(57)【要約】【課題】  高分子材料を用いて傾斜組成領域を形成することができる膜の製造方法、デバイスの製造方法、燃料電池の製造方法、デバイス、電気光学装置、燃料電池及び電子機器を提供する。【解決手段】  素子形成領域１０に正孔注入層の材料液２６と発光層の材料液２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂ、と電子注入層の材料液２８とを重ねて塗布する。その後、所定時間放置し隣接する材料液を拡散した後乾燥し、拡散領域を形成する。正孔注入層１５の材料と発光層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂの材料とを塗布し、放置すると、２液の材料が拡散し絡み合うので、傾斜組成領域である第１の拡散領域１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを形成することができる。同様に、発光層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂの材料と電子注入層１９の材料とを塗布し、放置すると、２液の材料が拡散し絡み合うので、傾斜組成領域である第２の拡散領域１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂを形成することができる。【選択図】      図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に複数の膜を積層する膜の製造方法であって、
前記基板上に第１の機能液を塗布し、第１の層を配置する第１の層配置工程と、
前記第１の機能液に対して相溶性を有する第２の機能液を、前記第１の層の上に塗布し、第２の層を配置する第２の層配置工程と、
前記第１の層と前記第２の層との境界面において、前記第１の機能液と前記第２の機能液とを拡散させて当該２つの層の間に第１の拡散領域を形成する第１の拡散領域形成工程とを備えたことを特徴とする膜の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の膜の製造方法であって、
前記第１の拡散領域形成工程は、前記第２の層の塗布後に前記第１の機能液と前記第２の機能液の各材料を所定時間拡散させる拡散工程と、前記拡散工程の後に前記第１の層と前記第２の層とを乾燥させる乾燥工程とを含むことを特徴とする膜の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の膜の製造方法であって、
前記第２の機能液に対して相溶性を有する第３の機能液を、前記第２の層の上に塗布し、第３の層を配置する第３の層配置工程と、
前記第２の層と前記第３の層との境界面において、前記第２の機能液と前記第３の機能液とを拡散させて当該２つの層の間に第２の拡散領域を形成する第２の拡散領域形成工程を備えたことを特徴とする膜の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の膜の製造方法であって、
前記第１の拡散領域形成工程と前記第２の拡散領域形成工程とは同時に行なわれることを特徴とする膜の製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の膜の製造方法であって、
前記第１の機能液と前記第２の機能液は、共に第１の主材料と第２の主材料とを含み、
前記第１の主材料は、前記第２の機能液より前記第１の機能液に多く含まれ、
前記第２の主材料は、前記第１の機能液より前記第２の機能液に多く含まれ、
前記第１の拡散領域では、前記第１の機能液と前記第２の機能液とが拡散し、
前記第１の層、前記第１の拡散領域、前記第２の層の順に前記第１の主材料の含有量が減少し、
前記第２の層、前記第１の拡散領域、前記第１の層の順に前記第２の主材料の含有量が減少するように形成されたことを特徴とする膜の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の膜の製造方法において、
前記機能液を塗布する方法は、液滴吐出法を用いて塗布することを特徴とする膜の製造方法。
【請求項７】
請求項１または２に記載の膜の製造方法を使用したデバイスの製造方法であって、
前記デバイスは、正孔注入層と発光層と電子注入層とを有し、
前記第１の層は、前記正孔注入層であり、前記第２の層は前記発光層であることを特徴とするデバイスの製造方法。
【請求項８】
請求項１または２に記載の膜の製造方法を使用したデバイスの製造方法であって、
前記デバイスは、正孔注入層と発光層と電子注入層とを有し、
前記第１の層は、前記発光層であり、前記第２の層は前記電子注入層であることを特徴とするデバイスの製造方法。
【請求項９】
請求項１または２に記載の膜の製造方法を使用したデバイスの製造方法であって、
前記デバイスは、電子注入層と、発光層と、正孔注入層とを有し、
前記第１の層は、前記電子注入層であり、前記第２の層は前記発光層であることを特徴とするデバイスの製造方法。
【請求項１０】
請求項１または２に記載の膜の製造方法を使用したデバイスの製造方法であって、
前記デバイスは、電子注入層と、発光層と、正孔注入層とを有し、
前記第１の層は、前記発光層であり、前記第２の層は前記正孔注入層であることを特徴とするデバイスの製造方法。
【請求項１１】
請求項３〜５のいずれか一項に記載の膜の製造方法を使用したデバイスの製造方法であって、
前記デバイスは、正孔注入層と発光層と電子注入層とを有し、
前記第１の層は、前記正孔注入層であり、前記第２の層は前記発光層であり、前記第３の層は前記電子注入層であることを特徴とするデバイスの製造方法。
【請求項１２】
請求項３〜５のいずれか一項に記載の膜の製造方法を使用したデバイスの製造方法であって、
前記デバイスは、電子注入層と、発光層と、正孔注入層とを有し、
前記第１の層は前記電子注入層であり、前記第２の層は前記発光層であり、前記第３の層は前記正孔注入層であることを特徴とするデバイスの製造方法。
【請求項１３】
請求項７〜１２のいずれか一項に記載のデバイス製造方法を用いて製造されたことを特徴とするデバイス。
【請求項１４】
請求項１または２に記載の膜の製造方法を使用した燃料電池の製造方法であって、
前記第１の層と前記第２の層は、第１の電極層、第１の流体拡散層、第１の反応層、電解質層、第２の反応層、第２の流体拡散層及び第２の電極層のうち、積層順で隣接する２つの層に対応することを特徴とする燃料電池の製造方法。
【請求項１５】
請求項１３に記載のデバイスを備えることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の電気光学装置を表示部として備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１７】
請求項１４に記載の燃料電池の製造方法により製造したことを特徴とする燃料電池。
【請求項１８】
請求項１７に記載の燃料電池を電力供給源として備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜の製造方法、デバイスの製造方法、燃料電池の製造方法、デバイス、電気光学装置、燃料電池及び電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータ、携帯電話等の電子機器に使用されるフラットパネルディスプレイは、高密度化、高画質化、高寿命化の要求が高まっている。
フラットパネルディスプレイとして、例えば有機ＥＬディスプレイ装置において、有機ＥＬディスプレイを構成する有機ＥＬ素子は、陽極と陰極との間に有機発光材料を薄膜成形した構造となっている。そして、両電極から注入された電子と正孔とが発光層内で再結合し、励起したエネルギーが発光して放出される機構となっている。このような有機ＥＬ素子は、各電極と発光層との間の電荷注入障壁が高いため、陽極バッファ層となる正孔注入輸送層（正孔注入層と称す）、及び陰極バッファ層となる電子注入層をそれぞれ設けた積層構造となっている。
非特許文献１に高寿命にする一つの方法が提案されている。それによると、正孔注入層、発光層、電子注入／輸送層の各層の材料が低分子材料のとき、層を共蒸着で形成し、傾斜組成とすることで、有機ＥＬ素子が長寿命にできることが紹介されている。
一方、有機発光材料として発光効率のよい高分子材料が開発され報告されている。特に長波長領域において発光特性のよい高分子材料が紹介されている。
【０００３】
【非特許文献１】Proceedings of SPIE、Volume 4800（２００３）、ＵＳＡ、Zakya H.Kafafi,Homer Antoniadis「Organic Light-Emitting Materials and Devices VI」、Ｐ．５５−６１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、非特許文献１に示される共蒸着による方法では、各層の材料が高分子材料の場合に適応できず、各層を形成することが不可能であった。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、高分子材料を用いて傾斜組成領域を形成することができる膜の製造方法、デバイスの製造方法、燃料電池の製造方法、デバイス、電気光学装置、燃料電池及び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】
【０００５】
上述した目的を達成するために、本発明の膜の製造方法は、基板上に複数の膜を積層する膜の製造方法であって、基板上に第１の機能液を塗布し、第１の層を配置する第１の層配置工程と、第１の機能液に対して相溶性を有する第２の機能液を、第１の層の上に塗布し、第２の層を配置する第２の層配置工程と、第１の層と第２の層との境界面において、第１の機能液と第２の機能液とを拡散させて当該２つの層の間に第１の拡散領域を形成する第１の拡散領域形成工程とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
これによれば、第１の機能液を配置して第１の層を形成した上に第２の機能液を配置して、第２の層を形成した後、第１の層と第２の層の境界面において、第１の機能液と、第１の機能液と相溶性を有する第２の機能液が拡散し、第１の拡散領域を形成する。従って、第１の拡散領域に傾斜組成領域が形成できる。
【０００７】
例えば、第１の層と第２の層の材料が導電性の高分子材料を含んでいる場合に、第１の拡散領域では、第１の層の高分子材料と第２の層の高分子材料とが拡散した状態となる。従って、第１の層と第２の層が直接積層された場合に比べて、第１の拡散領域では、第１の層の高分子材料と第２の層の高分子材料が接触している個所が多く存在する。その結果、第１の層と第２の層との間で、電子、正孔及びイオンが流動し易くすることができる。
同様に、例えば、第１の層と第２の層の材料が導電性の粒子を含んでいる場合に、第１の混合層では、第１の層の粒子材料と第２の層の粒子材料とが混合した状態となる。従って、第１の拡散領域では、第１の層の材料と第２の層の高分子材料が接触している個所が多く存在することから、第１の層と第２の層との間で、電子、正孔及びイオンが流動し易くすることができる。
尚、第２の機能液を塗布するとき、第１の層は液状または半乾き状態であっても良く、第２の機能液は、第１の層を再溶解させる溶媒を含有していても良い。
【０００８】
本発明の膜の製造方法では、第１の拡散領域形成工程は、第２の層の塗布後に第１の機能液と第２の機能液の各材料を所定時間拡散させる拡散工程と、拡散工程の後に第１の層と第２の層とを乾燥させる乾燥工程とを含んでもよい。
【０００９】
これによれば、第１の拡散領域において、第１の拡散領域形成工程は、拡散工程と乾燥工程とを含むことから、拡散工程で第１の機能液と第２の機能液の各材料が所定時間拡散されることで、確実に拡散され、乾燥工程で乾燥される。従って、第１の拡散領域では、第１の機能液と第２の機能液の各材料が確実に拡散された領域とすることができる。
【００１０】
本発明の膜の製造方法は、第２の機能液に対して相溶性を有する第３の機能液を、第２の層の上に塗布し、第３の層を配置する第３の層配置工程と、第２の層と第３の層との境界面において、第２の機能液と第３の機能液とを拡散させて当該２つの層の間に第２の拡散領域を形成する第２の拡散領域形成工程を備えてもよい。
【００１１】
これによれば、第１の層と第２層の間に第１の拡散領域を形成した場合と同様に、第２の層と第３の層の間に傾斜組成の形態をした第２の拡散領域を形成している。従って、第１の層と第２の層との間の第１の拡散領域と、第２の層と第３の層との間の第２の拡散領域との両方の領域にて、傾斜組成とすることができる。
例えば、第２の拡散領域も第１の拡散領域と同じ機能を有し、第３の層の材料が導電性の材料を含んでいる場合には、第２の層と第３の層との間で、電子、正孔及びイオンが流動し易くすることができる。
