JP3442363B2 - 有機発光デバイスのための自己組織化移送層 - Google Patents
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
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-
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Description
【０００１】本発明は、有機発光デバイスのための改良
された製造方法、およびこれにより形成される構造に関
する。
された製造方法、およびこれにより形成される構造に関
する。
【０００２】ケンブリッジ・ディスプレイ・テクノロジ
ー社（Cambridge Display Technology Limited）に譲渡
された先の米国特許第５，２４７，１９０号、またはVa
n Slykeらによる米国特許第４，５３９，５０７号（参
考および例としてこれらの内容をここに援用する）に記
載されたような有機発光デバイス（organic light-emit
ting devices (OLEDs)）は、大面積のフラットパネルデ
ィスプレイのような多様なディスプレイ用途で使用する
ための大きな可能性を有する。ＯＬＥＤは、主として、
正の電荷担体（charge carriers）を注入する陽極と、
負の電荷担体を注入する陰極と、２つの電極の間に介装
された少なくとも１つの有機エレクトロルミネセント層
とよりなる。陽極に対して順バイアスを印加した状態
で、陽極から正孔が注入され、陰極から電子が注入され
る。これらの担体が有機エレクトロルミネセント層内で
再結合し、光が生ずる。
ー社（Cambridge Display Technology Limited）に譲渡
された先の米国特許第５，２４７，１９０号、またはVa
n Slykeらによる米国特許第４，５３９，５０７号（参
考および例としてこれらの内容をここに援用する）に記
載されたような有機発光デバイス（organic light-emit
ting devices (OLEDs)）は、大面積のフラットパネルデ
ィスプレイのような多様なディスプレイ用途で使用する
ための大きな可能性を有する。ＯＬＥＤは、主として、
正の電荷担体（charge carriers）を注入する陽極と、
負の電荷担体を注入する陰極と、２つの電極の間に介装
された少なくとも１つの有機エレクトロルミネセント層
とよりなる。陽極に対して順バイアスを印加した状態
で、陽極から正孔が注入され、陰極から電子が注入され
る。これらの担体が有機エレクトロルミネセント層内で
再結合し、光が生ずる。
【０００３】典型的には、必ずしも必然的なものではな
いが、陽極は、例えば、インジウムスズ酸化物（ＩＴ
Ｏ）により形成される薄膜であり、これは半透明の導電
性の酸化物であって、既に容易に市販のものが入手可能
であり、ガラスまたはプラスチックの基板上に成膜され
ている。有機層（１または複数）は、典型的には共役高
分子の薄い（１００〜１０００ ｎｍ）層であり、通常
は、例えば、蒸着、またはスピンコート、ブレードコー
ト、ディップコート、もしくはメニスカスコートのいず
れかによってＩＴＯ被覆基板上に成膜される。典型的に
は低い仕事関数の金属電極である陰極層を有機層の上に
形成させる最終工程は、通常は適切な陰極金属の熱蒸着
またはスパッタリングによって行われる。Ａｌ、Ｃａ、
またはＭｇ：ＡｇもしくはＭｇ：Ｉｎの合金、またはＡ
ｌ合金の層が、陰極材料としてしばしば使用される。
いが、陽極は、例えば、インジウムスズ酸化物（ＩＴ
Ｏ）により形成される薄膜であり、これは半透明の導電
性の酸化物であって、既に容易に市販のものが入手可能
であり、ガラスまたはプラスチックの基板上に成膜され
ている。有機層（１または複数）は、典型的には共役高
分子の薄い（１００〜１０００ ｎｍ）層であり、通常
は、例えば、蒸着、またはスピンコート、ブレードコー
ト、ディップコート、もしくはメニスカスコートのいず
れかによってＩＴＯ被覆基板上に成膜される。典型的に
は低い仕事関数の金属電極である陰極層を有機層の上に
形成させる最終工程は、通常は適切な陰極金属の熱蒸着
またはスパッタリングによって行われる。Ａｌ、Ｃａ、
またはＭｇ：ＡｇもしくはＭｇ：Ｉｎの合金、またはＡ
ｌ合金の層が、陰極材料としてしばしば使用される。
【０００４】ＯＬＥＤ技術の鍵となる利点の１つは、適
切なエレクトロルミネセント有機層、並びに正および負
の電荷担体の注入のための良好な効率を有する電極を使
用することを条件として、低いデバイス電圧でデバイス
を動作させることができるというものである。
切なエレクトロルミネセント有機層、並びに正および負
の電荷担体の注入のための良好な効率を有する電極を使
用することを条件として、低いデバイス電圧でデバイス
を動作させることができるというものである。
【０００５】高分子ＬＥＤの性能についての鍵となる性
能パラメータは、量子効率（quantum efficiency、回路
内を流れる電荷担体当たりの放射されたフォトンの
数）、および与えられた光出力を達成するために要求さ
れる駆動電圧である。他の重要なパラメータとして、電
力効率（power efficiency、電力入力に対する光パワー
出力の比率）がある。高い電力効率を得るためには、高
い量子効率と低い駆動電圧の両者が必要である。高分子
ＬＥＤｓにおけるさらに重要なパラメータは、達成可能
な最大の明るさ、製造が容易で再現性があること、およ
び動作寿命である。
能パラメータは、量子効率（quantum efficiency、回路
内を流れる電荷担体当たりの放射されたフォトンの
数）、および与えられた光出力を達成するために要求さ
れる駆動電圧である。他の重要なパラメータとして、電
力効率（power efficiency、電力入力に対する光パワー
出力の比率）がある。高い電力効率を得るためには、高
い量子効率と低い駆動電圧の両者が必要である。高分子
ＬＥＤｓにおけるさらに重要なパラメータは、達成可能
な最大の明るさ、製造が容易で再現性があること、およ
び動作寿命である。
【０００６】ＯＬＥＤｓにおける良好な性能を達成する
ためには、個々の層、陽極、陰極、および有機層（１ま
たは複数）、並びに層の間の界面を最適化することが極
めて重要である。
ためには、個々の層、陽極、陰極、および有機層（１ま
たは複数）、並びに層の間の界面を最適化することが極
めて重要である。
【０００７】陰極または陽極のいずれか１つと有機層、
いわゆる界面層（interfacial layer）との間に薄く、
極めて良好に特定された高分子層を設けることにより、
デバイスの性能を改良することができる。しかしなが
ら、改良された性能を達成するためには、この種の層
が、極めて良好に制御された条件下で製造されることが
