KR100998015B1 - 발광소자의 전류분산을 평가하는 방법 및 이를 이용한 평가시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 발광소자의 전류분산을 평가하는 방법 및 이를 이용한 평가 시스템에 관한 것으로서, 본 발명의 일 측면은, 발광소자에 전류를 인가하여 디지털 신호에 해당하는 발광 영상을 획득하는 단계와, 상기 발광 영상을 그레이 영상으로 변환하는 단계 및 그레이 영상으로 변환된 상기 발광 영상에 포함된 화소 중 설정된 경계 값보다 큰 그레이 레벨 값을 갖는 화소의 개수를 상기 발광소자의 전류분산 정도에 대한 척도로 판단하는 단계를 포함하는 발광소자의 전류분산을 평가하는 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 영상 처리 기술을 이용하여 2차원 평면에서 발광소자의 발광 영역 면적을 객관적 수치로 정량화하여 제공함으로써 발광소자의 전류 분산 정도를 평가할 수 있다.
발광소자, 전류분산, 영상 처리, 평가, 분석
Description
본 발명은 발광소자의 전류분산을 평가하는 방법 및 이를 이용한 평가 시스템에 관한 것으로, 특히, 영상 처리 기술을 이용하여 2차원 평면에서 발광소자의 전류 분산 정도를 정량적으로 평가할 수 있는 발광소자의 전류분산을 평가하는 방법에 관한 것이다.
반도체 발광소자(Light Emitting Device)는 전류가 가해지면 p,n형 반도체의 접합 부분에서 전자와 정공의 재결합에 기하여, 다양한 색상의 빛을 발생시킬 수 있는 반도체 장치이다. 이러한 LED는 필라멘트에 기초한 발광소자에 비해 긴 수명, 낮은 전원, 우수한 초기 구동 특성, 높은 진동 저항 및 반복적인 전원 단속에 대한 높은 공차 등의 여러 장점을 갖기 때문에 그 수요가 지속적으로 증가하고 있으며, 특히, 최근에는, 청색 계열의 단파장 영역에서 발광이 가능한 III족 질화물 반도체가 각광을 받고 있다. 이러한 III족 질화물 반도체를 이용한 발광소자를 구성하는 질화물 단결정은 일반적으로 사파이어 또는 SiC 기판과 같이 특정의 단결정 성장용 기판 상에서 형성된다.
도 1은 일반적인 반도체 발광소자를 나타내는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 반도체 발광소자는 사파이어 기판(11) 상에 순차적으로 성장된 n형 반도체층(12), 활성층(13) 및 p형 반도체층(14)을 구비하며, 상기 n형 반도체층(12)의 식각 영역에는 n형 전극(15a)이 형성되고, 상기 p형 반도체층(15b) 상에는 p형 전극(15b)이 형성된다. 이 경우, 상기 n형 및 p형 전극(15a, 15b)은 수평방향으로 배열되며, 이에 따라, 도 1의 화살표로 나타낸 것과 같이 협소한 전류흐름을 갖게 된다. 이러한 협소한 전류 흐름으로 인해, 발광소자의 동작 전압(Vf)이 증가하여 전류효율이 저하되며, 이와 더불어 정전기 방전(Electrostatic discharge)에 취약해지는 문제가 있다. 따라서, 반도체 발광소자에서는 전류가 넓은 면적으로 분산되어 흐르는 것이 바람직하며, 당 기술 분야에서는 반도체 발광소자에서 전류 분산 정도를 정량적으로 평가할 수 있는 방법이 요구된다.
