JP2009265095A - 発光パネルのエイジング検査方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】検査パレット12に並べて搭載されたエイジング試験中の発光パネル11の明るさを一定時間毎に光検出器16で測定する発光パネル11のエイジング検査方法であって、光検出器16に積分型ラインカメラを使用し、その走査周期を該積分型ラインカメラで撮像する1ライン内に存在する発光素子の発光周期の整数倍に設定する。そして、積分型ラインカメラで撮像した一定時間毎の発光パネル11の画像から赤発光画素、緑発光画素、及び青発光画素毎の領域を抽出してそれぞれ平均輝度を算出し、該各平均輝度の時間変化の大きさから色度変化を求め発光パネル11の良否判定を行う。
【選択図】図1
Description
ここで、発光パネルとは、例えば、有機エレクトロルミネッセンスパネルやプラズマディスプレイパネル(PDP)を指す。
また、発光パネルを発光可能な状態でカセット内に複数収納し、カセット単位で搬送して恒温槽内に設けられた棚に収納すると共に、カセットを介して各発光パネルに電力を供給して発光パネルを発光させて電気的エイジング検査を行う検査装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この検査装置では、多量の発光パネルの電気的エイジング検査を小さなスペースで実施できるという利点がある。
一方、特許文献1に記載された発明の検査装置で光学的エイジング検査も可能にするには、輝度、色度等を測定する測定器が移動するための隙間をカセットの間に確保する必要がある。このため、カセットを収容する棚のサイズが大きくなって、検査装置のサイズも大きくなるという問題が生じ、検査装置のコスト上昇及び設置スペースの増加という問題が発生する。
前記搬入ステーションと並べて設けられ、該搬入ステーションから搬出された前記検査パレットを多段に収容して該各検査パレットに搭載している前記発光パネルにそれぞれ通電して一定時間のエイジング試験を行いながら所定時間毎に該発光パネルの電気特性検査を行うエイジング試験手段と、
前記エイジング試験手段と並べて設けられ、前記エイジング試験終了後に該エイジング試験手段から取り出された前記検査パレットを順次受け入れ、搬出時まで収納する検査済パレット収納手段と、
前記搬入ステーションから前記検査パレットを引き出し前記エイジング試験手段に搬送して装入し、かつ、該エイジング試験手段に収納されている該検査パレットを設定された時間毎に引き出し前記エイジング試験中の前記各発光パネルの明るさを搭載した光検出器で順次測定する光学特性検査を行ってから再度該エイジング試験手段に装入することを繰り返し、更に、前記エイジング試験が終了すると該エイジング試験手段から該検査パレットを引き出し前記検査済パレット収納手段に搬送して装入することが可能な検査パレット搬送手段と、
前記発光パネル毎に前記電気特性検査及び前記光学特性検査の判定を行うエイジング試験判定手段とを有する。
検査パレットがエイジング試験手段に多段で収容されるので、エイジング試験手段のサイズを大きくしなくても大量の発光パネルを収容することができる。また、光学特性検査は検査パレットをエイジング試験手段から引き出して外で行うので、光検出器が移動するスペースをエイジング試験手段内に設ける必要がなくエイジング試験手段の設置床面積を縮小することができる。
更に、エイジング試験手段内で発光している発光パネルを設定された時間(例えば、1時間)毎に引き出して光学特性検査を繰り返すようにすることで、電気特性検査を行いながら光学特性検査を行うことができる。ここで、電気特性検査とは、発光パネルに通電した際の電圧と電流の時間変化を、一定時間(例えば、1分)毎に測定することをいう。
積分型ラインカメラには複数段(例えば、N段)の受光素子列が搭載されているので、露光時間Tで発光パネルからの光を検出して前面の受光素子列で発生した初期電荷量は順に後段側の受光素子列に転送されて、最終段の受光素子列から出力される総電荷量は初期電荷量のN倍になる。従って、積分型ラインカメラを用いて露光時間Tで撮像すると、露光時間TをN倍にして撮像したのと同等の明るさの画像を得ることができる。このため、発光パネルの明るさを測定する際の測定時間を短縮することができる。
