WO2011030993A1 - 양자점 코팅을 이용한 발광 다이오드의 리페어 방법 및 장치 - Google Patents

양자점 코팅을 이용한 발광 다이오드의 리페어 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제조된 발광 다이오드의 발광 특성값을 측정하여 불량품으로 선별된 발광 다이오드에 양자점층을 형성함으로써 발광 색상이나 휘도가 개선된 양품으로서의 발광 다이오드로 리페어하고 생산 수율을 향상시킬 수 있는 발광 다이오드의 리페어 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일면에 따른 발광 다이오드의 리페어 방법은, 발광 다이오드의 발광 특성값을 측정하는 단계, 측정된 발광 특성값이 목표 범위를 벗어나는 해당 발광 다이오드를 불량 발광 다이오드로 판별하는 단계, 및 상기 불량 발광 다이오드의 최상층 위에 양자점층을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

양자점 코팅을 이용한 발광 다이오드의 리페어 방법 및 장치
본 발명은 발광 다이오드의 리페어 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히, 제조된 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)의 발광 특성값을 측정하여 불량품으로 선별된 발광 다이오드에 양자점층을 형성으로써 발광 색상이나 휘도가 개선된 양품으로서의 발광 다이오드로 리페어하고 생산 수율을 향상시킬 수 있는 발광 다이오드의 리페어 방법 및 장치에 관한 것이다.
LED는 GaN 등의 III-V족 질화물 반도체를 기반으로 제조된다. LED는 기본적으로 위와 같은 질화물 반도체에 P형 또는 N형의 불순물을 첨가시킨 P형의 질화물 반도체층과 N형의 질화물 반도체층을 접합시켜서 제조되며, P형의 질화물 반도체층과 N형의 질화물 반도체층 사이에는 활성층을 두어 전자-정공의 재결합률을 증가시킴으로써 LED의 휘도 특성을 개선한다.
도 1과 같이, 일반적인 LED는 P형의 질화물 반도체층과 N형의 질화물 반도체층 각각이 외부 전극과 연결되도록 제조되고, 두 전극에 전원이 인가된 LED는 가시광 파장의 빛을 발광할 수 있다.
이외에도, 최근에는 휘도 특성을 개선하거나 발광 색상을 다르게 하기 위하여, 위와 같은 P형의 질화물 반도체층, 활성층, N형의 질화물 반도체층으로 이루어지는 기본 LED 구조의 적절한 위치에 양자점층을 적절히 삽입하는 시도가 이루어지고 있다.
또한, 도 2와 같이, 위와 같은 다층 구조 위에 형광층을 도포한 LED가 제조될 수 있으며, 이와 같은 구조의 LED는 휘도 특성을 개선할 수 있다. 그리고, 위와 같은 다층 구조 위에 양자점층을 도포한 LED가 제조될 수 있으며, 이와 같은 구조의 LED는 발광 색상을 다르게 하거나 휘도 특성을 개선할 수 있다. 예를 들어, 도 3의 구조에서 양자점층을 도포하기 전에 청색을 발광하는 구조의 LED가 황색 파장대의 발광을 위한 양자점층이 도포됨으로써 백색 발광하는 LED가 될 수 있다.
이와 같이 LED는 P형의 질화물 반도체층, 활성층, N형의 질화물 반도체층으로 이루어지는 기본 구조 이외에도, 이와 같은 기본 LED 구조의 적절한 위치에 양자점층을 적절히 삽입하는 구조로 제조될 수 있으며, 위와 같은 반도체층 중 최상층의 외부에 형광층이나 양자점층 등을 도포함으로써 다양한 발광 색상의 고휘도 LED가 제조될 수도 있다.
그러나, 이와 같은 다양한 구조의 LED 를 제조할 때, 모든 제조 공정을 거친 후의 양품 테스트 단계에서 도 4와 같이 LED에 전원을 인가하고 광검출기를 이용해 LED에서 나오는 빛의 발광 강도를 측정하면 불량으로 판정되는 LED가 나오게 된다. LED의 생산 수율은 판매 단가에 영향을 미치므로 저비용으로 발광 효율이 높은 LED를 생산하기 위하여는 불량으로 판정된 LED의 색상이나 휘도 특성을 개선시켜서 사용할 수 있게 함으로써 불량품을 저감할 필요가 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 제조된 발광 다이오드의 발광 특성값을 측정하여 불량품으로 선별된 발광 다이오드를 양자점 혼합 용액으로 코팅함으로써 발광 색상이나 휘도가 개선된 양품으로서의 발광 다이오드로 리페어하고 생산 수율을 향상시킬 수 있는 발광 다이오드의 리페어 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 본 발명의 일면에 따른 발광 다이오드의 리페어 방법은, 발광 다이오드의 발광 특성값을 측정하는 단계; 측정된 발광 특성값이 목표 범위를 벗어나는 해당 발광 다이오드를 불량 발광 다이오드로 판별하는 단계; 및 상기 불량 발광 다이오드의 최상층 위에 양자점층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 발광 특성값은 색상 또는 휘도에 대한 디지털값을 포함한다.
