JP5813861B2 - 半導体発光素子用の測定装置および半導体発光素子用の測定方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ＬＥＤなどの半導体発光素子からの光を測定する測定装置および測定方法に関する。
特許文献１及び特許文献２には、発光中心軸からの角度に応じた光の強度である配光強度の分布（配光強度分布）を測定するために、１か所ずつ測定する技術が開示されている。
また、特許文献３には、配光強度分布を測定するために、複数個所を同時に測定する技術が開示されている。
さらに、特許文献４には、全発光量を測定する技術が開示されている。
また、特許文献３には、配光強度分布を測定するために、複数個所を同時に測定する技術が開示されている。
さらに、特許文献４には、全発光量を測定する技術が開示されている。
特許文献１〜特許文献４のいずれの方法においても、各角度の波長の分布と発光量とを同時に測定することはできない。
しかし、各角度の波長（若しくは、光の強度）とその角度までの発光量を同時に測定したいというニーズがある。
しかし、各角度の波長（若しくは、光の強度）とその角度までの発光量を同時に測定したいというニーズがある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的の一例は、各角度の波長とその角度までの発光量を同時に測定することが可能な半導体発光素子用の測定装置および測定方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の半導体発光素子用の測定装置は、半導体発光素子が放射する光を受光する受光面を有する受光部と、前記半導体発光素子と前記受光部との距離を変更可能な距離変更手段と、前記半導体発光素子が放射する光のうち一方向の波長又は強度を測定可能な測定部と、を備え、前記測定部は、前記距離変更手段によって前記距離が変更されることに伴い、前記半導体発光素子の発光中心を通る発光中心軸と、前記半導体発光素子および前記受光面の外周端を結ぶラインとにより形成される角度と、前記発光中心軸と、前記半導体発光素子および前記測定部を結ぶラインとにより形成される角度とが、同程度となる位置に移動された状態で測定する。
さらに、上記課題を解決するために、本発明の半導体発光素子用の測定方法は、半導体発光素子が放射する光を受光する受光面を有する受光部と、前記半導体発光素子と前記受光部との距離を変更可能な距離変更手段と、前記半導体発光素子が放射する光のうち一方向の波長又は強度を測定可能な測定部と、を備えた半導体発光素子用の測定方法において、前記測定部は、前記距離変更手段によって前記距離が変更されることに伴い、前記半導体発光素子の発光中心を通る発光中心軸と、前記半導体発光素子および前記受光面の外周端を結ぶラインとにより形成される角度と、前記発光中心軸と、前記半導体発光素子および前記測定部を結ぶラインとにより形成される角度とが、同程度となる位置に移動された状態で測定する。
さらに、上記課題を解決するために、本発明の半導体発光素子用の測定方法は、半導体発光素子が放射する光を受光する受光面を有する受光部と、前記半導体発光素子と前記受光部との距離を変更可能な距離変更手段と、前記半導体発光素子が放射する光のうち一方向の波長又は強度を測定可能な測定部と、を備えた半導体発光素子用の測定方法において、前記測定部は、前記距離変更手段によって前記距離が変更されることに伴い、前記半導体発光素子の発光中心を通る発光中心軸と、前記半導体発光素子および前記受光面の外周端を結ぶラインとにより形成される角度と、前記発光中心軸と、前記半導体発光素子および前記測定部を結ぶラインとにより形成される角度とが、同程度となる位置に移動された状態で測定する。
＜実施形態＞
以下、本発明の実施形態を、図１を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態におけるＬＥＤ１０１の発光状況の説明図である。
以下、本発明の実施形態を、図１を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態におけるＬＥＤ１０１の発光状況の説明図である。
図１の（ａ）に記載されているように、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）１０１は発光面１０１１から光を発光する。このＬＥＤ１０１の発光面１０１１の法線を発光中心軸ＬＣＡという。また、発光面１０１１を含む平面上の、一方向を基準軸（Ｘ軸）とした場合に、この平面上のＸ軸からの反時計回りの角度をφとする。
また、φを固定した場合における、発光中心軸となす角度をθと定義する。
