JP2011048984A - 有機ｅｌ素子及びその製造方法並びにその製造に用いるリペアシート - Google Patents

Abstract

【課題】有機ＥＬディスプレイの欠陥部をリペアしても、発光特性が低下することなく、長期にわたり封止性能が維持できる有機ＥＬ素子およびリペア方法を提供すること。
【解決手段】
少なくとも基材上に、第一電極層、有機発光媒体層、第二電極層がこの順に積層され、前記有機発光媒体層と前記第二電極層との間に異物が含まれている有機ＥＬ素子において、前記有機発光媒体層の前記異物が含まれる領域上と前記第二電極層との間にリペア層が形成されていることを特徴とする有機ＥＬ素子としたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、テレビ、パソコンモニタ、携帯電話等の携帯端末などに使用されるフラットパネルディスプレイや、面発光光源、照明、発光型広告体などとして、幅広い用途が期待される有機ＥＬ素子及びそのリペア方法に関する。

有機ＥＬ素子は、広視野角、応答速度が速い、低消費電力などの利点から、ブラウン管や液晶ディスプレイに替わるフラットパネルディスプレイとして期待されている。

有機ＥＬ素子は、少なくともどちらか一方が透光性を有する二枚の電極層（第一電極層と第二電極層）の間に、有機発光媒体層を挟持した構造であり、両電極間に電圧を印可し電流を流すことにより有機発光媒体層で発光が生じる自発光型の表示素子である。しかし、有機ＥＬ素子は、電流注入型の発光素子であるために、例えば、厚みが０．１μｍ程度の有機発光層の中に、１μｍの金属異物が存在すると、両電極で短絡してしまい、画素が光らなくなる滅点と呼ばれるパネル表示不良が発生する。

このような問題を解決するために、異物などの欠陥部にレーザーを照射し、有機層や電極層、欠陥部分を除去する技術が報告されている（特許文献１、２、３）。しかし、これらの文献では、有機ＥＬ素子を作製した後に、有機層や電極層を除去するため、レーザーが照射により除去された有機物や電極材料が周囲に飛散するといった問題や、電極層に穴が開いた状態となるため水分の浸入経路となり、ダークスポットと呼ばれる新たな表示欠陥を生み出すといった問題があった。

また、近年では、上部電極を透明にしたトップエミッション型の有機ＥＬ素子が開発されており、その特徴としては、上部電極がＩＴＯなどの透明電極であったり、封止構造がパッシベーション膜／接着材／ガラスをべたで積層した構造が用いられているのが一般的である（特許文献４）。このような構造を有するトップエミッション素子をレーザー照射によりリペアすると、金属膜の場合と異なり、ＩＴＯなどの透明電極では、除去部の周辺の膜にも亀裂が生じるといった問題が生じる。また、固体封止した状態で欠陥のリペアを行うと、接着材がべた形成されているために、レーザーで除去された材料の逃げ道がないだけでなく、レーザー照射時の熱により、接着剤の剥離が生じ、封止性能が大幅に低下するといった問題があった。

特開平１０−１３７９５３ 特開２０００−１６１９５ 特開２００３−２１７８４９ 特開２００２−２３１４４３

本発明は、有機ＥＬディスプレイの欠陥部をリペアしても、発光特性が低下することなく、長期にわたり封止性能が維持できる有機ＥＬ素子およびリペア方法を提供することにある。

本発明の請求項１に係る発明は、少なくとも基材上に、第一電極層、有機発光媒体層、第二電極層がこの順に積層され、前記第一電極層と前記第二電極層との間に異物が含まれている有機ＥＬ素子において、前記有機発光媒体層の前記異物が含まれる領域上と前記第二電極層との間にリペア層が形成されていることを特徴とする有機ＥＬ素子である。

本発明の請求項２に係る発明は、前記リペア層が、絶縁材料であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子である。

本発明の請求項３に係る発明は、前記リペア層が、前記有機発光媒体層を構成する材料であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子である。

本発明の請求項４に係る発明は、前記リペア層の面積が、７５〜２０００μｍ^２であることを特徴とする請求項１〜３に記載の有機ＥＬ素子である。

本発明の請求項５に係る発明は、前記第一電極層上に前記有機発光媒体層を形成した後に、異物検査を行い、異物のある有機発光媒体層の該上部に前記リペア層を形成し、前記第二電極層を形成することを特徴とする請求項１〜４に記載の有機ＥＬ素子の製造方法である。

本発明の請求項６に係る発明は、前記異物検査が赤外線を用いることを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ素子の製造方法である。

