TWI831891B - 結構體、光學測量裝置、結構體之製造方法及組成物 - Google Patents

結構體、光學測量裝置、結構體之製造方法及組成物 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種結構體，其具有發光部，形成於基板的一側的表面上，並且發出測量光；第1受光部，形成於上述一側的表面上，並且接收來自於測量光的對象物之反射光；第2受光部，在上述一側的表面上位於比第1受光部更靠近發光部的位置，並且接收測量光的一部分光作為參照光；透光構件，相對於基板配置成將發光部、第1受光部及第2受光部夾在中間，並且透射測量光；以及遮光部，降低在基板與透光構件之間傳播而到達第1受光部之測量光的雜訊光。進而，本發明係有關一種具有上述結構體之光學測量裝置、上述結構體之製造方法及製造上述結構體時所使用之組成物。

Description

結構體、光學測量裝置、結構體之製造方法及組成物
本發明係有關一種光學測量用結構體、光學測量裝置、結構體之製造方法及製造該結構體時所使用之組成物。
作為光學測量距對象物的距離之方法，已知有TOF（飛行時間：time-of-flight）法。該方法中，測量從光朝向對象物出射後直至該光被對象物反射而接收光為止之飛行時間，並藉由使用該飛行時間和已知的光速計算距對象物的距離。在求出飛行時間時，由於發光元件或受光元件的響應速度的偏差，進而由於溫度等環境條件的差異而有可能產生基於其反射光之測量訊息的誤差。因此，為了校正這種誤差並提高測量精確度，還進行如下：使用接收與來自於對象物的反射光之第1受光部不同之第2受光部，接收測量光的一部分光作為成為基準之參照光，基於該參照光的測量訊息來校正飛行時間。
例如，專利文獻1中記載有利用如上所述之TOF法之測量裝置中，在將接收參照光之第2受光部與發光元件直接連接之區域，由透明樹脂形成光路的技術。根據專利文獻1的測量裝置，雖然溫度上升時光路的長度增加，但折射率降低，因此與溫度無關地能夠將光路長度大致保持為恆定。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2008-003075號公報
近年來，利用TOF法之測量裝置被搭載於個人電腦或智慧手機等電子設備上，並且還被用作三維感測器或影像感測器。而且，測量裝置作為這種光學感測器而搭載於電子設備上時，有時存在測量裝置藉由蓋玻璃等透光構件設置於測量裝置的測量面側而被封裝的情形。
然而，在這種情況下，存在如下問題：在測量裝置內的基板與上述透光構件之間反射並且傳播之光會成為在TOF法中測量飛行時間時之雜訊。
本發明係鑑於上述問題而完成者，其目的在於提供一種即使使用透光構件來進行封裝亦能夠降低雜訊之結構體。
又，本發明的目的在於提供一種具有上述結構體之光學測量裝置及上述結構體之製造方法。
藉由降低在基板與透光構件之間傳播之雜訊光能夠解決上述問題。具體而言，藉由以下＜1＞的機構，較佳為＜2＞以後之機構解決了上述問題。 ＜1＞ 一種結構體，其具有： 發光部，形成於基板的一側的表面上，並且發出測量光； 第1受光部，形成於上述一側的表面上，並且接收來自於測量光的對象物之反射光； 第2受光部，在上述一側的表面上位於比第1受光部更靠近發光部的位置，並且接收測量光的一部分光作為參照光； 透光構件，相對於基板配置成將該發光部、第1受光部及第2受光部夾在中間，並且透射測量光；以及 遮光部，降低在基板與透光構件之間傳播而到達第1受光部之測量光的雜訊光。 ＜2＞ 如＜1＞所述之結構體，其中遮光部在基板與透光構件之間並且在發光部與第1受光部之間的區域具有吸光構件，該吸光構件包含吸收雜訊光之材料。 ＜3＞ 如＜2＞所述之結構體，其中吸光構件具有設置於基板與傳播雜訊光之透光層之間之第1吸光構件、以及設置於透光層與透光構件之間之第2吸光構件中的至少一個。 ＜4＞ 如＜2＞或＜3＞所述之結構體，其中吸光構件的表面粗糙度Ra為50~500 nm。 ＜5＞ 如＜2＞至＜4＞中任一項所述之結構體，其中吸光構件位於第2受光部與透光構件之間。 ＜6＞ 如＜1＞至＜5＞中任一項所述之結構體，其中遮光部在基板與透光構件之間並且在發光部與第1受光部之間的區域具有雜訊光的防反射構件。 ＜7＞ 如＜6＞所述之結構體，其中防反射構件具有設置於基板與傳播雜訊光之透光層之間之第1防反射構件、以及設置於透光層與透光構件之間之第2防反射構件中的至少一個。 ＜8＞ 如＜6＞或＜7＞所述之結構體，其中防反射構件的表面粗糙度Ra為50~500 nm。 ＜9＞ 如＜6＞至＜8＞中任一項所述之結構體，其中防反射構件的整體的平均厚度為測量光的最大峰值波長的半波長的整數倍。 ＜10＞ 如＜6＞至＜9＞中任一項所述之結構體，其中防反射構件位於第2受光部與透光構件之間。 ＜11＞ 如＜1＞至＜10＞中任一項所述之結構體，其中遮光部具有填充構件，該填充構件與透光構件接觸並且填充基板與透光構件之間的空間， 透光構件的折射率與填充構件的折射率之差的絕對值為0.3以下。 ＜12＞ 如＜1＞至＜11＞中任一項所述之結構體，其中發光部與第2受光部相鄰。 ＜13＞ 如＜1＞至＜12＞中任一項所述之結構體，其中發光部的發光面與第2受光部的受光面藉由由透光材料構成之連接構件連接。 ＜14＞ 如＜1＞至＜13＞中任一項所述之結構體，其中發光部發出最大峰值波長850~1100 nm範圍內的光作為測量光。 ＜15＞ 如＜1＞至＜14＞中任一項所述之結構體，其中發光部、第1受光部及第2受光部的組合總數相對於基板的面積為1~10個/cm2 。 ＜16＞ 一種光學測量裝置，其具有＜1＞至＜15＞中任一項所述之結構體。 ＜17＞ 一種結構體之製造方法，其包括： 在基板的一側的表面上形成發出測量光之發光部、接收來自於測量光的對象物之反射光之第1受光部、及位於比第1受光部更靠近發光部的位置且接收測量光的一部分光作為參照光之第2受光部之製程； 相對於基板，以將發光部、第1受光部及第2受光部夾在中間的方式配置透射測量光之透光構件之製程；以及 形成降低在基板與透光構件之間傳播而到達第1受光部之測量光的雜訊光之遮光部之製程。 ＜18＞ 一種組成物，其用於形成＜1＞至＜15＞中任一項所述之結構體之遮光部。 ＜19＞ 如＜18＞所述之組成物，其係用於形成結構體中的吸光構件之組成物。 [發明效果]
藉由本發明的結構體，將測量裝置搭載於電子設備時，即使使用透光構件來進行封裝亦能夠降低雜訊。而且，藉由本發明的光學測量裝置能夠以高精確度進行測量。又，藉由本發明的結構體之製造方法能夠製造上述結構體。
以下，對本發明的主要實施形態進行說明。然而，本發明並不限定於所明示之實施形態。
本說明書中，使用如“~”的符號表示之數值範圍表示將記載於“~”的前後之數值分別作為下限值及上限值而包含之範圍。
本說明書中，“製程”這一術語不僅表示獨立的製程，而且表示只要能夠實現其製程的預期作用，則亦包括無法與其他製程明確區分之製程。
關於本說明書的基團(原子團)的標記，未標有經取代及未經取代之標記表示不僅包含不具有取代基者還包含具有取代基者。例如，簡單地記載為“烷基”之情況下，其表示包含不具有取代基之烷基(未經取代之烷基)及具有取代基之烷基(取代烷基)這兩者。
本說明書中，“曝光”只要沒有特別指定，則表示不僅包含使用光之描畫，而且還包含使用電子束、離子束等粒子射線之描畫。又，作為曝光中所使用之能量射線，一般而言，可以舉出水銀燈的明線光譜、以準分子雷射為代表之遠紫外線、極紫外線（EUV光）及X射線等光化射線、以及電子束及離子線等粒子射線。
本說明書中，“（甲基）丙烯酸酯”表示“丙烯酸酯”及“甲基丙烯酸酯”這兩者或者任一者，“（甲基）丙烯酸”表示“丙烯酸”及“甲基丙烯酸”這兩者或者任一者，“（甲基）丙烯醯基”表示“丙烯醯基”及“甲基丙烯醯基”這兩者或者任一者。
本說明書中，組成物中的固體成分表示除了溶劑以外的其他成分，組成物中的固體成分的濃度由除了溶劑以外的其他成分相對於其組成物的總質量的質量百分率來表示。
