(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子が実装されて該発光素子を覆うレンズが装着された基板を用意する段階と、
前記発光素子に電流を印加して該発光素子を点灯する段階と、
前記発光素子が点灯した状態で前記レンズを撮影してイメージを獲得する段階と、
前記獲得したイメージから前記レンズの中心からの発光分布の対称性（ｓｙｍｍｅｔｒｙ）を示す中心対称性を演算する段階と、
前記演算した中心対称性を基準値と比較して、前記発光分布の不良の有無を判断する段階と、を有することを特徴とする光源モジュールの不良検査方法。
【請求項２】
前記中心対称性を演算する段階は、
前記獲得したイメージに基づき検査領域を設定する段階と、前記検査領域を複数の領域に分割する段階と、
前記分割した各領域の輝度に基づいて中心対称性を計算する段階と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の光源モジュールの不良検査方法。
【請求項３】
前記検査領域を設定する段階は、前記レンズの中心から所定距離に位置する一部領域を検査領域に設定する段階であることを特徴とする請求項２に記載の光源モジュールの不良検査方法。
【請求項４】
前記複数の領域に分割する段階は、前記レンズの中心からの距離に応じて前記検査領域を複数のトラックに１次分割し、前記複数のトラックを放射状に２次分割する段階であることを特徴とする請求項２に記載の光源モジュールの不良検査方法。
【請求項５】
前記発光素子を点灯する段階で印加される電流は、前記発光素子を駆動するための定格電流の５０％以上の電流であることを特徴とする請求項１に記載の光源モジュールの不良検査方法。
【請求項６】
前記基板に実装された発光素子の中心座標を判読する段階と、
前記獲得したレンズのイメージから前記レンズの中心座標を判読する段階と、
前記発光素子の中心座標と前記レンズの中心座標とを比較して、両中心座標間のオフセット値を計算する段階と、
前記オフセット値を基準値と比較して、前記レンズの整列不良の有無を判断する段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の光源モジュールの不良検査方法。
【請求項７】
前記レンズの中心座標を判読する段階は、
前記獲得したイメージから前記基板上に形成された基準マークと前記レンズの位置とを認識する段階と、
前記レンズの枠を利用して前記レンズの中心座標を認識する段階と、
前記基準マークに基づいて前記レンズの中心座標を実座標に変換する段階と、を含むことを特徴とする請求項６に記載の光源モジュールの不良検査方法。
【請求項８】
前記発光素子の中心座標を判読する段階は、前記基板上に前記発光素子が実装され、前記レンズが前記発光素子を覆うように装着される前に行われることを特徴とする請求項６に記載の光源モジュールの不良検査方法。
【請求項９】
前記基板上に実装された発光素子は、複数の発光素子であり、前記基板の長さ方向に沿って配列され、
前記イメージを獲得する段階、前記中心対称性を演算する段階、及び前記発光分布の不良の有無を判断する段階は、各発光素子に対して個別的に行われることを特徴とする請求項１に記載の光源モジュールの不良検査方法。
【請求項１０】
前記発光素子は、発光ダイオード（ＬＥＤ）チップまたは発光ダイオードチップを含むＬＥＤパッケージであることを特徴とする請求項１に記載の光源モジュールの不良検査方法。
【請求項１１】
発光素子が実装されて該発光素子を覆うレンズが装着された基板を用意する段階と、
前記発光素子を覆うようにレンズを装着する段階と、
前記発光素子に電流を印加して該発光素子を点灯する段階と、
前記発光素子が点灯した状態で前記発光素子を覆う前記レンズを撮影してイメージを獲得する段階と、
前記獲得したイメージから前記レンズの中心からの発光分布の対称性（ｓｙｍｍｅｔｒｙ）を示す中心対称性を演算する段階と、
前記演算した中心対称性を基準値と比較して、前記発光分布の不良の有無を判断する段階と、
を有することを特徴とする光源モジュールの製造方法。
【請求項１２】
前記基板上に実装された発光素子は、複数の発光素子を含み、前記基板の長さ方向に沿って配列されることを特徴とする請求項１１に記載の光源モジュールの製造方法。
【請求項１３】
前記発光素子の中心座標を判読する段階、前記レンズを装着する段階、前記イメージを獲得する段階、及び前記レンズの中心座標を判読する段階は、各発光素子に対して個別的に行われることを特徴とする請求項１２に記載の光源モジュールの製造方法。
【請求項１４】
前記発光素子のレンズの整列不良を判断する段階をさらに含み、
前記レンズの整列不良を判断する段階は、
前記基板に実装された発光素子の中心座標を判読する段階と、
前記獲得したレンズのイメージから前記レンズの中心座標を判読する段階と、
前記発光素子の中心座標と前記レンズの中心座標とを比較して、両中心座標間のオフセット値を計算する段階と、
前記オフセット値を基準値と比較して、前記レンズの整列不良の有無を判断する段階と、
を含むことを特徴とする請求項１１に記載の光源モジュールの製造方法。
【請求項１５】
前記発光素子の発光分布不良を判断する段階及び前記レンズの整列不良の有無を判断する段階は、同じイメージに基づいて行われることを特徴とする請求項１４に記載の光源モジュールの製造方法。
【請求項１６】
前記発光素子の中心座標を判読する段階は、ＡＯＩ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ）装置を用いて行われることを特徴とする請求項１４に記載の光源モジュールの製造方法。
【請求項１７】
前記レンズの中心座標を判読する段階は、
前記獲得したイメージから前記基板上に形成された基準マークと前記レンズの位置とを認識する段階と、
前記レンズの枠を利用して前記レンズの中心座標を認識する段階と、
前記基準マークに基づいて前記レンズの中心座標を実座標に変換する段階と、を含むことを特徴とする請求項１４に記載の光源モジュールの製造方法。
【請求項１８】
前記レンズを装着する段階は、接着剤を用いて前記レンズを前記基板上に付着する段階を含むことを特徴とする請求項１４に記載の光源モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源モジュールの不良検査方法及び光源モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）が適用されたディスプレイと照明分野における様々な顧客のニーズに応えるために重要なのは、厚さ低減（Ｓｌｉｍ）と原価削減のためのＶＥ（Ｖａｌｕｅ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）設計であり、それを可能にするのがレンズである。レンズは、ＬＥＤと目標面（Ｔａｒｇｅｔ  Ｐｌａｎｅ）との間隔（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ）を減らし、ＬＥＤ間の間隔（Ｐｉｔｃｈ）を広げる役割をする。
【０００３】
ＬＥＤに組み立てられるレンズには、ＬＥＤの中心とレンズの中心とがずれるレンズの調整不良（ｌｅｎｓ  ｓｈｉｆｔ）と水平面に対して傾くレンズチルト（ｌｅｎｓ  ｔｉｌｔ）などの組み立て精度不良が発生し、当該不良によって斑のような光均一性（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）不良が生じるという問題がある。また、その他にレンズ自体の問題、製造工程上の問題によって光均一性不良が発生する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、光源モジュールを製造するに当たり、斑のような光均一性不良を発生させる原因を検査し、それらを除去することで、製品の信頼性と生産性を向上させるための光源モジュールの不良検査方法及び製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による光源モジュールの不良検査方法は、発光素子が実装されて該発光素子を覆うレンズが装着された基板を用意する段階と、前記発光素子に電流を印加して該発光素子を点灯する段階と、前記発光素子が点灯した状態で前記レンズを撮影してイメージを獲得する段階と、前記獲得したイメージから前記レンズの中心からの発光分布の対称性（ｓｙｍｍｅｔｒｙ）を示す中心対称性を演算する段階と、前記演算した中心対称性を基準値と比較して、前記発光分布の不良の有無を判断する段階と、を有することを特徴とする。
【０００６】
