(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極（２）と陰極（８）との間に有機膜（３〜６）を挟んでなる有機ＥＬ素子（Ｓ１）を形成する工程と、
前記有機ＥＬ素子において前記陽極と前記陰極との間に電圧を印加するエージング処理を行って膜に存在する欠陥部をオープン破壊させるエージング工程とを備える有機ＥＬ素子の製造方法において、
前記有機ＥＬ素子に逆バイアス電圧を印加したときに流れる電流を測定することにより求められた、前記欠陥部の破壊電圧および前記有機ＥＬ素子の破壊電圧の間であり、かつ前記有機ＥＬ素子（Ｓ１）の実駆動時の逆電圧以上となる電圧範囲を、前記エージング処理における印加電圧の範囲として前記エージング工程を行うことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項２】
前記欠陥部の破壊電圧を、前記欠陥部のオープン破壊が発生する最小電圧とすることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項３】
前記エージング処理における印加電圧の範囲として、前記欠陥部のオープン破壊が発生する最小電圧と前記有機ＥＬ素子（Ｓ１）が破壊する最小電圧との間とすることを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項４】
前記欠陥部の破壊電圧を、前記欠陥部のオープン破壊が発生する最大電圧とすることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項５】
前記エージング処理における印加電圧の範囲として、前記欠陥部のオープン破壊が発生する最小電圧と前記欠陥部のオープン破壊が発生する最大電圧との間とすることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項６】
前記欠陥部の破壊電圧以上となるように前記有機ＥＬ素子（Ｓ１）の実駆動時の逆電圧を決定したうえで、
前記エージング処理における印加電圧を、前記有機ＥＬ素子の実駆動時の逆電圧以上とすることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項７】
陽極（２）と陰極（８）との間に有機膜（３〜６）を挟んでなる有機ＥＬ素子（Ｓ１）を形成する工程と、
前記有機ＥＬ素子において前記陽極と前記陰極との間に電圧を印加するエージング処理を行って膜に存在する欠陥部をオープン破壊させるエージング工程とを備える有機ＥＬ素子の製造方法において、
前記有機膜において導電性の膜（３）を含む場合は当該導電性の膜を除いた前記有機膜（４〜６）の膜厚をｔセンチメートルとし、
前記有機ＥＬ素子の実駆動時の逆電圧をＲボルトとしたとき、
前記エージング処理における印加電圧の範囲として、前記Ｒと（ｔ×３．９）ＭＶとの間の値とすることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項８】
前記エージング処理における印加電圧の範囲として、前記Ｒと（ｔ×３．２）ＭＶとの間の値とすることを特徴とする請求項７に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項９】
室温状態よりも前記欠陥部を顕在化させるために前記有機ＥＬ素子（Ｓ１）を加熱処理した後、前記エージング工程を行うことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一つに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１０】
室温状態よりも前記欠陥部を顕在化させるために前記有機ＥＬ素子（Ｓ１）を加熱処理した状態で、前記エージング工程を行うことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一つに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１１】
前記有機膜（３〜６）の構成材料の少なくとも一つが、真空蒸着法にて成膜されるものであってその成膜時において蒸発性を有する材料であることを特徴とする請求項９または１０に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１２】
前記有機膜（３〜６）の構成材料の少なくとも一つが、真空蒸着法にて成膜されるものであってその成膜時において昇華性を有する昇華性材料であるとき、
前記加熱処理における処理温度は、前記昇華性材料が熱により形態変化をする温度以上であることを特徴とする請求項９ないし１１のいずれか一つに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１３】
前記昇華性材料が８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体であることを特徴とする請求項１２に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１４】
前記加熱処理における処理温度が７０℃〜１２０℃であることを特徴とする請求項９ないし１３のいずれか一つに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１５】
前記エージング工程では、順バイアス電圧印加、逆バイアス電圧印加をそれぞれ実施することを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか一つに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１６】
前記エージング工程は、前記有機ＥＬ素子（Ｓ１）を酸素濃度１％以上の雰囲気中に置いた状態で行うことを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか一つに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１７】
前記有機ＥＬ素子（Ｓ１）を封入ガスを用いて封止する素子封止工程を備えており、
前記エージング工程を前記素子封止工程の前に実施するとともに、前記素子封止工程に用いる前記封入ガスの酸素濃度を、前記エージング工程における酸素濃度以下とすることを特徴とする請求項１ないし１６のいずれか一つに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１８】
前記エージング処理の良否を、前記エージング処理後において前記有機ＥＬ素子（Ｓ１）に逆電圧を印加したときに前記陽極（２）と前記陰極（８）との間に流れるリーク電流に基づいて判定することを特徴とする請求項１ないし１７のいずれか一つに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１９】
前記リーク電流に基づく判定において、良品判定の基準の上限を５×１０-2Ａ／ｍ2とすることを特徴とする請求項１８に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項２０】
前記陽極（２）がインジウムチンオキサイドからなり、その平均表面粗さＲａが２ｎｍ以下であり、１０点平均表面粗さＲｚが２０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし１９のいずれか一つに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスプレイ等に用いられる有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子の製造方法に関し、特に、ディスプレイの歩留まりを向上させる安定化処理方法であるエージング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＥＬ素子は自己発光のため、視認性が高く、また完全固体素子であり、耐衝撃性に優れるという特徴を有していることから、現在、無機化合物や有機化合物を用いたいろいろな素子が提案され、かつ実用が試みられている。
