(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素電極と、対向電極と、前記画素電極および前記対向電極に挟まれた有機化合物層とを有する発光素子と、スイッチング用薄膜トランジスタと、前記スイッチング用薄膜トランジスタと電気的に接続される駆動用薄膜トランジスタと、前記駆動用薄膜トランジスタと電気的に接続される逆バイアス印加用薄膜トランジスタと、前記駆動用薄膜トランジスタおよび前記逆バイアス印加用薄膜トランジスタと電気的に接続される電源供給線を有し、
前記画素電極は前記駆動用薄膜トランジスタおよび前記逆バイアス印加用薄膜トランジスタと電気的に接続されているアクティブマトリクス型発光装置の修理方法であって、
前記画素電極または前記対向電極のいずれか一方である陰極はＬｉまたはＮａの含有量がそれぞれ１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であるＭｇＡｇの合金であり、
前記画素電極と前記対向電極の間に逆バイアスの電圧を印加して修理する際に、
前記スイッチング用薄膜トランジスタをオフにし、
前記駆動用薄膜トランジスタをオフにし、
前記逆バイアス印加用薄膜トランジスタをオンにし、
前記電源供給線の電圧を一定にし、
前記対向電極の電圧を変化させることを特徴とするアクティブマトリクス型発光装置の修理方法。
【請求項２】
画素電極と、対向電極と、前記画素電極および前記対向電極に挟まれた有機化合物層とを有する発光素子と、スイッチング用薄膜トランジスタと、前記スイッチング用薄膜トランジスタと電気的に接続される駆動用薄膜トランジスタと、前記駆動用薄膜トランジスタと電気的に接続される逆バイアス印加用薄膜トランジスタと、前記駆動用薄膜トランジスタおよび前記逆バイアス印加用薄膜トランジスタと電気的に接続される電源供給線を有し、
前記画素電極は前記駆動用薄膜トランジスタおよび前記逆バイアス印加用薄膜トランジスタと電気的に接続されているアクティブマトリクス型発光装置の修理方法であって、
前記画素電極または前記対向電極のいずれか一方である陰極はＬｉまたはＮａの含有量がそれぞれ１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であるＭｇＡｇの合金であり、
前記画素電極と前記対向電極の間に逆バイアスの電圧を印加して修理する際に、
前記スイッチング用薄膜トランジスタをオフにし、
前記駆動用薄膜トランジスタをオフにし、
前記逆バイアス印加用薄膜トランジスタをオンにし、
前記電源供給線の電圧を一定にし、
前記対向電極の電圧を変化させ、
前記画素電極と前記対向電極とが電気的に短絡した部分に電流を流して、前記短絡した部分を発熱させ、前記発熱した部分を高抵抗化または絶縁化させることを特徴とするアクティブマトリクス型発光装置の修理方法。
【請求項３】
画素電極と、対向電極と、前記画素電極および前記対向電極に挟まれた有機化合物層とを有する発光素子と、スイッチング用薄膜トランジスタと、前記スイッチング用薄膜トランジスタと電気的に接続される駆動用薄膜トランジスタと、前記駆動用薄膜トランジスタと電気的に接続される逆バイアス印加用薄膜トランジスタと、前記駆動用薄膜トランジスタおよび前記逆バイアス印加用薄膜トランジスタと電気的に接続される電源供給線を有し、
前記画素電極は前記駆動用薄膜トランジスタおよび前記逆バイアス印加用薄膜トランジスタと電気的に接続されているアクティブマトリクス型発光装置の修理方法であって、
前記画素電極または前記対向電極のいずれか一方である陰極はＬｉまたはＮａの含有量がそれぞれ１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であるＭｇＡｇの合金であり、
前記画素電極と前記対向電極の間に逆バイアスの電圧を印加して修理する際に、
前記スイッチング用薄膜トランジスタをオフにし、
前記駆動用薄膜トランジスタをオフにし、
前記逆バイアス印加用薄膜トランジスタをオンにし、
前記電源供給線の電圧を一定にし、
前記対向電極の電圧を変化させ、
前記画素電極または前記対向電極の少なくとも一つが前記有機化合物層に陥入して前記画素電極と前記対向電極とが電気的に短絡した部分に電流を流すことを特徴とするアクティブマトリクス型発光装置の修理方法。
【請求項４】
請求項３において、
前記画素電極と前記対向電極とが電気的に接した部分に前記電流を流して発熱させ、前記発熱した部分を高抵抗化または絶縁化することを特徴とするアクティブマトリクス型発光装置の修理方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記陰極は前記Ｍｇの含有量が１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上であることを特徴とするアクティブマトリクス型発光装置の修理方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
前記スイッチング用薄膜トランジスタのソースまたはドレインのいずれか一方と前記駆動用薄膜トランジスタのゲート電極が電気的に接続され、
前記駆動用薄膜トランジスタのソースまたはドレインのいずれか一方と前記電源供給線が電気的に接続され、
前記駆動用薄膜トランジスタのソースまたはドレインのいずれか他方と前記画素電極が電気的に接続され、
前記逆バイアス印加用薄膜トランジスタのソースまたはドレインのいずれか一方と前記電源供給線が電気的に接続され、
前記逆バイアス印加用薄膜トランジスタのソースまたはドレインのいずれか他方と前記画素電極が電気的に接続され、
前記逆バイアス印加用薄膜トランジスタのゲート電極と前記電源供給線が電気的に接続されていることを特徴とするアクティブマトリクス型発光装置の修理方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記逆バイアスの電圧を一定期間毎に複数回印加することを特徴とするアクティブマトリクス型発光装置の修理方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記逆バイアスの電圧を印加する際に前記逆バイアスの電圧を前記有機化合物層にアバランシェ電流が流れ始める電圧の±１５％以内に収まるまで徐々に高くすることを特徴とするアクティブマトリクス型発光装置の修理方法。
【請求項９】
画素電極と、対向電極と、前記画素電極および前記対向電極に挟まれた有機化合物層とを有する発光素子と、スイッチング用薄膜トランジスタと、前記スイッチング用薄膜トランジスタと電気的に接続される駆動用薄膜トランジスタと、前記駆動用薄膜トランジスタと電気的に接続される逆バイアス印加用薄膜トランジスタと、前記駆動用薄膜トランジスタおよび前記逆バイアス印加用薄膜トランジスタと電気的に接続される電源供給線を有し、
前記画素電極は前記駆動用薄膜トランジスタおよび前記逆バイアス印加用薄膜トランジスタと電気的に接続されているアクティブマトリクス型発光装置の作製方法であって、
ＬｉまたはＮａの含有量がそれぞれ１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であり、ＭｇＡｇの合金からなる前記画素電極または前記対向電極のいずれか一方である陰極を形成した後、前記画素電極と前記対向電極の間に逆バイアスの電圧を印加する際に、
前記スイッチング用薄膜トランジスタをオフにし、
前記駆動用薄膜トランジスタをオフにし、
前記逆バイアス印加用薄膜トランジスタをオンにし、
前記電源供給線の電圧を一定にし、
前記対向電極の電圧を変化させることを特徴とするアクティブマトリクス型発光装置の作製方法。
【請求項１０】
画素電極と、対向電極と、前記画素電極および前記対向電極に挟まれた有機化合物層とを有する発光素子と、スイッチング用薄膜トランジスタと、前記スイッチング用薄膜トランジスタと電気的に接続される駆動用薄膜トランジスタと、前記駆動用薄膜トランジスタと電気的に接続される逆バイアス印加用薄膜トランジスタと、前記駆動用薄膜トランジスタおよび前記逆バイアス印加用薄膜トランジスタと電気的に接続される電源供給線を有し、
前記画素電極は前記駆動用薄膜トランジスタおよび前記逆バイアス印加用薄膜トランジスタと電気的に接続されているアクティブマトリクス型発光装置の作製方法であって、
ＬｉまたはＮａの含有量がそれぞれ１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であり、ＭｇＡｇの合金からなる前記画素電極または前記対向電極のいずれか一方である陰極を形成した後、前記画素電極と前記対向電極の間に逆バイアスの電圧を印加する際に、
前記スイッチング用薄膜トランジスタをオフにし、
前記駆動用薄膜トランジスタをオフにし、
前記逆バイアス印加用薄膜トランジスタをオンにし、
前記電源供給線の電圧を一定にし、
前記対向電極の電圧を変化させ、
前記画素電極と前記対向電極とが電気的に短絡した部分に電流を流して、前記短絡した部分を発熱させ、前記発熱した部分を高抵抗化または絶縁化させることを特徴とするアクティブマトリクス型発光装置の作製方法。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０において、
前記スイッチング用薄膜トランジスタのソースまたはドレインのいずれか一方と前記駆動用薄膜トランジスタのゲート電極が電気的に接続され、
前記駆動用薄膜トランジスタのソースまたはドレインのいずれか一方と前記電源供給線が電気的に接続され、
前記駆動用薄膜トランジスタのソースまたはドレインのいずれか他方と前記画素電極が電気的に接続され、
前記逆バイアス印加用薄膜トランジスタのソースまたはドレインのいずれか一方と前記電源供給線が電気的に接続され、
前記逆バイアス印加用薄膜トランジスタのソースまたはドレインのいずれか他方と前記画素電極が電気的に接続され、
前記逆バイアス印加用薄膜トランジスタのゲート電極と前記電源供給線が電気的に接続されていることを特徴とするアクティブマトリクス型発光装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は発光装置の修理方法、および途中の工程に前記修理方法を用いた発光装置の作製方法に関する。より詳細には有機発光素子に逆バイアスを加える発光装置の修理方法および前記修理方法を含む発光装置の作製方法に関する。
【０００２】
発光装置とは、基板上に形成された有機発光素子を該基板とカバー材の間に封入した有機発光ディスプレイや、該有機発光ディスプレイにＩＣを実装したモジュールを総称する。
【０００３】
【従来の技術】
有機発光素子は自ら発光するため視認性が高く、液晶表示装置（ＬＣＤ）で必要なバックライトが要らず薄型化に最適であると共に、視野角にも制限が無い。そのため、近年、有機発光素子を用いた発光装置はＣＲＴやＬＣＤに代わる電気光学装置として注目されている。
【０００４】
有機発光素子は、電場を加えることで発生するルミネッセンス（Electro Luminescence）が得られる有機化合物を含む層（以下、有機化合物層と記す）と、陽極層と、陰極層とを有する。ルミネッセンスには、一重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（蛍光）と三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（リン光）とがあるが、本発明の修理方法は、どちらの発光を用いた発光装置にも適用可能である。