本発明の請求項７に係る発明は、前記リペア層を、レーザーによる熱転写もしくは昇華により形成することを特徴とする請求項５、６に記載の有機ＥＬ素子の製造方法である。

本発明の請求項８に係る発明は、少なくとも、シート基材上に光熱変換層及び前記リペア層が形成されたリペアシートを、有機ＥＬ素子に対向配置し、リペアシートの所定位置にレーザーを照射することにより、リペア層を有機発光媒体層に、熱転写もしくは昇華させることを特徴とする請求項５〜７に記載の有機ＥＬ素子の製造方法である。

本発明の請求項９に係る発明は、前記シート基材上に、面積が７５〜２０００μｍ^２の前記リペア層が複数個形成されたことを特徴とする請求項８に記載のリペアシートである。

本発明の請求項１０に係る発明は、前記シート基材上に、前記リペア層が全面に形成されたことを特徴とする請求項８に記載のリペアシートである。

本発明の請求項１１に係る発明は、前記リペア層を印刷法で形成することを特徴とする請求項８〜１０に記載のリペアシートの製造方法である。

本発明によれば、成膜時に有機発光媒体層の中に取り込まれた異物上にリペア層を形成することで、異物を介した短絡を防ぐことができる。
また、本発明によれば、リペア層を絶縁体、若しくは有機発光媒体層材料とすることで第二電極層からの電子、若しくは正孔の移動を防ぎ、異物による短絡を防ぐことができる。
また、本発明によれば、７５〜２０００μｍ^２の微小領域にリペア層を形成することで、異物による短絡を防ぐことができる。
また、本発明によれば、レーザーによる熱転写もしくは昇華によりリペア層を形成することで微小な異物上にリペア層を形成することができる。
また、本発明によれば、有機発光媒体層上の異物上にリペア層を形成した後に第二電極及び封止層を形成するため、封止構造によらずに有機発光媒体層１３の欠陥をリペアすることが可能で、レーザーを用いた異物の除去による有機材料の飛散・有機層の開口による発光の妨げ・封止性能の低下といった問題がなく、リペアによる発光・封止性能への影響を最低限に抑えつつ異物による表示欠陥を防止することができる。

本発明の有機ＥＬ素子において異物上にリペア層を形成した部分の断面概略図である。 本発明の有機ＥＬ素子のリペア層を形成する工程を（ａ）〜（ｃ）の順に示した断面概略図である。 本発明のリペアシートの、（ａ）リペア層を全面に形成したもの、（ｂ）リペア層を複数個パターン形成したものを示した断面概略図である。 本発明のリペアシートを用いて異物直上にリペア層を熱転写する工程を（ａ）、（ｂ）の順に示した断面概略図である。 キャップ封止構造の断面概略図である。 べた封止構造の断面概略図である。 レーザー照射により異物を除去する工程を（ａ）、（ｂ）の順に示した断面概略図である。 固体封止した有機ＥＬ素子にある異物にレーザー照射して異物を除去する工程を（ａ）、（ｂ）の順に示した断面概略図である。 有機発光媒体層形成後にレーザー照射して異物を除去する工程を（ａ）、（ｂ）の順に示した概略図である。

