CN103392381B - 有机电致发光元件的制造方法以及有机电致发光元件 - Google Patents
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Abstract
本发明的有机电致发光元件的制造方法，包括：第1工序，准备有机EL元件（1），有机EL元件（1）包括下部电极（31）、包含发光层（42）的有机层（40）以及上部电极（32），具有下部电极（31）与上部电极（32）短路的部分；和第2工序，照射激光以包围下部电极（31）与上部电极（32）短路的部分，使下部电极（31）或上部电极（32）的构成材料变质，并且在与由变质的部分包围的区域对应的下部电极（31）与上部电极（32）之间形成空间（80）。
Description
技术领域
本发明涉及利用了EL（Electroluminescence）的有机电致发光（以下称为“有机EL”）元件的制造方法以及有机EL元件，尤其涉及有机EL元件中的灭点故障的救济方法。
背景技术
以往，例如在具有形成在作为阴极的上部电极和作为阳极的下部电极之间的有机层的有机EL元件中，若在制造工序中附着或混入导电性的异物等，则有时上部电极与下部电极产生短路等从而有机EL元件出现故障。
在该情况下，已知一种通过对短路的部分照射激光，补救因短路引起的故障的方法（例如参照专利文献1～2）。
专利文献1公开的补救方法是，检测附着在有机EL元件的导电性的异物，对该异物的周边区域的有机层进行激光照射。根据该方法，对异物不直接照射激光，在附着有异物的有机EL元件的上部电极与下部电极之间形成高电阻区域，能够救济因异物引起的上部电极的下部电极的短路故障。
另外，专利文献2公开的补救方法是，在透明基板上按顺序层叠有透明电极、多个有机材料层以及金属电极而成的有机EL元件中，将多个有机材料层中的与透明电极接触的层，形成为通过吸收激光而蒸发的泄露防止功能层。通过该构成，对泄露产生部位照射激光，由此使泄露防止功能层膨胀并蒸发从而在内部形成空间，通过该空间能够将金属电极与透明电极分开而消除泄露。
专利文献1:日本特开2004-227852号公报
专利文献2:日本特开2000-331782号公报
发明内容
专利文献1公开的补救方法是通过激光照射使异物的周围的有机层高电阻化来救济短路故障的方法，是在异物的大小小于有机层的膜厚的情况下有效的方法。但是，专利文献1公开的补救方法中，存在在异物的大小为有机层的膜厚以上的情况下难以救济上部电极与下部电极的短路故障的问题。
另外，如专利文献2公开的补救方法，存在如下问题：仅凭作为泄露防止功能层的有机材料层的蒸发而产生的空间，上部电极与下部电极还是会再短路、再次产生故障。
本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于，提供一种能够更切实地救济上部电极与下部电极的短路故障的有机EL元件的制造方法以及有机EL元件。
为了解决上述课题，本发明的有机EL元件的制造方法的一方案，包括：第1工序，准备有机电致发光元件，所述有机电致发光元件包括下部电极、包含发光层的有机层以及上部电极，具有所述下部电极与所述上部电极短路了的部分；和第2工序，照射超短脉冲激光以包围所述下部电极与所述上部电极短路的部分，使所述下部电极或所述上部电极的构成材料变质而形成变质部，并且在与由所述变质部包围的区域对应的所述下部电极与所述上部电极之间形成与所述变质部不同的空间。
根据本发明的有机EL元件的制造方法，能够救济上部电极与下部电极的短路故障。
附图说明
图1是表示将本发明的实施方式1的有机EL元件应用于有机EL显示装置时的一个像素的构成的剖面图以及俯视图。
图2是说明本发明的实施方式1的有机EL元件的制造方法的流程图。
图3A是在本发明的实施方式1的有机EL元件的制造方法中在步骤S10的工序准备的有机EL元件的剖面图。
图3B是表示在本发明的实施方式1的有机EL元件的制造方法中在步骤S12的工序照射激光的样态的剖面图。
图3C是表示在本发明的实施方式1的有机EL元件的制造方法中在步骤S12的工序形成的变质部以及空间的剖面图。
图4是用光学显微镜或扫描型电子显微镜（SEM）观察对本实施方式的有机EL元件进行了激光照射后的上部电极时的像。
图5是本发明的实施方式1的其他例的有机EL元件的剖面图。
图6是本发明的实施方式2的有机EL元件的剖面图。
图7是本发明的实施方式2的其他例的有机EL元件的剖面图。
图8是本发明的实施方式3的有机EL元件的剖面图以及俯视图。
图9A是在本发明的实施方式3的有机EL元件的制造方法中在步骤S10的工序准备的有机EL元件的剖面图。
图9B是表示在本发明的实施方式3的有机EL元件的制造方法中在步骤S12的工序照射激光的样态的剖面图。
图9C是表示在本发明的实施方式3的有机EL元件的制造方法中在步骤S12的工序形成的变质部以及空间的剖面图。
图10是用光学显微镜观察对本实施方式的有机EL元件进行激光照射后的上部电极的表面状态时的像。
图11是本发明的实施方式3的其他例的有机EL元件的剖面图。
图12是本发明的实施方式4的有机EL元件的剖面图。
图13是本发明的实施方式4的其他例的有机EL元件的剖面图。
具体实施方式
本发明的有机EL元件的制造方法的一方案，包括：第1工序，准备有机电致发光元件，所述有机电致发光元件包括下部电极、包含发光层的有机层以及上部电极，具有所述下部电极与所述上部电极短路了的部分；和第2工序，照射激光以包围所述下部电极与所述上部电极短路的部分，使所述下部电极或所述上部电极的构成材料变质，并且在与由所述变质的部分包围的区域对应的所述下部电极与所述上部电极之间形成空间。
