(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外光を放射する紫外光ＬＥＤチップと、紫外光ＬＥＤチップを収納するパッケージとを備え、パッケージに、紫外光ＬＥＤチップから放射された紫外光を検出する受光素子が設けられてなるものであり、パッケージは、収納凹所が一表面に形成され収納凹所の内底面に紫外光ＬＥＤチップが実装された実装基板と、実装基板の前記一表面側において収納凹所を閉塞する形で実装基板に固着された透光性部材とで構成されており、実装基板に受光素子が設けられており、透光性部材に集光レンズを連続一体に形成してあることを特徴とする紫外発光装置。
【請求項２】
前記パッケージは、無機材料により形成されてなることを特徴とする請求項１記載の紫外光発光装置。
【請求項３】
前記実装基板は、少なくとも、前記無機材料により形成され前記紫外光ＬＥＤチップが搭載されたベース基板と、前記無機材料により形成され前記受光素子が形成された受光素子形成基板とを備えることを特徴とする請求項２記載の紫外光発光装置。
【請求項４】
前記パッケージ内で前記紫外光ＬＥＤチップを封止した封止部を備え、当該封止部が透光性無機材料により形成されてなることを特徴とする請求項２または請求項３記載の紫外光発光装置。
【請求項５】
前記透光性無機材料は、ガラスであることを特徴とする請求項４記載の紫外光発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外光を放射する紫外光ＬＥＤチップ（紫外光発光ダイオードチップ）を利用した紫外光発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、紫外光を放射する紫外光ＬＥＤチップ（紫外光発光ダイオードチップ）を利用した紫外光発光装置の研究開発が各所で行われ（例えば、特許文献１，２参照）、紫外光発光装置を殺菌用途などに用いることも提案されている（例えば、特許文献３）。
【０００３】
ここにおいて、上記特許文献１には、図１０に示すように、紫外光を放射するＧａＮ系の紫外光ＬＥＤチップ１１０と、紫外光ＬＥＤチップ１１０が一表面側に実装された実装基板１２０と、実装基板１２０の上記一表面側において紫外光ＬＥＤチップ１１０から離間して配置され紫外光ＬＥＤチップ１１０から放射された光を集光する集光レンズ１７０と、実装基板１２０の上記一表面上において紫外光ＬＥＤチップ１１０を囲むように配置され集光レンズ１７０を接着剤部１６０を介して保持する枠状のレンズ保持部材１５０と、実装基板１２０とレンズ保持部材１５０と集光レンズ１７０とで囲まれる空間に充填された透光性封止材（例えば、シリコーン樹脂またはフッ素系樹脂）からなる封止部１３５とを備えた紫外光発光装置が記載されている。
【０００４】
なお、図１０に示した構成の紫外光発光装置では、実装基板１２０とレンズ保持部材１５０と集光レンズ１７０とでパッケージを構成している。また、図１０に示した構成の紫外光発光装置は、集光レンズ１７０がガラスにより形成されており、封止部１３５が、気体（例えば、窒素）に比べて紫外光ＬＥＤチップ１１０の発光層との屈折率差が小さい屈折率差緩和部を構成している。また、上記特許文献１には、紫外光発光装置を、例えば、光ディスク用のピックアップレンズの接着や、電子部品の基板への接着などの光照射処理を行うための紫外線照射装置の光源として用いることが記載されている。
【０００５】
また、上記特許文献２には、紫外光ＬＥＤチップをパッケージに収納した紫外光発光装置を照明用途に利用することが記載されている。
【０００６】
また、上記特許文献３には、紫外光ＬＥＤチップおよび一対のリード端子の各一部を透光性樹脂によりモールドした砲弾型の紫外光発光装置が記載されている。
【特許文献１】特開２００７−３１１７０７号公報
【特許文献２】特開２００７−７３６３０号公報
【特許文献３】特開２００７−７５１４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、紫外光発光装置については、種々の用途が考えられ、例えば、殺菌用途などに用いる場合、所望の殺菌効果を得るために所定の光強度以上の紫外光を放射させる必要があるが、上記特許文献１に記載された紫外光発光装置では、紫外光ＬＥＤチップ１１０を一定の駆動電流で動作させても経時的に光量が低下するので、所望の光量を再現性良く得るのが難しくなるという問題があり、所望の殺菌効果が得られなくなってしまうという懸念があった。一方、上記特許文献１に記載された紫外光発光装置では、紫外光ＬＥＤチップ１１０から放射される紫外光の強度が強すぎると、封止部１３５などの他の部分の劣化が促進されてしまうという問題があり、封止部１３５が劣化すると透過率が低下し、紫外光発光装置から放射される紫外光の光量が低下してしまう。また、上記特許文献１に記載された紫外光発光装置では、紫外光ＬＥＤチップ１１０が点灯しているのか消灯しているのか視認することができないという問題がある。なお、上記特許文献２，３に記載の紫外光発光装置についても、同様の問題がある。
【０００８】
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、所望の光量の紫外光を再現性良く得ることが可能な紫外光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】
