JP2007042492A - 有機elリペア方法とリペア装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】有機EL素子の電圧電流特性の計測、または、逆電圧が印加された状態下の有機EL素子の発光像の輝度を有機EL素子の領域ごとに把握・比較して輝点が 存在するか否かの判断をして、有機EL素子は欠陥部を有するか否かを判定するとともに、欠陥部が存在すると判定された場合には、有機EL素子に逆印加電圧を一定時間印加することによって有機EL素子の欠陥部分をリペアする。
【選択図】図1
Description
有機EL素子の欠陥部のリペアを行うリペア方法であって、
前記有機EL素子に、前記有機EL素子の陰極を高電位、陽極を低電位とする電圧を一定時間印加して、有機EL素子の欠陥部のリペアをすることを特徴とする。
(a)前記有機EL素子に、電圧を印加して、電圧電流特性を計測するステップと、
(b)前記計測した前記電圧電流特性を、所定の基準電流特性と比較するステップと、
(c)前記比較の結果によって、前記計測した前記電圧電流特性における電流値が前記基準電流特性における電流値未満 以上である場合には当該方法を終了し、前記基準電流特性における電流値以上である場合には前記逆印加電圧を前記有機EL素子に一定時間印加して、前記(b)ステップへ戻るステップと、を含むことを特徴とする。
(a)前記有機EL素子に、電圧を印加して、電圧電流特性を計測するステップと、
(b)前記計測した前記電圧電流特性を、所定の基準電流特性と比較するステップと、
(c)前記比較の結果によって、前記計測した前記電圧電流特性における電流値が前記基準電流特性における電流値未満である場合には当該方法を終了し、前記基準電流特性における電流値以上である場合には、さらに、前記逆印加電圧を前記有機EL素子に一定時間印加した特定印加回数が所定の特定印加回数未満であるときは、前記逆印加電圧を前記有機EL素子に一定時間印加して、前記(b)ステップへ戻り、所定の回数以上であるときは当該 方法を終了するステップと、を含むことを特徴とする。
(a)前記有機EL素子に、前記逆印加電圧を印加して、前記逆印加電圧が印加されている前記有機EL素子の発光像をCCDカメラで撮像するステップと、
(b)撮像した発光像の中に輝点が存在するか否かを検査するステップと、
(c)前記検査の結果、前記輝点が存在しない場合には、当該方法を終了し、前記輝点が存在する場合には、前記逆印加電圧を前記有機EL素子に一定時間印加して、さらに前記逆印加電圧が印加されている前記有機EL素子の発光像をCCDカメラで撮像して前記(b)ステップへもどるステップと、を含むことを特徴とする。
(a)前記有機EL素子に、前記逆印加電圧を印加して、前記逆印加電圧が印加されている前記有機EL素子の発光像をCCDカメラで撮像するステップと、
(b)撮像した発光像の中に前記輝点が存在するか否かを検査するステップと、
(c)前記検査の結果、前記輝点が存在しない場合には、当該方法を終了し、前記輝点が存在する場合には、前記有機EL素子の発光像をCCDカメラで撮像した特定撮像回数が所定の特定撮像回数未満であるときは、前記逆印加電圧を前記有機EL素子に一定時間印加して、さらに前記逆印加電圧が印加されている前記有機EL素子の発光像をCCDカメラで撮像して(b)ステップへもどり、所定の回数以上であるときは当該 方法を終了するステップと、を含むことを特徴とする。
(a)前記有機EL素子に、電圧を印加して、電圧電流特性を計測するステップと、
(b)前記有機EL素子に、前記逆印加電圧を印加して、前記逆印加電圧が印加されている前記有機EL素子の発光像をCCDカメラで撮像するステップと、
(c)前記計測した前記電圧電流特性を、所定の基準電流特性と比較するステップと、
(d)前記比較の結果によって、前記計測した前記電圧電流特性における電流値が前記基準電流特性における電流値未満である場合には、(e)ステップへ進み、前記基準電流特性における電流値以上である場合には、さらに、前記特定印加回数が所定の回数未満であるときは、前記逆印加電圧を前記有機EL素子に一定時間印加して、さらに電圧電流特性を計測して(c)ステップへ戻り、所定の回数未満でないときは(e)ステップへ進むステップと、
