KR20110064371A - 발광 다이오드의 광학특성 측정장치 - Google Patents

발광 다이오드의 광학특성 측정장치 Download PDF

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Abstract

발광 다이오드의 광학특성 측정장치가 개시된다.
본 발명에 따른 발광 다이오드의 광학특성 측정장치는 광을 발생하는 발광 다이오드 패키지의 광 특성 및 색 특성을 측정하는 발광 다이오드의 광학 특성 측정장치에 있어서, 상기 발광 다이오드 패키지 상에 위치하여 상기 발광 다이오드 패키지에서 여러방향으로 진행된 광을 센싱하여 광 분석 장치로 상기 센싱된 광 정보를 제공하는 적어도 2개 이상의 디텍터 및 상기 발광 다이오드 패키지에서 여러 방향으로 진행된 광을 상기 적어도 2개 이상의 디텍터가 용이하게 센싱하도록 상기 적어도 2개 이상의 디텍터를 특정 방향으로 고정시키는 지그를 포함한다.
솔터(sorter), 렌즈 일체형 발광 다이오드, 지그(Jig, 기구물),

Description

발광 다이오드의 광학특성 측정장치{Apparatus For Measuring Optical Characteristics of Light Emitting Diode}
본 발명은 광학특성 측정장치에 관한 것으로, 특히 Tag time을 줄여 신속하게 발광 다이오드의 광학특성을 측정할 수 있는 발광 다이오드의 광학특성 측정장치에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)는 친환경적이며, 응답속도가 수 namo 초로서 고속 응답이 가능하며, 임펄스(Impulse) 구동이 가능하며, 색재현성이 80% ~ 100% 이상이다. 또한, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 발광하는 발광 다이오드(LED)의 광량을 조절하여 백색광의 휘도 및 색 온도를 임의로 조정할 수 있다는 장점이 있다.
최근들어, 이러한 발광 다이오드(LED)는 상기 발광 다이오드(LED)에서 발생되는 광을 원하는 넓은 영역으로 확산시키기 위해 렌즈부를 포함하도록 제작된다.
일반적인 발광 다이오드뿐만 아니라 렌즈 일체형 발광 다이오드는 색 및 광도 산포를 제품의 Spec에 맞추어 사용하기 위해 원하는 영역으로 구분하는 솔팅(sorting) 공정을 수행한다.
일반적인 발광 다이오드의 경우 광이 발생되는 영역 중 중앙부분(center)을 광도계로 측정하여 솔팅(sorting) 작업을 수행한다. 그러나, 렌즈 일체형 발광 다이오드의 경우에는 광의 피크(Peak) 세기(intensity)가 중앙부분(center) 부분에 존재하지 않고, 지향각 별로 색 편차가 있기 때문에 일반적인 발광 다이오드에서 행하는 솔팅(sorting) 작업을 할 수 없다.
따라서, 상기 렌즈 일체형 발광 다이오드의 경우에는 디텍터를 이용하여 작업자가 색 및 광도 산포를 제품의 Spec에 맞게 구분하는 솔팅(sorting) 작업을 수행한다. 상기 디텍터는 상기 렌즈 일체형 발광 다이오드에서 출사된 광을 센싱하고 센싱된 광을 시스템으로 제공하기 위한 신호로 변환한다. 작업자는 상기 디텍터에서 변환된 신호를 통해 상기 렌즈 일체형 발광 다이오드에서 출사된 광의 광도 및 색좌표 등을 구분하게 된다.
이러한 방식은 작업자가 하나의 디텍터로 센싱된 광을 분석하여 렌즈 일체형 발광 다이오드에서 출사된 광의 광도 및 색좌표를 구분하기 때문에 작업 시간이 길어지게 된다. 또한, 하나의 디텍터에서 렌즈 일체형 발광 다이오드에서 출사된 여러 방향의 광을 센싱하므로 지향각 별로 광도 및 색좌표의 불량 유무를 파악하기 어려운 단점이 있다.
본 발명은 다수의 디텍터와 상기 다수의 디텍터들을 고정하는 기구물을 구비하여 렌즈 일체형 발광 다이오드에서 출사된 여러방향의 광을 신속하게 센싱하여 하나의 렌즈 일체형 발광 다이오드의 광도 및 색특성을 구분하는 솔팅(sorting) 작업을 신속히 진행할 수 있는 발광 다이오드의 광학 특성 측정장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 렌즈 일체형 발광 다이오드의 지향각 별로 광도 및 색 특성을 관리할 수 있는 발광 다이오드의 광학 특성 측정장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 발광 다이오드의 광학 특성 측정장치는 광을 발생하는 발광 다이오드 패키지의 광 특성 및 색 특성을 측정하는 발광 다이오드의 광학 특성 측정장치에 있어서, 상기 발광 다이오드 패키지 상에 위치하여 상기 발광 다이오드 패키지에서 여러방향으로 진행된 광을 센싱하여 광 분석 장치로 상기 센싱된 광 정보를 제공하는 적어도 2개 이상의 디텍터 및 상기 발광 다이오드 패키지에서 여러 방향으로 진행된 광을 상기 적어도 2개 이상의 디텍터가 용이하게 센싱하도록 상기 적어도 2개 이상의 디텍터를 특정 방향으로 고정시키는 지그를 포함한다.
