発光装置の作製方法
【課題】陽極、陰極及び有機化合物層からなる発光素子の欠陥部を検査して修理することにより、良質な画像表示を行うことができる発光装置の作製方法を提供する。
【解決手段】基板に発光素子が設けられた発光装置の作製方法であって、発光素子は、陽極と、陰極と、陽極と陰極の間の有機化合物層を有し、基板を上、発光素子を下にした状態で発光素子にバイアスを印加することで発光素子を発光させ、発光により欠陥部を特定し、欠陥部にレーザを照射することで陽極と陰極を物理的に引き離す発光装置の作製方法により課題を解決する
【解決手段】基板に発光素子が設けられた発光装置の作製方法であって、発光素子は、陽極と、陰極と、陽極と陰極の間の有機化合物層を有し、基板を上、発光素子を下にした状態で発光素子にバイアスを印加することで発光素子を発光させ、発光により欠陥部を特定し、欠陥部にレーザを照射することで陽極と陰極を物理的に引き離す発光装置の作製方法により課題を解決する
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に形成された発光素子を含む発光装置において、陰極と陽極との短絡
（ショート）箇所を検出し、これを修理し、発光装置として作製する方法に関する。また
、基板上に形成された発光素子を封止基板により封止して作製した発光パネルにＩＣを実
装した発光モジュールにおけるショート箇所を検出し、これを修理し、発光装置を作製す
る方法に関する。なお本明細書において、発光パネル及び発光モジュールを発光装置と総
称する。さらに、このように短絡箇所を検出し、検出した箇所を修理し、発光装置を作製
することができる薄膜形成装置についても本発明に含めるものとする。
【背景技術】
【０００２】
発光素子は自ら発光するため視認性が高く、液晶表示装置（ＬＣＤ）で必要なバックラ
イトが要らず薄型化に最適であると共に、視野角にも制限が無い。そのため、近年、発光
素子を用いた発光装置はＣＲＴやＬＣＤに代わるものとして注目されている。
【０００３】
発光素子は、エレクトロルミネッセンス（Electro Luminescence：電場を加えることで
発生するルミネッセンス）が得られる有機化合物を含む層（以下、有機化合物層と記す）
と、陽極と、陰極とを有する。有機化合物におけるルミネッセンスには、一重項励起状態
から基底状態に戻る際の発光（蛍光）と三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（リ
ン光）とがあるが、本発明によるショート箇所の検出、および修理方法は、どちらの発光
を用いた発光装置にも適用可能である。
【０００４】
なお、本明細書では、陽極と陰極の間に設けられた全ての層を有機化合物層と定義する
。有機化合物層には具体的に、発光層、正孔注入層、電子注入層、正孔輸送層、電子輸送
層等が含まれる。基本的に発光素子は、陽極／発光層／陰極が順に積層された構造を有し
ており、この構造に加えて、陽極／正孔注入層／発光層／陰極や、陽極／正孔注入層／発
光層／電子輸送層／陰極等の順に積層した構造を有していることもある。
【０００５】
また、本明細書中では、陽極、有機化合物層及び陰極で形成される素子を発光素子と呼
ぶ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
陽極と陰極との間に有機化合物層を形成することにより、発光素子が形成される。そし
て、発光素子の電極に電圧が印加されると陰極からは、電子が有機化合物層に注入され、
陽極からは正孔（ホール）が有機化合物層に注入される。
【０００７】
そして、有機化合物層において、電子と正孔が再結合することにより発生したエネルギ
ーにより有機化合物層を形成する有機化合物が発光する。
【０００８】
しかし、有機化合物層の一部が何らかの理由により欠損した場合には、陰極と陽極間が
ショートし、ショートした箇所にリーク電流が流れるため、発光素子は消光する。
【０００９】
有機化合物層が欠損する原因としては、有機化合物層を形成する前に形成した一方の電
極表面が平坦化されていなかったために、有機化合物層が均一に成膜されずに欠損する場
合や電極上にゴミが乗っていたために電極上に有機化合物層が充分に形成されない場合な
どがある。そして、これらの欠損箇所を有する有機化合物層の上にもう一方の電極が形成
されると、有機化合物層が形成されない部分（欠損箇所）において陰極、陽極間がショー
トする。
【００１０】
図１０（Ａ）に発光素子１１０４の断面図を簡単に示す。陽極１１０１上には、有機化
合物層１１０２が形成されており、有機化合物層１１０２の上には、陰極１１０３が形成
され、発光素子１１０４が形成されている。なお、発光素子１１０４において、有機化合
物層１１０２の一部が欠損する欠陥部１１０５を有すると、有機化合物層１１０２上に陰
極１１０３を形成したとき、欠陥部１１０５において陽極１１０１と陰極１１０３とが接
して形成されるためにショートが起こる。
【００１１】
なお本明細書中では、両電極間に有機化合物層を有する正常部１１０６に対して、有機
化合物層１１０２の欠損している部分において２つの電極が接している箇所を欠陥部１１
０５と呼ぶことにする。
【００１２】
通常、発光素子１１０４は、外部電源１１０７から電源電圧が印加されることにより発
光を示す。
【００１３】
図１０（Ｂ）には、発光素子１１０４が欠陥部１１０５を有しない場合について、つま
り、図１０（Ａ）の正常部１１０６のみである場合について示す。この場合は、外部電源
１１０７から電源電圧Ｅoriが印加されると発光素子１１０４には、電圧Ｅdioが印加され
る。なお、このときの配線抵抗をＲwirで表し、配線に印加される電圧をＥwirで表す。
【００１４】
これに対して、図１０（Ｃ）には、発光素子１１０４が図１０（Ａ）に示した欠陥部１
１０５を有する場合について示す。この場合には、外部電源１１０７から電圧Ｅoriが印
加されると、正常部１１０６に印加される電圧は、図１０（Ｂ）に示した電圧Ｅdioより
も小さく、Ｅ'dioとなる。これは、欠陥部１１０５に流れる電流Ｉdefにより配線での電
圧降下が起こるためであり、配線の電圧がＥwirからＥ'wirへ減少することによるもので
ある。
【００１５】
なお、発光素子は両電極に順バイアスを印加して、有機化合物層に電流Ｉoriが流れる
と有機化合物層において発光が得られることから、有機化合物層よりも欠陥部に電流が流
れてしまう場合には、発光素子は発光を示さない。
【００１６】
つまり、欠陥部を含む発光素子に順バイアスを印加すると実際には、ほとんどの電流が
欠陥部に流れてしまうため、正常部を流れる電流Ｉdioはほとんどない。以上のことから
欠陥部を有する発光素子において、有機化合物層には電流が流れにくくなるために発光素
子は、輝度の低下や消光を起こす。
【００１７】
なお、発光素子における輝度の低下や消光に加えて、欠陥部においてショートしている
と、欠陥部に常に電流が流れるため、欠陥部付近の有機化合物層の劣化を促進してしまう
。
【００１８】
さらに、欠陥部１１０５による発光素子の消光は、発光素子を有する画素が、複数形成
された画素部における表示の輝度の低下を招き、また、リーク電流の発生に伴い、消費電
力を増大させてしまうなどの問題がある。
【００１９】
本発明は上記問題に鑑み、発光素子における欠陥部を検査し、欠陥部が検出された場合
には欠陥部を修理して発光装置を作製する方法、およびこの方法を用いて発光装置を作製
する薄膜形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、発光素子に逆バイアスを印
加すると、その欠陥部に電流が流れることを利用したものである。
【００２１】
図１（Ａ）は、基板上に形成された画素部１０１を示すものであり、複数の画素１０２
が形成されている。これらの画素は、陽極、陰極及び有機化合物層で形成された発光素子
をそれぞれ有している。
【００２２】
これらの発光素子が、欠陥部１０３を有する場合には、その断面構造は、図１（Ｂ）に
示すようになるが、発光素子の両電極に外部電源１０８から電圧が印加されると、欠陥部
１０３に電流が流れる。しかし、欠陥部１０３に電流が流れると有機化合物層１０７に電
流が流れにくくなるために発光素子１０４は消光してしまう。
【００２３】
そこで、本発明では、陰極１０５、陽極１０６及び有機化合物層１０７からなる発光素
子１０４に、外部電源１０８から逆バイアスを印加する。
【００２４】
このとき、発光素子１０４の欠陥部１０３では、有機化合物層１０７が欠損しているた
めに、陰極１０５と陽極１０６がショートしている。つまり、逆バイアスを印加すると発
光素子１０４の欠陥部１０３には、電流が流れる。これに対して、欠陥部１０３を有しな
い発光素子１０４には、ほとんど電流が流れない。
【００２５】
そこで、本発明では、逆バイアスを印加することにより、欠陥部１０３のみに電流を流
し、このとき流れる電流を検出することにより、欠陥部１０３の位置の特定を行う。
【００２６】
次に、特定された欠陥部１０３にレーザーを照射して、欠陥部１０３において陰極と陽
極がショートしている部分を絶縁化する。絶縁化させることにより、逆バイアスを印加し
た際に流れる電流を減少、または、完全に防ぐことができる。なお、本明細書中では、逆
バイアスを印加した際に流れる電流のことを逆方向電流と呼ぶことにする。
【００２７】
以上により、ショート箇所を絶縁化することで、順バイアスを印加した際に生じる欠陥
部１０３のリーク電流を防ぐことができ、これにより有機化合物層１０７に所望の電流が
流れることから、発光素子１０４を所望の輝度で発光させることができる。
【００２８】
さらに、本発明においては、発光素子の有機化合物層及びパッシベーション膜を形成す
る成膜室と、封止を行う処理室と、本発明を用いて欠陥部の位置を特定し、これを修理す
る処理室を有する薄膜形成装置を用いて発光装置を作製することができる。なお、この薄
膜形成装置を用いて発光装置を作製することにより、発光素子を形成した後、これを封止
する前に欠陥部の修理を行い、発光装置を作製することができる。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように、本発明により、発光素子における欠陥部を検査して、欠陥部の位
置を特定し、欠陥部にレーザーを照射することにより発光素子の陽極と陰極におけるショ
ート箇所を絶縁化して、ショート箇所におけるリーク電流を防ぐことができる。これによ
り、消光していた発光素子を再び発光させることができる。なお、本発明により欠陥部を
有する発光素子を修復して発光装置を作製することができるので、発光装置の生産におけ
る歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による欠陥部の検査及び修理方法ついて説明する図。
【図２】本発明による欠陥部の検査及び修理方法ついて説明する図。
【図３】画素の回路図。
【図４】画素の回路図及び検査時の画素部の動作を示す図。
【図５】エミッション顕微鏡により観察された欠陥部の写真。
【図６】本発明に用いる成膜装置の構成を示す図。
【図７】発光装置の断面構造を説明する図。
【図８】発光装置の断面構造を説明する図。
【図９】電気器具の一例を示す図。
【図１０】従来例を説明する図。
【図１１】欠陥部における逆バイアス印加時の電気特性を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
ここで、本発明の実施の形態として、アクティブマトリクス型の発光装置における欠陥
部の検査方法及び検出された欠陥部の修理方法について、図２を用いて説明する。なお、
パッシブ型の発光装置においても同様に本発明を実施することができる。
図２（Ａ）は、基板２０１上にＴＦＴ２０２が形成され、ＴＦＴ２０２と電気的に接続
された画素電極２０３（陽極）、画素電極２０３上に形成された有機化合物層２０４、さ
らに陰極２０５が形成され、発光素子２０６が形成されたものを上下逆さに示している。
すなわち、図１（Ａ）で示した画素１０２毎に図２（Ａ）に示すような陽極２０５、有機
化合物層２０４、および陰極２０５からなる発光素子２０６が形成され、画素部１０１を
形成している。
さらに、発光素子２０６形成後は、内部に空間２０８を有し、封止基板２０９により封
止構造が形成されている。なお、ここでは、封止構造まで形成された発光装置を示してい
るが、本発明は、発光素子２０６を完成させた時点で（発光素子の封止前に）、欠陥部２
０７の検査及び修理を行うことは可能である。この場合の方法については、後の実施例で
詳しく説明する。
【００３２】
なお、発光素子において、２０７に示すように有機化合物層２０４が欠損して、陰極２
０５と陽極２０３がショートしている箇所は、欠陥部２０７となり、これを有する発光素
子は、外部電源から順バイアスを印加して電流を流しても有機化合物層２０４よりも欠陥
部２０７に電流が流れるため発光しない。
【００３３】
そこで、本発明では、外部電源から逆バイアスを印加することで欠陥部２０７に電流を
流し、この時流れる電流により生じる発光を観察することにより欠陥部２０７の特定を行
う。
【００３４】
具体的には、電極間のショート部分に逆バイアスを印加して、電流を流し、この電流か
ら生じる発光における光子（Photon）数をエミッション顕微鏡で観察して測定することに
より、ショートしている欠陥部２０７の位置を特定する。なお、この時発光素子２０６に
印加する逆バイアスは、１〜１５Ｖの範囲で印加する。なお、エミッション顕微鏡は、逆
バイアスを印加した際に流れる電流から生じる発光の光子数を光学顕微鏡と超高感度カメ
ラ（フォトンカウンティングカメラ）により測定する装置である。本発明の実施において
は、エミッション顕微鏡として浜松ホトニクス社製のホットエレクトロン装置（Ｃ３２０
０シリーズ）を用いる。
【００３５】
このカメラは、Ｉ．Ｉ(Image Intensifier)と撮像カメラからなり、極微弱な光をもと
らえることができる。ここで検出された発光は、映像信号としてイメージプロセッサに取
り込まれ、画像処理を施されてＴＶモニター（ＣＲＴ:Cathode Ray Tube）に表示される
。この時予め撮影しておいた基板上のパターン像と重ね合わせることにより発光箇所の特
定が可能となる。
【００３６】
一般的に、電極間のショートによる電流のリークが生じたときには、可視光から赤外光
に及ぶ広い連続スペクトルの発光が検出されることが知られている。本発明で用いる超高
感度カメラ（フォトンカウンティングカメラ）は、Ｓｉを含む結晶がそのバンドギャップ
エネルギーに相当する波長よりも長波長の赤外光を透過することを利用しているため、逆
バイアスを印加した際に欠陥部２０７に流れる電流を基板を介して検出することが可能で
ある。
【００３７】
図２（Ｂ）には、図２（Ａ）において示されている複数の画素のうち、欠陥部２０７を
有する画素２０８について、この欠陥部２０７の位置を特定し、修理する方法について説
明する。
【００３８】
基板２０１は、ＸＹＺステージ２１０に備えられており、外部電源２１１からＦＰＣ２
１２を介して基板２０１上に形成された発光素子２０６に逆バイアスが印加される。この
とき、発光素子２０６の欠陥部２０７には電流（逆方向電流）が流れる。
【００３９】
ここで流れた電流は、発光２１３を伴う。この発光２１３を形成する光子は、シャッタ
ー（１）２１４が開くと集光レンズ２１５、ハーフミラー２１６を介して超高感度カメラ
２１７（フォトンカウンティングカメラ）により検出され、これを映像信号として画像処
理機構２１８（イメージプロセッサ）により画像処理を施されることによりカラーモニタ
ー２１９（ＣＲＴ）に表示される。この時シャッター（２）２２２は閉じている。
【００４０】
カラーモニター２１９には、画素の発光素子が有する欠陥部に流れる電流が、電流によ
り生じる光の光子数の分布として色表示されるため、光子が色表示されたところが欠陥部
２０７であるとして、その位置の特定が可能となる。
【００４１】
本発明において、超高感度カメラ２１７は、位置合わせ機構２２１と接続されており、
位置合わせ機構２２１は、超高感度カメラ２１７で特定された欠陥部２０７の位置データ
から、欠陥部２０７がレーザー照射される位置にＸＹＺステージ２１０を動かすための信
号を送る。これにより、欠陥部２０７は、レーザーが照射される位置に移動される。
【００４２】
次に、シャッター（１）２１４を閉じ、シャッター（２）２２２を開いて、レーザー照
射機構２２３からのレーザー２２４を入射する。なお、レーザー２２４は、ハーフミラー
２１６、集光レンズ２１５を介して欠陥部２０７に照射される。
【００４３】
以上のようにして、特定された欠陥部２０７にレーザーを照射することにより、欠陥部
２０７の修理を行う。具体的には、欠陥部２０７における陰極２０５と陽極２０３とのシ
ョート箇所がレーザーを照射することにより絶縁化され、陰極２０５と陽極２０３の間が
絶縁化される。
【００４４】
なお、欠陥部２０７を絶縁化する方法としては、陰極２０５、または陽極２０３を形成
する材料をレーザー照射により酸化物にすることで絶縁化させたり、レーザー照射により
欠陥部２０７のショート箇所を物理的に引き離すことにより絶縁化させる方法がある。本
発明に於いては、レーザーのパワーを調節することによりいずれの絶縁化も可能である。
【００４５】
なお、本発明においてレーザーを照射する場合には、陽極２０３を照射してその機能を
破壊することのない様にレーザーの照射パワー、照射時間を調整することが必要である。
【００４６】
本発明に於いて用いるレーザーとしては、色素レーザーが好ましい。なお、色素レーザ
ーを用いる場合においては、波長領域を３７５〜９００ｎｍの範囲を用いることができ、
使用する波長領域によってクマリンやローダミンといったレーザー色素を用いることがで
きる。なお、この時用いるレーザー色素は公知の色素を用いればよい。また、本発明に用
いるレーザーのビーム径は、照射する欠陥部２０７の径よりも大きい方が好ましく、具体
的には１．０〜３．０μｍであるのが望ましい。
【００４７】
以上のように、発光装置の画素を形成する発光素子に順バイアスを印加して、発光素子
２０６に欠陥部２０７があると陽極２０３と陰極２０５のショート箇所でリーク電流が生
じるために、発光素子２０６の有機化合物層２０４に電流が流れにくくなり、発光素子２
０６が消光する。つまり、この画素は消光してしまう。
【００４８】
そこで、本発明では、はじめに発光素子２０６に逆バイアスを印加することにより欠陥
部２０７に電流を流し、この電流から生じる光を検出することにより、欠陥部２０７の位
置を特定し、この欠陥部２０７にレーザーを照射して欠陥部２０７を絶縁化して修理する
ことにより、順バイアスを印加した際に、この画素を再び発光させることができる。
【実施例１】
【００４９】
本実施例では、各画素に２つの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を有するアクティブマトリ
クス型の発光装置に、本発明を用いた例について説明する。
【００５０】
図３に本発明を用いて発光素子の欠陥部における検査および修理法を行った発光装置に
おける画素の回路図を示す。各画素はソース信号線Ｓｉ（ｉは１〜ｘのいずれか１つ）と
、電流供給線Ｖｉ（ｉは１〜ｘのいずれか１つ）と、ゲート信号線Ｇｊ（ｊは１〜ｙのい
ずれか１つ）とを有している。
【００５１】
また、各画素は、スイッチング用ＴＦＴ３０１と、電流制御用ＴＦＴ３０２と、発光素
子３０３と、コンデンサ３０４とを有している。
【００５２】
スイッチング用ＴＦＴ３０１のゲート電極はゲート信号線（Ｇｊ）に接続されている。
またスイッチング用ＴＦＴ３０１のソース領域とドレイン領域は、一方はソース信号線（
Ｓｉ）に、もう一方は電流制御用ＴＦＴ３０２のゲート電極に接続されている。
【００５３】
電流制御用ＴＦＴ３０２のソース領域は電流供給線（Ｖｉ）に接続されており、ドレイ
ン領域は発光素子３０３が有する２つの電極のいずれか一方に接続されている。発光素子
３０３が有する２つの電極のうち、電流制御用ＴＦＴ３０２のドレイン領域に接続されて
いない方は、対向電源３０７に接続されている。
【００５４】
なお、発光素子３０３が有する２つの電極のうち、電流制御用ＴＦＴ３０２のドレイン
領域に接続されている電極を画素電極と呼び、対向電源３０７に接続されている電極を対
向電極と呼ぶ。
【００５５】
またコンデンサ３０４は、電流制御用ＴＦＴ３０２のゲート電極と電流供給線Ｖｉとの
間に形成されている。
【００５６】
図４（Ａ）に、図３に示した画素を複数有する発光装置の画素部を示す。画素部３０６
は、ソース信号線Ｓ１〜Ｓｘと、電流供給線Ｖ１〜Ｖｘと、ゲート信号線Ｇ１〜Ｇｙとを
有している。画素部３０６には複数の画素３０５がマトリクス状に形成されている。
【００５７】
図４（Ｂ）に発光素子３０３の欠陥部を検査して特定する際の、各画素におけるＴＦＴ
の動作と、電流供給線Ｖｉ及び対向電極に入力される電圧の高さを示す。発光素子３０３
の欠陥部を検査するとき、各画素のスイッチング用ＴＦＴ３０１及び電流制御用ＴＦＴ３
０２は共にオンの状態にしておく。そして電流供給線Ｖｉの電圧及び対向電極の電圧を一