본 발명의 일 목적은 영상 처리 기술을 이용하여 2차원 평면에서 발광소자의 전류 분산 정도를 정량적으로 평가할 수 있는 발광소자의 전류분산을 평가하는 방법 및 이를 이용한 평가 시스템을 제공하는 것에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 측면은,
발광소자에 전류를 인가하여 디지털 신호에 해당하는 발광 영상을 획득하는 단계와, 상기 발광 영상을 그레이 영상으로 변환하는 단계 및 그레이 영상으로 변환된 상기 발광 영상에 포함된 화소 중 설정된 경계 값보다 큰 그레이 레벨 값을 갖는 화소의 개수를 상기 발광소자의 전류분산 정도에 대한 척도로 판단하는 단계를 포함하는 발광소자의 전류분산을 평가하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 경계 값은 상기 발광 영상에 포함된 화소의 그레이 레벨 값 중 최대치의 1/e인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 발광 영상을 그레이 영상으로 변환하는 단계 전에 상기 발광소자 영역이 특정되도록 상기 발광 영상에 대하여 에지 검출을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 발광 영상을 그레이 영상으로 변환하는 단계 전에 상기 발광 영상에 대하여 히스토그램 평활화를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이와 달리, 상기 발광 영상을 그레이 영상으로 변환하는 단계 후에 상기 발광 영상에 대하여 히스토그램 평활화를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 발광 영상을 그레이 영상으로 변환하는 단계와 상기 발광 영상에 대하여 히스토그램 평활화를 수행하는 단계 사이에 상기 발광소자 영역이 특정되도록 상기 발광 영상에 대하여 에지 검출을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이와 달리, 상기 발광 영상을 그레이 영상으로 변환하는 단계 및 상기 발광 영상에 대하여 히스토그램 평활화를 수행하는 단계 전에 상기 발광소자 영역이 특정되도록 상기 발광 영상에 대하여 에지 검출을 수행하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 발광소자의 발광 영상을 획득하는 단계는 공초점 전기발광 분광 현미경을 통해 상기 발광소자의 발광 영상을 획득하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 발광소자는 적어도 2개의 전극을 구비하며, 상기 발광소자의 발광 영상을 획득하는 단계는 상기 적어도 2개의 전극 사이의 발광 영역에서 상기 발광소자의 발광 영상을 획득하는 단계일 수 있다.
본 발명의 다른 측면은,
발광소자로부터 디지털 신호에 해당하는 발광 영상을 획득하는 영상 획득 수단과, 상기 발광 영상을 그레이 영상으로 변환하는 영상 변환 수단 및 그레이 영상으로 변환된 상기 발광 영상에 포함된 화소 중 그레이 레벨이 설정된 경계 값보다 큰 값을 갖는 화소의 수를 계수하는 데이터 처리 수단을 포함하는 발광소자의 전류분산 평가 시스템을 제공한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 영상 처리 기술을 이용하여 2차원 평면에서 발광소자의 발광 영역 면적을 객관적 수치로 정량화하여 제공함으로써 발광소자의 전류 분산 정도를 평가할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 발광소자의 전류분산 평가 방법을 사용할 경우, 발광소자나 전극의 형상, 전극의 위치, 소재의 특성 등에 따른 다양한 환경에서 일정한 기준으로 정량적인 평가가 가능하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자의 전류분산 평가 시스템의 동작 원리를 나타낸 순서도이며, 도 3 내지 7은 도 2에서 설명한 각 단계에서의 실제 영상을 나타낸다. 본 실시 형태에 따르면, 발광소자의 전류분산 평가 시스템은 영상 획득 수단, 영상 변환 수단, 데이터 처리 수단 등을 구비하여 구성되며, 우선적으로 제1 단계(S11)로서 영상 획득 수단에 의해 발광 영상을 획득한다. 상기 영상 획득 수단은 전류가 인가된 발광소자의 발광 영상을 연산 수단에 의해 이미지 처리될 수 있는 디지털 신호 형태로 저장 매체에 저장한다. 이 경우, 상기 영상 획득 수단은 도 1과 같은 구조를 갖는 발광소자에 전류를 인가하여 2개의 전극 사이의 발광 영역에 해당하는 발광 영상을 획득한다.
