JP3450001B1 - Ledの劣化検査方法 - Google Patents
Ledの劣化検査方法Info
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Abstract
を簡単,確実に選別する。 【解決手段】 1. 1μA以下の微弱定電流をLED
の順方向に印加して第1の電圧を測定し、一定値以下の
ものを排除する。 次いで、その約10倍の電流を印加
して、第2の電圧を測定し、第1の電圧との差の値によ
り最終選別を行う。 2. 0.01μA〜1mAの範
囲の複数の定電流をLEDに流し、そのときの電圧が電
流値の対数と比例するか歪かにより選別を行う。
Description
(LED)の検査方法に関するもので、特に静電破壊
(ESD)や、機械的衝撃によって生じたクラックによ
る劣化品を検査する方法に関する。
一般的検査方法としては、PN接合の順方向に、ほぼ点
灯に要する電流値に近い電流(ミリアンペア(mA)以
上のオーダー)を流し、電圧降下の大小を測定すること
によって行っている。しかしながら、この検査はPN接
合の特性を確認するための検査であり、静電破壊やクラ
ックによる劣化品は検出できない。このため、特に静電
破壊やクラックによる劣化品を検査する方法としては、
LEDに逆電圧を印加し、その際に生じる漏れ電流の有
無によって検査を行う方法がある。しかしながら、この
方法においても漏れ電流の有無と、劣化との相関関係が
不安定で信頼性が低く、劣化品を確実に検出することは
困難であった。これらの問題を解決する一方法として、
特開2002−156402号の方法が提案されてい
る。この方法はPN接合の順方向に1乃至10μA程度
の測定用電流を流すと共に、接合を加熱するための電流
をパルス状に流し、温度の異なる二点における電圧の変
化によって劣化を判定しようとするものである。
402号に示された方法は、測定用電流とは別個に加熱
用電流を必要とし、温度の設定も容易ではない。本発明
は、そのような特殊な手段を必要とすることなく劣化を
簡単且つ確実に検出しようとするものである。
機械的衝撃によって発生したクラックによって劣化した
LEDが、LEDの検査や点灯に通常使用する電流(ミ
リアンペアのオーダー)の1万分の1程度の微弱な電流
(約0.1マイクロアンペア)付近で、特異な電流‐電
圧特性を示すことを発見し、これを用いた劣化したLE
Dの検査方法を提案するものである。
照して説明する。図1は本発明の方法を実施するために
用いられるLED検査装置の基本的構成を示すブロック
図である。図1において、1は定電流電源でマイクロア
ンペア(μA)からミリアンペア(mA)のオーダーの
定電流を可変的に外部に供給できる能力を有している。
LEDは被検査発光ダイオードで検査装置に容易に着脱
できるように取付けられる。Rpは被検査LEDが劣化
している場合に生じる仮想的抵抗である。劣化が全くな
い理想的LEDの場合は、Rpは存在しないが、劣化が
生ずると、Rpはメグオーム(MΩ)オーダーの抵抗値
になる。2は高入力抵抗バッファーアンプ,3はA−D
変換器,4は制御・演算回路で、定電流電源1の電流I
fを制御する制御回路と、順方向電圧値VFを演算して
基準値と比較するための演算回路が合体したものであ
る。Ifは、定電流電源1から、LEDに印加される電
流を示す。VFは、LED端子間の順方向電圧を示す。
想的LEDのPN接合の電圧(v),電流(I)特性
は、下記の一般式で表される。 I=Io{exp(eV/KB・T)−1} ここで、e :電荷量 KB :ボルッマン係数 T :絶対温度 電圧Vは、電流Iの対数に比例している。反対にRpが
存在し、その値が正常値に比べて低い場合は、上記数式
に示す比例関係は維持できなくなる。本発明者はLED
に0.1μA程度の微弱電流を流した場合は、この傾向
が特に顕著に表れることを発見し、実験により確認し
た。本発明はその点に着目しLEDの劣化品を検知しよ
うとするものである。
で、このグラフは図1のブロック図に示す装置により、
複数のLEDを測定した結果得られたものである。縦軸
には電圧VFを、横軸には電流Ifを対数目盛りによっ
て表している。グラフ上の線aは、正常な(劣化のほと
んどない)LEDが示す特性を表している。定電流電源
1により、電流を0.01μAから10mAの範囲に増
加させると、電圧VFもほぼ直線的に増加する。点線
b,c,dで表した曲線は劣化のあるLEDの示す特性
である。bは劣化程度が少なく、dは劣化程度の大きい
もので、cはその中間である。
の印加電流において、aとb,c,dは電圧VFに顕著
な有意の差が生じている。しかし、電流が0.1mAを
超えると、何れもaの直線に収斂し、有意な差は生じな
くなる。従って、0.1μA程度の微弱電流を流したと
きのVF1を測定すれば、正常品と非正常品の第1の選
択ができる。図1に示す演算回路4に、基準データとし
てVF1が2.0V以上のものを合格の基準値として入
力しておけばaのみが合格品となり、b,c,dは不合
格品となる。基準データとしてVF1が1.8V以上の
ものを合格の基準値として入力しておけばa,bが合格
品、c,dが不合格品となる。請求項1の発明において
はこれが第一の検査工程となる。Ifの最適電流値とV
Fの最適電圧値は、測定するLEDの規格や型式等によ
り異なるので、特定の数値を規定することは難しいが、
PN接合の良否の測定に用いられる電流が通常1mA以
上であるのに対し、その一万分の1以下の微弱電流を用
いることが本発明の特徴の一つである。
判定がされたものについて、制御・演算回路4から定電
流電源1に対し、電流値を約1μAに引き上げるよう指
示が行われ、それによって生じた電圧VF2を測定す
る。A−D変換器3にはVF1が記憶されているので、
制御・演算回路1においてVF2とVF1の差が算出さ
れ、これが基準データと比較され、一定値を超えたもの
を不合格品と判定する。例えば、VF1−VF2を0.