ＬＥＤ１０１の発光面１０１１から放射される光の強度は、発光中心軸からの角度θ等によって異なる（図２も参照のこと）。
また、φを固定した場合における、発光中心軸となす角度をθと定義する。
ＬＥＤ１０１の発光面１０１１から放射される光の強度は、発光中心軸からの角度θ等によって異なる（図２も参照のこと）。
ところで、ＬＥＤ１０１の発光状況を測定したいというニーズが存在する。この発光状況とは、例えば、発光量、波長、光の強度の分布（＝配光強度分布）の様子等である。
この発光状況を知ることによって、そのＬＥＤ１０１が各種の使用に適切であるか否かを判断することが可能となる。
さらに、ＬＥＤ１０１の発光状況を測定する際に、できるだけ高速で測定したいとのニーズも存在する。
この発光状況を知ることによって、そのＬＥＤ１０１が各種の使用に適切であるか否かを判断することが可能となる。
さらに、ＬＥＤ１０１の発光状況を測定する際に、できるだけ高速で測定したいとのニーズも存在する。
ＬＥＤ１０１の光の強度は、θ及びφ毎に異なる値となる。
そのような、光の強度を視覚的に表わすために、図１（ｂ）のような図が用いられる。
この図１の（ｂ）において、Ｘ軸とＹ軸との交点部分がθ＝０°を表わしている。
そして、円上の各点がθ＝９０°の各φの位置をそれぞれ表わしている。
なお、図１の（ｃ）は、φの値が一定の位置における断面図である。
このような、図１において、ＬＥＤ１０１からの同一の距離、かつ、発光中心軸ＬＣＡからの角度θの位置における、光の強度を配光強度Ｅ（θ）と定義する。
そして、この配光強度Ｅ（θ）を各θに応じて図示したものが配光強度分布Ｅである。配光強度分布Ｅの具体例は図２のところで説明する。
そのような、光の強度を視覚的に表わすために、図１（ｂ）のような図が用いられる。
この図１の（ｂ）において、Ｘ軸とＹ軸との交点部分がθ＝０°を表わしている。
そして、円上の各点がθ＝９０°の各φの位置をそれぞれ表わしている。
なお、図１の（ｃ）は、φの値が一定の位置における断面図である。
このような、図１において、ＬＥＤ１０１からの同一の距離、かつ、発光中心軸ＬＣＡからの角度θの位置における、光の強度を配光強度Ｅ（θ）と定義する。
そして、この配光強度Ｅ（θ）を各θに応じて図示したものが配光強度分布Ｅである。配光強度分布Ｅの具体例は図２のところで説明する。
なお、以上の説明は、ＬＥＤ１０１から十分に遠い位置で測定したことによって、ＬＥＤ１０１がほぼ点として考えることができるとして記載している。
以後の説明も、特に記載のない限り、ＬＥＤ１０１がほぼ点であると仮定して記載している。なぜなら、ＬＥＤ１０１は通常、フォトディテクタ１０５と比較すると極めて小さいことから、このように仮定することができるからである。
以後の説明も、特に記載のない限り、ＬＥＤ１０１がほぼ点であると仮定して記載している。なぜなら、ＬＥＤ１０１は通常、フォトディテクタ１０５と比較すると極めて小さいことから、このように仮定することができるからである。
図２は、配光強度分布Ｅについての説明図である。
図２の（ａ）は、図１の（ｃ）と同じ図である。
図２の（ａ）のように、配光強度分布Ｅとは、ＬＥＤ１０１からの距離ｒが一定の位置において、一定のφの角度での、各θにおける光の強度のことである。
なお、ＬＥＤ１０１は通常、その製造工程の誤差等によってＬＥＤ１０１毎に異なる配光強度分布Ｅを有する。
この異なるＬＥＤ１０１は、図２の（ｂ）のｃｏｓ型のＬＥＤ１０１及び図２の（ｃ）のドーナツ型のＬＥＤ１０１が存在しうる。
ｃｏｓ型及びドーナツ型のＬＥＤ１０１は、あくまで例であり、この２つの特性を有するＬＥＤ１０１を測定の対象に限定する趣旨ではない。もっとも、通常のＬＥＤ１０１は、光のピークがｃｏｓ型のＬＥＤ１０１とθ＝３０°に光の強度のピークをもつドーナツ型のＬＥＤ１０１の間の特性を持つことが多い。つまり、検査対象の通常のＬＥＤ１０１は、θが０°〜３０°の範囲に光の強度のピークがあることが多い。
図２の（ａ）のように、配光強度分布Ｅとは、ＬＥＤ１０１からの距離ｒが一定の位置において、一定のφの角度での、各θにおける光の強度のことである。
なお、ＬＥＤ１０１は通常、その製造工程の誤差等によってＬＥＤ１０１毎に異なる配光強度分布Ｅを有する。
この異なるＬＥＤ１０１は、図２の（ｂ）のｃｏｓ型のＬＥＤ１０１及び図２の（ｃ）のドーナツ型のＬＥＤ１０１が存在しうる。
ｃｏｓ型及びドーナツ型のＬＥＤ１０１は、あくまで例であり、この２つの特性を有するＬＥＤ１０１を測定の対象に限定する趣旨ではない。もっとも、通常のＬＥＤ１０１は、光のピークがｃｏｓ型のＬＥＤ１０１とθ＝３０°に光の強度のピークをもつドーナツ型のＬＥＤ１０１の間の特性を持つことが多い。つまり、検査対象の通常のＬＥＤ１０１は、θが０°〜３０°の範囲に光の強度のピークがあることが多い。