本說明書中，只要沒有特別敘述，則溫度設為23℃。
本說明書中，關於重量平均分子量（Mw）及數量平均分子量（Mn），只要沒有特別敘述，則依據凝膠滲透層析法（GPC測量），表示為聚苯乙烯換算值。該重量平均分子量（Mw）及數量平均分子量（Mn）例如，能夠藉由使用HLC-8220（TOSOH CORPORATION製），且作為管柱使用保護管柱HZ-L、TSKgel Super HZM-M、TSKgel Super HZ4000、TSKgel Super HZ3000及TSKgel Super HZ2000（TOSOH CORPORATION製）來求出。又，只要沒有特別敘述，則將THF（四氫呋喃）用作洗提液來進行測量。又，只要沒有特別敘述，則GPC測量時的檢測中使用UV線（紫外線）的波長為254 nm的檢測器。
本說明書中，關於構成積層體之各層的位置關係，當記載為“上”或“下”時，只要所關注的複數個層中在成為基準之層的上側或下側有其他層即可。亦即，在成為基準之層與上述其他層之間可以進一步隔著第3層或要素，並且作為基準之層與上述其他層無需接觸。又，只要沒有特別指定，則將相對於基材層疊有層之方向稱為“上”，或者，存在感光層之情況下，將從基材朝向感光層之方向稱為“上”，並且將其相反方向稱為“下”。另外，這種上下方向的設定係為了在本說明書中便於說明，在實際態樣中，本說明書中的“上”方向亦可以與垂直向上方向不同。
＜結構體的第1實施形態＞ 在下述中，參照附圖對本發明的結構體的實施形態進行說明，但本發明並不限定於此。另外，為了便於視覺識別，附圖中的各構成要件的縮尺等適當地與實際不同。
圖1A係示出第1實施形態之結構體11之概要剖面圖，圖1B係去除透光構件，從對象物側觀察圖1A的結構體11之概要圖。本實施形態中，結構體11係例如搭載於用於測量與對象物9之距離之測距感測器及用於識別對象物9表面的凹凸形狀之成像感測器等光學測量裝置之例子。
本發明的結構體具有：發光部，形成於該結構體中的基板的一側的表面上，並且發出測量光；第1受光部，形成於該一側的表面上，並且接收來自於測量光的對象物之反射光；第2受光部，在該一側的表面上位於比第1受光部更靠近發光部的位置，並且接收測量光的一部分光作為參照光；透光構件，相對於基板配置成將發光部、第1受光部及第2受光部夾在中間，並且透射測量光；以及遮光部，降低在基板與透光構件之間傳播而到達第1受光部之測量光的雜訊光。本說明書中，“基板的一側的表面上”表示，除了對象要素與基板直接接觸之情況以外，還包含隔著第3要素而形成於基板上之情況。又，本說明書中，“基板與透光構件之間”係指，將基板及透光構件分別朝向垂直於基板面之方向相互彼此投影之情況下，其投影範圍重疊之空間區域。本發明的結構體藉由具有上述結構而作為光檢測器發揮功能。
本實施形態中，具體而言，如圖1A及圖1B所示，結構體11具有基板3、發光部20、第1受光部31、第2受光部32、相當於本發明的連接構件之發光側透明構件41、受光側透明構件42及相當於遮光部之吸光構件50及透光構件7。
基板3例如係半導體晶圓、玻璃基板、樹脂基板、預浸體（將樹脂浸漬於纖維構件而成形之片材）等。通常，在該等基板上實施必要的配線。基板例如具有印刷配線基板及印刷電路基板等為較佳，可以為單層結構亦可以為積層結構。
發光部20具有用於出射測量光之發光元件。發光元件例如係LED（Light Emitting Diode：發光二極體）及LD（Laser Diode：雷射二極體）等，尤其，係作為LD的一種的VCSEL（Vertical Cavity Surface Emitting LASER：垂直空腔表面發光雷射）為較佳。發光元件可以為1個，亦可以為複數個。又，發光元件存在複數個之情況下，各元件可以為相同種類者，亦可以為發出不同波長的光之不同種類者。
測量光L1並無特別限定，例如，包含可見光或紅外線為較佳，包含近紅外線（波長700~1300 nm的光）為更佳，包含波長850及940 nm之光為進一步較佳。又，測量光的最大峰值波長在700~1300 nm的範圍內為較佳，850~1100 nm的範圍內為更佳。又，測量光可以實施強度調變、相位調變及脈波調變等調變。
第1受光部31及第2受光部32分別具有將所吸收之光能轉換為電訊號之受光元件。受光元件係例如，PD（Photodiode：光電二極管）等，其種類根據測量光的波長而適當地選擇。PD可以為1個，亦可以為複數個。又，亦能夠將CCD（Charge Coupled Device：電荷耦合裝置）、CMOS（Complementary metal-oxide-semiconductor：互補性金屬氧化半導體）及PDA（Photodiode Array：光二極體陣列）等影像感測器用作受光元件。如圖1A所示，第1受光部31及第2受光部32設置於形成於基板3的一側的表面上之受光部單元30。亦即，在圖1A及圖1B中示出之結構體11中，受光單元30中的一部分受光元件作為第1受光部31發揮功能，其他部分的受光元件作為第2受光部發揮功能。
第1受光部31主要發揮接收來自於對象物9的反射光L2的光之作用，第2受光部主要發揮接收測量光的一部分光來作為參照光L4之作用。從更正確地接收參照光之觀點考慮，第2受光部在基板的面內方向上位於比第1受光部更靠近發光部之位置，亦即，第2受光部與發光部之間的最短距離小於第1受光部與發光部之間的最短距離。而且，基於第1受光部中的反射光L2的受光訊息及第2受光部中的參照光L4的受光訊息來計算TOF法下的飛行時間，並且藉由公知的步驟來運算測量訊息（例如，測距感測器中的距離訊息及影像感測器中的影像訊息）。此時，參照光L4的受光訊息能夠用作用於確定測量光的出射時間之時序訊號及/或用於校正由溫度等環境條件引起之偏差之輔助訊號等。TOF法可以為直接的方法，亦可以為間接的方法，通常近距離測量之情況下使用間接TOF法。
圖1A及圖1B中，發光部20配置於距受光部單元30隔著間隔且相對於第1受光部31將第2受光部32夾在中間之位置。亦即，圖1A及圖1B中，發光部20配置於連接第1受光部31和第2受光部32之直線上，但本發明中，發光部20無需位於這種直線上。
又，圖1A及圖1B中示出了第1受光部31及第2受光部32作為受光部單元30而成為一體時之結構體11，但本發明並不限定於此。例如，第1受光部31和第2受光部32可以分體形成。進而，發光部20和第2受光部32可以一體地形成，發光部20與第2受光部32亦可以相鄰。這種情況下，更容易在第2受光部接收參照光L4。
發光部20的發光面與第2受光部32的受光面可以藉由由透光材料構成之連接構件連接。本說明書中，“透光”表示測量光的透射率為90%以上。圖1A中，發光側透明構件41以覆蓋發光部20的發光面和第2受光部32的受光面的方式形成，並且作為連接該等之本發明的連接構件發揮功能。藉由這種結構能夠有效地將參照光L4引導至第2受光部32，並且能夠獲得更正確的訊息。發光側透明構件41及受光側透明構件42分別發揮確保光的照射視場及受光視場等作用。發光側透明構件41及受光側透明構件42可以為具有半球等曲面之形狀。能夠使用於發光側透明構件41及受光側透明構件42之透光材料並無特別限定，例如係矽酮樹脂、丙烯酸樹脂、環氧樹脂及聚碳酸酯樹脂。
又，從調整測量光L1的指向性之觀點考慮，發光側透明構件41可以具有散射性。藉由以這種方式調整指向性，亦能夠調整第2受光部32中的受光量。例如，藉由將散射性的粒子混合於構成材料中，能夠向發光側透明構件41賦予散射性。
在1個結構體上，發光部20、第1受光部31及第2受光部32的組合或者發光部20及受光部單元30的組合總數相對於基板的面積為1~10個/cm2 為較佳。藉由將這種結構體搭載於光學測量裝置，具有可正確地進行距離測量之效果。
