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公開番号2025168435
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-07
出願番号2025140360,2022560830
出願日2025-08-26,2021-11-05
発明の名称波長測定装置及び波長測定方法
出願人コニカミノルタ株式会社
代理人個人
主分類G01M 11/00 20060101AFI20251030BHJP(測定;試験)
要約【課題】多数のLEDチップの代表波長を効率的にかつ高い精度で測定することができる波長測定装置及び波長測定方法を提供する。
【解決手段】複数の発光素子チップ101が励起されて発光した光を分光する手段3、各発光素子チップの各発光面から発光され分光された光を、複数の領域に分けて受光する複数の画素51を有する手段5、受光結果を基に、測定対象物の表面の画素に対応する大きさの領域毎に、波長毎の測定データを取得する手段6、複数の発光素子チップの測定データが包含される領域の画素群のデータの内、第1の所定の波長において、各画素を明るさでレベル分けし、所定の明るさレベルを閾値として画像処理を行うことで、測定データを発光素子チップ毎に分離する手段6、分離された発光素子チップ101毎に、発光面内の複数の領域についての波長毎の測定データから代表波長を演算する手段6を備える。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
測定対象物に含まれる複数の発光素子チップが励起されて発光した光を分光する分光手段と、
前記複数の発光素子チップの各発光面から発光され前記分光手段によって分光された光を受光する複数の画素を有する受光手段と、
前記受光手段による受光結果に基づいて、複数の前記発光面を含む測定対象物の表面における前記画素に対応する大きさの領域毎に、波長毎の測定データを取得する取得手段と、
複数の発光素子チップの測定データが包含される領域の画素群のデータの内、第１の所定の波長において、各画素を明るさでレベル分けし、所定の明るさレベルを閾値として画像処理を行うことで、前記取得手段で取得された測定データを、前記発光素子チップ毎に分離する分離手段と、
前記分離手段により分離された発光素子チップ毎に、発光面内の複数の領域についての波長毎の測定データから代表波長を演算する演算手段と、
を備えた波長測定装置。
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
前記演算手段は、前記発光面内の測定データのうち第２の所定の波長について最大値を得た領域と、その領域に隣接する１つまたは複数の領域の測定データを平均化するとともに、平均化された波長毎の測定データから代表波長を演算する請求項１に記載の波長測定装置。
【請求項３】
前記第１および第２の所定の波長の少なくとも何れかは、複数の発光素子チップの測定データが包含される適当な領域の画素群のデータの内、最大の明るさを有する波長、１つの発光素子チップについてのデータ領域の測定データの内、最大の明るさを有する波長、または発光素子チップの設計波長、のうちのいずれかである請求項２に記載の波長測定装置。
【請求項４】
前記受光手段はエリアセンサであり、
前記エリアセンサの一方の画素列の各画素は、前記測定対象物の一次元方向の複数の領域に対応し、前記一方の画素列に直交する他方の画素列の各画素は、前記一次元方向の複数の領域から発光されかつ分光された光を受光する請求項１～３のいずれかに記載の波長測定装置。
【請求項５】
前記測定対象物または波長測定装置の少なくともいずれかを、前記他方の画素列の方向に相対的に移動させる移動手段を備え、
前記移動手段により前記測定対象物または波長測定装置の少なくともいずれかを移動させながら測定を行うことにより、前記エリアセンサに、前記測定対象物の二次元方向の各領域からの分光された光を受光させる請求項４に記載の波長測定装置。
【請求項６】
前記代表波長は発光ピーク波長である請求項１～５のいずれかに記載の波長測定装置。
【請求項７】
前記代表波長は重心波長である請求項１～５のいずれかに記載の波長測定装置。
【請求項８】
前記代表波長は中心波長である請求項１～５のいずれかに記載の波長測定装置。
【請求項９】
前記発光素子チップはＬＥＤチップである請求項１～８のいずれかに記載の波長測定装置。
【請求項１０】
