JP2003272844A

JP2003272844A - 有機ｅｌパネルの減光化方法および有機ｅｌパネル

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Publication number: JP2003272844A
Application number: JP2002078326A
Authority: JP
Inventors: Ryuji Nishikawa; 龍司西川; Masashi Jinno; 優志神野; Takashi Ogawa; 隆司小川
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-03-20
Filing date: 2002-03-20
Publication date: 2003-09-26
Anticipated expiration: 2022-03-20
Also published as: JP4020673B2

Abstract

(57)【要約】【課題】輝点欠陥画素の減光化を効果的に行う。【解決手段】画素の有機ＥＬ素子に対し、レーザを選
択的に照射する。これによって、有機ＥＬ素子の有機層
（正孔輸送層５２、有機発光層５４、電子輸送層５６）
の機能が劣化し、発光機能がなくなる。ここで、レーザ
の照射は発光部の一部（中央部分）に限定して行う。こ
れによって、層厚が変化する部分におけるレーザの照射
がなく、陰極５８の損傷発生を効果的に防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機ＥＬパネルの
欠陥画素を減光化する減光化方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、フラットディスプレイパネル
の１つとして、有機ＥＬディスプレイパネルが知られて
いる。この有機ＥＬディスプレイパネルは、液晶ディス
プレイパネル（ＬＣＤ）とは異なり、自発光であり、明
るく見やすいフラットディスプレイパネルとしてその普
及が期待されている。

【０００３】この有機ＥＬディスプレイは、有機ＥＬ素
子を画素に備え、これを多数マトリクス状に配置して構
成される。また、この有機ＥＬ素子の駆動方法として
は、ＬＣＤと同様にパッシブ方式とアクティブ方式があ
るが、ＬＣＤと同様にアクティブマトリクス方式が好ま
しいとされている。すなわち、画素毎にスイッチ用の素
子を設け、そのスイッチ用の素子を制御して、各画素の
表示をコントロールするアクティブマトリクス方式の方
が、画素毎にスイッチ用の素子を有しないパッシブ方式
より高精細の画面を実現でき好ましい。

【０００４】なお、ＬＣＤの場合は、１つのスイッチン
グ素子（ＴＦＴ）を用い、これを直接画素電極に接続す
るが、有機ＥＬパネルの場合には、２つのＴＦＴと、１
つの容量を用いる。図８に、従来の薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）を利用した有機ＥＬパネルにおける画素回路
の構成例を示す。有機ＥＬパネルは、このような画素を
マトリクス配置して構成される。

【０００５】行方向に伸びるゲートラインには、ゲート
ラインによって選択されるｎチャンネル薄膜トランジス
タである第１ＴＦＴ１０のゲートが接続されている。こ
の第１ＴＦＴ１０のドレインには列方向に伸びるデータ
ラインＤＬが接続されており、そのソースには他端が低
電圧の電源である容量ラインＳＬに接続された保持容量
ＣＳが接続されている。また、第１ＴＦＴ１０のソース
と保持容量ＣＳの接続点は、ｐチャンネル薄膜トランジ
スタである第２ＴＦＴ４０のゲートに接続されている。
そして、この第２ＴＦＴ４０のソースが電源ラインＶＬ
に接続され、ドレインが有機ＥＬ素子ＥＬに接続されて
いる。なお、有機ＥＬ素子ＥＬの他端はカソード電源Ｃ
Ｖに接続されている。

【０００６】従って、ゲートラインＧＬがＨレベルの時
に第１ＴＦＴ１０がオンとなり、そのときのデータライ
ンＤＬのデータが保持容量ＣＳに保持される。そして、
この保持容量ＣＳに維持されているデータ（電位）に応
じて第２ＴＦＴ４０の電流が制御され、この第２ＴＦＴ
４０の電流に従って有機ＥＬ素子ＥＬに電流が流れ発光
する。