본 발명에 따른 발광 다이오드의 광학 특성 측정장치는 다수의 디텍터와 상 기 다수의 디텍터를 특정 방향으로 고정시키는 기구물을 구비한 Sorter를 이용하여 렌즈 일체형 발광 다이오드에서 출사된 여러 방향의 광을 신속하게 센싱하여 하나의 렌즈 일체형 발광 다이오드의 광도 및 색 특성을 구분할 수 있는 솔팅(sorting) 작업을 신속하게 진행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 발광 다이오드의 광학 특성 측정장치는 렌즈 일체형 발광 다이오드의 지향각 별로 광도 및 색 특성을 관리할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 발광 다이오드의 광학 특성 측정장치를 이용하여 광도 및 색온도를 측정한 발광 다이오드를 구비한 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 액정표시장치는 영상을 표시하는 액정표시패널(100)과, 상기 액정표시패널(100)에 광을 제공하는 백라이트 유닛(120)과, 상기 액정표시패널(100) 및 백라이트 유닛(120)을 수납하는 바텀 케이스(180)를 포함한다.
상기 액정표시패널(100)은 두 개의 기판과, 상기 두 기판 사이에 형성된 액정층으로 구성되며 상기 백라이트 유닛(120)으로부터 제공된 광을 이용해서 영상을 표시한다.
상기 백라이트 유닛(120)은 반사판(170) 상에 위치하는 다수의 인쇄회로기판(162)과, 상기 인쇄회로기판(162) 상에 실장된 다수의 발광 다이오드 패키 지(160)와, 상기 다수의 발광 다이오드 패키지(160)에서 발생된 광을 확산 및 집광하는 광학 시트류(130)를 포함한다.
또한, 상기 백라이트 유닛(120)은 다수의 발광 다이오드 패키지(160)에서 발생된 열을 방열시키는 방열판(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 반사판(170)과, 인쇄회로기판(162) 상에 실장된 다수의 발광 다이오드 패키지(160) 및 광학 시트류(130)는 바텀 커버(180)에 수납된다.
상기 다수의 인쇄회로기판(162)은 비금속성 및 금속성 중 어느 하나의 재질로 구성될 수 있다. 이때, 상기 다수의 인쇄회로기판(162)은 방열을 위하여 금속성 인쇄회로기판을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 반사판(170)은 상기 다수의 발광 다이오드 패키지(160)에서 발생되어 하부 방향으로 진행하는 광을 상기 액정표시패널(100) 방향으로 반사시키는 역할을 한다.
상기 발광 다이오드 패키지(160)는 도 2에 도시된 바와 같이, 광을 발생하는 발광 다이오드 칩(167)과, 상기 발광 다이오드 칩(167)을 지지하는 본체부(165)와, 상기 본체부(165) 상에 지지되어 상기 발광 다이오드 칩(167)에서 출사된 광을 미리 설정된 다양한 방향으로 굴절 및 반사시키는 렌즈부(161)와, 외부 전극에 연결되어 상기 외부 전극으로부터 상기 발광 다이오드 칩(167)을 구동하기 위한 신호를 제공받는 리드 프레임(169) 및 상기 리드 프레임(169)과 전기적으로 연결되어 상기 리드 프레임(169)으로 제공된 신호를 상기 발광 다이오드 칩(167)으로 제공하는 리드선(163)을 포함한다.
상기 발광 다이오드 칩(167)은 전원인가시 근자외선 빛이나 청색의 빛을 발생시키는 발광원이다. 상기 본체부(165)는 상부로 개방되어 있으며 수지물로 금형 또는 압축 방식으로 성형되는 수지체 구조물이다. 상기 리드 프레임(169)은 상기 본체부(165)에 고정되어 상기 발광 다이오드 칩(167)과 전기적으로 연결된다. 이러한 리드 프레임(169)은 상기 발광 다이오드 칩(167)과 제1 및 제2 리드선(163a, 163b)을 통해 전기적으로 연결되어 있다.
상기 렌즈부(161)는 상기 본체부(165) 상에 지지되며 상기 발광 다이오드 칩(167)에서 출사된 광을 미리 설정된 각도로 진행되도록 한다. 상기 렌즈부(161)의 형태는 사용자의 요구 조건(광의 각도, 방향, 세기 및 색 온도(좌표) 등)에 맞춰서 변형이 가능하다.
상기 렌즈부(161)를 포함하는 발광 다이오드 패캐지(160)가 사용자의 요구 조건(Spec)에 맞는 광을 출사하도록 하기 위해서 솔팅(Sorting) 공정을 거치게 된다. 상기 발광 다이오드 패키지(160)는 솔팅(Sorting) 공정을 통해 사용자 특히 바이어가 원하는 제품의 스펙(Spec)에 맞는 광의 세기 및 색 온도(좌표)로 구분된다.
도 3은 도 2의 발광 다이오드 패키지의 광학 특성을 측정하기 위한 광학 특성 측정장치를 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 광학 특성 측정장치는 발광 다이오드 패키지(160)에서 출사된 광을 센싱하는 제1 내지 제5 디텍터(200a ~ 200e)를 포함한다.
