KR101365995B1 - Ｌｅｄ 칩의 흡수율 측정장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LED 패키지에 설치된 LED 칩의 광 흡수율을 측정하여 LED 패키지의 정확한 광 출력 특성을 제공할 수 있는 LED 칩의 흡수율 측정장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 LED 칩의 흡수율 측정장치로서, 흡수율 측정용 광을 출력하는 광원부; 내부에 LED 패키지가 설치되는 수납공간을 형성하고, 상기 광원부에서 출력된 광이 상기 LED 패키지에 반사되어 나오는 측정 반사광을 검출하는 적분구; 및 상기 광원부로 동작 제어신호를 출력하고, 상기 LED 패키지에서 반사되어 나오는 측정 반사광을 대비용 기준 반사광과 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 LED 패키지의 반사율과 흡수율을 산출하는 측정 제어부를 포함한다. 본 발명은 LED 칩의 광 흡수율을 측정하여 제공함으로써, LED 패키지의 정확한 광 출력 특성을 확인할 수 있는 장점이 있다.

Description

ＬＥＤ 칩의 흡수율 측정장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING ABSORPTION OF LED CHIP}
본 발명은 LED 칩의 흡수율 측정장치 및 방법에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 LED 패키지에 설치된 LED 칩의 광 흡수율을 측정하여 LED 패키지의 정확한 광 출력 특성을 제공할 수 있는 LED 칩의 흡수율 측정장치 및 방법에 관한 것이다.
오늘날의 광 산업체는 계속적으로 새로운 광원기술을 만들어 냄으로써 변화되고 있으며, 전통적인 백열등, 방전등은 발광다이오드(이하 LED라고 함), 유기발광다이오드(OLED)로 교체되고 있다.
조명의 성능을 평가하는 방법은 조명으로부터의 전광속(Total Luminous Flux)을 측정해야 하는데 이는 어떤 광원이 모든 방향으로 방출되는 빛의 총량을 측정하는 것이다.
한편, LED 칩을 광원으로 이용하는 LED 패키지의 전광속을 측정하기 위한 방법은 조립된 LED 패키지를 적분구의 중심에 셋팅(setting)시킨 후 측정하는 방식을 이용한다.
상기 적분구는 일반적으로 2개의 반구를 결합하여 하나의 구가 되도록 구성되며, 내부에 광원이 설치되어 상기 광원의 광도 및 광 특성을 적분구 내에서 일정하게 측정할 수 있는 장치이다.
그러나 광원의 특징이 항상 일정하게 작용하지 않고 주변 여건에 따라 영향을 받고, 또한 제조과정, 재료, 빛의 파장에 따라 LED 패키지의 광학적 특성과 성능이 서로 달라 LED 패키지의 광학적 특성을 정확하게 측정할 수 없는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 LED 패키지에 설치된 LED 칩의 광 흡수율을 측정하여 LED 패키지의 정확한 광 출력 특성을 제공할 수 있는 LED 칩의 흡수율 측정장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 LED 칩의 흡수율 측정장치로서, 흡수율 측정용 광원을 제공하는 광 발생부와, 상기 광 발생부에서 제공되는 광을 분산시켜 임의의 파장을 갖는 단색광으로 출력하는 분광부와, 상기 분광부에서 출력되는 광을 적분구로 출력하는 광 출력부를 구비한 광원부; 내부에 LED 패키지가 설치되는 수납공간을 형성하고, 상기 광원부에서 출력된 광이 상기 LED 패키지에 반사되어 나오는 측정 반사광을 검출하는 구형상의 챔버와, 상기 챔버의 내부에 설치되어 상기 LED 패키지가 고정되도록 지지하는 홀더를 구비한 적분구; 및 상기 광원부로 동작 제어신호를 출력하고, 상기 챔버의 일측에 설치된 측정 프로브를 통해 상기 LED 패키지에서 반사되어 나오는 측정 반사광을 검출하는 분광 분석부와, 상기 분광 분석부에서 검출된 측정 반사광과 대비용 기준 반사광을 비교하며, 상기 비교 결과에 따라 상기 LED 패키지의 반사율과 LED 패키지에 설치된 LED 칩이 광을 흡수한 흡수율을 산출하는 흡수율 연산부를 구비한 측정 제어부를 포함한다.
