WO2012073345A1 - 発光素子用受光モジュール及び発光素子用検査装置 - Google Patents

発光素子用受光モジュール及び発光素子用検査装置 Download PDF

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WO2012073345A1
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WO
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light
emitting element
led
receiving module
optical fiber
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PCT/JP2010/071409
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English (en)
French (fr)
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昭一 藤森
望月　学
浩義 廣田
美穂 市川
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パイオニア株式会社
株式会社パイオニアＦａ
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0203—Containers; Encapsulations, e.g. encapsulation of photodiodes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02—Details
    • G01J3/0205—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
    • G01J3/0218—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows using optical fibers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01J3/50—Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters using electric radiation detectors
    • G01J3/505—Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters using electric radiation detectors measuring the colour produced by lighting fixtures other than screens, monitors, displays or CRTs
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J2001/4247—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors for testing lamps or other light sources

Definitions

  • the present invention relates to a light-receiving element light-receiving module and a light-emitting element inspection device that receive light from a light-emitting element such as a chip and perform light amount measurement, wavelength measurement, and the like.
  • Patent Document 1 discloses a technique that enables inspection of a top-emitting LED and a bottom-emitting LED. Specifically, a technique is disclosed in which a light amount detector and a wavelength measuring fiber are provided not only above the probe needle but also below the stage.
  • Patent Document 2 discloses a technique in which an optical fiber input unit is vertically provided at the center of a light receiving surface of a photoelectric conversion device, and the received light amount and the emission spectrum are simultaneously measured for simultaneously measuring the emitted light amount and the emission spectrum.
  • JP 2007-19237 A Japanese Patent Laid-Open No. 9-113411
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an example of the object thereof is to provide a light-receiving element light-receiving module and a light-emitting element inspection device capable of accurately calculating the amount of light emitted by the light-emitting element. That is.
  • the light receiving module for a light emitting element is disposed to face the light emitting element, receives a light emitted from the light emitting element and measures the amount of light, and measures a wavelength of the light emitted from the light emitting element.
  • a light guide part that leads to the wavelength measurement part, and the light guide part includes a plane formed by a surface of the light receiving element that faces the light receiving part, and a surface of the light receiving part that faces the light emitting element.
  • the planar surface to be formed is arranged so as to extend in the space to be formed, and the extending direction of the light guide portion is formed so as not to coincide with the optical axis from the light emitting element.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of a light emission state of the LED 101 according to the first embodiment of the present invention.
  • the LED 101 emits light from the light emitting surface 101a.
  • the LED 101 is an example of a light emitting element, and the same applies to other light emitting elements.
  • ⁇ is an angle from the normal direction of the light emitting surface 101a.
  • the LED 101 emits light for each angle ⁇ .
  • FIGS. 1B and 1C are light amount distribution diagrams of the LED 101 at an angle ⁇ .
  • FIG. 1B shows an example of the LED 101 (cos type) having the strongest light quantity when ⁇ is 0 °
  • FIG. 1C shows the LED 101 having the strongest light quantity when ⁇ is around 30 ° (doughnut). Type).
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of the light amount ratio and the intensity difference ratio of the cos-type LED 101 and the donut-type LED 101.
  • the intensity difference ratio is calculated by the following formula.
  • Intensity difference ratio (cos type light quantity ratio ⁇ doughnut type light quantity ratio) / (cos type light quantity ratio + doughnut type light quantity ratio / 2) ⁇ 100
  • the light intensity can be measured with an error in the range of 10% or less.
  • the intensity difference ratio is preferably as small as possible, and it is more preferable to set the value of ⁇ to be measured to be larger than 60 ° and further reduce the intensity difference ratio to less than 10%.
  • setting the value of ⁇ to 90 ° means that all the light emitted by the LED 101 is received, which is not realistic.
  • a photodetector 105 Photo Detector
  • Another method is to increase the area of the photodetector 105.
  • a solar cell panel exceeding 100 mm is used.
  • such a method requires the photo detector 105 for investigating the light quantity of the LED 101. Performance (for example, response speed, etc.) cannot be satisfied.
  • a protective glass for protection is arranged on the surface of the photodetector 105, and the light incident on the photodetector 105 is reflected to some extent by the protective glass.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of the light-receiving element-use light receiving module 1 according to the first embodiment.
  • the light-receiving element-use light receiving module 1 includes a work 102 (sample mounting table), an optical fiber 103, a photodetector 105, a holder 107, a signal line 111, a signal processing board 113, a communication line 115, A spacer 117 and a wavelength measuring unit 121 (see also FIG. 4) are included.
  • a work 102 sample mounting table
  • an optical fiber 103 includes a work 102 (sample mounting table), an optical fiber 103, a photodetector 105, a holder 107, a signal line 111, a signal processing board 113, a communication line 115, A spacer 117 and a wavelength measuring unit 121 (see also FIG. 4) are included.
  • all of these are not indispensable components of the light receiving module 1 for light emitting elements, and it is sufficient to have at least the optical fiber 103, the photodetector 105, the holder 107, and the signal line 111.
  • LED101 is arrange
  • a holder 107 is disposed at a position facing the workpiece 102 with a space therebetween.
  • a photo detector 105 is disposed inside the holder 107.
  • the LED 101, the workpiece 102, and the photodetector 105 are arranged in parallel to each other.
  • the probe needle 109 is in contact with the LED 101 and applies a voltage to the LED 101 when measuring the amount of light and measuring the electrical characteristics.
  • the probe needle 109 may move while the workpiece 102 and the LED 101 are fixed, and the probe needle 109 and the LED 101 may contact each other. Conversely, the workpiece 102 and the LED 101 may move while the probe needle 109 is fixed, and the probe needle 109 and the LED 101 may come into contact with each other.
  • the probe needle 109 is connected to the electrical characteristic measurement unit 119.
  • the holder 107 has a shielding part 107a and a cylindrical side part 107b.
  • the photodetector 105 is disposed in the hollow space inside the side surface portion 107b.
  • a circular opening 107c that forms a frustoconical hollow portion is formed at the center of the shielding portion 107a. Due to the circular opening 107c, the photodetector 105 can receive the light emitted from the LED 101.
  • the central axis of the side surface portion 107b, the central axis of the shielding portion 107a, the central axis of the circular opening 107c, the central axis of the photodetector 105, and the normal line of the light emitting surface 101a of the LED 101 are the same (hereinafter, the same axis is referred to as “common”. Axis ").
  • a circular opening 107c that forms a frustoconical hollow portion is formed from an opening surface 107d.
  • the opening surface 107d is formed so that the diameter increases toward the side where the LED 101 is disposed. The reason why the circular opening 107c is circular will be described.
  • the LED 101 (the light emitting surface 101a of the LED 101) has a square shape.
  • work can be considered.
  • the circular opening 107c is not circular but has the same square shape as the LED 101, the light at the four corners of the LED 101 may not pass through the opening when the LED 101 is rotated. If there is light that cannot pass through the circular opening 107c, the amount of light is reduced correspondingly, resulting in a measurement error.
  • the opening is circular, even if the LED 101 rotates to some extent, the light is incident from the circular opening 107c only by matching the normal line of the light emitting surface 101a with the central axis of the circular opening 107c.
  • the circular opening 107c has a circular shape, the light quantity of the LED 101 can be accurately measured.
  • the opening end 107e which is the outer peripheral end of the opening 107d on the photo detector 105 side, and the photo detector end 105a and the LED 101 which are the outer peripheral ends of the surface facing the LED 101 of the photo detector 105 are formed in a straight line.
  • the An opening surface end 107e and a photodetector end 105a are formed on a straight line of ⁇ that is a constant angle (see also FIG. 1).
  • the angle of ⁇ has an angle of about 60 ° or more as described above.
  • the opening end 107e, the photodetector end 105a, and the LED 101 are formed in a straight line, so that all the light that has passed through the opening end 107e can be received by the photodetector 105. By receiving the maximum amount of light, the light receiving angle is maximized, and the stability of measurement is further improved.
  • An electrical property measuring unit 119 is formed outside the outer peripheral surface 107f of the side surface 107b of the photodetector 105.
  • the electrical characteristic measuring unit 119 has a function of holding the probe needle 109 and a function of measuring electrical characteristics. Further, when the probe needle 109 moves and comes into contact with the LED 101, the electrical characteristic measuring unit 119 also has a function of moving and positioning the probe needle 109.
  • the photodetector 105 receives the light from the LED 101 and outputs an electrical signal proportional to the amount of light as an analog value.
  • the analog value representing the light amount is output to the signal processing board 113 via the signal line 111.
