KR20240027128A - Wavelength measurement device and wavelength measurement method - Google Patents

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KR20240027128A
KR20240027128A KR1020247004298A KR20247004298A KR20240027128A KR 20240027128 A KR20240027128 A KR 20240027128A KR 1020247004298 A KR1020247004298 A KR 1020247004298A KR 20247004298 A KR20247004298 A KR 20247004298A KR 20240027128 A KR20240027128 A KR 20240027128A
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light
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pixel
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KR1020247004298A
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마코토 오키
유스케 히라오
아키라 고사카
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코니카 미놀타 가부시키가이샤
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Abstract

LED 칩 (101) 이 여기되어 발광한 광을 분광하는 분광 수단 (3) 과, 분광 수단 (3) 에 의해 분광된 광을 파장마다 수광하는 복수의 화소 (51) 를 갖는 수광 수단 (5) 과, 복수의 화소 (51) 의 각각에 대응하고, 각각의 화소로부터의 신호를 판독 출력하는 복수의 판독 출력 수단 (52, 54, 55, 513) 과, 복수의 판독 출력 수단 가운데, 일부의 판독 출력 수단으로 판독 출력한 신호에 기초하여, LED 칩 (101) 의 대표 파장을 연산하는 연산 수단 (6) 을 구비하고 있다.A spectroscopic means (3) for splitting the light emitted by being excited by the LED chip (101), and a light receiving means (5) having a plurality of pixels (51) for receiving the light split by the spectroscopic means (3) for each wavelength. , a plurality of readout means (52, 54, 55, 513) corresponding to each of the plurality of pixels (51) and reading and outputting signals from each pixel, and among the plurality of readout means, some readout output means. It is provided with calculation means 6 that calculates the representative wavelength of the LED chip 101 based on the signal read and output by the means.

Description

파장 측정 장치 및 파장 측정 방법Wavelength measurement device and wavelength measurement method

이 발명은, LED (light emitting diode) 칩의 대표 파장을 측정하는 파장 측정 장치 및 파장 측정 방법에 관한 것이다.This invention relates to a wavelength measuring device and a wavelength measuring method for measuring the representative wavelength of an LED (light emitting diode) chip.

예를 들어, 텔레비전 등의 디스플레이에 사용되는 백라이트용 LED 는, 색미의 편차가 디스플레이의 색 불균일 등의 화질 저하의 원인이 되기 때문에, 발광색이 엄밀하게 관리된다. 이 때문에, 각 LED 칩의 파장을 측정하여 색별로 분류하는, 이른바 비닝이라는 공정이 종래부터 행해지고 있다.For example, the emission color of LEDs for backlights used in displays such as televisions is strictly managed because color variations cause deterioration in image quality such as color unevenness of the display. For this reason, a process called binning, which measures the wavelength of each LED chip and classifies it by color, has been performed conventionally.

그러나, 예를 들어 한 변 100 ㎛ 이하의 마이크로 LED 칩과 같이, LED 칩의 크기가 작아지면, 방대한 수의 LED 칩의 측정이 필요해지기 때문에, 파장 측정 시간이 길어지고, 나아가서는 비닝 공정의 시간 (비닝 시간) 이 길어져 버린다. 이 때문에, 제조 효율이나 비용면에서 파장 측정 시간의 단축이 요구되고 있다.However, when the size of the LED chip becomes smaller, such as a micro LED chip with a side of 100 ㎛ or less, measurement of a vast number of LED chips is required, which increases the wavelength measurement time and further increases the time of the binning process. (Binning time) becomes longer. For this reason, there is a need to shorten the wavelength measurement time in terms of manufacturing efficiency and cost.

LED 칩의 파장 측정은, LED 칩으로부터 발광된 광을 파장마다 분광하고, 분광된 각 파장의 광을 수광 센서의 복수의 화소에서 수광함과 함께, 수광한 각 화소로부터의 신호를 판독 출력함으로써 실시된다. 종래에는, 분광된 모든 파장의 화소에 대해, 신호의 판독 출력이 실시되고 있었기 때문에, 신호의 판독 출력에 필요로 하는 시간이 길어져, 파장 측정 시간의 단축을 도모하는 것은 어렵다.Measurement of the wavelength of an LED chip is carried out by splitting the light emitted from the LED chip for each wavelength, receiving the splitted light at each wavelength at a plurality of pixels of the light receiving sensor, and reading and outputting the signal from each pixel. do. Conventionally, signal readout was performed for pixels of all spectralized wavelengths, so the time required for signal readout became long, making it difficult to shorten the wavelength measurement time.

또한, 특허문헌 1 에는, 2 차원 배열된 복수의 수광 소자를 포함하는 CCD (Charge Coupled Device) 검출기와, 입사광을 분광하여 상기 CCD 검출기에 조사하는 광학계와, 상기 복수의 수광 소자의 각 행의 일부의 행 및 각 열의 일부의 열 중 적어도 어느 일방에 대한 상기 광학계로부터의 광의 조사를 제한하는 제한부를 구비한 광학 스펙트럼 측정 장치가 개시되어 있다.In addition, Patent Document 1 discloses a CCD (Charge Coupled Device) detector including a plurality of light-receiving elements arranged two-dimensionally, an optical system for splitting incident light and irradiating it to the CCD detector, and a portion of each row of the plurality of light-receiving elements. An optical spectrum measuring device is disclosed, including a limiting portion that limits irradiation of light from the optical system to at least one of the rows and some columns of each column.

이 광학 스펙트럼 측정 장치에 의하면, 광이 조사되는 행수 및 열수 중 적어도 어느 일방을 줄일 수 있으므로, 광의 조사처를 제한하지 않는 구성에 비해, 각 수광 소자에 있어서 생성된 전하의 취득 처리에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다고 되어 있다.According to this optical spectrum measurement device, at least one of the number of rows and the number of columns to which light is irradiated can be reduced, so compared to a configuration in which the irradiation destination of light is not limited, the time required for the acquisition process of the charge generated in each light receiving element is reduced. It is said that can be shortened.

일본 공개특허공보 2018-128326호Japanese Patent Publication No. 2018-128326

그러나, 특허문헌 1 에 기재된 기술에서는, 제한부에 의해 광의 조사가 제한된 수광 소자에는 전하가 축적되지 않기 때문에, 고속으로 읽고 버릴 수 있기는 하지만, 이들 수광 소자에 대해서도 전하의 판독 출력 자체는 실시된다. 이 때문에, 특허문헌 1 에 기재된 기술을 LED 칩의 파장 측정에 응용하였다고 해도, 판독 출력 시간의 단축에 한계가 있어, 이 때문에 파장 측정 시간의 단축에 한계가 있었다.However, in the technology described in Patent Document 1, charges are not accumulated in the light-receiving elements whose irradiation of light is limited by the limiting portion, so although they can be read and discarded at high speed, the charge reading and output itself is performed even for these light-receiving elements. . For this reason, even if the technology described in Patent Document 1 was applied to measuring the wavelength of an LED chip, there was a limit to shortening the read-out time, and for this reason, there was a limit to shortening the wavelength measurement time.

또한, 광의 조사를 제한하는 물리적인 제한부가 필요해지기 때문에, 그 만큼 구성이 복잡해진다는 문제도 있었다.In addition, since a physical limiter that limits the irradiation of light is required, there is also a problem that the configuration becomes more complicated.

이 발명은, 이와 같은 기술적 배경을 감안하여 이루어진 것으로서, 광의 조사를 제한하는 물리적인 제한부가 불필요하고, 또한 LED 칩의 대표 파장의 측정 시간을 단축할 수 있는 파장 측정 장치 및 파장 측정 방법의 제공을 목적으로 한다.This invention was made in consideration of the above technical background, and aims to provide a wavelength measurement device and a wavelength measurement method that do not require a physical limiter that limits the irradiation of light and can shorten the measurement time of the representative wavelength of an LED chip. The purpose.

상기 목적은, 이하의 수단에 의해 달성된다.The above objective is achieved by the following means.

(1) LED 칩이 여기되어 발광한 광을 분광하는 분광 수단과,(1) a spectroscopic means for speculating the light emitted by being excited by the LED chip,

상기 분광 수단에 의해 분광된 광을 파장마다 수광하는 복수의 화소를 갖는 수광 수단과,a light receiving means having a plurality of pixels for each wavelength to receive the light split by the spectroscopic means;

상기 복수의 화소의 각각에 대응하고, 각각의 화소로부터의 신호를 판독 출력하는 복수의 판독 출력 수단과,a plurality of reading and output means corresponding to each of the plurality of pixels and reading and outputting a signal from each pixel;

상기 복수의 판독 출력 수단 가운데, 일부의 판독 출력 수단으로 판독 출력한 신호에 기초하여, 상기 LED 칩의 대표 파장을 연산하는 연산 수단을 구비한 파장 측정 장치.A wavelength measuring device comprising calculation means for calculating a representative wavelength of the LED chip based on signals read and output by some of the readout means among the plurality of readout means.

(2) 상기 일부의 판독 출력 수단은 1 개의 판독 출력 수단군을 형성하고 있고, 판독 출력 수단군은 복수 존재하는 전항 1 에 기재된 파장 측정 장치.(2) The wavelength measuring device according to the preceding paragraph 1, wherein some of the reading/output means form one reading/output means group, and a plurality of reading/output means groups exist.

(3) 상기 연산 수단은, 본 측정에 앞서, 모든 판독 출력 수단으로 판독 출력한 신호에 기초하여 상기 LED 칩의 스펙트럼 정보를 취득하고, 취득한 스펙트럼 정보로부터, 본 측정에 있어서 신호를 판독 출력하는 일부의 판독 출력 수단을 설정하는 전항 1 또는 2 에 기재된 파장 측정 장치.(3) The calculation means acquires spectrum information of the LED chip based on the signals read and output by all readout means prior to the main measurement, and reads and outputs signals in the main measurement from the acquired spectrum information. The wavelength measuring device according to the preceding paragraph 1 or 2, which sets the reading output means.

(4) 상기 연산 수단은, 본 측정에 앞서, 모든 판독 출력 수단으로 판독 출력한 신호에 기초하여 상기 LED 칩의 스펙트럼 정보를 취득하고, 취득한 스펙트럼 정보로부터, 본 측정에 있어서 신호를 판독 출력하는 판독 출력 수단군을 선택하는 전항 2 에 기재된 파장 측정 장치.(4) Before the main measurement, the calculating means acquires spectrum information of the LED chip based on the signals read and output by all readout means, and reads and outputs signals in the main measurement from the acquired spectrum information. The wavelength measuring device according to the preceding paragraph 2, which selects the output means group.

(5) 상기 수광 수단은 에어리어 센서이며,(5) The light receiving means is an area sensor,

상기 에어리어 센서의 일방의 화소열의 각 화소는, LED 칩의 발광면 내의 복수의 영역으로부터의 광을 수광하고, 상기 일방의 화소열에 직교하는 타방의 화소열의 각 화소는, 상기 각 영역으로부터 발광되고 또한 분광된 광을 파장마다 수광하는 전항 1 ∼ 4 중 어느 하나에 기재된 파장 측정 장치.Each pixel of one pixel column of the area sensor receives light from a plurality of regions in the light emitting surface of the LED chip, and each pixel of the other pixel column orthogonal to the one pixel column emits light from each of the regions. The wavelength measuring device according to any one of the preceding paragraphs 1 to 4, which receives the divided light for each wavelength.

