TWI494553B - 評估ｌｅｄ光學性質之設備及方法以及製造ｌｅｄ裝置之方法 - Google Patents

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Description

評估LED光學性質之設備及方法以及製造LED裝置之方法 [相關申請案之交互參考]
本發明專利申請案主張於2010年2月5日向韓國智慧財產局提出申請且編號10-2010-0010926以及於2010年2月5日向韓國智慧財產局提出申請且編號10-2010-0010927之韓國專利申請案編號之優先權，該等專利申請案所揭露之內容將併入本說明書作為參考。
本發明係關於評估半導體發光二極體(LED)之光學性質之設備及方法，更詳而言之，係關於評估LED光學性質之方法及製造LED裝置之方法。
藉由結合藍光LED晶片與磷光體(phosphor)或者白光LED裝置(目前為發光裝置產業的焦點所在)或紫外線LED結合磷光體所製造的一種白光LED裝置，轉換發射自該LED晶片之光之波長，以產生可見光。當製造此類白光LED裝置時，為了得到欲達到的目標國際照明委員會(Commission Internationaledel’Eclairage；CIE)色度以及所欲之光學輸出，應結合該LED晶片之光學性質與該等磷光體之光學性質以精確地設定包含欲達到的目標CIE色度、主導性波長(dominant wavelength)、光學輸出、光速(light speed)之輸出性質。
為了製造屬於相同白光CIE色度群組之白光LED裝置，測量該LED晶片之光學性質，並且根據預定標準將其光學 性質經測量屬於相同等級之LED晶片分類為相同群組。經分類為相同群組之LED晶片係分別接置於封裝件上，而於該LED晶片周圍塗佈有適量的(或適當混合比例的)磷光體，以製造該白光LED裝置。典型上，塗佈有包含磷光體之透明樹脂。對於經分類為其他群組之LED晶片而言，可塗佈有不同份量(或混合比例)的磷光體。接下來，測量該經製造之白光LED裝置之光學性質，並且將滿足所欲之目標光學效率及目標白光CIE色度之LED裝置進行分類與裝運。
於上述程序中，測量該等LED晶片之光學性質之程序稱作為探測程序(probing process)。根據如何藉由該探測程序來測量該等LED晶片之光學性質以及如何根據該測量結果來分類該等LED晶片，可決定該等白光LED裝置之產品良率。一般而言，該LED晶片之光學性質對於該等白光LED裝置之光學性質具有影響力者包含波長與光學輸出。當根據光學性質分類該等LED晶片時，主導性波長或峰值波長可用以作為該波長，而該光學輸出可以mV或mcd作為單位。當根據該波長與該光學輸出對該等LED晶片進行分類時，可分類該等LED晶片以使得其與欲製造之白光LED裝置之光學性質具有相關性。然而，難以根據可視角度(viewing angle)精確地測量波長或光學輸出之變異。再者，當該等LED晶片之光學性質經測量時，測量如藍色光或紫外光之短波長光。因此，該等光學性質之變異非常的小。如此一來，會非常難以測量該等LED晶片之光學性質，使得該等光學性質與該等白光LED裝置之光學性質間具有 相關性。因此，儘管使用經分類為相同群組之LED晶片以透過相同封裝程序製造白光LED裝置，但是該等白光LED裝置可能顯現出不同的色度與光學輸出，且其中一些白光LED裝置可能顯現出偏離欲達到的目標色度範圍之色度。
根據習知技術之一種測量LED光學性質之設備，可接收單色光(monochromatic light)(如發射自LED晶片之藍光或紫外光)並且測量該單色光之光量與波長。根據該經測量之光量與波長，將具有固定光學性質之LED晶片進行群組化與分類。然而，儘管波長有變異，該白光LED裝置中所使用之藍光或紫外光LED晶片之色度變動(movement of the chromaticities)較該等白光LED裝置之色度移動小得多。因此，儘管該藍光或紫外光LED晶片根據光量與波長係分類為相同群組，但是藉由塗佈磷光體至該等LED晶片所實現之白光LED裝置之色度具有明顯較寬的分佈。光量(發光強度(luminous intensity)或光學輸出)與色度具有密切的關係。舉例而言，當利用藍光LED晶片與黃色磷光體實現白光LED裝置時，該白光LED裝置之色度根據藍光量與黃光量之比例而有所不同，該黃光係藉由該藍光而自該磷光體獲得。因此，當該藍光之光量發生些微差異時，該白光LED之色度將發生變化，且該白色光亦受到影響。
再者，由於該等白光LED裝置之元件(包含LED晶片、封裝件本體(package body)、引線框架(lead frame)、磷光體、以及密封劑(sealing agent))間的偏離，造成無法得到欲得到之目標色度。因此，透過晶片探測，難以藉由 分類該等LED晶片而細微地控制該白光LED裝置之色度到達欲得到之目標色度。該白光LED裝置之色度可能受到引線框架形狀、該封裝件內部LED晶片之位置、以及欲塗佈之樹脂密封劑之份量的影響。然而，可能無法辨別該白光LED裝置之色度分佈之主要因素。因此，可能無法適當地偵測該色度分佈之原因，明顯阻礙由色度的觀點來改善該等白光LED裝置之產品良率。
為了降低白光色度(white chromaticity)之色度分佈，於塗佈含磷光體樹脂之前(亦即，在塗佈程序之前)，可取樣少數LED晶片。接下來，可於該經取樣的LED晶片上實施該塗佈程序，以細微地控制該LED晶片之色度。於此情況下，由於在塗佈程序之後的整體程序係經實施直到該經取樣的LED晶片之色度達到欲得到之目標色度，故牽涉到相當程度的成本與時間消耗。再者，除了經取樣的LED晶片以外的LED晶片無法保障得到欲達到之色度。
結合發射自該LED晶片之單色光與發射自該磷光體之光可產生除了白色光以外特定顏色的光。即便當LED裝置輸出除了白色光以外特定顏色的光時，仍必須實現欲達到之目標色度，以降低該色度分佈，並且提升良率。
根據本發明之態樣，提供一種光學性質評估設備，包含：光轉換濾波器，係將發射自欲評估之LED晶片或裸露LED封裝件(bare LED package)之光轉換成為不同波長的光，並且發射特定顏色的光；以及光學性質測量單元，係 接收發射自該光轉換濾波器之特定顏色的光，並且測量該經接收的光之光學性質。發射自該光轉換濾波器之特定顏色的光可包含白色光。
根據本發明之另一態樣，提供一種光學性質評估方法，包含：透過光轉換濾波器將發射自欲評估之LED晶片或裸露LED封裝件之光轉換成為不同波長的光，並且發射特定顏色的光；以及接收發射自該光轉換濾波器之特定顏色的光，並且測量該經接收的光之光學性質。
根據本發明之又另一態樣，提供一種製造LED裝置之方法，包含：測量藉由透過光轉換濾波器將發射自LED晶片之光進行轉換所得到之特定顏色的光之光學性質；以及基於發射自該光轉換濾波器之特定顏色的光之光學性質與發射該特定顏色的光之LED裝置之光學性質之間的預置相關性(preset correlation)，根據發射自該光轉換濾波器之特定顏色的光之經測量之光學性質，計算欲施加至樹脂施加程序(resin application process)之含磷光體樹脂(phosphor-containing resin)之混合比例(mixing ratio)。發射自該光轉換濾波器之特定顏色的光可包含白色光。
根據本發明之再另一態樣，提供一種製造LED裝置之方法，包括：測量藉由透過光轉換濾波器將發射自複數個LED晶片之光進行轉換所得到之特定顏色的光之光學性質；根據發射自該光轉換濾波器之特定顏色的光之經測量之光學性質，將該複數個LED晶片分類為複數個等級(rank)；以 及基於發射自該光轉換濾波器之特定顏色的光之光學性質與發射該特定顏色的光之LED裝置之光學性質之間的預置相關性，計算對應經分類為相同等級之LED晶片之含磷光體樹脂之混合比例。