以下、本発明の有機ＥＬディスプレイの一例を、図１〜図９を参照しながら、説明する。ただし、本発明は実施の形態に限定されるものではない。

本発明により製造される有機ＥＬディスプレイは、電極基材１１を用いる。電極基材１１としては、ガラスや石英、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネート等のプラスチックフィルムに、後述する第一電極層１２が少なくとも形成されていれば良いが、以下、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が形成された駆動用基板を用いた場合を説明する。
薄膜トランジスタとしては、公知の薄膜トランジスタを用いることができる。具体的には、主として、ソース／ドレイン領域及びチャネル領域が形成される活性層、ゲート絶縁膜及びゲート電極から構成される薄膜トランジスタが挙げられる。薄膜トランジスタの構造としては、特に限定されるものではなく、例えば、スタガ型、逆スタガ型、トップゲート型、コプレーナ型等が挙げられる。
活性層は、特に限定されるものではなく、例えば、非晶質シリコン、多結晶シリコン、微結晶シリコン、セレン化カドミウム等の無機半導体材料又はチオフエンオリゴマー、ポリ（ｐ-フェリレンビニレン）等の有機半導体材料により形成することができる。これらの活性層は、例えば、アモルファスシリコンをプラズマＣＶＤ法により積層し、イオンドーピングする方法、ＳｉＨ４ガスを用いてＬＰＣＶＤ法によりアモルファスシリコンを形成し、固相成長法によりアモルファスシリコンを結晶化してポリシリコンを得た後、イオン打ち込み法によりイオンドーピングする方法、Ｓｉ２Ｈ６ガスを用いてＬＰＣＶＤ法により、また、ＳｉＨ４ガスを用いてＰＥＣＶＤ法によりアモルファスシリコンを形成し、エキシマレーザー等のレーザーによりアニールし、アモルファスシリコンを結晶化してポリシリコンを得た後、イオンドーピング法によりイオンドーピングする方法（低温プロセス）、減圧ＣＶＤ法又はＬＰＣＶＤ法によりポリシリコンを積層し、１０００℃以上で熱酸化してゲート絶縁膜を形成し、その上にｎ＋ポリシリコンのゲート電極を形成し、その後、イオン打ち込み法によりイオンドーピングする方法（高温プロセス）等が挙げられる。
ゲート絶縁膜としては、通常、ゲート絶縁膜として使用されているものを用いることができ、例えば、ＰＥＣＶＤ法、ＬＰＣＶＤ法等により形成されたＳｉＯ２；ポリシリコン膜を熱酸化して得られるＳｉＯ２等を用いることができる。
ゲート電極としては、通常、ゲート電極として使用されているものを用いることができ、例えば、アルミ、銅等の金属、チタン、タンタル、タングステン等の高融点金属、ポリシリコン、高融点金属のシリサイド、ポリサイド等が挙げられる。また、薄膜トランジスタは、シングルゲート構造、ダブルゲート構造、ゲート電極が３つ以上のマルチゲート構造であってもよい。また、ＬＤＤ構造、オフセット構造を有していてもよい。さらに、１つの画素中に２つ以上の薄膜トランジスタが配置されていてもよい。

有機ＥＬディスプレイは、薄膜トランジスタが有機ＥＬディスプレイのスイッチング素子として機能するように接続し、トランジスタのドレイン電極と有機ＥＬディスプレイの第一電極１１が電気的に接続されている。薄膜トランジスタとドレイン電極と有機ＥＬディスプレイの第一電極層１２との接続は、平坦化膜を貫通するコンタクトホール内に形成された接続配線を介して行われる。

また、第一電極層１２は隔壁によって区画され、各画素に対応した画素電極となる。第一電極層１２の材料としては、ＩＴＯなど仕事関数の高い材料を選択することが好ましく、ＩＴＯ（インジウムスズ複合酸化物）やインジウム亜鉛複合酸化物、亜鉛アルミニウム複合酸化物などの金属複合酸化物や、金、白金などの金属材料や、これら金属酸化物や金属材料の微粒子をエポキシ樹脂やアクリル樹脂などに分散した微粒子分散膜を、単層もしくは積層したものをいずれも使用することができる。また、上面発光型の有機ＥＬディスプレイの場合のように、第一電極層として正孔注入性と反射性を必要な場合には、ＡｇやＡｌのような金属材料の上にＩＴＯ膜を積層すればよい。第一電極層１２の膜厚は、有機ＥＬディスプレイの素子構成により最適値が異なるが、単層、積層にかかわらず、１００Å以上１００００Å以下であり、より好ましくは、３０００Å以下である。

第一電極層１２の形成方法としては、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの乾式成膜法や、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法などを用いることができる。

隔壁は画素に対応した発光領域を区画するように形成する。一般的にアクティブマトリクス駆動型の表示装置は各画素に対して第一電極層１２が形成され、それぞれの画素ができるだけ広い面積を占有しようとするため、第一電極層１２の端部を覆うように形成される隔壁の最も好ましい形状は第一電極層１２を最短距離で区切る格子状を基本とする。
隔壁の形成方法としては、従来と同様、基体上に無機膜を一様に形成し、レジストでマスキングした後、ドライエッチングを行う方法や、基体上に感光性樹脂を積層し、フォトリソグラフィ法により所定のパターンとする方法が挙げられる。必要に応じて撥水剤を添加したり、プラズマやＵＶを照射して形成後にインクに対する撥液性を付与したりすることもできる。
隔壁の好ましい高さは０．１μｍ以上１０μｍ以下であり、より好ましくは０．５μｍ以上２μｍ以下である。隔壁の高さが１０μｍを超えると対向電極の形成及び封止を妨げてしまい、０．１μｍ未満だと第一電極層１２の端部を覆い切れない、あるいは発光媒体層の形成時に隣接する画素とショートしたり混色する恐れがあるからである。

