(57)【要約】【課題】ＴＦＴをマトリクス状に配列させて成るアクティブマトリクス駆動方式の表示装置において、逆方向電圧の印加による欠陥部分の修復を完全に行い、発光素子のショートやリーク箇所を修復することにより輝度の安定化及び使用時における劣化を防ぐことを目的とする。【解決手段】各画素にＴＦＴが備えられたアクティブマトリクス駆動方式の画素構造を有する発光装置において、発光素子にＴＦＴを介さずに逆方向電圧を印加することに特徴を有している。本発明はそれを可能とする画素構成及びその作製方法を提供する。【選択図】　図１
2004031335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの層又は複数の層の積層体に発光体を含む発光素子を画素毎に設け、当該画素をマトリクス状に配列させた発光装置の作製方法であって、
薄膜トランジスタと接続する第１電極と、帯状に延在する第２電極を同一絶縁表面に形成し、前記第２電極上に、前記一つの層又は複数の層の積層体と、それを介して、前記第２電極と交差するように延設する発光素子の第３電極を形成し、
前記第２電極と前記第３電極とに電圧を印加して短絡不良箇所を修復した後、前記第３電極を、前記第１電極と接続する個別の第３電極に分離加工する各段階を有することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項２】
一つの層又は複数の層の積層体に発光体を含む発光素子を画素毎に設け、当該画素をマトリクス状に配列させた発光装置の作製方法であって、
薄膜トランジスタと接続する第１電極と、帯状に延在する第２電極を同一絶縁表面に形成し、前記第１電極及び第２電極上の開口部が形成され、その端部を被覆する隔壁層を形成し、前記第２電極上に、前記一つの層又は複数の層の積層体と、それを介して、前記第２電極と交差し、前記隔壁層上に延設する発光素子の第３電極を形成し、
前記第２電極と前記第３電極とに電圧を印加して短絡不良箇所を修復した後、前記第３電極を、前記第１電極と接続する個別の第３電極に分離加工する各段階を有することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項３】
一つ又は複数の層の積層体に発光体を含む発光素子を画素毎に設け、当該画素をマトリクス状に配列させた発光装置の作製方法であって、
薄膜トランジスタに接続する個別画素電極を形成し、前記個別画素電極上に、前記一つの層又は複数の層の積層体と、それを介して前記個別画素電極と重畳し、互いに分離された第１共通電極と第２共通電極を形成し、
前記第１共通電極と第２共通電極との間に電圧を印加して短絡不良箇所を修復する各段階を有することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項４】
一つ又は複数の層の積層体に発光体を含む発光素子を画素毎に設け、当該画素をマトリクス状に配列させた発光装置の作製方法であって、
薄膜トランジスタに接続する個別画素電極を形成し、前記個別電極上に開口部を有し、その端部を被覆する隔壁層を形成し、前記個別画素電極上に、前記一つの層又は複数の層の積層体と、それを介して前記個別画素電極と重畳し、前記隔壁層上に延設され互いに分離された第１共通電極と第２共通電極を形成し、
前記第１共通電極と第２共通電極との間に電圧を印加して短絡不良箇所を修復する各段階を有することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項５】
請求項１又は２において、前記第１電極と第２電極とは同一材料で形成することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか一項において、電圧をパルス状に印加して短絡不良個所を修復することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれか一項において、パルス状であり、且つ階段状に増減する電圧を印加して短絡不良個所を修復することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項８】
薄膜トランジスタに接続する第１電極がマトリクス状に配置され、当該第１電極と帯状に延在する第２電極とが同一絶縁表面に形成され、前記第２電極上に発光体を含む一つの層又は複数の層の積層体と、それを介して前記第２電極と重畳し、前記第１電極に接続する第３電極が配設されて、前記薄膜トランジスタと接続する発光素子が備えられていることを特徴とする発光装置。
【請求項９】
薄膜トランジスタに接続する第１電極がマトリクス状に配置され、当該第１電極と帯状に延在する第２電極とが同一絶縁表面に形成され、前記第１電極及び第２電極上に開口部を有する隔壁層を有し、前記第２電極上に発光体を含む一つの層又は複数の層の積層体と、それを介して前記第２電極と重畳し、前記隔壁層上に延設され、前記第１電極に接続する第３電極が設けられ、前記薄膜トランジスタと接続する発光素子が備えられていることを特徴とする発光装置。
【請求項１０】
薄膜トランジスタに接続する個別画素電極がマトリクス状に配置され、当該個別画素電極は絶縁表面に形成され、前記個別画素電極上には、発光体を含む一つの層又は複数の層の積層体と、それを介して前記個別画素電極と重畳し、互いに交差することなく、延設される、第１共通電極及び第２共通電極を有し、前記第１共通電極と第２共通電極とは、発光時に同一の電位が印加され、非発光時には異なる電位が印加されることを特徴とする発光装置。
【請求項１１】
