CN102128816A - 发光元件的缺陷检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

发光元件的缺陷检测方法及系统。该发光元件的缺陷检测方法，应用于检测一待测发光元件，可利用一能阶大于待测发光元件的检测光源照射待测发光元件，以激发待测发光元件发出荧光，而当待测发光元件具有缺陷时，缺陷便会被荧光照射而显示出来。根据以上方法的精神，本发明亦提出一种发光元件的缺陷检测系统，包括有用以承载待测发光元件的一承载体，用以向待测发光元件发射前述检测光源的一光源发射单元、以及一用以判断所测得缺陷的判断单元。

Description

发光元件的缺陷检测方法及系统

技术领域

本发明涉及一种检测方法及系统，更具体地说，涉及一种发光元件的缺陷检测方法及系统。

背景技术

发光二极管晶粒的制程大致可区分为磊晶阶段、黄光显影阶段、以及切割等三大步骤，而上述三阶段的制程优劣对发光二极管晶粒的良率影响甚巨。举例而言，在形成磊晶的过程中，由于成长基板与用以成长磊晶的材料间的晶格常数及膨胀系数有差异，因此必须于成长基板上先形成一缓冲层，再于缓冲层上接续成长诸如n型半导体层、发光层、p型半导体层等磊晶层。然而若缓冲层厚度及形成的工作温度控制不当，易使成长基板与磊晶层间产生的应力过大，或成长基板的结晶性无法有效的传到磊晶层，进而造成磊晶层的崩坏。黄光显影制程中所发生的缺失则与发光二极管晶粒表面的缺陷较为相关，例如在覆盖光阻-曝光-显影-蚀刻-去除光阻以使n型半导体层外露的过程中可能会发生诸如光阻涂覆问题、对焦与曝光缺陷、显影缺陷、修边问题、污染以及刮痕而导致缺陷的产生。而在后续形成金属电极时常见的缺陷则有金属残留；而形成以ITO为材料的透明电极时，亦常出现ITO破损的现象。切割制程中所发生常见的缺失的则有切割不当。

用可见光照射发光二极管晶粒以将缺陷显示出为目前较常见的检测方式，然而可见光在发光二极管晶粒表面会产生散射及反射，而导致一些较微小的缺陷在可见光的照射下经常无法被显示出或是显示得不够清楚，而磊晶层内部的缺陷亦难以藉此显现。

再者，目前有些发光二极管晶粒会先将磊晶表面粗化后再镀上膜状的ITO以同时增加光输出效率及电流分布，而磊晶表面的缺陷或ITO的破损经常因粗化的结构而更无法被可见光照射而显示出来。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种发光元件的缺陷检测方法及系统，以检测出发光元件的缺陷。

为达以上目的，本发明揭示一种发光元件的缺陷检测方法，其步骤包括：提供一待测发光元件；利用一能阶大于待测发光元件的检测光源照射待测发光元件，以使待测发光元件发出萤光；以及通过待测发光元件所发出的萤光判断出待测发光元件是否有缺陷，如果待测发光元件具有至少一缺陷时，缺陷位于发光元件的位置及缺陷的形状或大小等便会被萤光照射而显示出来。

为达以上目的，本发明亦揭示一种发光元件的缺陷检测系统，应用于检测一待测发光元件，包括：一承载体，用以承载待测发光元件；一光源发射单元，用以向待测发光元件发射检测光源，其能阶高于待测发光元件的能阶，以使待测发光元件发出萤光。；一判断模块，用以判断待测发光元件是否有缺陷，如果待测发光元件具有至少一缺陷时，缺陷位于待测发光元件的位置及缺陷的形状或大小等便会受萤光的照射而显示出。

通过检测光源激发待测发光元件发出萤光，可清楚地显示出待测发光元件内外所有的缺陷以藉此筛选出不良品，而缺陷的分布位置、大小、及形状也可清楚地被判别出。

而在进行多次检测后，更可通过各缺陷所显示出的特征归纳出各缺陷的成因，进而据此检讨产线上的缺失，以提升产品良率。

附图说明

图1A是本发明发光元件的缺陷检测系统的示意图；

图1B是本发明发光元件的缺陷检测系统的局部示意图；

图2是本发明发光元件的缺陷检测系统应用于一待测发光元件的俯视示意图；以及

图3是本发明发光元件的缺陷检测方法的流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。本发明也可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同的观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

