(57)【要約】  本発明は、有機ＥＬ層の発光寿命の低下を抑えつつ、短絡不良をリペアすることが可能な有機ＥＬパネルおよびその製造方法を提供することを目的とするものである。複数の有機ＥＬ素子は、短絡部分と、陰極（３２）をレーザー照射することで高抵抗化して形成され、陰極（３２）と短絡部分との間の電流経路上に位置する変質部（３２ａ）とを有する有機ＥＬ素子（３０ａ）と、短絡部分を含まない有機ＥＬ素子（３０ｂ）とを含み、有機ＥＬ素子（３０ｂ）では、第１電圧以上の電圧を印加したときに有機ＥＬ層（４０）が発光し、有機ＥＬ素子（３０ａ）では、第１電圧より高い第２電圧以上の電圧を印加したときに有機ＥＬ層（４０）が発光する。
2013038450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配列された、陽極および陰極と、前記陽極および前記陰極の間に介在された有機ＥＬ層とを有する複数の有機ＥＬ素子を備え、
前記複数の有機ＥＬ素子は、
前記陽極および前記陰極が短絡している短絡部分と、前記陽極、前記有機ＥＬ層および前記陰極のうちの少なくとも一つをレーザー照射することで高抵抗化して形成され、前記陽極又は前記陰極と前記短絡部分との間の電流経路上に位置する抵抗部とを含む非正常素子と、
前記短絡部分を含まない正常素子とを含み、
前記正常素子では、前記陽極および前記陰極間に第１電圧以上の電圧を印加したときに前記有機ＥＬ層が発光し、前記第１電圧未満の電圧を印加したときに前記有機ＥＬ層が発光せず、
前記非正常素子では、前記陽極および前記陰極間に前記第１電圧より高い第２電圧以上の電圧を印加したときに前記有機ＥＬ層が発光し、前記第２電圧未満の電圧を印加したときに前記有機ＥＬ層が発光しない、
有機ＥＬパネル。
【請求項２】
前記抵抗部の抵抗値は、
前記陽極および前記陰極間に第３電圧未満の電圧が印加されたときに、前記有機ＥＬ層の抵抗値よりも小さく、
前記陽極および前記陰極間に第３電圧以上の電圧が印加されたときに、前記有機ＥＬ層の抵抗値よりも大きい、
請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
【請求項３】
前記抵抗部は、レーザー照射により、前記陽極、前記有機ＥＬ層および前記陰極のうちの少なくとも一つが高抵抗物質に変性されたものである、
請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
【請求項４】
前記抵抗部は、オーミック特性を有する、
請求項３に記載の有機ＥＬパネル。
【請求項５】
前記第３電圧は、前記正常素子の前記有機ＥＬ層に流れる電流の最大値の５０％の電流値に対応する電圧以下の電圧である
請求項２に記載の有機ＥＬパネル。
【請求項６】
前記抵抗部は、前記短絡部分を取り囲む又は前記短絡部分と接するように、前記陽極および前記陰極のうちの少なくとも一つにレーザー照射することで高抵抗化して形成される
請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
【請求項７】
陽極、有機ＥＬ層および陰極を有する複数の有機ＥＬ素子を形成するステップと、
前記複数の有機ＥＬ素子に含まれる非正常素子および正常素子のうちの非正常素子をリペアするステップとを含み、
前記非正常素子は、前記陽極および前記陰極が短絡している短絡部分を含み、
前記正常素子は、前記短絡部分を含まず、
前記非正常素子をリペアするステップにおいて、前記非正常素子の前記陽極、前記有機ＥＬ層および前記陰極のうちの少なくとも一つをレーザー照射することで高抵抗化して、前記陽極又は前記陰極と前記短絡部分との間の電流経路上に抵抗部を形成し、
前記正常素子では、前記陽極および前記陰極間に第１電圧以上の電圧を印加したときに前記有機ＥＬ層が発光し、前記第１電圧未満の電圧を印加したときに前記有機ＥＬ層が発光せず、
前記非正常素子では、前記陽極および前記陰極間に前記第１電圧より高い第２電圧以上の電圧を印加したときに前記有機ＥＬ層が発光し、前記第２電圧未満の電圧を印加したときに前記有機ＥＬ層が発光しない、
有機ＥＬパネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子を利用した有機エレクトロルミネッセンス（以下、「有機ＥＬ」と称する）パネルおよびその製造方法に関し、特に、有機ＥＬパネルにおける短絡不良のリペア方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、カソードである上部電極とアノードである下部電極との間に形成された有機ＥＬ層を備える有機ＥＬ素子において、製造工程中に導電性の異物などが付着または混入すると、上部電極と下部電極とが短絡などして有機ＥＬ素子が不良となる。そして、その不良となった非正常素子を含む不良画素は有機ＥＬパネルにおいて、滅点又は暗点を構成する。【０００３】
この場合、非正常素子にレーザー光を照射することにより、不良画素を修復（リペア）する方法が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。【０００４】
例えば、特許文献３に開示されたリペア方法は、非正常素子に付着した導電性の異物を検出し、この異物の周辺領域に対してレーザー照射を行うものである。この方法によれば、異物に直接レーザー照射を行うことなく、上部電極と下部電極との短絡不良を救済することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−４２４９８号公報
【特許文献２】特開２００６−３２３０３２号公報
【特許文献３】特開２００５−２７６６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１〜３に開示されたリペア方法では、リペアされた非正常素子内のレーザー照射箇所には電流が流れなくなるため、その分だけリペアされた非正常素子内のレーザー照射されていない箇所（点灯箇所）の電流密度が上がり輝度劣化が加速される。また、リペアにおいて有機ＥＬ層に対して高エネルギーのレーザー照射が行われると、有機ＥＬ層が熱劣化する。その結果、特許文献１〜３のリペア方法では、有機ＥＬ層の発光寿命が低下するという問題がある。【０００７】