定にし、発光素子に所定の逆バイアスを印加する。なお、対向電極の電圧は、画素電極が
陽極の時は、図４（Ｂ）に示すように電流供給線Ｖｉの電圧よりも高い電圧を印加するが
、画素電極が陰極の時は、電流供給線Ｖｉの電圧よりも低い電圧を印加することになる。
【００５８】
本実施例においては、画素電極が陽極であり、対向電極が陰極である場合について示す
が、具体的には陽極に＋１Ｖの電圧を印加し、陰極には＋９Ｖの電圧を印加する。
【００５９】
以上のように、発光素子の陽極に低い電圧を印加し、陰極に高い電圧を印加することに
より、発光素子上の欠陥部のみに電流が流れる。このようにして欠陥部に電流を流した状
態で、これをエミッション顕微鏡で観察することにより欠陥部を特定する。
【００６０】
エミッション顕微鏡は、電流が流れた際に生じる発光を形成する光子（Photon）の数を
測定することができる装置である。予め、エミッション顕微鏡に測定された光子の数毎に
色分けして表示がされるように設定しておく。これにより逆バイアスを印加した際に欠陥
部に流れる電流から、欠陥部の位置を特定することができる。
【００６１】
また、エミッション顕微鏡は、予め発光素子の画像を撮影しているので、測定された光
子数の色分け表示とこれを重ねて表示することにより、正確な欠陥部を特定することがで
きる。
【００６２】
ここで、実際にエミッション顕微鏡を用いて画素部の発光素子を観察し、これにより欠
陥部が特定された様子を図５に示す。図５において、丸印が付けられている部分が実際の
欠陥部であり、通常カラーモニターでは、白黒の画素部の画像写真中に色分けして表示さ
れる。
【００６３】
なお、ここで用いられている光子数の色分け表示とは、欠陥部に流れる電流から生じる
光を形成する光子数ごとに色別に表示することをいう。つまり、検出された光子数が少な
い場合には、青色の点の分布により表示され、やや多くなると黄色の点の分布により表示
され、さらに多くなると赤色点の分布により表示されるといったように色分けして表示す
ることをいう。
【００６４】
エミッション顕微鏡により、欠陥部の箇所を特定したところで、これをモニターにより
観察しながらレーザー照射機構からレーザーを照射することにより、欠陥部におけるショ
ート箇所を絶縁化させ、これにより欠陥部の修理を行うことができる。
【００６５】
本実施例では、色素レーザーを用いる。具体的には、波長を４４０ｎｍとし、パワーを
２０ｍＪとし、レーザー色素としてクマリン４４０を用い、ビーム径を２．３μｍとして
欠陥部にレーザーを照射する。
【００６６】
また、本実施例におけるショート箇所の絶縁化では、ショート箇所の陰極を形成してい
る材料を酸化することにより絶縁化をはかっている。
【００６７】
なお発光素子の欠陥部の検査および修理は、画素部３０６が有する全ての画素３０５に
おいて一斉に行っても良いし、ライン毎、または画素毎に行っても良い。
【００６８】
以上より、特定された発光素子の欠陥部にレーザー照射を行い、これを絶縁化させるこ
とで、発光素子に順バイアスの電圧をかけたときに発光素子の有機化合物層に電流を流し
、有機化合物層を発光させることができる。
【００６９】
また、欠陥部では常に電流が流れるために、欠陥部の周囲に存在する有機化合物層は劣
化が起こりやすかった。しかし、これを絶縁化させることによりリーク電流を防ぐことが
できるので、欠陥部の周囲に存在する有機化合物層の劣化を防ぐことができる。
【００７０】
以上により、発光装置が有する発光素子の欠陥部を検査して特定した後、レーザー照射
により修理することで欠陥部があるために消光していた発光素子を再び発光させることが
できる。
【００７１】
以上に示した本発明は、上記構成を有する発光装置にのみ適用可能なわけではない。本
発明はあらゆる構成を有する発光装置に用いることができる。なお、発光装置が有するＴ
ＦＴにおいて、有機半導体を用いたＴＦＴであっても良い。
【実施例２】
【００７２】
本実施例では、基板上に発光素子の画素電極（陽極）まで形成させた基板上に有機化合
物層、陰極を形成したところで、本発明の検査及び修理を行い、発光素子が欠陥部を有し
ている場合には、陰極を形成した直後に（封止を行う前に）修理を行い、さらに封止を行
うところまでの工程を全て同一の装置内で行う場合について説明を行う。なお、本実施例
に於いては、基板上に陽極である画素電極を形成し、その上に有機化合物層を形成した後
で陰極を形成するという構造を有する発光素子について説明したが、本発明は、陰極であ
る画素電極を形成し、その上に有機化合物層を形成し、さらに陽極を形成するという構造
の発光素子についても実施することは可能である。但し、欠陥部を検査し、修理するのは
、いずれの構造の場合に於いても、陽極側からである。
【００７３】
本実施例に於いて用いる成膜装置について図６を用いて説明する。図６において、６０
１は搬送室であり、搬送室６０１には搬送機構（Ａ）６０２が備えられ、基板６０３の搬
送が行われる。搬送室６０１は減圧雰囲気にされており、各処理室とはゲートによって連
結されている。各処理室への基板の受け渡しは、ゲートを開けた際に搬送機構（Ａ）６０
２によって行われる。また、搬送室６０１を減圧するには、ドライポンプ、メカニカルブ
ースターポンプ、ターボ分子ポンプ（磁気浮上型）もしくはクライオポンプなどの排気ポ
ンプを用いることが可能であるが、より高純度に高真空状態を得るためには磁気浮上型の
ターボ分子ポンプが好ましい。
【００７４】
以下に、各処理室についての説明を行う。なお、搬送室６０１は減圧雰囲気となるので
、搬送室６０１に直接的に連結された処理室には全て排気ポンプ（図示せず）が備えられ
ている。排気ポンプとしては上述のドライポンプ、メカニカルブースターポンプ、ターボ
分子ポンプ（磁気浮上型）もしくはクライオポンプが用いられるが、ここでも磁気浮上型
のターボ分子ポンプが好ましい。
【００７５】
まず、６０４は基板のセッティング（設置）を行うロード室であり、アンロード室も兼
ねている。ロード室６０４はゲート６００aにより搬送室６０１と連結され、ここに基板
６０３をセットしたキャリア（図示せず）が配置される。なお、ロード室６０４は基板搬
入用と基板搬出用とで部屋が区別されていても良い。また、ロード室６０４は上述の排気
ポンプと高純度の窒素ガスまたは希ガスを導入するためのパージラインを備えている。な
お、排気ポンプとしては、ターボ分子ポンプが望ましい。さらに、このパージラインには
、ガス精製機が備えられており、装置内に導入されるガスの不純物（酸素や水）が予め除
去されるようになっている。
【００７６】
なお、本実施例では基板６０３として、発光素子の陽極となる透明導電膜まで形成した
基板を用いる。本実施例では基板６０３を、被成膜面を下向きにしてキャリアにセットす
る。これは後に蒸着法による成膜を行う際に、フェイスダウン方式（デポアップ方式とも
いう）を行いやすくするためである。フェイスダウン方式とは、基板の被成膜面が下を向
いた状態で成膜する方式をいい、この方式によればゴミの付着などを抑えることができる
。
【００７７】
次に、６０５で示されるのは発光素子の陽極もしくは陰極（本実施例では陽極）の表面
を処理する処理室（以下、前処理室という）であり、前処理室６０５はゲート６００bに
より搬送室６０１と連結される。前処理室は発光素子の作製プロセスによって様々に変え
ることができるが、本実施例では透明導電膜からなる陽極の表面に酸素中で紫外光を照射
しつつ１００〜１２０℃で加熱できるようにする。このような前処理は、発光素子の陽極
表面を処理する際に有効である。
【００７８】
その他の前処理法としては、酸素または水素中でプラズマを照射しつつ２００〜４００
℃で加熱するという方法も有効であり、この場合には、プラズマ処理及び加熱処理が可能
な機構を前処理室に備えておけばよい。
【００７９】
次に、６０６は蒸着法により有機化合物を成膜するための成膜室であり、成膜室（Ａ）
と呼ぶ。成膜室（Ａ）６０６はゲート６００cを介して搬送室６０１に連結される。
【００８０】
本実施例では、成膜室（Ａ）６０６内の成膜部６０７において、発光素子を形成する有
機化合物層の形成を行う。なお、本実施例では、赤色、緑色、青色に発色する有機化合物
層を成膜する。従って、成膜室（Ａ）６０６内に備えられている複数の蒸発源は、これら
の有機化合物層を形成する有機化合物が備えられている。
【００８１】
なお、有機化合物層は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層
といった複数の層が積層され形成されている。本実施例では、各色に発光する有機化合物
層層は、発光層を形成する材料のみを変え、その他の層は全て全て同一の材料を用いて形
成する。
【００８２】
正孔注入層としては、銅フタロシアニンなどを用いることができ、正孔輸送層としては
、ＭＴＤＡＴＡ(4,4',4''-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine)やα−ＮＰ
Ｄ等を用いることができるが、その他の公知の材料を用いることも可能である。
【００８３】
なお、赤色に発色する発光層としては、Ａｌｑ3にＤＣＭをドーピングしたものを用い
て形成することができる。その他にもＥｕ錯体（Ｅｕ（ＤＣＭ）3（Ｐｈｅｎ）、アルミ
キノリラト錯体（Ａｌｑ3）にＤＣＭ−１をドーパントとして用いたもの等を用いること
ができるが、その他公知の材料を用いることもできる。
【００８４】
また、緑色に発色する発光層としては、ＣＢＰとＩｒ（ｐｐｙ）3を共蒸着することに
より形成させることができる。なお、この他にもアルミキノリラト錯体（Ａｌｑ3）、ベ
ンゾキノリノラトベリリウム錯体（ＢｅＢｑ）を用いることができる。さらには、アルミ
キノリラト錯体（Ａｌｑ3）にクマリン６やキナクリドンといった材料をドーパントとし
て用いたものも可能であるが、その他公知の材料を用いることもできる。
【００８５】
さらに、青色に発色する発光層としては、ジスチリル誘導体であるＤＰＶＢｉや、アゾ
メチン化合物を配位子に持つ亜鉛錯体及びＤＰＶＢｉにペリレンをドーピングしたものを
用いることもできるが、その他の公知の材料を用いても良い。
【００８６】
また、発光層形成後には、電子輸送層や電子注入層を形成させても良い。なお、電子輸
送層としては、１,３,４−オキサジアゾール誘導体や１,２,４−トリアゾール誘導体（Ｔ
ＡＺ）といった材料を用いることができる。さらに、バッファ層２０６として、フッ化リ
チウム（ＬｉＦ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、リチウムアセチルアセトネート（Ｌ
ｉａｃａｃ）といった材料を用いても良いが、その他の公知の材料を用いることは可能で
ある。
【００８７】
また、成膜室（Ａ）６０６はゲート６００ｆを介して材料交換室６１４に連結される。
なお、材料交換室６１４には、交換した材料を加熱するヒーターが設けられている。予め
材料を加熱することで水等の不純物を除去することができる。この時加える温度は２００
℃以下であることが望ましい。また、材料交換室６１４には、内部を減圧状態にすること
ができる排気ポンプが備えられているので、外部から蒸発材料を追加または交換して加熱
処理した後、内部を減圧状態にする。そして、成膜室内と同じ圧力状態になったところで
ゲート６００ｆを開け、成膜室内部の蒸発源に蒸発材料備えることができるようになって
いる。なお、蒸発材料は、搬送機構などにより成膜室内の蒸発源に備えられる。
【００８８】
次に、６０８はスピンコート法（塗布法）により有機化合物を成膜するための成膜室で
あり、成膜室（Ｂ）と呼ぶ。なお、成膜室（Ｂ）６０８は搬送室（Ａ）６０１との間に真
空排気用処理室６１０を設けて、成膜室（Ｂ）６０８のみ常圧（大気圧）での処理を可能
にした構成を示す。
【００８９】
本実施例に於いては、薄膜形成装置の内部は、全て減圧状態にあるため、高分子材料を
塗布方法により成膜する場合には、窒素や希ガス等の不活性ガスを満たした常圧で行うた
め、成膜室６０８に基板を搬送するためには、成膜室６０８とそれ以外の成膜装置内部に
おける圧力差を克服しなければならない。
【００９０】
そこで本実施例において高分子材料を成膜する場合には、まず真空排気用処理室６１０
を搬送室（Ａ）６０１と同じ圧力まで減圧しておき、その状態でゲート６００ｄを開けて
基板を搬送する。そして、ゲート６００ｄを閉めた後、真空排気用処理室６１０内を不活
性ガスでパージし、常圧に戻った時点でゲート６００ｇを開けて成膜室６０８へと基板を
搬送する。ここでは、基板と一緒にステージごと搬送しても良いし、専用の搬送手段で行
っても良い。
【００９１】
なお、ここで用いる高分子系有機化合物としては、ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰ
Ｖ）系、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）系、ポリフルオレン系やポリチオフェン誘導
体（例えば、ＰＥＤＯＴ）等の他、公知の高分子系有機化合物を用いることは可能である
。
【００９２】
以上により、成膜室６０８の成膜部６０９においてスピンコート法により正孔注入層が
形成される。なお、成膜室６０８には、加熱機構を備えておき、成膜後の乾燥を行う機能
を設けておいても良い。
【００９３】
高分子系有機化合物の成膜が終了したら、ゲート６００ｇを開けて真空排気用処理室６
１０へ基板を搬送し、ゲート６００ｇ及びゲート６００ｄを閉めた状態で真空排気を行う
。こうして真空排気用処理室６１０が搬送室（Ａ）６０１と同じ減圧状態にまで達したら
、ゲート６００ｄを開けて基板を搬送室（Ａ）６０１へと搬送する。
【００９４】
また、成膜室（Ｂ）６０８はゲート６００ｈを介して材料交換室６１５に連結される。
なお、材料交換室６１５には、交換した材料を加熱するヒーターが設けられている。予め
材料を加熱することで水等の不純物を除去することができる。この時加える温度は２００
℃以下であることが望ましい。また、材料交換室６１５には、内部を減圧状態にすること
ができる排気ポンプが備えられているので、
外部から蒸発材料を追加または交換して加熱処理した後、内部を減圧状態にする。そして
、成膜室内と同じ圧力状態になったところでゲート６００ｈを開け、成膜室内部の蒸発源
に蒸発材料備えることができるようになっている。なお、蒸発材料は、搬送機構などによ
り成膜室内の蒸発源に備えられる。
【００９５】
以上により、本実施例に於いては、有機化合物層を蒸着法を用いて形成することもスピ
ンコート法を用いて形成することも可能であり、さらに、これらの方法を用いて形成した
層を複数積層させて有機化合物層を作製しても良い。
【００９６】
次に、６１１は蒸着法により発光素子の陽極もしくは陰極となる導電膜（本実施例では
陰極となる金属膜）を成膜するための成膜室であり、成膜室（Ｃ）と呼ぶ。成膜室（Ｃ）
６１１はゲート６００ｅを介して搬送室６０１に連結される。本実施例では、成膜室（Ｃ
）６１１内の成膜部６１２において、発光素子の陰極となる導電膜としてＡｌ−Ｌｉ合金
膜（アルミニウムとリチウムとの合金膜）を成膜する。なお、周期表の１族もしくは２族
に属する元素とアルミニウムとを共蒸着することも可能である。共蒸着とは、同時に蒸着
セルを加熱し、成膜段階で異なる物質を混合する蒸着法をいう。
【００９７】
なお、成膜室（Ａ）６０６および成膜室（Ｃ）６１１には、成膜室内にイメージセンサ
ーとして知られているＣＣＤ(Charge Coupled Device)を備えておくことは、メタルマス
クを用いて成膜を行う際に基板とメタルマスクの位置合わせを精度良く行うことを可能に
するので好ましい。
【００９８】
さらに成膜室（Ａ）６０６、真空排気用処理室６１０及び成膜室（Ｃ）６１１に備える
排気ポンプとしては、ドライポンプ、メカニカルブースターポンプ、ターボ分子ポンプ（
磁気浮上型）もしくはクライオポンプなどを用いることが可能であるが、本実施例ではク
ライオポンプ及びドライポンプが望ましい。
【００９９】
また、成膜室（Ａ）６０６、真空排気用処理室６１０及び成膜室（Ｃ）６１１は、排気
ポンプにより減圧される。なお、この時の到達真空度は１０-6Ｐａ以上であることが望ま
しい。この様な真空度を得るためには、成膜室内部を電解研磨により表面積を小さくする
ことが効果的である。
【０１００】
搬送室（Ａ）６０１には、ゲート６００ｉを介して、リペア室６１３と連結されている
。リペア室６１３では、陰極まで形成された発光素子の欠陥部を欠陥検出機構６２２によ
り特定し、さらに、レーザー照射機構６２３により欠陥部にレーザーを照射して欠陥部の
絶縁化を行う。なお、欠陥部の位置の特定を行う欠陥検出機構６２２として本実施例では
、エミッション顕微鏡を用いている。
【０１０１】
また、エミッション顕微鏡による欠陥部の特定の際には、発光素子に逆バイアスを印加
した状態で、欠陥部がある場合には、その欠陥部に電流が流れるようにしておくが、この
時印加する逆バイアスは、１〜１５Ｖの範囲で印加される。
【０１０２】
リペア室６１３に於いて発光素子における欠陥部の修理を行った基板は、ゲート６００
ｊを介して、リペア室６１３と連結されている搬送室（Ｂ）６１６に搬送される。さらに
、搬送室（Ｂ）６１６とゲート６００ｌを介して連結され、ＣＶＤ(chemical vapor depo
sition)装置を備えた成膜室（Ｄ）６１７に搬送され、欠陥部の修理がなされた発光素子
上に窒化珪素や酸化珪素等の珪素を含む化合物やこれらの化合物の上に炭素を含むＤＬＣ
（Diamond Like Carbon）膜を積層させた絶縁膜を形成する。
【０１０３】
なお、ＤＬＣ（Diamond Like Carbon）膜とは、ダイヤモンド結合（sp3結合）とグラフ
ァイト結合（SP2結合）が混在した非晶質膜である。なお、ＣＶＤ(chemical vapor depos
ition)装置を備えた成膜室においては、酸素（Ｏ2）、水素（Ｈ2）、メタン（ＣＨ4）、
アンモニア（ＮＨ3）、シラン（ＳｉＨ4）を用いることができる。また、ＣＶＤ装置とし
ては、平行平板型の電極を有しＲＦ電源における周波数が１３．５６〜６０ＭＨｚのもの
を用いることができる。
【０１０４】
また、本実施例に於いては示していないが、スパッタリング法（または、スパッタ法と
もいう）により成膜を行う成膜室を本実施例で示した成膜装置に設けることも可能である
。陰極である画素電極上に有機化合物層が形成された後、陽極が形成されるというような
構造を有する素子を形成する場合に於いて、スパッタリングによる成膜が有効であるため
である。なお、成膜時の成膜室内は、アルゴン中に酸素を添加した雰囲気にしておくこと
で成膜された膜中の酸素濃度を制御し、透過率の高い低抵抗な膜を形成することができる
。また、その他の成膜室と同様に成膜室はゲートにより搬送室と遮断されるのが望ましい
。
【０１０５】
また、スパッタリングを行う成膜室を設ける場合には、成膜基板の温度を制御する機構
を設けても良い。なお、成膜基板は２０〜１５０℃に維持されることが望ましい。さらに
、成膜室に備える排気ポンプとしては、ドライポンプ、メカニカルブースターポンプ、タ
ーボ分子ポンプ（磁気浮上型）もしくはクライオポンプなどを用いることが可能であるが
、本実施例ではターボ分子ポンプ（磁気浮上型）及びドライポンプが望ましい。
【０１０６】
次に、６１８は封止室（封入室またはグローブボックスともいう）であり、ゲート６０
０ｋを介して搬送室（Ｂ）６１６に連結されている。封止室６１８では、最終的に発光素
子を密閉空間に封入するための処理が行われる。この処理は形成された発光素子を酸素や
水分から保護するための処理であり、カバー材で機械的に封入する、又は熱硬化性樹脂若
しくは紫外光硬化性樹脂で封入するといった手段を用いる。
【０１０７】
カバー材としては、ガラス、セラミックス、プラスチックもしくは金属を用いることが
できるが、カバー材側に光を放射させる場合は透光性でなければならない。また、カバー
材と上記発光素子が形成された基板とは熱硬化性樹脂又は紫外光硬化性樹脂等のシール材
を用いて貼り合わせられ、熱処理又は紫外光照射処理によって樹脂を硬化させて密閉空間
を形成する。この密閉空間の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を設けることも有効で
ある。
【０１０８】
また、カバー材と発光素子の形成された基板との空間を熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬
化性樹脂で充填することも可能である。この場合、熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹
脂の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を添加しておくことは有効である。
【０１０９】
図６に示した成膜装置では、封止室６１８の内部に紫外光を照射するための機構（以下
、紫外光照射機構という）６１９が設けられており、この紫外光照射機構６１９から発し
た紫外光によって紫外光硬化性樹脂を硬化させる構成となっている。また、封止室６１８
