JP5105681B2

JP5105681B2 - 有機エレクトロルミネセント装置

Info

Publication number: JP5105681B2
Application number: JP2001525776A
Authority: JP
Inventors: ヨハネスエヌフイベルツ; ロイックシーエイモウリエール; デヴァイエルペーターヴァン; コーエンティーエイチエフリーデンバウム; デルデンマルティヌスエイチダブリューエムヴァン
Original assignee: Koninklijke Philips NV; Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1999-09-22
Filing date: 2000-09-20
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2020-09-20
Also published as: TW571600B; JP2012074380A; EP1138089A1; US20030052619A1; WO2001022504A1; JP5384590B2; US6888317B2; US7227313B2; JP2003510763A; US20050162072A1; US6525484B1; KR20010081031A; KR100858065B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２つの導電層に挟まれた、有機材料の少なくとも１つのエレクトロルミネセント層を具備した少なくとも１つの表示素子を有すると共に、ダイオードとして構成され、エレクトロルミネセント層に電界が与えられた場合に光を発するエレクトロルミネセント装置に関する。
【０００２】
本発明は、また、このようなエレクトロルミネセント装置を製造する方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】
エレクトロルミネセント（ＥＬ）装置は、電源に適切に接続されたときに、エレクトロルミネセント現象を使用して光を発する装置である。有機材料において発光が生じる場合には、この装置は有機エレクトロルミネセント装置と呼ばれる。有機ＥＬ装置は、特に、液晶表示装置用又は腕時計用のバックライトのように、大きな発光面積を有する薄型の光源として用いられ得る。また、有機ＥＬ装置が独立してアドレス可能又は不可能な複数のＥＬ素子を有する場合には、このＥＬ装置は表示装置としても用いられ得る。
【０００４】
ＥＬ素子においてＥＬ層として有機層を用いることが知られている。上記既知の種類の有機層は、一般に、共役したルミネセント化合物を含んでいる。この化合物は、クマリンなどの低分子色素であっても、ポリフェニレンビニレンなどの高分子化合物であってもよい。ＥＬ素子は、また、２つの電極を有しており、これらの電極は有機層と接している。適当な電圧を印加することによって、負極すなわちカソードが電子を注入し、正極すなわちアノードが正孔（ホール）を注入する。これら電子と正孔との再結合が光を生成する。ＥＬ素子が積層型である場合には、少なくとも一方の電極が発せられるべき光に対して透明でなければならない。既知のアノード用透明電極材料は、例えば、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）である。既知のカソード材料は、特に、アルミニウム（Ａｌ）、バリウム（Ｂａ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、マグネシウム（Ｍｇ）と銀（Ａｇ）との合金，リチウム（Ｌｉ）とアルミニウムとの合金又はカルシウム（Ｃａ）である。ＩＴＯ以外の既知のアノード材料は、例えば金及び白金である。ＥＬ素子は、必要に応じて、例えば、電荷の輸送又は電荷の注入を改善する役割を果たす、オキサジアゾール（oxadiazole）又は第三級アミンよりなる他の有機層を有している。
