有機ＥＬ素子の製造方法および有機ＥＬ素子の製造装置
【課題】エージング工程において表示品質を維持しつつ欠陥部をオープン化できないような陰極の膜厚が１３５ｎｍ以上である有機ＥＬ素子において、リーク電流の発生しやすい欠陥部を顕在化させて良否判定を適切に行う。
【解決手段】陰極４０を膜厚１３５ｎｍ以上として有機ＥＬ素子１００を形成し、続いて、上下電極２０、４０のうち陰極４０側をプラス極、陽極２０側をマイナス極としてこれら両電極２０、４０間に、直流電圧を、有機ＥＬ素子１００に存在する欠陥部が短絡するレベル以上まで時間とともに上昇させながら印加し、その後、有機ＥＬ素子１００において短絡した欠陥部の有無を検出する。
【解決手段】陰極４０を膜厚１３５ｎｍ以上として有機ＥＬ素子１００を形成し、続いて、上下電極２０、４０のうち陰極４０側をプラス極、陽極２０側をマイナス極としてこれら両電極２０、４０間に、直流電圧を、有機ＥＬ素子１００に存在する欠陥部が短絡するレベル以上まで時間とともに上昇させながら印加し、その後、有機ＥＬ素子１００において短絡した欠陥部の有無を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子の製造方法および有機ＥＬ素子の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、一般に、基板上に、下部電極、発光層を含む有機膜、上部電極を積層してなるが、有機材料を使用しているために、電界や熱によって変質や拡散が起こりやすく、その結果として、上下電極の短絡が発生することがある。特に初期のリーク電流が検出限界（たとえば１ｎＡ以下）であっても、駆動時に、突然、上下の電極の短絡にいたる場合がある。
【０００３】
その対策として、従来では、上下両電極のうち陰極側をプラス極、陽極側をマイナス極として両電極間に、発光時に印加する順電圧とは反対の逆電圧を印加し、欠陥部を顕在化させてオープン破壊するエージング工程を行い、その後、有機ＥＬ素子に逆電圧を印加し両電極間に流れるリーク電流を測定し、このリーク電流値に基づいて良否判定を実施する工程を行う製造方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
このものによれば、逆電圧の印加により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により欠陥部に対応する上部電極を破壊させる。その結果、欠陥部が電気的にオープンになり、駆動時にはリークが発生しないようになる。
【０００５】
ここで、欠陥部とは、通常、異物などの段差によって有機膜が薄くなり短絡しやすくなっている部位である。オープン化した欠陥部は、上部電極が飛散したため局所的な非発光部となるが、直径がたとえば約５０μｍ以下であり肉眼で見分けることができない。そのため表示品質に影響はない。
【特許文献１】特許第３５６２５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記したような欠陥部をオープン化させるエージング工程を行うものは、逆電圧の印加により欠陥部がオープン化する素子構造には有効である。
【０００７】
しかしながら、本発明者の検討によれば、上記方法を用いても、このような欠陥部をオープン化できない素子構造が存在し、そのようなものには、上記方法が適用できないことが実験的にわかった。
【０００８】
欠陥部をオープン化できない素子構造とは、上部電極を厚膜とした構造である。この上部電極を厚くしていくと、上記した電極破壊によるオープン化のメカニズムより、ある膜厚以上でオープン化しなくなる。具体的には、そのような上部電極の膜厚が１３５ｎｍ以上であることがわかった。
【０００９】
このことに関する本発明者が行った具体的な実験検討について述べる。一般的な有機ＥＬ素子構造において、上部電極の膜厚を変えたものを作製し、これらについて、欠陥部をオープン化させるためのエージング工程を行った。また、エージング工程において印加する逆電圧が大きいほど欠陥部のオープン化がなされやすいため、その逆電圧も変えて行った。
【００１０】
図１８は、種々の逆電圧における上部電極膜厚とオープン化成功率との関係を示す図である。エージング工程において印加する逆電圧が１６Ｖである場合、上部電極膜厚が１００ｎｍまでオープン化可能である。さらに、逆電圧を１８Ｖ以上とすることで１３５ｎｍまでオープン化可能である。また、観察の結果、このオープン化が上記したような電極破壊であり、具体的には上部電極の飛散によるものであることを確認した。
【００１１】
ここで、上部電極膜厚が１３５ｎｍ以上の構造では、逆電圧を２２Ｖとすることで、欠陥部は電気的にオープン化する。しかし、この時の欠陥部は上部電極の破壊が大きく目視可能であり、品質不良となるものであった。
【００１２】
たとえば、オープン化してできた穴の径が約５０μｍ以下ならば目視されず表示品質上問題ないが、それよりも大きいとオープン化した部分が目視可能となり、表示品質を維持できなくなる。
【００１３】
これは、印加する逆電圧を２２Ｖまで上げたことにより、ジュール熱が増大し、上部電極の飛散量が大きくなったためと考えられる。つまり、上部電極の膜厚が１３５ｎｍ以上の素子構造は、欠陥部をオープン化させるエージング工程を採用しても、表示品質の点より、オープン化できない構造であることがわかった。
【００１４】
また、上記特許文献１では、エージング工程後に有機ＥＬ素子に逆電圧を印加したときに流れるリーク電流値に基づいて良否判定を実施する、すなわち正常品と欠陥品とを判定するようにしているが、上述の理由から、上部電極が１３５ｎｍ以上に厚く表示品質を維持するようにオープン化することができない素子構造の場合には、この手法は適用することができない。
【００１５】
このような上部電極の厚膜化は、配線抵抗を小さくするために必要である。特に、長い配線を必要とする大画面の有機ＥＬ表示装置においては必須となる。したがって、上部電極の厚膜化によって欠陥部のオープン化ができなくても、出荷前に逆電圧を印加する処理を行って欠陥部を顕在化させ不良品を取り除くことは、市場における短絡不良を防止するためには、必要である。
【００１６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、エージング工程において表示品質を維持するように欠陥部をオープン化できないような上部電極の膜厚が１３５ｎｍ以上である有機ＥＬ素子において、リーク電流の発生しやすい欠陥部を顕在化させて良否判定を適切に行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するため、鋭意検討を行った。まず、上部電極の膜厚が１３５ｎｍ以上であること以外は一般的な構成を有する有機ＥＬ素子において、故意に有機膜の膜厚を薄くして欠陥部を生じやすくした欠陥品を試作した。
【００１８】
これらの欠陥品に、時間とともに電圧が上昇する逆バイアス電圧を印加した結果、欠陥品が電気的に短絡することがわかった（後述の図４参照）。
【００１９】
また、後述する図５に示されるように、この時間に対して上昇する逆バイアス電圧の上昇レートを大きくすると、上記課題の欄にて述べたように、表示品質を維持できない程度までオープン化してしまう欠陥品が発生し、一方、当該上昇レートを小さくすることで確実に欠陥品を短絡させられることを見出した。
【００２０】
これは、時間に対して上昇する逆バイアス電圧の上昇レートを小さくすることにより、欠陥部において一度に大きな電流が流れないようになり、その結果、ジュール熱の発生が抑えられ、上部電極が飛散することなく短絡に至るものと推定される。
【００２１】
この現象の詳細メカニズムは不明であるが、本発明者が新たに見出したことである。なお、上記特許文献１には、時間に対して電圧が上昇する逆バイアス電圧を印加する手法の記載があるが、時間に対して上昇する逆バイアス電圧の上昇レートを考慮する点については一切記載がない。
【００２２】
そして、上記の電圧印加後の有機ＥＬ素子に対して発光時に印加する順電圧を印加してみると発光しなかった。これは電流が短絡した欠陥部に集中して流れるためである。このことは点灯状態による発光・非発光の外観を見ることなどにより、正常品と欠陥品とを判定できることを示している。
【００２３】
上記の電圧印加後の欠陥品におけるオープン化した部位と短絡した部位とを、顕微鏡写真の画像から模式化した図として、図１７に示す。上述のとおり、オープン化した部位は（図１７（ａ）参照）、上部電極の飛散量が大きく表示品質の点で適用できないことがわかる。
【００２４】
一方、図１７（ｂ）に示されるように、短絡した欠陥部はその直径が小さく、短絡していることを除けば、非駆動時では目視されない程度の小さなものであり、表示品質上、問題はない。
【００２５】
このことは、この短絡した欠陥部における上部電極や有機膜を、レーザ等で除去し非導通化することで表示品質上、問題が無くなることを示している。また、この短絡した欠陥部は、顕微鏡観察のレベルで認識可能であり、このことは、欠陥部を、短絡した欠陥部として顕在化させ、その検出が可能となることを意味する。
【００２６】
つまり、上記した実験検討によれば、上部電極の膜厚が１３５ｎｍ以上である有機ＥＬ素子においては、時間に対して電圧が上昇する逆電圧を、その上昇レートを考慮して印加することにより、欠陥品の欠陥部を、表示品質上問題となるようなオープン化を行うことなく短絡破壊させ、正常品か欠陥品かを点灯状態の外観などに基づいて判定できることがわかった。
【００２７】
本発明は上記したような実験検討の結果、創出されたものであり、上部電極（４０）を膜厚１３５ｎｍ以上として有機ＥＬ素子（１００）を形成し、続いて、上下両電極（２０、４０）のうち陰極（４０）側をプラス極、陽極（２０）側をマイナス極としてこれら両電極（２０、４０）間に、直流電圧を、有機ＥＬ素子（１００）に存在する欠陥部が短絡するレベル以上まで時間とともに上昇させながら印加し、その後、有機ＥＬ素子（１００）において短絡した欠陥部の有無を検出するようにしたことを、第１の特徴とする。
【００２８】
それによれば、上述したように、リークの発生しやすい欠陥部を、表示品質上、問題無いように短絡破壊して顕在化させることで、短絡した欠陥部の有無を検出して、正常品と欠陥品とを識別することができるため、良否判定を適切に行うことができる。
【００２９】
ここで、この製造方法においては、後述する図５に示されるように、欠陥部短絡工程では、直流電圧の上昇レートを１Ｖ／秒以下とすることで、欠陥部の短絡破壊をより確実に行うことができる。
【００３０】
また、直流電圧を時間とともに上昇させることは、連続的すなわち直線的な上昇でもよいが、時間に対して階段状に上昇させていくものでもよい（後述の図７参照）。
【００３１】
また、欠陥部短絡工程では、直流電圧における印加の開始電圧を０Ｖよりも大きくすることによって、欠陥部短絡工程の処理時間を短くすることができる（後述の図８、図９参照）。
【００３２】
また、判定工程によって検出された欠陥部の領域に位置する上部電極（４０）もしくは有機膜（３０）を除去することにより、当該欠陥部を修復するようにすれば、製品の歩留まりの向上が可能となる。
【００３３】
ここで、欠陥部修復工程では、欠陥部に光エネルギーもしくは電気エネルギーを与えることにより、上部電極（４０）もしくは有機膜（３０）を焼失させるようにすることができる。
【００３４】
また、判定工程は、有機ＥＬ素子（１００）を点灯させた状態で外観検査を行うものにすれば、短絡した欠陥部は非発光となり、外観にて認識できるため、欠陥部の有無を検出できる。
【００３５】
また、この外観検査は、欠陥部短絡工程の前と後との両時点で行い、欠陥部短絡工程の前後の外観の差により欠陥部の有無を検出するものにすれば、欠陥部短絡工程にて短絡した欠陥部を、それ以外の欠陥や異物などと識別して検出することが可能となる。
【００３６】
また、判定工程は、有機ＥＬ素子（１００）の上下電極（２０、４０）間のリーク電流を測定し、このリーク電流の値に基づいて有機ＥＬ素子（１００）の欠陥部の有無を検出するものにできる。それによれば、電流値に基づく確実な判定が行える。
【００３７】
また、このリーク電流の測定は、有機ＥＬ素子（１００）における上下両電極（２０、４０）のうち陰極（４０）側をプラス極、陽極（２０）側をマイナス極として行うものにすれば、確実な判定が行える。
【００３８】
ここで、リーク電流の測定は、有機ＥＬ素子（１００）の実駆動時に用いられる逆バイアス電圧以上の電圧を印加して測定することが好ましい。
【００３９】
また、リーク電流の測定は、欠陥部短絡工程の前と後との両時点で行い、欠陥部短絡工程の前後のリーク電流の差により欠陥部の有無を検出するものにすれば、欠陥部短絡工程にて短絡した欠陥部を、確実に検出することが可能となる。
【００４０】
ここで、素子形成工程にて、有機ＥＬ素子（１００）をマトリクス状に複数個形成した場合、欠陥部短絡工程にて、これら複数個の有機ＥＬ素子（１００）における上下両電極（２０、４０）に対し、一括して上記の直流電圧を印加するようにすれば、複数個の有機ＥＬ素子（１００）について一括して欠陥部の短絡を行うことができる。
【００４１】
また、素子形成工程では、マトリクス状に配置された複数個の有機ＥＬ素子（１００）を基板（１０）上に形成するとともに、これら複数個の有機ＥＬ素子（１００）における上下両電極（２０、４０）の少なくとも一方に対して欠陥部短絡工程において一括して直流電圧を送るための配線部（２００）を、基板（１０）上に形成するようにすれば、欠陥部短絡工程における電気的な接続箇所を少なくすることができる。
【００４２】
また、本発明は、有機ＥＬ素子（１００）の欠陥部の有無を検出する製造装置であって、第１の出力端子（３１１）および第２の出力端子（３１２）を有する直流電源（３１０）と、欠陥部を検出する検出手段（３４０、３６０）とを備え、第１の出力端子（３１１）と有機ＥＬ素子（１００）の陽極側の電極（２０）とを第１のリード線（３２１）、第１の端子部（３３１）を介して接続し、第２の出力端子（３１２）と有機ＥＬ素子（１００）の陰極側の電極（４０）とを第２のリード線（３２２）、第２の端子部（３３２）を介して接続し、直流電源（３１０）の第１の出力端子（３１１）をアースとし、第２の出力端子（３１２）にて時間とともに電圧が上昇する直流電圧を出力するようにしたことを、第２の特徴とする。
【００４３】
それによれば、この製造装置を用いて、上記第１の特徴を有する製造方法における欠陥部短絡工程および判定工程を適切に実行することができる。
【００４４】
ここで、この製造装置において、検出手段（３６０）によって検出された欠陥部の領域に位置する上部電極（４０）を除去することにより、当該欠陥部を修復する欠陥部修復手段（３７０）を有するものとすれば、判定工程によって検出された欠陥部の修復を行うことができる。
【００４５】
