(57)【要約】【課題】  車両用灯具に使用されるとき、ロウビーム用配光パターン，ハイビーム用配光パターンの形成という２値的な配光制御以上のより柔軟で融通性のある配光制御を行なうことの可能な照明装置を提供する。【解決手段】  １つの基板１２上に複数の発光素子Ｌが実装されており、第１の制御領域Ｒ１に属する発光素子Ｌ（Ｌ１）は、互いに他の発光素子とは独立して駆動制御可能となっており、互いに他の発光素子とは独立して配光特性（例えば、輝度など）を制御可能となっている。また、第２の制御領域Ｒ２に属する発光素子Ｌ（Ｌ２）は、固定的な駆動制御がなされるようになっており、配光特性（例えば、輝度など）が固定されている。【選択図】      図２
2009224191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの基板上に複数の発光素子が実装されている照明装置において、前記複数の発光素子は、駆動制御形態を互いに異にする複数の制御領域に区分されており、複数の制御領域のうちの少なくとも１つの制御領域に属する発光素子は、互いに他の発光素子とは独立して駆動制御可能となっていることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
請求項１記載の照明装置において、前記複数の制御領域は、第１の制御領域と、第２の制御領域とを有し、前記第１の制御領域に属する発光素子は、パルス駆動方式の駆動制御がなされ、前記第２の制御領域に属する発光素子は、直流駆動方式の駆動制御がなされることを特徴とする照明装置。
【請求項３】
請求項２記載の照明装置において、前記第１の制御領域に属する発光素子は、状況に応じて点灯状態が自由に制御可能となっていることを特徴とする照明装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の照明装置において、前記基板には、前記複数の発光素子の各々に対応する貫通孔が形成された型枠と、前記各発光素子の上方であって、前記型枠の貫通孔に配置された蛍光体フィルター板とが設けられていることを特徴とする照明装置。
【請求項５】
請求項４記載の照明装置において、前記型枠には、シリコン（Ｓｉ）が用いられることを特徴とする照明装置。
【請求項６】
請求項２乃至請求項５のいずれか一項に記載の照明装置において、前記第１の制御領域に属する発光素子は、ドットマトリクス光源として構成されることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示されているような車両用灯具が知られている。図１は、特許文献１に示されている車両用灯具を示す図である。図１を参照すると、この車両用灯具は、灯室内に、２個の灯具ユニット２０，４０が収容され、一方の灯具ユニット２０は、ロウビーム用配光パターンを形成する際に用いられるようになっている。ただし、この灯具ユニット２０は、ハイビーム用配光パターンを形成する際にも用いられるようになっている。また、他方の灯具ユニット４０は、ハイビーム用配光パターンを形成する際に上記ロウビーム用配光パターンに付加される付加配光パターンを形成するための光照射を行なう灯具ユニットである。
【０００３】
このように、従来では、２個の灯具ユニット２０，４０を用いて、ロウビーム用配光パターン，ハイビーム用配光パターンの形成という２値的な配光制御がなされるようになっている。
【特許文献１】特開２００４−３６２８４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、当業者間には、ロウビーム用配光パターン，ハイビーム用配光パターンの形成という２値的な配光制御以上のより柔軟で融通性のある配光制御が望まれている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示されている車両用灯具では、ロウビーム用配光パターン，ハイビーム用配光パターンの形成という２値的な配光制御以上の配光制御を行なうことができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、例えば車両用灯具に使用されるとき、ロウビーム用配光パターン，ハイビーム用配光パターンの形成という２値的な配光制御以上のより柔軟で融通性のある配光制御を行なうことの可能な照明装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、１つの基板上に複数の発光素子が実装されている照明装置において、前記複数の発光素子は、駆動制御形態を互いに異にする複数の制御領域に区分されており、複数の制御領域のうちの少なくとも１つの制御領域に属する発光素子は、互いに他の発光素子とは独立して駆動制御可能となっていることを特徴としている。