상기 렌즈부(161)를 포함하는 발광 다이오드 패키지(160)에서 다양한 방향 (각도)으로 진행하는 광은 제1 내지 제5 디텍터(200a ~ 200e)에 의해 센싱된다. 상기 제1 내지 제5 디텍터(200a ~ 200e)는 상기 발광 다이오드 패키지(160)의 상부에 위치하여 상기 발광 다이오드 패키지(160)의 렌즈부(161)로부터 출사된 다양한 방향의 광을 센싱하여 여러 방향으로 진행된 광의 세기 및 색 온도를 각각 측정한다.
상기 발광 다이오드 패키지(160)에서 출사된 광을 신속하게 센싱하기 위해 적어도 2개 이상의 디텍터가 상기 광학 특성 측정장치에 구비될 수 있다.
상기 제1 내지 제5 디텍터(200a ~ 200e)에 의해 측정된 발광 다이오드 패키지(160)의 광의 세기 및 색 온도는 도 4에 도시된 바와 같이 광이 진행된 방향(지향각) 별로 상이하다.
상기 제1 내지 제5 디텍터(200a ~ 200e)는 상기 발광 다이오드 패키지(160)에서 다양한 방향으로 출사된 광을 용이하게 센싱하기 위해 지그(Jig, 기구물, 210)에 의해 특정 방향으로 서로 고정되어 있다.
상기 제1 내지 제5 디텍터(200a ~ 200e) 중 어느 하나의 디텍터가 최상부에 위치하고 나머지 디텍터들이 균일한 간격으로 상기 최상부에 위치하는 디텍터의 하부에 고정되어 상기 발광 다이오드 패키지(160)에서 다양한 방향으로 출사된 광을 센싱할 수 있다.
이와 더불어, 상기 제1 내지 제5 디텍터(200a ~ 200e) 중 어느 하나의 디텍터가 중앙 부분에 위치하고 나머지 디텍터가 상기 중앙 부분에 위치하는 디텍터와 동일 선상에서 상기 중앙 부분에 위치하는 디텍터를 둘러싸는 형태로 고정되어 상기 발광 다이오드 패키지(160)에서 다양한 방향으로 출사된 광을 센싱할 수 있다.
이때, 상기 지그(Jig, 기구물, 210)는 도 5에 도시된 바와 같이, 돔(Dome) 형태로 구성되어 상기 제1 내지 제5 디텍터(200a ~ 200e)를 특정 방향으로 고정시킨다. 또한, 상기 지그(Jig, 기구물, 210)는 도 6에 도시된 바와 같이, 피라미드(Pyramid) 형태로 구성되어 상기 제1 내지 제5 디텍터(200a ~ 200e)를 특정 방향으로 고정시킬 수 있다.
상기 지그(Jig, 기구물, 210)의 형태는 이에 한정되는 것이 아니며 상기 제1 내지 제5 디텍터(200a ~ 200e)를 고정시키는 어떠한 형태로도 변형이 가능하다.
상기 지그(Jig, 기구물, 210)에 의해 고정된 제1 내지 제5 디텍터(200a ~ 200e)는 상기 제1 내지 제5 디텍터(200a ~ 200e)의 고정된 위치의 방향으로 진행하는 광을 센싱하고 센싱된 광을 광학 특성을 나타내는 신호로 변환한다.
이어, 상기 제1 내지 제5 디텍터(200a ~ 200e)는 상기 제1 내지 제5 디텍터(200a ~ 200e)와 접속되며 외부에 위치하는 광 분석장치(예를 들어, PC)로 상기 변환된 신호를 공급한다. 상기 광 분석장치(PC)는 이러한 신호를 통해 상기 제1 내지 제5 디텍터(200a ~ 200e)에서 센싱된 다양한 방향으로 진행된 광의 세기 및 색 온도를 신속하게 측정하여 솔팅(sorting) 작업을 신속하게 진행할 수 있다.
엔지니어는 이러한 광학 특성 측정장치를 이용하여 상기 발광 다이오드 패키지(160)를 광의 세기 및 색온도가 유사한 그룹별로 분류하고, 사용자가 요구하는 스펙(Spec)에 해당되지 않는 그룹에 속하는 발광 다이오드 패키지를 추려내어 지향각 별로 광의 세기 및 색 온도의 불량 유무를 판단할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것 에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 발광 다이오드의 광학 특성 측정장치를 이용하여 광도 및 색온도를 측정한 발광 다이오드를 구비한 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 도 1의 발광 다이오드 패키지를 상세히 나타낸 도면.
도 3은 도 2의 발광 다이오드 패키지의 광학 특성을 측정하기 위한 광학 특성 측정장치를 나타낸 도면.
도 4는 도 2의 발광 다이오드 패키지에서 지향각별로 진행하는 광 특성 및 색 특성을 나타낸 도면.
도 5는 도 3의 지그를 제1 실시예에 따라 개략적으로 나타낸 도면.
도 6은 도 3의 지그를 제2 실시예에 따른 개략적으로 나타낸 도면.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
100:액정표시패널 120:백라이트 유닛
130:광학 시트류 160:발광 다이오드 패키지
161:렌즈부 162:인쇄회로기판
163:리드선 165:본체부
167:발광 다이오드 칩 169:리드 프레임
170:반사판 180:바텀 케이스
200, 200a ~ 200e:제1 내지 제5 디텍터
210:지그(Jig, 기구물)

