KR100818009B1

KR100818009B1 - 유기 ｅｌ 소자의 제조 방법 및 유기 ｅｌ 소자의 제조장치

Info

Publication number: KR100818009B1
Application number: KR1020070028973A
Authority: KR
Inventors: 히로미찌 가또오; 하루미 스즈끼; 마사유끼 가따야마
Original assignee: 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 2006-03-27
Filing date: 2007-03-26
Publication date: 2008-03-31
Also published as: JP4853072B2; JP2007265633A; KR20070096924A

Abstract

본 발명의 과제는 에이징 공정에 있어서 표시 품질을 유지하면서 결함부를 오픈화할 수 없는 음극의 막 두께가 135 ㎚ 이상인 유기 EL 소자에 있어서, 리크 전류가 발생하기 쉬운 결함부를 현재화시켜 불량 판정을 적절하게 행하는 것이다.

음극(40)을 막 두께 135 ㎚ 이상으로 하여 유기 EL 소자(100)를 형성하고, 계속해서 상하 전극(20, 40) 중 음극(40)측을 플러스극, 양극(20)측을 마이너스극으로 하여 이들 양 전극(20, 40) 사이에 직류 전압을 유기 EL 소자(100)에 존재하는 결함부가 단락되는 레벨 이상까지 시간과 함께 상승시키면서 인가하고, 그 후, 유기 EL 소자(100)에 있어서 단락된 결함부의 유무를 검출한다.

유기 EL 소자, 에이징 공정, 직류 전원, 리드선, 레이저 조사 장치

Description

유기 ＥＬ 소자의 제조 방법 및 유기 ＥＬ 소자의 제조 장치 {MANUFACTURING METHOD OF ORGANIC EL ELEMENT AND MANUFACTURING DEVICE OF ORGANIC EL ELEMENT}

도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 유기 EL 소자의 단면도.

도2는 복수개의 유기 EL 소자를 매트릭스형으로 형성한 구성의 개략 평면도.

도3은 제1 실시 형태의 유기 EL 소자의 제조 방법을 나타내는 공정 흐름도.

도4는 역바이어스의 인가 전압에 대한 유기 EL 소자에 흐르는 리크 전류와의 관계를 나타내는 도면.

도5는 역바이어스 전압의 상승률에 대한 단락에 의한 결함 검출률 및 오픈화되는 비율의 변화를 나타내는 도면.

도6은 상부 전극 막 두께를 변화시켰을 때의 단락에 의한 결함부 검출률을 조사한 결과를 나타내는 도면.

도7은 계단형으로 상승하는 역바이어스 전압의 일 예를 나타내는 도면.

도8은 개시 전압을 0 V보다도 크게 한 역바이어스 전압의 일 예를 나타내는 도면.

도9는 개시 전압을 변화시켰을 때의 단락에 의한 결함부 검출률을 조사한 결과를 나타내는 도면.

도10의 (a)는 레이저에 의한 회복 전의 결함부를 나타내는 도면이고, 도10의 (b)는 레이저에 의한 회복부의 도면.

도11은 레이저에 의한 회복 전의 결함품과 회복 후의 결함품의 전기 특성의 조사 결과를 나타내는 도면.

도12의 (a) 내지 도12의 (c)는 역바이어스 전압에 의한 회복의 예를 나타내는 도면.

도13은 도12에 나타낸 각 회복부의 전기 특성을 조사한 결과를 나타내는 도면.

도14는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 유기 EL 소자의 제조 방법을 나타내는 개략 평면도.

도15는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 유기 EL 소자의 제조 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 도면.

도16은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 유기 EL 소자의 제조 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 도면.

도17의 (a) 및 도17의 (b)는 결함품에 있어서의 오픈화된 부위와 단락된 부위를 도시하는 도면.

도18은 다양한 역전압에 있어서의 상부 전극 막 두께와 오픈화 성공률의 관계를 나타내는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 기판

20 : 하부 전극으로서의 양극

30 : 유기막

40 : 상부 전극으로서의 음극

100 : 유기 EL 소자

310 : 직류 전원

311 : 직류 전원의 제1 출력 단자

312 : 직류 전원의 제2 출력 단자

321 : 제1 리드선

322 : 제2 리드선

331 : 제1 단자부로서의 제1 단자군

332 : 제2 단자부로서의 제2 단자군

340 : 검출 수단으로서의 카메라

360 : 검출 수단으로서의 전류 계측부

370 : 결함부 회복 수단으로서의 레이저 조사 장치

[문헌 1] 일본 특허 제3562522호 공보

본 발명은 유기 EL(electro luminescence) 소자의 제조 방법 및 유기 EL 소자의 제조 장치에 관한 것이다.

유기 EL 소자는, 일반적으로 기판 상에 하부 전극, 발광층을 포함하는 유기막, 상부 전극을 적층하여 이루어지지만, 유기 재료를 사용하고 있기 때문에, 전계나 열에 의해 변질이나 확산이 일어나기 쉽고, 그 결과로서 상하 전극의 단락이 발생하는 일이 있다. 특히, 초기의 리크 전류가 검출 한계(예를 들어, 1 ㎁ 이하)라도 구동 시에 갑자기 상하 전극의 단락에 이르는 경우가 있다.

그 대책으로서, 종래에는 상하 양 전극 중 음극측을 플러스극, 양극측을 마이너스극으로 하여 양 전극 사이에 발광 시에 인가하는 순전압과는 반대인 역전압을 인가하고, 결함부를 현재화(顯在化)시켜 오픈 파괴하는 에이징 공정을 행하고, 그 후, 유기 EL 소자에 역전압을 인가하여 양 전극 사이에 흐르는 리크 전류를 측정하고, 이 리크 전류치를 기초로 하여 불량 판정을 실시하는 공정을 행하는 제조 방법이 제안되어 있다(문헌 1 참조).

이것에 따르면, 역전압의 인가에 의해 결함부에 리크 전류가 발생하고, 이 리크 전류에 의한 줄열에 의해 결함부에 대응하는 상부 전극을 파괴시킨다. 그 결과, 결함부가 전기적으로 오픈되어 구동 시에는 리크가 발생하지 않게 된다.

여기서, 결함부라 함은, 통상, 이물질 등의 단차에 의해 유기막이 얇아져 단락되기 쉽게 되어 있는 부위이다. 오픈화된 결함부는 상부 전극이 비산되었으므로 국소적인 비발광부가 되지만, 직경이, 예를 들어 약 50 ㎛ 이하로 육안으로 분별할 수 없다. 그로 인해, 표시 품질에 영향은 없다.

그런데, 상기한 바와 같은 결함부를 오픈화시키는 에이징 공정을 행하는 것 은 역전압의 인가에 의해 결함부가 오픈화되는 소자 구조에는 유효하다.

그러나, 본 발명자의 검토에 따르면, 상기 방법을 이용해도 이와 같은 결함부를 오픈화할 수 없는 소자 구조가 존재하고, 그와 같은 것에는 상기 방법을 적용할 수 없는 것을 실험적으로 알 수 있었다.

결함부를 오픈화할 수 없는 소자 구조라 함은, 상부 전극을 두꺼운 막으로 한 구조이다. 이 상부 전극을 두껍게 해 가면, 상기한 전극 파괴에 의한 오픈화의 메커니즘으로부터 임의의 막 두께 이상에서 오픈화되지 않게 된다. 구체적으로는, 그와 같은 상부 전극의 막 두께가 135 ㎚ 이상인 것을 알 수 있었다.

이것에 관한 본 발명자가 행한 구체적인 실험 검토에 대해 서술한다. 일반적인 유기 EL 소자 구조에 있어서, 상부 전극의 막 두께를 바꾼 것을 제작하고, 이것에 대해 결함부를 오픈화시키기 위한 에이징 공정을 행하였다. 또한, 에이징 공정에 있어서 인가하는 역전압이 클수록 결함부의 오픈화가 이루어지기 쉽기 때문에, 그 역전압도 바꾸어 행하였다.

도18은 다양한 역전압에 있어서의 상부 전극 막 두께와 오픈화 성공률의 관계를 나타내는 도면이다. 에이징 공정에 있어서 인가하는 역전압이 16 V인 경우, 상부 전극 막 두께가 100 ㎚까지 오픈화 가능하다. 또한, 역전압을 18 V 이상으로 함으로써 135 ㎚까지 오픈화 가능하다. 또한, 관찰의 결과, 이 오픈화가 상기한 바와 같은 전극 파괴이고, 구체적으로는 상부 전극의 비산에 의한 것임을 확인하였다.

여기서, 상부 전극 막 두께가 135 ㎚ 이상인 구조에서는 역전압을 22 V로 함 으로써 결함부는 전기적으로 오픈화된다. 그러나, 이때의 결함부는 상부 전극의 파괴가 크고 눈으로 확인 가능해, 품질 불량이 되는 것이었다.

