JP2008235178A - Organic el display and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機ELディスプレイの製造方法及び有機ELディスプレイに関する。 The present invention relates to an organic EL display manufacturing method and an organic EL display.
近年、高度情報化に伴い、薄型、低消費電力、軽量のフラットパネルディスプレイ(Flat Panel Display ;FPD)への要望が高まっている。中でも、有機発光材料を用いた有機エレクトロルミネセンス(Electroluminescence;以下、「EL」ともいう)ディスプレイは、低電圧で駆動でき、かつ高輝度表示を実現できることから、注目を集めている。特に、近年の研究開発によって、有機EL素子の発光効率は著しく向上しており、有機EL素子を備えた有機ELディスプレイの実用化が始まっている。 In recent years, with the advancement of information technology, there is an increasing demand for a flat panel display (FPD) that is thin, low power consumption, and lightweight. Among them, an organic electroluminescence (hereinafter, also referred to as “EL”) display using an organic light emitting material is attracting attention because it can be driven at a low voltage and can realize a high luminance display. In particular, due to recent research and development, the luminous efficiency of organic EL elements has been remarkably improved, and the practical use of organic EL displays equipped with organic EL elements has begun.
有機ELディスプレイにおける有機EL素子の構造は、基本的には、特許文献1に開示されているように、陽極と陰極の一対の電極間に少なくとも一層以上の発光層を含む、有機層(EL層)を挟持した構造となっており、Tang等の「アノード電極/正孔注入層/発光層/カソード電極」の積層構造が基本になっている。そして、有機EL素子は、電極間に電場を印加し、EL層に電流を通じることで発光する。 The structure of the organic EL element in the organic EL display is basically an organic layer (EL layer) including at least one light emitting layer between a pair of electrodes of an anode and a cathode as disclosed in Patent Document 1. ), And is basically a laminated structure of “anode electrode / hole injection layer / light emitting layer / cathode electrode” such as Tang et al. The organic EL element emits light by applying an electric field between the electrodes and passing an electric current through the EL layer.
有機EL素子をディスプレイ用にパネル化して利用する場合、LCDと同様に、電極構成と駆動方法によりパッシブマトリクス方式とアクティブマトリクス方式に大別される。このようなパネルにおいて、有機EL素子を用い、カラー化を達成する方法としては、最も基本的なR 、G 、B の3 色の有機EL材料を表示装置の画素毎に精密に配置する3 色並置方式の他に、白色発光層とR 、G 、B のカラーフィルター層( CF層とも言う)を組み合わせるCF方式や、青色発光層とR 、G の蛍光変換色素フィルターとを組み合わせるCCM(Color Changing Medium)方式等がある。 When an organic EL element is used as a panel for a display, it is roughly divided into a passive matrix system and an active matrix system according to an electrode configuration and a driving method, similarly to an LCD. In such a panel, organic EL elements are used to achieve colorization, and the most basic three colors of organic EL materials of R 1, G 2, and B 3 are precisely arranged for each pixel of the display device. In addition to the side-by-side method, a CF method that combines a white light emitting layer and a color filter layer (also referred to as a CF layer) of R 1, G 2, and B 3, and a CCM (Color Changing) that combines a blue light emitting layer and a fluorescent conversion dye filter of R 1 and G 2. Medium) method.
このような従来の有機EL素子は、実際の商品への応用を考えた場合に、上下電極のリークが起こり、非発光画素が生じるという問題点がある。この上下リークは、素子作製プロセス中に混入したパーティクルやダスト、成膜した有機膜のスプラッシュ等、様々な要因が考えられるが、いずれにしても、このような上下リークが生じると、非発光画素によってディスプレイの表示に欠陥画素が生じ、輝度むらや表示均一性を損ねてしまうばかりでなく、発光に寄与しない電流が増大するために、発光効率や電力効率が著しく低下し、消費電力の増大を引き起こしてしまう。そこで、このようなリークに対処する方法として、上記のような非発光画素に対するレーザリペア法が広く用いられている。本方法は、上記非発光画素内に存在する、パーティクルやダストにレーザ照射し焼き切るという方法である。 Such a conventional organic EL element has a problem that when considering application to an actual product, leakage of the upper and lower electrodes occurs, resulting in non-luminous pixels. This vertical leak may be caused by various factors such as particles and dust mixed during the device fabrication process, and splash of the organic film formed. In any case, if such vertical leak occurs, non-luminous pixels As a result, defective pixels are generated in the display of the display, and not only luminance unevenness and display uniformity are impaired, but also the current that does not contribute to light emission increases, so the light emission efficiency and power efficiency are significantly reduced, and the power consumption is increased. It will cause. Therefore, as a method for dealing with such a leak, the laser repair method for the non-light emitting pixels as described above is widely used. This method is a method in which particles and dust existing in the non-light-emitting pixels are irradiated with laser and burned out.
しかしながら、有機EL素子では、このような高エネルギーのレーザ照射によって欠陥箇所が焼き切れる際に、以下のような問題があった。 However, the organic EL element has the following problems when a defective portion is burned out by such high-energy laser irradiation.
つまり、有機層と電極層との熱伝導率が異なるために生じる剥離が生じたり、有機層や電極層を含んだ塊がレーザ照射部周辺に飛散したり、レーザ照射によって熱エネルギーが周囲の層へ加わり収縮する等のダメージを受けることがある。このようなレーザリペアによるダメージが原因となり、レーザリペアを行なった箇所から酸素や水分の浸入が起こり、ダークスポットになったり、エージング中に上部電極と下部電極間でリークが進行して、不良箇所の再発や広がりが生じるという問題が生じる。そのため、有機EL素子のレーザリペア法として、リペア箇所の周辺へのダメージがなく、かつエージング中に不良箇所の再発や広がりを生じない低ダメージのレーザリペア法の開発が課題となっている。 In other words, peeling occurs due to the difference in thermal conductivity between the organic layer and the electrode layer, or a lump containing the organic layer or electrode layer is scattered around the laser irradiation part, or the thermal energy is transferred to the surrounding layers by laser irradiation. May suffer damage such as contracting and shrinking. Due to the damage caused by such laser repair, oxygen or moisture enters from the place where laser repair has been performed, resulting in a dark spot, or leakage between the upper electrode and the lower electrode during aging. The problem arises that recurrence and spread occur. Therefore, as a laser repair method for organic EL elements, there is a problem of developing a low-damage laser repair method that does not cause damage to the periphery of the repair location and does not cause recurrence or spread of defective locations during aging.
上記の課題に対して、特許文献2には、有機EL素子の複数の有機材料層のうち、透明基板に接する層をレーザ光の吸収により蒸発するリーク防止機能層、上部の金属電極の上に伸縮性を有す封止膜を形成するという構造が開示されている。そしてこれによれば、欠陥部のリーク防止機能層をレーザ照射によって蒸発し、膨張することによって、有機材料層、金属電極及び封止膜が押し上げられて透明電極から離れ、リークがおさえられる、と記載されている。 In response to the above problem, Patent Document 2 discloses a leak prevention functional layer that evaporates a layer in contact with a transparent substrate among a plurality of organic material layers of an organic EL element by absorption of laser light, and an upper metal electrode. A structure for forming a sealing film having elasticity is disclosed. And according to this, by evaporating and expanding the leak prevention functional layer of the defective part by laser irradiation, the organic material layer, the metal electrode and the sealing film are pushed up and separated from the transparent electrode, and the leak is suppressed. Are listed.
また、特許文献3には、単純マトリックス構造の有機EL素子に対して、レーザリペアにより欠陥部の第2電極を除去することで欠陥の修正を行う方法が開示されている。
しかしながら、特許文献2に開示された技術では、レーザ照射部の上部層が押し上げられることによって、レーザ照射部の周辺において、上部層の膜プロファイルが変化し発光特性に影響することがある。また、エージング中に押しあげられた部分が下がり、再度、透明基板上の透明電極に有機材料層が接することによって不良箇所が再発する場合がある。 However, in the technique disclosed in Patent Document 2, when the upper layer of the laser irradiation unit is pushed up, the film profile of the upper layer may change around the laser irradiation unit and affect the light emission characteristics. Moreover, the part pushed up during aging falls, and a defective part may recur because an organic material layer touches the transparent electrode on a transparent substrate again.
また、特許文献3では、レーザ照射部の周囲の層の断面形状については記述されていない。 Moreover, in patent document 3, it does not describe about the cross-sectional shape of the layer around a laser irradiation part.
さらに、今後の有機EL素子では、トップエミッション(TE)構造で第2電極の上部に直接封止膜が形成される積層構造が一般的になる。このTE構造で第2電極を除去しリペアを行なおうとした場合、レーザ照射によって除去した第2電極が上下の層に影響を及ぼす。特に第2電極の上部に形成されている封止層がダメージを受けるため、酸素や水分の影響を受けエージング中に照射部の周辺が正常な発光を得られなくなる場合がある。このため、第2電極を狙ったリペアでは、再リークや封止層へのダメージが生じることにより酸素や水分の影響を受け、エージング中に照射部の周辺が正常な発光を得られなくなるという課題がある。 Further, in a future organic EL element, a laminated structure in which a sealing film is directly formed on the second electrode with a top emission (TE) structure is generally used. When the second electrode is removed with this TE structure and repair is attempted, the second electrode removed by laser irradiation affects the upper and lower layers. In particular, since the sealing layer formed on the upper part of the second electrode is damaged, there is a case where normal light emission cannot be obtained around the irradiated part during aging due to the influence of oxygen and moisture. For this reason, the repair aimed at the second electrode is affected by oxygen and moisture due to re-leakage and damage to the sealing layer, and normal light emission cannot be obtained around the irradiated part during aging. There is.