【０００８】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の照明装置において、前記複数の制御領域は、第１の制御領域と、第２の制御領域とを有し、前記第１の制御領域に属する発光素子は、パルス駆動方式の駆動制御がなされ、前記第２の制御領域に属する発光素子は、直流駆動方式の駆動制御がなされることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の照明装置において、前記第１の制御領域に属する発光素子は、状況に応じて点灯状態が自由に制御可能となっていることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の照明装置において、前記基板には、前記複数の発光素子の各々に対応する貫通孔が形成された型枠と、前記各発光素子の上方であって、前記型枠の貫通孔に配置された蛍光体フィルター板とが設けられていることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項５記載の発明は、請求項４記載の照明装置において、前記型枠には、シリコン（Ｓｉ）が用いられることを特徴としている。
【００１２】
また、請求項６記載の発明は、請求項２乃至請求項５のいずれか一項に記載の照明装置において、前記第１の制御領域に属する発光素子は、ドットマトリクス光源として構成されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１乃至請求項８記載の発明によれば、１つの基板上に複数の発光素子が実装されている照明装置において、前記複数の発光素子は、駆動制御形態を互いに異にする複数の制御領域に区分されており、複数の制御領域のうちの少なくとも１つの制御領域に属する発光素子は、互いに他の発光素子とは独立して駆動制御可能となっているので、例えば車両用灯具に使用されるとき、ロウビーム用配光パターン，ハイビーム用配光パターンの形成という２値的な配光制御以上のより柔軟で融通性のある配光制御を行なうことができる。
【００１４】
特に、請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の照明装置において、前記複数の制御領域は、第１の制御領域と、第２の制御領域とを有し、前記第１の制御領域に属する発光素子は、パルス駆動方式の駆動制御がなされ、前記第２の制御領域に属する発光素子は、直流駆動方式の駆動制御がなされるので、駆動制御が簡単なもので済む。また、この場合、第２の制御領域に属する発光素子については電極配線の本数が少なくて良いので、１つの基板において電極配線の本数を大幅に低減することができる。
【００１５】
また、請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の照明装置において、前記第１の制御領域に属する発光素子は、状況に応じて点灯状態が自由に制御可能となっているので、状況に応じて点灯状態を最適なものに連続的に制御することができる。例えば、配光特性（例えば，輝度など）を滑らかに変化させることができる。
【００１６】
また、請求項４記載の発明によれば、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の照明装置において、前記素子実装基板には、さらに、前記複数の発光素子の各々に対応する貫通孔が形成された型枠と、前記各発光素子の上方であって、前記型枠の貫通孔に配置された蛍光体フィルター板とが設けられているので、色むら及びクロストークを防止することができ、また、発光素子間の間隔を小さくして複数の発光素子を高密度に実装することができ、さらに、耐熱性や放熱効果をより一層改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図２は本発明に係る照明装置の構成例を示す図（平面図）である。図２の例では、照明装置は、１つの基板１２上に複数の発光素子Ｌが実装されており、前記複数の発光素子Ｌは、駆動制御形態を互いに異にする２つの制御領域（第１の制御領域Ｒ１と第２の制御領域Ｒ２）に区分されている。発光素子としては、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ），半導体レーザなどが考えられる。
【００１９】
ここで、図２の例では、第１の制御領域Ｒ１に属する発光素子Ｌ（Ｌ１）は、互いに他の発光素子とは独立して駆動制御可能となっており、互いに他の発光素子とは独立して配光特性（例えば、輝度など）を制御可能となっている。また、第２の制御領域Ｒ２に属する発光素子Ｌ（Ｌ２）は、固定的な駆動制御がなされるようになっており、配光特性（例えば、輝度など）が固定されている。
【００２０】
すなわち、図２の例では、第１の制御領域Ｒ１に属する発光素子Ｌ（Ｌ１）に関しては、Ｘ軸方向の各電極配線Ｘ１〜Ｘ８がそれぞれ独立して配設され、また、Ｙ軸方向の各電極配線Ｙ１〜Ｙ３がそれぞれ独立して配設され、第１の制御領域Ｒ１に属する発光素子Ｌ（Ｌ１）は、Ｘ軸方向の各電極配線Ｘ１〜Ｘ８とＹ軸方向の各電極配線Ｙ１〜Ｙ３とによりそれぞれ個々に駆動制御が可能となっている。例えば、Ｘ軸方向の電極配線Ｘ３とＹ軸方向の電極配線Ｙ２とにより、電極配線Ｘ３と電極配線Ｙ２との交点に位置する発光素子Ｌ（Ｌ１）を選択的に駆動制御することができるようになっている。すなわち、第１の制御領域Ｒ１に属する発光素子Ｌ（Ｌ１）に関しては、各発光素子Ｌ（Ｌ１）を選択的に駆動制御することができる。より具体的には、第１の制御領域Ｒ１に属する発光素子Ｌ（Ｌ１）は、ドットマトリクスとして構成され、第１の制御領域Ｒ１に属する発光素子Ｌ（Ｌ１）は、パルス駆動方式の駆動制御がなされるようになっている。
【００２１】