図１は、本発明の基本構造であり、電極基材１１上に、第一電極層１２、有機発光媒体層１３と、第二電極層１４を設けた断面概略図である。
本発明における有機発光媒体層１３としては、発光物質を含む単層膜、あるいは多層膜で形成することができる。多層膜で形成する場合の構成例としては、正孔輸送層、電子輸送性発光層または正孔輸送性発光層、電子輸送層からなる２層構成や正孔輸送層、発光層、電子輸送層からなる３層構成、さらには、必要に応じて正孔（電子）注入機能と正孔（電子）輸送機能を分けたり、正孔や電子の輸送をプロックする層などを挿入することにより、さらに多層形成することがより好ましい。
正孔輸送材料の例としては、銅フタロシアニン、テトラ（ｔ−ブチル）銅フタロシアニン等の金属フタロシアニン類及び無金属フタロシアニン類、キナクリドン化合物、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン等の芳香族アミン系低分子正孔注入輸送材料や、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリビニルカルバゾール、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルホン酸との混合物などの高分子正孔輸送材料、ポリチオフェンオリゴマー材料、Ｃｕ２Ｏ，Ｃｒ２Ｏ３，Ｍｎ２Ｏ３，ＦｅＯｘ（ｘ〜０．１），ＮｉＯ，ＣｏＯ，Ｐｒ２Ｏ３，Ａｇ２Ｏ，ＭｏＯ２，Ｂｉ２Ｏ３，ＺｎＯ，ＴｉＯ２，ＳｎＯ２，ＴｈＯ２，Ｖ２Ｏ５，Ｎｂ２Ｏ５，Ｔａ２Ｏ５，ＭｏＯ３，ＷＯ３，ＭｎＯ２などの無機材料、その他既存の正孔輸送材料の中から選ぶことができる。
高分子ＥＬディスプレイの場合には、正孔輸送材料に、インターレイヤ層を形成することが好ましい。インターレイヤ層に用いる材料として、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリアリーレン誘導体、アリールアミン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体などの、芳香族アミンを含むポリマーなどが挙げられる。これらの材料は溶媒に溶解または分散させ、スピンコート法等を用いた各種塗布方法や凸版印刷方法を用いて形成することができる。
発光材料としては、９，１０−ジアリールアントラセン誘導体、ピレン、コロネン、ペリレン、ルブレン、１，１，４，４−テトラフェニルブタジエン、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム錯体、ビス（８−キノリノラート）亜鉛錯体、トリス（４−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノリノラート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）アルミニウム錯体、ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノリノラート）［４−（４−シアノフェニル）フェノラート］アルミニウム錯体、ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）［４−（４−シアノフェニル）フェノラート］アルミニウム錯体、トリス（８−キノリノラート）スカンジウム錯体、ビス〔８−（パラ−トシル）アミノキノリン〕亜鉛錯体及びカドミウム錯体、１，２，３，４−テトラフェニルシクロペンタジエン、ペンタフェニルシクロペンタジエン、ポリ−２，５−ジヘプチルオキシ−パラ−フェニレンビニレン、クマリン系蛍光体、ペリレン系蛍光体、ピラン系蛍光体、アンスロン系蛍光体、ポルフィリン系蛍光体、キナクリドン系蛍光体、Ｎ，Ｎ’−ジアルキル置換キナクリドン系蛍光体、ナフタルイミド系蛍光体、Ｎ，Ｎ’−ジアリール置換ピロロピロール系蛍光体等、Ｉｒ錯体等の燐光性発光体などの低分子系発光材料や、ポリフルオレン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリチオフェン、ポリスピロなどの高分子材料や、これら高分子材料に前記低分子材料の分散または共重合した材料や、その他既存の蛍光発光材料や燐光発光材料を用いることができる。
電子輸送材料の例としては、２−（４−ビフェニルイル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール、オキサジアゾール誘導体やビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリノラート）ベリリウム錯体、トリアゾール化合物等を用いることができる。また、これらの電子輸送材料に、ナトリウムやバリウム、リチウムといった仕事関数が低いアルカリ金属、アルカリ土類金属を少量ドープすることにより、電子注入層としてもよい。

有機発光媒体層１３の膜厚は、単層または積層により形成する場合においても、１０００ｎｍ以下であり、好ましくは５０〜２００ｎｍ程度である。
有機発光媒体層１３の形成方法としては、材料に応じて、真空蒸着法や、スリットコート、スピンコート、スプレーコート、ノズルコート、フレキソ、グラビア、マイクログラビア、凹版オフセットなどのコーティング法や印刷法、インクジェット法などを用いることができる。

