(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（１）の一面上に、第１の電極層（２）、第１の絶縁層（３）、発光層（４）、第２の絶縁層（５）、第２の電極層（６）を順次成膜するようにしたＥＬ素子の製造方法において、
前記第１の絶縁層を成膜した後から前記発光層を成膜する前までの第１の時期、前記発光層を成膜した後から前記第２の絶縁層を成膜する前までの第２の時期、及び、前記第２の絶縁層を成膜した後の第３の時期のうち少なくとも１つの時期に、該時期における前記層が露出されている状態で該層に１００℃以上４５０℃以下の温度にて熱処理しながら紫外線照射を行うことを特徴とするＥＬ素子の製造方法。
【請求項２】
前記第１、第２及び第３の時期の全ての時期に、前記紫外線照射を行うことを特徴とする請求項１に記載のＥＬ素子の製造方法。
【請求項３】
基板（１）の一面上に、第１の電極層（２）、第１の絶縁層（３）、発光層（４）、第２の絶縁層（５）、第２の電極層（６）を順次成膜するようにしたＥＬ素子の製造方法において、
前記第１の絶縁層を成膜した後から前記発光層を成膜する前までの第１の時期、前記発光層を成膜した後から前記第２の絶縁層を成膜する前までの第２の時期、及び、前記第２の絶縁層を成膜した後の第３の時期の全ての時期に、該時期における前記層が露出されている状態で該層に紫外線照射を行うことを特徴とするＥＬ素子の製造方法。
【請求項４】
前記紫外線照射における紫外線の波長は、３５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のＥＬ素子の製造方法。
【請求項５】
前記紫外線照射における紫外線の波長は、１５０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項４に記載のＥＬ素子の製造方法。
【請求項６】
前記紫外線照射における紫外線の強度は、５０Ｊ／ｍ2以上５０００Ｊ／ｍ2以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のＥＬ素子の製造方法。
【請求項７】
前記第１の絶縁層（３）及び前記第２の絶縁層（５）のうち少なくとも一方を、ＡＬＥ（アトミック・レイヤー・エピタキシー）法により成膜することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の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、電界印加により発光する発光層を一対の絶縁層にて挟んでなるＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種のＥＬ素子は、ガラス等の基板の一面上に、ＩＴＯ（インジウム・チン・オキサイド）等よりなる第１の電極層、Ａｌ２Ｏ３やＴａ２Ｏ５等よりなる第１の絶縁層、Ｍｎを微量含有するＺｎＳ（ＺｎＳ：Ｍｎ）等よりなる発光層、Ａｌ２Ｏ３やＴａ２Ｏ５等よりなる第２の絶縁層、ＩＴＯ等よりなる第２の電極層を順次形成してなる。
【０００３】
ここで、上記両電極層はスパッタリングやフォトリソグラフ技術を用いて成膜、パターニングされる。また、上記発光層は電子ビーム蒸着法等を用いて成膜され、上記両絶縁層はスパッタリング法やＡＬＥ（アトミック・レイヤー・エピタキシー）法を用いて成膜される。かかるＥＬ素子においては、第１の電極層と第２の電極層との間に、所定の駆動電圧（例えば２００Ｖ〜２５０Ｖ程度の交流電圧）を印加することにより、発光層を発光させ、この光を表示に用いている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、図６に、ＥＬ素子の輝度−電圧特性（Ｌ−Ｖ特性）を模式的に示す。実線で示す特性は初期状態を示し、電圧Ｖ１を印加することで暗状態（オフ状態）を実現し、Ｖ１よりも所定電圧（オンオフ電圧差、例えば４０Ｖ）分高い電圧Ｖ２を印加することで明状態（オン状態）を実現する。
