TWI460404B

TWI460404B - 檢測裝置

Info

Publication number: TWI460404B
Application number: TW101135674A
Authority: TW
Inventors: Tai Cheng Tsai; Tai Wei Wu; Gwo Jiun Sheu; Shou Wen Hsu; Yun Li Li
Original assignee: Genesis Photonics Inc
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2014-11-11
Also published as: TW201413224A; US20140084191A1; US8767198B2

Description

檢測裝置

本發明是有關於一種檢測裝置，特別是有關於一種用於檢測發光二極體晶片發光效率之檢測裝置。

隨著科技進步及生活品質的提升，現代人對於照明更趨重視。從自古藉由物質燃燒以進行發光照明之火把、動植物油燈、蠟燭、煤油燈，藉以電力發光之白熾燈、熒光燈，抑或是現今常用之發光二極體(light-emitting diode，LED)，皆顯示照明在人類日常生活中扮演極重要之角色。

發光二極體係藉由電子電洞結合以發出單色光，以達到照明或警示之作用。發光二極體相較於傳統光源，具有發光效率高、使用壽命長、不易破損、反應速度快等優點。由於近幾年政府大力的提倡及各城市LED路燈規模的加速擴大下，使用LED作為照明用途已隨處可見。

一般常用點測機以檢測發光二極體晶片之發光效率。點測機係藉由探針提供發光二極體晶片發光之電壓來源，發光二極體晶片發出之光線通過承載發光二極體晶片之載台，再經由點測機之光感測裝置收集光線，進而判斷發光二極體晶片之發光效率。然而，發光二極體晶片發出之光線卻可能因為光感測裝置偵測範圍之限制，而影響檢測發光二極體晶片發光效率之準確度。

有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之其中一目的就是在提供一種檢測裝置，以解決光感測裝置收光效率不佳之問題。

根據本發明之另一目的，提出一種檢測裝置，以聚集發光二極體晶片發出之光線。

根據本發明之再一目的，提出一種檢測裝置，以準確檢測發光二極體晶片之發光效率。

為達前述目的，本發明提出一種檢測裝置，此檢測裝置包含載台、點測裝置、光感測裝置及聚光單元。載台用以承載待測之複數個發光二極體晶片，而點測裝置包含二探針及一電源供應器，探針之二端分別電性連接複數個發光二極體晶片之一者及電源供應器，以令此發光二極體晶片發出複數道光線。光感測裝置設於發光二極體晶片之出光面之一側，用以接收通過發光二極體晶片發出之複數道光線。此外，聚光單元設於發光二極體晶片與光感測裝置之間，用以達到聚集發光二極體晶片發出之複數道光線之目的。並且，聚光單元與載台係連動，藉以經由移動載台，以檢測複數個發光二極體晶片之另一者。其中，載台係由光穿透度高於90%以上之材料所構成，且光感測裝置可例如為積分球、太陽能板、光電晶體或光電阻。

根據本發明之第一態樣，本發明之聚光單元為聚光膜，更明確地說，聚光膜為一表面具有複數個微結構的膜片，用以聚集通過聚光膜之複數道光線。

根據本發明之第二態樣，本發明之聚光單元為聚光膜，聚光膜包含具有相對之上、下表面之基材及複數個微結構，該複數個微結構設於基材之鄰近光感測裝置之一側表面，用以聚集通過聚光膜之複數道光線。其中，複數個微結構並無特殊限制，其例如但不限於為複數個稜鏡柱、複數個弧形柱或複數個具弧形表面的凸出體，上述之稜鏡柱具有第一斜面及第二斜面，且第一斜面及第二斜面形成一頂角；上述之弧形柱之頂峰呈圓弧狀。

根據本發明之第三態樣，本發明之聚光單元為會聚透鏡。

根據本發明之第四態樣，本發明之聚光單元為透鏡組。

根據本發明之第五態樣，本發明之聚光單元為導光元件，導光元件包含入光面以及出光面，出光面之面積小於入光面之面積，且入光面面向發光二極體晶片，而出光面面向光感測裝置。

