JP5475954B2

JP5475954B2 - 発光装置

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Publication number: JP5475954B2
Application number: JP2008016877A
Authority: JP
Inventors: 佳治佐名川; 健一郎田中
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-01-28
Filing date: 2008-01-28
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2028-01-28
Also published as: JP2009177094A

Description

本発明は、ＬＥＤチップ（発光ダイオードチップ）などの発光素子を利用した発光装置に関するものである。

従来から、レンズ状封止部を設けることで外部への光取り出し効率を高めた表面実装型発光装置として、図１２に示すように、ＬＥＤチップからなる発光素子１’と、発光素子１’を収納する収納凹所２ａ’が一表面に形成され発光素子１’が実装された実装基板２’と、発光素子１’を封止した透光性樹脂からなり実装基板２’の上記一表面から突出したレンズ状封止部３’とを備えた発光装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。なお、上述の図１２に示した構成の発光装置では、実装基板２’の基板材料として、液晶ポリマー樹脂、ＰＢＴ樹脂、セラミックスなどを用いている。
特開２００１−１９６６４４号公報

ところで、図１２に示した構成の発光装置では、発光素子１’やレンズ状封止部３’の経時劣化や、周囲温度の変化に起因して、発光素子１’を一定の駆動電流で動作させても光出力が変化してしまうという問題があり、また、レンズ状封止部３’が実装基板２’の上記一表面から突出しているので、発光装置全体の高さが高くなってしまうという問題があった。

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、発光素子の光出力をモニタリングでき且つ低背化が可能な発光装置を提供することにある。

請求項１の発明は、発光素子と、前記発光素子が収納される収納凹所が一表面に形成され前記発光素子が実装される実装基板と、前記発光素子を封止した透光性材料からなるレンズ状封止部とを備え、前記実装基板の前記一表面側において前記収納凹所の周部から内側に張り出した張出部に前記発光素子から放射された光を検出する受光素子が設けられ、前記レンズ状封止部が、前記実装基板の前記収納凹所内に形成されてなり、前記レンズ状封止部の表面の周部に前記発光素子から放射された光を屈折させて前記受光素子へ導く光屈折部が形成されてなることを特徴とする。

この発明によれば、実装基板の一表面側において収納凹所の周部から内側に張り出した張出部に発光素子から放射された光を検出する受光素子が設けられ、レンズ状封止部が、実装基板の収納凹所内に形成されているので、発光素子の光出力をモニタリングでき且つ低背化が可能になる。

また、この発明によれば、前記レンズ状封止部の表面の周部に前記発光素子から放射された光を屈折させて前記受光素子へ導く光屈折部が形成されてなるので、前記受光素子の受光量を増やすことができ、前記受光素子の検出精度を向上できる。
請求項２の発明は、前記実装基板は、前記発光素子が一表面側に搭載されるベース基板と、前記ベース基板の前記一表面側に対向配置され光取出窓が形成されるとともに前記受光素子が形成された受光素子形成基板と、前記ベース基板と前記受光素子形成基板との間に介在し前記光取出窓に連通する開口窓が形成された中間層基板とで構成され、前記受光素子形成基板において前記中間層基板の前記開口窓上に張り出した部位が前記張出部を構成しており、前記光屈折部が前記レンズ状封止部の表面の周部の全周に亘って形成されており、前記受光素子形成基板が、ｎ形のシリコン基板を用いて形成され、前記受光素子を構成するフォトダイオードのｐ形領域が前記フォトダイオードのｎ形領域を構成する前記シリコン基板において前記光取出窓を全周に亘って囲むように形成されていることを特徴とする。

請求項１の発明では、発光素子の光出力をモニタリングでき且つ低背化が可能になるという効果がある。

（実施形態１）
以下、本実施形態の発光装置について図１〜図１０に基づいて説明する。

本実施形態の発光装置は、表面実装型発光装置であり、ＬＥＤチップからなる発光素子１と、発光素子１が収納される収納凹所２ａが一表面に形成され発光素子１が実装された実装基板２と、発光素子１を封止した透光性材料（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、ガラスなど）からなるレンズ状封止部３とを備え、実装基板１の上記一表面側において収納凹所２ａの周部から内側に張り出した張出部２ｃに発光素子１から放射された光を検出する受光素子４が設けられ、レンズ状封止部３が、実装基板２の収納凹所２ａ内に形成されている。