一方、図２の例では、第２の制御領域Ｒ２に属する発光素子Ｌ（Ｌ２）に関しては、Ｘ軸方向の共通の電極配線Ｘ０と、Ｙ軸方向の共通の電極配線Ｙ０とが配設され、第２の制御領域Ｒ２に属する発光素子Ｌ（Ｌ２）は、互いに接続されて、等価的に１つの発光素子Ｌ（Ｌ２）として機能し、Ｘ軸方向の共通の電極配線Ｘ０とＹ軸方向の共通の電極配線Ｙ０とによって固定的な駆動制御がなされるようになっている。より具体的には、第２の制御領域Ｒ２に属する発光素子Ｌ（Ｌ２）は、直流駆動方式の駆動制御がなされるようになっている。
【００２２】
図３は、図２の照明装置の等価回路を示す図である。
【００２３】
また、第１の制御領域Ｒ１に属する発光素子Ｌ（Ｌ１）には、具体的には、Ｘ軸方向の電極配線Ｘ１〜Ｘ８を接地電位にし、Ｙ軸方向の電極配線Ｙ１〜Ｙ３に図４の例に示すようなパルス電圧Ａ，Ｂ，Ｃが加えられる。すなわち、図４の例では、第１の制御領域Ｒ１に属する発光素子Ｌ（Ｌ１）は、Ｙ１〜Ｙ３方向の順に時間分割してパルス駆動制御がなされる。また、第２の制御領域Ｒ２に属する発光素子Ｌ（Ｌ２）には、具体的には、Ｘ軸方向の電極配線Ｘ０を接地電位にし、Ｙ軸方向の電極配線Ｙ０に図４の例に示すような一定電圧Ｄが加えられろ。すなわち、図４の例では、第２の制御領域Ｒ２に属する発光素子Ｌ（Ｌ２）は、直流駆動制御がなされる。
【００２４】
図２，図３の構成では、駆動制御形態を互いに異にする２つの制御領域（第１の制御領域Ｒ１と第２の制御領域Ｒ２）を有し、第２の制御領域Ｒ２に属する発光素子Ｌ（Ｌ２）は、固定的な駆動制御によって配光特性（例えば、輝度など）が固定されているので、駆動制御が簡単なもので済む。例えば、光源点灯時に、第２の制御領域Ｒ２に属する発光素子Ｌ（Ｌ２）は、図４の例に示すような一定電圧Ｄが加えられて常時点灯の状態にあり、例えば車両用灯具に使用されるとき、ロウビーム用配光パターンとして機能するようになっている。
【００２５】
また、第１の制御領域Ｒ１に属する発光素子Ｌ（Ｌ１）は、互いに他の発光素子とは独立して駆動制御可能となっているので、例えば車両用灯具に使用されるとき、ロウビーム用配光パターン，ハイビーム用配光パターンの形成という２値的な配光制御以上のより柔軟で融通性のある配光制御を行なうことができる。すなわち、第１の制御領域Ｒ１に属する発光素子Ｌ（Ｌ１）は、例えば、状況に応じて点灯状態が自由に制御可能となっているので、状況に応じて点灯状態を最適なものに制御することができる。例えば、状況に応じて点灯状態を連続的に（より正確には、段階的に）制御することができる。例えば、ロウビーム用配光パターンとハイビーム用配光パターンとの間で、配光特性（例えば、輝度など）を滑らかに変化させることが可能となる。
【００２６】
図５〜図７には、第２の制御領域Ｒ２に属する発光素子Ｌ（Ｌ２）が常時点灯の状態にあるとき、第１の制御領域Ｒ１に属する各発光素子Ｌ（Ｌ１）の点灯状態を状況に応じて自由に制御した場合の輝度変化の数々の例が示されている。なお、図５〜図７において、例えば、Ｚ１はロウビーム時の輝度、Ｚ２はハイビーム時の輝度とする。
【００２７】
さらに、図２，図３の構成例では、第２の制御領域Ｒ２に属する発光素子Ｌ（Ｌ２）については電極配線の本数が少なくて良いので（Ｘ０，Ｙ０の２本だけで良いので）、１つの基板１２において電極配線の本数を大幅に低減することができる。
【００２８】
なお、図２の例では、第１の制御領域Ｒ１に属する発光素子Ｌ（Ｌ１）と第２の制御領域Ｒ２に属する発光素子Ｌ（Ｌ２）とは、同じサイズ，形状のチップとして構成されており、この場合には、１つの基板１２上に複数の発光素子が実装されている照明装置の製造工程を簡単化することができる。ただし、本発明において、第１の制御領域Ｒ１に属する発光素子Ｌ（Ｌ１）と第２の制御領域Ｒ２に属する発光素子Ｌ（Ｌ２）とは、同じサイズ，形状のチップとして構成されておらずとも良い。例えば、図２の例において、第２の制御領域Ｒ２に属する発光素子Ｌ（Ｌ２）は１２個からなっているが、これらをまとめて大面積の１個の発光素子として構成することもできる。
【００２９】
上記のように、本発明に係る照明装置は、第１の制御領域Ｒ１に属する発光素子Ｌ（Ｌ１）を選択的に駆動できるので、例えば、照明装置を車両用の照明として利用したとき、高度なドットで精度良く配光を電子的に制御できるヘッドランプ用光源やリヤランプ用光源を実現することができる。
【００３０】
ヘッドランプ用光源としてはＡＦＳや走行／すれ違いビームが２値的な配光制御以上に制御された配光特性を得ることが可能となる。また、リヤランプ用光源として、例えば、人間の目には通常の光と認識されるが、特定の発光素子を特定の周波数で点灯させることで、車両間での通信可能な照明装置として利用することも可能となる。
【００３１】
上述したような本発明の照明装置のより具体的な構成例を説明する。
【００３２】
