JP5527817B2 - Repair method - Google Patents
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Description
本発明は、面発光装置のリペア方法に関する。 The present invention relates to a method for repairing a surface light emitting device.
新しい発光体として、面発光素子であるEL(Electro Luminescence)素子が普及しつつある。また、EL素子を用いた面発光装置が、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイに代わる薄型かつ大型のディスプレイとして研究されており、商品化されつつある。 As a new light emitter, an EL (Electro Luminescence) element which is a surface light emitting element is becoming widespread. In addition, surface light emitting devices using EL elements have been studied and commercialized as thin and large displays replacing liquid crystal displays and plasma displays.
さらに、EL素子の発光する光は発光スペクトルが幅広いため、自然の光に近い。そのため、EL素子を用いた面発光装置は、照明装置としての用途にも適している。 Furthermore, the light emitted from the EL element is close to natural light because of its broad emission spectrum. Therefore, a surface light emitting device using an EL element is also suitable for use as a lighting device.
EL素子を用いた面発光装置は、透明基板の一方の面上に1つ、または複数のEL素子が設けられている。EL素子は、透明基板側から、光透過性を有する陽極(透明電極)、有機層、陰極(金属電極)が順に積層された構成である。 In a surface light emitting device using an EL element, one or a plurality of EL elements are provided on one surface of a transparent substrate. The EL element has a configuration in which a light-transmitting anode (transparent electrode), an organic layer, and a cathode (metal electrode) are sequentially laminated from the transparent substrate side.
この面発光装置のEL素子の極微小なエリアにおいて、陽極と陰極との間が短絡してしまい、面発光装置の一部、または全てが発光しない、といった欠陥が数多く発生していた。そのため、歩留まりが低くなっていた。 In a very small area of the EL element of this surface light emitting device, there are many defects that the anode and the cathode are short-circuited and a part or all of the surface light emitting device does not emit light. Therefore, the yield was low.
この短絡の原因の1つとしては、EL素子の製造時に基板にゴミなどの異物が付着することで、異物を介して陽極と陰極とが短絡してしまうことなどが挙げられる。 One cause of this short circuit is that foreign matter such as dust adheres to the substrate during the manufacture of the EL element, and the anode and the cathode are short-circuited through the foreign matter.
そこで、短絡した面発光装置をリペアする方法として、面発光装置のEL素子の短絡部にレーザーを照射し、短絡部を破壊して、短絡部以外の部分が正常に発光するようにリペアする方法がある(例えば特許文献1)。 Therefore, as a method of repairing the short-circuited surface light emitting device, a method of irradiating the short circuit portion of the EL element of the surface light emitting device with laser, destroying the short circuit portion, and repairing so that the portions other than the short circuit portion normally emit light. (For example, Patent Document 1).
面発光装置を利用した表示装置の場合、複数のEL素子が使用され、また、EL素子が1画素ごとに用いられているため、1つのEL素子に短絡が生じても、1画素が非点灯となるだけなので、表示装置が使用不能になることはない。しかしながら、面発光装置を用いた照明装置の場合、面発光装置に使用されるEL素子は1つである。そのため、EL素子に短絡が生じると、面発光装置全体が発光しないことになり、照明装置はその機能を発揮しないことになる。短絡した照明装置をリペアする際に、短絡部の大きさに合わせてレーザーを照射すると、照射精度などの問題から短絡部を破壊しきれない場合がある。照明装置に使用される面発光装置は、短絡部が全て破壊されていないと、発光させることができない。そのため、レーザーで確実に短絡部を破壊するように、EL素子の短絡部よりも大きい範囲にレーザーを照射して、短絡部とその周囲を同時に破壊している。その結果、短絡部とその周囲以外が確実に発光するようにリペアしていた。 In the case of a display device using a surface light emitting device, a plurality of EL elements are used, and since EL elements are used for each pixel, even if a short circuit occurs in one EL element, one pixel is not lit. Therefore, the display device is not disabled. However, in the case of a lighting device using a surface light emitting device, there is one EL element used in the surface light emitting device. Therefore, when a short circuit occurs in the EL element, the entire surface light emitting device does not emit light, and the lighting device does not perform its function. When repairing a short-circuited lighting device, if the laser is irradiated in accordance with the size of the short-circuit portion, the short-circuit portion may not be completely destroyed due to problems such as irradiation accuracy. The surface light-emitting device used for the lighting device cannot emit light unless all the short-circuit portions are destroyed. Therefore, in order to reliably destroy the short-circuit portion with the laser, the laser is irradiated to a range larger than the short-circuit portion of the EL element, and the short-circuit portion and its surroundings are destroyed at the same time. As a result, repair was performed so as to ensure light emission except for the short-circuited portion and its surroundings.
