(57)【要約】【課題】計測対象の設置環境を問わず、高い信頼性と、幅広い拡張性を実現する。【解決手段】恒温槽３１〜３４内に配設された有機Ｅｌ素子８の発光特性を検査する際に、該有機ＥＬ素子８の光を、光ファイバ４１を用いて、恒温槽３１〜３４外に配設したカラーＣＣＤカメラ４２まで導く。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験空間内に配設された発光素子の発光特性を検査する際に、
発光素子の光を、光ファイバを用いて、試験空間外に配設した光検知手段まで導くことを特徴とする発光素子の検査方法。
【請求項２】
前記光ファイバによる光検知領域の広さを変えることを特徴とする請求項１に記載の発光素子の検査方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光ファイバにより検知される光検知領域の広さを、複数の発光素子の光を検知できる広さとして、発光素子を並置したパネルを検査することを特徴とする発光パネルの検査方法。
【請求項４】
前記光ファイバが、内視鏡ファイバであることを特徴とする請求項３に記載の発光パネルの検査方法。
【請求項５】
試験空間内に配設された発光素子の発光特性を検査するための発光素子の検査装置において、
発光素子の光を試験空間外に導くための光ファイバと、
該光ファイバで導かれた光を試験空間外で検知する光検知手段と、
を備えたことを特徴とする発光素子の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光素子の検査方法及び装置に係り、特に、有機エレクトロルミネッセント（以下ＥＬと略する）素子で構成されるフラットパネルディスプレイ（以下ＦＤＰと略する）のエージング時の検査に用いるのに好適な、発光素子の検査方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、発光物質に有機物を用いた有機ＥＬ素子を、携帯電話の表示パネル、カーオーディオの表示パネル、動画・静止画用表示パネル、デジタルスチルカメラの画像表示用、その他各種の表示装置に使用するべく、研究が進められている。この有機ＥＬ素子の評価に関しては、特許文献１に、有機ＥＬ素子による１画素毎に駆動電流値及び放電電流値を測定すると共に、その電流値の差を検出することにより画素欠陥を検出することが提案されている。
【０００３】
更に、有機ＥＬ素子の実用化が進む中、短寿命が問題となっている素子の寿命に関する信頼性評価の要求が高まっている。この信頼性評価に関しては、一定の環境（高温・高湿）下における有機ＥＬ素子の発光強度や色度の経時変化の測定、適当な時間間隔での電圧Ｖ−電流Ｉ−輝度（色度を含む）Ｂ特性（ＶＩＢ特性と称する）の精密測定が望まれている。
【０００４】
そこで従来は、図１（正面図）及び図２（側面図）に例示する如く、恒温・恒湿槽（以下、単に恒温槽と称する）１０の中に、有機ＥＬ素子（以下、単にセルとも称する）８が配設されたＥＬパネル（以下、単にパネルと称する）６を複数枚入れ、恒温槽１０の外側に配置した輝度計２０をＸＹステージ２２で上下左右に走査することにより、恒温槽１０の観測窓１２を介して各セル８の光を検出するようにしていた。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−４００７４号公報
【特許文献２】
特開２００１−２９６２３１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように恒温槽１０の外側に配置した輝度計２０を用いて恒温槽１０内のセル８の光を検出する方法では、（１）観測窓１２のガラスの光学安定性が保証されず、精密な経時変化の測定ができない。（２）ＸＹステージ２２を用いて輝度計２０を動かしているため、機械可動部の信頼性が低く、ＸＹステージ２２が壊れる。（３）同時に検査するパネル６の数を増やしたい場合には、恒温槽１０、輝度計２０及びＸＹステージ２２をセットで追加する必要があり、増設に対するフレキシビリティが低い等の問題点を有していた。
【０００７】
一方、特許文献２には、光ファイバプローブを用いて近接場光学装置の光強度分布を測定することが記載されているが、発光素子を検査するものでは無かった。
【０００８】
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、計測対象の設置環境を問わず、高い信頼性と幅広い拡張性を実現可能な、発光素子の検査方法及び装置を提供することを第１の課題とする。
【０００９】
本発明は、又、ＦＰＤや発光パネルの検査を可能とすることを第２の課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、試験空間内に配設された発光素子の発光特性を検査する際に、発光素子の光を、光ファイバを用いて、試験空間外に配設した光検知手段まで導くようにして、前記第１の課題を解決したものである。
【００１１】
又、前記光ファイバによる光検知領域の広さを変えることができるようにしたものである。
【００１２】
