TWI829239B - 發光二極體晶粒的檢測裝置及檢測方法 - Google Patents

Abstract

一種發光二極體晶粒的檢測方法，包括下列步驟。藉由 檢測基板上的導電層使待測發光二極體晶粒的第一電極與第二電極短路，或施加檢測偏壓於待測發光二極體晶粒的第一電極與第二電極之間。以激發光線照射檢測基板上的待測發光二極體晶粒，以使待測發光二極體晶粒發出二次光線。藉由光學感測器在待測發光二極體晶粒的第一電極與第二電極呈現開路、呈現短路及/或承受檢測偏壓的情況下擷取二次光線。藉由計算機接收光學感測器的輸出，並計算出二次光線在光譜上的差異，進而判斷待測發光二極體晶粒是否異常，或對待測發光二極體晶粒進行分級。

Description

發光二極體晶粒的檢測裝置及檢測方法

本發明是有關於一種發光二極體晶粒的檢測裝置及檢測方法，且特別是有關於一種能夠有效率地對發光二極體晶粒進行全面檢測的檢測裝置及檢測方法。

微型發光二極體(Micro LED)或迷你發光二極體(mini LED)具有優異的顯示功能、低耗能與產品生命週期長等優點，被視為下世代的顯示技術。但在產品製造技術開發上，仍有許多挑戰需克服。目前，微型發光二極體(Micro LED)或迷你發光二極體(mini LED)在產品製造生產技術上仍面臨許多困難挑戰，諸如，磊晶、元件製作、巨量轉移(Mass Transfer)、晶粒接合、全彩化、面板缺陷檢修等問題，仍有待克服。以現有的巨量轉移技術為例，若要對一片晶圓上的每一個微型發光二極體(Micro LED)或迷你發光二極體(mini LED)進行光電氣特性檢測，動輒需花費數小時甚至上百小時的檢測時間。顯然，現有的巨量轉移技術缺乏仍有效率的全面性檢測方法。

本發明提供一種發光二極體晶粒的檢測裝置及檢測方法。

本發明提供一種發光二極體晶粒的檢測裝置，適於檢測具有第一電極與第二電極的多個待測發光二極體晶粒，所述發光二極體晶粒的檢測裝置包括檢測基板、光源、光學感測器以及計算機。所述檢測基板具有導電層，其中所述檢測基板藉由所述導電層使所述多個待測發光二極體晶粒的所述第一電極與所述第二電極短路，或所述檢測基板藉由所述導電層施加檢測偏壓於所述多個待測發光二極體晶粒的所述第一電極與所述第二電極之間。所述光源提供激發光線以照射所述多個待測發光二極體晶粒，且所述多個待測發光二極體晶粒被所述激發光線照射後發出二次光線。所述光學感測器在所述多個待測發光二極體晶粒的所述第一電極與所述第二電極呈現開路、呈現短路及/或承受所述檢測偏壓的情況下擷取所述二次光線。所述計算機與所述光學感測器電性連接以接收所述光學感測器的輸出。

本發明另提供一種發光二極體晶粒的檢測方法，其包括下列步驟。藉由檢測基板上的導電層使多個待測發光二極體晶粒的第一電極與第二電極短路，或藉由所述檢測基板地所述導電層施加檢測偏壓於所述多個待測發光二極體晶粒的所述第一電極與所述第二電極之間。以激發光線照射所述多個待測發光二極體晶 粒，以使所述多個待測發光二極體晶粒發出多個二次光線。藉由光學感測器在所述多個待測發光二極體晶粒的所述第一電極與所述第二電極呈現開路、呈現短路及/或承受所述檢測偏壓的情況下擷取所述多個二次光線。藉由計算機接收所述光學感測器的輸出，並計算出所述多個二次光線在光譜上的差異，進而判斷所述多個待測發光二極體晶粒是否異常，或對所述多個待測發光二極體晶粒進行分級。

基於上述，本發明的實施例對待測發光二極體晶粒的電極在呈現開路、呈現短路及/或承受所述檢測偏壓的情況下提供激發光線，在前述的不同情況下擷取發光二極體晶粒所發出的二次光線，並且根據所擷取到的二次光線來判斷發光二極體晶粒是否異常或者進行分級。因此，本發明的實施例能夠有效率地對發光二極體晶粒進行全面性的檢測。

100:發光二極體晶粒

102:第一電極

104:第二電極

106:磊晶層

108A:導電層

108B:導電接墊

200:檢測裝置

210:檢測基板

212:導電層

220:光源

230:光學感測器

240:計算機

250:偏壓施加元件

L1:激發光線

L2:二次光線

I_{1 short}、I_{1 open}、I_{2 short}、I_{2 open}、I_{3 short}、I_{3 open}:光譜

圖1A繪示了發光二極體晶粒的第一電極與第二電極呈現開路的情況下，能帶發生彎曲的示意圖。

圖1B繪示了發光二極體晶粒的第一電極與第二電極呈現短路的情況下，能帶未發生彎曲的示意圖。

圖2繪示了發光二極體晶粒的第一電極與第二電極呈現開路以及呈現短路的情況下，以激發光線照射發光二極體晶粒後所量 測到的二次光線的光譜。

圖3繪示了在發光二極體晶粒的第一電極與第二電極之間施加不同檢測偏壓時，以激發光線照射發光二極體晶粒後所量測到的二次光線的光譜。

圖4A、圖4B、圖5A、圖5B、圖6A與圖6B繪示了依據本發明第一實施例的發光二極體晶粒的檢測裝置的示意圖。

圖7A、圖7B、圖8A與圖8B繪示了依據本發明第二實施例的發光二極體晶粒的檢測裝置的示意圖。

圖9繪示了以不同強度激發光線照射在正常發光二極體晶粒時所量測到的二次光線的光譜。

圖10繪示了以不同強度激發光線照射在漏電流現象嚴重的發光二極體晶粒時所量測到的二次光線的光譜。

圖11繪示了以較弱強度的激發光線照射在漏電流現象輕微的發光二極體晶粒時所量測到的二次光線的光譜。

圖12與圖13分別繪示了以較弱強度的激發光線照射正向電壓(V_f)異常的發光二極體晶粒時所量測到的二次光線的光譜。

圖14繪示了以較弱強度的激發光線照射正向電壓(V_f)異常的發光二極體晶粒時所量測到的二次光線的光譜。

圖1A繪示了發光二極體晶粒的第一電極與第二電極呈現開路的情況下，能帶發生彎曲的示意圖。圖1B繪示了發光二極 體晶粒的第一電極與第二電極呈現短路的情況下，能帶未發生彎曲的示意圖。圖2繪示了發光二極體晶粒的第一電極與第二電極呈現開路以及呈現短路的情況下，以激發光線照射發光二極體晶粒後所量測到的二次光線的光譜。

