(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
まず、本発明の電子デバイスの検査方法で使用する電子デバイスについて説明する。
<電子デバイス>
図1は、電子デバイス及び電子デバイス検査装置の外観斜視図である。
電子デバイスは、表示素子、照明、一次電池、二次電池、太陽電池、不揮発性メモリー、スイッチング素子などであり、この中でも、有機エレクトロルミネッセンスパネル(以下、有機ELパネルと言う)、有機薄膜太陽電池、色素増感太陽電池、電子ペーパー、二次電池、有機TFT等のプリンテッドエレクトロニクスデバイスが好ましく用いられる。
図1に示すように、長尺な基材100上に、複数の電子デバイス1が設けられている。電子デバイス1は、基材100の長手方向に延在した平面視略長方形状をなしている。そして、基材100上に幅方向において2列で、かつ、長手方向に沿って複数所定間隔で設けられている。
各電子デバイス1には、電極10(陽極2及び陰極7)が形成されている。
図1の場合、各電子デバイス1の長手方向の一方の側縁部に陽極2、他方の側縁部に陰極7が形成されている。すなわち、各電子デバイス1の陽極2同士は長手方向に沿って一列となるように配置され、各電子デバイス1の陰極7同士も、長手方向に沿って一列となるように配置されている。
基材100としては、例えば、樹脂フィルム、金属箔、ガラス等が挙げられ、特に可撓性を有する長尺な材料が好ましい。
【0016】
ここで、電子デバイスが有機ELパネルの場合は、以下の構成となっている。
図2Aは、有機ELパネルの概略構成を示す斜視図、
図2Bは、
図2Aの切断線A−Aに沿って切断した際の概略断面図である。
図2A及び
図2Bに示すように、有機ELパネル1aは、基材100上に、順次、陽極2aと、正孔輸送層3と、発光層4と、電子輸送層5と、陰極バッファ層(電子注入層)6と、陰極7aと、接着剤層8と、封止部材9と、を有している。
陽極2aは、例えば、インジウムとスズの酸化物からなるITOから形成されている。
正孔輸送層3、発光層4、電子輸送層5及び陰極バッファ層6により有機機能層が構成されている。有機機能層は少なくとも発光層4を含むものであれば構成可能となっている。このような有機機能層(発光層4)に電流を流すことにより、発光層4内の発光材料が発光するようになっている。また、接着剤層8と、封止部材9とによって封止層を形成している。
陰極7aは、例えば、アルミニウム等の無機材料から形成されている。
以上のように、陰極7aの上を接着剤層8を介して封止部材9で封止された状態を有機ELパネル1aと言い、陰極7aまでが形成された状態を有機EL素子と言う。
【0017】
次に、本発明の電子デバイスの検査方法で使用する電子デバイス検査装置について説明する。
<電子デバイス検査装置>
図1に示すように、電子デバイス検査装置20は、ロールツーロール方式により基材100上に複数の電子デバイス1が形成された後で、かつ、電子デバイス1のパッケージングの前に、ロールツーロール方式で連続して搬送された基材100上の複数の電子デバイス1に対して、連続して通電することにより電気特性検査を行う装置である。
例えば、電子デバイス1が上記有機ELパネル1aの場合には、陽極2aと陰極7aとの間に電流を流すことにより有機機能層(発光層4)を発光させて電気特性検査を行うものである。
ここで、例えば、電気特性検査とは、通電による電子デバイス1からの発光(紫外光、可視光、赤外光)を検出することによって行われる。具体的には、IV検査(電流電圧検査)、IVL検査(電流電圧輝度検査)、発光輝度検査、ダークスポットやブライトスポット(輝点)検査、リーク検査、ムラ検査、色温度、欠陥検査等が挙げられる。
【0018】
電子デバイス検査装置20は、複数の電子デバイス1が設けられた基材100を連続して搬送する搬送手段30と、搬送手段30によって搬送された基材100の電子デバイス1に対して通電するための通電ロール40と、電子デバイス1の電気特性を検査するための電気特性検査手段50と、を備える。
【0019】