低分子型の有機発光媒体層１３を形成する場合には、主に蒸着法などが用いられるため、たとえば、チャンバ構成材であるＳＵＳ材の削りカスや、蒸着時に内壁やマスクに付着した蒸着材料などが、成膜時に有機発光媒体層の中に異物として取り込まれることがある。また、塗布型の低分子材料や高分子材料を、インクジェット法やフレキソ法などの印刷法などを用いて形成する場合には、大気中での膜形成となるため、環境異物や印刷機からの発塵物を、有機発光媒体層１３の中に異物１６として取り込むことがある。
有機発光媒体層１３は、１００ｎｍ程度の薄膜で形成されているため、例えばＳＵＳなど金属異物が混入すると、両電極が短絡してしまい、１画素が光らない滅点と呼ばれる表示不良となる。また、異物がＳｉＯ_２やＡｌ_２Ｏ_３といった絶縁物であっても、有機発光媒体層１３形成時に混入すると、異物周辺部の有機発光媒体層が薄くなり、両電極が短絡することがある。

有機ＥＬディスプレイの場合には、第一電極層１２、有機発光媒体層１３、第二電極層１４を形成し、両電極間に電圧電流を印加し、有機発光媒体層１３で発光させることにより、はじめて表示欠陥の場所を特定することができる。
しかし、この状態で、欠陥部にレーザーを照射し、欠陥部や有機発光媒体１３層、第二電極層１４を除去しようとすると、第二電極層１４に穴があくため水分の浸入によるダークスポットの発生・拡大や、除去した有機材料や電極材料が周辺部に飛散して周囲の発光の妨げになるといった問題が生じる（図７）。

また、第二電極を透明にしたトップエミッション型有機ＥＬディスプレイの場合、第二電極としてＩＴＯなどの透明電極を用いるとレーザー照射によりＩＴＯ電極に亀裂が生じ、欠陥部の周辺の発光の妨げになるといった問題や、封止構造としてパッシベーション膜／接着材／ガラスをべたで積層した構造では、レーザー照射により除去された欠陥部が飛散する場所がなく、さらにレーザー照射時の熱により接着剤の剥離が生じ、封止性能が大幅に低下するといった問題が生じる（図８）。

このことから、有機発光媒体層形成時に混入した異物１６は、第二電極を形成する前にリペアすることが好ましい。しかし、第二電極を形成する前に有機発光媒体層の欠陥部にレーザーを照射すると、除去された有機材料が周辺部に飛散して周辺部の発光特性が著しく低下するといった問題が生じる（図９）。

そこで、本発明においては、第二電極１４を形成する前に有機発光媒体層１３の中にある異物を検出し、異物１６の該直上の有機発光媒体層上にリペア層１５を形成することにより（図２）異物を介して上下電極が短絡することを防ぐことができるため、画素全体が光らなくなる滅点と呼ばれる表示不良を発生させることがなく、リペア層１５の大きさの非発光領域にとどめることが可能となる。このリペア層１５の大きさは、目視で視認できないような大きさであることが好ましく、１００μｍ以下がよく、１０〜５０μｍがより好ましいサイズである。

異物１６の検出に用いる検査機の光源としては、有機発光媒体層１３を光劣化させないように赤外線を用いることが好ましい。赤外線であれば透過、反射光源のいずれでも用いることが可能であるが、形成された有機発光層は膜厚が非常に薄く、光学的な吸収が小さいため、膜を光線が１回通過する透過光源よりも、基板表面で反射する光が２回通過する反射光源のほうがよりコントラストを得やすいため好ましい。また、用いる赤外線はイメージセンサに感度を有する波長領域であれば特に制限はないが、波長が長すぎると画像の解像度が悪くなるため検査光の波長は７００〜１５００ｎｍが好適である。また、イメージセンサはエリアセンサ、ラインセンサのいずれでも用いることが可能である。イメージセンサは検査時間短縮のため複数台を並置して処理してもよい。

また、検査装置全体を遮光することで有機発光層の劣化を防ぐことがより好ましい。さらに有機発光層薄膜は空気中の酸素や水分で劣化を起こしやすいため、なるべく空気に触れる時間を短縮することが求められる。有機発光層を空気から遮断するためには、不活性ガスによりパージすることが有効であり、印刷やインクジェットなど有機発光層を形成する工程を大気下で行った場合、工程検査のために不活性ガスでパージする必要がある。不活性ガスは有機発光層にダメージを与えないものであれば特に制限は無く、コストや安全性の観点から窒素が好ましく用いられる。

有機ＥＬディスプレイの製造工程で主に混入する異物１６の大きさが０．１μｍ〜１０μｍと小さいこと、リペア層１５を１００μｍ以上の大きさとすると非発光エリアとして視認できてしまうことから、リペア層１５の大きさは直径１０μｍ以上１００μｍ以下、好ましくは１０μｍ以上５０μｍ以下の円である。ここで、リペア層１５の形状としては、円形状や、四角形状、三角形状、又は不定形など成膜法に応じてどのような形でもよく、異物１６がリペア層１５によって覆われれば良い。すなわち、リペア層１５の面積が、直径が１０μｍ以上５０μｍ以下の円のおおよその面積である、７５μｍ^２以上２０００μｍ^２以下の範囲にあって、異物１６がリペア層１５によって覆われていればどのような形であっても良く、この面積の範囲であれば、短絡の防止及びリペア層１５を形成する際の異物１６との位置あわせも好適に行うことができる。