請參照圖1A，本發明的實施例利用了量子局限斯塔克效應(Quantum Confined Stark Effect，QCSE)使待測發光二極體晶粒100的能帶發生彎曲。在電場的作用下，待測發光二極體晶粒100的量子井中電子和電洞的波函數的空間分佈以及交疊狀況發生改變，進而使得待測發光二極體晶粒100的能帶發生彎曲，造成待測發光二極體晶粒100的發光波長偏移或光強度變化。本發明的實施例將前述之量子局限斯塔克效應(QCSE)應用在發光二極體晶粒100的檢測中，以激發光線L1照射多個待測發光二極體晶粒100，使待測發光二極體晶粒100受到激發光線L1的激發而發出二次光線(圖1A中未繪示)。

請參照圖1A與圖2，當激發光線L1照射待測發光二極體晶粒100而使待測發光二極體晶粒100內產生電子與電洞時，由於待測發光二極體晶粒100的第一電極102以及第二電極104處於開路的狀態，待測發光二極體晶粒100內所產生的電子與電洞會分別累積在靠近第一電極102以及第二電極104處，進而在待測發光二極體晶粒100中形成較強的內電場。當激發光線L1照射在第一電極102與第二電極104呈現開路狀態的待測發光二極體晶粒100時，待測發光二極體晶粒100中所形成的較強內電場 會使待測發光二極體晶粒100所發出的二次光線具有較長的波長以及較大的強度。前述的波長包括二次光線的峰值波長(peak wavelength)或主波長(dominate wavelength)，而前述的強度包括二次光線的峰值波長的強度或二次光線的整體光譜的強度。此處，主波長是指各波長乘以其權重所獲得的權重平均值。

請參照圖1B與圖2，當激發光線L1照射待測發光二極體晶粒100而使待測發光二極體晶粒100內產生電子與電洞時，由於待測發光二極體晶粒100的第一電極102以及第二電極104處於短路的狀態，待測發光二極體晶粒100內所產生的電子與電洞不會累積，而是藉由導通的第一電極102與第二電極104達到電中和，進而在待測發光二極體晶粒100中形成較弱的內電場降低。當激發光線L1照射在第一電極102與第二電極104呈現短路狀態的待測發光二極體晶粒100時，待測發光二極體晶粒100中所形成的較弱內電場或無內電場會使待測發光二極體晶粒100所發出的二次光線具有較短的波長以及較小的強度(相較於當第一電極102以及第二電極104處於開路的狀態)。前述的波長包括二次光線的峰值波長或主波長，而前述的強度包括二次光線的峰值波長的強度或二次光線的整體光譜的強度。

如圖2所示，若待測發光二極體晶粒100為正常狀態，當發光二極體晶粒100中第一電極102與第二電極104處於短路狀態，發光二極體晶粒100經由激發光線L1照射後所發出的二次光線會具有較短的波長以及較小的強度，而當發光二極體晶粒100 中第一電極102與第二電極104處於開路狀態，發光二極體晶粒100所發出的二次光線會具有較長的波長以及較大的強度。換言之，在檢測過程中，若觀察到發光二極體晶粒100經由激發光線L1照射後所發出的二次光線在不同狀態(即開路狀態及短路狀態)下，波長與強度出現一定程度的差異，則可判斷待測發光二極體晶粒100為正常狀態。反之，在檢測過程中，若觀察到發光二極體晶粒100所發出的二次光線在不同狀態(即開路狀態及短路狀態)下，波長與強度未出現一定程度的差異，則可判斷待測發光二極體晶粒100為異常狀態。

圖3繪示了在發光二極體晶粒的第一電極與第二電極之間施加不同檢測偏壓時，以激發光線照射發光二極體晶粒後所量測到的二次光線的光譜。

請參照圖1A與圖3，除了讓發光二極體晶粒100的第一電極102與第二電極104處於開路狀態(如圖1A所示)或短路狀態(如圖1B所示)之外，在發光二極體晶粒100的檢測過程中，可在發光二極體晶粒100的第一電極102與第二電極104之間施加不同的檢測偏壓，再以激發光線L1照射待測發光二極體晶粒100，並且量測在不同的檢測偏壓下待測發光二極體晶粒100所發出的二次光線的光譜。在本發明的實施例中，檢測偏壓低於發光二極體晶粒100的臨界電壓(threshold voltage，Vth)。

