(57)【要約】      （修正有）【課題】  実際の発光により評価及び検査をすることなく有機ＥＬ素子を製造するにあたり製造工程においても欠陥の発見を容易に行う。【解決手段】  有機ＥＬ素子検査方法において、紫外光を集光してスポット照射することにより、画素ごとに配列された有機膜の各発光層におけるパターニング位置及び発光色を検出する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトルミネッセンスを用いて評価する有機ＥＬ素子検査方法において、ＵＶ光を照射する事により画素ごとに配列された有機膜のパターニング位置及び発光色を検出することを特徴とする有機ＥＬ素子検査方法。
【請求項２】
前記有機ＥＬ素子検査方法において、前記ＵＶ光を集光してスポット照射することを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子検査方法。
【請求項３】
前記検査方法において、光学的フィルターを用いることによりＵＶ光源から照射される可視光域波長を除外する事を特徴とする請求項１乃至請求項２いずれかに記載の有機ＥＬ素子検査方法。
【請求項４】
前記検査方法において、光学的フィルターを用いる事により可視光域波長のみを撮像素子に取り込むことを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれかに記載の有機ＥＬ素子検査方法。
【請求項５】
前記検査方法において、有機膜からの励起光を取り込み画像処理することを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれかに記載の有機膜検査方法。
【請求項６】
フォトルミネッセンスによる検査工程を用いた有機ＥＬ素子製造方法において、ＵＶ光を照射する事により、画素ごとに配列された基板上における有機膜のパターニング位置及び発光色の検査工程を経て製造する事を特徴とする有機ＥＬ素子製造方法。
【請求項７】
前記有機ＥＬ素子製造方法において、前記ＵＶ光を集光してスポット照射させて、画素ごとに配列された基板上における有機膜のパターニング位置及び発光色の検査工程を経て製造する事を特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬ素子製造方法。
【請求項８】
前記検査方法において、光学的フィルターを用いることによりＵＶ光源から照射される可視光域波長を除外し、画素ごとに配列された基板上における有機膜のパターニング位置及び発光色の検査工程を経て製造する事を特徴とする請求項６乃至請求項７いずれかに記載の有機ＥＬ素子製造方法。
【請求項９】
前記検査方法において、光学的フィルターを用いる事により可視光域波長のみを撮像素子に取り込むこみ、画素ごとに配列された基板上における有機膜のパターニング位置及び発光色の検査工程を経て製造する事を特徴とする請求項６乃至請求項８いずれかに記載の有機ＥＬ素子製造方法。
【請求項１０】
前記検査方法において、有機膜からの励起光を取り込み画像処理し、画素ごとに配列された基板上における有機膜のパターニング位置及び発光色の検査工程を経て製造する事を特徴とする請求項６乃至請求項９いずれかに記載の有機ＥＬ素子製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機物をパターニングしてフルカラーパネルを製造するにあたり、有機膜のパターニングが良好かどうかを検査する工程において、精度良く評価し、有機ＥＬパネル製造時により欠陥を少なくするための有機ＥＬ素子検査方法及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の液晶ディスプレイに変わる表示装置として、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ（有機ＥＬディスプレイ）の有効性が言われている。有機ＥＬディスプレイは、自発光式であるため液晶ディスプレイのようなバックライトが不要である。そのために、液晶ディスプレイと比較して消費電力が抑えられ、視野角が広く、応答性も速いために次世代のディスプレイとして研究開発が盛んに行われている。
【０００３】