薄膜トランジスタに接続する個別画素電極がマトリクス状に配置され、当該個別画素電極は絶縁表面に形成され、前記個別画素電極上に開口部を有する隔壁層を有し、前記個別画素電極上には、発光体を含む一つの層又は複数の層の積層体と、それを介して前記個別画素電極と重畳し、互いに交差することなく、前記隔壁層上に延設される、第１共通電極及び第２共通電極を有し、前記第１共通電極と第２共通電極とは、発光時に同一の電位が印加され、非発光時には異なる電位が印加されることを特徴とする発光装置。
【請求項１２】
請求項１０又は１１において、前記第１共通電極と、前記第２共通電極とは、互いに異なる電源に接続されていることを特徴とする発光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の電極間に一つの層又は複数の層の積層体に発光体を含む発光素子を有する発光装置及びその作製方法に係り、特に発光素子の作製工程で発生するショートやリーク箇所を、簡便な方法で修復することのできる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機エレクトロルミネセンス材料と呼ばれる発光媒体を用いて形成される発光素子は、例えば、一対の電極間に有機アミン系のホール輸送層、電子導電性を示すと共に発光性を示すトリス−８−キノリノラトアルミニウム錯体（Ａｌｑ３）等の有機化合物を含む層を積層した構成が有り、６〜８Ｖの直流電圧の印加により数百ｃｄ／ｃｍ２の輝度を得ることが可能である。
【０００３】
発光素子において、直接的又は間接的に発光に寄与する層を機能的に表現すれば、発光層、正孔注入層、電子注入層、正孔輸送層、電子輸送層等と区別することもできる。これらの機能的表現は、それを層として明確に区別できる場合もあれば、混合体として形成され明瞭に区別できない場合もある。極めて簡単な構成としては、陽極／発光層／陰極が順に積層された構造であり、この構造に加えて、陽極／正孔注入層／発光層／陰極や、陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／陰極等の順に積層した構造等もある。
【０００４】
正常に動作する発光素子は整流性を示し、所謂ダイオードと同じ電流−電圧特性が観測される。即ち、順方向バイアスを印加すると、印加電圧に対して指数関数的に電流は増大し、逆方向バイアスを印加した場合には、降伏電圧に達するまで殆ど電流は流れない。発光させるには電荷を注入させる必要があり、順方向バイアスを印加することになる。
【０００５】
このような発光素子を電界効果型トランジスタで制御するアクティブマトリクス駆動方式の発光装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。これは、多結晶シリコンを用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の上層に二酸化シリコンから成る絶縁膜を介して有機エレクトロルミネセンス層が形成された構成が開示されている。また、陽極上にテーパー形状に加工された端部を有するパッシベーション層は、有機エレクトロルミネセンス層の下層側に位置している。また、陰極は仕事関数が４ｅＶより低い材料が選択され、Ａｇ又はＡｌのような金属とＭｇとを合金化したものが適用される。
【０００６】
ところで、このような発光素子に対し、発光に関与しない逆方向電圧を印加すると、素子寿命が延びることが経験的に知られている。この現象を利用して、入力映像データの同期タイミングに応じて、非発光期間に逆方向電圧を印加するアクティブマトリクス駆動方式の発光装置が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００７】
一方、半導体の薄膜でダイオードを形成する太陽電池等では、逆方向電圧を印加することにより短絡部分を修復する方法が種々試みられ、その技術の一例は米国特許６，３６５，８２５号等で開示されている。この発明は逆方向電圧の印加により、短絡部分には集中的に電流が流れ、ジュール熱による発熱でその部分を絶縁化させることで短絡不良を修復することを可能とするものである。
【０００８】
図９（Ａ）は、ピンホール１４や異物１５の混入により短絡欠陥を含む発光素子を模式的に示し、その逆方向電圧の効果を説明する図である。陽極１１と陰極１３とから成る一対の電極間に、整流接触若しくは整流接合を形成する薄膜１２を有するダイオード素子１０に短絡不良部１４があると、逆方向電圧を印加した際にその部位を介して逆方向飽和電流以上の電流が流れる。
【０００９】
このダイオード素子１０の電流対電圧特性は図９（Ｂ）に模式的に示すように、逆方向電圧を印加した時に点線で示すポイントＡ、Ｂで示すように、ある電圧で急激に逆方向電流が増加する。例えば、ピンホールを含む短絡欠陥部１４に起因するような短絡欠陥は、その部位に陰極材料が回り込んで比較的低い電圧で逆方向電流が流れることになる。また、微小な異物１５が含まれている場合には耐圧が低くなり、絶縁破壊により降伏電圧以下で逆方向電流が増大するような短絡欠陥部１５を形成する。
【００１０】
この時、短絡欠陥部１４、１５に電流が集中して流れ、電流密度が増加することにより発熱して高温になりその部位が変質して絶縁化する。これにより２回目以降の電圧走査では正常なダイオード特性を得ることができるようになる。仮に１回の走査で短絡欠陥部が修復されなくとも電圧走査を複数回繰り返せば修復する確率を増すことができる。このように、所定の逆方向電圧を印加することにより短絡箇所を絶縁化して修復することができる。
【００１１】