【０００５】
なお、本明細書では、陽極と陰極の間に設けられた全ての層を有機化合物層と定義する。有機化合物層には具体的に、発光層、正孔注入層、電子注入層、正孔輸送層、電子輸送層等が含まれる。基本的に有機発光素子は、陽極／発光層／陰極が順に積層された構造を有しており、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を有していることもある。
【０００６】
また本明細書において、有機発光素子が発光することを、有機発光素子が駆動すると呼ぶ。また、本明細書中では、陽極、有機化合物層及び陰極で形成される発光素子を有機発光素子と呼ぶ。
【０００７】
有機発光素子は高い整流特性を有しており、陽極を陰極より高電位にすると、有機化合物層に電流が流れ、キャリアの再結合による発光が起こる。逆に、陽極を陰極より低電位にすると、有機化合物層にはほとんど電流は流れない。このダイオード構造から有機発光素子は有機発光ダイオード（Organic Light Emitting Diode ： OLED）とも呼ばれている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に有機発光素子は、陽極または陰極のいずれか一方の電極を形成した後、該電極に接するように有機化合物層を形成し、該有機化合物層に接するように陽極または陰極の残りの一方を形成することで作られる。
【０００９】
有機化合物層の成膜方法には、主に蒸着による成膜方法と、スピンコートによる成膜方法とがある。いずれの方法においても、電極及び有機化合物層を成膜する際には、ゴミ等が基板に付着しないように、成膜前に基板を洗浄したり、成膜を行うクリーンルーム内の清浄度の管理を徹底する等の努力が行われている。
【００１０】
しかし、上記努力にも関わらずゴミ等が電極等に付着し、成膜した有機化合物層に穴（ピンホール）が開いてしまう場合がある。図１２（Ａ）に２つの電極２０１、２０２がショートした場合の有機発光素子２００の断面図を簡単に示す。有機化合物層２０３にピンホールが開くと、有機化合物層２０３上に電極２０２を形成したとき、２つの電極２０１と２０２とが、ピンホールにおいて接続し、ショート（短絡）することがある。なお以下、発光層を間に挟んで形成された２つの層が、発光層に形成されたピンホールにおいて接触している部分を欠陥部２０４と呼ぶ。
【００１１】
図１３（Ａ）に欠陥部がない有機発光素子の電圧−電流特性を、図１３（Ｂ）に欠陥部においてショートしている有機発光素子の電圧−電流特性を示す。
【００１２】
図１３（Ａ）と図１３（Ｂ）を比較すると、有機発光素子２００に逆バイアスの電圧を印加したときに有機発光素子２００に流れる電流は、図１３（Ｂ）の場合のほうが大きい。
【００１３】
これは、図１３（Ａ）と違って、図１３（Ｂ）の場合は欠陥部２０４において２つの電極がショートしているために、欠陥部２０４において電流が流れていることを示唆している。
【００１４】
欠陥部２０４において２つの電極２０１、２０２がショートすると、有機化合物層の発光輝度が低下する。図１２（Ｂ）に、欠陥部を有する有機発光素子に順バイアスの電圧を印加したときの電流の流れを、模式的に示す。
【００１５】
欠陥部２０４において２つの電極２０１、２０２がショートしている場合、欠陥部２０４は抵抗ＲSCを間に有して、有機発光素子２００が有する２つの電極を接続していると考えられる。そのため、順方向の電流Ｉoriを有機発光素子の一方の電極から流したとき、欠陥部２０４に流れる電流をＩSC、有機化合物層２０３に流れる電流をＩdioとすると、電流Ｉori＝ＩSC＋Ｉdioを満たす。
【００１６】
よって上述した式Ｉori＝ＩSC＋ＩdioにおいてＩoriが一定だとすると、欠陥部が存在する有機発光素子では、実際に有機化合物層２０３に流れる電流Ｉdioは小さくなる。欠陥部２０４における抵抗ＲSCが小さくなるとＩSCが大きくなるため、この傾向が顕著となり、有機発光素子２００の整流性はさらに崩れる。
【００１７】
有機化合物層２０３に流れる電流Ｉdioが小さくなると、有機発光素子２００の発光輝度が低下する。つまり、欠陥部においてショートしていると、ショートしていない場合に比べて、順バイアスの電圧をかけた場合の有機発光素子の発光輝度が低い。
【００１８】
また、有機化合物層が複数の層を積層することで形成されている場合においても、発光層にピンホールが形成されると、該ピンホールを介して正孔注入層または正孔輸送層と、電子注入層または電子輸送層とが接続されてしまう。この正孔注入層または正孔輸送層と、電子注入層または電子輸送層とが接続されている部分も、電極がショートしている欠陥部と同じように逆バイアスの電流が流れる状態にあるので、有機発光素子の発光輝度の低下の原因となる。なお以下、発光層を間に挟んで形成された２つの層が、発光層に形成されたピンホールを介して接触している部分を全て、欠陥部と総称する。欠陥部は陽極と陰極とが電気的にショート（短絡）した部分である。
【００１９】
さらに、有機発光素子の発光輝度の低下に加えて、欠陥部においてショートしていると、欠陥部に常に電流が流れるため、欠陥部の周囲に存在する有機化合物層の劣化が促進されてしまう。
【００２０】
本発明は上記問題に鑑み、欠陥部の修理方法の考案を課題とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、有機発光素子に欠陥部が形成されていても、該欠陥部における抵抗を大きくすれば、順バイアスの電圧を印加したときに有機化合物層に流れる電流が小さくなることを防ぐことができるのではないかと考えた。
【００２２】
そこで、有機発光素子に逆バイアスの電圧を印加し、逆バイアスの電流Ｉrevを流すことで、欠陥部における抵抗ＲSCを大きくする方法を考案した。
【００２３】
有機発光素子に逆バイアスの電流Ｉrevを流すと、そのほとんどは有機化合物層に流れずに、ショートしている欠陥部に流れる。欠陥部に流れる電流ＩSCが大きいと、欠陥部の温度が上昇するために、欠陥部が焼き切れたり、気化して蒸発したり、酸化または炭化して絶縁体になったりして、欠陥部に何らかの変化が起こり、結果的に抵抗ＲSCが大きくなる。なお本明細書において、逆バイアスの電流を流すことで抵抗ＲSCが大きくなった欠陥部を、変性層と呼ぶ。
【００２４】
抵抗ＲSCが大きくなると、有機発光素子に順バイアスの電圧をかけたときに、変性層に流れる電流が小さくなり、代わりに有機化合物層に流れる電流が大きくなって、発光輝度が高くなる。
【００２５】
また、欠陥部では常に電流が流れるために、欠陥部の周囲に存在する有機化合物層の劣化が促進されやすかった。しかし、変性層は抵抗ＲSCが高いので電流は流れにくく、変性層の周囲に存在する有機化合物層の劣化が促進されることを防ぐことができる。
【００２６】
次いで、本発明に用いる有機発光素子の陰極の材料を検討した。陰極は電子注入を行うため仕事関数が低い材料が好ましく、Ｌｉ、Ｍｇといった材料が含まれている。これら材料の影響を調べた。
【００２７】
ＭＯＳ（Metal-Oxide-Silicon）構造の試料を用い、Ｃ−Ｖ（容量−電圧）特性を調べた。ＭＯＳの容量Ｃと絶縁膜の容量ＣOXとの比は電圧に依存して決まる。不純物のない清浄なＭＯＳを用いたときは、Ｃ／ＣOXが電圧に応じて一義的に定まる理想的なＣ−Ｖ特性を示す。この理想的なＣ−Ｖ特性とずれた場合は、イオン性の不純物でＭＯＳが汚染されていることを示す。
【００２８】
初期特性と、１．７ＭＶ／ｃｍのバイアスを１５０℃で１時間ＭＯＳに加えた後の特性とを測定した。この熱衝撃を加えながらバイアスを加える処理をＢＴ（bias-temperature）処理という。Ｓｉをグランドレベルとし、正のバイアスを加える処理（＋ＢＴ処理）、負のバイアスを加える処理（−ＢＴ処理）が行われる。
【００２９】
Ｃ−Ｖ特性の測定はＳｉをグランドレベルとし、電極の電位を−１０Ｖから＋１０Ｖまで上げて、次いで＋１０Ｖから−１０Ｖまで下げて行った。
【００３０】
ＭＯＳ構造は、シリコン基板上に酸化シリコン膜を膜厚５０ｎｍで形成し、さらに酸化シリコン膜上に電極としてＡｌＭｇ、ＭｇＡｇ、又はＡｌＬｉをそれぞれ形成した構成とした。なお、測定においてＡｌＭｇはＡｌ：Ｍｇ＝９５：５、ＭｇＡｇはＭｇ：Ａｇ＝９０：１０、ＡｌＬｉはＡｌ：Ｌｉ＝９０：１０の重量比とした。
【００３１】
ＡｌＭｇを電極として用いた場合（図１７）と、ＭｇＡｇを電極として用いた場合（図１８）は、初期特性と、ＢＴ処理をした後の特性のいずれも電圧に応じてＣ／ＣOXが一義的に定まる理想的な特性を示した。これは、熱衝撃を加えてもＭｇの拡散が無視できるレベルであったことを示している。
【００３２】
しかしながら、ＡｌＬｉを電極として用いた場合（図１９）は、Ｃ−Ｖ特性は理想値に比べて大きくずれる結果となった。とくに、正のバイアスを加えるＢＴ処理（＋ＢＴ処理）をした後の特性６００は、理想値に対する変動が大きかった。これは、ＡｌＬｉを正の電位にしたときに、Ｌｉ+が電気的な反発により電極から溶出し、拡散したためと考えられる。初期特性と負のバイアスのＢＴ処理（-ＢＴ処理）をした後の特性でも、測定時の正電圧印加で微量のＬｉ+が溶出するせいか、Ｃ−Ｖ特性にヒステリシスがみられる。
【００３３】
このため、拡散性の高いＬｉを添加した電極は、逆バイアスを有機発光素子に加えるときに陰極を正の電位とする本発明の構成上、好ましくないとの結論に達した。
【００３４】
逆バイアスを加えて陰極に含まれるＬｉ+が溶出してしまうと、逆バイアス印加で欠陥部の修正をしながら、デバイスを汚染してしまうようなものである。陰極から溶出したＬｉ+は、可動性が高いため層間絶縁膜を突き抜けＴＦＴに達しチャネル層を汚染して、ＴＦＴ性能を劣化させる。
【００３５】
もちろん、Ｌｉだけでなく可動性の高いＮａが陰極に含まれた構成も同様の理由で好ましくない。これらＬｉ、Ｎａが陰極に含有される量は少なければ、少ないほど良い。
【００３６】
また、陰極は、拡散性の低いＭｇを含有した電極を用いることが好ましいことがわかった。例えばＡｌＭｇ、ＭｇＡｇを用いることが非常に有効である。
【００３７】
また、本発明の発光素子が有する有機化合物層は、公知の有機化合物材料を用いて形成することができるが、無機材料をその一部に含めて形成されたものも含めるものとする。例えば、仕事関数の小さいアルカリ金属元素、またはアルカリ土類金属元素を用い、これらを含む層を有機化合物層の一部に用いて形成することで、陰極からの電子の注入性の向上を可能にすることができるが、その他にも注入されたキャリアの輸送性を高めることが可能な無機材料をその一部に含めることにより特性の優れた発光素子を形成することもできる。なお、本発明においては、有機化合物層に含まれる無機材料の種類及びこれらを含む層の有機化合物層内部における配置については、特に限られることはなく、公知の無機材料を自由な配置で用いることができる。
【００３８】
なお、本発明はアクティブマトリクス型の発光装置のみならず、パッシブ型の発光装置にも用いることが可能である。
【００３９】
以下に本発明の構成を示す。
【００４０】
本発明によって、陽極と、陰極と、前記陽極および前記陰極に挟まれた有機化合物層とを有する有機発光素子を含む発光装置の修理方法であって、前記陰極はＬｉまたはＮａの含有量がそれぞれ１×１０18atoms／cm3以下であり、前記陽極と前記陰極の間に逆バイアスの電圧を印加することを特徴とする発光装置の修理方法が提供される。