【００１２】
本発明の膜の製造方法では、第１の拡散領域形成工程と第２の拡散領域形成工程とは同時に行なうことが好ましい。
【００１３】
これによれば、第１の拡散領域形成工程と第２の拡散領域形成工程が同時に行なわれることから、乾燥工程が一回で実施される。従って、工程が一回ですむため生産性よく製造することができる。
【００１４】
本発明の膜の製造方法は、第１の機能液と第２の機能液は、共に第１の主材料と第２の主材料とを含み、第１の主材料は、第２の機能液より第１の機能液に多く含まれ、第２の主材料は、第１の機能液より第２の機能液に多く含まれ、第１の拡散領域では、第１の機能液と第２の機能液とが拡散し、第１の層、第１の拡散領域、第２の層の順に第１の主材料の含有量が減少し、第２の層、第１の拡散領域、第１の層の順に第２の主材料の含有量が減少するように形成されることが好ましい。
【００１５】
これによれば、第１の主材料は第１の層から第２の層にかけて、段階的に減少するように形成され、第２の主材料は、逆に第１の層から第２の層にかけて、増加するように形成される。第１の層と第２の層の間に形成される第１の拡散領域は、急激な濃度変化がなく、第１の主材料と第２の主材料の含有量が徐々に変化するように形成される。従って、更に理想的な拡散が行なわれ、第１の層、第１の拡散領域、第２の層にかけて理想的な傾斜組成とすることができる。
【００１６】
例えば、上述の方法を有機ＥＬディスプレイ装置の画素を構成する有機ＥＬ素子の正孔注入輸送層（正孔注入層と称す）を形成する製造方法に適用することができる。第１の主材料を正孔注入層の材料の中の正孔伝達材料とし、第２の主材料を正孔注入層の材料の中の絶縁材料とした場合、第１の層を陽極側に形成し、第２の層を発光層側に形成したとき、正孔注入層は、陽極側に正孔伝達材料が多くなり、発光側に絶縁材料が多い層の形態となる。
この形態における正孔注入層では、陽極側は正孔伝達材料が多いので、正孔を生成し易くなっている。一方、発光層側では絶縁材料が多いので、正孔が発光層へ流れる量を制限するとともに、発光層からの電子の流入を制限するようになっている。また、混合層では正孔輸送材料が徐々に減少するように形成されていることから、発生した正孔が正孔輸送材料を通じて順次流動させることができる。その結果、正孔の停滞を防止でき、正孔輸送材料を効率よく流動するため、発光効率の良い有機ＥＬ素子とすることができる。
【００１７】
本発明の膜の製造方法では、機能液を塗布する方法は、液滴吐出法を用いて塗布することが望ましい。
これによれば、液滴吐出法を用いることにより、スピンコート法などの他の塗布方法に比べて、機能液の消費に無駄がなく、微小な量の機能液を基板上に塗布することができる。さらに、位置制御を厳密に高精度で行なうことができる。
【００１８】
本発明のデバイスの製造方法は、前述の膜の製造方法を使用したデバイスの製造方法であって、デバイスは、正孔注入層と発光層と電子注入層とを有し、第１の層は、正孔注入層であり、第２の層は発光層であることを特徴とする。
【００１９】
これによれば、このデバイスは正孔注入層の上に発光層が配置されており、正孔注入層と発光層の間には、第１の拡散領域が形成される。正孔注入層と発光層とは、ポリマーまたはオリゴマーなどから構成された形態をしており、第１の拡散領域では、発光層と正孔注入層の長鎖分子が絡み合っており、互いに接触する個所が多く存在する。正孔注入層から発光層へ正孔が流動するとき、一つの発光層の長鎖分子に対して、複数の正孔注入層の長鎖分子から正孔が流入するようになる。従って、正孔注入層と発光層とを２層に分けて形成した場合の正孔注入層から発光層へ正孔が流動するときに比べて、第１の拡散領域を形成する場合は、正孔注入層から発光層へ正孔が流動するときの抵抗が減り、発光層へ正孔を効率よく供給することができる。
【００２０】
本発明のデバイスの製造方法は、前述の膜の製造方法を使用したデバイスの製造方法であって、デバイスは、正孔注入層と発光層と電子注入層とを有し、第１の層は、発光層であり、第２の層は電子注入層であることを特徴とする。
【００２１】
これによれば、このデバイスは発光層の上に電子注入層が配置されており、発光層と電子注入層の間に第１の拡散領域が形成されている。発光層と電子注入層は、ポリマーまたはオリゴマーなどから構成された形態をしており、第１の拡散領域では、発光層と電子注入層の長鎖分子が絡み合っており、接触している個所が多く存在する。電子注入層から発光層へ電子が流動するとき、一つの発光層の長鎖分子に対して、複数の電子注入層の長鎖分子から電子が流動するようになる。
従って、電子注入層と発光層とを２層に分けて形成した場合に、電子注入層から発光層へ電子が流動するときに比べて、第１の拡散領域を形成する場合は、電子注入層から発光層へ電子が流動するときの抵抗が減り、発光層へ電子を効率よく供給することができる。
【００２２】
本発明のデバイスの製造方法は、前述の膜の製造方法を使用したデバイスの製造方法であって、デバイスは、電子注入層と、発光層と、正孔注入層とを有し、第１の層は、電子注入層であり、第２の層は発光層であることを特徴とする。
【００２３】
これによれば、このデバイスは電子注入層の上に発光層が配置されており、電子注入層と発光層の間に第１の拡散領域が形成されている。電子注入層と発光層は、ポリマーまたはオリゴマーなどから構成された形態をしており、第１の拡散領域では、発光層と電子注入層の長鎖分子が絡み合っており、接触している個所が多く存在する。電子注入層から発光層へ電子が流動するとき、一つの発光層の長鎖分子に対して、複数の電子注入層の長鎖分子から電子が流動するようになる。
従って、電子注入層と発光層とを２層に分けて形成した場合の電子注入層から発光層へ電子が流動するときに比べて、第１の拡散領域を形成する場合は、電子注入層から発光層へ電子が流動するときの抵抗が減り、発光層へ電子を効率よく供給することができる。
【００２４】
本発明のデバイスの製造方法は、前述の膜の製造方法を使用したデバイスの製造方法であって、デバイスは、電子注入層と、発光層と、正孔注入層とを有し、第１の層は、発光層であり、第２の層は正孔注入層であることを特徴とする。
【００２５】
これによれば、このデバイスは発光層の上に正孔注入層が配置されており、発光層と正孔注入層の間には、第１の拡散領域が形成される。発光層と正孔注入層とは、ポリマーまたはオリゴマーなどから構成された形態をしており、第１の拡散領域では、発光層と正孔注入層の長鎖分子が絡み合っており、互いに接触する個所が多く存在する。正孔注入層から発光層へ正孔が流入するとき、一つの発光層の長鎖分子に対して、複数の正孔注入層の長鎖分子から正孔が流入するようになる。
従って、正孔注入層と発光層とを２層に分けて形成した場合に正孔注入層から発光層へ正孔が流動するときに比べて、第１の拡散領域を形成する場合は、正孔注入層から発光層へ正孔が流動するときの抵抗が減り、発光層へ正孔を効率よく供給することができる。
【００２６】
本発明のデバイスの製造方法は、前述の膜の製造方法を使用したデバイスの製造方法であって、デバイスは、正孔注入層と発光層と電子注入層とを有し、第１の層は、正孔注入層であり、第２の層は発光層であり、第３の層は電子注入層であることを特徴とする。
【００２７】
これによれば、このデバイスは正孔注入層、発光層、電子注入層の順に配置される。正孔注入層と発光層の間には第１の拡散領域が形成される。発光層と電子注入層の間には第２の拡散領域が形成される。正孔注入層、発光層、電子注入層は、ポリマーまたはオリゴマーなどから構成された形態をしており、第１の拡散領域では、発光層と正孔注入層の長鎖分子が絡み合っており、接触している個所が多く存在する。正孔注入層から発光層へ正孔が流入するとき、一つの発光層の分子配列に対して、複数の正孔注入層の長鎖分子から正孔が流入するようになる。
【００２８】
従って、正孔注入層と発光層とを２層に分けて形成した場合に正孔注入層から発光層へ正孔が流動するときに比べて、第１の拡散領域を形成する場合は、正孔注入層から発光層へ正孔が流動するときの抵抗が減り、発光層へ正孔を効率よく供給することができる。
第２の拡散領域では、発光層と電子注入層の長鎖分子が絡み合っており、接触している個所が多く存在する。電子注入層から発光層へ電子が流入するとき、一つの発光層の長鎖分子に対して、複数の電子注入層の長鎖分子から電子が流入するようになる。
【００２９】
従って、電子注入層と発光層とを２層に分けて形成した場合に電子注入層から発光層へ電子が流動するときに比べて、第１の拡散領域を形成する場合は、電子注入層から発光層へ電子が流動するときの抵抗が減り、発光層へ電子を効率よく供給することができる。
発光層に、正孔と電子が共に効率よく供給されることから、発光層は、効率良く発光することができる。
【００３０】
本発明のデバイスの製造方法は、前述の膜の製造方法を使用したデバイスの製造方法であって、デバイスは、電子注入層と、発光層と、正孔注入層とを有し、第１の層は電子注入層であり、第２の層は発光層であり、第３の層は正孔注入層であることを特徴とする。
これによれば、このデバイスは電子注入層、発光層、正孔注入層の順に配置される。電子注入層と発光層の間には、第１の拡散領域が形成されており、発光層と正孔注入層の間には第２の拡散領域が形成されている。
第１の拡散領域では、電子注入層と発光層の長鎖分子が絡み合っており、接触している個所が多く存在する。同じく、第２の拡散領域では、発光層と正孔注入層の長鎖分子が絡み合っており、接触している個所が多く存在する。
従って、電子注入層と発光層とを２層に分けて形成した場合の電子注入層から発光層へ電子が流動するときに比べて、第１の拡散領域を形成する場合は、電子注入層から発光層へ電子が流動するときの抵抗が減り、発光層へ電子を効率よく供給することができる。
同じく、正孔注入層と発光層とを２層に分けて形成した場合の正孔注入層から発光層へ正孔が流動するときに比べて、第２の拡散領域を形成する場合は、正孔注入層から発光層へ正孔が流動するときの抵抗が減り、発光層へ正孔を効率よく供給することができる。
その結果、発光層には、正孔と電子が共に効率よく供給されることから、発光層は、効率良く発光することができる。
【００３１】
本発明のデバイスは、前述のデバイス製造方法を用いて製造されたことを特徴とする。
これによれば、このデバイスは、発光層へ電子と正孔の少なくとも一方が効率よく供給されることから、発光効率が良く、高輝度に発光可能なデバイスとすることができる。
【００３２】
本発明の燃料電池の製造方法は、前述の膜の製造方法を使用した燃料電池の製造方法であって、第１の層と第２の層は、第１の電極層、第１の流体拡散層、第１の反応層、電解質層、第２の反応層、第２の流体拡散層及び第２の電極層のうち、積層順で隣接する２つの層に対応することを特徴とする。
【００３３】
これによれば、２つの層が第１の電極層と第１の流体拡散層のとき、当該２つの層の間に当該２つの層の材料が混合した拡散領域が形成されることから、第１の電極層と第１の流体拡散層間で電子が流動し易くなる。従って、拡散領域を形成しない場合に比べて、第１の電極層と第１の流体拡散層間の電気抵抗を低くすることができる。同様に、第１の流体拡散層と第１の反応層の間に拡散領域が形成されたとき、拡散領域を形成しない場合に比べて、第１の流体拡散層と第１の反応層の間の電気抵抗を低くすることができる。
第１の反応層と電解質層との間に拡散領域が形成されたとき、第１の反応層において触媒作用により燃料から生成されるイオン物質が電解質層の材料に接触し易くなるので、電解質層内に流動し易くなる。従って、拡散領域を形成しない場合に比べて、第１の反応層では、燃料が効率よくイオン物質と電子に分離するため、発電効率が向上する。
電解質層と第２の反応層との間に拡散領域が形成されたとき、電解質層を通過したイオン物質と、第２の反応層を構成する触媒が接触し易くなるので、拡散領域を形成しない場合に比べて、イオン物質と電子が合体し易くなり、発電効率が向上する。
第２の反応層と第２の流体拡散層との間に拡散領域が形成されたとき、拡散領域を形成しない場合に比べて、第２の反応層と第２の流体拡散層との間の電気抵抗を低くすることができる。同様に、第２の流体拡散層と第２の電極層との間に拡散領域が形成されたとき、拡散領域を形成しない場合に比べて、第２の流体拡散層と第２の電極層との間の電気抵抗を低くすることができる。
【００３４】
本発明の電気光学装置は、前記のデバイスを備えることを特徴とする。
これによれば、前記のデバイスは発光効率が良く、高輝度に発光可能なデバイスであることから、このデバイスを備えた電気光学装置は、明るい表示性能を持つ電気光学装置とすることができる。
【００３５】
本発明の電子機器は、前記の電気光学装置を表示部として備えたことを特徴とする。
これによれば、前記の電気光学装置は、明るい表示性能を持つ電気光学装置であることから、この電気光学装置を表示部として備えた電子機器は、明るい表示部を備えた電子機器とすることができる。
【００３６】
