(57)【要約】【課題】欠陥画素を簡便に、かつ、低コストでリペアすることができる欠陥画素のリペア方法及びそれにより欠陥画素がリペアされた表示装置を提供する。【解決手段】支持基板１２上に画素が配列された表示装置であって、前記画素のうち常時消灯状態となった欠陥画素２２ｂの光取り出し側の少なくとも一部に光透過性構造体２４が設けられていることを特徴とする表示装置１０。支持基板上に配列されている画素のうち常時消灯状態となる欠陥画素を検査により特定し、常時消灯状態の欠陥画素の光取り出し側の少なくとも一部に光透過性構造体を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板上に画素が配列された表示装置であって、前記画素のうち常時消灯状態となった欠陥画素の光取り出し側の少なくとも一部に光透過性構造体が設けられていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記画素を構成する表示素子が、自発光型であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記表示素子が、有機ＥＬ素子であることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記光透過性構造体が、前記欠陥画素に隣接する画素と重なるように設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記光透過性構造体が、前記欠陥画素と同色の画素とも重なるように設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記画素の光を、前記支持基板の反対側から取り出すトップエミッション方式であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記画素を構成する表示素子に保護層が形成されており、該保護層を介して前記光透過性構造体が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項８】
前記光透過性構造体が光散乱材を含んでいることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項９】
前記欠陥画素の発光部と前記光透過性構造体との間の距離が０．１〜５０μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１０】
アクティブマトリクス駆動型であることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１１】
支持基板上に画素が配列された表示装置を製造する際に欠陥画素をリペアする方法であって、
前記支持基板上に配列されている画素のうち常時消灯状態となる欠陥画素を検査により特定する工程と、
前記常時消灯状態の欠陥画素の光取り出し側の少なくとも一部に光透過性構造体を設ける工程と、を含むことを特徴とする欠陥画素のリペア方法。
【請求項１２】
前記光透過性構造体を湿式方式により設けることを特徴とする請求項１１に記載の欠陥画素のリペア方法。
【請求項１３】
前記常時消灯状態の欠陥画素の光取り出し側の少なくとも一部に光透過性構造体を設ける工程の前に、常時点灯状態の画素を常時消灯状態の画素に加工する工程を含むことを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の欠陥画素のリペア方法。
【請求項１４】
請求項１１〜請求項１３のいずれか一項に記載の方法により欠陥画素をリペアして製造されたことを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置及び欠陥画素のリペア方法に関し、特に、常時消灯状態となった欠陥画素があっても簡便にリペア（補修）することができる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機ＥＬ素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）により画素を形成した有機ＥＬ表示装置（ディスプレイ）が開発されている。有機ＥＬ素子は、自発光型であり、厚みが非常に薄いこと、軽量であること、広い視野角を有すること、高速応答性を有することなどの特徴を有しており、次世代の薄型ディスプレイデバイスとして期待されている。しかし、液晶ディスプレイの高性能化及び低コスト化により、有機ＥＬディスプレイに求められる性能及び価格はより厳しくなっている。特にコスト面では量産技術が確立してきた液晶ディスプレイに比較して、有機ＥＬディスプレイは高価であり、コストの抑制は急務である。
【０００３】
有機ＥＬディスプレイのコスト上昇の要因の一つとして、歩留まりが低いことが挙げられる。有機ＥＬディスプレイの歩留まりを低下させる要因としては様々なものがあるが、特に画素の欠陥によるものが多い。画素の欠陥は、ごみによるショートの発生や、塗り分けマスクの接触、ごみによる露光抜け等が原因となり、画面のごく一部の画素が発光しなくなったり、制御不可能な常時点灯状態になったりする。
【０００４】
画面内で少数の画素が上記のような欠陥画素となるだけで表示装置としては不良品となってしまうため、例えばごみやマスクの接触を防止することより欠陥を低減させる方法がある。しかし、欠陥画素を完全に無くすことは困難であり、歩留まりを大きく向上させることは難しい。そこで、欠陥画素を修復する方法として、例えば、パルス高電圧を印加してショート部分を絶縁して正常画素に修復する方法（特許文献１）や、レーザー照射により欠陥画素を修復する方法（例えば特許文献２、３参照）が提案されている。例えば駆動トランジスタのショートにより、電流が常時ＥＬ素子に流れて常時点灯状態になった場合、この画素への電流供給ラインのみをレーザーで切断することで、常時点灯画素を常時消灯画素に変えて欠陥を目立たなくすることができる。しかし、例えば隣接する画素が全て高輝度で光るような映像を映す場合には、常時消灯画素は逆に目立つ欠陥となってしまう。
【０００５】