【０００５】
ところで、ＥＬ素子においては、上記Ｌ−Ｖ特性を安定化させるために、製造されたＥＬ素子（初期状態のＥＬ素子）に対して、実際に使用する前にエージング処理を行うのが普通である。エージングとは、例えば、図６中の電圧Ｖ１とＶ２との間でのオン−オフの繰り返しを、所定時間（例えば２０時間）連続して行うものである。
【０００６】
しかしながら、このようなエージングを行った後では、図６中の破線で示す様に、輝度の電圧依存性の変化（Ｌ−Ｖだれ）が生じる。ここで、駆動電圧は暗状態（オフ状態）を基準に決められる。また、現状では、駆動回路側の制約により、駆動電圧におけるオンオフ電圧差を大きくすることは難しく、エージング後におけるオンオフ電圧差（Ｖ２’−Ｖ１’）は、初期状態におけるオンオフ電圧差（Ｖ２−Ｖ１）と同程度とせざるを得ない。そのため、図６に示す様に、エージング後の輝度（明状態）は、初期に比べて低下することとなる。
【０００７】
また、このＬ−Ｖだれの程度は素子毎にばらつくため、所望のＬ−Ｖ特性、即ち所望の輝度を安定して得ることは難しい。さらには、エージング前であっても、狙いのＬ−Ｖ特性に対して、実際に製造されたＥＬ素子のＬ−Ｖ特性が異なる（即ち、Ｌ−Ｖだれが発生する）場合があり、それによっても、輝度が低下することがあった。
【０００８】
ここで、本発明者等の検討によれば、上記の輝度低下は、ＥＬ素子において発光層や絶縁層に含有される水分が、化合物を形成する等により絶縁層と発光層との界面を変質させることが原因ではないかと推定される。発光層や各絶縁層の成膜にあたっては、成膜材料（例えばスパッタのターゲット等）や成膜装置（例えば真空チャンバ等）内の雰囲気中に水分が存在するため、発光層や各絶縁層には水分が含有される。
【０００９】
特に、絶縁層を上記ＡＬＥ法により成膜されたＡＴＯ膜（Ａｌ２Ｏ３とＴｉＯ２の極薄膜を交互に積層した多層膜）とする場合（例えば特公昭６４−５４４０号公報、特公昭６０−２１９５５号公報参照）には、成膜材料としてＨ２Ｏを用いるため、絶縁層中に水分が存在しやすい。
【００１０】
このような成膜過程にて混入された発光層や絶縁層中の水分を、層中より追い出す最も手っ取り早い方法としては、成膜後の熱処理が考えられる。本発明者等の実験検討によれば、例えば、第１の絶縁層として上記ＡＴＯ膜を成膜した場合、成膜後に６２５℃、１時間の熱処理を行うことで、実際にＬ−Ｖだれに効果があることがわかった。
【００１１】
しかし、例えば、発光層としてＺｎＳ：Ｍｎを成膜した場合では、成膜後の熱処理により、ＺｎＳ：Ｍｎ膜からＳ抜けが起こり、輝度が低下してしまうことがわかった。このように、成膜後の熱処理を用いて水分を除去する方法では、発光層の劣化による輝度低下もさることながら、実際の熱処理の前後に行う昇温及び降温工程に時間がかかるため、結果として、処理時間が長くなってしまい効率的ではない。
【００１２】
そこで、本発明は上記問題に鑑み、効率的に輝度の低下を抑制するＥＬ素子の製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、成膜後の発光層または絶縁層に対して紫外線（ＵＶ光）照射を行えば、層中の水分（水分子）を分解して分解物を拡散により層外へ除去したり、また、層中での化学反応によって水分を消滅させることにより、層中の水分を低減できるのではないかと考えた。この考えに着目して鋭意検討を行った結果、実際に紫外線照射を行うことにより、輝度低下が抑制されることが実験的にわかった。
