０ｎｍでの透過率がピークの１／４程度の透過率があることがわかる。
図５は、異なる２種類のフォトトランジスタ（Ｓｉ）の分光感度特性を示すグラフであり、図５（ａ）のフォトトランジスタはピーク感度波長が９００ｎｍであり、図５（ｂ）のものはピーク感度波長が６５０ｎｍである。上記赤外光をカットする樹脂（樹脂ＡまたはＢ）を図５（ａ）のピーク透過波長９００ｎｍのフォトトランジスタと組み合わせて可視光センサとした場合、波長８００〜９００ｎｍの近赤外領域に感度を持つ特性となってしまう。また、上記赤外光をカットする樹脂（樹脂ＡまたはＢ）を図５（ｂ）のピーク透過波長６５０ｎｍのフォトトランジスタと組み合わせて可視光センサとした場合でも、波長７００ｎｍ以上の近赤外領域の感度があまり下がらず、可視光センサとしては使用できない。
【発明の開示】
かくして本発明によれば、電極を有する基板と、電極に電気的に接続された受光素子と、基板上で受光素子を封止する透光性樹脂封止部とを備えた光センサであって、透光性樹脂封止部の内部または外表面に、外部からの赤外光の受光素子への到達を阻止する赤外光阻止層を備えた光センサ（Ａ）が提供される。
また、本発明によれば、電極を有する基板と、電極に電気的に接続された受光素子と、基板上で受光素子を封止する透光性樹脂封止部とを備えた光センサであって、透光性樹脂封止部が、赤外光吸収物質を含んでなる光センサ（Ｂ）が提供される。つまり、赤外光吸収物質を混合した透光性樹脂によって透光性樹脂封止部を形成し、透光性樹脂封止部自体に赤外光吸収機能を付加する。
このように構成されたな光センサ（Ａ）（Ｂ）によれば、光センサに赤外領域の光を吸収もしくは反射する機能を、部品点数を増加させずに簡素な構成としながら組み込むことができる。したがって、光センサとは別に赤外カットフィルターを携帯情報端末等の電子機器に組み込む手間が省略され、組立工程を増やすことなく低コストにて電子機器を生産することができる。さらに、光センサ（Ｂ）によれば、赤外光吸収機能を有する透光性樹脂封止部を１回のモールド成形にて形成することができるので、製造工数を増加させることなく能率よく生産することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】  図１は本発明に係る実施の形態１の光センサの斜視図である。
図２は実施の形態１の光センサの正面断面図である。
図３（ａ）〜（ｅ）は各赤外吸収色素の吸収ピーク感度と分光透過率の関係を示すグラフである。
図４（ａ）、（ｂ）は赤外吸収色素配合シミュレーション結果を示すグラフである。
図５（ａ）、（ｂ）は異なる２種類のＳｉフォトトランジスタの分光感度特性を示すグラフである。
図６（ａ）、（ｂ）はフォトトランジスタの分光感度および赤外吸収色素シミュレーションを示すグラフである。
図７（ａ）〜（ｇ）は実施の形態１の光センサの製造における樹脂封止部形成工程のフローチャートである。
図８は実施の形態１の光センサの製造に用いられる電極パターンの一例を示す部分平面図である。
図９は本発明に係る実施の形態２の光センサの斜視図である。
図１０は実施の形態２の光センサの正面断面図である。
図１１（ａ）〜（ｄ）は実施の形態２の光センサの製造における樹脂封止部形成工程のフローチャートである。
図１２（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る実施の形態３の光センサの製造における樹脂封止部形成工程のフローチャートである。
図１３は本発明に係る実施の形態４の光センサの正面断面図である。
図１４（ａ）〜（ｄ）は実施の形態４の光センサの製造における樹脂封止部形成工程のフローチャートである。
図１５は本発明に係る実施の形態５の光センサの正面断面図である。
図１６（ａ）〜（ｄ）は実施の形態５の光センサの製造における樹脂封止部形成工程のフローチャートである。
図１７は本発明に係る実施の形態６の光センサの正面断面図である。
図１８（ａ）〜（ｅ）は実施の形態６の光センサの製造における樹脂封止部形成工程のフローチャートである。
図１９は本発明に係る実施の形態７の光センサの正面断面図である。
図２０（ａ）〜（ｃ）は実施の形態７の光センサの製造における樹脂封止部形成工程のフローチャートである。
図２１は本発明に係る実施の形態８の光センサの正面断面図である。
図２２（ａ）〜（ｃ）は実施の形態８の光センサの製造における樹脂封止部形成工程のフローチャートである。
図２３（ａ）〜（ｄ）は実施の形態８の他の製造方法における樹脂封止部形成工程のフローチャートである。
図２４は従来の光センサの斜視図である。
図２５は従来の光センサの正面断面図である。
図２６は他の従来の光センサに使用される赤外光をカットする樹脂の特性を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】  本発明の光センサ（Ａ）において、赤外光阻止層とは、可視光領域（約３８０〜８００ｎｍ）の光は透過させ、赤外領域（約８００〜１００００ｎｍ）の光は吸収または反射するものであって、具体的には、赤外光吸収物質を含む赤外光吸収層または赤外光反射物質を含む赤外光反射層からなる。
赤外光吸収物質を含む赤外光吸収層としては、赤外光吸収物質を混合した透明樹脂をフィルム状に加工した赤外光吸収フィルム、あるいは赤外光吸収物質が混合された透明樹脂層を挙げることができる。この赤外光吸収物質としては、特開２００１−１０６６８９号公報に記載されている一般式（Ｉ）
2004066398.tif 000003
（式中、Ｚｉ（ｉ＝１〜１６）はＳＲ１、ＯＲ２、ＮＨＲ３またはハロゲン原子を表し、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は置換基を有してもよいフェニル基、置換基を有してもよいアラルキル基または置換基を有してもよい炭素原子数１〜２０個のアルキル基であり、Ｍは非金属、金属、金属酸化物または金属ハロゲン化物である）で表されるフタロシアニン化合物を好適に用いることができる。特に、２種類以上の異なる特性をもつ赤外光吸収色素を最適化した組み合わせで用いることが好ましく、それによって広範囲の赤外領域をカットできる目的とする赤外光カットフィルター特性を得ることができ、光センサの信頼性が大幅に向上する。この場合、目的とする赤外光カットフィルター特性にもよるが、透明樹脂１００重量％に対して赤外光吸収色素を０．１〜１．０重量％添加する具体例を挙げることができる。なお、透明樹脂１００重量％に対して赤外光吸収色素の添加量（配合量）が０．１重量％よりも少ないと感度が上がるが赤外光カットの効果が小さくなり、一方、添加量が１．０重量％よりも多いと赤外光カットの効果が大きくなるが感度が下がる。
一方、赤外光反射物質を含む赤外光反射層としては、波長の位相差を利用した多層膜をフィルム状に加工した赤外光反射フィルム、あるいは赤外光反射物質が混合された透明樹脂層及びフィルムを挙げることができる。この赤外光反射物質としては、例えば、二酸化チタン、二酸化シリコン等を挙げることができ、これら２種類以上の異なる赤外光反射物質を最適化した組み合わせで用いることが好ましい。
さらに、本発明の光センサ（Ａ）において、透光性樹脂封止部が、受光素子を封止する内側樹脂部と、この内側樹脂部を覆う外側樹脂部とを有し、赤外光阻止層が、内側樹脂部と外側樹脂部の間に介装された、赤外光吸収物質を含む赤外光吸収層または赤外光反射物質を含む赤外光反射層からなるものでもよい。このように赤外光阻止層を２層構造の透明樹脂封止部の内部に形成することによって、受光素子の全体を赤外光阻止層にて容易に覆うことができ、赤外カットフィルタ特性を向上させることができる。
本発明のセンサ（Ｂ）において、赤外光吸収物質としては、上記一般式（Ｉ）のフタロシアニン化合物を好適に用いることができる。特に、２種類以上の異なる特性をもつ赤外光吸収色素を最適化した組み合わせで用いることが好ましく、それによって広範囲の赤外領域をカットできる目的とする赤外光カットフィルター特性を得ることができ、光センサの信頼性が大幅に向上する。この場合、目的とする赤外光カットフィルター特性にもよるが、透明樹脂１００重量％に対して赤外光吸収色素を０．１〜１．０重量％添加する具体例を挙げることができる。なお、上述のように、透明樹脂１００重量％に対して赤外光吸収色素の添加量（配合量）が０．１重量％よりも少ないと感度が上がるが赤外光カットの効果が小さくなり、一方、添加量が１．０重量％よりも多いと赤外光カットの効果が大きくなるが感度が下がる。
このように上記一般式（Ｉ）で表される有機材料のフタロシアニン系色素を赤外光吸収材料として用いることにより、透光性樹脂（モールド樹脂）に赤外光吸収材料を混入しても、通常の樹脂成型技術を用いて透光性樹脂封止部を形成することができる。即ち、量産が容易で小型化が可能な可視光センサを実現することができる。
このフタロシアニン化合物は、特開２００１−１０６６８９号公報に記載されている方法により製造することができ、この際、上記一般式（Ｉ）中のＭあるいはＺを変更することにより、最大吸収波長を調整することができる。
ここで、上記一般式（Ｉ）で表されるフタロシアニン化合物において、フェニル基またはアラルキル基に場合によっては存在する置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アシル基、アルキル基、フェニル基、アルコキシル基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アルコキシル基、ニトロ基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルキルカルボニルアミノ基、アリールアミノ基、アリールカルボニルアミノ基、カルボニル基、アルコキシカルボニル基、アルキルアミノカルボニル基、アルコキシスルホニル基、アルキルチオ基、カルバモイル基、アリールオキシカルボニル基、オキシアルキルエーテル基、シアノ基などが挙げられる。これら置換基の数は１〜３個が適する。
また、上記一般式（Ｉ）で表されるフタロシアニン化合物において、非置換の炭素原子数１〜２０個のアルキル基としては、炭素原子数１〜２０の直鎖、分岐鎖または環状のアルキル基のいずれかであればよく、好ましくは、炭素原子数１〜８の直鎖、分岐鎖または環状のアルキル基である。具体的には、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられ、好ましくはメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基およびｎ−ブチル基である。また、上記炭素原子数１〜２０個のアルキル基の場合によっては存在する置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アルコキシル基、ヒドロキシアルコキシル基、アルコキシアルコキシル基、ハロゲン化アルコキシル基、ニトロ基、アミノ基、アルキルアミノ基等が挙げられる。これら置換基の数は１〜２個が適する。
また、上記一般式（Ｉ）で表されるフタロシアニン化合物において、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子である。好ましくは塩素原子である。
また、上記一般式（Ｉ）で表されるフタロシアニン化合物において、非金属とは、金属原子以外の原子を意味し、例えば、２個の水素原子が挙げられる。また、金属としては、鉄、マグネシウム、ニッケル、コバルト、銅、パラジウム、亜鉛、バナジウム、チタン、インジウム、錫等が挙げられる。金属酸化物としては、チタニル、バナジル等が挙げられる。金属ハロゲン化物としては、塩化アルミニウム、塩化インジウム、塩化ゲルマニウム、塩化錫（ＩＩ）、塩化錫（ＩＶ）、塩化珪素等が挙げられる。好ましくは、金属、金属酸化物または金属ハロゲン化物であり、具体的には、銅、亜鉛、コバルト、ニッケル、鉄、バナジル、チタニル、塩化インジウム、塩化錫（ＩＩ）であり、より好ましくは銅、バナジル及び亜鉛である。
本発明において、上記一般式（Ｉ）で表されるフタロシアニン化合物としては、最大吸収波長を７５０〜１０００ｎｍの範囲内に有するフタロシアニン化合物が好ましい。具体的には、最大吸収波長が例えば７５０ｎｍ付近、８００ｎｍ付近、９００ｎｍ付近、９５０ｎｍ付近および１０００ｎｍ付近の５種類のフタロシアニン化合物のうちの２種以上の組み合わせを挙げることができ、実使用上の赤外領域をカットする上で８００ｎｍ以上の４種類程度の組み合わせが好ましく、さらに近赤外領域もカットする上では７５０ｎｍの１種類も加えた合計５種類程度の組み合わせがより好ましい。また、各フタロシアニン化合物の配合割合は特に限定されるものではなく、例えば赤外領域を均等にカットしたいならば等量とすればよく、また特定の波長を特にカットしたいならその波長付近に最大吸収波長を有するフタロシアニン化合物を多く配合すればよい。
