KR20090127651A - 발광 다이오드의 특성 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발광 다이오드의 광학적 특성을 측정하는 광계측기와 전기적 특성을 측정하는 전류계를 세트화하여 일체로 구비함으로써 양 특성을 동시에 정확히 측정하는 것이 용이하고, 측정시간의 단축에 따른 제품의 검사시간을 단축시켜 제품의 생산성을 향상시킬 수 있는 발광 다이오드의 특성 측정장치를 제공한다.

Description

발광 다이오드의 특성 측정장치{Light-Emitting Diode Properties Measuring Apparatus}

본 발명은 발광 다이오드의 특성측정 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 발광 다이오드의 광학적 및 전기적 특성을 동시에 측정하는 것이 가능한 발광 다이오드의 특성 측정장치에 관한 것이다.

발광 다이오드(LED)는 소자개발 및 제조기술의 발전과 더불어 조명용이나 디스플레이용으로 각광을 받고 있으며, LED 조명시장이 확대됨에 따라 관련 산업도 성장하고 있는 추세이다.

최근에는 조명용 광원으로 사용할 수 있는 고휘도 LED가 개발되어 LCD의 백라이트, 신호등, 생활용 조명등 다양한 영역에서 LED가 부각되면서 그 측정 데이터의 정확성이 중요해지고 있다.

특히, LED를 조명이나 디스플레이 등에 사용하는 경우 소자의 출력을 최대한 활용할 수 있도록 광학계나 방열설계를 하는 것이 중요한데, 제품의 구동온도를 원하는 위치로 조절하기가 어려우므로 광학계나 방열설계와 같이 그 제품이 사용될 구동조건에서 광학적 특성이나 전기적 특성을 정확히 측정하는 것이 중요하다.

그러나, 기존 조명의 광원인 할로겐, 제논, 형광등의 경우와 달리 LED는 그 고유한 특성인 직진성과 좁은(narrow) 지향각을 가지고 있으며, 소자에 전원을 인가하면 열저항이 발생하여 소자 내부의 온도가 증가하고 이에 따른 주파장의 전환과 광속이 감소하는 특성이 발생한다.

따라서, 기존 광원 측정장치로는 정확한 데이터를 측정하기가 사실상 어려운 실정이며, 대형 암실에 설치된 세부 측정기를 통해서 LED의 광학적 특성을 측정한 이후에 별도로 전기적 특성을 측정함으로써 측정시간이 길어짐은 물론 전체 과정이 매우 번거롭고 불편하다는 문제점이 있었다.

이는 결국 데이터 측정의 오류를 발생시키는 요인으로 작용하는 한편, 생산성을 저하시키는 문제를 일으킨다.

본 발명은 발광 다이오드의 광학적 특성을 측정하는 광계측기와 전기적 특성을 측정하는 전류계를 세트화하여 일체로 구비함으로써 양 특성을 동시에 정확히 측정하는 것이 용이하고, 측정시간의 단축에 따른 제품의 검사시간을 단축시켜 제품의 생산성을 향상시킬 수 있는 발광 다이오드의 특성 측정장치를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드의 특성 측정장치는 소정 크기의 내부공간을 가지며, LED 어레이 기판이 안착되는 지그를 수용하는 측정실; 상기 LED 어레이 기판의 광학적 특성과 전기적 특성을 동시에 측정하는 측정부; 및 상기 측정부를 통해 측정되는 광학적 및 전기적 특성 데이터를 전송받아 저장하는 제어부;를 포함한다.

또한, 상기 측정실은 내부면이 무반사 물질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 측정부는, 전원 인가시 상기 LED 어레이 기판에서 방출되는 빛을 감지하여 광학적 특성을 측정하는 제1 측정부와, 상기 LED 어레이 기판에 인가되는 전원을 통해 전기적 특성을 측정하는 제2 측정부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 LED 어레이 기판과의 거리가 변화되도록 상기 제1 측정부의 위치를 이동시키는 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 측정부는, 복수개의 센서와, 상기 센서가 부착되어 상기 측 정실 내에서 수직방향으로 상하 이동가능하게 구비되는 센서 플레이트를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 센서는, 상기 센서 플레이트의 실질적인 중심부에 구비되는 고정 센서와, 상기 고정 센서를 기준으로 상기 고정 센서와의 거리가 조절되도록 수평이동이 가능하게 구비되는 이동 센서를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 센서 플레이트는, 상기 이동 센서의 수평이동을 가이드하는 가이드 홈을 표면을 따라 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드의 특성 측정장치는 구조가 간단하며, 발광 다이오드의 광학적 특성과 전기적 특성을 동시에 측정하는 것이 가능하여 정확한 데이터 산출은 물론, 제품의 검사시간을 단축시킴으로써 제품의 생산성을 향상시키는 효과를 가진다.