搬送手段30は、例えば、複数の電子デバイス1が設けられた基材100を送り出す送り出しロール31と、送り出された基材100を支持するガイドロール32と、検査後の基材100を巻き取る巻き取りロール(図示しない)と、これら送り出しロール31、ガイドロール32及び巻き取りロールを駆動するモーター等の駆動源(図示しない)と、を備える。
【0020】
通電ロール40は、ガイドロール32と巻き取りロールとの間に固定した状態で設けられている。また、通電ロール40は回転可能で、搬送された基材100を表面で支持して、搬送された基材100を搬送方向に送り出すようになっている。通電ロール40の表面には、電子デバイス1の電極10(陽極2及び陰極7)に対する通電手段としての電極41が形成されている(
図3参照)。搬送された基材100は、通電ロール40の表面で支持されるとともに、電子デバイス1の電極10が通電ロール40の表面に形成された電極41(
図3参照)に接触して通電するようになっている。
【0021】
図3Aは、通電ロールの電極を示した外観斜視図、
図3Bは、通電ロールの電極部分の拡大図である。
図3Aに示すように、通電ロール40の電極41の正極42と負極43は、電子デバイス1の電極10(陽極2及び陰極7)にそれぞれ対応するように、通電ロール40の幅方向において交互に配置されている。
詳細には、通電ロール40の表面に周方向に沿って溝部44が幅方向に4列並んで形成されている。そして、
図3Bに示すように、各溝部44内に、正極42又は負極43のピンプローブ45が複数設けられることによって、電極41が構成されている。
ピンプローブ45には、図示しない給電回路が接続されており、給電回路を介してピンプローブ45に通電されて、当該ピンプローブ45に電子デバイス1の電極10が接触すると電子デバイス1に電流が流れる。電子デバイス1が有機ELパネル1aの場合には、有機ELパネル1aの有機機能層(発光層4)に電流が流れて発光するようになっている。
なお、通電ロール40の電極41(正極42及び負極43)の配置は、上述したものに限らず、電子デバイス1の電極10(陽極2及び陰極7)の配置に対応して設けられている。
【0022】
ここで、電子デバイス1の形状及び電子デバイス1の電極10の配置例として、例えば
図4〜
図6に示す例が挙げられる。
図4〜
図6は、電子デバイスと通電ロールの通電状態を示している。なお、
図4〜
図6において、通電ロールの電極と電子デバイスの電極とが分かり易いように、通電ロールは斜視図、電子デバイスは平面図で示した。
図4では、電子デバイス1は、
図1と同様に平面視略長方形状をなし、電子デバイス1が基材100の幅方向に1列で、かつ、長手方向に沿って複数所定間隔で設けられている。そして、電子デバイス1の長手方向の一方の側縁部に陽極2が形成され、他方の側縁部に陰極7が形成されている。
一方、通電ロール40の電極41は、幅方向において2列設けられており、正極42は、電子デバイス1の陽極2に対応した位置に通電ロール40の周方向に沿って形成されており、負極43は、電子デバイス1の陰極7に対応した位置に通電ロール40の周方向に沿って形成されている。したがって、基材100が搬送されることにより、電子デバイス1の電極10が、通電ロール40の対応する電極41に接触するようになっている。
【0023】
図5では、各電子デバイス1は、平面視略正方形状をなし、電子デバイス1が基材100の幅方向に1列で、かつ、長手方向に沿って複数所定間隔で設けられている。そして、電子デバイス1の4つの側縁部に互いに対向して陽極2及び陰極7がそれぞれ形成されている。すなわち、各電子デバイス1の陽極2同士は長手方向に沿って一列となるように配置され、各電子デバイス1の陰極7同士も、長手方向に沿って一列となるように配置されている。
一方、通電ロール40の負極43は、幅方向において2列設けられており、電子デバイス1の陰極7に対応した位置に通電ロール40の周方向に沿って形成されている。正極42は、2列の負極43間で、電子デバイス1の陽極2に対応した位置に幅方向に沿って延在して設けられている。したがって、基材100が搬送されることにより、電子デバイス1の電極10が、通電ロール40の対応する電極41に接触するようになっている。