本発明の光センサ（Ａ）（Ｂ）において、受光素子の受光面側を開放した状態で透光性樹脂封止部の外表面を被覆する遮光性の遮光枠部をさらに備えてなるのもよい。このように構成すれば、遮光枠部にて受光素子の受光面を除く周囲を遮光することができるため、受光素子に入射する光は全て赤外光吸収層を通過することとなり、高精度な赤外カット特性を得ることができる。
また、透光性樹脂封止部の可視光における透過率が青色光（４５０ｎｍ）から赤色光（６５０ｎｍ）の間で略一定であるようにしてもよい。このように構成することにより、波長依存性を有する光センサが得られる。
また、光センサ（Ａ）（Ｂ）には、上述したように吸収ピークの異なる２種類以上の赤外光吸収物質を用いることが好ましく、それにより可視光領域で略平坦な透過特性が得られる。特に、吸収波長７５０〜１０００ｎｍのフタロシアニン化合物を用いれば、より人間の視感に近い特性をもった光センサを得ることができる。
さらには、吸収ピークの異なる複数のフタロシアニン系色素の使用とフォトトランジスタ（受光素子）の感度特性との組み合わせにより、さらに視感度に近い特性の光センサを実現することができる。このような光センサは、例えば、液晶のバックライト等に用いられる白色光源の明るさ・色合いを監視すること等に用いることもできる。特に、光源として半導体発光素子を用いる場合は、発光効率が経時変化するので、その出力を監視して駆動電流を調整する必要がある。特に、液晶バックライト装置のように赤色半導体発光素子、緑色半導体発光素子、青色半導体発光素子を用いてフルカラー表示を行うような装置の場合、各色の発光強度が当初の割合から変化すると色合いが変わってしまうという問題もある。そのため、光センサとしては、上記のような可視光センサを用いれば人間が見た色合いの変化をそのまま監視できるという利点がある。
本発明の光センサにおいて、受光素子としては特に制限がなく、例えばフォトトランジスタ、フォトダイオード等を用いることができるが、特に、可視光領域の光に対してピーク感度を有するものが好ましく、例えばＳｉフォトトランジスタが好ましい。このように、受光素子が人間の目の視感度に近い特性を持つことで、人間の視覚により近づく光センサを得ることができる点で好ましい。
本発明は別の観点によれば、基板に形成された電極上に受光素子を電気的に接続する受光素子接合工程と、受光素子の全体が覆われるように基板上に透光性樹脂封止部を形成する樹脂封止部形成工程とを備えた光センサの製造方法であって、樹脂封止部形成工程が、
透光性樹脂封止部の内部または外表面に、外部からの赤外光の受光素子への到達を阻止するための赤外光阻止層を形成する赤外光阻止層形成工程を含む光センサの製造方法（Ａ）が提供される。
また、本発明によれば、基板に形成された電極上に受光素子を電気的に接続する受光素子接合工程と、受光素子の全体が覆われるように基板上に透光性樹脂封止部を形成する樹脂封止部形成工程とを備えた光センサの製造方法であって、
樹脂封止部形成工程において、赤外光吸収物質を含む透明樹脂にて透光性樹脂封止部を形成する光センサの製造方法（Ｂ）が提供される。
本発明の光センサの製造方法（Ａ）（Ｂ）によれば、上述の高精度な光センサ（Ａ）（Ｂ）を容易かつ低コストにそれぞれ製作することができる。
本発明の製造方法（Ａ）において、赤外光阻止層形成工程が、赤外光吸収物質を含む赤外光吸収層または赤外光反射物質を含む赤外光反射層を透光性樹脂封止部の外表面に形成してなるようにしてもよい。このようにすれば、透光性樹脂封止部を形成した後に、容易に赤外光反射層を形成することができる。
さらに、本発明の製造方法（Ａ）において、樹脂封止部形成工程が、
受光素子を封止する内側樹脂部を形成する内側樹脂部形成工程と、
内側樹脂部の外表面を赤外光吸収物質を含む赤外光吸収層または赤外光反射物質を含む赤外光反射層にて覆う赤外光阻止層形成工程と、
赤外光吸収層または赤外光反射層の外表面を外側樹脂部にて覆う外側樹脂部形成工程とを備えてなるようにしてもよい。
このようにすれば、赤外光吸収層または赤外光反射層にて受光素子の受光面（上面）側のみならず外周面側も覆っているため、透明樹脂封止部の側面側からの赤外光もカットすることができ、より高精度な赤外カット特性を得ることができる。
本発明の光センサの製造方法（Ａ）（Ｂ）において、樹脂封止部形成工程の前に、受光素子の受光面側を開放した状態で透光性樹脂封止部の外表面を覆う遮光枠部を形成する遮光枠部形成工程をさらに備えてなるようにしてもよい。このようにすれば、遮光枠部にて受光素子の受光面を除く周囲を遮光しているため、受光素子に入射する光は全て赤外光吸収層または赤外光反射層によって赤外カットされるので、高精度な赤外カット特性を得ることができる。
また、上記樹脂封止部形成工程において、複数個の受光素子が搭載された基板を、各受光素子に対応する透光性樹脂封止部形成用の複数の凹部を有する上金型と下金型とで挟み込んだ状態で、低粘性の透光性樹脂を金型内部の上記各凹部に流し込み、樹脂硬化させることにより透光性樹脂封止部を形成するようにしてもよい。このようにすれば、赤外カット特性の優れた光センサを容易に大量生産することができる。
また、本発明は別の観点によれば、光センサの受光素子を封止する透光性樹脂組成物であって、透光性樹脂に赤外吸収物質として複数のフタロシアニン化合物を添加して赤外カット機能を付加した光センサフィルタ用の透光性樹脂組成物を提供することができる。
以下、本発明の具体的な実施の形態を、図面を参照しながら詳説する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。
［実施の形態１］
図１は本発明に係る実施の形態１の光センサの斜視図であり、図２は同実施の形態１の光センサの正面断面図である。
この実施の形態１の光センサ１０は、実装面に極性の異なる一対の電極（金属パッド部）３を有する基板１と、この基板１上の電極３に電気的に接続された受光素子２と、基板１上で受光素子２を封止する透光性樹脂封止部１１と、透光性樹脂封止部１１の外表面に形成された赤外光阻止層としての赤外光吸収層１２とを備えている。
基板１は、例えばガラス・エポキシ樹脂から矩形板状に形成されており、その実装面における対向端部側に極性の異なる一対の電極３、３が形成されている。また、基板１には、これら一対の電極３、３と連設し、かつ基板１の両端面から裏面に沿って一対の端子電極４、４が形成されている。
矩形ブロック形の受光素子２としては、例えばフォトトランジスタ、フォトダイオード等が用いられ、その受光面２ａと対向する面の電極部が基板１上の一方の電極３に導電性接着剤５を介して電気的に接続されると共に、受光面２ａ側の電極部が基板１上の他方の電極３に金属細線６を介して電気的に接続されている。
また、本発明で用いられる受光素子２としては特に制限がなく、上記フォトトランジスタ、フォトダイオード等を挙げることができるが、可視光領域にピーク感度を有するＳｉフォトトランジスタ、Ｓｉフォトダイオード等が好ましく、これについて詳しくは後述する。
透光性樹脂封止部１１は、絶縁性、透光性および熱硬化性を有する、例えばエポキシ樹脂からなり、受光素子２および金属細線６を覆う略直方体形に形成されている。
外部からの赤外光の受光素子への到達を阻止するための赤外光吸収層１２は赤外光吸収フィルムからなり、透光性樹脂封止部１１の上面に透明な接着剤にて接着されている。この赤外光吸収フィルムは、例えば赤外光吸収物質を混合した透明樹脂（例えばエポキシ樹脂）を厚さ２０〜１００μｍのフィルム状に加工することによって得られる。
また、赤外光吸収物質としては、吸収ピーク感度および分光透過率の異なる特性を有する２種類以上の赤外吸収色素が併用される。これは、赤外吸収色素が１種類では、広範囲の赤外領域をカット（吸収）することが困難なためであり、吸収ピーク感度および分光透過率の異なる特性をもつ数種類の赤外吸収色素の最適化し用いることで、広範囲の赤外領域をカットできる目的とする赤外光カットフィルター特性を得ることができる。
ここで、４種類の最大吸収波長の異なる赤外吸収色素を例にとって説明する。
図３は各赤外吸収色素の吸収ピーク感度と分光透過率の関係を示すグラフであり、図３（ａ）は赤外吸収色素Ａのグラフであり、図３（ｂ）は赤外吸収色素Ｂのグラフであり、図３（ｃ）は赤外吸収色素Ｃのグラフであり、図３（ｄ）は赤外吸収色素Ｄのグラフである。各グラフから、赤外吸収色素Ａは赤外光の波長８００ｎｍ付近に最大吸収波長があり、赤外吸収色素Ｂは赤外光の波長９００ｎｍ付近に最大吸収波長があり、赤外吸収色素Ｃは赤外光の波長９５０ｎｍ付近に最大吸収波長があり、赤外吸収色素Ｄは赤外光の波長１０００ｎｍ付近に最大吸収波長があることが分かる。
例えば、８００ｎｍよりも長い波長の赤外光をカットしたい場合は、吸収スペクトルが異なる、上記のような、赤外吸収色素Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを最適な配合比で併用することで、図４（ａ）に示すシミュレーション結果のように、波長４５０ｎｍから６５０ｎｍの範囲では透過率は略一定となることがわかる。この赤外吸収物質を混入した透光性樹脂により、図５（ａ）、（ｂ）に示すようなフォトトランジスタ分光感度特性を有するＳｉフォトトランジスタからなる受光素子をモールドすることにより、図６（ａ）、（ｂ）に示す感度の波長依存性を有する光センサがそれぞれ得られる。即ち、図５（ａ）に示す従来の受光素子を用いた場合のシミュレーション結果が図６（ａ）であり、ピーク感度波長が６５０ｎｍと視感度のピーク５５５ｎｍよりやや長いが、波長８００ｎｍの感度はピーク波長における感度の３０％以下とある程度の赤外光をカットできている。なお、図６（ａ）の光センサでは、図５（ａ）に示すピーク感度波長：９００ｎｍのフォトトランジスタを用いているために１０００ｎｍよりも長波長の透過率が上昇している（１０５０ｎｍに小さなピーク感度を有している）が、この波長域に対してＳｉフォトトランジスタの感度が無いので、光センサとして実使用上の問題にならない。これに対して、図６（ｂ）の光センサでは、波長８００ｎｍの感度はピーク波長における感度の１０％以下とさらに低くなっており、８００ｎｍよりも、長波長の赤外光を高精度にカットすることができる。
図６（ｅ）に別の事例を示す。図６（ｅ）は赤外吸収色素Ｅのグラフであり、最大吸収波長は７５０ｎｍである。上記のような赤外吸収色素Ａ〜Ｅについて、最適な配合比で併用することで、図４（ｂ）に示すシミュレーション結果が得られる。
図４（ｂ）に示すシミュレーション結果を図４（ａ）に示すシミュレーション結果と比較すると、波長４５０ｎｍから６５０ｎｍの範囲では透過率が略一定であることは代わらないが、７５０ｎｍよりも長波長の赤外光に対する透過率はピークの略２０％以下となっており、より人間の視感度に近い特性をもった光センサとすることができる。
本実施の形態１の光センサは、赤外光吸収物質に有機材料であるフタロシアニン系色素が用いられているため、透光性樹脂封止部１１を構成するモールド樹脂と線膨張係数が殆ど同じであり、通常の樹脂成型技術を用いて製造することができる。
次に、受光素子２のピーク感度について説明する。上述の図５は異なる２種類のＳｉフォトトランジスタの分光感度特性を示すグラフである。本実施の形態１において、赤外カットに対して有効な素子としては、ピーク感度波長及び分光感度特性が可視光、特に、人間の目の視感度に近い特性を持つことで、人間の視覚により近づく光センサとなる。一般的な受光素子は、赤外光（赤外ＬＥＤ）との組み合わせで使用されるので、ピーク感度波長が約９００ｎｍのものが多く、一例としては図５（ａ）に示す分光感度特性を持つ受光素子（フォトトランジスタ素子）である。周囲環境、例えば太陽光や蛍光灯、電球等の照明の光を検知するタイプの光センサとしては、可視光（約３８０〜８００ｎｍ）に感度を持つ受光素子が適しており、例としては同図（ｂ）に示すピーク感度波長が約６５０ｎｍの分光感度特性を持つ受光素子（フォトトランジスタ素子）が好ましい。赤外カットに適している受光素子としても、可視光にピーク感度波長を持つ受光素子であり、図６（ｂ）に示す分光感度特性のシミュレーション結果のピーク感度波長が約６５０ｎｍの可視光にある受光素子を用いることで、光センサの赤外カット特性を向上できる。
良く知られているように、上記のようなフォトトランジスタは、ｎ型Ｓｉ半導体基板にＢ（ホウ素）等を拡散して作ったｐｎ接合の深さを変えることにより実現できる。拡散深さが十分深い場合は図５（ａ）のようなＳｉの吸収特性を反映したような波長感度の受光素子が得られる。これに対し、拡散深さを浅くしていくと図５（ｂ）のように感度のピークが可視光側にある受光素子が得られる。しかし、拡散深さを浅くしすぎると耐電圧が低くなって実用的でないので、現状では感度のピーク波長は図５（ｂ）のように６５０ｎｍ程度が限度である。
次に、図１と図２で説明した実施の形態１の光センサ１０の製造方法を、図７および図８を参照しながら説明する。なお、図７は同実施の形態１の光センサの製造における樹脂封止部形成工程のフローチャートを示し、図８は同実施の形態１の光センサの製造に用いられる電極（金属配線）パターンの一例を示す部分平面図である。
