(57)【要約】      （修正有）【課題】有機ＥＬ素子の輝度バラツキを抑制可能な製造方法を提供する。【解決手段】有機ＥＬ素子６に流れる電流量を閾値電圧Ｖｔｈ以上の電圧が印加されることで調整する駆動トランジスタＴｄとを備えた有機ＥＬパネルを準備する工程と、駆動トランジスタＴｄに閾値電圧Ｖｔｈ以上の第１電圧を印加して、有機ＥＬ素子６を発光させる工程と、有機ＥＬ素子６を発光させた状態で、有機ＥＬ素子６の輝度を測定する工程と、有機ＥＬ素子６の輝度が予測輝度値以下のとき、駆動トランジスタＴｄに閾値電圧Ｖｔｈ以上前記第１電圧未満の電圧を印加して、有機ＥＬ素子６の輝度を小さくする工程と、有機ＥＬ素子６の輝度を小さくした状態で、有機ＥＬ素子６に対して有機ＥＬ素子６の使用温度以上の環境下で加熱して、駆動トランジスタＴｄの閾値電圧Ｖｔｈを小さくする工程と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬディスプレイの製造方法。【選択図】図３
2010153126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流れる電流量に応じて輝度が変化する有機ＥＬ素子と、該有機ＥＬ素子に流れる電流量を閾値電圧以上の電圧が印加されることで調整する駆動トランジスタとを備えた有機ＥＬパネルを準備する工程と、
前記駆動トランジスタに閾値電圧以上の第１電圧を印加して、前記有機ＥＬ素子を発光させる工程と、
前記有機ＥＬ素子を発光させた状態で、前記有機ＥＬ素子の輝度を測定する工程と、
前記有機ＥＬ素子の輝度が予測輝度値以下のとき、前記駆動トランジスタに前記閾値電圧以上前記第１電圧未満の電圧を印加して、前記有機ＥＬ素子の輝度を小さくする工程と、
前記有機ＥＬ素子の輝度を小さくした状態で、該有機ＥＬ素子に対して該有機ＥＬ素子の使用温度以上の環境下で加熱して、前記駆動トランジスタの閾値電圧を小さくする工程と、
を備えたことを特徴とする有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法において、
前記駆動トランジスタに対して電圧を供給する電圧供給部を備え、
前記有機ＥＬ素子の予測輝度値は、前記電圧供給部から供給されうる電圧に基づいて取得されることを特徴とする有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法において、
前記予測輝度値は、前記駆動トランジスタに印加する前記第１電圧から予測される輝度値であることを特徴とする有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法において、
前記有機ＥＬ素子の使用温度以上の環境下は、７０℃以上８５℃以下の温度であることを特徴とする有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法において、
前記有機ＥＬ素子は、マトリックス状に複数個設けられており、
前記有機ＥＬ素子の輝度が、該有機ＥＬ素子の予測輝度値より大きい予測高輝度値以上であれば、該有機ＥＬ素子に対応する駆動トランジスタに前記第１電圧以上の電圧を印加することを特徴とする有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬディスプレイの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬディスプレイは、マトリックス状に配列された画素を備え、該画素内に位置する有機ＥＬ素子が発光することによって、画像を表示することができる。
【０００３】
有機ＥＬディスプレイの輝度の経時変化を小さくするために、予め有機ＥＬディスプレイの出荷前に、有機ＥＬディスプレイに対してエージングを行なう技術が提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。また、有機ＥＬパネルに対してエージングを行い、色度のバラつきを抑制する技術が提案されている（例えば、下記特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−９３５７７号公報
【特許文献２】特開２００５−２７６６７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上述した特許文献１、２に記載のエージング技術であっては、有機ＥＬ素子の輝度バラツキを抑制することは困難であった。
【０００５】
本発明は、上述した課題に鑑みなされたものであって、有機ＥＬ素子の輝度バラツキを抑制可能な有機ＥＬディスプレイの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態に係る有機ＥＬディスプレイの製造方法は、流れる電流量に応じて輝度が変化する有機ＥＬ素子と、該有機ＥＬ素子に流れる電流量を閾値電圧以上の電圧が印加されることで調整する駆動トランジスタとを備えた有機ＥＬパネルを準備する工程と、前記駆動トランジスタに閾値電圧以上の第１電圧を印加して、前記有機ＥＬ素子を発光させる工程と、前記有機ＥＬ素子を発光させた状態で、前記有機ＥＬ素子の輝度を測定する工程と、前記有機ＥＬ素子の輝度が予測輝度値以下のとき、前記駆動トランジスタに前記閾値電圧以上前記第１電圧未満の電圧を印加して、前記有機ＥＬ素子の輝度を小さくする工程と、前記有機ＥＬ素子の輝度を小さくした状態で、該有機ＥＬ素子に対して該有機ＥＬ素子の使用温度以上の環境下で加熱して、前記駆動トランジスタの閾値電圧を小さくする工程と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の一実施形態に係る有機ＥＬディスプレイの製造方法は、前記駆動トランジスタに対して電圧を供給する電圧供給部をさらに備え、前記有機ＥＬ素子の予測輝度値が、前記電圧供給部から供給されうる電圧に基づいて取得されることを特徴とする。