(6) 상기 연산 수단은, 상기 LED 칩의 발광면 내의 복수의 영역으로부터의 신호를 평균화하는 전항 5 에 기재된 파장 측정 장치.(6) The wavelength measuring device according to the preceding paragraph 5, wherein the calculating means averages signals from a plurality of areas within the light emitting surface of the LED chip.

(7) 상기 일방의 화소열에 직교하는 방향으로 상기 에어리어 센서를 이동함으로써, 상기 LED 칩의 발광면 내의 2 차원의 영역으로부터의 광을 수광하는 전항 5 또는 6 에 기재된 파장 측정 장치.(7) The wavelength measuring device according to the preceding paragraph 5 or 6, which receives light from a two-dimensional area within the light emitting surface of the LED chip by moving the area sensor in a direction orthogonal to the one pixel column.

(8) 상기 일방의 화소열에 대응하는 LED 칩의 발광면 내의 열영역에 직교하는 방향으로 LED 칩을 이동함으로써, LED 칩의 발광면 내의 2 차원의 영역으로부터의 광을 수광하는 전항 5 ∼ 7 중 어느 하나에 기재된 파장 측정 장치.(8) Of the preceding clauses 5 to 7, receiving light from a two-dimensional area within the light-emitting surface of the LED chip by moving the LED chip in a direction perpendicular to the thermal region within the light-emitting surface of the LED chip corresponding to the one pixel row. The wavelength measuring device described in any one.

(9) 상기 대표 파장은 발광 피크 파장, 무게 중심 파장, 중심 파장 중 적어도 어느 것인 전항 1 ∼ 8 중 어느 하나에 기재된 파장 측정 장치.(9) The wavelength measuring device according to any one of the preceding paragraphs 1 to 8, wherein the representative wavelength is at least one of an emission peak wavelength, a center of gravity wavelength, and a center wavelength.

(10) 상기 LED 칩을 여기하여 발광시키는 광원부를 구비하고 있는 전항 1 ∼ 9 중 어느 하나에 기재된 파장 측정 장치.(10) The wavelength measuring device according to any one of the preceding paragraphs 1 to 9, comprising a light source unit that excites the LED chip to emit light.

(11) 상기 수광 수단 및 판독 출력 수단은, CMOS 센서에 의해 구성되는 전항 1 ∼ 10 중 어느 하나에 기재된 파장 측정 장치.(11) The wavelength measuring device according to any one of the preceding paragraphs 1 to 10, wherein the light receiving means and the reading output means are constituted by a CMOS sensor.

(12) LED 칩이 여기되어 발광한 광을 분광 수단으로 분광하는 분광 스텝과,(12) a spectroscopic step for dispersing the light emitted by being excited by the LED chip using a spectroscopic means;

상기 분광 스텝에 의해 분광된 광을 파장마다 복수의 화소에서 수광하는 수광 스텝과,a light receiving step for receiving the light split by the spectral step at a plurality of pixels for each wavelength;

상기 복수의 화소의 각각에 대응하고, 각각의 화소로부터의 신호를 판독 출력하는 복수의 판독 출력 수단 가운데, 일부의 판독 출력 수단으로 상기 신호를 판독 출력하는 판독 출력 스텝과,a read-out step for reading and outputting the signal by some read-out means among the plurality of read-out means corresponding to each of the plurality of pixels and reading and outputting the signal from each pixel;

판독 출력 스텝에 의해 판독 출력한 신호에 기초하여, 상기 LED 칩의 대표 파장을 연산하는 연산 스텝을 포함하는 파장 측정 방법.A wavelength measurement method comprising a calculation step for calculating a representative wavelength of the LED chip based on the signal read and output by the read output step.

(13) 상기 일부의 판독 출력 수단은 1 개의 판독 출력 수단군을 형성하고 있고, 판독 출력 수단군은 복수 존재하는 전항 12 에 기재된 파장 측정 방법.(13) The wavelength measurement method according to the preceding paragraph 12, wherein some of the reading/output means form one reading/output means group, and a plurality of reading/output means groups exist.

(14) 상기 연산 스텝에서는, 본 측정에 앞서, 모든 판독 출력 수단으로 판독 출력한 신호에 기초하여 상기 LED 칩의 스펙트럼 정보를 취득하고, 취득한 스펙트럼 정보로부터, 본 측정에 있어서 신호를 판독 출력하는 일부의 판독 출력 수단을 설정하는 전항 12 또는 13 에 기재된 파장 측정 방법.(14) In the calculation step, prior to the main measurement, the spectrum information of the LED chip is acquired based on the signals read and output by all readout means, and the part that reads and outputs the signal in the main measurement from the acquired spectrum information. The wavelength measurement method according to paragraph 12 or 13 of the preceding paragraph, which sets the reading output means.

(15) 상기 연산 스텝에서는, 본 측정에 앞서, 모든 판독 출력 수단으로 판독 출력한 신호에 기초하여 상기 LED 칩의 스펙트럼 정보를 취득하고, 취득한 스펙트럼 정보로부터, 본 측정에 있어서 신호를 판독 출력하는 판독 출력 수단군을 선택하는 전항 13 에 기재된 파장 측정 방법.(15) In the calculation step, prior to the main measurement, the spectrum information of the LED chip is acquired based on the signals read and output by all readout means, and from the acquired spectrum information, the signal is read and output in the main measurement. The wavelength measurement method described in paragraph 13 of the preceding paragraph for selecting the output means group.

(16) 상기 수광 수단은 에어리어 센서이며,(16) The light receiving means is an area sensor,

상기 에어리어 센서의 일방의 화소열의 각 화소는, LED 칩의 발광면 내의 복수의 영역으로부터의 광을 수광하고, 상기 일방의 화소열에 직교하는 타방의 화소열의 각 화소는, 상기 각 영역으로부터 발광되고 또한 분광된 광을 파장마다 수광하는 전항 12 ∼ 15 중 어느 하나에 기재된 파장 측정 방법.Each pixel of one pixel column of the area sensor receives light from a plurality of regions in the light emitting surface of the LED chip, and each pixel of the other pixel column orthogonal to the one pixel column emits light from each of the regions. The wavelength measurement method according to any one of the preceding paragraphs 12 to 15, wherein the divided light is received for each wavelength.

(17) 상기 연산 스텝에서는, 상기 LED 칩의 발광면 내의 복수의 영역으로부터의 신호를 평균화하는 전항 16 에 기재된 파장 측정 방법.(17) The wavelength measurement method according to item 16, wherein in the calculation step, signals from a plurality of regions within the light emitting surface of the LED chip are averaged.

(18) 상기 일방의 화소열에 직교하는 방향으로 상기 에어리어 센서를 이동함으로써, 상기 LED 칩의 발광면 내의 2 차원의 영역으로부터의 광을 수광하는 전항 16 또는 17 에 기재된 파장 측정 방법.(18) The wavelength measurement method according to the preceding paragraph 16 or 17, wherein light from a two-dimensional area within the light emitting surface of the LED chip is received by moving the area sensor in a direction orthogonal to the one pixel column.

(19) 상기 일방의 화소열에 대응하는 LED 칩의 발광면 내의 열영역에 직교하는 방향으로 LED 칩을 이동함으로써, LED 칩의 발광면 내의 2 차원의 영역으로부터의 광을 수광하는 전항 16 ∼ 18 중 어느 하나에 기재된 파장 측정 방법.(19) Of the preceding clauses 16 to 18, receiving light from a two-dimensional area within the light-emitting surface of the LED chip by moving the LED chip in a direction orthogonal to the thermal region within the light-emitting surface of the LED chip corresponding to the one pixel row. The wavelength measurement method described in any one.

(20) 상기 대표 파장은 발광 피크 파장, 무게 중심 파장, 중심 파장 중 적어도 어느 것인 전항 12 ∼ 19 중 어느 하나에 기재된 파장 측정 방법.(20) The wavelength measurement method according to any one of the preceding paragraphs 12 to 19, wherein the representative wavelength is at least one of an emission peak wavelength, a center of gravity wavelength, and a center wavelength.

(21) 상기 수광 수단 및 판독 출력 수단은, CMOS 센서에 의해 구성되는 전항 12 ∼ 20 중 어느 하나에 기재된 파장 측정 방법.(21) The wavelength measurement method according to any one of the preceding paragraphs 12 to 20, wherein the light receiving means and the reading output means are constituted by a CMOS sensor.

전항 (1) 및 (12) 에 기재된 발명에 의하면, LED 칩이 여기되어 발광한 광은, 분광 수단에 의해 분광되어, 복수의 화소를 갖는 수광 수단에 의해 파장마다 수광된다. 복수의 화소의 각각에 대응하고, 각각의 화소로부터의 신호를 판독 출력하는 복수의 판독 출력 수단 가운데, 일부의 판독 출력 수단으로 화소의 신호가 판독 출력된다. 그리고, 판독 출력된 신호에 기초하여, LED 칩의 대표 파장이 연산 수단에 의해 연산된다.According to the invention described in the preceding paragraph (1) and (12), the light emitted by being excited by the LED chip is split by a spectroscopic means and received for each wavelength by a light receiving means having a plurality of pixels. Among the plurality of reading and output means corresponding to each of the plurality of pixels and reading and outputting the signal from each pixel, the signal of the pixel is read and output by some of the reading and output means. Then, based on the read-output signal, the representative wavelength of the LED chip is calculated by the calculation means.

이와 같이, 일부의 판독 출력 수단으로 일부의 화소로부터의 신호만이 판독 출력되기 때문에, 모든 화소의 신호를 판독 출력할 필요가 없어져, 그 만큼 판독 출력 시간을 단축할 수 있어 파장 측정 시간을 단축할 수 있다. 게다가, 수광을 제한하기 위한 물리적인 제한부는 불필요하고, 구성이 복잡해지는 경우도 없다.In this way, since only signals from some pixels are read and output by some readout means, there is no need to read out signals from all pixels, and the readout time can be shortened accordingly, thereby shortening the wavelength measurement time. You can. In addition, a physical limiter for limiting light reception is unnecessary and the configuration is not complicated.

특히 이 발명에서는, LED 칩의 발광색은 적색 (R), 녹색 (G), 청색 (B) 이며, 각각의 대표 파장의 측정에 필요한 파장 범위는 대체로 한정되고, 가시역의 전파장의 신호 취득은 불필요하다. 예를 들어, R 색의 LED 칩을 측정할 때에는, 550 ∼ 700 ㎚ 영역의 신호만 취득할 수 있으면 된다. 이러한 점에서, 파장 영역을 제한하여 화소로부터의 신호를 판독 출력해도 문제는 없고, 판독 출력 시간의 단축에 의한 파장 측정 시간의 단축의 이점을 향수할 수 있다.In particular, in this invention, the emission colors of the LED chip are red (R), green (G), and blue (B), and the wavelength range required for measurement of each representative wavelength is generally limited, and acquisition of signals in the radio wave field in the visible region is not necessary. do. For example, when measuring an R-color LED chip, only signals in the 550 to 700 nm region need to be acquired. In this regard, there is no problem in reading and outputting signals from pixels by limiting the wavelength range, and the advantage of shortening the wavelength measurement time by shortening the read-out time can be enjoyed.