本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、レーザリペア時のダメージを良好に抑制すると共に、封止プロセスを行なった後に雰囲気制御することなくレーザリペアすることができる有機ELディスプレイの製造方法及びそれにより製造された有機ELディスプレイを提供することである。 The present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to satisfactorily suppress damage during laser repair and to perform laser repair without performing atmosphere control after performing a sealing process. It is providing the manufacturing method of the organic electroluminescent display which can be performed, and the organic electroluminescent display manufactured by it.
本発明者らは、レーザリペアによる欠陥部周辺へのダメージの防止と、レーザリペア後のエージングによる欠陥箇所の増大を防ぐため鋭意検討を行い、リペア後の非発光箇所の断面形状とリペア後のエージングによる欠陥増大現象との間に強い相関関係があることを見出し、上記課題を解決することに成功した。 The inventors of the present invention have made extensive studies in order to prevent damage to the periphery of the defect due to laser repair, and to prevent an increase in the number of defective parts due to aging after laser repair. We found that there is a strong correlation with the phenomenon of increasing defects due to aging, and succeeded in solving the above problems.
すなわち本発明に係る有機ELディスプレイの製造方法は、基板、第1電極、発光層を有する有機層及び第2電極がこの順で積層されてなる積層構造体を備えると共に積層構造体内部に輝点欠陥部を有する有機EL素子を準備し、有機EL素子の輝点欠陥部に対応する有機層内の所定層にレーザ光を照射し、多光子吸収を生じさせて欠損部で構成された非発光部を形成することを特徴とする。 That is, the organic EL display manufacturing method according to the present invention includes a laminated structure in which a substrate, a first electrode, an organic layer having a light emitting layer, and a second electrode are laminated in this order, and has a bright spot inside the laminated structure. Non-light-emitting composed of defective parts by preparing an organic EL element having a defective part and irradiating a predetermined layer in the organic layer corresponding to the bright spot defective part of the organic EL element with laser light to cause multiphoton absorption Forming a portion.
本発明の有機EL素子は、発光層を電極で挟持する構造を有するものである。このような有機EL素子を構成する発光層は、電界を印加することによって発光する有機材料を含んで構成される層である。有機層は、発光層等の有機材料を含んで構成される層が積層された構造を有し、通常では、発光層以外に、ホール注入層、ホール輸送層、電子輸送層等を含む。本発明の有機EL素子の好ましい形態としては、例えば、基板、陽極、ホール輸送層、発光層及び陰極がこの順に積層されてなる形態等が挙げられる。このとき、陽極及び陰極のうち少なくとも一方は透光性を有することが好ましい。 The organic EL device of the present invention has a structure in which a light emitting layer is sandwiched between electrodes. The light emitting layer constituting such an organic EL element is a layer including an organic material that emits light when an electric field is applied. The organic layer has a structure in which layers composed of an organic material such as a light-emitting layer are stacked, and usually includes a hole injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, and the like in addition to the light-emitting layer. As a preferable form of the organic EL device of the present invention, for example, a form in which a substrate, an anode, a hole transport layer, a light emitting layer and a cathode are laminated in this order can be mentioned. At this time, it is preferable that at least one of the anode and the cathode has translucency.
上記有機EL素子は、ダストやパーティクルによって画素欠陥(輝点欠陥部)を生じることがある。このような画素欠陥においては、画素内に存在するダストやパーティクルに対してレーザ照射することによって、画素内にレーザ照射による非発光領域が発生するが、画素全体としては発光するようになる。ここで照射するレーザ光には、YAGレーザ、固体レーザ、エキシマレーザ等を用いた各種の方式があるが、本願発明者らは多光子吸収(マルチフォトン吸収)を利用したレーザリペアを行うことによって、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が与えない有機EL素子を作製することに成功した。また、その領域では上下層が電気的に分離しているので上下リークを起こさなくすることができる。 The organic EL element may cause pixel defects (bright spot defects) due to dust or particles. In such a pixel defect, by irradiating the dust or particles present in the pixel with laser, a non-light emitting region is generated in the pixel due to laser irradiation, but the entire pixel emits light. There are various types of laser light used here, such as YAG lasers, solid-state lasers, and excimer lasers. The inventors of the present application perform laser repair using multiphoton absorption (multiphoton absorption). The present inventors have succeeded in producing an organic EL element in which a non-light-emitting portion composed of a defect portion is formed in a predetermined layer in an organic layer, and the peripheral layer and the peripheral region are not damaged in that region. Further, since the upper and lower layers are electrically separated in that region, it is possible to prevent the vertical leak.
上記断面形状を有することによって、特定層を狙いレーザ照射を行っても周囲の層の破壊による再リークや、リペアによる非発光部の広がりが抑えられ、特に封止層へダメージを与えずリークの低減を行うことができる。このため、リペア後のエージングによって酸素や水分の影響を受けにくく、再度リークする確率が著しく低下して長寿命の有機EL素子を作製することができる。 By having the above cross-sectional shape, even if laser irradiation is performed aiming at a specific layer, re-leakage due to destruction of surrounding layers and spread of non-light emitting parts due to repair can be suppressed, and leakage is not particularly caused without damaging the sealing layer. Reduction can be performed. For this reason, it is difficult to be influenced by oxygen and moisture due to aging after repair, and the probability of leaking is remarkably reduced, so that a long-life organic EL element can be produced.
また、照射するレーザ光の焦点は、一層の特定層に集光することが望ましい。多光子吸収(マルチフォトン吸収)は、レーザ光の焦点のエネルギー密度が局所的に高いことによって、狙いとする特定層に焦点を合わせてレーザ照射し、集光点のみの内部加工やスポットサイズ以下の超微細加工を可能とする。このため、狙いとする特定層のみをリペアすることができる。また、特定層以外の層にダメージが及ぶ場合にもダメージの範囲をより低く抑えたレーザリペアを行うことができる。 Further, it is desirable that the focal point of the laser beam to be irradiated is focused on one specific layer. Multi-photon absorption (multi-photon absorption) is focused on a specific layer of interest by laser irradiation due to the locally high energy density of the focus of the laser beam. Enables ultra-fine processing. For this reason, it is possible to repair only the target specific layer. Further, even when damage is applied to layers other than the specific layer, laser repair can be performed with the damage range being suppressed to a lower level.
さらに、本発明に係る有機ELディスプレイの製造方法は、第1又は第2電極の外側にはカラーフィルタ層が設けられており、レーザ光を、カラーフィルタ層を介して輝点欠陥部に照射してもよい。 Furthermore, in the method for manufacturing an organic EL display according to the present invention, a color filter layer is provided outside the first or second electrode, and the bright spot defect portion is irradiated with laser light through the color filter layer. May be.
上記有機EL素子構成において、カラーフィルタ層を備えている場合には、特にその効果を発揮する。多光子吸収を用いたレーザリペアによってカラーフィルタ層が素子構成に含まれている場合にも、カラーフィルタ層や封止樹脂越しのリペアを実現することができ、且つ、レーザ照射による熱の広がりを抑えることによって、照射部の広がりを抑えたリペアを実現することができる。また、カラーフィルタ層へのダメージもほとんどないため光漏れなど光学特性に影響もない。さらに、封止層へのダメージもほとんどない。従って、エージングによって封止性能の劣化に伴う酸素や水分の影響を受けた発光画素の劣化や再リークが生じないリペアを実現することができる。 In the organic EL element configuration, when the color filter layer is provided, the effect is particularly exerted. Even when the color filter layer is included in the element structure by laser repair using multiphoton absorption, repair through the color filter layer and the sealing resin can be realized, and the spread of heat by laser irradiation can be realized. By suppressing, it is possible to realize a repair in which the spread of the irradiation part is suppressed. Further, since there is almost no damage to the color filter layer, there is no influence on optical characteristics such as light leakage. Furthermore, there is almost no damage to the sealing layer. Therefore, it is possible to realize a repair that does not cause deterioration or re-leakage of a light emitting pixel affected by oxygen or moisture due to deterioration of sealing performance due to aging.
また、本発明に係る有機ELディスプレイの製造方法は、有機EL素子が、積層構造体の第2電極上に、封止層、カラーフィルタ層及び対向基板がこの順で積層されていてもよい。 In the organic EL display manufacturing method according to the present invention, the organic EL element may be formed by laminating the sealing layer, the color filter layer, and the counter substrate in this order on the second electrode of the multilayer structure.