【０００７】そして、第１ＴＦＴ１０がオンしていると
きにデータラインＤＬに、その画素に対応するビデオ信
号が供給される。従って、データラインＤＬに供給され
るビデオ信号に応じて保持容量ＣＳが充電され、これに
よって第２ＴＦＴ４０が対応する電流を流し、有機ＥＬ
素子ＥＬの輝度制御が行われる。すなわち、第２ＴＦＴ
４０のゲート電位を制御して有機ＥＬ素子に流す電流を
制御して各画素の階調表示が行われる。

【０００８】このような有機ＥＬパネルにおいて、各画
素毎に設けられた第１ＴＦＴ１０または第２ＴＦＴ４０
に欠陥が生じる場合がある。ＴＦＴが、有機ＥＬ素子へ
の電流をオフするように固定される欠陥の場合には、そ
の画素は暗点化するだけであり、輝点の中に１つの暗点
が存在してもそれは視認しがたく問題とはならない。一
方、有機ＥＬ素子への電流が常時オンになるような欠陥
の場合には、その画素が輝点となる。周りの画素が黒を
表示している際に１画素でも輝点があると、これは観察
者において視認されるので、不具合となる。そこで、輝
点となってしまう欠陥画素については、これを暗点化す
る処理が従来より行われている。

【０００９】すなわち、所定数の暗点が存在する有機Ｅ
Ｌパネルは製品として問題がなく、輝点を減光化するこ
とで歩留まりの大幅な向上が達成できるためである。

【００１０】ここで、この暗点化は、画素に至る配線を
断線することによって行える。すなわち、ＬＣＤの場合
と同様に、ＹＡＧレーザなどによって、第２ＴＦＴ４０
と電源ラインまたは画素電極との配線を切断することが
考えられる。

【００１１】これによって、輝点を暗点化することがで
き、全体の表示における問題を解決することができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このＹＡＧレ
ーザによる暗点化処理を行うと、陰極にダメージがおよ
び他の画素の表示にも影響が出る可能性がある。すなわ
ち、アクティブマトリクス型の有機ＥＬパネルの場合、
ガラス基板上にＴＦＴが形成され、このＴＦＴの上方に
ＩＴＯの陽極が形成され、その上に正孔輸送層、有機発
光層、電子輸送層などの有機層が積層され、その上に金
属の陰極が形成される。このように、ＴＦＴの上方に
は、有機層の一部や陰極が存在している。特に、陰極は
共通電極としてパネルのほぼ全面に渡って形成されてい
る。

【００１３】従って、ＹＡＧレーザによりＴＦＴの配線
を切断した場合、そのレーザは陰極まで至り、陰極にも
アブレーションが起こる。従って、陰極はその部分に穴
があいた構成になる。さらに、このアブレーションによ
って、陰極の変質が起こり、周辺画素の表示にも影響が
出るおそれがある。また、レーザによる切断は、そこに
ある物質を蒸発させて飛ばすものであり、有機ＥＬ素子
の有機層もその側面が直接陰極の上方空間にさらされる
ことになる。そこで、そのさらされた部分から水分の浸
入による有機層の劣化などが進みやすく、欠陥画素が広
がるおそれもある。

【００１４】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、欠陥画素を効果的に減光化が行える有機ＥＬパネ
ルの減光化方法を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、有機ＥＬパネ
ルの欠陥画素を減光化する減光化方法であって、欠陥画
素の発光領域の一部の領域にレーザを照射し、この部分
における有機ＥＬ素子の発光能力を劣化させて減光化す
ることを特徴とする。

【００１６】このように、本発明によれば、レーザ光の
照射により欠陥画素の発光能力が劣化して減光化が行え
る。従って、強力なレーザによる配線のカット等と異な
り、陰極に損傷はない。そこで、陰極損傷による悪影響
はなく、輝点欠陥画素の減光化を行うことができる。特
に、発光領域全部ではなく、その一部のみを減光化の対
象とすることで、陰極の損傷などを効果的に防止でき
る。

【００１７】また、前記減光化する領域は、発光領域の
周辺部を除いた領域であることが好適である。発光領域
の周辺領域は、層厚などが変化する場所であり、この部
分のレーザは不均一になりやすく、陰極への損傷がでや
すい。発光部の周辺部へのレーザ照射を行わないこと
で、陰極への損傷発生を確実に防止することができる。