根據本發明之再另一態樣，提供一種光學性質評估方法，包含：施加電壓至欲評估之裸露LED封裝件，使得該裸露LED封裝件發射光；以及接收該發射自該裸露LED封裝件之光，並測量該經接收的光之色度。
根據本發明之再另一態樣，提供一種製造LED裝置之方法，包含：製備裸露LED封裝件；測量藉由透過光轉換濾波器將發射自該裸露LED封裝件之光進行轉換所得到之特定顏色的光之色度；以及基於發射自該光轉換濾波器之特定顏色的光之色度與發射該特定顏色的光之LED裝置之色度之間的預置相關性，根據發射自該光轉換濾波器之特定顏色的光之經測量之色度，計算欲施加至樹脂施加程序之含磷光體樹脂之混合比例。
根據本發明之再另一態樣，提供一種製造LED裝置之方法，包含：製備裸露LED封裝件；測量發射自該裸露LED封裝件之光之色度；以及基於該發射自該裸露LED封裝件之光之色度與發射特定顏色的光之LED裝置之色度之間的預置相關性，根據該發射自該裸露LED封裝件之光之經測量之色度，計算欲施加至樹脂施加程序之含磷光體樹脂之混合比例。
於本說明書中，裸露LED封裝件係指一種封裝結構， 其中，LED晶片係接置(mounted on)於封裝件本體上且尚未塗佈有含磷光體樹脂。舉例而言，一種封裝結構(其中，在塗佈有含磷光體樹脂或完成晶粒接合(die-bonding)與導線接合(wire-bonding)之前，LED晶片係經晶粒接合至封裝件本體)即相當於該裸露LED封裝件。
現在將參考附加圖式詳細描述本發明之示範實施例。然而，本發明可體現為許多不同之形式，並且不應限定於本說明書所提及之實施例。相反地，所提供的這些實施例將使得本發明所揭示之內容能夠更透徹且更完整，且將本發明所揭示之內容完全傳達予在所屬技術領域中具有通常知識者。於該等圖式中，為了清楚起見，層與區域之厚度將以誇張的尺寸表示。於該等圖式中，類似的參考編號代表類似的元件，並且忽略類似元件的描述。
第1圖係顯示根據本發明之實施例用於評估LED晶片之光學性質之設備的示意圖。根據本發明之實施例，於該LED晶片之探測操作中透過光轉換濾波器151及152發射白色光，且測量該發射之白色光之光學性質，如色度。透過該等光轉換濾波器151及152所得到之白色光之色度可能與已藉由塗佈磷光體所製造之白光LED裝置之色度具有明確的相關性(clear correlation)。該相關性可用以自該白色光之色度(透過該光轉換濾波器所得到者)計算含磷光體樹脂之適當混合比例，該白色光之色度係於該LED晶片之探測操作中所得到。
參照第1圖，該光學性質評估設備100包含該等光轉換濾波器151及152，將發射自欲評估之LED晶片50之光(或單色光，例如：藍光或紫外光)轉換成為不同波長的光，並且發射白色光。透過該等光轉換濾波器151及152所發射之白色光係由光學性質測量單元(optical property measurement unit)所接收，以測量該白色光之光學性質。該光學性質測量單元可包含光電二極體感測器(photodiode sensor)130及光譜儀(spectrometer)140，該光電二極體感測器130係用於測量光量(光功率)，而該光譜儀140係用於測量光譜。
參照第1圖，該LED晶片50透過探測卡(probe card)115之探針(probe pin)105接收電壓，並且發射單色光(例如：藍光或紫外光)。該探測卡115相當於施加驅動電壓至該LED晶片50之電壓施加單元(voltage application unit)或一部分該電壓施加單元。該發射自該LED晶片50之單色光係由積分球(integrating sphere)110所反射，並且集中於光接收區域(light reception region)上。該積分球110具有多個出口(exit)，用於將光傳送至該等光學性質測量單元之光接收區域，該等光學性質測量單元包含該光電二極體感測器130與該光譜儀140。經安裝於鄰近該等光學性質測量單元(包含該光電二極體感測器130與該光譜儀140)之光接收區域(更具體而言，係該積分球110之射出開口(exit opening))中之光轉換濾波器151及152將發射自該LED晶片50之光轉換成為不同波長的光，以得 到白色光。
透過該光轉換濾波器151或152所得到之白色光係透過光纖電纜(optical cable)120或121傳輸至該光電二極體感測器130與該光譜儀140，以測量該白色光之光學性質，如光量或光譜。該等光學性質測量單元自該光譜儀140所得到之白色光之光譜測量透過該等光轉換濾波器151及152所得到之白色光之色度。根據本發明之實施例，該等光轉換濾波器係用以於該LED晶片之光學性質測量操作中測量轉換自該單色光之白色光之色度。因此，能夠得到該白色光之色度，而該色度係在晶粒接合操作或晶片接合操作或磷光體塗佈操作之前由該晶片探測操作中該LED晶片之光學性質所決定。
透過該等光轉換濾波器151及152所得到之白色光之色度與已藉由塗佈磷光體所製造之白光LED裝置之色度具有明確的相關性。基於透過該等光轉換濾波器所得到之白色光之光學性質(色度等)與藉由塗佈磷光體至LED晶片所製造之白光LED裝置之光學性質(色度等)之間的相關性，可自上述光學性質評估設備100所測量得到之白色光之色度(透過該等光轉換濾波器所得到者)計算該白光LED裝置用於得到欲達到之目標色度所需之含磷光體樹脂之混合比例。該混合比例可包含磷光體與透明樹脂之比例以及兩種或多種不同磷光體之比例。再者，該相關性可用以自透過該等光轉換濾波器151及152所得到之白色光之光學性質來推斷該白光LED裝置之發光強度(luminance intensity)。由於利用該等光學性質之間的相關性能夠於該晶片探測操作(光學性質評估操作)中更精確地計算用於實現欲得到之目標白光色度之含磷光體樹脂之混合比例，故能夠顯著地改善該白光LED裝置之產品良率與生產效率。
根據透過該等光轉換濾波器151及152所得到之白色光之光學性質，可將LED晶片分類為複數個等級。如此方式不同於現有的方法根據發射自該等LED晶片之光(單色光)之光學性質將LED晶片進行等級分類的方式。於本實施例中，可利用該等LED晶片與該白光LED裝置之光學性質(色度等)的相關性對該等LED晶片進行更準確的分類。此種分類能夠準確地決定用於實現白光LED裝置欲達到之目標色度所需的含磷光體樹脂之混合比例。
可基於該光學性質評估設備100所測量之白色光之光學性質以及經製造之白光LED裝置之光學性質計算該等光學性質(用於計算用於得到該白光LED裝置欲達到之目標色度或發光強度所需的含磷光體樹脂之混合比例的光學性質)之間的相關性。舉例而言，上述光學性質評估設備100可用以測量足夠數量之LED晶片取樣之白色光(透過該光轉換濾波器所得到者)之光學性質，並且可測量發射自白光LED裝置(係利用該等LED晶片取樣所製造者)之白色光之光學性質以及含磷光體樹脂之各種混合比例。接下來，為了設定該等光學性質之間的相關性，可比較該兩種白色光之光學性質。基於發射自該光轉換濾波器之白色光之光學 性質與發射自該白光LED裝置之白色光之光學性質之間的相關性，可於該晶片探測操作中計算或預測用於得到欲達到之目標色度所需的磷光體與透明樹脂之混合比例、兩種或多種不同磷光體之混合比例、及該白光LED裝置之發光強度。
用於在光學性質測量期間將發射自該LED晶片之光轉換成為白色光所使用之光轉換濾波器151及152可由任意材料所形成，該任意材料能夠將短波長光轉換成為長波長之光，以得到白色光。具體而言，將發射自該LED晶片之單色光(如藍光或紫外光)轉換成為不同波長的光以得到白色光所採用之磷光體可使用於該等光轉換濾波器151及152。
