KR20130087421A

KR20130087421A - 발광 특성 측정 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20130087421A
Application number: KR1020130008084A
Authority: KR
Inventors: 아키시게 이토; 요시키 야나기사와; 요시노리 마츠모토; 데츠야 사토; 신지 이시카와; 렌 우치다
Original assignee: 요코가와 덴키 가부시키가이샤; 샤프 가부시키가이샤
Priority date: 2012-01-27
Filing date: 2013-01-24
Publication date: 2013-08-06
Also published as: JP2013156080A; JP5461595B2; CN103267628A; TW201346230A

Abstract

발광 소자의 발광 특성을 측정하는 발광 특성 측정 장치로서, 배열된 복수의 발광 소자로부터 출력된 광을 수광 가능한 입사구를 갖고, 상기 입사구로부터 상기 복수의 발광 소자로부터 출력된 상기 광을 수광하고, 수광된 상기 광을 균일화하는 광학 적분기와, 상기 광학 적분기에서 균일화된 상기 광을 수광하는 수광 장치와, 상기 복수의 발광 소자를 택일적으로 순차 발광시킴과 함께, 상기 수광 장치로부터 순차 얻어지는 수광 결과를 상기 광학 적분기의 상기 입사구에 대한 상기 발광 소자의 위치에 따라 보정하는 제어 처리 장치를 구비하는 발광 특성 측정 장치.

Description

발광 특성 측정 장치 및 방법{LIGHT-EMITTIG PROPERTY MEASURING APPARATUS AND LIGHT-EMITTING PROPERTY MEASURING METHOD}

본 발명은, 발광 소자의 발광 특성을 측정하는 발광 특성 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.

본원은, 2012년 1월 27일에 출원된 일본 특허 출원 제2012-015707호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

특허, 특허 출원, 특허 공보, 과학 문헌 등을 이하에서 인용하여 분명히 하는데, 본 발명의 종래 기술을 보다 충분히 설명하기 위해, 그들의 내용을 여기에 원용한다.

발광 다이오드 (LED：Light Emitting Diode) 나 레이저 다이오드 (LD：Laser Diode) 등의 발광 소자는, 수명이 길고, 발광 효율이 높으며, 소비 전력이 적고, 소형인 것 등의 이점을 가지므로, 최근, 여러가지 분야에서 다용되고 있다. 예를 들어, 발광 다이오드는, 소비 전력이 적다는 이점으로부터, 백열 전구를 대신하는 조명 장치로서 사용될 기회가 비약적으로 증대되고 있다. 또, 레이저 다이오드는, 소형의 코히런트한 광원으로서, 광학 드라이브의 광 픽업, 복사기나 레이저 프린터 등의 여러가지 기기에서 널리 사용되고 있다.

이들 광원 소자는, 주지한 바와 같이, 반도체 기판 상에 pn 접합을 형성하기 위한 성막 공정, pn 접합이 형성된 반도체 기판을 칩상으로 가공하는 가공 공정 등을 포함하는 일련의 제조 공정을 거쳐 제조된 후에, 최종 검사 공정에 있어서 발광 특성이 측정된다. 여기서, 발광 소자의 발광 특성이란, 예를 들어 발광 소자로부터 사출되는 광의 광량이나 파장 특성, 스펙트럼 등의 특성이다. 이하의 특허문헌 1, 2 에는, 발광 소자의 발광 특성을 측정하는 종래의 측정 방법이 개시되어 있다.

구체적으로, 일본 공개특허공보 2008-76126호에는, 적분구 (積分救) 의 내부에 발광 소자를 배치하여 발광 소자를 발광시킴으로써, 발광 소자로부터 사출되는 광의 광량을 측정하는 방법이 개시되어 있다. 일본 공개특허공보 2011-226869호에는, 반사 통부 (筒部) 내에 발광 소자를 배치하여 발광 소자로부터 사출된 광을 반사시킴과 함께, 반사 통부로부터의 광을 확산판으로 확산시킨 후에 수광 소자에서 수광함으로써, 발광 소자의 발광량을 검사하는 방법이 개시되어 있다.

그런데, 최근에는, 전술한 바와 같이, 발광 다이오드나 레이저 다이오드 등의 발광 소자의 수요가 급속히 높아지고 있기 때문에, 발광 소자의 최종 검사를 효율적으로 실시하는 것이 요망되고 있다. 또, 최종 검사에 필요로 하는 시간이 길어지면, 그만큼 발광 소자의 비용 상승으로 이어지기 때문에, 비용 저감의 면에서도 발광 소자의 최종 검사를 효율적으로 실시하는 것이 요망되고 있다.

상기 서술한 일본 공개특허공보 2008-76126호 및 일본 공개특허공보 2011-226869호에 개시된 측정 방법은, 기본적으로는 적분구 또는 반사 통부의 내부에 배치된 발광 소자의 발광 특성을 1 개씩 측정하는 것이다. 이 때문에, 이들 측정 방법을 이용하여 복수의 발광 소자의 발광 특성을 측정하고자 하면, 1 개의 발광 소자를 적분구 등의 내부에 배치하여 발광 특성을 측정한 후에, 측정을 완료한 발광 소자를 적분구 등으로부터 취출함과 함께, 다음에 측정을 실시할 새로운 발광 소자를 적분구 등의 내부에 배치한다는 동작을 반복할 필요가 있어, 측정에 시간을 필요로 한다. 여기서, 만일 측정 시간을 단축할 수 있었다고 해도 측정 정밀도가 저하된 것으로는 검사의 의의가 퇴색되기 때문에, 측정 정밀도를 유지하면서 측정 시간을 단축할 필요가 있다.