また、ある想定される欠陥に対して、予備となる蓄積容量やスイッチング素子を設けたり、欠陥画素となった場合に備えた画素構成とする方法（例えば特許文献４、５参照）も提案されているが、このような方法は、大部分の正常な画素にも余計な欠陥対策を用意することになるため、工程数の増加によるコストの上昇、精細度の悪化、画素開口率の低下等を招き、簡便な方法ではない。また、想定外の不良による画素欠陥は対策が施されていないため修復できない場合もある。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１６２６３７号公報
【特許文献２】特開２００７−４２４９８号公報
【特許文献３】特開２００６−３２３０３２号公報
【特許文献４】特開２００５−９２１５４号公報
【特許文献５】特開２００３−１５５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、欠陥画素を簡便に、かつ、低コストでリペアすることができる欠陥画素のリペア方法及びそれにより欠陥画素がリペアされた表示装置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】
本発明によれば、以下の表示装置及び欠陥画素のリペア方法が提供される。
＜１＞  支持基板上に画素が配列された表示装置であって、前記画素のうち常時消灯状態となった欠陥画素の光取り出し側の少なくとも一部に光透過性構造体が設けられていることを特徴とする表示装置。
【０００９】
＜２＞  前記画素を構成する表示素子が、自発光型であることを特徴とする＜１＞に記載の表示装置。
【００１０】
＜３＞  前記表示素子が、有機ＥＬ素子であることを特徴とする＜２＞に記載の表示装置。
【００１１】
＜４＞  前記光透過性構造体が、前記欠陥画素に隣接する画素と重なるように設けられていることを特徴とする＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載の表示装置。
【００１２】
＜５＞  前記光透過性構造体が、前記欠陥画素と同色の画素とも重なるように設けられていることを特徴とする＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の表示装置。
【００１３】
＜６＞  前記画素の光を、前記支持基板の反対側から取り出すトップエミッション方式であることを特徴とする＜１＞〜＜５＞のいずれかに記載の表示装置。
【００１４】
＜７＞  前記画素を構成する表示素子に保護層が形成されており、該保護層を介して前記光透過性構造体が設けられていることを特徴とする＜１＞〜＜６＞のいずれかに記載の表示装置。
【００１５】
＜８＞  前記光透過性構造体が光散乱材を含んでいることを特徴とする＜１＞〜＜７＞のいずれかに記載の表示装置。
【００１６】
＜９＞  前記欠陥画素の発光部と前記光透過性構造体との間の距離が０．１〜５０μｍの範囲内であることを特徴とする＜１＞〜＜８＞のいずれかに記載の表示装置。
【００１７】
＜１０＞  アクティブマトリクス駆動型であることを特徴とする＜１＞〜＜９＞のいずれかに記載の表示装置。
【００１８】
＜１１＞  支持基板上に画素が配列された表示装置を製造する際に欠陥画素をリペアする方法であって、
前記支持基板上に配列されている画素のうち常時消灯状態となる欠陥画素を検査により特定する工程と、
前記常時消灯状態の欠陥画素の光取り出し側の少なくとも一部に光透過性構造体を設ける工程と、を含むことを特徴とする欠陥画素のリペア方法。
【００１９】
＜１２＞  前記光透過性構造体を湿式方式により設けることを特徴とする＜１１＞に記載の欠陥画素のリペア方法。
【００２０】
＜１３＞  前記常時消灯状態の欠陥画素の光取り出し側の少なくとも一部に光透過性構造体を設ける工程の前に、常時点灯状態の画素を常時消灯状態の画素に加工する工程を含むことを特徴とする＜１１＞又は＜１２＞に記載の欠陥画素のリペア方法。
【００２１】
＜１４＞  ＜１１＞〜＜１３＞のいずれかに記載の方法により欠陥画素をリペアして製造されたことを特徴とする表示装置。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、欠陥画素を簡便に、かつ、低コストでリペアすることができる欠陥画素のリペア方法及びその方法により欠陥画素がリペアされた表示装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明に係る表示装置及び欠陥画素のリペア方法について説明する。
本発明者は、理想的なリペア方法を検討した結果、常時消灯の欠陥画素上に光透過性の構造体を設け、隣接画素からの発光が常時消灯状態にある画素からも見られるような構成とすることで、隣接画素が非発光の場合は欠陥画素も非発光となり、隣接画素が発光している場合には欠陥画素も点灯しているかのように見せることが可能であることを見出し、さらに研究及び検討を重ねて、本発明の完成に至った。
【００２４】
図１は、本発明に係る表示装置の一例を示す概略図である。図では、説明に不要なTFT等は省略してある。この表示装置１０は、表示素子として有機ＥＬ素子が形成されており、支持基板１２と、該支持基板１２上に厚さ方向に配置された一対の電極１４，１８と、該一対の電極１４，１８間に挟まれた発光層を含む有機ＥＬ層１６とを有し、電極１４，１８間に挟まれた部分の発光層が発光することになる。このような有機ＥＬ素子による画素２２ａ〜２２ｅが支持基板１２上に縦横に配列されており、支持基板１２上に配列された画素２２ａ〜２２ｅのうち常時消灯状態となった欠陥画素２２ｂの光取り出し側には光透過性構造体２４が設けられている。このように常時消灯状態の欠陥画素２２ｂにおいて、欠陥の種類、原因に関係なくその欠陥部位の光取り出し側に光透過性構造体２４を選択的に設けることで常時消灯状態にある欠陥画素２２ｂをほとんど目立たない状態にすることができる。
【００２５】
光透過性構造体２４は、必ずしも常時消灯状態となった欠陥画素２２ｂの光取り出し側全体に設ける必要はなく、少なくとも一部に設けられていればよい。例えば、図２に示すように、複数の光透過性構造体２４が、常時消灯状態となった欠陥画素２２ｂの光取り出し側の一部にかかるように設けられていてもよい。
【００２６】