예를 들어, 오픈화되어 생긴 구멍의 직경이 약 50 ㎛ 이하이면 눈으로 확인되지 않아 표시 품질상 문제가 없지만, 그것보다도 크면 오픈화된 부분이 눈으로 확인 가능해져 표시 품질을 유지할 수 없게 된다.

이는, 인가하는 역전압을 22 V까지 올린 것에 의해, 줄열이 증대되고, 상부 전극의 비산량이 커졌기 때문이라고 생각된다. 즉, 상부 전극의 막 두께가 135 ㎚ 이상인 소자 구조는 결함부를 오픈화시키는 에이징 공정을 채용해도 표시 품질의 점으로부터 오픈화할 수 없는 구조인 것을 알 수 있었다.

또한, 상기 문헌 1에서는 에이징 공정 후에 유기 EL 소자에 역전압을 인가하였을 때에 흐르는 리크 전류치를 기초로 하여 불량 판정을 실시하는, 즉 정상품과 결함품을 판정하도록 하고 있지만, 상술한 이유로부터 상부 전극이 135 ㎚ 이상으로 두껍고 표시 품질을 유지하도록 오픈화할 수 없는 소자 구조인 경우에는, 이 수법은 적용할 수 없다.

이와 같은 상부 전극의 후막화는 배선 저항을 작게 하기 위해 필요하다. 특히, 긴 배선을 필요로 하는 대화면의 유기 EL 표시 장치에 있어서는 필수가 된다. 따라서, 상부 전극의 후막화에 의해 결함부의 오픈화를 할 수 없어도 출하 전에 역전압을 인가하는 처리를 행하여 결함부를 현재화시켜 불량품을 제거하는 것은, 시장에 있어서의 단락 불량을 방지하기 위해서는 필요하다.

본 발명은 상기 문제에 비추어 이루어진 것으로, 에이징 공정에 있어서 표시 품질을 유지하도록 결함부를 오픈화할 수 없는 상부 전극의 막 두께가 135 ㎚ 이상인 유기 EL 소자에 있어서, 리크 전류가 발생하기 쉬운 결함부를 현재화시켜 불량 판정을 적절하게 행하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 예의 검토를 행하였다. 우선, 상부 전극의 막 두께가 135 ㎚ 이상인 것 이외에는 일반적인 구성을 갖는 유기 EL 소자에 있어서, 고의로 유기막의 막 두께를 얇게 하여 결함부가 생기기 쉽게 한 결함품을 시작하였다.

이들 결함품에 시간과 함께 전압이 상승하는 역바이어스 전압을 인가한 결과, 결함품이 전기적으로 단락되는 것을 알 수 있었다(후술의 도4 참조).

또한, 후술하는 도5에 도시된 바와 같이, 이 시간에 대해 상승하는 역바이어스 전압의 상승률을 크게 하면, 상기 과제의 란에서 서술한 바와 같이, 표시 품질을 유지할 수 없을 정도까지 오픈화되는 결함품이 발생하고, 한편, 상기 상승률을 작게 함으로써 확실하게 결함품이 단락되는 것을 발견하였다.

이는, 시간에 대해 상승하는 역바이어스 전압의 상승률을 작게 함으로써, 결함부에 있어서 한번에 큰 전류가 흐르지 않게 되고, 그 결과, 줄열의 발생이 억제되어, 상부 전극이 비산되지 않고 단락에 이르는 것이라 추정된다.

이 현상의 상세 메커니즘은 불분명하지만, 본 발명자가 새롭게 발견한 것이다. 또한, 상기 문헌 1에는 시간에 대해 전압이 상승하는 역바이어스 전압을 인가하는 수법의 기재가 있지만, 시간에 대해 상승하는 역바이어스 전압의 상승률을 고 려하는 점에 대해서는 일절 기재가 없다.

그리고, 상기한 전압 인가 후의 유기 EL 소자에 대해 발광 시에 인가하는 순전압을 인가해 보면 발광하지 않았다. 이는 전류가 단락된 결함부에 집중하여 흐르기 때문이다. 이는 점등 상태에 의한 발광 및 비발광의 외관을 보는 것 등에 의해 정상품과 결함품을 판정할 수 있는 것을 나타내고 있다.

상기한 전압 인가 후의 결함품에 있어서의 오픈화된 부위와 단락된 부위를 현미경 사진의 화상으로부터 개략화한 도면으로서, 도17의 (a) 및 도17의 (b)에 도시한다. 상술한 바와 같이, 오픈화된 부위는[도17의 (a) 참조], 상부 전극의 비산량이 커서 표시 품질의 점에서 적용할 수 없는 것을 알 수 있다.

한편, 도17의 (b)에 도시된 바와 같이, 단락된 결함부는 그 직경이 작고, 단락되어 있는 것을 제외하면, 비구동 시에서는 눈으로 확인되지 않을 정도의 작은 것이고, 표시 품질상, 문제는 없다.

이는, 이 단락된 결함부에 있어서의 상부 전극이나 유기막을 레이저 등으로 제거하여 비도통화함으로써 표시 품질상, 문제가 없어지는 것을 나타내고 있다. 또한, 이 단락된 결함부는 현미경 관찰의 레벨에서 인식 가능하고, 이는 결함부를 단락된 결함부로서 현재화시켜 그 검출이 가능해지는 것을 의미한다.

즉, 상기한 실험 검토에 따르면, 상부 전극의 막 두께가 135 ㎚ 이상인 유기 EL 소자에 있어서는 시간에 대해 전압이 상승하는 역전압을, 그 상승률을 고려하여 인가함으로써 결함품의 결함부를, 표시 품질상 문제가 되는 오픈화를 행하지 않고 단락 파괴시키고, 정상품인지 결함품인지를 점등 상태의 외관 등을 기초로 하여 판 정할 수 있는 것을 알 수 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 실험 검토의 결과, 창출된 것이고, 상부 전극(40)을 소정의 두께로 하여 유기 EL 소자(100)를 형성하고, 계속해서 상하 양 전극(20, 40) 중 음극(40)측을 플러스극, 양극(20)측을 마이너스극으로 하여 이들 양 전극(20, 40) 사이에 직류 전압을, 유기 EL 소자(100)에 존재하는 결함부가 단락되는 레벨 이상까지 시간과 함께 상승시키면서 인가하고, 그 후, 유기 EL 소자(100)에 있어서 단락된 결함부의 유무를 검출하도록 한 것을 제1 특징으로 한다.

그것에 따르면, 상술한 바와 같이 리크가 발생하기 쉬운 결함부를 표시 품질상, 문제가 없도록 단락 파괴하여 현재화시킴으로써 단락된 결함부의 유무를 검출하고, 정상품과 결함품을 식별할 수 있기 때문에, 불량 판정을 적절하게 행할 수 있다.

여기서, 상부 전극의 두께는, 예를 들어 135 ㎚ 이상으로 해도 좋다. 또한, 이 제조 방법에 있어서는, 후술하는 도5에 도시된 바와 같이, 결함부 단락 공정에서는 직류 전압의 상승률을 1 V/초 이하로 함으로써 결함부의 단락 파괴를 보다 확실하게 행할 수 있다.

또한, 직류 전압을 시간과 함께 상승시키는 것은 연속적, 즉 직선적인 상승이라도 좋지만, 시간에 대해 계단형으로 상승시켜 가는 것이라도 좋다(후술의 도7 참조).

또한, 결함부 단락 공정에서는 직류 전압에 있어서의 인가의 개시 전압을 0 V보다도 크게 함으로써 결함부 단락 공정의 처리 시간을 짧게 할 수 있다(후술의 도8 및 도9 참조).

또한, 판정 공정에 의해 검출된 결함부의 영역에 위치하는 상부 전극(40) 혹은 유기막(30)을 제거함으로써 상기 결함부를 회복하도록 하면, 제품의 수율의 향상이 가능해진다.

여기서, 결함부 회복 공정에서는 결함부에 광에너지 혹은 전기 에너지를 부여함으로써 상부 전극(40) 혹은 유기막(30)을 소실시키도록 할 수 있다.

또한, 판정 공정은 유기 EL 소자(100)를 점등시킨 상태에서 외관 검사를 행하는 것에 따르면, 단락된 결함부는 비발광이 되어 외관으로 인식할 수 있으므로, 결함부의 유무를 검출할 수 있다.

또한, 이 외관 검사는 결함부 단락 공정 전과 후의 양 시점에서 행하고, 결함부 단락 공정 전후의 외관의 차에 의해 결함부의 유무를 검출하는 것에 따르면, 결함부 단락 공정에서 단락된 결함부를 그 이외의 결함이나 이물질 등과 식별하여 검출하는 것이 가능해진다.

또한, 판정 공정은 유기 EL 소자(100)의 상하 전극(20, 40) 사이의 리크 전류를 측정하고, 이 리크 전류의 값을 기초로 하여 유기 EL 소자(100)의 결함부의 유무를 검출하는 것으로 할 수 있다. 그것에 따르면, 전류치를 기초로 하는 확실한 판정을 행할 수 있다.

