JP2009193782A - 有機ｅｌパネルのリペア装置およびリペア方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、フレキシブルな有機ＥＬパネルに対して、欠陥箇所の周囲へのダメージを極力小さくしたリペア装置およびリペア方法を提供することにある。
【解決手段】リペア装置１０はレーザー照射装置１２を備える。レーザー照射装置１０は、第１フィルム側から欠陥箇所に第１回目のレーザーＬ１を照射し、その後、第２フィルム側から欠陥箇所に第２回目のレーザーＬ２を照射する。本発明は、１回のレーザー照射でリペアを完了させず、２回のレーザー照射をおこなう。
【選択図】図１

Description

本発明は、フレキシブルな有機ＥＬパネルのリペア装置およびリペア方法に関するものである。

近年、有機ＥＬパネルが実用化されるなどして注目されている。有機ＥＬパネルは、液晶パネルと異なり、フレキシブルに構成することもできる。

図４に示すフレキシブルな有機ＥＬパネル２０は、光透過性の第１フィルム２２と、第１フィルム２２と対向する光透過性の第２フィルム２４と、第１フィルム２２と第２フィルム２４の間に形成された有機ＥＬ素子２６とを含む。有機ＥＬ素子２６は、第１フィルム２２の上に積層形成されている。有機ＥＬ素子２６を封止するために、フィルム２２，２４の周縁同士を接着剤２８によって接着している。必要に応じて第２フィルム２４と有機ＥＬ素子２６を接着剤で接着する。図４では有機ＥＬ素子２６は１つであるが、実際は多数の有機ＥＬ素子２６が縦横に配列されている。

有機ＥＬ素子２６は、第１フィルム側から透明電極３０、有機層３２、金属電極３４の順番に積層された構造である。透明電極３０はＩＴＯなどであり、金属電極３４はＡｌなどである。透明電極３０がアノードになり、金属電極３４がカソードになる。図４では有機層３２は１層になっているが、アノード側から順番にホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層が積層された構造であっても良い。発光層で電子と正孔が再結合し、電子が基底状態から励起状態になり、さらに電子が基底状態に戻るときに発光する。

フィルム２２，２４や有機ＥＬ素子２６がフレキシブルであるので、有機ＥＬパネル２０がフレキシブルになる。液晶パネルとは異なり、任意に湾曲させて使用することができる。

なお、フィルム２２，２４の代わりに硬質のガラス基板６２とキャップ６４を使用した有機ＥＬパネル６０がある（図５）。この有機ＥＬパネル６０は、液晶パネルと同様に任意に湾曲させることはできない。ガラス基板６２の厚みは約７００μｍであり、フィルム２２，２４の厚みは約１００μｍである。フレキシブルな有機ＥＬパネル２０の方がかなり薄い。

有機ＥＬパネル２０は多数の有機ＥＬ素子２６が縦横に配列されており、全ての有機ＥＬ素子２６を無欠陥で製造することはかなり難しい。例えば、クリーンルームで有機ＥＬパネル２０を製造するが、製造装置で発生する埃などによって電極間がショートまたは低抵抗化する場合がある。欠陥箇所３６で電流がリークし、輝点となって表示品位を落とす。

そこで、有機ＥＬパネル２０の製造過程で欠陥を検出し、リペアをおこなうのが普通である。例えば、第１フィルム側から欠陥を検出し、欠陥箇所３６にレーザーＬ３を照射する。レーザーＬ３によって欠陥箇所３６の金属電極３４を蒸発させ、欠陥箇所３６を高抵抗化する。リペアによって欠陥箇所３６が発光しなくなり、使用者が欠陥箇所３６を認識しにくくなる。

図６に示すように、金属電極３４を蒸発させる熱量がＱ１であるとする。リペア時、この熱量Ｑ１よりも非常に高い熱量Ｑ４が有機層３２に与えられている。この理由は、（１）金属電極３４に与える熱量以外に、有機層３２に吸収などされる熱量を考慮すると、レーザーＬ３の出力を上げる必要があり、（２）レーザーＬ３が有機層３２を通過するため、有機層３２には金属電極３４に与える熱量よりも大きくなるためである。