【０００５】
冒頭の段落で述べたタイプのＥＬ装置は、欧州特許出願ＥＰ−Ａ−０８９３９３９に開示されており、この出願には、基板上に形成された有機エレクトロルミネセント素子と、カソード及びアノードに挟まれた有機化合物層の一群とを有するエレクトロルミネセント表示装置が記載されている。有機化合物層の一群は積層され、少なくとも１種の有機化合物により形成されたエレクトロルミネセント機能層を備えている。この有機エレクトロルミネセント表示装置は、また、気密性ケースを有している。この気密性ケースは、ケース自体と有機エレクトロルミネセント素子との間に形成された空間を伴って有機エレクトロルミネセント素子を封入し、有機エレクトロルミネセント素子を外気から分離している。
【０００６】
欧州特許出願ＥＰ−Ａ−０８９３９３９に記載されているように、有機ＥＬ素子に塵埃が付着する危険性が少しある。有機ＥＬ機能層は、サブミクロンオーダーと非常に薄いので、透明電極（アノード）と背面電極（カソード）との間に、塵埃による短絡が生じやすい。短絡を防止する従来の対策は、基板の表面を洗浄し、滑らかにすることである。しかしながら、基板の表面を完全に汚れのない状態にすることは不可能であるので、短絡の発生の可能性が依然として残っている。
【０００７】
また、例えばカソード層における欠陥を介して有機エレクトロルミネセント機能層に水分、酸素などが広がった場合、その影響により有機エレクトロルミネセント機能層の劣化が生じる可能性がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
短絡の危険性を低減するために、欧州特許出願ＥＰ−Ａ−０８９３９３９では、気密性ケースの内部の空間を埋める充填ガスが用いられている。この充填ガスは、少なくとも１種の燃焼支援（combustion-supporting）ガスを含んでいる。燃焼支援ガスは、短絡を取り巻く部分のカソード材料を酸化して絶縁体を形成し、これにより短絡の発生を抑制する。燃焼支援ガスは、それ自身を燃焼するのではなく、他の材料の燃焼を助けるガス酸化剤（gas-oxdizing agent）である。既知の燃焼支援ガスとしては、例えば、酸素、一酸化二窒素、オゾン、塩素、一酸化一窒素、フッ素、三フッ化窒素、二フッ化酸素などが挙げられる。
【０００９】
充填ガスを内部に封入することが不可欠であると、有機エレクトロルミネセント装置の今後の構造に関して強く制限されてしまう。
【００１０】
本発明の目的は、寿命がくる前に故障する危険性が大きく低減された、信頼性の高い、最初の段落で述べたような有機エレクトロルミネセント装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この目的のため、有機エレクトロルミネセント装置は、エレクトロルミネセント層が１ないし１０ボルトの範囲内の逆バイアスを印加されたときに、漏れ電流が、エレクトロルミネセントの表面積１ｃｍ^２当たり１０μＡよりも小さいことを特徴としている。このエレクトロルミネセントの表面積１ｃｍ^２当たり１０μＡよりも小さい漏れ電流は、動作中に光を発することが可能なエレクトロルミネセント層の領域を通る漏れ電流である。ノイズとして表される漏れ電流の不安定さが、０．０２よりも小さいノイズレベルを有することが好ましく、ノイズレベルが０．０１７よりも小さければ特に好ましい。ノイズに関するこの指標を得るため、測定値が後述するようなＩ_ｎｏｒｍを用いて正規化される。この基準を満たす装置は寿命がくる前に故障する危険性が低いことが見出された。
【００１２】