前記中心対称性を演算する段階は、前記獲得したイメージに基づき検査領域を設定する段階と、前記検査領域を複数の領域に分割する段階と、前記分割した各領域の輝度に基づいて中心対称性を計算する段階と、を含み得る。
前記検査領域を設定する段階は、前記レンズの中心から所定距離に位置する一部領域を検査領域に設定する段階であり得る。
前記複数の領域に分割する段階は、前記レンズの中心からの距離に応じて前記検査領域を複数のトラックに１次分割し、前記複数のトラックを放射状に２次分割する段階であり得る。
前記発光素子を点灯する段階で印加される電流は、前記発光素子を駆動するための定格電流の５０％以上の電流であり得る。
【０００７】
前記光源モジュールの不良検査方法は、前記基板に実装された発光素子の中心座標を判読する段階と、前記獲得したレンズのイメージから前記レンズの中心座標を判読する段階と、前記発光素子の中心座標と前記レンズの中心座標とを比較して、両中心座標間のオフセット値を計算する段階と、前記オフセット値を基準値と比較して、前記レンズの整列不良の有無を判断する段階と、をさらに含み得る。
前記レンズの中心座標を判読する段階は、前記獲得したイメージから前記基板上に形成された基準マークと前記レンズの位置とを認識する段階と、前記レンズの枠を利用して前記レンズの中心座標を認識する段階と、前記基準マークに基づいて前記レンズの中心座標を実座標に変換する段階と、を含み得る。
前記発光素子の中心座標を判読する段階は、前記基板上に前記発光素子が実装され、前記レンズが前記発光素子を覆うように装着される前に行われ得る。
【０００８】
前記基板上に実装された発光素子は、複数の発光素子であり、前記基板の長さ方向に沿って配列され、前記イメージを獲得する段階、前記中心対称性を演算する段階、及び前記発光分布の不良の有無を判断する段階は、各発光素子に対して個別的に行われ得る。
前記発光素子は、発光ダイオード（ＬＥＤ）チップまたは発光ダイオードチップを含むＬＥＤパッケージであり得る。
【０００９】
上記目的を達成するためになされた本発明の他の態様による光源モジュールの不良検査方法は、発光素子が実装されて該発光素子を覆うレンズが装着された基板を用意する段階と、前記発光素子に電流を印加して該発光素子を点灯する段階と、前記発光素子が点灯した状態で前記レンズを撮影してイメージを獲得する段階と、前記獲得したレンズのイメージから前記レンズの中心座標を判読する段階と、前記発光素子の中心座標と前記判読したレンズの中心座標とを比較して、両中心座標間のオフセット値を計算する段階と、前記オフセット値を基準値と比較して、前記レンズの整列不良の有無を判断する段階と、を有することを特徴とする。
【００１０】
前記光源モジュールの不良検査方法は、前記基板に実装された発光素子の中心座標を判読する段階をさらに含み、前記発光素子の中心座標を判読する段階は、前記基板上に前記発光素子が実装され、前記レンズが前記発光素子を覆うように装着される前に行われ得る。
【００１１】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による光源モジュールの製造方法は、基板に実装された発光素子の中心座標を判読する段階と、前記発光素子を覆うようにレンズを装着する段階と、前記発光素子に電流を印加して該発光素子を点灯する段階と、前記発光素子が点灯した状態で前記発光素子を覆う前記レンズを撮影してイメージを獲得する段階と、前記獲得したレンズのイメージから該レンズの中心座標を判読する段階と、前記発光素子の中心座標と前記レンズの中心座標とを比較して、両中心座標間のオフセット値を計算する段階と、前記オフセット値を基準値と比較して、前記レンズの整列不良の有無を判断する段階と、を有することを特徴とする。
【００１２】
前記発光素子の中心座標を判読する段階は、ＡＯＩ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ）装置を用いて行われ得る。
前記レンズの中心座標を判読する段階は、前記獲得したイメージから前記基板上に形成された基準マークと前記レンズの位置とを認識する段階と、前記レンズの枠を利用して前記レンズの中心座標を認識する段階と、前記基準マークに基づいて前記レンズの中心座標を実座標に変換する段階と、を含み得る。
前記光源モジュールの製造方法は、前記発光素子の発光分布不良を判断する段階をさらに含み、前記発光分布不良を判断する段階は、前記獲得したイメージから前記レンズの中心からの発光分布の対称性を示す中心対称性を演算する段階と、前記演算した中心対称性を基準値と比較して、前記発光分布の不良の有無を判断する段階と、を含み得る。
前記発光素子の発光分布不良を判断する段階及び前記レンズの整列不良の有無を判断する段階は、同じイメージに基づいて行われ得る。
前記レンズを装着する段階は、接着剤を用いて前記レンズを前記基板上に付着する段階を含み得る。
前記基板上に実装された発光素子は、複数の発光素子を含み、前記基板の長さ方向に沿って配列され得る。
前記発光素子の中心座標を判読する段階、前記レンズを装着する段階、前記イメージを獲得する段階、及び前記レンズの中心座標を判読する段階は、各発光素子に対して個別的に行われ得る。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光源モジュールを製造するに当たり、斑のような光均一性不良を発生させる原因を検査し、それらを除去することで、製品の信頼性と生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態による光源モジュールの検査装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】本実施形態における検査対象である光源モジュールを概略的に示す図である。（ａ）は光源モジュールの断面図、（ｂ）はその平面図である。
【図３】光源モジュールの検査方法のうちの発光分布不良を検査する方法を概略的に示すフローチャートである。
【図４】光源モジュールの検査方法のうちの整列不良を検査する方法を概略的に示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態による光源モジュールの製造方法を概略的に示すフローチャートである。
【図６】基板上に実装された発光素子の概略図である。（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
【図７】複数の発光素子が実装された基板がキャリア上に配列された状態を概略的に示す平面図である。
【図８】図７の発光素子からイメージを獲得する過程を概略的に示す断面図である。
【図９】図８に示す「Ａ」部分を撮影して獲得したイメージを示す図である。
【図１０】図９に示すイメージから発光素子の中心座標を獲得する方法を概略的に示す図である。
【図１１】図７に示す複数の発光素子のそれぞれを覆うように複数のレンズを装着する段階を示す概略図である。（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、断面図である。
【図１２】図１１に示す光源モジュールからイメージを獲得する過程を概略的に示す断面図である。
【図１３】図１２に示す光源モジュールを撮影して獲得したレンズのイメージを示す図である。
【図１４】図１３のイメージからレンズの中心座標を獲得する方法を示す概略図である。
【図１５】レンズの中心座標と発光素子の中心座標とを比較してオフセット値を判読する方法を示す概略図である。
【図１６】イメージの中心対称性を判読する方法を概略的に示す図である。（ａ）〜（ｄ）は、獲得したイメージの中心対称性を演算する方法の各段階を示す図であ。
【図１７】点灯した発光素子を撮影して獲得したイメージが良品である場合と不良と判読された場合を比較した図である。
【図１８】点灯した発光素子を撮影して獲得したイメージが良品である場合と不良と判読された場合を比較した図である。
【図１９】点灯した発光素子を撮影して獲得したイメージが良品である場合と不良と判読された場合を比較した図である。
【図２０】本発明の一実施形態による光源モジュールに採用され得る発光ダイオードチップの例を示す断面図である。
【図２１】本発明の一実施形態による光源モジュールに採用され得る発光ダイオードチップの例を示す断面図である。
【図２２】本発明の一実施形態による光源モジュールに採用され得る発光ダイオードチップの例を示す断面図である。
【図２３】ＣＩＥ１９３１色度図である。
【図２４】本発明の一実施形態による照明装置（バルブ型）を概略的に示す分解斜視図である。
【図２５】本発明の一実施形態による照明装置（Ｌランプ型）を概略的に示す分解斜視図である。