透光構件7係測量光L1的透射率為90%以上的構件。透光構件7例如包含玻璃及樹脂中的至少一種，並且具有平板形狀或透鏡形狀。透光構件7係例如蓋玻璃或透鏡，可以作為透射測量光L1之殼體的窗口部（亦即，結構體中的與外部氣體接觸之最外側的構件）發揮功能。透光構件7藉由周圍的支撐構件被支撐以與基板3、發光部20及受光部等以特定的間隔保持，並且位於與基板的表面對向且至少將發光部20、受光部31及32一體地夾在中間之位置。基板3與透光構件7的間隔（發光部與第1受光部之間的區域中的平均間隔）例如為5 μm以上且1.5 mm以下為較佳。該數值範圍的下限為10 μm以上為更佳，50 μm以上為進一步較佳。該數值範圍的上限為1 mm以下為更佳，900 μm以下為進一步較佳。基板3與透光構件7的間隔越小，則越增加雜訊光在基板3與透光構件7之間的反射次數，由於能夠增加後述之遮光部與雜訊光的相互作用次數，因此更容易提高雜訊光的降低效果。另外，本說明書中，“發光部與第1受光部之間的區域”係指，從垂直於基板面之方向觀察發光部及第1受光部之視點下，與連接發光部與第1受光部之任意線段中的至少一部分的線段重疊之空間區域。
遮光部具有利用吸收雜訊光L3或防止雜訊光L3的反射或促進對測量光L1的透光構件之透射等作用來降低從位於基板3與透光構件7之間之透光層60傳播到第1受光部31之雜訊光L3之材料、形狀及結構等。藉由具有該遮光部而能夠比未設置遮光部之情況更降低雜訊光L3，並且能夠以高精確度進行測量。另外，本說明書中，“透光層”係指，從發光部通過第1受光部之光路中，藉由透光構件劃分之光路。尤其，如前所述，發光側透明構件41具有散射性之情況下，這種雜訊光L3的影響增加。因此，這種情況下，能夠降低雜訊光L3之本發明特別有用。
遮光部至少存在於發光部20與第1受光部31之間之區域為較佳。遮光部藉由存在於發光部與第1受光部之間之區域能夠有效地降低雜訊光。
圖1A中，遮光部具有吸光構件50，該吸光構件50例如設置於基板3與透光構件7之間且發光部20與第1受光部31之間的區域且包含吸收雜訊光L3之材料。遮光部具有這種吸光構件之情況下，雜訊光L3藉由在基板3與透光構件7之間傳播之過程中被吸收，從而降低基於第1受光部31之雜訊光的受光量。
吸光構件50係厚度為5 μm時，對測量光L1的吸收係數為0.4以上之構件。吸收係數由下式計算。 A=log10 （I0 /I） A：吸收係數、I0 ：入射光強度、I：透射光強度
吸光構件50例如能夠由含有樹脂及光吸收劑之組成物構成。
樹脂以將光吸收劑分散於組成物中之用途或黏合劑的用途來進行摻合。作為樹脂，並無特別限定，可以舉出（甲基）丙烯酸樹脂、環氧樹脂、烯-硫醇樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醚樹脂、聚芳酯樹脂、聚碸樹脂、聚醚碸樹脂、聚苯樹脂、聚伸芳基醚氧化膦樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、聚苯并㗁唑樹脂、聚烯烴樹脂、環狀烯烴樹脂、聚酯樹脂、苯乙烯樹脂等。該等樹脂中可以單獨使用1種，亦可以將2種以上混合使用。
樹脂包含聚醯亞胺樹脂及聚苯并㗁唑樹脂中的至少一種為較佳。聚醯亞胺樹脂及聚苯并㗁唑樹脂分別藉由在鹼產生劑的存在下進行紫外線照射或加熱，從而將聚醯亞胺前驅物及聚苯并㗁唑前驅物進行環化來形成。
作為聚醯亞胺前驅物包含下述式（1）所表示之構成單元為較佳。藉由這種構成，可獲得膜強度更優異之組成物。 [化1]
A1 及A2 分別獨立地表示氧原子或NH，R111 表示2價的有機基團，R115 表示4價的有機基團，R113 及R114 分別獨立地表示氫原子或1價的有機基團。
A1 及A2 分別獨立地係氧原子或NH，氧原子為較佳。
R111 表示2價的有機基團。作為2價的有機基團，例示出直鏈或支鏈脂肪族基、環狀脂肪族基及芳香族基、雜芳香族基、或包含該等組合之基團，碳數2~20的直鏈脂肪族基、碳數3~20的支鏈脂肪族基、碳數3~20的環狀脂肪族基、碳數6~20的芳香族基、或包含該等組合之基團為較佳，碳數6~20的芳香族基為更佳。 式（1）中的R115 表示4價的有機基團。作為4價的有機基團，包含芳香環之基團為較佳，下述式（5）或式（6）所表示之基團為更佳。
[化2]
R112 與A的含義相同，較佳範圍亦相同。
式（1）中的R115 所表示之4價的有機基團具體地可以舉出從四羧酸二酐去除酸二酐基之後殘留的四羧酸殘基等。四羧酸二酐可以僅使用1種，亦可以使用2種以上。
式（1）中的R113 及R114 分別獨立地表示氫原子或1價的有機基團。R113 及R114 中的至少一者包含自由基聚合性基團為較佳，兩者均包含自由基聚合性基團為更佳。作為自由基聚合性基團可以舉出能夠藉由自由基的作用而進行交聯反應且作為較佳例具有乙烯性不飽和鍵之基團。
作為具有乙烯性不飽和鍵之基團，可以舉出乙烯基、烯丙基、（甲基）丙烯醯基、下述式（III）所表示之基團等。
[化3]
式（III）中，R200 表示氫原子或甲基，甲基為更佳。
式（III）中，R201 表示碳數2~12的伸烷基、-CH2 CH(OH)CH2 -或碳數4~30的（聚）氧伸烷基（作為伸烷基，碳數1~12為較佳，1~6為更佳，1~3為特佳；重複數為1~12為較佳，1~6為更佳，1~3為特佳）。另外，（聚）氧伸烷基表示氧伸烷基或聚氧伸烷基。
聚醯亞胺前驅物的重量平均分子量（Mw）較佳為2000~500000，更佳為5000~100000，進一步較佳為10000~50000。又，數量平均分子量（Mn）較佳為800~250000，更佳為2000~50000，進一步較佳為4000~25000。
聚醯亞胺前驅物的分子量的分散度為1.5~3.5為較佳，2~3為更佳。
聚醯亞胺前驅物藉由使二羧酸或二羧酸衍生物與二胺進行反應而獲得。較佳為使用鹵化劑將二羧酸或二羧酸衍生物鹵化之後與二胺進行反應而獲得。
聚醯亞胺前驅物之製造方法中，反應時使用有機溶劑為較佳。有機溶劑可以為1種，亦可以為2種以上。作為有機溶劑，能夠依原料而適當地確定，可例示出吡啶、二乙二醇二甲醚（二甘二甲醚）、N-甲基吡咯啶酮及N-乙基吡咯啶酮。
聚苯并㗁唑前驅物包含下述式（2）所表示之構成單元為較佳。 [化4]
R121 表示2價的有機基團，R122 表示4價的有機基團，R123 及R124 分別獨立地表示氫原子或1價的有機基團。
R121 表示2價的有機基團。作為2價的有機基團，包含脂肪族基（碳數1~24為較佳，1~12為更佳，1~6為特佳）及芳香族基（碳數6~22為較佳，6~14為更佳，6~12為特佳）中的至少一者之基團為較佳。作為構成R121 之芳香族基，可以舉出上述式（1）的R111 的例子。作為上述脂肪族基，直鏈的脂肪族基為較佳。R121 來自於4,4’-氧代二苯甲醯氯為較佳。
式（2）中，R122 表示4價的有機基團。作為4價的有機基團，與上述式（1）中的R115 的含義相同，較佳範圍亦相同。R122 來自於2,2’-雙（3-胺基-4-羥基苯基）六氟丙烷為較佳。
R123 及R124 分別獨立地表示氫原子或1價的有機基團，與上述式（1）中的R113 及R114 的含義相同，較佳範圍亦相同。
樹脂的重量平均分子量（Mw）為2000~2000000為較佳。該數值範圍的下限為3000以上為更佳，5000以上為進一步較佳。該數值範圍的上限為1000000以下為更佳，500000以下為進一步較佳。樹脂的含量相對於使用於吸光構件50之組成物中的總固體成分為1~50質量%為較佳。該數值範圍的下限為3質量%以上為更佳，5質量%以上為進一步較佳，10質量%以上為特佳。該數值範圍的上限為40質量%以下為更佳，30質量%以下為進一步較佳。使用2種以上樹脂之情況下，其合計含量在上述範圍內為較佳。
光吸收劑只要係在包含測量光的波長之波長範圍內具有吸收特性之材料，則並無特別限定。光吸收劑包含相對於測量光的最大峰值波長之莫耳吸光係數高之化合物為較佳。光吸收劑可以為顏料，亦可以為染料，又，亦可以為有機材料、無機材料及有機-無機混合材料中的任一種。