如圖3所示為發光二極體晶粒100的檢測過程中，使用探針點測時二極體晶粒在第一電極102與第二電極104之間施加 -3.0V、-2.0V、-1.0V、+1.0V、+1.5V、+2.5V、+2.6V等不同的檢測偏壓，再以激發光線L1照射待測發光二極體晶粒100，並且量測在不同的檢測偏壓下待測發光二極體晶粒100所發出的二次光線的光譜。從圖3可知，當施加於第一電極102與第二電極104之間的檢測偏壓越高時，正常的待測發光二極體晶粒100所發出的二次光線會具有較長的波長以及較高的強度。同理，在本發明中的發光二極體晶粒100的檢測過程中，可在發光二極體晶粒100的第一電極102與第二電極104之間透過外加的檢測偏壓，若待測發光二極體晶粒100為正常狀態，當不同的檢測偏壓施加於發光二極體晶粒100的第一電極102與第二電極104之間時，發光二極體晶粒100所發出的二次光線會呈現圖3中所繪示的變化趨勢。在檢測過程中，若觀察到發光二極體晶粒100經由激發光線L1照射後所發出的二次光線在不同檢測偏壓狀態下波長與強度的變化趨勢與圖3中的變化趨勢類似，則可判斷待測發光二極體晶粒100為正常狀態。反之，在檢測過程中，若觀察到發光二極體晶粒100所發出的二次光線在不同檢測偏壓狀態下波長與強度的變化趨勢與圖3中的變化趨勢不同，則可判斷待測發光二極體晶粒100為異常狀態。舉例而言，當施加電壓由-3.0V逐漸增加至+2.6V，二次光線之對應峰值波長由445nm增加至460nm依序增加約2.5~3nm，此時，變化趨勢與圖3的變化趨勢類似，則可判斷待測發光二極體晶粒100為正常狀態；在相同施加電壓範圍下，二次光線之對應峰值波長依序增加的範圍超過合理範圍(例如依 序增加約17nm或是約0.2nm，整體偏大或偏小)，則可判斷待測發光二極體晶粒100為異常狀態。在其他實施例中，可使用多顆待測發光二極體晶粒之峰值波長的隨施加電壓增加而遞增之平均值(以下簡稱：峰值波長遞增平均值)作為比較基準，舉例而言，假設作為比較基準之多顆待測發光二極體晶粒之峰值波長遞增平均值為2nm，當某一個待測發光二極體晶粒之峰值波長遞增平均值約為2nm，則可判斷該待測發光二極體晶粒100為正常狀態；若某一個待測發光二極體晶粒之峰值波長遞增平均值為17nm，則可判斷該待測發光二極體晶粒100為異常狀態。

在其他實施例中，在相同施加電壓下，可使用多顆待測發光二極體晶粒之峰值波長之平均值(以下簡稱：峰值波長平均值)作為比較基準，舉例而言，假設作為比較基準之多顆待測發光二極體晶粒之峰值波長平均值為λa，當某一個待測發光二極體晶粒之峰值波長落在λa±(0.02λa)的範圍內，則可判斷該待測發光二極體晶粒100為正常狀態；若某一個待測發光二極體晶粒之峰值波長未落在(λa±0.02λa)的範圍內，則可判斷該待測發光二極體晶粒100為異常狀態，以上是以偏離平均值2%視為異常作為舉例，此閥值可以依需求而做更動。

圖4A、圖4B、圖5A、圖5B、圖6A與圖6B繪示了依據本發明第一實施例的發光二極體晶粒的檢測裝置的示意圖。

請參照圖4A、圖4B、圖5A、圖5B、圖6A與圖6B，發光二極體晶粒的檢測裝置200適於同時檢測多個待測發光二極體 晶粒100。在一些實施例中，待測發光二極體晶粒100包括半導體晶圓中的多個發光二極體晶粒。在其他實施例中，待測發光二極體晶粒100包括已與驅動背板接合的多個發光二極體晶粒。在本實施例中，發光二極體晶粒100包括第一電極102、第二電極104以及磊晶層106，其中第一電極102與第二電極104分別分佈於磊晶層106的上、下兩側，第一電極102與第二電極104彼此之間電性絕緣，且第一電極102與第二電極104分別與磊晶層106中不同型態摻雜的磊晶材料層(例如P型摻雜的磊晶材料層與N型摻雜的磊晶材料層)電性連接。換言之，本實施中的發光二極體晶粒100為垂直型態之發光二極體晶粒。

如圖4A、圖4B、圖5A、圖5B、圖6A與圖6B所示，發光二極體晶粒的檢測裝置200包括檢測基板210、光源220、光學感測器230以及計算機240。在一些實施例中，檢測裝置200可進一步包括光學元件222以及光學元件224，其中光學元件222為能夠讓光學感測器230接收到的二次光線L2之光譜純度提高的長波通濾光片(Long-pass filter)或帶通濾光片(Bandpass filter)，而光學元件224為能夠反射激發光線L1或二次光線L2之分光鏡(beam splitter)或分色濾光片(Dichroic filter)。在一些實施例中，檢測基板210具有導電層212，且檢測基板210為可在垂直方向上移動的剛性基板或軟性基板，透過檢測基板210的適當移動，檢測基板210上的導電層212可使待測發光二極體晶粒100的第一電極102與第二電極104處於不同的狀態。在其他可行的實施例中， 檢測基板210具有導電層212，且檢測基板210為依據檢測需求而設置在不同位置上的剛性基板或軟性基板，透過檢測基板210的適當設置，檢測基板210上的導電層212可使待測發光二極體晶粒100的第一電極102與第二電極104處於不同的狀態(例如，短路狀態、開路狀態或被施加偏壓的狀態)。當檢測基板210上的導電層212與導電接墊108B及第二電極104同時接觸時，待測發光二極體晶粒100的第一電極102與第二電極104呈現短路狀態，如圖4A與圖4B所示。當檢測基板210上的導電層212與導電接墊108B第二電極104之間維持一個足夠遠的距離時，待測發光二極體晶粒100的第一電極102與第二電極104呈現開路狀態，如圖5A與圖5B所示。當檢測基板210上的導電層212與導電接墊108B及第二電極104之間維持一個能夠進行非接觸型態之電性耦合的距離，並且搭配上與導電層212以及導電接墊108B電性連接的偏壓施加元件250時，待測發光二極體晶粒100處於被施加偏壓的狀態，如圖6A與圖6B所示。此處，非接觸型態之電性耦合是指導電層212與第二電極104與導電接墊108B並未直接接觸，而是透過中間介質，如：空氣或是水間隙施加電壓並且形成類似電容效應者而言。

