JP6563311B2 - 表示パネルの製造方法および表示パネル - Google Patents
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Description
本発明は、表示パネルの製造方法および表示パネルに関する。
従来、アノード（陽極）とカソード（陰極）との間に発光層を含む有機層が介在されてなる有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬと称する）素子を備えた表示パネルが知られている。有機ＥＬ素子を備えた表示パネルにおいて、製造工程で表示パネルの有機ＥＬ素子に導電性の異物が混入して陽極と陰極とが短絡したり、陽極と陰極との間に形成される発光層の欠落により陽極と陰極とが直接短絡する等の欠陥が生じることがある。この場合、欠陥を含む欠陥画素は、常時点灯しない滅点状態、常時点灯している輝点状態、または、点灯状態が安定しない等の不具合が生じることとなる。このような不具合が生じる場合、当該短絡が有機ＥＬ素子の動作に影響しないようにリペア（解消）する技術がある（例えば、特許文献１〜４参照）。
特許文献１〜４に開示された技術では、欠陥画素にレーザーを照射し、例えば、陽極、陰極または陽極と陰極との間に形成された発光層を高抵抗化または破壊することによって欠陥画素をリペアしている。
しかし、上述したようにレーザーを照射してリペアする方法では、半導体素子または下部電極など基板表面から深い位置に欠陥がある場合、欠陥箇所にレーザーが届かず、欠陥画素をレーザーによってリペアすることが困難なことがある。
そこで、上述の課題に鑑み、本発明は、レーザーを照射することが困難な場合であっても欠陥画素をリペアすることができる表示パネルの製造方法および表示パネルを提供することを目的とする。
上述の課題を解決するために、本発明の一形態にかかる表示パネルの製造方法は、有機エレクトロルミネッセンス素子を有する画素を含む表示パネルの製造方法であって、前記表示パネルは、複数の半導体素子を有し、前記半導体素子の上方に形成された平坦化膜の上に、前記画素ごとに下部電極を形成する工程と、前記下部電極の上に発光層を含む有機層を形成する工程と、前記有機層の上に上部電極を形成する工程と、欠陥を含む前記半導体素子または前記下部電極を検出する工程と、前記平坦化膜または前記下部電極に、前記下部電極と前記上部電極とを接続するための凹部を形成する工程とを含む。
また、上述の課題を解決するために、本発明の一形態にかかる表示パネルは、有機エレクトロルミネッセンス素子を有する画素を含む表示パネルであって、基板上に形成された複数の半導体素子と、前記複数の半導体素子の上方に形成された平坦化膜と、前記平坦化膜の上に前記画素ごとに形成された下部電極と、前記下部電極の上に形成された発光層を含む有機層と、前記有機層の上に形成された上部電極と、前記平坦化膜または前記下部電極に形成され、前記下部電極と前記上部電極とを接続するための凹部とを備え、前記画素ごとに形成された前記下部電極の少なくとも１つは欠陥を含み、前記凹部は、欠陥を含む前記下部電極に形成されている。
また、上述の課題を解決するために、本発明の一形態にかかる表示パネルは、有機エレクトロルミネッセンス素子を有する画素を含む表示パネルであって、基板上に形成された複数の半導体素子と、前記複数の半導体素子の上方に形成された平坦化膜と、前記平坦化膜の上に前記画素ごとに形成された下部電極と、前記下部電極の上に形成された発光層を含む有機層と、前記有機層の上に形成された上部電極と、前記平坦化膜または前記下部電極に形成され、前記下部電極と前記上部電極とを接続するための凹部とを備え、前記複数の半導体素子のうちの少なくとも１つは欠陥を含み、前記凹部は、欠陥を含む前記半導体素子の上方の前記平坦化膜または前記下部電極に形成されている。
本発明にかかる表示パネルの製造方法によれば、レーザーを照射することが困難な場合であっても欠陥画素をリペアすることができる表示パネルの製造方法および表示パネルを提供することができる。
本発明にかかる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、有機エレクトロルミネッセンス素子を有する画素を含む表示パネルの製造方法であって、前記表示パネルは、複数の半導体素子を有し、前記半導体素子の上方に形成された平坦化膜の上に、前記画素ごとに下部電極を形成する工程と、前記下部電極の上に発光層を含む有機層を形成する工程と、前記有機層の上に上部電極を形成する工程と、欠陥を含む前記半導体素子または前記下部電極を検出する工程と、前記平坦化膜または前記下部電極に、前記下部電極と前記上部電極とを接続するための凹部を形成する工程とを含む。
本態様によると、半導体素子または下部電極など基板表面から深い位置に欠陥がありレーザーによってリペアすることが困難な場合であっても、下部電極と上部電極とを短絡して欠陥画素をリペアすることができる。
また、前記画素ごとに形成された前記下部電極の少なくとも１つは欠陥を含み、前記凹部を形成する工程において、前記凹部を、欠陥を含む前記下部電極に形成してもよい。
本態様によると、下部電極に欠陥がある場合に、下部電極に凹部を形成することにより、当該凹部の一部には、有機層が形成されず下部電極が露出する部分が生じる。これにより、下部電極の上方に形成される上部電極と下部電極とを短絡することができるので、欠陥画素をリペアすることができる。
また、前記凹部を形成する工程において、突起物を前記下部電極に押圧することにより前記凹部を形成してもよい。
