(57)【要約】【課題】所望の混色光を再現性良く得ることが可能な発光装置を提供する。【解決手段】ＬＥＤチップ１と、ＬＥＤチップ１から放射された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および透光性材料により形成された色変換部１１と、ＬＥＤチップ１および色変換部１１を収納するパッケージＡとを備え、パッケージＡに、ＬＥＤチップ１から放射され色変換部１１を透過した光と色変換部１１の蛍光体から放射された光との混色光を検出する光検出部４が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤチップと、少なくともＬＥＤチップから放射された光によって励起されてＬＥＤチップよりも長波長の光を放射する蛍光体により形成された色変換部と、ＬＥＤチップおよび色変換部を収納するパッケージとを備え、パッケージに、ＬＥＤチップから放射され色変換部を透過した光と色変換部の蛍光体から放射された光との混色光を検出する光検出部が設けられてなることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記色変換部は、前記ＬＥＤチップの光取出し面に積層されてなることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記光検出部は、ＸＹＺ表色系での三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚそれぞれを検出する３種類のカラーセンサにより構成されてなることを特徴とする請求項１または請求項２記載の発光装置。
【請求項４】
前記光検出部は、可視光域を分光測定するものであり、フォトダイオードと波長選択フィルタとからなり互いに波長選択フィルタの選択波長が異なる複数の光検出素子により構成されてなることを特徴とする請求項１または請求項２記載の発光装置。
【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）を利用し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チップから放射された光によって励起されてＬＥＤチップとは異なる発光色の光を放射する蛍光体とを組み合わせ所望の混色光（例えば、白色光）を得るようにした発光装置の研究開発が各所で行われている（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、青色光を放射するＬＥＤチップと、ＬＥＤチップを収納するパッケージとを備え、ＬＥＤチップから放射される光を検出するフォトダイオードからなる光検出素子がパッケージに一体に形成された発光装置が提案されている。ここで、パッケージは、ＬＥＤチップが収納される収納凹所が一表面に形成されＬＥＤチップが実装される実装基板と、シリコン基板を用いて形成されて実装基板の上記一表面側に接合されたものであって実装基板の収納凹所に連通する光取出孔が形成されるとともに光取出孔の周部において収納凹所に臨む表面側に光検出素子の受光面が形成された光検出素子形成基板と、ＬＥＤチップから放射された青色光によって励起されてブロードな黄色系の光を放射する粒子状の黄色蛍光体および透光性材料により形成され光検出素子形成基板における実装基板側とは反対側に接合された色変換部材（透光性部材）とで構成され、収納凹所内および光取出孔内がＬＥＤチップを封止した透光性封止材（例えば、シリコーン樹脂など）からなる封止部により充実されている。したがって、上述の発光装置では、ＬＥＤチップから放射され封止部、色変換部材を透過した青色光と、色変換部材の黄色蛍光体から放射された黄色光とが色変換部材の光出射面から出射されることとなり、白色光を得ることができる。
【特許文献１】特開２００７−２９４８３４号公報（段落〔００５９〕−〔００６１〕）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１に記載された発光装置では、ＬＥＤチップと色変換部材とで環境による特性変化や劣化特性などが異なる（色変換部材において複数種の蛍光体を用いている場合には蛍光体同士でも特性変化や劣化特性などが異なる）ので、ＬＥＤチップを一定の駆動電流で動作させても経時的に混色光の光量（光強度）が低下するという懸念や、色ずれが生じて所望の色度の混色光を再現性良く得るのが難しくなるという懸念があった。
【０００５】
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、所望の混色光を再現性良く得ることが可能な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】
【０００６】
請求項１の発明は、ＬＥＤチップと、少なくともＬＥＤチップから放射された光によって励起されてＬＥＤチップよりも長波長の光を放射する蛍光体により形成された色変換部と、ＬＥＤチップおよび色変換部を収納するパッケージとを備え、パッケージに、ＬＥＤチップから放射され色変換部を透過した光と色変換部の蛍光体から放射された光との混色光を検出する光検出部が設けられてなることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、ＬＥＤチップおよび色変換部を収納するパッケージに、ＬＥＤチップから放射され色変換部を透過した光と色変換部の蛍光体から放射された光との混色光を検出する光検出部が設けられているので、パッケージあるいは外部に光検出部の出力に基づいて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、所望の光量の混色光を再現性良く得ることが可能になる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記色変換部は、前記ＬＥＤチップの光取出し面に積層されてなることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、前記ＬＥＤチップから放射された光と前記蛍光体から放射された光との光路長差を少なくでき、前記光検出部において混色光を精度良く検出することができる。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記光検出部は、ＸＹＺ表色系での三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚそれぞれを検出する３種類のカラーセンサにより構成されてなることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、混色光の三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚそれぞれを検出することができるから、混色光の色度座標を特定でき、所望の色度の混色光の光量を再現性良く得ることが可能となる。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記光検出部は、可視光域を分光測定するものであり、フォトダイオードと波長選択フィルタとからなり互いに波長選択フィルタの選択波長が異なる複数の光検出素子により構成されてなることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、混色光を分光して検出することができるから、各光検出素子の出力に基づいて三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚを求める演算を別途のマイクロコンピュータなどにより行うようにすれば、混色光の色度座標を特定でき、所望の色度の混色光の光量を再現性良く得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明では、所望の光量の混色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】
