JP5963342B2 - Manufacturing method of organic EL element - Google Patents
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Description
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an organic electroluminescence element.
従来、アノード(陽極)とカソード(陰極)との間に有機層が介在されてなる有機エレクトロルミネッセンス(以下、有機ELと称する)素子において、製造工程で導電性の異物が付着または混入などして陽極と陰極とが短絡する場合がある。この場合に、短絡した部分にレーザー照射を行うことで、短絡した部分をリペア(解消)する方式がある(例えば、特許文献1及び2参照)。 Conventionally, in an organic electroluminescence (hereinafter referred to as “organic EL”) element in which an organic layer is interposed between an anode (anode) and a cathode (cathode), conductive foreign matters are attached or mixed in the manufacturing process. The anode and the cathode may be short-circuited. In this case, there is a method of repairing (resolving) the short-circuited portion by performing laser irradiation on the short-circuited portion (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
特許文献1では、基板上に形成された第1電極、及び、第1電極と発光層を介して対向するように設けられた第2電極を備えると共に内部に輝点欠陥部を有する有機EL素子をリペアする工程を含む製造方法が開示されている。具体的には、上記輝点欠陥部にレーザー光を照射し、多光子吸収を生じさせて非発光部を形成することにより、当該輝点欠陥部を有していた画素をリペアする。この製造方法によれば、通常のレーザーリペアと異なる多光子吸収モードを利用することにより、リペア対象の膜の吸収波長とレーザーの発振波長とを特別に合わせる必要がなく、どのような膜においても多光子吸収によってリペアすることができるとしている。また、多光子吸収により特定の層に吸収を持つと、積層膜の中で特定の膜のみをリペアすることになり適切にリペアできない場合が想定されることから、発光層の光吸収波長の半値幅帯域外の発振波長を照射し、狙った層や積層膜全体に対して確実なリペアを行っている。また、レーザーの照射中心と周囲との強度差によるリペアむらを回避するため、レーザー光通過孔を備えたマスクを通して上記輝点欠陥部に照射し、多光子吸収モードの効果をより顕著に引き出している。上記態様によるレーザー照射により、輝点欠陥部及びその近接部における陽極、有機層、カラーフィルタ層等を消滅させて、非発光部を形成することにより、リペア箇所の周辺へのダメージが少ない輝点欠陥部のリペアを行うことができるとしている。 In Patent Document 1, an organic EL element including a first electrode formed on a substrate and a second electrode provided so as to face the first electrode through a light emitting layer and having a bright spot defect portion therein. The manufacturing method including the process of repairing is disclosed. Specifically, the pixel having the bright spot defect portion is repaired by irradiating the bright spot defect portion with a laser beam to cause multiphoton absorption to form a non-light emitting portion. According to this manufacturing method, it is not necessary to match the absorption wavelength of the film to be repaired with the oscillation wavelength of the laser by using a multiphoton absorption mode different from that of normal laser repair. It can be repaired by multiphoton absorption. In addition, if a specific layer has absorption by multiphoton absorption, only a specific film in the laminated film is repaired, and it may be impossible to repair properly, so half of the light absorption wavelength of the light emitting layer is assumed. By irradiating an oscillation wavelength outside the value band, reliable repair is performed on the target layer or the entire laminated film. In order to avoid repair unevenness due to the difference in intensity between the laser irradiation center and the surrounding area, the above-mentioned bright spot defect portion is irradiated through a mask having a laser light passage hole, and the effect of the multiphoton absorption mode is more remarkably extracted. Yes. By irradiating the laser according to the above embodiment, the bright spot defect portion and the anode, organic layer, color filter layer, etc. in the vicinity thereof are extinguished and a non-light emitting portion is formed, thereby causing a bright spot with little damage to the repair area. It is said that repair of a defective part can be performed.
また、特許文献2では、特許文献1と同様の積層構造及び輝点欠陥部を有する有機EL素子に対して、当該輝点欠陥部に対応する有機層内の所定層にレーザー光を照射し、多光子吸収を生じさせ、欠損部を非発光部とする有機ELディスプレイの製造方法が開示されている。この製造方法によれば、多光子吸収を利用したレーザーリペアを行うことにより、有機層内の所定層に欠損部で構成された非発光部を形成し、かつ、その領域では周辺の層や周辺の領域にダメージを与えない有機EL素子を作製することが可能であるとしている。 Moreover, in patent document 2, with respect to the organic EL element which has the same laminated structure and bright spot defect part as patent document 1, a predetermined layer in the organic layer corresponding to the bright spot defect part is irradiated with laser light, A method of manufacturing an organic EL display that causes multiphoton absorption and has a defect portion as a non-light emitting portion is disclosed. According to this manufacturing method, by performing laser repair using multiphoton absorption, a non-light-emitting portion composed of a defect portion is formed in a predetermined layer in the organic layer, and in that region, a peripheral layer or a peripheral portion is formed. It is possible to produce an organic EL element that does not damage this region.
特許文献1に記載された有機EL素子の製造方法では、少なくとも輝点欠陥部を構成するダストやパーティクルに焦点を合わせてレーザーを照射し、併せて当該輝点欠陥部に近接する陽極、有機層、カラーフィルタ層等を消滅または変性させて、非発光部を形成している。しかしながら、当該非発光部で光吸収しないレーザー成分が非発光部近辺で吸収されて熱ダメージを与えてしまい、非発光部が近辺まで拡大して不点灯エリアが拡大し、リペア品質が劣化してしまうという危惧がある。 In the manufacturing method of the organic EL element described in Patent Document 1, at least dust and particles constituting the bright spot defect portion are focused and irradiated with a laser, and an anode and an organic layer that are close to the bright spot defect portion. The non-light emitting portion is formed by eliminating or modifying the color filter layer and the like. However, the laser component that does not absorb light in the non-light-emitting part is absorbed in the vicinity of the non-light-emitting part and causes thermal damage, the non-light-emitting part expands to the vicinity, the non-lighting area is enlarged, and the repair quality is deteriorated. There is a fear that it will end.
また、特許文献2に記載された有機EL素子の製造方法では、陽極を含む有機層の所定層にレーザーを照射することにより、当該所定層を変性または消滅させ、非発光部を形成している。しかしながら、上記所定層を多光子吸収により加工するエネルギーに満たない強度成分は、当該所定層を透過して他の有機層でエネルギー吸収を起こさせる。これにより、他の有機層において熱ダメージを与えてしまう。さらには、多光子吸収により上記所定層を加工するエネルギーを有する強度成分であっても、当該強度成分のばらつきが大きい場合には、加工対象の所定層にも熱ダメージを与えてしまう。有機層及び所定層の上記熱ダメージにより、非発光部が有機層及び所定層の周辺まで拡大して不点灯エリアが拡大し、リペア品質が劣化してしまうという危惧がある。 Moreover, in the manufacturing method of the organic EL element described in Patent Document 2, the predetermined layer of the organic layer including the anode is irradiated with a laser so that the predetermined layer is denatured or extinguished to form a non-light emitting portion. . However, an intensity component less than the energy for processing the predetermined layer by multiphoton absorption transmits the predetermined layer and causes energy absorption in other organic layers. This causes thermal damage in other organic layers. Furthermore, even if the intensity component has energy to process the predetermined layer by multiphoton absorption, if the variation of the intensity component is large, the predetermined layer to be processed is also thermally damaged. Due to the thermal damage of the organic layer and the predetermined layer, there is a concern that the non-light emitting portion expands to the periphery of the organic layer and the predetermined layer, the non-lighting area is expanded, and the repair quality is deteriorated.
本発明は、上記課題に鑑み、有機材料からなる有機層及び加工対象の所定層に対してレーザーダメージを与えないで電極間短絡部分を解消する有機EL素子の製造方法を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an organic EL element manufacturing method that eliminates a short-circuited portion between electrodes without causing laser damage to an organic layer made of an organic material and a predetermined layer to be processed. To do.
上記課題を解決するために、本発明の一態様にかかる有機EL素子の製造方法は、下部電極層、発光層を含む有機層、上部電極層の順に積層され、前記下部電極層及び前記上部電極層のうち少なくとも一方が透明材料からなり、欠陥部を有する有機EL素子を準備する準備ステップと、強度分布がトップフラット分布であるレーザー光を選択して、当該選択された前記レーザー光を、前記欠陥部及び前記欠陥部の周囲のうち少なくとも一方に照射して、前記欠陥部に起因する不良を解消する照射ステップとを含むことを特徴とするものである。 In order to solve the above problems, a method for manufacturing an organic EL element according to one embodiment of the present invention includes a lower electrode layer, an organic layer including a light emitting layer, and an upper electrode layer, which are stacked in this order. A preparation step of preparing an organic EL device having at least one of layers made of a transparent material and having a defect portion, and selecting a laser beam having an intensity distribution of a top flat distribution, and selecting the selected laser beam, An irradiation step of irradiating at least one of the defect portion and the periphery of the defect portion to eliminate a defect caused by the defect portion.
本発明にかかる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法によれば、強度分布を有するレーザー光のうち、トップフラット(トップハット)分布を有するレーザー光のみを選択して、欠陥部の電極層領域または同一層内の当該領域周囲に照射する。よって、上記電極層を加工するエネルギーに満たない強度成分により電極層に隣接する有機層に対して熱ダメージを軽減でき、かつ、均一な強度成分により加工対象の電極層に対しても熱ダメージを軽減できるので、滅点化した不点灯エリアを最小限に抑制でき、リペア精度を高めることが可能となる。 According to the method of manufacturing an organic electroluminescent element according to the present invention, only laser light having a top flat (top hat) distribution is selected from laser beams having an intensity distribution, and the electrode layer region of the defective portion or the same layer is selected. Irradiate around the area. Therefore, thermal damage to the organic layer adjacent to the electrode layer can be reduced by a strength component less than the energy for processing the electrode layer, and thermal damage is also applied to the electrode layer to be processed by a uniform strength component. Since it can be reduced, it is possible to minimize the non-lighting area that has become a dark spot, and to improve the repair accuracy.
本発明の一態様に係る有機EL素子の製造方法は、下部電極層、発光層を含む有機層、上部電極層の順に積層され、前記下部電極層及び前記上部電極層のうち少なくとも一方が透明材料からなり、欠陥部を有する有機EL素子を準備する準備ステップと、強度分布がトップフラット分布であるレーザー光を選択して、当該選択された前記レーザー光を、前記欠陥部及び前記欠陥部の周囲のうち少なくとも一方に照射して、前記欠陥部に起因する不良を解消する照射ステップとを含むことを特徴とするものである。 In the method for manufacturing an organic EL element according to one embodiment of the present invention, a lower electrode layer, an organic layer including a light emitting layer, and an upper electrode layer are stacked in this order, and at least one of the lower electrode layer and the upper electrode layer is a transparent material. A preparation step of preparing an organic EL element having a defect portion, and selecting a laser beam having an intensity distribution of a top flat distribution, and applying the selected laser beam around the defect portion and the defect portion Irradiating at least one of them and irradiating the defect caused by the defective part.