しかし、一般的な成膜方法である蒸着法やスパッタ法では、上述のような微小領域に選択的に絶縁材料を成膜することはできない。そこで、本発明では、シート基材２１上に少なくとも光熱変換層２２とリペア層１５を設けたリペアシート２３を作製し（図３（ａ）、図３（ｂ））、このリペアシート２３を有機発光媒体層１３上に相対して設置した状態で、異物１６に対応したリペアシート２３の所定の位置にレーザー光を照射して、リペア層１５を、異物１６と有機発光媒体層１３上に、熱転写もしくは昇華させる方式を用いたものである（図４）。ここで、リペアシート２３上にリペア層１５をべたで形成し（図３（ａ））そのままリペア層として熱転写もしくは昇華しても良いが、レーザー照射によりリペア層１５の成膜領域をパターン制御することが困難な場合はリペアシート２３上に形成するリペア層１５を予め７５μｍ^２以上２０００μｍ^２の大きさで複数個パターン形成しても良い（図３（ｂ））。

リペアシート２３のリペア層１５の形成方法は特に制限はなく、材料に応じて選択すればよいが、リペア層１５として有機材料を用いる場合にはフレキソ法やグラビア法、インクジェット法、ディスペンサ法などの印刷法が好適に用いられる。この時、リペア層１５を形成する際には下地面を撥液性にしても良い。リペアシート２３に形成するリペア層１５の厚みは、０．１〜１０μｍの異物１６を被覆できればよく、最大で１０μｍあればよいが、実際には有機発光媒体層１３から露出した異物最表面を被覆できればよいため、０．１〜３μｍ程度の膜厚があれば目的を達成することはできる。

リペア層１５の材料としては、特に限定するものではないが、絶縁材料を用いれば異物を介して両電極が短絡することを防ぐことができる。リペア層１５をフィルム基材上にパターン形成し、レーザー照射により有機発光媒体層上に熱転写もしくは昇華形成する方式には、有機材料を用いることが好ましい。具体例としては、アクリル、エポキシ、シリコーン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリイミドなどの絶縁性の高分子樹脂材料を用いることが好ましい。

さらに、有機ＥＬ素子は不純物の混入により特性が劣化することが懸念されるため、有機発光媒体層１３のいずれかの材料を用いることがより好ましい。材料の例としては、上記した正孔輸送材料、インターレイヤー材料、発光材料を用いることができる。リペア層１５として低分子材料を用いる場合は、レーザーの光熱変換により低分子材料が昇華し、異物を被覆することができるが、異物の被覆性を考慮すると、リペア層１５として高分子材料を用いたレーザーの光熱変換により熱転写する方が異物の被覆性に優れ、より好ましい実施の形態である。

リペア層１５として用いられる正孔輸送材料の中でも、ポリアニリンやポリチオフェンといった導電性を有する高分子材料は電極としての役割を果たしてしまうため、異物を非導電化するという本発明の目的には適さない。また、リペア層１５は陰極層側に形成されるため、電子輸送材料を用いると、電子が容易に注入され短絡するため好ましくない。従って、リペア層１５としては、絶縁性の高分子材料、正孔輸送材料もしくは発光材料を用いることが最良の実施の形態となる。

上述の場合では第一電極層１２を正極、第二電極層１４を陰極として説明しているが、第一電極層１２を陰極、第二電極層１４を正極とした場合には、リペア層１５として用いられる材料は電子輸送層が好ましく、正孔輸送層は正孔が容易に注入され短絡するため好ましくない。
なお、この場合にも正孔輸送層以外の有機発光媒体層１３の材料や絶縁性の高分子樹脂材料をリペア層１５の材料として好ましく用いることができる。

次に、リペアシート２３について説明する。フィルム基材２０は特に制限はなく、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のプラスチックフィルム、特に、レーザー照射時に熱的安定性に優れたものを選択することが好ましい。
光熱変換層２２としては、染料や顔料、金属、金属化合物、金属膜などが挙げられる。代表的なものとしては、バインダーに分散させたカーボンブラックや黒鉛、酸化アルミニウムなどの金属酸化物、フタロシアニン顔料などが挙げられる。
また、フィルム基材２０、光熱変換層２２、リペア層１５の間には、必要に応じて、密着層、転写補助層などの中間層を設けてもよい。
リペア層１５を熱転写もしくは昇華させるレーザー光としては、赤外光、可視光、紫外光を用いることができ、固体レーザーＮｄ：ＹＡＧレーザーやＮｄ：ＹＬＦレーザー、色素レーザー、エキシマレーザーなどが挙げられる。

