発光装置
【課題】ＬＥＤチップから放射される光を検出する光検出素子を実装基板に設けた構成を採用しながらも、構造の簡略化を図れ、且つ、光検出素子の検出精度の向上を図れる発光装置を提供する。
【解決手段】ＬＥＤチップ１が一表面側に実装されるベース基板（ベース基板部）２０の一表面側に配置される配光用基板３０の開口窓３１の内側面に沿って光検出素子４のｐ形領域からなる受光部４ｃが形成されている。光検出素子４は、受光部４ｃに電気的に接続される第１の電極４７ｃの少なくとも一部が、開口窓３１の内側面に沿って形成されて、ＬＥＤチップ１から放射され入射した光の一部を透過させ残りの光を反射する反射膜１４７ｃを構成し、受光部４ｃに接するｎ形領域４ｄに電気的に接続される第２の電極４７ｄが、受光部４ｃを透過した光を受光部４ｃ側へ反射する反射機能部１４７ｄを有する。
【解決手段】ＬＥＤチップ１が一表面側に実装されるベース基板（ベース基板部）２０の一表面側に配置される配光用基板３０の開口窓３１の内側面に沿って光検出素子４のｐ形領域からなる受光部４ｃが形成されている。光検出素子４は、受光部４ｃに電気的に接続される第１の電極４７ｃの少なくとも一部が、開口窓３１の内側面に沿って形成されて、ＬＥＤチップ１から放射され入射した光の一部を透過させ残りの光を反射する反射膜１４７ｃを構成し、受光部４ｃに接するｎ形領域４ｄに電気的に接続される第２の電極４７ｄが、受光部４ｃを透過した光を受光部４ｃ側へ反射する反射機能部１４７ｄを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤチップ（発光ダイオードチップ）を用いた発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＬＥＤチップと、ＬＥＤチップを駆動する駆動回路部と、ＬＥＤチップから放射される光を検出する光検出素子と、光検出素子の出力が予め設定された目標値に保たれるように駆動回路部からＬＥＤチップへ流れる電流をフィードバック制御する制御回路部とを備えた照明装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここにおいて、上記特許文献１には、図７に示すように、発光色の異なる複数種のＬＥＤチップ１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃを実装基板１０２の一表面に形成した収納凹所１０２ａの内底面に実装するとともに、実装基板１０２の上記一表面側に各ＬＥＤチップ１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃを覆う形で各ＬＥＤチップ１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃを封止する透明樹脂層１０３を設け、透明樹脂層１０３の側方に各ＬＥＤチップ１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃから放射された光を検出するフォトダイオードからなる光検出素子１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃが形成された光検出素子形成基板１０６を配置した発光装置が開示されている。
【０００４】
図７に示した構成の発光装置では、透明樹脂層１０３が、各ＬＥＤチップ１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃから放射された光の一部を光検出素子１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ側へ導光する機能を有するように透明樹脂層１０３の厚さ寸法を設定してある。また、図７に示した構成の発光装置では、各ＬＥＤチップ１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃそれぞれの発光色の波長域の光を選択的に透過させる３つの分光フィルタ１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃを各光検出素子１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃの受光面側に択一的に設けてあり、各ＬＥＤチップ１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃそれぞれの発光色の波長域の光を３つの光検出素子１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃで同時かつ各別に検出することができるようになっている。したがって、図７に示した構成の発光装置を備えた照明装置では、制御回路部によって駆動回路部から各ＬＥＤチップ１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃへ流れる電流それぞれをフィードバック制御することにより、各発光色ごとのＬＥＤチップ１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃの光出力の経時変化の違いなどによらず所望の光色や色温度の混色光（例えば、ＬＥＤチップ１０１ａの発光色が赤色、ＬＥＤチップ１０１ｂの発光色が緑色、ＬＥＤチップ１０１ｃの発光色が青色であれば、白色光）を得ることができる。
【０００５】
また、上記特許文献１には、ＬＥＤチップ１０１ａが発光する期間とＬＥＤチップ１０１ｂが発光する期間とＬＥＤチップ１０１ｃが発光する期間とが時系列的に現れるように、制御回路部によって駆動回路部を制御することにより、発光色の異なる複数種のＬＥＤチップ１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃの光出力を１つの光検出素子により各別に検出する技術も開示されている。
【０００６】
また、上記特許文献１には、図８に示すように、実装基板１０２の一表面に形成された各収納凹所１０２ａの内底面に発光色が同じＬＥＤチップ１０１を実装するとともに、実装基板１０２の上記一表面に光検出素子１０４を実装し、透明樹脂層１０３によって各ＬＥＤチップ１０１および光検出素子１０４を覆った構成の発光装置も提案されている。
【０００７】
しかしながら、図８のように、一表面にＬＥＤチップ１０１を収納する収納凹所１０２ａが形成された実装基板１０２の上記一表面上に光検出素子１０４を実装し、透明樹脂層１０３によってＬＥＤチップ１０１および光検出素子１０４を覆うようにした構成の発光装置では、実装基板１０２の上記一表面に光検出素子１０４を配置するためのスペースを別途に確保する必要があり、実装基板１０２の平面サイズが大きくなってしまい、プリント基板などの回路基板への実装面積が大きくなってしまう。
【０００８】
また、図７や図８に示した構成の発光装置では、透明樹脂層１０３を伝搬してきた光を光検出素子１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４により検出する構成なので、ＬＥＤチップ１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１から放射される光の強度を高精度に検出するのが難しく、しかも、光検出素子１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４の検出精度が外乱光の影響を受けやすい。
【０００９】
これら図７や図８に示した構成の発光装置に対して、ＬＥＤチップから放射される光を精度良く検出することが可能で且つ回路基板への実装面積の縮小化を図れる発光装置として、図９に示すように、ＬＥＤチップ１と、ＬＥＤチップ１を収納する収納凹所２ａ’が一表面に形成され当該収納凹所２ａ’の内底面にＬＥＤチップ１が実装される実装基板２’と、実装基板２’の上記一表面側で収納凹所２ａ’を閉塞する形で配設された透光性部材８と、ＬＥＤチップ１を封止した透光性封止材（例えば、シリコーン樹脂など）からなる封止部９とを備え、ＬＥＤチップ１から放射される光を検出する光検出素子４’が、実装基板２’における収納凹所２ａ’の周部から内方へ突出する突出部２ｃ’に形成されてなる発光装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
ここにおいて、実装基板２’は、シリコン基板２０ａを用いて形成されＬＥＤチップ１が実装されるベース基板２０と、シリコン基板４０ａを用いて形成され光取出窓４１が形成されるとともに光検出素子４’が形成された光検出素子形成基板４０と、シリコン基板３０ａを用いて形成されてなり光取出窓４１に連通する開口窓３１が形成されベース基板２０と光検出素子形成基板４０との間に介在する配光用基板３０とで構成されており、光検出素子４’の一対の電極４７ｃ’，４７ｄ’は、配光用基板３０に形成された貫通孔配線３４ｃ，３４ｄおよびベース基板２０に形成された貫通孔配線２４ｃ，２４ｄを介して外部接続用電極２７ｃ，２７ｄと電気的に接続されている。なお、ＬＥＤチップ１は、ベース基板２０に形成された図示しない貫通孔配線を介して図示しない外部接続用電極と電気的に接続されている。
【００１１】
上述の図９に示した構成の発光装置では、実装基板２’においてＬＥＤチップ１を収納する収納凹所２ａ’の周部から内方へ突出する突出部２ｃ’に、ＬＥＤチップ１から放射される光を検出する光検出素子４’が形成されているので、実装基板２’の上記一表面側において収納凹所２ｂ’の周囲に光検出素子４’を配置するためのスペースを別途に確保する必要がなく、光検出素子４’を実装基板２’に設けながらも平面サイズの小型化が可能になるという利点がある。なお、図９に示した構成の発光装置では、光検出素子形成基板４０の基礎となるシリコン基板４０ａの導電形がｎ形であり、光検出素子４’においてＬＥＤチップ１からの光を受光する受光部４ｃ’がｐ形領域により構成されている。言い換えれば、光検出素子４’は、受光部４ｃ’がｐ形領域により構成され、光検出素子形成基板４０において受光部４ｃ’に接する領域がｎ形領域となっている。
【００１２】
しかして、図９に示した構成の発光装置の使用例として、例えば、ＬＥＤチップ１として赤色ＬＥＤチップを採用した発光装置と、ＬＥＤチップ１として緑色ＬＥＤチップを採用した発光装置と、ＬＥＤチップ１として青色ＬＥＤチップを採用した発光装置とを同一の回路基板上に近接して配置して、当該回路基板に各発光装置のＬＥＤチップ１を駆動する駆動回路部と、各光検出素子４の出力がそれぞれの目標値に保たれるように駆動回路部から各発光色のＬＥＤチップ１に流れる電流をフィードバック制御する制御回路部などを設けておくことにより、各光検出素子４それぞれの出力に基づいて各発光色のＬＥＤチップ１の光出力を各別に制御することができ、各発光色ごとのＬＥＤチップ１の光出力の経時変化の違いなどによらず混色光（ここでは、白色光）の光色や色温度の精度を向上することができる。要するに、所望の混色光を安定して得ることができる。
【００１３】
なお、上記特許文献２には、図９に示した構成の発光装置において、透光性部材８に、ＬＥＤチップ１から放射される光（例えば、青色光）によって励起されてＬＥＤチップ１よりも長波長の光（例えば、黄色光）を放射する蛍光体を含有させておくことにより、ＬＥＤチップ１からの光と蛍光体からの光との混色光（例えば、白色光）を得ることができることも記載されている。
【００１４】
また、従来から、図１０に示すように、半導体レーザチップからなる発光素子１０１と、当該発光素子１０１を収納する収納凹所２ｂ”が一表面に形成され発光素子１０１が実装されるとともに発光素子１０１から放射された光を検出するフォトダイオードからなる光検出素子４”が形成された実装基板２”とを備えた発光装置が提案されている（特許文献３参照）。ここにおいて、図１０に示した構成の発光装置では、実装基板２”が１枚のｎ形シリコン基板２００を用いて形成され、収納凹所２ｂ”が異方性エッチングにより形成されており、当該収納凹所２ｂ”は、内底面から離れるにつれて開口面積が徐々に大きくなっている。
【００１５】
また、図１０に示した構成の発光装置は、光検出素子４”におけるｐ形領域からなる受光部４ｃ”がｎ形シリコン基板２００の一表面と収納凹所２ｂ”の内側面とに沿って形成されている。また、図１０に示した構成の発光装置は、ｎ形シリコン基板２００の上記一表面と収納凹所２ｂ”の内底面および内側面とに跨って絶縁膜２２３が形成されており、光検出素子４”の一方の電極４７ｃ”が絶縁膜２２３に形成されたコンタクトホールを通して受光部４ｃ”に電気的に接続され、他方の電極４７ｄ”が絶縁膜２２３に形成されたコンタクトホールを通してｎ形シリコン基板２００と電気的に接続されている。ここにおいて、図１０に示した構成の発光装置は、上記他方の電極４７ｄ”が絶縁膜２２３において受光部４ｃ”に対応する部位上に延長されている。ここで、上記他方の電極４７ｄ”は、発光素子１０１からの光の一部を反射し残りの光を透過させる所定膜厚（例えば、１００ｎｍ〜４００ｎｍ）のＡｕ膜からなる金属膜により構成されている。なお、図１０中の一点鎖線は発光素子１０１から放射された光の光路を示しており、破線は上記他方の電極４７ｄ”を透過して光検出素子４”の受光部４ｃ”に吸収される光の光路を示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００２−３４４０３１号公報
【特許文献２】特開２００７−２９４８３４号公報
【特許文献３】特開平７−２９７４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ところで、図９に示した構成の発光装置では、実装基板２’を３枚のシリコン基板２０ａ，３０ａ，４０ａを用いて形成する必要があり、構造が複雑になってしまうとともにコストが高くなってしまう。