本態様によれば、トップフラット分布を有するレーザー光のみを選択して、欠陥部及び欠陥部の周囲に照射する。よって、上記電極層を加工するエネルギーに満たない強度成分により電極層に隣接する有機層に対して熱ダメージを軽減でき、かつ、均一な強度成分により加工対象の電極層に対しても熱ダメージを軽減できるので、滅点化した不点灯エリアを最小限に抑制でき、リペア精度を高めることが可能となる。 According to this aspect, only the laser beam having the top flat distribution is selected and irradiated to the defect portion and the periphery of the defect portion. Therefore, thermal damage to the organic layer adjacent to the electrode layer can be reduced by a strength component less than the energy for processing the electrode layer, and thermal damage is also applied to the electrode layer to be processed by a uniform strength component. Since it can be reduced, it is possible to minimize the non-lighting area that has become a dark spot, and to improve the repair accuracy.
また、本発明の一態様は、前記照射ステップでは、ガウス分布状の強度分布を有するレーザー光を、当該レーザー光を発する光源と前記有機EL素子との間に配置された、前記光源からのレーザー光のビーム径よりも小さなスリット幅を有するスリット及び結像光学系を通過させることにより得られた、前記強度分布がトップフラット分布であるレーザー光を照射することが好ましい。 In one embodiment of the present invention, in the irradiation step, laser light having a Gaussian intensity distribution is disposed between a light source that emits the laser light and the organic EL element. It is preferable to irradiate a laser beam whose intensity distribution is a top flat distribution obtained by passing through a slit having a slit width smaller than the beam diameter of the light and an imaging optical system.
本態様によれば、ガウス分布を有するレーザー光のうちトップフラット(トップハット)分布の強度成分のみを、簡便な構成で選択することが可能となる。 According to this aspect, it is possible to select only the intensity component of the top flat (top hat) distribution from the laser light having the Gaussian distribution with a simple configuration.
また、本発明の一態様は、前記照射ステップでは、前記レーザー光を、前記欠陥部のうちの前記透明材料からなる前記下部電極層または前記上部電極層の領域及び当該領域の同一層内における周囲のうち少なくとも一方に照射することが好ましい。 Further, according to one embodiment of the present invention, in the irradiation step, the laser light is irradiated with a region of the lower electrode layer or the upper electrode layer made of the transparent material in the defect portion and a periphery of the region in the same layer. It is preferable to irradiate at least one of them.
本態様によれば、トップフラット分布を有するレーザー光のみを選択して、欠陥部及び欠陥部の電極層領域または同一層内の当該領域周囲に照射する。よって、上記電極層を加工するエネルギーに満たない強度成分により電極層に隣接する有機層に対して熱ダメージを軽減でき、かつ、均一な強度成分により加工対象の電極層に対しても熱ダメージを軽減できるので、滅点化した不点灯エリアを最小限に抑制でき、リペア精度を高めることが可能となる。 According to this aspect, only the laser beam having the top flat distribution is selected and irradiated to the defect portion and the electrode layer region of the defect portion or the periphery of the region in the same layer. Therefore, thermal damage to the organic layer adjacent to the electrode layer can be reduced by a strength component less than the energy for processing the electrode layer, and thermal damage is also applied to the electrode layer to be processed by a uniform strength component. Since it can be reduced, it is possible to minimize the non-lighting area that has become a dark spot, and to improve the repair accuracy.
また、本発明の一態様は、前記スリットのスリット幅は、10〜200μmであることが好ましい。 In one embodiment of the present invention, the slit width of the slit is preferably 10 to 200 μm.
本態様によれば、可視光〜近赤外光のレーザー光において、相互干渉が抑制されたトップフラット分布の強度成分のみを有するレーザーを選択することが可能となる。 According to this aspect, it is possible to select a laser having only an intensity component of a top flat distribution in which mutual interference is suppressed in visible light to near-infrared laser light.
また、本発明の一態様は、前記レーザー光は、超短パルスレーザーであることが好ましい。 In one embodiment of the present invention, the laser light is preferably an ultrashort pulse laser.
本態様によると、超短パルスレーザーの照射により、特に、アモルファス(非晶質)状態の陽極または陰極を、容易に高抵抗化することができる。さらに、他のレーザーでは加工が容易ではない透明導電性材料について、高抵抗化することができる。 According to this embodiment, the resistance of an anode or cathode in an amorphous state can be easily increased by irradiation with an ultrashort pulse laser. Furthermore, it is possible to increase the resistance of a transparent conductive material that is not easily processed by other lasers.
また、本発明の一態様は、前記透明材料は、金属酸化物であってもよい。 In one embodiment of the present invention, the transparent material may be a metal oxide.
これにより、電極の構成材料は、透明な金属酸化物であるので、超短パルスレーザーの照射により、より確実に高抵抗化することができる。 Thereby, since the constituent material of the electrode is a transparent metal oxide, the resistance can be more reliably increased by irradiation with an ultrashort pulse laser.
また、本発明の一態様は、前記照射ステップでは、前記強度分布がトップフラット分布であるレーザー光が、前記欠陥部のうちの前記透明材料からなる前記下部電極層または前記上部電極層の領域及び当該領域の同一層内における周囲のうち少なくとも一方に多光子吸収されることにより、当該少なくとも一方が高抵抗化される。 Further, according to one aspect of the present invention, in the irradiation step, a laser beam whose intensity distribution is a top flat distribution is a region of the lower electrode layer or the upper electrode layer made of the transparent material in the defect portion, and At least one of the surroundings in the same layer of the region is multiphoton absorbed, so that at least one of the regions has a high resistance.
これにより、多光子吸収により上記陰極または陽極を高抵抗化させるエネルギーに満たない強度成分が当該陰極または陽極を透過して上記有機層に熱ダメージを与えてしまうこと、及び強度ばらつきの大きいレーザー光が電極層に熱ダメージを与えてしまうことを抑制できるので、リペアにより滅点化すべき領域を最小限に抑制でき、リペア精度を高めることができる。 As a result, the intensity component that is less than the energy to increase the resistance of the cathode or anode by multiphoton absorption may pass through the cathode or anode and cause thermal damage to the organic layer, and laser light with large intensity variation. Can suppress thermal damage to the electrode layer, so that the area to be darkened by repair can be suppressed to a minimum, and repair accuracy can be improved.
以下、本発明の実施の形態にかかる有機EL素子の製造方法について図面に基づき説明する。なお、以下では、全ての図を通じて同一または相当する要素には同じ符号を付して、その重複する説明を省略する。 Hereinafter, the manufacturing method of the organic EL element concerning embodiment of this invention is demonstrated based on drawing. In the following description, the same or corresponding elements are denoted by the same reference symbols throughout all the drawings, and redundant description thereof is omitted.
(実施の形態1)
<素子構造>
図1は、本発明の実施の形態に係る有機EL素子1の断面概略図である。同図に示した有機EL素子1は、陽極、陰極、及び当該両極で挟まれた発光層を含む有機層を有する有機機能デバイスである。
(Embodiment 1)
<Element structure>
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an organic EL element 1 according to an embodiment of the present invention. The organic EL element 1 shown in the figure is an organic functional device having an organic layer including an anode, a cathode, and a light emitting layer sandwiched between the two electrodes.
図1に示すように、有機EL素子1は、透明ガラス9の上に、平坦化膜10と、陽極11と、正孔注入層12と、発光層13と、隔壁14と、電子注入層15と、陰極16と、薄膜封止層17と、封止用樹脂層19と、透明ガラス18とを備える。 As shown in FIG. 1, the organic EL element 1 includes a planarizing film 10, an anode 11, a hole injection layer 12, a light emitting layer 13, a partition wall 14, and an electron injection layer 15 on a transparent glass 9. And a cathode 16, a thin film sealing layer 17, a sealing resin layer 19, and a transparent glass 18.
陽極11及び陰極16は、それぞれ、本発明における下部電極層及び上部電極層に相当する。また、正孔注入層12、発光層13及び電子注入層15は、本発明における有機層に相当する。 The anode 11 and the cathode 16 correspond to the lower electrode layer and the upper electrode layer in the present invention, respectively. Moreover, the hole injection layer 12, the light emitting layer 13, and the electron injection layer 15 correspond to the organic layers in the present invention.
透明ガラス9及び18は、発光パネルの発光表面を保護する基板であり、例えば、厚みが0.5mmである透明の無アルカリガラスである。 The transparent glasses 9 and 18 are substrates that protect the light emitting surface of the light emitting panel, and are, for example, transparent alkali-free glass having a thickness of 0.5 mm.
平坦化膜10は、一例として、絶縁性の有機材料からなり、例えば駆動用の薄膜トランジスタ(TFT)などを含む基板上に形成されている。 For example, the planarization film 10 is made of an insulating organic material, and is formed on a substrate including, for example, a driving thin film transistor (TFT).
陽極11は、正孔が供給される、つまり、外部回路から電流が流れ込むアノードであり、例えば、Al、あるいは銀合金APCなどからなる反射電極が平坦化膜10上に積層された構造となっている。反射電極の厚みは、一例として10〜40nmである。なお、陽極11は、例えばITO(Indium Tin Oxide)と銀合金APCなどからなる2層構造であってもよい。このように、陽極11を、APCなどの高反射率の金属で形成されることにより、照射レーザー光が高反射率の金属で反射されるので、より高効率にフォーカスしたい層にレーザー光を集光することが可能となる。 The anode 11 is an anode to which holes are supplied, that is, an electric current flows from an external circuit, and has a structure in which a reflective electrode made of, for example, Al or silver alloy APC is laminated on the planarizing film 10. Yes. The thickness of the reflective electrode is 10 to 40 nm as an example. The anode 11 may have a two-layer structure made of, for example, ITO (Indium Tin Oxide) and silver alloy APC. In this way, the anode 11 is formed of a metal having a high reflectance such as APC, so that the irradiated laser light is reflected by the metal having a high reflectance. Therefore, the laser light is collected on a layer to be focused more efficiently. It becomes possible to shine.
正孔注入層12は、正孔注入性の材料を主成分とする層である。正孔注入性の材料とは、陽極11側から注入された正孔を安定的に、または正孔の生成を補助して発光層13へ注入する機能を有する材料であり、例えば、PEDOT(ポリエチレンジオキシチオフェン)、アニリンなどの化合物が使用される。 The hole injection layer 12 is a layer mainly composed of a hole injecting material. The hole injecting material is a material having a function of injecting holes injected from the anode 11 side into the light emitting layer 13 stably or by assisting the generation of holes. For example, PEDOT (polyethylene Compounds such as dioxythiophene) and aniline are used.