本態様によると、突起物を下部電極に押圧することで、容易に凹部を形成することができる。
また、前記複数の半導体素子のうちの少なくとも１つは欠陥を含み、前記凹部を形成する工程において、前記凹部を、欠陥を含む前記半導体素子の上方の前記平坦化膜または前記下部電極に形成してもよい。
本態様によると、平坦化膜に凹部を形成することにより、当該凹部の上に形成された下部電極も凹部の形状に沿って凹状に形成される。そして、凹状に形成された下部電極の一部には、有機層が形成されず下部電極が露出する部分が生じる。これにより、下部電極の上方に形成される上部電極と下部電極とを短絡することができので、欠陥画素をリペアすることができる。
また、前記凹部を形成する工程において、突起物を前記平坦化膜または前記下部電極に押圧することにより前記凹部を形成してもよい。
本態様によると、突起物を平坦化膜または下部電極に押圧することで、容易に凹部を形成することができる。
また、本発明にかかる有機エレクトロルミネッセンス素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子を有する画素を含む表示パネルであって、基板上に形成された複数の半導体素子と、前記複数の半導体素子の上方に形成された平坦化膜と、前記平坦化膜の上に前記画素ごとに形成された下部電極と、前記下部電極の上に形成された発光層を含む有機層と、前記有機層の上に形成された上部電極と、前記平坦化膜または前記下部電極に形成され、前記下部電極と前記上部電極とを接続するための凹部とを備え、前記画素ごとに形成された前記下部電極の少なくとも１つは欠陥を含み、前記凹部は、欠陥を含む前記下部電極に形成されている。
本態様によると、下部電極に形成された凹部の一部には、有機層が形成されず下部電極が露出する部分が生じている。これにより、下部電極の上方に形成された上部電極と下部電極とが短絡しているので、欠陥画素をリペアすることができる。
また、本発明にかかる有機エレクトロルミネッセンス素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子を有する画素を含む表示パネルであって、基板上に形成された複数の半導体素子と、前記複数の半導体素子の上方に形成された平坦化膜と、前記平坦化膜の上に前記画素ごとに形成された下部電極と、前記下部電極の上に形成された発光層を含む有機層と、前記有機層の上に形成された上部電極と、前記平坦化膜または前記下部電極に形成され、前記下部電極と前記上部電極とを接続するための凹部とを備え、前記複数の半導体素子のうちの少なくとも１つは欠陥を含み、前記凹部は、欠陥を含む前記半導体素子の上方の前記平坦化膜または前記下部電極に形成されている。
本態様によると、平坦化膜に形成された凹部により、当該凹部の上に形成された下部電極は凹部の形状に沿って凹状に形成されている。凹状に形成された下部電極の一部には、有機層が形成されず下部電極が露出する部分が生じている。これにより、下部電極の上方に形成された上部電極と下部電極とが短絡しているので、欠陥画素をリペアすることができる。
以下、本発明の実施の形態にかかる表示パネルの製造方法および表示パネルについて図面に基づき説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。なお、以下では、全ての図を通じて同一または相当する要素には同じ符号を付して、その重複する説明を省略する。
（実施の形態１）
以下に、本発明の実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態では、下部電極に欠陥を含む有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ表示パネルを例として、本実施の形態にかかる表示パネルの製造方法および表示パネルについて説明する。
以下に、本発明の実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態では、下部電極に欠陥を含む有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ表示パネルを例として、本実施の形態にかかる表示パネルの製造方法および表示パネルについて説明する。
はじめに、本発明の課題についてより具体的に説明する。図１は、下部電極に欠陥を含む有機ＥＬ表示パネル１の断面概略図である。
図１に示すように、有機ＥＬ表示パネル１は、基板１０上に半導体層１２と、平坦化膜１４と、下部電極１６と、有機層２０と、上部電極２２とを備えている。半導体層１２には、複数の半導体素子１３が形成されている。また、下部電極１６は、複数の半導体素子１３の少なくとも１つに接続されている。
平坦化膜１４上には隔壁１８が形成され、隔壁１８によって囲まれた各領域が画素となる。ここで、有機層２０の下に形成された下部電極１６は、通常、画素ごとに隔壁１８によって分離されている。しかし、下部電極１６を形成する際のパターニング不良等により、有機ＥＬ表示パネル２は、隣接する画素の下部電極１６同士が導通したショート不良箇所１６ａを有することとなる。
下部電極１６にショート不良箇所１６ａが存在すると、隣接する画素は、各画素での発光状態は互いに影響し合うため、それぞれの所望の明るさで点灯することができないこととなる。これを解消するために、本実施の形態にかかる有機ＥＬ表示パネル２は以下のような構成をしている。
［１−１．有機ＥＬ素子の構成］
以下、本実施の形態にかかる有機ＥＬ素子の構成について説明する。図２は、本実施の形態にかかる有機ＥＬ表示パネル２の構成を示す断面概略図である。