また、本発明の一実施形態に係る有機ＥＬディスプレイの製造方法は、前記予測輝度値が、前記駆動トランジスタに印加する前記第１電圧から予測される輝度値であることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の一実施形態に係る有機ＥＬディスプレイの製造方法は、前記有機ＥＬ素子の使用温度以上の環境下とは、７０℃以上８５℃以下の温度であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の一実施形態に係る有機ＥＬディスプレイの製造方法は、前記有機ＥＬ素子は、マトリックス状に複数個設けられており、前記有機ＥＬ素子の輝度が、該有機ＥＬ素子の予測輝度値より大きい予測高輝度値以上であれば、該有機ＥＬ素子に対応する駆動トランジスタに前記第１電圧以上の電圧を印加することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、輝度ムラを抑制可能な有機ＥＬディスプレイの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る有機ＥＬディスプレイの平面図である。図２は、図１に示した有機ＥＬディスプレイの複数の画素を示す平面図である。また、図３は、図２に示した一画素の断面図である。
【００１２】
有機ＥＬディスプレイ１は、図１に示すように、テレビ等の家電機器、携帯電話又はコンピュータ機器等の電子機器に用いるものであり、有機ＥＬパネル２と、有機ＥＬパネル２上に形成される駆動ＩＣ３と、を含んで構成されている。
【００１３】
有機ＥＬパネル２は、素子基板４と、素子基板４上に形成される複数の画素５とを備えている。また、有機ＥＬパネル２上であって、有機ＥＬパネル２の端部に沿って、各画素５を制御するための駆動ＩＣ３が形成されている。
【００１４】
素子基板４は、例えば、ガラス又はプラスチックから成り、素子基板４の中央に位置する表示領域Ｄ１には、マトリックス状に配列された複数の画素５が形成されている。また、素子基板４の端部に位置する非表示領域Ｄ２には、駆動ＩＣ３が実装されている。
【００１５】
画素５は、図２に示すように、発光領域Ｒ１とコンタクト領域Ｒ２とを含んで構成されており、発光領域Ｒ１に発光可能な有機ＥＬ素子６が設けられている。なお、各画素５は、隔壁７によって仕切られている。また、画素５は、有機ＥＬ素子６を構成する有機材料を選択することによって、発光する色を決定することができる。
【００１６】
隔壁７は、断面が下部よりも上部が幅広の形状であって、後述する絶縁物８上に形成され、画素５を取り囲むように配置されている。隔壁７は、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素又は酸化窒化ケイ素等の無機絶縁材料、あるいはフェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂又はポリイミド樹脂等の有機絶縁材料から成る。
【００１７】
また、画素５は、赤色、緑色又は青色のいずれかの色を発光することができる。このことは、有機ＥＬ素子６を構成する材料を選択することによって、発光する色を決定することができる。
【００１８】
また、素子基板４上には、素子基板４に対して対向するように配置された封止基板９が形成されている。封止基板９は透明の基板から成り、例えばガラス又はプラスチックを用いることができる。なお、本実施形態においては、素子基板４側から封止基板９側に向けて光が発せられるトップエミッション型の有機ＥＬディスプレイであるため、封止基板９は透明の部材が用いられる。
【００１９】
素子基板４の表示領域Ｄ１には、表示領域Ｄ１を被覆するようにシール材１０が形成されており、素子基板４と封止基板９とシール材１０によって各画素５を密封している。このように、表示領域Ｄ１の全面にシール材１０が形成されている。各画素５を密封することによって、各画素５に酸素又は水分が浸入するのを低減し、各画素５が劣化するのを抑制することができる。また、シール材１０は、接着材としての機能を有し、硬化することによって素子基板４と封止基板９とを固着することができる。かかるシール材１０は、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂又はシリコン樹脂等の光硬化性樹脂、あるいは熱硬化性の樹脂を用いることができる。なお、本実施形態においては、紫外線の照射により硬化する光硬化性のエポキシ樹脂を用いる。
【００２０】
次に、図３に示すように、素子基板４と封止基板１０との間に形成される各種層について説明する。素子基板４上には、ＴＦＴ又は電気配線が形成されている回路層１１と、回路層１１上に回路層１１を外部と電気的に絶縁するための窒化珪素等から成る絶縁層１２が形成されている。かかる回路層１１の一部と、後述するコンタクト電極層１３とが電気的に接続されている。
【００２１】
図４は、回路層１１に含まれる駆動トランジスタＴｄの断面図である。図４に示すように、回路層１１には、有機ＥＬ素子６に流れる電流量を調整する駆動トランジスタＴｄが含まれている。駆動トランジスタＴｄは、素子基板４上に形成されるゲート層１４と、素子基板４及びゲート層１４上に連続して形成されるゲート絶縁膜１５と、ゲート絶縁膜１５上に形成されるチャネル層１６と、チャネル層１６上に形成されるソース・ドレイン層１７とを備えている。
【００２２】
ゲート層１４は、例えば、銅、モリブデン、ニッケル又はチタン等の導体材料、これらの合金等からなる。また、ゲート絶縁膜１５は、チャネル層１６とゲート層１４との間を絶縁する材料から成り、例えば、窒化珪素又は酸化珪素等の絶縁材料からなる。また、チャネル層１６は、半導体層であって、アモルファスシリコン（非晶質ケイ素）からなる。また、ソース・ドレイン層１７は、例えば、銅、モリブデン、ニッケル又はチタン等の導体材料からなる。