如圖4A與圖4B所示，各個待測發光二極體晶粒100的第一電極102可藉由導電層108A、導電接墊108B以及檢測基板210的導電層212而與各個待測發光二極體晶粒100的第二電極104電性連接。在其他可行的實施例中，各個待測發光二極體晶粒 100的第一電極102可與導電層108A整合為同一導電層。換言之，可以省略第一電極102，而直接以導電層108A作為各個待測發光二極體晶粒100的電極。如圖4A所示，光學元件224反射激發光線L1，並且允許二次光線L2穿過，而光學元件222則用以讓穿過光學元件224的二次光線L2之光譜純度提高。如圖4B所示，光學元件224允許激發光線L1穿過，並且反射二次光線L2，而光學元件222則用以讓被光學元件224反射的二次光線L2之光譜純度提高。

如圖5A與圖5B所示，透過檢測基板210的適當移動或適當設置，可使檢測基板210上的導電層212與待測發光二極體晶粒100的第一電極102與第二電極104保持一個足夠遠的距離，使得待測發光二極體晶粒100的第一電極102與第二電極104呈現開路狀態。在其他可行的實施例中，各個待測發光二極體晶粒100的第一電極102可與導電層108A整合為同一導電層。換言之，可以省略第一電極102，而直接以導電層108A作為各個待測發光二極體晶粒100的電極。如圖5A所示，光學元件224反射激發光線L1，並且允許二次光線L2穿過，而光學元件222則用以讓穿過光學元件224的二次光線L2之光譜純度提高。如圖5B所示，光學元件224允許激發光線L1穿過，並且反射二次光線L2，而光學元件222則用以讓被光學元件224反射的二次光線L2之光譜純度提高。

如圖6A與圖6B所示，透過檢測基板210的適當移動或 適當設置，並且搭配上與導電層212以及導電層108A電性連接的偏壓施加元件250，偏壓施加元件250可藉由檢測基板210上的導電層212以及導電層108A施加多種不同的檢測偏壓於待測發光二極體晶粒100的第一電極102與第二電極104之間。在其他可行的實施例中，各個待測發光二極體晶粒100的第一電極102可與導電層108A整合為同一導電層。換言之，可以省略第一電極102，而直接以導電層108A作為各個待測發光二極體晶粒100的電極。如圖6A所示，光學元件224反射激發光線L1，並且允許二次光線L2穿過，而光學元件222則用以讓穿過光學元件224的二次光線L2之光譜純度提高。如圖6B所示，光學元件224允許激發光線L1穿過，並且反射二次光線L2，而光學元件222則用以讓被光學元件224反射的二次光線L2之光譜純度提高。

光源220提供激發光線L1以照射檢測基板210上的待測發光二極體晶粒100，且待測發光二極體晶粒100被激發光線L1照射後發出二次光線L2，且L2波長大於L1波長。在一些實施例中，光源220包括紫外光或其他足以激發待測發光二極體晶粒100產生二次光線的光源，如LED光源或雷射光源。在一些實施例中，光源220所提供的激發光線L1可照射到部分或所有的待測發光二極體晶粒100。光源220設置在檢測基板210的下方，且光學感測器230亦設置在檢測基板210的下方。換言之，光源220與光學感測器230設置在檢測基板210的同側。

光學感測器230在待測發光二極體晶粒100的第一電極 102與第二電極104呈現短路的情況下擷取各個待測發光二極體晶粒100所發出的二次光線L2，且L2波長大於L1波長。在一些實施例中，光學感測器230的光學擷取範圍僅涵蓋部分的待測發光二極體晶粒100，換言之，光學感測器230需透過多次的光學擷取才能擷取到所有待測發光二極體晶粒100所發出的二次光線L2。在其他實施例中，光學感測器230的光學擷取範圍可涵蓋所有的待測發光二極體晶粒100，換言之，光學感測器230僅需透過單次的光學擷取便能擷取到所有待測發光二極體晶粒100所發出的二次光線L2。

在一些實施例中，光學感測器230包括可用以量測待測發光二極體晶粒100所發出的二次光線L2的峰值波長、主波長以及峰值波長的強度的光譜儀(spectrometer)。在本實施例中，光譜儀包括線形光譜儀、面形光譜儀或其他型態的光譜儀。在其他實施例中，光學感測器230包括可用以量測待測發光二極體晶粒100所發出的二次光線L2的峰值波長、主波長以及整體光譜強度的影像感測器。舉例而言，可使用面型光感測器搭配濾波片或光柵來量測待測發光二極體晶粒100所發出的二次光線L2的峰值波長或主波長；另，可使用面型光感測器來量測待測發光二極體晶粒100所發出的二次光線L2的光譜強度。

圖7A、圖7B圖8A與圖8B繪示了依據本發明第二實施例的發光二極體晶粒的檢測裝置的示意圖。

請參照圖7A、圖7B、圖8A與圖8B，發光二極體晶粒 的檢測裝置200適於同時檢測多個待測發光二極體晶粒100’。在一些實施例中，待測發光二極體晶粒100’包括半導體晶圓中的多個發光二極體晶粒。在其他實施例中，待測發光二極體晶粒100’包括已與驅動背板接合的多個發光二極體晶粒。在本實施例中，發光二極體晶粒100’包括第一電極102’、第二電極104’以及磊晶層106’，其中第一電極102’與第二電極104’分佈於磊晶層106’的同一側(例如，上側)，第一電極102’與第二電極104’彼此之間電性絕緣，且第一電極102’與第二電極104’分別與磊晶層106’中不同型態摻雜的磊晶材料層(例如P型摻雜的磊晶材料層與N型摻雜的磊晶材料層)電性連接。換言之，本實施中的發光二極體晶粒100’為水平型態之發光二極體晶粒。如圖7A與圖8A所示，光學元件224反射激發光線L1，並且允許二次光線L2穿過，而光學元件222則用以讓穿過光學元件224的二次光線L2之光譜純度提高。如圖7B與圖8B所示，光學元件224允許激發光線L1穿過，並且反射二次光線L2，而光學元件222則用以讓被光學元件224反射的二次光線L2之光譜純度提高。

圖7A、圖7B、圖8A與圖8B中所繪示的發光二極體晶粒的檢測裝置200和圖4A、圖4B、圖5A、圖5B、圖6A與圖6B中所繪示的發光二極體晶粒的檢測裝置200相同，故於此不再重述檢測裝置200的結構細節。