これによって、合格と判定された発光パネルのみを搭載した検査パレットと、不合格と判定された発光パネルを搭載した検査パレットを選別して保管することができる。
これによって、検査パレット単位でエイジング試験を行うことができる。
このような構成とすることにより、検査パレットをエイジング試験手段に装入すると直ちにエイジング試験を開始し、エイジング試験を行いながら電気特性検査を行うことができ、更に、各発光パネルを発光させた状態で検査パレットを引き出したり装入したりすることができる。また、エイジング試験が終了して検査パレットを引き出したい場合は、検査パレットのみを引き出すことができる。
これによって、光検出器の感度を一定にしてエイジング試験を行うことができる。
前記光検出器に積分型ラインカメラを使用し、該積分型ラインカメラの走査周期を該積分型ラインカメラで撮像する1ライン内に存在する発光素子の発光周期の整数倍に設定する。
これによって、積分型ラインカメラで得られる測定画像に、発光素子の発光動作に起因した明るさのむらが発生するのを防止でき、発光パネルの発光特性を反映する測定画像を得ることができる。
これによって、エイジング試験中の発光パネルの色度(色合い)の変化を定量的に把握することができる。
これによって、エイジング試験中の光検出器の感度を一定に保つことができる。
また、検査パレットをエイジング試験手段内で多段に収容することで大量の発光パネルを収容してもエイジング試験手段の設置面積の増加を防止し、かつ、光学特性検査をエイジング試験手段から検査パレットを引き出して外で行うことにより光検出器が移動するスペースをエイジング試験手段から除去してエイジング試験手段の面積を検査パレットが収容できる面積まで縮小することができるので、エイジング検査装置のサイズをコンパクトにして製造コストの上昇を抑えると共に、エイジング検査装置の設置スペースを小さくすることが可能になる。
更に、エイジング試験手段内で発光している発光パネルを設定された時間毎に引き出して光学特性検査を繰り返すようにすることで電気特性検査と光学特性検査を同時進行で行うことができ、短時間で効率的に発光パネルのエイジング試験を行うことが可能になる。
ここで、図1は本発明の一実施の形態に係る発光パネルのエイジング検査装置の構成を示す説明図、図2は同エイジング検査装置によって検査される発光パネルを搭載した検査パレットの説明図、図3は同エイジング検査装置の搬入ステーションの説明図、図4、図5は同エイジング検査装置のエイジング試験手段の一部省略平面図、図6は同エイジング検査装置のエイジング試験手段の一部省略正面図、図7は同エイジング検査装置の検査パレット搬送手段が検査パレットを載置している状態を示す説明図、図8は同エイジング検査装置の検査パレット搬送手段の投入側パレットガイド、基板、及び短軸ロボットの関係を示す説明図、図9、図10は同エイジング検査装置の検査パレット搬送手段のパレット掛止機構の説明図、図11は同エイジング検査装置の光検出器及び校正ステーションの説明図、図12(A)〜(D)はエイジング試験手段に搬入ステーションから搬送してきた検査パレットを装入する際の工程図、図13(A)〜(D)はエイジング試験手段内でエイジング試験中の検査パレットを保持する際の工程図、図14(A)〜(D)は光学特性検査を行うためにエイジング試験手段からエイジング試験中の検査パレットを引き出す際の工程図、図15(A)は積分型ラインカメラで発光パネルの光学特性検査を行う際の説明図、(B)は積分型ラインカメラの動作原理の説明図、図16は積分型ラインカメラで発光パネルを撮像した際に得られる測定画像の説明図、図17(A)〜(D)はエイジング試験手段内へエイジング試験中の検査パレットを装入する際の工程図、図18(A)はエイジング試験手段内の保持位置へのエイジング試験中の検査パレットの装入が完了して検査パレットからパレット保持アームを解放した際の説明図、(B)はパレット保持アームが搬送装置内に復帰した際の説明図、図19(A)〜(C)はエイジング試験が終了した検査パレットを検査済パレット収納手段へ搬送するためにエイジング試験手段から引き出す際の工程図である。