本発明の燃料電池は、前記の燃料電池の製造方法により製造したことを特徴とする。
これによれば、前記の燃料電池は各層の電気抵抗が低く、イオン物質の流動性が良くなるように製造される。従って、この燃料電池は、高出力の燃料電池とすることができる。
【００３７】
本発明の電子機器は、前記燃料電池を電力供給源として備えたことを特徴とする。
これによれば、前記の燃料電池は高出力の燃料電池であることから、この燃料電池を電力供給源として備えた電子機器は、大きな電力消費が可能な電子機器とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した電気光学装置としての有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ（以下、「有機ＥＬディスプレイ」という）の第１の実施形態について図１〜図１０に従って説明する。
図１は、本発明の有機ＥＬディスプレイの平面的な概略回路配置図であり、図２は、その有機ＥＬディスプレイの図１中ａ−ａ線断面図である。また、図３は、図２の主要部分拡大図である。
【００３９】
図１に示すように、有機ＥＬディスプレイ１は、ディスプレイ部２と、該ディスプレイ部２の下側部に接続されたフレキシブル回路基板３とから構成されている。
【００４０】
ディスプレイ部２は、基板４を備えている。基板４は、本実施形態では、ガラス板で構成されたものである。基板４は、図１及び図２に示すように、その略中央に略四角形状の表示領域５を備えている。表示領域５には、図１に示すように、ｍ×ｎ個の画素６がマトリクス状に形成されている。基板４上であって、表示領域５以外の領域（以下、非表示領域７という）には、一対の走査線駆動回路８及び検査回路９が形成されている。
【００４１】
表示領域５には、一行当りｎ個の画素６群がｍ行、形成されている。各画素６は、デバイスである赤色の光を出射する発光素子としての赤色用有機ＥＬ素子１０Ｒと緑色の光を出射する発光素子としての緑色用有機ＥＬ素子１０Ｇと青色の光を出射する発光素子としての青色用有機ＥＬ素子１０Ｂとを合わせて、１画素の構成単位として構成されている。そして、各色用有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、図１中Ｘ方向（列方向）に沿って赤色用有機ＥＬ素子１０Ｒ、緑色用有機ＥＬ素子１０Ｇ、青色用有機ＥＬ素子１０Ｂの順に配置されている。
【００４２】
即ち、各色用有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、図１中Ｘ矢印方向に沿っては、赤色用有機ＥＬ素子１０Ｒ、緑色用有機ＥＬ素子１０Ｇ、青色用有機ＥＬ素子１０Ｂ、赤色用有機ＥＬ素子１０Ｒ、緑色用有機ＥＬ素子１０Ｇ、…の順に繰り返して配置されている。また、図１中Ｙ矢印方向（行方向）に沿っては、同色の有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂが配置されている。そして、各色用有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、隣接する各色用有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂと等間隔で配列されている。
【００４３】
図２に示すように、各色用有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、基板４上に形成された回路形成層４ｂ上に形成されている。この回路形成層４ｂは、表示領域５に形成される各画素６を駆動させるための薄膜トランジスタ１１等といった回路素子や、非表示領域７に形成される走査線駆動回路８と検査回路９とを構成する回路素子部が形成された層である。また、回路形成層４ｂ上の表示領域５に対応した領域には、各有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂをマトリクス状に区画するバンク１２が形成されている。
【００４４】
バンク１２は、その表面が撥液性を有している。このバンク１２は、撥液性を備えた材料、例えば、フッ素系樹脂で構成されたものでもよい。また、撥液性を備えていないもの、例えば、アクリル樹脂やポリイミド樹脂等の有機樹脂をパターン形成し、ＣＦ4プラズマ処理等により表面を撥液化されたものでもよい。
【００４５】
図３に示すように、回路形成層４ｂ上であって、バンク１２によって区画された凹状領域（以下、素子形成領域１０と称す）の各底部には画素電極１３が形成されている。各画素電極１３は、対応する薄膜トランジスタ１１とコンタクトホール１４を介して電気的に接続されている。各画素電極１３上には、本実施形態において、第１の層としての正孔注入輸送層（以下、正孔注入層１５と称す）、第１の拡散領域１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ、第２の層としての発光層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂ、第２の拡散領域１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂ、第３の層としての電子注入輸送層（以下、電子注入層１９と称す）の順に膜としての層及び領域が積層されてなる機能層２０が形成されている。
【００４６】
正孔注入層１５は、画素電極１３の電圧を受けて正孔を生成し、伝播する機能を有している。その形成材料は、トリフェニルアミンを骨格として有する高分子材料を採用するのが好ましく、本実施形態ではＡＤＳ社製ＡＤＳ２５４ＢＥを含有する材料を採用している。
発光層１７Ｒは、赤色の光を出射する有機発光材料で構成された層であり、その形成材料として本実施形態ではＭＥＨＰＰＶ（ポリ（３−メトキシ，６−（３−エチルヘキシル）パラフェニレンビニレン）を含有する材料を採用している。発光層１７Ｇは、緑色の光を出射する有機発光材料で構成された層であり、その形成材料として本実施形態では、ポリジオクチルフルオレンとＦ８ＢＴ（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）の混合溶液を含有する材料を採用している。発光層１７Ｂは、青色の光を出射する有機発光材料で構成された層であり、その形成材料として本実施形態では、ポリジオクチルフルオレンを含有する材料を採用している。
【００４７】
第１の拡散領域１６Ｒは、正孔注入層１５と発光層１７Ｒの間に位置し、正孔注入層１５と発光層１７Ｒの各層を構成する材料が、混在している領域である。同様に第１の拡散領域１６Ｇは正孔注入層１５と発光層１７Ｇの間に位置し、正孔注入層１５と発光層１７Ｇの各層を構成する材料が、混在している領域である。第１の拡散領域１６Ｂは正孔注入層１５と発光層１７Ｂの間に位置し、正孔注入層１５と発光層１７Ｂの各層を構成する材料が、混在している領域となっている。
電子注入層１９は、電子を発光層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂに伝送する機能を有する。その層の形成材料としてビスアセチルアセトナト／カルシウム錯体（Ｃａ（ａｃａｃ）２）を含有する材料を用いた。発光層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂと電子注入層１９の間には、第２の拡散領域１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂが形成されている。この領域は発光層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂの材料と電子注入層１９の材料が混在している領域となっている。
【００４８】
機能層２０及びバンク１２上全面に渡って陰極２１が形成され、電子注入層１９に電子を流動させている。また、陰極２１の一部は、前記非表示領域７上を覆うように形成されている。陰極２１は、光透過性を有する導電性材料で構成されている。本実施形態においては、陰極２１は、蒸着法にてアルミニウムの薄膜が形成されている。
【００４９】
そして、上述した画素電極１３、正孔注入層１５、第１の拡散領域１６Ｒ、発光層１７Ｒ、第２の拡散領域１８Ｒ、電子注入層１９及び陰極２１が積層されて赤色用有機ＥＬ素子１０Ｒが構成される。また、画素電極１３、正孔注入層１５、第１の拡散領域１６Ｇ、発光層１７Ｇ、第２の拡散領域１８Ｇ、電子注入層１９及び陰極２１が積層されて緑色用有機ＥＬ素子１０Ｇが構成される。同様に、画素電極１３、正孔注入層１５、第１の拡散領域１６Ｂ、発光層１７Ｂ、第２の拡散領域１８Ｂ、電子注入層１９及び陰極２１が積層されて青色用有機ＥＬ素子１０Ｂが構成される。
【００５０】
赤色用有機ＥＬ素子１０Ｒでは、薄膜トランジスタ１１のスイッチが入ったとき、画素電極１３と陰極２１の間に電圧がかかり、正孔注入層１５で生成された正孔が発光層１７Ｒへ移動する。電子は、陰極２１から電子注入層１９へ移動し、電子注入層１９を介して発光層１７Ｒへ移動する。発光層１７Ｒにおいて、正孔と電子が合体することにより、発光層１７Ｒの材料が励起され、一旦励起状態になり発光して基底状態に移行する。
非特許文献（Proceedings of SPIE vol.4800(2003)P.55-61）において、正孔注入層１５と、発光層１７Ｒの間に第１の拡散領域１６Ｒが形成され、電子注入層１９と発光層１７Ｒの間に第２の拡散領域１８Ｒが形成されたとき、赤色用有機ＥＬ素子１０Ｒとしての発光層１７Ｒの発光効率が良くなり、寿命が長くなることが紹介されている。
【００５１】
その理由として次の内容が考えられる。正孔注入層１５及び発光層１７Ｒの各層の形成材料は、糸状の長鎖分子であり、第１の拡散領域１６Ｒを形成することにより、正孔注入層１５の材料と発光層１７Ｒの材料が絡んで接触している個所が多い領域が形成される。従って、正孔注入層１５の材料で生成された正孔が、正孔注入層１５の長鎖分子から、発光層１７Ｒの長鎖分子に移動する通路が多数形成されることとなる。
同様に、第２の拡散領域１８Ｒにおいても、電子が電子注入層１９の長鎖分子から発光層１７Ｒの長鎖分子に移動する通路が多数形成されることとなる。その結果、正孔と電子は、発光層１７Ｒへの移動抵抗が減少し、正孔と電子が合体する機会が増加し、発光効率が増加するものと考えられる。
【００５２】
また、正孔が、正孔注入層１５から発光層１７Ｒの長鎖分子へ移動する通路と電子が電子注入層１９から発光層１７Ｒの長鎖分子へ移動する通路が多数存在することから、正孔と電子は、発光層１７Ｒの長鎖分子のいろいろな地点に到達し合体することとなる。従って、発光層１７Ｒの長鎖分子において、分子が励起され、発光する地点が分散し、長鎖分子の劣化が遅れるため、寿命が長くなるものと考えられる。
緑色用有機ＥＬ素子１０Ｇ、青色用有機ＥＬ素子１０Ｂにおいても同様のことが考えられる。
【００５３】
陰極２１全面を覆うように、光透過性を有した材料で構成された封止部材２３が形成されている。また、図１に示すように、基板４上であって、前記表示領域５を挟むように、非表示領域７には一対の走査線駆動回路８が配置されている。各走査線駆動回路８は、上述したｍ行の画素６群のうちの所望の１行の画素６群を選択する走査信号を出力する。さらに、図１に示すように、基板４上の表示領域５の上下方向の非表示領域７には、検査回路９が形成されている。検査回路９は、各色用有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂが正常に駆動するか否かを検査するための回路であり、出荷する前に有機ＥＬディスプレイ１を駆動して検査している。
【００５４】
また、図１に示すように、フレキシブル回路基板３上にはデータ線駆動回路２４と制御回路２５とが形成されている。データ線駆動回路２４は、走査線駆動回路８が出力した走査線信号によって選択された画素６群に対して、その各色用有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの駆動信号を出力する。この駆動信号によって、各色用有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの発光輝度が決定される。これにより、各画素６の色と発光輝度が決定される。
【００５５】
制御回路２５は、走査線駆動回路８及びデータ線駆動回路２４の駆動を統括制御するための回路であり、各種制御信号を生成し、その生成した制御信号を走査線駆動回路８及びデータ線駆動回路２４にそれぞれ出力する。
【００５６】
このように構成された有機ＥＬディスプレイ１は、制御回路２５から出力される各種制御信号によって走査線駆動回路８及びデータ線駆動回路２４が駆動制御され、各画素６の有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの発光輝度が制御される。その結果、表示領域５上に所望の画像が表示されるようになっている。
【００５７】
