JP2012503758A

JP2012503758A - ソーラーモジュールを備える発光素子の測定装置及びその測定方法

Info

Publication number: JP2012503758A
Application number: JP2011528157A
Authority: JP
Inventors: 一士曾
Original assignee: 中茂電子（深▲ちぇん▼）有限公司
Priority date: 2008-09-27
Filing date: 2008-11-26
Publication date: 2012-02-09
Also published as: KR20110063555A; CN102159957A; WO2010034140A1; CN102159957B; KR101380700B1

Abstract

【課題】ソーラーモジュールを備える発光素子の測定装置、及び、その測定方法を提供することを課題とする。
【解決手段】本発明は、ソーラーモジュールで例えば、発光ダイオードのチップ、発光ダイオード素子、或いは、発光ダイオードのチップを備える光ロッド等をバッチで発光測定でき、更に搬送装置を利用して発光コンポーネントとソーラーモジュールを駆動してイネーブルされた発光コンポーネントの長手方向に対応して移動でき、ソーラーモジュールが順番通り発光コンポーネントの発光状態情報を受信すると共に検知信号を伝送できる。これをもって既知の標準発光状態情報と対照して、発光コンポーネントの素子異常を検査、分析し、従って簡単、迅速なソーラーモジュールを備える発光素子の測定装置、及び、その測定方法とする。
【選択図】

Description

本発明は、発光素子の測定装置及びその測定方法に関し、特に、ソーラーモジュールを備える発光素子の測定装置及びその測定方法に関する。

発光素子の全光束を得るため、業界では通常積分球で発光素子がイネーブルされた後に発せられた光エネルギーを捕捉し、発光素子の全光束値を分析して求める。測定環境は図１に示すように、積分球１１を光ケーブルを通じて光スペクトラムアナライザに接続し、積分球１１内部には更に遮光板１３を含み、被測定ＬＥＤを積分球１１の下方入力部に設置し、入力部の大きさが入力部の断面積となる。積分球１１の入力部に対応する他端の上部に位置する出力部を設け、出力部の大きさは出力部の断面積となる。

被測定ＬＥＤがイネーブルされて点灯した場合、光エネルギーは入力部から積分球１１に入り込み、更に積分球１１の内部屈折を通じて、光エネルギーを出力部に集めると共に出力し、直ちに光ケーブルで光スペクトラムアナライザに搬送され、標準光源の同環境で測定されたものと対比することで、被測定ＬＥＤの全光束を得ることができる。この測定方式は、指向性のある光源に適用する。また積分球１１の大きさは設置時に制限があり、通常試験室に設置されるだけで、且つ、繰り返し被測定光源を入れ込み／取り出して異なる被測定ＬＥＤを測定するため非常に多くの時間を費やされてしまい、積分球１１の製作費用が安くならない。

このため、図２に示すような全光束測定システムは、受光器２０の内側六面に６枚のソーラーセルを設置し、出力部が受光器２０の出力点となり、被測定光ロッドを搬送装置上の載置台に置き、切欠部２８を経由して順番通り受光器２０内に入り込み、被測定光ロッドが載置台によりイネーブルして点灯された時、被測定光ロッドの光エネルギーをソーラーセルを介して受光する。

その後受光器２０内において、被測定光ロッドの光エネルギーは２つの経路を経由して搬送され、一つの経路が搬送装置を経由してプロセッサーまで搬送される。もう一つの経路は光ケーブルにより光スペクトラムアナライザに搬送されてから光スペクトラムアナライザが搬送装置を経由してプロセッサーに搬送する。２つ経路のデータをまとめてプロセッサーで分析することで、被測定光ロッドの全光束値を得ることができる。

図１内の積分球システムについて、図２の構造は、ソーラーセルを容易に取得できるだけでなく、価格も低廉で、修理・メンテナンスし易く、被測定光ロッドを搬送装置の載置台により受光器２０の中に送り込むことで、大幅に測定時間を節減でき、光スペクトラムアナライザとプロセッサーを組み合わせることで、更に被測定光ロッドの正確な全光束値を得ることができる。

