(57)【要約】【課題】光結合素子の内側の光透過樹脂における信号光の伝達効率を低下させずに、該光透過樹脂に染料を添加して外来光の遮蔽性能を高める。【解決手段】光結合素子は、発光素子１４と、発光素子１４からの発光を受光する受光素子１５を有する。光結合素子は、シリコン樹脂を含有し、発光素子１４及び受光素子１５を覆い、発光素子１４から発せられた信号光を受光素子１５へ伝達する光透過樹脂（例えば、特定光透過ゲル樹脂１８）と、光透過樹脂の周囲を覆う光反射樹脂１９を有する。光透過樹脂には、発光素子１４の発光波長を含む所定の波長範囲よりも短い波長の光を吸収する染料が、０．７重量％以下の濃度で添加されている。【選択図】図１
2012186305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、
前記発光素子からの発光を受光する受光素子と、
シリコン樹脂を含有し、前記発光素子及び前記受光素子を覆い、前記発光素子から発せられた信号光を前記受光素子へ伝達する光透過樹脂と、
前記光透過樹脂の周囲を覆う光反射樹脂と、
を有し、
前記光透過樹脂には、前記発光素子の発光波長を含む所定の波長範囲よりも短い波長の光を吸収する染料が、０．７重量％以下の濃度で添加されていることを特徴とする光結合素子。
【請求項２】
前記光透過樹脂には、前記染料が、０．３重量％以上の濃度で添加されていることを特徴とする請求項１に記載の光結合素子。
【請求項３】
前記染料は７４０ｎｍ以下の波長範囲の光を吸収することを特徴とする請求項１又は２に記載の光結合素子。
【請求項４】
前記染料は、青色系の第１染料と、黄色系の第２染料と、赤色系の第３染料と、を含有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光結合素子。
【請求項５】
前記光透過樹脂中の前記第１染料の濃度が０．２重量％以下であることを特徴とする請求項４に記載の光結合素子。
【請求項６】
前記光透過樹脂中の前記第２染料の濃度が０．１重量％以下であることを特徴とする請求項４又は５に記載の光結合素子。
【請求項７】
前記光透過樹脂中の前記第３染料の濃度が０．０８重量％以下であることを特徴とする請求項４乃至６の何れか一項に記載の光結合素子。
【請求項８】
前記染料中の前記第１染料の濃度が４５重量％以上６５重量％以下であり、
前記染料中の前記第２染料の濃度が２０重量％以上３０重量％以下であり、
前記染料中の前記第３染料の濃度が１５重量％以上２５重量％以下であり、
前記染料中の前記第１乃至第３染料の合計濃度が１００重量％以下であることを特徴とする請求項４乃至７の何れか一項に記載の光結合素子。
【請求項９】
前記第１染料の吸収波長は５３０ｎｍ以上６６０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項４乃至８の何れか一項に記載の光結合素子。
【請求項１０】
前記第１染料の分子式は、Ｃ３４Ｈ３４Ｎ２Ｏ２であることを特徴とする請求項９に記載の光結合素子。
【請求項１１】
前記第２染料の吸収波長は３５０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項４乃至１０の何れか一項に記載の光結合素子。
【請求項１２】
前記第２染料の分子式は、Ｃ１６Ｈ１４Ｎ４Ｏであることを特徴とする請求項１１に記載の光結合素子。
【請求項１３】
前記第３染料の吸収波長は４５０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項４乃至１２の何れか一項に記載の光結合素子。
【請求項１４】
前記染料が前記光反射樹脂に添加されていることを特徴とする請求項１乃至１３の何れか一項に記載の光結合素子。
【請求項１５】
前記所定の波長範囲は８５０ｎｍ以上９５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至１４の何れか一項に記載の光結合素子。
【請求項１６】
シリコン樹脂を含有する光透過樹脂に、発光素子の発光波長を含む所定の波長範囲よりも短い波長の光を吸収する染料を、０．７重量％以下の濃度で添加する工程と、
前記光透過樹脂により、前記発光素子と、前記発光素子からの発光を受光する受光素子と、を覆う工程と、
前記光透過樹脂の周囲を光反射樹脂により覆う工程と、
を有することを特徴とする光結合素子の製造方法。
【請求項１７】
シリコン樹脂を含有する光透過樹脂を準備する工程と、