発光層13は、陽極11及び陰極16間に電圧が印加されることにより発光する層であり、例えば、下層としてα−NPD(Bis[N−(1−naphthyl)−N−phenyl]benzidine)、上層としてAlq3(tris−(8−hydroxyquinoline)aluminum)が積層された構造となっている。 The light emitting layer 13 is a layer that emits light when a voltage is applied between the anode 11 and the cathode 16. For example, α-NPD (Bis [N- (1-naphthyl) -N-phenyl] benzidine), As the upper layer, Alq3 (tris- (8-hydroxyquinoline) aluminum) is laminated.
電子注入層15は、電子注入性の材料を主成分とする層である。電子注入性の材料とは、陰極16から注入された電子を安定的に、または電子の生成を補助して発光層13へ注入する機能を有する材料であり、例えば、ポリフェニレンビニレン(PPV)が使用される。 The electron injection layer 15 is a layer mainly composed of an electron injecting material. The electron injecting material is a material having a function of injecting electrons injected from the cathode 16 into the light emitting layer 13 in a stable manner or assisting the generation of electrons. For example, polyphenylene vinylene (PPV) is used. Is done.
陰極16は、電子が供給される、つまり、外部回路へ電流が流れ出すカソードであり、例えば、透明金属酸化物であるITOにより積層された構造となっている。Mg、Ag等の材料により透明電極として形成することもできる。また、電極の厚みは、一例として10〜40nmである。 The cathode 16 is a cathode to which electrons are supplied, that is, a current flows out to an external circuit, and has a structure in which, for example, ITO is laminated as a transparent metal oxide. It can also be formed as a transparent electrode using a material such as Mg or Ag. Moreover, the thickness of an electrode is 10-40 nm as an example.
隔壁14は、発光層13を複数の発光領域に分離するための壁であり、例えば、感光性の樹脂からなる。 The partition wall 14 is a wall for separating the light emitting layer 13 into a plurality of light emitting regions, and is made of, for example, a photosensitive resin.
薄膜封止層17は、例えば、窒化珪素からなり、上記した発光層13や陰極16を水蒸気や酸素から遮断する機能を有する。発光層13そのものや陰極16が、水蒸気や酸素にさらされることにより劣化(酸化)してしまうことを防止するためである。 The thin film sealing layer 17 is made of, for example, silicon nitride and has a function of blocking the light emitting layer 13 and the cathode 16 from water vapor and oxygen. This is to prevent the light emitting layer 13 itself or the cathode 16 from being deteriorated (oxidized) by being exposed to water vapor or oxygen.
封止用樹脂層19は、アクリルまたはエポキシ系の樹脂であり、上記の基板上に形成された平坦化膜10から薄膜封止層17までの一体形成された層と、透明ガラス18とを接合する機能を有する。 The sealing resin layer 19 is an acrylic or epoxy resin, and joins the transparent glass 18 and the integrally formed layer from the planarization film 10 to the thin film sealing layer 17 formed on the substrate. It has the function to do.
上述した陽極11、発光層13及び陰極16の構成は有機EL素子の基本構成であり、このような構成により、陽極11と陰極16との間に適当な電圧が印加されると、陽極11側から正孔、陰極16側から電子がそれぞれ発光層13に注入される。これらの注入された正孔及び電子が発光層13で再結合して生じるエネルギーにより、発光層13の発光材料が励起され発光する。 The configuration of the anode 11, the light emitting layer 13, and the cathode 16 described above is a basic configuration of the organic EL element. With such a configuration, when an appropriate voltage is applied between the anode 11 and the cathode 16, the anode 11 side To holes and electrons from the cathode 16 side are respectively injected into the light emitting layer 13. By the energy generated by recombination of these injected holes and electrons in the light emitting layer 13, the light emitting material of the light emitting layer 13 is excited and emits light.
なお、正孔注入層12及び電子注入層15の材料は、本発明では限定されるものではなく、周知の有機材料または無機材料が用いられる。 The materials of the hole injection layer 12 and the electron injection layer 15 are not limited in the present invention, and a known organic material or inorganic material is used.
また、有機EL素子1の構成として、正孔注入層12と発光層13との間に正孔輸送層があってもよいし、電子注入層15と発光層13との間に電子輸送層があってもよい。また、正孔注入層12の代わりに正孔輸送層が配置されてもよいし、電子注入層15の代わりに電子輸送層が配置されてもよい。正孔輸送層とは、正孔輸送性の材料を主成分とする層である。ここで、正孔輸送性の材料とは、電子ドナー性を持ち陽イオン(正孔)になりやすい性質と、生じた正孔を分子間の電荷移動反応により伝達する性質を併せ持ち、陽極11から発光層13までの電荷輸送に対して適正を有する材料のことである。また、電子輸送層は、電子輸送性の材料を主成分とする層である。ここで、電子輸送性の材料とは、電子アクセプター性を有し陰イオンになりやすい性質と、発生した電子を分子間の電荷移動反応により伝達する性質を併せ持ち、陰極16から発光層13までの電荷輸送に対して適正を有する材料のことである。 Moreover, as a structure of the organic EL element 1, there may be a hole transport layer between the hole injection layer 12 and the light emitting layer 13, or an electron transport layer between the electron injection layer 15 and the light emitting layer 13. There may be. In addition, a hole transport layer may be disposed instead of the hole injection layer 12, and an electron transport layer may be disposed instead of the electron injection layer 15. The hole transport layer is a layer mainly composed of a material having a hole transport property. Here, the hole transporting material has both the property of having an electron donor property and easily becoming a cation (hole) and the property of transferring the generated hole by intermolecular charge transfer reaction. It is a material having appropriateness for charge transport to the light emitting layer 13. The electron transport layer is a layer mainly composed of an electron transport material. Here, the material having an electron transporting property has a property of having an electron acceptor property and easily becoming an anion, and a property of transmitting generated electrons by a charge transfer reaction between molecules, and from the cathode 16 to the light emitting layer 13. A material that has suitability for charge transport.
また、有機EL素子1は、さらに、隔壁14で分離された各発光領域を覆うように、透明ガラス18の下面に、赤、緑及び青の色調整を行うカラーフィルタ(調光層)を備える構成であってもよい。 The organic EL element 1 further includes a color filter (light control layer) that performs red, green, and blue color adjustment on the lower surface of the transparent glass 18 so as to cover each light emitting region separated by the partition wall 14. It may be a configuration.
なお、本発明において、正孔注入層12、発光層13及び電子注入層15を合わせて有機層30と称する。また、正孔輸送層、電子輸送層を有する場合には、これらの層も有機層30に含まれる。有機層30の厚さは、一例として、100nm〜200nmである。また、隔壁14で分離された発光領域に配置された平坦化膜10、陽極11、有機層30、陰極16、薄膜封止層17及び透明ガラス18を、画素2と称する。 In the present invention, the hole injection layer 12, the light emitting layer 13, and the electron injection layer 15 are collectively referred to as an organic layer 30. In addition, when the hole transport layer and the electron transport layer are included, these layers are also included in the organic layer 30. As an example, the thickness of the organic layer 30 is 100 nm to 200 nm. Further, the planarization film 10, the anode 11, the organic layer 30, the cathode 16, the thin film sealing layer 17, and the transparent glass 18 arranged in the light emitting region separated by the partition wall 14 are referred to as a pixel 2.
さらに、図1に示した有機EL素子1は、製造工程において、陽極11と陰極16との間に導電性の異物20が混入し、異物20を介して陽極11と陰極16とが短絡している。そして、異物20の周辺である陰極の一部16aを高抵抗化することにより、異物20により短絡された陽極11と陰極16との間の短絡を解消(リペア)した構成となっている。短絡した部分のリペア工程については、後に説明する。 Furthermore, in the organic EL element 1 shown in FIG. 1, in the manufacturing process, conductive foreign matter 20 is mixed between the anode 11 and the cathode 16, and the anode 11 and the cathode 16 are short-circuited via the foreign matter 20. Yes. Then, by increasing the resistance of the cathode portion 16a around the foreign material 20, the short circuit between the anode 11 and the cathode 16 short-circuited by the foreign material 20 is eliminated (repaired). The repair process for the shorted part will be described later.
図2は、高抵抗化された陰極の形状を表す有機EL素子の上面図である。同図に示すように、本実施の形態では、異物20の周囲の所定領域の陰極16にレーザー焦点が合わされ、レーザーが照射される。例えば、異物20から10μm程度離れた周囲の陰極16に、20μm×20μmの正方形の角周状にレーザーが高効率に照射され、高抵抗化された陰極の一部16aが形成される。 FIG. 2 is a top view of the organic EL element showing the shape of the cathode having a high resistance. As shown in the figure, in the present embodiment, the laser focus is focused on the cathode 16 in a predetermined area around the foreign material 20 and the laser is irradiated. For example, the peripheral cathode 16 that is about 10 μm away from the foreign material 20 is irradiated with a laser with high efficiency in a square shape of a square of 20 μm × 20 μm, and a part 16a of the cathode with high resistance is formed.
<製造方法>
次に、有機EL素子1の製造方法について説明する。
<Manufacturing method>
Next, a method for manufacturing the organic EL element 1 will be described.
図3は、本発明に係る有機EL素子の製造方法を説明するフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart illustrating a method for manufacturing an organic EL element according to the present invention.
まず、有機ELパネルを準備する(S10)。有機ELパネルは、有機EL素子と当該有機EL素子を駆動する駆動回路とが形成された画素がマトリクス状に配置されたものである。本工程は、マトリクス状に配置された複数の画素が有する有機EL素子を積層形成する工程であり、準備ステップに相当する。 First, an organic EL panel is prepared (S10). In the organic EL panel, pixels in which an organic EL element and a drive circuit for driving the organic EL element are formed are arranged in a matrix. This step is a step of stacking and forming organic EL elements included in a plurality of pixels arranged in a matrix, and corresponds to a preparation step.
次に、ステップS10で形成された複数の画素が有する有機ELパネルにおいて、画素ごとに有する有機EL素子の短絡状態を検査し、当該短絡状態にある短絡欠陥部を特定する(S20)。 Next, in the organic EL panel included in the plurality of pixels formed in step S10, the short-circuit state of the organic EL element included in each pixel is inspected, and the short-circuit defect portion in the short-circuit state is specified (S20).
最後に、ステップS20で検出された短絡欠陥部をレーザー照射によりリペアする(S30)。ステップS30における工程は、本発明の特徴的な工程である。 Finally, the short-circuit defect detected in step S20 is repaired by laser irradiation (S30). The process in step S30 is a characteristic process of the present invention.
以上の工程により、高歩留まりで高品質な有機EL素子を有する有機ELパネルが完成する。 Through the above steps, an organic EL panel having a high-quality organic EL element with a high yield is completed.
以下、上述した3工程について、詳細に説明する。 Hereinafter, the three steps described above will be described in detail.
まず、有機EL素子を準備する工程(S10)について説明する。 First, the step (S10) of preparing an organic EL element will be described.