【００１４】
即ち、請求項１記載の発明では、基板（１）の一面上に、第１の電極層（２）、第１の絶縁層（３）、発光層（４）、第２の絶縁層（５）、第２の電極層（６）を順次成膜してなるＥＬ素子の製造方法において、該第１の絶縁層の成膜後から該発光層の成膜前までを第１の時期、該発光層の成膜後から該第２の絶縁層の成膜前までを第２の時期、及び、該第２の絶縁層の成膜後を第３の時期とし、これら第１、第２及び第３の時期のうち少なくとも１つの時期に、該時期における前記の層が露出されている状態で該層に紫外線照射を行うことを特徴としている。
【００１５】
本発明によれば、上記の第１〜第３の時期の少なくとも１つの時期に、該時期における上記の層が露出されている状態で該層に紫外線照射を行うことにより、該第１の絶縁層、該発光層、及び該第２の絶縁層のうち少なくとも１層中に含有される水分を低減することができると考えられ、実際に従来よりも輝度低下を抑制できる。また、この紫外線照射によれば、処理時間は実際の照射時間におおよそ依存するため、上記した熱処理よりも短時間で処理可能である。よって、本発明によれば、効率的に輝度低下を抑制するＥＬ素子の製造方法を提供することができる。また、上記紫外線照射により、水の分解（Ｈ2Ｏ→Ｈ＋ＯＨ）が起こり、分子が小さくなると、拡散係数が大きくなるため、膜中から水分が除去されやすくなる。この拡散は熱により促進されるため、上記のＳ抜けのように発光層等が劣化しない程度の温度で熱処理しながら、紫外線照射を行うことが処理の短時間化のためには有効である。温度が低すぎると処理の短時間化の効果が薄く、高すぎると発光層等の劣化が起こる。このため、請求項１記載の発明では、紫外線照射は、１００℃以上４５０℃以下の温度にて熱処理しながら行うこととしている。
【００１６】
また、請求項２記載の発明のように、第１、第２及び第３の時期の全ての時期に紫外線照射を行うようにすれば、第１の絶縁層、発光層、及び第２の絶縁層の全ての層において、当該層中に含有される水分を確実に低減することができ、輝度低下の抑制をより高レベルにて実現できる。また、請求項３記載の発明では、基板（１）の一面上に、第１の電極層（２）、第１の絶縁層（３）、発光層（４）、第２の絶縁層（５）、第２の電極層（６）を順次成膜してなるＥＬ素子の製造方法において、該第１の絶縁層の成膜後から該発光層の成膜前までを第１の時期、該発光層の成膜後から該第２の絶縁層の成膜前までを第２の時期、及び、該第２の絶縁層の成膜後を第３の時期とし、これら第１、第２及び第３の時期の全ての時期に、該時期における前記の層が露出されている状態で該層に紫外線照射を行うことを特徴としている。この発明においても、第１の絶縁層、発光層、及び第２の絶縁層の全ての層において、当該層中に含有される水分を確実に低減することができ、輝度低下の抑制をより高レベルにて実現できる。
【００１７】
ここで、紫外線照射における紫外線の波長を３５０ｎｍ以下とすること（請求項４の発明）が好ましい。これは、紫外線の波長が３５０ｎｍ以下であれば十分に水の分解反応に要するエネルギーを付与することができるためである。また、この紫外線の波長は、光源等を考慮すると実用上は１５０ｎｍ以上であること（請求項５の発明）が好ましい。
【００１８】
さらに、請求項６の発明のように、紫外線照射における紫外線の強度は５０Ｊ／ｍ2以上５０００Ｊ／ｍ2以下であることが好ましい。これは、該強度が５０Ｊ／ｍ2未満であると、強度が弱く照射時間を長く要して実用的でなくなること、また、該強度が５０００Ｊ／ｍ2よりも大きいと強度が強すぎてＥＬ素子の構成材料を劣化させる恐れがあるためである。