在本實施例中，檢測基板210具有導電層212，且檢測基板210為可在垂直方向上移動的剛性基板或軟性基板，透過檢測 基板210的適當移動，檢測基板210上的導電層212可使待測發光二極體晶粒100’的第一電極102’以及第二電極104’處於不同的狀態。當檢測基板210上的導電層212與第一電極102’以及第二電極104’同時接觸時，待測發光二極體晶粒100’的第一電極102’與第二電極104’呈現短路狀態，如圖7A與圖7B所示。當檢測基板210上的導電層212與第一電極102’以及第二電極104’之間維持一個足夠遠的距離時，待測發光二極體晶粒100’的第一電極102’與第二電極104’呈現開路狀態，如圖8A與圖8B所示。

請參照圖4A、圖4B、圖5A、圖5B以及圖7A、圖7B、圖8A以及圖8B，計算機240與光學感測器230電性連接，以接收光學感測器230的輸出。

在一些實施例中，光學感測器230的輸出包括在待測發光二極體晶粒100、100’的第一電極102、102’與第二電極104、104’呈現開路的情況(如圖5A、圖5B、圖8A與圖8B所示)下所擷取到的多個第一光譜，以及在多個待測發光二極體晶粒100、100’的第一電極102、102’與第二電極104、104’呈現短路的情況(如圖4A、圖4B、圖7A與圖7B所示)下所擷取到的多個第二光譜。此外，計算機240可用以比較前述之第一光譜與第二光譜的差異，此處，第一光譜與第二光譜的差異包括峰值波長的差異、主波長的差異、峰值波長強度的差異或光譜強度的差異。

在一些實施例中，光學感測器230的輸出包括在待測發光二極體晶粒100、100’的第一電極102、102’與第二電極104、 104’呈現開路的情況(如圖5A、圖5B、圖8A與圖8B所示)下所擷取到的多個第一光譜，以及在待測發光二極體晶粒100、100’的第一電極102、102’與第二電極104、104’承受檢測偏壓的情況(如圖6A與圖6B所示)下所擷取到的多個第三光譜。此外，計算機240可用以比較第一光譜與第三光譜的差異，且第一光譜與第三光譜的差異包括峰值波長的差異、主波長的差異、峰值波長強度的差異或光譜強度的差異。

在一些實施例中，光學感測器230的輸出包括在待測發光二極體晶粒100、100’的第一電極102、102’與第二電極104、104’呈現短路的情況(如圖4A、圖4B、圖7A與圖7B所示)下所擷取到的多個第二光譜，以及在待測發光二極體晶粒100、100’的第一電極102、102’與第二電極104、104’承受所述檢測偏壓的情況(如圖6A與圖6B所示)下所擷取到的多個第三光譜。此外，計算機240可用以比較第二光譜與第三光譜的差異，且第二光譜與第三光譜的差異包括峰值波長的差異、主波長的差異、峰值波長強度的差異或光譜強度的差異。

在一些實施例中，光學感測器230的輸出包括在待測發光二極體晶粒100、100’的第一電極102、102’與第二電極104、104’呈現短路的情況(如圖4A、圖4B、圖7A與圖7B所示)下所擷取到的多個第二光譜，而計算機240可用以比較第二光譜的差異，且第二光譜的差異包括峰值波長的差異、主波長的差異、峰值波長強度的差異或光譜強度的差異。值得注意的是，上述方法雖無 法檢出待測發光二極體晶粒100、100’本身已出現短路瑕疵的情況，但除了上述情況之外，上述方法仍可藉由計算機240比較第二光譜的差異，進而判斷待測發光二極體晶粒100、100’是否有其他異常情況或者將其分類為不同等級。

在一些實施例中，光學感測器230的輸出包括在待測發光二極體晶粒100、100’的第一電極102、102’與第二電極104、104’承受多個檢測偏壓的情況下所擷取到的多個第三光譜，而計算機240可用以比較第三光譜的差異，且第三光譜的差異包括峰值波長的差異、主波長的差異、峰值波長強度的差異或光譜強度的差異。

在一些實施例中，光學感測器230的輸出包括在待測發光二極體晶粒100、100’的第一電極102、102’與第二電極104、104’承受相同檢測偏壓的情況下所擷取到的多個第三光譜，而計算機240可用以比較第三光譜的差異，且第三光譜的差異包括峰值波長的差異、主波長的差異、峰值波長強度的差異或光譜強度的差異。

圖9繪示了以不同激發光線照射在正常發光二極體晶粒時所量測到的二次光線的光譜。

請參照圖9，本實施例在發光二極體晶粒的P、N電極呈現開路狀態以及短路狀態下，分別以三種不同強度I₁、I₂、I₃的激發光線照射待測發光二極體晶粒，其中三種不同強度I₁、I₂、I₃的激發光線分別是光源經過不同的強度衰減片(例如，OD0.6、OD1、 OD2)而獲得，其中強度I₁最大，強度I₂次之，而強度I₃最小。在發光二極體晶粒的P、N電極呈現開路狀態下，以強度I₁的激發光線照射正常的待測發光二極體晶粒，光學感測器可以擷取到二次光線的光譜I_{1 open}；在發光二極體晶粒的P、N電極呈現短路狀態下，以強度I₁的激發光線照射正常的待測發光二極體晶粒，光學感測器可以擷取到二次光線的光譜I_{1 short}；在發光二極體晶粒的P、N電極呈現開路狀態下，以強度I₂的激發光線照射正常的待測發光二極體晶粒，光學感測器可以擷取到二次光線的光譜I_{2 open}；在發光二極體晶粒的P、N電極呈現短路狀態下，以強度I₂的激發光線照射正常的待測發光二極體晶粒，光學感測器可以擷取到二次光線的光譜I_{2 short}；在發光二極體晶粒的P、N電極呈現開路狀態下，以強度I₃的激發光線照射正常的待測發光二極體晶粒，光學感測器可以擷取到二次光線的光譜I_{3 open}；在發光二極體晶粒的P、N電極呈現短路狀態下，以強度I₃的激發光線照射正常的待測發光二極體晶粒，光學感測器可以擷取到二次光線的光譜I_{3 short}。