【０００９】
請求項１の発明は、紫外光を放射する紫外光ＬＥＤチップと、紫外光ＬＥＤチップを収納するパッケージとを備え、パッケージに、紫外光ＬＥＤチップから放射された紫外光を検出する受光素子が設けられてなるものであり、パッケージは、収納凹所が一表面に形成され収納凹所の内底面に紫外光ＬＥＤチップが実装された実装基板と、実装基板の前記一表面側において収納凹所を閉塞する形で実装基板に固着された透光性部材とで構成されており、実装基板に受光素子が設けられており、透光性部材に集光レンズを連続一体に形成してあることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、紫外光ＬＥＤチップを収納するパッケージに、紫外光ＬＥＤチップから放射された紫外光を検出する受光素子が設けられているので、パッケージあるいは外部に受光素子の出力に基づいて紫外光ＬＥＤチップの駆動電流をフィードバック制御する制御部を設けることにより、所望の光量の紫外光を再現性良く得ることが可能になる。また、別途に点灯モニター用の可視光ＬＥＤチップを設けて、受光素子の出力に基づいて可視光ＬＥＤチップを適宜点灯させることにより、紫外光ＬＥＤチップが点灯しているか消灯しているかを視認することが可能となる。また、この発明によれば、透光性部材に集光レンズを連続一体に形成してあるので、外部への光取出し効率を高めることができる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記パッケージは、無機材料により形成されてなることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、前記パッケージが無機材料により形成されているので、前記紫外光ＬＥＤチップから放射される紫外光によって前記パッケージが劣化するのを抑制することができる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記実装基板は、少なくとも、前記無機材料により形成され前記紫外光ＬＥＤチップが搭載されたベース基板と、前記無機材料により形成され前記受光素子が形成された受光素子形成基板とを備えることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、前記パッケージに前記受光素子を容易に且つ位置精度良く形成することが可能となる。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項２または請求項３の発明において、前記パッケージ内で前記紫外光ＬＥＤチップを封止した封止部を備え、当該封止部が透光性無機材料により形成されてなることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、前記紫外光ＬＥＤチップを封止した封止部が透光性無機材料により形成されているので、前記紫外光ＬＥＤチップから放射される紫外光によって封止部が劣化するのを抑制することができ、封止部の劣化に起因した光量低下を抑制することができる。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記透光性無機材料は、ガラスであることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、前記封止部の耐久性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１の発明では、所望の光量の紫外光を再現性良く得ることが可能になるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本実施形態の紫外光発光装置について図１〜図９に基づいて説明する。
【００２１】
本実施形態の紫外光発光装置は、紫外光を放射する紫外光ＬＥＤチップ１と、紫外光ＬＥＤチップ１を収納するパッケージＡとを備え、パッケージＡに、紫外光ＬＥＤチップ１から放射された紫外光を検出する受光素子４が設けられている。
【００２２】
ここにおいて、パッケージＡは、紫外光ＬＥＤチップ１を収納する収納凹所２ａが一表面に形成され収納凹所２ａの内底面に紫外光ＬＥＤチップ１が実装された実装基板２と、実装基板２の上記一表面側において収納凹所２ａを閉塞する形で実装基板２に固着された透光性部材３とで構成されており、実装基板２に受光素子４が設けられている。また、パッケージＡは、実装基板２の収納凹所２ａ内が、紫外光ＬＥＤチップ１および当該紫外光ＬＥＤチップ１に接続されたボンディングワイヤ１４（図２参照）を封止した透光性無機材料（例えば、ガラスなど）からなる封止部５により充実されている。ここで、実装基板２は、上記一表面側において収納凹所２ａの周部から内方へ突出した庇状の突出部２ｃを有しており、当該突出部２ｃに受光素子４が設けられている。なお、本実施形態では、実装基板２と透光性部材３とでパッケージＡを構成しているが、透光性部材３は、必ずしも設けなくてもよく、必要に応じて適宜設ければよい。
【００２３】