  • the signal processing board 113 amplifies the analog value with a predetermined amplification degree, and then performs A / D conversion from the analog value to a digital value. Then, the light amount information converted into the digital value is output to the tester 151 via the communication line (see also FIG. 5).
  • the signal processing board 113 is physically connected to the holder 107 through the spacer 117.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the position of the optical fiber 103.
  • the optical fiber 103 constitutes the light guide unit 104.
  • the optical fiber 103 has a function of taking light emitted from the LED 101 disposed on the workpiece 102 and guiding it to the wavelength measuring unit 121.
  • the optical fiber 103 has two surfaces, an inclined surface 103a that is an end surface in the longitudinal direction of the optical fiber 103 and a side surface 103b that is a side peripheral surface.
  • the inclined surface 103 a includes one that is not inclined with respect to the longitudinal direction of the optical fiber 103.
  • the optical fiber 103 is formed perpendicular to the common axis. However, it may have a certain angle.
  • the optical fiber 103 passes through the inside of the shielding part 107 a of the holder 107.
  • the optical fiber 103 extends in the normal direction with respect to the cross section of the shielding portion 107a (a surface that includes an axis parallel to the common axis and is perpendicular to the paper surface).
  • the direction in which the optical fiber 103 extends may have a certain angle with respect to the normal direction.
  • the inclined surface 103a of the optical fiber 103 is located inside the circular opening 107c. That is, the optical fiber 103 penetrates through the opening surface 107d of the circular opening 107c.
  • the optical fiber 103 extends into a space 127 formed by a first plane 124 formed by a surface facing the LED 101 of the photodetector 105 and a second plane 125 formed by a surface facing the photodetector 105 of the LED 101.
  • the light guided by the optical fiber 103 is guided through the space 127 in a direction orthogonal (or substantially orthogonal) to the common axis.
  • the optical fiber 103 (light guide unit 104) for measuring the wavelength extends in the space 127 formed by the first plane 124 and the second plane 125, so that the photodetector 105 and the LED 101 are brought close to each other.
  • ⁇ 60 ° or more can be set. That is, the optical fiber 103 (light guide unit 104) for measuring the wavelength extends into the space 127 formed by the first plane 124 and the second plane 125, so that the optical fiber 103 (guide) It can be prevented that the light unit 104) becomes an obstacle and the photodetector 105 and the LED 101 cannot be brought close to each other. As a result, it is possible to accurately measure almost all of the plurality of LEDs 101 having different characteristics.
  • the extending direction of the optical fiber 103 constituting the light guide unit 104 is configured not to coincide with the optical axis of the LED 101. That is, the direction of light guided by the optical fiber 103 and the direction of light incident on the inclined surface 103a of the optical fiber 103 do not match. In other words, as shown in FIG. 4, when light enters the optical fiber 103, the light refracts and travels in the direction before entering. With this configuration, the photodetector 105 and the LED 101 can be brought close to each other. The reason will be explained. If the direction guided by the optical fiber 103 matches the direction of the light before entering the optical fiber 103, the optical fiber 103 is in a state where the angle with the normal direction of the LED 101 is small.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of an outline of the light-emitting element inspection device 3.
  • the light-emitting element inspection device 3 includes a light-emitting element light-receiving module 1, an electrical characteristic measuring unit 119, and a tester 151.
  • the light receiving module 1 for light emitting element includes a workpiece 102 (sample mounting table), an optical fiber 103, a photodetector 105, a holder 107, a signal line 111, a signal processing board 113, a communication line 115, a spacer 117, and a wavelength measuring unit 121.
  • the electrical characteristic measuring unit 119 includes an HV unit 153, an ESD unit 155, a switching unit 157, and a positioning unit 159.
  • the photodetector 105 receives the light emitted from the LED 101 and outputs an electrical signal proportional to the amount of light to the signal processing board 113 as an analog signal.
  • the signal processing board 113 amplifies the analog signal and converts it into a digital signal.
  • the light amount information converted into a digital signal by the signal processing board 113 is output to the tester 151 via the communication line 115.
  • the optical fiber 103 as the light guide unit 104 guides the light emitted from the LED 101 to the wavelength measurement unit 121. Then, the wavelength measuring unit 121 measures the wavelength of the light emitted from the LED 101 and outputs this wavelength information to the tester 151 as a digital value.
  • the probe needle 109 has a function of applying a voltage for causing the LED 101 to emit light by physically contacting the surface of the LED 101.
  • the probe needle 109 is positioned and fixed by a positioning unit 159. If the positioning unit 159 is of a type in which the workpiece 102 moves, the positioning unit 159 has a function of holding the tip position of the probe needle 109 at a fixed position. Conversely, the positioning unit 159 may be any of the type probe 109 is moved, is moved to a predetermined position on the workpiece 102 to the position of the tip of the probe needle 109 LED 101 is placed, thereafter its position Has the function of holding.
  • the HV unit 153 has a role of detecting various characteristics of the LED 101 with respect to the rated voltage by applying the rated voltage. Normally, the photodetector 105 and the wavelength measuring unit 121 measure the light emitted from the LED 101 in a state where the voltage from the HV unit 153 is applied. Various characteristic information detected by the HV unit 153 is output to the tester 151.
  • the ESD unit 155 is a unit that inspects whether or not the LED 101 is electrostatically discharged by applying a large voltage to the LED 101 for a moment to cause electrostatic discharge.
  • the electrostatic breakdown information detected by the ESD unit 153 is output to the tester 151.
  • the switching unit 157 switches between the HV unit 153 and the ESD unit 155. That is, the voltage applied to the LED 101 via the probe needle 109 is changed by the switching unit 157. And by this change, the inspection item of LED101 is each changed to the detection of the various characteristics in a rated voltage, or the presence or absence of an electrostatic breakdown.
  • the tester 151 receives input of light amount information detected by the signal processing board 113, wavelength information detected by the wavelength measurement unit 121, various electrical characteristic information detected by the HV unit 153, and electrostatic breakdown information detected by the ESD unit 153. Then, the tester 151 analyzes and sorts the characteristics of the LED 101 from this input. For example, the tester 151 performs the classification that the LED 101 that does not have a certain performance should be discarded. Further, the separation is performed for each light quantity and wavelength. The physical separation is performed in a step after the inspection by the light emitting element inspection apparatus 3.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of the probe needle 109.
  • the probe needle 109 need not be merely in contact with the LED 101 but needs to be in contact (crimping) with a certain pressure.
  • the direction in which the probe needle 109 extends is preferably in a state where the angle with the normal direction of the LED 101 is small.
  • the probe needle 109 becomes an obstacle, and a situation in which the photodetector 105 and the LED 101 cannot be brought close to each other occurs. . Therefore, in the first embodiment, the photodetector 105 and the LED 101 can be brought close to each other by making the probe needle 109 as horizontal or substantially horizontal as possible as shown in FIG. 6 (FIG.
  • the probe needle tip 109d of the probe needle 109 is bent so that the contact pressure between the probe needle 109 and the LED 101 can be increased and the angle with respect to the normal direction of the LED 101 is small.
  • the photodetector 105 and the LED 101 can be brought close to each other while the tip of the probe needle 109 is crimped to the LED 101.
  • the probe needle 109 is a space formed by the first plane 124 formed by the surface facing the LED 101 of the photodetector 105 and the second plane 125 formed by the surface facing the photodetector 105 of the LED 101. It can also be said that it extends to 127.
  • the probe needle 109 has a probe needle first portion 109a and a probe needle second portion 109b.
  • FIG.6 (b) is an enlarged view of b part of Fig.6 (a).
  • the probe needle 109 has a probe needle third portion 109c and a probe needle tip portion 109d at the tip portion of the probe needle second portion 109b.
  • the probe needle 109 is bent from the probe needle third portion 109c and the probe needle tip portion 109d extends.
  • the probe needle tip 109d is pressure-bonded to the LED 101.
  • the probe needle third portion 109c has a truncated cone shape.
  • the probe needle second portion 109b is refracted and extends toward the photodetector 105 as viewed from the probe needle first portion 109a.
  • the probe needle first portion 109a, the probe needle second portion 109b, and the probe needle third portion 109c are held at an angle of less than 10 ° with respect to the horizontal. Since it comprised in this way, it becomes possible to make LED101 adjoin to the photodetector 105.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram of specific forms of the probe needle 109 and the positioning unit 159.
  • the probe needle 109 may be formed by a needle holding mechanism 159a.
  • the needle holding mechanism 159 a is disposed on the outer portion of the outer peripheral surface 107 f of the holder 107.