本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、有機ＥＬ層の発光寿命の低下を抑えつつ、短絡不良をリペアすることが可能な有機ＥＬパネルおよびそ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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の有機ＥＬパネルは、マトリクス状に配列された、陽極および陰極と、前記陽極および前記陰極の間に介在された有機ＥＬ層とを有する複数の有機ＥＬ素子を備え、前記複数の有機ＥＬ素子は、前記陽極および前記陰極が短絡している短絡部分と、前記陽極、前記有機ＥＬ層および前記陰極のうちの少なくとも一つをレーザー照射することで高抵抗化して形成され、前記陽極又は前記陰極と前記短絡部分との間の電流経路上に位置する抵抗部とを含む非正常素子と、前記短絡部分を含まない正常素子とを含み、前記正常素子では、前記陽極および前記陰極間に第１電圧以上の電圧を印加したときに前記有機ＥＬ層が発光し、前記第１電圧未満の電圧を印加したときに前記有機ＥＬ層が発光せず、前記非正常素子では、前記陽極および前記陰極間に前記第１電圧より高い第２電圧以上の電圧を印加したときに前記有機ＥＬ層が発光し、前記第２電圧未満の電圧を印加したときに前記有機ＥＬ層が発光しないことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る有機ＥＬパネルおよびその製造方法によれば、有機ＥＬ層の発光寿命の低下を抑えつつ、短絡不良をリペアすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る表示装置の外観図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬパネルの一部切り欠き斜視図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬパネルの画素の回路構成を示す回路図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬパネルの２画素の構成を示す図である。
【図５】図５は、リペアされた非正常素子の有機ＥＬ層、異物および変質部の電気的な接続関係を示す等価回路図である。
【図６Ａ】図６Ａは、リペアされた非正常素子および正常素子の電流−電圧特性を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、リペアされた非正常素子および正常素子の電流−電圧特性を示す図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、リペアされた非正常素子および正常素子の電流−電圧特性を示す図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬパネルの製造方法を説明するフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬパネルの製造方法を説明する断面図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬパネルの変形例の２画素の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一態様に係る有機ＥＬパネルは、マトリクス状に配列された、陽極および陰極と、前記陽極および前記陰極の間に介在された有機ＥＬ層とを有する複数の有機ＥＬ素子を備え、前記複数の有機ＥＬ素子は、前記陽極および前記陰極が短絡している短絡部分と、前記陽極、前記有機ＥＬ層および前記陰極のうちの少なくとも一つをレーザー照射することで高抵抗化して形成され、前記陽極又は前記陰極と前記短絡部分との間の電流経路上に位置する抵抗部とを含む非正常素子と、前記短絡部分を含まない正常素子とを含み、前記正常素子では、前記陽極および前記陰極間に第１電圧以上の電圧を印加したときに前記有機ＥＬ層が発光し、前記第１電圧未満の電圧を印加したときに前記有機ＥＬ層が発光せず、前記非正常素子では、前記陽極および前記陰極間に前記第１電圧より高い第２電圧以上の電圧を印加したときに前記有機ＥＬ層が発光し、前記第２電圧未満の電圧を印加したときに前記有機ＥＬ層が発光しないことを特徴とする。
【００１２】
本態様によれば、非正常素子において電極と短絡部分との間の電流経路上に抵抗部が存在するので、有機ＥＬ層にも電流を流して非正常素子を正常に発光させ、短絡不良をリペアすることができる。また、短絡部分は完全に絶縁化されず、電流の一部が短絡部分にも流れるので、有機ＥＬ層の電流密度が高くなることを抑えて非正常素子の発光寿命の低下を抑えることができる。
【００１３】
ここで、前記抵抗部の抵抗値は、前記陽極および前記陰極間に第３電圧未満の電圧が印加されたときに、前記有機ＥＬ層の抵抗値よりも小さく、前記陽極および前記陰極間に第３電圧以上の電圧が印加されたときに、前記有機ＥＬ層の抵抗値よりも大きくてもよい。
【００１４】
本態様によれば、電流経路上に存在する抵抗部の抵抗値が、第３電圧以上の電極間電圧（正常素子において黒に近い低階調の輝度の光が発光する電圧）において、有機ＥＬ層の抵抗値よりも大きくなされているので、第３電圧以上においては、抵抗部よりも有機ＥＬ層に電流を流し非正常素子を正常に発光させることができる。ゆえに、抵抗部を完全に絶縁化するようなリペアを行わなくても、第３電圧以上においては、短絡部分を完全に絶縁化するようなリペアを行った非正常素子と同等の発光特性を発揮することができる。また、有機ＥＬ層を新たに高抵抗化するようなリペアを行う必要がないため、リペアにより発光面積が減少して電流密度が増大したり、熱劣化したりすることがなく、有機ＥＬ層の発光寿命が低下してしまうこともない。このとき、第３電圧未満において有機ＥＬ層より短絡部分に電流が流れるため、非正常素子は正常に発光しないが、正常素子の発光も黒に近い低階調の輝度の光であるので、目視上は問題ない。