次に、上記のような有機ＥＬ表示装置を製造する際に欠陥画素をリペアする方法とともに本発明に係る表示装置についてさらに具体的に説明する。
図３は、本発明に係る欠陥画素のリペア方法の一例を示すフロー図である。
【００２７】
＜支持基板＞
支持基板１２としては、有機ＥＬ素子等の各構成部材を支持することができる強度、光透過性等を有するものであれば特に限定されず、公知のものを使用することができる。例えば、ジルコニア安定化イットリウム（ＹＳＺ）、ガラス等の無機材料、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の有機材料が挙げられる。
【００２８】
支持基板１２としてガラスを用いる場合、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。ソーダライムガラスを用いる場合には、シリカなどのバリアコートを施したものを使用することが好ましい。
【００２９】
有機材料からなる支持基板１２を用いる場合には、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、及び加工性に優れていることが好ましい。特にプラスチック製の支持基板を用いる場合には、水分や酸素の透過を抑制するため、支持基板１２の片面又は両面に透湿防止層又はガスバリア層を設けることが好ましい。透湿防止層又はガスバリア層の材料としては、窒化珪素、酸化珪素などの無機物を好適に用いることができる。透湿防止層又はガスバリア層は、例えば、高周波スパッタリング法などにより形成することができる。
また、熱可塑性の支持基板を用いる場合には、更に必要に応じて、ハードコート層、アンダーコート層などを設けてもよい。
【００３０】
支持基板１２の形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、有機ＥＬ表示装置１０の用途、目的等に応じて適宜選択することができる。一般的には、支持基板１２の形状としては、取り扱い性、有機ＥＬ素子の形成容易性等の観点から、板状であることが好ましい。支持基板１２の構造は、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。また、支持基板１２は、単一部材で構成されていてもよいし、２つ以上の部材で構成されていてもよい。
【００３１】
なお、有機ＥＬ表示装置には、一般的に、発光層から発せられた光を支持基板側から取り出すボトムエミッション方式と、支持基板の反対側から取り出すトップエミッション方式がある。本発明は、有機ＥＬ素子のように画素を構成する表示素子が自発光型である表示装置に有利に適用することができ、上記いずれの方式も採用することができるが、欠陥部位と光透過性構造体２４の距離が近いほど表示装置を斜めから見たときに光透過性構造体２４が欠陥部位と一致し易くなる。すなわち、光透過性構造体２４と発光層との間の距離が近ければ、欠陥画素２２ｂの存在を視野角に依存せずに目立たなくすることができる。欠陥画素２２ｂの発光層と光透過性構造体２４との間の距離は、好ましくは０．０１μｍ〜１０００μｍ、より好ましくは０．０５〜３００μｍ、特に好ましくは０．１〜５０μｍである。
【００３２】
トップエミッション方式では、支持基板１２の厚みに関わらず、光透過性構造体２４を発光層に極めて近い位置に設けることができるため特に有利である。また、トップエミッション方式の有機ＥＬ表示装置を製造する場合には、支持基板１２側から発光を取り出す必要がないため、例えば、ステンレス、Ｆｅ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕやこれらの合金等の金属基板を用いることができる。金属製の支持基板であれば、厚みが薄くても、強度が高く、可撓性を有し、大気中の水分や酸素に対して高いガスバリア性を有するものとなる。なお、金属製の支持基板を用いる場合には、支持基板１２と下部電極１４との間に電気絶縁性を確保するための絶縁膜を設けておく必要がある。
【００３３】
＜有機ＥＬ素子＞
有機ＥＬ素子は、支持基板１２の厚さ方向に配置された一対の電極（下部電極１４及び上部電極１８）と、該一対の電極１４，１８間に発光層を含む有機ＥＬ層１６が挟まれた構成とする。有機ＥＬ素子は、例えば以下のような層構成を採用することができるが、これらに限定されず、目的等に応じて適宜決めればよい。
【００３４】
・陽極／発光層／陰極
・陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／電子注入層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／陰極
・陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／ブロック層／電子輸送層／電子注入層／陰極
【００３５】
有機ＥＬ表示装置の駆動方式は、一般的にアクティブマトリクス駆動型とパッシブマトリクス駆動型がある。本発明ではいずれの駆動方式も採用することができるが、アクティブマトリクス駆動型の表示装置を製造する場合に本発明は特に有効である。図４は、アクティブマトリクス駆動型の回路構成の一例を示している。一般的に、アクティブマトリクス駆動型では、画素２２ごとにスイッチ素子とドライブ素子を含む薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、データ記憶のためのキャパシタを有する素子駆動回路が形成されており、走査線とデータ線で選択された画素に電流が流れて発光する。このようなアクティブマトリクス駆動型では、低消費電力であること、高画質が実現できることなどの利点がある反面、製造コストが高く、また、特にＴＦＴの不良により常時消灯状態の欠陥画素となった場合、レーザー照射などの公知の方法で修復することは極めて難しい。しかし、本発明では、欠陥画素上の光取り出し側に光透過性構造体を設けることで、欠陥画素の存在を目立たなくすることができるため、ＴＦＴに起因する欠陥画素が存在しても低コストで簡便にリペアすることができる。
【００３６】
一方、パッシブマトリクス駆動型の表示装置では、例えば電極と有機ＥＬ層の剥離により発光しないエリア（ダークスポット）が生じた場合やレーザーによるリペアで画素の一部が非発光となった場合には、その部分に本発明に係る光透過性構造体を設けることで容易にリペアすることができる。
