JP4990182B2 - 有機ｅｌパネルのリペア装置およびリペア方法 - Google Patents

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５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５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５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。第１フィルム側から光が出射されるため、第１フィルムは光透過性であり、第２フィルムは光透過性の有無は関係ない。

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６）。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。

そのため、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Ｌを照射する。レーザーＬ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７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Ｑ２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Ｌの出力を上げる必要があり、（２）レーザーＬ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６の有機ＥＬパネル６０であればガラス基板６２に矢印のＴｂ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Ｔａの方向のみである（図５）。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Ｌ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Ｌを照射すれば有機層３２にレーザーＬ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。第２フィルム２４が不透明になると、同様に欠陥箇所３６を認識することができず、レーザーＬによって第２フィルム２４も損傷してしまう。

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Ｌ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、熱吸収部材と、欠陥箇所にレーザーを照射するレーザー照射装置とを含む。有機ＥＬパネルに熱吸収部材を取り付けた上でレーザー照射をおこなう。

有機ＥＬパネルと熱吸収部材の隙間を満たす液体を含み、その液体はフッ素系の不活性液体を含む。熱吸収部材は光透過性のガラス板を含む。

リペア装置を使用したリペア方法は、（１）有機ＥＬパネルの前面に熱吸収部材を配置し、（２）熱吸収部材を介して欠陥箇所に第１フィルム側からレーザーを照射する。

上記（１）の前に、熱吸収部材が配置される予定の箇所の前面に液体を塗布し、熱吸収部材が配置されたときに熱吸収部材と有機ＥＬパネルとの隙間が液体で満たされるようにする。

本発明によると、レーザー照射によって発生した熱が熱吸収部材に伝導されるため、有機層の熱によるダメージを極力抑えることができる。リペアによって非発光領域を広げるおそれが小さい。有機ＥＬパネルと熱吸収部材との間を液体で満たすことによって、有機ＥＬパネルから熱吸収部材への熱伝導を効率良くおこなうことができる。熱吸収部材が光透過性のガラス板であれば、熱吸収部材はレーザー照射の邪魔にならない。液体がフッ素系の不活性液体であれば、有機ＥＬパネルを液体によって劣化させることはない。

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。

本発明のリペア装置１０は、従来と同じようにレーザーＬによってリペアをおこなう装置である（図１）。リペア装置１０は、レーザー照射装置１２と熱吸収部材１４を備える。

レーザー照射装置１２は、ＹＡＧ、エキシマ、半導体、ガスなどの種々のレーザー照射装置である。レーザーＬの波長は約２００〜１１００ｎｍであり、出力は約２x１０^−３〜４×１０^−２ｍJである。レーザーＬによって欠陥箇所３６の金属電極３４を蒸発させて欠陥箇所３６を高抵抗化する。

熱吸収部材１４はガラス板を使用する。熱吸収部材１４は第１フィルム２２の前面に接するように配置される。本説明で第１フィルム２２の前面は、透明電極２０とは反対側の面である。

熱吸収部材１４は、欠陥箇所３６が視認できてレーザーＬが透過できるように、光透過性である。熱吸収部材１４の厚みは約７００μｍであり、熱伝導率は約０．６〜１Ｗｍ^−１Ｋ^−１である。第１フィルム２２の厚みが非常に薄いため、熱吸収部材１４を配置した構造は、ガラス基板を用いた有機ＥＬパネルと近似する。したがって、ガラス基板を用いた有機ＥＬパネルと同じように、リペアで発生した熱を熱吸収部材１４に逃がすことができる。

リペアをおこなう際、有機ＥＬパネル２０は第１フィルム２２が上方を向くようにする。第１フィルム２０の前面に熱吸収部材１４を配置したときに、熱吸収部材１４が自重で第１フィルム２２と密接するようにするためである。熱吸収部材１４と第１フィルム２２とが密接することにより、熱伝導が良くなる。なお、第１フィルム２２は上方に対して多少斜めを向いていても良い。

熱吸収部材１４は、欠陥箇所３６とその周辺において熱が吸収されればよいので、第１フィルム２２を全て覆う大きさは必要なく、図２のリペア装置１０ｂのように第１フィルム２２の一部を覆う熱吸収部材１４ｂであっても良い。第１フィルム２２を全て覆う大きさの熱吸収部材１４であれば、欠陥箇所３６の位置に関係なく熱吸収部材１４を第１フィルム２２の上に置けばリペアをおこなうことができ、作業効率が良い。

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３６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。熱吸収部材１４を自動的に配置するロボットを備えても良い。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Ｌ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は、（１）第１フィルム２２の前面に熱吸収部材１４を配置し、（２）レーザー照射装置１２を欠陥箇所３６の上まで移動させて、欠陥箇所３６にレーザー照射する。レーザー照射によって欠陥箇所３６の金属電極３４が蒸発し、欠陥箇所３６が発光しなくなる。

従来とは異なり、第１フィルム２２の前面に熱吸収部材１４を取り付けている。このことにより、レーザー照射時に発生する熱を熱吸収部材１４に伝導させることができ、有機層３２に伝導される熱量を小さくすることができる。有機層３２のダメージを極力抑えることができる。

第１フィルム２２と熱吸収部材１４の表面は、肉眼では平坦に見えていてもマクロ的には微細な凹凸がある。また、有機ＥＬパネル２０はフレキシブルであり、肉眼では平坦に見えていてもマクロ的には湾曲している場合がある。したがって、有機ＥＬパネル２０と熱吸収部材１４を完全に密接させることはかなり難しい。第１フィルム２２の前面に熱吸収部材１４を配置しただけでは、微細な隙間が発生する場合がある。