상기 양자점층을 형성하는 단계는, 소정 반도체 나노 결정으로 이루어지는 양자점이 분산 용매에 혼합된 용액을 상기 불량 발광 다이오드의 최상층 위에 도포하고 건조하는 단계를 포함한다.
상기 양자점층을 형성하는 단계는, 상기 불량 발광 다이오드를 동작시킬 때 상기 불량 발광 다이오드로부터 나오는 빛을 복수의 양자점셀들이 형성된 양자점 마스크에서 선택된 양자점셀에 통과시킨 후의 빛에 대한 발광 특성값을 측정하는 단계; 상기 양자점셀에 통과시킨 후의 빛에 대하여 측정된 발광 특성값과 목표 범위의 비교를 통하여 리페어 양자점을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 리페어 양자점에 대응되는 양자점 혼합 용액을 이용하여 상기 불량 발광 다이오드의 최상층 위에 양자점층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 리페어 양자점을 결정하는 단계는, 상기 양자점셀에 통과시킨 후의 빛에 대하여 측정된 발광 특성값이 목표 범위 이내이면 해당 선택된 양자점셀에 사용된 양자점을 상기 리페어 양자점으로 결정하는 단계; 및 상기 양자점셀에 통과시킨 후의 빛에 대하여 측정된 발광 특성값이 목표 범위를 벗어나면 상기 양자점 마스크의 다른 양자점셀에 대하여 상기 발광 특성을 재 측정하도록 제어하는 단계를 포함한다.
상기 양자점셀에 통과시킨 후의 빛에 대한 발광 특성값을 측정하는 단계는, 복수의 양자점 마스크들 각각에서 하나씩 선택된 양자점셀을 포함한 다층 구조의 양자점셀들에 상기 불량 발광 다이오드로부터의 빛을 순차로 통과시킨 후의 빛에 대한 발광 특성값을 측정하는 단계를 포함한다.
상기 리페어 양자점을 결정하는 단계는, 상기 양자점셀들에 통과시킨 후의 빛에 대하여 측정된 발광 특성값이 목표 범위 이내이면 상기 복수의 양자점 마스크들에서 선택된 양자점셀들의 조합에 시용된 양자점들을 상기 리페어 양자점으로 결정하는 단계; 및 상기 양자점셀들에 통과시킨 후의 빛에 대하여 측정된 발광 특성값이 목표 범위를 벗어나면 상기 복수의 양자점 마스크들 중 어느 하나 이상에서 변경 선택된 양자점셀을 포함한 해당 다층 구조의 양자점셀들에 대하여 상기 발광 특성값을 재 측정하도록 제어하는 단계를 포함한다.
상기 양자점층을 형성하는 단계는, 상기 리페어 양자점으로 결정된 상기 양자점셀들의 조합에 대응되는 양자점 혼합 용액을 이용하여 상기 불량 발광 다이오드의 최상층 위에 양자점층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 양자점층을 형성하는 단계는, 상기 리페어 양자점으로 결정된 상기 양자점셀들의 각각에 대응되는 양자점 혼합 용액으로 상기 불량 발광 다이오드의 최상층 위에 다층 구조의 양자점층을 형성하는 단계를 포함한다.
그리고, 본 발명의 다른 일면에 따른 발광 다이오드의 리페어 장치는, 발광 다이오드의 발광 특성값을 측정하는 광 검출 수단; 측정된 발광 특성값이 목표 범위를 벗어나는 해당 발광 다이오드를 불량 발광 다이오드로 판별하는 판별 수단; 및 상기 불량 발광 다이오드의 최상층 위에 양자점층을 형성하는 양자점 코팅 수단을 포함한다.
상기 발광 다이오드의 리페어 장치는, 복수의 양자점셀들이 형성된 양자점 마스크; 및 상기 불량 발광 다이오드로부터 나오는 빛이 상기 양자점 마스크에서 선택된 양자점셀에 통과되어 나오는 빛에 대하여 측정된 발광 특성값과 목표 범위의 비교를 통하여 리페어 양자점을 결정하여 상기 양자점 코팅 수단을 제어하는 리페어 제어기를 더 포함하고, 상기 양자점 코팅 수단은 상기 결정된 리페어 양자점에 대응되는 양자점 혼합 용액을 이용하여 상기 불량 발광 다이오드의 최상층 위에 양자점층을 형성할 수 있다.
상기 리페어 제어기는, 상기 양자점셀에 통과되어 나오는 빛에 대하여 측정된 발광 특성값이 목표 범위 이내이면 해당 선택된 양자점셀에 사용된 양자점을 상기 리페어 양자점으로 결정하고, 상기 양자점셀에 통과되어 나오는 빛에 대하여 측정된 발광 특성값이 목표 범위를 벗어나면 상기 발광 특성값을 재 측정하도록 제어신호를 발생하는 양자점 결정부; 및 상기 제어신호에 따라 상기 양자점 마스크에서 다른 양자점셀이 상기 불량 발광 다이오드로부터 나오는 빛의 방향에 오도록 제어하는 이동 제어부를 포함한다.