【００２３】
また、絶縁層１２上には、回路層１１や絶縁層１２の凹凸を低減するための平坦化膜１８が形成されている。回路層１１は、パターニングされた構造物であるため、その表面が凹凸に形成され、回路層１１上を平坦にしないと、回路層１１上に有機ＥＬ素子６を平らに設けることが困難となる。その結果、有機ＥＬ素子６を構成する各層の厚みを制御することが難しく、有機ＥＬ素子６が所望の色の光を発することができなくなる。これは、有機ＥＬ素子６が発する光の色が、有機ＥＬ素子６を構成する各層の厚みに依存するためである。そのため、回路層１１上に、平坦化膜１８を形成することで、回路層１１上に形成する有機ＥＬ素子６の厚みを制御しやすくしている。かかる平坦化膜１８は、例えばノボラック樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂又はシリコン樹脂等の絶縁性を有する有機材料を用いることができる。なお、平坦化膜１８の厚みは、例えば２μｍ以上５μｍ以下に設定されている。
【００２４】
また、平坦化膜１８には、平坦化膜１８を貫通するコンタクトホールＳが形成されている。かかるコンタクトホールＳは、上部よりも下部が幅狭に形成されている。さらにコンタクトホールＳの内周面から平坦化膜１８の上面にかけて、例えば銅又はアルミニウム等の導電材料から成るコンタクト電極層１３が形成されている。
【００２５】
さらに、平坦化膜１８上には、有機ＥＬ素子６が形成されている。有機ＥＬ素子６は、第１電極層１９、有機ＥＬ層２０と、第２電極層２１とを含んで構成されている。
【００２６】
有機ＥＬ素子６は、第１電極層１９と第２電極層２１との間に有機ＥＬ素子６の閾値電圧以上の電位差が生じることにより第１電極層１９と第２電極層２１との間に電流が流れ、発光する特性を有する素子である。そして、有機ＥＬ層２０は、第１電極層１９及び第２電極層２１から注入された正孔と電子とが再結合することによって光を生じる機能を有する。
【００２７】
また、発光領域Ｒ１を取り囲むように、第１電極層１９上に絶縁物８が形成されている。そして、絶縁物８は、第１電極層１９と後述する第２電極層２１とが短絡するのを防止している。なお、絶縁物８は、例えば、フェノール樹脂、アクリル樹脂又はポリイミド樹脂等の有機絶縁材料、あるいは窒化珪素、酸化珪素又は酸化窒化珪素等の無機絶縁材料から成る。
【００２８】
また、有機ＥＬ素子６を被覆するように、表示領域Ｄ１上には保護層２２が形成されている。保護層２２は、有機ＥＬ素子６を封止し、有機ＥＬ素子を水分又は外気から保護するものであって、光透過性の機能を有し、例えば窒化珪素、酸化珪素又は窒化炭化珪素等の無機材料から成る。なお、保護層２２の厚みは、例えば１００ｎｍ以上５μｍ以下に設定されている。
【００２９】
次に、有機ＥＬ素子６を構成する各層について説明する。第１電極層１９は、平坦化膜１８上に形成され、コンタクト電極層１３と間を空けて併設されている。かかる第１電極層１９は、例えばアルミニウム、銀、銅、金又はロジウム等の金属、又はこれらの合金等の光反射率の大きい材料から成る。このように、第１電極層１９を光反射率の大きい材料から構成することにより、トップエミッション型の有機ＥＬ素子６においては光取り出し効率を向上させることができる。なお、第１電極層１９の厚みは、例えば５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下に設定されている。
【００３０】
図５は、一画素に含まれる有機ＥＬ素子の断面図である。有機ＥＬ層２０は、第１電極層１９上に形成される。有機ＥＬ層２０は、図５示すように、複数の層から成り、下層から正孔注入層２０ａ、正孔輸送層２０ｂ、有機発光層２０ｃ、電子輸送層２０ｄ、電子注入層２０ｅを含んで構成されている。
【００３１】
正孔注入層２０ａは、例えばα‐ＮＰＤ、ＴＰＤ、酸化ニッケル、酸化チタン、フッ化炭素又はＣｕＰｃ等から成る。なお、正孔注入層１６ａの厚みは、例えば５ｎｍ以上４０ｎｍ以下に設定されている。
【００３２】
また、正孔輸送層２０ｂは、例えば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（ＴＰＤ）、４，４’−ビス[Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ]ビフェニル（α−ＮＰＤ）等 の芳香族ジアミン化合物、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、スチルベン誘導体、ピラゾリン誘導体、テトラヒドロイミダゾール、 ポリアリールアルカン、ブタジエン、および４，４’，４”−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）等のスターバースト芳香族又は芳香族アミン化合物を用いることができる。また、正孔輸送層２０ｂは、１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン又はそれにシアノ基などが結合した誘導体等の複素環化合物を用いることができる。なお、正孔輸送層２０ｂの厚みは、例えば１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下に設定されている。
【００３３】
