JP2011071032A - 有機ｅｌ素子並びにそのリペア方法及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザリペア時のダメージを抑制すると共に、封止プロセスを行なった後に雰囲気制御することなく大気下でレーザリペアすることができる有機ＥＬ素子のリペア方法及び製造方法、並びにそれにより製造された有機ＥＬ素子を提供すること。
【解決手段】少なくとも、基材上に、第一電極層、有機発光媒体層、第二電極層をこの順に積層し、前記第一電極層と前記第二電極層との間に異物が含まれ、前記基材を封止基材と接着剤を介して張り合わせて成る有機ＥＬ素子であって、前記基材の前記第一電極層が形成された面の反対面にマイクロレンズが形成され、前記マイクロレンズの焦点は前記異物又は前記異物の接する範囲の前記第一電極層若しくは前記第二電極層にあることを特徴とする有機ＥＬ素子としたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、テレビ、パソコンモニタ、携帯電話等の携帯端末などに使用されるフラットパネルディスプレイや、面発光光源、照明、発光型広告体などとして、幅広い用途が期待される有機ＥＬディスプレイ及びそのリペア方法に関する。

有機ＥＬ素子は、広視野角、応答速度が速い、低消費電力などの利点から、ブラウン管や液晶ディスプレイに替わるフラットパネルディスプレイの表示素子として期待されている。

有機ＥＬ素子は、少なくともどちらか一方が透光性を有する二枚の電極層（第一電極層と第二電極層）の間に、有機発光媒体層を挟持した構造であり、両電極間に電圧を印可し電流を流すことにより有機発光媒体層で発光が生じる自発光型の表示素子である。しかし、有機ＥＬ素子は、電流注入型の発光素子であるために、例えば、厚みが０．１μｍ程度の有機発光層の中に、１μｍの金属異物が存在すると、両電極で短絡してしまい、画素が光らなくなる滅点と呼ばれるパネル表示不良が発生する。

このような問題を解決するために、異物などの欠陥部にレーザを照射し、有機層や電極層、欠陥部分を除去する技術が報告されている。しかし、有機ＥＬ素子では、このような高エネルギーの照射によって欠陥箇所が焼き切る際に、以下のような問題があった。

つまり、有機層と電極層との熱伝導率が異なる為に剥離が生じたり、有機層や電極層を含んだ塊がレーザ照射部周辺に飛散したり、レーザ照射によって熱エネルギーが周囲の層へ加わり収縮して亀裂が生じる等のダメージを受けることがある。このようなレーザリペアによるダメージが原因となり、レーザリペアを行った箇所から酸素や水分の浸入が起こり、ダークスポットが発生したり、エージング中に上部電極と下部電極間でリークが進行して、不良箇所の再発や広がりが生じるという問題が発生する。そのため、有機ＥＬ素子のレーザリペア法として、リペア箇所の周辺ダメージがなく、かつエージング中に不良箇所の再発や広がりを生じない低ダメージのレーザリペア法の開発が課題となっている。

上記の課題に対して、周囲の層へのダメージが少なくリークを防止するレーザリペア法として、特許文献１には、ＹＡＧレーザの波長として、紫外線領域の第４高調波（２６６ｎｍ）以下の短い波長を用い、下層にダメージを与えずに上部電極を除去することを特徴とした有機ＥＬ素子のレーザリペアについて記載されている。２６６ｎｍ（第４高調波）以下の短い波長を使用することにより、光分解加工が主となり、熱損傷による焦げ付きが少なくなり、熱による形状の変化もほとんど発生しない。さらに非常に細かい分解能でリペアが可能で、除去物の飛散の影響も少なく、ＹＡＧレーザは他のレーザに比べ装置化が簡単なため、このような有機ＥＬ素子のレーザリペアとして用いるのに適している。

尚、ＹＡＧレーザの波長として、第１高調波（１０６４ｎｍ）、第２高調波（５３２ｎｍ）、第３高調波（３５５ｎｍ）を用いた場合は、昇華による除去で、熱損傷による焦げ付きが発生し、熱による形状の変化も発生し、場合によっては除去物の飛散による付着（以下飛着と言う）の影響もあるためこれらの波長のＹＡＧレーザを用いることは好ましくない。

特開２００４−１９９９５６号公報

しかしながら、紫外線領域の第４高調波（２６６ｎｍ）以下の短い波長を用いる場合、有機ＥＬ素子の封止や基板に用いるガラス基板やプラスチック基板等は、一般的に紫外光に強い吸収帯を有する。このため、それらと封止基板を貼り合わせた素子では、基板越しにレーザを照射しても、リペアするべき有機ＥＬ素子の内部の欠陥までレーザ光が透過しないため、一般に封止後はレーザを用いてリペアすることができない。一方、封止プロセスを行う前に、基板の反対側からレーザ照射する方法が考えられるが、封止前プロセスであるために水分や酸素を排除した雰囲気下でリペアを行なう必要があり、装置規模の増大やランニングコストの増大などの課題が生じる。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、レーザリペア時のダメージを抑制すると共に、封止プロセスを行なった後に雰囲気制御することなく大気下でレーザリペアすることができる有機ＥＬ素子のリペア方法及び製造方法、並びにそれにより製造された有機ＥＬ素子を提供することである。