実装基板２は、図１〜図３に示すように、発光素子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窓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窓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および中間層基板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、中間層基板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、本実施形態の発光装置では、受光素子形成基板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、上述の張出部２ｃを構成している。

上述のベース基板２０、中間層基板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、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）、中間層基板３０の内側面が発光素子１から側方へ放射された光を前方へ反射するミラー面２ｄを構成している。

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、発光素子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、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。

本実施形態における発光素子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ＬＥＤチップである。そこで、ベース基板２０は、発光素子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、発光素子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、発光素子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。

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、発光素子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。

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。

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。

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、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。

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。

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、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、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。

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。

また、上述のレンズ状封止部３の形状は発光素子１から放射された光を集光する集光レンズとしての機能を有する形状であれば特に限定するものではなく、例えば、半球状、楕円球状などの形状に形成すればよい。

上述の実装基板２の形成にあたっては、例えば、図１０に示すように、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に光取出窓４１を形成する光取出窓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、発光素子１が搭載されボンディングワイヤ１４（図２参照）の結線が行われ更に発光素子１およびボンディングワイヤ１４を封止するレンズ状封止部３が成形されたベース基板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、第１の接合工程では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。また、第１の接合工程および第２の接合工程では、上述の各接合表面の正常化・活性化を行ってから、接合表面を接触させ常温よりも高い規定温度（例えば、８０℃）で直接接合するようにしてもよい。

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。

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、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、上述の第１の接合工程、研磨工程、光取出窓形成工程、第２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と受光素子形成基板４０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におけるミラー面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、発光素子１から側方へ放射された光がミラー面２ｄにより反射されて受光素子４へ導かれる。

以上説明した本実施形態の発光装置では、実装基板２の上記一表面側において収納凹所２ａの周部から内側に張り出した張出部２ｃに発光素子１から放射された光を検出する受光素子４が設けられ、レンズ状封止部３が、実装基板２の収納凹所２ａ内に形成されている（実装基板２の上記一表面を含む平面から突出しないように形成されている）ので、発光素子１の光出力をモニタリングでき且つ低背化が可能になる。

ここにおいて、本実施形態の発光装置は、実装基板２に受光素子４が設けられているので、実装基板２あるいは外部（例えば、発光装置を実装する回路基板など）に受光素子４の出力に基づいて受光素子の出力が目標値に保たれるように発光素子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、所望の光強度の光を再現性良く得ることが可能となる。なお、本実施形態の発光装置では、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実装基板２に集積化することができる。

また、本実施形態の発光装置は、上述のように実装基板２に受光素子４が設けられているので、例えば、発光素子１として赤色ＬＥＤチップを採用した発光装置と、発光素子１として緑色ＬＥＤチップを採用した発光装置と、発光素子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発光素子１を駆動する駆動回路部と、各受光素子４により検出される光強度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発光素子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、各受光素子４それぞれの出力に基づいて各発光色の発光素子１の光出力を各別に制御することができ、各発光色ごとの発光素子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。

また、本実施形態の発光装置では、上述の張出部２ｃに受光素子４が設けられていることにより、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、本実施形態の発光装置では、実装基板２に、当該実装基板２の他表面側の外部接続用電極２７ａと発光素子１とを電気的に接続する貫通孔配線２４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発光素子１と電気的に接続される配線を引き回す場合に比べて、実装基板２の小型化を図れる。また、本実施形態では、実装基板２を複数のシリコン基板２０ａ，３０ａ，４０ａを用いて形成しているので、フォトダイオードのような受光素子４を実装基板２中に容易に形成することが可能となり、低コスト化を図れる。

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第２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、第２の接合工程で発光素子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とともに、レンズ状封止部３が変形したり劣化するのを防止することができる。

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に発光素子１と熱結合するサーマルビア２６を設けてあるので、発光素子１で発生した熱を効率よく外部へ逃がすことができ、発光素子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。

（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１１に示すように、レンズ状封止部３の表面の周部（一部）に発光素子１から放射された光を屈折させて受光素子４へ導く光屈折部３ｂ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。

本実施形態における受光素子４は、受光素子形成基板４において光取出窓４１を全周に亘って囲むように当該受光素子４を構成するフォトダイオードのｐ形領域４ａが形成されており、レンズ状封止部３は、表面の周部の全周に亘って光屈折部３ｂが形成されている。なお、光屈折部３ｂは、発光素子１から放射された光の全反射を抑制する微細凹凸構造により構成されている。