図4は、本発明の第1の工程で準備された有機EL素子の断面概略図である。同図には、異物20により陽極11及び陰極16が短絡された有機EL素子1Aの断面構造が表されている。 FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the organic EL element prepared in the first step of the present invention. In the drawing, a cross-sectional structure of the organic EL element 1A in which the anode 11 and the cathode 16 are short-circuited by the foreign matter 20 is shown.
まず、TFTを含む基板上に、絶縁性の有機材料からなる平坦化膜10を形成し、その後、平坦化膜10上に陽極11を形成する。陽極11は、例えば、スパッタリング法により、平坦化膜10上にAlが30nm成膜され、その後、フォトリソグラフィ及びウエットエッチングによるパターニング工程を経て形成される。 First, a planarizing film 10 made of an insulating organic material is formed on a substrate including a TFT, and then an anode 11 is formed on the planarizing film 10. The anode 11 is formed by, for example, sputtering, depositing Al with a thickness of 30 nm on the planarizing film 10, and then performing a patterning process by photolithography and wet etching.
次に、陽極11上に、例えば、PEDOTをキシレンよりなる溶剤に溶かし、このPEDOT溶液をスピンコートすることにより、正孔注入層12を形成する。 Next, the hole injection layer 12 is formed on the anode 11 by, for example, dissolving PEDOT in a solvent made of xylene and spin-coating this PEDOT solution.
次に、正孔注入層12の上に、例えば、真空蒸着法によりα−NPD、Alq3を積層し、発光層13を形成する。 Next, α-NPD and Alq3 are stacked on the hole injection layer 12 by, for example, a vacuum deposition method, and the light emitting layer 13 is formed.
次に、発光層13の上に、例えば、ポリフェニレンビニレン(PPV)を、キシレンまたはクロロホルムよりなる溶剤に溶かしてスピンコートすることにより、電子注入層15を形成する。 Next, the electron injection layer 15 is formed on the light emitting layer 13 by, for example, polyphenylene vinylene (PPV) dissolved in a solvent made of xylene or chloroform and spin-coated.
続いて、電子注入層15が形成された基板を大気曝露させることなく、陰極16を形成する。具体的には、電子注入層15の上に、スパッタリング法によりITO(Indium Tin Oxide)が35nm積層されることにより、陰極16が形成される。このとき、陰極16は、アモルファス状態になっている。 Subsequently, the cathode 16 is formed without exposing the substrate on which the electron injection layer 15 is formed to the atmosphere. Specifically, the cathode 16 is formed by depositing 35 nm of ITO (Indium Tin Oxide) on the electron injection layer 15 by sputtering. At this time, the cathode 16 is in an amorphous state.
上記製造工程により、発光素子としての機能をもつ有機EL素子が形成される。なお、陽極11の形成工程と正孔注入層12の形成工程との間に、表面感光性樹脂からなる隔壁14が所定位置に形成される。 By the manufacturing process, an organic EL element having a function as a light emitting element is formed. In addition, the partition 14 which consists of surface photosensitive resin is formed in a predetermined position between the formation process of the anode 11, and the formation process of the positive hole injection layer 12. FIG.
次に、陰極16の上に、例えば、プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法により窒化珪素を500nm積層し、薄膜封止層17を形成する。薄膜封止層17は、陰極16の表面に接して形成されるので、特に、保護膜としての必要条件を厳しくすることが好ましく、上記した窒化珪素に代表されるような非酸素系無機材料が好ましい。また、例えば、酸化珪素(SiXOY)や酸窒化珪素(SiXOYNZ)のような酸素系無機材料や、これらの無機材料が複数層形成された構成であってもよい。また、形成方法は、プラズマCVD法に限らず、アルゴンプラズマを用いたスパッタリング法など、その他の方法であってもよい。 Next, 500 nm of silicon nitride is laminated on the cathode 16 by, for example, plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) to form the thin film sealing layer 17. Since the thin film sealing layer 17 is formed in contact with the surface of the cathode 16, it is particularly preferable that the necessary conditions as a protective film are tightened. Non-oxygen-based inorganic materials such as the above-described silicon nitride are preferably used. preferable. Further, for example, an oxygen-based inorganic material such as silicon oxide (Si X O Y ) or silicon oxynitride (Si X O Y N Z ), or a structure in which a plurality of these inorganic materials are formed may be used. Further, the forming method is not limited to the plasma CVD method, and may be other methods such as a sputtering method using argon plasma.
次に、薄膜封止層17の表面に、封止用樹脂層19を塗布する。その後、塗布された封止用樹脂層19上に、透明ガラス18を配置する。ここで、透明ガラス18の主面に、予めカラーフィルタ(調光層)が形成されてもよい。この場合には、カラーフィルタが形成された面を下方にして、塗布された封止用樹脂層19上に透明ガラス18を配置する。なお、薄膜封止層17、封止用樹脂層19及び透明ガラス18は、本発明における保護層に相当する。 Next, a sealing resin layer 19 is applied to the surface of the thin film sealing layer 17. Thereafter, the transparent glass 18 is disposed on the applied sealing resin layer 19. Here, a color filter (light control layer) may be formed in advance on the main surface of the transparent glass 18. In this case, the transparent glass 18 is disposed on the applied sealing resin layer 19 with the surface on which the color filter is formed facing downward. The thin film sealing layer 17, the sealing resin layer 19, and the transparent glass 18 correspond to the protective layer in the present invention.
最後に、透明ガラス18を上面側から下方に加圧しつつ熱またはエネルギー線を付加して封止用樹脂層19を硬化し、透明ガラス18と薄膜封止層17とを接着する。 Finally, heat or energy rays are applied while pressing the transparent glass 18 downward from the upper surface side to cure the sealing resin layer 19, and the transparent glass 18 and the thin film sealing layer 17 are bonded.
このような形成方法により、図4に示す有機EL素子1Aが形成される。 By such a forming method, the organic EL element 1A shown in FIG. 4 is formed.
なお、陽極11、正孔注入層12、発光層13、電子注入層15及び陰極16の形成工程は、本発明により限定されるものではない。 In addition, the formation process of the anode 11, the hole injection layer 12, the light emitting layer 13, the electron injection layer 15, and the cathode 16 is not limited by this invention.
次に、有機EL素子の短絡欠陥部を特定する工程(S20)について説明する。 Next, the process (S20) which specifies the short circuit defect part of an organic EL element is demonstrated.
図4において、異物20は、例えば、陽極11の材料であるAlが、陽極11の形成後、陽極11上に付着し、続けて、正孔注入層12、発光層13、電子注入層15、陰極16が積層されたために生じたものである。異物20の大きさは、一例として直径が200nm、高さが500nm程度である。異物20により陽極11と陰極16とが短絡されるので、この画素2では有機EL素子は発光せず、滅点画素となる。 In FIG. 4, the foreign material 20 includes, for example, Al, which is a material of the anode 11, and adheres to the anode 11 after the formation of the anode 11, followed by the hole injection layer 12, the light emitting layer 13, the electron injection layer 15, This is because the cathode 16 is laminated. As an example, the size of the foreign material 20 is about 200 nm in diameter and about 500 nm in height. Since the anode 11 and the cathode 16 are short-circuited by the foreign matter 20, the organic EL element does not emit light in this pixel 2 and becomes a dark spot pixel.
図5は、本発明の実施の形態に係るステップS20を説明するための動作フローチャートである。 FIG. 5 is an operation flowchart for explaining step S20 according to the embodiment of the present invention.
まず、ステップS10で形成した有機ELパネルの点灯検査を行う(S21)。具体的には、有機ELパネルが備える駆動回路により、または、外部接続されたソースメータにより、有機ELパネルの有する全画素へ、順バイアス電圧を一斉に印加させる。このとき、同時に、全画素を、CCDカメラなどで撮像する。 First, a lighting inspection of the organic EL panel formed in step S10 is performed (S21). Specifically, a forward bias voltage is applied simultaneously to all the pixels of the organic EL panel by a drive circuit provided in the organic EL panel or by an externally connected source meter. At this time, all pixels are imaged with a CCD camera or the like.
そして、上記順バイアス電圧印加期間における撮像画像から各画素の発光輝度を算出し、当該発光輝度が所定の閾値以下である画素、いわゆる滅点画素を検出する(S22)。 Then, the light emission luminance of each pixel is calculated from the captured image in the forward bias voltage application period, and a pixel whose light emission luminance is equal to or lower than a predetermined threshold, that is, a so-called dark spot pixel is detected (S22).
次に、検出された滅点画素を拡大観測する(S23)。具体的には、例えば、カメラ顕微鏡を用いて滅点画素を観測する。 Next, the detected dark spot pixel is enlarged and observed (S23). Specifically, for example, a dark spot pixel is observed using a camera microscope.
このとき、拡大観測された滅点画素の領域において、異物20を特定する(S24)。 At this time, the foreign object 20 is specified in the area of the dark spot pixel observed to be enlarged (S24).
次に、ステップS22で検出された滅点画素に、逆バイアス電圧を印加してリーク発光する発光点を特定する(S25)。正常画素では、上記逆バイアス電圧により有機EL素子に電流は流れないが、短絡欠陥部を有する有機EL素子では、リーク電流によるリーク発光が短絡箇所で観測される。このリーク発光状態を撮像して得られた画像により、発光画素中のリーク発光点を特定する。具体的には、有機ELパネルが備える駆動回路により、または、外部接続されたソースメータにより、検査対象の画素に所定の逆バイアス電圧を印加させる。そして、上記逆バイアス電圧が印加されている期間に閾値強度以上のリーク発光をした発光点を特定する。なお、逆バイアス電圧印加によるリーク発光は微弱であるため、CCDカメラ等による撮像は、完全遮光環境にて実行されることが好ましい。そして、閾値強度で各撮像点の発光強度を2値化して、リーク発光点の当否を判断する。このようにしてリーク発光点を特定する。 Next, a reverse bias voltage is applied to the dark spot pixel detected in step S22 to specify a light emission point that emits leak light (S25). In a normal pixel, no current flows through the organic EL element due to the reverse bias voltage, but in an organic EL element having a short-circuit defect portion, leak light emission due to a leak current is observed at the short-circuit portion. A leak light emission point in the light emitting pixel is specified by an image obtained by imaging the leak light emission state. Specifically, a predetermined reverse bias voltage is applied to the pixel to be inspected by a drive circuit provided in the organic EL panel or by an externally connected source meter. Then, a light emitting point that emits leak light having a threshold intensity or higher during the period in which the reverse bias voltage is applied is specified. Since leak light emission due to reverse bias voltage application is weak, it is preferable that imaging by a CCD camera or the like is performed in a completely light-shielded environment. Then, the light emission intensity at each imaging point is binarized with the threshold intensity to determine whether or not the leak light emission point is correct. In this way, the leak emission point is specified.
なお、CCDカメラは、冷却型CCDカメラが好ましい。これにより、微弱な有機EL素子のリーク発光の撮像においても、所定のS/N比を確保することができる。よって、検査時におけるノイズを排除し、欠陥画素の検出精度が向上する。 The CCD camera is preferably a cooled CCD camera. Thereby, a predetermined S / N ratio can be ensured even in the imaging of leak light emission of a weak organic EL element. Therefore, noise during inspection is eliminated, and the detection accuracy of defective pixels is improved.
