(57)【要約】【課題】ピンホールによるダークスポットの発生を招くことなく、ショート不良箇所をリペアする。【解決手段】異物１００の周辺領域に照射領域１１１を設定してレーザー照射を行う。異物１００が付着した有機ＥＬ素子６０にダメージが加わり、ピンホールが発生することが防止される。また、異物１００から離れた周辺領域にレーザー照射すれば、そのエネルギーは照射領域１１１を中心に同心円状に伝達され、間接的に異物１００にも供給される。したがって、アノード層６１とカソード層６５との間に高抵抗領域を形成することが可能となり、異物１００によるショート不良箇所をリペアすることができる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を備え、各画素毎に、アノード層とカソード層の間にＥＬ層が介在されて成るＥＬ素子を有するＥＬ表示装置のレーザーリペア方法において、前記ＥＬ素子上に付着した異物を検出し、この異物の周辺領域にレーザー照射を行うことにより、前記異物が付着した画素のアノード層とカソード層との間に高抵抗領域を形成することを特徴とするＥＬ表示装置のレーザーリペア方法。
【請求項２】
前記異物の周辺領域にレーザー照射を複数回行うことを特徴とする請求項１記載のＥＬ表示装置のレーザーリペア方法。
【請求項３】
前記レーザー照射によるレーザーの波長が５３２ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のＥＬ表示装置のレーザーリペア方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の画素を備え、各画素毎に、アノード層とカソード層の間にＥＬ層が介在されて成るＥＬ素子を有するＥＬ表示装置のレーザーリペア方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、有機エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：以下、「有機ＥＬ」と称する。）素子を用いた有機ＥＬ表示装置が、ＣＲＴやＬＣＤに代わる表示装置として注目されている。
【０００３】
図５は、係る有機ＥＬ素子の構造を示す断面図である。ガラス基板等の透明絶縁基板１０上に、ＩＴＯから成るアノード層（ＡＮＯＤＥ）１が形成され、この上にホール輸送層（ＨＴＬ）２、発光層（ＥＭＬ）３及び電子輸送層（  ＥＴＬ）４から成る有機ＥＬ層が積層され、さらに、この有機ＥＬ層上にカソード層（ＣＡＴＨＯＤＥ）５が形成されている。アノード層１とカソード層２の間に電位差を加え、この有機ＥＬ素子に駆動電流を流すと、アノード層１から注入されたホールと、カソード層５から注入された電子とが発光層３の内部で再結合し、発光層３を形成する有機分子を励起して励起子が生じる。この励起子が放射失活する過程で発光層から光が放たれ、この光が透明なアノード層１から透明絶縁基板を介して外部へ放出されて発光する。
【０００４】
上記の有機ＥＬ層及びカソード層５はメタルマスクを用いた蒸着法により形成される。この蒸着工程で、図６に示すように異物６が有機ＥＬ素子の形成領域に付着することがある。このため、アノード層１とカソード層５との間でショートが発生し、アノード層１とカソード層５との間の電位差がなくなってしまう。すると、有機ＥＬ素子に駆動電流が流れなくなり、画素領域にいわゆるダークスポット（滅点）が発生する。
【０００５】
そこで、所定の波長（例えば、１０５６ｎｍ）を有するレーザー光をこの異物６に照射し、異物を焼き切ってしまい、これにより、レーザー照射を行った画素を除き、周辺画素領域が正常に発光するようにしていた。
なお、関連する先行技術文献としては、以下の特許文献１がある。
【特許文献１】
特開２０００−１９５６７７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、異物６に対するレーザー光照射が適切に行われないと、そのエネルギーによりカソード層５等にダメージが加わり、それらが断裂して有機ＥＬ素子部分にピンホールが形成されるおそれがあった。このピンホールが形成されると、そこから水分が素子内部に浸入して素子特性の劣化が起こり、ダークスポットという表示不良が発生する。
【０００７】
そこで、本発明は係るピンホールの発生を抑止したＥＬ表示装置のレーザーリペア方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のＥＬ表示装置のレーザーリペア方法は、複数の画素を備え、各画素毎に、アノード層とカソード層の間にＥＬ層が介在されて成るＥＬ素子を有するＥＬ表示装置のレーザーリペア方法において、前記ＥＬ素子上に付着した異物を検出し、この異物の周辺領域にレーザー照射を行うことにより、前記異物が付着した画素のアノード層とカソード層との間に高抵抗領域を形成することを特徴とするものである。
【０００９】