図８は本発明の照明装置のより具体的な概略構成例を示す図（平面図）、図９は図８のＡ−Ａ線における断面図である。また、図１０，図１１は図９の各構成要素を説明するための図である。図８，図９，図１０，図１１において、１２は素子実装基板、１３は複数の発光素子、１４ａ，１４ｂは複数の発光素子１３の各電極部、１５は金（Ａｕ）、１６は素子実装基板１２の発光素子１３側から発光素子１３とは反対の側の電極部１４ａ，１４ｂに導通をとるための導通部（例えば銅（Ｃｕ）ビア）、１７は素子実装基板１２の発光素子１３側から発光素子１３とは反対の側に貫通する放熱のための放熱ビア、１８は型枠、１９は蛍光体フィルター板であり、また、４３は配線基板、４４は配線基板４３の基板本体、４５ａ，４５ｂは発光素子１３の各電極部１４ａ，１４ｂに対応した電極配線、４６は放熱のための放熱ビアであり、また、５０はハンダである。なお、図８は説明を簡単にするため、図２とは素子数、素子の配置形状を異にしているが、複数の発光素子１３は、図２の発光素子Ｌと同様なものとする。
【００３３】
先ず、図１０を参照すると、この照明装置は、複数の発光素子１３が実装されている素子実装基板１２と、前記複数の発光素子１３の各電極部１４ａ，１４ｂに対応した電極配線４５ａ，４５ｂが基板本体４４に形成されている配線基板４３とを有し、素子実装基板１２の素子実装面とは反対の側の面と配線基板４３の電極配線取り出し側の面とが対向して配置されている。
【００３４】
そして、図１１を参照すると、素子実装基板１２に実装されている複数の発光素子１３の各電極部１４ａ，１４ｂと該複数の発光素子１３の各電極部１４ａ，１４ｂに対応した配線基板４３の電極配線４５ａ，４５ｂとが例えばハンダ５０などで接合されるようになっている。図９には、素子実装基板１２に実装されている複数の発光素子１３の各電極部１４ａ，１４ｂと該複数の発光素子１３の各電極部１４ａ，１４ｂに対応した配線基板４３の電極配線４５ａ，４５ｂとが例えばハンダ５０などで接合された状態が示されている。
【００３５】
より詳細に、図８を参照すると、複数の発光素子１３は、図８の例では、２次元にマトリクス状（２×４）に配置されている。そして、図９，図１０，図１１の例からもわかるように、各発光素子１３は、Ａｕバンプ１５でボンディングパッド（図示せず）を介し導通部（例えば銅（Ｃｕ）ビア）１６にフリップチップ接続されている。フリップチップ接続は、ワイヤー接続に比較して、実装に占める面積を小さくでき、高密度の実装が可能となる。また、各発光素子１３としては、例えば、ＧａＮ系材料からなる発光層を持つ発光素子が使用され、紫外光、青色光、緑色光を発光する。あるいは、各発光素子１３は例えば白色ＬＥＤなどである。図８の例では発光素子の数は２×４であるが、照明装置に要求される明るさに応じて適宜その個数は選択される。
【００３６】
より具体的に、図８乃至図１１の例では、複数の発光素子１３は、各発光素子１３毎にそれぞれ独立にかつ自由に配光を制御可能なドットマトリクス光源として構成可能な構造となっている。ここで、各発光素子１３には、例えば白色ＬＥＤを用いることができる。
【００３７】
また、素子実装基板１２は、例えばシリコン（Ｓｉ）基板であり、素子実装基板１２の発光素子１３側から発光素子１３とは反対の側に貫通する０．１ｍｍφのスルーホールが電極部１４ａ，１４ｂに対応する位置に形成され、このスルーホール内に銅メッキ等により導通部（例えば銅（Ｃｕ）がスルーホール内に充填された銅（Ｃｕ）ビア）１６が形成されている。なお、素子実装基板１２の材料としては、上述の無機材料であるシリコン（Ｓｉ）に加えて、ＳｉＣ基板、ＡｌＮ基板や、アルミナ等のセラミックスを使用することもできる。
【００３８】
また、素子実装基板１２には、素子実装基板１２の発光素子１３側から発光素子１３とは反対の側に貫通する放熱のための放熱ビア（例えば銅（Ｃｕ）ビア）１７が形成されている。
【００３９】
また、配線基板４３には、前記複数の発光素子１３の各電極部１４ａ，１４ｂに対応した電極配線（例えば銅（Ｃｕ）やアルミニウムなどの配線）４５ａ，４５ｂ（以下、４５ａ，４５ｂを総称して４５とする）が基板本体４４に形成されている。ここで、素子実装基板１２に実装されている複数の発光素子１３の各電極部１４ａ，１４ｂと該複数の発光素子１３の各電極部１４ａ，１４ｂに対応した配線基板４３の電極配線４５ａ，４５ｂとは例えばハンダ５０などで接合されて、電気的に接続される。より詳細に、複数の発光素子１３がドットマトリクス光源として構成される場合、配線４５は、例えば、行方向と列方向に配列され、各発光素子１３を選択的に駆動できるよう、発光素子１３毎に電気的に接続される。すなわち、この場合、配線４５は、図９，図１０，図１１に示すようにドットマトリクス配線として、階層構造で各々の発光素子１３に接続される。
【００４０】
また、配線基板４３には、放熱のための放熱ビア（例えば銅（Ｃｕ）ビア）４６が、素子実装基板１２の放熱ビア１７の形成位置に対応した位置に形成されており、素子実装基板１２の放熱ビア１７と配線基板４３の放熱ビア４６とは、例えばハンダ５０によって接続される。
【００４１】
また、配線基板４３の基板本体４４の材料には、絶縁性を有し、ポリイミドまたはガラスエポキシよりも放熱性の高い材料が用いられるのが好ましい。絶縁性を有し、ポリイミドまたはガラスエポキシよりも放熱性の高い材料として、具体的には、例えば、ＳｉＣ，ＡｌＮ，セラミックスのいずれかが用いられる。ここで、セラミックスとしては、例えば低温焼成積層セラミックス（ＬＴＣＣ）などが用いられる。
【００４２】