次に、有機ＥＬディスプレイ１の製造において、機能層２０を液滴吐出法にて形成する液滴吐出装置３０について図４〜図６に従って説明する。図４は、液滴吐出装置の概略斜視図である。図５は液滴吐出装置のヘッド部の部分を示す概略斜視図であり、図６は、そのヘッド部の要部断面図である。
有機ＥＬディスプレイ１は、その正孔注入層１５、発光層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂ及び、電子注入層１９の材料が液滴吐出装置３０によって形成されている。正孔注入層１５と、第１の拡散領域１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ、発光層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂ、第２の拡散領域１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂ、電子注入層１９以外の各層の形成は、公知の装置、方法によって形成されるので、その製造方法の説明は省略する。
【００５８】
図４は、正孔注入層１５、発光層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂ及び電子注入層１９を形成する液状の組成物である第１の機能液としての正孔注入層の材料液２６、第２の機能液としての発光層の材料液２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂ及び第３の機能液としての電子注入層の材料液２８を塗布する液滴吐出装置３０の構成を示す斜視図である。
図４に示すように、液滴吐出装置３０には、直方体形状に形成される基台３１が備えられている。本実施形態では、この基台３１の長手方向をＹ方向とし、同Ｙ方向と直交する方向をＸ方向とする。
【００５９】
基台３１の上面３１ａには、Ｙ方向に延びる一対の案内レール３２ａ，３２ｂが同Ｙ方向全幅にわたり凸設されている。その基台３１の上側には、一対の案内レール３２ａ，３２ｂに対応する図示しない直動機構を備えた走査手段を構成するステージ３３が取付けられている。そのステージ３３の直動機構は、例えば案内レール３２ａ，３２ｂに沿ってＹ方向に延びるネジ軸（駆動軸）と、同ネジ軸と螺合するボールナットを備えたネジ式直動機構であって、その駆動軸が、所定のパルス信号を受けてステップ単位で正逆転するＹ軸モータ（図示しない）に連結されている。そして、所定のステップ数に相対する駆動信号がＹ軸モータに入力されると、Ｙ軸モータが正転又は逆転して、ステージ３３が同ステップ数に相当する分だけ、Ｙ軸方向に沿って所定の速度で往動又は、復動する（Ｙ方向に走査する）ようになっている。
【００６０】
そのステージ３３の上面には、載置面３４が形成され、その載置面３４には、図示しない吸引式の基板チャック機構が設けられている。そして、載置面３４に基板４を載置すると、前記基板チャック機構によって、その基板４が載置面３４の所定位置に位置決め固定されるようになっている。
【００６１】
基台３１のＸ方向両側には、一対の支持台３５ａ，３５ｂが立設され、その一対の支持台３５ａ，３５ｂには、Ｘ方向に延びる案内部材３６が架設されている。案内部材３６は、その長手方向の幅がステージ３３のＸ方向よりも長く形成され、その一端が支持台３５ａ側に張り出すように配置されている。
【００６２】
案内部材３６の上側には、吐出する液体を供給可能に収容する収容タンク３７が配設されている。一方、その案内部材３６の下側には、Ｘ方向に延びる案内レール３８がＸ方向全幅にわたり凸設されている。
【００６３】
案内レール３８に沿って移動可能に配置されるキャリッジ３９は、略直方体形状に形成されている。そのキャリッジ３９の直動機構は、例えば案内レール３８に沿ってＸ方向に延びるネジ軸（駆動軸）と、同ネジ軸と螺合するボールナットを備えたネジ式直動機構であって、その駆動軸が、所定のパルス信号を受けてステップ単位で正逆転するＸ軸モータ（図示しない）に連結されている。そして、所定のステップ数に相当する駆動信号をＸ軸モータに入力すると、Ｘ軸モータが正転又は逆転して、キャリッジ３９が同ステップ数に相当する分だけＸ方向に沿って往動又は復動する（Ｘ方向に走査する）。
【００６４】
また、図５に示すように、キャリッジ３９の下面（ステージ３３側の面：ヘッド配設面３９ａ）には、第１〜第５の液滴吐出ヘッド４５〜４９がＸ方向に互いに平行に凸設されている。第１〜第５の液滴吐出ヘッド４５〜４９の下面には、それぞれノズルプレートＰ１〜Ｐ５が備えられている。そのノズルプレートＰ１〜Ｐ５には、それぞれ複数のノズルＮ１〜Ｎ５がＸ方向に所定の間隔で配列されている。
【００６５】
図６は、第１〜第５の液滴吐出ヘッド４５〜４９の構造を説明するための要部断面図である。図６に示すように、ノズルプレートＰ１〜Ｐ５の上側であってノズルＮ１〜Ｎ５と相対する位置には、キャビティ５４が形成されている。そして、第１の液滴吐出ヘッド４５のキャビティ５４には、収容タンク３７に貯留されている正孔注入層の材料液２６が供給される。また、第２〜４の液滴吐出ヘッド４６，４７，４８のキャビティ５４には、収容タンク３７に貯留されている発光層の材料液２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂが供給される。同様に、第５の液滴吐出ヘッド４９のキャビティ５４には、収容タンク３７に貯留されている電子注入層の材料液２８が供給される。
キャビティ５４の上側には、上下方向に振動して、キャビティ５４内の容積を拡大縮小する振動板５５と、上下方向に伸縮して振動板５５を振動させる圧電素子５６が配設されている。
圧電素子５６が上下方向に伸縮して振動板５５を振動し、振動板５５がキャビティ５４内の容積を拡大縮小する。それにより、キャビティ５４内に供給された機能層２０の材料液はノズルＮ１〜Ｎ５を通って吐出されるようになっている。
【００６６】
第１の液滴吐出ヘッド４５は、正孔注入層の材料液２６の微小液滴５０を吐出する。同様に、第２の液滴吐出ヘッド４６は、発光層の材料液２７Ｒの微小液滴５１Ｒを吐出し、第３の液滴吐出ヘッド４７は、発光層の材料液２７Ｇの微小液滴５１Ｇを吐出し、第４の液滴吐出ヘッド４８は、発光層の材料液２７Ｂの微小液滴５１Ｂを吐出する。第５の液滴吐出ヘッド４９は、電子注入層の材料液２８の微小液滴５２を吐出する。
【００６７】
そして、第１〜第５の液滴吐出ヘッド４５〜４９が圧電素子５６を駆動制御するためのノズル駆動信号を受けると、圧電素子５６が伸張して、振動板５５がキャビティ５４内の容積を縮小する。その結果、第１の液滴吐出ヘッド４５のノズルＮ１からは、縮小した容積分の正孔注入層の材料液２６が微小液滴５０として吐出される。また、第２〜４の液滴吐出ヘッド４６，４７，４８のノズルＮ２，Ｎ３，Ｎ４からは、縮小した容積分の発光層の材料液２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂが微小液滴５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂとして吐出される。同様に、第５の液滴吐出ヘッド４９のノズルＮ５からは、電子注入層の材料液２８が微小液滴５２として吐出される。
【００６８】
次に、上述した液滴吐出装置３０を使った正孔注入層１５、発光層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂ及び電子注入層１９の製造方法について図７〜図１０にて説明する。図７は、正孔注入層１５、発光層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂ及び電子注入層１９の製造方法のフローチャートであり、図８〜図１０は、液滴吐出装置３０の液滴吐出動作を説明する図である。
【００６９】
図７のフローチャートにおいて、ステップＳ１からステップＳ４まで、同一の液滴吐出装置３０にて製造される。基板４上のある素子形成領域１０に対して、ステップＳ１にて、第１の層配置工程として、正孔注入層の材料液２６を塗布する。ステップＳ２にて、第２の層配置工程として発光層の材料液２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂを塗布し、ステップＳ３にて、第３の層配置工程として、電子注入層の材料液２８を塗布する。ステップＳ４において、全ての機能層の材料液を塗布したか判断し、塗布されていないとき、塗布されていない素子形成領域１０に対して、ステップＳ１からＳ３を繰り返す。全ての機能層の材料液を塗布したときは、ステップＳ５へ移行する。
【００７０】
詳しくは、バンク１２が形成されそのバンク１２内（素子形成領域１０）に画素電極１３が形成されている基板４を、ステージ３３の載置面３４に配置固定する。そして、キャリッジ３９（第１〜第５の液滴吐出ヘッド４５〜４９）を所定のＸ方向位置にセットした後、ステージ３３（基板４）をＹ方向に移動させる。そして、第１〜第５の液滴吐出ヘッド４５〜４９の直下をＹ方向に通過する基板４の素子形成領域１０に対して微小液滴５０，５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂ，５２を吐出する。
【００７１】
このとき、基板４に形成された赤色の素子形成領域１０は、最初に第１の液滴吐出ヘッド４５の直下を通過して微小液滴５０が塗布され、次に第２の液滴吐出ヘッド４６の直下を通過して微小液滴５１Ｒが塗布され、第５の液滴吐出ヘッド４９の直下を通過して微小液滴５２が塗布されるようになっている。
【００７２】
次にステップＳ５で、正孔注入層の材料液２６と発光層の材料液２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂを拡散させ、発光層の材料液２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂと電子注入層の材料液２８を拡散させる。次にステップＳ６で、正孔注入層の材料液２６、発光層の材料液２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂ及び電子注入層の材料液２８を乾燥し、機能層を形成する。
【００７３】
つまり、まず図８（ａ）に示すように、各素子形成領域１０には、最初に第１の液滴吐出ヘッド４５のノズルＮ１から正孔注入層の材料液２６の微小液滴５０が吐出されて塗布される（ステップＳ１）。その結果、図８（ｂ）に示すように、素子形成領域１０内には正孔注入層の材料液２６が塗布される。
続いて、図９（ａ）に示すように、第２の液滴吐出ヘッド４６のノズルＮ２から正孔注入層の材料液２６が塗布されている素子形成領域１０へ、発光層の材料液２７Ｒの微小液滴５１Ｒが吐出されて塗布される（ステップＳ２）。その結果、図９（ｂ）に示すように、各素子形成領域１０には、正孔注入層の材料液２６と発光層の材料液２７Ｒが重ねて塗布された液溜まりが形成される。
【００７４】
続いて、図９（ｃ）に示すように、第５の液滴吐出ヘッド４９のノズルＮ５から発光層の材料液２７Ｒが塗布されている素子形成領域１０へ、電子注入層の材料液２８の微小液滴５２が吐出されて塗布される（ステップＳ３）。その結果、図１０（ａ）に示すように、各素子形成領域１０には、正孔注入層の材料液２６と発光層の材料液２７Ｒと電子注入層の材料液２８が重ねて塗布された液溜まりが形成される。
同様に、緑色の素子形成領域１０においては、各素子形成領域１０に、第１の液滴吐出ヘッド４５のノズルＮ１から正孔注入層の材料液２６の微小液滴５０が吐出されて塗布され（ステップＳ１）、正孔注入層の材料液２６が塗布される。次に第３の液滴吐出ヘッド４７のノズルＮ３から、緑色の発光層の材料液２７Ｇの微小液滴５１Ｇが吐出されて塗布され（ステップＳ２）、各素子形成領域１０には、正孔注入層の材料液２６と発光層の材料液２７Ｇが重ねて塗布された液溜まりが形成される。続いて、第５の液滴吐出ヘッド４９のノズルＮ５から電子注入層の材料液２８の微小液滴５２が吐出されされて塗布され（ステップＳ３）、各素子形成領域１０には、正孔注入層の材料液２６と発光層の材料液２７Ｇと電子注入層の材料液２８が重ねて塗布された液溜まりが形成される。
【００７５】
青色の素子形成領域１０においては、各素子形成領域１０に、第１の液滴吐出ヘッド４５のノズルＮ１から正孔注入層の材料液２６の微小液滴５０が吐出されて塗布され（ステップＳ１）、正孔注入層の材料液２６が塗布される。次に第４の液滴吐出ヘッド４８のノズルＮ４から、青色の発光層の材料液２７Ｂの微小液滴５１Ｂが吐出されて塗布され（ステップＳ２）、各素子形成領域１０には、正孔注入層の材料液２６と発光層の材料液２７Ｂが重ねて塗布された液溜まりが形成される。続いて、第５の液滴吐出ヘッド４９のノズルＮ５から電子注入層の材料液２８の微小液滴５２が吐出されて塗布され（ステップＳ３）、各素子形成領域１０には、正孔注入層の材料液２６と発光層の材料液２７Ｂと電子注入層の材料液２８が重ね塗布された液溜まりが形成される。