本発明は、漏れ電流だけではなく、不安定な漏れ電流も、短絡のような初期の故障の発生に関する前兆であるという認識に基づいている。エレクトロルミネセント装置がダイオードとして構成される場合、漏れ電流は、ダイオードが逆バイアスにおいて動作するときに、エレクトロルミネセント装置を通る電流である。漏れ電流の不安定さを特徴付けるために、ノイズレベルが以下のように決定される。
ａ所定の時間間隔（ここでは１０秒）の間、ダイオードとして構成されたエレクトロルミネセント装置に所定（ここでは１Ｖ）の逆電圧が設定される。
ｂエレクトロルミネセント装置の漏れ電流が、（ここでは０．１秒ごとに、１００個の測定値を与えるように）サンプリングされる。
ｃ以下の式を用いて、ある逆電圧におけるＮＯＩＳＥが計算される。
【数１】

式中、｜ΔＩ（ｔ＝２．５ｓ）｜は、逆電圧が設定された後、時間ｔ＝２．５秒において測定された漏れ電流と時間ｔ＝２．６秒において測定された漏れ電流との差分の正の値である。Ｉ_ｎｏｒｍは以下のように決定される。
【数２】

電流を変化させる局所的な漏れ経路の抵抗に及ぼす局所的な加熱の影響のため、測定値のうち最初の２５個は廃棄される。
ｄ逆電圧が１０秒間オフにされる。
ｅ続いて、ダイオードとして構成されたエレクトロルミネセント装置に関して、２、３、４、５、６、７、８、７、６、５、４、３、２及び１Ｖの逆電圧についてａないしｄの一連の工程が繰り返される。各逆電圧について、ＮＯＩＳＥが決定される。
ｆＮＯＩＳＥの測定値の最大値が、請求項２に用いられるような装置のノイズレベルである。
【００１３】
正規化工程により、漏れ電流の違いにもかかわらず種々の装置のノイズレベルの比較が可能になる。
【００１４】
本発明に係る装置によれば、エレクトロルミネセント層が４ボルトの逆バイアスを印加されたときに、漏れ電流が、エレクトロルミネセントの表面積１ｃｍ^２当たり０．５μＡよりも小さいことが好ましい。ノイズとして表される漏れ電流の不安定さは、０．００６よりも低いノイズレベルを有していることが好ましい。このような装置の１％未満しか初期の故障を示さない。
【００１５】
サンプルのコレクションに関して、測定値が、ノイズレベルの高さと初期の故障の発生との明らかな相関をもたらした。しかしながら、この測定のために、装置の処理が最適に行われた。漏れ電流は極めて小さく、見出された相関は、不安定な挙動の原因である漏れ経路が、漏れ電流の大部分の原因である漏れ経路と同じであることを示している。不安定さは、その固有の漏れ経路の漏れ電流の程度であるので、正規化工程は信頼性の高い結果をもたらす。（正規化工程が用いられるため、）漏れ電流が異なるにもかかわらず、種々の装置のノイズレベルが比較され得る。しかしながら、現実的な生産状況では、処理が最適であることはない。漏れ電流は、より大きなオーダーであり、不安定な漏れ経路を通って流れる電流の漏れ電流全体への寄与は、漏れ電流全体のほんのわずかである。その結果、最適にはより遠い処理条件のもとで行われる装置のノイズレベルの測定値は、非常に信頼性が低い可能性がある。
【００１６】
漏れ電流は、逆電圧の２乗にほぼ比例している。エレクトロルミネセント層から生じるものではない他の漏れ電流、バックグラウンドの漏れ電流は、漏れ電流と逆電圧との間にほぼ線形依存状態を示す。結論として、装置が１〜１０ボルトの範囲内の逆バイアスを印加されている際の漏れ電流の非線形成分を調べることにより、漏れ電流は他の漏れ電流と区別され得る。具体的には、大きなバックグラウンドの漏れ電流によって、信頼性の高いＮＯＩＳＥ値の決定が妨害される場合には、Ｉ_ｎｏｒｍの代わりにＶ^２を用いて正規化することが好ましい。ここで、Ｖ^２は測定中における逆電圧の二乗である。本発明に係る装置では、漏れ電流の不安定さは、８．３３ｎＡ／Ｖ^２よりも低いノイズレベルを有することが好ましい。Ｖ^２を用いた正規化は、ＮＯＩＳＥ（Ｖ）として表される、上述した式により規定されるようなＮＯＩＳＥに比例する数をもたらす。０．０２０のＮＯＩＳＥは、約８．３３ｎＡ／Ｖ^２のＮＯＩＳＥ（Ｖ）に対応し、０．００６のＮＯＩＳＥは、約２．５０ｎＡ／Ｖ^２のＮＯＩＳＥ（Ｖ）に対応することが見出された。ＮＯＩＳＥ（Ｖ）は、マトリクス構造の表示装置のような大きなバックグラウンド電流を有するエレクトロルミネセント装置に関して特に有効である。