配線基板４３の基板本体４４の材料に、絶縁性を有し、ポリイミドまたはガラスエポキシよりも放熱性の高い材料が用いられることにより、例えば、素子実装基板１２に複数の発光素子１３が高密度に実装されて、相当の発熱が生じる場合にも、放熱性の高い配線基板４３の基板本体４４によって放熱がなされ、これにより、温度上昇を抑え、発光素子の輝度劣化などを防止することができる。このように、配線基板４３の基板本体４４の材料に、絶縁性を有し、ポリイミドまたはガラスエポキシよりも放熱性の高い材料が用いられることにより、照明装置の放熱性を著しく向上させることができる。
【００４３】
さらに、素子実装基板１２には、素子実装基板１２の発光素子１３側から発光素子１３とは反対の側に貫通する放熱のための放熱ビア（例えば銅（Ｃｕ）ビア）１７が形成され、また、配線基板４３には、放熱のための放熱ビア（例えば銅（Ｃｕ）ビア）４６が、素子実装基板１２の放熱ビア１７の形成位置に対応した位置に形成されており、素子実装基板１２の放熱ビア１７と配線基板４３の放熱ビア４６とは、例えばハンダ５０によって接続されているので、複数の発光素子１３からの発熱は、素子実装基板１２の放熱ビア１７，配線基板４３の放熱ビア４６からも放熱され（さらには、放熱ビア４６を介し放熱性の高い配線基板４３からも放熱され）、照明装置の放熱性をより一層向上させることができる。
【００４４】
このように、図８，図９，図１０，図１１の構成は、素子実装基板１２に複数の発光素子１３が高密度に実装されて相当の発熱が予想されるような場合に、特に有用である。具体的には、素子実装基板１２に複数の発光素子１３が高密度に実装される光源として複数の発光素子１３が構成される場合などに、本発明は特に有用である。
【００４５】
以下に、素子実装基板１２に複数の発光素子１３を高密度に実装可能な構成（本願出願人による本願の先願である特願２００７−３０９４８２に記載の構成）について、説明する。
【００４６】
再び図８，図９，図１０，図１１を参照すると、素子実装基板１２には、さらに、複数の発光素子１３の各々に対応する貫通孔が形成された型枠１８と、各発光素子１３の上方であって、型枠１８の貫通孔に配置された蛍光体フィルター板１９とが設けられている。
【００４７】
より詳細に、型枠１８には、例えば、厚さ０．３ｍｍのシリコン（Ｓｉ）基板にホトリソ技術を用いて各発光素子１３に対応する位置に複数の貫通孔（開口）２０が形成されている。シリコン基板全体で見れば、格子状の型枠１８が形成されたものになる。隣接する貫通孔（開口２０）同士は隔壁として機能する型枠１８により分離されている。型枠１８と基板１２とは、例えば型枠１８と基板１２が対向する位置にＡｕ層１５を設け、熱と温度と圧力をかけることで、型枠１８は基板１２に接合される。各発光素子１３は、型枠１８の貫通孔（開口）２０内に収納され、隔壁として機能する型枠１８により確実に分離される。型枠１８は、Ｓｉ等の無機材料や永久レジストなどで形成される。
【００４８】
この型枠１８を、半導体プロセスを利用して製造することにより、貫通孔（開口）２０が非常に高精度で、高密度に型枠１８に形成される。例えば、貫通孔（開口）２０のピッチを１００μｍ以下で製造することもできる。この結果、各発光素子１３間の間隔を短くでき、高精細な照明装置を実現できる。
【００４９】
このような型枠１８を別に用意するのは、素子実装基板１２へのスルーホールの形成や導通部（例えば銅（Ｃｕ）がスルーホール内に充填された銅（Ｃｕ）ビア）１６の形成、さらには、銅（Ｃｕ）ビア１６形成後の、つまり銅メッキした後の基板１２の研磨や洗浄を容易にするためである。更に、発光素子１３を接合するためのバンプの形成をより容易にするためである。
【００５０】
また、蛍光体フィルター板１９が、各発光素子１３の上面であって、貫通孔（開口）２０に配置される。蛍光体フィルター板１９は、ＹＡＧ：Ｃｅの多結晶基板でも、ＹＡＧ：Ｃｅ粒子を分散させたガラス焼結体を用い無機材料で構成することができる。発光素子１３の上面である限り、蛍光体フィルター板１９は発光素子１３と接触しても、離間して配置されても良い。
【００５１】
蛍光体フィルター板１９は、貫通孔（開口）２０の大きさに合わせて予め作製されるので、各発光素子１３に供給される蛍光体の量を精度良くコントロールすることが可能となる。例えば、マトリクス状に配列された発光素子１３全てを同じような発光（例えば白色光）にする場合、蛍光体フィルター板１９は全て同じ厚さ、同じ大きさで作製される。一方、照明装置に求められる発光特性に応じて、各発光素子１３に供給される蛍光体フィルター板１９の大きさ、厚さを変えることもできる。
【００５２】
このような構成によれば、発光素子１３と蛍光体フィルター板１９は、型枠１８に形成された各貫通孔（開口）２０に配置されるので、隣接する発光素子１３と蛍光体フィルター板１９は、隔壁として機能する型枠１８により確実に区分けされ、発光素子１３間のクロストークを防止することができる。これにより、発光素子１３と蛍光体フィルター板１９で構成される各ドットは独立した光源として形成される。
【００５３】
また、蛍光体フィルター板１９は、所定の厚さで作成され、各貫通孔２０に個々に配置されるので、各発光素子１３に供給される蛍光体の量を精度よくコントロールでき、発光時の色むらを防止することができる。
【００５４】