第2A及2B圖係顯示可使用於本發明之實施例中之光轉換濾波器之範例之圖式。第2A圖描繪光轉換濾波器150，其中，磷光體層150b係均勻地施加於透明基板150a(如玻璃、石英、或塑膠)上，而第2B圖描繪可用以作為上述光轉換濾波器之磷光板或磷光體薄膜150’。該磷光體層150b與該磷光板或磷光體薄膜150’可由含磷光體樹脂所形成。該磷光板或磷光體薄膜150’可藉由下列程序製備。舉例而言，磷光體粉末顆粒(powder particle)可散佈於透明樹脂溶劑中，並且接著固化成為平板或薄膜之形式。
根據本發明之實施例，該等光轉換濾波器150及150’可用以作為該光學性質評估設備100之光轉換濾波器151及152。舉例而言，當欲評估之LED晶片50係藍光LED晶 片時，該等光轉換濾波器150及150’中所使用之磷光體可為黃色磷光體，該黃色磷光體可將藍光轉換成為黃光。再者，當該LED晶片50係藍光LED晶片時，可於該等光轉換濾波器150及150’中採用紅色磷光體與綠色磷光體之混合物。再者，當該LED晶片50係紫外光LED晶片時，可於該等光轉換濾波器150及150’中採用紅色磷光體、綠色磷光體、及藍色磷光體之混合物。該等光轉換濾波器中所採用之磷光體可包含各種磷光體，如以石榴石(garnet)為基礎的磷光體、以矽酸鹽(silicate)為基礎的磷光體、以氮化物(nitride)為基礎的磷光體、以硫化物(sulfide)為基礎的磷光體、以鹵素化合物(halogen compound)為基礎的磷光體、以鋁酸鹽(aluminate)為基礎的磷光體、及以氧化物(oxide)為基礎的磷光體。此外，可於該等光轉換濾波器中採用能夠實現白色光的各種形狀、結合、及成分之磷光體。
第3圖係根據本發明之另一實施例用於評估LED晶片之光學性質之設備之示意圖。根據本發明之實施例之光學性質評估設備100’包含光轉換濾波器153，該光轉換濾波器153係裝設為鄰近該LED晶片50之光發射表面。該光轉換濾波器153轉換發射自該LED晶片50之光之波長。參照第3圖，當積分球110係用以集中光時，該光轉換濾波器153可裝設於該積分球110之入射開口(entrance opening)，發射自該LED晶片50之光係透過該入射開口經接收進入該積分球110。因此，發射透過該光轉換濾波器153之白色光係由該積分球110所集中，並且進入光學性 質測量單元(包含光電二極體感測器130及光譜儀140)之光接收區域，以測量該白色光之光學性質。其他組件、功能及效果係相同於上述實施例之組件、功能及效果。
第4圖顯示根據本發明之另一實施例用於評估LED晶片之光學性質之設備200之圖式。於上述實施例中，該積分球110係用以作為光集中單元(light concentration unit)，用於將發射自該LED晶片50或該光轉換濾波器之光導引至該等光學性質測量單元之光接收區域(參照第1圖及第3圖)。然而，於本實施例中，係採用桶形光集中器(barrel-type light concentrator)111而非採用該積分球。該發射自該LED晶片50(例如：藍光或紫外光)之光係由裝設於該桶形集中器111中之光轉換濾波器154進行轉換。接下來，白色光係發射自該光轉換濾波器154，並且進入光學性質測量單元(包含光電二極體感測器130及光譜儀140)之光接收區域。可藉由該等光學性質測量單元測量該白色光之發光強度、光譜、波長、及色度。
該光轉換濾波器154可裝設於各種不同的位置。舉例而言，該光轉換濾波器154可裝設於該桶形光集中器111內部的中央部份(central portion)B或者該桶形光集中器111之入口部份(entrance portion)A。再者，該光轉換濾波器154可裝設於該桶形光集中器111之出口部份(exit portion)C或者該光學性質測量單元之光接收區域D。該光轉換濾波器154的其他組件及功能係相同於上述實施例之其他組件及功能。
第5圖顯示根據本發明之另一實施例用於評估LED晶片之光學性質之設備300之圖式。參照第5圖，根據本發明實施例之光學性質評估設備300包含替代該積分球或該桶形光集中器作為光集中單元之桿形光集中器112，用於將發射自該LED晶片50或光轉換濾波器之光導引進入光學性質測量單元之光接收區域。該桿形光集中器112具有狹窄內部空間。發射自該LED晶片50之光係經該光轉換濾波器所轉換。接下來，白色光係發射自該光轉換濾波器155，並且藉由包含光電二極體感測器130及光譜儀140之光學性質測量單元測量該白色光之光學性質(如色度)。該光轉換濾波器155可裝設於該桿形光集中器112內部的各個位置A’、B’、及C’。
根據本發明實施例之各種光學性質評估設備100、100’、200、及300可用以於白光色度區域(white chromaticity region)中測量發射自LED晶片之光之光學性質。該白色光之經測量之光學性質可與已藉由施加含磷光體樹脂至該LED晶片所製造的白光LED裝置之光學性質進行比較。透過比較，能夠建立或設定於該晶片探測操作中所得到的白色光的光學性質與該白光LED裝置的光學性質之間的相關性。該經建立的相關性可用於計算欲施加至該LED晶片50以製造介於欲達到之目標色度範圍內之白光LED裝置之含磷光體樹脂之混合比例。
第6圖係顯示評估已藉由塗佈含磷光體樹脂至該LED晶片50所製造之白光LED裝置70之光學性質之程序之圖 式。該藉由下列程序製造該白光LED裝置70。首先，該LED晶片50(例如：藍光晶片)係接置於封裝件本體55上，並且實施用於電性連接之導線接合(wire bonding)。接下來，含磷光體樹脂(例如：黃色含磷光體樹脂)係塗佈於該LED晶片50周圍並且經固化。在製造該白光LED裝置70之前，該LED晶片50之光學性質(如色度)係由上述光學性質評估設備100、100’、200’、或300所測量。可藉由白光LED的典型光學性質測量設備測量發射自經製造之白光LED裝置70之白色光之光學性質。發射自該白光LED裝置之白色光係透過該光學性質測量設備之光接收單元210與光纖電纜220傳送至測量單元(未顯示)。該白色光之光學性質(如發光強度及色度)可由該測量單元所測量。
參照第6圖，在製造該白光LED裝置之前，發射自經製造之白光LED裝置之白色光之光學性質可與由該光學性質評估設備100、100’、200’、或300所測量之白色光(發射自該光轉換濾波器者)之光學性質進行比較。接下來，能夠於該等光學性質之間建立相關性。
第7A及7B圖顯示於該晶片探測操作中自光轉換濾波器151、152、153、154、或155所得到之白色光之光譜與色度。第8A及8B圖顯示發射自藉由施加含磷光體樹脂至該LED晶片所製造之白光LED裝置之白色光之光譜與色度，該白色光具有第7圖之性質。該白光LED裝置內之含磷光體樹脂係以眾所周知的混合比例製備。足夠數量的LED晶片取樣及眾所周知的混合比例可用以比較並分析第 7B圖之色度以及第8圖之色度。接下來，能夠針對各種混合比例來建立與設定自該光轉換濾波器所得到的白色光之色度與自該白光LED裝置所得到的白色光的色度之間的相關性。於第7B及8B圖中，根據色度可將等級分類為數個區域。基於該等級分類，能夠於發射自該光轉換濾波器的白色光的色度等級與發射自該白光LED裝置的白色光的色度等級之間建立相關性。
第9圖係說明根據本發明之另一實施例用於評估LED晶片光學性質之方法之流程圖。根據本發明之上述實施例，可利用該等光學性質評估設備100、100’、200’、及300來實施該光學性質評估方法。