본 실시 형태에서는 발광소자의 발광 면적을 기준으로 전류분산 정도를 평가한다. 즉, 전류가 어느 정도 퍼져나갔는 지를 평가함에 있어 1차원적 평가 요소로 볼 수 있는 전류 분산 거리를 이용하는 것이 아니며, 2차원적 평가 요소로 볼 수 있는 발광 면적을 이용하는 것이다. 따라서, 본 실시 형태의 경우, 발광소자의 발광 영역을 고 해상도 영상으로 얻는 것이 바람직하며, 또한, 최종 발광 영역을 정의하기 위하여 상기 발광 영상을 적절히 영상 처리(image processing)할 필요가 있다.
이 경우, 영상 획득 수단으로서 공초점 주사 발광 현미경을 이용할 수 있다. 도 8은 본 발명에서 영상 획득 수단으로 채용이 가능한 공초점 주사 발광 현미경의 구성을 모식적으로 나타낸다. 도 8을 참조하면, 공초점 주사 발광 현미경은 전원 공급장치(32), 지지부(31), 공초점 현미경부(34a, 34b, 34c, 및 37), 표시부(36a,36b), 레이저 광원(33) 및 XY 주사기(38)를 포함한다. 상기 지지부(31)상에는 발광물질을 함유한 대상물(31a)이 놓여있으며, 본 발명의 전류분산 평가 방법을 이용하기 위해 상기 대상물(31a)은 LED 등과 같은 반도체 발광소자일 수 있다. 상기 대상물(31a)은 상기 지지부(31)에 단순히 배치되는 것이 아니라 발광을 위한 전원을 공급받을 수 있도록, 전원 공급장치(32)와 연결된다. 상기 전원 공급장치(32)는 상기 지지부(31)에 직접 연결되나, 상기 지지부(31)와 상기 대상물(31a)이 전기적으로 연결되므로 결과적으로 상기 전원 공급장치(32)는 상기 대상물(31a)과 전기적으로 연결되어 상기 대상물(31a)을 전기발광시킨다.
상기 대상물(31a)이 놓여진 지지부의 상부에는 공초점 렌즈(34a), 핀홀(37), 및 표시부(36a, 36b)가 배치되어 공초점 현미경을 구성한다. 공초점 렌즈(34a)는 상기 대상물(31a)로부터 방출되는 광을 수광한다. 상기 대상물(31a)로부터 방출된 광은 상기 공초점 렌즈(34a)를 통과하여 평행광으로 진행하다 집광렌즈(34b)에 의해 집광되어 핀홀(37)로 전달된다. 이때, 상기 공초점 렌즈(34a)에 의해 상기 대상물(31a)의 표면에 초점이 형성된다. 상기 핀홀(37)은 상기 초점과 공초점을 이룬다. 상기 공초점 렌즈(34a)에 의해 상기 대상물(31a)의 표면에 형성된 초점으로부 터 방출되는 빛만을 상기 표시부(36a, 36b)에 전달할 수 있다. 상기 핀홀(37)을 배치함으로써, 상기 대상물의 특정 점에서 방출된 광만을 받아들일 수 있어서 공초점 현미경의 이미지 분해능을 향상시킬 수 있다. 즉, 상기 핀홀(37)은 상기 대상물(31a)의 표면에 형성된 초점에서 방출되는 광만을 통과시키고, 인접한 영역에서 방출되는 광은 차단하는 역할을 하게 된다. 따라서, 상기 대상물(31a)이 고휘도로 발광하는 경우에도 원하는 영역만의 발광 영상을 얻을 수 있다.
상기 핀홀(37)을 통과한 광은 집광렌즈(34c)에 의해 집광되어 검출부(36a, 36b)로 전달된다. 상기 검출부(36a, 36b)는 수광된 광자를 파장별로 분산시키는 단색화 장치(36a)와 상기 파장별로 분산된 광의 분포를 측정하는 검출기(36b)로 구성된다. 상기 검출기(36b)에서 검출된 광 분포는 외부에 연결된 모니터 등의 표시장치로 보내어진다. 상기 단색화 장치(36a)는 내부에 프리즘이나 회절발 같은 분산 광학계가 배치되어 있어 상기 핀홀(37)을 통과한 빛을 파장대별로 분산시킨다. 이렇게 분산된 빛을 검출기(36b)로 검출하는데, 분산된 파장중 일부 영역을 검출하도록 검출기(36b)를 조절하면, 상기 대상물(31a)의 목표면에 생긴 초점영역에서의 전기 발광 스펙트럼을 얻을 수 있다.
