LED芯片电致发光高速检测系统的制作方法

led芯片电致发光高速检测系统
技术领域
1.本发明属于led芯片测试技术领域，特别是一种led芯片电致发光高速检测系统，特别涉及一种micro-led芯片电致发光高速检测方法与系统。


背景技术：

2.随着led技术的不断发展和逐渐成熟，led的效率和亮度的不断提高，其应用范围越来越广。当led作为阵列显示、屏幕元件，甚至半导体照明时，由于人眼对于颜色波长和亮度的敏感性，用没有分选过led就产生了不均匀的现象，进而影响人们的视觉效果。不论是波长不均匀或是光亮度的不均匀都会给人产生不舒服的感觉。这是各led显示器件制造厂家不愿看到的，也是人们无法接受的，所以在led应用于显示器件之前，要对其进行检测。当前的检测手段多为针测，即有接触检测。但针测由于其需要与led的电极进行接触，可能会对电极造成一定程度的损坏。随着led芯片的尺寸越来越小，一个显示器上所需要的led芯片数量也日渐增多，针测的效率无法满足大批量led芯片检测效率的要求。以micro-led为例，一台8k电视大约需要9000万颗以上的micro-led芯片，即使缺陷率为0.5%，检测近50万颗芯片也需要大量的时间。为了提高针测效率，往往只能采取抽样检测，但对于如此大数量的led芯片，抽样检测的可信度往往不尽如人意。因此，对现有的led检测技术进行改进是必不可少的。


技术实现要素：

3.针对现有技术的缺陷和不足，尤其是针对目前led芯片，尤其是高集成度的micro-led芯片检测效率低下的问题，本发明提出一种led芯片电致发光高速检测系统，其核心组件为履带状导电模块，履带状导电模块由两个完全一致的带齿圈柱状主动轮和一个宽度与主动轮的高度相等的能与主动轮啮合的柔性导电链环构成，履带状导电模块平置于待测led芯片阵列表面，履带状导电模块的主动轮圆柱轴与待测led芯片阵列平行，使履带状导电模块与待测led芯片阵列以最大接触面积接触，在检测过程中，履带状导电模块的柔性导电链环能大面积接触待测led芯片阵列，使多个led芯片产生电致发光现象，无需频繁地进行垂直方向的移动，可以有效提高检测效率。
4.本发明具体采用以下技术方案：一种led芯片电致发光高速检测系统，其特征在于：设置供电模块并通过履带状导电模块在待测led芯片阵列与第一导电层之间施加电压；所述履带状导电模块由多个带齿圈柱状主动轮和一个与主动轮啮合的柔性导电链环构成；在检测过程中，履带状导电模块平置于待测led芯片阵列表面，主动轮圆柱轴与待测led芯片阵列平行，使履带状导电模块与待测led芯片阵列以最大接触面积接触；所述柔性导电链环以最大接触面积接触待测led芯片阵列时，同时使多个led芯片产生电致发光现象；无需频繁地进行垂直方向的移动，可以有效提高检测效率。
5.系统包括：第一基底、设置于第一基底的第一导电层、履带状导电模块、电控位移模块、光信号测量模块、电信号测量模块、供电模块；所述第一基底用于放置待测led芯片阵列；所述电控位移模块用于驱动履带状导电模块移动；所述光信号测量模块用于采集待测led芯片的包括亮度、光通量的光信息；所述电信号测量模块用于采集待测led芯片的包括电流、电压的电信息；其led芯片阵列电致发光高速检测步骤如下：步骤s1：将待测led芯片阵列放置于所述第一基底表面；步骤s2：所述履带状导电模块在电控位移模块的驱动下，接触待测led芯片阵列，以最大接触面积接触直接接触待测led芯片阵列上任意成一个平面分布的多颗led；步骤s3：所述供电模块在第一导电层和履带状导电模块之间施加电信号使与履带状导电模块的最大接触面接触的多个led产生电致发光现象，光信号测量模块记录所检测led芯片的发光信息，电信号测量模块记录所检测led芯片的电信号；步骤s4：通过所述电控位移模块使履带状导电模块沿垂直于履带状导电模块的主动轮圆柱轴方向相对于led芯片阵列产生滚动并保持与待测led芯片阵列持续接触，使履带状导电模块的圆柱轴对准步骤s2中已完成测试的平面状led芯片阵列邻近的另一呈平面状分布的led芯片阵列，光信号测量模块记录所检测led芯片的发光信息，电信号测量模块记录所检测led芯片的电信号；步骤s5：重复步骤s3和步骤s4直至沿垂直于所述履带状导电模块的主动轮圆柱轴方向滚动的平面上的所有led芯片检测完毕；步骤s6：所述电控位移模块驱动履带状导电模块，使履带状导电模块移动至待测led芯片阵列表面另一未检测区域；步骤s7：重复步骤s5和步骤s6直至所述led芯片阵列表面的全部led芯片检测完毕。