【００４１】
本発明によって陽極と、陰極と、前記陽極および前記陰極に挟まれた有機化合物層とを有する有機発光素子を含む発光装置の修理方法であって、前記陰極はＬｉまたはＮａの含有量がそれぞれ１×１０18atoms／cm3以下であり、前記陽極と前記陰極の間に逆バイアスの電圧を印加することにより、前記陽極と前記陰極とが電気的に短絡した部分に電流を流して、前記短絡した部分を発熱させ、前記発熱した部分を高抵抗化または絶縁化させることを特徴とする発光装置の修理方法が提供される。
【００４２】
本発明によって、陽極と、陰極と、前記陽極および前記陰極に挟まれた有機化合物層とを有する有機発光素子を含む発光装置の修理方法であって、前記陰極はＬｉまたはＮａの含有量がそれぞれ１×１０18atoms／cm3以下であり、前記有機化合物層は、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層または電子輸送層と、発光層とを有しており、前記陽極と前記陰極の間に逆バイアスの電圧を印加することにより、前記発光層の上方の層と、前記発光層の下方の層とが電気的に短絡した部分に電流を流して、前記短絡した部分を発熱させ、前記発熱した部分を高抵抗化または絶縁化させることを特徴とする発光装置の修理方法が提供される。
【００４３】
本発明によって、陽極と、陰極と、前記陽極および前記陰極に挟まれた有機化合物層とを有する有機発光素子を含む発光装置の修理方法であって、前記陰極はＬｉまたはＮａの含有量がそれぞれ１×１０18atoms／cm3以下であり、前記陽極と前記陰極の間に逆バイアスの電圧を印加することにより、前記陽極又は前記陰極の少なくとも一つが前記有機化合物層に陥入して前記陽極と前記陰極とが電気的に接した部分に電流を流すことを特徴とする発光装置の修理方法が提供される。
【００４４】
本発明によって、前記陽極と前記陰極とが電気的に接した部分に前記電流を流して発熱させ、前記発熱した部分を高抵抗化または絶縁化することを特徴とする発光装置の修理方法が提供される。
【００４５】
本発明によって、陽極と、陰極と、前記陽極および前記陰極に挟まれた有機化合物層とを有する有機発光素子を含む発光装置の修理方法であって、前記陰極はＬｉまたはＮａの含有量がそれぞれ１×１０18atoms／cm3以下であり、前記有機化合物層は、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層または電子輸送層と、発光層とを有しており、前記陽極と前記陰極の間に逆バイアスの電圧を印加することにより、前記発光層の上方の層又は前記発光層の下方の層のいずれかが前記発光層に陥入し、前記発光層の上方の層と前記発光層の下方の層とが電気的に接した部分に電流を流すことを特徴とする発光装置の修理方法が提供される。
【００４６】
本発明によって、前記発光層の上方の層と前記発光層の下方の層とが電気的に接した部分に前記電流を流して発熱させ、前記発熱した部分を高抵抗化または絶縁化することを特徴とする発光装置の修理方法が提供される。
【００４７】
本発明によって、前記陰極はＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａのうち少なくとも一つを含有する合金であることを特徴とする発光装置の修理方法が提供される。
【００４８】
本発明によって、前記陰極はマグネシウムを含有する合金であることを特徴とする発光装置の修理方法が提供される。
【００４９】
本発明によって、前記陰極はＡｌＭｇ、ＭｇＡｇ、又はＭｇＡｇＡｌであることを特徴とする発光装置の修理方法される。
【００５０】
本発明によって、陽極と、陰極と、前記陽極および前記陰極に挟まれた有機化合物層とを有する有機発光素子を含む発光装置の修理方法であって、前記陰極はＡｌ又はＡｇの少なくとも一つと、Ｍｇとを含む合金であり、前記陽極と前記陰極の間に逆バイアスの電圧を印加することを特徴とする発光装置の修理方法が提供される。
【００５１】
本発明によって、陽極と、陰極と、前記陽極および前記陰極に挟まれた有機化合物層とを有する有機発光素子を含む発光装置の修理方法であって、前記陰極はＡｌ又はＡｇの少なくとも一つと、Ｍｇとを含む合金であり、前記陽極と前記陰極の間に逆バイアスの電圧を印加することにより、前記陽極と前記陰極とが電気的に短絡した部分に電流を流して、前記短絡した部分を発熱させ、前記発熱した部分を高抵抗化または絶縁化させることを特徴とする発光装置の修理方法が提供される。
【００５２】
本発明によって、陽極と、陰極と、前記陽極および前記陰極に挟まれた有機化合物層とを有する有機発光素子を含む発光装置の修理方法であって、前記陰極はＡｌ又はＡｇの少なくとも一つと、Ｍｇとを含む合金であり、前記有機化合物層は、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層または電子輸送層と、発光層とを有しており、前記陽極と前記陰極の間に逆バイアスの電圧を印加することにより、前記発光層の上方の層と、前記発光層の下方の層とが電気的に短絡した部分に電流を流して、前記短絡した部分を発熱させ、前記発熱した部分を高抵抗化または絶縁化させることを特徴とする発光装置の修理方法が提供される。
【００５３】
本発明によって、陽極と、陰極と、前記陽極および前記陰極に挟まれた有機化合物層とを有する有機発光素子を含む発光装置の修理方法であって、前記陰極はＡｌ又はＡｇの少なくとも一つと、Ｍｇとを含む合金であり、前記陽極と前記陰極の間に逆バイアスの電圧を印加することにより、前記陽極又は前記陰極の少なくとも一つが前記有機化合物層に陥入して前記陽極と前記陰極とが電気的に接した部分に電流を流すことを特徴とする発光装置の修理方法が提供される。
【００５４】
本発明によって、前記陽極と前記陰極とが電気的に接した部分に前記電流を流して発熱させ、前記発熱した部分を高抵抗化または絶縁化することを特徴とする発光装置の修理方法が提供される。
【００５５】
本発明によって、陽極と、陰極と、前記陽極および前記陰極に挟まれた有機化合物層とを有する有機発光素子を含む発光装置の修理方法であって、前記陰極はＡｌ又はＡｇの少なくとも一つと、Ｍｇとを含む合金であり、前記有機化合物層は、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層または電子輸送層と、発光層とを有しており、前記陽極と前記陰極の間に逆バイアスの電圧を印加することにより、前記発光層の上方の層又は前記発光層の下方の層のいずれかが前記発光層に陥入し、前記発光層の上方の層と前記発光層の下方の層とが電気的に接した部分に電流を流すことを特徴とする発光装置の修理方法が提供される。
【００５６】
本発明によって、前記発光層の上方の層と前記発光層の下方の層とが電気的に接した部分に前記電流を流して発熱させ、前記発熱した部分を高抵抗化または絶縁化することを特徴とする発光装置の修理方法が提供される。
【００５７】
本発明によって、前記陰極はＬｉまたはＮａの含有量がそれぞれ１×１０18atoms／cm3以下であることを特徴とする発光装置の修理方法が提供される。
【００５８】
本発明によって、前記陰極はＭｇの含有量が１×１０20atoms／cm3以上であることを特徴とする発光装置の修理方法が提供される。
【００５９】
本発明によって、前記逆バイアスの電圧を一定期間毎に印加することを特徴とする発光装置の修理方法が提供される。
【００６０】
本発明によって、前記逆バイアスの電圧を前記印加するときに、前記有機化合物層にアバランシュ電流が流れ始める高さの±１５％以内に納まるまで徐々に高くすることを特徴とする発光装置の修理方法が提供される。
【００６１】
本発明によって、前記有機発光素子はマトリクス状に配置され、前記有機発光素子のそれぞれに接続された薄膜トランジスタを有することを特徴とする発光装置の修理方法が提供される。
【００６２】
本発明によって、陽極と、陰極と、前記陽極および前記陰極に挟まれた有機化合物層とを有する有機発光素子を含む発光装置の作製方法であって、ＬｉまたはＮａの含有量がそれぞれ１×１０18atoms／cm3以下である陰極を形成した後、前記陽極と前記陰極の間に逆バイアスの電圧を印加することを特徴とする発光装置の作製方法が提供される。
【００６３】
本発明によって、陽極と、陰極と、前記陽極および前記陰極に挟まれた有機化合物層とを有する有機発光素子を含む発光装置の作製方法であって、ＬｉまたはＮａの含有量がそれぞれ１×１０18atoms／cm3以下である陰極を形成した後、前記陽極と前記陰極の間に逆バイアスの電圧を印加することにより、前記陽極と前記陰極とが電気的に短絡した部分に電流を流して、前記短絡した部分を発熱させ、前記発熱した部分を高抵抗化または絶縁化させることを特徴とする発光装置の作製方法が提供される。
【００６４】
本発明によって、陽極と、陰極と、前記陽極および前記陰極に挟まれた有機化合物層とを有する有機発光素子を含む発光装置の作製方法であって、Ａｌ又はＡｇの少なくとも一つと、Ｍｇとを含む合金からなる陰極を形成した後、前記陽極と前記陰極の間に逆バイアスの電圧を印加することを特徴とする発光装置の作製方法が提供される。
【００６５】
本発明によって、陽極と、陰極と、前記陽極および前記陰極に挟まれた有機化合物層とを有する有機発光素子を含む発光装置の作製方法であって、Ａｌ又はＡｇの少なくとも一つと、Ｍｇとを含む合金からなる陰極を形成した後、
前記陽極と前記陰極の間に逆バイアスの電圧を印加することにより、前記陽極と前記陰極とが電気的に短絡した部分に電流を流して、前記短絡した部分を発熱させ、前記発熱した部分を高抵抗化または絶縁化させることを特徴とする発光装置の作製方法。
【００６６】
【発明の実施の形態】
図１を用いて本発明の修理方法について説明する。図１（Ａ）は、欠陥部を有する有機発光素子に逆バイアスの電圧を印加した場合の電流の流れを、模式的に示した図である。
【００６７】
有機発光素子に、グランドの電圧ＧＮＤと逆バイアスの電圧Ｖrevを交互に印加する。図１（Ｂ）に、グランドの電圧ＧＮＤと逆バイアスの電圧Ｖrevを交互に印加したときの、タイミングチャートを示す。なお本実施の形態ではグランドの電圧ＧＮＤと逆バイアスの電圧Ｖrevを交互に印加したが、本発明はこの構成に限定されない。本発明では、逆バイアスの電流が有機発光素子に流れるようにすれば良い。よって、順バイアスの電圧と、逆バイアスの電圧Ｖrevを交互に有機発光素子に印加しても良い。
【００６８】
また本実施の形態では、一定期間毎に有機発光素子に逆バイアスの電圧をかけるが、本発明はこれに限定されない。有機発光素子に直流の逆バイアスの電圧を印加しても良い。
【００６９】
また、本実施の形態では、なだれ現象が起こって有機発光素子にアバランシュ電流が流れるまで、逆バイアスの電圧を徐々に大きくしている。本明細書において、有機発光素子にアバランシュ電流が流れはじめる電圧を、アバランシュ電圧（Avalanche voltage）と呼ぶ。しかし、本発明はこの構成に限定されず、有機発光素子に印加する電圧の高さは設計者が適宜設定することが可能である。有機発光素子に印加する電圧の高さは、欠陥部を変性させることができる高さで、なおかつ有機発光素子が壊れたり、有機化合物層が劣化されたりしないぐらいの高さであれば良い。