光吸收劑含有近紅外線吸收化合物為尤佳，近紅外線吸收化合物係在波長700~1300 nm的範圍具有極大吸收波長之化合物為較佳。“在波長700~1300 nm的範圍具有極大吸收波長”表示在近紅外線吸收化合物的溶液中的吸收光譜中，在波長700~1300 nm的範圍具有顯示最大吸光度之波長。在該吸收光譜的測量中，原則上測量溶劑為氯仿，不溶解於氯仿之化合物之情況下，使用甲醇，在不溶解於氯仿及甲醇中的任一種之化合物之情況下，使用二甲基亞碸。而且，在不能夠使用優先級高之上述溶劑之情況下，作為溶劑而採用乙酸乙酯，若乙酸乙酯亦無法使用之情況下，採用四氫呋喃。
近紅外線吸收化合物係選自吡咯并吡咯化合物、花青化合物、方酸菁化合物、酞菁化合物、萘酞菁化合物、四萘嵌三苯化合物、部花青化合物、克酮鎓化合物、氧雜菁化合物、二亞胺化合物、二硫醇化合物、三芳基甲烷化合物、吡咯亞甲基化合物、甲亞胺化合物、蒽醌化合物及二苯并呋喃酮化合物中的至少一種為較佳，選自吡咯并吡咯化合物、花青化合物、方酸菁化合物、酞菁化合物、萘酞菁化合物及二亞胺化合物中的至少一種為更佳，選自吡咯并吡咯化合物、花青化合物及方酸菁化合物中的至少一種為進一步較佳，吡咯并吡咯化合物為特佳。
本發明中，作為近紅外線吸收化合物，亦能夠使用市售品。例如，可以舉出SDO-C33（ARIMOTO CHEMICAL CO.,LTD.製）、EEX Color IR-14、EEX Color IR-10A、EEX Color TX-EX-801B、EEX Color TX-EX-805K（NIPPON SHOKUBAI CO.,LTD.製）、Shigenox NIA-8041、Shigenox NIA-8042、Shigenox NIA-814、Shigenox NIA-820、Shigenox NIA-839（HAKKO Corporation製）、Epolite V-63、Epolight 3801、Epolight 3036（EPOLIN公司製）、PRO-JET825LDI（Fujifilm Corporation製）、NK-3027、NK-5060（HAYASHIBARA CO., LTD.製）、YKR-3070（Mitsui Chemicals, Inc.製）等。
作為近紅外線吸收化合物，亦能夠使用無機粒子。無機粒子的形狀並無特別限定，與球形、非球形無關地，亦可以為片狀、線狀、軟管狀。無機粒子係金屬氧化物粒子或金屬粒子為較佳。作為金屬氧化物粒子，例如，可以舉出氧化銦錫(ITO)粒子、氧化銻錫(ATO)粒子、氧化鋅(ZnO)粒子、Al摻雜氧化鋅(Al摻雜ZnO)粒子、氟摻雜二酸化錫(F摻雜SnO2 )粒子、鈮摻雜二氧化鈦(Nb摻雜TiO2 )粒子等。作為金屬粒子，例如，可以舉出銀(Ag)粒子、金(Au)粒子、銅(Cu)粒子、鎳(Ni)粒子等。又，作為無機粒子，亦能夠使用氧化鎢系化合物。氧化鎢系化合物係氧化銫鎢為較佳。進而，近紅外線吸收化合物亦能夠使用碳黑或鈦黑。
光吸收劑的含量相對於構成吸光構件50之組成物中的總固體成分為1~30質量%為較佳。該數值範圍的下限為3質量%以上為更佳，5質量%以上為進一步較佳。該數值範圍的上限為20質量%以下為更佳，10質量%以下為進一步較佳。使用2種以上的近紅外線吸收化合物之情況下，其合計含量在上述範圍內為較佳。
構成吸光構件50之組成物亦能夠含有除此以外之聚合性化合物、聚合起始劑、聚合抑制劑、密接促進劑、抗氧化劑及凝聚抑制劑等其他的化合物。
作為聚合性化合物，可以舉出具有乙烯性不飽和基（含有乙烯性不飽和鍵之基團）之化合物等。作為乙烯性不飽和基，可以舉出乙烯基、（甲基）烯丙基、（甲基）丙烯醯基等。聚合性化合物係能夠藉由自由基而聚合之化合物（自由基聚合性化合物）為較佳。聚合性化合物係包含3個以上的乙烯性不飽和基之化合物為較佳，包含4個以上的乙烯性不飽和基之化合物為更佳。依該態樣，基於曝光之硬化性組成物的硬化性良好。從組成物的經時穩定性的觀點考慮，乙烯性不飽和基的數量的上限為15個以下為較佳，10個以下為更佳，6個以下為進一步較佳。又，聚合性化合物係3官能以上的（甲基）丙烯酸酯化合物為較佳，3~15官能的（甲基）丙烯酸酯化合物為更佳，3~10官能的（甲基）丙烯酸酯化合物為進一步較佳，3~6官能的（甲基）丙烯酸酯化合物為特佳。聚合性化合物的分子量為100~2000為較佳。該數值範圍的下限為150以上為更佳，250以上為進一步較佳。該數值範圍的上限為1500以下為更佳，1000以下為進一步較佳。
聚合性化合物的含量相對於構成吸光構件50之組成物中的總固體成分為5.0~35質量%為較佳。該數值範圍的下限為7.5質量%以上為更佳，10質量%以上為進一步較佳。該數值範圍的上限為30質量%以下為更佳，25質量%以下為進一步較佳。使用2種以上的聚合性化合物之情況下，其合計含量在上述範圍內為較佳。
聚合起始劑能夠含有熱聚合起始劑及光聚合起始劑中的任一種，包含光聚合起始劑為較佳。作為光聚合起始劑，可以舉出鹵化烴衍生物（例如，具有三口井骨架之化合物、具有㗁二唑骨架之化合物等）、醯基膦氧化物等醯基膦化合物、六芳基雙咪唑化合物、肟衍生物等肟化合物、有機過氧化物、硫化合物、酮化合物、芳香族鎓鹽、酮肟醚化合物、胺基烷基苯甲酮化合物、羥基烷基苯甲酮化合物及苯乙醛酸酯化合物等。
光聚合起始劑的含量相對於構成吸光構件50之組成物中的總固體成分為5~15質量%為較佳。從組成物的經時穩定性的觀點考慮，該數值範圍的下限為6質量%以上為更佳，7質量%以上為進一步較佳，8質量%以上為特佳。又，從顯影後的圖案的微細化的觀點考慮，該數值範圍的上限為14.5質量%以下為更佳，14.0質量%以下為進一步較佳，13.0質量%以下為特佳。使用2種以上的光聚合起始劑之情況下，其合計含量在上述範圍內為較佳。
能夠藉由塗佈如上所述之固體成分混合於溶劑中之組成物並進行乾燥、硬化來形成吸光構件50。又，吸光構件50在不妨礙出射測量光L1之範圍內形成為較佳，依需要亦可以用光微影法等對塗佈後的膜狀組成物實施圖案化。
吸光構件50的厚度（發光部與第1受光部之間的區域中的平均厚度）為100~15000 nm為較佳。該數值範圍的下限為300 nm以上為更佳，500 nm以上為進一步較佳。該數值範圍的上限為12000 nm以下為更佳，10000 nm以下為進一步較佳。又，吸光構件50與透光構件7的間隔（發光部與第1受光部之間的區域中的平均間隔）為10 μm~1 mm為較佳。該數值範圍的下限為50 μm以上為更佳，100 μm以上為進一步較佳。該數值範圍的上限為900 μm以下為更佳，800 μm以下為進一步較佳。
圖1A中，吸光構件50設置於基板3與傳播雜訊光L3之透光層60之間。透光層60係在基板3與透光構件7之間，成為雜訊光L3的傳播光路之部分，尤其在本實施形態中，係基板3與透光構件7之間的空間。然而，吸光構件只要具有設置於基板3與傳播雜訊光之透光層60之間之第1吸光構件（相當於上述吸光構件50。）以及設置於透光層60與透光構件7之間之第2吸光構件中的至少一個即可。
例如，圖2係示出在圖1A及圖1B中示出之第1實施形態的變形例之概要剖面圖。如圖2所示，結構體12能夠單獨具有設置於透光層60與透光構件7之間之、亦即形成於透光構件7的基板3側的表面之第2吸光構件51，或者同時具有第2吸光構件51和吸光構件50。第2吸光構件51位於不妨礙出射測量光L1及入射反射光L2之範圍內為較佳，又，存在於發光部20與第1受光部31之間之區域為較佳。第2吸光構件51的構成材料及形成方法與吸光構件50的情況相同。
第2吸光構件51的厚度（發光部與第1受光部之間的區域中的平均厚度）為100~15000 nm為較佳。該數值範圍的下限為300 nm以上為更佳，500 nm以上為進一步較佳。又，該數值範圍的上限為12000 nm以下為更佳，10000 nm以下為進一步較佳。又，具有第1吸光構件和第2吸光構件這兩者之情況下，第1吸光構件與第2吸光構件的間隔（發光部與第1受光部之間的區域中的平均間隔）為500 nm~1000 μm為較佳。該數值範圍的下限為800 nm以上為更佳，1000 nm以上為進一步較佳。該數值範圍的上限為800 μm以下為更佳，500 μm以下為進一步較佳。