【００１５】
（実施形態１）
以下、本実施形態の発光装置について図１〜図９に基づいて説明する。
【００１６】
本実施形態の発光装置は、ＬＥＤチップ１と、ＬＥＤチップ１から放射された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および透光性材料により形成された色変換部１１と、ＬＥＤチップ１および色変換部１１を収納するパッケージＡとを備え、パッケージＡに、ＬＥＤチップ１から放射され色変換部１１を透過した光と色変換部１１の蛍光体から放射された光との混色光を検出する光検出部４が設けられている。
【００１７】
ここにおいて、パッケージＡは、ＬＥＤチップ１および色変換部１１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に光検出部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、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１４（図２参照）および色変換部１１を封止した透光性封止材（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に光検出部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。
【００１８】
実装基板２は、図１〜図３に示すように、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光検出部４が形成された光検出部形成基板４０と、ベース基板２０と光検出部形成基板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が形成された中間層基板３０とで構成されており、ベース基板２０と中間層基板３０と光検出部形成基板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および中間層基板３０および光検出部形成基板４０の外周形状は矩形状であり、中間層基板３０および光検出部形成基板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、光検出部形成基板４０の厚み寸法はベース基板２０および中間層基板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、光検出部形成基板４０において中間層基板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。
【００１９】
上述のベース基板２０、中間層基板３０、光検出部形成基板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、中間層基板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、中間層基板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）、ＬＥＤチップ１から放射され色変換部１１を透過した光や色変換部１１の蛍光体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。
【００２０】
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、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、中間層基板３０に形成された後述の２つの貫通孔配線３４，３４を介して光検出部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、中間層基板３０と接合するための接合用金属層２９も形成されている。
【００２１】
本実施形態における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）が形成された可視光ＬＥＤチップである。そこで、ベース基板２０は、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、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、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。
【００２２】
また、上述の色変換部１１は、ＬＥＤチップ１の光取出し面に積層されている。ここにおいて、本実施形態の発光装置では、ＬＥＤチップ１として、青色光を放射するＧａＮ系青色ＬＥＤチップを用い、色変換部１１の蛍光体として、ＬＥＤチップ１から放射された青色光によって励起されて黄色光を放射する粒子状の黄色蛍光体を用いており、ＬＥＤチップ１から放射され色変換部１１を透過した青色光と色変換部１１の黄色蛍光体から放射された黄色光との混色光からなる白色光を得ることができる。色変換部１１は、透光性材料としてシリコーン樹脂を採用しているが、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、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を採用してもよい。また、色変換部１１の蛍光体も黄色蛍光体に限らず、例えば、赤色蛍光体と緑色蛍光体とを併用することで演色性の高い白色光を得ることができ、発光スペクトルの異なる２種類の黄色蛍光体を併用しても演色性の高い白色光を得ることができる。なお、色変換部１１は、透光性材料と蛍光体との混合材料に限らず、少なくとも蛍光体により形成されていればよく、蛍光体のみにより形成してもよい。また、ＬＥＤチップ１として紫〜紫外を発光するＬＥＤチップを用い、当該ＬＥＤチップと蛍光体とを組み合わせてもよい。
【００２３】
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、ＬＥＤチップ１および色変換部１１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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
中間層基板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、中間層基板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、光検出部形成基板４０と接合するための接合用金属層３８が形成されている。
【００２７】
また、中間層基板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。
【００２８】
