JP6142212B2 - 欠陥検出方法、有機el素子のリペア方法、および有機el表示パネル - Google Patents
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Description
本発明の一態様に係る欠陥検出方法は、第1電極と、第2電極と、前記第1電極および前記第2電極に挟まれた機能層および発光層と、を有する有機EL素子に対して行われる欠陥検出方法であって、前記第1電極と前記第2電極間に前記発光層が非発光となる滅点を顕在化させるための電圧を印加することにより、前記有機EL素子が前記第1電極と前記第2電極との間に前記非発光を引き起こす要因となる欠陥部を有する場合には、前記機能層の前記欠陥部に対応する第1部分における電気抵抗を低下させる滅点顕在化工程と、前記滅点顕在化工程の後に、前記第1電極と前記第2電極間に前記欠陥部の無い正常な有機EL素子であれば前記発光層が発光するであろう電圧である発光所要電圧を印加して、前記滅点を検出する滅点検出工程と、を有することを特徴とする。
[1−1.全体構成]
図1は実施形態1に係る有機EL表示パネル100を有する有機EL表示装置1の構成を示す模式ブロック図である。図1に示すように、有機EL表示装置1は、有機EL表示パネル100と、これに接続された駆動制御部20とを有し構成されている。有機EL表示パネル100は、有機材料の電界発光現象を利用したパネルであり、複数の有機EL素子が、例えば、マトリクス状に配列され構成されている。駆動制御部20は、4つの駆動回路21〜24と制御回路25とから構成されている。
有機EL表示パネル100の構成について、図2を用い説明する。
基板11は有機EL表示パネル100の基材となる部分であり、例えば、無アルカリガラス、ソーダガラス、無蛍光ガラス、燐酸系ガラス、硼酸系ガラス、石英、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエチレン、ポリエステル、シリコーン系樹脂、またはアルミナ等の絶縁性材料のいずれかで形成することができる。
陽極12は、サブピクセル毎に個別に設けられた画素電極であり、例えば、Ag(銀)、Al(アルミニウム)、アルミニウム合金、Mo(モリブデン)、APC(銀、パラジウム、銅の合金)、ARA(銀、ルビジウム、金の合金)、MoCr(モリブデンとクロムの合金)、MoW(モリブデンとタングステンの合金)、NiCr(ニッケルとクロムの合金)、ACL(アルミニウム、コバルト、ゲルマニウム、ランタンの合金)等の光反射性導電材料からなる。
ホール注入層13は、例えば、銀(Ag)、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)、バナジウム(V)、タングステン(W)、ニッケル(Ni)、イリジウム(Ir)などの酸化物、あるいは、PEDOT(ポリチオフェンとポリスチレンスルホン酸との混合物)などの導電性ポリマー材料からなる層である。上記の内、酸化金属からなるホール注入層13は、ホールを安定的に、またはホールの生成を補助して、有機発光層15に対しホールを注入および輸送する機能を有する。
ホール注入層13の表面には、有機発光層15の形成領域となる開口部14aを区画するためのバンク14が設けられている。バンク14は一定の台形断面を持つように形成されており、絶縁性の有機材料(例えばアクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ノボラック型フェノール樹脂等)からなる。バンク14は、有機発光層15を塗布法で形成する場合には塗布されたインクがあふれ出ないようにするための構造物として機能し、有機発光層15を蒸着法で形成する場合には蒸着マスクを載置するための構造物として機能する。
有機発光層15は、キャリア(正孔と電子)の再結合による発光を行う部位であり、R,G,Bのいずれかの色に対応する有機材料を含むように構成されている。有機発光層15は、バンク14の開口部14a内にそれぞれ形成されており、そのため、サブピクセル毎に形成されていることになる。
電子輸送層16は、陰極17から注入された電子を有機発光層15へ輸送する機能を有し、例えば、オキサジアゾール誘導体(OXD)、トリアゾール誘導体(TAZ)、フェナンスロリン誘導体(BCP、Bphen)などの有機材料16a(図4各図参照)に金属16b(図4各図参照)をドープさせた材料を用い形成されている。有機材料16aにドープさせる金属16bとしては、例えば、リチウム(Li)等のアルカリ金属やバリウム(Ba)等のアルカリ土類金属が用いられる。有機材料16aへの金属16bのドープは、共蒸着法が一般的であるが、スパッタ法により行われてもよいし、金属微粒子を有機材料中に分散させることにより行ってもよい。本実施形態においては、有機材料16aにオキサジアゾール誘導体が、金属16bにバリウムが用いられている。即ち、電子輸送層16は、バリウムをドープしたオキサジアゾール誘導体から形成されている。