從圖9可知，以正常的待測發光二極體晶粒而言，光學感測器所擷取到的二次光線的光譜I_{1 open}、I_{2 open}、I_{3 epen}的峰值波長或主波長會分別大於光譜I_{1 short}、I_{2 short}、I_{3 short}的峰值波長或主波長。換言之，相對於光譜I_{1 open}、I_{2 open}、I_{3 open}而言，光譜I_{1 short}、I_{2 short}、I_{3 short}有藍移(blue shift)的現象，其中前述藍移的偏移量與激發光線的強度I₁、I₂、I₃相關。在一實施例中，短路(short)狀況 下峰值波長或主波長與開路(open)狀況下峰值波長或主波長的差值可以是5~30nm。此外，光譜I_{1 open}、I_{2 open}、I_{3 open}的峰值波長強度或光譜強度會分別大於光譜I_{1 short}、I_{2 short}、I_{3 short}的峰值波長強度或光譜強度。在一實施例中，短路(short)狀況下峰值波長強度、主波長強度或光譜強度可以是開路(open)狀況下峰值波長強度、主波長強度或光譜強度的二分之一至一倍。

圖10繪示了以不同激發光線照射在漏電流現象嚴重的發光二極體晶粒時所量測到的二次光線的光譜。

請參照圖10，在發光二極體晶粒的P、N電極呈現開路狀態下，以強度I₁的激發光線照射漏電流現象嚴重的待測發光二極體晶粒，光學感測器可以擷取到二次光線的光譜I_{1 open}；在發光二極體晶粒的P、N電極呈現短路狀態下，以強度I₁的激發光線照射漏電流現象嚴重的待測發光二極體晶粒，光學感測器可以擷取到二次光線的光譜I_{1 short}；在發光二極體晶粒的P、N電極呈現開路狀態下，以強度I₂的激發光線照射漏電流現象嚴重的待測發光二極體晶粒，光學感測器可以擷取到二次光線的光譜I_{2 open}；在發光二極體晶粒的P、N電極呈現短路狀態下，以強度I₂的激發光線照射漏電流現象嚴重的待測發光二極體晶粒，光學感測器可以擷取到二次光線的光譜I_{2 short}；在發光二極體晶粒的P、N電極呈現開路狀態下，以強度I₃的激發光線照射漏電流現象嚴重的待測發光二極體晶粒，光學感測器可以擷取到二次光線的光譜I_{3 open}；在發光二極體晶粒的P、N電極呈現短路狀態下，以強度I₃ 的激發光線照射漏電流現象嚴重的待測發光二極體晶粒，光學感測器可以擷取到二次光線的光譜I_{3 short}。

從圖10可知，以漏電流現象嚴重的待測發光二極體晶粒而言，光學感測器所擷取到的二次光線的光譜I_{1 open}、I_{2 open}、I_{3 open}的峰值波長或主波長會與光譜I_{1 short}、I_{2 short}、I_{3 short}的峰值波長或主波長接近或甚至一致。換言之，相對於光譜I_{1 open}、I_{2 open}、I_{3 open}而言，光譜I_{1 short}、I_{2 short}、I_{3 short}的藍移現象較不明顯或甚至消失。此外，光譜I_{1 open}、I_{2 open}、I_{3 open}的峰值波長強度或光譜強度會與光譜I_{1 short}、I_{2 short}、I_{3 short}的峰值波長強度或光譜強度接近或甚至一致。

圖11繪示了以較弱強度的激發光線照射在漏電流現象輕微的發光二極體晶粒時所量測到的二次光線的光譜。

請參照圖11，在發光二極體晶粒的P、N電極呈現開路狀態下，以強度I₂的激發光線照射漏電流現象輕微的待測發光二極體晶粒，光學感測器可以擷取到二次光線的光譜I_{2 open}；在發光二極體晶粒的P、N電極呈現短路狀態下，以強度I₂的激發光線照射漏電流現象輕微的待測發光二極體晶粒，光學感測器可以擷取到二次光線的光譜I_{2 short}；在發光二極體晶粒的P、N電極呈現開路狀態下，以強度I₃的激發光線照射漏電流現象輕微的待測發光二極體晶粒，光學感測器可以擷取到二次光線的光譜I_{3 open}；在發光二極體晶粒的P、N電極呈現短路狀態下，以強度I₃的激發光線照射漏電流現象輕微的待測發光二極體晶粒，光學感測器可 以擷取到二次光線的光譜I_{3 short}。

從圖11可知，以漏電流現象輕微的待測發光二極體晶粒而言，光學感測器擷取到的二次光線的光譜I_{2 open}、I_{3 open}的峰值波長或主波長會與光譜I_{2 short}、I_{3 short}的峰值波長或主波長接近或甚至一致。換言之，相對於光譜I_{3 open}而言，光譜I_{3 short}的藍移現象較不明顯或甚至消失。呈上述，透過適當地選擇激發光線的強度，可以偵測出待測發光二極體晶粒的輕微漏電流現象。

圖12與圖13分別繪示了以較弱強度的激發光線照射正向電壓(Vf)異常的發光二極體晶粒時所量測到的二次光線的光譜，而圖14繪示了以較弱強度的激發光線照射正向電壓(V_f)異常的發光二極體晶粒時所量測到的二次光線的光譜。