【００７０】
また、直流で印加している逆バイアスの電圧を徐々に大きくする構成であっても良い。
【００７１】
さらに、一定の高さの逆バイアスの電圧を、一定期間毎に有機発光素子に印加しても良いし、直流で印加しても良い。
【００７２】
一定期間毎に有機発光素子に逆バイアスの電圧を印加すると、欠陥部の周囲にある有機化合物層が、逆バイアスの電圧の印加により発生する熱などによって劣化するのを防ぐことが可能である。
【００７３】
また徐々に逆バイアスの電圧を高くすることで、修理する有機発光素子に最適な、逆バイアスの電圧の高さを見出しやすくなる。
【００７４】
有機発光素子に逆バイアスの電圧Ｖrevが印加されると、有機発光素子に逆バイアスの電流Ｉrevが流れる。逆バイアスの電流Ｉrevは、有機化合物層１０３に流れる電流をＩdio、欠陥部１０４に流れる電流をＩSCとすると、Ｉrev＝Ｉdio＋ＩSCを満たす。しかし逆バイアスの電流は有機化合物層にほとんど流れないので、よってＩrev≒ＩSCが成り立つ。
【００７５】
電流Ｉrevが欠陥部１０４に流れると、欠陥部１０４の温度が上昇するために、欠陥部が焼き切れたり、気化して蒸発したり、酸化または炭化して絶縁体になったりして、変性層になる。よって、抵抗ＲSCが大きくなる。
【００７６】
図２（Ａ）に、本発明の修理方法を用いたとき、欠陥部１０４を有する有機発光素子の電圧−電流特性の、時間の経過における変化を示す。電圧−電流特性のグラフは、時間の経過と共に矢印の方向に変化する。なお、Ｖavは、アバランシェ電圧を意味する。時間の経過と共に逆バイアスの電圧をかけたときに有機発光素子に流れる電流が小さくなっていることから、欠陥部の抵抗ＲSCが大きくなり、それに伴い欠陥部を流れる電流ＩSCが小さくなる。
【００７７】
図２（Ｂ）に、有機発光素子に順バイアスの電圧を印加したときの電流の流れを模式的に示す。欠陥部を流れる電流ＩSCが小さくなると、順バイアスの電圧を有機発光素子にかけたときに、実際に有機化合物層に流れる電流Ｉdioが大きくなり、発光輝度が高くなる。
【００７８】
なお、有機発光素子は、陽極と陰極とに有機化合物層が挟まれた構成である。陽極、有機化合物層は公知の材料を自由に用いればよい。しかし、本発明において陰極はＮａ、Ｌｉといった可動性の高い成分が混入しないように注意する必要がある。Ｌｉ、Ｎａの含有量が１×１０18atoms／cm3を超えると陰極からＬｉ、Ｎａが拡散しＴＦＴ性能に影響を与えて、ＴＦＴ特性が劣化する、あるいは安定しないといった問題が顕著にみられる。そこで、これらＮａ、Ｌｉの含有量はいずれも１×１０18atoms／cm3以下とする必要がある。
【００７９】
本発明では陰極は仕事関数が低いマグネシウムを含有する合金を用いる。例えばＡｌＭｇやＭｇＡｇなどを用いることが好ましい。Ｍｇが陰極に含有される量は、陰極の仕事関数を考慮して自由に決定することができる。しかし、Ｍｇが含まれる量が１×１０20atoms／cm2未満になると仕事関数が高くなり発光効率が低下する。このため、Ｍｇが陰極に含有される量は少なくとも１×１０20atoms／cm2以上が好ましい。
【００８０】
本発明の方法を用いることによって、有機化合物層成膜時にゴミ等の影響によりピンホールが形成され、発光層を間に挟んで形成された２つの層どうしがショートしても、ショートしている欠陥部を変性部に変えて抵抗を高めることができ、有機発光素子に順バイアスの電圧をかけたときに実際に有機化合物層に流れる電流を大きくすることができる。したがって、本発明の修理方法により、欠陥部が存在しても、同じ電圧を印加したときの発光輝度を高くすることができる。
【００８１】
また、欠陥部では常に電流が流れるために、欠陥部の周囲に存在する有機化合物層の劣化が促進されやすかった。しかし、変性層は抵抗ＲSCが高いので電流は流れにくく、変性層の周囲に存在する有機化合物層の劣化が促進されることを防ぐことができる。
【００８２】
また、有機発光素子の陰極は拡散性の低いＭｇ、Ａｌ、Ａｇを主成分とするため、逆バイアスの印加にともなうデバイスの汚染を防止することが可能になる。
【００８３】
【実施例】
以下に、本発明の実施例について説明する。
【００８４】
（実施例１）
本実施例では、各画素に２つ薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を有するアクティブマトリクス型の発光装置に、本発明の修理方法を用いた例について説明する。
【００８５】
図３に本発明の修理方法を用いた発光装置の画素の回路図を示す。各画素はソース信号線Ｓｉ（ｉは１〜ｘのいずれか１つ）と、電源供給線Ｖｉ（ｉは１〜ｘのいずれか１つ）と、ゲート信号線Ｇｊ（ｊは１〜ｙのいずれか１つ）とを有している。
【００８６】
また、各画素は、スイッチング用ＴＦＴ３０１と、駆動用ＴＦＴ３０２と、有機発光素子３０３と、コンデンサ３０４とを有している。
【００８７】
スイッチング用ＴＦＴ３０１のゲート電極はゲート信号線Ｇｉに接続されている。またスイッチング用ＴＦＴ３０１のソース領域とドレイン領域は、一方はソース信号線Ｓｉに、もう一方は駆動用ＴＦＴ３０２のゲート電極に接続されている。
【００８８】
駆動用ＴＦＴ３０２のソース領域は電源供給線Ｖｉに接続されており、ドレイン領域は有機発光素子３０３が有する２つの電極のいずれか一方に接続されている。有機発光素子３０３が有する２つの電極のうち、駆動用ＴＦＴ３０２のドレイン領域に接続されていない方は、対向電源３０７に接続されている。
【００８９】
なお、有機発光素子３０３が有する２つの電極のうち、駆動用ＴＦＴ３０２のドレイン領域に接続されている電極を画素電極と呼び、対向電源３０７に接続されている電極を対向電極と呼ぶ。
【００９０】
またコンデンサ３０４は、駆動用ＴＦＴ３０２のゲート電極と電源供給線Ｖｉとの間に形成されている。
【００９１】
図４（Ａ）に、図３に示した画素を複数有する発光装置の画素部を示す。画素部３０６は、ソース信号線Ｓ１〜Ｓｘと、電源供給線Ｖ１〜Ｖｘと、ゲート信号線Ｇ１〜Ｇｙとを有している。画素部３０６には複数の画素３０５がマトリクス状に形成されている。
【００９２】
図４（Ｂ）に有機発光素子３０３の欠陥部を修理する際の、各画素におけるＴＦＴの動作と、電源供給線Ｖｉ及び対向電極に入力される電圧の高さを示す。有機発光素子３０３の欠陥部を修理するとき、各画素のスイッチング用ＴＦＴ３０１及び駆動用ＴＦＴ３０２は共にオンの状態にしておく。そして電源供給線Ｖｉの電圧を一定にし、対向電極の電圧を一定期間毎に変化させることで、一定期間毎に有機発光素子に所定の逆バイアスの電流を流す。
【００９３】
有機発光素子の欠陥の修理は、画素部３０６が有する全ての画素３０５において一斉に行っても良いし、各ライン毎、または各画素毎に行っても良い。
【００９４】
本実施例において有機発光素子の２つの電極のうち、陰極はマグネシウムを含有する合金、例えばＡｌＭｇやＭｇＡｇなどを用いて形成する。陰極にはＮａ、Ｌｉといった可動性の高い成分が混入しないようにし、これらＮａ、Ｌｉの含有量はいずれも１×１０18atoms／cm2以下とする。
【００９５】
本実施例の回路によれば、スイッチング用ＴＦＴ、駆動用ＴＦＴ、電源供給線、対向電源に加える電圧を適宜に調節して有機発光素子に逆バイアスを加えることができる。有機発光素子の陰極にＬｉ、Ｎａが含まれないよう厳重に管理しているため、デバイスを汚染することなく逆バイアスをかけることができる。
【００９６】
（実施例２）
本実施例では、各画素に３つ薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を有するアクティブマトリクス型の発光装置に、本発明の修理方法を用いた例について説明する。
【００９７】
図５に本発明の修理方法を用いた発光装置の画素の回路図を示す。各画素はソース信号線Ｓｉ（ｉは１〜ｘのいずれか１つ）と、電源供給線Ｖｉ（ｉは１〜ｘのいずれか１つ）と、書き込み用ゲート信号線Ｇａｊ（ｊは１〜ｙのいずれか１つ）と、消去用ゲート信号線Ｇｅｊ（ｊは１〜ｙのいずれか１つ）とを有している。
【００９８】
また、各画素は、スイッチング用ＴＦＴ５０１ａと、消去用ＴＦＴ５０１ｂと、駆動用ＴＦＴ５０２と、有機発光素子５０３と、コンデンサ５０４とを有している。
【００９９】
スイッチング用ＴＦＴ５０１ａのゲート電極は書き込み用ゲート信号線Ｇａｊに接続されている。またスイッチング用ＴＦＴ５０１ａのソース領域とドレイン領域は、一方はソース信号線Ｓｉに、もう一方は駆動用ＴＦＴ５０２のゲート電極に接続されている。
【０１００】
消去用ＴＦＴ５０１ｂのゲート電極は消去用ゲート信号線Ｇｅｊに接続されている。また消去用ＴＦＴ５０１ｂのソース領域とドレイン領域は、一方は電源供給線Ｖｉに、もう一方は駆動用ＴＦＴ５０２のゲート電極に接続されている。
【０１０１】
駆動用ＴＦＴ５０２のソース領域は電源供給線Ｖｉに接続されており、ドレイン領域は有機発光素子５０３が有する２つの電極のいずれか一方に接続されている。有機発光素子５０３が有する２つの電極のうち、駆動用ＴＦＴ５０２のドレイン領域に接続されていない方は、対向電源５０７に接続されている。
【０１０２】
なお、有機発光素子５０３が有する２つの電極のうち、駆動用ＴＦＴ５０２のドレイン領域に接続されている電極を画素電極と呼び、対向電源５０７に接続されている電極を対向電源と呼ぶ。
【０１０３】
またコンデンサ５０４は、駆動用ＴＦＴ５０２のゲート電極と電源供給線Ｖｉとの間に形成されている。
【０１０４】
図６（Ａ）に、図５に示した画素を複数有する発光装置の画素部を示す。画素部５０６は、ソース信号線Ｓ１〜Ｓｘと、電源供給線Ｖ１〜Ｖｘと、書き込み用ゲート信号線Ｇａ１〜Ｇａｙと、消去用ゲート信号線Ｇｅ１〜Ｇｅｙとを有している。画素部５０６には複数の画素５０５がマトリクス状に形成されている。
【０１０５】
図６（Ｂ）に有機発光素子５０３の欠陥部を修理する際の、各画素におけるＴＦＴの動作と、電源供給線Ｖｉ及び対向電極に入力される電圧の高さを示す。有機発光素子５０３の欠陥部を修理するとき、各画素のスイッチング用ＴＦＴ５０１ａ及び駆動用ＴＦＴ５０２は共にオンの状態にしておく。また、各画素の消去用ＴＦＴ５０１ｂはオフの状態にしておく。そして電源供給線Ｖｉの電圧を一定にし、対向電極の電圧を一定期間毎に変化させることで、一定期間毎に有機発光素子５０３に所定の逆バイアスの電流を流す。
【０１０６】
なお有機発光素子５０３の欠陥の修理は、画素部５０６が有する全ての画素５０５において一斉に行っても良いし、各ライン毎、または各画素毎に行っても良い。
【０１０７】
なお、逆バイアスを加えたときにアルカリが溶出しないように、有機発光素子の陰極はマグネシウムを含有する合金、例えばＡｌＭｇやＭｇＡｇなどを用いて形成する。陰極にはＮａ、Ｌｉといった可動性の高い成分が混入しないように厳重に管理し、これらＮａ、Ｌｉの含有量はいずれも１×１０18atoms／cm2以下とする。
【０１０８】
本実施形態の回路でも、有機発光素子に逆バイアスをかけることが可能である。
【０１０９】
（実施例３）
本実施例では、各画素に３つ薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を有するアクティブマトリクス型の発光装置に、本発明の修理方法を用いた例について説明する。
【０１１０】