參照第9圖，藉由該光轉換濾波器151、152、153、154、或155轉換發射自該欲評估之LED晶片之光，並且自該光轉換濾波器發射白色光(S11)。自該光轉換濾波器所發射之白色光進入該光學性質測量單元(包含光電二極體感測器及光譜儀)之光接收區域，且該白色光之光學性質(如波長、發光強度、色度)係經測量(S12)。
在藉由該光轉換濾波器轉換該發射自該LED晶片之單色光之前，該單色光可透過該光集中單元(如該積分球、該桶形光集中器、或該桿形光集中器)經導引進入該光學性質測量單元之光接收區域(參照第1圖)。又或者，可藉由該光轉換濾波器轉換發射自該LED晶片之單色光，而發射自該光轉換濾波器之白色光可透過該光集中單元(如該積分球、該桶形光集中器、或該桿形光集中器，參照第3圖) 經導引進入該光學性質測量單元之光接收區域。
於該光學性質測量操作S12中，可透過該光電二極體感測器測量發射自該光轉換濾波器之白色光之光量，並且透過該光譜儀測量該白色光之光譜。再者，於該光學性質測量操作S12中，可測量發射自該光轉換濾波器之白色光之色度。
上述光學性質評估方法可用以在高產品良率及高生產效率的情況下製造白光LED裝置。更具體而言，上述光學性質評估設備或方法可用於在高良率的情況下製造滿足欲達到之目標色度之白光LED裝置。
第10圖係說明根據本發明之另一實施例用於製造白光LED裝置之方法之流程圖。參照第10圖，製備有LED晶片(S101)。該LED晶片可為藍光LED晶片或紫外光LED晶片。再者，依據上述光學性質評估方法測量該LED晶片之光學性質(參照第9圖)(S102)。於該光學性質測量操作S102中，係藉由光轉換濾波器轉換發射自該LED晶片之光。接下來，自該光轉換濾波器發射白色光，並且測量該白色光之光學性質(如色度等)。
隨後，基於之上述該等光學性質間之相關性(亦即，自該光轉換濾波器所發射的白色光的光學性質與自該白光LED裝置所發射的白色光的光學性質之間的預置相關性)，於操作S102中，自經測量之光學性質計算所欲施加用以製造該白光LED裝置之含磷光體樹脂之混合比例(S103)。於此情況下，該等色度之間(該等光學性質之間的相關性之間) 的相關性可用以計算該含磷光體樹脂之混合比例。也就是說，基於自該光轉換濾波器所發射的白色光的色度與該白光LED的色度之間的預置相關性，可依據於操作S102中測量得到之(發射自該光轉換濾波器的)白色光之色度計算該含磷光體樹脂之混合比例。
接下來，可於該LED晶片周圍塗佈有以經計算之混合比例所製備之含磷光體樹脂，以製造該白光LED裝置(S104)。在塗佈含磷光體樹脂之前，如同製造典型白光LED裝置之程序，可實施晶片接合操作及導線接合操作。上述用於製造白光LED裝置之方法可額外包含對該等LED晶片進行等級分類，以製造複數個LED裝置。第11圖係顯示根據本發明之另一實施例用於製造白光LED裝置之方法之流程圖，其中，考量用於對該等LED晶片進行等級分類之程序。該等LED晶片之等級可根據自該光轉換濾波器所發射之白色光之光學性質進行分類，而不是根據自該LED晶片所發射之單色光之光學性質進行分類。
參照第11圖，製備有複數個LED晶片(S201)。接下來，藉由上述光學性質評估方法測量由該等LED晶片與該光轉換濾波器所得到之白色光之光學性質(S202)。根據該白色光之經測量之光學性質，該複數個LED晶片係經分類為複數個等級(S203)。舉例而言，可根據發射自該光轉換濾波器之白色光之色度對該等LED晶片進行等級分類。
基於上述該等光學性質之間的預置相關性，計算得到對應經分類為相同等級之LED晶片的含磷光體樹脂之混合 比例(S204)。舉例而言，基於(自該光轉換濾波器所發射的白色光的色度)與(自該白光LED裝置所發射的白色光的色度)之間的預置相關性，可根據該等LED晶片之等級計算得到含磷光體樹脂之混合比例。利用根據該等級所計算得到之混合比例所製備之含磷光體樹脂係塗佈至該LED晶片周圍。也就是說，利用經計算之混合比例所製備之含磷光體樹脂係塗佈至經分類為相同等級之LED晶片，以製造該等白光LED裝置(S205)。
當採用上述製造方法時，可對該等LED晶片之光學性質等級進行更準確的分類，並且更精確地計算實現欲達到之目標色度所需之含磷光體樹脂之混合比例。因此，能夠增加達到欲達到之目標色度內之白光LED裝置之產品良率，並且改善白光LED裝置之生產效率。
於上述實施例中，已描述自該等光轉換濾波器150、150’、151、152、153、154、及155發射白色光。再者，已描述用於製造該白光LED裝置之方法，該白光LED裝置係藉由混合該LED晶片所發射之單色光與發射自磷光體之光來發射白色光。然而，本發明之實施例並不限定於此類情形。也就是說，本發明之實施例亦可應用於除了白色光以外特定顏色的光係發射自該等光轉換濾波器150、150’、151、152、153、154、及155的情形。舉例而言，該光轉換濾波器可用以將發射自紅光LED晶片之紅光轉換成為不同波長的光，且最終該經轉換之光與該紅光可經混合以發射紫色光，作為經混合的光。可測量該光轉換濾波器所發 射之特定顏色的光之色度及/或光量，以評估使用於除了該白光LED裝置以外的特定顏色LED裝置中之LED晶片之光學性質。因此，可對該等LED晶片進行等級分類，如此一來，能夠降低特定顏色LED裝置之色度分佈。
根據上述實施例，當LED晶片之光學性質經測量時，該光轉換濾波器係用以測量特定顏色的光(如白色光)。因此，該LED晶片的光學性質與包含該LED晶片的特定顏色LED裝置的光學性質之間的相關性變得更加清楚。該相關性可用以更精確地計算用於實現欲達到之目標色度所需之含磷光體樹脂之混合比例。因此，可增加發射特定顏色的光(如白色光)之LED裝置之色度分佈，並且可增加該等LED裝置之產品良率及生產效率。再者，於該光學性質評估操作中，特定顏色的光(如白色光)係經實現，以分類該等LED晶片。因此，當製造有特定顏色LED裝置時，能夠更精確地預測該等特定顏色LED裝置之速度與亮度(brightness)，以分類該等LED晶片。
第12圖係根據本發明之另一實施例用於評估LED晶片之光學性質之設備之示意圖。於評估發射自裸露LED封裝件50之光之期間，該光學性質評估設備100透過光轉換濾波器151發射白色光，並且測量該發射之白色光之色度。該裸露LED封裝件50提及一種封裝件，其中，LED晶片10係晶粒接合至封裝件本體20，並且(倘若必要的話)透過導線接合連接至該封裝件本體20之引線框架(未顯示)。在塗佈含磷光體樹脂(例如：具有磷光體散佈於其中 之密封劑)之前，該裸露LED封裝件50相當於中間產物。該封裝件本體20可包含反射杯(reflecting cup)，該反射杯中接置有該LED晶片10。透過光轉換濾波器151所得到之白色光之色度可與已藉由塗佈含磷光體樹脂所製造之白光LED裝置之色度具有明確的相關性。基於該相關性，可自透過該光轉換濾波器151所得到之白色光之色度計算得到用於實現該白光LED裝置欲達到之目標色度所需之含磷光體樹脂之適當混合比例。
根據本發明之實施例之光學性質評估設備100透過該光轉換濾波器評估於該封裝件本體20上接置有LED晶片50之裸露封裝件之光學形性質，不同於現有的LED晶片探測設備係評估LED晶片之光學性質。由於該裸露封裝件之光學性質之評估結果係用以計算當製造該白光LED裝置時欲塗佈之含磷光體樹脂之適當混合比例，能夠降低由此類因素(如該封裝件內LED晶片之位置及該引線框架之形狀)所造成的白光色度分佈。
參照第12圖，根據本發明實施例之光學性質評估設備100包含光轉換濾波器151，該光轉換濾波器151將發射自該裸露LED封裝件50(例如：藍光或紫外光)之光轉換成為不同波長的光，並且發射白色光。透過該光轉換濾波器151所發射之白色光係由光學性質測量單元140所接收，以測量該白色光之光學性質(如色度)。該光學性質測量單元140可包含光譜儀141及計算單元142。該光譜儀141測量發射自該光轉換濾波器151之白色光之光譜，而 該計算單元142(如電腦)則利用自該光譜儀141所得到之光譜資訊計算色度。