【００１８】
また、図１０に示した構成の発光装置は、発光素子１０１から放射される光の一部を第２の電極４７ｄ”を通して光検出素子４”の受光部４ｃ”に入射させているにもかかわらず第２の電極４７ｄ”を透過した光の一部が受光部４ｃ”も透過してｎ形シリコン基板２００で吸収されてしまうので、受光部４ｃ”の受光量が低下し、光検出素子４”の検出精度が低くなってしまう。なお、図９に示した構成の発光装置においても、受光部４ｃ’に入射した光の一部が受光部４ｃ’を透過してシリコン基板４０ａに吸収されてしまうので、受光部４ｃ’の受光量が低下し、光検出素子４’の検出精度が低くなってしまう。
【００１９】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、ＬＥＤチップから放射される光を検出する光検出素子を実装基板に設けた構成を採用しながらも、構造の簡略化を図れ、且つ、光検出素子の検出精度の向上を図れる発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
請求項１の発明は、ＬＥＤチップと、半導体基板を用いて形成されＬＥＤチップが実装されるとともにＬＥＤチップから放射される光を検出する光検出素子が設けられた実装基板とを備え、実装基板は、ＬＥＤチップが一表面側に実装されるベース基板部と、ベース基板部の前記一表面から離れるにつれて開口面積が徐々に大きくなる開口窓が形成され当該開口窓の内側に配置されるＬＥＤチップの光の配光を制御する配光用基板部とで構成され、光検出素子の第１導電形の受光部が配光用基板部の開口窓の内側面に沿って形成され、光検出素子の一対の電極のうち、受光部に電気的に接続される第１の電極の少なくとも一部が、開口窓の内側面に沿って形成されて、ＬＥＤチップから放射され入射した光の一部を透過させ残りの光を反射する反射膜を構成し、配光用基板部において受光部に接する第２導電形の領域に電気的に接続される第２の電極が、ＬＥＤチップから放射され受光部を透過した光を受光部側へ反射する反射機能部を有することを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、半導体基板を用いて形成される実装基板が、ＬＥＤチップが一表面側に実装されるベース基板部と、ベース基板部の前記一表面から離れるにつれて開口面積が徐々に大きくなる開口窓が形成され当該開口窓の内側に配置されるＬＥＤチップの光の配光を制御する配光用基板部とで構成され、光検出素子の第１導電形の受光部が配光用基板部の開口窓の内側面に沿って形成されているので、ＬＥＤチップから放射される光を検出する光検出素子を実装基板に設けた構成を採用しながらも、従来のように３枚のシリコン基板を用いて実装基板を形成する場合に比べて構造の簡略化を図れ、しかも、光検出素子の一対の電極のうち受光部に電気的に接続される第１の電極の少なくとも一部が、開口窓の内側面に沿って形成されて、ＬＥＤチップから放射され入射した光の一部を透過させ残りの光を反射する反射膜を構成していることにより、第１の電極と反射膜とを別々に設けるよりも構造を簡略化でき、さらに、配光用基板部において受光部に接する第２導電形の領域に電気的に接続される第２の電極が、ＬＥＤチップから放射され受光部を透過した光を受光部側へ反射する反射機能部を有するので、実装基板での吸収損失を低減できるとともに、光検出素子の検出精度の向上を図れる。
【００２２】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記第２の電極は、前記配光用基板部における前記ベース基板部側とは反対側の表面において前記開口窓の周部に形成された縦穴に当該縦穴を充実する形で埋め込まれた部位を有し、当該部位が、前記反射機能部を構成していることを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、前記第２の電極の前記反射機能部が、前記配光用基板部における前記ベース基板部側とは反対側の表面において前記開口窓の周部に形成された縦穴に当該縦穴を充実する形で埋め込まれているので、前記反射機能部が前記配光用基板部における前記ベース基板部側とは反対側の表面に対して傾斜する形で形成されている場合に比べて、外乱光が前記反射機能部で反射されて前記受光部の受光面側とは反対側から前記受光部へ入射するのを抑制することができる。
【００２４】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記第２の電極は、前記配光用基板部における前記ベース基板部側とは反対側の表面において前記開口窓の周部に形成された縦穴の内面に沿って延長され、当該延長された部位が、前記反射機能部を構成していることを特徴とする。
【００２５】
この発明によれば、外乱光が前記反射機能部で反射されて前記受光部の受光面側とは反対側から前記受光部へ入射するのを抑制することができる。また、この発明によれば、前記反射機能部を請求項２の発明に比べて容易に形成することが可能となる。
【００２６】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３の発明において、前記受光部が、前記ベース基板部の厚み方向において前記ＬＥＤチップよりも前記ベース基板部から離れた位置にあり、前記第２の電極の前記反射機能部における前記ベース基板部側の先端が、前記受光部よりも前記ベース基板部に近い位置にあることを特徴とする。
【００２７】
この発明によれば、前記第２の電極の前記反射機能部における前記ベース基板部側の先端が、前記受光部よりも前記ベース基板部に近い位置にあるので、前記受光部を透過した光を前記反射機能部において前記受光部側へ効率良く反射することができる。
【００２８】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４の発明において、前記ＬＥＤチップ側から前記開口窓の内側面を正面視したときに前記第２の電極の前記反射機能部の外周線が前記受光部の外周線よりも外側にあることを特徴とする。
【００２９】
この発明によれば、前記ＬＥＤチップ側から前記開口窓の内側面を正面視したときに前記第２の電極の前記反射機能部の外周線が前記受光部の外周線よりも外側にあるので、前記受光部を透過した光を前記反射機能部において前記受光部側へ効率良く反射することができる。
【００３０】
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５の発明において、前記実装基板は、前記ベース基板部に、前記光検出素子の各電極それぞれに電気的に接続される貫通孔配線が形成されてなることを特徴とする。
【００３１】
この発明によれば、前記光検出素子の出力を前記実装基板の他表面側から取り出すことができるので、実装面積の縮小化を図れる。
【００３２】
請求項７の発明は、請求項１ないし請求項６の発明において、前記実装基板は、前記配光用基板部に、前記光検出素子の各電極それぞれに電気的に接続される貫通孔配線が形成されてなり、前記配光用基板部に形成された貫通孔配線が、前記ＬＥＤチップから放射され前記受光部を透過した光を前記受光部側へ反射する機能を有することを特徴とする。
【００３３】
この発明によれば、前記配光用基板部に形成された貫通孔配線が、前記ＬＥＤチップから放射され前記受光部を透過した光を前記受光部側へ反射することができるので、前記受光部の受光量を増加でき、前記光検出素子の検出精度の向上を図れる。
【００３４】
請求項８の発明は、請求項１ないし請求項５の発明において、前記実装基板は、１枚の半導体基板を用いて形成されてなることを特徴とする。
【００３５】
この発明によれば、前記実装基板の前記ベース基板部と前記配光用基板部とを別々の半導体基板を用いて形成してから接合する場合に比べて、低コスト化および製造プロセスの簡略化を図れる。
【発明の効果】
【００３６】
請求項１の発明では、ＬＥＤチップから放射される光を検出する光検出素子を実装基板に設けた構成を採用しながらも、構造の簡略化を図れ、且つ、光検出素子の検出精度の向上を図れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施形態１の発光装置を示す概略断面図である。
【図２】同上の発光装置の他の構成例の要部正面図である。
【図３】同上の発光装置の別の構成例に関し、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は製造方法の説明図である。
【図４】実施形態２の発光装置を示す概略断面図である。
【図５】実施形態３の発光装置を示す概略断面図である。
【図６】実施形態４の発光装置を示す概略断面図である。
【図７】従来例を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’概略断面図である。
【図８】他の従来例を示す概略断面図である。
【図９】別の従来例を示す概略断面図である。
【図１０】さらに別の従来例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
（実施形態１）
本実施形態の発光装置は、図１に示すように、ＬＥＤチップ１と、ＬＥＤチップ１が実装されるとともにＬＥＤチップ１から放射される光を検出する光検出素子４が設けられた実装基板２とを備えている。
【００３９】
ここにおいて、実装基板２は、第１のシリコン基板（半導体基板）２０ａを用いて形成されＬＥＤチップ１が一表面側に実装されるベース基板２０と、第２のシリコン基板３０ａを用いて形成されベース基板２０の上記一表面から離れるにつれて開口面積が徐々に大きくなる開口窓３１を有し当該開口窓３１の内側に配置されるＬＥＤチップ１の光の配光を制御する配光用基板部３０とで構成され、光検出素子４の受光部４ｃが配光用基板３０の開口窓３１の内側面に沿って形成されている。また、ベース基板２０と配光用基板３０とで囲まれた空間には、透光性材料（例えば、シリコーン樹脂など）からなりＬＥＤチップ１および当該ＬＥＤチップ１に接続されたボンディングワイヤ（図示せず）を封止した封止部（図示せず）が形成されている。
【００４０】
なお、本実施形態では、ベース基板２０と配光用基板３０とを接合することで実装基板２が形成されており、ベース基板２０がベース基板部を構成し、配光用基板３０が配光用基板部を構成しているが、ベース基板部と配光用基板部とを１枚のシリコン基板からなる半導体基板を用いて形成してもよい。
【００４１】
ベース基板２０および配光用基板３０の外周形状は矩形状であり、配光用基板３０はベース基板２０と同じ外形寸法に形成されている。
【００４２】
上述の第１のシリコン基板２０ａおよび第２のシリコン基板３０ａとしては、それぞれ、導電形がｎ形で一表面が（１００）面の単結晶シリコン基板を用いており、配光用基板３０の開口窓３１の内側面が、アルカリ系溶液（例えば、ＴＭＡＨ溶液、ＫＯＨ溶液など）を用いた異方性エッチングにより形成された（１１１）面により構成されている。
【００４３】
また、本実施形態の発光装置では、ＬＥＤチップ１として、結晶成長用基板として導電性基板を用い厚み方向の両面に電極（図示せず）が形成された可視光ＬＥＤチップを用いており、光検出素子４をフォトダイオードにより構成している。なお、ＬＥＤチップ１の構造や発光色などは特に限定するものではなく、厚み方向の一面側に両電極が形成されたものでもよいし、紫外線ＬＥＤチップでもよい。
【００４４】
ベース基板２０は、第１のシリコン基板２０ａの上記一表面側に、ＬＥＤチップ１の厚み方向の一面側（図１における上面側）の電極が電気的に接続される第１の導体パターン（図示せず）と前記厚み方向の他面側（図１における下面側）の電極が電気的に接続される第２の導体パターン２５ａが形成されている。ここにおいて、ベース基板２０は、ＬＥＤチップ１に電気的に接続された上記第１の導体パターンおよび第２の導体パターン２５ａとシリコン基板２０ａの他表面側に形成された２つの第１の外部接続用電極（図示せず）とがそれぞれ第１の貫通孔配線（図示せず）を介して電気的に接続されている。また、ベース基板２０は、シリコン基板２０ａの上記一表面側に、配光用基板３０と接合するための接合用金属層２９も形成されている。
【００４５】
また、ベース基板２０は、ＬＥＤチップ１が電気的に接続される第２の導体パターン２５ａを、ＬＥＤチップ１がダイボンディングされる矩形状のダイパッド部２５ａａと、ダイパッド部２５ａａに連続一体に形成され上記第１の貫通孔配線との接続部位となる引き出し配線部（図示せず）とで構成してある。要するに、ＬＥＤチップ１は、第２の導体パターン２５ａのダイパッド部２５ａａにダイボンディングされており、ダイパッド部２５ａａ側の電極がダイパッド部２５ａａに接合されて電気的に接続され、光取り出し面側の電極が上記ボンディングワイヤを介して上記第１の導体パターンと電気的に接続されている。なお、ＬＥＤチップ１は、ダイパッド部２５ａａにＡｕＳｎの共晶接合により接合されているが、ＬＥＤチップ１とダイパッド部２５ａａとの接合方法は共晶接合に限らず、例えばＡｇペーストでもよい。また、ＬＥＤチップ１として厚み方向の上記一面側に両電極が形成されたものを用いる場合には、ＬＥＤチップ１とダイパッド部２５ａａとを樹脂により接着してＬＥＤチップ１の両電極と上記第１の導体パターンおよび第２の導体パターン２５の上記引き出し配線部とをそれぞれボンディングワイヤで電気的に接続するようにしてもよいが、放熱性の観点から、ＬＥＤチップ１とダイパッド部２５ａａとは熱伝導率の高い材料により接合することが好ましい。また、ＬＥＤチップ１への電気的な入力を考慮すれば、導電性を有し、且つ、マイグレーションが発生する可能性の小さな材料を用いるのが好ましい。
【００４６】