또한, 이 리크 전류의 측정은 유기 EL 소자(100)에 있어서의 상하 양 전극(20, 40) 중 음극(40)측을 플러스극, 양극(20)측을 마이너스극으로 하여 행하는 것으로 하면, 확실한 판정을 행할 수 있다.

여기서, 리크 전류의 측정은 유기 EL 소자(100)의 실구동 시에 이용되는 역바이어스 전압 이상의 전압을 인가하여 측정하는 것이 바람직하다.

또한, 리크 전류의 측정은 결함부 단락 공정 전과 후의 양 시점에서 행하고, 결함부 단락 공정 전후의 리크 전류의 차에 의해 결함부의 유무를 검출하는 것으로 하면, 결함부 단락 공정에서 단락된 결함부를 확실하게 검출하는 것이 가능해진다.

여기서, 소자 형성 공정에서 유기 EL 소자(100)를 매트릭스형으로 복수개 형성한 경우, 결함부 단락 공정에서 이들 복수개의 유기 EL 소자(100)에 있어서의 상하 양 전극(20, 40)에 대해 일괄하여 상기한 직류 전압을 인가하도록 하면, 복수개의 유기 EL 소자(100)에 대해 일괄하여 결함부의 단락을 행할 수 있다.

또한, 소자 형성 공정에서는 매트릭스형으로 배치된 복수개의 유기 EL 소자(100)를 기판(10) 상에 형성하는 동시에, 이들 복수개의 유기 EL 소자(100)에 있어서의 상하 양 전극(20, 40) 중 적어도 한쪽에 대해 결함부 단락 공정에 있어서 일괄하여 직류 전압을 보내기 위한 배선부(200)를 기판(10) 상에 형성하도록 하면, 결함부 단락 공정에 있어서의 전기적인 접속 부위를 적게 할 수 있다.

또한, 본 발명은 유기 EL 소자(100)의 결함부의 유무를 검출하는 제조 장치이며, 제1 출력 단자(311) 및 제2 출력 단자(312)를 갖는 직류 전원(310)과, 결함부를 검출하는 검출 수단(340, 360)을 구비하고, 제1 출력 단자(311)와 유기 EL 소자(100)의 양극측의 전극(20)을 제1 리드선(321), 제1 단자부(331)를 거쳐서 접속하고, 제2 출력 단자(312)와 유기 EL 소자(100)의 음극측의 전극(40)을 제2 리드선(322), 제2 단자부(332)를 거쳐서 접속하고, 직류 전원(310)의 제1 출력 단 자(311)를 어스로 하여 제2 출력 단자(312)에서 시간과 함께 전압이 상승하는 직류 전압을 출력하도록 한 것을 제2 특징으로 한다.

그것에 따르면, 이 제조 장치를 이용하여 상기 제1 특징을 갖는 제조 방법에 있어서의 결함부 단락 공정 및 판정 공정을 적절하게 실행할 수 있다.

여기서, 이 제조 장치에 있어서, 검출 수단(360)에 의해 검출된 결함부의 영역에 위치하는 상부 전극(40)을 제거함으로써 상기 결함부를 회복하는 결함부 회복 수단(370)을 갖는 것으로 하면, 판정 공정에 의해 검출된 결함부의 회복을 행할 수 있다.

또한, 이 제조 장치에 있어서, 직류 전원(310)의 제1 출력 단자(311)에 일정 전압을 출력하고, 제2 출력 단자(312)를 어스로 하여 유기 EL 소자(100)를 점등시키고, 이 점등 상태의 유기 EL 소자(100)의 외관 검사를 검출 수단(340)에 의해 행하여 결함부의 유무를 검출하도록 하면, 상기한 외관 검사에 의한 판정 공정을 적절하게 행할 수 있다.

또한, 상기 제조 장치에 있어서의 검출 수단을 제1 및 제2 리드선(311, 312) 중 적어도 한쪽에 전기적으로 접속된 전류 계측 수단(360)을 구비하고, 직류 전원(310)의 제1 출력 단자(311)를 어스로 하여 제2 출력 단자(312)에 일정 전압을 출력하였을 때에 전류 계측 수단(360)에 의해 계측되는 전류치에 의해, 결함부의 유무를 검출하는 것으로 하면, 상기한 리크 전류의 측정에 의한 판정 공정을 적절하게 행할 수 있다.

또한, 특허청구의 범위 및 이 란에서 기재한 각 수단의 괄호 내의 부호는 후 술하는 실시 형태에 기재된 구체적 수단과의 대응 관계를 나타내는 일 예이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 기초로 하여 설명한다. 또한, 이하의 각 실시 형태 서로에 있어서, 서로 동일하거나 혹은 균등한 부분에는 설명의 간략화를 도모하기 위해, 도면 중 동일한 부호를 붙이고 있다.

(제1 실시 형태)

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 기초로 하여 설명한다. 도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 하나의 유기 EL 소자(100)의 단면 구성을 도시하는 도면이다.

이 유기 EL 소자(100)는 기판(10) 상에 하부 전극으로서의 양극(20), 유기막(30), 상부 전극으로서의 음극(40)을 적층하여 이루어진다. 이 유기 EL 소자(100)는 음극(40)의 막 두께가 135 ㎚ 이상인 것 이외에는 일반적인 유기 EL 소자와 동일한 막 구성을 갖는 것이다.

즉, 기판(10)은 유리, 플라스틱 등의 투명 기판으로 이루어지고, 양극(20)은 ITO 등의 투명 전극막으로 이루어지고, 유기막(30)은 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 등이 적층된 것으로 이루어지고, 음극(40)은 알루미늄 등의 금속 전극으로 이루어지는 것이다.

그리고, 이 유기 EL 소자(100)에 있어서는, 실제로 구동 시에는 양극(20)을 플러스극, 음극(40)을 마이너스극으로 하여 양극(20, 40) 사이에 순전압을 인가함으로써 유기막(30)에서 발광이 이루어지고, 예를 들어 기판(10)측으로부터 광이 취출되도록 되어 있다.

여기서, 본 실시 형태에서는 이와 같은 유기 EL 소자(100)를 복수개 매트릭스형으로 형성한 것으로 하고 있다. 도2는 복수개의 유기 EL 소자(100)를 매트릭스형으로 형성한 구성의 개략 평면도이다.

도2에 도시된 바와 같이, 기판(10) 상에 있어서 양극(20) 및 음극(40)이 서로 교차하도록 연장되는 스트라이프형으로 형성되어 있고, 이들 상하 양 전극(20, 40)이 교차하여 겹치는 부위가 화소, 즉 상기 도1에 도시되는 유기 EL 소자(100)로서 구성되어 있다.

이와 같은 매트릭스형으로 배치된 유기 EL 소자(100)에 있어서는, 도시하지 않은 구동 회로에 의해 복수개의 유기 EL 소자(100) 중 원하는 것을 발광시킴으로써 디스플레이 패널로서 사용할 수 있도록 되어 있다.

다음에, 유기 EL 소자(100)의 제조 방법에 대해 서술한다. 도3은 본 실시 형태의 유기 EL 소자의 제조 방법을 나타내는 공정 흐름도이다.

우선, 기판(10) 상에 스패터 등에 의해 하부 전극으로서의 양극(20)을 형성하고, 유기 발광 재료를 이용하여 증착법에 의해 유기막(30)을 형성한다. 계속해서, Al 등을 증착함으로써 상부 전극으로서의 음극(40)을 막 두께 135 ㎚ 이상(예를 들어, 300 ㎚ 정도)이 되도록 형성한다.

여기서, 본 실시 형태에서는 양극(20) 및 음극(40)을 포토리소그래프법 등에 의해, 상기 도2에 도시된 바와 같이 스트라이프형으로 패터닝함으로써 유기 EL 소자(100)를 매트릭스형으로 복수개 형성한다. 여기까지가 소자 형성 공정이고, 이에 의해 상기 도1 및 도2에 도시되는 유기 EL 소자(100)가 형성된다.

다음에, 결함부 단락 공정에서는 이 유기 EL 소자(100)에 있어서의 음극(40)을 플러스극, 양극(20)을 마이너스극으로 하여 양 전극(20, 40) 사이에 상기 순전압과는 역방향의 직류 전압, 즉 역바이어스 전압을 인가한다.

여기서, 역바이어스 전압은 유기 EL 소자(100)에 존재하는 결함부가 단락되는 레벨 이상까지 시간과 함께 상승시키면서 인가한다. 본 발명자의 검토에 따르면, 유기 EL 소자에 있어서 결함부가 단락되는 레벨이라 함은, 예를 들어 35 V 내지 40 V 정도이다. 이와 같은 역바이어스 전압의 인가는 직류 전원을 이용하여 행할 수 있다.