光検出部形成基板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、中間層基板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、中間層基板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、光検出部４は、フォトダイオードにより構成されており、光検出部形成基板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、光検出部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。
【００２９】
また、光検出部形成基板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、光検出部形成基板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。
【００３０】
上述の実装基板２の形成にあたっては、例えば、光検出部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と中間層基板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光検出部形成基板４０を完成させてから、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と中間層基板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。
【００３１】
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と中間層基板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と中間層基板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と中間層基板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と中間層基板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。
【００３２】
また、上述の透光性部材３は、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、ガラスなど）からなる透光性基板を用いて形成してある。ここで、透光性部材３は、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、実装基板２側とは反対の光取り出し面に、ＬＥＤチップ１から放射され色変換部１１を透過した光および色変換部１１の蛍光体から放射された光の全反射を抑制する微細凹凸構造が形成されている。ここにおいて、透光性部材３の光取り出し面に形成する微細凹凸構造は、多数の微細な凹部が２次元周期構造を有するように形成されている。なお、上述の微細凹凸構造は、例えば、レーザ加工技術やエッチング技術やインプリントリソグラフィ技術などを利用して形成すればよい。
【００３３】
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，４０ａとして、それぞれベース基板２０、中間層基板３０、光検出部形成基板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と中間層基板３０と光検出部形成基板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、中間層基板３０におけるミラー２ｄと光検出部形成基板４０における光検出部４との相対的な位置精度を高めることができ、色変換部１１から出射した光（ＬＥＤチップ１からの光および蛍光体からの光）がミラー２ｄにより反射されて光検出部４へ導かれる。
【００３４】
以上説明した本実施形態の発光装置では、ＬＥＤチップ１および色変換部１１を収納するパッケージＡに、ＬＥＤチップ１から放射され色変換部１１を透過した光と色変換部１１の蛍光体から放射された光との混色光を検出する光検出部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、発光装置を実装する回路基板など）に光検出部４の出力に基づいて光検出部４の出力が目標値に保たれるように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、環境によるＬＥＤチップ１と色変換部１１との特性変化や劣化特性の違いなどによらず所望の光量の混色光を再現性良く得ることが可能になる。なお、本実施形態の発光装置では、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。
【００３５】
また、本実施形態の発光装置では、色変換部１１がＬＥＤチップ１の光取出し面に積層されているので、ＬＥＤチップ１から放射された光と蛍光体から放射された光との光路長差を少なくでき、光検出部４において混色光を精度良く検出することができる。
【００３６】
また、本実施形態の本実施形態の発光装置では、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ＬＥＤチップ１から放射された光を検出する光検出部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の周囲に光検出部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、光検出部４を実装基板２に設けながらも小型化が可能になる。
【００３７】
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。
【００３８】
また、本実施形態の発光装置では、実装基板２のベース基板２０に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、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、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。また、色変換部１１で発生した熱も効率良く外部へ逃がすことができるので、色変換部１１の蛍光体の温度消光を抑制でき、蛍光体の量子効率を高めることができる。
【００３９】
（実施形態２）
以下、本実施形態の発光装置について図１０〜図１３に基づいて説明する
本実施形態の発光装置の基本構成は実施形態１と略同じであって、光検出部が、ＸＹＺ表色系での三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚそれぞれを検出する３種類のカラーセンサ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂにより構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。
【００４０】
