KR101720077B1 - 발광 장치의 검사 방법 및 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층에 의해 경계지워지는 복수의 EL층의 두꺼운 층이 제공되어 있는 발광 소자에서, 상기 한 쌍의 전극 사이에 전도성 이물질이 혼입된 부위는 정상 부위가 광을 발광하기 시작할 때 필요한 전압보다 더 낮은 전압에서 더 강한 광을 발광한다. 한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층에 의해 경계지워지는 복수의 EL층이 제공되어 있는 발광 소자에 있어, 여기에 순방향으로 전압을 인가할 수 있다. 이후, 이상 발광 부위를 검출할 수 있는데, 상기 부위는 인가된 전압이 정상 부위가 광을 발광하기 시작할 때 필요한 전압보다 더 낮을 때 1(cd/㎡) 이상의 휘도로 광을 발광하기 때문이다. 상기 부위를 레이저광으로 조사하여 절연화할 수 있다.

Description

발광 장치의 검사 방법 및 제조 방법{Inspection method and manufacturing method of light-emitting device}
본 발명은 발광 장치의 잠재적 결함을 검출하는 검사 방법, 및 상기 잠재적 결함을 절연화하여 발광 장치를 제조하는 방법에 관한 것이다.
최근, 일렉트로루미네슨스(electroluminescence)(이하, EL이라고도 일컬음)를 이용한 발광 소자의 연구 개발이 활발히 진행되고 있다. 이러한 발광 소자는 한 쌍의 전극 사이에 발광성 물질을 포함하는 층이 개재된 구조를 갖는다. 상기 한 쌍의 전극 사이에 전압을 인가함으로써, 발광성 물질로부터 발광을 수득할 수 있다.
일렉트로루미네슨스를 이용한 발광 소자는 예컨대 박형 및 경량으로 제조될 수 있고 응답 속도가 매우 빠르다는 것이 큰 특징이며 이점이다. 이러한 자발광형 발광 소자에는 다양한 용도가 고려될 수 있다. 예를 들면, 이러한 발광 소자는 액정 디스플레이에 비해 화소의 시인성(visibility)이 높고 백라이트(backlight)가 불필요하다는 특징을 갖기 때문에 플랫 패널 디스플레이(flat panel display)에 바람직하게 사용된다.
상기 발광 소자는 막 형상으로 형성될 수 있기 때문에, 대면적으로부터의 면상 발광을 용이하게 수득할 수 있다. 이는 백열 램프나 발광 다이오드(LED: light emitting diode)로 대표되는 점광원 또는 형광등으로 대표되는 선광원을 사용해서는 수득하기 어려운 특징이다. 따라서, 상기 발광 소자는 조명 등에 적용될 수 있는 면 광원으로서의 이용 가치가 높다.
일렉트로루미네슨스를 이용한 발광 소자는, 발광성 물질로서 유기 화합물을 포함하는지 또는 무기 화합물을 포함하는지에 따라 대략적으로 분류된다. 이하, 유기 화합물을 발광성 물질로서 포함하는 발광 소자의 발광 원리를 설명하겠다. 먼저, 발광 소자의 한 쌍의 전극 사이에 전압을 인가하여, 상기 한 쌍의 전극으로부터 전자와 정공을 발광성 유기 화합물을 포함하는 층으로 개별적으로 주입시킨다. 이들 캐리어들(전자와 정공)이 재결합한 후, 상기 발광성 유기 화합물이 여기된다. 상기 발광성 유기 화합물이 여기 상태로부터 기저 상태로 되돌아올 때 광을 발광시킨다.
일렉트로루미네슨스를 이용한 발광 소자의 EL층은 매우 얇다. EL층이 얇기 때문에, 발광 소자의 한 쌍의 전극 사이에 전도성 이물질이 혼입된 경우 발광 소자의 한 쌍의 전극은 쉽게 단락된다(short-circuited). 단락은 발광 소자의 파괴, 발열로 인한 발광 소자의 열화, 및 누출 전류로 인한 소비전력 증대 등의 흠결을 초래한다.
따라서, 일렉트로루미네슨스를 이용한 발광 소자의 결함을 검출하고 상기 결함에 레이저광을 조사하여 상기 결함을 절연화하는 방법 및 장치가 제안되고 있다(예: 특허 문헌 1).
한편, 일렉트로루미네슨스를 이용한 발광 소자의 발광 휘도를 증가시키기 위해, EL층을 통해 흐르는 전류 밀도를 증가시킬 수 있다. 그러나, 대전류를 흘리기 위해 구동 전압을 높이면, 소비전력이 더욱 증대한다. 또한, EL층을 통해 흐르는 대전류는 발광 소자를 더 빨리 열화시키게 된다.
따라서, 복수의 EL층을 적층시킨 발광 소자가 제안되고 있다. 특허 문헌 2에는, 복수의 발광 유닛(이하, 본 명세서에서 발광 유닛은 EL층이라고도 일컬어짐)을 포함하는 발광 소자가 기재되어 있으며, 상기 발광 유닛 각각은, 전극들과 마찬가지로, 캐리어를 EL층에 공급하는 전하 발생층에 의해 경계지워져(partitioned) 있다. 본 명세서에서는, 전하 발생층을 전극과 동등한 것으로 간주하고, 서로 근접한 전하 발생층들 사이에 또는 서로 근접한 전극들 중 하나와 전하 발생층 사이에 개재된 영역을 하나의 EL층으로 계수한다. 더욱 구체적으로, 특허 문헌 2에는 제1 발광 유닛의 전자 주입층으로서 기능하는 금속 도핑(doped)된 층 위에 오산화바나듐을 사용하여 형성한 전하 발생층이 제공되어 있고, 추가로 상기 전하 발생층 위에 제2 발광 유닛이 제공되어 있는 발광 소자가 기재되어 있다. 특허 문헌 2에 기재된 발광 소자는 동일한 전류 밀도를 갖는 전류를 각 발광 소자에 공급하는 경우, 하나의 EL층이 제공된 발광 소자에 비해 더 높은 휘도로 광을 발광할 수 있다. 추가로, 특허 문헌 2에 기재된 발광 소자는 하나의 EL층이 제공된 발광 소자에 비해 더 낮은 소비전력으로 동일한 휘도의 광을 발광할 수 있다.
[참조문헌]
[특허 문헌 1] 일본 공개 특허 출원 제2002-260857호
[특허 문헌 2] 일본 공개 특허 출원 제2003-272860호
복수의 EL층이 전하 발생층 또는 중간층에 의해 경계지워지는 방식으로 형성된 적층막은 하나의 EL층이 제공된 발광 소자에 비해 더 두껍다. 하나의 EL층이 제공된 발광 소자에 비해, 한 쌍의 전극 사이에 두꺼운 적층막이 제공된 발광 소자는 상기 한 쌍의 전극 사이에 전도성 이물질이 혼입되는 경우에도 쉽게 단락되지 않는다. 그러나, 전도성 이물질이 혼입된 부위는 잠재적 결함이며; 따라서, 상기 부위는 이상적으로(abnormally) 광을 발광한다. 또한, 특성의 변화가 크고 장시간 사용으로 인해 단락을 일으키는 등 흠결이 나타날 우려가 있다.
종래의 명시적 결함을 검출하는 방법은 이러한 잠재적 결함을 검출하기 어렵다는 문제가 있다.
본 발명은 전술된 기술적 배경의 관점에서 실현된 것이다. 따라서, 하나의 목적은 한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층 또는 중간층에 의해 경계지워지는 복수의 EL층이 제공되어 있는 발광 소자; 환언하면, 한 쌍의 전극 사이에 둘 이상의 EL층과 전하 발생층(또는 중간층)이 교호로 적층되어 있는 발광 소자에서 단락을 일으키지 않는 잠재적 결함을 검출하는 방법을 제공하는 것이다. 또 다른 목적은 상기 잠재적 결함을 절연화하여 발광 장치를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층에 의해 경계지워지는 복수의 EL층을 포함하는 적층막이 제공되어 있는 발광 소자에서, 전도성 이물질이 혼입된 부위는 정상 부위에서 발광에 필요한 전압보다 더 낮은 전압에서 더 강한 광을 발광한다. 환언하면, 한 쌍의 전극 사이에 둘 이상의 EL층이 전하 발생층과 교호로 적층되어 있는 발광 소자에서, 전도성 이물질이 혼입된 부위는 정상 부위에서 발광에 요구되는 전압보다 더 낮은 전압에서 더 강한 광을 발광한다.
따라서, 한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층에 의해 경계지워지는 복수의 EL층이 제공되어 있는 발광 소자; 환언하면, 한 쌍의 전극 사이에 둘 이상의 EL층이 전하 발생층과 교호로 적층되어 있는 발광 소자에서, 전압은 순방향으로 인가된다. 따라서, 정상 부위에서 발광에 요구되는 전압보다 더 낮은 전압에서 광을 발광하기 시작하는 부위를 검출하는 방식으로 잠재적 결함 부위를 검출할 수 있다. 이후, 상기 전압에서 광을 발광하기 시작하는 부위에 레이저광을 조사하여 절연화할 수 있다.
즉, 본 발명의 한 양태는, 전하 발생층에 의해 경계지워지는 복수의 EL층이 한 쌍의 전극 사이에 제공되어 있는 발광 소자를 검사하는 방법으로서, 상기 방법은, 발광 소자의 광 추출 표면에 있어 실질적으로 전체 표면이 1(cd/㎡) 이상의 휘도로 광을 발광하는 발광 개시 전압 미만의 전압을 상기 발광 소자에 순방향으로 인가하는 단계; 및 상기 발광 소자의 광 추출 표면 상에서 1(cd/㎡) 이상의 휘도로 광을 발광하는 이상 발광 부위를 검출하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 한 양태는, 전하 발생층에 의해 경계지워지는, 다른 EL층과는 상이한 발광색의 복수의 EL층이 한 쌍의 전극 사이에 제공되어 있는 발광 소자를 검사하는 방법으로서, 상기 방법은, 발광 소자의 광 추출 표면에 있어 실질적으로 전체 표면이 1(cd/㎡) 이상의 휘도로 광을 발광하는 전압을 발광 소자에 순방향으로 인가하는 단계; 및 상기 발광 소자의 광 추출 표면 상에서 색도가 상이한 이상 발광 부위를 검출하는 단계를 포함한다.
본 발명의 한 양태는, 한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층에 의해 경계지워지는 복수의 EL층이 제공되어 있는 발광 소자를 제조하는 방법으로서, 상기 방법은, 발광 소자의 광 추출 표면에 있어 실질적으로 전체 표면이 1(cd/㎡) 이상의 휘도로 광을 발광하는 발광 개시 전압 미만의 전압을 순방향으로 인가하는 단계; 및 상기 발광 소자의 광 추출 표면 상에서 1(cd/㎡) 이상의 휘도로 광을 발광하는 이상 발광 부위에 레이저광을 조사하여 상기 부위를 절연화하는 단계를 포함한다.
본 발명의 한 양태는, 한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층에 의해 경계지워지는 복수의 EL층이 제공되어 있는 발광 소자를 제조하는 방법으로서, 상기 방법은, 발광 소자의 광 추출 표면에 있어 실질적으로 전체 표면이 1(cd/㎡) 이상의 휘도로 광을 발광하는 전압을 순방향으로 인가하는 단계; 및 상기 발광 소자의 광 추출 표면 상에서 색도가 상이한 이상 발광 부위에 레이저광을 조사하여 상기 부위를 절연화하는 단계를 포함한다.
본 발명의 한 양태는, 한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층에 의해 경계지워지는 복수의 EL층이 제공되어 있는 발광 소자를 제조하는 방법으로서, 상기 방법은, 상술된 방법들 중 하나를 사용하여 이상 발광 부위를 검출하는 단계; 및 상기 이상 발광 부위에 레이저광을 조사하는 단계를 포함하고, 여기서 상기 레이저 조사 단계에서 관측된 화상의 해상도는 상기 이상 발광 부위를 검출하는 단계에서 관측된 화상의 해상도보다 더 높다.
본 발명의 한 양태는, 한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층에 의해 경계지워지는 복수의 EL층이 제공되어 있는 발광 소자를 제조하는 방법으로서, 상기 방법은, 상술된 방법들 중 하나를 사용하여 이상 발광 부위를 검출하는 단계; 및 상기 이상 발광 부위에 레이저광을 조사하는 단계를 포함하고, 여기서 상기 레이저 조사 단계에서 관측된 화상의 해상도는 상기 이상 발광 부위를 검출하는 단계에서 관측된 화상의 해상도보다 100배 내지 10,000배 이하 더 높다.
본 명세서에서, 전극, 중간층, 또는 전극과 중간층에 의해 경계지워지고 적어도 발광성 물질이 제공된, 일렉트로루미네슨스를 이용한 발광 소자의 층을 EL층이라고 일컬음에 주목한다.
본 명세서에서, 2개의 EL층 사이에 접촉하여 형성된 층으로서, 하나의 EL층에 정공을 주입하고 또 다른 EL층에 전자를 주입하는 층을 중간층이라 일컫는다. 따라서, 전하 발생층은 중간층의 한 양태로도 불리운다. 상기 중간층은 단층일 수도 있고 복수의 층일 수도 있음에 주목한다.
본 명세서에서, 발광 소자의 광 추출 표면에 있어 실질적으로 전체 표면이 1(cd/㎡) 이상의 휘도로 광을 발광하는, 상기 발광 소자에 인가된 전압을 발광 개시 전압이라고 지칭한다.
본 명세서에서, 물질 B를 사용하여 형성된 매트릭스 내에 물질 A가 분산되어 있는 경우, 상기 매트릭스를 형성하는 물질 B를 호스트 재료라 일컫고, 매트릭스에 분산되어 있는 물질 A를 게스트 재료라 일컫는다. 물질 A와 물질 B는 각각 단일 물질이거나 2종 이상의 물질의 혼합물일 수 있음에 주목한다.
본 명세서에서, 발광 장치란 화상 표시 장치 또는 광원(조명 장치 포함)을 의미함에 주목한다. 또한, 발광 장치는 하기 모듈들도 모두 이의 범주 내에 포함한다: 발광 장치에 커넥터, 예를 들면 프렉시블 프린트 서킷(FPC), 테이프 자동 접합(TAB) 테이프 또는 테이프 캐리어 패키지(TCP)가 부착된 모듈; TAB 테이프 또는 TCP의 말단에 프린트 배선판이 설치된 모듈; 및 발광 소자가 형성된 기판에 칩 온 글래스(COG: chip on glass) 방법으로 IC(집적 회로)가 직접 실장된 모듈.