【００２８】
なお、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。
【００２９】
【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。図１は、本発明にかかるＥＬ素子（薄膜ＥＬ素子）の一実施形態を示す概略断面図である。ＥＬ素子１００は、ガラス等よりなる透明基板（本発明でいう基板）１の一面上に、透明電極である下部電極層（本発明でいう第１の電極層）２、下部絶縁層（本発明でいう第１の絶縁層）３、発光層４、上部絶縁層（本発明でいう第２の絶縁層）５、上部電極層（本発明でいう第２の電極層）６が順次積層された構成となっている。
【００３０】
下部電極層２及び上部電極層６は透明導電膜よりなり、本例では、下部電極層２が厚さ５００ｎｍ程度のＩＴＯ（インジウムチンオキサイド）、上部電極層６が厚さ３００ｎｍ程度のＩＴＯよりなる。このＩＴＯは、スパッタリング等により透明基板１の一面に成膜された後、フォトリソグラフ法を用いてエッチングすることにより、所望の形状にパターニングされている。
【００３１】
下部絶縁層３及び上部絶縁層５は、Ａｌ２Ｏ３やＴａ２Ｏ５等の透明な電気絶縁膜よりなり、本例では、両絶縁層３、５共、Ａｌ２Ｏ３とＴｉＯ２の極薄膜（例えば厚さ数ｎｍ）を交互に積層した多層膜であるＡＴＯよりなる。なお、ＡＴＯの厚さは例えば３００ｎｍ程度である。
【００３２】
また、発光層４は、オレンジ系発色を行うＺｎＳ：Ｍｎや青系発色を行うＳｒＳ：Ｃｅ等の通常の無機発光材料等よりなり、本例ではＺｎＳ：Ｍｎ（０．数％のＭｎを含んだＺｎＳ）で厚さ１０００ｎｍ程度のものよりなる。このように、ＥＬ素子１００では、発光層４を一対の絶縁層３、５で挟み、さらにその外側を一対の電極層１、６で挟んだ構成を有し、両電極層１、６間に印加する電圧を調整することで、発光層４を発光状態または非発光状態とするようになっている。
【００３３】
次に、図２及び図３も参照して、ＥＬ素子１００の製造方法について述べる。図２は本製造方法の工程図、図３は紫外線照射装置を示す模式図である。まず、下部電極層成膜工程Ｓ１では、透明基板１の一面上に、スパッタリング法によりＩＴＯ膜を例えば厚さ５００ｎｍ形成する。次に、電極パターニング工程Ｓ２では、このＩＴＯ膜をフォトリソグラフ法を用いて所望の形状（例えばストライプ状）にパターニングする。こうして、下部電極層２が成膜される。
【００３４】
次に、下部絶縁層成膜工程Ｓ３では、下部電極層２を含む透明基板１の一面上に、ＡＬＥ（アトミック・レイヤー・エピタキシー）法を用いて下部電極層３としてのＡＴＯを例えば厚さ３００ｎｍ形成する。
【００３５】
このＡＬＥ法は、ＡｌＣｌ３とＨ２Ｏとの反応、及び、ＴｉＣｌ４とＨ２Ｏとの反応を利用して行われるもので、その詳細については、例えば、特公昭６４−５４４０号公報や特公昭６０−２１９５５号公報等に記載されており、本工程Ｓ３では、これらと同様の方法にて行うことができる。そして、発光層成膜工程Ｓ４では、下部絶縁層３の上に、電子ビーム蒸着法によりＺｎＳ：Ｍｎよりなる発光層４を例えば厚さ１０００ｎｍ形成する。
【００３６】
続いて、紫外線照射工程Ｓ５では、発光層４まで形成されたワークに対して、透明基板１の一面上から、図３に示す装置を用いて紫外線照射を行う。図３において、７は内部がＮ２ガス雰囲気である容器であり、この容器７内において、上部には紫外線照射手段としての低圧水銀ランプ８、下部には上記ワークを加熱する加熱手段としてのヒータ（例えば通電式のもの）９が配設されている。
