JP2024075966A - 発光素子の製造方法および発光素子修復装置 - Google Patents

Abstract

【課題】滅点が生じた箇所を、極めて短時間で、発光素子を分解することなく修復可能な発光素子の製造方法を提供する。【解決手段】上記課題を解決する発光素子の製造方法は、発光素子を準備する工程と、発光に不具合がある欠陥画素にレーザ光を照射して、不具合を修復する工程と、を有する発光素子の製造方法である。当該方法は、レーザ光を照射する工程の前に、欠陥画素内の異物を確認する工程と、異物に合わせてレーザ光の照射パターンを決定し、かつ発光素子に合わせて、レーザ光の照射スポットの光強度分布を決定する工程と、をさらに有する。上記照射パターンとして、異物上に照射スポットを配置するスポット照射、および異物を囲むように照射スポットを走査するくり抜き照射からいずれかを選択し、上記照射スポットの光強度分布として、ガウシアン分布およびトップハット分布からいずれかを選択する。【選択図】図２

Description

本発明は、発光素子の製造方法および発光素子修復装置に関する。

各種ディスプレイ（本明細書では「発光素子」とも称する）では、多数の発光可能な画素（本明細書では「発光画素」とも称する）が二次元に集積されており、これらの発光画素が、それぞれ独立に明るく発光することで、所望の画像がディスプレイに表示される。

ここで、発光素子の１つに、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」とも称する）がある。一般的な有機ＥＬ素子の模式的な平面図を図１Ａに示し、図１Ａの破線で囲んだ部分の模式的な断面図を図１Ｂに示す。通常、有機ＥＬ素子１は、複数の発光画素３を有し、これらが隔壁４によって隔てられている（図１Ａ参照）。また、各発光画素３には、陽極６ａ、有機層６ｂ、および陰極６ｃがこの順に配置されており、これらは通常一対の基板５ａ、５ｂによって挟持されている。当該有機ＥＬ素子１では、陽極６ａ側から供給される電子と、陰極６ｃ側から供給される正孔とが、有機層６ｂ（発光層）にて結合することで、発光が生じる。

有機ＥＬ素子１では、製造時に陽極６ａや陰極６ｃ由来の金属が、有機層６ｂに入りこんだり、有機層６ｂの形成時に凝集が生じたりして、これらが異物となり、発光に不具合が生じることがある（図１Ａ参照）。例えば、図１Ｂの左側の発光画素３のように、有機層６ｂ内に、陰極陽極６ａおよび陰極６ｃの両方に接触する異物９ａが存在すると、陽極６ａと陰極６ｃとが電気的に導通し、有機層６ｂ（発光層）に電荷（電子および正孔）が注入され難くなる。また、図１Ｂの中央の発光画素３のように、比較的小さな異物９ｂが存在する場合にも、異物９ｂによって絶縁破壊が生じて陽極６ａと陰極６ｃとが電気的に導通し、発光が生じ難くなる。つまり、異物９ｂが存在すると、複数の発光画素の一部に、十分に発光しない点（以下、「滅点」とも称する）が生じ、有機ＥＬ素子１としての機能が損なわれる。

そのため、異物による滅点の抑制方法として、種々の方法が提案されている。例えば特許文献１では、異物やその周囲に非導電性の液体材料を塗布して絶縁膜を形成し、異物近傍に電流が流れないようにしている。

国際公開第２０１３/１９０８４１号

近年、発光素子を高画素化することが求められており、各発光画素はサブミリメートルと非常に小さくなっている。したがって、発光画素が多数集積された発光素子において、特許文献１のように、異物１つ１つに非導電性の液体材料を塗布することは容易ではない。また、上述の特許文献１の方法では、発光素子の組み立て後、滅点（異物）を発見した場合に、発光素子を分解して修復する必要があり、非常に作業が煩雑であり、生産性を高めることが難しい。つまり、滅点（異物）の発見後、発光素子に触れることなく、さらに発光素子を別の箇所に移動させたり、分解したりすることなく、その場で修復可能であることが求められる。

本発明は、滅点が生じた箇所を、極めて短時間で、かつ発光素子を分解することなく修復可能な発光素子の製造方法、およびこれに用いる発光素子修復装置の提供を目的とする。

本発明は、複数の発光画素を有する、発光素子を準備する工程と、前記複数の発光画素のうち、発光に不具合がある欠陥画素にレーザ光を照射して、前記不具合を修復する工程と、を有する発光素子の製造方法であり、前記レーザ光を照射する工程の前に、前記欠陥画素内の異物を確認する工程と、確認された前記異物に合わせて前記レーザ光の照射パターンを決定し、かつ前記発光素子に合わせて、前記レーザ光の照射スポットの光強度分布を決定する工程と、をさらに有し、前記照射パターンおよび前記照射スポットの光強度分布を決定する工程において、前記照射パターンとして、前記異物上に照射スポットを配置するスポット照射、および前記異物を囲むように照射スポットを走査するくり抜き照射からいずれか一方を選択し、前記照射スポットの光強度分布として、ガウシアン分布およびトップハット分布からいずれか一方を選択する、発光素子の製造方法を提供する。

本発明はさらに、複数の発光画素を有する発光素子の、発光に不具合が生じた欠陥画素にレーザ光を照射し、前記不具合を修復するための発光素子修復装置であって、前記発光素子を載置するためのステージと、前記欠陥画素内の異物を確認する撮像部と、前記レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光を、前記レーザ光源から前記欠陥画素に導く光学系と、前記撮像部により特定された前記異物、および前記発光素子に合わせて、前記光学系を制御し、前記レーザ光の照射パターンおよび前記レーザ光の照射スポットの光強度分布を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記レーザ光の照射パターンとして、前記異物上に照射スポットを配置するスポット照射、および前記異物を囲むように照射スポットを走査するくり抜き照射のいずれか一方を選択し、前記レーザ光の照射スポットの光強度分布として、ガウシアン分布およびトップハット分布からいずれか一方を選択する、発光素子修復装置を提供する。