また、ベース基板２０は、第１のシリコン基板２０ａの上記他表面側に、第１のシリコン基板２０ａよりも熱伝導率の高い金属材料からなる矩形状の放熱用パッド部２８が形成されており、ダイパッド部２５ａａと放熱用パッド部２８とが第１のシリコン基板２０ａよりも熱伝導率の高い金属材料（例えば、Ｃｕなど）からなる複数（本実施形態では、９つ）の円柱状のサーマルビア２６を介して熱的に結合されており、ＬＥＤチップ１で発生した熱が各サーマルビア２６および放熱用パッド部２８を介して放熱されるようになっている。
【００４７】
ところで、ベース基板２０は、第１のシリコン基板２０ａに、上記第１の導体パターンおよび第２の導体パターン２５ａそれぞれに電気的に接続される２つ上記第１の貫通孔配線それぞれが内側に形成される２つの第１の貫通孔（図示せず）と、上述の９つのサーマルビア２６それぞれが内側に形成される９つ第２の貫通孔２２ｂとが厚み方向に貫設され、第１のシリコン基板２０ａの上記一表面および上記他表面と各第１の貫通孔、各第２の貫通孔２２ｂの内面とに跨って熱酸化膜（シリコン酸化膜）からなる第１の絶縁膜２３が形成されており、上記第１の導体パターン、第２の導体パターン２５ａ、接合用金属層２９、上記各第１の外部接続用電極、放熱用パッド部２８、上記各第１の貫通孔の内側に形成された上記各貫通孔配線、および各第２の貫通孔２２ｂの内側に形成された各サーマルビア２６が、第１のシリコン基板２０ａと電気的に絶縁されている。
【００４８】
ここにおいて、上記第１の導体パターン、第２の導体パターン２５ａ、接合用金属層２９、上記各第１の外部接続用電極、放熱用パッド部２８は、第１の絶縁膜２３上に形成されたＴｉ膜と当該Ｔｉ膜上に形成されたＡｕ膜との積層膜により構成されている。ここで、ベース基板２０は、第１のシリコン基板２０ａの上記一表面側の上記第１の導体パターン、第２の導体パターン２５ａ、接合用金属層２９が同時に形成され、第１のシリコン基板２０ａの上記他表面側の上記各第１の外部接続用電極、放熱用パッド部２８が同時に形成されている。なお、本実施形態では、第１の絶縁膜２３上のＴｉ膜の膜厚を１５〜５０ｎｍ、Ｔｉ膜上のＡｕ膜の膜厚を５００ｎｍに設定してあるが、これらの数値は一例であって特に限定するものではない。また、各Ａｕ膜の材料は、純金に限らず不純物を添加したものでもよい。また、各Ａｕ膜と第１の絶縁膜２３との間に密着性改善用の密着層としてＴｉ膜を介在させてあるが、密着層の材料はＴｉに限らず、例えば、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｚｒ、ＴｉＮ、ＴａＮなどでもよい。また、上記第１の貫通孔配線およびサーマルビア２６の材料としては、Ｃｕを採用しているが、Ｃｕに限らず、例えば、Ｎｉなどを採用してもよい。
【００４９】
配光用基板３０は、第２のシリコン基板３０ａの一表面側に、ベース基板２０の接合用金属層２９と接合される接合用金属層３６が形成されている。また、配光用基板３０は、第２のシリコン基板３０ａの他表面側に、光検出素子４の各電極４７ｃ，４７ｄが形成されている。
【００５０】
また、配光用基板３０は、第２のシリコン基板３０ａの上記一表面および上記他表面と開口窓３１の内側面とに跨って熱酸化膜（シリコン酸化膜）からなる第２の絶縁膜３３が形成されており、接合用金属層３６が、第２のシリコン基板３０ａと電気的に絶縁されている。ここにおいて、接合用金属層３６は、第２の絶縁膜３３上に形成されたＴｉ膜と当該Ｔｉ膜上に形成されたＡｕ膜との積層膜により構成されている。なお、本実施形態では、第２の絶縁膜３３上のＴｉ膜の膜厚を１５〜５０ｎｍ、Ｔｉ膜上のＡｕ膜の膜厚を５００ｎｍに設定してあるが、これらの数値は一例であって特に限定するものではない。ここにおいて、各Ａｕ膜の材料は、純金に限らず不純物を添加したものでもよい。また、各Ａｕ膜と第２の絶縁膜３３との間に密着性改善用の密着層としてＴｉ膜を介在させてあるが、密着層の材料はＴｉに限らず、例えば、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｚｒ、ＴｉＮ、ＴａＮなどでもよい。
【００５１】
ところで、配光用基板３０は、上述のように、開口窓３１が、ベース基板１０から離れるにつれて開口面積が徐々に大きくなるテーパ状に形成され、ＬＥＤチップ１から放射される光の一部を検出するフォトダイオードからなる光検出素子４の受光部４ｃが、第２のシリコン基板３０ａの上記他表面側で開口窓３１の内側面に沿って形成されている。ここで、配光用基板３０の開口窓３１は、第２のシリコン基板３０ａを上記他表面側から、アルカリ系溶液（例えば、ＴＭＡＨ溶液、ＫＯＨ溶液など）を用いて異方性エッチングすることにより形成されている。なお、配光用基板３０の開口窓３１は、アルカリ系溶液を用いた異方性エッチングに限らず、例えば、ＳＦ６ガスとＣ４Ｆ８ガスとの混合ガスを用いたドライエッチングなどによっても形成することができる。
【００５２】
また、配光用基板３０の基礎となる第２のシリコン基板３０ａとしては、導電形がｎ形で抵抗率が１０Ωｃｍ程度の単結晶シリコン基板を用いており、第２のシリコン基板３０ａの厚さ寸法は、ＬＥＤセンサ１の厚さ寸法よりも大きく設定してある。
【００５３】
また、光検出素子４は、フォトダイオードの高濃度のｐ形領域を構成する受光部４ｃが、一対の電極４７ｃ，４７ｄのうちの一方の電極４７ｃと電気的に接続され、フォトダイオードのｎ形領域４ｄを構成する第２のシリコン基板３０ａが、他方の電極４７ｄと電気的に接続されている。ここにおいて、受光部４ｃを構成するｐ形領域は、第２のシリコン基板３０ａにおける当該ｐ形領域の形成予定領域に第２のシリコン基板３０ａの上記他表面側からｐ形不純物（例えば、ボロンなど）のイオン注入を行った後に、酸化炉内でドライブを行うことにより形成することができる。なお、第２のシリコン基板３０ａの抵抗率の値は一例であって特に限定するものではない。また、本実施形態では、ｐ形を第１導電形とし、ｎ形を第２導電形としているが、これらは逆でもよく、第２のシリコン基板３０ａの導電形をｐ形として受光部４ｃの導電形をｎ形としてもよい。
【００５４】
また、ベース基板２０と配光用基板３０とで囲まれた空間に形成する上記封止部の透光性材料は、シリコーン樹脂に限らず、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ガラスなどを採用してもよい。
【００５５】
本実施形態の発光装置の製造にあたっては、ＬＥＤチップ１を実装したベース基板２０と光検出素子４が形成された配光用基板３０とを低温での直接接合が可能な常温接合法などにより接合する接合工程を行った後、上記封止部を形成する封止部形成工程を行うようにすればよい。常温接合法では、接合前に互いの接合表面へアルゴンのプラズマ若しくはイオンビーム若しくは原子ビームを真空中で照射して各接合表面の清浄化・活性化を行ってから、接合表面同士を接触させ、常温下で直接接合する。ここで、上述の接合工程では、ベース基板２０の接合用金属層２９と配光用基板３０の接合用金属層３６とが接合される。
【００５６】
また、本実施形態の発光装置の製造にあたっては、上述の接合工程において、低温での直接接合が可能な常温接合法を採用しているので、接合工程でＬＥＤチップ１のジャンクション温度が最大ジャンクション温度を超えるのを防止することができ、ＬＥＤチップに熱ダメージが生じるのを防止することができる。また、接合後にベース基板２０および配光用基板３０にひずみが発生することを防止することができるので、ベース基板２０のひずみに起因した応力がＬＥＤチップ１に発生するのを防止することができる。なお、上述の接合工程で採用している常温接合法では、各接合表面の清浄化・活性化を行ってから、常温下で適宜の荷重を印加しいているが、常温下に限らず、例えば、光検出素子４およびＬＥＤチップ１へ熱ダメージが生じない温度（光検出素子４およびＬＥＤチップ１それぞれのジャンクション温度が最大ジャンクション温度を超えない温度）であれば、加熱条件下（例えば、８０℃〜１００℃程度に加熱した条件下）において適宜の荷重を印加するようにしてもよく、加熱条件下において適宜の荷重を印加して接合することで、接合信頼性をより一層高めることが可能となる。
【００５７】
ところで、本実施形態の発光装置の製造にあたっては、上述の各シリコン基板２０ａ，３０ａとして、それぞれベース基板２０、配光用基板３０を多数形成可能なウェハ状のもの（シリコンウェハ）を用い、上述の接合工程、封止部形成工程などの各工程をウェハレベルで行うことでウェハレベルパッケージ構造体を形成してから、ダイシング工程により発光装置のサイズに分割されている。したがって、ベース基板２０と配光用基板３０とが同じ外形サイズとなり、小型のチップパッケージを実現できるとともに、製造が容易になる。なお、本実施形態の発光装置では、例えば、金属ベースプリント配線板からなる回路基板などに実装して用いる場合、ＬＥＤチップ１の両電極に電気的に接続された各第１の外部接続用電極および放熱用パッド２８それぞれを、回路基板において対応付けられた導体パターンと半田などからなる接合部を介して接合し、光検出素子４の各電極４７ｃ，４７ｄを、回路基板において対応付けられた導体パターンとボンディングワイヤを介して電気的に接続すればよい。また、ベース基板２０に上記第１の貫通孔配線を形成せずに、ＬＥＤチップ１の両電極それぞれを、回路基板において対応付けられた導体パターンとボンディングワイヤを介して電気的に接続するようにしてもよい。
【００５８】
ところで、本実施形態の発光装置では、光検出素子４の一対の電極４７ｃ，４７ｄのうち、受光部４ｃに電気的に接続される第１の電極４７ｃの一部が、開口窓３１の内側面に沿って形成されて、ＬＥＤチップ１から放射され入射した光の一部を透過させ残りの光を反射する反射膜１４７ｃを構成し、配光用基板３０において受光部４ｃに接するｎ形領域（第２導電形の領域）である第２のシリコン基板３０ａに電気的に接続される第２の電極４７ｄが、ＬＥＤチップ１から放射され受光部４ｃを透過した光を受光部４ｃ側へ反射する反射機能部１４７ｄを有している。ここにおいて、各電極４７ｃ，４７ｄの材料としては、例えば、ＡｇやＡｌなどを採用すればよいが、これに限らず、ＬＥＤチップ１の発光波長における反射率などを考慮して適宜採用すればよい。
【００５９】
ここで、受光部４ｃに電気的に接続される第１の電極４７ｃは、ＬＥＤチップ１から放射され入射した光の一部を透過させ残りの光を反射する機能を有する必要があるのに対して、第２のシリコン基板３０ａに電気的に接続される第２の電極４７ｄは、ＬＥＤチップ１から放射され透光部４ｃを透過した光を受光部４ｃ側へ反射する機能を有していればよいから、第１の電極４７ｃと第２の電極４７ｄとは互いに異なる材料により形成してもよい。また、第１の電極４７ｃについても、第２のシリコン基板３０ａの上記他表面側に形成されてパッドとして機能する部分と、反射膜１４７ｃとして機能する部分とを互いに異なる材料により形成してもよい。同様に、第２の電極４７ｄについても、第２のシリコン基板３０ａの上記他表面側に形成されてパッドとして機能する部分と、反射機能部１４７ｄとして機能する部分とを互いに異なる材料により形成してもよい。また、反射膜１４７ｃの材料によっては当該反射膜１４７ｃの経年劣化を防止するために、反射膜１４７上にＳｉＯ２膜からなる保護膜を形成してもよい。
【００６０】
以上説明した本実施形態の発光装置では、実装基板２が、ＬＥＤチップ１が一表面側に実装されるベース基板部であるベース基板２０と、ベース基板２０の上記一表面から離れるにつれて開口面積が徐々に大きくなる開口窓３１が形成され当該開口窓３１の内側に配置されるＬＥＤチップ１の光の配光を制御する配光用基板部である配光用基板３０とで構成され、光検出素子４の受光部４ｃが配光用基板３０の開口窓３１の内側面に沿って形成されているので、ＬＥＤチップ１から放射される光を検出する光検出素子４を実装基板２に設けた構成を採用しながらも、図９に示した従来のように３枚のシリコン基板２０ａ，３０ａ，４０ａを用いて実装基板を形成する場合に比べて構造の簡略化を図れ、しかも、光検出素子４の一対の電極４７ｃ，４７ｄのうち受光部４ｃに電気的に接続される第１の電極４７ｃの少なくとも一部が、開口窓３１の内側面に沿って形成されて、ＬＥＤチップ１から放射され入射した光の一部を透過させ残りの光を反射する反射膜１４７ｃを構成していることにより、第１の電極４７ｃと反射膜１４７ｃとを別々に設けるよりも構造を簡略化でき、さらに、配光用基板３０において受光部４ｃに接するｎ形領域４ｄに電気的に接続される第２の電極４７ｄが、ＬＥＤチップ１から放射され受光部４ｃを透過した光を受光部４ｃ側へ反射する反射機能部１４７ｄを有するので、実装基板２での吸収損失を低減できるとともに、光検出素子４の受光量の増大による検出精度の向上を図れる。また、本実施形態の発光装置では、ＬＥＤチップ１から斜め方向（ＬＥＤチップ１の光軸とは交差する方向）へ放射された光の一部を開口窓３１の内側面で反射させることなく受光部４ｃへ直接入射させることができるので、光検出素子４の受光量の増大による検出精度の向上を図れる。
【００６１】
また、本実施形態の発光装置では、配光用基板３０の基礎となる半導体基板として第２のシリコン基板３０ａを用いているので、配光用基板３０の開口窓３１を、アルカリ系溶液を用いた異方性エッチングにより精度良く形成することができる。つまり、配光用基板３０の開口窓３１を、エッチング速度の結晶面方位依存性を利用した異方性エッチングにより形成することができる。
【００６２】
また、本実施形態の発光装置では、光検出素子４の受光部４ｃが、ベース基板２０の厚み方向においてＬＥＤチップ１よりもベース基板２０から離れた位置にあり、光検出素子４の第２の電極４７ｄの反射機能部１４７ｄにおけるベース基板２０側の先端が、受光部４ｃよりもベース基板２０に近い位置にあるので、受光部４ｃを透過した光を反射機能部１４７ｄにおいて受光部４ｃ側へ効率良く反射することができる。