有機EL素子では、外部の水分や酸素による劣化を防ぐために、ガラスや金属及び乾燥剤による封止を行うことが一般的である。しかしながら、最近では有機ELの発光を上記第2電極方向から取り出す構造が盛んに検討されている。この場合、従来の封止方法ではなく、有機EL層全体を無機及び有機の樹脂で覆う樹脂封止法を用いることが多い。このような素子構成においても、多光子吸収を用いたレーザリペアを行うことで従来では不可能であった封止樹脂やカラーフィルタ層を介してのリペアが可能となる。 In an organic EL element, sealing with glass, metal, and a desiccant is generally performed to prevent deterioration due to external moisture or oxygen. However, recently, a structure for taking out the light emission of the organic EL from the direction of the second electrode has been actively studied. In this case, not a conventional sealing method but a resin sealing method in which the entire organic EL layer is covered with inorganic and organic resins is often used. Even in such an element configuration, by performing laser repair using multiphoton absorption, repair via a sealing resin or a color filter layer, which has been impossible in the past, becomes possible.
さらに、本発明に係る有機ELディスプレイの製造方法は、照射するレーザ光がフェムト秒レーザ光であってもよい。 Furthermore, in the method for manufacturing an organic EL display according to the present invention, the laser beam to be irradiated may be a femtosecond laser beam.
上記断面構造は多光子吸収(マルチフォトン吸収)を利用したレーザリペアによって形成され、本レーザリペア法として、特にそのレーザを限定するものではないが、多光子吸収(マルチフォトン吸収)を効率よく発現することが可能なフェムト秒レーザを用いることが望ましい。フェムト秒レーザ光を用いることにより、レーザ光の焦点のエネルギー密度が局所的に高いことによって、狙いとする特定層に焦点を合わせてレーザ照射をし、レーザ光の焦点位置を移動させることによって深さ方向の制御もでき、より低ダメージのレーザリペアを行うことができる。 The above cross-sectional structure is formed by laser repair using multiphoton absorption (multiphoton absorption), and the laser repair method is not particularly limited, but multiphoton absorption (multiphoton absorption) is efficiently expressed. It is desirable to use femtosecond lasers that can do this. By using femtosecond laser light, the energy density at the focal point of the laser light is locally high, so that the target specific layer is focused and laser irradiation is performed, and the focal position of the laser light is moved. The vertical direction can also be controlled, and laser repair with lower damage can be performed.
以下に、本レーザリペア法の特徴である多光子吸収(マルチフォトン)方式について説明する。 The multiphoton absorption (multiphoton) method, which is a feature of this laser repair method, will be described below.
レーザの集光点で生じる物理現象は熱加工、プラズマ加工、光電離加工の3つに大別することができる。炭酸ガスレーザは熱加工、YAGレーザはプラズマ加工、UVレーザ・フェムト秒レーザは光電離加工と分けられる。現実には、どのようなレーザを用いても3つのプロセスが同時に発現しており、支配的プロセスはレーザの種類だけではなく、材料の光学吸収特性によって決まる。光電離加工プロセスは、他のプロセスと異なり、加工部周辺が非常にきれいである。これは、レーザ光線によって、ダイレクトに表面分解を行うので熱やプラズマの影響がないことに起因しており、光電離加工を実現するためには、UVレーザかフェムト秒レーザが必要となる。UVレーザは線形吸収を利用した加工であり、フェムト秒レーザは多光子吸収(マルチフォトン吸収)を利用した加工である。 Physical phenomena that occur at the laser focusing point can be broadly divided into three types: thermal processing, plasma processing, and photoionization processing. Carbon dioxide laser is divided into thermal processing, YAG laser is divided into plasma processing, and UV laser and femtosecond laser are divided into photoionization processing. In reality, any laser is used to develop three processes simultaneously, and the dominant process is determined not only by the type of laser but also by the optical absorption characteristics of the material. Unlike other processes, the process of photoionization is very clean around the processed part. This is because the surface is directly decomposed by the laser beam, so that there is no influence of heat or plasma. In order to realize the photoionization processing, a UV laser or a femtosecond laser is required. The UV laser is processing using linear absorption, and the femtosecond laser is processing using multiphoton absorption (multiphoton absorption).
ここで、多光子吸収(マルチフォトン吸収)とは、複数光子を同時に吸収させることにより、入射波長より短い波長と同等の光吸収効果を誘起するものである。多光子吸収(マルチフォトン吸収)の吸収率がn次の非線形吸収係数とビーム電界のn乗の積で表すことができ、この係数が小さいことから、レーザ照射強度が大きいことが絶対的な要件となる。 Here, multiphoton absorption (multiphoton absorption) induces a light absorption effect equivalent to a wavelength shorter than the incident wavelength by simultaneously absorbing a plurality of photons. The absorption factor of multiphoton absorption (multiphoton absorption) can be expressed by the product of the nth-order nonlinear absorption coefficient and the nth power of the beam electric field. Since this coefficient is small, it is an absolute requirement that the laser irradiation intensity be high It becomes.
多光子吸収(マルチフォトン吸収)に必要なフルエンス(光エネルギー密度)と熱加工が発生するパルスエネルギーのパルス幅のそれぞれの関数の閾値より、パルス幅が短いほど熱加工をよく抑えた多光子吸収(マルチフォトン吸収)が発現することがわかる。したがって、パルスエネルギーを調整したレーザを照射することにより多光子吸収(マルチフォトン吸収)による光電離加工が実現する。また、多光子吸収(マルチフォトン吸収)は強度依存プロセスであることより、集光点のみの内部加工やスポットサイズ以下の超微細加工が可能である。 Multiphoton absorption that suppresses thermal processing better as the pulse width is shorter than the threshold value of each function of fluence (light energy density) required for multiphoton absorption (multiphoton absorption) and pulse width of pulse energy generated by thermal processing It can be seen that (multiphoton absorption) appears. Therefore, photoionization processing by multiphoton absorption (multiphoton absorption) is realized by irradiating a laser whose pulse energy is adjusted. In addition, since multiphoton absorption (multiphoton absorption) is an intensity-dependent process, it is possible to perform internal processing only at the focal point or ultra-fine processing below the spot size.
次に、パルス幅が短いナノ秒レーザ、ピコ秒レーザ、フェムト秒レーザで生じる物理現象について説明をする。 Next, physical phenomena that occur in nanosecond lasers, picosecond lasers, and femtosecond lasers with short pulse widths will be described.
パルス幅がナノ秒オーダーで線形吸収が小さい場合、高強度があるがゆえ誘電破壊が生じ、この結果プラズマが発生する。プラズマが発生すると、レーザとプラズマ、プラズマと材料表面の複雑な相互作用になる。この場合、加工閾値は誘電破壊閾値で計算される。 When the pulse width is on the order of nanoseconds and the linear absorption is small, dielectric breakdown occurs due to the high intensity, resulting in the generation of plasma. When plasma is generated, there is a complex interaction between the laser and the plasma, and the plasma and the material surface. In this case, the processing threshold is calculated as a dielectric breakdown threshold.
さらに、パルス幅がピコ秒まで短くなり、なおかつ材料に線形吸収が少ない場合、ナノ秒加工とは違った状況になる。プラズマの発生はエネルギー入力後100ps〜1nsで始まるので、このパルス幅このパルス幅領域ではプラズマとレーザの相互作用がない。この場合、加工を劣化させる原因はフォノンカップリング(電子と格子の相互作用)である。フォノンカップリングはレーザ照射後1〜2psの時間スケールで発生する。 Furthermore, if the pulse width is reduced to picoseconds and the material has little linear absorption, the situation is different from nanosecond processing. Since generation of plasma starts from 100 ps to 1 ns after energy input, there is no interaction between plasma and laser in this pulse width region. In this case, the cause of deterioration of processing is phonon coupling (interaction between electrons and lattices). Phonon coupling occurs on a time scale of 1 to 2 ps after laser irradiation.
フェムト秒レーザ光によるレーザ照射の場合、フォノンカップリングを回避することができる。これにより、フォノンカップリングが誘発する熱変性などを最小限に抑えることが可能となる。短時間に十分なエネルギーを与えることによって、フォノンカップリングのプロセスを経ないで電離が可能である。 In the case of laser irradiation with femtosecond laser light, phonon coupling can be avoided. As a result, thermal denaturation induced by phonon coupling can be minimized. By applying sufficient energy in a short time, ionization is possible without going through the phonon coupling process.
多光子吸収(マルチフォトン吸収)はフェムト秒に限らずナノ秒でも観測し得る現象である。ただし、ナノ秒の場合は、多光子吸収(マルチフォトン吸収)が発現するより低い強度レベルで、プラズマが発生してしまう。結果として、ナノ秒レーザではマルチフォトン吸収による加工は発現しづらく、そのような報告は非常に少ない。 Multiphoton absorption (multiphoton absorption) is a phenomenon that can be observed not only in femtoseconds but also in nanoseconds. However, in the case of nanoseconds, plasma is generated at a lower intensity level than the multiphoton absorption (multiphoton absorption). As a result, processing by multi-photon absorption is difficult to develop with nanosecond lasers, and such reports are very few.
そのため、誘電破壊閾値より多光子吸収(マルチフォトン吸収)加工閾値が低いような特殊な状況を容易に実現するのは、フェムト秒レーザパルスのみということになる。 Therefore, only a femtosecond laser pulse easily realizes a special situation in which the multiphoton absorption (multiphoton absorption) processing threshold is lower than the dielectric breakdown threshold.
