(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ＥＬ照明パネルを検査する検査装置において、
検査対象の有機ＥＬ照明パネルの各電極に電気的に接続するコンタクトプローブと、
コンタクトプローブに接続された有機ＥＬ照明パネルの各電極に所定電圧を印加する電源部と、
電源部によって有機ＥＬ照明パネルに所定電圧を印加するエージング処理部と、
電源部によって印加された電圧による短絡電流の測定平均値を検出する測定平均値測定部と、
電源部によって印加された電圧によるスパイク状の短絡電流を検出するスパイク状の短絡電流測定部とを具備し、
前記電源部には、オンオフ可能なスパイク電流除去回路が設けられ、
該スパイク電流除去回路がオフの場合には、スパイク状の短絡電流のストレス試験を実行可能であることを特徴とする有機ＥＬ照明パネルの検査装置。
【請求項２】
前記エージング処理部は、順方向電圧と逆方向電圧の両方を順番に印加することを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ照明パネルの検査装置。
【請求項３】
前記電源部は、複数の電圧波形を出力可能であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の有機ＥＬ照明パネルの検査装置。
【請求項４】
前記電源部、エージング処理部、前記測定平均値測定部及び前記スパイク状の短絡電流測定部は、１つの有機ＥＬ照明パネルを検査するための単位ユニットを構成し、
複数の有機ＥＬ照明パネルを同時に検査できるように前記単位ユニットを複数具備することを特徴とする請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項記載の有機ＥＬ照明パネルの検査装置。
【請求項５】
前記スパイク状の短絡電流測定部が、スパイク状の短絡電流を検出した場合、
スパイク状の短絡電流が発生した電圧を再度所定時間印加することによってスパイク状の短絡電流の顕在化を図ることを特徴とする請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項記載の有機ＥＬ照明パネルの検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ照明パネルを検査する検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ照明パネルは、基板上に陽極としてのアルミ電極、有機材料を有する発光層、透明電極（陰極）であるＩＴＯ（indium  tin  oxide）、光拡散シートを有するガラスとが積層されて構成されている。そして、透明電極からアルミ電極に向けて正孔を注入することによって、発光層で正孔と電子とが再結合して発光する。
【０００３】
有機ＥＬ照明パネルの製造時に、有機材料を有する発光層に異物（炭素又はカリウムなど）が混入すると発光層の膜厚がその部分だけ薄くなる欠陥部分が生じることもある。
そこで、このような有機ＥＬ照明パネルを製造する際には、陽極と透明電極との間に、駆動時の逆バイアス電圧以上の電圧を印加して欠陥部分にリーク電流を発生させ、リーク電流によって欠陥部分の電極を飛散させて欠陥部分の除去を行うエージング処理を行うことが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
なお、エージング処理により欠陥部分の除去を行った場合、この部分はオープンとなり局所的にリーク電流が流れないオープン欠陥となる。なお、膜厚が所定厚さ以上の場合には、電極が厚くて飛散しにくいため、駆動時においてオープン欠陥部分に瞬間的に大きな値を示すリーク電流が流れてしまう。
そこで、膜厚が厚い有機ＥＬ素子において、エージング処理によって生じたオープン欠陥における瞬間的に大きな値を示すリーク電流を検出する方法が、特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１４１５３６号公報
【特許文献２】特開２００７−６６７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のようなエージング処理の方法では、有機ＥＬ照明パネルの短絡電流の測定平均値の大きいものを検出し、これにエージング処理を行っている。
しかしながら、短絡電流の測定平均値の大きさだけを検出する場合には、スパイク状の短絡電流が流れている欠陥品を検出できないので、良否判定及び選別率が低く、実際に短絡欠陥品があっても検出されずに出荷されてしまうおそれがある。
また、リーク電流によるジュール熱消失部（欠陥部分を除去した部分）が発生するので、画像検査等によってさらに選別検査工程が必要となる。