根据本方案，通过激光照射，能够使上部电极或下部电极的一部分变质而形成变质部，并且在下部电极和上部电极之间形成空间。由此，在包围短路部分的区域内形成由变质部和空间得到的高电阻化区域，所以在下部电极与上部电极之间施加了电压时，与由变质了的部分包围的区域中的发光区域相比，电流更加向其以外的区域中的发光区域流动。因此，能够消除因短路的部分引起的故障。
在此，在本说明书中，短路不仅包括下部电极与上部电极完全导通的状态，也包括下部电极与上部电极之间的电阻比其他部分小、电流容易流动的状态。
进而，在本发明的有机EL元件的制造方法的一方案中，优选，在所述第1工序中，准备所述下部电极以及所述上部电极的至少一方的构成材料为透明金属氧化物的有机电致发光元件。
根据本方案，通过作为激光使用毫微微秒激光，能够容易使透明金属氧化物的组织构造变化而高电阻化。
进而，在本发明的有机EL元件的制造方法的一方案中，优选，在所述第2工序中，通过照射所述激光，使所述透明金属氧化物变质为粒状构造而高电阻化。
进而，在本发明的有机EL元件的制造方法的一方案中，可以在所述第1工序中，准备所述有机层包括与所述发光层相邻的电子输送层的有机电致发光元件，在所述第2工序中，在所述发光层与所述电子输送层之间形成所述空间。或者，在本发明的有机EL元件的制造方法的一方案中，可以在所述第1工序中，准备作为所述有机层之一包括与所述上部电极相邻的电子输送层的有机电致发光元件，在所述第2工序中，在所述上部电极与所述电子输送层之间形成所述空间。
进而，在本发明的有机EL元件的制造方法的一方案中，可以在所述第1工序中，准备所述短路的部分在所述有机层包含导电性的异物的有机电致发光元件。
根据本方案，能够消除由导电性的异物引起的短路。
进而，在本发明的有机EL元件的制造方法的一方案中，优选，在所述第2工序中，在所述导电性的异物与所述上部电极之间形成所述空间。
根据本方案，通过空间，能够使导电性的异物成为与上部电极不接触的状态，所以能够切断由于导电性的异物引起的电流路径。由此，能够完全消除短路故障。尤其是，在本方案中，在由变质部得到的有限的电阻值上加上由空间得到的接近无限大的电阻值，所以即使在低色阶显示时有机层的电阻值上升、随着有机层的经时变化而电阻值上升，也能够确保所补救的像素的EL电流，能够确保足够的亮度。
并且，空间形成在激光照射部附近，所以仅通过减小激光照射区域，就能够实现本方案的构成。由此，能够减小补救区域，所以能够使得在显示上看不出补救痕，在补救后也能够实现高品质的显示。另外，通过减小补救区域，也能够使补救像素的有机层的寿命提高。
进而，在本发明的有机EL元件的制造方法的一方案中，优选，所述激光是超短脉冲激光。在此，所述超短脉冲激光的脉冲宽度优选是100fs～20ps。进而，所述激光的波长优选是900～2500nm。
根据本方案，能够用超短脉冲激光缩短对有机层照射激光的时间，所以既能够降低对有机层的损害，又能够将短路部分高电阻化。
进而，在本发明的有机EL元件的制造方法的一方案中，可以在所述第1工序中，准备在所述上部电极的上方形成有保护层的有机电致发光元件，在所述第2工序中，经由所述保护层照射所述激光。进而，可以在所述第1工序中，准备在所述保护层的上方形成有调光层的有机电致发光元件，在所述第2工序中，经由所述保护层以及调光层照射所述激光。
根据本方案，即使是形成有保护层的有机EL元件，也能够简便地消除短路故障。
另外，本发明的有机EL元件的一方案，包括：下部电极、包含发光层的有机层以及上部电极；具有：所述下部电极或所述上部电极的构成材料由于激光照射而变质了的部分；和在与由所述变质了的部分包围的区域对应的所述有机层形成的空间。
根据本方案，通过由于激光照射而使上部电极或下部电极的一部分变质了的部分、和由变质了的部分包围的空间，能够形成高电阻化区域。由此，在下部电极与上部电极之间施加了电压时，与由变质了的部分包围的区域中的发光区域相比，电流更加向其以外的区域中的发光区域流动。因此，能够消除因短路的部分引起的故障。
进而，在本发明的有机EL元件的一方案中，优选，所述下部电极以及所述上部电极的至少一方的构成材料是透明金属氧化物。
根据本方案，通过作为激光使用毫微微秒激光，能够容易使透明金属氧化物的组织构造变化而高电阻化。
进而，本发明的有机EL元件的一方案中，优选，所述变质了的部分通过所述透明金属氧化物变化为粒状构造而高电阻化。在此，所述变质了的部分的方块电阻（sheetresistance）值是1MΩ／□以上。
根据本方案，能够使通过激光照射而变质了的部分的电阻值比没有激光照射的部分的电阻值高，能够消除短路故障。
进而，本发明的有机EL元件的一方案中，所述有机层可以包括与所述发光层相邻的电子输送层，所述空间可以形成在所述发光层与所述电子输送层之间。或者，本发明的有机EL元件的一方案中，所述有机层可以包括与所述上部电极相邻的电子输送层，所述空间可以形成在所述上部电极与所述电子输送层之间。
进而，本发明的有机EL元件的一方案中，优选，在与由所述变质了的部分包围的区域对应的所述有机层，含有导电性的异物。
根据本方案，能够消除因导电性的异物引起的短路。
进而，本发明的有机EL元件的一方案中，所述空间优选形成在所述导电性的异物与所述上部电极之间。
根据本方案，通过空间，能够使导电性的异物成为与上部电极不接触的状态，所以能够切断由于导电性的异物引起的电流路径。由此，能够完全消除短路故障。尤其是，在本方案中，在由变质部得到的有限的电阻值上加上由空间得到的接近无限大的电阻值，所以即使在低色阶显示时有机层的电阻值上升、随着有机层的经时变化而电阻值上升，也能够确保所补救的像素的EL电流，能够确保足够的亮度。