前記光透過樹脂に、発光素子の発光波長を含む所定の波長範囲よりも短い波長の光を吸収する染料を添加したときに、前記染料が前記光透過樹脂内で結晶化しないような、前記染料の添加濃度を判定する工程と、
前記判定された濃度の範囲内の前記染料を前記光透過樹脂に添加する工程と、
前記光透過樹脂により、前記発光素子と、前記発光素子からの発光を受光する受光素子と、を覆う工程と、
前記光透過樹脂の周囲を光反射樹脂により覆う工程と、
を有することを特徴とする光結合素子の製造方法。
【請求項１８】
前記染料を前記光反射樹脂に添加する工程を更に有することを特徴とする請求項１６又は１７に記載の光結合素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光結合素子及び光結合素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光結合素子は、例えば、発光素子と受光素子とを光透過樹脂により覆い、更に、この光透過樹脂を光反射樹脂により覆うことによって構成される（例えば、特許文献１）。
【０００３】
この種の光結合素子においては、外装の光反射樹脂に例えば酸化チタン（ＴｉＯ２）などの微粉末を反射材として添加することにより、受光素子のＳ／Ｎ比を高めた構成とされる場合がある。すなわち、反射材が添加された光反射樹脂により、発光素子から出射された光を光透過樹脂内に効率的良く閉じ込めることができるとともに、蛍光灯や太陽などから到来する外来光を反射し、受光素子への外来光の到達を抑制することができる。
【０００４】
また、特許文献２には、外装の光反射樹脂に、一定の遮光特性を有する染料を添加することにより、受光素子のＳ／Ｎ比を向上させることが記載されている。
【０００５】
なお、特許文献３には、外装の光反射樹脂に、酸化チタン及びカーボンから構成された充填剤を添加することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２３３８１０号公報
【特許文献２】特開２０００−３５７８１６号公報
【特許文献３】特開平７−１４２７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、光結合素子には、小型化・薄型化への要求があるため、外装の光反射樹脂の厚みも削減される傾向にあり、将来的には、光反射樹脂に染料を添加しただけの構成では、Ｓ／Ｎ比を十分に向上させることが困難となる可能性も考えられる。このような事情から、染料を用いて受光素子のＳ／Ｎ比を向上させるには、内側の光透過樹脂に染料を添加して外来光の遮蔽性能を高めることが好ましい場合があると考えられる。
【０００８】
しかしながら、本発明者がシリコン樹脂を含有する光透過樹脂への染料の混入について検討を進めたところ、光透過樹脂に染料を混入させた場合、光透過樹脂内部で染料が結晶化してしまうことにより、信号光の伝達効率が低下してしまうことを発見した。
【０００９】
このように、光結合素子の内側の光透過樹脂における信号光の伝達効率を低下させずに、該光透過樹脂に染料を添加して外来光の遮蔽性能を高めることは困難だった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、発光素子と、
前記発光素子からの発光を受光する受光素子と、
シリコン樹脂を含有し、前記発光素子及び前記受光素子を覆い、前記発光素子から発せられた信号光を前記受光素子へ伝達する光透過樹脂と、
前記光透過樹脂の周囲を覆う光反射樹脂と、
を有し、
前記光透過樹脂には、前記発光素子の発光波長を含む所定の波長範囲よりも短い波長の光を吸収する染料が、０．７重量％以下の濃度で添加されていることを特徴とする光結合素子を提供する。
【００１１】
この光結合素子によれば、光透過樹脂には、発光素子の発光波長を含む所定の波長範囲よりも短い波長の光を吸収する染料が、０．７重量％以下の濃度で添加されている。これにより、内側の光透過樹脂における信号光の伝達効率を低下させずに、該光透過樹脂による外来光の遮蔽性能を高めることができる。
【００１２】
また、本発明は、シリコン樹脂を含有する光透過樹脂に、発光素子の発光波長を含む所定の波長範囲よりも短い波長の光を吸収する染料を、０．７重量％以下の濃度で添加する工程と、
前記光透過樹脂により、前記発光素子と、前記発光素子からの発光を受光する受光素子と、を覆う工程と、
前記光透過樹脂の周囲を光反射樹脂により覆う工程と、
を有することを特徴とする光結合素子の製造方法を提供する。