(e)撮像した発光像の中に前記輝点が存在するか否かを検査するステップと、
(f)前記検査の結果、前記輝点が存在しない場合には、当該方法を終了し、前記輝点が存在する場合には、前記有機EL素子の発光像をCCDカメラで撮像した前記特定撮像回数が所定の回数未満であるときは、前記逆印加電圧を前記有機EL素子に一定時間印加して、さらに前記逆印加電圧が印加されている前記有機EL素子の発光像をCCDカメラで撮像して(e)ステップへもどり、所定の回数以上であるときは当該 方法を終了するステップと、を含むことを特徴とする。
前記逆印加電圧は前記有機EL素子の逆バイアスに対する耐圧以下のDC電圧であることを特徴とする。
前記逆印加電圧はパルス電圧であって、前記パルス電圧は3ボルト以上で前記有機EL素子の逆バイアスに対する耐圧の3倍以下であって、パルス幅は2msec以上5sec以下であることを特徴とする。
前記所定の特定印加回数は6回であることを特徴とする。
前記所定の特定撮像回数は6回であることを特徴とする。
前記所定の特定印加回数は、リペア対象である前記有機EL素子と同様の工程及び仕様によって製造された相当数の有機EL素子の故障解析を予め行って定めたものであることを特徴とする。
前記所定の特定撮像回数は、リペア対象である前記有機EL素子と同様の工程及び仕様によって製造された相当数の有機EL素子の故障解析を予め行って定めたものであることを特徴とする。
リペア対象である前記有機EL素子を保持する有機EL素子保持手段と、
リペア対象である前記有機EL素子に前記逆印加電圧を一定時間印加する逆電圧印加手段と、
前記電圧を印加された前記有機EL素子を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像したデータより前記有機EL素子の各領域における輝度分布を検査して、その周辺より著しく輝度が高い点を前記輝点と判断する輝点判断手段と、を含むことを特徴とする。
リペア対象である前記有機EL素子を保持する手段と、
リペア対象である前記有機EL素子に前記逆印加電圧を一定時間印加する手段と、
前記有機EL素子の電圧電流特性を計測する電圧電流特性計測手段と、
前記計測手段により計測された前記有機EL素子の前記電圧電流特性を所定の基準電圧電流特性と比較することにより、両者の相違が所定の範囲外か否かを判断する電流値判断手段と、を含むことを特徴とする。
リペア対象である前記有機EL素子を保持する前記有機EL素子保持手段と、
リペア対象である前記有機EL素子に前記逆印加電圧を一定時間印加する前記逆電圧印加手段と、
前記電圧を印加された前記有機EL素子を撮像する前記撮像手段と、
前記撮像手段により撮像したデータより前記有機EL素子の各領域における輝度分布を検査して、その周辺より著しく輝度が高い点を前記輝点と判断する前記輝点判断手段と、
前記輝点が前記有機EL素子のどの領域に存在しているかを示す位置情報を記憶する輝点位置情報記憶手段と、を含むことを特徴とする。
前記逆印加電圧は前記有機EL素子の逆バイアスに対する耐圧以下のDC電圧であることを特徴とする。
前記逆印加電圧はパルス電圧であって、前記パルス電圧は3ボルト以上で前記有機EL素子の逆バイアスに対する耐圧の3倍以下であって、パルス幅は2msec以上5sec以下であることを特徴とする。
前記逆印加電圧はパルス電圧であって、前記パルス電圧の 絶対値が3以上で前記有機EL素子の逆バイアスに対する耐圧の絶対値の3倍以下であって、パルス幅は2msec以上5sec以下であることを特徴とする。
前記電圧電流特性の測定は、所定の数箇所の電圧の電流値だけを測定し、前記電圧電流特性の比較は前記所定の数箇所の電圧の電流値だけを比較することを特徴とする。
また、請求項2に記載の発明によれば、請求項1に 記載の発明による効果に加えて、有機EL素子が欠陥部を含むか否かを、有機EL素子の電圧電流特性によって効率的に判断できる。より詳しく言えば、有機EL素子の電圧電流特性の測定は、短時間で、簡易に行え、また、1度だけの逆印加電圧の印加によってはリペアできない場合に、電圧電流特性の測定と逆印加電圧の印加を繰り返すことによって効率よく、有機EL素子の欠陥部をリペアできる。