また、本発明に係る有機ELディスプレイの製造方法は、レーザ光を、所定層の吸収波長帯における発振波長で照射してもよい。 In the method for manufacturing an organic EL display according to the present invention, laser light may be irradiated at an oscillation wavelength in an absorption wavelength band of a predetermined layer.
このような構成によれば、レーザ光を照射する特定層での、レーザ光の吸収が多くなり、より小さな照射エネルギーで多光子吸収を生じさせることができ、周囲の層、周辺の領域へのダメージを良好に抑制するレーザリペアを行うことができる。 According to such a configuration, the absorption of the laser beam in the specific layer that irradiates the laser beam increases, and multiphoton absorption can be generated with a smaller irradiation energy. Laser repair that suppresses damage can be performed.
さらに、本発明に係る有機ELディスプレイの製造方法は、非発光部を、第1電極内に形成してもよい。 Furthermore, in the method for manufacturing an organic EL display according to the present invention, the non-light emitting portion may be formed in the first electrode.
このような構成によれば、レーザ光を照射した場合、照射部にアブレーションよる微小粒子が生じるが、その微粒子は周囲の層や周辺に吸収される。有機EL素子がアクティブマトリックス等の駆動部を有する構成の場合、駆動部と第1電極の間にはJAS膜等の比較的厚さのある絶縁膜が存在するが、アブレーションによって生じた微小粒子をこの絶縁膜に吸収させることができる。また、有機EL素子が駆動部を有しない場合は、第1電極の下部は例えばガラス基板となるが、ガラス基板の場合でも、アブレーションによって生じた微小粒子をガラス基板に吸収させることができる。このため、周囲の層、周辺の領域へのダメージを良好に抑制するレーザリペアを行うことができる。 According to such a configuration, when laser light is irradiated, fine particles due to ablation are generated in the irradiated portion, but the fine particles are absorbed by the surrounding layers and the periphery. In the case where the organic EL element has a drive unit such as an active matrix, there is a relatively thick insulating film such as a JAS film between the drive unit and the first electrode. This insulating film can be absorbed. Further, when the organic EL element does not have a driving unit, the lower portion of the first electrode is, for example, a glass substrate. Even in the case of a glass substrate, fine particles generated by ablation can be absorbed by the glass substrate. For this reason, the laser repair which suppresses the damage to a surrounding layer and a surrounding area | region favorably can be performed.
また、本発明に係る有機ELディスプレイの製造方法は、非発光部を、発光層内に形成してもよい。 Moreover, the manufacturing method of the organic EL display which concerns on this invention may form a non-light-emission part in a light emitting layer.
このような構成によれば、発光層の吸収波長にレーザ光の発振波長を合わせることによって、電極等の無機層への吸収を抑えることができ、より小さな照射エネルギーで多光子吸収を生じさせることができる。また、照射部にアブレーションによる微小粒子が生じるが、その微小粒子は周囲の層や、周辺に吸収される。有機EL素子がアクティブマトリックス等の駆動部を有する構成の場合、発光層の下層には第1電極、及び比較的厚さがある絶縁膜が存在するので、アブレーションによって生じた微小粒子を第1電極、もしくは絶縁膜に吸収させることができる。また、有機EL素子が駆動部を有しない場合は、第1電極の下部は例えばガラス基板となるが、ガラス基板の場合でも、アブレーションによって生じた微小粒子をガラス基板に吸収させることができる。このため、周囲の層、周辺の領域へのダメージを良好に抑制するレーザリペアを行うことができる。 According to such a configuration, by adjusting the oscillation wavelength of the laser light to the absorption wavelength of the light emitting layer, absorption to the inorganic layer such as an electrode can be suppressed, and multiphoton absorption can be generated with smaller irradiation energy. Can do. Moreover, although the microparticle by ablation arises in an irradiation part, the microparticle is absorbed by the surrounding layer and the periphery. In the case where the organic EL element has a driving unit such as an active matrix, since the first electrode and the insulating film having a relatively large thickness exist below the light emitting layer, fine particles generated by ablation are removed from the first electrode. Alternatively, it can be absorbed by the insulating film. Further, when the organic EL element does not have a driving unit, the lower portion of the first electrode is, for example, a glass substrate. Even in the case of a glass substrate, fine particles generated by ablation can be absorbed by the glass substrate. For this reason, the laser repair which suppresses the damage to a surrounding layer and a surrounding area | region favorably can be performed.
本発明に係る有機ELディスプレイは、基板、第1電極、発光層を有する有機層及び第2電極がこの順で積層された積層構造体を有し、有機層内の所定層に欠損部で構成された非発光部を有することを特徴とする。 The organic EL display according to the present invention has a laminated structure in which a substrate, a first electrode, an organic layer having a light emitting layer, and a second electrode are laminated in this order, and is configured with a defect in a predetermined layer in the organic layer. It is characterized by having a non-light emitting portion.
このような構成によれば、有機ELディスプレイが、積層構造体の有機層内の所定層に欠損部で構成された非発光部を有するため、非発光部に輝点欠陥部を対応させることで、リークによる輝点欠陥を良好に抑制することができる。 According to such a configuration, the organic EL display has a non-light-emitting portion composed of a defect portion in a predetermined layer in the organic layer of the laminated structure. Therefore, the bright spot defect portion corresponds to the non-light-emitting portion. It is possible to satisfactorily suppress bright spot defects due to leakage.
本発明によれば、レーザリペア時のダメージを良好に抑制すると共に、封止プロセスを行なった後に雰囲気制御することなくレーザリペアすることができる有機ELディスプレイの製造方法及びそれにより製造された有機ELディスプレイを提供することができる。 According to the present invention, a method for manufacturing an organic EL display capable of satisfactorily suppressing damage at the time of laser repair and performing laser repair without performing atmosphere control after performing a sealing process, and an organic EL manufactured thereby A display can be provided.
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
(実施形態1)
(有機ELディスプレイ10の構成)
図1に示すように、本発明の実施形態1に係る有機ELディスプレイ10は、基板11、陽極(第1電極)12、有機層13、陰極(第2電極)14、封止層15、カラーフィルタ層16及び封止基板17がこの順に積層された積層構造体25を有する有機EL素子20、さらに有機EL素子20を駆動する不図示の制御部等で構成されている。ここで、本実施形態では、トップエミッション(TE)構造の有機ELディスプレイ10を例に挙げて説明する。
(Embodiment 1)
(Configuration of organic EL display 10)
As shown in FIG. 1, an
基板11は、少なくともその表面が絶縁性で構成されているものが好ましく、例えば、ガラス、石英等の無機材料から形成される基板、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチックから形成される基板、アルミナ等のセラミックスから形成される基板、アルミニウムや鉄等の金属基板にSiO2や有機絶縁材料等の絶縁物をコートした基板、金属基板の表面に陽極酸化法等の方法により絶縁化処理を施した基板等を広く用いることができる。基板11上には、有機EL素子20を駆動させるために必要な、例えば2トランジスタ及び1コンデンサー構成を有するようなTFT回路等が形成されている。
The
陽極12は、基板11上に形成されており、公知の電極材料を用いて形成される。有機層13にホールを注入する陽極12の材料としては、Au、Pt、Ni等の仕事関数が高い金属や、ITO、IDIXO〔酸化インジウム−インジウム亜鉛酸化物;In2O3(ZnO)n〕、SnO2等の透明導電材料等が挙げられる。本発明の実施形態に係る有機ELディスプレイ10は、輝点欠陥部のリペアとして、陽極12に欠損部21(非発光部)が形成されている。
The
尚、欠損部21(非発光部)は、本実施形態では陽極12に形成されているが、これに限らず、例えば、陰極14や有機層13等のその他の層、又は、それらを横断するように複数の層に形成されてもよい。
In addition, although the defect | deletion part 21 (non-light-emission part) is formed in the
陰極14は、有機層13上に形成されており、公知の電極材料を用いて形成される。有機層13に電子を注入する陰極14としては、Ca/Al、Ce/Al、Cs/Al、Ba/Al等の仕事関数の低い金属と安定な金属とを積層した金属電極、Ca:Al合金、Mg:Ag合金、Li:Al合金等の仕事関数の低い金属を含有する金属電極、LiF/Al、LiF/Ca/Al、BaF2/Ba/Al等の絶縁層(薄膜)及び金属電極を組み合わせた電極等が挙げられる。陽極12及び陰極14の形成方法としては、蒸着法、電子ビーム(Electoron Beam ;EB)法、分子線エピタクシー(Molecular Beam Epitaxy;MBE)法、スパッタ法等のドライプロセス、又は、スピンコート法、印刷法、インクジェット法等のウエットプロセスを用いることができる。
The
有機層13は、少なくとも一層の発光層23を有している。有機層13(又はこれに含まれる発光層23)は、一層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。
The
発光層23の発光材料としては、有機EL素子20用の公知の発光材料を用いることができるが、特にこれに限定されるものではない。具体的には、低分子発光材料、高分子発光材料、高分子発光材料の前駆体等を用いることができる。
As the light emitting material of the