本発明の請求項１に係る発明は、少なくとも、基材上に、第一電極層、有機発光媒体層、第二電極層をこの順に積層し、前記第一電極層と前記第二電極層との間に異物が含まれ、前記基材を封止基材と接着剤を介して張り合わせて成る有機ＥＬ素子であって、前記基材の前記第一電極層が形成された面の反対面にマイクロレンズが形成され、前記マイクロレンズの焦点は前記異物又は前記異物の接する範囲の前記第一電極層若しくは前記第二電極層にあることを特徴とする有機ＥＬ素子である。

本発明の請求項２に係る発明は、前記マイクロレンズの形状が球形又は半球形又はであることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子である。

本発明の請求項３に係る発明は、前記マイクロレンズはインクジェット法により形成されていることを特徴とする請求項１及び２に記載の有機ＥＬ素子である。

本発明の請求項４に係る発明は、前記マイクロレンズはフッ素樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至３に記載の有機ＥＬ素子である。

本発明の請求項５に係る発明は、前記基材の第一電極層が形成されていない面は撥液処理がされていることを特徴とする請求項１乃至４に記載の有機ＥＬ素子である。

本発明の請求項６に係る発明は、少なくとも、基材上に、第一電極層、有機発光媒体層、第二電極層をこの順に積層する工程と、前記基材を封止基材と接着剤を介して張り合わせて有機ＥＬ素子を形成する工程と、前記有機ＥＬ素子中の異物を検査する工程と、前記異物又は前記異物の接する範囲の前記第一電極層若しくは前記第二電極層に焦点を持つマイクロレンズを前記基材上に形成する工程と、前記マイクロレンズを介してレーザを照射する工程と、を有することを特徴とする有機ＥＬ素子のリペア方法である。

本発明の請求項７に係る発明は、前記レーザはパルスレーザであることを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬ素子のリペア方法である。

本発明の請求項８に係る発明は、前記レーザの波長が２６６ｎｍ以下であることを特徴とする請求項６及び７に記載の有機ＥＬ素子のリペア方法である。

本発明の請求項９に係る発明は、前記レーザはＹＡＧレーザであることを特徴とする請求項６乃至８に記載の有機ＥＬ素子のリペア方法である。

本発明の請求項１０に係る発明は、前記マイクロレンズを前記基材上に形成する工程は、インクジェット法を用いて形成する工程であることを特徴とする請求項６乃至９に記載の有機ＥＬ素子のリペア方法である。

本発明の請求項１１に係る発明は、前記異物を検査する工程は赤外線を用いることを特徴とする請求項６乃至１０に記載の有機ＥＬ素子のリペア方法である。

本発明の請求項１２に係る発明は、前少なくとも、基材上に、第一電極層、有機発光媒体層、第二電極層をこの順に積層する工程と、前記基材を封止基材と接着剤を介して張り合わせて有機ＥＬ素子を形成する工程と、前記有機ＥＬ素子中の異物を検査する工程と、前記異物又は前記異物の接する範囲の前記第一電極層若しくは前記第二電極層に焦点を持つマイクロレンズをインクジェット法により前記基材上に形成する工程と、前記マイクロレンズを介してレーザを照射してリペアする工程と、を有することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法である。

以上から、本発明によれば、封止された有機ＥＬ素子の基材上に、インクジェット法で半球形又は球形のフッ素樹脂からなるマイクロレンズを形成し、マイクロレンズを介してレーザ光を集束してレーザ強度を高めることで、封止後の有機ＥＬ素子でもレーザリペアすることができるため、リペア装置やリペア工程が簡便で経済性や生産性に優れた有機ＥＬ素子のリペア方法及び製造方法、並びにそれにより製造された有機ＥＬ素子を提供することができる。
また、本発明によれば、マイクロレンズが形成される基材表面に撥液処理を施すことで、液状物質が濡れ広がるのを防止し、所望の形状、レンズ曲率にマイクロレンズを成形することができる。
また、本発明によれば、リペアに用いるレーザにＹＡＧレーザのパルスレーザを用いることで、電極基材やガラス基板等に必要以上のレーザ光が吸収され、ダメージが入ることを防止でき、波長が２６６ｎｍ以下のレーザを用いることで照射による熱の発生が少なく、周囲の熱による損傷が抑えることができる。