상기 발광 다이오드의 리페어 장치는, 상기 양자점셀에 통과되어 나오는 빛의 발광 특성값을 측정하는 제2 광 검출 수단을 더 포함할 수 있다.
상기 양자점 마스크는, 각각에 복수의 양자점셀들이 형성된 복수의 양자점 마스크들을 포함하고, 상기 리페어 제어기는, 상기 복수의 양자점 마스크들 각각에서 하나씩 선택된 양자점셀을 포함한 다층 구조의 양자점셀들에 상기 불량 발광 다이오드로부터의 빛을 순차로 통과시킨 후의 빛에 대하여 측정된 발광 특성값과 상기 목표 범위의 비교를 통하여 리페어 양자점을 결정할 수 있다.
상기 양자점 결정부는, 상기 양자점셀들에 통과시킨 후의 빛에 대하여 측정된 발광 특성값이 목표 범위 이내이면 상기 복수의 양자점 마스크들에서 선택된 양자점셀들의 조합에 사용된 양자점들을 상기 리페어 양자점으로 결정하고, 상기 양자점셀들에 통과시킨 후의 빛에 대하여 측정된 발광 특성값이 목표 범위를 벗어나면 상기 발광 특성을 재 측정하도록 제2 제어신호를 발생하며, 상기 이동 제어부는, 상기 제2 제어신호에 따라 상기 복수의 양자점 마스크들 중 어느 하나 이상에서 변경 선택된 양자점셀을 포함한 해당 다층 구조의 양자점셀들이 상기 불량 발광 다이오드로부터 나오는 빛의 방향에 오도록 상기 복수의 양자점 마스크들의 이동을 구동할 수 있다.
상기 양자점 코팅 수단은, 상기 리페어 양자점으로 결정된 상기 양자점셀들의 조합에 대응되는 양자점 혼합 용액을 이용하여 상기 불량 발광 다이오드의 최상층 위에 양자점층을 형성할 수 있다.
상기 양자점 코팅 수단은, 상기 리페어 양자점으로 결정된 상기 양자점셀들의 각각에 대응되는 양자점 혼합 용액으로 상기 불량 발광 다이오드의 최상층 위에 다층 구조의 양자점층을 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 발광 다이오드의 리페어 방법 및 장치에 따르면, 불량품으로 선별된 발광 다이오드에 양자점 혼합 용액으로 코팅하여 발광 색상이나 휘도가 개선된 양품으로서의 발광 다이오드로 리페어함으로써 생산 수율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 발광 다이오드의 구조에 대한 일례이다.
도 2는 일반적인 발광 다이오드의 구조에 대한 다른 예이다.
도 3은 일반적인 발광 다이오드의 구조에 대한 또 다른 예이다.
도 4는 일반적인 발광 다이오드의 발광 강도 측정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드의 리페어 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 양자점 마스크를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 양자점 마스크를 이용한 발광 특성 측정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 리페어 제어기의 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드의 리페어 장치의 동작 설명을 위한 흐름도이다.
도 10은 일반적인 CIE 색좌표계를 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드의 리페어 장치(10)를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드의 리페어 장치(10)는 양자점 마스크(12), 광검출기(13), 양자점 디스펜서(dispenser)(14), 및 리페어 제어기(15)를 포함하고, 이외에도 컨베이어(conveyor) 시스템(11)을 포함할 수 있다.
본 발명에서는 제조된 LED의 양품 테스트 단계에서 전원을 인가하고 광검출기(13)를 이용해 LED에서 나오는 빛의 발광 특성값을 측정하고, 소정 판별 수단을 이용해 위와 같이 측정되는 발광 특성값(색상이나 휘도에 대한 디지털값)이 목표 범위를 벗어나는 해당 LED를 불량LED로 판별하여, 불량 LED의 색상이나 휘도 등의 발광 특성을 개선시키기 위하여 소정 양자점 코팅 수단을 이용해 해당 불량 LED를 구성하는 반도체 적층 구조의 최상층 위에 양자점층을 형성함으로써, 발광 색상이나 휘도가 개선된 양품으로서의 LED로 리페어할 수 있는 발광 다이오드의 리페어 장치(10)를 개시한다.
도 5에서, 컨베이어 시스템(11)은 통해 발광 특성값(색상이나 휘도에 대한 디지털값)이 목표 범위를 벗어난 불량 LED를 양자점 마스크(12)의 하부로 이송할 수 있다.