본 발명의 한 양태에 따르면, 한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층에 의해 경계지워지는 복수의 EL층이 제공되어 있는 발광 소자에서 단락을 일으키지 않는 잠재적 결함을 검출하는 방법을 제공할 수 있다. 추가로, 잠재적 결함을 절연화하여 발광 장치를 제조하는 방법, 및 상기 제조 방법을 사용하는 발광 장치의 제조 장치를 제공할 수 있다.
도 1a 및 1b는 각각 하나의 양태에 따른 발광 소자의 구조를 도시한다.
도 2a 및 도 2b 및 2c는 각각 하나의 양태에 따른 발광 소자의 구조를 도시한다.
도 3a 내지 3c는 각각 하나의 양태에 따른 발광 소자를 도시한다.
도 4는 하나의 양태에 따른 이상 발광 부위를 검출 및 수리하는 장치를 도시한다.
도 5a 및 5b는 각각 하나의 양태에 따른 이상 발광 부위를 검출하는 방법을 도시한다.
도 6은 하나의 양태에 따른 이상 발광 부위를 수리하는 방법을 도시한다.
도 7a 및 7b는 각각 하나의 양태에 따른 발광 소자의 구조를 도시한다.
도 8a 및 8b는 각각 하나의 양태에 따른 발광 장치의 구조를 도시한다.
도 9a 및 9b는 각각 하나의 양태에 따른 발광 장치의 구조를 도시한다.
도 1Oa 내지 1Od는 각각 하나의 양태에 따른 전자기기를 도시한다.
도 11은 하나의 양태에 따른 조명 장치를 도시한다.
도 12는 하나의 양태에 따른 조명 장치를 도시한다.
도 13은 하나의 양태에 따른 조명 장치 및 발광 장치를 도시한다.
본 발명의 양태들을 첨부 도면을 참조로 설명하겠다. 본 발명은 하기된 기술 내용에 제한되지 않으며, 본 발명의 취지 및 이의 범위로부터 벗어남 없이 다양한 변화와 변형이 이루어질 수 있다는 것을 당업자라면 쉽게 이해할 것임에 주목한다. 따라서, 본 발명은 하기된 양태들의 기재 내용에 한정해서 해석되어서는 안된다. 후술되는 본 발명의 구조에서, 각각 다른 도면에 있어 동일 부분들 또는 유사 기능을 갖는 부분들은 동일한 참조 부호로 표시되며, 이러한 부분들의 설명은 반복하지 않음에 주목한다.
[양태 1]
본 양태에서는, 한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층에 의해 경계지워지는 복수의 EL층이 제공되어 있는 발광 소자에서 일어나는 단락을 초래하지 않는 잠재적 결함을 검출하는 방법을 설명하겠다.
한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층에 의해 경계지워지는 복수의 EL층이 제공되어 있는 발광 소자를 도 1a를 참조로 설명한다. 상기 발광 소자는 제1 전극(1001), 제2 전극(1002), 상기 두 전극들 사이의 n개의 EL층(1003)(n은 2 이상의 자연수임), 및 m번째 EL층과 (m+1)번째 EL층 사이의 전하 발생층(1004)(m은 자연수, 1 ≤ m ≤ n-1)을 포함한다.
상기 제1 전극(1001) 및 상기 제2 전극(1002) 중 적어도 하나는 투광성의 전도성 막을 사용하여 형성된다.
한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층에 의해 경계지워지는 복수의 EL층이 제공되어 있는 발광 소자의 발광 기전을 설명한다. 여기서는, 도 2a에 도시된 한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층에 의해 경계지워지는 2개의 EL층이 제공되어 있는 발광 소자(1100)를 이용하여 설명한다.
발광 소자(1100)는 제1 EL층(1103a), 제2 EL층(1103b), 전하 발생층(1104), 제1 전극(1101) 및 제2 전극(1102)을 포함한다. 제1 EL층(1103a)은 한 쪽 면이 제1 전극(1101)에 접촉하고 이의 다른 쪽 면이 전하 발생층(1104)에 접촉하고 있다. 전하 발생층(1104)은 제1 EL층(1103a)과 제2 EL층(1103b) 사이에 제공되어 있다. 제2 EL층(1103b)은 한 쪽 면이 전하 발생층(1104)에 접촉하고 이의 다른 쪽 면이 제2 전극(1102)에 접촉하고 있다.
발광 소자(1100)에서, 제1 전극(1101)이 제2 전극(1102)보다 더 높은 전위를 갖도록 전압 E3을 인가한다. 즉, 제1 전극(1101)은 애노드(anode)로서 기능하고, 제2 전극(1102)은 캐소드(cathode)로서 기능한다. 충분히 높은 전압이 인가되었을 때, 제1 EL층(1103a)에서 제1 전극(1101)으로부터 주입된 정공이 전하 발생층(1104)으로부터 주입된 전자와 재결합하고, 이에 의해 발생된 에너지에 의해 제1 EL층(1103a) 중의 발광성 물질이 광을 발광한다. 제2 EL층(1103b)에서는, 전하 발생층(1104)으로부터 주입된 정공이 제2 전극(1102)으로부터 주입된 전자와 재결합하고, 이에 의해 발생된 에너지에 의해 제2 EL층(1103b) 중의 발광성 물질이 광을 발광한다.
제1 EL층(1103a)이 발광하는 광 및 제2 EL층(1103b)이 발광하는 광은 투광성의 전도성 막을 사용하여 형성된 제1 전극(1101) 및 제2 전극(1102) 중 어느 하나 또는 둘 다로부터 추출된다. 예컨대, 제1 전극(1101)만이 투광성 전극인 경우, 발광된 광은 제1 전극(1101)을 통해 추출된다. 달리, 제2 전극(1102)만이 투광성 전극인 경우, 발광된 광은 제2 전극(1102)을 통해 추출된다. 또한, 제1 전극(1101)과 제2 전극(1102)이 둘 다 투광성 전극인 경우, 발광된 광은 제1 전극(1101)과 제2 전극(1102) 둘 다를 통해 추출된다.
이하, 한 쌍의 전극 사이에 하나의 EL층이 제공되어 있는 발광 소자와, 한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층에 의해 경계지워지는 복수의 EL층이 제공되어 있는 발광 소자의 특성에 대해 비교하여 설명한다.
한 쌍의 전극 사이에 하나의 EL층이 제공되어 있는 발광 소자(1300)의 구조가 도 3a에 도시되어 있다. 발광 소자(1300)는 제1 전극(1301), 제2 전극(1302), 및 발광성 유기 화합물을 함유하는 EL층(1303a)을 포함한다.
한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층에 의해 경계지워지는 2개의 EL층이 제공되어 있는 발광 소자(1400)의 구조가 도 3b에 도시되어 있다. 발광 소자(1400)는 제1 전극(1401), 제2 전극(1402), 발광성 유기 화합물을 함유하는 EL층들(1403a 및 1403b), 및 전하 발생층(1404)을 포함한다. 여기서는, EL층들(1403a 및 1403b)이 발광 소자(1300)에 포함된 EL층(1303a)과 동일한 구조를 갖는 EL층인 경우에 대해 설명한다. 발광 소자(1400)의 EL층들(1403a 및 1403b)이 서로 상이한 구조를 갖는다는 것은 당연하다.
발광 소자(1400)에 있어서, 제1 전극(1401)과 전하 발생층(1404) 사이에 EL층(1403a)이 삽입되어 있는 제1 영역(1400a)과, 전하 발생층(1404)과 제2 전극(1402) 사이에 EL층(1403b)이 삽입되어 있는 제2 영역(1400b)은 각각 독립적인 발광 소자로 간주될 수 있다. 환언하면, 발광 소자(1400)는 제1 영역(1400a)과 제2 영역(1400b)이 직렬로 접속되는 방식으로 형성된다.
발광 소자(1300)의 전압-휘도 특성의 일례가 도 3c의 곡선 S에 의해 도시되어 있다. 한 쌍의 전극 사이에 하나의 EL층이 제공되어 있는 발광 소자(1300)의 발광 휘도는 발광 개시 전압 E0보다 더 높은 전압이 인가될 때에 빠르게 증가한다. 도 3c의 곡선 S로서 도시된 특성을 갖는 소자는, 발광 개시 전압 E0이 인가될 때 1(cd/㎡)의 휘도로 광을 발광하고, 발광 개시 전압 E0의 2배의 전압이 인가될 때에 약 10,000(cd/㎡)까지 휘도가 증가한다. 유기 화합물을 발광성 물질로서 사용한 일렉트로루미네슨스를 이용한 발광 소자가 가시광을 발광하는 경우, 발광 개시 전압 E0은 적어도 약 2(V)를 필요로 함에 주목한다.
발광 소자(1400)의 전압-휘도 특성의 일례가 도 3c의 곡선 W에 의해 도시되어 있다. 발광 소자(1400)의 전압-휘도 특성(곡선 W)은 발광 소자(1300)의 전압-휘도 특성(곡선 S)에 비해 높은 전압 쪽으로 이동하여 있다. 예컨대, EL층들(1403a 및 1403b)이 발광 소자(1300)에 포함된 EL층(1303a)과 동일한 구조를 갖는 EL층인 경우, 발광 소자(1400)는 발광 소자(1300)들을 직렬로 접속시키는 방식으로 형성된 소자로 간주될 수 있다. 따라서, 발광 소자(1300)의 발광 개시 전압 E0의 2배의 전압이 발광 소자(1400)에 인가될 때, EL층들(1403a 및 1403b)이 각각 1(cd/㎡)의 휘도로 광을 발광하여 발광 소자(1400)는 약 2(cd/㎡)의 휘도로 광을 발광한다.
즉, 발광 소자(1300)의 발광 개시 전압 E0의 2배의 전압이 인가될 때에, 발광 소자(1300)는 10,000(cd/㎡)의 휘도로 광을 발광하지만 발광 소자(1400)는 2(cd/㎡)의 휘도로 광을 발광한다. 상술한 바와 같이, 한 쌍의 전극 사이에 하나의 EL층이 제공되어 있는 발광 소자와, 한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층에 의해 경계지워지는 복수의 EL층이 제공되어 있는 발광 소자 사이에는 인가 전압-발광 휘도 특성에 있어 큰 차이가 존재한다.
발광 소자(1300)의 발광 개시 전압 E0의 2배의 전압이 발광 소자(1400)에 인가될 때 흐르는 전류의 양은 발광 개시 전압 E0이 발광 소자(1300)에 인가될 때 흐르는 전류의 양과 거의 같음에 주목한다. 따라서, 발광 소자(1400)는 발광 소자(1300)에 비해 발광의 전류 효율이 거의 두 배가 되는 효과를 갖는다.
이하, 전하 발생층에 의해 경계지워지는 2개의 EL층 중 하나가 전도성 이물질을 포함하는 발광 소자를 도 2b 및 2c를 참조로 설명한다.
발광 소자(1200)는 제1 EL층(1203a), 제2 EL층(1203b), 전하 발생층(1204), 제1 전극(1201), 제2 전극(1202) 및 전도성 이물질(1206)을 포함한다. 발광 소자(1200)는 발광 소자(1100)와 동일한 구조로 형성되어 있지만 전도성 이물질(1206)이 혼입되어 버린 비정상적 소자이다. 전도성 이물질(1206)이 혼입된 상태의 발생 빈도는 낮으며, 예컨대 도 2c에 도시된 바와 같이 정상적 부위에 잠재적 결함이 점재해 있음에 주목한다.
정상적 발광 소자(1100)에 전류 I(A)를 공급하는 경우, 제1 영역(1100a)에는 전류 I(A)를 공급하는 전압 E1(V)이 인가되고, 제2 영역(1100b)에는 전류 I(A)를 공급하는 전압 E2(V)가 인가된다. 따라서, 발광 소자(1100)의 제1 전극과 제2 전극 사이에는 약 E1(V) + E2(V) = E3(V)의 전압이 인가된다. 발광 소자(1200)의 EL층들이 각각 가시광을 발광하는 경우, E1(V) 및 E2(V)는 각각 2(V) 이상이고, E3(V)은 그의 합계보다 더 큼에 주목한다.
한편, 발광 소자(1200)가 전도성 이물질(1206)을 포함하는 경우, 전도성 이물질(1206)에 의해 전하 발생층(1204)과 제1 전극(1201)이 단락되고, 전도성 이물질(1206) 부근의 전하 발생층(1204)은 제1 전극(1201)과 거의 동일한 전위를 갖는다.
예를 들면, 발광 소자(1200)에 E3(V)의 전압이 인가될 때, 제2 EL층(1203b)의 정상적 영역에 인가되는 전압은 E2(V)이다. 그러나, 전도성 이물질(1206) 부근의 전하 발생층(1204)과 제2 전극(1202) 사이의 제2 EL층(1203b)을 포함하는 영역(1200c)에 인가되는 전압 E4(V)는 E2(V)보다 거의 E1(V)의 양만큼 더 높은 E3(V)이다. 영역(1200a)이 가시광을 발광하기 위한 구조를 갖는 경우, E1(V)은 약 2(V) 이상임에 주목한다.
상술한 바와 같이, 영역(1200c)에서의 제2 EL층(1203b)은 주위보다 약 2(V) 이상 더 높은 전압이 인가되기 때문에 극도로 강한 광을 발광한다. 따라서, 한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층에 의해 경계지워지는 복수의 EL층이 제공되어 있는 발광 소자에서, 주위보다 극도로 강한 광을 발광하는 부위를 검출하는 방식으로, 단락을 일으키지 않는 잠재적 결함의 위치를 특정할 수 있다.
또한, 발광 소자(1200)에 인가되는 전압을 0(V)로부터 발광 소자(1200)의 정상적 부위의 발광 개시 전압까지 스위핑(sweeping)하면서 이상 발광 부위를 검출하는 방법이 특히 효과적이다.
발광 소자(1200)에 인가되는 전압이 발광 개시 전압보다 더 낮은 경우, 발광 소자의 정상적 부위의 발광 휘도는 1(cd/㎡) 미만이다. 그러나, 영역(1200c)에서의 제2 EL층(1203b)에는, 전도성 이물질(1206)로 인해 단락된 EL층에서 발생한 전압 강하에 상응하는 전압의 양만큼 더 높은 전압이 인가된다. 그 결과, 휘도 1(cd/㎡) 미만의 발광 상태의 정상적 영역 내에, 휘도 1(cd/㎡)을 훨씬 초과하는 휘도, 예를 들면 약 10,000(cd/㎡)의 휘도로 강하게 광을 발광하는 부위가 점재한다.