本発明は、又、前記の光ファイバによる検知される光検知領域の広さを、複数の発光素子の光を検知できる広さとし、発光素子を並置したＦＤＰや照明用発光パネルの発光むら等を検査できるようにして、前記第２の課題を解決したものである。
【００１３】
更に、前記光ファイバを内視鏡ファイバとし、ＦＤＰや照明用の発光パネル内の特定の画素の拡大図を得て、画素レベルの光特性や欠陥解析も可能としたものである。
【００１４】
本発明は、又、試験空間内に配設された発光素子の発光特性を検査するための発光素子の検査装置において、発光素子の光を試験空間外に導くための光ファイバと、該光ファイバで導かれた光を試験空間外で検知する光検知手段とを備えることにより、前記第１の課題を解決したものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、有機ＥＬ素子のエージング装置に適用した本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１６】
本発明の第１実施形態は、図３（全体図）及び図４（恒温槽部分の詳細図）に示す如く、検査対象のセル（例えば２ｍｍ角）８が搭載されたパネル（例えば５０ｍｍ角）６が、例えば１０枚ずつ収容される複数台（図では４台）の恒温槽３１〜３４と、各セル８の光を恒温槽３１〜３４外に導くための、例えば４０本の光ファイバ４１が束ねられたファイババンドル４０と、該ファイババンドル４０で導かれた光を恒温槽３１〜３４外で検知するためのカラーＣＣＤカメラ４２と、該カラーＣＣＤカメラ４２の出力を処理して輝度値Ｂ及びｘ、ｙ色度を計算する画像処理装置４４と、各セル８毎に設けられた、４０チャネルの電源モジュール５０と、各電源モジュール５０を制御するための電源モジュール制御回路５２と、測定対象となるチャネルを選択して、対応する電源モジュール５０から駆動電源を与えるためのチャネルセレクタ５４と、該チャネルセレクタ５４で選択されたセル８の駆動電圧Ｖ、電流Ｉを測定する電気特性計測器５６と、前記恒温槽３１〜３４を制御する集中管理コントローラ６０と、これらを制御するパソコン（ＰＣ）６２とを備えたものである。
【００１７】
前記セル８は、図４及び図５（図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図）に詳細に示す如く、各恒温槽３１〜３４内において、例えば各パネル６毎に設けられたファイバホルダ７０を介して、光ファイバ４１の入力端４１Ａと正対するようにされている。このファイバフォルダ７０により、図６に示す計測対象（ここではセル８）とファイバ入力端４１Ａ間の距離Ｌを正確に維持し、且つ、高い繰返し精度で、光ファイバ４１を着脱できる。
【００１８】
前記チャネルセレクタ５４は、図７に詳細に示す如く、駆動電源である電源モジュール５０と電気特性計測器５６をセル８毎に個別に切換えるようにしているので、各セル８に適したパターンで駆動を行なうと共に、セル８の数に関係なく電気特性計測器５６は１台でよく、システムのコンパクト化と低価格化を図ることができる。
【００１９】
前記ファイババンドル４０の出側には、図８に示す如く、カラーＣＣＤカメラ４２が配設されている。
【００２０】
ここで、各光ファイバ４１は、図６に示した如く、計測対象（８）とファイバ入力端４１Ａ間の距離Ｌに関係なく、ファイバ出力端４１Ｂの輝度Ｂ´と計測対象の輝度Ｂが等しいという特性を有するため、計測対象の輝度、色度を正確に計測できる。このようにして、光ファイバ４１で導光することにより、例えば別室等、計測対象から離れた場所で計測可能である。
【００２１】
前記光学画像処理装置４４においては、図９（Ａ）に示すようなカラーＣＣＤカメラ４２の画像信号をデータ処理して、図９（Ｂ）に示す如く、視感度効率フィルタにより輝度値Ｂを計算すると共に、図９（Ｃ）に示す如く、ｘｙｚ等色関数によりｘ、ｙ色度座標値を計算することができる。この際、カラーＣＣＤカメラ４２の画素ずれやレンズの色収差を補正すると共に、実際の輝度値データや色度計データを用いて補正することにより、更に高精度のデータを得ることができる。
【００２２】
本実施形態では、安価なカラーＣＣＤカメラ４２を用いて、データ処理により、輝度値Ｂとｘ、ｙ色度座標値を計算しているので、ハード構成が簡略、且つ、低コストであり、カスタマイズに対する柔軟性も高い。なお、後述するように、光ファイバで導いた光を、輝度計や色度計に直接入力してもよい。
【００２３】
測定に際しては、連続試験（寿命試験）として、図１０に示す如く、所定の時間タイミングでセルの相対的な発光強度、色度及びその時の負荷パルス電圧Ｖのピーク値、負荷パルス電流Ｉのピーク値を計測する。この時は、他のセルの駆動を一時中断して、パルス駆動している電圧又は電流をＤＣモード（ＤＣ値は、パルス駆動時の設定値と同一値）として計算する。
【００２４】
又、ＶＩＢ測定に際しては、連続試験（寿命試験）の途中の所定の時間タイミングで、他の素子の駆動を一時中断して、図１１に示す如く、ＤＣ駆動電圧を例えば０〜２０Ｖ、０〜−２０Ｖまで０．１Ｖステップで変えながら、あるセルの相対的な発光強度、色度及び負荷ＤＣ電圧値Ｖ、負荷ＤＣ電流値Ｉを計測する。
【００２５】
本実施形態による輝度値Ｂの経時変化の測定例を図１２に示す。