本発明の発光素子の製造方法や、発光素子修復装置によれば、滅点が生じた箇所を、極めて短時間で、かつ分解することなく修復可能である。したがって、これらによれば、高品質な発光素子を効率よく製造可能である。

図１Ａは有機ＥＬ素子の概略平面図であり、図１Ｂは、図１Ａの破線で囲んだ領域の模式的な断面図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る発光素子の製造方法のフローチャートである。 図３は、本発明の一実施形態に係る発光素子の製造方法のより詳しいフローチャートである。 図４は、図３に示すフローチャートの一部を詳しく示すフローチャートである。 図５Ａ～図５Ｅは、異物とレーザ光の照射領域との関係を示す模式図である。 図６は、本発明の一実施形態に係る発光素子修復装置の模式図である。 図７Ａ～図７Ｃは、実施例での発光素子の修復の様子を示す模式図である。 図８Ａ～図８Ｃは、実施例での発光素子の修復の様子を示す模式図である。 図９Ａ～図９Ｃは、実施例での発光素子の修復の様子を示す模式図である。 図１０Ａ～図１０Ｃは、実施例での発光素子の修復の様子を示す模式図である。 図１１Ａおよび図１１Ｂは、参考例での発光素子の修復の様子を示す模式図である。

本発明は、発光素子に生じた欠陥画素を、レーザ光照射によって修復する工程を含む、発光素子の製造方法、およびこれに用いる発光素子修復装置に関する。以下、それぞれについて、一実施形態を例に詳細に説明する。ただし、本発明の発光素子の製造方法や、発光素子修復装置は、これらの実施形態に限定されない。

１．発光素子の製造方法
本発明の一実施形態に係る発光素子の製造方法は、図２のフローチャートに示すように、発光素子を準備する工程（Ｓ１０）と、欠陥画素内の異物を確認する工程（Ｓ３０）と、異物に合わせて、レーザ光の照射パターンを決定するとともに、発光素子に合わせてレーザ光の照射スポットの光強度分布を決定する工程（Ｓ４０）と、上記工程（Ｓ４０）で決定された事項に基づき、欠陥画素にレーザ光を照射する工程（Ｓ５０）と、を主に有する。ただし、これら以外の工程をさらに含んでいてもよい。本実施形態の発光素子の製造方法のより詳しいフローチャートを図３に示す。

本実施形態では、まず、発光素子の準備工程（Ｓ１０）を行う。準備する発光素子の種類は、複数の発光画素を有する素子であれば特に制限されず、本実施形態では、図１Ａおよび図１Ｂに示す有機ＥＬ素子である。当該有機ＥＬ素子１の各発光画素３には、上述のように、陽極６ａ、有機層６ｂ、および陰極６ｃがこの順に積層されており、これらが一対の基板５ａ、５ｂの間に挟まれている。また、本実施形態の有機層６ｂは、電子注入層や発光層、正孔注入層等、複数の層（図示せず）で構成されており、陰極６ｃと一方の基板５ｂとの間には、封止膜（図示せず）が配置されている。さらに、当該有機ＥＬ素子１では、陰極６ｃ側が視認側である。なお、陰極６ｃおよび陰極６ｃ側の基板５ｂは可視光透過性を有し、陰極６ｃは、ＩＴＯ等の透明金属で構成されている。また、図１Ｂにおいて、隣り合う発光画素３は、異なる色を発するように構成されている。

発光素子の準備工程（Ｓ１０）では、必要に応じて、各種検査装置によって発光素子が欠陥画素を有するか否かを検査し、欠陥画素を有する発光素子のみを選別してもよい。またこのとき、欠陥画素の位置情報データを取得し、位置情報データを記憶媒体に記憶させてもよい。

続いて、上記発光素子の準備工程（Ｓ１０）で準備した発光素子を観察し、その画像を取得する工程（低倍率画像取得工程（Ｓ２０））を行い、その評価を行う。具体的には、上述の発光素子（本実施形態では有機ＥＬ素子）を駆動し、複数の発光画素をラスター点灯させて、発光素子の発光状態に関する画像を取得する。複数の発光画素の点灯パターンは特に制限されず、例えば、全ての発光画素を一度に発光させてもよい。また、上述の発光素子の準備工程（Ｓ１０）で、欠陥画素の位置情報データを取得している場合には、当該位置情報データを読み出し、当該欠陥画素を含む一部領域の発光画素のみ発光させて、画像を取得してもよい。

画像の取得は、倍率が５倍以上１０倍以下であるの対物レンズを介して行うことが好ましい。比較的低倍率の対物レンズを用いて画像を取得することにより、複数の発光画素の発光状態を同時に評価できる。また、画像の取得方法は特に制限されず、例えば上記対物レンズを介して取得した画像をＣＣＤカメラ等によって撮像してもよい。撮像した画像に対し、直接以下の評価を行ってもよいが、当該画像を一度、記憶媒体に保存し、その後、以下の評価を行ってもよい。

上記低倍率画像の評価は以下のように行う。上記で得られた低倍率画像内に滅点があるか否かを確認し、欠陥画素の有無を判定する（Ｓ２２）。滅点の確認方法は特に制限されず、ラスター点灯させた発光画素に対応する画像の輝度を解析し、輝度が閾値より低い場合に、滅点と判定する手法が挙げられる。なお、滅点（欠陥画素）が確認されない場合には、修復の必要がないため、処理を終了する。

一方、上記判定（Ｓ２２）によって、滅点（欠陥画素）が認められた場合には、当該発光素子を修復可能であるか否かを判定する（Ｓ２４）。具体的には、画像内の欠陥画素の数をカウントし、欠陥画素の数が閾値を超える場合には、発光素子の修復が不可能と判定し、処理を終了する。欠陥画素の数が著しく多い場合には、作業が煩雑となり、コストや製造効率の観点で好ましくない。また、発光素子に明らかな破損や変形等が認められ、これらによって欠陥画素が生じている場合には、レーザ光による修復が困難であるため、この場合も修復が不可能であると判定し、処理を終了する。