図７に本発明の修理方法を用いた発光装置の画素の回路図を示す。各画素はソース信号線Ｓｉ（ｉは１〜ｘのいずれか１つ）と、電源供給線Ｖｉ（ｉは１〜ｘのいずれか１つ）と、ゲート信号線Ｇｊ（ｊは１〜ｙのいずれか１つ）とを有している。
【０１１１】
また、各画素は、スイッチング用ＴＦＴ４０１と、駆動用ＴＦＴ４０２と、有機発光素子４０３と、コンデンサ４０４と、逆バイアス印加用ＴＦＴ４０８とを有している。
【０１１２】
スイッチング用ＴＦＴ４０１のゲート電極はゲート信号線Ｇｉに接続されている。またスイッチング用ＴＦＴ４０１のソース領域とドレイン領域は、一方はソース信号線Ｓｉに、もう一方は駆動用ＴＦＴ４０２のゲート電極に接続されている。
【０１１３】
駆動用ＴＦＴ４０２のソース領域は電源供給線Ｖｉに接続されており、ドレイン領域は有機発光素子４０３が有する２つの電極のいずれか一方に接続されている。有機発光素子４０３が有する２つの電極のうち、駆動用ＴＦＴ４０２のドレイン領域に接続されていない方は、対向電源４０７に接続されている。
【０１１４】
なお、有機発光素子４０３が有する２つの電極のうち、駆動用ＴＦＴ４０２のドレイン領域に接続されている電極を画素電極と呼び、対向電源４０７に接続されている電極を対向電極と呼ぶ。
【０１１５】
逆バイアス印加用ＴＦＴ４０８のゲート電極は電源供給線Ｖｉに接続されている。また逆バイアス印加用ＴＦＴ４０８のソース領域とドレイン領域は、一方は電源供給線Ｖｉに、もう一方は有機発光素子の画素電極に接続されている。
【０１１６】
またコンデンサ４０４は、駆動用ＴＦＴ４０２のゲート電極と電源供給線Ｖｉとの間に形成されている。
【０１１７】
図８（Ａ）に、図７に示した画素を複数有する発光装置の画素部を示す。画素部４０６は、ソース信号線Ｓ１〜Ｓｘと、電源供給線Ｖ１〜Ｖｘと、ゲート信号線Ｇ１〜Ｇｙとを有している。画素部４０６には複数の画素４０５がマトリクス状に形成されている。
【０１１８】
図８（Ｂ）に有機発光素子４０３の欠陥部を修理する際の、各画素におけるＴＦＴの動作と、電源供給線Ｖｉ及び対向電極に入力される電圧の高さを示す。有機発光素子４０３の欠陥部を修理するとき、各画素のスイッチング用ＴＦＴ４０１及び駆動用ＴＦＴ４０２は共にオフの状態にしておく。そして、整流特性を有する逆バイアス印加用ＴＦＴ４０８をオンの状態にして順方向に電圧をかける。すると、逆バイアスＴＦＴに電流が流れて有機発光素子に逆バイアスがかかる。電源供給線Ｖｉの電圧を一定にし、対向電極の電圧を一定期間毎に変化させることで、一定期間毎に有機発光素子に所定の逆バイアスの電流を流す。
【０１１９】
なお有機発光素子の欠陥の修理は、すべての画素で一斉に行ってもよいし、各ライン毎に行ってもよい。
【０１２０】
なお、逆バイアスを加えたときにアルカリが溶出しないように、有機発光素子の陰極はマグネシウムを含有する合金、例えばＡｌＭｇやＭｇＡｇなどを用いて形成する。陰極にはＮａ、Ｌｉといった可動性の高い成分が混入しないように厳重に管理し、これらＮａ、Ｌｉの含有量はいずれも１×１０18atoms／cm2以下とする。
【０１２１】
本実施例の回路は、電源供給線の電位と、対向電源の電位を調節するだけで容易に有機発光素子に逆バイアスをかけることができる。
【０１２２】
（実施例４）
本実施例では、有機化合物層が複数の層で形成されている有機発光素子に、本発明の修理方法を用いる場合について説明する。
【０１２３】
図９（Ａ）に有機発光素子の構成を示す。まず、酸化インジウムと酸化スズを組み合わせた化合物（ＩＴＯ）からなる陽極上に、正孔注入層として、ポリチオフェン誘導体であるＰＥＤＯＴをスピンコート法により３０ｎｍの膜厚で成膜する。次に、正孔輸送層としてＭＴＤＡＴＡを２０ｎｍ、α−ＮＰＤを１０ｎｍ、それぞれ蒸着法により形成する。その上に発光層を形成する発光材料としてシングレット化合物であるＡｌｑ3を蒸着法により５０ｎｍの膜厚で成膜する。そして、陰極としてＡｌＭｇを１００ｎｍの膜厚に蒸着することにより、有機発光素子が形成される。
【０１２４】
上記構成を有する有機発光素子の発光層において、ピンホールによる欠陥部が形成された場合、欠陥部において陰極であるＡｌＭｇが正孔輸送層であるα−ＮＰＤに接触してしまう。
【０１２５】
該欠陥部を有する有機発光素子に一定期間毎に逆バイアスの電流を流すことで、欠陥部の温度が上昇し、欠陥部が焼き切れたり、気化して蒸発したり、酸化または炭化して絶縁体になったりして、結果的に欠陥部が変性部に変わり、抵抗を大きくすることができる。よって、変性層の周囲に存在する有機化合物層の劣化が促進されることを防ぐことができる。
【０１２６】
なお、この有機発光素子により得られる発光は、シングレット化合物による一重項励起エネルギーを利用したものである。
【０１２７】
図９（Ｂ）に別の有機発光素子の構成を示す。まず、酸化インジウムと酸化スズを組み合わせた化合物からなる陽極上に、正孔注入層として銅フタロシアニンを２０ｎｍの膜厚で蒸着法により形成する。次に、正孔輸送層としてα−ＮＰＤを１０ｎｍの膜厚で蒸着法により形成させた。その上に発光層を形成する発光材料としてトリプレット化合物であるＩｒ（ｐｐｙ）3とＣＢＰを蒸着法により２０ｎｍに成膜する。さらに発光層上に電子輸送層としてＢＣＰを１０ｎｍ、Ａｌｑ3を４０ｎｍ、それぞれ蒸着法により形成した後、陰極としてＡｌＭｇを１００ｎｍの膜厚に蒸着することにより有機発光素子が形成される。
【０１２８】
上記構成を有する有機発光素子の発光層において、ピンホールによる欠陥部が形成された場合、欠陥部において電子輸送層であるＢＣＰが正孔輸送層であるα−ＮＰＤに接触してしまう。
【０１２９】
該欠陥部を有する有機発光素子に一定期間毎に逆バイアスの電流を流すことで、欠陥部の温度が上昇し、欠陥部が焼き切れたり、気化して蒸発したり、酸化または炭化して絶縁体になったりして、結果的に欠陥部が変性部に変わり抵抗を大きくすることができる。よって、変性層の周囲に存在する有機化合物層の劣化が促進されることを防ぐことができる。
【０１３０】
なお、この有機発光素子により得られる発光は、トリプレット化合物による三重項励起エネルギーを利用したものである。
【０１３１】
図１０（Ａ）に有機発光素子の構成を示す。まず、酸化インジウムと酸化スズを組み合わせた化合物（ＩＴＯ）からなる陽極上に、正孔注入層として、ポリチオフェン誘導体であるＰＥＤＯＴをスピンコート法により３０ｎｍの膜厚で成膜する。その上に発光層を形成する発光材料としてシングレット化合物であるＡｌｑ3を蒸着法により５０ｎｍの膜厚で成膜する。そして、陰極としてＡｌＭｇを１００ｎｍの膜厚に蒸着することにより、有機発光素子が形成される。
【０１３２】
上記構成を有する有機発光素子の発光層において、ピンホールによる欠陥部が形成された場合、欠陥部において陰極であるＡｌＭｇが正孔注入層であるＰＥＤＯＴに接触してしまう。
【０１３３】
該欠陥部を有する有機発光素子に一定期間毎に逆バイアスの電流を流すことで、欠陥部の温度が上昇し、欠陥部が焼き切れたり、気化して蒸発したり、酸化または炭化して絶縁体になったりして、結果的に欠陥部が変性部に変わり、抵抗を大きくすることができる。よって、変性層の周囲に存在する有機化合物層の劣化が促進されることを防ぐことができる。
【０１３４】
なお、この有機発光素子により得られる発光は、シングレット化合物による一重項励起エネルギーを利用したものである。
【０１３５】
図１０（Ｂ）に有機発光素子の構成を示す。まず、陰極としてＡｌＭｇを１００ｎｍの膜厚に蒸着する。その上に発光層を形成する発光材料としてシングレット化合物であるＡｌｑ3を蒸着法により５０ｎｍの膜厚で成膜する。次に、正孔注入層として、ポリチオフェン誘導体であるＰＥＤＯＴをスピンコート法により３０ｎｍの膜厚で成膜する。そして、Ａｕを５ｎｍの膜厚で成膜する。なおＡｕは、後の工程において有機化合物層の表面が劣化するのを防ぐために設ける。その上に酸化インジウムと酸化スズを組み合わせた化合物（ＩＴＯ）からなる陽極を形成することにより、有機発光素子が形成される。
【０１３６】
上記構成を有する有機発光素子の発光層において、ピンホールによる欠陥部が形成された場合、欠陥部において陰極であるＡｌＭｇが正孔注入層であるＰＥＤＯＴに接触してしまう。
【０１３７】
なお、この有機発光素子により得られる発光は、シングレット化合物による一重項励起エネルギーを利用したものである。
【０１３８】
本発明は上記構成によって、有機化合物層成膜時にゴミ等の影響によりピンホールが形成され、発光層を間に挟んで形成された２つの層どうしがショートしても、ショートしている欠陥部の抵抗を高めることで有機発光素子に順バイアスの電圧をかけたときに実際に有機化合物層に流れる電流を大きくすることができる。したがって、本発明の修理方法により、欠陥部が存在しても、同じ電圧を印加したときの発光輝度を高くすることができる。
【０１３９】
また、欠陥部を変性部に変えて抵抗を大きくすることで、変性層の周囲に存在する有機化合物層の劣化が促進されるのを防ぐことができる。
【０１４０】
なお、発光素子の材料が炭化したことで形成される炭化物は、絶縁性が高く、物質としても安定している。そのため、欠陥部において、さらに有機化合物材料が積層形成される場合、例えば、図１０（Ｂ）のように発光層（Ａｌｑ3）において欠陥部が生じ、この発光層（Ａｌｑ3）に接して正孔注入層（ＰＥＤＯＴ）が積層形成される場合において、本発明の修理方法は特に有効である。
【０１４１】
なお本実施例は、実施例１〜実施例３と自由に組み合わせて実施することが可能である。
【０１４２】
（実施例５）
本発明の修理方法を用いる発光装置において、三重項励起子からの燐光を発光に利用できる発光素子の材料を用いることが可能である。燐光を発光に利用できる発光素子の材料を用いた発光装置は、外部発光量子効率を飛躍的に向上させることができる。これにより、有機発光素子の低消費電力化、長寿命化、および軽量化が可能になる。
【０１４３】
ここで、三重項励起子を利用し、外部発光量子効率を向上させた報告を示す。
(T.Tsutsui, C.Adachi, S.Saito, Photochemical Processes in Organized Molecular Systems, ed.K.Honda, (Elsevier Sci.Pub., Tokyo,1991) p.437.)
【０１４４】
上記の論文により報告された発光素子の材料（クマリン色素）の分子式を以下に示す。
【０１４５】
【化１】
0004067875.tif 000002
【０１４６】
(M.A.Baldo, D.F.O'Brien, Y.You, A.Shoustikov, S.Sibley, M.E.Thompson, S.R.Forrest, Nature 395 (1998) p.151.)
【０１４７】
上記の論文により報告された発光素子の材料（Ｐｔ錯体）の分子式を以下に示す。
【０１４８】
【化２】
0004067875.tif 000003
【０１４９】
(M.A.Baldo, S.Lamansky, P.E.Burrrows, M.E.Thompson, S.R.Forrest, Appl.Phys.Lett.,75 (1999) p.4.) (T.Tsutsui, M.-J.Yang, M.Yahiro, K.Nakamura, T.Watanabe, T.tsuji, Y.Fukuda, T.Wakimoto, S.Mayaguchi, Jpn.Appl.Phys., 38 (12B) (1999) L1502.)