또, LED 칩은 여기광에 의해 여기되어 발광하기 때문에, 여기광의 영향을 배제할 필요가 있는데, 측정 데이터를 판독 출력하는 파장 영역을 제한함으로써, 여기광의 영향을 가급적 배제할 수 있는 효과도 있다.In addition, since the LED chip is excited by excitation light and emits light, it is necessary to exclude the influence of the excitation light. Limiting the wavelength range in which measurement data is read and output has the effect of eliminating the influence of the excitation light as much as possible.

전항 (2) 및 (13) 에 기재된 발명에 의하면, 일부의 판독 출력 수단은 1 개의 판독 출력 수단군을 형성하고 있고, 판독 출력 수단군은 복수 존재하기 때문에, 상이한 색 LED 칩에 대해, 복수의 판독 출력 수단군으로 각각 한정된 파장 영역의 신호를 판독 출력할 수 있다.According to the invention described in the preceding paragraph (2) and (13), some of the readout means form one readout means group, and there are a plurality of readout means groups, so that for different color LED chips, a plurality of readout means groups are formed. Each group of reading and output means can read and output signals in a limited wavelength range.

전항 (3) 및 (14) 에 기재된 발명에 의하면, 연산 수단은, 본 측정에 앞서, 모든 판독 출력 수단으로 판독 출력한 신호에 기초하여 LED 칩의 스펙트럼 정보를 취득하고, 취득한 스펙트럼 정보로부터, 본 측정에 있어서 신호를 판독 출력하는 일부의 판독 출력 수단을 양호한 정밀도로 설정할 수 있다.According to the invention described in the preceding paragraph (3) and (14), the calculating means acquires the spectrum information of the LED chip based on the signals read and output by all the reading output means prior to the main measurement, and calculates the spectrum information of the LED chip from the acquired spectrum information. In measurement, some readout means for reading and outputting signals can be set with good precision.

전항 (4) 및 (15) 에 기재된 발명에 의하면, 연산 수단은, 본 측정에 앞서, 모든 판독 출력 수단으로 판독 출력한 신호에 기초하여 LED 칩의 스펙트럼 정보를 취득하고, 취득한 스펙트럼 정보로부터, 본 측정에 있어서 신호를 판독 출력하는 판독 출력 수단군을 양호한 정밀도로 선택할 수 있다.According to the invention described in the preceding paragraph (4) and (15), the calculation means acquires the spectrum information of the LED chip based on the signals read and output by all the readout means prior to the main measurement, and calculates the spectrum information of the LED chip from the acquired spectrum information. In measurement, a group of readout means that reads and outputs signals can be selected with good precision.

전항 (5) 및 (16) 에 기재된 발명에 의하면, 에어리어 센서의 일방의 화소열의 각 화소는, LED 칩의 발광면 내의 복수의 영역으로부터의 광을 수광하고, 일방의 화소열에 직교하는 타방의 화소열의 각 화소는, 각 영역으로부터 발광되고 또한 분광된 광을 파장마다 수광함으로써, LED 칩의 발광면 내의 복수의 영역으로부터의 광을 파장마다 분광하여 화소에서 수광할 수 있다.According to the invention described in the preceding paragraph (5) and (16), each pixel of one pixel column of the area sensor receives light from a plurality of areas within the light emitting surface of the LED chip, and the other pixel orthogonal to one pixel column Each pixel in a row receives the light emitted and split from each region for each wavelength, so that light from a plurality of regions within the light emitting surface of the LED chip can be split for each wavelength and received at the pixel.

전항 (6) 및 (17) 에 기재된 발명에 의하면, 연산 수단은, LED 칩의 발광면 내의 복수의 영역으로부터의 신호를 평균화하기 때문에, 신호를 판독 출력하는 판독 출력 수단의 설정을 양호한 정밀도로 실시할 수 있다.According to the invention described in the preceding paragraph (6) and (17), the calculating means averages signals from a plurality of areas within the light emitting surface of the LED chip, so that the reading and output means for reading and outputting the signal can be set with good precision. can do.

전항 (7) 및 (18) 에 기재된 발명에 의하면, 일방의 화소열에 직교하는 방향으로 에어리어 센서를 이동함으로써, LED 칩의 발광면 내의 2 차원의 영역으로부터의 광을 수광할 수 있다.According to the invention described in the preceding paragraph (7) and (18), light from a two-dimensional area within the light emitting surface of the LED chip can be received by moving the area sensor in a direction orthogonal to one pixel column.

전항 (8) 및 (19) 에 기재된 발명에 의하면, 일방의 화소열에 대응하는 LED 칩의 발광면 내의 열영역에 직교하는 방향으로 LED 칩을 이동함으로써, LED 칩의 발광면 내의 2 차원의 영역으로부터의 광을 수광할 수 있다.According to the invention described in the preceding paragraph (8) and (19), by moving the LED chip in a direction perpendicular to the column region in the light-emitting surface of the LED chip corresponding to one pixel column, can receive light.

전항 (9) 및 (20) 에 기재된 발명에 의하면, 대표 파장으로서 발광 피크 파장, 무게 중심 파장, 중심 파장 중 적어도 어느 것을 구할 수 있다.According to the invention described in the preceding paragraph (9) and (20), at least one of the emission peak wavelength, the center of gravity wavelength, and the center wavelength can be determined as the representative wavelength.

전항 (10) 에 기재된 발명에 의하면, 광원부에 의해 LED 칩을 여기하여 발광시킬 수 있다.According to the invention described in the preceding paragraph (10), the LED chip can be excited by the light source unit to emit light.

전항 (11) 및 (21) 에 기재된 발명에 의하면, 수광 수단 및 판독 출력 수단은, CMOS 센서에 의해 구성되기 때문에, 이 CMOS 센서에 의해, 일부의 판독 출력 수단에 의한 일부의 화소로부터의 신호의 판독 출력을 실현할 수 있다.According to the invention described in the preceding clauses (11) and (21), the light receiving means and the read output means are constituted by a CMOS sensor, so that the CMOS sensor transmits signals from some of the pixels by some of the read output means. Read output can be realized.

도 1 은 이 발명의 일 실시형태에 관련된 파장 측정 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2 는 도 1 의 파장 측정 장치의 일부의 구체적인 구성을 나타내는 사시도이다.
도 3 은 CMOS 센서의 구성예를 나타내는 회로도이다.
도 4 는 파장 판독 출력 범위의 설정에 대한 설명도이다.
도 5 는 측정 대상물 상의 복수의 LED 칩과, 수광 수단의 화소의 크기의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6 은 본 측정에서의 파장 판독 출력 범위의 결정예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7 은 본 측정에서의 파장 판독 출력 범위의 다른 결정예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8 (A) (B) (C) 는, 판독 출력부군의 설정에 대한 설명도이다.
도 9 는 측정 대상물의 표면으로부터 수광된 광 가운데, 임의의 파장의 광, 예를 들어 복수의 LED 칩의 측정 데이터가 포함되는 적당한 영역의 화소군의 데이터 중에서, 최대의 밝기를 갖는 파장 λ 의 데이터만을 추출하여 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 10 (A) 는 각 화소에서의 측정 데이터를 LED 칩마다 분리한 상태를 나타내는 도면이고, 도 10 (B) 는 대표 파장의 산출 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 10 (C) 는 도 10 (B) 의 확대도이다.
도 11 은 복수의 LED 칩의 데이터 영역에 대해, 각각의 파장마다의 9 개의 화소의 평균치 플롯한 스펙트럼 그래프이다.
도 12 는 복수의 LED 칩의 데이터 영역에 대해, 각각의 파장마다의 1 개의 화소의 값을 플롯한 스펙트럼 그래프이다.
도 13 은 1 개의 LED 칩의 데이터 영역에 대해, 파장마다 9 개의 화소의 평균치를 산출하고, 그 평균치와 그것에 기초하는 피팅 곡선을 그린 그래프이다.
도 14 는 측정 범위가 넓은 측정 대상물에 대한 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
1 is a block diagram showing the configuration of a wavelength measuring device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a specific configuration of a part of the wavelength measuring device of FIG. 1.
Figure 3 is a circuit diagram showing a configuration example of a CMOS sensor.
Figure 4 is an explanatory diagram for setting the wavelength readout output range.
FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between a plurality of LED chips on a measurement object and the size of a pixel of a light receiving means.
Figure 6 is a diagram for explaining an example of determination of the wavelength readout output range in this measurement.
Figure 7 is a diagram for explaining another example of determination of the wavelength readout output range in this measurement.
Figure 8 (A) (B) (C) is an explanatory diagram of the setting of the read output unit group.
Figure 9 shows data of wavelength λ with the maximum brightness among the light received from the surface of the measurement object, light of an arbitrary wavelength, for example, data of a pixel group of an appropriate area containing measurement data of a plurality of LED chips. This is a diagram schematically showing only the extraction.
FIG. 10 (A) is a diagram showing the state in which measurement data from each pixel is separated for each LED chip, FIG. 10 (B) is a diagram for explaining a method of calculating a representative wavelength, and FIG. 10 (C) is FIG. 10 (B) is an enlarged view.
Figure 11 is a spectrum graph plotting the average value of 9 pixels for each wavelength in the data area of a plurality of LED chips.
Fig. 12 is a spectrum graph plotting the value of one pixel for each wavelength in the data areas of a plurality of LED chips.
Figure 13 is a graph in which the average value of 9 pixels for each wavelength is calculated for the data area of one LED chip, and the average value and a fitting curve based on it are drawn.
Figure 14 is a diagram for explaining a measurement method for a measurement object with a wide measurement range.

이하, 이 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention will be described based on the drawings.

도 1 은, 이 발명의 일 실시형태에 관련된 파장 측정 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 이 실시형태에서는, 측정 대상물 (100) 이 복수의 LED 칩이 형성된 웨이퍼인 경우에 대해 설명한다.1 is a block diagram showing the configuration of a wavelength measuring device according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, the case where the measurement object 100 is a wafer on which a plurality of LED chips are formed will be described.

도 1 에 나타내는 파장 측정 장치는, 여기용의 광원 (1) 과, 배율을 변경 가능한 대물 렌즈 (2) 와, 분광부 (3) 와, 결상 렌즈 (4) 와, 이차원의 촬상 소자인 에어리어 센서 (5) 와, 연산부 (6) 와, 액정 표시 장치 등에 의해 구성되는 측정 결과 표시부 (7) 를 구비하고 있다.The wavelength measuring device shown in FIG. 1 includes a light source 1 for excitation, an objective lens 2 with changeable magnification, a spectroscope 3, an imaging lens 4, and an area sensor that is a two-dimensional imaging device. (5), a calculation unit (6), and a measurement result display unit (7) configured by a liquid crystal display device or the like.

여기용의 광원 (1) 은, 측정 대상물 (100) 상의 복수의 LED 칩에 여기광을 조사하여, 복수의 LED 칩을 여기하여 발광시킨다.The light source 1 for excitation irradiates excitation light to a plurality of LED chips on the measurement object 100 to excite the plurality of LED chips and cause them to emit light.