【００１７】
驚くべきことに、最適にはより遠い処理条件のもとで行われる装置に適用される事前調整工程は、漏れ電流及び漏れ電流の不安定さに対する著しい影響を示す。
【００１８】
この目的のため、エレクトロルミネセント装置の製造方法は、エレクトロルミネセント層の厚さ１μｍ当たり１００Ｖ以上の逆電界を装置に与えることを特徴としている。
【００１９】
逆電界が確立されると、漏れ電流が流れ始める。装置の中には、漏れ電流が非常に高いか、又は時間と共に増加するものもあり、このような装置は、信頼性が低いものであるとして不合格にされなければならない。他の装置は、時間と共にこの漏れ電流が減少し、修復メカニズムの一種を示唆する。漏れ電流の局所的な経路が、イナクティブな状態にされるか、又は消失するようである。装置は、漏れ電流が事前調整工程の開始時における漏れ電流の１０％よりも小さくなるまで、逆電界を与えられる。
【００２０】
工程中使用される逆電界を確立するために用いられる正確な電圧は、それほど重要ではない。言い方を替えると、工程が同様に行われる非常に広い範囲の電圧が存在する。このことは重要である。その理由は、現在用いられる製造プロセスにより可能とされる種々の装置に関するエレクトロルミネセント層の厚さのばらつきはかなり大きい（１０％）からである。電界は、印加電圧を厚さで割ったものと等しい。
【００２１】
有機層に対する逆電界が高すぎると、この逆電界は損傷を招く。言い換えれば、逆電界は、有機材料層の電気的絶縁破壊をもたらしてはいけない。一方、あまりにも小さな逆電界が与えられると、事前調整工程が機能しなくなる。強度１００Ｖ／μｍの比較的小さい逆電界を用いる場合には、所望の効果を得るために、上述した事前調整工程は繰り返し行われてもよい。
【００２２】
逆電流は、エレクトロルミネセント層の厚さ１μｍ当たり１７０ボルト以上であることが好ましい。このような大きな逆電界を用いた事前調整工程は、第１の事前調整サイクル後に少しの不合格の装置しかもたらさない。これは、生産プロセスの歩留まりを高める手段を示唆している。
【００２３】
本発明のエレクトロルミネセント装置を製造する方法は、１０〜１５ボルトの範囲内の逆電界を装置に与えることを特徴とすることが好ましい。装置の発光層は、通常１００ｎｍの厚さであるので、逆電界は、エレクトロルミネセント層の厚さ１μｍ当たり約１００〜１５０ボルトの範囲内である。漏れ電流は、主に局所的な経路から生じるので、これらの局所的な経路に対する電界は、主に事前調整工程のための駆動力である。エレクトロルミネセント層に対する電界は、事前調整工程に余り影響しない。
【００２４】
本発明に係る方法は、また、有機電子機器全般にとって有利であり、特に、有機ダイオード（これも非発光体性の）にとって有利である。上述した有機電子装置は、短絡の危険性を伴う漏れ電流及び／又は漏れ電流の不安定さに苦しむ可能性もある。上述した有機電子装置の信頼性は、事前調整工程及び／又はノイズレベルの測定値を用いることによって、高められ得る。
【００２５】
本発明のこれらの観点及びその他の観点は、以下に説明する例から明らかであり、以下に説明する例を参照して理解されるであろう。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１は、ポリマＬＥＤ装置を模式的に表すものである。２つの起こり得る電流漏れ経路が、左の方（損傷）及び右の方（導電粒子）に示されている。
【００２７】