必須である。デバイスの性能を最適化するためには、ナ
ノメータの状態で厚さを制御することが重要である。
いわゆる界面層（interfacial layer）との間に薄く、
極めて良好に特定された高分子層を設けることにより、
デバイスの性能を改良することができる。しかしなが
ら、改良された性能を達成するためには、この種の層
が、極めて良好に制御された条件下で製造されることが
必須である。デバイスの性能を最適化するためには、ナ
ノメータの状態で厚さを制御することが重要である。
【０００８】良好に特定された高分子層を構築するため
に、自己組織化（self-assembly）として知られている
技術を使用することができる。高分子自己組織化の技術
は、溶液から高分子層を順次吸着させることによって高
分子膜を構築することからなる。この技術は、順次の層
の間の誘引性の相互作用に基づくものであり、形成され
るそれぞれの層が、先に形成された層と非類似であるこ
とが必要である。典型的には、高分子層の繰り返し配列
を使用することができ、例えば、ＡＢＡＢ…、またはＡ
ＢＣＤＡＢＣＤ…とし、この場合、Ａ、Ｂ、Ｃ、および
Ｄはそれぞれの非類似の層を示す。
に、自己組織化（self-assembly）として知られている
技術を使用することができる。高分子自己組織化の技術
は、溶液から高分子層を順次吸着させることによって高
分子膜を構築することからなる。この技術は、順次の層
の間の誘引性の相互作用に基づくものであり、形成され
るそれぞれの層が、先に形成された層と非類似であるこ
とが必要である。典型的には、高分子層の繰り返し配列
を使用することができ、例えば、ＡＢＡＢ…、またはＡ
ＢＣＤＡＢＣＤ…とし、この場合、Ａ、Ｂ、Ｃ、および
Ｄはそれぞれの非類似の層を示す。
【０００９】自己組織化プロセスを使用して製造された
高分子発光デバイスは、A. C. Fou、O. Onitsuka、M. F
erreiraおよびM. F. Rubner、「自己組織化ポリ（フェ
ニレンビニレン）多重層ヘテロ構造における層間相互作
用：発光および光整流ダイオードとの関係」、Mat. Re
s. Soc. Symp. Proc., Vol. 369, pp. 575-580, 1995、
およびA. C. Fou、O. Onitsuka、M. Ferreira、M. F. R
ubnerおよぴB. R. Hsieh、「ポリ（フェニレンビニレ
ン）の自己組織化多重層に基づく発光ダイオードの製造
および性質」、J. Appl. Phys., Vol. 79, pp. 7501-75
09, 1996に記載されている。
高分子発光デバイスは、A. C. Fou、O. Onitsuka、M. F
erreiraおよびM. F. Rubner、「自己組織化ポリ（フェ
ニレンビニレン）多重層ヘテロ構造における層間相互作
用：発光および光整流ダイオードとの関係」、Mat. Re
s. Soc. Symp. Proc., Vol. 369, pp. 575-580, 1995、
およびA. C. Fou、O. Onitsuka、M. Ferreira、M. F. R
ubnerおよぴB. R. Hsieh、「ポリ（フェニレンビニレ
ン）の自己組織化多重層に基づく発光ダイオードの製造
および性質」、J. Appl. Phys., Vol. 79, pp. 7501-75
09, 1996に記載されている。
【００１０】これらの参考文献においては、G. Deche
r、J. D. HongおよびJ. Schmitt、「自己組織化プロセ
スによる超薄型多重層膜の構築３、帯電した表面上での
陰イオン性および陽イオン性高分子電解質の連続的交互
吸着」、Thin Solid Films（薄い固体膜）,Vol. 210, p
p. 831-835, 1992に記載された高分子陽イオンおよび高
分子陰イオンを使用する技術が利用されている。このよ
うな構造においては、ＰＰＶ前駆体またはその誘導体
が、高分子陽イオンとして使用され、ポリスチレンスル
ホン酸またはスルホン化されたポリアニリンのような種
々の高分子陰イオンが用いられている。ポリ（p-ピリジ
ルビニレン）およびその誘導体も、自己組織化ＬＥＤｓ
を作製するために使用されている。
r、J. D. HongおよびJ. Schmitt、「自己組織化プロセ
スによる超薄型多重層膜の構築３、帯電した表面上での
陰イオン性および陽イオン性高分子電解質の連続的交互
吸着」、Thin Solid Films（薄い固体膜）,Vol. 210, p
p. 831-835, 1992に記載された高分子陽イオンおよび高
分子陰イオンを使用する技術が利用されている。このよ
うな構造においては、ＰＰＶ前駆体またはその誘導体
が、高分子陽イオンとして使用され、ポリスチレンスル
ホン酸またはスルホン化されたポリアニリンのような種
々の高分子陰イオンが用いられている。ポリ（p-ピリジ
ルビニレン）およびその誘導体も、自己組織化ＬＥＤｓ
を作製するために使用されている。
【００１１】動作可能なＬＥＤを得るための、十分な厚
さを有する膜を自己組織化によって製造するプロセス
は、多数の浸漬およびリンス工程を伴うことから、極め
て時間のかかるものである。前記した研究においては、
デバイス全体を自己組織化によって完成させていること
から、多くの浸漬工程の問題が残されたままである。こ
の方法は、商業的に実行できる見込みはない。
さを有する膜を自己組織化によって製造するプロセス
は、多数の浸漬およびリンス工程を伴うことから、極め
て時間のかかるものである。前記した研究においては、
デバイス全体を自己組織化によって完成させていること
から、多くの浸漬工程の問題が残されたままである。こ
の方法は、商業的に実行できる見込みはない。
【００１２】したがって、本発明の目的は、標準的な商
業的製造プロセスを過度に阻害することなく、十分に特
定された薄い高分子界面層をＯＬＥＤの電極とエレクト
ロルミネセント材料との間に設けることのできる構造お
よび製造プロセスを提供することにある。
業的製造プロセスを過度に阻害することなく、十分に特
定された薄い高分子界面層をＯＬＥＤの電極とエレクト
ロルミネセント材料との間に設けることのできる構造お
よび製造プロセスを提供することにある。
【００１３】よって、本発明の第１の観点によれば、有
機発光デバイスを製造する方法であって、基板上にデバ
イスのための第１の電極を形成し、第１の電極上に少な
くとも１つの高分子層を自己組織化によって形成し、こ
の少なくとも１つの高分子層の上に少なくとも１つの有
機発光材料の層を自己組織化以外によって形成し、この
少なくとも１つの有機発光材料の層の上にデバイスのた
めの第２の電極を形成する工程からなることを特徴とす
る有機発光デバイスの製造方法が提供される。
機発光デバイスを製造する方法であって、基板上にデバ
イスのための第１の電極を形成し、第１の電極上に少な