また、この製造装置において、直流電源（３１０）の第１の出力端子（３１１）に一定電圧を出力し、第２の出力端子（３１２）をアースとして有機ＥＬ素子（１００）を点灯させ、この点灯状態の有機ＥＬ素子（１００）の外観検査を検出手段（３４０）によって行い、欠陥部の有無を検出するようにすれば、上記の外観検査による判定工程を適切に行うことができる。
【００４６】
また、上記製造装置における検出手段を、第１および第２のリード線（３１１、３１２）の少なくとも一方に電気的に接続された電流計測手段（３６０）を備え、直流電源（３１０）の第１の出力端子（３１１）をアースとし、第２の出力端子（３１２）に一定電圧を出力したときに電流計測手段（３６０）により計測される電流値により、欠陥部の有無を検出するものにすれば、上記のリーク電流の測定による判定工程を適切に行うことができる。
【００４７】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００４９】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る１つの有機ＥＬ素子１００の断面構成を示す図である。
【００５０】
この有機ＥＬ素子１００は、基板１０上に、下部電極としての陽極２０、有機膜３０、上部電極としての陰極４０を積層してなる。この有機ＥＬ素子１００は、陰極４０の膜厚が１３５ｎｍ以上であること以外は、一般的な有機ＥＬ素子と同様の膜構成を有するものである。
【００５１】
すなわち、基板１０はガラス、プラスチックなどの透明基板からなり、陽極２０はＩＴＯなどの透明電極膜からなり、有機膜３０は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層などが積層されたものからなり、陰極４０はアルミなどの金属電極からなるものである。
【００５２】
そして、この有機ＥＬ素子１００においては、実駆動時には、陽極２０をプラス極、陰極４０をマイナス極として両極２０、４０間に順電圧を印加することにより、有機膜３０にて発光がなされ、たとえば、基板１０側から光が取り出されるようになっている。
【００５３】
ここで、本実施形態では、このような有機ＥＬ素子１００を複数個マトリクス状の形成したものとしている。図２は、複数個の有機ＥＬ素子１００をマトリクス状に形成した構成の概略平面図である。
【００５４】
図２に示されるように、基板１０上において、陽極２０および陰極４０が互いに交差するように延びるストライプ状に形成されており、これら上下両電極２０、４０が交差して重なり合う部位が、画素すなわち上記図１に示される有機ＥＬ素子１００として構成されている。
【００５５】
このようなマトリクス状に配置された有機ＥＬ素子１００においては、図示しない駆動回路によって、複数個の有機ＥＬ素子１００のうち所望のものを発光させることで、ディスプレイパネルとして使用できるようになっている。
【００５６】
次に、有機ＥＬ素子１００の製造方法について述べる。図３は本実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法を示す工程フロー図である。
【００５７】
まず、基板１０上にスパッタなどにより下部電極としての陽極２０を形成し、有機発光材料を用いて蒸着法により有機膜３０を形成する。続いて、Ａｌなどを蒸着することにより上部電極としての陰極４０を膜厚１３５ｎｍ以上（たとえば、３００ｎｍ程度）となるように形成する。
【００５８】
ここで、本実施形態では、陽極２０および陰極４０を、フォトリソグラフ法などにより、上記図２に示されるようにストライプ状にパターニングすることで、有機ＥＬ素子１００をマトリクス状に複数個形成する。ここまでが、素子形成工程であり、これにより、上記図１および図２に示される有機ＥＬ素子１００が形成される。
【００５９】
次に、欠陥部短絡工程では、この有機ＥＬ素子１００における陰極４０をプラス極、陽極２０をマイナス極として両電極２０、４０間に、上記順電圧とは逆方向の直流電圧すなわち逆バイアス電圧を印加する。
【００６０】
ここで、逆バイアス電圧は、有機ＥＬ素子１００に存在する欠陥部が短絡するレベル以上まで時間とともに上昇させながら印加する。本発明者の検討によれば、有機ＥＬ素子において欠陥部が短絡するレベルとは、たとえば３５Ｖ〜４０Ｖ程度である。このような逆バイアス電圧の印加は直流電源を用いて行うことができる。
【００６１】
ここで、図２において逆バイアス電圧の印加は、個々の有機ＥＬ素子１００毎に行ってもよいが、複数個の有機ＥＬ素子１００における上下両電極２０、４０をそれぞれ、共通の配線を用いて直流電源に接続し、複数個の有機ＥＬ素子１００に対して一括して逆バイアス電圧を印加するようにしてもよい。それによれば、複数個の有機ＥＬ素子１００について一括して欠陥部の短絡を行うことができ、短時間の処理が可能となる。
【００６２】
なお、この欠陥部短絡工程では、欠陥部の短絡破壊をより確実に行うために、直流電圧である逆バイアス電圧の上昇レートを１Ｖ／秒以下とする。この逆バイアス電圧を時間とともに上昇させることは、連続的な上昇でもよいが、時間に対して階段状に上昇させていくものでもよい。
【００６３】
さらに、欠陥部短絡工程では、欠陥部短絡工程の処理時間を短くすべく、逆バイアス電圧における印加の開始電圧を０Ｖよりも大きくする。なお、これら上昇レートや開始電圧についての詳細は、後述の図４〜図９にてより具体的に述べる。
【００６４】
そして、本実施形態では、この欠陥部短絡工程を行った後、有機ＥＬ素子１００において短絡した欠陥部の有無を検出する判定工程を行う。具体的には、この判定工程では、有機ＥＬ素子１００に順電圧を印加することで点灯させた状態とし、この状態で外観検査を行うようにする。
【００６５】
ここで、本実施形態の製造方法において、短絡した欠陥部は、上記図１７（ｂ）に示されるようなものであり、目視されずに表示品質上問題ない小さなものであるが、顕微鏡観察のレベルで認識可能である。
【００６６】
しかし、たとえば、上記図２に示される複数個の有機ＥＬ素子１００がマトリクス状に形成されている場合、正常な有機ＥＬ素子１００は発光し、短絡した欠陥部が存在する有機ＥＬ素子１００は非発光となるため、目視にて欠陥部の有無を検出することができる。そして、この判定工程において、欠陥部が存在する有機ＥＬ素子１００は、観察者によって欠陥品として判定される。
【００６７】
このように、本実施形態の製造方法によれば、リークの発生しやすい欠陥部を、表示品質上、問題無いように短絡破壊して顕在化させることで、短絡した欠陥部の有無を検出して、正常品と欠陥品とを識別することができるため、有機ＥＬ素子１００の良否判定を適切に行うことができる。
【００６８】
ここにおいて、本実施形態では、上述したように、欠陥部短絡工程において、有機ＥＬ素子１００に対して、欠陥部が短絡するレベル以上まで時間とともに電圧が上昇する逆バイアス電圧を印加する。このような逆バイアス電圧を印加する根拠は、上記解決手段の欄にも述べたが、本発明者の実験検討の結果によるものである。この検討およびそれに基づく根拠について、より具体的に述べる。
【００６９】
上記図１に示される素子構成において、有機膜３０の膜厚ｔを変えることで、リーク電流の発生しやすい欠陥品を作製した。リーク電流の発生度合に関する主たるパラメータは、有機膜３０の膜厚ｔ（図１参照）であり、この有機膜３０を薄くすることでリーク電流が発生しやすくなる。
【００７０】
欠陥品としては、有機膜３０の膜厚ｔを６０ｎｍ以下とした。この６０ｎｍ以下の膜厚ｔは、通常の有機ＥＬ素子中に存在する段差などにより生じる欠陥部の膜厚であり、通常の有機ＥＬ素子においてリークが発生する範囲である。
【００７１】
ちなみに、欠陥部の断面分析からも有機膜３０の膜厚ｔが概ね６０ｎｍであることを確認している。どれほどの膜厚ｔを欠陥品とするかは、使用する環境も考慮して設計的に決まる。有機膜の膜厚ｔが厚くなれば短絡させるまでの必要電圧が大きくなるだけで、本発明の有効性は変わらない。
【００７２】
そして、ｎ＝１０の欠陥品について、室温環境のもと、時間とともに１Ｖ／秒のレートで上昇する逆バイアス電圧を、上記欠陥部短絡工程と同様にして、有機ＥＬ素子１００の欠陥部が短絡するまで印加した。
【００７３】
図４は、この時の逆バイアスの印加電圧に対する有機ＥＬ素子１００に流れるリーク電流の対数値（任意単位）を示す。このように、各測定サンプルにおいてリークが発生し、欠陥品が短絡することがわかった。
【００７４】
さらに、時間とともに上昇する逆バイアス電圧の上昇レートを種々変えて、欠陥部短絡工程を実施した。その結果を図５に示す。この図５では、横軸に逆バイアス電圧の上昇レートをとり、左の縦軸に短絡による欠陥検出率をとり、右の縦軸にオープン化する率をとってある。
【００７５】
短絡による欠陥検出率とは、上記図１７（ｂ）に示されるように欠陥部が短絡した欠陥部となる割合であり、オープン化する率とは、上記図１７（ａ）に示されるように表示品質が維持できないオープン化が発生する割合である。
【００７６】
この図５に示されるように、逆バイアス電圧の上昇レートを大きくするとオープン化する欠陥品が発生し、上昇レートを小さくすることで確実に欠陥品を短絡できることがわかった。
【００７７】
また、上昇レートが１Ｖ／秒以下の場合は、短絡による欠陥検出率が９０％以上であり、０．７Ｖ／秒以下の場合は１００％であるが、２Ｖ／秒になると、オープン化してしまう割合の方が大きくなってしまう。このような図５に示される結果より、逆バイアス電圧の上昇レートを１Ｖ／秒以下、好ましくは０．７Ｖ／秒以下とすることで、欠陥品の欠陥部を確実に短絡破壊できることがわかる。
【００７８】
また、この逆バイアス電圧の上昇レートを１Ｖ／秒以下とすることで欠陥品の欠陥部を確実に短絡破壊できることは、上部電極すなわち陰極４０の膜厚が１３５ｎｍ以上であれば、当該膜厚によらず実現可能である。
【００７９】
このことの検証例を図６に示す。図６は、逆バイアス電圧の上昇レートを０．５Ｖ／秒とし、陰極４０の膜厚（つまり上部電極膜厚）を変化させた時の短絡による欠陥部検出率を調べた結果を示す図である。この図６に示されるように、上部電極である陰極４０の膜厚が１３５ｎｍ以上であれば、上記効果が発現することを確認した。
【００８０】
また、上述したように、欠陥部短絡工程では、逆バイアス電圧を時間とともに連続的に上昇させてもよいが、階段状に上昇させていくものでもよい。この階段状に上昇する逆バイアス電圧の一例を図７に示す。
【００８１】
この図７に示される例では、電圧が時間に対して所定の電圧まで、所定の時間を保持しながら、階段状に上昇する。本例では、１Ｖ／秒の上昇レートで逆バイアス電圧が時間に対して、不連続的にすなわち階段状に上昇している。逆バイアス電圧の上昇レートが同じであれば、連続的であっても階段状であっても同様の効果が得られる。
【００８２】
また、本実施形態では、欠陥部短絡工程にて、逆バイアス電圧における印加の開始電圧を０Ｖよりも大きくすることが好ましいが、その開始電圧を０Ｖよりも大きくした逆バイアス電圧の一例を図８に示す。
【００８３】
図８に示される例では、開始電圧が１０Ｖであり、逆バイアス電圧は、時間とともに上昇レート１Ｖ／秒にて連続的に上昇している。逆バイアス電圧の上昇レートが同じであれば、開始電圧に関わらず同様の効果が得られるため、開始電圧を高くすることで、開始電圧を０とした場合よりも処理時間を短くすることが可能となる。
【００８４】
図９は、上記欠陥品を用いて逆バイアス電圧の上昇レートを０．５Ｖ／秒とし、開始電圧を変化させた時の短絡による欠陥部検出率を調べた結果を示す図である。図９に示されるように、当該欠陥部検出率が開始電圧に依存しないことがわかる。
【００８５】
ただし、逆バイアス電圧の開始電圧が欠陥品が短絡するレベルの電圧（３５Ｖ〜４０Ｖ程度）に近づくと、欠陥部検出率が落ちている。これは、短絡するレベルの電圧に近い大きな逆バイアス電圧をいきなり印加すると、上記図１７（ａ）に示されるようなオープン破壊の状態になるためである。このことから、開始電圧の上限は、欠陥部が短絡するレベルよりも１０Ｖ程度以上低い電圧であることが好ましい。
【００８６】
このように、本実施形態の製造方法によれば、上部電極４０の膜厚が１３５ｎｍ以上である有機ＥＬ素子１００において、リーク電流の発生しやすい欠陥部を顕在化させて良否判定を適切に行うことができる。
【００８７】
また、本実施形態においては、判定工程は、有機ＥＬ素子１００を点灯させた状態で外観検査を行うものとしているが、この外観検査は、欠陥部短絡工程の前と後との両時点で行ってもよい。
【００８８】
それによれば、欠陥部短絡工程にて短絡した欠陥部のみを実質的に検出でき、それ以外の欠陥や異物などと識別して検出することが可能となる。たとえば、有機ＥＬ素子１００の表面に付着するゴミなどが存在する場合には、このようなゴミと短絡した欠陥部とを層別した判定が可能となる。
【００８９】
また、本実施形態の製造方法において判定工程は、上記の外観検査以外にも、有機ＥＬ素子１００の上下電極２０、４０間のリーク電流を測定し、このリーク電流の値に基づいて有機ＥＬ素子１００の欠陥部の有無を検出するものにでもよい。
【００９０】
たとえば、本製造方法において、上記欠陥部短絡工程を行った後、直流電源などにより有機ＥＬ素子１００の上下電極２０、４０間に電圧を印加すれば、短絡した欠陥部が存在する場合には、電流値の異常すなわちリーク電流が確認できる。
【００９１】
そして、このときに、大きなリーク電流が発生すれば、欠陥品であると判定できる。人間による目視判定では判定を誤る可能性があるが、リーク電流値により判定することで確実な判定が可能となる。
【００９２】
また、このリーク電流の測定は、有機ＥＬ素子１００における上下両電極２０、４０のうち陰極４０側をプラス極、陽極２０側をマイナス極として行うものにした方が好ましい。逆バイアス電圧とすれば、正常品にはほとんど電流が流れないため、短絡した欠陥部と正常部とをより明確に判定することができる。
【００９３】
また、このリーク電流の測定は、有機ＥＬ素子１００の実駆動時に用いられる逆バイアス電圧以上の電圧を印加して測定することが好ましい。実際の駆動時に発生するリーク部分を検出するという観点より、実駆動、本例ではマトリクス駆動する際に用いられる逆バイアス電圧以上の電圧を印加して測定することが望ましい。
【００９４】
また、リーク電流の測定は、欠陥部短絡工程の前と後との両時点で行い、欠陥部短絡工程の前後のリーク電流の差により欠陥部の有無を検出するほうがよい。それによれば、素子構造の違いにより発生する電気特性に関係なく判定が行え、欠陥部短絡工程にて短絡した欠陥部を、確実に検出することが可能となる。
【００９５】
ところで、上述したが、上記図１７（ｂ）に示されるように、短絡した欠陥部はその直径が小さく、非駆動時には目視されない小さなものであることから、この短絡した欠陥部を、非導通化することで品質上問題が無くなる。そこで、上記図３に示されるように、本実施形態の製造方法では、外観検査やリーク電流による判定工程の後に、さらに、この短絡した欠陥部を修復する欠陥部修復工程を実行する。