また、有機発光層２０ｃは、赤色の光を発する場合、例えばＣＢＰ、Ａｌｑ３又はＳＤＰＶＢｉ等のホスト材料、あるいはこれらのホスト材料にＤＣＪＴＢ、クマリン、キナクリドン、フェナンスレン基を有するペリノン誘導体、オリゴチオフェン誘導体又はペリレン誘導体等のドーパント材料を含有したものを用いることができる。また、緑色の光を発する場合、例えばＣＢＰ、Ａｌｑ３又はＳＤＰＶＢｉ等のホスト材料、あるいはこれらのホスト材料にスチリルアミン、ペルリン、ベンゼン環を有するシロール誘導体、フェナンスレン基を有するペリノン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、ペリレン誘導体又はアゾメチン亜鉛錯体等のドーパント材料を含有したものを用いることができる。また、青色の光を発する場合、例えばＣＢＰ又はＳＤＰＶＢｉ等のホスト材料、あるいはこれらのホスト材料にスチリルアミン、ペルリン、シクロペンタジエン誘導体、テトラフェニルブタジェン、トリフェニルアミン構造とビニル基が結合した化合物、オキサジアゾール誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体又はベンゼン環を有するシロール誘導体等のドーパント材料を含有したものを用いることができる。なお、有機発光層２０ｃの厚みは、例えば２０ｎｍ以上４０ｎｍ以下に設定されている。
【００３４】
また、電子輸送層２０ｄは、例えばトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、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（ＴＰＤ）、又は４，４’−ビス[Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ]ビフェニル（α−ＮＰＤ）等 の芳香族ジアミン化合物、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、スチルベン誘導体、ピラゾリン誘導体、テトラヒドロイミダゾール、 ポリアリールアルカン、ブタジエン、又は４，４’，４”−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）等のスターバースト芳香族やアミン化合物を用いることができる。なお、電子輸送層２０ｄの厚みは、例えば２０ｎｍ以上６０ｎｍ以下に設定されている。
【００３５】
また、電子注入層２０ｅは、例えばフッ化リチウム、フッ化セシウム、フッ化炭素等を用いることができる。なお、電子注入層２０ｅの厚みは、例えば０．５ｎｍ以上２ｎｍ以下に設定されている。
【００３６】
第２電極層２１は、有機ＥＬ層２０上から絶縁膜８上にかけて形成される。第２電極層２１は、有機ＥＬ層２０から放出される光が透過することができる材料から構成され、例えばインジウム錫酸化膜（ＩＴＯ）又は錫酸化膜等の光透過性を有する導電材料を用いて形成される。また、第２電極層２１は、例えばマグネシウム、銀、アルミニウム又はカルシウム等の材料、あるいはこれらの合金等を用いることができ、その厚みを３０ｎｍ以下にすることによって、光透過性の電極とすることができる。その結果、有機ＥＬ層２０から放出された光が、第２電極層２１を透過して、有機ＥＬ素子６から外部に出射される。
【００３７】
次に、有機ＥＬ素子６の発光動作について説明する。なお、図６は、本実施形態に係る有機ＥＬディスプレイの一画素に対応する画素回路を示す図面である。
【００３８】
画素回路は、図６に示すように、有機ＥＬ素子６、有機ＥＬ素子６を駆動するための駆動トランジスタＴｄ、駆動トランジスタＴｄの閾値電圧を検出する際に用いる閾値電圧検出用トランジスタＴｔｈ、駆動トランジスタＴｄの閾値電圧を保持する第１容量素子Ｃｓ１、有機ＥＬ素子６の発光輝度に対応する信号である画像信号電圧を保持する第２容量素子Ｃｓ２、画像信号電圧の印加を制御するスイッチングトランジスタＴｓと、を備えている。なお、有機ＥＬディスプレイとしては、この画素回路がマトリックス状に複数配列して設けられている。また、回路層１１に、駆動トランジスタＴｄ、閾値電圧検出トランジスタＴｔｈ、第１容量素子Ｃｓ１、第２容量素子Ｃｓ２、スイッチングトランジスタＴｓが設けられている。
【００３９】
駆動トランジスタＴｄは、ゲート・ソース間に与えられる電位差に応じて、有機ＥＬ素子６に流れる電流量を制御する。
【００４０】
また、閾値電圧検出トランジスタＴｔｈは、閾値電圧検出トランジスタＴｔｈがオン状態となったとき、駆動トランジスタＴｄのゲート電極と駆動トランジスタＴｄのドレイン電極とを電気的に接続する。そして、駆動トランジスタＴｄのゲート電極・ソース電極間の電位差が駆動トランジスタＴｄの閾値電圧Ｖｔｈとなるまで駆動トランジスタＴｄのゲート電極から駆動トランジスタＴｄのドレイン電極に電流を流すことにより、ひいては駆動トランジスタＴｄの閾値電圧を検出することができる。なお、以下で参照される各図面においては、各薄膜トランジスタのチャネルについて、特にそのタイプ（ｎ型またはｐ型）を明示していないが、ｎ型またはｐ型のいずれかである。本実施形態においては、ｎ型のトランジスタである。
【００４１】
各画素５には、有機ＥＬ素子６に電位差を与える電源線２３、閾値電圧検出トランジスタＴｔｈをオン又はオフに制御するための信号を供給するＴｔｈ制御線２４、スイッチングトランジスタＴｓをオン又はオフに制御するための信号を供給する走査線２５、第２容量素子Ｃｓ２に有機ＥＬ素子６の発光輝度に応じた信号となる画像信号データを供給する画像信号線２６が接続されている。
【００４２】
なお、図６では、有機ＥＬ素子６に所定の電圧を供給するための構成として、高電位の電源線２３と低電位のグランドとして機能する接地線２７との間に有機ＥＬ素子６を設けているが、低電位側を電源線に、高電位側を接地線として固定電位にしてもよい。また、接地線に変えて電源線を２ライン設ける構造としてもよい。
【００４３】