분광부 (3) 는, 대물 렌즈 (2) 를 통과한 각 LED 칩으로부터의 광을 파장마다 분광하고, 결상 렌즈 (4) 는, 분광부 (3) 에서 분광된 각 파장의 광을 에어리어 센서 (5) 에 결상시킨다. 이 실시형태에서는, 파장 피치 5 ㎚ 로 각 파장으로 분광하는 구성으로 되어 있다.The spectrometer 3 splits the light from each LED chip that has passed through the objective lens 2 into wavelengths, and the imaging lens 4 divides the light of each wavelength split by the spectrometer 3 into an area sensor ( 5) Form an image at . In this embodiment, it is configured to split light into each wavelength at a wavelength pitch of 5 nm.

에어리어 센서 (5) 는 수광 수단에 상당하는 것이고, 도 2 에 나타내는 바와 같이 종횡으로 배열된 복수의 화소 (51) 를 구비하고 있다. 에어리어 센서 (5) 의 횡방향 (도 2 의 공간 X 방향) 은 물리 공간의 횡방향을 의미하고, 횡방향의 각 화소 (51) 는 측정 대상물 (100) 의 횡방향의 영역에 대응한다. 한편, 에어리어 센서 (5) 의 세로 방향 (도 2 의 파장 Z 방향) 은 광의 파장에 대응한다. 요컨대, 공간 X 방향의 화소열의 각 화소 (51) 는, 측정 대상물 (100) 의 일차원 방향의 복수의 영역 (열영역) (100a) 에 대응하고, 열영역 (100a) 으로부터 발광되어, 대물 렌즈 (2) 를 통과하여 분광부 (3) 의 슬릿 (31) 에 입사하고 분광부 (3) 에서 파장 분해된 광이, 파장 Z 방향의 화소열의 각 화소 (51) 에서 수광된다. 따라서, 측정 대상물 (100) 의 이차원 방향 (평면) 의 각 영역에 대해 분광 측정을 실시하기 위해서는, 측정 대상물 (100) 을 일차원 방향의 열영역 (100a) 과 직교하는 Z1 방향으로 이동 (주사) 시키면서 실시할 필요가 있다. 혹은, 측정 대상물 (100) 을 이동시키는 것이 아니라, 에어리어 센서 (5) 를 포함하는 파장 측정 장치를 도 2 의 공간 X 방향과 직교하는 파장 Z 방향으로 이동시켜도 되고, 혹은 측정 대상물 (100) 과 파장 측정 장치의 양방을 속도차를 갖고 이동시켜도 되고, 요는 측정 대상물 (100) 과 파장 측정 장치의 적어도 일방을, 타방에 대해 상대적으로 이동시키면 된다.The area sensor 5 corresponds to a light receiving means and includes a plurality of pixels 51 arranged vertically and horizontally as shown in FIG. 2 . The horizontal direction of the area sensor 5 (space On the other hand, the vertical direction of the area sensor 5 (wavelength Z direction in FIG. 2) corresponds to the wavelength of light. In short, each pixel 51 of the pixel column in the spatial The light that passes through 2), enters the slit 31 of the spectrometer 3, and is wavelength-resolved in the spectrometer 3 is received by each pixel 51 of the pixel column in the wavelength Z direction. Therefore, in order to perform spectral measurement on each area of the measurement object 100 in the two-dimensional direction (plane), the measurement object 100 is moved (scanned) in the Z1 direction orthogonal to the thermal region 100a in the one-dimensional direction. It needs to be implemented. Alternatively, instead of moving the measurement object 100, the wavelength measuring device including the area sensor 5 may be moved in the wavelength Z direction orthogonal to the spatial X direction in FIG. 2, or the measurement object 100 and the wavelength Both measuring devices may be moved with a speed difference, and the point is to move at least one of the measurement object 100 and the wavelength measuring device relative to the other.

상대적으로 이동시킬 때마다, 측정 대상물 (100) 의 열영역 (100a) 이 전환되어 가고, 각각의 열영역 (100a) 에 대한 분광 데이터를 1 프레임분으로 하여 복수 프레임의 분광 데이터가 얻어지고, 분광 데이터 큐브로서 축적되어 간다. 이 실시형태에서는, 측정 대상물 (100) (LED 칩 (101)) 을 이동시키는 것으로 하고, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 측정 대상물 (100) 이 재치된 테이블 (200) 을 이동시킬 수 있는 이동 장치 (300) 가 구비되어 있다.Each time it is relatively moved, the thermal area 100a of the measurement object 100 is switched, and multiple frames of spectral data are obtained with one frame of spectral data for each thermal area 100a, and the spectral data is obtained. It accumulates as a data cube. In this embodiment, the measurement object 100 (LED chip 101) is moved, and as shown in FIG. 1, a moving device capable of moving the table 200 on which the measurement object 100 is mounted ( 300) is provided.

또한, 상기 서술한 바와 같은 측정 대상물 (100) 의 평면을, 에어리어 센서 (5) 의 각 화소 (51) 에 대응하는 크기의 각 영역으로 나누고, 각 영역으로부터의 광을 분광하여 에어리어 센서 (5) 의 각 화소 (51) 에서 수광하고, 이것을 측정 대상물 (100) 과 파장 측정 장치의 적어도 일방을 타방에 대해 상대적으로 이동시키면서 반복함으로써 분광 데이터를 얻는 기술은, 푸시브룸 방식이라고 불리며, 예를 들어 하이퍼 스펙트럼 카메라 등으로서 공지이다.In addition, the plane of the measurement object 100 as described above is divided into each region with a size corresponding to each pixel 51 of the area sensor 5, and the light from each region is split to form the area sensor 5. The technology for obtaining spectral data by receiving light at each pixel 51 and repeating this while moving at least one of the measurement object 100 and the wavelength measurement device relative to the other is called a pushbroom method, and is, for example, a hyper It is known as a spectrum camera, etc.

이 실시형태에서는, 에어리어 센서 (5) 는 각각의 화소로부터의 신호를 판독 출력하는 복수의 판독 출력부를 구비하고, 판독 출력 범위를 지정할 수 있는 센서이며, 예를 들어 CMOS 센서가 사용되고 있다. 이하, 에어리어 센서를 CMOS 센서라고도 한다. CMOS 센서 (5) 의 구성예를 도 3 에 모식적으로 나타낸다.In this embodiment, the area sensor 5 is a sensor that has a plurality of read output units that read and output signals from each pixel and can specify a read output range. For example, a CMOS sensor is used. Hereinafter, the area sensor is also referred to as a CMOS sensor. An example of the configuration of the CMOS sensor 5 is schematically shown in FIG. 3.

도 3 에 나타내는 CMOS 센서 (5) 에 있어서, 각 화소 (51) 는 각각, 포토 다이오드 등으로 이루어지는 수광 소자 (511) 와, 수광 소자 (511) 에 의해 축적된 전하를 전압으로 변환함과 함께 증폭하는 증폭기 (512) 와, 화소 선택 스위치 (513) 를 구비하고 있다. 각 화소 (51) 의 화소 선택 스위치 (513) 는 종렬의 화소 (51) 마다 배치된 복수의 수직 신호선 (52) 중의 대응하는 수직 신호선 (52) 에 접속되어 있다. 또, 수직 신호선 (52) 은 CDS 회로 (53) 및 열선택 스위치 (54) 를 개재하여 수평 신호선 (55) 에 접속되어 있다.In the CMOS sensor 5 shown in FIG. 3, each pixel 51 includes a light-receiving element 511 made of a photodiode or the like, and converts and amplifies the charge accumulated by the light-receiving element 511 into a voltage. It is provided with an amplifier 512 that operates and a pixel selection switch 513. The pixel selection switch 513 of each pixel 51 is connected to a corresponding vertical signal line 52 among the plurality of vertical signal lines 52 arranged for each pixel 51 in a column. Additionally, the vertical signal line 52 is connected to the horizontal signal line 55 via the CDS circuit 53 and the column selection switch 54.

따라서, 신호를 판독 출력하고자 하는 화소 (51) 의 화소 선택 스위치 (513) 를 온으로 하여 수광 소자 (511) 와 수직 신호선 (52) 을 접속하고, 그 수직 신호선 (52) 을 열선택 스위치 (54) 의 온에 의해 수평 신호선 (55) 과 접속함으로써, 선택된 화소 (51) 에 대해, 그 신호를 수직 신호선 (52) 과 수평 신호선 (55) 을 개재하여 판독 출력할 수 있다. 요컨대, 각 화소 (51) 의 화소 선택 스위치 (513) 와 복수의 화소 (51) 에 공통되는 수직 신호선 (52) 과 수평 신호선 (55) 과 열선택 스위치 (54) 등에 의해, 각 화소 (51) 의 신호 판독 출력부가 형성되어 있고, 신호 판독 출력부를 제어함으로써, 임의의 화소 (51) 의 신호를 판독 출력할 수 있게 되어 있다.Accordingly, the pixel selection switch 513 of the pixel 51 from which a signal is to be read and output is turned on, the light receiving element 511 and the vertical signal line 52 are connected, and the vertical signal line 52 is connected to the column selection switch 54. ) is turned on to connect to the horizontal signal line 55, so that the signal for the selected pixel 51 can be read and output via the vertical signal line 52 and the horizontal signal line 55. In short, each pixel 51 is selected by the pixel selection switch 513 of each pixel 51, the vertical signal line 52, the horizontal signal line 55, and the column selection switch 54 common to the plurality of pixels 51. A signal reading and output section is formed, and by controlling the signal reading and output section, the signal of an arbitrary pixel 51 can be read and output.

이 때문에, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 에어리어 센서 (5) 에 있어서의 파장 Z 방향의 전체 판독 출력 영역 (W1) 중에서 판독 출력 범위 (W2) 를 설정하고, 설정된 판독 출력 범위 (W2) 내에 존재하는 복수의 화소 (51) 의 판독 출력부를 1 개의 판독 출력부군으로서 설정함으로써, 분광부 (3) 에서 분광된 파장 중, 지정된 범위 (W2) 의 파장에 대한 신호만을 판독 출력할 수 있게 되어 있다.For this reason, as shown in FIG. 4, the read output range W2 is set among the entire read output area W1 in the wavelength Z direction in the area sensor 5, and the read output range W2 that exists within the set read output range W2 is set. By setting the read output units of the plurality of pixels 51 as one group of read output units, it is possible to read and output only signals for wavelengths in the specified range W2 among the wavelengths split by the spectrometer 3.

판독 출력 범위가 지정된 에어리어 센서 (5) 의 복수의 화소 (51) 로부터 출력된 신호인 측정 데이터는, 필요에 따라, 도시되지 않은 전류·전압 (IV) 변환 회로, 아날로그·디지털 (AD) 변환 회로를 통해서 디지털 신호로 변환되어, 연산부 (6) 에 보내진다. 연산부 (6) 는, 보내져 온 측정 데이터를 사용하여, CPU 등에 의해 측정 대상물 상의 복수의 LED 칩의 각각에 대해 대표 파장을 연산한다. 대표 파장의 연산 방법의 상세한 것에 대하여는 후술한다.The measurement data, which is a signal output from a plurality of pixels 51 of the area sensor 5 with a specified read output range, is converted to a current/voltage (IV) conversion circuit (not shown) or an analog/digital (AD) conversion circuit as needed. It is converted into a digital signal and sent to the calculation unit 6. The calculation unit 6 uses the transmitted measurement data to calculate a representative wavelength for each of a plurality of LED chips on the measurement object using a CPU or the like. Details of the calculation method of the representative wavelength will be described later.