図1、図2に示すように、本発明の一実施の形態に係る発光パネルのエイジング検査装置10は、通電可能な状態にセットされた複数の発光パネル(例えば、有機エレクトロルミネッセンス)11を搭載した検査パレット12を順次受け入れ、搬出時まで収納する搬入ステーション13と、搬入ステーション13から搬出された検査パレット12を多段に収容して各検査パレット12に搭載している発光パネル11にそれぞれ通電して電気特性検査を行ないながら一定時間のエイジング試験を行う複数(本実施の形態では3基)のエイジング試験手段14と、エイジング試験終了後に各エイジング試験手段14から取り出された検査パレット12を順次受け入れ、搬出時まで収納する検査済パレット収納手段15を有している。
なお、搬入ステーション13、エイジング試験手段14、検査済パレット収納手段15、校正ステーション19は一列に並べて配置されている。以下これらについて、詳細に説明する。
更に、検査パレット12は、移動用保持板23の前面の中央部に取付けられ各出力側電極に接続する入力側電極を有するパレット側コネクター24と、移動用保持板23の前面の両側に設けられエイジング試験手段14に収容される際に検査パレット12の位置決めを行う位置決めピン25を有している。
このような構成とすることにより、複数の発光パネル11を検査パレット12に搭載して、検査パレット12単位でエイジング試験を行うことができる。
このような構成とすることにより、各ケース27の一方側から、発光パネル11を搭載した検査パレット12を順次装入して、複数の検査パレット12を搬入ステーション13内で同時に収納することができる。
また、エイジング試験手段14は、収容された検査パレット12毎に、パレット側コネクター24に着脱可能で、接続時にパレット側コネクター24を介して検査パレット12に搭載された各発光パネル11に電力を供給する電力ケーブルの出力側端子を有する試験手段側コネクター33が中央部に取付けられパレットガイド29、30上を進退可能なコネクター保持板34と、試験手段側コネクター33の基側に接続され電力ケーブルを内側に収納して保護しながらコネクター保持板34の進退に伴って移動するケーブルベア35を有している。なお、コネクター保持板34には、中央部の試験手段側コネクター33の両側に対となる貫通孔36、37が設けられ、貫通孔36、37の外側に位置決めピン25が挿通する対となる挿通孔37aが設けられている。
そして、図6に示すように、パレットガイド支持部材31、32と、コネクター保持ベース39と、収容した検査パレット12毎に設けられているコネクター保持板34及びケーブルベア35は、例えば、前面が開放された箱型の容器44内に収容されている。更に、容器44には、各ケーブルベア35内に収容された電源ケーブルの入力側端子が接続される電源部45が設けられている。
このような構成とすることにより、検査パレット搬送手段17により運ばれて来た検査パレット12がエイジング試験手段14に装入されると、検査パレット12のパレット側コネクター24が試験手段側コネクター33に押し込まれて接続され、各発光パネル11に通電が開始される。また、パレット側コネクター24が試験手段側コネクター33に押し込まれる際に、コネクター保持板34に設けられた各装入ピン42はロック部43内に押し込まれるので、各装入ピン42のロックが解除される。
また、エイジング試験が終了してエイジング試験手段14内に収容されている検査パレット12を引き出す際にコネクター保持ベース39側に一度押し込んでから引き出すようにすると、コネクター保持板34に設けられた各装入ピン42はロック部43内に押し込まれてロックされコネクター保持板34はコネクター保持ベース39に固定される。このため、検査パレット12を引き出すようにすると、パレット側コネクター24と試験手段側コネクター33との接続が解除されて各発光パネル11への通電が停止できると共に、検査パレット12だけをエイジング試験手段14内から外に引き出すことができる。
このような構成とすることにより、合格と判定された発光パネル11のみを搭載した検査パレット12と、不合格と判定された発光パネル11を搭載した検査パレット12を選別して保管することができ、エイジング試験後の発光パネルの管理が容易になる。
また、搬送装置47は、検査パレット12を保持して装入及び引き出しを行う投入機構部48と、投入機構部48を載置してエイジング試験手段14に設けられたパレットガイド29、30の高さ位置に合わせて投入機構部48の高さ位置を調整する上下移動部49と、上下移動部49を載置して軌道46上を走行する走行部50を有している。ここで、上下移動部49には、例えば、ボールネジを用いた上下移動機構、走行部50には、例えば、駆動車輪を用いた走行機構を適用することができるので、投入機構部48について説明する。