本実施の形態１の光センサの製造方法は、基板１に形成された電極３上に受光素子２を電気的に接続する受光素子接合工程と、受光素子２の全体が覆われるように基板１上に透光性樹脂封止部１１を形成する樹脂封止部形成工程とを備える。なお、受光素子接合工程では、図８に示すような電極パターン７の各電極３上に導電性接着剤５を介して複数個の受光素子２が搭載され電気的に接続され、これは従来と同様の公知技術により行われるので詳細説明は省略する。なお、図８に示した電極パターン７は一例であり、後工程に支障がない様に配線パターンを自由に設計してよい。
図７（ａ）は、基板１の電極上に複数個の受光素子２が搭載され電気的に接続された状態を示している。樹脂封止部形成工程では、先ず、図７（ｂ）に示すように、複数個の受光素子２を搭載した基板１を下金型８にセットし、図７（ｃ）のように上金型９と下金型８とでもって樹脂漏れ、基板破壊等の発生しない条件にて基板１を挟み込み固定し、トランスファーモールド方式により、約１５０℃の加熱下で樹脂成型する。この場合、上金型９の下面には各封止部形成用の略直方体形の凹部を有しているが、凹部形状により封止部形状は変わるため、封止部上面がフラットになるならば凹部形状を自由に設計してよい。樹脂硬化後、金型を開くと図７（ｄ）の様に基板１上の受光素子２および金属細線６が透明樹脂封止部１１にて封止されている。
次に、樹脂封止部形成工程において、形成した透光性樹脂封止部１１の外表面に、外部からの赤外光の受光素子２への到達を阻止するための赤外光吸収層１２を形成する赤外光阻止層形成工程が行われる。つまり、図７（ｅ）に示すように、透明樹脂封止部１１の上面に、ディスペンサ１３等で透光性の接着剤１４を塗布し、その上から図７（ｆ）のように赤外光吸収層１２である赤外光吸収フィルムを乗せて接着する。これによって、図７（ｇ）に示すように、透明樹脂封止部１１の上面に赤外光吸収層１２が設けられた樹脂成形品が得られる。この後、得られた樹脂成形品を製品毎に個別に分割するようダイシングブレード等により基板分割を行うことで、製品としての個々の光センサが完成する。
この実施の形態１の光センサ１０によれば、製品に赤外領域の光を吸収する機能を組み込んでいるため、光センサとは別に赤外カットフィルターを付加する手間を省くことができる。また、可視光領域にピーク感度を持つ受光素子２を用いることで、より人間の目から受ける判断基準に近い制御を行うことができる。また、この光センサ１０を製造する製造方法によれば、透明樹脂封止部１１の上面に赤外光吸収層１２である赤外光吸収フィルムを乗せて接着する工程のみを付加するだけであり、赤外カット機能を有する光センサを容易に製造することができる。
［実施の形態２］
図９は本発明に係る実施の形態２の光センサの斜視図であり、図１０は同実施の形態２の光センサの正面断面図である。
この実施の形態２の光センサ２０は、透光性樹脂封止部２１が、受光素子２を封止する内側樹脂部２２と、この内側樹脂部２２を覆う外側樹脂部２３とを有し、赤外光吸収層１２が、内側樹脂部２２と外側樹脂部２３の間に介装された赤外光吸収フィルムからなる。なお、実施の形態１と同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
内側樹脂部２２は、絶縁性、透光性および熱硬化性を有する、例えばエポキシ樹脂からなる。外側樹脂部２３は、透光性および熱硬化性を有する、例えばエポキシ樹脂からなる。これら内側樹脂部２２と外側樹脂部２３は同じ樹脂、あるいは異なる樹脂であってもよい。
次に、この実施の形態２の光センサ２０の製造方法を、図１１の光センサの製造における樹脂封止部形成工程のフローチャートを参照しながら説明する。
実施の形態２の樹脂封止部形成工程では、先ず、図１１（ａ）に示すように、複数個の受光素子２を搭載した基板１上に、各受光素子２を覆う各内側樹脂部２２を形成する内側樹脂部形成工程が行われる。この内側樹脂部形成工程は、図７（ａ）〜（ｃ）の実施の形態１で説明した工程と同様にして行うことができる。次に、図１１（ｂ）に示すように、上記基板１を別の下金型９１にセットし、基板１上の各内側樹脂部２２の上に赤外光吸収層形成用フィルム１２′を乗せ、その上に透光性の高い樹脂を途中まで硬化させてあるＢステージタイプのシート状樹脂２３′を乗せる。そして、図１１（ｃ）に示すように、上金型９２と下金型９１にて熱プレスすることで、図１１（ｄ）のように、各内側樹脂部２２の全外面を赤外光吸収層１２にて被覆し、かつ赤外光吸収層１２の全外面を外側樹脂部２３にて被覆した樹脂成形品が得られる。この後、得られた樹脂成形品を製品毎に個別に分割するようダイシングブレード等により基板分割を行うことで、製品としての個々の光センサ２０が完成する。
この実施の形態２の光センサ２０によれば、実施の形態１と同様の効果が得られることに加えて、赤外光吸収層１２にて受光素子２の受光面（上面）側のみならず外周面側をも覆っているため、透明樹脂封止部２１の側面側からの赤外光もカットすることができ、より高精度な赤外カット特性を得ることができる。また、この光センサ２０を製造する製造方法によれば、赤外光吸収層１２および外側樹脂部２３を１工程で同時に効率よく形成することができる。
［実施の形態３］
図１２は本発明に係る実施の形態３の光センサの製造における樹脂封止部形成工程のフローチャートである。
この実施の形態３の光センサは、上記実施の形態２において、透明樹脂封止部２１と赤外光吸収層１２との間に透明接着層２４を介装したものである。その製造方法を説明すると、樹脂封止部形成工程では、図１２（ａ）に示した複数個の受光素子２を被覆した各内側樹脂部２２を搭載する基板１を、図１２（ｂ）に示すように、下金型９１にセットし、基板１上の各内側樹脂部２２の上に耐熱性の透明接着層形成フィルム２４′を乗せ、その上に赤外光吸収層形成用フィルム１２′を乗せ、その上に透光性の高い樹脂を途中まで硬化させてあるＢステージタイプのシート状樹脂２３′を乗せる。そして、図１２（ｃ）に示すように、上金型９２と下金型９１にて熱プレスすることで、図１２（ｄ）のように、各内側樹脂部２２の全外面を赤外光吸収層１２にて被覆し、かつ赤外光吸収層１２の全外面を外側樹脂部２３にて被覆した樹脂成型品が得られる。この後、上述と同様にダイシングブレード等により基板分割を行うことで、製品としての個々の光センサが完成する。
このように構成すれば、内側樹脂部２２と赤外光吸収層１２との密着性を向上することができる。
［実施の形態４］
図１３は本発明に係る実施の形態４の光センサの正面断面図であり、図１４は同実施の形態４の光センサの製造における樹脂封止部形成工程のフローチャートである。
この実施の形態４の光センサ４０は、透光性樹脂封止部４１が、赤外光吸収物質を含むものである。なお、実施の形態１と同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
透光性樹脂封止部３１は、２種類以上の赤外光吸収色素が、絶縁性、透光性および熱硬化性を有する樹脂（例えばエポキシ樹脂）に所定量混合されたものである。
ここで、赤外光吸収機能を有する透明樹脂封止部４１について説明する。
表１は透明樹脂に対し赤外吸収色素の配合比を０〜０．１重量％の範囲で段階的に変えた光センサの特性を測定した結果を示している。表１の例は、製品サイズが大きいもの（一辺３．５ｍｍ×他辺２．８ｍｍ×厚み１．９ｍｍ）での実験結果であり、製品サイズにより配合比は変化する必要がある。ここで、配合比とは、赤外吸収色素が１種類の場合はその配合比、複数種類の場合は全部の色素の透明樹脂に対する配合比である。
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表１から分かるように、赤外吸収色素の配合比（配合量）を増やすことで透過率が下がるため光センサの光電流出力は減少する。すなわち、感度は下がる。一方、赤外カットの効果を８００ｎｍより少し短波長の７７０ｎｍでのカット率は配合比を増加させると増加する。これはこの配合比の範囲では色素による吸収が飽和していないことを示している。また、透過率も少し変化し、配合比を増やすと受光感度のピーク波長が望ましいピーク波長である５５０ｎｍ側へ短波長化している。
したがって、樹脂と赤外吸収色素の配合比を調整することで、例えば、図４（ａ）、図４（ｂ）に示したような所望の特性の光センサ素子が得られる。
次に、この実施の形態４の光センサ４０の製造方法を、図１４を参照しながら説明する。
実施の形態４の樹脂封止部形成工程では、図１４（ａ）に示した複数個の受光素子２を搭載した基板１を、図１４（ｂ）のように下金型９３にセットし、図１４（ｃ）のように上金型９４と下型９３とで樹脂漏れ、基板破壊等の発生しない条件にて挟み込み固定し、赤外光吸収色素を含む透明樹脂でトランスファーモールド方式により樹脂成型する。樹脂硬化後、金型を開くと図１４（ｄ）に示すように基板１上の受光素子２１および金属細線６が赤外光阻止層を兼ねる透明樹脂封止部３１にて封止されている。その後、上述と同様に基板分割を行うことで、製品としての個々の光センサが完成する。
この実施の形態４の光センサ４０によれば、実施の形態１と同様の効果が得られることに加えて、赤外光吸収機能を有する透明樹脂封止部３１が受光素子２全体を封止しているため、透明樹脂封止部３１に対してあらゆる角度から入射する赤外光をカットすることができ、より高精度な赤外カット特性を得ることができる。また、この光センサ４０を製造する製造方法によれば、透明樹脂封止部３１と赤外光吸収層とを同一工程にて形成することができるので、製造工数が増加することがない。
［実施の形態５］
図１５は本発明に係る実施の形態５の光センサの正面断面図であり、図１６は同実施の形態５の光センサの製造における樹脂封止部形成工程のフローチャートである。
この実施の形態５の光センサ５０は、赤外光吸収層５３が、透光性樹脂封止部５１の外表面に形成されたものであって、外側樹脂部を兼ねるものである。つまり、透光性樹脂封止部５１は、受光素子を封止する絶縁性、透光性および熱硬化性を有する樹脂からなる内側樹脂部５２と、この内側樹脂部５２を覆う外側樹脂部とからなり、この外側樹脂部は、透光性および熱硬化性を有する樹脂に２種類以上の赤外光吸収色素を混合した混合物にて構成されて赤外光吸収機能が付加されている。なお、実施の形態１と同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
次に、この実施の形態５の光センサ５０の製造方法を図１６のフローチャートを参照しながら説明する。
実施の形態５の樹脂封止部形成工程では、図１６（ａ）に示した複数個の受光素子２を被覆した各内側樹脂部５２を搭載する基板１を、図１６（ｂ）に示すように、下金型９１にセットし、基板１上の各内側樹脂部５２の上に、２種類以上の赤外光吸収色素を含む透光性の高い樹脂を途中まで硬化させてあるＢステージタイプのシート状樹脂５３′を乗せる。そして、図１６（ｃ）に示すように、上金型９２と下金型９１にて熱プレスすることで、図１６（ｄ）のように、各内側樹脂部５２の全外面を赤外光吸収層５３である外側樹脂部にて被覆した樹脂成型品が得られる。この後、基板分割を行うことで、製品としての個々の光センサ５０が完成する。
この実施の形態５の光センサ５０によれば、実施の形態１と同様の効果が得られることに加えて、赤外光吸収層５３を兼ねる外側樹脂部が受光素子２全体を被覆しているため、外側樹脂部（赤外光吸収層５３）に対してあらゆる角度から入射する赤外光をカットすることができ、より高精度な赤外カット特性を得ることができる。また、この光センサ５０を製造する製造方法によれば、赤外光吸収層５３および外側樹脂部を１工程で同時に効率よく形成することができる。
［実施の形態６］
図１７は本発明に係る実施の形態６の光センサの正面断面図であり、図１８は同実施の形態６の光センサの製造における樹脂封止部形成工程のフローチャートである。
この実施の形態５の光センサ６０は、実施の形態１において受光素子２の受光面２ａ側を開放した状態で透光性樹脂封止部１１の外表面を被覆する遮光性の遮光枠部６２をさらに備えたものである。遮光枠部６２は、例えば黒色に着色された樹脂からなり、透光性樹脂封止部１１の外周面４面に密着した状態で平面視ロの字形に基板１上に形成されている。なお、実施の形態１と同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
次に、この実施の形態６の光センサ６０の製造方法を図１８のフローチャートを参照しながら説明する。
図１８（ａ）は複数個の受光素子２の周囲に遮光枠部６２が設けられた基板１を示している。各遮光枠部６２は、図８で示すような電極パターン７における各受光素子２を搭載する電極３に予め貼り付けられている。実施の形態６の樹脂封止部形成工程では、このようにして形成された遮光枠部６２を有する基板１を、図１８（ｂ）に示すように、下金型９５に設置し、ディスペンサ６３にて各遮光枠部６２内に透光性樹脂封止部形成用樹脂１１′を遮光枠部６２の厚み分まで注入する。その後、図１８（ｃ）のように、遮光枠部６２上に、赤外光阻止層１２として赤外光吸収フィルムを乗せる。そして、図１８（ｄ）に示すように、平板状の上型９６と下型９５とで基板破壊等の発生しない条件にて挟み込み固定し、オーブン等で熱硬化することで、図１８（ｅ）のような樹脂成型品が得られる。その後、基板分割を行うことで、製品としての個々の光センサ６０が完成する。