また、フレキシブルな有機ＥＬパネル２０は、厚みが非常に薄く、ガラス基板６２のような熱を逃がすための材料が少ないため、欠陥箇所３６の周囲にも多量の熱が伝導される。具体的には、図５の有機ＥＬパネル６０であればガラス基板６２に矢印のＴｄで示すような熱伝導が生じるが、フレキシブルな有機ＥＬパネル２０の熱伝導は矢印のＴｃの方向のみである（図４）。欠陥箇所３６の周囲の有機ＥＬ素子２６が熱によってダメージを受ける場合がある。リペアによって非発光領域が広くなり、表示品位を落とすこととなる。

欠陥箇所の周囲に熱が伝わらないようにレーザーＬ３の出力を小さくすると、リペアがおこなえない。

金属電極側からレーザーＬ３を照射すれば有機層３２にレーザーＬ３が照射されることがない。有機層３２へ与えられる熱量も小さく、有機層３２のダメージを小さくできると考えられる。しかし、金属電極３４は不透明であり、欠陥箇所３６を認識することができない。したがって、金属電極側からのレーザー照射はおこなわれていない。

なお、欠陥箇所３６の座標がわかり、有機ＥＬパネル２０の角にアライメントマークを設ければ、コンピュータ制御によってレーザー照射装置５２を欠陥箇所３６まで自動的に移動させ、金属電極側からレーザーＬ３を照射できるように考えられる。しかし、有機ＥＬ素子２６は非常に微細であり、最終的なレーザー照射位置を目視によって確認し、必要に応じてレーザー照射位置を微調整する。金属電極側からの自動でのレーザー照射は、微調整ができないために失敗するおそれが高い。

特許文献１にレーザーを利用したリペア方法が開示されている。しかし、引用文献１は、液晶パネル用のアレイ基板のリペアであって有機ＥＬパネルについてではない。引用文献１は、透明電極側からレーザーを照射しており、有機ＥＬパネルに単純に適用すれば欠陥の周囲にもダメージを与えてしまう。引用文献１はアレイ基板のリペアであり、封止はおこなっていない。有機ＥＬ素子は酸素や水分によって劣化するため、引用文献１の方法でリペアをおこなうためには不活性ガス雰囲気中でおこなわなければならず、非常に難しい。

特許文献２は、レーザーで欠陥部分を除去した後、再び有機層を形成する方法が開示されている。引用文献２は、有機層の分子鎖の切断に特化した波長のレーザーを照射している。しかし、発光効率を向上させるために有機層が複数層になることが一般的であり、特許文献２の方法によって材料の異なる複数の層を全て除去できるのかが問題となる。この点については、特許文献２には開示されていない。有機層の発光を確認するためには有機層を２枚の電極で挟み込む必要があるが、引用文献２の方法であれば上方の電極を形成できず、発光を確認することはできない。

特許文献３に有機ＥＬパネルのリペア装置が開示されている。しかし、ガラス基板を利用した有機ＥＬパネルに対しての装置であり、フレキシブルな有機ＥＬパネルに対するリペア装置ではない。なお、特許文献４は有機ＥＬパネルにダメージを与えずに検査をおこなう装置であり、検査後のリペアに関するものではない。

特開２０００−３４７２１７号公報 特開２００４−１１９２４３号公報 特開２００７−４２４９８号公報 特開２００５−８３９５１号公報

本発明の目的は、フレキシブルな有機ＥＬパネルに対して、欠陥部分の周囲へのダメージを極力小さくしたリペア装置およびリペア方法を提供することにある。

上述したように有機ＥＬパネルは、光透過性の第１フィルムと第２フィルムの間に有機ＥＬ素子を有する。有機ＥＬ素子は、第１フィルム側から透明電極、有機層、金属電極が順番に積層されている。有機ＥＬ素子を封止するために第１フィルムと第２フィルムの周縁部は接着剤で接着されている。