図２は、４つの装置に関する漏れ電流測定の結果を表すものであり、これら装置うちの１つ（Ｓ４）について大きな不安定さを示している。挿入部分は、４つの装置のエレクトロルミネセント層のそれぞれの厚さを示している。
【００２８】
図３は、ノイズの測定に関する測定サイクルの一例を表すものである。約１０秒毎に電圧が変化する。電流の測定中、０．１秒の時間間隔で測定点が取り込まれている。
【００２９】
図４は、ある電圧（−４ボルト）における電流測定値の一例を表すものである。
【００３０】
図５は、図２のＩ〜Ｖの測定に用いた装置と同じ装置に関する、ノイズの測定値の一例を表している。不安定な漏れ電流を伴うサンプル（サンプル−０４）の、幅広の高いノイズレベルに注意されたい。一方、サンプル１５のノイズレベルも高いが、測定されたＩ〜Ｖのカーブは、不安定な挙動の明らかな表れを全く示さなかった（図２）。２ボルト未満及び９ボルトよりも高い電圧では、ノイズレベルが低くなっている。長期間動作させた際、サンプル１５及びサンプル０４は不合格であった。
【００３１】
図６は、図３及び図４において説明した測定の電界の１つにおいて見出された最大ノイズレベルの相関を表すものである。それぞれの装置に関して、種々の電界においてこの最大値を見出すことができる。加速寿命測定（Ｔ＝３６３Ｋ、湿度５０％において寿命が２５０時間）において装置の寿命がくる前に短絡を示したサンプルは、Ｘ軸上の正方形によって識別されている。太い線は、この場合に基準に用いられたレベルを示している。
【００３２】
図７は、４ボルトの逆バイアスを用いた際の、グラフ中の点の周辺の区域において漏れ電流を伴うサンプル数を表すものである。上記区域は、ほぼ前の点の半分の漏れ電流からほぼ次の点の半分の漏れ電流までの範囲である。−１５ボルトにおける事前調整工程の後、明確に異なる２つの集団が生まれる。Ｘ軸は対数目盛であることに注意されたい。第１の集団は２〜２．５μＡの漏れ電流を伴っており、第２の集団は５００μＡ〜５ｍＡの漏れ電流を伴っている。事前調整工程の前は、これらの集団は見分けがつかない（図８も参照されたい）。
【００３３】
図８は、事前調整工程の前及び後のサンプルを表している。縦軸は装置のノイズレベルを与え、横軸として４ボルトの逆電圧に関する漏れ電流が用いられている。事前調整工程の前には、全ての装置が点の１つのグループ中に認められるが、事前調整の後では、異なる２つの集団が明らかに示されている。
【００３４】
ポリマ発光ダイオード（ＰＬＥＤ）は、基本的に、通常１００ｎｍの厚さのほぼ完全な絶縁体であり、２つの導体（電極）に挟まれている。ここで述べる装置については、これらの層は空気から完全に遮蔽されている。装置の構造はキャパシタと同様であり、キャパシタと同じように動作する。また、この装置は、周囲の電極の（２ｅＶ近い）仕事関数の差のために、ダイオードの全ての特性を有している。順バイアスでは、電極からの注入時に、絶縁材料を介して電流が流れる。用いられる電極の一方が透明な導体であるので、この電流は装置から発せられる光に一部変換される。電流駆動のＰＬＥＤ装置において初期に故障が発生する主な理由の１つは、薄い絶縁体（エレクトロルミネセント層）を通る並列の漏れ経路の出現である。この漏れ経路は、装置のビルトイン電圧よりもわずかに低い又は高い駆動電圧において、各々、ｉ）駆動電流全体又はｉｉ）駆動電流の大部分のいずれかを運ぶ。故障は、第１の点では、光強度の零への急激な低下のようにユーザによって認識され、一方で、第２の点では、光強度の漸減が認識され、多くの場合、光強度は不安定な（フリッカ）挙動を示す。両方のケースが避けられるべきである。
【００３５】