くとも１つの高分子層を自己組織化によって形成し、こ
の少なくとも１つの高分子層の上に少なくとも１つの有
機発光材料の層を自己組織化以外によって形成し、この
少なくとも１つの有機発光材料の層の上にデバイスのた
めの第２の電極を形成する工程からなることを特徴とす
る有機発光デバイスの製造方法が提供される。
【００１４】また、本発明の第１の観点によれば、有機
発光デバイスを製造する方法であって、基板上にデバイ
スのための第１の電極を形成し、第１の電極上に少なく
とも１つの有機発光材料の層を自己組織化以外によって
形成し、この少なくとも１つの有機発光材料の層の上に
少なくとも高分子層を自己組織化によって形成し、この
少なくとも１つの高分子層の上にデバイスのための第２
の電極を形成する工程からなることを特徴とする有機発
光デバイスの製造方法が提供される。
発光デバイスを製造する方法であって、基板上にデバイ
スのための第１の電極を形成し、第１の電極上に少なく
とも１つの有機発光材料の層を自己組織化以外によって
形成し、この少なくとも１つの有機発光材料の層の上に
少なくとも高分子層を自己組織化によって形成し、この
少なくとも１つの高分子層の上にデバイスのための第２
の電極を形成する工程からなることを特徴とする有機発
光デバイスの製造方法が提供される。
【００１５】よって、本発明の第１の観点においては、
自己組織化を使用して、電極／発光層界面において、少
なくとも１つの付加的な高分子の層を形成する。その
後、スピンコートのような標準的な技術を使用してデバ
イスの残りの部分を完成させる。本発明のこの第１の観
点は、高分子界面における十分に制御された層の増強を
伴う迅速な処理の利点を有する。
自己組織化を使用して、電極／発光層界面において、少
なくとも１つの付加的な高分子の層を形成する。その
後、スピンコートのような標準的な技術を使用してデバ
イスの残りの部分を完成させる。本発明のこの第１の観
点は、高分子界面における十分に制御された層の増強を
伴う迅速な処理の利点を有する。
【００１６】よって、本発明の第１の観点によれば、全
て自己組織化によって製造される従来技術のデバイスと
比較して、処理時間およびコストの低減が得られる。
て自己組織化によって製造される従来技術のデバイスと
比較して、処理時間およびコストの低減が得られる。
【００１７】界面層のないデバイスと比較すると、量子
効率、駆動電圧、電力効率、および／または最大輝度に
おける有意義な改良が得られるのみならず、デバイス寿
命の改良が達成される。
効率、駆動電圧、電力効率、および／または最大輝度に
おける有意義な改良が得られるのみならず、デバイス寿
命の改良が達成される。
【００１８】量子効率は、所定範囲の界面層の厚さに渡
って有意義に増強されるのに対し、駆動電圧は、層が厚
くなるのに応じて増加し始める。したがって、最適な電
力効率は、中間的な厚さにおいて得られる。この厚さ
は、スピンコートによる界面層により典型的に達成する
ことのできるものより小さい。自己組織化によって、こ
の厚さの状態で、薄く連続的で十分に特定された膜が提
供される。これは、この厚さの状態におけるピンホール
のない膜を製造するための理想的な技術である。
って有意義に増強されるのに対し、駆動電圧は、層が厚
くなるのに応じて増加し始める。したがって、最適な電
力効率は、中間的な厚さにおいて得られる。この厚さ
は、スピンコートによる界面層により典型的に達成する
ことのできるものより小さい。自己組織化によって、こ
の厚さの状態で、薄く連続的で十分に特定された膜が提
供される。これは、この厚さの状態におけるピンホール
のない膜を製造するための理想的な技術である。
【００１９】少なくとも１つの自己組織化高分子層は、
好ましくは１以上の協働サブ層（co-operating sub-lay
er）の対合からなり、少なくとも１つの有機発光層は、
全体に渡って同一の組成を有する連続層からなる。
好ましくは１以上の協働サブ層（co-operating sub-lay
er）の対合からなり、少なくとも１つの有機発光層は、
全体に渡って同一の組成を有する連続層からなる。
【００２０】少なくとも１つの自己組織化高分子層は、
絶縁性高分子、半導体性高分子、または導電性高分子の
いずれかとすることができる。ＯＬＥＤｓにおける絶縁
性、半導体性、または導電性高分子の自己組織化による
形成によって、デバイス性能の更なる最適化が可能とな
る。
絶縁性高分子、半導体性高分子、または導電性高分子の
いずれかとすることができる。ＯＬＥＤｓにおける絶縁
性、半導体性、または導電性高分子の自己組織化による
形成によって、デバイス性能の更なる最適化が可能とな
る。
【００２１】協働サブ層の対合は、引き付け力（attrac
tive forces）によって相互作用し、それぞれの層は互
いに非類似である。好ましくは、対合のサブ層の一方は
正に帯電するものとし、対合のサブ層の他方は負に帯電
するものとする。
tive forces）によって相互作用し、それぞれの層は互
いに非類似である。好ましくは、対合のサブ層の一方は
正に帯電するものとし、対合のサブ層の他方は負に帯電
するものとする。
【００２２】好ましくは、対合の正に帯電したサブ層
は、高分子陽イオン電解質溶液に基板を浸すことによっ
て形成し、対合の負に帯電したサブ層は、高分子陰イオ
ン溶液に基板を浸すことによって形成する。
は、高分子陽イオン電解質溶液に基板を浸すことによっ
て形成し、対合の負に帯電したサブ層は、高分子陰イオ
ン溶液に基板を浸すことによって形成する。
【００２３】高分子が絶縁性の高分子である場合は、高
分子陰イオン電解質溶液は、好ましくは図２（ａ）の構
造からなるものとし、高分子陽イオン溶液は、好ましく
は図２（ｂ）の構造からなるものとする。
分子陰イオン電解質溶液は、好ましくは図２（ａ）の構
造からなるものとし、高分子陽イオン溶液は、好ましく
は図２（ｂ）の構造からなるものとする。
【００２４】高分子が半導体性の高分子である場合は、
高分子陰イオン電解質溶液は、好ましくは図２（ｃ）の
構造からなるものとし、高分子陽イオン溶液は、好まし
くは図２（ｄ）の構造からなるものとする。
高分子陰イオン電解質溶液は、好ましくは図２（ｃ）の
構造からなるものとし、高分子陽イオン溶液は、好まし
くは図２（ｄ）の構造からなるものとする。
【００２５】高分子が導電性の高分子である場合は、高
分子陰イオン電解質溶液は、好ましくは図２（ｅ）の構
造の非プロトン化した形態からなるものとし、高分子陽
イオン溶液は、好ましくは図２（ｆ）の構造からなるも
のとする。
分子陰イオン電解質溶液は、好ましくは図２（ｅ）の構
造の非プロトン化した形態からなるものとし、高分子陽
イオン溶液は、好ましくは図２（ｆ）の構造からなるも
のとする。
【００２６】協働するサブ層は、代替的な例において