根據本發明之第六態樣，本發明之聚光單元為導光元件，且導光元件內含至少一光纖。

根據本發明之第七態樣，本發明之聚光單元為一具不同折射率的多層膜片。

承上所述，本發明之檢測裝置，其可具有一或多個下述優點：

(1)本發明之檢測裝置，藉由聚光單元聚集發光二極體晶片發出之光線，以解決光感測裝置收光效率不佳之問題。

(2)本發明之檢測裝置，藉由導光元件導引發光二極體晶片發出之光線，以提高光線通過聚光單元並到達光感測裝置之機率。

(3)本發明之檢測裝置，可達到準確檢測發光二極體晶片發光效率之目的。

10、A‧‧‧發光二極體晶片

100‧‧‧點測裝置

12‧‧‧探針

13‧‧‧電源供應器

15‧‧‧光感測裝置

L1‧‧‧光線

18‧‧‧載台

20‧‧‧聚光單元

22‧‧‧基材

17‧‧‧電子裝置

30‧‧‧微結構

32‧‧‧稜鏡柱

33‧‧‧弧狀柱

34‧‧‧凸出體

P1‧‧‧第一斜面

P2‧‧‧第二斜面

V1‧‧‧頂角

50‧‧‧入光面

52‧‧‧出光面

54‧‧‧光纖

60‧‧‧高折射率之薄膜

62‧‧‧低折射率之薄膜

第1圖係為本發明之檢測裝置之第一實施例之剖面示意圖。

第2圖係為本發明之檢測裝置之第二實施例之剖面示意圖。

第3A圖係為本發明之聚光單元之第一態樣剖面示意圖。

第3B~3D圖係分別為本發明之聚光單元之第二態樣中三種示範例之剖面示意圖。

第4A圖係為本發明之聚光單元之第三態樣剖面示意圖。

第4B圖係為本發明之聚光單元之第四態樣剖面示意圖。

第5A圖係為本發明之聚光單元之第五態樣剖面示意圖。

第5B圖係為本發明之聚光單元之第六態樣剖面示意圖。

第6圖係為本發明之聚光單元之第七態樣剖面示意圖。

請參閱第1圖，其係為本發明之檢測裝置之第一實施例之剖面示意圖。如第1圖所示，本發明之檢測裝置包含載台18、點測裝置100、光感測裝置15及聚光單元20。載台18用以承載待測之複數個發光二極體晶片10，而點測裝置100包含二探針12及一電源供應器13，探針12之二端分別電性連接複數個發光二極體晶片之一者A及電源供應器13，以令此發光二極體晶片A發出複數道光線L1。光感測裝置15設於發光二極體晶片A之出光面之一側，用以接收發光二極體晶片A發出之複數道光線L1。此外，聚光單元20設於發光二極體晶片A與光感測裝置15之間，用以達到聚集發光二極體晶片A發出之複數道光線L1之目的。並且，聚光單元20係可選擇性地與載台18連動，藉以經由移動載台18，以檢測複數個發光二極體晶片10之另一者。其中，載台18係由光穿透度高於90%以上之材料所構成，且光感測裝置15可例如為積分球、太陽能板、光電晶體或光電阻。

如第1圖所示，本發明之檢測裝置適用於檢測發光二極體晶片10之發光效率，其檢測過程如下：點測裝置100之電源供應器13經由探針12提供發光二極體晶片之一者A之電壓來源，以令此發光二極體晶片A發出複數道光線L1；發光二極體晶片A發出之複數道光線L1入射載台18；通過載台18之複數道光線L1入射聚光單元20，且聚光單元20聚集此複數道光線L1；以及光感測裝置15接收聚光單元20聚集之複數道光線L1，並由與光感測裝置15電性連接之電子裝置17呈現發光二極體晶片A之發光效率。

請參閱第2圖，其係為本發明之檢測裝置之第二實施例之剖面示意圖。如第2圖所示，本發明之檢測裝置包含載台18、點測裝置100、光感測裝置15及聚光單元20。載台18用以承載待測之複數個發光二極體晶片10，而點測裝置100包含二探針12及一電源供應器13，探針12之二端分別電性連接複數個發光二極體晶片之一者A及電源供應器13，以令此發光二極體晶片A發出複數道光線L1。光感測裝置15設於發光二極體晶片A之出光面之一側，用以接收發光二極體晶片A發出之複數道光線L1。此外，聚光單元20設於發光二極體晶片A與光感測裝置15之間，用以達到聚集發光二極體晶片A發出之複數道光線L1之目的。並且，聚光單元20係可選擇性地與載台18連動，藉以經由移動載台18，以檢測複數個發光二極體晶片10之另一者。其中，光感測裝置15可例如為積分球、太陽能板、光電晶體或光電阻。

如第1圖及第2圖所示，本發明之第一實施例及第二實施例之差異處在於，第二實施例之發光二極體晶片發出之複數道光線L1並不通過載台18，而是直接入射聚光單元20，以達到聚集光線L1之目的。因此，本發明第二實施例之載台18不需由具高光穿透度特性之材料構成。

如第2圖所示，本發明之檢測裝置適用於檢測發光二極體晶片10之發光效率，其檢測過程如下：點測裝置100之電源供應器13經由探針12提供發光二極體晶片之一者A之電壓來源，以令此發光二極體晶片A發出複數道光線L1；發光二極體晶片A發出之複數道光線L1入射聚光單元20，並藉由聚光單元20以聚集此複數道光線L1；以及光感測裝置15接收聚光單元20聚集之複數道光線L1，並由與光感測裝置15電性連接之電子裝置17呈現發光二極體晶片A之發光效率。

由於本發明係藉由聚光單元以達到聚集發光二極體晶片發出之複數道光線之目的，在此僅列舉出聚光單元之數種態樣以進一步說明本發明聚光單元之形式，惟這些態樣並非用以限定本發明。請參閱第3A圖至第5B圖，其係為本發明聚光單元之第一態樣至第六態樣之剖面示意圖。然而，任何不脫離本發明申請專利範圍之精神與範疇下進行修改之實施方式，皆屬於本發明所申請保護之範圍。

