発光装置の製造方法、発光装置および電子機器
【課題】発光効率および耐久性に優れる発光装置を容易に製造することができる発光装置の製造方法、かかる発光装置の製造方法により製造された特性に優れる発光装置、および、信頼性の高い電子機器を提供すること。
【解決手段】発光装置の製造方法は、上基板９上に、金属イオンと導電性高分子材料とを含有する陰極８を形成する第１の工程と、ＴＦＴ回路基板２０上に、該ＴＦＴ回路基板２０側から順に、陽極３、正孔輸送層４、発光層５および非共有電子対を有する元素を少なくとも１つ含む電子輸送性の有機化合物を含有する電子輸送層６を形成する第２の工程と、陰極８の上基板９と反対側の面と、電子輸送層６の発光層５側と反対側の面とを接触させ、上基板９とＴＦＴ回路基板２０を加熱および加圧することにより、陰極８と電子輸送層６とを接合させるとともに、陰極８に含有される金属イオンを、電子輸送層６に拡散させる第３の工程とを有する。
【解決手段】発光装置の製造方法は、上基板９上に、金属イオンと導電性高分子材料とを含有する陰極８を形成する第１の工程と、ＴＦＴ回路基板２０上に、該ＴＦＴ回路基板２０側から順に、陽極３、正孔輸送層４、発光層５および非共有電子対を有する元素を少なくとも１つ含む電子輸送性の有機化合物を含有する電子輸送層６を形成する第２の工程と、陰極８の上基板９と反対側の面と、電子輸送層６の発光層５側と反対側の面とを接触させ、上基板９とＴＦＴ回路基板２０を加熱および加圧することにより、陰極８と電子輸送層６とを接合させるとともに、陰極８に含有される金属イオンを、電子輸送層６に拡散させる第３の工程とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置の製造方法、発光装置および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子（発光装置）は、陰極と陽極との間に少なくとも蛍光性有機化合物を含む薄膜（発光層）を含む有機層を挟んだ構成を有しており、この薄膜に電子および正孔（ホール）を注入して再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・燐光）を利用して発光させる素子である。
この有機ＥＬ素子は、１０Ｖ以下の低電圧で、１００〜１０００００ｃｄ／ｍ2程度の高輝度の面発光が可能であること、また、蛍光物質の種類を選択することにより、青色から赤色までの発光が可能なこと等の特徴を有し、安価で大面積フルカラー表示を実現し得る素子として注目を集めている。
【０００３】
現在、より高性能な有機ＥＬ素子を得るため、陰極と発光性有機層（発光層）との間や、陽極と発光層との間に、種々の層を設けるデバイス構造が提案されており、活発な研究が行われている。
このような層の一つに、陰極と発光層との間に設けられる電子輸送層や、さらに電子輸送層と陰極との間に設けられる電子注入層があるが、かかる電子輸送層や電子注入層の性能は、デバイス特性に大きく左右するため、その改良が急がれている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、電子輸送性の有機化合物と、仕事関数の低い金属であるアルカリ金属を含む金属化合物とを共蒸着することにより、電子注入層中に金属化合物を混入させることにより、電子注入層の特性の改善を図る構成が提案されている。
ところが、かかる構成の電子注入層を備える有機ＥＬ素子では、電子注入層中に含まれる金属化合物が発光層と接触し、発光層中に含まれる発光材料がこの金属化合物との接触により経時的に劣化することに起因して、有機ＥＬ素子の発光効率等の特性が低下することから、耐久性の改善が図られているとはいい難いものである。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２７０１７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、発光効率および耐久性に優れる発光装置を容易に製造することができる発光装置の製造方法、かかる発光装置の製造方法により製造された特性に優れる発光装置、および、信頼性の高い電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明に係る発光装置の製造方法は、第１の基板上に、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンおよび希土類金属イオンのうちの少なくとも１種の金属イオンと、導電性高分子材料とを含有する陰極を形成する第１の工程と、
第２の基板上に、少なくとも陽極と、発光層と、非共有電子対を有する元素を少なくとも１つ含む電子輸送性の有機化合物を含有し、電子を輸送する機能を有する層とを、この順で前記第２の基板側から形成する第２の工程と、
前記陰極の前記第１の基板側と反対側の面と、前記電子を輸送する機能を有する層の前記発光層側と反対側の面とを接触させ、前記第１の基板および前記第２の基板を加熱および加圧することにより、前記陰極と前記電子を輸送する機能を有する層とを接合させるとともに、前記陰極に含有される前記金属イオンを、前記電子を輸送する機能を有する層に拡散させる第３の工程とを有することを特徴とする。
これにより、電子輸送効率に優れた電子を輸送する機能を有する層を形成することができ、発光効率および耐久性に優れる発光装置を容易に製造することができる。
【０００８】
本発明の発光装置の製造方法では、前記第３の工程において、前記陰極と接合された後の前記電子を輸送する機能を有する層は、前記金属イオンを、前記陰極側から前記発光層側に向かって濃度が低くなるような濃度勾配で形成されることが好ましい。
これにより、電子を輸送する機能を有する層に拡散された金属イオンが、発光層に混入するのを確実に防止することができ、金属イオンの混入によって生じる発光層の発光輝度の経時的な低下が抑えられる。すなわち、発光装置は優れた耐久性を有するものとなる。
【０００９】
本発明の発光装置の製造方法では、前記第３の工程において、前記第１の基板および前記第２の基板を加熱および加圧するのと同時、またはその直後から、前記第１の基板および前記第２の基板のうちの少なくとも一方に、所定の処理を施すことにより、前記陰極からの前記電子を輸送する機能を有する層への前記金属イオンの拡散を促進させることが好ましい。
これにより、電子を輸送する機能を有する層への金属イオンの拡散量を増加させることができ、また、この所定の処理の処理条件を適宜設定することにより、陰極から電子を輸送する機能を有する層への金属イオンの拡散量を容易に制御することができる。
【００１０】
本発明の発光装置の製造方法では、前記電子を輸送する機能を有する層への前記金属イオンの拡散は、前記陰極と前記陽極との間に電圧を印加することにより促進されることが好ましい。
これにより、比較的簡単な構成で、電子を輸送する機能を有する層への金属イオンの拡散量を増加させることができ、また、この所定の処理の処理条件を適宜設定することにより、陰極から電子を輸送する機能を有する層への金属イオンの拡散量を容易に制御することができる。
【００１１】
本発明の発光装置の製造方法では、前記電子を輸送する機能を有する層への前記金属イオンの拡散は、前記陰極および前記電子を輸送する機能を有する層のうちの少なくとも一方を振動させることにより促進されることが好ましい。
これにより、比較的簡単な構成で、電子を輸送する機能を有する層への金属イオンの拡散量を増加させることができ、また、この所定の処理の処理条件を適宜設定することにより、陰極から電子を輸送する機能を有する層への金属イオンの拡散量を容易に制御することができる。
【００１２】
本発明の発光装置の製造方法では、前記導電性高分子材料は、エチレンジオキシチオフェン骨格を含む高分子化合物で構成されることが好ましい。
かかる高分子化合物で前記導電性高分子材料を構成すれば、前記金属イオンをドーピングすることにより特に優れた導電性を陰極に発揮させることができる。
本発明の発光装置の製造方法では、前記非共有電子対を有する元素は、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｓ、ＡｓおよびＳｅのうちの少なくとも１種であることが好ましい。
これにより、前記有機化合物の構造をより安定化させ、陰極から拡散してきた前記金属イオンを安定に捕捉することができる。これにより、電子を輸送する機能を有する層は、その電子輸送能を向上させるのに十分な前記金属イオンを保持することができ、また、前記金属イオンが、発光層との界面近傍にまで拡散するのを抑制することができる。
【００１３】
本発明の発光装置の製造方法では、前記電子輸送性の有機化合物は、前記非共有電子対を有する元素を含む縮合複素環化合物またはそれらの誘導体であることが好ましい。
これらの構造を有することにより、前記有機化合物の構造中において、非共有電子対を有する元素への電子密度の偏りがより生じ易くなり、その結果、前記有機化合物の構造の安定化がより確実になされる。
【００１４】
本発明の発光装置の製造方法では、前記電子輸送性の有機化合物は、前記非共有電子対を有する元素が２重結合または３重結合により他の元素と結合しており、前記結合を形成する２つの元素の間に分極を有することが好ましい。
これらの構造を有することにより、前記有機化合物の構造中において、非共有電子対を有する元素への電子密度の偏りがより生じ易くなり、その結果、前記有機化合物の構造の安定化がより確実になされる。
【００１５】
本発明の発光装置の製造方法では、前記第３の工程において、前記陰極と接合された後の前記電子を輸送する機能を有する層は、その厚さをＤとし、前記有機化合物に含まれる前記非共有電子対を有する元素の合計数から該元素同士が２重結合または３重結合した結合の数を除いた数をＡ［個］とし、前記金属イオンの数をＢ［個］としたとき、前記陰極との界面からＤ×１／５の厚さにおいて、Ｂ／Ａが０．２以上となるように形成されることが好ましい。
これにより、前記有機化合物に対して前記金属イオンを過不足なく存在させることができ、前記有機化合物の構造をより確実に安定化させることができる。また、前記金属イオンの作用による陰極から電子を輸送する機能を有する層への電子の注入効率の向上を十分に図ることができる。このようなことから、電子を輸送する機能を有する層の特性をより向上させることができる。
【００１６】
本発明の発光装置の製造方法では、前記第３の工程において、前記陰極と接合された後の前記電子を輸送する機能を有する層は、その厚さをＤとし、前記有機化合物に含まれる前記非共有電子対を有する元素の合計数から該元素同士が２重結合または３重結合した結合の数を除いた数をＡ［個］とし、前記金属イオンの数をＢ［個］としたとき、前記陰極との界面からＤ×２／３の厚さにおいて、Ｂ／Ａが０．１以下となるように形成されることが好ましい。
これにより、電子を輸送する機能を有する層に含まれる前記金属イオンが発光層に拡散するのを確実に防止することができる。
【００１７】
本発明に係る発光装置は、本発明の発光装置の製造方法により製造されたことを特徴とする。
これにより、特性に優れる発光装置が得られる。
本発明に係る電子機器は、本発明の発光装置を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の発光装置の製造方法、発光装置および電子機器について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
まず、本発明の発光装置を適用したアクティブマトリクス型表示装置の実施形態について説明する。
図１は、本発明の発光装置を適用したアクティブマトリクス型表示装置の実施形態を示す縦断面図、図２は、図１に示すアクティブマトリクス型表示装置の製造方法を説明するための図である。なお、以下の説明では、図１および図２中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００１９】
図１に示すアクティブマトリクス型表示装置（以下、単に「表示装置」と言う。）１０は、ＴＦＴ回路基板（対向基板）２０と、この基体２０上に設けられた発光素子１と、ＴＦＴ回路基板２０に対向する上基板９とを有している。
ＴＦＴ回路基板２０は、基板２１と、この基板２１上に形成された回路部２２とを有している。
【００２０】
基板（第２の基板）２１は、表示装置１０を構成する各部の支持体となるものであり、上基板（第１の基板）９は、例えば、発光素子１を保護する保護層等として機能するものである。
また、本実施形態の表示装置１０は、基板２１側から光を取り出す構成（ボトムエミッション型）であるため、基板２１は、実質的に透明（無色透明、着色透明、半透明）とされ、一方、上基板９は、特に、透明性は要求されない。
【００２１】
基板２１および上基板９は、いずれも、可撓性基板または硬質基板で構成されていてもよいが、本実施形態では、基板２１が硬質基板で構成され、上基板９が可撓性基板で構成されている。
このような基板２１には、各種ガラス材料基板が好適であるが、各種高硬度の樹脂基板を用いることもできる。
【００２２】
一方、上基板９には、ポリイミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルフォンのようなポリエーテル系樹脂等を主材料として構成される基板を用いることができる。中でも、ポリイミド系樹脂は、熱膨張率や熱収縮率が小さいため、ポリイミド系樹脂を主材料とする基板は、熱収縮率を低く抑えることができる。また、ポリエステル系樹脂を主材料として構成される基板は、寸法安定性が良いという利点がある。
【００２３】
さらに、このような樹脂材料に充填材、繊維を入れて積層したり、前熱処理や架橋度を調整することにより、上基板９の収縮率を低下させて、寸法安定性を向上させることもできる。
なお、上基板９を構成する可撓性基板は、樹脂材料の他、例えば、セラミックス材料、金属材料、炭素繊維等のような炭素系材料を主材料として構成することもできる。
【００２４】
基板２１の平均厚さは、特に限定されないが、１〜３０ｍｍ程度であるのが好ましく、５〜２０ｍｍ程度であるのがより好ましい。一方、上基板９の平均厚さも、特に限定されないが、０．１〜３０ｍｍ程度であるのが好ましく、０．１〜１０ｍｍ程度であるのがより好ましい。
回路部２２は、基板２１上に形成された下地保護層２３と、下地保護層２３上に形成された駆動用ＴＦＴ（スイッチング素子）２４と、第１層間絶縁層２５と、第２層間絶縁層２６とを有している。
【００２５】
駆動用ＴＦＴ２４は、半導体層２４１と、半導体層２４１上に形成されたゲート絶縁層２４２と、ゲート絶縁層２４２上に形成されたゲート電極２４３と、ソース電極２４４と、ドレイン電極２４５とを有している。
このような回路部２２上に、各駆動用ＴＦＴ２４に対応して、それぞれ、発光素子１が設けられている。また、隣接する発光素子１同士は、隔壁部（バンク）３１により区画されている。
【００２６】
本実施形態では、各発光素子１の陽極３は、画素電極を構成し、各駆動用ＴＦＴ２４のドレイン電極２４５に配線２７により電気的に接続されている。また、各発光素子１の電子輸送層６は、一体的に形成されており、陰極８は、共通電極とされている。
表示装置１０は、単色表示であってもよく、各発光素子１に用いる発光材料を選択することにより、カラー表示も可能である。
【００２７】
以下、発光素子１について詳述する。
図１に示すように、発光素子１は、陽極３と、陰極８と、陽極３と陰極８との間に、陽極３側から順に、正孔輸送層４、発光層５および電子輸送層（電子を輸送する機能を有する層）６が介挿されている。
陽極３は、正孔輸送層４に正孔を注入する電極である。
【００２８】
この陽極３の構成材料（陽極材料）としては、仕事関数が大きく、導電性に優れ、また透光性を有する材料を用いるのが好ましい。
このような陽極材料としては、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウムと酸化亜鉛との複合物）、ＳｎＯ2、Ｓｂ含有ＳｎＯ2、Ａｌ含有ＺｎＯ等の酸化物、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの少なくとも１種を用いることができる。
【００２９】
陽極３の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜２００ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜１５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。陽極３の厚さが薄すぎると、陽極３としての機能が充分に発揮されなくなるおそれがあり、一方、陽極３が厚過ぎると、陽極材料の種類等によっては、光の透過率が著しく低下し、有機ＥＬ素子１の構成がボトムエミッション型の場合、実用に適さなくなるおそれがある。
【００３０】
一方、陰極８は、電子輸送層６に電子を注入する電極である。
本発明では、この陰極８は、導電性高分子材料を主材料として構成され、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンおよび希土類金属イオンのうちの少なくとも１種の金属イオン（以下、単に「金属イオン」と言うこともある。）を含有している。
ここで、例えば、陰極８を金属膜で構成すると、金属のマイグレーションや、金属膜の表面粗さに起因して、陽極３と陰極８との間でショートが生じるおそれがある。さらに、陽極３と陰極８との間での電圧印加を繰り返し行ったときに、金属が有する触媒作用により、この陰極８表面と接触して設けられる有機膜（本実施形態では、電子輸送層６）が金属に対して不安定な有機材料で構成されていると、この有機材料が変質・劣化するおそれがあるという問題があった。
【００３１】
これに対して、本発明のように、陰極８を、導電性高分子材料を主材料として構成することにより、前述したような金属膜の特性に起因して生じるショートや有機材料の変質・劣化を確実に防止することができる。
さらに、本発明では、この陰極８（後述する陰極形成用材料）に金属イオンが含まれていることから、後述する発光装置の製造方法によって表示装置１０を製造する際に、第１の積層体１０１と第２の積層体１０２との接合工程で、陰極８に含まれる金属イオンが電子輸送層６中に拡散することとなる。これにより、電子輸送効率に優れた電子輸送層６を得ることができる。その結果、得られる表示装置１０は、陽極３と陰極８間に印加する電圧が比較的低い場合でも、高輝度が得られるものとなる。すなわち、低電圧駆動で、発光効率特性に優れた表示装置１０とすることができる。
【００３２】
導電性高分子材料としては、高分子鎖中に共役系の結合を有することにより導電性を発揮するものであればよく、特に限定されるものではないが、例えば、エチレンジオキシチオフェン骨格のようなチオフェン骨格、パラフェニレン骨格、パラフェニレンビニレン骨格のようなフェニレン骨格、ピロール骨格、スチレン骨格およびアセチレン骨格等のうちの１種または２種以上を有する高分子化合物が挙げられる。これらの中でも、ピロール骨格を有する高分子化合物を用いるのが好ましく、特に、ポリピロールを用いるのがより好ましい。ピロール骨格を有する高分子化合物は、金属イオン、または金属をドーピングすることにより特に優れた導電性を発揮するものであることから、陰極８の構成材料として好適に用いることができる。金属をドーピングする際、導電性高分子中にドーピングされた金属は、電子を導電性高分子に与え、金属イオンとなる。よって、ドーピングされる前の状態が金属状態であっても、ドーピングされた後は、導電性高分子中では、金属イオンとして存在する。
【００３３】
また、本発明では、陰極８に金属イオンを含む構成、すなわち導電性高分子材料に金属イオンがドーピングされた構成となっている。かかる構成とすることにより、導電性高分子材料すなわち陰極８としての導電性を向上させることができる。
