JP3839821B2

JP3839821B2 - 発光ディスプレイの製造方法

Info

Publication number: JP3839821B2
Application number: JP2004143412A
Authority: JP
Inventors: 健一永山
Original assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp
Current assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp
Priority date: 2004-05-13
Filing date: 2004-05-13
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2017-05-20
Also published as: JP2004228096A

Description

本願は、有機エレクトロルミネセンス素子（有機ＥＬ素子）等の発光素子を用いた発光ディスプレイに関する。

従来、ガラス板、あるいは透明な有機フィルム上に形成した蛍光体に電流を流して発光させる有機ＥＬ素子が知られている。図６に、かかる有機ＥＬ素子の概略構成を示す。図６において、透明なガラス基板３０１の上面には透明電極３０２が形成されており、この透明電極３０２の上面には発光層３０３が形成されている。さらに、かかる発光層３０３の上面には金属電極３０４が形成されている。

図７は、有機ＥＬ素子を等価的に表した電気回路図である。一般に有機ＥＬ素子は図７に示されるが如く、回路抵抗成分Ｒと、容量成分Ｃと、発光成分Ｄとにより等価的に表される、容量性の発光素子であると考えられている。

したがって、有機ＥＬ素子は、図６に示すスイッチ３０５によって発光駆動電圧３０６が、透明電極３０２と金属電極３０４間に印加されると、先ず、素子の電気容量に相当する電荷が電極に変位電流として流れ込み蓄積される。続いて一定の電圧（障壁電圧）を越えると、電極から有機層に電流が流れ始め、この電流に比例して発光が始まる。

図８、図９は、このような有機ＥＬ素子を用いた単純マトリクス駆動型の発光ディスプレイの一例を示す図であり、図８は発光ディスプレイの概略構造を示し、図９は発光ディスプレイの透明電極及び金属電極の配列を示している。

発光ディスプレイは、図８に示すように、透明なガラス基板１上に、ＩＴＯ等からなり各々所定間隔をおいて配列される複数の平行なストライプ状の透明電極２、有機物等を用いた正孔輸送層、発光層、電子輸送層等からなる発光部３、透明電極２と直交し且つ所定間隔をおいて配列される複数の平行なストライプ状の金属電極４を順に積層して形成される。また、金属電極４及び発光部３が形成された基板１上全面に亘って防湿のための保護膜５が形成される。

また、発光ディスプレイは、図９に示すように、互いに対面し対をなす透明電極２及び金属電極４の各々が互いに対面して交差し挟持する発光部３の１つの領域を１単位とする発光画素が形成され、必要な数の画素数をマトリクス状に配列することにより単純マトリクス駆動型の発光ディスプレイが形成される。

このようにして形成された発光ディスプレイは、各透明電極２及び金属電極４を走査駆動する駆動源により、適宜各画素に対応する透明電極２及び金属電極４間に電圧が印加されて、該当する画素の発光部３に電流が流れ発光する。

本発明は、電極間がショート等して発光しない画素や発光不良画素等の欠陥画素があった場合でも容易に該当する欠陥画素の修理を行うことができる発光ディスプレイを提供することを目的とする。

請求項１に記載された発明は、基板上に第１電極を配列する工程と、当該第１電極の上に、第２電極よりも幅の狭い絶縁線を前記第１電極と交差し前記第２電極に対面するように形成する工程と、前記第１電極及び前記絶縁線の上に発光部を設ける工程と、前記発光部の上に前記第２電極を前記第１電極と交差するよう配列する工程と、を含み、前記第２電極の配列後に、前記交差する第１電極と第２電極がショートすることによって当該第１電極と第２電極によって狭持されている発光部に発光不良が生じた場合に、前記発光不良となった発光部における前記第１電極及び前記第２電極が交差する領域に対応する前記第２電極の部分のうち、前記絶縁線と交差する部分を除く前記第２電極の部分を取り除くよう構成されている。