この実施の形態６の光センサ６０によれば、実施の形態１と同様の効果が得られることに加えて、遮光枠部６２にて受光素子２の受光面２ａを除く周囲を遮光しているため、受光素子２に入射する光は全て赤外光吸収層１２を通過するため、より高精度な赤外カット特性を得ることができる。また、この光センサ６０を製造する製造方法によれば、遮光枠部６２が透明樹脂封止部１１を形成する形枠となるので、実施の形態１の図７で説明した上金型が不要となる。
［実施の形態７］
図１９は本発明に係る実施の形態７の光センサの正面断面図であり、図２０は同実施の形態７の光センサの製造における樹脂封止部形成工程のフローチャートである。
この実施の形態７は、その赤外光吸収層７１が、実施の形態６における赤外光吸収層１２である赤外光吸フィルムから赤外光吸色素を含む透明樹脂層に代わったものであり、その他の構成は実施の形態６と同様であり、同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
この実施の形態７の光センサ７０の製造方法は、その樹脂封止部形成工程が、先ず、実施の形態６の図１８（ｂ）と同様にして遮光枠部６２内に熱硬化性の透明樹脂１１′が注入される。次に、図２０（ａ）に示すように、基板１を印刷機ステージ９７にセットし、孔部を有するメタルマスク９８を遮光枠部６２の上にセットし、赤外光吸収色素を含む熱硬化性のゲル状透明樹脂７１′の塊をメタルマスク９８の端部に設置する。そして、同図（ｂ）のようにスキージ９９を移動させ、樹脂７１′をメタルマスク９８の孔部に流し込み、同図（ｃ）のようにマスク９８を外した状態でオーブンにて熱硬化させることで、透明樹脂封止部１１およびその上面側の赤外光吸収層７１が形成される。その後、基板分割を行うことで、製品としての個々の光センサ７０が完成する。
この実施の形態７の光センサ７０によれば、実施の形態１と同様の効果が得られることに加えて、遮光枠部６２にて受光素子２の受光面２ａを除く周囲を遮光しているため、受光素子２に入射する光は全て赤外光吸収層１２を通過するため、より高精度な赤外カット特性を得ることができる。また、この光センサ７０を製造する製造方法によれば、遮光枠部６２が透明樹脂封止部１１を形成する形枠となるので、実施の形態１の図７で説明した上金型が不要であると共に、実施の形態６において赤外光吸収フィルムを基板１側に押える上型９６と下型９５が不要となる。
［実施の形態８］
図２１は本発明に係る実施の形態８の光センサの正面断面図であり、図２２は同実施の形態８の光センサの製造における樹脂封止部形成工程のフローチャートである。
この実施の形態８は、その透明樹脂封止部８１が、（図１３の実施の形態４と同様に）赤外光吸収物質を含み、かつその周囲に遮光枠部６２が設けられたものである。なお、実施の形態１と同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
この実施の形態８の光センサ８０の製造方法は、その樹脂封止部形成工程が、図２２（ａ）で示した遮光枠部６２を有する基板１に対して、図２２（ｂ）に示すように、ディスペンサ８２にて各遮光枠部６２内に赤外光吸収色素を含む透光性樹脂封止部形成用樹脂８１′を遮光枠部６２の厚み分まで注入し、これを硬化させることで完了する。その後、基板分割を行うことで、製品としての個々の光センサ７０が完成する。
この実施の形態８の光センサ７０によれば、実施の形態１と同様の効果が得られることに加えて、遮光枠部６２にて受光素子２の受光面２ａを除く周囲を遮光しているため、受光素子２に入射する光は全て赤外光吸収層１２を通過するため、より高精度な赤外カット特性を得ることができる。また、この光センサ８０を製造する製造方法によれば、遮光枠部６２が透明樹脂封止部１１を形成する形枠となるので、実施の形態１の図７で説明した上金型が不要であると共に、透明樹脂封止部８１と赤外光吸収層とを同一工程にて形成することができる。
ところで、この実施の形態８の光センサ８０は、他の製造方法によっても製作することができる。図２３は実施の形態８の他の製造方法における樹脂封止部形成工程のフローチャートである。この場合、先ず、図２３（ａ）に示した遮光枠部６２を有する基板１を、図２３（ｂ）に示すように下金型９５にセットし、遮光枠部６２の上に、２種類以上の赤外光吸収色素を含む透明樹脂を途中まで硬化させてあるＢステージタイプのシート状樹脂８１１を乗せる。そして、図２３（ｃ）のように、上金型９６と下金型９５にて熱プレスすることで、図２３（ｄ）のように樹脂成形品が得られる。その後、基板分割を行うことで、製品としての個々の光センサ７０が完成する。
［他の実施の形態］
１．上記実施の形態１および４では、製造方法においてトランスファーモールド方式で樹脂成型する場合を説明したが、この方法以外に、低圧成型による方法もある。すなわち、樹脂封止部形成工程において、複数個の受光素子が搭載された基板を、各受光素子に対応する透光性樹脂封止部形成用の複数の凹部を有する上金型と下金型とで挟み込んだ状態で、低粘性の透光性樹脂をディスペンサを用いて金型の１箇所の注入口から金型内部の分岐状樹脂流通路を介して上記各凹部に流し込み、その後、樹脂硬化させることにより透光性樹脂封止部を形成する（図７（ａ）〜（ｄ）参照）。この方式は、樹脂の選択範囲が広く、金型費用も安価な為、多品種少量生産に有効である。
２．上記実施の形態１、２、３および６では、赤外光阻止層として赤外光吸収層（赤外光吸収フィルム）の場合を例示したが、赤外光吸収層に代えて赤外光反射層（赤外光反射フィルム）としてもよい。
３．上記実施の形態２および５では、透光性樹脂封止部が２層構造であって、その外側樹脂部が内側樹脂部全体を覆うようにした場合を例示したが、内側樹脂部の側面が外部に露出した構造であってもよい。
本発明によれば、光センサに赤外領域の光を吸収もしくは反射する機能を部品点数を増加させることなく簡素な構成としながら組み込むことができるため、光センサとは別に赤外カットフィルターを携帯情報端末等の電子機器に組み込む手間が省略され、組立工程を増やすことなく低コストにて電子機器を生産することができる。また、可視光領域にピーク感度を持つ受光素子を用いることで、より人間の目から受ける判断基準に近い制御を行うことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004066398.tif 000012
【図８】
2004066398.tif 000013
【図９】
2004066398.tif 000014
【図１０】
2004066398.tif 000015
【図１１】
2004066398.tif 000016
【図１２】
2004066398.tif 000017
【図１３】
2004066398.tif 000018
【図１４】
2004066398.tif 000019
【図１５】
2004066398.tif 000020
【図１６】
2004066398.tif 000021
【図１７】
2004066398.tif 000022
【図１８】
2004066398.tif 000023
【図１９】
2004066398.tif 000024
【図２０】
2004066398.tif 000025
【図２１】
2004066398.tif 000026
【図２２】
2004066398.tif 000027
【図２３】
2004066398.tif 000028
【図２４】
2004066398.tif 000029
【図２５】
2004066398.tif 000030
【図２６】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年7月6日(2005.7.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極を有する基板と、電極に電気的に接続された受光素子と、基板上で受光素子を封止する透光性樹脂封止部とを備えた光センサであって、
透光性樹脂封止部の内部または外表面に、外部からの赤外光の受光素子への到達を阻止する赤外光吸収膜を備え、
前記赤外光吸収膜は、最大吸収波長の異なる複数の赤外光吸収物質としてのフタロシアニン化合物を含む透光性樹脂からなることを特徴とする光センサ。
【請求項２】
透光性樹脂封止部を構成する透光性樹脂および赤外光吸収膜を構成する透光性樹脂が、エポキシ樹脂である請求項１に記載の光センサ。
【請求項３】
電極を有する基板と、電極に電気的に接続された受光素子と、基板上で受光素子を封止する透光性樹脂封止部とを備えた光センサであって、
透光性樹脂封止部は、最大吸収波長の異なる複数の赤外光吸収物質としてのフタロシアニン化合物を含む透光性樹脂からなることを特徴とする光センサ。
【請求項４】
赤外光吸収物質が、一般式（Ｉ）
【化１】
2004066398.tif 000032
（式中、Ｚｉ（ｉ＝１〜１６）はＳＲ1、ＯＲ2、ＮＨＲ3またはハロゲン原子を表し、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は置換基を有してもよいフェニル基、置換基を有してもよいアラルキル基または置換基を有してもよい炭素原子数１〜２０個のアルキル基であり、Ｍは非金属、金属、金属酸化物または金属ハロゲン化物である）で表されるフタロシアニン化合物である請求項１または３に記載の光センサ。
【請求項５】
受光素子が可視光にピーク感度を有する請求項１〜４のいずれか１つに記載の光センサ。
【請求項６】
受光素子が、波長６５０ｎｍの光に対してピーク感度を有する請求項５に記載の光センサ。
【請求項７】
赤外光吸収物質は、最大吸収波長がそれぞれ８００ｎｍ、９００ｎｍ、９５０ｎｍおよび１０００ｎｍである複数のフタロシアニン化合物の群から選択された請求項１〜６のいずれか１つに記載の光センサ。
【請求項８】
赤外光吸収物質は、最大吸収波長が７５０ｎｍであるフタロシアニン化合物をさらに含む群から選択された請求項７に記載の光センサ。
【請求項９】
フタロシアニン化合物の透光性樹脂に対する添加量が０．１〜１．０重量％である請求項１〜８のいずれか１つに記載の光センサ。
【請求項１０】
透光性樹脂封止部が、受光素子を封止する内側樹脂部と、この内側樹脂部を覆う外側樹脂部とを有し、赤外光吸収膜が、内側樹脂部と外側樹脂部の間に介装された請求項１〜９のいずれか１つに記載の光センサ。
【請求項１１】
受光素子の受光面側を開放した状態で透光性樹脂封止部の外表面を被覆する遮光性の遮光枠部をさらに備えてなる請求項１〜１０のいずれか１つに記載の光センサ。
【請求項１２】
基板に形成された電極上に受光素子を電気的に接続する受光素子接合工程と、受光素子の全体が覆われるように基板上に透光性樹脂封止部を形成する樹脂封止部形成工程とを備えた光センサの製造方法であって、
樹脂封止部形成工程が、透光性樹脂封止部の内部または外表面に、外部からの赤外光の受光素子への到達を阻止するための赤外光吸収膜を形成する赤外光吸収膜形成工程を含み、
赤外光吸収膜形成工程において、透光性樹脂に最大吸収波長の異なる複数の赤外光吸収物質としてのフタロシアニン化合物を添加して赤外光吸収膜を形成することを特徴とする光センサの製造方法。
【請求項１３】
透光性樹脂封止部を構成する透光性樹脂および赤外光吸収膜を構成する透光性樹脂が、エポキシ樹脂である請求項１２に記載の光センサの製造方法。
【請求項１４】
基板に形成された電極上に受光素子を電気的に接続する受光素子接合工程と、受光素子の全体が覆われるように基板上に透光性樹脂封止部を形成する樹脂封止部形成工程とを備えた光センサの製造方法であって、
樹脂封止部形成工程において、透光性樹脂に最大吸収波長の異なる複数の赤外光吸収物質としてのフタロシアニン化合物を添加して透光性樹脂封止部を形成することを特徴とする光センサの製造方法。
【請求項１５】
樹脂封止部形成工程が、
受光素子を封止する内側樹脂部を形成する内側樹脂部形成工程と、
内側樹脂部の外表面を赤外光吸収物質を含む赤外光吸収膜にて接着して覆う赤外光吸収膜形成工程と、
赤外光吸収膜の外表面を外側樹脂部にて覆う外側樹脂部形成工程とを備えてなる請求項１２に記載の光センサの製造方法。
【請求項１６】
樹脂封止部形成工程の前に、受光素子の受光面側を開放した状態で透光性樹脂封止部の外表面を覆う遮光枠部を形成する遮光枠部形成工程をさらに備えてなる請求項１２〜１５のいずれか１つに記載の光センサの製造方法。
【請求項１７】
樹脂封止部形成工程において、複数個の受光素子が搭載された基板を、各受光素子に対応する透光性樹脂封止部形成用の複数の凹部を有する上金型と下金型とで挟み込んだ状態で、低粘性の透光性樹脂を金型内部の上記各凹部に流し込み、樹脂硬化させることにより透光性樹脂封止部を形成する請求項１２〜１６のいずれか１つに記載の光センサの製造方法。
【請求項１８】