【００１８】また、本発明は、上述のような減光化方法
によって、欠陥画素が減光化された有機ＥＬパネルに関
し、それによって陰極損傷による悪影響がなく、輝点を
暗点化することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面に基づいて説明する。

【００２０】本実施形態では、光源として、エキシマレ
ーザなどのＵＶ（短波長）レーザを用い、レーザを欠陥
画素に照射する。これによって、欠陥画素の有機層が変
質し、発光能力が劣化して減光化が行える。

【００２１】すなわち、このレーザ照射は、照射した層
を蒸発させるような強力なものではなく、このレーザ照
射により、有機層においてレーザを吸収したことによっ
て極めて短時間に加熱変質が起こり、発光能力がなくな
り減光化が行われる。

【００２２】特に、レーザは、陰極に損傷を与えるほど
のエネルギーを有しておらず、陰極に損傷はない。そこ
で、陰極損傷による悪影響はなく、輝点欠陥画素の減光
化を行うことができる。

【００２３】もともと、有機ＥＬ素子は、その有機材料
が、熱などに弱く、発光能力が劣化しやすい。本実施形
態では、この劣化と同様の反応を素子の有機層にレーザ
を照射することによって促進し、減光化を行っている。
レーザ照射によって有機層がアニールされることで、正
孔、電子輸送能力や、有機発光材料の発光性能が劣化が
発生する原因と考えられる。分子構造自体は変化せず、
膜構造が変質することも考えられる。なお、通常発生す
る有機層の変質による表示欠陥は、時間の経過とともに
広がっていく。しかし、本実施形態の用に、レーザを照
射して減光化した場合、レーザ照射領域外に減光領域は
ほとんど拡大しない。従って、欠陥のリペアをより確実
に実行でき、高い表示品質を維持できる。

【００２４】ここで、ＹＡＧレーザには、２６６，３５
５，５３２，１０６４ｎｍなどがあるが、２６６ｎｍの
ＹＡＧレーザでは、アクリルの平坦化膜などを透過でき
ず、効果が小さい。また、５３２ｎｍ以上のＹＡＧレー
ザでは、パワーを非常に大きくしなければ効果が得られ
ず、この場合には陰極にも影響が出てしまう。

【００２５】これに対し、３５５ｎｍのＹＡＧレーザに
よれば、陰極に影響を与えることなく、効率的に有機層
の変質による発光能力を劣化させることができ、好適で
ある。また、エキシマレーザに波長３０８ｎｍのものが
あり、これも好適である。

【００２６】図１に、画素の構成について示す。ここ
で、素子基板には、１画素に図６に示したＴＦＴ１０，
４０と、容量ＣＳ、有機ＥＬ素子ＥＬが形成されるが、
この図においては、第２ＴＦＴ４０と、有機ＥＬ素子Ｅ
Ｌのみを示す。

【００２７】図において、素子基板は、ガラス基板３０
上に形成された第２ＴＦＴ４０を有している。この第２
ＴＦＴ４０と有機ＥＬ素子ＥＬの構成を示す。このよう
に、第２ＴＦＴ４０はガラス基板３０上に形成され、こ
の第２ＴＦＴ４０は、低温ポリシリコンで形成されてい
る能動層４０ａを有している。この能動層４０ａは、両
端が不純物がドープされたソース領域、ドレイン領域と
なっており、これらに挟まれた中央部がチャンネル領域
となっている。このチャネル領域の上部には酸化シリコ
ンからなるゲート絶縁膜４０ｂを介しゲート電極４０ｃ
が形成されている。ゲート絶縁膜４０ｂおよびゲート電
極４０ｃは、層間絶縁膜３４に覆われており、ゲート電
極４０ｃの両側には、層間絶縁膜３４のコンタクトホー
ルを介しソース領域およびドレイン領域に接続されるソ
ース電極４０ｄ、ドレイン電極４０ｅが形成されてい
る。そして、ソース電極３２ｄ、ドレイン電極３２ｅの
上端が層間絶縁膜３４の表面に位置している。