さらに、欠陥の原因となる異物が大きい場合には除去できない場合があり、長期間（数十日）のエージング処理を行った結果内部焼損不良に至る事例もあった。
【０００７】
一方、特許文献２に開示されている方法では、スパイク状の短絡電流について何ら考慮されておらず、スパイク状の短絡電流の検出をしていない。ここでは、立ち上がりと立ち下がり時間が極めて短いものをスパイク状としている。
【０００８】
スパイク状の短絡電流の発生の原因としては、以下の原因が考えられる。
まず、原因の１つとして、発光層における有機材料を構成する分子の結合状態が不安定な場合が考えられる。このような場合、エージング処理によって、ある程度の電圧をかけて結合が解除されてはじめて欠陥となるので、なかなか欠陥が見つけづらいということとなる。
また、他の原因として、発光層における高分子の周囲には導電材がドープされ、高分子が有機金属として導体となっていなければならないが、不完全な導体となっている場合もある。この場合、エージング処理によりある程度の電圧をかけることによって、はじめて不完全な導体が陰極と陽極との間で誘電分極を繰り返すことでスパイク状の短絡電流が流れるということも考えられる。
さらに、発光層と電極との境界面において、有機材料が変質結合している場合も原因として考えられる。
【０００９】
上記の原因に基づくと考えられるスパイク状の短絡電流が流れるという欠陥は、従来の方法では検出しておらず、初期段階での選別ができないという課題がある。
また、エージング処理では、有機ＥＬ照明パネルのＶｏｃ（開放電圧）以上の逆バイアス電圧を印加しているので、高電圧を印加し続けることによる過熱や耐電圧のダメージが大きくなるのではないかという懸念もある。
このため、早期に且つ確実に欠陥品を検出する方法が望まれている。
【００１０】
そこで本発明は上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、有機ＥＬ照明パネルの短絡電流の測定において、測定平均値が大きい欠陥品だけではなく、スパイク状の短絡電流が流れる欠陥品も確実に検出可能である有機ＥＬ照明パネルの検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明にかかる有機ＥＬ照明パネルの検査装置によれば、有機ＥＬ照明パネルを検査する検査装置において、検査対象の有機ＥＬ照明パネルの各電極に電気的に接続するコンタクトプローブと、コンタクトプローブに接続された有機ＥＬ照明パネルの各電極に所定電圧を印加する電源部と、電源部によって有機ＥＬ照明パネルに所定電圧を印加するエージング処理部と、電源部によって印加された電圧による短絡電流の測定平均値を検出する測定平均値測定部と、電源部によって印加された電圧によるスパイク状の短絡電流を検出するスパイク状の短絡電流測定部とを具備し、前記電源部には、オンオフ可能なスパイク電流除去回路が設けられ、該スパイク電流除去回路がオフの場合には、スパイク状の短絡電流のストレス試験を実行可能であることを特徴としている。
この構成を採用することによって、従来のように短絡電流の測定平均値を測定し、エージング処理を実行する事に加え、スパイク状の短絡電流を検出可能である。このため、測定平均値が大きい欠陥品だけではなく、スパイク状の短絡電流が流れる欠陥品も確実に検出可能となる。
また、電源部からのスパイク電流を除去しない場合には、スパイク状の短絡電流のストレス試験を実行でき、電源部からのスパイク電流を除去する場合には、長寿命化電源の評価試験が行える。
【００１２】
また、前記エージング処理部は、順方向電圧と逆方向電圧の両方を順番に印加することを特徴としてもよい。
これにより、短絡電流の測定平均値の異常及びスパイク状の短絡電流の異常について、短時間で欠陥の増長ができる。
【００１３】
また、前記電源部は、複数の電圧波形を出力可能であることを特徴としてもよい。
この構成によれば、有機ＥＬ照明パネルを多種パターンによるストレス試験や、調光を含む最適化評価を行うことができる。
【００１４】
また、前記電源部、エージング処理部、前記測定平均値測定部及び前記スパイク状の短絡電流測定部は、１つの有機ＥＬ照明パネルを検査するための単位ユニットを構成し、複数の有機ＥＬ照明パネルを同時に検査できるように前記単位ユニットを複数具備することを特徴としてもよい。
この構成によれば、複数の有機ＥＬ照明パネルの検査を同時に実行することができる。
【００１６】
さらに、前記スパイク状の短絡電流測定部が、スパイク状の短絡電流を検出した場合、スパイク状の短絡電流が発生した電圧を再度所定時間印加することによってスパイク状の短絡電流の顕在化を短時間内に図ることを特徴としてもよい。