Claims (7)

  1. 광을 발생하는 발광 다이오드 패키지의 광 특성 및 색 특성을 측정하는 발광 다이오드의 광학 특성 측정장치에 있어서,
    상기 발광 다이오드 패키지 상에 위치하여 상기 발광 다이오드 패키지에서 여러방향으로 진행된 광을 센싱하여 광 분석 장치로 상기 센싱된 광 정보를 제공하는 적어도 2개 이상의 디텍터; 및
    상기 발광 다이오드 패키지에서 여러 방향으로 진행된 광을 상기 적어도 2개 이상의 디텍터가 용이하게 센싱하도록 상기 적어도 2개 이상의 디텍터를 특정 방향으로 고정시키는 지그;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 광학 특성 측정장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드 패키지는 렌즈를 구비한 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 광학 특성 측정장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드 패키지는 광을 발생하는 발광 다이오드 칩과, 상기 발광 다이오드 칩을 지지하는 본체부와 상기 발광 다이오드 칩을 구동하기 위한 신호를 외부로부터 제공받는 리드 프레임 및 상기 리드 프레임과 전기적으로 연결되어 상 기 리드 프레임으로부터 제공된 신호를 상기 발광 다이오드 칩으로 제공하는 리드선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 광학 특성 측정장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 지그는 돔(Dome) 형태로 구성되어 상기 적어도 2개 이상의 디텍터를 특정 방향으로 고정시키는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 광학 특성 측정장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 지그는 피라미드(Pyramid) 형태로 구성되어 상기 적어도 2개 이상의 디텍터를 특정 방향으로 고정시키는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 광학 특성 측정장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 2개 이상의 디텍터 중 어느 하나의 디텍터가 최상부에 위치하고 나머지 디텍터들이 균일한 간격으로 상기 최상부에 위치하는 디텍터의 하부에 고정되어 상기 발광 다이오드 패키지에서 출사된 광을 센싱하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 광학 특성 측정장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 2개 이상의 디텍터 중 어느 하나의 디텍터가 중앙에 위치하고 나머지 디텍터가 상기 중앙에 위치하는 디텍터와 동일 선상에서 상기 중앙에 위치하는 디텍터를 둘러싸는 형태로 고정되어 상기 발광 다이오드 패키지에서 출사된 광을 센싱하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 광학 특성 측정장치.
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