并且，空间形成在激光照射部附近，所以仅通过减小激光照射区域，就能够实现本方案的构成。由此，能够减小补救区域，所以能够使得在显示上看不出补救痕，在补救后也能够实现高品质的显示。另外，通过减小补救区域，也能够使补救像素的有机层的寿命提高。
以下基于附图说明本发明的实施方式的有机EL元件的制造方法以及有机EL元件。另外，以下在所有附图中对于同一或者相当的要素标注相同附图标记，省略其重复说明。
（实施方式1）
首先，使用图1说明本发明的实施方式1的有机EL元件1。图1表示将本发明的实施方式1的有机EL元件应用于有机EL显示装置时的一个像素的构成，图1（a）是本发明的实施方式1的有机EL元件的剖面图。另外，图1（b）是该有机EL元件的俯视图。此外，图1（a）是在图1（b）的A-A’线的剖面图。
本实施方式的有机EL元件1是包含由阳极和阴极夹着的有机层的有机功能器件，如图1（a）所示，包括：基板10、形成在基板10上的平坦化层20、形成在平坦化层20上的隔壁50、以及顺次形成在平坦化层20上的下部电极31、空穴注入层（HIL：HoleInjectionLayer）41、发光层（EML：EmittingLayer）42、电子输送层（ETL：ElectronTransportLayer）43、上部电极32、薄膜封止层61、封止用树脂层62和透光基板70。
在本实施方式中，空穴注入层41、发光层42以及电子输送层43是构成有机层40的层。有机层40包括发光层42，形成在下部电极31与上部电极32之间。有机层40的厚度例如是100～200nm。此外，作为有机层40也可以构成为，除了空穴注入层41、发光层42以及电子输送层43之外还包括空穴输送层（HTL：HoleTransportLayer）、电子注入层（EIL：ElectronInjectionLayer）。在该情况下，作为电子注入层可以使用聚对苯撑乙炔（PPV）等，作为空穴输送层可以使用三苯基胺、聚苯胺等。
基板10可以使用透明基板，例如，厚度为0.5mm的透明的由无碱玻璃构成的透明玻璃基板。另外，作为基板10还可以使用由树脂构成的挠性的柔性基板。此外，基板10不一定必须是透明的，在如本实施方式的顶发光型的有机EL元件1的情况下，也可以使用硅基板等非透明的基板。
平坦化层20由包括晶体管等电路元件的驱动电路、和用于使该驱动电路平坦化的平坦化膜构成。驱动电路由用于选择有机EL显示装置中的像素的开关晶体管、用于控制各像素中的发光层的发光的驱动晶体管等薄膜晶体管构成，或者除此之外还由电源供给线、图像信号线的配线等构成。作为平坦化膜，例如可以使用绝缘性的有机材料。在本实施方式中的有机EL显示装置的平坦化层20形成有多个薄膜晶体管（TFT），形成有平坦化层20的基板10作为有源矩阵型的TFT阵列基板构成。
下部电极31是被供给空穴的、也就是说从驱动电路部流入电流的阳极，形成在平坦化层20上。另外，本实施方式中的有机EL元件1是顶发光型，所以下部电极31作为反射电极构成。作为反射电极的下部电极31例如可以做成Al或银合金APC等反射金属的单层构造，或者可以做成铟锡氧化物（ITO：IndiumTinOxide）等透明金属氧化物与银合金APC等反射金属的2层构造。下部电极31的厚度例如可以设为10～40nm。此外，本实施方式中的下部电极31按每个发光区域51分离形成。另外，在做成底发光型的有机EL显示装置的情况下，下部电极31可以做成由ITO等透明金属氧化物构成的透明电极。
空穴注入层41形成在下部电极31上，具有使空穴稳定或者辅助空穴生成地向发光层42注入空穴的功能。通过形成空穴注入层41，能够使驱动电压低电压化，并且能够使元件长寿命化。空穴注入层41可以使用以空穴注入性的材料为主成分的预定的有机材料来形成，例如可以使用EDOT（聚乙撑二氧噻吩）或苯胺等化合物等。此外，空穴注入层41也按每个发光区域51分离形成。
发光层42形成在空穴注入层41上，通过由于对下部电极31和上部电极32施加预定的电压从而所注入的电子和空穴再结合而生成的能量，该发光层42的发光材料被激励而发光。发光层42是按各发光区域51由具有预定的场致发光功能的有机材料构成的有机发光层，例如是作为下层使用了α-NPD（Bis［N-（1-naphthyl）-N-phenyl］benzidine，双［N-（1-萘基）-N-苯基］联苯胺）、作为上层使用了Alq3（tris-（8-hydroxyquinoline）aluminum，三-（8-羟基喹啉）铝）的层叠构造。此外，发光层42也按各发光区域51分离形成。
电子输送层43形成在发光层42与上部电极32之间，具有将从上部电极32注入的电子向发光层42内高效地输送、并且防止在发光层42与上部电极32的界面处激发子失活、并阻挡空穴的功能。在本实施方式中，电子输送层43，与发光层42以及上部电极32相邻地形成，另外形成为被各发光区域51共用。
上部电极32，是受供给电子的、也就是说向驱动电路部流出电流的阴极，具有将相对于下部电极31为负的电压施加于发光层42、将电子注入到发光层42的功能。上部电极32是形成为与下部电极31相对向的透明电极，形成在电子输送层43上。此外，本实施方式中的上部电极32是形成为被各发光区域51共用的共用电极。
上部电极32的材料以及构成没有特别限定，但优选使用透射率高的材料以及构造。由此，能够实现发光效率高的顶发光型的有机EL显示装置。作为上部电极32的材料，例如可以使用铟锡氧化物（ITO）或者铟锌氧化物（IZO：IndiumZincOxide）等透明金属氧化物。另外，上部电极32也可以做成使用了Mg、Ag等材料的透明电极。此外，上部电极32的厚度例如可以设为10～40nm。