低分子発光材料としては、例えば、4,4’−ビス(2,2’−ジフェニルビニル)−ビフェニル(DPVBi)等の芳香族ジメチリデェン化合物、5−メチル−2−[2−[4−(5−メチル−2−ベンゾオキサゾリル)フェニル]ビニル]ベンゾオキサゾール等のオキサジアゾール化合物、3−(4−ビフェニルイル)−4−フェニル−5−t−ブチルフェニル−1,2,4−トリアゾール(TAZ)等のトリアゾ−ル誘導体、1,4−ビス(2−メチルスチリル)ベンゼン等のスチリルベンゼン化合物、チオピラジンジオキシド誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、フルオレノン誘導体等の蛍光性有機材料、アゾメチン亜鉛錯体、(8−ヒドロキシキノリナト)アルミニウム錯体(Alq3)等の蛍光性有機金属化合物等が挙げられる。高分子発光材料としては、例えば、ポリ(2−デシルオキシ−1,4−フェニレン)(DO−PPP)、ポリ[2,5−ビス−[2−(N,N,N−トリエチルアンモニウム)エトキシ]−1,4−フェニル−アルト−1,4−フェニルレン]ジブロマイド(PPP−NEt3+)、ポリ[2−(2’−エチルヘキシルオキシ)−5−メトキシ−1,4−フェニレンビニレン](MEH−PPV)、ポリ[5−メトキシ−(2−プロパノキシサルフォニド)−1,4−フェニレンビニレン](MPS−PPV)、ポリ[2,5−ビス−(ヘキシルオキシ)−1,4−フェニレン−(1−シアノビニレン)](CN−PPV)、ポリ(9,9−ジオクチルフルオレン)(PDAF)等の蛍光性有機金属化合物が挙げられる。高分子発光材料の前駆体としては、例えば、PPV前駆体、PNV前駆体、PPP前駆体等が挙げられる。 Examples of the low-molecular light emitting material include aromatic dimethylidene compounds such as 4,4′-bis (2,2′-diphenylvinyl) -biphenyl (DPVBi), 5-methyl-2- [2- [4- (5 Oxadiazole compounds such as -methyl-2-benzoxazolyl) phenyl] vinyl] benzoxazole, 3- (4-biphenylyl) -4-phenyl-5-t-butylphenyl-1,2,4-triazole (TAZ) and other triazole derivatives, 1,4-bis (2-methylstyryl) benzene and other styrylbenzene compounds, thiopyrazine dioxide derivatives, benzoquinone derivatives, naphthoquinone derivatives, anthraquinone derivatives, diphenoquinone derivatives, fluorenone derivatives, etc. Fluorescent organic material, azomethine zinc complex, (8-hydroxyquinolinato) aluminium Complex (Alq3) fluorescent organic metal compound such as and the like. Examples of the polymer light emitting material include poly (2-decyloxy-1,4-phenylene) (DO-PPP), poly [2,5-bis- [2- (N, N, N-triethylammonium) ethoxy]. -1,4-phenyl-alt-1,4-phenylylene] dibromide (PPP-NEt 3+ ), poly [2- (2′-ethylhexyloxy) -5-methoxy-1,4-phenylenevinylene] (MEH -PPV), poly [5-methoxy- (2-propanoxysulfonide) -1,4-phenylenevinylene] (MPS-PPV), poly [2,5-bis- (hexyloxy) -1,4- And fluorescent organometallic compounds such as phenylene- (1-cyanovinylene)] (CN-PPV) and poly (9,9-dioctylfluorene) (PDAF). Examples of the precursor of the polymer light emitting material include a PPV precursor, a PNV precursor, a PPP precursor, and the like.
封止層15は、カラーフィルタ層16及び封止基板17は、この順に陰極14上に形成されており、それぞれ公知の材料を用いて形成されている。
In the
(有機ELディスプレイ10の製造方法)
次に、本発明の実施形態1に係る有機ELディスプレイ10の製造方法について説明する。
(Method for manufacturing organic EL display 10)
Next, a method for manufacturing the
まず、TFT回路を有する基板11上にスルーホールを介して電気的に接続したAl電極をスパッタリング法で100nmの厚さに成膜し、画素サイズにフォトリソプロセスによってパターンニングする。
First, an Al electrode electrically connected through a through hole is formed on a
次に、その上に陽極12となるITO透明電極を形成する。ITO膜はスパッタリング法で成膜され、画素サイズにフォトリソプロセスによってパターンニングする。画素サイズは、例えば、Al電極、ITO電極共に画素幅200μm、抜き幅30μmピッチにパターンニングする。
Next, an ITO transparent electrode to be the
次に、陽極12が形成された透明の基板11上に、正孔注入層(Cupcを35nm)、正孔輸送層(TPDを45nm)、発光層23(白色発光材料55nm)、電子注入層(LI2Oを1nm)および陰極14(Alを5nm)を順次真空蒸着法などにより堆積成膜させる。
Next, on the
次に、その上に透明性を保つためにITO電極をイオンプレーティング法で成膜する。 Next, in order to maintain transparency, an ITO electrode is formed thereon by an ion plating method.
次に、CVD法でSiNx膜を2μm形成して封止膜とし、最後にUV硬化樹脂を用いて、封止基板17をCF6が形成されている側を内側に貼り合わせることにより、有機EL素子20を形成する。
Next, a SiNx film of 2 μm is formed by a CVD method to form a sealing film, and finally a UV curable resin is used to bond the sealing
本実施形態は、有機EL素子20の作製方法の一例を示したもので、用いる有機材料、封止膜等はこれらの限定するものではない。また、有機層13の成膜法に関しても、ここでは低分子発光素子に準じたプロセスの例を示したが、これに限定するものではなく、例えば高分子有機EL材料をインクジェットプロセスなどの印刷法で成膜してもよい。
The present embodiment shows an example of a method for producing the organic EL element 20, and the organic material, the sealing film, and the like to be used are not limited thereto. In addition, regarding the method of forming the
次に、上述のようにして形成した有機EL素子20に、異物等の輝点欠陥部(画素欠陥等)が生じているときのリペア法について、図2を用いて説明する。 Next, a repair method when a bright spot defect portion (pixel defect or the like) such as a foreign substance is generated in the organic EL element 20 formed as described above will be described with reference to FIG.
まず、輝点欠陥部を有する有機EL素子20に対し、全面点灯させるように電圧を印加する。これにより、非発光画素の存在を確認する。この非発光画素の位置が素子内部の輝点欠陥部位に対応している。 First, a voltage is applied to the organic EL element 20 having a bright spot defect portion so as to light the entire surface. This confirms the presence of non-light emitting pixels. The position of the non-light emitting pixel corresponds to a bright spot defect site inside the element.
次に、輝点欠陥部に対して、フェムト秒レーザリペア装置30を用いてレーザリペアを行う。フェムト秒レーザリペア装置30は、フェムト秒レーザ発振器31、絞り32、ミラー33、レンズ34で構成されている。
Next, laser repair is performed on the bright spot defect using the femtosecond
フェムト秒レーザ光は、顕微鏡搭載パルス可変型励起レーザ光であり、発振波長は任意に選択できる。フェムト秒レーザ光の照射は、例えば、そのパルス時間幅が100フェムト秒以下、好ましくは1フェムト秒以下となるようにしてカラーフィルタ層16側から行う。また、フェムト秒レーザ光の波長は、どのようなものであってもよいが、特に中波長(700〜900nm、好ましくは780nm)であるのが好ましい。また、フェムト秒レーザ光を、陽極の吸収波長帯における発振波長で照射するのが好ましい。
The femtosecond laser light is a microscope-mounted pulse variable excitation laser light, and the oscillation wavelength can be arbitrarily selected. Irradiation with femtosecond laser light is performed from the
リペアの焦点は、低ダメージのリペアを実現するために、輝点欠陥部位に対応する陽極12に合わせる。レーザ光の焦点は、フェムト秒レーザリペア装置30に搭載されている絞り32及びレンズ34を調節することにより行う。
The focus of repair is adjusted to the
このようにしてフェムト秒レーザ光を照射することにより、陽極12の輝点欠陥部位に対応する領域に多光子吸収が生じて欠損部21が形成され、これによりリークの抑制が実現される。
By irradiating femtosecond laser light in this way, multiphoton absorption occurs in a region corresponding to the bright spot defect portion of the
また、リペアの焦点は、陽極12に限定されず、例えば、発光層23に合わせ、発光層23内に欠損部21を形成してもよい。
Further, the focus of repair is not limited to the
(実施形態2)
(有機ELディスプレイ40の構成)
次に、本発明の実施形態2に係る有機ELディスプレイの構成について、図を用いて詳細に説明する。以下、実施形態1に係る有機ELディスプレイ10と同様の構成要素については同符号を付し、その説明を省略する。
(Embodiment 2)
(Configuration of organic EL display 40)
Next, the configuration of the organic EL display according to Embodiment 2 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Hereinafter, the same components as those of the
図3に示すように、本発明の実施形態2に係る有機ELディスプレイ40は、基板11、陽極(第1電極)12、有機層43、陰極(第2電極)14、封止層15及び封止基板17がこの順に積層された積層構造体45を有する有機EL素子44、さらに有機EL素子44を駆動する不図示の制御部等で構成されている。本実施形態では、トップエミッション(TE)構造の有機ELディスプレイを例に挙げて説明する。
As shown in FIG. 3, the
実施形態2に係る有機ELディスプレイ40は、発光層46を備えた有機層43自体がカラーフィルタの機能を有する構成であり、封止層15上にカラーフィルタ層を設けていない点で、実施形態1に係る有機ELディスプレイ10と異なっている。
The
有機層43は、少なくとも一層の発光層46を有している。有機層43(又はこれに含まれる発光層46)は、一層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。有機層43には、RED、Green、Blueの画素ごとに発光層46が設けられている。
The
本発明の実施形態に係る有機ELディスプレイ40は、輝点欠陥部のリペアとして、RED、Green、Blueの画素にそれぞれ対応する部位の陽極12に、欠損部47(非発光部)が形成されている。
In the
尚、欠損部47(非発光部)は、本実施形態では陽極12に形成されているが、これに限らず、例えば、有機層43や陰極14等のその他の層、又は、それらを横断するように複数の層に形成されてもよい。
In addition, although the defect | deletion part 47 (non-light-emission part) is formed in the
(有機ELディスプレイ40の製造方法)
次に、本発明の実施形態2に係る有機ELディスプレイ40の製造方法について説明する。
(Method for manufacturing organic EL display 40)
Next, a method for manufacturing the
まず、TFT回路を有する基板11上にスルーホールを介して電気的に接続したAl電極をスパッタリング法で100nmの厚さに成膜し、画素サイズにフォトリソプロセスによってパターンニングする。
First, an Al electrode electrically connected through a through hole is formed on a
次に、その上に陽極12となるITO透明電極を形成する。ITO膜はスパッタリング法で成膜され、画素サイズにフォトリソプロセスによってパターンニングする。画素サイズは、例えば、Al電極、ITO電極共に画素幅200μm、抜き幅30μmピッチにパターンニングする。
Next, an ITO transparent electrode to be the
次に、陽極12が形成された透明の基板11上に、正孔注入層(Cupcを35nm)、正孔輸送層(TPDを45nm)を順次真空蒸着法等により堆積成膜させる。発光層46(発光材料55nm)は、RED、Green、Blueの各色ごとにそれぞれ発光材料を、マスクを用いて真空蒸着法等により堆積成膜し、各色の塗り分けを行う。
Next, a hole injection layer (Cupc is 35 nm) and a hole transport layer (TPD is 45 nm) are sequentially deposited on the
その後、電子注入層(LI2Oを1nm)および陰極14(Alを5nm)を順次真空蒸着法などにより堆積成膜させる。 Thereafter, an electron injection layer (LI 2 O of 1 nm) and a cathode 14 (Al of 5 nm) are sequentially deposited by vacuum evaporation or the like.