修復可能と判定された発光素子の欠陥画素については、高倍率で欠陥画素を観察し、その画像を取得する工程（高倍率画像取得工程（Ｓ３０））を行い、さらなる評価（Ｓ３２）を行う。なお、上記低倍率画像取得工程（Ｓ２０）で、複数の欠陥画素が確認された場合には、全ての欠陥画素について、それぞれ高倍率画像取得工程（Ｓ３０）以降の工程を行う。

高倍率画像取得工程（Ｓ３０）では、欠陥画素に外部から光を照射し、欠陥画素内の異物の画像を取得する。当該工程における光の照射方法は特に制限されないが、例えば欠陥画素を観察するための対物レンズの周囲に、リング状の照明を配置し、可視光や紫外光、赤外光等を照射することが好ましい。なお、照射する光の種類は、異物の観察しやすさに応じて適宜選択され、異物の種類や大きさ、発光素子の構造等に応じて、赤外光および可視光を使い分けることがより好ましい。例えば、欠陥画素上にカラーフィルタが配置されている場合、可視光の照射によって欠陥画素内の異物を観察し難いことがある。その場合、欠陥画素に対して赤外光を照射し、異物の画像を取得することが好ましい。一方で、赤外光は波長が比較的長いため、異物のサイズが非常に小さい場合には、異物を視認し難い。したがって、この場合可視光を照射し、異物の画像を取得することが好ましい。また、赤外光を照射した画像および可視光を照射した画像の両方を取得してもよい。

なお、異物（欠陥画素）に光を照射する際、当該光を、発光素子（欠陥画素）の表面に対して、１５°以上６０°以下の角度をもって入射させることが好ましく、当該角度は２５°以上３５°以下がより好ましい。このような角度で、光を入射させると、欠陥画素内の異物の形状を観察しやすくなる。

また、画像の取得は、倍率が２０倍以上１００倍以下である対物レンズを介して行うことが好ましい。比較的高倍率の対物レンズを用いて画像を取得することにより、欠陥画素内の異物の形状やサイズ等を、詳細に確認できる。また、画像の取得方法は特に制限されず、例えば上記対物レンズを介して取得した画像をＣＣＤカメラ等によって撮像してもよい。取得した画像を、以下の工程で直接評価してもよいが、当該画像を一度、記憶媒体に保存してから、以下の評価を行ってもよい。

上記高倍率画像取得工程（Ｓ３０）で取得した画像について、以下のように評価する（Ｓ３２）。まず、欠陥画素内に異物があるか否かを確認する。欠陥画素内に異物が確認されない場合、異物以外の要因で滅点が生じているため、修復不可能と判定し、処理を終了する。異物が確認された場合には、異物に関する情報を取得（本実施形態では最大長さを測定）し、評価する。本実施形態では、最大長さが閾値内であるかを判定する。最大長さが閾値を超える場合には、レーザ光による修復を行っても、当該欠陥画素の発光強度を十分に回復させることが難しい。したがって、異物の最大長さが閾値を超える場合にも、修復が不可能と判定し、処理を終了する。併せて、異物の位置も確認し、異物が１つの欠陥画素内に収まっているか否かも判定する。１つの異物が、複数の発光画素に跨っている場合にも、レーザ光による修復が難しい。したがってこの場合にも、修復不可能と判定し、処理を終了する。

上記評価（Ｓ３２）により、欠陥画素の修復が可能であると判定された場合には、異物の情報（例えば、大きさや形状、位置等の情報）を記憶媒体に記録する。なお、本明細書における「異物の大きさや形状」とは、異物を平面視したときの大きさや形状をいう。

続いて、上記で特定された異物の情報を読み出し、レーザ光の照射条件を決定する工程（Ｓ４０）を行う。当該レーザ光照射条件の決定工程（Ｓ４０）のフローを図４に示す。本実施形態の工程（Ｓ４０）では、まず、異物の最大長さが閾値（本実施形態では１０μｍ）以上であるか否かを判定する（Ｓ４０２）。そして、異物の最大長さが閾値（１０μｍ）以上である場合には、レーザ光の照射パターンを、くり抜き照射に決定する（Ｓ４０３）。一方、異物の最大長さが閾値（１０μｍ）未満である場合には、異物を覆うように、照射スポットを配置するパターン、すなわちスポット照射に決定する（Ｓ４０４）。なお、閾値は、照射スポットのスポット径により適宜選択されるが、本実施形態では、閾値を８～１２μｍから適宜選択することが好ましい。また、本明細書における「照射スポット」とはレーザ光によって、発光素子（本実施形態では陰極）表面に形成されるスポットをいう。

また、本明細書における「くり抜き照射」とは、欠陥画素（発光画素）３に図５Ａ（平面図）に示すような異物９が存在する場合に、図５Ｂまたは図５Ｃに示すように、当該異物９を囲むように（例えば、符号８で示す領域に）、照射スポットを走査することをいう。このとき、図５Ｂに示すように、異物９を含む領域の周囲に、環状に照射スポットを走査してもよい。一方で、照射スポットのスポット径を大きくし、図５Ｃに示すように、異物９を含む領域を覆うように、照射スポットを走査してもよい。なお、本実施形態では、図５Ｃに示すように、異物９の最大長さ以上の直径を有する円形状に照射スポットを走査することが特に好ましい。照射スポットを走査して形成される領域の最大長さは、可能な限り小さいことが好ましく、異物９の形状にも依るが、異物９の最大長さの１．３倍以下が好ましく、異物９の最大長さの等倍程度がより好ましい。また、「くり抜き照射」の面積は、画素面積の１／２以下になることが好ましい。

一方、本明細書における「スポット照射」とは、欠陥画素（発光画素）３に図５Ｄ（平面図）に示すような異物９が存在する場合に、図５Ｅに示すように、当該異物９を全て覆うように照射スポットを配置し、当該照射スポットを走査せずに円形状（図中、符号８で示す領域）にレーザ光を照射することをいう。