ここで、パレット掛止機構56は、パレット保持アーム54、55の基部側を支持する軸受58が取付けられたアーム支持部材59と、アーム支持部材59を載置する掛止機構本体60と掛止機構本体60に取付けられ、各パレット保持アーム54、55の基部と接続するロータリーアクチュエータ61、62を有している。更に、各パレット保持アーム54、55の先側には、切り欠き溝63が形成された掛止部64、65が設けられている。
また、図10に示すように、ロータリーアクチュエータ61、62を駆動させて各パレット保持アーム54、55の先部に設けられた掛止部64、65を回動させて各切り欠き溝63が対向するように配置させることができる。なお、軌道46上で搬送装置47が待機している場合、図9に示すように、各パレット保持アーム54、55の先部に設けられた掛止部64、65は各切り欠き溝63を上方に向けた状態になっている。
そして、ロータリーアクチュエータ61、62を駆動させて掛止部64、65をそれぞれ回動させて各切り欠き溝63同士が対向するようにすると、図7に示すように、各切り欠き溝63内に移動用保持板23の両端部を収納することができる。その結果、短軸ロボット57を駆動させてパレット掛止機構56を基板53上で進退させると、検査パレット12を投入側パレットガイド51、52上で移動させることができる。
光検出器16の感度の校正を行う校正ステーション19は、校正時に基準光を発光する基準光源71と、基準光源71の輝度を測定する輝度計72と、基準光源71及び輝度計72を収容し外乱光の影響を除去する校正容器73を有している。また、校正容器73には、取付け部材66に保持された光検出器16を装入する装入口74が設けられている。
更に、エイジング検査装置10には、軌道46を囲む安全柵75と、安全柵75内に出入りする扉76が設けられている。
先ず、搬送装置47に対してエイジング試験判定手段18から、エイジング試験を行う検査パレット12が収容されている搬入ステーション13内での場所が入力される。そこで、搬送装置47は入力情報に従って、軌道46上を走行し検査パレット12を収容している搬入ステーション13の前で停止する。そして、引き出そうとする検査パレット12を載置している載置台28と、基板53に設けられた投入側パレットガイド51、52の高さ位置が一致するように上下移動部49を駆動させる。
続いて、ロータリーアクチュエータ61、62を駆動させて掛止部64、65をそれぞれ回動させて各切り欠き溝63内に移動用保持板23の両端部を収納する。そして、短軸ロボット57を駆動させてパレット保持アーム54、55を搬入ステーション13内から引き出すと、移動用保持板23はパレット保持アーム54、55の掛止部64、65で掛止されているので、検査パレット12はパレット保持アーム54、55の移動と共に載置台28上を移動して投入側パレットガイド51、52上に進入する。
なお、パレット保持アーム54、55が搬入ステーション13内から完全に引き出された状態では、図7に示すように、検査パレット12はパレット保持アーム54、55の掛止部64、65で掛止されて投入側パレットガイド51、52に載置された状態になっている。
そして、収納しようとする位置に対応して設けられたパレットガイド29、30と、基板53に設けられた投入側パレットガイド51、52の高さ位置が一致するように上下移動部49を駆動させる。
これによって、パレットガイド29、30上を進入する検査パレット12の位置が規制されて、検査パレット12の移動用保持板23の中央部に設けられたパレット側コネクター24はコネクター保持板34の中央に設けられた試験手段側コネクター33と接続を開始する。
これによって、コネクター保持板34に設けられた各装入ピン42がロック部43内に押し込まれて各装入ピン42のロックが解除される。更に、パレット側コネクター24と試験手段側コネクター33との接続が完了したことに伴って、各発光パネル11は通電状態になって、各発光パネル毎に電気特性検査(電流及び電圧の測定)が開始される。
次いで、短軸ロボット57を駆動させて、パレット保持アーム54、55を更にエイジング試験手段14内に装入し、図12(D)に示すように、パレット保持アーム54、55の先部に設けられた掛止部64、65の切り欠き溝63がコネクター保持板34の両端と対向する位置で停止させる。続いて、ロータリーアクチュエータ61、62を駆動させて掛止部64、65をそれぞれ回動させて、図13(A)に示すように、各切り欠き溝63内にコネクター保持板34の両端部を収納する。