본 발명에 따른 발광 다이오드의 특성 측정장치의 실시예에 관한 구체적인 사항을 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드의 특성 측정장치를 도시하는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 발광 다이오드의 특성 측정장치에서 측정실을 나타내는 내부 사시도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드의 특성 측정장치(100)는 측정실(110), 제1 측정부(120), 제2 측정부(130), 구동부(140), 및 제어부(150)를 포함하여 이루어진다.

상기 측정실(110)은 LED 어레이 기판(W)이 안착되는 지그(115)를 내부에 수용하도록 소정 크기의 내부공간을 가지는 구조물이다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 상기 측정실(110)이 사각형의 기둥 형상으로 이루어지는 것으로 설명하고 있으나 이에 한정하는 것은 아니며, 원형 등의 다른 형상으로 이루어지는 것도 포함한다.

상기 측정실(110)은 상기 LED 어레이 기판(W)으로부터 방출되는 빛이 무질서하게 상기 측정실(110)의 내부면에 반사되는 것을 방지하기 위해 상기 측정실(110)의 내부면은 무반사 물질로 이루어지도록 한다.

바람직하게, 상기 측정실(110)은 무광택 재질의 아크릴로 형성될 수 있으나 이에 한정하지 않고, 합성수지 또는 금속재질로 형성하여 내부면을 무반사 물질로 코팅하는 것도 가능하다.

상기 측정실(110)의 일측면 하부측으로는 LED 어레이 기판(W)이 안착된 지그(115)를 내부에 수용하도록 슬라이딩 도어(112)가 마련되어 유입구(116)에 대해 개폐가능한 구조를 이룬다.

그리고, 상기 슬라이딩 도어(112)는 상기 측정실(110)의 하부면에 구비되는 레일(113)과 결합하여 상기 레일(113) 상의 궤적을 따라서 일정하게 왕복이동할 수 있도록 한다.

한편, 상부에 구비되는 커버(111)는 개폐가능한 구조로 이루어져 내부에 구비되는 상기 측정부, 구동부 등에 대한 교체는 물론 유지보수가 용이하도록 하며, 밀봉을 통해 외부의 빛이 내부로 유입되지 않도록 한다.

도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 상기 제1 측정부(120)를 상세히 설명한다.

도 3(a)는 도 2에 도시된 측정실 내부에 구비되는 제1 측정부를 나타내는 사시도이고, 도 3(b)는 도 3(a)에 도시된 제1 측정부를 나타내는 평면도이다.

상기 제1 측정부(120)는 전원(P) 인가시 상기 LED 어레이 기판(W)에서 방출되는 빛을 감지하여 광학적 특성을 측정하는 것으로서, 복수개의 센서(121)와 센서 플레이트(122) 및 광계측기(126)를 포함하여 구성된다.

상기 제1 측정부(120)를 통해 측정되는 LED(L)의 광학적 특성으로는 조도, 휘도, 색좌표, 색온도 등이 포함된다.

도면에서와 같이, 상기 센서 플레이트(122)는 상기 측정실(110)의 수평 단면과 대응되는 구조의 형상으로 이루어지는 판부재이며, 상기 측정실(110) 내부에서 수직방향으로 상하 이동가능하도록 구비된다.

그리고, 상기 센서 플레이트(122)의 실질적인 중심부에는 적어도 하나의 고정 센서(121a)가 구비되어 위치하며, 상기 고정 센서(121a)를 기준으로 적어도 하나의 이동 센서(121b)가 상기 고정 센서(121a)와의 거리가 조절되도록 수평이동이 가능하게 구비된다.

즉, 상기 이동 센서(121b)는 상기 센서 플레이트(122)의 중심부에 구비되는 상기 고정 센서(121a)를 주변에서 감싸는 구조로 배치되며, 상기 고정 센서(121a)로 근접하거나 멀어지도록 이동함으로써 상기 고정 센서(121a)와의 거리가 조절된다.