漏れ経路は、漏れ電流の挙動を調べることにより調査することができる。これは、逆バイアス（この書類に示した全ての結果に関して４ボルトが用いられている。）において装置を動作させることによって測定され得る。しかしながら、漏れ電流の大きさと初期の故障の発生とのはっきりした相関は確立することができていなかった。これらの装置を作るプロセスを改良することによって問題を解決するという点で、非常に多くの取り組みがなされており、特に、クリーニング工程に関して取り組まれてきた。主として製造中に存在する種々のタイプの粒子の大きさに比べてエレクトロルミネセント層が薄いために、初期の故障の発生を取り除くことは不可能であることが分かっている。この層の薄さは、ほとんどの顧客の仕様により必要とされるようなＰＬＥＤの低い電圧における動作のために必要であるので、良好な（装置の寿命がくる前に初期の故障が発生しない）装置と不良の（装置の寿命がくる前に初期の故障が発生する）装置とを区別することを可能にするため、選択基準が必要である。
【００３６】
（逆バイアスにおける）不安定な漏れ電流は、上述したような点において初期の故障の発生に関する前兆であることがはっきりと見受けられる。故障後、漏れ電流の不安定さの大きさは、漏れ電流の絶対値のオーダーであり、これらは、１０ボルトよりも低い逆バイアスにおいて生じる（図２）。接触領域は、欠陥を取り囲む、顕微鏡下において見える（典型的には直径１μｍの）損傷領域として局在し得る（図１）。不安定さは、この損傷領域の外縁部における一時的な短絡により生じる。短絡している間、キャパシタに蓄積された電荷は短絡部を介して流れ得る。比較的小さな接触部において損失される大量の電力は、短絡部及び周囲の材料の一部の損傷につながり、これはより大きな欠陥を招いてしまう。このことは、光学的に認識されている。不安定さが生じている瞬間、短絡部の端部に沿って小さなスパークが見られ、これは破損領域の周囲長を増加させる。この過程は、スパーク腐食過程と比較することができる。より高い電界において、高い静電力が接触の安定化をもたらす。大きな漏れ電流が流れることが可能であるが、上記接触は十分に大きいので、過度の局所的な加熱なしで漏れ電流を運ぶことができる。我々のポリマＬＥＤ装置において見受けられる不安定さは、有機ＬＥＤ装置において見受けられる不安定さと非常によく似ており、ここで述べる基準は有機ＬＥＤ装置の場合に関しても用いられ得ることに注意されたい。
【００３７】
より詳細な調査によって、これらの不安定さはより小さい規模においても存在し、寿命試験においてこれら不安定さの大きさと初期の故障の発生との相関が示され得ることが分かった。これら不安定さの多かれ少なかれランダムな性質により、時間間隔が手元の装置のＲＣ時間を越える限りにおいては、一連の時間間隔に関して不安定さが測定され得る。測定（図３における例）は、これらの不安定さが最も大きな範囲における（１０Ｖよりも低い）複数の逆電圧に関して行われる必要がある。この例では、電流測定の時間間隔は０．１秒であった。
【００３８】
図４には、１つの電界（電圧）における電流測定の一例が示されている。１つの電界に関して、上の方にノイズが規定されている。複数の電界において測定が行われる理由は、１つの電界における長時間にわたる測定がノイズレベルに関して持つ安定化効果である。装置は、ある期間ののち電界を変化させることにより多かれ少なかれ「いじめられる」。（図４の例において）０〜８ボルトの領域は、この固有の装置についての最大ノイズレベルが分かることが確かであるようにカバーされている（図５）。この最大ノイズレベルは、基準に用いられる（図６）。
【００３９】
