CN102087226B - Led测试装置及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种LED测试装置及其测试方法。根据本发明一方面的LED测试装置可以包括：第一照明单元，产生第一光，并将所述第一光照射到具有含荧光材料的包封剂的LED上，所述荧光材料被所述第一光激发，以发射波长比所述第一光的波长长的光；第二照明单元，产生波长比所述第一光的波长长的第二光，并将所述第二光照射到所述LED上；图像获取单元，接收从所述荧光材料发射的光和从所述LED反射的所述第二光，以获取所述LED的图像；LED状况确定单元，使用所述图像获取单元获取的所述LED的图像来确定所述LED是合格的还是有缺陷的。

Description

LED测试装置及其测试方法

技术领域

本发明涉及一种能够应用于背光或照明设备的LED测试装置及其测试方法，更具体地说，涉及这样一种LED测试装置及其测试方法，所述LED测试装置及其测试方法能够通过使用可见光或紫外光自动执行测试以确定LED是合格的还是有缺陷的，从而确保LED测试的可靠性。

背景技术

通常，发光二极管(LED)是指通过改变化合物半导体材料(例如，GaAs、AlGaAs、GaN或InGaInP)来构造光源以发射各种颜色的光的半导体器件。

随着半导体技术的快速发展，能够制造出高亮度、高质量的LED产品而不是通用的低亮度的LED产品。此外，由于实现了具有优异特性的蓝色和白色LED，所以这些LED的应用范围已经扩展到下一代光源和显示器。在这些不同的LED中，现在将参照图1描述白色LED。

图1是示出根据现有技术的白色LED的构造的剖视图。

在根据现有技术的图1所示的白色LED中，由第一引线框21和第二引线框22组成的引线框20形成在可由合成塑料树脂形成的桶(bucket)10的内底部上。安装蓝色LED 30，并使其连接到第一引线框21，同时安装二极管40，并使其连接到第二引线框22。蓝色LED 30和二极管40通过键合线50彼此电连接。

这里，为了使用蓝色LED和黄色荧光体发射白光，用由混合有黄色荧光体的硅树脂形成的包封剂60填充蓝色LED芯片封装件。也就是说，用含黄色荧光体的包封剂60涂覆桶10的内部，因而蓝色LED 30发射的蓝光通过包封剂60中的黄色荧光体而改变为白光。

近来，为了补充绿色和红色发光区域，可以将绿色或蓝色荧光体以及黄色荧光体添加到包封剂60。

在制造根据现有技术的白色LED的工艺中，填充在封装件中的包封剂的量与硅树脂和黄色荧光体的混合比同样重要。使用配料设备(dispensingdevice)来提供包封剂。当提供包封剂时，因为没有适当地提供包封剂，所以桶可能未涂覆有包封剂，或者由于包封剂的过量提供而会导致包封剂溢出。在包封剂的提供过程中，还可能发生异物的进入或对桶的损坏。因为这些缺陷导致白色LED劣化，所以在制造过程中需要测试白色LED是合格的还是有缺陷的。

然而，用肉眼进行测试，以确定白色LED是合格的还是有缺陷的。对于肉眼测试来说，目标测试标准在检查员之间是不确定的，由于熟练的检查员和不熟练的检查员的检测能力的差异，所以降低了测试结果的可靠性。

发明内容

本发明的一方面提供了这样一种LED测试装置及其方法，所述LED测试装置及其方法能够通过使用可见光或紫外光自动执行测试以确定LED是合格的还是有缺陷的，从而确保LED测试的可靠性。

根据本发明的一方面，提供了一种LED测试装置，所述LED测试装置包括：第一照明单元，产生第一光，并将所述第一光照射到具有含荧光材料的包封剂的LED上，所述荧光材料被所述第一光激发，以发射波长比所述第一光的波长长的光；第二照明单元，产生波长比所述第一光的波长长的第二光，并将所述第二光照射到所述LED上；图像获取单元，接收从所述荧光材料发射的光和从所述LED反射的所述第二光，以获取所述LED的图像；LED状况确定单元，使用所述图像获取单元获取的所述LED的图像来确定所述LED是合格的还是有缺陷的。