光センサの受光素子を封止する透光性樹脂組成物であって、最大吸収波長の異なる複数の赤外光吸収物質としてのフタロシアニン化合物を含む透光性樹脂からなることを特徴とする光センサフィルタ用の透光性樹脂組成物。
【請求項１９】
赤外光吸収物質は、最大吸収波長がそれぞれ８００ｎｍ、９００ｎｍ、９５０ｎｍおよび１０００ｎｍである複数のフタロシアニン化合物の群から選択された請求項１８に記載の光センサフィルタ用の透光性樹脂組成物。
【請求項２０】
赤外光吸収物質は、最大吸収波長が７５０ｎｍであるフタロシアニン化合物をさらに含む群から選択された請求項１９に記載の光センサフィルタ用の透光性樹脂組成物。
【請求項２１】
フタロシアニン化合物の透光性樹脂に対する添加量が０．１〜１．０重量％である請求項１８〜２０のいずれか１つに記載の光センサフィルタ用の透光性樹脂組成物。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光センサおよびその製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、携帯情報端末等の液晶ディスプレイのバックライトのＯＮ−ＯＦＦあるいは光量の調整に使用する表面実装型の光センサおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等に代表される携帯情報端末の表示部には、ＴＦＴカラー液晶表示が採用される場合が急激に増えてきており、それに伴い消費電力の上昇も進んできている。そこで、従来から、バックライトが不要な時（晴れた日の屋外や、明るい照明のある部屋等）には、バックライト光源をＯＦＦまたは暗くするための機能を付加するために、屋内や屋外での光を検出するための部品として赤外波長にピーク感度をもつ表面実装型光センサが一般的に用いられていた。
【０００３】
この種の光センサとして、例えば、図２４と図２５に示すように、基板１０１と、基板１０１の裏面の一方の端子電極部１０４に金属配線された金属パッド部１０３と、基板１０１の裏面の他方の端子電極部１０４に金属配線された金属パッド部１０３と、一方の金属パッド部１０３上に導電性接着剤１０５を介して搭載された受光素子１０２と、受光素子１０２と他方の金属パッド部１０３とを電気的に接続する金属細線１０６と、受光素子１０２および金属細線１０６を透光性樹脂にて略直方体状に覆う樹脂封止部１０７とを備えた構造の光センサが知られている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、このような光センサの問題点として、夜間または照明の暗い部屋等では、何らかの要因で目に見えない赤外光が存在していた場合に、この赤外光を検出し、あたかも周囲が明るい状態と判断する誤動作が発生するおそれがあった。
【０００４】
そのため、最近では、この光センサの受光部上部に赤外光をカットするフィルターを別に設ける場合が多くなってきている。赤外光をカットする機能を有するものとして、可視領域にピーク感度波長を有するフォトダイオード素子と、赤外領域にピーク感度波長を有するフォトダイオード素子の２つの受光素子を別々もしくは１チップ化し、それぞれが光検出した結果を演算することで赤外領域の光かどうかを判断し、赤外領域の光であれば、検出器の出力をカットするような仕組みにしているものが知られている（例えば、特許文献２参照）。しかしながらこの場合、受光素子に演算機能や増幅機能を付加する必要があり、特殊な素子となるため高価なものとなり、演算アルゴリズムによっては、赤外カットが正しく行われない場合も発生する。
【０００５】
また、可視光のみを検出する可視光センサとして、受光素子を樹脂でモールドした光センサが、特許文献３及び特許文献４に開示されている。前記特許文献３に記載の可視光センサは、赤外光を吸収するために透明樹脂に赤外光を吸収するガラスの粉末を混入したものである。この場合、ガラスと樹脂では、線膨張係数が大きく異なるため、例えば、樹脂を成型するときの加熱や冷却工程によってガラスと樹脂が剥離してしまうという問題があり、量産に適さない。また、前記特許文献４に記載の可視光センサに用いられる赤外光をカットする樹脂（大日本塗料株式会社製）では、図２６に示すように、波長７００ｎｍ以上の近赤外領域における透過率がピーク透過率に対し十分低いとはいえない。例えば、樹脂Ａ（アクリル樹脂）の厚さ２μｍでは波長８００ｎｍでもピークの１／３程度の透過率がある。また、樹脂Ｂ（エポキシ樹脂）の厚さ３００μｍでも波長８５０ｎｍでの透過率がピークの１／４程度の透過率があることがわかる。
【０００６】
【特許文献１】実開昭６１−１５６２５０号公報
【特許文献２】特開２００１−２６４１６１号公報
【特許文献３】特開平０１−２６６７５１号公報
【特許文献４】特開平１０−２２９２０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図５は、異なる２種類のフォトトランジスタ（Ｓｉ）の分光感度特性を示すグラフであり、図５（ａ）のフォトトランジスタはピーク感度波長が９００ｎｍであり、図５（ｂ）のものはピーク感度波長が６５０ｎｍである。上記赤外光をカットする樹脂（樹脂ＡまたはＢ）を図５（ａ)のピーク透過波長９００ｎｍのフォトトランジスタと組み合わせて可視光センサとした場合、波長８００〜９００ｎｍの近赤外領域に感度を持つ特性となってしまう。また、上記赤外光をカットする樹脂（樹脂ＡまたはＢ）を図５（ｂ)のピーク透過波長６５０ｎｍのフォトトランジスタと組み合わせて可視光センサとした場合でも、波長７００ｎｍ以上の近赤外領域の感度があまり下がらず、可視光センサとしては使用できない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かくして本発明によれば、電極を有する基板と、電極に電気的に接続された受光素子と、基板上で受光素子を封止する透光性樹脂封止部とを備えた光センサであって、
透光性樹脂封止部の内部または外表面に、外部からの赤外光の受光素子への到達を阻止する赤外光吸収膜を備え、
前記赤外光吸収膜は、最大吸収波長の異なる複数の赤外光吸収物質としてのフタロシアニン化合物を含む透光性樹脂からなる光センサ（Ａ）が提供される。
また、本発明によれば、電極を有する基板と、電極に電気的に接続された受光素子と、基板上で受光素子を封止する透光性樹脂封止部とを備えた光センサであって、
透光性樹脂封止部は、最大吸収波長の異なる複数の赤外光吸収物質としてのフタロシアニン化合物を含む透光性樹脂からなる光センサ（Ｂ）が提供される。つまり、赤外光吸収物質を混合した透光性樹脂によって透光性樹脂封止部を形成し、透光性樹脂封止部自体に赤外光吸収機能を付加する。
【発明の効果】
【０００９】
このように構成されたな光センサ（Ａ）（Ｂ）によれば、光センサに赤外領域の光を吸収する機能を、部品点数を増加させずに簡素な構成としながら組み込むことができる。したがって、光センサとは別に赤外カットフィルターを携帯情報端末等の電子機器に組み込む手間が省略され、組立工程を増やすことなく低コストにて電子機器を生産することができる。さらに、光センサ（Ｂ）によれば、赤外光吸収機能を有する透光性樹脂封止部を１回のモールド成形にて形成することができるので、製造工数を増加させることなく能率よく生産することができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の光センサ（Ａ）において、赤外光吸収膜とは、可視光領域（約３８０〜８００ｎｍ）の光は透過させ、赤外領域（約８００〜１００００ｎｍ）の光は吸収するものであって、具体的には、赤外光吸収物質を含む赤外光吸収膜からなる。
【００１１】
赤外光吸収物質を含む赤外光吸収膜としては、赤外光吸収物質を混合した透明樹脂をフィルム状に加工した赤外光吸収フィルム、あるいは赤外光吸収物質が混合された透明樹脂層を挙げることができる。この赤外光吸収物質としては、特開２００１−１０６６８９号公報に記載されている一般式（Ｉ）
【化１】
2004066398.tif 000033
（式中、Ｚｉ（ｉ＝１〜１６）はＳＲ1、ＯＲ2、ＮＨＲ3またはハロゲン原子を表し、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は置換基を有してもよいフェニル基、置換基を有してもよいアラルキル基または置換基を有してもよい炭素原子数１〜２０個のアルキル基であり、Ｍは非金属、金属、金属酸化物または金属ハロゲン化物である）で表されるフタロシアニン化合物を好適に用いることができる。特に、２種類以上の異なる特性をもつ赤外光吸収色素を最適化した組み合わせで用いることが好ましく、それによって広範囲の赤外領域をカットできる目的とする赤外光カットフィルター特性を得ることができ、光センサの信頼性が大幅に向上する。この場合、目的とする赤外光カットフィルター特性にもよるが、透明樹脂１００重量％に対して赤外光吸収色素を０．１〜１．０重量％添加する具体例を挙げることができる。なお、透明樹脂１００重量％に対して赤外光吸収色素の添加量（配合量）が０．１重量％よりも少ないと感度が上がるが赤外光カットの効果が小さくなり、一方、添加量が１．０重量％よりも多いと赤外光カットの効果が大きくなるが感度が下がる。
【００１２】
なお、赤外光吸収膜の代わりに、赤外光反射物質を含む赤外光反射層を用いることも可能であり、例えば、波長の位相差を利用した多層膜をフィルム状に加工した赤外光反射フィルム、あるいは赤外光反射物質が混合された透明樹脂層及びフィルムを挙げることができる。この赤外光反射物質としては、例えば、二酸化チタン、二酸化シリコン等を挙げることができ、これら２種類以上の異なる赤外光反射物質を最適化した組み合わせで用いることが好ましい。
【００１３】
さらに、本発明の光センサ（Ａ）において、透光性樹脂封止部が、受光素子を封止する内側樹脂部と、この内側樹脂部を覆う外側樹脂部とを有し、赤外光阻止層として、内側樹脂部と外側樹脂部の間に介装された、赤外光吸収物質を含む赤外光吸収膜（または赤外光反射物質を含む赤外光反射層）からなるものでもよい。このように赤外光阻止層を２層構造の透明樹脂封止部の内部に形成することによって、受光素子の全体を赤外光阻止層にて容易に覆うことができ、赤外カットフィルタ特性を向上させることができる。
【００１４】
本発明のセンサ（Ｂ）において、赤外光吸収物質としては、上記一般式（Ｉ）のフタロシアニン化合物を好適に用いることができる。特に、２種類以上の異なる特性をもつ赤外光吸収色素を最適化した組み合わせで用いることが好ましく、それによって広範囲の赤外領域をカットできる目的とする赤外光カットフィルター特性を得ることができ、光センサの信頼性が大幅に向上する。この場合、目的とする赤外光カットフィルター特性にもよるが、透明樹脂１００重量％に対して赤外光吸収色素を０．１〜１．０重量％添加する具体例を挙げることができる。なお、上述のように、透明樹脂１００重量％に対して赤外光吸収色素の添加量（配合量）が０．１重量％よりも少ないと感度が上がるが赤外光カットの効果が小さくなり、一方、添加量が１．０重量％よりも多いと赤外光カットの効果が大きくなるが感度が下がる。
【００１５】
このように上記一般式（Ｉ）で表される有機材料のフタロシアニン系色素を赤外光吸収材料として用いることにより、透光性樹脂（モールド樹脂）に赤外光吸収材料を混入しても、通常の樹脂成型技術を用いて透光性樹脂封止部を形成することができる。即ち、量産が容易で小型化が可能な可視光センサを実現することができる。
【００１６】
このフタロシアニン化合物は、特開２００１−１０６６８９号公報に記載されている方法により製造することができ、この際、上記一般式（Ｉ）中のＭあるいはＺを変更することにより、最大吸収波長を調整することができる。
ここで、上記一般式（Ｉ）で表されるフタロシアニン化合物において、フェニル基またはアラルキル基に場合によっては存在する置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アシル基、アルキル基、フェニル基、アルコキシル基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アルコキシル基、ニトロ基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルキルカルボニルアミノ基、アリールアミノ基、アリールカルボニルアミノ基、カルボニル基、アルコキシカルボニル基、アルキルアミノカルボニル基、アルコキシスルホニル基、アルキルチオ基、カルバモイル基、アリールオキシカルボニル基、オキシアルキルエーテル基、シアノ基などが挙げられる。これら置換基の数は１〜３個が適する。
【００１７】