【図２６】本発明の一実施形態による照明装置（平板型）を概略的に示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形可能であり、以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で通常の知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供するものである。図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張され得る。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態による光源モジュールの検査装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【００１７】
図１に示すように、本発明の一実施形態による光源モジュールの検査装置１は、載置部１０、電源印加部２０、撮像部３０、及び制御部４０を含んで構成される。
【００１８】
光源モジュール１００に対する検査は、光源モジュール１００を点灯した状態で直接撮影したイメージを通して不良の有無を判断する過程で行われる。
【００１９】
図２は、本実施形態における検査対象である光源モジュールを概略的に示す図である。光源モジュール１００は、基板１０１と、基板１０１上に実装される発光素子３００と、発光素子３００を覆うレンズ２００と、を含む。
【００２０】
図１を参照すると、載置部１０は、検査対象である光源モジュール１００を支持する。そして、発光素子３００及びレンズ２００が実装された基板１０１は、単一または複数個が後述するキャリア（ｃａｒｒｉｅｒ）上に配列された状態で載置部１０の一面に配置される。
【００２１】
電源印加部２０は、発光素子３００が点灯するように発光素子３００に電流を印加する。電源印加部２０は、外部から加えられる信号によって駆動されて、検査対象である発光素子３００を点灯または消灯する。
【００２２】
撮像部３０は、発光素子３００が点灯した状態でレンズ２００を撮影してイメージを獲得する。撮像部３０としては、例えば、カメラを用いてもよいが、これに限定されず、物を撮影してイメージが獲得できる装置であれば、どのようなものであってもよい。
【００２３】
撮像部３０は載置部１０の上方に配置され、必要に応じて、撮影対象である発光素子３００及びレンズ２００の位置に移動して、発光素子３００が点灯した状態のイメージを獲得する。
【００２４】
制御部４０は、撮像部３０によって獲得したイメージをデータとして保存し、予め保存されている基準値と比較して不良の有無を判断する。制御部４０は獲得したイメージを処理して、撮像部３０によって撮影された原イメージ（ｒａｗ  ｉｍａｇｅ）と、それを処理した処理イメージ（ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ  ｉｍａｇｅ）とをそれぞれデータとして保存する。
【００２５】
制御部４０は、撮像部３０及び電源印加部２０の駆動を制御する。また、基準値は、使用者によって制御部４０に保存される。
【００２６】
光源モジュールの検査装置１によって光源モジュール１００の不良の有無を判断する検査を行う。当該検査は、二つの検査に大別して行う。
【００２７】
二つの検査のうちの一つは、レンズの整列不良（ｌｅｎｓ  ｓｈｉｆｔ）に対する検査である。発光素子３００の中心とレンズ２００の中心とのオフセットの程度を示すオフセット値は、輝度の不均一による斑の発生に最も大きい影響を及ぼすため、必ず検査しなければならない。
【００２８】
他の一つは、発光分布（対称性）不良（ｏｐｔｉｃａｌ  ｓｈｉｆｔ）に対する検査である。レンズの整列不良が発生しなくても斑が発生する恐れがあり、例えば、レンズ２００が傾いて組み立てられるか、又はレンズ２００自体の不良が原因である場合がある。このような原因は光学的情報を通してのみ検査することができる。
【００２９】
以下、図１及び図３を参照して、本発明の一実施形態による光源モジュールの検査方法のうちの発光分布不良を検査する方法について説明する。
【００３０】
図３は、光源モジュールの検査方法のうちの発光分布不良を検査する方法を概略的に示すフローチャートである。発光分布不良検査は、点灯した発光素子を撮影し、撮影したイメージを判読して不良の有無を検査する方法で行われる。
【００３１】
まず、発光素子３００が実装されて発光素子３００を覆うレンズ２００が装着された基板１０１を用意する（ステップＳ１００）。そして、発光素子３００とレンズ２００とを備えた基板１０１を、図１に示す光源モジュールの検査装置１の載置部１０上に配置する。この場合、基板１０１はキャリア（ｃａｒｒｉｅｒ）に配列された状態で載置部１０上に配置される。
【００３２】
検査対象である光源モジュール１００が載置部１０上に配置されると、電源印加部２０を介して発光素子３００に電流を印加して発光素子３００を点灯する（ステップＳ１１０）。電流は、載置部１０に設けられた接触端子を介して電源印加部２０から発光素子３００に印加される。ここで、発光素子３００を点灯するために印加される電流は、例えば、発光素子３００を駆動するための定格電流の５０％以上の電流である。即ち、定格電流を印加するか、又は定格電流より低い電流を印加して発光素子３００を点灯する。
【００３３】
発光素子３００に印加される電流は電源印加部２０により多様に調節され、電源印加部２０は制御部４０から伝達される信号によって駆動及び制御される。
【００３４】
次に、撮像部３０により発光素子３００が点灯した状態でレンズ２００を撮影してイメージを獲得する（ステップＳ１２０）。制御部４０は、撮像部３０が発光素子３００及びレンズ２００の直上に位置するように撮像部３０を移動させる。その後、撮像部３０がレンズ２００を撮影して発光素子３００の点灯した状態のイメージを獲得する。
【００３５】
次に、制御部４０により獲得したイメージからレンズ２００の中心からの発光分布の対称性（ｓｙｍｍｅｔｒｙ）を示す中心対称性を演算する（ステップＳ１３０）。制御部４０には原イメージと処理イメージがそれぞれデータとして保存され、制御部４０は、例えば、処理イメージを用いて中心対称性を演算する。
【００３６】
ここで、中心対称性を演算する過程を以下に説明する。まず、撮像部３０により獲得したイメージに基づき検査領域を設定する。例えば、レンズ２００の中心から所定の距離に位置する一部領域を検査領域に設定する。検査領域の設定後、検査領域を複数の領域に分割する。複数の領域への分割は、レンズ２００の中心からの距離に応じて複数のトラックに１次分割し、複数のトラックを放射状に２次分割する方法で行われる。検査領域を複数の領域に分割した後に、分割した各領域の輝度に基づいて中心対称性を計算する。
【００３７】
次に、制御部４０は、演算した中心対称性を基準値と比較して、光源モジュール１００の発光分布の不良の有無を判断する（ステップＳ１４０）。基準値は、使用者によって制御部４０に保存され、求められる設計条件に応じて多様に変更される。ここで、不良の判断は、不良発生の有無に対する判断に加え、不良の種類に対する判断を含む。
【００３８】
このように、本実施形態による発光分布の不良検査は、電流を印加して発光素子が点灯するときに現れる光学的特徴が組立状態やレンズ自体の特性に応じて変わる現象を利用する。従って、撮影したイメージを通じて不良発生の有無だけが確認できる従来の検査方法とは異なり、本実施形態による発光分布（対称性）の不良検査は、不良発生の有無を確認するだけでなく、不良の種類まで確認できる。そして、これに基づいて適切な措置をとることができるため、更なる不良発生を効果的に防止することができる。
【００３９】
以下、図１及び図４を参照して、光源モジュールの検査方法のうちのレンズの整列不良を検査する方法について説明する。
【００４０】
図４は、光源モジュールの検査方法のうちの整列不良を検査する方法を概略的に示すフローチャートであり、整列不良検査は、点灯した発光素子を撮影し、撮影したイメージで不良の有無を検査する方法で行われる。
【００４１】
まず、発光素子３００が実装されて発光素子３００を覆うレンズ２００が装着された基板１０１を用意する（ステップＳ２００）。そして、発光素子３００とレンズ２００とを備えた基板１０１を図１に示す光源モジュールの検査装置１の載置部１０上に配置する。この場合、基板１０１は、キャリア（ｃａｒｒｉｅｒ）に配列された状態で載置部１０上に配置される。
【００４２】
