JP2006221982A - アレイ基板の製造方法及び有機ｅｌ表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】滅点の画素の効率的な良点化が可能となり、安定した製品の製造が可能なアレイ基板の製造方法及び有機ＥＬ表示装置の製造方法を提供する。
【解決手段】
陰極及び陽極間に存在するとともにこれら陰極及び陽極の短絡に寄与する異物のサイズを測定し、異物のサイズに基づいてその異物に照射するレーザの波長及び照射回数を設定し、上記設定されたレーザを異物に照射し、異物の少なくとも一部を除去する。
【選択図】 図６

Description

この発明は、アレイ基板の製造方法及びアレイ基板を備えた有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置の製造方法に関する。

近年、表示装置として、有機ＥＬ表示装置及び液晶表示装置等が用いられている。有機ＥＬ表示装置は液晶表示装置に用いられるバックライトが不要であるため、製品の薄型化、軽量化、低消費電力化、低コスト化、及び水銀レス化が可能である。有機ＥＬ表示装置は自発光型の表示装置であることから、高視野角及び高速応答といった特徴を有している。上記したことから、有機ＥＬ表示装置は、ノートＰＣ（パーソナルコンピュータ）、モニタ、及びビューワ等の静止画向け製品だけでなく、ＴＶ（テレビジョン）受像機等の動画向け製品としても注目されている。

有機ＥＬ表示装置は、アレイ基板を備えている。アレイ基板は、ガラス基板と、このガラス基板上にマトリクス状に配置された複数の有機ＥＬ素子とを有している。各有機ＥＬ素子は、１つの画素を形成している。各有機ＥＬ素子は、陽極と、陽極に対向した陰極と、これら陽極及び陰極間に狭持されたＥＬ層とを有している。ＥＬ層は、発光機能を有する有機化合物を含み、赤色、緑色、及び青色の何れかの発光色に発光可能である。

ところで、陽極及び陰極の間隔は、約１μｍと非常に狭い。このため、有機ＥＬ表示装置の製造過程において、陽極及び陰極間で短絡が発生する場合がある。陽極及び陰極間の短絡は、陽極及び陰極間に異物が付着した場合に生じる。異物が付着した画素は滅点となり、発光不能である。滅点の画素が多いと、画質や表示品位が著しく悪化するため、製品を出荷することができない。このため、滅点の画素はリペアする必要がある。

リペア方法としては、陽極及び陰極間の短絡個所にレーザを照射して陽極及び陰極間に高抵抗領域を形成する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。これにより、滅点の画素は良点化され、正常な画素として機能する。その他、異物にレーザを照射して異物を除去し、画素を良点化することも可能である。
特開２００４−２２７８５２号公報

しかしながら、異物の形状やサイズは様々であるため、従来のリペア方法では、リペアの成功率が変動し、滅点の画素を良点化できる場合とできない場合とがあった。上記したように、画素の効率的な良点化が困難であるため、安定した製品の生産が困難であった。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、滅点の画素の効率的な良点化が可能となり、安定した製品の製造が可能なアレイ基板の製造方法及び有機ＥＬ表示装置の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の態様に係るアレイ基板の製造方法は、基板と、前記基板上に配置され、第１電極、前記第１電極に対向した第２電極、並びに前記第１電極及び第２電極間に狭持された遮蔽層をそれぞれ有した複数の素子と、を備えたアレイ基板の製造方法において、前記第１電極及び第２電極間に存在するとともにこれら第１電極及び第２電極の短絡に寄与する異物のサイズを測定し、前記異物のサイズに基づいて前記異物に照射するレーザの波長及び照射回数を設定し、前記設定されたレーザを前記異物に照射し、前記異物の少なくとも一部を除去することを特徴としている。

また、本発明の他の態様に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法は、基板と、前記基板上に配置され、陰極、前記陰極に対向した陽極、並びに前記陰極及び陽極間に狭持されているとともに発光体となる有機活性層をそれぞれ有した複数の素子と、を有したアレイ基板と、前記アレイ基板の前記複数の素子が形成された面に対向しているとともに前記アレイ基板との間の雰囲気を気密に保持した封止基板と、を備えた有機ＥＬ表示装置の製造方法において、前記陰極及び陽極間に存在するとともにこれら陰極及び陽極の短絡に寄与する異物のサイズを測定し、前記異物のサイズに基づいて前記異物に照射するレーザの波長及び照射回数を設定し、前記設定されたレーザを前記異物に照射し、前記異物の少なくとも一部を除去することを特徴としている。