【００１３】
また、本発明は、シリコン樹脂を含有する光透過樹脂を準備する工程と、
前記光透過樹脂に、発光素子の発光波長を含む所定の波長範囲よりも短い波長の光を吸収する染料を添加したときに、前記染料が前記光透過樹脂内で結晶化しないような、前記染料の添加濃度を判定する工程と、
前記判定された濃度の範囲内の前記染料を前記光透過樹脂に添加する工程と、
前記光透過樹脂により、前記発光素子と、前記発光素子からの発光を受光する受光素子と、を覆う工程と、
前記光透過樹脂の周囲を光反射樹脂により覆う工程と、
を有することを特徴とする光結合素子の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光結合素子の内側の光透過樹脂における信号光の伝達効率を低下させずに、該光透過樹脂に染料を添加して外来光の遮蔽性能を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係る光結合素子の斜視図であり、一部分を破断して光結合素子の内部構造を示している。
【図２】実施形態に係る光結合素子の断面図である。
【図３】染料を添加した光透過樹脂の吸光度スペクトルを示す図である。
【図４】染料を添加した光透過樹脂の透過率スペクトルを示す図である。
【図５】青色系の染料（第１染料）の吸光度スペクトルを示す図である。
【図６】黄色系の染料（第２染料）の吸光度スペクトルを示す図である。
【図７】赤色系の染料（第３染料）の吸光度スペクトルを示す図である。
【図８】実施例及び比較例の光結合素子の特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜に説明を省略する。
【００１７】
図１は実施形態に係る光結合素子の斜視図であり、一部分を破断して光結合素子の内部構造を示している。図２は実施形態に係る光結合素子の断面図である。
【００１８】
本実施形態に係る光結合素子は、発光素子１４と、発光素子１４からの発光を受光する受光素子１５と、シリコン樹脂を含有し、発光素子１４及び受光素子１５を覆い、発光素子１４から発せられた信号光を受光素子１５へ伝達する光透過樹脂（例えば、特定光透過ゲル樹脂１８）と、光透過樹脂の周囲を覆う光反射樹脂１９と、を有し、光透過樹脂には、発光素子１４の発光波長を含む所定の波長範囲よりも短い波長の光を吸収する染料が、０．７重量％以下の濃度で添加されている。
以下、詳細に説明する。
【００１９】
この光結合素子においては、例えば、リードフレーム１１に形成された２対の外部導出リード１２（１２ａ，１２ｂ），１３（１３ａ，１３ｂ）が平面上で互いに反対方向に向けて対向した状態に設けられ、各対ではそれぞれ一方の外部導出リード１２ａ，１３ａと一体にタブ１２ｃ，１３ｃが形成されている。各タブ１２ｃ、１３ｃにはそれぞれ発光素子１４、受光素子１５が搭載され、またこれら発光素子１４、受光素子１５の電極パッドはボンディングワイヤ１６，１７により各対の他方の外部導出リード１２ｂ，１３ｂに電気的に接続されている。
【００２０】
発光素子１４及び受光素子１５は、ポッティング法等によって、シリコン樹脂と光吸収剤（染料）とを含有する特定光透過ゲル樹脂１８により一括して被覆され、更にその外側はトランスファーモールド成形法等によって光反射樹脂１９により封止されている。
【００２１】
特定光透過ゲル樹脂１８は、シリコン樹脂のゲル樹脂に、光吸収剤（染料）を添加（配合）して得られるものである。この特定光透過ゲル樹脂１８は、その上面及び下面の各形状が球面に近い形状であり、好ましくは発光素子１４の発光面と受光素子１５の受光面をそれぞれ第１、第２焦点とする回転楕円面として構成される。また、光反射樹脂１９は、その外形形状が光結合素子に要求されるパッケージ形状となるように構成される。
【００２２】
このような構成の光結合素子では、一般に発光素子１４の発光中心波長が赤外波長領域の８５０ｎｍ以上９５０ｎｍ以下の素子が用いられる。こうした赤外波長領域の発光素子１４を使用する場合の光反射樹脂１９には、比誘電率が高い酸化チタン（ＴｉＯ２）などの無機酸化物の微粉末が反射材として添加される。
【００２３】
特定光透過ゲル樹脂１８の光吸収剤としては、例えば、立上り波長が６９０ｎｍで、かつ８５０ｎｍ以上９５０ｎｍ以下の光透過率が８０％以上となる分光特性を有する可視光カット染料（可視光を吸収する染料）を特定光透過ゲル樹脂１８中の溶解度を越えない濃度で配合（添加）する。
【００２４】