陰極17は、各サブピクセル共通に設けられており、例えば、ITO、IZO等の導電性を有する光透過性材料で形成されている。トップエミッション型の有機EL表示パネルの場合においては、光透過性の材料で形成されることが好ましい。
封止層18は、有機EL表示パネル100内に浸入した水分又は酸素からホール注入層13、有機発光層15、電子輸送層16、陰極17を保護するために設けられている。
欠陥部3は、陽極12と陰極17との間に存在する異物又は突出部である。欠陥部3の存在により、その上に形成される各層の欠陥部3に対応する部分(欠陥部3の上方に位置する部分)が上方(Z方向側)に突出する態様で形成される。さらには、欠陥部3に対応する部分の一部が形成されない場合も有る。本実施形態においては、欠陥部3は、異物であり、具体的には、塵や埃等の微小なゴミである。
次に、本発明の一態様に係る欠陥部検出方法について説明する。ここでは、有機EL表示パネル100に対して行われる欠陥検出方法について以下に説明する。
以上説明したように、本実施形態に係る有機EL表示パネル100は、有機材料16aに金属16bをドープした材料を用いて機能層としての電子輸送層16が形成されている。そして、本実施形態に係る欠陥検出方法によると、滅点検出工程に先立って有機EL素子10の陽極12と陰極17との間に逆バイアス電圧を印加して、有機EL素子10が欠陥部3を有する場合には、電子輸送層16の欠陥部3に対応する部分である第1部分16cを低抵抗化させる。この低抵抗化は、次のような仕組みにより成される。有機EL素子10に逆バイアス電圧を印加した際に、電子輸送層16の欠陥部3に対応する部分である第1部分16cに集中的に電流が流れて温度が上昇する。第1部分16cの温度が上昇すると、やがて第1部分16cの有機材料16aが昇華して当該部分に空隙部4が形成される。それと同時に、昇華した有機材料16aにドープされていた金属16bが空隙部4の側壁部分に析出して、高い導電性を有するチャネル部5が形成される。このようにして、第1部分16cが低抵抗化される。これにより、第1部分16cが定常的なショート状態となり、潜在的な滅点が顕在化される。そして、続いて行われる滅点検出工程において、欠陥部3を有する有機EL素子を滅点として確実に検出することができる。
実施形態1では、TFTの極性がNチャネル型の有機EL表示パネル100について説明した。実施形態2では、TFTの極性がPチャネル型の場合について説明する。
図5は、実施形態2に係る有機EL表示パネル200の概略構成を示す部分断面図である。図5においては、図2のA−A’線に相当する位置における断面図を示す。
次に、実施形態2に係る有機EL表示パネル200に対して行われる欠陥検出方法について以下に説明する。
以上説明したように、実施形態2に係る有機EL表示パネル200においても、欠陥部3の上方に形成されるホール注入層13を機能層として、ホール注入層13が有機材料13aに金属13bをドープした材料を用いて形成されている。これにより、実施形態1の場合と同様に、有機EL素子210に逆バイアスを印加して欠陥部3を有する場合には第1部分13cを低抵抗化させて潜在的な滅点を顕在化させることができ、滅点検出工程において、欠陥部3を有する有機EL素子を滅点として確実に検出することができる。
実施形態1および2では、欠陥部はゴミ等の異物であった。しかし、潜在的な滅点を引き起こす原因となる欠陥部は、異物に限られない。例えば、画素電極を形成する際に、蒸着の不具合により画素電極表面に凹凸が生じ、突出の大きな部分が欠陥部となる場合がある。実施形態3においては、欠陥部3が画素電極表面の突出部である場合について説明する。
図7は、実施形態3に係る有機EL表示パネル300の概略構成を示す部分断面図である。図7においては、図2のA−A’線に相当する位置における断面図を示す。
次に、実施形態3に係る有機EL表示パネル300に対して行われる欠陥検出方法について以下に説明する。
以上説明したように、実施形態3に係る有機EL表示パネル300においても、欠陥部303の上方に形成される電子輸送層16を機能層として、電子輸送層16が有機材料16aに金属16bをドープした材料を用いて形成されている。これにより、実施形態1および2の場合と同様に、有機EL素子310に逆バイアスを印加して欠陥部303を有する場合には第1部分16cを低抵抗化させて潜在的な滅点を顕在化させることができ、滅点検出工程において、欠陥部303を有する有機EL素子を滅点として確実に検出することができる。