この発明によれば、滅点の画素の効率的な良点化が可能となり、安定した製品の製造が可能なアレイ基板の製造方法及び有機ＥＬ表示装置の製造方法を提供することができる。

以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法について詳細に説明する。始めに、この製造方法によって製造された有機ＥＬ表示装置の構成を説明する。

図１に示すように、有機ＥＬ表示装置は、表示面Ｓ及び表示領域Ｒを有したアレイ基板１と、アレイ基板に所定の隙間を置いて対向配置された封止基板２とを備えている。封止基板２の周縁に沿って図示しないシール材が設けられ、アレイ基板１の表示領域Ｒ外側及び封止基板２はこのシール材により貼り合わされている。このため、封止基板２及び上記シール材は、アレイ基板１の表示領域Ｒとの間の雰囲気を気密に保持している。

アレイ基板１の表示領域Ｒ及び封止基板２で囲まれた空間は、ＡｒガスやＮ_２等の不活性ガスで満たされている。また、その空間内部には、図示しない乾燥剤が配置され、後述する有機ＥＬ素子１２に悪影響を与えない程度の乾燥状態に維持されている。

アレイ基板１は、ガラス等の透明な基板１０を有している。基板上には、アンダーコート層１１が積層されている。アンダーコート層１１としては、例えば、ＳｉＮ_Ｘ層及びＳｉＯ_２層が順次積層されて形成されている。表示領域Ｒにおいて、アンダーコート層１１上には、マトリクス状に配置された複数の有機ＥＬ素子１２を有している。各有機ＥＬ素子１２は画素を形成し、赤色、緑色、及び青色のいずれかに発光可能である。

各有機ＥＬ素子１２はスイッチング素子としての薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと称する）１３に接続されている。各ＴＦＴ１３は、ゲート電極１４、ゲート絶縁膜１５、層間絶縁膜１６、半導体膜１７、層間絶縁膜１８、半導体膜１９、半導体膜２０、ソース電極２１、及びドレイン電極２２を有している。

ゲート電極１４は、ＭｏＷ、Ａｌ、Ｔａ等の導電材料を用いてアンダーコート層１１上に形成されている。ゲート絶縁膜１５は、ＳｉＯ_Ｘ等の絶縁材料を用いてアンダーコート層及びゲート電極上に成膜されている。なお、ゲート絶縁膜１５は、表示領域Ｒのアンダーコート層１１上全体に成膜されている。層間絶縁膜１６は、ＳｉＯ_Ｘ、ＳｉＮ_Ｘ等の絶縁材料を用いてゲート絶縁膜１５上に成膜され、ゲート電極１４に重なっている。半導体膜１７は、ポリシリコン（以下、ｐ−Ｓｉと称する）又はアモルファスシリコン（以下、ａ−Ｓｉと称する）の半導体を用いて層間絶縁膜１６上に成膜されている。

層間絶縁膜１８は、ＳｉＯ_Ｘ、ＳｉＮ_Ｘ等の絶縁材料を用いて半導体膜１７上に成膜され、ゲート電極１４に重なっている。半導体膜１９及び半導体膜２０は、ｐ−Ｓｉ又はａ−Ｓｉの半導体を用いて、互いに離間して半導体膜１７及び層間絶縁膜１８上に形成されている。半導体膜１９は、半導体膜１７のソース領域と接続され、半導体膜２０は、半導体膜１７のドレイン領域と接続されている。ソース電極２１は、Ａｌ、Ｔａ等の導電材料を用いて半導体膜１９上に形成され、この半導体膜１９と接続されている。ドレイン電極２２は、Ａｌ、Ｔａ等の導電材料を用いて半導体膜２０上に形成され、この半導体膜２０と接続されている。

ゲート絶縁膜１５を含む複数のＴＦＴ１３上には、隔壁層２３が形成されている。隔壁層２３は、後述する各有機活性層２６の周縁に沿った個所が突出して格子状に形成されている。隔壁層２３は、ＳｉＯ_Ｘ等の絶縁性の遮光材料を用いて形成されている。