の内部は排気ポンプを取り付けることで減圧にすることも可能である。上記封入工程をロ
ボット操作で機械的に行う場合には、減圧下で行うことで酸素や水分の混入を防ぐことが
できる。なお、具体的には、酸素及び水の濃度は０．３ｐｐｍ以下にすることが望ましい
。また、逆に封止室６１８の内部を与圧とすることも可能である。この場合、高純度な窒
素ガスや希ガスでパージしつつ与圧とし、外気から酸素等が侵入することを防ぐ。
【０１１０】
次に、封止室６１８には受渡室（パスボックス）６２０が連結される。受渡室６２０に
は搬送機構（Ｃ）６２１が設けられ、封止室６１８で発光素子の封入が完了した基板を受
渡室６２０へと搬送する。受渡室６２０も排気ポンプを取り付けることで減圧とすること
が可能である。この受渡室６２０は封止室６１８を直接外気に晒さないようにするための
設備であり、ここから基板を取り出す。その他、封止室６１８において用いる部材を供給
する部材供給室を設けることも可能である。
【０１１１】
以上のように、図６に示した成膜装置を用いることで、発光素子を封止する前に欠陥部
の修理を行うことができ、さらに、完全に発光素子を密閉空間に封入するまで外気に晒さ
ずに済むため、信頼性の高い発光装置を作製することが可能となる。
【実施例３】
【０１１２】
本実施例では、欠陥部を有する発光素子に、実際に逆バイアスの電圧を印加したとき、
エミッション顕微鏡によって観察された特性について説明する。
【０１１３】
本実施例で用いた発光素子は、酸化インジウムと酸化スズを組み合わせた化合物（ＩＴ
Ｏ）からなる陽極上に、正孔注入層として銅フタロシアニンが２０ｎｍの膜厚で蒸着法に
より形成され、次に正孔輸送層としてα−ＮＰＤが４０ｎｍの膜厚で蒸着法により形成さ
れる。そして、正孔輸送層の上に発光層を形成する発光材料としてトリプレット化合物で
あるＩｒ（ｐｐｙ）3が、ＣＢＰとの共蒸着により２０ｎｍの膜厚で成膜される。さらに
、発光層の上に電子注入層としてＢＣＰを１０ｎｍ、陰極としてアルミニウムを１４０ｎ
ｍの厚さに成膜することにより、発光素子が形成される。なお、本明細書中においては、
トリプレット化合物とは、三重項励起子からの燐光を発光に利用できる有機化合物のこと
をいい、詳細については、実施例４において説明を行う。
【０１１４】
上記構成を有し、欠陥部を有する発光素子に逆バイアスの電圧を印加したときの、電圧
−電流特性を図１１に示す。なお、図１１において、横軸に逆バイアスを印加した際の電
圧（陽極に印加される電圧と陰極に印加される電圧の差）を示し、縦軸に逆バイアス印加
時に発光素子に流れる電流値（逆バイアス電流）を示す。ここでは、陽極に印加される電
圧値を＋１Ｖで固定し、陰極に印加される電圧を＋１〜＋７Ｖまで変化させた時に発光素
子に流れる電流値を測定したものである。すなわち、ここで測定される電流値は本明細書
中でいう、発光素子の欠陥部に流れる電流値に値する。
【０１１５】
そして、欠陥部に流れる電流により生じる発光を形成する光子（フォトン:photon）の
数がエミッション顕微鏡により検出される。エミッション顕微鏡により検出された光子は
、光子の数毎に色で区別され、表示される。なお、色分け表示により特定された欠陥部の
位置は、予め撮影された発光素子部の像と重ね合わせてＣＲＴに表示されるため発光素子
上に存在する欠陥部の位置を正確に特定することができる。
【０１１６】
なお、逆バイアスの電圧は、０〜−１５Ｖの範囲において印加される。印加される逆バ
イアスの電圧がこれ以上大きくなると発光素子を破壊してしまう可能性があるためである
。
【０１１７】
本発明における欠陥部の検査において、発光素子に印加する逆バイアスの電圧の高さ及
び印加する時間については、発光素子が有する陽極、陰極及び有機化合物層の材料や積層
される層の構成によって異なる。逆バイアスの電圧が低くすぎると本発明の効果は得られ
ず、逆に高すぎても有機化合物層の劣化が促進されたり、発光素子自体が破壊されたりす
る。
【０１１８】
実施者は、発光素子が有する陽極、陰極及び有機化合物層の材料や構成によって、逆バ
イアスの電圧の高さ及び印加する時間を適宜設定する必要がある。
【０１１９】
ＣＲＴに表示された発光素子における欠陥部にレーザーを照射して絶縁化させることで
発光素子の修理を行った。以下に修理前と修理後における発光素子の消費電力について測
定した結果を示す。なお、測定は全白表示及び全黒表示でそれぞれ行った。
【０１２０】
【表１】
【０１２１】
上記に示した結果は、外部電源における駆動電圧を６〜８Ｖとしたとき、発光素子の陰
極に流れる電流量を測定することにより消費電力を求めたものであるが、いずれの駆動電
圧の場合に於いても修理前の駆動電圧に比べて修理後の駆動電圧は、１／５〜１／１０に
なっている。つまり、レーザー照射により欠陥部を絶縁化させることで発光素子の修復が
可能になることがわかる。
【実施例４】
【０１２２】
本発明を用いて欠陥部を検査し、欠陥部を検出した場合にはレーザー照射により、欠陥
部が修理される発光装置において、その有機化合物層に三重項励起子からの燐光を発光に
利用できる有機化合物（トリプレット化合物ともいう）を用いることは可能である。燐光
を発光に利用できる有機化合物を用いた発光装置は、外部発光量子効率を飛躍的に向上さ
せることができる。これにより、発光素子の低消費電力化、長寿命化、および軽量化が可
能になる。
【０１２３】
ここで、三重項励起子を利用し、外部発光量子効率を向上させた報告を示す。
(T.Tsutsui, C.Adachi, S.Saito, Photochemical Processes in Organized Molecular S
ystems, ed.K.Honda, (Elsevier Sci.Pub., Tokyo,1991) p.437.)
【０１２４】
上記の論文により報告された有機化合物（クマリン色素）の分子式を以下に示す。
【０１２５】
【化１】
【０１２６】
(M.A.Baldo, D.F.O'Brien, Y.You, A.Shoustikov, S.Sibley, M.E.Thompson, S.R.Forr
est, Nature 395 (1998) p.151.)
【０１２７】
上記の論文により報告された有機化合物（Ｐｔ錯体）の分子式を以下に示す。
【０１２８】
【化２】
【０１２９】
(M.A.Baldo, S.Lamansky, P.E.Burrrows, M.E.Thompson, S.R.Forrest, Appl.Phys.Let
t.,75 (1999) p.4.) (T.Tsutsui, M.-J.Yang, M.Yahiro, K.Nakamura, T.Watanabe, T.ts
uji, Y.Fukuda, T.Wakimoto, S.Mayaguchi, Jpn.Appl.Phys., 38 (12B) (1999) L1502.)
【０１３０】
上記の論文により報告された有機化合物（Ｉｒ錯体）の分子式を以下に示す。
【０１３１】
【化３】
【０１３２】
以上のように三重項励起子からの燐光発光を利用できれば原理的には一重項励起子から
の蛍光発光を用いる場合より３〜４倍の高い外部発光量子効率の実現が可能となる。
【０１３３】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例３のいずれの構成とも自由に組み合わせて
実施することが可能である。
【実施例５】
【０１３４】
本実施例では、本発明を用いて欠陥部の修理を行った発光装置について、図７示す断面
図を用いて説明する。
【０１３５】
図７において、基板７００上に設けられたスイッチング用ＴＦＴ７２１はｎチャネル型
ＴＦＴを用いて形成される。
【０１３６】
なお、本実施例ではスイッチング用ＴＦＴ７２１においてチャネル形成領域が二つ形成
されるダブルゲート構造としているが、チャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲー
ト構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。
【０１３７】
基板７００上に設けられた駆動回路はｎチャネル型ＴＦＴ７２３とｐチャネル型ＴＦＴ
７２４を有している。なお、本実施例では駆動回路が有するＴＦＴをシングルゲート構造
としているが、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。
【０１３８】
また、配線７０１、７０３はＣＭＯＳ回路のソース配線、７０２はドレイン配線として
機能する。また、配線７０４はソース配線７０８とスイッチング用ＴＦＴのソース領域と
を電気的に接続する配線として機能し、配線７０５はドレイン配線７０９とスイッチング
用ＴＦＴのドレイン領域とを電気的に接続する配線として機能する。
【０１３９】
なお、電流制御用ＴＦＴ７２２はｐチャネル型ＴＦＴを用いて形成される。なお、本実
施例では電流制御用ＴＦＴ７２２をシングルゲート構造としているが、ダブルゲート構造
もしくはトリプルゲート構造であっても良い。
【０１４０】
また、配線７０６は電流制御用ＴＦＴのソース配線（電流供給線に相当する）であり、
７０７は電流制御用ＴＦＴの画素電極７１０上に重ねることで画素電極７１０と電気的に
接続する電極である。
【０１４１】
なお、７１０は、透明導電膜からなる画素電極（発光素子の陽極）である。透明導電膜
としては、酸化インジウムと酸化スズとの化合物、酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物
、酸化亜鉛、酸化スズまたは酸化インジウムを用いることができる。また、前記透明導電
膜にガリウムを添加したものを用いても良い。画素電極７１０は、上記配線を形成する前
に平坦な層間絶縁膜７１１上に形成する。本実施例においては、樹脂からなる平坦化膜７
１１を用いてＴＦＴによる段差を平坦化することは非常に重要である。後に形成される有
機化合物層は非常に薄いため、段差が存在することによって発光不良を起こす場合がある
。従って、有機化合物層をできるだけ平坦面に形成しうるように画素電極を形成する前に
平坦化しておくことが望ましい。
【０１４２】
配線７０１〜７０７を形成後、図７に示すようにバンク７１２を形成する。バンク７１
２は１００〜４００ｎｍの珪素を含む絶縁膜もしくは有機樹脂膜をパターニングして形成
すれば良い。
【０１４３】
なお、バンク７１２は絶縁膜であるため、成膜時における素子の静電破壊には注意が必
要である。本実施例ではバンク７１２の材料となる絶縁膜中にカーボン粒子や金属粒子を
添加して抵抗率を下げ、静電気の発生を抑制する。この際、抵抗率は１×１０6〜１×１
０12Ωｍ（好ましくは１×１０8〜１×１０10Ωｍ）となるようにカーボン粒子や金属粒
子の添加量を調節すれば良い。
【０１４４】
画素電極７１０の上には有機化合物層７１３が形成される。なお、図７では一画素しか
図示していないが、本実施例ではＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応した有機化
合物層を作り分けている。また、本実施例では蒸着法により低分子系有機化合物を形成し
ている。
【０１４５】
具体的には、正孔注入層７１３ａとして２０ｎｍ厚の銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）膜
を設け、その上に発光層７１３ｂとして７０ｎｍ厚のトリス−８−キノリノラトアルミニ
ウム錯体（Ａｌｑ3）膜を設けた積層構造としている。Ａｌｑ3にキナクリドン、ペリレン
もしくはＤＣＭ１といった蛍光色素を添加することで発光色を制御することができる。
【０１４６】
但し、以上の例は有機化合物層として用いることのできる有機化合物の一例であって、
これに限定する必要はまったくない。発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層また
は電子注入層を自由に組み合わせて有機化合物層（発光及びそのためのキャリアの移動を
行わせるための層）を形成すれば良い。例えば、本実施例では低分子系有機化合物を有機
化合物層として用いる例を示したが、高分子系有機化合物を用いても良い。これらの有機
有機化合物は公知の材料を用いることができる。
【０１４７】
次に、有機化合物層７１３の上には導電膜からなる陰極７１４が設けられる。本実施例
の場合、導電膜としてアルミニウムとリチウムとの合金膜を用いる。勿論、公知のＭｇＡ
ｇ膜（マグネシウムと銀との合金膜）を用いても良い。陰極材料としては、周期表の１族
もしくは２族に属する元素からなる導電膜もしくはそれらの元素を添加した導電膜を用い
れば良い。
【０１４８】
この陰極７１４まで形成された時点で発光素子７１９が完成する。なお、ここでいう発
光素子７１９は、画素電極（陽極）７１０、有機化合物層７１３及び陰極７１４で形成さ
れたコンデンサを指す。
【０１４９】
発光素子７１９を完全に覆うようにしてパッシベーション膜７１６を設けることは有効
である。パッシベーション膜７１６としては、炭素膜、窒化珪素膜もしくは窒化酸化珪素
膜を含む絶縁膜からなり、該絶縁膜を単層もしくは組み合わせた積層で用いる。
【０１５０】
この際、カバレッジの良い膜をパッシベーション膜として用いることが好ましく、炭素
膜、特にＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜を用いることは有効である。ＤＬＣ膜
は室温から１００℃以下の温度範囲で成膜可能であるため、耐熱性の低い有機化合物層７
１３の上方にも容易に成膜することができる。また、ＤＬＣ膜は酸素に対するブロッキン
グ効果が高く、有機化合物層７１３の酸化を抑制することが可能である。そのため、この
後に続く封止工程を行う間に有機化合物層７１３が酸化するといった問題を防止できる。
【０１５１】
さらに、パッシベーション膜７１６上に封止材７１７を設け、カバー材７１８を貼り合
わせる。封止材７１７としては紫外線硬化樹脂を用いれば良く、内部に吸湿効果を有する
物質もしくは酸化防止効果を有する物質を設けることは有効である。また、本実施例にお
いてカバー材７１８はガラス基板や石英基板やプラスチック基板（プラスチックフィルム
も含む）の両面に炭素膜（好ましくはダイヤモンドライクカーボン膜）を形成したものを
用いる。
【０１５２】
こうして図７に示すような構造の発光装置が完成する。なお、バンク７１２を形成した
後、パッシベーション膜７１６を形成するまでの工程をマルチチャンバー方式（またはイ
ンライン方式）の成膜装置を用いて、大気解放せずに連続的に処理することは有効である
。また、さらに発展させてカバー材７１８を貼り合わせる工程までを大気解放せずに連続
的に処理することも可能である。
【０１５３】
また、本実施例におけるＴＦＴの特徴は、ゲート電極が２層の導電膜から形成されてお
り、そしてチャネル形成領域とドレイン領域との間に設けられる低濃度不純物領域におい
て、ほとんど濃度差がなく、緩やかな濃度勾配を有し、下層のゲート電極と重なる領域（
ＧＯＬＤ領域）と、ゲート電極と重ならない領域（ＬＤＤ領域）とを備えている点である
。また、ゲート絶縁膜の周縁部、即ち、ゲート電極と重ならない領域及び高濃度不純物領
域の上方の領域はテーパー状となっている。
【０１５４】
本実施例の発光装置は、正孔注入層７１３ａおよび発光層７１３ｂに欠損部分があり、
この欠損部分において画素電極（陽極）７１０と陰極７１４とがショートしている欠陥部
７１５を有している。本発明により欠陥部７１５の位置を特定し、レーザー照射すること
により欠陥部７１５を絶縁体７２０に変えることができる。欠陥部７１５を絶縁体７２０
に変えることで、欠陥部７１５におけるリーク電流を防ぐことができる。よって、欠陥部
７１５におけるリーク電流により消光していた発光素子を再び発光させることができる。
【０１５５】
また、本実施例では画素部と駆動回路の構成のみ示しているが、本実施例の製造工程に
従えば、その他にも信号分割回路、Ｄ／Ａコンバータ、オペアンプ、γ補正回路などの論
理回路を同一の絶縁体上に形成可能であり、さらにはメモリやマイクロプロセッサをも形
成しうる。
【０１５６】
なお本実施例に示す構造を有する発光装置は、実施例１〜実施例４の構成と自由に組み
合わせて実施することが可能である。
【実施例６】
【０１５７】
本実施例では、実施例５で示した発光装置と異なる構造を有する発光装置に本発明の検
査及び修理法を用いて欠陥部の修理を行う場合について、図８に示す断面図を用いて説明
する。
【０１５８】
図８において、８１１は基板、８１２は下地となる絶縁膜（以下、下地膜という）であ
る。基板８１１としては透光性基板、代表的にはガラス基板、石英基板、ガラスセラミッ
クス基板、又は結晶化ガラス基板を用いることができる。但し、作製プロセス中の最高処
理温度に耐えるものでなくてはならない。
【０１５９】
また、下地膜８１２は特に可動イオンを含む基板や導電性を有する基板を用いる場合に
有効であるが、石英基板には設けなくても構わない。下地膜８１２としては、珪素（シリ
コン）を含む絶縁膜を用いれば良い。なお、本明細書において「珪素を含む絶縁膜」とは
、具体的には酸化珪素膜、窒化珪素膜若しくは窒化酸化珪素膜（ＳｉＯｘＮｙ：ｘ、ｙは
任意の整数、で示される）など珪素に対して酸素若しくは窒素を所定の割合で含ませた絶
縁膜を指す。
【０１６０】
８２０１はスイッチング用ＴＦＴ、８２０２は電流制御用ＴＦＴであり、それぞれｎチ
ャネル型ＴＦＴ、ｐチャネル型ＴＦＴで形成されている。発光素子から生じた光が発光す
る方向が基板の下面（ＴＦＴ及び有機化合物層が設けられていない面）の場合、上記構成
であることが好ましい。しかし本発明はこの構成に限定されない。スイッチング用ＴＦＴ
と電流制御用ＴＦＴは、ｎチャネル型ＴＦＴでもｐチャネル型ＴＦＴでも、どちらでも構
わない。
【０１６１】
スイッチング用ＴＦＴ８２０１は、ソース領域８１３、ドレイン領域８１４、ＬＤＤ領
域８１５a〜８１５d、分離領域８１６及びチャネル形成領域８１７a、８１７bを含む活性
層と、ゲート絶縁膜８１８と、ゲート電極８１９a、８１９bと、第１層間絶縁膜８２０と
、ソース信号線８２１と、ドレイン配線８２２とを有している。なお、ゲート絶縁膜８１
８又は第１層間絶縁膜８２０は基板上の全ＴＦＴに共通であっても良いし、回路又は素子
に応じて異ならせても良い。
【０１６２】
また、図８に示すスイッチング用ＴＦＴ８２０１はゲート電極８１７a、８１７bが電気
的に接続されており、いわゆるダブルゲート構造となっている。勿論、ダブルゲート構造
だけでなく、トリプルゲート構造などいわゆるマルチゲート構造（直列に接続された二つ
以上のチャネル形成領域を有する活性層を含む構造）であっても良い。
【０１６３】
マルチゲート構造はオフ電流を低減する上で極めて有効であり、スイッチング用ＴＦＴ
のオフ電流を十分に低くすれば、それだけ電流制御用ＴＦＴ８２０２のゲート電極に接続
されたコンデンサが必要とする最低限の容量を抑えることができる。即ち、コンデンサの
面積を小さくすることができるので、マルチゲート構造とすることは発光素子の有効発光
面積を広げる上でも有効である。
【０１６４】
さらに、スイッチング用ＴＦＴ８２０１においては、ＬＤＤ領域８１５a〜８１５dは、
ゲート絶縁膜８１８を介してゲート電極８１９a、８１９bと重ならないように設ける。こ
のような構造はオフ電流を低減する上で非常に効果的である。また、ＬＤＤ領域８１５a
〜８１５dの長さ（幅）は０．５〜３．５μｍ、代表的には２．０〜２．５μｍとすれば
良い。
【０１６５】
なお、チャネル形成領域とＬＤＤ領域との間にオフセット領域（チャネル形成領域と同
一組成の半導体層でなり、ゲート電圧が加えられない領域）を設けることはオフ電流を下
げる上でさらに好ましい。また、二つ以上のゲート電極を有するマルチゲート構造の場合
、チャネル形成領域の間に設けられた分離領域８１６（ソース領域又はドレイン領域と同
一の濃度で同一の不純物元素が添加された領域）がオフ電流の低減に効果的である。
【０１６６】
次に、電流制御用ＴＦＴ８２０２は、ソース領域８２６、ドレイン領域８２７及びチャ
ネル形成領域８２９を含む活性層と、ゲート絶縁膜８１８と、ゲート電極８３０と、第１
層間絶縁膜８２０と、ソース信号線８３１並びにドレイン配線８３２を有して形成される
。本実施例において電流制御用ＴＦＴ８２０２はｐチャネル型ＴＦＴである。
【０１６７】
また、スイッチング用ＴＦＴ８２０１のドレイン領域８１４は電流制御用ＴＦＴ８２０
２のゲート８３０に接続されている。図示してはいないが、具体的には電流制御用ＴＦＴ
８２０２のゲート電極８３０はスイッチング用ＴＦＴ８２０１のドレイン領域８１４とド
レイン配線（接続配線とも言える）８２２を介して電気的に接続されている。なお、ゲー
ト電極８３０はシングルゲート構造となっているが、マルチゲート構造であっても良い。
また、電流制御用ＴＦＴ８２０２のソース信号線８３１は電流供給線（図示せず）に接続
される。
【０１６８】
電流制御用ＴＦＴ８２０２は発光素子に注入される電流量を制御するための素子であり
、比較的多くの電流が流れる。そのため、チャネル幅（Ｗ）はスイッチング用ＴＦＴのチ