參照第12圖，該裸露LED封裝件50自電壓施加單元100(如驅動電路板)接收驅動電壓，並且發射例如藍光或紫外光。該裸露LED封裝件50所發射之光進入桶形光集中器110。藉由該光集中器110之內壁(inner wall)可反射至少一些進入該光集中器110之光，並且藉由裝設於該光集中器110內部之光轉換濾波器151將其轉換成為不同波長的光。接下來，白色光係發射自該光轉換濾波器151，以透過光接收區域進入該光學性質測量單元140。該光學性質測量單元140測量該白色光之色度。根據本發明之實施例，該光轉換濾波器151係使用於對於該裸露LED封裝件之光學性質評估操作中，以測量經轉換自單色光或非白色光(non-white light)之白色光之色度。因此，能夠得到該白色光之色度，該色度係由該裸露封裝件塗佈磷光體之前的光學性質所決定。
透過該光轉換濾波器151所得到之白色光與已藉由塗佈磷光體所製造之白光LED裝置之色度具有明確的相關性。基於透過該光轉換濾波器151自該裸露LED封裝件50得到的白色光的色度與藉由塗佈磷光體至該裸露封裝件50所製造的白光LED裝置70(參照第17圖)的色度之間的相關性，可利用由上述光學性質評估設備100所測量得到之白色光之色度(透過該光轉換濾波器得到)來計算用於得到該白光LED裝置欲達到之目標色度所需之含磷光體樹脂 之混合比例。該混合比例可包含磷光體與透明樹脂之比例及兩種或多種不同磷光體之比例。當採用上述該等色度之間的相關性時，能夠更精確地計算出該裸露LED封裝件50中含磷光體樹脂之混合比例。因此，能夠顯著地改善該白光LED裝置之產品良率及生產效率。再者，由於該欲評估之裸露LED封裝件50已經具有接置於該封裝件本體2上之LED晶片10，故無須將該LED晶片10之接置位置與該引線框架之形狀視為對該白光LED裝置之色度具有影響之因素。於採用現有晶片探測器之LED晶片評估操作中，儘管該等LED晶片係經評估為具有相同光學性質，但由於如引線框架之形狀及該等LED晶片之接置位置等因素造成最終的白光LED裝置之色度可能發生明顯的偏離(deviation)。
根據塗佈於該LED晶片周圍之含磷光體樹脂之混合比例(例如：磷光體與透明樹脂之比例或者兩種或多種不同類型磷光體之比例)，該白光LED裝置之色度可能有所不同或者可決定該白光LED裝置之色度。因此，含磷光體樹脂之混合比例可作為實現欲達到之目標白光色度之重要因素。如上所述，可基於由上述光學性質評估設備所測量得到之白色光之色度以及於該白光LED裝置100中測量得到之色度來計算用於計算該白光LED裝置欲達到之目標白光色度所需之含磷光體樹脂之混合比例的相關性。
舉例而言，上述光學性質評估設備100可用以測量透過該光轉換濾波器自足夠數量之裸露LED封裝件取樣得到之白色光之色度以及利用該等裸露LED封裝件取樣與含磷 光體樹脂之各種混合比例所製造之白光LED裝置所發射之白色光之色度。接下來，可比較兩種白色光之色度，以設定該等色度之間的相關性。該相關性以這樣的方式設定，亦即，該光轉換濾波器所發射的白色光的色度與該白光LED裝置所發射的白色光的色度之間的相關性可用以計算或預測用於在裸露LED封裝件評估操作得到欲達到之目標白光色度所需之磷光體與透明樹脂之混合比例以及與兩種或多種不同磷光體之混合比例。
當該光轉換濾波器151用於將發射自該裸露LED封裝件50之光轉換成為白色光時，可採用能夠將短波長光轉換成為長波長光之任意材料。更具體而言，可於該光轉換濾波器151中採用磷光體材料，該磷光體材料能夠將發射自該裸露LED封裝件50之單色光(如藍光或紫外光)轉換成為不同波長的光，以發射白色光。
該光轉換濾波器151可裝設於該桶形光集中器110內部任何位置。第12圖描繪該光轉換濾波器151裝置於該光集中器110之中央部份A中的狀態。然而，該光轉換濾波器151可裝設於該光集中器110之入口(entrance)B或於該光集中器110之出口(exit)C，亦即，裝設於該光學性質測量單元140之光接收區域C附近。
第13A及13B係顯示可使用於本發明這個實施例中之光轉換濾波器之範例之圖式。參照第13A圖，光轉換濾波器150可包含透明基板150a(如玻璃、石英、或塑膠)以及均勻地施加於該透明基板150a上之磷光體層150b。參照 第13B圖，磷光板或磷光體薄膜150’可用以作為上述的光轉換濾波器。該磷光體層150b或該磷光板或磷光體薄膜150’可由含磷光體樹脂所形成。該磷光板或磷光體薄膜150’可藉由下列程序進行製備。舉例而言，磷光體粉末顆粒可散佈於透明樹脂溶劑中，並且接著固化成為平板或薄膜之形式。
該等光轉換濾波器150及150’可用以作為本發明實施例之光學性質評估設備100之光轉換濾波器151。舉例而言，當接置於該裸露LED封裝件50中欲評估之LED晶片10係藍光LED晶片時，該等光轉換濾波器150及150’中所採用之磷光體可為黃色磷光體，可將藍光轉換為黃光。再者，當該裸露LED封裝件50內部之LED晶片10係藍光LED晶片時，可於該等光轉換濾波器150及150’中採用紅色磷光體與綠色磷光體之混合物。當該裸露LED封裝件50內部之LED晶片10係紫外光LED晶片時，可於該等光轉換濾波器150及150’中採用紅色磷光體、綠色磷光體、及藍色磷光體之混合物。該等光轉換濾波器中所採用之磷光體可包含各種磷光體，如以石榴石為基礎的磷光體、以矽酸鹽為基礎的磷光體、以氮化物為基礎的磷光體、以硫化物為基礎的磷光體、以鹵素化合物為基礎的磷光體、以鋁酸鹽為基礎的磷光體、及以氧化物為基礎的磷光體。此外，能夠實現白色光的各種形狀、結合、及成分之磷光體亦可用以作為光轉換濾波器。
第14圖係根據本發明之另一實施例用於評估LED晶 片之光學性質之設備之示意圖。依據本發明之實施例之光學性質評估設備包含作為光集中器之積分球111，替代上述的桶形光集中器12(參照第12圖)，該積分球111將發射自裸露LED封裝件50之光或者發射自光轉換濾波器之白色光導引至光學性質測量單元140之光接收區域。該積分球111包含內壁，該內壁具有能夠反射光之反射表面。該積分球111具有出口，該出口係用於將光傳送至該光學性質測量單元140的光接收區域。
參照第14圖，發射自該裸露LED封裝件50之光(例如：藍光或紫外光)係由該積分球111所反射，並且集中於該光學性質測量單元140之光接收區域。該光轉換濾波器151係安裝於該光學性質測量單元140之光接收區域附近。該光轉換濾波器151將集中於該光接收區域上之光轉換成為不同波長的光，以發射白色光。透過該光轉換濾波器151所得到之白色光透過該光纖電纜進入該光學性質測量單元140之光譜儀，而透過該光轉換濾波器151所得到之白色光之色度係經測量得到。該光轉換濾波器151的其他組件(如電壓施加單元115)及功能係相同於上述實施例之其他組件及功能(參照第12圖)。
第15圖係根據本發明之另一實施例用於評估LED晶片之光學性質之設備之示意圖。於本實施例中，該積分球111係用以將光集中於該光學性質測量單元140之光接收區域上，如第14圖之實施例所示。然而，於本實施例中，將該裸露封裝件50所發射之光之波長進行轉換的光轉換 濾波器151係裝設為鄰近該裸露LED封裝件50之光發射表面。參照第15圖，該光轉換濾波器151可裝設於該積分球111之入射開口，用於將該裸露LED封裝件50所發射之光引進入該積分球111。因此，透過該光轉換濾波器151所發射之白色光係由該積分球111所集中，並且進入該光學性質測量單元之光接收區域，以測量該白色光之色度。該光轉換濾波器151的其他組件及功能係相同於上述實施例之其他組件及功能。