しかしながら、該公知技術は全光束のみに言及している。本発明はソーラーセルにより被測定光源に対して検知の所定位置において被測定光源全体が良品であるかを静的に検知できる。被測定光源全体の中に複数の発光素子がある時、更に動的輝度検知を通じて、複数の発光素子の中にどれが不具合であるかを究明できる。つまり、某発光コンポーネントに不具合があると発見された場合、別の工程を通じて不具合の発光素子がどこにあるかの確認を要することなく、正確に被測定発光コンポーネントの全ての発光素子が測定基準に適合した良品であるかを判定し、迅速に不具合品の被測定素子を確認でき、その後の手直し処理速度を加速することで、歩留まり率をアップできる。特に、この判定は同じ自動化作業の流れを通じて、更に迅速に測定プロセスにおいて、被測定発光コンポーネントを大量に検査できるため、実用価値を持ち、発光コンポーネントの製造業者と発光コンポーネントの測定業者の悩みを解決できるため、本当に最高のソリューションとなる。

本発明の目的は、迅速で且つ明確に発光コンポーネント内の複数の発光素子における不適合の発光素子を明確に判定できる測定装置を提供することである。

本発明の別の目的は、更に一歩進んで既存の簡単な構造を持ち、高度な互換性を有する発光素子の測定装置を提供することである。

本発明の別の目的は、コストが低廉で、また自動化することで発光コンポーネントのテストコストを十分ダウンできる発光素子の測定装置を提供することである。

本発明の別の目的は、複雑な装置及び手間を要することなく、発光コンポーネント内の複数の発光素子における不適合の発光素子をスピーディーに測定できる測定方法を提供することである。

更に、本発明の別の目的は、設置スペースが小さく、使用効率が高く、測定競争力を直接向上し、ソーラーモジュールを備える発光素子の測定装置を提供することである。

本発明は、ソーラーモジュールを備える発光素子のバッチ測定装置で、複数の被測定発光素子を備える発光コンポーネントを収容し、また各々の発光素子をイネーブルして発光させる台座と、複数の被測定発光素子をバッチで台座に搬入／搬出する搬送装置と、少なくとも１枚のソーラーセルを有するソーラーモジュールと、を含む。

上記装置による測定方法とは、複数の発光素子を備える発光コンポーネントの測定方法である。発光コンポーネント内の発光素子が、長手方向に沿って配置され、また測定装置で発光コンポーネント内の発光素子の発光状態を測定する。測定装置には台座と、台座に設けられ、複数の発光素子をカバーできる検知範囲を有し、発光素子の発光を検知すると共に検知信号に変換して出力するソーラーモジュールと、発光コンポーネントをソーラーモジュールに沿って所定移動方向に相対して移動する搬送装置と、を含む。該方法にはａ）発光コンポーネントのいずれかを長手方向に沿って所定移動方向にマッチして載置し、また台座により被測定発光コンポーネントの発光素子をイネーブルして発光させる工程と、ｂ）搬送装置で発光コンポーネントをソーラーモジュールに沿って所定移動方向に移動し、被測定発光コンポーネントの発光素子が順番通りソーラーモジュールの検知範囲に入り込み及び／或いは離れる工程と、ｃ）ソーラーモジュールが発光素子の検知範囲に入り込み及び／或いは離れる状態を検知することに基づき、検知された発光量が検知範囲内の発光素子状態及び時間に伴って変化する検知信号を出力する工程と、を含む。

上記に続き、本発明ではソーラーモジュールを備える発光素子の測定装置及びその測定方法を提出し、発光コンポーネント内の複数の発光素子が順番通り検知範囲に入り込ませ及び／或いは離れることで、検知して得られた発光輝度を順番通り簡単に逓増又は逓減させ、増減状態が予想と合致しない場合、入り込む／離れる速度に従い、直ちに問題のある発光素子の発光コンポーネントの位置を推察でき、更に自動化測定作業において、直ちに不具合の素子を判定し、その後の手直し或いは処理の流れを加速して、製造速度をアップできる。特に被測定発光コンポーネントの長さの制限を受けないため、更にニーズを満たすことができる。