しかして、本実施形態の発光装置では、レンズ状封止部３の一部に発光素子１から放射された光を屈折させて受光素子４へ導く光屈折部３ｂが形成されているので、受光素子４の受光量を増やすことができ、受光素子４の検出精度を向上できる。

なお、上記各実施形態の発光装置において、中間層基板３０の内側面により構成されるミラー面２ｄにレンズ状封止部３と同じ透光性材料により形成され発光素子１から放射された光を受光素子４へ導光する導光部を設けてもよい。

ところで、上述の各実施形態では、発光素子１として可視光ＬＥＤチップを用いているが、発光素子１は、可視光ＬＥＤチップに限らず、紫外光ＬＥＤチップや、ＬＥＤチップと当該ＬＥＤチップに積層され少なくとも当該ＬＥＤチップから放射された光によって励起されて当該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蛍光体層とで構成されたものや、有機ＥＬ素子でもよい。また、発光素子１としては、例えば、結晶成長用基板の主表面側に発光部などをエピタキシャル成長した後に発光部を支持する導電性基板（例えば、Ｓｉ基板など）を発光部に固着してから、結晶成長用基板などを除去したものを用いてもよい。また、発光素子１は、厚み方向の両面に電極が形成されたものに限らず、厚み方向の一表面側に各電極が形成されたものでもよい。

また、受光素子４は、フォトダイオードに限らず、例えば、フォトダイオードとカラーフィルタとを組み合わせたカラーセンサや、フォトダイオードと波長選択フィルタとを組み合わせた光検出素子などでもよい。

また、上述の各実施形態では、実装基板２の収納凹所２ａの内底面に１つの発光素子１を実装してあるが、発光素子１の数は特に限定するものではなく、発光色が同じ複数の発光素子１を収納凹所２ａの内底面に実装するようにしてもよいし、発光色の異なる複数の発光素子１を収納凹所２ａの内底面に実装するようにしてもよい。

また、上述の各実施形態では、ベース基板２０、中間層基板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、各実施形態では、実装基板２を３枚のシリコン基板２０ａ，３０ａ，４０ａを用いて形成してあるが、ベース基板２０と中間層基板３０とを１枚のシリコン基板を用いて形成してもよいし、受光素子形成基板４０と中間層基板３０とを１枚のシリコン基板を用いて形成するようにしてもよい。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、発光素子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。

実施形態１の発光装置の概略断面図である。同上の発光装置の概略分解斜視図である。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。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。同上におけるベース基板の概略下面図である。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。同上における中間層基板の概略下面図である。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。同上における受光素子形成基板の概略下面図である。同上の発光装置の製造方法の説明図である。実施形態２の発光装置の概略断面図である。従来例を示す発光装置の概略断面図である。

符号の説明

１発光素子
２実装基板
２ａ収納凹所
２ｃ張出部
３レンズ状封止部
３ｂ光屈折部
４受光素子

Claims

発光素子と、前記発光素子が収納される収納凹所が一表面に形成され前記発光素子が実装される実装基板と、前記発光素子を封止した透光性材料からなるレンズ状封止部とを備え、前記実装基板の前記一表面側において前記収納凹所の周部から内側に張り出した張出部に前記発光素子から放射された光を検出する受光素子が設けられ、前記レンズ状封止部が、前記実装基板の前記収納凹所内に形成されてなり、前記レンズ状封止部の表面の周部に前記発光素子から放射された光を屈折させて前記受光素子へ導く光屈折部が形成されてなることを特徴とする発光装置。
前記実装基板は、前記発光素子が一表面側に搭載されるベース基板と、前記ベース基板の前記一表面側に対向配置され光取出窓が形成されるとともに前記受光素子が形成された受光素子形成基板と、前記ベース基板と前記受光素子形成基板との間に介在し前記光取出窓に連通する開口窓が形成された中間層基板とで構成され、前記受光素子形成基板において前記中間層基板の前記開口窓上に張り出した部位が前記張出部を構成しており、前記光屈折部が前記レンズ状封止部の表面の周部の全周に亘って形成されており、前記受光素子形成基板が、ｎ形のシリコン基板を用いて形成され、前記受光素子を構成するフォトダイオードのｐ形領域が前記フォトダイオードのｎ形領域を構成する前記シリコン基板において前記光取出窓を全周に亘って囲むように形成されていることを特徴とする請求項１記載の発光装置。