본 발명의 일 실시형태에 관련된 발광 특성 측정 장치는, 발광 소자의 발광 특성을 측정하는 발광 특성 측정 장치에 있어서, 배열된 복수의 발광 소자로부터 출력된 광을 수광 가능한 입사구를 갖고, 상기 입사구로부터 상기 복수의 발광 소자로부터 출력된 상기 광을 수광하고, 수광된 상기 광을 균일화하는 광학 적분기와, 상기 광학 적분기에서 균일화된 상기 광을 수광하는 수광 장치와, 상기 복수의 발광 소자를 택일적으로 순차 발광시킴과 함께, 상기 수광 장치로부터 순차 얻어지는 수광 결과를 상기 광학 적분기의 입사구에 대한 상기 발광 소자의 위치에 따라 보정하는 제어 처리 장치를 구비한다.

상기 발광 특성 측정 장치는, 상기 복수의 발광 소자를 배열 방향을 따라 이동시킬 수 있는 스테이지 장치를 추가로 구비해도 된다. 상기 제어 처리 장치는, 상기 스테이지 장치를 제어하여, 상기 광학 적분기의 상기 입사구에서 광을 취입 (取入) 가능한 수의 발광 소자를 단위로 하여, 상기 복수의 발광 소자를 상기 배열 방향으로 이동시켜도 된다.

상기 제어 처리 장치는, 상기 광학 적분기의 상기 입사구의 중심 위치에 배치된 상기 발광 소자가 발광했을 경우에 상기 수광 장치로부터 얻어지는 수광 결과와 동일해지도록, 상기 수광 소자로부터 순차 얻어지는 수광 결과를 보정해도 된다.

상기 수광 장치는, 상기 광학 적분기에서 균일화된 상기 광을 분광하는 분광기와, 상기 분광기에서 분광된 상기 광을 수광하는 수광기를 구비해도 된다.

상기 제어 처리 장치는, 미리 구해진 고차의 보정 함수 혹은 보정 테이블을 이용하여, 상기 수광 소자로부터 순차 얻어지는 수광 결과를 보정해도 된다.

본 발명의 일 실시형태에 관련된 발광 특성 측정 방법은, 발광 소자의 발광 특성을 측정하는 발광 특성 측정 방법에 있어서, 배열된 복수의 발광 소자로부터 출력된 광을 수광 가능한 입사구를 갖는 광학 적분기에 대해, 사출되는 광이 상기 광학 적분기의 상기 입사구에 입사되도록 상기 복수의 발광 소자를 배치하는 단계와, 상기 복수의 발광 소자를 택일적으로 순차 발광시킴과 함께, 상기 광학 적분기에서 균일화된 상기 광을 순차 수광하여 얻어지는 수광 결과를 상기 광학 적분기의 상기 입사구에 대한 상기 발광 소자의 위치에 따라 보정하는 단계를 갖는다.

상기 발광 특성 측정 방법은, 상기 복수의 발광 소자를 배열 방향을 따라 이동시킬 수 있는 스테이지 장치를 제어하여, 상기 광학 적분기의 상기 입사구에서 광을 취입 가능한 수의 발광 소자를 단위로 하여, 상기 복수의 발광 소자를 상기 배열 방향으로 이동시키는 단계를 추가로 가져도 된다.

상기 발광 특성 측정 방법은, 상기 광학 적분기의 상기 입사구의 중심 위치에 배치된 상기 발광 소자가 발광했을 경우에 상기 광학 적분기에서 균일화된 광과 동일해지도록, 상기 수광 소자로부터 순차 얻어지는 수광 결과를 보정하는 단계를 추가로 가져도 된다.

상기 발광 특성 측정 방법은, 미리 구해진 고차의 보정 함수 혹은 보정 테이블을 이용하여, 상기 수광 소자로부터 순차 얻어지는 수광 결과를 보정하는 단계를 추가로 가져도 된다.

도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 의한 발광 특성 측정 장치의 주요부 구성을 나타내는 도면이다.
도 2a 및 도 2b 는, 본 발명의 일 실시형태에 의한 발광 특성 측정 장치가 구비하는 전원 컨택트부를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 3a, 도 3b 및 도 3c 는, 본 발명의 일 실시형태에 의한 발광 특성 측정 장치가 구비하는 적분구의 외관을 나타내는 도면이다.
도 4 는, 본 발명의 일 실시형태에 의한 발광 특성 측정 방법을 나타내는 플로우 차트이다.
도 5a 및 도 5b 는, 본 발명의 일 실시형태에 의한 발광 특성 장치의 측정시에 있어서의 발광 소자와 핀의 접촉 상태를 나타내는 도면이다.
도 6a 및 도 6b 는, 본 발명의 일 실시형태에 의한 발광 특성 측정 장치의 측정 결과의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7 은, 본 발명의 일 실시형태에 의한 발광 특성 측정 장치의 측정 시간의 일례를 나타내는 도면이다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태를 설명한다. 본 발명의 실시형태의 이하의 설명은, 첨부한 클레임에서 규정되는 발명 및 그 균등물을 단지 구체적으로 설명하는 것으로서, 그것들을 한정하는 것을 목적으로 하지 않은 것은, 본 개시 내용에 기초하여 당업자에게 있어서 분명하다.

도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 의한 발광 특성 측정 장치의 주요부 구성을 나타내는 도면이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 의한 발광 특성 측정 장치 (1) 는, 스테이지 장치 (11), 전원 장치 (12), 전원 컨택트부 (13), 적분구 (14), 수광 장치 (15), 및 제어 처리 장치 (16) 를 구비한다. 스테이지 장치 (11) 는, 스테이지 (11a) 를 구비한다. 스테이지 (11a) 에는, 복수의 발광 소자 (L) 가 재치 (載置) 되어 있다. 발광 특성 측정 장치 (1) 는, 스테이지 (11a) 상에 배열된 복수의 발광 소자 (L) 의 발광 특성을 측정한다. 적분구 (14) 는, 광학 적분기의 일 형태이다.