여기서, 도2에 있어서 역바이어스 전압의 인가는 개개의 유기 EL 소자(100)마다 행해도 좋지만, 복수개의 유기 EL 소자(100)에 있어서의 상하 양 전극(20, 40)을 각각 공통의 배선을 이용하여 직류 전원에 접속하고, 복수개의 유기 EL 소자(100)에 대해 일괄하여 역바이어스 전압을 인가하도록 해도 좋다. 그것에 따르면, 복수개의 유기 EL 소자(100)에 대해 일괄하여 결함부의 단락을 행할 수 있어, 단시간의 처리가 가능해진다.

또한, 이 결함부 단락 공정에서는 결함부의 단락 파괴를 보다 확실하게 행하기 위해, 직류 전압인 역바이어스 전압의 상승률을 1 V/초 이하로 한다. 이 역바이어스 전압을 시간과 함께 상승시키는 것은 연속적인 상승이라도 좋지만, 시간에 대해 계단형으로 상승시켜 가는 것이라도 좋다.

또한, 결함부 단락 공정에서는 결함부 단락 공정의 처리 시간을 짧게 하기 위해, 역바이어스 전압에 있어서의 인가의 개시 전압을 0 V보다도 크게 한다. 또 한, 이들 상승률이나 개시 전압에 대한 상세는 후술의 도4 내지 도9에서 보다 구체적으로 서술한다.

그리고, 본 실시 형태에서는 이 결함부 단락 공정을 행한 후, 유기 EL 소자(100)에 있어서 단락된 결함부의 유무를 검출하는 판정 공정을 행한다. 구체적으로는, 이 판정 공정에서는 유기 EL 소자(100)에 순전압을 인가함으로써 점등시킨 상태로 하고 이 상태에서 외관 검사를 행하도록 한다.

여기서, 본 실시 형태의 제조 방법에 있어서, 단락된 결함부는 상기 도17의 (b)에 도시된 바와 같은 것이고, 눈으로 확인되지 않아 표시 품질상 문제가 없는 작은 것이지만, 현미경 관찰의 레벨에서 인식 가능하다.

그러나, 예를 들어, 상기 도2에 도시되는 복수개의 유기 EL 소자(100)가 매트릭스형으로 형성되어 있는 경우, 정상인 유기 EL 소자(100)는 발광하고, 단락된 결함부가 존재하는 유기 EL 소자(100)는 비발광이 되므로, 눈으로 확인하여 결함부의 유무를 검출할 수 있다. 그리고, 이 판정 공정에 있어서, 결함부가 존재하는 유기 EL 소자(100)는 관찰자에 의해 결함품으로서 판정된다.

이와 같이, 본 실시 형태의 제조 방법에 따르면, 리크가 발생하기 쉬운 결함부를 표시 품질상, 문제가 없도록 단락 파괴하여 현재화시킴으로써 단락된 결함부의 유무를 검출하고, 정상품과 결함품을 식별할 수 있으므로, 유기 EL 소자(100)의 불량 판정을 적절하게 행할 수 있다.

여기서, 본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이 결함부 단락 공정에 있어서, 유기 EL 소자(100)에 대해 결함부가 단락되는 레벨 이상까지 시간과 함께 전압이 상승되는 역바이어스 전압을 인가한다. 이와 같은 역바이어스 전압을 인가하는 근거는 상기 해결 수단의 란에도 서술하였지만, 본 발명자의 실험 검토의 결과에 의한 것이다. 이 검토 및 그것을 기초로 하는 근거에 대해 보다 구체적으로 서술한다.

상기 도1에 도시되는 소자 구성에 있어서, 유기막(30)의 막 두께(t)를 바꿈으로써 리크 전류가 발생하기 쉬운 결함품을 제작하였다. 리크 전류의 발생 정도에 관한 주된 파라미터는 유기막(30)의 막 두께(t)(도1 참조)이고, 이 유기막(30)을 얇게 함으로써 리크 전류가 발생하기 쉬워진다.

결함품으로서는, 유기막(30)의 막 두께(t)를 60 ㎚ 이하로 하였다. 이 60 ㎚ 이하의 막 두께(t)는 일반적인 유기 EL 소자 중에 존재하는 단차 등에 의해 생기는 결함부의 막 두께이고, 통상의 유기 EL 소자에 있어서 리크가 발생하는 범위이다.

덧붙여서 서술하면, 결함부의 단면 분석으로부터도 유기막(30)의 막 두께(t)가 대강 60 ㎚인 것을 확인하고 있다. 어느 정도의 막 두께(t)를 결함품으로 할지는 사용하는 환경도 고려하여 설계적으로 결정된다. 유기막의 막 두께(t)가 두꺼워지면 단락시킬 때까지의 필요 전압이 커질 뿐이고, 본 발명의 유효성은 바뀌지 않는다.

그리고, n ＝ 10의 결함품에 대해 실온 환경 하에서 시간과 함께 1 V/초의 비율로 상승하는 역바이어스 전압을 상기 결함부 단락 공정과 마찬가지로 하여 유기 EL 소자(100)의 결함부가 단락될 때까지 인가하였다.

도4는 이때의 역바이어스의 인가 전압에 대한 유기 EL 소자(100)에 흐르는 리크 전류의 로그값(임의 단위)을 나타낸다. 이와 같이, 각 측정 샘플에 있어서 리크가 발생하여 결함품이 단락되는 것을 알 수 있었다.

또한, 시간과 함께 상승하는 역바이어스 전압의 상승률을 다양하게 바꾸고, 결함부 단락 공정을 실시하였다. 그 결과를 도5에 나타낸다. 이 도5에서는 횡축에 역바이어스 전압의 상승률을 취하고, 좌측의 종축에 단락에 의한 결함 검출률을 취하고, 우측의 종축에 오픈화되는 비율을 취하고 있다.

단락에 의한 결함 검출률이라 함은, 상기 도17의 (b)에 도시된 바와 같이 결함부가 단락된 결함부가 되는 비율이고, 오픈화되는 비율이라 함은, 상기 도17의 (a)에 도시된 바와 같이 표시 품질을 유지할 수 없는 오픈화가 발생하는 비율이다.

이 도5에 도시된 바와 같이, 역바이어스 전압의 상승률을 크게 하면 오픈화되는 결함품이 발생하고, 상승률을 작게 함으로써 확실하게 결함품을 단락할 수 있는 것을 알 수 있었다.

또한, 상승률이 1 V/초 이하인 경우에는 단락에 의한 결함 검출률이 90 ％ 이상이고, 0.7 V/초 이하인 경우에는 100 ％이지만, 2 V/초가 되면, 오픈화되는 비율의 쪽이 커진다. 이와 같은 도5에 나타나는 결과로부터 역바이어스 전압의 상승률을 1 V/초 이하, 바람직하게는 0.7 V/초 이하로 함으로써 결함품의 결함부를 확실하게 단락 파괴할 수 있는 것을 알 수 있다.

또한, 이 역바이어스 전압의 상승률을 1 V/초 이하로 함으로써 결함품의 결함부를 확실하게 단락 파괴할 수 있는 것은 상부 전극, 즉 음극(40)의 막 두께가 135 ㎚ 이상이면, 상기 막 두께에 의하지 않고 실현 가능하다.

이것의 검증예를 도6에 나타낸다. 도6은 역바이어스 전압의 상승률을 0.5 V/초로 하여 음극(40)의 막 두께(즉, 상부 전극 막 두께)를 변화시켰을 때의 단락에 의한 결함부 검출률을 조사한 결과를 나타내는 도면이다. 이 도6에 나타낸 바와 같이, 상부 전극인 음극(40)의 막 두께가 135 ㎚ 이상이면, 상기 효과가 발현되는 것을 확인하였다.

또한, 상술한 바와 같이, 결함부 단락 공정에서는 역바이어스 전압을 시간과 함께 연속적으로 상승시켜도 좋지만, 계단형으로 상승시켜 가는 것이라도 좋다. 이 계단형으로 상승하는 역바이어스 전압의 일 예를 도7에 나타낸다.

이 도7에 나타내는 예에서는 전압이 시간에 대해 소정의 전압까지 소정의 시간을 유지하면서 계단형으로 상승한다. 본 예에서는 1 V/초의 상승률로 역바이어스 전압이 시간에 대해 불연속적으로, 즉 계단형으로 상승하고 있다. 역바이어스 전압의 상승률이 동일하면, 연속적이라도, 계단형이라도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 결함부 단락 공정에서 역바이어스 전압에 있어서의 인가의 개시 전압을 0 V보다도 크게 하는 것이 바람직하고, 그 개시 전압을 0 V보다도 크게 한 역바이어스 전압의 일 예를 도8에 나타낸다.

도8에 나타내는 예에서는 개시 전압이 10 V이고, 역바이어스 전압은 시간과 함께 상승률 1 V/초에서 연속적으로 상승하고 있다. 역바이어스 전압의 상승률이 동일하면, 개시 전압에 관계없이 동일한 효과를 얻을 수 있으므로, 개시 전압을 높 게 함으로써 개시 전압을 0으로 한 경우보다도 처리 시간을 짧게 하는 것이 가능해진다.