マイクロレンズを形成した本発明の有機ＥＬ素子の断面概略図 本発明の有機ＥＬ素子の有機発光媒体層中の異物へのレーザリペア後の断面概略図 本発明の有機ＥＬ素子の第一電極層の異物に接する部分へのレーザリペア後の断面概略図 本発明の有機ＥＬ素子の第二電極層の異物に接する部分へのレーザリペア後の断面概略図

以下、本発明の有機ＥＬディスプレイの一例を、図１〜図４を参照しながら、説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。

本発明により製造される有機ＥＬディスプレイは、電極基材１０を用いる。電極基材１０としては、ガラスや石英、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネート等のプラスチックフィルムに、後述する第一電極層１１が少なくとも形成されていれば良いが、以下、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が形成された駆動用基板を用いた場合を説明する。

薄膜トランジスタとしては、公知の薄膜トランジスタを用いることができる。具体的には、主として、ソース／ドレイン領域及びチャネル領域が形成される活性層、ゲート絶縁膜及びゲート電極から構成される薄膜トランジスタが挙げられる。薄膜トランジスタの構造としては、特に限定されるものではなく、例えば、スタガ型、逆スタガ型、トップゲート型、コプレーナ型等が挙げられる。

活性層は、特に限定されるものではなく、例えば、非晶質シリコン、多結晶シリコン、微結晶シリコン、セレン化カドミウム等の無機半導体材料又はチオフエンオリゴマー、ポリ（ｐ−フェリレンビニレン）等の有機半導体材料により形成することができる。これらの活性層は、例えば、アモルファスシリコンをプラズマＣＶＤ法により積層し、イオンドーピングする方法、ＳｉＨ４ガスを用いてＬＰＣＶＤ法によりアモルファスシリコンを形成し、固相成長法によりアモルファスシリコンを結晶化してポリシリコンを得た後、イオン打ち込み法によりイオンドーピングする方法、Ｓｉ_２Ｈ_６ガスを用いてＬＰＣＶＤ法により、また、ＳｉＨ_４ガスを用いてＰＥＣＶＤ法によりアモルファスシリコンを形成し、エキシマレーザ等のレーザによりアニールし、アモルファスシリコンを結晶化してポリシリコンを得た後、イオンドーピング法によりイオンドーピングする方法（低温プロセス）、減圧ＣＶＤ法又はＬＰＣＶＤ法によりポリシリコンを積層し、１０００℃以上で熱酸化してゲート絶縁膜を形成し、その上にｎ＋ポリシリコンのゲート電極を形成し、その後、イオン打ち込み法によりイオンドーピングする方法（高温プロセス）等が挙げられる。

ゲート絶縁膜としては、通常、ゲート絶縁膜として使用されているものを用いることができ、例えば、ＰＥＣＶＤ法、ＬＰＣＶＤ法等により形成されたＳｉＯ_２；ポリシリコン膜を熱酸化して得られるＳｉＯ_２等を用いることができる。

ゲート電極としては、通常、ゲート電極として使用されているものを用いることができ、例えば、アルミ、銅等の金属、チタン、タンタル、タングステン等の高融点金属、ポリシリコン、高融点金属のシリサイド、ポリサイド等が挙げられる。また、薄膜トランジスタは、シングルゲート構造、ダブルゲート構造、ゲート電極が３つ以上のマルチゲート構造であってもよい。また、ＬＤＤ構造、オフセット構造を有していてもよい。さらに、１つの画素中に２つ以上の薄膜トランジスタが配置されていてもよい。

有機ＥＬディスプレイは、薄膜トランジスタが有機ＥＬディスプレイのスイッチング素子として機能するように接続し、トランジスタのドレイン電極と有機ＥＬディスプレイの第一電極１１が電気的に接続されている。薄膜トランジスタとドレイン電極と有機ＥＬディスプレイの第一電極層１１との接続は、平坦化膜を貫通するコンタクトホール内に形成された接続配線を介して行われる。

また、第一電極層１１は隔壁によって区画され、各画素に対応した画素電極となる。第一電極層１１の材料としては、ＩＴＯなど仕事関数の高い材料を選択することが好ましく、ＩＴＯ（インジウムスズ複合酸化物）やインジウム亜鉛複合酸化物、亜鉛アルミニウム複合酸化物などの金属複合酸化物や、金、白金などの金属材料や、これら金属酸化物や金属材料の微粒子をエポキシ樹脂やアクリル樹脂などに分散した微粒子分散膜を、単層もしくは積層したものをいずれも使用することができる。また、上面発光型の有機ＥＬディスプレイの場合のように、第一電極層として正孔注入性と反射性を必要な場合には、ＡｇやＡｌのような金属材料の上にＩＴＯ膜を積層すればよい。第一電極層１１の膜厚は、有機ＥＬディスプレイの素子構成により最適値が異なるが、単層、積層にかかわらず、１００Å以上１００００Å以下であり、より好ましくは、３０００Å以下である。