次に、ステップS24で拡大観測された順バイアス電圧印加における滅点画素の画像と、ステップS25で観測された逆バイアス電圧印加におけるリーク発光点の画像とを合成することにより、当該滅点画素における短絡欠陥部の位置を確定させる(S26)。 Next, by synthesizing the image of the dark spot pixel in the forward bias voltage application observed in step S24 and the image of the leak light emission point in the reverse bias voltage application observed in step S25, in the dark spot pixel. The position of the short-circuit defect portion is determined (S26).
なお、上述のステップS26における短絡欠陥部位置の確定プロセスでは、順バイアス電圧印加において特定された異物と、逆バイアス電圧印加において特定されたリーク発光点との一致度をもって短絡欠陥部位置を確定させているが、順バイアス電圧印加における異物特定または逆バイアス電圧印加におけるリーク発光点特定をもって短絡欠陥部位置を確定させてもよい。 In the determination process of the short-circuit defect portion position in step S26 described above, the short-circuit defect portion position is determined based on the degree of coincidence between the foreign matter specified in the forward bias voltage application and the leak emission point specified in the reverse bias voltage application. However, the position of the short-circuit defect portion may be determined by specifying the foreign matter when applying the forward bias voltage or specifying the leak emission point when applying the reverse bias voltage.
また、短絡欠陥部を有する画素の検出は、上述した方法に限らず、例えば、有機EL素子の陽極11及び陰極16の間に流れる電流値を測定し、電流値の大きさに基づいて検出してもよい。この場合、順バイアス電圧を印加すると正常画素と同等の電流値が得られ、逆バイアス電圧を印加するとリーク発光が観測される画素を、滅点画素と判断してもよい。 In addition, the detection of the pixel having the short-circuit defect portion is not limited to the above-described method. For example, the current value flowing between the anode 11 and the cathode 16 of the organic EL element is measured and detected based on the magnitude of the current value. May be. In this case, a pixel having a current value equivalent to that of a normal pixel when a forward bias voltage is applied and a leak light emission observed when a reverse bias voltage is applied may be determined as a dark spot pixel.
次に、本発明の要部である、有機EL素子の短絡欠陥部をレーザー照射によりリペアする工程(S30)について説明する。 Next, the process (S30) which repairs the short circuit defect part of the organic EL element which is the principal part of this invention by laser irradiation is demonstrated.
本工程では、レーザー照射波長と同一の波長を有する反射光をモニタするのではなく、有機EL素子を構成する多層膜のうちのある特定層からの放射光をモニタすることにより、当該特定層にレーザー焦点を合わせるものである。上記放射光は、上記特定層での多光子吸収により発生するものであり、当該特定層に固有の波長域を有するものとなり得る。よって、特定層に高効率にレーザーを照射する場合には、当該特定層に対応した放射光をモニタしながら、レーザー源と当該特定膜との距離を調整することで、当該特定層にレーザー焦点を合わせることが可能となる。 In this step, instead of monitoring the reflected light having the same wavelength as the laser irradiation wavelength, by monitoring the emitted light from a certain layer of the multilayer film constituting the organic EL element, The laser focus is adjusted. The emitted light is generated by multiphoton absorption in the specific layer, and may have a wavelength range unique to the specific layer. Therefore, when irradiating a specific layer with a laser with high efficiency, the distance between the laser source and the specific film is adjusted while monitoring the radiation corresponding to the specific layer. Can be combined.
なお、上述した多光子吸収過程を経て放射された放射光は、各層を構成する材料のバンドギャップ等に基づき、各層と対応づけられるものであるが、当該放射光はこれに限られない。多光子吸収過程を経たものと判断されない放射光であっても、照射するレーザー光波長よりも短波長の光であって、各層と対応づけることが可能である放射光であればよい。 In addition, although the radiated light radiated | emitted through the multiphoton absorption process mentioned above is matched with each layer based on the band gap etc. of the material which comprises each layer, the said radiated light is not restricted to this. Even radiated light that has not been determined to have undergone a multiphoton absorption process may be radiated light that has a shorter wavelength than the laser light wavelength to be irradiated and can be associated with each layer.
図6は、本発明の実施の形態に係るステップS30を説明するための動作フローチャートである。また、図7は、本発明の実施の形態に係るレーザーリペアを実施するためのシステム構成図である。図7に記載されたシステムは、レーザー発振器101と、スリット102と、ステージ103と、結像レンズ104と、対物レンズ105とを備える。また、製造仕掛品である、有機EL素子1Aを有する有機ELパネルが、ステージ103の上に固定配置されている。 FIG. 6 is an operation flowchart for explaining step S30 according to the embodiment of the present invention. FIG. 7 is a system configuration diagram for carrying out laser repair according to the embodiment of the present invention. The system described in FIG. 7 includes a laser oscillator 101, a slit 102, a stage 103, an imaging lens 104, and an objective lens 105. In addition, an organic EL panel having the organic EL element 1 </ b> A, which is a work-in-process, is fixedly disposed on the stage 103.
レーザー発振器101は、例えば、波長が532nm〜1600nm、出力エネルギーが1〜30μJ、パルス幅が数フェムト秒から数ピコ秒オーダーである超短パルスレーザーを発振することが可能である。かかる超短パルスレーザーには、例えばフェムト秒レーザーが含まれ、好適なパルス幅の範囲は、100fs〜20psである。超短パルスレーザーの照射により、特に、アモルファス(非晶質)状態の陽極または陰極の構成材料を容易に高抵抗化することができる。さらに、他のレーザーでは加工が容易ではない透明導電性材料について、高抵抗化することができる。 For example, the laser oscillator 101 can oscillate an ultrashort pulse laser having a wavelength of 532 nm to 1600 nm, an output energy of 1 to 30 μJ, and a pulse width of the order of several femtoseconds to several picoseconds. Such ultrashort pulse lasers include, for example, femtosecond lasers, and a suitable pulse width range is 100 fs to 20 ps. By irradiating with an ultrashort pulse laser, it is possible to easily increase the resistance of the constituent material of the anode or cathode in an amorphous state. Furthermore, it is possible to increase the resistance of a transparent conductive material that is not easily processed by other lasers.
本実施の形態においては、陰極16にレーザー焦点を合わせて、陰極16の一部を高抵抗化させている。このとき、陰極16の一部を高抵抗化させることが可能な出力エネルギーの範囲は、照射するレーザーの波長に依存する。過大な出力エネルギーを有するレーザーを陰極16に照射すると、レーザーが陰極16の下方に設けられた有機層30にまで到達し、有機層30が損傷を受けることとなる。また、過小な出力エネルギーを有するレーザーを陰極16に照射すると、陰極16は高抵抗化されない。また、パルス幅が20psec以上のパルス幅のレーザーを照射すると、有機層30は損傷を受けることとなる。これらを総合して、上記レーザー波長の範囲で、かつ上記パルス幅範囲のパルス幅のレーザーを有機EL素子に照射することにより、容易に陰極16の一部を高抵抗化することができる。 In the present embodiment, a laser focus is set on the cathode 16 to increase the resistance of a part of the cathode 16. At this time, the range of output energy that can increase the resistance of a part of the cathode 16 depends on the wavelength of the laser to be irradiated. If the cathode 16 is irradiated with a laser having excessive output energy, the laser reaches the organic layer 30 provided below the cathode 16 and the organic layer 30 is damaged. Further, when the cathode 16 is irradiated with a laser having an excessive output energy, the cathode 16 is not increased in resistance. Further, when the laser having a pulse width of 20 psec or more is irradiated, the organic layer 30 is damaged. By combining these and irradiating the organic EL element with a laser having a pulse width in the above-mentioned laser wavelength range and in the above-mentioned pulse width range, a part of the cathode 16 can be easily increased in resistance.
ステージ103は、高さ方向Z、ならびに平面方向X及びYに可動であり、レーザーリペアする対象物を固定する機能を有する。 The stage 103 is movable in the height direction Z and the plane directions X and Y, and has a function of fixing an object to be repaired.
以下、図6のフローチャートに従って、リペア工程(S30)を詳細に説明する。 Hereinafter, the repair process (S30) will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.
まず、異物20による陰極16の短絡領域周辺部にレーザーを照射して当該周辺部を高抵抗化するにあたり、レーザー照射位置及び描画ラインの設定を行う(S31)。具体的には、図2に示すように、本実施の形態では、異物20の周囲の所定領域の陰極16にレーザーを照射するように、異物20から10μm程度離れた周囲の陰極16に、20μm×20μmの正方形の角周状にレーザーを照射するよう、平面方向の描画ラインの設定を行う。 First, in order to increase the resistance of the peripheral portion by irradiating the peripheral portion of the short-circuit region of the cathode 16 with the foreign material 20 to increase the resistance, the laser irradiation position and the drawing line are set (S31). Specifically, as shown in FIG. 2, in the present embodiment, 20 μm is applied to the surrounding cathode 16, which is about 10 μm away from the foreign material 20, so as to irradiate the cathode 16 in a predetermined region around the foreign material 20. The drawing line in the plane direction is set so that the laser is irradiated in a square shape of a square of 20 μm.
次に、強度分布を有するレーザー光のうち、強度分布がトップフラット分布である強度成分を選択し、当該選択された強度成分のみを、異物20と接触している陰極16の短絡部分の周囲に照射して、異物20に起因する短絡不良を解消する(S32)。ステップS32は、照射ステップに相当する。 Next, from the laser light having the intensity distribution, an intensity component whose intensity distribution is a top flat distribution is selected, and only the selected intensity component is placed around the short-circuit portion of the cathode 16 that is in contact with the foreign material 20. Irradiate to eliminate the short-circuit failure caused by the foreign matter 20 (S32). Step S32 corresponds to an irradiation step.
図8Aは、実施の形態に係る有機EL素子表面におけるレーザー光の強度分布を表すグラフ及びトップフラット分布を拡大したグラフである。図8Aの上図には、レーザー発振器101を出射したレーザー光の強度分布が表されている。横軸は、ビーム中心からの距離を表し、縦軸は、規格化されたレーザー光のビームエネルギーを表す。また、図8Aの下図には、レーザー発振器101を出射したレーザー光のトップフラット部の強度分布が表されている。また同図には、スリット102のスリット幅により選択される強度範囲が同時に示されている。 FIG. 8A is a graph showing the intensity distribution of laser light on the surface of the organic EL element according to the embodiment and a graph in which the top flat distribution is enlarged. 8A shows the intensity distribution of the laser light emitted from the laser oscillator 101. The horizontal axis represents the distance from the beam center, and the vertical axis represents the normalized beam energy of the laser beam. 8A shows the intensity distribution of the top flat portion of the laser light emitted from the laser oscillator 101. In the same figure, the intensity range selected by the slit width of the slit 102 is also shown.