塗布する予定の全ての素子形成領域１０に各機能層の材料液を塗布したことを確認し、塗布していたら、塗布を終了する（ステップＳ４）。
【００７６】
次に、図１０（ｂ）に示すように、拡散工程において、各素子形成領域１０に形成された、正孔注入層の材料液２６と発光層の材料液２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂと電子注入層の材料液２８との液溜まりを所定の時間放置し、拡散させる（ステップＳ５）。尚、本実施形態の正孔注入層の材料液２６の溶媒または分散媒は、発光層の材料液２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂと、電子注入層の材料液２８と同じキシレンを共通に採用されている。従って、正孔注入層の材料液２６と発光層の材料液２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂと電子注入層の材料液２８とは、相溶性のある機能液となっている。
その結果、赤色の素子形成領域１０では、正孔注入層の材料液２６と発光層の材料液２７Ｒの境界面にて、正孔注入層の材料液２６と発光層の材料液２７Ｒが拡散し合った第１の拡散液５７Ｒが形成される。さらに、発光層の材料液２７Ｒと電子注入層の材料液２８の境界面にて、発光層の材料液２７Ｒと電子注入層の材料液２８が拡散し合った第２の拡散液５８Ｒが形成される。
【００７７】
同様に、緑色の素子形成領域１０では、正孔注入層の材料液２６と発光層の材料液２７Ｇの境界面にて、正孔注入層の材料液２６と発光層の材料液２７Ｇが拡散し合った第１の拡散液５７Ｇが形成される。さらに、発光層の材料液２７Ｇと電子注入層の材料液２８の境界面にて、発光層の材料液２７Ｇと電子注入層の材料液２８が拡散し合った第２の拡散液５８Ｇが形成される。
青色の素子形成領域１０では、正孔注入層の材料液２６と発光層の材料液２７Ｂの境界面にて、正孔注入層の材料液２６と発光層の材料液２７Ｂが拡散し合った第１の拡散液５７Ｂが形成される。さらに、発光層の材料液２７Ｂと電子注入層の材料液２８の境界面にて、発光層の材料液２７Ｂと電子注入層の材料液２８が拡散し合った第２の拡散液５８Ｂが形成される。
【００７８】
次に、乾燥工程において、基板４を乾燥する。本実施形態においては、真空中（１ｔｏｒｒ（１３３．３Ｐａ））、室温、２０分という条件で乾燥することとし、これにより、溶媒または分散媒が除去される。このとき、素子形成領域１０では、正孔注入層の材料液２６、第１の拡散液５７Ｒ，５７Ｇ，５７Ｂ、発光層の材料液２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂ、第２の拡散液５８Ｒ，５８Ｇ，５８Ｂ、電子注入層の材料液２８は固体化する。そして、図１０（ｃ）に示すように、画素電極１３上に正孔注入層１５、第１の拡散領域１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ、発光層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂ、第２の拡散領域１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂ、電子注入層１９からなる機能層２０が形成される。
尚、拡散工程と乾燥工程とにより、第１の拡散領域１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを形成する第１の拡散領域形成工程と、拡散工程と乾燥工程とにより、第２の拡散領域１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂを形成する第２の拡散領域形成工程は、同時に行なわれる。
【００７９】
次に、図２に示す断面と同様に、蒸着法によって、電子注入層１９（図３参照）上、バンク１２上、回路形成層４ｂ上に渡ってアルミニウムを蒸着させ陰極２１を形成する。さらに、陰極２１の上に光透過性を有した材料で構成された封止部材２３を形成する。これにより、有機ＥＬディスプレイ１のディスプレイ部２が製造される。
【００８０】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、基板４の表示領域５に形成された各素子形成領域１０において、正孔注入層の材料液２６を塗布し、その上に発光層の材料液２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂを塗布した。その後、所定時間放置し、隣接する２つの液体の界面において２つの液体が拡散し第１の拡散液５７Ｒ，５７Ｇ，５７Ｂが形成された後、乾燥した。従って、正孔注入層１５と発光層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂの間に第１の拡散領域１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂが形成された。第１の拡散領域１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂでは、正孔注入層１５の長鎖分子と発光層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂの長鎖分子が絡んだ形態となり接触個所が多く形成されている。その結果、有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの電極に電圧を印加したとき、正孔注入層１５で生成した正孔が発光層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂの長鎖分子に移動し易くなり、効率よく発光する有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂとすることができる。
【００８１】
（２）本実施形態によれば、基板４の表示領域５に形成された各素子形成領域１０において、発光層の材料液２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂを吐出して塗布し、その上に電子注入層の材料液２８を吐出して塗布した。その後、所定時間放置し、隣接する２つの液体の界面において２つの液体が拡散し第２の拡散液５８Ｒ，５８Ｇ，５８Ｂが形成された後、乾燥した。従って、発光層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂと電子注入層１９の間に第２の拡散領域１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂが形成された。第２の拡散領域１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂでは、発光層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂの長鎖分子と電子注入層１９の長鎖分子とが絡んだ形態となり接触個所が多く形成されている。その結果、有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの電極に電圧を印加したとき、電子注入層１９の電子が発光層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂの長鎖分子に移動し易くなり、効率よく発光する有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂとすることができる。
【００８２】
（３）本実施形態によれば、基板４の表示領域５に形成された各素子形成領域１０において、正孔注入層１５と発光層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂとの間に第１の拡散領域１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを形成した。さらに、発光層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂと電子注入層１９の間に第２の拡散領域１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂを形成した。従って、有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの電極に電圧を印加したとき、正孔注入層１５から発光層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂへ正孔が移動する通路と、電子注入層１９から発光層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂへ電子が移動する通路が多数形成され、効率よく発光する。又、発光層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂ内で正孔と電子が合体し発光する分子が励起する場所が分散される。その結果、発光層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂの長鎖分子は、発光する場所が集中せず分散することから、長寿命な有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂとすることができる。
【００８３】
（４）本実施形態によれば、第１の拡散領域１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂは、正孔注入層の材料液２６と発光層の材料液２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂを塗布し、所定時間放置することで拡散し、拡散した後乾燥し傾斜組成領域を形成した。同様に、第２の拡散領域１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂは、発光層の材料液２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂと電子注入層の材料液２８を塗布し、所定時間放置することで拡散し、拡散した後乾燥し傾斜組成領域を形成した。つまり、２種類の機能液が液状で積層した状態で拡散させることで、材料がポリマーの場合でも、傾斜組成領域を形成することができる。
【００８４】
（５）本実施形態によれば、第１の液滴吐出ヘッド４５のノズルＮ１が吐出する素子形成領域１０と同じ位置の素子形成領域１０に吐出する第２〜５の液滴吐出ヘッド４６〜４９のノズルＮ２〜Ｎ５は、基板４を走査する方向の同一線上に配置されている。従って、一回の走査で、同一地点の素子形成領域１０に対して、第１〜５の液滴吐出ヘッド４５〜４９が吐出する事ができるので、生産性のよい装置とする事ができる。
（６）本実施形態によれば、液滴吐出法により機能液である正孔注入層の材料液２６と発光層の材料液２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂと電子注入層の材料液２８とを素子形成領域１０に塗布した。従って、スピンコート法など、全面に塗る方法に比べて、機能液の消費量が少なくて済む。さらに、蒸着法などのように、塗布する材料を加熱することがない為、塗布する材料に熱によるダメージを与えずに済む。
【００８５】
（第２の実施形態）
次に、本発明を具体化した有機ＥＬディスプレイ１の第２の実施形態について図１１のフローチャートに従って説明する。
尚、本実施形態において、第１の実施形態と同様の部材又は部位については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
第１の実施形態では、正孔注入層１５を形成する材料は、正孔注入層の材料液２６にＡＤＳ社製ＡＤＳ２５４ＢＥを含有する材料を含有する材料を用いたが、本実施形態では、第１の機能液としての第１の正孔注入層材料液と第２の機能液としての第２の正孔注入層材料液の２種類の材料液にて構成した。第１の正孔注入層材料液と第２の正孔注入層材料液は、第１の主材料としての正孔伝達材料であるポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（以下PEDOTと呼ぶ）と第２の主材料としての絶縁材料であるポリスチレンスルフォン酸（以下PSSと呼ぶ）を含有する材料を純水に分散した機能液を用いた。ここで、第１の正孔注入層材料液は、PEDOTとPSSを２：１の比率とし、第２の正孔注入層材料液は、PEDOTとPSSを１：２の比率とした。
【００８６】
第１の実施形態では、正孔注入層の材料液２６を１回で塗布したが、本実施形態では、第１の正孔注入層材料液と第２の正孔注入層材料液の２回に分けて塗布する。詳細には、まず、素子形成領域１０の画素電極１３上に第１の正孔注入層材料液を液滴吐出装置３０の微小液滴をノズルから吐出して塗布する（ステップＳ１１）。つぎに画素電極１３上に塗布された第１の正孔注入層材料液の上に第２の正孔注入層材料液の微小液滴をノズルから吐出して塗布する（ステップＳ１２）。