各有機ＥＬ素子１２は、陰極２５と、この陰極に対向した陽極２７と、これら陰極及び陽極間に狭持されているとともに発光体となる有機活性層２６とを有している。陰極２５は、隔壁層２３の突出した個所で囲まれた領域内の隔壁層上に形成され、隔壁層に形成されたコンタクトホール２３ｈを介してドレイン電極２２に電気的に接続されている。陰極２５はＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）やＡｌ等の導電材料により形成されている。この実施の形態において、アレイ基板１の外面が表示面Ｓとして機能するため、陰極２５は透光性を有するＩＴＯで形成されている。

有機活性層２６は、陰極２５に重なって形成されている。有機活性層２６は、図示しないが、正孔輸送層、正孔注入層、発光層、電子注入層、及び電子輸送層を含んでいる。陽極２７は、隔壁層２３及び有機活性層２６上に一体に形成されている。陽極２７は、Ａｌ、ＭｏＷ、ＩＴＯ等の導電材料により形成されている。封止基板２は、例えばガラスからなるカバー３０を有している。

次に、上記のように構成された有機ＥＬ表示装置の製造装置４０について詳述する。この製造装置４０は、アレイ基板１及び封止基板２を貼り合わせた後、または貼り合せる前のアレイ基板の滅点の画素の有無を検査し、良点化（リペア）するための装置である。

図２に示すように、製造装置４０は、防振機能を有する本体４１と、この本体によりそれぞれ直交する第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及び第３方向Ｚに移動可能なステージ４２と、レーザ発振器本体４３と、本体４１及びレーザ発振器本体４３を制御可能な制御部４４と、ＣＣＤ４５と、モニタ４６とを有している。レーザ発振器本体４３は、光学系としての対物レンズ４３ａを有している。レーザ発振器本体４３は、ＹＡＧレーザ等の基本波及び基本波の２倍の波長である第２高調波等のレーザを照射することが可能である。レーザ発振器本体４３によって取得されるレーザ照射個所の画像の情報は、ＣＣＤ４５を介してモニタ４６に伝送される。そして、モニタ４６にレーザ照射個所の画像が表示される。

次に、上記のように構成された製造装置４０を用いて貼り合わされたアレイ基板１及び封止基板２（以下、有機ＥＬ表示パネル）の滅点の画素の有無を検査し、滅点の画素を良点化する方法について説明する。

まず、処理対象としての有機ＥＬ表示パネルを用意する。図３に示すように、この実施の形態において、有機ＥＬ表示パネルの１つ又は複数の画素の陰極２５及び陽極２７間に異物１００が存在する場合について説明する。異物１００は、陰極２５及び陽極２７の短絡に寄与するものであり、異物の存在する画素は発光不能な滅点となる。

異物１００としては、陰極２５、有機活性層２６、及び陽極２７の形成時等、製造工程中に付着した金属や有機物である。また、異物１００が付着した付近では膜の薄い個所や膜の欠落が発生してしまう。すなわち、有機活性層２６が薄く形成される個所や欠落した個所が発生する。上記したことから、異物１００が導電性を有しているか否かを問わず陰極２５および陽極２７は短絡してしまう。

次に、有機ＥＬ表示パネルを搬送し、この有機ＥＬ表示パネルをステージ４２上に配置する。このとき、レーザ発振器本体４３がアレイ基板１に対向するように有機ＥＬ表示パネルを配置する。その後、有機ＥＬ表示パネルを駆動して全ての有機ＥＬ素子１２を発光させる。すると、異物１００が存在する画素は滅点となり、滅点の画素は例えば目視により検出される。

次いで、ステージ４２を移動させて滅点の画素と対物レンズ４３ａとを対向させ、この対物レンズを介して取得される滅点の画素の画像をモニタ４６に表示させる。そして、モニタ４６に表示された画像を基に異物１００のサイズ（面積）を測定する。続いて、レーザ発振器本体４３を用い、対物レンズ４３ａを介して異物１００に所定のパルス幅のレーザを１回照射する。画素が良点化していない場合は、複数回レーザを照射して画素を良点化させる。

これにより、図４に示すように、異物１００は除去される。すなわち、異物１００と異物付近の陰極２５、有機活性層２６、及び陽極２７等を飛散させる。異物１００を除去した画素の有機ＥＬ素子１２は不活性ガス及び乾燥剤により保護されているため長期間の発光が可能である。なお、滅点の画素が複数個検出された場合は、それぞれ異物１００のサイズの測定及びレーザの照射を行なえば良い。