【００９６】
この欠陥部修復工程は、判定工程によって検出された欠陥部の領域に位置する上部電極としての陰極４０もしくは有機膜３０を除去することにより、当該欠陥部を修復するものである。
【００９７】
具体的には、欠陥部修復工程では、短絡した欠陥部に光エネルギーもしくは電気エネルギーを与えることにより、陰極４０もしくは有機膜３０を焼失させるものにできる。たとえば、光学的にはレーザ照射装置を用いてレーザで陰極４０を焼失させて欠陥部を非導通化させることができる。
【００９８】
このレーザによる修復の例を図１０に示す。図１０において（ａ）は、修復前の短絡した欠陥部の顕微鏡写真を模式化した図であり、（ｂ）は、修復後の修復された欠陥部すなわち修復部の顕微鏡写真を模式化した図である。また、図１１は、修復前の欠陥品と修復後の欠陥品との電気特性を調査した結果を示す図であり、印加電圧とリーク電流の対数値との関係を示す図である。
【００９９】
図１０（ａ）、（ｂ）に示されるように、修復前の短絡した欠陥部も、修復後の修復部も、目視できないレベルのたとえば５０μｍ未満の小さなものであり、表示品質上問題はない。ここでは、修復部は、レーザによって、陰極４０と有機膜３０との両方が除去されることで非導通化され修復されている。
【０１００】
そして、図１１に示されるように、修復前の短絡した欠陥部では、上下電極２０、４０間に電圧を加えることによりリーク電流が流れるが、修復部では、リーク電流が流れず非導通部となっており、修復がなされていることが確認される。なお、図１１では、修復前のものにおいて、０Ｖよりも大きな印加電圧に対するリーク電流の値は、測定限界を越えているため、便宜上、測定限界で示してある。
【０１０１】
また、欠陥部修復工程において、電気的には、たとえば、上下電極２０、４０間に逆バイアス電圧を印加するなどの手段によって、陰極４０もしくは有機膜３０を焼失させて欠陥部を非導通化させることができる。
【０１０２】
ここで、逆バイアスに電圧印加して修復を行う場合、欠陥部に流れる電流を制限する必要があり、本発明者の検討によれば、この修復時の制限電流値を５０μＡ以下の値とする必要がある。この逆バイアス電圧による修復の詳細メカニズムは不明であるが、電流によるジュール発熱により短絡した欠陥部の有機膜３０を焼き切ることで非導通化できると推定される。
【０１０３】
この時、上下電極２０、３０間を熱変形などによって近接させることなく焼き切る必要があり、これら電極を熱変形させないためには、電流値を５０μＡ以下の小さい値とする必要があると考える。そして、この場合も、短絡した欠陥部は直径が約５０μｍ以下と小さく、欠陥部修復工程後も同様であることから、目視されることなく表示品質上問題が無くなる。
【０１０４】
この逆バイアス電圧による修復の例を図１２、図１３に示す。図１２において（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ上記修復時の制限電流を５０μＡ、１００μＡ、１ｍＡとしたときの欠陥部の顕微鏡写真を模式化した図であり、図１３は、図１２に示される各修復後の欠陥部の電気特性を調査した結果を示す図であり、逆バイアス電圧の印加時間（任意単位）と制限電流（ｎＡ）との関係を示す図である。
【０１０５】
図１２、図１３に示されるように、制限電流を５０μＡとした場合には、修復後の欠陥部は目視できないレベルのたとえば５０μｍ未満の小さなものであり、表示品質上問題はなく、また、途中で制限電流が流れなくなっており、修復が適切になされた修復部となっていることがわかる。しかし、制限電流をそれよりも大きくした場合には、短絡した欠陥部の周辺の電極が熱変形して修復できず、この熱変形部は、目視可能なほどに大きくなってしまう。
【０１０６】
ここで、制限電流の調整は、上下電極２０、４０間に逆バイアス電圧を印加して、短絡した欠陥部に流れる制限電流をモニターしながら、当該逆バイアス電圧を調整することで可能である。
【０１０７】
このように、本実施形態の製造方法において、欠陥部修復工程を行うことにより、欠陥部の領域は小さいので、表示品質上、問題なく修復でき、製品の歩留まりの向上が可能となる。
【０１０８】
なお、上記図１に示される有機ＥＬ素子１００において、有機膜３０の膜材料を通常用いられる数種類のものに変えた場合に、同様の検討を行ったところ、上記図４〜図１３に示されるものと同様の傾向が得られた。このことから、上記図４〜図１３に示される傾向は、上部電極４０の膜厚が１３５ｎｍ以上の有機ＥＬ素子ならば広く反映されるものと考えられる。
【０１０９】
次に、本実施形態の製造方法を適用した一具体例を挙げておくが、本実施形態は、この例に限定されるものではない。
【０１１０】
基板１０としてガラス基板を用意し、この基板１０の上にＩＴＯからなる陽極２０を形成した。そして、この陽極２０に対して、ＵＶオゾンと酸素を含有するガスによるプラズマ処理などによって表面処理を行った。
【０１１１】
続いて、この陽極２０の上に、蒸着法により有機膜３０を形成した。ここでは、陽極２０側から正孔輸送層、発光層、電子輸送層が積層された有機膜３０とした。
【０１１２】
まず、陽極２０の上に、平坦化層となる第１の正孔輸送層として市販されているトリフェニルアミンＡ（Ｔｇ：１３５℃）を６０ｎｍの厚さで形成した。続いて、この第１の正孔輸送層を１６０℃で、１０分間、平坦化処理した。その上に、第２の正孔輸送層として、市販されているトリフェニルアミンＢ（Ｔｇ：２００℃以上）を２４ｎｍの厚さで形成した。
【０１１３】
その後、この上に、発光層として、クマリンを１％ドープしたアルミキノリノール（Ｔｇ：１６７℃）とトリフェニルアミンＢとを１：１の比で混合したものであって、厚さ６０ｎｍにて成膜されたものを形成した。そして、その上に、厚さ３０ｎｍのアルミキノリノールからなる電子輸送層を形成した。
【０１１４】
こうして、正孔輸送層、発光層、電子輸送層が積層されてなる有機膜３０を形成した後、その上に、厚さ０．５ｎｍのＬｉＦなどからなる電子注入層を形成し、さらに厚さ３００ｎｍのＡｌ−０．２％Ｃｕからなる陰極４０を形成した。
【０１１５】
そして、この有機ＥＬ素子を露点−７０℃以下の乾燥窒素雰囲気に入れ、封止用の掘り込みガラスからなるカバーに吸湿剤をつけて封止した。こうして、有機ＥＬ素子１００を形成した。
【０１１６】
また、このような有機ＥＬ素子１００を複数個作製した。そして、これら複数個の有機ＥＬ素子１００について、欠陥部短絡工程を行った。ここでは、室温雰囲気にて、開始電圧１０Ｖ、上昇レート０．５Ｖ／秒、欠陥部が短絡するレベル以上の値として最終的な電圧値が４０Ｖとなる逆バイアス電圧を印加した。
【０１１７】
この欠陥部短絡工程の終了後に、判定工程として、室温雰囲気で有機ＥＬ素子１００に順電圧を印加した点灯状態にて外観検査を行い、短絡した欠陥部の有無を検出し、欠陥のない有機ＥＬ素子を良品とする良否判定を実施した。
【０１１８】
次に、各有機ＥＬ素子１００について、良品の各素子群について、８５℃の恒温槽内で５００時間、連続点灯試験を実施した。
【０１１９】
この点灯試験の印加波形としては、１２５Ｈｚ、１／６４デューティの矩形パルスであり、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−１５Ｖを６３回印加するものとした。また、各素子について、リーク電流が初期の４倍以上となった場合をリーク発生有とした。
【０１２０】
この試験の結果、良品の素子群では、リーク発生率は０であった。このように、本実施形態の製造方法により良品と判定された有機ＥＬ素子は、実駆動中のリークを確実に防止できる。
【０１２１】
なお、本実施形態の製造方法において、陰極４０の膜厚を１３５ｎｍ以上とすること、および、欠陥部短絡工程における逆バイアス電圧の上昇レートを１Ｖ／秒とすること、というように境界を設けているが、これらの値は実質的に均等な範囲で幅を持った値も含むものである。
【０１２２】
（第２実施形態）
図１４は、本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法を示す図であり、本製造方法における欠陥部短絡工程に供するワークの概略平面図である。
【０１２３】
図１４に示されるように、本製造方法においても、上記第１実施形態と同様に、素子形成工程では、マトリクス状に配置された複数個の有機ＥＬ素子１００を基板１０上に形成する。
【０１２４】
ここで、本製造方法では、複数個の有機ＥＬ素子１００における上下両電極２０、４０に対して欠陥部短絡工程において一括して直流電圧を送るための配線部２００を、基板１０上に形成する。
【０１２５】
この配線部２００は、複数個の陽極２０を一体に連結して導通する配線部２００と、複数個の陰極４０を一体に連結して導通する配線部２００の２つよりなる。各配線部２００は、基板１０上に形成されたＩＴＯやＡｌまたは銅などの導体パターンにより構成されたものである。
【０１２６】
そして、欠陥部短絡工程では、この配線部２００に上記した直流電源を接続することにより、複数個の有機ＥＬ素子１００における上下両電極２０、４０に対し、一括して逆バイアス電圧を印加し、複数個の有機ＥＬ素子１００について一括して欠陥部の短絡を行うことができる。
【０１２７】
そして、この場合、欠陥部短絡工程の後、判定工程や欠陥部修復工程などを行うとともに、図１４中の四角形の破線に示されるように、基板１０を切断することにより、上記図２に示したような複数個の有機ＥＬ素子１００がマトリクス状に形成されたものを製造することができる。
【０１２８】
このように、本製造方法によれば、複数個の有機ＥＬ素子１００について一括して欠陥部の短絡を行う場合において、欠陥部短絡工程における電気的な接続箇所を少なくすることができる。その結果として、接続不良による誤判定の防止や、低コストでの処理が可能となる。
【０１２９】
（第３実施形態）
図１５は、本発明の第３実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造装置３００の構成を模式的に示す図である。本実施形態の製造装置３００は、有機ＥＬ素子１００の欠陥部の有無を検出するものであり、上記第１実施形態の製造方法における欠陥部短絡工程、判定工程を行う検査装置として適用される。
【０１３０】
図１５に示されるように、本製造装置３００は、第１の出力端子３１１および第２の出力端子３１２を有する直流電源３１０を備えている。この直流電源３１０は電気信号などにより、出力電圧を適宜調整可能な一般的なものである。
【０１３１】
この直流電源３１０の第１の出力端子３１１には、金属線などの導体線材などよりなる第１のリード線３２１の一端部が電気的に接続され、この第１のリード線３２１の他端部は第１の端子部３３１に電気的に接続されている。
【０１３２】
この第１の端子部３３１は、導体材料よりなるものであって、有機ＥＬ素子１００における陽極２０に電気的に接続されるものである。ここでは、素子形成工程により形成された有機ＥＬ素子１００は、マトリクス状に複数個形成されたものであり、第１の端子部３３１は、第１のリード線３２１から分岐して複数個の有機ＥＬ素子１００の陽極２０に一括して電気的に接続される第１の端子群３３１として構成されている。
【０１３３】
一方、直流電源３１０の第２の出力端子３１２には、金属線などの導体線材などよりなる第２のリード線３２２の一端部が電気的に接続され、この第２のリード線３２２の他端部は、導体材料よりなる第２の端子部３３２に電気的に接続されている。
【０１３４】
この第２の端子部３３２は、有機ＥＬ素子１００における陰極４０に電気的に接続されるものであり、上記第１の端子部３３１と同様に、本実施形態の第２の端子部３３２は、第２のリード線３２２から分岐して複数個の有機ＥＬ素子１００の陰極４０に一括して電気的に接続される第２の端子群３３２として構成されている。
【０１３５】
このような第１の端子部としての第１の端子群３３１、および、第２の端子部としての第２の端子群３３２としては、たとえば、複数個の陽極２０、陰極４０に対応した数を持つ櫛歯金属状の配線部材が挙げられる。
【０１３６】
また、本製造装置３００は、欠陥部を検出する検出手段としてカメラ３４０を有している。このカメラ３４０は、欠陥部短絡工程後の有機ＥＬ素子１００の外観を画像として記録できるものであり、たとえばＣＣＤなどよりなる。
【０１３７】
そして、これら直流電源３１０およびカメラ３４０は、制御部３５０に電気的に接続されている。この制御部３５０は、直流電源３００およびカメラ３４０の作動を制御したり、カメラ３４０の画像を記録したりするもので、パソコンなどよりなる。
【０１３８】
具体的に、本製造装置３００では、欠陥部短絡工程において、制御部３５０が直流電源３１０を制御することにより、直流電源３１０の第１の出力端子３１１をアースとし、第２の出力端子３１２にて時間とともに電圧が上昇する上記逆バイアス電圧を出力するようにしている。これにより、上記の欠陥部短絡工程が行われる。
【０１３９】
そして、判定工程では、制御部３５０が直流電源３１０を制御することにより、直流電源３１０の第１の出力端子３１１に一定電圧（たとえば１０Ｖ程度）を出力し、第２の出力端子３１２をアースとして有機ＥＬ素子１００を点灯させる。また、制御部３５０によって、カメラ３４０が作動し、この点灯状態の有機ＥＬ素子１００の画像を撮影し、撮影された画像は制御部３５０に記録される。
【０１４０】
そして、外観検査は、このカメラ３４０により記録された画像によって行われ、制御部３５０は記録した画像に基づいて、欠陥部の有無を判定する。こうして、上記の判定工程が行われ、良否判定がなされる。
【０１４１】
このように、本実施形態の製造装置３００によれば、上記第１実施形態に示した有機ＥＬ素子１００の製造方法において、欠陥部短絡工程および外観検査による判定工程を連続して行うことができる。
【０１４２】
また、本製造装置３００によれば、外観検査において特に点灯用の直流電源を別体に用意することが不要となり、低コストな製造が可能となる。また、カメラ３４０および制御部３５０により外観検査を自動化できる。
【０１４３】
また、本実施形態では、第１および第２の端子部３３１、３２２を、上記した端子群として構成することにより、有機ＥＬ素子１００をマトリクス状に複数個形成した場合、これら複数個の有機ＥＬ素子１００について一括して、欠陥部短絡工程および判定工程を行うことができる。
【０１４４】
（第４実施形態）
図１６は、本発明の第４実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造装置４００の構成を模式的に示す図である。本実施形態の製造装置４００は、有機ＥＬ素子１００の欠陥部の有無を検出するものであり、上記第１実施形態の製造方法における欠陥部短絡工程、判定工程および欠陥部修復工程を行う製造装置として適用される。