図６に示した測定値は、８５サンプルの集まりに関するノイズレベルの高さと初期の故障の発生との明らかな相関を示している。しかしながら、この測定については、装置の処理が最適になされた。漏れ電流は極めて小さく、見出された相関は、不安定な挙動の原因である漏れ経路が大部分の漏れ電流の原因である漏れ経路と同一であることを示している。不安定さはその固有の漏れ経路の漏れ電流の程度であるので、正規化工程は信頼性の高い結果をもたらす。種々の装置のノイズレベルは、漏れ電流が異なるにもかかわらず（正規化工程が用いられるため）比較され得る。しかしながら、現実的な生産状況では、処理が最適になされることはない。漏れ電流は、より大きなオーダーであり、不安定な漏れ経路を通って流れる電流の漏れ電流全体への寄与は、漏れ電流全体のほんのわずかである。最適により遠い処理条件のもとにおいてなされた装置に関する測定は、図６において見出される相関を示さなかった。ノイズの基準を使用可能とするために、事前調整工程が適用されなければならない。
【００４０】
我々の装置は、ある一定の期間、装置に高い逆電圧を印加することによって事前調整される。これは、ポリマＬＥＤ装置の集団における漏れ電流の分布に対して著しく影響する。事前調整する電圧の広い範囲に関して、事前調整工程ののち、明らかに区別可能な２つのグループが得られる（図７、図８）。この工程に使用される正確な電圧は、それほど重要ではない。別の言い方をすると、工程が同様に行われる非常に広い範囲の電圧が存在する。このことは重要である。その理由は、現在用いられる製造プロセスにより可能とされる種々の装置に関するエレクトロルミネセント層の厚さの違いはかなり大きい（１０％）からである。電界は、印加電圧を厚さで割ったものと等しい。有機層に対する逆電界が高すぎると、この逆電界は損傷を招く。一方、あまりにも低いが印加されると、事前調整工程の後２つの別個の集団が現れない。装置に損傷を与えることなく高い逆電圧が印加され得る、５ボルトの幅を有する電圧領域が見出された。
【００４１】
図８は、事前調整工程の前後においてノイズ及び漏れ電流を測定した結果を表すグラフである。２つの別個の集団が現れたという事実に加えて、正規化工程にもかかわらず、大きな漏れ電流を伴うサンプルもまた、高いノイズレベルを示しているということにも注目すべきである。正規化工程は、これらの大きな漏れ電流におけるノイズレベルの抑制をもたらすべきであるが、明らかに、これらのサンプルについての不安定さは高いので、ノイズレベルは「良好な」装置のノイズレベルよりもかなり高いままとなっている。一般に、装置に高い電界を与えることは３つの起こり得る効果を有すると言える。
【００４２】
第１に、多数のサンプルが回復する。漏れ経路が消失し、漏れ電流が減少する。装置は、強制的に、ノイズの基準が当てはまる状態又は不安定な漏れ経路が漏れ電流の原因となる状態とされる。
【００４３】
第２に、多数の装置の漏れ経路が損傷を受け、一層大きな漏れ電流をまねく。
【００４４】
第３に、電界が大きすぎる場合には、一時的な安定化が起こり得る。このような装置は、以下のように認識され得る。最初の高電界の印加の後、装置は回復された（漏れ電流の小さな）サンプルのように動作する。ある一定の期間、大きな電界が再度与えられると、漏れ電流は、後に測定される際に大きい値に増加していることが分かるであろう。これは、電界が大きすぎる場合においてのみ生じる。
【００４５】
ここで用いられる選択基準は、事前調整工程後に４ボルトにおいて５μＡよりも大きな漏れ電流を有する全ての装置を不合格とする。ノイズの測定は、残っている集団に関して行われ、０．００６よりも大きなノイズレベルを伴う全ての装置を不合格とする。２３０装置よりなる集団に関して、図９に結果が示されている。処理条件は、寿命がくる前に多数の短絡が見込まれるレベルに慎重に設定した。これは、主として、スピンコート法によってポリマ層を塗布する前にポリマ溶液を粗く濾過することにより実現される。
【００４６】
図９から、実際には３つの集団が存在することが分かる。
【００４７】
一つ目は、漏れ電流が大きく、ノイズレベルが高い集団（右上の四角）である。大きな漏れ電流は、これらの装置を使用に適さないものとしている。装置の９０％よりも多くが、寿命実験中に初期の故障を示した。