図３は、実施形態においてＬＥＤ１０１の検査を行うための発光素子用の測定装置３の受光モジュール１の説明図である。
より具体的には、図３は、ＬＥＤ１０１の所定角度までの発光量の総量とこの所定角度における光の波長（光の強度（配光強度Ｅ(θ)）を同時に測定することができる装置である測定装置３の受光モジュール１の説明図である。
より具体的には、図３は、ＬＥＤ１０１の所定角度までの発光量の総量とこの所定角度における光の波長（光の強度（配光強度Ｅ(θ)）を同時に測定することができる装置である測定装置３の受光モジュール１の説明図である。
図３の受光モジュール１は、ＬＥＤ１０１の測定及び検査を行うためのデータを得るために用いられている。
以下、図３の受光モジュール１の構成を説明する。
図３のように、受光モジュール１は、本実施形態では、テーブル１０２ｂ（試料設置台）、フォトディテクタ１０５、ホルダ１０７、信号線１１１、アンプ１１３、通信線１１５、プローブ針１０９を有している。
以下、図３の受光モジュール１の構成を説明する。
図３のように、受光モジュール１は、本実施形態では、テーブル１０２ｂ（試料設置台）、フォトディテクタ１０５、ホルダ１０７、信号線１１１、アンプ１１３、通信線１１５、プローブ針１０９を有している。
また、受光モジュール１は、測定部１２０を有している。
この測定部１２０は、導光部１１７、光ファイバ１１９及び分光器１２１を有している。
導光部１１７は、ＬＥＤ１０１からの光を受けて、導光部１１７の内部に光が入射する入射面１１７ａを有している。
この入射面１１７ａから入射した光は、導光部１１７の長手方向と平行に導光される。なお、導光部１１７の長手方向へ導光する方法については、図６において説明する。
光ファイバ１１９は、この導光部１１７によって導光された光を、分光器１２１に導光する。
分光器１２１は、少なくとも光の強度又は光の波長のいずれか一方の測定を行う。
なお、この全てが受光モジュール１の必須の構成ではなく、少なくとも、フォトディテクタ１０５、導光部１１７を有していれば足りる。
この測定部１２０は、導光部１１７、光ファイバ１１９及び分光器１２１を有している。
導光部１１７は、ＬＥＤ１０１からの光を受けて、導光部１１７の内部に光が入射する入射面１１７ａを有している。
この入射面１１７ａから入射した光は、導光部１１７の長手方向と平行に導光される。なお、導光部１１７の長手方向へ導光する方法については、図６において説明する。
光ファイバ１１９は、この導光部１１７によって導光された光を、分光器１２１に導光する。
分光器１２１は、少なくとも光の強度又は光の波長のいずれか一方の測定を行う。
なお、この全てが受光モジュール１の必須の構成ではなく、少なくとも、フォトディテクタ１０５、導光部１１７を有していれば足りる。
ＬＥＤ１０１は水平に設置されているテーブル１０２ｂ上に複数個配置されている。
このテーブル１０２ｂと対向する位置に、ホルダ１０７が、空間を隔てて配置されている。
ホルダ１０７の内部には、フォトディテクタ１０５が配置されている。
ＬＥＤ１０１、テーブル１０２ｂ及びフォトディテクタ１０５は互いに平行となる様に配置されている。
プローブ針１０９は、受光状況の測定及び電気特性測定時にはＬＥＤ１０１の電極に接触して、電圧をＬＥＤ１０１に印加する。
テーブル１０２ｂ及びＬＥＤ１０１が固定されている状態でプローブ針１０９が移動して、プローブ針１０９とＬＥＤ１０１とが接触してもよい。逆に、プローブ針１０９が固定されている状態でテーブル１０２ｂ及びＬＥＤ１０１が移動して、プローブ針１０９とＬＥＤ１０１とが接触してもよい。
また、プローブ針１０９は、電気特性計測部１２５と接続されている。
プローブ針１０９は、ＬＥＤ１０１の発光面１０１１とほぼ平行に、ＬＥＤ１０１の法線と直角方向に放射状に延在している。
このテーブル１０２ｂと対向する位置に、ホルダ１０７が、空間を隔てて配置されている。
ホルダ１０７の内部には、フォトディテクタ１０５が配置されている。
ＬＥＤ１０１、テーブル１０２ｂ及びフォトディテクタ１０５は互いに平行となる様に配置されている。
プローブ針１０９は、受光状況の測定及び電気特性測定時にはＬＥＤ１０１の電極に接触して、電圧をＬＥＤ１０１に印加する。
テーブル１０２ｂ及びＬＥＤ１０１が固定されている状態でプローブ針１０９が移動して、プローブ針１０９とＬＥＤ１０１とが接触してもよい。逆に、プローブ針１０９が固定されている状態でテーブル１０２ｂ及びＬＥＤ１０１が移動して、プローブ針１０９とＬＥＤ１０１とが接触してもよい。
また、プローブ針１０９は、電気特性計測部１２５と接続されている。
プローブ針１０９は、ＬＥＤ１０１の発光面１０１１とほぼ平行に、ＬＥＤ１０１の法線と直角方向に放射状に延在している。