また、基板１２と型枠１８の両方を半導体プロセスで製造することで、本発明に係る照明装置は従来に比して高精細なものとすることができる。また、シリコンウエハーの状態で全てのプロセスが行われるので、製造工程は非常に生産性が良く、精度が高いプロセスとなる。例えば、照明装置の基板をウエハーの状態で製造し、発光素子をその基板上に搭載する。次いで、基板と同形状のウエハーに貫通孔を形成して型枠を作成し、型枠と基板をウエハー状態で貼り合わせる。型枠の各貫通孔に蛍光体フィルター板を配置し、ウエハー状態で貼り合わされた型枠と基板を任意の大きさにダイシングすることで、全てを半導体プロセスにより照明装置を製造することができる。
【００５５】
また、型枠をシリコン等の放熱性の良い材料で製造することで、蛍光体フィルター板に含有される蛍光体粒子の熱を型枠から効率よく放熱することができる。それにより、蛍光体粒子の温度消光の問題も解決することができる。
【００５６】
図１２は、図８に示す照明装置のＢ−Ｂ線に沿う正面輝度分布を示す図である。図１２において、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）、横軸は照明装置の中心から各発光素子までの相対距離（ｍｍ）を示している。図１２に示すように、隣接する各発光素子間の輝度は、発光素子上の輝度と比較して著しく低くなっている。これは発光素子間での発光がないこと、つまりクロストークが無いことを示しており、型枠の隔壁により隣接する発光素子と蛍光体フィルター板が確実に分離されていることが理解できる。
【００５７】
このように、図８，図９，図１０，図１１の構成によれば、複数の発光素子を光源とする照明装置において、色むら及びクロストークを防止することができ、また、発光素子間の間隔を小さくして高密度に実装することができ、さらに、耐熱性や放熱効果を改善することができる。具体的には、各発光素子１３を、例えば白色ＬＥＤとして構成する場合に、色むらのない白色ＬＥＤにすることが可能となり、また、お互いのドットを高密度で且つクロストークの無い状態で構成することが可能となる。また、発光素子を多数配置すると、電流投入が多くなり、相当の発熱が生じるが、多数の発光素子によって相当の発熱が生じる場合にも、前述したように、配線基板４３の基板本体４４の材料に、絶縁性を有し、ポリイミドまたはガラスエポキシよりも放熱性の高い材料が用いられることにより、さらには、放熱ビア１７，４６が設けられることにより、照明装置の放熱性を著しく向上させて、発熱による蛍光体の温度消光やＬＥＤの輝度劣化などを防止することができる。
【００５８】
次に、本発明の照明装置（例えば白色ＬＥＤを用いたＬＥＤ光源）の具体的な製造方法について説明する。
【００５９】
具体的には、先ず、素子実装基板１２にＳｉ基板を用いる場合、Ｓｉ基板１２にいわゆるＣｕ配線の埋め込み技術を用いてスルーホールを形成し、Ｓｉ基板１２の裏側までＣｕ配線（銅（Ｃｕ）ビア）１６を通す。また、この基板１２において、Ｃｕ配線の外側部分に放熱を目的とする放熱ビア１７を形成する。一方、これとは別に、Ｓｉ基板１２に対し微細加工技術でＳｉをエッチングしてドット毎の型枠１８を作り、この型枠１８を熱と温度をかけてスルーホールが形成された基板１２に接合する。このような型枠１８を別に用意するのは、上述したように、スルーホールの形成やＣｕビア１６の形成、更にはＣｕメッキした後の基板１２の研磨や洗浄を容易にして、この後のＬＥＤ接合用のバンプの形成をより容易にする為である。
【００６０】
一方、配線基板４３の基板本体４４にＬＴＣＣを用いる場合、つまり配線基板４３をＬＴＣＣ基板とする場合、ＬＴＣＣ基板４３には、上記ＬＥＤの電極部分に対応した部分にはんだパッドが形成されており、且つこのパッドの下にはドットマトリクス配線が図９，図１０，図１１に示すように、階層構造でそれぞれのＬＥＤチップに接続されている。また、上記ＬＥＤチップを搭載するＳｉ基板１２の周辺部には、ＬＴＣＣ基板４３の上面に達する放熱ビア１７が形成されている。この上面から見た図が図８である。ＬＴＣＣ基板４３には、ＬＥＤ搭載基板１２が接合される。また、ＬＴＣＣ基板４３の外周部には、Ｓｉ基板１２の放熱ビア１７と接続される放熱ビア４６が形成されている。これらのそれぞれの基板１２，４３を用いてＬＥＤ光源を実現するのは以下のような手順で行う。
【００６１】
まず、Ｓｉの型枠１８とビア１６，１７が形成されたＳｉ基板１２とをＡｕ―Ａｕ接合１５を用いて接合する。次に、フリップチップＬＥＤ１３をＡｕバンプでＳｉ基板１２に接合する。さらに、各チップ１３の上面にＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体フィルター板１９を置く。この蛍光体フィルター板１９は、ＹＡＧ：Ｃｅの多結晶基板でも、ＹＡＧ：Ｃｅ粒子を分散させたガラス焼結体でも良い。
【００６２】
このような構成にする事で、発光素子１３間はＳｉで隔壁１８が形成されているので、各ドットは独立した白色光源として形成できる。このドット間隔は半導体プロセスを用いる事で、１００μｍ程度まで高密度に形成できる。隔壁１８をＳｉで形成し、且つ蛍光体フィルター板１９を個々のＬＥＤチップ１３上に形成して独立の白色光源にする事で、ワイヤーボンデイングの為の空間が必要であるために高密度にできないという課題、また、隣のドットとの光のクロストークという課題を解決でき、高密度なドットで精度良く配光を電子的に制御するヘッドランプ用光源が実現できる。同時に全てのプロセスをＳｉウエハーの状態で流せるので、非常に生産性が良く、精度が高くできる。このようにして形成されたＬＥＤ光源基板１２をＬＴＣＣ基板４３にはんだバンプ５０を用いて接合する。こうする事で放熱性に優れた、ＬＥＤ光源を実現する事ができる。