つぎに、画素回路の動作について、図７から図１２を参照して説明する。ここで、図７は、図６に示した画素回路の動作を説明するためのシーケンス図であり、図８から図１２は、有機ＥＬ素子６の発光から次の発光までの一フレーム（Ｔ１からＴ５）の各動作を示している。図８は、有機ＥＬ素子６が発光するための準備期間（Ｔ１）の動作を説明するための図である。また、図９は、駆動トランジスタＴｄの閾値電圧を検出するための閾値電圧検出期間（Ｔ２）の動作を説明するための図である。また、図１０は、有機ＥＬ素子６に蓄積された電荷を放電するための初期化期間（Ｔ３）の動作を説明するための図である。また、図１１は、第２容量素子Ｃｓ２に画像信号データを蓄積する書込み期間（Ｔ４）の動作を説明するための図である。また、図１２は、有機ＥＬ素子６が発光する発光期間（Ｔ５）の動作を説明するための図である。なお、図９から図１２は、有機ＥＬ素子６が固有する有機ＥＬ素子容量ＣＯＬＥＤを加えたものを付加して示している。
【００４４】
まず、準備期間（Ｔ１）の動作について、図７及び図８を用いて説明する。電源線２３が低電位（−Ｖｐ）、Ｔｔｈ制御線２４が低電位（ＶｇＬ）、走査線２５が高電位（ＶｇＨ）、画像信号線２６が高電位（ＶｄＨ）とされる。この準備期間の制御により、図８に示すように、スイッチングトランジスタＴｓがオン、閾値電圧検出トランジスタＴｔｈがオフ、駆動トランジスタＴｄがオンとされる。その結果、接地線２７→駆動トランジスタＴｄ→有機ＥＬ素子６→電源線２３という経路で電流が流れ、有機ＥＬ素子６に電荷が蓄積される。なお、この準備期間（Ｔ１）において、有機ＥＬ素子６に電荷を蓄積する理由は、閾値電圧検出期間（Ｔ２）に、有機ＥＬ素子６のドレイン・ソース間に電流Ｉｄｓが流れなくなる状態、すなわち、駆動トランジスタＴｄの閾値電圧を検出する際に、有機ＥＬ素子６に蓄積された電荷を駆動トランジスタＴｄのドレイン・ソース間に流す電流の供給源として用いるためである。
【００４５】
次に、閾値電圧検出期間（Ｔ２）について、図７及び図９を用いて説明する。閾値電圧検出期間（Ｔ２）では、Ｔｔｈ制御線２４が高電位（ＶｇＨ）とされ、Ｔｔｈ制御線２４が高電位となるタイミングに若干遅れて電源線２３がゼロ電位とされる一方で、走査線２５の高電位（ＶｇＨ）が維持される。また、画像信号線２６は、閾値電圧検出期間（Ｔ２）に移行する直前にゼロ電位とされ、ゼロ電位が維持される。この閾値電圧検出期間の制御により、閾値電圧検出トランジスタＴｔｈがオンとなり、駆動トランジスタＴｄのゲート電極とドレイン電極とが接続される。その結果、駆動トランジスタＴｄのソース電極に対するゲート電極の電位が駆動トランジスタＴｄの閾値電圧Ｖｔｈに達するまで有機ＥＬ素子容量ＣＯＬＥＤ及び第１容量素子Ｃｓ１に蓄積された電荷が放電される。そして、放電された電荷に基づいて、駆動トランジスタＴｄ→接地線２７という経路で電流が流れる。そして、駆動トランジスタＴｄのゲート・ソース間の電位差が駆動トランジスタＴｄの閾値電圧Ｖｔｈに達すると、駆動トランジスタＴｄがオフとなる。なお、この状態では、第１容量素子Ｃｓ１の両端には駆動トランジスタＴｄの閾値電圧Ｖｔｈの電圧が生じている。
【００４６】
次に、初期化期間（Ｔ３）の動作について、図７及び図１０を用いて説明する。初期化期間（Ｔ３）では、電源線２６のゼロ電位、走査線２５の高電位（ＶｇＨ）が維持される一方で、Ｔｔｈ制御線２４が低電位（ＶｇＬ）とされる。また、画像信号線２６には、例えば画像信号の最大電位（ＶｄＨ）が供給される。このとき、駆動トランジスタＴｄがオンとなり、有機ＥＬ素子６→駆動トランジスタＴｄ→接地線２７といいう経路で電流が流れ、有機ＥＬ素子容量ＣＯＬＥＤに残存する電荷が放電される。なお、有機ＥＬ素子容量ＣＯＬＥＤに残存する電荷が放電されることで、発光期間において、残存する電荷に起因して有機ＥＬ素子６に流れる電流量が所望する電流量と異なり、有機ＥＬ素子６の発光輝度が所望する輝度にならなくなるのを抑制することができる。
【００４７】
また、初期化期間（Ｔ３）では、画像信号線２６は最大電位（ＶｄＨ）からゼロ電位とされ、走査線２５は、画像信号線２６がゼロ電位とされた後、所定時間の経過後に高電位（ＶｇＨ）から低電位（ＶｇＬ）とされる。この初期化期間（Ｔ３）の制御は、上述したように、有機ＥＬ素子６に蓄積された電荷を放電させるためであり、第１容量素子Ｃｓ１に対して、有機ＥＬ素子６の残存する電荷の影響を低減することができる。
【００４８】
次に、書込み期間（Ｔ４）の動作について、図７及び図１１を用いて説明する。書込み期間（Ｔ４）では、電源線２３のゼロ電位及びＴｔｈ制御線２４の低電位（ＶｇＬ）が維持されるとともに、走査線２５による走査信号と画像信号線２６による画像信号データが供給される。本実施形態の書込み期間（Ｔ４）では、全画素一括ではなく走査線２５ごとに順次走査が行なわれる。この書込み期間（Ｔ４）の制御により、スイッチングトランジスタＴｓがオンとなり、スイッチングトランジスタＴｓ→第２容量素子Ｃｓ２→接地線２７という経路で電流が流れ、第２容量素子Ｃｓ２には画像信号データに応じた電圧が保持される。
【００４９】
次に、発光期間（Ｔ５）の動作について、図７及び図１２を用いて説明する。発光期間（Ｔ５）では、電源線２３が電源電位（ＶＤＤ）、画像信号線２６がゼロ電位とされ、Ｔｔｈ制御線２４の低電位（ＶｇＬ）、走査線２５の低電位（ＶｇＬ）が維持される。この発光期間（Ｔ５）の制御により、駆動トランジスタＴｄの閾値電圧Ｖｔｈを保持する第１容量素子Ｃｓ１と画像信号データに応じた電圧を保持する第２容量素子Ｃｓ２が直列に接続され、両者の電圧の和が駆動トランジスタＴｄのゲート・ソース間に印加される。そして、図１２に示すように、駆動トランジスタＴｄがオンになり、有機ＥＬ素子６→駆動トランジスタＴｄ→接地線２７という経路で電流が流れ、有機ＥＬ素子６が発光する。
【００５０】
以下に、本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬディスプレイ１の製造方法について、図１３から図１６を用いて詳細に説明する。なお、図１３から図１６は、作製する有機ＥＬディスプレイにおける一つの画素の断面図である。
【００５１】