フルカラー有機ＥＬディスプレイを造るためにはＲＧＢの画素をそれぞれ異なる色の発光層で塗り分ける必要があり、従来メタルマスクを用いた蒸着等のドライプロセスによるパターニングが行われている。他にもフルカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法としては、白色有機ＥＬ素子にカラーフィルターを用いる方法も実現されているが、ＲＧＢ各発行層のパターニングを行う必要はないものの発光効率が落ちると言う欠点がある。
【０００４】
ＲＧＢそれぞれの発光層を塗り分けた有機ＥＬディスプレイはカラーフィルター等を用いないために発光効率が非常に優れると言う利点がある。現在、有機材料としては低分子系材料を用いたドライプロセスによるパターニングと高分子系材料を用いたウェットプロセスによるパターニングが行われている。一般的に有機材料は水分に弱いとされており、ドライプロセスによる有機ＥＬ素子の製造が盛んに行われている。そして、ドライプロセスによるＲＧＢ各発光層のパターニングにはメタルマスクが必要不可欠である。
【０００５】
しかしながら、微細なパターニングを行うためにはメタルマスクと基板の密着性を高くする必要がある。それは、マスクと基板の間に隙間があると、着膜時の膜形状がマスク開口面積より大きくなる傾向であり、塗分けを行う際に隣の画素部分まで着膜する恐れがある。
【０００６】
ＲＧＢ有機発光層のパターニングにおいて、非常に重要であるのがメタルマスクの配列精度、開口精度とメタルマスクと基板の密着性である。また、有機膜を成膜する際の温度上昇によるメタルマスク自身の熱膨張も関与していると考えられている。それらの要因により生じたＲＧＢ有機発光層のパターニング不良を確認する方法としては、従来実際に有機ＥＬ素子を発光させる事でしか評価及び検査はする方法はなかった。
【０００７】
ＲＧＢ有機発光層のパターニングの評価及び検査が困難な理由として、それぞれＲＧＢのパターニングを行わなければならない有機発光層は数十ｎｍと非常に膜厚が薄いためである。単膜での評価を行うためには実際の膜厚よりもかなり厚く着膜させる必要があった。なおマスクに関する技術としては特許文献１などを挙げることができる。
【特許文献１】特開2000-160323号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、実際の有機ＥＬ素子に用いられる膜厚よりも厚く着膜させた場合、パターニング時の膜形状が異なる事がわかってきた。パターニング時の膜厚が厚くなると、蒸着時の有機膜の形状が台形になってしまい、画素内の膜厚が不均一になってしまう。そのために、実際の有機ＥＬ素子に用いられる膜厚での測定が必要不可欠である。また、有機ＥＬ素子での発光により評価するのではなく、各発光層単膜での評価が必要となってきた。
【０００９】
そこで、本発明は有機ＥＬ素子を製造するにあたり、実際の発光により評価及び検査をすることなく各発光層単膜での評価及び検査を可能とし、有機ＥＬ素子を製造するにあたり製造工程においても欠陥の発見を容易にする事のできる有機ＥＬ素子の検査方法及び製造方法を提供する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決すべく、本発明の有機ＥＬ素子検査方法において、画素ごとに配列された有機膜の各発光層におけるパターニング位置及び発光色の検出することを特徴とする。
【００１１】
また、画素ごとに配列された有機膜の各発光層におけるパターニング位置及び発光色の検出する有機ＥＬ素子検査方法において、紫外光を集光してスポット照射する事が好ましい。
【００１２】
さらに、画素ごとに配列された有機膜の各発光層におけるパターニング位置及び発光色の検出する有機ＥＬ素子検査方法において、光学的フィルターを用いることによりＵＶ光源から照射される可視光域波長を除外する事が好ましい。
【００１３】
さらに、画素ごとに配列された有機膜の各発光層におけるパターニング位置及び発光色の検出する有機ＥＬ素子検査方法において、光学的フィルターを用いる事により可視光域波長のみを撮像素子に取り込む事が好ましい。
【００１４】