【０００３】
これらの素子のうち有機ＥＬ素子は、陽極と陰極との間に有機発光材料を含む有機膜を挟んでなるものである。この有機ＥＬ素子は、数Ｖ〜十数Ｖの低電圧駆動が可能なため低消費電力であり、駆動回路を含めて軽量化が可能であることから、現在広く使われている液晶ディスプレイに代わる次世代の薄型ディスプレイや、平面照明、薄型バックライトなど様々な活用が期待されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、有機ＥＬ素子は、電極間の有機膜が極めて薄く（例えばサブミクロンオーダ程度）、この電極の膜や有機膜に発生する欠陥部（膜欠陥部）が微小なものであっても容易に電流が集中し、非発光にいたるという問題がある。
【０００５】
この微小な欠陥の原因としては、電極や有機膜といった膜を形成する際に発生するゴミやチリ等が挙げられるが、大きな面積でこれらの欠陥が無く均一な膜を形成することは大変困難である。
【０００６】
そこで、素子の製造工程において、陽極と陰極との間に電圧を印加するエージング処理を行って膜欠陥部を予めオープン破壊させておくことが考えられる。オープン破壊とは、欠陥部を不導体化させることであり、エージングの際に生じるジュール熱によって当該膜欠陥部に対応する電極を破壊してオープン状態（絶縁状態）としたり、酸化して不導体化したりする等の現象により発生すると考えられる。
【０００７】
このようなオープン破壊を行った膜欠陥部は局所的な非発光部となるが、問題となる膜欠陥部は、もともと視認できない程度の微小なものであり、表示品質には影響せず、問題はない。
【０００８】
このようなエージングによるオープン破壊を行うものとして、特開昭６１−１１４４９３号公報には、無機ＥＬ素子におけるエージング方法が提案されている。このものは、第１のエージング工程として直流電圧を印加して、素子内に存在する膜欠陥部を微小破壊させ、次いで、第２のエージング工程として交流電圧を印加することを特徴としている。
【０００９】
しかしながら、このようなエージング方法は、電界発光型である無機ＥＬ素子には有効な方法であるが、電流発光型の有機ＥＬ素子に対して同様の方法を適用すると、有機ＥＬ素子自体を破壊させてしまう恐れがある。つまり、素子における膜欠陥部の無い正常部までも、電極間の短絡やそれによる有機膜の消失等により破壊してしまう恐れがある。
【００１０】
また、特許第２８１８２５５号明細書においては、有機ＥＬ素子に対して、第１のエージング工程として、１×１０４〜１×１０７Ｖ／ｃｍの範囲内の電圧で、直流の順電圧を１秒以上、直流の逆電圧を１秒以上それぞれ順次に印加してエージングした後、さらに、第２のエージング工程として、第１のエージング工程よりも長時間直流の順電圧を印加する方法が提案されている。
【００１１】
この方法においては、上記従来の明細書中における実施例の中でエージング工程による逆電圧の電流値の低下が素子の安定駆動の指標になるとしているが、定性的であり、確実性の点で疑問が残るとともに、このようなエージング方法も上記従来公報のエージング方法と同様に、有機ＥＬ素子の耐圧特性を考慮して実施しないと、素子自体を破壊させてしまう恐れがある。
【００１２】
有機ＥＬ素子は、通常、上下電極間（陽極と陰極との間）に多数の有機膜が積層され、一般には５層から７層と複雑である。さらには、これら多層膜の材料や膜厚も、適用対象等によって種々異なるのが実情である。したがって、従来のエージング方法は、すべての素子構成に普遍的に適用できるものではなかった。
【００１３】
つまり、このような層構造の異なる様々な有機ＥＬ素子に対して普遍的に適用して、膜欠陥部のオープン破壊と正常部の破壊防止とを確実に両立できるようなエージング方法は、従来無かった。
【００１４】
そこで、本発明は上記問題に鑑み、素子の正常部に損傷を与えることなく、膜欠陥部を予め適切にオープン破壊させることのできる有機ＥＬ素子の製造方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明者等は鋭意検討を行った。その結果、有機ＥＬ素子に逆バイアス電圧を印加したときの電流の挙動より、膜欠陥部がオープン破壊する電圧である欠陥部の破壊電圧と、正常部が破壊する電圧である有機ＥＬ素子の破壊電圧とが分離できることを見出した（図４参照）。
【００１６】
そして、これら両破壊電圧を特定し、欠陥部のみが破壊に至る条件でエージングを行えば、電極や有機膜に存在する欠陥部（膜欠陥部）を予めオープン破壊（不導体化）させることができると考え、本発明を創出するに至った。
【００１７】
すなわち、請求項１に記載の発明では、陽極（２）と陰極（８）との間に有機膜（３〜６）を挟んでなる有機ＥＬ素子（Ｓ１）を形成する工程と、有機ＥＬ素子において陽極と陰極との間に電圧を印加するエージング処理を行って欠陥部をオープン破壊させるエージング工程とを備える有機ＥＬ素子の製造方法において、有機ＥＬ素子に逆バイアス電圧を印加したときに流れる電流を測定することにより求められた、欠陥部の破壊電圧および有機ＥＬ素子の破壊電圧の間であり、かつ前記有機ＥＬ素子（Ｓ１）の実駆動時の逆電圧以上となる電圧範囲を、エージング処理における印加電圧の範囲としてエージング工程を行うことを特徴とする。
【００１８】
それによれば、欠陥部の破壊電圧と有機ＥＬ素子の破壊電圧とを予め求め、エージング処理は、これら両破壊電圧の間の電圧範囲にて行うため、正常部は破壊せずに、欠陥部のみをオープン破壊することができる。
【００１９】
ここで、有機ＥＬ素子はダイオード特性を有しており、逆バイアス電圧では欠陥部にリーク電流が発生し、このリーク電流によるジュール熱で欠陥部がオープン破壊に至ると考えられる。上述したように、オープン破壊された欠陥部は、局所的な非発光点となるが、肉眼では見分けることができないため表示品質には影響ない。
【００２０】
したがって、本発明によれば、素子の正常部に損傷を与えることなく、欠陥部を予め適切にオープン破壊させることのできる有機ＥＬ素子の製造方法を提供することができる。
また、請求項１に記載の発明では、エージング処理における印加電圧を、有機ＥＬ素子（Ｓ１）の実駆動時の逆電圧以上としている。有機ＥＬ素子において実駆動時における逆電圧は、発光輝度の仕様に基づく順電圧以上の値に設定されるのが通常である。これは、有機ＥＬ素子をドットマトリクス駆動に用いる場合に、そのドットマトリクス駆動によるクロストークを防止するために、逆電圧の方が順電圧よりも大きいことが必要になるためである。そのため、実駆動でのライン欠陥をより確実に防止するという観点から、エージング処理における印加電圧は実駆動時の逆電圧以上で実施することが望ましい。
【００２１】
ここで、請求項２に記載の発明のように、欠陥部の破壊電圧を、欠陥部のオープン破壊が発生する最小電圧とすることで、上記請求項１に記載の製造方法による効果を実現することができる。
【００２２】
さらに、請求項３に記載の発明では、エージング処理における印加電圧の範囲として、欠陥部のオープン破壊が発生する最小電圧と有機ＥＬ素子（Ｓ１）が破壊する最小電圧との間とすることを特徴とする。
【００２３】
それによれば、欠陥部のオープン破壊の発生と、正常部すなわち有機ＥＬ素子の破壊防止とをより確実に実現することができ、好ましい。
【００２４】
また、請求項４に記載の発明のように、欠陥部の破壊電圧を、欠陥部のオープン破壊が発生する最大電圧とすれば、より高い確率にて欠陥部のオープン破壊を実現させることができるため、請求項１に記載の発明の効果を高レベルで実現することができる。