実装基板２は、図１〜図３に示すように、紫外光ＬＥＤチップ１が一表面側に搭載される矩形板状のベース基板２０と、ベース基板２０の上記一表面側に対向配置され円形状の光取出孔４１が形成されるとともに受光素子４が形成された受光素子形成基板４０と、ベース基板２０と受光素子形成基板４０との間に介在し光取出孔４１に連通する矩形状の開口窓３１が形成された配光用基板３０とで構成されており、ベース基板２０と配光用基板３０と受光素子形成基板４０とで囲まれた空間が上記収納凹所２ａを構成している。ここにおいて、ベース基板２０および配光用基板３０および受光素子形成基板４０の外周形状は矩形状であり、配光用基板３０および受光素子形成基板４０はベース基板２０と同じ外形寸法に形成されている。また、受光素子形成基板４０の厚み寸法はベース基板２０および配光用基板３０の厚み寸法に比べて小さく設定されている。なお、本実施形態では、受光素子形成基板４０において配光用基板３０の開口窓３１上に張り出した部位が上述の突出部２ｃを構成している。
【００２４】
上述のベース基板２０、配光用基板３０、受光素子形成基板４０は、それぞれ、導電形がｎ形で主表面が（１００）面のシリコン基板２０ａ，３０ａ，４０ａを用いて形成してあり、配光用基板３０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おり（つまり、配光用基板３０は、開口窓３１の開口面積がベース基板２０から離れるにつれて徐々に大きくなっており）、紫外光ＬＥＤチップ１から放射された光を前方へ反射するミラー２ｄを構成している。
【００２５】
ベース基板２０は、図４および図５に示すように、シリコン基板２０ａの一表面側（図４（ｃ）における左面側）に、紫外光ＬＥＤチップ１の両電極それぞれと電気的に接続される２つの導体パターン２５ａ，２５ａが形成されるとともに、配光用基板３０に形成された後述の２つの貫通孔配線３４，３４を介して受光素子４と電気的に接続される２つの導体パターン２５ｂ，２５ｂが形成されており、各導体パターン２５ａ，２５ａ，２５ｂ，２５ｂとシリコン基板２０ａの他表面側（図４（ｃ）における右面側）に形成された４つの外部接続用電極２７ａ，２７ａ，２７ｂ，２７ｂとがそれぞれ貫通孔配線２４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。
【００２６】
本実施形態における紫外光ＬＥＤチップ１は、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）が形成された紫外光ＬＥＤチップである。そこで、ベース基板２０は、紫外光ＬＥＤチップ１が電気的に接続される２つの導体パターン２５ａ，２５ａのうちの一方の導体パターン２５ａを、紫外光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貫通孔配線２４との接続部位となる引き出し配線部２５ａｂとで構成してある。要するに、紫外光ＬＥＤチップ１は、上記一方の導体パターン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ボンディングワイヤ１４を介して他方の導体パターン２５ａと電気的に接続されている。
【００２７】
また、ベース基板２０は、シリコン基板２０ａの上記他表面側に、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、紫外光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。
【００２８】
ところで、ベース基板２０は、シリコン基板２０ａに、上述の４つの貫通孔配線２４それぞれが内側に形成される４つの貫通孔２２ａ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つの貫通孔２２ｂとが厚み方向に貫設され、シリコン基板２０ａの上記一表面および上記他表面と各貫通孔２２ａ，２２ｂの内面とに跨って熱酸化膜（シリコン酸化膜）からなる絶縁膜２３が形成されており、各導体パターン２５ａ，２５ａ，２５ｂ，２５ｂ、接合用金属層２９、各外部接続用電極２７ａ，２７ａ，２７ｂ，２７ｂ、放熱用パッド部２８、各貫通孔配線２４および各サーマルビア２６がシリコン基板２０ａと電気的に絶縁されている。
【００２９】
ここにおいて、各導体パターン２５ａ，２５ａ，２５ｂ，２５ｂ、接合用金属層２９、各外部接続用電極２７ａ，２７ａ，２７ｂ，２７ｂ、放熱用パッド部２８は、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おり、同時に形成してある。なお、本実施形態では、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、貫通孔配線２４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、Ａｌなどを採用してもよい。
【００３０】
配光用基板３０は、図６および図７に示すように、シリコン基板３０ａの一表面側（図６（ｃ）における右面側）に、ベース基板２０の２つの導体パターン２７ｂ，２７ｂと接合されて電気的に接続される２つの導体パターン３５，３５が形成されるとともに、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、シリコン基板３０ａの他表面側（図６（ｃ）における左面側）に、貫通孔配線３４，３４を介して導体パターン３５，３５と電気的に接続される導体パターン３７，３７が形成されるとともに、受光素子形成基板４０と接合するための接合用金属層３８が形成されている。