【0024】
図6では、各電子デバイス1は、平面視略長方形状をなし、電子デバイス1が、基材100の幅方向に2列で、かつ、長手方向に沿って複数所定間隔で設けられている。そして、電子デバイス1の長手方向の一方の側縁部に陰極7、陽極2及び陰極7がこの順に所定間隔で形成され、他方の側縁部にも陰極7、陽極2及び陰極7がこの順に所定間隔で形成されている。
一方、通電ロール40の電極41は、幅方向において4列設けられており、電子デバイス1の電極10(陽極2及び陰極7)に対応するように、通電ロール40の周方向において正極42と負極43が交互に配置されている。したがって、基材100が搬送されることにより、電子デバイス1の電極10が、通電ロール40の対応する電極41に接触するようになっている。
なお、
図4〜
図6において、通電ロール40の電極41は、図示しないが
図3と同様に、通電ロール40の表面に溝部44が形成され、溝部44内に正極42又は負極43のピンプローブ45が複数設けられることによって構成されている。
【0025】
また、電子デバイス検査装置20は、
図1に示すように、通電ロール40の所定の電極41に電子デバイス1の対応する電極10を接触させるために、基材100を、当該基材100の幅方向に移動させて幅方向の位置合わせを行う位置合わせ手段60を備えている。
位置合わせ手段60は、例えば、EPCセンサー61(エッジポジションコントロールセンサー)と、アンプユニット62と、位置制御ユニット63と、を備えている。
具体的に、EPCセンサー61は、通電ロール40の上流側近傍に設けられており、基材100の幅方向のエッジの位置の動きを検知し、エッジの位置情報をアンプユニット62に出力するようになっている。アンプユニット62は、位置制御ユニット63に接続されている。位置制御ユニット63は、送り出しロール31を幅方向に移動させることによって、基材100の幅方向の位置を移動させて、電子デバイス1の電極10を、通電ロール40の対応する電極41に接触するように制御している。
【0026】
電気特性検査手段50としては、発光輝度検査、ムラ検査及び欠陥検査を行う場合には、電子デバイス1から発光した光を検出するラインセンサー等の光検出器を使用することができる。
また、例えば、通電ロール40とラインセンサーとのセットを所定の間隔で複数配置し、それぞれの通電ロール40の印加電流を異ならせて、輝度測定をすることによりIVL検査を行うこともできる。
さらに、別の形態として、一定距離の間、搬送される基材を追従する機構を電気特性検査手段50に付与し、測定の間、当該電気特性検査手段を被測定対象デバイスに追従させることで、電気特性検査を行うこともできる。このような形態では、IVL検査の場合には、輝度計(例えば、コニカミノルタセンシング製CA−2000)を用いて印加した電流値(又は電圧値)に対する電圧値(又は電流値)及び輝度の測定を行うことができる。リーク検査の場合には、赤外線カメラ(例えば、FLIR製SC325やSC5600−M、浜松ホトニクス製C10633−34)を用いて赤外光の検出、或いは高感度CCDカメラ(例えば、浜松ホトニクス製SI−CCD)を用いて微弱発光の検出によりリーク検査を行うことができる。色温度は輝度計を使用して検査することができる。
【0027】
次に、上記電子デバイス検査装置20を使用した電子デバイス1の検査方法について
図1に基づいて説明する。
<電子デバイスの検査方法>
モーター等の駆動源が駆動すると、送り出しロール31、ガイドロール32及び巻き取りロールが回転し、基材100が搬送される。搬送された基材100は、通電ロール40に支持されるとともに、通電ロール40の所定の電極41上に電子デバイス1の対応する電極10が順次接触する。これによって、通電して電気特性検査が行われる。電子デバイス1が有機ELパネル1aである場合には、有機ELパネル1aの有機機能層(発光層4)に電流が流れて発光し、例えば、電気特性検査手段50である光検出器等によって発光輝度などの電気特性検査が行われる。