  • the needle holding mechanism 159a has a large thickness in the common axis direction, and if the needle holding mechanism 159a is provided at the internal direction position of the common shaft (position where the shielding portion 107a exists), the LED 101 is brought close to the photodetector 105. This is because it becomes difficult. In other words, with such a configuration, the LED 101 can be brought close to the photodetector 105.
  • the probe needle 109 may be formed of a probe card 159b.
  • the probe card 159b is arranged in the space on the side where the LED 101 is present at the position where the shielding part 107a of the holder 107 is present.
  • the probe card 159b has a small thickness in the common axis direction and can be disposed in a space on the side where the LED 101 is present at the position where the shielding portion 107a is present. If comprised in this way, the length of the probe needle
  • the probe card 159b is positioned by a probe card spacer 161.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram regarding the angle of the inclined surface 103 a of the optical fiber 103.
  • FIG. 8 is an example for the following case.
  • the inclined surface 103a is inclined by ⁇ 2 with respect to the light guide direction of the optical fiber 103 (the direction in which the optical fiber 103 extends), and the inclined surface 103a is opposite to the LED 101 (the direction toward the photodetector 105).
  • the position of the inclined surface 103a is arranged at a position having an angle of ⁇ 3 with respect to the normal line of the light emitting surface 101a of the LED 101. In such a case, the incident angle of the light incident on the inclined surface 103a is 90 ° ⁇ 3 + ⁇ 2.
  • the direction of light after entering the inclined surface 103a is the refraction angle.
  • the refraction angle coincides with ⁇ 2
  • the light incident on the inclined surface 103a is refracted and proceeds in the light guide direction.
  • n is the refractive index of the optical fiber with respect to air.
  • the optical fiber 103 has an inclined surface 103a formed at the tip, and a side surface 103b formed on a cylindrical outer peripheral surface.
  • the inside of the optical fiber 103 is formed by a core 103d located at the center and a clad 103c surrounding the core. Light propagates in the core 103d while being totally reflected.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram of the angle of the inclined surface 103a when the optical fiber 103 itself is inclined.
  • FIG. 9 is basically the same as the case of FIG. 8 except that the optical fiber 103 is inclined by ⁇ 4 with respect to the horizontal.
  • the optical fiber 103 is inclined by ⁇ 4 with respect to the horizontal.
  • the inclined surface 103a is preferably subjected to APC (Angle Physical contact) polishing.
  • APC polishing is a polishing method in which an oblique convex spherical polishing surface is applied. By this APC polishing, reflection attenuation can be suppressed.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of the inclined direction of the inclined surface 103 a of the optical fiber 103.
  • the inclined surface 103a of the optical fiber 103 may have various angles. Specifically, the inclined surface 103a may be opposed to the LED 101 as shown in FIG. 10 (a), and the inclined surface 103a may extend with respect to the extending direction of the optical fiber 103 or the light guiding direction as shown in FIG. 10 (b). It does not have to be inclined. This is because the light emitted from the LED 101 can be captured even in the shapes as shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b). Naturally, as shown in FIG. 10C, the inclined surface 103 a having the shape described with reference to FIGS. 8 and 9 may face the photodetector 105.
  • FIG. 11 is a modified example in which a transparent member 123 a that is a light guide member 123 is provided at the tip of the optical fiber 103.
  • an optical fiber used for guiding light to a wavelength measuring unit is provided with a protective tube, a metal fitting at the tip, and the like, and as a result, its outer shape is about ⁇ 10 mm.
  • the optical fiber 103 used in the embodiment as shown in FIG. 4 is used without the protective tube, and its outer shape is about ⁇ 0.5 mm.
  • the optical fiber used for guiding the light to the wavelength measuring unit 121 cannot be used as it is for the optical fiber 103 used in the embodiment shown in FIG. .
  • the protective tube is peeled off and used in the range of a certain distance from the tip of the optical fiber used for guiding the light to the wavelength measuring unit 121.
  • the optical fiber used for guiding light to the wavelength measuring unit 121 can be used as it is for the optical fiber 103 used in the embodiment as shown in FIG.
  • an optical fiber without a protective tube is very fragile and may be damaged by slight contact.
  • the transparent member inclined surface 123c of the optical fiber needs to be processed with the inclination angle of the tip, but the optical fiber is broken during the processing. There is also a risk of doing.
  • a transparent member 123 a is provided separately from the optical fiber used for guiding the light to the wavelength measuring unit 121.
  • the transparent member 123a is provided separately from the optical fiber used to guide the light to the wavelength measuring unit 121 (the light guide member 123 is configured by a member different from the optical fiber), the light guide member 123 can be formed of a material having a higher strength than the optical fiber, and can be made strong against contact and the like.
  • the transparent member 123a is provided separately from the optical fiber used to guide the light to the wavelength measuring unit 121 (the light guide member 123 is formed of a member different from the optical fiber), the inclination angle of the tip is changed. It is also possible to select materials suitable for processing. Furthermore, even if the transparent member 123a is damaged due to processing or the like, it is sufficient to replace only the transparent member 123a.
  • the transparent member 123a should be configured as short as possible. There is a request. This is because it is difficult to form the transparent member 123a from a material having a higher light transmittance as the optical fiber, and as a result, if the transparent member 123a is configured longer, the amount of light is reduced. It may be necessary to bend the transparent member 123a in order to guide the light to the wavelength measuring unit 121 using the transparent member 123a after the transparent member 123a is configured long. This is because the light quantity is reduced. Therefore, the transparent member 123a needs to be configured as short as possible.
  • the transparent member 123a is configured to be short, it becomes necessary to bring the optical fiber used for guiding light to the wavelength measuring unit 121 having ⁇ of 10 mm up to the inside of the holder 107. If it does so, the optical fiber used for light guide to the wavelength measurement part 121 will come to the very vicinity of LED101. In this case, the LED 101 and the photodetector 105 must be formed apart from each other because of the amount of ⁇ of the optical fiber used to guide the light to the wavelength measuring unit 121 and a space for holding the optical fiber. This makes it difficult to bring the LED 101 and the photodetector 105 close to each other, which is the most important point of the present embodiment.
  • the optical fiber 103 is further interposed between the optical fiber used for guiding the light to the wavelength measuring unit 121 and the transparent member 123a. Since it has the above configuration, the optical fiber used to guide light to the wavelength measuring unit 121 can easily bend the optical fiber and guide it to the wavelength measuring unit.
  • a transparent member 123a is provided (the light guide member 123 is formed of a member different from the optical fiber). It can be formed of a material having a higher strength than the optical fiber, and can be made stronger against contact and the like.
  • the transparent member 123a is provided separately from the optical fiber used to guide the light to the wavelength measuring unit 121 (the light guide member 123 is formed of a member different from the optical fiber), the inclination angle of the tip is changed. It is also possible to select materials suitable for processing. Furthermore, even if the transparent member 123a is damaged due to processing or the like, it is sufficient to replace only the transparent member 123a.
  • the transparent member 123a is made of, for example, a transparent dielectric.
  • the transparent dielectric is glass or the like.
  • the transparent member 123a does not need to have a cylindrical shape, and may have a prismatic shape having a square bottom surface. Further, in some cases, it may be a prismatic shape having a rectangular bottom surface. For example, the shape may be a plate glass.
  • the transparent member 123 a is an example of the light guide member 123.
  • the light guide unit 104 is configured by combining the transparent member 123 a and the optical fiber 103.
  • the transparent member inclined surface 123c of the transparent member 123a may face various directions as in the optical fiber 103 in FIG. .
  • the effect is the same as that in each direction in FIG.
  • FIG. 12 shows a modification in which a reflective film as a reflective member 123b is provided on the outer peripheral portion of the transparent member 123a.
  • the transparent member inclined surface 123c of the transparent member 123a may face various directions as shown in FIG.
  • FIG. 13 shows a modification in which only the reflecting member 123b is provided.
  • only the reflection member 123b which is the light guide member 123, may be provided to guide light.
  • the inclined surface 103a has an angle of 45 ° with respect to the extending direction (light guide direction) of the optical fiber 103, and , Facing the photodetector 105. By doing so, light incident from the side surface 103b of the optical fiber 103 can be reflected by the inclined surface 103a and guided in the extending direction.
  • FIG. 15 is an explanatory diagram of light reflected by the inclined surface 103a.
  • the light that has entered the inclined surface 103 a is divided into light that enters the optical fiber 103 that is the light guide unit 104 and light that is reflected. It is preferable to arrange the reflected light so that the photodetector 105 receives the reflected light. If comprised in this way, even if it comprises the light guide part 104 with a big transparent member like a plate glass, the light received by the photodetector 105 can be increased as much as possible.
