(57)【要約】【課題】周囲の劣化を引き起こす恐れなしに短絡欠陥等を修復する手段を提供する。【解決手段】基板上に第１電極と発光層と第２電極とをこの順に積層して備える有機ＥＬ表示素子であって、第２電極の上に光または熱を加えられると硬化収縮する材質からなる収縮層を積層して備えることを特徴とする有機ＥＬ表示素子、および上記有機ＥＬ表示素子の発光層の―部に欠陥がある場合に、その欠陥を覆う範囲にある収縮層に光を照射してあるいは熱を加えてこれを収縮させ、その収縮される部分に重なる部分の第２電極の一部を周囲の他の部分から引き剥がして分離することを特徴とする有機ＥＬ表示素子の修復方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に第１電極と発光層と第２電極とをこの順に積層して備える有機ＥＬ表示素子であって、第２電極の上に光または熱を加えられると硬化収縮する材質からなる収縮層を積層して備えることを特徴とする有機ＥＬ表示素子。
【請求項２】
前記収縮層の材質が光硬化樹脂からなることを特徴とする、請求項１に記載の有機ＥＬ表示素子。
【請求項３】
基板上に第１電極と発光層と第２電極とをこの順に積層して備える有機ＥＬ表示素子であって、第２電極の上に光または熱を加えられると硬化収縮する材質からなる収縮層を積層して備える有機ＥＬ表示素子の発光層の―部に欠陥がある場合に、その欠陥を覆う範囲にある収縮層に光を照射してあるいは熱を加えてこれを収縮させ、その収縮される部分に重なる部分の第２電極の一部を周囲の他の部分から引き剥がして分離することを特徴とする有機ＥＬ表示素子の修復方法。
【請求項４】
前記収縮層の材質が光硬化樹脂からなることを特徴とする、請求項３に記載の有機ＥＬ表示素子の修復方法。
【請求項５】
前記収縮層に照射される光がレーザー光であることを特徴とする、請求項４に記載の有機ＥＬ表示素子の修復方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ表示素子の修復方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から有機エレクトロルミネッセンス（以下、「有機ＥＬ」と称する）を動作原理に用いた表示デバイス等が実用化されている。図４にそのような有機ＥＬ表示素子の断面の概要を示す。図では以下に説明しない構成要素を省略して示している。
【０００３】
図４に示す有機ＥＬ表示素子は、ガラス基板１上に透明導電膜から成る陽極２と有機物材料を積層して成る発光層３と金属材料から成る陰極４を順次積層して形成される。基板上にストライプ状の複数の陽極２を並列に形成し、これらと直交するように複数のストライプ状の陰極４を並列に設けることにより、表示のための画素を形成する。
【０００４】
すなわち陽極と陰極の間に電流を印加すると、発光層３のうち交差する陽極と陰極に挟まれた部分（図中の斜線で示した部分８）に電流が流れて発光し、ひとつの画素を成す。このように形成された素子は、各陽極２と各陰極４を走査駆動する駆動回路を用いて陽極と陰極の組み合わせに応じて所望の画素を発光させることにより、素子全体で画像を表示することができる。このような構成はパッシブマトリックス駆動型と呼ばれる。
【０００５】
このような有機ＥＬ表示素子を製造する過程では陽極２と陰極４を短絡させる欠陥を生じて製造歩留まりを低下させる問題がある。例えば陽極２上に付着した導電性の異物を介してこの部分に積層した陰極４との間で短絡を生じることがある。
【０００６】
短絡箇所を持つ画素は短絡箇所より高抵抗な発光層には通電できず、この画素を発光させられなくなる。あるいは短絡に至らなくとも異物の上に積層される発光層３の厚みが薄くなり周囲と比べて低抵抗になって、駆動したときにこの部分に電流が集中し、他の部分には電流が流れにくくなって画素全体が発光しにくくなる。時には電流が集中した部分の発熱により発光層３が膨張してその上にある陰極４まで破壊することがあり、この場合は画素内に非発光部分が出来る欠陥となる。さらに破壊された陰極４の断片が陽極２と接触して短絡する場合もある。
【０００７】
これらの影響は短絡した画素に留まらず短絡画素と共通の電極で駆動される画素全体が暗くなるまたは明るくなるという問題を生じる場合もあり、このような欠陥は表示品質を著しく損なうので必ず回避しなければならない。異物の付着だけでなく、陽極２の表面の凹凸によっても同様の欠陥を乗じることがある。
【０００８】