上記レーザ光の照射パターンの決定後、さらに、発光素子（本実施形態では陰極の材料）に関する情報を照会し、当該発光素子（陰極）が、所定の種類であるか否かを判定する（Ｓ４０５）。本実施形態では、陰極の材料が所定の種類である場合（例えば、レーザ光に対する耐性が高い材料である場合）、照射スポットの光強度分布をガウシアン分布に決定する（Ｓ４０６）。一方、陰極の材料が、所定の種類以外である場合（例えば、レーザ光に対する耐性が低い材料からなる場合）、照射スポットの光強度分布をトップハット分布に決定する（Ｓ４０７）。なお、陰極の材料ではなく、陰極の厚み等に応じて、照射スポットの光強度分布の態様を決定してもよい。

なお、本明細書における「照射スポットの光強度分布が、ガウシアン分布である」とは、照射スポットの中心における光強度が最も高く、照射スポットの中心から離れるほど、光強度が低くなることをいう。一方、「照射スポットの光強度分布が、トップハット分布である」とは、照射スポット内の光強度分布が略一定であることをいう。例えばスリットマスク等を用いて、レーザ光の一部の光のみを取り出すことで、照射スポットがトップハット分布となる。

上記レーザ光照射条件の決定工程（Ｓ４０）では、決定した条件を、記憶媒体に記録する。そして、レーザ光の照射工程（Ｓ５０）において、当該条件を読み出し、これに基づいて欠陥画素に対してレーザ光を照射する。レーザ光の照射工程（Ｓ５０）で照射するレーザ光は、発光素子（本実施形態では陰極）を変質させ、異物が存在する領域の陰極および陰極間の電気的導通を抑制可能であれば特に制限されない。当該レーザ光は、連続発振型レーザ光であってもよく、パルス発振型レーザ光であってもよいが、パルス発振型レーザ光が好ましく、超短パルス発振型レーザ光がより好ましい。超短パルス発振型レーザ光によれば、発光素子の電極（本実施形態では陰極）を容易に高抵抗化できる。本明細書における超短パルス発振型のレーザ光とは、パルス幅が２００フェムト秒以上１００ピコ秒以下のパルス発振型レーザ光を指し、パルス幅は、１０ピコ秒以上３０ピコ秒以下がより好ましい。レーザ光が上記パルス幅のパルス発振型レーザ光であると、発光素子の電極（本実施形態では陰極）に隣接する有機層や、封止膜等に熱ダメージ等の影響が生じ難い。

また、レーザ光の波長は、発光素子の電極（本実施形態では陰極）を加工可能な波長の光であればよく、基板５ｂ（例えばガラス基板）の透過性が高い波長が好ましい。例えばＩＴＯ等の透明電極に照射する場合には、その波長は３００ｎｍ以上３０００ｎｍ以下が好ましく、５００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下がより好ましい。

ここで、レーザ光の照射スポットの光強度分布をガウシアン分布とする場合、その焦点位置は、照射対象（陰極）の表面であってもよく、照射対象（陰極）の内部（例えば、陰極と有機層との界面や、陰極層内）であってもよい。また、レーザ光の照射スポットの光強度分布をトップハット分布とする場合、その結像位置は、例えば照射対象（陰極）の表面であってもよく、その内部であってもよい。また、照射パターンをくり抜き照射とする場合、およびスポット照射とする場合のいずれにおいても、レーザ光が、発光素子に対して垂直に入射するように、発光素子およびレーザ光の位置調整を行うことが好ましい。また、レーザ光は、発光素子の視認側から入射させることが好ましい。

レーザ光の照射工程（Ｓ５０）後、上記滅点（欠陥画素）が修復されたか、修復箇所を確認する工程（Ｓ６０）を行う。当該工程（Ｓ６０）では、上述の低倍率画像取得工程（Ｓ２０）と同様に、発光素子を駆動し、発光画素をラスター点灯させて画像を取得する。発光画素を発光させるパターンは特に制限されず、例えば、全ての発光画素を一度に発光させてもよい。また、レーザ光を照射した欠陥画素のみ、またはこれを含む一部領域のみを発光させてもよい。また、画像の取得方法は特に制限されず、上述の低倍率画像取得工程（Ｓ２０）と同様に、対物レンズを介して観察した画像をＣＣＤカメラ等によって撮像してもよい。本工程（Ｓ６０）においても、取得した画像を、直接評価してもよく、当該画像を一度、記憶媒体に保存してから評価してもよい。

上記修復箇所確認工程（Ｓ６０）で取得した画像について、以下のように評価する（Ｓ６２）。ラスター点灯させた発光画素に対応する画像の輝度を解析し、輝度が閾値以上であれば、欠陥画素が修復されたと判定して、処理を終了する。一方、輝度が閾値未満である場合には、欠陥画素が修復されなかったと判定する。そして、予め設定されたリトライ回数を参照し、リトライ回数以下であるかを判定する（Ｓ６３）。リトライ回数以下である場合には、再度同じ条件で、レーザ光照射工程（Ｓ５０）および修復箇所確認工程（Ｓ６０）を行う。一方、リトライ回数を超える場合には、当該表示素子の修復は不可能と判定し、処理を終了する。繰り返しレーザ光の照射を行うと、照射対象（本実施形態では陰極）だけでなく、照射対象の周囲の部材がダメージを受ける可能性があり、修復を行っても無駄になる可能性がある。リトライ回数は、通常、１０回以下で設定しておくことが好ましい。

（その他）
上記では、発光素子の製造方法において、低倍率画像の取得工程（Ｓ２０）や、当該工程によって得られた画像の評価（Ｓ２２、Ｓ２４）を行うことを説明した。しかしながら、上記発光素子の準備工程（Ｓ１０）や、その前後に各種検査装置等によって発光素子が欠陥画素を有するか検査し、欠陥画素の位置情報データを取得した場合には、これらの工程や評価を行わなくてもよい。