ここで、光吸収剤についてより詳細に説明する。
【００２５】
光吸収剤は、発光素子１４の発光波長を含む所定の波長範囲よりも短い波長の光を吸収する染料である。特定光透過ゲル樹脂１８には、このような光吸収剤が、例えば、０．３重量％以上０．７重量％以下の濃度で添加されている。
【００２６】
特定光透過ゲル樹脂１８中の光吸収剤の濃度が０．７重量％を超えると（例えば、１．０重量％程度となると）、発光素子１４から発せられた信号光が特定光透過ゲル樹脂１８内を伝達される光伝達効率が急激に悪化する。これは、以下の理由による。
ゲル樹脂のガラス転移温度が例えば−４０℃以下にあり、半導体装置の通常動作温度領域の−４０℃以上の温度環境下において、ゲル樹脂は分子運動をしているために、配合された光吸収剤もゲル樹脂の分子運動に合わせて振動異動を繰り返す。この過剰に配合された光吸収剤は、振動異動によりゲル樹脂中で再結晶化してしまい、大きな粒子となる。この大きな粒子となった光吸収剤は、ゲル樹脂中の可視光の光透過性を高め、蛍光灯や太陽などから来る外部光の遮蔽能力が低下する。また、発光素子１４から出る赤外光を大きな粒子となった光吸収剤が光吸収してしまい光伝達効率が悪くなる。より具体的には、ゲル樹脂に光吸収剤を添加した直後は均一に分散しているが、時間が経過すると光吸収剤が結晶化して発光素子１４の発光波長の光を吸収するようになる。
ゲル樹脂中の光吸収剤の濃度を０．７重量％以下とすることにより、ゲル樹脂中で再結晶化することが抑制され、均一分散を維持し易い。
特定光透過ゲル樹脂１８中の光吸収剤の濃度は、０．６重量％以下であることがより好ましく、０．５重量％以下であることが更に好ましい。
【００２７】
また、特定光透過ゲル樹脂１８に光吸収剤を０．３重量％以上添加することにより、特定光透過ゲル樹脂１８の色調を黒色とすることができる。
【００２８】
図３及び図４は光吸収剤（可視光カット染料）の特性の一例を示す図であり、このうち図３は光吸収剤を添加した特定光透過ゲル樹脂１８の吸光度スペクトルを示す図、図４は光吸収剤を添加した特定光透過ゲル樹脂１８の透過率スペクトルを示す図である。なお、図３、図４の横軸は光の波長である。図３の縦軸は吸光度である。図４の縦軸は光の透過率（％）である。
図３に例示するにように、光吸収剤は、７４０ｎｍ以下の波長範囲の光を顕著に吸収するものであることが好ましい。
また、図４に例示するように、光吸収剤は、８５０ｎｍ以上の波長範囲の光を顕著に透過させるものであることが好ましい。図４に例示するように、立上り波長は、例えば、６９０ｎｍである。立上り波長とは、透過開始する光の短波長側の波長である。
【００２９】
この光吸収剤は、例えば、青色系の第１染料と、黄色系の第２染料と、赤色系の第３染料と、を含有する。
【００３０】
特定光透過ゲル樹脂１８中の第１染料の濃度は、０．２重量％以下であることが好ましい。
特定光透過ゲル樹脂１８中の第２染料の濃度は、０．１重量％以下であることが好ましい。
特定光透過ゲル樹脂１８中の第３染料の濃度は、０．０８重量％以下であることが好ましい。
【００３１】
光吸収剤中の第１染料の濃度が４５重量％以上６５重量％以下であり、光吸収剤中の第２染料の濃度が２０重量％以上３０重量％以下であり、光吸収剤中の第３染料の濃度が１５重量％以上２５重量％以下であることが好ましい。
なお、光吸収剤中の第１乃至第３染料の合計濃度は、１００重量％以下であり、好ましくは、１００重量％である。
【００３２】
このうち第１染料の吸収ピーク波長は、例えば、５５０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下であることが好ましい。
また、第２染料の吸収ピーク波長は、例えば、３５０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下であることが好ましい。
また、第３染料の吸収ピーク波長は、例えば、４５０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００３３】
第１染料の吸光度スペクトルの一例を図５に示し、第２染料の吸光度スペクトルの一例を図６に示し、第３染料の吸光度スペクトルの一例を図７に示す。図５乃至図７の横軸は光の波長、縦軸は吸光度である。
図５に例示するように、例えば、第１染料の吸収波長は５３０ｎｍ以上６６０ｎｍ以下であり、第１染料は、この波長の光を顕著に吸収する。なお、第１染料の吸収ピーク波長は、例えば、６３２．０ｎｍである。