図１３（Ａ）に示すように、回路層１１、絶縁層１２及び平坦化膜１８を上面に積層した素子基板４を準備する。なお、回路層１１及び絶縁層１２は、従来周知のＣＶＤ法、蒸着法又はスパッタリング法等の薄膜形成技術、エッチング法やフォトリソグラフィー法等の薄膜加工技術を用いて、所定パターンに形成される。また、平坦化膜１８は、例えば従来周知のスピンコート法を用いて、絶縁層１２上に形成する。
【００５２】
次に、平坦化膜１８上に露光マスクを用いて平坦化膜１８を露光し、さらに現像、ベーキング処理を行い、図１３（Ｂ）に示すように、回路層１１の一部を露出させて、上部よりも下部が幅狭なコンタクトホールＳを有する平坦化膜１８を形成する。さらに、コンタクトホールＳを形成した平坦化膜１８上に、例えばアルミニウムから成る金属膜を形成する。そして、図１４（Ａ）に示すように、金属膜をパターニングして、第１電極層１９及びコンタクト電極層１３を形成する。
【００５３】
次に、第１電極層１９及びコンタクト電極層１３上に、例えばスピンコート法を用いて、例えばアクリル樹脂から成る有機絶縁材料層を形成する。そして、図１４（Ｂ）に示すように、有機絶縁材料層に対してフォトリソグラフィー法を用いて、有機絶縁材料層をパターニングして絶縁物８を形成する。
【００５４】
さらに、図１５（Ａ）に示すように、絶縁物８上に、従来周知の薄膜形成技術及び薄膜加工技術を用いて、上部よりも下部が幅狭な隔壁７を形成する。かかる隔壁７は、各画素５を取り囲むように形成される。そして、図１５（Ｂ）に示すように、第１電極層１９上に、例えば蒸着法を用いて、有機ＥＬ層２０を形成する。有機ＥＬ層２０を形成する際は、蒸着マスクを隔壁７上に載置して、各画素５に、赤色、緑色又は青色と発光する色に応じた有機材料を塗り分けることができる。
【００５５】
そして、図１６（Ａ）に示すように、従来周知の蒸着法を用いて、有機ＥＬ層２０上からコンタクト電極層１３上にかけて、第２電極層２１を形成する。そして、コンタクト電極層１３と第２電極層２１とを電気的に接続することができる。このようにして、有機ＥＬ素子６を形成することができる。
【００５６】
さらに、図１６（Ｂ）に示すように、有機ＥＬ素子６を被覆するように、従来周知の薄膜形成技術を用いて、保護層２２を形成する。そして、有機ＥＬ素子６が形成された素子基板４に対して、封止基板９を対向配置し、両基板をシール材１０を介して接着する。なお、封止基板９をシール材１０によって、素子基板４に固定する作業は、例えば窒素ガス又はアルゴンガス等の不活性ガス中や、高真空中で行うことによって、素子基板４と封止基板９との間に酸素や水分が含まれるのを抑制することができる。このようにして、有機ＥＬパネル２を作製することができる。
【００５７】
そして、有機ＥＬパネル２の非表示領域Ｄ２上に、画像信号線２６に画像信号データを送るタイミングと、送る画像信号データの大きさを制御する駆動ＩＣ３の一つである電圧供給部としてのＸドライバ３ａを実装する。また、有機ＥＬパネル２の非表示領域Ｄ２上に、走査線２５に走査信号を供給する駆動ＩＣ３の一つであるＹドライバ３ｂを実装する。
【００５８】
次に、各画素の電源線２３にフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）を介して電源を供給する電源部と接続する。
【００５９】
そして、全画素に同じ色の光を発光するように、有機ＥＬ素子６を発光させる。このとき、各画素に設けられる駆動トランジスタＴｄは、チャネル層１６におけるアモルファスシリコンの結晶状態が製品毎に異なるため、各画素の駆動トランジスタＴｄの閾値電圧Ｖｔｈは、それぞれ異なった値となる。これに対して、各画素では駆動トランジスタＴｄの閾値電圧Ｖｔｈを補償する第１容量素子Ｃｓ１に駆動トランジスタＴｄの閾値電圧Ｖｔｈに対応する電圧を保持させることによって、各画素の輝度を略均一に制御している。しかしながら、駆動トランジスタＴｄの中には、閾値電圧ＶｔｈがＶｔｈ補償可能な許容範囲を超えるものが存在することがある。かかる場合、Ｖｔｈ補償したとしても、有機ＥＬパネル２の輝度ムラが発生してしまう。つまり、有機ＥＬパネル２において、全画素を所定の大きさの輝度で光らそうとしても、各画素の閾値電圧Ｖｔｈの大きさの違いによって、明るく発光する領域と暗く発光する領域との違いにより輝度ムラが起きることがある。
【００６０】
輝度ムラが発生する有機ＥＬパネルに対して、後述するようにエージング処理を行い、輝度ムラを改善することができる。具体的には、有機ＥＬパネル２の全画素に対して、画素中の駆動トランジスタＴｄに第１容量素子Ｃｓ１及び第２容量素子Ｃｓ２を介して閾値電圧Ｖｔｈ以上の第１電圧を印加する。そして、有機ＥＬ素子６を発光させた状態で、有機ＥＬ素子６の輝度を測定する。有機ＥＬ素子６の輝度の測定は、輝度計による実測輝度値を測定することができる。なお輝度計によって得られた実測輝度値は、ＲＯＭ又はＲＡＭ等の記憶装置内に保存される。
【００６１】
そして、実測輝度値が予測輝度値以下のとき、つまり、有機ＥＬ素子６が画像信号データに基づく発光輝度が予測していた輝度よりも小さい場合、かかる画素中の駆動トランジスタＴｄに対して、該駆動トランジスタＴｄの閾値電圧Ｖｔｈ以上第１電圧未満の電圧を印加して、有機ＥＬ素子６の発光輝度を更に小さくする。ここで、予測輝度値とは、予め特定の階調値に対する画像信号データに対応する所望の発光輝度よりも少し小さい値である。例えば、所望の発光輝度よりも５％小さい値とする。
【００６２】
また、有機ＥＬ素子６の予測輝度値は、Ｘドライバ３ａから供給されうる電圧に基づいて取得される。つまり、Ｘドライバ３ａから各画素に画像信号データを供給する前に、供給されうる画像信号データに基づいて、有機ＥＬ素子６の発光輝度を推測している。推測される予測輝度値は、各画素に供給する前に画像信号データに対応する予測輝度値が保存されているデータテーブルから求められる。具体的には、各画素に供給する前の画像信号データに基づいた電流値に応じてデータテーブルから予測輝度値を取得することができる。