【００３７】
＜電極＞
支持基板上の一対の電極１４，１８は、有機ＥＬ層１６を挟むようにして配置され、一方は陽極、他方は陰極となる。発光層からの光を取り出す側の電極は光透過性を高くする必要がある。通常は透明な陽極が形成されるが、透明な陰極を形成して陰極側から光を取り出すようにしてもよい。
【００３８】
−陽極−
陽極は、有機ＥＬ層１６に正孔を供給する電極としての機能を有するものであれば、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、有機ＥＬ表示装置１０の用途、目的等に応じて公知の電極材料から適宜選択することができる。
陽極を構成する材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、導電性化合物、又はこれらの混合物が好適に挙げられる。具体例として、アンチモンやフッ素等をドープした酸化錫（ＡＴＯ、ＦＴＯ）、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の導電性金属酸化物、金、銀、クロム、ニッケル等の金属、さらにこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性材料、及びこれらとＩＴＯとの積層物などが挙げられる。この中で好ましいのは導電性金属酸化物であり、特に、生産性、高導電性、透明性等の点からはＩＴＯが好ましい。
【００３９】
陽極を形成する方法としては、例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式が挙げられ、陽極を構成する材料との適性等を考慮して適宜選択すればよい。例えば、陽極材料としてＩＴＯを用いる場合には、直流又は高周波スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等に従って陽極を形成することができる。
陽極を形成する位置は、有機ＥＬ表示装置１０の用途、目的等に応じて適宜選択することができ、支持基板１２の全体に形成してもよいし、一部に形成してもよい。
【００４０】
陽極を形成する際のパターニングは、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよい。また、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等を行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。
【００４１】
陽極の厚みは、陽極を構成する材料等に応じて適宜選択すればよいが、通常は１０ｎｍ〜５０μｍ程度であり、５０ｎｍ〜２０μｍが好ましい。
また、陽極の抵抗値は、有機ＥＬ層１６に確実に正孔を供給するために、１０３Ω／□以下が好ましく、１０２Ω／□以下がより好ましい。
【００４２】
陽極側から光を取り出す場合は、その光透過率は６０％以上が好ましく、７０％以上がより好ましい。透明陽極については、沢田豊監修「透明電極膜の新展開」シーエムシー刊（１９９９）に詳述があり、ここに記載されている事項を本発明でも適用することができる。例えば、耐熱性の低いプラスチック製の支持基板を用いる場合は、ＩＴＯ又はＩＺＯを使用し、１５０℃以下の低温で成膜した透明陽極が好ましい。
【００４３】
−陰極−
陰極は、通常、有機ＥＬ層１６に電子を注入する電極としての機能を有し、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、有機ＥＬ表示装置１０の用途、目的等に応じて公知の電極材料の中から適宜選択することができる。陰極を構成する材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混合物などが挙げられる。具体例としてアルカリ金属（たとえば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ等）、アルカリ土類金属（たとえばＭｇ、Ｃａ等）、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−銀合金、インジウム、イッテルビウム等の希土類金属、などが挙げられる。これらは１種単独で使用してもよいが、安定性と電子注入性とを両立させる観点から、２種以上を好適に併用することができる。
【００４４】
これらの中でも、陰極を構成する材料としては、電子注入性の点で、アルカリ金属やアルカリ土類金属が好ましく、保存安定性に優れる点でアルミニウムを主体とする材料が好ましい。アルミニウムを主体とする材料とは、アルミニウム単独、アルミニウムと０．０１〜１０質量％のアルカリ金属又はアルカリ土類金属との合金若しくはこれらの混合物（例えば、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金など）をいう。なお、陰極の材料については、例えば、特開平２−１５５９５号公報及び特開平５−１２１１７２号公報に詳述されており、これらの公報に記載の材料は本発明においても適用することができる。
【００４５】
陰極の形成方法については特に制限はなく、公知の方法に従って形成することができる。例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式などの中から、陰極を構成する材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って形成することができる。例えば、陰極の材料として金属等を選択する場合には、その１種又は２種以上を同時に又は順次、スパッタ法等に従って陰極を形成することができる。
【００４６】
例えば上部電極１８を陰極にしてトップエミッション方式の表示装置を製造する場合は、発光層の光が支持基板１２の反対側から取り出せるように光透過性を有する陰極を形成する必要がある。上部電極１８を陰極とする場合、ＩＴＯにより透明陰極を形成することもできるが、例えば、薄膜のＡｇ、Ａｌ積層膜により光透過性の高い透明陰極を形成することもできる。また、電子注入性と透明性を両立するため、薄膜金属層と透明導電層の２層構造をとることもできる。