  • the light receiving module 1 for a light emitting element of the present invention is disposed to face an LED 101, receives a light emitted from the LED 101 and measures the amount of light, and a wavelength measuring unit for measuring the light emitted from the LED 101. And a light guide portion 104 led to 121.
  • the light guide unit 104 is disposed so as to extend into a space formed by a plane formed by the surface of the LED 101 facing the photodetector 105 and a plane formed by the surface of the photodetector 105 facing the LED 101.
  • the extending direction of 104 is formed so as not to coincide with the optical axis from the LED 101. If comprised in this way, it will become possible to make the photodetector 105 and LED101 adjoin.
  • An example of the light emitting element in the present invention is an LED. That is, the light emitting element may be any element that emits light. Here, the light is not limited to visible light, and may be, for example, infrared rays or ultraviolet rays.
  • An example of the light receiving unit in the present invention is the photodetector 105.
  • An example of the light guide unit in the present invention is the optical fiber 103.
  • the light guide part may be formed by the optical fiber 103, the light guide member 123, and the like. That is, the light guide part may be formed of a plurality of members as long as light can be guided.
  • An example of the light guide member in the present invention is a glass plate, a glass tube, a hollow waveguide, or the like.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light receiving module for light emitting elements, 3 ... Inspection apparatus for light emitting elements, 101 ... LED (light emitting element), 101a ... Light emitting surface, 103 ... Optical fiber (light guide part), 103a ... Inclined surface, 103b ... Side surface, 103c ... Cladding, 103d ... Core, 104 ... Light guide part, 105 ... Photo detector (light receiving part), 109 ... Probe needle, 123 ... Light guide member (light guide part), 123a ... Transparent member (light guide part), 123b ... Reflecting member , 123c ... transparent member inclined surface, 151 ... tester

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Abstract

　発光素子が発光する光量を精度よく算出することが可能な発光素子用受光モジュール及び発光素子用検査装置を提供することである。　本発明の発光素子用受光モジュール１は、ＬＥＤ１０１に対向して配置され、ＬＥＤ１０１が発光する光を受光しその光量を測定するフォトディテクタ１０５と、ＬＥＤ１０１の発光する光を波長測定のための波長測定部１２１へ導く導光部１０４と、を有し、導光部１０４は、ＬＥＤ１０１がフォトディテクタ１０５と対向する面が形成する平面と、フォトディテクタ１０５のＬＥＤ１０１と対向する面が形成する平面とが形成する空間内に延在するように配置され、導光部１０４の延在方向は、ＬＥＤ１０１からの光軸と一致しないように形成される。

Description

発光素子用受光モジュール及び発光素子用検査装置
　本発明は、チップなどの発光素子からの光を受光して、光量測定、波長測定等をおこなう発光素子用受光モジュール及び発光素子用検査装置に関する。
　特許文献１には、上面発光ＬＥＤ及び下面発光ＬＥＤの検査も可能とする技術が開示されている。具体的には、プローブ針の上部ばかりではなくステージ下側にも、光量検出器、波長測定用ファイバを設けている技術が開示されている。
　特許文献２には、光電変換装置の受光面の中央に光ファイバ入力部を垂直に設け、発光光量と発光スペクトルを同時に測定する受光光量と発光スペクトルを同時に測定する技術が開示されている。
特開２００７―１９２３７号公報 特開平９―１１３４１１号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の方法においては、ＬＥＤの発光角度範囲のうち±１０°程度の範囲でしか光量測定ができず、ＬＥＤが発光する光量を精度良く算出することが困難である。
　また、特許文献２に記載の方法では、発行角度を広角範囲で可能であるが、特殊な光電変換装置が必要となってしまう。
　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、発光素子が発光する光量を精度よく算出することが可能な発光素子用受光モジュール及び発光素子用検査装置を提供することである。
　本発明の発光素子用受光モジュールは、発光素子に対向して配置され、前記発光素子が発光する光を受光しその光量を測定する受光部と、前記発光素子の発光する光を波長測定のための波長測定部へ導く導光部と、を有し、前記導光部は、前記発光素子が前記受光部と対向する面が形成する平面と、前記受光部の前記発光素子と対向する面が形成する平面とが形成する空間内に延在するように配置され、前記導光部の延在方向は、前記発光素子からの光軸と一致しないように形成される。
本発明の第１の実施形態におけるＬＥＤの発光状況の説明図である。 ｃｏｓ型のＬＥＤ及びドーナツ型のＬＥＤの光量比率及び強度差比率の説明図である。 第１の実施形態の発光素子用受光モジュールの説明図である。 光ファイバの位置を説明する説明図である。 発光素子用検査装置の概要の説明図である。 プローブ針の説明図である。 プローブ針及び位置決めユニットの具体的な形態の説明図である。 光ファイバの傾斜面の角度についての説明図である。 光ファイバ自体が傾いている場合の傾斜面の角度についての説明図である。 光ファイバの傾斜面の傾斜方向の説明図である。 光ファイバの先端に導光部材である透明部材を設ける変形例である。 透明部材の外周部に反射部材である反射膜を設ける変形例である。 反射部材のみを設ける変形例である。 光ファイバをＬＥＤの法線方向（θ＝０°）に配置した場合の導光方法の説明図である。 傾斜面によって反射した光についての説明図である。
　以下、本発明の第１の実施形態を、図１を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態におけるＬＥＤ１０１の発光状況の説明図である。
　図１（ａ）に記載されているように、ＬＥＤ１０１は発光面１０１ａから光を発光する。
　ここで、ＬＥＤ１０１は発光素子の一例であり、他の発光する素子であっても同様である。
　なお、θは、発光面１０１ａの法線方向からの角度である。
　ＬＥＤ１０１は、それぞれの角度θに対して光を放射している。
　図１（ｂ）及び図１（ｃ）は、角度θにおけるＬＥＤ１０１の光量分布図である。