また、上記一般式（Ｉ）で表されるフタロシアニン化合物において、非置換の炭素原子数１〜２０個のアルキル基としては、炭素原子数１〜２０の直鎖、分岐鎖または環状のアルキル基のいずれかであればよく、好ましくは、炭素原子数１〜８の直鎖、分岐鎖または環状のアルキル基である。具体的には、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられ、好ましくはメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基およびｎ−ブチル基である。また、上記炭素原子数１〜２０個のアルキル基の場合によっては存在する置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アルコキシル基、ヒドロキシアルコキシル基、アルコキシアルコキシル基、ハロゲン化アルコキシル基、ニトロ基、アミノ基、アルキルアミノ基等が挙げられる。これら置換基の数は１〜２個が適する。
【００１８】
また、上記一般式（Ｉ）で表されるフタロシアニン化合物において、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子である。好ましくは塩素原子である。
また、上記一般式（Ｉ）で表されるフタロシアニン化合物において、非金属とは、金属原子以外の原子を意味し、例えば、２個の水素原子が挙げられる。また、金属としては、鉄、マグネシウム、ニッケル、コバルト、銅、パラジウム、亜鉛、バナジウム、チタン、インジウム、錫等が挙げられる。金属酸化物としては、チタニル、バナジル等が挙げられる。金属ハロゲン化物としては、塩化アルミニウム、塩化インジウム、塩化ゲルマニウム、塩化錫（II）、塩化錫（IV）、塩化珪素等が挙げられる。好ましくは、金属、金属酸化物または金属ハロゲン化物であり、具体的には、銅、亜鉛、コバルト、ニッケル、鉄、バナジル、チタニル、塩化インジウム、塩化錫（II）であり、より好ましくは銅、バナジル及び亜鉛である。
【００１９】
本発明において、上記一般式（Ｉ）で表されるフタロシアニン化合物としては、最大吸収波長を７５０〜１０００ｎｍの範囲内に有するフタロシアニン化合物が好ましい。具体的には、最大吸収波長が例えば７５０ｎｍ付近、８００ｎｍ付近、９００ｎｍ付近、９５０ｎｍ付近および１０００ｎｍ付近の５種類のフタロシアニン化合物のうちの２種以上の組み合わせを挙げることができ、実使用上の赤外領域をカットする上で８００ｎｍ以上の４種類程度の組み合わせが好ましく、さらに近赤外領域もカットする上では７５０ｎｍの１種類も加えた合計５種類程度の組み合わせがより好ましい。また、各フタロシアニン化合物の配合割合は特に限定されるものではなく、例えば赤外領域を均等にカットしたいならば等量とすればよく、また特定の波長を特にカットしたいならその波長付近に最大吸収波長を有するフタロシアニン化合物を多く配合すればよい。
【００２０】
本発明の光センサ（Ａ）（Ｂ）において、受光素子の受光面側を開放した状態で透光性樹脂封止部の外表面を被覆する遮光性の遮光枠部をさらに備えてなるのもよい。このように構成すれば、遮光枠部にて受光素子の受光面を除く周囲を遮光することができるため、受光素子に入射する光は全て赤外光吸収膜を通過することとなり、高精度な赤外カット特性を得ることができる。
【００２１】
また、透光性樹脂封止部の可視光における透過率が青色光（４５０ｎｍ）から赤色光（６５０ｎｍ）の間で略一定であるようにしてもよい。このように構成することにより、波長依存性を有する光センサが得られる。
また、光センサ（Ａ）（Ｂ）には、上述したように吸収ピークの異なる２種類以上の赤外光吸収物質を用いることが好ましく、それにより可視光領域で略平坦な透過特性が得られる。特に、吸収波長７５０〜１０００ｎｍのフタロシアニン化合物を用いれば、より人間の視感に近い特性をもった光センサを得ることができる。
【００２２】
さらには、吸収ピークの異なる複数のフタロシアニン系色素の使用とフォトトランジスタ（受光素子）の感度特性との組み合わせにより、さらに視感度に近い特性の光センサを実現することができる。このような光センサは、例えば、液晶のバックライト等に用いられる白色光源の明るさ・色合いを監視すること等に用いることもできる。特に、光源として半導体発光素子を用いる場合は、発光効率が経時変化するので、その出力を監視して駆動電流を調整する必要がある。特に、液晶バックライト装置のように赤色半導体発光素子、緑色半導体発光素子、青色半導体発光素子を用いてフルカラー表示を行うような装置の場合、各色の発光強度が当初の割合から変化すると色合いが変わってしまうという問題もある。そのため、光センサとしては、上記のような可視光センサを用いれば人間が見た色合いの変化をそのまま監視できるという利点がある。
【００２３】
本発明の光センサにおいて、受光素子としては特に制限がなく、例えばフォトトランジスタ、フォトダイオード等を用いることができるが、特に、可視光領域の光に対してピーク感度を有するものが好ましく、例えばＳｉフォトトランジスタが好ましい。このように、受光素子が人間の目の視感度に近い特性を持つことで、人間の視覚により近づく光センサを得ることができる点で好ましい。
【００２４】
本発明は別の観点によれば、基板に形成された電極上に受光素子を電気的に接続する受光素子接合工程と、受光素子の全体が覆われるように基板上に透光性樹脂封止部を形成する樹脂封止部形成工程とを備えた光センサの製造方法であって、
樹脂封止部形成工程が、透光性樹脂封止部の内部または外表面に、外部からの赤外光の受光素子への到達を阻止するための赤外光吸収膜を形成する赤外光吸収膜形成工程を含み、
赤外光吸収膜形成工程において、透光性樹脂に最大吸収波長の異なる複数の赤外光吸収物質としてのフタロシアニン化合物を添加して赤外光吸収膜を形成する光センサの製造方法（Ａ）が提供される。
また、本発明によれば、基板に形成された電極上に受光素子を電気的に接続する受光素子接合工程と、受光素子の全体が覆われるように基板上に透光性樹脂封止部を形成する樹脂封止部形成工程とを備えた光センサの製造方法であって、
樹脂封止部形成工程において、透光性樹脂に最大吸収波長の異なる複数の赤外光吸収物質としてのフタロシアニン化合物を添加して透光性樹脂封止部を形成する光センサの製造方法（Ｂ）が提供される。
【００２５】
本発明の光センサの製造方法（Ａ）（Ｂ）によれば、上述の高精度な光センサ（Ａ）（Ｂ）を容易かつ低コストにそれぞれ製作することができる。
本発明の製造方法（Ａ）において、赤外光吸収膜形成工程が、赤外光吸収物質を含む赤外光吸収膜を透光性樹脂封止部の外表面に形成してなるようにしてもよい。このようにすれば、透光性樹脂封止部を形成した後に、容易に赤外光吸収膜を形成することができる。
【００２６】
さらに、本発明の製造方法（Ａ）において、樹脂封止部形成工程が、
受光素子を封止する内側樹脂部を形成する内側樹脂部形成工程と、
内側樹脂部の外表面を赤外光吸収物質を含む赤外光吸収膜にて接着して覆う赤外光吸収膜層形成工程と、
赤外光吸収膜の外表面を外側樹脂部にて覆う外側樹脂部形成工程とを備えてなるようにしてもよい。
このようにすれば、赤外光吸収膜にて受光素子の受光面（上面）側のみならず外周面側も覆っているため、透明樹脂封止部の側面側からの赤外光もカットすることができ、より高精度な赤外カット特性を得ることができる。
【００２７】
本発明の光センサの製造方法（Ａ）（Ｂ）において、樹脂封止部形成工程の前に、受光素子の受光面側を開放した状態で透光性樹脂封止部の外表面を覆う遮光枠部を形成する遮光枠部形成工程をさらに備えてなるようにしてもよい。このようにすれば、遮光枠部にて受光素子の受光面を除く周囲を遮光しているため、受光素子に入射する光は全て赤外光吸収膜によって赤外カットされるので、高精度な赤外カット特性を得ることができる。
【００２８】
また、上記樹脂封止部形成工程において、複数個の受光素子が搭載された基板を、各受光素子に対応する透光性樹脂封止部形成用の複数の凹部を有する上金型と下金型とで挟み込んだ状態で、低粘性の透光性樹脂を金型内部の上記各凹部に流し込み、樹脂硬化させることにより透光性樹脂封止部を形成するようにしてもよい。このようにすれば、赤外カット特性の優れた光センサを容易に大量生産することができる。
【００２９】
また、本発明は別の観点によれば、光センサの受光素子を封止する透光性樹脂組成物であって、透光性樹脂に赤外吸収物質として複数のフタロシアニン化合物を添加して赤外カット機能を付加した光センサフィルタ用の透光性樹脂組成物を提供することができる。
以下、本発明の具体的な実施の形態を、図面を参照しながら詳説する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。
【００３０】
［実施の形態１］
図１は本発明に係る実施の形態１の光センサの斜視図であり、図２は同実施の形態１の光センサの正面断面図である。
この実施の形態１の光センサ１０は、実装面に極性の異なる一対の電極（金属パッド部）３を有する基板１と、この基板１上の電極３に電気的に接続された受光素子２と、基板１上で受光素子２を封止する透光性樹脂封止部１１と、透光性樹脂封止部１１の外表面に形成された赤外光阻止層としての赤外光吸収膜１２とを備えている。
【００３１】
基板１は、例えばガラス・エポキシ樹脂から矩形板状に形成されており、その実装面における対向端部側に極性の異なる一対の電極３、３が形成されている。また、基板１には、これら一対の電極３、３と連設し、かつ基板１の両端面から裏面に沿って一対の端子電極４、４が形成されている。
矩形ブロック形の受光素子２としては、例えばフォトトランジスタ、フォトダイオード等が用いられ、その受光面２ａと対向する面の電極部が基板１上の一方の電極３に導電性接着剤５を介して電気的に接続されると共に、受光面２ａ側の電極部が基板１上の他方の電極３に金属細線６を介して電気的に接続されている。
また、本発明で用いられる受光素子２としては特に制限がなく、上記フォトトランジスタ、フォトダイオード等を挙げることができるが、可視光領域にピーク感度を有するＳｉフォトトランジスタ、Ｓｉフォトダイオード等が好ましく、これについて詳しくは後述する。
【００３２】
透光性樹脂封止部１１は、絶縁性、透光性および熱硬化性を有する、例えばエポキシ樹脂からなり、受光素子２および金属細線６を覆う略直方体形に形成されている。
外部からの赤外光の受光素子への到達を阻止するための赤外光吸収膜１２は赤外光吸収フィルムからなり、透光性樹脂封止部１１の上面に透明な接着剤にて接着されている。この赤外光吸収フィルムは、例えば赤外光吸収物質を混合した透明樹脂（例えばエポキシ樹脂）を厚さ２０〜１００μｍのフィルム状に加工することによって得られる。
また、赤外光吸収物質としては、吸収ピーク感度および分光透過率の異なる特性を有する２種類以上の赤外吸収色素が併用される。これは、赤外吸収色素が１種類では、広範囲の赤外領域をカット（吸収）することが困難なためであり、吸収ピーク感度および分光透過率の異なる特性をもつ数種類の赤外吸収色素の最適化し用いることで、広範囲の赤外領域をカットできる目的とする赤外光カットフィルター特性を得ることができる。
【００３３】
ここで、４種類の最大吸収波長の異なる赤外吸収色素を例にとって説明する。
図３は各赤外吸収色素の吸収ピーク感度と分光透過率の関係を示すグラフであり、図３（ａ）は赤外吸収色素Ａのグラフであり、図３（ｂ）は赤外吸収色素Ｂのグラフであり、図３（ｃ）は赤外吸収色素Ｃのグラフであり、図３（ｄ）は赤外吸収色素Ｄのグラフである。各グラフから、赤外吸収色素Ａは赤外光の波長８００ｎｍ付近に最大吸収波長があり、赤外吸収色素Ｂは赤外光の波長９００ｎｍ付近に最大吸収波長があり、赤外吸収色素Ｃは赤外光の波長９５０ｎｍ付近に最大吸収波長があり、赤外吸収色素Ｄは赤外光の波長１０００ｎｍ付近に最大吸収波長があることが分かる。
【００３４】
例えば、８００ｎｍよりも長い波長の赤外光をカットしたい場合は、吸収スペクトルが異なる、上記のような、赤外吸収色素Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを最適な配合比で併用することで、図４（ａ）に示すシミュレーション結果のように、波長４５０ｎｍから６５０ｎｍの範囲では透過率は略一定となることがわかる。この赤外吸収物質を混入した透光性樹脂により、図５（ａ）、（ｂ）に示すようなフォトトランジスタ分光感度特性を有するＳｉフォトトランジスタからなる受光素子をモールドすることにより、図６（ａ）、（ｂ）に示す感度の波長依存性を有する光センサがそれぞれ得られる。即ち、図５（ａ）に示す従来の受光素子を用いた場合のシミュレーション結果が図６（ａ）であり、ピーク感度波長が６５０ｎｍと視感度のピーク５５５ｎｍよりやや長いが、波長８００ｎｍの感度はピーク波長における感度の３０％以下とある程度の赤外光をカットできている。なお、図６（ａ）の光センサでは、図５（ａ）に示すピーク感度波長：９００ｎｍのフォトトランジスタを用いているために１０００ｎｍよりも長波長の透過率が上昇している（１０５０ｎｍに小さなピーク感度を有している）が、この波長域に対してＳｉフォトトランジスタの感度が無いので、光センサとして実使用上の問題にならない。これに対して、図６（ｂ）の光センサでは、波長８００ｎｍの感度はピーク波長における感度の１０％以下とさらに低くなっており、８００ｎｍよりも、長波長の赤外光を高精度にカットすることができる。