【００２８】また、層間絶縁膜３４の表面上には、ドレ
イン電極４０ｅと電源ラインＶＬを接続するメタル配線
等が配置される。さらに、この層間絶縁膜３４を覆っ
て、第１平坦化膜３６が形成されている。

【００２９】そして、第１平坦化膜３６の上面には、Ｉ
ＴＯから構成される透明電極５０が形成され、この一端
が第１平坦化膜３６のコンタクトホールを介し第２ＴＦ
Ｔ４０のソース電極４０ｄに接続されている。

【００３０】また、この透明電極５０は、有機ＥＬ素子
の陽極を構成し、この透明電極５０上には、正孔輸送層
５２、有機発光層５４、電子輸送層５６を介し、金属製
の陰極５８が形成されている。なお、透明電極５０の周
辺および側方には第２平坦化膜６０が配置されている。
また、有機発光層５４は、形成の際の位置ずれに対応す
るため透明電極５０より大きいが、画素領域内にのみ存
在するように、第２平坦化膜６０上にまで延びるが、す
ぐに終端している。一方、有機発光層５４以外の正孔輸
送層５２、電子輸送層５６は、全面に広がって形成され
ている。ただし、電子輸送層５６は、Ａｌｑ３など発光
する材料を含む場合もあり、電子輸送層５６も有機発光
層５４と同様に発光部のみに限定する場合も多い。

【００３１】このような有機ＥＬパネルにおいて、輝点
欠陥画素については、短波長レーザをガラス基板３０側
から照射して、その画素の有機層に選択的にダメージを
与え、減光化する。

【００３２】レーザは、通常パルスレーザが用いられる
が連続光でもかまわない。照射量は、ガラス基板の種
類、有機層、その他層の材質などにもよるが、暗点化が
確実に行え、陰極に損傷を与えない量として、実験的に
決定することが好適である。

【００３３】すなわち、図２に示すように、試験用のパ
ネルを用意し（Ｓ１１）、照射量を変更して、複数の画
素に対し、レーザを照射する（Ｓ１２）。そして、この
レーザ照射試験の結果を評価する（Ｓ１３）。すなわ
ち、暗点化が行われているか、陰極にダメージがあるか
等について、評価する。そして、確実に暗点化が行え、
かつ陰極にダメージが検出されない条件を決定する（Ｓ
１４）。

【００３４】このようにして、条件が決定された場合に
は、その条件を採用して、実際に製造された有機ＥＬパ
ネルの輝点欠陥画素について暗点化の処理を行う（Ｓ１
５）。

【００３５】このように、レーザの照射によって、陰極
にダメージを与えることなく、当該画素の暗点化の処理
を行うことができる。

【００３６】なお、ガラス基板３０の直前に配置した
（接していてもよい）マスクによって、レーザ照射領域
を暗点化する画素に限定している。しかし、レーザの照
射範囲を確実に限定できれば、光学系でレーザの照射範
囲を限定してもよい。また、レーザの照射は、発光する
領域にのみでよい。そこで、有機発光層５４が存在する
部分のみに限定してレーザを照射することが好ましい。
一般的に、ＴＦＴが存在する部分には有機発光層５４が
ない。そこで、有機発光層５４が存在する領域にレーザ
照射範囲を限定することで、ＴＦＴへのレーザの照射も
避けられる。ＴＦＴは、低温ポリシリコンの能動層を有
しており、レーザ照射はあまり好ましくなく、照射しな
いことが好適である。また、有機発光層５４がＴＦＴの
上方に存在しても、ＴＦＴには、レーザが照射されない
ようにすることも好適である。

【００３７】「画素の一部分の減光化」そして、本実施
形態においては、発光部を全体として減光化するのでは
なく、部分的に減光化する。すなわち、陰極におけるダ
メージの発生などについて、検討した結果、陽極の端部
に対応する箇所のダメージが大きいことが分かった。図
１に示すように、陽極５０の端部では、各層の形状が複
雑に変化している。そこで、レーザを照射した際に、陰
極５８に至る光は均一ではなくなり、一部が強くなりダ
メージを与えやすいと考えられる。