請參照圖12與圖13，在發光二極體晶粒的P、N電極呈現開路狀態下，以強度I₂的激發光線照射正向電壓(Vf)異常的待測發光二極體晶粒，光學感測器可以擷取到二次光線的光譜I_{2 open}；在發光二極體晶粒的P、N電極呈現短路狀態下，以強度I₂的激發光線照射正向電壓(Vf)異常的待測發光二極體晶粒，光學感測器可以擷取到二次光線的光譜I_{2 short}；在發光二極體晶粒的P、N電極呈現開路狀態下，以強度I₃的激發光線照射正向電壓(Vf)異常的待測發光二極體晶粒，光學感測器可以擷取到二次光線的光譜I_{3 open}；在發光二極體晶粒的P、N電極呈現短路狀態下，以強度I₃的激發光線照射正向電壓(Vf)異常的待測發光二極體晶粒，光學感測器可以擷取到二次光線的光譜I_{3 short}。

從圖12可知，以正向電壓(Vf)異常的待測發光二極體晶粒而言，光學感測器所擷取到的二次光線的光譜I_{2 open}的峰值波長或主波長會與光譜I_{2 short}的峰值波長或主波長接近或甚至一致。換言之，相對於光譜I_{2 open}而言，光譜I_{2 short}的藍移現象較不明顯或甚至消失。此外，光譜I_{2 short}的峰值波長強度、主波長強度或光譜強度小於光譜I_{2 open}的峰值波長強度、主波長強度或光譜強度的二分之一。

從圖13可知，以正向電壓(Vf)異常的待測發光二極體晶粒而言，光學感測器所擷取到的二次光線的光譜I_{3 open}的峰值波長或主波長會小於光譜I_{3 short}的峰值波長或主波長。換言之，相對於光譜I_{3 open}而言，光譜I_{3 short}可以是出現紅移現象(red shift)。此外，光譜I_{2 short}的峰值波長強度、主波長強度或光譜強度小於光譜I_{2 open}的峰值波長強度、主波長強度或光譜強度的二分之一。呈上述，透過適當地選擇激發光線的強度，可以偵測出待測發光二極體晶粒的正向電壓(Vf)異常現象。

從圖14可知，以正向電壓(Vf)異常的待測發光二極體晶粒而言，在適當激發光強度下擷取到的二次光線的光譜I_{3 short}的峰值波長強度、主波長強度或光譜強度小於光譜I_{3 open}的峰值波長強度、主波長強度或光譜強度的三分之一。呈上述，透過適當地選擇激發光線的強度，可以偵測出待測發光二極體晶粒的正向電壓(Vf)異常現象。

在本發明的前述實施例中，可透過對大量擷取到的二次 光線的光譜進行統計與分析，並藉由如圖9至圖13所述的方法找出數據表現離群之異常發光二極體晶粒。舉例而言，當某個待測發光二極體晶粒所發出的二次光線的光譜數據與其他待測發光二極體晶粒所發出的二次光線的光譜數據出現差異，且此差異超過一定閥值時，則可判斷此待測發光二極體晶粒為異常或者將其分類為不同等級。

綜上所述，本發明的前述實施例對待測發光二極體晶粒的電極在不同情況(例如，呈現開路、呈現短路及/或承受所述檢測偏壓的情況)下提供激發光線，在前述的不同情況下擷取發光二極體晶粒所發出的二次光線，並且根據所擷取到的二次光線來判斷發光二極體晶粒是否異常或者進行分級。因此，本發明的實施例能夠有效率地對晶圓中的所有發光二極體晶粒、已安裝於驅動背板但未完成電極連接或者是已與驅動背板接合的所有發光二極體晶粒進行檢測。

100:發光二極體晶粒

102:第一電極

104:第二電極

106:磊晶層

108A:導電層

108B:導電接墊

200:檢測裝置

210:檢測基板

212:導電層

220:光源

222、224:光學元件

230:光學感測器

240:計算機

L1:激發光線

L2:二次光線

Claims (16)