逆方向電圧の印加による短絡箇所の修理は、比較的簡便に行うことができるが、その原理は電流集中による発熱現象を利用するものであり、瞬間的に大電流を流す必要がある。従って、適用する電源にはそれに見合った電流供給能力を有する定電圧源が要求される。
【００１２】
【特許文献１】
特開平８−２３４６８３号公報
【特許文献２】
特開２００１−１０９４３２号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、アクティブマトリクス駆動方式で用いられるＴＦＴのドレイン電流は、図１０で示すようにゲート電圧が決まると、ドレイン電圧をいくら増加させても流れる電流はほぼ飽和してしまう。つまり、ＴＦＴの飽和領域で動作させている限りは定電流源に接続されている場合と同等である。また、線形領域で動作させたとしても同様であり、所詮飽和電流以上の電流を流すことはできない。結局ＴＦＴを介して逆方向電圧を印加しても、最大電流値が限定されるため、図９で示すような短絡不良を十分絶縁化させることができないことになる。
【００１４】
本発明はこのような問題点を解決するためのものであり、ＴＦＴをマトリクス状に配列させて成るアクティブマトリクス駆動方式の表示装置において、逆方向電圧の印加による欠陥部分の修復を完全に行い、発光素子のショートやリーク箇所を修復することにより輝度の安定化及び使用時における劣化を防ぐことを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記問題点を解決するために、各画素にＴＦＴが備えられたアクティブマトリクス駆動方式の画素構造を有する発光装置において、発光素子にＴＦＴを介さずに逆方向電圧を印加することに特徴を有している。本発明はそれを可能とする画素構成及びその作製方法を提供する。
【００１６】
本発明に係る発光装置の作製方法は、ＴＦＴと接続する第１電極と帯状に延在する第２電極とを同一絶縁表面に形成し、その第２電極上に発光体を含む一つの層又は複数の層の積層体と、それを介して第２電極と交差する発光素子の第３電極を形成し、第２電極と第３電極とに電圧を印加して短絡不良箇所を修復した後、第３電極を第１電極と接続する個別の第３電極に分離加工する各段階を有するものである。この作製方法において、第１電極と第２電極とは同一材料で形成することが可能であり、第１電極及び第２電極上の開口部が形成され、その端部を被覆する隔壁層を形成し、第３電極はその隔壁層上に延設するように形成することを許容する。
【００１７】
帯状に延在する第２電極と発光体を含む一つの層又は複数の層の積層体上に第２電極と交差する第３電極との間に電圧を印加することで、ＴＦＴを介さずに逆方向電圧を印加して欠陥部分の修復を完全に行い、発光素子のショートやリーク箇所を修復することができる。第２電極と第３電極とは、ＴＦＴの上層に位置する層間絶縁膜上に形成し、互いに交差するように形成することで、この両電極間に自由に逆方向電圧を印加することが可能である。第３電極はその後エッチングにより分離加工して個別電極とすれば良い。
【００１８】
また、本発明に係る発光装置の作製方法は、ＴＦＴに接続する個別画素電極を形成し、個別画素電極上に発光体を含む一つの層又は複数の層の積層体と、それを介して個別画素電極と重畳し互いに分離された第１共通電極と第２共通電極を形成し、第１共通電極と第２共通電極との間に電圧を印加して短絡不良箇所を修復する各段階を有するものである。この作製方法において、個別画素電極上に開口部を有し、その端部を被覆する隔壁層を形成し、隔壁層上に延設し互いに分離された第１共通電極と第２共通電極を形成することを許容する。
【００１９】
発光体を含む一つの層又は複数の層の積層体上に第１共通電極と第２共通電極とを並列的に配設して、この両電極間に電圧を印加することで、ＴＦＴを介さずに逆方向電圧を印加して欠陥部分の修復を完全に行い、発光素子のショートやリーク箇所を修復することができる。
【００２０】
逆方向電圧の印加に際しては、電圧をパルス状に印加して短絡不良個所を修復する方法を適用することが可能であり、パルス状であり、且つ階段状に増減する電圧を印加して短絡不良個所を修復することが可能である。
【００２１】
本発明の発光装置は、ＴＦＴに接続する第１電極がマトリクス状に配置され、当該第１電極と帯状に延在する第２電極とが同一絶縁表面に形成され、第２電極上に発光体を含む一つの層又は複数の層の積層体と、それを介して第２電極と重畳して第１電極に接続する第３電極が配設されることで形成される発光素子が備えられているものである。この発明の構成において、第１電極及び第２電極上に開口部を有する隔壁層を有し、第２電極上に発光体を含む一つの層又は複数の層の積層体と、それを介して第２電極と重畳し隔壁層上に延設される第３電極を設けた構成としても良い。
【００２２】
この発明の構成において、発光体を含む一つの層又は複数の層の積層体上に形成する第３電極を、第１電極と接続する構造とすることで、ＴＦＴを介さずに発光素子に逆方向電圧を印加することができ、欠陥部分の修復を完全に行い発光素子のショートやリーク箇所を修復することができる。
【００２３】
本発明の発光装置は、ＴＦＴに接続する個別画素電極マトリクス状に配置され、当該個別画素電極は絶縁表面に形成され、個別画素電極上には、発光体を含む一つの層又は複数の層の積層体と、それを介して個別画素電極と重畳し、互いに交差することなく延設される、第１共通電極及び第２共通電極を有し、第１共通電極と第２共通電極とは発光時に同一の電位が印加され、非発光時には異なる電位が印加されるものである。この発明の構成において、個別画素電極上に開口部を有する隔壁層を有し、個別画素電極上の発光体を含む一つの層又は複数の層の積層体と、それを介して個別画素電極と重畳し、互いに交差することなく隔壁層上に延設される第１共通電極及び第２共通電極を有する構成としても良い。この第１共通電極と第２共通電極とは、互いに異なる電源に接続することでも、極性の異なる電圧印加を可能とし、容易とすることができる。