第16圖係顯示根據本發明之另一實施例用於評估LED晶片之光學性質之設備之圖式。參照第16圖，根據本發明實施例之光學性質評估設備包含作為光集中單元之桿形光集中器112，替代該積分球或該桶形光集中器，該桿形光集中器112具有狹窄內部空間，用於將發射自該裸露LED封裝件50之光或者發射自該光轉換濾波器151之光導引進入該光學性質測量單元140之光接收區域。該發射自該裸露LED封裝件50之光係由該光轉換濾波器151進行轉換，並且自該光轉換濾波器151發射白色光。該光學性質測量單元140測量該白色光之色度。該光轉換濾波器151可裝設於該桿形光集中器112內部各個位置。
根據本發明上述實施例之光學性質評估設備100、200、200’、及300可用以測量該白光色度區域中該裸露LED封裝件之色度。可比較該經測量之白光色度與已藉由塗佈含磷光體樹脂至該裸露LED封裝件50內部之LED晶片10所製造之白光LED裝置之色度。透過比較，能夠建立或設定 透過該光轉換濾波器於評估該裸露LED封裝件之光學性質之操作中所得到的白色光的色度與實際上已藉由將含磷光體樹脂塗佈至接置於該裸露LED封裝件50上的LED晶片10所製造的白光LED裝置的色度之間的相關性。該經建立之相關性可用於計算欲施加至接置於該裸露LED封裝件50上的LED晶片10之含磷光體樹脂之混合比例，以製造介於欲達到之目標色度範圍內之白光LED裝置。
第17圖係顯示評估實際上已藉由塗佈含磷光體樹脂至該LED晶片10所製造之白光LED裝置70之光學性質之程序之圖式。該白光LED裝置70可藉由下列程序進行製造。首先，該LED晶片10(例如：藍光LED晶片)係晶粒接合至封裝件本體20，並且實施有導線接合，以製造裸露LED封裝件。接下來，於該LED晶片周圍10塗佈有含磷光體樹脂30(例如：黃色含磷光體樹脂)，並且接著固化該含磷光體樹脂30。於此情況下，該含磷光體樹脂30可塗佈至該封裝件本體20之反射杯，以密封該LED晶片10。在塗佈含磷光體樹脂之前，係藉由上述光學性質評估設備100、100’、200’、或300測量該裸露LED封裝件之色度。可藉由用於白光LED裝置之典型光學性質測量設備來測量經製造之白光LED裝置70所發射之白色光之色度。該發射自該白光LED裝置70之白色光可透過該光學性質測量設備之光接收單元210與光纖電纜220傳送至測量單元(未顯示)，以測量該白色光之色度。該白光LED裝置70之白色光之色度。可比較已塗佈有含磷光體樹脂之白光LED裝置70之白 色光之色度與由該等光學性質評估設備100、100’、200’、或300所測量得到(發射自該光轉換濾波器)之白色光之色度，以設定該等色度之間的修正資料(correction data)。
第18A及18B圖顯示在對於該裸露LED封裝件之光學性質評估操作中自該光轉換濾波器151所得到之白色光之光譜與色度。該色度係以CIE 1931色度系統表示。第19A及19B圖顯示藉由施加含磷光體樹脂至接置於該裸露LED封裝件上之LED晶片所製造之白光LED裝置所發射之白色光之光譜與色度，該裸露LED封裝件具有如第18A及18B圖所示之性質。該白光LED裝置內之含磷光體樹脂係以眾所周知的混合比例進行製備。足夠數量的LED晶片取樣及眾所周知的混合比例可用以比較與分析透過該光轉換濾波器所得到之白色光之色度以及該白光LED裝置之色度。接下來，能夠針對各種混合比例來建立與設定自該光轉換濾波器於該晶片探測操作中所得到的白色光之色度與自該白光LED裝置所得到的白色光的色度之間的相關性。於第18B及19B圖中，可根據色度將等級分類為數個區域。基於該等級分類，能夠建立發射自該光轉換濾波器的白色光的色度等級與發射自該白光LED裝置的白色光的色度等級之間的相關性。此時，對應各個等級之適量色度之平均值或中位數皆可設定為該等級之代表數值。
第20圖係說明根據本發明之另一實施例用於評估LED晶片之光學性質之方法之流程圖。可利用根據本發明上述實施例之光學性質評估設備100、100’、200’、及300實施 該光學性質評估方法。
參照第20圖，發射自欲評估的裸露LED封裝件50之光係由該光轉換濾波器151進行轉換，並且自該光轉換濾波器151發射白色光(S11)。該發射自該光轉換濾波器151之白色光進入該光學性質測量單元140之光接收區域，以測量該白色光之色度(S12)。透過該光集中器(如該積分球、該桶形光集中器、或該桿形光集中器)，可將發射自該裸露LED封裝件50之光或者發射自該光轉換濾波器151之白色光導引至該光學性質測量單元140之光接收區域。
上述的光學性質評估方法可經採用，以高產品良率及生產效率製造白光LED裝置。更具體而言，該光學性質評估方法可用於以高良率製造滿足欲達到之目標色度之白光LED裝置。
第21圖係說明根據本發明之另一實施例用於評估LED晶片之光學性質之方法之流程圖。可利用根據本發明上述實施例之光學性質評估設備100、100’、200’、及300實施該光學性質評估方法，除了該光轉換濾波器151以外。
參照第21圖，當驅動電壓施加至欲評估的裸露LED封裝件50時，該裸露LED封裝件50發射光，例如：藍光或紫外光(S21)。該裸露LED封裝件50所發射的光(非白色光)係經接收，以測量該光之色度(S22)。於色度測量期間，上述桶形或桿形光集中器或該積分球可用以將光集中於該光學性質測量單元140之光接收區域上。於本實施例中，儘管發射自該裸露LED封裝件50之光之色度係於缺少光轉 換濾波器的條件下所測量得到，但是該裸露LED封裝件經測量之色度並非總是與缺少該裸露封裝件之LED晶片所發射的光之色度完全相同。利用晶片探測器所測量得到之LED晶片之色度並非藉由反射封裝件元件(如封裝件本體、引線框架、及接合導線(bonding wire))所得到之色度，但是於第21圖之實施例中所得到裸露LED封裝件之色度可為藉由反射除了含磷光體樹脂以外之至少一些該封裝件元件所得到之色度。舉例而言，當該裸露LED封裝件50包含封裝件本體、引線框架、及接合導線時，藉由反射由除了該含磷光體樹脂以外之封裝件元件所造成的影響可得到裸露LED封裝件之色度。再者，當如同於覆晶接合(flip-chip bonding)操作中忽略該接合導線時或者在形成該接合導線之前，藉由反射由該封裝件本體與該引線框架所造成的影響可得到裸露LED封裝件之色度。
雖然複數個白光LED裝置係藉由將以相同混合比例製備之含磷光體樹脂施加至複數個具有相同色度之LED晶片所製造，但是由於該等封裝件元件間的偏離，可能造成該複數個白光LED裝置具有顯著的色度分佈。然而，根據第21圖之方法所測量得到之裸露LED封裝件之色度係藉由反射由除了含磷光體樹脂以外之封裝件元件(如封裝件本體、引線框架、及接合導線)所造成的影響而得到。因此，藉由將以相同混合比例製備之含磷光體樹脂施加至多個具有相同色度之裸露LED封裝件所製造之白光LED裝置可能顯現出降低的色度分佈。
第20及21圖之光學性質評估方法不僅可使用於製造白光LED裝置之方法中，亦可使用於分析及研究該等白光LED裝置之色度分佈之原因。舉例而言，可比較於操作S12或S22中所測量得到之色度以及經製造之白光LED裝置之色度，或者可比較該LED晶片與該白光LED裝置之波長、輸出、發光強度(luminance)，以分析該色度分佈之原因。
第22圖係說明根據本發明之另一實施例用於製造白光LED裝置之方法之流程圖。參照第22圖，製備有裸露LED封裝件(S101)。該裸露LED封裝件可包含藍光LED晶片或紫外光LED晶片。接下來，依據該光學性質評估方法利用該光轉換濾波器(參照第20圖)測量白色光之色度(S102)。於該色度測量操作S102中，測量得到藉由透過該光轉換濾波轉換發射自該裸露LED封裝件之光所得到之白色光之色度。