ここで、本願発明者は、異なるサイズの異物１００に異なる波長のレーザを照射した場合における滅点の画素を良点化させるまでのレーザの照射回数を調査した。
図５に示すように、異物１００にレーザを照射する際は、ＹＡＧレーザの基本波または第２高調波のレーザをそれぞれ照射した。基本波の波長は１０６４ｎｍであり、第２高調波の波長は５３２ｎｍである。異物１００のサイズ（面積）が９μｍ^２以下の場合、基本波のレーザを１回照射することで、画素が良点化することが判る。異物１００のサイズが９μｍ^２を超える場合、第２高調波のレーザを１回または複数回照射することで、画素が良点化することが判る。

次に、製造工程における有機ＥＬ表示パネルの滅点の画素を効率的に良点化するリペア工程について詳細に説明する。
図６に示すように、まず、ステップＳ１において滅点の画素のリペア工程がスタートすると、ステップＳ２において、滅点の画素を検出する。滅点の画素が検出されない場合、このリペア工程は終了する（ステップＳ８）。滅点の画素が検出された場合、ステップＳ３において、滅点の画素に存在する異物１００のサイズを測定する。続いて、ステップＳ４において、異物１００のサイズが９μｍ^２以下であった場合は、ステップＳ５において、基本波のレーザを１回照射することで滅点の画素が良点化され、リペア工程は終了する（ステップＳ８）。

なお、ステップＳ５の後に、滅点の画素が良点化（異物１００が除去）されたかどうかを判断し、仮に画素が良点化されなかった場合は２回目以降のレーザの照射により、画素が良点化されるまでレーザを照射するステップを設けるようにすれば、ステップＳ５で１回のレーザ照射で良点化出来ないという場合が仮に生じたとしても問題は生じない。

ステップＳ４において、異物１００のサイズが９μｍ^２を超えた場合は、ステップＳ６において、第２高調波のレーザを１回照射する。そして、ステップＳ７において、滅点の画素が良点化（異物１００が除去）されたかどうか判断し、画素が良点化されなかった場合は２回目以降のレーザの照射（ステップＳ６）により、画素が良点化されるまでレーザを照射する。ステップＳ７において、滅点の画素が良点化されると、リペア工程は終了する（ステップＳ８）。

図７に示すように、上記ステップＳ５及びステップＳ６において、異物１００に照射するレーザのスリットＬＳ１の形状は例えば矩形状であり、異物を覆っていれば良い。また、レーザが照射された異物１００のサイズは、レーザ照射前と同じ場合や、図８に示すように、レーザ照射前より小さくなる場合がある。このため、レーザが照射された異物１００のサイズがレーザ照射前より小さくなる場合において、２回目以降に異物１００にレーザを照射する際は、レーザのスリットＬＳ２の面積をスリットＬＳ１の面積より小さくした状態でレーザを照射できる。上記ステップＳ６において、２回目以降に異物１００にレーザを照射する際は、モニタ４６に異物１００を表示させ、レーザのスリットＬＳ２が少なくとも異物１００を覆うよう設定した状態でレーザを照射する。

以上のように構成された有機ＥＬ表示装置の製造方法によれば、滅点の画素が有る場合、まず、滅点の画素の陰極２５及び陽極２７間に存在するとともにこれら陰極及び陽極の短絡に寄与する異物１００のサイズを測定する。その後、異物１００のサイズに基づいてその異物に照射するレーザの波長及び照射回数を設定する。より詳しくは、異物１００のサイズが９μｍ^２以下であるかどうか測定し、異物のサイズが９μｍ^２以下である場合、異物に基本波のレーザを１回照射している。これにより、異物１００は除去されて滅点の画素は完全に良点化される。このため、異物１００のサイズが９μｍ^２以下である場合には基本波のレーザを１回照射すれば良く、効率的に滅点の画素を良点化することができる。
上記したことから、滅点の画素の効率的な良点化が可能となり、安定した製品の製造が可能な有機ＥＬ表示装置の製造方法を提供することができる。

なお、この発明は、上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、上記基本波は１０６４ｎｍに限らず、１０３２ｎｍないし１０９６ｎｍの波長であれば、９μｍ^２以下のサイズの異物１００にレーザを１回照射することで滅点の画素を効率的に良点化することができる。