【００２５】
また、請求項５に記載の発明では、エージング処理における印加電圧の範囲として、欠陥部のオープン破壊が発生する最小電圧と欠陥部のオープン破壊が発生する最大電圧との間とすることを特徴とする。
【００２６】
それによれば、欠陥部のオープン破壊の発生と、正常部すなわち有機ＥＬ素子の破壊防止とをより確実に実現することができ、好ましい。
【００３０】
さらに、請求項６に記載の発明のように、欠陥部の破壊電圧以上となるように有機ＥＬ素子（Ｓ１）の実駆動時の逆電圧を決定したうえで、エージング処理における印加電圧を、有機ＥＬ素子の実駆動時の逆電圧以上とすることが好ましい。
【００３１】
それによれば、実駆動時における逆電圧によってエージング処理に近い処理が可能となる。そのため、エージング処理によって完全に欠陥部をオープン破壊できない場合やエージング処理以降に新たな欠陥部が生じた場合であっても、実駆動時において、欠陥部をオープン破壊することが可能となる。
【００３２】
また、請求項７に記載の発明では、陽極（２）と陰極（８）との間に有機膜（３〜６）を挟んでなる有機ＥＬ素子（Ｓ１）を形成する工程と、有機ＥＬ素子において陽極と陰極との間に電圧を印加するエージング処理を行って膜に存在する欠陥部をオープン破壊させるエージング工程とを備える有機ＥＬ素子の製造方法において、有機膜において導電性の膜（３）を含む場合は当該導電性の膜を除いた有機膜（４〜６）の膜厚をｔセンチメートルとし、有機ＥＬ素子の実駆動時の逆電圧をＲボルトとしたとき、エージング処理における印加電圧の範囲として、Ｒと（ｔ×３．９）ＭＶとの間の値とすることを特徴とする。
【００３３】
上述したように、実駆動でのライン欠陥をより確実に防止するという観点から、エージング処理における印加電圧は実駆動時の逆電圧以上で実施することが望ましい。
【００３４】
また、本発明者らの検討によれば、有機ＥＬ素子の破壊電圧は、有機ＥＬ素子における有機膜の膜厚ｔと相関があることを見出した。そして、検討を進めた結果、有機ＥＬ素子の破壊電圧を有機膜の膜厚で除した破壊電界強度でみた場合、当該破壊電界強度は、有機膜の膜厚ｔによらずほぼ一定であることを見出した（図１０、図１１参照）。
【００３５】
ここで、有機膜の膜厚ｔは、有機膜において銅フタロシアニン等の導電性の膜（３）を含む場合は当該導電性の膜を除いた有機膜（４〜６）の膜厚ｔである。当該導電性の膜を除外するのは、当該導電性の膜が、他の有機膜に比べて十分に抵抗値が小さく、電界がさほど加わらないためである。
【００３６】
そして、有機ＥＬ素子の破壊電界強度は３．９ＭＶ／ｃｍであることを見出した。そのことから、エージング処理における印加電圧の範囲として、有機ＥＬ素子の実駆動時の逆電圧Ｒと（ｔ×３．９）ＭＶとの間の値とすれば、正常部すなわち有機ＥＬ素子は破壊せずに、欠陥部のみをオープン破壊できることがわかった。
【００３７】
したがって、本発明によっても、素子の正常部に損傷を与えることなく、欠陥部を予め適切にオープン破壊させることのできる有機ＥＬ素子の製造方法を提供することができる。
【００３８】
ここで、請求項８に記載の発明のように、請求項７の発明におけるエージング処理における印加電圧の範囲として、前記Ｒと（ｔ×３．２）ＭＶとの間の値とすることが好ましい。
【００３９】
また、請求項９に記載の発明では、室温状態よりも欠陥部を顕在化させるために有機ＥＬ素子（Ｓ１）を加熱処理した後、エージング工程を行うことを特徴とする。
【００４０】
本発明者等の検討によれば、欠陥部は室温状態よりも高温状態になるほど顕著になる。すなわち、高温状態とすることで、経時的に発生する可能性のある欠陥部を確実に拾い出すことができる。
【００４１】
つまり、本発明のように、有機ＥＬ素子を加熱処理して室温状態よりも欠陥部を顕在化させれば、この顕在化した欠陥部をエージング工程によってオープン破壊させることができる。そのため、経時的に発生する可能性のある欠陥部を予め確実にオープン破壊させておくことができる。
【００４２】
また、請求項１０に記載の発明では、室温状態よりも欠陥部を顕在化させるために有機ＥＬ素子（Ｓ１）を加熱処理した状態で、エージング工程を行うことを特徴とする。本発明のように、加熱処理とエージングとを同時に行う場合でも、上記請求項９の発明と同様の作用効果を実現することができる。
【００４３】
また、請求項１１に記載の発明では、請求項９または請求項１０に記載の発明において、有機膜（３〜６）の構成材料の少なくとも一つが、真空蒸着法にて成膜されるものであってその成膜時において蒸発性を有する材料であることを特徴とする。
【００４４】
有機ＥＬ素子においては、有機膜構成材料は真空蒸着法で成膜されるものが多く、その成膜時に固体から液体を経由して気化する蒸発性材料と、固体から直接気化する昇華性材料とに大別される。
【００４５】
本発明者等の検討によれば、そのうち、昇華性材料の方が粒子間の結合エネルギーが小さいため、比較的ボイドが生じやすい。そして、高温になるほどボイドが大きくなるとともに、素子における電極間リーク電流も大きくなる。このことから、このボイドが欠陥部の原因と推定される。
【００４６】
そのため、本発明のように、有機膜の構成材料の少なくとも一つに蒸発性材料を用いることによって、上記ボイドを低減し、結果、欠陥部の発生自体を低減することができ好ましい。
【００４７】
また、請求項１２に記載の発明では、有機膜（３〜６）の構成材料の少なくとも一つが、真空蒸着法にて成膜されるものであってその成膜時において昇華性を有する昇華性材料であるとき、加熱処理における処理温度は、昇華性材料が熱により形態変化をする温度以上であることを特徴とする。
【００４８】
本発明は、有機膜の構成材料の少なくとも一つが、ボイドの生じやすい昇華性材料であるときに好ましい手段である。それによれば、加熱処理によって、昇華性材料の形態変化すなわちボイド等を発生しやすくさせ、欠陥部を顕在化させることができる。
【００４９】
そのような昇華性材料としては、請求項１３に記載の発明のように、８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体が挙げられる。
【００５０】
ここで、請求項９〜請求項１３に記載の製造方法においては、請求項１４に記載の発明のように、加熱処理における処理温度を７０℃〜１２０℃にすることが好ましい。
【００５１】
これは、本発明者等の検討によるもので、有機ＥＬ素子においては、７０℃以上になるとボイド等の欠陥部の成長が始まり、１２０℃を超えると素子自体の熱的ダメージが大きくなることによるものである。
【００５２】
また、請求項１５に記載の発明では、エージング工程では、順バイアス電圧印加、逆バイアス電圧印加をそれぞれ実施することを特徴とする。それによれば、有機ＥＬ素子の通常の駆動回路を用いてエージングを実施することができ、特にエージング専用の回路が不要となるため、効率的である。
【００５３】
また、請求項１６に記載の発明では、エージング工程は、有機ＥＬ素子（Ｓ１）を酸素濃度１％以上の雰囲気中に置いた状態で行うことを特徴とする。これは、エージングにより欠陥部を酸化させて不導体化するためには好ましい雰囲気であり、本発明者等の検討によれば、酸素濃度が１％未満では確実な不導体化が困難であった。
【００５４】
また、請求項１７に記載の発明のように、有機ＥＬ素子（Ｓ１）を封入ガスを用いて封止する素子封止工程を備えている場合には、エージング工程を素子封止工程の前に実施するとともに、素子封止工程に用いる封入ガスの酸素濃度を、エージング工程における酸素濃度以下とすることが好ましい。
【００５５】
従来より、有機ＥＬ素子においては、ダークエリアが問題となっている。ダークエリアとは、時間と共に画素エッジより進行する非発光領域である。ダークエリアによる輝度低下、外観不良はパネル品質の問題となる。