상기 고정 센서(121a)와 이동 센서(121b)는 상기 측정실(110)의 하부면에 안착되는 LED 어레이 기판(W)과 마주하도록 상기 센서 플레이트(122)의 하부면에 구비되며, 상기 센서 플레이트(122)는 하부면 표면을 따라서 적어도 하나의 가이드 홈(123)을 구비하여 상기 이동 센서(121b)의 수평이동을 가이드한다.

이와 같이, 중심부에 위치하는 고정 센서(121a)를 기준으로 이동 센서(121b)가 수평이동이 가능하도록 구비됨으로써 LED(L) 광원의 지향각에 따른 위치에서도 광학적 특성을 측정하는 것이 가능하다.

또한, 상기 센서 플레이트(122)는 상기 측정실(110)의 내부에서 수직방향으로 상하 이동가능하게 구비되어 상기 고정 센서(121a) 및 이동 센서(121b)와 LED 어레이 기판(W) 사이의 거리가 조절되도록 함으로써 LED(L)로부터의 거리 변화에 따른 광학적 특성을 측정하는 것이 가능하도록 한다.

이러한 고정 센서(121a)와 이동 센서(121b)는 조도색차계, 휘도계 등의 광계측기(126)와 연결되어 측정된 데이터를 제어부(150)로 전송한다.

바람직하게, 상기 센서 플레이트(122)의 상부면에는 손잡이(125)를 적어도 하나 구비하여 상기 센서 플레이트(122)를 상기 측정실(110)의 내부로부터 용이하게 분리할 수 있도록 한다.

그리고, 상기 센서 플레이트(122)의 타 측면에는 돌기부(124)를 구비하여 상기 측정실(110) 내의 가이드 바(114)를 통해 가이드 됨으로써 일정한 궤적을 따라 상하 이동할 수 있도록 한다.

한편, 상기 제2 측정부(130)는 상기 LED 어레이 기판(W)에 인가되는 전원(P)을 통해 전기적 특성을 측정하는 것이다.

상기 제2 측정부(130)를 통해 측정되는 LED(L)의 전기적 특성으로는 소비전력, 전류량 등이 포함된다.

도 4에서와 같이, 상기 제2 측정부(130)는 상기 LED 어레이 기판(W)에 전원(P)을 인가하는 전원입력단(131)과 전기적으로 연결되어 전체 전류량 및 단위시간 동안의 소비전력 등을 측정하게 된다.

상기 전원입력단(131)은 일측 끝단이 상기 지그(115)에 연결되고, 타측 끝단은 전원(P)과 연결되어 상기 지그(115) 상에 상기 LED 어레이 기판(W)이 안착되는 경우 상기 전원입력단(131)과 전기적으로 연결되도록 한다.

그리고, 상기 제1 측정부(130)에서와 같이 측정된 데이터를 제어부(150)로 전송한다.

한편, 상기 구동부(140)는 앞서 상술한 제1 측정부(120)의 위치를 이동시켜 상기 LED 어레이 기판(W)과의 거리가 변화되도록 한다. 도 5를 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 5(a)는 본 발명에 따른 발광 다이오드의 특성 측정장치에서 구동부의 일 실시예를 나타내는 사시도이고, 도 5(b)는 도 5(a)에 도시된 구동부의 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.

도면에서와 같이, 상기 구동부(140)는 상기 센서 플레이트(122)에 구비되는 이동 센서(121b)를 수평이동시키는 제1 모터(141)와 상기 센서 플레이트(122)를 수직방향으로 상하 이동시키는 제2 모터(142) 그리고 동력전달수단(144)으로 구성된다.

상기 제1 모터(141)는 상기 센서 플레이트(122) 상에 적어도 하나 구비되어 상기 이동 센서(121b)를 수평이동시키는 동력을 발생시키며, 상기 제1 모터(141)와 연결되는 상기 이동 센서(121b)는 동시에 또는 개별적으로 상기 가이드 홈(123)을 따라서 설정 위치로 이동하게 된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 상기 제1 모터(141)를 통해 상기 이동 센서(121b)가 자동적으로 이동되는 것으로 설명하지만 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 제1 모터(141)를 구비함이 없이 작업자에 의한 수동이동 또한 가능하다.