【００６３】
ここで、各画素に供給される前の画像信号データについて説明する。ディスプレイの場合、表面の明るさは入力画像データに正比例せずに、指数関数的に変化する。ここで、入力画像データとは、後述するγ変換する前の画像信号データのことである。そして、入力画像データが小さいときは、入力画像データの変化に対する明るさの変化は緩やかで、入力画像データが大きくなると、入力画像データの変化に対する明るさが急に大きくなる。この関係が、例えば２．２乗のカーブを描くときは、γは２．２であるという。このγは、画質の硬調・軟調を決める指数であり、γが比較的大きい場合には画質が硬調となり、γが比較的小さい場合には画質が軟調となる。そして、有機ＥＬパネルには、γ＝２．２が用いられる。そして、入力画像信号の階調値を２．２乗することで、各発光素子の発光輝度に対応する画像信号データの階調値が求まる。なお、画像信号データの階調値は、各画素で消費される電流に略比例する。そして、本実施形態では、各画素に供給する前の画像信号データとは、γ変換される前の入力画像データのことである。入力画像データをγ変換する前に、その電流値を測定し、その電流値に応じた予測輝度値をデータテーブルから取得する。
【００６４】
次に、有機ＥＬ素子６を発光させている状態で、チャンバー内にて有機ＥＬ素子６に対して有機ＥＬ素子６の使用温度以上の環境下で加熱する。ここで、加熱とは、使用温度以上での環境下でのエージング処理のことであって、有機ＥＬ素子６の使用温度以上の環境下とは、７０℃以上８５℃以下の温度である。ここで、有機ＥＬ素子６に加える温度は、７０℃以上に設定することで、後述するように、チャネル層にてトラップされた電子に対し、欠陥部から抜け出せる大きさの熱エネルギーを付与することができる。また、有機ＥＬ素子６に加える温度は、８５℃以下にすることで、有機ＥＬ素子６を構成する有機ＥＬ層２０が劣化するのを抑制することができる。なお、有機ＥＬ素子６を加熱する時間は、例えば、１時間以上４時間以下である。また、有機ＥＬ素子６を加熱するときの環境下の大気圧は、例えば、１０００ｈＰａ以上１０５０ｈＰａ以下である。大気圧は、チャンバー内の温度が変化しても、所定の範囲内に収まるように調整される。
【００６５】
そして、有機ＥＬ素子６を加熱することによって、該有機ＥＬ素子６を駆動する駆動トランジスタＴｄの閾値電圧Ｖｔｈを小さくすることができる。ここで、駆動トランジスタＴｄの閾値電圧Ｖｔｈが小さくなる理由について説明する。駆動トランジスタＴｄには、チャネル層１６の成膜状態によってはチャネル層１６に欠陥部が存在する場合がある。かかる欠陥部が存在する場合、駆動トランジスタＴｄのソース・ドレイン間に電流が流れるときに、チャネル層１６の欠陥部に電子がトラップされやすくなる。そして、欠陥部に電子がトラップされることで、駆動トランジスタＴｄの閾値電圧Ｖｔｈが大きくなり、駆動トランジスタＴｄのソース・ドレイン間に電流が流れにくくなる。本実施形態によれば、閾値電圧が大きくなった駆動トランジスタＴｄを加熱することで、トラップされた電子に対して熱エネルギーを付与し、トラップされた電子を高エネルギーの状態とし、欠陥部から抜けやすくすることができる。このように、トラップされた電子を取り除くために、有機ＥＬ素子６を加熱して、駆動トランジスタＴｄの閾値電圧Ｖｔｈを小さくする。
【００６６】
また、有機ＥＬ素子６の輝度を小さくした状態で、有機ＥＬ素子６を加熱する理由について説明する。つまり、有機ＥＬ素子６を発光させた状態で、エージング処理を行なう理由について説明する。有機ＥＬ素子６の輝度は、駆動トランジスタＴｄのゲート・ソース間に流れる電流量に応じて変化する。そのため、有機ＥＬ素子６を高輝度にする場合、駆動トランジスタＴｄのゲート電位を大きくすればよいが、駆動トランジスタＴｄに流れる電流量が大きくなり、チャネル層１６に電子がトラップされやすくなる。その結果、駆動トランジスタＴｄの経時劣化に起因して、駆動トランジスタＴｄの閾値電圧Ｖｔｈが大きくなり、有機ＥＬ素子６に流れる電流量が小さくなって、有機ＥＬ素子の輝度が小さくなる傾向にある。従って、有機ＥＬ素子６に流す電流を小さくすることで、駆動トランジスタＴｄの経時劣化に起因して、駆動トランジスタＴｄの閾値電圧Ｖｔｈが大きくなるのを抑制することができる。
【００６７】
そして、有機ＥＬ素子６の輝度を小さくした状態で、有機ＥＬ素子６を加熱することで、駆動トランジスタＴｄのチャネル層１６にトラップされている電子を効率良く取り除くことができ、駆動トランジスタＴｄの閾値電圧を大きく下げることができる。
【００６８】
また、有機ＥＬ素子６の実測輝度値が予測輝度値を超える場合、有機ＥＬ素子６の発光輝度は変えないようにする。全画素中に、有機ＥＬ素子６の実測輝度値が予測輝度値以下のものと、有機ＥＬ素子６の実測輝度値が予測輝度値を超えるものとが存在した場合、画素ごとに発光輝度を意図的に輝度差が出るように異ならせる。そして、輝度差が出るように全画素を発光させた状態で、有機ＥＬパネル２を加熱する。その結果、各画素の駆動トランジスタＴｄの閾値電圧Ｖｔｈの下げ量を調整し、ひいては全画素の輝度ムラを抑制することができる。つまり、有機ＥＬ素子６の実測輝度値が予測輝度値以下の画素については、駆動トランジスタＴｄの閾値電圧Ｖｔｈの下げ幅を大きくし、有機ＥＬ素子６の実測輝度値が予測輝度値を超える画素については、駆動トランジスタＴｄの閾値電圧Ｖｔｈの下げ幅を小さくする。このように、閾値電圧Ｖｔｈの下げ幅を調整することで、有機ＥＬパネル２の輝度ムラを低減することができる。なお、有機ＥＬ素子６を発光させた状態でエージング処理を行なうことで、輝度ムラが低減されているかどうかについて目視して確認することもできる。
【００６９】
このようにして、有機ＥＬ素子の輝度バラツキを低減し、輝度ムラを抑制した有機ＥＬディスプレイ１を作製することができる。