ホルダ１０７は、円筒形状の側面部１０７ｂを有している。
側面部１０７ｂは円筒形状を有し、θ＝０°の方向に延在した形状を有している。
遮蔽部１０７ａ及び側面部１０７ｂの中心はθ＝０°の方向を有しており、ＬＥＤ１０１の発光面１０１１の発光中心軸と同一である。
側面部１０７ｂの内周面が形成する中空空間に、フォトディテクタ１０５が配置されている。
遮蔽部１０７ａの中心部には、円柱形の中空部を形成する円形開口部１０７ｃが形成されている。この円形開口部１０７ｃがあることによって、ＬＥＤ１０１から放射された光をフォトディテクタ１０５が受光可能となっている。
テーブル１０２ｂ上に配置されたシート１０２ｃに複数のＬＥＤ１０１が配設されている。
なお、本実施形態では、このシート１０２ｃ上に配置された複数のＬＥＤ１０１について、所定角度までの発光量の総量、及び、この所定角度における光の波長（強度）を、高速に（同時に）かつ精度よく得ることを目的としている。
側面部１０７ｂは円筒形状を有し、θ＝０°の方向に延在した形状を有している。
遮蔽部１０７ａ及び側面部１０７ｂの中心はθ＝０°の方向を有しており、ＬＥＤ１０１の発光面１０１１の発光中心軸と同一である。
側面部１０７ｂの内周面が形成する中空空間に、フォトディテクタ１０５が配置されている。
遮蔽部１０７ａの中心部には、円柱形の中空部を形成する円形開口部１０７ｃが形成されている。この円形開口部１０７ｃがあることによって、ＬＥＤ１０１から放射された光をフォトディテクタ１０５が受光可能となっている。
テーブル１０２ｂ上に配置されたシート１０２ｃに複数のＬＥＤ１０１が配設されている。
なお、本実施形態では、このシート１０２ｃ上に配置された複数のＬＥＤ１０１について、所定角度までの発光量の総量、及び、この所定角度における光の波長（強度）を、高速に（同時に）かつ精度よく得ることを目的としている。
フォトディテクタ１０５（ホルダ１０７）は、ＬＥＤ１０１に対して近接する方向Ｇ、及び、離間する方向Ｆに移動可能に構成される。
もっとも、フォトディテクタ１０５が移動するのではなく、ＬＥＤ１０１（テーブル１０２ｂ）が移動しても良い。
このフォトディテクタ１０５又はＬＥＤ１０１を移動させて、フォトディテクタ１０５とＬＥＤ１０１との間の距離を変更する手段を距離変更手段という。
もっとも、フォトディテクタ１０５が移動するのではなく、ＬＥＤ１０１（テーブル１０２ｂ）が移動しても良い。
このフォトディテクタ１０５又はＬＥＤ１０１を移動させて、フォトディテクタ１０５とＬＥＤ１０１との間の距離を変更する手段を距離変更手段という。
導光部１１７の入射面１１７ａは、測定対象のＬＥＤ１０１から等距離になるように保持部によって保持される。
また、この保持部は、導光部１１７を回転可能に保持している。
具体的には、保持部は、導光部１１７をθ＝９０°側方向Ａに移動可能であるし、導光部１１７をθ＝０°側方向Ｂに移動可能である。
また、保持部は、導光部１１７を時計回り方向Ｃ方向に回転可能であるし、導光部１１７を反時計回り方向Ｄに回転可能である。
この保持部は、図示しないが、入射面１１７ａを測定対象のＬＥＤ１０１から等距離に、かつ、回転可能に保持できるものであればどのようなものであっても良い。
なお、図３において、導光部１１７は、フォトディテクタ１０５が受光する光の最外周ラインＬとは別の位置に配置しているが、後述するように、導光部１１７は最外周ラインＬ上に配置することが適切である。
また、この保持部は、導光部１１７を回転可能に保持している。
具体的には、保持部は、導光部１１７をθ＝９０°側方向Ａに移動可能であるし、導光部１１７をθ＝０°側方向Ｂに移動可能である。
また、保持部は、導光部１１７を時計回り方向Ｃ方向に回転可能であるし、導光部１１７を反時計回り方向Ｄに回転可能である。
この保持部は、図示しないが、入射面１１７ａを測定対象のＬＥＤ１０１から等距離に、かつ、回転可能に保持できるものであればどのようなものであっても良い。
なお、図３において、導光部１１７は、フォトディテクタ１０５が受光する光の最外周ラインＬとは別の位置に配置しているが、後述するように、導光部１１７は最外周ラインＬ上に配置することが適切である。
図３のように、ＬＥＤ１０１はシート１０２ｃ上に複数個配置されている。このように複数個のＬＥＤ１０１が配置されている場合には、この複数のＬＥＤ１０１をできるだけ連続して高速に測定したいという要求がある。
本実施形態では、フォトディテクタ１０５の移動に加えて、導光部１１７も移動・回転を行うことによって、所定角度までの発光量の総量と所定角度における光の波長（光の強度（配光強度Ｅ(θ)）を同時に測定できる。
そのため、連続してかつ高速にＬＥＤ１０１の各測定を行うことが可能となる。