異物１００のサイズが９μｍ^２を超える場合、第２高調波に限らず、基本波の３倍の波長である第３高調波等、基本波の整数倍の波長のレーザを１回または複数回照射して滅点の画素を良点化しても良い。なお、異物１００のサイズが９μｍ^２を超える場合、基本波のレーザを１回または複数回照射して滅点の画素を良点化しても良い。

陽極２７が透光性を有するＩＴＯで形成されている場合は、有機ＥＬ素子１２の上方、すなわち封止基板２の外面側からレーザを照射して滅点の画素を良点化しても良い。滅点の画素を良点化する際は、異物１００の少なくとも一部を除去すると良い。滅点の画素を良点化する際の処理対象は有機ＥＬ表示パネルに限らず、貼り合せる前のアレイ基板１でも良い。

本発明は、基板と、基板上に配置され、第１電極、第１電極に対向した第２電極、並びに第１電極及び第２電極間に狭持された遮蔽層をそれぞれ有した複数の素子と、を備えたアレイ基板の製造方法に適用することもできる。この場合、まず、第１電極及び第２電極間に存在するとともにこれら第１電極及び第２電極の短絡に寄与する異物のサイズを測定し、異物のサイズに基づいて異物に照射するレーザの波長及び照射回数を設定し、設定されたレーザを異物に照射し、これにより、前記異物の少なくとも一部を除去すれば良い。

本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法によって製造された有機ＥＬ表示装置の断面図。 本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の製造装置を示す概略構成図。 図１に示した有機ＥＬ素子に異物が存在した状態を示す有機ＥＬ表示装置の断面図。 図３に示した異物を除去した後の状態を示す有機ＥＬ表示装置の断面図。 図３に示した異物のサイズに対する良点化するまでのレーザの照射回数をグラフで示した図。 図３に示した有機ＥＬ表示装置のリペア工程を示す図。 図３に示した有機ＥＬ素子に存在する異物、及びレーザのスリットを示す概略平面図。 図７に続く、レーザ照射後の有機ＥＬ素子に存在する異物、及びレーザのスリットを示す概略平面図。

符号の説明

１…アレイ基板、２…封止基板、１２…有機ＥＬ素子、２５…陰極、２６…有機活性層、２７…陽極、１００…異物。

Claims (7)

1. 基板と、前記基板上に配置され、第１電極、前記第１電極に対向した第２電極、並びに前記第１電極及び第２電極間に狭持された遮蔽層をそれぞれ有した複数の素子と、を備えたアレイ基板の製造方法において、
   前記第１電極及び第２電極間に存在するとともにこれら第１電極及び第２電極の短絡に寄与する異物のサイズを測定し、
   前記異物のサイズに基づいて前記異物に照射するレーザの波長及び照射回数を設定し、
   前記設定されたレーザを前記異物に照射し、前記異物の少なくとも一部を除去することを特徴とするアレイ基板の製造方法。
2. 前記異物のサイズが９μｍ^２以下であるかどうか測定し、
   前記異物のサイズが９μｍ^２以下である場合、前記異物に基本波のレーザを照射することを特徴とする請求項１に記載のアレイ基板の製造方法。
3. 前記異物に、１０３２ｎｍないし１０９６ｎｍの基本波のレーザを照射することを特徴とする請求項２に記載のアレイ基板の製造方法。
4. 基板と、前記基板上に配置され、陰極、前記陰極に対向した陽極、並びに前記陰極及び陽極間に狭持されているとともに発光体となる有機活性層をそれぞれ有した複数の素子と、を有したアレイ基板と、前記アレイ基板の前記複数の素子が形成された面に対向しているとともに前記アレイ基板との間の雰囲気を気密に保持した封止基板と、を備えた有機ＥＬ表示装置の製造方法において、
   前記陰極及び陽極間に存在するとともにこれら陰極及び陽極の短絡に寄与する異物のサイズを測定し、
   前記異物のサイズに基づいて前記異物に照射するレーザの波長及び照射回数を設定し、
   前記設定されたレーザを前記異物に照射し、前記異物の少なくとも一部を除去することを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
5. 前記異物のサイズが９μｍ^２以下であるかどうか測定し、
   前記異物のサイズが９μｍ^２以下である場合、前記異物に基本波のレーザを照射することを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
6. 前記異物に、１０３２ｎｍないし１０９６ｎｍの基本波のレーザを照射することを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
7. 前記アレイ基板前記複数の素子が形成された面の反対の面側から前記レーザを照射することを特徴とする請求項４ないし６のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。

Images