検査対象である光源モジュール１００が載置部１０上に配置されると、電源印加部２０を介して発光素子３００に電流を印加して発光素子３００を点灯する（ステップＳ２１０）。ここで、発光素子３００を点灯するために印加される電流は、例えば、発光素子３００を駆動するための定格電流の５０％以上の電流である。即ち、定格電流を印加するか、又は定格電流より低い電流を印加して発光素子３００を点灯する。
【００４３】
発光素子３００に印加される電流は電源印加部２０により多様に調節され、電源印加部２０は制御部４０から伝達される信号に応じて駆動及び制御される。
【００４４】
次に、撮像部３０により発光素子３００が点灯した状態でレンズ２００を撮影してイメージを獲得する（ステップＳ２２０）。制御部４０は、撮像部３０が発光素子３００及びレンズ２００の直上に位置するように撮像部３０を移動させる。その後、撮像部３０はレンズ２００を撮影して発光素子３００の点灯した状態のイメージを獲得する。
【００４５】
次に、制御部４０は、獲得したレンズ２００のイメージからレンズ２００の中心座標を判読する（ステップＳ２３０）。
【００４６】
レンズ２００の中心座標の判読は、以下のような方式で行われる。まず、獲得したイメージから基板１０１上に形成された基準マーク（ｆｉｄｕｃｉａｌ  ｍａｒｋ）とレンズ２００の位置とを認識する。そして、レンズ２００の枠を利用してレンズ２００の中心座標を認識する。その後、基準マークに基づいてレンズ２００の中心座標を実座標に変換する。
【００４７】
次に、発光素子３００の中心座標と判読したレンズ２００の中心座標とを比較して両中心座標間のオフセット値を計算する（ステップＳ２４０）。その後、オフセット値を基準値と比較してレンズ２００の整列不良の有無を判断する（ステップＳ２５０）。
【００４８】
基準値は、使用者によって制御部４０に保存され、求められる設計条件に応じて多様に変更される。例えば、許容可能な誤差範囲を考慮して基準値を設定することで、中心座標が一致しなくても、場合によっては不良と判断されずに良品と認められる。
【００４９】
発光素子３００の中心座標は、別途の自動光学検査（ＡＯＩ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ）によって判読する。発光素子３００の中心座標の判読は、基板１０１上に発光素子３００が実装されて、レンズ２００が発光素子３００を覆うように装着される前に行われる。
【００５０】
以下、図５〜図１１を参照して、本発明の一実施形態による光源モジュールの製造方法を説明する。図５は、本発明の一実施形態による光源モジュールの製造方法を概略的に示すフローチャートであり、図６〜図１１は、光源モジュールの製造工程を段階別に概略的に示す図である。
【００５１】
図６は、基板上に実装された発光素子の概略図である。図６に示すように、複数の発光素子３００が実装された基板１０１を用意する（図５のステップＳ３００）。
【００５２】
基板１０１は、ＦＲ４型印刷回路基板（ＰＣＢ）または変形が容易なフレキシブル印刷回路基板であって、エポキシ、トリアジン、シリコン、及びポリイミドなどを含む有機樹脂材料及びその他の有機樹脂材料で形成される。また、シリコンナイトライド、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３などのセラミック材料で形成されるか、又はＭＣＰＣＢ、ＭＣＣＬなどの金属及び金属化合物を素材にして形成される。
【００５３】
基板１０１は、長さ方向に長い長方形のバー（ｂａｒ）状であるが、これは一実施形態による基板１０１の構造の例に過ぎず、これに限定されるものではない。
【００５４】
発光素子３００は、複数個が基板１０１の一面上に長さ方向に沿って実装されて、配列される。発光素子３００は、外部から印加される駆動電源により所定の波長の光を発生させる光電素子である。例えば、ｎ型半導体層及びｐ型半導体層と、これらの間に配置された活性層を有する半導体発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。
【００５５】
発光素子３００としては、多様な構造の発光ダイオード（ＬＥＤ）チップまたは当該発光ダイオードチップを備えた多様な形態のＬＥＤパッケージが用いられる。例えば、発光素子３００は、図６に示すように、反射カップ３１１を有するパッケージ本体３１０内にＬＥＤチップ３２０が実装された構造である。また、ＬＥＤチップ３２０は、蛍光体を含む樹脂３１２で覆われる。本実施形態では、発光素子３００がＬＥＤパッケージ型である場合を例示しているが、これに限定されない。
【００５６】
図７は、複数の発光素子が実装された基板がキャリア上に配列された状態を概略的に示す平面図である。図７に示すように、複数の発光素子３００が実装された基板１０１は、例えば、キャリア１１上に複数個が実装されて配列される。基板１０１は、例えば、１６個が基板の長さ方向に平行に並んで配置される。
【００５７】
次に、配列された複数の基板１０１の上部に実装された複数の発光素子３００の中心座標を判読する（図５のステップＳ３１０）。各発光素子３００の中心座標の判読は、自動光学検査（ＡＯＩ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ）により行われる。
【００５８】
図８〜図１０は、発光素子の中心座標を判読する方法を概略的に示す図である。以下、その方法について概略的に説明する。
【００５９】
図８は、図７の発光素子からイメージを獲得する過程を概略的に示す断面図である。図８に示すように、配列された基板１０１の上を撮像部３０が移動しながら各発光素子３００を撮影する。撮像部３０としては、例えば、カメラを用いてもよいが、これに限定されない。カメラの他に、物を撮影してイメージが獲得できる装置であれば、どのようなものであってもよい。撮像部３０により獲得した各発光素子３００のイメージは制御部４０に伝達される。
【００６０】
図９は、図８に示す「Ａ」部分を撮影して獲得したイメージを示す図であり、図１０は、図９に示すイメージから発光素子の中心座標を獲得する方法を概略的に示す図である。図９及び図１０に示すように、制御部４０は、獲得したイメージから基板１０１上に形成された基準マーク（ｆｉｄｕｃｉａｌ  ｍａｒｋ）１０１ａ及び基準マーク１０１ｂと発光素子３００との位置を認識する。その後、発光素子３００の反射カップ３１１の枠を利用して発光素子３００の中心座標を判読する。ここで、認識した発光素子３００の中心座標はイメージ座標である。
【００６１】
次に、制御部４０は、発光素子３００の中心に対するイメージ座標を実座標に変換して、発光素子３００の物理的な中心座標を獲得する。ここで、実座標の基準となる地点は、基板１０１上に形成された基準マーク（１０１ａ、１０１ｂ）である。従って、発光素子３００の中心座標は、基準マークに基づいた実座標として定義する。
【００６２】
図１０には、イメージ座標を実座標に変換して発光素子の中心座標を獲得する方法を概略的に示している。図１０に示すように、制御部４０は、発光素子３００とともに認識した基準マーク１０１ａを仮想の２次元座標系の原点として設定し、原点に対するイメージ座標の位置、即ち、原点からのＸ軸とＹ軸の距離をそれぞれ計算して、実座標である座標値（Ｘ１、Ｙ１）を獲得する。
【００６３】
このように判読した各発光素子３００の中心座標（実座標値）は、後に説明するレンズ２００を付着するために用いる。
【００６４】
一方、各発光素子３００の中心座標を判読する他、ＡＯＩを介して発光素子３００の不良の有無を検査する。発光素子３００の不良には、例えば、異物による汚染不良、実装位置不良などが含まれる。
【００６５】
ＡＯＩにより一部の発光素子３００で当該不良が検出された場合には、該当する発光素子３００を良品に交換するプロセスが別途に行われる。また、良品の発光素子３００に交換または良品の発光素子が再実装された基板１０１をキャリア１１上に再配置する段階が行われる。
【００６６】
次に、図１１は、図７に示す複数の発光素子のそれぞれを覆うように複数のレンズを装着する段階を示す概略図である。図１１に示すように、各発光素子３００にレンズ２００を装着する（図５のステップＳ３２０）。レンズ２００は、ＡＯＩを介して判読した各発光素子３００の中心座標に基づいて各発光素子３００上に配置される。
【００６７】
レンズ２００は、例えば、接着剤で基板１０１または発光素子３００に付着した後、熱硬化させる方式（ｒｅｆｌｏｗ）により組み立てらる。本実施形態では、レンズ２００が基板１０１上に付着される例を示したが、これに限定されず、実施形態によって、発光素子３００上に付着されるかは、或いは熱硬化以外の方法でレンズ２００が付着される。
【００６８】