여기서, 측정 대상인 발광 소자 (L) 는, 발광 다이오드 (LED) 나 레이저 다이오드 (LD) 등이다. 발광 소자 (L) 는, 광의 사출면을 스테이지 (11a) 의 상방을 향하게 한 상태에서 스테이지 (11a) 상에 배열된다. 또한, 본 실시형태에서는, 설명을 간단하게 하기 위해, 발광 소자 (L) 는, 스테이지 (11a) 상에 있어서, 스테이지 (11a) 의 이동 방향 (D1) 으로 일정한 간격을 가지고 직선상으로 배열 (일차원 배열) 되어 있는 것으로 한다. 또, 상기 발광 소자 (L) 의 발광 특성이란, 예를 들어 발광 소자 (L) 로부터 사출되는 광의 광량이나 파장 특성 (스펙트럼) 등의 특성이다.

스테이지 장치 (11) 는, 이동 방향 (D1) 및 승강 방향 (D2) 으로 이동 가능하게 구성된 스테이지 (11a) 를 구비하고 있다. 스테이지 장치 (11) 는, 제어 처리 장치 (16) 로부터 출력되는 제어 신호 (C1) 에 기초하여, 스테이지 (11a) 를 이동 방향 (D1) 또는 승강 방향 (D2) 으로 이동시킨다. 스테이지 장치 (11) 는, 스테이지 (11a) 의 이동 방향 (D1) 및 승강 방향 (D2) 의 위치를 검출하는 인코더 (도시 생략) 를 구비하고 있고, 그 검출 결과 (Q1) 를 제어 처리 장치 (16) 에 출력한다.

전원 장치 (12) 는, 제어 처리 장치 (16) 로부터 출력되는 제어 신호 (C2) 에 기초하여, 스테이지 (11a) 상에 재치된 발광 소자 (L) 를 발광시키기 위한 전류 또는 전압 (이하, 간단히 전류라고 한다) 을 전원 컨택트부 (13) 에 공급한다. 구체적으로, 전원 장치 (12) 는, 전류를 개별적으로 공급하는 것이 가능한 복수의 출력 단자 (채널) 를 구비하고 있고, 제어 처리 장치 (16) 로부터의 제어 신호 (C2) 에 기초하여 전류를 공급하는 채널을 순차 전환함으로써, 발광 소자 (L) 를 택일적으로 순차 발광시키기 위한 전류를 전원 컨택트부 (13) 에 공급한다.

전원 컨택트부 (13) 는, 스테이지 장치 (11) 의 상방에 배치되어 있고, 전원 장치 (12) 로부터의 전류를 스테이지 (11a) 상에 재치된 발광 소자 (L) 에 공급한다. 도 2a 및 도 2b 는, 본 발명의 일 실시형태에 의한 발광 특성 측정 장치가 구비하는 전원 컨택트부를 모식적으로 나타내는 사시도이다. 도 2a 는, 전원 컨택트부 (13) 의 상면 사시도이고, 도 2b 는, 전원 컨택트부 (13) 의 이면 사시도이다. 도 2a 및 도 2b 에 나타내는 바와 같이, 전원 컨택트부 (13) 는, 지지판 (13a) 과, 지지판 (13a) 의 이면에 형성된 복수 쌍 (도 1, 도 2a 및 도 2b 에 나타내는 예에서는 5 쌍) 의 핀 (P) 을 구비하고 있고, 스테이지 (11a) 가 상승된 경우에 핀 (P) 이 스테이지 (11a) 상의 발광 소자 (L) 에 접촉 가능한 위치에 배치된다.

지지판 (13a) 은, 이면에 형성된 핀 (P) 의 근본부를 지지하는 평판 부재이고, 그 중앙부에는 발광 소자 (L) 로부터 사출된 광을 투과시키기 위한 직사각형 형상의 개구부 (OP) 가 형성되어 있다. 또한, 이 개구부 (OP) 는, 형상 및 크기가 적분구 (14) 의 입사구 (14a) 의 형상 및 크기와 거의 동일하게 형성되어 있고, 지지판 (13a) 은, 개구부 (OP) 의 장변이 스테이지 (11a) 의 이동 방향 (D1) 을 따르도록 배치된다. 핀 (P) 은, 예를 들어 알루미늄 (Al) 이나 구리 (Cu) 등의 금속으로 형성된 침 형상의 부재이고, 발광 소자 (L) 에 접촉함으로써 전원 장치 (12) 로부터의 전류를 발광 소자 (L) 에 공급한다.

구체적으로, 핀 (P) 은, 지지판 (13a) 의 이면측에 있어서, 쌍을 이루는 것의 선단부가 서로 근접하도록 개구부 (OP) 의 장변을 따라 복수 쌍 형성되어 있다. 또한, 도 1, 도 2a 및 도 2b 에 있어서는, 5 쌍의 핀 (P) 을 도시하고 있지만, 핀 (P) 의 수는 임의 (예를 들어, 수십 쌍 정도) 이다. 스테이지 (11a) 가 상승된 경우에, 쌍을 이루는 핀 (P) 의 선단부가 발광 소자 (L) 에 형성된 1 쌍의 전극 패드 (도시 생략) 에 각각 접촉함으로써, 전원 장치 (12) 로부터의 전류를 발광 소자 (L) 에 공급할 수 있는 상태가 된다.

적분구 (14) 는, 입사된 광을 공간적으로 적분하여 균일화하는 것이고, 전원 컨택트부 (13) 의 상방에, 전원 컨택트부 (13) 에 대해 위치 결정된 상태에서 배치된다. 도 3a, 도 3b 및 도 3c 는, 본 발명의 일 실시형태에 의한 발광 특성 측정 장치가 구비하는 적분구의 외관을 나타내는 도면이다. 도 3a 는 정면도이고, 도 3b 는 우측면도이며, 도 3c 는 저면도이다. 도 3a, 도 3b 및 도 3c 에 나타내는 바와 같이, 적분구 (14) 는, 광이 입사되는 입사구 (14a), 입사구 (14a) 로부터 입사된 광을 공간적으로 적분하여 균일화하는 본체부 (14b), 및 본체부 (14b) 에서 균일화된 광을 사출하는 사출구 (14c) 로 이루어진다.