【００４７】
陰極の厚みは、陰極を構成する材料や光の取り出し方向に応じて適宜選択すればよく、通常は１ｎｍ〜５μｍ程度であるが、透明な陰極とする場合は、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下の厚さであることが好ましい。この範囲の厚みであれば、均一に成膜し易く、また、高い光透過性を確保することができる。
【００４８】
陰極を形成するに際してのパターニングは、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよい。また、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等によって行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。
陰極の形成位置は特に制限はなく、有機ＥＬ層１６上の全体に形成されていてもよく、その一部に形成されていてもよい。
【００４９】
＜有機ＥＬ層＞
上下の電極（陽極と陰極）１４，１８の間に挟まれる有機ＥＬ層１６は、少なくとも発光層（発光部）を含む有機化合物層によって構成される。有機ＥＬ層１６を構成する発光層以外の層としては、前述したように、正孔輸送層、電子輸送層、電荷ブロック層、正孔注入層、電子注入層等の各層が挙げられる。好ましい層構成として、陽極側から、正孔輸送層、発光層、電子輸送層の順に積層されている態様が挙げられ、さらに、例えば正孔輸送層と発光層との間、又は、発光層と電子輸送層との間に、電荷ブロック層等を有していてもよい。陽極と正孔輸送層との間に正孔注入層を有してもよく、陰極と電子輸送層との間には電子注入層を有してもよい。また、各層は複数の二次層に分かれていてもよい。
これらの有機ＥＬ層１６を構成する各層は、蒸着法やスパッタ法等の乾式製膜法、転写法、印刷法等いずれによっても好適に形成することができる。
【００５０】
−発光層−
発光層は、電界印加時に、陽極、正孔注入層、又は正孔輸送層から正孔を受け取り、陰極、電子注入層、又は電子輸送層から電子を受け取り、正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層である。
発光層は、発光材料のみで構成されていても良く、ホスト材料と発光材料の混合層とした構成でも良い。さらに、発光層中に電荷輸送性を有さず、発光しない材料を含んでいても良い。また、発光層は１層であっても２層以上であってもよく、それぞれの層が異なる発光色で発光してもよい。
【００５１】
発光材料は蛍光発光材料でも燐光発光材料であっても良く、ドーパントは１種であっても２種以上であっても良い。
蛍光発光材料の例としては、例えば、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、スチリルベンゼン誘導体、ポリフェニル誘導体、ジフェニルブタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ナフタルイミド誘導体、クマリン誘導体、縮合芳香族化合物、ペリノン誘導体、オキサジアゾール誘導体、オキサジン誘導体、アルダジン誘導体、ピリジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、ビススチリルアントラセン誘導体、キナクリドン誘導体、ピロロピリジン誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、スチリルアミン誘導体、ジケトピロロピロール誘導体、芳香族ジメチリディン化合物、８−キノリノール誘導体の金属錯体やピロメテン誘導体の金属錯体に代表される各種金属錯体等、ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン等のポリマー化合物、有機シラン誘導体などの化合物等が挙げられる。
【００５２】
燐光発光材料は、例えば、遷移金属原子又はランタノイド原子を含む錯体が挙げられる。
遷移金属原子としては特に限定されないが、好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、及び白金が挙げられ、より好ましくは、レニウム、イリジウム、及び白金である。
ランタノイド原子としては、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテシウムが挙げられる。これらのランタノイド原子の中でも、ネオジム、ユーロピウム、及びガドリニウムが好ましい。
【００５３】
錯体の配位子としては、例えば、G.Wilkinson等著，Comprehensive Coordination Chemistry, Pergamon Press社１９８７年発行、H.Yersin著，「Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds」 Springer-Verlag社１９８７年発行、山本明夫著「有機金属化学−基礎と応用−」裳華房社１９８２年発行等に記載の配位子などが挙げられる。
具体的な配位子としては、好ましくは、ハロゲン配位子（好ましくは塩素配位子）、含窒素ヘテロ環配位子（例えば、フェニルピリジン、ベンゾキノリン、キノリノール、ビピリジル、フェナントロリンなど）、ジケトン配位子（例えば、アセチルアセトンなど）、カルボン酸配位子（例えば、酢酸配位子など）、一酸化炭素配位子、イソニトリル配位子、シアノ配位子であり、より好ましくは、含窒素ヘテロ環配位子である。上記錯体は、化合物中に遷移金属原子を一つ有してもよいし、また、２つ以上有するいわゆる複核錯体であってもよい。異種の金属原子を同時に含有していてもよい。
【００５４】
燐光発光材料は、発光層中に０．１〜４０質量％含有されることが好ましく、０．５〜２０質量％含有されることがより好ましい。
【００５５】
また、発光層に含有されるホスト材料は電荷輸送材料であることが好ましい。ホスト材料は１種であっても２種以上であっても良く、例えば、電子輸送性のホスト材料とホール輸送性のホスト材料を混合した構成が挙げられる。