양자점 마스크(12)는 수지계 등의 투명 재질 위에 형성된 복수의 양자점셀들(예를 들어, A~F)을 포함한다. 양자점 마스크(12)에는 도 6과 같이 빛을 통과시켰을 때 발광 파장 특성이 서로 다른 복수의 양자점셀이 미리 형성되어 있다. 양자점은 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, HgS, HgSe, HgTe와 같은 화합물 반도체 나노 결정으로 이루어질 수 있으며, 이를 분산 용매(예를 들어, 톨루엔, 헥산 등)에 혼합한 양자점 혼합 용액을 양자점 마스크(12) 상의 여러 위치에 도포하고 건조하여 양자점 마스크(12) 상에 복수의 양자점셀들(예를 들어, A~F)이 형성될 수 있다.
도 7과 같이, 양자점 마스크(12)로서 다층 구조의 2개의 양자점 마스크들(71, 72)이 이용될 수도 있다. 예를 들어, 2개의 양자점 마스크들(71, 72) 각각에는 위와 같이 빛을 통과시켰을 때 발광 파장 특성이 서로 다른 복수의 양자점(A, B, C/Q, R, S)이 미리 형성되어 있고, 각 마스크에서 양자점셀을 선택하여 다수 조합의 해당 다층 구조의 양자점셀들을 통과하는 빛의 발광 파장 특성이 서로 다르게 할 수 있다. 여기서 2개의 양자점 마스크들(71, 72)을 이용하는 예를 들었으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 3개 또는 그 이상의 양자점 마스크들을 이용하는 것이 배제되지 않는다.
광검출기(13)는 불량 LED로부터 나오는 빛이 위와 같은 양자점 마스크(12)에서 선택된 양자점셀에 통과되어 나오는 빛 또는 복수의 양자점 마스크들(71, 72) 각각에서 하나씩 선택된 양자점셀을 포함한 다층 구조의 양자점셀들에 불량 LED로부터 나오는 빛을 순차 통과시켜 나오는 빛의 발광 특성값을 측정할 수 있다. 여기서, 광검출기(13)는 입력되는 빛의 스펙트럼(또는 파장) 분석을 통하여 빛의 색상에 관한 정보(디지털 값)를 생성할 수 있으며, 또는 입력되는 빛의 발광 강도(intensity)에 대한 분석을 통하여 빛의 휘도에 관한 정보(디지털 값)를 생성할 수 있다.
불량 LED로부터의 빛이 양자점 마스크(12) 또는 복수의 양자점 마스크들(71, 72)을 통과하여 나온 빛에 대한 광검출기(13)에서의 측정 결과에 따라 리페어 제어기(15)는 광검출기(13)에서 측정된 발광 특성값을 미리 정해 놓은 목표 범위와 비교함으로써 리페어 양자점을 결정하여 양자점 디스펜서(14)를 제어한다.
양자점 디스펜서(14)는 리페어 제어기(15)에서 결정된 리페어 양자점에 대응되는 양자점 혼합 용액을 이용하여 불량 LED의 최상층 위에 양자점 혼합 용액을 도포하여 양자점층이 형성되도록 할 수 있다. 양자점 디스펜서(14)는 발광 파장 특성이 서로 다르게 구분되어 양자점 혼합 용액들이 담긴 복수의 용기(예를 들어, A'~F')를 가지며, 리페어 제어기(15)에서 결정된 리페어 양자점에 따라 해당 양자점 혼합 용액을 선택하여 불량 LED의 최상층 위에 도포하여 코팅할 수 있다. 이와 같은 양자점 디스펜서(14)의 각 용기에는 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, HgS, HgSe, HgTe와 같은 화합물 반도체 나노 결정으로 이루어지는 양자점을 분산 용매(예를 들어, 톨루엔, 헥산 등)에 혼합한 용액이 양자점 혼합 용액으로 담길 수 있다. 양자점 혼합 용액은 기타 다른 방식으로도 제조될 수 있으며, 해당 리페어 양자점에 대응되는 용기의 양자점 혼합 용액이 불량 LED의 최상층 위에 코팅되는 경우에, 해당 양자점의 발광 파장 특성에 따른 불량 LED의 발광 특성의 개선 효과가 나타날 수 있다. 이와 같이, 양자점 혼합 용액의 도포 후에는 소정 건조 장치로 건조될 수 있으며, 필요한 경우에 그 위에 투명한 수지계 절연 물질이 코팅될 수도 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 리페어 제어기(15)의 블록도이다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 리페어 제어기(15)는, 양자점 결정부(21) 및 이동 제어부(22)를 포함한다.
양자점 결정부(21)는 불량 LED로부터의 빛이 양자점 마스크(12) 또는 복수의 양자점 마스크들(71, 72)을 통과하여 나온 빛에 대하여 광검출기(13)에서 측정한 발광 특성값이 미리 정해 놓은 목표 범위와 비교하여 상기 목표 범위를 벗어나는 지 여부에 따라 해당 리페어 양자점을 결정하거나, 불량 LED의 발광 특성을 재 측정하도록 제어신호를 발생할 수 있다.