以下、本実施の形態にかかる有機ＥＬ素子の構成について説明する。図２は、本実施の形態にかかる有機ＥＬ表示パネル２の構成を示す断面概略図である。
図２に示すように、有機ＥＬ表示パネル２は、基板１０の上に、平坦化膜１４と、下部電極１６と、有機層２０と、隔壁１８と、上部電極２２とを備えている有機機能デバイスである。なお、本開示において、隔壁１８で分離された領域に配置された平坦化膜１４、下部電極１６、有機層３０、上部電極２２、薄膜封止層、封止用樹脂層および透明ガラスを、画素と称する。また、下部電極１６と、有機層２０と、上部電極２２とを有機ＥＬ素子と称する。
基板１０は、例えば、サファイアで構成される基板である。
基板１０の上には、半導体層１２が形成されている。半導体層１２には、複数の半導体素子１３が形成されている。半導体素子１３は、例えば駆動用の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。
半導体層１２の上には、平坦化膜１４が形成されている。平坦化膜１４は、一例として、絶縁性の有機材料で構成されている。また、平坦化膜１４において、半導体素子１３の上方には、平坦化膜１４の上面から半導体素子１３まで貫通する貫通孔に導電性材料が充填されたビア１５が形成されている。
平坦化膜１４の上には、ビア１５を覆うように複数の下部電極１６が形成されている。複数の下部電極１６のそれぞれは、ビア１５を介して複数の半導体素子１３の少なくとも１つと接続されている。
下部電極１６は、正孔が供給される陽極、つまり、外部回路から電流が流れ込むアノードである。下部電極１６は、平坦化膜１４の上に画素ごとに形成されている。すなわち、有機ＥＬ表示パネル２において、下部電極１６は、平坦化膜１４の上に複数形成されている。下部電極１６は、例えば、Ａｌ、あるいは銀合金ＡＰＣ（銀−パラジウム−銅合金）などからなる反射電極が平坦化膜１４上に積層された構造となっている。この場合、反射電極の厚みは、一例として５００ｎｍ以下である。なお、下部電極１６は、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）と銀合金ＡＰＣなどからなる２層構造であってもよい。
有機層２０は、下部電極１６および上部電極２２間に電圧が印加されることにより発光する発光層を含んでいる。発光層の厚みは、一例として１５０ｎｍ以下である。
発光層は、例えば、下層としてα−ＮＰＤ（Ｂｉｓ［Ｎ−（１−ｎａｐｈｔｈｙｌ）−Ｎ−ｐｈｅｎｙｌ］ｂｅｎｚｉｄｉｎｅ）、上層としてＡｌｑ３（ｔｒｉｓ−（８−ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎｅ）ａｌｕｍｉｎｕｍ）が積層された構造となっている。
なお、有機層２０は、発光層と下部電極１６との間に正孔注入層を、発光層と上部電極２２との間に電子注入層を備えていてもよい。この場合、正孔注入層、発光層、電子注入層を合わせて有機層２０と称する。さらに、有機層２０は、正孔注入層と発光層との間に正孔輸送層を、電子注入層と発光層との間に電子輸送層を備えていてもよい。この場合、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層を合わせて有機層２０と称する。このとき、有機層２０の厚さは、一例として、１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。
正孔注入層は、正孔注入性の材料を主成分とする層である。正孔注入性の材料とは、下部電極１６側から注入された正孔を安定的に、または正孔の生成を補助して有機層２０へ注入する機能を有する材料であり、例えば、ＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）、アニリンなどの化合物が使用される。
電子注入層は、電子注入性の材料を主成分とする層である。電子注入性の材料とは、上部電極２２から注入された電子を安定的に、または電子の生成を補助して有機層２０へ注入する機能を有する材料であり、例えば、ポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）が使用される。
正孔輸送層とは、正孔輸送性の材料を主成分とする層である。正孔輸送性の材料とは、電子ドナー性を持ち陽イオン（正孔）になりやすい性質と、生じた正孔を分子間の電荷移動反応により伝達する性質を併せ持ち、下部電極１６から有機層２０までの電荷輸送に対して適性を有する材料のことである。
電子輸送層とは、電子輸送性の材料を主成分とする層である。電子輸送性の材料とは、電子アクセプター性を有し陰イオンになりやすい性質と、発生した電子を分子間の電荷移動反応により伝達する性質を併せ持ち、上部電極２２から有機層２０までの電荷輸送に対して適性を有する材料のことである。
上部電極２２は、電子が供給される陰極、つまり、外部回路へ電流が流れ出すカソードである。上部電極２２は、単一の層で構成されてもよいし、複数の層が積層された構成であってもよい。例えば、上部電極２２は、透明金属酸化物であるＩＴＯ層と金属層とが積層された構成であってもよい。この場合、ＩＴＯ層は、Ｍｇ、Ａｇ等の材料により形成される。金属層は、ＩＴＯ層よりも屈折率の高い材料、例えば銀（Ａｇ）、銀合金ＡＰＣ、マグネシウム（Ｍｇ）等の材料により形成される。これにより、金属層において、有機ＥＬ表示パネル２から出射される光が集光するように屈折されるので、有機ＥＬ表示パネル２の強キャビティ化を実現することができる。なお、ＩＴＯ層の厚さは、一例として３０ｎｍ以上９０ｎｍ以下、金属層の厚さは、一例として１５ｎｍ以上３０ｎｍ以下であり、上部電極２２の厚さは、一例として４５ｎｍ以上１２０ｎｍ以下である。