このような短絡欠陥を修復する手段として、欠陥を含む範囲にレーザービームを照射して、その部分を除去するレーザーリぺア法と呼ばれる方法が知られており、有機ＥＬ素子の製造に適用できることが開示されている（特許文献１〜５参照）。
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−２２７８５２号公報
【特許文献２】特開２００３−２３３３２９号公報
【特許文献３】特開２００２−２６０８５７号公報
【特許文献４】特開２００１−１１８６８４号公報
【特許文献５】特開２０００−１９５６７７号公報
【特許文献６】特開２００５−８３９５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このレーザーリペア法では、例えば高出力のレーザー光を陰極側から欠陥箇所に照射して加熱により焼き切る方法が示されている。一般に陰極は金属で形成されるため表面に金属光沢を有するので反射率が高く、これを加工するレーザーの強度を上げる必要がある。しかし、レーザーの強度を上げると、レーザー光を照射された周辺の発光層を熱的に劣化させる恐れがある。さらに下地となる陽極をも加熱して劣化させることが懸念される。
【００１１】
本発明の課題は、上述のようにレーザー照射による周囲の劣化を引き起こす恐れなしに短絡欠陥等を修復する手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
即ち、本発明の有機ＥＬ表示素子は、基板上に第１電極と発光層と第２電極とをこの順に積層して備える有機ＥＬ表示素子であって、第２電極の上に光または熱を加えられると硬化収縮する材質からなる収縮層を積層して備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の有機ＥＬ表示素子の修復方法は、基板上に第１電極と発光層と第２電極とをこの順に積層して備える有機ＥＬ表示素子であって、第２電極の上に光または熱を加えられると硬化収縮する材質からなる収縮層を積層して備える有機ＥＬ表示素子の発光層の―部に欠陥がある場合に、その欠陥を覆う範囲にある収縮層に光を照射してあるいは熱を加えてこれを収縮させ、その収縮される部分に重なる部分の第２電極の一部を周囲の他の部分から引き剥がして分離することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、簡便な手段により短絡欠陥を修復できる有機ＥＬ表示素子およびその修復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】
【００１５】
本発明の有機ＥＬ表示素子を、図面を参照しながら説明する。  
図１は、本発明の有機ＥＬ表示素子の全体構成を示す図であり、図２は図１に示す素子の一部を拡大して示した平面図および断面図である。この図１、図２においても以下に説明しない構成要素を省略して示している。
【００１６】
本発明の有機ＥＬ表示素子における第１電極２と発光層３と第２電極４は、透明基板１上に、設けられ、これらは、通常、有機ＥＬ素子に用いられるものを用いることができる。  
透明基板も通常、有機ＥＬ素子に用いられるものが用いられ、色変換フィルタ層、平坦化層、パッシベーション層など、通常、有機ＥＬ素子において透明基板上に設けられているものが設けられていてもよい。
【００１７】
第２電極４の上には、光または熱を加えられると硬化収縮する材質からなる収縮層が設けられている。この収縮層としては光により効果収縮する、即ち光硬化性であることがより好ましい。この光または熱を加えられると硬化収縮する材料としては、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、メラミンアクリレートなどのアクリル系の光硬化性樹脂、ユリア樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂などの熱硬化性樹脂を挙げることができる。これらの樹脂は、例えばアルミニウム、アルミニウム・リチウム合金、マグネシウム・銀合金などの金属材料からなる第２電極に対する接着性に優れている。
【００１８】
次に、本発明の有機ＥＬ表示素子の修復方法について説明する。  
第２電極２上に異物が付着して欠陥となっている状態の例を図３（ａ）に、この欠陥位置に光または熱を照射した後の状態を図３（ｂ）に示す。  