【００４８】
二つ目は、漏れ電流は小さいが、ノイズレベルが高い集団（左上の四角）である。装置の約３０ないし４０％が、寿命実験中に初期の故障を示した。
【００４９】
三つ目は、漏れ電流が小さく、ノイズレベルが低い集団（左下の四角）である。寿命実験中、全ての装置が損傷を受けていない状態のままであった。
【００５０】
駆動電流を１０ｍＡとしたことを除き、同じ条件のもとで寿命試験が行われた装置の大きな集団を測定することによって、統計に基づくより堅固な根拠が得られた。また、この集団から、良好な装置を選択することができた。寿命試験中、このグループについては初期の故障が検出されなかった。一方で、参照用のグループの装置の約２０〜３０％が、初期の故障を示した。（不合格となった）装置のグループにおける初期の故障は、つきとめることができ、層の欠陥（粒子）に帰するものであった。
【００５１】
上述した基準は、処理条件が最適ではない場合であっても、故障のレベルを、約３０％から１％未満の値に低下させる。
【００５２】
以上のことをまとめると、本発明は、寿命がくる前の故障に関する危険性が低い、信頼性の高い有機ＬＥＤ装置を選択するための手段を提供するものである。この手段は、ｉ）装置に、エレクトロルミネセント層について高い電界を与える工程と、ｉｉ）ノイズとして表される漏れ電流の不安定さを検出する工程とを有している。ｉ）装置に、エレクトロルミネセント層について高い電界を与える工程は、装置を明らかに区別された２つの集団、すなわち（逆電圧動作においてエレクトロルミネセント層を通る）小さな漏れ電流を伴う集団と大きな漏れ電流を伴う集団とに分類する。この工程では、電流の基準に応じて第１の集団が選択される。ｉｉ）ノイズとして表される漏れ電流の不安定さを検出する工程は、特に１〜１０ボルトの逆駆動電圧において不安定さが現れることを確立している。このような不安定さは、動作中における初期の故障の発生の目安である。この工程では、ノイズの基準に応じて装置が選択される。
【図面の簡単な説明】
【図１】ポリマＬＥＤ装置を模式的に表す図である。
【図２】４つの装置に関する漏れ電流測定の結果を表す図である。
【図３】ノイズの測定に関する測定サイクルの一例を表す図である。
【図４】ある電圧（−４ボルト）における電流測定値の一例を表す図である。
【図５】図２のＩ〜Ｖの測定に用いた装置と同じ装置に関する、ノイズの測定値の一例を表す図である。
【図６】図３及び図４において説明した測定の電界の１つにおいて見出された最大ノイズレベルの相関を表す図である。
【図７】４ボルトの逆バイアスを用いた際の、グラフ中の点の周辺の区域において漏れ電流を伴うサンプル数を表す図である。
【図８】事前調整工程の前及び後のサンプルを表す図である、
【図９】２３０装置よりなる集団に関するノイズの測定結果を示す図である。

Claims

発光ダイオードを製造する方法であって、
ａ）２つの導電層に挟まれた、有機材料の少なくとも１つのエレクトロルミネセント層を具備し、前記エレクトロルミネセント層に電界が与えられた場合に光を発する発光ダイオードを供給するステップと、
ｂ）前記発光ダイオードの前記エレクトロルミネセント層の厚さ１μｍ当たり１００ボルト以上の逆電界を印加した後、前記発光ダイオードの漏れ電流を測定するステップと、
ｃ）前記エレクトロルミネセント層が１ないし１０ボルトの範囲内の逆バイアスを印加されたときに、当該測定された漏れ電流がエレクトロルミネセントの表面積１ｃｍ^２当たり１０μＡ以上である場合、当該発光ダイオードを排除し前記ステップａ）及びｂ）を繰り返すステップと、
を有する方法。
請求項１に記載の方法であって、当該漏れ電流の不安定さを特徴付けるノイズレベルが０．０２以上である場合、当該発光ダイオードが排除され前記ステップａ）及びｂ）が繰り返され、前記ノイズレベルは、

によって表わされる、方法。