도9는 상기 결함품을 이용하여 역바이어스 전압의 상승률을 0.5 V/초로 하고 개시 전압을 변화시켰을 때의 단락에 의한 결함부 검출률을 조사한 결과를 나타내는 도면이다. 도9에 나타낸 바와 같이, 상기 결함부 검출률이 개시 전압에 의존하지 않는 것을 알 수 있다.

단, 역바이어스 전압의 개시 전압이, 결함품이 단락되는 레벨의 전압(35 V 내지 40 V 정도)에 근접하면, 결함부 검출률이 떨어지고 있다. 이는, 단락되는 레벨의 전압에 가까운 큰 역바이어스 전압을 갑자기 인가하면, 상기 도17의 (a)에 도시된 바와 같은 오픈 파괴의 상태가 되기 때문이다. 이것으로부터, 개시 전압의 상한은 결함부가 단락되는 레벨보다도 10 V 정도 이상 낮은 전압인 것이 바람직하다.

이와 같이, 본 실시 형태의 제조 방법에 따르면, 상부 전극(40)의 막 두께가 135 ㎚ 이상인 유기 EL 소자(100)에 있어서, 리크 전류가 발생하기 쉬운 결함부를 현재화시켜 불량 판정을 적절하게 행할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 판정 공정은 유기 EL 소자(100)를 점등시킨 상태에서 외관 검사를 행하는 것으로 하고 있지만, 이 외관 검사는 결함부 단락 공정 전과 후의 양 시점에서 행해도 좋다.

그것에 따르면, 결함부 단락 공정에서 단락된 결함부만을 실질적으로 검출할 수 있고, 그 이외의 결함이나 이물질 등과 식별하여 검출하는 것이 가능해진다. 예를 들어, 유기 EL 소자(100)의 표면에 부착되는 이물질 등이 존재하는 경우에는, 이와 같은 이물질과 단락된 결함부를 층별 판정이 가능해진다.

또한, 본 실시 형태의 제조 방법에 있어서 판정 공정은 상기한 외관 검사 이외에도 유기 EL 소자(100)의 상하 전극(20, 40) 사이의 리크 전류를 측정하고, 이 리크 전류의 값을 기초로 하여 유기 EL 소자(100)의 결함부의 유무를 검출하는 것이라도 좋다.

예를 들어, 본 제조 방법에 있어서, 상기 결함부 단락 공정을 행한 후, 직류 전원 등에 의해 유기 EL 소자(100)의 상하 전극(20, 40) 사이에 전압을 인가하면, 단락된 결함부가 존재하는 경우에는 전류치의 이상, 즉 리크 전류를 확인할 수 있다.

그리고, 이때에 큰 리크 전류가 발생하면, 결함품이라고 판정할 수 있다. 인간의 눈에 의한 판정에서는 판정을 잘못할 가능성이 있지만, 리크 전류치에 의해 판정함으로써 확실한 판정이 가능해진다.

또한, 이 리크 전류의 측정은 유기 EL 소자(100)에 있어서의 상하 양 전극(20, 40) 중 음극(40)측을 플러스극, 양극(20)측을 마이너스극으로 하여 행하는 것으로 하는 쪽이 바람직하다. 역바이어스 전압으로 하면, 정상품에는 거의 전류가 흐르지 않기 때문에, 단락된 결함부와 정상부를 보다 명확하게 판정할 수 있다.

또한, 이 리크 전류의 측정은 유기 EL 소자(100)의 실구동 시에 이용되는 역바이어스 전압 이상의 전압을 인가하여 측정하는 것이 바람직하다. 실제의 구동 시에 발생하는 리크 부분을 검출한다는 관점으로부터 실구동, 본 예에서는 매트릭 스 구동할 때에 이용되는 역바이어스 전압 이상의 전압을 인가하여 측정하는 것이 바람직하다.

또한, 리크 전류의 측정은 결함부 단락 공정 전과 후의 양 시점에서 행하고, 결함부 단락 공정 전후의 리크 전류의 차에 의해 결함부의 유무를 검출하는 쪽이 좋다. 그것에 따르면, 소자 구조의 차에 의해 발생하는 전기 특성에 관계없이 판정을 행할 수 있고, 결함부 단락 공정에서 단락된 결함부를 확실하게 검출하는 것이 가능해진다.

그런데, 상술하였지만, 상기 도17의 (b)에 도시된 바와 같이, 단락된 결함부는 그 직경이 작고, 비구동 시에는 눈으로 확인되지 않는 작은 것이 있으므로, 이 단락된 결함부를 비도통화함으로써 품질상 문제가 없어진다. 그래서, 상기 도3에 도시된 바와 같이, 본 실시 형태의 제조 방법에서는 외관 검사나 리크 전류에 의한 판정 공정 후에 이 단락된 결함부를 회복하는 결함부 회복 공정을 더 실행한다.

이 결함부 회복 공정은 판정 공정에 의해 검출된 결함부의 영역에 위치하는 상부 전극으로서의 음극(40) 혹은 유기막(30)을 제거함으로써 상기 결함부를 회복하는 것이다.

구체적으로는, 결함부 회복 공정에서는 단락된 결함부에 광에너지 혹은 전기 에너지를 부여함으로써 음극(40) 혹은 유기막(30)을 소실시키는 것으로 할 수 있다. 예를 들어, 광학적으로는 레이저 조사 장치를 이용하여 레이저로 음극(40)을 소실시켜 결함부를 비도통화시킬 수 있다.

이 레이저에 의한 회복의 예를 도10에 나타낸다. 도10에 있어서 (a)는 회복 전의 단락된 결함부의 현미경 사진을 개략화한 도면이고, (b)는 회복 후의 회복된 결함부, 즉 회복부의 현미경 사진을 개략화한 도면이다. 또한, 도11은 회복 전의 결함품과 회복 후의 결함품의 전기 특성을 조사한 결과를 나타내는 도면이고, 인가 전압과 리크 전류의 로그값의 관계를 나타내는 도면이다.

도10의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 회복 전의 단락된 결함부도, 회복 후의 회복부도 눈으로 확인할 수 없는 레벨의, 예를 들어 50 ㎛ 미만의 작은 것이고, 표시 품질상 문제는 없다. 여기서는, 회복부는 레이저에 의해 음극(40)과 유기막(30)의 양쪽이 제거됨으로써 비도통화되어 회복되어 있다.

그리고, 도11에 도시한 바와 같이, 회복 전의 단락된 결함부에서는 상하 전극(20, 40) 사이에 전압을 가함으로써 리크 전류가 흐르지만, 회복부에서는 리크 전류가 흐르지 않고 비도통부로 되어 있고, 회복이 되어 있는 것이 확인된다. 또한, 도11에서는 회복 전의 것에 있어서, 0 V보다도 큰 인가 전압에 대한 리크 전류의 값은 측정 한계를 넘고 있으므로, 편의상, 측정 한계로 나타내고 있다.

또한, 결함부 회복 공정에 있어서, 전기적으로는, 예를 들어 상하 전극(20, 40) 사이에 역바이어스 전압을 인가하는 등의 수단에 의해 음극(40) 혹은 유기막(30)을 소실시켜 결함부를 비도통화시킬 수 있다.

여기서, 역바이어스에 전압 인가하여 회복을 행하는 경우, 결함부에 흐르는 전류를 제한할 필요가 있고, 본 발명자의 검토에 따르면, 이 회복 시의 제한 전류치를 50 ㎂ 이하의 값으로 할 필요가 있다. 이 역바이어스 전압에 의한 회복의 상세 메커니즘은 불분명하지만, 전류에 의한 줄 발열에 의해 단락된 결함부의 유기 막(30)을 번 아웃(burn out)함으로써 비도통화할 수 있다고 추정된다.

이때, 상하 전극(20, 30) 사이를 열변형 등에 의해 근접시키지 않고 번 아웃할 필요가 있고, 이들 전극을 열변형시키지 않기 위해서는 전류치를 50 ㎂ 이하의 작은 값으로 할 필요가 있다고 사료된다. 그리고, 이 경우에도 단락된 결함부는 직경이 약 50 ㎛ 이하로 작고, 결함부 회복 공정 후에도 마찬가지이므로, 눈으로 확인되지 않아 표시 품질상 문제가 없어진다.

이 역바이어스 전압에 의한 회복의 예를 도12의 (a) 내지 도12의 (c) 및 도13에 나타낸다. 도12에 있어서 (a), (b), (c)는 각각 상기 회복 시의 제한 전류를 50 ㎂, 100 ㎂, 1 ㎃로 하였을 때의 결함부의 현미경 사진을 개략화한 도면이고, 도13은 도12의 (a) 내지 도12의 (c)에 나타내는 각 회복 후의 결함부의 전기 특성을 조사한 결과를 나타내는 도면이고, 역바이어스 전압의 인가 시간(임의 단위)과 제한 전류(㎁)의 관계를 나타내는 도면이다.