이와 같이, 주위보다 훨씬 더 밝은 광을 발광하는 부위를 검출함으로써 잠재적 결함을 갖는 부위를 특정할 수 있다.
구체적으로는, 다음의 네 단계가 존재한다: 정상적 발광 소자의 발광 개시 전압 E0(V)을 찾아내고, 검사하고자 하는 발광 소자에 상기 발광 개시 전압 E0(V) 미만의 제1 전압을 인가하는 제1 단계; 발광 소자의 광 추출 표면 상에서 1(cd/㎡) 이상의 휘도로 비정상적으로 광을 발광하는 부위를 검출하는 제2 단계; 검출된 이상 발광 부위의 좌표를 특정하는 제3 단계; 및 1(cd/㎡) 이상의 휘도로 광을 발광하는 부위가 검출되지 않은 경우 상기 제1 전압보다 높고 상기 발광 개시 전압 E0(V)보다 낮은 제2 전압을 설정하는 제4 단계. 상기 제1 단계로부터 상기 제4 단계까지의 네 단계를 순차적으로 수행하고 반복함으로써 잠재적 결함을 갖는 부위를 특정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 검사하고자 하는 발광 소자에 정상적 발광 소자의 발광 개시 전압 E0(V)보다 더 낮은 전압을 인가하고, 1(cd/㎡) 이상의 휘도로 광을 발광하는 부위를 검출하는 방식으로, 한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층에 의해 경계지워지는 복수의 EL층이 제공되어 있는 발광 소자에서 단락을 일으키지 않는 잠재적 결함을 검출할 수 있다.
[양태 2]
본 양태에서는, 발광 소자의 잠재적 결함의 검출 및 절연화 방법을 상기 발광 소자의 제조 장치와 함께 설명한다.
도 4는 본 양태에 도시된 발광 소자의 제조 장치의 측면도를 도시한다. 발광 소자의 제조 장치(500)는 검사 대상인 발광 소자(560)를 고정 및 이동시키는 시료대(510), 발광 소자(560)의 화상을 포착하는 검출계(520), 잠재적 결함(561)을 수리하는 조사계(530), 발광 소자(560)의 광학 화상을 검출계(520)로 전송하는 제1 광학계(541), 조사계(530)로부터 발광된 광을 잠재적 결함(561)으로 전송하는 제2 광학계(542), 발광된 광을 투과시키고 상세 광학 화상을 투영하는 제3 광학계(543), 및 제어계(550)를 포함한다. 본 양태에서는, 검사 대상인 발광 소자(560)를 구동시키는 구동 장치(571) 및 외부 전원(572)을 사용한다.
발광 소자(560)는 한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층에 의해 경계지워지는 복수의 EL층이 제공되어 있는 발광 소자이다. 본 양태에서 설명되는 전하 발생층에 의해 경계지워지는 복수의 EL층이 제공되어 있는 발광 소자(560)는 잠재적 결함을 포함하고 있음에 주목한다.
발광 소자(560)는 광 추출 표면이 제3 광학계(543)를 향하도록 시료대(510)의 지지 기구(511)에 고정되어 있다. 발광 소자(560)는 발광 소자를 구동시키는 구동 장치(571)와 접속되어 있고, 단자부(565)와 구동 장치(571)를 통해 외부 전원(572)에 접속되어 있다. 구동 장치(571)는 제어계(550)에 접속되어 있음에 주목한다.
시료대(510)의 X-Y 표면은 지면에 수직이고, 도 4에서 화살표 Z는 X-Y 표면에 수직인 Z-축을 나타낸다. 시료대(510)는 검사 대상인 발광 소자(560)를 고정시키고 지탱하는 지지 기구(511), 및 시료대를 X-Y 표면 내에서 및 X-Y 표면에 수직인 Z-축 방향으로 제어하여 이동할 수 있는 이동 기구(512)를 포함한다. 이동 기구(512)는 제어계(550)에 접속되어 있다. 이동 기구(512)로는, 시료대를 10㎛보다 미세한 분해능, 바람직하게는 2㎛ 내지 0.1㎛의 분해능으로 이동할 수 있는 이동 기구를 사용한다. 이동 기구(512)는 시료대를 X-Y 표면 내에서 회전시키거나 시료를 X-Y 표면에 대해 기울일 수 있는 기구를 가질 수 있음에 주목한다.
검출계(520)는 촬상(撮像) 장치(521)를 포함한다. 촬상 장치(521)는 제1 광학계(541) 및 제3 광학계(543)를 통해 발광 소자(560)의 화상을 포착한다. 촬상 장치(521)는 제어계(550)에 접속되어 있다.
검출계(520)는 발광 소자(560)로부터 발광된 광 중에서 적어도 휘도 1(cd/㎡) 이상에서의 발광을 제1 광학계(541) 및 제3 광학계(543)를 통해 검출할 수 있다. 따라서, 촬상 장치(521)로서 고감도 CCD 카메라를 사용할 필요는 없으며 비교적 저렴한 CCD 카메라를 사용할 수 있다.
조사계(530)는 레이저 장치(531)를 포함한다. 레이저 장치(531)는 제2 광학계(542) 및 제3 광학계(543)를 통해 발광 소자(560)에 레이저 광을 조사한다. 레이저 장치(531)는 제어계(550)에 접속되어 있다.
조사계(530)는 바람직하게는 레이저 장치(531)로부터 발광된 레이저 광이 조사된 위치를 지목하는 가이드 광원을 포함한다. 가이드 광원에 의해 지목된 레이저 조사 위치는 촬상 장치(521)에서 확인될 수 있지만, 그 광은 강도가 충분히 약해서 발광 소자에 조사되어도 발광 소자를 손상시키지 않는다.
본 양태에서 사용된 레이저 장치(531)에서는, 발광 소자의 지지체 또는 밀봉막 또는 밀봉 기판에 의해 파장이 흡수되지 않는 레이저 광을 선택하여 사용한다. 예를 들면, 레이저 광으로는, Ar 레이저, Kr 레이저 또는 엑시머 레이저와 같은 기체 레이저; 또는 단결정성 YAG, YVO4, 포오스테라이트(Mg2SiO4), YAlO3 또는 GdVO4, 또는 다결정성(세라믹) YAG, Y2O3, YVO4, YAlO3 또는 GdVO4에 도펀트(dopant)로서 Nd, Yb, Cr, Ti, Ho, Er, Tm 또는 Ta 중 하나 이상이 첨가된 것을 매질로서 사용하는 레이저, 유리 레이저, 루비 레이저, 알렉산드라이트 레이저, Ti:사파이어 레이저 또는 파이버 레이저와 같은 고체상 레이저 중 하나 이상으로부터 발광되는 광을 사용할 수 있다. 추가로, 상술된 고체상 레이저로부터 발광된 제2 고조파 또는 제3 고조파, 및 그 이상의 고조파를 사용할 수 있다. 레이저 매질이 고체인 고체상 레이저를 사용하는 경우, 메인터넌스-프리(maintenance-free) 상태를 장시간 유지할 수 있고 레이저 광의 출력이 비교적 안정하다는 이점이 있음에 주목한다. 나노초, 피코초 및 펨토초와 같은 단시간의 펄스 레이저가 본 공정에 적합하다. 단시간의 펄스 레이저를 사용하면, 다광자(multiphoton) 흡수 현상을 일으키는 고밀도 에너지를 발광 소자의 이상 발광 부위에 인가할 수 있다.
제1 광학계(541)는 검출계(520) 내의 촬상 장치(521)에 접속되어 있고, 제2 광학계(542)는 조사계(530) 내의 레이저 장치(531)에 접속되어 있다. 제1 광학계(541)는 제1 셔터(541s)를 포함하고, 제2 광학계(542)는 제2 셔터(542s)를 포함한다. 제1 셔터(541s) 및 제2 셔터(542s)는 각각 제어계(550)에 접속되어 있다.
제3 광학계(543)는 제1 광학계(541) 및 제2 광학계(542)에 접속되어 있고, 예컨대 하프 미러(half mirror)(545) 및 집광 렌즈와 같은 광학 소자를 포함한다. 제3 광학계(543)는 배율이 각기 다른 교환가능한 집광 렌즈들을 포함할 수 있다. 하프 미러(545)를 이용하여 검출계(520)와 조사계(530)의 광축을 정렬시키는 방법은 장치의 소형화가 용이하기 때문에 바람직하게 적용된다는 것에 주목한다.
제어계(550)는 제어 장치(551) 및 표시 장치(552)를 포함한다. 제어 장치(551)는 적어도 이동 기구(512), 촬상 장치(521), 레이저 장치(531), 제1 셔터(541s), 제2 셔터(542s), 구동 장치(571) 및 표시 장치(552)에 접속되어 있다.
제어 장치(551)는 화상 분석 장치로도 기능한다.
이하, 본 양태에 예시된 발광 소자의 제조 장치(500)의 동작의 일례를 설명한다.
도 5a 및 5b는 본 양태에서의 잠재적 결함을 검출하는 방법의 일례를 도시한다. 본 양태에서의 잠재적 결함을 검출하는 방법은 다섯 단계를 갖는다: 검사 대상인 발광 소자를 시료대에 고정시키고 광학계를 조정하여 촬영을 위해 준비하는 제1 단계; 상기 발광 소자에 시험 전압을 인가하는 제2 단계; 상기 발광 소자의 화상 데이터를 포착하는 제3 단계; 상기 화상 데이터를 분석하고 1(cd/㎡)보다 높은 휘도로 광을 발광하는 부위를 검출하여 발광 소자 상의 부위를 특정하는 제4 단계; 및 상기 발광 소자에 인가된 전압과 1(cd/㎡)보다 높은 휘도로 광을 발광하는 부위의 위치 정보를 기록하는 제5 단계.
제1 단계에서는, 검사 대상인 발광 소자(560)를 시료대(510)에 고정시키고, 이동 기구(512), 제1 광학계(541) 및 제3 광학계(543)를 조정하고, 발광 소자(560)의 화상을 검출계(520)에 의해 포착한다. 이 때, 검출계(520)가 발광 소자(560)의 광 추출 표면에 있어 실질적으로 전체 표면을 포착하도록 제1 광학계(541) 및 제3 광학계(543)를 조정한다. 발광 소자(560)의 더 넓은 범위를 검사함으로써 검사 시간을 단축시킬 수 있다.
제2 단계에서는, 제어 장치(551)를 이용하여 구동 장치(571)로부터 발광 소자(560)의 제1 전극과 제2 전극에 제1 시험 전압 Ed1(V)을 순방향으로 인가한다.
제1 시험 전압 Ed1(V)은 발광 소자(560)의 정상적 부위의 발광 개시 전압 E0(V)보다 더 낮다. 예를 들면, 발광 소자(560)가 전하 발생층에 의해 경계지워지는 n개의 EL층을 갖는 경우, 발광 개시 전압 E0(V)을 n 이상으로 나눈 전압이 제1 시험 전압 Ed1(V)일 수 있다.
본 양태에서는, 예를 들면, 발광 개시 전압 E0(V)을 5로 나누어 제1 시험 전압 Ed1(V)을 E0/5(V)로 설정하고; 제2 시험 전압 Ed2(V)을 E0×2/5(V)로 설정하고; 제3 시험 전압 Ed3(V)을 E0×3/5(V)로 설정하고; 제4 시험 전압 Ed4(V)을 E0×4/5(V)로 설정하고; 제5 시험 전압 Ed5(V)을 E0(V)로 설정한다. 이와 같이, 발광 개시 전압 E0(V)까지 전압을 발광 소자(560)에 점진적으로 인가함으로써, 잠재적 결함에 과잉의 전류가 공급되어 발광 소자(560)가 파괴되는 사고를 피할 수 있다.
적층된 EL층 각각의 발광 개시 전압을 알고 있는 경우, EL층 각각의 발광 개시 전압에 상당하는 전압을 낮은 것으로부터 높은 순으로 인가할 수 있다. 이어서, 복수의 EL층의 발광 개시 전압을 조합하여 수득한 총 전압을 작은 것으로부터 큰 순으로 인가할 수 있다. 이렇게 하여, 잠재적 결함에 과잉의 전류가 공급되어 발광 소자(560)가 파괴되는 일 없이, 단시간에 이상 발광의 유무를 검사할 수 있다.
제3 단계에서는, 발광 소자(560)에 제1 시험 전압 Ed1(V)을 인가한 상태에서, 발광 소자(560)의 화상을 제어 장치(551)에 포착시킨다. 구체적으로는, 제2 셔터(542s)를 폐쇄시키고, 제1 셔터(541s)를 개방한다. 촬상 장치(521)는 제3 광학계(543)와 제1 광학계(541)를 통해 발광 소자(560)의 화상을 화상 신호로 변환시키고, 상기 신호를 제어 장치(551)로 출력한다.
휘도 1(cd/㎡) 미만의 발광 상태의 정상적 영역 내에서, 1(cd/㎡) 이상의 휘도 또는 1(cd/㎡)을 훨씬 초과하는 휘도로 광이 발광되기 때문에 이상 발광 부위는 용이하게 검출될 수 있다. 따라서, 더 넓은 영역을 관측하고 이상 발광 부위의 위치를 개략적으로 특정하는 것이 가능하고, 이에 의해 효율적으로 검사가 수행될 수 있다. 예컨대, 하나의 화소가 약 10㎛ 내지 1㎜의 해상도로 관측될 수 있다.
제4 단계에서는, 제어 장치(551)가 화상 신호를 분석하고 1(cd/㎡) 이상의 휘도로 비정상적으로 광을 발광하는 부위를 검출한다. 제어 장치(551)는 화상 위의 위치 정보를 이동 기구(512)의 좌표 정보와 조합하여 시료대(510) 위의 위치 정보를 산출한다.
제5 단계에서는, 인가된 제1 시험 전압 Ed1(V) 및 이상 발광 부위의 위치 정보를 함께 기록한다. 화상, 휘도 및 색도를 기록할 수 있음에 주목한다.