前記複数の発光素子チップを励起して発光させる光源部を備えている請求項１～９のいずれかに記載の波長測定装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、測定対象物に含まれる例えば複数のＬＥＤチップ等の発光素子チップの各代表波長を測定する波長測定装置及び波長測定方法に関する。
続きを表示（約 3,800 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、テレビ等のディスプレイに使用されるバックライト用ＬＥＤは、色味のばらつきがディスプレイの色むら等の画質低下の原因となることから、発光色を厳密に管理される。このため、各ＬＥＤチップの波長を測定して色毎に分類する、いわゆるビニングという工程が従来より行われている。
【０００３】
このようなビニングにおいて行われるＬＥＤチップの波長測定方法として、非特許文献１には、スポット分光計を用いてＬＥＤチップを１個ずつ個別に測定することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
大塚電子株式会社ホームページ活用例「LED製造工程 LEDの色分類（LE series）」URL:https://www.otsukael.jp/appcase/detail/caseid/116
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし非特許文献１に記載の技術のように、スポット分光計を用いてＬＥＤチップの代表波長を１個ずつ個別に測定する方法では次のような課題があった。
【０００６】
すなわち、例えば一辺１００μｍ以下のマイクロＬＥＤチップのように、ＬＥＤチップの大きさが小さくなればなるほど、膨大な数のＬＥＤチップの測定が必要となり、これをチップ１個ずつ行うのは時間がかかり効率的ではなかった。
【０００７】
しかも、ウェハー上で測定を行う場合、ＬＥＤチップの大きさが小さくなると、スポット分光計の測定領域内に複数のＬＥＤチップが含まれてしまい、精度の高い測定を行うことができない、という問題もあった。
【０００８】
この発明は、このような技術的背景に鑑みてなされたものであって、多数のＬＥＤチップの代表波長を効率的にかつ高い精度で測定することができる波長測定装置及び波長測定方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的は、以下の手段によって達成される。
（１）測定対象物に含まれる複数の発光素子チップが励起されて発光した光を分光する分光手段と、
前記複数の発光素子チップの各発光面から発光され前記分光手段によって分光された光を受光する複数の画素を有する受光手段と、
前記受光手段による受光結果に基づいて、複数の前記発光面を含む測定対象物の表面における前記画素に対応する大きさの領域毎に、波長毎の測定データを取得する取得手段と、
複数の発光素子チップの測定データが包含される領域の画素群のデータの内、第１の所定の波長において、各画素を明るさでレベル分けし、所定の明るさレベルを閾値として画像処理を行うことで、前記取得手段で取得された測定データを、前記発光素子チップ毎に分離する分離手段と、
前記分離手段により分離された発光素子チップ毎に、発光面内の複数の領域についての波長毎の測定データから代表波長を演算する演算手段と、
を備えた波長測定装置。
（２）前記演算手段は、前記発光面内の測定データのうち第２の所定の波長について最大値を得た領域と、その領域に隣接する１つまたは複数の領域の測定データを平均化するとともに、平均化された波長毎の測定データから代表波長を演算する前項（１）に記載の波長測定装置。
（３）前記第１および第２の所定の波長の少なくとも何れかは、複数の発光素子チップの測定データが包含される適当な領域の画素群のデータの内、最大の明るさを有する波長、１つの発光素子チップについてのデータ領域の測定データの内、最大の明るさを有する波長、または発光素子チップの設計波長、のうちのいずれかである前項（２）に記載の波長測定装置。
（４）前記受光手段はエリアセンサであり、
前記エリアセンサの一方の画素列の各画素は、前記測定対象物の一次元方向の複数の領域に対応し、前記一方の画素列に直交する他方の画素列の各画素は、前記一次元方向の複数の領域から発光されかつ分光された光を受光する前項（１）～（３）のいずれかに記載の波長測定装置。
（５）前記測定対象物または波長測定装置の少なくともいずれかを、前記他方の画素列の方向に相対的に移動させる移動手段を備え、