ャネル幅よりも大きく設計することが好ましい。また、電流制御用ＴＦＴ８２０２に過剰
な電流が流れないように、チャネル長（Ｌ）は長めに設計することが好ましい。望ましく
は一画素あたり０．５〜２μＡ（好ましくは１〜１．５μＡ）となるようにする。
【０１６９】
また、電流制御用ＴＦＴ８２０２の活性層（特にチャネル形成領域）の膜厚を厚くする
（好ましくは５０〜１００ｎｍ、さらに好ましくは６０〜８０ｎｍ）ことによって、ＴＦ
Ｔの劣化を抑えてもよい。逆に、スイッチング用ＴＦＴ８２０１の場合はオフ電流を小さ
くするという観点から見れば、活性層（特にチャネル形成領域）の膜厚を薄くする（好ま
しくは２０〜５０ｎｍ、さらに好ましくは２５〜４０ｎｍ）ことも有効である。
【０１７０】
以上は画素内に設けられたＴＦＴの構造について説明したが、このとき同時に駆動回路
も形成される。図８には駆動回路を形成する基本単位となるＣＭＯＳ回路が図示されてい
る。
【０１７１】
図８においては極力動作速度を落とさないようにしつつホットキャリア注入を低減させ
る構造を有するＴＦＴをＣＭＯＳ回路のｎチャネル型ＴＦＴ８２０４として用いる。なお
、ここでいう駆動回路としては、ソース信号側駆動回路、ゲート信号側駆動回路を指す。
勿論、他の論理回路（レベルシフタ、Ａ／Ｄコンバータ、信号分割回路等）を形成するこ
とも可能である。
【０１７２】
ＣＭＯＳ回路のｎチャネル型ＴＦＴ８２０４の活性層は、ソース領域８３５、ドレイン
領域８３６、ＬＤＤ領域８３７及びチャネル形成領域８３８を含み、ＬＤＤ領域８３７は
ゲート絶縁膜８１８を介してゲート電極８３９と重なっている。
【０１７３】
ドレイン領域８３６側のみにＬＤＤ領域８３７を形成しているのは、動作速度を落とさ
ないための配慮である。また、このｎチャネル型ＴＦＴ８２０４はオフ電流値をあまり気
にする必要はなく、それよりも動作速度を重視した方が良い。従って、ＬＤＤ領域８３７
は完全にゲート電極に重ねてしまい、極力抵抗成分を少なくすることが望ましい。即ち、
いわゆるオフセットはなくした方がよい。
【０１７４】
また、ＣＭＯＳ回路のｐチャネル型ＴＦＴ８２０５は、ホットキャリア注入による劣化
が殆ど気にならないので、特にＬＤＤ領域を設けなくても良い。従って活性層はソース領
域８４０、ドレイン領域８４１及びチャネル形成領域８４２を含み、その上にはゲート絶
縁膜８１８とゲート電極８４３が設けられる。勿論、ｎチャネル型ＴＦＴ８２０４と同様
にＬＤＤ領域を設け、ホットキャリア対策を講じることも可能である。
【０１７５】
なお８６１〜８６５はチャネル形成領域８４２、８３８、８１７ａ、８１７ｂ、８２９
を形成するためのマスクである。
【０１７６】
また、ｎチャネル型ＴＦＴ８２０４及びｐチャネル型ＴＦＴ８２０５はそれぞれソース
領域上に第１層間絶縁膜８２０を間に介して、ソース信号線８４４、８４５を有している
。また、ドレイン配線８４６によってｎチャネル型ＴＦＴ８２０４とｐチャネル型ＴＦＴ
８２０５とのドレイン領域は互いに電気的に接続される。
【０１７７】
次に、８４７は第１パッシベーション膜であり、膜厚は１０ｎｍ〜１μm（好ましくは
２００〜５００ｎｍ）とすれば良い。材料としては、珪素を含む絶縁膜（特に窒化酸化珪
素膜又は窒化珪素膜が好ましい）を用いることができる。このパッシベーション膜８４７
は形成されたＴＦＴをアルカリ金属や水分から保護する役割金属を有する。最終的にＴＦ
Ｔ（特に電流制御用ＴＦＴ）の上方に設けられる有機化合物層にはナトリウム等のアルカ
リ金属が含まれている。即ち、第１パッシベーション膜８４７はこれらのアルカリ金属（
可動イオン）をＴＦＴ側に侵入させない保護層としても働く。
【０１７８】
また、８４８は第２層間絶縁膜であり、ＴＦＴによってできる段差の平坦化を行う平坦
化膜としての機能を有する。第２層間絶縁膜８４８としては、有機樹脂膜が好ましく、ポ
リイミド、ポリアミド、アクリル、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を用いると良い。こ
れらの有機樹脂膜は良好な平坦面を形成しやすく、比誘電率が低いという利点を有する。
有機化合物層は凹凸に非常に敏感であるため、ＴＦＴによる段差は第２層間絶縁膜８４８
で殆ど吸収してしまうことが望ましい。また、ゲート信号線やデータ信号線と発光素子の
陰極との間に形成される寄生容量を低減する上で、比誘電率の低い材料を厚く設けておく
ことが望ましい。従って、膜厚は０．５〜５μm（好ましくは１．５〜２．５μm）が好ま
しい。
【０１７９】
また、８４９は透明導電膜でなる画素電極（発光素子の陽極）であり、第２層間絶縁膜
８４８及び第１パッシベーション膜８４７にコンタクトホール（開孔）を開けた後、形成
された開孔部において電流制御用ＴＦＴ８２０２のドレイン配線８３２に接続されるよう
に形成される。なお、図８のように画素電極８４９とドレイン領域８２７とが直接接続さ
れないようにしておくと、有機化合物層のアルカリ金属が画素電極を経由して活性層へ侵
入することを防ぐことができる。
【０１８０】
画素電極８４９の上には酸化珪素膜、窒化酸化珪素膜または有機樹脂膜でなる第３層間
絶縁膜８５０が０．３〜１μmの厚さに設けられる。この第３層間絶縁膜８５０は画素電
極８４９の上にエッチングにより開口部が設けられ、その開口部の縁はテーパー形状とな
るようにエッチングする。テーパーの角度は１０〜６０°（好ましくは３０〜５０°）と
すると良い。
【０１８１】
第３層間絶縁膜８５０の上には有機化合物層８５１が設けられる。有機化合物層８５１
は単層又は積層構造で用いられるが、積層構造で用いた方が発光効率は良い。一般的には
画素電極上に正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層の順に形成されるが、正孔輸
送層／発光層／電子輸送層、または正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子
注入層のような構造でも良い。本発明では公
知のいずれの構造を用いても良いし、有機化合物層に対して蛍光性色素等をドーピングし
ても良い。
【０１８２】
図８の構造はＲＧＢに対応した三種類の発光素子を形成する方式を用いた場合の例であ
る。なお、図８には一つの画素しか図示していないが、同一構造の画素が赤、緑又は青の
それぞれの色に対応して形成され、これによりカラー表示を行うことができる。本発明は
発光方式に関わらず実施することが可能である。
【０１８３】
有機化合物層８５１の上には発光素子の陰極８５２が設けられる。陰極８５２としては
、仕事関数の小さいマグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）若しくはカルシウム（Ｃａ
）を含む材料を用いる。好ましくはＭｇＡｇ（ＭｇとＡｇをＭｇ：Ａｇ＝１０：１で混合
した材料）でなる電極を用いれば良い。他にもＭｇＡｇＡｌ電極、ＬｉＡｌ電極、また、
ＬｉＦＡｌ電極が挙げられる。
【０１８４】
なお、画素電極（陽極）８４９、有機化合物層８５１及び陰極８５２によって発光素子
８２０６が形成される。
【０１８５】
有機化合物層８５１と陰極８５２とでなる積層体は、各画素で個別に形成する必要があ
るが、有機化合物層８５１は水分に極めて弱いため、通常のフォトリソグラフィ技術を用
いることができない。従って、メタルマスク等の物理的なマスク材を用い、真空蒸着法、
スパッタ法、プラズマＣＶＤ法等の気相法で選択的に形成することが好ましい。
【０１８６】
なお、有機化合物層を選択的に形成する方法として、インクジェット法、スクリーン印
刷法又はスピンコート法等を用いることも可能であるが、これらは現状では陰極の連続形
成ができないので、上述の方法の方が好ましいと言える。
【０１８７】
また、８５３は保護電極であり、陰極８５２を外部の水分等から保護すると同時に、各
画素の陰極８５２を接続するための電極である。保護電極８５３としては、アルミニウム
（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）若しくは銀（Ａｇ）を含む低抵抗な材料を用いることが好ましい。
この保護電極８５３には有機化合物層の発熱を緩和する放熱効果も期待できる。
【０１８８】
また、８５４は第２パッシベーション膜であり、膜厚は１０ｎｍ〜１μm（好ましくは
２００〜５００ｎｍ）とすれば良い。第２パッシベーション膜８５４を設ける目的は、有
機化合物層８５１を水分から保護する目的が主であるが、放熱効果をもたせることも有効
である。但し、上述のように有機化合物層は熱に弱いので、なるべく低温（好ましくは室
温から１２０℃までの温度範囲）で成膜するのが望ましい。従って、プラズマＣＶＤ法、
スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法又は溶液塗布法（スピンコーティング
法）が望ましい成膜方法と言える。
【０１８９】
本実施例の発光装置は、有機化合物層８５１に欠損部分があり、この欠損部分において
画素電極（陽極）８４９と陰極８５２とがショートしている欠陥部８６６を有している。
本発明を用いて欠陥部８６６の位置を特定し、レーザー照射により欠陥部８６６を絶縁化
して修理することにより、欠陥部８６６を絶縁体８６７に変えることで欠陥部８６６にお
けるリーク電流を防ぐことができる。よって、欠陥部８６６におけるリーク電流により消
光していた発光素子を再び発光させることができる。さらに、欠陥部８６６を絶縁化する
ことにより、欠陥部周辺の有機化合物層８５１の劣化を防ぐことができる。
【０１９０】
なお、本実施例に示す構造を有する発光装置は、実施例１〜実施例４の構成と自由に組
み合わせて実施することが可能である。
【実施例７】
【０１９１】
発光素子を用いた発光装置は自発光型であるため、液晶表示装置に比べ、明るい場所で
の視認性に優れ、視野角が広い。従って、本発明の発光装置を用いて様々な電気器具を完
成させることができる。
【０１９２】
本発明により発光素子の欠陥部の検査及び修理を行う発光装置を用いた電気器具として
、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレ
イ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）
、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ
、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体
的にはデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる
表示装置を備えた装置）などが挙げられる。特に、斜め方向から画面を見る機会が多い携
帯情報端末は、視野角の広さが重要視されるため、発光素子を有する発光装置を用いるこ
とが望ましい。それら電気器具の具体例を図９に示す。
【０１９３】
図９（Ａ）は表示装置であり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３、スピ
ーカー部２００４、ビデオ入力端子２００５等を含む。本発明において、発光素子の欠陥
部の検査及び修理を行うことにより作製した発光装置をその表示部２００３に用いること
により作製される。発光素子を有する発光装置は自発光型であるためバックライトが必要
なく、液晶表示装置よりも薄い表示部とすることができる。なお、表示装置は、パソコン
用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。
【０１９４】
図９（Ｂ）はデジタルスチルカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、受像部２
１０３、操作キー２１０４、外部接続ポート２１０５、シャッター２１０６等を含む。本
発明において、発光素子の欠陥部の検査及び修理を行うことにより作製した発光装置をそ
の表示部２１０２に用いることにより作製される。
【０１９５】
図９（Ｃ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体２２０１、筐体２２０２、
表示部２２０３、キーボード２２０４、外部接続ポート２２０５、ポインティングマウス
２２０６等を含む。本発明において、発光素子の欠陥部の検査及び修理を行うことにより
作製した発光装置を表示部２２０３に用いることにより作製される。
【０１９６】
図９（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、本体２３０１、表示部２３０２、スイッチ
２３０３、操作キー２３０４、赤外線ポート２３０５等を含む。本発明において、発光素
子の欠陥部の検査及び修理を行うことにより作製した発光装置を表示部２３０２に用いる
ことにより作製される。
【０１９７】
図９（Ｅ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）で
あり、本体２４０１、筐体２４０２、表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ２４０４、記録媒体（
ＤＶＤ等）読み込み部２４０５、操作キー２４０６、スピーカー部２４０７等を含む。表
示部Ａ２４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２４０４は主として文字情報を表
示するが、本発明において、発光素子の欠陥部の検査及び修理を行うことにより作製した
発光装置をこれら表示部Ａ、Ｂ２４０３、２４０４に用いることにより作製することがで
きる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。
【０１９８】
図９（Ｆ）はゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体２
５０１、表示部２５０２、アーム部２５０３を含む。本発明において、発光素子の欠陥部
の検査及び修理を行うことにより作製した発光装置を表示部２５０２に用いることにより
作製することができる。
【０１９９】
図９（Ｇ）はビデオカメラであり、本体２６０１、表示部２６０２、筐体２６０３、外
部接続ポート２６０４、リモコン受信部２６０５、受像部２６０６、バッテリー２６０７
、音声入力部２６０８、操作キー２６０９、接眼部２６１０等を含む。本発明において、
発光素子の欠陥部の検査及び修理を行うことにより作製した発光装置を表示部２６０２に
用いることにより作製することができる。
【０２００】
ここで図９（Ｈ）は携帯電話であり、本体２７０１、筐体２７０２、表示部２７０３、
音声入力部２７０４、音声出力部２７０５、操作キー２７０６、外部接続ポート２７０７
、アンテナ２７０８等を含む。本発明において、発光素子の欠陥部の検査及び修理を行う
ことにより作製した発光装置を表示部２７０３に用いることにより作製することができる
。なお、表示部２７０３は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電力
を抑えることができる。
【０２０１】
なお、将来的に有機化合物の発光輝度が高くなれば、出力した画像情報を含む光をレン
ズ等で拡大投影してフロント型若しくはリア型のプロジェクターに用いることも可能とな
る。
【０２０２】
また、上記電気器具はインターネットやＣＡＴＶ（ケーブルテレビ）などの電子通信回
線を通じて配信された情報を表示することが多くなり、特に動画情報を表示する機会が増
してきている。有機化合物の応答速度は非常に高いため、発光装置は動画表示に好ましい
。
【０２０３】
また、発光装置は発光している部分が電力を消費するため、発光部分が極力少なくなる
ように情報を表示することが望ましい。従って、携帯情報端末、特に携帯電話や音響再生
装置のような文字情報を主とする表示部に発光装置を用いる場合には、非発光部分を背景
として文字情報を発光部分で形成するように駆動することが望ましい。
【０２０４】
以上の様に、本発明により発光素子の欠陥部の検査及び修理を行う発光装置の適用範囲
は極めて広く、あらゆる分野の電気器具に用いることが可能である。また、本実施例の電
気器具は実施例１〜実施例６を実施することにより作製された発光装置を用いることによ
り完成させることができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に形成された発光素子を含む発光装置において、陰極と陽極との短絡
（ショート）箇所を検出し、これを修理し、発光装置として作製する方法に関する。また
、基板上に形成された発光素子を封止基板により封止して作製した発光パネルにＩＣを実
装した発光モジュールにおけるショート箇所を検出し、これを修理し、発光装置を作製す
る方法に関する。なお本明細書において、発光パネル及び発光モジュールを発光装置と総
称する。さらに、このように短絡箇所を検出し、検出した箇所を修理し、発光装置を作製
することができる薄膜形成装置についても本発明に含めるものとする。
【背景技術】
【０００２】
発光素子は自ら発光するため視認性が高く、液晶表示装置（ＬＣＤ）で必要なバックラ
イトが要らず薄型化に最適であると共に、視野角にも制限が無い。そのため、近年、発光
素子を用いた発光装置はＣＲＴやＬＣＤに代わるものとして注目されている。
【０００３】
発光素子は、エレクトロルミネッセンス（Electro Luminescence：電場を加えることで
発生するルミネッセンス）が得られる有機化合物を含む層（以下、有機化合物層と記す）
と、陽極と、陰極とを有する。有機化合物におけるルミネッセンスには、一重項励起状態
から基底状態に戻る際の発光（蛍光）と三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（リ
ン光）とがあるが、本発明によるショート箇所の検出、および修理方法は、どちらの発光
を用いた発光装置にも適用可能である。
【０００４】
なお、本明細書では、陽極と陰極の間に設けられた全ての層を有機化合物層と定義する
。有機化合物層には具体的に、発光層、正孔注入層、電子注入層、正孔輸送層、電子輸送
層等が含まれる。基本的に発光素子は、陽極／発光層／陰極が順に積層された構造を有し
ており、この構造に加えて、陽極／正孔注入層／発光層／陰極や、陽極／正孔注入層／発
光層／電子輸送層／陰極等の順に積層した構造を有していることもある。
【０００５】
また、本明細書中では、陽極、有機化合物層及び陰極で形成される素子を発光素子と呼
ぶ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
陽極と陰極との間に有機化合物層を形成することにより、発光素子が形成される。そし
て、発光素子の電極に電圧が印加されると陰極からは、電子が有機化合物層に注入され、
陽極からは正孔（ホール）が有機化合物層に注入される。
【０００７】
そして、有機化合物層において、電子と正孔が再結合することにより発生したエネルギ
ーにより有機化合物層を形成する有機化合物が発光する。
【０００８】
しかし、有機化合物層の一部が何らかの理由により欠損した場合には、陰極と陽極間が
ショートし、ショートした箇所にリーク電流が流れるため、発光素子は消光する。
【０００９】
有機化合物層が欠損する原因としては、有機化合物層を形成する前に形成した一方の電
極表面が平坦化されていなかったために、有機化合物層が均一に成膜されずに欠損する場
合や電極上にゴミが乗っていたために電極上に有機化合物層が充分に形成されない場合な
どがある。そして、これらの欠損箇所を有する有機化合物層の上にもう一方の電極が形成
されると、有機化合物層が形成されない部分（欠損箇所）において陰極、陽極間がショー
トする。
【００１０】
図１０（Ａ）に発光素子１１０４の断面図を簡単に示す。陽極１１０１上には、有機化
合物層１１０２が形成されており、有機化合物層１１０２の上には、陰極１１０３が形成
され、発光素子１１０４が形成されている。なお、発光素子１１０４において、有機化合
物層１１０２の一部が欠損する欠陥部１１０５を有すると、有機化合物層１１０２上に陰
極１１０３を形成したとき、欠陥部１１０５において陽極１１０１と陰極１１０３とが接
して形成されるためにショートが起こる。
【００１１】
なお本明細書中では、両電極間に有機化合物層を有する正常部１１０６に対して、有機
化合物層１１０２の欠損している部分において２つの電極が接している箇所を欠陥部１１
０５と呼ぶことにする。
【００１２】
通常、発光素子１１０４は、外部電源１１０７から電源電圧が印加されることにより発
光を示す。
【００１３】
図１０（Ｂ）には、発光素子１１０４が欠陥部１１０５を有しない場合について、つま
り、図１０（Ａ）の正常部１１０６のみである場合について示す。この場合は、外部電源
１１０７から電源電圧Ｅoriが印加されると発光素子１１０４には、電圧Ｅdioが印加され
る。なお、このときの配線抵抗をＲwirで表し、配線に印加される電圧をＥwirで表す。
【００１４】
これに対して、図１０（Ｃ）には、発光素子１１０４が図１０（Ａ）に示した欠陥部１