【００６３】
とろこで、本実施形態の発光装置は、光検出素子４の受光部４ｃが配光用基板３０の開口窓３１の周方向の全周に亘って形成してあるが、必ずしも全周に亘って形成する必要はなく、図２に示すように、ＬＥＤチップ１側から開口窓３１の内側面を正面視したときに光検出素子４の第２の電極４７ｄの反射機能部１４７ｄの外周線が受光部４ｃの外周線よりも外側にあるようにすれば、受光部４ｃを透過した光を反射機能部１４７ｄにおいて受光部４ｃ側へ効率良く反射することができる。
【００６４】
また、光検出素子４の第２の電極４７ｄは、配光用基板３０におけるベース基板２０側とは反対側の表面において開口窓３１の周部に形成された縦穴３０ｂに当該縦穴３０ｂを充実する形で埋め込まれた部位を有し、当該部位が、上述の反射機能部１４７ｄを構成している。ここにおいて、縦穴３０ｂは、例えば、誘導結合プラズマ型のドライエッチング装置などを利用して第２のシリコン基板３０ａの厚み方向に沿って形成してあり、開口面積が深さ位置によらず一様となっている。また、反射機能部１４７ｄは、ＣＶＤ法もしくはスパッタ法とめっき法とを組み合わせて形成してある。
【００６５】
しかして、本実施形態の発光装置では、光検出素子４の第２の電極４７ｄの反射機能部１４７ｄが、配光用基板３０におけるベース基板２０側とは反対側の表面において開口窓３１の周部に形成された縦穴３０ｂに当該縦穴３０ｂを充実する形で埋め込まれているので、図３（ａ）に示すように反射機能部１４７ｄが配光用基板３０におけるベース基板２０側とは反対側の表面に対して傾斜する形で形成されている場合に比べて、外乱光が反射機能部１４７ｄで反射されて受光部４ｃの受光面側とは反対側から受光部４ｃへ入射するのを抑制することができる。なお、図３（ａ）に示す構成の発光装置における反射機能部１４７ｄは配光用基板３０におけるベース基板２０側とは反対側の表面に対して傾斜する傾斜穴３０ｃに当該傾斜穴３０ｃを充実する形で埋め込まれているが、このような傾斜穴３０ｃは、例えば、図３（ｂ）に示すように、第２のシリコン基板３０ａの上記他表面側に逆テーパ状の開孔部を有するマスク層５０を形成し、その後、同図中に矢印で示す方向から異方性の高いドライエッチングを行うようにすればよい。
【００６６】
また、本実施形態の発光装置は、実装基板２に光検出素子４が設けられているので、例えば、ＬＥＤチップ１として赤色ＬＥＤチップを採用した発光装置と、ＬＥＤチップ１として緑色ＬＥＤチップを採用した発光装置と、ＬＥＤチップ１として青色ＬＥＤチップを採用した発光装置とを同一の配線基板（回路基板）上に近接して配置して、当該配線基板に各発光装置のＬＥＤチップ１を駆動する駆動回路部と、各光検出素子４の出力がそれぞれの目標値に保たれるように駆動回路部から各発光色のＬＥＤチップ１に流れる電流をフィードバック制御する制御回路部などを設けておくことにより、各光検出素子４それぞれの出力に基づいて各発光色のＬＥＤチップ１の光出力を各別に制御することができ、各発光色ごとのＬＥＤチップ１の光出力の経時変化の違いなどによらず混色光（ここでは、白色光）の光色や色温度の精度を向上することができる。要するに、所望の混色光を安定して得ることができる。
【００６７】
（実施形態２）
本実施形態の発光装置の基本構成は実施形態１と略同じであり、図４に示すように、光検出素子４の第２の電極４７ｄが、配光用基板３０におけるベース基板２０側とは反対側の表面において開口窓３１の周部に形成された縦穴３０ｂの内面（内側面および内底面）に沿って延長され、当該延長された部位が、反射機能部１４７ｄを構成している点が相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６８】
本実施形態では、実施形態１に比べて、縦穴３０ｂと受光部４ｃとの並び方向（図４の左右方向）における縦穴３０ｂの開口幅を広く設定してあり、反射機能部１４７ｄをＣＶＤ法もしくはスパッタ法により形成してある。
【００６９】
しかして、本実施形態の発光装置では、実施形態１と同様、外乱光が反射機能部で反射されて前記受光部の受光面側とは反対側から前記受光部へ入射するのを抑制することができる。また、本実施形態の発光装置では、実施形態１に比べて、反射機能部１４７ｄを容易に形成することが可能となる。
【００７０】
ところで、実施形態１，２では、実装基板２を２枚の半導体基板（シリコン基板２０ａ，３０ａ）を用いて形成してあるが、１枚の半導体基板を用いて実装基板２を形成するようにしてもよく、この場合には、実装基板２のベース基板部と配光用基板部とを別々の半導体基板を用いて形成してから接合する場合に比べて、低コスト化および製造プロセスの簡略化を図れる。
【００７１】
（実施形態３）
本実施形態の発光装置の基本構成は実施形態１と略同じであり、図５に示すように、実装基板２のベース基板２０に、光検出素子４の各電極４７ｃ，４７ｄそれぞれに電気的に接続される第２の貫通孔配線２４ｃ，２４ｄが形成されている点などが相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７２】
配光用基板３０は、第２のシリコン基板３０ａの上記一表面側に、光検出素子４の各電極４７ｃ，４７ｄそれぞれと電気的に接続された導体パターン３５ｃ，３５ｄが形成されており、ベース基板２０は、第１のシリコン基板２０ａの上記一表面側に第２の貫通孔配線２４ｃ，２４ｄそれぞれに電気的に接続された第３の導体パターン２５ｃおよび第４の導体パターン２５ｄが形成され、第１のシリコン基板２０ａの上記他表面側に第２の貫通孔配線２４ｃ，２４ｄそれぞれに電気的に接続された第２の外部接続用電極２７ｃ，２７ｄが形成されている。なお、配光用基板３０の導体パターン３５ｃ，３５ｄは、接合用金属層３６と同じ材料で、接合用金属層３６と同時に形成されている。また、ベース基板２０は、第２の貫通孔配線２４ｃ，２４ｄが内側に形成される第３の貫通孔２２ａ，２２ａが上記第１の貫通孔、第２の貫通孔２２ｂと同時に形成され、第２の貫通孔配線２４ｃ，２４ｄが上記第１の貫通孔配線およびサーマルビア２６と同じ材料で、これらと同時に形成されている。また、ベース基板２０は、第２の外部接続用電極２７ｃ，２７ｄが上記第１の外部接続用電極および放熱パッド部２８と同じ材料で、これらと同時に形成されている。また、ベース基板２０は、第３の導体パターン２５ｃおよび第４の導体パターン２５ｄが接合用金属層２９と同じ材料で、接合用金属層２９と同時に形成してある。
【００７３】
しかして、本実施形態の発光装置では、光検出素子４の出力を実装基板２の他表面側から取り出すことができるので、実装面積の縮小化を図れる。なお、実施形態２において本実施形態と同様の第２の貫通孔配線２４ｃ，２４ｄを設けるようにしてもよい。また、ベース基板部たるベース基板２０と配光用基板部たる配光用基板３０とを１枚のシリコン基板からなる半導体基板を用いて形成してもよく、この場合には、第２の貫通孔配線２４ｃ，２４ｄの形成位置をベース基板部において配光用基板部に重ならない領域に配置するようにすればよい。
【００７４】
（実施形態４）
本実施形態の発光装置の基本構成は実施形態３と略同じであり、図６に示すように、配光用基板３０に、光検出素子４の各電極４７ｃ，４７ｄそれぞれに電気的に接続される第３の貫通孔配線３４ｃ，３４ｄが形成されてなり、配光用基板３０に形成された第３の貫通孔配線３４ｃ，３４ｄが、ＬＥＤチップ１から放射され受光部４ｃを透過した光を受光部４ｃ側へ反射する機能を有するように配置されている点などが相違する。なお、実施形態３と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７５】
本実施形態における配光用基板３０では、実施形態３において説明した導体パターン３５ｃ，３５ｄが、光検出素子４の各電極４７ｃ，４７ｄに対して第３の貫通孔配線３４ｃ，３４ｄを介して電気的に接続されている。なお、配光用基板３０は、上述の第３の貫通孔配線３４ｃ，３４ｄそれぞれが内側に形成される２つの貫通孔３２が第２のシリコン基板３０ａの厚み方向に貫設されており、第２の絶縁膜３３が、第２のシリコン基板３０ａの上記一表面および上記他表面と各貫通孔３２の内面とに跨って形成されている。
【００７６】
実施形態の発光装置の製造にあたって、ベース基板２０と配光用基板３０との接合工程では、ベース基板２０の接合用金属層２９と配光用基板３０の接合用金属層３６とが接合されるとともに、ベース基板２０の第３の導体パターン２５ｃおよび第４の導体パターン２５ｄと配光用基板３０の導体パターン３５ｃ，３５ｄとが接合され電気的に接続される。ここにおいて、本実施形態では、ベース基板２０側の各導体パターン２５ｃ，２５ｄと配光用基板３０側の各導体パターン３５ｃ，３５ｄとの接合部位を、第２の貫通孔配線２４ｃ，２４ｄおよび第３の貫通孔配線３４ｃ，３４ｄに重なる領域からずらしてあるので、各導体パターン２５ｃ，２５ｄと各導体パターン３５ｃ，３５ｄとの互いの接合面の平坦度を高めることができ、接合歩留まりを高めることができるとともに接合信頼性を高めることができる。
【００７７】
以上説明した本実施形態の発光装置では、反射機能部１４７ｄだけでなく、配光用基板３０に形成された第３の貫通孔配線３４ｃ，３４ｄが、ＬＥＤチップ１から放射され受光部４ｃを透過した光を受光部４ｃ側へ反射することができるので、受光部４ｃの受光量を増加でき、光検出素子４の検出精度の向上を図れる。また、ベース基板部たるベース基板２０と配光用基板部たる配光用基板３０とを１枚のシリコン基板からなる半導体基板を用いて形成してもよく、この場合には、当該半導体基板の厚み方向において第２の貫通孔配線２４ｃ，２４ｄと第３の貫通孔配線３４ｃ，３４ｄとを連続させた形で形成すればよい。
【００７８】
なお、上述の各実施形態の発光装置において、ＬＥＤチップ１から放射される光によって励起されてＬＥＤチップ１よりも長波長の光を放射する蛍光体（図示せず）を含有した透光性材料（例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ガラス、有機成分と無機成分とがｎｍレベルもしくは分子レベルで混合、結合した有機・無機ハイブリッド材料など）により形成された色変換部材を設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１ ＬＥＤチップ
２ 実装基板
４ 光検出素子
４ｃ 受光部
４ｄ ｎ形領域
２０ ベース基板（ベース基板部）
２０ａ 第１のシリコン基板（半導体基板）
２４ｃ，２４ｄ 第２の貫通孔配線
３０ 配光用基板（配光用基板部）
３０ａ 第２のシリコン基板（半導体基板）
３０ｂ 縦穴
３１ 開口窓
３４ｃ，３４ｄ 第３の貫通孔配線
４７ｃ 第１の電極
４７ｄ 第２の電極
１４７ｃ 反射膜
１４７ｄ 反射機能部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤチップ（発光ダイオードチップ）を用いた発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＬＥＤチップと、ＬＥＤチップを駆動する駆動回路部と、ＬＥＤチップから放射される光を検出する光検出素子と、光検出素子の出力が予め設定された目標値に保たれるように駆動回路部からＬＥＤチップへ流れる電流をフィードバック制御する制御回路部とを備えた照明装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここにおいて、上記特許文献１には、図７に示すように、発光色の異なる複数種のＬＥＤチップ１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃを実装基板１０２の一表面に形成した収納凹所１０２ａの内底面に実装するとともに、実装基板１０２の上記一表面側に各ＬＥＤチップ１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃを覆う形で各ＬＥＤチップ１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃを封止する透明樹脂層１０３を設け、透明樹脂層１０３の側方に各ＬＥＤチップ１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃから放射された光を検出するフォトダイオードからなる光検出素子１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃが形成された光検出素子形成基板１０６を配置した発光装置が開示されている。
【０００４】
図７に示した構成の発光装置では、透明樹脂層１０３が、各ＬＥＤチップ１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃから放射された光の一部を光検出素子１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ側へ導光する機能を有するように透明樹脂層１０３の厚さ寸法を設定してある。また、図７に示した構成の発光装置では、各ＬＥＤチップ１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃそれぞれの発光色の波長域の光を選択的に透過させる３つの分光フィルタ１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃを各光検出素子１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃの受光面側に択一的に設けてあり、各ＬＥＤチップ１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃそれぞれの発光色の波長域の光を３つの光検出素子１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃで同時かつ各別に検出することができるようになっている。したがって、図７に示した構成の発光装置を備えた照明装置では、制御回路部によって駆動回路部から各ＬＥＤチップ１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃへ流れる電流それぞれをフィードバック制御することにより、各発光色ごとのＬＥＤチップ１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃの光出力の経時変化の違いなどによらず所望の光色や色温度の混色光（例えば、ＬＥＤチップ１０１ａの発光色が赤色、ＬＥＤチップ１０１ｂの発光色が緑色、ＬＥＤチップ１０１ｃの発光色が青色であれば、白色光）を得ることができる。