第一電極層１１の形成方法としては、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの乾式成膜法や、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法などを用いることができる。

隔壁は画素に対応した発光領域を区画するように形成する。一般的にアクティブマトリクス駆動型の表示装置は各画素に対して第一電極層１１が形成され、それぞれの画素ができるだけ広い面積を占有しようとするため、第一電極層１１の端部を覆うように形成される隔壁の最も好ましい形状は第一電極層１１を最短距離で区切る格子状を基本とする。

隔壁の形成方法としては、従来と同様、基体上に無機膜を一様に形成し、レジストでマスキングした後、ドライエッチングを行う方法や、基体上に感光性樹脂を積層し、フォトリソグラフィ法により所定のパターンとする方法が挙げられる。必要に応じて撥水剤を添加したり、プラズマやＵＶを照射して形成後にインクに対する撥液性を付与したりすることもできる。

隔壁の好ましい高さは０．１μｍ以上１０μｍ以下であり、より好ましくは０．５μｍ以上２μｍ以下である。隔壁の高さが１０μｍを超えると対向電極の形成及び封止を妨げてしまい、０．１μｍ未満だと第一電極層１１の端部を覆い切れない、あるいは発光媒体層の形成時に隣接する画素とショートしたり混色したりしてしまうからである。

図１は、本発明の基本構造であり、電極基材１０上に、第一電極層１１、有機発光媒体層１２と、第二電極層１３を設けた断面概略図である。

本発明における有機発光媒体層１２としては、発光物質を含む単層膜、あるいは多層膜で形成することができる。多層膜で形成する場合の構成例としては、正孔輸送層、電子輸送性発光層または正孔輸送性発光層、電子輸送層からなる２層構成や正孔輸送層、発光層、電子輸送層からなる３層構成、さらには、必要に応じて正孔（電子）注入機能と正孔（電子）輸送機能を分けたり、正孔や電子の輸送をプロックする層などを挿入することにより、さらに多層形成することがより好ましい。

正孔輸送材料の例としては、銅フタロシアニン、テトラ（ｔ−ブチル）銅フタロシアニン等の金属フタロシアニン類及び無金属フタロシアニン類、キナクリドン化合物、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン等の芳香族アミン系低分子正孔注入輸送材料や、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリビニルカルバゾール、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルホン酸との混合物などの高分子正孔輸送材料、ポリチオフェンオリゴマー材料、Ｃｕ_２Ｏ，Ｃｒ_２Ｏ_３，Ｍｎ_２Ｏ_３，ＦｅＯｘ（ｘ〜０．１），ＮｉＯ，ＣｏＯ，Ｐｒ_２Ｏ_３，Ａｇ_２Ｏ，ＭｏＯ_２，Ｂｉ_２Ｏ_３，ＺｎＯ，ＴｉＯ_２，ＳｎＯ_２，ＴｈＯ_２，Ｖ_２Ｏ_５，Ｎｂ_２Ｏ_５，Ｔａ_２Ｏ_５，ＭｏＯ_３，ＷＯ_３，ＭｎＯ_２などの無機材料、その他既存の正孔輸送材料の中から選ぶことができる。

高分子ＥＬディスプレイの場合には、正孔輸送材料に、インターレイヤ層を形成することが好ましい。インターレイヤ層に用いる材料として、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリアリーレン誘導体、アリールアミン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体などの、芳香族アミンを含むポリマーなどが挙げられる。これらの材料は溶媒に溶解または分散させ、スピンコート法等を用いた各種塗布方法や凸版印刷方法を用いて形成することができる。

発光材料としては、９，１０−ジアリールアントラセン誘導体、ピレン、コロネン、ペリレン、ルブレン、１，１，４，４−テトラフェニルブタジエン、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム錯体、ビス（８−キノリノラート）亜鉛錯体、トリス（４−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノリノラート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）アルミニウム錯体、ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノリノラート）［４−（４−シアノフェニル）フェノラート］アルミニウム錯体、ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）［４−（４−シアノフェニル）フェノラート］アルミニウム錯体、トリス（８−キノリノラート）スカンジウム錯体、ビス〔８−（パラ−トシル）アミノキノリン〕亜鉛錯体及びカドミウム錯体、１，２，３，４−テトラフェニルシクロペンタジエン、ペンタフェニルシクロペンタジエン、ポリ−２，５−ジヘプチルオキシ−パラ−フェニレンビニレン、クマリン系蛍光体、ペリレン系蛍光体、ピラン系蛍光体、アンスロン系蛍光体、ポルフィリン系蛍光体、キナクリドン系蛍光体、Ｎ，Ｎ’−ジアルキル置換キナクリドン系蛍光体、ナフタルイミド系蛍光体、Ｎ，Ｎ’−ジアリール置換ピロロピロール系蛍光体等、Ｉｒ錯体等の燐光性発光体などの低分子系発光材料や、ポリフルオレン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリチオフェン、ポリスピロなどの高分子材料や、これら高分子材料に前記低分子材料の分散または共重合した材料や、その他既存の蛍光発光材料や燐光発光材料を用いることができる。