제5 단계를 수행한 후, 발광 소자(560)에 인가된 전압을 제2 시험 전압 Ed2(V)으로 변경시키고, 상기 과정을 제2 단계로부터 다시 수행한다. 이후, 구동 전압을 Ed1(V)로부터 Ed5(V)까지 계단식으로 증가시키면서, 제2 단계로부터 제5 단계까지 반복하고, 발광 개시 전압 미만의 전압에서 비정상적으로 광을 발광하는 부위의 위치 정보를 기록한다. 도 5b는 이와 같은 방식으로 기록된 시험 전압 및 이상 발광 부위(562a 내지 562e)의 위치 정보를 개략적으로 도시한 것이다.
제1 단계에서 발광 소자(560)의 전체 화상이 포착될 수 있도록 제1 광학계(541) 및 제3 광학계(543)를 조정하였지만, 발광 소자(560)의 광 추출 표면을 수개의 영역으로 나누는 방식으로 잠재적 결함을 검출할 수 있다. 발광 소자(560)의 표면을 수개의 영역으로 나눔으로써 소형 장치를 사용하여 대형의 발광 소자를 검사할 수 있기 때문에, 검사 장치의 비용이 절감될 수 있다. 표면을 수개의 영역으로 나눔으로써, 증가된 배율에서 촬상할 수 있고; 따라서, 해상도가 증가하고, 미세한 이상 발광을 포착할 수 있다.
도 6은 본 양태에서의 잠재적 결함을 절연화하는 공정을 도시한다. 잠재적 결함을 절연화하는 공정은 이상 발광 부위를 검출하는 공정에 이어 순차적으로 수행하는 것이 바람직하다. 잠재적 결함을 절연화하는 공정을 순차적으로 수행함으로써 이상 발광 부위의 위치 정보를 높은 정밀도로 사용할 수 있다.
이상 발광 부위를 검출하는 공정에서 수득한 위치 정보와 상기 수득한 위치 정보에 대응하는 시험 전압에 따라, 이상 발광 부위의 수리 순서를 결정한다. 본 양태에서는 더 낮은 시험 전압의 조건에서 검출된 이상 발광 부위를 먼저 수리하지만, 서로 가까운 거리에 존재하는 이상 발광 부위를 선택하여 순차적으로 수리할 수도 있다.
제6 단계 내지 제8 단계에서는, 검사 공정에서 수득한 이상 발광 부위의 위치 정보에 따라, 이동 기구(512)가 발광 소자(560)의 이상 발광 부위를 레이저 조사 위치로 정확하게 이동시킨다.
제3 단계에서는, 검사 효율을 향상시키기 위해, 더 넓은 영역을 관측한 후, 이상 발광 부위의 위치를 대략적으로 특정하는 것에 지나지 않는다. 따라서, 제6 단계에서는, 이상 발광 부위를 레이저 조사 위치로 대략적으로 이동시킨 후, 더 높은 해상도에서 이상 발광 부위를 관측한 다음, 상기 위치를 레이저 조사 위치로 정확하게 정렬시킬 필요가 있다. 구체적으로는, 제3 광학계의 배율을 변경시키고, 이상 발광 부위의 위치를 높은 정밀도로 특정한다. 예를 들면, 이는 화소 하나당 약 0.1㎛로 설정된다.
예컨대, 도 5b에 도시된 이상 발광 부위(562a)를 절연화하는 경우, 이상 발광 부위(562a)를 레이저 조사 위치로 대략적으로 이동시킨다. 다음으로, 더 높은 해상도를 수득하기 위해 제3 광학계(543)의 배율을 변경시킨다.
제7 단계에서는, 이상 발광 부위(562a)를 관측한 시험 전압 Ed2(V) 이하의 전압을 발광 소자(560)에 인가하여 이상 발광을 관측한다. 화상 장치(521)는 제3 광학계(543) 및 제1 광학계(541)를 통해 발광 소자(560)의 화상을 포착하고, 상기 화상을 화상 신호로 변화시키고, 상기 신호를 제어 장치(551)로 출력한다.
제8 단계에서는, 제1 셔터(541s)와 제2 셔터(542s)를 개방하고, 조사계(530)에 포함된 가이드 광원으로부터 방출된 가이드 광을 사용하여 레이저 장치(531)로부터 수행된 레이저 조사의 위치를 지목한다. 제어계(550)는 이동 기구(512)를 사용하여 시료대(510)를 이동시키고, 이상 발광 부위를 레이저 조사 위치와 일치시킨다. 이 단계를 통해, 발광 소자(560)의 이상 발광 부위를 레이저 조사 위치로 정확하게 이동시킬 수 있다.
제9 단계에서는, 레이저 광의 미광(stray light)이 촬상 장치(521)에 입사되지 않도록 제1 셔터(541s)를 폐쇄시킨다. 다음으로, 레이저 장치(531)로부터 제2 광학계(542)와 제3 광학계(543)를 통해 방출되는 레이저 광을 이상 발광 부위에 조사한다. 이 단계에서는 발광 소자(560)에 대한 시험 전압의 인가를 중지시킬 수 있음에 주목한다.
제3 광학계(543)를 사용하여 집광시킨 레어저 광은 높은 에너지 밀도를 갖는다. 레이저 광이 조사된 미세한 영역은 고온에 도달하고, 잠재적 결함(561)의 부근은 절연화된다.
제10 단계에서는, 시험 전압의 인가를 수행하고, 이상 발광 부위(562a)가 소멸된 것을 제11 단계에서 확인한다. 구체적으로, 확인은 다음과 같이 수행한다: 제2 셔터(542s)를 폐쇄시키고; 제1 셔터(541s)를 개방하고; 발광 소자(560)에 시험 전압 Ed2(V)을 인가하고; 이후 촬영을 수행하여 이상 발광 부위(562a)의 소멸을 확인한다.
이상 발광 부위(562a)가 소멸되지 않은 경우, 이상 발광 부위의 위치 정보를 다시 포착하고, 제8 단계로부터 다시 레이저 조사를 수행한다.
이상 발광 부위(562a)가 소멸된 경우, 제12 단계에서 제어계(550)는 이상 발광 부위(562a)가 소멸되었다는 정보를 이상 발광 부위의 정보에 써넣는다. 다음으로, 제6 단계로 되돌아가 이상 발광 부위의 정보를 참조하고, 또 다른 이상 발광 부위를 수리하기 시작한다.
상술한 바와 같이, 제1 단계로부터 제5 단계에서 검출된 잠재적 결함을, 제6 단계로부터 제12 단계를 반복 수행함으로써 절연화한다. 제어 장치(551)를 사용하여 제1 단계로부터 제12 단계까지의 검출 및 수리를 자동적으로 조작할 수 있거나, 조작 도중에 조작자가 상황을 판단하여 검출 및 수리를 반자동적으로 진행시킬 수 있다.
본 양태에 따르면, 검사하고자 하는 발광 소자에 정상적 발광 소자의 발광 개시 전압 E0(V) 미만의 전압을 인가하고, 1(cd/㎡) 이상의 휘도로 광을 발광하는 부위를 검출함으로써, 한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층에 의해 경계지워지는 복수의 EL층이 제공되어 있는 발광 소자에서 단락을 일으키지 않는 잠재적 결함을 검출할 수 있다.
휘도 1(cd/㎡) 미만의 발광 상태의 정상적 영역 내에서, 1(cd/㎡) 이상의 휘도로 강하게 광을 발광하는 이상 발광 부위가 검출되고; 따라서, 고감도 CCD 카메라 등이 필요하지 않고, 장치를 저렴하게 제조할 수 있다.
또한, 이상 발광 부위가 1(cd/㎡) 이상의 강한 휘도를 갖기 때문에, 광범위한 관측 범위에서 이상 발광 부위를 검출할 수 있다. 이러한 넓은 관측 범위는 검사 시간을 단축시킨다.
본 양태에 따르면, 성막 중에 부착된 절연성 이물질 주위에서 막 두께가 국소적으로 얇아진 막 결함에 대해서도, 휘도 분포의 이상이 인정된다면 검출과 절연화가 가능하다.
본 양태는 본 명세서에서의 임의의 다른 양태들과 자유롭게 조합될 수 있다.
본 양태는 종래의 방법과 조합될 수 있다. 구체적으로는, 발광 소자에 역 바이어스(reverse bias)를 인가하여 단락 부위에 전류를 공급한다. 방출 현미경을 사용하여 발광 소자를 관측할 수 있고, 단락된 부위의 위치를 특정할 수 있다. 방출 현미경은 전류가 흐르는 동안 발생된 광자의 수를 측정할 수 있는 장치임에 주목한다. 명시적 결함에서는 다수의 광자가 검출된다. 다수의 광자가 검출되는 상기 명시적 결함에 레이저 광을 조사하여 절연화한다. 이후, 본 양태에 따라 잠재적 결함을 검출할 수 있다.
검사 대상인 발광 소자는 한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층에 의해 경계지워지는 복수의 EL층이 제공되어 있는 하나의 발광 소자일 수 있거나, 복수의 발광 소자가 일렬로 또는 매트릭스형으로 배열되어 있는 발광 장치일 수 있다. 추가로, 하나의 기판 상에 발광 소자와 구동 회로가 실장되어 있는 발광 장치도 검사 대상일 수 있다.
제3 광학계(543)를 사용하지 않고서, 발광 소자를 제1 광학계(541)로 직접 관측할 수 있고 제2 광학계(542)로부터 직접 레이저 광을 조사할 수 있다. 검출계(520), 조사계(530) 및 발광 소자(560)의 상대적 위치를 변경시키는 방법으로는, 발광 소자(560)를 지지하는 시료대(510)를 이동시키는 방법이 있다. 달리, 제1 광학계(541)와 제2 광학계(542)를 이동시키는 방법을 사용할 수도 있다. 예를 들면, 제1 광학계(541)와 제2 광학계(542)에 각도 변화가 가능한 반사경을 제공할 수 있다.
[양태 3]
본 양태에서는, 한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층에 의해 경계지워지는 복수의 EL층이 제공되어 있는 발광 소자의 한 양태를 상세히 설명하겠다. 이어서, 한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층에 의해 경계지워지는, 3개의 상이한 발광색을 갖는 EL층이 제공되어 있는 발광 소자를 설명하고, 상기 발광 소자의 잠재적 결함을 검출하고 수리하는 방법을 설명하겠다.
한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층에 의해 경계지워지는 복수의 EL층이 제공되어 있는 발광 소자를 도 1a를 참조로 설명한다. 상기 발광 소자는 제1 전극(1001), 제2 전극(1002), 상기 두 전극 사이의 n개의 EL층(1003)(n은 2 이상의 자연수임), 및 m번째 EL층과 (m+1)번째 EL층 사이의 전하 발생층(1004)(m은 자연수, 1 ≤ m ≤ n-1)을 포함한다.
전하 발생층(1004)은 유기 화합물과 금속 산화물의 복합 재료, 금속 산화물, 또는 유기 화합물과 알칼리 금속, 알칼리 토금속 또는 이들의 화합물의 복합 재료를 사용하여 형성될 수 있다. 달리, 이들 재료들은 적절하게 조합될 수 있다. 유기 화합물과 금속 산화물의 복합 재료로는, 예를 들면, 유기 화합물과 V2O5, MoO3 또는 WO3 등의 금속 산화물이 포함된다. 유기 화합물로는, 방향족 아민 화합물, 카바졸 유도체, 방향족 탄화수소 및 거대분자 화합물(예를 들면, 올리고머, 덴드리머 또는 폴리머) 등의 각종 화합물을 사용할 수 있다. 1×10-6㎠/Vs 이상의 정공 이동도를 갖는 유기 화합물이 정공 수송성 유기 화합물로서 바람직하게 사용된다. 그러나, 임의의 다른 물질들도 전자 수송성보다 정공 수송성이 더 높은 물질이기만 하다면 사용될 수 있다.
한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층에 의해 경계지워지는 복수의 EL층을 제공함으로써 발광 소자를 낮은 전류로 구동시킬 수 있을 뿐 아니라, 전하 발생층(1004)에 사용되는 이들 재료들은 캐리어 주입성 및 캐리어 수송성이 뛰어나기 때문에, 전하 발생층(1004)을 제공함으로써 구동 전압의 상승을 억제하여 발광 소자를 낮은 전압에서 구동할 수 있음에 주목한다.
전하 발생층(1004)은, 제1 전극(1001)과 제2 전극(1002)에 전압을 인가하였을 때, 전하 발생층(1004)에 접촉하여 형성된 하나의 EL층(1003)에 정공을 주입하는 기능과, 전하 발생층(1004)에 접촉하여 형성된 또 다른 EL층(1003)에 전자를 주입하는 기능을 가짐에 주목한다. 예를 들면, 제1 전극(1001)이 애노드이고 제2 전극(1002)이 캐소드인 적층형 소자 구조에서, 전하 발생층(1004)은 전하 발생층(1004)의 캐소드 쪽 측면에 접촉하는 EL층(1003)에 정공을 주입하고 전하 발생층(1004)의 애노드 쪽 측면에 접촉하는 EL층(1003)에 전자를 주입한다.
EL층(1003)의 구조를 도 1b를 참조로 설명한다. EL층(1003)은 적어도 발광층(1013)을 포함할 수 있고, 발광층(1013) 이외의 기능층을 포함하는 적층 구조를 사용할 수 있다. 발광층(1013) 이외의 기능층으로는, 정공 주입성이 높은 물질을 함유하는 층, 정공 수송성이 높은 물질을 함유하는 층, 전자 수송성이 높은 물질을 함유하는 층, 전자 주입성이 높은 물질을 함유하는 층, 양극성 물질(전자 수송성과 정공 수송성이 높은 물질)을 함유하는 층 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 발광층(1013)으로부터 애노드 측 상에, 정공 수송층(1012) 및 정공 주입층(1011) 등의 기능층을 적절하게 조합하여 사용할 수 있고, 발광층(1013)으로부터 캐소드 측 상에, 전자 수송층(1014) 및 전자 주입층(1015) 등의 기능층을 적절하게 조합하여 사용할 수 있다.
이하, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층을 포함하는 EL층(1003)이 형성되어 있는 경우의 각 층에 함유된 물질의 구체예를 설명한다.
정공 주입층은 정공 주입성 물질을 함유한다. 상기 정공 주입성 물질로는, 산화몰리브덴, 산화바나듐, 산화루테늄, 산화텅스텐, 산화망간 등을 사용할 수 있다. 달리, 프탈로시아닌(약어: H2Pc) 또는 구리 프탈로시아닌(약어: CuPc)과 같은 프탈로시아닌계 화합물, PEDOT/PSS와 같은 거대분자 물질 등을 정공 주입성 물질로서 사용할 수 있다.