光検出部形成基板４０は、シリコン基板４０ａの一表面側（図１０（ａ）における下面側）に、中間層基板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１組の導体パターン（図示せず）が３組形成されるとともに、中間層基板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、光検出部形成基板４０の各カラーセンサ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂは、シリコン基板４０ａに形成されたフォトダイオード（Ｓｉフォトダイオード）と、フォトダイオードのｐ形領域４ａからなる受光部の受光面側に形成されたカラーフィルタ４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂとで構成されており、光検出部形成基板４０に形成された２つ１組の導体パターンの一方の導体パターンは、カラーセンサ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ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は、フォトダイオードのｎ形領域（シリコン基板４０ａの一部）に電気的に接続されている。本実施形態の発光装置は、実装基板２の平面視における外周形状が正方形状であって、中間層基板３０の開口窓３１の開口形状が正方形状であり、光検出部形成基板４０は、光取出孔４１の開口形状が円形状であり、カラーセンサ４Ｒ，４Ｂ，４Ｂは、光検出部形成基板４０の円形状の光取出孔４１を取り囲むように形成されている。要するに、カラーセンサ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂは、投影視において全てのカラーセンサ４Ｒ，４Ｂ，４ＧでＬＥＤチップ１を取り囲むように配置されている。ここで、カラーフィルタ４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂは、それぞれ図１３中のイ，ロ，ハに示すＸＹＺ表色系の等エネルギに対する等色関数のように人間の目と同様の分光感度を有するように設計されている。なお、光検出部形成基板４０は、カラーセンサ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂの受光面の面積を一定としてある。
【００４１】
しかして、本実施形態の発光装置では、混色光の三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚそれぞれを検出することができるから、混色光の色度座標を特定でき、所望の色度の混色光の光量を再現性良く得ることが可能となる。
【００４２】
（実施形態３）
以下、本実施形態の発光装置について図１４および図１５に基づいて説明する。
【００４３】
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、光検出部形成基板４０に設けられた光検出部が、９個の光検出素子４１〜４９により構成されている点などが相違する。ここで、光検出部は、可視光域を分光測定するものであり、各光検出素子４１〜４９は、フォトダイオードと波長選択フィルタ４４１〜４４９とからなり互いに波長選択フィルタ４４１〜４４９の選択波長（検出波長）が異なっている。また、光検出部は、９個の光検出部４１〜４９が投影視において全ての光検出素子４１〜４９でＬＥＤチップ１を取り囲むように形成されている。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。
【００４４】
波長選択フィルタ４４１〜４４９それぞれの選択波長の中心波長をλ１〜λ９とすれば、λ１＜λ２＜λ３＜λ４＜λ５＜λ６＜λ７＜λ８＜λ９の関係を有しており、９個の光検出素子４１〜４９が、ＬＥＤチップ１を取り囲む一方向（図１４（ｂ）の反時計回り方向）において適宜配置されている。
【００４５】
しかして、本実施形態の発光装置では、混色光を分光して検出することができるから、各光検出素子４１〜４９の出力に基づいて三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚを求める演算を別途のマイクロコンピュータなどにより行うようにすれば、混色光の色度座標を特定でき、所望の色度の混色光の光量を再現性良く得ることが可能となる。なお、上記演算を行い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をパッケージＡに集積化してもよい。
【００４６】
ところで、上述の各実施形態では、色変換部１１がＬＥＤチップ１の光取出し面に積層されているが、色変換部１１は、ＬＥＤチップ１を覆うように形成してもよい。また、色変換部１１をＬＥＤチップ１の光取出し面に積層せずに、封止部５の透光性封止材に蛍光体を含有させることで封止部５が色変換部１１を兼ねるようにしてもよい。
【００４７】
また、上述の各実施形態では、ベース基板２０、中間層基板３０、光検出部形成基板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、各実施形態では、ベース基板２０と中間層基板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および中間層基板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、ＬＥＤチップ１および色変換部１１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、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。
【００４８】
また、光検出部形成基板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すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施形態１の発光装置の概略断面図である。
【図２】同上の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】同上における中間層基板を示し、（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】同上における中間層基板の概略下面図である。
【図８】同上における光検出部形成基板を示し、（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】同上における光検出部形成基板の概略下面図である。
【図１０】実施形態２の発光装置を示し、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は要部概略平面図である。
【図１１】同上の発光装置の概略分解斜視図である。
【図１２】同上の発光装置における光検出部形成基板の概略下面図である。
【図１３】同上の発光装置のカラーセンサの分光感度の説明図である。
【図１４】実施形態３の発光装置を示し、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は要部概略平面図である。
【図１５】同上の発光装置における光検出部形成基板の概略下面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  ＬＥＤチップ
２  実装基板
２ａ  収納凹所
３  透光性部材
４  光検出部
４１〜４９  光検出素子
４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ  カラーセンサ
５  封止部
１１  色変換部
４４１〜４４９  波長選択フィルタ
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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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