이동 제어부(22)는 양자점 결정부(21)로부터의 제어신호에 따라 양자점 마스크(12) 또는 복수의 양자점 마스크들(71, 72)의 다른 양자점셀 또는 다른 양자점셀들의 조합이 불량 LED로부터 나오는 빛의 방향에 오도록 양자점 마스크(12) 또는 복수의 양자점 마스크들(71, 72)의 회전 이동을 구동할 수 있다. 이에 따라 광검출기(13)가 해당 양자점셀 또는 양자점셀들의 조합에 대하여 발광 특성값을 재 측정할 수 있다.
이하, 도 9의 흐름도를 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드의 리페어 장치(10)의 동작을 좀더 자세히 설명한다.
먼저, 제조된 LED의 양품 테스트 단계에서 LED에 전원을 인가하고 광검출기(13) 또는 다른 광검출 수단을 이용해 LED에서 나오는 빛의 발광 특성값을 측정한 결과, 소정 판별 수단의 판별에 따라 해당 색상이나 휘도에 대한 디지털값이 목표 범위(A)를 벗어나는 불량 LED를 수집할 수 있다(S110). 예를 들어, 도 10과 같이 일반적인 디스플레이 색좌표를 나타내는 CIE(Commission international de I’Edairage) 색 좌표계에서 일정 색상(예를 들어, 백색)에서 일정 휘도를 나타내는 범위 A가 목표 범위로 된 경우에, 광검출 수단을 통해 측정된 발광 특성값, 예를 들어, 측정된 색상 또는 휘도에 대한 디지털값이 목표 범위(A)를 벗어나면 판매품으로서의 LED로 출시되지 못하고 폐기 처분될 수 있다.
본 발명에서는 광검출 수단을 통해 측정된 발광 특성값이 목표 범위(A)를 벗어나더라도 리페어 범위(B) 내의 발광 특성값을 갖는 불량 LED가 수집되면, 아래와 같이 리페어 장치(10)를 이용해 해당 불량 LED 위에 양자점층을 형성함으로써 발광 색상이나 휘도가 개선된 양품으로서의 LED로 리페어할 수 있다.
위와 같은 불량 LED는 컨베이어 시스템(11)을 통해 양자점 마스크(12)의 하부로 이송될 수 있다(S120). 양자점 마스크(12)에는 도 6과 같이 빛을 통과시켰을 때 발광 파장 특성이 서로 다른 복수의 양자점셀(예를 들어, A~F)이 미리 형성되어 있으며, 불량 LED의 빛이 각각의 양자점셀을 통과한 후의 빛에 대한 발광 특성값을 측정하기 위하여 양자점 마스크(12) 상의 어느 한 양자점셀이 불량 LED의 상부에 놓여지도록 이송될 수 있다.
양자점 마스크(12)의 어느 한 양자점셀이 불량 LED의 상부에 놓여지면, 불량 LED에 전원을 공급하여 발광시킬 수 있다(S130). 이때, 불량 LED는 전원을 공급할 수 있는 소장 단자를 갖는 소정 지그(jig)에 고정되어 발광할 수 있다.
이에 따라, 광검출기(13)는 불량 LED로부터 나오는 빛이 위와 같은 양자점 마스크(12)에서 선택된 양자점셀에 통과되어 나오는 빛의 발광 특성값을 측정할 수 있다(S140). 광검출기(13)는 입력되는 빛의 스펙트럼(또는 파장) 분석을 통하여 빛의 색상에 관한 정보(디지털값)를 생성할 수 있으며, 또는 입력되는 빛의 발광 강도(intensity)에 대한 분석을 통하여 빛의 휘도에 관한 정보(디지털값)를 생성할 수 있다.
불량 LED로부터의 빛이 양자점 마스크(12)를 통과하여 나온 빛에 대한 광검출기(13)에서의 측정 결과에 따라 리페어 제어기(15)는 광검출기(13)에서 측정된 발광 특성값을 미리 정해 놓은 목표 범위와 비교한다(S150). 예를 들어, 리페어 제어기(15)의 양자점 결정부(21)는 불량 LED로부터의 빛이 양자점 마스크(12)의 양자점셀을 통과하여 나온 빛에 대하여 광검출기(13)에서 측정한 발광 특성값이 미리 정해 놓은 목표 범위와 비교하여 해당 목표 범위를 벗어나지 않으면 선택된 양자점셀에 사용된 양자점을 해당 리페어 양자점으로 결정할 수 있다(S170).
