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原文传递发光二极管(LED)测试设备和制造方法

专利名称：	发光二极管(LED)测试设备和制造方法
摘要：	实施例涉及用于制造包含发光二极管(LED)结构的产品的功能性测试方法。具体地，通过使用场板，经由位移电流耦合装置注入电流来功能性地测试LED阵列，该场板包括靠近LED阵列放置的电极和绝缘体。然后将受控电压波形施加到场板电极以并联激发LED装置得到高通量。相机记录由电激发产生的各个光发射，以产生多个LED装置的功能性测试。改变电压条件可以在不同的电流密度水平激发LED，以在功能上测量外部量子效率和其他重要的装置功能参数。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	美国;US
申请人：	特索罗科技有限公司
发明人：	弗兰乔斯·J·亨利
专利状态：	有效
申请日期：	2018-01-23T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-15T00:00:00+0800
申请号：	CN201880019926.1
公开号：	CN110462387A
代理机构：	北京康信知识产权代理有限责任公司
代理人：	王红艳
分类号：	G01N21/88(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	美国加利福尼亚州
主权项：	1.一种用于观察来自发光装置结构的发光的设备，所述发光装置结构设置在支撑衬底上，所述支撑衬底具有能够从表面接近的第一接触层和包括在所述发光装置结构上的第二接触层，所述发光装置结构选自垂直发光装置结构或横向发光装置结构，所述设备包括：场板装置，所述场板装置具有第一面和与所述第一面相对的第二面，所述第二面包括导电层和上覆的介电层，所述介电层位于紧邻所述发光装置结构的第一接触层的至少一部分；电压源，用于产生电压，所述电压源能够生成时变电压波形，所述电压源具有第一端子和第二端子，所述第一端子具有耦接到所述场板装置的所述导电层的第一电位，所述第二端子处于第二电位，所述电压源能够向所述发光装置结构注入电容耦合电流，以使所述发光装置结构的至少一部分以一模式发射电磁辐射；以及检测器装置，耦接到所述发光装置结构，以形成源自所述发光装置结构的以所述模式的所述电磁辐射的图像。 2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第二端子电耦接到所述支撑衬底的背面，所述第二电位处于接地电位或相对于接地电位处于负电位或正电位以产生所述时变电压波形。 3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一端子电连接到所述场板装置的所述导电层，并且处于接地电位或相对于所述接地电位处于负电位或正电位以产生所述第一电位。 4.根据权利要求1所述的设备，其中，包括所述介电层的所述场板装置的所述第二面位于所述第一接触层的部分上并与所述部分接触。 5.根据权利要求1所述的设备，其中，包括所述介电层的所述场板装置的所述第二面被定位为紧邻所述第一接触层的所述部分，以在所述第二面和所述第一接触层的所述部分之间形成空间间隙。 6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述横向发光装置结构包括所述第一接触层和所述第二接触层，所述第一接触层和所述第二接触层在所述横向发光装置结构的至少一个面上能够被电接触。 7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述图像源自发光二极管结构的发射表面的光输出，所述发光二极管结构的发射表面的光输出是由施加电容耦合的时变电压波形产生的。 8.根据权利要求3所述的设备，其中，所述导电层被图形化，并且包括在所述第一接触层附近的第一部分和在所述第二接触层附近的第二部分，所述第一部分与所述第二部分在电分离和物理上分离，所述第一部分连接到所述电压源的所述第一端子，并且所述第二部分连接到另一电压源或接地电位。 9.根据权利要求3所述的设备，其中，所述导电层包括在所述第一接触层附近的第一部分并且在所述第二接触层附近不存在导电层。 