정공 수송층은 정공 수송성 물질을 함유한다. 상기 정공 수송성 물질로는, 다음의 것들을 들 수 있다: NPB(약어), TPD(약어), TCTA(약어), TDATA(약어), MTDATA(약어) 및 4,4'-비스[N-(스피로-9,9'-바이플루오렌-2-일)-N-페닐아미노]바이페닐(약어: BSPB)과 같은 방향족 아민 화합물; 및 PCzPCA1(약어), PCzPCA2(약어), PCzPCN1(약어), CBP(약어), TCPB(약어) 및 CzPA(약어)와 같은 카바졸 유도체. 달리, 다음의 것들을 정공 수송성 물질로서 사용할 수도 있다: PVK(약어), PVTPA(약어), 폴리[N-(4-{N'-[4-(4-디페닐아미노)페닐]페닐-N'-페닐아미노}페닐)메타크릴아미드](약어: PTPDMA) 또는 폴리[N,N'-비스(4-부틸페닐)-N,N'-비스(페닐)벤지딘](약어: Poly-TPD). 본원에 기술된 대부분의 물질은 1×10-6㎠/Vs 이상의 정공 이동도를 갖는다. 임의의 다른 물질도 전자 수송성보다 정공 수송성이 높은 물질이기만 하다면 사용될 수 있음에 주목한다. 또한, 정공 수송층은 단층에 한정되지 않고, 앞서 언급된 물질들을 사용하여 형성된 층을 이층 이상 적층시킨 것일 수도 있다.
발광층은 발광성 물질을 함유한다. 상기 발광성 물질은 후술하는 형광성 화합물 또는 인광성 화합물일 수 있다.
상기 형광성 화합물의 예로는 다음의 것들이 포함된다: N,N'-비스[4-(9H-카바졸-9-일)페닐]-N,N'-디페닐스틸벤-4,4'-디아민(약어: YGA2S); 4-(9H-카바졸-9-일)-4'-(10-페닐-9-안트릴)트리페닐아민(약어: YGAPA); 4-(9H-카바졸-9-일)-4'-(9,10-디페닐-2-안트릴)트리페닐아민(약어: 2YGAPPA); N,9-디페닐-N-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카바졸-3-아민(약어: PCAPA); 페릴렌; 2,5,8,11-테트라-3급-부틸페릴렌(약어: TBP); 4-(10-페닐-9-안트릴)-4'-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)트리페닐아민(약어: PCBAPA); N,N"-(2-3급-부틸안트라센-9,10-디일디-4,1-페닐렌)비스[N,N',N'-트리페닐-1,4-페닐렌디아민](약어: DPABPA); N,9-디페닐-N-[4-(9,10-디페닐-2-안트릴)페닐]-9H-카바졸-3-아민(약어: 2PCAPPA); N-[4-(9,10-디페닐-2-안트릴)페닐]-N,N'N'-트리페닐-1,4-페닐렌디아민(약어: 2DPAPPA); N,N,N',N',N",N",N"',N"'-옥타페닐디벤조[g,p]크리센-2,7,10,15-테트라아민(약어: DBC1); 쿠마린 30; N-(9,10-디페닐-2-안트릴)-N,9-디페닐-9H-카바졸-3-아민(약어: 2PCAPA); N-[9,10-비스(1,1'-바이페닐-2-일)-2-안트릴]-N,9-디페닐-9H-카바졸-3-아민(약어: 2PCABPhA); N-(9,10-디페닐-2-안트릴)-N,N',N'-트리페닐-1,4-페닐렌디아민(약어: 2DPAPA); N-[9,10-비스(1,1'-바이페닐-2-일)-2-안트릴]-N,N',N'-트리페닐-1,4-페닐렌디아민(약어: 2DPABPhA); 9,10-비스(1,1'-바이페닐-2-일)-N-[4-(9H-카바졸-9-일)페닐]-N-페닐안트라센-2-아민(약어: 2YGABPhA); N,N,9-트리페닐안트라센-9-아민(약어: DPbAPhA); 쿠마린 545T; N,N'-디페닐퀴나크리돈(약어: DPQd); 루브렌; 5,12-비스(1,1'-바이페닐-4-일)-6,11-디페닐테트라센(약어: BPT); 2-(2-{2-[4-(디메틸아미노)페닐]에테닐}-6-메틸-4H-피란-4-일리덴)프로판디니트릴(약어: DCM1); 2-{2-메틸-6-[2-(2,3,6,7-테트라하이드로-1H,5H-벤조[ij]퀴놀리진-9-일)에테닐]-4H-피란-4-일리덴}프로판디니트릴(약어: DCM2); N,N,N',N'-테트라키스(4-메틸페닐)테트라센-5,11-디아민(약어: p-mPhTD); 7,14-디페닐-N,N,N',N'-테트라키스(4-메틸페닐)아세나프토[1,2-a]플루오란텐-3,10-디아민(약어: p-mPhAFD); 2-{2-이소프로필-6-[2-(1,1,7,7-테트라메틸-2,3,6,7-테트라하이드로-1H,5H-벤조[ij]퀴놀리진-9-일)에테닐]-4H-피란-4-일리덴}프로판디니트릴(약어: DCJTI); 2-{2-3급-부틸-6-[2-(1,1,7,7-테트라메틸-2,3,6,7-테트라하이드로-1H,5H-벤조[ij]퀴놀리진-9-일)에테닐]-4H-피란-4-일리덴}프로판디니트릴(약어: DCJTB); 2-(2,6-비스{2-[4-(디메틸아미노)페닐]에테닐}-4H-피란-4-일리덴)프로판디니트릴(약어: BisDCM); 2-{2,6-비스[2-(8-메톡시-1,1,7,7-테트라메틸-2,3,6,7-테트라하이드로-1H,5H-벤조[ij]퀴놀리진-9-일)에테닐]-4H-피란-4-일리덴}프로판디니트릴(약어: BisDCJTM) 등.
상기 인광성 화합물의 예로는 다음의 것들이 포함된다: 비스[2-(4',6'-디플루오로페닐)피리디나토-N,C2']이리듐(III)테트라키스(1-피라졸릴)보레이트(약어: FIr6); 비스[2-(4',6'-디플루오로페닐)피리디나토-N,C2']이리듐(III)피콜리네이트(약어: FIrpic); 비스[2-(3',5'-비스트리플루오로메틸페닐)피리디나토-N,C2']이리듐(III)피콜리네이트(약어: Ir(CF3ppy)2(pic)); 비스[2-(4',6'-디플루오로페닐)피리디나토-N,C2']이리듐(III)아세틸아세토네이트(약어: FΙr(acac)); 트리스(2-페닐피리디나토)이리듐(III)(약어: Ir(ppy)3); 비스(2-페닐피리디나토)이리듐(III)아세틸아세토네이트(약어: Ir(ppy)2(acac)); 비스(벤조[h]퀴놀리나토)이리듐(III)아세틸아세토네이트(약어: Ir(bzq)2(acac)); 비스(2,4-디페닐-1,3-옥사졸라토-N,C2')이리듐(III)아세틸아세토네이트(약어: Ir(dpo)2(acac)); 비스{2-[4'-(퍼플루오로페닐페닐)]피리디나토-N,C2'}이리듐(III)아세틸아세토네이트(약어: Ir(p-PF-ph)2(acac)); 비스(2-페닐벤조티아졸라토-N,C2')이리듐(III)아세틸아세토네이트(약어: Ir(bt)2(acac)); 비스[2-(2'-벤조[4,5-α]티에닐)피리디나토-N,C3']이리듐(III)아세틸아세토네이트(약어: Ir(btp)2(acac)); 비스(1-페닐이소퀴놀리나토-N,C2')이리듐(III)아세틸아세토네이트(약어: Ir(piq)2(acac)); (아세틸아세토나토)비스[2,3-비스(4-플루오로페닐)퀴녹살리나토]이리듐(III)(약어: Ir(Fdpq)2(acac)); (아세틸아세토나토)비스(2,3,5-트리페닐피라지나토)이리듐(III)(약어: Ir(tppr)2(acac)); 2,3,7,8,12,13,17,18-옥타에틸-21H,23H-포르피린)백금(II)(약어: PtOEP); 트리스(아세틸아세토나토)모노페난트롤린)테르븀(III)(약어: Tb(acac)3(Phen)); 트리스(1,3-디페닐-1,3-프로판디오나토)(모노페난트롤린)유로퓸(III)(약어: Eu(DBM)3(Phen)); 트리스[1-(2-테노일)-3,3,3-트리플루오로아세토나토](모노페난트롤린)유로퓸(III)(약어: Eu(TTA)3(Phen)) 등.
상기 발광층은 바람직하게는 호스트 재료에 이들 발광성 물질들이 분산되어 있는 구조를 가짐에 주목한다. 상기 호스트 재료로는, 다음의 것들이 사용될 수 있다. 예를 들면, NPB(약어), TPD(약어), TCTA(약어), TDATA(약어), MTDATA(약어) 또는 BSPB(약어)와 같은 방향족 아민 화합물; PCzPCA1(약어), PCzPCA2(약어), PCzPCN1(약어), CBP(약어), TCPB(약어) 또는 CzPA(약어)와 같은 카바졸 유도체; 또는 PVK(약어), PVTPA(약어), PTPDMA(약어) 또는 Poly-TPD(약어)와 같은 거대분자 화합물을 비롯한 정공 수송성 물질을 사용할 수 있다. 또한, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(약어: Alq), 트리스(4-메틸-8-퀴놀리놀라토)알루미늄(약어: Almq3), 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨(약어: BeBq2) 또는 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)(4-페닐페놀라토)알루미늄(약어: BAlq)과 같은 퀴놀린 골격 또는 벤조퀴놀린 골격을 갖는 금속 착체; 비스[2-(2-하이드록시페닐)벤족사졸라토]아연(약어: Zn(BOX)2) 또는 비스[2-(2-하이드록시페닐)벤조티아졸라토]아연(약어: Zn(BTZ)2)과 같은 옥사졸계 또는 티아졸계 리간드를 갖는 금속 착체; 2-(4-바이페닐릴)-5-(4-3급-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸(약어: PBD); 1,3-비스[5-(p-3급-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸-2-일]벤젠(약어: OXD-7); 9-[4-(5-페닐-1,3,4-옥사디아졸-2-일)페닐]카바졸(약어: CO11); 3-(4-바이페닐릴)-4-페닐-5-(4-3급-부틸페닐)-1,2,4-트리아졸(약어: TAZ); 바토페난트롤린(약어: BPhen); 바토쿠프로인(약어: BCP); 폴리[(9,9-디헥실플루오렌-2,7-디일)-코-(피리딘-3,5-디일)](약어: PF-Py); 또는 폴리[(9,9-디옥틸플루오렌-2,7-디일)-코-(2,2'-바이피리딘-6,6'-디일)](약어: PF-BPy)을 비롯한 전자 수송성 물질을 사용할 수도 있다.
전자 수송층은 전자 수송성 물질을 함유한다. 상기 전자 수송성 물질로는, Alq(약어), Almq3(약어), BeBq2(약어) 또는 BAlq(약어)와 같은 퀴놀린 골격 또는 벤조퀴놀린 골격을 갖는 금속 착체를 사용할 수 있다. 상기된 것 이외에도, Zn(BOX)2(약어) 또는 Zn(BTZ)2(약어)와 같은 옥사졸계 또는 티아졸계 리간드를 갖는 금속 착체를 사용할 수도 있다. 또한, 상기 금속 착체들 이외에도, PBD(약어), OXD-7(약어), CO11(약어), TAZ(약어), BPhen(약어), BCP(약어), PF-Py(약어), PF-BPy(약어) 등을 전자 수송성 물질로서 사용할 수도 있다. 본원에 기술된 대부분의 물질은 1×10-6㎠/Vs 이상의 전자 이동도를 갖는다. 임의의 다른 물질도 정공 수송성보다 전자 수송성이 높은 물질이기만 하다면 사용될 수 있음에 주목한다. 또한, 상기 전자 수송층은 단층에 한정되지 않고, 앞서 언급된 물질들을 사용하여 형성된 층을 이층 이상 적층시킨 것일 수도 있다.
전자 주입층은 전자 주입성 물질을 함유한다. 전자 주입성 물질로는 다음의 것들을 들 수 있다: 불화리튬(LiF), 불화세슘(CsF) 및 불화칼슘(CaF2)과 같은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 및 이들의 화합물. 달리, 알칼리 금속, 알칼리 토금속 또는 이들의 화합물을 함유하는 전자 수송성 물질(예를 들면, 마그네슘(Mg)을 함유한 Alq(약어) 층)을 전자 주입성 물질로서 사용할 수도 있다. 이러한 구조에 의해, 캐소드로부터의 전자의 주입 효율을 증가시키는 것이 가능해진다.
추가로, 캐소드와 EL층 사이 또는 애노드와 EL층 사이에 전하 발생층을 제공할 수 있다. 캐소드와 EL층 사이 또는 애노드와 EL층 사이에 전하 발생층을 제공하는 경우, 상기 전하 발생층은 정공 수송성 물질과 억셉터성(acceptor) 물질을 함유한다. 상기 전하 발생층은 정공 수송성 물질과 억셉터성 물질을 동일한 막 내에 함유하는 층뿐 아니라 정공 수송성 물질을 함유하는 층과 억셉터성 물질을 함유하는 층과의 적층물일 수 있다. 그러나, 적층 구조의 경우, 억셉터성 물질을 함유하는 층이 애노드 또는 캐소드와 접촉하고 있다.
캐소드와 EL층 사이 또는 애노드와 EL층 사이에 전하 발생층을 제공함에 의해, 전극을 형성하는 물질의 일 함수(work function)를 고려하지 않고서 애노드 또는 캐소드를 형성하는 것이 가능해진다. EL층에 제공되는 전하 발생층에는 상술된 전하 발생층의 것과 유사한 구조 및 물질을 적용시킬 수 있음에 주목한다. 따라서, 여기서는 전술된 설명을 참조함으로써 설명을 생략한다.
이들 층들을 적절한 조합으로 적층시킴으로써, EL층을 형성할 수 있다. 또한, EL층의 형성 방법으로는, 사용되는 재료에 따라 각종 방법(예를 들면, 건식 공정 및 습식 공정)을 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들면, 진공 증착법, 잉크-젯법, 스핀 코팅법 등을 사용할 수 있다. 각 층에 대해 상이한 형성 방법을 사용할 수 있음에 주목한다.