【００１５】
また、前記抵抗部は、レーザー照射により、前記陽極、前記有機ＥＬ層および前記陰極のうちの少なくとも一つが高抵抗物質に変性されたものであってもよい。
【００１６】
また、前記抵抗部は、オーミック特性を有してもよい。
【００１７】
また、前記第３電圧は、前記正常素子の前記有機ＥＬ層に流れる電流の最大値の５０％の電流値に対応する電圧以下の電圧であってもよい。
【００１８】
また、前記抵抗部は、前記短絡部分を取り囲む又は前記短絡部分と接するように、前記陽極および前記陰極のうちの少なくとも一つにレーザー照射することで高抵抗化して形成されてもよい。
【００１９】
また、本発明の一態様に係る有機ＥＬパネルの製造方法は、陽極、有機ＥＬ層および陰極を有する複数の有機ＥＬ素子を形成するステップと、前記複数の有機ＥＬ素子に含まれる非正常素子および正常素子のうちの非正常素子をリペアするステップとを含み、前記非正常素子は、前記陽極および前記陰極が短絡している短絡部分を含み、前記正常素子は、前記短絡部分を含まず、前記非正常素子をリペアするステップにおいて、前記非正常素子の前記陽極、前記有機ＥＬ層および前記陰極のうちの少なくとも一つをレーザー照射することで高抵抗化して、前記陽極又は前記陰極と前記短絡部分との間の電流経路上に抵抗部を形成し、前記正常素子では、前記陽極および前記陰極間に第１電圧以上の電圧を印加したときに前記有機ＥＬ層が発光し、前記第１電圧未満の電圧を印加したときに前記有機ＥＬ層が発光せず、前記非正常素子では、前記陽極および前記陰極間に前記第１電圧より高い第２電圧以上の電圧を印加したときに前記有機ＥＬ層が発光し、前記第２電圧未満の電圧を印加したときに前記有機ＥＬ層が発光しないことを特徴とする。
【００２０】
本態様によれば、非正常素子の有機ＥＬ層の発光寿命の低下を抑えつつ、非正常素子の短絡不良をリペアすることができる。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態における有機ＥＬパネルおよびその製造方法について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。本発明は、特許請求の範囲だけによって限定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。
【００２２】
図１は、本発明の実施の形態に係る表示装置の外観図である。図２は、本実施の形態に係る有機ＥＬパネルの一部切り欠き斜視図である。
【００２３】
図１の表示装置１００は、図２の有機ＥＬパネル１１０を備える。有機ＥＬパネル１１０は、アクティブマトリクス基板２１と、アクティブマトリクス基板２１上にマトリクス状（行列状）に複数配置され、それぞれが異なる画素を構成する複数の画素回路（駆動回路）２３と、複数の画素回路２３の上に順次積層された陽極３１、有機ＥＬ層４０および陰極３２（透明電極）と、各画素回路２３と制御回路（不図示）とを接続する複数本のソース線２４およびゲート線２８とを備える。有機ＥＬ層４０は、バンクにより各画素回路２３つまり各画素に対応する複数の領域に区分されている。
【００２４】
図３は、有機ＥＬパネル１１０の画素の構成を示す回路図である。
【００２５】
画素は、駆動トランジスタ２５、スイッチングトランジスタ２２およびコンデンサ２６から構成される画素回路２３と、有機ＥＬ素子３０とを備える。
【００２６】
駆動トランジスタ２５は、有機ＥＬ素子３０を駆動するトランジスタであり、また、スイッチングトランジスタ２２は、画素を選択するためのトランジスタである。
【００２７】
有機ＥＬ素子３０は、アクティブマトリクス基板２１上に画素に対応してマトリクス状に配列された素子であり、陽極３１および陰極３２と、バンクにより区分され、陽極３１および陰極３２の間に介在された有機ＥＬ層４０とを有する。
【００２８】
スイッチングトランジスタ２２のソース電極２２Ｓは、ソース線２４に接続され、ゲート電極２２Ｇは、ゲート線２８に接続され、ドレイン電極２２Ｄは、コンデンサ２６および駆動トランジスタ２５のゲート電極２５Ｇに接続されている。
【００２９】
また、駆動トランジスタ２５のドレイン電極２５Ｄは、電源線２９に接続され、ソース電極２５Ｓは有機ＥＬ素子３０のアノードに接続されている。
【００３０】
この構成において、ゲート線２８にゲート信号が入力され、スイッチングトランジスタ２２がオン状態になると、ソース線２４を介して供給された信号電圧がコンデンサ２６に書き込まれる。そして、コンデンサ２６に書き込まれた電圧は、１フレーム期間を通じて保持される。コンデンサ２６に保持された電圧により、駆動トランジスタ２５のコンダクタンスがアナログ的に変化し、発光階調に対応した駆動電流が、有機ＥＬ素子３０のアノードからカソードへと流れる。これにより、有機ＥＬ素子３０の有機ＥＬ層４０が発光し、画像として表示される。
【００３１】
図４は、有機ＥＬパネル１１０における２画素の構成を示す図である。なお、図４（ａ）は、有機ＥＬパネル１１０の断面図（図４（ｂ）のＡ−Ａ’線における断面図）であり、図４（ｂ）は、有機ＥＬパネル１１０の平面図（薄膜封止層６１、封止用樹脂層６２および透光基板７０を除いた状態で図４（ａ）の有機ＥＬパネル１１０を上方からみたときの上面図）である。
【００３２】
有機ＥＬ素子３０ａおよび３０ｂは、それぞれ異なる画素における図３の有機ＥＬ素子３０に対応する有機機能デバイスであり、基板１０と、基板１０上に形成された平坦化層２０と、平坦化層２０の上に順次形成された、陽極（下部電極）３１、有機ＥＬ層４０、陰極（上部電極）３２と、薄膜封止層６１、封止用樹脂層６２および透光基板７０とを備える。