第二電極層１４としては、少なくとも、電子注入性の陰極としての役割があればよく、ＬｉやＢａ、Ｃａなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属と、ＡｌやＡｇといった安定性のある金属膜の積層膜が用いられる。トップエミッション型の有機ＥＬディスプレイの場合には、透明電極としての役割を兼用する必要があるため、電子注入性の陰極としては、仕事関数が低いＬｉやＢａ、Ｍｇ、Ｃａといったアルカリ金属やアルカリ土類金属や、これら金属の酸化物、フッ化物などの化合物を用いることができる。これら材料は電子注入性に優れるものの、安定性に乏しいため、ＡｌやＡｇなどの安定性に優れた金属との積層膜もしくは合金膜を用いることがより好ましい。
第二電極層１４の形成方法としては、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法を選択すればよい。また、第二電極層１４の厚さに特に制限はないが、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下程度で用いることができる。トップエミッション型ＥＬディスプレイの場合には、Ｂａなどのアルカリ金属を５ｎｍ程度、Ａｌなどの安定金属を１０ｎｍ程度としてもよく、さらにＩＴＯなどの透明電極を１００ｎｍ程度積層し低抵抗化することもできる。

本発明は、封止構造によらず、有機発光媒体層１３の欠陥をリペアすることが可能であり、例えば、ガラスキャップからなる封止材１７を用いたキャップ封止（図９）や、パッシベーション膜１８と接着剤１９、ガラス基材からなる封止材１７を用いたべた封止などである（図９）。
パッシベーション層１８としては、酸化珪素、酸化アルミニウム等の金属酸化物、弗化アルミニウム、弗化マグネシウム等の金属弗化物、窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化炭素などの金属窒化物、酸窒化珪素などの金属酸窒化物、炭化ケイ素などの金属炭化物、必要に応じて、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂などの高分子樹脂膜との積層膜を用いてもよい。特に、バリア性と透明性の面から、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素を用いることが好ましく、さらには、成膜条件により、膜密度を可変した積層膜や勾配膜を使用してもよい。

パッシベーション層１８の形成方法としては、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、ＣＶＤ法を用いることができるが、特に、バリア性や透光性の面でＣＶＤ法を用いることが好ましい。ＣＶＤ法としては、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、触媒ＣＶＤ法、ＶＵＶ−ＣＶＤ法などを用いることができる。また、ＣＶＤ法における反応ガスとしては、モノシランや、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）やテトラエトキシシランなどの有機シリコン化合物に、Ｎ_２、Ｏ_２、ＮＨ_３、Ｈ_２、Ｎ_２Ｏなどのガスを必要に応じて添加してもよく、例えば、シランの流量を変えることにより膜の密度を変化させてもよく、使用する反応性ガスにより膜中に水素や炭素が含有させることもできる。封止層の膜厚としては、有機ＥＬ素子の電極段差や基板の隔壁高さ、要求されるバリア特性などにより異なるが、１０ｎｍ以上１００００以下程度が一般的に用いられている。

接着剤１９の材料としては、公知の接着性樹脂シートを使用することができるが、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂などの光硬化型接着性樹脂、熱硬化型接着性樹脂ポリエチレン、ポリプロピレンなどの酸変性物からなる熱可塑性接着性樹脂などを使用することができる。接着層には、必要に応じてギャップ制御のためにガラスや樹脂からなる球状、棒状などのスペーサーを混入しても良く、乾燥剤や酸素吸収剤などを混入してもよい。
封止材１７としては、キャップ封止の場合には掘りこみガラスやステンレス成型品、べた封止の場合には、ガラス板や、ポリエチレンテレフタレートやポリカーボネートなどのプラスチックフィルムやこれらに窒化ケイ素や酸化ケイ素などのバリア膜を形成したバリアフィルム、アルミ箔などの金属箔を用いることができる。これらには、必要に応じて色変換層やカラーフィルター層、光取出し層などを設けても良い。