加えて、画素ごとに配列された有機膜の各発光層におけるパターニング位置及び発光色の検出する有機ＥＬ素子検査方法において、有機膜の励起光を取り込み画像処理することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、有機ＥＬ素子を検査するにあたり、フォトルミネッセンスによる有機膜からの励起光を画像処理する事により、画素毎のパターニング検査を行う事が非常に容易になり、検査工程も簡略化することができると言う優れた高価を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明するが、本発明は本実施形態に限るものではない。
【００１７】
本実施形態の有機ＥＬ素子検査方法及び製造方法は、有機材料をメタルマスクにてパターニングした後の検査工程において実現され、フォトルミネッセンスを用いて評価する測定方法において、画素ごとに配列された有機膜の各発光層におけるパターニング位置及び発光色を検出することを特徴とする事で、飛躍的に効率よく評価及び検査を行う事が可能となり、より欠陥のない良好なフルカラー有機ＥＬディスプレイを製造する事ができるものである。
【００１８】
図１は、本発明に係る有機ＥＬ素子検査方法を適用する有機ＥＬ素子検査装置の一例を示す模式図である。図１において、１はＵＶ光源、２はＵＶ光、３は有機膜、４は基板、５はハーフミラー、６は撮像レンズ、７はＣＣＤカメラである。
【００１９】
例示した有機ＥＬ素子検査装置は、有機膜を励起させるためのＵＶ光源１と、該ＵＶ光源１から照射されるＵＶ光２と該ＵＶ光２を基板４に照射されるように調整されたハーフミラー５と、有機膜３からの励起光を取り込むためのＣＣＤカメラ７と、該ＣＣＤカメラ７の視野範囲を調整するための撮像レンズ６を備えている。
【００２０】
例示した有機ＥＬ素子検査装置は、ＵＶ光源１から発生したＵＶ光２はハーフミラー５により基板４へと照射される。基板４上には有機膜３がパターニングされていて、ＵＶ光２を照射する事により励起状態となり発光する。フォトルミネッセンスにより発生した励起光は撮像レンズ６を通りＣＣＤカメラ７によって撮像される。ＣＣＤカメラ７に取り込まれた画像により、パターニングの良否を判断する事が可能となる。
【００２１】
またＵＶ光源１から発生するＵＶ光２は集光レンズ８を用いてワークに対してスポット的に照射する事が好ましい。
【００２２】
またＵＶ光源１から発生するＵＶ光２には多くの可視領域の波長を含んでいるため、紫外光域フィルター９を用いる事が好ましい。具体的には４００ｎｍ以上の波長を除外する事が好ましい。
【００２３】
また、ＵＶ光２により有機膜３が励起して発生した光をＣＣＤカメラ７に取り込む際に可視光域フィルターを用いて撮像する事が好ましい。具体的には４００ｎｍ以下の波長を除外する事が好ましい。
【００２４】
更に、ＵＶ光２によりＵＶ光２により有機膜３が励起して発生した光をＣＣＤカメラ７にて撮像し、画像処理をかけることが好ましい。
【００２５】
このように従来の方法では評価及び検査が困難であった有機膜のパターニングに関しても、有機膜を励起状態にする事により単膜での評価も可能となり、有機ＥＬ素子として造らなくてもパターニングの検査が可能となる。すなわち有機ＥＬ素子として作製せずに単膜で評価できるために、電極等を設ける必要はない。
【００２６】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限るものではない。
【実施例１】
【００２７】
図１は、実施例１の有機ＥＬ素子検査装置を示しており、具体的にはＵＶ光を照射して有機膜からの励起光を得るフォトルミネッセンスを利用した検査装置において、本発明に関わる有機ＥＬ検査方法を適用する場合の模式図である。ＵＶ光２を有機膜３に照射して励起光を得て、有機膜３のパターニングを評価及び検査するものである。図１において、１はＵＶ光源、２はＵＶ光、３は有機膜、４は基板、５はハーフミラー、６は撮像レンズ、７はＣＣＤカメラである。
【００２８】
今回測定に用いたワークはＨＯＹＡ  ＮＡ３５無アルカリガラス上にＡｌｑ３を７０ｎｍパターニング蒸着したものである。基板サイズは５５０ｍｍ×６５０ｍｍ×０．７ｍｍである。ＵＶ光源はモリッテックス社製ＭＵＶ−２５０を用いて、φ７ｍｍのファイバーにてＵＶ光の照射を行った。撮像するＣＣＤカメラ７は１／２インチカラーカメラを用い、撮像レンズ６は２倍の固定倍率レンズを用いた。
【００２９】