１０５を有する場合について示す。この場合には、外部電源１１０７から電圧Ｅoriが印
加されると、正常部１１０６に印加される電圧は、図１０（Ｂ）に示した電圧Ｅdioより
も小さく、Ｅ'dioとなる。これは、欠陥部１１０５に流れる電流Ｉdefにより配線での電
圧降下が起こるためであり、配線の電圧がＥwirからＥ'wirへ減少することによるもので
ある。
【００１５】
なお、発光素子は両電極に順バイアスを印加して、有機化合物層に電流Ｉoriが流れる
と有機化合物層において発光が得られることから、有機化合物層よりも欠陥部に電流が流
れてしまう場合には、発光素子は発光を示さない。
【００１６】
つまり、欠陥部を含む発光素子に順バイアスを印加すると実際には、ほとんどの電流が
欠陥部に流れてしまうため、正常部を流れる電流Ｉdioはほとんどない。以上のことから
欠陥部を有する発光素子において、有機化合物層には電流が流れにくくなるために発光素
子は、輝度の低下や消光を起こす。
【００１７】
なお、発光素子における輝度の低下や消光に加えて、欠陥部においてショートしている
と、欠陥部に常に電流が流れるため、欠陥部付近の有機化合物層の劣化を促進してしまう
。
【００１８】
さらに、欠陥部１１０５による発光素子の消光は、発光素子を有する画素が、複数形成
された画素部における表示の輝度の低下を招き、また、リーク電流の発生に伴い、消費電
力を増大させてしまうなどの問題がある。
【００１９】
本発明は上記問題に鑑み、発光素子における欠陥部を検査し、欠陥部が検出された場合
には欠陥部を修理して発光装置を作製する方法、およびこの方法を用いて発光装置を作製
する薄膜形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、発光素子に逆バイアスを印
加すると、その欠陥部に電流が流れることを利用したものである。
【００２１】
図１（Ａ）は、基板上に形成された画素部１０１を示すものであり、複数の画素１０２
が形成されている。これらの画素は、陽極、陰極及び有機化合物層で形成された発光素子
をそれぞれ有している。
【００２２】
これらの発光素子が、欠陥部１０３を有する場合には、その断面構造は、図１（Ｂ）に
示すようになるが、発光素子の両電極に外部電源１０８から電圧が印加されると、欠陥部
１０３に電流が流れる。しかし、欠陥部１０３に電流が流れると有機化合物層１０７に電
流が流れにくくなるために発光素子１０４は消光してしまう。
【００２３】
そこで、本発明では、陰極１０５、陽極１０６及び有機化合物層１０７からなる発光素
子１０４に、外部電源１０８から逆バイアスを印加する。
【００２４】
このとき、発光素子１０４の欠陥部１０３では、有機化合物層１０７が欠損しているた
めに、陰極１０５と陽極１０６がショートしている。つまり、逆バイアスを印加すると発
光素子１０４の欠陥部１０３には、電流が流れる。これに対して、欠陥部１０３を有しな
い発光素子１０４には、ほとんど電流が流れない。
【００２５】
そこで、本発明では、逆バイアスを印加することにより、欠陥部１０３のみに電流を流
し、このとき流れる電流を検出することにより、欠陥部１０３の位置の特定を行う。
【００２６】
次に、特定された欠陥部１０３にレーザーを照射して、欠陥部１０３において陰極と陽
極がショートしている部分を絶縁化する。絶縁化させることにより、逆バイアスを印加し
た際に流れる電流を減少、または、完全に防ぐことができる。なお、本明細書中では、逆
バイアスを印加した際に流れる電流のことを逆方向電流と呼ぶことにする。
【００２７】
以上により、ショート箇所を絶縁化することで、順バイアスを印加した際に生じる欠陥
部１０３のリーク電流を防ぐことができ、これにより有機化合物層１０７に所望の電流が
流れることから、発光素子１０４を所望の輝度で発光させることができる。
【００２８】
さらに、本発明においては、発光素子の有機化合物層及びパッシベーション膜を形成す
る成膜室と、封止を行う処理室と、本発明を用いて欠陥部の位置を特定し、これを修理す
る処理室を有する薄膜形成装置を用いて発光装置を作製することができる。なお、この薄
膜形成装置を用いて発光装置を作製することにより、発光素子を形成した後、これを封止
する前に欠陥部の修理を行い、発光装置を作製することができる。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように、本発明により、発光素子における欠陥部を検査して、欠陥部の位
置を特定し、欠陥部にレーザーを照射することにより発光素子の陽極と陰極におけるショ
ート箇所を絶縁化して、ショート箇所におけるリーク電流を防ぐことができる。これによ
り、消光していた発光素子を再び発光させることができる。なお、本発明により欠陥部を
有する発光素子を修復して発光装置を作製することができるので、発光装置の生産におけ
る歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による欠陥部の検査及び修理方法ついて説明する図。
【図２】本発明による欠陥部の検査及び修理方法ついて説明する図。
【図３】画素の回路図。
【図４】画素の回路図及び検査時の画素部の動作を示す図。
【図５】エミッション顕微鏡により観察された欠陥部の写真。
【図６】本発明に用いる成膜装置の構成を示す図。
【図７】発光装置の断面構造を説明する図。
【図８】発光装置の断面構造を説明する図。
【図９】電気器具の一例を示す図。
【図１０】従来例を説明する図。
【図１１】欠陥部における逆バイアス印加時の電気特性を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
ここで、本発明の実施の形態として、アクティブマトリクス型の発光装置における欠陥
部の検査方法及び検出された欠陥部の修理方法について、図２を用いて説明する。なお、
パッシブ型の発光装置においても同様に本発明を実施することができる。
図２（Ａ）は、基板２０１上にＴＦＴ２０２が形成され、ＴＦＴ２０２と電気的に接続
された画素電極２０３（陽極）、画素電極２０３上に形成された有機化合物層２０４、さ
らに陰極２０５が形成され、発光素子２０６が形成されたものを上下逆さに示している。
すなわち、図１（Ａ）で示した画素１０２毎に図２（Ａ）に示すような陽極２０５、有機
化合物層２０４、および陰極２０５からなる発光素子２０６が形成され、画素部１０１を
形成している。
さらに、発光素子２０６形成後は、内部に空間２０８を有し、封止基板２０９により封
止構造が形成されている。なお、ここでは、封止構造まで形成された発光装置を示してい
るが、本発明は、発光素子２０６を完成させた時点で（発光素子の封止前に）、欠陥部２
０７の検査及び修理を行うことは可能である。この場合の方法については、後の実施例で
詳しく説明する。
【００３２】
なお、発光素子において、２０７に示すように有機化合物層２０４が欠損して、陰極２
０５と陽極２０３がショートしている箇所は、欠陥部２０７となり、これを有する発光素
子は、外部電源から順バイアスを印加して電流を流しても有機化合物層２０４よりも欠陥
部２０７に電流が流れるため発光しない。
【００３３】
そこで、本発明では、外部電源から逆バイアスを印加することで欠陥部２０７に電流を
流し、この時流れる電流により生じる発光を観察することにより欠陥部２０７の特定を行
う。
【００３４】
具体的には、電極間のショート部分に逆バイアスを印加して、電流を流し、この電流か
ら生じる発光における光子（Photon）数をエミッション顕微鏡で観察して測定することに
より、ショートしている欠陥部２０７の位置を特定する。なお、この時発光素子２０６に
印加する逆バイアスは、１〜１５Ｖの範囲で印加する。なお、エミッション顕微鏡は、逆
バイアスを印加した際に流れる電流から生じる発光の光子数を光学顕微鏡と超高感度カメ
ラ（フォトンカウンティングカメラ）により測定する装置である。本発明の実施において
は、エミッション顕微鏡として浜松ホトニクス社製のホットエレクトロン装置（Ｃ３２０
０シリーズ）を用いる。
【００３５】
このカメラは、Ｉ．Ｉ(Image Intensifier)と撮像カメラからなり、極微弱な光をもと
らえることができる。ここで検出された発光は、映像信号としてイメージプロセッサに取
り込まれ、画像処理を施されてＴＶモニター（ＣＲＴ:Cathode Ray Tube）に表示される
。この時予め撮影しておいた基板上のパターン像と重ね合わせることにより発光箇所の特
定が可能となる。
【００３６】
一般的に、電極間のショートによる電流のリークが生じたときには、可視光から赤外光
に及ぶ広い連続スペクトルの発光が検出されることが知られている。本発明で用いる超高
感度カメラ（フォトンカウンティングカメラ）は、Ｓｉを含む結晶がそのバンドギャップ
エネルギーに相当する波長よりも長波長の赤外光を透過することを利用しているため、逆
バイアスを印加した際に欠陥部２０７に流れる電流を基板を介して検出することが可能で
ある。
【００３７】
図２（Ｂ）には、図２（Ａ）において示されている複数の画素のうち、欠陥部２０７を
有する画素２０８について、この欠陥部２０７の位置を特定し、修理する方法について説
明する。
【００３８】
基板２０１は、ＸＹＺステージ２１０に備えられており、外部電源２１１からＦＰＣ２
１２を介して基板２０１上に形成された発光素子２０６に逆バイアスが印加される。この
とき、発光素子２０６の欠陥部２０７には電流（逆方向電流）が流れる。
【００３９】
ここで流れた電流は、発光２１３を伴う。この発光２１３を形成する光子は、シャッタ
ー（１）２１４が開くと集光レンズ２１５、ハーフミラー２１６を介して超高感度カメラ
２１７（フォトンカウンティングカメラ）により検出され、これを映像信号として画像処
理機構２１８（イメージプロセッサ）により画像処理を施されることによりカラーモニタ
ー２１９（ＣＲＴ）に表示される。この時シャッター（２）２２２は閉じている。
【００４０】
カラーモニター２１９には、画素の発光素子が有する欠陥部に流れる電流が、電流によ
り生じる光の光子数の分布として色表示されるため、光子が色表示されたところが欠陥部
２０７であるとして、その位置の特定が可能となる。
【００４１】
本発明において、超高感度カメラ２１７は、位置合わせ機構２２１と接続されており、
位置合わせ機構２２１は、超高感度カメラ２１７で特定された欠陥部２０７の位置データ
から、欠陥部２０７がレーザー照射される位置にＸＹＺステージ２１０を動かすための信
号を送る。これにより、欠陥部２０７は、レーザーが照射される位置に移動される。
【００４２】
次に、シャッター（１）２１４を閉じ、シャッター（２）２２２を開いて、レーザー照
射機構２２３からのレーザー２２４を入射する。なお、レーザー２２４は、ハーフミラー
２１６、集光レンズ２１５を介して欠陥部２０７に照射される。
【００４３】
以上のようにして、特定された欠陥部２０７にレーザーを照射することにより、欠陥部
２０７の修理を行う。具体的には、欠陥部２０７における陰極２０５と陽極２０３とのシ
ョート箇所がレーザーを照射することにより絶縁化され、陰極２０５と陽極２０３の間が
絶縁化される。
【００４４】
なお、欠陥部２０７を絶縁化する方法としては、陰極２０５、または陽極２０３を形成
する材料をレーザー照射により酸化物にすることで絶縁化させたり、レーザー照射により
欠陥部２０７のショート箇所を物理的に引き離すことにより絶縁化させる方法がある。本
発明に於いては、レーザーのパワーを調節することによりいずれの絶縁化も可能である。
【００４５】
なお、本発明においてレーザーを照射する場合には、陽極２０３を照射してその機能を
破壊することのない様にレーザーの照射パワー、照射時間を調整することが必要である。
【００４６】
本発明に於いて用いるレーザーとしては、色素レーザーが好ましい。なお、色素レーザ
ーを用いる場合においては、波長領域を３７５〜９００ｎｍの範囲を用いることができ、
使用する波長領域によってクマリンやローダミンといったレーザー色素を用いることがで
きる。なお、この時用いるレーザー色素は公知の色素を用いればよい。また、本発明に用
いるレーザーのビーム径は、照射する欠陥部２０７の径よりも大きい方が好ましく、具体
的には１．０〜３．０μｍであるのが望ましい。
【００４７】
以上のように、発光装置の画素を形成する発光素子に順バイアスを印加して、発光素子
２０６に欠陥部２０７があると陽極２０３と陰極２０５のショート箇所でリーク電流が生
じるために、発光素子２０６の有機化合物層２０４に電流が流れにくくなり、発光素子２
０６が消光する。つまり、この画素は消光してしまう。
【００４８】
そこで、本発明では、はじめに発光素子２０６に逆バイアスを印加することにより欠陥
部２０７に電流を流し、この電流から生じる光を検出することにより、欠陥部２０７の位
置を特定し、この欠陥部２０７にレーザーを照射して欠陥部２０７を絶縁化して修理する
ことにより、順バイアスを印加した際に、この画素を再び発光させることができる。
【実施例１】
【００４９】
本実施例では、各画素に２つの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を有するアクティブマトリ
クス型の発光装置に、本発明を用いた例について説明する。
【００５０】
図３に本発明を用いて発光素子の欠陥部における検査および修理法を行った発光装置に
おける画素の回路図を示す。各画素はソース信号線Ｓｉ（ｉは１〜ｘのいずれか１つ）と
、電流供給線Ｖｉ（ｉは１〜ｘのいずれか１つ）と、ゲート信号線Ｇｊ（ｊは１〜ｙのい
ずれか１つ）とを有している。
【００５１】
また、各画素は、スイッチング用ＴＦＴ３０１と、電流制御用ＴＦＴ３０２と、発光素
子３０３と、コンデンサ３０４とを有している。
【００５２】
スイッチング用ＴＦＴ３０１のゲート電極はゲート信号線（Ｇｊ）に接続されている。
またスイッチング用ＴＦＴ３０１のソース領域とドレイン領域は、一方はソース信号線（
Ｓｉ）に、もう一方は電流制御用ＴＦＴ３０２のゲート電極に接続されている。
【００５３】
電流制御用ＴＦＴ３０２のソース領域は電流供給線（Ｖｉ）に接続されており、ドレイ
ン領域は発光素子３０３が有する２つの電極のいずれか一方に接続されている。発光素子
３０３が有する２つの電極のうち、電流制御用ＴＦＴ３０２のドレイン領域に接続されて
いない方は、対向電源３０７に接続されている。
【００５４】
なお、発光素子３０３が有する２つの電極のうち、電流制御用ＴＦＴ３０２のドレイン
領域に接続されている電極を画素電極と呼び、対向電源３０７に接続されている電極を対
向電極と呼ぶ。
【００５５】
またコンデンサ３０４は、電流制御用ＴＦＴ３０２のゲート電極と電流供給線Ｖｉとの
間に形成されている。
【００５６】
図４（Ａ）に、図３に示した画素を複数有する発光装置の画素部を示す。画素部３０６
は、ソース信号線Ｓ１〜Ｓｘと、電流供給線Ｖ１〜Ｖｘと、ゲート信号線Ｇ１〜Ｇｙとを
有している。画素部３０６には複数の画素３０５がマトリクス状に形成されている。
【００５７】
図４（Ｂ）に発光素子３０３の欠陥部を検査して特定する際の、各画素におけるＴＦＴ
の動作と、電流供給線Ｖｉ及び対向電極に入力される電圧の高さを示す。発光素子３０３
の欠陥部を検査するとき、各画素のスイッチング用ＴＦＴ３０１及び電流制御用ＴＦＴ３
０２は共にオンの状態にしておく。そして電流供給線Ｖｉの電圧及び対向電極の電圧を一
定にし、発光素子に所定の逆バイアスを印加する。なお、対向電極の電圧は、画素電極が
陽極の時は、図４（Ｂ）に示すように電流供給線Ｖｉの電圧よりも高い電圧を印加するが
、画素電極が陰極の時は、電流供給線Ｖｉの電圧よりも低い電圧を印加することになる。
【００５８】
本実施例においては、画素電極が陽極であり、対向電極が陰極である場合について示す
が、具体的には陽極に＋１Ｖの電圧を印加し、陰極には＋９Ｖの電圧を印加する。
【００５９】
以上のように、発光素子の陽極に低い電圧を印加し、陰極に高い電圧を印加することに
より、発光素子上の欠陥部のみに電流が流れる。このようにして欠陥部に電流を流した状
態で、これをエミッション顕微鏡で観察することにより欠陥部を特定する。
【００６０】
エミッション顕微鏡は、電流が流れた際に生じる発光を形成する光子（Photon）の数を
測定することができる装置である。予め、エミッション顕微鏡に測定された光子の数毎に
色分けして表示がされるように設定しておく。これにより逆バイアスを印加した際に欠陥
部に流れる電流から、欠陥部の位置を特定することができる。
【００６１】
また、エミッション顕微鏡は、予め発光素子の画像を撮影しているので、測定された光
子数の色分け表示とこれを重ねて表示することにより、正確な欠陥部を特定することがで
きる。
【００６２】
ここで、実際にエミッション顕微鏡を用いて画素部の発光素子を観察し、これにより欠
陥部が特定された様子を図５に示す。図５において、丸印が付けられている部分が実際の
欠陥部であり、通常カラーモニターでは、白黒の画素部の画像写真中に色分けして表示さ
れる。
【００６３】
なお、ここで用いられている光子数の色分け表示とは、欠陥部に流れる電流から生じる
光を形成する光子数ごとに色別に表示することをいう。つまり、検出された光子数が少な
い場合には、青色の点の分布により表示され、やや多くなると黄色の点の分布により表示
され、さらに多くなると赤色点の分布により表示されるといったように色分けして表示す
ることをいう。
【００６４】
エミッション顕微鏡により、欠陥部の箇所を特定したところで、これをモニターにより
観察しながらレーザー照射機構からレーザーを照射することにより、欠陥部におけるショ
ート箇所を絶縁化させ、これにより欠陥部の修理を行うことができる。
【００６５】
本実施例では、色素レーザーを用いる。具体的には、波長を４４０ｎｍとし、パワーを
２０ｍＪとし、レーザー色素としてクマリン４４０を用い、ビーム径を２．３μｍとして
欠陥部にレーザーを照射する。
【００６６】
また、本実施例におけるショート箇所の絶縁化では、ショート箇所の陰極を形成してい
る材料を酸化することにより絶縁化をはかっている。
【００６７】
なお発光素子の欠陥部の検査および修理は、画素部３０６が有する全ての画素３０５に
おいて一斉に行っても良いし、ライン毎、または画素毎に行っても良い。
【００６８】
以上より、特定された発光素子の欠陥部にレーザー照射を行い、これを絶縁化させるこ
とで、発光素子に順バイアスの電圧をかけたときに発光素子の有機化合物層に電流を流し
、有機化合物層を発光させることができる。
【００６９】
また、欠陥部では常に電流が流れるために、欠陥部の周囲に存在する有機化合物層は劣
化が起こりやすかった。しかし、これを絶縁化させることによりリーク電流を防ぐことが
できるので、欠陥部の周囲に存在する有機化合物層の劣化を防ぐことができる。
【００７０】
以上により、発光装置が有する発光素子の欠陥部を検査して特定した後、レーザー照射
により修理することで欠陥部があるために消光していた発光素子を再び発光させることが
できる。
【００７１】
以上に示した本発明は、上記構成を有する発光装置にのみ適用可能なわけではない。本
発明はあらゆる構成を有する発光装置に用いることができる。なお、発光装置が有するＴ
ＦＴにおいて、有機半導体を用いたＴＦＴであっても良い。
【実施例２】
【００７２】
本実施例では、基板上に発光素子の画素電極（陽極）まで形成させた基板上に有機化合
物層、陰極を形成したところで、本発明の検査及び修理を行い、発光素子が欠陥部を有し
ている場合には、陰極を形成した直後に（封止を行う前に）修理を行い、さらに封止を行
うところまでの工程を全て同一の装置内で行う場合について説明を行う。なお、本実施例
に於いては、基板上に陽極である画素電極を形成し、その上に有機化合物層を形成した後
で陰極を形成するという構造を有する発光素子について説明したが、本発明は、陰極であ
る画素電極を形成し、その上に有機化合物層を形成し、さらに陽極を形成するという構造
の発光素子についても実施することは可能である。但し、欠陥部を検査し、修理するのは
、いずれの構造の場合に於いても、陽極側からである。
【００７３】
本実施例に於いて用いる成膜装置について図６を用いて説明する。図６において、６０
１は搬送室であり、搬送室６０１には搬送機構（Ａ）６０２が備えられ、基板６０３の搬
送が行われる。搬送室６０１は減圧雰囲気にされており、各処理室とはゲートによって連
結されている。各処理室への基板の受け渡しは、ゲートを開けた際に搬送機構（Ａ）６０
２によって行われる。また、搬送室６０１を減圧するには、ドライポンプ、メカニカルブ
ースターポンプ、ターボ分子ポンプ（磁気浮上型）もしくはクライオポンプなどの排気ポ
ンプを用いることが可能であるが、より高純度に高真空状態を得るためには磁気浮上型の
ターボ分子ポンプが好ましい。
【００７４】
以下に、各処理室についての説明を行う。なお、搬送室６０１は減圧雰囲気となるので
、搬送室６０１に直接的に連結された処理室には全て排気ポンプ（図示せず）が備えられ
ている。排気ポンプとしては上述のドライポンプ、メカニカルブースターポンプ、ターボ
分子ポンプ（磁気浮上型）もしくはクライオポンプが用いられるが、ここでも磁気浮上型