は、受容体／供与体相互作用によって相互作用を行うこ
とができる。好ましくは、この種の受容体／供与体相互
作用は、水素結合によって与えられる。
は、受容体／供与体相互作用によって相互作用を行うこ
とができる。好ましくは、この種の受容体／供与体相互
作用は、水素結合によって与えられる。
【００２７】水素結合の技術は、例えば、W. B. Stockt
onとM. F. Rubiner、「共役高分子の分子レベル加工
４、水素結合相互作用を介するポリアニリンの層−層加
工」、Macromolecules, 1997, 30, 2717-2725に一般的
に論じられている。
onとM. F. Rubiner、「共役高分子の分子レベル加工
４、水素結合相互作用を介するポリアニリンの層−層加
工」、Macromolecules, 1997, 30, 2717-2725に一般的
に論じられている。
【００２８】好ましくは、サブ層の協働する対合のそれ
ぞれのサブ層は、０．３〜２ｎｍの厚さとし、好ましく
は１ｎｍの厚さとする。
ぞれのサブ層は、０．３〜２ｎｍの厚さとし、好ましく
は１ｎｍの厚さとする。
【００２９】少なくとも１つの高分子層は、好ましくは
複数の対合、例えば２、４、または１０の対合のサブ層
からなる。
複数の対合、例えば２、４、または１０の対合のサブ層
からなる。
【００３０】少なくとも１つの高分子層は、代替的に、
３以上の協働するサブ層からなるものとすることがで
き、それぞれのサブ層は互いに非類似とすることができ
る。少なくとも１つの高分子層は、３以上のサブ層の複
数からなるものとすることができる。
３以上の協働するサブ層からなるものとすることがで
き、それぞれのサブ層は互いに非類似とすることができ
る。少なくとも１つの高分子層は、３以上のサブ層の複
数からなるものとすることができる。
【００３１】好ましくは、少なくとも１つの高分子層
は、約０．３〜２０ｎｍの厚さとすることができる。
は、約０．３〜２０ｎｍの厚さとすることができる。
【００３２】有機材料は、共役高分子、または低分子量
化合物とすることができる。少なくとも１つの有機材料
の層は、少なくとも１つの共役高分子の層と、少なくと
も１つの低分子量化合物の層とを含む複合構造からなる
ものとすることができる。
化合物とすることができる。少なくとも１つの有機材料
の層は、少なくとも１つの共役高分子の層と、少なくと
も１つの低分子量化合物の層とを含む複合構造からなる
ものとすることができる。
【００３３】少なくとも１つの有機材料の層が高分子で
ある場合は、これは好ましくは半導体性の共役高分子と
する。半導体性の共役高分子は、好ましくはＰＰＶまた
はその誘導体とする。
ある場合は、これは好ましくは半導体性の共役高分子と
する。半導体性の共役高分子は、好ましくはＰＰＶまた
はその誘導体とする。
【００３４】少なくとも１つの有機発光材料の層は、ス
ピンコート、ブレードコート、メニスカスコート、また
はディップコートのいずれかによって形成することがで
きる。
ピンコート、ブレードコート、メニスカスコート、また
はディップコートのいずれかによって形成することがで
きる。
【００３５】少なくとも１つの有機材料の層は、好まし
くは約３０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲、好ましくは約９
０ｎｍの厚さを有する。
くは約３０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲、好ましくは約９
０ｎｍの厚さを有する。
【００３６】この方法は、少なくとも１つの高分子層を
形成する工程の前に、基板の表面から物理吸着した（ph
ysisorbed）水を除去する工程をさらに含み得る。表面
から物理吸着した水を除去する工程は、好ましくは表面
を加熱することからなる。
形成する工程の前に、基板の表面から物理吸着した（ph
ysisorbed）水を除去する工程をさらに含み得る。表面
から物理吸着した水を除去する工程は、好ましくは表面
を加熱することからなる。
【００３７】この方法は、少なくとも１つの高分子層を
形成する工程の前に、カップリング層を形成する工程を
さらに含み得る。カップリング層を形成する工程は、好
ましくは第１の電極をシリル化することからなる。物理
吸着した水を除去する工程を行う場合は、カップリング
層を形成する工程をその後に行う。
形成する工程の前に、カップリング層を形成する工程を
さらに含み得る。カップリング層を形成する工程は、好
ましくは第１の電極をシリル化することからなる。物理
吸着した水を除去する工程を行う場合は、カップリング
層を形成する工程をその後に行う。
【００３８】基板は、ｐＨ依存性の表面電荷を有するこ
とができ、またこの方法は、表面電荷をｐＨ非依存性と
することによって、自己組織化の前に基板の表面を調製
することをさらに含む。
とができ、またこの方法は、表面電荷をｐＨ非依存性と
することによって、自己組織化の前に基板の表面を調製
することをさらに含む。
【００３９】この方法は、自己組織化の前に基板の表面
を調製することをさらに含むことができ、この場合は表
面はアミノ基からなり、この方法にはアミノ基を４級化
する工程が含まれる。４級化した表面は正に帯電する。
を調製することをさらに含むことができ、この場合は表
面はアミノ基からなり、この方法にはアミノ基を４級化
する工程が含まれる。４級化した表面は正に帯電する。
【００４０】この方法は、自己組織化の前に、基板の表
面を調製することをさらに含むことができ、この場合は
表面はチオール基からなり、この方法にはチオール基を
酸化する工程が含まれる。酸化された表面は負に帯電す
る。
面を調製することをさらに含むことができ、この場合は
表面はチオール基からなり、この方法にはチオール基を
酸化する工程が含まれる。酸化された表面は負に帯電す
る。
【００４１】第１の電極を形成する前においては、出発
基板は、ガラスまたはプラスチック材料の内の１つから
なるものとすることができる。基板は、ポリエステル、
ポリカーボネート、ポリイミド、またはポリエーテルイ
ミドからなるものとすることができる。
基板は、ガラスまたはプラスチック材料の内の１つから
なるものとすることができる。基板は、ポリエステル、
ポリカーボネート、ポリイミド、またはポリエーテルイ
ミドからなるものとすることができる。
【００４２】この方法は、第２の電極上に導電性の材料
の層を形成する工程をさらに含み得る。導電性の材料
は、好ましくはアルミニウムまたはその合金からなるも
のとする。導電性の材料は、スパッタリングによる形成
によって、好ましくはＤＣマグネトロンもしくはＲＦス
パッタリングによって形成させるか、または好ましくは
抵抗もしくは電子ビーム熱蒸着によって蒸着させること
ができる。
の層を形成する工程をさらに含み得る。導電性の材料
は、好ましくはアルミニウムまたはその合金からなるも