【００５６】
本発明者らの検討によれば、ダークエリアの進行度合は、酸素濃度に依存することがわかった（図９参照）。つまり、ダークエリアの発生原因としては、これまで報告されている水以外に、酸素も要因の一つと考えられる。
【００５７】
そこで、本発明者らは、素子封止工程を備えている場合には、エージング工程を素子封止工程の前に実施するとともに、素子封止工程に用いる封入ガスの酸素濃度を、エージング工程における酸素濃度以下とすることで、エージング処理を良好に実施し、かつダークエリア発生を抑えた有機ＥＬ素子の製造を可能とした。
【００５８】
また、エージング処理の歩留まりは、エージング工程以降の欠陥発生率に直結することになる。特に市場における欠陥の発生は確実に防止する必要がある。
【００５９】
そこで、エージング処理の良否判定法を確立するために、さらに検討を進めた結果、請求項１８に記載の発明のように、エージング処理の良否を、エージング処理後において有機ＥＬ素子（Ｓ１）に逆電圧を印加したときに陽極（２）と陰極（８）との間に流れるリーク電流に基づいて判定することで、エージング処理の良否判定が可能となることを実験的に見出した。
【００６０】
ここで、請求項１９に記載の発明のように、リーク電流に基づく判定においては、良品判定の基準の上限を５×１０-2Ａ／ｍ2とすることができる。
【００６１】
また、請求項２０に記載の発明では、陽極（２）がインジウムチンオキサイドからなり、その平均表面粗さＲａが２ｎｍ以下であり、１０点平均表面粗さＲｚが２０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００６２】
破壊電圧は陽極の表面粗さにも依存する。陽極は通常ＩＴＯ（インジウムチンオキサイド）からなるので、そのＩＴＯ陽極の表面粗さを本発明のようにすることで、当該表面粗さに起因する破壊をほぼ無視することができ、エージング処理を確実に行うことができる。
【００６３】
なお、上記各手段および後述する各実施形態において、電圧の大小の基準および電圧同士の大小関係は、絶対値にて決定されるものとする。
【００６４】
また、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００６５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一部分には図中、同一符号を付して説明を簡略化することとする。
【００６６】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ素子Ｓ１の概略断面構成を示す図である。図１に示す有機ＥＬ素子Ｓ１は、表示パネルの１画素を示すものであり、当該表示パネルは、例えば、この素子Ｓ１を複数個平面配置した構成、つまり複数個の画素構成を有するものである。
【００６７】
図１において、基板としてのガラス基板１の一面上には、陽極２、ホール注入層３、ホール輸送層４、発光層５、電子輸送層６、電子注入層７および陰極８といった各膜が順次積層されている。
【００６８】
陽極２は透明電極材料、ホール注入層３〜電子輸送層６は、ホール輸送性や電子輸送性を持つ有機材料や有機ＥＬ材料からなり、また、電子注入層７は電子注入性を持つ無機や有機の材料、陰極８は金属配線材料から構成されている。ここで、ホール注入層３、ホール輸送層４、発光層５および電子輸送層６が有機膜３〜６を構成している。なお、電子注入層７は無くても良い。
【００６９】
限定するものではないが、本第１実施形態における陽極２〜陰極８の各層の一構成例を示す。陽極２はＩＴＯ（インジウムとスズの酸化物）からなる膜厚１４０ｎｍの膜、ホール注入層３はＣｕＰｃ（銅フタロシアニン錯体）からなる膜厚５０ｎｍの膜、ホール輸送層４はＴＰＴＥ（テトラトリフェニルアミン）からなる膜厚６０ｎｍの膜とする。
【００７０】
また、発光層５はジメチルキナクリドンが１％ドープされたＡｌｑ３（８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体）からなる膜厚４０ｎｍの膜、電子輸送層６はＡｌｑ３からなる膜厚２０ｎｍの膜、電子注入層７はＬｉＦ（フッ化リチウム）からなる膜厚０．５ｎｍの膜、そして、陰極８はＡｌからなる厚さ１００ｎｍの膜とする。
【００７１】
そして、本構成例では、陽極２と陰極８とは、互いに直交する方向に延びるストライプ状に形成し、両電極２、８の重なり合う部分が、一つの画素（発光部）として構成されたものにできる。つまり、表示パネルとしては、マトリクス状に配置された複数個の画素構成を持つ。例えば、２５６×６４の画素構成とすることができる。
【００７２】
そして、各画素においては、陽極２と陰極８との間に電界を印加することによって、有機膜３〜６中をホールや電子が発光層５に向かって移動し、発光層５にて再結合する結果、発光層５にて発光が行われるようになっている。
【００７３】
次に、この有機ＥＬ素子Ｓ１の製造方法について述べる。図２は、本第１実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法の工程フロー図である。まず、ガラス基板１の上に、スパッタ法等によって陽極２をパターニング形成し（陽極形成）、アルゴンと酸素混合のプラズマ等による表面処理を施す。
【００７４】
その上に、蒸着法等によって上記有機膜３〜６を順次パターニング形成し（有機膜形成）、次いで、電子注入層７、陰極８を順次パターニング形成（陰極形成）する。こうして、有機ＥＬ素子Ｓ１が形成される。
【００７５】
そして、図示しないが、ガラス基板１の上において、この有機ＥＬ素子Ｓ１を覆うようにステンレス缶やガラスケース等の封止部材を設け、これにより有機ＥＬ素子Ｓ１を乾燥窒素等の封入ガスにて封止する（素子封止）。以上の工程によって、有機ＥＬ素子Ｓ１から構成された表示パネルを複数個製造する。
【００７６】
次に、複数個製造された表示パネルのうちの一部を用いて、有機ＥＬ素子Ｓ１に逆バイアス電圧を印加したときに流れる電流を測定することにより、欠陥部の破壊電圧および有機ＥＬ素子（正常部）の破壊電圧を求める（破壊電圧測定工程）。
【００７７】
この破壊電圧測定工程は、具体的には、２５６×６４個の画素（素子Ｓ１）が形成された上記構成例の表示パネルにおいて、１画素すなわち一つの素子Ｓ１を１サンプルとして、素子Ｓ１の電極２、８間に、陽極２をマイナス、陰極８をプラスとして逆バイアス電圧を０〜−６０Ｖまで順次印加する。このときの電極２、８間を流れる電流をパラメータアナライザーで測定する。
【００７８】
この測定を、欠陥部の存在する画素（素子）と、存在しない正常部の画素（素子）について行う。なお、欠陥部は実際には肉眼で見えないので、顕微鏡により存在を確認し、欠陥部と正常部とを見極めた。この測定結果の一例を図３に示す。
【００７９】
図３において、（ａ）は正常部、（ｂ）は欠陥部におけるそれぞれの逆バイアス電圧（Ｖ）と電極２、８間を流れる電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）との関係を示す図である。
【００８０】
図３（ａ）に示すように、正常部では、０Ｖから逆バイアス電圧を大きくしていくと、−４７Ｖ程度で電極２、８間を流れる電流が急激に増大し、電極２、８間のショートすなわち正常部の破壊が発生している。つまり、この例では、正常部の破壊電圧すなわち有機ＥＬ素子の破壊電圧は−４７Ｖ程度である。
【００８１】
いっぽう、図３（ｂ）に示すように、欠陥部では、０Ｖから逆バイアス電圧を大きくしていくと、−７Ｖ程度で電極２、８間のリークが発生し、−１２Ｖ程度で欠陥部のオープン破壊が発生している。つまり、この例では、欠陥部の破壊電圧は−１２Ｖ程度である。
【００８２】