【００３３】
有機ＥＬ素子３０ａおよび３０ｂの間の平坦化層２０上には、有機ＥＬ層４０を区画して絶縁分離する隔壁５０が形成されている。隔壁５０で分離された有機ＥＬ層４０（正孔注入層４１および発光層４２）および陽極３１は異なる画素を構成する。
【００３４】
有機ＥＬ層４０は、正孔注入層（ＨＩＬ：Ｈｏｌｅ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ）４１、発光層（ＥＭＬ：Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｙｅｒ）４２および電子輸送層（ＥＴＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｌａｙｅｒ）４３から構成される。有機ＥＬ層４０は、陽極３１と陰極３２との間に形成される。有機ＥＬ層４０の厚さは、例えば、１００〜２００ｎｍである。
【００３５】
なお、有機ＥＬ層４０としては、正孔注入層４１、発光層４２および電子輸送層４３の他に、正孔輸送層（ＨＴＬ：Ｈｏｌｅ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｌａｙｅｒ）や電子注入層（ＥＩＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ）を含むように構成してもよい。この場合、電子注入層としてはポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）などを用いることができ、正孔輸送層としてはトリフェルアミンやポリアニリンなどを用いることができる。
【００３６】
基板１０は、透明基板を用いることができ、例えば、厚みが０．５ｍｍである透明の無アルカリガラスからなる透明ガラス基板である。なお、基板１０として、樹脂からなる可撓性のフレキシブル基板を用いることもできる。基板１０は必ずしも透明である必要はなく、図４のように有機ＥＬ素子がトップエミッション型の場合は、シリコン基板等の非透明な基板を基板１０に用いることもできる。
【００３７】
平坦化層２０は、トランジスタ等の回路素子を含む画素回路と、画素回路を平坦化するための平坦化膜とからなる。平坦化膜としては、例えば、絶縁性の有機材料を用いることができる。
【００３８】
陽極３１は、正孔が供給される、つまり、画素回路から電流が流れ込む電極（アノード）であり、平坦化層２０上に形成される。有機ＥＬ素子３０ａおよび３０ｂはトップエミッション型であるので、陽極３１は、反射電極として構成されている。反射電極としての陽極３１は、例えば、Ａｌ又は銀合金ＡＰＣなどの反射金属の単層構造、あるいは、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）などの透明金属酸化物と銀合金ＡＰＣなどの反射金属との２層構造とすることができる。陽極３１の厚みは、例えば１０〜４０ｎｍとすることができる。なお、有機ＥＬ素子３０ａおよび３０ｂがボトムエミッション型である場合、陽極３１は、ＩＴＯなどの透明金属酸化物からなる透明電極とすることができる。
【００３９】
正孔注入層４１は、陽極３１上に形成され、正孔を安定的に、または正孔の生成を補助して、発光層４２に正孔を注入する機能を有する。正孔注入層４１を形成することにより、駆動電圧を低電圧化することができるとともに、素子を長寿命化することができる。正孔注入層４１は、正孔注入性の材料を主成分とする所定の有機材料を用いて形成することができ、例えばＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）又はアニリンなどの化合物などを用いることができる。
【００４０】
発光層４２は、正孔注入層４１上に形成されており、陽極３１と陰極３２とに所定の電圧が印加されることにより注入された電子と正孔とが再結合して生じるエネルギーにより、発光層４２の発光材料が励起されて発光する。発光層４２は、素子ごとに所定の電界発光機能を有する有機材料によって構成された有機発光層であり、例えば、下層としてα−ＮＰＤ（Ｂｉｓ［Ｎ−（１−ｎａｐｈｔｈｙｌ）−Ｎ−ｐｈｅｎｙｌ］ｂｅｎｚｉｄｉｎｅ）を用い、上層としてＡｌｑ３（ｔｒｉｓ−（８−ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎｅ）ａｌｕｍｉｎｕｍ）を用いた積層構造となっている。
【００４１】
電子輸送層４３は、発光層４２と陰極３２との間に形成され、陰極３２から注入された電子を発光層４２内へ効率良く輸送するとともに、発光層４２と陰極３２との界面での励起子の失活防止をし、さらには正孔をブロックする機能を有する。電子輸送層４３は、発光層４２および陰極３２に隣接して形成され、また、各素子（各画素）に共通となるように形成されている。
【００４２】
陰極３２は、電子が供給される、つまり、画素回路へ電流が流れ出す電極（カソード）であり、陽極３１に対して負の電圧を発光層４２に印加して、電子を発光層４２に注入する機能を有する。陰極３２は、陽極３１と対向するように形成された透明電極であって、電子輸送層４３上に形成される。なお、陰極３２は、各素子に共通となるように形成された共通電極である。
【００４３】
陰極３２の材料および構成は、特に限定されるものではないが、透過率の高い材料および構造を用いることが好ましい。これにより、発光効率が高いトップエミッション型の有機ＥＬ素子を用いた表示装置を実現することができる。陰極３２の材料としては、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）又はインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）などの透明金属酸化物を用いることができる。また、陰極３２は、Ｍｇ、Ａｇなどの材料を用いた透明電極とすることもできる。なお、陰極３２の厚みは、例えば、１０〜４０ｎｍとすることができる。