のとする。導電性の材料は、スパッタリングによる形成
によって、好ましくはＤＣマグネトロンもしくはＲＦス
パッタリングによって形成させるか、または好ましくは
抵抗もしくは電子ビーム熱蒸着によって蒸着させること
ができる。
【００４３】第１の電極を陰極とし、第２の電極を陽極
とすることができ、または第１の電極を陽極とし、第２
の電極を陰極とすることができる。
とすることができ、または第１の電極を陽極とし、第２
の電極を陰極とすることができる。
【００４４】陰極は、発光性で導電性の酸化物、好まし
くはインジウムスズ酸化物、酸化スズ、または酸化亜鉛
からなるものとすることができる。陰極は、スパッタリ
ングにより形成または蒸着させることができる。
くはインジウムスズ酸化物、酸化スズ、または酸化亜鉛
からなるものとすることができる。陰極は、スパッタリ
ングにより形成または蒸着させることができる。
【００４５】陽極は、発光性で導電性の酸化物、好まし
くはインジウムスズ酸化物、酸化スズ、または酸化亜鉛
からなるものとすることができる。陽極は、スパッタリ
ングにより形成または蒸着させることができる。
くはインジウムスズ酸化物、酸化スズ、または酸化亜鉛
からなるものとすることができる。陽極は、スパッタリ
ングにより形成または蒸着させることができる。
【００４６】また、本発明の第１の観点によれば、有機
発光デバイスであって、第１の電極と第２の電極との間
の少なくとも１つの有機発光材料の層であって、自己組
織化以外によって形成された少なくとも１つの有機発光
材料と、第１および第２の電極の内の１つと少なくとも
１つの有機発光材料との間の少なくとも１つの高分子層
であって、自己組織化によって形成された少なくとも１
つの高分子層とからなることを特徴とする有機発光デバ
イスが提供される。
発光デバイスであって、第１の電極と第２の電極との間
の少なくとも１つの有機発光材料の層であって、自己組
織化以外によって形成された少なくとも１つの有機発光
材料と、第１および第２の電極の内の１つと少なくとも
１つの有機発光材料との間の少なくとも１つの高分子層
であって、自己組織化によって形成された少なくとも１
つの高分子層とからなることを特徴とする有機発光デバ
イスが提供される。
【００４７】好ましくは、少なくとも１つの高分子層
は、少なくとも１つの対合の協働するサブ層からなり、
少なくとも１つの有機材料の層は、全体に渡って一貫し
た組成を有する連続層である。
は、少なくとも１つの対合の協働するサブ層からなり、
少なくとも１つの有機材料の層は、全体に渡って一貫し
た組成を有する連続層である。
【００４８】少なくとも１つの高分子層は、好ましくは
複数の協働する層の対合からなる。
複数の協働する層の対合からなる。
【００４９】本発明の好適な態様では、高分子電解質
（polyelectrolyte）の自己組織化の技術を使用して、
ＬＥＤｓにおける好ましくはＩＴＯ−電極と発光性高分
子との間に、絶縁性、半導体性、または導電性の高分子
の薄い、十分に特定された層を形成させる。この技術で
は、高分子陽イオンおよび高分子陰イオン溶液中に基板
を交互に浸漬し、静電的誘引によって交互の層を形成さ
せる。自己組織化技術によって薄い界面層のみを形成さ
せ、デバイスの残りの部分は、好ましくはスピンコート
によって形成させる。これにより、自己組織化によって
全体が作製される従来技術のデバイスと比較して、処理
時間が有意義に低減される。
（polyelectrolyte）の自己組織化の技術を使用して、
ＬＥＤｓにおける好ましくはＩＴＯ−電極と発光性高分
子との間に、絶縁性、半導体性、または導電性の高分子
の薄い、十分に特定された層を形成させる。この技術で
は、高分子陽イオンおよび高分子陰イオン溶液中に基板
を交互に浸漬し、静電的誘引によって交互の層を形成さ
せる。自己組織化技術によって薄い界面層のみを形成さ
せ、デバイスの残りの部分は、好ましくはスピンコート
によって形成させる。これにより、自己組織化によって
全体が作製される従来技術のデバイスと比較して、処理
時間が有意義に低減される。
【００５０】それぞれの自己組織化層は、薄く隣接する
ものであることから、界面層の厚さをナノメータの状態
で制御しつつ、本発明のこの観点によって良好に特定さ
れた構造を構築することができる。また、本発明によれ
ば、高分子ＬＥＤｓの量子効率および電力効率を最適化
するために、これらの界面層のための最適な材料および
厚さが提供される。本発明を使用することによって、有
意義に増強された電力効率および有意義に増強された最
大の明るさが達成される。
ものであることから、界面層の厚さをナノメータの状態
で制御しつつ、本発明のこの観点によって良好に特定さ
れた構造を構築することができる。また、本発明によれ
ば、高分子ＬＥＤｓの量子効率および電力効率を最適化
するために、これらの界面層のための最適な材料および
厚さが提供される。本発明を使用することによって、有
意義に増強された電力効率および有意義に増強された最
大の明るさが達成される。
【００５１】自己組織化プロセスには、好ましくは十分
に特定された表面電荷を有する出発表面が必要である。
これは、典型的にはシリル化剤を用いた表面処理によっ
て、自己組織化の前に表面上にカップリング層を形成す
ることによって典型的に達成される。
に特定された表面電荷を有する出発表面が必要である。
これは、典型的にはシリル化剤を用いた表面処理によっ
て、自己組織化の前に表面上にカップリング層を形成す
ることによって典型的に達成される。
【００５２】本発明の第２の目的は、有機ＬＥＤまたは
その一部を製造するに際し、自己組織化プロセスのため
の改良された出発表面を提供することにある。
その一部を製造するに際し、自己組織化プロセスのため
の改良された出発表面を提供することにある。
【００５３】本発明の第２の観点によれば、有機発光デ
バイスを製造する方法であって、基板上にデバイスのた
めの第１の電極を形成し、第１の電極の表面から物理吸
着した水を除去し、カップリング層を形成し、第１の電
極上に少なくとも１つの高分子層を自己組織化によって
形成し、この少なくとも１つの高分子層上に少なくとも
１つの有機発光材料の層を形成し、この少なくとも１つ
の発光材料の層上にデバイスのための第２の電極を形成
する工程からなることを特徴とする有機発光デバイスの
製造方法が提供される。
バイスを製造する方法であって、基板上にデバイスのた
めの第１の電極を形成し、第１の電極の表面から物理吸
着した水を除去し、カップリング層を形成し、第１の電
極上に少なくとも１つの高分子層を自己組織化によって
形成し、この少なくとも１つの高分子層上に少なくとも
１つの有機発光材料の層を形成し、この少なくとも１つ
の発光材料の層上にデバイスのための第２の電極を形成
する工程からなることを特徴とする有機発光デバイスの
製造方法が提供される。