삭제
또한, 본 발명에 따른 상기 광 발생부는 광의 세기를 임의의 세기가 되도록 증가 또는 감소시켜 출력하는 것을 특징으로 한다.
삭제
삭제
또한, 본 발명에 따른 상기 LED 패키지의 흡수율은 LED 칩이 광을 흡수하는 광량인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 LED 칩의 흡수율 측정방법으로서, a) 적분구에 기준값 설정용 패키지가 설치되면, 측정 제어부가 광원부에 전원을 공급하여 상기 기준값 설정용 패키지에 광원을 조사하고, 상기 기준값 설정용 패키지로부터 반사되어 나오는 대비용 기준 반사광을 검출하는 단계; b) 상기 적분구에 LED 패키지가 설치되면, 상기 측정 제어부가 광원부에 전원을 공급하여 상기 LED 패키지에 광원을 조사하고, 상기 LED 패키지로부터 반사되어 나오는 측정 반사광을 검출하는 단계; 및 c) 상기 측정 제어부가 상기 a)단계에서 검출한 대비용 기준 반사광과 b)단계에서 검출한 측정 반사광을 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 LED 패키지의 반사율과 LED 패키지에 설치된 LED 칩이 광을 흡수한 흡수율을 산출하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 a)단계 및 b)단계에서 조사되는 광은 임의의 파장을 갖는 단색광인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 a)단계 및 b)단계에서 조사되는 광은 임의의 세기가 되도록 광의 세기를 증가 또는 감소시켜 광의 세기를 조절하여 출력하는 것을 특징으로 한다.
삭제
본 발명은 LED 칩의 광 흡수율을 측정하여 제공함으로써, LED 패키지의 정확한 광 출력 특성을 확인할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 LED 칩의 광 특성을 획득함으로써, LED 패키지를 이용한 광학 시뮬레이션을 정확하게 수행할 수 있는 장점이 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 LED 칩의 흡수율 측정장치를 나타낸 블록도.
도 2 는 도 1에 따른 LED 칩의 흡수율 측정장치의 구성을 상세하게 나타낸 예시도.
도 3 은 도 1에 따른 LED 칩의 흡수율 측정장치의 측정 제어부 구성을 나타낸 블록도.
도 4 는 도 1에 따른 LED 칩의 흡수율 측정장치의 기준 반사광 측정 과정을 나타낸 예시도.
도 5 는 도 1에 따른 LED 칩의 흡수율 측정장치의 LED 칩 반사광 측정 과정을 나타낸 예시도.
도 6 은 도 1에 따른 LED 칩의 흡수율 측정장치를 이용한 광원의 파장에 따른 면적 대비 흡수율을 나타낸 그래프.
도 7 은 본 발명에 따른 LED 칩의 흡수율 측정 과정을 나타낸 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 LED 칩의 흡수율 측정장치 및 방법의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
(흡수율 측정장치)
도 1은 본 발명에 따른 LED 칩의 흡수율 측정장치를 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1에 따른 LED 칩의 흡수율 측정장치의 구성을 상세하게 나타낸 예시도이며, 도 3은 도 1에 따른 LED 칩의 흡수율 측정장치의 측정 제어부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 LED 칩의 흡수율 측정장치는 광원부(10)와, 적분구(20)와, 측정 제어부(30)를 포함하여 구성된다.
상기 광원부(10)는 측정 제어부(30)로부터 출력되는 동작 제어신호에 따라 온/오프되어 흡수율 측정용 광을 출력하는 구성으로서, 광 발생부(11)와, 분광부(12)와, 광 출력부(13)를 포함한다.
상기 광 발생부(11)는 광원을 발생시켜 출력하는 구성으로서, 일정 출력(예를 들면, 150W)의 제논 광원을 출력한다.
또한, 상기 광 발생부(11)는 상기 발생되는 광의 세기를 임의의 세기가 되도록 증가 또는 감소시켜 광 세기가 조절된 광을 출력한다.
