TWI485387B - 發光二極體的檢測裝置 - Google Patents

Description

發光二極體的檢測裝置

本發明是有關於一種檢測裝置，且特別是有關於一種具有檢測光源的檢測裝置。

為了確保出廠的發光二極體的品質，在發光二極體的生產流程中包括許多測試步驟以測試產品的性能是否符合出廠規格，例如亮度測試。其中一種檢測裝置具有主要發光波長小於發光二極體的主要發光波長的檢測光源，此種檢測裝置是透過檢測光源來光致激發(photoluminescence)發光二極體來測試發光二極體的亮度等光學資料。然而，由於檢測光源所發出的檢測光僅有部分能夠射入發光二極體，使得部分發光二極體因受光能量不足，無法被激發而發出激發光，或者是被激發後的所發出的激發光亮度微弱，難以分辨良品與劣品，使得檢測效率較難提升，更甚者還會因為誤判而造成損失。

本發明提供一種檢測裝置，其能夠提高檢測光源照射至發光二極體的比例，有效地提升檢測效率。

本發明的一種檢測裝置，適於對一發光二極體進行檢測，檢測裝置包括一反射罩、一底板、一收光單元及至少一檢測光源。反射罩具有一開口。底板與反射罩的開口接觸並定義出一密閉空間，其中發光二極體配置於底板上且位於密閉空間中。收光單元配置於發光二極體的上方且至少部分位於密閉空間中，其中收光單元至發光二極體的垂直距離為H，而反射罩的開口的寬度為W，且H/W=0.05~10。檢測光源位於密閉空間中，其中檢測光源所發出的一檢測光經反射罩反射而入射至發光二極體，檢測光的主要發光波長小於發光二極體的主要發光波長。

在本發明的一實施例中，上述的反射罩的垂直剖面形狀為弧形。

在本發明的一實施例中，上述的反射罩的垂直剖面形狀為倒V形、ㄇ字形或多角形。

在本發明的一實施例中，上述的至少一檢測光源為兩個檢測光源，上述的發光二極體具有一中心線，且中心線將發光二極體分成兩區塊，這些檢測光源位於中心線的兩側。

在本發明的一實施例中，上述的至少一檢測光源配置於底板上且與底板貼合。

在本發明的一實施例中，上述的反射罩為一對稱式拋物面結構且具有兩個焦點，這些檢測光源分別位於反射罩的這些焦 點上。

在本發明的一實施例中，上述的檢測光經反射罩反射後在底板的照射面積大於發光二極體在底板的正投影面積，且發光二極體在底板的正投影位於檢測光經該反射罩反射後在底板的照射區域內。

在本發明的一實施例中，上述的反射罩具有一缺口，而收光單元嵌入缺口中。

在本發明的一實施例中，上述的收光單元包括一電荷耦合元件、一積分球、一太陽能板或一光偵測器陣列。

在本發明的一實施例中，上述的反射罩的反射率大於85%。

在本發明的一實施例中，上述的檢測光源的主要發光波長與發光二極體的主要發光波長的差值至少大於等於20奈米。

在本發明的一實施例中，上述的檢測光源的主要發光波長介於320奈米到400奈米之間。

基於上述，本發明的檢測裝置是利用非破壞性的方式獲得發光二極體的光學資料，並不會對發光二極體的結構本身造成損害，可提升產品的可靠度，且本發明的檢測裝置的發光二極體與檢測光源被放置在由底板與反射罩所圍繞出的密閉空間內，檢測光可透過反射罩而反射至發光二極體，檢測裝置藉由此配置可使檢測光源所發出的大部分的檢測光能夠照射至發光二極體，而提升檢測光源的利用率。另外，本發明的檢測裝置藉由收光單元 至發光二極體的距離與反射罩的開口寬度的比例在0.05~10之間的配置，可使得較多的檢測光被反射至發光二極體，且收光單元能夠收集到較多自發光二極體所發出的光學資料。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