このようにして基材100の連続搬送とともに、通電ロール40において各電子デバイス1が連続して通電されて電気特性検査が順次行われる。なお、基材100の搬送前や搬送中に、EPCセンサー61は、基材100の幅方向のエッジの位置を検知して、エッジの位置情報をアンプユニット62に出力し、アンプユニット62に接続された位置制御ユニット63は、当該エッジの位置情報に基づいて通電ロール40の電極41に電子デバイス1の対応する電極10が接触するように、基材100の幅方向の位置を制御する。
【0028】
次に、電子デバイス検査装置20及び電子デバイス1の検査方法の変形例について説明する。
<変形例1>
図7は、電子デバイス及び
図1の電子デバイス検査装置の変形例を示した外観斜視図である。
図7に示す電子デバイス検査装置70では、
図1の電子デバイス検査装置20と異なり、通電手段が電子デバイス1の上方から接触する構成となっている。
具体的には、
図1の通電ロール40が電極41を有さないガイドロール71となっており、ガイドロール71の上方に、通電手段であるプローブ72が固定した状態で設けられている。プローブ72は、搬送された基材100上の電子デバイス1の陽極2及び陰極7に対応する位置に接触可能にそれぞれ設けられている。プローブ72は、図示しない給電回路が接続されており、給電回路を介してプローブ72に通電されるようになっている。
このような電子デバイス検査装置70では、搬送手段30によって搬送された基材100はガイドロール71に支持されるとともに、プローブ72に電子デバイス1の対応する電極10が順次接触する。これによって、連続して通電し電気特性検査が行われる。
なお、その他の搬送手段30や電気特性検査手段50、位置合わせ手段60は上記
図1の場合と同様のためその説明を省略する。
【0029】
<変形例2>
図8は、電子デバイス及び
図1の電子デバイス検査装置の変形例を示した外観斜視図である。
図9Aは、
図8のB方向から見た際の側面図、
図9Bは、電極プレートの外観斜視図である。
図8、
図9A及び
図9Bに示す電子デバイス検査装置80では、
図1の電子デバイス検査装置20と異なり、通電手段が電子デバイス1(基材100)の搬送に同期して、電子デバイス1の所定の電極10に通電し、電気特性検査を行うようになっている。この電子デバイス検査装置80は、基材100の下方(裏面側)に配置されている。
具体的に、電子デバイス検査装置80は、基材100の長手方向に沿って延在し基材100の搬送方向に対して水平移動自在な一対の基台81,81と、一方の基台81上に設けられた昇降可能な第1ステージ82と、他方の基台81上に設けられた昇降可能な第2ステージ83と、第1及び第2ステージ82,83上にそれぞれ設けられた第1及び第2電極プレート84,85と、を備えている。
一対の基台81,81は、基材100の下方で互いに平行となるように配置されている。
第1電極プレート84の上面(表面)には、
図9Bに示すように、電子デバイス1の電極10に対応して電極パターン(通電手段)86が形成されている。また、第1電極プレート84の上面には、電子デバイス1の下面(裏面)を吸引する吸引部87が形成されている。
吸引部87は、吸引口871と、吸引口871に接続された吸引ポンプ(図示しない)等から構成されており、吸引ポンプが駆動することにより、電子デバイス1の下面に吸引口が吸着するようになっている。
第2電極プレート85の上面にも、第1電極プレート84と同様に電極パターン(通電手段)86及び吸引部87が形成されている。なお、
図9Bの吸引部87の位置は、この位置に限らず、電子デバイス1を吸引できる位置であれば適宜変更可能である。
【0030】
第1ステージ82と、第2ステージ83とは、交互に水平方向に移動しつつ昇降動作を行って所定の電子デバイス1の電極10に、第1及び第2電極プレート84,85を接触させて導通するようになっている。