よく見られる発光素子の測定装置を示す側面図である。よく見られるソーラーセルの受光器を備える測定システムを示す立体図である。本発明の第１の実施例を示すブロック図である。本発明の第１の実施例を示す立体図である。本発明の第１の実施例の一部を示す立体図である。本発明の第２の実施例の測定装置を示す立体図である。本発明の第２の実施例で、発光コンポーネントが検知範囲外の待機位置にある作動状況を示す断面図である。本発明の第２の実施例で、１個目の発光素子がソーラーモジュールの検知範囲に入り込んだ作動状況を示す断面図である。本発明の第２の実施例で、発光コンポーネントがソーラーモジュールの検知範囲内の完全検知位置にある作動状況を示す断面図である。本発明の第２の実施例で、最後の発光素子がソーラーモジュールの検知範囲から離れる予定位置にある作動状況を示す断面図である。本発明の第２の実施例で、発光コンポーネントがソーラーモジュールの検知範囲から離れた測定完了位置にある作動状況を示す断面図である。本発明の第２の実施例で、ソーラーモジュールが良品の発光コンポーネントを検知した測定フローの電気的特性状態を示す図である。本発明の第２の実施例で、ソーラーモジュールが良品基準未満の発光素子を有する発光コンポーネントを検知した測定フローの電気的特性状態を示す図である。本発明の第３の実施例で、発光コンポーネント測定装置を示す上面図である。本発明の第３の実施例で、ソーラーモジュールが良品の発光コンポーネントを検知した測定フローの電気的特性状態を示す図である。本発明の第３の実施例で、ソーラーモジュールが良品基準未満の発光素子を有する発光コンポーネントを検知した測定フローの電気的特性状態を示す図である。

本発明の技術内容、特徴及び効果に関し、下記の明細書添付図面を組み合わせる好ましい実施例の詳細な説明において、明確に理解できる。且つ説明のため、文章内で言及する発光コンポーネントが備える複数の発光素子を長手方向に沿って配置し、また図面が乱れることを避けるため、装置の台座に必要とされる架台線路を省略する。

本発明の第１の実施例を示すブロック図の図３を参照にしながら説明する。測定装置の構造は、測定時のイネーブルと載置用の台座３０と、バッチで被測定物を搬入と搬出するための搬送装置３２と、少なくとも１枚のソーラーセル３３１を備えるソーラーモジュール３３と、ソーラーモジュール３３が受信した測定信号を更に処理と分析する処理装置３５とを、含む。

本発明の第１の実施例の実質構造は、図４及び図５に示すようにし、被測定発光素子７０が発光ダイオードのチップを例とする。発光素子７０はウェハー（ＷＡＦＥＲ）から段階的に分割し、並びに分けて台座３０に置かれる。搬送装置３２が本実施例において台座３０の二次元移動載置台を移動し、ウェハーからカットされた数千から数万個の発光素子７０をバッチで移動できる。

本実施例内のソーラーモジュール３３は、１枚のソーラーセル３３１を例とし、また説明のため、１８０°逆転して作図した。ソーラーセル３３１の作用面６２２が被測定発光素子７０に向き、且つ作用面６２２の発光素子７０に向かう側に１枚のフィルタ６２４であるフィルタ組を更に配置する。選択したフィルタ組の透過関数はソーラーセル３３１の波長応答関数で掛けた後、標準比視感度関数に対応することで、視覚効果と対応する発光輝度を求める。測定誤差を縮小するため、ソーラーセル３３１を被測定発光素子７０に近接させ、発光素子７０が発する光を主にソーラーセル３３１の作用面６２２に照射させ、且つソーラーセル３３１以外に散逸する発光量を遥かに上回る。

図６及び図７を参照にしながら説明する。これは本発明の第２の実施例で、発光コンポーネントの測定装置３’は、複数の発光素子７０を備える発光コンポーネント７の発光状態を測定することに用い、並びに発光コンポーネント７を載置、イネーブルする台座３０’と、同時に複数の発光素子７０を検知できる検知装置と、搬送装置３２’とを、含む。

上記に続き、ソーラーモジュール３３’を検知装置とすると共に複数の発光ダイオードを備える光ロッドを複数の発光素子７０のある例とする。測定装置３’の測定開始時、被測定発光コンポーネント７を搬送装置３２’に置き、被測定発光コンポーネント７の発光面を上に向き、またソーラーモジュール３３’の検知範囲から遠ざける待機位置０に設置され、次に台座３０’が被測定発光コンポーネント７をイネーブルして複数の発光素子７０を発光させる。

ここで強調するのは、１本の光ロッドに６６個のＬＥＤチップを有し、また間隔が相互に交差する６組が区分された場合、複数の発光素子をイネーブルして発光することは、全てのＬＥＤチップが同時に発光しなければならないとは限らず、例えば、１組につき１０個チップを選んで同時にイネーブルされて発光し、残りの５組が一時的に点灯し、シーケンスにより順番通り測定することは可能である。