のターボ分子ポンプが好ましい。
【００７５】
まず、６０４は基板のセッティング（設置）を行うロード室であり、アンロード室も兼
ねている。ロード室６０４はゲート６００aにより搬送室６０１と連結され、ここに基板
６０３をセットしたキャリア（図示せず）が配置される。なお、ロード室６０４は基板搬
入用と基板搬出用とで部屋が区別されていても良い。また、ロード室６０４は上述の排気
ポンプと高純度の窒素ガスまたは希ガスを導入するためのパージラインを備えている。な
お、排気ポンプとしては、ターボ分子ポンプが望ましい。さらに、このパージラインには
、ガス精製機が備えられており、装置内に導入されるガスの不純物（酸素や水）が予め除
去されるようになっている。
【００７６】
なお、本実施例では基板６０３として、発光素子の陽極となる透明導電膜まで形成した
基板を用いる。本実施例では基板６０３を、被成膜面を下向きにしてキャリアにセットす
る。これは後に蒸着法による成膜を行う際に、フェイスダウン方式（デポアップ方式とも
いう）を行いやすくするためである。フェイスダウン方式とは、基板の被成膜面が下を向
いた状態で成膜する方式をいい、この方式によればゴミの付着などを抑えることができる
。
【００７７】
次に、６０５で示されるのは発光素子の陽極もしくは陰極（本実施例では陽極）の表面
を処理する処理室（以下、前処理室という）であり、前処理室６０５はゲート６００bに
より搬送室６０１と連結される。前処理室は発光素子の作製プロセスによって様々に変え
ることができるが、本実施例では透明導電膜からなる陽極の表面に酸素中で紫外光を照射
しつつ１００〜１２０℃で加熱できるようにする。このような前処理は、発光素子の陽極
表面を処理する際に有効である。
【００７８】
その他の前処理法としては、酸素または水素中でプラズマを照射しつつ２００〜４００
℃で加熱するという方法も有効であり、この場合には、プラズマ処理及び加熱処理が可能
な機構を前処理室に備えておけばよい。
【００７９】
次に、６０６は蒸着法により有機化合物を成膜するための成膜室であり、成膜室（Ａ）
と呼ぶ。成膜室（Ａ）６０６はゲート６００cを介して搬送室６０１に連結される。
【００８０】
本実施例では、成膜室（Ａ）６０６内の成膜部６０７において、発光素子を形成する有
機化合物層の形成を行う。なお、本実施例では、赤色、緑色、青色に発色する有機化合物
層を成膜する。従って、成膜室（Ａ）６０６内に備えられている複数の蒸発源は、これら
の有機化合物層を形成する有機化合物が備えられている。
【００８１】
なお、有機化合物層は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層
といった複数の層が積層され形成されている。本実施例では、各色に発光する有機化合物
層層は、発光層を形成する材料のみを変え、その他の層は全て全て同一の材料を用いて形
成する。
【００８２】
正孔注入層としては、銅フタロシアニンなどを用いることができ、正孔輸送層としては
、ＭＴＤＡＴＡ(4,4',4''-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine)やα−ＮＰ
Ｄ等を用いることができるが、その他の公知の材料を用いることも可能である。
【００８３】
なお、赤色に発色する発光層としては、Ａｌｑ3にＤＣＭをドーピングしたものを用い
て形成することができる。その他にもＥｕ錯体（Ｅｕ（ＤＣＭ）3（Ｐｈｅｎ）、アルミ
キノリラト錯体（Ａｌｑ3）にＤＣＭ−１をドーパントとして用いたもの等を用いること
ができるが、その他公知の材料を用いることもできる。
【００８４】
また、緑色に発色する発光層としては、ＣＢＰとＩｒ（ｐｐｙ）3を共蒸着することに
より形成させることができる。なお、この他にもアルミキノリラト錯体（Ａｌｑ3）、ベ
ンゾキノリノラトベリリウム錯体（ＢｅＢｑ）を用いることができる。さらには、アルミ
キノリラト錯体（Ａｌｑ3）にクマリン６やキナクリドンといった材料をドーパントとし
て用いたものも可能であるが、その他公知の材料を用いることもできる。
【００８５】
さらに、青色に発色する発光層としては、ジスチリル誘導体であるＤＰＶＢｉや、アゾ
メチン化合物を配位子に持つ亜鉛錯体及びＤＰＶＢｉにペリレンをドーピングしたものを
用いることもできるが、その他の公知の材料を用いても良い。
【００８６】
また、発光層形成後には、電子輸送層や電子注入層を形成させても良い。なお、電子輸
送層としては、１,３,４−オキサジアゾール誘導体や１,２,４−トリアゾール誘導体（Ｔ
ＡＺ）といった材料を用いることができる。さらに、バッファ層２０６として、フッ化リ
チウム（ＬｉＦ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、リチウムアセチルアセトネート（Ｌ
ｉａｃａｃ）といった材料を用いても良いが、その他の公知の材料を用いることは可能で
ある。
【００８７】
また、成膜室（Ａ）６０６はゲート６００ｆを介して材料交換室６１４に連結される。
なお、材料交換室６１４には、交換した材料を加熱するヒーターが設けられている。予め
材料を加熱することで水等の不純物を除去することができる。この時加える温度は２００
℃以下であることが望ましい。また、材料交換室６１４には、内部を減圧状態にすること
ができる排気ポンプが備えられているので、外部から蒸発材料を追加または交換して加熱
処理した後、内部を減圧状態にする。そして、成膜室内と同じ圧力状態になったところで
ゲート６００ｆを開け、成膜室内部の蒸発源に蒸発材料備えることができるようになって
いる。なお、蒸発材料は、搬送機構などにより成膜室内の蒸発源に備えられる。
【００８８】
次に、６０８はスピンコート法（塗布法）により有機化合物を成膜するための成膜室で
あり、成膜室（Ｂ）と呼ぶ。なお、成膜室（Ｂ）６０８は搬送室（Ａ）６０１との間に真
空排気用処理室６１０を設けて、成膜室（Ｂ）６０８のみ常圧（大気圧）での処理を可能
にした構成を示す。
【００８９】
本実施例に於いては、薄膜形成装置の内部は、全て減圧状態にあるため、高分子材料を
塗布方法により成膜する場合には、窒素や希ガス等の不活性ガスを満たした常圧で行うた
め、成膜室６０８に基板を搬送するためには、成膜室６０８とそれ以外の成膜装置内部に
おける圧力差を克服しなければならない。
【００９０】
そこで本実施例において高分子材料を成膜する場合には、まず真空排気用処理室６１０
を搬送室（Ａ）６０１と同じ圧力まで減圧しておき、その状態でゲート６００ｄを開けて
基板を搬送する。そして、ゲート６００ｄを閉めた後、真空排気用処理室６１０内を不活
性ガスでパージし、常圧に戻った時点でゲート６００ｇを開けて成膜室６０８へと基板を
搬送する。ここでは、基板と一緒にステージごと搬送しても良いし、専用の搬送手段で行
っても良い。
【００９１】
なお、ここで用いる高分子系有機化合物としては、ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰ
Ｖ）系、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）系、ポリフルオレン系やポリチオフェン誘導
体（例えば、ＰＥＤＯＴ）等の他、公知の高分子系有機化合物を用いることは可能である
。
【００９２】
以上により、成膜室６０８の成膜部６０９においてスピンコート法により正孔注入層が
形成される。なお、成膜室６０８には、加熱機構を備えておき、成膜後の乾燥を行う機能
を設けておいても良い。
【００９３】
高分子系有機化合物の成膜が終了したら、ゲート６００ｇを開けて真空排気用処理室６
１０へ基板を搬送し、ゲート６００ｇ及びゲート６００ｄを閉めた状態で真空排気を行う
。こうして真空排気用処理室６１０が搬送室（Ａ）６０１と同じ減圧状態にまで達したら
、ゲート６００ｄを開けて基板を搬送室（Ａ）６０１へと搬送する。
【００９４】
また、成膜室（Ｂ）６０８はゲート６００ｈを介して材料交換室６１５に連結される。
なお、材料交換室６１５には、交換した材料を加熱するヒーターが設けられている。予め
材料を加熱することで水等の不純物を除去することができる。この時加える温度は２００
℃以下であることが望ましい。また、材料交換室６１５には、内部を減圧状態にすること
ができる排気ポンプが備えられているので、
外部から蒸発材料を追加または交換して加熱処理した後、内部を減圧状態にする。そして
、成膜室内と同じ圧力状態になったところでゲート６００ｈを開け、成膜室内部の蒸発源
に蒸発材料備えることができるようになっている。なお、蒸発材料は、搬送機構などによ
り成膜室内の蒸発源に備えられる。
【００９５】
以上により、本実施例に於いては、有機化合物層を蒸着法を用いて形成することもスピ
ンコート法を用いて形成することも可能であり、さらに、これらの方法を用いて形成した
層を複数積層させて有機化合物層を作製しても良い。
【００９６】
次に、６１１は蒸着法により発光素子の陽極もしくは陰極となる導電膜（本実施例では
陰極となる金属膜）を成膜するための成膜室であり、成膜室（Ｃ）と呼ぶ。成膜室（Ｃ）
６１１はゲート６００ｅを介して搬送室６０１に連結される。本実施例では、成膜室（Ｃ
）６１１内の成膜部６１２において、発光素子の陰極となる導電膜としてＡｌ−Ｌｉ合金
膜（アルミニウムとリチウムとの合金膜）を成膜する。なお、周期表の１族もしくは２族
に属する元素とアルミニウムとを共蒸着することも可能である。共蒸着とは、同時に蒸着
セルを加熱し、成膜段階で異なる物質を混合する蒸着法をいう。
【００９７】
なお、成膜室（Ａ）６０６および成膜室（Ｃ）６１１には、成膜室内にイメージセンサ
ーとして知られているＣＣＤ(Charge Coupled Device)を備えておくことは、メタルマス
クを用いて成膜を行う際に基板とメタルマスクの位置合わせを精度良く行うことを可能に
するので好ましい。
【００９８】
さらに成膜室（Ａ）６０６、真空排気用処理室６１０及び成膜室（Ｃ）６１１に備える
排気ポンプとしては、ドライポンプ、メカニカルブースターポンプ、ターボ分子ポンプ（
磁気浮上型）もしくはクライオポンプなどを用いることが可能であるが、本実施例ではク
ライオポンプ及びドライポンプが望ましい。
【００９９】
また、成膜室（Ａ）６０６、真空排気用処理室６１０及び成膜室（Ｃ）６１１は、排気
ポンプにより減圧される。なお、この時の到達真空度は１０-6Ｐａ以上であることが望ま
しい。この様な真空度を得るためには、成膜室内部を電解研磨により表面積を小さくする
ことが効果的である。
【０１００】
搬送室（Ａ）６０１には、ゲート６００ｉを介して、リペア室６１３と連結されている
。リペア室６１３では、陰極まで形成された発光素子の欠陥部を欠陥検出機構６２２によ
り特定し、さらに、レーザー照射機構６２３により欠陥部にレーザーを照射して欠陥部の
絶縁化を行う。なお、欠陥部の位置の特定を行う欠陥検出機構６２２として本実施例では
、エミッション顕微鏡を用いている。
【０１０１】
また、エミッション顕微鏡による欠陥部の特定の際には、発光素子に逆バイアスを印加
した状態で、欠陥部がある場合には、その欠陥部に電流が流れるようにしておくが、この
時印加する逆バイアスは、１〜１５Ｖの範囲で印加される。
【０１０２】
リペア室６１３に於いて発光素子における欠陥部の修理を行った基板は、ゲート６００
ｊを介して、リペア室６１３と連結されている搬送室（Ｂ）６１６に搬送される。さらに
、搬送室（Ｂ）６１６とゲート６００ｌを介して連結され、ＣＶＤ(chemical vapor depo
sition)装置を備えた成膜室（Ｄ）６１７に搬送され、欠陥部の修理がなされた発光素子
上に窒化珪素や酸化珪素等の珪素を含む化合物やこれらの化合物の上に炭素を含むＤＬＣ
（Diamond Like Carbon）膜を積層させた絶縁膜を形成する。
【０１０３】
なお、ＤＬＣ（Diamond Like Carbon）膜とは、ダイヤモンド結合（sp3結合）とグラフ
ァイト結合（SP2結合）が混在した非晶質膜である。なお、ＣＶＤ(chemical vapor depos
ition)装置を備えた成膜室においては、酸素（Ｏ2）、水素（Ｈ2）、メタン（ＣＨ4）、
アンモニア（ＮＨ3）、シラン（ＳｉＨ4）を用いることができる。また、ＣＶＤ装置とし
ては、平行平板型の電極を有しＲＦ電源における周波数が１３．５６〜６０ＭＨｚのもの
を用いることができる。
【０１０４】
また、本実施例に於いては示していないが、スパッタリング法（または、スパッタ法と
もいう）により成膜を行う成膜室を本実施例で示した成膜装置に設けることも可能である
。陰極である画素電極上に有機化合物層が形成された後、陽極が形成されるというような
構造を有する素子を形成する場合に於いて、スパッタリングによる成膜が有効であるため
である。なお、成膜時の成膜室内は、アルゴン中に酸素を添加した雰囲気にしておくこと
で成膜された膜中の酸素濃度を制御し、透過率の高い低抵抗な膜を形成することができる
。また、その他の成膜室と同様に成膜室はゲートにより搬送室と遮断されるのが望ましい
。
【０１０５】
また、スパッタリングを行う成膜室を設ける場合には、成膜基板の温度を制御する機構
を設けても良い。なお、成膜基板は２０〜１５０℃に維持されることが望ましい。さらに
、成膜室に備える排気ポンプとしては、ドライポンプ、メカニカルブースターポンプ、タ
ーボ分子ポンプ（磁気浮上型）もしくはクライオポンプなどを用いることが可能であるが
、本実施例ではターボ分子ポンプ（磁気浮上型）及びドライポンプが望ましい。
【０１０６】
次に、６１８は封止室（封入室またはグローブボックスともいう）であり、ゲート６０
０ｋを介して搬送室（Ｂ）６１６に連結されている。封止室６１８では、最終的に発光素
子を密閉空間に封入するための処理が行われる。この処理は形成された発光素子を酸素や
水分から保護するための処理であり、カバー材で機械的に封入する、又は熱硬化性樹脂若
しくは紫外光硬化性樹脂で封入するといった手段を用いる。
【０１０７】
カバー材としては、ガラス、セラミックス、プラスチックもしくは金属を用いることが
できるが、カバー材側に光を放射させる場合は透光性でなければならない。また、カバー
材と上記発光素子が形成された基板とは熱硬化性樹脂又は紫外光硬化性樹脂等のシール材
を用いて貼り合わせられ、熱処理又は紫外光照射処理によって樹脂を硬化させて密閉空間
を形成する。この密閉空間の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を設けることも有効で
ある。
【０１０８】
また、カバー材と発光素子の形成された基板との空間を熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬
化性樹脂で充填することも可能である。この場合、熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹
脂の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を添加しておくことは有効である。
【０１０９】
図６に示した成膜装置では、封止室６１８の内部に紫外光を照射するための機構（以下
、紫外光照射機構という）６１９が設けられており、この紫外光照射機構６１９から発し
た紫外光によって紫外光硬化性樹脂を硬化させる構成となっている。また、封止室６１８
の内部は排気ポンプを取り付けることで減圧にすることも可能である。上記封入工程をロ
ボット操作で機械的に行う場合には、減圧下で行うことで酸素や水分の混入を防ぐことが
できる。なお、具体的には、酸素及び水の濃度は０．３ｐｐｍ以下にすることが望ましい
。また、逆に封止室６１８の内部を与圧とすることも可能である。この場合、高純度な窒
素ガスや希ガスでパージしつつ与圧とし、外気から酸素等が侵入することを防ぐ。
【０１１０】
次に、封止室６１８には受渡室（パスボックス）６２０が連結される。受渡室６２０に
は搬送機構（Ｃ）６２１が設けられ、封止室６１８で発光素子の封入が完了した基板を受
渡室６２０へと搬送する。受渡室６２０も排気ポンプを取り付けることで減圧とすること
が可能である。この受渡室６２０は封止室６１８を直接外気に晒さないようにするための
設備であり、ここから基板を取り出す。その他、封止室６１８において用いる部材を供給
する部材供給室を設けることも可能である。
【０１１１】
以上のように、図６に示した成膜装置を用いることで、発光素子を封止する前に欠陥部
の修理を行うことができ、さらに、完全に発光素子を密閉空間に封入するまで外気に晒さ
ずに済むため、信頼性の高い発光装置を作製することが可能となる。
【実施例３】
【０１１２】
本実施例では、欠陥部を有する発光素子に、実際に逆バイアスの電圧を印加したとき、
エミッション顕微鏡によって観察された特性について説明する。
【０１１３】
本実施例で用いた発光素子は、酸化インジウムと酸化スズを組み合わせた化合物（ＩＴ
Ｏ）からなる陽極上に、正孔注入層として銅フタロシアニンが２０ｎｍの膜厚で蒸着法に
より形成され、次に正孔輸送層としてα−ＮＰＤが４０ｎｍの膜厚で蒸着法により形成さ
れる。そして、正孔輸送層の上に発光層を形成する発光材料としてトリプレット化合物で
あるＩｒ（ｐｐｙ）3が、ＣＢＰとの共蒸着により２０ｎｍの膜厚で成膜される。さらに
、発光層の上に電子注入層としてＢＣＰを１０ｎｍ、陰極としてアルミニウムを１４０ｎ
ｍの厚さに成膜することにより、発光素子が形成される。なお、本明細書中においては、
トリプレット化合物とは、三重項励起子からの燐光を発光に利用できる有機化合物のこと
をいい、詳細については、実施例４において説明を行う。
【０１１４】
上記構成を有し、欠陥部を有する発光素子に逆バイアスの電圧を印加したときの、電圧
−電流特性を図１１に示す。なお、図１１において、横軸に逆バイアスを印加した際の電
圧（陽極に印加される電圧と陰極に印加される電圧の差）を示し、縦軸に逆バイアス印加
時に発光素子に流れる電流値（逆バイアス電流）を示す。ここでは、陽極に印加される電
圧値を＋１Ｖで固定し、陰極に印加される電圧を＋１〜＋７Ｖまで変化させた時に発光素
子に流れる電流値を測定したものである。すなわち、ここで測定される電流値は本明細書
中でいう、発光素子の欠陥部に流れる電流値に値する。
【０１１５】
そして、欠陥部に流れる電流により生じる発光を形成する光子（フォトン:photon）の
数がエミッション顕微鏡により検出される。エミッション顕微鏡により検出された光子は
、光子の数毎に色で区別され、表示される。なお、色分け表示により特定された欠陥部の
位置は、予め撮影された発光素子部の像と重ね合わせてＣＲＴに表示されるため発光素子
上に存在する欠陥部の位置を正確に特定することができる。
【０１１６】
なお、逆バイアスの電圧は、０〜−１５Ｖの範囲において印加される。印加される逆バ
イアスの電圧がこれ以上大きくなると発光素子を破壊してしまう可能性があるためである
。
【０１１７】
本発明における欠陥部の検査において、発光素子に印加する逆バイアスの電圧の高さ及
び印加する時間については、発光素子が有する陽極、陰極及び有機化合物層の材料や積層
される層の構成によって異なる。逆バイアスの電圧が低くすぎると本発明の効果は得られ
ず、逆に高すぎても有機化合物層の劣化が促進されたり、発光素子自体が破壊されたりす
る。
【０１１８】
実施者は、発光素子が有する陽極、陰極及び有機化合物層の材料や構成によって、逆バ
イアスの電圧の高さ及び印加する時間を適宜設定する必要がある。
【０１１９】
ＣＲＴに表示された発光素子における欠陥部にレーザーを照射して絶縁化させることで
発光素子の修理を行った。以下に修理前と修理後における発光素子の消費電力について測
定した結果を示す。なお、測定は全白表示及び全黒表示でそれぞれ行った。
【０１２０】
【表１】
【０１２１】
上記に示した結果は、外部電源における駆動電圧を６〜８Ｖとしたとき、発光素子の陰
極に流れる電流量を測定することにより消費電力を求めたものであるが、いずれの駆動電
圧の場合に於いても修理前の駆動電圧に比べて修理後の駆動電圧は、１／５〜１／１０に
なっている。つまり、レーザー照射により欠陥部を絶縁化させることで発光素子の修復が
可能になることがわかる。
【実施例４】
【０１２２】
本発明を用いて欠陥部を検査し、欠陥部を検出した場合にはレーザー照射により、欠陥
部が修理される発光装置において、その有機化合物層に三重項励起子からの燐光を発光に
利用できる有機化合物（トリプレット化合物ともいう）を用いることは可能である。燐光
を発光に利用できる有機化合物を用いた発光装置は、外部発光量子効率を飛躍的に向上さ
せることができる。これにより、発光素子の低消費電力化、長寿命化、および軽量化が可
能になる。
【０１２３】
ここで、三重項励起子を利用し、外部発光量子効率を向上させた報告を示す。
(T.Tsutsui, C.Adachi, S.Saito, Photochemical Processes in Organized Molecular S
ystems, ed.K.Honda, (Elsevier Sci.Pub., Tokyo,1991) p.437.)