입사구 (14a) 는, 스테이지 (11a) 상의 복수의 발광 소자 (L) 로부터의 광을 본체부 (14b) 에 취입할 수 있는 크기를 갖는 저면에서 볼 때의 형상이 직사각형 형상인 개구이고, 본체부 (14b) 의 저부로부터 사각 고리형상의 부재가 하방으로 돌출된 상태로 형성됨으로써 실현되고 있다. 또한, 본 실시형태에서는 설명을 간단하게 하기 위해서, 입사구 (14a) 의 크기는, 전원 컨택트부 (13) 부에 형성된 핀 (P) 의 쌍의 수와 동일 수의 5 개의 발광 소자 (L) 로부터의 광을 본체부 (14b) 에 취입 가능한 크기인 것으로 한다.

본체부 (14b) 는, 발광 소자 (L) 로부터 사출되는 광에 대해 높은 반사율을 가짐과 함께 확산성이 우수한 재료로 형성된 내벽을 갖는 구형상의 부재이고, 입사구 (14a) 로부터 입사된 광을 반복하여 내벽에서 확산 및 반사시킴으로써 공간적으로 적분하여 균일화한다. 사출구 (14c) 는, 본체부 (14b) 의 배면측에 형성되어 있고, 본체부 (14b) 에서 균일화된 광을 외부로 사출한다. 이 사출구 (14c) 에는, 본체부 (14b) 에서 균일화된 광을 외부로 유도하기 위한 광 파이버 (fiber) (F) (도 1 참조) 를 장착 가능하다.

이 적분구 (14) 는, 전원 컨택트부 (13) 의 지지판 (13a) 에 형성된 개구부 (OP) 의 상방에 입사구 (14a) 가 배치되도록 전원 컨택트부 (13) 에 대해 위치 결정된다. 또한, 도 1 에 나타내는 예에서는, 적분구 (14) 와 전원 컨택트부 (13) 가 이간되어 배치되는 상태를 도시하고 있는데, 적분구 (14) 의 입사구 (14a) 가 전원 컨택트부 (13) 의 핀 (P) 에 접촉하지 않도록 전원 컨택트부 (13) 의 지지판 (13a) 에 형성된 개구부 (OP) 에 개재 삽입되어 있어도 된다.

적분구 (14) 의 구체적인 크기의 일례를 들면 이하와 같다. 적분구 (14) 의 입사구 (14a) 는, 단변의 길이가 10 ㎜ 정도이고, 장변의 길이가 20 ㎜ 정도의 크기이다. 또, 적분구 (14) 의 본체부 (14b) 는, 직경이 50 ㎜ 정도의 크기이다. 이러한 크기의 적분구 (14) 를 사용한 경우에는, 발광 소자 (L) 의 크기가 가로세로 0.5 ㎜ 정도의 크기라고 하면, 적분구 (14) 의 입사구 (14a) 는, 30∼40 개 정도의 발광 소자 (L) 로부터의 광을 본체부 (14b) 에 취입 가능하다.

수광 장치 (15) 는, 광 파이버 (F) 를 개재하여 적분구 (14) 의 사출구 (14c) 에 접속되어 있고, 적분구 (14) 에서 균일화된 광을 수광하여 수광 신호 (R1) (수광 결과) 를 출력한다. 구체적으로, 수광 장치 (15) 는, 분광기 (15a) 및 수광기 (15b) 를 구비하고 있고, 적분구 (14) 에서 균일화된 광을 분광기 (15a) 에서 분광하여, 분광된 광을 수광기 (15b) 에서 수광함으로써 상기의 수광 신호 (R1) 를 출력한다. 또한, 분광기 (15a) 에서 분광하는 파장이나 분광을 개시하는 타이밍은 제어 처리 장치 (16) 에 의해 제어된다. 또, 수광기 (15b) 로서는 포토 다이오드 (PD：PhotoDiode) 등의 수광 소자를 사용할 수 있다.

제어 처리 장치 (16) 는, 제어 신호 (C1, C2) 를 출력하여 스테이지 장치 (11) 및 전원 장치 (12) 를 제어함과 함께, 수광 장치 (15) 로부터 출력되는 수광 신호 (R1) 에 기초하여 발광 소자 (L) 의 발광 특성을 측정한다. 구체적으로, 제어 처리 장치 (16) 는, 제어 신호 (C1) 를 출력하여 스테이지 장치 (11) 를 제어하고, 적분구 (14) 의 입사구 (14a) 에서 광을 취입 가능한 수의 발광 소자 (L) (여기서는, 5 개의 발광 소자 (L)) 를 단위로 하여, 스테이지 (11a) 상의 발광 소자 (L) 를 이동 방향 (D1) 으로 이동시킨다. 또, 제어 신호 (C1) 를 출력하여 스테이지 장치 (11) 를 제어하여, 스테이지 (11a) 를 승강시킨다.

또, 제어 처리 장치 (16) 는, 전원 장치 (12) 에 대해 제어 신호 (C2) 를 출력하고, 스테이지 (11a) 상에 배열된 발광 소자 (L) 중의 전원 컨택트부 (13) 의 핀 (P) 에 접촉하고 있는 발광 소자 (L) 를 택일적으로 순차 발광시킨다. 그리고, 발광 장치 (15) 로부터 순차 출력되는 수광 신호 (R1) 를, 적분구 (14) 의 입사구 (14a) 에 대한 발광 소자 (L) 의 위치에 따라 보정한다. 이와 같은 보정을 실시하는 것은, 발광 소자 (L) 의 위치에 따라 적분구 (14) 의 입사구 (14a) 에 있어서의 비네팅의 양이 바뀌기 때문에, 그 상태로는 정밀도가 양호한 측정을 실시할 수 없기 때문이다.

