CN111369922B

CN111369922B - 发光单元的测试方法

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Publication number: CN111369922B
Application number: CN201811600535.7A
Authority: CN
Inventors: 王遵义; 吴景钧; 杨嘉梁
Original assignee: Dynascan Technology Corp
Current assignee: Dynascan Technology Corp
Priority date: 2018-12-26
Filing date: 2018-12-26
Publication date: 2024-01-09
Anticipated expiration: 2038-12-26
Also published as: CN111369922A

Abstract

本发明提出一种发光单元的测试方法，用以检测发光单元中的第一发光二极管、第二发光二极管以及第三发光二极管，包含以下步骤。分别设定第一发光二极管与第二发光二极管于驱动状态，据以产生关联于第一发光二极管与第二发光二极管的光线。提供第三发光二极管，接收关联于第一发光二极管与第二发光二极管的光线，据以产生第一光感应电流以及第二光感应电流。提供第一发光二极管，接收关联于第二发光二极管的光线，据以产生第三光感应电流。依据第一光感应电流、第二光感应电流以及第三光感应电流，计算各个发光二极管的衰减程度。

Description

发光单元的测试方法

【技术领域】

本发明关于一种发光单元的测试方法，特别是关于一种发光单元的自我检测方法。

【背景技术】

随着半导体技术的发展，发光二极管(LED)的尺寸已经可以达到微米等级，且因LED有省电、亮度高、使用寿命长与高对比的特性，市面上有许多厂商开始投入LED技术，并制造各种尺寸的LED显示器。实际上，为了确保LED显示器的质量，这些LED显示器在出货前，都会经过各种测试的程序，以确保LED显示器中的每颗LED可以正常工作。

举例来说，传统上在测试LED显示器时，往往会将LED显示器点亮特定颜色或特定图样(pattern)，再利用摄影机或其他外部检测仪器测量是否有亮点、暗点或显示异常。然而，传统测试LED显示器的手段需要额外的仪器，不仅增加成本也十分耗时，当大批的LED显示器需要测试时，会有测试速度不足的问题。因此，业界需要一种不需额外的检测仪器，且能够快速检测LED显示器的方法，以应LED显示器市场的快速发展。

【发明内容】

本发明提供一种发光单元的测试方法，应用了发光二极管的元件特性，使用同一个发光单元内的发光二极管，实现发光单元的自我检测。

本发明提出一种发光单元的测试方法，用以检测发光单元，所述发光单元至少具有第一发光二极管、第二发光二极管以及第三发光二极管，所述测试方法包含以下步骤。设定第一发光二极管于驱动状态，据以产生关联于第一发光二极管的光线。设定第二发光二极管于驱动状态，据以产生关联于第二发光二极管的光线。提供第三发光二极管，接收关联于第一发光二极管的光线以及关联于第二发光二极管的光线，据以产生第一光感应电流以及第二光感应电流。提供第一发光二极管，接收关联于第二发光二极管的光线，据以产生第三光感应电流。以及，依据第一光感应电流、第二光感应电流以及第三光感应电流，计算第一发光二极管、第二发光二极管以及第三发光二极管的衰减程度。

在一个实施例中，还包含以下步骤。取得第四光感应电流，第四光感应电流关联于第三发光二极管，以及关联于第一发光二极管产生的光线。取得第五光感应电流，第五光感应电流关联于第三发光二极管，以及关联于第二发光二极管产生的光线。以及，取得第六光感应电流，第六光感应电流关联于第一发光二极管，以及关联于第二发光二极管产生的光线。此外，在计算第一发光二极管、第二发光二极管以及第三发光二极管的衰减程度的步骤中，还依据第四光感应电流、第五光感应电流以及第六光感应电流，计算第一发光二极管、第二发光二极管以及第三发光二极管的衰减程度。

本发明提供另一种发光单元的测试方法，同样应用了发光二极管的元件特性，使用同一个发光单元内的发光二极管，实现发光单元的自我检测。

本发明提出一种发光单元的测试方法，用于测试发光单元中的至少一个红色发光二极管、绿色发光二极管以及蓝色发光二极管，所述测试方法包含以下步骤。驱动绿色发光二极管与蓝色发光二极管，以产生第一绿光与第一蓝光。提供红色发光二极管，红色发光二极管依据第一绿光产生第一光感应电流，且依据第一蓝光产生第二光感应电流。提供绿色发光二极管，绿色发光二极管依据第一蓝光产生第三光感应电流。以及，记录第一光感应电流、第二光感应电流以及第三光感应电流。