本発明によれば、異物に直接レーザー照射を行うのではなく、その周辺領域にレーザー照射を行うようにした。これにより、異物が付着した有機ＥＬ素子にダメージが加わるのが防止される。また、異物の周辺領域にレーザー照射すれば、そのエネルギーは間接的に異物にも供給されるため、レーザー照射領域を適切に設定することで、アノード層とカソード層との間に高抵抗領域を形成することが可能となり、異物によるショート不良箇所をリペアすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。まず、本発明が適用される有機ＥＬ表示装置について説明する。図１に有機ＥＬ表示装置の画素付近を示す平面図を示し、図２（ａ）に図１中のＡ−Ａ線に沿った断面図を示し、図２（ｂ）に図１中のＢ−Ｂ線に沿った断面図を示す。
【００１１】
図１及び図２に示すように、ゲート信号線５１とドレイン信号線５２とに囲まれた領域に画素１１５が形成されており、その画素１１５がマトリクス状に配置されている。
【００１２】
この画素１１５には、自発光素子である有機ＥＬ素子６０と、この有機ＥＬ素子６０に電流を供給するタイミングを制御するスイッチング用ＴＦＴ３０と、有機ＥＬ素子６０に電流を供給する駆動用ＴＦＴ４０と、保持容量５６とが配置されている。
【００１３】
両信号線５１，５２の交点付近にはスイッチング用ＴＦＴ３０が備えられており、そのＴＦＴ３０のソース３３ｓは保持容量電極線５４との間で容量をなす容量電極５５を兼ねるとともに、ＥＬ素子駆動用ＴＦＴ４０のゲート４１に接続されている。ＥＬ素子駆動用ＴＦＴ４０のソース４３ｓは有機ＥＬ素子６０のアノード６１に接続され、他方のドレイン４３ｄは有機ＥＬ素子６０に供給される電流源である駆動電源線５３に接続されている。
【００１４】
また、ゲート信号線５１と並行に保持容量電極線５４が配置されている。この保持容量電極線５４はクロム等から成っており、ゲート絶縁膜１２を介してＴＦＴ３０のソース３３ｓと接続された容量電極５５との間で電荷を蓄積して容量を成している。この保持容量５６は、ＥＬ素子駆動用ＴＦＴ４０のゲート電極４１に印加される電圧を保持するために設けられている。
【００１５】
図２に示すように、有機ＥＬ表示装置は、ガラスや合成樹脂などから成る基板又は導電性を有する基板あるいは半導体基板等の基板１０上に、ＴＦＴ及び有機ＥＬ素子を順に積層形成して成る。ただし、基板１０として導電性を有する基板及び半導体基板を用いる場合には、これらの基板１０上にＳｉＯ２やＳｉＮなどの絶縁膜を形成した上に第１、第２のＴＦＴ及び有機ＥＬ素子を形成する。いずれのＴＦＴともに、ゲート電極がゲート絶縁膜を介して能動層の上方にあるいわゆるトップゲート構造である。
【００１６】
まず、スイッチング用ＴＦＴ３０について説明する。
【００１７】
図２（ａ）に示すように、石英ガラス、無アルカリガラス等からなる絶縁性基板１０上に、非晶質シリコン膜（以下、「ａ−Ｓｉ膜」と称する。）をＣＶＤ法等にて成膜し、そのａ−Ｓｉ膜にレーザ光を照射して溶融再結晶化させて多結晶シリコン膜（以下、「ｐ−Ｓｉ膜」と称する。）とし、これを能動層３３とする。その上に、ＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜の単層あるいは積層体をゲート絶縁膜３２として形成する。更にその上に、Ｃｒ、Ｍｏなどの高融点金属からなるゲート電極３１を兼ねたゲート信号線５１及びＡｌから成るドレイン信号線５２を備えており、有機ＥＬ素子の駆動電源でありＡｌから成る駆動電源線５３が配置されている。
【００１８】
そして、ゲート絶縁膜１２及び能動層３３上の全面には、ＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜及びＳｉＯ２膜の順に積層された層間絶縁膜１５が形成されており、ドレイン３３ｄに対応して設けたコンタクトホールにＡｌ等の金属を充填したドレイン電極３６が設けられ、更に全面に有機樹脂から成り表面を平坦にする平坦化絶縁膜１７が形成されている。
【００１９】
次に、有機ＥＬ素子の駆動用ＴＦＴ４０について説明する。図２（ｂ）に示すように、石英ガラス、無アルカリガラス等からなる絶縁性基板１０上に、ａ−Ｓｉ膜にレーザ光を照射して多結晶化してなる能動層４３、ゲート絶縁膜１２、及びＣｒ、Ｍｏなどの高融点金属からなるゲート電極４１が順に形成されており、その能動層４３には、チャネル４３ｃと、このチャネル４３ｃの両側にソース４３ｓ及びドレイン４３ｄが設けられている。
【００２０】
そして、ゲート絶縁膜１２及び能動層４３上の全面に、ＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜及びＳｉＯ２膜の順に積層された層間絶縁膜１５を形成し、ドレイン４３ｄに対応して設けたコンタクトホールにＡｌ等の金属を充填して駆動電源に接続された駆動電源線５３が配置されている。更に全面に例えば有機樹脂から成り表面を平坦にする平坦化絶縁膜１７を備えている。そして、その平坦化絶縁膜１７のソース４３ｓに対応した位置にコンタクトホールを形成し、このコンタクトホールを介してソース４３ｓとコンタクトしたＩＴＯから成る透明電極、即ち有機ＥＬ素子のアノード層６１を平坦化絶縁膜１７上に設けている。このアノード層６１は各表示画素ごとに島状に分離形成されている。
【００２１】