【００２４】
この発明の構成により、発光体を含む一つの層又は複数の層の積層体上に第１共通電極と第２共通電極とを並列的に配設して、この両電極間に電圧を印加することで、ＴＦＴを介さずに逆方向電圧を印加して欠陥部分の修復を完全に行い、発光素子のショートやリーク箇所を修復することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２６】
（実施の形態１）
本実施の形態は、ＴＦＴに接続する第１電極と帯状に延在する発光素子の第２電極を同一絶縁表面に形成し、第２電極上に発光媒体の被膜を形成し、その上に第２電極と交差するように延設する発光素子の第３電極を形成し、短絡不良箇所を修復する逆方向電圧印加処理をした後、第３電極を個別電極に分離加工する発光装置について説明する。この形態の発光装置では、第２電極と第３電極とに電圧を印加して、短絡不良箇所を修復することが可能であり、逆方向電圧はパルス状に印加しても良いし、パルス状であり、且つ階段状に増減する電圧を印加して短絡不良個所を修復することもできる。
【００２７】
まず、図２（Ａ）に示すように第１絶縁膜１０２が形成された基板１０１上に、ＴＦＴのチャネル形成領域やソース・ドレイン領域等の不純物領域を形成する半導体膜１０３を形成する。基板１０１はガラス基板、石英基板等の絶縁性基板を適用する。第１絶縁膜１０２は、窒化珪素、酸化珪素、窒酸化珪素等の被膜又はそれらの積層体により５０〜２００ｎｍの厚さで形成するものであり、基板１０１からの不純物をブロッキングする機能を有する被膜を用いる。半導体膜１０３は、好適にはプラズマＣＶＤ法又は減圧ＣＶＤ法により３０〜１５０ｎｍの厚さに堆積形成した非晶質珪素膜を、熱又は光エネルギーの利用により結晶化させた結晶性珪素膜を適用する。第２絶縁膜１０４は、プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳで形成される酸化珪素、ＳｉＨ４とＮ２Ｏを混合して形成する窒酸化珪素膜を用い、５０〜１５０ｎｍの厚さで形成する。また、他の材料として、窒酸化アルミニウム（ＡｌＯｘＮ１−ｘ：ｘ＝０．０１〜２０原子％）、窒化アルミニウム、窒化シリコン等窒素を含む絶縁膜で形成することも可能である。ゲート電極１０５はＡｌ、Ｗ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ等の金属材料うち少なくともいずれかを含むものとし、その断面形状は矩形、テーパー形状、或いは底部が上部よりも外側に凸設した異形としても良い。この場合、窒化物金属を第２絶縁膜１０４側に形成して密着性の向上と、選択加工を容易にさせても良い。
【００２８】
図４はこの状態の上面図であり、Ａ−Ａ’線に対応する縦断面図が図２（Ａ）に示されている。図４で示す上面図には、第２半導体膜２０、ゲート電極を兼ねる走査信号線２１、消去信号線２２も同様に形成される。
【００２９】
次に、図２（Ｂ）において第３絶縁膜１０６は窒化珪素を含むものとし、５０〜２００ｎｍの厚さで形成する。第４絶縁膜１０７は酸化珪素又は窒酸化珪素膜で５０〜１００ｎｍの厚さで形成する。半導体膜の水素化は第３絶縁膜１０６が含む水素を供給すれば足り、４００〜４５０℃の加熱処理により行うことが可能である。
【００３０】
図２（Ｃ）では、さらに第５絶縁膜１０８を形成する。第５絶縁膜１０８は感光性アクリル又は感光性ポリイミド等の有機化合物で形成し、厚さを０．５〜２μｍ程度として配線間の容量を低減させる。感光性材料を用いることにより、この第５絶縁膜１０８を形成すると同時に開口部１１０を形成することができる。開口部１１０は感光性材料を用いる場合、側壁が傾斜し、その上端部及び下端部が曲率をもって形成されるので、配線材料を被着させたときに被覆性よく形成することを可能としている。その後、開口部１１０の内側に開口部１１０’を形成するレジストマスク１０９を形成し、それをマスクとしてエッチング処理を行うことにより第２絶縁膜１０４、第３絶縁膜１０６及び第４絶縁膜１０７にコンタクトホールを形成する。
【００３１】
図３（Ａ）で示すように、ＴＦＴに接続する第１電極１１１と配線１１２（電源線）、配線１１３（データ線号線）はＡｌ、Ｗ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ等の金属材料うち少なくともいずれかを含むものとして形成する。これらの配線はＴｉとＡｌの積層構造として、Ｔｉを半導体膜と接触させることにより耐熱性を向上させる。画素領域において、帯状に延設する第２電極１１４は第１電極１１１と同じ材料で形成しても良いし、発光素子に対して正孔注入性又は電子注入性を考慮して、仕事関数の高い材料又は低い材料を選択して形成すれば良い。
【００３２】
第２電極１１４を発光素子の陽極とする場合には仕事関数が４ｅＶ以上の材料を選択し、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ：酸化錫を混入した酸化インジウム）、酸化亜鉛、ＩＺＯ（（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｚｉｎｃ　Ｏｘｉｄｅ：酸化亜鉛を混入した酸化インジウム）、窒化チタン、窒化タングステン等を用いる。また、第２電極１１４を陰極とする場合には仕事関数が４ｅＶ以下の材料を選択し、アルカリ金属又はアルカリ土類金属、或いはそれを含む合金又は化合物を用いる。例えば、ＡｌＬｉ、ＭｇＡｇ、ＬｉＦ、ＣａＦ、ＣｓＦ等を用いる。