在一个实施例中，还包含以下步骤。在一段时间间隔后，再次驱动绿色发光二极管与蓝色发光二极管，以产生第二绿光与第二蓝光。提供红色发光二极管，红色发光二极管依据第二绿光产生第四光感应电流，且依据第二蓝光产生第五光感应电流。提供绿色发光二极管，绿色发光二极管依据第二蓝光产生第六光感应电流。以及，记录第四光感应电流、第五光感应电流与第六光感应电流。另外，还依据第一光感应电流、第二光感应电流、第三光感应电流、第四光感应电流、第五光感应电流与第六光感应电流，计算发光单元的衰减程度。

【发明的作用与效果】

综上所述，本发明提供了发光单元的测试方法，通过测量发光二极管的光感应电流，判断其他发光二极管的衰减程度，从而实现了使用同一个发光单元内的发光二极管进行自我检测。

【附图说明】

图1绘示依据本发明一实施例的发光单元的测试装置的功能方块图。

图2绘示依据本发明一实施例的发光单元的测试方法的步骤流程图。

图3绘示依据本发明另一实施例的发光单元的测试方法的步骤流程图。

【具体实施方式】

下文将进一步揭露本发明的特征、目的及功能。然而，以下所述者，仅为本发明的实施例，当不能以之限制本发明的范围，即但凡依本发明申请专利范围所作的均等变化及修饰，仍将不失为本发明的要意所在，亦不脱离本发明的精神和范围，故应将视为本发明的进一步实施样态。

请一并参阅图1与图2，图1绘示依据本发明一实施例的发光单元的测试装置的功能方块图，图2绘示依据本发明一实施例的发光单元的测试方法的步骤流程图。如图所示，本发明所述的测试方法用来检测发光单元1，发光单元1中至少可以具有发光二极管10(第一发光二极管)、发光二极管12(第二发光二极管)以及发光二极管14(第三发光二极管)。发光单元1可以位于一个发光单元的阵列中，所述发光单元的阵列可以是LED显示器面板的一部分，当然发光单元1也可以单独设置，本实施例在此不加以限制。另外，图1绘示的发光二极管10、发光二极管12以及发光二极管14仅示范了发光单元1内部一种可能的排列方式，于所属技术领域具有普通技术人员，当然可以选用其他排列顺序或者图样的发光单元1，例如发光二极管10可以排列在发光二极管12以及发光二极管14中间。当然，本实施例并不以发光单元1具有3个发光二极管为限，实际上常见的LED显示器面板中，发光单元1也可以具有4个以上的发光二极管。

在一个例子中，发光单元1的周缘在制程上可以有遮光结构(black matrix)，从而发光二极管10、发光二极管12以及发光二极管14不易接收到来自其他发光单元的光线。然而，本实施例并不以此为限，纵使发光单元1接收到来自其他发光单元的光线，通常流明数不高，并不一定会妨碍其自我检测的效果。另外，发光二极管10、发光二极管12以及发光二极管14可以设置于同一个平面，可以避免凸出来的发光二极管遮蔽光线，而影响其他发光二极管产生光感应电流。当然，发光二极管10、发光二极管12以及发光二极管14设置于不同平面，例如发光二极管10、发光二极管12设置于同一个平面，而发光二极管14设置的位置略低也无不可。