상기 분광부(12)는 광 발생부(11)에서 출력되는 광을 분산시켜 임의의 파장을 갖는 단색광으로 출력하고, 사용자에 의해 설정되는 파장의 광이 출력되도록 한다.
상기 광 출력부(13)는 적분구(20)에 설치되어 분광부(12)와 광케이블(14)을 통해 연결되고, 상기 분광부(12)에서 출력되는 단색광이 상기 적분구(20)의 내부로 조사되도록 한다.
상기 적분구(20)는 내부에 LED 패키지(200)가 설치되는 수납공간을 형성하고, 상기 광원부(10)에서 출력된 광이 상기 LED 패키지(200)에 반사되어 나오는 측정 반사광을 검출하는 구성으로서, 챔버(21)와, 홀더(22)를 포함한다.
상기 챔버(21)는 2개의 반구를 결합하여 하나의 구가 되도록 구형상으로 구성되며, 상부 중앙에는 광 출력부(13)가 설치되고, 내부에는 측정 대상 LED 패키지(200)가 설치되는 수납공간과 상기 LED 패키지(200)를 고정하는 홀더(22)가 설치된다.
상기 홀더(22)는 챔버(21)의 내부에 설치되어 측정 대상 LED 패키지(200)와 기준값 설정용 패키지(200')가 고정되도록 지지한다.
여기서, 상기 LED 패키지(200)는 내부에 LED 칩(210)이 설치되고, 상기 LED 칩(210)의 상부에는 렌즈(220)와 봉지재(230)가 설치된 공지의 LED 패키지이다.
상기 기준값 설정용 패키지(200')는 내부에 LED 칩(210)이 설치되지 않고, 광원부(10)에서 조사되는 광이 모두 반사되도록 유리로 이루어진 리플렉터(210')가 설치되고, 상기 리플렉터(210')의 상부에는 LED 패키지(200)와 동일하게 렌즈(220)와 봉지재(230)가 설치된다.
상기 측정 제어부(30)는 광원부(10)로 동작 제어신호를 출력하고, 상기 LED 패키지(200)에서 반사되어 나오는 측정 반사광을 대비용 기준 반사광과 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 LED 패키지(200)의 반사율과 흡수율을 산출하며, 분광 분석부(31)와, 흡수율 연산부(32)를 포함한다.
상기 분광 분석부(31)는 챔버(21)의 일측에 설치된 측정 프로브(33)와 광케이블(34)을 통해 연결되고, 광원부(10)에서 조사된 광이 LED 패키지(200)에서 반사되어 나오는 측정 반사광과, 광원부(10)에서 조사된 광이 기준값 설정용 패키지(200')에서 반사되어 나오는 기준 반사광을 검출한다.
상기 흡수율 연산부(32)는 분광 분석부(31)에서 검출된 측정 반사광과 대비용 기준 반사광을 비교하여 입사된 광이 LED 패키지(200)에서 반사된 광의 비율을 산출하여 LED 패키지(200)의 반사율을 측정한다.
또한, 상기 흡수율 연산부(32)는 측정된 LED 패키지(200)의 반사율과 기준값 설정용 패키지(200')의 반사율의 차이로부터 LED 패키지(200)에 설치된 LED 칩(210)이 광을 흡수한 흡수율을 산출한다.
즉 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 홀더(22)에 각각 고정된 LED 패키지(200)와, 기준값 설정용 패키지(200')가 각각 고정된 상태에서 광원부(10)로부터 동일한 파장의 입사광(100)이 렌즈(220)와 봉지재(230)를 통과하여 입력된다.
이때, 상기 입사광(100)의 일부는 렌즈(220)의 표면과 봉지재(230)에서 반사되고, 나머지 입사광(100)은 상기 LED 패키지(200)와 기준값 설정용 패키지(200')의 내부에서 반사된다.
그러나 기준값 설정용 패키지(200')의 리플렉터(210')에서 반사되는 제 1 반사광(110)과, LED 패키지(200)의 LED 칩(210)에서 반사되는 제 2 반사광(110')은 상기 LED 칩(210)에서의 광 흡수로 인해 서로 다른 반사광이 된다.