지지체(1000) 위에 형성되는 제1 전극(1001)에 대해서는 특별한 제한이 없지만; 제1 전극(1001)을 애노드로서 사용하는 경우에는, 높은 일 함수(구체적으로는, 4.0eV 이상의 일 함수)를 갖는 금속, 합금, 전기전도성 화합물, 이들 재료들의 혼합물 등을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 산화인듐-산화주석(ITO: indium tin oxide), 규소 또는 산화규소를 함유하는 산화인듐-산화주석, 산화인듐-산화아연(IZO: indium zinc oxide), 산화텅스텐 및 산화아연을 함유하는 산화인듐(IWZO) 등을 들 수 있다. 이 외에도, 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 철(Fe), 코발트(Co), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 티탄(Ti), 이의 질화물(예를 들면, 질화티탄) 등을 들 수 있다.
이들 재료들의 막은 일반적으로 스퍼터링법에 의해 형성된다. 예를 들면, 산화인듐-산화아연(IZO)의 막은 산화아연을 1중량% 내지 20중량%로 산화인듐에 첨가시킨 타겟을 사용하여 형성할 수 있다. 산화텅스텐 및 산화아연을 함유하는 산화인듐(IWZO)은 산화텅스텐 및 산화아연을 각각 0.5중량% 내지 5중량% 및 0.1중량% 내지 1중량%로 산화인듐에 첨가시킨 타겟을 사용하여 형성할 수 있다. 달리, 이들 재료들의 막은 졸-겔법 등을 적용함으로써 잉크-젯법, 스핀 코팅법 등에 의해 형성할 수도 있다.
애노드로서 기능하는 제1 전극(1001) 위에 형성된 EL층(1003)의, 제1 전극(1001)에 접촉하는 층으로서, 상술된 복합 재료를 포함하는 층을 사용하는 경우, 제1 전극(1001)에 사용되는 물질로는, 이들의 일 함수에 관계없이, 각종 금속, 합금, 전기전도성 화합물 및 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있음에 주목한다. 예를 들면, 알루미늄(Al), 은(Ag), 알루미늄을 함유하는 합금(AlSi) 등도 사용될 수 있다.
달리, 일 함수가 낮은 하기된 재료들을 들 수 있다: 주기율표 제1족 또는 제2족에 속하는 원소, 즉 리튬(Li) 및 세슘(Cs)과 같은 알칼리 금속, 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca) 및 스트론튬(Sr)과 같은 알칼리 토금속 및 이들의 합금(MgAg, AlLi); 유로퓸(Eu) 및 이테르븀(Yb)과 같은 희토류 금속 및 이들의 합금 등.
알칼리 금속, 알칼리 토금속 또는 이들의 합금을 사용하여 제1 전극(1001)을 형성하는 경우, 진공 증착법 또는 스퍼터링법을 사용할 수 있음에 주목한다. 또한 달리, 은 페이스트 등을 사용하는 경우, 코팅법, 잉크-젯법 등을 사용할 수도 있다.
제1 전극(1001) 위에 형성된 EL층(1003)에 대해서는 공지된 물질을 사용할 수 있으며, 저분자 화합물 또는 거대분자 화합물 중 임의의 것을 사용할 수 있다.
제2 전극(1002)에 대해서도 특별한 제한이 없지만; 낮은 일 함수(구체적으로는, 3.8eV 이하의 일 함수)를 갖는 금속, 합금, 전기전도성 화합물, 이들 재료들의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 이러한 캐소드 재료의 구체예로는, 일 함수가 낮은 하기된 재료들을 들 수 있다: 주기율표 제1족 또는 제2족에 속하는 원소, 즉 리튬(Li) 및 세슘(Cs)과 같은 알칼리 금속, 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca) 및 스트론튬(Sr)과 같은 알칼리 토금속 및 이들의 합금(MgAg, AlLi); 유로퓸(Eu) 및 이테르븀(Yb)과 같은 희토류 금속 및 이들의 합금 등.
알칼리 금속, 알칼리 토금속 또는 이들의 합금을 사용하여 제2 전극(1002)을 형성하는 경우, 진공 증착법 또는 스퍼터링법을 사용할 수 있음에 주목한다. 또한 달리, 은 페이스트 등을 사용하는 경우, 코팅법, 잉크-젯법 등을 사용할 수도 있다.
상기 전자 주입층을 제공함으로써, Al, Ag, ITO, 및 규소 또는 산화규소를 함유하는 산화인듐-산화주석과 같은 각종 전도성 재료를 이들의 일 함수에 관계없이 사용하여 제2 전극(1002)을 형성하는 것이 가능해짐에 주목한다. 이러한 전도성 재료의 막은 스퍼터링법, 잉크-젯법, 스핀 코팅법 등으로 형성할 수 있다.
지지체(1000)는 발광 소자의 지지체로서 사용된다. 지지체(1000)로는, 예를 들면 유리, 석영, 플라스틱 등이 사용될 수 있다. 지지체(1000) 측으로부터 발광 소자의 광을 추출하는 경우, 가시광에 대해 투광성을 갖는 재료가 지지체에 사용된다.
유리 기판의 구체예로서, 하기 기판들 중 임의의 것이 사용될 수 있다: 바륨 보로실리케이트 유리, 알루미노보로실리케이트 유리, 알루미노실리케이트 유리 등을 사용하여 용융법(fusion method) 또는 플로트법(flot method)에 의해 형성한 비-알칼리성 유리 기판; 세라믹 기판; 본 제조 공정의 처리 온도를 견디기에 충분한 내열성을 갖는 플라스틱 기판 등. 예컨대, 붕산(B2O3)보다 산화바륨(BaO)을 더 많이 함유하고 변형점(strain point)이 730℃ 이상인 유리 기판이 바람직하다. 이는 산화물 반도체 층을 700℃ 정도의 고온에서 열처리하는 경우에도 유리 기판이 변형되지 않기 때문이다.
지지체(1000)가 원판 유리(mother glass)인 경우, 상기 지지체는 다음의 크기들 중 임의의 것을 가질 수 있다: 제1 세대(320㎜×400㎜), 제2 세대(400㎜×500㎜), 제3 세대(550㎜×650㎜), 제4 세대(680㎜×880㎜ 또는 730㎜×920㎜), 제5 세대(1000㎜×1200㎜ 또는 1100㎜×1250㎜), 제6 세대(1500㎜×1800㎜), 제7 세대(1900㎜×2200㎜), 제8 세대(2160㎜×2460㎜), 제9 세대(2400㎜×2800㎜ 또는 2450㎜×3050㎜), 제10 세대(2950㎜×3400㎜) 등.
달리, 스테인레스강 합금 기판과 같은 금속 기판의 표면 위에 절연막이 제공된 기판을 사용할 수도 있다. 플라스틱 기판은 경량이며 가요성을 갖고 가시광을 투과하는 등 발광 소자의 기판으로서 매력적인 특징을 갖는다. 플라스틱 기판에 방습성을 갖는 막을 침착시키거나 부착시킨 기판을 사용하여 발광 소자를 물 등의 불순물로부터 보호할 수 있다.
추가로, 지지체(1000) 위에 기저막으로서 절연막을 형성할 수 있다. 상기 기저막은 PCVD법, 스퍼터링법 등에 의해 산화규소 막, 질화규소 막, 산화질화규소 막 및/또는 질화산화규소 막의 단층 구조 또는 적층 구조를 갖도록 형성될 수 있다. 또한, 발광 장치의 구동 회로 등이 별도로 제작된 지지체(1000)를 사용할 수 있고, EL층은 상기 구동 회로에 전기적으로 접속된 제1 전극 위에 형성될 수 있다.
본 양태의 발광 소자에서는, 제1 전극(1001)에 인가된 전위와 제2 전극(1002)에 인가된 전위의 차에 의해 전류가 흐르고, EL층(1003)에서 정공과 전자가 함께 재결합하여 광을 발광한다. 따라서, 발광 소자의 외부로 광을 발광하기 위해서는, 제1 전극(1001)과 제2 전극(1002) 중 어느 하나 또는 둘 다를 투광성을 갖는 전도성 막을 사용하여 형성할 수 있다.
제1 전극(1001)만이 투광성을 갖는 전극인 경우, EL층(103)으로부터 발광된 광은 제1 전극(1001)을 통해 지지체(1000) 측으로부터 추출됨에 주목한다. 달리, 제2 전극(1002)만이 투광성을 갖는 전극인 경우, EL층(1003)으로부터 발광된 광은 제2 전극(1002)을 통해 기기체(1000)의 반대 측으로부터 추출된다. 달리, 제1 전극(1001)과 제2 전극(1002)이 둘 다 투광성을 갖는 전극인 경우, EL층(1003)으로부터 발광된 광은 제1 전극(1001)과 제2 전극(1002)을 통해 지지체(1000) 측과 지지체(1000)의 반대 측 둘 다로부터 추출된다.
이하, 한 쌍의 전극 사이에 2개의 전하 발생층에 의해 경계지워지는 3개의 상이한 발광색의 EL층이 제공되어 있는 발광 소자가 도 7a 및 7b에 예시되어 있다.
발광 소자(1500a)는 가시광을 투과시키는 지지체(1000) 위에, 가시광을 투과시키는 제1 전극(1501)과 제2 전극(1502) 사이에 2개의 전하 발생층(1504)에 의해 경계지워지는 3개의 EL층(1503R, 1503G 및 1503B)을 포함하며, 상기 각 층은 앞서 언급된 재료들을 사용하여 형성될 수 있다.
추가로, 발광 소자(1500b)는 지지체(1000) 위에, 제1 전극(1501)과 가시광을 투과시키는 제2 전극(1502) 사이에 2개의 전하 발생층(1504)에 의해 경계지워지는 3개의 EL층(1503R, 1503G 및 1503B)을 포함하며, 상기 각 층은 앞서 언급된 재료들을 사용하여 형성될 수 있다. 또한, 제2 전극(1502) 위에 가시광을 투과시키는 밀봉막(1509)이 형성되어 있다.
발광 소자의 광 추출 측으로부터 잠재적 결함을 검출하고 레이저 조사에 의해 절연화하는 방법이 발광 장치의 구조에 있어 간편하기 때문에 바람직하다. 따라서, 발광 소자(1500a)에서는, 지지체(1000) 측으로부터 잠재적 결함을 검출 및 절연화하고, 발광 소자(1500b)에서는 밀봉막(1509)과 제2 전극(1502)을 통해 잠재적 결함을 검출 및 절연화한다.
제1 EL층(1503R)은 적색광을 발광하는 발광층을 포함하고, 제2 EL층(1503G)은 녹색광을 발광하는 발광층을 포함하며, 제3 EL층(1503B)은 청색광을 발광하는 발광층을 포함한다. 이러한 발광 소자(1500a) 및 발광 소자(1500b)는 전체로서는 각각 백색광을 발광한다. 각 EL층의 발광색 및 적층 순서는 본 예에 제한되지 않음에 주목한다.
이러한 방식으로 각각 상이한 파장의 광을 발광하는 EL층을 적층시키는 경우, 다양한 파장의 광을 발광하는 발광 소자가 형성될 수 있다. 예컨대, 가시광 영역에서 다양한 파장의 광을 발광하는 발광 소자는 연색성(color rending property)이 뛰어나고 조명용으로 바람직하다.
한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층에 의해 경계지워지는, 다른 EL층과는 상이한 발광색의 복수의 EL층이 제공되어 있는 발광 소자에서는, 전도성 이물질이 혼입된 부위는 휘도뿐 아니라 색도도 변화한다.
발광 소자(1500a 및 1500b)에서, 제1 EL층(1503R)에 전도성 이물질이 혼입된 경우에는, 제1 EL층(1503R)으로부터의 발광이 손실되고; 따라서, 녹색광 성분과 청색광 성분을 포함하는 강한 광이 수득된다. 추가로, 제2 EL층(1503G)에 전도성 이물질이 혼입된 경우에는, 제2 EL층(1503G)으로부터의 발광이 손실되고; 따라서, 적색광 성분과 청색광 성분을 포함하는 강한 광이 수득된다. 또한, 제3 EL층(1503B)에 전도성 이물질이 혼입된 경우에는, 제3 EL층(1503B)으로부터의 발광이 손실되고; 따라서, 적색광 성분과 녹색광 성분을 포함하는 강한 광이 수득된다.
또한, 제1 EL층(1503R)과 제2 EL층(1503G)에 걸쳐 전도성 이물질이 혼입된 경우에는, 청색광 성분을 포함하는 강한 광이 수득된다. 추가로, 제2 EL층(1503G)과 제3 EL층(1503B)에 걸쳐 전도성 이물질이 혼입된 경우에는, 적색광 성분을 포함하는 강한 광이 수득된다.
한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층에 의해 경계지워지는, 다른 EL층과는 상이한 발광색의 복수의 EL층이 제공되어 있는 발광 소자의 경우, 전도성 이물질이 혼입된 잠재적 결함은 휘도뿐 아니라 색도도 변화한다. 따라서, 발광 소자의 광 추출 표면에 있어 실질적으로 전체 표면이 1(cd/㎡) 이상의 휘도로 발광하는 전압을 발광 소자에 순방향으로 인가하였을 때, 색도 분포의 관측 수단을 사용하여 발광 소자의 광 추출 표면을 측정하고, 색도가 상이한 이상 발광 부위를 검출한다.
색도 분포의 관측 수단으로는, 컬러 CCD 카메라 등을 사용할 수 있다.
한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층에 의해 경계지워지는, 다른 EL층과는 상이한 발광색의 복수의 EL층이 제공되어 있는 발광 소자의 잠재적 결함은 휘도 또는 색도가 상이한 이상 발광 부위로서 검출될 수 있다.
본 양태에 기술된 구조는 다른 양태들에 기술된 임의의 구조들과 적절하게 조합될 수 있음에 주목한다.
[양태 4]
본 양태에서는, 표시 장치의 잠재적 결함을 검출하고 수리하는 방법에 대해 설명하겠다. 검사 대상인 발광 장치에 대해 도 8a 및 8b 및 도 9a 및 9b를 참조로 설명한다.