【００３１】
また、配光用基板３０は、上述の２つの貫通孔配線３４それぞれが内側に形成される２つの貫通孔３２がシリコン基板３０ａの厚み方向に貫設され、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の内面とに跨って熱酸化膜（シリコン酸化膜）からなる絶縁膜３３が形成されており、各導体パターン３５，３５，３７，３７および各接合用金属層３６，３８がシリコン基板３０ａと電気的に絶縁されている。ここにおいて、各導体パターン３５，３５，３７，３７および各接合用金属層３６，３８は、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おり、同時に形成してある。なお、本実施形態では、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。また、貫通孔配線３４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、Ａｌなどを採用してもよい。
【００３２】
受光素子形成基板４０は、図８および図９に示すように、シリコン基板４０ａの一表面側（図８（ｃ）における右面側）に、配光用基板３０の２つの導体パターン３７，３７と接合されて電気的に接続される２つの導体パターン４７ａ，４７ｂが形成されるとともに、配光用基板３０の接合用金属層３８と接合される接合用金属層４８が形成されている。ここにおいて、受光素子４は、フォトダイオードにより構成されており、受光素子形成基板４０に形成された２つの導体パターン４７ａ，４７ｂの一方の導体パターン４７ａ（図９における上側の導体パターン４７ａ）は、受光素子４を構成するフォトダイオードのｐ形領域４ａに電気的に接続され、他方の導体パターン４７ｂ（図９における下側の導体パターン４７ｂ）は、上記フォトダイオードのｎ形領域４ｂを構成するシリコン基板４０ａに電気的に接続されている。
【００３３】
また、受光素子形成基板４０は、シリコン基板４０ａの上記一表面側にシリコン酸化膜からなる絶縁膜４３が形成されており、当該絶縁膜４３がフォトダイオードの反射防止膜を兼ねている。また、受光素子形成基板４０は、上記一方の導体パターン４７ａが、絶縁膜４３に形成したコンタクトホール４３ａを通してｐ形領域４ａと電気的に接続され、上記他方の導体パターン４７ｂが絶縁膜４３に形成したコンタクトホール４３ｂを通してｎ形領域４ｂと電気的に接続されている。ここにおいて、各導体パターン４７ａ，４７ｂおよび接合用金属層４８は、絶縁膜４３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おり、同時に形成してある。なお、本実施形態では、絶縁膜４３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膜と絶縁膜４３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。
【００３４】
上述の実装基板２の形成にあたっては、例えば、受光素子４、絶縁膜４３、各導体パターン４７ａ，４７ｂ、および接合用金属層４８が形成されたシリコン基板４０ａと配光用基板３０とを接合する第１の接合工程を行った後、シリコン基板４０ａを所望の厚みまで研磨する研磨工程を行い、その後、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）型のドライエッチング装置などを用いてシリコン基板４０ａに光取出孔４１を形成する光取出孔形成工程を行うことで受光素子形成基板４０を完成させてから、紫外光ＬＥＤチップ１が実装されボンディングワイヤ１４の結線が行われたベース基板２０と配光用基板３０とを接合する第２の接合工程を行うようにすればよい。ここにおいて、第１の接合工程、第２の接合工程では、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常温接合法を採用しているが、常温接合法に限らず、ＡｕＳｎや半田などの低融点共晶材料を用いた接合法を採用してもよい。
【００３５】
上述の第１の接合工程では、シリコン基板４０ａの接合用金属層４８と配光用基板３０の接合用金属層３８とが接合されるとともに、シリコン基板４０ａの導体パターン４７ａ，４７ｂと配光用基板３０の導体パターン３７，３７とが接合され電気的に接続される。ここで、導体パターン４７ａ，４７ｂと導体パターン３７，３７との接合部位は、貫通孔配線３４に重なる領域からずらしてあるので、導体パターン４７ａ，４７ｂと導体パターン３７，３７との互いの接合面の平坦度を高めることができ、特に常温接合法により接合する際の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。また、第２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の導体パターン２５ｂ，２５ｂと配光用基板３０の導体パターン３５，３５とが接合され電気的に接続される。ここで、導体パターン２５ｂ，２５ｂと導体パターン３５，３５との接合部位は、貫通孔配線２４に重なる領域および貫通孔配線３４に重なる領域からずらしてあるので、導体パターン２５ｂ，２５ｂと導体パターン３５，３５との互いの接合面の平坦度を高めることができ、特に常温接合法により接合する際の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。