金属イオンとしては、後述する表示装置１０の製造方法で説明するように、本発明では、陰極８に含まれる金属イオンを電子輸送層６中に拡散させる構成となっていることから、後述する電子輸送層６に含まれる金属イオンと同様のものが挙げられる。また、陰極８における金属イオンの含有量は、第１の積層体１０１と第２の積層体１０２との接合工程を行う前の、陰極８における金属イオンの含有量から、接合工程によって電子輸送層６に拡散した金属イオンの量を差し引いた残部となる。接合工程を行う前の陰極８における金属イオンの含有量、陰極８から拡散して電子輸送層６に含まれる金属イオンの量については、後述する。
【００３４】
陰極８の平均厚さは、特に限定されないが、５〜１５０ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましい。陰極８の厚さが薄すぎると、陰極８としての機能が充分に発揮されなくなるおそれがあり、一方、陰極８が厚過ぎると、後述する第１の積層体１０１の可撓性が低下するおそれがある。
なお、陰極８の上基板９側を覆うように補助電極（図示せず）を設けるようにしてもよい。これにより、陰極８に含まれる導電性高分子材料および金属イオンの組み合わせにより、たとえ陰極８の電気抵抗が大きくなったとしても、陰極８と補助電極とが共通陰極として機能することから、共通陰極全体としての導電性を向上させることができる。
【００３５】
なお、補助陰極は、陰極８を覆って酸素や水分等から陰極８を保護する機能をも有している。
この補助陰極は、導電性を有する金属微粒子により構成されている。
金属微粒子としては、化学的に安定な導電性材料であれば特に限定されず、例えば、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）のような金属やその合金等が好適に用いられる。
【００３６】
補助陰極の厚さは、特に限定されないが、１００〜５００ｎｍ程度であるのが好ましく、１５０〜２５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
正孔輸送層４は、陽極３から注入された正孔を発光層５まで輸送する機能を有するものである。
この正孔輸送層４の構成材料（正孔輸送材料）としては、各種の高分子材料や、各種の低分子材料を単独または組み合わせて用いることができる。
【００３７】
高分子の正孔輸送材料としては、例えば、ポリアリールアミンのようなアリールアミン骨格を有するもの、フルオレン−ビチオフェン共重合体のようなフルオレン骨格を有するもの、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン、ポリチオフェン、エチルカルバゾールホルムアルデヒド樹脂またはその誘導体等が挙げられる。
また、前記化合物は、他の化合物との混合物として用いることもできる。一例として、ポリチオフェンを含有する混合物としては、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン／スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等が挙げられる。
【００３８】
一方、低分子の正孔輸送材料としては、例えば、１，１’−ビス（４−ジ−パラ−トリルアミノフェニル）−４−フェニル−シクロヘキサンのようなアリールシクロアルカン系化合物、４，４’，４’’−トリメチルトリフェニルアミンのようなアリールアミン系化合物、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−パラ−フェニレンジアミンのようなフェニレンジアミン系化合物、Ｎ−フェニルカルバゾールのようなカルバゾール系化合物等が挙げられる。
このような正孔輸送層４の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜１５０ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００３９】
また、陽極３と正孔輸送層４との間には、例えば、陽極３からの正孔注入効率を向上させる正孔注入層を設けるようにしてもよい。
この正孔注入層の構成材料（正孔注入材料）としては、例えば、銅フタロシアニンや、４，４‘，４‘‘−トリス（Ｎ，Ｎ‐フェニル‐３‐メチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）等が挙げられる。
【００４０】
なお、上述したような正孔輸送層４および正孔注入層は、陽極３、発光層５、電子輸送層６および陰極８の組み合わせ等によっては省略することもできる。
発光層５上には、電子輸送層６が設けられている。この電子輸送層６は、陰極８から注入された電子を、発光層５まで輸送する機能を有するものである。
本発明では、この電子輸送層６は、非共有電子対を有する元素を少なくとも１つ含む電子輸送性の有機化合物（以下、単に「電子輸送性の有機化合物」または「有機化合物」と言うこともある。）を主材料として構成され、後述の表示装置１０の製造方法における、第１の積層体１０１と第２の積層体１０２との接合工程で、陰極８中の金属イオンが拡散してきたものを含有している。
【００４１】
この電子輸送層６おいて、金属イオンは、陰極８中から拡散してきたものであることから、陰極８側から発光層５側に向かって濃度が低くなるような濃度勾配で含まれている。
このように、本発明では、電子輸送層６は、電子輸送性の有機化合物（電子を輸送する機能を有する有機化合物）の他に、金属イオンを含む構成となっていることから、優れた電子輸送性を発揮する。これにより、この表示装置１０は、陽極３と陰極８間に印加する電圧が比較的低くても、発光層５に効率よく電子が注入され、高輝度を得ることができる。
【００４２】
この電子輸送特性の向上は、金属イオンがアルカリ金属、アルカリ土類金属や希土類金属であり、仕事関数が低い金属であるため、陰極８から電子輸送層６への電子の注入効率が向上することと、金属イオンが有機化合物に含まれる非共有電子対を有する元素との間において、化学的相互作用（例えば、イオン結合、配位結合等）を生じることにより、有機化合物のエネルギー準位が相対的に変化すること、すなわち、ＨＯＭＯ（最高占有分子軌道）とＬＵＭＯ（最低非占有分子軌道）が相対的に低い準位に変化することにより、電子注入障壁が小さくなり、その結果、陰極８からの電子注入がより容易になることによるものと推察される。電子輸送特性および陰極８からの電子注入効率が向上した結果、発光素子１において、発光層５への電子注入がより効果的に行われ、発光輝度が上昇し、駆動電圧が低下する。さらには、ＨＯＭＯ準位の低下により、再結合しなかった正孔が陰極８に送られることが抑制され、発光層５と電子輸送層６との界面において効果的に正孔が蓄積される。その結果、これら正孔は再び再結合に寄与することが可能となり、発光効率が向上する。
【００４３】
そして、金属イオンは、この電子輸送層６でにおいて、前述したように、陰極８側から発光層５側に向かって濃度が低くなるような濃度勾配を有して含まれている。
ここで、電子輸送層６中に、金属イオンが均一な濃度で含まれていると、電子輸送層６の発光層５との界面付近に存在する金属イオンが、時間経過および電圧印加の繰り返しに伴って、発光層５中に拡散する。そして、発光層５中において、金属イオンと発光材料とが接触することにより、発光材料が変質・劣化することとなり、発光層５の発光輝度が低下してしまうという問題が生じる。
【００４４】
これに対して、本発明では、電子輸送層６おいて、金属イオンが、陰極８側から発光層５側に向かって濃度が低くなるような濃度勾配で含まれていることから、発光層５との界面付近では、金属イオンの濃度が極めて低いか、実質的に金属イオンが存在しないものとすることができる。すなわち、電子輸送層６に、金属イオンと発光層５中に含まれる発光材料とが接触するのを防止するバリア層としての機能をも発揮させることができる。その結果、電子輸送層６に含まれる金属イオンが発光層５に拡散するのを防止または抑制することができ、金属イオンが発光層５に混入することによる発光輝度の経時的な低下が抑えられる。すなわち、発光素子１（表示装置１０）は優れた耐久性を有するものとなる。
【００４５】
ここで、電子輸送性の有機化合物に含まれる非共有電子対を有する元素としては、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉのような第５Ｂ族に属する元素、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｐｏのような第６Ｂ族に属する元素、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ａｔのような第７Ｂ族に属する元素が挙げられるが、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｓ、ＡｓおよびＳｅのうちの少なくとも１種であるのが好ましい。これらの元素は、適度に電気陰性度が高いため、有機化合物の構造中において電子を当該元素側に若干偏らせることができる。このため、有機化合物と金属イオンとの化学的相互作用をより高めることができ、その結果、有機化合物の構造をより安定化させ、陰極８から拡散してきた金属イオンを安定に捕捉することができる。これにより、電子輸送層６は、その電子輸送能を向上させるのに十分な金属イオンを保持することができ、また、金属イオンが、発光層５との界面近傍にまで拡散するのを抑制することができる。また、これら元素は適度に結合次数が高いため、金属イオンと相互作用する不対電子を有し、かつ他の元素とも容易に結合を形成する。その結果、多様な有機化合物中に挿入することが可能となる。
【００４６】
また、この電子輸送性の有機化合物は、Ｉ：非共有電子対を有する元素を含む芳香族環を有するものや、II：非共有電子対を有する元素が２重結合または３重結合により他の元素と結合しており、前記結合を形成する２つの元素の間に分極を有することが好ましい。これらの構造を有することにより、有機化合物の構造中において、非共有電子対を有する元素への電子密度の偏りがより生じ易くなり、その結果、有機化合物の構造の安定化がより確実になされる。
Ｉの具体例としては、例えば、下記化１に示す化合物、またはこれらのうちの任意の２種以上の組み合わせが挙げられる。なお、下記化１に示す化合物において、Ｑは、それぞれ独立して、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｓ、ＡｓまたはＳｅを示す。
【００４７】
【化１】
【００４８】
また、IIの具体例としては、例えば、下記化２に示す化合物、またはこれらのうちの任意の２種以上の組み合わせが挙げられる。例えば、Ｑ１、Ｑ２の組み合わせとして、Ｃ＝Ｏ、Ｎ＝Ｏ、Ｐ＝Ｏ、Ｓ＝Ｏ、Ｓｅ＝Ｏ、Ｃ＝Ｓ、Ｐ＝Ｓのような二重結合、Ｃ≡Ｎのような三重結合等が挙げられる。ここで、Ｑ２よりもＱ１の方が結合次数が多いこととする。よって、Ｑ１はＱ２以外の元素またはフェニル基、アルキル基などの基と結合している。
【００４９】
【化２】
【００５０】
また、有機化合物は、IおよびIIの両方を併せ持っていてもよい。
以上のような特徴を有し、かつ電子輸送能に優れる有機化合物としては、例えば、下記化３〜１０に示す化合物、またはその誘導体が挙げられる。これらの有機化合物を主材料とし、陰極８からの金属イオンが拡散された電子輸送層６は、特に優れた電子輸送効率および耐久性を有するものとなる。
【００５１】
【化３】
【００５２】
【化４】
【００５３】
【化５】
【００５４】
【化６】
【００５５】
【化７】
【００５６】
【化８】
【００５７】
【化９】
【００５８】
【化１０】
【００５９】
一方、金属イオンとしては、有機化合物の種類に応じて、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンおよび希土類金属イオンのうちの少なくとも１種を適宜選択すればよい。具体的には、有機化合物として、例えば、前記化４で表される縮合複素環化合物またはその誘導体を用いる場合には、金属イオンとして、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｙｂのようなものが好適に選択される。
【００６０】
また、電子輸送層６における金属イオンの濃度勾配は、電子輸送性を有する有機化合物の種類によっても若干異なるが、次のような濃度とされるのが好ましい。
すなわち、電子輸送層６の全厚をＤとし、有機化合物に含まれる非共有電子対を有する元素の合計数から、非共有電子対を有する元素同士が２重結合または３重結合した結合の数を除いた数をＡ［個］とし、金属イオンの数をＢ［個］としたとき、陰極８との界面からＤ×１／５の厚さにおいて、Ｂ／Ａが０．２以上であるのが好ましく、０．２〜０．５程度であるのがより好ましい。Ｄ×１／５の厚さにおいてＢ／Ａの大きさを前記範囲とすることにより、有機化合物に対して金属イオンを過不足なく存在させることができ、有機化合物の構造をより確実に安定化させることができる。また、金属イオンの作用による陰極８から電子輸送層６への電子の注入効率の向上を十分に図ることができる。このようなことから、電子輸送層６の特性をより向上させることができる。
【００６１】
また、陰極８との界面からＤ×２／３の厚さにおいて、Ｂ／Ａは、０．１以下であるのが好ましく、０．０１〜０．０５程度であるのがより好ましい。Ｄ×２／３の厚さにおいてＢ／Ａの大きさを前記範囲とすることにより、電子輸送層６中において、有機化合物との間に化学的相互作用を生じない金属イオンの数を十分に少なくできるとともに、電子輸送層６の発光層５との界面付近では、金属イオンが実質的に存在しないものとすることができ、電子輸送層６に含まれる金属イオンが発光層５に拡散するのを確実に防止することができる。その結果、時間経過および電圧印加の繰り返しに伴う発光素子１の発光輝度の低下を好適に防止することができる。
【００６２】
電子輸送層６の平均厚さは、特に限定されないが、１〜１００ｎｍ程度であるのが好ましく、２０〜５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
なお、電子輸送層６は、上述したような単層体で構成されるものだけでなく、積層体で構成されるものであってもよい。この場合、陰極８と接触する層は、上記で電子輸送層６として説明した構成となっており、それ以外の層は、電子輸送性を有する有機材料で構成されていればよい。
【００６３】
電子輸送性を有する有機材料としては、特に限定されず、例えば、１，３，５−トリス［（３−フェニル−６−トリ−フルオロメチル）キノキサリン−２−イル］ベンゼン（ＴＰＱ１）のようなベンゼン系化合物（スターバースト系化合物）、ナフタレンのようなナフタレン系化合物、フェナントレンのようなフェナントレン系化合物、クリセンのようなクリセン系化合物、８−ヒドロキシキノリン アルミニウム（Ａｌｑ３）を配位子とする錯体のような各種金属錯体等が挙げられる。
【００６４】
陽極３と陰極８との間に通電（電圧を印加）すると、正孔輸送層４中を正孔が、また、電子輸送層６中を電子が移動し、発光層５において正孔と電子とが再結合する。そして、発光層５ではエキシトン（励起子）が生成し、このエキシトンが基底状態に戻る際にエネルギー（蛍光やりん光）を放出（発光）する。
発光層５の構成材料（発光材料）としては、各種の高分子材料や、各種の低分子材料を単独または組み合わせて用いることができる。
【００６５】
高分子の発光材料としては、例えば、トランス型ポリアセチレンのようなポリアセチレン系化合物、ポリ（パラ−フェンビニレン）（ＰＰＶ）のようなポリパラフェニレンビニレン系化合物、ポリ（３−アルキルチオフェン）（ＰＡＴ）のようなポリチオフェン系化合物、ポリ（９，９−ジアルキルフルオレン）（ＰＤＡＦ）のようなポリフルオレン系化合物等が挙げられる。
【００６６】
一方、低分子の発光材料としては、例えば、ジスチリルベンゼン（ＤＳＢ）のようなベンゼン系化合物、ナフタレンのようなナフタレン系化合物、フェナントレンのようなフェナントレン系化合物、６−ニトロクリセンのようなクリセン系化合物等が挙げられる。
発光層５の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜１５０ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００６７】
次に、本発明の発光装置の製造方法を、上述した表示装置１０を製造する場合を一例にして説明する。
本実施形態の表示装置１０は、上基板９上に陰極８を形成した第１の積層体１０１と、ＴＦＴ回路基板２０上に、陽極３、正孔輸送層４、発光層５および電子輸送層６を順次形成した第２の積層体１０２とを接合することにより製造される。
【００６８】
以下、この表示装置１０の製造方法（本発明の発光装置の製造方法）について詳述する。
［１］第１の積層体および第２の積層体の作製工程
［１−１］第１の積層体の作製工程（第１の工程）
Ａ：まず、上基板９を用意し、この上基板９上に陰極８を形成する。
本工程Ａでは、まず、前述したような導電性高分子材料と金属イオンとを含む陰極形成用材料（液状材料）を調製する。これは、導電性高分子材料を溶媒または分散媒に溶解または分散するとともに、この導電性高分子材料を含む溶媒または分散媒に、アルカリ金属、アルカリ土類金属または希土類金属のうちの少なくとも１種の金属化合物を溶解し、金属化合物から金属イオンを解離させることにより調製することができる。
【００６９】
また、導電性高分子材料を含有する溶液または分散液と、金属イオンを含有する溶液をそれぞれ個別に調製した後、混合するようにしてもよい。この際、それぞれの溶液または分散液に使用する溶媒または分散媒は、分離せず、混合が可能ならば異なっていても良い。これにより、単一の溶媒または分散媒に対する導電性高分子材料と金属化合物の溶解性が大きく異なり、所望の量比で混合することが困難な場合においても、陰極形成用材料の調製が可能となる。
【００７０】
金属化合物としては、例えば、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩等の無機酸塩、酢酸塩、アセチル酢酸塩等の有機酸塩のような塩類、塩化物、臭化物のようなハロゲン化物、メトキシド、エトキシドのようなアルコキシド類、アセチルアセトナトのような脱離しやすい配位子を有する金属錯体等が挙げられるが、金属塩および金属錯体のうちの少なくとも１種を主成分とするものが好ましい。これらの金属化合物は、大気中において比較的安定であるため、取り扱いが容易であり、また、金属イオンを解離し易いことからも好ましい。
【００７１】
陰極形成用材料の調製に用いる溶媒または分散媒としては、導電性高分子材料を溶解または分散させた分散媒に、直接、金属化合物を溶解する場合には、この溶媒が、金属化合物を容易に溶解して金属イオンを解離するものであるのが好ましい。また、導電性高分子材料の溶液または分散液と金属化合物の溶液とを、それぞれに別に用意する場合には、金属化合物の溶液に用いる溶媒が、金属化合物を容易に溶解して金属イオンを解離するものであるのが好ましい。
【００７２】
そのような溶媒としては、プロトン性極性溶媒が好適に用いられる。
プロトン性極性溶媒としては、例えば、水、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ベンジルアルコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル等の単価アルコール、エチレングリコール、グリセリン等の多価アルコールのようなアルコール類、酢酸、ギ酸、（メタ）アクリル酸のようなカルボン酸類、エチレンジアミン、ジエチルアミンのようなアミン類、ホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドのようなアミド類、フェノール、ｐ−ブチルフェノールのようなフェノール類、アセチルアセトン、マロン酸ジエチルのような活性メチレン化合物等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００７３】