【００４４】
隔壁５０は、例えば、レジストなどの黒色の感光性樹脂によって形成されている。
【００４５】
薄膜封止層６１は、陰極３２上に形成される保護層であって、発光層４２などの有機層や陰極３２などを水分や酸素から保護し、発光層４２などが劣化することを防止する。薄膜封止層６１は透明であることが要求されることから、薄膜封止層６１の材料としては、例えば、窒化珪素（ＳｉＮ）、酸窒化珪素（ＳｉＯＮ）および有機膜等の透明絶縁材料を用いることができる。
【００４６】
封止用樹脂層６２は、基板１０上に形成された平坦化層２０から薄膜封止層６１までの一体形成された層（有機層）と透光基板７０とを接合する接着層であるとともに、有機層を保護する保護層としても機能する。封止用樹脂層６２の材料としては、例えば、アクリル系又はエポキシ系の樹脂などを用いることができる。
【００４７】
ここで、有機ＥＬ素子３０ａは、リペアされた非正常素子である。つまり、有機ＥＬ素子３０ａは、製造工程において、陽極３１と陰極３２との間に導電性の異物９０が混入しており、陽極３１および陰極３２が異物９０を介して短絡している短絡部分と、陰極３２にレーザー照射することで高抵抗化して形成され、陰極３２と短絡部分との間の電流経路上に位置する変質部３２ａとを含む有機ＥＬ素子である。これに対し、有機ＥＬ素子３０ｂは、短絡部分を含まない正常素子である。なお、変質部３２ａは本発明の抵抗部の一例であり、陰極３２のレーザー照射されていない部分、言い換えると正常素子の陰極３２に対して高抵抗の部分である。
【００４８】
なお、非正常素子では、欠陥部、つまり、製造工程において混入した導電性の異物９０によって陽極３１と陰極３２との間に短絡箇所が生じるため、非正常素子を含む有機ＥＬパネル１１０には、短絡箇所に起因する不良として滅点又は暗点が生じる。異物９０は、例えば、陽極３１の材料であるＡｌが、陽極３１の形成後に陽極３１上に付着したものである。このような導電性の異物９０が付着した状態で、有機ＥＬ層４０および陰極３２が積層されると、陽極３１と陰極３２との間に短絡部分が生じる。このような短絡箇所があると、本来は発光を駆動するための電流が短絡部分に集中して流れてしまうので、異物９０が混入した素子は十分に又は全く発光することができなくなる。このように正常な発光機能を喪失した素子に対応する画素を滅点画素ともいう。
【００４９】
変質部３２ａは、異物９０の周辺に位置する陰極３２の一部にレーザー照射することで形成されている。変質部３２ａは、陰極３２の構成材料がレーザー光の照射によって高抵抗物質に変性された部分である。よって、変質部３２ａは、レーザー光の照射痕として観察することができる。陰極３２がＩＴＯで構成される場合、変質部３２ａは、レーザー光の照射によってＩＴＯの組織構造が粒状の組織構造に変質させられた部分であり、ＩＴＯの他の部分よりも高抵抗化している。
【００５０】
陰極３２へのレーザー光の照射は、異物９０による短絡箇所を包囲するように行われる。例えば、陰極３２に対して、異物９０を中心に１０μｍ程度離れた周囲に定められる２０μｍ×２０μｍの正方形の輪郭線上をトレースしてレーザー光を照射する。その結果、陰極３２において、異物９０を取り囲むように、図４（ｂ）に示すようなロの字形状（額縁状）の変質部３２ａが形成される。変質部３２ａの抵抗値は、レーザー光の照射を受けていない陰極３２の本来の抵抗値よりも高くなっており、変質部３２ａのシート抵抗値は１ＭΩ／□以上である。なお、以下の説明では、レーザー光が照射された箇所の抵抗値が、レーザー光が照射される前の抵抗値と比べて高くなっていることを高抵抗化するという。
【００５１】
図５は、変質部３２ａが形成された有機ＥＬ素子３０ａつまりリペアされた非正常素子の有機ＥＬ層４０、異物９０および変質部３２ａの電気的な接続関係を示す等価回路図である。
【００５２】
図５に示すように、リペアされた有機ＥＬ素子３０ａでは、異物９０により構成される抵抗Ｒ１と、変質部３２ａにより構成される抵抗Ｒ２とが直接に接続され、抵抗Ｒ１およびＲ２の直列接続に対して有機ＥＬ層４０により構成される抵抗ＥＬが並列に接続された等価回路となる。このような回路において、変質部３２ａにより構成される抵抗Ｒ２の大きさが大きくなると、抵抗Ｒ１およびＲ２による合成抵抗は大きくなり、抵抗Ｒ１およびＲ２に流れる電流は小さくなる。従って、高抵抗である変質部３２ａを有機ＥＬ素子３０ａに形成することにより、異物９０に流れる電流を制御することができる。
【００５３】
図６Ａ〜図６Ｃは、有機ＥＬ素子３０ａおよび３０ｂつまりリペアされた非正常素子および正常素子の電流−電圧特性を示す図である。なお、図６Ａ〜図６Ｃにおいて、横軸は陽極３１と陰極３２との間に印加される電圧を示し、縦軸は有機ＥＬ層４０又は異物９０および変質部３２ａに流れる電流を示している。また、図６Ｂは図６Ａの縦軸のレンジを縮小したものであり、図６Ｃは図６Ａの縦軸のレンジを拡大したものである。また、Ｉ１はリペアされた非正常素子の有機ＥＬ層４０（図５の抵抗ＥＬ）に流れる電流を示し、Ｉ２はリペアされた非正常素子の異物９０および変質部３２ａ（図５の抵抗Ｒ１およびＲ２）に流れる電流を示し、Ｉ３は正常素子の有機ＥＬ層４０に流れる電流を示し、Ｉ４はリペアされていない、つまり変質部３２ａが形成されていない非正常素子の異物９０に流れる電流を示している。また、電流Ｉ１およびＩ３は有機ＥＬ層４０の発光輝度と線形の関係にある。
【００５４】
図６Ａ〜図６Ｃに示すように、有機ＥＬ層４０に流れる電流Ｉ１およびＩ３はＥＬダイオード特性を示して非線形であるのに対し、変質部３２ａはオーミック特性を有するため、抵抗Ｒ１およびＲ２に流れる電流Ｉ２およびＩ４はオーミック特性を示して線形となる。そして、非正常素子では、リペアにより異物９０および変質部３２ａに流れる電流がＩ４からＩ２に変化し、流れる電流が少なくなる。また、電流Ｉ１は電流Ｉ３に対し、異物９０および変質部３２ａに電流が流れる分だけ電圧に対する電流の変化率が小さい。
【００５５】