所述第一光可以是紫外光，所述第二光可以是可见光。

所述LED测试装置还可以包括：分束器，反射从所述第一照明单元发射的所述第一光，以将反射的光提供到所述LED，并透射从所述LED发射的光。

所述LED测试装置还可以包括：滤色器，布置在从所述LED发射的光的光径上，透射从所述荧光材料发射的光，并阻挡波长与所述荧光材料发射的光的波长不同的光。

当切断所述第二照明单元时，可以接通所述第一照明单元，当切断所述第一照明单元时，可以接通所述第二照明单元。

当切断所述第二照明单元时，可以接通所述第一照明单元，当切断所述第一照明单元时，可以接通所述第二照明单元。

当接通所述第一照明单元时，可以将所述滤色器定位于预设的滤波区域中，当接通所述第二照明单元时，可以所述滤色器定位于除预设的滤波区域之外的区域中。

所述图像获取单元可以使用从所述荧光材料发射的光来获取第一LED图像，并使用从所述LED反射的所述第二光来获取第二LED图像，所述LED状况确定单元可以从所述第一LED图像提取第一边缘线，并可以从所述第二LED图像提取第二边缘线。

所述LED状况确定单元可以执行掩模匹配，通过将所述第二边缘线与所述LED的参考边缘线进行比较来确定所述包封剂的尺寸和布置方向是否彼此相同。

所述LED状况确定单元可以执行缺陷检测，通过将所述第一边缘线与所述第二边缘线进行比较来确定所述LED是否有缺陷。

所述LED状况确定单元可以确定所述包封剂的溢出、未涂覆所述包封剂、包含在所述包封剂中的异物和损坏中的至少一种LED缺陷。

所述荧光材料可以是黄色荧光体。

根据本发明的一方面，提供了一种LED测试方法，所述LED测试方法包括：执行图像获取操作，通过将紫外光照射到所述LED上，所述LED涂覆有具有荧光材料的包封剂，所述荧光材料被紫外光激发以发射波长比所述紫外光的波长长的光，且通过使用从所述荧光材料发射的光，来获取所述LED的第一LED图像，并且，通过将可见光照射到所述LED上，并使用从所述LED反射的可见光，来获取所述LED的第二LED图像；执行LED状况确定操作，使用所述第一LED图像和所述第二LED图像来确定所述LED是否有缺陷。

所述LED状况确定操作可以包括：从所述第一LED图像提取第一边缘线，并从所述第二LED图像提取第二边缘线；使用所述第一边缘线和所述第二边缘线确定所述LED是否有缺陷。

在所述LED状况确定操作期间，可以执行掩模匹配，通过将所述第二边缘线与所述LED的参考边缘线进行比较来确定所述包封剂的尺寸和布置方向是否彼此相同。

在所述LED状况确定操作期间，可以执行溢出检测，通过将所述第一边缘线与所述第二边缘线进行比较来确定所述LED的包封剂是否溢出。

在所述LED状况确定操作期间，可以执行未涂覆检测，通过将所述第一边缘线与所述第二边缘线进行比较来确定所述LED是否涂覆有所述包封剂。

在所述LED状况确定操作期间，可以执行异物检测，通过将所述第一边缘线与所述第二边缘线进行比较来确定在所述LED的包封剂中是否存在异物。

在所述LED状况确定操作期间，可以执行损坏检测，使用所述第二边缘线来确定所述LED是否被损坏。

附图说明

根据结合附图的以下详细描述，本发明的以上和其他方面、特征和其他优点将更加易于理解，在附图中：

图1是示出根据现有技术的白色LED的构造的剖视图；

图2是示出根据本发明示例性实施例的LED测试装置的构造的框图；

图3是示出根据本发明示例性实施例的LED测试方法的流程图；

图4是示出根据本发明示例性实施例的边缘线提取操作的流程图；

图5A至图5D是示出根据缺陷类型的示例的示图。

具体实施方式

现在将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。

然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，而不应该被理解为局限于在此提出的实施例。而是提供这些实施例使本公开将是彻底的且完整的，并将把本发明的范围充分地传达给本领域的技术人员。在附图中，相同的标号将始终用于表示具有基本相同构造和功能的组件。