電子輸送材料の例としては、２−（４−ビフェニルイル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール、オキサジアゾール誘導体やビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリノラート）ベリリウム錯体、トリアゾール化合物等を用いることができる。また、これらの電子輸送材料に、ナトリウムやバリウム、リチウムといった仕事関数が低いアルカリ金属、アルカリ土類金属を少量ドープすることにより、電子注入層としてもよい。

有機発光媒体層１２の膜厚は、単層または積層により形成する場合においても、１０００ｎｍ以下であり、好ましくは５０〜２００ｎｍ程度である。
有機発光媒体層１２の形成方法としては、材料に応じて、真空蒸着法や、スリットコート、スピンコート、スプレーコート、ノズルコート、フレキソ、グラビア、マイクログラビア、凹版オフセットなどのコーティング法や印刷法、インクジェット法などを用いることができる。

低分子型の有機発光媒体層１２を形成する場合には、主に蒸着法などが用いられるため、たとえば、チャンバ構成材であるＳＵＳ材の削りカスや、蒸着時に内壁やマスクに付着した蒸着材料などが、成膜時に有機発光媒体層の中に異物１４として取り込まれることがある。また、塗布型の低分子材料や高分子材料を、ＩＪ法やフレキソ法などの印刷法などを用いて形成する場合には、大気中での膜形成となるため、環境異物や印刷機からの発塵物を、有機発光媒体層１２の中に異物１４として取り込むことがある。

有機発光媒体層１２は、１００ｎｍ程度の薄膜で形成されているため、例えばＳＵＳなど金属異物が混入すると、両電極が短絡してしまい、１画素が光らない滅点と呼ばれる表示不良となる。ＳｉＯ_２やＡｌ_２Ｏ_３といった絶縁物であっても、有機発光媒体層１２形成時に混入すると、異物周辺部の有機発光媒体層が薄くなり、両電極が短絡することがある。

有機ＥＬディスプレイの場合には、第一電極層１１、有機発光媒体層１２、第二電極層１３を形成し、両電極間に電圧電流を印加し、有機発光媒体層１２で発光させることにより、はじめて表示欠陥の有無を確認できる。

このことから、有機発光媒体層形成時に混入した異物１４は、封止プロセスを行い、表示欠陥の有無を確認した後にリペアすることが好ましい。しかし、封止プロセスを行った後に、有機発光媒体層の欠陥部にレーザを照射する場合には、リペアするべき有機発光媒体層の内部にまで十分なレーザ光が届かず、レーザリペアが難しいという問題がある。

そこで、本発明においては、異物１４の存在する有機発光媒体層に対向する第一電極層上にマイクロレンズ１５を形成することにより、前記マイクロレンズを介してレーザを集束することで強度を強め、レーザリペアする（図１）ことで第一電極と第二電極が隔絶され、異物を介した上下電極の短絡による表示不良を防ぐことができる。

封止材１６としては、キャップ封止の場合には掘りこみガラスやステンレス成型品、べた封止の場合には、ガラス板や、ポリエチレンテレフタレートやポリカーボネートなどのプラスチックフィルムやこれらに窒化ケイ素や酸化ケイ素などのバリア膜を形成したバリアフィルム、アルミ箔などの金属箔を用いることができるが、べた封止の場合にはリペア工程で用いるレーザにより封止材や接着層を破損し、有機ＥＬ素子の封止性が損なわれる恐れがあるため、キャップ封止がより好ましい。また、これらには必要に応じて色変換層やカラーフィルター層、光取出し層などを設けても良い。

接着剤１７の材料としては、公知の接着性樹脂を使用することができるが、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂などの光硬化型接着性樹脂、熱硬化型接着性樹脂ポリエチレン、ポリプロピレンなどの酸変性物からなる熱可塑性接着性樹脂などを使用することができる。接着層には、必要に応じてギャップ制御のためにガラスや樹脂からなる球状、棒状などのスペーサーを混入しても良く、乾燥剤や酸素吸収剤などを混入してもよい。