図６に例示するように、例えば、第２染料の吸収波長は３５０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下であり、第２染料は、この波長の光を顕著に吸収する。なお、第２染料の吸収ピーク波長は、例えば、３９４．５ｎｍである。
図７に例示するように、例えば、第３染料の吸収波長は４５０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下であり、第３染料は、この波長の光を顕著に吸収する。なお、第３染料の吸収ピーク波長は、例えば、５０８．０ｎｍである。
【００３４】
第１染料の分子式は、例えば、Ｃ３４Ｈ３４Ｎ２Ｏ２であり、その物質名は、１，４−ビス（２，６−ジエチルアニリノ）アントラキノンである。
第２染料の分子式は、例えば、Ｃ１６Ｈ１４Ｎ４Ｏであり、その物質名は、ソルベントエロー−１６である。
第３染料の物質名は、例えば、ソルベントレッド−１４３である。
【００３５】
第１染料としては、例えば、住化ケムテックス株式会社製のＳｕｍｉｐｌａｓｔ  Ｂｌｕｅ  ＨＬ２Ｒ（商品名）を用いることができる。
第２染料としては、例えば、住化ケムテックス株式会社製のＳｕｍｉｐｌａｓｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ＧＣ（商品名）を用いることができる。
第３染料としては、例えば、住化ケムテックス株式会社製のＳｕｍｉｐｌａｓｔ  Ｒｅｄ  ＡＳ（商品名）を用いることができる。
【００３６】
このような光吸収剤が配合された特定光透過ゲル樹脂１８には、その上面および下面の各形状が球面に近い形状、好ましくは、発光素子１４の発光面と受光素子１５の受光面をそれぞれ第１，第２焦点とする回転楕円面形状を保持させ、かつ、硬化物の針入度が４５〜６５（ＪＩＳ  Ｋ  ２２２０）となるように、チキソ剤ならびに硬度調整剤として機能するシリカ（ＳｉＯ２）等の微粉末を適量配合することが好ましい。
【００３７】
なお、光反射樹脂１９にも、特定光透過ゲル樹脂１８に含有させるのと同様の光吸収剤を含有させても良い。
【００３８】
光反射樹脂１９に光吸収剤を添加する場合、その添加量は、０．３重量％以上が好ましい。光反射樹脂１９に光吸収剤を０．３重量％以上添加することにより、光反射樹脂１９の色調を黒色とすることができる。例えば、光反射樹脂１９への光吸収剤の添加量は、例えば、０．５重量％以上とすることができる。
【００３９】
なお、光反射樹脂１９に光吸収剤を添加する場合、光吸収剤の濃度を特定光透過ゲル樹脂１８におけるそれよりも高くしても良い。これは、光反射樹脂１９のガラス転移温度が１５０℃以上にあり、半導体装置の通常動作温度領域の１５０℃以下の温度環境下において、光反射樹脂１９の分子運動が抑えられ、光吸収剤が均一分散を維持し再結晶化し難いためである。
【００４０】
次に、本実施形態に係る光結合素子の製造方法を説明する。
【００４１】
この製造方法は、シリコン樹脂を含有する光透過樹脂（例えば、ゲル樹脂）に、発光素子１４の発光波長を含む所定の波長範囲よりも短い波長の光を吸収する染料を、０．７重量％以下の濃度で添加する工程と、光透過樹脂（例えば、特定光透過ゲル樹脂１８）により、発光素子１４と、発光素子１４からの発光を受光する受光素子１５と、を覆う工程と、光透過樹脂の周囲を光反射樹脂１９により覆う工程と、を有する。以下、詳細に説明する。
【００４２】
先ず、リードフレーム１１の各対の外部導出リード１２，１３のタブ１２ｃ，１３ｃにそれぞれ発光素子１４と受光素子１５を銀ペーストによりダイボンディングする。
次に、発光素子１４及び受光素子１５の各電極パッドと、他方の外部導出リード１２ｂ，１３ｂとをボンディングワイヤ１６，１７でボンディング接続する。
次に、発光素子１４及び受光素子１５、ならびに各外部導出リード１２，１３のインナーリード部位を覆う領域に、上方から特定光透過ゲル樹脂１８を滴下し、その後、例えば、１５０℃，２時間の硬化条件で硬化させる。特定光透過ゲル樹脂１８には、上記の光吸収剤が添加されている。
【００４３】
次に、特定光透過ゲル樹脂１８により封止した構造体を図示しないトランスファーモールド装置の金型内にセットし、光反射樹脂１９を金型内に注入してモールド成形し、所要のパッケージ形状とする。
こうして、上記の構造の光結合素子が得られる。
【００４４】
ここで、光結合素子は、光吸収剤の最適な添加量を決定する工程を経て製造することとしても良い。