【００３７】
この装置を用いた紫外線照射方法の一例を述べる。ヒータ９によって容器７内の温度を２００℃に設定するとともに、低圧水銀ランプ８を点灯させる。なお、該ランプ８からは、波長２５４ｎｍの光が９割、波長１８５ｎｍの光が１割程度であって、その強度が５００Ｊ／ｍ２である紫外線が、照射されるようになっている。そして、上記ワークを容器７内における低圧水銀ランプ８とヒータ９との間に設置すると、該ワークに対する照射が開始される。
【００３８】
上記ワークに対して１０分間照射した後、該ワークを容器７の外へ搬送する。こうして、紫外線照射工程Ｓ５が終了する。なお、上記例では、低圧水銀ランプ８をオン状態（点灯状態）としたまま容器７に対してワークを出し入れするため、紫外線の照射時間は、このワークの出し入れ時期によって決まるが、低圧水銀ランプ８をオンオフさせることにより照射時間を管理しても良い。
【００３９】
次に、上部絶縁層成膜工程Ｓ６では、上記下部絶縁層成膜工程Ｓ３と同様に、発光層４の上に、ＡＬＥ法によって上部絶縁層５を形成する。次に、絶縁層除去工程Ｓ７では、透明基板１の周辺部に位置する両絶縁層３、５を研磨等により除去して、下部電極層２を露出させる。この露出部は、下部電極層２における外部回路接続用の電極取出部となる。
【００４０】
続いて、上部電極層成膜工程Ｓ８及び電極パターニング工程Ｓ９では、下部電極層２の成膜方法と同様に、スパッタリングやフォトリソグラフ法を用いて、上部絶縁層５の上に、所望形状にパターニングされた上部電極層６を例えば厚さ３００ｎｍ形成する。こうして、図１に示すＥＬ素子１００が出来上がる。
【００４１】
ところで、このＥＬ素子１００においては、紫外線照射工程Ｓ５において、発光層４まで形成されたワークに対して、透明基板１の一面上から紫外線照射を行っている。そのため、発光層４の成膜直後において、ＺｎＳ：Ｍｎよりなる発光層４の表面に、発光層４中の成分であるＺｎの酸化物（硫酸亜鉛（ＺｎＳＯ４））が形成され、結果的に、出来上がったＥＬ素子１００においても、図１に示す様に、硫酸亜鉛よりなる酸化物膜４ａが形成された発光層４となっている。
【００４２】
この硫酸亜鉛の存在は、ＥＬ素子１００において、次のような効果をもたらしている。発光層４の成膜時（発光層成膜工程Ｓ４）においては、発光層４中の成分であるＳの抜けが発生する。Ｓが抜けている箇所には、次に積層される上部絶縁層５が形成されにくくなり、結果的に、発光層４と上部絶縁層５との界面や上部絶縁層５中に欠陥が生じる。
【００４３】
この欠陥部分は、電子を貯める作用を有し、このため、電子が発光層４中の発光中心（Ｍｎ）に衝突する割合が減少することとなる。このことは、発光層４の発光輝度の低下につながる。
【００４４】
ここで、本例において、発光層成膜直後の発光層４の表面に紫外線照射すると、次のようなメカニズムが進行すると推定される。発光層４中においては、抜けやすい成分であるＳがきちんと整列せず過剰に存在する領域が発生するのが通例である。そして、発光層４に対して紫外線照射が行われると、そのオゾン作用によって、上記の過剰な領域のＳが硫酸イオン（ＳＯ４−）に変化する。
【００４５】
すると、この硫酸イオンは、マイグレーションにより、発光層４中のＳが抜けている箇所に収まり、硫酸亜鉛となって発光層４の表面に存在する。これは、Ｓが抜けている箇所に硫酸イオンが収まることがエネルギー的に安定となるためであると考えられる。
【００４６】
以上のような推定メカニズムによって、Ｓが抜けている箇所に硫酸イオンが配列することにより、発光層４の表面に硫酸亜鉛よりなる酸化物膜４ａが形成され、抜け部分を無くすことができる。従って、発光層４の表面に上部絶縁層５を形成しても、発光層４と上部絶縁層５との界面や、または、上部絶縁層５中に欠陥が生じなくなり、結果的に、発光輝度の低下を抑制することができる。