中でも、プロトン性極性溶媒としては、水およびアルコール類のうちの少なくとも１種を主成分とするものが好ましい。水やアルコール類は、金属化合物の溶解性が高いため、プロトン性極性溶媒として、水およびアルコール類のうちの少なくとも１種を主成分とするものを用いることにより、金属化合物から確実に金属イオンを解離させることができ、陰極形成用材料の調製が容易となる。
【００７４】
特に、アルコール類としては、炭素数が１〜７（好ましくは炭素数１〜４）の単価アルコールが好ましい。このような炭素数の単価アルコールは、金属化合物の溶解性が高い。
例えば、金属化合物として炭酸セシウム（Ｃｓ２ＣＯ３）を単価アルコール（Ｒ−ＯＨ）に溶解すると、以下のような反応により、Ｃｓイオン（金属イオン）が解離する。
Ｃｓ２ＣＯ３＋２ＲＯＨ → ２Ｃｓ（ＯＲ）＋ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ
Ｃｓ（ＯＲ）＋Ｈ２Ｏ → Ｃｓ＋＋ＯＨ−＋ＲＯＨ
【００７５】
次いで、調製した陰極形成用材料を上基板９上に供給した後、乾燥（脱溶媒）することによって被膜を形成した後、必要に応じて、この被膜に対して後処理（例えば加熱による焼成、焼成温度以下での加熱、赤外線の照射、超音波の付与等）を施す。これにより、上基板９上に陰極８が得られる。
陰極形成用材料の供給方法としては、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法等の各種塗布法を用いることができる。かかる塗布法を用いることにより、陰極を比較的容易に形成することができる。
【００７６】
なお、乾燥は、例えば、大気圧または減圧雰囲気中での放置、加熱処理、不活性ガスの吹付け等により行うことができる。
この工程で形成される陰極８の金属イオン濃度は、後工程［２］において、陰極８に含有される金属イオンが、電子輸送層６に、前述の適正な濃度勾配を有して拡散し得るように設定される。具体的には、導電性高分子材料、金属イオンおよび有機化合物の種類や、接合条件等によっても若干異なるが、０．１〜５０．０ｗｔ％程度であるのが好ましく、１．０〜２０．０ｗｔ％程度であるのがより好ましい。これにより、陰極８に含有される金属イオンを、電子輸送層６に、前述の適正な濃度勾配を有するように確実に拡散させることができる。
【００７７】
また、本工程に先立って、上基板９の上面には、酸素プラズマ処理を施すようにしてもよい。これにより、上基板９の上面を親液性を付与すること、上基板９の上面に付着する有機物を除去（洗浄）すること等を行うことができる。
ここで、酸素プラズマ処理の条件としては、例えば、プラズマパワー１００〜８００Ｗ程度、酸素ガス流量５０〜１００ｍＬ／ｍｉｎ程度、被処理部材（陽極３）の搬送速度０．５〜１０ｍｍ／ｓｅｃ程度、上基板９の温度７０〜９０℃程度とするのが好ましい。
以上のようにして、上基板９上に陰極８が形成された第１の積層体１０１が得られる。
【００７８】
［１−２］第２の積層体の作製工程（第２の工程）
Ｂ：まず、基板２１を用意し、基板２１上に、例えば、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）や酸素ガスなどを原料ガスとして、プラズマＣＶＤ法等により、平均厚さが約２００〜５００ｎｍの酸化シリコンを主材料として構成される下地保護層２３を形成する。
Ｃ：次に、下地保護層２３上に、駆動用ＴＦＴ２４を形成する。
まず、基板２１を約３５０℃に加熱した状態で、下地保護層２３上に、例えばプラズマＣＶＤ法等により、平均厚さが約３０〜７０ｎｍのアモルファスシリコンを主材料として構成される半導体膜を形成する。
【００７９】
次いで、半導体膜に対して、レーザアニールまたは固相成長法等により結晶化処理を行い、アモルファスシリコンをポリシリコンに変化させる。
ここで、レーザアニール法では、例えば、エキシマレーザでビームの長寸が４００ｍｍのラインビームを用い、その出力強度は、例えば２００ｍＪ／ｃｍ２程度に設定される。また、ラインビームについては、その短寸方向におけるレーザ強度のピーク値の９０％に相当する部分が各領域毎に重なるようにラインビームを走査する。
【００８０】
次いで、半導体膜をパターニングして島状とし、各島状の半導体膜２４１を覆うように、例えば、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）や酸素ガスなどを原料ガスとして、プラズマＣＶＤ法等により、平均厚さが約６０〜１５０ｎｍの酸化シリコンまたは窒化シリコン等を主材料として構成されるゲート絶縁層２４２を形成する。
【００８１】
次いで、ゲート絶縁層上に、例えば、スパッタ法等により、アルミニウム、タンタル、モリブデン、チタン、タングステンなどの金属を主材料として構成される導電膜を形成した後、パターニングし、ゲート電極２４３を形成する。
次いで、この状態で、高濃度のリンイオンを打ち込んで、ゲート電極２４３に対して自己整合的にソース・ドレイン領域を形成する。なお、不純物が導入されなかった部分がチャネル領域となる。
【００８２】
Ｄ：次に、駆動用ＴＦＴ２４に電気的に接続されるソース電極２４４およびドレイン電極２４５を形成する。
まず、ゲート電極２４３を覆うように、第１層間絶縁層２５を形成した後、コンタクトホールを形成する。
次いで、コンタクトホール内にソース電極２４４およびドレイン電極２４５を形成する。
【００８３】
Ｅ：次に、ドレイン電極２４５と陽極３とを電気的に接続する配線（中継電極）２７を形成する。
まず、第１層間絶縁層２５上に、第２層間絶縁層２６を形成した後、コンタクトホールを形成する。
次いで、コンタクトホール内に配線２７を形成する。
【００８４】
Ｆ：次に、第２層間絶縁層２６上に、配線２７に接触するように陽極（画素電極）３を形成する。
この陽極３は、ゲート電極２４３と同様にして形成することができる。
Ｇ：次に、第２層間絶縁層２６上に、各陽極３を区画するように、隔壁部３１を形成する。
【００８５】
隔壁部３１は、絶縁膜を形成した後、パターニングすること等により形成することができる。
絶縁膜（隔壁部３１）の構成材料は、耐熱性、撥液性、インク溶剤耐性、下地層との密着性等を考慮して選択される。
このような材料としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂のような有機材料や、ＳｉＯ２のような無機材料が挙げられる。
【００８６】
特に、陽極３が酸化物材料を主材料として構成される場合には、隔壁部３１の構成材料としては、ＳｉＯ２を用いるのが好ましい。これにより、陽極３と隔壁部３１との密着性の向上を図ることができる。
また、撥液性を示す隔壁部３１は、例えば、フッ素系樹脂を用いて形成することや、隔壁部３１の表面にフッ素プラズマ処理を施すこと等により得ることができる。
【００８７】
また、隔壁部３１の開口の形状は、例えば、円形、楕円形、四角形、六角形等の多角形等、いかなるものであってもよい。
なお、隔壁部３１の開口の形状を多角形とする場合には、角部は丸みを帯びているのが好ましい。これにより、正孔輸送層４、発光層５および電子輸送層６を、液状材料を用いて形成する場合には、この液状材料を、隔壁部３１の内側の空間の隅々にまで確実に供給することができる。
このような隔壁部３１の高さは、正孔輸送層４、発光層５および電子輸送層６の合計の厚さに応じて適宜設定され、特に限定されないが、１〜２μｍ程度とするのが好ましい。かかる高さとすることにより、十分に隔壁としての機能が発揮される。
【００８８】
Ｈ：次に、各陽極３上に、それぞれ、正孔輸送層４を形成する。
この正孔輸送層４は、例えば、スパッタ法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等を用いた気相プロセスや、スピンコート法（バイロゾル法）、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法等を用いた液相プロセス等で形成することができる。
なお、これらの方法は、正孔輸送層の構成材料の熱安定性や、溶媒への溶解性等の物理的特性および／または化学的特性を考慮して選択される。
【００８９】
これらの方法の中でも、インクジェット法（液滴吐出法）を用いた液相プロセスにより形成するのが好ましい。インクジェット法を用いることにより、正孔輸送層４の薄膜化、画素サイズの微小化を図ることができる。また、正孔輸送層形成用の液状材料を、隔壁部３１の内側に選択的に供給することができるため、液状材料のムダを省くことができる。
具体的には、正孔輸送層形成用の液状材料を、インクジェットプリント装置のヘッドから吐出し、各陽極３上に供給し、乾燥（脱溶媒または脱分散媒）した後、必要に応じて、１５０℃程度で短時間の加熱処理を施す。
【００９０】
用いる液状材料は、前述したような正孔輸送材料を溶媒または分散媒に溶解または分散することにより調製される。
また、液状材料の調製に用いる溶媒または分散媒としては、例えば、アンモニア、過酸化水素、水、二硫化炭素等の各種無機溶媒や、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アセトン等のケトン系溶媒、エタノール、エチレングリコール等のアルコール系溶媒、ジエチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル（カルビトール）等のエーテル系溶媒、メチルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、ヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、メチルピロリドン等の芳香族複素環化合物系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）等のアミド系溶媒、ジクロロメタン等のハロゲン化合物系溶媒、ギ酸エチル等のエステル系溶媒、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、スルホラン等の硫黄化合物系溶媒、アセトニトリル等のニトリル系溶媒、ギ酸、トリフルオロ酢酸等の有機酸系溶媒のような各種有機溶媒、または、これらを含む混合溶媒等が挙げられる。
【００９１】
なお、陽極３上に供給された液状材料は、流動性が高く（粘性が低く）、水平方向（面方向）に広がろうとするが、陽極３が隔壁部３１により囲まれているため、所定の領域以外に広がることが阻止され、正孔輸送層４（発光素子１）の輪郭形状が正確に規定される。
なお、乾燥の方法は、前記陰極の形成工程で説明したものと同様である。
【００９２】
また、本工程に先立って、陽極３の上面には、酸素プラズマ処理を施すようにしてもよい。これにより、陽極３の上面を親液性を付与すること、陽極３の上面に付着する有機物を除去（洗浄）すること等を行うことができる。
ここで、酸素プラズマ処理の条件としては、上基板９に酸素プラズマ処理を施す場合と同様である。
【００９３】
Ｉ：次に、各正孔輸送層４上（陽極３のＴＦＴ回路基板２０と反対側）に、発光層５を形成する。
この発光層５も、気相プロセスや液相プロセスにより形成することができるが、前述したのと同様の理由から、インクジェット法（液滴吐出法）を用いた液相プロセスにより形成するのが好ましい。また、インクジェット法を用いることにより、複数色の発光層５を設ける場合には、各色毎にパターンの塗り分けを容易に行うことができるという利点もある。
【００９４】
Ｊ：次に、発光層５上に、各発光層５および各隔壁部３１を覆うように電子輸送層６を形成する。
この電子輸送層６も、気相プロセスや液相プロセスにより形成することができるが、前述したのと同様の理由から、インクジェット法（液滴吐出法）を用いた液相プロセスにより形成するのが好ましい。
【００９５】
なお、発光層５上に供給する電子輸送層形成用材料の調製に用いる溶媒としては、発光層５を膨潤または溶解し難いものであるのが好ましい。これにより、発光材料の変質・劣化や、発光層５が溶解し、膜厚が極端に減少することを防止することができる。その結果、発光素子１の発光効率の低下を防止することができる。
以上のようにして、ＴＦＴ回路基板２０上に、ＴＦＴ回路基板２０側から陽極３、正孔輸送層４、発光層５および電子輸送層６がこの順で形成（積層）された第２の積層体１０２が得られる。
【００９６】
［２］第１の積層体と第２の積層体との接合工程（第３の工程）
次に、第１の積層体１０１と第２の積層体１０２とを接合する。
まず、第１の積層体１０１と第２の積層体１０２とを、予め形成したアライメントマーク（図示せず）同士が一致するように位置合わして、一端側（図２中右側）において、第１の積層体１０１の下面と第２の積層体１０２の上面とを接触させる。
【００９７】
次に、この状態で、第１の積層体１０１および第２の積層体１０２を、第１の積層体１０１の下面（陰極の上基板側と反対側の面）と第２の積層体１０２の上面（電子輸送層の発光層側と反対側の面）とを接触させた箇所において、一対のローラ９００ａ、９００ｂ間に挟持されるように接合装置に設置する。これにより、第１の積層体１０１（上基板９）および第２の積層体１０２（基板２１）が加圧される。
【００９８】
また、このとき、第１の積層体１０１の他端部を、接合装置のローラ９００ａより上方において移動可能に設けられた支持部９１０に固定する。これにより、第１の積層体１０１は、撓んだ状態で、接合装置に設置（セット）される。
また、各ローラ９００ａ、９００ｂには、それぞれ、図示しない加熱手段（例えばヒータ等）が設けられており、第１の積層体１０１および第２の積層体１０２は、一対のローラ９００ａ、９００ｂで挟持された部分が加熱される。
【００９９】
次に、図２（ｂ）および（ｃ）に示すように、各ローラ９００ａ、９００ｂを他端側（図２中左側）に向かって移動させる。
これにより、一対のローラ９００ａ、９００ｂで挟持された部分において、電子輸送層６と陰極８とが順次接合され、接合体が得られる。
このような接合方法によれば、第１の積層体１０１が第２の積層体１０２に対して、一端側から他端側に向かって順に接合されるため、電子輸送層６と陰極８との境界部から空気を排除することができ、これらの界面に気泡が残存することを防止することができる。その結果、電子輸送層６と陰極８との界面付近の密着性を向上させることができる。また、界面において発生する歪応力や熱的ダメージを軽減することもできる。
【０１００】
また、陰極８が主として導電性高分子材料で構成されていることから、この陰極８の表面を平坦な面とすることができ、その結果、電子輸送層６と陰極８とを接触させて、これらを接合する際に、電子輸送層６にピンホールが生じてしまうのを確実に防止することができる。
さらに、この接合工程では、上述したような接合方法で陰極８と電子輸送層６とを接合することにより、陰極８に含まれる金属イオンが、電子輸送層６との界面を越えて電子輸送層６中に拡散する。これにより、電子輸送層６中には、金属イオンが陰極８側から発光層５側に向かって濃度が低くなる濃度勾配で含まれることとなる。
【０１０１】
この接合工程において、電子輸送層６と陰極８との接合状態、および、陰極８から電子輸送層６への金属イオンの拡散量は、加熱の温度、加圧の圧力および電子輸送層６と陰極８とを接合する速度によって制御される。
加熱の温度は、電子輸送層６および陰極８のうちのいずれか軟化点温度の低い層の軟化点温度（ガラス転移温度）か、または、それより若干低い温度程度とするのが好ましく、これらの層の構成材料等によっても若干異なり、特に限定されないが、４０〜１２０℃程度であるのが好ましく、６０〜１００℃程度であるのがより好ましい。加熱の温度が低過ぎると、電子輸送層６と陰極８とを十分に接合できないおそれがあり、また、陰極８から電子輸送層６への金属イオンの拡散量も不十分となるおそれがある。一方、加熱の温度が高過ぎると、各層に変質・劣化が生じるおそれがある。
【０１０２】
この際、軟化点温度の低い層、すなわち、この工程で、その軟化点温度か、またはそれより低い温度程度とされる層は、陰極８であるのが好ましい。これにより、陰極８に含まれる金属イオンを、電子輸送層６に効率よく拡散させることができる。
また、この際の加圧の圧力は、前記加熱の温度等によっても若干異なり、特に限定されないが、０．１〜１０ｋｇｆ／ｃｍ２程度であるのが好ましく、０．２〜５ｋｇｆ／ｃｍ２程度であるのがより好ましい。加圧の圧力が小さ過ぎると、電子輸送層６と陰極８とを十分に接合できないおそれがあり、また、陰極８から電子輸送層６への金属イオンの拡散量も不十分となるおそれがある。一方、加圧の圧力を前記上限値を超えて大きくしても、圧力を大きくするのに見合う効果の増大が期待できない。
【０１０３】
また、電子輸送層６と陰極８とを接合する速度、すなわち、各ローラ９００ａ、９００ｂの移動速度も、特に限定されないが、５〜５０ｍｍ／秒程度であるのが好ましく、１０〜４０ｍｍ／秒程度であるのがより好ましい。これにより、電子輸送層６と陰極８とを確実に接合することができ、また、陰極８から電子輸送層６への金属イオンの拡散を確実に行うことができる。
【０１０４】
また、この接合工程では、第１の積層体１０１および第２の積層体１０２を加熱および加圧するのと同時、またはその直後から、第１の積層体１０１および第２の積層体１０２のうちの少なくとも一方に、所定の処理を施すことにより、陰極８から電子輸送層６への金属イオンの拡散を促進させるようにしても良い。これにより、電子輸送層６への金属イオンの拡散量を増加させることができ、また、この所定の処理の処理時間等の処理条件を適宜設定することにより、陰極８から電子輸送層６への金属イオンの拡散量を容易に制御することができる。
【０１０５】
このような所定の処理としては、特に限定されないが、例えば、陽極３と陰極８との間に電圧を印加することにより、電子輸送層６および陰極８の内部に電界を生じさせる方法や、第１の積層体１０１および第２の積層体１０２のうちの少なくとも一方を振動させる方法等が挙げられる。これらの方法によれば、比較的簡単な構成で、電子輸送層６への金属イオンの拡散量を確実に増加させることができるとともに、電子輸送層６への金属イオンの拡散量を容易に制御することができる。
【０１０６】
これらの方法は、単独で用いてもよく、組み合わせて用いるようにしてもよい。
なお、電圧を印加する方法において、陽極３と陰極８との間に印加する電圧は、１〜５０Ｖ程度であるのが好ましく、５〜１５Ｖ程度であるのがより好ましい。電圧が前記下限値よりも低過ぎると、電子輸送層６への金属イオンの拡散を促進する効果が十分に得られないおそれがある。また、電圧が前記上限値よりも高すぎると、第１の積層体１０１および第２の積層体１０２を構成する各層に悪影響を及ぼすおそれがある。
【０１０７】
また、積層体の少なくとも一方を振動させる方法において、振動の周波数は、１〜１×１０４ｋＨｚ程度であるのが好ましく、１０〜１×１０２ｋＨｚ程度であるのがより好ましい。周波数が、前記範囲を下回る場合には、電子輸送層６への金属イオンの拡散を促進する効果が十分に得られないおそれがある。また、周波数を前記範囲を超えて大きくしても、それ以上の効果の増加が期待できない。
【０１０８】
［３］熱処理工程
次に、必要に応じて、得られた接合体に対して熱処理（ポストベーク処理）を施す。
これにより、第１の積層体１０１と第２の積層体１０２との接合に際して、第１の積層体１０１および第２の積層体１０２に内部応力が生じた場合でも、この内部応力を緩和することができ、各層同士の界面において容易に剥離が生じるのを防止することができる。
【０１０９】
この際の加熱の温度は、接合体が備える有機物層の構成材料のうち、最もガラス転移温度が低い構成材料の当該ガラス転移温度より低い温度に設定するのが好ましい。これにより、各層への熱的ダメージが生じるのを防止しつつ、内部応力を確実に緩和することができる。
また、この際の加熱の時間は、前記加熱の温度等によっても若干異なるが、１０〜１２０分程度であるのが好ましく、３０〜９０分程度であるのがより好ましい。これにより、各層への熱的ダメージが生じるのを防止しつつ、内部応力を確実に緩和することができる。