请参阅图1A，其是本发明发光元件的缺陷检测系统的一具体实施例示意图，本发明的缺陷检测系统100可包括一承载体101、一光源发射单元102、以及一判断模块103。可将至少一待测发光元件200置放于承载体101上，接着启动光源发射单元102向待测发光元件200发射检测光源L。检测光源L的能阶高于待测发光元件200，因此当检测光源L照射在待测发光元件200上时，待测发光元件200便会受激发而发出萤光，如果待测发光元件200本身具有缺陷，缺陷的轮廓便会在萤光的照射下显现出来。

前述待测发光元件200例如为一半导体发光二极管，可为氮化铝铟镓(AlGaInN)、磷化铝铟镓(AlGaInP)或砷化铝铟镓(AlGaInAs)系列材料所制成。当待测发光元件200本身为发蓝光或绿光的氮化物发光元件时，检测光源L可来自氙灯(Xeon lamp)、紫外光发光二极管(UV LED)、紫外光雷射(UV laser)等不可见光。当待测发光元件200本身为例如发红光的四元(AlGaInP)发光元件时，检测光源L除了可为前述的不可见光外也可为可见光。检测光源L也可由不可见光与可见光所合成。

判断模块103其可耦接于至少一图像撷取单元104，通过图像撷取单元104可将待测发光元件200发出萤光时的状态撷取下来并传送至判断模块103。图像撷取单元104可不限于只设置一个，而是可设置多个，以拍摄待测发光元件200的各角度。当检测光源L为可见光时，可在图像撷取单元104的镜头或图像撷取单元104的镜头与待测发光元件200间加装滤镜(图未示)，以将检测光源L的光线滤除而仅撷取待测发光元件200本身所发出的萤光。

判断模块103可具有一位置判断单元1031、和/或一特征判断单元1032。位置判断单元1031可根据待测发光元件200的萤光明暗程度找出前述缺陷的分布位置，而特征判断单元1032则可判断出缺陷的大小及形状。

发光元件的缺陷检测系统还可包括一数据输出模块105，其耦接于判断模块103，可将判断模块103所判读出的数据记录下来并输出至一显示装置106或列印装置107。

请参阅图1B，在实际状况中，本发明发光元件的缺陷检测系统可应用于检测多个待测发光元件200，可将刚完成切割的多个待测发光元件200置放在承载体101上并加以排列，而排列方式可例如为阵列状。利用前述图像撷取单元104定义出各待测发光元件200的坐标，将具缺陷的待测发光元件200的坐标信息记录下来并传送至判断模块103，当判断模块103发现有不良品时可驱动一筛选单元108将不良品筛选出。筛选单元108可为一机械操作臂以当场将不良品夹取出；或可为一分类机，当同批待测发光元件200完成检测时，不良品就会自动被分类机筛选至与良品不同的收集器中。

请参阅图2，发光元件200表面具有一层具导电的透明电极205，在透明电极205表面又设有第一焊垫206其延伸有工作区域2061，而发光元件200表面另设有第二焊垫207。发光元件200本身具有缺陷201、202、及203，在检测光源L照射下，发光元件200因能阶较低而受激发而发出萤光，缺陷201、202、及203的轮廓则因萤光而清晰地显现出来。

请参阅图3，经上述说明后，本发明发光元件的缺陷检测方法可如以下流程所列：

S301：提供至少一待测发光元件，其可为前述置放于承载体101的待测发光元件200。

S302：利用一能阶大于待测发光元件的检测光源照射待测发光元件，以激发待测发光元件发出萤光。如前所述，当待测发光元件200具有至少一缺陷时，便会因萤光照射而显示出来。