【００３８】そこで、本実施形態では、陽極５０の周辺
部を避けて、レーザを照射する。すなわち、図４に示す
ように陽極５０より狭い範囲、より具体的には、陽極５
０と陰極５８とが間に少なくとも発光層５４を挟んで対
向した領域に形成される発光領域より狭い範囲でレーザ
を照射する。これによって、陰極５８におけるダメージ
の発生を効果的に避けることができる。

【００３９】また、発光層５４の形状に凹部があるよう
な場合には、その凹部にレーザを照射する必要はない。
また、陽極の形状も各種のものがある。そこで、図５に
示すように、発光層や陽極の形状に合わせてレーザ照射
範囲を設定すればよい。

【００４０】さらに、マスクなどで照射範囲を限定する
場合、複雑な形状とするのは、好ましくない。そこで、
図６に示すように、比較的小さな単位照射範囲を設定し
ておき、複数回のレーザ照射によって、発光領域の減光
化を行ってもよい。このように、単位照射範囲を小さく
すれば、照射領域の形状の変更に臨機応変に対応するこ
とができリペア装置の汎用性が高まる。

【００４１】このように、本実施形態によれば、発光領
域の全体が減光化されている訳ではなく、発光領域の周
辺部には、減光化されない領域が残留する。しかし、こ
の領域は面積的にも小さく、発光量はすくない。特に、
発光領域の中心部分の発光が抑制されている。従って、
画素としての輝度はかなり低いものになり、視認されに
くくなっている。そこで、このような減光化によって、
陰極へのダメージ発生を確実に防止して、輝点欠陥画素
の効果的な減光化を図ることができる。

【００４２】ここで、図７に、有機ＥＬパネルの１画素
分の平面構成を示す。ゲートラインＧＬが水平方向に延
び、このゲートラインＧＬに第１ＴＦＴ１０のゲート２
が接続されている。この第１ＴＦＴ１０は、ゲート２を
２つ設けたダブルゲートタイプになっている。この第１
ＴＦＴ１０の能動層６の一端（ソース）がデータライン
ＤＬに接続されている。この能動層６の他端は、容量Ｃ
Ｓの下側電極に接続されて、または下側電極を兼用す
る。第１ＴＦＴ１０のゲート２の下側が能動層６がチャ
ネル領域になっており、２つのゲート２に挟まれた領域
がドレインおよびソース、容量ＣＳの下側電極に接続さ
れる領域がソースとなっている。

【００４３】この容量ＣＳの下側電極には、酸化シリコ
ン膜を介し、上側電極（ゲート電極とほぼ同層）が対向
配置されており、これら下側電極、誘電体、上側電極に
よって容量ＣＳが形成されている。容量ＣＳの上側電極
は、低電位に維持される容量ラインＳＬに接続されてい
る。

【００４４】従って、ゲートラインＧＬがＨレベルにな
ると、第１ＴＦＴ１０がオンし、データラインＤＬの電
圧が容量ＣＳに書き込まれる（充電される）。

【００４５】容量ＣＳの下側電極は、第２ＴＦＴ４０の
ゲート２５に接続されている。この第２ＴＦＴ４０は並
列接続された２つの第２ＴＦＴ４０−１、４０−２から
構成され、両端がソース、中央がドレインになってい
る。すなわち、この第２ＴＦＴ４０は、能動層１６を有
しており、この能動層１６の両端のソース１６ｓ−１、
１６ｓ−２は、電源ラインＶＬに接続されている。ま
た、ゲート２５の下方がチャネル１６ｃ−１、１６ｃ−
２となり、中央部がドレイン１６ｄ−１、１６ｄ−２と
なっている。