本実施形態では、フォトディテクタ１０５の移動に加えて、導光部１１７も移動・回転を行うことによって、所定角度までの発光量の総量と所定角度における光の波長（光の強度（配光強度Ｅ(θ)）を同時に測定できる。
そのため、連続してかつ高速にＬＥＤ１０１の各測定を行うことが可能となる。
図４は、ＬＥＤ１０１用の測定装置３の概要の説明図である。
ＬＥＤ１０１の測定装置３は、受光モジュール１に加え、電気特性計測部１２５、記憶部１６１、出力部１６３及び演算部１５１を有している。
なお、受光モジュール１は、本実施形態では、テーブル１０２ｂ（試料設置台）、フォトディテクタ１０５、ホルダ１０７、信号線１１１、ＡＭＰ１１３、通信線１１５、光ファイバ１１９及び分光器１２１を有している。
もっとも、この全てがＬＥＤ１０１の測定装置３の必須の構成ではなく、少なくとも、フォトディテクタ１０５、光ファイバ１１９及び分光器１２１を有していれば足りる。
電気特性計測部１２５は、ＨＶユニット１５３、ＥＳＤユニット１５５、切替えユニット１５７及び位置決めユニット１５９を有している。
なお、受光モジュール１は、本実施形態では、テーブル１０２ｂ（試料設置台）、フォトディテクタ１０５、ホルダ１０７、信号線１１１、ＡＭＰ１１３、通信線１１５、光ファイバ１１９及び分光器１２１を有している。
もっとも、この全てがＬＥＤ１０１の測定装置３の必須の構成ではなく、少なくとも、フォトディテクタ１０５、光ファイバ１１９及び分光器１２１を有していれば足りる。
電気特性計測部１２５は、ＨＶユニット１５３、ＥＳＤユニット１５５、切替えユニット１５７及び位置決めユニット１５９を有している。
フォトディテクタ１０５は、ＬＥＤ１０１から放射された光を受光する。
そして、フォトディテクタ１０５が受光した光の全ての強度を足した量に応じて出力された電気信号（受光光量情報）をアナログ信号として、ＡＭＰ１１３に出力する。
このフォトディテクタ１０５が出力する受光光量情報を用いて、配光強度分布を計算することも可能である。
ＡＭＰ１１３は、この受光光量情報を増幅して、後述する演算部１５１が検出可能な電圧値に変換する。
そして、フォトディテクタ１０５が受光した光の全ての強度を足した量に応じて出力された電気信号（受光光量情報）をアナログ信号として、ＡＭＰ１１３に出力する。
このフォトディテクタ１０５が出力する受光光量情報を用いて、配光強度分布を計算することも可能である。
ＡＭＰ１１３は、この受光光量情報を増幅して、後述する演算部１５１が検出可能な電圧値に変換する。
また、光ファイバ１１９は、導光された光の波長及び光の強度（配光強度Ｅ（θ））を測定可能な分光器１２１に接続されている。
そして、分光器１２１は、光の波長及び配光強度Ｅ（θ）の情報を、演算部１５１に出力する。
そして、分光器１２１は、光の波長及び配光強度Ｅ（θ）の情報を、演算部１５１に出力する。
プローブ針１０９は、ＬＥＤ１０１の表面に物理的に接触してＬＥＤ１０１を発光させるための電圧を印加する機能を有している。
また、プローブ針１０９は位置決めユニット１５９によって位置決め固定されている。
この位置決めユニット１５９は、テーブル１０２ｂが移動する形式のものであれば、プローブ針１０９の先端位置を一定の位置に保持する機能を有する。逆に、この位置決めユニット１５９は、プローブ針１０９が移動する形式のものであれば、プローブ針１０９の先端位置をＬＥＤ１０１が載置されるテーブル１０２ｂ上の所定の位置に移動させ、その後その位置に保持する機能を有する。
また、プローブ針１０９は位置決めユニット１５９によって位置決め固定されている。
この位置決めユニット１５９は、テーブル１０２ｂが移動する形式のものであれば、プローブ針１０９の先端位置を一定の位置に保持する機能を有する。逆に、この位置決めユニット１５９は、プローブ針１０９が移動する形式のものであれば、プローブ針１０９の先端位置をＬＥＤ１０１が載置されるテーブル１０２ｂ上の所定の位置に移動させ、その後その位置に保持する機能を有する。
ＨＶユニット１５３は、定格電圧を印加して、定格電圧に対するＬＥＤ１０１での各種特性を検出する役割を有している。
通常、このＨＶユニット１５３からの電圧の印加状態で、ＬＥＤ１０１が発光する光をフォトディテクタ１０５が測定を行う。
ＨＶユニット１５３が検出した各種特性情報は演算部１５１に出力される。
通常、このＨＶユニット１５３からの電圧の印加状態で、ＬＥＤ１０１が発光する光をフォトディテクタ１０５が測定を行う。
ＨＶユニット１５３が検出した各種特性情報は演算部１５１に出力される。
ＥＳＤユニット１５５は、ＬＥＤ１０１に一瞬の間大きな電圧をかけて静電気放電させ静電気破壊されないか等の検査を行うユニットである。