【００８７】
続いて、前記第１の実施形態と同様、発光層の材料液２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂの微小液滴５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂをノズルから吐出して塗布し（ステップＳ１３）、電子注入層の材料液２８の微小液滴５２をノズルから吐出して塗布する（ステップＳ１４）。塗布する予定の全ての素子形成領域１０に各機能層の材料液を塗布したかを判断し（ステップＳ１５）、塗布する予定の全ての素子形成領域１０において、塗布していない領域があるとき、ステップＳ１１〜ステップＳ１５を繰り返す。塗布する予定の全ての素子形成領域１０に塗布したら、塗布を終了しステップＳ１６へ移行する。次に所定の時間放置し、隣接する２つの機能液を拡散させる（ステップＳ１６）。その後、基板４を乾燥し（ステップＳ１７）、機能層２０が形成される。
【００８８】
このようにして形成された機能層２０は、まず、画素電極１３上に第１の正孔注入層材料液を材料とする第１の正孔注入層が形成される。その上に、第１の正孔注入層材料液と第２の正孔注入層材料液が拡散した第３の拡散領域が形成される。さらにその上に、第２の正孔注入層材料液を材料とする第２の正孔注入層が形成される。
【００８９】
この構成では、赤色用有機ＥＬ素子１０Ｒの正孔注入層１５において、画素電極１３側は、正孔伝達材料であるPEDOTが多く分布し、発光層１７Ｒ側は絶縁材料であるPSSが多く分布した層となっている。画素電極１３側において、PEDOTにて生成された正孔が、発光層１７Ｒに流動する量をPSSが制限し、発光層１７Ｒから流動する電子をPSSが防御するようになっている。
【００９０】
上記したように、本実施形態によれば、第１の実施形態での効果に加えて、更に以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、正孔注入層１５において、画素電極１３側は、正孔伝達材料であるPEDOTが多く分布しているため、正孔を効率よく生成することができる。
（２）液滴吐出装置により塗布するとき、吐出性を良くするために、高沸点溶媒であるエチレングリコールやグリセリンが添加された溶媒が使用されることが多い。そのとき、正孔注入層の誘電率が上昇し、正孔が過剰に発光層１７Ｒに流入し、電子と正孔の割合が適正でなくなる。本実施形態によれば、正孔注入層１５において、発光層１７Ｒ側は絶縁材料であるPSSが多く分布した層となっている。従って、発光層へ流動する正孔の移動量を制限することができる。さらに、発光層から正孔注入層へ流動する電子の移動を制限することができる。
【００９１】
（３）本実施形態によれば、正孔注入層１５において、第１の正孔注入層と第２の正孔注入層との間に第３の拡散領域が形成されている。第３の拡散領域では、第１の正孔注入層の長鎖分子と第２の正孔注入層の長鎖分子が絡んだ形態となり接触している個所が多く形成されている。従って、第１の正孔注入層で生成した正孔が第２の正孔注入層に流動し易い構成とすることができる。
【００９２】
（第３の実施形態）
次に、本発明の膜の製造方法を使用した固体高分子型の燃料電池（ＰＥＦＣ）である第３の実施形態について図１２〜１３と図１４のフローチャートを参照しながら説明する。
【００９３】
図１２は、本発明の膜の製造方法を使用して製造した燃料電池の概略斜視図である。図１３は、燃料電池を示す模式断面図である。
【００９４】
図１２に示すように、燃料電池７１は、第１の基板７２と発電部７３と第２の基板７４とから構成されている。
第１の基板７２は本実施形態では、シリコン板で構成されており、その上面には、矩形溝状の第１の流路７５が互いに平行に複数形成されている。第１の基板７２の上面には、発電部７３が形成され、第１の流路７５を通して、水素燃料供給装置（図示省略）から燃料となる水素ガス７６が供給される。
【００９５】
図１３に示すように、第１の流路７５の中には、粒径の粗い多孔質炭素粒子で形成された第１の支持層７７が形成されており、水素ガス７６が通過できるようになっている。第１の基板７２と第１の支持層７７の上面には、銅粒子からなる第１の電極層７８が形成され、発電部７３の負極（アノード）となっている。第１の電極層７８は、第１の支持層７７により支持され、第１の流路７５内に落ち込まないようになっている。また、第１の電極層７８は、編目状に形成され、水素ガス７６が通過するようになっている。
【００９６】
第１の電極層７８の上面には、第１の拡散領域７９、第１の流体拡散層８０の順に積層して形成されている。第１の拡散領域７９は、銅粒子と第１の流体拡散層８０の構成要素である炭素粒子が混在している。第１の流体拡散層８０は、炭素の粒子などで構成され、水素ガス７６が粒子の隙間を通過して均一に拡散されるようになっている。
【００９７】
第１の流体拡散層８０の上面には、第２の拡散領域８１、第１の反応層８２の順に積層して形成されている。第２の拡散領域８１は、炭素粒子と第１の反応層８２の構成要素である白金粒子が混在している。第１の反応層８２は、触媒作用をもつ白金粒子などで構成され、水素ガス７６が水素イオンと電子に分離する反応が行われるようになっている。
【００９８】
第１の反応層８２の上面には、第３の拡散領域８３、電解質層８４の順に積層して形成されている。第３の拡散領域８３は、白金粒子と電解質層８４の構成要素であるパーフルオロスルホン酸系高分子が混在しており、この様な形態にすると発電効率が良くなる事が確認されている。その理由としては、第３の拡散領域８３は、白金粒子とパーフルオロスルホン酸系高分子が互いに接触している個所が多く存在し、白金粒子で発生した水素イオンは、パーフルオロスルホン酸系高分子と接触しやすくなり、パーフルオロスルホン酸系高分子を伝わって電解質層８４へ移動すると考えられる。そのため、第１の反応層８２から電解質層８４へ水素イオンが移動し易くなると考えられる。電解質層８４は、パーフルオロスルホン酸系高分子であるナフィオン（登録商標）（デュポン社製）、などから形成されており、水素イオンは通過するが、電子は遮断するようになっている。
【００９９】
第１の電極層７８を通過して、第１の流体拡散層８０に到達した水素ガス７６は、第１の流体拡散層８０の炭素粒子の間隙を進行することで拡散されて、第１の反応層８２に供給される。第１の反応層８２では、水素イオンと電子が生成される。水素イオンは電解質層８４へ移動する。電子は、電解質層８４を通過できず、第１の反応層８２から第２の拡散領域８１、第１の流体拡散層８０、第１の拡散領域７９、第１の電極層７８を通って燃料電池７１に接続された負荷抵抗（図示省略）に流れて電流となる。第２の拡散領域８１では、白金と炭素の粒子が互いに接触している個所が多く存在する。そのため、第１の反応層８２から第１の流体拡散層８０へ電子の移動がしやすくなっており、電気抵抗が小さくなっている。同様に、第１の拡散領域７９では、炭素と銅の粒子が互いに接触している個所が多く存在する。そのため、第１の流体拡散層８０から第１の電極層７８へ電子の移動がしやすくなっており、電気抵抗が小さくなるようになっている。
【０１００】
電解質層８４の上面には、第４の拡散領域８５、第２の反応層８６の順に積層して形成されている。第４の拡散領域８５は、電解質層８４の構成要素である高分子と第２の反応層８６の構成要素である白金粒子が混在し、その高分子と白金粒子が互いに接触している個所が多く存在する。第２の拡散領域８１の場合と同様に、この形態にすると燃料電池７１の発電効率が向上する事が確認されている。その理由としては、電解質層８４を伝わってきた水素イオンは、高分子に接触している白金粒子と接触しやすく、その白金粒子を伝わって、第２の反応層８６へ水素イオンの移動がしやすくなっていると考えられる。第２の反応層８６は、触媒作用をもつ白金粒子などで構成され、水素イオンと電子と酸素ガスで水を生成する反応が行われるようになっている。
【０１０１】
第２の反応層８６の上面には、第５の拡散領域８７、第２の流体拡散層８８の順に積層して形成されている。第５の拡散領域８７では、白金粒子と第２の流体拡散層８８の構成要素である炭素粒子が混在し、その白金粒子と炭素粒子が互いに接触している個所が多く存在する。そのため、第２の流体拡散層８８から第２の反応層８６へ電子の移動がしやすくなっており、電気抵抗が小さくなるようになっている。第２の流体拡散層８８は、第１の流体拡散層８０と同様に、炭素粒子などで構成され、酸素ガスを拡散するようになっている。
【０１０２】
第２の流体拡散層８８の上面には、第６の拡散領域８９、第２の電極層９０の順に積層して形成されている。第６の拡散領域８９では、炭素粒子と第２の電極層９０の構成要素である銅粒子が混在し、その炭素粒子と銅粒子が互いに接触している個所が多く存在する。そのため、第２の電極層９０から第２の流体拡散層８８へ電子の移動がしやすくなっており、電気抵抗が小さくなるようになっている。第２の電極層９０は、第１の電極層７８と同様に、銅粒子で網目状に形成され、発電部７３の正極（カソード）となっている。第６の拡散領域８９においても、銅粒子は網目状に通気性よく形成されている。
【０１０３】
第２の電極層９０の上面には、シリコン板で構成された第２の基板７４が配置される。第２の基板７４の下面には、矩形溝状の第２の流路９１が互いに平行に複数、第１の流路７５と略直角方向に形成されている。第２の流路９１内には、粒径の粗い多孔質炭素粒子で構成された第２の支持層９２が形成され、第２の電極層９０が変形して第２の流路９１に入り込むことを防止している。
【０１０４】
第２の流路９１には、空気供給装置（図示省略）から空気９３が供給される。空気９３は第２の電極層９０を通過し、第２の流体拡散層８８で拡散し、第２の反応層８６に入る。一方、第２の電極層９０は、負荷抵抗（図示省略）に接続され、第１の電極層７８から、負荷抵抗に流れた電子は、第２の電極層９０、第２の流体拡散層８８を通り、第２の反応層８６に到達する。
【０１０５】
第２の反応層８６では、電解質層８４を通過した水素イオンと、供給された空気９３内の酸素と、電子とにより水を生成する反応が行われる。つまり、第１の流路７５に水素ガス７６を供給し、第２の流路９１に空気９３を供給すると、第１の電極層７８と第２の電極層９０の間に負荷抵抗を接続したとき、負荷抵抗に電気が流れ、電池として作用する。
【０１０６】
次に、図１４のフローチャートに従って、燃料電池の製造方法を説明する。
【０１０７】
まず、第１の流路７５が形成された第１の基板７２を液滴吐出装置にセットし、第１の流路７５内に多孔質炭素粒子と溶媒などからなる第１の支持層材料液の微小液滴を液滴吐出装置のノズルから吐出して塗布する（ステップＳ２１）。その後、第１の基板７２は脱気し真空乾燥され（ステップＳ２２）、第１の流路７５に第１の支持層７７が形成される。続いて、第１の基板７２に銅粒子とその溶媒などからなる第１の電極層材料液の微小液滴をノズルから吐出して塗布する（ステップＳ２３）。
【０１０８】
続いて、第１の基板７２上の第１の電極層材料液の上に炭素粒子とその溶媒などからなる第１の流体拡散層材料液の微小液滴をノズルより吐出して塗布する（ステップＳ２４）。その結果、第１の電極層材料液と第１の流体拡散層材料液が積層された状態になるので、この状態でしばらく放置し、粒子が液中で拡散し混在した後、第１の基板７２を脱気し真空乾燥する（ステップＳ２５）。
【０１０９】
第１の電極層材料液の溶媒と第１の流体拡散層材料液の溶媒は、同一の溶媒で構成されており、第１の電極層材料液と第１の流体拡散層材料液の塗布後は乾燥前にこの２つの液体が拡散するので、２つの層の材料の粒子が混在した拡散領域が形成される。その結果、第１の電極層材料液と第１の流体拡散層材料液の粒子が混在した第１の拡散領域７９が形成される。また、第１の電極層材料液と第１の流体拡散層材料液は乾燥され、第１の電極層７８と第１の流体拡散層８０が形成される。
【０１１０】
続いて、第１の流体拡散層８０の上に第１の流体拡散層材料液の微小液滴を複数回吐出して塗布し、所定の厚みにする（ステップＳ２６）。続いて、塗布された第１の流体拡散層材料液の上に白金粒子とその溶媒などからなる第１の反応層材料液の微小液滴を吐出して塗布する（ステップＳ２７）。その結果、第１の流体拡散層材料液と第１の反応層材料液が積層された形態となる。
【０１１１】
この状態でしばらく放置し、第１の流体拡散層材料液と第１の反応層材料液が拡散し混在した後、第１の基板７２を脱気し真空乾燥する（ステップＳ２８）。その結果、白金粒子と炭素粒子が混在した第２の拡散領域８１とその上に、第１の反応層８２が形成される。
【０１１２】