1. 一種發光二極體晶粒的檢測裝置，適於檢測具有第一電極與第二電極的多個待測發光二極體晶粒，所述發光二極體晶粒的檢測裝置包括： 檢測基板，具有導電層，其中所述檢測基板藉由所述導電層使所述多個待測發光二極體晶粒的所述第一電極與所述第二電極短路，或所述檢測基板藉由所述導電層施加檢測偏壓於所述多個待測發光二極體晶粒的所述第一電極與所述第二電極之間； 光源，提供激發光線以照射所述多個待測發光二極體晶粒，所述多個待測發光二極體晶粒被所述激發光線照射後發出二次光線； 光學感測器，在所述多個待測發光二極體晶粒的所述第一電極與所述第二電極呈現開路、呈現短路及/或承受所述檢測偏壓的情況下擷取所述二次光線；以及 計算機，與所述光學感測器電性連接以接收所述光學感測器的輸出。
2. 如請求項1所述的發光二極體晶粒的檢測裝置，其中所述光源與所述光學感測器設置在所述檢測基板的同側。
3. 如請求項1所述的發光二極體晶粒的檢測裝置，其中所述光學感測器包括光譜儀(spectrometer)或影像感測器(image sensor)。
4. 如請求項1所述的發光二極體晶粒的檢測裝置， 其中所述光學感測器的所述輸出包括在所述多個待測發光二極體晶粒的所述第一電極與所述第二電極呈現開路的情況下所擷取到的多個第一光譜，以及在所述多個待測發光二極體晶粒的所述第一電極與所述第二電極呈現短路的情況下所擷取到的多個第二光譜， 其中所述計算機比較所述多個第一光譜與所述多個第二光譜的差異，且所述多個第一光譜與所述多個第二光譜的差異包括峰值波長的差異、主波長的差異、峰值波長強度的差異或光譜強度的差異。
5. 如請求項1所述的發光二極體晶粒的檢測裝置， 其中所述光學感測器的所述輸出包括在所述多個待測發光二極體晶粒的所述第一電極與所述第二電極呈現開路的情況下所擷取到的多個第一光譜，以及在所述多個待測發光二極體晶粒的所述第一電極與所述第二電極承受所述檢測偏壓的情況下所擷取到的多個第三光譜， 其中所述計算機比較所述多個第一光譜與所述多個第三光譜的差異，且所述多個第一光譜與所述多個第三光譜的差異包括峰值波長的差異、主波長的差異、峰值波長強度的差異或光譜強度的差異。
6. 如請求項1所述的發光二極體晶粒的檢測裝置， 其中所述光學感測器的所述輸出包括在所述多個待測發光二極體晶粒的所述第一電極與所述第二電極呈現短路的情況下所擷取到的多個第二光譜，以及在所述多個待測發光二極體晶粒的所述第一電極與所述第二電極承受所述檢測偏壓的情況下所擷取到的多個第三光譜， 其中所述計算機比較所述多個第二光譜與所述多個第三光譜的差異，且所述多個第二光譜與所述多個第三光譜的差異包括峰值波長的差異、主波長的差異、峰值波長強度的差異或光譜強度的差異。
7. 如請求項1所述的發光二極體晶粒的檢測裝置， 其中所述光學感測器的所述輸出包括在所述多個待測發光二極體晶粒的所述第一電極與所述第二電極呈現短路的情況下所擷取到的多個第二光譜， 其中所述計算機比較所述多個第二光譜的差異，且所述多個第二光譜的差異包括峰值波長的差異、主波長的差異、峰值波長強度的差異或光譜強度的差異。
8. 如請求項1所述的發光二極體晶粒的檢測裝置， 其中所述光學感測器的所述輸出包括在所述多個待測發光二極體晶粒的所述第一電極與所述第二電極承受多個檢測偏壓的情況下所擷取到的多個第三光譜， 其中所述計算機比較所述多個第三光譜的差異，且所述多個第三光譜的差異包括峰值波長的差異、主波長的差異、峰值波長強度的差異或光譜強度的差異。
9. 如請求項1所述的發光二極體晶粒的檢測裝置， 其中所述光學感測器的所述輸出包括在所述多個待測發光二極體晶粒的所述第一電極與所述第二電極承受相同檢測偏壓的情況下所擷取到的多個第三光譜， 其中所述計算機比較所述多個第三光譜的差異，且所述第三光譜的差異包括峰值波長的差異、主波長的差異、峰值波長強度的差異或光譜強度的差異。
10. 一種發光二極體晶粒的檢測方法，包括： 藉由檢測基板上的導電層使多個待測發光二極體晶粒的第一電極與第二電極短路，或藉由所述檢測基板地所述導電層施加檢測偏壓於所述多個待測發光二極體晶粒的所述第一電極與所述第二電極之間； 以激發光線照射所述多個待測發光二極體晶粒，以使所述多個待測發光二極體晶粒發出多個二次光線； 藉由光學感測器在所述多個待測發光二極體晶粒的所述第一電極與所述第二電極呈現開路、呈現短路及/或承受所述檢測偏壓的情況下擷取所述多個二次光線；以及 藉由計算機接收所述光學感測器的輸出，並計算出所述多個二次光線在光譜上的差異，進而判斷所述多個待測發光二極體晶粒是否異常，或對所述多個待測發光二極體晶粒進行分級。
11. 如請求項10所述的發光二極體晶粒的檢測方法， 其中所述光學感測器的所述輸出包括在所述多個待測發光二極體晶粒的所述第一電極與所述第二電極呈現開路的情況下所擷取到的多個第一光譜，以及在所述多個待測發光二極體晶粒的所述第一電極與所述第二電極呈現短路的情況下所擷取到的多個第二光譜， 其中所述計算機比較所述多個第一光譜與所述多個第二光譜的差異，且所述多個第一光譜與所述多個第二光譜的差異包括峰值波長的差異、主波長的差異、峰值波長強度的差異或光譜強度的差異。
12. 如請求項10所述的發光二極體晶粒的檢測方法， 其中所述光學感測器的所述輸出包括在所述多個待測發光二極體晶粒的所述第一電極與所述第二電極呈現開路的情況下所擷取到的多個第一光譜，以及在所述多個待測發光二極體晶粒的所述第一電極與所述第二電極承受所述檢測偏壓的情況下所擷取到的多個第三光譜， 其中所述計算機比較所述多個第一光譜與所述多個第三光譜的差異，且所述多個第一光譜與所述多個第三光譜的差異包括峰值波長的差異、主波長的差異、峰值波長強度的差異或光譜強度的差異。
13. 如請求項10所述的發光二極體晶粒的檢測方法， 其中所述光學感測器的所述輸出包括在所述多個待測發光二極體晶粒的所述第一電極與所述第二電極呈現短路的情況下所擷取到的多個第二光譜，以及在所述多個待測發光二極體晶粒的所述第一電極與所述第二電極承受所述檢測偏壓的情況下所擷取到的多個第三光譜， 其中所述計算機比較所述多個第二光譜與所述多個第三光譜的差異，且所述多個第二光譜與所述多個第三光譜的差異包括峰值波長的差異、主波長的差異、峰值波長強度的差異或光譜強度的差異。
14. 如請求項10所述的發光二極體晶粒的檢測方法， 其中所述光學感測器的所述輸出包括在所述多個待測發光二極體晶粒的所述第一電極與所述第二電極呈現短路的情況下所擷取到的多個第二光譜， 其中所述計算機比較所述多個第二光譜的差異，且所述多個第二光譜的差異包括峰值波長的差異、主波長的差異、峰值波長強度的差異或光譜強度的差異。
15. 如請求項10所述的發光二極體晶粒的檢測方法， 其中所述光學感測器的所述輸出包括在所述多個待測發光二極體晶粒的所述第一電極與所述第二電極承受多個檢測偏壓的情況下所擷取到的多個第三光譜， 其中所述計算機比較所述多個第三光譜的差異，且所述多個第三光譜的差異包括峰值波長的差異、主波長的差異、峰值波長強度的差異或光譜強度的差異。
16. 如請求項10所述的發光二極體晶粒的檢測方法， 其中所述光學感測器的所述輸出包括在所述多個待測發光二極體晶粒的所述第一電極與所述第二電極承受相同檢測偏壓的情況下所擷取到的多個第三光譜， 其中所述計算機比較所述多個第三光譜的差異，且所述第三光譜的差異包括峰值波長的差異、主波長的差異、峰值波長強度的差異或光譜強度的差異。

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