図1は本発明の実施の形態1に係るリペア方法を 適用する有機EL素子の断面図である。
図1において、100は有機EL表示装置の有機EL素子である。101は有機EL素子の陰極である。102は有機EL素子の陽極である。103は有機EL層である。有機EL層103は、さらにホール輸送層、発光層及び電子輸送層からなるが、本図においては図示していない。105は有機EL層103中に存在する異物である。104は、逆印加電圧を示す。106は逆印加電圧104が印加されたことにより流れる電流を示す矢印である。
欠陥を有しない有機EL素子に図1に示されるように逆印加電圧104を印加した場合には、 ダイオードに逆電圧を印加した状態となり、電流はほとんど流れない。しかし、有機EL層103中に、何らかの異物105が混入すると、その部分だけは本来は構成されているべきであるダイオードが部分的に形成されていないことになり、印加電圧に対してダイオード特性を示さず、逆印加電圧104を印加した場合には、有機EL層に異物105が存在すると、その異物105が存在する欠陥部分は局所的に陽極102と陰極101の間の抵抗値が小さくなってしまう。その結果、陰極101が高電位となり、陽極102が低電位となるような逆印加電圧104を印加すると、欠陥部分を有しない有機EL素子の場合には電流はほとんど流れないが、欠陥部分を有する有機EL素子のかなりの割合のものは、陰極101から陽極102に電流が流れてしまう。また、欠陥部分以外はダイオードの逆方向状態であり高抵抗であるので、陰極から陽極へ流れる電流は、欠陥部分に集中する。一般に異物による欠陥部分の大きさは1ミクロン以下から数ミクロンの微小なものであるので、電流がこの欠陥部分を集中的に流れることによって、ジュール熱が発生して、欠陥部分は高抵抗化してしまう。本実施態様に係る発明は、この点に着目した有機EL素子のリペア方法である。以下、実際に欠陥部を有する有機EL素子を本発明に係るリペア方法によってリペアをした実施例に基づいて、説明する。
欠陥を有する有機EL素子を本発明に係るリペア方法によってリペアするためには、リペア対象となる有機EL素子の陰極101が高電位、陽極102が低電位となるように、陰極101と陽極102の間に逆印加電圧を一定時間印加する。本実施例では、印加電圧は7ボルトである。本実施例では、この7ボルトの逆印加電圧を5分間印加することにより欠陥を有する有機EL素子がリペアされた。
この5つの輝点が消滅したことにより視覚的に欠陥がリペアされたことが確認できたが、本実施例について、リペア前とリペア後の有機EL素子の電圧電流特性を計測して、電圧電流特性の点からも、欠陥がリペアされたことを再確認した。
図4において、S401は有機EL素子の逆バイアス電圧から有機EL素子の発光開始電圧直前の準バイアス電圧までの電圧を印加して、有機EL素子の電圧電流特性を計測するステップである。
S402は逆印加電圧が印加された状態の有機EL素子の発光像を顕微鏡とCCDカメラで撮像するステップである。
S403は計測した欠陥を有する有機EL素子の電圧電流特性における電流値を、予め相当数の正常な有機EL素子の電圧電流特性を計測して定めた所定の基準電圧電流特性における電流値と比較して、ステップ401またはステップ408で計測した電圧電流特性における電流値が所定の基準電圧電流特性における電流値より大きいか否かを比較・判断し、所定の基準電圧電流特性における電流値より大きい場合のみ、逆印加電圧を一定時間印加し、小さい場合は、輝点の有無による判断に進むとするステップである。本実施形態に係る発明は、欠陥部を有する有機EL素子であって、逆印加電圧を一定時間印加することによって欠陥部分をリペアできる有機EL素子の電圧電流特性における電流値は所定の基準電圧電流特性における電流値より大きいことに着目しているからである
S404はその電圧電流特性による判断の回数が所定の回数以下か否かを判断し、所定の回数以上の場合には輝点の確認をするステップに進むステップである。所定の回数だけ逆印加電圧を一定時間印加しても、電圧電流特性における電流値が所定の値以下にならない場合にはさらなる逆印加電圧の印加によって、リペアされる可能性は低く、無限にループすることを防止し、輝点による確認に移行するためである。