すなわち、光結合素子の製造方法は、シリコン樹脂を含有する光透過樹脂（例えば、ゲル樹脂）を準備する工程と、この光透過樹脂に、発光素子１４の発光波長を含む所定の波長範囲よりも短い波長の光を吸収する染料を添加したときに、この染料が光透過樹脂内で結晶化しないような、染料の添加濃度を判定する工程と、判定された濃度の範囲内の染料を光透過樹脂に添加する工程と、光透過樹脂（例えば、特定光透過ゲル樹脂１８）により、発光素子１４と、発光素子１４からの発光を受光する受光素子１５と、を覆う工程と、光透過樹脂の周囲を光反射樹脂１９により覆う工程と、を有していても良い。
【００４５】
このようにして得られた光結合素子では、外部導出リード１２に所要の電力を印加して発光素子１４を発光させれば、発光素子１４から出射された光は特定光透過ゲル樹脂１８内を透過し、光反射樹脂１９との界面において反射される。そして、反射された光は受光素子１５において受光され、外部導出リード１３から電気信号として出力される。このとき、特定光透過ゲル樹脂１８の外形は球面、ないし回転楕円面に近い形状であるため、発光素子１４から出射されて特定光透過ゲル樹脂１８と光反射樹脂１９との界面で反射される光の大部分は、受光素子１５に向けられることになり、高い光結合効率を得ることができる。
【００４６】
以上のような実施形態によれば、内側の特定光透過ゲル樹脂１８を構成するシリコン樹脂における信号光の伝達効率を低下させずに、該シリコン樹脂に染料を添加して外来光の遮蔽性能を高めることができる。
すなわち、特定光透過ゲル樹脂１８中の光吸収剤として配合された可視光カット染料は、光反射樹脂１９を透過した極微量の外部光の大部分を占める紫外線から可視光領域の光を吸収し、受光素子１５に到達する外部光の量を低減し、受光素子１５のＳ／Ｎ比を向上させることができる。
ここで、特定光透過ゲル樹脂１８中の光吸収剤として配合された可視光カット染料は、特定光透過ゲル樹脂１８中の溶解度を越えない濃度で配合しているので、光吸収剤の結晶化が抑制できる。このため、発光素子１４から出射される光を特定光透過ゲル樹脂１８により遮断することなく効率良く受光素子１５に伝達でき、光伝達効率の良い光結合素子を得ることができる。
【００４７】
また、光吸収剤配合の特定光透過ゲル樹脂１８は、色調が黒色となるので、この特定光透過ゲル樹脂１８によって発光素子１４及び受光素子１５が十分に被覆されているかどうかの確認、並びに、特定光透過ゲル樹脂１８が発光素子１４から受光素子１５までの光伝達経路を確実に形成しているかの確認を、汎用カメラを用いて容易に行うことができる。このため、特定光透過ゲル樹脂１８のポッティング量を容易に必要最小限の量とすることができる（安全率を高めに設定する必要がない）ため、光結合素子の外形の小型化と、光結合素子の安価な製造とを実現することができる。
【００４８】
また、光吸収剤配合の特定光透過ゲル樹脂１８は、色調が黒色となるので、光反射樹脂１９の製造における溶融混練工程等にて混入する微量の不純物（例えば、鉄，カーボンブラック）により光反射樹脂１９の色調が黒色となってしまうことを気にする必要がなくなる。よって、光反射樹脂１９をより安価に形成することができる。
【００４９】
なお、光反射樹脂１９は、比誘電率が高い酸化チタン（ＴｉＯ２）などの無機酸化物の微粉末が含有しているので、蛍光灯や太陽などから来る外部光の全波長領域に亘り、該光反射樹脂１９の外周面で殆どを反射する。このため、受光素子１５のＳ／Ｎ比の悪化が抑制される。
【００５０】
また、特に、光反射樹脂１９にも特定光透過ゲル樹脂１８と同様に光吸収剤（可視光カット染料）を含有させた場合、光反射樹脂１９を透過しようとする微量の外部光の大部分を占める紫外線から可視光領域の光を光反射樹脂１９により吸収することができ、受光素子１５のＳ／Ｎ比の悪化を更に抑制することができる。例えば、光反射樹脂１９の樹脂厚が０．４ｍｍ以下と薄い場合でも、その効果が十分に得られる。
また、発光素子１４から出射される赤外光（波長λ＝８５０〜９５０ｎｍ）は、光反射樹脂１９中の可視光カット染料による光吸収が無い。このため、光反射樹脂１９に光吸収剤を含有させた場合にも、比誘電率が高い酸化チタン（ＴｉＯ２）などの無機酸化物の微粉末により、発光素子１４から出射される赤外光を特定光透過ゲル樹脂１８との界面で効率良く反射することができる。