10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述垂直发光装置结构包括所述第一接触层和位于所述发光装置结构下方的所述第二接触层。 11.根据权利要求1所述的设备，还包括耦接到所述检测器装置以用于聚焦设置在所述检测器装置上的电磁辐射的透镜。 12.根据权利要求1所述的设备，其中，所述检测器装置包括对所述电磁辐射成像以根据所述支撑衬底的所述发光装置结构上方的位置产生所述电磁辐射的能观察的模式图。 13.根据权利要求1所述的设备，其中，所述检测器装置包括相机；并且所述设备还包括使用电触点或使用电容耦合耦接到所述发光装置结构的所述第二接触层的电接入。 14.根据权利要求1所述的设备，其中，所述时变电压波形是从第一电压电位到第二电压电位的电压斜升，以在测量阶段期间以选定的电流密度正向偏置所述发光装置结构。 15.根据权利要求13所述的设备，其中，所述相机将所述电磁辐射在所述时变电压波形上积分，以产生在所述发光装置结构上产生的总电磁辐射的空间图。 16.根据权利要求15所述的设备，其中，使用图像处理装置处理积分的电磁辐射的空间图，以执行以下功能中的一个或多个：信号平均、阈值化以及装箱以得到所述发光装置结构的空间相关功能性测试结果。 17.根据权利要求1所述的设备，其中，使用材料去除工艺隔离所述发光装置结构的所述第一接触层，以实现多个能单独寻址的发光装置。 18.根据权利要求1所述的设备，其中，使用材料去除工艺隔离所述发光装置结构的所述第一接触层和所述第二接触层，以实现多个能单独寻址的发光装置。 19.根据权利要求14所述的设备，其中，所述测量阶段之后的所述时变电压波形在被称为复位阶段的时间段内从所述第二电压电位返回到所述第一电压电位，所述第一电压电位被选择以使用发光装置反向偏置泄漏电流密度并避免超过潜在的破坏性反向偏置电压。 20.根据权利要求13所述的设备，其中，所述相机是多个相机中的一个相机，每个相机被定位为对所述发光装置结构的单独区域成像。 21.根据权利要求13所述的设备，其中，所述相机和较小的场板装置是能够对较小的测试区域成像并以步进和重复的方式机械索引以实现更完整的测试覆盖的组件。 22.根据权利要求1所述的设备，其中，所述场板装置与所述支撑衬底的面积尺寸大致相同，并且被放置在所述支撑衬底上，以允许对所述支撑衬底进行大致完整的功能性测试，而无需对所述场板装置进行步进和重复索引。 23.根据权利要求1所述的设备，其中，使用靠近所述场板周边的密封件将所述场板放置在紧邻所述支撑衬底的位置，并使用真空端口从空隙中抽空空气。 24.根据权利要求1所述的设备，其中，所述场板和支撑衬底装置之间的紧邻是实际接触。 25.根据权利要求1所述的设备，其中，所述场板装置和支撑衬底装置之间的紧邻的特征在于，包括气体、真空、液体或固体中的一种或多种的小间隙，所述小间隙不大于要由所述发光二极管结构形成的LED装置的横向距离的5倍。 26.一种制造光学装置的方法，所述方法包括：设置发光二极管结构，所述发光二极管结构具有待形成的多个LED装置，设置在支撑衬底上，所述支撑衬底具有能够从表面接近的第一接触层和设置在发光装置结构上的第二接触层，所述发光二极管结构是垂直发光二极管结构或横向发光二极管结构；将场板装置耦接到所述发光二极管结构，所述场板装置具有第一面和与所述第一面相对的第二面，所述第二面包括导电层和上覆的介电层，所述介电层位于紧邻所述发光装置结构的第一接触层的至少一部分，使得在所述介电层的表面区域和所述发光装置结构的第一面接触层之间形成空间间隙；从电压源生成时变电压波形，以在所述场板装置的所述介电层和所述发光装置结构之间形成电压电位，以将电流注入所述发光装置结构中的至少多个LED装置，以使得所述发光装置结构以一模式发射电磁辐射；以及使用耦接到所述发光装置结构的检测器装置捕获源自所述发光装置结构的以所述模式的所述电磁辐射的图像。 27.根据权利要求26所述的方法，其中，所述检测器装置包括对所述电磁辐射成像以根据所述支撑衬底的所述发光装置结构上方的位置产生所述电磁辐射的能观察的模式图。 28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述检测器装置包括相机。 29.