【０１２４】
上記の論文により報告された有機化合物（クマリン色素）の分子式を以下に示す。
【０１２５】
【化１】
【０１２６】
(M.A.Baldo, D.F.O'Brien, Y.You, A.Shoustikov, S.Sibley, M.E.Thompson, S.R.Forr
est, Nature 395 (1998) p.151.)
【０１２７】
上記の論文により報告された有機化合物（Ｐｔ錯体）の分子式を以下に示す。
【０１２８】
【化２】
【０１２９】
(M.A.Baldo, S.Lamansky, P.E.Burrrows, M.E.Thompson, S.R.Forrest, Appl.Phys.Let
t.,75 (1999) p.4.) (T.Tsutsui, M.-J.Yang, M.Yahiro, K.Nakamura, T.Watanabe, T.ts
uji, Y.Fukuda, T.Wakimoto, S.Mayaguchi, Jpn.Appl.Phys., 38 (12B) (1999) L1502.)
【０１３０】
上記の論文により報告された有機化合物（Ｉｒ錯体）の分子式を以下に示す。
【０１３１】
【化３】
【０１３２】
以上のように三重項励起子からの燐光発光を利用できれば原理的には一重項励起子から
の蛍光発光を用いる場合より３〜４倍の高い外部発光量子効率の実現が可能となる。
【０１３３】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例３のいずれの構成とも自由に組み合わせて
実施することが可能である。
【実施例５】
【０１３４】
本実施例では、本発明を用いて欠陥部の修理を行った発光装置について、図７示す断面
図を用いて説明する。
【０１３５】
図７において、基板７００上に設けられたスイッチング用ＴＦＴ７２１はｎチャネル型
ＴＦＴを用いて形成される。
【０１３６】
なお、本実施例ではスイッチング用ＴＦＴ７２１においてチャネル形成領域が二つ形成
されるダブルゲート構造としているが、チャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲー
ト構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。
【０１３７】
基板７００上に設けられた駆動回路はｎチャネル型ＴＦＴ７２３とｐチャネル型ＴＦＴ
７２４を有している。なお、本実施例では駆動回路が有するＴＦＴをシングルゲート構造
としているが、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。
【０１３８】
また、配線７０１、７０３はＣＭＯＳ回路のソース配線、７０２はドレイン配線として
機能する。また、配線７０４はソース配線７０８とスイッチング用ＴＦＴのソース領域と
を電気的に接続する配線として機能し、配線７０５はドレイン配線７０９とスイッチング
用ＴＦＴのドレイン領域とを電気的に接続する配線として機能する。
【０１３９】
なお、電流制御用ＴＦＴ７２２はｐチャネル型ＴＦＴを用いて形成される。なお、本実
施例では電流制御用ＴＦＴ７２２をシングルゲート構造としているが、ダブルゲート構造
もしくはトリプルゲート構造であっても良い。
【０１４０】
また、配線７０６は電流制御用ＴＦＴのソース配線（電流供給線に相当する）であり、
７０７は電流制御用ＴＦＴの画素電極７１０上に重ねることで画素電極７１０と電気的に
接続する電極である。
【０１４１】
なお、７１０は、透明導電膜からなる画素電極（発光素子の陽極）である。透明導電膜
としては、酸化インジウムと酸化スズとの化合物、酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物
、酸化亜鉛、酸化スズまたは酸化インジウムを用いることができる。また、前記透明導電
膜にガリウムを添加したものを用いても良い。画素電極７１０は、上記配線を形成する前
に平坦な層間絶縁膜７１１上に形成する。本実施例においては、樹脂からなる平坦化膜７
１１を用いてＴＦＴによる段差を平坦化することは非常に重要である。後に形成される有
機化合物層は非常に薄いため、段差が存在することによって発光不良を起こす場合がある
。従って、有機化合物層をできるだけ平坦面に形成しうるように画素電極を形成する前に
平坦化しておくことが望ましい。
【０１４２】
配線７０１〜７０７を形成後、図７に示すようにバンク７１２を形成する。バンク７１
２は１００〜４００ｎｍの珪素を含む絶縁膜もしくは有機樹脂膜をパターニングして形成
すれば良い。
【０１４３】
なお、バンク７１２は絶縁膜であるため、成膜時における素子の静電破壊には注意が必
要である。本実施例ではバンク７１２の材料となる絶縁膜中にカーボン粒子や金属粒子を
添加して抵抗率を下げ、静電気の発生を抑制する。この際、抵抗率は１×１０6〜１×１
０12Ωｍ（好ましくは１×１０8〜１×１０10Ωｍ）となるようにカーボン粒子や金属粒
子の添加量を調節すれば良い。
【０１４４】
画素電極７１０の上には有機化合物層７１３が形成される。なお、図７では一画素しか
図示していないが、本実施例ではＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応した有機化
合物層を作り分けている。また、本実施例では蒸着法により低分子系有機化合物を形成し
ている。
【０１４５】
具体的には、正孔注入層７１３ａとして２０ｎｍ厚の銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）膜
を設け、その上に発光層７１３ｂとして７０ｎｍ厚のトリス−８−キノリノラトアルミニ
ウム錯体（Ａｌｑ3）膜を設けた積層構造としている。Ａｌｑ3にキナクリドン、ペリレン
もしくはＤＣＭ１といった蛍光色素を添加することで発光色を制御することができる。
【０１４６】
但し、以上の例は有機化合物層として用いることのできる有機化合物の一例であって、
これに限定する必要はまったくない。発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層また
は電子注入層を自由に組み合わせて有機化合物層（発光及びそのためのキャリアの移動を
行わせるための層）を形成すれば良い。例えば、本実施例では低分子系有機化合物を有機
化合物層として用いる例を示したが、高分子系有機化合物を用いても良い。これらの有機
有機化合物は公知の材料を用いることができる。
【０１４７】
次に、有機化合物層７１３の上には導電膜からなる陰極７１４が設けられる。本実施例
の場合、導電膜としてアルミニウムとリチウムとの合金膜を用いる。勿論、公知のＭｇＡ
ｇ膜（マグネシウムと銀との合金膜）を用いても良い。陰極材料としては、周期表の１族
もしくは２族に属する元素からなる導電膜もしくはそれらの元素を添加した導電膜を用い
れば良い。
【０１４８】
この陰極７１４まで形成された時点で発光素子７１９が完成する。なお、ここでいう発
光素子７１９は、画素電極（陽極）７１０、有機化合物層７１３及び陰極７１４で形成さ
れたコンデンサを指す。
【０１４９】
発光素子７１９を完全に覆うようにしてパッシベーション膜７１６を設けることは有効
である。パッシベーション膜７１６としては、炭素膜、窒化珪素膜もしくは窒化酸化珪素
膜を含む絶縁膜からなり、該絶縁膜を単層もしくは組み合わせた積層で用いる。
【０１５０】
この際、カバレッジの良い膜をパッシベーション膜として用いることが好ましく、炭素
膜、特にＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜を用いることは有効である。ＤＬＣ膜
は室温から１００℃以下の温度範囲で成膜可能であるため、耐熱性の低い有機化合物層７
１３の上方にも容易に成膜することができる。また、ＤＬＣ膜は酸素に対するブロッキン
グ効果が高く、有機化合物層７１３の酸化を抑制することが可能である。そのため、この
後に続く封止工程を行う間に有機化合物層７１３が酸化するといった問題を防止できる。
【０１５１】
さらに、パッシベーション膜７１６上に封止材７１７を設け、カバー材７１８を貼り合
わせる。封止材７１７としては紫外線硬化樹脂を用いれば良く、内部に吸湿効果を有する
物質もしくは酸化防止効果を有する物質を設けることは有効である。また、本実施例にお
いてカバー材７１８はガラス基板や石英基板やプラスチック基板（プラスチックフィルム
も含む）の両面に炭素膜（好ましくはダイヤモンドライクカーボン膜）を形成したものを
用いる。
【０１５２】
こうして図７に示すような構造の発光装置が完成する。なお、バンク７１２を形成した
後、パッシベーション膜７１６を形成するまでの工程をマルチチャンバー方式（またはイ
ンライン方式）の成膜装置を用いて、大気解放せずに連続的に処理することは有効である
。また、さらに発展させてカバー材７１８を貼り合わせる工程までを大気解放せずに連続
的に処理することも可能である。
【０１５３】
また、本実施例におけるＴＦＴの特徴は、ゲート電極が２層の導電膜から形成されてお
り、そしてチャネル形成領域とドレイン領域との間に設けられる低濃度不純物領域におい
て、ほとんど濃度差がなく、緩やかな濃度勾配を有し、下層のゲート電極と重なる領域（
ＧＯＬＤ領域）と、ゲート電極と重ならない領域（ＬＤＤ領域）とを備えている点である
。また、ゲート絶縁膜の周縁部、即ち、ゲート電極と重ならない領域及び高濃度不純物領
域の上方の領域はテーパー状となっている。
【０１５４】
本実施例の発光装置は、正孔注入層７１３ａおよび発光層７１３ｂに欠損部分があり、
この欠損部分において画素電極（陽極）７１０と陰極７１４とがショートしている欠陥部
７１５を有している。本発明により欠陥部７１５の位置を特定し、レーザー照射すること
により欠陥部７１５を絶縁体７２０に変えることができる。欠陥部７１５を絶縁体７２０
に変えることで、欠陥部７１５におけるリーク電流を防ぐことができる。よって、欠陥部
７１５におけるリーク電流により消光していた発光素子を再び発光させることができる。
【０１５５】
また、本実施例では画素部と駆動回路の構成のみ示しているが、本実施例の製造工程に
従えば、その他にも信号分割回路、Ｄ／Ａコンバータ、オペアンプ、γ補正回路などの論
理回路を同一の絶縁体上に形成可能であり、さらにはメモリやマイクロプロセッサをも形
成しうる。
【０１５６】
なお本実施例に示す構造を有する発光装置は、実施例１〜実施例４の構成と自由に組み
合わせて実施することが可能である。
【実施例６】
【０１５７】
本実施例では、実施例５で示した発光装置と異なる構造を有する発光装置に本発明の検
査及び修理法を用いて欠陥部の修理を行う場合について、図８に示す断面図を用いて説明
する。
【０１５８】
図８において、８１１は基板、８１２は下地となる絶縁膜（以下、下地膜という）であ
る。基板８１１としては透光性基板、代表的にはガラス基板、石英基板、ガラスセラミッ
クス基板、又は結晶化ガラス基板を用いることができる。但し、作製プロセス中の最高処
理温度に耐えるものでなくてはならない。
【０１５９】
また、下地膜８１２は特に可動イオンを含む基板や導電性を有する基板を用いる場合に
有効であるが、石英基板には設けなくても構わない。下地膜８１２としては、珪素（シリ
コン）を含む絶縁膜を用いれば良い。なお、本明細書において「珪素を含む絶縁膜」とは
、具体的には酸化珪素膜、窒化珪素膜若しくは窒化酸化珪素膜（ＳｉＯｘＮｙ：ｘ、ｙは
任意の整数、で示される）など珪素に対して酸素若しくは窒素を所定の割合で含ませた絶
縁膜を指す。
【０１６０】
８２０１はスイッチング用ＴＦＴ、８２０２は電流制御用ＴＦＴであり、それぞれｎチ
ャネル型ＴＦＴ、ｐチャネル型ＴＦＴで形成されている。発光素子から生じた光が発光す
る方向が基板の下面（ＴＦＴ及び有機化合物層が設けられていない面）の場合、上記構成
であることが好ましい。しかし本発明はこの構成に限定されない。スイッチング用ＴＦＴ
と電流制御用ＴＦＴは、ｎチャネル型ＴＦＴでもｐチャネル型ＴＦＴでも、どちらでも構
わない。
【０１６１】
スイッチング用ＴＦＴ８２０１は、ソース領域８１３、ドレイン領域８１４、ＬＤＤ領
域８１５a〜８１５d、分離領域８１６及びチャネル形成領域８１７a、８１７bを含む活性
層と、ゲート絶縁膜８１８と、ゲート電極８１９a、８１９bと、第１層間絶縁膜８２０と
、ソース信号線８２１と、ドレイン配線８２２とを有している。なお、ゲート絶縁膜８１
８又は第１層間絶縁膜８２０は基板上の全ＴＦＴに共通であっても良いし、回路又は素子
に応じて異ならせても良い。
【０１６２】
また、図８に示すスイッチング用ＴＦＴ８２０１はゲート電極８１７a、８１７bが電気
的に接続されており、いわゆるダブルゲート構造となっている。勿論、ダブルゲート構造
だけでなく、トリプルゲート構造などいわゆるマルチゲート構造（直列に接続された二つ
以上のチャネル形成領域を有する活性層を含む構造）であっても良い。
【０１６３】
マルチゲート構造はオフ電流を低減する上で極めて有効であり、スイッチング用ＴＦＴ
のオフ電流を十分に低くすれば、それだけ電流制御用ＴＦＴ８２０２のゲート電極に接続
されたコンデンサが必要とする最低限の容量を抑えることができる。即ち、コンデンサの
面積を小さくすることができるので、マルチゲート構造とすることは発光素子の有効発光
面積を広げる上でも有効である。
【０１６４】
さらに、スイッチング用ＴＦＴ８２０１においては、ＬＤＤ領域８１５a〜８１５dは、
ゲート絶縁膜８１８を介してゲート電極８１９a、８１９bと重ならないように設ける。こ
のような構造はオフ電流を低減する上で非常に効果的である。また、ＬＤＤ領域８１５a
〜８１５dの長さ（幅）は０．５〜３．５μｍ、代表的には２．０〜２．５μｍとすれば
良い。
【０１６５】
なお、チャネル形成領域とＬＤＤ領域との間にオフセット領域（チャネル形成領域と同
一組成の半導体層でなり、ゲート電圧が加えられない領域）を設けることはオフ電流を下
げる上でさらに好ましい。また、二つ以上のゲート電極を有するマルチゲート構造の場合
、チャネル形成領域の間に設けられた分離領域８１６（ソース領域又はドレイン領域と同
一の濃度で同一の不純物元素が添加された領域）がオフ電流の低減に効果的である。
【０１６６】
次に、電流制御用ＴＦＴ８２０２は、ソース領域８２６、ドレイン領域８２７及びチャ
ネル形成領域８２９を含む活性層と、ゲート絶縁膜８１８と、ゲート電極８３０と、第１
層間絶縁膜８２０と、ソース信号線８３１並びにドレイン配線８３２を有して形成される
。本実施例において電流制御用ＴＦＴ８２０２はｐチャネル型ＴＦＴである。
【０１６７】
また、スイッチング用ＴＦＴ８２０１のドレイン領域８１４は電流制御用ＴＦＴ８２０
２のゲート８３０に接続されている。図示してはいないが、具体的には電流制御用ＴＦＴ
８２０２のゲート電極８３０はスイッチング用ＴＦＴ８２０１のドレイン領域８１４とド
レイン配線（接続配線とも言える）８２２を介して電気的に接続されている。なお、ゲー
ト電極８３０はシングルゲート構造となっているが、マルチゲート構造であっても良い。
また、電流制御用ＴＦＴ８２０２のソース信号線８３１は電流供給線（図示せず）に接続
される。
【０１６８】
電流制御用ＴＦＴ８２０２は発光素子に注入される電流量を制御するための素子であり
、比較的多くの電流が流れる。そのため、チャネル幅（Ｗ）はスイッチング用ＴＦＴのチ
ャネル幅よりも大きく設計することが好ましい。また、電流制御用ＴＦＴ８２０２に過剰
な電流が流れないように、チャネル長（Ｌ）は長めに設計することが好ましい。望ましく
は一画素あたり０．５〜２μＡ（好ましくは１〜１．５μＡ）となるようにする。
【０１６９】
また、電流制御用ＴＦＴ８２０２の活性層（特にチャネル形成領域）の膜厚を厚くする
（好ましくは５０〜１００ｎｍ、さらに好ましくは６０〜８０ｎｍ）ことによって、ＴＦ
Ｔの劣化を抑えてもよい。逆に、スイッチング用ＴＦＴ８２０１の場合はオフ電流を小さ
くするという観点から見れば、活性層（特にチャネル形成領域）の膜厚を薄くする（好ま
しくは２０〜５０ｎｍ、さらに好ましくは２５〜４０ｎｍ）ことも有効である。
【０１７０】
以上は画素内に設けられたＴＦＴの構造について説明したが、このとき同時に駆動回路
も形成される。図８には駆動回路を形成する基本単位となるＣＭＯＳ回路が図示されてい
る。
【０１７１】
図８においては極力動作速度を落とさないようにしつつホットキャリア注入を低減させ
る構造を有するＴＦＴをＣＭＯＳ回路のｎチャネル型ＴＦＴ８２０４として用いる。なお
、ここでいう駆動回路としては、ソース信号側駆動回路、ゲート信号側駆動回路を指す。
勿論、他の論理回路（レベルシフタ、Ａ／Ｄコンバータ、信号分割回路等）を形成するこ
とも可能である。
【０１７２】
ＣＭＯＳ回路のｎチャネル型ＴＦＴ８２０４の活性層は、ソース領域８３５、ドレイン
領域８３６、ＬＤＤ領域８３７及びチャネル形成領域８３８を含み、ＬＤＤ領域８３７は
ゲート絶縁膜８１８を介してゲート電極８３９と重なっている。
【０１７３】
ドレイン領域８３６側のみにＬＤＤ領域８３７を形成しているのは、動作速度を落とさ
ないための配慮である。また、このｎチャネル型ＴＦＴ８２０４はオフ電流値をあまり気
にする必要はなく、それよりも動作速度を重視した方が良い。従って、ＬＤＤ領域８３７
は完全にゲート電極に重ねてしまい、極力抵抗成分を少なくすることが望ましい。即ち、
いわゆるオフセットはなくした方がよい。
【０１７４】
また、ＣＭＯＳ回路のｐチャネル型ＴＦＴ８２０５は、ホットキャリア注入による劣化
が殆ど気にならないので、特にＬＤＤ領域を設けなくても良い。従って活性層はソース領
域８４０、ドレイン領域８４１及びチャネル形成領域８４２を含み、その上にはゲート絶
縁膜８１８とゲート電極８４３が設けられる。勿論、ｎチャネル型ＴＦＴ８２０４と同様
にＬＤＤ領域を設け、ホットキャリア対策を講じることも可能である。
【０１７５】
なお８６１〜８６５はチャネル形成領域８４２、８３８、８１７ａ、８１７ｂ、８２９
を形成するためのマスクである。
【０１７６】
また、ｎチャネル型ＴＦＴ８２０４及びｐチャネル型ＴＦＴ８２０５はそれぞれソース
領域上に第１層間絶縁膜８２０を間に介して、ソース信号線８４４、８４５を有している
。また、ドレイン配線８４６によってｎチャネル型ＴＦＴ８２０４とｐチャネル型ＴＦＴ
８２０５とのドレイン領域は互いに電気的に接続される。
【０１７７】
次に、８４７は第１パッシベーション膜であり、膜厚は１０ｎｍ〜１μm（好ましくは
２００〜５００ｎｍ）とすれば良い。材料としては、珪素を含む絶縁膜（特に窒化酸化珪
素膜又は窒化珪素膜が好ましい）を用いることができる。このパッシベーション膜８４７
は形成されたＴＦＴをアルカリ金属や水分から保護する役割金属を有する。最終的にＴＦ
Ｔ（特に電流制御用ＴＦＴ）の上方に設けられる有機化合物層にはナトリウム等のアルカ
リ金属が含まれている。即ち、第１パッシベーション膜８４７はこれらのアルカリ金属（
可動イオン）をＴＦＴ側に侵入させない保護層としても働く。
【０１７８】
また、８４８は第２層間絶縁膜であり、ＴＦＴによってできる段差の平坦化を行う平坦
化膜としての機能を有する。第２層間絶縁膜８４８としては、有機樹脂膜が好ましく、ポ
リイミド、ポリアミド、アクリル、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を用いると良い。こ
れらの有機樹脂膜は良好な平坦面を形成しやすく、比誘電率が低いという利点を有する。