도12의 (a) 내지 도12의 (c) 및 도13에 나타낸 바와 같이, 제한 전류를 50 ㎂로 한 경우에는, 회복 후의 결함부는 눈으로 확인할 수 없는 레벨의, 예를 들어 50 ㎛ 미만의 작은 것으로 표시 품질상 문제는 없고, 또한 도중에 제한 전류가 흐르지 않게 되어 있어, 회복이 적절하게 이루어진 회복부로 되어 있는 것을 알 수 있다. 그러나, 제한 전류를 그것보다도 크게 한 경우에는 단락된 결함부 주변의 전극이 열변형되어 회복할 수 없고, 이 열변형부는 눈으로 확인 가능할 만큼 커진다.

여기서, 제한 전류의 조정은 상하 전극(20, 40) 사이에 역바이어스 전압을 인가하고, 단락된 결함부에 흐르는 제한 전류를 모니터하면서 상기 역바이어스 전압을 조정함으로써 가능하다.

이와 같이, 본 실시 형태의 제조 방법에 있어서, 결함부 회복 공정을 행함으로써, 결함부의 영역은 작기 때문에, 표시 품질상, 문제없이 회복할 수 있고, 제품의 수율의 향상이 가능해진다.

또한, 상기 도1에 도시되는 유기 EL 소자(100)에 있어서, 유기막(30)의 막 재료를 통상 이용되는 몇 종류의 것으로 바꾼 경우에, 동일한 검토를 행한바, 상기 도4 내지 도13에 도시되는 것과 동일한 경향을 얻을 수 있었다. 이것으로부터, 상기 도4 내지 도13에 도시되는 경향은 상부 전극(40)의 막 두께가 135 ㎚ 이상인 유기 EL 소자이면 넓게 반영되는 것이라 사료된다.

다음에, 본 실시 형태의 제조 방법을 적용한 일 구체예를 들지만, 본 실시 형태는 본 예로 한정되는 것은 아니다.

기판(10)으로서 유리 기판을 준비하고, 이 기판(10) 상에 ITO로 이루어지는 양극(20)을 형성하였다. 그리고, 이 양극(20)에 대해 UV 오존과 산소를 함유하는 가스에 의한 플라스마 처리 등에 의해 표면 처리를 행하였다.

계속해서, 이 양극(20) 상에 증착법에 의해 유기막(30)을 형성하였다. 여기서는 양극(20)측으로부터 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층이 적층 된 유기막(30)으로 하였다.

우선, 양극(20) 상에 평탄화층이 되는 제1 정공 수송층으로서 시판되고 있는 트리페닐아민 A(Tg : 135 ℃)를 60 ㎚의 두께로 형성하였다. 계속해서, 이 제1 정 공 수송층을 160 ℃에서 10분간, 평탄화 처리하였다. 그 위에, 제2 정공 수송층으로서, 시판되고 있는 트리페닐아민 B(Tg : 200 ℃ 이상)를 24 ㎚의 두께로 형성하였다.

그 후, 이 위에 발광층으로서, 쿠마린을 1 ％ 도핑한 알루미키노리놀(Tg : 167 ℃)과 트리페닐아민 B를 1 : 1의 비율로 혼합한 것이며, 두께 60 ㎚로 성막된 것을 형성하였다. 그리고, 그 위에, 두께 30 ㎚의 알루미키노리놀로 이루어지는 전자 수송층을 형성하였다.

이와 같이 하여, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층이 적층되어 이루어지는 유기막(30)을 형성한 후, 그 위에 두께 0.5 ㎚의 LiF 등으로 이루어지는 전자 주입층을 형성하고, 두께 300 ㎚의 Al-0.2 ％ Cu로 이루어지는 음극(40)을 형성하였다.

그리고, 이 유기 EL 소자를 이슬점 －70 ℃ 이하의 건조 질소 분위기에 넣고, 밀봉용 드로인 유리로 이루어지는 커버에 흡습제를 붙여 밀봉하였다. 이와 같이 하여, 유기 EL 소자(100)를 형성하였다.

또한, 이와 같은 유기 EL 소자(100)를 복수개 제작하였다. 그리고, 이들 복수개의 유기 EL 소자(100)에 대해 결함부 단락 공정을 행하였다. 여기서는, 실온 분위기에서 개시 전압 10 V, 상승률 0.5 V/초, 결함부가 단락되는 레벨 이상의 값으로서, 최종적인 전압값이 40 V가 되는 역바이어스 전압을 인가하였다.

이 결함부 단락 공정의 종료 후에 판정 공정으로서, 실온 분위기에서 유기 EL 소자(100)에 순전압을 인가한 점등 상태에서 외관 검사를 행하고, 단락된 결함부의 유무를 검출하여, 결함이 없는 유기 EL 소자를 양품으로 하는 불량 판정을 실 시하였다.

다음에, 각 유기 EL 소자(100)에 대해 양품의 각 소자군에 대해 85 ℃의 항온조 내에서 500 시간, 연속 점등 시험을 실시하였다.

이 점등 시험의 인가 파형으로서는, 125 ㎐, 1/64 듀티의 직사각형 펄스이고, 1주기의 상세로서는, 순바이어스 전압 12 V를 1회 인가하고, 계속해서 역바이어스 전압 －15 V를 63회 인가하는 것으로 하였다. 또한, 각 소자에 대해 리크 전류가 초기의 4배 이상이 된 경우를 리크 발생 있음으로 하였다.

이 시험의 결과, 양품의 소자군에서는, 리크 발생률은 0이었다. 이와 같이, 본 실시 형태의 제조 방법에 의해 양품이라 판정된 유기 EL 소자는 실제로 구동 중의 리크를 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 제조 방법에 있어서, 음극(40)의 막 두께를 135 ㎚ 이상으로 하는 것 및 결함부 단락 공정에 있어서의 역바이어스 전압의 상승률을 1 V/초로 하도록 경계를 마련하고 있지만, 이들의 값은 실질적으로 균등한 범위에서 폭을 가진 값도 포함하는 것이다.

(제2 실시 형태)

도14는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 유기 EL 소자의 제조 방법을 나타내는 도면이고, 본 제조 방법에 있어서의 결함부 단락 공정에 제공하는 워크의 개략 평면도이다.

도14에 도시된 바와 같이, 본 제조 방법에 있어서도 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로 소자 형성 공정에서는 매트릭스형으로 배치된 복수개의 유기 EL 소 자(100)를 기판(10) 상에 형성한다.

여기서, 본 제조 방법에서는 복수개의 유기 EL 소자(100)에 있어서의 상하 양 전극(20, 40)에 대해 결함부 단락 공정에 있어서 일괄하여 직류 전압을 보내기 위한 배선부(200)를 기판(10) 상에 형성한다.

이 배선부(200)는 복수개의 양극(20)을 일체로 연결하여 도통하는 배선부(200)와, 복수개의 음극(40)을 일체로 연결하여 도통하는 배선부(200)의 2개로 이루어진다. 각 배선부(200)는 기판(10) 상에 형성된 ITO나 Al 또는 구리 등의 도체 패턴에 의해 구성된 것이다.

그리고, 결함부 단락 공정에서는 이 배선부(200)에 상기한 직류 전원을 접속함으로써 복수개의 유기 EL 소자(100)에 있어서의 상하 양 전극(20, 40)에 대해 일괄하여 역바이어스 전압을 인가하고, 복수개의 유기 EL 소자(100)에 대해 일괄하여 결함부의 단락을 행할 수 있다.

그리고, 이 경우, 결함부 단락 공정 후, 판정 공정이나 결함부 회복 공정 등을 행하는 동시에, 도14 중 사각형의 파선으로 나타낸 바와 같이, 기판(10)을 절단함으로써 상기 도2에 도시한 바와 같은 복수개의 유기 EL 소자(100)가 매트릭스형으로 형성된 것을 제조할 수 있다.

이와 같이, 본 제조 방법에 따르면, 복수개의 유기 EL 소자(100)에 대해 일괄하여 결함부의 단락을 행하는 경우에 있어서, 결함부 단락 공정에 있어서의 전기적인 접속 부위를 적게 할 수 있다. 그 결과로서, 접속 불량에 의한 오판정의 방지나, 저비용으로의 처리가 가능해진다.

(제3 실시 형태)

도15는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 유기 EL 소자의 제조 장치(300)의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다. 본 실시 형태의 제조 장치(300)는 유기 EL 소자(100)의 결함부의 유무를 검출하는 것이고, 상기 제1 실시 형태의 제조 방법에 있어서의 결함부 단락 공정, 판정 공정을 행하는 검사 장치로서 적용된다.

도15에 도시된 바와 같이, 본 제조 장치(300)는 제1 출력 단자(311) 및 제2 출력 단자(312)를 갖는 직류 전원(310)을 구비하고 있다. 이 직류 전원(310)은 전기 신호 등에 의해 출력 전압을 적절하게 조정 가능한 일반적인 것이다.

이 직류 전원(310)의 제1 출력 단자(311)에는 금속선 등의 도체 선재 등으로 이루어지는 제1 리드선(321)의 일단부가 전기적으로 접속되고, 이 제1 리드선(321)의 타단부는 제1 단자부(331)에 전기적으로 접속되어 있다.