【０１５０】
上記の論文により報告された発光素子の材料（Ｉｒ錯体）の分子式を以下に示す。
【０１５１】
【化３】
0004067875.tif 000004
【０１５２】
以上のように三重項励起子からの燐光発光を利用できれば原理的には一重項励起子からの蛍光発光を用いる場合より３〜４倍の高い外部発光量子効率の実現が可能となる。
【０１５３】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例４のいずれの構成とも自由に組み合わせて実施することが可能である。
【０１５４】
（実施例６）
本実施例では、本発明の修理方法を用いた発光装置の断面図について説明する。
【０１５５】
図１４において、基板７００上に設けられたスイッチング用ＴＦＴ７２１はｎチャネル型ＴＦＴ５０３を用いて形成される。
【０１５６】
なお、本実施例ではスイッチング用ＴＦＴ７２１がチャネル形成領域が二つ形成されるダブルゲート構造としているが、チャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。
【０１５７】
基板７００上に設けられた駆動回路はｎチャネル型ＴＦＴ７２３とｐチャネル型ＴＦＴ７２４を有している。なお、本実施例では駆動回路が有するＴＦＴをシングルゲート構造としているが、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。
【０１５８】
また、配線７０１、７０３はＣＭＯＳ回路のソース配線、７０２はドレイン配線として機能する。また、配線７０４はソース配線７０８とスイッチング用ＴＦＴのソース領域とを電気的に接続する配線として機能し、配線７０５はドレイン配線７０９とスイッチング用ＴＦＴのドレイン領域とを電気的に接続する配線として機能する。
【０１５９】
なお、駆動用ＴＦＴ７２２はｐチャネル型ＴＦＴを用いて形成される。なお、本実施例では駆動用ＴＦＴ７２２をシングルゲート構造としているが、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。
【０１６０】
また、配線７０６は駆動用ＴＦＴのソース配線（電流供給線に相当する）であり、７０７は駆動用ＴＦＴの画素電極７１０上に重ねることで画素電極７１０と電気的に接続する電極である。
【０１６１】
なお、７１０は、透明導電膜からなる画素電極（有機発光素子の陽極）である。透明導電膜としては、酸化インジウムと酸化スズとの化合物、酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物、酸化亜鉛、酸化スズまたは酸化インジウムを用いることができる。また、前記透明導電膜にガリウムを添加したものを用いても良い。画素電極７１０は、上記配線を形成する前に平坦な層間絶縁膜７１１上に形成する。本実施例においては、樹脂からなる平坦化膜７１１を用いてＴＦＴによる段差を平坦化することは非常に重要である。後に形成される有機化合物層は非常に薄いため、段差が存在することによって発光不良を起こす場合がある。従って、有機化合物層をできるだけ平坦面に形成しうるように画素電極を形成する前に平坦化しておくことが望ましい。
【０１６２】
配線７０１〜７０７を形成後、図１４に示すようにバンク７１２を形成する。バンク７１２は１００〜４００ｎｍの珪素を含む絶縁膜もしくは有機樹脂膜をパターニングして形成すれば良い。
【０１６３】
画素電極７１０の上には有機化合物層７１３が形成される。なお、図１４では一画素しか図示していないが、本実施例ではＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応した有機化合物層を作り分けている。また、本実施例では蒸着法により低分子系有機化合物層を形成している。具体的には、正孔注入層７１３ａとして２０ｎｍ厚の銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）膜を設け、その上に発光層７１３ｂとして７０ｎｍ厚のトリス−８−キノリノラトアルミニウム錯体（Ａｌｑ3）膜を設けた積層構造としている。Ａｌｑ3にキナクリドン、ペリレンもしくはＤＣＭ１といった蛍光色素を添加することで発光色を制御することができる。
【０１６４】
但し、以上の例は有機化合物層として用いることのできる有機化合物材料の一例であって、これに限定する必要はまったくない。発光層、電荷輸送層または電荷注入層を自由に組み合わせて有機化合物層（発光及びそのためのキャリアの移動を行わせるための層）を形成すれば良い。例えば、本実施例では低分子系有機化合物材料を有機化合物層として用いる例を示したが、高分子系有機化合物材料を用いても良い。また、電荷輸送層や電荷注入層として炭化珪素等の無機材料を用いることも可能である。これらの有機材料や無機材料は公知の材料を用いることができる。
【０１６５】
次に、有機化合物層７１３の上には導電膜からなる陰極７１４が設けられる。本実施例の場合、導電膜としてアルミニウムとマグネシウムとの合金膜を用いる。勿論、公知のＭｇＡｇ膜（マグネシウムと銀との合金膜）を用いても良い。陰極材料としては、周期表の２族に属する元素からなる導電膜もしくはそれらの元素を添加した導電膜を用いても良い。例えば、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａのうち少なくとも一つを添加する。
【０１６６】
なお、陰極を二層の膜を積層した構造とし、有機化合物層に接してマグネシウムを形成し、マグネシウム上にアルミニウムを形成した構成とすると有機発光素子が発光を開始する電圧を低減することができる。このとき、マグネシウムは１０ｎｍ厚、アルミニウムは１００ｎｍ厚とすることが好ましい。
【０１６７】
この陰極７１４まで形成された時点で有機発光素子７１９が完成する。なお、ここでいう有機発光素子７１９は、画素電極（陽極）７１０、有機化合物層７１３及び陰極７１４で形成されたコンデンサを指す。
【０１６８】
有機発光素子７１９を完全に覆うようにしてパッシベーション膜７１６を設けることは有効である。パッシベーション膜７１６としては、炭素膜、窒化珪素膜もしくは窒化酸化珪素膜を含む絶縁膜からなり、該絶縁膜を単層もしくは組み合わせた積層で用いる。
【０１６９】
この際、カバレッジの良い膜をパッシベーション膜として用いることが好ましく、炭素膜、特にＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜を用いることは有効である。ＤＬＣ膜は室温から１００℃以下の温度範囲で成膜可能であるため、耐熱性の低い有機化合物層７１３の上方にも容易に成膜することができる。また、ＤＬＣ膜は酸素に対するブロッキング効果が高く、有機化合物層７１３の酸化を抑制することが可能である。そのため、この後に続く封止工程を行う間に有機化合物層７１３が酸化するといった問題を防止できる。
【０１７０】
さらに、パッシベーション膜７１６上に封止材７１７を設け、カバー材７１８を貼り合わせる。封止材７１７としては紫外線硬化樹脂を用いれば良く、内部に吸湿効果を有する物質もしくは酸化防止効果を有する物質を設けることは有効である。また、本実施例においてカバー材７１８はガラス基板や石英基板やプラスチック基板（プラスチックフィルムも含む）の両面に炭素膜（好ましくはダイヤモンドライクカーボン膜）を形成したものを用いる。
【０１７１】
こうして図１４に示すような構造の発光装置が完成する。なお、バンク７１２を形成した後、パッシベーション膜７１６を形成するまでの工程をマルチチャンバー方式（またはインライン方式）の成膜装置を用いて、大気解放せずに連続的に処理することは有効である。また、さらに発展させてカバー材７１８を貼り合わせる工程までを大気解放せずに連続的に処理することも可能である。
【０１７２】
また、本実施例におけるＴＦＴの特徴は、ゲート電極が２層の導電膜から形成されており、そしてチャネル形成領域とドレイン領域との間に設けられる低濃度不純物領域において、ほとんど濃度差がなく、緩やかな濃度勾配を有し、下層のゲート電極と重なる領域（ＧＯＬＤ領域）と、ゲート電極と重ならない領域（ＬＤＤ領域）とを備えている点である。また、ゲート絶縁膜の周縁部、即ち、ゲート電極と重ならない領域及び高濃度不純物領域の上方の領域はテーパー状となっている。
【０１７３】
本実施例の発光装置において発光層７１３ｂにピンホールが形成されていると、該ピンホールを介して正孔注入層７１３ａと陰極７１４とが接触している欠陥部が形成される。本発明の修理方法により、該欠陥部を変性部７１５に変えることで抵抗を高くすることができる。よって、画素のピンホール以外の部分の輝度を高くし、ピンホールの周りの有機化合物層の劣化が促進されるのを防ぐことができる。
【０１７４】
また、本実施例では画素部と駆動回路の構成のみ示しているが、本実施例の製造工程に従えば、その他にも信号分割回路、Ｄ／Ａコンバータ、オペアンプ、γ補正回路などの論理回路を同一の絶縁体上に形成可能であり、さらにはメモリやマイクロプロセッサをも形成しうる。
【０１７５】
なお本実施例の構成は、実施例１、２、３または８と自由に組み合わせて実施することが可能である。
（実施例７）
本実施例では、本発明の修理方法を用いた発光装置の断面図について説明する。
【０１７６】
図１５において、同一の基板上に、駆動回路のｐチャネル型ＴＦＴ２００と、ｎチャネル型ＴＦＴ２０１と、画素部の駆動用ＴＦＴ２０３と、スイッチング用ＴＦＴ２０４と、保持容量とが形成されている。
【０１７７】
駆動回路のｐチャネル型ＴＦＴ２００には、第２のテーパー形状を有する導電層２２０がゲート電極としての機能を有し、また、チャネル形成領域２０６、ソース領域またはドレイン領域として機能する第３の不純物領域２０７ａ、ゲート電極２２０と重ならないＬＤＤ領域を形成する第４の不純物領域（Ａ）２０７ｂ、一部がゲート電極２２０と重なるＬＤＤ領域を形成する第４の不純物領域（Ｂ）２０７ｃを有する構造となっている。
【０１７８】
ｎチャネル型ＴＦＴ２０１には、第２のテーパー形状を有する導電層２２１がゲート電極としての機能を有し、また、チャネル形成領域２０８、ソース領域またはドレイン領域として機能する第１の不純物領域２０９ａ、ゲート電極２２１と重ならないＬＤＤ領域を形成する第２の不純物領域（Ａ）（Ａ）２０９ｂ、一部がゲート電極２２１と重なるＬＤＤ領域を形成する第２の不純物領域（Ｂ）２０９ｃを有する構造となっている。チャネル長２〜７μｍに対して、第２の不純物領域（Ｂ）２０９ｃがゲート電極２２１と重なる部分の長さは０．１〜０．３μｍとする。このＬovの長さはゲート電極２２１の厚さとテーパー部の角度から制御する。ｎチャネル型ＴＦＴにおいてこのようなＬＤＤ領域を形成することにより、ドレイン領域近傍に発生する高電界を緩和して、ホットキャリアの発生を防ぎ、ＴＦＴの劣化を防止することができる。
【０１７９】
駆動用ＴＦＴ２０３は同様に、第２のテーパー形状を有する導電層２２３がゲート電極としての機能を有し、また、チャネル形成領域２１２、ソース領域またはドレイン領域として機能する第３の不純物領域２１３ａ、ゲート電極２２３と重ならないＬＤＤ領域を形成する第４の不純物領域（Ａ）２１３ｂ、一部がゲート電極２２３と重なるＬＤＤ領域を形成する第４の不純物領域（Ｂ）２１３ｃを有する構造となっている。
【０１８０】
駆動回路はシフトレジスタ回路、バッファ回路などのロジック回路やアナログスイッチで形成されるサンプリング回路などで形成される。図１５ではこれらを形成するＴＦＴを一対のソース・ドレイン間に一つのゲート電極を設けたシングルゲートの構造で示したが、複数のゲート電極を一対のソース・ドレイン間に設けたマルチゲート構造としても差し支えない。
【０１８１】
駆動用ＴＦＴ２０３のドレイン領域は配線２３１を介して画素電極２７１に接続されている。画素電極２７１に接するように公知の有機化合物材料からなる有機化合物層２７２が形成されており、有機化合物層２７２に接するように陰極２７３が形成されている。
【０１８２】
スイッチング用ＴＦＴ２０４には、第２のテーパー形状を有する導電層２２４がゲート電極としての機能を有し、また、チャネル形成領域２１４ａ、２１４ｂ、ソース領域またはドレイン領域として機能する第１の不純物領域２１５ａ、２１７、ゲート電極２２４と重ならないＬＤＤ領域を形成する第２の不純物領域（Ａ）２１５ｂ、一部がゲート電極２２４と重なるＬＤＤ領域を形成する第２の不純物領域（Ｂ）２１５ｃを有する構造となっている。第２の不純物領域（Ｂ）２１３ｃがゲート電極２２４と重なる部分の長さは０．１〜０．３μｍとする。また、第１の不純物領域２１７から延在し、第２の不純物領域（Ａ）２１９ｂ、第２の不純物領域（Ｂ）２１９ｃ、導電型を決定する不純物元素が添加されていない領域２１８を有する半導体層と、第３の形状を有するゲート絶縁膜と同層で形成される絶縁層と、第２のテーパー形状を有する導電層から形成される容量配線２２５から保持容量が形成されている。