ホスト材料の具体例としては、例えば、カルバゾール骨格を有するもの、ジアリールアミン骨格を有するもの、ピリジン骨格を有するもの、ピラジン骨格を有するもの、トリアジン骨格を有するもの及びアリールシラン骨格を有するものや、後述の正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層の項で例示されている材料が挙げられる。
【００５６】
発光層の厚さは、特に限定されるものではないが、通常、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
【００５７】
−正孔注入層、正孔輸送層−
正孔注入層及び正孔輸送層は、陽極又は陽極側から正孔を受け取り陰極側に輸送する機能を有する層である。正孔注入層及び正孔輸送層は、具体的には、カルバゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、有機シラン誘導体、カーボン、フェニルアゾールやフェニルアジンを配位子に有するＩｒ錯体に代表される各種金属錯体等を含有する層であることが好ましい。
【００５８】
正孔注入層及び正孔輸送層の厚さは、駆動電圧を下げるという観点から、各々５００ｎｍ以下であることが好ましい。
正孔輸送層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜２００ｎｍであるのが更に好ましい。また、正孔注入層の厚さとしては、０．１ｎｍ〜２００ｎｍであるのが好ましく、０．５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１ｎｍ〜２００ｎｍであるのが更に好ましい。
正孔注入層及び正孔輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【００５９】
−電子注入層、電子輸送層−
電子注入層及び電子輸送層は、陰極又は陰極側から電子を受け取り、陽極側に輸送する機能を有する層である。電子注入層及び電子輸送層は、具体的には、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレン、ペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、８−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、有機シラン誘導体、等を含有する層であることが好ましい。
【００６０】
電子注入層及び電子輸送層の厚さは、駆動電圧を下げるという観点から、各々５００ｎｍ以下であることが好ましい。
電子輸送層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。また、電子注入層の厚さとしては、０．１ｎｍ〜２００ｎｍであるのが好ましく、０．２ｎｍ〜１００ｎｍであるのがより好ましく、０．５ｎｍ〜５０ｎｍであるのが更に好ましい。
電子注入層及び電子輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【００６１】
−正孔ブロック層−
正孔ブロック層は、陽極側から発光層に輸送された正孔が、陰極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。発光層と陰極側で隣接する正孔ブロック層を設けることができる。
正孔ブロック層を構成する有機化合物の例としては、ＢＡｌｑ等のアルミニウム錯体、トリアゾール誘導体、ＢＣＰ等のフェナントロリン誘導体、等が挙げられる。
正孔ブロック層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
正孔ブロック層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【００６２】
また、陰極と有機ＥＬ層１６との間に、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のフッ化物、酸化物等による誘電体層を０．１〜５ｎｍの厚みで形成してもよい。この誘電体層は、一種の電子注入層と解することもできる。誘電体層は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等により形成することができる。
支持基板１２上に、下部電極１４、有機ＥＬ層１６、及び上部電極１８を順次形成することで一対の電極１４，１８間に発光層を含む有機ＥＬ層１６が挟まれた有機ＥＬ素子が形成される。これにより支持基板１２上には、電極１４，１８間に挟まれた発光層の発光により表示を行う画素２２が縦横に配列されることになる。
【００６３】
＜保護層＞
有機ＥＬ素子を形成した後、上部電極１８上に保護層２０を形成することが好ましい。保護層２０は、水分や酸素等の素子の劣化を促進する成分が素子内に侵入することを抑制する材料により形成することが好ましい。具体例としては、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ等の金属、ＭｇＯ、ＳｉＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＧｅＯ、ＮｉＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｆｅ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、ＴｉＯ2等の金属酸化物、ＳｉＮx、ＳｉＮxＯy等の金属窒化物、ＭｇＦ2、ＬｉＦ、ＡｌＦ3、ＣａＦ2等の金属フッ化物、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポリウレア、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンとジクロロジフルオロエチレンとの共重合体、テトラフルオロエチレンと少なくとも１種のコモノマーとを含むモノマー混合物を共重合させて得られる共重合体、共重合主鎖に環状構造を有する含フッ素共重合体、吸水率１％以上の吸水性物質、吸水率０．１％以下の防湿性物質等が挙げられる。
【００６４】