続いて、第１の反応層８２の上に白金粒子とその溶媒などからなる第１の反応層材料液の微小液滴を吐出して塗布する（ステップＳ２９）。続いて、電解質材料とその溶媒などからなる電解質層材料液の微小液滴を吐出して塗布する（ステップＳ３０）。その結果、第１の反応層材料液の上に電解質層材料液が積層した形となる。
【０１１３】
この状態でしばらく放置し、第１の反応層材料液と電解質層材料液とが拡散し混在した後、第１の基板７２を脱気し真空乾燥する（ステップＳ３１）。その結果、白金粒子とパーフルオロスルホン酸系高分子が混在した第３の拡散領域８３とその上に電解質層８４が形成される。
【０１１４】
続いて、同様に電解質材料とその溶媒などからなる電解質層材料液を塗布し（ステップＳ３２）、その上に白金粒子とその溶媒などからなる第２の反応層材料液を塗布する（ステップＳ３３）。その結果電解質層材料液と第２の反応層材料液が積層された形となる。この状態でしばらく放置し、電解質層材料液と第２の反応層材料液が拡散し混在した後、第１の基板７２を脱気し真空乾燥する（ステップＳ３４）。その結果、電解質層８４の上に電解質材料と白金粒子が混在した第４の拡散領域８５、第２の反応層８６が形成される。
【０１１５】
続いて、白金粒子とその溶媒などからなる第２の反応層材料液を塗布し（ステップＳ３５）、その上に炭素粒子とその溶媒などからなる第２の流体拡散層材料液を塗布する（ステップＳ３６）。その結果、第２の反応層材料液と第２の流体拡散層材料液が積層された形となる。この状態でしばらく放置し、第２の反応層材料液と第２の流体拡散層材料液が拡散し混在した後、第１の基板７２を脱気し真空乾燥する（ステップＳ３７）。その結果、第２の反応層８６上に白金粒子と炭素粒子が混在した第５の拡散領域８７と、第２の流体拡散層８８が形成される。
【０１１６】
続いて、炭素粒子とその溶媒などからなる第２の流体拡散層材料液を塗布し（ステップＳ３８）、その上に銅粒子とその溶媒などからなる第２の電極層材料液を塗布する（ステップＳ３９）。その結果、第２の流体拡散層材料液と第２の電極層材料液が積層された形となる。この状態でしばらく放置し、第２の流体拡散層材料液と第２の電極層材料液が拡散し境界面付近の所定厚み分混在させた後、第１の基板７２を脱気し真空乾燥する（ステップＳ４０）。その結果、第２の流体拡散層８８上に炭素粒子と銅粒子が混在した第６の拡散領域８９が形成され、その上に第２の電極層９０が形成される。
【０１１７】
次に、第２の流路９１が形成された第２の基板７４を液滴吐出装置にセットし、第２の流路９１内に多孔質炭素粒子と溶媒などからなる第２の支持層材料液の微小液滴を塗布する（ステップＳ４１）。その後、第２の基板７４を脱気し真空乾燥する（ステップＳ４２）。その結果、第２の流路９１に第２の支持層９２が形成される。
【０１１８】
続いて、発電部７３が形成された第１の基板７２の第２の電極層９０と第２の基板７４の第２の流路９１が合わさるように組立てられ（ステップＳ４３）、燃料電池の製造が完了する。
【０１１９】
上述したように本実施形態によれば以下の効果を有する。
【０１２０】
（１）本実施形態によれば、第１の電極層７８と、第１の流体拡散層８０の間に第１の拡散領域７９が形成されている。この第１の拡散領域７９は、第１の電極層７８の構成材料である銅粒子と第１の流体拡散層８０の構成材料である炭素粒子が混在している層であり、銅粒子と炭素粒子の接触個所が多いので、炭素粒子から銅粒子へ電子が移動しやすくなっている。従って、第１の電極層７８と、第１の流体拡散層８０の間の電気抵抗が小さい構造とすることができる。
同様に、第２の流体拡散層８８と第２の電極層９０との間には、炭素粒子と銅粒子が混在した第６の拡散領域８９が形成され、第２の流体拡散層８８と第２の電極層９０の層の間の電気抵抗も小さい構造とすることができる。
【０１２１】
（２）本実施形態によれば、第１の流体拡散層８０と第１の反応層８２の間に第２の拡散領域８１が形成されている。この第２の拡散領域８１は、第１の流体拡散層８０の構成材料である炭素粒子と第１の反応層８２の構成材料である白金粒子が混在している層であり、白金粒子と炭素粒子の接触個所が多いので、白金粒子から炭素粒子から炭素粒子へ電子が移動しやすくなっている。従って、第１の反応層８２と、第１の流体拡散層８０の間は電気抵抗の小さい層構造とすることができる。
同様に、第２の反応層８６と第２の流体拡散層８８との間の第５の拡散領域８７は、白金粒子と炭素粒子が混在した層となるので、第２の反応層８６と第２の流体拡散層８８の間は、電気抵抗の小さい層構造とすることができる。
【０１２２】
（３）本実施形態によれば、第５の拡散領域８７は、第２の反応層材料液塗布後、乾燥前に第２の流体拡散層材料液を塗布して形成した。第２の反応層８６の白金粒子の粒径は、上層の第２の流体拡散層８８の炭素粒子の粒径より小さいので、第２の反応層材料液の塗布、乾燥後に第２の流体拡散層材料液を塗布した場合は、炭素粒子は、白金粒子の隙間に拡散しにくい。本実施形態では、第２の反応層材料液の乾燥前の白金粒子の流動性が高い状態で、炭素粒子を含む第２の流体拡散層材料液を塗布したので、白金粒子は、炭素粒子の隙間に拡散することができた。従って、第５の拡散領域８７は、白金粒子と炭素粒子の混在した層となるため、電気抵抗を低くすることができる。
同様に、第２の拡散領域８１も同じ方法にて形成されている。こちらは、粒径の大きい炭素粒子を含む材料の塗布後に粒径の小さい白金粒子を含む材料を塗布している。第１の流体拡散層材料液を塗布、乾燥後に、第１の反応層材料液を塗布したとき、炭素粒子と白金粒子の混在した層が形成されるが、第１の流体拡散層材料液が乾燥する前に、第１の反応層材料液を塗布することで拡散しやすくなる。従って、第２の拡散領域８１は、炭素粒子と白金粒子が十分混在した領域となるので、電気抵抗を低くすることができる。
【０１２３】
（４）本実施形態によれば、第１の反応層８２と電解質層８４の間に第３の拡散領域８３が形成されている。この第３の拡散領域８３は、第１の反応層８２の構成材料である白金粒子と電解質層８４の構成材料である電解質の重合体（ポリマー）が混在している層であり、白金粒子と電解質の重合体の接触個所が多く存在する。水素分子が白金の触媒作用によりイオン化された水素イオンが、白金粒子を経て電解質の重合体へ移動し易くなり、燃料電池の発電効率が良くなる。その結果、水素イオンの流動が効率よく行われるので、発電効率のよい燃料電池とすることができる。
同様に、電解質層８４と第２の反応層８６との間に第４の拡散領域８５が形成され、水素イオンは、電解質層８４から第２の反応層８６へ移動し易くなるので、発電効率のよい燃料電池とすることができる。
【０１２４】
（５）本実施形態によれば、第３の拡散領域８３の形成方法は、第１の反応層材料液塗布後、乾燥前に電解質層材料液を塗布した。第１の反応層８２は白金の粒子状であり、電解質層８４は重合体で形成されているので、第１の反応層８２を塗布、乾燥した後に、電解質層８４を形成したとき、電解質層８４の重合体は第１の反応層８２の白金粒子の隙間に拡散しにくくなる。本実施形態では、第１の反応層８２が乾燥する前に、白金粒子の流動性が高い状態で、電解質層材料液を塗布するので、電解質の重合体は白金粒子の隙間に拡散することができる。従って、白金粒子と電解質の重合体の混在した層により、水素イオンの流動性が良くなるので、発電効率のよい燃料電池とすることができる。
同様に、第４の拡散領域８５も同じ方法にて形成されている。こちらは、電解質の重合体を形成する材料の塗布後に粒径の小さい白金粒子を含む材料を塗布している。電解質層材料液を塗布、乾燥して成膜後に、第２の反応層材料液を塗布したとき、電解質の重合体と白金粒子の混在した層が形成されるが、電解質層材料液が乾燥する前に、第２の反応層材料液を塗布することで拡散しやすくなる。従って、第４の拡散領域８５は、電解質の重合体と白金粒子が十分混在した領域となるので、イオン流動性を良くすることができる。
【０１２５】
（６）本実施形態によれば、各層の材料は、液滴吐出装置によって塗布されている。液滴吐出装置は、第１の基板７２上の所望の場所に微小液滴を吐出して塗布するので、凹凸のない、均一な厚みの層が形成される。したがって、発電部７３は各層の厚みのばらつきを少なくすることができ、発電量のばらつきのない、品質のよい燃料電池とすることができる。
【０１２６】
（第４の実施形態）
次に、上述した第１及び第２の実施形態の有機ＥＬディスプレイ及び上述した第３の実施形態の燃料電池を備えた電子機器について説明する。
図１６は、ワープロ、パーソナルコンピュータなどの携帯型電子情報処理装置としてパーソナルコンピュータに有機ＥＬディスプレイ１及び燃料電池７１を搭載した例を示す概略斜視図である。図１６に示すように、電子情報処理装置１００の本体は情報を表示する表示装置１０１を備えている。この表示装置１０１に、第１及び第２の実施形態により製造された電気光学装置のいずれかが配置されている。電子機器としての電子情報処理装置１００に配置されている表示装置１０１は、前記実施形態により製造された、効率よく発光する有機ＥＬディスプレイ１を搭載しているので、明るく、表示部の寿命が長いという効果と有する電子機器となる。
さらに、電子情報処理装置１００の本体は電気を供給する電源部１０２を備え、その電源部１０２に前記第３の実施形態により製造された燃料電池が配置されている。電子機器である上記の電子情報処理装置１００に配置されている電源部１０２は、本発明の燃料電池が配置されていることから、発電効率がよいので、電池の燃料供給頻度を下げることができる。また、必要電力を供給するのに必要な体積、重量を下げることができるので、電子情報処理装置１００を小型軽量にすることができる。その結果、携帯性を向上させた電子情報処理装置１００とすることができる。
【０１２７】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更や改良などを加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）前記第１及び第２の実施形態では、第１の層の材料の塗布工程、第２の層の材料の塗布工程、拡散工程、乾燥工程の順で層を形成したが、これに限定されない。第２の層の材料に、第１の層の溶媒を含ませることで、第１の層の材料の塗布工程の後に乾燥工程を入れることができる。つまり、図１５のフローチャートに示すように、第１の層の材料を塗布し（ステップＳ５１）、乾燥する（ステップＳ５２）。次に、第１の層の溶媒と同じ溶媒、または、第１の層を溶解可能な溶媒を含む第２層の材料を塗布する（ステップＳ５３）。次に第２の層の溶媒に第１の層の材料が再溶解し、再溶解した第１の層の材料と第２の層の材料とが拡散した後、乾燥する（ステップＳ５４）。尚、溶媒に限らず分散媒でも良い。
これによれば、本実施形態の効果に加え、第１の層に第２の層の材料が拡散し過ぎることを防止し易くなり、第１の層、拡散領域、第２の層の３層を分離できる。さらに、第１の層が自然乾燥して半乾きとなっても良いことから、第１の層の材料の塗布工程後に、第１の層が乾かないように雰囲気の湿度を管理する必要がない。ある層を塗布した後、液滴吐出装置の吐出液を入れ替えて、次の層を塗布することができるので、設備を簡単にすることができる。
【０１２８】
（変形例２）前記第１の実施形態では、正孔注入層１５、発光層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂ、電子注入層１９の各材料液を液滴吐出装置にて連続吐出したが、各層を別の吐出装置にて塗布しても良い。塗布した液が乾燥する前に次の層の液を塗布しても良い。
（変形例３）前記第１の実施形態では、電子注入層１９は、ビスアセチルアセトナト／カルシウム錯体（Ｃａ（ａｃａｃ）２）を含有する機能液を液滴吐出装置にて吐出して塗布したが、蒸着法により成膜しても良い。生産形態に合わせて適宜変更してもよい。
【０１２９】
（変形例４）前記第１の実施形態では、陰極２１は、蒸着法にてアルミニウムの薄膜を形成したが、ＩＴＯの薄膜をスパッタリングにて形成してもよい。
（変形例５）前記第１の実施形態では、発光層の材料は、ＭＥＨＰＰＶ（ポリ（３−メトキシ，６−（３−エチルヘキシル）パラフェニレンビニレン）、Ｆ８ＢＴ（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）、ポリジオクチルフルオレンを用いたがこれに限定されない。
発光層の形成材料として、（ポリ）フルオレン誘導体（ＰＦ）、（ポリパラフェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ）、ポリフェニレン誘導体（ＰＰ）、ポリパラフェニレン誘導体（ＰＰＰ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）などのポリシラン系などを用いてもよい。また、これらの高分子材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素などの高分子系材料や、ルブレン、ペリレン、９，１０−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン６、キナクリドン等の低分子材料をドープして用いることもできる。