進而，吸光構件50等的遮光部存在於基板3與透光構件7之間且第2受光部32與透光構件7之間亦較佳。本說明書中，“第2受光部與透光構件之間”係指，將第2受光部及透光構件分別朝向垂直於基板面之方向彼此投影之情況下，其投影範圍重疊之空間區域。藉由遮光部存在於第2受光部與透光構件之間，能夠抑制接收基於第2受光部32之雜訊光L3或環境光，從而能夠更正確地進行測量。例如，圖1A中，吸光構件50具有存在於第2受光部32與透光構件7之間之覆蓋部50a。覆蓋部50a在不妨礙接收參照光L4之範圍內設置為較佳，例如，覆蓋部50a與第2受光部32的間隔（第2受光部與透光構件之間的平均間隔）為1~100 μm為較佳。該數值範圍的下限為5 μm以上為更佳，10 μm以上為進一步較佳。該數值範圍的上限為80 μm以下為更佳，50 μm以下為進一步較佳。若覆蓋部50a與第2受光部32的間隔在上述範圍內，則在第2受光部32中，能夠一邊確保參照光L4的充分的受光量，一邊抑制接收雜訊光L3或環境光。
又，吸光構件50等的遮光部中，與透光層60接觸之表面的表面粗糙度（算術平均粗糙度：Ra）為50~500 nm為較佳。該數值範圍的下限為100 nm以上為更佳，200 nm以上為進一步較佳。該數值範圍的上限為400 nm以下為更佳，300 nm以下為進一步較佳。若上述表面的表面粗糙度在上述範圍內，則使雜訊光L3散射之效果或將雜訊光L3引入遮光部內之效果增加，從而能夠有效地降低第1受光部31中的雜訊光L3的受光量。
例如，圖3係示出在圖1A及圖1B中示出之第1實施形態的其他變形例之概要剖面圖。如圖3所示，結構體13能夠具有：第1吸光構件52，設置於基板3與透光層60之間，並且在與透光層60接觸之表面上具有特定的表面粗糙度；以及第2吸光構件53，設置於透光層60與透光構件7之間，並且在與透光層60接觸之表面具有特定的表面粗糙度。又，具有這種表面粗糙度之吸光構件可以僅為第1吸光構件52及第2吸光構件53中的任意者。進而，具有表面粗糙度之範圍可以為吸光構件的表面整體，亦可以僅為一部分。
＜結構體的第2實施形態＞ 接著，對本發明的結構體的第2實施形態進行說明。圖4係示出第2實施形態之結構體14之概要剖面圖。關於本實施形態，在結構體中，遮光部具有設置於基板與透光構件之間且發光部與第1受光部之間之區域之、防止雜訊光的反射之構件之情況。因此，本實施形態中，由於尤其遮光部的結構不同之方面與第1實施形態不同，因此在本實施形態中，若沒有特別需要，則省略關於與第1實施形態相同之構成要件的詳細說明。
如圖4所示，本實施形態之結構體14具有基板3、發光部20、第1受光部31、第2受光部32、相當於本發明中的連接構件之發光側透明構件41、受光側透明構件42、樹脂層45、作為遮光部之防反射構件54及55、以及透光構件7。
基板3、發光部20、第1受光部31、第2受光部32、發光側透明構件41、受光側透明構件42及透光構件7與在第1實施形態中說明者相同。
樹脂層45係成為防反射構件54的基底之層，發揮確保基板3與防反射構件54的間隔之功能。一般而言，防反射構件中，結構上的尺寸及形狀對防反射功能的影響很大，由於可充分發揮防反射功能之尺寸及形狀的範圍受到限制，因此防反射構件的厚度的調整範圍狹窄。另一方面，從增加遮光部與雜訊光的相互作用次數之觀點考慮，防反射構件54與透光構件7的間隔小為較佳。因此，藉由隔著樹脂層45來確保防反射構件54距基板3的高度。進而，從相同的原因考慮，為了確保防反射構件55與透光構件7的間隔，在防反射構件55與透光構件7之間設置相同的樹脂層，亦即，可以隔著樹脂層而將防反射構件55形成於透光構件7的基板側表面上。
另外，在能夠僅由防反射構件54來確保充分的厚度之情況下，亦即，能夠使防反射構件54與透光構件7的間隔成為充分小之情況下，無需樹脂層45。又，在基板3與防反射構件54之間，作為密接層或平坦化層等，可以為除了樹脂層45以外還存在由無機材料構成之層或者單獨地存在由無機材料構成之層。
樹脂層45能夠包含在半導體領域一般能夠使用之樹脂。作為這種樹脂，可以舉出（甲基）丙烯酸樹脂、環氧樹脂、烯-硫醇樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醚樹脂、聚芳酯樹脂、聚碸樹脂、聚醚碸樹脂、聚苯樹脂、聚伸芳基醚氧化膦樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、聚苯并㗁唑樹脂、聚烯烴樹脂、環狀烯烴樹脂、聚酯樹脂、苯乙烯樹脂等。可以在該等樹脂中單獨使用1種，亦可以混合使用2種以上。
樹脂的重量平均分子量（Mw）為2000~2000000為較佳。該數值範圍的下限為3000以上為更佳，5000以上為進一步較佳。該數值範圍的上限為1000000以下為更佳，500000以下為進一步較佳。
又，樹脂層45能夠設為第1實施形態中說明之吸光構件，亦即，亦能夠以將防反射構件54形成於吸光構件50上之態樣併用防反射構件和吸光構件。藉此，能夠由基底的吸光構件吸收透射防反射構件54之一部分光，從而能夠有效地降低雜訊光L3。進而，關於防反射構件55亦同樣地，可以在不阻礙測量光L1的透射之範圍內，隔著吸光構件將防反射構件55形成於透光構件7的基板側的表面上。
防反射構件具有設置於基板3與透光層60之間之第1防反射構件以及設置於透光層60與透光構件7之間之第2防反射構件中的至少一個為較佳。例如，圖4中的符號54相當於第1防反射構件，符號55相當於第2防反射構件。又，防反射構件可以位於透光構件7的對象物9側的表面。
防反射構件54及55具有防反射膜為較佳。防反射膜可以為單層膜亦可以為積層膜。防反射膜為積層膜之情況下，使用交替地積層高折射率材料層和低折射率材料層之電介質多層膜為較佳。作為構成高折射率材料層之材料，能夠使用折射率為1.7以上的材料，選擇折射率的範圍通常為1.7~2.5之材料。本說明書中，“折射率”係指，相對於波長850 nm的光的折射率。構成高折射率材料層之材料例如為含有無機元素(例如，Si、Ti、Zn、Zr、La、Y，In、Sn、Nb、Ta、Sb及Al)中的至少一種氧化物、氧化氮化物及氮化物等為較佳。而且，構成高折射率材料層之材料尤其為氧化鈦、氧化鋅、氧化鋯、氧化鑭、氧化釔、氧化銦、氧化鈮、氧化銻及氧化錫等氧化物、氮化矽等氮化物、上述氧化物與上述氮化物的混合物、以及在該等化合物中摻雜了鋁或銅等金屬而成之化合物(例如，錫摻雜氧化銦(ITO)、銻摻雜氧化錫(ATO))等為更佳。作為構成低折射率材料層之材料，能夠使用折射率為1.6以下之材料，選擇折射率的範圍通常為1.2~1.6的材料。作為構成低折射率材料層之材料，例如，可以舉出二氧化矽(氧化矽)、氧化鋁、氟化鑭、氟化鎂、氟鋁酸鈉等。又，防反射膜為單層膜之情況下，適當地選擇折射率為1.2~2.5之上述材料，層的厚度可以根據測量光來調整。
更具體而言，防反射膜能夠設為折射率為1.4以下的氟化鎂的單層膜。或者，防反射膜亦能夠設為將使用了氧化鈦、氧化鋅、氧化鋯、氧化銦及氮化矽等之折射率約為1.6~2.4之高折射率材料層和使用了氧化矽之折射率約為1.46之低折射率材料層進行積層之積層膜。
為了獲得優異的防反射性能，構成防反射膜之各層的平均厚度為測量光的最大峰值波長的半波長的整數倍為較佳。本發明中，將從該半波長的整數倍的值的±100 nm的範圍內的值作為“整數倍”。進而，構成防反射膜之各層的平均厚度為20~300 nm為較佳。該數值範圍的下限為30 nm以上為更佳，50 nm以上為進一步較佳。該數值範圍的上限為250 nm以下為更佳，200 nm以下為進一步較佳。而且，防反射膜的整體的平均厚度例如為0.1~20 μm為較佳。該數值範圍的下限為0.5 μm以上為更佳，1 μm以上為進一步較佳。該數值範圍的上限為15 μm以下為更佳，10 μm以下為進一步較佳。積層膜的情況下，積層數為3~100為較佳。該數值範圍的下限為5以上為更佳，10以上為進一步較佳。該數值範圍的上限為80以下為更佳，50以下為進一步較佳。