隔壁１８は、有機層２０を複数の画素に分離するための壁であり、例えば、感光性の樹脂からなる。
また、有機ＥＬ表示パネル２は、上部電極２２の上に、さらに、図示を省略した薄膜封止層と、封止用樹脂層と、透明ガラスとを備えている。
薄膜封止層は、例えば、窒化珪素からなり、上述した有機層２０や上部電極２２を水蒸気や酸素から遮断する機能を有する。薄膜封止層を形成することにより、有機ＥＬ表示パネル２は、有機層２０そのものや上部電極２２が水蒸気や酸素にさらされることにより劣化（酸化）してしまうことを防止することができる。
封止用樹脂層は、アクリルまたはエポキシ系の樹脂であり、上述した基板上に形成された平坦化膜１４から薄膜封止層までの一体形成された層と、透明ガラスとを接合する機能を有する。
透明ガラスは、発光パネルの発光表面を保護する基板であり、例えば、厚みが０．５ｍｍである透明の無アルカリガラスである。
また、有機ＥＬ表示パネル２は、さらに、隔壁１８で分離された各画素を覆うように、透明ガラスの下面に、赤、緑および青の色調整を行うカラーフィルターを備える構成であってもよい。
上述した下部電極１６、有機層２０および上部電極２２の構成は有機ＥＬ表示パネル２の基本構成であり、このような構成により、下部電極１６と上部電極２２との間に適当な電圧が印加されると、下部電極１６側から正孔、上部電極２２側から電子がそれぞれ有機層２０に注入される。これらの注入された正孔および電子が有機層２０で再結合して生じるエネルギーにより、有機層２０の発光材料が励起され発光する。
さらに、図２に示した有機ＥＬ表示パネル２では、製造工程において、複数の下部電極１６の少なくとも１つに欠陥を含んでいる。具体的には、隣接する画素の下部電極１６同士が接続され、短絡しているという欠陥を含んでいる。この短絡により、下部電極１６が短絡されている画素同士が影響し合い、所望の明るさで点灯できない等の発光の不具合を生じる。この不具合を解消するために、有機ＥＬ表示パネル２は、欠陥を含む下部電極１６に凹部２４を備えている。
凹部２４は、欠陥を含む下部電極１６の上面から下部電極１６の層の厚さ方向に凹状に形成された窪みである。凹部２４には、有機層２０を形成するときに液状の有機層２０の材料が滴下される。そのため、凹部２４内の一部には、凹部２４内に有機層２０が塗布されず下部電極１６が露出した領域が存在することとなる。したがって、下部電極１６が露出した領域では、その後に形成された上部電極２２と下部電極１６とが接続する。これにより、下部電極１６と上部電極２２とが短絡するので、欠陥を含む下部電極１６を含む画素では有機層２０に電流は流れず、滅点となる。したがって、下部電極１６が短絡されている画素同士が影響し合い、所望の明るさで点灯できない等の発光の不具合を解消することができる。
［１−２．有機ＥＬ素子の製造方法］
以下、有機ＥＬ表示パネル２の製造方法について、図３〜図１３を用いて説明する。図３は、本実施の形態にかかる有機ＥＬ素子の製造工程を示すフローチャートである。図４〜図１３は、本実施の形態にかかる有機ＥＬ素子の製造工程を示す断面概略図である。
以下、有機ＥＬ表示パネル２の製造方法について、図３〜図１３を用いて説明する。図３は、本実施の形態にかかる有機ＥＬ素子の製造工程を示すフローチャートである。図４〜図１３は、本実施の形態にかかる有機ＥＬ素子の製造工程を示す断面概略図である。
以下、図３のフローチャートに沿って説明する。
はじめに、図４に示すように、基板１０を用意する。基板１０は、例えばサファイア基板である。
次に、図５に示すように、基板１０の上に半導体素子１３を含む半導体層１２を形成する（ステップＳ１０）。半導体素子１３は、例えばＴＦＴであり、半導体材料を所定の位置および形状に成膜およびパターニングすることにより、半導体素子１３を形成する。
次に、図６に示すように、半導体層１２の上に、絶縁性の有機材料からなる平坦化膜１４を形成する（ステップＳ１０）。その後、図７に示すように、複数の半導体素子１３の位置に、平坦化膜１４の表面から半導体素子１３まで貫通する貫通孔を形成する。さらに、貫通孔に導電性材料を充填する。これにより、ビア１５が完成する。
続けて、図８に示すように、平坦化膜１４上に下部電極１６を形成する（ステップＳ１１）。下部電極１６は、成膜およびパターニングにより形成する。まず、スパッタリング法により平坦化膜１４上にＡｌを３００ｎｍ成膜する。続けて、フォトリソグラフィーとウエットエッチングにより、成膜したＡｌを所定の形状にパターニングする。このとき、複数の半導体素子１３の少なくとも１つと接続する形状にＡｌをパターニングする。これにより、複数の下部電極１６が完成する。
ここで、図８に示すように、上述した下部電極１６を形成する際に、パターニング不良等により隣接する画素の下部電極１６同士が導通したショート不良箇所１６ａが生じる場合がある。そこで、下部電極１６の形成後、欠陥を含む下部電極１６を検出する（ステップＳ１２）。
欠陥を含む下部電極１６は、例えば、顕微鏡付き撮像装置により下部電極１６の形成が終了した基板の平面を撮像し、撮像した画像から下部電極１６同士が導通した箇所を目視により検出する。なお、欠陥を含む部電極１６は、撮像の目視に限らず、例えば、プローブを当接して電流が流れることを検出する等の電気的な方法であってもよい。