他に、ポリビニルカルバゾール、ポリフルオレン系高分子誘導体、等を採用しても良い。
【０１３０】
（変形例６）前記第１の実施形態では、電子注入層の材料は、ビスアセチルアセトナト／カルシウム錯体（Ｃａ（ａｃａｃ）２）を使用したが、これに限定されない。
電子注入層を構成する電子注入性材料として、有機金属錯体を採用することが可能である。この有機金属錯体を構成するキレート配位子として、アセチルアセトン（ａｃａｃ）、ジピパロイルメタン（ｄｐｍ）、ヘキサフルオロアセチルアセトン（ｈｆａ），２，２，６，６，−テトラメチル−３，５−オクタンジオアセトン（ＴＭＯＤ）、テノイルトリフルオロアセトン（ＴＴＡ）、１−フェニル−３−イソヘプチ−１，３−プロパンジオン（商品名ＬＩＸ５４、ＬＩＸ５１；ヘンケル社）等のβ−ジケトン系の配位子、８−キノリノール（オキシン），２−メチル−８−キノリノール等のキノリノール系の配位子、トリオクチルホフフィンオキシド（ＴＯＰＯ）、リン酸トリブチル（ＴＢＰ）、イソブチルメチルケトン（ＭＢＫ）、ビス（２−エチルヘキシル）リン酸（Ｄ２ＥＨＰＡ）等のリン酸系の配位子、酢酸、安息香酸等のカルボン酸系の配位子、ジフェニルチオカルバゾン配位子等を採用しても良い。
【０１３１】
また、有機金属錯体を構成する中心原子として、アルカリ金属やアルカリ土類金属、希土類金属、遷移金属等の金属元素を採用することが可能である。例えば、アルカリ金属としてＬｉ、Ｎａ、Ｃｓ等が採用可能であり、アルカリ土類金属としてＣａ、Ｂａ、Ｓｒ等が採用可能であり、希土類金属としてＳｍ、Ｔｂ、Ｅｒ等が採用可能である。
【０１３２】
さらに、電子注入性材料として、金属のハロゲン化物あるいは酸化物を採用することも可能である。その金属として、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属または遷移金属等の金属元素を採用することが可能である。また金属ハロゲン化物は、金属フッ化物であることが望ましいが、これ以外の金属塩化物や金属臭化物等であってもよい。そして、具体的な金属ハロゲン化物として、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、を使用してもよい。他に、安息香酸リチウムや酢酸リチウム等の有機リチウム化合物を採用することも可能である。
【０１３３】
（変形例７）前記第１の実施形態では、各画素電極１３上に、正孔注入層１５、第１の拡散領域１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ、発光層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂ、第２の拡散領域１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂ、電子注入層１９の順に積層して機能層２０を形成し、機能層２０上に陰極２１を形成したが、この積層順を逆にしても良い。各画素電極１３上に、電子注入層１９、第１の拡散領域１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ、発光層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂ、第２の拡散領域１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂ、正孔注入層１５、の順に積層して機能層２０を形成し、機能層２０上に陽極を形成しても良い。このとき、第１の拡散領域１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ、は電子注入層の材料と発光層の材料が拡散した領域であり、第２の拡散領域１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂは、発光層の材料と正孔注入層の材料が拡散した領域である。各画素電極１３が陰極になるように、各画素電極１３と陽極間に電圧をかけることで、有機ＥＬ素子とすることができる。この場合においても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
（変形例８）前記第１の実施形態では、高分子材料を材料として採用したが、低分子材料でも良い。また、高分子材料と低分子材料を組み合わせても良い。
【０１３４】
（変形例９）前記第１の実施形態では、溶媒又は分散媒としてキシレンを使用したが、トルエン、メシチレンなどの無極性溶媒でも良い。
（変形例１０）前記第１の実施形態では、乾燥は、真空乾燥により乾燥したが、熱処理あるいは窒素ガスフローにより溶媒を除去してもよい。
（変形例１１）前記第３の実施形態では、固体高分子型の燃料電池（ＰＥＦＣ）で構成したが、これに限定されない。ダイレクトメタノール方式の燃料電池（ＤＭＦＣ）の構成としてもよい。燃料電池に直接メタノールを供給することから装置を小型にすることができる。
【０１３５】
（変形例１２）前記第１の実施形態では、正孔注入層１５と発光層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂとの間に第１の拡散領域１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを形成し、発光層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂと電子注入層１９との間に第２の拡散領域１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂを形成したが、これに限らない。第２の拡散領域１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂを形成する工程を省いてもよい。正孔注入層１５、第１の拡散領域１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ、発光層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂと積層した後、電子注入層１９を形成して積層してもよい。生産形態に合わせて適宜変更してよい。
（変形例１３）前記第１の実施形態では、正孔注入層１５と発光層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂとの間に第１の拡散領域１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを形成し、発光層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂと電子注入層１９との間に第２の拡散領域１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂを形成したが、これに限らない。第１の拡散領域１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを形成する工程を省いてもよい。まず、正孔注入層を形成する。次に、第１の層としての発光層と第２の層としての電子注入層との間に発光層の材料と電子注入層の材料が拡散した第１の拡散領域を形成し、正孔注入層、発光層、拡散領域、電子注入層の順に積層してもよい。生産形態に合わせて適宜変更してもよい。
【０１３６】
（変形例１４）前記第１の実施形態では、陽極である画素電極１３の上に、正孔注入層１５と発光層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂとの間に第１の拡散領域１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを形成した。さらに、発光層１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂと電子注入層１９との間に第２の拡散領域１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂを形成し、電子注入層１９の上に陰極２１を形成したが、逆でもよい。回路形成層の上に陰極を形成し、その上に第１の層としての電子注入層、電子注入層の材料と発光層の材料とが拡散した第１の拡散領域、第２の層としての発光層、発光層の材料と正孔注入層とが拡散した第２の拡散領域、第３の層としての正孔注入層、陽極の順に積層してもよい。前記第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１３７】
（変形例１５）前記変形例１４では、回路形成層の上に陰極を形成し、その上に電子注入層、電子注入層の材料と発光層の材料とが拡散した第１の拡散領域、発光層、発光層の材料と正孔注入層の材料とが拡散した第２の拡散領域、正孔注入層、陽極の順に積層したが、これに限らない。第２の拡散領域を形成する工程を省いてもよい。回路形成層の上に陰極を形成し、その上に第１の層としての電子注入層、電子注入層の材料と発光層の材料とが拡散した第１の拡散領域、第２の層としての発光層をこの順に形成する。その上に正孔注入層、陽極の順に積層してもよい。生産形態に合わせて適宜変更してもよい。
【０１３８】
（変形例１６）前記変形例１４では、回路形成層の上に陰極を形成し、その上に電子注入層、電子注入層の材料と発光層の材料とが拡散した第１の拡散領域、発光層、発光層の材料と正孔注入層の材料とが拡散した第２の拡散領域、正孔注入層、陽極の順に積層したが、これに限らない。第１の拡散領域を形成する工程を省いてもよい。回路形成層の上に陰極が形成された上に電子注入層を形成する。その上に第１の層としての発光層、電子注入層の材料と発光層の材料とが拡散した第１の拡散領域、第２の層としての発光層をこの順に形成する。その上に正孔注入層、陽極の順に積層してもよい。生産形態に合わせて適宜変更してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【図１】第１の実施形態に係る有機ＥＬディスプレイの正面図。
【図２】有機ＥＬディスプレイの断面図。
【図３】有機ＥＬディスプレイの断面図。
【図４】液滴吐出装置を示す斜視図。
【図５】液滴吐出ヘッドを示す斜視図。
【図６】液滴吐出ヘッドを示す断面図。
【図７】有機ＥＬディスプレイの製造工程を示すフローチャート。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、有機ＥＬディスプレイの製造方法を説明するための図。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、有機ＥＬディスプレイの製造方法を説明するための図。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、有機ＥＬディスプレイの製造方法を説明するための図。
【図１１】第２の実施形態に係る有機ＥＬディスプレイの製造工程を示すフローチャート。
【図１２】第３の実施形態に係る燃料電池を示す斜視図。
【図１３】燃料電池を示す断面図。
【図１４】燃料電池の製造工程を示すフローチャート。
【図１５】第１の実施形態の膜の製造工程とは異なった製造工程を示すフローチャート。
【図１６】第４の実施形態の電子機器を示す斜視図。
【符号の説明】
【０１４０】
１…電気光学装置としての有機ＥＬディスプレイ、４…基板、１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ…デバイスとしての有機ＥＬ素子、１５…第１の層としての正孔注入層、１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ…第１の拡散領域、１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂ…第２の層としての発光層、１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂ…第２の拡散領域、１９…第３の層としての電子注入層、２６…第１の機能液としての正孔注入層材料液、２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂ…第２の機能液としての発光層材料液、２８…第３の機能液としての電子注入層材料液、７１…燃料電池、７２…基板としての第１の基板、７８…第１の電極層、８０…第１の流体拡散層、８２…第１の反応層、８４…電解質層、８６…第２の反応層、８８…第２の流体拡散層、９０…第２の電極層、１００…電子機器としての電子情報処理装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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