【０００５】
また、上記特許文献１には、ＬＥＤチップ１０１ａが発光する期間とＬＥＤチップ１０１ｂが発光する期間とＬＥＤチップ１０１ｃが発光する期間とが時系列的に現れるように、制御回路部によって駆動回路部を制御することにより、発光色の異なる複数種のＬＥＤチップ１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃの光出力を１つの光検出素子により各別に検出する技術も開示されている。
【０００６】
また、上記特許文献１には、図８に示すように、実装基板１０２の一表面に形成された各収納凹所１０２ａの内底面に発光色が同じＬＥＤチップ１０１を実装するとともに、実装基板１０２の上記一表面に光検出素子１０４を実装し、透明樹脂層１０３によって各ＬＥＤチップ１０１および光検出素子１０４を覆った構成の発光装置も提案されている。
【０００７】
しかしながら、図８のように、一表面にＬＥＤチップ１０１を収納する収納凹所１０２ａが形成された実装基板１０２の上記一表面上に光検出素子１０４を実装し、透明樹脂層１０３によってＬＥＤチップ１０１および光検出素子１０４を覆うようにした構成の発光装置では、実装基板１０２の上記一表面に光検出素子１０４を配置するためのスペースを別途に確保する必要があり、実装基板１０２の平面サイズが大きくなってしまい、プリント基板などの回路基板への実装面積が大きくなってしまう。
【０００８】
また、図７や図８に示した構成の発光装置では、透明樹脂層１０３を伝搬してきた光を光検出素子１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４により検出する構成なので、ＬＥＤチップ１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１から放射される光の強度を高精度に検出するのが難しく、しかも、光検出素子１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４の検出精度が外乱光の影響を受けやすい。
【０００９】
これら図７や図８に示した構成の発光装置に対して、ＬＥＤチップから放射される光を精度良く検出することが可能で且つ回路基板への実装面積の縮小化を図れる発光装置として、図９に示すように、ＬＥＤチップ１と、ＬＥＤチップ１を収納する収納凹所２ａ’が一表面に形成され当該収納凹所２ａ’の内底面にＬＥＤチップ１が実装される実装基板２’と、実装基板２’の上記一表面側で収納凹所２ａ’を閉塞する形で配設された透光性部材８と、ＬＥＤチップ１を封止した透光性封止材（例えば、シリコーン樹脂など）からなる封止部９とを備え、ＬＥＤチップ１から放射される光を検出する光検出素子４’が、実装基板２’における収納凹所２ａ’の周部から内方へ突出する突出部２ｃ’に形成されてなる発光装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
ここにおいて、実装基板２’は、シリコン基板２０ａを用いて形成されＬＥＤチップ１が実装されるベース基板２０と、シリコン基板４０ａを用いて形成され光取出窓４１が形成されるとともに光検出素子４’が形成された光検出素子形成基板４０と、シリコン基板３０ａを用いて形成されてなり光取出窓４１に連通する開口窓３１が形成されベース基板２０と光検出素子形成基板４０との間に介在する配光用基板３０とで構成されており、光検出素子４’の一対の電極４７ｃ’，４７ｄ’は、配光用基板３０に形成された貫通孔配線３４ｃ，３４ｄおよびベース基板２０に形成された貫通孔配線２４ｃ，２４ｄを介して外部接続用電極２７ｃ，２７ｄと電気的に接続されている。なお、ＬＥＤチップ１は、ベース基板２０に形成された図示しない貫通孔配線を介して図示しない外部接続用電極と電気的に接続されている。
【００１１】
上述の図９に示した構成の発光装置では、実装基板２’においてＬＥＤチップ１を収納する収納凹所２ａ’の周部から内方へ突出する突出部２ｃ’に、ＬＥＤチップ１から放射される光を検出する光検出素子４’が形成されているので、実装基板２’の上記一表面側において収納凹所２ｂ’の周囲に光検出素子４’を配置するためのスペースを別途に確保する必要がなく、光検出素子４’を実装基板２’に設けながらも平面サイズの小型化が可能になるという利点がある。なお、図９に示した構成の発光装置では、光検出素子形成基板４０の基礎となるシリコン基板４０ａの導電形がｎ形であり、光検出素子４’においてＬＥＤチップ１からの光を受光する受光部４ｃ’がｐ形領域により構成されている。言い換えれば、光検出素子４’は、受光部４ｃ’がｐ形領域により構成され、光検出素子形成基板４０において受光部４ｃ’に接する領域がｎ形領域となっている。
【００１２】
しかして、図９に示した構成の発光装置の使用例として、例えば、ＬＥＤチップ１として赤色ＬＥＤチップを採用した発光装置と、ＬＥＤチップ１として緑色ＬＥＤチップを採用した発光装置と、ＬＥＤチップ１として青色ＬＥＤチップを採用した発光装置とを同一の回路基板上に近接して配置して、当該回路基板に各発光装置のＬＥＤチップ１を駆動する駆動回路部と、各光検出素子４の出力がそれぞれの目標値に保たれるように駆動回路部から各発光色のＬＥＤチップ１に流れる電流をフィードバック制御する制御回路部などを設けておくことにより、各光検出素子４それぞれの出力に基づいて各発光色のＬＥＤチップ１の光出力を各別に制御することができ、各発光色ごとのＬＥＤチップ１の光出力の経時変化の違いなどによらず混色光（ここでは、白色光）の光色や色温度の精度を向上することができる。要するに、所望の混色光を安定して得ることができる。
【００１３】
なお、上記特許文献２には、図９に示した構成の発光装置において、透光性部材８に、ＬＥＤチップ１から放射される光（例えば、青色光）によって励起されてＬＥＤチップ１よりも長波長の光（例えば、黄色光）を放射する蛍光体を含有させておくことにより、ＬＥＤチップ１からの光と蛍光体からの光との混色光（例えば、白色光）を得ることができることも記載されている。
【００１４】
また、従来から、図１０に示すように、半導体レーザチップからなる発光素子１０１と、当該発光素子１０１を収納する収納凹所２ｂ”が一表面に形成され発光素子１０１が実装されるとともに発光素子１０１から放射された光を検出するフォトダイオードからなる光検出素子４”が形成された実装基板２”とを備えた発光装置が提案されている（特許文献３参照）。ここにおいて、図１０に示した構成の発光装置では、実装基板２”が１枚のｎ形シリコン基板２００を用いて形成され、収納凹所２ｂ”が異方性エッチングにより形成されており、当該収納凹所２ｂ”は、内底面から離れるにつれて開口面積が徐々に大きくなっている。
【００１５】
また、図１０に示した構成の発光装置は、光検出素子４”におけるｐ形領域からなる受光部４ｃ”がｎ形シリコン基板２００の一表面と収納凹所２ｂ”の内側面とに沿って形成されている。また、図１０に示した構成の発光装置は、ｎ形シリコン基板２００の上記一表面と収納凹所２ｂ”の内底面および内側面とに跨って絶縁膜２２３が形成されており、光検出素子４”の一方の電極４７ｃ”が絶縁膜２２３に形成されたコンタクトホールを通して受光部４ｃ”に電気的に接続され、他方の電極４７ｄ”が絶縁膜２２３に形成されたコンタクトホールを通してｎ形シリコン基板２００と電気的に接続されている。ここにおいて、図１０に示した構成の発光装置は、上記他方の電極４７ｄ”が絶縁膜２２３において受光部４ｃ”に対応する部位上に延長されている。ここで、上記他方の電極４７ｄ”は、発光素子１０１からの光の一部を反射し残りの光を透過させる所定膜厚（例えば、１００ｎｍ〜４００ｎｍ）のＡｕ膜からなる金属膜により構成されている。なお、図１０中の一点鎖線は発光素子１０１から放射された光の光路を示しており、破線は上記他方の電極４７ｄ”を透過して光検出素子４”の受光部４ｃ”に吸収される光の光路を示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００２−３４４０３１号公報
【特許文献２】特開２００７−２９４８３４号公報
【特許文献３】特開平７−２９７４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ところで、図９に示した構成の発光装置では、実装基板２’を３枚のシリコン基板２０ａ，３０ａ，４０ａを用いて形成する必要があり、構造が複雑になってしまうとともにコストが高くなってしまう。
【００１８】
また、図１０に示した構成の発光装置は、発光素子１０１から放射される光の一部を第２の電極４７ｄ”を通して光検出素子４”の受光部４ｃ”に入射させているにもかかわらず第２の電極４７ｄ”を透過した光の一部が受光部４ｃ”も透過してｎ形シリコン基板２００で吸収されてしまうので、受光部４ｃ”の受光量が低下し、光検出素子４”の検出精度が低くなってしまう。なお、図９に示した構成の発光装置においても、受光部４ｃ’に入射した光の一部が受光部４ｃ’を透過してシリコン基板４０ａに吸収されてしまうので、受光部４ｃ’の受光量が低下し、光検出素子４’の検出精度が低くなってしまう。
【００１９】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、ＬＥＤチップから放射される光を検出する光検出素子を実装基板に設けた構成を採用しながらも、構造の簡略化を図れ、且つ、光検出素子の検出精度の向上を図れる発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
請求項１の発明は、ＬＥＤチップと、半導体基板を用いて形成されＬＥＤチップが実装されるとともにＬＥＤチップから放射される光を検出する光検出素子が設けられた実装基板とを備え、実装基板は、ＬＥＤチップが一表面側に実装されるベース基板部と、ベース基板部の前記一表面から離れるにつれて開口面積が徐々に大きくなる開口窓が形成され当該開口窓の内側に配置されるＬＥＤチップの光の配光を制御する配光用基板部とで構成され、光検出素子の第１導電形の受光部が配光用基板部の開口窓の内側面に沿って形成され、光検出素子の一対の電極のうち、受光部に電気的に接続される第１の電極の少なくとも一部が、開口窓の内側面に沿って形成されて、ＬＥＤチップから放射され入射した光の一部を透過させ残りの光を反射する反射膜を構成し、配光用基板部において受光部に接する第２導電形の領域に電気的に接続される第２の電極が、ＬＥＤチップから放射され受光部を透過した光を受光部側へ反射する反射機能部を有することを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、半導体基板を用いて形成される実装基板が、ＬＥＤチップが一表面側に実装されるベース基板部と、ベース基板部の前記一表面から離れるにつれて開口面積が徐々に大きくなる開口窓が形成され当該開口窓の内側に配置されるＬＥＤチップの光の配光を制御する配光用基板部とで構成され、光検出素子の第１導電形の受光部が配光用基板部の開口窓の内側面に沿って形成されているので、ＬＥＤチップから放射される光を検出する光検出素子を実装基板に設けた構成を採用しながらも、従来のように３枚のシリコン基板を用いて実装基板を形成する場合に比べて構造の簡略化を図れ、しかも、光検出素子の一対の電極のうち受光部に電気的に接続される第１の電極の少なくとも一部が、開口窓の内側面に沿って形成されて、ＬＥＤチップから放射され入射した光の一部を透過させ残りの光を反射する反射膜を構成していることにより、第１の電極と反射膜とを別々に設けるよりも構造を簡略化でき、さらに、配光用基板部において受光部に接する第２導電形の領域に電気的に接続される第２の電極が、ＬＥＤチップから放射され受光部を透過した光を受光部側へ反射する反射機能部を有するので、実装基板での吸収損失を低減できるとともに、光検出素子の検出精度の向上を図れる。
【００２２】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記第２の電極は、前記配光用基板部における前記ベース基板部側とは反対側の表面において前記開口窓の周部に形成された縦穴に当該縦穴を充実する形で埋め込まれた部位を有し、当該部位が、前記反射機能部を構成していることを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、前記第２の電極の前記反射機能部が、前記配光用基板部における前記ベース基板部側とは反対側の表面において前記開口窓の周部に形成された縦穴に当該縦穴を充実する形で埋め込まれているので、前記反射機能部が前記配光用基板部における前記ベース基板部側とは反対側の表面に対して傾斜する形で形成されている場合に比べて、外乱光が前記反射機能部で反射されて前記受光部の受光面側とは反対側から前記受光部へ入射するのを抑制することができる。