保護層２０の形成方法は特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、ＭＢＥ（分子線エピタキシ）法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法（高周波励起イオンプレーティング法）、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ガスソースＣＶＤ法、コーティング法、印刷法、転写法などを適用することができる。
【００６５】
保護層２０の厚みは特に限定されないが、特にトップエミッション型の表示装置を製造する場合は、光透過率の低下を防ぐとともに欠陥画素２２ｂにおける発光層と光透過性構造体２４との間の距離を小さくするため、０．０１〜１００μｍが好ましく、０．１〜５０μｍがより好ましい。
【００６６】
＜検査工程＞
有機ＥＬ素子による画素２２を形成した後、支持基板１２上に配列されている画素２２のうち常時消灯状態となる欠陥画素を検査により特定する。
この欠陥画素の検査は、欠陥画素の種類と位置を把握することができる手法であればいずれの方法で行ってもよい。例えば、ガラス缶等の封止部材で封止する前に、全ての画素に欠陥検査を行う（図３（Ｂ））。例えば電圧印加により画素を流れた電流値をモニタし正常範囲内かどうかを測定したり、画素の発光輝度を測定したりすることによって欠陥画素の判断が可能である。これらの手法により、常時消灯する欠陥画素、常時点灯する欠陥画素、及び正常な画素を特定する。
【００６７】
＜リペア工程＞
欠陥画素を検査で把握した後、常時消灯する欠陥画素２２ｂの光取り出し側の少なくとも一部に光透過性構造体２４を設ける。なお、欠陥画素のうち公知の方法によって正常な画素に修復することができるものについては、正常な画素に修復することが好ましい（図３（Ｃ））。例えば、上下電極間のショートによる常時消灯画素は、高電圧パルス又はレーザーで電極間のリークを無くすことにより正常に機能する画素に変えることができる。
【００６８】
一方、ＴＦＴ等の不良により常時点灯してしまう画素は、高電圧パルス等の公知の方法で正常な画素に修復することは極めて困難である。そこで、常時点灯状態の画素が存在する場合は、予め常時消灯状態の画素に加工することが好ましい。例えば、常時点灯状態の画素の電源供給ラインのみをレーザーで切断して常時消灯欠陥に変えることができる。このように、欠陥画素に光透過性構造体を設ける前に、常時点灯状態の欠陥画素を常時消灯状態の画素に加工しておけば、その後、全ての欠陥画素に対して本発明に係る光透過性構造体を設けてリペアを行うことができる。
【００６９】
上記のように必要に応じて、常時消灯状態の欠陥画素のうちレーザー等で修復可能なものは正常な画素に修復し、常時点灯状態の画素は常時消灯状態の画素に変える。
欠陥画素が修復不可能な常時消灯欠陥のみとなったら、常時消灯状態の欠陥画素の光取り出し側の少なくとも一部に光透過性構造体を選択的に設ける。
光透過性構造体２４はガラス又は樹脂材料によって好適に形成することができる。光透過性構造体２４の具体的な材料としては、例えばメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）、ウレタン等が挙げられる。
【００７０】
また、光透過性構造体２４は、光散乱材を含んでいることが好ましい。光透過性構造体２４が光散乱材を含んでいれば、光散乱材が隣接画素２２ａ，２２ｃからの入射光を正面方向に発する役目を果たし、欠陥画素２２ｂが自発光しているかのように見え易くなる。光散乱材の具体例としては、例えばシリカゲル、硫酸バリウムや酸化チタン等の白色顔料  等が挙げられる。光散乱材の粒径は、欠陥画素２２ｂに隣接する正常画素２２ａ，２２ｃからの光を散乱する効果を発揮することができれば特に限定されないが、好ましくは、０．０１〜１μｍ、より好ましくは、０．０５〜０．５μｍである。
【００７１】
また、光透過性構造体２４の厚みは適宜設定すればよいが、薄過ぎると、隣接の画素２２ａ，２２ｃからの光を十分拾えないおそれがあり、厚過ぎると却って目立ってしまうおそれがある。このような観点から、光透過性構造体２４は、通常は、１〜１００μｍの厚さを採用することができる。
【００７２】
光透過性構造体２４を設ける方法は、欠陥部位２２ｂに選択的に設けることができれば特に限定されず、例えば  インクジェット塗布やスクリーン印刷などの方法が挙げられ、特に湿式方式が好適である。例えばインクジェット方式によれば、画素のサイズがμｍオーダーであっても光透過性構造体２４を精度良く的確な位置に設けることができる。例えば、図３（Ｄ）に示すようにノズル２３を用いてＰＭＭＡインク２５（例えば溶媒にはジクロロメタンを使用することができる。）をインクジェット方式で欠陥画素２２ｂ上のみに吐出する。ＰＭＭＡインク２５にはシリカゲル等の光散乱性の粒子を分散しておくことが好ましい。全ての欠陥画素上に光透過性構造体用のインク組成物２５を吐出して乾燥させる。これにより欠陥画素２２ｂ上に光透過性構造体２４を形成することができる。図３（Ｅ）に示されるように保護層２０を介して光透過性構造体２４を設ければ、そのインク組成物２５や乾燥後の光透過性構造体２４によって有機ＥＬ素子に悪影響を及ぼすことを防ぐことができる。
【００７３】
光透過性構造体２４は、欠陥画素２２ｂの光取り出し側の少なくとも一部に設ければよい。図５は、欠陥画素上の光透過性構造体の配置例を示している。支持基板１２上のＸ方向にはＲＧＢの各画素が繰り返し現れるように配列し、Ｙ方向には同色の画素が配列している。このような画素配列では、例えば光透過性構造体２４ａが欠陥画素（Ｇ）だけを覆うように設けることができる。例えば同色の画素間の距離を予め狭く形成しておけば、欠陥画素上の光透過性構造体は隣接する同色（Ｇ）の画素からの光を拾い易く、欠陥画素が本来の色（Ｇ）で発光しているかのように見え易くなる。
【００７４】
欠陥画素上の光透過性構造体は、その欠陥画素に隣接する画素とも重なるように設けられていることが好ましく、特にその欠陥画素と同色の画素と重なるように設けられていることが好ましい。欠陥画素上の光透過性構造体が、その欠陥画素に隣接する正常な画素と重なるように設けられていれば、隣接する画素が発光したときにその光が光透過性構造体に入射し易くなり、あたかも欠陥画素が発光しているかのように見えることになる。
【００７５】