隔壁50是用于将发光层42分离并划分为多个发光区域51的堤，例如由抗蚀剂等黑色的感光性树脂形成。
薄膜封止层61是形成在上部电极32上的保护层，保护发光层42等有机层、上部电极32等不受水分、氧的侵蚀，防止发光层42等劣化。在本实施方式中，要求薄膜封止层61是透明的，所以作为薄膜封止层61的材料，例如可以使用氮化硅（SiN）、氮氧化硅（SiON）或者有机膜等透明绝缘材料。
封止用树脂层62是将上述的形成在基板10上的从平坦化层20到薄膜封止层61的一体形成的层（有机EL层）与透光基板70接合的粘接层，并且也作为保护有机EL层的保护层发挥作用。作为封止用树脂层62的材料，例如可以使用丙烯酸系或者环氧系的树脂等。
进而，在有机EL元件1，在制造工序中，在下部电极31与上部电极32之间混入导电性的异物100，在后述的激光照射前，下部电极31与上部电极32经由异物100短路。此外，由于异物100而引起的短路部位是发光区域51中的缺陷部的一个例子。
并且，在位于异物100周边的上部电极32的一部分，形成有变质部32a。变质部32a是上部电极32的构成材料由于激光照射而变质了的部分。即，变质部32a能够作为激光的照射痕而观察到。在本实施方式中，上部电极32由ITO构成，所以变质部32a是由于激光的照射而使ITO的组织构造变质成粒状的组织构造的部分，与其他部分相比被高电阻化。
对上部电极32的激光照射包围由异物100引起的短路部位而进行。例如，对于上部电极32，在以异物100为中心离开10μm程度的周围而确定的20μm×20μm的正方形的轮廓线上描绘而照射激光。其结果，在上部电极32，形成如图1（b）所示的口字形状（框缘状）的变质部32a以包围异物100。变质部32a的电阻值比没有受到激光照射的上部电极32的本来的电阻值高，变质部32a的方块电阻值为1MΩ／□以上。此外，在以下的说明中，将照射了激光的部位的电阻值变得比照射激光前的电阻值高称为高电阻化。
另外，如图1（a）以及图1（b）所示，在有机EL元件1，在由上部电极32的变质部32a所包围的区域中的下部电极31与上部电极32之间，形成有空间80。空间80是通过对上部电极32的激光照射而与变质部32a一起形成。空间80形成在激光照射部附近的有机层40内、即形成变质部32a的附近的有机层40内，与变质部32a同样能够作为激光的照射痕而观察到。在本实施方式中，空间80夹着变质部32a而形成在变质部32a的周围，并且形成在有机层40内的发光层42与电子输送层43之间。
如上所述，根据本实施方式的有机EL元件1，使上部电极32的一部分变质来形成变质部32a以包围导致短路故障的异物100，并且在与变质部32a所包围的区域对应的下部电极31与上部电极32之间形成空间80。由此，在下部电极31与上部电极32之间，除了由变质部32a得到的高电阻化区域之外，还能够形成由空间80的电流势垒得到的高电阻化区域。其结果，在对下部电极31和上部电极32供给了电压时，与由变质部32a包围的区域中的发光区域51相比，电流更加向其以外的区域中的发光区域51流动。因此，能够消除（补救）由异物100引起的下部电极31与上部电极32之间的短路所导致的故障，能够使发光区域51的发光恢复。
接着说明本实施方式的有机EL元件1的制造方法。在该制造方法中，包括补救由于有机EL元件1的短路引起的故障的工序。
首先，使用图2说明本实施方式的有机EL元件1的制造方法中的流程。图2是说明本发明的实施方式1的有机EL元件的制造方法的流程图。
首先，准备具有下部电极31与上部电极32短路的短路部分的有机EL元件1（S10）。具体而言，准备包括具有该短路部分的有机EL元件的有机EL面板。有机EL面板中，如上所述，有机EL元件1以像素为单位配置成矩阵状。
接着，在所准备的有机EL面板中，检查各像素的发光区域，检测出各发光区域中下部电极31与上部电极32短路的短路部分作为缺陷部（S11）。
接着，开始激光照射，通过激光照射来补救由于所检测出的短路部分引起的故障（S12）。
以下，对于上述的各个工序，使用图3A、图3B以及图3C详细说明。图3A～图3C是本发明的实施方式1的有机EL元件的制造方法的各工序中的有机EL元件的剖面图，图3A是步骤S10的工序所准备的有机EL元件的剖面图，图3B是表示在步骤S12的工序中照射激光的样态的剖面图，图3C是表示在步骤S12的工序中所形成的变质部以及空间的剖面图。此外，图3A～图3C中，示出了由于异物100导致下部电极31和上部电极32短路了的有机EL元件的剖面构造。
首先，对于准备具有短路部分的有机EL元件的工序（S10），使用图3A进行说明。
首先，在基板10上形成由绝缘性的有机材料构成的平坦化膜而形成平坦化层20，然后在平坦化层20上形成下部电极31。下部电极31，例如可以通过溅射法在平坦化层20上形成膜厚为30nm的Al膜，然后通过光刻法以及湿式蚀刻进行图案形成来形成。
接着，将例如PEDOT溶解在由二甲苯构成的溶剂中，将该PEDOT溶液旋涂到下部电极31上，由此形成空穴注入层41。
接着，在空穴注入层41上例如用真空蒸镀法层叠α-NPD、Alq3，形成发光层42。
接着，层叠例如硝基取代芴酮衍生物等化合物来形成电子输送层43。作为电子输送层43的层叠方法，可以使用蒸镀法、旋涂法、溶铸（cast）法等。
接着，不使形成有电子输送层43的基板暴露于大气地，形成上部电极32。具体而言，在电子输送层43上通过溅射法形成膜厚为35nm的ITO（IndiumTinOxide），由此形成上部电极32。
通过上述制造工序，形成具有作为发光元件的功能的有机EL元件|。此外，在制造有机EL显示装置的情况下，为了形成呈矩阵状划分的多个发光层42，在下部电极31的形成工序与空穴注入层41的形成工序之间，包括将由感光性树脂构成的隔壁50图案形成为预定形状的工序。