【００２４】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記第２の電極は、前記配光用基板部における前記ベース基板部側とは反対側の表面において前記開口窓の周部に形成された縦穴の内面に沿って延長され、当該延長された部位が、前記反射機能部を構成していることを特徴とする。
【００２５】
この発明によれば、外乱光が前記反射機能部で反射されて前記受光部の受光面側とは反対側から前記受光部へ入射するのを抑制することができる。また、この発明によれば、前記反射機能部を請求項２の発明に比べて容易に形成することが可能となる。
【００２６】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３の発明において、前記受光部が、前記ベース基板部の厚み方向において前記ＬＥＤチップよりも前記ベース基板部から離れた位置にあり、前記第２の電極の前記反射機能部における前記ベース基板部側の先端が、前記受光部よりも前記ベース基板部に近い位置にあることを特徴とする。
【００２７】
この発明によれば、前記第２の電極の前記反射機能部における前記ベース基板部側の先端が、前記受光部よりも前記ベース基板部に近い位置にあるので、前記受光部を透過した光を前記反射機能部において前記受光部側へ効率良く反射することができる。
【００２８】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４の発明において、前記ＬＥＤチップ側から前記開口窓の内側面を正面視したときに前記第２の電極の前記反射機能部の外周線が前記受光部の外周線よりも外側にあることを特徴とする。
【００２９】
この発明によれば、前記ＬＥＤチップ側から前記開口窓の内側面を正面視したときに前記第２の電極の前記反射機能部の外周線が前記受光部の外周線よりも外側にあるので、前記受光部を透過した光を前記反射機能部において前記受光部側へ効率良く反射することができる。
【００３０】
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５の発明において、前記実装基板は、前記ベース基板部に、前記光検出素子の各電極それぞれに電気的に接続される貫通孔配線が形成されてなることを特徴とする。
【００３１】
この発明によれば、前記光検出素子の出力を前記実装基板の他表面側から取り出すことができるので、実装面積の縮小化を図れる。
【００３２】
請求項７の発明は、請求項１ないし請求項６の発明において、前記実装基板は、前記配光用基板部に、前記光検出素子の各電極それぞれに電気的に接続される貫通孔配線が形成されてなり、前記配光用基板部に形成された貫通孔配線が、前記ＬＥＤチップから放射され前記受光部を透過した光を前記受光部側へ反射する機能を有することを特徴とする。
【００３３】
この発明によれば、前記配光用基板部に形成された貫通孔配線が、前記ＬＥＤチップから放射され前記受光部を透過した光を前記受光部側へ反射することができるので、前記受光部の受光量を増加でき、前記光検出素子の検出精度の向上を図れる。
【００３４】
請求項８の発明は、請求項１ないし請求項５の発明において、前記実装基板は、１枚の半導体基板を用いて形成されてなることを特徴とする。
【００３５】
この発明によれば、前記実装基板の前記ベース基板部と前記配光用基板部とを別々の半導体基板を用いて形成してから接合する場合に比べて、低コスト化および製造プロセスの簡略化を図れる。
【発明の効果】
【００３６】
請求項１の発明では、ＬＥＤチップから放射される光を検出する光検出素子を実装基板に設けた構成を採用しながらも、構造の簡略化を図れ、且つ、光検出素子の検出精度の向上を図れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施形態１の発光装置を示す概略断面図である。
【図２】同上の発光装置の他の構成例の要部正面図である。
【図３】同上の発光装置の別の構成例に関し、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は製造方法の説明図である。
【図４】実施形態２の発光装置を示す概略断面図である。
【図５】実施形態３の発光装置を示す概略断面図である。
【図６】実施形態４の発光装置を示す概略断面図である。
【図７】従来例を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’概略断面図である。
【図８】他の従来例を示す概略断面図である。
【図９】別の従来例を示す概略断面図である。
【図１０】さらに別の従来例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
（実施形態１）
本実施形態の発光装置は、図１に示すように、ＬＥＤチップ１と、ＬＥＤチップ１が実装されるとともにＬＥＤチップ１から放射される光を検出する光検出素子４が設けられた実装基板２とを備えている。
【００３９】
ここにおいて、実装基板２は、第１のシリコン基板（半導体基板）２０ａを用いて形成されＬＥＤチップ１が一表面側に実装されるベース基板２０と、第２のシリコン基板３０ａを用いて形成されベース基板２０の上記一表面から離れるにつれて開口面積が徐々に大きくなる開口窓３１を有し当該開口窓３１の内側に配置されるＬＥＤチップ１の光の配光を制御する配光用基板部３０とで構成され、光検出素子４の受光部４ｃが配光用基板３０の開口窓３１の内側面に沿って形成されている。また、ベース基板２０と配光用基板３０とで囲まれた空間には、透光性材料（例えば、シリコーン樹脂など）からなりＬＥＤチップ１および当該ＬＥＤチップ１に接続されたボンディングワイヤ（図示せず）を封止した封止部（図示せず）が形成されている。
【００４０】
なお、本実施形態では、ベース基板２０と配光用基板３０とを接合することで実装基板２が形成されており、ベース基板２０がベース基板部を構成し、配光用基板３０が配光用基板部を構成しているが、ベース基板部と配光用基板部とを１枚のシリコン基板からなる半導体基板を用いて形成してもよい。
【００４１】
ベース基板２０および配光用基板３０の外周形状は矩形状であり、配光用基板３０はベース基板２０と同じ外形寸法に形成されている。
【００４２】
上述の第１のシリコン基板２０ａおよび第２のシリコン基板３０ａとしては、それぞれ、導電形がｎ形で一表面が（１００）面の単結晶シリコン基板を用いており、配光用基板３０の開口窓３１の内側面が、アルカリ系溶液（例えば、ＴＭＡＨ溶液、ＫＯＨ溶液など）を用いた異方性エッチングにより形成された（１１１）面により構成されている。
【００４３】
また、本実施形態の発光装置では、ＬＥＤチップ１として、結晶成長用基板として導電性基板を用い厚み方向の両面に電極（図示せず）が形成された可視光ＬＥＤチップを用いており、光検出素子４をフォトダイオードにより構成している。なお、ＬＥＤチップ１の構造や発光色などは特に限定するものではなく、厚み方向の一面側に両電極が形成されたものでもよいし、紫外線ＬＥＤチップでもよい。
【００４４】
ベース基板２０は、第１のシリコン基板２０ａの上記一表面側に、ＬＥＤチップ１の厚み方向の一面側（図１における上面側）の電極が電気的に接続される第１の導体パターン（図示せず）と前記厚み方向の他面側（図１における下面側）の電極が電気的に接続される第２の導体パターン２５ａが形成されている。ここにおいて、ベース基板２０は、ＬＥＤチップ１に電気的に接続された上記第１の導体パターンおよび第２の導体パターン２５ａとシリコン基板２０ａの他表面側に形成された２つの第１の外部接続用電極（図示せず）とがそれぞれ第１の貫通孔配線（図示せず）を介して電気的に接続されている。また、ベース基板２０は、シリコン基板２０ａの上記一表面側に、配光用基板３０と接合するための接合用金属層２９も形成されている。
【００４５】
また、ベース基板２０は、ＬＥＤチップ１が電気的に接続される第２の導体パターン２５ａを、ＬＥＤチップ１がダイボンディングされる矩形状のダイパッド部２５ａａと、ダイパッド部２５ａａに連続一体に形成され上記第１の貫通孔配線との接続部位となる引き出し配線部（図示せず）とで構成してある。要するに、ＬＥＤチップ１は、第２の導体パターン２５ａのダイパッド部２５ａａにダイボンディングされており、ダイパッド部２５ａａ側の電極がダイパッド部２５ａａに接合されて電気的に接続され、光取り出し面側の電極が上記ボンディングワイヤを介して上記第１の導体パターンと電気的に接続されている。なお、ＬＥＤチップ１は、ダイパッド部２５ａａにＡｕＳｎの共晶接合により接合されているが、ＬＥＤチップ１とダイパッド部２５ａａとの接合方法は共晶接合に限らず、例えばＡｇペーストでもよい。また、ＬＥＤチップ１として厚み方向の上記一面側に両電極が形成されたものを用いる場合には、ＬＥＤチップ１とダイパッド部２５ａａとを樹脂により接着してＬＥＤチップ１の両電極と上記第１の導体パターンおよび第２の導体パターン２５の上記引き出し配線部とをそれぞれボンディングワイヤで電気的に接続するようにしてもよいが、放熱性の観点から、ＬＥＤチップ１とダイパッド部２５ａａとは熱伝導率の高い材料により接合することが好ましい。また、ＬＥＤチップ１への電気的な入力を考慮すれば、導電性を有し、且つ、マイグレーションが発生する可能性の小さな材料を用いるのが好ましい。
【００４６】
また、ベース基板２０は、第１のシリコン基板２０ａの上記他表面側に、第１のシリコン基板２０ａよりも熱伝導率の高い金属材料からなる矩形状の放熱用パッド部２８が形成されており、ダイパッド部２５ａａと放熱用パッド部２８とが第１のシリコン基板２０ａよりも熱伝導率の高い金属材料（例えば、Ｃｕなど）からなる複数（本実施形態では、９つ）の円柱状のサーマルビア２６を介して熱的に結合されており、ＬＥＤチップ１で発生した熱が各サーマルビア２６および放熱用パッド部２８を介して放熱されるようになっている。
【００４７】
ところで、ベース基板２０は、第１のシリコン基板２０ａに、上記第１の導体パターンおよび第２の導体パターン２５ａそれぞれに電気的に接続される２つ上記第１の貫通孔配線それぞれが内側に形成される２つの第１の貫通孔（図示せず）と、上述の９つのサーマルビア２６それぞれが内側に形成される９つ第２の貫通孔２２ｂとが厚み方向に貫設され、第１のシリコン基板２０ａの上記一表面および上記他表面と各第１の貫通孔、各第２の貫通孔２２ｂの内面とに跨って熱酸化膜（シリコン酸化膜）からなる第１の絶縁膜２３が形成されており、上記第１の導体パターン、第２の導体パターン２５ａ、接合用金属層２９、上記各第１の外部接続用電極、放熱用パッド部２８、上記各第１の貫通孔の内側に形成された上記各貫通孔配線、および各第２の貫通孔２２ｂの内側に形成された各サーマルビア２６が、第１のシリコン基板２０ａと電気的に絶縁されている。
【００４８】
ここにおいて、上記第１の導体パターン、第２の導体パターン２５ａ、接合用金属層２９、上記各第１の外部接続用電極、放熱用パッド部２８は、第１の絶縁膜２３上に形成されたＴｉ膜と当該Ｔｉ膜上に形成されたＡｕ膜との積層膜により構成されている。ここで、ベース基板２０は、第１のシリコン基板２０ａの上記一表面側の上記第１の導体パターン、第２の導体パターン２５ａ、接合用金属層２９が同時に形成され、第１のシリコン基板２０ａの上記他表面側の上記各第１の外部接続用電極、放熱用パッド部２８が同時に形成されている。なお、本実施形態では、第１の絶縁膜２３上のＴｉ膜の膜厚を１５〜５０ｎｍ、Ｔｉ膜上のＡｕ膜の膜厚を５００ｎｍに設定してあるが、これらの数値は一例であって特に限定するものではない。また、各Ａｕ膜の材料は、純金に限らず不純物を添加したものでもよい。また、各Ａｕ膜と第１の絶縁膜２３との間に密着性改善用の密着層としてＴｉ膜を介在させてあるが、密着層の材料はＴｉに限らず、例えば、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｚｒ、ＴｉＮ、ＴａＮなどでもよい。また、上記第１の貫通孔配線およびサーマルビア２６の材料としては、Ｃｕを採用しているが、Ｃｕに限らず、例えば、Ｎｉなどを採用してもよい。
【００４９】
配光用基板３０は、第２のシリコン基板３０ａの一表面側に、ベース基板２０の接合用金属層２９と接合される接合用金属層３６が形成されている。また、配光用基板３０は、第２のシリコン基板３０ａの他表面側に、光検出素子４の各電極４７ｃ，４７ｄが形成されている。
【００５０】
また、配光用基板３０は、第２のシリコン基板３０ａの上記一表面および上記他表面と開口窓３１の内側面とに跨って熱酸化膜（シリコン酸化膜）からなる第２の絶縁膜３３が形成されており、接合用金属層３６が、第２のシリコン基板３０ａと電気的に絶縁されている。ここにおいて、接合用金属層３６は、第２の絶縁膜３３上に形成されたＴｉ膜と当該Ｔｉ膜上に形成されたＡｕ膜との積層膜により構成されている。なお、本実施形態では、第２の絶縁膜３３上のＴｉ膜の膜厚を１５〜５０ｎｍ、Ｔｉ膜上のＡｕ膜の膜厚を５００ｎｍに設定してあるが、これらの数値は一例であって特に限定するものではない。ここにおいて、各Ａｕ膜の材料は、純金に限らず不純物を添加したものでもよい。また、各Ａｕ膜と第２の絶縁膜３３との間に密着性改善用の密着層としてＴｉ膜を介在させてあるが、密着層の材料はＴｉに限らず、例えば、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｚｒ、ＴｉＮ、ＴａＮなどでもよい。
【００５１】