接着剤１７の電極基材１０への塗布方法としては、接着剤１７の材料や各電極が形成された電極基材１０の状態に応じて、スピンコート、スプレーコート、フレキソ、グラビア、マイクログラビア、凹版オフセットなどのコーティング法、印刷法や、インクジェット法、ディスペンサ塗布、ノズル吐出、転写法、ラミネート法などを用いることができる。

接着剤１７を介して電極基材１０と封止材１６とを貼り合わせる工程は、接着剤中に有機ＥＬ素子の劣化の原因となる酸素や水分が含まれないように真空中、又は不活性ガス雰囲気中で行なう。不活性ガスを用いる場合は、アルゴンなどの希ガスを用いることもできるが、取り扱い易さや経済的な理由から窒素が好適に用いられる。

本発明では、有機ＥＬ素子の封止を行った後に、作製した有機ＥＬディスプレイを点灯させて発光状態を確認する。そして、１画素全体が発光しなくなる表示欠陥である滅点が確認された場合、その滅点画素に異物があるかどうか検査を行う。その後、その滅点画素内に検出した異物１４のレーザリペア工程を行なう。最終的に検出した滅点画素内の異物の位置情報を検出することで、形成するマイクロレンズ１５と異物１４との正確な位置あわせができ、集束されたレーザの焦点を異物１４に合わせることができる。

異物１４の検出に用いる検査機の光源としては、有機発光媒体層１２を光劣化させないように赤外線を用いることが好ましい。赤外線であれば透過、反射光源のいずれでも用いることが可能であるが、形成された有機発光層は膜厚が非常にうすく、光学的な吸収が小さいため、膜を光線が１回通過する透過光源よりも基板表面で反射する光が２回通過する反射光源のほうがよりコントラストを得やすいため好ましい。また、用いる赤外線はイメージセンサに感度を有する波長領域であれば特に制限はないが、波長が長すぎると画像の解像度が悪くなるため検査光の波長は７００〜１５００ｎｍが好適である。また、イメージセンサはエリアセンサ、ラインセンサのいずれでも用いることが可能である。イメージセンサは、検査時間短縮のため、複数台を並置して処理してもよい。また、検査装置全体を遮光することで有機発光層の劣化を防ぐことがより好ましい。

マイクロレンズ１５の大きさとしては、有機ＥＬディスプレイの製造工程で主に混入する異物１４の大きさが０．１μｍ〜１０μｍと小さく、マイクロレンズ１５を１００μｍ以上の大きさとすると非発光エリアとして視認できてしまうことから、直径１０μｍ以上１００μｍ以下、好ましくは５μｍ以上５０μｍ以下の円であることが好ましい。ここで、マイクロレンズ１５は、レーザ光を集束するようなマイクロレンズ形状であることが特に好ましく、大きさは、異物１４がマイクロレンズ１５によって覆われる大きさであれば良い。

次に、マイクロレンズ１５の形成方法について以下に説明する。
マイクロレンズ１５の形成方法としては、フォトリソグラフィーにより円柱状のフォトレジストパターンを形成した後、基板を加熱してレジストを流動させ、表面張力によりレンズ形状を形成するリフロー法などを用いることができるが、インクジェットノズルから上記検出工程で検出された異物位置のみにレンズ材料溶液を吐出し、レンズ材料溶液の表面張力によってマイクロレンズを形成するインクジェット法が形成工程、装置、操作が簡便であるため好ましい。

インクジェットノズルにレンズ材料となる透明樹脂を溶媒に溶解又は分散させたものを充填し、インクジェットノズルの吐出口からレンズ材料を異物の直上に形成されている第一電極に対向する電極基材上に１回、又は複数回滴下する。電極基材上に着弾したレンズ材料に、透明樹脂がＵＶ光硬化樹脂であればＵＶ光を照射し、熱硬化樹脂であれば加熱し、透明樹脂を硬化させ凸型のマイクロレンズとして成形する。マイクロレンズの形状は、凸レンズとし、プリズム状、台形状でもよいが、本発明のインクジェット法で形成する場合は電極基材１０表面の状態によって半球状や球状レンズ（ボールレンズ）となる。

ここで、レンズ材料となる透明樹脂としては、後に使用するレーザ光の波長に対して十分な透過性を有するものであればよく、また電極基材に着弾後にレンズ形状として硬化できるもの、例えば光硬化樹脂、熱硬化樹脂が用いることができる。
また、レーザリペアのレーザ波長として紫外線領域のレーザ光を用いる場合、ＵＶ透過性の樹脂がより好ましい。例えば、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、メタクリレ−ト樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂の中でＵＶ透過性の樹脂を用いることができる。また、撥液性の材料としてフッ素原子が含まれた樹脂や炭化水素のみで構成された樹脂等は一般にＵＶ透過性も高いため特に好適に用いることができる。より詳しくは、分子内にフッ素原子を含有するモノマーを含む樹脂、或いは全て炭素と水素原子のみから構成されるモノマーを含む樹脂が挙げられる。なお、これらの樹脂材料を用いる場合、その粘度は、溶媒を用いて溶解又は分散することで調整するとよい。他にもＵＶ透過性を有する、アクリル、ベンゾシクロブテン、パリレン、フッ化アリーレンエーテル、ポリイミドなどの有機材料、シロキサン系ポリマー等の重合によってできた化合物材料、水溶性ホモポリマーと水溶性共重合体を含む組成物等を用いることができる。