ＥＳＤユニット１５５が検出した静電破壊情報は演算部１５１に出力される。
ＥＳＤユニット１５５が検出した静電破壊情報は演算部１５１に出力される。
切替えユニット１５７は、ＨＶユニット１５３とＥＳＤユニット１５５との切替えを行う。
つまり、この切替えユニット１５７によって、プローブ針１０９を介してＬＥＤ１０１に印加される電圧が変更される。そして、この変更によって、ＬＥＤ１０１の検査項目が、定格電圧での各種特性を検出、又は、静電破壊の有無を検出にそれぞれ変更される。
つまり、この切替えユニット１５７によって、プローブ針１０９を介してＬＥＤ１０１に印加される電圧が変更される。そして、この変更によって、ＬＥＤ１０１の検査項目が、定格電圧での各種特性を検出、又は、静電破壊の有無を検出にそれぞれ変更される。
演算部１５１は、ＡＭＰ１１３によって出力された電圧、分光器１２１からの光の波長及び配光強度の情報、ＨＶユニット１５３が検出した各種電気特性情報、ＥＳＤユニット１５５が検出した静電破壊情報、の入力を受ける。
そして、演算部１５１は、これらの入力からＬＥＤ１０１の特性を分析・分別を行う。
そして、演算部１５１は、これらの入力からＬＥＤ１０１の特性を分析・分別を行う。
図５は、本実施形態における、配光強度Ｅ（θ）の測定方法である。
図５の（ａ）のように、フォトディテクタ１０５とＬＥＤ１０１との間の距離をＬＡとしてθ＝θｃとなる位置において、光の波長及び配光強度Ｅ（θｃ）を測定している。
そして、距離変更手段によって、フォトディテクタ１０５をＬＥＤ１０１側に移動させた図が図５の（ｂ）である。
この場合には、フォトディテクタ１０５とＬＥＤ１０１との間の距離をＬＢとしてθ＝θＤなる位置において、光の波長及び配光強度Ｅ（θＤ）を測定している。
なお、フォトディテクタ１０５がどのような距離となっていても、入射面１１７ａとＬＥＤ１０１の距離が一定になるように保持部が導光部１１７を保持している。
ここで、入射面１１７ａとＬＥＤ１０１の距離が一定とする理由を説明する。配光強度Ｅ（θ）は、ＬＥＤ１０１からの距離が同一の点における光の強度であるから、ＬＥＤ１０１から同一の距離で測定する必要があるからである。もっとも、これを補正するのであれば、必ずしも、入射面１１７ａとＬＥＤ１０１の距離が一定でなくても良い。
そして、距離変更手段によって、フォトディテクタ１０５をＬＥＤ１０１側に移動させた図が図５の（ｂ）である。
この場合には、フォトディテクタ１０５とＬＥＤ１０１との間の距離をＬＢとしてθ＝θＤなる位置において、光の波長及び配光強度Ｅ（θＤ）を測定している。
なお、フォトディテクタ１０５がどのような距離となっていても、入射面１１７ａとＬＥＤ１０１の距離が一定になるように保持部が導光部１１７を保持している。
ここで、入射面１１７ａとＬＥＤ１０１の距離が一定とする理由を説明する。配光強度Ｅ（θ）は、ＬＥＤ１０１からの距離が同一の点における光の強度であるから、ＬＥＤ１０１から同一の距離で測定する必要があるからである。もっとも、これを補正するのであれば、必ずしも、入射面１１７ａとＬＥＤ１０１の距離が一定でなくても良い。
また保持部は、導光部１１７がフォトディテクタ１０５での受光に影響の無い位置に保持する。
具体的には、図５の（ａ）においてはθｃ＝θＡとなるように、導光部１１７を移動さる。図５の（ｂ）においては、θＤ＝θＢとなるように、導光部１１７を移動させる。
つまり、最外周ラインＬの位置に導光部１１７を移動させる。
この場合には、発光量を測定しつつそのθＡ又はθＢでの光の波長（若しくは、光の強度）を測定することも可能となる。
なお、導光部１１７の存在によって、フォトディテクタ１０５の測定結果に悪影響が無いかと疑問も生ずるが、導光部１１７（特に先端）は比較的細いため、フォトディテクタ１０５の受光には影響がほとんど生じない。
具体的には、図５の（ａ）においてはθｃ＝θＡとなるように、導光部１１７を移動さる。図５の（ｂ）においては、θＤ＝θＢとなるように、導光部１１７を移動させる。
つまり、最外周ラインＬの位置に導光部１１７を移動させる。
この場合には、発光量を測定しつつそのθＡ又はθＢでの光の波長（若しくは、光の強度）を測定することも可能となる。
なお、導光部１１７の存在によって、フォトディテクタ１０５の測定結果に悪影響が無いかと疑問も生ずるが、導光部１１７（特に先端）は比較的細いため、フォトディテクタ１０５の受光には影響がほとんど生じない。
また、導光部１１７も保持部によって回転される。具体的な回転の角度については、図６のところで説明する。
図６は、導光部１１７自体が傾いている場合の入射面１１７ａの角度についての説明図である。
図６のように、導光部１１７が水平に対してθ４だけ傾いている場合である。