구체적으로, 제어 처리 장치 (16) 는, 적분구 (14) 의 입사구 (14a) 의 중심 위치의 하방에 배치된 발광 소자 (L) 가 발광했을 경우에 수광 장치 (15) 로부터 얻어지는 수광 결과와 동일해지도록, 수광 소자 (L) 로부터 순차 얻어지는 수광 결과를 보정한다. 요컨대, 입사구 (14a) 의 중심 위치의 하방에 수광 소자 (L) 가 배치되어 있는 경우에는, 수광 소자 (L) 로부터 사출된 광의 대부분이 입사구 (14a) 로부터 본체부 (14b) 에 입사되어, 비네팅의 양이 최소일 것으로 생각되므로, 상기의 보정을 실시하고 있다.

제어 처리 장치 (16) 는, 미리 구해진 고차의 보정 함수 (예를 들어, 4 차의 보정 함수) 혹은 보정 테이블을 이용하여 발광 장치 (15) 로부터 순차 출력되는 수광 신호 (R1) 를 보정한다. 또한, 보정 함수나 보정 테이블은, 예를 들어 이하의 순서로 구해진다. 먼저, 발광 특성이 이미 알려진 기준의 발광 소자를 스테이지 (11a) 에 재치하여 발광 소자의 위치를 바꾸면서 발광 장치 (15) 로부터의 수광 신호 (R1) 를 순차 취입한다. 그리고, 각각의 위치에서 취입된 수광 신호 (R1) 가, 적분구 (14) 의 입사구 (14a) 중심 위치의 하방에 발광 소자 (L) 가 배치되어 있을 때 수광 장치 (15) 로부터 얻어진 수광 신호 (R1) 와 동일해지는 보정 계수나 보정값을 구함으로써 보정 함수나 보정 테이블을 작성한다.

다음으로, 상기 구성에 있어서의 발광 특성 측정 장치 (1) 의 동작에 대해 설명한다. 도 4 는, 본 발명의 일 실시형태에 의한 발광 특성 측정 방법을 나타내는 플로우 차트이다. 측정에 앞서, 측정 대상인 복수의 발광 소자 (L) 를 스테이지 (11a) 상에 재치하는 작업이 실시된다. 구체적으로는, 이동 방향 (D1) 을 따라 일정 간격을 가지고 직선상으로 배열되도록 복수의 발광 소자 (L) 를 재치하는 작업이 실시된다.

이상의 작업이 종료되어 측정 개시의 지시가 이루어지면, 제어 처리 장치 (16) 로부터 스테이지 장치 (11) 에 대해 제어 신호 (C1) 가 출력되고, 맨 처음에 측정해야 할 복수의 발광 소자 (L) (5 개의 발광 소자 (L)) 를 미리 규정된 측정 준비 위치에 배치하는 처리가 실시된다. 구체적으로는, 맨 처음에 측정해야 할 5 개의 발광 소자 (L) 가, 전원 컨택트부 (13) 에 형성된 5 쌍의 핀 (P) 의 하방 (측정 준비 위치) 에 각각 위치하도록 스테이지 (11a) 를 이동 방향 (D1) 으로 이동시키는 처리가 실시된다 (단계 S11：제 1 단계).

스테이지 (11a) 의 이동이 완료되면, 제어 처리 장치 (16) 로부터 스테이지 장치 (11) 에 대해 다시 제어 신호 (C1) 가 출력되어, 스테이지 (11a) 를 상승시키는 처리가 실시된다. 이러한 처리가 실시되면, 측정 준비 위치에 배치된 5 개의 발광 소자 (L) 가 스테이지 (11a) 의 상승과 함께 상승하여, 도 5a, 도 5b 에 나타내는 바와 같이, 맨 처음에 측정해야 할 5 개의 발광 소자 (L) 가 전원 컨택트부 (13) 에 형성된 5 쌍의 핀 (P) 에 각각 접촉한 상태가 된다 (단계 S12：제 1 단계). 도 5a, 도 5b 는, 본 발명의 일 실시형태에 의한 발광 특성 장치의 측정시에 있어서의 발광 소자와 핀의 접촉 상태를 나타내는 도면이다. 도 5a 는 정면도이고, 도 5b 는 우측면도이다.

이상의 처리가 종료되면, 제어 처리 장치 (16) 로부터 전원 장치 (12) 에 대해 제어 신호 (C2) 가 출력되어, 맨 처음에 측정해야 할 5 개의 발광 소자 (L) 를 택일적으로 순차 발광시키는 처리가 실시된다 (단계 S13：제 2 단계). 예를 들어, 도 5a 에 나타내는 핀 (P) 에 접촉하고 있는 5 개의 발광 소자 중, 가장 우측에 위치하고 있는 발광 소자 (L) 로부터 좌측에 위치하는 발광 소자 (L) 를 향하는 순서로 택일적으로 순차 발광시키는 처리가 실시된다.

발광 소자 (L) 의 발광에 의해 발광 소자 (L) 로부터 사출된 광은, 적분구 (14) 의 입사구 (14a) 를 통해 본체부 (14b) 에 입사되어 공간적으로 적분되어 균일화된 후, 사출구 (14c) 로부터 사출된다. 적분구 (14) 의 사출구 (14c) 로부터 사출된 광은, 광 파이버 (F) 에 의해 수광 장치 (15) 로 유도되어, 분광기 (15a) 에서 분광된 후에 수광기 (15b) 에서 수광된다. 이로써, 수광 장치 (15) 로부터는 수광 신호 (R1) 가 출력된다.

수광 장치 (15) 로부터의 수광 신호 (R1) 는, 발광 소자 (L) 를 발광시킬 때마다 출력되어, 순차 제어 처리 장치 (16) 에 입력된다. 제어 처리 장치 (16) 에 순차 입력되는 수광 신호 (R1) 는, 미리 구해져 있는 보정 함수나 보정 테이블을 이용하여 보정된다. 구체적으로, 제어 처리 장치 (16) 에 순차 입력되는 수광 신호 (R1) 는, 적분구 (14) 의 입사구 (14a) 중심 위치의 하방에 배치된 발광 소자 (L) 가 발광했을 경우에 수광 장치 (15) 로부터 얻어지는 수광 결과와 동일해지도록 보정 함수나 보정 테이블을 이용하여 보정된다 (단계 S14：제 2 단계).