また、光反射樹脂１９は、可視光カット染料を配合することで色調が黒色となる。したがって、その製造における溶融混練工程等にて混入する微量の不純物（例えば、鉄，カーボンブラック）により光反射樹脂１９の色調が黒色となってしまうことを気にする必要がなくなる。よって、光反射樹脂１９をより安価に形成することができる。
【００５１】
次に、実施例及び比較例を説明する。図８は実施例１、２の光結合素子と、比較例１、２、３の光結合素子の特性（信号光の透過率、外来光の透過率）を示す図である。
【００５２】
各実施例では、光吸収剤として、５５重量％の第１染料と、２５重量％の第２染料と、２０重量％の第３染料と、を含有し、第１染料は住化ケムテックス株式会社製のＳｕｍｉｐｌａｓｔ  Ｂｌｕｅ  ＨＬ２Ｒ（商品名）であり、第２染料は住化ケムテックス株式会社製のＳｕｍｉｐｌａｓｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ＧＣ（商品名）であり、第３染料は住化ケムテックス株式会社製のＳｕｍｉｐｌａｓｔ  Ｒｅｄ  ＡＳ（商品名）であるものを用いた。
また、光反射樹脂１９において最も薄い部分の厚さ（図２の厚さＴ１）を約０．４ｍｍとし、外部導出リード１２、１３に対して発光素子１４及び受光素子１５側の特定光透過ゲル樹脂１８の厚さ（図２の厚さＴ２）を約０．５５ｍｍとし、外部導出リード１２、１３に対して発光素子１４及び受光素子１５とは反対側の特定光透過ゲル樹脂１８の厚さ（図２の厚さＴ４）を約０．０５ｍｍとし、光反射樹脂１９の表面から裏面までの光結合素子の厚さ（図２の厚さＴ３）を約１．９ｍｍと、特定光透過ゲル樹脂１８の側端部から光反射樹脂１９の側端部までの光反射樹脂１９の厚さ（図２の厚さＴ５）を約０．５ｍｍとした。
【００５３】
各比較例でも、光結合素子のパッケージ形状は実施例と同じにした。
【００５４】
実施例１では、特定光透過ゲル樹脂１８にのみ光吸収剤を添加し、その添加量を変化させた。
【００５５】
実施例２では、特定光透過ゲル樹脂１８だけでなく、光反射樹脂１９にも光吸収剤を添加し、それぞれの添加量を変化させた。
【００５６】
比較例１では、特定光透過ゲル樹脂１８の代わりに、光吸収剤が添加されていない点でのみ特定光透過ゲル樹脂１８と相違するゲル樹脂を用いた。また、光反射樹脂１９にも光吸収剤を添加しなかった。
【００５７】
比較例２の第１の例（図８の上段）では、特定光透過ゲル樹脂１８の代わりに、光吸収剤が添加されていない点でのみ特定光透過ゲル樹脂１８と相違するゲル樹脂を用い、且つ、光反射樹脂１９には上記の光吸収剤は添加せずにカーボンを添加した。
比較例２の第２の例（図８の下段）では、上記の光吸収剤の代わりにカーボンが添加されている点でのみ特定光透過ゲル樹脂１８と相違するゲル樹脂を用い、光反射樹脂１９には光吸収剤を添加しなかった。
【００５８】
比較例３では、特定光透過ゲル樹脂１８の代わりに、光吸収剤が添加されていない点でのみ特定光透過ゲル樹脂１８と相違するゲル樹脂を用いた。また、実施例と同じ光吸収剤を光反射樹脂１９に添加し、その添加量を変化させた。
【００５９】
なお、図８に示される信号光の伝達効率は、受光素子１５から出力される電流値の測定値の相対値（％）である。また、図８に示される外来光の透過率は、光量が１０００ｌｘの蛍光灯下での受光素子の遮断電流の測定値の相対値（％）である。光結合素子の特性は、信号光の伝達効率は高いほど、また、外来光の透過率は小さいほど、受光素子１５のＳ／Ｎ比が高い優れたものとなる。
ここで、比較例１は、各実施例１、２及び比較例２、３の測定値の基準となるものであり、比較例１の測定値はそれぞれ１００％としている。
【００６０】
先ず、比較例２について説明する。
光吸収剤としてカーボンを光反射樹脂１９に０．２重量％添加した場合、外来光の透過率は１％に低減できるが、信号光の伝達効率が僅か２３％となってしまい、信号光の伝達効率が悪い。これはカーボンが紫外線から赤外線の間の広範囲の光を吸収するために、外来光を効率良く光吸収する半面、発光素子１４から出射される赤外光（波長λ＝８５０〜９５０ｎｍ）の大部分を反射することなく光吸収してしまい受光素子１５への光伝達効率を低下させるためである。
また、光吸収剤としてカーボンをゲル樹脂に０．２重量％添加した場合、外来光の透過率は５％に低減できるが、信号光の伝達効率が僅か１％となってしまい、信号光の伝達効率が悪い。これは、光伝達経路となるゲル樹脂中に、赤外光を吸収するカーボンが添加されているために光伝達をほぼ遮断してしまい、光伝達効率が１％まで極端に悪化するためである。
【００６１】
次に、実施例１について説明する。