なお、逆バイアス電圧ではなく順バイアス電圧を印加すると、欠陥部以上に正常部で多くの電流が流れるため、図３に示すような欠陥部の破壊をモニタすることが困難である。そのため、この破壊電圧測定は、逆バイアス電圧を用いるのである。
【００８３】
このようにして、本例の有機ＥＬ素子Ｓ１により構成した表示パネルにおいて、多数の画素（素子）について同様に測定した。その結果の一例を図４に示す。図４では、横軸に破壊電圧（Ｖ）、縦軸に発生数（破壊した欠陥部または破壊した正常部の発生数）をとっている。
【００８４】
図４から明らかなように、有機ＥＬ素子に逆バイアス電圧を印加したときの電流の挙動より、欠陥部の破壊電圧と、有機ＥＬ素子（正常部）の破壊電圧とを明確に分離することができる。
【００８５】
図４の例では、欠陥部の破壊電圧は、欠陥部のオープン破壊が発生する最小電圧を採用すれば−８Ｖであり、欠陥部のオープン破壊が発生する最大電圧を採用すれば−１６Ｖである。また、有機ＥＬ素子（正常部）の破壊電圧は、正常部の破壊は確実に防止するという点から、最小電圧である−３６Ｖを採用する。
【００８６】
こうして破壊電圧測定工程を行い、欠陥部の破壊電圧および有機ＥＬ素子の破壊電圧を求めた後、これら両破壊電圧の間の電圧範囲を、エージング処理における印加電圧の範囲として、有機ＥＬ素子Ｓ１において陽極２と陰極８との間に電圧を印加するエージング処理を行う（エージング工程）。
【００８７】
このエージング工程により、各膜２〜８に存在している視認できない程度の微小な欠陥部をオープン破壊させる。このエージング工程では、エージング処理を、欠陥部の破壊電圧と有機ＥＬ素子の破壊電圧との間の電圧範囲にて行うため、正常部は破壊せずに、欠陥部のみをオープン破壊することができる。なお、各膜２〜８に視認できる欠陥部が存在していれば、エージング工程の前に容易に除去することが可能である。
【００８８】
上述したように、有機ＥＬ素子はダイオード特性を有しており、上記範囲の逆バイアス電圧では欠陥部にリーク電流が発生し、このリーク電流によるジュール熱で欠陥部がオープン破壊に至ると考えられる。オープン破壊された欠陥部は、局所的な非発光点となるが、肉眼では見分けることができないため表示品質には影響ない。
【００８９】
具体的に、エージング工程は、破壊電圧測定工程に供した表示パネル以外のパネルについて行う。そして、エージング工程の後に、各パネルについて点灯試験（点灯検査工程）等を行い、特性的に問題が無かったパネルのみ出荷すればよいことになる。
【００９０】
上記図４の例に基づけば、エージング工程は、−８Ｖないし−１６Ｖ以上−３６Ｖ以下の間の電圧範囲を、エージング処理における印加電圧の範囲として実施することができる。
【００９１】
また、図４の例に基づけば、欠陥部の破壊電圧として、欠陥部のオープン破壊が発生する最小電圧−８Ｖを採用し、エージングの印加電圧を−８Ｖ〜３６Ｖの範囲で選べば、正常部は破壊せずに欠陥部のみをオープン破壊することが可能である。
【００９２】
しかし、欠陥部の破壊電圧として、欠陥部のオープン破壊が発生する最大電圧−１６Ｖを採用し、エージングの印加電圧を−１６Ｖ〜３６Ｖの範囲で選べば、より確実に多くの欠陥部をオープン破壊させることができ、好ましい。ちなみに、図４では、−１６Ｖ〜３６Ｖの電圧領域を、「欠陥部をオープン破壊させ、かつ素子が破壊しない電圧領域」として示してある。
【００９３】
さらに、エージング処理における印加電圧の範囲として、欠陥部のオープン破壊が発生する最小電圧と有機ＥＬ素子Ｓ１（正常部）が破壊する最小電圧との間とすることが好ましい。
【００９４】
このことは、図４の例では、エージングの印加電圧を−８Ｖ〜３６Ｖの間とすることになる。それによれば、欠陥部のオープン破壊の発生と、正常部すなわち有機ＥＬ素子の破壊防止とをより確実に実現することができ、好ましい。
【００９５】
また、エージング処理における印加電圧の範囲として、欠陥部のオープン破壊が発生する最小電圧と欠陥部のオープン破壊が発生する最大電圧との間としても良い。
【００９６】
このことは、図４の例では、エージングの印加電圧を、−８Ｖ〜１６Ｖの間とすることになる。それによっても、欠陥部のオープン破壊の発生と、正常部すなわち有機ＥＬ素子の破壊防止とをより確実に実現することができ、好ましい。
【００９７】
本第１実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法におけるエージング工程の効果について一具体例をもとにして述べる。この効果の具体例では、上記２５６×６４画素構成を持つ表示パネルについて、室温および４％の酸素ガスを含む乾燥窒素ガス雰囲気にて駆動回路を用いて１分間のエージング処理を行った。
【００９８】
本具体例では、印加波形としては１２５Ｈｚ、１／６４デューティの矩形パルスである。１周期の詳細としては、順バイアス電圧１２Ｖを１回印加し、続いて、逆バイアス電圧−２５Ｖを６３回印加するものとした。
【００９９】
ここで、−２５Ｖの逆バイアス電圧が、欠陥部の破壊電圧と有機ＥＬ素子の破壊電圧との間の電圧範囲に基づくエージング処理における印加電圧である。そして、この逆バイアス電圧により欠陥部がオープン破壊する。また、順バイアス電圧を加えることにより、通常の有機ＥＬ素子の駆動回路を用いてエージングの印加電圧を発信することができる。
【０１００】
このようにしてエージング工程まで行ったパネルについて、８５℃恒温槽内での連続点灯試験を実施した。比較例として、図２のフローにおいて素子封止工程まで行い、その後のエージング工程を行わない表示パネルについても同様に試験した。
【０１０１】
その試験結果を、本実施形態の具体例（パネル番号Ａ１〜Ａ５）について図５に示し、比較例（パネル番号Ｊ１〜Ｊ６）について図６に示す。ここで、各パネルについて、２５６×６４個の素子のうち少なくとも１素子にて、ライン欠陥すなわち電極２、８間の短絡が発生した時間をライン欠陥発生時間とする。
【０１０２】
図６に示すように、比較例では、いずれも２０時間以内にライン欠陥すなわち電極２、８間の短絡が発生した。これに対し、図５に示すように、本実施形態のエージング処理を施したパネルでは、ライン欠陥の発生時間が３倍以上に延びることがわかり、効果を確認した。
【０１０３】
以上のように、本第１実施形態によれば、素子の正常部に損傷を与えることなく、欠陥部を予め適切にオープン破壊させることのできる有機ＥＬ素子の製造方法を提供することができる。
【０１０４】
そして、本製造方法により製造された有機ＥＬ素子Ｓ１は、出荷後において欠陥部における電極間の短絡やリークが発生しにくいため、ライン欠陥等の不具合が大幅に低減し、信頼性の高い有機ＥＬ素子を実現することができる。
【０１０５】
なお、本第１実施形態では、逆バイアス電圧を印加した状態にて欠陥部の破壊電圧および有機ＥＬ素子の破壊電圧を求め、これら両破壊電圧の間の電圧範囲を、エージング電圧としているため、このエージング電圧には逆バイアス電圧が含まれることは必須である。
【０１０６】
ここで、上記エージングの具体例では、順バイアス電圧印加、逆バイアス電圧印加をそれぞれ実施している。それにより、有機ＥＬ素子の通常の駆動回路を用いてエージングを実施することができ、特にエージング専用の回路が不要となるため、効率的である。
【０１０７】
また、上記したエージング工程は、有機ＥＬ素子Ｓ１を酸素濃度１％以上の雰囲気中に置いた状態で行うことが好ましい。これは、次に述べるように、本発明者等の検討によれば、酸素濃度が１％未満では、エージングにより欠陥部を酸化させて確実に不導体化することが困難なためである。
【０１０８】
図７は、エージング雰囲気の酸素濃度と故障率との関係を調べた結果を示す図である。ここで、故障率（％）は、複数個の有機ＥＬ素子を有するパネルを８５℃で１０００時間駆動させたときに、少なくともパネルの一画素にてライン欠陥が発生した時を故障としたときの、故障パネルの割合を示すものである。エージングにより欠陥部がオープン破壊や不導体化しなかった場合には、この故障率が大きくなる。