양자점 결정부(21)는 불량 LED로부터의 빛이 양자점 마스크(12)를 통과하여 나온 빛에 대하여 광검출기(13)에서 측정한 발광 특성값이 미리 정해 놓은 목표 범위와 비교하여 상기 목표 범위를 벗어나면 불량 LED의 발광 특성값을 재 측정하도록 제어신호를 발생할 수 있다. 여기서 상기 목표 범위는 발광 특성값이 도 10과 같은 CIE 색 좌표계에서 목표 범위(A) 내에 들어오도록 미리 정해 놓은 디지털 값일 수 있다. 이동 제어부(22)는 양자점 결정부(21)로부터의 제어신호에 따라 양자점 마스크(12)의 다른 양자점셀이 불량 LED로부터 나오는 빛의 방향에 오도록 양자점 마스크(12)의 회전 이동을 구동할 수 있다(S160).
이에 따라 양자점 마스크(12)의 다른 양자점셀이 불량 LED로부터 나오는 빛의 방향에 오게 되면, 위와 같이 광검출기(13)가 발광 특성값을 측정하는 과정, 리페어 제어기(15)가 발광 특성값과 목표 범위를 비교하는 과정, 다시 양자점 마스크(12)의 다른 양자점셀로 변경하는 과정 등 리페어 양자점을 결정하기 위한 동작이 반복될 수 있다.
한편, 도 7과 같은 복수의 양자점 마스크들(71, 72)이 이용되는 경우에는, S140 단계에서 광검출기(13)는 불량 LED의 상부에 놓여진 복수의 양자점 마스크들(71, 72) 각각에서 하나씩 선택된 양자점셀을 포함한 다층 구조의 양자점셀들에 불량 LED로부터 나오는 빛을 순차 통과시켜 나오는 빛의 발광 특성값을 측정할 수 있다. 이때, 리페어 제어기(15)의 양자점 결정부(21)는 불량 LED로부터의 빛이 복수의 양자점 마스크들(71, 72)의 양자점셀 조합을 통과하여 나온 빛에 대하여 광검출기(13)에서 측정한 발광 특성값이 미리 정해 놓은 목표 범위와 비교하여 상기 목표 범위를 벗어나지 않으면 복수의 양자점 마스크들(71, 72)에서 선택된 양자점셀들의 조합에 사용된 양자점들을 해당 리페어 양자점으로 결정할 수 있다(S170).
복수의 양자점 마스크들(71, 72)을 이용하여 다른 양자점셀 또는 다른 양자점셀들의 조합이 불량 LED로부터 나오는 빛의 방향에 오도록 양자점 마스크(12) 또는 복수의 양자점 마스크들(71, 72)의 회전 이동을 구동할 수 있다. 이에 따라 광검출기(13)가 해당 양자점셀 또는 양자점셀들의 조합에 대하여 발광 특성값을 재 측정할 수 있다.
양자점 결정부(21)는 불량 LED로부터의 빛이 복수의 양자점 마스크들(71, 72)의 양자점셀 조합을 통과하여 나온 빛에 대하여 광검출기(13)에서 측정한 발광 특성값이 미리 정해 놓은 목표 범위와 비교하여 해당 목표 범위를 벗어나면 불량 LED의 발광 특성값을 재 측정하도록 제어신호를 발생할 수 있다. 여기서 상기 목표 범위는 발광 특성값이 도 10과 같은 CIE 색 좌표계에서 목표 범위(A) 내에 들어오도록 미리 정해 놓은 디지털 값일 수 있다. 이동 제어부(22)는 양자점 결정부(21)로부터의 제어신호에 따라 복수의 양자점 마스크들(71, 72) 중 어느 하나 이상에서 변경 선택된 양자점셀을 포함한 해당 다층 구조의 양자점셀들이 불량 LED로부터 나오는 빛의 방향에 오도록 복수의 양자점 마스크들(71, 72)의 회전 이동을 구동할 수 있다(S160). 여기서, 복수의 양자점 마스크들(71, 72) 중 하부 마스크(71)만 회전시켜 하부의 양자점셀만 변경 선택되도록 할 수도 있으며, 상부 마스크(72)만 회전시켜 상부의 양자점셀만 변경 선택되도록 할 수도 있으며, 또는 복수의 양자점 마스크들(71, 72)을 모두 회전시켜 양측의 양자점셀들이 모두 변경 선택되도록 할 수도 있다.
이에 따라 복수의 양자점 마스크들(71, 72) 중 어느 하나 이상에서 변경 선택된 양자점셀을 포함한 해당 다층 구조의 양자점셀들이 불량 LED로부터 나오는 빛의 방향에 오게 되면, 위와 같이 광검출기(13)가 발광 특성값을 측정하는 과정, 리페어 제어기(15)가 발광 특성값과 목표 범위를 비교하는 과정, 다시 양자점 마스크(12)의 다른 양자점셀로 변경하는 과정 등 리페어 양자점을 결정하기 위한 동작이 반복될 수 있다.
위와 같은 과정에 따라 양자점 결정부(21)가 리페어 양자점을 결정한 후에는, 해당 리페어 양자점에 대한 정보를 양자점 디스펜서(14)로 전송할 수 있다(S180).