例えば、光透過性構造体２４ｂが欠陥画素（Ｇ）全体を覆うとともに両隣の同色の画素（Ｇ）とも重なるように設けることができる。あるいは、２つの光透過性構造体２４ｃが、それぞれ欠陥画素（Ｇ）の一部と、隣接する同色（Ｇ）の画素の一部と重なるように設けてもよい。欠陥画素上の光透過性構造体２４ｂ，２４ｃが、その欠陥画素に隣接する同色の正常な画素とも重なっていれば、その隣接の画素が発光するとき、欠陥画素も同色で発光しているかのように見えるため、欠陥画素の存在を一層目立たなくすることができる。
光透過性構造体の形状は図５に示したものに限定されず、例えば、光透過性構造体２４ｂは、欠陥画素に隣接する一つの画素とだけ重なるようにしてもよいし、欠陥画素の一部に架かる光透過性構造体２４ｃを１つだけ設けてもよい。また、光透過性構造体は、欠陥画素（Ｇ）とは異なる色（Ｒ又はＢ）の隣接する画素と重なるように設けることもできる。
【００７６】
＜封止等＞
常時消灯状態の欠陥画素２２ｂ上に光透過性構造体２４を設けた後、外部からの水分や酸素を遮断する目的で、封止部材２６によって有機ＥＬ素子全体を封止する。封止部材２６に用いる材料としては、ガラス、ステンレススチール、金属（アルミニウム等）、プラスチック（ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリエステル、ポリカーボネート等）、セラミック等が挙げられる。なお、トップエミッション方式の場合は、透明の封止部材２６を用いる必要があり、さらに酸素や水分に対するバリア性からガラス缶が好適である。
【００７７】
封止部材２６と素子の間の空間には、有機ＥＬ素子の劣化をより効果的に防ぐため、水分吸収剤、不活性液体等を封入してもよい。水分吸収剤の具体例としては酸化バリウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、五酸化リン、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化銅、フッ化セシウム、フッ化ニオブ、臭化カルシウム、臭化バナジウム、モレキュラーシーブ、ゼオライト、酸化マグネシウム等が挙げられる。不活性液体としてはパラフィン類、流動パラフィン類、フッ素系溶剤（パーフルオロアルカン、パーフルオロアミン、パーフルオロエーテル等）、塩素系溶剤、シリコーンオイル類等を用いることができる。
【００７８】
さらに、上下の電極１４，１８を、外部の電源及び回路（データ信号変換回路、操作選択信号生成回路）と接続した後、完成の検査を行う。なお、素子の駆動については、特開平２−１４８６８９号、特開平６−３０１３５５号、特開平５−２９０８０号、特開平７−１３４５５８号、特開平８−２３４６８５号、特開平８−２４１０４７号、米国特許５８２８４２９号、米国特許６０２３３０８号、日本特許第２７８４６１５号に記載の方法を利用することができる。
【００７９】
上記のような工程を経て、常時消灯状態の欠陥画素２２ｂが光透過性構造体２４によってリペアされた有機ＥＬ表示装置１０を得ることができる。このように製造された有機ＥＬ表示装置１０では、欠陥画素２２ｂ上の光透過性構造体２４によって隣接画素２２ａ，２２ｃからの発光が乱反射され、あたかも欠陥画素が発光しているかのように見える。すなわち、欠陥画素２２ｂは隣接の正常な画素２２ａ，２２ｃからの発光を拾って自発光しているように見えるため、常時消灯画素をほとんど目立たない状態にすることができ、見かけ上、欠陥が皆無の表示装置となる。また、表示する内容によって欠陥が見えやすくなったりすることは無いため、どのような画像を表示した場合でも欠陥が目立つことはない。
【００８０】
以上のように、本発明によれば、常時消灯状態となった欠陥画素の光取り出し側に光透過性構造体を設けることによって、これまではリペアが難しかった常時消灯画素を実質的に欠陥と認識できない状態あるいはそれに近い状態とすることができる。このようなリペア方法は、欠陥画素の原因にかかわらず適用可能であり、簡便に低コストでリペアを行うことができる。従って、本発明によれば、歩留りを大幅に改善してコストを低下させることが可能となり、低コストで高品位の表示装置を提供することができる。
【００８１】
本発明に係る表示装置及び欠陥画素のリペア方法について説明したが本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態では、トップエミッション方式の有機ＥＬ表示装置において本発明を適用する場合について説明したが、透明で厚みが薄いガラス又は樹脂製の支持基板を用いてボトムエミッション方式の有機ＥＬ表示装置を製造し、常時消灯状態となる欠陥画素に対応する支持基板上に本発明に係る光透過性構造体を設けてリペアすることもできる。
【００８２】
また、本発明は、支持基板上に画素が配列された表示装置であれば適用することができる。例えば無機ＥＬ素子、プラズマ素子、電気泳動素子、液晶表示素子などの画素が配列された表示装置における欠陥画素のリペアにも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明に係る光透過性構造体を設けた表示装置の一例を示す概略図である。
【図２】光透過性構造体の他の例を示す概略図である。
【図３】本発明に係る表示装置の製造工程の一例を示す図である。
【図４】アクティブマトリクス駆動型の回路構成の一例を示す図である。
【図５】光透過性構造体の配置例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００８４】
１０・・・表示装置
１２・・・支持基板
１４・・・下部電極
１６・・・発光部（発光層）
１８・・・上部電極
２０・・・保護層
２２，２２ａ，２２ｃ・・・画素
２２ｂ・・・欠陥画素
２４・・・光透過性構造体
【図１】
2009027037.tif 000003
【図２】
2009027037.tif 000004
【図３】
2009027037.tif 000005
【図４】
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【図５】
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