【０１０９】
図７に示すように、酸素濃度が１％未満では、エージングによる欠陥部の不導体化が不十分であり、故障率が高いが、１％以上では故障率が均一的に低くなっている。このことから、エージング工程は、有機ＥＬ素子Ｓ１を酸素濃度１％以上の雰囲気中に置いた状態で行うことが好ましい。
【０１１０】
また、上記図２に示すように、有機ＥＬ素子Ｓ１を封入ガスを用いて封止する素子封止工程を備えている場合には、エージング工程を素子封止工程の前に実施することが好ましい。エージング工程を素子封止工程の前に実施する場合の製造方法の工程フローを図８に示しておく。
【０１１１】
それとともに、素子封止工程に用いる封入ガスの酸素濃度を、エージング工程における酸素濃度以下とすることが好ましい。具体的には封入ガスの酸素濃度を１％以下とすることが好ましい。これは、次に述べるような理由による。
【０１１２】
従来より、有機ＥＬ素子においては、ダークエリアが問題となっている。ダークエリアとは、時間と共に画素エッジより進行する非発光領域である。ダークエリアによる輝度低下、外観不良はパネル品質の問題となる。
【０１１３】
本発明者は、酸素濃度が１％の雰囲気でエージングを行った有機ＥＬ素子Ｓ１について、素子封止工程を行い、そのときの封入ガスの酸素濃度を変えて、ダークエリアの進行度合を調べた。その結果の一例を図９に示す。
【０１１４】
図９は、封止ガスの酸素濃度を０、１、４％で充填した有機ＥＬ素子について、常温放置時間に対するダークエリア寸法を示す図である。ダークエリア寸法とは画素エッジからの距離である。図９に示すように、ダークエリアの進行度合は、酸素濃度に依存することがわかった。つまり、ダークエリアの発生原因としては、これまで報告されている水以外に、酸素も要因の一つと考えられる。
【０１１５】
また、図９に示す結果から、酸素濃度１％以下すなわち素子封止工程に用いる封入ガスの酸素濃度を、エージング工程における酸素濃度以下とすれば、ダークエリアの進行を極力抑制できると言える。
【０１１６】
そして、素子封止工程を備えている場合には、エージング工程を素子封止工程の前に実施するとともに、素子封止工程に用いる封入ガスの酸素濃度を、エージング工程における酸素濃度以下、特に１％以下とすることで、エージング処理を良好に実施し、かつダークエリア発生を抑えた有機ＥＬ素子の製造が可能となる。
【０１１７】
また、本実施形態においては、エージング処理における印加電圧を、欠陥部の破壊電圧および有機ＥＬ素子の破壊電圧の間としているが、さらに、エージング処理における印加電圧を、有機ＥＬ素子Ｓ１の実駆動時の逆電圧（逆バイアス電圧）以上とすることが好ましい。
【０１１８】
有機ＥＬ素子において実駆動時における逆電圧は、発光輝度の仕様に基づく順電圧以上の値に設定されるのが通常である。これは、有機ＥＬ素子をドットマトリクス駆動に用いる場合に、そのドットマトリクス駆動によるクロストークを防止するために、逆電圧の方が順電圧よりも大きいことが必要になるためである。
【０１１９】
そのため、実駆動でのライン欠陥をより確実に防止するという観点から、エージング処理における印加電圧は実駆動時の逆電圧以上で実施することが望ましい。
【０１２０】
具体的には、各電圧の大小関係が、実駆動時の逆電圧＜欠陥部の破壊電圧＜有機ＥＬ素子の破壊電圧である場合、エージング処理は、欠陥部の破壊電圧と有機ＥＬ素子の破壊電圧との間で実施する。
【０１２１】
また、欠陥部の破壊電圧＜実駆動時の逆電圧＜有機ＥＬ素子の破壊電圧である場合、エージング処理は実駆動電圧と素子の破壊電圧との間で実施する。いずれにせよ、エージング処理における印加電圧は実駆動時の逆電圧以上で実施する。
【０１２２】
さらに、欠陥部の破壊電圧以上となるように有機ＥＬ素子Ｓ１の実駆動時の逆電圧を決定したうえで、エージング処理における印加電圧を、有機ＥＬ素子Ｓ１の実駆動時の逆電圧以上とすることが好ましい。
【０１２３】
それによれば、できあがった有機ＥＬ素子Ｓ１において、実駆動時の逆電圧がエージング処理における印加電圧以下で且つ欠陥部の破壊電圧以上となる。つまり、実駆動時における逆電圧によってエージング処理に近い処理が可能となる。
【０１２４】
そのため、エージング処理によって完全に欠陥部をオープン破壊できない場合やエージング処理以降の工程や使用中に新たな欠陥部が生じた場合であっても、実駆動時において、欠陥部をオープン破壊することが可能となる。
【０１２５】
例えば、エージング処理を２１Ｖの印加電圧で行って製造した複数個の有機ＥＬ素子を、８５℃にて駆動時の逆電圧２０Ｖで駆動したが、いずれの有機ＥＬ素子も２０００時間経過してもライン欠陥の発生はなく、高い信頼性を実現することができた。
【０１２６】
（第２実施形態）
上記第１実施形態でも述べたように、実駆動でのライン欠陥をより確実に防止するという観点から、エージング処理における印加電圧は実駆動時の逆電圧以上で実施することが望ましい。
【０１２７】
そして、本発明者らの検討により、有機ＥＬ素子の破壊電圧は、有機ＥＬ素子における有機膜の膜厚ｔと相関があることを見出した。上記第１実施形態の一構成例に示した材料を用いた有機ＥＬ素子Ｓ１において、有機膜４〜６の膜厚ｔ（ｎｍ）と有機ＥＬ素子Ｓ１の破壊電圧（Ｖ）、破壊電界強度（ＭＶ／ｃｍ）との関係を調べた。
【０１２８】
その結果を図１０に示す。ここで、有機膜の膜厚ｔは、有機膜３〜６においてＣｕＰｃ等の導電性の膜３を含む場合は当該導電性の膜を除いた有機膜４〜６の膜厚ｔである。当該導電性の膜を除外するのは、当該導電性の膜が、他の有機膜に比べて十分に抵抗値が小さく、電界がさほど加わらないためである。
【０１２９】
つまり、図１０では、ＣｕＰｃからなるホール注入層３を除く有機膜４〜６の膜厚ｔを変えていき、上記破壊電圧測定工程と同様の要領で有機ＥＬ素子Ｓ１の破壊電圧を求めた。また、有機ＥＬ素子Ｓ１の破壊電界強度は、求められた有機ＥＬ素子Ｓ１の破壊電圧を有機膜４〜６の膜厚ｔで除したものである。なお、測定は常温で行った。
【０１３０】
図１０に示す結果から、有機ＥＬ素子Ｓ１の破壊電圧は、有機膜４〜６の膜厚ｔに依存するのに対し、破壊電界強度は、有機膜４〜６の膜厚ｔによらずほぼ一定であることがわかった。
【０１３１】
そして、多数の有機ＥＬ素子Ｓ１について、有機ＥＬ素子Ｓ１（正常部）の破壊電界強度を同様に調べた。その結果を、当該破壊電界強度の分布として図１１に示す。
【０１３２】
図１１に示すように、有機ＥＬ素子Ｓ１の破壊電界強度は、平均値として３．９ＭＶ／ｃｍであり、また、３σの下限値として３．２ＭＶ／ｃｍであることがわかった。
【０１３３】
これらのことから、本実施形態では、有機ＥＬ素子Ｓ１の実駆動時の逆電圧をＲとしたとき、エージング処理における印加電圧の範囲として、当該逆電圧Ｒと（ｔ×３．９）ＭＶとの間の値とすれば、正常部すなわち有機ＥＬ素子Ｓ１は破壊せずに、欠陥部のみをオープン破壊できる。
【０１３４】
ここで、エージング処理における印加電圧の範囲として、前記逆電圧Ｒと（ｔ×３．２）ＭＶとの間の値とすれば、より確実に有機ＥＬ素子の破壊を防止することができ、好ましい。
【０１３５】
したがって、本実施形態によっても、素子の正常部に損傷を与えることなく、欠陥部を予め適切にオープン破壊させることのできる有機ＥＬ素子の製造方法を提供することができる。
【０１３６】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態は製造方法に係るもので、上記第１実施形態に述べたエージング工程を行うにあたって、室温状態よりも欠陥部を顕在化させるために有機ＥＬ素子Ｓ１に加熱処理を施す工程が付与された点が、上記第１実施形態の製造方法と相違する。以下、この相違点を中心に述べる。
【０１３７】
