(57)【要約】  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。
2012073345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７―１９２３７号公報
【特許文献２】特開平９―１１３４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】光ファイバの位置を説明する説明図である。
【図５】発光素子用検査装置の概要の説明図である。
【図６】プローブ針の説明図である。
【図７】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。
【図８】光ファイバの傾斜面の角度についての説明図である。
【図９】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。
【図１０】光ファイバの傾斜面の傾斜方向の説明図である。
【図１１】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。
【図１２】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。
【図１３】反射部材のみを設ける変形例である。
【図１４】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。
【図１５】傾斜面によって反射した光についての説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
図４は、光ファイバ１０３の位置を説明する説明図である。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
図５は、発光素子用検査装置３の概要の説明図である。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
図６は、プローブ針１０９の説明図である。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
図１３は、反射部材１２３ｂのみを設ける変形例である。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【符号の説明】
【００６１】
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
【図１】
2012073345.tif 000003
【図２】
2012073345.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2012073345.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2012073345.tif 000013
【図１２】
2012073345.tif 000014
【図１３】
2012073345.tif 000015
【図１４】
2012073345.tif 000016
【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年9月30日(2011.9.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項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、前記発光素子の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かつ、前記導光部の延在方向が、前記発光素子からの光軸と一致しないように配置され、
更に、前記導光部には、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、
前記傾斜面は、前記受光部の前記発光素子と対向する面に対向するように配置されるとともに前記発光素子の光を前記導光部に取り込むための入射面である発光素子用受光モジュール。
【請求項２】
前記傾斜面の傾斜角度は、前記傾斜面に照射される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１に記載の発光素子用受光モジュール。
【請求項３】
前記導光部は、前記傾斜面に前記発光素子の光が直接照射されるとともに、前記傾斜面が直接照射される光の光軸に対して所定角度傾斜するように形成される
請求項１又は２に記載の発光素子用受光モジュール。
【請求項４】
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１〜３のいずれか１項に記載の発光素子用受光モジュール。
【請求項５】
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４に記載の発光素子用受光モジュール。
【請求項６】
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設けられている
請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光素子用受光モジュール。
【請求項７】
前記導光部材は、透明誘電体で形成されている
請求項６に記載の発光素子用受光モジュール。
【請求項８】
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７に記載の発光素子用受光モジュール。
【請求項９】
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１〜８のいずれか１項に記載の発光素子用受光モジュール。
【請求項１０】
請求項１〜９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。
【請求項１１】
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１０に記載の発光素子用検査装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の発光素子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、前記発光素子の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かつ、前記導光部の延在方向が、前記発光素子からの光軸と一致しないように配置され、更に、前記導光部には、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、前記傾斜面は、前記受光部の前記発光素子と対向する面に対向するように配置されるとともに前記発光素子の光を前記導光部に取り込むための入射面である。
【国際調査報告】
2012073345.tif 000018
2012073345.tif 000019
2012073345.tif 000020
2012073345.tif 000021