レンズ２００は、複数の発光素子３００のそれぞれを覆う構造で実装される。レンズ２００は、発光素子３００から発光した光が外部に放射するように透光性を有する材料からなる。レンズ２００の材質としては、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ：ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、アクリル（ａｃｒｙｌｉｃ）などからなる。或いは、ガラス材質からなり得るが、これに限定されない。
【００６９】
レンズ２００を介して外部に放射される光の指向角を調整するために、レンズ２００には光分散物質が含まれる。光分散物質としては、例えば、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、及びＡｌ２Ｏ３からなる群より選択される一つ以上の物質を含む。レンズ２００には、当該光分散物質が約３％〜１５％の範囲内で含まれる。光分散物質が３％より少なく含まれると、光が十分に分散しないため、光分散効果が期待できず、光分散物質が１５％以上含まれると、レンズ２００を介して外部に放射される光量が減少して光取り出し効率が低下する。また、レンズ２００の表面には、凹凸構造がさらに形成される。
【００７０】
発光素子３００上にレンズ２００を組み立てて製造する光源モジュール１００は、最終工程としてレンズの検査を行う。レンズの検査は、図１に示す光源モジュールの検査装置１を用いて行い、上述したレンズの整列不良検査及び／または発光分布（対称性）不良検査を含む。
【００７１】
以下、図４、図５、及び図１２〜図１５を参照して、光源モジュール１００に対するレンズの整列不良検査を行う方法について説明する。
【００７２】
図１２は、図１１に示す光源モジュールからイメージを獲得する過程を概略的に示す断面図である。図１２に示すように、基板１０１上に発光素子３００及びレンズ２００を装着して光源モジュール１００を製造し、これをキャリア１１上に配置した状態で電流を印加して光源モジュール１００の各発光素子３００を点灯する（図４のステップＳ２１０及び図５のステップＳ３３０）。
【００７３】
電流を印加して発光素子３００を点灯した後、キャリア１１の上方に配置された撮像部３０を移動させて点灯した各発光素子３００を撮影する。そして、撮像部３０に連結された制御部４０は、点灯した各発光素子３００と該当発光素子３００を覆うレンズ２００とが撮影されたイメージを獲得する（図４のステップＳ２２０及び図５のステップＳ３４０）。
【００７４】
図１３は、図１２に示す光源モジュールを撮影して獲得したレンズのイメージを示す図である。図１３に示すように、制御部４０は、撮像部３０を介して獲得した各発光素子３００の点灯したイメージから各レンズ２００の位置を認識する。そして、各レンズ２００の外枠を利用して当該レンズ２００の中心座標を判読する。ここで、認識したレンズ２００の中心座標はイメージ座標である。
【００７５】
次に、制御部４０は、各レンズ２００の中心に対するイメージ座標を実座標に変換して、各レンズ２００の物理的な中心座標を獲得する。ここで、実座標の基準となる地点は、基板１０１上に形成された基準マーク（１０１ａ、１０１ｂ）である。従って、発光素子３００と同様に、各レンズ２００の中心座標は、基準マークに基づいた実座標として定義する。
【００７６】
図１４は、図１３のイメージからレンズの中心座標を獲得する方法を示す概略図であり、レンズのイメージ座標を実座標に変換する方法を概略的に示している。図１４に示すように、制御部４０は、レンズ２００とともに認識した基準マーク１０１ａ（ｍａｒｋ１）を仮想の２次元座標系の原点として設定し、原点に対するイメージ座標の位置、即ち、原点からのＸ軸とＹ軸の距離をそれぞれ計算して、実座標である座標値（Ｘ２、Ｙ２）を獲得する（図４のステップＳ２３０及び図５のステップＳ３５０）。
【００７７】
次に、図１５は、レンズの中心座標と発光素子の中心座標とを比較してオフセット値を判読する方法を示す概略図である。図１５に示すように、獲得したレンズ２００の中心座標（Ｘ２、Ｙ２）を、ＡＯＩを介して判読した各発光素子３００の中心座標（Ｘ１、Ｙ１）と比較してオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）値を判読する（図４のステップＳ２４０、図５のステップＳ３６０）。そして、オフセット値を基準値と比較して、整列不良の有無を判断する（図４のステップＳ２５０及び図５のステップＳ３７０）。例えば、オフセット値が、求められる誤差の範囲内に含まれる場合には、中心座標が一致しなくても良品と判断される。
【００７８】
レンズの整列不良と判断された場合は、当該レンズ２００を除去してから、再び新しいレンズ２００を組み立てる工程に投入するために搬送するか、又は廃棄する。良品と判断された場合には、製品出荷のための包装段階が行われるか、又は次の工程に投入するために搬送される。
【００７９】
本実施形態によるレンズの整列不良検査は、発光素子３００の中心座標とレンズ２００の中心座標とをそれぞれ実座標として判読することで、これにより、物理的なオフセット値を正確に数値計算する。従って、単に中心座標の一致の有無を大まかに判断する従来の検査方法とは異なり、本実施形態によるレンズの整列不良検査は、正確な物理的オフセット値を計算することができる。
【００８０】
本実施形態による光源モジュールの製造方法は、最終工程としてレンズの整列不良検査を行う例を示しているが、これに限定されない。例えば、整列不良検査の代わりに発光分布（対称性）不良検査を行うことも可能である。また、配列不良検査とともに発光分布不良検査を行うこともできる。
【００８１】
以下、図３及び図１６〜図１９を参照して、光源モジュール１００に対して発光分布不良検査を行う方法について説明する。
【００８２】
まず、図１２に示すように、基板１０１上に発光素子３００及びレンズ２００を装着して光源モジュール１００を製造し、これをキャリア１１上に配置した状態で電流を印加して光源モジュール１００の各発光素子３００を点灯する（図３のステップＳ１１０）。
【００８３】
電流を印加して発光素子３００を点灯した後、キャリア１１の上方に配置された撮像部３０を移動させて点灯した各発光素子３００を撮影する。そして、撮像部３０に連結された制御部４０は、点灯した各発光素子３００と当該発光素子３００を覆うレンズ２００とが撮影されたイメージを獲得する（図３のステップＳ１２０）。
【００８４】
ここで、獲得したイメージは、撮像部３０を介して撮影した原イメージ（ｒａｗ  ｉｍａｇｅ）と、これを処理した処理イメージ（ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ  ｉｍａｇｅ）とを含む。即ち、制御部４０には、原イメージと処理イメージとがそれぞれデータとして保存される。
【００８５】
制御部４０は、獲得した各発光素子３００とレンズ２００との点灯したイメージ、例えば、処理イメージからレンズ２００の中心からの発光分布の対称性（ｓｙｍｍｅｔｒｙ）を示す中心対称性を演算する（図３のステップＳ１３０）。また、基準値と比較して発光分布の不良の有無を判断する（図３のステップＳ１４０）。ここで、不良の有無の判断は、不良発生有無に対する判断に加えて、不良の種類に対する判断を含む。
【００８６】
図１６は、イメージの中心対称性を判読する方法を概略的に示す図である。図１６の（ａ）に示すように撮影された原イメージを処理して処理イメージを獲得すると、図１６の（ｂ）に示すように処理イメージで検査領域を設定する。検査領域は、例えば、処理イメージでレンズ２００の円形枠を認識し、これを通じて、レンズ２００の中心点を認識した後、中心点から所定の距離に位置する一部領域を検査領域に設定する。検査領域を設定した後、図１６の（ｃ）に示すように、検査領域を複数の領域に分割する。具体的には、レンズ２００の中心点からの距離に応じて複数のトラックに１次分割し、複数のトラックを放射状に２次分割する。検査領域を複数の領域に分割した後、図１６の（ｄ）に示すように、分割した各領域の輝度に基づいて中心対称性を計算する。
【００８７】
図１７〜図１９は、点灯した発光素子を撮影して獲得したイメージが良品である場合と不良と判読された場合を比較した図である。それぞれの図には、良品の場合の原イメージと処理イメージ、及び不良の場合の原イメージと処理イメージを示す。
【００８８】
図１７は、異物による不良が発生した場合のイメージを良品のイメージと比較した図である。異物による不良は、レンズの組立工程とは関係なくレンズ自体の欠陥による場合であり、例えば、レンズを製造する過程で異物が含まれて製造された不良レンズを使用した場合である。