먼저, 트랜지스터에 의해 발광 소자의 구동을 제어하는 액티브-매트릭스 형(active-matrix) 발광 장치에 대해 설명한다. 도 8a는 발광 장치를 도시하는 상면도이고, 도 8b는 도 8a를 A-A'에 따라 절단한 단면도이다. 점선으로 표시된 참조 번호 401은 구동 회로부(소스측 구동 회로); 402는 화소부; 403은 구동 회로부(게이트측 구동 회로)를 나타낸다. 참조 번호 404는 밀봉 기판을 나타내고, 참조 번호 405는 씰재(sealant)를 나타내며, 씰재(405)에 의해 둘러싸인 내측 영역은 공간(407)이다.
리드 배선(lead wiring)(408)은 소스측 구동 회로(401)와 게이트측 구동 회로(403)에 입력된 신호를 전송하기 위한 배선이며, 외부 입력 단자로 작용하는 FPC(프렉시블 프린트 서킷)(409)로부터 비디오 신호, 클록 신호, 스타트 신호, 리셋 신호 등을 수용함에 주목한다. 여기에서는 FPC만을 도시하였지만, 이 FPC에는 프린트 배선판(PWB)이 부착될 수 있다. 본 명세서에서 발광 장치의 범주에는 발광 장치 본체 뿐 아니라 FPC 또는 PWB가 부착된 발광 장치도 포함한다. 회복
다음으로, 발광 소자의 단면 구조에 대해 도 8b를 참조로 설명하겠다. 기판(410) 위에는 구동 회로부 및 복수의 화소를 갖는 화소부가 형성되어 있지만, 여기서는 구동 회로부인 소스측 구동 회로(401)와, 화소부(402) 내의 복수의 화소 중 하나가 도시되어 있다.
소스측 구동 회로(401)에는 n-채널형 TFT(423)와 p-채널형 TFT(424)가 조합되어 수득된 CMOS 회로가 형성되어 있음에 주목한다. 또한, 구동 회로는 CMOS 회로, PMOS 회로 또는 NMOS 회로와 같은 TFT를 포함하는 각종 회로를 사용하여 형성할 수 있다. 본 양태에서는 기판 위에 구동 회로가 형성된 구동기-일체형을 도시하고 있지만, 구동 회로가 반드시 기판 위에 형성될 필요는 없고, 기판 외부에 형성될 수도 있다.
화소부(402)는 스위칭용 TFT(411), 전류 제어용 TFT(412) 및 전류 제어용 TFT(412)의 드레인(drain)에 전기적으로 접속된 제1 전극(413)을 갖는 복수의 화소를 포함한다. 상기 제1 전극(413)의 단부를 덮도록 절연물(414)이 형성되어 있다. 여기서, 포지티브형 감광성 아크릴 수지막을 사용하여 절연물(414)을 형성한다.
양호한 피복성을 수득하기 위해서는 절연물(414)의 상단부 또는 하단부에 곡률을 갖는 곡면을 갖도록 절연물을 형성한다. 예컨대, 절연물(414)을 위한 재료로서 포지티브형 감광성 아크릴을 사용한 경우에는 절연물(414)의 상단부만이 곡률 반경(0.2㎛ 내지 3㎛)을 갖는 곡면을 갖는 것이 바람직하다. 달리, 절연물(414)로는 광에 의해 에칭액에 불용성이 되는 네거티브형, 또는 광에 의해 에칭액에 용해성이 되는 포지티브형 중 어느 것이라도 사용할 수 있다.
제1 전극(413) 위에는, 발광성 물질을 포함하는 층(416) 및 제2 전극(417)이 형성되어 있다. 여기서, 애노드로서 기능하는 제1 전극(413)을 형성하기 위한 재료로는 높은 일 함수를 갖는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 제1 전극(413)은 산화인듐주석(ITO) 막, 규소를 함유한 산화인듐주석 막, 산화인듐아연(IZO) 막, 질화티탄 막, 크롬 막, 텅스텐 막, Zn 막 또는 Pt 막과 같은 단층 막뿐 아니라; 질화티탄 막과 알루미늄을 이의 주성분으로 함유한 막의 적층물; 또는 질화티탄 막, 알루미늄을 이의 주성분으로 함유한 막 및 또 다른 질화티탄 막의 3층 구조물을 사용하여 형성할 수 있다. 적층 구조를 사용하는 경우, 제1 전극(413)은 배선으로서의 저항이 낮고 양호한 오믹 콘택트(ohmic contact)를 형성하며 애노드로서 기능할 수 있음에 주목한다.
제1 전극(413)과 제2 전극(417) 사이에는 전하 발생층에 의해 경계지워지는 복수의 EL층이 양태 3과 유사한 방식으로 형성된다. 또한, 상기 EL층의 재료로는 유기 화합물(들)을 단층 또는 적층으로 사용하는 것이 일반적이지만; 유기 화합물을 사용하여 형성한 막에 무기 화합물을 포함시킨 구조도 사용될 수 있다.
발광성 물질을 포함하는 층(416)은 증착 마스크를 사용하는 증착법, 잉크-젯법 및 스핀 코팅법 등의 각종 방법들에 의해 형성될 수 있다.
또한, 발광성 물질을 포함하는 층(416) 위에 형성된 제2 전극(417)에 사용되는 재료로는, 낮은 일 함수를 갖는 재료(예: Al, Ag, Li, Ca 또는 이들의 합금 또는 화합물, 예를 들면 MgAg, MgIn, AlLi, CaF2 또는 질화칼슘)를 사용하는 것이 바람직하다. 발광성 물질을 포함하는 층(416)으로부터 발광된 광이 캐소드로서 기능하는 제2 전극(417)을 통해 투과되는 경우, 제2 전극(417)으로서, 막 두께를 감소시킨 금속 박막과 투명 전도성 막(산화인듐-산화주석 합금(ITO), 산화인듐-산화아연 합금(In2O3-ZnO), 산화아연(ZnO) 등을 사용하여 형성함)의 적층물을 사용하는 것이 바람직함에 주목한다.
씰재(405)로 밀봉 기판(404)을 기판(410)에 부착시킴으로써, 기판(410), 밀봉 기판(404) 및 씰재(405)에 둘러싸인 공간(407)에 발광 소자(418)가 제공된 구조가 된다. 공간(407)에는 불활성 기체(예: 질소 또는 아르곤) 또는 씰재(405)가 충전될 수 있음에 주목한다.
씰재(405)로는 에폭시계 수지가 바람직하게 사용됨에 주목한다. 또한, 가능한 한 수분 또는 산소를 투과시키지 않는 재료인 것이 바람직하다. 밀봉 기판(404)으로는 유리 기판 또는 석영 기판 이외에도, FRP(유리섬유 강화 플라스틱), PVF(폴리비닐 플루오라이드), 폴리에스테르, 아크릴 수지 등으로 만들어진 플라스틱 기판을 사용할 수 있다.
상술한 바와 같이 제조된, 전하 발생층에 의해 경계지워지는 복수의 EL층이 제공되어 있는 발광 소자에서, 양태 2에 예시된 방법 및 장치를 사용하여 잠재적 결함을 검출하고 수리할 수 있다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층에 의해 경계지워지는 복수의 EL층이 제공되어 있는 발광 소자에서 단락을 일으키지 않는 잠재적 결함을 검출하는 것이 가능하다. 또한, 상기 잠재적 결함을 절연화하고 수리한 발광 장치를 제공하는 것이 가능하다.
다음으로, 패시브-매트릭스형(passive-matrix) 화상 표시 장치에 대해 설명한다. 도 9a 및 9b는 본 발명의 한 양태를 적용시켜 제조된 패시브-매트릭스형 화상 표시 장치를 도시한다. 도 9a는 패시브 매트릭스형 발광 장치를 도시하는 사시도이고, 도 9b는 도 9a의 선 X-Y를 따라 절단한 단면도임에 주목한다. 도 9a 및 도 9b에서, 기판(951) 위에는 제1 전극(952) 및 제2 전극(956)이 제공되어 있고, 제1 전극(952)과 제2 전극(956) 사이에 발광성 물질을 포함하는 층(955)이 제공되어 있다. 제1 전극(952)의 단부는 절연층(953)으로 덮여 있다. 절연층(953) 위에는 격벽층(954)이 제공되어 있다.
격벽층(954)의 측벽은 기판 표면으로 갈 수록 양 측벽 사이의 거리가 서서히 좁혀지도록 경사져 있다. 다시 말해, 격벽층(954)의 짧은 쪽 방향의 단면은 사다리꼴이고, 상기 단면의 낮은 쪽(절연층(953)의 면 방향과 동일한 방향을 갖고 절연층(953)에 접촉하는 쪽)이 높은 쪽(절연층(953)의 면 방향과 동일한 방향을 갖고 절연층(953)에 접촉하지 않은 쪽)보다 더 짧다. 이와 같이 격벽층(954)을 제공함으로써 정전기 등으로 인한 발광 소자의 불량을 예방할 수 있다.
제1 전극(952)과 제2 전극(956) 사이에는 전하 발생층에 의해 경계지워지는 복수의 EL층이 양태 3과 유사한 방식으로 형성된다.
상술한 바와 같이 제조된, 전하 발생층에 의해 경계지워지는 복수의 EL층이 제공되어 있는 발광 소자에서 잠재적 결함이 발생된 경우, 양태 2에 예시된 방법 및 장치를 사용하여 상기 잠재적 결함을 검출하고 수리할 수 있다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층에 의해 경계지워지는 복수의 EL층이 제공되어 있는 발광 소자에서 단락을 일으키지 않는 잠재적 결함을 검출하는 것이 가능하다. 또한, 상기 잠재적 결함을 절연화하고 수리한 발광 장치를 제공하는 것이 가능하다.
[양태 5]
본 양태에서는, 양태 4에 기술된 잠재적 결함이 수리된 발광 장치를 그 일부에 포함하는 전자기기에 대해 설명하겠다. 양태 4에 기술된 잠재적 결함이 수리된발광 장치를 포함하는 전자기기는 이상 발광 부위, 극심한 특성 변화 및 장시간 사용으로 인한 단락 등을 일으키는 흠결이 명시화됨 없이 높은 신뢰성을 갖는다.
본 발명의 한 양태에 따른 발광 소자를 사용하여 제조되는 전자기기의 예로는, 비디오 카메라 또는 디지털 카메라 등의 카메라; 고글형 디스플레이; 내비게이션 시스템; 음향 재생 장치(예: 카 오디오 컴포넌트 및 오디오 컴포넌트); 컴퓨터; 게임기; 휴대용 정보 단말기(예: 모바일 컴퓨터, 휴대 전화, 휴대형 게임기 및 전자 서적); 및 기록 매체를 구비한 화상 재생 장치(구체적으로는 디지털 다기능 디스크(DVD)와 같은 기록 매체를 재생시키고 그 화상을 표시할 수 있는 표시 장치를 갖춘 장치)가 있다. 이러한 전자기기의 구체예들이 도 10a 내지 도 10d에 도시되어 있다.
도 10a는 본 발명의 한 양태에 따른 텔레비전 장치를 도시하며, 하우징(9101), 지지대(9102), 표시부(9103), 스피커부(9104), 비디오 입력 단자(9105) 등을 포함하고 있다. 이 텔레비전 장치의 표시부(9103)에서는 양태 4에 기술된 것들과 유사한 발광 소자들이 매트릭스 내에 배열되어 있다. 상기 발광 소자는 잠재적 결함이 수리되었다는 특징을 갖는다. 상기 발광 소자를 포함하는 표시부(9103)도 이와 유사한 특징을 갖고; 따라서, 이상 발광 부위, 극심한 특성 변화 및 장시간 사용으로 인한 단락을 일으키는 흠결이 나타나지 않는다. 상술한 바와 같은 본 발명의 한 양태에 따른 텔레비전 장치는 높은 신뢰성을 갖고; 따라서, 상기 텔레비전 장치는 장시간 사용에 대한 내구성을 가질 수 있고, 비경제적으로 새것으로 교체할 필요가 없으며 자원을 낭비하지 않는다.
도 1Ob는 본 발명에 따른 컴퓨터를 도시하며, 본체(9201), 하우징(9202), 표시부(9203), 키보드(9204), 외부 접속 포트(9205), 포인팅 디바이스(9206) 등을 포함하고 있다. 이 컴퓨터의 표시부(9203)에는, 양태 4에 기술된 것들과 유사한 발광 소자들이 매트릭스 내에 배열되어 있다. 상기 발광 소자는 잠재적 결함이 수리되었다는 특징을 갖는다. 상기 발광 소자를 포함하는 표시부(9203)도 이와 유사한 특징을 갖고; 따라서, 이상 발광 부위, 극심한 특성 변화 및 장시간 사용으로 인한 단락을 일으키는 흠결이 나타나지 않는다. 상술한 바와 같은 본 발명의 한 양태에 따른 컴퓨터는 높은 신뢰성을 성취하고; 따라서, 휴대에 적합한 제품이 제공될 수 있다.
도 1Oc는 본 발명의 한 양태에 따른 휴대 전화(9300)를 도시하며, 이에는 하우징(9301), 표시부(9302), 스위치(9303), 접속 포트(9304), 스피커(9305), 마이크(9306) 등을 포함하고 있다. 표시부(9302)를 손가락 등으로 터치하여 정보를 입력할 수 있다. 또한, 전화를 걸거나 메일을 작성하는 등의 조작은 표시부(9302)를 손가락 등으로 터치하여 수행할 수 있다. 이 휴대 전화의 표시부(9302)에는, 양태 4에 기술된 것들과 유사한 발광 소자들이 매트릭스 내에 배열되어 있다. 상기 발광 소자는 잠재적 결함이 수리되었다는 특징을 갖는다. 상기 발광 소자를 포함하는 표시부(9302)도 이와 유사한 특징을 갖고; 따라서, 이상 발광 부위, 극심한 특성 변화 및 장시간 사용으로 인한 단락을 일으키는 흠결이 나타나지 않는다. 상술한 바와 같은 본 발명의 한 양태에 따른 휴대 전화는 높은 신뢰성을 갖고; 따라서, 휴대에 적합한 제품이 제공될 수 있다.