于一个例子中，发光二极管10、发光二极管12以及发光二极管14可以分别是绿色发光二极管、蓝色发光二极管以及红色发光二极管，从而发光单元1可以藉由调整这些发光二极管的驱动电流，发出可见光频率范围内的光线。实际上，驱动电路20可以是LED显示器中用来驱动发光单元1的电路，从而驱动电路20可以分别电性连接发光二极管10、发光二极管12以及发光二极管14。图1中绘示的侦测电路22分别电性连接到发光二极管14与发光二极管10，本实施例不以此为限，侦测电路22也可以电性连接到发光二极管12。本发明所述的测试方法可以利用驱动电路20来驱动发光单元1，并且可以利用侦测电路22来记录发光单元1产生的光感应电流，于一个例子中，侦测电路22还可以连接其他具有运算或储存功能的电子元件。此外，发光二极管10、发光二极管12以及发光二极管14不限制是用何种材料制作，例如可以使用砷化镓磷化物(GaAsP)、铟氮化镓(InGaN)、氮化镓(GaN)、磷化镓(GaP)、磷化铟镓铝(AlGaInP)或铝磷化镓(AlGaP)等材料，于一些例子中，发光二极管10、发光二极管12以及发光二极管14也可以是一种有机发光二极管(OLED)。

如图2所示，于步骤S30与步骤S32中，驱动电路20可以驱动发光二极管10与发光二极管12，使得发光二极管10与发光二极管12被致能而发出光线。本实施例并不限制驱动电路20驱动发光二极管10与发光二极管12的顺序，例如可以依序驱动发光二极管10与发光二极管12，也可以同时驱动发光二极管10与发光二极管12。实际上，为了简化侦测电路22的运算量以及为了方便后续说明，本实施例示范驱动电路20先后驱动发光二极管10与发光二极管12，从而发光单元1于一个时间点只产生单一色光。当然，发光单元1于一个时间点也可以不只产生单一色光，例如发光单元1如果包含白光发光二极管时，可以产生波长范围涵盖多个颜色区间的光线。

在步骤S34中，发光二极管14接收发光二极管10发出的光线以及发光二极管12发出的光线，据以产生第一光感应电流以及第二光感应电流。在一个例子中，驱动电路20先驱动发光二极管10，从而发光二极管10发出的光线照射到发光二极管14时，发光二极管14可以基于光伏(photovoltaic)效应，产生第一光感应电流。同样的，驱动电路20接着驱动发光二极管12，从而发光二极管12发出的光线照射到发光二极管14时，发光二极管14可以基于光伏(photovoltaic)效应，产生第二光感应电流。在此，本实施例依据所述步骤S34，如果以发光二极管14是红色发光二极管，发光二极管10是绿色发光二极管，发光二极管12是蓝色发光二极管，则可整理数学式如下算式(1)与算式(2)。

I_RGxL_G＝K₁

(1)

I_RBxL_B＝K₂

(2)

其中，由于发光二极管14对于不同色光的转换效率可能不同，因此算式(1)中的I_RG系表示发光二极管14(红色发光二极管)将绿色光线转换成光电流的转换效率，或者说，I_RG是发光二极管14受发光二极管10(绿色发光二极管)发出光线照射时的光电流转换效率。同样的，算式(2)中的I_RB表示发光二极管14(红色发光二极管)将蓝色光线转换成光电流的转换效率，或者说，I_RB是发光二极管14受发光二极管12(蓝色发光二极管)发出光线照射时的光电流转换效率。由实验结果已知，当发光二极管14衰减时，对于I_RG与I_RB的影响是类似的，并且对于I_RG的影响也与发光二极管14发光效率呈现正比关系。可以说，当发光二极管14衰减时，发光二极管14的光电流转换效率会降低，且发光二极管14的发光效率也会降低，而发光二极管14接收到的光线色温，与光电流转换效率降低的程度关联性较低。

此外，算式(1)中的L_G表示发光二极管10发出光线且照射到发光二极管14的流明数，算式(2)中的L_B表示发光二极管12发出光线且照射到发光二极管14的流明数。算式(1)中的K₁与算式(2)中的K₂分别表示发光二极管14产生的第一光感应电流与第二光感应电流。值得一提的是，如果发光二极管14(红色发光二极管)同时接收到发光二极管10(绿色发光二极管)与发光二极管12(蓝色发光二极管)的光线，如下列算式(a)，亦无不可。物理意义上，红色发光二极管对绿光的反应无关乎是否有蓝光存在，红色发光二极管对蓝光的反应无关乎是否有绿光存在。因此，红色发光二极管同时接收到蓝光与绿光时，等同于上述算式(1)与算式(2)的总和。

(I_RG+I_RB)x(L_G+L_B)＝K₁’