エイジング試験手段14内で検査パレット12を保持位置にセットすることが完了すると、各ロータリーアクチュエータ61、62を駆動させて、図13(C)に示すように、コネクター保持板34の両端部を掛止している各掛止部64、65を回動させて各切り欠き溝63を上方に向けて配置させて、コネクター保持板34の両端部の掛止を解除する。そして、図13(D)に示すように、短軸ロボット57を駆動させてパレット保持アーム54、55をエイジング試験手段14内から引き出す。これによって、搬送装置47は軌道46上で待機状態となる。
そして、図14(A)に示すように、引き出そうとする検査パレット12を載置しているパレットガイド29、30と、基板53に設けられた投入側パレットガイド51、52の高さ位置が一致するように上下移動部49を駆動させる。
続いて、ロータリーアクチュエータ61、62を駆動させて掛止部64、65をそれぞれ回動させて、図14(C)に示すように、各切り欠き溝63内にコネクター保持板34の両端部を収納する。
そこで、パレット保持アーム54、55をエイジング試験手段14内から完全に引き出すと、図14(D)に示すように、検査パレット12はパレット保持アーム54、55の掛止部64、65で掛止されて投入側パレットガイド51、52に載置された状態になる。
ここで、光検出器16として積分型ラインカメラを使用し、積分型ラインカメラの走査周期を積分型ラインカメラで撮像する1つのライン77内に存在する発光素子78の発光周期の整数倍に設定する。このように設定することによって、積分型ラインカメラで1つのライン77を測定しているときに、ライン77内に存在する発光素子78を必ず発光させることができ、測定された画像に点灯むらが生じないようにすることができる。
従って、積分型ラインカメラでは通常のラインカメラよりも走査周期を速くすることができ、例えば、光学特性検査の際に積分型ラインカメラの移動速度を速くすることができる。
このため、積分型ラインカメラが移動速度を受光素子列79間で電荷が転送される電荷転送速度と一致させる必要がある。具体的には、使用する積分型ラインカメラにおいて電荷転送速度が判明しているので、積分型ラインカメラのレンズ機構80と積分型ラインカメラの移動速度の調整を行う。
エイジング試験判定手段18では、図16に示すように、発光パネル11毎に赤発光画素、緑発光画素、及び青発光画素毎の発光領域81を抽出した測定画像82を構成し、各発光領域81内に計測領域83を形成する。
次いで、計測領域83内の平均強度を算出し、輝度に換算した後この値を平均輝度として採用する。そして、赤発光画素、緑発光画素、及び青発光画素毎の平均輝度の時間変化の大きさから色度変化を求め、その変化挙動を予め設定しておいた変化挙動と比較することにより、測定している発光パネル11に対しての良否判定を行う。
このように計測領域83内に存在する赤、緑、及び青の各発光画素を色度変化の最小単位にしているので、精度の高い判定を行うことができる。
光検出器16の感度校正の指令を受け取った搬送装置47は、軌道46上を走行し校正ステーション19の前で停止する。そして、取付け部材66の第1及び第2の駆動部68、70を操作して校正容器73内に装入口74から光検出器16を装入し基準光源71の上方で停止させる。
次いで、基準光源71を発光させて光検出器16で明るさを測定し、エイジング試験判定手段18において輝度を算出する。このとき、基準光源71の上方に配置されている光検出器16で明るさを測定し、エイジング試験判定手段18において輝度の値を算出する。そして、光検出器16で測定して得られた輝度の値と、輝度計72で測定された輝度の値とが一致するように、光検出器16の出力を調整する。調整が終了すると、第1及び第2の駆動部68、70を操作して光検出器16を受光容器73の装入口74から外に引き出し、搬送装置47上で待機させる。
これによって、光検出器16の感度を一定にしてエイジング試験を行うことができるようになる。
搬送装置47では、各ロータリーアクチュエータ61、62を駆動させて、図17(A)に示すように、コネクター保持板34の両端部を掛止している各掛止部64、65を回動させて各切り欠き溝63を上方に向けて配置させて、コネクター保持板34の両端部の掛止を解除する。