S406は輝点が存在する場合にこの輝点の 確認のステップを通った回数が所定の回数以下であるか否かを判断するステップである。
S407は欠陥部を有する有機EL素子に逆印加電圧を印加するステップである。
S408は直前のS407ステップにおいて逆印加電圧を印加した有機EL素子に対して有機EL素子の逆バイアス電圧から有機EL素子の発光開始電圧直前の電圧までの順方向バイアス電圧を印加して、有機EL素子の電圧電流特性を計測するステップである。直前のステップ(S407)において一定時間逆印加電圧を印加することによって、リペアにより欠陥部が正しく修正されたか否かを電圧電流特性によって判断するために計測するものである。
S410は直前のS409ステップにおいて逆印加電圧を印加した有機EL素子に対して逆印加電圧印加下の有機EL素子の発光像をCCDカメラで撮像する ステップである。一定時間逆印加電圧を印加することによって、リペアされたか否かを輝点の有無によって判断するためである。
次に、ステップS408では、直前のS407ステップにおいて逆印加電圧を印加した有機EL素子に対して有機EL素子の逆バイアス電圧から有機EL素子の発光開始電圧直前の準バイアス電圧までの電圧を印加して、有機EL素子の電圧電流特性を計測する。計測した後には、ステップS403において、該計測した電圧電流特性を所定の基準電圧電流特性と比較する。一定時間逆印加電圧を印加した効果を確認するためである。
(実施の形態1に係る効果)
本発明に係るリペア方法は、高価なレーザ照射装置を 必要としないため、レーザを照射することによって欠陥部をリペアする方法に比較して使用する装置が安価なものとなる。また本発明に係るリペア方法によるリペア手順は容易であり、さらに、複数の欠陥部を同時にリペアすることができ、複数の欠陥部をリペアする場合には、各欠陥部ごとにレーザを照射しなければならないというレーザ照射によるリペア方法に比較して、リペア作業効率も格段に高く、リペアコストを大幅に低減できる。また、潜在的な欠陥部も同時にリペアしてしまうので有機EL素子の品質改善にもつながる。
(実施の形態2)
実施の形態2では、本発明に係るリペア装置について説明する。実際にリペアをした有機EL素子は実施の形態1に係る有機EL素子と同じものである。
(実施の形態2に係る効果)
本発明に係るリペア装置を使用する者は、有機EL素子に印加する電圧値と印加時間を適時変化させ、その状態での有機EL素子の発光像を表示装置510で観測しながら、画像内の輝点の有無、電圧電流特性の変化を観測しつつ、有機EL素子に印加する逆電圧の電圧と時間を変化させたり、場合によっては、有機EL素子の逆耐圧以上の電圧値を持つパルス電圧を印加したり、適時、ソースメータ508による逆電圧の印加、撮像部501による 撮像、及びソースメータ508による電圧電流特性の計測を繰り返すことにより、柔軟に、有機EL素子の欠陥部をリペアでき、またリペアされたことを確認できる。本発明に係るリペア装置はレーザを照射することによって欠陥部をリペアする装置に比較して安価であり、また操作も容易である。よって、同じ 欠陥部をリペアする場合にレーザリペア装置に比較して、リペアコストを大幅に低減できる。
101 有機EL素子の陰極
102 有機EL素子の陽極
103 有機EL層
104 逆印加電圧
105 有機EL層103中に存在する異物
106 逆印加電圧104が印加されたことにより流れる電流を示す矢印
201 7ボルトの逆印加電圧を印加し始めた時の有機EL素子の発光像
202 輝点
203 輝点
204 輝点
205 輝点
206 輝点
207 7ボルトの逆印加電圧を5分間印加した後の有機EL素子の発光像
301 リペア前の有機EL素子の電圧電流特性を示すグラフ
302 リペア後の有機EL素子の電圧電流特性を示すグラフ
Claims (19)
- 有機EL素子の欠陥部のリペアを行うリペア方法であって、
前記有機EL素子に、前記有機EL素子の陰極を高電位、陽極を低電位とする電圧(以下「逆印加電圧」ともいう)を一定時間印加して、有機EL素子の欠陥部のリペアをすることを特徴とするリペア方法。 - 有機EL素子のリペアを行うリペア方法であって、