接着，在上部电极32上例如用等离子CVD（ChemicalVaporDeposition，化学气相沉积）法形成膜厚为500nm的氮化硅膜，形成薄膜封止层61。薄膜封止层61与上部电极32的表面接触地形成，所以优选尤其使作为保护层的条件严格，优选使用上述的氮化硅所代表的非氧系无机材料。另外，作为薄膜封止层61，例如也可以使用如氧化硅、氮氧化硅的氧系无机材料，或者可以做成将这些无机材料形成为多层的构成。此外，薄膜封止层61的形成方法不限于等离子CVD法，也可以是使用了氩等离子的溅射法等其他方法。
接着，在薄膜封止层61的表面涂敷封止用树脂层62。然后，在所涂敷的封止用树脂层62上配置由透明玻璃构成的透光基板70。在此，在透光基板70的主面可以预先形成有滤色片（调光层）。在该情况下，使形成有滤色片的面与薄膜封止层61相对向，在所涂敷的封止用树脂层62上配置透光基板70。此外，薄膜封止层61、封止用树脂层62以及透光基板70作为保护层发挥作用。
最后，一边对透光基板70从上面侧向下方加压一边施加热或能量线来使封止用树脂层62固化，由此将透光基板70与薄膜封止层61粘接。
通过这样的方法，能够形成图3A所示的有机EL元件1。此外，下部电极31、空穴注入层41、发光层42、电子输送层43、上部电极32的形成工序不限于上述实施方式。
另外，若在有机EL元件1的发光区域51产生缺陷部，也就是说由于在上述的制造工序中混入导电性的异物100而在下部电极31与上部电极32之间产生短路部位，则在包含该有机EL元件1的有机EL面板作为由于短路部位引起的故障而产生灭点。异物100，例如是作为下部电极31的材料的Al在该下部电极31形成后附着到下部电极31上而产生的。若在附着了这样的导电性的异物100的状态下层叠空穴注入层41、发光层42以及电子输送层43等有机层40以及上部电极32，则在下部电极31与上部电极32之间产生短路部分。若存在这样的短路部位，则本来用于驱动发光的电流集中流动到该短路部位，所以该发光区域51不能充分发光或者完全不能发光。将与这样丧失了正常的发光功能的发光区域51对应的像素，以下称为灭点像素。
接着，对于图2中的检测有机EL元件的缺陷部的工序（S12）进行说明。在该工序中，检测由异物100引起短路的部分、或者所混入的异物100本身。
下部电极31与上部电极32短路了的部分或者异物100本身的检测，例如通过对各像素输入与中间亮度色阶对应的亮度信号电压，用使用了CCD摄像机的亮度测定装置或者目视检测出比正常像素的发光亮度低的低亮度像素的发光亮度来进行。此外，短路部分或异物100的检测方法不限于该方法，例如也可以测定在有机EL元件的下部电极31与上部电极32之间流动的电流的值，基于电流值的大小进行检测。在该情况下，可以将施加正偏压时得到与正常像素同等的电流值而施加反偏压时观测到泄露发光的像素，判断为灭点像素。
接着，说明通过激光照射来补救因有机EL元件1的缺陷部引起的故障的工序（S12）。在该工序中，如图3B所示，对于在发光区域51内短路的部分的上方的上部电极32，从透光基板70侧开始照射激光200。
具体而言，在检测出异物100后，沿着预定形状的轮廓线上呈线状照射激光200以将由异物100导致下部电极31与上部电极32短路的部分包围，使下部电极31的构成材料变质。在本实施方式中，沿着正方形的轮廓线上照射1周长的量的激光200。此外，激光200的焦点设定为与上部电极32对合。
激光200可以使用激光振荡装置而振荡出，例如可以使用输出能量为1～30μJ、脉冲宽度为几毫微微（femto）秒～几皮可（pico）秒量级的超短脉冲激光。优选的脉冲宽度的范围是100fs～20ps。由此，能够缩短对有机层40照射的激光的脉冲时间，所以既能够降低对有机层40的损害，又能够使短路部分高电阻化。此外，作为激光200的波长可以设为900～2500nm。
这样，通过超短脉冲激光的照射，使无定形（非晶体）状态的上部电极32的构成材料变质而容易高电阻化。尤其是，超短脉冲激光能够将用其他激光不容易加工的透明导电性材料高电阻化。
这样，通过照射激光200，照射了激光200的上部电极32的区域的组织构造，如图3C所示，变化为具有粒状的组织构造的变质部32a。在此所说的粒状的组织构造是指，很多粒子（晶粒）以在粒子之间残留空隙的状态集合的组织构造。构成该粒状的组织构造的各粒子的粒径，作为一例是10～500nm。另外，在变质部32a的内部，在各个粒子之间产生空隙。认为由于该空隙，在变质部32a，与没有变质的部分的上部电极32相比，电流难以流动，成为高电阻。此外，没有变质的部分的上部电极32的方块电阻值作为一例是50Ω／□，变质部32a的电阻值是40MΩ／□。
另外，如图3C所示，通过照射激光200，在变质部32a的周边形成空间80。空间80不是形成在直接照射激光200的部分，认为是通过激光200的热、异物100的振动而形成的。即，构成有机层40的2层由于激光200的热而分离，或者由于吸收了激光200的能量的异物100的振动而分离。这样，空间80是构成有机层40的2层中的上层从下层浮起地剥离而形成的。
在本实施方式中，空间80夹着直接照射激光200的变质部32a而形成，并且形成在发光层42与电子输送层43之间。即，通过空间80，发光层42与电子输送层43分离。
在此，使用图4说明对在由于异物100导致下部电极31与上部电极32短路了的情况下的有机EL元件1进行了激光照射时的上部电极32的样态。此外，上部电极32的材料使用ITO。