説明のため、次の工程において、搬送装置３２’が図８に示すように発光コンポーネント７の移動を駆動する方向は、所定移動方向と称することを定義する。この所定移動方向は必ず上記発光コンポーネント７の長手方向に対応し、本実施例の被測定発光コンポーネント７の中の点灯された初の発光素子７０を上記待機位置からソーラーモジュール３３’の検知範囲に入り込ませる。且つ点灯された発光素子７０は、例えば定速で順番通り検知範囲に入り込む。図９に示すように、被測定発光素子７０が完全にソーラーモジュール３３’の検知範囲に入り込み、並びにこの位置を完全検知位置８１と称する。仮に全ての被測定発光素子の輝度は均しく正常で、相互発光輝度の差異が極めて低い場合、測定で得られた輝度は図１２に示すように、待機位置０の全く輝度がなく、完全検知位置８１に対応する極大値まで逓増する。

勿論当業者が容易に想到するように、上記発光逓増測定プロセスも逓減測定プロセスとして逆操作できる。説明のため、図１０に示す点灯された各発光素子内の１個目が間もなくソーラーモジュール３３’の検知範囲から離れる時を離れる位置８２と称する。また図１１に示すような被測定発光素子７０が全てソーラーモジュール３３’の検知範囲から離れた測定完了位置Ｅに到達するまで段階的に測定する。従って図１２の後工程に示すように、測定した輝度は離れる位置８２に対応する極大値から、徐々に測定完了位置Ｅに対応するオリジナル基準輝度まで逓減する。

図１１に示すように、その後前記２つの測定検知プロセスのうちから１つ（或いは両者とも処理する）を選択し、処理装置３５’が相互に対応する検知信号とシーケンスに基づき、検知信号からソーラーモジュール３３’（ソーラーセル）の被測定物の発光状態反応に対応する電気的特性状態の変化を推算して、発光コンポーネントが良品であるかどうかを検知する。任意の発光素子７０は定める基準を満たさないことがあった場合、図１３に示すように、前の逓増上昇傾向（或いは逓減下降曲線）が理想的ではない１箇所に折曲が発生すると、シーケンス（ｔ）によってこの良品基準を満たさない発光素子の位置を算出できる。

例えば光ロッドの長さが日増しに増長する傾向にあり、本発明の第３の実施例の図１４に示すように、測定装置３”がスペースの制限を受け、ソーラーモジュール３３”の検知範囲が発光コンポーネント７”内の全ての発光素子を同時にカバーできないとしても、検知結果を図１５或いは図１６に示すように、やはり上記待機位置０から全ての点灯された発光素子内の最後が完全に検知位置に入り込んだ状態、若しくは離れる位置８２から測定完了位置Ｅまでの状態により、不具合の発光素子の位置を明確に見つけ出すことができる。

特に、機械移動の速度は電気信号の切替速度より遅いため、図１４に示す左右両側の発光素子がそれぞれ異なる発光グループに属し、若しくは例えば２本（更なる複数本）光ロッドを図１４のように左右に配列して測定を受けることで、順番通り左右両列のチップを点灯、或いは順番通り２本（或いは更に複数本）の光ロッドを点灯できるため、検知効率を更にアップできる。

これからも分かる通り、本発明は各タイプの発光コンポーネント測定において、素子順序に反応した発光状態に従い、迅速に基準を満たさない発光素子の発光状態を測定できると共に測定装置検査結果の正確性を維持でき、且つ余分なコストをかけず、直ちに不具合の素子を判定できる。

以上に述べたものは本発明の好ましい実施例のみであって、具体例に限定することで狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の特許請求の範囲及び発明の詳細な説明内容に基づいて行われる種々の改良変更をなし得ることは本発明の特許請求の範囲内に含めるものであるのが勿論である。

１１積分球
１３遮光板
２０受光器
２８切欠部
３、３’、３” 測定装置
３０、３０’ 台座
３２、３２’ 搬送装置
３３、３３’、３３” ソーラーモジュール
３３１ソーラーセル
３５、３５’ 処理装置
６２２作用面
６２４フィルタ
７０発光素子
７、７” 発光コンポーネント
８１完全検知位置
８２離れる位置
０待機位置
Ｅ測定完了位置