次に、その上に透明性を保つためにITO電極をイオンプレーティング法で成膜する。 Next, in order to maintain transparency, an ITO electrode is formed thereon by an ion plating method.
次に、CVD法でSiNx膜を2μm形成して封止膜とし、最後にUV硬化樹脂を用いて、封止基板17をCF6が形成されている側を内側に貼り合わせることにより(UV硬化樹脂膜の厚さは20μm)、有機EL素子44を形成する。
Next, a SiNx film of 2 μm is formed by a CVD method to form a sealing film, and finally, a UV curable resin is used to bond the sealing
本実施形態は、有機EL素子44の作製方法の一例を示したもので、用いる有機材料、封止膜等はこれらの限定するものではない。また、有機層43の成膜法に関しても、ここでは低分子発光素子に準じたプロセスの例を示したが、これに限定するものではなく、例えば高分子有機EL材料をインクジェットプロセスなどの印刷法で成膜してもよい。
This embodiment shows an example of a method for producing the organic EL element 44, and the organic material, sealing film, and the like to be used are not limited thereto. In addition, regarding the film formation method of the
次に、上述のようにして形成した有機EL素子44に、異物等の輝点欠陥部(画素欠陥等)が生じているときのリペア法について、図4を用いて説明する。 Next, a repair method when a bright spot defect portion (pixel defect or the like) such as a foreign substance is generated in the organic EL element 44 formed as described above will be described with reference to FIG.
まず、輝点欠陥部を有する有機EL素子44に対し、全面点灯させるように電圧を印加する。これにより、非発光画素の存在を確認する。この非発光画素の位置が素子内部の輝点欠陥部位に対応している。 First, a voltage is applied to the organic EL element 44 having a bright spot defect portion so as to light the entire surface. This confirms the presence of non-light emitting pixels. The position of the non-light emitting pixel corresponds to a bright spot defect site inside the element.
次に、輝点欠陥部に対して、フェムト秒レーザリペア装置30を用いてレーザリペアを行う。
Next, laser repair is performed on the bright spot defect using the femtosecond
リペアの焦点は、輝点欠陥部位に対応する陽極12に合わせる。レーザ光の焦点は、フェムト秒レーザリペア装置30に搭載されている絞り32及びレンズ34を調節することにより行う。
The focus of repair is adjusted to the
このようにしてフェムト秒レーザ光を照射することにより、陽極12の輝点欠陥部位に対応する領域に多光子吸収が生じて欠損部47が形成され、これによりリークの抑制が実現される。
By irradiating the femtosecond laser light in this way, multiphoton absorption occurs in a region corresponding to the bright spot defect portion of the
また、リペアの焦点は、陽極12に限定されず、例えば、RED、Green、Blueの各色の発光層46に合わせ、発光層46内に欠損部47を形成してもよい。
Further, the focus of repair is not limited to the
本発明の実施形態1に係るレーザリペア法を用いた画素欠陥のリペアの効果を調べるため、以下の実験を行った。 In order to investigate the effect of pixel defect repair using the laser repair method according to the first embodiment of the present invention, the following experiment was performed.
まず、上述した実施形態のトップエミッション(TE)構造の有機EL素子を2つ準備し、それらを全面点灯させるようにそれぞれ電圧を印加したところ、非発光画素がそれぞれの素子について10箇所ずつ存在するのが確認された。ここでこれら2つの有機EL素子を素子A及び素子Bとする。素子A、Bともに非発光画素を顕微鏡観察すると、画素内部に1〜3ミクロン程度の微少なパーティクルが含まれていることが分かった。 First, when two organic EL elements having the top emission (TE) structure of the above-described embodiment are prepared and voltages are applied so as to light them all over, there are ten non-light emitting pixels for each element. It was confirmed. Here, let these two organic EL elements be element A and element B. When the non-light-emitting pixels were observed with a microscope in both the elements A and B, it was found that minute particles of about 1 to 3 microns were contained inside the pixels.
次に、素子Aの欠陥画素内のパーティクルに対しては、図5に示すように、YAGレーザ60を用いたリペア装置を用いてレーザリペアを行い、リペア後の有機EL素子(比較例)を得た。YAGレーザ60は、ここでは顕微鏡搭載型パルス励起QスイッチNd:YAGレーザを用い、発振波長を532nmとした。
Next, as shown in FIG. 5, laser repair is performed on the particles in the defective pixel of the element A using a repair device using the
また、素子Bの欠陥画素内のパーティクルに対して、本発明の実施形態に係るフェムト秒レーザリペア装置を用いてレーザリペアを行い、リペア後の有機EL素子(実施例1)を得た。また、フェムト秒レーザ光の発振波長を780nmであり、本波長は素子Bを構成する膜の何れについても吸収率が10%以下である。通常の吸収率が10%程度の場合、多光子吸収ではないレーザ光でいくら照射しても、膜にダメージを与えることはできない。 Further, laser repair was performed on the particles in the defective pixel of the element B using the femtosecond laser repair apparatus according to the embodiment of the present invention, and an organic EL element after repair (Example 1) was obtained. Further, the oscillation wavelength of the femtosecond laser light is 780 nm, and this wavelength has an absorptance of 10% or less for any of the films constituting the element B. When the normal absorptance is about 10%, the film cannot be damaged no matter how much irradiation is performed with laser light that is not multiphoton absorption.
比較例及び実施例1において、レーザ光は、封止基板側からカラーフィルタ層を介して照射した。また、リペアの焦点は何れのレーザ光においても陽極であるAl付近に合わせた。レーザ光の焦点は、レーザ装置に搭載されている顕微鏡を用いて調節した。照射スポットは円形で直径10μmとした。 In Comparative Example and Example 1, the laser beam was irradiated from the sealing substrate side through the color filter layer. Further, the repair was focused on the vicinity of Al as the anode in any laser beam. The focus of the laser light was adjusted using a microscope mounted on the laser device. The irradiation spot was circular and had a diameter of 10 μm.