上記の効果を確認する方法として、画像処理を行う事により確認を行った。画像処理は２値化によりエッジ検出を行い、１０回の繰り返し精度を求めた。測定条件と結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】
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以上より、本発明を利用すれば、有機膜３の膜厚を厚くする事なく、実際に有機ＥＬ素子として用いられる膜厚にて測定を行う事が可能となる。
【実施例２】
【００３１】
図２は、実施例２の有機ＥＬ素子検査装置を示しており、具体的にはＵＶ光を照射して有機膜からの励起光を得るフォトルミネッセンスを利用した検査装置において、本発明に関わる有機ＥＬ検査方法を適用する場合の模式図である。ＵＶ光源１から発生するＵＶ光２においてＵＶ光集光レンズ８を用いてＵＶ光２を集光させる。ＵＶ光２を有機膜３に照射して励起光を得て、有機膜３のパターニングを評価及び検査するものである。図１において、１はＵＶ光源、２はＵＶ光、３は有機膜、４は基板、５はハーフミラー、６は撮像レンズ、７はＣＣＤカメラ、８はＵＶ光集光レンズである。
【００３２】
今回測定に用いたワークはＨＯＹＡ  ＮＡ３５無アルカリガラスにＡｌｑ３を７０ｎｍパターニング蒸着したものである。基板サイズは３６０ｍｍ×４６０ｍｍ×０．７ｍｍである。ＵＶ光源はモリッテックス社製ＭＵＶ−２５０を用いて、φ５ｍｍのファイバーからＵＶ光集光レンズ８を用いてＵＶ光２の照射を行った。撮像するＣＣＤカメラ７は１／２インチカラーカメラを用い、撮像レンズ６は２倍の固定倍率レンズを用いた。
【００３３】
上記の効果を確認する方法として、画像処理を行う事により確認を行った。画像処理は２値化によりエッジ検出を行い、１０回の繰り返し精度を求めた。ＵＶ光集光レンズ８を用いる事によりスポット照射が可能となり、ＵＶ光源１の出力は少なくてもよい。測定条件と結果を表２に示す。
【００３４】
【表２】
2005310636.tif 000004
以上より、本発明を利用すれば、有機膜３の膜厚を厚くする事なく、実際に有機ＥＬ素子として用いられる膜厚にて測定を行う事が可能となる。
【実施例３】
【００３５】
図３は、実施例３の有機ＥＬ素子検査装置を示しており、具体的にはＵＶ光を照射して有機膜からの励起光を得るフォトルミネッセンスを利用した検査装置において、本発明に関わる有機ＥＬ検査方法を適用する場合の模式図である。ＵＶ光源１から発生するＵＶ光２においてＵＶ光集光レンズ８を用いてＵＶ光２を集光させる。ＵＶ光２を有機膜３に照射して励起光を得て、有機膜３のパターニングを評価及び検査するものである。図１において、１はＵＶ光源、２はＵＶ光、３は有機膜、４は基板、５はハーフミラー、６は撮像レンズ、７はＣＣＤカメラ、８はＵＶ光集光レンズ、９は紫外光域フィルターである。
【００３６】
今回測定に用いたワークはＨＯＹＡ  ＮＡ３５無アルカリガラスにＡｌｑ３を７０ｎｍパターニング蒸着したものである。基板サイズは５５０ｍｍ×６５０ｍｍ×０．７ｍｍである。ＵＶ光源はモリッテックス社製ＭＵＶ−２５０を用いて、φ７ｍｍのファイバーからＵＶ光集光レンズ８を用い、更に紫外光域フィルター９からＵＶ光の照射を行った。ＵＶ光集光レンズ８を用いる事により、スポット照射が可能となり、更に紫外光域フィルター９を用いる事でＵＶ光源１から発生する可視光域の波長を除外することができる。撮像するＣＣＤカメラ７は１／２インチカラーカメラを用い、撮像レンズ６は２倍の固定倍率レンズを用いた。
【００３７】
上記の効果を確認する方法として、画像処理を行う事により確認を行った。画像処理は２値化によりエッジ検出を行い、１０回の繰り返し精度を求めた。ＵＶ光源１から発生する可視光域の波長を除外できるため、有機膜３からの励起光を効率よく撮像する事が可能となった。測定条件と結果を表３に示す。
【００３８】
【表３】
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以上より、本発明を利用すれば、有機膜３の膜厚を厚くする事なく、実際に有機ＥＬ素子として用いられる膜厚にて測定を行う事が可能となる。
【実施例４】
【００３９】