도 1Od는 본 발명의 한 양태에 따른 카메라를 도시하며, 이에는 본체(9501), 표시부(9502), 하우징(9503), 외부 접속 포트(9504), 리모콘 수신부(9505), 수상부(9506), 배터리(9507), 음성 입력부(9508), 조작 키(9509), 접안부(9510) 등을 포함하고 있다. 이 카메라의 표시부(9502)에는, 양태 4에 기술된 것들과 유사한 발광 소자들이 매트릭스 내에 배열되어 있다. 상기 발광 소자는 잠재적 결함이 수리되었다는 특징을 갖는다. 상기 발광 소자를 포함하는 표시부(9502)도 이와 유사한 특징을 갖고; 따라서, 이상 발광 부위, 극심한 특성 변화 및 장시간 사용으로 인한 단락을 일으키는 흠결이 나타나지 않는다. 상술한 바와 같은 본 발명의 한 양태에 따른 카메라는 높은 신뢰성을 갖고; 따라서, 휴대에 적합한 제품이 제공될 수 있다.
상기된 바와 같이, 본 발명의 한 양태에 따른 잠재적 결함의 검출 및 수리 방법으로 제조된 발광 장치의 적용 범위는 매우 광범위하며, 이 발광 장치는 다양한 분야의 전자기기에 적용될 수 있다. 본 발명의 한 양태에 따른 발광 소자를 사용함으로써 신뢰성이 높은 전자기기를 제공할 수 있다. 또한, 잠재적 결함을 검출하고 수리함으로써, 결함이 없는 제품의 수율을 증가시키고 생산 비용을 절감하는 효과를 수득할 수 있다.
추가로, 본 발명의 한 양태에 따른 잠재적 결함의 검출 및 수리 방법으로 제조된 발광 장치는 조명 장치로서 사용될 수 있다. 본 발명의 한 양태에 따른 발광 소자가 조명 장치로서 사용된 한 예를 도 11을 참조로 설명하겠다.
도 11은 본 발명의 한 양태에 따른 발광 장치를 백라이트로서 사용한 액정 표시 장치의 일례를 도시한다. 도 11에 도시된 액정 표시 장치는 하우징(9601), 액정층(9602), 백라이트(9603) 및 하우징(9604)을 포함하고, 상기 액정층(9602)은 드라이버 IC(9605)에 접속되어 있다. 본 발명의 한 양태에 따른 발광 장치는 백라이트(9603)로서 사용되고 있으며, 단자(9606)를 통해 전류가 공급되고 있다.
본 발명의 한 양태에 따른 잠재적 결함의 검출 및 수리 방법으로 제조된 발광 장치를 액정 표시 장치의 백라이트로서 사용함으로써, 신뢰성이 높은 백라이트를 수득할 수 있다. 또한, 당해 발광 장치는 면발광의 조명 장치이고 발광 장치의 대면적화가 가능하기 때문에, 백라이트를 대면적화할 수 있고, 액정 표시 장치 또한 대면적화할 수 있다. 추가로, 당해 발광 장치에서는 이상 발광 부위, 극심한 특성 변화 및 장시간 사용으로 인한 단락을 일으키는 흠결이 나타나지 않고, 이에 따라 높은 신뢰성이 수득된다. 따라서, 당해 발광 장치를 사용한 액정 표시 장치의 신뢰성 또한 높다.
도 12는 본 발명의 한 양태를 적용시킨 발광 장치를 조명 장치의 하나인 전기 스탠드(desk lamp)로서 사용한 예를 도시한다. 도 12에 도시된 전기 스탠드는 하우징(2001) 및 광원(2002)을 포함한다. 상기 광원(2002)으로서 본 발명의 한 양태에 따른 발광 장치가 사용된다. 본 발명의 한 양태에 따른 잠재적 결함의 검출 및 수리 방법으로 제조된 발광 장치는 이상 발광 부위, 극심한 특성 변화 및 장시간 사용으로 인한 단락을 일으키는 흠결이 나타나지 않고, 이에 따라 높은 신뢰성이 수득된다. 따라서, 당해 발광 장치를 사용한 전기 스탠드의 신뢰성 또한 높다.
도 13은 본 발명의 한 양태를 적용시킨 발광 장치를 실내 조명 장치(3001)로서 사용한 예를 도시한다.
본 발명의 한 양태에 따른 잠재적 결함의 검출 및 수리 방법은 발광 장치에 적용할 수 있고, 본 발명에 따른 한 양태를 적용시킨 발광 장치는 대면적의 조명 장치로서도 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 한 양태에 따른 발광 장치는 박형이고 소비전력이 낮기 때문에, 상기 발광 장치는 박형이고 소비전력이 낮은 조명 장치로서 사용될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 한 양태를 적용시킨 발광 장치를 실내 조명 장치(3001)로서 사용한 방에 도 10a에 도시된 바와 같은 본 발명의 한 양태에 따른 텔레비전 장치(3002)를 설치하여 공영방송 및 영화를 시청할 수 있다. 이러한 경우, 이들 장치 둘 다 신뢰성이 높기 때문에, 이들 장치들은 장시간 사용에 대한 내구성을 갖고, 고장으로 인해 새것으로 교체할 필요가 없으며 자원을 낭비하지 않는다.
본 출원은 2009년 7월 28일자로 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 일련 번호 제2009-175377호에 근거하며, 상기 출원의 전문은 본원에 참조로 인용된다.
401: 소스측 구동 회로, 402: 화소부, 403: 게이트측 구동 회로, 404: 밀봉 기판, 405: 씰재, 407: 공간, 408: 리드 배선, 409: FPC(프렉시블 프린트 서킷), 410: 기판, 411: 스위칭용 TFT, 412: 전류 제어용 TFT, 413: 제1 전극, 414: 절연물, 416: 발광성 물질을 포함하는 층, 417: 제2 전극, 418: 발광 소자, 423: n-채널형 TFT, 424: p-채널형 TFT, 500: 제조 장치, 510: 시료대, 511: 지지 기구, 512: 이동 기구, 520: 검출계, 521: 촬상 장치, 530: 조사계, 531: 레이저 장치, 541: 제1 광학계, 541s: 제1 셔터, 542: 제2 광학계, 542s: 제2 셔터, 543: 제3 광학계, 545: 하프 미러, 550: 제어계, 551: 제어 장치, 552: 표시 장치, 560: 발광 소자, 561: 잠재적 결함, 562a: 이상 발광 부위, 562b: 이상 발광 부위, 562c: 이상 발광 부위, 562d: 이상 발광 부위, 562e: 이상 발광 부위, 565: 단자부, 571: 구동 장치, 572: 외부 전원, 951: 기판, 952: 제1 전극, 953: 절연층, 954: 격벽층, 955: 발광성 물질을 포함하는 층, 956: 제2 전극, 1000: 지지체, 1001: 제1 전극, 1002: 제2 전극, 1003: EL층, 1004: 전하 발생층, 1011: 정공 주입층, 1012: 정공 수송층, 1013: 발광층, 1014: 전자 수송층, 1015: 전자 주입층, 1100: 발광 소자, 1100a: 제1 영역, 1100b: 제2 영역, 1101: 제1 전극, 1102: 제2 전극, 1103a: 제1 EL층, 1103b: 제2 EL층, 1104: 전하 발생층, 1200: 발광 소자, 1200a: 영역, 1200c: 영역, 1201: 제1 전극, 1202: 제2 전극, 1203a: 제1 EL층, 1203b: 제2 EL층, 1204: 전하 발생층, 1206: 전도성 이물질, 1300: 발광 소자, 1301: 제1 전극, 1302: 제2 전극, 1303a: 발광성 유기 화합물을 함유하는 EL층, 1400: 발광 소자, 1400a: 제1 영역, 1400b: 제2 영역, 1401: 제1 전극, 1402: 제2 전극, 1403a: EL층, 1403b: EL층, 1404: 전하 발생층, 1500a: 발광 소자, 1500b: 발광 소자, 1501: 제1 전극, 1502: 제2 전극, 1503B: EL층, 1503G: EL층, 1503R: EL층, 1504: 전하 발생층, 1509: 밀봉막, 2001: 하우징, 2002: 광원, 3001: 조명 장치, 3002: 텔레비전 장치, 9101: 하우징, 9102: 지지대, 9103: 표시부, 9104: 스피커부, 9105: 비디오 입력 단자, 9201: 본체, 9202: 하우징, 9203: 표시부, 9204: 키보드, 9205: 외부 접속 포트, 9206: 포인팅 디바이스, 9301: 하우징, 9302: 표시부, 9303: 스위치, 9304: 접속부, 9305: 스피커, 9306: 마이크, 9501: 본체, 9502: 표시부, 9503: 하우징, 9504: 외부 접속 포트, 9505: 리모콘 수신부, 9506: 수상부, 9507: 배터리, 9508: 음성 입력부, 9509: 조작 키, 9510: 접안부, 9601: 하우징, 9602: 액정층, 9603: 백라이트, 9604: 하우징, 9605: 드라이버 IC, 9606: 단자

Claims (32)

  1. 발광 소자에 발광 개시 전압보다 낮은 제1 전압을 순방향으로 인가하는 단계(여기서, 상기 발광 소자는 한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층에 의해 경계지워지는(partitioned) 복수의 EL층을 포함한다);
    상기 제1 전압을 인가한 후, 상기 제1 전압보다 높고 상기 발광 개시 전압보다 낮은 제2 전압을 상기 발광 소자에 순방향으로 인가하는 단계; 및
    상기 발광 소자의 화상을 관측함으로써 이상(abnormal) 발광 부위를 검출하는 단계
    를 포함하는, 발광 소자의 검사 방법.
  2. 발광 소자에 발광 개시 전압보다 낮은 제1 전압을 인가하는 단계(여기서, 상기 발광 소자는 한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층에 의해 경계지워지는 복수의 EL층을 포함한다);
    상기 제1 전압을 인가한 후, 상기 제1 전압보다 높고 상기 발광 개시 전압보다 낮은 제2 전압을 상기 발광 소자에 인가하는 단계; 및
    상기 발광 소자의 화상을 관측함으로써 이상 발광 부위를 검출하는 단계
    를 포함하는, 발광 소자의 검사 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 발광 소자의 광 추출 표면의 실질적인 전체가 상기 발광 개시 전압에서 1(cd/㎡) 이상의 휘도로 광을 발광하는, 발광 소자의 검사 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이상 발광 부위는 상기 제1 전압에서 상기 발광 소자의 광 추출 표면에서 1(cd/㎡) 이상의 휘도로 광을 발광하는, 발광 소자의 검사 방법.
  5. 발광 소자에 발광 개시 전압보다 낮은 제1 전압을 순방향으로 인가하는 단계(여기서, 상기 발광 소자는 한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층에 의해 경계지워지는 복수의 EL층을 포함한다);
    상기 발광 소자의 화상을 관측함으로써 이상 발광 부위를 검출하는 단계;
    상기 제1 전압을 인가한 후, 상기 제1 전압보다 높고 상기 발광 개시 전압보다 낮은 제2 전압을 상기 발광 소자에 순방향으로 인가하는 단계; 및
    상기 이상 발광 부위에 레이저광을 조사하여 상기 이상 발광 부위를 절연화하는 단계
    를 포함하는, 발광 소자의 제조 방법.
  6. 발광 소자에 발광 개시 전압보다 낮은 제1 전압을 인가하는 단계(여기서, 상기 발광 소자는 한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층에 의해 경계지워지는 복수의 EL층을 포함한다);
    상기 발광 소자의 화상을 관측함으로써 이상 발광 부위를 검출하는 단계;
    상기 제1 전압을 인가한 후, 상기 제1 전압보다 높고 상기 발광 개시 전압보다 낮은 제2 전압을 상기 발광 소자에 인가하는 단계; 및
    상기 이상 발광 부위에 레이저광을 조사하여 상기 이상 발광 부위를 절연화하는 단계
    를 포함하는, 발광 소자의 제조 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 발광 소자의 광 추출 표면의 실질적인 전체가 상기 발광 개시 전압에서 1(cd/㎡) 이상의 휘도로 광을 발광하는, 발광 소자의 제조 방법.
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 이상 발광 부위가, 상기 제1 전압에서 상기 발광 소자의 광 추출 표면에서 1(cd/㎡) 이상의 휘도로 광을 발광하는, 발광 소자의 제조 방법.
  9. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 복수의 EL층 중 하나에 전도성 이물질이 혼입되어 있는, 발광 소자의 제조 방법.
  10. 발광 소자에 발광 개시 전압보다 낮은 제1 전압을 순방향으로 인가하는 단계(여기서, 상기 발광 소자는 한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층에 의해 경계지워지는 복수의 EL층을 포함한다);
    상기 발광 소자의 화상을 관측함으로써 이상 발광 부위를 검출하는 단계;
    상기 제1 전압을 인가한 후, 상기 제1 전압보다 높고 상기 발광 개시 전압보다 낮은 제2 전압을 상기 발광 소자에 순방향으로 인가하는 단계;
    상기 이상 발광 부위에 레이저광을 조사하여 상기 이상 발광 부위를 절연화하는 단계; 및
    상기 발광 소자가 제공된 기판 상에 구동 회로를 제공하는 단계
    를 포함하는, 발광 장치의 제조 방법.
  11. 발광 소자에 발광 개시 전압보다 낮은 제1 전압을 인가하는 단계(여기서, 상기 발광 소자는 한 쌍의 전극 사이에 전하 발생층에 의해 경계지워지는 복수의 EL층을 포함한다);
    상기 발광 소자의 화상을 관측함으로써 이상 발광 부위를 검출하는 단계;
    상기 제1 전압을 인가한 후, 상기 제1 전압보다 높고 상기 발광 개시 전압보다 낮은 제2 전압을 상기 발광 소자에 인가하는 단계;
    상기 이상 발광 부위에 레이저광을 조사하여 상기 이상 발광 부위를 절연화하는 단계; 및
    상기 발광 소자가 제공된 기판 상에 구동 회로를 제공하는 단계
    를 포함하는, 발광 장치의 제조 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 발광 소자의 광 추출 표면의 실질적인 전체가 상기 발광 개시 전압에서 1(cd/㎡) 이상의 휘도로 광을 발광하는, 발광 장치의 제조 방법.
  13. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 이상 발광 부위가, 상기 제1 전압에서 상기 발광 소자의 광 추출 표면에서 1(cd/㎡) 이상의 휘도로 광을 발광하는, 발광 장치의 제조 방법.
  14. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 복수의 EL층 중 하나에 전도성 이물질이 혼입되어 있는, 발광 장치의 제조 방법.
  15. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 발광 장치가 화상 표시 장치인, 발광 장치의 제조 방법.
  16. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 발광 장치가 광원인, 발광 장치의 제조 방법.
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