6.进一步地，所述履带状导电模块的曲面覆盖有功能层，用于传输载流子或使与履带状导电模块接触的led芯片中产生感应电荷。
7.进一步地，所述履带状导电模块的履带面的宽度范围为1μm—50cm。
8.所述履带状导电模块的履带面的长度范围为1μm—50cm。
9.进一步地，所述电控位移模块使履带状导电模块在三维空间进行有选择地定向滚动或移动。
10.进一步地，所述供电模块在第一导电层和履带状导电模块之间施加的电信号为交变电压。
11.进一步地，所述第一导电层设置于第一基底的上表面或下表面。
12.进一步地，所述待测led芯片阵列为形成发光阵列的led外延片或设置于衬底基底上的led芯片阵列或设置于驱动背板上的led芯片阵列。
13.进一步地，所述待测led芯片阵列置于第一基底的上表面，履带状导电模块置于led芯片阵列之上。
14.进一步地，所述待测led芯片阵列置于第一基底的下表面，履带状导电模块置于led芯片阵列之下。
15.进一步地，所述供电模块在履带状导电模块检测完某一呈直线状排列的多个led之后，可以继续保持供电，直至led芯片阵列表面的全部待测led芯片检测完毕；所述供电模块在履带状导电模块检测完某一呈直线状排列的多个led之后，也可以先中断供电，直至履带状导电模块滚动至另一未检测区域后再恢复供电。
16.本发明及其优选方案通过履带状导电模块在所述电控位移模块的驱动下，以最大接触面积接触待测led芯片阵列表面的多颗led芯片，从而达到高效检测led芯片的目的。
附图说明
17.下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：图1为本发明实施例整体结构示意图；表示，led芯片电致发光高速检测系统包括：第一基板、设置于第一基板上表面的第一导电层、履带状导电模块、电控位移模块、光信号测量模块、电信号测量模块、供电模块。第一导电层也可以设置于第一基板的下表面以使供电模块与待测led芯片阵列产生电气连接。
18.图2为本发明实施例工作状态示意图1；表示，待检测led芯片阵列位于第一导电层的上表面，履带状导电模块横置于待测led芯片阵列上，履带状导电模块的主动轮圆柱轴与待测led芯片阵列平行，使履带状导电模块的柔性导电链环以最大接触面接触待测led芯片阵列上的多颗led芯片。
19.图3为本发明实施例工作状态示意图2；表示，在检测过程中履带状导电模块沿垂直于履带状导电模块的主动轮圆柱轴方向相对于led芯片阵列产生滚动，无需频繁地进行垂直方向的移动，可以有效提高检测速度。
20.图4表示，履带状导电模块的两个等效圆形底面的间距l范围为1μm-50cm。
21.图5表示，履带状导电模块的横截面圆形的直径d范围为1μm-50cm。
22.图6为本发明实施例工作状态示意图3；表示，垂直于履带状导电模块圆柱轴方向滚动的平面覆盖范围小于待测led芯片阵列的面积。
23.图7为本发明实施例立体示意图；表示，电控位移模块要求能够将履带状导电模块在三维空间进行有选择地定向滚动或移动。
24.图8为本发明实施例整体结构示意图2；表示，供电模块在第一导电层和履带状导电模块之间施加的电信号为交变电压。
25.图9到图11表示，所检测的led芯片阵列可以但不限于led外延片（如图9表示）、设置于蓝宝石表面的led芯片阵列（如图13表示）、设置于其他过渡性衬底基板上的led芯片阵列（如图10表示）、设置于驱动背板上的led芯片阵列（如图11表示）。