以上のように本発明では、インクジェット法によってレンズ材料を任意の吐出量で吐出することができるため、電極基材上の任意の位置に、必要な仕様のマイクロレンズを形成することが可能である。すなわち、電極基材上の任意の位置にレンズ材料を滴下した後、インクジェットノズルもしくは基板を搭載した走査ステージを移動させ、また別の電極基材上の任意の位置にレンズ材料を滴下することで、一度で複数の位置にマイクロレンズを形成することができる。

なお、インクジェット法によって滴下された液状物質は、着弾後に電極基材との接触角に応じて濡れ広がる場合がある。そこで、液状物質が濡れ広がるのを防止し、所望の形状、レンズ曲率に成形するため、着弾する電極基材表面に撥液処理を施しておくことが望ましい。撥液処理としては撥液性の膜のコーティング処理や表面のフッ素プラズマ処理等が挙げられる。

次に、マイクロレンズにレーザ光を照射し、レーザ光を集光させる。このとき、レーザ光の焦点位置を異物または異物の接する範囲の第一電極層または第二電極層の何れかに合わせる。
これによりレーザ光は、焦点位置を昇華させるのに十分なエネルギー密度に高められ、異物または異物の接する範囲の第一電極層または第二電極層の何れかを光分解・昇華することでその部分は通電しなくなるため、短絡を防ぐことができる（図２〜図４）。また、異物または異物の接する範囲の第一電極層または第二電極層の何れかが光分解・昇華すればその部分の短絡が防げるため、レンズの焦点がその範囲にあるようにすればよく、レンズ形状の自由度が高い。

ここで用いるレーザとしては、インクジェット法によって形成されたマイクロレンズに十分な透過性を有し、かつマイクロレンズによって屈折されること、また、昇華の対象となる部位に吸収性を有する波長であれば、いかなるレーザを用いてもよく、以下に示すレーザから適宜選択することができる。また、電極基材やガラス基板等に必要以上のレーザ光が吸収され、ダメージが入ることを防止するため、パルスレーザを用いるのが望ましく、パルス幅が極めて短いピコ秒レーザやフェムト秒レーザを用いることがさらに望ましい。

例えば、紫外光であればＦ_２レーザなどのエキシマレーザや、固体レーザであるＹＡＧレーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ_３レーザ、ＧｄＶＯ_４レーザ、Ｙ_２Ｏ_３レーザ、ＰｂＷＯ_４レーザ、ＹＶＯ_４レーザ等高調波等が挙げられ、可視光であれば、ＡｒレーザやＫｒレーザ、上記固体レーザの高調波等が挙げられ、赤外光であれば、上記固体レーザの基本波やＣＯ_２レーザ、ガラスレーザ、Ｔｉサファイアレーザ、色素レーザ、アレキサンドライトレーザ等が挙げられる。以上の中でも紫外光を発振するレーザであれば、照射による熱の発生が少なく、周囲の熱損失が抑えられるため特に好適に用いることができる。

以下、本発明を実施例１及び比較例により具体例を説明するが、これに限定されるものではない。

＜実施例１＞
片面にフッ素プラズマ処理が成されたガラス基材からなる電極基材１０の、フッ素プラズマ処理が成されていない面上に、第一電極層１１としてＩＴＯ膜（１５０ｎｍ）をスパッタリング法およびフォトリソ、エッチング法を用いてパターン形成した。
次に、有機発光媒体層１２として、正孔輸送層にポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルホン酸との混合物（２０ｎｍ）、発光層にポリ［２−メトキシ−５−（２’−エチル−ヘキシロキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＥＨＰＰＶ）（１００ｎｍ）をそれぞれ、凸版印刷法を用いてパターン形成した。

次に、第二電極層１３として、Ｂａ膜（５ｎｍ）とＡｌ膜（２００ｎｍ）を蒸着法を用いて積層した。次に、封止として、接着剤１７（光硬化型のエポキシ接着剤）、封止材１６（ガラス基材）を順に積層した。

次に、作製した有機ＥＬディスプレイを点灯させて滅点を確認し、赤外線を光源に持つ異物検査機を用いて、滅点となっている画素の有機発光媒体層１２中に含まれる異物１４の検査を行い、大きさ１〜１０μｍの異物１４がある画素１００個の座標情報を記録した。