接下來，上述該等色度之間的相關性(亦即，自該光轉換濾波器所發射的白色光的色度與自該白光LED裝置所發射的白色光的色度)之間的預置相關性係用以自於操作S102中測量得到之色度計算欲施加至該裸露LED封裝件以實現欲達到之目標色度所需之含磷光體樹脂之混合比例(S103)。隨後，將以經計算之混合比例所製備之含磷光體樹脂塗佈於該裸露LED封裝件之LED晶片周圍，以製造白光LED裝置(S104)。當採用上述製造白光LED裝置之方法時，能夠更加精確地計算實現欲達到之目標色度所需之含磷光體樹脂之混合比例。因此，滿足欲達到之目標色度之 白光LED裝置之產品良率得以增加，且其生產效率得到改善。
第23圖係說明根據本發明之另一實施例用於製造白光LED裝置之方法之流程圖。於本實施例中，測量得到自裸露LED封裝件所發射之光之色度且未使用光轉換濾波器，並且根據該經測量之色度計算含磷光體樹脂之混合比例。
參照第23圖，製備有裸露LED封裝件(S201)。接下來，依據第21圖之方法測量得到發射自該裸露LED封裝件之光之色度(S202)。如上所述，該裸露LED封裝件之色度可視為藉由反射封裝件元件(如封裝件本體、引線框架、及接合導線)之影響所得到之色度。
隨後，基於該裸露LED封裝件的色度(非白色光)與藉由塗佈含磷光體樹脂至該裸露LED封裝件所製造的白光LED裝置的色度(白色光)之間的相關性，自於操作S202中測量得到之裸露LED封裝件之色度計算得到實現欲達到之目標色度所需之含磷光體樹脂之混合比例(S203)。接下來，以經計算之混合比例所製備之含磷光體樹脂係塗佈於該裸露LED封裝件之LED晶片周圍，以製造白光LED裝置(S204)。當採用製造白光LED裝置之方法時，能夠降低由此類因素(如該LED晶片之光學性質、引線框架之形狀、及該等LED晶片之位置)所造成之白光LED裝置之色度分佈。因此，能夠改善滿足欲達到之目標色度之白光LED裝置之產品良率與生產效率。
於上述實施例中，以描述白色光係發射自該光轉換濾波器150、150’、或151。再者，已經描述製造藉由混合自該LED晶片發射之單色光與自該磷光體發射之光而發射白色光之白光LED裝置之方法。然而，本發明之實施例不僅僅限定於白色光係由該光轉換濾波器所發射或者製造有白光LED裝置的情況。本發明之實施例可應用於製造有非白光LED裝置或者測量得到欲施加至該非白光LED裝置之裸露LED封裝件之光學性質的情況下。
舉例而言，光轉換濾波器可用以將發射自裸露LED封裝件(具有紅光LED晶片接置於其上)之紅光轉換成為不同波長的光，且最終該經轉換之光與該紅光可經混合以發射紫色光，作為經混合的光。當測量得到除了發射自該光轉換濾波器之白色光以外的特定顏色的光之色度時，可評估該特定顏色LED裝置中所使用的LED晶片之光學性質。因此，能夠降低特定顏色LED裝置之色度分佈。
於本發明之上述實施例中，可依據該欲達到之目標色度對特定顏色LED裝置(如藉由塗佈含磷光體樹脂至該裸露LED封裝件所製造之白光LED裝置)之色度進行最佳化。再者，由於該等色度之間的相關性可用以精確地計算實現該欲達到之目標色度所需之含磷光體樹脂之混合比例，故可省略先前實施於個別LED取樣之塗佈程序。因此，降低最終特定顏色LED裝置之色度分佈，並且增進該特定顏色LED裝置之產品良率與生產效率。再者，該光學性質評估設備與方法可用以有效地分析該特定顏色LED裝置之色度 分佈之原因。
儘管已結合示範實施例顯示並描述本發明，但是於所屬技術領域中具有通常知識者將清楚了解到本發明可作出各種修改與變異，而不背離本發明隨附申請專利範圍所定義之精神與範疇。
10‧‧‧LED晶片
20、55‧‧‧封裝件本體
50‧‧‧裸露LED封裝件
70‧‧‧白光LED裝置
100、100’‧‧‧光學性質評估設備
105‧‧‧探針
110‧‧‧積分球
111‧‧‧桶形光集中器
112‧‧‧桿形光集中器
115‧‧‧探測
120、121、220‧‧‧光纖電纜
130‧‧‧光電二極體感測器
140、141‧‧‧光譜儀
142‧‧‧計算單元
150、151、152、153、154、155‧‧‧光轉換濾波器
150’‧‧‧磷光板/磷光體薄膜
150a‧‧‧透明基板
150b‧‧‧磷光體層
200、200’、300‧‧‧光學性質評估設備
210‧‧‧光接收單元
A‧‧‧入口部份/中央部份
A’、B’、C’‧‧‧位置
B‧‧‧中央部份/入口
C‧‧‧出口部份/出口
D‧‧‧光接收區
藉由詳細說明書內容配合附加圖式，將能夠更清楚地了解本發明之上述與其他態樣、特徵及其他優點，其中：第1圖係根據本發明之實施例用於評估LED晶片之光學性質之設備之示意圖；第2A及2B圖係顯示可使用於本發明之實施例中之光轉換濾波器之範例之圖式；第3圖係根據本發明另一實施例用於評估LED晶片之光學性質之設備之示意圖；第4圖係根據本發明又另一實施例用於評估LED晶片之光學性質之設備之示意圖；第5圖係顯示根據本發明又另一實施例用於評估LED晶片之光學性質之設備之圖式；第6圖係顯示評估包含LED晶片與磷光體之白光LED裝置之光學性質之程序之圖式；第7A及7B圖顯示自根據本發明之實施例之光轉換濾波器所得到之白色光之光譜與色度；第8A及8B圖顯示發射自白光LED裝置之白色光之光譜與色度； 第9圖係說明根據本發明之另一實施例用於評估LED晶片之光學性質之方法之流程圖；第10圖係說明根據本發明之另一實施例用於製造白光LED裝置之方法之流程圖；第11圖係顯示根據本發明之另一實施例用於製造白光LED裝置之方法之流程圖；第12圖係根據本發明之另一實施例用於評估LED裝置之光學性質之方法之示意圖；第13A及13B圖係顯示可使用於本發明這個實施例中之光轉換濾波器之範例之圖式；第14圖係根據本發明之另一實施例用於評估LED晶片之光學性質之設備之示意圖；第15圖係根據本發明之另一實施例用於評估LED晶片之光學性質之設備之示意圖；第16圖係顯示根據本發明之另一實施例用於評估LED晶片之光學性質之設備之圖式；第17圖係顯示評估包含LED晶片與磷光體之白光LED裝置之光學性質之程序之圖式；第18A及18B圖顯示自根據本發明之實施例之光轉換濾波器所得到之白色光之光譜與色度；第19A及19B圖顯示發射自白光LED裝置之白色光之光譜與色度；第20圖係說明根據本發明之另一實施例用於評估LED晶片之光學性質之方法之流程圖； 第21圖係說明根據本發明之另一實施例用於評估LED晶片之光學性質之方法之流程圖；第22圖係說明根據本發明之另一實施例用於製造白光LED裝置之方法之流程圖；以及第23圖係說明根據本發明之另一實施例用於製造白光LED裝置之方法之流程圖。
50‧‧‧裸露LED封裝件
100‧‧‧光學性質評估設備
105‧‧‧探針
110‧‧‧積分球
115‧‧‧探測卡
120‧‧‧光纖電纜
121‧‧‧光纖電纜
130‧‧‧光電二極體感測器
140‧‧‧光譜儀
151‧‧‧光轉換濾波器
152‧‧‧光轉換濾波器

Claims (25)