次に、図９に示すように、平坦化膜１４および下部電極１６の上に隔壁１８を形成する。隔壁１８は、隣接する下部電極１６の間に露出した平坦化膜１４を覆うように表面感光性樹脂を塗布することにより形成する。このとき、下部電極１６の一部の上にも隔壁１８が形成される。なお、上述したショート不良箇所１６ａでは平坦化膜１４は露出していないので、ショート不良箇所１６ａの上に隔壁１８を形成する。
続けて、図１０および図１１に示すように、ショート不良箇所１６ａを有する下部電極１６の上に凹部２４を形成する（ステップＳ１３）。凹部２４は、突起物２６を下部電極１６の上面に押圧することにより形成する。これにより、突起物２６の先端の形状と同一の形状の凹部２４が完成する。なお、突起物２６として、例えば、隔壁１８または有機層２０を形成する際にこれらの材料を塗布するための塗布針を使用してもよい。
さらに、図１２に示すように、隔壁１８により、複数の画素に分離された下部電極１６のそれぞれの上に、有機層２０（２０ａ、２０ｂおよび２０ｃ）を形成する（ステップＳ１４）。なお、凹部２４が形成された下部電極１６では、凹部２４内において、下部電極１６の一部が露出するように有機層２０が形成される。ここでは、発光層の他に正孔注入層および電子注入層を有する有機層を例として説明する。
まず、下部電極１６の上に正孔注入層を形成する。正孔注入層を構成する材料として、例えば、キシレンよりなる溶剤にＰＥＤＯＴを溶かしたＰＥＤＯＴ溶液を生成する。そして、生成したＰＥＤＯＴ溶液を下部電極１６の上に滴下し乾燥させることにより、正孔注入層が完成する。
次に、正孔注入層の上に発光層を形成する。発光層を構成する材料として、例えば、α−ＮＰＤおよびＡｌｑ３を正孔注入層の上に積層することにより、発光層が完成する。
次に、発光層の上に電子注入層を形成する。電子注入層を構成する材料として、例えば、キシレンまたはクロロホルムよりなる溶剤にポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）を溶かしたＰＰＶ溶液を生成する。そして、生成したＰＰＶ溶液を発光層の上に滴下し乾燥させることにより、電子注入層が完成する。以上により、有機層２０が完成する。なお、有機層２０は、配置されるＲ、Ｇ、Ｂのカラーフィルターに合わせて、有機層２０ａ、２０ｂおよび２０ｃごとに厚さを変更してもよい。
なお、上述したように、凹部２４には液状の有機層２０の材料が滴下されるため、凹部２４内の一部、例えば、凹部２４の縁付近には、凹部２４内に有機層２０が塗布されず下部電極１６が露出した領域が形成される。
続けて、図１３に示すように、有機層２０の上に上部電極２２を形成する（ステップＳ１５）。上部電極２２は、例えば、有機層２０を形成した後、有機層２０が形成された基板を大気曝露させることなく連続して形成する。ここでは、ＩＴＯ層と金属層とが積層された構成の上部電極２２を例として説明する。
まず、有機層２０の上にＩＴＯ層を形成する。具体的には、有機層２０を構成する電子注入層の上に、スパッタリング法によりＩＴＯを積層する。このときのＩＴＯの厚さは、例えば７５ｎｍである。また、このときのＩＴＯ層は、アモルファス状態になっている。
次に、ＩＴＯ層の上に、金属層を形成する。具体的には、ＩＴＯ層の上に、スパッタリング法により、金属層を構成する金属、例えばＡｇを積層する。このときの金属層の厚さは、例えば２０ｎｍである。これにより、上部電極２２が完成する。
なお、上述したように、凹部２４には下部電極１６が露出した領域が形成されているが、この領域において上部電極２２と下部電極１６とが接続する。これにより、下部電極１６と上部電極２２とは短絡している。
さらに、上部電極２２の上に、薄膜封止層、封止用樹脂層、カラーフィルターおよび透明ガラスを順に形成する。
上述のような製造工程により、有機ＥＬ表示パネル２が完成する。
なお、下部電極１６、正孔注入層、有機層２０、電子注入層、上部電極２２の形成工程は、本実施の形態により限定されるものではない。
また、上述した実施の形態では、下部電極１６の形成後、欠陥を含む下部電極１６を検出し、続けて隔壁１８を形成し、その後凹部２４を形成する工程としたが、欠陥を含む下部電極１６を検出した後、隔壁１８を形成する前に凹部２４を形成し、その後隔壁１８を形成することとしてもよい。
［１−３．効果等］
以上、本実施の形態にかかる有機ＥＬ素子の製造方法によると、下部電極１６に欠陥がある場合に、下部電極１６に凹部２４を形成することにより、当該凹部２４の一部には、有機層２０が形成されず下部電極１６が露出する部分が生じる。これにより、下部電極１６の上方に形成される上部電極２２と下部電極１６とを短絡することができる。これにより、欠陥画素を滅点化することができる。したがって、レーザーを照射することが困難な場合であっても欠陥画素をリペアすることができる。
以上、本実施の形態にかかる有機ＥＬ素子の製造方法によると、下部電極１６に欠陥がある場合に、下部電極１６に凹部２４を形成することにより、当該凹部２４の一部には、有機層２０が形成されず下部電極１６が露出する部分が生じる。これにより、下部電極１６の上方に形成される上部電極２２と下部電極１６とを短絡することができる。これにより、欠陥画素を滅点化することができる。したがって、レーザーを照射することが困難な場合であっても欠陥画素をリペアすることができる。
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、有機ＥＬ表示パネル２は、下部電極１６に欠陥を含んでいたのに対し、本実施の形態にかかる有機ＥＬ表示パネルは、ＴＦＴ１３に欠陥を含んでいる点が異なっている。