【００３３】
図５はこの状態の上面図であり、Ａ−Ａ’線に対応する縦断面図が図３（Ａ）に示されている。また、図５で符号２３は配線１１２等と同時に形成する画素内のＴＦＴを接続する配線である。
【００３４】
図３（Ｂ）に示すように第６絶縁層１１５は、第１電極１１１上に開口部１１７と第２電極１１４上に開口部１１６を有し、その端部を覆うように形成し、感光性樹脂材料を使うことにより側壁部を傾斜状とし、連続的な曲率を持たせて形成することができる。
【００３５】
図３（Ｃ）に示すように、発光体を含む層１１８はこの第２電極１１４上及び第６絶縁層１１５の側壁部に沿って形成されるものであるから、この部位の連続的な曲面形状は発光体を含む層１１８の内部応力を緩和するのに適している。
【００３６】
発光体を含む層１１８は、有機化合物又は無機化合物を含む電荷注入輸送媒体及び発光媒体であり、低分子系有機化合物、中分子系有機化合物、高分子系有機化合物から選ばれた一種又は複数種の層を含み、電子注入輸送性又は正孔注入輸送性の無機化合物と組み合わせても良い。発光体は、フェニルアントラセン誘導体、テトラアリールジアミン誘導体、キノリノール錯体誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体などが適用可能でありこれをホスト物質として、クマリン誘導体、ＤＣＭ、キナクリドン、ルブレン等が適用されるが、その他公知の材料を適用することが可能である。高分子系有機化合物としては、ポリパラフェニレンビニレン系、ポリパラフェニレン系、ポリチオフェン系、ポリフルオレン系などがあり、ポリ（パラフェニレンビニレン）（ｐｏｌｙ（ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ　ｖｉｎｙｌｅｎｅ））：（ＰＰＶ）、ポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレンビニレン）（ｐｏｌｙ（２，５−ｄｉａｌｋｏｘｙ−１，４−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ　ｖｉｎｙｌｅｎｅ））：（ＲＯ−ＰＰＶ）、ポリ（２−（２’−エチル−ヘキソキシ）−５−メトキシ−１，４−フェニレンビニレン）（ｐｏｌｙ［２−（２’−ｅｔｈｙｌｈｅｘｏｘｙ）−５−ｍｅｔｈｏｘｙ−１，４−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ　ｖｉｎｙｌｅｎｅ］）：（ＭＥＨ−ＰＰＶ）、ポリ（２−（ジアルコキシフェニル）−１，４−フェニレンビニレン）（ｐｏｌｙ［２−（ｄｉａｌｋｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）−１，４−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ　ｖｉｎｙｌｅｎｅ］）：（ＲＯＰｈ−ＰＰＶ）、ポリパラフェニレン（ｐｏｌｙ［ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ］）：（ＰＰＰ）、ポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレン）（ｐｏｌｙ（２，５−ｄｉａｌｋｏｘｙ−１，４−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ））：（ＲＯ−ＰＰＰ）、ポリ（２，５−ジヘキソキシ−１，４−フェニレン）（ｐｏｌｙ（２，５−ｄｉｈｅｘｏｘｙ−１，４−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ））、ポリチオフェン（ｐｏｌｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）：（ＰＴ）、ポリ（３−アルキルチオフェン）（ｐｏｌｙ（３−ａｌｋｙｌｔｈｉｏｐｈｅｎｅ））：（ＰＡＴ）、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）（ｐｏｌｙ（３−ｈｅｘｙｌｔｈｉｏｐｈｅｎｅ））：（ＰＨＴ）、ポリ（３−シクロヘキシルチオフェン）（ｐｏｌｙ（３−ｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌｔｈｉｏｐｈｅｎｅ））：（ＰＣＨＴ）、ポリ（３−シクロヘキシル−４−メチルチオフェン）（ｐｏｌｙ（３−ｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌ−４−ｍｅｔｈｙｌｔｈｉｏｐｈｅｎｅ））：（ＰＣＨＭＴ）、ポリ（３，４−ジシクロヘキシルチオフェン）（ｐｏｌｙ（３，４−ｄｉｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌｔｈｉｏｐｈｅｎｅ））：（ＰＤＣＨＴ）、ポリ［３−（４−オクチルフェニル）−チオフェン］（ｐｏｌｙ［３−（４ｏｃｔｙｌｐｈｅｎｙｌ）−ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ］）：（ＰＯＰＴ）、ポリ［３−（４−オクチルフェニル）−２，２ビチオフェン］（ｐｏｌｙ［３−（４−ｏｃｔｙｌｐｈｅｎｙｌ）−２，２−ｂｉｔｈｉｏｐｈｅｎｅ］）：（ＰＴＯＰＴ）、ポリフルオレン（ｐｏｌｙｆｌｕｏｒｅｎｅ）：（ＰＦ）、ポリ（９，９−ジアルキルフルオレン）（ｐｏｌｙ（９，９−ｄｉａｌｋｙｌｆｌｕｏｒｅｎｅ）：（ＰＤＡＦ）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン）（ｐｏｌｙ（９，９−ｄｉｏｃｔｙｌｆｌｕｏｒｅｎｅ）：（ＰＤＯＦ）などが挙げられる。無機化合物材料としては、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、Ｓｉ、Ｇｅ、及びこれらの酸化物又は窒化物であり、Ｐ、Ｂ、Ｎなどが適宜ドーピングされていても良い。またアルカリ金属又はアルカリ土類金属の、酸化物、窒化物又はフッ化物や、当該金属と少なくともＺｎ、Ｓｎ、Ｖ、Ｒｕ、Ｓｍ、Ｉｎの化合物又は合金であっても良い。
