ちょっとした実験です。
<?php <?php $hoge = array(1, 2, 3); var_dump(array_key_exists(array(), $hoge)); // bool(false)
こんなエラーが返ってきます。
PHP Warning: array_key_exists(): The first argument should be either a string or an integer
同様にして、
<?php $hoge = array(1, 2, 3); var_dump(isset($hoge[array()])); // bool(false)
PHP Warning: Illegal offset type in isset or empty
なお、返り値そのものは返ってくる模様。