【０１１０】
なお、本工程［３］を省略して、得られた接合体をそのまま完成品とすることもできる。
以上のように、本発明の発光装置の製造方法では、第１の積層体１０１と第２の積層体１０２とを接合するという比較的簡単な構成で、表示装置１０を製造することができる。
また、これら接合体同士の接合工程で、陰極８中の金属イオンが、電子輸送層６中に拡散する。これにより、電子輸送層６中には、陰極８側から発光層５側に向かって、濃度が低くなるような濃度勾配を有して、金属イオンが含有された状態になる。
【０１１１】
このように、電子輸送層６を、電子輸送性の有機化合物（電子を輸送する機能を有する有機化合物）の他に、金属イオンを含む構成とすることにより、電子輸送層６は優れた電子輸送性を発揮する。これにより、この表示装置１０は、陽極３と陰極８間に印加する電圧が比較的低くても、発光層５に効率よく電子が注入され、高輝度を得ることができる。
そして、金属イオンは、この電子輸送層６でにおいて、前述したように、陰極８側から発光層５側に向かって濃度が低くなるような濃度勾配を有して含まれていることから、電子輸送層６に、金属イオンと発光層５中に含まれる発光材料とが接触するのを防止するバリア層としての機能をも発揮させることができる。その結果、電子輸送層６に含まれる金属イオンが発光層５に拡散するのを防止または抑制することができ、発光素子１（表示装置１０）を優れた耐久性を有するものとすることができる。
【０１１２】
＜電子機器＞
このような表示装置（本発明の発光装置）１０は、各種の電子機器に組み込むことができる。
図３は、本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【０１１３】
この図において、パーソナルコンピュータ１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部を備える表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このパーソナルコンピュータ１１００において、表示ユニット１１０６が備える表示部が前述のディスプレイ装置１０で構成されている。
【０１１４】
図４は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６とともに、表示部を備えている。
携帯電話機１２００において、この表示部が前述のディスプレイ装置１０で構成されている。
【０１１５】
図５は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
【０１１６】
ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
ディジタルスチルカメラ１３００において、この表示部が前述のディスプレイ装置１０で構成されている。
【０１１７】
ケース１３０２の内部には、回路基板１３０８が設置されている。この回路基板１３０８は、撮像信号を格納（記憶）し得るメモリが設置されている。
また、ケース１３０２の正面側（図示の構成では裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、回路基板１３０８のメモリに転送・格納される。
【０１１８】
また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示のように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニタ１４３０が、デ−タ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピュータ１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、回路基板１３０８のメモリに格納された撮像信号が、テレビモニタ１４３０や、パーソナルコンピュータ１４４０に出力される構成になっている。
【０１１９】
なお、本発明の電子機器は、図３のパーソナルコンピュータ（モバイル型パーソナルコンピュータ）、図４の携帯電話機、図５のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、テレビや、ビデオカメラ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器（例えば金融機関のキャッシュディスペンサー、自動券売機）、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電表示装置、超音波診断装置、内視鏡用表示装置）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレータ、その他各種モニタ類、プロジェクター等の投射型表示装置等に適用することができる。
以上、本発明の発光装置の製造方法、発光装置および電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものでない。
【実施例】
【０１２０】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．表示装置の製造
以下の各実施例および各比較例では、それぞれ、１０個の表示装置を製造した。
（実施例１）
＜１＞ まず、平均厚さ１ｍｍのポリカーボネートフィルム基板を用意し、アセトン、２−プロパノールの順に浸漬し、超音波洗浄した後、酸素プラズマ処理を施した。
【０１２１】
＜２＞ 次に、ポリピロールの分散液を用意し、金属化合物としての炭酸セシウム（Ｃｓ２ＣＯ３）の水溶液を調製した。そして、この分散液および水溶液を、次工程＜３＞で形成される陰極内に含まれる金属イオンの濃度が５０．０ｗｔ％となるように混合した。これにより陰極形成用材料を得た。
＜３＞ この調製した陰極形成用材料を、基板上に、スピンコート法により塗布した後、ホットプレート上で、１３０℃×１０分間でアニール処理を行った。これにより、基板上に平均厚さ１０ｎｍの陰極を形成した。
以上の工程により、第１の積層体を作製した。
【０１２２】
＜４＞ 次に、平均厚さ５ｍｍの透明なガラス基板を用意し、このガラス基板上に、前述したようにして回路部を形成した。
＜５＞ 次に、回路部上に、真空蒸着法により、平均厚さ１５０ｎｍのＩＴＯ膜を形成した後、フォトリソグラフィー法およびエッチング法を用いてパターニングすることにより、陽極（画素電極）を得た。また、このとき、アライメントマークを形成した。
そして、この回路部および陽極が形成された基板をアセトン、２−プロパノールの順に浸漬し、超音波洗浄した後、酸素プラズマ処理を施した。
【０１２３】
＜６＞ 次に、各陽極の縁部を覆うように、ポリイミド（絶縁性の感光性樹脂）を塗布した後、露光することにより、隔壁部を形成した。
＜７＞ 次に、隔壁部の内側に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン／スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）の水分散液を、インクジェット法により供給した後、ホットプレート上で、大気圧下２００℃×１０分間でアニール処理を行った。これにより、陽極層上に平均厚さ６０ｎｍの正孔輸送層を形成した。
【０１２４】
＜８＞ 次に、隔壁部の内側に、ポリジオクチルフルオレンとジオクチルフルオレンとベンゾチアジアゾールの交互共重合体（Ｆ８ＢＴ）とを溶解したキシレン溶液をインクジェット法により供給した後、乾燥した。これにより、正孔輸送層上に平均厚さ７０ｎｍの発光層を形成した。
＜９＞ 次に、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（下記化１１に示す有機化合物）をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドに溶解することにより電子輸送層形成用材料を調製した。そして、発光層および隔壁部の上に、この電子輸送層形成用材料をスピンコート法により供給した後、ホットプレート上で、１３０℃×１０分間でアニール処理を行った。これにより、発光層および隔壁部の上に、電子輸送層を形成した。
【０１２５】
【化１１】
【０１２６】
以上の工程により、第２の積層体を作製した。
＜１０＞ 次に、電子輸送層と陰極とを、一端側において接触させ、これらを、図２に示すようにして、他端側に向かって順に接合して、図１に示すのと同様の接合体を得、これを表示装置の完成品とした。
なお、このときの条件は、加熱の温度：１５０℃、加圧の圧力：１ｋｇｆ／ｃｍ２、ローラの移動速度：１０ｍｍ／秒とした。
また、この接合は、支持部により、ポリカーボネートフィルム基板の他端部を、一端側に向かって押圧した状態で行った。
以上の工程により、表示装置を作製した。
【０１２７】
（実施例２）
前記工程＜１０＞において、一対のロールの内部に配設された電極によって、第１の積層体および第２の積層体の厚さ方向に６Ｖの電圧を印加して第１の積層体と第２の積層体とを接合した以外は、前記実施例１と同様にして、表示装置を製造した。
（実施例３）
前記工程＜１０＞において、第１の積層体および第２の積層体に、周波数：５０ｋＨｚの振動を付与しつつ第１の積層体と第２の積層体とを接合した以外は、前記実施例１と同様にして、表示装置を製造した。
【０１２８】
（実施例４）
前記工程＜９＞において、電子輸送層形成用材料として、１，１’−チオカルボニルジイミダゾール（下記化６に示す有機化合物）のＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド溶液を使用した以外は、前記実施例１と同様にして、表示装置を製造した。
（実施例５）
前記工程＜２＞において、陰極形成用材料を調製する際に用いる金属化合物として、塩化イッテルビウム（ＹｂＣｌ３）を使用した以外は、前記実施例１と同様にして、表示装置を製造した。
（実施例６）
前記工程＜２＞において、陰極形成用材料を調製する際に用いる導電性高分子材料として、ポリピロールに代えてポリパラフェニレンビニレンを使用した以外は、前記実施例１と同様にして、表示装置を製造した。
【０１２９】
（比較例１）
前記工程＜２＞において、陰極形成用材料を、金属化合物を混合せずに調製した以外は、前記実施例１と同様にして、表示装置を製造した。
（比較例２）
前記工程＜２＞において、陰極形成用材料を、金属化合物を混合せずに調製し、前記工程＜９＞において、電子輸送層形成用材料を、前記化１１に示す有機化合物の他に、金属化合物として炭酸セシウム（Ｃｓ２ＣＯ３）を添加して調製した以外は、前記実施例１と同様にして、表示装置を製造した。
【０１３０】
（比較例３）
前記工程＜１＞〜＜３＞において、陰極を次のようにして形成した以外は、前記実施例１と同様にして、発光素子を製造した。
まず、平均厚さ１ｍｍのポリカーボネートフィルム基板を用意し、アセトン、２−プロパノールの順に浸漬し、超音波洗浄した後、酸素プラズマ処理を施した。
この基板上に、真空蒸着法により、平均厚さ２００ｎｍのＡｌ層および平均厚さ１５００ｎｍのＡｌ層を形成することにより陰極を得た。
【０１３１】
２．評価
２−１．金属イオンの存在の確認
各実施例で製造した表示装置について、それぞれ、電子輸送層中に存在する金属イオンの存在を、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ法）により確認した。
なお、この二次イオン質量分析は、ＳＩＭＳ装置（Physical Electronics社製、「ＡＤＥＰＴ１０１０」）を用いて行った。
【０１３２】
その結果、各実施例における電子輸送層中には、いずれも、金属イオンが存在しており、陰極から金属イオンが拡散していることが確認できた。
さらに、各実施例において、この金属イオンは、陰極との接触面側に偏在しており、発光層との接触面側には存在していないことが確認できた。これにより、電子輸送層は、金属イオンが発光層と接触するのを防止するバリア層としても機能していることが確認できた。
【０１３３】
２−２．発光効率の評価
各実施例および各比較例で製造した表示装置について、陽極と陰極との間に１０Ｖの電圧を印加したときの電流値および輝度を測定することにより、発光輝度（ｃｄ／ｍ２）を求めた。
２−３．耐久性の評価
各実施例および各比較例で製造した表示装置について、陽極と陰極との間に、２５Ｖの電圧を１００回繰り返し印加した後、ショートの発生状況を調べた。また、ショートが発生しなかった表示装置について、１０Ｖの電圧を印加したときの発光輝度（ｃｄ／ｍ２）を前記２−２と同様にして求めた。
２−２（発光効率の評価）および２−３（耐久性の評価）の評価結果を、下記表１に示す。
【０１３４】
【表１】
【０１３５】
なお、表１には、各評価結果について、それぞれ、２−２（発光効率の評価）の比較例１で測定された発光輝度（ｃｄ／ｍ２）を「１」としたときの相対値として示した。
表１に示すように、各実施例で製造した表示装置は、いずれも、２−２（発光効率の評価）において、高輝度を得ることができた。また、２−３（耐久性の評価）に示すように、高電圧を繰り返し印加した後においても、ショートが発生せず、高輝度が維持されており耐久性に優れていた。
【０１３６】
これに対して、比較例１のように陰極への金属化合物の添加を省略して製造した表示装置は、耐久性には優れるものの、高輝度を得ることができなかった。
また、比較例２のように電子輸送層に直接金属化合物を添加して製造した表示装置は、初期時においては高輝度が得られるものの、高電圧の繰り返し印加により、輝度の低下が顕著に認められ、耐久性に劣るものであった。
さらに、比較例３のように陰極を金属膜で構成することにより製造した表示装置は、初期時においては高輝度が得られるものの、高電圧の繰り返し印加により、ショートが発生したため輝度の測定が不可能となり、耐久性に劣るものであった。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】本発明の発光装置を適用したアクティブマトリクス型表示装置の実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１に示すアクティブマトリクス型表示装置の製造方法を説明するための図である。
【図３】本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１３８】
１……発光素子 ３……陽極 ４……正孔輸送層 ５……発光層 ６……電子輸送層 ８……陰極 ９……上基板 １０……表示装置 ２０……ＴＦＴ回路基板 ２１……基板 ２２……回路部 ２３……下地保護層 ２４……駆動用ＴＦＴ ２４１……半導体層 ２４２……ゲート絶縁層 ２４３……ゲート電極 ２４４……ソース電極 ２４５……ドレイン電極 ２５……第１層間絶縁層 ２６……第２層間絶縁層 ２７……配線 ３１……隔壁部 １０１……第１の積層体 １０２……第２の積層体 ９００ａ、９００ｂ……ローラ ９１０……支持部 １１００……パーソナルコンピュータ １１０２……キーボード １１０４……本体部 １１０６……表示ユニット １２００……携帯電話機 １２０２……操作ボタン １２０４……受話口 １２０６……送話口 １３００……ディジタルスチルカメラ １３０２……ケース（ボディー） １３０４……受光ユニット １３０６……シャッタボタン １３０８……回路基板 １３１２……ビデオ信号出力端子 １３１４……データ通信用の入出力端子 １４３０……テレビモニタ １４４０……パーソナルコンピュータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置の製造方法、発光装置および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子（発光装置）は、陰極と陽極との間に少なくとも蛍光性有機化合物を含む薄膜（発光層）を含む有機層を挟んだ構成を有しており、この薄膜に電子および正孔（ホール）を注入して再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・燐光）を利用して発光させる素子である。
この有機ＥＬ素子は、１０Ｖ以下の低電圧で、１００〜１０００００ｃｄ／ｍ2程度の高輝度の面発光が可能であること、また、蛍光物質の種類を選択することにより、青色から赤色までの発光が可能なこと等の特徴を有し、安価で大面積フルカラー表示を実現し得る素子として注目を集めている。
【０００３】
現在、より高性能な有機ＥＬ素子を得るため、陰極と発光性有機層（発光層）との間や、陽極と発光層との間に、種々の層を設けるデバイス構造が提案されており、活発な研究が行われている。
このような層の一つに、陰極と発光層との間に設けられる電子輸送層や、さらに電子輸送層と陰極との間に設けられる電子注入層があるが、かかる電子輸送層や電子注入層の性能は、デバイス特性に大きく左右するため、その改良が急がれている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、電子輸送性の有機化合物と、仕事関数の低い金属であるアルカリ金属を含む金属化合物とを共蒸着することにより、電子注入層中に金属化合物を混入させることにより、電子注入層の特性の改善を図る構成が提案されている。
ところが、かかる構成の電子注入層を備える有機ＥＬ素子では、電子注入層中に含まれる金属化合物が発光層と接触し、発光層中に含まれる発光材料がこの金属化合物との接触により経時的に劣化することに起因して、有機ＥＬ素子の発光効率等の特性が低下することから、耐久性の改善が図られているとはいい難いものである。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２７０１７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、発光効率および耐久性に優れる発光装置を容易に製造することができる発光装置の製造方法、かかる発光装置の製造方法により製造された特性に優れる発光装置、および、信頼性の高い電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明に係る発光装置の製造方法は、第１の基板上に、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンおよび希土類金属イオンのうちの少なくとも１種の金属イオンと、導電性高分子材料とを含有する陰極を形成する第１の工程と、
第２の基板上に、少なくとも陽極と、発光層と、非共有電子対を有する元素を少なくとも１つ含む電子輸送性の有機化合物を含有し、電子を輸送する機能を有する層とを、この順で前記第２の基板側から形成する第２の工程と、
前記陰極の前記第１の基板側と反対側の面と、前記電子を輸送する機能を有する層の前記発光層側と反対側の面とを接触させ、前記第１の基板および前記第２の基板を加熱および加圧することにより、前記陰極と前記電子を輸送する機能を有する層とを接合させるとともに、前記陰極に含有される前記金属イオンを、前記電子を輸送する機能を有する層に拡散させる第３の工程とを有することを特徴とする。
これにより、電子輸送効率に優れた電子を輸送する機能を有する層を形成することができ、発光効率および耐久性に優れる発光装置を容易に製造することができる。
【０００８】
本発明の発光装置の製造方法では、前記第３の工程において、前記陰極と接合された後の前記電子を輸送する機能を有する層は、前記金属イオンを、前記陰極側から前記発光層側に向かって濃度が低くなるような濃度勾配で形成されることが好ましい。
これにより、電子を輸送する機能を有する層に拡散された金属イオンが、発光層に混入するのを確実に防止することができ、金属イオンの混入によって生じる発光層の発光輝度の経時的な低下が抑えられる。すなわち、発光装置は優れた耐久性を有するものとなる。
【０００９】
本発明の発光装置の製造方法では、前記第３の工程において、前記第１の基板および前記第２の基板を加熱および加圧するのと同時、またはその直後から、前記第１の基板および前記第２の基板のうちの少なくとも一方に、所定の処理を施すことにより、前記陰極からの前記電子を輸送する機能を有する層への前記金属イオンの拡散を促進させることが好ましい。