図６Ａ〜図６Ｃの電流Ｉ３に示すように、正常素子では、陽極３１と陰極３２との間にＶ１（第１電圧）以上の電圧を印加したときに有機ＥＬ層４０に電流が流れて有機ＥＬ層４０が発光し、Ｖ１未満の電圧を印加したときに有機ＥＬ層４０に電流が流れず有機ＥＬ層４０が発光しない。一方、図６Ａ〜図６Ｃの電流Ｉ１に示すように、リペアされた非正常素子では、陽極３１と陰極３２との間にＶ１より高いＶ２（第２電圧）以上の電圧を印加したときに有機ＥＬ層４０に電流が流れて有機ＥＬ層４０が発光し、Ｖ２未満の電圧を印加したときに有機ＥＬ層４０に電流が流れず有機ＥＬ層４０が発光しない。
【００５６】
図６Ａ〜図６Ｃの電流Ｉ１およびＩ２に示すように、電流Ｉ１およびＩ２はＶ３（第３電圧）で交差するため、変質部３２ａの抵抗値は、陽極３１と陰極３２との間にＶ３未満の電圧が印加されたときに、有機ＥＬ層４０の抵抗値（変質部３２ａで囲われていない領域における陽極３１と陰極３２との間での抵抗値）よりも小さい。そして、変質部３２ａの抵抗値は、陽極３１と陰極３２との間にＶ３以上の電圧が印加されたときに、有機ＥＬ層４０の抵抗値よりも大きい。従って、Ｖ３を境にして、有機ＥＬ層４０に流れる電流Ｉ１が異物９０および変質部３２ａに流れる電流Ｉ２よりも大きくなり、有機ＥＬ層４０は異物９０の影響を受けることなく発光する。
【００５７】
ここで、陽極３１と陰極３２との間の電圧が０ＶからＶ１の間では、非正常素子および正常素子のいずれにおいても有機ＥＬ層４０に電流が流れず、発光は起こらない。しかし、陽極３１と陰極３２との間の電圧がＶ１を超えると、正常素子においてのみ有機ＥＬ層４０に電流が流れ始めて発光が起こる。さらに、陽極３１と陰極３２との間の電圧がＶ２を超えると、リペアされた非正常素子においても電流が流れ始めて発光が起こる。このとき、Ｖ２は非常に低い電圧であり、陽極３１と陰極３２との間にＶ１とＶ２との間の電圧が印加されても、正常素子は視認できない低階調の低輝度の光しか発光せず、非正常素子が発光していないことは認識されない。そして、陽極３１と陰極３２との間の電圧が高くなってＶ３を超えると、正常素子は視認可能な高階調の高輝度の光を発光するが、リペアされた非正常素子において有機ＥＬ層４０に変質部３２ａおよび異物９０より多くの電流が流れ始めて正常素子と区別ない発光が起こる始めるため、非正常素子であることが認識されない。その結果、いずれの電圧領域においても、発光の違いによる正常素子および非正常素子の区別を困難にすることができる。
【００５８】
このように、正常素子が視認できない程度の発光をしているときはリペアされた非正常素子が発光しないように、Ｖ２およびＶ３の値を設定することで、発光する必要のない低階調において、変質部３２ａおよび異物９０に多くの電流を流してリペアに起因する有機ＥＬ層４０の発光寿命の低下を抑えつつ、非正常素子のリペアを行うことができる。Ｖ３の値は、例えば正常素子の有機ＥＬ層４０に流れる電流の最大値をＩｍａｘとしたときに、Ｉｍａｘの５０％の電流値に対応する電圧以下の電圧とされる。例えば、Ｉｍａｘの５０％の電流値に対応する電圧とされる。なお、電流の最大値であるＩｍａｘにおいて、有機ＥＬの発光輝度は最大となる。
【００５９】
Ｖ２およびＶ３の調整は、例えば変質部３２ａの幅（図４における幅ｄ）を変化させたり、変質部３２ａ形成におけるレーザー光の強度、照射時間などを変えて変性の度合いを変化させたりすることで変質部３２ａの抵抗値を変化させることにより行われる。
【００６０】
以上、本実施の形態に係る有機ＥＬパネル１１０によれば、短絡不良の原因となる異物９０を囲むように陰極３２の一部を変質させて変質部３２ａが形成されている。これにより、陰極３２と異物９０との間において、変質部３２ａによる高抵抗化領域を形成することができる。この結果、陽極３１と陰極３２とに電圧を供給したときに、変質部３２ａによって囲まれた有機ＥＬ層４０の領域よりも、それ以外の有機ＥＬ層４０の領域の方により電流が流れ易くなる。従って、異物９０による陽極３１と陰極３２との間の短絡に起因する不良を解消することができ、有機ＥＬ層４０の発光を回復させることができる。このとき、変質部３２ａは完全に絶縁化されず、ある程度の電流が異物９０に流れるので、有機ＥＬ層４０の発光寿命の低下は抑えられる。
【００６１】
次に、本実施の形態に係る有機ＥＬパネル１１０の製造方法について説明する。この製造方法には、有機ＥＬ素子３０ａの短絡に起因する不良をリペアする工程が含まれる。
【００６２】
まず、本実施の形態に係る有機ＥＬパネル１１０の製造方法におけるフローについて、図７を用いて説明する。図７は、本実施の形態に係る有機ＥＬパネル１１０の製造方法を説明するフローチャートである。
【００６３】
まず、陽極３１と陰極３２とが短絡している短絡部分を含む有機ＥＬ素子３０ａと短絡部分を含まない有機ＥＬ素子３０ｂとを含む複数の有機ＥＬ素子が形成された有機ＥＬパネル１１０を準備する（ステップＳ１０）。有機ＥＬパネル１１０は、上述のとおり、有機ＥＬ素子が画素単位でマトリクス状に配置されたものである。
【００６４】
次に、準備した有機ＥＬパネル１１０において、画素ごとに有機ＥＬ素子を検査し、非正常素子を検出し、検出した非正常素子において陽極３１と陰極３２とが短絡している短絡部分を欠陥部として検出する（ステップＳ１１）。
【００６５】
次に、レーザー照射を開始して、検出した短絡部分に起因する不良をレーザー照射することによってリペアする（ステップＳ１２）。これにより、複数の有機ＥＬ素子に含まれる非正常素子としての有機ＥＬ素子３０ａがリペアされる。
【００６６】
以下、図７の各工程について、図８を用いて詳細に説明する。図８は、本実施の形態に係る有機ＥＬパネル１１０の製造方法の各工程における有機ＥＬパネル１１０の断面図である。なお、図８（ａ）は図７のステップＳ１０の工程で準備された有機ＥＬパネル１１０の断面図であり、図８（ｂ）は図７のステップＳ１２の工程において有機ＥＬパネル１１０にレーザー光を照射する様子を示す断面図であり、図８（ｃ）は図７のステップＳ１２の工程において有機ＥＬパネル１１０に形成される変質部３２ａを示す断面図である。