【０１４５】
本製造装置４００について、上記第４実施形態と相違する点を中心に述べる。図１６に示されるように、本製造装置４００は、上記第３実施形態とは異なり、検出手段であり電流計測手段としての電流計測部３６０を有する。この電流計測部３６０は、一般的な直流電流測定を行うものであり、第２のリード線３２２の途中に介在して当該第２のリード線３２２に電気的に接続されている。
【０１４６】
この電流計測部３６０は、制御部３５０によって作動制御され、有機ＥＬ素子１００に流れる電流を測定できるようになっている。なお、電流測定部３６０は、有機ＥＬ素子１００に流れる電流を測定できればよく、第１のリード線３２１側に接続されていてもよいし、第１および第２のリード線３２１、３２２の両方に接続されていてもよい。
【０１４７】
本製造装置４００においても、制御部３５０によって、直流電源３１０の第１の出力端子３１１をアースとし、第２の出力端子３１２にて上記逆バイアス電圧を出力することで、欠陥部短絡工程が行われる。
【０１４８】
そして、本実施形態では、判定工程では、制御部３５０が直流電源３１０を制御することにより、直流電源３１０の第１の出力端子３１１をアースとし、第２の出力端子３１２に一定電圧（たとえば１０Ｖ程度）を出力する。こうして有機ＥＬ素子１００に逆バイアス電圧を印加した状態で、電流計測部３６０によって有機ＥＬ素子１００のリーク電流を計測する。
【０１４９】
そして、この電流計測部３６０により計測されたリーク電流は、制御部３５０に送られ、制御部３５０では、このリーク電流の値によって欠陥部の有無を検出する。こうして、本実施形態では、上記したリーク電流の測定による判定工程を適切に行えるようになっている。
【０１５０】
さらに、本製造装置４００では、判定工程によって検出された欠陥品における短絡した欠陥部を修復する欠陥部修復手段として、レーザ照射装置３７０を有する。このレーザ照射装置３７０は、検出された欠陥部の領域にレーザを照射して当該領域に位置する上部電極４０を除去するものである。
【０１５１】
たとえば、レーザ照射装置３７０としては、ＹＡＧなどの半導体レーザなどを用いることができ、このレーザ照射装置３７０の作動は、制御部３５０からの信号により制御されるようになっている。
【０１５２】
本製造装置４００では、判定工程によって欠陥品が検出されたとき、これを制御部３５０が認識して短絡した欠陥部の位置を特定し、レーザ照射装置３７０に指令を送って当該欠陥部にレーザを照射する。それにより、上記したレーザによる欠陥部修復工程を行うことができる。
【０１５３】
このように、本実施形態の製造装置４００によれば、上記第１実施形態に示した有機ＥＬ素子１００の製造方法において、欠陥部短絡工程、リーク電流による判定工程およびレーザによる欠陥部修復工程を連続して行うことができる。
【０１５４】
また、本実施形態によれば、電流計測部３６０を持った構成とすることにより、リーク電流による欠陥部の検出を自動化できる。また、電流測定用の直流電源を追加することなく、低コストな検出が実現できる。
【０１５５】
（他の実施形態）
なお、上記第３および第４実施形態の製造装置では、第１および第２の端子部３３１、３３２は端子群として構成されていたが、端子群を単一の端子部に変えれば、これらの製造装置は上記第２実施形態に用いてもよい。
【０１５６】
また、上記した各製造装置において、検出手段や欠陥部修復手段は、上記したカメラや電流計測部、レーザ照射装置に限定されるものではない。また、各手段をさらにいろいろな形態で組み合わせてもよい。たとえば、上記第４実施形態における製造装置において、電流計測部に代えてカメラを加えてもよい。
【０１５７】
また、有機ＥＬ素子としては、上記図２に示したような複数個のものでなくてもよく、たとえば基板に１個の有機ＥＬ素子が形成されている場合であっても、上記第１実施形態の製造方法は適用が可能である。
【０１５８】
また、上記各実施形態では、陽極２０を下部電極、陰極４０を上部電極として構成した有機ＥＬ素子１００の例を示したが、これとは反対に、上部電極をＩＴＯなどの透明な陽極とし、下部電極をＡｌなどの陰極として、上部電極側より光を取り出す構造、いわゆるトップエミッション構造としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１５９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ素子の断面図である。
【図２】複数個の有機ＥＬ素子をマトリクス状に形成した構成の概略平面図である。
【図３】第１実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法を示す工程フロー図である。
【図４】逆バイアスの印加電圧に対する有機ＥＬ素子に流れるリーク電流との関係を示す図である。
【図５】逆バイアス電圧の上昇レートに対する短絡による欠陥検出率およびオープン化する率の変化を示す図である。
【図６】上部電極膜厚を変化させた時の短絡による欠陥部検出率を調べた結果を示す図である。
【図７】階段状に上昇する逆バイアス電圧の一例を示す図である。
【図８】開始電圧を０Ｖよりも大きくした逆バイアス電圧の一例を示す図である。
【図９】開始電圧を変化させた時の短絡による欠陥部検出率を調べた結果を示す図である。
【図１０】（ａ）はレーザによる修復前の欠陥部を示す図であり、（ｂ）はレーザによる修復部の図である。
【図１１】レーザによる修復前の欠陥品と修復後の欠陥品の電気特性の調査結果を示す図である。
【図１２】逆バイアス電圧による修復の例を示す図である。
【図１３】図１２に示される各修復部の電気特性を調査した結果を示す図である。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法を示す概略平面図である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造装置の構成を模式的に示す図である。
【図１６】本発明の第４実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造装置の構成を模式的に示す図である。
【図１７】欠陥品におけるオープン化した部位と短絡した部位とを示す図である。
【図１８】種々の逆電圧における上部電極膜厚とオープン化成功率との関係を示す図である。
【符号の説明】
【０１６０】
１０…基板、２０…下部電極としての陽極、３０…有機膜、
４０…上部電極としての陰極、１００…有機ＥＬ素子、３１０…直流電源、
３１１…直流電源の第１の出力端子、３１２…直流電源の第２の出力端子、
３２１…第１のリード線、３２２…第２のリード線、
３３１…第１の端子部としての第１の端子群、
３３２…第２の端子部としての第２の端子群、３４０…検出手段としてのカメラ、
３６０…検出手段としての電流計測部、
３７０…欠陥部修復手段としてのレーザ照射装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子の製造方法および有機ＥＬ素子の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、一般に、基板上に、下部電極、発光層を含む有機膜、上部電極を積層してなるが、有機材料を使用しているために、電界や熱によって変質や拡散が起こりやすく、その結果として、上下電極の短絡が発生することがある。特に初期のリーク電流が検出限界（たとえば１ｎＡ以下）であっても、駆動時に、突然、上下の電極の短絡にいたる場合がある。
【０００３】
その対策として、従来では、上下両電極のうち陰極側をプラス極、陽極側をマイナス極として両電極間に、発光時に印加する順電圧とは反対の逆電圧を印加し、欠陥部を顕在化させてオープン破壊するエージング工程を行い、その後、有機ＥＬ素子に逆電圧を印加し両電極間に流れるリーク電流を測定し、このリーク電流値に基づいて良否判定を実施する工程を行う製造方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
このものによれば、逆電圧の印加により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により欠陥部に対応する上部電極を破壊させる。その結果、欠陥部が電気的にオープンになり、駆動時にはリークが発生しないようになる。
【０００５】
ここで、欠陥部とは、通常、異物などの段差によって有機膜が薄くなり短絡しやすくなっている部位である。オープン化した欠陥部は、上部電極が飛散したため局所的な非発光部となるが、直径がたとえば約５０μｍ以下であり肉眼で見分けることができない。そのため表示品質に影響はない。
【特許文献１】特許第３５６２５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記したような欠陥部をオープン化させるエージング工程を行うものは、逆電圧の印加により欠陥部がオープン化する素子構造には有効である。
【０００７】
しかしながら、本発明者の検討によれば、上記方法を用いても、このような欠陥部をオープン化できない素子構造が存在し、そのようなものには、上記方法が適用できないことが実験的にわかった。
【０００８】
欠陥部をオープン化できない素子構造とは、上部電極を厚膜とした構造である。この上部電極を厚くしていくと、上記した電極破壊によるオープン化のメカニズムより、ある膜厚以上でオープン化しなくなる。具体的には、そのような上部電極の膜厚が１３５ｎｍ以上であることがわかった。
【０００９】
このことに関する本発明者が行った具体的な実験検討について述べる。一般的な有機ＥＬ素子構造において、上部電極の膜厚を変えたものを作製し、これらについて、欠陥部をオープン化させるためのエージング工程を行った。また、エージング工程において印加する逆電圧が大きいほど欠陥部のオープン化がなされやすいため、その逆電圧も変えて行った。
【００１０】
図１８は、種々の逆電圧における上部電極膜厚とオープン化成功率との関係を示す図である。エージング工程において印加する逆電圧が１６Ｖである場合、上部電極膜厚が１００ｎｍまでオープン化可能である。さらに、逆電圧を１８Ｖ以上とすることで１３５ｎｍまでオープン化可能である。また、観察の結果、このオープン化が上記したような電極破壊であり、具体的には上部電極の飛散によるものであることを確認した。
【００１１】
ここで、上部電極膜厚が１３５ｎｍ以上の構造では、逆電圧を２２Ｖとすることで、欠陥部は電気的にオープン化する。しかし、この時の欠陥部は上部電極の破壊が大きく目視可能であり、品質不良となるものであった。
【００１２】
たとえば、オープン化してできた穴の径が約５０μｍ以下ならば目視されず表示品質上問題ないが、それよりも大きいとオープン化した部分が目視可能となり、表示品質を維持できなくなる。
【００１３】
これは、印加する逆電圧を２２Ｖまで上げたことにより、ジュール熱が増大し、上部電極の飛散量が大きくなったためと考えられる。つまり、上部電極の膜厚が１３５ｎｍ以上の素子構造は、欠陥部をオープン化させるエージング工程を採用しても、表示品質の点より、オープン化できない構造であることがわかった。
【００１４】
また、上記特許文献１では、エージング工程後に有機ＥＬ素子に逆電圧を印加したときに流れるリーク電流値に基づいて良否判定を実施する、すなわち正常品と欠陥品とを判定するようにしているが、上述の理由から、上部電極が１３５ｎｍ以上に厚く表示品質を維持するようにオープン化することができない素子構造の場合には、この手法は適用することができない。
【００１５】
このような上部電極の厚膜化は、配線抵抗を小さくするために必要である。特に、長い配線を必要とする大画面の有機ＥＬ表示装置においては必須となる。したがって、上部電極の厚膜化によって欠陥部のオープン化ができなくても、出荷前に逆電圧を印加する処理を行って欠陥部を顕在化させ不良品を取り除くことは、市場における短絡不良を防止するためには、必要である。
【００１６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、エージング工程において表示品質を維持するように欠陥部をオープン化できないような上部電極の膜厚が１３５ｎｍ以上である有機ＥＬ素子において、リーク電流の発生しやすい欠陥部を顕在化させて良否判定を適切に行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するため、鋭意検討を行った。まず、上部電極の膜厚が１３５ｎｍ以上であること以外は一般的な構成を有する有機ＥＬ素子において、故意に有機膜の膜厚を薄くして欠陥部を生じやすくした欠陥品を試作した。
【００１８】
これらの欠陥品に、時間とともに電圧が上昇する逆バイアス電圧を印加した結果、欠陥品が電気的に短絡することがわかった（後述の図４参照）。
【００１９】
また、後述する図５に示されるように、この時間に対して上昇する逆バイアス電圧の上昇レートを大きくすると、上記課題の欄にて述べたように、表示品質を維持できない程度までオープン化してしまう欠陥品が発生し、一方、当該上昇レートを小さくすることで確実に欠陥品を短絡させられることを見出した。
【００２０】
これは、時間に対して上昇する逆バイアス電圧の上昇レートを小さくすることにより、欠陥部において一度に大きな電流が流れないようになり、その結果、ジュール熱の発生が抑えられ、上部電極が飛散することなく短絡に至るものと推定される。
【００２１】
この現象の詳細メカニズムは不明であるが、本発明者が新たに見出したことである。なお、上記特許文献１には、時間に対して電圧が上昇する逆バイアス電圧を印加する手法の記載があるが、時間に対して上昇する逆バイアス電圧の上昇レートを考慮する点については一切記載がない。
【００２２】
そして、上記の電圧印加後の有機ＥＬ素子に対して発光時に印加する順電圧を印加してみると発光しなかった。これは電流が短絡した欠陥部に集中して流れるためである。このことは点灯状態による発光・非発光の外観を見ることなどにより、正常品と欠陥品とを判定できることを示している。
【００２３】
上記の電圧印加後の欠陥品におけるオープン化した部位と短絡した部位とを、顕微鏡写真の画像から模式化した図として、図１７に示す。上述のとおり、オープン化した部位は（図１７（ａ）参照）、上部電極の飛散量が大きく表示品質の点で適用できないことがわかる。
【００２４】
一方、図１７（ｂ）に示されるように、短絡した欠陥部はその直径が小さく、短絡していることを除けば、非駆動時では目視されない程度の小さなものであり、表示品質上、問題はない。
【００２５】
このことは、この短絡した欠陥部における上部電極や有機膜を、レーザ等で除去し非導通化することで表示品質上、問題が無くなることを示している。また、この短絡した欠陥部は、顕微鏡観察のレベルで認識可能であり、このことは、欠陥部を、短絡した欠陥部として顕在化させ、その検出が可能となることを意味する。