26.图12表示所检测的led芯片阵列置于第一基板的上表面，此时履带状导电模块置于led芯片阵列之上。
27.图13表示，将led芯片阵列放置于第一基板表面。
28.图14表示，履带状导电模块在电控位移模块的驱动下，接触待测led芯片阵列，直接接触任意一条线型led芯片阵列。
29.图15表示，供电模块在第一导电层和履带状导电模块之间施加电信号使与履带状导电模块的最大接触面接触的多个led产生电致发光现象，光信号测量模块记录所检测led芯片的发光信息，电信号测量模块记录所检测led芯片的电信号。
30.图16表示，通过电控位移模块使履带状导电模块沿垂直于履带状导电模块的主动轮圆柱轴方向相对于led芯片阵列产生滚动，使履带状导电模块的圆柱轴对准图15所描述步骤中已完成测试的线型led芯片阵列邻近的另一条线型led芯片阵列，光信号测量模块记录所检测led芯片的发光信息，电信号测量模块记录所检测led芯片的电信号。
31.图17表示，重复图15、图16所描述步骤，直至沿垂直于履带状导电模块圆柱轴方向滚动的平面上的所有led芯片检测完毕。
32.图18表示，电控位移模块驱动履带状导电模块和led芯片阵列，使履带状导电模块移动至led芯片阵列表面另一未检测区域。
33.图19表示，重复图17、图18所描述步骤，直至led芯片阵列表面的全部led芯片检测完毕。
34.图20表示，履带状导电模块的曲面可以覆盖一功能层，功能层可以是导电材料、半导体材料、绝缘材料。
35.图21表示，第一导电层也可以设置于第一基板的下表面。
36.图22表示，所检测的led芯片阵列可置于第一基板的下表面，此时履带状导电模块置于led芯片阵列之下。履带状导电模块应随着led芯片阵列移动，需要保证履带状导电模块与led芯片阵列表面的led芯片接触。
37.图23表示，垂直于履带状导电模块400圆柱轴方向滚动的平面覆盖范围大于待测led芯片阵列的面积。此时可以保证在履带状导电模块进行一次滚动后就可以使待测led芯片阵列表面的led都发生或发生过电致发光现象，但此时所产生的功率更大，对设备要求更加严苛。
具体实施方式
38.为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，作详细说明如下：为了让本领域技术人员进一步了解本发明所提出的方法，下面结合具体实施例进行说明。本发明提供优选实施例，只用于本发明做进一步的说明，不应该被认为仅限于在此阐述的实施例，也不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域技术熟练人员根据上述发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
39.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
40.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
41.在本发明第一实施例中，led芯片电致发光高速检测系统包括：第一基板300、设置于第一基板上表面的第一导电层200、履带状导电模块400、电控位移模块500、光信号测量模块800、电信号测量模块600、供电模块700（如图1所示）。第一导电层200也可以设置于第一基板300的下表面以使供电模块700与待测led芯片阵列100产生电气连接（如图21所示）。本实施例中优选设置于第一基板上表面的第一导电层。
42.待检测led芯片阵列100位于第一导电层200的上表面，履带状导电模块400横置于待测led芯片阵列100上，履带状导电模块400的圆柱轴与待测led芯片阵列100平行，使履带状导电模块400的曲面与待测led芯片阵列100上的某一呈直线状排列的多个led直接接触（如图2所示）。在检测过程中履带状导电模块400沿垂直于履带状导电模块400的圆柱轴方向相对于led芯片阵列100产生滚动，无需频繁地进行垂直方向的移动，可以有效提高检测速度（如图3所示）。履带状导电模块400的两个等效圆形底面的间距l为100μm（如图4所示）。履带状导电模块400的横截面圆形的直径d为10μm（如图5所示）。