(a)

换句话说，发光二极管14同时接收到发光二极管10与发光二极管12的光线(如算式(a))并无不可，只要发光二极管14后续有单独收到发光二极管10或发光二极管12其中之一的光线(如算式(1)或算式(2))，仍然可以透过算式的相减得到相同的计算结果。举例来说，算式(a)减去算式(1)即可得算式(2)，同理，算式(a)减去算式(2)也可得算式(1)，对实施没有妨碍。

另外，在步骤S36中，本实施例用发光二极管10接收发光二极管12发出的光线，据以产生第三光感应电流。从而也可以整理成数学式如下算式(3)。

I_GBxL_B＝K₃

(3)

其中，I_GB表示发光二极管10(绿色发光二极管)将蓝色光线转换成光电流的转换效率，或者说，I_GB是发光二极管10受发光二极管12(蓝色发光二极管)发出光线照射时的光电流转换效率。L_B表示发光二极管12发出光线且照射到发光二极管10的流明数。K₃表示发光二极管10产生的第三光感应电流。在一个例子中，步骤S36可以早于步骤S30或步骤S32。值得一提的是，由于发光二极管的光感应电流相比于驱动电流较小，相差程度与半导体材料特性有关，甚至有可能相差几个数量级。若发光二极管正在受驱动而发光，实际上不容易察觉到光感应电流，因此本实施例步骤S30与步骤S36通常不会同时进行。当然，如果能够选择适合的半导体材料、提供额外的或效能更好的检测仪器，本实施例在此也不排除步骤之间能同时进行的可能性。

以实际的例子来说，发光二极管在使用一段时间后会有衰减的问题，而发光二极管的衰减程度通常会表现在两个层面，其一是发光二极管的发光效率，其二是光电流的转换效率。在一个例子中，可以在一段时间后，重新再执行一次步骤S30到S36，如果将发光二极管10、发光二极管12以及发光二极管14的衰减程度分别表示成α、β以及γ，则算式(1)至(3)可改写如下算式(4)至(6)。

γI_RGxαL_G＝K₄

(4)

γI_RBxβL_B＝K₅

(5)

αI_GBxβL_B＝K₆

(6)

其中，算式(4)中的K₄、算式(5)中的K₅与算式(6)中的K₆分别表示发光二极管14产生的第四光感应电流与第五光感应电流，以及发光二极管10产生的第六光感应电流。此外，就物理意义上，αL_G是发光二极管10发出光线且照射到发光二极管14的流明数乘上衰减程度，也就是说α是纯数值，例如比值或百分比。举例来说，L_G例如是10流明，衰减后的发光二极管提供αL_G例如是9流明，则α是90％。同理，αI_GB是衰减后的发光二极管10受发光二极管12(蓝色发光二极管)发出光线照射时的光电流转换效率，α同样是纯数值，例如比值或百分比。

整理算式(1)至(6)，可得如下算式(7)至(9)。

γαK₁＝K₄

(7)

γβK₂＝K₅

(8)

αβK₃＝K₆

(9)

由于K₁到K₆都是侦测电路22直接取得光感应电流的数值，于步骤S38中，侦测电路22可以依据第一光感应电流K₁、第二光感应电流K₂以及第三光感应电流K₃，带入第四光感应电流K₄、第五光感应电流K₅以及第六光感应电流K₆后，可以快速计算出发光二极管10、发光二极管12以及发光二极管14的衰减程度α、β以及γ。在此例子中，衰减程度α、β以及γ指的是发光二极管在一个时间区间内的衰减程度。所述时间区间的起始点，是侦测电路22在测量第一光感应电流K₁、第二光感应电流K₂以及第三光感应电流K₃的时间点，所述时间区间的终止点，是侦测电路22在测量第四光感应电流K₄、第五光感应电流K₅以及第六光感应电流K₆的时间点。从而，本实施例不需要知道发光二极管对光电流的转换效率(例如不需要知道I_RG、I_RB以及I_GB)，以及不需要知道发光二极管发出光线的流明数(例如不需要知道L_G以及L_B)，仅由侦测电路22取得光感应电流的数值即可计算，实现了利用同一个发光单元内的发光二极管自我检测的目标。