図４は、実施例４の有機ＥＬ素子検査装置を示しており、具体的にはＵＶ光を照射して有機膜からの励起光を得るフォトルミネッセンスを利用した検査装置において、本発明に関わる有機ＥＬ検査方法を適用する場合の模式図である。ＵＶ光源１から発生するＵＶ光２においてＵＶ光集光レンズ８を用いてＵＶ光２を集光させる。ＵＶ光２を有機膜３に照射して励起光を得て、有機膜３のパターニングを評価及び検査するものである。図１において、１はＵＶ光源、２はＵＶ光、３は有機膜、４は基板、５はハーフミラー、６は撮像レンズ、７はＣＣＤカメラ、８はＵＶ光集光レンズ、９は紫外光域フィルター、１０は可視光域フィルターである。
【００４０】
今回測定に用いたワークはＨＯＹＡ  ＮＡ３５無アルカリガラスにＡｌｑ３を７０ｎｍパターニング蒸着したものである。基板サイズは３６０ｍｍ×４６０ｍｍ×０．７ｍｍである。ＵＶ光源はモリッテックス社製ＭＵＶ−２５０を用いて、φ７ｍｍのファイバーからＵＶ光集光レンズ８を用い、更に紫外光域フィルター９からＵＶ光の照射を行った。ＵＶ光集光レンズ８を用いる事により、スポット照射が可能となり、更に紫外光域フィルターを用いる事でＵＶ光源１から発生する可視光域の波長を除外することができる。撮像するＣＣＤカメラ７は１／２インチカラーカメラを用い、レンズ６は２倍の固定倍率レンズを用いた。有機膜３からの励起光をＣＣＤカメラ７で撮像するにあたり、可視光域フィルター１０を用いてＵＶ光２による影響を少なくした。
【００４１】
上記の効果を確認する方法として、画像処理を行う事により確認を行った。画像処理は２値化によりエッジ検出を行い、１０回の繰り返し精度を求めた。紫外光域フィルター９を用いる事により、ＵＶ光源１から発生する可視光域の波長を除外できるため、有機膜３からの励起光を効率よく撮像する事が可能となった。また、ＣＣＤカメラ７で撮像するにあたり、可視光域フィルター１０を用いたため、ＵＶ光２による影響を除去する事ができた。測定条件と結果を表４に示す。
【００４２】
【表４】
2005310636.tif 000006
以上より、本発明を利用すれば、有機膜３の膜厚を厚くする事なく、実際に有機ＥＬ素子として用いられる膜厚にて測定を行う事が可能となる。
【実施例５】
【００４３】
実施例１乃至実施例４の有機ＥＬ素子検査装置及び検査方法を用いて、有機ＥＬ製造装置に導入した例である。各発光層をパターニング蒸着した後の着膜エリアについて検査を行った。その結果を表５に示す。表中の◎、○、△、×の意味を次に示す。 
◎：各発光色において良好な画像処理を行う事ができた。
【００４４】
○：一部ばらつきが大きいが、略良好な画像処理を行う事ができた。
【００４５】
△：画像を取り込むことは可能であるが、画像処理をしたときにばらつきが比較的大きい。
【００４６】
×：画像処理が行えなかった。
【００４７】
有機ＥＬ素子製造に関する検査に関しては、フォトルミネッセンスを用いて励起光を画像処理して検査を行う事が非常に有効である。
【００４８】
【表５】
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以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されない。例えば、蒸着用パターニングマスクにおける有機膜付着検査にも適用する事ができる。また真空中においての検査が行えるため、製品の歩留まりを改善するために非常に有効な検査方法である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施例１における有機ＥＬ素子検査装置の概略図である。
【図２】実施例２における有機ＥＬ素子検査装置の概略図である。
【図３】実施例３における有機ＥＬ素子検査装置の概略図である。
【図４】実施例４における有機ＥＬ素子検査装置の概略図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  ＵＶ光源
２  ＵＶ光
３  有機膜
４  基板
５  ハーフミラー
６  撮像レンズ
７  ＣＣＤカメラ
８  集光レンズ
９  紫外光域フィルター
１０  可視光域フィルター
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005310636.tif 000010
【図４】
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