しかしながら、EL素子のレーザーにより破壊された部分(以降「修正部」とする)は、常時発光することがなく、面発光装置の発光時には暗点となる。そのため、面発光装置を用いた照明装置をリペアした場合、照明装置を発光させたときには、EL素子の、発光できるようになった発光部とレーザーにより破壊された部分である修正部との境界付近で明度が急激に変化する。したがって、この境界付近では明と暗の2値的な状態になる(図9参照)。このような2値的な状態だと、修正部の輪郭がユーザーに認識されやすくなるため、暗点が目立つこととなる。 However, the portion of the EL element destroyed by the laser (hereinafter referred to as “correcting portion”) does not always emit light, and becomes a dark spot when the surface emitting device emits light. Therefore, when repairing an illuminating device using a surface light emitting device, when the illuminating device is caused to emit light, the vicinity of the boundary between the light emitting portion that can emit light and the corrected portion that is destroyed by the laser of the EL element The brightness changes abruptly. Accordingly, a binary state of light and dark is obtained near this boundary (see FIG. 9). In such a binary state, the contour of the correction part is easily recognized by the user, and the dark spot becomes conspicuous.
本発明の目的は、リペアした面発光装置の発光時にレーザーにより破壊された部分が暗点として目立ってしまう、という課題を解決する、リペア方法を提供する。 The objective of this invention provides the repair method which solves the subject that the part destroyed with the laser at the time of light emission of the repaired surface emitting device becomes conspicuous as a dark spot.
透明基板と、前記透明基板に積層されている陽極と、前記透明電極と対向する陰極と、前記陽極と前記陰極とに挟まれている有機層とを有する面発光素子と、を有する面発光装置の短絡部分にレーザーを照射する。そして、レーザー照射により形成される面発光素子の修正部から離れるにつれて、明度に複数の階調を設けるようにする。 A surface light-emitting device comprising: a transparent substrate; an anode laminated on the transparent substrate; a cathode facing the transparent electrode; and a surface light-emitting element having an organic layer sandwiched between the anode and the cathode. Irradiate a laser to the short-circuited part of. Then, as the distance from the correction portion of the surface light emitting element formed by laser irradiation increases, a plurality of gradations are provided in brightness.
本発明によると、リペアした面発光装置の発光時に発光部とレーザーで破壊された部分との境界付近での明度の変化が緩やかになるため、暗点が目立たなくなる。 According to the present invention, when the repaired surface light emitting device emits light, the change in brightness near the boundary between the light emitting part and the part destroyed by the laser becomes gentle, and the dark spot becomes inconspicuous.
以下に、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態を説明する。なお、同一の機能を有する構成には添付図面中、同一の番号を付与し、その説明を省略することがある。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In addition, the same number is attached | subjected to the structure which has the same function in an accompanying drawing, and the description may be abbreviate | omitted.
本発明に係る面発光装置のリペア方法について以下に説明する。なお、以下の説明では面発光素子を用いた面発光装置を利用した照明装置を一例として説明する。 A method for repairing a surface light emitting device according to the present invention will be described below. In the following description, a lighting device using a surface light emitting device using a surface light emitting element will be described as an example.