  1. 一種光學性質評估設備，包括：光轉換濾波器，係將發射自欲評估之LED晶片或裸露LED封裝件之光轉換成為不同波長的光，並且發射白色光；以及光學性質測量單元，係接收發射自該光轉換濾波器之該白色光，並且測量該經接收的光之色度，以及電壓施加單元，用以施加驅動電壓至該欲評估之LED晶片或裸露LED封裝件，其中該光轉換濾波器係容納於該光學性質評估設備內，且該光轉換濾波器包括磷光體。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光學性質評估設備，其中，該光轉換濾波器包括透明基板以及形成於該透明基板上之磷光體層。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之光學性質評估設備，其中，該光轉換濾波器包括磷光板或磷光體薄膜。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之光學性質評估設備，其中，該光轉換濾波器係裝設於該光學性質測量單元之光接收區域附近，用於發射該白色光。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之光學性質評估設備，其中，該光轉換濾波器係裝設為鄰近該LED晶片或裸露LED封裝件之光發射表面。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之光學性質評估設備，復包 括光集中單元，用以將該發射自該LED晶片或裸露LED封裝件之光或者該發射自該光轉換濾波器之光導引進入該光學性質測量單元之光接收區域。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之光學性質評估設備，其中，該光集中單元包括積分球、桶形光集中器、以及桿形光集中器之其中一者。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之光學性質評估設備，其中，該積分球具有用於接收光之入射開口，而該光轉換濾波器係裝設於該入射開口。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之光學性質評估設備，其中，該積分球具有射出開口，用於將光傳送至該光學性質測量單元之該光接收區域，而該光轉換濾波器係裝設於該射出開口。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之光學性質評估設備，其中，該光學性質測量單元包括光電二極體感測器以及光譜儀，該光電二極體感測器係用於測量發射自該光轉換濾波器之該白色光之光量，而該光譜儀係用於測量發射自該光轉換濾波器之該白色光之光譜。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之光學性質評估設備，其中，該光學性質測量單元包括光譜儀以及計算單元，該光譜儀係用於測量發射自該光轉換濾波器之該白色光之光譜，而該計算單元係用於自由該光譜儀所得到之光譜資訊計算色度。
  12. 一種光學性質評估方法，包括： 透過光轉換濾波器將發射自欲評估之LED晶片或裸露LED封裝件之光轉換成為不同波長的光，並且發射白色光；以及接收發射自該光轉換濾波器之該白色光，並且測量該經接收的光之色度，其中該光轉換濾波器係容納於該光學性質評估設備內，且該光轉換濾波器包括磷光體。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之光學性質評估方法，其中，透過光集中單元將該發射自該LED晶片或裸露LED封裝件之光或者該發射自該光轉換濾波器之光導引進入用於接收該白色光之光接收區域。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之光學性質評估方法，其中，透過積分球、桶形光集中器、以及桿形光集中器之其中一者，將該發射自該LED晶片或裸露LED封裝件之光或者該發射自該光轉換濾波器之光導引進入用於接收該白色光之光接收區域。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之光學性質評估方法，其中，該測量該色度包括測量發射自該光轉換濾波器之該白色光之光量(光量y)及光譜。
  16. 一種製造LED裝置之方法，包括：測量藉由透過光轉換濾波器將發射自LED晶片之光進行轉換所得到之白色光之色度；以及 基於發射自該光轉換濾波器之該白色光之色度與發射特定顏色的光之該LED晶片之色度之間的預置相關性，根據發射自該光轉換濾波器之該白色光之該經測量之色度，計算欲施加至樹脂施加程序之含磷光體樹脂之混合比例，其中該光轉換濾波器係容納於該光學性質評估設備內，且該光轉換濾波器包括磷光體。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之製造LED裝置之方法，復包括於該LED晶片周圍，塗佈以該經計算之混合比例所製備的該含磷光體樹脂。
  18. 一種製造LED裝置之方法，包括：測量藉由透過光轉換濾波器將發射自複數個LED晶片之光進行轉換所得到之白色光之色度；根據發射自該光轉換濾波器之該白色光之該經測量之色度，將該複數個LED晶片分類為複數個等級；以及基於發射自該光轉換濾波器之該白色光之色度與發射特定顏色的光之該LED晶片之色度之間的預置相關性，計算對應經分類為相同等級之該等LED晶片之含磷光體樹脂之混合比例，其中該光轉換濾波器係容納於該光學性質評估設備內，且該光轉換濾波器包括磷光體。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之製造LED裝置之方法，復包括於經分類為相同等級之該等LED晶片周圍，塗佈 以該經計算之混合比例所製備的該含磷光體樹脂。
  20. 一種光學性質評估方法，包括：施加電壓至欲評估之裸露LED封裝件，使得該裸露LED封裝件發射光；藉由光轉換濾波器將欲評估之裸露LED封裝件所發射的光轉換為不同波長的光，並且發射白色光；以及接收該發射自該光轉換濾波器之光，並測量該經接收的光之色度，其中該光轉換濾波器係容納於該光學性質評估設備內，且該光轉換濾波器包括磷光體。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之光學性質評估方法，其中，該發射自該裸露LED封裝件之光係透過光集中單元經導引進入光學性質測量單元之光接收區域。
  22. 一種製造LED裝置之方法，包括：製備裸露LED封裝件；測量藉由透過光轉換濾波器將發射自該裸露LED封裝件之光進行轉換所得到之白色光之色度；以及基於發射自該光轉換濾波器之該白色光之色度與發射特定顏色的光之該LED裝置之色度之間的預置相關性，根據發射自該光轉換濾波器之該白色光之該經測量之色度，計算欲施加至樹脂施加程序之含磷光體樹脂之混合比例，其中該光轉換濾波器係容納於該光學性質評估設備內，且該光轉換濾波器包括磷光體。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之製造LED裝置之方法，復包括於接置於該裸露LED封裝件上之LED晶片周圍，塗佈以該經計算之混合比例所製備的該含磷光體樹脂。
  24. 一種製造LED裝置之方法，包括：測量藉由透過可替換光轉換濾波器將發射自複數個LED晶片之光進行轉換所得到之白色光之色度，其中包括燐光體的該可替換光轉換濾波器與該複數個LED晶片分離配置；根據該白色光之該經測量之色度，將該複數個LED晶片分類為複數個等級；以及基於發射自該光轉換濾波器之該白色光之色度與發射特定顏色的光之該複數個LED晶片之色度之間的預置相關性，根據發射自該光轉換濾波器之該白色光之該經測量之色度，計算欲施加至該樹脂施加程序之含磷光體樹脂之該混合比例。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之製造LED裝置之方法，其中，發射自該複數個LED晶片的光為藍色光。
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