次に、実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、有機ＥＬ表示パネル２は、下部電極１６に欠陥を含んでいたのに対し、本実施の形態にかかる有機ＥＬ表示パネルは、ＴＦＴ１３に欠陥を含んでいる点が異なっている。
図１４は、ＴＦＴに欠陥を含む有機ＥＬ表示パネル３の断面概略図である。
図１４に示すように、有機ＥＬ表示パネル３は、実施の形態１に示した有機ＥＬ表示パネル１と同様、基板１０上に半導体層１２と、平坦化膜１４と、下部電極１６と、有機層２０と、上部電極２２とを備えている。半導体層１２には、複数の半導体素子３３が形成されている。下部電極１６は、複数の半導体素子３３の少なくとも１つに接続されている。また、平坦化膜１４上には隔壁１８が形成され、隔壁１８によって囲まれた各領域が画素となる。
ここで、複数の半導体素子３３には、製造工程においてパターニング不良等により所望の半導体素子３３が形成されず、欠陥を含む半導体素子３３ａも存在する。したがって、欠陥を含む半導体素子３３ａが形成された画素は、所望の明るさで点灯することができないこととなる。これを解消するために、本実施の形態にかかる有機ＥＬ表示パネル４は以下のような構成をしている。
［２−１．有機ＥＬ素子の構成］
以下、本実施の形態にかかる有機ＥＬ素子の構成について説明する。図１５は、本実施の形態にかかる有機ＥＬ表示パネル４の構成を示す断面概略図である。
以下、本実施の形態にかかる有機ＥＬ素子の構成について説明する。図１５は、本実施の形態にかかる有機ＥＬ表示パネル４の構成を示す断面概略図である。
図１５に示すように、有機ＥＬ表示パネル４は、基板１０の上に、平坦化膜３４と、下部電極３６と、有機層２０と、隔壁１８と、上部電極２２とを備えている有機機能デバイスである。これらの構成は、上述した実施の形態１に示した有機ＥＬ表示パネル２と同様であるため、詳細な説明は省略する。有機ＥＬ表示パネル４の構成により、下部電極３６と上部電極２２との間に適当な電圧が印加されると、下部電極３６側から正孔、上部電極２２側から電子がそれぞれ有機層２０に注入される。これらの注入された正孔および電子が有機層２０で再結合して生じるエネルギーにより、有機層２０の発光材料が励起され発光する。
ここで、図１５に示した有機ＥＬ表示パネル４では、製造工程において、複数の半導体素子３３の少なくとも１つに欠陥を生じている。この欠陥は、例えば、半導体素子３３のゲート電極、ソース電極、ドレイン電極をパターニングにより形成したときのパターニング不良や部材の欠落などである。これにより、半導体素子３３ａは正常に動作しないので、この半導体素子３３ａを有する画素は、所望の明るさで点灯できない等の発光の不具合を生じる。
この不具合を解消するために、有機ＥＬ表示パネル４は、欠陥を含む半導体素子３３ａが形成された画素における上部電極２２と下部電極１６とを短絡させて画素を滅点化する。画素を滅点化するために、有機ＥＬ表示パネル４は、欠陥を含む半導体素子３３ａが配置された画素における平坦化膜３４に凹部３７を備えている。
凹部３７は、欠陥を含む半導体素子１３が形成された画素において、平坦化膜３４の上面から平坦化膜３４の層の厚さ方向に凹状に形成された窪みである。凹部３７の上に形成される下部電極３６は、凹部３７の形状に沿って凹状に形成される。また、下部電極３６には、有機層２０を形成するときに液状の有機層２０の材料が滴下される。そのため、凹部３７の形状に沿って凹状に形成された下部電極３６内の一部には、有機層２０が塗布されず下部電極３６が露出した領域が存在することとなる。したがって、下部電極３６が露出した領域では、その後に形成された上部電極２２と下部電極３６とが接続する。これにより、下部電極３６と上部電極２２とが短絡するので、欠陥を含む下部電極３６を含む画素では有機層２０に電流は流れず、滅点となる。よって、平坦化膜３４に凹部３７を形成することにより、欠陥を含む半導体素子３３ａが形成された画素の発光の不具合を解消することができる。
［２−２．有機ＥＬ素子の製造方法］
以下、有機ＥＬ表示パネル４の製造方法について、図１６〜図２６を用いて説明する。図１６は、本実施の形態にかかる有機ＥＬ表示パネル４の製造工程を示すフローチャートである。図１７〜図２６は、本実施の形態にかかる有機ＥＬ素子の製造工程を示す断面概略図である。
以下、有機ＥＬ表示パネル４の製造方法について、図１６〜図２６を用いて説明する。図１６は、本実施の形態にかかる有機ＥＬ表示パネル４の製造工程を示すフローチャートである。図１７〜図２６は、本実施の形態にかかる有機ＥＬ素子の製造工程を示す断面概略図である。
以下、図１６のフローチャートに沿って説明する。
はじめに、実施の形態１に示した有機ＥＬ表示パネル２と同様、図１７に示すように、基板１０を用意する。続けて、図１８に示すように、基板１０の上に半導体素子３３を含む半導体層１２を形成する（ステップＳ２０）。このとき、パターニング不良等により欠陥を含む半導体素子３３ａが形成される場合がある。
次に、図１９に示すように、半導体層１２の上に、絶縁性の有機材料からなる平坦化膜３４を形成する（ステップＳ２０）。その後、図２０に示すように、複数の半導体素子３３の位置に、平坦化膜３４の表面から半導体素子３３まで貫通する貫通孔を形成する。さらに、貫通孔に導電性材料を充填する。これにより、ビア１５が完成する。