值得一提的是，本实施例虽然提到间隔一段时间后，由侦测电路22再次测量光感应电流的数值，但本发明不以此为限。于另一个例子中，示范本发明的测试方法不一定需要侦测电路22重复测量光感应电流的数值。例如，如果发光二极管出厂时已知对光电流的初始转换效率(例如已经知道I_RG、I_RB以及I_GB)，并且已知发光二极管发出光线的初始流明数(例如知道L_G以及L_B)。此时，侦测电路22在初次测量光感应电流K₁、K₂以及K₃时，即可知道当下发光二极管的衰减程度。那么以算式(1)至(3)来看，可再整理成算式(10)至(12)如下。

γαC₁＝K₁

(10)

γβC₂＝K₂

(11)

αβC₃＝K₃

(12)

其中，算式(10)中的C₁是已知的I_RGxL_G数值，算式(11)中的C₂是已知的I_RBxL_B数值，算式(12)中的C₃是已知的I_GBxL_B数值。在此例子中，衰减程度α、β以及γ同样指的是发光二极管在一个时间区间内的衰减程度。所述时间区间的起始点，是发光二极管在出厂状态下的时间点，所述时间区间的终止点，是侦测电路22在测量第一光感应电流K₁、第二光感应电流K₂以及第三光感应电流K₃的时间点。藉此，此例子可以藉由侦测电路22取得光感应电流的数值，即可计算发光二极管相对于出厂状态的衰减程度α、β以及γ，同样实现了利用同一个发光单元内的发光二极管自我检测的目标。另外，本实施例在此不限制如何取得光电流的初始转换效率或者初始流明数，例如发光二极管的各项特性可以由制造商提供规格或统计结果。当然，本实施例也不排除将步骤S30～S36当成一种预检测的程序。

为了让本发明更容易了解，以下以发光单元中具有红色发光二极管、绿色发光二极管、蓝色发光二极管为另一个实施例，请一并参阅图1与图3，图3绘示依据本发明另一实施例的发光单元的测试方法的步骤流程图。如图所示，在步骤S40中，驱动电路20驱动绿色发光二极管10与蓝色发光二极管12，以产生第一绿光与第一蓝光。于步骤S42中，提供红色发光二极管14，红色发光二极管14依据第一绿光产生第一光感应电流(同前述算式(1))，且依据第一蓝光产生第二光感应电流(同前述算式(2))。于步骤S44中，提供绿色发光二极管10，绿色发光二极管10依据第一蓝光产生第三光感应电流(同前述算式(3))。于步骤S46中，侦测电路22分别电性连接到红色发光二极管14与绿色发光二极管10，从而记录第一光感应电流、第二光感应电流以及第三光感应电流。在此，本实施例所称第一绿光指的是前述算式(1)中的L_G，第一蓝光指的是前述算式(2)中的L_B。

当发光二极管使用一段时间后，驱动电路20可以再次驱动绿色发光二极管10与蓝色发光二极管12，以产生第二绿光与第二蓝光。在此所称第二绿光指的是前述算式(4)中的αL_G，第二蓝光指的是前述算式(5)中的βL_B。接着，提供红色发光二极管14，红色发光二极管14依据第二绿光产生第四光感应电流(同前述算式(4))，且依据第二蓝光产生第五光感应电流(同前述算式(5))。此外，提供绿色发光二极管10，绿色发光二极管10依据第二蓝光产生第六光感应电流(同前述算式(6))。并且，记录下来第四光感应电流、第五光感应电流与第六光感应电流，最后可以依据第一光感应电流、第二光感应电流、第三光感应电流、第四光感应电流、第五光感应电流与第六光感应电流，计算发光单元1的衰减程度(同前述算式(7)到(9))。本实施例方便读者对应与阅读，详细内容已于前一实施例描述，在此不予赘述。

【实施例的作用与效果】

综上所述，本发明提供了发光单元的测试方法，应用了发光二极管的元件特性，通过测量光感应电流，判断每个发光二极管的衰减程度，从而实现了使用同一个发光单元内的发光二极管进行自我检测。