【００４７】
なお、上記製造方法において、紫外線照射工程Ｓ５を、発光層成膜工程Ｓ４と上部絶縁層成膜工程Ｓ６との間（第２の時期）にて実行しているが、下部絶縁層成膜工程Ｓ３と発光層成膜工程Ｓ４との間（第１の時期）、及び、上部絶縁層成膜工程Ｓ６以後の時期（第３の時期）にて実行しても良い。つまり、これら第１〜第３の時期のうち少なくとも１つの時期に紫外線照射工程を行って良い。なお、第３の時期に行う場合は、絶縁層除去工程Ｓ７の前でも、該工程Ｓ７と上部電極層成膜工程Ｓ８との間でも、該工程Ｓ８と電極パターニング工程Ｓ９との間でも、該工程Ｓ９の後でも、あるいはこれら全ての時期でも良い。
【００４８】
かかるＥＬ素子１００は、外部回路（図示せず）から例えば２００Ｖの電圧を暗状態、例えば２４０Ｖの電圧を明状態とした駆動電圧（交流電圧）を、両電極層１、６の間に印加することにより、発光層４を発光または非発光状態とする。なお、本ＥＬ素子１００は、透明基板１側から上部電極層６側へ光が透過可能な透過型の素子であり、発光層４からの発光は、透明基板１側及び上部電極層６側の両側より視認することができる。
【００４９】
ところで、本実施形態の製造方法によれば、上記の第１〜第３の時期の少なくとも１つの時期に紫外線照射工程を行うことにより、実際に、従来よりもエージング後の輝度低下を抑制できるという効果を奏する。さらに、初期輝度も向上するという効果が得られる。この効果を実験的に検証したものが、図４及び図５に示すグラフである。
【００５０】
図４はエージング後の輝度低下率における効果を示し、図５は、初期輝度（製造直後であってエージング前のＥＬ素子における輝度）における効果を示す。これら両図中、「ＵＶ照射なし」は、紫外線照射を行わない従来製法によるＥＬ素子、「各層ＵＶ照射」は、本実施形態の製法において第１の時期及び第２の時期に紫外線照射工程を行ったＥＬ素子、「ＺｎＳ層ＵＶ照射」は、本実施形態の製法において第２の時期のみに紫外線照射工程を行ったＥＬ素子を示す。
【００５１】
ここで、紫外線照射は、上記した紫外線照射方法の一例に示した条件（２００℃で熱処理しながらランプ８による１０分間照射を行う）にて行った。また、エージングは、暗状態の電圧を２００Ｖ、明状態の電圧を２４０Ｖとした約５００Ｈｚの駆動電圧（交流電圧）を２０時間印加しつづけることで行った。また、輝度低下率Ａは、エージング後の輝度Ｋ２からエージング前の輝度Ｋ１を差し引いた値をエージング前の輝度Ｋ１で除した値であり、各輝度（ｃｄ／ｍ２）は周知の輝度計にて測定した。
【００５２】
図４及び図５からわかるように、本実施形態の製造方法によれば、紫外線照射を行うことにより、初期輝度を従来に比べ向上できるとともに、エージング後の輝度低下率も従来に比べ小さく、エージングによる輝度低下を抑制できていることがわかる。
【００５３】
また、第２時期のみ紫外線照射を行ったもの（ＺｎＳ層ＵＶ照射）よりも、第１時期及び第２時期に紫外線照射を行ったもの（各層ＵＶ照射）の方が、初期輝度の向上及びエージングによる輝度低下の抑制、共に高いレベルにて達成できている。よって、第１〜第３時期の全ての時期に紫外線照射を行えば、さらに高レベルの効果が期待できることがわかる。
【００５４】
さらに言うならば、各時期に行う紫外線照射のうち、第２時期即ち発光層への紫外線照射が最も効果がある。例えば、図４を参照すると、「ＵＶ照射なし」と「ＺｎＳ層ＵＶ照射」との比較においては、「ＺｎＳ層ＵＶ照射」は圧倒的に効果が出ている。これに対して、「各層ＵＶ照射」と「ＺｎＳ層ＵＶ照射」との比較においては、「各層ＵＶ照射」は、第１および第２時期にＵＶ照射したにもかかわらず、「ＺｎＳ層ＵＶ照射」に対して向上分が少ない。