图2是示出根据本发明示例性实施例的LED测试装置的构造的框图。

参照图2，根据该实施例的LED测试装置具有第一照明单元200、第二照明单元300、滤色器500、图像获取单元600和LED状况确定单元700。第一照明单元200产生第一光，并将第一光提供给LED 50，LED 50涂覆有含具有预定颜色的荧光材料的包封剂。第二照明单元300产生第二光，并将第二光提供给LED 50。滤色器500透射从LED 50发射的光中具有预定波长的光。图像获取单元600接收穿滤波色器500的光，并获取LED 50的图像。LED状况确定单元700使用图像获取单元600获取的LED的图像来确定LED是合格的还是有缺陷的。

第一光和第二光中的一种可以是紫外光，另一种可以是可见光。例如，第一照明单元200可以产生作为第一光的紫外光，而第二照明单元300可以产生作为第二光的可见光。

这里，根据该实施例的LED测试装置可以包括分束器400，分束器400反射来自第一照明单元200的第一光，从而将反射的第一光提供给LED 50，并透射LED 50反射的光。这里，标号410表示夹持分束器400的支撑体。

图像获取单元600可以使用第一照明单元200的第一光来获取第一LED图像，并使用第二照明单元300的第二光来获取第二LED图像。

当切断第二照明单元300时，可以接通第一照明单元200。当切断第一照明单元200时，可以接通第二照明单元300。

第一照明单元200和第二照明单元300的这些操作可以由LED状况确定单元700或额外的控制单元控制。

根据该实施例的LED 50可以是涂覆有具有黄色荧光体的包封剂的白色LED。这里，当在滤色器500中采用黄色滤光器时，因紫外光(即，第一照明单元200的第一光)，从而LED 50的包封剂产生的黄光可以穿过图像获取单元600。

当接通第一照明单元200时，将滤色器500定位于预设的滤波区域中。这里，如果来自第一照明单元200的紫外光不穿过LED 50的包封剂，而与LED 50的包封剂的黄色荧光体结合，则产生黄光。来自包封剂的黄光经由滤色器500穿过图像获取单元600。

另一方面，当接通第二照明单元300时，将滤色器500定位于除预设的滤波区域之外的区域中。这里，来自第二照明单元300的可见光穿过LED 50的包封剂，并由底部、蓝色LED芯片和LED 50的包封剂反射。从LED 50反射的光在没有穿过滤色器500的情况下透射到图像获取单元600。

LED状况确定单元700可以从第一LED图像提取第一边缘线，并从第二LED图像提取第二边缘线。可以使用第一边缘线、第二边缘线和参考边缘线来测试以下项目。

首先，LED状况确定单元700可以执行掩模匹配(mask matching)，通过将第二边缘线与预设的参考边缘线进行比较来确定包封剂的尺寸和布置方向是否彼此相同。

此外，LED状况确定单元700将第一边缘线和/或第二边缘线相互比较，以执行缺陷检查，以确定LED 50是否有缺陷。

例如，基于LED 50的缺陷，LED状况确定单元700可以确定以下缺陷中的至少一种：包封剂的溢出、未涂覆包封剂、包封剂中存在的异物、损坏。

图3是示出根据本发明示例性实施例的LED测试方法的流程图。

参照图2和图3，按照根据该实施例的LED测试方法，在操作S100和S200中，使用紫外光获取涂覆有包封剂的LED 50的第一LED图像，该包封剂含具有预定颜色的荧光材料，使用可见光获取第二LED图像；在操作S300中，执行掩模匹配，通过使用第二LED图像和预设的参考图像来确定包封剂的尺寸和布置方向是否彼此相同；在操作S400中，使用第一LED图像和/或第二LED图像来执行缺陷检查，以确定LED 50是否有缺陷。

按照根据该实施例的LED测试方法，在操作S300和S400中执行掩模匹配和缺陷检查之后，在操作S500中，可以将根据检查项目的测试结果(即，好的状况和坏的状况)进一步进行存储。