有機ＥＬパネルのリペア装置は、有機ＥＬパネルの欠陥箇所のリペアにレーザーを使用するものであり、そのレーザーを発するレーザー照射装置を含む。レーザー照射装置は、第１フィルム側から欠陥箇所に第１回目のレーザーを照射し、その後、第２フィルム側から欠陥箇所に第２回目のレーザーを照射する。第１回目のレーザーは金属電極に凹形状を形成する出力を有し、第２回目のレーザーは金属電極を蒸発させる出力を有する。

上記のリペア装置を使用したリペア方法は、（１）第１フィルム側から欠陥箇所に第１回目のレーザーを照射し、（２）第２フィルム側から欠陥箇所に第２回目のレーザーを照射する。上記（１）によって金属電極にマーキングをおこない、上記（２）によって金属電極を蒸発させる。上記（２）の前に、レーザーの照射位置をマーキングによって形成された凹形状に合わせる。

本発明によると、２回に分けてレーザーを照射しており、１回目から２回目のレーザーを照射するまでに有機層の冷却が可能であり、有機層の温度上昇を抑えることができる。金属電極側からは欠陥箇所を認識することはできないが、１回目のレーザー照射によって欠陥箇所の金属電極を変型させるため、金属電極側から欠陥箇所を認識することができる。２回目のレーザー照射は金属電極側からおこなうので、有機層にはレーザーが照射されない。そのため有機層の温度上昇を抑えることができ、欠陥箇所の拡大を防ぐことができる。

本発明の実施形態について図面を用いて説明する。リペアされるフレキシブルな有機ＥＬパネルは、従来技術で説明した有機ＥＬパネルと同じであり、有機ＥＬパネルについての説明は省略する。

図１に示すように、リペア装置１０はレーザー照射装置１２を備える。レーザー照射装置１２は、ＹＡＧ、エキシマ、半導体、ガスなど種々のレーザー照射装置が利用できる。レーザーＬ１，Ｌ２の波長は約２００〜１１００ｎｍである。

レーザー照射装置１２は、第１フィルム側から欠陥箇所３６に１回目のレーザーＬ１を照射し（図１（ａ））、その後、第２フィルム側から欠陥箇所３６に第２回目のレーザーＬ２を照射する（図１（ｂ））。本発明は、１回のレーザー照射でリペアを完了させず、２回のレーザー照射をおこなう。１回目のレーザー照射から２回目のレーザー照射までの間に有機層３２を冷却することができ、熱によるダメージを防止できる。

１回目のレーザーＬ１は、金属電極３４にマーキングをおこなう出力である。図２に示すように、マーキングによって形成されるマークは、凹形状３８である。２回目のレーザーＬ２は金属電極３４を蒸発させる出力を有する。１回目のレーザー照射では、金属電極３４に凹形状３８が形成されるだけであり、有機層３２の温度上昇が小さい。２回目のレーザー照射は金属電極３４を蒸発させるが、金属電極側からレーザーＬ２を照射するので、有機層３２の温度上昇は小さい。具体的な出力の一例としては、レーザーＬ１の出力は約５×１０^−５〜４×１０^−５ｍＪであり、レーザーＬ２の出力は約２×１０^−３〜４×１０^−２ｍＪである。

金属電極３４に形成される凹形状３８は、第１フィルム側から見て凹んだ形状である。第２フィルム側から見ると凸形状となっている。上述したように第２フィルム側から有機ＥＬ素子２６を見た場合、金属電極３４があり、欠陥箇所３６を確認することはできない。本発明では１回目のレーザー照射によって金属電極３４に凹形状３８が形成され、凹形状３８は２回目のレーザー照射時の照射位置を決める際のマークとなる。

その他、リペア装置１０は有機ＥＬパネル２０の保持台、レーザー照射装置１２を支持して欠陥箇所の上方にレーザー照射装置１２を移動させる手段、欠陥箇所３６を拡大表示する手段、リペア装置１０の動作を制御するコンピュータなどを含む。コンピュータ制御によって、レーザー照射装置１２を欠陥箇所３６の付近まで移動させた後、欠陥箇所３６を拡大表示させ、目視しながらレーザー照射位置を微調整する。保持台は、有機ＥＬパネル２０を自動的に反転させる手段を備えても良い。また、リペア装置１０は有機ＥＬパネル２０を点灯させる手段を備える。レーザーＬ１，Ｌ２の照射位置を調節するために、有機ＥＬパネル２０を点灯させて欠陥箇所３６がわかるようにする。