そして、図17(B)に示すように、短軸ロボット57を駆動させてパレット保持アーム54、55を徐々に後退させ、パレット保持アーム54、55の先部に設けられた掛止部64、65の切り欠き溝63が移動用保持板23の両端と対向する位置で停止させる。
次いで、図18(A)に示すように、各ロータリーアクチュエータ61、62を駆動させて、移動用保持板23の両端部を掛止している各掛止部64、65を回動させて各切り欠き溝63を上方に向けて配置させて移動用保持板23の両端部の掛止を解除し、図18(B)に示すように、短軸ロボット57を駆動させてパレット保持アーム54、55をエイジング試験手段14内から引き出す。これによって、搬送装置47は軌道46上で待機状態となる。
そして、図14(A)〜図18(B)までの一連の動作を各検査パレット12に対して設定された時間毎に繰り返し光学特性検査を行っていく。
次いで、短軸ロボット57を駆動させてパレット保持アーム54、55を徐々に後退させ、パレット保持アーム54、55の先部に設けられた掛止部64、65の切り欠き溝63が移動用保持板23の両端と対向する位置で停止させ、ロータリーアクチュエータ61、62を駆動させて掛止部64、65をそれぞれ回動させて、各切り欠き溝63内に移動用保持板23の両端部を収納する。そして、短軸ロボット57を操作しパレット保持アーム54、55を介して、検査パレット12をエイジング試験手段14内に装入していく。
続いて、短軸ロボット57を駆動させてパレット保持アーム54、55をエイジング試験手段14内から引き出すと、移動用保持板23の両端部はパレット保持アーム54、55の掛止部64、65で掛止されているので、検査パレット12をパレットガイド29、30上で移動させ、投入側パレットガイド51、52上に進入させることができる。
そして、パレット保持アーム54、55をエイジング試験手段14内から完全に引き出すと、図19(C)に示すように、検査パレット12はパレット保持アーム54、55の掛止部64、65で掛止されて投入側パレットガイド51、52に載置された状態になる。
そして、検査パレット12を収納しようとする載置台と、基板53に設けられた投入側パレットガイド51、52の高さ位置が一致するように上下移動部49を駆動させ、次いで、短軸ロボット57を駆動させて検査パレット12を掛止しているパレット保持アーム54、55を合格ステーション45a内に装入して検査パレット12を合格ステーション45a内に収納させる。
また、検査パレット12にはエイジング試験判定手段18で不合格と判定された発光パネル11が搭載されている場合はその検査パレット12を不合格ステーション45bまで搬送して停止する。そして、合格ステーション45aに検査パレット12を装入したのと同様の手順で不合格の発光パネル11が搭載された検査パレット12を不合格ステーション45bに収容する。
例えば、エイジング試験手段を3基としたが、エイジング試験手段の基数を2以下又は4以上にすることもできる。また、大量の発光パネルのエイジング試験を行う場合、検査済パレット収納手段の両側に複数のエイジング試験手段、更にその外側に校正ステーション及び搬入ステーションを配置すると共に軌道を平行に配設し、2基の搬送装置を走行させるようにしてもよい。
Claims (3)
- 検査パレットに並べて搭載されたエイジング試験中の発光パネルの明るさを一定時間毎に光検出器で測定する発光パネルのエイジング検査方法であって、
前記光検出器に積分型ラインカメラを使用し、該積分型ラインカメラの走査周期を該積分型ラインカメラで撮像する1ライン内に存在する発光素子の発光周期の整数倍に設定することを特徴とする発光パネルのエイジング検査方法。 - 請求項1記載の発光パネルのエイジング検査方法において、前記積分型ラインカメラで撮像した一定時間毎の前記発光パネルの画像から赤発光画素、緑発光画素、及び青発光画素毎の領域を抽出してそれぞれ平均輝度を算出し、該各平均輝度の時間変化の大きさから色度変化を求め前記発光パネルの良否判定を行うことを特徴とする発光パネルのエイジング検査方法。
- 請求項1及び2のいずれか1項に記載の発光パネルのエイジング検査方法において、前記光検出器の感度の校正を一定時間おきに行うことをを特徴とする発光パネルのエイジング検査方法。
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