【００５４】このカップリング層を形成する工程は、好
ましくは基板をシリル化することを含む。
ましくは基板をシリル化することを含む。
【００５５】また、本発明の第２の観点によれば、有機
発光デバイスを製造する方法であって、基板上にデバイ
スのための第１の電極を形成し、第１の電極上に少なく
とも１つの有機発光材料の層を形成し、この少なくとも
１つの有機発光材料の表面から物理吸着した水を除去
し、カップリング層を形成し、この少なくとも１つの発
光材料の層上に少なくとも１つの高分子層を自己組織化
によって形成し、この少なくとも１つの高分子層上にデ
バイスのための第２の電極を形成する工程からなること
を特徴とする有機発光デバイスの製造方法が提供され
る。
発光デバイスを製造する方法であって、基板上にデバイ
スのための第１の電極を形成し、第１の電極上に少なく
とも１つの有機発光材料の層を形成し、この少なくとも
１つの有機発光材料の表面から物理吸着した水を除去
し、カップリング層を形成し、この少なくとも１つの発
光材料の層上に少なくとも１つの高分子層を自己組織化
によって形成し、この少なくとも１つの高分子層上にデ
バイスのための第２の電極を形成する工程からなること
を特徴とする有機発光デバイスの製造方法が提供され
る。
【００５６】表面シリル化およびＬＥＤの製造の前に、
ＩＴＯ基板を真空中で加熱することによって表面から物
理吸着した水除去することは、自己組織化の前に十分に
特定された表面を製造することに帰着し、さらに結果的
には界面層の品質の改良された制御に帰着する。この発
明のこの第２の観点によっても、界面層の近傍から水を
除去することによって、デバイス劣化の低減がもたらさ
れる。物理吸着した水を除去しなければ、カップリング
層は形成に際してゲルを形成し、表面上を浮遊すること
となる。よって、この発明のこの第２の観点により、電
極に対するカップリング層の結合の改良がもたらされ
る。
ＩＴＯ基板を真空中で加熱することによって表面から物
理吸着した水除去することは、自己組織化の前に十分に
特定された表面を製造することに帰着し、さらに結果的
には界面層の品質の改良された制御に帰着する。この発
明のこの第２の観点によっても、界面層の近傍から水を
除去することによって、デバイス劣化の低減がもたらさ
れる。物理吸着した水を除去しなければ、カップリング
層は形成に際してゲルを形成し、表面上を浮遊すること
となる。よって、この発明のこの第２の観点により、電
極に対するカップリング層の結合の改良がもたらされ
る。
【００５７】本発明の第３の目的は、自己組織化プロセ
スの実施が多様性を有するよう、自己組織化プロセスの
ための改良された出発表面を提供することにある。
スの実施が多様性を有するよう、自己組織化プロセスの
ための改良された出発表面を提供することにある。
【００５８】本発明の第３の観点によれば、自己組織化
の前にｐＨ依存性の表面電荷を有する表面を調製する方
法であって、表面電荷をｐＨ非依存性とする工程からな
ることを特徴とする、ｐＨ依存性の表面電荷を有する表
面の調製方法が提供される。この表面は、好ましくは発
光デバイスの基板とする。発光デバイスは、好ましくは
有機発光デバイスとする。
の前にｐＨ依存性の表面電荷を有する表面を調製する方
法であって、表面電荷をｐＨ非依存性とする工程からな
ることを特徴とする、ｐＨ依存性の表面電荷を有する表
面の調製方法が提供される。この表面は、好ましくは発
光デバイスの基板とする。発光デバイスは、好ましくは
有機発光デバイスとする。
【００５９】また、本発明の第３の観点によれば、自己
組織化の前にアミノ基からなる表面を調製する方法であ
って、アミノ基を４級化する工程からなることを特徴と
する、アミノ基からなる表面の調整方法が提供される。
この表面は、好ましくは発光デバイスの基板とする。発
光デバイスは、好ましくは有機発光デバイスとする。４
級化された表面は正に帯電する。
組織化の前にアミノ基からなる表面を調製する方法であ
って、アミノ基を４級化する工程からなることを特徴と
する、アミノ基からなる表面の調整方法が提供される。
この表面は、好ましくは発光デバイスの基板とする。発
光デバイスは、好ましくは有機発光デバイスとする。４
級化された表面は正に帯電する。
【００６０】さらに、本発明の第３の観点によれば、自
己組織化の前にチオール基からなる表面を調製する方法
であって、チオール基を酸化する工程からなることを特
徴とする、チオール基からなる表面の調製方法が提供さ
れる。この表面は、好ましくは発光デバイスの基板とす
る。発光デバイスは、好ましくは有機発光デバイスとす
る。酸化された表面は負に帯電する。酸化の後、好まし
くはアルカリを用いて表面を脱プロトン化する。
己組織化の前にチオール基からなる表面を調製する方法
であって、チオール基を酸化する工程からなることを特
徴とする、チオール基からなる表面の調製方法が提供さ
れる。この表面は、好ましくは発光デバイスの基板とす
る。発光デバイスは、好ましくは有機発光デバイスとす
る。酸化された表面は負に帯電する。酸化の後、好まし
くはアルカリを用いて表面を脱プロトン化する。
【００６１】多くの高分子イオンは、所定のｐＨ値のみ
において安定であるため、４級化および酸化工程によ
り、カップリング剤を変更することなく従来可能であっ
た場合と比較すると、より広い範囲の高分子イオンをＬ
ＥＤ構造においてそれぞれ形成させることが可能とな
る。これにより、所定の範囲の高分子陽イオンおよび高
分子陰イオンに対して（これらは、溶液中でイオンとし
て安定であるためには異なるｐＨ値を要求する）、同じ
カップリング剤を使用して自己組織化を行うことが可能
となる。
において安定であるため、４級化および酸化工程によ
り、カップリング剤を変更することなく従来可能であっ
た場合と比較すると、より広い範囲の高分子イオンをＬ
ＥＤ構造においてそれぞれ形成させることが可能とな
る。これにより、所定の範囲の高分子陽イオンおよび高
分子陰イオンに対して（これらは、溶液中でイオンとし
て安定であるためには異なるｐＨ値を要求する）、同じ
カップリング剤を使用して自己組織化を行うことが可能
となる。
【００６２】４級化および酸化技術は、例えば、J. Mar
ch、「最新有機化学：反応、機構および構造（Advanced
Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms and Stru
cture）」、第３版、John Wiley & Sons, New York, 19
85, Chapters 10および19に記載されている。
ch、「最新有機化学：反応、機構および構造（Advanced
Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms and Stru