이 제1 단자부(331)는 도체 재료로 이루어지는 것이며, 유기 EL 소자(100)에 있어서의 양극(20)에 전기적으로 접속되는 것이다. 여기서는, 소자 형성 공정에 의해 형성된 유기 EL 소자(100)는 매트릭스형으로 복수개 형성된 것이고, 제1 단자부(331)는 제1 리드선(321)으로부터 분기되어 복수개의 유기 EL 소자(100)의 양극(20)에 일괄하여 전기적으로 접속되는 제1 단자군(331)으로서 구성되어 있다.

한편, 직류 전원(310)의 제2 출력 단자(312)에는 금속선 등의 도체 선재 등으로 이루어지는 제2 리드선(322)의 일단부가 전기적으로 접속되고, 이 제2 리드선(322)의 타단부는 도체 재료로 이루어지는 제2 단자부(332)에 전기적으로 접속되어 있다.

이 제2 단자부(332)는 유기 EL 소자(100)에 있어서의 음극(40)에 전기적으로 접속되는 것이고, 상기 제1 단자부(331)와 마찬가지로, 본 실시 형태의 제2 단자부(332)는 제2 리드선(322)으로부터 분기되어 복수개의 유기 EL 소자(100)의 음극(40)에 일괄하여 전기적으로 접속되는 제2 단자군(332)으로서 구성되어 있다.

이와 같은 제1 단자부로서의 제1 단자군(331) 및 제2 단자부로서의 제2 단자군(332)으로서는, 예를 들어 복수개의 양극(20), 음극(40)에 대응한 수를 갖는 빗살 금속형의 배선 부재를 들 수 있다.

또한, 본 제조 장치(300)는 결함부를 검출하는 검출 수단으로서 카메라(340)를 갖고 있다. 이 카메라(340)는 결함부 단락 공정 후의 유기 EL 소자(100)의 외관을 화상으로서 기록할 수 있는 것이고, 예를 들어 CCD 등으로 이루어진다.

그리고, 이들 직류 전원(310) 및 카메라(340)는 제어부(350)에 전기적으로 접속되어 있다. 이 제어부(350)는 직류 전원(300) 및 카메라(340)의 작동을 제어하거나, 카메라(340)의 화상을 기록하거나 하는 것으로, 퍼스널 컴퓨터 등으로 이루어진다.

구체적으로, 본 제조 장치(300)에서는 결함부 단락 공정에 있어서, 제어부(350)가 직류 전원(310)을 제어함으로써 직류 전원(310)의 제1 출력 단자(311)를 어스로 하여 제2 출력 단자(312)에서 시간과 함께 전압이 상승하는 상기 역바이어스 전압을 출력하도록 하고 있다. 이에 의해, 상기한 결함부 단락 공정이 행해진다.

그리고, 판정 공정에서는 제어부(350)가 직류 전원(310)을 제어함으로써 직 류 전원(310)의 제1 출력 단자(311)에 일정 전압(예를 들어, 10 V 정도)을 출력하고, 제2 출력 단자(312)를 어스로 하여 유기 EL 소자(100)를 점등시킨다. 또한, 제어부(350)에 의해 카메라(340)가 작동하여 이 점등 상태의 유기 EL 소자(100)의 화상을 촬영하고, 촬영된 화상은 제어부(350)에 기록된다.

그리고, 외관 검사는 이 카메라(340)에 의해 기록된 화상에 의해 행해지고, 제어부(350)는 기록한 화상을 기초로 하여 결함부의 유무를 판정한다. 이와 같이 하여, 상기한 판정 공정이 행해지고, 불량 판정이 이루어진다.

이와 같이, 본 실시 형태의 제조 장치(300)에 따르면, 상기 제1 실시 형태에 나타낸 유기 EL 소자(100)의 제조 방법에 있어서, 결함부 단락 공정 및 외관 검사에 의한 판정 공정을 연속해서 행할 수 있다.

또한, 본 제조 장치(300)에 따르면, 외관 검사에 있어서 특히 점등용 직류 전원을 별개로 준비하는 것이 불필요해져, 저비용의 제조가 가능해진다. 또한, 카메라(340) 및 제어부(350)에 의해 외관 검사를 자동화할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 제1 및 제2 단자부(331, 322)를 상기한 단자군으로서 구성함으로써 유기 EL 소자(100)를 매트릭스형으로 복수개 형성한 경우, 이들 복수개의 유기 EL 소자(100)에 대해 일괄하여 결함부 단락 공정 및 판정 공정을 행할 수 있다.

(제4 실시 형태)

도16은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 유기 EL 소자의 제조 장치(400)의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다. 본 실시 형태의 제조 장치(400)는 유기 EL 소자(100)의 결함부의 유무를 검출하는 것이고, 상기 제1 실시 형태의 제조 방법에 있어서의 결함부 단락 공정, 판정 공정 및 결함부 회복 공정을 행하는 제조 장치로서 적용된다.

본 제조 장치(400)에 대해 상기 제3 실시 형태와 상이한 점을 중심으로 서술한다. 도16에 도시된 바와 같이, 본 제조 장치(400)는 상기 제3 실시 형태와는 달리, 검출 수단이고 전류 계측 수단으로서의 전류 계측부(360)를 갖는다. 이 전류 계측부(360)는 일반적인 직류 전류 측정을 행하는 것으로, 제2 리드선(322)의 도중에 개재하여 상기 제2 리드선(322)에 전기적으로 접속되어 있다.

이 전류 계측부(360)는 제어부(350)에 의해 작동 제어되어 유기 EL 소자(100)에 흐르는 전류를 측정할 수 있도록 되어 있다. 또한, 전류 측정부(360)는 유기 EL 소자(100)에 흐르는 전류를 측정할 수 있으면 좋고, 제1 리드선(321)측에 접속되어 있어도 좋고, 제1 및 제2 리드선(321, 322)의 양쪽에 접속되어 있어도 좋다.

본 제조 장치(400)에 있어서도 제어부(350)에 의해 직류 전원(310)의 제1 출력 단자(311)를 어스로 하여 제2 출력 단자(312)에서 상기 역바이어스 전압을 출력함으로써 결함부 단락 공정이 행해진다.

그리고, 본 실시 형태에서는, 판정 공정에서는 제어부(350)가 직류 전원(310)을 제어함으로써 직류 전원(310)의 제1 출력 단자(311)를 어스로 하여 제2 출력 단자(312)에 일정 전압(예를 들어, 10 V 정도)을 출력한다. 이와 같이 하여 유기 EL 소자(100)에 역바이어스 전압을 인가한 상태에서 전류 계측부(360)에 의해 유기 EL 소자(100)의 리크 전류를 계측한다.

그리고, 이 전류 계측부(360)에 의해 계측된 리크 전류는 제어부(350)로 보내지고, 제어부(350)에서는 이 리크 전류의 값에 의해 결함부의 유무를 검출한다. 이와 같이 하여, 본 실시 형태에서는 상기한 리크 전류의 측정에 의한 판정 공정을 적절하게 행할 수 있도록 되어 있다.

또한, 본 제조 장치(400)에서는 판정 공정에 의해 검출된 결함품에 있어서의 단락된 결함부를 회복하는 결함부 회복 수단으로서, 레이저 조사 장치(370)를 갖는다. 이 레이저 조사 장치(370)는 검출된 결함부의 영역에 레이저를 조사하여 상기 영역에 위치하는 상부 전극(40)을 제거하는 것이다.

예를 들어, 레이저 조사 장치(370)로서는, YAG 등의 반도체 레이저 등을 이용할 수 있고, 이 레이저 조사 장치(370)의 작동은 제어부(350)로부터의 신호에 의해 제어되도록 되어 있다.

본 제조 장치(400)에서는 판정 공정에 의해 결함품이 검출되었을 때, 이를 제어부(350)가 인식하여 단락된 결함부의 위치를 특정하고, 레이저 조사 장치(370)로 지령을 보내어 상기 결함부에 레이저를 조사한다. 그것에 의해, 상기한 레이저에 의한 결함부 회복 공정을 행할 수 있다.

이와 같이, 본 실시 형태의 제조 장치(400)에 따르면, 상기 제1 실시 형태에 나타낸 유기 EL 소자(100)의 제조 방법에 있어서, 결함부 단락 공정, 리크 전류에 의한 판정 공정 및 레이저에 의한 결함부 회복 공정을 연속해서 행할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 따르면, 전류 계측부(360)를 가진 구성으로 함으로써, 리크 전류에 의한 결함부의 검출을 자동화할 수 있다. 또한, 전류 측정용 직류 전원을 추가하지 않고 저비용의 검출이 실현할 수 있다.

(그 밖의 실시 형태)

또한, 상기 제3 및 제4 실시 형태의 제조 장치에서는, 제1 및 제2 단자부(331, 332)는 단자군으로서 구성되어 있었지만, 단자군을 단일의 단자부로 바꾸면, 이들 제조 장치는 상기 제2 실시 형태에 이용해도 좋다.