　図１（ｂ）は、θが０°の場合に光量が最も強いＬＥＤ１０１（ｃｏｓ型）の例であり、図１（ｃ）は、θが３０°近傍の場合に光量が最も強いＬＥＤ１０１（ドーナツ型）の例である。
　多数のＬＥＤ１０１を製造する場合には、ある程度製造誤差が存在してしまう。
　仮に、ＬＥＤ１０１のウエハに、図１（ｂ）のような特性を持ったＬＥＤ１０１を製造しようとしても、図１（ｃ）のようにθが０°ではない位置においてピークができてしまうＬＥＤ１０１が製造されてしまう。
　しかし、発光素子用受光モジュール１は、図１（ｂ）のような特性（ｃｏｓ型の特性）を有するＬＥＤ１０１から、図１（ｂ）のような特性（ドーナツ型の特性）を有するＬＥＤ１０１まで測定しなければならない。
　実際の一例として、製造したＬＥＤ１０１のウエハから複数のＬＥＤ１０１を抜き取り、それぞれの光量分布の測定をした結果、ＬＥＤ１０１の光の強度のピークの位置（角度）はそれぞれのＬＥＤ１０１によって異なっていたものの、ピークの位置がθ＝３０°までのものにほぼ収まっていた。
　このことは、製造されるほぼ全てのＬＥＤ１０１の光量の強度のピークの位置（角度）は、θ＝０°からθ＝３０°までの範囲に収まることを意味する。
　つまり、ピークの位置がθ＝０°で±９０°の（立体的な）光量分布の断面がｃｏｓ型の特性を有するＬＥＤ１０１と、ピークの位置が最もずれたθ＝３０°でピークを有するドーナツ型の特性を有するＬＥＤ１０１は、同一のＬＥＤ１０１のウエハに製造される可能性のあるＬＥＤ１０１の両極端の製品であると仮定できることになる。
　そうすると、θ＝３０°でピークとなるＬＥＤ１０１とθ＝０°でピークとなるＬＥＤ１０１の両極端のＬＥＤ１０１を、一定の誤差の範囲で精度よく測定できれば、この一定の誤差よりもより少ない誤差で、この両極端の範囲内のＬＥＤ１０１（θが０°～３０°いない位置にピークを有するＬＥＤ１０１）を測定できることになる。
　このことは製造されうるＬＥＤ１０１のほぼ全てを、その誤差が一定の範囲で精度よく測定できることになる。
　これによって、本実施形態の課題である、ＬＥＤ１０１を精度よく測定することが可能となる。
　ｃｏｓ型の特性を有するＬＥＤ１０１から、ドーナツ型の特性を有するＬＥＤ１０１まで測定するための具体的な方法は、後述する図２についての説明部分にて説明する。
　図２は、ｃｏｓ型のＬＥＤ１０１及びドーナツ型のＬＥＤ１０１の光量比率及び強度差比率の説明図である。
　ここで、光量比率は、θ＝０°から図示した角度θまでの範囲について受光した場合の光量を示している。
　したがって、θ＝９０°となった場合の全面発光分に対する光量比率の値は１００％となる。
　また、ｃｏｓ型のＬＥＤ１０１の方がドーナツ型のＬＥＤ１０１よりも高い値を示している。なぜなら、ｃｏｓ型のＬＥＤ１０１は、θ＝０°が最も強度が高く（以下、必要に応じてピーク強度ともいう）θが大きくなるに従って、強度が低くなることから、θ＝０°時点でのピーク強度を持たないｃｏｓ型の強度よりも低い窪みを有するＬＥＤ１０１よりも早く光量比率の値が大きくなるからである。
　強度差比率は以下の式で計算される。
　強度差比率＝（ｃｏｓ型の光量比率－ドーナツ型の光量比率）／（ｃｏｓ型の光量比率＋ドーナツ型の光量比率／２）×１００
　この強度差比率は、図２のように、θ＝０°近傍で最大になっており、その後、徐々に減少している。
　そして、この強度差比率が１０％以下になるのは、θ＝約６０°以上の場合である。
　つまり、θ＝約６０°以上となるように光を受光すれば、たとえ、そのＬＥＤ１０１がドーナツ型でピークの位置が最も角度を有するθ＝３０°でピークを持つＬＥＤ１０１であろうと、ｃｏｓ型でピークが全くずれていないθ＝０°でピークを持つＬＥＤ１０１であろうと、１０％以下の範囲の誤差で光の強度の測定が可能ということになる。
　これによって、ｃｏｓ型でピークがθ＝３０°以下の位置にあるＬＥＤ１０１（＝製造されるほぼすべてのＬＥＤ１０１）を、１０％以下の精度で測定可能となる。
　なお、強度差比率はできるだけ小さいほうがよく、測定するθの値を６０°より大きく設定して、強度差比率を１０％よりもさらに小さくした方がより好適である。
　もっとも、測定するθの値を９０°にすることは、ＬＥＤ１０１が放射した光を全て受光するということであり現実的ではない。
　では、どのようにすれば、θが約６０°となる範囲（もしくはそれ以上）まで測定することが可能となるのか以下に説明する。
　具体的には、ＬＥＤ１０１から放射された光を受光するフォトディテクタ１０５（Ｐｈｏｔｏ　Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）を、ＬＥＤ１０１にできるだけ近接させることである。
　また、他の方法は、フォトディテクタ１０５を大面積化させることである。
　しかし、フォトディテクタ１０５を大面積化するために、例えば、１００ｍｍを超えるような太陽電池パネルを使用する例も存在するが、このような方法では、ＬＥＤ１０１の光量を調査するためのフォトディテクタ１０５必要とする性能（例えば、応答速度等）を満たすことができていない。
　なお、現実には、フォトディテクタ１０５にはその表面に保護のための保護ガラスが配置されており、この保護ガラスによってフォトディテクタ１０５に入射した光はある程度反射されてしまう。
　しかし、この場合であってもθ＝７０°程度の範囲まで、フォトディテクタ１０５が受光することができれば、強度差比率を１０％以下に保つことが可能である。
　図３は、第１の実施形態の発光素子用受光モジュール１の説明図である。
　図３のように、発光素子用受光モジュール１は、本実施形態では、ワーク１０２（試料設置台）、光ファイバ１０３、フォトディテクタ１０５、ホルダ１０７、信号線１１１、信号処理基板１１３、通信線１１５、スペーサ１１７、波長測定部１２１（図４も参照のこと）を有している。
　もっとも、この全てが発光素子用受光モジュール１の必須の構成ではなく、少なくとも、光ファイバ１０３、フォトディテクタ１０５、ホルダ１０７、信号線１１１を有していれば足りる。
　なお、発光素子用検査装置３（図５も参照のこと）は、発光素子用受光モジュール１に加え、ＬＥＤ１０１の電気特性を検査するためのプローブ針１０９、電気特性計測部１１９及びテスタ１５１を有している。
　ＬＥＤ１０１は水平に設置されているワーク１０２上に配置されている。
　このワーク１０２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、ワーク１０２及びフォトディテクタ１０５は互いに平行となるように配置されている。
　プローブ針１０９は、光量の測定及び電気特性測定時にはＬＥＤ１０１に接触して、電圧をＬＥＤ１０１に印加する。
　ワーク１０２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ワーク１０２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。
　プローブ針１０９は、電気特性計測部１１９と接続されている。
　ホルダ１０７は、遮蔽部１０７ａ及び円筒形状の側面部１０７ｂを有している。
　側面部１０７ｂの内部の中空空間に、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、円錐台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。
　側面部１０７ｂの中心軸、遮蔽部１０７ａの中心軸、円形開口部１０７ｃの中心軸、フォトディテクタ１０５の中心軸、ＬＥＤ１０１の発光面１０１ａの法線は同一である（以下、この同一の軸を「共通軸」という。）。
　円錐台形の中空部を形成する円形開口部１０７ｃは、開口面１０７ｄから形成される。
　この開口面１０７ｄは、ＬＥＤ１０１が配置される側に向かって直径が大になるように形成されている。
　このように、円形開口部１０７ｃが円形となっている理由を説明する。
　通常の場合、ＬＥＤ１０１（ＬＥＤ１０１の発光面１０１ａ）は四角の形状を有している。また、ＬＥＤ１０１の光量を測定する場合には、ＬＥＤ１０１はワークの水平面内である程度回転した状態で測定される場合が考えられる。
　この場合に、円形開口部１０７ｃが円形ではなく、ＬＥＤ１０１と同じ四角形状であると、ＬＥＤ１０１が回転した状態では、ＬＥＤ１０１の四隅部分の光が、開口部を通過できないおそれがある。
　そして、円形開口部１０７ｃを通過できない光があると、その分、光量が減少してしまい測定誤差が生じてしまう。
　その点、開口部が円形であれば、ＬＥＤ１０１がある程度回転しても、発光面１０１ａの法線と円形開口部１０７ｃの中心軸とを合致させだけで、円形開口部１０７ｃからその光が入射される。
　つまり、円形開口部１０７ｃの形状が円形であることによって、精度良くＬＥＤ１０１の光量を測定することが可能となる。
　また、この開口面１０７ｄのフォトディテクタ１０５側の外周端部である開口面端部１０７ｅ、フォトディテクタ１０５のＬＥＤ１０１と対抗する側の面の外周端部であるフォトディテクタ端部１０５ａ及びＬＥＤ１０１は一直線上に形成される。
　一定の角度であるθの直線上に（図１も参照のこと）、開口面端部１０７ｅ及びフォトディテクタ端部１０５ａが形成される。ここで、θの角度は前述のように約６０°又はそれ以上の角度を有している。
　このように構成することによって、フォトディテクタ１０５は、ＬＥＤ１０１の光をθ＝６０°以上の範囲について受光することが可能となる。