在操作S300中的掩模匹配期间，可以从第一LED图像提取第一边缘线，并可以从第二LED图像提取第二边缘线。将参照图4描述提取边缘线的该过程。

图4是根据本发明示例性实施例的边缘线提取操作的流程图。

如图2所示，因为在阵列面板10中包括多个LED 50，所以第一LED图像和第二LED图像各自包括多个LED图像。因此，参照图4，在操作S310中，对于第一LED图像和第二LED图像中的每个，设置与一个LED图像有关的区域；在操作S320中，减少LED图像中的噪声；执行第一图像处理(称作跟踪(tracing))，然后执行第二图像处理(称作阈值(threshold))。

通过该边缘线提取过程，可以从第一LED图像获得第一边缘线，并可以从第二LED图像获得第二边缘线。

参照图2至图4，在操作S300中的掩模匹配期间，通过第二边缘线和参考图像的参考边缘线来确定包封剂的尺寸和布置方向是否彼此相同。

在操作S400中使用第一边缘线和/或第二边缘线来执行缺陷检查，以确定LED 50是否有缺陷。

具体地讲，在操作S400中，缺陷检查可以包括：溢出检测过程，通过比较第一边缘线和第二边缘线来确定LED 50的包封剂是否溢出；未涂覆检测过程，使用第一LED图像和第二LED图像来确定LED 50是否涂覆有包封剂；异物检测过程，通过将第一边缘线与第二边缘线进行比较来确定在LED 50的包封剂中是否存在异物；损坏检测过程，使用第二边缘线来确定LED 50是否被损坏。

根据该实施例的LED 50可以是涂覆有含黄色荧光体的包封剂的白色LED。这里，在上述图像获取过程中，可以通过过滤紫外光(即，第一照明单元200的第一光)从LED 50的包封剂产生的黄光来获取第一LED图像。

图5A至图5D是示出根据缺陷类型的图像的示例。

图5A示出了根据该实施例在LED缺陷中与包封剂的溢出对应的图像。图5B示出了根据该实施例在LED缺陷中与未涂覆包封剂对应的图像。图5C示出了根据该实施例在LED缺陷中与异物的进入对应的图像。图5D示出了根据该实施例在LED缺陷中与损坏对应的图像。

此外，在图5A、图5B、图5C和图5D中，在左侧示出了使用可见光获取的第二LED图像，在右侧示出了使用紫外光获取的第一LED图像。

在下文中，将参照附图描述本发明的操作和效果。

现在将参照图2描述根据本发明示例性实施例的LED测试装置。在该实施例中，第一照明单元200产生并提供作为第一光的紫外光，第二照明单元300产生并提供作为第二光的可见光。

首先，来自第一照明单元200的紫外光由分束器400反射，并供给到LED阵列面板10的LED 50。这里，当LED 50是具有黄色荧光体的白色LED时，由于在LED 50的包封剂中含有的黄色荧光体，所以发射黄色光。

当接通第一照明单元200时，将根据该实施例的滤色器500定位于预设的滤波区域中。这里，来自LED 50的黄光通过分束器400和滤色器500输入到图像获取单元600。

这里，图像获取单元600可以是相机，采用与有色的荧光材料对应的滤色器500。当有色的荧光材料是黄色荧光体时，可以使用黄色滤色器。图像获取单元600将通过滤色器500输入的光转换为电信号，以获取第一LED图像。

根据该实施例的第二照明单元300产生作为第二光的可见光，并将可见光提供给LED 50。第二照明单元300的可见光穿过LED 50的包封剂，并由底部、蓝色LED芯片和LED 50的包封剂反射。

当接通第二照明单元300时，将滤色器500定位于除预设的滤波区域之外的区域中。这里，由LED 50反射的可见光未穿过滤色器500，并透射到图像获取单元600。

图像获取单元600将未穿过滤色器500而输入的可见光转换为电信号，以获取第二LED图像。

然后，根据该实施例的LED状况确定单元700使用来自图像获取单元600的LED图像来确定LED是处于好的状况还是坏的状况，现在将对此进行详细描述。

LED状况确定单元700从第一LED图像提取第一边缘线，并从第二LED图像提取第二边缘线。

首先，LED状况确定单元700执行掩模匹配，通过将第二边缘线与预设的参考边缘线进行比较来确定包封剂的尺寸和布置方向是否彼此相同。例如，通过将第二边缘线与预设的参考边缘线进行比较；如果第二边缘线和参考边缘线彼此相符，则确定出包封剂的尺寸和布置方向彼此相同，否则，确定出包封剂的尺寸和布置方向不同。