cture）」、第３版、John Wiley & Sons, New York, 19
85, Chapters 10および19に記載されている。
【００６３】本発明の第３の観点による４級化または酸
化プロセスのいずれかによる結果、結果的に得られるカ
ップリング剤は、デバイスにおける問題となり得るプロ
セスである酸化に対する感受性が、有利に大幅に低減さ
れる。
化プロセスのいずれかによる結果、結果的に得られるカ
ップリング剤は、デバイスにおける問題となり得るプロ
セスである酸化に対する感受性が、有利に大幅に低減さ
れる。
【００６４】添付図面を参照して、本発明をここに説明
する。
する。
【００６５】第１の実施例では、市販の１×１ｃｍ2の
ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）−ガラス基板（Balzer
s）上でデバイスを製造する。図１を参照すると、この
種の例示的な基板が示されており、この場合、ＩＴＯ層
４は、ガラス基板２の上に形成されている。この第１の
実施例における全ての化学的処理工程に際し、基板は、
ＰＴＦＥ基板ホルダ上に垂直な配置で保持される。別に
示さない限り、この実施例で使用する溶剤は、ＨＰＬＣ
等級またはそれ以上のものとする。使用する試薬は、Ａ
Ｒ等級またはそれ以上のものとする。
ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）−ガラス基板（Balzer
s）上でデバイスを製造する。図１を参照すると、この
種の例示的な基板が示されており、この場合、ＩＴＯ層
４は、ガラス基板２の上に形成されている。この第１の
実施例における全ての化学的処理工程に際し、基板は、
ＰＴＦＥ基板ホルダ上に垂直な配置で保持される。別に
示さない限り、この実施例で使用する溶剤は、ＨＰＬＣ
等級またはそれ以上のものとする。使用する試薬は、Ａ
Ｒ等級またはそれ以上のものとする。
【００６６】第１の工程では、ＩＴＯ層をパターン化し
て浄化する。ＩＴＯ表面は、市販のフォトレジストを用
いて選択的に被覆した後、オーブン内で４５℃で１０分
間焼成する。露呈した領域は、２００ｍｌの５ｗｔ％Ｈ
Ｃｌ中で６０〜６５℃にて４５分間エッチング除去す
る。その後、フォトレジストを２×１００ｍｌのアセト
ン中で剥離除去する。
て浄化する。ＩＴＯ表面は、市販のフォトレジストを用
いて選択的に被覆した後、オーブン内で４５℃で１０分
間焼成する。露呈した領域は、２００ｍｌの５ｗｔ％Ｈ
Ｃｌ中で６０〜６５℃にて４５分間エッチング除去す
る。その後、フォトレジストを２×１００ｍｌのアセト
ン中で剥離除去する。
【００６７】その後、パターン化したＩＴＯ基板は、Ｒ
ＣＡ処方（１０：２：０．６のＨ2Ｏ−Ｈ2Ｏ2−ＮＨ3、
２００ｍｌ）を使用して浄化し、５５〜６０℃で穏やか
に７５分間攪拌する。
ＣＡ処方（１０：２：０．６のＨ2Ｏ−Ｈ2Ｏ2−ＮＨ3、
２００ｍｌ）を使用して浄化し、５５〜６０℃で穏やか
に７５分間攪拌する。
【００６８】第２の工程では、層６として図１に示すカ
ップリング層を、層−層（layer-by-layer）自己組織化
のための調製の際に形成する。好ましくは、また有利に
は、真空オーブン内で動的真空中（dynamic vacuum）で
１６５〜１７０℃で２〜３時間基板を加熱し、表面シリ
ル化の前に物理吸着したＨ2Ｏを除去する。
ップリング層を、層−層（layer-by-layer）自己組織化
のための調製の際に形成する。好ましくは、また有利に
は、真空オーブン内で動的真空中（dynamic vacuum）で
１６５〜１７０℃で２〜３時間基板を加熱し、表面シリ
ル化の前に物理吸着したＨ2Ｏを除去する。
【００６９】その後、空気中において短時間で１００℃
に基板を冷却した後、５ｖｏｌ％の３−アミノプロピル
トリメトキシシランを含有する２００ｍＬのトルエン浴
に浸す。湿分を排除するよう注意しながら、反応浴を９
５〜９７℃に２時間加温した。これにより、短いＣ3ア
ルキル鎖の末端に連結されたアミノ（−ＮＨ2）基によ
り官能化されたＩＴＯ表面が得られる。
に基板を冷却した後、５ｖｏｌ％の３−アミノプロピル
トリメトキシシランを含有する２００ｍＬのトルエン浴
に浸す。湿分を排除するよう注意しながら、反応浴を９
５〜９７℃に２時間加温した。これにより、短いＣ3ア
ルキル鎖の末端に連結されたアミノ（−ＮＨ2）基によ
り官能化されたＩＴＯ表面が得られる。
【００７０】シリル化したＩＴＯ膜（カップリング層）
は、２×１００ｍｌのトルエンおよび１×ＭｅＯＨ中で
この順に洗浄し、Ｎ2の噴流下で乾燥させる。この時点
でのＩＴＯ基板の鏡面反射の目視による検査により、光
学的に清浄で均一な表面が示され、ピンホールのないＩ
ＴＯ膜には散乱粒子は殆ど認められない。
は、２×１００ｍｌのトルエンおよび１×ＭｅＯＨ中で
この順に洗浄し、Ｎ2の噴流下で乾燥させる。この時点
でのＩＴＯ基板の鏡面反射の目視による検査により、光
学的に清浄で均一な表面が示され、ピンホールのないＩ
ＴＯ膜には散乱粒子は殆ど認められない。
【００７１】その後、有利かつ好ましくは、ｐＨ非感受
性のトリメチルアンモニウム（−ＮＭｅ3 +）部分へとア
ミノ基を４級化するが、これを達成するために、５ｖｏ
ｌ％のＣＨ3Ｉおよび０．６ｖｏｌ％のＥｔ3Ｎを含有す
る２００ｍＬのＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド中に３時
間基板を浸す。反応浴は、暗所で室温（２４℃）に保持
する。
性のトリメチルアンモニウム（−ＮＭｅ3 +）部分へとア
ミノ基を４級化するが、これを達成するために、５ｖｏ
ｌ％のＣＨ3Ｉおよび０．６ｖｏｌ％のＥｔ3Ｎを含有す
る２００ｍＬのＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド中に３時
間基板を浸す。反応浴は、暗所で室温（２４℃）に保持
する。
【００７２】４級化した基板は、２×１００ｍｌのＭｅ
ＯＨ、１×１００ｍｌの０．４５μｍフィルタ処理した
Ｈ2Ｏ、およびその後に１×１００ｍｌの０．４５μｍ
フィルタ処理したＩＰＡ中でこの順に洗浄し、Ｎ2の噴
流中でブロー乾燥する。この時点における目視による検
査により、表面は光学的に清浄で均一に維持されている
ことが示される。
ＯＨ、１×１００ｍｌの０．４５μｍフィルタ処理した
Ｈ2Ｏ、およびその後に１×１００ｍｌの０．４５μｍ
フィルタ処理したＩＰＡ中でこの順に洗浄し、Ｎ2の噴
流中でブロー乾燥する。この時点における目視による検
査により、表面は光学的に清浄で均一に維持されている
ことが示される。
【００７３】第３の工程では、層８として図１に示され
る界面層を、層−層自己組織化を使用して構成する。
る界面層を、層−層自己組織化を使用して構成する。
【００７４】自己組織化製造工程は、どのような種類の
自己組織化技術によっても実施することができる。１つ