S303：向发出萤光的待测发光元件进行图像撷取。可例如前述图像撷取单元104对待测发光元件200进行的图像撷取。

S3031：定义出各待测发光元件的坐标信息。

S304：根据撷取的图像对待测发光元件作有关缺陷的判断，包括有：

S3041：判断出待测发光元件所有缺陷的位置分布。

S3042：判断出各缺陷的形状及大小。

S3043：确认是否有至少一具缺陷的待测发光元件。

S305：将有关待测发光元件的缺陷判读数据记录并输出。

S306：将有缺陷的待测发光元件筛选出。

因此，通过检测光源能阶大于待测发光元件而可激发待测发光元件发出萤光，发光元件大部分缺陷的轮廓在由内而外射出的萤光照射下可被清楚地显现出来，再搭配图像撷取技术及图像特征辨识技术可将所测得缺陷的位置、大小、及形状一一记录下来。在可精确地检测出一待测发光元件上大部分缺陷及各缺陷的特征情况下，除了可避免具有缺陷的发光元件被制为产品，更可通过分析各缺陷而推及所述待测发光元件在制作过程中所可能发生的问题，在及时发现并解决制程缺失的情况下，可大为提升良率。

上述实施例仅为例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范围下，对上述实施例进行修改。因此本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (10)

1.一种发光元件的缺陷检测系统，应用于检测至少一待测发光元件，包括：

一承载体，用以承载该待测发光元件；

一光源发射单元，用以向该待测发光元件发射高于该待测发光元件的能阶的检测光源，以使该待测发光元件发出萤光；以及

一判断模块，用以判断该待测发光元件是否有缺陷，当该待测发光元件具有至少一缺陷时，该缺陷便会受萤光的照射而显示出来。

2.如权利要求1所述的发光元件的缺陷检测系统，其中当该待测发光元件为氮化物发光元件时，该检测光源发出不可见光，包括有氙灯(Xeonlamp)、紫外光发光二极管(UV LED)、或紫外光雷射(UV laser)；当该待测发光元件为四元(AlGaInP)发光元件时，该检测光源是一不可见光，包括氙灯(Xeon lamp)、紫外光发光二极管(UV LED)、或紫外光雷射(UVlaser)、或为一可见光。

3.如权利要求1所述的发光元件的缺陷检测系统，还包括至少一图像撷取单元用以撷取该待测发光元件受激发而发出萤光时的图像，该图像撷取单元且与该判断模块耦接，以将所撷取的该图像传送至该判断模块作判断。

4.如权利要求1或3所述的发光元件的缺陷检测系统，其中该判断模块包括：一位置判断单元，用以确认出该待测发光元件的缺陷位置；和/或一特征辨识单元，用以辨别该待测发光元件的缺陷形成的区域的形状及大小。

5.如权利要求3所述的发光元件的缺陷检测系统，其中该图像撷取单元具有一镜头，且还包括一滤镜设于该镜头及该待测元件间。

6.如权利要求3所述的发光元件的缺陷检测系统，其供检测多个待测发光元件，其中该图像撷取单元并供定义出各该待测元件的坐标信息，且还包括一筛选单元其耦接于该判断模块以根据该坐标信息将具有缺陷的该发光元件筛选出。

7.一种发光元件的缺陷检测方法，其步骤包括：

提供多个待测发光元件；

利用一检测光源照射这些待测发光元件，该检测光源的能阶系大于这些待测发光元件的能阶，以令这些待测发光元件发出萤光；

撷取这些待测发光元件发出萤光的图像，并定义出各该待测发光元件的坐标信息；

确认在萤光照射下是否有至少一该待测发光元件显示出缺陷；以及

筛选出具有缺陷的至少一该待测发光元件。

8.如权利要求7所述的发光元件的缺陷检测方法，其中当该待测发光元件为氮化物发光元件时，该检测光源发出不可见光，包括氙灯(Xeonlamp)、紫外光发光二极管(UV LED)、或紫外光雷射(UV laser)；当该待测发光元件为四元(AlGaInP)发光元件时，该检测光源是一不可见光，包括有氙灯(Xeon lamp)、紫外光发光二极管(UV LED)、或紫外光雷射(UVlaser)、或为一可见光。

9.如权利要求7所述的发光元件的缺陷检测方法，其中该检测光源由不可见光及可见光所合成。

10.如权利要求7所述的发光元件的缺陷检测方法，还包括于确认是否有至少一该待测发光元件具有缺陷同时，判断出各该待测发光元件所具缺陷的位置分布、和/或各该待测发光元件所具缺陷的形状及大小。

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