【００３７】
以上に掲げる材料は一例であり、これらを用いて正孔注入輸送層、正孔輸送層、電子注入輸送層、電子輸送層、発光層、電子ブロック層、正孔ブロック層などの機能性の各層を適宜積層することで発光素子を形成することができる。また、これらの各層を合わせた混合層又は混合接合を形成しても良い。
【００３８】
カラーフィルターとの好適な組み合わせにおいては、白色発光を呈するものが好ましく、発光層に含まれる単一の色素で白色発光が得られない場合は、複数の色素を発光中心として使用し、同時に発光させて加法混色により白色化する。この場合には、異なる発光色を有する発光層を積層する方法や、一つ又は複数の発光層に複数の発光中心を含有させる方法などを適用することができる。白色発光を得る方法は光の３原色であるＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の各色を発光する発光層を積層して加法混色する方式と、２色の補色の関係を利用する方式とがある。補色を用いる場合には、青−黄色又は青緑−橙色の組み合わせが知られている。特に、後者の方が比較的視感度の高い波長領域の発光を利用できる点で有利であると考えられている。
【００３９】
発光体を含む層１１８に低分子系有機発光媒体を用いる一例では、第２電極（陰極）１１４上に電子注入輸送層、赤色発光層、緑色発光層、正孔輸送層、青色発光層が順次積層された構造である。具体的には、正孔輸送層として１，２，４−トリアゾール誘導体（ｐ−ＥｔＴＡＺ）を適用し３ｎｍにすると、ｐ−ＥｔＴＡＺ層中の正孔通過量が増えて緑色発光層として用いるトリス（８−キノリラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）にも正孔が注入されて発光が得られる。この構造においては青色発光層としてＴＰＤの青色にＡｌｑ３の緑色が混ざった青緑色の発光が得られる。この発光に赤色を加え白色発光を実現するには赤色発光層としてＡｌｑ３かＴＰＤのどちらかに赤色発光色素をドープすれば良い。赤色発光色素としてはナイルレッドなどを適用することができる。
【００４０】
また、発光体を含む層１１８の他の構成として、第２電極（陰極）１１４側から、電子注入輸送層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入輸送層とすることもできる。この場合適した材料の組み合わせは、電子注入輸送層としてＡｌｑ３を１５ｎｍの厚さで、電子輸送層としてフェニルアントラセン誘導体を２０ｎｍの厚さで形成する。発光層はテトラアリールベンジジン誘導体とフェニルアントラセン誘導体とが体積比１：３で混合し、且つスチリルアミン誘導体を３体積％含ませる２５ｎｍの第１発光層と、テトラアリールベンジジン誘導体と１０，１０’−ビス［２−ビフェニルイル］−９，９’−ビアンスリル（フェニルアントラセン誘導体）とを体積比１：３で混合し、且つナフタセン誘導体を３重量％含ませる４０ｎｍの第２発光層とを積層させた構成とする。正孔輸送層はＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス−（３−ビフェニル−１−イル）ベンジジン（テトラアリールベンジジン誘導体）を２０ｎｍの厚さに形成し、正孔注入層としてＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス［Ｎ−フェニル−Ｎ−４−トリル（４−アミノフェニル）］ベンジジンを３０ｎｍの厚さに形成する。
【００４１】
上記構造において、電子注入輸送層を無機電子注入輸送層を用いても良い。無機電子輸送層としてはｎ型化したダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）を適用することができる。ＤＬＣ膜のｎ型化には燐などを適宜ドープすれば良い。その他に、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素、及びランタノイド系元素から選択される一種の酸化物と、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｖ、Ｒｕ、Ｓｍ、Ｉｎから選択される１種以上の無機材料を適用することができる。
【００４２】
発光体を含む層１１８の上にＩＴＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ２等の酸化物導電性材料層１１９を１０〜３０ｎｍ程度の厚さで形成する。図示しないが、酸化物導電性材料層１１９と発光体を含む層１１８との間には、仕事関数が３ｅＶ以下である、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む層を形成しておく。
【００４３】