次いで、レンズ材料となる紫外光透過性に優れた樹脂としてフッ素樹脂であるダイニオン（登録商標：スリーエム社製）のエタノール溶液をインクジェットノズルに充填し、インクジェットの吐出口からレンズ材料を異物に重なる第一電極層に対向する電極基材上に滴下、着弾させる。電極基材上に着弾したレンズ材料を乾燥硬化させマイクロレンズとして成形する。インクジェット法によってレンズ材料を任意の吐出量で吐出することができるため、電極基材上の任意の位置に、必要な仕様のマイクロレンズを形成することが可能となる。

次に、異物１４または異物に接する電極層１１、または１３にレーザの焦点を調整し、ＹＡＧレーザの紫外線領域の第４高調波（２６６ｎｍ）以下の短い波長を用い、大気中でレーザリペアを行った。

レーザリペアした有機ＥＬディスプレイを点灯させて、大きさ１〜１０μｍの異物があった１００画素を検査した結果、滅点無く全ての画素が発光しており、電極基材を通してレーザリペアされたことを確認した。リペアした部分は非発光部にはなっていたが、目視検査では検出できなかった。

＜比較例１＞
実施例１に記載した有機ＥＬディスプレイにおいて、１００個の異物１４に、マイクロレンズ１５を形成せずに、実施例１と同様のリペア工程を行った。
リペアした有機ＥＬディスプレイを点灯させて、大きさ１〜１０μｍの異物があった１００画素を検査した結果、全ての画素で、上手くレーザ照射されておらず、リペアできていなかったため、滅点となっていた。

１０…電極基材
１１…第一電極層
１２…有機発光媒体層
１３…第二電極層
１４…異物
１５…マイクロレンズ
１６…封止材
１７…接着剤

Claims (12)

1. 少なくとも、基材上に、第一電極層、有機発光媒体層、第二電極層をこの順に積層し、前記第一電極層と前記第二電極層との間に異物が含まれ、前記基材を封止基材と接着剤を介して張り合わせて成る有機ＥＬ素子であって、
   前記基材の前記第一電極層が形成された面の反対面にマイクロレンズが形成され、
   前記マイクロレンズの焦点は前記異物又は前記異物の接する範囲の前記第一電極層若しくは前記第二電極層にあることを特徴とする有機ＥＬ素子。
2. 前記マイクロレンズの形状が球形又は半球形又はであることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
3. 前記マイクロレンズはインクジェット法により形成されていることを特徴とする請求項１及び２に記載の有機ＥＬ素子。
4. 前記マイクロレンズはフッ素樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至３に記載の有機ＥＬ素子。
5. 前記基材の第一電極層が形成されていない面は撥液処理がされていることを特徴とする請求項１乃至４に記載の有機ＥＬ素子。
6. 少なくとも、基材上に、第一電極層、有機発光媒体層、第二電極層をこの順に積層する工程と、
   前記基材を封止基材と接着剤を介して張り合わせて有機ＥＬ素子を形成する工程と、
   前記有機ＥＬ素子中の異物を検査する工程と、
   前記異物又は前記異物の接する範囲の前記第一電極層若しくは前記第二電極層に焦点を持つマイクロレンズを前記基材上に形成する工程と、
   前記マイクロレンズを介してレーザを照射する工程と、
   を有することを特徴とする有機ＥＬ素子のリペア方法。
7. 前記レーザはパルスレーザであることを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬ素子のリペア方法。
8. 前記レーザの波長が２６６ｎｍ以下であることを特徴とする請求項６及び７に記載の有機ＥＬ素子のリペア方法。
9. 前記レーザはＹＡＧレーザであることを特徴とする請求項６乃至８に記載の有機ＥＬ素子のリペア方法。
10. 前記マイクロレンズを前記基材上に形成する工程は、インクジェット法を用いて形成する工程であることを特徴とする請求項６乃至９に記載の有機ＥＬ素子のリペア方法。
11. 前記異物を検査する工程は赤外線を用いることを特徴とする請求項６乃至１０に記載の有機ＥＬ素子のリペア方法。
12. 少なくとも、基材上に、第一電極層、有機発光媒体層、第二電極層をこの順に積層する工程と、
    前記基材を封止基材と接着剤を介して張り合わせて有機ＥＬ素子を形成する工程と、
    前記有機ＥＬ素子中の異物を検査する工程と、
    前記異物又は前記異物の接する範囲の前記第一電極層若しくは前記第二電極層に焦点を持つマイクロレンズをインクジェット法により前記基材上に形成する工程と、
    前記マイクロレンズを介してレーザを照射してリペアする工程と、
    を有することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。

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