　また、開口面端部１０７ｅ、フォトディテクタ端部１０５ａ及びＬＥＤ１０１は一直線上に形成することによって、開口面端部１０７ｅを通過した光は全て、フォトディテクタ１０５に受光させることができる。これは最大限の光量を受光することで、受光角度は最大になり、さらに測定の安定性の向上にもつながる。
　フォトディテクタ１０５の側面部１０７ｂの外周面１０７ｆの外部には、電気特性計測部１１９が形成されている。
　この電気特性計測部１１９は、プローブ針１０９を保持する機能、電気特性を計測する機能を有している。
　また、プローブ針１０９が移動してＬＥＤ１０１と接触する場合には、電気特性計測部１１９はプローブ針１０９を移動する機能及び位置決めする機能をも有している。
　フォトディテクタ１０５は、ＬＥＤ１０１からの光を受光してその光量に比例した電気信号をアナログ値として出力する。
　この光量を表すアナログ値は、信号線１１１を介して信号処理基板１１３に出力される。
　信号処理基板１１３は、このアナログ値を所定の増幅度で増幅した後、アナログ値からデジタル値にＡ／Ｄ変換する。
　そして、デジタル値に変換された光量情報は、通信線を介してテスタ１５１に出力される（図５も参照のこと）。
　信号処理基板１１３はスペーサ１１７を介してホルダ１０７と物理的に接続している。
　図４は、光ファイバ１０３の位置を説明する説明図である。
　光ファイバ１０３は、導光部１０４を構成する。つまり、光ファイバ１０３はワーク１０２上に配置されたＬＥＤ１０１から放射された光を取り入れ波長測定部１２１に導光する機能を有している。
　光ファイバ１０３は、光ファイバ１０３の長手方向の端面である傾斜面１０３ａ及び側周面である側面１０３ｂの二つの面を有している。なお、傾斜面１０３ａは、光ファイバ１０３の長手方向に対して傾斜していないものも含む。
　光ファイバ１０３は、共通軸に対して垂直に形成される。もっとも、ある程度の角度を有していても良い。
　光ファイバ１０３は、ホルダ１０７の遮蔽部１０７ａ内部を貫通している。より具体的には、遮蔽部１０７ａの断面（共通軸と平行な軸を含み紙面との垂直な面）に対する法線方向に向かって伸びている。なお、光ファイバ１０３が延びる方向は法線方向とはある程度角度を有していても良い。
　また、光ファイバ１０３の傾斜面１０３ａは、円形開口部１０７ｃ内部に位置する。つまり、光ファイバ１０３は、円形開口部１０７ｃの開口面１０７ｄを突き抜けている。
　さらに、光ファイバ１０３は、フォトディテクタ１０５のＬＥＤ１０１と対向する面が形成する第１の平面１２４と、ＬＥＤ１０１のフォトディテクタ１０５と対向する面が形成する第２の平面１２５とによって形成される空間１２７に延在している。
　換言すれば、光ファイバ１０３によって導光される光は、この空間１２７の内部を、共通軸と直交（又は略直交）する方向へ導光される。
　波長を測定する為の光ファイバ１０３（導光部１０４）が第１の平面１２４と第２の平面１２５とによって形成される空間１２７に延在していることによって、フォトディテクタ１０５とＬＥＤ１０１を接近させ、θ＝６０°以上とすることが可能となる。
　つまり、波長を測定する為の光ファイバ１０３（導光部１０４）が第１の平面１２４と第２の平面１２５とによって形成される空間１２７に延在していることによって、光ファイバ１０３（導光部１０４）が障害となってフォトディテクタ１０５とＬＥＤ１０１を接近させることができないということを防ぐことができる。
　その結果、特性の異なる複数のＬＥＤ１０１のほぼ全てについて、精度よく測定することが可能となる。
　また、導光部１０４を構成する光ファイバ１０３の延在方向は、ＬＥＤ１０１の光軸と一致しないように構成されている。
　つまり、光ファイバ１０３で導光する方向と、光ファイバ１０３の傾斜面１０３ａに入射する光の方向は一致していない。換言すると、図４のように、光は光ファイバ１０３に入射すると入射する前の方向に対して屈折して進む。
　このように構成したことによって、フォトディテクタ１０５とＬＥＤ１０１を近接させることが可能となる。
　その理由を説明する。
　光ファイバ１０３で導光する方向と、光ファイバ１０３に入射する前の光の方向を一致させてしまうと、光ファイバ１０３がＬＥＤ１０１の法線方向と角度が小さい状態となってしまう。
　例えば、図３で、θ＝６０°の方向にそのまま導光する光ファイバ１０３であると、フォトディテクタ１０５の内部を貫通させなければならない。
　これを避けるためには、フォトディテクタ１０５をＬＥＤ１０１から遠ざけなければならなくなる。そうすると、θ＝６０°までの範囲の光をフォトディテクタ１０５は受光できなくなってしまい。
　θ＝６０°までの範囲の光を受光するという本実施形態の目的を達成できなくなってしまう。
　なお、フォトディテクタ１０５を貫通させて光ファイバ１０３を配置すれば、光ファイバ１０３に入射する前の光の方向を一致させ、且つ、フォトディテクタ１０５をＬＥＤ１０１に近接させることが可能となるが、このように構成すると、貫通孔を有するフォトディテクタ１０５を特別に作成する必要が生じ、構造の複雑化、コストの増加等の原因となってしまうという問題点を有する。
　図５は、発光素子用検査装置３の概要の説明図である。
　発光素子用検査装置３は、発光素子用受光モジュール１、電気特性計測部１１９及びテスタ１５１を有している。
　発光素子用受光モジュール１は、ワーク１０２（試料設置台）、光ファイバ１０３、フォトディテクタ１０５、ホルダ１０７、信号線１１１、信号処理基板１１３、通信線１１５、スペーサ１１７、波長測定部１２１を有している
　電気特性計測部１１９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して、その光量に比例する電気信号をアナログ信号として、信号処理基板１１３に出力する。
　信号処理基板１１３は、このアナログ信号を増幅し、デジタル信号に変換する。この信号処理基板１１３でデジタル信号に変換された光量情報は通信線１１５を介してテスタ１５１に出力される。
　導光部１０４としての光ファイバ１０３は、ＬＥＤ１０１によって放射された光を波長測定部１２１に導光する。
　そして、波長測定部１２１は、ＬＥＤ１０１から放射された光の波長を測定し、この波長情報をデジタル値としてテスタ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、ワーク１０２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が載置されるワーク１０２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及び波長測定部１２１が測定を行う。
　ＨＶユニット１５３が検出した各種特性情報はテスタ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１５３が検出した静電破壊情報はテスタ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。
　テスタ１５１は、信号処理基板１１３が検出した光量情報、波長測定部１２１が検出した波長情報、ＨＶユニット１５３が検出した各種電気特性情報、ＥＳＤユニット１５３が検出した静電破壊情報の入力を受ける。
　そして、テスタ１５１は、この入力からＬＥＤ１０１の特性を分析・分別を行う。
　例えば、テスタ１５１は、一定の性能を有しないＬＥＤ１０１は破棄するべき旨の分別を行う。さらに、光の光量、波長毎に分別を行う。
　なお、物理的な分別は、発光素子用検査装置３による検査の後の工程で行われる。
　図６は、プローブ針１０９の説明図である。
　プローブ針１０９は、ＬＥＤ１０１に単に当接するだけでは足らず、ある程度の圧力を持って当接（圧着）する必要がある。そのためには、プローブ針１０９が伸びる方向は、ＬＥＤ１０１の法線方向との角度が少ない状態で有ることが好ましい。
　しかし、そのようにプローブ針１０９が伸びる方向がＬＥＤ１０１の法線方向との角度が少ない状態とすると、プローブ針１０９が障害となって、フォトディテクタ１０５とＬＥＤ１０１を接近させることができない事態が生じてしまう。
　そこで、第１の実施形態では、図６（図３）のようにできるだけプローブ針１０９を水平又は略水平にすることによってフォトディテクタ１０５とＬＥＤ１０１を接近させることを可能としている。
　その上で、プローブ針１０９とＬＥＤ１０１との接触圧を高めて圧着できるように、プローブ針１０９のプローブ針先端部１０９ｄを屈曲させ、ＬＥＤ１０１の法線方向との角度が少ない状態としている。
　これによって、プローブ針１０９の先端部をＬＥＤ１０１に圧着させつつ、フォトディテクタ１０５とＬＥＤ１０１を接近させることができる。
　また、換言すると、プローブ針１０９は、フォトディテクタ１０５のＬＥＤ１０１と対向する面が形成する第１の平面１２４と、ＬＥＤ１０１のフォトディテクタ１０５と対向する面が形成する第２の平面１２５とによって形成される空間１２７に延在しているということもできる。
　図６（ａ）のように、プローブ針１０９は、プローブ針第１部分１０９ａ、プローブ針第２部分１０９ｂを有する。図６（ｂ）は、図６（ａ）のｂ部分の拡大図である。
　図６（ｂ）のように、プローブ針１０９は、プローブ針第２部分１０９ｂの先端部分には、プローブ針第３部分１０９ｃ及びプローブ針先端部１０９ｄを有している。