측정 결과 표시부 (7) 는 연산부 (6) 에 의한 연산 결과를 표시한다. 또한, 에어리어 센서 (5) 로부터 출력된 측정 데이터의 디지털 신호로의 변환은, 연산부 (6) 에서 행해져도 된다.The measurement result display unit 7 displays the calculation results by the calculation unit 6. Additionally, the measurement data output from the area sensor 5 may be converted into a digital signal by the calculation unit 6.

연산부 (6) 는 전용의 장치여도 되고, 퍼스널 컴퓨터에 의해 구성되어 있어도 된다. 또, 에어리어 센서 (5) 로부터 출력되어 디지털 신호로 가공된 측정 데이터는, 네트워크를 개재하여 연산부 (6) 에 보내져도 된다. 이 경우에는, 연산부 (6) 가 측정 장소와 떨어진 장소에 존재하고 있어도, LED 칩의 대표 파장의 측정을 실시할 수 있다.The calculation unit 6 may be a dedicated device or may be configured by a personal computer. Additionally, the measurement data output from the area sensor 5 and processed into a digital signal may be sent to the calculation unit 6 via a network. In this case, the representative wavelength of the LED chip can be measured even if the calculation unit 6 is located in a location away from the measurement location.

다음으로, 도 1 에 나타낸 파장 측정 장치에 의해, 측정 대상물 (100) 인 웨이퍼 상의 각 LED 칩의 대표 파장을 측정하는 방법에 대해 설명한다.Next, a method of measuring the representative wavelength of each LED chip on the wafer, which is the measurement object 100, using the wavelength measuring device shown in FIG. 1 will be described.

도 5 는, 측정 대상물 (100) 상의 복수의 LED 칩 (101) 과, 에어리어 센서 (5) 의 화소 (51) 의 크기와의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 5 의 미세한 격자의 가로축은 공간 X 방향이며, 세로축은 LED 칩 (101) 을 파장 Z 방향으로 스캔함으로써 생기는 공간 Y 방향이다. 1 개의 격자의 크기가 측정 영역이며, 화소 (51) 의 크기에 대응하고 있다.FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the plurality of LED chips 101 on the measurement object 100 and the size of the pixel 51 of the area sensor 5. The horizontal axis of the fine grid in FIG. 5 is the spatial X direction, and the vertical axis is the spatial Y direction created by scanning the LED chip 101 in the wavelength Z direction. The size of one grid is the measurement area and corresponds to the size of the pixel 51.

LED 칩 (101) 은 직사각형으로 표시되고, 측정 대상물 (100) 상에 종횡으로 배열되어 있다. 또 직사각형의 영역이 그대로 각 LED 칩 (101) 의 발광면이 된다.The LED chips 101 are displayed in a rectangular shape and are arranged vertically and horizontally on the measurement object 100. Additionally, the rectangular area becomes the light-emitting surface of each LED chip 101.

1 개의 LED 칩 (101) 의 발광면에 대해 복수의 화소 (51) 에서 데이터를 취득할 수 있도록, 요컨대 1 개의 LED 칩 (101) 의 발광면의, 화소 (51) 에 대응하는 크기의 복수의 영역으로부터 발광된 광을, 각각 대응하는 복수의 화소 (51) 에서 수광할 수 있도록, LED 칩 (101) 의 배열 피치와, 에어리어 센서 (5) 의 화소 (51) 의 피치와, 대물 렌즈 (2) 의 배율 등에 기초하여 설정되어 있다. 이 실시형태에서는, 1 개의 LED 칩 (101) 의 발광면으로부터의 광을 3 × 3 = 9 화소 이상의 화소로 나누어 수광할 수 있도록 설정되어 있다.In order to be able to acquire data from a plurality of pixels 51 on the light emitting surface of one LED chip 101, in other words, a plurality of pixels 51 in size corresponding to the light emitting surface of one LED chip 101 are used. The array pitch of the LED chip 101, the pitch of the pixels 51 of the area sensor 5, and the objective lens 2 so that the light emitted from the area can be received by the plurality of pixels 51 corresponding to each other. ) is set based on the magnification, etc. In this embodiment, it is set so that light from the light emitting surface of one LED chip 101 can be received by dividing it into 3 × 3 = 9 pixels or more.

다음으로, 본 측정을 실시하기 전에, 파장 Z 방향의 판독 출력 범위, 바꾸어 말하면 판독 출력을 실시하는 파장 영역을 결정하기 위한 프레 측정을 실시한다.Next, before performing the main measurement, a pre-measurement is performed to determine the readout output range in the wavelength Z direction, in other words, the wavelength region in which readout is performed.

먼저, 모든 파장 범위 (380 ∼ 780 ㎚) 에 대응하는 화소 (도 2, 도 4 의 파장 Z 방향의 전체 화소) 로부터 공간 X 방향의 1 라인분의 신호 요컨대 1 프레임분의 측정 데이터를 판독 출력한다. 판독 출력된 1 프레임분의 측정 데이터는, 파장 피치 5 ㎚ 의 분광 스펙트럼 데이터 (각 파장에서의 밝기의 데이터) 로 되어 있다.First, the signal for one line in the spatial . The measured data for one frame that is read and output is spectral spectrum data (brightness data at each wavelength) with a wavelength pitch of 5 nm.

다음으로, 복수의 LED 칩 (101) 이 포함되는 적당한 일부 영역의 화소군의 데이터로부터 최대의 밝기를 갖는 화소 (51) 의 파장 λ0 을 결정한다. 또한, 최대의 밝기를 갖는 화소 (51) 의 파장이 아니어도, 밝기가 상위인 복수의 화소 (51) 의 파장의 평균을 λ0 으로 해도 된다. 파장을 평균화함으로써, 파장 λ0 의 정밀도가 높아진다.Next, the wavelength λ0 of the pixel 51 with maximum brightness is determined from the data of the pixel group of an appropriate partial area including the plurality of LED chips 101. Additionally, even if it is not the wavelength of the pixel 51 with the maximum brightness, the average of the wavelengths of a plurality of pixels 51 with different brightnesses may be set to λ0. By averaging the wavelengths, the precision of the wavelength λ0 increases.

이렇게 하여 결정된 파장 λ0 을 중심으로, 미리 설정된 예를 들어 ±75 ㎚ 의 범위를 판독 출력 범위 요컨대 본 측정에서의 파장 범위 (이하, 본 측정 파장 범위라고도 한다) 로 한다. 일례로서 도 6 에 나타내는 바와 같이, 결정된 파장 λ0 이 626.0 ㎚ 인 경우, 본 측정 파장 범위로서 626.0 ± 75 ㎚ 인 551 ㎚ ∼ 701 ㎚ 를 결정한다. 또한, ±75 ㎚ 는 그 이외의 값이어도 된다. 본 측정 파장 범위의 결정에 의해, 에어리어 센서 (5) 의 모든 화소 (51) 의 판독 출력부 가운데, 판독 출력을 실시하는 일부의 판독 출력부로 이루어지는 판독 출력부군이 설정된다.Centering on the wavelength λ0 determined in this way, a preset range of, for example, ±75 nm is set as the reading output range, in other words, the wavelength range in the main measurement (hereinafter also referred to as the main measurement wavelength range). As an example, as shown in FIG. 6, when the determined wavelength λ0 is 626.0 nm, 551 nm to 701 nm, which is 626.0 ± 75 nm, is determined as the measurement wavelength range. Additionally, ±75 nm may be a value other than that. By determining the measurement wavelength range, a read output unit group consisting of some read output units that perform read output among the read output units of all pixels 51 of the area sensor 5 is set.

프레 측정에 의한 본 측정 파장 범위의 다른 결정 방법으로서, 미리 준비되어 있던 복수의 본 측정 파장 범위 중에서, 결정된 파장 λ0 의 값에 기초하여 선택하는 방법을 들 수 있다. 예를 들어 도 7 에 나타내는 바와 같이, LED 칩 (101) 이 청색인 경우, 본 측정 파장 범위 (WB) 로서 390 ∼ 540 ㎚ (중앙 파장 : 465 ㎚) 가 미리 설정되어 있고, 녹색인 경우, 본 측정 파장 범위 (WG) 로서 465 ∼ 615 ㎚ (중앙 파장 : 540 ㎚) 가 미리 설정되어 있고, 적색인 경우, 본 측정 파장 범위 (WR) 로서 550 ∼ 700 ㎚ (중앙 파장 : 625 ㎚) 가 미리 설정되어 있다.Another method of determining the main measurement wavelength range by pre-measurement includes a method of selecting based on the determined value of the wavelength λ0 from a plurality of previously prepared main measurement wavelength ranges. For example, as shown in FIG. 7, when the LED chip 101 is blue, 390 to 540 nm (center wavelength: 465 nm) is preset as the main measurement wavelength range (WB), and when it is green, the main measurement wavelength range (WB) is set in advance. 465 to 615 nm (center wavelength: 540 nm) is preset as the measurement wavelength range (WG), and in the case of red, 550 to 700 nm (center wavelength: 625 nm) is preset as the measurement wavelength range (WR). It is done.

그리고, 파장 λ0 의 값이 465 ㎚ 에 가까우면, 청색에 대해 설정되어 있는 390 ∼ 540 ㎚ 의 본 측정 파장 범위 (WB) 를 선택하고, 파장 λ0 의 값이 540 ㎚ 에 가까우면, 녹색에 대해 설정되어 있는 465 ∼ 615 ㎚ 의 본 측정 파장 범위 (WG) 를 선택하고, 파장 λ0 의 값이 625 ㎚ 에 가까우면, 적색에 대해 설정되어 있는 550 ∼ 700 ㎚ 의 본 측정 파장 범위 (WR) 를 선택한다. 본 측정 파장 범위의 선택에 의해, 화소 (51) 의 판독 출력을 실시하는 판독 출력부군이 설정된다. 예를 들어 본 측정 파장 범위 (WR) 로 결정된 경우에는, 도 8 (A) 에 나타내는 바와 같이, 본 측정 파장 범위 (WR) 에 대응하는 복수의 화소 (51) 의 측정 데이터를 판독 출력하는 판독 출력부군 (50R) 이 설정되고, 본 측정 파장 범위 (WG) 로 결정된 경우에는, 도 8 (B) 에 나타내는 바와 같이, 본 측정 파장 범위 (WG) 에 대응하는 복수의 화소 (51) 의 측정 데이터를 판독 출력하는 판독 출력부군 (50G) 이 설정되고, 본 측정 파장 범위 (WB) 로 결정된 경우에는, 도 8 (C) 에 나타내는 바와 같이, 본 측정 파장 범위 (WB) 에 대응하는 복수의 화소 (51) 의 측정 데이터를 판독 출력하는 판독 출력부군 (50B) 이 설정된다. 이와 같이, 복수의 판독 출력부군 (50R, 50G, 50B) 중에서, 본 측정 파장 범위에 따라 상이한 판독 출력부군이 설정된다.Then, if the value of wavelength λ0 is close to 465 nm, the main measurement wavelength range (WB) of 390 to 540 nm set for blue is selected, and if the value of wavelength λ0 is close to 540 nm, set for green. Select the main measurement wavelength range (WG) of 465 to 615 nm, and if the value of wavelength λ0 is close to 625 nm, select the main measurement wavelength range (WR) of 550 to 700 nm set for red. . By selecting this measurement wavelength range, a group of readout output units that perform readout output of the pixel 51 are set. For example, when the main measurement wavelength range (WR) is determined, as shown in FIG. 8 (A), a read output that reads and outputs measurement data of a plurality of pixels 51 corresponding to the main measurement wavelength range (WR) When the subgroup 50R is set and the main measurement wavelength range (WG) is determined, as shown in FIG. 8(B), measurement data of a plurality of pixels 51 corresponding to the main measurement wavelength range (WG) are When the reading output section group 50G for reading and outputting is set and the main measurement wavelength range (WB) is determined, as shown in FIG. 8(C), a plurality of pixels 51 corresponding to the main measurement wavelength range (WB) ) A read output unit group 50B is set to read and output the measurement data. In this way, among the plurality of read output unit groups 50R, 50G, and 50B, different read output unit groups are set according to the main measurement wavelength range.