図1は、本発明に係るリペア方法の一実施形態を示す概略図であり、(a)は、図3のAA断面の概略図を用いた短絡部の認識方法を説明する概略図、(b)は、図3のBB断面の概略図である。図2は、本発明に係るリペア方法の一実施形態を示す概略図であり、(a)は、図4のXX断面の概略図を用いた短絡部へのレーザー照射方法を説明する概略図、(b)は、図4のYY断面の概略図である。また、図3は、短絡した状態の照明装置を透明基板側からみた概略図、図4はレーザー照射後の照明装置を透明基板側からみた概略図である。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an embodiment of a repair method according to the present invention, and FIG. 1A is a schematic diagram illustrating a method for recognizing a short circuit using the schematic diagram of the AA cross section of FIG. ) Is a schematic view of the BB cross section of FIG. 3. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an embodiment of the repair method according to the present invention, and (a) is a schematic diagram illustrating a laser irradiation method to a short-circuit portion using the schematic diagram of the XX cross section of FIG. (B) is the schematic of the YY cross section of FIG. 3 is a schematic view of the illuminating device in a short-circuited state as seen from the transparent substrate side, and FIG. 4 is a schematic view of the illuminating device after laser irradiation as seen from the transparent substrate side.
面発光装置は、透明基板1と、透明基板1の一方の面上に設けられた面発光素子であるEL素子7とからなる。EL素子7は、透明基板1の一方の面上に、陽極(透明電極)2、有機層4、陰極(金属電極)6が順に積層された積層体で構成される。透明基板1は、例えばガラスで構成されている。陽極2となる透明電極は、例えば光透過性の高いITO(Indium Tin Oxide:酸化インジウムスズ)などから構成される。陰極6となる金属電極は、主にアルミニウムから構成される。有機層4は有機材料からなるEL(Electro−Luminescence)層である。
The surface light emitting device includes a
有機層4は、発光材料を用いれば、その形成方法は限定されないが、有機層4の陽極2側に正孔輸送層、陰極6側に電子輸送層を設けてもよい。更に、陽極2と正孔輸送層との間に正孔注入層、陰極6と電子輸送層との間に電子注入層を設けてもよい。必要に応じて更に有機層4の構成を変化させて構わない。なお、電子注入層は、一例としてはアルカリ金属やアルカリ土類金属の酸化物やフッ化物等であってもよい。
The formation method of the
面発光装置を有する照明装置は、さらに、透明基板1のEL素子7が設けられている側であり、陰極6とは間隔を有する位置に封止基板8が設けられており、封止基板8の端部と陽極2および陰極6を具備した透明基板1との間には、シール部材9が設けられている。そして、透明基板1と封止基板8とシール部材9とで囲まれた領域の内部に、EL素子7が位置するようになっている。また、封止基板8に不図示のコンバータ回路、インバータ回路および点灯回路などを一体化することで、取り扱いが簡便な照明装置とすることができる。
The illumination device having the surface light emitting device is further provided on the side of the
このEL素子7の発光原理について説明する。陽極2の端部および陰極6の端部は、ここでは図示していないFPC(Flexible Printed Circuits:フレキシブルプリント基板)やケーブル線等を介して上記回路を有する電源部と接続されている。電源部により陽極2および陰極6に電圧が印加され、その電界により陽極2から有機層4へ正孔が、陰極6から有機層4へ電子が注入される。注入された正孔と電子とが有機層4内の発光材料中で再結合することにより、励起子が形成され励起状態となる。励起状態から低レベル準位、あるいは基底状態に戻る際に発光が生じる。この発光した光が、透明基板1を通過し、外部へ放射される。
The light emission principle of the
本発明のリペア方法で用いるリペア装置は、リペアヘッドとステージを有する。リペアヘッドは、EL素子7の短絡部15を認識する検査光学系である画像認識装置10とEL素子7の短絡部15を破壊するレーザー照射装置11などから構成されている。照明装置は、ステージ上に配置される。この照明装置が配置されたステージをリペアヘッドに対して移動するようにしても、リペアヘッドをステージに対して移動するようにしても構わない。なお、図1(a)、図2(a)では画像認識装置10やレーザー照射装置11のみを図示している。
The repair device used in the repair method of the present invention has a repair head and a stage. The repair head includes an
次に、図1および図3を用いて、短絡部15の認識方法を説明する。
Next, the recognition method of the