LED状况确定单元700可以执行缺陷检查，通过比较第一边缘线和/或第二边缘线来确定LED 50是否存在缺陷。

这里，LED状况确定单元700可以确定在LED 50中会发生的以下缺陷中的至少一种：包封剂的溢出；未涂覆包封剂；在包封剂中存在的异物；损坏。

现在将参照图2至图5D描述根据该实施例的LED测试方法。

首先是图像获取过程，在图3示出的根据实施例的LED测试方法的操作S100和S200中，使用紫外光获取LED 50的第一LED图像，其中，LED 50涂覆有含具有预定颜色的荧光材料的包封剂，并使用可见光获取LED 50的第二LED图像。

根据该实施例的LED 50可以是涂覆有含黄色荧光体的包封剂的白色LED。在图像获取过程期间，将使用紫外光(即，第一照明单元200的第一光)从LED 50的包封剂产生的黄光进行过滤，由此获取第一LED图像。

这里，因为直到获取了第一LED图像和第二LED图像所执行的操作与参照图2描述的操作相同，所以将省略对它们的描述。

当在操作S300中执行掩模匹配时，使用第二LED图像和预设的参考图像来确定包封剂的尺寸和布置方向是否彼此相同。

这里，在操作S300中的掩模匹配期间，从第一LED图像提取第一边缘线，并从第二LED图像提取第二边缘线。将参照图4描述提取边缘线的该过程。

参照图4，因为在LED阵列面板10中包含多个LED 50，所以第一LED图像和第二LED图像中的每个包括多个LED图像。因此，在操作S310中，对于第一LED图像和第二LED图像中的每个，设置与一个LED图像有关的区域；在操作S320中，减少LED图像中的噪声；执行第一图像处理(称作跟踪)；然后执行第二图像处理(称作阈值)。

通过执行第一和第二图像处理，可以分别从第一LED图像和第二LED图像获取第一边缘线和第二边缘线。

参照图2至图4，在操作S300中的掩模匹配期间，将第二边缘线和预定参考图像的参考边缘线相互比较，以确定包封剂的尺寸和布置方向是否彼此相同。

当在操作S400中执行缺陷检查时，使用第一LED图像和/或第二LED图像来确定LED 50是否有缺陷。具体地讲，在操作S400中的缺陷检查期间，使用从第一LED图像提取的第一边缘线、从第二LED图像提取的第二边缘线和参考边缘线来确定LED 50是否有缺陷。

根据缺陷类型的上述缺陷检查可以包括溢出检测、未涂覆检测、异物检测和损坏检测。

在溢出检测期间，通过将第一边缘线与第二边缘线进行比较来确定LED50的包封剂是否溢出。例如，如图5A所示，当包封剂的溢出发生时，在第一边缘线上出现双线或多条线。因此，第一边缘线和第二边缘线彼此不符。

在未涂覆检测期间，使用第一边缘线和第二边缘线确定LED 50是否涂覆有包封剂。例如，如图5B所示，第一边缘线清楚地示出，但未检测到第二边缘线。

在异物检测期间，通过将第一边缘线与第二边缘线进行比较来确定在LED 50的包封剂中是否存在异物。例如，如图5C所示，在第一边缘线和第二边缘线彼此不符的同时，在第一边缘线的轮廓(outline)内的区域内显示出与异物对应的边缘线。

在损坏检测期间，使用第二边缘线来确定LED 50是否有缺陷。例如，如图5D所示，第二边缘线被部分地损坏。

在执行了上述过程之后，可以在操作S500中存储在操作S300和S400中获取的根据检查项目的测试结果(即，好的状况和坏的状况)。

如上所述，按照根据本发明实施例的LED测试装置和LED测试方法，使用紫外光照明和可见光照明来获取LED图像，并可以全面地使用从获取的LED图像提取的边缘线自动测试LED中的缺陷，由此确保LED测试结果的高可靠性。

如上所述，根据本发明的示例性实施例，可以使用可见光和紫外光自动执行测试，以确定LED是否有缺陷，因而能够确保LED测试的可靠性。

虽然已经结合示例性实施例示出并描述了本发明，但对本领域技术人员将明显的是，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，能够做出修改和改变。