【００６７】
まず、短絡部分を有する有機ＥＬ素子３０ａを含む有機ＥＬパネル１１０を準備する工程（図７のステップＳ１０）について、図８（ａ）を用いて説明する。
【００６８】
まず、基板１０上に、絶縁性の有機材料からなる平坦化膜を成膜して平坦化層２０を形成し、その後、平坦化層２０上に陽極３１を形成する。陽極３１は、例えば、スパッタリング法により、平坦化層２０上に膜厚が３０ｎｍのＡｌを成膜し、その後、フォトリソグラフィおよびウエットエッチングによってＡｌ膜をパターンニングすることで形成される。
【００６９】
次に、例えば、ＰＥＤＯＴをキシレンよりなる溶剤に溶かし、このＰＥＤＯＴ溶液を陽極３１上にスピンコートすることにより、正孔注入層４１を形成する。
【００７０】
次に、正孔注入層４１の上に、例えば、真空蒸着法によりα−ＮＰＤ、Ａｌｑ３を積層し、発光層４２を形成する。
【００７１】
次に、例えば、ニトロ置換フルオレノン誘導体などの化合物を積層して電子輸送層４３を形成する。電子輸送層４３の積層方法としては、蒸着法、スピンコート法、キャスト法などを用いることができる。
【００７２】
続いて、電子輸送層４３が形成された基板１０を大気曝露させることなく、陰極３２を形成する。具体的には、電子輸送層４３の上に、スパッタリング法によって、膜厚が３５ｎｍのＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）を形成することにより、陰極３２を形成する。
【００７３】
上記製造工程により、発光素子としての機能をもつ有機ＥＬ素子３０ａおよび３０ｂが形成される。なお、有機ＥＬパネル１１０を製造する場合においては、マトリクス状に区画された複数の発光層４２を形成するために、陽極３１の形成工程と正孔注入層４１の形成工程との間に、感光性樹脂からなる隔壁５０を所定形状にパターン形成する工程を含む。
【００７４】
次に、陰極３２の上に、例えば、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により膜厚が５００ｎｍの窒化珪素を成膜して、薄膜封止層６１を形成する。薄膜封止層６１は、陰極３２の表面に接して形成されるので、特に保護膜としての条件を厳しくすることが好ましく、上記した窒化珪素に代表されるような非酸素系無機材料を用いることが好ましい。また、薄膜封止層６１としては、例えば、酸化珪素や酸窒化珪素のような酸素系無機材料を用いたり、これらの無機材料を複数層に形成したりした構成としても構わない。なお、薄膜封止層６１の形成方法は、プラズマＣＶＤ法に限らず、アルゴンプラズマを用いたスパッタリング法など、その他の方法であってもよい。
【００７５】
次に、薄膜封止層６１の表面に、封止用樹脂層６２を塗布する。その後、塗布された封止用樹脂層６２の上に、透明ガラスからなる透光基板７０を配置する。ここで、透光基板７０の主面に、予めカラーフィルタ（調光層）を形成しておいてもよい。この場合、カラーフィルタが形成された面を薄膜封止層６１に対向させて、塗布された封止用樹脂層６２上に透光基板７０を配置する。なお、薄膜封止層６１、封止用樹脂層６２および透光基板７０は、保護層として機能する。
【００７６】
最後に、透光基板７０を上面側から下方に向けて加圧しつつ熱又はエネルギー線を封止用樹脂層６２に付加して封止用樹脂層６２を硬化することで、透光基板７０と薄膜封止層６１とを接着する。
【００７７】
このような方法により、図８（ａ）に示される有機ＥＬパネル１１０を形成することができる。なお、陽極３１、正孔注入層４１、発光層４２、電子輸送層４３および陰極３２の形成工程は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
【００７８】
次に、非正常素子としての有機ＥＬ素子３０ａを検出し、有機ＥＬ素子３０ａの欠陥部を検出する工程（図７のステップＳ１２）について説明する。この工程では、異物９０により短絡した部分、または、混入した異物９０そのものを検出する。
【００７９】
陽極３１と陰極３２とが短絡した部分又は異物９０そのものの検出は、例えば、各素子に中間輝度階調に対応した輝度信号電圧を入力して正常素子の発光輝度に比べて低輝度の非正常素子の発光輝度を、ＣＣＤカメラを用いた輝度測定装置又は目視により検出することにより行われる。なお、短絡した部分又は異物９０の検出方法は、この方法に限らず、例えば、各素子の陽極３１および陰極３２の間に流れる電流値を測定し、電流値の大きさに基づいて検出してもよい。この場合、順バイアス電圧を印加すると正常素子と同等の電流値が得られ、逆バイアスの電圧を印加するとリーク発光が観測される素子を、非正常素子と判断してもよい。
【００８０】
次に、非正常素子である有機ＥＬ素子３０ａの欠陥部に起因する不良をレーザー照射によりリペアする工程（図７のステップＳ１２）について説明する。この工程では、図８（ｂ）に示すように、有機ＥＬ素子３０ａ内において短絡した部分の上方の陰極３２に対して、透光基板７０側からレーザー光２００の照射を行う。
【００８１】
具体的には、異物９０を検出した後、異物９０によって陽極３１と陰極３２とが短絡した部分を取り囲むように、所定形状の輪郭線上に沿って線状にレーザー光２００を照射して、陽極３１の構成材料を変質させる。例えば、正方形の輪郭線上に沿って１周分、レーザー光２００が照射される。なお、レーザー光２００の焦点は、陰極３２に合わせて設定される。
【００８２】
レーザー光２００は、レーザー発振装置を用いて発振させることができ、例えば、出力エネルギーが１〜３０μＪで、パルス幅が数フェムト秒から数ピコ秒オーダーである超短パルスレーザーを用いることができる。好適なパルス幅の範囲は、１００ｆｓ〜２０ｐｓである。これにより、有機ＥＬ層４０に照射するレーザー光２００のパルス時間を短くすることができるので、有機ＥＬ層４０へのダメージを低減しつつ、短絡部分を高抵抗化することができる。なお、レーザー光２００の波長としては、９００〜２５００ｎｍとすることができる。このとき、レーザー光２００の照射条件は、目的とするＶ２およびＶ３の値に応じて、所望の変質部３２ａが形成されるように設定される。