これにより、電子を輸送する機能を有する層への金属イオンの拡散量を増加させることができ、また、この所定の処理の処理条件を適宜設定することにより、陰極から電子を輸送する機能を有する層への金属イオンの拡散量を容易に制御することができる。
【００１０】
本発明の発光装置の製造方法では、前記電子を輸送する機能を有する層への前記金属イオンの拡散は、前記陰極と前記陽極との間に電圧を印加することにより促進されることが好ましい。
これにより、比較的簡単な構成で、電子を輸送する機能を有する層への金属イオンの拡散量を増加させることができ、また、この所定の処理の処理条件を適宜設定することにより、陰極から電子を輸送する機能を有する層への金属イオンの拡散量を容易に制御することができる。
【００１１】
本発明の発光装置の製造方法では、前記電子を輸送する機能を有する層への前記金属イオンの拡散は、前記陰極および前記電子を輸送する機能を有する層のうちの少なくとも一方を振動させることにより促進されることが好ましい。
これにより、比較的簡単な構成で、電子を輸送する機能を有する層への金属イオンの拡散量を増加させることができ、また、この所定の処理の処理条件を適宜設定することにより、陰極から電子を輸送する機能を有する層への金属イオンの拡散量を容易に制御することができる。
【００１２】
本発明の発光装置の製造方法では、前記導電性高分子材料は、エチレンジオキシチオフェン骨格を含む高分子化合物で構成されることが好ましい。
かかる高分子化合物で前記導電性高分子材料を構成すれば、前記金属イオンをドーピングすることにより特に優れた導電性を陰極に発揮させることができる。
本発明の発光装置の製造方法では、前記非共有電子対を有する元素は、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｓ、ＡｓおよびＳｅのうちの少なくとも１種であることが好ましい。
これにより、前記有機化合物の構造をより安定化させ、陰極から拡散してきた前記金属イオンを安定に捕捉することができる。これにより、電子を輸送する機能を有する層は、その電子輸送能を向上させるのに十分な前記金属イオンを保持することができ、また、前記金属イオンが、発光層との界面近傍にまで拡散するのを抑制することができる。
【００１３】
本発明の発光装置の製造方法では、前記電子輸送性の有機化合物は、前記非共有電子対を有する元素を含む縮合複素環化合物またはそれらの誘導体であることが好ましい。
これらの構造を有することにより、前記有機化合物の構造中において、非共有電子対を有する元素への電子密度の偏りがより生じ易くなり、その結果、前記有機化合物の構造の安定化がより確実になされる。
【００１４】
本発明の発光装置の製造方法では、前記電子輸送性の有機化合物は、前記非共有電子対を有する元素が２重結合または３重結合により他の元素と結合しており、前記結合を形成する２つの元素の間に分極を有することが好ましい。
これらの構造を有することにより、前記有機化合物の構造中において、非共有電子対を有する元素への電子密度の偏りがより生じ易くなり、その結果、前記有機化合物の構造の安定化がより確実になされる。
【００１５】
本発明の発光装置の製造方法では、前記第３の工程において、前記陰極と接合された後の前記電子を輸送する機能を有する層は、その厚さをＤとし、前記有機化合物に含まれる前記非共有電子対を有する元素の合計数から該元素同士が２重結合または３重結合した結合の数を除いた数をＡ［個］とし、前記金属イオンの数をＢ［個］としたとき、前記陰極との界面からＤ×１／５の厚さにおいて、Ｂ／Ａが０．２以上となるように形成されることが好ましい。
これにより、前記有機化合物に対して前記金属イオンを過不足なく存在させることができ、前記有機化合物の構造をより確実に安定化させることができる。また、前記金属イオンの作用による陰極から電子を輸送する機能を有する層への電子の注入効率の向上を十分に図ることができる。このようなことから、電子を輸送する機能を有する層の特性をより向上させることができる。
【００１６】
本発明の発光装置の製造方法では、前記第３の工程において、前記陰極と接合された後の前記電子を輸送する機能を有する層は、その厚さをＤとし、前記有機化合物に含まれる前記非共有電子対を有する元素の合計数から該元素同士が２重結合または３重結合した結合の数を除いた数をＡ［個］とし、前記金属イオンの数をＢ［個］としたとき、前記陰極との界面からＤ×２／３の厚さにおいて、Ｂ／Ａが０．１以下となるように形成されることが好ましい。
これにより、電子を輸送する機能を有する層に含まれる前記金属イオンが発光層に拡散するのを確実に防止することができる。
【００１７】
本発明に係る発光装置は、本発明の発光装置の製造方法により製造されたことを特徴とする。
これにより、特性に優れる発光装置が得られる。
本発明に係る電子機器は、本発明の発光装置を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の発光装置の製造方法、発光装置および電子機器について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
まず、本発明の発光装置を適用したアクティブマトリクス型表示装置の実施形態について説明する。
図１は、本発明の発光装置を適用したアクティブマトリクス型表示装置の実施形態を示す縦断面図、図２は、図１に示すアクティブマトリクス型表示装置の製造方法を説明するための図である。なお、以下の説明では、図１および図２中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００１９】
図１に示すアクティブマトリクス型表示装置（以下、単に「表示装置」と言う。）１０は、ＴＦＴ回路基板（対向基板）２０と、この基体２０上に設けられた発光素子１と、ＴＦＴ回路基板２０に対向する上基板９とを有している。
ＴＦＴ回路基板２０は、基板２１と、この基板２１上に形成された回路部２２とを有している。
【００２０】
基板（第２の基板）２１は、表示装置１０を構成する各部の支持体となるものであり、上基板（第１の基板）９は、例えば、発光素子１を保護する保護層等として機能するものである。
また、本実施形態の表示装置１０は、基板２１側から光を取り出す構成（ボトムエミッション型）であるため、基板２１は、実質的に透明（無色透明、着色透明、半透明）とされ、一方、上基板９は、特に、透明性は要求されない。
【００２１】
基板２１および上基板９は、いずれも、可撓性基板または硬質基板で構成されていてもよいが、本実施形態では、基板２１が硬質基板で構成され、上基板９が可撓性基板で構成されている。
このような基板２１には、各種ガラス材料基板が好適であるが、各種高硬度の樹脂基板を用いることもできる。
【００２２】
一方、上基板９には、ポリイミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルフォンのようなポリエーテル系樹脂等を主材料として構成される基板を用いることができる。中でも、ポリイミド系樹脂は、熱膨張率や熱収縮率が小さいため、ポリイミド系樹脂を主材料とする基板は、熱収縮率を低く抑えることができる。また、ポリエステル系樹脂を主材料として構成される基板は、寸法安定性が良いという利点がある。
【００２３】
さらに、このような樹脂材料に充填材、繊維を入れて積層したり、前熱処理や架橋度を調整することにより、上基板９の収縮率を低下させて、寸法安定性を向上させることもできる。
なお、上基板９を構成する可撓性基板は、樹脂材料の他、例えば、セラミックス材料、金属材料、炭素繊維等のような炭素系材料を主材料として構成することもできる。
【００２４】
基板２１の平均厚さは、特に限定されないが、１〜３０ｍｍ程度であるのが好ましく、５〜２０ｍｍ程度であるのがより好ましい。一方、上基板９の平均厚さも、特に限定されないが、０．１〜３０ｍｍ程度であるのが好ましく、０．１〜１０ｍｍ程度であるのがより好ましい。
回路部２２は、基板２１上に形成された下地保護層２３と、下地保護層２３上に形成された駆動用ＴＦＴ（スイッチング素子）２４と、第１層間絶縁層２５と、第２層間絶縁層２６とを有している。
【００２５】
駆動用ＴＦＴ２４は、半導体層２４１と、半導体層２４１上に形成されたゲート絶縁層２４２と、ゲート絶縁層２４２上に形成されたゲート電極２４３と、ソース電極２４４と、ドレイン電極２４５とを有している。
このような回路部２２上に、各駆動用ＴＦＴ２４に対応して、それぞれ、発光素子１が設けられている。また、隣接する発光素子１同士は、隔壁部（バンク）３１により区画されている。
【００２６】
本実施形態では、各発光素子１の陽極３は、画素電極を構成し、各駆動用ＴＦＴ２４のドレイン電極２４５に配線２７により電気的に接続されている。また、各発光素子１の電子輸送層６は、一体的に形成されており、陰極８は、共通電極とされている。
表示装置１０は、単色表示であってもよく、各発光素子１に用いる発光材料を選択することにより、カラー表示も可能である。
【００２７】
以下、発光素子１について詳述する。
図１に示すように、発光素子１は、陽極３と、陰極８と、陽極３と陰極８との間に、陽極３側から順に、正孔輸送層４、発光層５および電子輸送層（電子を輸送する機能を有する層）６が介挿されている。
陽極３は、正孔輸送層４に正孔を注入する電極である。
【００２８】
この陽極３の構成材料（陽極材料）としては、仕事関数が大きく、導電性に優れ、また透光性を有する材料を用いるのが好ましい。
このような陽極材料としては、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウムと酸化亜鉛との複合物）、ＳｎＯ2、Ｓｂ含有ＳｎＯ2、Ａｌ含有ＺｎＯ等の酸化物、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの少なくとも１種を用いることができる。
【００２９】
陽極３の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜２００ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜１５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。陽極３の厚さが薄すぎると、陽極３としての機能が充分に発揮されなくなるおそれがあり、一方、陽極３が厚過ぎると、陽極材料の種類等によっては、光の透過率が著しく低下し、有機ＥＬ素子１の構成がボトムエミッション型の場合、実用に適さなくなるおそれがある。
【００３０】
一方、陰極８は、電子輸送層６に電子を注入する電極である。
本発明では、この陰極８は、導電性高分子材料を主材料として構成され、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンおよび希土類金属イオンのうちの少なくとも１種の金属イオン（以下、単に「金属イオン」と言うこともある。）を含有している。
ここで、例えば、陰極８を金属膜で構成すると、金属のマイグレーションや、金属膜の表面粗さに起因して、陽極３と陰極８との間でショートが生じるおそれがある。さらに、陽極３と陰極８との間での電圧印加を繰り返し行ったときに、金属が有する触媒作用により、この陰極８表面と接触して設けられる有機膜（本実施形態では、電子輸送層６）が金属に対して不安定な有機材料で構成されていると、この有機材料が変質・劣化するおそれがあるという問題があった。
【００３１】
これに対して、本発明のように、陰極８を、導電性高分子材料を主材料として構成することにより、前述したような金属膜の特性に起因して生じるショートや有機材料の変質・劣化を確実に防止することができる。
さらに、本発明では、この陰極８（後述する陰極形成用材料）に金属イオンが含まれていることから、後述する発光装置の製造方法によって表示装置１０を製造する際に、第１の積層体１０１と第２の積層体１０２との接合工程で、陰極８に含まれる金属イオンが電子輸送層６中に拡散することとなる。これにより、電子輸送効率に優れた電子輸送層６を得ることができる。その結果、得られる表示装置１０は、陽極３と陰極８間に印加する電圧が比較的低い場合でも、高輝度が得られるものとなる。すなわち、低電圧駆動で、発光効率特性に優れた表示装置１０とすることができる。
【００３２】
導電性高分子材料としては、高分子鎖中に共役系の結合を有することにより導電性を発揮するものであればよく、特に限定されるものではないが、例えば、エチレンジオキシチオフェン骨格のようなチオフェン骨格、パラフェニレン骨格、パラフェニレンビニレン骨格のようなフェニレン骨格、ピロール骨格、スチレン骨格およびアセチレン骨格等のうちの１種または２種以上を有する高分子化合物が挙げられる。これらの中でも、ピロール骨格を有する高分子化合物を用いるのが好ましく、特に、ポリピロールを用いるのがより好ましい。ピロール骨格を有する高分子化合物は、金属イオン、または金属をドーピングすることにより特に優れた導電性を発揮するものであることから、陰極８の構成材料として好適に用いることができる。金属をドーピングする際、導電性高分子中にドーピングされた金属は、電子を導電性高分子に与え、金属イオンとなる。よって、ドーピングされる前の状態が金属状態であっても、ドーピングされた後は、導電性高分子中では、金属イオンとして存在する。
【００３３】
また、本発明では、陰極８に金属イオンを含む構成、すなわち導電性高分子材料に金属イオンがドーピングされた構成となっている。かかる構成とすることにより、導電性高分子材料すなわち陰極８としての導電性を向上させることができる。
金属イオンとしては、後述する表示装置１０の製造方法で説明するように、本発明では、陰極８に含まれる金属イオンを電子輸送層６中に拡散させる構成となっていることから、後述する電子輸送層６に含まれる金属イオンと同様のものが挙げられる。また、陰極８における金属イオンの含有量は、第１の積層体１０１と第２の積層体１０２との接合工程を行う前の、陰極８における金属イオンの含有量から、接合工程によって電子輸送層６に拡散した金属イオンの量を差し引いた残部となる。接合工程を行う前の陰極８における金属イオンの含有量、陰極８から拡散して電子輸送層６に含まれる金属イオンの量については、後述する。
【００３４】
陰極８の平均厚さは、特に限定されないが、５〜１５０ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましい。陰極８の厚さが薄すぎると、陰極８としての機能が充分に発揮されなくなるおそれがあり、一方、陰極８が厚過ぎると、後述する第１の積層体１０１の可撓性が低下するおそれがある。
なお、陰極８の上基板９側を覆うように補助電極（図示せず）を設けるようにしてもよい。これにより、陰極８に含まれる導電性高分子材料および金属イオンの組み合わせにより、たとえ陰極８の電気抵抗が大きくなったとしても、陰極８と補助電極とが共通陰極として機能することから、共通陰極全体としての導電性を向上させることができる。
【００３５】
なお、補助陰極は、陰極８を覆って酸素や水分等から陰極８を保護する機能をも有している。
この補助陰極は、導電性を有する金属微粒子により構成されている。
金属微粒子としては、化学的に安定な導電性材料であれば特に限定されず、例えば、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）のような金属やその合金等が好適に用いられる。
【００３６】
補助陰極の厚さは、特に限定されないが、１００〜５００ｎｍ程度であるのが好ましく、１５０〜２５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
正孔輸送層４は、陽極３から注入された正孔を発光層５まで輸送する機能を有するものである。
この正孔輸送層４の構成材料（正孔輸送材料）としては、各種の高分子材料や、各種の低分子材料を単独または組み合わせて用いることができる。
【００３７】
高分子の正孔輸送材料としては、例えば、ポリアリールアミンのようなアリールアミン骨格を有するもの、フルオレン−ビチオフェン共重合体のようなフルオレン骨格を有するもの、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン、ポリチオフェン、エチルカルバゾールホルムアルデヒド樹脂またはその誘導体等が挙げられる。
また、前記化合物は、他の化合物との混合物として用いることもできる。一例として、ポリチオフェンを含有する混合物としては、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン／スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等が挙げられる。
【００３８】
一方、低分子の正孔輸送材料としては、例えば、１，１’−ビス（４−ジ−パラ−トリルアミノフェニル）−４−フェニル−シクロヘキサンのようなアリールシクロアルカン系化合物、４，４’，４’’−トリメチルトリフェニルアミンのようなアリールアミン系化合物、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−パラ−フェニレンジアミンのようなフェニレンジアミン系化合物、Ｎ−フェニルカルバゾールのようなカルバゾール系化合物等が挙げられる。
このような正孔輸送層４の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜１５０ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００３９】
また、陽極３と正孔輸送層４との間には、例えば、陽極３からの正孔注入効率を向上させる正孔注入層を設けるようにしてもよい。
この正孔注入層の構成材料（正孔注入材料）としては、例えば、銅フタロシアニンや、４，４‘，４‘‘−トリス（Ｎ，Ｎ‐フェニル‐３‐メチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）等が挙げられる。
【００４０】
なお、上述したような正孔輸送層４および正孔注入層は、陽極３、発光層５、電子輸送層６および陰極８の組み合わせ等によっては省略することもできる。
発光層５上には、電子輸送層６が設けられている。この電子輸送層６は、陰極８から注入された電子を、発光層５まで輸送する機能を有するものである。
本発明では、この電子輸送層６は、非共有電子対を有する元素を少なくとも１つ含む電子輸送性の有機化合物（以下、単に「電子輸送性の有機化合物」または「有機化合物」と言うこともある。）を主材料として構成され、後述の表示装置１０の製造方法における、第１の積層体１０１と第２の積層体１０２との接合工程で、陰極８中の金属イオンが拡散してきたものを含有している。
【００４１】
この電子輸送層６おいて、金属イオンは、陰極８中から拡散してきたものであることから、陰極８側から発光層５側に向かって濃度が低くなるような濃度勾配で含まれている。
このように、本発明では、電子輸送層６は、電子輸送性の有機化合物（電子を輸送する機能を有する有機化合物）の他に、金属イオンを含む構成となっていることから、優れた電子輸送性を発揮する。これにより、この表示装置１０は、陽極３と陰極８間に印加する電圧が比較的低くても、発光層５に効率よく電子が注入され、高輝度を得ることができる。
【００４２】