10‧‧‧發光二極體

100、200‧‧‧檢測裝置

110、210‧‧‧反射罩

120、220‧‧‧底板

130、230a、230b‧‧‧檢測光源

140、240‧‧‧收光單元

212‧‧‧缺口

F1、F2‧‧‧焦點

S‧‧‧密閉空間

L1、L1’‧‧‧檢測光

L2‧‧‧激發光

O‧‧‧開口

W‧‧‧寬度

H‧‧‧垂直距離

圖1A是依照本發明的一實施例的一種檢測裝置的示意圖。

圖1B、1C、1D是本發明的一實施例中，反射罩的其他形狀的示意圖。

圖2是依照本發明的另一實施例的一種檢測裝置的示意圖。

圖1A是依照本發明的一實施例的一種檢測裝置的示意圖。請參閱圖1A，本實施例的檢測裝置100適於對一發光二極體10進行檢測，其中檢測裝置100包括一反射罩110、一底板120、至少一檢測光源130及一收光單元140。

反射罩110具有一開口O，底板120與反射罩110的開口O接觸且定義出一密閉空間S，其中發光二極體10配置於底板120上且位於密閉空間S中。在本實施例中，發光二極體10是以一發光二極體晶片為例。但於其他未繪示的實施例中，發光二極 體10也可以是晶圓形式，其中晶圓包括多個發光二極體晶片，且檢測裝置100可同時檢測晶圓上的多個發光二極體晶片。

在本實施例中，檢測光源130的數量具體化為兩個，但在其他未繪示的實施例中，檢測光源130可以只有一個或是超過兩個，使用者可以依據需求而自行調整，於此並不加以限制。本實施例之兩檢測光源130分別位於密閉空間S中，發光二極體10配置在底板120中央的位置，發光二極體10具有一中心線，中心線將發光二極體10分成兩區塊，檢測光源130分別位於中心線的兩側，如此一來對位於邊緣的發光二極體而言，可接受到較強的光通量，能有效激發發光二極體10發光。兩個檢測光源130與發光二極體10位於相近的水平面上。詳細地說，在本實施例中，兩個檢測光源130是位在底板120上且與底板120貼合，由於底板120的表面實際上未必完全平整，底板120上的不同位置可能略有高度上的差異，若忽略底板120因製作上未能完全平整的因素，檢測光源130與發光二極體10實質上是位於相同水平面，這樣的配置不但設置方便，無須加裝其他零件以支撐檢測光源130，且經反射罩110反射後的檢測光L1入射到發光二極體10時，也不會因為檢測光源130的阻擋，而造成部分光線無法入射到發光二極體10的情形。在本實施例中，反射罩110的反射率大於85%，以使檢測光源130所發出的檢測光L1大部分經反射罩110反射後入射到發光二極體10上，較佳地，反射罩110可塗佈硫酸鋇層，反 射效果更佳。當檢測光L1經反射罩110反射後在底板120的照射面積，大於發光二極體10在底板120的正投影面積，且發光二極體10在底板120的正投影位於檢測光L1經反射罩110反射後在底板120的照射區域內時，也就是發光二極體10完全受光時，可增加發光二極體10受光激發的機率，提升檢測準確度。

在本實施例中，反射罩110的垂直剖面形狀具體化為弧形，但在其他實施例中，反射罩110的垂直剖面形狀亦可依照檢測需求或是工作環境設計為倒V形、ㄇ字形或是多角形，如圖1B中，反射罩110的垂直剖面形狀為倒V形；圖1C中，反射罩110的垂直剖面形狀為ㄇ字形；圖1D中，反射罩110的垂直剖面形狀為多角形，因此反射罩110的立體形狀可以為半圓球形、橢圓球形、圓錐形、角錐形、圓柱形、角柱形等，只要反射罩110能夠與底板120形成密閉空間S且能夠將檢測光源130所發出的檢測光L1反射至發光二極體10即可。因此，此處之反射罩110的形狀僅為舉例說明，並不以此為限制。但值得一提的是，當反射罩110的垂直剖面形狀為弧形時，由於其表面具有曲率，因此對於入射到弧形反射罩110的檢測光L1將具有較佳的聚光效果，可提升經弧形反射罩110反射後入射至發光二極體10上的檢測光L1通量。