또, 본 측정 파장 범위의 또 다른 결정 방법으로서, LED 칩 (101) 의 발광색이 미리 이미 알려진 경우에는, 프레 측정을 실시하지 않고, 상기와 동일한 청, 녹, 적 각각에 대해 미리 설정되어 있는 본 측정 파장 범위 (WB, WG, WR) 를 선택해도 된다. 이 경우에도, 판독 출력부군 (50R, 50G, 50B) 가운데, 본 측정 파장 범위 (WB, WG, WR) 에 대응하는 판독 출력부군 (50B, 50G, 50R) 이 설정된다.In addition, as another method of determining the measurement wavelength range, if the emission color of the LED chip 101 is already known in advance, pre-measurement is not performed, but the pattern preset for each of blue, green, and red as above is used. You may select the measurement wavelength range (WB, WG, WR). In this case as well, among the read output section groups 50R, 50G, 50B, the read output section groups 50B, 50G, 50R corresponding to the main measurement wavelength ranges (WB, WG, WR) are set.

이렇게 하여, 본 측정 파장 범위를 결정하고, 신호의 판독 출력을 실시하는 복수의 화소 (51) 에 대응하는 판독 출력부군을 설정한 후, 다음과 같이 하여 본 측정을 실시한다.In this way, after determining the main measurement wavelength range and setting the readout output section group corresponding to the plurality of pixels 51 that read and output the signal, the main measurement is performed as follows.

즉, 테이블 (200) 에 재치된 측정 대상물 (100) 에 대해 여기용 광원 (1) 으로부터 여기광을 조사하고, 이동 장치 (300) 에 의해 테이블 (200) 을 이동시키면서, 측정 대상물 (100) 상의 복수의 LED 칩 (101) 으로부터 발광된 광을 에어리어 센서 (5) 의 각 화소 (51) 에서 수광해 나간다. LED 칩 (101) 으로부터 발광된 광은, 분광부 (3) 에 의해 소정의 파장마다 분광되고, 분광된 각 파장의 광이 각 화소 (51) 에서 수광된다. 테이블 (200) 의 이동은, 1 프레임분의 측정 데이터에 대해 본 측정 파장 범위를 판독 출력 후에 실시된다. 노광이 종료되어 있는 경우에는, 판독 출력 중 등에 테이블 (200) 을 이동해도 된다.That is, excitation light is irradiated from the excitation light source 1 to the measurement object 100 placed on the table 200, and the table 200 is moved by the moving device 300, while the measurement object 100 is moved. The light emitted from the plurality of LED chips 101 is received by each pixel 51 of the area sensor 5. The light emitted from the LED chip 101 is split into predetermined wavelengths by the spectrometer 3, and the split light of each wavelength is received by each pixel 51. The movement of the table 200 is performed after reading and outputting the measurement wavelength range for one frame of measurement data. When exposure has been completed, the table 200 may be moved, such as during read output.

광을 수광한 전체 화소 (51) 가운데, 프레 측정으로 결정된 본 측정 파장 범위에 대응하여 설정된 판독 출력부군에 있어서만, 화소 (51) 로부터 측정 데이터의 판독 출력이 실시된다.Among all the pixels 51 that received light, measurement data is read and output from the pixels 51 only in the group of readout output units set to correspond to the main measurement wavelength range determined by pre-measurement.

판독 출력된 측정 데이터는 연산부 (6) 에 보내져, 연산부 (6) 내의 도시되지 않은 메모리에 기억된다. 측정은, 이동 장치 (300) 에 의해 테이블 (200) 상의 측정 대상물 (100) 을 이동시키면서 행해지고, 이동할 때마다 (주사할 때마다) 1 프레임의 측정 데이터가 얻어지기 때문에, 측정 대상물 (100) 의 이차원 방향, 바꾸어 말하면 평면 영역에 대해 복수 프레임의 측정 데이터가 얻어진다. 또한 각 프레임에 있어서, 판독 출력부군에 대응하는 화소 (51) 에 대해서만, 측정 데이터의 판독 출력이 행해지고, 분광된 파장 중 본 측정 파장 범위 내의 파장에 대한 측정 데이터가 얻어진다.The read-out measurement data is sent to the calculation unit 6 and stored in a memory not shown in the calculation unit 6. The measurement is performed while moving the measurement object 100 on the table 200 using the moving device 300, and since one frame of measurement data is obtained each time it moves (each time it is scanned), the measurement object 100 Multiple frames of measurement data are obtained in a two-dimensional direction, in other words, in a flat area. Additionally, in each frame, measurement data is read out only for the pixels 51 corresponding to the readout output unit group, and measurement data for wavelengths within the main measurement wavelength range among the spectralized wavelengths are obtained.

이렇게 하여 얻어진 측정 데이터에 기초하여, 연산부 (6) 는 각 LED 칩 (101) 의 대표 파장을 연산에 의해 구한다.Based on the measurement data obtained in this way, the calculation unit 6 calculates the representative wavelength of each LED chip 101.

도 9 는, 측정 대상물 (100) 의 표면으로부터 수광된 광 가운데, 임의의 파장의 광, 예를 들어 복수의 LED 칩 (101) 의 측정 데이터가 포함되는 적당한 영역의 화소군의 데이터 중에서, 최대의 밝기를 갖는 파장 λ 의 데이터만을 추출하여 모식적으로 나타낸 것이다. 도 9 에 나타낸 검정 프레임 (8) 은, 1 개의 LED 칩 (101) 의 발광면에 대응하는 영역을 나타내고 있다. 또, 진하게 나타낸 영역 (9) 은 밝기가 강하고, 주변에 도달함에 따라서 밝기가 약해지고 있는 것이 나타나 있다.FIG. 9 shows the maximum light of any wavelength among the light received from the surface of the measurement object 100, for example, among the data of the pixel group of an appropriate area containing the measurement data of the plurality of LED chips 101. It is schematically expressed by extracting only the data of wavelength λ with brightness. The black frame 8 shown in FIG. 9 represents an area corresponding to the light emitting surface of one LED chip 101. In addition, the area (9) shown in bold has strong brightness, and it is shown that the brightness becomes weaker as it approaches the periphery.

다음으로, 에어리어 센서 (5) 의 각 화소 (51) 에서 수광된 측정 데이터를 각 LED 칩 (10) 마다 분리한다. 이 분리는 예를 들어 다음과 같이 하여 실시하면 된다. 즉, 복수의 LED 칩 (101) 의 측정 데이터가 포함되는 적당한 영역의 화소군의 데이터로부터, 최대의 밝기를 갖는 파장 λ 를 구한다. 다음으로, 파장 λ 에 있어서, 각 화소 (51) 를 밝기로 레벨 분류하고, 어느 밝기 레벨을 임계값으로 하여 화상 처리를 실시함으로써, LED 칩 (101) 마다 분리하면 된다. 도 10 (A) 에, 각 화소 (51) 에서의 측정 데이터를 LED 칩 (101) 마다 분리한 상태를 나타낸다. 도 10 (A) 에서는, 검정 프레임으로 나타내는 9 개의 데이터 영역 (10a ∼ 10i) 으로 분리되어 있다.Next, the measurement data received from each pixel 51 of the area sensor 5 is separated for each LED chip 10. This separation can be performed, for example, as follows. That is, the wavelength λ having the maximum brightness is determined from the data of the pixel group of an appropriate area containing the measurement data of the plurality of LED chips 101. Next, at the wavelength λ, each pixel 51 is classified into levels based on brightness, and image processing is performed using a certain brightness level as a threshold to separate each pixel 51 for each LED chip 101. FIG. 10(A) shows the state in which the measurement data for each pixel 51 is separated for each LED chip 101. In Fig. 10(A), it is divided into nine data areas 10a to 10i indicated by black frames.

다음으로, 분리된 각 LED 칩 (101) 마다의 측정 데이터에 대해, 밝기 (휘도치) 의 최대치를 얻은 주목 화소를 특정한다. 예를 들어, 도 10 (B) 에 나타내는 바와 같이, 1 개의 LED 칩 (101) 에 대한 데이터 영역 (예를 들어 데이터 영역 (10b)) 의 측정 데이터에 있어서, 어느 파장에서 최대치를 주목 화소 (51a) 로 얻었다고 하면, 이 화소 (51a) 를 주목 화소로서 특정한다. 여기서, 어느 파장은 분리 밝기 레벨이나 주목 화소를 찾아내기 위해서만 사용하는 파장이며, 예를 들어, 상기 서술한 바와 같이, 복수의 LED 칩 (101) 의 측정 데이터가 포함되는 적당한 영역의 화소군의 데이터 중, 최대의 밝기를 갖는 파장이나, 혹은, 1 개의 LED 칩에 대한 데이터 영역의 측정 데이터 중, 최대의 밝기를 갖는 파장이나, LED 칩의 설계 파장 등을 들 수 있다.Next, with respect to the measurement data for each separated LED chip 101, the pixel of interest that obtained the maximum brightness (luminance value) is specified. For example, as shown in FIG. 10(B), in the measurement data of the data area (e.g., data area 10b) for one LED chip 101, the maximum value at a certain wavelength is observed in pixel 51a. ), this pixel 51a is specified as the pixel of interest. Here, a certain wavelength is a wavelength used only to find a separate brightness level or a pixel of interest, and for example, as described above, data of a group of pixels in an appropriate area containing measurement data of a plurality of LED chips 101. Examples include the wavelength with the maximum brightness, the wavelength with the maximum brightness among the measurement data in the data area for one LED chip, and the design wavelength of the LED chip.