图4（a）是用光学显微镜观察对本实施方式的有机EL元件进行了激光照射后的上部电极的表面状态时的像。图4（b）是对本实施方式的有机EL元件进行了激光照射后的剖面SEM像。
在图4（a）中，看到的呈框缘状发黑的部分是变质部32a，在变质部32a的周边看到的发白的的部分是空间80。
另外，从图4（b）可知，上部电极32的组织变质而形成粒状构造的变质部32a。另外，可知，在变质部32a的两侧，发光层42与电子输送层43剥离而形成空间80。
如上所述，根据本发明的实施方式1的有机EL元件1的制造方法，通过对上部电极32照射激光，能够使上部电极32的一部变质而形成变质部32a，并且能够在变质部32a附近的有机层40内形成空间80。由此，能够在上部电极32以及有机层40内形成高电阻化区域，所以在对下部电极31和上部电极32供给了电压时，与由变质部32a包围的区域中的发光区域51相比，电流更加向其以外的区域中的发光区域51流动。因此，能够消除（补救）因异物100导致的下部电极31与上部电极32之间的短路所引起的故障，能够使发光区域51的发光恢复。
此外，在本实施方式中，激光200的照射对于上部电极32进行，但是也可以对下部电极31进行。尤其是，在下部电极31由透明导电性材料构成的情况下，通过调整激光的焦点位置，对下部电极31进行激光照射，能够起到与上述同样的作用效果。另外，在该情况下，也可以不从透光基板70侧而从由透明玻璃构成的基板10侧进行激光照射。
另外，在本实施方式中，空间80形成在发光层42与电子输送层43之间，但是空间80，如图5所示，有时形成在上部电极32与电子输送层43之间，通过上部电极32从电子输送层43浮起地剥离而形成。在该情况下也能得到与上述同样的效果。
（实施方式2）
接着，对于本发明的实施方式2的有机EL元件2，使用图6进行说明。图6是本发明的实施方式2的有机EL元件的剖面图。此外，在图6中，对于与图1所示的构成要素相同的构成要素标注相同的附图标记，其详细说明省略或简化。
本实施方式的有机EL元件2中，在补救（激光照射）前下部电极31与上部电极32不是经由导电性的异物而短路，这一点与实施方式1的有机EL元件1不同。
如图6所示，在本实施方式的有机EL元件2中，在构成有机层40的层的一部分形成作为没形成为预定尺寸而变薄的部分的薄膜部。其结果，在该薄膜部中的下部电极31与上部电极32之间的电阻，与薄膜部以外的其他部分的电阻相比非常小，在薄膜部中电流容易流动，所以产生短路。
在本实施方式中，与实施方式1同样，在上部电极32的一部分形成变质部32a以包围薄膜部，并且在变质部32a的周边形成空间80。此外，如图6所示，空间80形成在发光层42与电子输送层43之间，通过电子输送层43从发光层42浮起地剥离而形成。另外，变质部32a以及空间80通过用与实施方式1同样的方法对上部电极32照射激光来形成。
如上所述，根据本实施方式的有机EL元件2，使上部电极32的一部分变质而形成变质部32a以包围导致短路故障的薄膜部，并且在有机层40内形成空间80。由此，与实施方式1同样，能够用变质部32a以及空间80形成高电阻化区域，所以能够消除（补救）因薄膜部引起的下部电极31与上部电极32之间的短路故障，能够使发光区域51的发光恢复。
此外，本实施方式的有机EL元件2的制造方法可以与实施方式1同样地进行。另外，在本实施方式中，也可以做成具有用于进行红、绿以及蓝的颜色调整的滤色片的构成。另外，在本实施方式中也可以对下部电极31进行激光照射。
另外，在本实施方式中，空间80形成在发光层42与电子输送层43之间，但是空间80，如图7所示，有时形成在上部电极32与电子输送层43之间，通过上部电极32从电子输送层43浮起地剥离而形成。在该情况下也能得到与上述同样的效果。
另外，在本实施方式中，示出了由于在有机层40形成薄膜部而下部电极31与上部电极32短路的例子，但也能够应用于在有机层40产生针孔（pinhole）等缺陷从而下部电极31与上部电极32直接接触而短路的情况。
（实施方式3）
接着，对于本发明的实施方式3的有机EL元件3，使用图8进行说明。图8是本发明的实施方式3的有机EL元件的剖面图。图8示出了将本发明的实施方式3的有机EL元件应用于有机EL显示装置时的一个像素的构成，图8（a）是本发明的实施方式3的有机EL元件的剖面图。另外，图8（b）是该有机EL元件的俯视图。此外，图8（a）是在图8（b）的A-A’线的剖面图。此外，在图8中，对于与图1所示的构成要素相同的构成要素标注相同的附图标记，其详细说明省略或简化。
本实施方式的有机EL元件3中，在补救（激光照射）前下部电极31与上部电极32经由导电性的异物100而短路，这一点与实施方式1的有机EL元件1同样，但是形成于有机层40的空间81形成在由变质部32a包围的整个区域内，这一点与实施方式1的有机EL元件1不同。
如图8（a）以及图8（b）所示，在本实施方式中，与实施方式1同样，在上部电极32的一部分形成变质部32a以包围导电性的异物100。
另外，在本实施方式中，同样，夹着变质部32a在变质部32a的周围形成空间81，但是由变质部32a包围的区域内的空间81形成在由变质部32a包围的整个区域内。即，空间81是在上述实施方式1中将由变质部32a包围的区域内的空间80扩大、在该整个区域内空间80相连的状态。
并且，本实施方式中的空间81如图8（a）所示，形成在发光层42与电子输送层43之间，并且形成在导电性的异物100与电子输送层43之间。即，电子输送层43与发光层42大幅度地剥离，电子输送层43与发光层42在层叠方向上的分离距离变大，成为异物100与电子输送层43不接触的状态。
此外，变质部32a以及空间81可以通过对上部电极32照射激光来形成。