リペアをおこなう前に欠陥箇所３６を検出する必要があるが、本発明では欠陥箇所３６の検出方法は特に限定されない。例えば、従来技術で示した特許文献４などに開示された方法を使用しても良い。

リペア装置１０を使用したリペア方法を説明する。リペア方法は、（１）第１フィルム側から欠陥箇所３６に１回目のレーザーＬ１を照射し、（２）第２フィルム側から欠陥箇所３６に２回目のレーザーＬ２を照射する。従来とは異なり、１回のレーザー照射でリペアを完了させない。

１回目のレーザー照射は金属電極３４に対するマーキングであり、金属電極３４に凹形状３８が形成される。２回目のレーザー照射によって欠陥箇所３６の金属電極３４を蒸発させる。欠陥箇所３６のリーク電流が無くなり、輝点が暗点となる。

１回目と２回目のレーザー照射による熱量の変化を図３（ａ），（ｂ）に示す。１回目のレーザー照射では、金属電極３４は熱量Ｑ１よりも高い熱量が与えられるが、従来と比べて小さく、時間も短時間である。したがって、有機層３２に与えられる最大の熱量Ｑ２も従来の熱量Ｑ４と比べて小さく、短時間である。欠陥箇所３６の周囲への熱伝導を小さくすることができる。

なお、図３（ａ）では、金属電極３４に与えられる熱量がＱ１よりも大きくなっているが、金属電極３４を蒸発させることはない。図３（ａ）は、周囲への熱伝導を考慮したためであり、実際には金属電極３４に凹形状３８が形成されるだけである。

２回目のレーザー照射では、金属電極３４には蒸発する熱量Ｑ１または熱量Ｑ１よりも高い熱量が与えられる。しかし、金属電極側からレーザーＬ２を照射しており、有機層３２にはレーザーＬ２が照射されない。有機層３２は金属電極３４から間接的に熱が伝導されるだけであり、有機層３２へ与えられる最大の熱量Ｑ３は非常に小さい。したがって、図１の矢印Ｔａ，Ｔｂで示すように、欠陥箇所３６の周囲へ伝導する熱は従来（図４の矢印Ｔｃ）と比べて小さくなる。なお、金属電極３４を蒸発させた後もレーザーＬ２を照射し続けると有機層３２に直接レーザーＬ２が照射されるため、金属電極３４の蒸発直後にレーザーＬ２の照射を停止する。

なお、図３（ｂ）では、蒸発させるための熱量Ｑ１よりも高い熱量を金属電極３４に与えている。これは、レーザー照射中に熱伝導によって周囲に逃げる熱を考慮したものである。

２回目のレーザー照射の前に、レーザーＬ２の照射位置を凹形状３８に合わせる。１回目のレーザー照射によって欠陥箇所３６の金属電極３４が凹み、第２フィルム側からでも欠陥箇所３６を認識できる。凹形状３８をマークとしてレーザーＬ２の照射位置を合わせることができる。

以上のように、本発明は、従来おこなわれていなかった金属電極側からのレーザー照射をおこなっている。金属電極側からレーザーＬ２を照射することによって、有機層３２への熱によるダメージを極力小さくできる。金属電極３４を蒸発させる前に有機層３２にレーザーＬ１が照射されるが、レーザーＬ１の出力は小さく、有機層３２への熱によるダメージが極力抑えられる。

本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、レーザーＬ１とＬ２の専用のレーザー照射装置１２を備えていても良い。すなわち、レーザー照射装置１２は２個になる。

レーザー照射装置１２を有機ＥＬパネル２０の両フィルム側に設けても良い。有機ＥＬパネル２０を反転させずに、両側からレーザーＬ１，Ｌ２を照射することができる。この場合、有機ＥＬパネル２０は水平に対して垂直方向に保持される。レーザーＬ１で温度上昇した有機層３２の温度が下がってからレーザーＬ２を照射すれば、有機層３２へのダメージが抑えられる。