さらに、帯状に延設する第２電極１１４と交差するように形成され、同様に帯状の第３電極１２０を延設する。第３電極１２０は第１電極１１１と酸化物透明導電性材料１１９と接触するように形成する。第３電極１２０は第２電極１１４と極性が反対となる材料を選択して形成する。
【００４４】
図６はこの状態の上面図であり、Ａ−Ａ’線に対応する縦断面図が図３（Ｃ）に示されている。よって、第２電極１１４と第３電極１２０との交差部において、発光体を含む層１１８と酸化物導電性材料層１１９とを介在させることにより電場を印加することことができる。
【００４５】
この状態で、逆方向電圧を印加することが可能となる。即ち、第２電極１１４を陽極、第３電極を陰極とする極性に対しては、第３電極に正の電圧を印加する。また、第２電極１１４を陰極、第３電極を陽極とする極性に対しては、第３電極に負の電圧を印加する。電圧は直流電圧を印加しても良いし、パルス状の電圧（図１９（Ａ））を印加しても良いし、パルス状であり且つ階段状に増減する電圧（図１９（Ｂ））を印加しても良い。
【００４６】
図８は一つの層又は複数の層の積層体に発光体を含む発光素子を画素毎に設け、当該画素をマトリクス状に配列させた状態で逆方向電圧を印加する方法を示す上面図あり、帯状に形成した第２電極１１４と、第３電極１２０との間で定電圧電源１２５により逆方向電圧を印加する。この状態では第３電極１２０は共通電極である。第２電極１１４、第３電極１２０と定電圧源１２５との接続は、画素部の外部にてプローブを用いて接触コンタクトを形成すれば良い。各画素の下層には、ＴＦＴが設けられているが、この構成においてＴＦＴは電気的に何ら関与しない。
【００４７】
図９で説明したように、もし微小な短絡箇所があると、逆方向電圧を印加した場合に本来流れないはずの電流が短絡箇所に集中して流れ、その部分がジュール熱で発熱することにより変質し絶縁化を図ることができる。発光体を含む層１１８は主として有機化合物により形成され、炭素を主成分とする材料で大部分は形成される。短絡箇所の形態は様々であるが、概略、酸化物導電性材料層１１９や第３電極が空孔にしみ出す形で形成される。或いは、発光体を含む層１１８に異物が介在する形態となっていることが多い。逆方向電圧印加による発熱はこの部分において、第３電極の金属材料を変質させるが、酸化物導電性材料は酸素を供給して金属材料を酸化させ絶縁させるのに有効に作用する。
【００４８】
逆方向電圧により短絡箇所を修復した後、図１に示すように第３電極上に第７絶縁膜１２２を形成して、さらに個別電極の形状に合わせたパターンとする。第７絶縁膜１２２は窒化珪素で形成し、このパターンをマスクとして、それと重ならない第３電極をエッチング加工して除去する。こうしてＴＦＴ１５０と接続する発光素子１００を形成することができる。発光素子１００は第２電極１１４、発光体を含む層１１８、酸化物導電性材料１１９、第３電極１２１が積層して形成されている。
【００４９】
図７はこの状態の上面図であり、Ａ−Ａ’線に対応する縦断面図が図１に示されている。こうして個別電極となる第３電極１２１が形成される。さらに、全体を覆う第８絶縁膜１２２は保護膜として外部から水分等の侵入を防止する。
【００５０】
このような製造方法により、アクティブマトリクス駆動方式の画素構成としても、ＴＦＴを介さずに逆方向電圧を印加することができ、欠陥個所がある場合には瞬間的に十分な電流を供給してその部分を変質させて絶縁化させることができる。
尚、本発明は上記形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許容するものである。
【００５１】
（実施の形態２）
本実施の形態は、ＴＦＴに接続する個別電極上に発光体を含む一つの層又は複数の層の積層体と、それを介して個別画素電極と重畳し互いに分離された第１共通電極と第２共通電極を形成し、第１共通電極と第２共通電極との間に電圧を印加して短絡不良箇所を修復するものである。
【００５２】
図１１は本実施の形態における画素部の等価回路図を示す。走査信号線３０５、消去信号線３０６、データ線３０７、電源線３０８、選択用ＴＦＴ３０１、消去用ＴＦＴ３０２、制御用ＴＦＴ３０３が備えられた構成の一例を示している。発光素子３０４の一方の端子は制御用ＴＦＴ３０３に接続されるが、他方の側は第１共通配線３０９と第２共通配線３１０とに分かれて接続している。
【００５３】
第１共通電極３０９と第２共通電極３１０はそれぞれ異なる極性の定電圧源３１１と３１２に接続され、スイッチ３１３により適宜接続状態を変えることにより発光素子３０４に効果的に逆方向電圧を印加する仕組みとなっている。
【００５４】
このような画素の構成において、第１共通配線と第２共通配線とは図１２に示すような形態で実現される。第１共通配線１２３と第２共通配線１２４は画素部の外側において、それらに交差する形で形成される接続配線３１５、３１６により連結して、それぞれ異なる極性の定電圧源３１１と３１２に接続することで実現する。
【００５５】
発光素子３０４と制御用ＴＦＴ３０３の構成の一例として、その縦断面図を図１４に示す。基板１０１、第１絶縁膜１０２、半導体膜１０３、第２絶縁膜１０４、ゲート電極１０５、第３絶縁膜１０６、第４絶縁膜１０７、第５絶縁膜１０８、第１電極１１１、配線（電源線）１１２、第６絶縁膜１１５の構成は実施の形態１と同様である。図１５はこの状態の上面図であり、Ａ−Ａ’線に対応する縦断面図が図１４に示されている。
【００５６】