【００３６】
また、上述の透光性部材３は、透光性材料（例えば、ガラスなど）により形成された透光性基板からなり、実装基板２と同じ外周形状の矩形板状に形成されており、中央部に、紫外光ＬＥＤチップ１から放射された光を集光する平凸レンズ状の集光レンズ３ａが連続一体に形成されている。
【００３７】
本実施形態の紫外光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，４０ａとして、それぞれベース基板２０、配光用基板３０、受光素子形成基板４０を多数形成可能なシリコンウェハを用いるとともに、上述の透光性基板として透光性部材３を多数形成可能なウェハ状のもの（透光性ウェハ）を用い、上述の第１の接合工程、研磨工程、光取出孔形成工程、第２の接合工程、実装基板２の収納凹所２ａに透光性封止材を充填して封止部５を形成する封止部形成工程、封止部形成工程の後で実装基板２と透光性部材３とを接合する第３の接合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実装基板２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と受光素子形成基板４０と透光性部材３とが同じ外形サイズとなり、小型のパッケージを実現できるとともに、製造が容易になる。また、配光用基板３０におけるミラー２ｄと受光素子形成基板４０における受光素子４との相対的な位置精度を高めることができ、紫外光ＬＥＤチップ１から放射された紫外光がミラー２ｄにより反射されて受光素子４へ導かれる。
【００３８】
ところで、本実施形態の紫外光発光装置は、殺菌用途に利用することを想定して、紫外光ＬＥＤチップ１の発光ピーク波長を２６０ｎｍに設定してあるが、発光ピーク波長は特に限定するものではなく、用途に応じて適宜設定すればよく、例えば、ＵＶ殺菌、検査用光源、ＵＶキュアなど種々の用途に用いることができる。
【００３９】
以上説明した本実施形態の紫外光発光装置では、紫外光ＬＥＤチップ１を収納するパッケージＡに、紫外光ＬＥＤチップ１から放射された紫外光を検出する受光素子４が設けられているので、パッケージＡあるいは外部（例えば、紫外光発光装置を実装する回路基板など）に受光素子４の出力に基づいて紫外光ＬＥＤチップ１の駆動電流をフィードバック制御する制御部（制御回路部）を設けることにより、紫外光ＬＥＤチップ１の特性劣化や封止部５の透過率の低下などによらず、所望の光量の紫外光を再現性良く得ることが可能になる。また、別途に点灯モニター用の可視光ＬＥＤチップを設けて、受光素子４の出力に基づいて可視光ＬＥＤチップを適宜点灯させることにより、紫外光ＬＥＤチップ１が点灯しているか消灯しているかを視認することが可能となる。ここで、受光素子４の出力が紫外光発光装置の出力として要求される紫外光の所望の光量に応じて予め規定した規定値以上の場合には、可視光ＬＥＤチップを点灯させることで、所望の光量が得られている正常状態にあることを報知するようにし、規定値よりも低く設定した寿命末期判定値以上かつ規定値未満の場合には、可視光ＬＥＤチップを点滅させることで寿命末期状態にあることを報知するようにしてもよい。なお、本実施形態の紫外光発光装置では、パッケージＡを３枚のシリコン基板２０ａ，３０ａ，４０ａを用いて形成してあるので、上述の制御部をＩＣ製造プロセスなどにより製造することでパッケージＡに集積化することができる。
【００４０】
また、本実施形態の紫外光発光装置は、上述の説明から分かるように、パッケージＡが無機材料により形成されているので、紫外光ＬＥＤチップ１から放射される紫外光によってパッケージＡが劣化するのを抑制することができる。また、本実施形態の紫外光発光装置では、パッケージＡが、ベース基板２０と配光用基板３０と受光素子形成基板４０とで構成されているが、ベース基板２０もしくは受光素子形成基板４０に配光用基板３０に相当する構造を一体に設けてもよく、少なくとも、紫外光ＬＥＤチップ１が搭載されたベース基板２０と、受光素子４が形成された受光素子形成基板４０とを備えていればよく、パッケージＡに受光素子４を容易に且つ位置精度良く形成することが可能となる。
【００４１】
また、本実施形態の紫外光発光装置は、パッケージＡ内で紫外光ＬＥＤチップ１を封止した封止部５を備え、当該封止部５が透光性無機材料により形成されているので、紫外光ＬＥＤチップ１から放射される紫外光によって封止部５が劣化するのを抑制することができ、封止部５の劣化に起因した光量低下を抑制することができる。しかも、上記透光性無機材料がガラスなので、封止部５の耐久性を向上させることができる。
【００４２】
また、本実施形態の本実施形態の紫外光発光装置では、紫外光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の内底面に紫外光ＬＥＤチップ１が実装される実装基板２が、収納凹所２ａの周部から内方へ突出する突出部２ｃを有し、当該突出部２ｃに紫外光ＬＥＤチップ１から放射された紫外光を検出する受光素子４が設けられているので、実装基板２の一表面側において収納凹所２ａの周囲に受光素子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、受光素子４を実装基板２に設けながらも小型化が可能になる。また、本実施形態の紫外光発光装置では、透光性部材３に集光レンズ３ａを連続一体に形成してあるので、外部への光取出し効率を高めることができる。