(比較例の評価結果)
このような条件下でレーザリペア処理を行ったところ、YAGレーザ60を用いた素子Bについては、カラーフィルタ層や有機層に吸収され、欠陥画素のリペアを行うことができなかった。これは、YAGレーザ光の波長532nmはカラーフィルタ層等の吸収を強く受けるので、有機層までレーザ光のパワーが届かなかったためであると考えられる。そのため、カラーフィルタ層だけがレーザによって消滅している箇所もあった。
(Evaluation result of comparative example)
When laser repair processing was performed under such conditions, the element B using the
そこで、比較例において、YAGレーザ光の強度をさらに強くし、照射回数を多くしたところ、図5に示すように、素子Aにおいてレーザ光の照射領域が大きく破損し、レーザスポットに対して数倍の穴が開いた。これは、レーザ光によって電極を焼ききることはできたが、その際に非常に大きな熱が発生し、フォーカスした電極だけでなく、周囲にも影響を及ぼしてしまったことが原因である。その結果、欠陥画素はリペアできず、リペア前よりも大きなリーク電流が流れてしまった。このように、通常のレーザ光ではカラーフィルタ層や樹脂封止膜に吸収されてしまう。図5の変色部70は、カラーフィルタ層がレーザ光を吸収したために変色した部位を示す。このため、素子の奥のほうまで光を照射させることが難しく、強度を上げて光を奥まで浸透させたとしても、熱の発生を防ぐことができない。このため、結果的にリペアではなく、素子を破損してしまう虞があることが分かった。
Therefore, in the comparative example, when the intensity of the YAG laser light is further increased and the number of times of irradiation is increased, as shown in FIG. The hole was opened. This is because although the electrodes could be burned out by the laser light, very large heat was generated at that time, affecting not only the focused electrodes but also the surroundings. As a result, the defective pixel cannot be repaired, and a larger leak current flows than before the repair. Thus, normal laser light is absorbed by the color filter layer and the resin sealing film. The
(実施例1の評価結果)
フェムト秒レーザ光を用いた素子Bに関しては、10箇所全ての非発光画素が点灯するようになり、リペアは成功した。
(Evaluation result of Example 1)
Regarding the element B using the femtosecond laser beam, all the ten non-light emitting pixels are turned on, and the repair was successful.
素子Bにおいて、レーザ照射領域に対して直径約5μm程度の非発光領域が生じ、非点灯画素のリークが改善され発光画素となった。また、照射箇所から光漏れが見られないことより、カラーフィルタ層、有機層へのダメージは少なく、光学特性への影響も問題ないことが確認された。 In the element B, a non-light emitting region having a diameter of about 5 μm was generated with respect to the laser irradiation region, and the leakage of the non-lighted pixel was improved to become a light emitting pixel. Further, since no light leakage was observed from the irradiated portion, it was confirmed that there was little damage to the color filter layer and the organic layer, and there was no problem on the optical characteristics.
リペア箇所の断面を走査電子顕微鏡(SEM)で観察したところ、主に陽極の特定部が除去されており、アブレーションによって生じた微小粒子が絶縁膜に吸収されており、封止層、カラーフィルタ層へのダメージは見られなかった。素子Bについて、欠陥箇所9個をエージング試験を行ったところ、全ての箇所で再リークすることなく、再度欠陥画素になることはなかった。 When the cross section of the repaired portion was observed with a scanning electron microscope (SEM), the specific part of the anode was mainly removed, and the fine particles generated by ablation were absorbed by the insulating film, and the sealing layer, color filter layer No damage was seen. An aging test was performed on nine defective portions of the element B. As a result, the defective pixels were not formed again without leaking again at all the portions.
次に、実施形態2と同様の構成の、RED、Green、Blueの画素ごとに発光層を設けたTE構造の有機EL素子Cについて、フェムト秒レーザ光の照射によるリペアを行い、これを実施例2とした。リペアの方法は、実施形態2と同様とし、リペアの焦点は、第1電極である陽極に合わせ、陽極を焼ききることでリークを修正することにした。 Next, a TE structure organic EL element C having a light emitting layer for each of RED, Green, and Blue pixels having the same configuration as that of the second embodiment is repaired by irradiation with femtosecond laser light. 2. The repair method is the same as that of the second embodiment, and the focus of repair is aligned with the anode that is the first electrode, and the leak is corrected by burning the anode.
(実施例2の評価結果)
実施例2で用いた素子Cの欠陥画素は、RED、Green、Blueの画素ごとにそれぞれ10箇所ずつ(合計30箇所)形成されていたが、レーザ光を集光させて照射することにより狙いとした陽極を除去でき、さらに全ての箇所で周囲の層へのダメージも見られず、リペアは成功した。
(Evaluation result of Example 2)
The defective pixels of the element C used in Example 2 were formed at 10 locations for each of the RED, Green, and Blue pixels (a total of 30 locations). The anode was removed, and no damage was seen on the surrounding layers at all points, so the repair was successful.
また、照射箇所から光漏れが見られないことより、有機層へのダメージは少なく、光学特性への影響も問題ないことが確認された。 Moreover, since no light leakage was observed from the irradiated part, it was confirmed that there was little damage to the organic layer and no problem on the optical characteristics.
さらに、レーザ照射箇所の断面形状を走査電子顕微鏡(SEM)を用いて観察したところ、主に陽極が除去されており、アブレーションによって生じた微小粒子が絶縁膜に吸収され、封止層へのダメージは見られなかった。 Furthermore, when the cross-sectional shape of the laser irradiated portion was observed using a scanning electron microscope (SEM), the anode was mainly removed, and the fine particles generated by ablation were absorbed by the insulating film, resulting in damage to the sealing layer. Was not seen.
また、これらのリペア箇所をエージングしたところ、再リークは起こらなかった。このように、発光部をRED、Green、Blueの画素ごとに異なる発光材料を成膜したトップエミッション構造の有機EL素子Cにおいて、焦点を陽極にあわせてレーザリペアを行っても、再リークや封止層の封止性能の劣化が生じない低ダメージで、狙いとする層を除去するリペアを実現することができた。 Further, when these repair locations were aged, no re-leakage occurred. Thus, in the organic EL element C having a top emission structure in which a light emitting part is formed with a different light emitting material for each pixel of RED, Green, and Blue, even if laser repair is performed with the focus on the anode, re-leakage or sealing It was possible to realize repair that removes the target layer with low damage that does not cause deterioration of the sealing performance of the stopper layer.
次に、実施例1と同様にTE構造を有する有機EL素子Dにおいて、図6に示すように、フェムト秒レーザ光の照射によるリペアを行い、これを実施例3とした。リペアの方法は、実施形態1と同様とし、リペアの焦点は、発光層(例えば、Alq3)に合わせた。さらに、レーザ光の発振波長を有機層である発光層に合わせ、発光層を焼き切ることでリークを修正することにした。 Next, in the organic EL element D having the TE structure as in Example 1, as shown in FIG. 6, repair was performed by irradiation with femtosecond laser light. The repair method was the same as in Embodiment 1, and the focus of repair was adjusted to the light emitting layer (for example, Alq3). Furthermore, it was decided to correct the leak by matching the oscillation wavelength of the laser light with the light emitting layer, which is an organic layer, and burning the light emitting layer.
(実施例3の評価結果)
実施例3で用いた素子Dの欠陥画素が10箇所であったものが、全ての箇所で周囲の層へのダメージも見られず、レーザ光を集光させることにより狙いとした発光層を除去し、リペアは成功した。
(Evaluation result of Example 3)
Although there were 10 defective pixels in the element D used in Example 3, no damage to the surrounding layers was observed at all locations, and the target light emitting layer was removed by condensing the laser light. The repair was successful.
また、照射箇所から光漏れが見られないことより、レーザ光の発振波長の吸収が少ない無機層である陽極及び陰極や、カラーフィルタ層、樹脂層へのダメージは少なく、光学特性への影響も問題ないことが確認された。 In addition, since no light leakage is observed from the irradiated part, there is little damage to the anode and cathode, the color filter layer, and the resin layer, which are inorganic layers with little absorption of the oscillation wavelength of the laser light, and the optical characteristics are also affected. It was confirmed that there was no problem.
さらに、レーザ照射箇所の1箇所の断面形状を、走査電子顕微鏡(SEM)を用いて観察したところ、主に発光層が除去されており、アブレーションによって生じた微小粒子が陽極、及び、絶縁膜に吸収されており、封止層、カラーフィルタ層へのダメージは見られなかった。 Furthermore, when the cross-sectional shape of one place of the laser irradiation place was observed using a scanning electron microscope (SEM), the light emitting layer was mainly removed, and the fine particles generated by ablation were applied to the anode and the insulating film. Absorbed and no damage to the sealing layer and the color filter layer was observed.
また、これらのリペア箇所をエージングしたところ、再リークは起こらなかった。このように、焦点を発光層にあわせてレーザリペアを行っても、再リークや封止層の封止性能の劣化が生じない低ダメージで、狙いとする層を除去するリペアを実現することができた。 Further, when these repair locations were aged, no re-leakage occurred. In this way, it is possible to realize a repair that removes the target layer with low damage that does not cause re-leakage or deterioration of the sealing performance of the sealing layer even if laser repair is performed with the focus on the light emitting layer. did it.
次に、実施例1と同様のTE構造を有する有機EL素子に対して、図7に示すように、フェムト秒レーザ光の照射によるリペアを行い、これを実施例4とした。ここで、実施例4では、カラーフィルタ層にRED、Green、Blueの3色の絵素がマトリックス状配置されて各画素を構成する有機EL素子E,Fを準備した。 Next, the organic EL element having the same TE structure as in Example 1 was repaired by irradiation with femtosecond laser light as shown in FIG. Here, in Example 4, organic EL elements E and F, each of which constitutes each pixel, were prepared by arranging three-color picture elements of RED, Green, and Blue on the color filter layer in a matrix.