この場合に、入射面１１７ａに入射した光が導光部１１７の延在方向（導光方向）に進むためには、以下の式を満足する必要がある。
ｓｉｎ（９０°−θ３＋θ２−θ４）＝ｎｓｉｎ（θ２）
ここで、ｎは導光部１１７の空気に対する相対屈折率である。
この式を満たすように入射面１１７ａの角度であるθ２、ＬＥＤ１０１の法線に対する入射面１１７ａの角度であるθ３及び導光部１１７が水平に対して傾いている角度であるθ４を選択すれば、導光部１１７を導光される光は導光部１１７の延在方向に真っ直ぐ伝播する事ができる。
そして、導光部１１７に導光される光りが真っ直ぐに導光される事によって、確実に入射光を分光器１２１に導光することができる。
つまり、より高精度で、ＬＥＤ１０１から放射されたθ３における光の波長（強度）を測定することが可能となる。
この場合に、入射面１１７ａに入射した光が導光部１１７の延在方向（導光方向）に進むためには、以下の式を満足する必要がある。
ｓｉｎ（９０°−θ３＋θ２−θ４）＝ｎｓｉｎ（θ２）
ここで、ｎは導光部１１７の空気に対する相対屈折率である。
この式を満たすように入射面１１７ａの角度であるθ２、ＬＥＤ１０１の法線に対する入射面１１７ａの角度であるθ３及び導光部１１７が水平に対して傾いている角度であるθ４を選択すれば、導光部１１７を導光される光は導光部１１７の延在方向に真っ直ぐ伝播する事ができる。
そして、導光部１１７に導光される光りが真っ直ぐに導光される事によって、確実に入射光を分光器１２１に導光することができる。
つまり、より高精度で、ＬＥＤ１０１から放射されたθ３における光の波長（強度）を測定することが可能となる。
入射面１１７ａは、ＡＰＣ（Ａｎｇｌｅ Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｏｎｔａｃｔ）研磨を行うと好適である。
ここで、ＡＰＣ研磨とは、斜め凸球面状研磨面を施した研磨方法である。このＡＰＣ研磨によって、反射減衰を抑えることが可能となる。
ここで、ＡＰＣ研磨とは、斜め凸球面状研磨面を施した研磨方法である。このＡＰＣ研磨によって、反射減衰を抑えることが可能となる。
＜実施形態の構成及び効果＞
ＬＥＤ１０１用の測定装置３は、ＬＥＤ１０１半導体発光素子が放射する光を受光するフォトディテクタ１０５と、ＬＥＤ１０１とフォトディテクタ１０５との距離を変更可能な距離変更手段と、ＬＥＤ１０１が放射する光のうち一方向の光の波長又は強度を測定可能な測定部１２０と、を有している。
測定部１２０は、距離変更手段によってＬＥＤ１０１とフォトディテクタ１０５との距離が変化しても、フォトディテクタ１０５が受光する光の最外周ラインの光を受光する。
このような構成を有することから、各角度の波長とその角度までの発光量を同時に測定することが可能となる。
ＬＥＤ１０１用の測定装置３は、ＬＥＤ１０１半導体発光素子が放射する光を受光するフォトディテクタ１０５と、ＬＥＤ１０１とフォトディテクタ１０５との距離を変更可能な距離変更手段と、ＬＥＤ１０１が放射する光のうち一方向の光の波長又は強度を測定可能な測定部１２０と、を有している。
測定部１２０は、距離変更手段によってＬＥＤ１０１とフォトディテクタ１０５との距離が変化しても、フォトディテクタ１０５が受光する光の最外周ラインの光を受光する。
このような構成を有することから、各角度の波長とその角度までの発光量を同時に測定することが可能となる。
測定部１２０はＬＥＤ１０１が放射した光が入射する入射面１１７ａを有し、測定部１２０は、距離変更手段によってＬＥＤ１０１とフォトディテクタ１０５との距離が変化しても、ＬＥＤ１０１と入射面１１７ａとの距離が変化しないように形成され、入射面１１７ａは、距離変更手段によってＬＥＤ１０１とフォトディテクタ１０５との距離が変化するのに伴い回転する。
このような構成を有することから、各角度の波長をより確実に測定することが可能となる。
このような構成を有することから、各角度の波長をより確実に測定することが可能となる。
測定部１２０は、ＬＥＤ１０１を中心にして等距離上を移動可能である。
このような構成を有することから、等距離での光の強度である配光強度Ｅ（θ）を容易に得ることが可能となる。
このような構成を有することから、等距離での光の強度である配光強度Ｅ（θ）を容易に得ることが可能となる。
測定部１２０は、入射面１１７ａに入射した光を導光する方向に、入射光を屈折させる角度に回転する。
このような構成を有することから、測定部１２０は、より高精度での光の強度（配光強度Ｅ（θ））及び／又は光の波長を測定することが可能となる。
このような構成を有することから、測定部１２０は、より高精度での光の強度（配光強度Ｅ（θ））及び／又は光の波長を測定することが可能となる。
測定部１２０は、フォトディテクタ１０５が受光する光の範囲外に配置される。