この構成によれば、わずかにしか検出できなかったスパイク状の短絡電流であってもいずれ顕在化して欠陥品となることは明確であるので、出荷前に確実にスパイク状の短絡電流の顕在化させて欠陥品として識別することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の有機ＥＬ照明パネルの検査装置によれば、スパイク状の短絡電流が流れる欠陥品も確実に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る有機ＥＬ照明パネルの検査装置の概略構成図である。
【図２】図１に示した有機ＥＬ照明パネルの検査装置のブロック図である。
【図３】検査回路ユニットのブロック図である。
【図４】Ｉ−Ｖカーブ特性図である。
【図５】（Ａ）良品を示すＩ−Ｖカーブ特性図である。（Ｂ）欠陥品（不良品）を示すＩ−Ｖカーブ特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の有機ＥＬ照明パネルの検査装置を、図面に示す形態に基づいて詳細に説明する。
図１には本実施形態の有機ＥＬ照明パネルの検査装置の概略構成図、図２には本実施形態の有機ＥＬ照明パネルの検査装置のブロック構成図を示す。
有機ＥＬ照明パネルの検査装置１０（以下、単に検査装置と称する場合がある）は、基台１９の上面に、有機ＥＬ照明パネルを載置するコンタクトプローブ５を複数有している。
【００２０】
検査対象となる有機ＥＬ照明パネルは、ロボット機構１６によって自動的に検査装置１０上を移動し複数のコンタクトプローブ５のいずれかの上に載置される。ロボット機構１６は、検査対象の有機ＥＬ照明パネルを把持する把持部１７を有している。
ロボット機構１６は、把持部１７を図１の紙面上下方向に移動させるＹ軸スライダ１と、把持部１７をＹ軸スライダ１のスライド方向と直交する水平面内のＸ軸方向（紙面横方向）に移動させるＸ軸スライダ２と、把持部１７を鉛直方向を軸線として回転させるθ軸回転機構４と、把持部１７を鉛直方向に上下動させるＺ軸上下機構３とを有している。
【００２１】
基台１９上の所定箇所には、これから検査を行う有機ＥＬ照明パネルが載置されている供給部１１が設けられている。供給部１１の場所及び形状等は、有機ＥＬ照明パネルの製造装置に基づいて種々の場所及び形状に設定することができる。
ロボット機構１６の把持部１７は、供給部１１に載置されている有機ＥＬ照明パネルをピックアップする。
また、ロボット機構１６の把持部１７にピックアップされた有機ＥＬ照明パネルは、エリアカメラ１２によって撮像され、外観認識がなされる。エリアカメラ１２としては、ＣＣＤカメラ等どのようなカメラであってもよい。
エリアカメラ１２によって撮像された外観認識された有機ＥＬ照明パネルは、ロボット機構１６によって移動して、複数のコンタクトプローブ５の何れかに配置される。
【００２２】
なお、コンタクトプローブ５は、検査対象となる有機ＥＬ照明パネルが有する電極の数に応じたプローブピンを有している。このプローブピンと有機ＥＬ照明パネルの電極とが確実に接触するように、コンタクトプローブ５は下方に向けて凹むような凹部として構成されており、凹部内に有機ＥＬ照明パネルが収納されるように構成される。また、コンタクトプローブ５の凹部内を真空状態にして、有機ＥＬ照明パネルが真空吸着されると、電極とプローブピンとの電気的接触がさらに確実なものとなる。
【００２３】
また、基台１９上の所定箇所には、検査終了後の有機ＥＬ照明パネルを載置する排出部１３が設けられている。
排出部１３としては、少なくとも２箇所に設けられており、検査後の有機ＥＬ照明パネルの良否別に載置可能となっているとよい。
【００２４】
また、検査装置１０は、操作者が操作できるタッチパネル１４と、検査装置１０全体の動作を実行可能なＰＣ（パーソナルコンピュータ）８とを備えている。ＰＣ８としては、検査装置１０全体を制御可能な構成を備えていれば、どのようなものであってもよく、例えばシーケンサ等であってもよい。
【００２５】
なお、図１に示すように、基台１９の下部には、ＰＣ８の他に、ロボット機構１６を駆動制御させるための電装ボックス３２、検査回路ユニット１５が設けられている。検査回路ユニット１５は、各コンタクトプローブ５ごとに設けられており、各コンタクトプローブ５にそれぞれ有機ＥＬ照明パネルが載置された場合でも、複数の有機ＥＬ照明パネルを同時に検査することができる。
【００２６】
図２に示すように、検査装置１０の全体制御はＰＣ８によって実行され、各構成はＰＣ８に接続されている。