　図６（ｂ）のように、プローブ針１０９は、プローブ針第３部分１０９ｃから屈曲してプローブ針先端部１０９ｄが延在している。このプローブ針先端部１０９ｄがＬＥＤ１０１と圧着する。
　プローブ針第３部分１０９ｃは、円錐台形状を有している。
　プローブ針第２部分１０９ｂは、プローブ針第１部分１０９ａからみて、フォトディテクタ１０５側に屈折して延在している。
　また、プローブ針第１部分１０９ａ、プローブ針第２部分１０９ｂ及びプローブ針第３部分１０９ｃは、水平に対して１０°未満の角度に保持されている。
　このように構成したことから、ＬＥＤ１０１をフォトディテクタ１０５に近接させることが可能となる。
　図７は、プローブ針１０９及び位置決めユニット１５９の具体的な形態の説明図である。
　図７（ａ）のように、プローブ針１０９はニードル保持機構１５９ａによって形成されていても良い。
　この場合には、ニードル保持機構１５９ａはホルダ１０７の外周面１０７ｆの外側部分に配置される。その理由は、ニードル保持機構１５９ａは共通軸方向の厚さが大きく、ニードル保持機構１５９ａを共通軸の内部方向位置（遮蔽部１０７ａの存在する位置）に設けると、ＬＥＤ１０１をフォトディテクタ１０５に近接させることが困難になるからである。
　換言すると、このような構成としたことによって、ＬＥＤ１０１をフォトディテクタ１０５に近接させることが可能となる。
　図７（ｂ）のように、プローブ針１０９はプローブカード１５９ｂによって形成されていても良い。
　この場合には、プローブカード１５９ｂはホルダ１０７の遮蔽部１０７ａの存在する位置のＬＥＤ１０１が存在する側の空間に配置される。
　その理由は、プローブカード１５９ｂは共通軸方向の厚さが小さく、遮蔽部１０７ａの存在する位置のＬＥＤ１０１が存在する側の空間に配置することが可能となるからである。
　このように構成すると、プローブ針１０９の長さが短くてすみ、より安定してプローブ針１０９を保持することが可能となる。
　また、このような構成としたことによって、ＬＥＤ１０１をフォトディテクタ１０５に近接させることが可能となる。
　なお、プローブカード１５９ｂはプローブカードスペーサ１６１によって位置決めされている。
　図８は、光ファイバ１０３の傾斜面１０３ａの角度についての説明図である。
　図８は、以下の場合についての例である。
　図８のように、光ファイバ１０３がＬＥＤ１０１及びフォトディテクタ１０５に平行に構成されている場合。
　そして、傾斜面１０３ａが光ファイバ１０３の導光方向（光ファイバ１０３が延在している方向）に対してθ２だけ傾いており、傾斜面１０３ａがＬＥＤ１０１とは反対方向（フォトディテクタ１０５を向いた方向）を向いている場合。
　傾斜面１０３ａの位置がＬＥＤ１０１の発光面１０１ａの法線に対してθ３の角度を有している位置に配置されている場合。
　このような場合には、傾斜面１０３ａに入射する光の入射角は９０°－θ３＋θ２となる。また、傾斜面１０３ａに入射した後の光の方向が屈折角となる。
　この場合に、屈折角がθ２と一致すると、傾斜面１０３ａに入射した光は屈折した後、導光方向に進むことになる。
　そのためには以下の式を満足する必要がある。
　ｓｉｎ（９０°－θ３＋θ２）＝ｎｓｉｎθ２
　ここで、ｎは光ファイバの空気に対する屈折率である。
　この式を満たすように傾斜面１０３ａの角度であるθ２及びＬＥＤ１０１の発光面１０１ａの法線に対する傾斜面１０３ａの角度であるθ３を選択すれば、光ファイバ１０３に導光される光は光ファイバ１０３の延在方向に真っ直ぐ伝播する事ができる。
　そして、光ファイバ１０３に導光される光りが真っ直ぐに伝播される事によって、確実に光を波長測定部１２１に導光することができる。
　なお、図８のように、光ファイバ１０３は先端に傾斜面１０３ａが形成され、円筒形状の外周面に側面１０３ｂが形成されている。
　そして、光ファイバ１０３の内部は中心に位置するコア１０３ｄとこのコアを取り囲むクラッド１０３ｃで形成されている。
　コア１０３ｄ内を光は全反射しながら伝播する。
　図９は、光ファイバ１０３自体が傾いている場合の傾斜面１０３ａの角度についての説明図である。
　図９は、基本的に図８の場合と同様であるが、光ファイバ１０３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、傾斜面１０３ａに入射した光が光ファイバ１０３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）＝ｎｓｉｎθ２
　この式を満たすように傾斜面１０３ａの角度であるθ２、ＬＥＤ１０１の法線に対する傾斜面１０３ａの角度であるθ３及び光ファイバ１０３が水平に対して傾いている角度であるθ４を選択すれば、光ファイバ１０３を導光される光は光ファイバ１０３の延在方向に真っ直ぐ伝播する事ができる。
　そして、光ファイバ１０３に導光される光りが真っ直ぐに導光される事によって、確実に入射光を波長測定部１２１に導光することができる。
　傾斜面１０３ａ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。
　図１０は、光ファイバ１０３の傾斜面１０３ａの傾斜方向の説明図である。
　図１０のように、光ファイバ１０３の傾斜面１０３ａは様々な角度を有していて良い。
　具体的には、図１０（ａ）のように傾斜面１０３ａがＬＥＤ１０１と対向していてもよく、図１０（ｂ）のように傾斜面１０３ａが光ファイバ１０３の延在又は導光方向に対して傾斜していなくてもよい。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）のような形状であっても、ＬＥＤ１０１から出射された光を取り込むことは可能であるからである。
　当然、図１０（ｃ）のように、図８及び図９のところで説明した形状である傾斜面１０３ａがフォトディテクタ１０５と対向していても良い。
　図１１は、光ファイバ１０３の先端に導光部材１２３である透明部材１２３ａを設ける変形例である。
　一般的に、波長測定部に導光するのに用いられる光ファイバは、保護チューブ及び先端の金具等が付属しており、その結果、その外形はφ１０ｍｍ程度となっている。
　一方、図４で示されるような実施形態で用いられる光ファイバ１０３は、その保護チューブのない状態で使用され、その外形はφ０．５ｍｍ程度となる。
　このように、外形であるφが大きく異なるため、波長測定部１２１に導光するのに用いられる光ファイバを図４で示されるような実施形態で用いられる光ファイバ１０３にそのまま使用することができない。
　ここで、波長測定部１２１に導光するのに用いられる光ファイバの先端及び先端からある程度の距離の範囲について、保護チューブを剥離して使用することも考えられる。
　確かに、このようにすれば、波長測定部１２１に導光するのに用いられる光ファイバを図４で示されるような実施形態で用いられる光ファイバ１０３にそのまま使用することは可能となる。しかし、保護チューブのない光ファイバは、非常にもろく、わずかな接触等で破損の恐れがある。また、図１１（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）のように、光ファイバの透明部材傾斜面１２３ｃは先端の傾斜角度を加工する必要が生ずるが、その加工の際に、光ファイバを破損する恐れもある。
　このような破損が生ずると、波長測定部１２１に導光するのに用いられるファイバを取り替える必要が生じてしまう。
　そこで、波長測定部１２１に導光するのに用いられる光ファイバとは別に、透明部材１２３ａを設けている。
　このように、波長測定部１２１に導光するのに用いられる光ファイバとは別に、透明部材１２３ａを設けた（導光部材１２３を光ファイバとは別部材で構成した）ことから、導光部材１２３を光ファイバよりも強度の高い材料によって形成することができ、接触等に強くすることが可能となる。
　また、波長測定部１２１に導光するのに用いられる光ファイバとは別に、透明部材１２３ａを設けた（導光部材１２３を光ファイバとは別部材で構成した）ことから、先端の傾斜角度の加工に適した材料を選択することも可能となり。さらに、万一加工等によって、透明部材１２３ａが破損した場合にも、透明部材１２３ａのみを交換すれば足りることになる。
　さらに、以上の説明によると、波長測定部１２１に導光するのに用いられる光ファイバの先に透明部材１２３ａを設けることが適切であるかにも思えるが、透明部材１２３ａはできるだけ、短く構成したいとの要望がある。
　なぜなら、透明部材１２３ａは光ファイバほど光の透過率が高い材質で形成することは困難であり、その結果、透明部材１２３ａを長く構成してしまうと光量が減少してしまうからである。
　透明部材１２３ａを長く構成したうえで、この透明部材１２３ａを用いて波長測定部１２１に光を導光するには透明部材１２３ａを曲げることも必要となる場合があるが、これをすると、曲がったことにより光量の減少が生ずるからである。
　そこで、透明部材１２３ａはできるだけ短く構成する必要がある。しかし、透明部材１２３ａを短く構成してしまうと、ホルダ１０７の内部まで、φが１０ｍｍもある、波長測定部１２１に導光するのに用いられる光ファイバを持ってくる必要が生じてしまう。
　そうしてしまうと、波長測定部１２１に導光するのに用いられる光ファイバが、ＬＥＤ１０１のごく近傍まで来ることになる。