Claims (12)

1.一种LED测试装置，包括： 

第一照明单元，产生第一光，并将所述第一光照射到具有含荧光材料的包封剂的LED上，所述荧光材料被所述第一光激发，以发射波长比所述第一光的波长长的光； 

第二照明单元，产生波长比所述第一光的波长长的第二光，并将所述第二光照射到所述LED上； 

图像获取单元，使用从所述荧光材料发射的光来获取第一LED图像，并使用从所述LED反射的所述第二光来获取第二LED图像，由此获取所述LED的图像； 

LED状况确定单元，使用所述第一LED图像和所述第二LED图像来确定所述LED是合格的还是有缺陷的， 

其中，所述LED状况确定单元从所述第一LED图像提取第一边缘线，并从所述第二LED图像提取第二边缘线，并执行缺陷检测，从而当所述第一边缘线和所述第二边缘线彼此不符时，通过将所述第一边缘线与所述第二边缘线进行比较来确定所述LED是否有缺陷， 

所述LED状况确定单元确定所述包封剂的溢出、未涂覆所述包封剂、包含在所述包封剂中的异物和损坏中的至少一种LED缺陷。 

2.根据权利要求1所述的LED测试装置，其中，所述第一光是紫外光，所述第二光是可见光。 

3.根据权利要求1所述的LED测试装置，所述LED测试装置还包括：分束器，反射从所述第一照明单元发射的所述第一光，以将反射的光提供到所述LED，并透射从所述LED发射的光。 

4.根据权利要求1所述的LED测试装置，所述LED测试装置还包括：滤色器，布置在从所述LED发射的光的光径中，透射从所述荧光材料发射的光，并阻挡波长与所述荧光材料发射的光的波长不同的光。 

5.根据权利要求1所述的LED测试装置，其中，当切断所述第二照明单元时，接通所述第一照明单元， 

当切断所述第一照明单元时，接通所述第二照明单元。 

6.根据权利要求4所述的LED测试装置，其中，当切断所述第二照明 单元时，接通所述第一照明单元， 

当切断所述第一照明单元时，接通所述第二照明单元。 

7.根据权利要求6所述的LED测试装置，其中，当接通所述第一照明单元时，将所述滤色器定位于预设的滤波区域中，当接通所述第二照明单元时，将所述滤色器定位于除预设的滤波区域之外的区域中。 

8.根据权利要求1所述的LED测试装置，其中，所述LED状况确定单元执行掩模匹配，通过将所述第二边缘线与所述LED的参考边缘线进行比较来确定所述包封剂的尺寸和布置方向是否彼此相同。 

9.根据权利要求1所述的LED测试装置，其中，所述荧光材料是黄色荧光体。 

10.一种LED测试方法，包括： 

执行图像获取操作，通过将紫外光照射到涂覆有具有荧光材料的包封剂的LED上，所述荧光材料被紫外光激发以发射波长比所述紫外光的波长长的光，且通过使用从所述荧光材料发射的光，来获取所述LED的第一LED图像，并且，通过将可见光照射到所述LED上，并使用从所述LED反射的可见光，来获取所述LED的第二LED图像； 

执行LED状况确定操作，使用所述第一LED图像和所述第二LED图像来确定所述LED是否有缺陷， 

其中，所述LED状况确定操作包括：从所述第一LED图像提取第一边缘线，并从所述第二LED图像提取第二边缘线；执行缺陷检测，从而当所述第一边缘线和所述第二边缘线彼此不符时，通过将所述第一边缘线与所述第二边缘线进行比较来确定所述LED是否有缺陷，并且 

在所述LED状况确定操作期间，执行溢出检测、未涂覆检测和异物检测的至少一种。 

11.根据权利要求10所述的LED测试方法，其中，在所述LED状况确定操作期间，执行掩模匹配，通过将所述第二边缘线与所述LED的参考边缘线进行比较来确定所述包封剂的尺寸和布置方向是否彼此相同。 

12.根据权利要求10所述的LED测试方法，其中，在所述LED状况确定操作期间，执行损坏检测，使用所述第二边缘线来确定所述LED是否被损坏。