この電子輸送特性の向上は、金属イオンがアルカリ金属、アルカリ土類金属や希土類金属であり、仕事関数が低い金属であるため、陰極８から電子輸送層６への電子の注入効率が向上することと、金属イオンが有機化合物に含まれる非共有電子対を有する元素との間において、化学的相互作用（例えば、イオン結合、配位結合等）を生じることにより、有機化合物のエネルギー準位が相対的に変化すること、すなわち、ＨＯＭＯ（最高占有分子軌道）とＬＵＭＯ（最低非占有分子軌道）が相対的に低い準位に変化することにより、電子注入障壁が小さくなり、その結果、陰極８からの電子注入がより容易になることによるものと推察される。電子輸送特性および陰極８からの電子注入効率が向上した結果、発光素子１において、発光層５への電子注入がより効果的に行われ、発光輝度が上昇し、駆動電圧が低下する。さらには、ＨＯＭＯ準位の低下により、再結合しなかった正孔が陰極８に送られることが抑制され、発光層５と電子輸送層６との界面において効果的に正孔が蓄積される。その結果、これら正孔は再び再結合に寄与することが可能となり、発光効率が向上する。
【００４３】
そして、金属イオンは、この電子輸送層６でにおいて、前述したように、陰極８側から発光層５側に向かって濃度が低くなるような濃度勾配を有して含まれている。
ここで、電子輸送層６中に、金属イオンが均一な濃度で含まれていると、電子輸送層６の発光層５との界面付近に存在する金属イオンが、時間経過および電圧印加の繰り返しに伴って、発光層５中に拡散する。そして、発光層５中において、金属イオンと発光材料とが接触することにより、発光材料が変質・劣化することとなり、発光層５の発光輝度が低下してしまうという問題が生じる。
【００４４】
これに対して、本発明では、電子輸送層６おいて、金属イオンが、陰極８側から発光層５側に向かって濃度が低くなるような濃度勾配で含まれていることから、発光層５との界面付近では、金属イオンの濃度が極めて低いか、実質的に金属イオンが存在しないものとすることができる。すなわち、電子輸送層６に、金属イオンと発光層５中に含まれる発光材料とが接触するのを防止するバリア層としての機能をも発揮させることができる。その結果、電子輸送層６に含まれる金属イオンが発光層５に拡散するのを防止または抑制することができ、金属イオンが発光層５に混入することによる発光輝度の経時的な低下が抑えられる。すなわち、発光素子１（表示装置１０）は優れた耐久性を有するものとなる。
【００４５】
ここで、電子輸送性の有機化合物に含まれる非共有電子対を有する元素としては、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉのような第５Ｂ族に属する元素、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｐｏのような第６Ｂ族に属する元素、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ａｔのような第７Ｂ族に属する元素が挙げられるが、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｓ、ＡｓおよびＳｅのうちの少なくとも１種であるのが好ましい。これらの元素は、適度に電気陰性度が高いため、有機化合物の構造中において電子を当該元素側に若干偏らせることができる。このため、有機化合物と金属イオンとの化学的相互作用をより高めることができ、その結果、有機化合物の構造をより安定化させ、陰極８から拡散してきた金属イオンを安定に捕捉することができる。これにより、電子輸送層６は、その電子輸送能を向上させるのに十分な金属イオンを保持することができ、また、金属イオンが、発光層５との界面近傍にまで拡散するのを抑制することができる。また、これら元素は適度に結合次数が高いため、金属イオンと相互作用する不対電子を有し、かつ他の元素とも容易に結合を形成する。その結果、多様な有機化合物中に挿入することが可能となる。
【００４６】
また、この電子輸送性の有機化合物は、Ｉ：非共有電子対を有する元素を含む芳香族環を有するものや、II：非共有電子対を有する元素が２重結合または３重結合により他の元素と結合しており、前記結合を形成する２つの元素の間に分極を有することが好ましい。これらの構造を有することにより、有機化合物の構造中において、非共有電子対を有する元素への電子密度の偏りがより生じ易くなり、その結果、有機化合物の構造の安定化がより確実になされる。
Ｉの具体例としては、例えば、下記化１に示す化合物、またはこれらのうちの任意の２種以上の組み合わせが挙げられる。なお、下記化１に示す化合物において、Ｑは、それぞれ独立して、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｓ、ＡｓまたはＳｅを示す。
【００４７】
【化１】
【００４８】
また、IIの具体例としては、例えば、下記化２に示す化合物、またはこれらのうちの任意の２種以上の組み合わせが挙げられる。例えば、Ｑ１、Ｑ２の組み合わせとして、Ｃ＝Ｏ、Ｎ＝Ｏ、Ｐ＝Ｏ、Ｓ＝Ｏ、Ｓｅ＝Ｏ、Ｃ＝Ｓ、Ｐ＝Ｓのような二重結合、Ｃ≡Ｎのような三重結合等が挙げられる。ここで、Ｑ２よりもＱ１の方が結合次数が多いこととする。よって、Ｑ１はＱ２以外の元素またはフェニル基、アルキル基などの基と結合している。
【００４９】
【化２】
【００５０】
また、有機化合物は、IおよびIIの両方を併せ持っていてもよい。
以上のような特徴を有し、かつ電子輸送能に優れる有機化合物としては、例えば、下記化３〜１０に示す化合物、またはその誘導体が挙げられる。これらの有機化合物を主材料とし、陰極８からの金属イオンが拡散された電子輸送層６は、特に優れた電子輸送効率および耐久性を有するものとなる。
【００５１】
【化３】
【００５２】
【化４】
【００５３】
【化５】
【００５４】
【化６】
【００５５】
【化７】
【００５６】
【化８】
【００５７】
【化９】
【００５８】
【化１０】
【００５９】
一方、金属イオンとしては、有機化合物の種類に応じて、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンおよび希土類金属イオンのうちの少なくとも１種を適宜選択すればよい。具体的には、有機化合物として、例えば、前記化４で表される縮合複素環化合物またはその誘導体を用いる場合には、金属イオンとして、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｙｂのようなものが好適に選択される。
【００６０】
また、電子輸送層６における金属イオンの濃度勾配は、電子輸送性を有する有機化合物の種類によっても若干異なるが、次のような濃度とされるのが好ましい。
すなわち、電子輸送層６の全厚をＤとし、有機化合物に含まれる非共有電子対を有する元素の合計数から、非共有電子対を有する元素同士が２重結合または３重結合した結合の数を除いた数をＡ［個］とし、金属イオンの数をＢ［個］としたとき、陰極８との界面からＤ×１／５の厚さにおいて、Ｂ／Ａが０．２以上であるのが好ましく、０．２〜０．５程度であるのがより好ましい。Ｄ×１／５の厚さにおいてＢ／Ａの大きさを前記範囲とすることにより、有機化合物に対して金属イオンを過不足なく存在させることができ、有機化合物の構造をより確実に安定化させることができる。また、金属イオンの作用による陰極８から電子輸送層６への電子の注入効率の向上を十分に図ることができる。このようなことから、電子輸送層６の特性をより向上させることができる。
【００６１】
また、陰極８との界面からＤ×２／３の厚さにおいて、Ｂ／Ａは、０．１以下であるのが好ましく、０．０１〜０．０５程度であるのがより好ましい。Ｄ×２／３の厚さにおいてＢ／Ａの大きさを前記範囲とすることにより、電子輸送層６中において、有機化合物との間に化学的相互作用を生じない金属イオンの数を十分に少なくできるとともに、電子輸送層６の発光層５との界面付近では、金属イオンが実質的に存在しないものとすることができ、電子輸送層６に含まれる金属イオンが発光層５に拡散するのを確実に防止することができる。その結果、時間経過および電圧印加の繰り返しに伴う発光素子１の発光輝度の低下を好適に防止することができる。
【００６２】
電子輸送層６の平均厚さは、特に限定されないが、１〜１００ｎｍ程度であるのが好ましく、２０〜５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
なお、電子輸送層６は、上述したような単層体で構成されるものだけでなく、積層体で構成されるものであってもよい。この場合、陰極８と接触する層は、上記で電子輸送層６として説明した構成となっており、それ以外の層は、電子輸送性を有する有機材料で構成されていればよい。
【００６３】
電子輸送性を有する有機材料としては、特に限定されず、例えば、１，３，５−トリス［（３−フェニル−６−トリ−フルオロメチル）キノキサリン−２−イル］ベンゼン（ＴＰＱ１）のようなベンゼン系化合物（スターバースト系化合物）、ナフタレンのようなナフタレン系化合物、フェナントレンのようなフェナントレン系化合物、クリセンのようなクリセン系化合物、８−ヒドロキシキノリン アルミニウム（Ａｌｑ３）を配位子とする錯体のような各種金属錯体等が挙げられる。
【００６４】
陽極３と陰極８との間に通電（電圧を印加）すると、正孔輸送層４中を正孔が、また、電子輸送層６中を電子が移動し、発光層５において正孔と電子とが再結合する。そして、発光層５ではエキシトン（励起子）が生成し、このエキシトンが基底状態に戻る際にエネルギー（蛍光やりん光）を放出（発光）する。
発光層５の構成材料（発光材料）としては、各種の高分子材料や、各種の低分子材料を単独または組み合わせて用いることができる。
【００６５】
高分子の発光材料としては、例えば、トランス型ポリアセチレンのようなポリアセチレン系化合物、ポリ（パラ−フェンビニレン）（ＰＰＶ）のようなポリパラフェニレンビニレン系化合物、ポリ（３−アルキルチオフェン）（ＰＡＴ）のようなポリチオフェン系化合物、ポリ（９，９−ジアルキルフルオレン）（ＰＤＡＦ）のようなポリフルオレン系化合物等が挙げられる。
【００６６】
一方、低分子の発光材料としては、例えば、ジスチリルベンゼン（ＤＳＢ）のようなベンゼン系化合物、ナフタレンのようなナフタレン系化合物、フェナントレンのようなフェナントレン系化合物、６−ニトロクリセンのようなクリセン系化合物等が挙げられる。
発光層５の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜１５０ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００６７】
次に、本発明の発光装置の製造方法を、上述した表示装置１０を製造する場合を一例にして説明する。
本実施形態の表示装置１０は、上基板９上に陰極８を形成した第１の積層体１０１と、ＴＦＴ回路基板２０上に、陽極３、正孔輸送層４、発光層５および電子輸送層６を順次形成した第２の積層体１０２とを接合することにより製造される。
【００６８】
以下、この表示装置１０の製造方法（本発明の発光装置の製造方法）について詳述する。
［１］第１の積層体および第２の積層体の作製工程
［１−１］第１の積層体の作製工程（第１の工程）
Ａ：まず、上基板９を用意し、この上基板９上に陰極８を形成する。
本工程Ａでは、まず、前述したような導電性高分子材料と金属イオンとを含む陰極形成用材料（液状材料）を調製する。これは、導電性高分子材料を溶媒または分散媒に溶解または分散するとともに、この導電性高分子材料を含む溶媒または分散媒に、アルカリ金属、アルカリ土類金属または希土類金属のうちの少なくとも１種の金属化合物を溶解し、金属化合物から金属イオンを解離させることにより調製することができる。
【００６９】
また、導電性高分子材料を含有する溶液または分散液と、金属イオンを含有する溶液をそれぞれ個別に調製した後、混合するようにしてもよい。この際、それぞれの溶液または分散液に使用する溶媒または分散媒は、分離せず、混合が可能ならば異なっていても良い。これにより、単一の溶媒または分散媒に対する導電性高分子材料と金属化合物の溶解性が大きく異なり、所望の量比で混合することが困難な場合においても、陰極形成用材料の調製が可能となる。
【００７０】
金属化合物としては、例えば、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩等の無機酸塩、酢酸塩、アセチル酢酸塩等の有機酸塩のような塩類、塩化物、臭化物のようなハロゲン化物、メトキシド、エトキシドのようなアルコキシド類、アセチルアセトナトのような脱離しやすい配位子を有する金属錯体等が挙げられるが、金属塩および金属錯体のうちの少なくとも１種を主成分とするものが好ましい。これらの金属化合物は、大気中において比較的安定であるため、取り扱いが容易であり、また、金属イオンを解離し易いことからも好ましい。
【００７１】
陰極形成用材料の調製に用いる溶媒または分散媒としては、導電性高分子材料を溶解または分散させた分散媒に、直接、金属化合物を溶解する場合には、この溶媒が、金属化合物を容易に溶解して金属イオンを解離するものであるのが好ましい。また、導電性高分子材料の溶液または分散液と金属化合物の溶液とを、それぞれに別に用意する場合には、金属化合物の溶液に用いる溶媒が、金属化合物を容易に溶解して金属イオンを解離するものであるのが好ましい。
【００７２】
そのような溶媒としては、プロトン性極性溶媒が好適に用いられる。
プロトン性極性溶媒としては、例えば、水、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ベンジルアルコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル等の単価アルコール、エチレングリコール、グリセリン等の多価アルコールのようなアルコール類、酢酸、ギ酸、（メタ）アクリル酸のようなカルボン酸類、エチレンジアミン、ジエチルアミンのようなアミン類、ホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドのようなアミド類、フェノール、ｐ−ブチルフェノールのようなフェノール類、アセチルアセトン、マロン酸ジエチルのような活性メチレン化合物等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００７３】
中でも、プロトン性極性溶媒としては、水およびアルコール類のうちの少なくとも１種を主成分とするものが好ましい。水やアルコール類は、金属化合物の溶解性が高いため、プロトン性極性溶媒として、水およびアルコール類のうちの少なくとも１種を主成分とするものを用いることにより、金属化合物から確実に金属イオンを解離させることができ、陰極形成用材料の調製が容易となる。
【００７４】
特に、アルコール類としては、炭素数が１〜７（好ましくは炭素数１〜４）の単価アルコールが好ましい。このような炭素数の単価アルコールは、金属化合物の溶解性が高い。
例えば、金属化合物として炭酸セシウム（Ｃｓ２ＣＯ３）を単価アルコール（Ｒ−ＯＨ）に溶解すると、以下のような反応により、Ｃｓイオン（金属イオン）が解離する。
Ｃｓ２ＣＯ３＋２ＲＯＨ → ２Ｃｓ（ＯＲ）＋ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ
Ｃｓ（ＯＲ）＋Ｈ２Ｏ → Ｃｓ＋＋ＯＨ−＋ＲＯＨ
【００７５】
次いで、調製した陰極形成用材料を上基板９上に供給した後、乾燥（脱溶媒）することによって被膜を形成した後、必要に応じて、この被膜に対して後処理（例えば加熱による焼成、焼成温度以下での加熱、赤外線の照射、超音波の付与等）を施す。これにより、上基板９上に陰極８が得られる。
陰極形成用材料の供給方法としては、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法等の各種塗布法を用いることができる。かかる塗布法を用いることにより、陰極を比較的容易に形成することができる。
【００７６】
なお、乾燥は、例えば、大気圧または減圧雰囲気中での放置、加熱処理、不活性ガスの吹付け等により行うことができる。
この工程で形成される陰極８の金属イオン濃度は、後工程［２］において、陰極８に含有される金属イオンが、電子輸送層６に、前述の適正な濃度勾配を有して拡散し得るように設定される。具体的には、導電性高分子材料、金属イオンおよび有機化合物の種類や、接合条件等によっても若干異なるが、０．１〜５０．０ｗｔ％程度であるのが好ましく、１．０〜２０．０ｗｔ％程度であるのがより好ましい。これにより、陰極８に含有される金属イオンを、電子輸送層６に、前述の適正な濃度勾配を有するように確実に拡散させることができる。
【００７７】
また、本工程に先立って、上基板９の上面には、酸素プラズマ処理を施すようにしてもよい。これにより、上基板９の上面を親液性を付与すること、上基板９の上面に付着する有機物を除去（洗浄）すること等を行うことができる。
ここで、酸素プラズマ処理の条件としては、例えば、プラズマパワー１００〜８００Ｗ程度、酸素ガス流量５０〜１００ｍＬ／ｍｉｎ程度、被処理部材（陽極３）の搬送速度０．５〜１０ｍｍ／ｓｅｃ程度、上基板９の温度７０〜９０℃程度とするのが好ましい。
以上のようにして、上基板９上に陰極８が形成された第１の積層体１０１が得られる。
【００７８】
［１−２］第２の積層体の作製工程（第２の工程）
Ｂ：まず、基板２１を用意し、基板２１上に、例えば、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）や酸素ガスなどを原料ガスとして、プラズマＣＶＤ法等により、平均厚さが約２００〜５００ｎｍの酸化シリコンを主材料として構成される下地保護層２３を形成する。
Ｃ：次に、下地保護層２３上に、駆動用ＴＦＴ２４を形成する。
まず、基板２１を約３５０℃に加熱した状態で、下地保護層２３上に、例えばプラズマＣＶＤ法等により、平均厚さが約３０〜７０ｎｍのアモルファスシリコンを主材料として構成される半導体膜を形成する。
【００７９】
次いで、半導体膜に対して、レーザアニールまたは固相成長法等により結晶化処理を行い、アモルファスシリコンをポリシリコンに変化させる。
ここで、レーザアニール法では、例えば、エキシマレーザでビームの長寸が４００ｍｍのラインビームを用い、その出力強度は、例えば２００ｍＪ／ｃｍ２程度に設定される。また、ラインビームについては、その短寸方向におけるレーザ強度のピーク値の９０％に相当する部分が各領域毎に重なるようにラインビームを走査する。
【００８０】
次いで、半導体膜をパターニングして島状とし、各島状の半導体膜２４１を覆うように、例えば、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）や酸素ガスなどを原料ガスとして、プラズマＣＶＤ法等により、平均厚さが約６０〜１５０ｎｍの酸化シリコンまたは窒化シリコン等を主材料として構成されるゲート絶縁層２４２を形成する。
【００８１】
次いで、ゲート絶縁層上に、例えば、スパッタ法等により、アルミニウム、タンタル、モリブデン、チタン、タングステンなどの金属を主材料として構成される導電膜を形成した後、パターニングし、ゲート電極２４３を形成する。
次いで、この状態で、高濃度のリンイオンを打ち込んで、ゲート電極２４３に対して自己整合的にソース・ドレイン領域を形成する。なお、不純物が導入されなかった部分がチャネル領域となる。
【００８２】
Ｄ：次に、駆動用ＴＦＴ２４に電気的に接続されるソース電極２４４およびドレイン電極２４５を形成する。
まず、ゲート電極２４３を覆うように、第１層間絶縁層２５を形成した後、コンタクトホールを形成する。
次いで、コンタクトホール内にソース電極２４４およびドレイン電極２４５を形成する。
【００８３】
Ｅ：次に、ドレイン電極２４５と陽極３とを電気的に接続する配線（中継電極）２７を形成する。
まず、第１層間絶縁層２５上に、第２層間絶縁層２６を形成した後、コンタクトホールを形成する。
次いで、コンタクトホール内に配線２７を形成する。
【００８４】
Ｆ：次に、第２層間絶縁層２６上に、配線２７に接触するように陽極（画素電極）３を形成する。
この陽極３は、ゲート電極２４３と同様にして形成することができる。
Ｇ：次に、第２層間絶縁層２６上に、各陽極３を区画するように、隔壁部３１を形成する。
【００８５】
隔壁部３１は、絶縁膜を形成した後、パターニングすること等により形成することができる。
絶縁膜（隔壁部３１）の構成材料は、耐熱性、撥液性、インク溶剤耐性、下地層との密着性等を考慮して選択される。