【００６３】
次に、実施例を示す。
【００６４】
この実施例では、厚み０．３ｍｍのＳｉ基板にホトリソ技術を用いて、各ドットに対応する位置に穴部を形成する。Ｓｉウエハー全体で見れば、格子状にドットの型枠１８が形成されたものになる。これは、ケミカルエッチングでも良いし、ＲＩＥ（リアクテイブイオンエッチング）を用いても良い。今回はＲＩＥで１．１ｍｍ角の穴部を形成した。図８のＢ−Ｂ方向におけるピッチは１．２ｍｍで深さは３００μｍである。
【００６５】
次に、別のＳｉ基板１２に０．１ｍｍφのスルーホールを２個ずつ形成した。そして、この基板１２の周辺には適当な間隔で、放熱ビア用の穴を形成する。放熱ビア用の穴の径も０．１ｍｍφである。このスルーホールにＣｕ埋め込み技術でＣｕのビア１７を形成した。プロセスとしては、放熱ビア用の穴を形成した後、Ｓｉ基板１２全体を水熱酸化して、基板表面にＳｉＯ２膜５１を２００ｎｍ程度形成し、ここにＣｕメッキを行ってスルーホールを埋め、その後、裏面研磨を行った。次いで、これらスルーホールの下面にはんだバンプ用のパッドの形成を無電界メッキで形成した。一方、表面には、これらスルーホールの上面の部分にボンデイングパットと型枠に対応する部分にＡｕを形成する為にレジストを使いホトリソで抜いた後でＡｕを蒸着し、その後リフトオフを行いフリップチップＬＥＤのボンデイングパットと型枠接合部を形成した。次に、先に述べた型枠１８が形成されたウエハーの背面にＡｕを蒸着し、型枠部分を重ね合わせ、２００℃で超音波をかけてＡｕ−Ａｕを接合した。このような基板にフリップチップＬＥＤ１３をＡｕ−Ａｕ接合で実装した。こうして構成したＬＥＤチップ１３上に各ドットサイズに合わせて形成された、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体粒子を６％程度分散させた厚み０．３μｍのガラス板（蛍光体フィルター板）１９を低融点ガラス５２を介して載せた（図１３を参照）。ＬＥＤチップ１３と蛍光体フィルター板１９との間には、必要に応じてシリコン樹脂等を入れても良い。
【００６６】
こうする事で、非常に簡便にしかも配光意図どおりの正確な光学特性を有する白色の自動車用ＬＥＤ光源が実現できる。なお、蛍光体フィルター板１９としては、ＹＡＧ：Ｃｅが分散されたガラスのかわりにＹＡＧ：Ｃｅ多結晶板でも良い。こうして形成したＬＥＤ搭載基板をＬＴＣＣ基板に接合するには、ＬＴＣＣ基板の表面は必ずしも平坦ではなく微小な凹凸があるので、この部分には、はんだバンプを用いて接合した。
【００６７】
このようにＬＴＣＣに光源ユニットを実装する基本的な構成はできたが、これらを駆動する方法には更なる工夫が必要である。即ち図８に示した例ではドットマトリクス駆動で配光を制御する場合の基本例として示しているのであるが、この駆動方法は、すべてのドットを制御する為に、駆動回路に接続する為の配線が必然的に多くなる。そこで例えば図２に示したような配置の光源の駆動方法として、いつでも点灯していなくてはならない部分Ｒ２の発光素子Ｌ（Ｌ２）の駆動は直流で行い、状況によって配光を制御したい部分Ｒ１の発光素子Ｌ（Ｌ１）のみをパルス駆動によって自由に制御して点灯するといった具合に、領域によって駆動方法を変えられるような配線を行う。このようにする事で、直流駆動領域Ｒ２の発光素子Ｌ（Ｌ２）への配線は、最も少ない場合には原理的には２本にできる。また配光制御を必要とする部分Ｒ１への配線はパルス駆動でドットマトリクス用の配線にする。
【００６８】
具体的な駆動制御例について図４で説明する。パルス点灯部は、色調の変化を少なくするため、図４のＡ，Ｂ，ＣのようにＰＷＭ（パルス幅変調）制御をする。すなわち、Ａ，Ｂ，Ｃのようにパルス幅で明るさを制御する。一方、直流点灯部は、色調の変化を少なくするため、図４のＤのように電流値をパルス点灯の１素子のピーク電流と同じ電流にする。
【００６９】
なお、前述した図３の回路構成は、直流点灯部Ｒ２の１素子Ｌ（Ｌ２）が不灯の場合でもその素子のみが不灯で、他の素子Ｌ（Ｌ２）は点灯し続け、フェイルセーフが活きる回路であり、直流電源の電圧を低く出来る。図３の回路構成のかわりに、図１４の回路構成とすることもできる。ただし、図１４の回路構成は、直流点灯部Ｒ２の１素子Ｌ（Ｌ２）が不灯になった場合、直流点灯部Ｒ２は不灯になる。その場合は断線の信号を受け、ダッシュボード等に断線の表示をすることが出来る回路であり、電源電圧が高くなる。図３，図１４の両者とも、直流点灯部Ｒ２に不灯部分が発生した場合、マトリックス回路Ｒ１は点灯出来るため、マトリックス回路Ｒ１は補助灯としての役目を果たすことが出来る。
【００７０】
図１５は本発明に係る照明装置の他の構成例を示す図（平面図）である。
【００７１】
図１５の例では、大面積の発光素子１３ａが直線状に４個配置され、小面積の発光素子１３ｂが大面積の発光素子１３ａを囲むように配置されている。発光素子１３ａと発光素子１３ｂの配置に対応するよう型枠１８に貫通孔２０が形成されている。貫通孔２０は、発光素子１３ａと発光素子１３ｂに対応して平面視で略正方形の形状を有している。但し、一部の貫通孔２０は平面視で円形である。貫通孔２０を円形とすることで、貫通孔２０に配置される蛍光体フィルター板の形状も円形となる。円形の蛍光体フィルター板は、四角形状の蛍光体フィルター板と異なり、角部を有していないので、応力集中を緩和できる効果を奏する。