【００２６】
本実施形態においては、複数本のファイバ出力端４１Ｂをファイババンドル４０としてまとめているので、複数のセル８やパネル６からの出力光特性を一括して検知でき、非常にコンパクトな計測を実現可能である。なお、必ずしもバンドル化する必要はない。
【００２７】
なお、前記ファイバホルダ７０を交換して、図１３に示す如く、計測対象とファイバ入力端間の距離ＬをＬ１、Ｌ２と調節することで、対象の任意の広さの領域Ｓ１、Ｓ２が計測可能である。しかも、常に対象の輝度と同一の輝度がファイバ出力端４１Ｂで得られるので、素子（セル）レベルから、パネル６や、図１４に示すＦＤＰ４まで、幅広い対象の計測が可能である。ＦＤＰ４については、図１４に示した如く、光ファイバの視野Ｓが全体を覆うようにして、輝度や色度のむらを評価することができる。
【００２８】
又、光ファイバ４１の入力端４１Ａに、図１５に示す第２実施形態のように、凸レンズのような集束光学系８０を追加して、計測対象の微小部分の発光特性を計測したり、あるいは、図１６に示す第３実施形態のように、凹レンズのような拡散光学系８２を付加して、広範囲の領域の発光特性を計測することも可能である。
【００２９】
更には、図１７に示す第４実施形態のように、医療用の内視鏡ファイバ８４のような特殊なファイバを用いて、パネル内の特定の画素の拡大図を得て、画素レベルの光特性や欠陥解析も可能であり、図１８に示すような、画素欠陥（例えばダークスポット）の発生、成長過程の検出も可能である。
【００３０】
又、前記第１実施形態においては、図８に示したように、ファイババンドル４０の出側にカラーＣＣＤカメラ４２が配設されていたが、ファイババンドル４０の出側に、図１９に示す如く、積分球９０を介して分光器９２を配設したり、図２０に示す如く、色彩輝度計９４を配設したり、図２１に示す如く、フォトンカウンタ８６や光電子増倍管（フォトマル）を配設して微細光の測定を行なう等、様々な光計測器を接続することで多様な測定が可能である。
【００３１】
なお、前記実施形態においては、本発明が、有機ＥＬ素子のエージングによる発光特性の変化測定に適用されていたが、本発明の適用対象はこれに限定されず、恒温槽内はもとより、真空中、Ｎ２、Ａｒ等の特殊ガス雰囲気内等、設置環境を問わず、測定可能である。又、エージングによる特性変化の測定にも限定されない。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、計測対象の設置環境を問わず測定できる。又、恒温槽の窓を介しての計測や、ＸＹステージのような機械可動部が無いので、高い光学安定性と信頼性で測定を行なうことができる。更に、光ファイバの増設のみで、計測対象の増加に容易に対応でき、又、セルだけでなく、パネルやＦＰＤや照明用の発光パネルでの特性計測にも、そのまま対応でき、測定対象に対するフレキシビリティも高く、幅広い拡張性を実現できるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の測定状態の一例を示す正面図
【図２】同じく側面図
【図３】本発明の第１の実施形態の全体構成を示すシステム図
【図４】前記実施形態の恒温室内を示す正面図
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図
【図６】本発明の原理に係る光ファイバの特性を説明する側面図
【図７】第１実施形態のチャンルセレクタ部分を示すブロック図
【図８】同じくファイババンドル出側部分を示す斜視図
【図９】同じく画像処理アルゴリズムを説明する線図
【図１０】同じく測定時のセルの状態を示す回路図
【図１１】同じくＶＩＢ測定時の印加電圧パターンの例を示すタイムチャート
【図１２】同じく輝度値の経時変化の測定例を示すタイムチャート
【図１３】同じく距離を変化させるときの視野の変化の例を示す側面図
【図１４】同じくＦＰＤを測定する時の視野の例を示す正面図
【図１５】集束光学系を付加した本発明の第２実施形態の要部を示す側面図
【図１６】拡散光学系を付加した本発明の第３実施形態の要部を示す側面図
【図１７】内視鏡ファイバを用いた本発明の第４実施形態を示す斜視図
【図１８】画素欠陥の発生、成長過程の例を示す正面図
【図１９】光検知手段として積分球と分光器を用いた変形例を示す断面図
【図２０】同じく色彩輝度計を用いた更に他の変形例を示す側面図
【図２１】同じくフォトンカウンタを用いた更に他の変形例を示す断面図
【符号の説明】
４…フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）
６…ＥＬパネル
８…有機ＥＬ素子（セル）
３１〜３４…恒温・恒湿槽
４０…ファイババンドル
４１…光ファイバ
４２…カラーＣＣＤカメラ
４４…画像処理装置
５０…電源モジュール
５２…電源モジュール制御回路
５４…チャンネルセレクタ
５６…電気特性計測器
８０…集束光学系
８２…拡散光学系
８４…内視鏡ファイバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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