【００５５】
これは、「ＺｎＳ層ＵＶ照射」において上記した様に、発光層４の表面に酸化物膜４ａが形成され、この酸化物膜４ａの形成によって欠陥の発生が抑制されるという効果が加わっているためと考えられる。
【００５６】
このように、紫外線照射によって、実際に、上記したＬ−Ｖだれを抑制でき輝度低下を抑制できるのであるが、これは、紫外線照射された下部絶縁層３、発光層４、及び上部絶縁層５において、層中に含有される水分が低減されるためと考えられる。発光層４内や下部絶縁層３内に進入した紫外線（ＵＶ光）によって、発光層４内及び下部絶縁層３内の水または表面吸着水は分解され、分子が小さくなるため、拡散して層外へ除去されやすくなるので、層中に含有される水分が低減されると考えられる。
【００５７】
また、紫外線照射における紫外線の波長は３５０ｎｍ以下とすることが好ましい。水の生成エネルギーが分子１個当たり約０．４７×１０−１８Ｊであるのに対し、波長３５０ｎｍの紫外線は、そのエネルギーを単位Ｊに換算すると約０．５７×１０−１８Ｊであり、水を分解させ得るエネルギーを持つ。また、波長２５４ｎｍでは約０．７８×１０−１８Ｊ、波長１８５ｎｍでは約１．０７×１０−１８Ｊである。
【００５８】
よって、紫外線の波長が３５０ｎｍ以下であれば、十分に水の分解反応を起こさせることができる。なお、この紫外線の波長は、短かすぎるとエネルギーが大きすぎて構成材料を変質させる可能性があることに加えて、光源等を考慮すると実用上は１５０ｎｍ以上であることが好ましい。波長１５０ｎｍ〜３５０ｎｍの紫外線ならば、特殊な光源を必要とせずに、汎用の光源（水銀ランプ等）を用いて紫外線照射を行うことができる。
【００５９】
また、紫外線照射における紫外線の強度は、５０Ｊ／ｍ２以上５０００Ｊ／ｍ２以下であることが好ましい。この強度は、１ｃｍ２の照射面積に対して照度が６０ｍＷのＵＶ光を１５分間照射した場合をもとにして算出できる。該強度が５０Ｊ／ｍ２未満であると、強度が弱く照射時間を長く要して実用的でなくなり、また、該強度が５０００Ｊ／ｍ２よりも大きいと強度が強すぎて素子の構成材料を劣化させる恐れがある。
【００６０】
また、本実施形態によれば、紫外線照射における処理時間は実際の照射時間だけに依存するため、絶縁層中の水分除去方法として上述したような熱処理（６２５℃、１時間）を行う場合よりも、短時間で処理可能である。例えば、上述した熱処理の場合には、実際には、熱衝撃で基板が劣化、損傷するのを回避するために、昇温及び降温をゆっくりと行うため、実際の熱処理に要する時間よりも数倍の時間（例えば数時間以上）がかかってしまう。それに対し、本実施形態の紫外線照射では、例えば数分〜数十分程度の処理時間で済み、効率的である。
【００６１】
特に、本実施形態では、紫外線照射工程を発光層等が劣化しない程度の温度で熱処理しながら行うことで、水の分解物の拡散を促進させることができるため、照射時間をより短くできる。この熱処理温度としては、１００℃以上４５０℃以下が好ましい。これは、１００℃未満であると処理の短時間化の効果が薄く、４５０℃よりも高いと発光層等の劣化が起こる可能性が大きくなるためである。
【００６２】
以上のように、本実施形態によれば、上記した第１から第３の時期の少なくとも１つの時期に、透明基板１の一面上から紫外線照射を行うことにより、従来よりも初期輝度の向上及びエージング後の輝度低下の抑制を、短時間の処理にて効率的に実現可能なＥＬ素子の製造方法を提供することができる。特に、本実施形態は、層中に水分を含みやすいＡＬＥ法で成膜されたＡＴＯによって両絶縁層３、５を構成した場合に有効である。