また、本発明の発光素子の製造方法を適用可能な発光素子の構成は、上述の有機ＥＬ素子に限定されない。例えば隣り合う発光画素が同一の色を発するように構成された有機ＥＬ素子に、上記方法を適用してもよい。また、陰極もしくは封止膜と一方の基板との間にカラーフィルタ等を有する有機ＥＬ素子の製造方法に、上記方法を適用してもよい。

さらに、上記では、有機ＥＬ素子の陰極に対してレーザ光を照射する場合を例に説明したが、陰極より陽極が、視認側に位置する場合等には、陽極に対してレーザ光を照射してもよい。

（効果）
上述の発光素子の製造方法では、発光素子の発光画素に異物由来の滅点が生じた場合に、異物近傍にレーザ光を照射し、発光素子を変質（上記では陰極を高抵抗化）させる。その結果、異物を介して陽極および陰極間で電流が流れ難くなり、当該発光画素が発光するようになる。またこのとき、発光素子の材料に合わせて、照射するレーザ光を適切に選択するため、レーザ光照射によって、他の層が劣化し難く、発光素子にダメージを与え難い。さらに、当該方法では、発光素子を分解することなく、滅点を効率よく修復できる。

２．発光素子修復装置
本発明の一実施形態に係る発光素子修復装置について、以下説明する。当該発光素子修復装置は、上述の発光素子の製造方法の低倍率取得工程（Ｓ２０）から、修復箇所確認工程（Ｓ６２）を行うことが可能な装置である。

当該発光素子修復装置の一例を図６に示す。当該発光素子修復装置２００は、発光素子１を載置するためのＸＹステージ２１０と、欠陥画素内の異物を確認するための撮像部２２０と、レーザ光源２３０と、レーザ光をレーザ光源２３０から欠陥画素まで導くための光学系２４０と、ＸＹステージ２１０や光学系２４０を制御するための制御部２５０と、を有する。

ＸＹステージ２１０は、発光素子を支持し、レーザ光の照射パターン等に合わせて、ＸＹ方向に移動可能に構成されたステージである。当該ＸＹステージ１１０は、後述の制御部２５０（コンピュータ）と接続されており、当該制御部２５０によってその位置制御が行われる。

撮像部２２０は、上述の低倍率画像の取得工程（Ｓ２０）および異物の確認（高倍率画像の取得）工程（Ｓ３０）にて、発光素子、または欠陥画素（異物）の撮像を行うための構成である。撮像部２２０は、欠陥画素内の異物を確認するための構成を有していればよいが、本実施形態では、低倍率の第１レンズ２２１、第１レンズ２２１と切り替え可能に配置された、高倍率の第２レンズ２２２、第２レンズ２２２の周囲に配置されたリング状照明２２３、ミラー（ダイクロイックミラー）２２４ａ、２２４ｂ、２２４ｃ、ならびに第１レンズ２２１および第２レンズ２２２にそれぞれ光学的に接続されたカラーカメラ２２５および赤外モノクロカメラ２２６を含む。

上記第１レンズ２２１は、発光素子の発光状態を確認する際に使用される対物レンズであり、その倍率は、５倍以上１０倍以下が好ましい。また、第２レンズ２２２は、欠陥画素の異物を確認する際に使用される対物レンズであり、その倍率は、２０倍以上１００倍以下が好ましい。第１レンズ２２１および第２レンズ２２２は、切り替え可能に構成されている。具体的には、上述の低倍率画像の取得工程（Ｓ２０）を行う場合には、第１レンズ２２１が発光素子１上に配置され、上述の高倍率画像の取得工程（Ｓ３０）や、レーザ光の照射工程（Ｓ５０）を行う場合には、第２レンズ２２２が発光素子１上に配置されるように構成されている。第１レンズ２２１および第２レンズ２２２の切り替えは、制御部２５０（コンピュータ）からの信号に基づいて行われる。

また、リング状照明２２３は、第２レンズ２２２を介して欠陥画素中の異物を確認する際に使用される照明であり、本実施形態では、第２レンズ２２２の周囲に固定されている。ただし、リング状照明２２３は、第２レンズ２２２に固定されていなくてもよく、自在に移動可能に構成されていてもよい。また、当該リング状照明２２３は、異物の観察に適した波長の光を出射可能であればよく、本実施形態では、可視光を出射する複数の光源および赤外光を出射する複数の光源が、交互に配置されている。また、各光源から出射する光が、発光素子１の所望の発光画素（欠陥画素）に所定の角度、具体的には１５°以上６０°以下、より好ましくは２５°以上３５°以下の角度で入射するように、各光源の位置が調整されている。

カラーカメラ２２５および赤外モノクロカメラ２２６は、発光素子１の状態や、異物の状態を撮像可能であればよく、ＣＣＤカメラ等である。カラーカメラ２２５および赤外モノクロカメラ２２６は、第１レンズ２２１や第２レンズ２２２で観察する対象に応じて適宜使い分けられる。例えば、第１レンズ２２１で発光素子１の発光状態を確認する場合には、カラーカメラ２２５、または赤外モノクロカメラ２２６により撮像が行われる。一方、第２レンズ２２２で異物の状態を確認する際には、リング状照明２２３が出射する光の波長に合わせて、カラーカメラ２２５および赤外モノクロカメラ２２６が使い分けられる。例えば、リング状照明２２３により、可視光を照射し、異物の状態を確認する場合には、カラーカメラ２２５により撮像が行われる。一方、リング状照明２２３により赤外光を照射し、異物の状態を確認する場合には、赤外モノクロカメラ２２６により撮像が行われる。これらのカメラ２２５、２２６によって取得した画像は、制御部２５０に出力される。

レーザ光源２３０は、所望の波長の光を連続発振もしくはパルス発振可能であればよく、一般的なレーザ光源と同様である。例えばＩＴＯ等の透明電極に対してレーザ光を照射する場合には、波長３００ｎｍ以上３０００ｎｍ以下、より好ましくは５００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下のレーザ光を、パルス幅２００フェムト秒以上１００ピコ秒以下、より好ましくは１０ピコ秒以上３０ピコ秒以下で発振する光源とすることができる。