【符号说明】

1 发光单元

10 第一发光二极管

12 第二发光二极管

14 第三发光二极管

20 驱动电路

22 侦测电路

S30～S38、S40～S46 步骤流程

【生物材料寄存】

无

Claims

1.一种发光单元的测试方法，用以检测发光单元，该发光单元至少具有第一发光二极管、第二发光二极管以及第三发光二极管，其特征在于，所述测试方法包含：

设定所述第一发光二极管于驱动状态，据以产生关联于所述第一发光二极管的光线；

设定所述第二发光二极管于驱动状态，据以产生关联于所述第二发光二极管的光线；

提供所述第三发光二极管，接收关联于所述第一发光二极管的光线以及关联于所述第二发光二极管的光线，据以产生第一光感应电流K₁以及第二光感应电流K₂；

提供所述第一发光二极管，接收关联于所述第二发光二极管的光线，据以产生第三光感应电流K₃；

取得第四光感应电流K₄，所述第四光感应电流关联于所述第三发光二极管，以及关联于所述第一发光二极管产生的光线；

取得第五光感应电流K₅，所述第五光感应电流关联于所述第三发光二极管，以及关联于所述第二发光二极管产生的光线；以及

取得第六光感应电流K₆，所述第六光感应电流关联于所述第一发光二极管，以及关联于所述第二发光二极管产生的光线；

其中，依据所述第一光感应电流K₁、所述第二光感应电流K₂、所述第三光感应电流K₃、所述第四光感应电流、所述第五光感应电流以及所述第六光感应电流，计算所述第一发光二极管的衰减程度α、所述第二发光二极管的衰减程度β以及所述第三发光二极管的衰减程度γ并表示为如下关系式：

γαK₁=K₄

γβK₂=K₅

αβK₃=K₆ 。

2.如权利要求1所述的发光单元的测试方法，其特征在于：

其中，所述第一发光二极管具有第一发光效率，所述第二发光二极管具有第二发光效率，以及所述第三发光二极管具有第三发光效率。

3.如权利要求2所述的发光单元的测试方法，其特征在于：

其中，所述第一发光二极管对关联于所述第二发光二极管的光线具有第一转换效率，所述第三发光二极管对关联于所述第一发光二极管的光线具有第二转换效率，所述第三发光二极管对关联于所述第二发光二极管的光线具有第三转换效率。

4.如权利要求3所述的发光单元的测试方法，其特征在于：

其中，所述第一发光二极管的衰减程度影响所述第一发光效率与所述第一转换效率，所述第二发光二极管的衰减程度影响所述第二发光效率，所述第三发光二极管的衰减程度影响所述第三发光效率、所述第二转换效率以及所述第三转换效率。

5.一种发光单元的测试方法，用于测试发光单元中的至少一个红色发光二极管、一个绿色发光二极管以及一个蓝色发光二极管，其特征在于，所述测试方法包含：

驱动所述绿色发光二极管与所述蓝色发光二极管，以产生第一绿光与第一蓝光；

提供所述红色发光二极管，所述红色发光二极管依据所述第一绿光产生第一光感应电流K₁，且依据所述第一蓝光产生第二光感应电流K₂；

提供所述绿色发光二极管，所述绿色发光二极管依据所述第一蓝光产生第三光感应电流K₃；

记录所述第一光感应电流、所述第二光感应电流以及所述第三光感应电流；

在一时间间隔后，再次驱动所述绿色发光二极管与所述蓝色发光二极管，以产生第二绿光与第二蓝光；

提供所述红色发光二极管，所述红色发光二极管依据所述第二绿光产生第四光感应电流K₄，且依据所述第二蓝光产生第五光感应电流K₅；

提供所述绿色发光二极管，所述绿色发光二极管依据所述第二蓝光产生第六光感应电流K₆；

记录所述第四光感应电流、所述第五光感应电流与所述第六光感应电流；以及

依据所述第一光感应电流、所述第二光感应电流、所述第三光感应电流、所述第四光感应电流、所述第五光感应电流与所述第六光感应电流，计算所述发光单元的红色发光二极管的衰减程度γ、绿色发光二极管的衰减程度α以及蓝色发光二极管的衰减程度β并表示为如下关系式：

γαK₁=K₄

γβK₂=K₅

αβK₃=K₆ 。