前記移動手段により前記測定対象物または波長測定装置の少なくともいずれかを移動させながら測定を行うことにより、前記エリアセンサに、前記測定対象物の二次元方向の各領域からの分光された光を受光させる前項（４）に記載の波長測定装置。
（６）前記代表波長は発光ピーク波長である前項（１）～（５）のいずれかに記載の波長測定装置。
（７）前記代表波長は重心波長である前項（１）～（５）のいずれかに記載の波長測定装置。
（８）前記代表波長は中心波長である前項（１）～（５）のいずれかに記載の波長測定装置。
（９）前記発光素子チップはＬＥＤチップである前項（１）～（８）のいずれかに記載の波長測定装置。
（１０）前記複数の発光素子チップを励起して発光させる光源部を備えている前項（１）～（９）のいずれかに記載の波長測定装置。
（１１）測定対象物に含まれる複数の発光素子チップが励起されて発光した光を分光手段で分光する分光ステップと、
前記複数の発光素子チップの各発光面から発光され前記分光ステップによって分光された光を受光する受光ステップと、
前記受光ステップによる受光結果に基づいて、複数の前記発光面を含む測定対象物の表面における前記画素に対応する大きさの領域毎に、波長毎の測定データを取得する取得ステップと、
複数の発光素子チップの測定データが包含される領域の画素群のデータの内、第１の所定の波長において、各画素を明るさでレベル分けし、所定の明るさレベルを閾値として画像処理を行うことで、前記取得ステップで取得された測定データを、前記発光素子チップ毎に分離する分離ステップと、
前記分離ステップにより分離された発光素子チップ毎に、発光面内の複数の領域についての波長毎の測定データから代表波長を演算する演算ステップと、
を備えた波長測定方法。
（１２）前記演算ステップでは、前記発光面内の測定データのうち第２の所定の波長について最大値を得た領域と、その領域に隣接する１つまたは複数の領域の測定データを平均化するとともに、平均化された波長毎の測定データから代表波長を演算する前項（１１）に記載の波長測定方法。
（１３）前記第１および第２の所定の波長の少なくとも何れかは、複数の発光素子チップの測定データが包含される適当な領域の画素群のデータの内、最大の明るさを有する波長、１つの発光素子チップについてのデータ領域の測定データの内、最大の明るさを有する波長、または発光素子チップの設計波長、のうちのいずれかである前項（１２）に記載の波長測定方法。
（１４）前記受光手段はエリアセンサであり、
前記エリアセンサの一方の画素列は、前記測定対象物の一次元方向の各領域からの光を受光し、前記一方の画素列に直交する他方の画素列は、前記一次元方向の各領域に対応する分光された光を受光する前項（１１）～（１３）のいずれかに記載の波長測定方法。
（１５）前記エリアセンサまたは測定対象物の少なくともいずれかを、前記他方の画素列の方向に相対的に移動させる移動ステップを備え、
前記移動ステップによる前記エリアセンサまたは測定対象物の少なくともいずれかの移動により、前記エリアセンサに、前記測定対象物の二次元方向の各領域からの光を受光させる前項（１４）に記載の波長測定方法。
（１６）前記代表波長は発光ピーク波長である前項（１１）～（１５）のいずれかに記載の波長測定方法。
（１７）前記代表波長は重心波長である前項（１１）～（１５）のいずれかに記載の波長測定方法。
（１８）前記代表波長は中心波長である前項（１１）～（１５）のいずれかに記載の波長測定方法。
（１９）前記発光素子チップはＬＥＤチップである前項（１１）～（１８）のいずれかに記載の波長測定方法。
【発明の効果】
【００１０】
前項（１）及び（１１）に記載の発明によれば、測定対象物に含まれる複数の発光素子チップが励起されて発光し、各発光素子チップの発光面から発光され分光手段によって分光された光が、受光手段の複数の画素により受光される。受光結果に基づいて、複数の発光面を含む測定対象物の表面における前記画素に対応する大きさの領域毎に、波長毎の測定データが取得される。複数の発光素子チップの測定データが包含される領域の画素群のデータの内、第１の所定の波長において、各画素が明るさでレベル分けされ、所定の明るさレベルを閾値として画像処理が行われることで、取得された測定データは、発光素子チップ毎に分離されるとともに、分離された発光素子チップ毎に、発光面内の複数の領域についての波長毎の測定データから代表波長が演算される。
（【００１１】以降は省略されています）

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