すなわち、搬送された基材100のうち所定の電子デバイス1に対して、第1ステージ82が水平方向に移動しつつ上昇して第1電極プレート84を電子デバイス1の下面に接触させることにより通電して検査が行われる。この検査中に、第2ステージ83は次の搬送方向上流直近にある電子デバイス1の搬送方向における所定位置に水平移動する。第1電極プレート84による検査後、第1ステージ82は下降して電子デバイス1から接離するとともに、第2ステージ83が上昇して第2電極プレート85を次の搬送方向上流直近にある電子デバイス1の下面に接触させることにより通電して検査が行われる。なお、この第2電極プレート85による検査中に、第1ステージ82は、その次の搬送方向上流直近にある電子デバイス1の搬送方向における所定位置に水平移動する。
このようにして順次、第1ステージ82及び第2ステージ83が水平移動するとともに昇降動作を行うことで、電子デバイス1の搬送に同期して、第1及び第2電極プレート84,85を所定の電子デバイス1の電極10に連続して通電させて検査が行われる。
なお、基材100の搬送手段(図示しない)や電気特性検査手段50は上記
図1の場合と同様のためその説明を省略する。
【0031】
<変形例3>
図10は、電子デバイス及び
図1の電子デバイス検査装置の変形例を示す外観斜視図である。
図10に示す電子デバイス検査装置90では、
図1の電子デバイス検査装置20と異なり、通電手段が電子デバイス1(基材100)の搬送に同期して、電子デバイス1の所定の電極10に通電し、電気特性検査を行うようになっている。この電子デバイス検査装置90は、基材100の一方の側方に配置されている。
具体的に、電子デバイス検査装置90は、本体91と、本体91に設けられたモーター等の駆動源(図示しない)と、モーターの駆動により回転する複数の駆動ローラー(図示しない)と、駆動ローラーに巻回された回転ベルト92と、回転ベルト92の表面に設けられた昇降可能な複数のステージ93と、各ステージ93にそれぞれ設けられた電極プレート94と、を備えている。
ステージ93は、回転ベルト92の表面に、周方向において複数所定間隔に設けられている。ステージ93は、回転ベルト92によって回転され、回転方向に沿って順次、昇降動作を行うようになっている。
【0032】
電極プレート94の上面(表面)には、上述の
図9Bに示すように、電子デバイス1の電極10に対応して電極パターン(通電手段)95が形成されている。また、電極プレート94の上面には、
図9Bと同様に、電子デバイス1の下面(裏面)を吸引する吸引部(図示しない)を形成しても良い。
【0033】
回転ベルト92によって回転された複数のステージ93のうち、所定の位置に配されたステージ93が上昇して電極プレート94を電子デバイス1の下面に接触させることにより通電して検査が行われる。検査後、当該ステージ93は下降して電子デバイス1から接離するとともに、回転ベルト92によって回転される。その間に、次のステージ93が上昇して電極プレート94を電子デバイス1の下面に接触させ、通電して同様に検査が行われる。
このようにして順次、各ステージ93が回転ベルト92によって回転されながら、昇降動作を行うことで、電子デバイス1の搬送に同期して、電極プレート94を所定の電子デバイス1の電極10に連続して通電させて検査が行われる。
なお、基材100の搬送手段(図示しない)や電気特性検査手段50は上記
図1の場合と同様のためその説明を省略する。
【0034】
以上、本実施形態によれば、連続して搬送される電子デバイス1に対して、連続して通電することにより電気特性検査を行うので、高速に、かつ、容易に全数の電子デバイス1の電気特性検査を行うことができる。その結果、ロールツーロール方式によって基材100上に複数の電子デバイス1を形成した場合に、そのまま検査工程を行うことができ、高生産性のメリットを供与することができる。
また、特に
図8、
図10に示す電子デバイス検査装置80,90の場合には、電極プレート84,85,94に電極パターン86,95が形成されているので、電極パターン86,95の位置や形状等を適宜変更することで、電子デバイス1の電極10が複雑な形状であっても容易に対応することができる。