本實施例的檢測裝置100是透過檢測光L1光致激發發光二極體10，以使發光二極體10發出一激發光L2，藉此獲得發光二極體10的一光學資料。因此，檢測光源130的檢測光L1的主 要發光波長小於發光二極體10的主要發光波長。若發光二極體10以藍光發光二極體為例，檢測光源130的檢測光L1的主要發光波長介於320奈米至400奈米之間，發光二極體10的主要發光波長約為450奈米。但，檢測光源130與發光二極體10的主要發光波長範圍不以此為限制，只要檢測光源130的主要發光波長與發光二極體10的主要發光波長的差值至少大於等於20奈米即可，當差值越大，檢測光L1的能量也越大，將更容易激發發光二極體10發光。在本實施例中，發光二極體10的光學資料例如是一光強度資料或一光通量資料等。

需說明的是，本發明的檢測原理為：一般發光二極體10的磊晶層受到能量大於該材料能階的光入射時，會使位於穩態的電子躍遷至激發態。當電子從激發態掉回穩態時會將能量以光的形式放出，也是光致發光。然而，若此時有並聯的電路產生，或是磊晶層內有缺陷，將使得部分電子無法掉回穩態。此時，所產生的光通量或光強度將會變少。因此，使用者可以從收集到的光學資料的變化，而判斷出不符合標準的發光二極體10。

收光單元140配置於發光二極體10的上方且至少部分位於密閉空間S中。在本實施例中，整個收光單元140均位於密閉空間S中，且固定在反射罩110上。收光單元140用以收集發光二極體10的光學資料，其中收光單元140例如是一電荷耦合元件、一積分球、一太陽能板或一光偵測器陣列等。收光單元140可電性連接至一電子運算裝置(未繪示)，以將所收集到的光學資 料與發光二極體10的一標準資料做比對，以檢測出不符合標準的發光二極體10，因此可精確地判定發光二極體10是否符合標準，因此，本實施例之檢測裝置100具有較佳的檢測效率與準確度。

如圖1A所示，收光單元140至發光二極體10的垂直距離為H，而反射罩110的開口O的寬度為W，較佳地，H/W=0.05~10。檢測裝置100藉由上述配置關係可以提昇檢測光源130所發出的檢測光L1被反射罩110反射至發光二極體10的比例，而使得發光二極體10能接收到較多檢測光L1而被激發，因此發光二極體10所發出的激發光資料將具有差異性，再者，這樣的設計也能使更多發光二極體10所發出的激發光L2被收光單元140所收集，如此一來，能更有效率的區分良品與劣品，使檢測裝置100具有良好的檢測效果。值得一提的是，當H/W介於3~10之間時，在密閉空間S內的照度分佈將更為均勻，也就是被反射罩110反射後入射至發光二極體10的光線可更為均勻。

圖2是依照本發明的另一實施例的一種檢測裝置的示意圖。本實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參照前述實施例，本實施例不再重複贅述。

請參閱圖2，圖2的檢測裝置200與圖1A的檢測裝置100的主要差異是在於，在本實施例中，反射罩210為一對稱式拋物面結構且具有兩個焦點F1、F2，兩個檢測光源230a、230b分別位 於反射罩210的這兩個焦點F1、F2上。

兩檢測光源230a、230b的位置高於發光二極體10，而不與發光二極體10位在同一平面上。如圖2所示，在本實施例的檢測裝置200中，位於兩個焦點F1、F2之檢測光源230a、230b所發出的檢測光L1’被反射罩210反射而平行地射出且均勻地落在發光二極體10上。因此，當本實施例的發光二極體10為晶圓時，將不會因為照度不均而使得位於邊緣的發光二極體所發出的激發光L2較為微弱，進而影響判斷，因此可提升整體檢測的準確率。

另外，在本實施例中，反射罩210具有一缺口212，收光單元240嵌入缺口212中。也就是說，本實施例的收光單元240的一部分位於密閉空間S內，且位在發光二極體10上方，以收集發光二極體10所發出的激發光，藉此獲得發光二極體10的光學資料。收光單元240的另一部分位於密閉空間S以外，而減少了收光單元240在密閉空間S內所佔的空間，增加檢測光L1’被反射罩210反射至發光二極體10的機率。