양자점 디스펜서(14)는 양자점 결정부(21)에서 결정된 리페어 양자점 정보에 따라 해당 양자점 혼합 용액을 이용하여 불량 LED의 최상층 위에 양자점 혼합 용액을 도포할 수 있다(S190). 양자점 디스펜서(14)는 발광 파장 특성이 서로 다르게 구분되어 양자점 혼합 용액들이 담긴 복수의 용기(예를 들어, A'~F')를 가지며, 양자점 결정부(21)에서 결정된 리페어 양자점에 따라 해당 양자점 혼합 용액을 선택하여 불량 LED의 최상층 위에 도포하여 코팅할 수 있다. 예를 들어, 양자점 결정부(21)에서 양자점셀 A가 리페어 양자점으로 결정된 경우에, 양자점 디스펜서(14)는 양자점 혼합 용액 용기 A'에서 해당 용액을 토출시켜 불량 LED의 최상층 위에 도포하여 코팅할 수 있다.
또는, 도 7과 같은 복수의 양자점 마스크들(71, 72)이 이용되는 경우에는, 예를 들어, 양자점 결정부(21)에서 하부 마스크(71)의 양자점셀 A와 하부 마스크(72)의 양자점셀 Q로 이루어진 양자점셀 조합이 리페어 양자점으로 결정될 수 있고, 이때 양자점 디스펜서(14)는 적절한 양자점 혼합 용액 용기에서 해당 용액을 토출시켜 불량 LED의 최상층 위에 도포하여 코팅할 수 있다. 이 경우에, 양자점 디스펜서(14)는 리페어 양자점으로 결정된 해당 양자점셀들(예를 들어, A, Q) 각각에 대응되는 양자점 혼합 용액(예를 들어, A', Q')으로 불량 LED의 최상층 위에 다층 구조의 양자점 혼합 용액을 도포할 수도 있다. 즉, 양자점 혼합 용액 A'로 코팅한 후, 그 위에 다시 양자점 혼합 용액 Q'로 코팅할 수 있다. Q' 용기가 도 5에는 도시되지 않았지만, 해당 용기를 추가할 수 있다.
이와 같이 양자점 혼합 용액을 이용한 양자점 혼합 용액의 도포 후에는 소정 건조 장치로 건조될 수 있으며, 필요한 경우에 그 위에 투명한 수지계 절연 물질을 코팅하여 해당 양자점층이 형성되도록 할 수도 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (17)

  1. 발광 다이오드의 발광 특성값을 측정하는 단계;
    측정된 발광 특성값이 목표 범위를 벗어나는 해당 발광 다이오드를 불량 발광 다이오드로 판별하는 단계; 및
    상기 불량 발광 다이오드의 최상층 위에 양자점층을 형성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 리페어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 발광 특성값은 색상 또는 휘도에 대한 디지털값을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 리페어 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 양자점층을 형성하는 단계는,
    소정 반도체 나노 결정으로 이루어지는 양자점이 분산 용매에 혼합된 용액을 상기 불량 발광 다이오드의 최상층 위에 도포하고 건조하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 리페어 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 양자점층을 형성하는 단계는,
    상기 불량 발광 다이오드를 동작시킬 때 상기 불량 발광 다이오드로부터 나오는 빛을 복수의 양자점셀들이 형성된 양자점 마스크에서 선택된 양자점셀에 통과시킨 후의 빛에 대한 발광 특성값을 측정하는 단계;
    상기 양자점셀에 통과시킨 후의 빛에 대하여 측정된 발광 특성값과 목표 범위의 비교를 통하여 리페어 양자점을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 리페어 양자점에 대응되는 양자점 혼합 용액을 이용하여 상기 불량 발광 다이오드의 최상층 위에 양자점층을 형성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 리페어 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 리페어 양자점을 결정하는 단계는,
    상기 양자점셀에 통과시킨 후의 빛에 대하여 측정된 발광 특성값이 목표 범위 이내이면 해당 선택된 양자점셀에 사용된 양자점을 상기 리페어 양자점으로 결정하는 단계; 및
    상기 양자점셀에 통과시킨 후의 빛에 대하여 측정된 발광 특성값이 목표 범위를 벗어나면 상기 양자점 마스크의 다른 양자점셀에 대하여 상기 발광 특성을 재 측정하도록 제어하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 리페어 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 양자점셀에 통과시킨 후의 빛에 대한 발광 특성값을 측정하는 단계는,
    복수의 양자점 마스크들 각각에서 하나씩 선택된 양자점셀을 포함한 다층 구조의 양자점셀들에 상기 불량 발광 다이오드로부터의 빛을 순차로 통과시킨 후의 빛에 대한 발광 특성값을 측정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 리페어 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 리페어 양자점을 결정하는 단계는,
    상기 양자점셀들에 통과시킨 후의 빛에 대하여 측정된 발광 특성값이 목표 범위 이내이면 상기 복수의 양자점 마스크들에서 선택된 양자점셀들의 조합에 시용된 양자점들을 상기 리페어 양자점으로 결정하는 단계; 및
    상기 양자점셀들에 통과시킨 후의 빛에 대하여 측정된 발광 특성값이 목표 범위를 벗어나면 상기 복수의 양자점 마스크들 중 어느 하나 이상에서 변경 선택된 양자점셀을 포함한 해당 다층 구조의 양자점셀들에 대하여 상기 발광 특성값을 재 측정하도록 제어하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 리페어 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 양자점층을 형성하는 단계는,
    상기 리페어 양자점으로 결정된 상기 양자점셀들의 조합에 대응되는 양자점 혼합 용액을 이용하여 상기 불량 발광 다이오드의 최상층 위에 양자점층을 형성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 리페어 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 양자점층을 형성하는 단계는,
    상기 리페어 양자점으로 결정된 상기 양자점셀들의 각각에 대응되는 양자점 혼합 용액으로 상기 불량 발광 다이오드의 최상층 위에 다층 구조의 양자점층을 형성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 리페어 방법.