【００４３】
また、本実施形態では、実装基板２の形成にあたって上述の各接合工程において、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、各接合工程で紫外光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る。
【００４４】
また、本実施形態の紫外光発光装置では、実装基板２のベース基板２０に紫外光ＬＥＤチップ１と熱結合するサーマルビア２６を設けてあるので、紫外光ＬＥＤチップ１で発生した熱を効率良く外部へ逃がすことができ、紫外光ＬＥＤチップ１のジャンクション温度の温度上昇を抑制できるから、入力電力を大きくでき、光出力の高出力化を図れる。
【００４５】
ところで、上述の実施形態では、ベース基板２０、配光用基板３０、受光素子形成基板４０それぞれをシリコン基板２０ａ，３０ａ，４０ａを用いて形成してあるが、シリコン基板２０ａ，３０ａ，４０ａに限らず、半導体基板であればよく、例えば、シリコンカーバイド基板（ＳｉＣ基板）を用いて形成してもよい。また、上述の実施形態では、ベース基板２０と配光用基板３０とで構成される部分を２枚のシリコン基板２０ａ，３０ａを用いて形成してあるが、１枚のシリコン基板を用いて形成してもよい。また、ベース基板２０および配光用基板３０については、必ずしも半導体基板により形成する必要はなく、例えば、金属板などを用いて形成してもよく、シリコン基板２０ａの代わりに、金属板を用いた場合には、紫外光ＬＥＤチップ１で発生した熱をより効率良く放熱させることが可能となる。また、紫外光ＬＥＤチップ１としては、例えば、結晶成長用基板の主表面側に発光層を含む多層構造膜をエピタキシャル成長した後に多層構造膜を支持する導電性基板（例えば、Ｓｉ基板など）を多層構造膜に固着してから、結晶成長用基板などを除去したものを用いてもよい。
【００４６】
また、受光素子形成基板４０は、シリコン基板４０ａなどの半導体基板に限らず、ガラス基板などの透明基板を用いてもよく、この場合には、光取出孔４１は特に設ける必要はなく、フォトダイオードを例えばアモルファスＳｉフォトダイオードにより構成し、実装基板２側とは反対側に外部からの紫外線を反射もしくは吸収して遮光する遮光膜を設ければよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施形態の紫外光発光装置の概略断面図である。
【図２】同上の紫外光発光装置の概略分解斜視図である。
【図３】同上における実装基板を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’概略断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ’概略断面図である。
【図４】同上におけるベース基板を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’概略断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ’概略断面図である。
【図５】同上におけるベース基板の概略下面図である。
【図６】同上における配光用基板を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’概略断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ’概略断面図である。
【図７】同上における配光用基板の概略下面図である。
【図８】同上における受光素子形成基板を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’概略断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ’概略断面図である。
【図９】同上における受光素子形成基板の概略下面図である。
【図１０】従来例を示す紫外光発光装置の概略断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  紫外光ＬＥＤチップ
２  実装基板
２ａ  収納凹所
３  透光性部材
４  受光素子
５  封止部
２０  ベース基板
２０ａ  シリコン基板
３０  配光用基板
３０ａ  シリコン基板
４０  受光素子形成基板
４０ａ  シリコン基板
Ａ  パッケージ
【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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【図９】
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【図１０】
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