상기 XY 주사기(38)는 측정 대상물(31a)의 표면에서 일정한 궤적을 따라 상기 대상물(31a)의 표면을 스캐닝한다. 이러한 2차원적인 스캐닝 과정은 상기 XY 주사기가 없는 경우에는 상기 대상물(31a)이 탑재된 지지부(31) 또는 공초점 렌 즈(34a)등의 광학구조를 이동시킴으로써 실현될 수 있다. 바람직하게는, 상기 XY 주사기로서 공지된 갈바노 스캐너를 사용할 수 있다. 이와 같이 대상물(31a)의 표면을 스캐닝 함으로써, 상기 단색화 장치(36a) 및 검출기(36b)에서 대상물 표면 전체의 전기발광 분광 영상 및 특정 지점에서의 전기발광 스펙트럼을 동시에 얻을 수 있다.
이러한 대상물의 표면을 따라 스캐닝이 종료된후에, 대상물의 깊이 방향을 따라 초점을 이동시켜 다른 목표면에 대한 광정보를 얻을 수 있다. 이러한 수직이동수단은 상기 공초점 렌즈(34a)를 상기 대상물의 표면에 수직방향으로 이동시켜 공초점 수직위치를 조절함으로써 얻어질 수 있다. 이와 같이, 일 목표면에서의 2차원적인 스캐닝과 다른 목표면을 선택하여 추가적인 2차원 스캐닝하는 과정을 반복함으로써 3차원적인 공간에 대한 정보해석이 가능하다. 특히 질화물 반도체 웨이퍼에 대한 측정을 실시하는 경우에는, 활성층에 대해 3차원적인 분석을 실시할 수 있어서 높은 3차원적인 분해능에 기초하여 전체 활성층영역에서의 발광파장을 평가할 수 있다.
상기 레이저 광원(33)은 상기 대상물(31a)에 포함된 발광물질을 여기시킬 수 있는 에너지를 갖는 빔을 발생시킬 수 있어야 하며, 서브피코초의 펄스빔을 조사하여 단광자 또는 다광자에 의해 상기 발광물질을 여기시킬수 있어야 한다. 상기 레이저 광원(33)의 전단에는 렌즈(39a,39b) 및 핀홀(39c)이 배치되어 있어, 상기 레 이저 광원(33)으로부터 발생된 빔을 광지향 장치(35a)으로 보다 정확하게 지향시킬 수 있다. 상기 공초점 렌즈(34a)는 상기 레이저 광원(33)의 빔을 상기 지지부(31)상에 위치한 대상물(31a)의 목표면에 결상시키는 집광부 및 상기 대상물(31a)로부터 발생된 광자를 수광하기 위한 수광부로 사용된다. 이러한 구조에서 목표면이 대상물(31a)의 두께 방향으로 이동될 수 있도록 상기 공초점 렌즈(34a)를 상하 방향으로 이동시키는 수직이동수단(미도시)을 더 포함할 수 있다.
상기 광지향 장치(35a)은 상기 레이저 광원(33)으로부터의 빔을 상기 공초점 렌즈(34a)로 지향시키는 동시에 상기 대상물(31a)로부터 발생된 광을 상기 핀홀(37)에 집광시키기 위한 집광렌즈(34b)에 지향시키는 기능을 수행한다. 바람직하게는, 상기 광지향 장치(35a)는 2색성 빔 분배기(dichromatic beam splitter)로 구현될 수 있다. 상기 2색성 빔 분배기는 파장 선택성을 가지며, 본 실시형태에서는 레이저 광원(33)으로부터 들어오는 빔은 반사시키고, 대상물(31a)로부터 발생된 광은 통과시키도록 배치되어 있다. 상기 XY 주사기(38)와 공초점 렌즈(34a)사이에 배치되는 거울(35b)은 상기 광지향 장치(35a)과는 다르게 작동한다. 즉, XY 주사기(35b)를 통과한 레이저 빔과 상기 대상물(31a)로부터 방출되는 광을 모두 반사시켜 광의 경로를 바꾸는 역할을 한다.