【００８９】
図１７に示すように、良品の場合は、原イメージと処理イメージとの対称性が全体的に良い。しかし、異物による不良が発生した場合、異物によって中心部で光の対称性が崩れる傾向を示す。
【００９０】
図１８は、工程不良が発生した場合のイメージを良品のイメージと比較した図である。工程不良は、例えば、レンズの組立工程のうちのレンズを付着するための熱硬化工程でレンズに不良が発生した場合である。例えば、設定温度以上に加熱したか、又は設定時間以上に長時間熱硬化を行ってレンズに熱変形（例えば、溶ける現象）が発生したことが原因である。
【００９１】
図１８に示すように、良品である場合のイメージは、全体的に対称性が良いが、工程不良が発生した場合には、レンズの端部分で光の対称性が崩れる傾向を示す。
【００９２】
図１９は、チルト不良が発生した場合のイメージを良品のイメージと比較した図である。チルト不良は、レンズの組立工程のうちのレンズを付着する過程で、レンズが水平を維持できずに傾いて組み立てられることが原因である。
【００９３】
図１９に示すように、良品のイメージは、全体的に対称性が良いが、チルト不良が発生した場合は、レンズの一側領域に光が偏って分布する傾向を示す。
【００９４】
制御部４０は、上述したように発光分布（対称性）不良を種類に応じて分類し、表示手段等を介して作業者に不良の発生及び不良の種類を認知させる。従って、作業者は、複数の光源モジュール１００のどの発光素子３００に不良が発生したかを確認することができ、不良の種類も確認することができる。そして、不良の種類に応じて適切な措置をとることができる。例えば、異物による不良が発生した場合には、レンズの組立工程を停止させ、良品のレンズに交換してから、組立工程を進行する措置をとる。また、工程不良が発生した場合には、熱硬化工程における加熱温度及び時間などを適切に再設定する措置をとる。従って、製品の信頼性を向上させ、不良が発生した製品全体を廃棄することによる損失を防ぐことができる。
【００９５】
上述した発光分布の不良検査は、電流を印加して発光素子が点灯するときに現れる光学的特徴が組立状態やレンズ自体の特性に応じて変わる原理を利用する。従って、撮影したイメージを通じて不良発生の有無だけが確認できる従来の検査方法とは異なり、本実施形態による発光分布の不良検査は、不良発生の有無を確認するだけでなく、不良の種類まで確認できる。また、これに応じて適切な措置をとることができるため、更なる不良発生を効果的に防止することができる。
【００９６】
一方、本実施形態による光源モジュールの製造方法は、最終工程としてレンズの整列不良検査又は発光分布の不良検査の何れかを行う例を示しているが、これに限定されない。例えば、レンズの整列不良検査及び発光分布不良検査をともに行うことも可能である。この場合、レンズの整列不良に対する判断と発光分布の不良に対する判断とは、同イメージに基づいて行われる。即ち、撮像部によりイメージを獲得する過程を一度だけ行い、これにより獲得したイメージを用いて整列不良に対する判断及び発光分布の不良に対する判断を行う。
【００９７】
このように、光源モジュール１００の製造工程において、最終工程として不良の有無の検査を行うことにより、欠陥のある製品が次の工程に投入されること、又は消費者に渡されることを防止する。これにより、製品の破損やそれに伴う製品の信頼性の低下、イメージ低下などの更なる問題が発生することを防ぐことができる。
【００９８】
また、基板上に発光素子を実装する段階から不良検査を行う段階までを連続工程で処理できるインラインシステムにより光源モジュール１００の製造工程をモニタリングし、製品の精度が保持されるように情報を提供する。特に、本実施形態による検査方法は、光源モジュール１００が複列（ｍｕｌｔｉ  ａｒｒａｙ）に配列されて、高速及び全数検査が可能となり生産性が向上する効果がある。
【００９９】
図２０〜図２２は、本発明の一実施形態による光源モジュールに採用され得る発光ダイオードチップの例を示す断面図である。
【０１００】
図２０を参照すると、発光ダイオードチップ３２０は、成長基板３２１上に順に積層された第１導電型半導体層３２２ａ、活性層３２２ｂ、及び第２導電型半導体層３２２ｃを含む。
【０１０１】
成長基板３２１上に積層される第１導電型半導体層３２２ａは、ｎ型不純物がドーピングされたｎ型窒化物半導体層である。そして、第２導電型半導体層３２２ｃは、ｐ型不純物がドーピングされたｐ型窒化物半導体層である。但し、実施形態に応じて、第１導電型半導体層３２２ａ及び第２導電型半導体層３２２ｃは、位置を変えて積層される。このような第１導電型半導体層３２２ａ及び第２導電型半導体層３２２ｃは、ＡｌｘＩｎｙＧａ（１−ｘ−ｙ）Ｎ組成式（ここで、０≦ｘ＜１、０≦ｙ＜１、０≦ｘ＋ｙ＜１）を有し、例えば、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮなどの物質がこれに該当する。
【０１０２】
第１導電型半導体層３２２ａと第２導電型半導体層３２２ｃとの間に配置される活性層３２２ｂは、電子と正孔の再結合により所定のエネルギーを有する光を放出する。活性層３２２ｂは、第１導電型半導体層３２２ａ及び第２導電型半導体層３２２ｃのエネルギーバンドギャップより小さいエネルギーバンドギャップを有する物質を含む。例えば、第１導電型半導体層３２２ａ及び第２導電型半導体層３２２ｃがＧａＮ系化合物半導体である場合、活性層３２２ｂはＧａＮのエネルギーバンドギャップより小さいエネルギーバンドギャップを有するＩｎＧａＮ系化合物半導体を含む。また、活性層３２２ｂは、量子井戸層と量子障壁層が交互に積層された多重量子井戸（ＭＱＷ：Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌｓ）構造、例えば、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ構造であるが、これに限定されず、単一量子井戸構造（ＳＱＷ：Ｓｉｎｇｌｅ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ）であってもよい。
【０１０３】
発光ダイオードチップ３２０は、第１導電型半導体層３２２ａ及び第２導電型半導体層３２２ｃのそれぞれに電気的に接続される第１電極パッド３２３ａ及び第２電極パッド３２３ｂを備える。第１電極パッド３２３ａ及び第２電極パッド３２３ｂは、同じ方向を向くように露出及び配置される。また、ワイヤボンディングまたはフリップチップボンディング方式で基板と電気的に接続される。
【０１０４】
図２１に示す発光ダイオードチップ４２０は、成長基板４２１上に形成された半導体積層体を含む。半導体積層体は、第１導電型半導体層４２２ａ、活性層４２２ｂ、及び第２導電型半導体層４２２ｃを含む。
【０１０５】
発光ダイオードチップ４２０は、第１導電型半導体層４２２ａ及び第２導電型半導体層４２２ｃのそれぞれに接続された第１電極パッド４２３ａ及び第２電極パッド４２３ｂを含む。第１電極パッド４２３ａは、第２導電型半導体層４２２ｃ及び活性層４２２ｂを貫通して第１導電型半導体層４２２ａに接続された導電性ビア４２３１ａと、導電性ビア４２３１ａに接続された電極延長部４２３２ａと、を含む。導電性ビア４２３１ａは、絶縁層４２４に囲まれて活性層４２２ｂ及び第２導電型半導体層４２２ｃと電気的に分離される。導電性ビア４２３１ａは、半導体積層体がエッチングされた領域に配置される。導電性ビア４２３１ａは、接触抵抗が低くなるように個数、形状、ピッチ、または第１導電型半導体層４２２ａとの接触面積などを適切に設計する。また、導電性ビア４２３１ａは、半導体積層体上に行と列をなすように配列されることにより、電流の流れを改善する。第２電極パッド４２３ｂは、第２導電型半導体層４２２ｃ上のオーミックコンタクト層４２３１ｂと、電極延長部４２３２ｂと、を含む。
【０１０６】
図２２に示す発光ダイオードチップ５２０は、成長基板５２１と、成長基板５２１上に形成された第１導電型半導体ベース層５２２０と、第１導電型半導体ベース層５２２０上に形成された複数のナノ発光構造物５２２と、を含む。また、絶縁層５２２１及び充填部５２２２をさらに含む。
【０１０７】
ナノ発光構造物５２２は、第１導電型半導体コア５２２ａ、当該第１導電型半導体コア５２２ａの表面にシェル層として順次形成された活性層５２２ｂ及び第２導電型半導体層５２２ｃと、を含む。
【０１０８】