このような材料としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂のような有機材料や、ＳｉＯ２のような無機材料が挙げられる。
【００８６】
特に、陽極３が酸化物材料を主材料として構成される場合には、隔壁部３１の構成材料としては、ＳｉＯ２を用いるのが好ましい。これにより、陽極３と隔壁部３１との密着性の向上を図ることができる。
また、撥液性を示す隔壁部３１は、例えば、フッ素系樹脂を用いて形成することや、隔壁部３１の表面にフッ素プラズマ処理を施すこと等により得ることができる。
【００８７】
また、隔壁部３１の開口の形状は、例えば、円形、楕円形、四角形、六角形等の多角形等、いかなるものであってもよい。
なお、隔壁部３１の開口の形状を多角形とする場合には、角部は丸みを帯びているのが好ましい。これにより、正孔輸送層４、発光層５および電子輸送層６を、液状材料を用いて形成する場合には、この液状材料を、隔壁部３１の内側の空間の隅々にまで確実に供給することができる。
このような隔壁部３１の高さは、正孔輸送層４、発光層５および電子輸送層６の合計の厚さに応じて適宜設定され、特に限定されないが、１〜２μｍ程度とするのが好ましい。かかる高さとすることにより、十分に隔壁としての機能が発揮される。
【００８８】
Ｈ：次に、各陽極３上に、それぞれ、正孔輸送層４を形成する。
この正孔輸送層４は、例えば、スパッタ法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等を用いた気相プロセスや、スピンコート法（バイロゾル法）、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法等を用いた液相プロセス等で形成することができる。
なお、これらの方法は、正孔輸送層の構成材料の熱安定性や、溶媒への溶解性等の物理的特性および／または化学的特性を考慮して選択される。
【００８９】
これらの方法の中でも、インクジェット法（液滴吐出法）を用いた液相プロセスにより形成するのが好ましい。インクジェット法を用いることにより、正孔輸送層４の薄膜化、画素サイズの微小化を図ることができる。また、正孔輸送層形成用の液状材料を、隔壁部３１の内側に選択的に供給することができるため、液状材料のムダを省くことができる。
具体的には、正孔輸送層形成用の液状材料を、インクジェットプリント装置のヘッドから吐出し、各陽極３上に供給し、乾燥（脱溶媒または脱分散媒）した後、必要に応じて、１５０℃程度で短時間の加熱処理を施す。
【００９０】
用いる液状材料は、前述したような正孔輸送材料を溶媒または分散媒に溶解または分散することにより調製される。
また、液状材料の調製に用いる溶媒または分散媒としては、例えば、アンモニア、過酸化水素、水、二硫化炭素等の各種無機溶媒や、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アセトン等のケトン系溶媒、エタノール、エチレングリコール等のアルコール系溶媒、ジエチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル（カルビトール）等のエーテル系溶媒、メチルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、ヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、メチルピロリドン等の芳香族複素環化合物系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）等のアミド系溶媒、ジクロロメタン等のハロゲン化合物系溶媒、ギ酸エチル等のエステル系溶媒、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、スルホラン等の硫黄化合物系溶媒、アセトニトリル等のニトリル系溶媒、ギ酸、トリフルオロ酢酸等の有機酸系溶媒のような各種有機溶媒、または、これらを含む混合溶媒等が挙げられる。
【００９１】
なお、陽極３上に供給された液状材料は、流動性が高く（粘性が低く）、水平方向（面方向）に広がろうとするが、陽極３が隔壁部３１により囲まれているため、所定の領域以外に広がることが阻止され、正孔輸送層４（発光素子１）の輪郭形状が正確に規定される。
なお、乾燥の方法は、前記陰極の形成工程で説明したものと同様である。
【００９２】
また、本工程に先立って、陽極３の上面には、酸素プラズマ処理を施すようにしてもよい。これにより、陽極３の上面を親液性を付与すること、陽極３の上面に付着する有機物を除去（洗浄）すること等を行うことができる。
ここで、酸素プラズマ処理の条件としては、上基板９に酸素プラズマ処理を施す場合と同様である。
【００９３】
Ｉ：次に、各正孔輸送層４上（陽極３のＴＦＴ回路基板２０と反対側）に、発光層５を形成する。
この発光層５も、気相プロセスや液相プロセスにより形成することができるが、前述したのと同様の理由から、インクジェット法（液滴吐出法）を用いた液相プロセスにより形成するのが好ましい。また、インクジェット法を用いることにより、複数色の発光層５を設ける場合には、各色毎にパターンの塗り分けを容易に行うことができるという利点もある。
【００９４】
Ｊ：次に、発光層５上に、各発光層５および各隔壁部３１を覆うように電子輸送層６を形成する。
この電子輸送層６も、気相プロセスや液相プロセスにより形成することができるが、前述したのと同様の理由から、インクジェット法（液滴吐出法）を用いた液相プロセスにより形成するのが好ましい。
【００９５】
なお、発光層５上に供給する電子輸送層形成用材料の調製に用いる溶媒としては、発光層５を膨潤または溶解し難いものであるのが好ましい。これにより、発光材料の変質・劣化や、発光層５が溶解し、膜厚が極端に減少することを防止することができる。その結果、発光素子１の発光効率の低下を防止することができる。
以上のようにして、ＴＦＴ回路基板２０上に、ＴＦＴ回路基板２０側から陽極３、正孔輸送層４、発光層５および電子輸送層６がこの順で形成（積層）された第２の積層体１０２が得られる。
【００９６】
［２］第１の積層体と第２の積層体との接合工程（第３の工程）
次に、第１の積層体１０１と第２の積層体１０２とを接合する。
まず、第１の積層体１０１と第２の積層体１０２とを、予め形成したアライメントマーク（図示せず）同士が一致するように位置合わして、一端側（図２中右側）において、第１の積層体１０１の下面と第２の積層体１０２の上面とを接触させる。
【００９７】
次に、この状態で、第１の積層体１０１および第２の積層体１０２を、第１の積層体１０１の下面（陰極の上基板側と反対側の面）と第２の積層体１０２の上面（電子輸送層の発光層側と反対側の面）とを接触させた箇所において、一対のローラ９００ａ、９００ｂ間に挟持されるように接合装置に設置する。これにより、第１の積層体１０１（上基板９）および第２の積層体１０２（基板２１）が加圧される。
【００９８】
また、このとき、第１の積層体１０１の他端部を、接合装置のローラ９００ａより上方において移動可能に設けられた支持部９１０に固定する。これにより、第１の積層体１０１は、撓んだ状態で、接合装置に設置（セット）される。
また、各ローラ９００ａ、９００ｂには、それぞれ、図示しない加熱手段（例えばヒータ等）が設けられており、第１の積層体１０１および第２の積層体１０２は、一対のローラ９００ａ、９００ｂで挟持された部分が加熱される。
【００９９】
次に、図２（ｂ）および（ｃ）に示すように、各ローラ９００ａ、９００ｂを他端側（図２中左側）に向かって移動させる。
これにより、一対のローラ９００ａ、９００ｂで挟持された部分において、電子輸送層６と陰極８とが順次接合され、接合体が得られる。
このような接合方法によれば、第１の積層体１０１が第２の積層体１０２に対して、一端側から他端側に向かって順に接合されるため、電子輸送層６と陰極８との境界部から空気を排除することができ、これらの界面に気泡が残存することを防止することができる。その結果、電子輸送層６と陰極８との界面付近の密着性を向上させることができる。また、界面において発生する歪応力や熱的ダメージを軽減することもできる。
【０１００】
また、陰極８が主として導電性高分子材料で構成されていることから、この陰極８の表面を平坦な面とすることができ、その結果、電子輸送層６と陰極８とを接触させて、これらを接合する際に、電子輸送層６にピンホールが生じてしまうのを確実に防止することができる。
さらに、この接合工程では、上述したような接合方法で陰極８と電子輸送層６とを接合することにより、陰極８に含まれる金属イオンが、電子輸送層６との界面を越えて電子輸送層６中に拡散する。これにより、電子輸送層６中には、金属イオンが陰極８側から発光層５側に向かって濃度が低くなる濃度勾配で含まれることとなる。
【０１０１】
この接合工程において、電子輸送層６と陰極８との接合状態、および、陰極８から電子輸送層６への金属イオンの拡散量は、加熱の温度、加圧の圧力および電子輸送層６と陰極８とを接合する速度によって制御される。
加熱の温度は、電子輸送層６および陰極８のうちのいずれか軟化点温度の低い層の軟化点温度（ガラス転移温度）か、または、それより若干低い温度程度とするのが好ましく、これらの層の構成材料等によっても若干異なり、特に限定されないが、４０〜１２０℃程度であるのが好ましく、６０〜１００℃程度であるのがより好ましい。加熱の温度が低過ぎると、電子輸送層６と陰極８とを十分に接合できないおそれがあり、また、陰極８から電子輸送層６への金属イオンの拡散量も不十分となるおそれがある。一方、加熱の温度が高過ぎると、各層に変質・劣化が生じるおそれがある。
【０１０２】
この際、軟化点温度の低い層、すなわち、この工程で、その軟化点温度か、またはそれより低い温度程度とされる層は、陰極８であるのが好ましい。これにより、陰極８に含まれる金属イオンを、電子輸送層６に効率よく拡散させることができる。
また、この際の加圧の圧力は、前記加熱の温度等によっても若干異なり、特に限定されないが、０．１〜１０ｋｇｆ／ｃｍ２程度であるのが好ましく、０．２〜５ｋｇｆ／ｃｍ２程度であるのがより好ましい。加圧の圧力が小さ過ぎると、電子輸送層６と陰極８とを十分に接合できないおそれがあり、また、陰極８から電子輸送層６への金属イオンの拡散量も不十分となるおそれがある。一方、加圧の圧力を前記上限値を超えて大きくしても、圧力を大きくするのに見合う効果の増大が期待できない。
【０１０３】
また、電子輸送層６と陰極８とを接合する速度、すなわち、各ローラ９００ａ、９００ｂの移動速度も、特に限定されないが、５〜５０ｍｍ／秒程度であるのが好ましく、１０〜４０ｍｍ／秒程度であるのがより好ましい。これにより、電子輸送層６と陰極８とを確実に接合することができ、また、陰極８から電子輸送層６への金属イオンの拡散を確実に行うことができる。
【０１０４】
また、この接合工程では、第１の積層体１０１および第２の積層体１０２を加熱および加圧するのと同時、またはその直後から、第１の積層体１０１および第２の積層体１０２のうちの少なくとも一方に、所定の処理を施すことにより、陰極８から電子輸送層６への金属イオンの拡散を促進させるようにしても良い。これにより、電子輸送層６への金属イオンの拡散量を増加させることができ、また、この所定の処理の処理時間等の処理条件を適宜設定することにより、陰極８から電子輸送層６への金属イオンの拡散量を容易に制御することができる。
【０１０５】
このような所定の処理としては、特に限定されないが、例えば、陽極３と陰極８との間に電圧を印加することにより、電子輸送層６および陰極８の内部に電界を生じさせる方法や、第１の積層体１０１および第２の積層体１０２のうちの少なくとも一方を振動させる方法等が挙げられる。これらの方法によれば、比較的簡単な構成で、電子輸送層６への金属イオンの拡散量を確実に増加させることができるとともに、電子輸送層６への金属イオンの拡散量を容易に制御することができる。
【０１０６】
これらの方法は、単独で用いてもよく、組み合わせて用いるようにしてもよい。
なお、電圧を印加する方法において、陽極３と陰極８との間に印加する電圧は、１〜５０Ｖ程度であるのが好ましく、５〜１５Ｖ程度であるのがより好ましい。電圧が前記下限値よりも低過ぎると、電子輸送層６への金属イオンの拡散を促進する効果が十分に得られないおそれがある。また、電圧が前記上限値よりも高すぎると、第１の積層体１０１および第２の積層体１０２を構成する各層に悪影響を及ぼすおそれがある。
【０１０７】
また、積層体の少なくとも一方を振動させる方法において、振動の周波数は、１〜１×１０４ｋＨｚ程度であるのが好ましく、１０〜１×１０２ｋＨｚ程度であるのがより好ましい。周波数が、前記範囲を下回る場合には、電子輸送層６への金属イオンの拡散を促進する効果が十分に得られないおそれがある。また、周波数を前記範囲を超えて大きくしても、それ以上の効果の増加が期待できない。
【０１０８】
［３］熱処理工程
次に、必要に応じて、得られた接合体に対して熱処理（ポストベーク処理）を施す。
これにより、第１の積層体１０１と第２の積層体１０２との接合に際して、第１の積層体１０１および第２の積層体１０２に内部応力が生じた場合でも、この内部応力を緩和することができ、各層同士の界面において容易に剥離が生じるのを防止することができる。
【０１０９】
この際の加熱の温度は、接合体が備える有機物層の構成材料のうち、最もガラス転移温度が低い構成材料の当該ガラス転移温度より低い温度に設定するのが好ましい。これにより、各層への熱的ダメージが生じるのを防止しつつ、内部応力を確実に緩和することができる。
また、この際の加熱の時間は、前記加熱の温度等によっても若干異なるが、１０〜１２０分程度であるのが好ましく、３０〜９０分程度であるのがより好ましい。これにより、各層への熱的ダメージが生じるのを防止しつつ、内部応力を確実に緩和することができる。
【０１１０】
なお、本工程［３］を省略して、得られた接合体をそのまま完成品とすることもできる。
以上のように、本発明の発光装置の製造方法では、第１の積層体１０１と第２の積層体１０２とを接合するという比較的簡単な構成で、表示装置１０を製造することができる。
また、これら接合体同士の接合工程で、陰極８中の金属イオンが、電子輸送層６中に拡散する。これにより、電子輸送層６中には、陰極８側から発光層５側に向かって、濃度が低くなるような濃度勾配を有して、金属イオンが含有された状態になる。
【０１１１】
このように、電子輸送層６を、電子輸送性の有機化合物（電子を輸送する機能を有する有機化合物）の他に、金属イオンを含む構成とすることにより、電子輸送層６は優れた電子輸送性を発揮する。これにより、この表示装置１０は、陽極３と陰極８間に印加する電圧が比較的低くても、発光層５に効率よく電子が注入され、高輝度を得ることができる。
そして、金属イオンは、この電子輸送層６でにおいて、前述したように、陰極８側から発光層５側に向かって濃度が低くなるような濃度勾配を有して含まれていることから、電子輸送層６に、金属イオンと発光層５中に含まれる発光材料とが接触するのを防止するバリア層としての機能をも発揮させることができる。その結果、電子輸送層６に含まれる金属イオンが発光層５に拡散するのを防止または抑制することができ、発光素子１（表示装置１０）を優れた耐久性を有するものとすることができる。
【０１１２】
＜電子機器＞
このような表示装置（本発明の発光装置）１０は、各種の電子機器に組み込むことができる。
図３は、本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【０１１３】
この図において、パーソナルコンピュータ１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部を備える表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このパーソナルコンピュータ１１００において、表示ユニット１１０６が備える表示部が前述のディスプレイ装置１０で構成されている。
【０１１４】
図４は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６とともに、表示部を備えている。
携帯電話機１２００において、この表示部が前述のディスプレイ装置１０で構成されている。
【０１１５】
図５は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
【０１１６】
ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
ディジタルスチルカメラ１３００において、この表示部が前述のディスプレイ装置１０で構成されている。
【０１１７】
ケース１３０２の内部には、回路基板１３０８が設置されている。この回路基板１３０８は、撮像信号を格納（記憶）し得るメモリが設置されている。
また、ケース１３０２の正面側（図示の構成では裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、回路基板１３０８のメモリに転送・格納される。
【０１１８】
また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示のように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニタ１４３０が、デ−タ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピュータ１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、回路基板１３０８のメモリに格納された撮像信号が、テレビモニタ１４３０や、パーソナルコンピュータ１４４０に出力される構成になっている。
【０１１９】
なお、本発明の電子機器は、図３のパーソナルコンピュータ（モバイル型パーソナルコンピュータ）、図４の携帯電話機、図５のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、テレビや、ビデオカメラ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器（例えば金融機関のキャッシュディスペンサー、自動券売機）、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電表示装置、超音波診断装置、内視鏡用表示装置）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレータ、その他各種モニタ類、プロジェクター等の投射型表示装置等に適用することができる。
以上、本発明の発光装置の製造方法、発光装置および電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものでない。
【実施例】
【０１２０】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．表示装置の製造
以下の各実施例および各比較例では、それぞれ、１０個の表示装置を製造した。
（実施例１）
＜１＞ まず、平均厚さ１ｍｍのポリカーボネートフィルム基板を用意し、アセトン、２−プロパノールの順に浸漬し、超音波洗浄した後、酸素プラズマ処理を施した。
【０１２１】
＜２＞ 次に、ポリピロールの分散液を用意し、金属化合物としての炭酸セシウム（Ｃｓ２ＣＯ３）の水溶液を調製した。そして、この分散液および水溶液を、次工程＜３＞で形成される陰極内に含まれる金属イオンの濃度が５０．０ｗｔ％となるように混合した。これにより陰極形成用材料を得た。
＜３＞ この調製した陰極形成用材料を、基板上に、スピンコート法により塗布した後、ホットプレート上で、１３０℃×１０分間でアニール処理を行った。これにより、基板上に平均厚さ１０ｎｍの陰極を形成した。
以上の工程により、第１の積層体を作製した。
【０１２２】