　そうすると、この波長測定部１２１に導光するのに用いられる光ファイバのφの分及びこれを保持するための空間のために、ＬＥＤ１０１とフォトディテクタ１０５とを離して形成しなければならなくなってしまう。
　このことは、本実施形態の最も重要な点であるＬＥＤ１０１とフォトディテクタ１０５とを接近させるということを困難にしてしまう。
　そこで、さらに、この変形例では波長測定部１２１に導光するのに用いられる光ファイバと、透明部材１２３ａとの間に、光ファイバ１０３を介在させる。
　以上の様な構成を有することから、波長測定部１２１に導光するのに用いられる光ファイバによって、容易に、光ファイバを曲げて波長測定部に導光することが可能となる。
　また、波長測定部１２１に導光するのに用いられる光ファイバとは別に、透明部材１２３ａを設けた（導光部材１２３を光ファイバとは別部材で構成した）ことから、導光部材１２３を光ファイバよりも強度の高い材料によって形成することができ、接触等に強くすることが可能となる。
　また、波長測定部１２１に導光するのに用いられる光ファイバとは別に、透明部材１２３ａを設けた（導光部材１２３を光ファイバとは別部材で構成した）ことから、先端の傾斜角度の加工に適した材料を選択することも可能となり。さらに、万一加工等によって、透明部材１２３ａが破損した場合にも、透明部材１２３ａのみを交換すれば足りることになる。
　透明部材１２３ａは例えば、透明誘電体で形成する。例えば、透明誘電体はガラス等である。
　この透明部材１２３ａは円柱形状である必要はなく、正方形の底面を持つ角柱形状であって良い。
　さらに、場合によっては、長方形の底面を持つ角柱形状であって良い。例えば、板ガラスのような形状であって良い。
　ここで、透明部材１２３ａは導光部材１２３の一例である。また、透明部材１２３ａと光ファイバ１０３とをあわせて導光部１０４を構成している。
　図１１（ａ）、図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）のように、透明部材１２３ａの透明部材傾斜面１２３ｃは、図１０での光ファイバ１０３と同様に様々な方向を向いていて良い。
　そして、効果も図１０での各方向を向いたものと同様である。
　図１２は、透明部材１２３ａの外周部に反射部材１２３ｂである反射膜を設ける変形例である。
　図１２のように、透明部材１２３ａの外周部に反射部材１２３ｂを設けることによって、光を確実に導光することが可能となる。なお、透明部材１２３ａの透明部材傾斜面１２３ｃは、図１１に示したように、様々な方向を向いていて良い。
　図１３は、反射部材１２３ｂのみを設ける変形例である。
　図１３のように、導光部材１２３である反射部材１２３ｂのみを設けて、光を導光しても良い。
　図１４は、光ファイバ１０３をＬＥＤ１０１の法線方向（θ＝０°）に配置した場合の導光方法の説明図である。
　図１４のように、ＬＥＤ１０１の法線方向に光ファイバ１０３を配置した場合には、傾斜面１０３ａを光ファイバ１０３の延在方向（導光方向）に対して４５°の角度を有し、かつ、フォトディテクタ１０５に対向させる。
　このようにしたことによって、光ファイバ１０３の側面１０３ｂから入射した光が傾斜面１０３ａによって反射させて、延在方向に導光することが可能となる。
　図１５は、傾斜面１０３ａによって反射した光についての説明図である。
　傾斜面１０３ａに入射した光は、導光部１０４である光ファイバ１０３内部に入射するものと反射する光とに分かれる。
　この反射する光を、フォトディテクタ１０５に受光されるように配置することが好適である。
　このように構成すると、導光部１０４を例えば板ガラスのような大きな透明部材で構成しても、フォトディテクタ１０５によって受光される光りを少しでも多くすることができる。
　本発明の発光素子用受光モジュール１は、ＬＥＤ１０１に対向して配置され、ＬＥＤ１０１が発光する光を受光しその光量を測定するフォトディテクタ１０５と、ＬＥＤ１０１の発光する光を波長測定のための波長測定部１２１へ導く導光部１０４と、を有している。
　導光部１０４は、ＬＥＤ１０１がフォトディテクタ１０５と対向する面が形成する平面と、フォトディテクタ１０５のＬＥＤ１０１と対向する面が形成する平面とが形成する空間内に延在するように配置され、導光部１０４の延在方向は、ＬＥＤ１０１からの光軸と一致しないように形成される。
　このように構成すると、フォトディテクタ１０５とＬＥＤ１０１を近接させることが可能となる。そして、フォトディテクタ１０５とＬＥＤ１０１を近接させたことによって、フォトディテクタ１０５にＬＥＤ１０１から出射された光の多くを受光させることが可能となる。
　その結果、様々な特性を有する（ｃｏｓ型でピーク位置が異なる特性を有する）複数のＬＥＤ１０１を精度良く測定することが可能となる。
　また、本発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、様々な変化した構造、構成を行っていても良い。
　本発明における発光素子の一例がＬＥＤである。つまり、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。
　本発明における受光部の一例が、フォトディテクタ１０５である。
　本発明における導光部の一例が、光ファイバ１０３である。また、導光部は、光ファイバ１０３と導光部材１２３等によって形成されていて良い。つまり、導光部は光を導光可能であれば複数の部材から形成されていて良い。
　本発明における導光部材の一例が、ガラス板、ガラス管、中空導波管等である。
　１…発光素子用受光モジュール、３…発光素子用検査装置、１０１…ＬＥＤ（発光素子）、１０１ａ…発光面、１０３…光ファイバ（導光部）、１０３ａ…傾斜面、１０３ｂ…側面、１０３ｃ…クラッド、１０３ｄ…コア、１０４…導光部、１０５…フォトディテクタ（受光部）、１０９…プローブ針、１２３…導光部材（導光部）、１２３ａ…透明部材（導光部）、１２３ｂ…反射部材、１２３ｃ…透明部材傾斜面、１５１…テスタ

Claims (14)

  1. 　発光素子に対向して配置され、前記発光素子が発光する光を受光しその光量を測定する受光部と、
    　前記発光素子の発光する光を波長測定のための波長測定部へ導く導光部と、を有し、
    　前記導光部は、前記発光素子が前記受光部と対向する面が形成する平面と、前記受光部の前記発光素子と対向する面が形成する平面とが形成する空間内に延在するように配置され、
    　前記導光部の延在方向は、前記発光素子からの光軸と一致しないように形成される
    　発光素子用受光モジュール。
  2. 　前記導光部には、前記発光素子の光を前記導光部に取り込むための、前記導光部の導光方向に対して所定角度傾斜する傾斜面が形成されている
    　　請求項１に記載の発光素子用受光モジュール。
  3. 　前記傾斜面は、前記受光部の前記発光素子と対向する面と対向するように配置される
    　請求項２に記載の発光素子用受光モジュール。
  4. 　前記傾斜面の傾斜角度は、前記傾斜面に照射された光が前記導光部の内部に屈折して導かれる角度である
    　請求項３に記載の発光素子用受光モジュール。
  5. 　前記傾斜面は、前記発光素子の前記受光部と対向する面と対向するように配置される
    　請求項２に記載の発光素子用受光モジュール。
  6. 　前記導光部は、光ファイバによって形成されている
    　請求項２～５いずれか１項に記載の発光素子用受光モジュール。
  7. 　前記導光部の前記傾斜面には、ＡＰＣ研磨が施されている
    　請求項６に記載の発光素子用受光モジュール。
  8. 　前記導光部は、導光部材と光ファイバによって形成され、
    　前記導光部材は、
    　　先端部に前記傾斜面が形成され、
    　　前記光ファイバの先端に密着して設けられている
    　請求項２～５いずれか１項に記載の発光素子用受光モジュール。
  9. 　前記導光部材は、透明誘電体で形成されている
    　請求項８に記載の発光素子用受光モジュール。
  10. 　前記導光部材は、長手方向に沿った側面が反射膜で皮膜されている
    　請求項９に記載の発光素子用受光モジュール。
  11. 　前記導光部材は、
    　　中空に形成され、
    　　長手方向の軸を取り囲むように形成される反射部材で形成されている
    　請求項８に記載の発光素子用受光モジュール。
  12. 　前記受光部を保持するホルダを有し、
    　前記ホルダは、前記受光部の受光面周縁を覆う遮蔽部を有し、
    　前記遮蔽部は、前記受光部の中心と同軸となる円形開口部が設けられている
    　請求項１～１１のいずれか１項に記載の発光素子用受光モジュール。
  13. 　請求項１～１２のいずれか１項に記載の発光素子用受光モジュールと、
    　前記発光素子の電極に接触して電気的特性を測定するプローブ針と、を有し、
    　前記プローブ針は、前記発光素子用受光モジュールより外側で保持される
    　発光素子用検査装置。
  14. 　前記プローブ針は、
    　　前記発光素子に接触する先端部が折り曲げられており、
    　　その他の部分が水平に対して１０°未満の角度に保持されている
    　請求項１３に記載の発光素子用検査装置。
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