3V以下と基準データを与えておくと、aは合格となり
bは不合格となる。請求項1の発明において、これが第
二の検査工程となる。請求項1の発明においては、第一
の検査工程によって、第一段階の選別を行い、第一段階
の選別を通過したものについて、第二の検査工程におい
て第二段階の選別を行うので、従来選別が困難であった
劣化品を正確で確実に判定できる特徴がある。
フから明らかな如く、劣化の少ないLEDは0.1μA
から0.1mAの範囲に亘って電流‐電圧特性がほぼ直
線的(比例的)に変化する特徴がある。従って、被検査
LEDに0.1μAから0.1mAまでの電流を10倍
ずつ段階的に加え、そのときのVFがほぼ直線的に増加
すればそのLEDは正常であると判定できることが明ら
かである。請求項2の発明はこの方法に関するものであ
る。
定電流電源1からは最初0.1μAの電流をLEDに流
し、そのときのVFをA−D変換器3で測定し記憶す
る。次に制御・演算回路4の指示により、10倍の電流
1μAを流し、そのときの電圧VFを測定する。同様に
電流を10倍ずつ増加し、VFが比例的に増加するかを
演算し、これが基準値を外れた場合は不合格品と判定す
る。
あるものであるが、例えば請求項1に示す方法と請求項
2に示す方法を併用してもよく、その場合はより正確で
精度の高い検査を行うことができる。
に困難であったLEDの劣化を正確,簡単に検知できる
ので、LEDの検査精度を向上させることができる。
図
LEDを測定した結果を示すグラフ。
Claims (2)
- 【請求項1】定電流電源から、被検査LEDのPN接合
の順方向に、1μA以下の定電流を流し、 被検査LEDの端子間の電圧(VF1)をA−D変換器
で測定すると共に記憶させ、 VF1を制御・演算回路で、予め入力してある基準値と
比較し、 VF1が基準値の範囲内と判断した場合は、前記定電流
電源に電流を約10倍に引き上げるよう指示を出し、 被検査LEDの電流が約10倍に引き上げられた状態で
被検査LEDの端子間の電圧(VF2)をA−D変換器
で測定し、 制御・演算回路でVF1とVF2の差を算出し、 その値が予め制御・演算回路に入力されている基準値の
範囲内である場合を合格と判定するLEDの劣化検査方
法。 - 【請求項2】定電流電源から、被検査LEDのPN接合
の順方向に、0.01μA以上の定電流を流し、 被検査LEDの端子間の電圧(VF1)をA−D変換器
で測定すると共に記憶させ、 VF1を制御・演算回路で、予め入力してある基準値と
比較し、 VF1が基準値の範囲内と判断した場合は、前記定電流
電源に電流を約10倍に引き上げるよう指示を出し、 被検査LEDの電流が約10倍に引き上げられた状態で
被検査LEDの端子間の電圧(VF2)をA−D変換器
で測定し、 制御・演算回路でVF1とVF2の差を算出し、 その値が予め制御・演算回路に入力されている基準値の
範囲内である場合は前記定電流電源に、更に電流を約1
0倍に引き上げるように指示し、 以下電流値が10mA以下の範囲までこれを繰り返し、 その電圧値が全範囲に亘ってその対数値に対して直線的
に比例関係にあるものを適正と判断するLEDの劣化検
査方法。
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