즉 LED 칩(200) 자체에서 흡수하는 광량에 따라 제 1 반사광(110)과 제 2 반사광(110')이 차이가 발생하게 되고, 이때 발생되는 차이는 LED 칩(200)에 의한 광 흡수율이 된다.
한편, 상기 LED 칩(200)에 의한 흡수율은 입사광(100)의 파장에 따라 차이가 발생하는데, 도 6(a) 내지 도 6(d)는 광원의 파장에 따른 면적 대비 흡수율을 나타낸 그래프로서, 수직형 LED 패키지와 수평형 LED 패키지 사이에 파장에 따라 흡수율이 다른 것을 알 수 있다.
따라서 LED 칩(210)이 파장에 따라 일정한 흡수율을 갖는 것을 알 수 있어 상기 LED 칩(210)이 설치된 LED 패키지(200)의 광도 및 광 특성을 정확하게 산출할 수 있게 된다.
(흡수율 측정방법)
도 7은 본 발명에 따른 LED 칩의 흡수율 측정 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 1 내지 도 3과, 도 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 LED 칩의 흡수율 측정방법은 광원부(10)에 전원을 공급하는 단계(S100)와, 기준값 설정용 패키지(200')의 기준 반사광을 검출하는 단계(S110)와, LED 패키지(200)의 측정 반사광을 검출하는 단계(S120)와, 반사율 및 흡수율을 산출하는 단계(S130)를 포함한다.
상기 S100단계는 광원부(10)에 전원을 공급하는 단계로서, 적분구(20)를 개방하여 홀더(22)에 기준값 설정용 패키지(200')를 설치하고, 적분구(20)를 닫은 후 측정 제어부(30)가 광원부(10)에 전원을 공급하여 상기 기준값 설정용 패키지(200')에 광원이 조사되도록 한다.
상기 S110단계는 기준값 설정용 패키지(200')의 기준 반사광을 검출하는 단계로서, 측정 제어부(30)가 입사되는 광이 상기 기준값 설정용 패키지(200')로부터 반사되어 나오는 대비용 기준 반사광을 검출하여 메모리(미도시)에 저장되도록 한다.
상기 S120단계는 LED 패키지(200)의 측정 반사광을 검출하는 단계로서, 상기 S110단계에서 대비용 기준 반사광의 검출이 종료되면, 적분구(20)를 개방하여 홀더(22)에 LED 패키지(200)를 설치하여 닫은 후, 측정 제어부(30)가 광원부(10)에 전원을 공급하여 상기 LED 패키지(200)에 광원을 조사하고, 상기 조사된 광원이 LED 패키지(200)로부터 반사되어 나오는 측정 반사광을 검출하여 메모리에 저장되도록 한다.
상기 S100 단계와 S120단계에서 기준값 설정용 패키지(200')와, LED 패키지(200)에 조사되는 광은 사용자가 설정한 광 출력 세기와 파장에 따라 광 발생부(11)는 광의 세기를 임의의 세기가 되도록 증가 또는 감소시켜 광의 세기를 조절하여 출력하고, 분광부(12)는 광을 분산시켜 설정된 임의의 파장을 갖는 단색광으로 출력된다.
상기 반사율 및 흡수율을 산출하는 S130 단계는 측정 제어부(30)가 메모리에 저장된 대비용 기준 반사광과 측정 반사광을 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 입사된 광이 LED 패키지(200)에서 반사된 광의 비율을 산출하여 LED 패키지(200)의 반사율을 측정한다.
또한, 상기 S130단계에서 측정 제어부(30)는 상기 측정된 LED 패키지(200)의 반사율과 기준값 설정용 패키지(200')의 반사율의 차이로부터 LED 패키지(200)에 설치된 LED 칩(210)이 광을 흡수하여 손실된 광의 흡수율을 산출하여, 상기 LED 칩(210)이 설치된 LED 패키지(200)의 광도 및 광 특성을 정확하게 산출할 수 있다.