【００８３】
このように、超短パルスレーザーの照射により、アモルファス（非晶質）状態の陰極３２の構成材料を変質させて容易に高抵抗化することができる。特に、超短パルスレーザーは、他のレーザーでは加工が容易ではない透明導電性材料について高抵抗化することができる。
【００８４】
レーザー光２００が照射された陰極３２の一部の組織構造は、図８（ｃ）に示すように、粒状の組織構造を有する変質部３２ａに変化する。ここでいう粒状の組織構造とは、多数の粒子が、粒子間に空隙を残存させつつ集合した組織構造のことを意味する。この粒状の組織構造を構成する各粒子の粒径は、一例として、１０〜５００ｎｍである。また、変質部３２ａの内部には、各々の粒子の間に空隙が生じている。この空隙により、変質部３２ａでは、変質していない部分の陰極３２と比べて電流が流れにくくなっており、高抵抗になっていると考えられる。
【００８５】
以上、本実施の形態に係る有機ＥＬパネル１１０の製造方法によれば、異物９０による陽極３１と陰極３２との間の短絡に起因する不良をリペアすることができ、有機ＥＬ層４０の発光を回復させることができる。このとき、変質部３２ａは完全に絶縁化されず、ある程度の電流が異物９０に流れるので、有機ＥＬ層４０の発光寿命の低下は抑えられる。
【００８６】
以上、本発明の有機ＥＬパネルおよびその製造方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態の限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲内で当業者が思いつく各種変形を施したものも本発明の範囲内に含まれる。
【００８７】
例えば、本実施の形態において、変質部３２ａは短絡部分（異物９０）を取り囲むように陰極３２にレーザー照射することで陰極３２の一部（短絡部分を取り囲む部分）を高抵抗化して形成されるとした。しかし、図９に示すように、短絡部分と接するように陰極３２にレーザー照射することで陰極３２の一部（短絡部分と接する部分）を高抵抗化して形成されてもよい。
【００８８】
また、本実施の形態において、変質部３２ａは、陰極３２にレーザー照射することで高抵抗化して形成されるとしたが、陽極３１にレーザー照射することで高抵抗化して、陽極３１と短絡部分との間の電流経路上に形成されてもよいし、有機ＥＬ層４０にレーザー照射することで高抵抗化して、陽極３１又は陰極３２と短絡部分との間の電流経路上に形成されてもよい。つまり、変質部３２ａは、レーザー照射により高抵抗化して形成され、陽極３１又は陰極３２と短絡部分との間に位置するものであれば、陽極３１、陰極３２および有機ＥＬ層４０のいずれか又は全てに形成されてもよい。よって、変質部３２ａは、レーザー照射により、陽極３１、有機ＥＬ層４０および陰極３２のうちの少なくとも一つの構成材料がレーザー光の照射によって高抵抗物質に変性された部分となる。この場合でも、図５で示した接続関係が有機ＥＬ層４０、異物９０および変質部３２ａの間で形成される。
【００８９】
また、本実施の形態において、有機ＥＬ素子３０ａおよび３０ｂは、さらに、隔壁５０で分離された各有機ＥＬ素子３０ａおよび３０ｂを覆うように、薄膜封止層６１および封止用樹脂層６２の上方に、赤、緑および青の色調整を行うための調光層であるカラーフィルタを備えてもよい。この場合、リペアのためのレーザー照射は、保護層とともにカラーフィルタを介して行われる。なお、カラーフィルタは、透光基板７０の下面（有機ＥＬ層４０側の面）に形成しておくこともできる。
【００９０】
また、本実施の形態では、陽極３１を下部電極、陰極３２を上部電極とする構成について示したが、陽極３１を上部電極、陰極３２を下部電極とする構成であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明は、有機ＥＬパネルおよびその製造方法等に利用でき、特に有機ＥＬ表示装置等のフラットパネルディスプレイ、又は、これを備えた、テレビジョンセット、パーソナルコンピュータ又は携帯電話の表示装置等に利用することができる。
【符号の説明】
【００９２】
１０  基板
２０  平坦化層
２１  アクティブマトリクス基板
２２  スイッチングトランジスタ
２２Ｄ、２５Ｄ  ドレイン電極
２２Ｇ、２５Ｇ  ゲート電極
２２Ｓ、２５Ｓ  ソース電極
２３  画素回路
２４  ソース線
２５  駆動トランジスタ
２６  コンデンサ
２８  ゲート線
２９  電源線
３０、３０ａ、３０ｂ  有機ＥＬ素子
３１  陽極
３２  陰極
３２ａ  変質部
４０  有機ＥＬ層
４１  正孔注入層
４２  発光層
４３  電子輸送層
５０  隔壁
６１  薄膜封止層
６２  封止用樹脂層
７０  透光基板
９０  異物
１００  表示装置
１１０  有機ＥＬパネル
２００  レーザー光
【図１】
2013038450.tif 000003
【図２】
2013038450.tif 000004
【図３】
2013038450.tif 000005
【図４】
2013038450.tif 000006
【図５】
2013038450.tif 000007
【図６Ａ】
2013038450.tif 000008
【図６Ｂ】
2013038450.tif 000009
【図６Ｃ】
2013038450.tif 000010
【図７】
2013038450.tif 000011
【図８】
2013038450.tif 000012
【図９】
2013038450.tif 000013
【国際調査報告】
2013038450.tif 000014
2013038450.tif 000015
2013038450.tif 000016
2013038450.tif 000017