このような構成を有することから、フォトディテクタ１０５による測定に影響を与えずに測定部１２０は測定することが可能となる。
このような構成を有することから、フォトディテクタ１０５による測定に影響を与えずに測定部１２０は測定することが可能となる。
ＬＥＤ１０１はウエハ状のＬＥＤ１０１である。
このような構成を有することから、高速かつ連続して測定が可能となる。
このような構成を有することから、高速かつ連続して測定が可能となる。
＜定義等＞
本発明における距離変更手段は、フォトディテクタ１０５側が移動しても良いし、ＬＥＤ１０１側が移動しても良い。
また、実施形態のフォトディテクタ１０５は、本発明における受光部の一例である。つまり、本発明における受光部は、光の強度を測定可能なものであればどのようなものであっても良い。
また、ＬＥＤ１０１は、本発明における半導体発光素子の一例である。つまり、半導体発光素子とは、光を発光する素子であればどのようなものであっても良い。ここで、光は可視光に限定されるものではなく、例えば、赤外線、紫外線等であってよい。
本発明において発光中心軸ＬＣＡは、半導体発光素子が光を発する際に光の中心となる軸をいう。
本発明において演算部の一例が、実施形態の演算部１５１である。
本発明における距離変更手段は、フォトディテクタ１０５側が移動しても良いし、ＬＥＤ１０１側が移動しても良い。
また、実施形態のフォトディテクタ１０５は、本発明における受光部の一例である。つまり、本発明における受光部は、光の強度を測定可能なものであればどのようなものであっても良い。
また、ＬＥＤ１０１は、本発明における半導体発光素子の一例である。つまり、半導体発光素子とは、光を発光する素子であればどのようなものであっても良い。ここで、光は可視光に限定されるものではなく、例えば、赤外線、紫外線等であってよい。
本発明において発光中心軸ＬＣＡは、半導体発光素子が光を発する際に光の中心となる軸をいう。
本発明において演算部の一例が、実施形態の演算部１５１である。
１ 受光モジュール
３ 測定装置
１０１ ＬＥＤ（半導体発光素子）
１０２ｂ テーブル
１０５ フォトディテクタ（受光部）
１５１ 演算部
３ 測定装置
１０１ ＬＥＤ（半導体発光素子）
１０２ｂ テーブル
１０５ フォトディテクタ（受光部）
１５１ 演算部
Claims (7)
- 半導体発光素子が放射する光を受光する受光面を有する受光部と、
前記半導体発光素子と前記受光部との距離を変更可能な距離変更手段と、
前記半導体発光素子が放射する光のうち一方向の波長又は強度を測定可能な測定部と、を備え、
前記測定部は、
前記距離変更手段によって前記距離が変更されることに伴い、
前記半導体発光素子の発光中心を通る発光中心軸と、前記半導体発光素子および前記受光面の外周端を結ぶラインとにより形成される角度と、
前記発光中心軸と、前記半導体発光素子および前記測定部を結ぶラインとにより形成される角度とが、同程度となる位置に移動された状態で測定する
半導体発光素子用の測定装置。 - 前記測定部は、前記距離変更手段によって前記距離が変更されることに伴い、前記半導体発光素子と前記測定部との距離が変化しない位置に移動された状態で測定する
請求項１に記載の半導体発光素子用の測定装置。 - 前記測定部は、前記半導体発光素子を中心にして等距離上を移動可能である
請求項１又は請求項２に記載の半導体発光素子用の測定装置。 - 前記測定部は、
前記半導体発光素子が放射した光が入射する入射面を有し、
前記入射面に入射した光を導光する方向に、入射光を屈折させる角度に回転する
請求項３に記載の半導体発光素子用の測定装置。 - 前記測定部は、前記受光部が受光する光の範囲外に配置される
請求項１〜４いずれか１項に記載の半導体発光素子用の測定装置。 - 前記半導体発光素子はウエハ状のＬＥＤである
請求項１〜５いずれか１項に記載の半導体発光素子用の測定装置。 - 半導体発光素子が放射する光を受光する受光面を有する受光部と、
前記半導体発光素子と前記受光部との距離を変更可能な距離変更手段と、
前記半導体発光素子が放射する光のうち一方向の波長又は強度を測定可能な測定部と、を備えた半導体発光素子用の測定方法において、
前記測定部は、
前記距離変更手段によって前記距離が変更されることに伴い、
前記半導体発光素子の発光中心を通る発光中心軸と、前記半導体発光素子および前記受光面の外周端を結ぶラインとにより形成される角度と、
前記発光中心軸と、前記半導体発光素子および前記測定部を結ぶラインとにより形成される角度とが、同程度となる位置に移動された状態で測定する
半導体発光素子用の測定方法。
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