図1および図3に示すように、EL素子7に異物が混入し、陽極2と陰極6とが短絡している場合がある。始めに短絡を起こした部分(短絡部)15の有無と、その位置を画像認識装置10により特定する。通常、異物等により形成される短絡部15は、異物等を中心にしてその周辺の陰極6が電流集中による熱により剥離している。このため短絡部15とそれ以外の部分とでは外光からの反射率が異なるため容易に発見することができる。また完全に短絡したわけではない場合、低い電流密度により照明装置を駆動すると、短絡部15を除いて低い輝度で光るので暗点となっている短絡部15を容易に見つけることができる。
As shown in FIGS. 1 and 3, there is a case where foreign matters are mixed in the
次に、図2および図4を用いて、短絡部15をレーザー照射で破壊する方法を説明する。
Next, a method for destroying the short-
上記の短絡部15の認識方法で短絡部15を認識した後、短絡部15を破壊し、照明装置をリペアする。上述の画像認識装置10で特定した短絡部15の位置情報を基に、レーザー照射装置11からYAG(Yttrium−Aluminum−Garnet)レーザーの第二高調波532nmや第三高調波355nmを用いて短絡部15に熱を加え、短絡部15を破壊する。上述したように、レーザーを照射するときには、短絡部15よりも大きな領域にレーザーを照射し、照明装置が確実にリペアするようにする。ただし、レーザーを照射する領域を短絡部15よりもあまり大きくしないことが望ましい。
After recognizing the
このようにしてリペアされた照明装置を発光させたときに、発光する発光部と、発光せず暗点となるレーザーにより破壊された部分(修正部)16との境界付近で明度が急激に変化しており、明と暗の2値的な状態となる(図9参照)。上述したように、このような状態で照明装置を発光させたときには、修正部16の暗点が認識されやすく目立ってしまう。
When the illuminating device repaired in this manner emits light, the brightness changes rapidly in the vicinity of the boundary between the light emitting part that emits light and the part (corrected part) 16 that is destroyed by the laser that does not emit light and becomes a dark spot. Thus, a binary state of light and dark is obtained (see FIG. 9). As described above, when the illumination device is caused to emit light in such a state, the dark spot of the
そこで本発明のリペア方法では、この2値的な状態を解消させる。具体的には、リペアすることで照明装置を発光させたときに暗点となる修正部16がEL素子7に形成されるとともに、この修正部16の周囲にもレーザーを照射してEL素子7を破壊し、絶縁した点(スポット)を、修正部16を中心にして、修正部16付近では暗く、修正部16から離れるにつれて明るくなるような網点状に設けるようにする。このようすることで、修正部16とその周囲の明度に階調を設け、明度をなだらかに変化させることができ、修正部16とその周囲が明と暗の2値的な状態ではなくなる。そのため、修正部16の輪郭が認識されづらくなり、暗点となる修正部16が目立たなくなる。このとき、網点の配置を、修正部16の間から出てくる光の回折効果が得られるようにすることにより暗点の認識をさらに低くすることができ、効果はさらに高いものとなる。
Therefore, in the repair method of the present invention, this binary state is eliminated. Specifically, the repairing
スポットを設ける網点の位置について説明する。 The position of the halftone dot where the spot is provided will be described.
修正部16近傍では発光部分に対する網点の割合が大きくなるようにし、修正部16から離れるにつれて、発光部分に対する網点の割合が小さくなるようにする。例えば、正規分布に従って、修正部16の近傍から離れるにつれて、明度がなめらかに変化するように変化させればよい。例えば、網点20の径(面積)を一定にする場合は、網点の個数、つまり密度を変化させる、具体的には、修正部16付近では網点の密度を大きくし、修正部16から離れるにつれて網点の密度を小さくする(図5参照、なお、中央の修正部16以外は網点20である)。
In the vicinity of the
具体的には、当該部周辺も含め輝度分布に種々の重み付けを行う平滑化に沿って行うことができる。例えば、移動平均フィルタを用いた平滑化やガウシアンフィルタを用いた平滑化を利用することができる。これらにより極端な明暗の変化を抑制して滑らかにしたり、明暗変化を少なくして修正部をぼやかしたりすることができる。 Specifically, it can be performed along smoothing that performs various weightings on the luminance distribution including the periphery of the part. For example, smoothing using a moving average filter or smoothing using a Gaussian filter can be used. As a result, extreme changes in brightness can be suppressed and smoothed, or changes in brightness can be reduced to blur the correction portion.