43.垂直于履带状导电模块400圆柱轴方向滚动的平面覆盖范围小于待测led芯片阵列100的面积（如图6所示）。
44.电控位移模块500要求能够将履带状导电模块400在三维空间进行有选择地定向滚动或移动（如图7所示）。
45.供电模块700在第一导电层200和履带状导电模块400之间施加的电信号为交变电压（如图8所示）。
46.所检测的led芯片阵列可以但不限于led外延片900（如图9所示）、设置于蓝宝石表面的led芯片阵列100（如图13所示）、设置于其他过渡性衬底基板1000上的led芯片阵列（如图10所示）、设置于驱动背板1100上的led芯片阵列（如图11所示）。在本实施例中，优选设置于蓝宝石表面的led芯片阵列100。
47.所检测的led芯片阵列置于第一导电层200的上表面，此时履带状导电模块400置于led芯片阵列之上（如图12所示）。
48.将led芯片阵列放置于第一基板表面。图中100为led芯片阵列，200为第一导电层，300为第一基板（如图13所示）。
49.履带状导电模块400在电控位移模块500的驱动下，接触待测led芯片阵列100，直接接触任意一条线型led芯片阵列（如图14所示）。
50.供电模块700在第一导电层200和履带状导电模块400之间施加电信号使与履带状导电模块400接触的呈直线状排列的多个led产生电致发光现象，光信号测量模块800记录所检测led芯片的发光信息，电信号测量模块600记录所检测led芯片的电信号（如图15所示）。
51.通过电控位移模块500使履带状导电模块400沿垂直于履带状导电模块400的圆柱轴方向相对于led芯片阵列100产生滚动，使履带状导电模块400的圆柱轴对准图15所描述步骤中已完成测试的线型led芯片阵列邻近的另一条线型led芯片阵列，光信号测量模块800记录所检测led芯片的发光信息，电信号测量模块600记录所检测led芯片的电信号（如图16所示）。
52.重复图15、图16所描述步骤，直至沿垂直于履带状导电模块400圆柱轴方向滚动的平面上的所有led芯片检测完毕（如图17所示）。
53.电控位移模块500驱动履带状导电模块和led芯片阵列100，使履带状导电模块400移动至led芯片阵列表面另一未检测区域（如图18所示）。
54.重复图17、图18所描述步骤，直至led芯片阵列表面的全部led芯片检测完毕（如图19所示）。
55.在本发明第二实施例中，履带状导电模块400的曲面可以覆盖一功能层，功能层可
以是导电材料、半导体材料、绝缘材料。图中401为功能层。功能层需要起到传输载流子或者使与履带状导电模块接触的led芯片中产生感应电荷的作用（如图20所示）。
56.在本发明第三实施例中，所检测的led芯片阵列可置于第一基板300的下表面，此时履带状导电模块400置于led芯片阵列之下。履带状导电模块应随着led芯片阵列移动，需要保证履带状导电模块与led芯片阵列表面的led芯片接触（如图22所示）。
57.在本发明第四实施例中，垂直于履带状导电模块400圆柱轴方向滚动的平面覆盖范围大于待测led芯片阵列100的面积。此时可以保证在履带状导电模块进行一次滚动后就可以待测led芯片阵列表面的led都发生或发生过电致发光现象，但此时所产生的功率更大，对设备要求更加严苛（如图23所示）。
58.以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换(如数量、形状、位置等)，这些等同变换均属于本发明的保护范围。
59.以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。同时，以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。