本実施形態において、ナノ発光構造物５２２は、コア−シェル（ｃｏｒｅ−ｓｈｅｌｌ）構造として例示されているが、これに限定されず、ピラミッド構造などの他の構造であってもよい。第１導電型半導体ベース層５２２０は、ナノ発光構造物５２２の成長面を提供する層である。絶縁層５２２１は、ナノ発光構造物５２２の成長のためのオープン領域を提供し、ＳｉＯ２またはＳｉＮｘのような誘電体物質である。充填部５２２２は、ナノ発光構造物５２２を構造的に安定化させ、光を透過または反射する役割を担う。充填部５２２２が透光性物質を含む場合、充填部５２２２は、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、弾性樹脂、シリコン（ｓｉｌｉｃｏｎｅ）、エポキシ樹脂、高分子またはプラスチックのような透明な物質からなる。他の例として、充填部５２２２が反射物質を含む場合、充填部５２２２は、ＰＰＡ（ｐｏｌｙｐｔｈａｌａｍｉｄｅ）などの高分子物質に高反射性の金属粉末またはセラミック粉末を混合して形成される。高反射性セラミック粉末は、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３、及びＺｎＯからなる群より選択される少なくとも一つである。高反射性金属としては、ＡｌまたはＡｇのような金属である。
【０１０９】
第１電極パッド５２３ａ及び第２電極パッド５２３ｂは、ナノ発光構造物５２２の下面に配置される。第１電極パッド５２３ａは、第１導電型半導体ベース層５２２０の露出した上面に位置し、第２電極パッド５２３ｂは、ナノ発光構造物５２２及び充填部５２２２の下部に形成されるオーミックコンタクト層５２３３ｂ、及び電極延長部５２３４ｂを含む。これと異なり、オーミックコンタクト層５２３３ｂと電極延長部５２３４ｂとは一体に形成されてもよい。
【０１１０】
一方、図６に示す発光ダイオードチップ３２０を封止する樹脂３１２には、外部に放射される光の波長変換のために波長変換物質が含まれる。波長変換物としては、例えば、複数の発光ダイオードチップ３２０で発生した光によって励起されて異なる波長の光を放出する蛍光体が少なくとも１種以上含まれる。これにより、白色光をはじめとする様々な色相の光が放射されるように調節することができる。
【０１１１】
例えば、発光ダイオードチップ３２０が青色光を発光する場合、黄色、緑色、赤色、またはオレンジ色の蛍光体を組み合わせて白色光を発光させる。また、紫色、青色、緑色、赤色、または赤外線を発光する発光素子のうちの少なくとも一つを含むように構成することもできる。この場合、発光ダイオードチップ３２０は、演色性（ＣＲＩ）をナトリウム（Ｎａ）ランプ（演色指数４０）から太陽光（演色指数１００）レベルに調節することで、また、色温度を２０００Ｋから２００００Ｋレベルに調節することで、様々な白色光を発生させる。また、必要に応じて、紫色、青色、緑色、赤色、オレンジ色の可視光、または赤外線を発生させて、周囲の雰囲気または気分に合わせて色を調整する。また、植物の成長を促進することができる特殊波長の光を発生させることもできる。
【０１１２】
図２３は、ＣＩＥ１９３１色度図である。青色ＬＥＤに黄色、緑色、赤色蛍光体、及び／または緑色、赤色ＬＥＤが組み合わされて作られる白色光は、２つ以上のピーク波長を有し、図２３に示すＣＩＥ１９３１座標系の（ｘ、ｙ）座標が（０．４４７６、０．４０７４）、（０．３４８４、０．３５１６）、（０．３１０１、０．３１６２）、（０．３１２８、０．３２９２）、（０．３３３３、０．３３３３）を結ぶ線分上に位置する。または、上記線分と黒体放射スペクトルで囲まれた領域に位置する。白色光の色温度は２０００Ｋ〜２００００Ｋの間である。
【０１１３】
蛍光体は、次のような組成式及び色（ｃｏｌｏｒ）を有する。
酸化物系：黄色及び緑色Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｔｂ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ
シリケート系：黄色及び緑色（Ｂａ、Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ、黄色及びオレンジ色（Ｂａ、Ｓｒ）３ＳｉＯ５：Ｃｅ
窒化物系：緑色β−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ、黄色Ｌａ３Ｓｉ６Ｎ１１：Ｃｅ、オレンジ色α−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ、赤色ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、ＳｒＳｉＡｌ４Ｎ７：Ｅｕ
フルオロライト（ｆｌｕｏｒｉｄｅ）系：ＫＳＦ系赤色Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎ４＋
【０１１４】
蛍光体組成は、基本的に化学量論（Ｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｙ）に符合しなければならず、各要素は周期律表上の各族内の他の元素に置換できる。例えば、Ｓｒはアルカリ土類（ＩＩ）族のＢａ、Ｃａ、Ｍｇなどに、Ｙはランタン系のＴｂ、Ｌｕ、Ｓｃ、Ｇｄなどに置換できる。また、活性剤であるＥｕなどは、所望するエネルギー準位に応じてＣｅ、Ｔｂ、Ｐｒ、Ｅｒ、Ｙｂなどに置換でき、活性剤が単独で適用されるか、又は特性変形のために副活性剤などがさらに適用される。
【０１１５】
また、蛍光体の代わりの物質として量子ドット（ＱＤ：Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｄｏｔ）などの物質が適用されて、蛍光体とＱＤを混合するか、又は単独で使用する。
【０１１６】
ＱＤは、ＣｄＳｅ、ＩｎＰなどのコア（Ｃｏｒｅ、半径：３ｎｍ〜１０ｎｍ）、ＺｎＳ、ＺｎＳｅなどのシェル（Ｓｈｅｌｌ、厚さ：０．５ｎｍ〜２ｎｍ）、及びＣｏｒｅとＳｈｅｌｌの安定化のためのリガンド（ｌｉｇａｎｄ）の構造で構成され、サイズに応じて多様な色を具現する。
【０１１７】
以下に示す表１は、青色ＬＥＤ（４４０ｎｍ〜４６０ｎｍ）を用いた白色発光素子の応用分野別の蛍光体の種類である。
【０１１８】
【表１】
0005976868.tif 000002
【０１１９】
図２４は、本発明の一実施形態による照明装置（バルブ型）を概略的に示す分解斜視図である。
【０１２０】
図２４を参照すると、本実施形態による照明装置１０００は、バルブ型ランプであって、室内照明用、例えば、ダウンライト（ｄｏｗｎｌｉｇｈｔ）として用いられる。照明装置１０００は、電気連結構造１０３０を有するハウジング１０２０と、ハウジング１０２０に装着される少なくとも一つの光源モジュール１０１０と、を含んで構成される。また、ハウジング１０２０に装着されて少なくとも一つの光源モジュール１０１０を覆うカバー１０４０をさらに含む。
【０１２１】
光源モジュール１０１０は、図２の光源モジュールと実質的に同一であるため、具体的な説明は省略する。但し、基板１０１１がバー状ではなく、円形のような構造であるという点が相違する。
【０１２２】
ハウジング１０２０は、光源モジュール１０１０を支持するフレームとしての機能と、光源モジュール１０１０から発生する熱を外部に放出するヒートシンクとしての機能を担う。そのため、ハウジング１０２０は、熱伝導率が高くて強固な材質からなり、例えば、アルミニウム（Ａｌ）などの金属材質、放熱樹脂などからなる。
【０１２３】
ハウジング１０２０の外側面には、空気との接触面積を増加させて放熱効率を向上させるための複数の放熱フィン１０２１が備えられる。
【０１２４】
ハウジング１０２０には、光源モジュール１０１０に電気的に連結される電気連結構造１０３０が備えられる。電気連結構造１０３０は、端子部１０３１と、端子部１０３１を介して供給される駆動電源を光源モジュール１０１０に供給する駆動部１０３２と、を含む。
【０１２５】
端子部１０３１は、照明装置１０００を、例えば、ソケットなどに装着して固定して電気的に連結する。本実施形態では、端子部１０３１をスライドして挿入するピン型構造で例示したが、これに限定されない。必要に応じて、端子部１０３１は、ねじ山を有して回転して挿入するエジソン型構造でもよい。
【０１２６】
駆動部１０３２は、外部の駆動電源を光源モジュールが駆動できる適正な電流源に変換させて提供する役割をする。このような駆動部１０３２は、例えば、ＡＣ−ＤＣコンバータ、整流回路部品、ヒューズなどからなる。また、必要に応じて、遠隔制御を具現する通信モジュールをさらに含む。
【０１２７】
カバー１０４０は、ハウジング１０２０に装着されて少なくとも一つの光源モジュール１０１０を覆い、凸レンズ状またはバルブ状である。カバー１０４０は、光透過性材料からなり、光分散物質を含む。