光学系２４０は、レーザ光源２３０から出射したレーザ光を、欠陥画素まで導くとともに、レーザ光の照射スポットの光強度分布を調整可能であれば、その構成は特に制限されず、例えば、スリットマスク２４１、結像レンズ２４２、ガルバノスキャナユニット２４３、上述のミラー（ダイクロイックミラー）２２４ａ、および上述の第２レンズ２２２を含む。

スリットマスク２４１は、レーザ光の照射スポットの光強度分布を調整するための構成であり、その幅を自在に変更可能なスリットを有するマスクである。例えば、当該スリットマスク２４１のスリット幅を狭め、レーザ光源２３０から出射するレーザ光の一部の成分のみを通過させると、照射スポットの光強度分布がトップハット分布となる。一方、スリットマスク２４１のスリット幅を最大にし、レーザ光源２３０から出射する成分全てを通過させてから結像させると、照射スポットの光強度分布がガウシアン分布となる。当該スリットマスク２４１のスリット幅は、後述の制御部２５０からの信号に基づいて行われる

また、結像レンズ２４２は、スリットマスク２４１を通過したレーザ光の幅を調整するためのレンズであり、ガルバノスキャナユニット２４３は、レーザ光の位置を調整するための構成である。これらは、一般的なレーザ光照射装置の結像レンズやガルバノスキャナユニットと同様である。

また、制御部２５０は、上述のＸＹステージ２１０や、撮像部２２０、光学系２４０
等と接続されたコンピュータ等である。制御部２５０は、例えばレーザ光の照射位置や、その照射パターンに応じてＸＹステージの位置を調整したり、撮像部２２０の第１レンズ２２１および第２レンズ２２２を切り替えたり、カラーカメラ２２５や赤外モノクロカメラ２２６によって撮像された画像の情報に基づき、光学系２４０のスリットマスク２４１のスリット幅や、ガルバノスキャナユニット２４３を走査したりするための構成である。

当該発光素子修復装置２００の動作方法について、以下説明する。
当該発光素子修復装置２００では、制御部２５０が、発光素子１を載置したＸＹステージ２１０および第１レンズ２２１の位置をそれぞれ制御し、第１レンズ２２１を発光素子１上に配置する。そして、制御部２５０は、カラーカメラ２２５（もしくは赤外モノクロカメラ２２６）を起動し、発光素子１の発光状態に関する画像を取得する。制御部２５０は、当該画像を解析し、滅点（欠陥画素）の位置情報を取得する。なお、制御部２５０による画像の解析方法は、上述の発光素子の製造方法における低倍率画像の評価方法（Ｓ２２、Ｓ２４）と同様である。

当該滅点の位置情報に基づいて制御部２５０は、第２レンズ２２２およびＸＹステージ２１０の位置をそれぞれ制御し、特定の滅点(欠陥画素)上に第２レンズ２２２を配置する。そして、リング状照明２２３、カラーカメラ２２５、赤外モノクロカメラ２２６等を起動し、欠陥画素中の異物に関する画像を取得する。そして、当該画像を解析し、異物に関する情報を取得する。なお、画像の解析方法は、上述の発光素子の製造方法における高倍率画像の評価方法（Ｓ３２）と同様である。

制御部２５０は、上記取得した異物の情報に基づき、レーザ光の照射パターンを、くり抜き照射およびパターン照射から選択する。さらに、発光素子１に関する情報(例えば陰極の材料)を参照し、レーザ光の照射スポットの強度分布を、ガウシアン分布およびトップハット分布から選択する。なお、照射パターンおよび照射スポットの強度分布の決定方法は、上述の発光素子の製造方法におけるレーザ光照射条件の決定工程（Ｓ４０）と同様である。

そして、制御部２５０は、レーザ光源２３０を起動するとともに、上記照射条件に基づいて、光学系２４０を制御し、スリットマスク２４１のスリット幅の調整や、ガルバノスキャナユニット２４３の調整等を行う。これにより、レーザ光の焦点もしくは結像点の位置が調整され、さらに照射スポットの光強度分布が調整される。そして、上記で決定されたパターンに基づいて、欠陥画素の所望の位置に、所望のパターン（くり抜き照射またはスポット照射）でレーザ光を照射する。レーザ光を照射の際、制御部２５０が、撮像部２２０のカラーカメラ２２５や赤外モノクロカメラ２２６を通じて異物の位置を再取得してもよく、再取得した情報に基づいてガルバノスキャナユニット２４３を走査し、レーザ光の照射位置を微調整してもよい。

レーザ光の照射後、制御部２５０は再びＸＹステージ２１０および第１レンズ２２１の位置をそれぞれ制御し、第１レンズ２２１を発光素子１上に配置する。そして、制御部２５０は、カラーカメラ２２５（もしくは赤外モノクロカメラ２２６）を通じて発光素子１の発光状態に関する画像を取得し、取得した画像の解析を行う。画像の解析結果に基づき、必要に応じてレーザ光源２３０や光学系２４０を再度起動し、レーザ光の照射を再度行う。

（効果）
上述の発光素子の修復装置では、発光素子の発光画素に異物由来の滅点が生じた場合に、異物近傍の部材にレーザ光を照射し、変質させる。その結果、異物を介して陽極および陰極間で電流が流れ難くなり、当該発光画素（欠陥画素）が発光するようになる。またこのとき、発光素子の材料に合わせて、照射するレーザ光を適切に選択するため、レーザ光照射によって、他の層が劣化し難く、発光素子にダメージを与え難い。さらに、当該修復装置によれば、発光素子を分解することなく、滅点を効率よく修復できる。

以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されない。また、実施例では、カラーカメラや赤外カメラによって、写真を取得したが、当該実施例では、便宜上、模式図を示す。