又，防反射構件54及55具有蛾眼結構亦較佳。蛾眼結構係具有錐形突起的微小排列之結構，由於有效折射率在厚度方向上連續地變化，因此能夠抑制比突起排列的間隔（突起頂點彼此的平均間隔）更長的波長的光之表面反射率。這種蛾眼結構例如能夠藉由與能夠使用於前述發光側透明構件等之透光材料相同之材料之模具成形等來形成。
突起排列的間隔為20~500 nm為較佳。該數值範圍的下限為30 nm以上為更佳，50 nm以上為進一步較佳。該數值範圍的上限為400 nm以下為更佳，300 nm以下為進一步較佳。又，突起排列的高度（各突起高度的平均高度）為100~3000 nm為較佳。該數值範圍的下限為150 nm以上為更佳，200 nm以上為進一步較佳。該數值範圍的上限為2000 nm以下為更佳，1500 nm以下為進一步較佳。
第1防反射構件54及第2防反射構件55的間隔（發光部與第1受光部之間的區域中的平均間隔）為10 μm~1 mm為較佳。該數值範圍的下限為50 μm以上為更佳，100 μm以上為進一步較佳。該數值範圍的上限為900 μm以下為更佳，800 μm以下為進一步較佳。另外，防反射構件具有蛾眼結構之情況下，將突起的末端作為間隔的基準。即使僅具有第1防反射構件及第2防反射構件中的任一種之情況下，與防反射構件對向之面（透光構件7、樹脂層45、受光部或者基板3等的表面）的較佳間隔亦與具有兩者的防反射構件時之上述範圍相同。
又，防反射構件中，如前所述，與透光層60接觸之表面具有上述特定的表面粗糙度Ra亦較佳。進而，防反射構件與上述吸光構件同樣地，位於第2受光部32與透光構件7之間亦較佳。例如，圖4中，防反射構件54具有存在於第2受光部32與透光構件7之間之覆蓋部54a。
進而，遮光部併用在第1實施形態中說明之第1吸光構件50及第2吸光構件51中的至少一個及上述防反射構件亦較佳。
例如，圖5係示出在圖4中示出之第2實施形態的變形例之概要剖面圖。如圖5所示，結構體15能夠具有設置於基板3與透光層60之間之第1吸光構件50及設置於透光層60與透光構件7之間之第2防反射構件55。第1吸光構件50與第2防反射構件55的間隔（發光部與第1受光部之間的區域中的平均間隔）為10 μm~1 mm為較佳。該數值範圍的下限為50 μm以上為更佳，100 μm以上為進一步較佳。該數值範圍的上限為900 μm以下為更佳，800 μm以下為進一步較佳。
結構體15在透光構件7的對象物側表面上具有與第2防反射構件55相同之防反射膜。藉此，抑制在透光構件7的對象物側表面上的測量光的反射而能夠抑制雜訊訊號的發生，從而更加提高測量精確度。又，在結構體15中，吸光構件50亦可以具有特定的表面粗糙度。
＜結構體的第3實施形態＞ 接著，對本發明的結構體的第3實施形態進行說明。圖6係示出第3實施形態之結構體16之概要剖面圖。本實施形態為在結構體16中，遮光部在透光層60內具有用於整合透光構件7的基板3側的表面的折射率之填充構件61之情況。因此，本實施形態中，尤其在遮光部的結構不同之方面與第1及第2實施形態不同，因此在本實施形態中，若沒有特別需要，則省略關於與第1及第2實施形態相同之構成要件的詳細說明。
如圖6所示，本實施形態之結構體16具有基板3、發光部20、第1受光部31、第2受光部32、發光側透明構件41、受光側透明構件42、樹脂層45、填充構件61及透光構件7。
基板3、發光部20、第1受光部31、第2受光部32、發光側透明構件41、受光側透明構件42及透光構件7與在第1實施形態中說明者相同。
又，樹脂層45與在第2實施形態中說明者相同。其中，在本實施形態中，樹脂層45的厚度並無特別限定。又，將樹脂層45替換為第1實施形態中的吸光構件亦較佳。
填充構件61係與透光構件的折射率差的絕對值為0.3以下，並且係填充基板3與透光構件7之間之空間之構件。填充構件61包含例如具有從透光構件7的構成材料的折射率的±0.3的範圍內的折射率之透光材料。藉由這種結構，透光構件7的基板側表面附近的折射率得到整合，該表面上的測量光L1的透射特性得到促進，從而雜訊光L3的發生得到抑制。其結果，提高測量精確度。又，結構體16具有包含與填充構件61相同的材料並且整合透光構件7的對象物側表面附近的折射率之整合層62亦較佳。
填充構件61及整合層62中所使用之透光材料的折射率為1.38~1.58為較佳。該數值範圍的下限為1.40以上為更佳，1.42以上為進一步較佳。該數值範圍的上限為1.54以下為更佳，1.52以下為進一步較佳。作為透光材料，例如，可以舉出玻璃。
＜結構體的進一步的變形例＞ 如上所述，遮光部具有： （1）吸光構件，設置於基板與透光構件之間且發光部與第1受光部之間之區域並且包含吸收雜訊光之材料； （2）防反射構件，設置於基板與透光構件之間且發光部與第1受光部之間之區域並且防止雜訊光的反射；以及 （3）填充構件，整合透光構件的基板側的表面的折射率； 中的任一個為較佳。進而，遮光部具有上述吸光構件、上述防反射構件及上述填充構件中的任意兩個以上亦較佳，亦能夠具有所有這些。具有這些中的全部之情況係指，例如，在圖5所示之結構體15中，諸如用填充構件來填充空間亦即透光層60之情況。
＜結構體之製造方法的實施形態＞ 圖7係示出本發明的結構體之製造方法的實施形態之概要剖面圖。作為一例，以製造圖1中示出之結構體11之情況為基準進行說明。
本發明的結構體之製造方法包括：在基板的一側的表面上形成發出測量光之發光部、接收來自於測量光的對象物之反射光之第1受光部、及位於比第1受光部更靠近發光部的位置且接收測量光的一部分光作為參照光之第2受光部之製程；相對於基板，以將發光部、第1受光部及第2受光部夾在中間的方式配置透射測量光之透光構件之製程；以及形成降低在基板與透光構件之間傳播而到達第1受光部之測量光的雜訊光之遮光部之製程。作為一例，如下所述。
如圖7A所示，首先，藉由銀糊料等導電性黏合劑，發光部20及半導體芯片結構的受光部單元30被固晶（Die bond）於基板3的表面上。而且，在發光部20和受光部單元30各自的焊盤部與基板3的焊盤部藉由金線等進行引線接合而被電連接。
接著，如圖7B所示，矽酮樹脂等透光材料藉由點膠機等材料供給部（未圖示）而被灌注於特定的位置，從而形成發光側透明構件41及受光側透明構件42。此時，藉由移動材料供給部，以覆蓋發光部20的發光面和第2受光部32的受光面之方式形成發光側透明構件41。為了防止所灌注之透光材料藉由重力或振動而從特定的位置擴散，只要將紫外線硬化型樹脂或熱硬化型樹脂用作透光材料，並且在灌注之後照射紫外線或進行加熱來進行半硬化之後用烘箱等將其完全硬化即可。又，透光材料的塗佈量能夠藉由來自於材料供給部的供給量來控制。
接著，藉由塗佈含有光吸收劑和樹脂等之組成物並進行乾燥、硬化來形成如圖7C所示之吸光構件50。在形成吸光構件50時，為了成形而可以使用模具，亦可以實施基於光微影法之圖案化。又，吸光構件50的厚度被調整為確保發光側透明構件41及受光側透明構件42的光學窗之範圍。又，在吸光構件50的表面上設置特定的表面粗糙度或形成上述第1防反射構件之情況下，在此階段，在保護光學窗之後，實施蝕刻或實施上述防反射構件的形成製程。
接著，如圖7D所示，藉由將包含透光構件7等之殼體（未圖示）安裝於該附原件之基板而獲得本發明的結構體11。將透光構件7表面的第2吸光構件及/或第2防反射構件用作遮光部之情況下，只要預先準備形成有第2吸光構件及/或第2防反射構件之透光構件7即可。又，作為遮光部，使用上述填充構件之情況下，在安裝殼體之前供給透光材料為較佳。