【００２６】
つまり、上記した実験検討によれば、上部電極の膜厚が１３５ｎｍ以上である有機ＥＬ素子においては、時間に対して電圧が上昇する逆電圧を、その上昇レートを考慮して印加することにより、欠陥品の欠陥部を、表示品質上問題となるようなオープン化を行うことなく短絡破壊させ、正常品か欠陥品かを点灯状態の外観などに基づいて判定できることがわかった。
【００２７】
本発明は上記したような実験検討の結果、創出されたものであり、上部電極（４０）を膜厚１３５ｎｍ以上として有機ＥＬ素子（１００）を形成し、続いて、上下両電極（２０、４０）のうち陰極（４０）側をプラス極、陽極（２０）側をマイナス極としてこれら両電極（２０、４０）間に、直流電圧を、有機ＥＬ素子（１００）に存在する欠陥部が短絡するレベル以上まで時間とともに上昇させながら印加し、その後、有機ＥＬ素子（１００）において短絡した欠陥部の有無を検出するようにしたことを、第１の特徴とする。
【００２８】
それによれば、上述したように、リークの発生しやすい欠陥部を、表示品質上、問題無いように短絡破壊して顕在化させることで、短絡した欠陥部の有無を検出して、正常品と欠陥品とを識別することができるため、良否判定を適切に行うことができる。
【００２９】
ここで、この製造方法においては、後述する図５に示されるように、欠陥部短絡工程では、直流電圧の上昇レートを１Ｖ／秒以下とすることで、欠陥部の短絡破壊をより確実に行うことができる。
【００３０】
また、直流電圧を時間とともに上昇させることは、連続的すなわち直線的な上昇でもよいが、時間に対して階段状に上昇させていくものでもよい（後述の図７参照）。
【００３１】
また、欠陥部短絡工程では、直流電圧における印加の開始電圧を０Ｖよりも大きくすることによって、欠陥部短絡工程の処理時間を短くすることができる（後述の図８、図９参照）。
【００３２】
また、判定工程によって検出された欠陥部の領域に位置する上部電極（４０）もしくは有機膜（３０）を除去することにより、当該欠陥部を修復するようにすれば、製品の歩留まりの向上が可能となる。
【００３３】
ここで、欠陥部修復工程では、欠陥部に光エネルギーもしくは電気エネルギーを与えることにより、上部電極（４０）もしくは有機膜（３０）を焼失させるようにすることができる。
【００３４】
また、判定工程は、有機ＥＬ素子（１００）を点灯させた状態で外観検査を行うものにすれば、短絡した欠陥部は非発光となり、外観にて認識できるため、欠陥部の有無を検出できる。
【００３５】
また、この外観検査は、欠陥部短絡工程の前と後との両時点で行い、欠陥部短絡工程の前後の外観の差により欠陥部の有無を検出するものにすれば、欠陥部短絡工程にて短絡した欠陥部を、それ以外の欠陥や異物などと識別して検出することが可能となる。
【００３６】
また、判定工程は、有機ＥＬ素子（１００）の上下電極（２０、４０）間のリーク電流を測定し、このリーク電流の値に基づいて有機ＥＬ素子（１００）の欠陥部の有無を検出するものにできる。それによれば、電流値に基づく確実な判定が行える。
【００３７】
また、このリーク電流の測定は、有機ＥＬ素子（１００）における上下両電極（２０、４０）のうち陰極（４０）側をプラス極、陽極（２０）側をマイナス極として行うものにすれば、確実な判定が行える。
【００３８】
ここで、リーク電流の測定は、有機ＥＬ素子（１００）の実駆動時に用いられる逆バイアス電圧以上の電圧を印加して測定することが好ましい。
【００３９】
また、リーク電流の測定は、欠陥部短絡工程の前と後との両時点で行い、欠陥部短絡工程の前後のリーク電流の差により欠陥部の有無を検出するものにすれば、欠陥部短絡工程にて短絡した欠陥部を、確実に検出することが可能となる。
【００４０】
ここで、素子形成工程にて、有機ＥＬ素子（１００）をマトリクス状に複数個形成した場合、欠陥部短絡工程にて、これら複数個の有機ＥＬ素子（１００）における上下両電極（２０、４０）に対し、一括して上記の直流電圧を印加するようにすれば、複数個の有機ＥＬ素子（１００）について一括して欠陥部の短絡を行うことができる。
【００４１】
また、素子形成工程では、マトリクス状に配置された複数個の有機ＥＬ素子（１００）を基板（１０）上に形成するとともに、これら複数個の有機ＥＬ素子（１００）における上下両電極（２０、４０）の少なくとも一方に対して欠陥部短絡工程において一括して直流電圧を送るための配線部（２００）を、基板（１０）上に形成するようにすれば、欠陥部短絡工程における電気的な接続箇所を少なくすることができる。
【００４２】
また、本発明は、有機ＥＬ素子（１００）の欠陥部の有無を検出する製造装置であって、第１の出力端子（３１１）および第２の出力端子（３１２）を有する直流電源（３１０）と、欠陥部を検出する検出手段（３４０、３６０）とを備え、第１の出力端子（３１１）と有機ＥＬ素子（１００）の陽極側の電極（２０）とを第１のリード線（３２１）、第１の端子部（３３１）を介して接続し、第２の出力端子（３１２）と有機ＥＬ素子（１００）の陰極側の電極（４０）とを第２のリード線（３２２）、第２の端子部（３３２）を介して接続し、直流電源（３１０）の第１の出力端子（３１１）をアースとし、第２の出力端子（３１２）にて時間とともに電圧が上昇する直流電圧を出力するようにしたことを、第２の特徴とする。
【００４３】
それによれば、この製造装置を用いて、上記第１の特徴を有する製造方法における欠陥部短絡工程および判定工程を適切に実行することができる。
【００４４】
ここで、この製造装置において、検出手段（３６０）によって検出された欠陥部の領域に位置する上部電極（４０）を除去することにより、当該欠陥部を修復する欠陥部修復手段（３７０）を有するものとすれば、判定工程によって検出された欠陥部の修復を行うことができる。
【００４５】
また、この製造装置において、直流電源（３１０）の第１の出力端子（３１１）に一定電圧を出力し、第２の出力端子（３１２）をアースとして有機ＥＬ素子（１００）を点灯させ、この点灯状態の有機ＥＬ素子（１００）の外観検査を検出手段（３４０）によって行い、欠陥部の有無を検出するようにすれば、上記の外観検査による判定工程を適切に行うことができる。
【００４６】
また、上記製造装置における検出手段を、第１および第２のリード線（３１１、３１２）の少なくとも一方に電気的に接続された電流計測手段（３６０）を備え、直流電源（３１０）の第１の出力端子（３１１）をアースとし、第２の出力端子（３１２）に一定電圧を出力したときに電流計測手段（３６０）により計測される電流値により、欠陥部の有無を検出するものにすれば、上記のリーク電流の測定による判定工程を適切に行うことができる。
【００４７】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００４９】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る１つの有機ＥＬ素子１００の断面構成を示す図である。
【００５０】
この有機ＥＬ素子１００は、基板１０上に、下部電極としての陽極２０、有機膜３０、上部電極としての陰極４０を積層してなる。この有機ＥＬ素子１００は、陰極４０の膜厚が１３５ｎｍ以上であること以外は、一般的な有機ＥＬ素子と同様の膜構成を有するものである。
【００５１】
すなわち、基板１０はガラス、プラスチックなどの透明基板からなり、陽極２０はＩＴＯなどの透明電極膜からなり、有機膜３０は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層などが積層されたものからなり、陰極４０はアルミなどの金属電極からなるものである。
【００５２】
そして、この有機ＥＬ素子１００においては、実駆動時には、陽極２０をプラス極、陰極４０をマイナス極として両極２０、４０間に順電圧を印加することにより、有機膜３０にて発光がなされ、たとえば、基板１０側から光が取り出されるようになっている。
【００５３】
ここで、本実施形態では、このような有機ＥＬ素子１００を複数個マトリクス状の形成したものとしている。図２は、複数個の有機ＥＬ素子１００をマトリクス状に形成した構成の概略平面図である。
【００５４】
図２に示されるように、基板１０上において、陽極２０および陰極４０が互いに交差するように延びるストライプ状に形成されており、これら上下両電極２０、４０が交差して重なり合う部位が、画素すなわち上記図１に示される有機ＥＬ素子１００として構成されている。
【００５５】
このようなマトリクス状に配置された有機ＥＬ素子１００においては、図示しない駆動回路によって、複数個の有機ＥＬ素子１００のうち所望のものを発光させることで、ディスプレイパネルとして使用できるようになっている。
【００５６】
次に、有機ＥＬ素子１００の製造方法について述べる。図３は本実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法を示す工程フロー図である。
【００５７】
まず、基板１０上にスパッタなどにより下部電極としての陽極２０を形成し、有機発光材料を用いて蒸着法により有機膜３０を形成する。続いて、Ａｌなどを蒸着することにより上部電極としての陰極４０を膜厚１３５ｎｍ以上（たとえば、３００ｎｍ程度）となるように形成する。
【００５８】
ここで、本実施形態では、陽極２０および陰極４０を、フォトリソグラフ法などにより、上記図２に示されるようにストライプ状にパターニングすることで、有機ＥＬ素子１００をマトリクス状に複数個形成する。ここまでが、素子形成工程であり、これにより、上記図１および図２に示される有機ＥＬ素子１００が形成される。
【００５９】
次に、欠陥部短絡工程では、この有機ＥＬ素子１００における陰極４０をプラス極、陽極２０をマイナス極として両電極２０、４０間に、上記順電圧とは逆方向の直流電圧すなわち逆バイアス電圧を印加する。
【００６０】
ここで、逆バイアス電圧は、有機ＥＬ素子１００に存在する欠陥部が短絡するレベル以上まで時間とともに上昇させながら印加する。本発明者の検討によれば、有機ＥＬ素子において欠陥部が短絡するレベルとは、たとえば３５Ｖ〜４０Ｖ程度である。このような逆バイアス電圧の印加は直流電源を用いて行うことができる。
【００６１】
ここで、図２において逆バイアス電圧の印加は、個々の有機ＥＬ素子１００毎に行ってもよいが、複数個の有機ＥＬ素子１００における上下両電極２０、４０をそれぞれ、共通の配線を用いて直流電源に接続し、複数個の有機ＥＬ素子１００に対して一括して逆バイアス電圧を印加するようにしてもよい。それによれば、複数個の有機ＥＬ素子１００について一括して欠陥部の短絡を行うことができ、短時間の処理が可能となる。
【００６２】
なお、この欠陥部短絡工程では、欠陥部の短絡破壊をより確実に行うために、直流電圧である逆バイアス電圧の上昇レートを１Ｖ／秒以下とする。この逆バイアス電圧を時間とともに上昇させることは、連続的な上昇でもよいが、時間に対して階段状に上昇させていくものでもよい。
【００６３】
さらに、欠陥部短絡工程では、欠陥部短絡工程の処理時間を短くすべく、逆バイアス電圧における印加の開始電圧を０Ｖよりも大きくする。なお、これら上昇レートや開始電圧についての詳細は、後述の図４〜図９にてより具体的に述べる。
【００６４】
そして、本実施形態では、この欠陥部短絡工程を行った後、有機ＥＬ素子１００において短絡した欠陥部の有無を検出する判定工程を行う。具体的には、この判定工程では、有機ＥＬ素子１００に順電圧を印加することで点灯させた状態とし、この状態で外観検査を行うようにする。
【００６５】
ここで、本実施形態の製造方法において、短絡した欠陥部は、上記図１７（ｂ）に示されるようなものであり、目視されずに表示品質上問題ない小さなものであるが、顕微鏡観察のレベルで認識可能である。
【００６６】
しかし、たとえば、上記図２に示される複数個の有機ＥＬ素子１００がマトリクス状に形成されている場合、正常な有機ＥＬ素子１００は発光し、短絡した欠陥部が存在する有機ＥＬ素子１００は非発光となるため、目視にて欠陥部の有無を検出することができる。そして、この判定工程において、欠陥部が存在する有機ＥＬ素子１００は、観察者によって欠陥品として判定される。
【００６７】
このように、本実施形態の製造方法によれば、リークの発生しやすい欠陥部を、表示品質上、問題無いように短絡破壊して顕在化させることで、短絡した欠陥部の有無を検出して、正常品と欠陥品とを識別することができるため、有機ＥＬ素子１００の良否判定を適切に行うことができる。
【００６８】
ここにおいて、本実施形態では、上述したように、欠陥部短絡工程において、有機ＥＬ素子１００に対して、欠陥部が短絡するレベル以上まで時間とともに電圧が上昇する逆バイアス電圧を印加する。このような逆バイアス電圧を印加する根拠は、上記解決手段の欄にも述べたが、本発明者の実験検討の結果によるものである。この検討およびそれに基づく根拠について、より具体的に述べる。
【００６９】
上記図１に示される素子構成において、有機膜３０の膜厚ｔを変えることで、リーク電流の発生しやすい欠陥品を作製した。リーク電流の発生度合に関する主たるパラメータは、有機膜３０の膜厚ｔ（図１参照）であり、この有機膜３０を薄くすることでリーク電流が発生しやすくなる。
【００７０】
欠陥品としては、有機膜３０の膜厚ｔを６０ｎｍ以下とした。この６０ｎｍ以下の膜厚ｔは、通常の有機ＥＬ素子中に存在する段差などにより生じる欠陥部の膜厚であり、通常の有機ＥＬ素子においてリークが発生する範囲である。
【００７１】
ちなみに、欠陥部の断面分析からも有機膜３０の膜厚ｔが概ね６０ｎｍであることを確認している。どれほどの膜厚ｔを欠陥品とするかは、使用する環境も考慮して設計的に決まる。有機膜の膜厚ｔが厚くなれば短絡させるまでの必要電圧が大きくなるだけで、本発明の有効性は変わらない。
【００７２】
そして、ｎ＝１０の欠陥品について、室温環境のもと、時間とともに１Ｖ／秒のレートで上昇する逆バイアス電圧を、上記欠陥部短絡工程と同様にして、有機ＥＬ素子１００の欠陥部が短絡するまで印加した。
【００７３】
図４は、この時の逆バイアスの印加電圧に対する有機ＥＬ素子１００に流れるリーク電流の対数値（任意単位）を示す。このように、各測定サンプルにおいてリークが発生し、欠陥品が短絡することがわかった。
【００７４】
さらに、時間とともに上昇する逆バイアス電圧の上昇レートを種々変えて、欠陥部短絡工程を実施した。その結果を図５に示す。この図５では、横軸に逆バイアス電圧の上昇レートをとり、左の縦軸に短絡による欠陥検出率をとり、右の縦軸にオープン化する率をとってある。
【００７５】
短絡による欠陥検出率とは、上記図１７（ｂ）に示されるように欠陥部が短絡した欠陥部となる割合であり、オープン化する率とは、上記図１７（ａ）に示されるように表示品質が維持できないオープン化が発生する割合である。
【００７６】
この図５に示されるように、逆バイアス電圧の上昇レートを大きくするとオープン化する欠陥品が発生し、上昇レートを小さくすることで確実に欠陥品を短絡できることがわかった。