有機化合物層は凹凸に非常に敏感であるため、ＴＦＴによる段差は第２層間絶縁膜８４８
で殆ど吸収してしまうことが望ましい。また、ゲート信号線やデータ信号線と発光素子の
陰極との間に形成される寄生容量を低減する上で、比誘電率の低い材料を厚く設けておく
ことが望ましい。従って、膜厚は０．５〜５μm（好ましくは１．５〜２．５μm）が好ま
しい。
【０１７９】
また、８４９は透明導電膜でなる画素電極（発光素子の陽極）であり、第２層間絶縁膜
８４８及び第１パッシベーション膜８４７にコンタクトホール（開孔）を開けた後、形成
された開孔部において電流制御用ＴＦＴ８２０２のドレイン配線８３２に接続されるよう
に形成される。なお、図８のように画素電極８４９とドレイン領域８２７とが直接接続さ
れないようにしておくと、有機化合物層のアルカリ金属が画素電極を経由して活性層へ侵
入することを防ぐことができる。
【０１８０】
画素電極８４９の上には酸化珪素膜、窒化酸化珪素膜または有機樹脂膜でなる第３層間
絶縁膜８５０が０．３〜１μmの厚さに設けられる。この第３層間絶縁膜８５０は画素電
極８４９の上にエッチングにより開口部が設けられ、その開口部の縁はテーパー形状とな
るようにエッチングする。テーパーの角度は１０〜６０°（好ましくは３０〜５０°）と
すると良い。
【０１８１】
第３層間絶縁膜８５０の上には有機化合物層８５１が設けられる。有機化合物層８５１
は単層又は積層構造で用いられるが、積層構造で用いた方が発光効率は良い。一般的には
画素電極上に正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層の順に形成されるが、正孔輸
送層／発光層／電子輸送層、または正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子
注入層のような構造でも良い。本発明では公
知のいずれの構造を用いても良いし、有機化合物層に対して蛍光性色素等をドーピングし
ても良い。
【０１８２】
図８の構造はＲＧＢに対応した三種類の発光素子を形成する方式を用いた場合の例であ
る。なお、図８には一つの画素しか図示していないが、同一構造の画素が赤、緑又は青の
それぞれの色に対応して形成され、これによりカラー表示を行うことができる。本発明は
発光方式に関わらず実施することが可能である。
【０１８３】
有機化合物層８５１の上には発光素子の陰極８５２が設けられる。陰極８５２としては
、仕事関数の小さいマグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）若しくはカルシウム（Ｃａ
）を含む材料を用いる。好ましくはＭｇＡｇ（ＭｇとＡｇをＭｇ：Ａｇ＝１０：１で混合
した材料）でなる電極を用いれば良い。他にもＭｇＡｇＡｌ電極、ＬｉＡｌ電極、また、
ＬｉＦＡｌ電極が挙げられる。
【０１８４】
なお、画素電極（陽極）８４９、有機化合物層８５１及び陰極８５２によって発光素子
８２０６が形成される。
【０１８５】
有機化合物層８５１と陰極８５２とでなる積層体は、各画素で個別に形成する必要があ
るが、有機化合物層８５１は水分に極めて弱いため、通常のフォトリソグラフィ技術を用
いることができない。従って、メタルマスク等の物理的なマスク材を用い、真空蒸着法、
スパッタ法、プラズマＣＶＤ法等の気相法で選択的に形成することが好ましい。
【０１８６】
なお、有機化合物層を選択的に形成する方法として、インクジェット法、スクリーン印
刷法又はスピンコート法等を用いることも可能であるが、これらは現状では陰極の連続形
成ができないので、上述の方法の方が好ましいと言える。
【０１８７】
また、８５３は保護電極であり、陰極８５２を外部の水分等から保護すると同時に、各
画素の陰極８５２を接続するための電極である。保護電極８５３としては、アルミニウム
（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）若しくは銀（Ａｇ）を含む低抵抗な材料を用いることが好ましい。
この保護電極８５３には有機化合物層の発熱を緩和する放熱効果も期待できる。
【０１８８】
また、８５４は第２パッシベーション膜であり、膜厚は１０ｎｍ〜１μm（好ましくは
２００〜５００ｎｍ）とすれば良い。第２パッシベーション膜８５４を設ける目的は、有
機化合物層８５１を水分から保護する目的が主であるが、放熱効果をもたせることも有効
である。但し、上述のように有機化合物層は熱に弱いので、なるべく低温（好ましくは室
温から１２０℃までの温度範囲）で成膜するのが望ましい。従って、プラズマＣＶＤ法、
スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法又は溶液塗布法（スピンコーティング
法）が望ましい成膜方法と言える。
【０１８９】
本実施例の発光装置は、有機化合物層８５１に欠損部分があり、この欠損部分において
画素電極（陽極）８４９と陰極８５２とがショートしている欠陥部８６６を有している。
本発明を用いて欠陥部８６６の位置を特定し、レーザー照射により欠陥部８６６を絶縁化
して修理することにより、欠陥部８６６を絶縁体８６７に変えることで欠陥部８６６にお
けるリーク電流を防ぐことができる。よって、欠陥部８６６におけるリーク電流により消
光していた発光素子を再び発光させることができる。さらに、欠陥部８６６を絶縁化する
ことにより、欠陥部周辺の有機化合物層８５１の劣化を防ぐことができる。
【０１９０】
なお、本実施例に示す構造を有する発光装置は、実施例１〜実施例４の構成と自由に組
み合わせて実施することが可能である。
【実施例７】
【０１９１】
発光素子を用いた発光装置は自発光型であるため、液晶表示装置に比べ、明るい場所で
の視認性に優れ、視野角が広い。従って、本発明の発光装置を用いて様々な電気器具を完
成させることができる。
【０１９２】
本発明により発光素子の欠陥部の検査及び修理を行う発光装置を用いた電気器具として
、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレ
イ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）
、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ
、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体
的にはデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる
表示装置を備えた装置）などが挙げられる。特に、斜め方向から画面を見る機会が多い携
帯情報端末は、視野角の広さが重要視されるため、発光素子を有する発光装置を用いるこ
とが望ましい。それら電気器具の具体例を図９に示す。
【０１９３】
図９（Ａ）は表示装置であり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３、スピ
ーカー部２００４、ビデオ入力端子２００５等を含む。本発明において、発光素子の欠陥
部の検査及び修理を行うことにより作製した発光装置をその表示部２００３に用いること
により作製される。発光素子を有する発光装置は自発光型であるためバックライトが必要
なく、液晶表示装置よりも薄い表示部とすることができる。なお、表示装置は、パソコン
用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。
【０１９４】
図９（Ｂ）はデジタルスチルカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、受像部２
１０３、操作キー２１０４、外部接続ポート２１０５、シャッター２１０６等を含む。本
発明において、発光素子の欠陥部の検査及び修理を行うことにより作製した発光装置をそ
の表示部２１０２に用いることにより作製される。
【０１９５】
図９（Ｃ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体２２０１、筐体２２０２、
表示部２２０３、キーボード２２０４、外部接続ポート２２０５、ポインティングマウス
２２０６等を含む。本発明において、発光素子の欠陥部の検査及び修理を行うことにより
作製した発光装置を表示部２２０３に用いることにより作製される。
【０１９６】
図９（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、本体２３０１、表示部２３０２、スイッチ
２３０３、操作キー２３０４、赤外線ポート２３０５等を含む。本発明において、発光素
子の欠陥部の検査及び修理を行うことにより作製した発光装置を表示部２３０２に用いる
ことにより作製される。
【０１９７】
図９（Ｅ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）で
あり、本体２４０１、筐体２４０２、表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ２４０４、記録媒体（
ＤＶＤ等）読み込み部２４０５、操作キー２４０６、スピーカー部２４０７等を含む。表
示部Ａ２４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２４０４は主として文字情報を表
示するが、本発明において、発光素子の欠陥部の検査及び修理を行うことにより作製した
発光装置をこれら表示部Ａ、Ｂ２４０３、２４０４に用いることにより作製することがで
きる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。
【０１９８】
図９（Ｆ）はゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体２
５０１、表示部２５０２、アーム部２５０３を含む。本発明において、発光素子の欠陥部
の検査及び修理を行うことにより作製した発光装置を表示部２５０２に用いることにより
作製することができる。
【０１９９】
図９（Ｇ）はビデオカメラであり、本体２６０１、表示部２６０２、筐体２６０３、外
部接続ポート２６０４、リモコン受信部２６０５、受像部２６０６、バッテリー２６０７
、音声入力部２６０８、操作キー２６０９、接眼部２６１０等を含む。本発明において、
発光素子の欠陥部の検査及び修理を行うことにより作製した発光装置を表示部２６０２に
用いることにより作製することができる。
【０２００】
ここで図９（Ｈ）は携帯電話であり、本体２７０１、筐体２７０２、表示部２７０３、
音声入力部２７０４、音声出力部２７０５、操作キー２７０６、外部接続ポート２７０７
、アンテナ２７０８等を含む。本発明において、発光素子の欠陥部の検査及び修理を行う
ことにより作製した発光装置を表示部２７０３に用いることにより作製することができる
。なお、表示部２７０３は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電力
を抑えることができる。
【０２０１】
なお、将来的に有機化合物の発光輝度が高くなれば、出力した画像情報を含む光をレン
ズ等で拡大投影してフロント型若しくはリア型のプロジェクターに用いることも可能とな
る。
【０２０２】
また、上記電気器具はインターネットやＣＡＴＶ（ケーブルテレビ）などの電子通信回
線を通じて配信された情報を表示することが多くなり、特に動画情報を表示する機会が増
してきている。有機化合物の応答速度は非常に高いため、発光装置は動画表示に好ましい
。
【０２０３】
また、発光装置は発光している部分が電力を消費するため、発光部分が極力少なくなる
ように情報を表示することが望ましい。従って、携帯情報端末、特に携帯電話や音響再生
装置のような文字情報を主とする表示部に発光装置を用いる場合には、非発光部分を背景
として文字情報を発光部分で形成するように駆動することが望ましい。
【０２０４】
以上の様に、本発明により発光素子の欠陥部の検査及び修理を行う発光装置の適用範囲
は極めて広く、あらゆる分野の電気器具に用いることが可能である。また、本実施例の電
気器具は実施例１〜実施例６を実施することにより作製された発光装置を用いることによ
り完成させることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に発光素子が設けられた発光装置の作製方法であって、
前記発光素子は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極の間の有機化合物層を有し、
前記基板を上、前記発光素子を下にした状態で前記発光素子にバイアスを印加することで前記発光素子を発光させ、
前記発光により欠陥部を特定し、
前記欠陥部にレーザを照射することで前記陽極と前記陰極を物理的に引き離すことを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項２】
基板に発光素子が設けられた発光装置の作製方法であって、
前記発光素子は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極の間の有機化合物層を有し、
前記基板を上、前記発光素子を下にした状態で前記発光素子に逆バイアスを印加することで前記発光素子を発光させ、
前記発光により欠陥部を特定し、
前記欠陥部にレーザを照射することで前記陽極と前記陰極を物理的に引き離すことを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項３】
基板に発光素子が設けられた発光装置の作製方法であって、
前記発光素子は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極の間の有機化合物層を有し、
前記基板を上、前記発光素子を下にした状態で前記発光素子にバイアスを印加することで前記発光素子を発光させ、
前記発光により欠陥部を特定し、
前記欠陥部に前記基板の上からレーザを照射することで前記陽極と前記陰極を物理的に引き離すことを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項４】
基板に発光素子が設けられた発光装置の作製方法であって、
前記発光素子は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極の間の有機化合物層を有し、
前記基板を上、前記発光素子を下にした状態で前記発光素子に逆バイアスを印加することで前記発光素子を発光させ、
前記発光により欠陥部を特定し、
前記欠陥部に前記基板の上からレーザを照射することで前記陽極と前記陰極を物理的に引き離すことを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項において、
前記基板は透光性を有することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項において、
前記基板と前記有機化合物層に挟まれた前記陽極または前記陰極の一方は、透光性を有することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項において、
前記発光素子の封止は、前記陽極と前記陰極を物理的に引き離した後で行うことを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項１】
基板に発光素子が設けられた発光装置の作製方法であって、
前記発光素子は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極の間の有機化合物層を有し、
前記基板を上、前記発光素子を下にした状態で前記発光素子にバイアスを印加することで前記発光素子を発光させ、
前記発光により欠陥部を特定し、
前記欠陥部にレーザを照射することで前記陽極と前記陰極を物理的に引き離すことを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項２】
基板に発光素子が設けられた発光装置の作製方法であって、
前記発光素子は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極の間の有機化合物層を有し、
前記基板を上、前記発光素子を下にした状態で前記発光素子に逆バイアスを印加することで前記発光素子を発光させ、
前記発光により欠陥部を特定し、
前記欠陥部にレーザを照射することで前記陽極と前記陰極を物理的に引き離すことを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項３】
基板に発光素子が設けられた発光装置の作製方法であって、
前記発光素子は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極の間の有機化合物層を有し、
前記基板を上、前記発光素子を下にした状態で前記発光素子にバイアスを印加することで前記発光素子を発光させ、
前記発光により欠陥部を特定し、
前記欠陥部に前記基板の上からレーザを照射することで前記陽極と前記陰極を物理的に引き離すことを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項４】
基板に発光素子が設けられた発光装置の作製方法であって、
前記発光素子は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極の間の有機化合物層を有し、
前記基板を上、前記発光素子を下にした状態で前記発光素子に逆バイアスを印加することで前記発光素子を発光させ、
前記発光により欠陥部を特定し、
前記欠陥部に前記基板の上からレーザを照射することで前記陽極と前記陰極を物理的に引き離すことを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項において、
前記基板は透光性を有することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項において、
前記基板と前記有機化合物層に挟まれた前記陽極または前記陰極の一方は、透光性を有することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項において、
前記発光素子の封止は、前記陽極と前記陰極を物理的に引き離した後で行うことを特徴とする発光装置の作製方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−７１１４２（Ｐ２０１１−７１１４２Ａ）
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５９９（Ｐ２０１１−２５９９）
【出願日】平成２３年１月１０日（２０１１．１．１０）
【分割の表示】特願２０１０−２６０８３３（Ｐ２０１０−２６０８３３）の分割
【原出願日】平成１３年１２月２０日（２００１．１２．２０）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１０日（２０１１．１．１０）
【分割の表示】特願２０１０−２６０８３３（Ｐ２０１０−２６０８３３）の分割
【原出願日】平成１３年１２月２０日（２００１．１２．２０）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
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