ところで、配光用基板３０は、上述のように、開口窓３１が、ベース基板１０から離れるにつれて開口面積が徐々に大きくなるテーパ状に形成され、ＬＥＤチップ１から放射される光の一部を検出するフォトダイオードからなる光検出素子４の受光部４ｃが、第２のシリコン基板３０ａの上記他表面側で開口窓３１の内側面に沿って形成されている。ここで、配光用基板３０の開口窓３１は、第２のシリコン基板３０ａを上記他表面側から、アルカリ系溶液（例えば、ＴＭＡＨ溶液、ＫＯＨ溶液など）を用いて異方性エッチングすることにより形成されている。なお、配光用基板３０の開口窓３１は、アルカリ系溶液を用いた異方性エッチングに限らず、例えば、ＳＦ６ガスとＣ４Ｆ８ガスとの混合ガスを用いたドライエッチングなどによっても形成することができる。
【００５２】
また、配光用基板３０の基礎となる第２のシリコン基板３０ａとしては、導電形がｎ形で抵抗率が１０Ωｃｍ程度の単結晶シリコン基板を用いており、第２のシリコン基板３０ａの厚さ寸法は、ＬＥＤセンサ１の厚さ寸法よりも大きく設定してある。
【００５３】
また、光検出素子４は、フォトダイオードの高濃度のｐ形領域を構成する受光部４ｃが、一対の電極４７ｃ，４７ｄのうちの一方の電極４７ｃと電気的に接続され、フォトダイオードのｎ形領域４ｄを構成する第２のシリコン基板３０ａが、他方の電極４７ｄと電気的に接続されている。ここにおいて、受光部４ｃを構成するｐ形領域は、第２のシリコン基板３０ａにおける当該ｐ形領域の形成予定領域に第２のシリコン基板３０ａの上記他表面側からｐ形不純物（例えば、ボロンなど）のイオン注入を行った後に、酸化炉内でドライブを行うことにより形成することができる。なお、第２のシリコン基板３０ａの抵抗率の値は一例であって特に限定するものではない。また、本実施形態では、ｐ形を第１導電形とし、ｎ形を第２導電形としているが、これらは逆でもよく、第２のシリコン基板３０ａの導電形をｐ形として受光部４ｃの導電形をｎ形としてもよい。
【００５４】
また、ベース基板２０と配光用基板３０とで囲まれた空間に形成する上記封止部の透光性材料は、シリコーン樹脂に限らず、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ガラスなどを採用してもよい。
【００５５】
本実施形態の発光装置の製造にあたっては、ＬＥＤチップ１を実装したベース基板２０と光検出素子４が形成された配光用基板３０とを低温での直接接合が可能な常温接合法などにより接合する接合工程を行った後、上記封止部を形成する封止部形成工程を行うようにすればよい。常温接合法では、接合前に互いの接合表面へアルゴンのプラズマ若しくはイオンビーム若しくは原子ビームを真空中で照射して各接合表面の清浄化・活性化を行ってから、接合表面同士を接触させ、常温下で直接接合する。ここで、上述の接合工程では、ベース基板２０の接合用金属層２９と配光用基板３０の接合用金属層３６とが接合される。
【００５６】
また、本実施形態の発光装置の製造にあたっては、上述の接合工程において、低温での直接接合が可能な常温接合法を採用しているので、接合工程でＬＥＤチップ１のジャンクション温度が最大ジャンクション温度を超えるのを防止することができ、ＬＥＤチップに熱ダメージが生じるのを防止することができる。また、接合後にベース基板２０および配光用基板３０にひずみが発生することを防止することができるので、ベース基板２０のひずみに起因した応力がＬＥＤチップ１に発生するのを防止することができる。なお、上述の接合工程で採用している常温接合法では、各接合表面の清浄化・活性化を行ってから、常温下で適宜の荷重を印加しいているが、常温下に限らず、例えば、光検出素子４およびＬＥＤチップ１へ熱ダメージが生じない温度（光検出素子４およびＬＥＤチップ１それぞれのジャンクション温度が最大ジャンクション温度を超えない温度）であれば、加熱条件下（例えば、８０℃〜１００℃程度に加熱した条件下）において適宜の荷重を印加するようにしてもよく、加熱条件下において適宜の荷重を印加して接合することで、接合信頼性をより一層高めることが可能となる。
【００５７】
ところで、本実施形態の発光装置の製造にあたっては、上述の各シリコン基板２０ａ，３０ａとして、それぞれベース基板２０、配光用基板３０を多数形成可能なウェハ状のもの（シリコンウェハ）を用い、上述の接合工程、封止部形成工程などの各工程をウェハレベルで行うことでウェハレベルパッケージ構造体を形成してから、ダイシング工程により発光装置のサイズに分割されている。したがって、ベース基板２０と配光用基板３０とが同じ外形サイズとなり、小型のチップパッケージを実現できるとともに、製造が容易になる。なお、本実施形態の発光装置では、例えば、金属ベースプリント配線板からなる回路基板などに実装して用いる場合、ＬＥＤチップ１の両電極に電気的に接続された各第１の外部接続用電極および放熱用パッド２８それぞれを、回路基板において対応付けられた導体パターンと半田などからなる接合部を介して接合し、光検出素子４の各電極４７ｃ，４７ｄを、回路基板において対応付けられた導体パターンとボンディングワイヤを介して電気的に接続すればよい。また、ベース基板２０に上記第１の貫通孔配線を形成せずに、ＬＥＤチップ１の両電極それぞれを、回路基板において対応付けられた導体パターンとボンディングワイヤを介して電気的に接続するようにしてもよい。
【００５８】
ところで、本実施形態の発光装置では、光検出素子４の一対の電極４７ｃ，４７ｄのうち、受光部４ｃに電気的に接続される第１の電極４７ｃの一部が、開口窓３１の内側面に沿って形成されて、ＬＥＤチップ１から放射され入射した光の一部を透過させ残りの光を反射する反射膜１４７ｃを構成し、配光用基板３０において受光部４ｃに接するｎ形領域（第２導電形の領域）である第２のシリコン基板３０ａに電気的に接続される第２の電極４７ｄが、ＬＥＤチップ１から放射され受光部４ｃを透過した光を受光部４ｃ側へ反射する反射機能部１４７ｄを有している。ここにおいて、各電極４７ｃ，４７ｄの材料としては、例えば、ＡｇやＡｌなどを採用すればよいが、これに限らず、ＬＥＤチップ１の発光波長における反射率などを考慮して適宜採用すればよい。
【００５９】
ここで、受光部４ｃに電気的に接続される第１の電極４７ｃは、ＬＥＤチップ１から放射され入射した光の一部を透過させ残りの光を反射する機能を有する必要があるのに対して、第２のシリコン基板３０ａに電気的に接続される第２の電極４７ｄは、ＬＥＤチップ１から放射され透光部４ｃを透過した光を受光部４ｃ側へ反射する機能を有していればよいから、第１の電極４７ｃと第２の電極４７ｄとは互いに異なる材料により形成してもよい。また、第１の電極４７ｃについても、第２のシリコン基板３０ａの上記他表面側に形成されてパッドとして機能する部分と、反射膜１４７ｃとして機能する部分とを互いに異なる材料により形成してもよい。同様に、第２の電極４７ｄについても、第２のシリコン基板３０ａの上記他表面側に形成されてパッドとして機能する部分と、反射機能部１４７ｄとして機能する部分とを互いに異なる材料により形成してもよい。また、反射膜１４７ｃの材料によっては当該反射膜１４７ｃの経年劣化を防止するために、反射膜１４７上にＳｉＯ２膜からなる保護膜を形成してもよい。
【００６０】
以上説明した本実施形態の発光装置では、実装基板２が、ＬＥＤチップ１が一表面側に実装されるベース基板部であるベース基板２０と、ベース基板２０の上記一表面から離れるにつれて開口面積が徐々に大きくなる開口窓３１が形成され当該開口窓３１の内側に配置されるＬＥＤチップ１の光の配光を制御する配光用基板部である配光用基板３０とで構成され、光検出素子４の受光部４ｃが配光用基板３０の開口窓３１の内側面に沿って形成されているので、ＬＥＤチップ１から放射される光を検出する光検出素子４を実装基板２に設けた構成を採用しながらも、図９に示した従来のように３枚のシリコン基板２０ａ，３０ａ，４０ａを用いて実装基板を形成する場合に比べて構造の簡略化を図れ、しかも、光検出素子４の一対の電極４７ｃ，４７ｄのうち受光部４ｃに電気的に接続される第１の電極４７ｃの少なくとも一部が、開口窓３１の内側面に沿って形成されて、ＬＥＤチップ１から放射され入射した光の一部を透過させ残りの光を反射する反射膜１４７ｃを構成していることにより、第１の電極４７ｃと反射膜１４７ｃとを別々に設けるよりも構造を簡略化でき、さらに、配光用基板３０において受光部４ｃに接するｎ形領域４ｄに電気的に接続される第２の電極４７ｄが、ＬＥＤチップ１から放射され受光部４ｃを透過した光を受光部４ｃ側へ反射する反射機能部１４７ｄを有するので、実装基板２での吸収損失を低減できるとともに、光検出素子４の受光量の増大による検出精度の向上を図れる。また、本実施形態の発光装置では、ＬＥＤチップ１から斜め方向（ＬＥＤチップ１の光軸とは交差する方向）へ放射された光の一部を開口窓３１の内側面で反射させることなく受光部４ｃへ直接入射させることができるので、光検出素子４の受光量の増大による検出精度の向上を図れる。
【００６１】
また、本実施形態の発光装置では、配光用基板３０の基礎となる半導体基板として第２のシリコン基板３０ａを用いているので、配光用基板３０の開口窓３１を、アルカリ系溶液を用いた異方性エッチングにより精度良く形成することができる。つまり、配光用基板３０の開口窓３１を、エッチング速度の結晶面方位依存性を利用した異方性エッチングにより形成することができる。
【００６２】
また、本実施形態の発光装置では、光検出素子４の受光部４ｃが、ベース基板２０の厚み方向においてＬＥＤチップ１よりもベース基板２０から離れた位置にあり、光検出素子４の第２の電極４７ｄの反射機能部１４７ｄにおけるベース基板２０側の先端が、受光部４ｃよりもベース基板２０に近い位置にあるので、受光部４ｃを透過した光を反射機能部１４７ｄにおいて受光部４ｃ側へ効率良く反射することができる。
【００６３】
とろこで、本実施形態の発光装置は、光検出素子４の受光部４ｃが配光用基板３０の開口窓３１の周方向の全周に亘って形成してあるが、必ずしも全周に亘って形成する必要はなく、図２に示すように、ＬＥＤチップ１側から開口窓３１の内側面を正面視したときに光検出素子４の第２の電極４７ｄの反射機能部１４７ｄの外周線が受光部４ｃの外周線よりも外側にあるようにすれば、受光部４ｃを透過した光を反射機能部１４７ｄにおいて受光部４ｃ側へ効率良く反射することができる。
【００６４】
また、光検出素子４の第２の電極４７ｄは、配光用基板３０におけるベース基板２０側とは反対側の表面において開口窓３１の周部に形成された縦穴３０ｂに当該縦穴３０ｂを充実する形で埋め込まれた部位を有し、当該部位が、上述の反射機能部１４７ｄを構成している。ここにおいて、縦穴３０ｂは、例えば、誘導結合プラズマ型のドライエッチング装置などを利用して第２のシリコン基板３０ａの厚み方向に沿って形成してあり、開口面積が深さ位置によらず一様となっている。また、反射機能部１４７ｄは、ＣＶＤ法もしくはスパッタ法とめっき法とを組み合わせて形成してある。
【００６５】
しかして、本実施形態の発光装置では、光検出素子４の第２の電極４７ｄの反射機能部１４７ｄが、配光用基板３０におけるベース基板２０側とは反対側の表面において開口窓３１の周部に形成された縦穴３０ｂに当該縦穴３０ｂを充実する形で埋め込まれているので、図３（ａ）に示すように反射機能部１４７ｄが配光用基板３０におけるベース基板２０側とは反対側の表面に対して傾斜する形で形成されている場合に比べて、外乱光が反射機能部１４７ｄで反射されて受光部４ｃの受光面側とは反対側から受光部４ｃへ入射するのを抑制することができる。なお、図３（ａ）に示す構成の発光装置における反射機能部１４７ｄは配光用基板３０におけるベース基板２０側とは反対側の表面に対して傾斜する傾斜穴３０ｃに当該傾斜穴３０ｃを充実する形で埋め込まれているが、このような傾斜穴３０ｃは、例えば、図３（ｂ）に示すように、第２のシリコン基板３０ａの上記他表面側に逆テーパ状の開孔部を有するマスク層５０を形成し、その後、同図中に矢印で示す方向から異方性の高いドライエッチングを行うようにすればよい。
【００６６】
また、本実施形態の発光装置は、実装基板２に光検出素子４が設けられているので、例えば、ＬＥＤチップ１として赤色ＬＥＤチップを採用した発光装置と、ＬＥＤチップ１として緑色ＬＥＤチップを採用した発光装置と、ＬＥＤチップ１として青色ＬＥＤチップを採用した発光装置とを同一の配線基板（回路基板）上に近接して配置して、当該配線基板に各発光装置のＬＥＤチップ１を駆動する駆動回路部と、各光検出素子４の出力がそれぞれの目標値に保たれるように駆動回路部から各発光色のＬＥＤチップ１に流れる電流をフィードバック制御する制御回路部などを設けておくことにより、各光検出素子４それぞれの出力に基づいて各発光色のＬＥＤチップ１の光出力を各別に制御することができ、各発光色ごとのＬＥＤチップ１の光出力の経時変化の違いなどによらず混色光（ここでは、白色光）の光色や色温度の精度を向上することができる。要するに、所望の混色光を安定して得ることができる。
【００６７】
（実施形態２）
本実施形態の発光装置の基本構成は実施形態１と略同じであり、図４に示すように、光検出素子４の第２の電極４７ｄが、配光用基板３０におけるベース基板２０側とは反対側の表面において開口窓３１の周部に形成された縦穴３０ｂの内面（内側面および内底面）に沿って延長され、当該延長された部位が、反射機能部１４７ｄを構成している点が相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６８】
本実施形態では、実施形態１に比べて、縦穴３０ｂと受光部４ｃとの並び方向（図４の左右方向）における縦穴３０ｂの開口幅を広く設定してあり、反射機能部１４７ｄをＣＶＤ法もしくはスパッタ法により形成してある。
【００６９】
しかして、本実施形態の発光装置では、実施形態１と同様、外乱光が反射機能部で反射されて前記受光部の受光面側とは反対側から前記受光部へ入射するのを抑制することができる。また、本実施形態の発光装置では、実施形態１に比べて、反射機能部１４７ｄを容易に形成することが可能となる。
【００７０】