【０１２８】
図２５は、本発明の一実施形態による照明装置（Ｌランプ型）を概略的に示す分解斜視図である。図２５を参照すると、照明装置１１００は、例えば、バー（ｂａｒ）型ランプであって、光源モジュール１１１０、ハウジング１１２０、端子１１３０、及びカバー１１４０を含んで構成される。
【０１２９】
光源モジュール１１１０としては、図２の光源モジュールが採用されるため、それに対する具体的な説明は省略する。
【０１３０】
ハウジング１１２０は、その一面１１２２に光源モジュール１１１０が搭載されて固定され、光源モジュール１１１０から発生する熱を外部に放出させる。そのため、ハウジング１１２０は、熱伝導率に優れた材質、例えば、金属材質からなり、その両側面には放熱のための複数の放熱フィン１１２１が突出形成される。光源モジュール１１１０は、ハウジング１１２０の一面１１２２に装着される。
【０１３１】
カバー１１４０は、光源モジュール１１１０を覆うようにハウジング１１２０の引っ掛け溝１１２３に締結される。また、カバー１１４０は、光源モジュール１１１０から発生した光が外部に全体的に均一に放射されるように半円状の曲面を有する。カバー１１４０の底面には、ハウジング１１２０の引っ掛け溝１１２３に係合する突起１１４１が長さ方向に沿って形成される。
【０１３２】
端子１１３０は、ハウジング１１２０の長さ方向の両端部のうちの開放された少なくとも一側に備えられて光源モジュール１１１０に電源を供給する、外部に突出した電極ピン１１３３を含む。
【０１３３】
図２６は、本発明の一実施形態による照明装置（平板型）を概略的に示すで分解斜視図ある。図２６を参照すると、照明装置１２００は、例えば、面光源型の構造であって、光源モジュール１２１０、ハウジング１２２０、カバー１２４０、及びヒートシンク１２５０を含んで構成される。
【０１３４】
光源モジュール１２１０としては、図２の光源モジュールが採用されるため、それに対する具体的な説明は省略する。
【０１３５】
ハウジング１２２０は、光源モジュール１２１０が搭載される一面１２２２と、一面１２２２の縁から延びる側面１２２４とを含む箱型構造である。ハウジング１２２０は、光源モジュール１２１０から発生する熱が外部に放出されるように熱伝導率に優れた材質、例えば、金属材質からなる。
【０１３６】
ハウジング１２２０の一面１２２２には、後に説明するヒートシンク１２５０が挿入されて締結される孔１２２６が貫通して形成される。また、一面１２２２に搭載される光源モジュール１２１０の基板１２１１は、その一部が孔１２２６により外部に露出する。
【０１３７】
カバー１２４０は、光源モジュール１２１０を覆うようにハウジング１２２０に締結されて、全体的に平らな構造を有する。
【０１３８】
ヒートシンク１２５０は、ハウジング１２２０の他面１２２５を介して孔１２２６に締結され、孔１２２６を介して光源モジュール１２１０と接触して、光源モジュール１２１０の熱を外部に放出する。放熱効率を向上させるために、ヒートシンク１２５０は複数の放熱フィン１２５１を備える。ヒートシンク１２５０はハウジング１２２０のように熱伝導率に優れた材質からなる。
【０１３９】
上述したように、発光素子を用いた照明装置は、その用途に応じて、屋内用（ｉｎｄｏｏｒ）と屋外用（ｏｕｔｄｏｏｒ）に大別できる。屋内ＬＥＤ照明装置は、主に従来の照明の代わり（Ｒｅｔｒｏｆｉｔ）であって、バルブ型ランプ、蛍光灯（ＬＥＤ−ｔｕｂｅ）、平板型照明装置があり、屋外ＬＥＤ照明装置には、街路灯、保安灯、投光灯、警光灯、信号灯などがある。
【０１４０】
また、ＬＥＤを用いた照明装置は、車両用の内部及び外部光源として活用可能である。内部光源としては、室内灯、読書灯、インストルメントパネルの各種光源などに用いられ、外部光源としては、ヘッドライト、ブレーキライト、ウィンカー、フォグライト、ランニングライトなどの全ての光源に用いられる。
【０１４１】
また、ロボットまたは各種機械装置に用いられる光源としてＬＥＤ照明装置が適用される。特に、特殊な波長帯を用いたＬＥＤ照明は、植物の成長を促進させ、感性照明として人の気分を落ち着かせ、また病気を治療する。
【０１４２】
発光素子を用いた照明装置は、製品の形態、場所、及び目的に応じて光学設計が変わる。感性照明は、照明の色、温度、明るさ、及び色相をコントロールする技術並びにスマートフォンなどの携帯機器を活用した無線（遠隔）制御技術を利用して制御する。
【０１４３】
また、ＬＥＤ照明装置及びディスプレイ装置に通信機能を加えて、ＬＥＤ光源としての本来の目的及び通信手段としての目的をともに達成する可視光無線通信技術を具現することができる。これは、ＬＥＤ光源が既存の光源に比べて寿命が長く、電力効率に優れ、且つ、様々な色の具現が可能である上、デジタル通信のためのスイッチング速度が速く、デジタル制御が可能であるという長所を有するためである。
【０１４４】
可視光無線通信技術は、人の目で認識できる可視光波長帯域の光を利用して無線で情報を伝達する無線通信技術である。このような可視光無線通信技術は、可視光波長帯域の光を利用するという側面から既存の有線光通信技術及び赤外線無線通信とは区別され、通信環境が無線であるという側面から有線光通信技術とも区別される。
【０１４５】
また、可視光無線通信技術は、ＲＦ無線通信とは異なり、周波数を利用するにあたって規制や許可を受けずに自由に利用できるため便利でありながら、物理的な保安に優れ且つ通信リンクが使用者の目で確認できるためＲＦ無線通信とは区別され、何よりも光源としての本来の機能と通信機能とが同時に得られるという融合技術としての特徴を有する。
【０１４６】
以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
【符号の説明】
【０１４７】
１    光源モジュールの検査装置
１０    載置部
１１    キャリア
２０    電源印加部
３０    撮像部
４０    制御部
１００、１０１０、１１１０、１２１０    光源モジュール
１０１、１０１１    基板
１０１ａ、１０１ｂ    基準マーク
２００    レンズ
３００    発光素子
３１０    パッケージ本体
３１１    反射カップ
３１２    樹脂
３２０、４２０、５２０    発光ダイオードチップ
３２１、４２１、５２１    成長基板
３２２ａ、４２２ａ    第１導電型半導体層
３２２ｂ、４２２ｂ、５２２ｂ    活性層
３２２ｃ、４２２ｃ、５２２ｃ    第２導電型半導体層
３２３ａ、４２３ａ、５２３ａ    第１電極パッド
３２３ｂ、４２３ｂ、５２３ｂ    第２電極パッド
４２４、５２２１    絶縁層
５２２    ナノ発光構造物
５２２ａ    第１導電型半導体コア
１０００、１１００、１２００    照明装置
１０２０、１１２０、１２２０    ハウジング
１０２１、１１２１    放熱フィン
１０３０    電気連結構造
１０３１    端子部
１０３２    駆動部
１０４０、１１４０、１２４０    カバー
１１２２、１２２２    ハウジングの一面
１１２３    引っ掛け溝
１１３０    端子
１１３３    電極ピン
１１４１    突起
１２２４    ハウジングの側面
１２２５    ハウジングの他面
１２２６    孔
１２５０    ヒートシンク
１２５１    放熱フィン
４２３１ａ    導電性ビア
４２３１ｂ、５２３３ｂ    オーミックコンタクト層
４２３２ａ、４２３２ｂ、５２３４ｂ    電極延長部
５２２０    第１導電型半導体ベース層
５２２２    充填部
【図１】
0005976868.tif 000003
【図２】
0005976868.tif 000004
【図３】
0005976868.tif 000005
【図４】
0005976868.tif 000006
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
0005976868.tif 000019
【図１８】
0005976868.tif 000020
【図１９】
0005976868.tif 000021
【図２０】
0005976868.tif 000022
【図２１】
0005976868.tif 000023
【図２２】
0005976868.tif 000024
【図２３】
0005976868.tif 000025
【図２４】
0005976868.tif 000026
【図２５】
0005976868.tif 000027
【図２６】
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