接着，对于本实施方式的有机EL元件3的制造方法，使用图9A、图9B以及图9C进行说明。图9A～图9C是本发明的实施方式3的有机EL元件的制造方法的各工序中的有机EL元件的剖面图，分别与图3A～图3C对应。
本实施方式的制造方法与实施方式1的制造方法同样，首先，如图9A所示，准备具有由于异物100引起的短路部分的有机EL元件3。在该工序中，与图3A所说明的工序同样，准备具有成为灭点像素的短路故障的有机EL元件3。
接着，通过与实施方式1同样的方法，检测有机EL元件3的缺陷部、即由于异物100而短路的部分等。
接着，用与实施方式1同样的方法，通过激光照射补救由于有机EL元件3的缺陷部引起的故障。即，如图9B所示，将激光200的焦点设定于上部电极32，对在像素内短路的部分的上方的上部电极32从透光基板70侧照射激光。激光的种类可以使用与实施方式1同样的种类。照射了激光的上部电极32的区域如图9C所示，变化为具有粒状的组织构造的变质部32a。这时，通过激光200的照射，在由变质部32a包围的整个区域内形成空间81。空间81的形成与实施方式1同样，通过激光200的热、异物100的振动而形成。在该情况下，若激光200的热的能量、异物100的振动的能量大，则构成有机层40的2层容易分离，在由变质部32a包围的整个区域内形成空间81。
图10是用光学显微镜观察对本实施方式的有机EL元件进行了激光照射后的上部电极的表面状态时的像。
在图10中，可观察到的呈框缘状发黑的部分是变质部32a，可观察到的在由变质部32a包围的整个区域内发白的部分、和可观察到的在由变质部32a包围的区域外的附近发白的部分是空间81。
如上所述，根据本实施方式的有机EL元件3，形成变质部32a以包围导致短路故障的异物100，并且在有机层40内在由变质部32a包围的整个区域内形成空间81。这样，本实施方式中的空间81，与实施方式1中的空间80相比空间的区域扩大，所以能够进一步实现高电阻化，与实施方式1相比，能够更切实地消除短路故障。
并且，在本实施方式中，通过空间81，导电性的异物100成为与电子输送层43不接触的状态，所以能切断由于异物100引起的电流路径。由此，能够完全消除短路故障。
尤其是，在本实施方式中，除了为有限的电阻值的变质部32a之外，异物100与上部电极32分离而形成了为接近无限大的电阻值的空间81，所以即使在低色阶显示时有机层40的电阻值上升或随着有机层40的经时变化而电阻值上升，也能够确保所补救的像素的EL电流。由此，在所补救的像素中也能够确保足够的亮度，在补救后也能够实现高品质的显示。
并且，空间81形成在变质部32a附近、即激光照射部附近，所以只使激光照射区域变小，就能够在由变质部32a包围的整个区域形成空间81。由此，能够减小由变质部32a包围的补救区域，所以能够在显示上难以视认补救痕，在补救后也能够实现高品质的显示。另外，通过减小补救区域，也能够使所补救的像素中的有机层40的寿命提高。
此外，在本实施方式中，同样也可以做成具备用于进行红、绿以及蓝的颜色调整的滤色片的构成。另外，在本实施方式中，同样也可以对下部电极31进行激光照射。
另外，在本实施方式中，空间81形成在发光层42与电子输送层43之间，但是空间81如图11所示，有时形成在上部电极32与电子输送层43之间，通过使上部电极32从电子输送层43浮起地剥离而形成。在该情况下，通过空间81，异物100成为与上部电极32不接触的状态，所以能够切断由异物100引起的电流路径，能够完全消除短路故障。另外，与上述同样，通过为接近无限大的电阻值的空间81，即使补救像素的有机层40的电阻值上升也能够确保足够的亮度。并且，能够将由变质部32a包围的补救区域减小，所以能够使补救痕不显眼，并且能够使补救像素中的有机层40的寿命提高。
（实施方式4）
接着，对于本发明的实施方式4的有机EL元件4使用图12进行说明。图12是本发明的实施方式4的有机EL元件的剖面图。此外，在图12中，对于与图1所示的构成要素相同的构成要素标注相同的附图标记，其详细说明省略或简化。
本实施方式的有机EL元件4，与实施方式2同样，在补救（激光照射）前下部电极31与上部电极32不是经由导电性的异物而短路。即，在本实施方式的有机EL元件4中，由于在构成有机层40的层的一部分形成了没有按照预定尺寸的薄膜部，所以产生了短路。
在本实施方式中，与实施方式3同样，在上部电极32的一部分形成变质部32a以包围薄膜部，并且在有机层40内在由变质部32a包围的整个区域内形成空间81。此外，如图12所示，空间81形成在发光层42与电子输送层43之间。另外，变质部32a以及空间81通过用与实施方式3同样的方法对上部电极32照射激光而形成。
如上所述，根据本实施方式的有机EL元件4，使上部电极32的一部分变质而形成变质部32a以包围导致短路故障的薄膜部，并且在有机层40内在由变质部32a包围的整个区域内形成空间81。由此，与实施方式3同样，通过空间81，导电性的异物100成为与电子输送层43不接触的状态，所以能够切断由异物100引起的电流路径。由此，能够完全消除短路故障。
并且，与第3实施方式同样，除了为有限电阻值的变质部32a之外，还形成了为接近无限大的电阻值的空间81，所以即使电阻值上升也能够确保所补救的像素的EL电流，在所补救的像素中也能够确保足够的亮度。
另外，与第3实施方式同样，空间81形成在变质部32a附近、即激光照射部附近，所以只减小激光照射区域，就能够在由变质部32a包围的整个区域形成空间81。由此，能够减小由变质部32a包围的补救区域，所以能够使补救痕难以视认，并且能够使补救像素的有机层40的寿命提高。