上記は、一定の大きさの網点を、網点の位置や網点同士の並び方の間隔や重なり具合を調整することで明暗を表現することで輪郭をぼかしたものであり、同様に誤差拡散法やディザマトリクスを用いたディザ法等を利用して種々の配置をしてもよい。 In the above, the contour of a halftone dot is blurred by expressing the contrast by adjusting the position of the halftone dot, the interval between the halftone dots and the overlap, and similarly error diffusion. Various arrangements may be made using a method, a dither method using a dither matrix, or the like.
また、他の例として、網点20の径、つまり面積を変化させる場合は、網点20の径を変化させることで、発光部分に対する網点20の割合を変化させる。具体的には、修正部16付近では網点の径を大きくし、修正部16から離れるにつれて網点20の径を小さくする(図6参照、なお、中央の修正部16以外は網点20である)。このようにすることで、修正部16の周囲に明度のグラデーションを付けることができる。
As another example, when the diameter of the halftone dot 20, that is, the area is changed, the ratio of the halftone dot 20 to the light emitting portion is changed by changing the diameter of the halftone dot 20. Specifically, the diameter of the halftone dot is increased in the vicinity of the
他の方法としては、修正部16の周囲の明度にグラデーションをつけたい部分を、複数の細かな格子に分割する。そして、N×N個の格子を1つのマトリクスとし、網点20を設ける格子と設けない格子との組み合わせで明暗を表現する。網点20を設けない格子は明であり、網点20を設ける格子には網点20の大きさや密度を変化させて暗(黒)となるようにする。例えば、2×2個の格子を利用したマトリクスのモノクロ2値画像では、図7に示すように、5階調を表現することができる。つまり、N×N個の格子を利用したマトリクスのモノクロ2値画像の場合、そのマトリクスでN×N+1段階の階調を表現することができる。そして、このマトリクスを、修正部16の周囲の表現したい明るさに合った階調にすることで、修正部16の周囲に明度のグラデーションを付ける。なお、黒を表現する格子の場合、網点20の大きさが一定の場合は網点20の密度、網点20の大きさを変化させる場合には網点20の径を変化させ、黒を表現する格子をつくる。
As another method, the portion around the
以上のようにして配置した網点20に、上述したリペア装置でレーザーを照射し、網点20の位置と大きさに合わせてEL素子7を破壊し、絶縁したスポット21を作製する。
The halftone dots 20 arranged as described above are irradiated with laser by the above-described repair device, and the
このようにして作製されたスポット21により、照明装置を発光させたときに修正部16の周囲に明度のグラデーションを付けることができるので、図8に示すように、明度が修正部16の周囲において滑らかに変化するようになり、修正部16の暗点が目立たなくなる。また、これにより、以前は不良品となっていた照明装置を良品として使用可能にすることができるので、歩留りを改善することができる。
Since the spot 21 produced in this way can provide a gradation of brightness around the
なお、本発明のリペア方法は、EL素子7を有する照明装置に限定されず、さらに、EL素子7の構造に関わらず採用することができる。たとえば、蛍光材料を用いたEL素子、燐光材料を用いたEL素子またはそのハイブリッドEL素子であってよい。さらに、有機層が一段のEL素子構造、または、有機層を多段に積層したスタック構造等を用いたEL素子であってもよい。
In addition, the repair method of this invention is not limited to the illuminating device which has the
1 透明基板
2 陽極(透明電極)
4 有機層
6 陰極(金属電極)
7 面発光素子(EL素子)
8 封止基板
9 シール部材
10画像認識装置
11レーザー照射装置
15短絡部
16修正部
20網点
21スポット
1
4
7 Surface light emitting device (EL device)
8
Claims (4)
前記面発光装置の短絡部分にレーザーを照射して形成される面発光素子の修正部から離れるにつれて、明度に複数の階調を設けるようにする、面発光素子のリペア方法。 A surface light emitting device comprising: a transparent substrate; an anode laminated on the transparent substrate; a cathode facing the anode; and a surface light emitting element having an organic layer sandwiched between the anode and the cathode. A repair method,
A method of repairing a surface light emitting element, wherein a plurality of gradations are provided in the brightness as the distance from a correction portion of the surface light emitting element formed by irradiating a laser to a short circuit portion of the surface light emitting device is increased.
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