レーザー発振器101から出力されるレーザー光の強度分布において、陰極16において多光子吸収過程により吸収される強度は、所定の強度以上であることが必要である。よって、ビーム中心からの距離が大きい所定の強度以下の強度成分を有機EL素子1Aに照射すると、当該成分は陰極16を透過して電子注入層15及び発光層13に熱ダメージを与え変性させてしまう。また、上記所定の強度以上の強度成分のみを陰極16に焦点を合わせて照射した場合であっても、当該所定の強度以上の強度成分において強度ばらつきが大きいと、加工対象の陰極16にも熱ダメージを与えてしまう。上述した電子注入層15、発光層13及び陰極16への熱ダメージにより、リペア後の非発光部が有機層及び陰極16の周辺まで拡大して不点灯エリアが拡大し、リペア品質が劣化してしまうという危惧がある。例えば、レーザー発振器101から出力されるレーザー光のビーム径を4mm、対物レンズ105を20倍とした場合、スリット102を設けない場合には、有機EL素子1Aの表面では、ビーム集光径は5mmとなる。これには、電子注入層15及び発光層13を変性させ、かつ、陰極16を変性させない強度成分が含まれている。 In the intensity distribution of the laser light output from the laser oscillator 101, the intensity absorbed by the multiphoton absorption process at the cathode 16 needs to be equal to or higher than a predetermined intensity. Therefore, when the organic EL element 1A is irradiated with an intensity component having a large distance from the beam center and having a predetermined intensity or less, the component passes through the cathode 16 and thermally damages and denatures the electron injection layer 15 and the light emitting layer 13. End up. Further, even when only the intensity component having the predetermined intensity or higher is focused on the cathode 16 and the intensity component having the predetermined intensity or higher is greatly varied, the cathode 16 to be processed is also heated. It will cause damage. Due to thermal damage to the electron injection layer 15, the light emitting layer 13 and the cathode 16 described above, the non-light emitting portion after repair expands to the periphery of the organic layer and the cathode 16, the non-lighting area expands, and the repair quality deteriorates. There is a fear that it will end. For example, when the beam diameter of the laser light output from the laser oscillator 101 is 4 mm and the objective lens 105 is 20 times, when the slit 102 is not provided, the beam condensing diameter is 5 mm on the surface of the organic EL element 1A. It becomes. This includes a strength component that modifies the electron injection layer 15 and the light emitting layer 13 and does not denature the cathode 16.
これに対して、レーザー発振器101と対物レンズ105との間に、例えば、ビーム集光径よりも小さなスリット幅を有するスリット102と、結像系である結像レンズ104とを設けることにより、トップフラット分布である強度成分のみを有するレーザー光が得られる。ここで、レーザー光がトップフラット分布の強度成分のみであるレーザー光とは、ガウシアン分布の強度分布を有するレーザー光のうち、ビーム中心における最高強度に対して60%以上の強度成分のみが得られるビーム範囲であるレーザー光のことである。 On the other hand, by providing, for example, a slit 102 having a slit width smaller than the beam condensing diameter and an imaging lens 104 which is an imaging system between the laser oscillator 101 and the objective lens 105, the top. Laser light having only an intensity component having a flat distribution can be obtained. Here, the laser beam having only the intensity component of the top flat distribution is a laser beam having an intensity distribution of the Gaussian distribution, and only an intensity component of 60% or more with respect to the maximum intensity at the beam center can be obtained. Laser light that is in the beam range.
本実施の形態では、レーザー発振器101から出射されたガウシアン分布となる強度分布のうち、加工対象である陰極16の部分を均一に高抵抗化するための強度分布のみをスリット102によって透過させ、当該透過した強度成分を結像レンズ104により所望のビーム集光径(〜10μm)に集光する。なお、結像レンズ104を用いないでスリット102のみを用いてトップフラット分布を実現しようとすると、スリット幅を、有機EL素子1A表面に照射すべきビーム径以下の寸法に設定しなければならないが、この場合にはスリット102を透過するレーザー光の相互干渉が強く、却ってトップフラット分布が得られなくなってしまう。よって、スリット102を透過するレーザー光が相互干渉しない程度のスリット幅(10〜200μm)を設定し、スリット102を透過したレーザー光の拡散を回避すべく、結像レンズ104を配置することが好ましい。なお、スリット幅が10μmより小さい場合、上述したようにレーザー光の相互干渉のためトップフラット分布が得られない。一方、スリット幅が200μmより大きい場合、可視光〜近赤外光のレーザー光において透過光の強度成分のばらつきが大きくなりトップフラット分布が得られない。 In the present embodiment, among the intensity distributions that are Gaussian distributions emitted from the laser oscillator 101, only the intensity distribution for uniformly increasing the resistance of the portion of the cathode 16 to be processed is transmitted through the slit 102. The transmitted intensity component is condensed to a desired beam condensing diameter (˜10 μm) by the imaging lens 104. If the top flat distribution is to be realized using only the slit 102 without using the imaging lens 104, the slit width must be set to a size equal to or smaller than the beam diameter to be irradiated on the surface of the organic EL element 1A. In this case, the mutual interference between the laser beams transmitted through the slit 102 is strong, and the top flat distribution cannot be obtained. Therefore, it is preferable to set the slit width (10 to 200 μm) so that the laser beams transmitted through the slit 102 do not interfere with each other, and to dispose the imaging lens 104 in order to avoid diffusion of the laser beam transmitted through the slit 102. . When the slit width is smaller than 10 μm, the top flat distribution cannot be obtained due to the mutual interference of the laser beams as described above. On the other hand, when the slit width is larger than 200 μm, the variation in the intensity component of the transmitted light in the visible light to near-infrared laser light becomes large, and the top flat distribution cannot be obtained.
図8Bは、実施の形態に係る有機EL素子表面におけるレーザー光の強度分布を表すグラフ及び強度成分のばらつきが大きい分布を拡大したグラフである。図8Bの上図には、レーザー発振器101を出射したレーザー光の強度分布が表されている。横軸は、ビーム中心からの距離を表し、縦軸は、規格化されたレーザー光のビームエネルギーを表す。また、図8Bの下図には、レーザー発振器101を出射したレーザー光のビーム中心から1μmずれた部分の強度分布が表されている。同図における下図に示される強度分布では、スリット102を通過した±150μmのビーム径を有するレーザー光は、15〜20%の強度ばらつきを有している。このレーザー光を、結像レンズ104を用いて集光し、有機EL素子1Aに照射した場合、加工対象の陰極16において多光子吸収以外の吸収モードが発生し陰極16に熱ダメージを与えてしまい、リペア後の非発光部が有機層及び陰極16の周辺まで拡大して不点灯エリアが拡大し、リペア品質が劣化してしまう。 FIG. 8B is a graph showing the intensity distribution of the laser light on the surface of the organic EL element according to the embodiment and an enlarged graph of the distribution with a large variation in intensity components. 8B shows the intensity distribution of the laser light emitted from the laser oscillator 101. The horizontal axis represents the distance from the beam center, and the vertical axis represents the normalized beam energy of the laser beam. Further, the lower diagram of FIG. 8B shows the intensity distribution of a portion shifted by 1 μm from the beam center of the laser beam emitted from the laser oscillator 101. In the intensity distribution shown in the figure below, the laser beam having a beam diameter of ± 150 μm that has passed through the slit 102 has an intensity variation of 15 to 20%. When this laser light is condensed using the imaging lens 104 and irradiated to the organic EL element 1A, an absorption mode other than multiphoton absorption occurs in the cathode 16 to be processed, and the cathode 16 is thermally damaged. The non-light emitting portion after repair expands to the periphery of the organic layer and the cathode 16 and the non-lighting area expands, and the repair quality deteriorates.
なお、有機EL素子に照射するレーザー光のうち、トップフラット分布の強度成分のみを有するレーザー光を陰極16に照射する方法としては、上述したスリット102及び結像レンズ104を通過させる方法に限定されない。 The method of irradiating the cathode 16 with the laser light having only the intensity component of the top flat distribution among the laser light irradiating the organic EL element is not limited to the method of passing through the slit 102 and the imaging lens 104 described above. .
ここで、陰極16へのレーザー光照射により生じる多光子吸収過程について説明する。陰極16から放出される放射光の分光スペクトルにおいて観測されるピーク波長は、いずれもレーザー入射波長よりも短波長側に位置する。これは、陰極16が、入射したレーザーにより多光子吸収して励起されることにより、入射レーザーより短波長の光を放射するものと推察される。ちなみに、各積層膜のバンドギャップの差異により、照射対象の積層膜からの放射光の波長は異なる。これより、各積層膜に固有の波長を有する放射光をモニタすることにより、多光子吸収による励起を、加工対象の積層膜に生じさせることが可能となる。 Here, the multiphoton absorption process caused by laser light irradiation on the cathode 16 will be described. The peak wavelengths observed in the spectrum of the emitted light emitted from the cathode 16 are all located on the shorter wavelength side than the laser incident wavelength. This is presumed that the cathode 16 emits light having a shorter wavelength than the incident laser by being excited by multiphoton absorption by the incident laser. Incidentally, the wavelength of the emitted light from the laminated film to be irradiated differs depending on the band gap of each laminated film. Thus, by monitoring the radiated light having a wavelength unique to each laminated film, it is possible to cause excitation by multiphoton absorption in the laminated film to be processed.
図9は、レーザー照射中における有機EL素子の断面概略図である。同図に示すように、異物20が存在する短絡欠陥部を囲むように、当該欠陥部の周囲に、図8Aに表されたトップフラット分布の強度成分のみを有するレーザー125を照射する。つまり、特定されたレーザー光を、短絡欠陥部のうちの陰極16の領域の同一層内における周囲に照射する。これにより、異物20と電気的に短絡している陰極領域、つまり、陰極の一部16aで囲まれた陰極領域は、他の陰極領域と絶縁され、異物20を介して陽極11と短絡接続される。これにより、陽極11と陰極16との間に流れる電流パスは、陰極の一部16aで囲まれた陰極領域には発生しないが、当該陰極領域以外の陰極領域には正常に発生する。 FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of an organic EL element during laser irradiation. As shown in the figure, the laser 125 having only the intensity component of the top flat distribution shown in FIG. 8A is irradiated around the defect portion so as to surround the short-circuit defect portion where the foreign matter 20 exists. That is, the specified laser beam is irradiated around the same layer in the cathode 16 region of the short-circuit defect portion. Thus, the cathode region that is electrically short-circuited with the foreign material 20, that is, the cathode region surrounded by the cathode part 16 a is insulated from the other cathode regions and short-circuited to the anode 11 via the foreign material 20. The Thereby, the current path flowing between the anode 11 and the cathode 16 does not occur in the cathode region surrounded by the cathode part 16a, but normally occurs in the cathode region other than the cathode region.