エリアカメラ１２は、画像処理ユニット６を介してＰＣ８のインターフェースに接続されており、撮像されたデータをＰＣ８内に記録させておくことができる。また、ＰＣ８にはカメラ照明３０も接続されており、エリアカメラ１２の撮像時には、照明で撮像対象を照らすこともできる。
【００２７】
また、ロボット機構１６のＹ軸スライダ１及びＸ軸スライダ２は、それぞれをコントローラドライバ３１によって動作制御される。コントローラドライバ３１は、ＰＣ８のインターフェースに接続されており、ＰＣ８内に予め設定された制御プログラム通りに動作するように制御される。
ロボット機構１６のＺ軸上下機構３及びθ軸回転機構４についても、それぞれコントローラドライバ３２によって動作制御される。コントローラドライバ３２は、ＰＣ８のインターフェースに接続されており、ＰＣ８内に予め設定された制御プログラム通りに動作するように制御される。
【００２８】
また、複数のコンタクトプローブ５には、パネル吸着用の空調機器９が接続されており、上述のように有機ＥＬ照明パネルを真空吸着可能となっている。空調機器９は、ＰＣ８のインターフェースに接続されている。また、各コンタクトプローブ５には検査回路ユニット１５がそれぞれ接続されている。
なお、本実施形態では、検査回路ユニット１５及びタッチパネル１４は、ＰＣ８のＵＳＢコネクタに接続されているが、特に接続インターフェースをＵＳＢに限定するものではない。
【００２９】
なお、ＰＣ８にはＵＰＳ電源７が設けられている。ＵＰＳ電源７が設けられていることにより、停電となって商用電力の供給が停止した場合であっても、検査装置１０は動作を停止することがない。
【００３０】
図３には、検査回路ユニット１５の構成を示している。
この検査回路ユニット１５が、実際の検査動作の実行及び制御を行っている。
検査回路ユニット１５は、組込ＣＰＵ２２（以下、単にＣＰＵと称する場合がある）を備えており、ＣＰＵ２２の制御によって各検査を実行可能となっている。
ＣＰＵ２２は、低ノイズ可変電源２０（特許請求の範囲でいう電源部）に接続されており、検査対象へ印加する電圧値や電圧波形を制御することができる。ＣＰＵ２２が低ノイズ可変電源２０を制御して有機ＥＬ照明パネルに印加する電圧波形により、通電エージング印加モード（順方向電圧と逆方向電圧の両方を順番に印加する）、ＩＶカーブ特性測定モード（短絡電流の測定平均値、スパイク状の短絡電流を検出する）等のモードを変更できる。
【００３１】
低ノイズ可変電源２０から出力された電流は、スパイク電流除去回路２１に入力される。スパイク電流除去回路２１は、ＣＰＵ２２によってそのオン−オフが制御される。
スパイク電流除去回路２１を経由した供給電圧は、Ｉ−Ｖ変換器２３に入力される。これにより、検査対象となる有機ＥＬ照明パネルの電極の一方に所定の電圧が印加される。このように、Ｉ−Ｖ変換器２３を通してから検査対象となる有機ＥＬ照明パネルに所定電圧を印加することによって、微弱な電流変化の検出が可能となる。
なお、特許請求の範囲でいうエージング処理部は、低ノイズ可変電源２０と、この低ノイズ可変電源２０を制御するＣＰＵ２２が該当する。
【００３２】
なお、スパイク電流除去回路２１をＣＰＵ２２がオンにすると、低ノイズ可変電源２０から出力された電流のスパイク状の電流が除去される。このような状態の場合では、長寿命化電源の評価試験が行える。
スパイク電流除去回路２１をＣＰＵ２２がオフにすると、低ノイズ可変電源２０から出力された電流にスパイク状の電流がそのままのる場合がある。このような状態の場合では、スパイク状の短絡電流のストレス試験を実行できる。
【００３３】
また、Ｉ−Ｖ変換器２３で流れる電流は、超高速ピークホールド回路２４に入力され、スパイク状の欠陥電流が測定される。ここで、超高速ピークホールド回路２４の具体的な構成は図示しないが、数十ｎｓ等の極めて短いパルス波を検出することができる公知の構成を採用している。
この超高速ピークホールド回路２４が、特許請求の範囲でいうスパイク状の短絡電流測定部に該当する。
【００３４】
また、Ｉ−Ｖ変換器２３で流れる電流は、比較回路２５に入力側の一方の端子に入力される。比較回路２５の入力側の他方の端子は、可変抵抗ＶＲを介して有機ＥＬ照明パネルの電極の他方に接続されている。
この比較回路２５が、特許請求の範囲でいう測定平均値測定部に該当する。そして、可変抵抗ＶＲは、測定平均値の良否判定の際の基準値を設定するために設けられている。また、この可変抵抗ＶＲは、デジタル制御タイプのものであってもよい。
【００３５】
超高速ピークホールド回路２４と、比較回路２５の出力端子は、高速Ａ／Ｄ変換回路２６に入力される。
高速Ａ／Ｄ変換回路２６によってデジタル化された超高速ピークホールド回路２４の出力値、及び比較回路２５の出力値は、ＣＰＵ２２に入力され記憶される。
【００３６】