在此，在圖7A~圖7D中示出之製程中，示出了在1個基板上形成有1個結構體之圖，但本發明並不限定於此。亦即，亦可以在1個基板上以格子狀形成複數個結構體，並且藉由切割切去如在圖7D的階段中所獲得之各結構體。
＜光學測量裝置＞ 本發明的光學測量裝置具有前述之本發明的結構體。本發明的光學測量裝置如上所述，例如，能夠應用於測距感測器及成像感測器中。除此以外，本發明的光學測量裝置亦能夠應用於動作感測器等中。 [實施例]
以下，舉出實施例對本發明進行進一步具體的說明。以下實施例中所示之材料、使用量、比例、處理內容及處理步驟等只要不脫離本發明的宗旨，則能夠適當地進行變更。故，本發明的範圍並不限定於以下所示之具體例。關於“份”，“%”，只要沒有特別敘述，則為質量基準。
實施例中使用之材料為如下所述。各實施例中，以下表的成分及質量比來混合材料而獲得了感光性樹脂組成物。實施例1~2、4~5中，使用了以表中分別示出之質量比來混合而成之混合溶劑。
（A）聚合物前驅物 A-1：下述合成例1中製造之聚合物前驅物 A-2：下述合成例2中製造之聚合物前驅物
＜合成例1＞ [由均苯四甲酸二酐、甲基丙烯酸2-羥基乙酯及4,4’-二胺基-2,2’-雙（三氟甲基）聯苯來合成聚醯亞胺前驅物A-1] 將13.9 g的均苯四甲酸二酐、17.0 g的甲基丙烯酸2-羥基乙酯、22.9 g的吡啶、2 mg的水及250 mL的二甘二甲醚進行混合，並在60℃的溫度下攪拌4小時，製造了均苯四甲酸二酐和甲基丙烯酸2-羥基乙酯的二酯。關於其所獲得之反應液中的水分量，測量結果為225質量ppm。接著，將其反應液冷卻至-10℃，一邊將溫度保持在-10℃一邊經60分鐘加入了16.0 g的SOCl2 。而且，用50 mL的N-甲基吡咯啶酮稀釋反應液，然後，在-10℃下經60分鐘將19.1 g的4,4’-二胺基-2,2’-雙（三氟甲基）聯苯溶解於100 mL的N-甲基吡咯啶酮而得之溶液滴加到反應液中，並且將反應液攪拌了2小時。然後，將20 mL的乙醇加入到反應液中。接著，在6升的水中使聚醯亞胺前驅物沉澱，並且將水-聚醯亞胺前驅物混合物攪拌了15分鐘。然後，過濾聚醯亞胺前驅物並使其溶解於380 g的四氫呋喃中。進而，在6升的水中攪拌所獲得之溶液，再次使聚醯亞胺前驅物沉澱並進行過濾，在減壓下且在45℃下乾燥3天，獲得了固體粉末狀聚醯亞胺前驅物。該聚醯亞胺前驅物的重量平均分子量為25900，數量平均分子量為8900。
＜合成例2＞ [由4,4’-氧代二鄰苯二甲酸二酐、甲基丙烯酸2-羥基乙酯及4,4’-二胺基二苯醚來合成聚醯亞胺前驅物A-2] 將22.2g的4,4’-氧代二鄰苯二甲酸二酐、19.0 g的甲基丙烯酸2-羥基乙酯、24.9 g的吡啶、1 mg的水及250 mL的二甘二甲醚進行混合，在60℃的溫度下攪拌4小時，製造了4,4’-氧代二鄰苯二甲酸二酐和甲基丙烯酸2-羥基乙酯的二酯。關於其所獲得之反應液的水分量，測量的結果為135質量ppm。接著，將其反應液冷卻至-10℃，一邊將溫度保持在-10℃一邊經60分鐘加入了17.0 g的SOCl2 。而且，用50 mL的N-甲基吡咯啶酮進行稀釋，然後，一邊在-10℃下經60分鐘將25.1g的4,4’-二胺基二苯醚溶解於100 mL的N-甲基吡咯啶酮而得之溶液滴加到反應液中，一邊將反應液攪拌了2小時。然後，將20 mL的乙醇加入到反應液中。接著，在6升的水中使聚醯亞胺前驅物沉澱，並且將水-聚醯亞胺前驅物混合物攪拌了15分鐘。然後，過濾聚醯亞胺前驅物並使其溶解於380 g的四氫呋喃中。進而，在6升的水中攪拌所獲得之溶液，再次使聚醯亞胺前驅物沉澱並進行過濾，在減壓下且在45℃下乾燥3天，獲得了固體粉末狀聚醯亞胺前驅物。該聚醯亞胺前驅物的重量平均分子量為24300，數量平均分子量為9900。
（B）自由基聚合性化合物 B-1：NK Ester M-40G（SHIN-NAKAMURA CHEMICAL CO.,LTD.製)
B-2：SR-209(SARTOMER公司製)
B-3：NK Ester A-9300(SHIN-NAKAMURA CHEMICAL CO.,LTD.製)
(C)光自由基聚合起始劑
C-1：IRGACURE OXE 01(BASF公司製)
C-2：IRGACURE OXE 02(BASF公司製)
C-3：IRGACURE OXE 04(BASF公司製)
C-4：IRGACURE-784(BASF公司製)
(D)近紅外吸收化合物
D-1：氧化銫鎢(Sumitomo Metal Mining Co.,Ltd.製)
D-2：鈦黑(Mitsubishi Materials Electronic Chemicals Co.,Ltd.製)
D-3：碳黑(Mitsubishi Chemical Corporation製)
(E)溶劑
H-1：γ-丁內酯
H-2：二甲基亞碸
H-3：N-甲基-2-吡咯啶酮
<實施例1>
準備了具有半導體晶圓(基板)、VCSEL發光元件、第1PD及第2PD之光學測量用器件。該光學測量用器件中，在基板上配置有VCSEL發光元件及第1PD，並且在該等之間的直線上配置有第2PD。
使用實施例1之感光性樹脂組成物，藉由旋塗法在光學測量用器件上塗佈了感光性樹脂組成物。在加熱板上對塗佈有感光性樹脂組成物層之光學測量用器件，在100℃下乾燥5分鐘，從而在光學測量用器件上形成了厚度為10.2 μm的均勻的樹脂層。該層的表面粗糙度Ra為3 nm。使用步進機（Nikon NSR 2005 i9C）並以500 mJ/cm2 的曝光能對該光學測量用器件上的樹脂層進行曝光，用環戊酮（ClogP為0.31）將經曝光之樹脂層（硬化樹脂層）顯影60秒鐘，從而形成了兩個0.5 mm見方的孔。此時，以在一個孔中露出發光元件和第2PD、在另一個孔中露出第1PD、在發光元件與第1PD之間的區域殘留有硬化樹脂層之方式進行了曝光及顯影。該所殘留之硬化樹脂層相當於本發明中的吸光構件（第1吸光構件）。
接著，在光學測量用器件的上方使用構件來固定厚度為200 μm的蓋玻璃，並進行了光學測量用器件的封裝。該蓋玻璃相當於本發明的透光構件。在其他實施例中，亦使用了相同種類的蓋玻璃。硬化樹脂層與蓋玻璃的間隔為200 μm。藉此，獲得了作為降低測量光的雜訊光之遮光部而具有吸光構件之結構體。
使用該光學測量用器件進行了距離的測量之結果，與無遮光部之情況相比，雜訊降低，從而能夠以更高的精確度進行測量。
＜實施例2＞ 使用實施例2之感光性樹脂組成物，以與實施例1相同之方式，在光學測量用器件上形成硬化樹脂層，並且在硬化樹脂層上形成了兩個孔。然後，利用乾式蝕刻來蝕刻硬化樹脂層表面，並將表面粗糙度Ra設為150 nm。而且，以與實施例1相同之方式進行了光學測量用器件的封裝。藉此，獲得了作為遮光部而具有較大之表面粗糙度Ra的吸光構件之結構體。
使用該光學測量用器件來進行距離的測量之結果，與無遮光部之情況相比，雜訊降低，從而能夠以更高的精確度進行測量。又，與實施例1的光學測量用器件相比，更加降低了雜訊。認為這是由於藉由表面粗糙度Ra大而提高了雜訊光的吸收效率。
＜實施例3＞ 使用實施例3之感光性樹脂組成物，以與實施例1相同之方式，在光學測量用器件上形成硬化樹脂層，並且在硬化樹脂層上形成了兩個孔。
另一方面，利用旋塗法在封裝用蓋玻璃上塗佈了實施例3之感光性樹脂組成物。在加熱板上，在100℃下將塗佈有感光性樹脂組成物層之蓋玻璃乾燥5分鐘，並且在蓋玻璃上形成了厚度為10.2 μm的均勻的樹脂層。該層的表面粗糙度Ra為3 nm。藉由使用步進機（Nikon NSR 2005 i9C）並以500 mJ/cm2 的曝光能對該蓋玻璃上的樹脂層進行曝光而形成硬化樹脂層，用環戊酮（ClogP為0.31）顯影60秒鐘，在分別與光學測量用器件上的孔對向之位置上形成了兩個1 mm見方的孔。殘留於發光元件與第1PD之間之區域的硬化樹脂層相當於本發明中的吸光構件（第2吸光構件）。
而且，在光學測量用器件的上方使用構件以各硬化樹脂層彼此對向之方式固定了在上述步驟中獲得之蓋玻璃，並進行了光學測量用器件的封裝。藉此，獲得了作為遮光部而具有基板側的第1吸光構件及蓋玻璃側的第2吸光構件之結構體。