ここで、欠陥を含む半導体素子３３ａを検出する（ステップＳ２１）。欠陥を含む半導体素子３３ａは、例えば、顕微鏡付き撮像装置により半導体素子３３を形成した基板の平面を撮像し、撮像した画像において、パターニング不良により欠陥を含む半導体素子３３ａを目視により検出する。なお、欠陥を含む半導体素子３３ａは、撮像の目視に限らず、例えば、プローブを当接して検出する等の電気的な方法であってもよい。
続けて、図２１および図２２に示すように、欠陥を含む半導体素子３３ａが形成された画素の平坦化膜３４の上に凹部３７を形成する（ステップＳ２２）。凹部３７は、突起物２６を、欠陥を含む半導体素子３３ａが形成された画素における平坦化膜３４の上面に押圧することにより形成する。これにより、突起物２６の先端の形状と同一の形状の凹部３７が完成する。なお、突起物２６として、例えば、隔壁１８または有機層２０を形成する際にこれらの材料を塗布するための塗布針を使用してもよい。
続けて、図２３に示すように、平坦化膜３４上に下部電極３６を形成する（ステップＳ２３）。下部電極３６は、成膜およびパターニングにより形成する。
まず、スパッタリング法により平坦化膜３４および凹部３７の上にＡｌを３００ｎｍ成膜する。続けて、フォトリソグラフィーとウエットエッチングにより、成膜したＡｌを所定の形状にパターニングする。これにより、複数の下部電極３６が完成する。なお、平坦化膜３４上に凹部３７が形成された部分では、下部電極３６は、凹部３７の形状に沿って凹状に形成される。
次に、実施の形態１に示した有機ＥＬ表示パネル２と同様、図２４に示すように、平坦化膜３４および下部電極３６の上に隔壁１８を形成する。さらに、図２５に示すように、隔壁１８により、複数の画素に分離された下部電極３６のそれぞれの上に、有機層２０ａ、２０ｂおよび２０ｃを形成する（ステップＳ２４）。このとき、下部電極３６には、液状の有機層２０の材料が滴下される。そのため、凹部３７の形状に沿って凹状に形成された下部電極３６内の一部には、有機層２０が塗布されず下部電極３６が露出した領域が形成される。なお、有機層２０は、発光層の他に正孔注入層および電子注入層を有する構成であってもよい。
続けて、図２６に示すように、有機層２０の上に上部電極２２を形成する（ステップＳ２５）。このとき、下部電極３６が露出した領域では、上部電極２２と下部電極３６とが接続する。これにより、下部電極３６と上部電極２２とが短絡した構成となる。なお、上部電極２２は、ＩＴＯ層と金属層とが積層された構成であってもよい。
さらに、上部電極２２の上に、薄膜封止層、封止用樹脂層、カラーフィルターおよび透明ガラスを順に形成する。
上述のような製造工程により、有機ＥＬ表示パネル４が完成する。
なお、下部電極３６、正孔注入層、有機層２０、電子注入層、上部電極２２の形成工程は、本実施の形態により限定されるものではない。
また、上述した実施の形態では、欠陥を含む半導体素子３３ａの検出を半導体素子３３の上に平坦化膜１４を形成しさらにビア１５を形成した後としたが、これに限らず、半導体素子３３の形成直後、または、平坦化膜３４の製造直後としてもよい。
また、上述した実施の形態では、平坦化膜３４の上に凹部３７を形成する構成としたが、凹部３７は平坦化膜３４の上に限らず、下部電極３６と上部電極２２とを短絡することができる構成であればどの位置に形成してもよい。例えば、実施の形態１と同様に、下部電極３６の上に形成してもよい。
［２−３．効果等］
以上、本実施の形態にかかる有機ＥＬ素子の製造方法によると、当該凹部３７の上に形成された下部電極３６も凹部３７の形状に沿って凹状に形成される。そして、凹状に形成された下部電極３６の一部には、有機層２０が形成されず下部電極３６が露出する部分が生じる。これにより、下部電極３６の上方に形成される上部電極２２と下部電極３６とを短絡することができる。したがって、欠陥画素を滅点化することができる。よって、レーザーを照射することが困難な場合であっても欠陥画素をリペアすることができる。
以上、本実施の形態にかかる有機ＥＬ素子の製造方法によると、当該凹部３７の上に形成された下部電極３６も凹部３７の形状に沿って凹状に形成される。そして、凹状に形成された下部電極３６の一部には、有機層２０が形成されず下部電極３６が露出する部分が生じる。これにより、下部電極３６の上方に形成される上部電極２２と下部電極３６とを短絡することができる。したがって、欠陥画素を滅点化することができる。よって、レーザーを照射することが困難な場合であっても欠陥画素をリペアすることができる。
（その他の実施の形態）
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形を行ってもよい。図２７および図２８は、他の実施の形態にかかる表示パネルの構成を示す断面概略図である。
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形を行ってもよい。図２７および図２８は、他の実施の形態にかかる表示パネルの構成を示す断面概略図である。
上述した実施の形態１では、有機層２０を形成するときに液状の有機層２０の材料を滴下し、乾燥させることとしたが、液状の有機層２０の材料を滴下した後、スピンコートを行ってもよい。これにより、液状の有機層２０の材料は、図２７に示すように、凹部４４の一方向側に塗布され、他方向側に下部電極１６が露出した領域が存在することとなる。したがって、下部電極１６が露出した領域の面積を大きくすることができるので、その後に形成される上部電極２２と下部電極１６とを、より広い面積で接続することができる。