レーザー照射装置１２は１つであっても、レーザー照射装置１２を第１フィルム側から第２フィルム側に移動させる構成であっても良い。

複数の欠陥をリペアする場合、レーザーＬ１が照射される欠陥の順番とレーザーＬ２が照射される欠陥の順番は同じであっても良いし異なっても良い。リペア装置１０を制御するコンピュータにリペアする箇所の座標を順番を記憶し、その座標の順番にしたがってレーザー照射装置１２が移動する。

アノードが透明電極でカソードが金属電極であったが、アノードが金属電極でカソードが透明電極であっても本発明を適用できる。透明電極側からレーザーを照射した後、金属電極側からレーザーを照射し、金属電極を蒸発させる。

説明の便宜上、透明電極側のフィルムを第１フィルム、金属電極側のフィルムを第２フィルムとしたが、第１フィルと第２フィルムの位置は入れ替わっても良い。

保持台に有機ＥＬパネル２０を反転させる手段を設けたが、リペアをおこなうオペレーターによって有機ＥＬパネル２０を反転させても良い。

その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。

リペア装置を使用したリペア方法を示す図であり、（ａ）は第１フィルム側からのレーザー照射であり、（ｂ）は第２フィルム側からのレーザー照射である。 凹部が形成された様子を示す図である。 リペア時の金属電極と有機層への熱量の変化を示す図であり、（ａ）は第１フィルム側からレーザー照射をおこなったときの温度変化であり、（ｂ）は第２フィルム側からレーザー照射をおこなったときの温度変化である。 従来のフレキシブルな有機ＥＬパネルに対するリペア方法を示す図である。 従来のガラス基板を用いた有機ＥＬパネルに対するリペア方法を示す図である。 従来のリペア時の金属電極と有機層への熱量の変化を示す図である。

符号の説明

１０、５０：リペア装置
１２、５２：レーザー照射装置
２０：有機ＥＬパネル
２２、２４：フィルム
２６：有機ＥＬ素子
２８：接着剤
３０：透明電極
３２：有機層
３４：金属電極
３６：欠陥箇所
３８：凹状部

Claims (5)

1. 光透過性の第１フィルムと、
   前記第１フィルムと対向する光透過性の第２フィルムと、
   前記第１フィルムと第２フィルムの間に形成され、第１フィルム側から透明電極、有機層、金属電極が順番に積層された有機ＥＬ素子と、
   を含む有機ＥＬパネルの欠陥箇所をリペアする有機ＥＬ装置のリペア装置であって、
   前記欠陥箇所にレーザーを照射するレーザー照射装置を含み、レーザー照射装置は、第１フィルム側から欠陥箇所に第１回目のレーザーを照射し、その後、第２フィルム側から欠陥箇所に第２回目のレーザーを照射するリペア装置。
2. 前記第１回目のレーザーは金属電極に凹形状を形成する出力を有し、第２回目のレーザーは金属電極を蒸発させる出力を有する請求項１のリペア装置。
3. 光透過性の第１フィルムと、
   前記第１フィルムと対向する光透過性の第２フィルムと、
   前記第１フィルムと第２フィルムの間に形成され、第１フィルム側から透明電極、有機層、金属電極が順番に積層された有機ＥＬ素子と、
   を含む有機ＥＬパネルの欠陥箇所を、レーザーでリペアする有機ＥＬ装置のリペア方法であって、
   前記第１フィルム側から欠陥箇所に第１回目のレーザーを照射するステップと、
   前記第２フィルム側から欠陥箇所に第２回目のレーザーを照射するステップと、
   を含むリペア方法。
4. 前記第１回目のレーザーを照射するステップによって金属電極にマークを形成し、第２回目のレーザーを照射するステップによって金属電極を蒸発させる請求項３のリペア方法。
5. 前記マークが凹形状であり、前記第２回目のレーザーを照射するステップの前に、レーザーの照射位置を凹形状に合わせるステップを含む請求項４のリペア方法。

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