(a)前記有機EL素子に、電圧を印加して、電圧電流特性を計測するステップと、
(b)前記計測した前記電圧電流特性を、所定の基準電流特性と比較するステップと、
(c)前記比較の結果によって、前記計測した前記電圧電流特性における電流値が前記基準電流特性における電流値未満である場合には当該方法を終了し、前記基準電流特性における電流値以上である場合には前記逆印加電圧を前記有機EL素子に一定時間印加して、前記(b)ステップへ戻るステップと、を含むことを特徴とするリペア方法。 - 有機EL素子のリペアを行うリペア方法であって、
(a)前記有機EL素子に、電圧を印加して、電圧電流特性を計測するステップと、
(b)前記計測した前記電圧電流特性を、所定の基準電流特性と比較するステップと、
(c)前記比較の結果によって、前記計測した前記電圧電流特性における電流値が前記基準電流特性における電流値未満である場合には当該方法を終了し、前記基準電流特性における電流値以上である場合には、さらに、前記逆印加電圧を前記有機EL素子に一定時間印加した回数(以下「特定印加回数」ともいう)が所定の特定印加回数未満であるときは、前記逆印加電圧を前記有機EL素子に一定時間印加して、前記(b)ステップへ戻り、所定の回数以上であるときは当該 方法を終了するステップと、を含むことを特徴とするリペア方法。 - 有機EL素子のリペアを行うリペア方法であって、
(a)前記有機EL素子に、前記逆印加電圧を印加して、前記逆印加電圧が印加されている前記有機EL素子の発光像をCCDカメラで撮像するステップと、
(b)撮像した発光像の中に周囲より一段と明るい点(以下「輝点」ともいう)が存在するか否かを検査するステップと、
(c)前記検査の結果、前記輝点が存在しない場合には、当該方法を終了し、前記輝点が存在する場合には、前記逆印加電圧を前記有機EL素子に一定時間印加して、さらに前記逆印加電圧が印加されている前記有機EL素子の発光像をCCDカメラで撮像して前記(b)ステップへもどるステップと、を含むことを特徴とするリペア方法。 - 有機EL素子のリペアを行うリペア方法であって、
(a)前記有機EL素子に、前記逆印加電圧を印加して、前記逆印加電圧が印加されている前記有機EL素子の発光像をCCDカメラで撮像するステップと、
(b)撮像した発光像の中に前記輝点が存在するか否かを検査するステップと、
(c)前記検査の結果、前記輝点が存在しない場合には、当該方法を終了し、前記輝点が存在する場合には、前記有機EL素子の発光像をCCDカメラで撮像した回数(以下「特定撮像回数」ともいう)が所定の特定撮像回数未満であるときは、前記逆印加電圧を前記有機EL素子に一定時間印加して、さらに前記逆印加電圧が印加されている前記有機EL素子の発光像をCCDカメラで撮像して(b)ステップへもどり、所定の回数以上であるときは当該 方法を終了するステップと、を含むことを特徴とするリペア方法。 - 有機EL素子のリペアを行うリペア方法であって、
(a)前記有機EL素子に、電圧を印加して、電圧電流特性を計測するステップと、
(b)前記有機EL素子に、前記逆印加電圧を印加して、前記逆印加電圧が印加されている前記有機EL素子の発光像をCCDカメラで撮像するステップと、
(c)前記計測した前記電圧電流特性を、所定の基準電流特性と比較するステップと、
(d)前記比較の結果によって、前記計測した前記電圧電流特性における電流値が前記基準電流特性における電流値未満である場合には、(e)ステップへ進み、前記基準電流特性における電流値以上である場合には、さらに、前記特定印加回数が所定の回数未満であるときは、前記逆印加電圧を前記有機EL素子に一定時間印加して、さらに電圧電流特性を計測して(c)ステップへ戻り、所定の回数未満でないときは(e)ステップへ進むステップと、
(e)撮像した発光像の中に前記輝点が存在するか否かを検査するステップと、