ところで、実施形態１，２では、実装基板２を２枚の半導体基板（シリコン基板２０ａ，３０ａ）を用いて形成してあるが、１枚の半導体基板を用いて実装基板２を形成するようにしてもよく、この場合には、実装基板２のベース基板部と配光用基板部とを別々の半導体基板を用いて形成してから接合する場合に比べて、低コスト化および製造プロセスの簡略化を図れる。
【００７１】
（実施形態３）
本実施形態の発光装置の基本構成は実施形態１と略同じであり、図５に示すように、実装基板２のベース基板２０に、光検出素子４の各電極４７ｃ，４７ｄそれぞれに電気的に接続される第２の貫通孔配線２４ｃ，２４ｄが形成されている点などが相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７２】
配光用基板３０は、第２のシリコン基板３０ａの上記一表面側に、光検出素子４の各電極４７ｃ，４７ｄそれぞれと電気的に接続された導体パターン３５ｃ，３５ｄが形成されており、ベース基板２０は、第１のシリコン基板２０ａの上記一表面側に第２の貫通孔配線２４ｃ，２４ｄそれぞれに電気的に接続された第３の導体パターン２５ｃおよび第４の導体パターン２５ｄが形成され、第１のシリコン基板２０ａの上記他表面側に第２の貫通孔配線２４ｃ，２４ｄそれぞれに電気的に接続された第２の外部接続用電極２７ｃ，２７ｄが形成されている。なお、配光用基板３０の導体パターン３５ｃ，３５ｄは、接合用金属層３６と同じ材料で、接合用金属層３６と同時に形成されている。また、ベース基板２０は、第２の貫通孔配線２４ｃ，２４ｄが内側に形成される第３の貫通孔２２ａ，２２ａが上記第１の貫通孔、第２の貫通孔２２ｂと同時に形成され、第２の貫通孔配線２４ｃ，２４ｄが上記第１の貫通孔配線およびサーマルビア２６と同じ材料で、これらと同時に形成されている。また、ベース基板２０は、第２の外部接続用電極２７ｃ，２７ｄが上記第１の外部接続用電極および放熱パッド部２８と同じ材料で、これらと同時に形成されている。また、ベース基板２０は、第３の導体パターン２５ｃおよび第４の導体パターン２５ｄが接合用金属層２９と同じ材料で、接合用金属層２９と同時に形成してある。
【００７３】
しかして、本実施形態の発光装置では、光検出素子４の出力を実装基板２の他表面側から取り出すことができるので、実装面積の縮小化を図れる。なお、実施形態２において本実施形態と同様の第２の貫通孔配線２４ｃ，２４ｄを設けるようにしてもよい。また、ベース基板部たるベース基板２０と配光用基板部たる配光用基板３０とを１枚のシリコン基板からなる半導体基板を用いて形成してもよく、この場合には、第２の貫通孔配線２４ｃ，２４ｄの形成位置をベース基板部において配光用基板部に重ならない領域に配置するようにすればよい。
【００７４】
（実施形態４）
本実施形態の発光装置の基本構成は実施形態３と略同じであり、図６に示すように、配光用基板３０に、光検出素子４の各電極４７ｃ，４７ｄそれぞれに電気的に接続される第３の貫通孔配線３４ｃ，３４ｄが形成されてなり、配光用基板３０に形成された第３の貫通孔配線３４ｃ，３４ｄが、ＬＥＤチップ１から放射され受光部４ｃを透過した光を受光部４ｃ側へ反射する機能を有するように配置されている点などが相違する。なお、実施形態３と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７５】
本実施形態における配光用基板３０では、実施形態３において説明した導体パターン３５ｃ，３５ｄが、光検出素子４の各電極４７ｃ，４７ｄに対して第３の貫通孔配線３４ｃ，３４ｄを介して電気的に接続されている。なお、配光用基板３０は、上述の第３の貫通孔配線３４ｃ，３４ｄそれぞれが内側に形成される２つの貫通孔３２が第２のシリコン基板３０ａの厚み方向に貫設されており、第２の絶縁膜３３が、第２のシリコン基板３０ａの上記一表面および上記他表面と各貫通孔３２の内面とに跨って形成されている。
【００７６】
実施形態の発光装置の製造にあたって、ベース基板２０と配光用基板３０との接合工程では、ベース基板２０の接合用金属層２９と配光用基板３０の接合用金属層３６とが接合されるとともに、ベース基板２０の第３の導体パターン２５ｃおよび第４の導体パターン２５ｄと配光用基板３０の導体パターン３５ｃ，３５ｄとが接合され電気的に接続される。ここにおいて、本実施形態では、ベース基板２０側の各導体パターン２５ｃ，２５ｄと配光用基板３０側の各導体パターン３５ｃ，３５ｄとの接合部位を、第２の貫通孔配線２４ｃ，２４ｄおよび第３の貫通孔配線３４ｃ，３４ｄに重なる領域からずらしてあるので、各導体パターン２５ｃ，２５ｄと各導体パターン３５ｃ，３５ｄとの互いの接合面の平坦度を高めることができ、接合歩留まりを高めることができるとともに接合信頼性を高めることができる。
【００７７】
以上説明した本実施形態の発光装置では、反射機能部１４７ｄだけでなく、配光用基板３０に形成された第３の貫通孔配線３４ｃ，３４ｄが、ＬＥＤチップ１から放射され受光部４ｃを透過した光を受光部４ｃ側へ反射することができるので、受光部４ｃの受光量を増加でき、光検出素子４の検出精度の向上を図れる。また、ベース基板部たるベース基板２０と配光用基板部たる配光用基板３０とを１枚のシリコン基板からなる半導体基板を用いて形成してもよく、この場合には、当該半導体基板の厚み方向において第２の貫通孔配線２４ｃ，２４ｄと第３の貫通孔配線３４ｃ，３４ｄとを連続させた形で形成すればよい。
【００７８】
なお、上述の各実施形態の発光装置において、ＬＥＤチップ１から放射される光によって励起されてＬＥＤチップ１よりも長波長の光を放射する蛍光体（図示せず）を含有した透光性材料（例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ガラス、有機成分と無機成分とがｎｍレベルもしくは分子レベルで混合、結合した有機・無機ハイブリッド材料など）により形成された色変換部材を設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１ ＬＥＤチップ
２ 実装基板
４ 光検出素子
４ｃ 受光部
４ｄ ｎ形領域
２０ ベース基板（ベース基板部）
２０ａ 第１のシリコン基板（半導体基板）
２４ｃ，２４ｄ 第２の貫通孔配線
３０ 配光用基板（配光用基板部）
３０ａ 第２のシリコン基板（半導体基板）
３０ｂ 縦穴
３１ 開口窓
３４ｃ，３４ｄ 第３の貫通孔配線
４７ｃ 第１の電極
４７ｄ 第２の電極
１４７ｃ 反射膜
１４７ｄ 反射機能部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤチップと、半導体基板を用いて形成されＬＥＤチップが実装されるとともにＬＥＤチップから放射される光を検出する光検出素子が設けられた実装基板とを備え、実装基板は、ＬＥＤチップが一表面側に実装されるベース基板部と、ベース基板部の前記一表面から離れるにつれて開口面積が徐々に大きくなる開口窓が形成され当該開口窓の内側に配置されるＬＥＤチップの光の配光を制御する配光用基板部とで構成され、光検出素子の第１導電形の受光部が配光用基板部の開口窓の内側面に沿って形成され、光検出素子の一対の電極のうち、受光部に電気的に接続される第１の電極の少なくとも一部が、開口窓の内側面に沿って形成されて、ＬＥＤチップから放射され入射した光の一部を透過させ残りの光を反射する反射膜を構成し、配光用基板部において受光部に接する第２導電形の領域に電気的に接続される第２の電極が、ＬＥＤチップから放射され受光部を透過した光を受光部側へ反射する反射機能部を有することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記第２の電極は、前記配光用基板部における前記ベース基板部側とは反対側の表面において前記開口窓の周部に形成された縦穴に当該縦穴を充実する形で埋め込まれた部位を有し、当該部位が、前記反射機能部を構成していることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記第２の電極は、前記配光用基板部における前記ベース基板部側とは反対側の表面において前記開口窓の周部に形成された縦穴の内面に沿って延長され、当該延長された部位が、前記反射機能部を構成していることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項４】
前記受光部が、前記ベース基板部の厚み方向において前記ＬＥＤチップよりも前記ベース基板部から離れた位置にあり、前記第２の電極の前記反射機能部における前記ベース基板部側の先端が、前記受光部よりも前記ベース基板部に近い位置にあることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記ＬＥＤチップ側から前記開口窓の内側面を正面視したときに前記第２の電極の前記反射機能部の外周線が前記受光部の外周線よりも外側にあることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記実装基板は、前記ベース基板部に、前記光検出素子の各電極それぞれに電気的に接続される貫通孔配線が形成されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記実装基板は、前記配光用基板部に、前記光検出素子の各電極それぞれに電気的に接続される貫通孔配線が形成されてなり、前記配光用基板部に形成された貫通孔配線が、前記ＬＥＤチップから放射され前記受光部を透過した光を前記受光部側へ反射する機能を有することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記実装基板は、１枚の半導体基板を用いて形成されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１】
ＬＥＤチップと、半導体基板を用いて形成されＬＥＤチップが実装されるとともにＬＥＤチップから放射される光を検出する光検出素子が設けられた実装基板とを備え、実装基板は、ＬＥＤチップが一表面側に実装されるベース基板部と、ベース基板部の前記一表面から離れるにつれて開口面積が徐々に大きくなる開口窓が形成され当該開口窓の内側に配置されるＬＥＤチップの光の配光を制御する配光用基板部とで構成され、光検出素子の第１導電形の受光部が配光用基板部の開口窓の内側面に沿って形成され、光検出素子の一対の電極のうち、受光部に電気的に接続される第１の電極の少なくとも一部が、開口窓の内側面に沿って形成されて、ＬＥＤチップから放射され入射した光の一部を透過させ残りの光を反射する反射膜を構成し、配光用基板部において受光部に接する第２導電形の領域に電気的に接続される第２の電極が、ＬＥＤチップから放射され受光部を透過した光を受光部側へ反射する反射機能部を有することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記第２の電極は、前記配光用基板部における前記ベース基板部側とは反対側の表面において前記開口窓の周部に形成された縦穴に当該縦穴を充実する形で埋め込まれた部位を有し、当該部位が、前記反射機能部を構成していることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記第２の電極は、前記配光用基板部における前記ベース基板部側とは反対側の表面において前記開口窓の周部に形成された縦穴の内面に沿って延長され、当該延長された部位が、前記反射機能部を構成していることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項４】
前記受光部が、前記ベース基板部の厚み方向において前記ＬＥＤチップよりも前記ベース基板部から離れた位置にあり、前記第２の電極の前記反射機能部における前記ベース基板部側の先端が、前記受光部よりも前記ベース基板部に近い位置にあることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記ＬＥＤチップ側から前記開口窓の内側面を正面視したときに前記第２の電極の前記反射機能部の外周線が前記受光部の外周線よりも外側にあることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記実装基板は、前記ベース基板部に、前記光検出素子の各電極それぞれに電気的に接続される貫通孔配線が形成されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記実装基板は、前記配光用基板部に、前記光検出素子の各電極それぞれに電気的に接続される貫通孔配線が形成されてなり、前記配光用基板部に形成された貫通孔配線が、前記ＬＥＤチップから放射され前記受光部を透過した光を前記受光部側へ反射する機能を有することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記実装基板は、１枚の半導体基板を用いて形成されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の発光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−９５５９（Ｐ２０１１−９５５９Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５２７０７（Ｐ２００９−１５２７０７）
【出願日】平成２１年６月２６日（２００９．６．２６）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２６日（２００９．６．２６）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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