이상의 보정이 종료되면, 제어 처리 장치 (16) 는, 단위수의 발광 소자 (L) (맨 처음에 측정해야 할 5 개의 발광 소자 (L)) 의 발광이 종료되었는지의 여부를 판단한다 (단계 S15). 단위수의 발광 소자 (L) 의 발광이 종료되어 있지 않은 것으로 판단했을 경우 (판단 결과가 「아니오」인 경우) 에는, 제어 처리 장치 (16) 는, 단계 S13, S14 의 처리를 반복한다. 이에 반해, 단위수의 발광 소자 (L) 의 발광이 종료된 것으로 판단했을 경우 (판단 결과가 「예」인 경우) 에는, 제어 처리 장치 (16) 는, 스테이지 (11a) 상에 재치된 모든 발광 소자 (L) 의 발광이 종료되었는지의 여부를 판단한다 (단계 S16).

스테이지 (11a) 상에 재치된 모든 발광 소자 (L) 의 발광이 종료되어 있지 않은 것으로 판단했을 경우 (단계 S16 의 판단 결과가 「아니오」인 경우) 에는, 제어 처리 장치 (16) 는, 스테이지 장치 (11) 에 대해 제어 신호 (C1) 를 출력하여 스테이지 (11a) 를 하강시켜, 발광 소자 (L) 를 핀 (P) 으로부터 이간시킨다 (단계 S17). 그리고, 제어 처리 장치 (16) 는, 스테이지 장치 (11) 에 대해 제어 신호 (C1) 를 출력하여 다음에 측정해야 할 복수의 발광 소자 (L) (5 개의 발광 소자 (L)) 를 측정 준비 위치에 배치시켜, 이들 발광 소자 (L) 의 발광 특성의 측정을 실시한다 (단계 S11∼S14). 이에 반해, 스테이지 (11a) 상에 재치된 모든 발광 소자 (L) 의 발광이 종료된 것으로 판단했을 경우 (단계 S16 의 판단 결과가 「예」인 경우) 에는, 도 4 에 나타내는 일련의 처리가 종료된다.

도 6a 및 도 6b 는, 본 발명의 일 실시형태에 의한 발광 특성 측정 장치의 측정 결과의 일례를 나타내는 도면이다. 도 6a 는 보정을 실시하지 않은 경우의 측정 결과를 나타내는 도면이고, 도 6b 는 보정을 실시했을 경우의 측정 결과를 나타내는 도면이다. 또한, 도 6a 및 도 6b 에 나타내는 그래프는, 이동 방향 (D1) 에 있어서의 위치를 가로축으로 하고, 수광 신호 (R1) 의 상대 강도를 세로축으로 하고 있다. 여기서, 가로축의 원점은, 적분구 (14) 의 입사구 (14a) 의 중심 위치이고, 세로축은, 적분구 (14) 의 입사구 (14a) 의 중심 위치의 하방에 배치된 발광 소자 (L) 가 발광했을 경우에 수광 장치 (15) 로부터 얻어지는 수광 신호 (R1) 에 대한 상대 강도이다.

도 6a 를 참조하면, 수광 장치 (15) 로부터 출력되는 수광 신호 (R1) (보정을 실시하지 않는 경우의 측정 결과) 의 강도는, 원점에 배치된 발광 소자 (L) 가 발광했을 경우에 가장 높아지지만, 발광하고 있는 발광 소자 (L) 의 위치가 원점으로부터 벗어남에 따라 서서히 작아지는 것을 알 수 있다. 이것은, 원점으로부터 벗어남에 따라, 적분구 (14) 의 입사구 (14a) 에 있어서의 비네팅의 양이 커져, 적분구 (14) 의 본체부 (14b) 에 입사되는 광의 양이 감소하기 때문이다.

이에 반해, 수광 장치 (15) 로부터 출력되는 수광 신호 (R1) 에 대해 전술한 보정을 실시하면, 도 6b 에 나타내는 바와 같이, 측정 결과의 강도가, 위치에 관계없이 거의 일정해지는 것을 알 수 있다. 구체적으로는, 원점으로부터 벗어난 위치에 배치된 발광 소자 (L) 가 발광했을 경우에 얻어지는 수광 신호 (R1) 를, 원점에 배치된 발광 소자 (L) 가 발광했을 경우에 얻어지는 수광 신호 (R1) 와 거의 동일하게 할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시형태에서는, 배열된 복수의 발광 소자 (L) 로부터의 광이 입사될 수 있는 크기의 입사구 (14a) 를 갖는 적분구 (14) 를 이용하여, 복수의 발광 소자 (L) 를 택일적으로 순차 발광시킴과 함께, 수광 장치 (15) 로부터 순차 얻어지는 수광 신호 (R1) 를 적분구 (14) 의 입사구 (14a) 에 대한 발광 소자 (L) 의 위치에 따라 보정하고 있다. 이 때문에, 복수의 발광 소자 (L) 의 발광 특성을 양호한 정밀도로 측정할 수 있다.

또, 본 실시형태에서는, 적분구 (14) 의 입사구 (14a) 에서 광을 취입 가능한 수의 발광 소자 (L) (본 실시형태에서는, 5 개의 발광 소자 (L)) 를 단위로 하여, 발광 특성의 측정과 스테이지 (11a) 의 이동을 실시하고 있다. 이 때문에, 종래에 비해 스테이지 (11a) 의 이동 횟수를 저감시킬 수 있어, 복수의 발광 소자 (L) 의 발광 특성을 효율적으로 측정할 수 있다.