이와 같이, 상기 공초점 주사 전기발광 분광 현미경은 기존의 CCD 방식의 전기발광 영상 측정기에 비해 공간 해상도를 비약적으로 향상시킬 수 있으며, 기존 발광 스펙트럼 장치의 기능과 공초점 레이저 주사 형광 현미경의 기능을 함께 보유하고 있는 독특한 전기발광 소자 특성 분석 장치이다. 본 발명에서 기술하고 있는 공초점 주사 전기발광 분광 현미경을 사용하면, 전기발광 소자 대상물의 구조적 형상, 전기발광 분포 형상, 전기발광 스펙트럼 분포, 광발광 분포 형상, 광발광 스펙트럼 분포들을 동시에 측정, 분석 및 비교할 수 있다. 이러한 공초점 주사 발광 현미경에 의해 얻어진 발광소자 발광 영상의 예를 도 3에 도시하였다. 가운데 영역에서 좌우에 배치된 검은색 부분이 각각 전극에 해당하며, 둥근 형상의 전극 패드와 로드 형상의 전극지를 구비한다.
계속하여, 도 2를 참조하면, 제2 단계(S12)로서, 공초점 주사 발광 현미경 등에 의해 얻어진 도 3의 발광 영상에서 발광 영역을 검출하기 위한 에지 검출을 수행한다. 본 에지 검출 단계에 의해 얻어진 영상은 도 4에 도시된 것과 같다. 본 에지 검출 단계의 경우, 당 업계에서 알려진 에지 검출 알고리즘(Sobel, Robert 알고리즘 등)을 활용할 수 있으며, 예컨대, 3×3 크기의 에지 검출용 마스크를 발광 영상 전체에 적용할 수 있다. 이 경우, 에지 검출 성능의 향상을 위해 사각형, 삼각형, 원형 등과 같이 발광소자의 형상에 맞게 1차적으로 에지 검출 영역을 설정할 수도 있다. 한편, 본 실시 형태에서는 컬러 영상에서 바로 에지를 검출하는 것을 설명하였으나, 후술할 그레이 형상 변환 단계나 히스토그램 평활화 단계 후에 에지 검출 단계를 수행할 수도 있다.
다음으로, 제 3단계로서(S13), 컬러 영상인 발광 영상을 각 화소의 밝기 값(그레이 레벨)을 기준으로 하여 그레이 영상으로 변환한다. 그레이 영상으로 변환함으로써 화소가 발광 영역에 해당하는지 여부를 그 밝기 값만으로 결정할 수 있다. 그레이 영상 변환 단계의 경우, 본 실시 형태와 같이 에지 검출 후에 수행될 수 있으나, 이와 달리, 에지 검출 전이나 후술할 히스토그램 평활화 단계 후에 수행될 수도 있다. 그레이 영상 변환에 의해 변환된 영상은 도 5에 도시된 것과 같다.
다음으로, 제 4단계(S14)로서, 그레이 영상의 변환된 발광 영상에 히스토그램 평활화를 수행한다. 히스토그램 평활화(Histogram Equalization)는 그레이 영상의 그레이 값 분포(dynamic range)를 0 ~ 255로 확대하는 것으로 발광 영상의 콘트라스트(contrast)를 확대하여 발광 영역 판별에 도움을 줄 수 있다. 히스토그램 평활화는 그레이 값 중 최소값 및 최대값을 각각 0 및 255로 설정하고, 그 중간의 그레이 값을 적절한 비율로 증가 또는 감소시켜 각 화소의 그레이 값을 변환시킨다. 다만, 본 히스토그램 평활화 단계는 본 발명에서 필수적으로 요구되는 단계는 아니며, 실시 형태에 따라 생략될 수도 있다. 또한, 본 실시 형태와 같이 에지 검출 및 그레이 영상 변환 단계 후에 실행되지 않고, 컬러 영상 획득 후 가장 먼저 실행될 수도 있다. 히스토그램 평활화 단계를 거친 영상은 도 6에 도시된 것과 같다.