따라서 LED 칩(210)이 파장에 따라 서로 다른 흡수율을 갖고, 수직형 LED 패키지와 수평형 LED 패키지에 따라 다른 흡수율을 갖는 것을 알 수 있어서, 광학 시뮬레이션시 정확한 광도 및 광 특성을 제공할 수 있게 된다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있으며, 상술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
10 : 광원부 11 : 광 발생부
12 : 분광부 13 : 광 출력부
14 : 광케이블 20 : 적분구
21 : 챔버 22 : 홀더
30 : 측정 제어부 31 : 분광 분석부
32 : 흡수율 연산부 33 : 측정 프로브
34 : 광케이블 100 : 입사광
110 : 제 1 반사광 110' : 제 2 반사광
200 : LED 패키지 200' : 기준값 설정용 패키지
210 : LED 칩 210' : 리플렉터
220 : 렌즈 230 : 봉지재

Claims (10)

  1. 흡수율 측정용 광원을 제공하는 광 발생부(11)와, 상기 광 발생부(11)에서 제공되는 광을 분산시켜 임의의 파장을 갖는 단색광으로 출력하는 분광부(12)와, 상기 분광부(12)에서 출력되는 광을 적분구(20)로 출력하는 광 출력부(13)를 구비한 광원부(10);
    내부에 LED 패키지(200)가 설치되는 수납공간을 형성하고, 상기 광원부(10)에서 출력된 광이 상기 LED 패키지(200)에 반사되어 나오는 측정 반사광을 검출하는 구형상의 챔버(21)와, 상기 챔버(21)의 내부에 설치되어 상기 LED 패키지(200)가 고정되도록 지지하는 홀더(22)를 구비한 적분구(20); 및
    상기 광원부(10)로 동작 제어신호를 출력하고, 상기 챔버(21)의 일측에 설치된 측정 프로브(33)를 통해 상기 LED 패키지(200)에서 반사되어 나오는 측정 반사광을 검출하는 분광 분석부(31)와, 상기 분광 분석부(31)에서 검출된 측정 반사광과 대비용 기준 반사광을 비교하며, 상기 비교 결과에 따라 상기 LED 패키지(200)의 반사율과 LED 패키지(200)에 설치된 LED 칩(210)이 광을 흡수한 흡수율을 산출하는 흡수율 연산부(32)를 구비한 측정 제어부(30)를 포함하는 LED 칩의 흡수율 측정장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 발생부(11)는 광의 세기를 임의의 세기가 되도록 증가 또는 감소시켜 출력하는 것을 특징으로 하는 LED 칩의 흡수율 측정장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. a) 적분구(20)에 기준값 설정용 패키지(200')가 설치되면, 측정 제어부(30)가 광원부(10)에 전원을 공급하여 상기 기준값 설정용 패키지(200')에 광원을 조사하고, 상기 기준값 설정용 패키지(200')로부터 반사되어 나오는 대비용 기준 반사광을 검출하는 단계;
    b) 상기 적분구(20)에 LED 패키지(200)가 설치되면, 상기 측정 제어부(30)가 광원부(10)에 전원을 공급하여 상기 LED 패키지(200)에 광원을 조사하고, 상기 LED 패키지(200)로부터 반사되어 나오는 측정 반사광을 검출하는 단계; 및
    c) 상기 측정 제어부(30)가 상기 a)단계에서 검출한 대비용 기준 반사광과 b)단계에서 검출한 측정 반사광을 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 LED 패키지(200)의 반사율과 LED 패키지(200)에 설치된 LED 칩(210)이 광을 흡수한 흡수율을 산출하는 단계를 포함하는 LED 칩의 흡수율 측정방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 a)단계 및 b)단계에서 조사되는 광은 임의의 파장을 갖는 단색광인 것을 특징으로 하는 LED 칩의 흡수율 측정방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 a)단계 및 b)단계에서 조사되는 광은 임의의 세기가 되도록 광의 세기를 증가 또는 감소시켜 광의 세기를 조절하여 출력하는 것을 특징으로 하는 LED 칩의 흡수율 측정방법.
  10. 삭제
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