リペアの方法は、実施形態1と同様とし、リペアの焦点は陽極に合わせ、陽極を焼き切ることでリークを修正することにした。 The repair method was the same as that of the first embodiment, and the focus of repair was adjusted to the anode and the leak was corrected by burning off the anode.
また、有機EL素子Eに照射するレーザ光の波長を780nmに、有機EL素子Fに照射するレーザ光の波長を490nmにそれぞれ設定した。 In addition, the wavelength of the laser light applied to the organic EL element E was set to 780 nm, and the wavelength of the laser light applied to the organic EL element F was set to 490 nm.
(実施例4の評価結果)
素子Eの欠陥画素は、RED、Green、Blueの画素ごとにそれぞれ10箇所ずつ(合計30箇所)形成されていたが、レーザ光(波長780nm)を集光させて照射することにより狙いとした陽極を除去でき、さらに全ての箇所で周囲の層へのダメージも見られず、リペアは成功した。
(Evaluation result of Example 4)
The defective pixels of the element E were formed at 10 locations for each of the RED, Green, and Blue pixels (a total of 30 locations). The anode targeted by condensing and irradiating laser light (wavelength 780 nm) The repair was successful with no damage to the surrounding layers at all points.
また、素子Fの欠陥画素も、RED、Green、Blueの画素ごとにそれぞれ10箇所ずつ(合計30箇所)形成されていたが、レーザ光(波長490nm)を集光させて照射することにより狙いとした陽極を除去でき、さらに全ての箇所で周囲の層へのダメージも見られず、リペアは成功した。 In addition, the defective pixels of the element F are also formed at 10 locations (30 locations in total) for each of the RED, Green, and Blue pixels. However, the laser beam (wavelength 490 nm) is focused and irradiated. The anode was removed, and no damage was seen on the surrounding layers at all points, so the repair was successful.
また、素子E,Fともに、照射箇所から光漏れが見られないことより、カラーフィルタ層及び樹脂層へのダメージは少なく、光学特性への影響も問題ないことが確認された。 In addition, it was confirmed that both the elements E and F did not cause light leakage from the irradiated portion, so that there was little damage to the color filter layer and the resin layer, and there was no problem on the optical characteristics.
ただし、素子E,Fの各色の画素を比較すると、透過率の高い波長(RED、Greenは780nmの波長を用いた素子E、Blueは490nmの波長を用いた素子F)を用いた場合のほうが、低エネルギーでリペアができるため、照射箇所の広がりが抑えられていた。 However, when comparing the pixels of each color of the elements E and F, it is better to use a wavelength with a high transmittance (RED, Green is an element E using a wavelength of 780 nm, and Blue is an element F using a wavelength of 490 nm). Since the repair can be performed with low energy, the spread of the irradiated part was suppressed.
また、素子E,Fのレーザ照射箇所の断面形状を、走査電子顕微鏡(SEM)を用いて観察したところ、どちらの素子もRED、Green、Blueの画素のそれぞれに対応して、主に陽極が除去されていた。また、アブレーションによって生じた微小粒子が絶縁膜に吸収されており、封止層、カラーフィルタ層へのダメージは見られなかった。しかし、周囲への広がりを比較すると、透過率の高い波長(RED、Greenは780nmの波長を用いた素子E、Blueは490nmの波長を用いた素子F)を用いた場合のほうが、照射箇所の広がりは抑制されていた。 Further, when the cross-sectional shape of the laser irradiation locations of the elements E and F was observed using a scanning electron microscope (SEM), both elements correspond to the RED, Green, and Blue pixels, respectively, and the anode mainly It was removed. Further, fine particles generated by ablation were absorbed by the insulating film, and no damage to the sealing layer and the color filter layer was observed. However, when the spread to the surroundings is compared, it is better to use a wavelength having a high transmittance (RED, Green is an element E using a wavelength of 780 nm, and Blue is an element F using a wavelength of 490 nm). The spread was suppressed.
また、素子E,Fともに、これらのリペア箇所をエージングしたところ、再リークは起こらなかった。このように、カラーフィルタ層の各色の透過率が多い波長を選択し、レーザリペアを行うことによって、さらにダメージが少なく、照射領域も小さいリペアが実現されることが確認された。 In addition, when both of the elements E and F were aged at these repair locations, no re-leakage occurred. As described above, it was confirmed that by selecting a wavelength having a high transmittance of each color of the color filter layer and performing laser repair, a repair with less damage and a small irradiation area can be realized.
尚、上記実施例1〜4で用いたリペアの諸条件は、実験対象となる有機EL素子の画素の大きさ、パネルサイズ、構成材料等の違いによって最適値が存在する。従って、本実施例1〜4で用いたリペアの諸条件は一例であり、これらに限定されるものではない。 The various repair conditions used in Examples 1 to 4 have optimum values depending on differences in pixel size, panel size, constituent material, and the like of the organic EL element to be tested. Therefore, the repair conditions used in Examples 1 to 4 are examples, and the present invention is not limited to these.
(作用効果)
次に作用効果について説明する。
(Function and effect)
Next, the function and effect will be described.
本発明の実施形態1に係る有機ELディスプレイの製造方法は、基板11、陽極(第1電極)12、発光層23を有する有機層43及び陰極(第2電極)14がこの順で積層されてなる積層構造体25を備えると共に積層構造体25内部に輝点欠陥部を有する有機EL素子20を準備し、有機EL素子20の輝点欠陥部に対応する有機層内の所定層にレーザ光を照射し、多光子吸収を生じさせて欠損部で構成された非発光部21を形成することを特徴とする。
In the method for manufacturing an organic EL display according to Embodiment 1 of the present invention, a
このような構成によれば、多光子吸収(マルチフォトン吸収)を利用したレーザリペアを行うことによって、リークの再発がなく、かつ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。このため、リペア後のエージングによって、酸素や水分の影響を受けにくく、また再度リークする確率が著しく低下し、素子寿命の長い有機EL素子を提供することができる。 According to such a configuration, by performing laser repair using multiphoton absorption (multiphoton absorption), repair of a bright spot defect portion with no recurrence of leakage and less damage to the periphery of the repair portion is performed. be able to. For this reason, the aging after repair is less susceptible to the influence of oxygen and moisture, and the probability of leakage again is remarkably reduced, thereby providing an organic EL element having a long element lifetime.
以上説明したように、本発明は、有機ELディスプレイの製造方法及び有機ELディスプレイに関する。 As described above, the present invention relates to an organic EL display manufacturing method and an organic EL display.
10,40 有機ELディスプレイ
11 基板
12 陽極
13,43 有機層
14 陰極
15 封止層
16 カラーフィルタ層
17 封止基板
20,44 有機EL素子
21,47 欠損部(非発光部)
23,46 発光層
25,45 積層構造体
30 フェムト秒レーザリペア装置
31 フェムト秒レーザ発振器
33 ミラー
34 レンズ
60 YAGレーザ
70 変色部
10,40 Organic EL display
11 Substrate
12 Anode
13,43 Organic layer
14 Cathode
15 Sealing layer
16 Color filter layer
17 Sealing substrate
20, 44 Organic EL device
21, 47 Deficient part (non-light emitting part)
23, 46 Light emitting layer
25,45 Laminated structure
30 femtosecond laser repair equipment
31 femtosecond laser oscillator
33 Mirror
34 lenses
60 YAG laser
70 Discoloration part
Claims (8)
上記第1又は第2電極の外側にはカラーフィルタ層が設けられており、
上記レーザ光を、上記カラーフィルタ層を介して上記輝点欠陥部に照射する有機ELディスプレイの製造方法。 In the manufacturing method of the organic electroluminescent display described in Claim 1,
A color filter layer is provided outside the first or second electrode,
The manufacturing method of the organic electroluminescent display which irradiates the said bright spot defect part through the said color filter layer with the said laser beam.
上記有機EL素子は、上記積層構造体の第2電極上に、封止層、上記カラーフィルタ層及び対向基板がこの順で積層されている有機ELディスプレイの製造方法。 In the manufacturing method of the organic electroluminescent display described in Claim 2,
The organic EL element is a method for manufacturing an organic EL display in which a sealing layer, the color filter layer, and a counter substrate are laminated in this order on the second electrode of the laminated structure.
上記レーザ光は、フェムト秒レーザ光である有機ELディスプレイの製造方法。 In the manufacturing method of the organic electroluminescent display described in Claim 1,
The said laser beam is a manufacturing method of the organic electroluminescent display which is femtosecond laser beam.
上記レーザ光を、上記所定層の吸収波長帯における発振波長で照射する有機ELディスプレイの製造方法。 In the manufacturing method of the organic electroluminescent display described in Claim 1,
A method for manufacturing an organic EL display, which irradiates the laser beam at an oscillation wavelength in an absorption wavelength band of the predetermined layer.
上記非発光部を、上記第1電極内に形成する有機ELディスプレイの製造方法。 In the manufacturing method of the organic electroluminescent display described in Claim 1,
A method for manufacturing an organic EL display, wherein the non-light-emitting portion is formed in the first electrode.
上記非発光部を、上記発光層内に形成する有機ELディスプレイの製造方法。 In the manufacturing method of the organic electroluminescent display described in Claim 1,
The manufacturing method of the organic electroluminescent display which forms the said non-light-emitting part in the said light emitting layer.
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