【００７７】
また、上昇レートが１Ｖ／秒以下の場合は、短絡による欠陥検出率が９０％以上であり、０．７Ｖ／秒以下の場合は１００％であるが、２Ｖ／秒になると、オープン化してしまう割合の方が大きくなってしまう。このような図５に示される結果より、逆バイアス電圧の上昇レートを１Ｖ／秒以下、好ましくは０．７Ｖ／秒以下とすることで、欠陥品の欠陥部を確実に短絡破壊できることがわかる。
【００７８】
また、この逆バイアス電圧の上昇レートを１Ｖ／秒以下とすることで欠陥品の欠陥部を確実に短絡破壊できることは、上部電極すなわち陰極４０の膜厚が１３５ｎｍ以上であれば、当該膜厚によらず実現可能である。
【００７９】
このことの検証例を図６に示す。図６は、逆バイアス電圧の上昇レートを０．５Ｖ／秒とし、陰極４０の膜厚（つまり上部電極膜厚）を変化させた時の短絡による欠陥部検出率を調べた結果を示す図である。この図６に示されるように、上部電極である陰極４０の膜厚が１３５ｎｍ以上であれば、上記効果が発現することを確認した。
【００８０】
また、上述したように、欠陥部短絡工程では、逆バイアス電圧を時間とともに連続的に上昇させてもよいが、階段状に上昇させていくものでもよい。この階段状に上昇する逆バイアス電圧の一例を図７に示す。
【００８１】
この図７に示される例では、電圧が時間に対して所定の電圧まで、所定の時間を保持しながら、階段状に上昇する。本例では、１Ｖ／秒の上昇レートで逆バイアス電圧が時間に対して、不連続的にすなわち階段状に上昇している。逆バイアス電圧の上昇レートが同じであれば、連続的であっても階段状であっても同様の効果が得られる。
【００８２】
また、本実施形態では、欠陥部短絡工程にて、逆バイアス電圧における印加の開始電圧を０Ｖよりも大きくすることが好ましいが、その開始電圧を０Ｖよりも大きくした逆バイアス電圧の一例を図８に示す。
【００８３】
図８に示される例では、開始電圧が１０Ｖであり、逆バイアス電圧は、時間とともに上昇レート１Ｖ／秒にて連続的に上昇している。逆バイアス電圧の上昇レートが同じであれば、開始電圧に関わらず同様の効果が得られるため、開始電圧を高くすることで、開始電圧を０とした場合よりも処理時間を短くすることが可能となる。
【００８４】
図９は、上記欠陥品を用いて逆バイアス電圧の上昇レートを０．５Ｖ／秒とし、開始電圧を変化させた時の短絡による欠陥部検出率を調べた結果を示す図である。図９に示されるように、当該欠陥部検出率が開始電圧に依存しないことがわかる。
【００８５】
ただし、逆バイアス電圧の開始電圧が欠陥品が短絡するレベルの電圧（３５Ｖ〜４０Ｖ程度）に近づくと、欠陥部検出率が落ちている。これは、短絡するレベルの電圧に近い大きな逆バイアス電圧をいきなり印加すると、上記図１７（ａ）に示されるようなオープン破壊の状態になるためである。このことから、開始電圧の上限は、欠陥部が短絡するレベルよりも１０Ｖ程度以上低い電圧であることが好ましい。
【００８６】
このように、本実施形態の製造方法によれば、上部電極４０の膜厚が１３５ｎｍ以上である有機ＥＬ素子１００において、リーク電流の発生しやすい欠陥部を顕在化させて良否判定を適切に行うことができる。
【００８７】
また、本実施形態においては、判定工程は、有機ＥＬ素子１００を点灯させた状態で外観検査を行うものとしているが、この外観検査は、欠陥部短絡工程の前と後との両時点で行ってもよい。
【００８８】
それによれば、欠陥部短絡工程にて短絡した欠陥部のみを実質的に検出でき、それ以外の欠陥や異物などと識別して検出することが可能となる。たとえば、有機ＥＬ素子１００の表面に付着するゴミなどが存在する場合には、このようなゴミと短絡した欠陥部とを層別した判定が可能となる。
【００８９】
また、本実施形態の製造方法において判定工程は、上記の外観検査以外にも、有機ＥＬ素子１００の上下電極２０、４０間のリーク電流を測定し、このリーク電流の値に基づいて有機ＥＬ素子１００の欠陥部の有無を検出するものにでもよい。
【００９０】
たとえば、本製造方法において、上記欠陥部短絡工程を行った後、直流電源などにより有機ＥＬ素子１００の上下電極２０、４０間に電圧を印加すれば、短絡した欠陥部が存在する場合には、電流値の異常すなわちリーク電流が確認できる。
【００９１】
そして、このときに、大きなリーク電流が発生すれば、欠陥品であると判定できる。人間による目視判定では判定を誤る可能性があるが、リーク電流値により判定することで確実な判定が可能となる。
【００９２】
また、このリーク電流の測定は、有機ＥＬ素子１００における上下両電極２０、４０のうち陰極４０側をプラス極、陽極２０側をマイナス極として行うものにした方が好ましい。逆バイアス電圧とすれば、正常品にはほとんど電流が流れないため、短絡した欠陥部と正常部とをより明確に判定することができる。
【００９３】
また、このリーク電流の測定は、有機ＥＬ素子１００の実駆動時に用いられる逆バイアス電圧以上の電圧を印加して測定することが好ましい。実際の駆動時に発生するリーク部分を検出するという観点より、実駆動、本例ではマトリクス駆動する際に用いられる逆バイアス電圧以上の電圧を印加して測定することが望ましい。
【００９４】
また、リーク電流の測定は、欠陥部短絡工程の前と後との両時点で行い、欠陥部短絡工程の前後のリーク電流の差により欠陥部の有無を検出するほうがよい。それによれば、素子構造の違いにより発生する電気特性に関係なく判定が行え、欠陥部短絡工程にて短絡した欠陥部を、確実に検出することが可能となる。
【００９５】
ところで、上述したが、上記図１７（ｂ）に示されるように、短絡した欠陥部はその直径が小さく、非駆動時には目視されない小さなものであることから、この短絡した欠陥部を、非導通化することで品質上問題が無くなる。そこで、上記図３に示されるように、本実施形態の製造方法では、外観検査やリーク電流による判定工程の後に、さらに、この短絡した欠陥部を修復する欠陥部修復工程を実行する。
【００９６】
この欠陥部修復工程は、判定工程によって検出された欠陥部の領域に位置する上部電極としての陰極４０もしくは有機膜３０を除去することにより、当該欠陥部を修復するものである。
【００９７】
具体的には、欠陥部修復工程では、短絡した欠陥部に光エネルギーもしくは電気エネルギーを与えることにより、陰極４０もしくは有機膜３０を焼失させるものにできる。たとえば、光学的にはレーザ照射装置を用いてレーザで陰極４０を焼失させて欠陥部を非導通化させることができる。
【００９８】
このレーザによる修復の例を図１０に示す。図１０において（ａ）は、修復前の短絡した欠陥部の顕微鏡写真を模式化した図であり、（ｂ）は、修復後の修復された欠陥部すなわち修復部の顕微鏡写真を模式化した図である。また、図１１は、修復前の欠陥品と修復後の欠陥品との電気特性を調査した結果を示す図であり、印加電圧とリーク電流の対数値との関係を示す図である。
【００９９】
図１０（ａ）、（ｂ）に示されるように、修復前の短絡した欠陥部も、修復後の修復部も、目視できないレベルのたとえば５０μｍ未満の小さなものであり、表示品質上問題はない。ここでは、修復部は、レーザによって、陰極４０と有機膜３０との両方が除去されることで非導通化され修復されている。
【０１００】
そして、図１１に示されるように、修復前の短絡した欠陥部では、上下電極２０、４０間に電圧を加えることによりリーク電流が流れるが、修復部では、リーク電流が流れず非導通部となっており、修復がなされていることが確認される。なお、図１１では、修復前のものにおいて、０Ｖよりも大きな印加電圧に対するリーク電流の値は、測定限界を越えているため、便宜上、測定限界で示してある。
【０１０１】
また、欠陥部修復工程において、電気的には、たとえば、上下電極２０、４０間に逆バイアス電圧を印加するなどの手段によって、陰極４０もしくは有機膜３０を焼失させて欠陥部を非導通化させることができる。
【０１０２】
ここで、逆バイアスに電圧印加して修復を行う場合、欠陥部に流れる電流を制限する必要があり、本発明者の検討によれば、この修復時の制限電流値を５０μＡ以下の値とする必要がある。この逆バイアス電圧による修復の詳細メカニズムは不明であるが、電流によるジュール発熱により短絡した欠陥部の有機膜３０を焼き切ることで非導通化できると推定される。
【０１０３】
この時、上下電極２０、３０間を熱変形などによって近接させることなく焼き切る必要があり、これら電極を熱変形させないためには、電流値を５０μＡ以下の小さい値とする必要があると考える。そして、この場合も、短絡した欠陥部は直径が約５０μｍ以下と小さく、欠陥部修復工程後も同様であることから、目視されることなく表示品質上問題が無くなる。
【０１０４】
この逆バイアス電圧による修復の例を図１２、図１３に示す。図１２において（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ上記修復時の制限電流を５０μＡ、１００μＡ、１ｍＡとしたときの欠陥部の顕微鏡写真を模式化した図であり、図１３は、図１２に示される各修復後の欠陥部の電気特性を調査した結果を示す図であり、逆バイアス電圧の印加時間（任意単位）と制限電流（ｎＡ）との関係を示す図である。
【０１０５】
図１２、図１３に示されるように、制限電流を５０μＡとした場合には、修復後の欠陥部は目視できないレベルのたとえば５０μｍ未満の小さなものであり、表示品質上問題はなく、また、途中で制限電流が流れなくなっており、修復が適切になされた修復部となっていることがわかる。しかし、制限電流をそれよりも大きくした場合には、短絡した欠陥部の周辺の電極が熱変形して修復できず、この熱変形部は、目視可能なほどに大きくなってしまう。
【０１０６】
ここで、制限電流の調整は、上下電極２０、４０間に逆バイアス電圧を印加して、短絡した欠陥部に流れる制限電流をモニターしながら、当該逆バイアス電圧を調整することで可能である。
【０１０７】
このように、本実施形態の製造方法において、欠陥部修復工程を行うことにより、欠陥部の領域は小さいので、表示品質上、問題なく修復でき、製品の歩留まりの向上が可能となる。
【０１０８】
なお、上記図１に示される有機ＥＬ素子１００において、有機膜３０の膜材料を通常用いられる数種類のものに変えた場合に、同様の検討を行ったところ、上記図４〜図１３に示されるものと同様の傾向が得られた。このことから、上記図４〜図１３に示される傾向は、上部電極４０の膜厚が１３５ｎｍ以上の有機ＥＬ素子ならば広く反映されるものと考えられる。
【０１０９】
次に、本実施形態の製造方法を適用した一具体例を挙げておくが、本実施形態は、この例に限定されるものではない。
【０１１０】
基板１０としてガラス基板を用意し、この基板１０の上にＩＴＯからなる陽極２０を形成した。そして、この陽極２０に対して、ＵＶオゾンと酸素を含有するガスによるプラズマ処理などによって表面処理を行った。
【０１１１】
続いて、この陽極２０の上に、蒸着法により有機膜３０を形成した。ここでは、陽極２０側から正孔輸送層、発光層、電子輸送層が積層された有機膜３０とした。
【０１１２】
まず、陽極２０の上に、平坦化層となる第１の正孔輸送層として市販されているトリフェニルアミンＡ（Ｔｇ：１３５℃）を６０ｎｍの厚さで形成した。続いて、この第１の正孔輸送層を１６０℃で、１０分間、平坦化処理した。その上に、第２の正孔輸送層として、市販されているトリフェニルアミンＢ（Ｔｇ：２００℃以上）を２４ｎｍの厚さで形成した。
【０１１３】
その後、この上に、発光層として、クマリンを１％ドープしたアルミキノリノール（Ｔｇ：１６７℃）とトリフェニルアミンＢとを１：１の比で混合したものであって、厚さ６０ｎｍにて成膜されたものを形成した。そして、その上に、厚さ３０ｎｍのアルミキノリノールからなる電子輸送層を形成した。
【０１１４】
こうして、正孔輸送層、発光層、電子輸送層が積層されてなる有機膜３０を形成した後、その上に、厚さ０．５ｎｍのＬｉＦなどからなる電子注入層を形成し、さらに厚さ３００ｎｍのＡｌ−０．２％Ｃｕからなる陰極４０を形成した。
【０１１５】
そして、この有機ＥＬ素子を露点−７０℃以下の乾燥窒素雰囲気に入れ、封止用の掘り込みガラスからなるカバーに吸湿剤をつけて封止した。こうして、有機ＥＬ素子１００を形成した。
【０１１６】
また、このような有機ＥＬ素子１００を複数個作製した。そして、これら複数個の有機ＥＬ素子１００について、欠陥部短絡工程を行った。ここでは、室温雰囲気にて、開始電圧１０Ｖ、上昇レート０．５Ｖ／秒、欠陥部が短絡するレベル以上の値として最終的な電圧値が４０Ｖとなる逆バイアス電圧を印加した。
【０１１７】
この欠陥部短絡工程の終了後に、判定工程として、室温雰囲気で有機ＥＬ素子１００に順電圧を印加した点灯状態にて外観検査を行い、短絡した欠陥部の有無を検出し、欠陥のない有機ＥＬ素子を良品とする良否判定を実施した。
【０１１８】
次に、各有機ＥＬ素子１００について、良品の各素子群について、８５℃の恒温槽内で５００時間、連続点灯試験を実施した。
【０１１９】
この点灯試験の印加波形としては、１２５Ｈｚ、１／６４デューティの矩形パルスであり、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−１５Ｖを６３回印加するものとした。また、各素子について、リーク電流が初期の４倍以上となった場合をリーク発生有とした。
【０１２０】
この試験の結果、良品の素子群では、リーク発生率は０であった。このように、本実施形態の製造方法により良品と判定された有機ＥＬ素子は、実駆動中のリークを確実に防止できる。
【０１２１】
なお、本実施形態の製造方法において、陰極４０の膜厚を１３５ｎｍ以上とすること、および、欠陥部短絡工程における逆バイアス電圧の上昇レートを１Ｖ／秒とすること、というように境界を設けているが、これらの値は実質的に均等な範囲で幅を持った値も含むものである。
【０１２２】
（第２実施形態）
図１４は、本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法を示す図であり、本製造方法における欠陥部短絡工程に供するワークの概略平面図である。
【０１２３】
図１４に示されるように、本製造方法においても、上記第１実施形態と同様に、素子形成工程では、マトリクス状に配置された複数個の有機ＥＬ素子１００を基板１０上に形成する。
【０１２４】
ここで、本製造方法では、複数個の有機ＥＬ素子１００における上下両電極２０、４０に対して欠陥部短絡工程において一括して直流電圧を送るための配線部２００を、基板１０上に形成する。
【０１２５】
この配線部２００は、複数個の陽極２０を一体に連結して導通する配線部２００と、複数個の陰極４０を一体に連結して導通する配線部２００の２つよりなる。各配線部２００は、基板１０上に形成されたＩＴＯやＡｌまたは銅などの導体パターンにより構成されたものである。
【０１２６】