そこで、第１フィルム２２と熱吸収部材１４との隙間に液体１６を満たすようにする。液体１６によって第１フィルム２２から熱吸収部材１４に効率良く熱伝導が発生するようにする。説明の便宜上、図１では液体１６が層状になっているが、実際は第１フィルム２２と熱吸収部材１４の隙間を満たす。

液体１６はフッ素系の不活性液体を使用する。液体１６の一例としては、ガルデン（商品名）やフロリナート（商品名）などが挙げられる。これらの液体１６は、空気よりも熱伝導率が高く、熱吸収部材１４への熱伝導を補助する。フッ素系の不活性液体であるので、有機ＥＬパネル２０を劣化させにくい。

第１フィルム２２と熱吸収部材１４との隙間に液体１６を満たすために、上記（１）の前に液体１６を第１フィルム２２の前面に塗布する。リペア装置１０は、液体１６を塗布するためのディスペンサーを備える。液体１６の塗布は、欠陥箇所３６とその周辺に塗布されるようにすれば良く、第１フィルム２２の全面に液体１６を塗布する必要はない。コンピュータ制御によって、ディスペンサーが自動的に欠陥箇所３６に液体１６を塗布するようにしても良い。複数の欠陥箇所３６があれば、全ての欠陥箇所３６に液体１６を塗布する。リペア後、熱吸収部材１４を取り除き、液体１６を拭き取る。熱吸収部材１４の取り除きと液体１６の拭き取りを自動的におこなうロボットを備えても良い。

第１フィルム２２と熱吸収部材１４との隙間を液体１６で満たすことによって、第１フィルム２２から熱吸収部材１４への熱伝導を良くできる。有機層３２への熱のダメージを極力小さくすることができる。

以上、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、熱吸収部材１４はガラス板１５ａと金属板１５ｂを組み合わせた熱吸収部材１４ｃであっても良い（図３）。金属板１５ｂの中央にガラス板１５ａがある。レーザーＬを照射するときは、ガラス板１５ａをレーザーＬが通過するようにする。ガラス板１５ａは少なくともレーザーＬが通過する大きさを有していればよい。金属板１５ｂは熱伝導率がガラス板１５ａより高く、熱を多く吸収する。

欠陥部分３６の第１フィルム２２の上に液体１６を塗布してから熱吸収部材１４を取り付けたが、熱吸収部材１４に液体１６を塗布してから第１フィルム２２に熱吸収部材１４を取り付けても良い。

封止するときに両フィルムの周縁を接着しただけであれば、第２フィルム２４と金属電極３４との間が接着されていないために隙間ができ、熱が第２フィルム２４に伝わりにくい。しかし、第２フィルム２４と金属電極３４とが接着剤で接着されていれば、有機層３２や金属電極３４で発生した熱が第２フィルム２４にも伝導される。したがって、第２フィルム２４からも熱を吸収することができる。この場合、図４のリペア装置１０ｃのように第２フィルム２４の前面に熱吸収部材１４を取り付けても良い。第１フィルム側からレーザーＬを照射するので、第２フィルム側の熱吸収部材１４を透明にする必要はなく、熱伝導率の高い金属であっても良い。熱吸収部材１４と有機ＥＬパネル２０の保持台とが一体となっていても良い。本説明で第２フィルム２４の前面は、金属電極３４とは反対側の面である。

また、上記の実施形態と同様に、第２フィルム２４と熱吸収部材１４との隙間に液体１６を満たし、熱伝導を良くする。熱吸収部材１４に液体１６を塗布してから第２フィルム２４に熱吸収部材１４を取り付けても良い。

第１フィルム２２と第２フィルム２４の両側に熱吸収部材１４を取り付けるようにし、熱を吸収するようにしても良い。第１フィルム２２と熱吸収部材１４との隙間、および第２フィルム２４と熱吸収部材１４との隙間に液体１６を満たして、熱伝導を良くする。

液体１６をディスペンサーで自動的に塗布する以外に、オペレーターが手動で塗布しても良い。有機ＥＬパネル２０にダメージを与えないのであれば、フッ素系の不活性液体に限定されることはなく、熱伝導率の高い液体を使用しも良い。液体１６に金属微粉末を混入させ、液体１６の熱伝導率を高めても良い。なお、金属微粉末の量が多いとレーザーＬの減衰が大きくなるので、レーザーＬの出力と減衰を考慮して金属粉末の量を決定する。

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。

リペア装置の構成を示す図である。 熱吸収部材が第１フィルムの一部を覆うように構成した図である。 熱吸収部材をガラス板と金属で構成した図である。 第２フィルムの前面に熱吸収部材を配置した図である。 従来のリペア装置の構成を示す図である。 従来のリペア装置をガラス基板を用いた有機ＥＬパネルに適用した図である。 リペア時の有機層と金属電極の温度変化を示した図である。

符号の説明

１０：リペア装置
１２：レーザー照射装置
１４：熱吸収部材
１６：液体
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
Ｌ：レーザー

Claims (3)

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パネルのリペア装置であって、
   前記第１フィルム、第２フィルム、またはその両方の前面に配置される熱吸収部材と、
   前記欠陥箇所にレーザーを照射するレーザー照射装置と、
   前記有機ＥＬパネルと熱吸収部材の隙間を満たす液体と、
   を含むリペア装置。
2. 前記熱吸収部材が光透過性のガラス板を含み、前記液体がフッ素系の不活性液体を含む請求項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パネルのリペア方法であって、
   前記第１フィルム、第２フィルム、またはその両方と熱吸収部材との隙間に液体を満たし、かつ第１フィルム、第２フィルム、またはその両方の前面に熱吸収部材を配置するステップと、
   前記欠陥箇所にレーザーを照射するステップと、
   を含むリペア方法。

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