また、上述した実施の形態１では、下部電極１６を形成した後、有機層２０を形成する前に、下部電極１６に突起物２６を押圧して凹部２４を形成したが、有機層２０を形成した後に下部電極１６および有機層２０に突起物２６を押圧して凹部５４を形成し、下部電極１６を露出させてもよい。この場合、図２８に示すように、下部電極１６を確実に露出することができるので、その後に形成される上部電極２２と下部電極１６とをより確実に接続することができる。
また、上述した実施の形態では、下部電極を陽極、上部電極を陰極とする構成について示したが、下部電極を陰極、上部電極を陽極とする構成であってもよい。また、有機ＥＬ素子の構成である平坦化膜、陽極、正孔注入層、発光層、隔壁、電子注入層、陰極、薄膜封止層、封止用樹脂層、透明ガラスは、上記した実施の形態に示した構成に限らず、材料や構成、形成方法を変更してもよい。例えば、正孔注入層と発光層との間に正孔輸送層があってもよいし、電子注入層と発光層との間に電子輸送層があってもよい。また、隔壁で分離された各画素を覆うように、透明ガラスの下面に、赤、緑および青の色調整を行うカラーフィルターを備える構成であってもよい。
また、本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。例えば、図２９に示すような、本発明にかかる有機ＥＬ素子を備えた薄型フラットテレビシステムも本発明に含まれる。
本発明にかかる有機ＥＬ素子の製造方法および有機ＥＬ素子は、特に、大画面および高解像度が要望される薄型テレビおよびパーソナルコンピュータのディスプレイなどの技術分野に有用である。
１、２、３、４ 有機ＥＬ表示パネル（表示パネル）
１２ 半導体層
１３、３３、３３ａ 半導体素子
１４、３４ 平坦化膜
１５ ビア
１６、３６ 下部電極
１６ａ ショート不良箇所
１８ 隔壁
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ 有機層
２２ 上部電極
２４、３７、４４、５４ 凹部
２６ 突起物
１２ 半導体層
１３、３３、３３ａ 半導体素子
１４、３４ 平坦化膜
１５ ビア
１６、３６ 下部電極
１６ａ ショート不良箇所
１８ 隔壁
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ 有機層
２２ 上部電極
２４、３７、４４、５４ 凹部
２６ 突起物
Claims (6)
- 有機エレクトロルミネッセンス素子を有する画素を含む表示パネルの製造方法であって、
前記表示パネルは、複数の半導体素子を有し、
前記半導体素子の上方に形成された平坦化膜の上に、前記画素ごとに下部電極を形成する下部電極形成工程と、
前記下部電極形成工程の後に、欠陥を含む前記下部電極を検出する検出工程と、
前記検出工程の後に、前記下部電極の上に発光層を含む有機層を形成する有機層形成工程と、
前記有機層形成工程の後に、前記有機層の上に上部電極を形成する上部電極形成工程と、
前記検出工程の後であって前記有機層形成工程の前に、欠陥を含む前記下部電極に、前記下部電極と前記上部電極とを接触させるための凹部を形成する凹部形成工程とを含む
表示パネルの製造方法。 - 前記凹部形成工程において、突起物を前記下部電極に押圧することにより前記凹部を形成する
請求項１に記載の表示パネルの製造方法。 - 有機エレクトロルミネッセンス素子を有する画素を含む表示パネルの製造方法であって、
前記表示パネルは、複数の半導体素子を有し、
前記半導体素子の上方に形成された平坦化膜の上に、前記画素ごとに下部電極を形成する下部電極形成工程と、
前記下部電極形成工程の前に、欠陥を含む前記半導体素子を検出する検出工程と、
前記下部電極形成工程の後に、前記下部電極の上に発光層を含む有機層を形成する有機層形成工程と、
前記有機層形成工程の後に、前記有機層の上に上部電極を形成する上部電極形成工程と、
前記検出工程の後であって前記有機層形成工程の前に、欠陥を含む前記半導体素子の上方の前記平坦化膜または前記下部電極に、前記下部電極と前記上部電極とを接触させるための凹部を形成する凹部形成工程とを含む
表示パネルの製造方法。 - 前記凹部形成工程において、突起物を前記平坦化膜または前記下部電極に押圧することにより前記凹部を形成する
請求項３に記載の表示パネルの製造方法。 - 有機エレクトロルミネッセンス素子を有する画素を含む表示パネルであって、
基板上に形成された複数の半導体素子と、
前記複数の半導体素子の上方に形成された平坦化膜と、
前記平坦化膜の上に前記画素ごとに形成された下部電極と、
前記下部電極の上に形成された発光層を含む有機層と、
前記有機層の上に形成された上部電極と、
前記平坦化膜または前記下部電極に形成され、前記下部電極と前記上部電極とを接触させるための凹部とを備え、
前記画素ごとに形成された前記下部電極の少なくとも１つは欠陥を含み、
前記凹部は、欠陥を含む前記下部電極に形成されている
表示パネル。 - 有機エレクトロルミネッセンス素子を有する画素を含む表示パネルであって、
基板上に形成された複数の半導体素子と、
前記複数の半導体素子の上方に形成された平坦化膜と、
前記平坦化膜の上に前記画素ごとに形成された下部電極と、
前記下部電極の上に形成された発光層を含む有機層と、
前記有機層の上に形成された上部電極と、
前記平坦化膜または前記下部電極に形成され、前記下部電極と前記上部電極とを接触させるための凹部とを備え、
前記複数の半導体素子のうちの少なくとも１つは欠陥を含み、
前記凹部は、欠陥を含む前記半導体素子の上方の前記平坦化膜または前記下部電極に形成されている
表示パネル。
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