  10. 발광 다이오드의 발광 특성값을 측정하는 광 검출 수단;
    측정된 발광 특성값이 목표 범위를 벗어나는 해당 발광 다이오드를 불량 발광 다이오드로 판별하는 판별 수단; 및
    상기 불량 발광 다이오드의 최상층 위에 양자점층을 형성하는 양자점 코팅 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 리페어 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    복수의 양자점셀들이 형성된 양자점 마스크; 및
    상기 불량 발광 다이오드로부터 나오는 빛이 상기 양자점 마스크에서 선택된 양자점셀에 통과되어 나오는 빛에 대하여 측정된 발광 특성값과 목표 범위의 비교를 통하여 리페어 양자점을 결정하여 상기 양자점 코팅 수단을 제어하는 리페어 제어기를 더 포함하고,
    상기 양자점 코팅 수단은 상기 결정된 리페어 양자점에 대응되는 양자점 혼합 용액을 이용하여 상기 불량 발광 다이오드의 최상층 위에 양자점층을 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 리페어 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 리페어 제어기는,
    상기 양자점셀에 통과되어 나오는 빛에 대하여 측정된 발광 특성값이 목표 범위 이내이면 해당 선택된 양자점셀에 사용된 양자점을 상기 리페어 양자점으로 결정하고, 상기 양자점셀에 통과되어 나오는 빛에 대하여 측정된 발광 특성값이 목표 범위를 벗어나면 상기 발광 특성값을 재 측정하도록 제어신호를 발생하는 양자점 결정부; 및
    상기 제어신호에 따라 상기 양자점 마스크에서 다른 양자점셀이 상기 불량 발광 다이오드로부터 나오는 빛의 방향에 오도록 제어하는 이동 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 리페어 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 양자점셀에 통과되어 나오는 빛의 발광 특성값을 측정하는 제2 광 검출 수단
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 리페어 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 양자점 마스크는,
    각각에 복수의 양자점셀들이 형성된 복수의 양자점 마스크들을 포함하고,
    상기 리페어 제어기는,
    상기 복수의 양자점 마스크들 각각에서 하나씩 선택된 양자점셀을 포함한 다층 구조의 양자점셀들에 상기 불량 발광 다이오드로부터의 빛을 순차로 통과시킨 후의 빛에 대하여 측정된 발광 특성값과 상기 목표 범위의 비교를 통하여 리페어 양자점을 결정하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 리페어 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 양자점 결정부는,
    상기 양자점셀들에 통과시킨 후의 빛에 대하여 측정된 발광 특성값이 목표 범위 이내이면 상기 복수의 양자점 마스크들에서 선택된 양자점셀들의 조합에 사용된 양자점들을 상기 리페어 양자점으로 결정하고, 상기 양자점셀들에 통과시킨 후의 빛에 대하여 측정된 발광 특성값이 목표 범위를 벗어나면 상기 발광 특성을 재 측정하도록 제2 제어신호를 발생하며,
    상기 이동 제어부는,
    상기 제2 제어신호에 따라 상기 복수의 양자점 마스크들 중 어느 하나 이상에서 변경 선택된 양자점셀을 포함한 해당 다층 구조의 양자점셀들이 상기 불량 발광 다이오드로부터 나오는 빛의 방향에 오도록 상기 복수의 양자점 마스크들의 이동을 구동하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 리페어 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 양자점 코팅 수단은,
    상기 리페어 양자점으로 결정된 상기 양자점셀들의 조합에 대응되는 양자점 혼합 용액을 이용하여 상기 불량 발광 다이오드의 최상층 위에 양자점층을 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 리페어 장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 양자점 코팅 수단은,
    상기 리페어 양자점으로 결정된 상기 양자점셀들의 각각에 대응되는 양자점 혼합 용액으로 상기 불량 발광 다이오드의 최상층 위에 다층 구조의 양자점층을 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 리페어 장치.
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