綜上所述，本發明的檢測裝置的發光二極體與檢測光源被放置在由底板與反射罩所圍繞出的密閉空間內，檢測光可透過反射罩而反射至發光二極體，檢測裝置藉由此配置可使檢測光源所發出的大部分的檢測光能夠照射至發光二極體，而提升檢測光源的利用率。另外，本發明的檢測裝置藉由收光單元至發光二極體的距離與反射罩的開口寬度的比例在0.05~10之間的配置，可使 得較多的檢測光被反射至發光二極體，且收光單元能夠收集到較多自發光二極體所發出的光學資料。另外，不同的反射罩造型也具有不同的聚光效果，當反射罩選用對稱式拋物面結構，且將檢測光源設置於反射罩的焦點時，原本發散的檢測光線可經由反射罩轉化成平行入射至發光二極體的檢測光，使得位於密閉空間內任一點的發光二極體都受到均勻的入射光，減少檢測環境的變異，提升檢測裝置的準確度。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

S‧‧‧密閉空間

L1‧‧‧檢測光

L2‧‧‧激發光

10‧‧‧發光二極體

100‧‧‧檢測裝置

110‧‧‧反射罩

120‧‧‧底板

130‧‧‧檢測光源

140‧‧‧收光單元

O‧‧‧開口

W‧‧‧寬度

H‧‧‧垂直距離

Claims (12)

1. 一種發光二極體的檢測裝置，適於對一發光二極體進行檢測，該檢測裝置包括：一反射罩，具有一開口；一底板，與該反射罩的該開口接觸，且與該反射罩定義出一密閉空間，其中該發光二極體配置於該底板上且位於該密閉空間中；一收光單元，配置於該發光二極體的上方且至少部分位於該密閉空間中，其中該收光單元至該發光二極體的垂直距離為H，而該反射罩的該開口的寬度為W，且該H/W=0.05~10；以及至少一檢測光源，位於該密閉空間中，其中該檢測光源所發出的一檢測光經該反射罩反射而入射至該發光二極體，該檢測光的主要發光波長小於該發光二極體的主要發光波長。
2. 如申請專利範圍第1項所述的檢測裝置，其中該反射罩的垂直剖面形狀為弧形。
3. 如申請專利範圍第1項所述的檢測裝置，其中該反射罩的垂直剖面形狀為倒V形、ㄇ字形或多角形。
4. 如申請專利範圍第1項所述的檢測裝置，其中該至少一檢測光源為兩個檢測光源，該發光二極體具有一中心線，且該中心線將該發光二極體分成兩區塊，該些檢測光源位於該中心線的兩側。
5. 如申請專利範圍第1項所述的檢測裝置，其中該至少一檢 測光源配置於該底板上且與該底板貼合。
6. 如申請專利範圍第4項所述的檢測裝置，其中該反射罩為一對稱式拋物面結構且具有兩個焦點，該些檢測光源分別位於該反射罩的該些焦點上。
7. 如申請專利範圍第1項所述的檢測裝置，其中該檢測光經該反射罩反射後在該底板的照射面積大於該發光二極體在該底板的正投影面積，且該發光二極體在該底板的正投影位於該檢測光經該反射罩反射後在該底板的照射區域內。
8. 如申請專利範圍第1項所述的檢測裝置，其中該反射罩具有一缺口，而該收光單元嵌入該缺口中。
9. 如申請專利範圍第1項所述的檢測裝置，其中該收光單元包括一電荷耦合元件、一積分球、一太陽能板或一光偵測器陣列。
10. 如申請專利範圍第1項所述的檢測裝置，其中該反射罩的反射率大於85%。
11. 如申請專利範圍第1項所述的檢測裝置，其中該檢測光源的主要發光波長與該發光二極體的主要發光波長的差值至少大於等於20奈米。
12. 如申請專利範圍第1項所述的檢測裝置，其中該檢測光源的主要發光波長介於320奈米至400奈米之間。