そして、欠陥部短絡工程では、この配線部２００に上記した直流電源を接続することにより、複数個の有機ＥＬ素子１００における上下両電極２０、４０に対し、一括して逆バイアス電圧を印加し、複数個の有機ＥＬ素子１００について一括して欠陥部の短絡を行うことができる。
【０１２７】
そして、この場合、欠陥部短絡工程の後、判定工程や欠陥部修復工程などを行うとともに、図１４中の四角形の破線に示されるように、基板１０を切断することにより、上記図２に示したような複数個の有機ＥＬ素子１００がマトリクス状に形成されたものを製造することができる。
【０１２８】
このように、本製造方法によれば、複数個の有機ＥＬ素子１００について一括して欠陥部の短絡を行う場合において、欠陥部短絡工程における電気的な接続箇所を少なくすることができる。その結果として、接続不良による誤判定の防止や、低コストでの処理が可能となる。
【０１２９】
（第３実施形態）
図１５は、本発明の第３実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造装置３００の構成を模式的に示す図である。本実施形態の製造装置３００は、有機ＥＬ素子１００の欠陥部の有無を検出するものであり、上記第１実施形態の製造方法における欠陥部短絡工程、判定工程を行う検査装置として適用される。
【０１３０】
図１５に示されるように、本製造装置３００は、第１の出力端子３１１および第２の出力端子３１２を有する直流電源３１０を備えている。この直流電源３１０は電気信号などにより、出力電圧を適宜調整可能な一般的なものである。
【０１３１】
この直流電源３１０の第１の出力端子３１１には、金属線などの導体線材などよりなる第１のリード線３２１の一端部が電気的に接続され、この第１のリード線３２１の他端部は第１の端子部３３１に電気的に接続されている。
【０１３２】
この第１の端子部３３１は、導体材料よりなるものであって、有機ＥＬ素子１００における陽極２０に電気的に接続されるものである。ここでは、素子形成工程により形成された有機ＥＬ素子１００は、マトリクス状に複数個形成されたものであり、第１の端子部３３１は、第１のリード線３２１から分岐して複数個の有機ＥＬ素子１００の陽極２０に一括して電気的に接続される第１の端子群３３１として構成されている。
【０１３３】
一方、直流電源３１０の第２の出力端子３１２には、金属線などの導体線材などよりなる第２のリード線３２２の一端部が電気的に接続され、この第２のリード線３２２の他端部は、導体材料よりなる第２の端子部３３２に電気的に接続されている。
【０１３４】
この第２の端子部３３２は、有機ＥＬ素子１００における陰極４０に電気的に接続されるものであり、上記第１の端子部３３１と同様に、本実施形態の第２の端子部３３２は、第２のリード線３２２から分岐して複数個の有機ＥＬ素子１００の陰極４０に一括して電気的に接続される第２の端子群３３２として構成されている。
【０１３５】
このような第１の端子部としての第１の端子群３３１、および、第２の端子部としての第２の端子群３３２としては、たとえば、複数個の陽極２０、陰極４０に対応した数を持つ櫛歯金属状の配線部材が挙げられる。
【０１３６】
また、本製造装置３００は、欠陥部を検出する検出手段としてカメラ３４０を有している。このカメラ３４０は、欠陥部短絡工程後の有機ＥＬ素子１００の外観を画像として記録できるものであり、たとえばＣＣＤなどよりなる。
【０１３７】
そして、これら直流電源３１０およびカメラ３４０は、制御部３５０に電気的に接続されている。この制御部３５０は、直流電源３００およびカメラ３４０の作動を制御したり、カメラ３４０の画像を記録したりするもので、パソコンなどよりなる。
【０１３８】
具体的に、本製造装置３００では、欠陥部短絡工程において、制御部３５０が直流電源３１０を制御することにより、直流電源３１０の第１の出力端子３１１をアースとし、第２の出力端子３１２にて時間とともに電圧が上昇する上記逆バイアス電圧を出力するようにしている。これにより、上記の欠陥部短絡工程が行われる。
【０１３９】
そして、判定工程では、制御部３５０が直流電源３１０を制御することにより、直流電源３１０の第１の出力端子３１１に一定電圧（たとえば１０Ｖ程度）を出力し、第２の出力端子３１２をアースとして有機ＥＬ素子１００を点灯させる。また、制御部３５０によって、カメラ３４０が作動し、この点灯状態の有機ＥＬ素子１００の画像を撮影し、撮影された画像は制御部３５０に記録される。
【０１４０】
そして、外観検査は、このカメラ３４０により記録された画像によって行われ、制御部３５０は記録した画像に基づいて、欠陥部の有無を判定する。こうして、上記の判定工程が行われ、良否判定がなされる。
【０１４１】
このように、本実施形態の製造装置３００によれば、上記第１実施形態に示した有機ＥＬ素子１００の製造方法において、欠陥部短絡工程および外観検査による判定工程を連続して行うことができる。
【０１４２】
また、本製造装置３００によれば、外観検査において特に点灯用の直流電源を別体に用意することが不要となり、低コストな製造が可能となる。また、カメラ３４０および制御部３５０により外観検査を自動化できる。
【０１４３】
また、本実施形態では、第１および第２の端子部３３１、３２２を、上記した端子群として構成することにより、有機ＥＬ素子１００をマトリクス状に複数個形成した場合、これら複数個の有機ＥＬ素子１００について一括して、欠陥部短絡工程および判定工程を行うことができる。
【０１４４】
（第４実施形態）
図１６は、本発明の第４実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造装置４００の構成を模式的に示す図である。本実施形態の製造装置４００は、有機ＥＬ素子１００の欠陥部の有無を検出するものであり、上記第１実施形態の製造方法における欠陥部短絡工程、判定工程および欠陥部修復工程を行う製造装置として適用される。
【０１４５】
本製造装置４００について、上記第４実施形態と相違する点を中心に述べる。図１６に示されるように、本製造装置４００は、上記第３実施形態とは異なり、検出手段であり電流計測手段としての電流計測部３６０を有する。この電流計測部３６０は、一般的な直流電流測定を行うものであり、第２のリード線３２２の途中に介在して当該第２のリード線３２２に電気的に接続されている。
【０１４６】
この電流計測部３６０は、制御部３５０によって作動制御され、有機ＥＬ素子１００に流れる電流を測定できるようになっている。なお、電流測定部３６０は、有機ＥＬ素子１００に流れる電流を測定できればよく、第１のリード線３２１側に接続されていてもよいし、第１および第２のリード線３２１、３２２の両方に接続されていてもよい。
【０１４７】
本製造装置４００においても、制御部３５０によって、直流電源３１０の第１の出力端子３１１をアースとし、第２の出力端子３１２にて上記逆バイアス電圧を出力することで、欠陥部短絡工程が行われる。
【０１４８】
そして、本実施形態では、判定工程では、制御部３５０が直流電源３１０を制御することにより、直流電源３１０の第１の出力端子３１１をアースとし、第２の出力端子３１２に一定電圧（たとえば１０Ｖ程度）を出力する。こうして有機ＥＬ素子１００に逆バイアス電圧を印加した状態で、電流計測部３６０によって有機ＥＬ素子１００のリーク電流を計測する。
【０１４９】
そして、この電流計測部３６０により計測されたリーク電流は、制御部３５０に送られ、制御部３５０では、このリーク電流の値によって欠陥部の有無を検出する。こうして、本実施形態では、上記したリーク電流の測定による判定工程を適切に行えるようになっている。
【０１５０】
さらに、本製造装置４００では、判定工程によって検出された欠陥品における短絡した欠陥部を修復する欠陥部修復手段として、レーザ照射装置３７０を有する。このレーザ照射装置３７０は、検出された欠陥部の領域にレーザを照射して当該領域に位置する上部電極４０を除去するものである。
【０１５１】
たとえば、レーザ照射装置３７０としては、ＹＡＧなどの半導体レーザなどを用いることができ、このレーザ照射装置３７０の作動は、制御部３５０からの信号により制御されるようになっている。
【０１５２】
本製造装置４００では、判定工程によって欠陥品が検出されたとき、これを制御部３５０が認識して短絡した欠陥部の位置を特定し、レーザ照射装置３７０に指令を送って当該欠陥部にレーザを照射する。それにより、上記したレーザによる欠陥部修復工程を行うことができる。
【０１５３】
このように、本実施形態の製造装置４００によれば、上記第１実施形態に示した有機ＥＬ素子１００の製造方法において、欠陥部短絡工程、リーク電流による判定工程およびレーザによる欠陥部修復工程を連続して行うことができる。
【０１５４】
また、本実施形態によれば、電流計測部３６０を持った構成とすることにより、リーク電流による欠陥部の検出を自動化できる。また、電流測定用の直流電源を追加することなく、低コストな検出が実現できる。
【０１５５】
（他の実施形態）
なお、上記第３および第４実施形態の製造装置では、第１および第２の端子部３３１、３３２は端子群として構成されていたが、端子群を単一の端子部に変えれば、これらの製造装置は上記第２実施形態に用いてもよい。
【０１５６】
また、上記した各製造装置において、検出手段や欠陥部修復手段は、上記したカメラや電流計測部、レーザ照射装置に限定されるものではない。また、各手段をさらにいろいろな形態で組み合わせてもよい。たとえば、上記第４実施形態における製造装置において、電流計測部に代えてカメラを加えてもよい。
【０１５７】
また、有機ＥＬ素子としては、上記図２に示したような複数個のものでなくてもよく、たとえば基板に１個の有機ＥＬ素子が形成されている場合であっても、上記第１実施形態の製造方法は適用が可能である。
【０１５８】
また、上記各実施形態では、陽極２０を下部電極、陰極４０を上部電極として構成した有機ＥＬ素子１００の例を示したが、これとは反対に、上部電極をＩＴＯなどの透明な陽極とし、下部電極をＡｌなどの陰極として、上部電極側より光を取り出す構造、いわゆるトップエミッション構造としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１５９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ素子の断面図である。
【図２】複数個の有機ＥＬ素子をマトリクス状に形成した構成の概略平面図である。
【図３】第１実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法を示す工程フロー図である。
【図４】逆バイアスの印加電圧に対する有機ＥＬ素子に流れるリーク電流との関係を示す図である。
【図５】逆バイアス電圧の上昇レートに対する短絡による欠陥検出率およびオープン化する率の変化を示す図である。
【図６】上部電極膜厚を変化させた時の短絡による欠陥部検出率を調べた結果を示す図である。
【図７】階段状に上昇する逆バイアス電圧の一例を示す図である。
【図８】開始電圧を０Ｖよりも大きくした逆バイアス電圧の一例を示す図である。
【図９】開始電圧を変化させた時の短絡による欠陥部検出率を調べた結果を示す図である。
【図１０】（ａ）はレーザによる修復前の欠陥部を示す図であり、（ｂ）はレーザによる修復部の図である。
【図１１】レーザによる修復前の欠陥品と修復後の欠陥品の電気特性の調査結果を示す図である。
【図１２】逆バイアス電圧による修復の例を示す図である。
【図１３】図１２に示される各修復部の電気特性を調査した結果を示す図である。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法を示す概略平面図である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造装置の構成を模式的に示す図である。
【図１６】本発明の第４実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造装置の構成を模式的に示す図である。
【図１７】欠陥品におけるオープン化した部位と短絡した部位とを示す図である。
【図１８】種々の逆電圧における上部電極膜厚とオープン化成功率との関係を示す図である。
【符号の説明】
【０１６０】
１０…基板、２０…下部電極としての陽極、３０…有機膜、
４０…上部電極としての陰極、１００…有機ＥＬ素子、３１０…直流電源、
３１１…直流電源の第１の出力端子、３１２…直流電源の第２の出力端子、
３２１…第１のリード線、３２２…第２のリード線、
３３１…第１の端子部としての第１の端子群、
３３２…第２の端子部としての第２の端子群、３４０…検出手段としてのカメラ、
３６０…検出手段としての電流計測部、
３７０…欠陥部修復手段としてのレーザ照射装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（１０）上に、下部電極（２０）、有機膜（３０）、上部電極（４０）を積層してなる有機ＥＬ素子（１００）を形成する素子形成工程を備える有機ＥＬ素子の製造方法において、
前記素子形成工程では、前記上部電極（４０）を膜厚１３５ｎｍ以上にて形成し、
続いて、前記有機ＥＬ素子（１００）における前記上下両電極（２０、４０）のうち陰極（４０）側をプラス極、陽極（２０）側をマイナス極としてこれら両電極（２０、４０）間に、直流電圧を、前記有機ＥＬ素子（１００）に存在する欠陥部が短絡するレベル以上まで時間とともに上昇させながら印加する欠陥部短絡化工程と、
前記有機ＥＬ素子（１００）において前記欠陥部短絡化工程により短絡した欠陥部の有無を検出する判定工程とを、備えることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項２】
前記欠陥部短絡工程では、前記直流電圧の上昇レートを１Ｖ／秒以下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】
前記欠陥部短絡工程では、前記直流電圧を、時間に対して階段状に上昇させていくことを特徴とする請求項１または２に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項４】
前記欠陥部短絡工程では、前記直流電圧における印加の開始電圧を０Ｖよりも大きくすることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項５】
前記判定工程によって検出された前記欠陥部の領域に位置する前記上部電極（４０）もしくは前記有機膜（３０）を除去することにより、当該欠陥部を修復する欠陥部修復工程を備えることを特徴とする請求項１ないし４に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項６】