주목 화소 (51a) 의 특정 후, 주목 화소 (51a) 의 값 및 주목 화소 (51a) 의 주위의 1 개 또는 복수개의 화소에서 얻어진 있는 파장의 값을 평균화하여, 그 파장의 스펙트럼 데이터 (그 파장에서의 밝기 데이터) 로 한다. 도 10 (B) 의 예에서는, 도 10 (C) 에 확대하여 나타내는 바와 같이, 주목 화소 (51a) 의 주위의 8 개의 화소 (51b ∼ 51i) 와 주목 화소 (51a) 의 합계 9 개의 화소 (51) 의 값을 평균화하고 있다.After specifying the pixel of interest 51a, the value of the pixel of interest 51a and the wavelength values obtained from one or more pixels around the pixel of interest 51a are averaged to obtain spectral data for that wavelength (at that wavelength). brightness data). In the example of Fig. 10(B), as enlarged and shown in Fig. 10(C), there are 8 pixels 51b to 51i surrounding the pixel 51a of interest and a total of 9 pixels 51 of the pixel 51a of interest. ) is averaging the values.

이와 같이 주목 화소 (51a) 를 포함하는 복수의 화소의 데이터를 평균화함으로써, 측정 노이즈 저감의 효과를 얻을 수 있다.By averaging the data of a plurality of pixels including the pixel of interest 51a in this way, the effect of reducing measurement noise can be obtained.

또, 평균화하는 화소를 주목 화소 (51a) 의 주위의 화소로 하는 이유는, LED 칩 (101) 의 파장의 측정 영역을 발광면 내에 들어가게 하기 위함이며, 비교적 적은 수의 데이터로, 편차의 영향이 적은 값을 얻을 수 있다. 구체적으로는, 최대의 밝기를 나타낸 주목 화소 (51a) 를 포함한 주위 9 화소의 값을 이용하면, 충분히 편차의 영향이 적은 값을 얻을 수 있다.In addition, the reason that the pixels to be averaged are pixels around the pixel of interest 51a is to make the measurement area of the wavelength of the LED chip 101 fit within the light emitting surface, and with a relatively small number of data, the influence of deviation is not affected. Small values can be obtained. Specifically, by using the values of the surrounding 9 pixels including the pixel of interest (51a) showing maximum brightness, a value with sufficiently small influence of variation can be obtained.

도 11 은, 도 10 (A) 에 나타낸 복수의 LED 칩 (101) 의 데이터 영역 (10a ∼ 10i) 가운데, 데이터 영역 (10b, 10d, 10f, 10h) 의 4 개의 데이터 영역에 대해, 각각의 파장마다의 9 개의 화소의 평균치를 플롯한 스펙트럼 그래프이다. 한편, 도 12 는, 동일하게 데이터 영역 (10b, 10d, 10f, 10h) 의 4 개의 데이터 영역에 대해, 각각의 파장마다 구한 주목 화소 (51a) 만의 값을 플롯한 스펙트럼 그래프이다. 모든 그래프의 가로축이 파장, 세로축은 밝기를 나타낸다. 양 그래프를 비교하면, 도 12 에 나타낸 주목 화소 (51a) 만의 값이, 스펙트럼의 형태가 무너져 있는 것을 알 수 있다.FIG. 11 shows the respective wavelengths for four data areas (10b, 10d, 10f, 10h) among the data areas (10a to 10i) of the plurality of LED chips 101 shown in FIG. 10(A). This is a spectrum graph plotting the average value of each 9 pixels. Meanwhile, FIG. 12 is a spectrum graph plotting the value of only the pixel of interest 51a obtained for each wavelength in the four data areas 10b, 10d, 10f, and 10h. The horizontal axis of all graphs represents wavelength, and the vertical axis represents brightness. Comparing both graphs, it can be seen that the spectral shape of the value of only the pixel of interest 51a shown in FIG. 12 is broken.

상기와 같은 주목 화소 (51a) 와 그 주위의 화소 (51b ∼ 51i) 의 휘도치의 평균화를 각 파장에 대해 실시하고, 구한 각 파장의 평균치로부터 대표 파장을 구한다. 구체적으로는, 도 13 과 같이 각 파장의 평균치를 기본으로 가우스 피팅 등에 의해 피팅 곡선을 구하고, 피팅 곡선의 피크치의 파장을 대표 파장으로 한다. 또한, 파장 피치가 작은 경우 등에는, 피팅하지 않고 각 파장의 평균치 중 가장 큰 평균치의 파장을 대표 파장으로 해도 된다.The luminance values of the pixel of interest (51a) and the pixels (51b to 51i) surrounding it as described above are averaged for each wavelength, and a representative wavelength is determined from the average value of each wavelength. Specifically, as shown in Figure 13, a fitting curve is obtained by Gaussian fitting or the like based on the average value of each wavelength, and the wavelength of the peak value of the fitting curve is set as the representative wavelength. Additionally, in cases such as when the wavelength pitch is small, fitting may not be performed and the wavelength with the largest average value among the average values of each wavelength may be used as the representative wavelength.

이와 같이 하여, 측정 대상물 (100) 의 모든 LED 칩 (101) 에 대해, 측정 데이터로부터 대표 파장을 산출한다. 이 실시형태에서 산출한 대표 파장은 발광 피크 파장이지만, 무게 중심 파장이나 중심 파장 등이어도 된다. 무게 중심 파장이란, 발광 스펙트럼을 무게로 하는 파장의 가중 평균이다. 바꿔 말하면, 무게 중심 파장은, 각 파장과 당해 파장의 광의 강도의 곱을 발광 파장의 전역에 걸쳐서 적분한 값을, 광의 강도를 발광 파장의 전역에 걸쳐서 적분한 값으로 나눈 값을 말한다. 또, 중심 파장이란, 피크 파장 양측의 최대 진폭으로부터 3 dB 저하된 두 개의 반값 파장의 평균치를 말한다.In this way, representative wavelengths are calculated from the measurement data for all LED chips 101 of the measurement object 100. The representative wavelength calculated in this embodiment is the emission peak wavelength, but it may also be the center of gravity wavelength or the center wavelength. The center of gravity wavelength is a weighted average of wavelengths with the emission spectrum as the weight. In other words, the center of gravity wavelength refers to the value obtained by dividing the product of each wavelength and the intensity of light at that wavelength integrated over the entire emission wavelength by the value integrated over the entire emission wavelength. Additionally, the center wavelength refers to the average value of two half-maximum wavelengths that are 3 dB lower than the maximum amplitude on both sides of the peak wavelength.

이상과 같이, 본 실시형태에서는, 분광된 모든 범위의 파장에 대응하는 모든 화소 (51) 의 신호를 판독하는 것은 아니고, 판독 출력을 실시하는 본 측정 파장 범위를 결정하고, 결정된 본 측정 파장 범위에 대응하여 설정된, 일부의 화소 (51) 의 판독부에서 구성되는 판독부군에서 신호를 판독 출력한다. 이 때문에, 모든 화소의 신호를 판독 출력할 필요가 없어져, 그 만큼 판독 출력 시간을 단축할 수 있어, 파장 측정 시간을 단축할 수 있고, 나아가서는 비닝 시간을 단축할 수 있다. 게다가, 판독을 실시하지 않는 화소 (51) 의 수광을 제한하기 위한 물리적인 제한부는 불필요하기 때문에, 구성이 복잡해지는 경우도 없다.As described above, in this embodiment, the signals of all pixels 51 corresponding to all the spectralized wavelength ranges are not read, but the main measurement wavelength range for which read output is performed is determined, and the main measurement wavelength range for which read output is performed is determined. The signal is read and output by a correspondingly set reading unit group comprised of the reading units of some of the pixels 51. For this reason, there is no need to read and output signals from all pixels, and the read-out time can be shortened accordingly, the wavelength measurement time can be shortened, and the binning time can be shortened. Moreover, since a physical limiting part for limiting the light reception of the pixel 51 that is not being read is unnecessary, the configuration does not become complicated.

특히, LED 칩 (101) 의 발광색은 적색 (R), 녹색 (G), 청색 (B) 이며, 각각의 대표 파장의 측정에 필요한 파장 범위는 대체로 한정되고, 가시역의 전체 파장의 신호 취득은 불필요하기 때문에, 파장 영역을 한정하여 화소 (51) 로부터의 신호를 판독 출력해도 문제는 없고, 판독 출력 시간의 단축에 의한 파장 측정 시간의 단축의 이점을 향수할 수 있다.In particular, the emission colors of the LED chip 101 are red (R), green (G), and blue (B), and the wavelength range required for measurement of each representative wavelength is generally limited, and signal acquisition of all wavelengths in the visible range is limited. Since it is not necessary, there is no problem in reading and outputting the signal from the pixel 51 by limiting the wavelength range, and the advantage of shortening the wavelength measurement time by shortening the read-out time can be enjoyed.

덧붙여서, CMOS 센서 (5) 의 적분 시간을 1 ms 로 하고, 측정 파장 범위를 가시역 전역의 400 ㎚ 로 했을 때의, 1 초간에 판독 출력 가능한 프레임의 장수를 나타내는 프레임 레이트는 520 FPS 정도인데 비해, 파장 측정 범위를 150 ㎚ 로 제한했을 때의 프레임 레이트는 920 FPS 정도까지 향상시킬 수 있어, 판독 출력 시간을 단축할 수 있다.In addition, when the integration time of the CMOS sensor 5 is 1 ms and the measurement wavelength range is 400 nm across the visible range, the frame rate, which represents the number of frames that can be read and output per second, is about 520 FPS. , the frame rate when the wavelength measurement range is limited to 150 nm can be improved to about 920 FPS, and the readout time can be shortened.

또, LED 칩 (101) 은 여기광에 의해 여기되어 발광하기 때문에, 여기광의 영향을 배제할 필요가 있는데, 측정 데이터를 판독 출력하는 파장 영역을 제한함으로써, 여기광의 영향을 가급적 배제할 수 있는 효과도 있다.In addition, since the LED chip 101 is excited by excitation light and emits light, it is necessary to exclude the influence of the excitation light. By limiting the wavelength range in which measurement data is read and output, the effect of the excitation light can be excluded as much as possible. There is also.

본원은, 2021년 7월 16 일자로 출원된 일본 특허출원 2021-118071호의 우선권 주장을 수반하는 것이고, 그 개시 내용은, 그대로 본원의 일부를 구성하는 것이다.This application accompanies the priority claim of Japanese Patent Application No. 2021-118071 filed on July 16, 2021, and the disclosure content constitutes a part of the present application as is.

본 발명은, LED 칩의 대표 파장의 측정에 이용 가능하다.The present invention can be used to measure representative wavelengths of LED chips.