상기 제2 모터(142)는 상기 센서 플레이트(122)와 동력전달수단(144)을 통해 연결되어 상기 센서 플레이트(122)를 수직방향으로 상하 이동시켜 LED 어레이 기판(W)과의 거리를 조절한다.

도 5(a)에서와 같이, 상기 센서 플레이트(122)는 일측면에 나사산이 형성된 기어부재(143)를 구비하여 체인형상의 상기 동력전달수단(144)과 체인연결방식으로 연결되어 상기 제2 모터(142)의 회전에 의해 상하 이동하는 구조로 이루어진다.

또는, 도 5(b)에서와 같이 상기 센서 플레이트(122)는 일측면에 암나사가 내주면을 따라 형성된 기어부재(143)를 구비하여 수사나가 표면을 따라 형성된 회전축 형상의 상기 동력전달수단(144)과 나사연결방식으로 연결되어 상기 제2 모터(142)의 회전에 의해 상하 이동하는 구조로 이루어질 수도 있다.

이러한 구동부(140)를 통한 상기 이동 센서(121b)의 수평이동과 상기 센서 플레이트(122)의 수직(상하)이동은 이하에서 설명하는 제어부(150)의 제어를 통해 정밀하게 수행되게 된다.

상기 제어부(150)는 PC(151)와 모니터(152)로 구성되며, 상기 제1 측정부(120) 및 상기 제2 측정부(130)를 통해 동시에 측정되는 광학적 및 전기적 특성 데이터를 전송받아 저장한다.

그리고, 상기 제어부(150)는 이러한 데이터를 토대로 상기 이동 센서(121b)의 수평거리 및 상기 센서 플레이트(122)의 수직거리가 조절될 수 있도록 상기 구동부(140)의 구동을 제어한다.

이상에서와 같이, 본 발명에 따른 발광 다이오드의 특성 측정장치는 광학적 특성과 전기적 특성을 동시에 측정할 수 있도록 각 측정부가 일체로 세트화됨으로써 정밀한 데이터를 용이하게 측정할 수 있으며, 측정시간을 단축시키는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드의 특성 측정장치를 도시하는 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 발광 다이오드의 특성 측정장치에서 측정실을 나타내는 내부 사시도이다.

도 3(a)는 도 2에 도시된 측정실 내부에 구비되는 제1 측정부를 나타내는 사시도이다.

도 3(b)는 도 3(a)에 도시된 제1 측정부를 나타내는 평면도이다.

도 4는 도 1에 도시된 발광 다이오드의 특성 측정장치에서 제2 측정부를 나타내는 사시도이다.

도 5(a)는 본 발명에 따른 발광 다이오드의 특성 측정장치에서 구동부의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.

도 5(b)는 도 5(a)에 도시된 구동부의 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.

Claims (7)

1. 소정 크기의 내부공간을 가지며, LED 어레이 기판이 안착되는 지그를 수용하는 측정실;

   상기 LED 어레이 기판의 광학적 특성과 전기적 특성을 동시에 측정하는 측정부; 및

   상기 측정부를 통해 측정되는 광학적 및 전기적 특성 데이터를 전송받아 저장하는 제어부;를 포함하는 발광 다이오드의 특성 측정장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 측정실은 내부면이 무반사 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 특성 측정장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 측정부는,

   전원 인가시 상기 LED 어레이 기판에서 방출되는 빛을 감지하여 광학적 특성을 측정하는 제1 측정부와, 상기 LED 어레이 기판에 인가되는 전원을 통해 전기적 특성을 측정하는 제2 측정부로 구성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 특성 측정장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 LED 어레이 기판과의 거리가 변화되도록 상기 제1 측정부의 위치를 이동시키는 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 특성 측정장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 제1 측정부는,

   복수개의 센서와, 상기 센서가 부착되어 상기 측정실 내에서 수직방향으로 상하 이동가능하게 구비되는 센서 플레이트를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 특성 측정장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 센서는,

   상기 센서 플레이트의 실질적인 중심부에 구비되는 고정 센서와, 상기 고정 센서를 기준으로 상기 고정 센서와의 거리가 조절되도록 수평이동이 가능하게 구비되는 이동 센서를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 특성 측정장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 센서 플레이트는,

   상기 이동 센서의 수평이동을 가이드하는 가이드 홈을 표면을 따라 구비하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 특성 측정장치.

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