【００６３】
（他の実施形態）
なお、上記実施形態においては、紫外線照射は、１００℃以上４５０℃以下の温度にて熱処理しながら行うものとしているが、この熱処理をしないで例えば室温環境にて紫外線照射を行ってもよい。また、第１及び第２の絶縁層は、ＡＬＥ法で成膜されたＡＴＯに限定されるものでは勿論無く、例えば、スパッタリングで成膜されたＴａ２Ｏ５等であっても良い。また、紫外線照射手段としては例えば、炭素アーク灯、シンクロトロン放射等の光源を用いても良い。
【００６４】
また、本発明において、例えば、発光層をフォトリソグラフ法により所定のパターンとなるように形成する場合には、このパターン形成に使うフォトレジストをリフトオフした後の、該発光層が露出した状態で該発光層に紫外線照射する必要がある。
【００６５】
即ち、フォトレジストを溶剤にてリフトオフした後は、発光層の露出表面を水で洗浄するが、該水分が発光層中に含浸されることがある。この場合、このリフトオフ後の水で洗浄されて表面が露出されている状態の発光層に紫外線照射を行えば、発光層の成膜工程の過程で含有された水分及び上記洗浄工程で含有された水分を、同時に低減することができる。
【００６６】
このようにフォトレジストを用いたフォトリソグラフ法により所定のパターンに形成する対象の層は発光層に限らず、例えば第１の絶縁層のうち基板周縁部分に位置する領域をエッチングにより除去して、下方の第１の電極層を剥き出しにする場合（剥き出した部分は第１の電極層の端子部となる）にも、フォトレジストを用いたフォトリソグラフ法が適用されるので、この場合にも、第１の絶縁層からフォトレジストをリフトオフ後の水で洗浄されて表面が露出されている状態の該第１の絶縁層に紫外線照射を行えばよい。
【００６７】
なお、紫外線の照射方向は、上記実施形態では、透明基板１の各層２〜５が形成されている一面上から行っているが、該透明基板１が紫外線を透過する特性を有するものであれば、該透明基板１の各層２〜５が形成されていない他面上から紫外線照射を行っても勿論良い。このようにしても、各層２〜５に紫外線を照射することが可能である。
【００６８】
また、本発明は、基板の一面上に、第１の電極層、第１の絶縁層、発光層、第２の絶縁層、第２の電極層を順次成膜してなるＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子において、発光層及び各絶縁層の少なくとも１層に紫外線照射することを要旨とするものであり、その適用は、上記した透過型ＥＬ素子に限定されるものではない。本発明は、例えば、上部電極層として金属薄膜を用い片側からのみ光を取り出し可能としたＥＬ素子等にも適用できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかるＥＬ素子を示す概略断面図である。
【図２】上記実施形態にかかるＥＬ素子の製造方法を示す工程図である。
【図３】上記実施形態にかかる紫外線照射装置を模式的に示す説明図である。
【図４】エージング後の輝度低下の抑制効果を示す説明図である。
【図５】初期輝度の向上効果を示す説明図である。
【図６】輝度−電圧特性の変化による輝度の低下を説明する説明図である。
【符号の説明】
１…透明基板、２…下部電極層、３…下部絶縁層、４…発光層、
５…上部絶縁層、６…上部電極層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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