구체적으로, 발광 소자 (L) 를 이동시켜 전원 컨택트부 (13) 의 핀 (P) 에 접촉시키기 위해서 필요한 시간 (반송 시간) 을 T1, 1 개의 발광 소자 (L) 를 발광시켜 발광 특성을 측정하기 위해서 필요한 시간 (측정 시간) 을 T2 로 한다. 스테이지 (11a) 의 한 번의 이동으로 측정을 실시하는 발광 소자 (L) 의 수 (단위수) 를 n (n 은 1 이상의 정수) 으로 하면, n 개의 발광 소자 (L) 의 발광 특성을 측정하기 위해서 필요한 시간 (단위수 측정 시간) (Ta) 은 이하의 (1) 식으로 나타낸다.

Ta=T1＋n·T2…(1)

스테이지 (11a) 상에 재치된 발광 소자 (L) 의 총 수를 N 개로 하면, N 개의 발광 소자 (L) 를 측정하기 위해서 필요한 시간 (Tb) 은 이하의 (2) 식으로 나타낸다.

Tb=N·Ta/n…(2)

도 7 은, 본 발명의 일 실시형태에 의한 발광 특성 측정 장치의 측정 시간의 일례를 나타내는 도면이다. 또한, 도 7 에 있어서는, 반송 시간 (T1) 이 100［msec］, 측정 시간 (T2) 이 10［msec］로서, 단위수 n 이 1, 5, 10 인 경우의 측정 시간을 나타내고 있다. 도 7 에 나타내는 바와 같이, 반송 시간 (T1) 은 단위수 n 에 관계없이 100［msec］이다. 또, 측정 시간 (T2) 이 10［msec］인 점에서, 단위수 n 이 1, 5, 10 인 경우의 측정에 필요로 하는 시간은, 각각 10, 50, 100［msec］이다.

그러면, 단위수 n 이 1, 5, 10 인 경우의 단위수 측정 시간 (Ta) 은, 상기 (1) 식으로부터 각각 110, 150, 200［msec］가 되어, 1 개당의 시간은, 단위수 측정 시간 (Ta) 를 단위수 n 으로 나누어 얻어지고, 각각 110, 30, 20［msec］가 된다. 반송 시간 (T1) 은 측정 시간 (T2) 에 비해 길기 때문에, 단위수 n 이 작은 경우 (예를 들어, 단위수 n 이 1 인 경우) 에는, 1 개당의 시간의 대부분이 반송 시간 (T1) 로 차지되게 된다. 이에 반해, 단위수 n 이 커지면, 반송 시간 (T1) 이 이른바 n 개의 발광 소자 (L) 로 나누어져, 1 개당의 시간에서 차지하는 반송 시간 (T1) 이 작아지기 때문에, 측정 시간을 단축할 수 있다.

상기 실시형태에서는, 설명을 간단하게 하기 위해서, 일차원 배열된 발광 소자 (L) 를 측정하는 예에 대해 설명했는데, 본 발명은, 이차원 배열된 발광 소자 (L) 를 측정하는 것도 가능하다.

또, 상기 서술한 실시형태에 있어서, 적분구 (14) 는, 개구부 (14a) 가 본체부 (14b) 의 저부로부터 하방으로 돌출된 상태인 것이었지만, 개구부 (14a) 는, 반드시 본체부 (14b) 의 저부로부터 하방으로 돌출되어 있을 필요는 없다. 예를 들어, 본체부 (14b) 의 저면에 절결을 형성함으로써 개구부 (14a) 가 형성되어 있어도 된다. 또, 적분구 (14) 의 입사구 (14a) 의 저면에서 볼 때의 형상은, 직사각형 형상에 한정되지 않고, 타원 형상이어도 된다.

또, 상기 서술한 실시형태에서는, 수광 장치 (15) 가 분광기 (15) 및 수광기 (15b) 를 구비하고 있고, 수광 소자 (L) 로부터 사출되는 광의 스펙트럼을 측정하는 것이 가능한 발광 특성 측정 장치를 예로 들어 설명했는데, 스펙트럼을 측정할 필요가 없는 경우에는, 분광기 (15a) 를 생략하는 것이 가능하다. 또, 이러한 경우에는, 적분구 (14) 의 사출구 (14c) 에 수광 장치 (15) 또는 수광기 (15b) 를 직접 장착한 구성으로 하는 것도 가능하다.

본 발명은, 복수의 발광 소자의 발광 특성을 양호한 정밀도로 효율적으로 측정할 수 있는 발광 특성 측정 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 실시형태에 의하면, 배열된 복수의 발광 소자로부터의 광이 입사될 수 있는 크기의 입사구를 갖는 광학 적분기에 대해, 사출되는 광이 광학 적분기의 입사구에 입사되도록 복수의 발광 소자를 배치하여, 복수의 발광 소자를 택일적으로 순차 발광시킴과 함께, 광학 적분기에서 균일화된 광을 순차 수광하여 얻어지는 수광 결과를 광학 적분기의 입사구에 대한 발광 소자의 위치에 따라 보정하도록 되어 있으므로, 복수의 발광 소자의 발광 특성을 양호한 정밀도로 효율적으로 측정할 수 있다.

본 명세서에 있어서 「전, 후, 상, 하, 우, 좌, 수직, 수평, 세로, 횡, 행 및 열」등의 방향을 나타내는 말은, 본 발명의 장치에 있어서의 이들 방향에 대해 언급한다. 따라서, 본 발명의 명세서에 있어서의 이들 말은, 본 발명의 장치에 있어서 상대적으로 해석되어야 한다.

「구성되는」이라는 말은, 본 발명의 기능을 실행하기 위해서 구성되고, 또는 장치의 구성, 요소, 부분을 나타내기 위해 사용된다.

또한 클레임에 있어서 「민즈·플러스·펑션」으로서 표현되고 있는 말은, 본 발명에 포함되는 기능을 실행하기 위해서 이용할 수 있는 모든 구조를 포함해야 하는 것이다.