【００４６】そして、このドレイン１６ｄ−１、１６ｄ
−２が配線４１によって有機ＥＬ素子ＥＬに接続されて
いる。すなわち、図７における第２ＴＦＴ２０−１、２
０−２のドレイン１６ｄ−１、１６ｄ−２が有機ＥＬ素
子の陽極５０に接続される。

【００４７】このような画素において、上述のように、
陽極５０の周辺部を避けて、ＵＶレーザを照射すること
で、画素の暗点化が行える。

【００４８】「画素の減光化」上述のようにして、欠陥
画素の暗点化を行うことができる。ここで、このような
暗点化を行うと、陰極のダメージを伴う場合もある。す
なわち、有機ＥＬパネルによっては、Ｓ１４において、
陰極にダメージを与えずに、確実に暗点化発光を停止さ
せる条件を選択できない場合もある。

【００４９】このような場合には、暗点化されないが、
減光化される条件を選択する。すなわち、発光量は０で
はないが、輝度が低く、かなり暗い条件を選択する。

【００５０】例えば、図３に示すように、試験用のパネ
ルを用意し（Ｓ２１）、照射量を変更して、複数の画素
に対し、レーザを照射する（Ｓ２２）。そして、陰極に
ダメージがない条件を選択する（Ｓ２３）。そして、そ
の中で、発光量が所定値以下のものを選択する（Ｓ２
４）。選択されたものが複数あれば、なるべく発光量の
少ないものを選択する（Ｓ２５）。

【００５１】このようにして、輝点欠陥の画素につい
て、減光化が行える。減光化が行われた欠陥画素は、薄
く発光するのであるが、通常の使用においては視認でき
ない程度である。すなわち、完全な暗室であれば、視認
可能であっても、周囲がある程度明るければ、視認でき
ない程度になる。１画素の大きさにもよるが、１画素が
数１０μｍ角の場合に、発光量が２０％以下になれば、
あまり気にならない程度になる。また、ＮＤフィルタに
よる試験において、暗点と認識されるような発光量であ
れば、全く問題なく、低輝点と認識される程度までの減
光化でもよい。

【００５２】このように、本実施形態によれば、輝点欠
陥画素について、その発光量を減少させる。従って、陰
極へのダメージの発生を確実に防止して、欠陥画素の処
理が行える。そのメカニズムとしては、有機層自体が変
質する、有機層と有機層の界面が変質する、有機層と電
機の界面が変質する、などが考えられる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
欠陥画素の発光能力が劣化して減光化が行える。従っ
て、レーザによる配線のカット等と異なり、陰極に損傷
はない。そこで、陰極損傷による悪影響はなく、輝点欠
陥画素の減光化を行うことができる。

【００５４】また、欠陥画素の領域における有機ＥＬ素
子に選択的に光、特にレーザを照射することによって、
欠陥画素の有機層を効果的に変質させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画素の構成を示す図である。

【図２】レーザ照射量設定の一例を示すフローチャー
トである。

【図３】レーザ照射量設定の他の例を示すフローチャ
ートである。

【図４】レーザ照射領域の一例を示す図である。

【図５】レーザ照射領域の他の例を示す図である。

【図６】レーザ照射領域のさらに他の例を示す図であ
る。

【図７】画素の平面構成を示す図である。

【図８】画素回路の構成を示す図である。

【符号の説明】

１０第１ＴＦＴ、４０第２ＴＦＴ、５０陽極。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小川隆司大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内Ｆターム(参考） 3K007 AB08 AB11 AB18 DB03 FA00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機ＥＬパネルの欠陥画素を減光化する
減光化方法であって、欠陥画素の発光領域の一部の領域にレーザを照射し、こ
の部分における有機ＥＬ素子の発光能力を劣化させて減
光化する有機ＥＬパネルの減光化方法。
【請求項２】請求項１に記載の有機ＥＬパネルの減光
化方法において、前記減光化する領域は、発光領域の周辺部を除いた領域
であることを特徴とする有機ＥＬパネルの減光化方法。
【請求項３】請求項１または２に記載の有機ＥＬパネ
ルの減光化方法によって、欠陥画素が減光化されたこと
を特徴とする有機ＥＬパネル。