Claims

ソーラーモジュールを備える発光素子のバッチ測定装置であって、
複数の被測定発光素子を備える発光コンポーネントを収容し、また、各々の前記発光素子をイネーブルして発光させる台座と、
複数の被測定発光素子をバッチで前記台座に搬入／搬出する搬送装置と、
少なくとも１枚のソーラーセルを有するソーラーモジュールと、を含むことを特徴とするソーラーモジュールを備える発光素子のバッチ測定装置。
前記少なくとも１枚のソーラーセルは、波長応答関数を有し、且つ、前記ソーラーモジュールは、前記少なくとも１枚のソーラーセルの作用面側に設置され、前記波長応答関数を掛けた後の標準比視感度関数に対応する透過関数を有するフィルタ組を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
前記ソーラーモジュールの検知信号を受信する処理装置を更に含むことを特徴とする請求項１、或いは、２に記載の測定装置。
前記少なくとも１枚のソーラーセルは、更に作用面を備え、前記少なくとも１枚のソーラーセルの作用面が前記台座に向きあい、前記少なくとも１枚のソーラーセルに照射した光エネルギーを電気エネルギーに変換することに用い、且つ、前記少なくとも１枚のソーラーセルと前記台座との間隔は前記被測定発光素子が発光する時、前記少なくとも１枚のソーラーセルに照射した光エネルギーが前記ソーラーセルの作用面以外に照射した光エネルギーを遥かに上回ることを特徴とする請求項１、或いは、２に記載の測定装置。
前記少なくとも１枚のソーラーセルは、更に作用面を備え、前記少なくとも１枚のソーラーセルの作用面は前記被測定発光コンポーネントの複数の発光素子をカバーする検知範囲を有し、前記被測定発光コンポーネントの発光を検知すると共に検知信号に変換して出力することに用いることを特徴とする請求項１、或いは、２に記載の測定装置。
複数の発光素子を備える発光コンポーネントの測定方法であって、前記発光コンポーネント内の前記発光素子が、長手方向に沿って配置され、また、測定装置で前記発光コンポーネント内の前記発光素子の発光状態を測定し、前記測定装置には台座と、前記台座に設けられ、複数の前記発光素子をカバーできる検知範囲を有し、前記発光素子の発光を検知すると共に検知信号に変換して出力するソーラーモジュールと、前記発光コンポーネントを前記ソーラーモジュールに沿って所定移動方向に相対して移動する搬送装置と、を含み、該方法には、
ａ）前記発光コンポーネントのいずれかを前記長手方向に沿って前記所定移動方向にマッチして載置し、また、前記台座により前記被測定発光コンポーネントの前記発光素子をイネーブルして発光させる工程と、
ｂ）前記搬送装置で前記発光コンポーネントを前記ソーラーモジュールに沿って前記所定移動方向に移動し、前記被測定発光コンポーネントの前記発光素子が順番通り前記ソーラーモジュールの検知範囲に入り込み及び／或いは離れる工程と、
ｃ）前記ソーラーモジュールが前記発光素子の検知範囲に入り込み及び／或いは離れる状態を検知することに基づき、検知された発光量が前記検知範囲内の前記発光素子状態及び時間に伴って変化する検知信号を出力する工程と、を含むことを特徴とする複数の発光素子を備える発光コンポーネントの測定方法。
測定装置が、ソーラーモジュールの検知信号を受信するための処理装置を更に含み、前記測定方法は更にｃ）工程の後に、処理装置で検知信号の時間変化状態によって前記発光素子の発光状態を計算するｄ）処理工程を含むことを特徴とする請求項６に記載の測定方法。
前記ｂ）工程は、処理装置から所定速度で移動する指令を搬送装置に発することを特徴とする請求項７に記載の測定方法。
前記発光素子は、発光ダイオードのチップであり、前記発光コンポーネントがその上に複数の発光ダイオードのチップを設置された光ロッドで、且つ、ｂ）工程は搬送装置で被測定光ロッドを被測定光ロッドの長手方向に対応する所定移動方向に沿い、前記発光ダイオードのチップが前記ソーラーモジュールの検知範囲に入らない待機位置から、長手方向に配列する前記発光ダイオードの最後のチップが前記検知範囲に入り込む完全検知位置へ移動することであることを特徴とする請求項６、７、或いは、８に記載の測定方法。
前記発光素子は、発光ダイオードのチップであり、前記発光コンポーネントがその上に複数の発光ダイオードのチップを設置された光ロッドで、且つ、ｂ）工程は搬送装置で被測定光ロッドを前記被測定光ロッドの長手方向に対応する所定移動方向に沿い、前記発光ダイオードのチップ内の長手方向に沿って配列した１個目のチップが間もなくソーラーモジュールの検知範囲から離れる位置から、前記発光ダイオードのチップが全て前記検知範囲から離れる測定完了位置へ移動することを特徴とする請求項６、７、或いは、８に記載の測定方法。