第２電極上の、収縮層の欠陥箇所に熱または光を照射する。光としてはレーザー光を照射することが好ましく、照射エネルギーは０．１〜３００μＪとすることが好ましい。照射する光はレーザー光に限定されるものではなく、例えば高圧水銀ランプを使うことも可能である。また、収縮層に熱硬化性の材料を使う場合は、例えば赤外線を発する光源を使って所望の部分を照射して加熱することができる。赤外線の場合の照射エネルギーも０．１〜３００μＪとすることが好ましい。照射範囲は、欠陥の大きさにもよるが、１〜１００μｍ２であることが望ましい。
【００１９】
第２電極上の収縮層の欠陥箇所に熱または光を照射すると、収縮層は収縮するが、第２電極に対する接着性に優れるため、図３（ｂ）に示すように欠陥箇所近傍の収縮層の第２電極に密着する面は第２電極によりその収縮が制限され、収縮層の内面と第２電極に接する面の収縮率の違いにより、カールする。第２電極は収縮層に引きずられてカールするため、発光層から剥がされ、周囲の第２電極層から切り離され、光または熱を照射された欠陥部分の第２電極は電気的に絶縁される。したがって、この欠陥箇所に熱または光を照射して修復を行った有機ＥＬ表示素子に通電すると、修復箇所以外は正常に通電されて発光することができるが、修復箇所は第２電極が絶縁されているので光らない。この発光しない部分は非常に小さいため、事実上表示品質を損なうことはない。
【実施例】
【００２０】
本発明の有機ＥＬ表示素子及びその修復方法を実施例により説明する。本実施例においては図１，２を参照しながら説明する。
【００２１】
＜実施例１＞
まず、厚み０．７ｍｍの透明ガラス（日本電気硝子製ＯＡ１０）からなる基板１の全面にスパッタリング法によりＩＴＯ（インジウム・錫酸化物）を厚み２００ｎｍに製膜した後、フオトリソグラフィー法により並列したＩＴＯ膜のパターンを形成した。即ち、フォトレジスト（東京応化製ＯＦＰＲ−８００）をスピンコート法により基板上に塗布して厚み８μｍの膜を形成し、所定のパターンを持つフォトマスクを使ってこれを露光、現像して幅９０μｍ、ピッチ１１０μｍのパターンを形成し、続いてこの基板を６０℃の５０％塩酸に浸漬してレジストパターンの形成されていない部分のＩＴＯ膜をエッチングして除去し、さらにフォトレジストを剥離液に浸漬して剥離した後に基板を純水で洗浄して、パターニングされたＩＴＯ膜からなる第１電極（陽極）２を形成した基板を得た。このとき同時に、後に第２電極（陰極）４と接続される第２電極（陰極）引き出し部５も併せて形成した。
【００２２】
次に、フォトレジストからなる絶縁層６１をフオトリソグラフィー法により形成した。即ち、フォトレジスト（ＪＳＲ製ＪＥＭ７００Ｒ２）をスピンコート法により基板上に塗布し、プリべークを施してから所定のパターンを持つフォトマスクを使ってこれを露光した。さらに現像液（東京応化工業製ＮＭＤ−３）のシャワーを浴びせて不要部分のフォトレジストを除去して、ホットプレートを使って１８０℃で１時間のポストべークをおこない、厚み１μｍの絶縁層６１を形成した。絶縁層６１のパターンは並列する陽極２の隙問を埋める部分と後で分離隔壁６２が形成される部分を残すようにしてある。その形状を図２（ａ）中に破線で示している。絶縁層６１で区画される各々の部分がひとつの画素になる。
【００２３】
従来知られている発光層３の材料は水分により極めて容易に劣化するため、発光層３を形成した後は極めて水分の少ない（例えば５ｐｐｍ以下の）雰囲気を保ったまま外気と遮断するための封止を施さなければならない。従って発光層３の上に陰極４をパターニングするのに陽極２のパターニングに用いた方法とは別の方法が必要である。そこで、予め分離隔壁６２を形成しておき、その上から発光層３を蒸着し、続けてアルミニウムを蒸着して陰極４とした。これにより、分離隔壁６２によって蒸着膜は分離されるため分離隔壁６２のパターンに沿って並列した陰極３が形成される。この分離隔壁６２はフォトレジストを用いてフォトリソグラフィー法により形成した。これは、フォトレジスト（日本ゼオン製ＺＰＮ１１６８）をスピンコート法により基板上に塗布し、プリべークを施してから所定のパターンを備えたフォトマスクを使ってこれを露光した。次にホットプレートを使って１１０℃で１分間の露光後べークを行ってから現像液（東京応化工業製ＮＭＤ−３）のシャワーを浴びせて不要部分のフオトレジストを除去し、最後にホットプレートを使って１８０℃で１時間のポストべークを行った。これにより、底部の幅が１２μｍで頂部の幅が１５μｍの逆テーパ形状の断面を持つ分離隔壁６２を形成した。