＜４＞ 次に、平均厚さ５ｍｍの透明なガラス基板を用意し、このガラス基板上に、前述したようにして回路部を形成した。
＜５＞ 次に、回路部上に、真空蒸着法により、平均厚さ１５０ｎｍのＩＴＯ膜を形成した後、フォトリソグラフィー法およびエッチング法を用いてパターニングすることにより、陽極（画素電極）を得た。また、このとき、アライメントマークを形成した。
そして、この回路部および陽極が形成された基板をアセトン、２−プロパノールの順に浸漬し、超音波洗浄した後、酸素プラズマ処理を施した。
【０１２３】
＜６＞ 次に、各陽極の縁部を覆うように、ポリイミド（絶縁性の感光性樹脂）を塗布した後、露光することにより、隔壁部を形成した。
＜７＞ 次に、隔壁部の内側に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン／スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）の水分散液を、インクジェット法により供給した後、ホットプレート上で、大気圧下２００℃×１０分間でアニール処理を行った。これにより、陽極層上に平均厚さ６０ｎｍの正孔輸送層を形成した。
【０１２４】
＜８＞ 次に、隔壁部の内側に、ポリジオクチルフルオレンとジオクチルフルオレンとベンゾチアジアゾールの交互共重合体（Ｆ８ＢＴ）とを溶解したキシレン溶液をインクジェット法により供給した後、乾燥した。これにより、正孔輸送層上に平均厚さ７０ｎｍの発光層を形成した。
＜９＞ 次に、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（下記化１１に示す有機化合物）をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドに溶解することにより電子輸送層形成用材料を調製した。そして、発光層および隔壁部の上に、この電子輸送層形成用材料をスピンコート法により供給した後、ホットプレート上で、１３０℃×１０分間でアニール処理を行った。これにより、発光層および隔壁部の上に、電子輸送層を形成した。
【０１２５】
【化１１】
【０１２６】
以上の工程により、第２の積層体を作製した。
＜１０＞ 次に、電子輸送層と陰極とを、一端側において接触させ、これらを、図２に示すようにして、他端側に向かって順に接合して、図１に示すのと同様の接合体を得、これを表示装置の完成品とした。
なお、このときの条件は、加熱の温度：１５０℃、加圧の圧力：１ｋｇｆ／ｃｍ２、ローラの移動速度：１０ｍｍ／秒とした。
また、この接合は、支持部により、ポリカーボネートフィルム基板の他端部を、一端側に向かって押圧した状態で行った。
以上の工程により、表示装置を作製した。
【０１２７】
（実施例２）
前記工程＜１０＞において、一対のロールの内部に配設された電極によって、第１の積層体および第２の積層体の厚さ方向に６Ｖの電圧を印加して第１の積層体と第２の積層体とを接合した以外は、前記実施例１と同様にして、表示装置を製造した。
（実施例３）
前記工程＜１０＞において、第１の積層体および第２の積層体に、周波数：５０ｋＨｚの振動を付与しつつ第１の積層体と第２の積層体とを接合した以外は、前記実施例１と同様にして、表示装置を製造した。
【０１２８】
（実施例４）
前記工程＜９＞において、電子輸送層形成用材料として、１，１’−チオカルボニルジイミダゾール（下記化６に示す有機化合物）のＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド溶液を使用した以外は、前記実施例１と同様にして、表示装置を製造した。
（実施例５）
前記工程＜２＞において、陰極形成用材料を調製する際に用いる金属化合物として、塩化イッテルビウム（ＹｂＣｌ３）を使用した以外は、前記実施例１と同様にして、表示装置を製造した。
（実施例６）
前記工程＜２＞において、陰極形成用材料を調製する際に用いる導電性高分子材料として、ポリピロールに代えてポリパラフェニレンビニレンを使用した以外は、前記実施例１と同様にして、表示装置を製造した。
【０１２９】
（比較例１）
前記工程＜２＞において、陰極形成用材料を、金属化合物を混合せずに調製した以外は、前記実施例１と同様にして、表示装置を製造した。
（比較例２）
前記工程＜２＞において、陰極形成用材料を、金属化合物を混合せずに調製し、前記工程＜９＞において、電子輸送層形成用材料を、前記化１１に示す有機化合物の他に、金属化合物として炭酸セシウム（Ｃｓ２ＣＯ３）を添加して調製した以外は、前記実施例１と同様にして、表示装置を製造した。
【０１３０】
（比較例３）
前記工程＜１＞〜＜３＞において、陰極を次のようにして形成した以外は、前記実施例１と同様にして、発光素子を製造した。
まず、平均厚さ１ｍｍのポリカーボネートフィルム基板を用意し、アセトン、２−プロパノールの順に浸漬し、超音波洗浄した後、酸素プラズマ処理を施した。
この基板上に、真空蒸着法により、平均厚さ２００ｎｍのＡｌ層および平均厚さ１５００ｎｍのＡｌ層を形成することにより陰極を得た。
【０１３１】
２．評価
２−１．金属イオンの存在の確認
各実施例で製造した表示装置について、それぞれ、電子輸送層中に存在する金属イオンの存在を、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ法）により確認した。
なお、この二次イオン質量分析は、ＳＩＭＳ装置（Physical Electronics社製、「ＡＤＥＰＴ１０１０」）を用いて行った。
【０１３２】
その結果、各実施例における電子輸送層中には、いずれも、金属イオンが存在しており、陰極から金属イオンが拡散していることが確認できた。
さらに、各実施例において、この金属イオンは、陰極との接触面側に偏在しており、発光層との接触面側には存在していないことが確認できた。これにより、電子輸送層は、金属イオンが発光層と接触するのを防止するバリア層としても機能していることが確認できた。
【０１３３】
２−２．発光効率の評価
各実施例および各比較例で製造した表示装置について、陽極と陰極との間に１０Ｖの電圧を印加したときの電流値および輝度を測定することにより、発光輝度（ｃｄ／ｍ２）を求めた。
２−３．耐久性の評価
各実施例および各比較例で製造した表示装置について、陽極と陰極との間に、２５Ｖの電圧を１００回繰り返し印加した後、ショートの発生状況を調べた。また、ショートが発生しなかった表示装置について、１０Ｖの電圧を印加したときの発光輝度（ｃｄ／ｍ２）を前記２−２と同様にして求めた。
２−２（発光効率の評価）および２−３（耐久性の評価）の評価結果を、下記表１に示す。
【０１３４】
【表１】
【０１３５】
なお、表１には、各評価結果について、それぞれ、２−２（発光効率の評価）の比較例１で測定された発光輝度（ｃｄ／ｍ２）を「１」としたときの相対値として示した。
表１に示すように、各実施例で製造した表示装置は、いずれも、２−２（発光効率の評価）において、高輝度を得ることができた。また、２−３（耐久性の評価）に示すように、高電圧を繰り返し印加した後においても、ショートが発生せず、高輝度が維持されており耐久性に優れていた。
【０１３６】
これに対して、比較例１のように陰極への金属化合物の添加を省略して製造した表示装置は、耐久性には優れるものの、高輝度を得ることができなかった。
また、比較例２のように電子輸送層に直接金属化合物を添加して製造した表示装置は、初期時においては高輝度が得られるものの、高電圧の繰り返し印加により、輝度の低下が顕著に認められ、耐久性に劣るものであった。
さらに、比較例３のように陰極を金属膜で構成することにより製造した表示装置は、初期時においては高輝度が得られるものの、高電圧の繰り返し印加により、ショートが発生したため輝度の測定が不可能となり、耐久性に劣るものであった。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】本発明の発光装置を適用したアクティブマトリクス型表示装置の実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１に示すアクティブマトリクス型表示装置の製造方法を説明するための図である。
【図３】本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１３８】
１……発光素子 ３……陽極 ４……正孔輸送層 ５……発光層 ６……電子輸送層 ８……陰極 ９……上基板 １０……表示装置 ２０……ＴＦＴ回路基板 ２１……基板 ２２……回路部 ２３……下地保護層 ２４……駆動用ＴＦＴ ２４１……半導体層 ２４２……ゲート絶縁層 ２４３……ゲート電極 ２４４……ソース電極 ２４５……ドレイン電極 ２５……第１層間絶縁層 ２６……第２層間絶縁層 ２７……配線 ３１……隔壁部 １０１……第１の積層体 １０２……第２の積層体 ９００ａ、９００ｂ……ローラ ９１０……支持部 １１００……パーソナルコンピュータ １１０２……キーボード １１０４……本体部 １１０６……表示ユニット １２００……携帯電話機 １２０２……操作ボタン １２０４……受話口 １２０６……送話口 １３００……ディジタルスチルカメラ １３０２……ケース（ボディー） １３０４……受光ユニット １３０６……シャッタボタン １３０８……回路基板 １３１２……ビデオ信号出力端子 １３１４……データ通信用の入出力端子 １４３０……テレビモニタ １４４０……パーソナルコンピュータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板上に、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンおよび希土類金属イオンのうちの少なくとも１種の金属イオンと、導電性高分子材料とを含有する陰極を形成する第１の工程と、
第２の基板上に、少なくとも陽極と、発光層と、非共有電子対を有する元素を少なくとも１つ含む電子輸送性の有機化合物を含有し、電子を輸送する機能を有する層とを、この順で前記第２の基板側から形成する第２の工程と、
前記陰極の前記第１の基板側と反対側の面と、前記電子を輸送する機能を有する層の前記発光層側と反対側の面とを接触させ、前記第１の基板および前記第２の基板を加熱および加圧することにより、前記陰極と前記電子を輸送する機能を有する層とを接合させるとともに、前記陰極に含有される前記金属イオンを、前記電子を輸送する機能を有する層に拡散させる第３の工程とを有することを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項２】
前記第３の工程において、前記陰極と接合された後の前記電子を輸送する機能を有する層は、前記金属イオンを、前記陰極側から前記発光層側に向かって濃度が低くなるような濃度勾配で形成される請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項３】
前記第３の工程において、前記第１の基板および前記第２の基板を加熱および加圧するのと同時、またはその直後から、前記第１の基板および前記第２の基板のうちの少なくとも一方に、所定の処理を施すことにより、前記陰極からの前記電子を輸送する機能を有する層への前記金属イオンの拡散を促進させる請求項１または２に記載の発光装置の製造方法。
【請求項４】
前記電子を輸送する機能を有する層への前記金属イオンの拡散は、前記陰極と前記陽極との間に電圧を印加することにより促進される請求項３に記載の発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記電子を輸送する機能を有する層への前記金属イオンの拡散は、前記陰極および前記電子を輸送する機能を有する層のうちの少なくとも一方を振動させることにより促進される請求項３または４に記載の発光装置の製造方法。
【請求項６】
前記導電性高分子材料は、エチレンジオキシチオフェン骨格を含む高分子化合物で構成される請求項１ないし５のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
【請求項７】
前記非共有電子対を有する元素は、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｓ、ＡｓおよびＳｅのうちの少なくとも１種である請求項１ないし６のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
【請求項８】
前記電子輸送性の有機化合物は、前記非共有電子対を有する元素を含む縮合複素環化合物またはそれらの誘導体である請求項１ないし７のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
【請求項９】
前記電子輸送性の有機化合物は、前記非共有電子対を有する元素が２重結合または３重結合により他の元素と結合しており、前記結合を形成する２つの元素の間に分極を有する請求項１ないし７のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第３の工程において、前記陰極と接合された後の前記電子を輸送する機能を有する層は、その厚さをＤとし、前記有機化合物に含まれる前記非共有電子対を有する元素の合計数から該元素同士が２重結合または３重結合した結合の数を除いた数をＡ［個］とし、前記金属イオンの数をＢ［個］としたとき、前記陰極との界面からＤ×１／５の厚さにおいて、Ｂ／Ａが０．２以上となるように形成される請求項２ないし９のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第３の工程において、前記陰極と接合された後の前記電子を輸送する機能を有する層は、その厚さをＤとし、前記有機化合物に含まれる前記非共有電子対を有する元素の合計数から該元素同士が２重結合または３重結合した結合の数を除いた数をＡ［個］とし、前記金属イオンの数をＢ［個］としたとき、前記陰極との界面からＤ×２／３の厚さにおいて、Ｂ／Ａが０．１以下となるように形成される請求項２ないし１０のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれかに記載の発光装置の製造方法により製造されたことを特徴とする発光装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の発光装置を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１】
第１の基板上に、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンおよび希土類金属イオンのうちの少なくとも１種の金属イオンと、導電性高分子材料とを含有する陰極を形成する第１の工程と、
第２の基板上に、少なくとも陽極と、発光層と、非共有電子対を有する元素を少なくとも１つ含む電子輸送性の有機化合物を含有し、電子を輸送する機能を有する層とを、この順で前記第２の基板側から形成する第２の工程と、
前記陰極の前記第１の基板側と反対側の面と、前記電子を輸送する機能を有する層の前記発光層側と反対側の面とを接触させ、前記第１の基板および前記第２の基板を加熱および加圧することにより、前記陰極と前記電子を輸送する機能を有する層とを接合させるとともに、前記陰極に含有される前記金属イオンを、前記電子を輸送する機能を有する層に拡散させる第３の工程とを有することを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項２】
前記第３の工程において、前記陰極と接合された後の前記電子を輸送する機能を有する層は、前記金属イオンを、前記陰極側から前記発光層側に向かって濃度が低くなるような濃度勾配で形成される請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項３】
前記第３の工程において、前記第１の基板および前記第２の基板を加熱および加圧するのと同時、またはその直後から、前記第１の基板および前記第２の基板のうちの少なくとも一方に、所定の処理を施すことにより、前記陰極からの前記電子を輸送する機能を有する層への前記金属イオンの拡散を促進させる請求項１または２に記載の発光装置の製造方法。
【請求項４】
前記電子を輸送する機能を有する層への前記金属イオンの拡散は、前記陰極と前記陽極との間に電圧を印加することにより促進される請求項３に記載の発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記電子を輸送する機能を有する層への前記金属イオンの拡散は、前記陰極および前記電子を輸送する機能を有する層のうちの少なくとも一方を振動させることにより促進される請求項３または４に記載の発光装置の製造方法。
【請求項６】
前記導電性高分子材料は、エチレンジオキシチオフェン骨格を含む高分子化合物で構成される請求項１ないし５のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
【請求項７】
前記非共有電子対を有する元素は、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｓ、ＡｓおよびＳｅのうちの少なくとも１種である請求項１ないし６のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
【請求項８】
前記電子輸送性の有機化合物は、前記非共有電子対を有する元素を含む縮合複素環化合物またはそれらの誘導体である請求項１ないし７のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
【請求項９】
前記電子輸送性の有機化合物は、前記非共有電子対を有する元素が２重結合または３重結合により他の元素と結合しており、前記結合を形成する２つの元素の間に分極を有する請求項１ないし７のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第３の工程において、前記陰極と接合された後の前記電子を輸送する機能を有する層は、その厚さをＤとし、前記有機化合物に含まれる前記非共有電子対を有する元素の合計数から該元素同士が２重結合または３重結合した結合の数を除いた数をＡ［個］とし、前記金属イオンの数をＢ［個］としたとき、前記陰極との界面からＤ×１／５の厚さにおいて、Ｂ／Ａが０．２以上となるように形成される請求項２ないし９のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第３の工程において、前記陰極と接合された後の前記電子を輸送する機能を有する層は、その厚さをＤとし、前記有機化合物に含まれる前記非共有電子対を有する元素の合計数から該元素同士が２重結合または３重結合した結合の数を除いた数をＡ［個］とし、前記金属イオンの数をＢ［個］としたとき、前記陰極との界面からＤ×２／３の厚さにおいて、Ｂ／Ａが０．１以下となるように形成される請求項２ないし１０のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれかに記載の発光装置の製造方法により製造されたことを特徴とする発光装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の発光装置を備えることを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−１６５９８８（Ｐ２００８−１６５９８８Ａ）
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３５０６９６（Ｐ２００６−３５０６９６）
【出願日】平成１８年１２月２６日（２００６．１２．２６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２６日（２００６．１２．２６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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