発光素子３０４は第５絶縁膜１０８上に形成される個別画素電極１２２と、発光体を含む層１１６、酸化物導電性材料１１７とが積層され、その上に第１共通電極１２３と第２共通電極１２４が形成された構成となっている。この共通電極は同じ材料で形成され、ダイオードとして見た場合には同じ方向に整流性を持つ。第１共通電極１２３と第２共通電極１２４は、逆方向電圧を印加する場合には異なる電位が付与され、その電位が交互に入替ることにより発光素子の修復を可能としている。
【００５７】
図１３は本実施の形態において発光素子の修復がどのように成されるのかを模式的に説明する回路図である。図１３（Ａ）は第１共通配線３０９が高電位、第２共通配線３１０が低電位に接続された状態であり、発光素子に短絡欠陥若しくはそれに近いリーク箇所が含まれていない正常な素子には、逆方向飽和電流以上の電流は流れない。一方、素子Ａに短絡欠陥が内在するような場合には、その部分を通して電流が流れる（異常Ａ）。この場合、短絡欠陥は修復可能である。しかし、素子Ｂに短絡欠陥があるような場合（異常Ｂ）には、このバイアス状態でその欠陥を修復することはできない。素子Ａと素子Ｂとの両方に短絡欠陥がある場合（異常Ｃ）には、素子Ａ、素子Ｂ共に欠陥の修復が可能であるが、素子Ａの欠陥の修復が早く完了すると素子Ｂの欠陥の修復は不可能となる。
【００５８】
素子Ａと素子Ｂの欠陥を共に修復するには、図１３（Ｂ）で示すように第１共通配線３０９と第２共通配線３１０とのバイアス状態を反転させれば良い。逆方向電圧の印加に際しては、電圧をパルス状に印加して短絡不良個所を修復する方法を適用することが可能であり、パルス状であり、且つ階段状に増減する電圧を印加して短絡不良個所を修復することが可能である。
【００５９】
このような画素の構成により、アクティブマトリクス駆動方式の画素構成としても、ＴＦＴを介さずに逆方向電圧を印加することができ、欠陥個所がある場合には瞬間的に十分な電流を供給してその部分を変質させて絶縁化させることができる。
尚、本発明は上記形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許容するものである。
【００６０】
（実施の形態３）
逆方向電圧の印加による発光素子の修復の実際的な一例は図１６〜図１８に示されている。発光素子は一対の電極間に発光体を含む層として、ＣｕＰｃ、α−ＮＰＤ、ドーパントとしてＤＣＭを添加したＡｌｑ３、及びノンドープのＡｌｑ３を積層した構造である。図１６では、順方向電圧から逆方向電圧まで±１２Ｖの電圧を掃引した時の電流電圧特性を示している。順方向電圧を印加した時に、５Ｖ以下の領域において異常な順方向電流の増加が見られ、逆方向電圧を印加した時にも０〜−５Ｖの範囲において異常な逆方向電流の増加が見られる。この時逆方向電流は一旦急激に増加するが、その後すぐに元の電流値まで減少している。つまり、短絡箇所が修復された状態であり、局部的に高密度の電流が流れることによりその部位が発熱し、絶縁化することを意味している。しかしながら、その反応が十分でないと、或いは他に同様な短絡箇所が内在していると、図１７に示すように２回目の電圧掃引においても同様な現象が観測されることがある。このような順方向から逆方向への電圧掃引又は逆方向の電圧掃引を、１回又は複数回繰り返すと図１８に示すようにきれいな電流電圧特性を得ることができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、発光体を含む一つの層又は複数の層の積層体上に第１共通電極と第２共通電極とを並列的に配設して、この両電極間に電圧を印加することで、ＴＦＴを介さずに逆方向電圧を印加して欠陥部分の修復を完全に行い、発光素子のショートやリーク箇所を修復することができる。
【００６２】
それにより、発光装置の不要な消費電流を抑えることで発熱を抑えて、発光素子の非発光点の増加及び拡大等の劣化を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１において画素の構成を説明する縦断面図。
【図２】実施の形態１において画素の作製工程を説明する縦断面図。
【図３】実施の形態１において画素の作製工程を説明する縦断面図。
【図４】実施の形態１において画素の作製工程を説明する上面図。
【図５】実施の形態１において画素の作製工程を説明する上面図。
【図６】実施の形態１において画素の作製工程を説明する上面図。
【図７】実施の形態１における画素の構造を示す上面図。
【図８】実施の形態１における画素部に逆方向電圧を印加する状態を示す上面図。
【図９】逆方向電圧の印加により欠陥個所が修復されることを模式的に説明する縦断面図とその電流対電圧特性を示すグラフ。
【図１０】ＴＦＴのドレイン電圧対ドレイン電流の関係を模式的に示すグラフ。
【図１１】実施の形態２における画素部の構成を示す等価回路図。
【図１２】実施の形態２における画素部の構成を示す上面図。
【図１３】実施の形態２において逆方向電圧により発光素子が修復される原理を説明する等価回路図。
【図１４】実施の形態２における画素の構造を示す縦断面図。
【図１５】実施の形態２における画素の構造を示す上面図。
【図１６】発光素子に１回目の電圧掃引を行った時の電流電圧特性を示すグラフ。
【図１７】発光素子に２回目の電圧掃引を行った時の電流電圧特性を示すグラフ。
【図１８】発光素子に３回目の電圧掃引を行った時の電流電圧特性を示すグラフ。
【図１９】本発明においてパルス状の逆方向電圧を印加するときの電圧波形を示す図。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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