特定光透過ゲル樹脂１８中の光吸収剤の濃度を０．３％とした場合、信号光の伝達効率としては９９％という高い数値が得られた。また、外来光の透過率は、９９％となり、比較例１と比べると改善した。
特定光透過ゲル樹脂１８中の光吸収剤の濃度を０．５％とした場合、信号光の伝達効率としては９５％という高い数値が得られた。また、外来光の透過率は、９８％となり、比較例１と比べると改善した。
特定光透過ゲル樹脂１８中の光吸収剤の濃度を１．０％とした場合、信号光の伝達効率は４５％となり、比較例２と比べて良い値が得られた。また、外来光の透過率は、５０％となり、比較例１と比べて大幅に改善した。なお、この場合、実施例１において光吸収剤の濃度を０．５％とした場合と比べても、外来光の透過率は大幅に改善した。
【００６２】
次に、実施例２について説明する。
特定光透過ゲル樹脂１８中の光吸収剤の濃度を０．５重量％とし、光反射樹脂１９中の光吸収剤の濃度を０．５重量％とした場合、信号光の伝達効率としては９３％という高い数値が得られた。また、外来光の透過率は、３９％となり、比較例１と比べると改善した。なお、この場合、実施例１において光吸収剤の濃度を０．５％とした場合と比べても、外来光の透過率は大幅に改善した。
特定光透過ゲル樹脂１８中の光吸収剤の濃度を１．０重量％とし、光反射樹脂１９中の光吸収剤の濃度を１．０重量％とした場合、信号光の伝達効率は４３％となり、比較例２と比べて良い値が得られた。また、外来光の透過率は、３％となり、比較例１と比べると改善した。なお、この場合、実施例１において光吸収剤の濃度を１．０％とした場合と比べても、外来光の透過率は大幅に改善した。
特定光透過ゲル樹脂１８中の光吸収剤の濃度を０．５重量％とし、光反射樹脂１９中の光吸収剤の濃度を１．０重量％とした場合、信号光の伝達効率としては９０％という高い数値が得られた。また、外来光の透過率は、５％となり、比較例１と比べると改善した。なお、この場合、実施例１において光吸収剤の濃度を０．５％とした場合と比べても、外来光の透過率は大幅に改善した。
【００６３】
次に、比較例３について説明する。
光反射樹脂１９中の光吸収剤の濃度を０．３重量％とした場合、信号光の伝達効率は９９％となり、外来光の透過率は、８０％となった。
光反射樹脂１９中の光吸収剤の濃度を０．５重量％とした場合、信号光の伝達効率は９８％となり、外来光の透過率は、４０％となった。
光反射樹脂１９中の光吸収剤の濃度を１．０重量％とした場合、信号光の伝達効率は９５％となり、外来光の透過率は、５％となった。
ただし、比較例３では、ゲル樹脂に光吸収剤が添加されていないため、このゲル樹脂は透明である。このため、ゲル樹脂により発光素子１４及び受光素子１５が確実に被覆されているかどうかの確認を画像処理により容易に行うことができない。
【００６４】
なお、外来光の透過率が例えば５％以下のときは、電流計の実測値が１ナノアンペア程度となり測定限界値に近いため、何れも測定誤差の範囲である。このため、図８において、実施例２の中段及び下段、比較例２の上段及び下段、比較例３の下段の各数値には、実質的に差が無い。
【００６５】
上記の実施形態では、図１及び図２に示されるように同じ向きを向くタブ１２ｃ、１３ｃ上に配置されている例を説明したが、発光素子１４と受光素子１５とが互いに対向するタブ上にそれぞれ配置され、発光素子１４と受光素子１５とが互いに対向して配置されていても良い。この場合にも、上記の実施形態及びその実施例と同様の効果が得られる。
また、上記の実施形態では、光透過樹脂としてゲル樹脂を用いた例を説明したが、ゲル樹脂の変わりにゴム樹脂（シリコンゴム）を使用しても良く、この場合も、上記の実施形態及びその実施例と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００６６】
１１ リードフレーム
１２（１２ａ，１２ｂ） 外部導出リード
１２ｃ タブ
１３（１３ａ，１３ｂ） 外部導出リード
１３ｃ タブ
１４ 発光素子
１５ 受光素子
１６，１７ ボンディングワイヤ
１８ 特定光透過ゲル樹脂（光透過樹脂）
１９ 光反射樹脂
【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】
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【図８】
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