次に、本発明に好適な実施形態について述べる。図１は、本発明の第１の実施形態における単純マトリクス駆動型の発光ディスプレイの概略構造図である。図１に示す単純マトリクス駆動型の発光ディスプレイは、先の図８、Ｄにおいて示した従来の単純マトリクス駆動型の発光ディスプレイの所定位置に絶縁線６を追加して形成したものである。

図１に示すように、絶縁線６は、金属電極４よりも幅の狭いストライプ状の複数本からなる電気絶縁体であり、透明電極２と発光部３との間において、各透明電極２と直交し且つ透明電極２と金属電極４が交差する領域を通過するように所定間隔に配列して形成される。

また、図２は、図１の単純マトリクス駆動型の発光ディスプレイの製造工程を示す図である。図２（ａ）において基板１上にＩＴＯ等の電極材料を蒸着し、フォトリソグラフィ法によりパターニングにより複数本の透明電極２を形成する。

次に、図２（ｂ）において透明電極２が形成された基板１上にフォトレジスト等の絶縁体を用いて絶縁線６をパターン形成して積層させる。絶縁線６は、後に形成する金属電極４とほぼ同じ長さであり且つ金属電極４と同じ本数で形成される。

次に、図２（ｃ）において有機物として例えばＴＰＤやＡｌｑ₃等を順次積層して発光部３を形成する。

次に、図２（ｄ）において金属電極４を形成すると、各透明電極２と金属電極４が交差し挟持する発光部３の１つの領域のうち絶縁線６と金属電極４が交差する領域に対応する部分を除く領域を１単位とする発光画素がマトリクス状に配列形成され、さらに図２（ｄ）に示す基板１上の全面に対し、図示しない保護膜５を積層することで単純マトリクス駆動型の発光ディスプレイが形成される。本発明の第１の実施形態における単純マトリクス駆動型の発光ディスプレイはこのように構成される。

したがって、第１の実施形態における単純マトリクス駆動型の発光ディスプレイは、各透明電極２及び金属電極４を走査駆動する駆動源により、適宜各画素に対応する透明電極２及び金属電極４間に電圧が印加され、各画素の発光部３に電荷が送り込まれ発光する。

この場合に各画素は、透明電極２と金属電極４とが交差し挟持する発光部３の１つの領域のうち絶縁線６と金属電極４が交差する領域に対応する部分の透明電極２と金属電極４との間に絶縁線６即ち絶縁体が介在することになり、その部分の電極間（図１（ｂ）の斜線部分）では、発光部３に電流を流すための障壁電圧の値が極端に高くなるので、駆動源によって透明電極２と金属電極４との間に電圧が印加されても発光部３に電荷が送り込まれないので発光しない。

また、透明電極２と金属電極４とが交差し挟持する発光部３の１つの領域のうち絶縁線６と金属電極４が交差する領域に対応する部分を除いた領域は発光し、この発光領域を挟む透明電極２と金属電極４の有機ＥＬ素子の領域が単位画素となる。

次に、上述した第１の実施形態における単純マトリクス駆動型の発光ディスプレイにおいて先に述べたような欠陥画素がある場合にこれをリペアする方法について述べる。

図３は、欠陥画素を有する単純マトリクス駆動型の発光ディスプレイのリペア前後の画素の状態を表した図であり、（ａ）はリペア前を示し、（ｂ）はリペア後を示している。

図３（ａ）に示すように、欠陥画素において、黒丸で示す領域の透明電極２と金属電極４とがショートしている場合には、図１０に示すように、該当する画素のみならず、欠陥画素を含む１ラインが点灯しなくなる。したがって、以下に述べる手順でこれをリペアする。

なお、図１０は、従来における欠陥画素を有する単純マトリクス駆動型の発光ディスプレイのリペア前後の画素の状態を表した図である。この発光ディスプレイを作製する場合に、例えば交差する透明電極２及び金属電極４がショート等して発光しない画素や発光不良画素等の欠陥画素がある場合に、その画素を駆動させないために発光部分に対面する金属電極４の部分を取り除くリペア（修理）を行うと、図１０に示すように、発光ディスプレイ中の該当する金属電極４のラインが途中で切れてしまい、欠陥画素を含む１ラインが点灯しなくなるようになっている。