加熱処理により欠陥部が顕在化することは、以下に述べるような本発明者等の検討結果に基づく。
【０１３８】
上記第１実施形態の製造方法（図２参照）と同様、陽極形成工程、表面処理工程、有機膜形成工程、陰極形成工程、素子封止工程までを行い、上記同様の有機ＥＬ素子Ｓ１を形成した。この素子Ｓ１は、第１実施形態に述べた一構成例の表示パネルと同じ構成である。
【０１３９】
つまり、この素子Ｓ１も、ガラス基板１の上に、陽極としての膜厚１４０ｎｍのＩＴＯ膜２、ホール注入層としての膜厚５０ｎｍのＣｕＰｃ膜３、ホール輸送層としての膜厚６０ｎｍのＴＰＴＥ膜４、発光層としての膜厚４０ｎｍのジメチルキナクリドンが１％ドープされたＡｌｑ３膜（Ａｌｑ３発光膜）５、電子輸送層としての膜厚２０ｎｍのＡｌｑ３膜６、電子注入層としての膜厚０．５ｎｍのＬｉＦ膜７、陰極としての厚さ１００ｎｍのＡｌ膜８が順次積層されたものである。そして、この素子Ｓ１が２５６×６４個のマトリクス状画素を構成しているものである。
【０１４０】
この有機ＥＬ素子Ｓ１を１２０℃の温度中に２ｈｒ放置するという高温放置を行った。そして、この素子Ｓ１において、高温放置の前と後とで、印加電圧−電流密度特性（Ｖ−Ｉ特性）を調べた。その結果を図１２に示す。図１２では、横軸に印加電圧、縦軸に電流密度をとり、高温放置の前を初期、加速高温放置の後を１２０℃、２ｈｒとして示してある。
【０１４１】
図１２において、高温放置前では、印加電圧４Ｖをしきい値として印加電圧の上昇と共に電流密度が上昇するという正常なＶ−Ｉ特性を示している。しかし、高温放置後では、リークやショートが発生して、しきい値よりも低い印加電圧にて多大な電流が流れるといった異常が見られた。
【０１４２】
この現象をさらに追求すべく、有機ＥＬ素子Ｓ１における有機膜表面すなわち電子輸送層である上記Ａｌｑ３膜６の表面を顕微鏡観察した。その観察結果を顕微鏡写真に基づく模式的断面図として図１３に示す。
【０１４３】
図１３では、ＩＴＯ膜２の上に、ＣｕＰｃ膜３、ＴＰＴＥ膜４、Ａｌｑ３発光膜５、Ａｌｑ３膜６が順次積層されており、（ａ）は８５℃放置後、（ｂ）は１００℃放置後、（ｃ）は１２０℃放置後の状態を示す。図１３に示すように、放置温度が上昇するほど、Ａｌｑ３膜６の表面に多数のボイドＢが観察され、このボイドＢの形成がリークに関係があると推定した。
【０１４４】
このボイドＢの大きさを、図１３中に示すボイド深さＤとして示し、このボイド深さＤの温度依存性を示すグラフを、図１４に示す。ボイドＢの大きさには温度依存性が見られ、グラフの外挿値からボイドＢの形成のしきい温度は７０℃程度と判断した。
【０１４５】
例えば、８５℃に加熱すると、深さ３５ｎｍ程度の陥没（ボイド）ができており、電圧を印加した場合、この陥没した部位に電圧集中が起こり、これが上記図１２に示すリークの原因と推定した。
【０１４６】
以上のことから、有機ＥＬ素子を高温状態とすることで、膜に存在するボイド等の欠陥部は、室温状態よりも成長して顕著になる。すなわち、高温状態とすることで、経時的に発生する可能性のある欠陥部を顕在化させ、確実に拾い出すことができる。
【０１４７】
なお、本発明者等の検討では、加熱処理により欠陥部が顕在化することは、上記Ａｌｑ３のような昇華性材料において顕著に現れる。これは、「解決手段」の欄でも述べたように、昇華性材料の方が蒸発性材料よりも粒子間の結合エネルギーが小さいため、比較的ボイドが生じやすいためと考えられる。
【０１４８】
以上の検討から、本第３実施形態では、室温状態よりも欠陥部を顕在化させるために有機ＥＬ素子Ｓ１を加熱処理した後、エージング工程を行う製造方法を提供する。具体的な工程フローを図１５に示す。
【０１４９】
図１５に示す本第３実施形態の製造方法は、上記図２に示す製造方法において、素子封止工程とエージング工程との間に、加熱処理工程を行うものである。この加熱処理工程は、その処理温度が７０℃〜１２０℃の範囲で行うことが好ましい。
【０１５０】
これは、上記図１４に示したように、ボイドの形成のしきい温度は７０℃程度であり、７０℃程度からボイド等の欠陥部の成長が始まることと、いっぽう１２０℃を超えると素子自体の熱的ダメージが大きくなることによるものである。
【０１５１】
図１５に示す製造方法によれば、有機ＥＬ素子Ｓ１を加熱処理して室温状態よりも欠陥部を顕在化させることができ、その後行うエージング工程により、この顕在化した欠陥部をオープン破壊させることができる。このエージング工程は上記第１実施形態と同様に行う。
【０１５２】
ちなみに、上記第１実施形態では、エージング工程の前に、有機ＥＬ素子Ｓ１を構成する膜２〜８に存在する欠陥部が顕在化していない。それに比べて、本第３実施形態では、第１実施形態では現れない欠陥部までも発生させ、その欠陥部までもオープン破壊することができる。
【０１５３】
つまり、本第３実施形態では、上記第１実施形態の製造方法の効果に加えて、経時的に発生する可能性のある欠陥部を、予めさらに確実にオープン破壊させておくことのできる製造方法を実現できる。そのため、さらに信頼性の高い有機ＥＬ素子を実現することができる。
【０１５４】
本第３実施形態の具体的な効果を図１６を参照して述べる。図１６は、上記図１５に示す製造方法により製造された有機ＥＬ素子Ｓ１の連続点灯試験結果を示す図表である。
【０１５５】
図１６における連続点灯試験は、上記図１５に示す製造方法においてエージング工程まで行ったパネルについて、８５℃恒温槽内での連続点灯試験を実施したものである。このパネルは、上記第１実施形態と同様、２５６×６４個のマトリクス画素構成を持つ表示パネルである。
【０１５６】
そして、加熱処理工程は、封止工程まで行った素子（パネル）を８５℃のオーブンで６０分加熱することで行った。その後、素子をオーブンから取り出して、上記第１実施形態の具体例と同様、印加波形として、１２５Ｈｚ、１／６４デューティの矩形パルス（順バイアス電圧１２Ｖを１回印加し、続いて、逆バイアス電圧−２５Ｖを６３回印加する）を用いて１分間、エージング処理を行った。
【０１５７】
このような加熱処理およびエージング工程に供された表示パネル（図１６中のパネル番号Ａ６〜Ａ１０）について、連続点灯試験（８５℃雰囲気）を行ったところ、図１６に示すように、いずれも５００時間を経過してもライン欠陥が発生しなかった。
【０１５８】
つまり、本第３実施形態では、上記第１実施形態（図５参照）よりも、さらにライン欠陥発生時間が延び、より高い信頼性を有する有機ＥＬ素子を実現できることが確認できた。
【０１５９】
また、本第３実施形態では、加熱処理の後にエージングを行うのではなく、変形例として加熱処理とエージングとを同時に行っても良い。すなわち、室温状態よりも欠陥部を顕在化させるために有機ＥＬ素子Ｓ１を加熱処理した状態で、エージング工程を行うものでも良い。
【０１６０】
この変形例の製造方法の工程フローを図１７に示す。この変形例は、具体的には、素子封止工程まで行われた有機ＥＬ素子Ｓ１を、８５℃のオーブンで６０分加熱し、８５℃のオーブン内に保持したまま、上記した１２５Ｈｚ、１／６４デューティの矩形パルスで１分間、エージング処理を行うようにすることができる。
【０１６１】
この場合にも、上記した８５℃での連続点灯試験を５台の表示パネルについて行ったが、上記図１１と同様の結果であり、いずれのパネルにも５００時間を経過してもライン欠陥は発生しなかった。つまり、この変形例のように、加熱処理とエージングとを同時に行う場合でも、本第３実施形態の作用効果を実現することができる。
【０１６２】
また、上述したが、加熱処理により欠陥部が顕在化することは、上記Ａｌｑ３のような昇華性材料において顕著に現れる。そのため、本第３実施形態においては、有機ＥＬ素子における有機膜３〜６の構成材料の少なくとも一つあるいは全てを、真空蒸着法にて成膜されるものであってその成膜時において蒸発性を有する材料とすることが好ましい。
【０１６３】