【００２４】
この基板を洗剤（フルウチ化学製セミコクリーン）と純水を用いて順に各１０分間超音波洗浄し、続いて６０℃の純水で５分間超音波洗浄してから、スピン乾燥により水滴を除去し、さらに１５０℃、１０Ｐａで１０分間の減圧乾燥を施してから、真空蒸着装置に導入し、真空槽内を１×１０−４Ｐａまで減圧してから、発光層３と陰極４と収縮層９を抵抗加熱方式の真空蒸着法により順に製膜した。発光層３は有機材料を積層して形成した。すなわち、まず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（ＴＰＤ）からなる正孔輸送層３１を厚み約５０ｎｍに形成し、次にトリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ３）からなるＥＬ層３２を厚み約７０ｎｍに形成した。続いて陰極３としてＡｌ−Ｌｉ合全を厚み約１２０ｎｍに形成した。最後に収縮層９となるウレタンアクリレート樹脂を厚み１μｍに形成した。真空蒸着された各層は先に述べたように分離隔壁６２により分離されて陽極２と交差するパターンに形成された。
【００２５】
こうして得られた基板を酸素及び水分の濃度を共に  ５ｐｐｍ以下に保持した乾燥窒素雰囲気内に移して、陽極２と陰極４をそれぞれ駆動電源と接続して発光層３に逆バイアス電圧を印加した。このときに先に従来技術の項で説明したような短絡欠陥に起因する破壊孔を生じる場合がある。製膜された基板の全面を光学顕微鏡により走査して観察することによりそのような破壊孔を検知して位置を特定した。破壊に至らない短絡箇所も発光層に微弱な電流を流しながらエミッション頭微鏡を使って検出することが可能であり、そのような技術は例えば特許文献６に開示されている。欠陥の一例として、陽極２上に異物が付着して欠陥となっている場合を図３（ａ）に示した。
【００２６】
こうして特定された欠陥位置に製膜された面の側からレーザー光を照射した。光源には波長３５５ｎｍの第三高調波を出力するＮｄ：ＹＡＧレーザーを用い、照射エネルギー密度を２００ｍＪ／ｃｍ２とし、特定した欠陥位置を略中心とする直径３０μｍの範囲に照射した。このようなレーザー照射を図３（ａ）に示した欠陥に対し施すと、図３（ｂ）に示すように、照射された範囲のウレタンアクリレート樹脂が光硬化反応に伴って収縮し、この収縮する樹脂と接する部分の陰極４が樹脂との密着を保って発光層３との界面から引き剥がされ、この剥がれた部分は周囲の陰極４の層から切り離された。
【００２７】
この後、この基板を乾燥窒素雰囲気内に保持したまま、基板の表示部の外周に接着剤を塗布し、内側に吸湿剤を貼り付けた封止ガラス７と貼り合せてパネルとした。
【００２８】
このパネルを駆動させると、レーザー光を照射した部分の陰極は周囲から絶縁されているため、画素のこの部分は発光しないが他の部分は正常に通電されて発光することができた。この発光しない部分は非常に小さいため、事実上表示品質を損なわないものであった。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明によれば、製造工程で発生した短絡欠陥を簡便な手段により修復できるので、有機ＥＬ表示素子の製造工程の収率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の有機ＥＬ表示素子の１実施態様の全体構成を示す図である。
【図２】図１に示す素子の一部を拡大して示した平面図および断面図である。
【図３】（ａ）第１電極２上に異物が付着して欠陥となっている状態の例を示す図である。（ｂ）この欠陥位置に光または熱を照射した後の状態を示す図である。
【図４】従来の有機ＥＬ表示素子の概要を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１：基板
２：第１電極
３：発光層
４：第２電極
５：第２電極引き出し部
６１：絶縁層
６２：分離隔壁
７：封止ガラス
８：発光層のうち交差する陽極と陰極に挟まれた部分
９：収縮層
【図１】
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【図２】
2008130250.tif 000004
【図３】
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【図４】
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