以上、本発明の構成を実施形態1〜3に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限られない。例えば、以下のような変形例を実施することができる。
3,303 欠陥部
4 空隙部
5,205,305 チャネル部
10,210,310 有機EL素子
11 基板
12 陽極
13 ホール注入層
13a,16a 有機材料
13b,16b 金属
13c,16c 第1部分
13d,16d 第2部分
14 バンク
14a 開口部
15 有機発光層
16 電子輸送層
17 陰極
18 封止層
100,200,300 有機EL表示パネル
Claims (9)
- 第1電極と、第2電極と、前記第1電極および前記第2電極に挟まれた機能層および発光層と、を有する有機EL素子に対して行われる欠陥検出方法であって、
前記第1電極と前記第2電極間に前記発光層が非発光となる滅点を顕在化させるための電圧を印加することにより、前記有機EL素子が前記第1電極と前記第2電極との間に前記非発光を引き起こす要因となる欠陥部を有する場合には、前記機能層の前記欠陥部に対応する第1部分における電気抵抗を低下させる滅点顕在化工程と、
前記滅点顕在化工程の後に、前記第1電極と前記第2電極間に前記欠陥部の無い正常な有機EL素子であれば前記発光層が発光するであろう電圧である発光所要電圧を印加して、前記滅点を検出する滅点検出工程と、を有し、
前記機能層は、金属がドープされた有機材料から成り、
前記滅点顕在化工程において、前記第1部分に通電して発熱させることにより、前記第1部分に含まれる前記有機材料を蒸発させて空隙部を形成し、前記機能層の前記空隙部を囲む側壁部分に、前記蒸発した前記有機材料にドープされていた前記金属を析出させることにより電気抵抗を低下させる
ことを特徴とする欠陥検出方法。 - 前記第1電極は陽極であり、前記第2電極は陰極であり、
前記第2電極には、前記第1電極に比べて高い電圧が印加される
ことを特徴とする請求項1に記載の欠陥検出方法。 - 前記滅点顕在化工程において、前記第1部分の電気抵抗が、前記機能層の前記欠陥部に対応しない第2部分の電気抵抗よりも低下するまで前記電圧を印加する
ことを特徴とする請求項1に記載の欠陥検出方法。 - 前記欠陥部は、前記機能層の下方に、突出部または凹入部または前記発光層よりも導電性が高い異物を有し、
前記第1部分は、前記突出部または前記凹入部または前記異物の上方に位置し、前記第2部分よりも膜厚が薄い領域を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の欠陥検出方法。 - 前記機能層は、当該機能層を流れる累積電流量の増加に伴って電気抵抗が低下する材料から成る
ことを特徴とする請求項4に記載の欠陥検出方法。 - 前記滅点顕在化工程において、前記第1部分には前記第2部分よりも大きな電流が流れることにより、前記第1部分を変質させ、前記第1部分の電気抵抗を前記第2部分の電気抵抗よりも低下させる
ことを特徴とする請求項4に記載の欠陥検出方法。 - 前記滅点顕在化工程において、前記第1部分には前記第2部分よりも大きな電流が流れ、前記第1部分に加わる電界強度が前記第2部分に加わる電界強度よりも大きくなることにより、前記第1部分の一部を破壊または変形させ、前記第1部分に空隙部を形成させる
ことを特徴とする請求項4に記載の欠陥検出方法。 - 欠陥検出方法により滅点として検出された有機EL素子において、前記第1電極および前記第2電極の少なくとも一方の前記第1部分に対応する部分の電気抵抗を高める処理を行う有機EL素子のリペア方法であって、
前記欠陥検出方法は、請求項1〜7のいずれか1項に記載の欠陥検出方法である
ことを特徴とする有機EL素子のリペア方法。 - 基板上に複数の有機EL素子が形成されて成る有機EL表示パネルであって、
前記複数の有機EL素子はそれぞれ、発光層と、前記発光層の上に積層され、金属がドープされた有機材料から成る機能層と、前記発光層および前記機能層を間に挟む一対の電極と、を有し、
前記複数の有機EL素子のうち、少なくとも1つは、前記機能層の下方に突出部または凹入部または前記発光層よりも導電性が高い異物を有し、
前記機能層の前記突出部または前記凹入部または前記異物の上方に位置する第1部分の少なくとも一部が欠損して空隙部が形成されており、前記空隙部の周囲には前記金属が析出している
ことを特徴とする有機EL表示パネル。
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