【００３５】
図３（ｅ）に別の事例を示す。図３（ｅ）は赤外吸収色素Ｅのグラフであり、最大吸収波長は７５０ｎｍである。上記のような赤外吸収色素Ａ〜Ｅについて、最適な配合比で併用することで、図４（ｂ）に示すシミュレーション結果が得られる。
図４（ｂ）に示すシミュレーション結果を図４（ａ）に示すシミュレーション結果と比較すると、波長４５０ｎｍから６５０ｎｍの範囲では透過率が略一定であることは代わらないが、７５０ｎｍよりも長波長の赤外光に対する透過率はピークの略２０％以下となっており、より人間の視感度に近い特性をもった光センサとすることができる。
本実施の形態１の光センサは、赤外光吸収物質に有機材料であるフタロシアニン系色素が用いられているため、透光性樹脂封止部１１を構成するモールド樹脂と線膨張係数が殆ど同じであり、通常の樹脂成型技術を用いて製造することができる。
【００３６】
次に、受光素子２のピーク感度について説明する。上述の図５は異なる２種類のＳｉフォトトランジスタの分光感度特性を示すグラフである。本実施の形態１において、赤外カットに対して有効な素子としては、ピーク感度波長及び分光感度特性が可視光、特に、人間の目の視感度に近い特性を持つことで、人間の視覚により近づく光センサとなる。一般的な受光素子は、赤外光（赤外ＬＥＤ）との組み合わせで使用されるので、ピーク感度波長が約９００ｎｍのものが多く、一例としては図５（ａ）に示す分光感度特性を持つ受光素子（フォトトランジスタ素子）である。周囲環境、例えば太陽光や蛍光灯、電球等の照明の光を検知するタイプの光センサとしては、可視光（約３８０〜８００ｎｍ）に感度を持つ受光素子が適しており、例としては同図（ｂ）に示すピーク感度波長が約６５０ｎｍの分光感度特性を持つ受光素子（フォトトランジスタ素子）が好ましい。赤外カットに適している受光素子としても、可視光にピーク感度波長を持つ受光素子であり、図６（ｂ）に示す分光感度特性のシミュレーション結果のピーク感度波長が約６５０ｎｍの可視光にある受光素子を用いることで、光センサの赤外カット特性を向上できる。
【００３７】
良く知られているように、上記のようなフォトトランジスタは、ｎ型Ｓｉ半導体基板にＢ（ホウ素）等を拡散して作ったpｎ接合の深さを変えることにより実現できる。拡散深さが十分深い場合は図５（ａ）のようなＳｉの吸収特性を反映したような波長感度の受光素子が得られる。これに対し、拡散深さを浅くしていくと図５（ｂ)のように感度のピークが可視光側にある受光素子が得られる。しかし、拡散深さを浅くしすぎると耐電圧が低くなって実用的でないので、現状では感度のピーク波長は図５（ｂ）のように６５０ｎｍ程度が限度である。
【００３８】
次に、図１と図２で説明した実施の形態１の光センサ１０の製造方法を、図７および図８を参照しながら説明する。なお、図７は同実施の形態１の光センサの製造における樹脂封止部形成工程のフローチャートを示し、図８は同実施の形態１の光センサの製造に用いられる電極（金属配線）パターンの一例を示す部分平面図である。
本実施の形態１の光センサの製造方法は、基板１に形成された電極３上に受光素子２を電気的に接続する受光素子接合工程と、受光素子２の全体が覆われるように基板１上に透光性樹脂封止部１１を形成する樹脂封止部形成工程とを備える。なお、受光素子接合工程では、図８に示すような電極パターン７の各電極３上に導電性接着剤５を介して複数個の受光素子２が搭載され電気的に接続され、これは従来と同様の公知技術により行われるので詳細説明は省略する。なお、図８に示した電極パターン７は一例であり、後工程に支障がない様に配線パターンを自由に設計してよい。
【００３９】
図７（ａ）は、基板１の電極上に複数個の受光素子２が搭載され電気的に接続された状態を示している。樹脂封止部形成工程では、先ず、図７（ｂ）に示すように、複数個の受光素子２を搭載した基板１を下金型８にセットし、図７（ｃ）のように上金型９と下金型８とでもって樹脂漏れ、基板破壊等の発生しない条件にて基板１を挟み込み固定し、トランスファーモールド方式により、約１５０℃の加熱下で樹脂成型する。この場合、上金型９の下面には各封止部形成用の略直方体形の凹部を有しているが、凹部形状により封止部形状は変わるため、封止部上面がフラットになるならば凹部形状を自由に設計してよい。樹脂硬化後、金型を開くと図７（ｄ）の様に基板１上の受光素子２および金属細線６が透明樹脂封止部１１にて封止されている。
【００４０】
次に、樹脂封止部形成工程において、形成した透光性樹脂封止部１１の外表面に、外部からの赤外光の受光素子２への到達を阻止するための赤外光吸収膜１２を形成する赤外光吸収膜形成工程が行われる。つまり、図７（ｅ）に示すように、透明樹脂封止部１１の上面に、ディスペンサ１３等で透光性の接着剤１４を塗布し、その上から図７（ｆ）のように赤外光吸収膜１２である赤外光吸収フィルムを乗せて接着する。これによって、図７（ｇ）に示すように、透明樹脂封止部１１の上面に赤外光吸収膜１２が設けられた樹脂成形品が得られる。この後、得られた樹脂成形品を製品毎に個別に分割するようダイシングブレード等により基板分割を行うことで、製品としての個々の光センサが完成する。
【００４１】
この実施の形態１の光センサ１０によれば、製品に赤外領域の光を吸収する機能を組み込んでいるため、光センサとは別に赤外カットフィルターを付加する手間を省くことができる。また、可視光領域にピーク感度を持つ受光素子２を用いることで、より人間の目から受ける判断基準に近い制御を行うことができる。また、この光センサ１０を製造する製造方法によれば、透明樹脂封止部１１の上面に赤外光吸収膜１２である赤外光吸収フィルムを乗せて接着する工程のみを付加するだけであり、赤外カット機能を有する光センサを容易に製造することができる。
【００４２】
［実施の形態２］
図９は本発明に係る実施の形態２の光センサの斜視図であり、図１０は同実施の形態２の光センサの正面断面図である。
この実施の形態２の光センサ２０は、透光性樹脂封止部２１が、受光素子２を封止する内側樹脂部２２と、この内側樹脂部２２を覆う外側樹脂部２３とを有し、赤外光吸収膜１２が、内側樹脂部２２と外側樹脂部２３の間に介装された赤外光吸収フィルムからなる。なお、実施の形態１と同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４３】
内側樹脂部２２は、絶縁性、透光性および熱硬化性を有する、例えばエポキシ樹脂からなる。外側樹脂部２３は、透光性および熱硬化性を有する、例えばエポキシ樹脂からなる。これら内側樹脂部２２と外側樹脂部２３は同じ樹脂、あるいは異なる樹脂であってもよい。
【００４４】
次に、この実施の形態２の光センサ２０の製造方法を、図１１の光センサの製造における樹脂封止部形成工程のフローチャートを参照しながら説明する。
実施の形態２の樹脂封止部形成工程では、先ず、図１１（ａ）に示すように、複数個の受光素子２を搭載した基板１上に、各受光素子２を覆う各内側樹脂部２２を形成する内側樹脂部形成工程が行われる。この内側樹脂部形成工程は、図７（ａ）〜（ｃ）の実施の形態１で説明した工程と同様にして行うことができる。次に、図１１（ｂ）に示すように、上記基板１を別の下金型９１にセットし、基板１上の各内側樹脂部２２の上に赤外光吸収膜形成用フィルム１２′を乗せ、その上に透光性の高い樹脂を途中まで硬化させてあるＢステージタイプのシート状樹脂２３′を乗せる。そして、図１１（ｃ）に示すように、上金型９２と下金型９１にて熱プレスすることで、図１１（ｄ）のように、各内側樹脂部２２の全外面を赤外光吸収膜１２にて被覆し、かつ赤外光吸収膜１２の全外面を外側樹脂部２３にて被覆した樹脂成形品が得られる。この後、得られた樹脂成形品を製品毎に個別に分割するようダイシングブレード等により基板分割を行うことで、製品としての個々の光センサ２０が完成する。
【００４５】
この実施の形態２の光センサ２０によれば、実施の形態１と同様の効果が得られることに加えて、赤外光吸収膜１２にて受光素子２の受光面（上面）側のみならず外周面側をも覆っているため、透明樹脂封止部２１の側面側からの赤外光もカットすることができ、より高精度な赤外カット特性を得ることができる。また、この光センサ２０を製造する製造方法によれば、赤外光吸収膜１２および外側樹脂部２３を１工程で同時に効率よく形成することができる。
【００４６】
［実施の形態３］
図１２は本発明に係る実施の形態３の光センサの製造における樹脂封止部形成工程のフローチャートである。
この実施の形態３の光センサは、上記実施の形態２において、透明樹脂封止部２１と赤外光吸収膜１２との間に透明接着層２４を介装したものである。その製造方法を説明すると、樹脂封止部形成工程では、図１２（ａ）に示した複数個の受光素子２を被覆した各内側樹脂部２２を搭載する基板１を、図１２（ｂ）に示すように、下金型９１にセットし、基板１上の各内側樹脂部２２の上に耐熱性の透明接着層形成フィルム２４′を乗せ、その上に赤外光吸収膜形成用フィルム１２′を乗せ、その上に透光性の高い樹脂を途中まで硬化させてあるＢステージタイプのシート状樹脂２３′を乗せる。そして、図１２（ｃ）に示すように、上金型９２と下金型９１にて熱プレスすることで、図１２（ｄ）のように、各内側樹脂部２２の全外面を赤外光吸収膜１２にて被覆し、かつ赤外光吸収膜１２の全外面を外側樹脂部２３にて被覆した樹脂成型品が得られる。この後、上述と同様にダイシングブレード等により基板分割を行うことで、製品としての個々の光センサが完成する。
このように構成すれば、内側樹脂部２２と赤外光吸収膜１２との密着性を向上することができる。
【００４７】
［実施の形態４］
図１３は本発明に係る実施の形態４の光センサの正面断面図であり、図１４は同実施の形態４の光センサの製造における樹脂封止部形成工程のフローチャートである。
この実施の形態４の光センサ４０は、透光性樹脂封止部４１が、赤外光吸収物質を含むものである。なお、実施の形態１と同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
透光性樹脂封止部３１は、２種類以上の赤外光吸収色素が、絶縁性、透光性および熱硬化性を有する樹脂（例えばエポキシ樹脂）に所定量混合されたものである。
【００４８】
ここで、赤外光吸収機能を有する透明樹脂封止部４１について説明する。
表1は透明樹脂に対し赤外吸収色素の配合比を０〜０．１重量％の範囲で段階的に変えた光センサの特性を測定した結果を示している。表１の例は、製品サイズが大きいもの（一辺３．５ｍｍ×他辺２．８ｍｍ×厚み１．９ｍｍ）での実験結果であり、製品サイズにより配合比は変化する必要がある。ここで、配合比とは、赤外吸収色素が１種類の場合はその配合比、複数種類の場合は全部の色素の透明樹脂に対する配合比である。
【００４９】
【表１】
2004066398.tif 000034
【００５０】
表１から分かるように、赤外吸収色素の配合比（配合量）を増やすことで透過率が下がるため光センサの光電流出力は減少する。すなわち、感度は下がる。一方、赤外カットの効果を８００ｎｍより少し短波長の７７０ｎｍでのカット率は配合比を増加させると増加する。これはこの配合比の範囲では色素による吸収が飽和していないことを示している。また、透過率も少し変化し、配合比を増やすと受光感度のピーク波長が望ましいピーク波長である５５０ｎｍ側へ短波長化している。
したがって、樹脂と赤外吸収色素の配合比を調整することで、例えば、図４（ａ）、図４（ｂ）に示したような所望の特性の光センサ素子が得られる。
次に、この実施の形態４の光センサ４０の製造方法を、図１４を参照しながら説明する。
【００５１】
実施の形態４の樹脂封止部形成工程では、図１４（ａ）に示した複数個の受光素子２を搭載した基板１を、図１４（ｂ）のように下金型９３にセットし、図１４（ｃ）のように上金型９４と下型９３とで樹脂漏れ、基板破壊等の発生しない条件にて挟み込み固定し、赤外光吸収色素を含む透明樹脂でトランスファーモールド方式により樹脂成型する。樹脂硬化後、金型を開くと図１４（ｄ）に示すように基板１上の受光素子２１および金属細線６が赤外光阻止層を兼ねる透明樹脂封止部３１にて封止されている。その後、上述と同様に基板分割を行うことで、製品としての個々の光センサが完成する。
【００５２】
この実施の形態４の光センサ４０によれば、実施の形態１と同様の効果が得られることに加えて、赤外光吸収機能を有する透明樹脂封止部３１が受光素子２全体を封止しているため、透明樹脂封止部３１に対してあらゆる角度から入射する赤外光をカットすることができ、より高精度な赤外カット特性を得ることができる。また、この光センサ４０を製造する製造方法によれば、透明樹脂封止部３１と赤外光吸収膜とを同一工程にて形成することができるので、製造工数が増加することがない。
【００５３】
［実施の形態５］
図１５は本発明に係る実施の形態５の光センサの正面断面図であり、図１６は同実施の形態５の光センサの製造における樹脂封止部形成工程のフローチャートである。