前記欠陥部修復工程では、前記欠陥部に光エネルギーもしくは電気エネルギーを与えることにより、当該上部電極（４０）もしくは有機膜（３０）を焼失させることを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項７】
前記判定工程は、前記有機ＥＬ素子（１００）を点灯させた状態で外観検査を行い、前記欠陥部の有無を検出するものであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項８】
前記外観検査は、前記欠陥部短絡工程の前と後との両時点で行い、前記欠陥部短絡工程の前後の外観の差により前記欠陥部の有無を検出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】
前記判定工程は、前記有機ＥＬ素子（１００）の前記上下電極（２０、４０）間のリーク電流を測定し、前記リーク電流の値に基づいて前記有機ＥＬ素子（１００）の欠陥部の有無を検出することにより行うことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１０】
前記リーク電流の測定は、前記有機ＥＬ素子（１００）における前記上下両電極（２０、４０）のうち陰極（４０）側をプラス極、陽極（２０）側をマイナス極として行うことを特徴とする請求項９に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１１】
前記リーク電流の測定は、前記有機ＥＬ素子（１００）の実駆動時に用いられる逆バイアス電圧以上の電圧を印加して測定す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】
前記リーク電流の測定は、前記欠陥部短絡工程の前と後との両時点で行い、前記欠陥部短絡工程の前後のリーク電流の差により前記欠陥部の有無を検出することを特徴とする請求項９ないし１１のいずれか１つに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１３】
前記素子形成工程では、前記有機ＥＬ素子（１００）をマトリクス状に複数個形成し、
前記欠陥部短絡工程では、これら複数個の有機ＥＬ素子（１００）における前記上下両電極（２０、４０）に対し、一括して前記直流電圧を印加することを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１４】
前記素子形成工程では、前記マトリクス状に配置された複数個の前記有機ＥＬ素子（１００）を前記基板（１０）上に形成するとともに、
これら複数個の有機ＥＬ素子（１００）における前記上下両電極（２０、４０）の少なくとも一方に対して前記欠陥部短絡工程において一括して直流電圧を送るための配線部（２００）を、前記基板（１０）上に形成することを特徴とする請求項１３に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１５】
基板（１０）上に、下部電極（２０）、有機膜（３０）、膜厚１３５ｎｍ以上の上部電極（４０）を積層してなる有機ＥＬ素子（１００）の欠陥部の有無を検出する製造装置であって、
第１の出力端子（３１１）および第２の出力端子（３１２）を有する直流電源（３１０）と、
前記第１の出力端子（３１１）に第１のリード線（３２１）を介して接続され、かつ前記有機ＥＬ素子（１００）における陽極側の電極（２０）に電気的に接続される第１の端子部（３３１）と、
前記第２の出力端子（３１２）に第２のリード線（３２２）を介して接続され、かつ前記有機ＥＬ素子（１００）における陰極側の電極（４０）に電気的に接続される第２の端子部（３３２）と、
前記欠陥部を検出する検出手段（３４０、３６０）とを備え、
前記直流電源（３１０）の前記第１の出力端子（３１１）をアースとし、前記第２の出力端子（３１２）にて時間とともに電圧が上昇する直流電圧を出力するようにしたことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造装置。
【請求項１６】
前記検出手段（３６０）によって検出された前記欠陥部の領域に位置する前記上部電極（４０）を除去することにより、当該欠陥部を修復する欠陥部修復手段（３７０）を有することを特徴とする請求項１５に記載の有機ＥＬ素子の製造装置。
【請求項１７】
前記直流電源（３１０）の前記第１の出力端子（３１１）に一定電圧を出力し、前記第２の出力端子（３１２）をアースとして前記有機ＥＬ素子（１００）を点灯させ、この点灯させた状態の前記有機ＥＬ素子（１００）の外観検査を前記検出手段（３４０）によって行い、前記欠陥部の有無を検出することを特徴とする請求項１５または１６に記載の有機ＥＬ素子の製造装置。
【請求項１８】
前記検出手段は、前記有機ＥＬ素子（１００）の画像を記録するカメラ（３４０）を備えており、前記外観検査は、このカメラ（３４０）により記録された画像によって行うことを特徴とする請求項１７に記載の有機ＥＬ素子の製造装置。
【請求項１９】
前記検出手段は、前記第１のリード線（３１１）および前記第２のリード線（３１２）の少なくとも一方に電気的に接続された電流計測手段（３６０）を備え、
前記直流電源（３１０）の前記第１の出力端子（３１１）をアースとし、前記第２の出力端子（３１２）に一定電圧を出力したときに前記電流計測手段（３６０）により計測される電流値により、前記欠陥部の有無を検出するものであることを特徴とする請求項１５または１６に記載の有機ＥＬ素子の製造装置。
【請求項２０】
前記有機ＥＬ素子（１００）をマトリクス状に複数個形成したものについて用いられるものであり、
前記第１の端子部は、前記第１のリード線（３２１）から分岐して前記複数個の有機ＥＬ素子（１００）の陽極側の電極（２０）に電気的に接続される第１の端子群（３３１）として構成されたものであり、
前記第２の端子部は、前記第２のリード線（３２２）から分岐して前記複数個の有機ＥＬ素子（１００）の陰極側の電極（４０）に電気的に接続される第２の端子群（３３２）として構成されたものであることを特徴とする請求項１５ないし１９のいずれか１つに記載の有機ＥＬ素子の製造装置。
【請求項１】
基板（１０）上に、下部電極（２０）、有機膜（３０）、上部電極（４０）を積層してなる有機ＥＬ素子（１００）を形成する素子形成工程を備える有機ＥＬ素子の製造方法において、
前記素子形成工程では、前記上部電極（４０）を膜厚１３５ｎｍ以上にて形成し、
続いて、前記有機ＥＬ素子（１００）における前記上下両電極（２０、４０）のうち陰極（４０）側をプラス極、陽極（２０）側をマイナス極としてこれら両電極（２０、４０）間に、直流電圧を、前記有機ＥＬ素子（１００）に存在する欠陥部が短絡するレベル以上まで時間とともに上昇させながら印加する欠陥部短絡化工程と、
前記有機ＥＬ素子（１００）において前記欠陥部短絡化工程により短絡した欠陥部の有無を検出する判定工程とを、備えることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項２】
前記欠陥部短絡工程では、前記直流電圧の上昇レートを１Ｖ／秒以下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】
前記欠陥部短絡工程では、前記直流電圧を、時間に対して階段状に上昇させていくことを特徴とする請求項１または２に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項４】
前記欠陥部短絡工程では、前記直流電圧における印加の開始電圧を０Ｖよりも大きくすることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項５】
前記判定工程によって検出された前記欠陥部の領域に位置する前記上部電極（４０）もしくは前記有機膜（３０）を除去することにより、当該欠陥部を修復する欠陥部修復工程を備えることを特徴とする請求項１ないし４に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項６】
前記欠陥部修復工程では、前記欠陥部に光エネルギーもしくは電気エネルギーを与えることにより、当該上部電極（４０）もしくは有機膜（３０）を焼失させることを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項７】
前記判定工程は、前記有機ＥＬ素子（１００）を点灯させた状態で外観検査を行い、前記欠陥部の有無を検出するものであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項８】
前記外観検査は、前記欠陥部短絡工程の前と後との両時点で行い、前記欠陥部短絡工程の前後の外観の差により前記欠陥部の有無を検出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】
前記判定工程は、前記有機ＥＬ素子（１００）の前記上下電極（２０、４０）間のリーク電流を測定し、前記リーク電流の値に基づいて前記有機ＥＬ素子（１００）の欠陥部の有無を検出することにより行うことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１０】
前記リーク電流の測定は、前記有機ＥＬ素子（１００）における前記上下両電極（２０、４０）のうち陰極（４０）側をプラス極、陽極（２０）側をマイナス極として行うことを特徴とする請求項９に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１１】
前記リーク電流の測定は、前記有機ＥＬ素子（１００）の実駆動時に用いられる逆バイアス電圧以上の電圧を印加して測定す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】
前記リーク電流の測定は、前記欠陥部短絡工程の前と後との両時点で行い、前記欠陥部短絡工程の前後のリーク電流の差により前記欠陥部の有無を検出することを特徴とする請求項９ないし１１のいずれか１つに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１３】
前記素子形成工程では、前記有機ＥＬ素子（１００）をマトリクス状に複数個形成し、
前記欠陥部短絡工程では、これら複数個の有機ＥＬ素子（１００）における前記上下両電極（２０、４０）に対し、一括して前記直流電圧を印加することを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１４】
前記素子形成工程では、前記マトリクス状に配置された複数個の前記有機ＥＬ素子（１００）を前記基板（１０）上に形成するとともに、
これら複数個の有機ＥＬ素子（１００）における前記上下両電極（２０、４０）の少なくとも一方に対して前記欠陥部短絡工程において一括して直流電圧を送るための配線部（２００）を、前記基板（１０）上に形成することを特徴とする請求項１３に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１５】
基板（１０）上に、下部電極（２０）、有機膜（３０）、膜厚１３５ｎｍ以上の上部電極（４０）を積層してなる有機ＥＬ素子（１００）の欠陥部の有無を検出する製造装置であって、
第１の出力端子（３１１）および第２の出力端子（３１２）を有する直流電源（３１０）と、
前記第１の出力端子（３１１）に第１のリード線（３２１）を介して接続され、かつ前記有機ＥＬ素子（１００）における陽極側の電極（２０）に電気的に接続される第１の端子部（３３１）と、
前記第２の出力端子（３１２）に第２のリード線（３２２）を介して接続され、かつ前記有機ＥＬ素子（１００）における陰極側の電極（４０）に電気的に接続される第２の端子部（３３２）と、
前記欠陥部を検出する検出手段（３４０、３６０）とを備え、
前記直流電源（３１０）の前記第１の出力端子（３１１）をアースとし、前記第２の出力端子（３１２）にて時間とともに電圧が上昇する直流電圧を出力するようにしたことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造装置。
【請求項１６】
前記検出手段（３６０）によって検出された前記欠陥部の領域に位置する前記上部電極（４０）を除去することにより、当該欠陥部を修復する欠陥部修復手段（３７０）を有することを特徴とする請求項１５に記載の有機ＥＬ素子の製造装置。
【請求項１７】
前記直流電源（３１０）の前記第１の出力端子（３１１）に一定電圧を出力し、前記第２の出力端子（３１２）をアースとして前記有機ＥＬ素子（１００）を点灯させ、この点灯させた状態の前記有機ＥＬ素子（１００）の外観検査を前記検出手段（３４０）によって行い、前記欠陥部の有無を検出することを特徴とする請求項１５または１６に記載の有機ＥＬ素子の製造装置。
【請求項１８】
前記検出手段は、前記有機ＥＬ素子（１００）の画像を記録するカメラ（３４０）を備えており、前記外観検査は、このカメラ（３４０）により記録された画像によって行うことを特徴とする請求項１７に記載の有機ＥＬ素子の製造装置。
【請求項１９】
前記検出手段は、前記第１のリード線（３１１）および前記第２のリード線（３１２）の少なくとも一方に電気的に接続された電流計測手段（３６０）を備え、
前記直流電源（３１０）の前記第１の出力端子（３１１）をアースとし、前記第２の出力端子（３１２）に一定電圧を出力したときに前記電流計測手段（３６０）により計測される電流値により、前記欠陥部の有無を検出するものであることを特徴とする請求項１５または１６に記載の有機ＥＬ素子の製造装置。
【請求項２０】
前記有機ＥＬ素子（１００）をマトリクス状に複数個形成したものについて用いられるものであり、
前記第１の端子部は、前記第１のリード線（３２１）から分岐して前記複数個の有機ＥＬ素子（１００）の陽極側の電極（２０）に電気的に接続される第１の端子群（３３１）として構成されたものであり、
前記第２の端子部は、前記第２のリード線（３２２）から分岐して前記複数個の有機ＥＬ素子（１００）の陰極側の電極（４０）に電気的に接続される第２の端子群（３３２）として構成されたものであることを特徴とする請求項１５ないし１９のいずれか１つに記載の有機ＥＬ素子の製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００７−２６５６３３（Ｐ２００７−２６５６３３Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−８５２１６（Ｐ２００６−８５２１６）
【出願日】平成１８年３月２７日（２００６．３．２７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月２７日（２００６．３．２７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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