［実施例１］
図１Ｂに示すように、一対のガラス基板５ａ、５ｂ間に、陽極６ａ、発光層６ｂ、および陰極６ｃが配置された発光素子１を準備した。当該発光素子の各発光画素の平面視形状は、３００μｍ×３００μｍとした。当該発光素子を発光させ、発光状態を、第１レンズ（対物レンズ、５倍）およびカラーカメラを介して確認したところ、１つの発光画素３の輝度が閾値を下回っていた（図７Ａ）。
そこで、当該発光画素（欠陥画素）上に、第２レンズ（対物レンズ、２０倍）を配置し、第２レンズの周囲に配置したリング状照明によって赤外光を照射しながら、異物の大きさ（最大長さ）および位置を、赤外モノクロカメラを介して確認した。その結果、点状の異物９が確認され、その最大長さは３μｍであった（図７Ｂ）。上記異物９の最大長さからスポット照射が適切であり、かつ陰極の種類（ここではＭｇ－Ａｇ系薄膜）から、照射スポットの光強度分布はトップハット分布が適切であると判定された。そこで、当該異物９を覆うように照射スポットを配置し、以下の条件で、レーザ光を円形状（図中、符号８で示す領域）にスポット照射した（図７Ｃ参照）。なお、スリットマスクとして、スリット幅５～３００μｍの間で調整可能なものを用い、照射時のスリット幅は２０μｍとした。

レーザの強度分布：トップハット分布（結像レーザ）
レーザの走査の有無：なし（シングルショット）
レーザ光の波長：１０３０ｎｍ
パルス幅：２０ピコ秒
パルスエネルギー：１００ｎＪ、ガウシアンビーム
集光光学系：対物レンズ倍率２０倍
照射スポットサイズ：約１０μｍ
レーザ光の照射時間：２秒
リトライ設定回数：３回

上記条件で、１回のレーザ光を照射したところ、レーザ光を照射した領域以外の領域を発光させることができ、当該発光画素（欠陥画素）の輝度を、本来の発光画素の明るさの８０％まで回復させることが可能であった。なお、同様の欠陥について、レーザ光の照射時のパルス幅を２００フェムト秒まで短くした場合でも、回復の効果が認められた。

［実施例２］
実施例１と同様の発光素子を準備し、第１レンズ（対物レンズ、５倍）で確認したところ、１つの発光画素３の輝度が閾値を下回っていた（図８Ａ参照）。
そこで、当該発光画素（欠陥画素）上に、第２レンズ（対物レンズ、５０倍）を配置し、第２レンズの周囲に配置したリング状照明によって赤外光を照射しながら、異物の大きさ（最大長さ）および位置を、赤外モノクロカメラを介して確認した。その結果、線状の異物９が確認され、その最大長さは１５μｍであった（図８Ｂ）。異物９の最大長さから、くり抜き照射が適切であり、かつ陰極の種類（ここでは酸化インジウムスズ（ＩＴＯ））から、照射スポットの光強度分布は、ガウシアン分布が適切であると判定された。そこで、当該異物に対して、以下の条件で、レーザ光を異物の周囲を囲むように、直径２０μｍの円形状（図中、符号８で示す領域）に、照射スポットを走査させた（図８Ｃ参照）。なお、スリットマスクのスリット幅は３００μｍとし、レーザ光に干渉しないように設定した。

レーザの強度分布：ガウシアン分布（集光レーザ）
レーザの走査の有無：あり（繰り返し周波数：１ｋＨｚ）
レーザ光の波長：１０３０ｎｍ
パルス幅：２０ピコ秒
パルスエネルギー：１００ｎＪ、ガウシアンビーム
集光光学系：対物レンズ倍率５０倍
照射スポットサイズ：約１μｍ
リトライ設定回数設定：３回

上記条件で、１回のレーザ光を照射したところ、レーザ光を照射した領域以外の領域を発光させることができ、当該発光画素（欠陥画素）の輝度を、本来の発光画素の明るさの８０％まで回復させることが可能であった。

［実施例３］
実施例１と同様の発光素子を準備し、第１レンズ（対物レンズ、５倍）で確認したところ、１つの発光画素３の輝度が閾値を下回っていた（図９Ａ参照）。
そこで、当該発光画素（欠陥画素）上に、第２レンズ（対物レンズ、５０倍）を配置し、第２レンズの周囲に配置したリング状照明によって赤外光を照射しながら、異物の大きさ（最大長さ）および位置を、赤外モノクロカメラを介して確認した。その結果、塊状の異物９が確認され、その最大長さは１０μｍであった（図９Ｂ）。異物９の最大長さから、くり抜き照射が適切であり、かつ陰極の種類（ここではＭｇ－Ａｇ系薄膜）から、照射スポットの光強度分布は、ガウシアン分布が適切であると判定された。そこで、当該異物に対して、以下の条件で、レーザ光を異物９の周囲を囲むように、直径１２μｍの円形状（図中、符号８で示す領域）に、照射スポットを走査させた（図９Ｃ参照）。なお、スリットマスクのスリット幅は３００μｍとし、レーザ光に干渉しないように設定した。

レーザの強度分布：ガウシアン分布（集光レーザ）
レーザの走査の有無：あり（繰り返し周波数：１ｋＨｚ）
レーザ光の波長：１０３０ｎｍ
パルス幅：２０ピコ秒
パルスエネルギー：１００ｎＪ、ガウシアンビーム
集光光学系：対物レンズ倍率５０倍
照射スポットサイズ：約１μｍ
リトライ設定回数：３回

上記条件で、１回のレーザ光を照射したところ、レーザ光を照射した領域以外の領域を発光させることができ、当該発光画素（欠陥画素）の輝度を、本来の発光画素の明るさの７０％まで回復させることが可能であった。