図10Aは、50μm角のスリット幅を有するスリットを通過させたレーザー光を照射した場合の画素発光状態を表す図である。また、図10Bは、200μmφのスリット幅を有するスリットを通過させたレーザー光を照射した場合の画素発光状態を表す図である。また、図10Cは、300μm角のスリット幅を有するスリットを通過させたレーザー光を照射した場合の画素発光状態を表す図である。なお、いずれの場合にも、図7に示されたシステム構成図の通り、レーザー発振器101から出射したレーザー光は、スリット102を通過した後、結像レンズ104及び対物レンズ105を通過して有機EL素子1Aの表面に照射されている。図10A〜図10Cは、上述したスリット及び結像レンズを通過したレーザーを画素中央部に直線状に照射した場合の画素発光状態を表している。 FIG. 10A is a diagram illustrating a pixel light emission state when a laser beam that has passed through a slit having a slit width of 50 μm square is irradiated. FIG. 10B is a diagram illustrating a pixel light emission state when a laser beam that has passed through a slit having a slit width of 200 μmφ is irradiated. FIG. 10C is a diagram illustrating a pixel light emission state when a laser beam that has passed through a slit having a slit width of 300 μm square is irradiated. In any case, the laser light emitted from the laser oscillator 101 passes through the slit 102 and then passes through the imaging lens 104 and the objective lens 105 as shown in the system configuration diagram of FIG. The surface of the EL element 1A is irradiated. FIG. 10A to FIG. 10C show pixel emission states when a laser beam that has passed through the slit and the imaging lens described above is irradiated linearly on the pixel center portion.
本発明の有機EL素子の製造方法を用いた結果を表す図10A及び図10Bにおいて、50μm角及び200μmφのスリット102を通過させたレーザーの強度分布は、均一な陰極16において多光子吸収を起こさせるトップフラット分布となる。これにより、画素発光状態では、レーザー照射箇所のみ発光輝度が低下するだけであり、当該レーザー照射箇所の周辺部は、発光状態においてレーザー照射の影響を受けない。これは、陰極16のレーザー照射された部分のみが高抵抗化されただけであり、当該部分の上下に隣接する層、及び、当該部分の面内周辺部は変性していないことに起因するものである。 In FIG. 10A and FIG. 10B showing the results of using the method for manufacturing the organic EL element of the present invention, the intensity distribution of the laser beam that has passed through the slits 102 of 50 μm square and 200 μmφ causes multiphoton absorption in the uniform cathode 16. Top flat distribution. Thereby, in the pixel light emission state, only the light emission luminance is lowered only at the laser irradiation portion, and the peripheral portion of the laser irradiation portion is not affected by the laser irradiation in the light emission state. This is because only the laser-irradiated portion of the cathode 16 has been increased in resistance, and the layers adjacent to the top and bottom of the portion and the in-plane peripheral portion of the portion are not modified. It is.
一方、図10Cにおいて、300μm角のスリットを通過させたレーザーの強度分布は、均一な陰極16において多光子吸収を起こさせる強度成分を有するものの、強度ばらつきが大きい分布となっている。これにより、画素発光状態では、レーザー照射箇所だけでなく、当該レーザー照射箇所の周辺部にも非発光である領域が拡散している。これは、陰極16において多光子吸収の他、熱ダメージを与える強度成分が陰極16に照射されることにより、上記照射箇所の周辺部においても陰極16が熱ダメージを受けてしまったことに起因するものである。 On the other hand, in FIG. 10C, the intensity distribution of the laser beam that has passed through the 300 μm square slit has a large intensity variation although it has an intensity component that causes multiphoton absorption in the uniform cathode 16. As a result, in the pixel emission state, not only the laser irradiation portion but also the non-light emitting region diffuses not only in the peripheral portion of the laser irradiation portion. This is because, in addition to multiphoton absorption at the cathode 16, the cathode 16 is thermally damaged at the periphery of the irradiated portion by irradiating the cathode 16 with an intensity component that causes thermal damage. Is.
再び、図6に戻って、レーザーリペア工程の説明をする。 Returning to FIG. 6 again, the laser repair process will be described.
最後に、上述したレーザーリペアにより、短絡欠陥部を有している画素が回復したかを、点灯確認する(S33)。 Finally, it is confirmed whether or not the pixel having the short-circuit defect portion has been recovered by the laser repair described above (S33).
図11は、レーザー描画時及び回復点灯確認時における画素の発光状態を表す図である。ステップS32におけるレーザー描画の間では、短絡欠陥部を有する画素は、描画ラインが繋がらない限り順バイアス電圧を印加しても発光しない。一方、描画ラインが完了した後の回復点灯確認時には、順バイアス電圧の印加により、描画ラインで囲まれた領域は発光しないが、その他の領域は発光することが確認される。これを有機EL発光パネル全体として確認した場合には、20μm×20μmの正方形である領域が非発光であっても、当該非発光部分は視認されず、有機ELパネルの画質が向上する。 FIG. 11 is a diagram illustrating the light emission state of the pixel at the time of laser drawing and at the time of recovery lighting confirmation. During laser drawing in step S32, pixels having a short-circuit defect do not emit light even when a forward bias voltage is applied unless the drawing line is connected. On the other hand, when the recovery lighting is confirmed after the drawing line is completed, it is confirmed that, by applying the forward bias voltage, the area surrounded by the drawing line does not emit light, but the other areas emit light. When this is confirmed as the whole organic EL light emitting panel, even if a 20 μm × 20 μm square region does not emit light, the non-emitting portion is not visually recognized, and the image quality of the organic EL panel is improved.
従来では、輝点欠陥部を構成するダストやパーティクルに焦点を合わせて多光子吸収を利用したレーザー照射を行い、併せて当該輝点欠陥部に近接する陽極、有機層、カラーフィルタ層等を消滅または変性させて、非発光部を形成していた。また、陽極を含む有機層の所定層にレーザーを照射することにより、当該所定層を変性または消滅させ、非発光部を形成していた。しかしながら、図10Cに記載された実験結果にも示されているように、多光子吸収により陰極16を加工するエネルギーを有する強度成分であっても、当該強度成分のばらつきが大きい場合には、加工対象の陰極16にも熱ダメージを与えてしまう。有機層及び陰極16の上記熱ダメージにより、非発光部が有機層及び陰極16の周辺まで拡大して不点灯エリアが拡大し、リペア品質が劣化してしまうという危惧がある。 Conventionally, laser irradiation using multiphoton absorption is performed by focusing on the dust and particles that make up the bright spot defect, and the anode, organic layer, color filter layer, etc. close to the bright spot defect are also extinguished. Or it modified | denatured and the non-light-emission part was formed. Further, by irradiating a predetermined layer of the organic layer including the anode with a laser, the predetermined layer is modified or extinguished to form a non-light emitting portion. However, as shown in the experimental results shown in FIG. 10C, even if the intensity component has energy for processing the cathode 16 by multiphoton absorption, if the intensity component varies greatly, The target cathode 16 is also thermally damaged. Due to the above-described thermal damage of the organic layer and the cathode 16, there is a concern that the non-light emitting portion expands to the periphery of the organic layer and the cathode 16, the non-lighting area is expanded, and the repair quality is deteriorated.
これに対し、以上説明した有機EL素子の製造方法によれば、強度分布を有するレーザー光のうち、トップフラット(トップハット)分布を有するレーザー光のみを選択して、欠陥部の電極層領域または同一層内の当該領域周囲に照射する。言い換えると、レーザーのガウシアン分布において陰極または陽極の高抵抗化に必要なエネルギー範囲以外のエネルギー成分を光学的にカットし、かつ、均一な強度成分を有することにより、有機層及び電極層へのレーザー吸収を抑制する。よって、上記電極層を加工するエネルギーに満たない強度成分により電極層に隣接する有機層に対して熱ダメージを軽減でき、かつ、均一な強度成分により加工対象の電極層に対しても熱ダメージを軽減できるので、滅点化した不点灯エリアを最小限に抑制でき、リペア精度を高めることが可能となる。 On the other hand, according to the method for manufacturing the organic EL element described above, only the laser light having the top flat (top hat) distribution is selected from the laser lights having the intensity distribution, and the electrode layer region of the defect portion or Irradiate around the area in the same layer. In other words, in the Gaussian distribution of the laser, the energy component outside the energy range necessary for increasing the resistance of the cathode or anode is optically cut, and the laser is applied to the organic layer and electrode layer by having a uniform intensity component. Suppresses absorption. Therefore, thermal damage to the organic layer adjacent to the electrode layer can be reduced by a strength component less than the energy for processing the electrode layer, and thermal damage is also applied to the electrode layer to be processed by a uniform strength component. Since it can be reduced, it is possible to minimize the non-lighting area that has become a dark spot, and to improve the repair accuracy.
<第1の変形例>
図12は、本発明の実施の形態の第1の変形例に係る有機EL素子の断面概略図である。本変形例に係る有機EL素子50は、上述した実施の形態に係る有機EL素子1と比較して、レーザー照射する領域のみが異なり、素子の積層構造及び異物の発生状態は同じである。以下、上記実施の形態と同じ点は説明を省略し、異なる点のみ説明する。上記実施の形態では、陰極16を透過して電子注入層15及び発光層13を変性させ、かつ、陰極16を変性させない強度成分が除去されたレーザー光を、異物20を囲むように正方形の角周状に照射したが、本変形例では、異物20を含む方形領域全体にレーザーが照射される。
<First Modification>
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of an organic EL element according to a first modification of the embodiment of the present invention. The organic EL element 50 according to this modification is different from the organic EL element 1 according to the above-described embodiment only in the laser irradiation region, and the stacked structure of the elements and the generation state of foreign matters are the same. Hereinafter, description of the same points as in the above embodiment will be omitted, and only different points will be described. In the above embodiment, the laser light from which the electron injection layer 15 and the light-emitting layer 13 are denatured through the cathode 16 and from which the intensity component that does not denature the cathode 16 is removed is square-shaped so as to surround the foreign material 20. In this modification, the entire rectangular area including the foreign material 20 is irradiated with the laser.
なお、本変形例においても、レーザー照射して上記方形領域を高抵抗化するために、図6に示すステップS31〜S33を実行する。これにより、レーザー照射によるダメージの発生を抑制しつつ、陽極と陰極との短絡を確実に解消することができる。 In this modification as well, steps S31 to S33 shown in FIG. 6 are executed in order to increase the resistance of the rectangular region by laser irradiation. Thereby, it is possible to reliably eliminate the short circuit between the anode and the cathode while suppressing the occurrence of damage due to laser irradiation.
本変形例におけるレーザー照射によっても、異物20を含む陰極領域は高抵抗化され、他の陰極領域と絶縁される。これにより、陽極11と陰極16との間に流れる電流パスは、異物20を含む陰極領域には発生しないが、当該陰極領域以外の陰極領域には正常に発生する。 Also by laser irradiation in this modification, the cathode region including the foreign material 20 is increased in resistance and insulated from other cathode regions. As a result, the current path flowing between the anode 11 and the cathode 16 does not occur in the cathode region including the foreign material 20, but normally occurs in the cathode region other than the cathode region.