先ず、発光ディスプレイの全発光画素を同時に発光させるように駆動源を印加し、この状態で発光不良画素や発光しない画素等の欠陥画素を確認する。次に、欠陥画素が本来有する発光領域に対応する単位画素の領域（透明電極２と金属電極４とが交差する領域から絶縁線６が介在する領域を除いた領域）にレーザを照射して、発光領域に対面する金属電極４の部分を除去する。

レーザスポットの位置決めはその発光領域の座標を予め測定しておくことで行う。また、この場合に、絶縁線６は目視によっても確認できるため、金属電極４にレーザを照射する場合に、目視によって絶縁線６にレーザを照射しないように調整するようにしても良い。

このようにして欠陥画素の発光領域に対応する金属電極４の部分を除去するリペアを行っても、欠陥画素の領域内では、絶縁線６に対面する金属電極４の部分（発光しない領域）が残るので、欠陥画素を含む１ラインは切断されない。

なお、欠陥画素のリペアを行う際には、透明電極２まで除去しないように、用いるレーザの照射パワー、照射時間等を調整することが必要である。

このように、発光ディスプレイ中に欠陥画素が生じた場合、欠陥画素の発光領域に対応する金属電極４の部分を除去してリペアしても、欠陥画素内の絶縁線６がバイパスとなって欠陥画素を含む１ラインが接続維持されるので、各金属電極４のラインが途切れない。したがって、発光ディスプレイは、リペアを行った後は、欠陥画素が点灯しなくなるだけであり、その他の発光画素の表示品質には影響がない。

図４は、絶縁線６のその他の各実施例を（ａ）〜（ｃ）によって示した図である。同図に示すように、絶縁線６は、各金属電極４に対応した本数で設けられ、各金属電極４の幅内において各金属電極４と対面し、且つ透明電極２と直交する部分を有するように形成されていればそのパターンは問わない。

また、上記第１の実施形態において、絶縁線６は、透明電極２と発光部３との間に形成して各発光画素内において絶縁線６と対面する発光部３の部分を発光させないようにしたが、絶縁線６は、以下に示す第２の実施形態のように、金属電極４と発光部３との間に形成しても良い。

図５は、本発明の第２の実施形態における単純マトリクス駆動型の発光ディスプレイの概略構造図である。同図に示すように、第２の実施形態における単純マトリクス駆動型の発光ディスプレイは、透明電極２、発光部３が順次形成された後の基板１上に絶縁線６を形成し、絶縁線６が形成された基板１上に金属電極４を形成することにより製造される。

なお、上述した各実施形態においては、少なくとも有機物を含む発光部３と直交する複数の透明電極２及び複数の金属電極４によって形成される有機ＥＬ素子によって構成される単純マトリクス駆動型の発光ディスプレイで説明したが、本発明はこれに限らず、対となる複数の電極が互いに交差して複数の発光画素が形成されるものであれば発光画素の配列や発光部に用いる材料は問わない。

以上のように、各実施形態では、基板上に、各々所定間隔をおいて配列される複数本の透明電極２と、発光部３と、透明電極２と直交し且つ所定間隔をおいて配列される複数本の金属電極４とが順次積層されて構成され、透明電極２と金属電極４とが対面して交差する該透明電極２及び金属電極４によって挟持される発光部３の領域を発光画素とする発光ディスプレイにおいて、交差する透明電極２と金属電極４がショートすることによって当該透明電極２と金属電極４によって狭持されている発光画素に発光不良が生じた発光ディスプレイに対して、少なくともショートしている部分を含む当該透明電極２と交差する金属電極部分２を取り除くことによって構成されている。