使用該光學測量用器件來進行距離的測量之結果，與無遮光部之情況相比，雜訊降低，從而能夠以更高的精確度進行測量。又，與實施例1的光學測量用器件相比，更加降低了雜訊。認為這是由於藉由存在蓋玻璃側的第2吸光構件而提高了雜訊光的吸收效率。
＜實施例4＞ 使用實施例4之感光性樹脂組成物，以與實施例3相同之方式，在光學測量用器件上及蓋玻璃上形成硬化樹脂層，並且在各硬化樹脂層上形成了孔。然後，利用乾式蝕刻來蝕刻各硬化樹脂層的表面，並將表面粗糙度Ra設為100 nm。而且，以與實施例3相同之方式進行了光學測量用器件的封裝。藉此，獲得了作為遮光部而具有基板側的第1吸光構件及蓋玻璃側的第2吸光構件且各吸光構件具有較大之表面粗糙度Ra之結構體。
使用該光學測量用器件來進行距離的測量之結果，與無遮光部之情況相比，雜訊降低，從而能夠以更高的精確度進行測量。又，與實施例3的光學測量用器件相比，更加降低了雜訊。認為這是由於藉由表面粗糙度Ra大而提高了雜訊光的吸收效率。
＜實施例5＞ 使用實施例5之感光性樹脂組成物，以與實施例1相同之方式，在光學測量用器件上形成硬化樹脂層，並且在硬化樹脂層上形成了兩個孔。
另一方面，利用濺射法在封裝用蓋玻璃上形成了氧化矽膜（厚度150 nm）與氧化鉭膜（厚度150 nm）的積層膜（總厚900 nm）。該積層膜相當於本發明中的防反射構件（第2防反射構件）。
而且，在光學測量用器件的上方使用構件以硬化樹脂層與積層膜彼此對向之方式固定了在上述步驟中獲得之蓋玻璃，並進行了光學測量用器件的封裝。藉此，獲得了作為遮光部而具有基板側的第1吸光構件及蓋玻璃側的第2防反射構件之結構體。
使用該光學測量用器件來進行距離的測量之結果，與無遮光部之情況相比，雜訊降低，從而能夠以更高的精確度進行測量。又，與實施例1的光學測量用器件相比，更加降低了雜訊。認為這是由於除了吸光構件以外還具有防反射構件而提高了雜訊光的吸收效率。 [表1]
(A)聚合物前驅物 (B)自由基聚合性化合物 (C)光自由基聚合起始劑 (D)近紅外吸收化合物 (E)溶劑
種類 質量 種類 質量 種類 質量 種類 質量 種類 質量
實施例1 A-1 23.3 B-1 5 C-3 1.2 D-1 10.5 H-1 H-2 48 12
實施例2 A-1 22.1 B-2 6.2 C-2 1.2 D-2 10.5 H-1 H-2 48 12
實施例3 A-2 18.4 B-1 9.2 C-1 1.2 D-3 11.2 H-3 60
實施例4 A-2 17 B-3 3.4 C-4 1.2 D-1 13.4 H-1 H-2 52 13
實施例5 A-2 18.1 B-2 3 C-3 1.2 D-2 12.7 H-1 H-2 52 13
3:基板 7:透光構件 9:對象物 11~16:結構體 20:發光部 30:受光部單元 31:第1受光部 32:第2受光部 41:發光側透明構件（連接構件） 42:受光側透明構件 45:樹脂層 50~53:吸光構件 50a、54a:覆蓋部 54、55:防反射構件 60:透光層 61:填充構件 62:整合層 L1:測量光 L2:反射光 L3:雜訊光 L4:參照光
圖1中，圖1A係示出本發明的結構體的第1實施形態之概要剖面圖。圖1B係圖1A的結構體中去除透光構件，從對象物側觀察之概要圖。 圖2係示出第1實施形態之結構體的變形例之概要剖面圖。 圖3係示出第1實施形態之結構體的其他變形例之概要剖面圖。 圖4係示出本發明的結構體的第2實施形態之概要剖面圖。 圖5係示出第2實施形態之結構體的變形例之概要剖面圖。 圖6係示出本發明的結構體的第3實施形態之概要剖面圖。 圖7係示出本發明的結構體之製造方法的實施形態之概要剖面圖。
3:基板
7:透光構件
9:對象物
11:結構體
20:發光部
30:受光部單元
31:第1受光部
32:第2受光部
41:發光側透明構件(連接構件)
42:受光側透明構件
50:吸光構件
50a:覆蓋部
60:透光層
L1:測量光
L2:反射光
L3:雜訊光
L4:參照光

Claims (18)

  1. 一種結構體，其具有：發光部，形成於基板的一側的表面上，並且發出測量光；第1受光部，形成於該一側的表面上，並且接收來自於該測量光的對象物的反射光；第2受光部，在該一側的表面上位於比該第1受光部更靠近該發光部的位置，並且接收該測量光的一部分光作為參照光；透光構件，相對於該基板配置成將該發光部、該第1受光部及該第2受光部夾在中間，並且透射該測量光；以及遮光部，降低在該基板與該透光構件之間傳播而到達該第1受光部之該測量光的雜訊光，該發光部的發光面與該第2受光部的受光面藉由由透光材料構成之連接構件連接，且該連接構件具有散射性，該透光構件為平板形狀，且為結構體中的與外部氣體接觸之最外側的構件。
  2. 如請求項1所述之結構體，其中該遮光部在該基板與該透光構件之間並且在該發光部與該第1受光部之間的區域具有吸光構件，該吸光構件包含吸收該雜訊光之材料。
  3. 如請求項2所述之結構體，其中該吸光構件具有設置於該基板與傳播該雜訊光之透光層之間之第1吸光構件、以及設置於該透光層與該透光構件之間之第2 吸光構件中的至少一個。
  4. 如請求項2或3所述之結構體，其中該吸光構件的表面粗糙度Ra為50~500nm。
  5. 如請求項2或3所述之結構體，其中該吸光構件位於該第2受光部與該透光構件之間。
  6. 如請求項1至3中任一項所述之結構體，其中該遮光部在該基板與該透光構件之間並且在該發光部與該第1受光部之間的區域具有該雜訊光的防反射構件。
  7. 如請求項6所述之結構體，其中該防反射構件具有設置於該基板與傳播該雜訊光之透光層之間之第1防反射構件、以及設置於該透光層與該透光構件之間之第2防反射構件中的至少一個。
  8. 如請求項6所述之結構體，其中該防反射構件的表面粗糙度Ra為50~500nm。
  9. 如請求項6所述之結構體，其中該防反射構件的整體的平均厚度為該測量光的最大峰值波長的半波長的整數倍。
  10. 如請求項6所述之結構體，其中該防反射構件位於該第2受光部與該透光構件之間。
  11. 如請求項1至3中任一項所述之結構體，其中該遮光部具有填充構件，該填充構件與該透光構件接觸並且填充該基板與該透光構件之間之空間， 該透光構件的折射率與該填充構件的折射率之差的絕對值為0.3以下。
  12. 如請求項1至3中任一項所述之結構體，其中該發光部與該第2受光部相鄰。
  13. 如請求項1至3中任一項所述之結構體，其中該發光部發出最大峰值波長在850~1100nm範圍內的光作為該測量光。
  14. 如請求項1至3中任一項所述之結構體，其中該發光部、該第1受光部及該第2受光部的組合總數相對於該基板的面積為1~10個/cm2。
  15. 一種光學測量裝置，其具有如請求項1至14中任一項所述之結構體。
  16. 一種結構體之製造方法，其包括：在基板的一側的表面上形成發出測量光之發光部、接收來自於該測量光的對象物之反射光之第1受光部、及位於比第1受光部更靠近該發光部的位置且接收該測量光的一部分光作為參照光之第2受光部之製程；相對於該基板，以將該發光部、該第1受光部及該第2受光部夾在中間的方式配置透射該測量光之透光構件之製程；形成降低在該基板與該透光構件之間傳播並到達該第1受光部之該測量光的雜訊光之遮光部之製程；以及形成連接該發光部的發光面與該第2受光部的受光面且由透 光材料構成之連接構件之製程，該連接構件具有散射性，該透光構件為平板形狀，且為結構體中的與外部氣體接觸之最外側的構件。
  17. 一種組成物，其用於形成如請求項1至14中任一項所述之結構體之遮光部。
  18. 如請求項17所述之組成物，其係用於形成該結構體中的吸光構件之組成物。
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