<第2の変形例>
次に、本発明の実施の形態の第2の変形例について説明する。本変形例に係る有機EL素子60が上記した実施の形態に係る有機EL素子1と異なる点は、画素52において、陽極と陰極とが導電性異物を介さずに直接接触して短絡しており、当該短絡した部分のリペアを行う点である。
<Second Modification>
Next, a second modification of the embodiment of the present invention will be described. The difference between the organic EL element 60 according to this modification and the organic EL element 1 according to the above-described embodiment is that in the pixel 52, the anode and the cathode are directly in contact with each other without a conductive foreign substance and short-circuited. The point where the short-circuited portion is repaired.
図13は、本発明の実施の形態の第2の変形例に係る有機EL素子の断面概略図である。同図に示した有機EL素子60の積層構造は、実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。図14では、陽極11と陰極16とが、陰極の一部116aにおいて直接接触している。これは、例えば、有機層30の形成工程において短絡部分の位置にピンホールが形成され、その後、陰極16の形成工程において当該ピンホールに陰極16を構成する材料が流入されて陰極16が形成されたために、このように直接接触したものである。そして、陰極の一部116aを高抵抗化することにより、短絡された陽極11と陰極16との短絡を解消した構成となっている。上記実施の形態では、陰極16を透過して電子注入層15及び発光層13を変性させ、かつ、陰極16を変性させない強度成分が除去されたレーザー光を、異物20を囲むように正方形の角周状に照射したが、本変形例では、上記ピンホール部を含む方形領域全体にレーザーが照射される。 FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of an organic EL element according to a second modification of the embodiment of the present invention. Since the laminated structure of the organic EL element 60 shown in the figure is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted. In FIG. 14, the anode 11 and the cathode 16 are in direct contact with each other at a part 116a of the cathode. This is because, for example, a pinhole is formed at the position of the short-circuit portion in the formation process of the organic layer 30, and then the material constituting the cathode 16 is introduced into the pinhole in the formation process of the cathode 16 to form the cathode 16. Therefore, they are in direct contact in this way. And it has the structure which eliminated the short circuit of the anode 11 and the cathode 16 which were short-circuited by making high resistance the part 116a of a cathode. In the above embodiment, the laser light from which the electron injection layer 15 and the light-emitting layer 13 are denatured through the cathode 16 and from which the intensity component that does not denature the cathode 16 is removed is square-shaped so as to surround the foreign material 20. In this modification, the laser is irradiated to the entire square area including the pinhole portion.
なお、本変形例においても、レーザー照射して上記方形領域を高抵抗化するために、図6に示すステップS31〜S33を実行する。これにより、レーザー照射によるダメージの発生を抑制しつつ、陽極と陰極との短絡を確実に解消することができる。 In this modification as well, steps S31 to S33 shown in FIG. 6 are executed in order to increase the resistance of the rectangular region by laser irradiation. Thereby, it is possible to reliably eliminate the short circuit between the anode and the cathode while suppressing the occurrence of damage due to laser irradiation.
本変形例におけるレーザー照射によっても、上記ピンホール部を含む陰極領域は、陽極11と絶縁される。これにより、陽極11と陰極16との間に流れる電流パスは、上記ピンホール部を含む陰極領域には発生しないが、当該陰極領域以外の陰極領域には正常に発生する。 The cathode region including the pinhole portion is also insulated from the anode 11 by the laser irradiation in this modification. As a result, the current path flowing between the anode 11 and the cathode 16 does not occur in the cathode region including the pinhole portion, but normally occurs in the cathode region other than the cathode region.
なお、本発明は、上記した実施の形態及びその変形例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形を行ってもよい。 In addition, this invention is not limited to above-described embodiment and its modification, You may perform a various improvement and deformation | transformation within the range which does not deviate from the summary of this invention.
例えば、上述した実施の形態では、下部電極を陽極、上部電極を陰極とする構成について示したが、下部電極を陰極、上部電極を陽極とする構成であってもよい。また、有機EL素子の構成である平坦化膜、陽極、正孔注入層、発光層、隔壁、電子注入層、陰極、薄膜封止層、封止用樹脂層及び透明ガラスは、上記した実施の形態に示した構成に限らず、材料や構成、形成方法を変更してもよい。例えば、正孔注入層と発光層との間に正孔輸送層があってもよいし、電子注入層と発光層との間に電子輸送層があってもよい。また、隔壁で分離された各発光領域を覆うように、透明ガラスの下面に、赤、緑及び青の色調整を行うカラーフィルタを備える構成であってもよい。上述したフェムト秒レーザーは、カラーフィルタを透過することができるため、当該カラーフィルタを介して短絡を解消することができる。 For example, in the above-described embodiment, the configuration in which the lower electrode is an anode and the upper electrode is a cathode is shown, but the lower electrode may be a cathode and the upper electrode may be an anode. Further, the planarization film, anode, hole injection layer, light emitting layer, partition wall, electron injection layer, cathode, thin film sealing layer, sealing resin layer and transparent glass, which are the constitution of the organic EL element, are as described above. Not only the configuration shown in the embodiment but also the material, configuration, and formation method may be changed. For example, a hole transport layer may be provided between the hole injection layer and the light emitting layer, or an electron transport layer may be provided between the electron injection layer and the light emitting layer. Moreover, the structure provided with the color filter which adjusts the color of red, green, and blue on the lower surface of transparent glass so that each light emission area | region isolate | separated by the partition may be covered may be sufficient. Since the femtosecond laser described above can pass through the color filter, a short circuit can be eliminated through the color filter.
また、レーザーの照射位置は、上述した実施の形態に限定されず、異物や短絡部分を含む所定の範囲に設定されてもよいし、異物や短絡部分のみに設定されてもよい。また、異物や短絡部分の周囲を囲むように設定されてもよい。また、レーザーの照射は、陰極に限らず陽極に対して行われてもよい。 Further, the laser irradiation position is not limited to the above-described embodiment, and may be set to a predetermined range including a foreign object or a short-circuit portion, or may be set only to the foreign object or the short-circuit portion. Moreover, you may set so that the circumference | surroundings of a foreign material and a short circuit part may be enclosed. Laser irradiation is not limited to the cathode and may be performed on the anode.
また、本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態及びその変形例における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。本発明は、例えば、図14に示すような、有機EL素子を備えた薄型フラットテレビシステムの製造に好適である。 In addition, various modifications conceived by those skilled in the art can be made in the present embodiment, or forms constructed by combining the components in different embodiments and modifications thereof without departing from the spirit of the present invention. It is included in the range. The present invention is suitable for manufacturing a thin flat TV system having an organic EL element as shown in FIG. 14, for example.
本発明にかかる有機EL素子の製造方法は、特に、大画面及び高解像度が要望される薄型テレビ及びパーソナルコンピュータのディスプレイなどの技術分野に有用である。 The method for producing an organic EL device according to the present invention is particularly useful in technical fields such as thin televisions and personal computer displays that require a large screen and high resolution.
1、1A、50、60 有機EL素子
2、52 画素
9 透明ガラス
10 平坦化膜
11 陽極
12 正孔注入層
13 発光層
14 隔壁
15 電子注入層
16 陰極
16a、116a 陰極の一部
17 薄膜封止層
18 透明ガラス
19 封止用樹脂層
20 異物
30 有機層
101 レーザー発振器
102 スリット
104 結像レンズ
103 ステージ
125 レーザー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A, 50, 60 Organic EL element 2, 52 Pixel 9 Transparent glass 10 Flattening film 11 Anode 12 Hole injection layer 13 Light emitting layer 14 Partition 15 Electron injection layer 16 Cathode 16a, 116a Part of cathode 17 Thin film sealing Layer 18 Transparent glass 19 Sealing resin layer 20 Foreign material 30 Organic layer 101 Laser oscillator 102 Slit 104 Imaging lens 103 Stage 125 Laser
Claims (7)
強度分布がトップフラット分布であるレーザー光を選択して、当該選択された前記レーザー光を、前記欠陥部の周囲に照射して、前記欠陥部に起因する不良を解消する照射ステップとを含み、
前記照射ステップでは、
前記強度分布がトップフラット分布であるレーザー光が、前記欠陥部のうちの前記透明材料からなる前記下部電極層または前記上部電極層の領域の同一層内における周囲に照射して当該周囲を高抵抗化する
有機EL素子の製造方法。 A preparation step of preparing an organic EL element having a defective portion, wherein a lower electrode layer, an organic layer including a light emitting layer, and an upper electrode layer are laminated in this order, and at least one of the lower electrode layer and the upper electrode layer is made of a transparent material. When,
Intensity distribution by selecting a laser beam of a top flat distribution, the said selected laser beam is irradiated on the periphery of the defect portion, seen containing an irradiation step to eliminate the defect due to the defect ,
In the irradiation step,
Laser light whose intensity distribution is a top flat distribution irradiates the periphery in the same layer of the region of the lower electrode layer or the upper electrode layer made of the transparent material in the defect portion, and the periphery has high resistance. A method for producing an organic EL element to be converted.
ガウス分布状の強度分布を有するレーザー光を、当該レーザー光を発する光源と前記有機EL素子との間に配置された、前記光源からのレーザー光のビーム径よりも小さなスリット幅を有するスリット及び結像光学系を通過させることにより得られた、前記強度分布がトップフラット分布であるレーザー光を照射する
請求項1に記載の有機EL素子の製造方法。 In the irradiation step,
A laser beam having a Gaussian intensity distribution is arranged between a light source that emits the laser beam and a slit having a slit width smaller than the beam diameter of the laser beam from the light source, and a connection. The method for manufacturing an organic EL element according to claim 1, wherein the laser light having the intensity distribution obtained by passing through an image optical system is a top flat distribution.
請求項1に記載の有機EL素子の製造方法。 Wherein the irradiation step, organic according to claim 1, the laser beam is irradiated to the ambient in the same layer of realm of the lower electrode layer or the upper electrode layer made of the transparent material of said defect Manufacturing method of EL element.
請求項2に記載の有機EL素子の製造方法。 The manufacturing method of the organic EL element according to claim 2, wherein a slit width of the slit is 10 to 200 μm.
請求項1に記載の有機EL素子の製造方法。 The method for producing an organic EL element according to claim 1, wherein the laser light is an ultrashort pulse laser.
請求項1に記載の有機EL素子の製造方法。 The method for producing an organic EL element according to claim 1, wherein the transparent material is a metal oxide.
前記強度分布がトップフラット分布であるレーザー光が、前記周囲に多光子吸収されることにより、当該周囲が高抵抗化される
請求項1に記載の有機EL素子の製造方法。 In the irradiation step,
The intensity distribution is a top-flat profile laser beam, by being multiphoton absorption before Symbol periphery, a method of manufacturing an organic EL element according to claim 1 in which the surrounding is high resistance.
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