このような検査回路ユニット１５により実行するエージングは、一定電圧、パルス電圧、その他三角波やサイン波等の電圧を所定時間印加することによって行われる。エージング処理の最後に、電圧を最大にして短絡電流の測定を行う。
【００３７】
なお、本発明のエージング処理の特徴としては、ＣＰＵ２２の制御によって、順方向電圧と逆方向電圧を順番に印加することとしている。これにより、短絡電流の測定平均値の異常及びスパイク状の短絡電流の異常について、短時間で欠陥の増長ができる。
【００３８】
また、Ｉ−Ｖ特性の測定により、測定平均値の異常やスパイク状の短絡電流の異常を検出することができる。Ｉ−Ｖ特性は、印加電圧を徐々に上昇させるにしたがって流れる電流値の変化を検出することによって測定できる。
【００３９】
さらに、本実施形態のエージング処理では、Ｉ−Ｖ特性の測定によって、短絡電流の測定平均値及びスパイク状の欠陥電流の異常が見いだされた時の電圧を算出し、この電圧値に対してＣＰＵ２２の制御によって、順方向電圧と逆方向電圧を順番に印加するようにする。このため、短絡電流やスパイク状の電流の発生回数を集中して増やすことができ、短時間で完全欠陥へと促進させることができる。
この点、従来のエージング処理では、欠陥部分の電圧を通過してしまって欠陥の増長に時間がかかってしまうので問題がある。
【００４０】
このような検査回路ユニット１５を用いて有機ＥＬ照明パネルの検査を実行した例について説明する。
図４には、Ｉ−Ｖカーブ特性図を示す。横軸が印加電圧、縦軸が印加電圧に応じて流れた電流値である。
ここでは２つのサンプルを示している。サンプル２の方は、電流の立ち上がりが正常の場合よりも大きく、開放電圧（ＶＯＣ）が低い状態となっている。これは、ＶＯＣ欠落欠陥という不良である。また、サンプル２の電圧値が低い箇所では、スパイク状の電流が検出されている。これは、特に本願発明で検出しようとしていたスパイク状の短絡電流欠陥である。
【００４１】
サンプル５の方は、電流の立ち上がりは正常であり、ＶＯＣ欠落欠陥は無いが、サンプル２と同様に、電圧値が低い箇所では、スパイク状の電流が検出されている。これは、特に本願発明で検出しようとしていたスパイク状の短絡電流欠陥である。
このように、検査回路ユニット１５を用いて有機ＥＬ照明パネルの検査をすることにより、スパイク状の短絡電流の検出が可能となった。
【００４２】
図５（Ａ）には、Ｉ−Ｖカーブ特性図における良品の例を示している。良品では、所定電圧ａからｂまでは電流は流れず、電圧ｂからＶＯＣまで電流値が略直線的に上昇する。
図５（Ｂ）には、Ｉ−Ｖカーブ特性図における欠陥品（不良品）の例を示している。この例では、図４のようにスパイク状の短絡電流を検出した後、スパイク状の短絡電流が発生した電圧を再度所定時間印加することによって、スパイク状の短絡電流の顕在化を図ったものである。この不良品では、まず電圧をかけた直後から電流が流れており、これは測定平均値の異常を示している。
【００４３】
また、図５（Ｂ）でのスパイク状の短絡電流（ｄの部分）は、非常に大きくなっている。これは、上記のようにスパイク状の短絡電流が発生した電圧を再度所定時間印加したためである（上記のように順方向電圧と逆方向電圧を順番に印加するとさらに好ましい）。このため、スパイク状の短絡電流の発生原因（分子の結合状態が不安定な場合、高分子が不完全な導体となっている場合、発光層と電極との境界面において有機材料が変質結合している場合等）が顕在化し、スパイク状の短絡電流を増長させることができる。
【符号の説明】
【００４４】
１     Ｙ軸スライダ
２     Ｘ軸スライダ
３     Ｚ軸上下機構
４     θ軸回転機構
５     コンタクトプローブ
６     画像処理ユニット
７     ＵＰＳ電源
９     空調機器
１０   検査装置
１１   供給部
１２   エリアカメラ
１３   排出部
１４   タッチパネル
１５   検査回路ユニット
１６   ロボット機構
１７   把持部
１９   基台
２０   低ノイズ可変電源
２１   スパイク電流除去回路
２２   組込ＣＰＵ
２３   Ｉ−Ｖ変換器
２４   超高速ピークホールド回路
２５   比較回路
２６   高速Ａ／Ｄ変換回路
３０   カメラ照明
３１，３２   コントローラドライバ
３３   電装ボックス
【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図１】
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【図４】
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