此外，本实施方式的有机EL元件4的制造方法，能够与实施方式1同样进行。另外，在本实施方式中，同样也可以做成具有用于进行红、绿以及蓝的颜色调整的滤色片的构成。另外，在本实施方式中，同样也可以对下部电极31进行激光照射。
另外，在本实施方式中，空间81形成在发光层42与电子输送层43之间，但是空间81如图13所示，有时形成在上部电极32与电子输送层43之间。在该情况下，也能够得到与上述同样的效果。
如上所述，对本发明的有机EL元件的制造方法以及有机EL元件，基于实施方式进行了说明，但是本发明不限于上述实施方式。
例如在上述实施方式中，有机EL元件可以做成如下构成：在薄膜封止层61以及封止用树脂层62的上方，还具有作为用于进行红、绿以及蓝的颜色调整的调光层的滤色片，以覆盖由隔壁50分离的各发光区域51。在该情况下，用于补救的激光照射经由保护层和滤色片而进行。此外，滤色片可以预先形成在透光基板70的下面（有机层40侧的面）。
另外，在上述实施方式中，示出了将下部电极31做成阳极、将上部电极32做成阴极的构成，但是也可以是将下部电极31做成阴极、将上部电极32做成阳极的构成。
此外，在不脱离本发明的主旨的范围内施加了本领域技术人员能够想到的各种变形而得的实施方式也包含在本发明的范围内。另外，也可以在不脱离发明的主旨的范围内将多个实施方式中的各构成要素任意组合。产业上的可利用性
本发明的有机EL元件的制造方法以及有机EL元件能够广泛地利用于有机EL显示装置等平板显示器，或者具有该平板显示器的电视机、个人计算机或便携电话等的显示装置，尤其是要求大画面以及高析像度的显示装置。
附图标记说明
1、2、3、4有机EL元件
10基板
20平坦化层
31下部电极
32上部电极
32a变质部
40有机层
41空穴注入层
42发光层
43电子输送层
50隔壁
51发光区域
61薄膜封止层
62封止用树脂层
70透光基板
80、81空间
100异物
200激光
Claims (19)
1.一种有机电致发光元件的制造方法，包括：
第1工序，准备有机电致发光元件，所述有机电致发光元件包括下部电极、包含发光层的有机层以及上部电极，具有所述下部电极与所述上部电极短路的部分；和
第2工序，照射超短脉冲激光以包围所述下部电极与所述上部电极短路的部分，使所述下部电极或所述上部电极的构成材料变质而形成变质部，并且在与由所述变质部包围的区域对应的所述下部电极与所述上部电极之间形成与所述变质部不同的空间。
2.如权利要求1所述的有机电致发光元件的制造方法，
在所述第1工序中，准备所述下部电极以及所述上部电极的至少一方的构成材料为透明金属氧化物的有机电致发光元件。
3.如权利要求2所述的有机电致发光元件的制造方法，
在所述第2工序中，通过照射所述超短脉冲激光，形成使所述透明金属氧化物变质为粒状构造而被高电阻化的所述变质部。
4.如权利要求1所述的有机电致发光元件的制造方法，
在所述第1工序中，准备所述有机层包括与所述发光层相邻的电子输送层的有机电致发光元件，
在所述第2工序中，在所述发光层与所述电子输送层之间形成所述空间。
5.如权利要求1所述的有机电致发光元件的制造方法，
在所述第1工序中，准备作为所述有机层之一包括与所述上部电极相邻的电子输送层的有机电致发光元件，
在所述第2工序中，在所述上部电极与所述电子输送层之间形成所述空间。
6.如权利要求1所述的有机电致发光元件的制造方法，
在所述第1工序中，准备所述短路的部分在所述有机层包含导电性的异物的有机电致发光元件。
7.如权利要求6所述的有机电致发光元件的制造方法，
在所述第2工序中，在所述导电性的异物与所述上部电极之间形成所述空间。
8.如权利要求1所述的有机电致发光元件的制造方法，
所述超短脉冲激光的脉冲宽度是100fs～20ps。
9.如权利要求1所述的有机电致发光元件的制造方法，
所述超短脉冲激光的波长是900～2500nm。
10.如权利要求1所述的有机电致发光元件的制造方法，
在所述第1工序中，准备在所述上部电极的上方形成有保护层的有机电致发光元件，
在所述第2工序中，经由所述保护层照射所述超短脉冲激光。
11.如权利要求10所述的有机电致发光元件的制造方法，
在所述第1工序中，准备在所述保护层的上方形成有调光层的有机电致发光元件，
在所述第2工序中，经由所述保护层以及调光层照射所述超短脉冲激光。
12.一种有机电致发光元件，包括：下部电极、包含发光层的有机层以及上部电极；
具有：
通过以包围所述下部电极与所述上部电极短路的部分的方式照射超短脉冲激光、从而所述下部电极或所述上部电极的构成材料变质了的部分；和
在与由所述变质了的部分包围的区域对应的所述有机层形成的空间。
13.如权利要求12所述的有机电致发光元件，
所述下部电极以及所述上部电极的至少一方的构成材料是透明金属氧化物。
14.如权利要求13所述的有机电致发光元件，
所述变质了的部分通过所述透明金属氧化物变化为粒状构造而高电阻化。
15.如权利要求14所述的有机电致发光元件，
所述变质了的部分的方块电阻值是1MΩ/□以上。
16.如权利要求12所述的有机电致发光元件，
所述有机层包括与所述发光层相邻的电子输送层，
所述空间形成在所述发光层与所述电子输送层之间。
17.如权利要求12所述的有机电致发光元件，
所述有机层包括与所述上部电极相邻的电子输送层，
所述空间形成在所述上部电极与所述电子输送层之间。
18.如权利要求12所述的有机电致发光元件，
在与由所述变质了的部分包围的区域对应的所述有机层，含有导电性的异物。
19.如权利要求18所述的有机电致发光元件，
所述空间形成在所述导电性的异物与所述上部电极之间。
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