1 : 여기용의 광원
2 : 대물 렌즈
3 : 분광부
4 : 결상 렌즈
5 : 에어리어 센서 (수광 수단)
51 : 화소
511 : 수광 소자
512 : 증폭기
513 : 화소 선택 스위치
52 : 수직 신호선
54 : 열선택 스위치
55 : 수평 신호선
6 : 연산부
7 : 측정 결과 표시부
10a ∼ 10i : 데이터 영역
100 : 측정 대상물
100a : 열영역
101 : LED 칩 (LED 칩)
200 : 테이블
300 : 이동 장치
WB, WG, WR : 본 측정에서의 파장 범위
50B, 50G, 50R : 판독 출력부군
1: Light source for excitation
2: Objective lens
3: Spectrometer
4: imaging lens
5: Area sensor (light receiving means)
51: pixel
511: light receiving element
512: amplifier
513: Pixel selection switch
52: Vertical signal line
54: Column selection switch
55: horizontal signal line
6: Calculation unit
7: Measurement result display section
10a ∼ 10i: data area
100: Measurement object
100a: thermal area
101: LED chip (LED chip)
200: table
300: moving device
WB, WG, WR: Wavelength range in this measurement
50B, 50G, 50R: Reading output unit group

Claims (21)

LED 칩이 여기되어 발광한 광을 분광하는 분광 수단과,
상기 분광 수단에 의해 분광된 광을 파장마다 수광하는 복수의 화소를 갖는 수광 수단과,
상기 복수의 화소의 각각에 대응하고, 각각의 화소로부터의 신호를 판독 출력하는 복수의 판독 출력 수단과,
상기 복수의 판독 출력 수단 가운데, 일부의 판독 출력 수단으로 판독 출력한 신호에 기초하여, 상기 LED 칩의 대표 파장을 연산하는 연산 수단을 구비한 파장 측정 장치.
A spectroscopic means for speculating the light emitted by being excited by the LED chip,
a light receiving means having a plurality of pixels for each wavelength to receive the light split by the spectroscopic means;
a plurality of reading and output means corresponding to each of the plurality of pixels and reading and outputting a signal from each pixel;
A wavelength measuring device comprising calculation means for calculating a representative wavelength of the LED chip based on signals read and output by some of the readout means among the plurality of readout means.
제 1 항에 있어서,
상기 일부의 판독 출력 수단은 1 개의 판독 출력 수단군을 형성하고 있고, 판독 출력 수단군은 복수 존재하는 파장 측정 장치.
According to claim 1,
A wavelength measuring device in which some of the reading/output means form one reading/output means group, and a plurality of reading/output means groups exist.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 연산 수단은, 본 측정에 앞서, 모든 판독 출력 수단으로 판독 출력한 신호에 기초하여 상기 LED 칩의 스펙트럼 정보를 취득하고, 취득한 스펙트럼 정보로부터, 본 측정에 있어서 신호를 판독 출력하는 일부의 판독 출력 수단을 설정하는 파장 측정 장치.
The method of claim 1 or 2,
The calculating means acquires spectrum information of the LED chip based on signals read and output by all readout means prior to the main measurement, and reads and outputs a portion of signals from the acquired spectrum information in the main measurement. Wavelength measuring device for setting means.
제 2 항에 있어서,
상기 연산 수단은, 본 측정에 앞서, 모든 판독 출력 수단으로 판독 출력한 신호에 기초하여 상기 LED 칩의 스펙트럼 정보를 취득하고, 취득한 스펙트럼 정보로부터, 본 측정에 있어서 신호를 판독 출력하는 판독 출력 수단군을 선택하는 파장 측정 장치.
According to claim 2,
The calculation means is a group of readout means that acquires spectrum information of the LED chip based on signals read and output by all readout means prior to the main measurement, and reads and outputs signals in the main measurement from the acquired spectrum information. Select a wavelength measuring device.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수광 수단은 에어리어 센서이며,
상기 에어리어 센서의 일방의 화소열의 각 화소는, LED 칩의 발광면 내의 복수의 영역으로부터의 광을 수광하고, 상기 일방의 화소열에 직교하는 타방의 화소열의 각 화소는, 상기 각 영역으로부터 발광되고 또한 분광된 광을 파장마다 수광하는 파장 측정 장치.
The method according to any one of claims 1 to 4,
The light receiving means is an area sensor,
Each pixel of one pixel column of the area sensor receives light from a plurality of regions in the light emitting surface of the LED chip, and each pixel of the other pixel column orthogonal to the one pixel column emits light from each of the regions. A wavelength measuring device that receives splitted light for each wavelength.
제 5 항에 있어서,
상기 연산 수단은, 상기 LED 칩의 발광면 내의 복수의 영역으로부터의 신호를 평균화하는 파장 측정 장치.
According to claim 5,
A wavelength measuring device in which the calculating means averages signals from a plurality of areas within the light emitting surface of the LED chip.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 일방의 화소열에 직교하는 방향으로 상기 에어리어 센서를 이동함으로써, 상기 LED 칩의 발광면 내의 2 차원의 영역으로부터의 광을 수광하는 파장 측정 장치.
The method of claim 5 or 6,
A wavelength measuring device that receives light from a two-dimensional area within the light emitting surface of the LED chip by moving the area sensor in a direction orthogonal to the one pixel column.
제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 일방의 화소열에 대응하는 LED 칩의 발광면 내의 열영역에 직교하는 방향으로 LED 칩을 이동함으로써, LED 칩의 발광면 내의 2 차원의 영역으로부터의 광을 수광하는 파장 측정 장치.
According to any one of claims 5 to 7,
A wavelength measuring device that receives light from a two-dimensional area within the light-emitting surface of an LED chip by moving the LED chip in a direction orthogonal to a thermal region within the light-emitting surface of the LED chip corresponding to the one pixel row.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 대표 파장은 발광 피크 파장, 무게 중심 파장, 중심 파장 중 적어도 어느 것인 파장 측정 장치.
The method according to any one of claims 1 to 8,
A wavelength measuring device wherein the representative wavelength is at least one of an emission peak wavelength, a center of gravity wavelength, and a center wavelength.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 LED 칩을 여기하여 발광시키는 광원부를 구비하고 있는 파장 측정 장치.
The method according to any one of claims 1 to 9,
A wavelength measuring device comprising a light source unit that excites the LED chip to emit light.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수광 수단 및 판독 출력 수단은, CMOS 센서에 의해 구성되는 파장 측정 장치.
The method according to any one of claims 1 to 10,
A wavelength measuring device in which the light receiving means and the reading output means are comprised of a CMOS sensor.
LED 칩이 여기되어 발광한 광을 분광 수단으로 분광하는 분광 스텝과,
상기 분광 스텝에 의해 분광된 광을 파장마다 복수의 화소에서 수광하는 수광 스텝과,
상기 복수의 화소의 각각에 대응하고, 각각의 화소로부터의 신호를 판독 출력하는 복수의 판독 출력 수단 가운데, 일부의 판독 출력 수단으로 상기 신호를 판독 출력하는 판독 출력 스텝과,
판독 출력 스텝에 의해 판독 출력한 신호에 기초하여, 상기 LED 칩의 대표 파장을 연산하는 연산 스텝을 포함하는 파장 측정 방법.
A spectroscopic step that specifies the light emitted by being excited by the LED chip using a spectroscopic means,
a light receiving step for receiving the light split by the spectral step at a plurality of pixels for each wavelength;
a read-out step for reading and outputting the signal by some read-out means among the plurality of read-out means corresponding to each of the plurality of pixels and reading and outputting the signal from each pixel;
A wavelength measurement method comprising a calculation step for calculating a representative wavelength of the LED chip based on the signal read and output by the read output step.
제 12 항에 있어서,
상기 일부의 판독 출력 수단은 1 개의 판독 출력 수단군을 형성하고 있고, 판독 출력 수단군은 복수 존재하는 파장 측정 방법.
According to claim 12,
A wavelength measurement method in which some of the reading/output means form one reading/output means group, and a plurality of reading/output means groups exist.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 연산 스텝에서는, 본 측정에 앞서, 모든 판독 출력 수단으로 판독 출력한 신호에 기초하여 상기 LED 칩의 스펙트럼 정보를 취득하고, 취득한 스펙트럼 정보로부터, 본 측정에 있어서 신호를 판독 출력하는 일부의 판독 출력 수단을 설정하는 파장 측정 방법.
The method of claim 12 or 13,
In the calculation step, prior to the main measurement, the spectrum information of the LED chip is acquired based on the signals read and output by all readout means, and from the acquired spectrum information, a part of the signal is read and output in the main measurement. Method of measuring wavelength to establish means.
제 13 항에 있어서,
상기 연산 스텝에서는, 본 측정에 앞서, 모든 판독 출력 수단으로 판독 출력한 신호에 기초하여 상기 LED 칩의 스펙트럼 정보를 취득하고, 취득한 스펙트럼 정보로부터, 본 측정에 있어서 신호를 판독 출력하는 판독 출력 수단군을 선택하는 파장 측정 방법.
According to claim 13,
In the calculation step, a group of readout means acquires spectrum information of the LED chip based on signals read and output by all readout means prior to the main measurement, and reads and outputs signals in the main measurement from the acquired spectrum information. Which wavelength measurement method to choose.
제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수광 수단은 에어리어 센서이며,
상기 에어리어 센서의 일방의 화소열의 각 화소는, LED 칩의 발광면 내의 복수의 영역으로부터의 광을 수광하고, 상기 일방의 화소열에 직교하는 타방의 화소열의 각 화소는, 상기 각 영역으로부터 발광되고 또한 분광된 광을 파장마다 수광하는 파장 측정 방법.
The method according to any one of claims 12 to 15,
The light receiving means is an area sensor,
Each pixel of one pixel column of the area sensor receives light from a plurality of regions in the light emitting surface of the LED chip, and each pixel of the other pixel column orthogonal to the one pixel column emits light from each of the regions. A wavelength measurement method that receives divided light at each wavelength.
제 16 항에 있어서,
상기 연산 스텝에서는, 상기 LED 칩의 발광면 내의 복수의 영역으로부터의 신호를 평균화하는 파장 측정 방법.
According to claim 16,
A wavelength measurement method in which, in the calculation step, signals from a plurality of areas within the light emitting surface of the LED chip are averaged.
제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
상기 일방의 화소열에 직교하는 방향으로 상기 에어리어 센서를 이동함으로써, 상기 LED 칩의 발광면 내의 2 차원의 영역으로부터의 광을 수광하는 파장 측정 방법.
The method of claim 16 or 17,
A wavelength measurement method in which light is received from a two-dimensional area within the light emitting surface of the LED chip by moving the area sensor in a direction orthogonal to the one pixel column.
제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 일방의 화소열에 대응하는 LED 칩의 발광면 내의 열영역에 직교하는 방향으로 LED 칩을 이동함으로써, LED 칩의 발광면 내의 2 차원의 영역으로부터의 광을 수광하는 파장 측정 방법.
The method according to any one of claims 16 to 18,
A wavelength measurement method that receives light from a two-dimensional area within the light-emitting surface of an LED chip by moving the LED chip in a direction orthogonal to a thermal region within the light-emitting surface of the LED chip corresponding to the one pixel row.
제 12 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 대표 파장은 발광 피크 파장, 무게 중심 파장, 중심 파장 중 적어도 어느 것인 파장 측정 방법.
The method according to any one of claims 12 to 19,
A wavelength measurement method wherein the representative wavelength is at least one of an emission peak wavelength, a center of gravity wavelength, and a center wavelength.
제 12 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수광 수단 및 판독 출력 수단은, CMOS 센서에 의해 구성되는 파장 측정 방법.
The method according to any one of claims 12 to 20,
A wavelength measurement method in which the light receiving means and the reading output means are comprised of a CMOS sensor.
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