請參閱第3A圖，其係為本發明之聚光單元之第一態樣剖面示意圖。如第3A圖所示，本發明之聚光單元20為聚光膜，聚光膜為一表面具有複數個微結構30的膜片。於本發明實施例之聚光單元之第一態樣中，聚光膜以一體成形方式製備，例如以壓印(embossing)、射出(injection)等方式製得。

請參閱第3B~3D圖，其係分別為本發明之聚光單元之第二態樣中三種示範例之剖面示意圖。如第3B~3D圖所示，本發明之聚光單元20為聚光膜，聚光膜包含具有相對之上、下表面之基材22及複數個微結構，該複數個微結構設於基材22之鄰近光感測裝置之一側表面(基材之上表面或下表面)，用以聚集通過聚光膜之複數道光線。其中，第二態樣之微結構為稜鏡柱32、弧形柱33或是具弧形表面的凸出體34，請參閱第3B圖，上述之稜鏡柱32設於基材22之一側表面(上表面或下表面)，每一稜鏡柱32具有第一斜面P1及第二斜面P2，且第一斜面P1及第二斜面P2形成一頂角V1。由於第二態樣之稜鏡柱32之目的係用以聚集入射聚光單元20之光線，因此任何可使稜鏡柱32具備聚集光線功能之頂角V1之角度均屬於本發明所申請保護之範圍；請參閱第3C圖，上述之弧形柱33設於基材22之一側表面(上表面或下表面)，且其頂峰呈圓弧狀，藉此聚集入射聚光單元20之光線；請再參閱第3D圖，上述之具弧形表面的凸出體34設於基材22之一側表面(上表面或下表面)，藉由弧形表面以聚集入射聚光單元20之光線，而弧形柱33與凸出體34皆不限於特定之弧度，任何具有聚集光線功能之弧形表面皆屬於本發明所申請保護之範圍。

此外，於本發明實施例之聚光單元之第二態樣中，微結構之製作方法可例如為於聚光單元之出光面進行塗佈(coating process) 、網點印刷(dot printing)、蝕刻(etching process)、雷射、化學氣相沉積法(chemical vapor deposition，CVD)等過程，以於聚光單元之出光面形成規則或不規則之粗化表面。並且，微結構之材料可例如為聚苯乙烯(polystyrene)、二氧化矽(silicon dioxide)、聚壓克力(poly acrylic)、氧化矽(silicon oxide)、氮化矽(silicon nitride)、氮氧化矽(silicon oxynitride)或是氟化碳(fluorinated carbon)。

請參閱第4A圖，其係為本發明之聚光單元之第三態樣剖面示意圖。如第4A圖所示，本發明之聚光單元20可例如為會聚透鏡。

請參閱第4B圖，其係為本發明之聚光單元之第四態樣剖面示意圖。如第4B圖所示，本發明之聚光單元20可例如為透鏡組。其中，透鏡組之透鏡數量並不限於特定之數量，只要可使聚光單元20達到聚集光線功能均應落入本發明所請求保護之範圍。

請參閱第5A圖，其係為本發明之聚光單元之第五態樣剖面示意圖。如第5A圖所示，本發明之聚光單元20為導光元件，導光元件包含入光面50以及出光面52，出光面52之面積小於入光面50之面積，且入光面50面向發光二極體晶片，而出光面52面向光感測裝置。此外，第五態樣之聚光單元20之兩側更設有具有反射光線功能之表面，且入光面50係經由此具有反射光線功能之表面與出光面52相互連接。當入射聚光單元20之光線照射至上述聚光單元20兩側之表面時，光線就會被此具反射光線功能之表面反射回聚光單元20之內部，故能達到進一步聚集光線之目的。

請參閱第5B圖，其係為本發明之聚光單元之第六態樣剖面示意圖。如第5B圖所示，本發明之聚光單元20為導光元件，且導光元件內含至少一光纖54，以導引入射聚光單元20之複數道光線。然而，本發明之導光元件並不限於第5B圖所示之光纖54，換言之，任何具有導引光線功能之導光元件皆屬於本發明所申請保護之範圍。再者，經由本發明之揭示，熟習此技藝者應當明瞭具有導引光線功能之導光元件之種類及樣式尺寸，故不再贅述。

請參閱第6圖，其係為本發明之聚光單元之第七態樣剖面示意圖。本發明之聚光單元20為一具不同折射率的多層膜片(第6圖示意地繪示2層薄膜)，高折射率的膜層60與低折射率的膜層62層疊在一起，將高折射率的膜層60面向光感測裝置，藉著折射率的增加以聚集入射聚光單元20之光線，多層膜片之製作方法可例如為鍍製或塗佈等方式製得。另外，本發明之聚光單元20更佳為一具折射率漸變的多層膜片，其中，多層膜片之膜層數量並不限於特定之數量，只要可使聚光單元20達到聚集光線功能均應落入本發明所請求保護之範圍。

綜上所述，本發明之檢測裝置藉由聚光單元以聚集發光二極體晶片發出之光線，提高光感測裝置收集光線之效率，藉以增加檢測裝置量測發光二極體晶片之發光效率之準確度。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。