【０１８３】
本実施例の発光装置において有機化合物層２７２にピンホールが形成されていると、該ピンホールを介して画素電極２７１と陰極２７３とが接触している欠陥部が形成される。本発明の修理方法により、該欠陥部を変性部２７４に変えることで抵抗を高くすることができる。よって、画素のピンホール以外の部分の輝度を高くし、ピンホールの周りの有機化合物層の劣化が促進されるのを防ぐことができる。
【０１８４】
なお本実施例の構成は、実施例１、２、３または８と自由に組み合わせて実施することが可能である。
【０１８５】
（実施例８）
本実施例では、本発明の修理方法を用いた発光装置の断面図について説明する。
【０１８６】
図１６において、８１１は基板、８１２は下地となる絶縁膜（以下、下地膜という）である。基板８１１としては透光性基板、代表的にはガラス基板、石英基板、ガラスセラミックス基板、又は結晶化ガラス基板を用いることができる。但し、作製プロセス中の最高処理温度に耐えるものでなくてはならない。
【０１８７】
また、下地膜８１２は特に可動イオンを含む基板や導電性を有する基板を用いる場合に有効であるが、石英基板には設けなくても構わない。下地膜８１２としては、珪素（シリコン）を含む絶縁膜を用いれば良い。なお、本明細書において「珪素を含む絶縁膜」とは、具体的には酸化珪素膜、窒化珪素膜若しくは窒化酸化珪素膜（ＳｉＯｘＮｙ：ｘ、ｙは任意の整数、で示される）など珪素に対して酸素若しくは窒素を所定の割合で含ませた絶縁膜を指す。
【０１８８】
８２０１はスイッチング用ＴＦＴ、８２０２は駆動用ＴＦＴであり、それぞれｎチャネル型ＴＦＴ、ｐチャネル型ＴＦＴで形成されている。有機化合物層で生じた光の発光方向が基板の下面（ＴＦＴ及び有機化合物層が設けられていない面）の場合、上記構成であることが好ましい。しかし本願発明はこの構成に限定されない。スイッチング用ＴＦＴと駆動用ＴＦＴは、ｎチャネル型ＴＦＴでもｐチャネル型ＴＦＴでも、どちらでも構わない。
【０１８９】
スイッチング用ＴＦＴ８２０１は、ソース領域８１３、ドレイン領域８１４、ＬＤＤ領域８１５a〜８１５d、分離領域８１６及びチャネル形成領域８１７a、８１７bを含む活性層と、ゲート絶縁膜８１８と、ゲート電極８１９a、８１９bと、第１層間絶縁膜８２０と、ソース信号線８２１と、ドレイン配線８２２とを有している。なお、ゲート絶縁膜８１８又は第１層間絶縁膜８２０は基板上の全ＴＦＴに共通であっても良いし、回路又は素子に応じて異ならせても良い。
【０１９０】
また、図１６に示すスイッチング用ＴＦＴ８２０１はゲート電極８１７a、８１７bが電気的に接続されており、いわゆるダブルゲート構造となっている。勿論、ダブルゲート構造だけでなく、トリプルゲート構造などいわゆるマルチゲート構造（直列に接続された二つ以上のチャネル形成領域を有する活性層を含む構造）であっても良い。
【０１９１】
マルチゲート構造はオフ電流を低減する上で極めて有効であり、スイッチング用ＴＦＴのオフ電流を十分に低くすれば、それだけ駆動用ＴＦＴ８２０２のゲート電極に接続されたコンデンサが必要とする最低限の容量を抑えることができる。即ち、コンデンサの面積を小さくすることができるので、マルチゲート構造とすることは有機発光素子の有効発光面積を広げる上でも有効である。
【０１９２】
さらに、スイッチング用ＴＦＴ８２０１においては、ＬＤＤ領域８１５a〜８１５dは、ゲート絶縁膜８１８を介してゲート電極８１９a、８１９bと重ならないように設ける。このような構造はオフ電流を低減する上で非常に効果的である。また、ＬＤＤ領域８１５a〜８１５dの長さ（幅）は０．５〜３．５μｍ、代表的には２．０〜２．５μｍとすれば良い。
【０１９３】
なお、チャネル形成領域とＬＤＤ領域との間にオフセット領域（チャネル形成領域と同一組成の半導体層でなり、ゲート電圧が加えられない領域）を設けることはオフ電流を下げる上でさらに好ましい。また、二つ以上のゲート電極を有するマルチゲート構造の場合、チャネル形成領域の間に設けられた分離領域８１６（ソース領域又はドレイン領域と同一の濃度で同一の不純物元素が添加された領域）がオフ電流の低減に効果的である。
【０１９４】
次に、駆動用ＴＦＴ８２０２は、ソース領域８２６、ドレイン領域８２７及びチャネル形成領域８２９を含む活性層と、ゲート絶縁膜８１８と、ゲート電極８３０と、第１層間絶縁膜８２０と、ソース信号線８３１並びにドレイン配線８３２を有して形成される。本実施例において駆動用ＴＦＴ８２０２はｐチャネル型ＴＦＴである。
【０１９５】
また、スイッチング用ＴＦＴ８２０１のドレイン領域８１４は駆動用ＴＦＴ８２０２のゲート８３０に接続されている。図示してはいないが、具体的には駆動用ＴＦＴ８２０２のゲート電極８３０はスイッチング用ＴＦＴ８２０１のドレイン領域８１４とドレイン配線（接続配線とも言える）８２２を介して電気的に接続されている。なお、ゲート電極８３０はシングルゲート構造となっているが、マルチゲート構造であっても良い。また、駆動用ＴＦＴ８２０２のソース信号線８３１は電源供給線（図示せず）に接続される。
【０１９６】
駆動用ＴＦＴ８２０２は有機発光素子に注入される電流量を制御するための素子であり、比較的多くの電流が流れる。そのため、チャネル幅（Ｗ）はスイッチング用ＴＦＴのチャネル幅よりも大きく設計することが好ましい。また、駆動用ＴＦＴ８２０２に過剰な電流が流れないように、チャネル長（Ｌ）は長めに設計することが好ましい。望ましくは一画素あたり０．５〜２μＡ（好ましくは１〜１．５μＡ）となるようにする。
【０１９７】
またさらに、駆動用ＴＦＴ８２０２の活性層（特にチャネル形成領域）の膜厚を厚くする（好ましくは５０〜１００ｎｍ、さらに好ましくは６０〜８０ｎｍ）ことによって、ＴＦＴの劣化を抑えてもよい。逆に、スイッチング用ＴＦＴ８２０１の場合はオフ電流を小さくするという観点から見れば、活性層（特にチャネル形成領域）の膜厚を薄くする（好ましくは２０〜５０ｎｍ、さらに好ましくは２５〜４０ｎｍ）ことも有効である。
【０１９８】
以上は画素内に設けられたＴＦＴの構造について説明したが、このとき同時に駆動回路も形成される。図１６には駆動回路を形成する基本単位となるＣＭＯＳ回路が図示されている。
【０１９９】
図１６においては極力動作速度を落とさないようにしつつホットキャリア注入を低減させる構造を有するＴＦＴをＣＭＯＳ回路のｎチャネル型ＴＦＴ８２０４として用いる。なお、ここでいう駆動回路としては、ソース信号側駆動回路、ゲート信号側駆動回路を指す。勿論、他の論理回路（レベルシフタ、Ａ／Ｄコンバータ、信号分割回路等）を形成することも可能である。
【０２００】
ＣＭＯＳ回路のｎチャネル型ＴＦＴ８２０４の活性層は、ソース領域８３５、ドレイン領域８３６、ＬＤＤ領域８３７及びチャネル形成領域８３８を含み、ＬＤＤ領域８３７はゲート絶縁膜８１８を介してゲート電極８３９と重なっている。
【０２０１】
ドレイン領域８３６側のみにＬＤＤ領域８３７を形成しているのは、動作速度を落とさないための配慮である。また、このｎチャネル型ＴＦＴ８２０４はオフ電流値をあまり気にする必要はなく、それよりも動作速度を重視した方が良い。従って、ＬＤＤ領域８３７は完全にゲート電極に重ねてしまい、極力抵抗成分を少なくすることが望ましい。即ち、いわゆるオフセットはなくした方がよい。
【０２０２】
また、ＣＭＯＳ回路のｐチャネル型ＴＦＴ８２０５は、ホットキャリア注入による劣化が殆ど気にならないので、特にＬＤＤ領域を設けなくても良い。従って活性層はソース領域８４０、ドレイン領域８４１及びチャネル形成領域８４２を含み、その上にはゲート絶縁膜８１８とゲート電極８４３が設けられる。勿論、ｎチャネル型ＴＦＴ８２０４と同様にＬＤＤ領域を設け、ホットキャリア対策を講じることも可能である。
【０２０３】
なお８６１〜８６５はチャネル形成領域８４２、８３８、８１７ａ、８１７ｂ、８２９を形成するためのマスクである。
【０２０４】
また、ｎチャネル型ＴＦＴ８２０４及びｐチャネル型ＴＦＴ８２０５はそれぞれソース領域上に第１層間絶縁膜８２０を間に介して、ソース信号線８４４、８４５を有している。また、ドレイン配線８４６によってｎチャネル型ＴＦＴ８２０４とｐチャネル型ＴＦＴ８２０５とのドレイン領域は互いに電気的に接続される。
【０２０５】
次に、８４７は第１パッシベーション膜であり、膜厚は１０ｎｍ〜１μm（好ましくは２００〜５００ｎｍ）とすれば良い。材料としては、珪素を含む絶縁膜（特に窒化酸化珪素膜又は窒化珪素膜が好ましい）を用いることができる。このパッシベーション膜８４７は形成されたＴＦＴをアルカリ金属や水分から保護する役割を有する。
【０２０６】
また、８４８は第２層間絶縁膜であり、ＴＦＴによってできる段差の平坦化を行う平坦化膜としての機能を有する。第２層間絶縁膜８４８としては、有機樹脂膜が好ましく、ポリイミド、ポリアミド、アクリル、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を用いると良い。これらの有機樹脂膜は良好な平坦面を形成しやすく、比誘電率が低いという利点を有する。有機化合物層は凹凸に非常に敏感であるため、ＴＦＴによる段差は第２層間絶縁膜８４８で殆ど吸収してしまうことが望ましい。また、ゲート信号線やデータ信号線と有機発光素子の陰極との間に形成される寄生容量を低減する上で、比誘電率の低い材料を厚く設けておくことが望ましい。従って、膜厚は０．５〜５μm（好ましくは１．５〜２．５μm）が好ましい。
【０２０７】
また、８４９は透明導電膜でなる画素電極（有機発光素子の陽極）であり、第２層間絶縁膜８４８及び第１パッシベーション膜８４７にコンタクトホール（開孔）を開けた後、形成された開孔部において駆動用ＴＦＴ８２０２のドレイン配線８３２に接続されるように形成される。
【０２０８】
画素電極８４９の上には酸化珪素膜、窒化酸化珪素膜または有機樹脂膜でなる第３層間絶縁膜８５０が０．３〜１μmの厚さに設けられる。この第３層間絶縁膜８５０は画素電極８４９の上にエッチングにより開口部が設けられ、その開口部の縁はテーパー形状となるようにエッチングする。テーパーの角度は１０〜６０°（好ましくは３０〜５０°）とすると良い。
【０２０９】
第３層間絶縁膜８５０の上には有機化合物層８５１が設けられる。有機化合物層８５１は単層又は積層構造で用いられるが、積層構造で用いた方が発光効率は良い。一般的には画素電極上に正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層の順に形成されるが、正孔輸送層／発光層／電子輸送層、または正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層のような構造でも良い。本願発明では公知のいずれの構造を用いても良いし、有機化合物層に対して蛍光性色素等をドーピングしても良い。
【０２１０】
図１６の構造はＲＧＢに対応した三種類の有機発光素子を形成する方式を用いた場合の例である。なお、図１６には一つの画素しか図示していないが、同一構造の画素が赤、緑又は青のそれぞれの色に対応して形成され、これによりカラー表示を行うことができる。本願発明は発光方式に関わらず実施することが可能である。
【０２１１】
有機化合物層８５１の上には有機発光素子の陰極８５２が設けられる。陰極８５２としては、仕事関数の小さいマグネシウム（Ｍｇ）、若しくはカルシウム（Ｃａ）を含む材料を用いる。好ましくはＭｇＡｇ（ＭｇとＡｇをＭｇ：Ａｇ＝１０：１の重量比で混合した材料）でなる電極、又は、ＡｌＭｇ（ＭｇとＡｌをＭｇ：Ａｇ＝５：９５の重量比で混合した材料）でなる電極を用いれば良い。他にもＭｇＡｇＡｌ電極が挙げられる。
【０２１２】
なお、画素電極（陽極）８４９、有機化合物層８５１及び陰極８５２によって有機発光素子８２０６が形成される。
【０２１３】
有機化合物層８５１と陰極８５２とでなる積層体は、各画素で個別に形成する必要があるが、有機化合物層８５１は水分に極めて弱いため、通常のフォトリソグラフィ技術を用いることができない。従って、メタルマスク等の物理的なマスク材を用い、真空蒸着法、スパッタ法、プラズマＣＶＤ法等の気相法で選択的に形成することが好ましい。
【０２１４】
なお、有機化合物層を選択的に形成する方法として、インクジェット法、スクリーン印刷法又はスピンコート法等を用いることも可能であるが、これらは現状では陰極の連続形成ができないので、上述の方法の方が好ましいと言える。