또한, 상기한 각 제조 장치에 있어서, 검출 수단이나 결함부 회복 수단은 상기한 카메라나 전류 계측부, 레이저 조사 장치로 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 수단을 다양한 형태로 더 조합해도 좋다. 예를 들어, 상기 제4 실시 형태에 있어서의 제조 장치에 있어서, 전류 계측부 대신에 카메라를 부가해도 좋다.

또한, 유기 EL 소자로서는 상기 도2에 도시한 바와 같은 복수개의 것이라도 좋고, 예를 들어 기판에 1개의 유기 EL 소자가 형성되어 있는 경우라도 상기 제1 실시 형태의 제조 방법은 적용이 가능하다.

또한, 상기 각 실시 형태에서는 양극(20)을 하부 전극, 음극(40)을 상부 전극으로 하여 구성한 유기 EL 소자(100)의 예를 나타냈지만, 이것과는 반대로 상부 전극을 ITO 등의 투명한 양극으로 하고, 하부 전극을 Al 등의 음극으로 하여 상부 전극측으로부터 광을 취출하는 구조, 소위 탑 이미션 구조로 해도 좋다.

본 발명에 따르면, 에이징 공정에 있어서 표시 품질을 유지하도록 결함부를 오픈화할 수 없는 상부 전극의 막 두께가 135 ㎚ 이상인 유기 EL 소자에 있어서, 리크 전류가 발생하기 쉬운 결함부를 현재화시켜 불량 판정을 적절하게 행할 수 있다.

Claims

기판(10) 상에, 하부 전극(20), 유기막(30), 상부 전극(40)을 적층하여 이루어지는 유기 EL 소자(100)를 형성하는 소자 형성 공정을 구비하는 유기 EL 소자의 제조 방법에 있어서,

상기 소자 형성 공정에서는 상기 상부 전극(40)을 소정의 두께로 형성하고,

계속해서, 상기 유기 EL 소자(100)에 있어서의 상기 상하 양 전극(20, 40) 중 음극(40)측을 플러스극, 양극(20)측을 마이너스극으로 하여 이들 양 전극(20, 40) 사이에 직류 전압을 상기 유기 EL 소자(100)에 존재하는 결함부가 단락되는 레벨 이상까지 시간과 함께 상승시키면서 인가하는 결함부 단락화 공정과,

상기 유기 EL 소자(100)에 있어서 상기 결함부 단락화 공정에 의해 단락된 결함부의 유무를 검출하는 판정 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 결함부 단락 공정에서는 상기 직류 전압의 상승률을 1 V/초 이하로 하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 결함부 단락에서는 상기 직류 전압을 시간에 대응하여 계단형으로 상승시켜 가는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 결함부 단락 공정에서는 상기 직류 전압에 있어서의 인가의 개시 전압을 0 V보다도 크게 하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 판정 공정에 의해 검출된 상기 결함부의 영역에 위치하는 상기 상부 전극(40) 혹은 상기 유기막(30)을 제거함으로써 상기 결함부를 회복하는 결함부 회복 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 방법.
제5항에 있어서, 상기 결함부 회복 공정에서는 상기 결함부에 광에너지 혹은 전기 에너지를 부여함으로써 상기 상부 전극(40) 혹은 유기막(30)을 소실시키는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 판정 공정은 상기 유기 EL 소자(100)를 점등시킨 상태에서 외관 검사를 행하여 상기 결함부의 유무를 검출하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 외관 검사는 상기 결함부 단락 공정 전과 후의 양 시점에서 행하여 상기 결함부 단락 공정 전후의 외관의 차에 의해 상기 결함부의 유무를 검출하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 판정 공정은 상기 유기 EL 소자(100)의 상기 상하 전극(20, 40) 사이의 리크 전류를 측정하고, 상기 리크 전류의 값을 기초로 하여 상기 유기 EL 소자(100)의 결함부의 유무를 검출함으로써 행하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 방법.
제9항에 있어서, 상기 리크 전류의 측정은 상기 유기 EL 소자(100)에 있어서의 상기 상하 양 전극(20, 40) 중 음극(40)측을 플러스극, 양극(20)측을 마이너스극으로 하여 행하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 방법.
제9항에 있어서, 상기 리크 전류의 측정은 상기 유기 EL 소자(100)의 실구동 시에 이용되는 역바이어스 전압 이상의 전압을 인가하여 측정하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 방법.
제9항에 있어서, 상기 리크 전류의 측정은 상기 결함부 단락 공정 전과 후의 양 시점에서 행하여 상기 결함부 단락 공정 전후의 리크 전류의 차에 의해 상기 결함부의 유무를 검출하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 소자 형성 공정에서는 상기 유기 EL 소자(100)를 매트릭스형으로 복수개 형성하고,

상기 결함부 단락 공정에서는 이들 복수개의 유기 EL 소자(100)에 있어서의 상기 상하 양 전극(20, 40)에 대해 일괄하여 상기 직류 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 방법.
제13항에 있어서, 상기 소자 형성 공정에서는 상기 매트릭스형으로 배치된 복수개의 상기 유기 EL 소자(100)를 상기 기판(10) 상에 형성하는 동시에,

이들 복수개의 유기 EL 소자(100)에 있어서의 상기 상하 양 전극(20, 40) 중 적어도 한쪽에 대해 상기 결함부 단락 공정에 있어서 일괄하여 직류 전압을 보내기 위한 배선부(200)를 상기 기판(10) 상에 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 방법.
기판(10) 상에, 하부 전극(20), 유기막(30), 소정의 두께의 상부 전극(40)을 적층하여 이루어지는 유기 EL 소자(100)의 결함부의 유무를 검출하는 제조 장치이며,

제1 출력 단자(311) 및 제2 출력 단자(312)를 갖는 직류 전원(310)과,

상기 제1 출력 단자(311)에 제1 리드선(321)을 거쳐서 접속되고, 또한 상기 유기 EL 소자(100)에 있어서의 양극측의 전극(20)에 전기적으로 접속되는 제1 단자부(331)와,

상기 제2 출력 단자(312)에 제2 리드선(322)을 거쳐서 접속되고, 또한 상기 유기 EL 소자(100)에 있어서의 음극측의 전극(40)에 전기적으로 접속되는 제2 단자 부(332)와,

상기 결함부를 검출하는 검출 수단(340, 360)을 구비하고,

상기 직류 전원(310)의 상기 제1 출력 단자(311)를 어스로 하여 상기 제2 출력 단자(312)에서 시간과 함께 전압이 상승하는 직류 전압을 출력하도록 한 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 장치.
제15항에 있어서, 상기 검출 수단(360)에 의해 검출된 상기 결함부의 영역에 위치하는 상기 상부 전극(40)을 제거함으로써 상기 결함부를 회복하는 결함부 회복 수단(370)을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 장치.
제15항에 있어서, 상기 직류 전원(310)의 상기 제1 출력 단자(311)에 일정 전압을 출력하고, 상기 제2 출력 단자(312)를 어스로 하여 상기 유기 EL 소자(100)를 점등시키고, 이 점등시킨 상태의 상기 유기 EL 소자(100)의 외관 검사를 상기 검출 수단(340)에 의해 행하여 상기 결함부의 유무를 검출하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 장치.
제17항에 있어서, 상기 검출 수단은 상기 유기 EL 소자(100)의 화상을 기록하는 카메라(340)를 구비하고 있고, 상기 외관 검사는 이 카메라(340)에 의해 기록된 화상에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 장치.
제15항에 있어서, 상기 검출 수단은 상기 제1 리드선(311) 및 상기 제2 리드선(312) 중 적어도 한쪽에 전기적으로 접속된 전류 계측 수단(360)을 구비하고,

상기 직류 전원(310)의 상기 제1 출력 단자(311)를 어스로 하여 상기 제2 출력 단자(312)에 일정 전압을 출력하였을 때에 상기 전류 계측 수단(360)에 의해 계측되는 전류치에 의해 상기 결함부의 유무를 검출하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 장치.
제15항에 있어서, 상기 유기 EL 소자(100)를 매트릭스형으로 복수개 형성한 것에 대해 이용되며,

상기 제1 단자부는 상기 제1 리드선(321)으로부터 분기되어 상기 복수개의 유기 EL 소자(100)의 양극측의 전극(20)에 전기적으로 접속되는 제1 단자군(331)으로서 구성되고,

상기 제2 단자부는 상기 제2 리드선(322)으로부터 분기되어 상기 복수개의 유기 EL 소자(100)의 음극측의 전극(40)에 전기적으로 접속되는 제2 단자군(332)으로서 구성된 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 장치.
제1항에 있어서, 상기 소정의 두께는 135 ㎚ 이상인 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 방법.
제15항에 있어서, 상기 소정의 두께는 135 ㎚ 이상인 것을 특징으로 하는 유 기 EL 소자의 제조 장치.