［実施例４］
実施例１と同様の発光素子を準備し、第１レンズ（対物レンズ、５倍）で確認したところ、１つの画素の輝度が閾値を下回っていた（図１０Ａ参照）。
そこで、当該発光画素（欠陥画素）上に、第２レンズ（対物レンズ、２０倍）を配置し、第２レンズの周囲に配置したリング状照明によって赤外光を照射しながら、異物の大きさ（最大長さ）および位置を、赤外モノクロカメラを介して確認した。これにより点状の異物９が確認され、その最大長さは４μｍであった（図１０Ｂ）。上記異物９の最大長さから、スポット照射が適切であり、さらに陰極の種類（ここでは酸化インジウムスズ（ＩＴＯ））から照射スポットの光強度はトップハット分布が適切であると判定された。そこで、当該異物９を覆うように円形状（図中、符号８で示す領域）に、以下の条件で、レーザ光をスポット照射した（図１０Ｃ参照）。なお、スリットマスクとして、スリット幅５～３００μｍの間で調整可能なものを用い、照射時のスリット幅は４×４μｍとした。

レーザの強度分布：トップハット分布（結像レーザ）
レーザの走査の有無：なし（シングルショット）
レーザ光の波長：１０３０ｎｍ
パルス幅：２０ピコ秒
パルスエネルギー：１００ｎＪ、ガウシアンビーム
集光光学系：対物レンズ倍率２０倍
照射スポットサイズ：約１０μｍ
レーザ光の照射時間：２秒
リトライ設定回数：３回

上記条件で、１回のレーザ光を照射したところ、レーザ光を照射した領域以外の領域を発光させることができ、当該発光画素（欠陥画素）の輝度を、本来の発光画素の明るさの７０％まで回復させることが可能であった。

［参考例１］
実施例１と同様の発光素子を準備し、第１レンズ（対物レンズ、５倍）で確認したところ、２つの画素の輝度が閾値を下回っていた（図１１Ａ参照）。
そこで、当該発光画素（欠陥画素）上に、第２レンズ（対物レンズ、２０倍）を配置し、第２レンズの周囲に配置したリング状照明によって赤外光を照射しながら、異物の大きさ（最大長さ）および位置を、赤外モノクロカメラを介して確認した。これにより２つの画素に跨るように大きな異物が確認された（図１１Ｂ）。したがって、当該異物による欠陥は、レーザにて修復可能であると判定し、修復を断念した。

本発明に係る発光素子の製造方法によれば、発光素子の発光画素に異物由来の滅点が生じた場合に、当該滅点を効率よく、かつ分解することなく修復できる。したがって、各種発光素子の製造において、非常に有用である。

１ 発光素子
３ 発光画素
４ 隔壁
５ａ、５ｂ 基板
６ａ 第１の電極（陽極）
６ｂ 有機層
６ｃ 第２の電極（陰極）
８ レーザ光の照射領域
９、９ａ、９ｂ 異物
２００ 発光素子修復装置
２１０ ＸＹステージ
２２０ 撮像部
２２１ 第１レンズ
２２２ 第２レンズ
２２３ リング状照明
２２４ａ、２２４ｂ、２２４ｃ ミラー
２２５ カラーカメラ
２２６ 赤外モノクロカメラ
２３０ レーザ光源
２４０ 光学系
２４１ スリットマスク
２４２ 結像レンズ
２４３ ガルバノスキャナユニット

Claims (7)

1. 複数の発光画素を有する、発光素子を準備する工程と、
   前記複数の発光画素のうち、発光に不具合がある欠陥画素にレーザ光を照射して、前記不具合を修復する工程と、
   を有する発光素子の製造方法であり、
   前記レーザ光を照射する工程の前に、
   前記欠陥画素内の異物を確認する工程と、
   確認された前記異物に合わせて前記レーザ光の照射パターンを決定し、かつ前記発光素子に合わせて、前記レーザ光の照射スポットの光強度分布を決定する工程と、
   をさらに有し、
   前記照射パターンおよび前記照射スポットの光強度分布を決定する工程において、
   前記照射パターンとして、前記異物上に照射スポットを配置するスポット照射、および前記異物を囲むように照射スポットを走査するくり抜き照射からいずれか一方を選択し、
   前記照射スポットの光強度分布として、ガウシアン分布およびトップハット分布からいずれか一方を選択する、
   発光素子の製造方法。
2. 前記レーザ光は、パルス幅が２００フェムト秒以上１００ピコ秒以下のパルス発振型レーザ光である、
   請求項１に記載の発光素子の製造方法。
3. 前記異物を確認する工程において、前記異物の最大長さを測定し、
   前記照射パターンおよび前記照射スポットの光強度分布を決定する工程において、前記異物の最大長さが閾値以上である場合に、前記照射パターンとして前記くり抜き照射を選択し、前記異物の最大長さが閾値未満である場合に、前記照射パターンとして前記スポット照射を選択する、
   請求項１または２に記載の発光素子の製造方法。
4. 前記閾値を、８μｍ以上１２μｍ以下から選択する、
   請求項３に記載の発光素子の製造方法。
5. 複数の発光画素を有する発光素子の、発光に不具合が生じた欠陥画素にレーザ光を照射し、前記不具合を修復するための発光素子修復装置であって、
   前記発光素子を載置するためのステージと、
   前記欠陥画素内の異物を確認する撮像部と、
   前記レーザ光を出射するレーザ光源と、
   前記レーザ光を、前記レーザ光源から前記欠陥画素に導く光学系と、
   前記撮像部により特定された前記異物、および前記発光素子に合わせて、前記光学系を制御し、前記レーザ光の照射パターンおよび前記レーザ光の照射スポットの光強度分布を制御する制御部と、
   を有し、
   前記制御部は、前記レーザ光の照射パターンとして、前記異物上に照射スポットを配置するスポット照射、および前記異物を囲むように照射スポットを走査するくり抜き照射のいずれか一方を選択し、前記レーザ光の照射スポットの光強度分布として、ガウシアン分布およびトップハット分布からいずれか一方を選択する、
   発光素子修復装置。
6. 前記光学系は、前記レーザ光の光路上にスリットマスクを有する、
   請求項５に記載の発光素子修復装置。
7. 前記撮像部は、対物レンズと、前記対物レンズの周囲に配置される、赤外光および可視光を出射するリング状照明と、を有する、
   請求項５または６に記載の発光素子修復装置。
   
   
   

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