この実施の形態５の光センサ５０は、赤外光吸収膜５３が、透光性樹脂封止部５１の外表面に形成されたものであって、外側樹脂部を兼ねるものである。つまり、透光性樹脂封止部５１は、受光素子を封止する絶縁性、透光性および熱硬化性を有する樹脂からなる内側樹脂部５２と、この内側樹脂部５２を覆う外側樹脂部とからなり、この外側樹脂部は、透光性および熱硬化性を有する樹脂に２種類以上の赤外光吸収色素を混合した混合物にて構成されて赤外光吸収機能が付加されている。なお、実施の形態１と同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５４】
次に、この実施の形態５の光センサ５０の製造方法を図１６のフローチャートを参照しながら説明する。
実施の形態５の樹脂封止部形成工程では、図１６（ａ）に示した複数個の受光素子２を被覆した各内側樹脂部５２を搭載する基板１を、図１６（ｂ）に示すように、下金型９１にセットし、基板１上の各内側樹脂部５２の上に、２種類以上の赤外光吸収色素を含む透光性の高い樹脂を途中まで硬化させてあるＢステージタイプのシート状樹脂５３′を乗せる。そして、図１６（ｃ）に示すように、上金型９２と下金型９１にて熱プレスすることで、図１６（ｄ）のように、各内側樹脂部５２の全外面を赤外光吸収膜５３である外側樹脂部にて被覆した樹脂成型品が得られる。この後、基板分割を行うことで、製品としての個々の光センサ５０が完成する。
【００５５】
この実施の形態５の光センサ５０によれば、実施の形態１と同様の効果が得られることに加えて、赤外光吸収膜５３を兼ねる外側樹脂部が受光素子２全体を被覆しているため、外側樹脂部（赤外光吸収膜５３）に対してあらゆる角度から入射する赤外光をカットすることができ、より高精度な赤外カット特性を得ることができる。また、この光センサ５０を製造する製造方法によれば、赤外光吸収膜５３および外側樹脂部を１工程で同時に効率よく形成することができる。
【００５６】
［実施の形態６］
図１７は本発明に係る実施の形態６の光センサの正面断面図であり、図１８は同実施の形態６の光センサの製造における樹脂封止部形成工程のフローチャートである。
この実施の形態５の光センサ６０は、実施の形態１において受光素子２の受光面２ａ側を開放した状態で透光性樹脂封止部１１の外表面を被覆する遮光性の遮光枠部６２をさらに備えたものである。遮光枠部６２は、例えば黒色に着色された樹脂からなり、透光性樹脂封止部１１の外周面４面に密着した状態で平面視ロの字形に基板１上に形成されている。なお、実施の形態１と同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５７】
次に、この実施の形態６の光センサ６０の製造方法を図１８のフローチャートを参照しながら説明する。
図１８（ａ）は複数個の受光素子２の周囲に遮光枠部６２が設けられた基板１を示している。各遮光枠部６２は、図８で示すような電極パターン７における各受光素子２を搭載する電極３に予め貼り付けられている。実施の形態６の樹脂封止部形成工程では、このようにして形成された遮光枠部６２を有する基板１を、図１８（ｂ）に示すように、下金型９５に設置し、ディスペンサ６３にて各遮光枠部６２内に透光性樹脂封止部形成用樹脂１１′を遮光枠部６２の厚み分まで注入する。その後、図１８（ｃ）のように、遮光枠部６２上に、赤外光吸収膜１２として赤外光吸収フィルムを乗せる。そして、図１８（ｄ）に示すように、平板状の上型９６と下型９５とで基板破壊等の発生しない条件にて挟み込み固定し、オーブン等で熱硬化することで、図１８（ｅ）のような樹脂成型品が得られる。その後、基板分割を行うことで、製品としての個々の光センサ６０が完成する。
【００５８】
この実施の形態６の光センサ６０によれば、実施の形態１と同様の効果が得られることに加えて、遮光枠部６２にて受光素子２の受光面２ａを除く周囲を遮光しているため、受光素子２に入射する光は全て赤外光吸収膜１２を通過するため、より高精度な赤外カット特性を得ることができる。また、この光センサ６０を製造する製造方法によれば、遮光枠部６２が透明樹脂封止部１１を形成する形枠となるので、実施の形態１の図７で説明した上金型が不要となる。
【００５９】
［実施の形態７］
図１９は本発明に係る実施の形態７の光センサの正面断面図であり、図２０は同実施の形態７の光センサの製造における樹脂封止部形成工程のフローチャートである。
この実施の形態７は、その赤外光吸収膜７１が、実施の形態６における赤外光吸収膜１２である赤外光吸フィルムから赤外光吸色素を含む透明樹脂層に代わったものであり、その他の構成は実施の形態６と同様であり、同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６０】
この実施の形態７の光センサ７０の製造方法は、その樹脂封止部形成工程が、先ず、実施の形態６の図１８（ｂ）と同様にして遮光枠部６２内に熱硬化性の透明樹脂１１′が注入される。次に、図２０（ａ）に示すように、基板１を印刷機ステージ９７にセットし、孔部を有するメタルマスク９８を遮光枠部６２の上にセットし、赤外光吸収色素を含む熱硬化性のゲル状透明樹脂７１′の塊をメタルマスク９８の端部に設置する。そして、同図（ｂ）のようにスキージ９９を移動させ、樹脂７１′をメタルマスク９８の孔部に流し込み、同図（ｃ）のようにマスク９８を外した状態でオーブンにて熱硬化させることで、透明樹脂封止部１１およびその上面側の赤外光吸収膜７１が形成される。その後、基板分割を行うことで、製品としての個々の光センサ７０が完成する。
【００６１】
この実施の形態７の光センサ７０によれば、実施の形態１と同様の効果が得られることに加えて、遮光枠部６２にて受光素子２の受光面２ａを除く周囲を遮光しているため、受光素子２に入射する光は全て赤外光吸収膜１２を通過するため、より高精度な赤外カット特性を得ることができる。また、この光センサ７０を製造する製造方法によれば、遮光枠部６２が透明樹脂封止部１１を形成する形枠となるので、実施の形態１の図７で説明した上金型が不要であると共に、実施の形態６において赤外光吸収フィルムを基板１側に押える上型９６と下型９５が不要となる。
【００６２】
［実施の形態８］
図２１は本発明に係る実施の形態８の光センサの正面断面図であり、図２２は同実施の形態８の光センサの製造における樹脂封止部形成工程のフローチャートである。
この実施の形態８は、その透明樹脂封止部８１が、（図１３の実施の形態４と同様に）赤外光吸収物質を含み、かつその周囲に遮光枠部６２が設けられたものである。なお、実施の形態１と同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６３】
この実施の形態８の光センサ８０の製造方法は、その樹脂封止部形成工程が、図２２（ａ）で示した遮光枠部６２を有する基板１に対して、図２２（ｂ）に示すように、ディスペンサ８２にて各遮光枠部６２内に赤外光吸収色素を含む透光性樹脂封止部形成用樹脂８１′を遮光枠部６２の厚み分まで注入し、これを硬化させることで完了する。その後、基板分割を行うことで、製品としての個々の光センサ８０が完成する。
【００６４】
この実施の形態８の光センサ８０によれば、実施の形態１と同様の効果が得られることに加えて、遮光枠部６２にて受光素子２の受光面２ａを除く周囲を遮光しているため、受光素子２に入射する光は全て赤外光吸収膜１２を通過するため、より高精度な赤外カット特性を得ることができる。また、この光センサ８０を製造する製造方法によれば、遮光枠部６２が透明樹脂封止部１１を形成する形枠となるので、実施の形態１の図７で説明した上金型が不要であると共に、透明樹脂封止部８１と赤外光吸収膜とを同一工程にて形成することができる。
【００６５】
ところで、この実施の形態８の光センサ８０は、他の製造方法によっても製作することができる。図２３は実施の形態８の他の製造方法における樹脂封止部形成工程のフローチャートである。この場合、先ず、図２３（ａ）に示した遮光枠部６２を有する基板１を、図２３（ｂ）に示すように下金型９５にセットし、遮光枠部６２の上に、２種類以上の赤外光吸収色素を含む透明樹脂を途中まで硬化させてあるＢステージタイプのシート状樹脂８１１を乗せる。そして、図２３（ｃ）のように、上金型９６と下金型９５にて熱プレスすることで、図２３（ｄ）のように樹脂成形品が得られる。その後、基板分割を行うことで、製品としての個々の光センサ８０が完成する。
【００６６】
［他の実施の形態］
１．上記実施の形態１および４では、製造方法においてトランスファーモールド方式で樹脂成型する場合を説明したが、この方法以外に、低圧成型による方法もある。すなわち、樹脂封止部形成工程において、複数個の受光素子が搭載された基板を、各受光素子に対応する透光性樹脂封止部形成用の複数の凹部を有する上金型と下金型とで挟み込んだ状態で、低粘性の透光性樹脂をディスペンサを用いて金型の１箇所の注入口から金型内部の分岐状樹脂流通路を介して上記各凹部に流し込み、その後、樹脂硬化させることにより透光性樹脂封止部を形成する（図７（ａ）〜（ｄ）参照）。この方式は、樹脂の選択範囲が広く、金型費用も安価な為、多品種少量生産に有効である。
２．上記実施の形態１、２、３および６では、赤外光阻止層として赤外光吸収膜（赤外光吸収フイルム）の場合を例示したが、赤外光吸収膜に代えて赤外光反射層（赤外光反射フイルム）としてもよい。
３．上記実施の形態２および５では、透光性樹脂封止部が２層構造であって、その外側樹脂部が内側樹脂部全体を覆うようにした場合を例示したが、内側樹脂部の側面が外部に露出した構造であってもよい。
本発明によれば、光センサに赤外領域の光を吸収もしくは反射する機能を部品点数を増加させることなく簡素な構成としながら組み込むことができるため、光センサとは別に赤外カットフィルターを携帯情報端末等の電子機器に組み込む手間が省略され、組立工程を増やすことなく低コストにて電子機器を生産することができる。また、可視光領域にピーク感度を持つ受光素子を用いることで、より人間の目から受ける判断基準に近い制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】図１は本発明に係る実施の形態１の光センサの斜視図である。
【図２】図２は実施の形態１の光センサの正面断面図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｅ）は各赤外吸収色素の吸収ピーク感度と分光透過率の関係を示すグラフである。
【図４】図４（ａ）、（ｂ）は赤外吸収色素配合シミュレーション結果を示すグラフである。
【図５】図５（ａ）、（ｂ）は異なる２種類のＳｉフォトトランジスタの分光感度特性を示すグラフである。
【図６】図６（ａ）、（ｂ）はフォトトランジスタの分光感度および赤外吸収色素シミュレーションを示すグラフである。
【図７】図７（ａ）〜（ｇ）は実施の形態１の光センサの製造における樹脂封止部形成工程のフローチャートである。
【図８】図８は実施の形態１の光センサの製造に用いられる電極パターンの一例を示す部分平面図である。
【図９】図９は本発明に係る実施の形態２の光センサの斜視図である。
【図１０】図１０は実施の形態２の光センサの正面断面図である。
【図１１】図１１（ａ）〜（ｄ）は実施の形態２の光センサの製造における樹脂封止部形成工程のフローチャートである。
【図１２】図１２（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る実施の形態３の光センサの製造における樹脂封止部形成工程のフローチャートである。
【図１３】図１３は本発明に係る実施の形態４の光センサの正面断面図である。
【図１４】図１４（ａ）〜（ｄ）は実施の形態４の光センサの製造における樹脂封止部形成工程のフローチャートである。
【図１５】図１５は本発明に係る実施の形態５の光センサの正面断面図である。
【図１６】図１６（ａ）〜（ｄ）は実施の形態５の光センサの製造における樹脂封止部形成工程のフローチャートである。
【図１７】図１７は本発明に係る実施の形態６の光センサの正面断面図である。
【図１８】図１８（ａ）〜（ｅ）は実施の形態６の光センサの製造における樹脂封止部形成工程のフローチャートである。
【図１９】図１９は本発明に係る実施の形態７の光センサの正面断面図である。
【図２０】図２０（ａ）〜（ｃ）は実施の形態７の光センサの製造における樹脂封止部形成工程のフローチャートである。
【図２１】図２１は本発明に係る実施の形態８の光センサの正面断面図である。
【図２２】図２２（ａ）〜（ｃ）は実施の形態８の光センサの製造における樹脂封止部形成工程のフローチャートである。
【図２３】図２３（ａ）〜（ｄ）は実施の形態８の他の製造方法における樹脂封止部形成工程のフローチャートである。
【図２４】図２４は従来の光センサの斜視図である。
【図２５】図２５は従来の光センサの正面断面図である。
【図２６】図２６は他の従来の光センサに使用される赤外光をカットする樹脂の特性を示すグラフである。
【国際調査報告】
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