【００７０】
なお、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。上述した実施形態においては、駆動トランジスタＴｄについて、ｎ型のトランジスタとして説明したが、ｐ型のトランジスタであってもよい。なお、駆動トランジスタＴｄがｐ型のトランジスタの場合、駆動トランジスタＴｄをオンにしようとした場合、駆動トランジスタＴｄのゲート電位は閾値電圧Ｖｔｈ以下の電位にする。そのため、有機ＥＬ素子６の輝度を小さくしようとすると、上述した実施形態とは異なり、駆動トランジスタＴｄに与える電位は、該駆動トランジスタＴｄの閾値電圧Ｖｔｈより大きく下げて、加熱処理を行い、ひいては輝度ムラを抑制することができる。
【００７１】
上述した実施形態では、有機ＥＬ素子６の実測輝度値が予測輝度値を超える場合、有機ＥＬ素子６の発光輝度は変えないようにしたが、これに代えて、有機ＥＬ素子６の実測輝度値が予測輝度値を超える場合、有機ＥＬ素子６の発光輝度を大きくするようにしてもよい。有機ＥＬ素子６の発光輝度を大きくし、画素ごとの発光輝度を意図的に輝度差が大きく異なるようにする。そして、輝度差が大きくでるように全画素を発光させた状態で、有機ＥＬパネル２を加熱する。そうした場合、有機ＥＬ素子６の実測輝度値が予測輝度値以下の画素については、駆動トランジスタＴｄの閾値電圧Ｖｔｈの下げ幅を大きくし、有機ＥＬ素子６の実測輝度値が予測輝度値を超える画素については、駆動トランジスタＴｄの閾値電圧Ｖｔｈの下げ幅を十分に小さくすることができる。そうすることで、閾値電圧Ｖｔｈの下げ幅の調整をより大きくすることができ、有機ＥＬパネル２の輝度ムラを効果的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施形態に係る有機ＥＬディスプレイの平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るマトリックス状に配列された画素の平面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る一画素の拡大断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る駆動トランジスタの拡大断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の拡大断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る画素回路の構成を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る画素回路の動作を示すシーケンス図である。
【図８】本発明の実施形態に係る画素回路の準備期間の動作を説明するための図である。
【図９】本発明の実施形態に係る画素回路の閾値電圧検出期間の動作を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る画素回路の初期化期間の動作を説明するための図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る画素回路の書込み期間の動作を説明するための図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る画素回路の発光期間の動作を説明するための図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る有機ＥＬディスプレイの製造工程に係る一画素の断面図である。
【図１４】本発明の実施形態に係る有機ＥＬディスプレイの製造工程に係る一画素の断面図である。
【図１５】本発明の実施形態に係る有機ＥＬディスプレイの製造工程に係る一画素の断面図である。
【図１６】本発明の実施形態に係る有機ＥＬディスプレイの製造工程に係る一画素の断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１    有機ＥＬディスプレイ
２    有機ＥＬパネル
３    駆動ＩＣ
４    素子基板
５    画素
６    有機ＥＬ素子
７    隔壁
８    絶縁物
９    封止基板
１０    シール材
１１    回路層
１２    絶縁層
１３    コンタクト電極層
１４    ゲート層
１５    ゲート絶縁膜
１６    チャネル層
１７    ソース・ドレイン層
１８    平坦化膜
１９    第１電極層
２０    有機ＥＬ層
２１    第２電極層
２２    保護層
２３    電源線
２４    Ｔｔｈ制御線
２５    走査線
２６    画像信号線
２７    接地線
Ｄ１  表示領域
Ｄ２  非表示領域
Ｒ１  発光領域
Ｒ２  コンタクト領域
Ｓ    コンタクトホール
【図１】
2010153126.tif 000003
【図２】
2010153126.tif 000004
【図３】
2010153126.tif 000005
【図４】
2010153126.tif 000006
【図５】
2010153126.tif 000007
【図６】
2010153126.tif 000008
【図７】
2010153126.tif 000009
【図８】
2010153126.tif 000010
【図９】
2010153126.tif 000011
【図１０】
2010153126.tif 000012
【図１１】
2010153126.tif 000013
【図１２】
2010153126.tif 000014
【図１３】
2010153126.tif 000015
【図１４】
2010153126.tif 000016
【図１５】
2010153126.tif 000017
【図１６】
2010153126.tif 000018