この構成により、透明電極２及び金属電極４がショート等して発光しない画素や発光不良画素等の欠陥画素が生じた場合でも、欠陥画素の部分の透明電極２及び金属電極４が交差する領域に対応する金属電極４の部分のうち、ショートした部分を取り除くリペアを行うことにより、欠陥画素を含む１ラインは金属電極が断線することがなく、且つ、欠陥画素の発光が停止する。

したがって、上述したリペアの後、発光ディスプレイを駆動させれば、リペアを行った欠陥画素は発光することがなく、発光欠陥画素を含む１ライン中のその他の発光画素は点灯可能となる。

本発明の第１の実施形態における単純マトリクス駆動型の発光ディスプレイの概略構造図である。第１の実施形態における単純マトリクス駆動型の発光ディスプレイの製造工程を示す図である。欠陥画素を有する単純マトリクス駆動型の発光ディスプレイのリペア（修理）前後の画素の状態を表した図である。絶縁線のその他の各実施例を（ａ）〜（ｃ）によって示した図である。本発明の第２の実施形態における単純マトリクス駆動型の発光ディスプレイの概略構造図である。有機ＥＬ素子の概略構成を示す図である。有機ＥＬ素子を等価的に表した電気回路図である。有機ＥＬ素子を用いた単純マトリクス駆動型の発光ディスプレイの一例を示す構造図である。有機ＥＬ素子を用いた単純マトリクス駆動型の発光ディスプレイの透明電極及び金属電極の配列の一例を示す図である。従来における欠陥画素を有する単純マトリクス駆動型の発光ディスプレイのリペア（修理）前後の画素の状態を表した図である。

符号の説明

１・・・・・基板
２・・・・・透明電極
３・・・・・発光部
４・・・・・金属電極
５・・・・・保護膜
６・・・・・絶縁線

Claims

基板上に第１電極を配列する工程と、
当該第１電極の上に、第２電極よりも幅の狭い絶縁線を前記第１電極と交差し前記第２電極に対面するように形成する工程と、
前記第１電極及び前記絶縁線の上に発光部を設ける工程と、
前記発光部の上に前記第２電極を前記第１電極と交差するよう配列する工程と、
を含み、
前記第２電極の配列後に、前記交差する第１電極と第２電極がショートすることによって当該第１電極と第２電極によって狭持されている発光部に発光不良が生じた場合に、
前記発光不良となった発光部における前記第１電極及び前記第２電極が交差する領域に対応する前記第２電極の部分のうち、前記絶縁線と交差する部分を除く前記第２電極の部分を取り除くことを特徴とする発光ディスプレイの製造方法。
基板上に第１電極を配列する工程と、
当該第１電極の上に、発光部を設ける工程と、
前記発光部の上に、第２電極よりも幅の狭い絶縁線を前記第１電極と交差し前記第２電極に対面するように形成する工程と、
前記発光部及び前記絶縁線の上に、前記第１電極と交差するよう前記第２電極を配列する工程と、
を含み、
前記第２電極の配列後に、前記交差する第１電極と第２電極がショートすることによって当該第１電極と第２電極によって狭持されている発光部に発光不良が生じた場合に、
前記発光不良となった発光部における前記第１電極及び前記第２電極が交差する領域に対応する前記第２電極の部分のうち、前記絶縁線と交差する部分を除く前記第２電極の部分を取り除くことを特徴とする発光ディスプレイの製造方法。
前記絶縁線は、前記第２電極とほぼ同じ長さであり且つ前記第２電極の本数と同じ本数であることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光ディスプレイの製造方法。
前記基板及び第１電極は光透過性を有するものであり、前記発光部は少なくとも有機ＥＬ媒体を含んでなるものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発光ディスプレイの製造方法。
前記第１電極は透明電極であり、前記基板は透明基板であり、前記発光部は有機ＥＬの発光層であり、前記第２電極は金属電極であることを特徴とする請求項４に記載の発光ディスプレイの製造方法。
前記発光部と金属電極が形成された透明基板上に保護膜が形成されることを特徴とする請求項５に記載の発光ディスプレイの製造方法。