有機ＥＬ素子６０は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の透明電極から成るアノード６１、ＭＴＤＡＴＡ（４，４−ｂｉｓ（３−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ）ｂｉｐｈｅｎｙｌ）から成る第１ホール輸送層、ＴＰＤ（４，４，４−ｔｒｉｓ（３−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ）ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｎｉｎｅ）からなる第２ホール輸送層から成るホール輸送層６２、キナクリドン（Ｑｕｉｎａｃｒｉｄｏｎｅ）誘導体を含むＢｅｂｑ２（１０−ベンゾ〔ｈ〕キノリノール−ベリリウム錯体）から成る発光層６３、及びＢｅｂｑ２から成る電子輸送層６４、マグネシウム・インジウム合金もしくはアルミニウム、もしくはアルミニウム合金から成るカソード層６５が、この順番で積層形成された構造である。
【００２２】
なお、平坦化絶縁膜１７上にはさらに第２の平坦化絶縁膜６６が形成されている。そして、アノード層６１上については、第２の平坦化絶縁膜６６が除去された構造としている。
【００２３】
有機ＥＬ素子６０は、アノード層６１から注入されたホールと、カソード層６５から注入された電子とが発光層の内部で再結合し、発光層を形成する有機分子を励起して励起子が生じる。この励起子が放射失活する過程で発光層から光が放たれ、この光が透明なアノード層６１から透明絶縁基板を介して外部へ放出されて発光する。
【００２４】
次に、上述した有機ＥＬ表示装置のレーザーリペア方法について説明する。いま、図３に示すように、一画素の有機ＥＬ素子６０に異物１００が付着しているのを検出したとする。図３は断面図で見れば、図６と同様である。異物検出方法としては、例えば顕微鏡による目視観察や、異物検査装置による自動検出方法を採用することができる。
【００２５】
そこで、本発明では異物１００に直接レーザー照射を行うのではなく、その周辺領域に照射領域１１１を設定してレーザー照射を行うようにした。これにより、異物１００が付着した有機ＥＬ素子６０にダメージが加わり、ピンホールが発生することが防止される。また、異物１００から離れた周辺領域にレーザー照射すれば、そのエネルギーは照射領域１１１を中心に同心円状に伝達され、間接的に異物１００にも供給される。したがって、レーザーの照射領域１１１を図中の破線で囲まれた高抵抗化領域１１２に設定することで、アノード層６１とカソード層６５との間に高抵抗領域を形成することが可能となり、異物１００によるショート不良箇所をリペアすることができる。レーザー光照射により高抵抗領域が形成されるのは、レーザー光の熱エネルギーにより、ホール輸送層２、発光層３及び電子輸送層４の各層が溶け合い、層構造が消失するためと考えられる。
【００２６】
ここで、レーザーは例えば市販のＹＡＧレーザー（例えばレーザー波長３５５ｎｍ）を用いることができ、その照射領域１１１の大きさは例えば５μｍ×５μｍである。また、異物１００のサイズは０．３μｍ〜１０μｍである。照射領域１１１は、異物１００から５μｍ〜１０μｍ離れていることが望ましい。
【００２７】
また異物１００のサイズが３μｍ以上の場合には、図４に示すように、異物１００の上下左右の周辺領域に４回レーザー照射（図中の▲１▼〜▲４▼）を行い、異物領域に十分なエネルギーを供給することが好ましい。その回数は、異物１００のサイズの大小により適宜増減することができる。
【００２８】
なお、照射するレーザーの波長は、５３２ｎｍ以下の波長であれば、有機ＥＬ素子にダメージを与えることなくリペアが可能である。
【００２９】
【発明の効果】
本発明のＥＬ表示装置にレーザーリペア方法によれば、異物に直接レーザー照射を行うのではなく、その周辺領域にレーザー照射を行うようにしたので、ピンホールによるダークスポットの発生を招くことなく、ショート不良箇所をリペアすることができる。これにより、表示不良を救済することで、ＥＬ表示装置の歩留まりを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるＥＬ表示装置の平面図である。
【図２】本発明が適用されるＥＬ表示装置の平面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るＥＬ表示装置のレーザーリペア方法を説明する平面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るＥＬ表示装置のレーザーリペア方法を説明する平面図である。
【図５】従来例に係る有機ＥＬ素子の断面図である。
【図６】従来例に係る有機ＥＬ素子の断面図である。
【符号の説明】
６０  有機ＥＬ素子  １００  異物    １１１  照射領域    １１２  高抵抗化領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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