다음으로, 제 5단계(S15)로서, 발광 영상에서 발광 영역을 판별하기 위한 경 계 값(Threshold)을 설정하는 단계이다. 본 실시 형태의 경우, 최대 그레이 값의 1/e에 해당하는 값을 경계 값으로 설정하여, 경계 값보다 큰 그레이 값을 갖는 화소를 발광 영역으로 결정하였다. 이러한 방식으로 발광 영역으로 결정된 화소(1/e보다 큰 그레이 값을 갖는 화소)는 255의 그레이 값으로, 발광 영역이 아닌 것으로 결정된 화소(1/e보다 작거나 같은 그레이 값을 갖는 화소)는 0의 그레이 값으로 설정하여 도 7과 같은 이진화(binary) 영상을 얻을 수 있다. 이와 같이, 상술한 일련의 단계들을 통하여 도 7의 영상이 얻어지며, 밝게 표시된 영역을 발광 영역으로 결정한다. 한편, 상기 경계 값은 필요에 따라 적절히 변화될 수 있다.
다음으로, 제 6단계(S16)로서, 발광 영역이 정의된 발광 영상의 발광 면적을 전류 분산의 척도로 삼아 발광소자의 전류 분산 정도를 평가한다. 즉, 데이터 처리 수단을 이용하여 소정의 값 이상의 밝기를 나타내는 화소의 수를 계수하며, 이를 발광 면적으로 정의한 후 상기 발광 면적의 크기를 전류 분산의 크기로 정량적으로 평가한다. 본 실시 형태에서 얻어진 영상의 경우, 20배율 영상이며, 도 7에서 밝은 화소의 수는 28,939개이므로, 전류 분산 면적은 28,939㎛2으로 정할 수 있다. 이와 같이, 발광 면적을 기준으로 전류 분산 정도를 평가함으로써 다양한 전극의 형상이나 위치, 소재의 특성에 영향을 받지 않고 전류 분산에 관한 객관적 기준을 제시할 수 있다. 즉, 전류가 어느 정도 퍼져나갔는지를 거리로 측정할 경우에는 전극의 위치나 형상 등이 변할 경우, 객관적이고 일관적인 기준을 제시하기 어려운 문제가 있으며, 본 발명에서는 이러한 문제를 해소하고자 하였다.
도 9는 본 발명의 전류 분산 평가 방법을 반도체 발광소자에 실제 적용한 예를 그래프로 나타낸 것이다. 구체적으로, LED에서 p형 반도체층과 p형 전극 사이에 형성되는 ITO 투명 전극의 두께에 따른 전류 분산 면적의 변화를 도시한 것이다. 도 9를 참조하면, ITO 두께가 증가할수록 전류 분산 면적이 증가하는 경향을 보임을 알 수 있으며, 이는 ITO 두께가 증가함에 따라 전류의 측 방향 흐름이 유도되기 때문으로 해석할 수 있다. 도 9의 결과에서 볼 수 있듯이, 본 발명은 발광소자에서 전류가 어느 정도까지 분산된 것으로 볼 수 있는 지에 관하여 객관적이면서도 사용하기 용이한 평가 기준을 제시할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
도 1은 일반적인 반도체 발광소자를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자의 전류분산 평가 시스템의 동작 원리를 나타낸 순서도이며, 도 3 내지 7은 도 2에서 설명한 각 단계에서의 실제 영상을 나타낸다.