以下、本発明を実施例１及び比較例により具体例を説明するが、特に制限されるものではない。

＜実施例１＞
ガラス基材からなる電極基材１１上に、第一電極層１２としてＩＴＯ膜（１５０ｎｍ）をスパッタリング法およびフォトリソ、エッチング法を用いてパターン形成した。
次に、有機発光媒体層１３として、正孔輸送層にポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルホン酸との混合物（２０ｎｍ）、発光層にポリ［２−メトキシ−５−（２'−エチル−ヘキシロキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＥＨＰＰＶ）（１００ｎｍ）をそれぞれ、凸版印刷法を用いてパターン形成した。
次に、赤外線を光源に持つ異物検査機を用いて、有機発光媒体層１３中に含まれる異物１６の検査を行い、大きさ１〜１０μｍの異物１６がある画素１００個の座標情報を記録した。
一方、ポリエチレンナフタレートフィルムからなるフィルム基材２０上に、光―熱吸収層２１としてブラックアルミニウム（ＡｌＯｘ）を形成し、その上に、リペア層１５として、上記発光層と同じ材料を、３０μｍφ、面積約７０６．５μｍ^２の円形状で、ドライ膜厚が２μｍとなるように、ディスペンサ法を用いて塗出し、複数個のリペア層１５を形成して、リペアフィルム２２を作製した。次に、リペアフィルム２２を、有機発光媒体層１３に相対して貼り合わせる際に、１００個の異物１６のそれぞれの位置に、３０μｍφの円状に形成したリペア層１５が対応するように貼り合わせ、リペア層１５を有機発光媒体層１３上にレーザー熱転写した。
次に、第二電極層１４として、Ｂａ膜（５ｎｍ）とＡｌ膜（２００ｎｍ）を蒸着法を用いて積層した。次に、封止として、パッシベーション層１８（ＳｉＮｘ膜３００ｎｍ）、接着剤１９（光硬化型のエポキシ接着剤）、封止材１７（ガラス基材）を順に積層した。
作製した有機ＥＬディスプレイを点灯させて、大きさ１〜１０μｍの異物があった１００画素を検査した結果、滅点無く全ての画素が発光していることを確認した。リペア層１５を形成した部分は大きさ３０μｍφの非発光部にはなっていたが、目視検査では検出できなかった。さらに、このパネルを８５℃９０ＲＨ％下に３０００Ｈｒ保存しても、１００個の黒点について拡大は観察されなかった。

＜比較例１＞
実施例１に記載した有機ＥＬディスプレイにおいて、１００個の異物１６に、リペア層１５を形成せずに、第二電極層の形成、封止を行った。
作製した有機ＥＬディスプレイを点灯させて、大きさ１〜１０μｍの異物があった１００画素を検査した結果、９８画素が滅点となっていることを確認した。
滅点となっている画素上の異物１６に対しレーザーを照射したところ、レーザー照射による黒点が生じ、滅点はなくなったが、このパネルを８５℃９０ＲＨ％下に５００Ｈｒ保存した時点でレーザー照射した９８個の画素の全てについて黒点が拡大し、１０００Ｈｒ保存した時点で全面非発光となった。

１１ 電極基材
１２ 第一電極層
１３ 有機発光媒体層
１４ 第二電極
１５ リペア層
１６ 異物
１７ 封止材
１８ ＰＶ膜
１９ 接着剤
２１ シート基材
２２ 光熱変換層
２３ リペアシート

Claims (11)

1. 少なくとも基材上に、第一電極層、有機発光媒体層、第二電極層がこの順に積層され、前記第一電極層と前記第二電極層との間に異物が含まれている有機ＥＬ素子において、前記有機発光媒体層の前記異物が含まれる領域上と前記第二電極層との間にリペア層が形成されていることを特徴とする有機ＥＬ素子。
2. 前記リペア層が、絶縁材料であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
3. 前記リペア層が、前記有機発光媒体層を構成する材料であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
4. 前記リペア層の面積が、７５〜２０００μｍ^２であることを特徴とする請求項１〜３に記載の有機ＥＬ素子。
5. 前記第一電極層上に前記有機発光媒体層を形成した後に、異物検査を行い、異物のある有機発光媒体層の該上部に前記リペア層を形成し、前記第二電極層を形成することを特徴とする請求項１〜４に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
6. 前記異物検査が赤外線を用いることを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
7. 前記リペア層を、レーザーによる熱転写もしくは昇華により形成することを特徴とする請求項５、６に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
8. 少なくとも、シート基材上に光熱変換層及び前記リペア層が形成されたリペアシートを、有機ＥＬ素子に対向配置し、リペアシートの所定位置にレーザーを照射することにより、リペア層を有機発光媒体層に、熱転写もしくは昇華させることを特徴とする請求項５〜７に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
9. 前記シート基材上に、面積が７５〜２０００μｍ^２の前記リペア層が複数個形成されたことを特徴とする請求項８に記載のリペアシート。
10. 前記シート基材上に、前記リペア層が全面に形成されたことを特徴とする請求項８に記載のリペアシート。
11. 前記リペア層を印刷法で形成することを特徴とする請求項８〜１０に記載のリペアシートの製造方法。

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