このように、有機膜の構成材料の少なくとも一つに蒸発性材料を用いることによって、上記ボイドの発生を低減し、結果、欠陥部の発生自体を低減することができる。
【０１６４】
また、上記構成例に示した有機ＥＬ素子Ｓ１では、有機膜３〜６のうち発光層５、電子輸送層６が、８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体であるＡｌｑ３からなる。このＡｌｑ３は、真空蒸着法にて成膜されるものであってその成膜時において昇華性を有する昇華性材料である。
【０１６５】
このように、有機膜の構成材料の少なくとも一つが昇華性材料であるとき、加熱処理における処理温度は、当該昇華性材料が熱により形態変化をする温度以上であることが好ましい。
【０１６６】
それによれば、有機膜の構成材料の少なくとも一つが、ボイドの生じやすい昇華性材料であるときに、加熱処理によって、昇華性材料の形態変化すなわちボイド等を発生しやすくさせ、欠陥部を顕在化させることができる。
【０１６７】
また、上述したが、本実施形態の加熱処理工程は、その処理温度が７０℃〜１２０℃の範囲で行うことが好ましい。これは、昇華性材料であるＡｌｑ３膜６（電子注入層６）において、７０℃以上になるとボイド等の欠陥部の成長が始まることに対応している。
【０１６８】
（第４実施形態）
ところで、上記各実施形態にて行うエージング処理の歩留まりは、エージング工程以降の欠陥発生率に直結することになる。特に市場における欠陥の発生は確実に防止する必要がある。
【０１６９】
そこで、エージング処理の良否判定法を確立することが必要となってくる。本実施形態は、エージング処理の良否判定法を備えた製造方法を提供するものである。本実施形態の製造方法の工程フローを図１８に示す。エージング処理の良否判定を行う工程はリーク電流判定工程である。
【０１７０】
その判定法は、エージング処理の良否を、エージング処理後において有機ＥＬ素子Ｓ１に逆電圧を印加したときに陽極２と陰極８との間に流れるリーク電流に基づいて判定するものである。例えば、リーク電流に基づく判定においては、良品判定の基準の上限を５×１０-2Ａ／ｍ2とすることができる。
【０１７１】
リーク電流判定工程の具体的な実施例を次に示す。まず、３２７６０個の有機ＥＬ素子（画素）Ｓ１について、エージング工程でのエージング処理によって欠陥部をオープン破壊させた。この後、リーク電流判定工程では、陽極２と陰極８との間に１５Ｖの逆電圧（逆バイアス電圧）を印加した。
【０１７２】
すると、オープン破壊された欠陥部を含む大部分の正常部では、リーク電流密度が１×１０-2Ａ／ｍ2以下であった。それに対して、一部のエージングが不良であり非発光が発生した非発光発生素子（画素）すなわち不良部では、すべてリーク電流密度が５×１０-2Ａ／ｍ2以上であった。
【０１７３】
図１９は、この不良部（非発光発生素子）のうちの７個について、リーク電流密度を示した図表である。７個の不良部すべてについて、リーク電流密度が５×１０-2Ａ／ｍ2以上であることがわかる。そして、これら不良部は、８５℃、１０００時間で作動試験を行ったところすべて短絡つまり非発光が生じた。
【０１７４】
つまり、エージング処理後に測定する上記リーク電流によって、エージングによってオープン破壊や不導体化がうまくいった良品と、うまくいかずに短絡を生じる不良品との区別を明確に行うことができる。
【０１７５】
（他の実施形態）
なお、上記各実施形態においては、陽極２がインジウムチンオキサイド（ＩＴＯ）からなる場合、その平均表面粗さＲａが２ｎｍ以下であり、１０点平均表面粗さＲｚが２０ｎｍ以下であることが好ましい。これらＲａ、ＲｚはＪＩＳ（日本工業規格）に規定されたものである。
【０１７６】
破壊電圧は陽極２の表面粗さにも依存する。陽極は通常ＩＴＯ（インジウムチンオキサイド）からなるので、そのＩＴＯ陽極の表面粗さを上記のようにすることで、当該表面粗さに起因する破壊をほぼ無視することができ、エージング処理を確実に行うことができる。
【０１７７】
なお、有機ＥＬ素子としては、基板、陽極、有機膜、陰極等として、上記したもの以外にも、有機ＥＬ素子に用いられているかまたは用いられる可能性のある材料を適宜採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ素子の概略断面図である。
【図２】上記第１実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法を示す工程フロー図である。
【図３】正常部および欠陥部における破壊電圧の測定結果の一例を示す図である。
【図４】正常部および欠陥部における破壊電圧と破壊発生数との関係を示す図である。
【図５】上記第１実施形態の製造方法により製造された有機ＥＬ素子の連続点灯試験結果を示す図表である。
【図６】比較例の有機ＥＬ素子の連続点灯試験結果を示す図表である。
【図７】エージング雰囲気の酸素濃度と故障率との関係を調べた結果を示す図である。
【図８】上記第１実施形態の変形例としてエージング工程を素子封止工程の前に実施する場合の有機ＥＬ素子の製造方法を示す工程フロー図である。
【図９】封入ガスの酸素濃度を変えたときの放置時間とダークエリア寸法との関係を示す図である。
【図１０】有機膜の膜厚ｔ（ｎｍ）と有機ＥＬ素子の破壊電圧（Ｖ）、破壊電界強度（ＭＶ／ｃｍ）との関係を示す図である。
【図１１】有機ＥＬ素子の破壊電界強度の分布を示す図である。
【図１２】本発明者等の試作した有機ＥＬ素子における１００℃、１２ｈｒで高温放置する前と後でのＶ−Ｉ特性を示す図である。
【図１３】Ａｌｑ３膜について顕微鏡観察した結果に基づくＡｌｑ３膜断面を模式的に示す図である。
【図１４】図１３に示すボイドの深さの温度依存性を示すグラフである。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法を示す工程フロー図である。
【図１６】上記第３実施形態の製造方法により製造された有機ＥＬ素子の連続点灯試験結果を示す図表である。
【図１７】上記第３実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法の変形例を示す工程フロー図である。
【図１８】上記第４実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法を示す工程フロー図である。
【図１９】エージングの良否判定により不良品と判定された素子のリーク電流密度を示す図表である。
【符号の説明】
２…陽極、３…ホール注入層、４…ホール輸送層、５…発光層、
６…電子輸送層、７…電子注入層、８…陰極、Ｓ１…有機ＥＬ素子。
【図１】
0003562522.tif 000002
【図２】
0003562522.tif 000003
【図３】
0003562522.tif 000004
【図４】
0003562522.tif 000005
【図５】
0003562522.tif 000006
【図６】
0003562522.tif 000007
【図７】
0003562522.tif 000008
【図８】
0003562522.tif 000009
【図９】
0003562522.tif 000010
【図１０】
0003562522.tif 000011
【図１１】
0003562522.tif 000012
【図１２】
0003562522.tif 000013
【図１３】
0003562522.tif 000014
【図１４】
0003562522.tif 000015
【図１５】
0003562522.tif 000016
【図１６】
0003562522.tif 000017
【図１７】
0003562522.tif 000018
【図１８】
0003562522.tif 000019
【図１９】
0003562522.tif 000020