(f)前記検査の結果、前記輝点が存在しない場合には、当該方法を終了し、前記輝点が存在する場合には、前記有機EL素子の発光像をCCDカメラで撮像した前記特定撮像回数が所定の回数未満であるときは、前記逆印加電圧を前記有機EL素子に一定時間印加して、さらに前記逆印加電圧が印加されている前記有機EL素子の発光像をCCDカメラで撮像して(e)ステップへもどり、所定の回数以上であるときは当該 方法を終了するステップと、を含むことを特徴とするリペア方法。 - 前記逆印加電圧は前記有機EL素子の逆バイアスに対する耐圧以下のDC電圧であることを特徴とする請求項1乃至6に記載のリペア方法。
- 前記逆印加電圧はパルス電圧であって、前記パルス電圧は3ボルト以上で前記有機EL素子の逆バイアスに対する耐圧の3倍以下であって、パルス幅は2msec以上5sec以下であることを特徴とする請求項1乃至6に記載のリペア方法。
- 前記所定の特定印加回数は6回であることを特徴とする
請求項3及び6に記載のリペア方法。 - 前記所定の特定撮像回数は6回であることを特徴とする
請求項5及び6に記載のリペア方法。 - 前記所定の特定印加回数は、リペア対象である前記有機EL素子と同様の工程及び仕様によって製造された相当数の有機EL素子の故障解析を予め行って定めたものであることを特徴とする請求項3及び6に記載のリペア方法。
- 前記所定の特定撮像回数は、リペア対象である前記有機EL素子と同様の工程及び仕様によって製造された相当数の有機EL素子の故障解析を予め行って定めたものであることを特徴とする請求項5及び6に記載のリペア方法。
- 有機EL素子のリペアを行うリペア装置であって、
リペア対象である前記有機EL素子を保持する手段(以下「有機EL素子保持手段」ともいう)と、
リペア対象である前記有機EL素子に前記逆印加電圧を一定時間印加する手段(以下「逆電圧印加手段」ともいう)と、
前記電圧を印加された前記有機EL素子を撮像する撮像手段(以下「撮像手段」ともいう)と、
前記撮像手段により撮像したデータより前記有機EL素子の各領域における輝度分布を検査して、その周辺より著しく輝度が高い点を前記輝点と判断する判断手段(以下「輝点判断手段」ともいう)と、を含むことを特徴とするリペア装置。 - 有機EL素子の欠陥部のリペアを行うリペア装置であって、
リペア対象である前記有機EL素子を保持する手段と、
リペア対象である前記有機EL素子に前記逆印加電圧を一定時間印加する手段と、
前記有機EL素子の電圧電流特性を計測する計測手段(以下「電圧電流特性計測手段」ともいう)と、
前記計測手段により計測された前記有機EL素子の前記電圧電流特性を所定の基準電圧電流特性と比較することにより、両者の相違が所定の範囲外か否かを判断する手段(以下「電流値判断手段」ともいう)と、を含むことを特徴とするリペア装置。 - 有機EL素子のリペアを行うリペア装置であって、
リペア対象である前記有機EL素子を保持する前記有機EL素子保持手段と、
リペア対象である前記有機EL素子に前記逆印加電圧を一定時間印加する前記逆電圧印加手段と、
前記電圧を印加された前記有機EL素子を撮像する前記撮像手段と、
前記撮像手段により撮像したデータより前記有機EL素子の各領域における輝度分布を検査して、その周辺より著しく輝度が高い点を前記輝点と判断する前記輝点判断手段と、
前記輝点が前記有機EL素子のどの領域に存在しているかを示す位置情報を記憶する手段(以下「輝点位置情報記憶手段」ともいう)と、を含むことを特徴とするリペア装置。 - 前記逆印加電圧は前記有機EL素子の逆バイアスに対する耐圧以下のDC電圧であることを特徴とする請求項13乃至15記載のリペア装置。
- 前記逆印加電圧はパルス電圧であって、前記パルス電圧は3ボルト以上で前記有機EL素子の逆バイアスに対する耐圧の3倍以下であって、パルス幅は2msec以上5sec以下であることを特徴とする請求項13乃至15記載のリペア装置。
- 前記電圧電流特性の測定は、所定の1箇所の電圧の電流値だけを測定し、前記電圧電流特性の比較は前記所定の1箇所の電圧の電流値だけを比較することを特徴とする請求項1乃至17に記載のリペア方法またはリペア装置。
- 前記電圧電流特性の測定は、所定の数箇所の電圧の電流値だけを測定し、前記電圧電流特性の比較は前記所定の数箇所の電圧の電流値だけを比較することを特徴とする請求項1乃至17に記載のリペア方法またはリペア装置。
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