【００７２】
図１５の例では、中心部は常時点灯のために輝度の高い大面積の発光素子１３ａが配置されている。大面積の発光素子１３ａの周辺には微妙な輝度調整を行なうため小面積の発光素子１３ｂが配置されている。
【００７３】
半導体プロセスを利用することで、型枠１８を発光素子１３の様々の大きさや配置にあわせて製造できる。また、配光特性や輝度分布に合わせて型枠１８を発光素子１の様々に組み合わせることも容易に実施できる。
【００７４】
なお、上述の例では、第２の制御領域Ｒ２に属する発光素子Ｌ（Ｌ２）は、固定的な駆動制御がなされ、配光特性（例えば、輝度など）が固定されているとしたが、第２の制御領域Ｒ２に属する発光素子Ｌ（Ｌ２）は、第１の制御領域Ｒ１に属する発光素子Ｌ（Ｌ１）と駆動制御形態を異にするものであれば良く、従って、第２の制御領域Ｒ２に属する発光素子Ｌ（Ｌ２）も、他の発光素子とは独立して駆動制御可能となっているものでも良い（他の発光素子とは独立して配光特性（例えば、輝度など）を制御可能となっているものでも良い）。
【００７５】
また、上述の例では、１つの基板１２上に実装されている複数の発光素子Ｌ（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ），半導体レーザなど）は、駆動制御形態を互いに異にする２つの制御領域（第１の制御領域Ｒ１と第２の制御領域Ｒ２と）に区分されているとしたが、２つ以上の制御領域に区分されていても良い。すなわち、本発明は、例えば図１６に示すように、複数の発光素子が、駆動制御形態を互いに異にする複数（２つ以上）の制御領域Ｒ１，Ｒ２，・・・，Ｒｎ（ｎ≧２）に区分されており、複数の制御領域のうちの少なくとも１つの制御領域に属する発光素子が、互いに他の発光素子とは独立して駆動制御可能となっているものであれば良い（他の発光素子とは独立して配光特性（例えば、輝度など）を制御可能となっているものであれば良い）。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、自動車用白色ＬＥＤ光源，自動車用多機能白色ＬＥＤ光源などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】従来の照明装置を示す図である。
【図２】本発明に係る照明装置の構成例を示す図（平面図）である。
【図３】図２の照明装置の等価回路を示す図である。
【図４】発光素子の駆動制御例を示す図である。
【図５】第２の制御領域Ｒ２に属する発光素子Ｌ（Ｌ２）が常時点灯の状態にあるとき、第１の制御領域Ｒ１に属する各発光素子Ｌ（Ｌ１）の点灯状態を状況に応じて自由に制御した場合の輝度変化の例を示す図である。
【図６】第２の制御領域Ｒ２に属する発光素子Ｌ（Ｌ２）が常時点灯の状態にあるとき、第１の制御領域Ｒ１に属する各発光素子Ｌ（Ｌ１）の点灯状態を状況に応じて自由に制御した場合の輝度変化の例を示す図である。
【図７】第２の制御領域Ｒ２に属する発光素子Ｌ（Ｌ２）が常時点灯の状態にあるとき、第１の制御領域Ｒ１に属する各発光素子Ｌ（Ｌ１）の点灯状態を状況に応じて自由に制御した場合の輝度変化の例を示す図である。
【図８】本発明の照明装置のより具体的な概略構成例を示す図（平面図）である。
【図９】図８のＡ−Ａ線における断面図である。
【図１０】図９の各構成要素を説明するための図である。
【図１１】図９の各構成要素を説明するための図である。
【図１２】図８のＢ−Ｂ線における正面輝度分布を示す図である。
【図１３】本発明の具体例を示す図である。
【図１４】図２の照明装置の他の等価回路を示す図である。
【図１５】本発明に係る照明装置の他の構成例を示す図（平面図）である。
【図１６】本発明に係る照明装置の他の構成例を示す図（平面図）である。
【符号の説明】
【００７８】
Ｒ１          第１の制御領域
Ｒ２          第２の制御領域
Ｌ（Ｌ１）          第１の制御領域Ｒ１に属する発光素子
Ｌ（Ｌ２）          第２の制御領域Ｒ２に属する発光素子
１２          素子実装基板
１４ａ，１４ｂ          発光素子の電極部
１５          金（Ａｕ）
１６          導通部（例えば銅（Ｃｕ）ビア）
１７          放熱ビア
１８          型枠
１９          蛍光体フィルター板
４３          配線基板
４４          配線基板の基板本体
４５ａ，４５ｂ          電極配線
４６          放熱ビア
５０          ハンダ
５１          シリコン熱酸化膜（ＳｉＯ２膜）
５２          低融点ガラス
【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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【図１６】
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