용어 「부 (유닛)」는, 장치의 컴포넌트, 섹션 및 파트를 기술 (記述) 하기 위해서 사용하고, 원하는 기능을 실행하도록 구성되거나 혹은 프로그램된 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 포함하는 것이다. 그 하드웨어의 전형예로서 디바이스 및 회로를 포함하지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명하여 증명했지만, 이들은 어디까지나 발명의 예시로서 한정적으로 고려되어야 하는 것이 아니고, 추가, 삭제, 치환 및 다른 변경은 본 발명의 정신 혹은 범위를 일탈하지 않는 범위에서 가능하다. 즉, 본 발명은 전술한 실시형태에 의해 한정되는 것이 아니고, 이하의 클레임의 범위에 의해 한정되는 것이다.

Claims

발광 소자의 발광 특성을 측정하는 발광 특성 측정 장치로서,
배열된 복수의 발광 소자로부터 출력된 광을 수광 가능한 입사구를 갖고, 상기 입사구로부터 상기 복수의 발광 소자로부터 출력된 상기 광을 수광하고, 수광된 상기 광을 균일화하는 광학 적분기와,
상기 광학 적분기에서 균일화된 상기 광을 수광하는 수광 장치와,
상기 복수의 발광 소자를 택일적으로 순차 발광시킴과 함께, 상기 수광 장치로부터 순차 얻어지는 수광 결과를 상기 광학 적분기의 상기 입사구에 대한 상기 발광 소자의 위치에 따라 보정하는 제어 처리 장치를 구비하는, 발광 특성 측정 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 발광 소자를 상기 복수의 발광 소자의 배열 방향을 따라 이동시킬 수 있는 스테이지 장치를 추가로 구비하고,
상기 제어 처리 장치는, 상기 스테이지 장치를 제어하여, 상기 광학 적분기의 상기 입사구에서 광을 취입 가능한 수의 발광 소자를 단위로 하여, 상기 복수의 발광 소자를 상기 배열 방향으로 이동시키는, 발광 특성 측정 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어 처리 장치는, 상기 광학 적분기의 상기 입사구의 중심 위치에 배치된 상기 발광 소자가 발광했을 경우에 상기 수광 장치로부터 얻어지는 수광 결과와 동일해지도록, 상기 수광 소자로부터 순차 얻어지는 수광 결과를 보정하는, 발광 특성 측정 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 수광 장치는,
상기 광학 적분기에서 균일화된 상기 광을 분광하는 분광기와,
상기 분광기에서 분광된 상기 광을 수광하는 수광기를 구비하는, 발광 특성 측정 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제어 처리 장치는, 상기 광학 적분기의 상기 입사구의 중심 위치에 배치된 상기 발광 소자가 발광했을 경우에 상기 수광 장치로부터 얻어지는 수광 결과와 동일해지도록, 상기 수광 소자로부터 순차 얻어지는 수광 결과를 보정하는, 발광 특성 측정 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 수광 장치는,
상기 광학 적분기에서 균일화된 상기 광을 분광하는 분광기와,
상기 분광기에서 분광된 상기 광을 수광하는 수광기를 구비하는, 발광 특성 측정 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 제어 처리 장치는, 미리 구해진 고차의 보정 함수 혹은 보정 테이블을 이용하여, 상기 수광 소자로부터 순차 얻어지는 수광 결과를 보정하는, 발광 특성 측정 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 수광 장치는,
상기 광학 적분기에서 균일화된 상기 광을 분광하는 분광기와,
상기 분광기에서 분광된 상기 광을 수광하는 수광기를 구비하는, 발광 특성 측정 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 제어 처리 장치는, 미리 구해진 고차의 보정 함수 혹은 보정 테이블을 이용하여, 상기 수광 소자로부터 순차 얻어지는 수광 결과를 보정하는, 발광 특성 측정 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 수광 장치는,
상기 광학 적분기에서 균일화된 상기 광을 분광하는 분광기와,
상기 분광기에서 분광된 상기 광을 수광하는 수광기를 구비하는, 발광 특성 측정 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 수광 장치는,
상기 광학 적분기에서 균일화된 상기 광을 분광하는 분광기와,
상기 분광기에서 분광된 상기 광을 수광하는 수광기를 구비하는, 발광 특성 측정 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 수광 장치는,
상기 광학 적분기에서 균일화된 상기 광을 분광하는 분광기와,
상기 분광기에서 분광된 상기 광을 수광하는 수광기를 구비하는, 발광 특성 측정 장치.
발광 소자의 발광 특성을 측정하는 발광 특성 측정 방법으로서,
배열된 복수의 발광 소자로부터 출력된 광을 수광 가능한 입사구를 갖는 광학 적분기에 대해, 사출되는 광이 상기 광학 적분기의 상기 입사구에 입사되도록 상기 복수의 발광 소자를 배치하는 단계와,
상기 복수의 발광 소자를 택일적으로 순차 발광시킴과 함께, 상기 광학 적분기에서 균일화된 광을 순차 수광하여 얻어지는 수광 결과를 상기 광학 적분기의 입사구에 대한 상기 발광 소자의 위치에 따라 보정하는 단계를 갖는, 발광 특성 측정 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 복수의 발광 소자를 배열 방향을 따라 이동시킬 수 있는 스테이지 장치를 제어하여, 상기 광학 적분기의 입사구에서 광을 취입 가능한 수의 발광 소자를 단위로 하여, 상기 복수의 발광 소자를 상기 배열 방향으로 이동시키는 단계를 추가로 갖는, 발광 특성 측정 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 광학 적분기의 입사구의 중심 위치에 배치된 상기 발광 소자가 발광했을 경우에 상기 광학 적분기에서 균일화된 광과 동일해지도록, 상기 수광 소자로부터 순차 얻어지는 수광 결과를 보정하는 단계를 추가로 갖는, 발광 특성 측정 방법.
제 13 항에 있어서,
미리 구해진 고차의 보정 함수 혹은 보정 테이블을 이용하여, 상기 수광 소자로부터 순차 얻어지는 수광 결과를 보정하는 단계를 추가로 갖는, 발광 특성 측정 방법.