도 8은 본 발명에서 영상 획득 수단으로 채용이 가능한 공초점 주사 발광 현미경의 구성을 모식적으로 나타낸다.
도 9는 본 발명의 전류 분산 평가 방법을 반도체 발광소자에 실제 적용한 예를 그래프로 나타낸 것이다.
Claims (12)
- 발광소자에 전류를 인가하여 디지털 신호에 해당하는 발광 영상을 획득하는 단계;상기 발광 영상을 그레이 영상으로 변환하는 단계; 및그레이 영상으로 변환된 상기 발광 영상에 포함된 화소 중 설정된 경계 값보다 큰 그레이 레벨 값을 갖는 화소의 개수를 상기 발광소자의 전류분산 정도에 대한 척도로 판단하는 단계;를 포함하는 발광소자의 전류분산을 평가하는 방법.
- 제1항에 있어서,상기 경계 값은 상기 발광 영상에 포함된 화소의 그레이 레벨 값 중 최대치의 1/e인 것을 특징으로 하는 발광소자의 전류분산을 평가하는 방법.
- 제1항에 있어서,상기 발광 영상을 그레이 영상으로 변환하는 단계 전에 상기 발광소자 영역이 특정되도록 상기 발광 영상에 대하여 에지 검출을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자의 전류분산을 평가하는 방법.
- 제1항에 있어서,상기 발광 영상을 그레이 영상으로 변환하는 단계 전에 상기 발광 영상에 대하여 히스토그램 평활화를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자의 전류분산을 평가하는 방법.
- 제1항에 있어서,상기 발광 영상을 그레이 영상으로 변환하는 단계 후에 상기 발광 영상에 대하여 히스토그램 평활화를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자의 전류분산을 평가하는 방법.
- 제4항 또는 제5항에 있어서,상기 발광 영상을 그레이 영상으로 변환하는 단계와 상기 발광 영상에 대하여 히스토그램 평활화를 수행하는 단계 사이에 상기 발광소자 영역이 특정되도록 상기 발광 영상에 대하여 에지 검출을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자의 전류분산을 평가하는 방법.
- 제4항 또는 제5항에 있어서,상기 발광 영상을 그레이 영상으로 변환하는 단계 및 상기 발광 영상에 대하여 히스토그램 평활화를 수행하는 단계 전에 상기 발광소자 영역이 특정되도록 상기 발광 영상에 대하여 에지 검출을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자의 전류분산을 평가하는 방법.
- 제1항에 있어서,상기 발광소자의 발광 영상을 획득하는 단계는 공초점 전기발광 분광 현미경을 통해 상기 발광소자의 발광 영상을 획득하는 것을 특징으로 하는 발광소자의 전류분산을 평가하는 방법.
- 제1항에 있어서,상기 발광소자는 적어도 2개의 전극을 구비하며,상기 발광소자의 발광 영상을 획득하는 단계는 상기 적어도 2개의 전극 사이의 발광 영역에서 상기 발광소자의 발광 영상을 획득하는 단계인 것을 특징으로 하는 발광소자의 전류분산을 평가하는 방법.
- 발광소자로부터 디지털 신호에 해당하는 발광 영상을 획득하는 영상 획득 수단;상기 발광 영상을 그레이 영상으로 변환하는 영상 변환 수단; 및그레이 영상으로 변환된 상기 발광 영상에 포함된 화소 중 그레이 레벨이 설정된 경계 값보다 큰 값을 갖는 화소의 수를 계수하는 데이터 처리 수단;을 포함하는 발광소자의 전류분산 평가 시스템.
- 제10항에 있어서,상기 영상 획득 수단은 공초점 전기발광 분광 현미경인 것을 특징으로 하는 발광소자의 전류분산 평가 시스템.
- 제10항에 있어서,상기 경계 값은 상기 발광 영상에 포함된 화소의 그레이 레벨 값 중 최대치의 1/e인 것을 특징으로 하는 발광소자의 전류분산 평가 시스템.
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