【０２１５】
また、８５３は保護電極であり、陰極８５２を外部の水分等から保護すると同時に、各画素の陰極８５２を接続するための電極である。保護電極８５３としては、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）若しくは銀（Ａｇ）を含む低抵抗な材料を用いることが好ましい。この保護電極８５３には有機化合物層の発熱を緩和する放熱効果も期待できる。
【０２１６】
また、８５４は第２パッシベーション膜であり、膜厚は１０ｎｍ〜１μm（好ましくは２００〜５００ｎｍ）とすれば良い。第２パッシベーション膜８５４を設ける目的は、有機化合物層８５１を水分から保護する目的が主であるが、放熱効果をもたせることも有効である。但し、上述のように有機化合物層は熱に弱いので、なるべく低温（好ましくは室温から１２０℃までの温度範囲）で成膜するのが望ましい。従って、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法又は溶液塗布法（スピンコーティング法）が望ましい成膜方法と言える。
【０２１７】
なお、図１６に図示されたＴＦＴは全て、本願発明で用いるポリシリコン膜を活性層として有していても良いことは言うまでもない。
【０２１８】
本実施例の発光装置において有機化合物層８６０にピンホールが形成されていると、該ピンホールを介して画素電極８４９と陰極８５２とが接触している欠陥部が形成される。本発明の修理方法により、該欠陥部を変性部８６０に変えることで抵抗を高くすることができる。よって、画素のピンホール以外の部分の輝度を高くし、ピンホールの周りの有機化合物層の劣化が促進されるのを防ぐことができる。
【０２１９】
なお本実施例の構成は、実施例１、２、３または８と自由に組み合わせて実施することが可能である。
【０２２０】
（実施例９）
有機発光素子を用いた発光装置は自発光型であるため、液晶表示装置に比べ、明るい場所での視認性に優れ、視野角が広い。従って、様々な電子機器の表示部に用いることができる。
【０２２１】
本発明の修理方法を用いた発光装置を用いた電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。特に、斜め方向から画面を見る機会が多い携帯情報端末は、視野角の広さが重要視されるため、有機発光素子を有する発光装置を用いることが望ましい。それら電子機器の具体例を図１１に示す。
【０２２２】
図１１（Ａ）は表示装置であり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３、スピーカー部２００４、ビデオ入力端子２００５等を含む。本発明の修理方法を用いて作製された発光装置は表示部２００３に用いることができる。有機発光素子を有する発光装置は自発光型であるためバックライトが必要なく、液晶表示装置よりも薄い表示部とすることができる。なお、表示装置は、パソコン用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。
【０２２３】
図１１（Ｂ）はデジタルスチルカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、受像部２１０３、操作キー２１０４、外部接続ポート２１０５、シャッター２１０６等を含む。本発明の修理方法を用いて作製された発光装置は表示部２１０２に用いることができる。
【０２２４】
図１１（Ｃ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体２２０１、筐体２２０２、表示部２２０３、キーボード２２０４、外部接続ポート２２０５、ポインティングマウス２２０６等を含む。本発明の修理方法を用いた発光装置は表示部２２０３に用いることができる。
【０２２５】
図１１（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、本体２３０１、表示部２３０２、スイッチ２３０４、操作キー２３０５、赤外線ポート２３０５等を含む。本発明の修理方法を用いた発光装置は表示部２３０２に用いることができる。
【０２２６】
図１１（Ｅ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体２４０１、筐体２４０２、表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ２４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部２４０５、操作キー２４０６、スピーカー部２４０７等を含む。表示部Ａ２４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２４０４は主として文字情報を表示するが、本発明の修理方法を用いた発光装置はこれら表示部Ａ、Ｂ２４０３、２４０４に用いることができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。
【０２２７】
図１１（Ｆ）はゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体２５０１、表示部２５０２、アーム部２５０３を含む。本発明の修理方法を用いた発光装置は表示部２５０２に用いることができる。
【０２２８】
図１１（Ｇ）はビデオカメラであり、本体２６０１、表示部２６０２、筐体２６０３、外部接続ポート２６０４、リモコン受信部２６０５、受像部２６０６、バッテリー２６０７、音声入力部２６０８、操作キー２６０９等を含む。本発明の修理方法を用いた発光装置は表示部２６０２に用いることができる。
【０２２９】
ここで図１１（Ｈ）は携帯電話であり、本体２７０１、筐体２７０２、表示部２７０３、音声入力部２７０４、音声出力部２７０５、操作キー２７０６、外部接続ポート２７０７、アンテナ２７０８等を含む。本発明の修理方法を用いた発光装置は表示部２７０３に用いることができる。なお、表示部２７０３は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電力を抑えることができる。
【０２３０】
なお、将来的に有機化合物材料の発光輝度が高くなれば、出力した画像情報を含む光をレンズ等で拡大投影してフロント型若しくはリア型のプロジェクターに用いることも可能となる。
【０２３１】
また、上記電子機器はインターネットやＣＡＴＶ（ケーブルテレビ）などの電子通信回線を通じて配信された情報を表示することが多くなり、特に動画情報を表示する機会が増してきている。有機化合物材料の応答速度は非常に高いため、発光装置は動画表示に好ましい。
【０２３２】
また、発光装置は発光している部分が電力を消費するため、発光部分が極力少なくなるように情報を表示することが望ましい。従って、携帯情報端末、特に携帯電話や音響再生装置のような文字情報を主とする表示部に発光装置を用いる場合には、非発光部分を背景として文字情報を発光部分で形成するように駆動することが望ましい。
【０２３３】
以上の様に、本発明の修理方法を用いた発光装置の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。また、本実施例の電子機器は実施例１〜７に示したいずれの構成を用いても良い。
【０２３４】
（実施例１０）
本実施例では、本発明の修理方法をパッシブ型（単純マトリクス型）の発光装置に適用した場合について説明する。
【０２３５】
図２０（Ａ）にパッシブ型の発光装置の構成を示す。９０５は画素部であり、複数の画素９０６を有している。各画素は複数のデータ線９０３の１つと、複数の走査線９０４の１つとを有している。データ線９０３と走査線９０４の間に有機化合物層が形成されており、データ線９０３と走査線９０４とが電極となり、有機発光素子９０７が形成されている。
【０２３６】
データ線９０３に入力される信号はデータ線駆動回路９０１において制御されており、走査線９０４に入力される信号は走査線駆動回路９０２において制御されている。
【０２３７】
図２０（Ｂ）に、本発明の修理方法を用いたときに、走査線９０４とデータ線９０３に入力される信号の電圧の高さを示す。各走査線９０４の電圧を一定にし、データ線の電圧を一定期間毎に変化させることで、一定期間毎に有機発光素子９０７に所定の逆バイアスの電流を流す。
【０２３８】
なお有機発光素子９０７の欠陥の修理は、画素部９０５が有する全ての画素９０６において一斉に行っても良いし、各ライン毎、または各画素毎に行っても良い。
【０２３９】
本発明の方法を用いることによって、有機化合物層成膜時にゴミ等の影響によりピンホールが形成され、有機化合物層を間に挟んで形成された２つの層どうしがショートしても、ショートしている欠陥部の抵抗を高めることができ、有機発光素子に順バイアスの電圧をかけたときに実際に有機化合物層に流れる電流を大きくすることができる。したがって、本発明の修理方法により、欠陥部が存在しても、同じ電圧を印加したときの発光輝度を高くすることができる。
【０２４０】
また、欠陥部では常に電流が流れるために、欠陥部の周囲に存在する有機化合物層の劣化が促進されやすかった。しかし、変性層は抵抗ＲSCが高いので電流は流れにくく、変性層の周囲に存在する有機化合物層の劣化が促進されることを防ぐことができる。
【０２４１】
本実施例は、実施例４、５、９と自由に組み合わせて実施することが可能である。
【０２４２】
【発明の効果】
本発明は上記構成によって、有機化合物層成膜時にゴミ等の影響によりピンホールが形成され、有機化合物層を間に挟んで形成された２つの層どうしがショートしても、ショートしている欠陥部の抵抗を高めることができ、有機発光素子に順バイアスの電圧をかけたときに実際に有機化合物層に流れる電流を大きくすることができる。したがって、本発明の修理方法により、欠陥部が存在しても、同じ電圧を印加したときの発光輝度を高くすることができる。
【０２４３】
また、欠陥部では常に電流が流れるために、欠陥部の周囲に存在する有機化合物層の劣化が促進されやすかった。しかし、変性層は抵抗ＲSCが高いので電流は流れにくく、変性層の周囲に存在する有機化合物層の劣化が促進されることを防ぐことができる。
【０２４４】
さらに、有機発光素子の陰極にＮａ、Ｌｉを極力含まないようにすることで、有機発光素子に逆バイアスを加えたときに、有機発光素子、ＴＦＴといったデバイスを汚染することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  有機発光素子に逆バイアスの電圧を印加した時の、有機発光素子における電流の流れを模式的に示した図。
【図２】  修理の過程における有機発光素子の電圧電流特性の変化と、修理後の有機発光素子に順バイアスの電圧を印加した時の、有機発光素子における電流の流れを模式的に示した図。
【図３】    実施例１の画素の回路図。
【図４】    実施例１の画素部の回路図及び修理の際の画素部の動作を示す図。
【図５】    実施例２の画素の回路図。
【図６】    実施例２の画素部の回路図及び修理の際の画素部の動作を示す図。
【図７】    実施例３の画素部の回路図及び修理の際の画素部の動作を示す図。
【図８】    実施例３の画素の回路図。
【図９】    実施例４の有機発光素子の構成を示す図。
【図１０】  実施例４の有機発光素子の構成を示す図。
【図１１】  実施例１０の本発明の修理方法を用いた発光装置を有する電子機器。
【図１２】  欠陥部を有する有機発光素子の断面図と、該有機発光素子に順バイアスの電流を流したときの電流の流れを模式的に示した図。
【図１３】  有機発光素子の電圧−電流特性を示す図。
【図１４】  実施例５の発光装置の断面図。
【図１５】  実施例６の発光装置の断面図。
【図１６】  実施例７の発光装置の断面図。
【図１７】  ＡｌＭｇを電極としたＭＯＳ構造及び容量−電圧特性を示す図。
【図１８】  ＭｇＡｇを電極としたＭＯＳ構造及び容量−電圧特性を示す図。
【図１９】  ＡｌＬｉを電極としたＭＯＳ構造及び容量−電圧特性を示す図。
【図２０】  パッシブ型の発光装置に本発明の修理方法を用いた場合の図。
【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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【図２０】
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