根据权利要求28所述的方法，其中，所述场板装置是透射性的，并且所述相机被安装为对所述发光装置结构成像，以收集通过所述场板装置的电磁辐射。 30.根据权利要求28所述的方法，其中，所述支撑衬底是透射性的，并且所述相机被安装为对所述发光装置结构成像，以收集通过所述支撑衬底的电磁辐射。 31.根据权利要求26所述的方法，其中，所述时变电压波形是从第一电压电位到第二电压电位的电压斜升，以在测量阶段期间以选定的电流密度正向偏置所述发光装置结构。 32.根据权利要求28所述的设备，其中，所述相机将所述电磁辐射在所述时变电压波形上积分，以产生在所述发光装置结构上产生的总电磁辐射的空间图。 33.根据权利要求32所述的设备，其中，使用图像处理装置处理积分的电磁辐射的空间图以执行以下功能中的一个或多个：信号平均、阈值化以及装箱以得到所述发光装置结构的空间相关功能性测试结果。 34.根据权利要求26所述的方法，其中，测量阶段之后的时变电压波形从第二电压电位返回到选择的第一电压电位，所述第一电压电位被选择以使用发光装置反向偏置泄漏电流密度并避免超过潜在的破坏性反向偏置电压。 35.根据权利要求26所述的方法，其中，使用材料去除工艺隔离所述发光装置结构的所述第一接触层，以实现多个能单独寻址的发光装置。 36.根据权利要求26所述的方法，其中，使用材料去除工艺隔离所述发光装置结构的所述第一接触层和所述第二接触层，以实现多个能单独寻址的发光装置。 37.一种制造光学装置的方法，所述方法包括：设置发光二极管结构，所述发光二极管结构设置在支撑衬底上，所述支撑衬底具有能构从表面接近的第一面接触层和位于发光装置结构下方的第二接触层；将场板装置耦接到所述发光二极管结构，所述场板装置具有第一面和与所述第一面相对的第二面，所述第二面包括导电层和上覆的介电层，所述介电层位于紧邻所述发光装置结构的第一接触层的至少一部分；从电压源生成时变电压波形，以在所述场板装置的所述介电层和所述发光装置结构之间形成电压电位，以将电流注入所述发光装置结构中的多个LED装置，以使得所述发光装置结构以一模式发射电磁辐射；以及使用耦接到所述发光装置结构的检测器装置捕获源自所述发光装置结构的以所述模式的所述电磁辐射的图像。 38.根据权利要求37所述的方法，其中，所述检测器装置包括对所述电磁辐射成像以根据所述支撑衬底的所述发光装置结构上方的位置产生所述电磁辐射的能观察的模式图。 39.根据权利要求37所述的方法，其中，所述时变电压波形是从第一电压电位到第二电压电位的电压斜升，以在测量阶段期间以选定的电流密度正向偏置所述发光装置结构。 40.根据权利要求37所述的方法，其中，使用材料去除工艺隔离所述发光装置结构的所述第一接触层，以实现多个能单独寻址的发光装置。 41.根据权利要求37所述的方法，其中，使用材料去除工艺隔离所述发光装置结构的所述第一接触层和所述第二接触层，以实现多个能单独寻址的发光装置。 42.根据权利要求37所述的方法，还包括选择所述LED装置中的至少一个LED装置，并封装所述LED装置。 43.根据权利要求37所述的方法，还包括选择所述LED装置中的至少一个LED装置，将所述LED装置释放到构件衬底上。 44.一种制造光学装置的方法，所述方法包括：设置覆盖衬底构件的发光二极管结构，所述发光二极管结构设置在支撑衬底上，所述支撑衬底具有能构从表面接近的第一面接触层和位于发光装置结构下方的第二接触层；将场板装置耦接到所述发光二极管结构，所述场板装置具有第一面和与所述第一面相对的第二面，所述第二面包括导电层和上覆的介电层，所述介电层位于紧邻所述发光装置结构的第一接触层的至少一部分；从电压源生成时变电压波形，以在所述场板装置的所述介电层和所述发光装置结构之间形成电压电位，以将电流注入所述发光装置结构中的多个LED装置，以使得所述发光装置结构以一模式发射电磁辐射；以及使用耦接到所述发光装置结构的检测器装置捕获源自所述发光装置结构的以所述模式的所述电磁辐射的图像；处理覆盖衬底的发光装置结构以使所述发光装置结构单个化或在所述发光装置结构上执行另一处理；将至少一对互连构件耦接到所述发光装置结构；并且将所述发光装置结构集成到应用中，所述应用选自通用光装置、灯具、显示器、投影仪、车辆用灯、或光束灯、或专用光装置。 45.根据权利要求44所述的方法，其中，所述发光装置结构中的LED装置没有探针标记或其他测试标记。
所属类别：	发明专利