の代替的な態様では、協働するサブ層の対合が相互作用
するための引き付け力は、受容体／供与体相互作用によ
って、特に水素結合によって与えるものとする。
自己組織化技術によっても実施することができる。１つ
の代替的な態様では、協働するサブ層の対合が相互作用
するための引き付け力は、受容体／供与体相互作用によ
って、特に水素結合によって与えるものとする。
【００７５】ここに記載する実施例に関連して使用する
好適な技術においては、協働するサブ層の対合が相互作
用するための引き付け力は、各対合のサブ層のそれぞれ
について反対に帯電した層を使用して与えるものとす
る。
好適な技術においては、協働するサブ層の対合が相互作
用するための引き付け力は、各対合のサブ層のそれぞれ
について反対に帯電した層を使用して与えるものとす
る。
【００７６】第１の実施例では、層−層自己組織化の第
３の工程は、室温において層流キャビネット内で、誘導
化したＩＴＯ基板上で行う。
３の工程は、室温において層流キャビネット内で、誘導
化したＩＴＯ基板上で行う。
【００７７】それぞれの集成サイクルは、協働サブ層の
対合である二重層を集成するものであり、次の工程より
なる。
対合である二重層を集成するものであり、次の工程より
なる。
【００７８】(ｉ) 高分子陰イオン電解質浴（静的）中
での１４分の浸漬、(ｉｉ) 新鮮なＨ2Ｏ（ミリポア）浴
（穏やかに攪拌）中での１０秒のリンス、(ｉｉｉ) 高
分子陽イオン浴（静的）中での１４分の浸漬、(ｉｖ)
新鮮なＨ2Ｏ（ミリポア）浴（穏やかに攪拌）中での１
０秒のリンス。
での１４分の浸漬、(ｉｉ) 新鮮なＨ2Ｏ（ミリポア）浴
（穏やかに攪拌）中での１０秒のリンス、(ｉｉｉ) 高
分子陽イオン浴（静的）中での１４分の浸漬、(ｉｖ)
新鮮なＨ2Ｏ（ミリポア）浴（穏やかに攪拌）中での１
０秒のリンス。
【００７９】集成した膜は、好ましくは順次の工程の間
で乾燥させないようにする。慎重な取り扱いおよびリン
スによって、溶液の持ち込みおよび相互混入を最小とし
た。
で乾燥させないようにする。慎重な取り扱いおよびリン
スによって、溶液の持ち込みおよび相互混入を最小とし
た。
【００８０】高分子陰イオン電解質浴は、界面層が絶縁
性の高分子であるこの実施例では、２０ｍｌのＨ2Ｏ
（ミリポア）、２１ｍｇのポリ（スチレンスルホン酸Ｎ
ａ塩）（アルドリッチ、ＭＷ７０ｋ）、３０ｍｇのＮａ
Ｃｌ、およびｐＨを約３に調整するためのＨＣｌ水溶液
を含有する。高分子陽イオン浴は、界面層が絶縁性の高
分子であるこの実施例では、２０ｍｌのＨ2Ｏ（ミリポ
ア）、８ｍｇのポリ（アリルアミン塩酸塩）（アルドリ
ッチ、ＭＷ５０−６５ｋ）、３０ｍｇのＮａＣｌ、およ
びｐＨを約３に調整するためのＨＣｌ水溶液を含有す
る。自己組織化工程（ｉ）〜（ｉｖ）の後に、二重層
は、図２（ａ）の構造の１つのサブ層と、図２（ｂ）の
構造の１つのサブ層とを有する。
性の高分子であるこの実施例では、２０ｍｌのＨ2Ｏ
（ミリポア）、２１ｍｇのポリ（スチレンスルホン酸Ｎ
ａ塩）（アルドリッチ、ＭＷ７０ｋ）、３０ｍｇのＮａ
Ｃｌ、およびｐＨを約３に調整するためのＨＣｌ水溶液
を含有する。高分子陽イオン浴は、界面層が絶縁性の高
分子であるこの実施例では、２０ｍｌのＨ2Ｏ（ミリポ
ア）、８ｍｇのポリ（アリルアミン塩酸塩）（アルドリ
ッチ、ＭＷ５０−６５ｋ）、３０ｍｇのＮａＣｌ、およ
びｐＨを約３に調整するためのＨＣｌ水溶液を含有す
る。自己組織化工程（ｉ）〜（ｉｖ）の後に、二重層
は、図２（ａ）の構造の１つのサブ層と、図２（ｂ）の
構造の１つのサブ層とを有する。
【００８１】この第１の実施例の第１の例示において
は、工程（ｉ）〜（ｉｖ）は２回行い、２つの二重層、
または２つの対合のサブ層を有する構造を集成した。
は、工程（ｉ）〜（ｉｖ）は２回行い、２つの二重層、
または２つの対合のサブ層を有する構造を集成した。
【００８２】その後、２×４０ｍｌのＨ2Ｏ（ミリポ
ア）中で２分間基板をリンスする。その後、動的真空下
で５時間基板を乾燥させる。
ア）中で２分間基板をリンスする。その後、動的真空下
で５時間基板を乾燥させる。
【００８３】第３の工程の４級化工程は、正に帯電した
表面を得ることができるので有利であり、これにより、
その後の自己組織化の際に、塩基性溶液または酸性溶液
中に表面を浸漬することができる。４級化により、この
種の記載したデバイスの表面電荷がｐＨ非依存性となる
ので、塩基性または酸性溶液の使用が可能となるからで
ある。
表面を得ることができるので有利であり、これにより、
その後の自己組織化の際に、塩基性溶液または酸性溶液
中に表面を浸漬することができる。４級化により、この
種の記載したデバイスの表面電荷がｐＨ非依存性となる
ので、塩基性または酸性溶液の使用が可能となるからで
ある。
【００８４】代替的な形態では、チオール基を用いてＩ
ＴＯ表面を官能化するが、この種の表面をｐＨ非依存性
とするためには異なる工程が必要である。この代替的な
形態では、第２の工程において、層６として図１に示す
カップリング層を、層−層自己組織化のための調製の際
に再度形成する。真空オーブン中で２〜３時間１６５〜
１７０℃に動的真空下で基板を再度加熱し、表面シリル
化の前に、物理吸着したＨ2Ｏを除去する。
ＴＯ表面を官能化するが、この種の表面をｐＨ非依存性
とするためには異なる工程が必要である。この代替的な
形態では、第２の工程において、層６として図１に示す
カップリング層を、層−層自己組織化のための調製の際
に再度形成する。真空オーブン中で２〜３時間１６５〜
１７０℃に動的真空下で基板を再度加熱し、表面シリル
化の前に、物理吸着したＨ2Ｏを除去する。
【００８５】その後、空気中で短時間１００℃に基板を
再度冷却した後、５ｖｏｌ％の３−メルカプトプロピル
トリメトキシシランを含有する２００ｍＬのトルエン浴
に浸す。湿分を排除するよう注意しながら、反応浴を９
５〜９７℃に２時間加温した。これにより、短いＣ3ア
ルキル鎖の末端に連結されたチオール（−ＳＨ）基によ
り官能化されたＩＴＯ表面が与えられる。
再度冷却した後、５ｖｏｌ％の３−メルカプトプロピル
トリメトキシシランを含有する２００ｍＬのトルエン浴
に浸す。湿分を排除するよう注意しながら、反応浴を９
５〜９７℃に２時間加温した。これにより、短いＣ3ア
ルキル鎖の末端に連結されたチオール（−ＳＨ）基によ
り官能化されたＩＴＯ表面が与えられる。
【００８６】シリル化したＩＴＯ膜（カップリング層）
は、２×１００ｍｌのトルエンおよび１×ＭｅＯＨ中で
この順に洗浄し、Ｎ2の噴流下で乾燥させる。この時点
でのＩＴＯ基板の鏡面反射の目視による検査により、光
学的に清浄で均一な表面が示され、ピンホールのないＩ
ＴＯ膜には散乱粒子は殆ど認められない。
は、２×１００ｍｌのトルエンおよび１×ＭｅＯＨ中で
この順に洗浄し、Ｎ2の噴流下で乾燥させる。この時点
でのＩＴＯ基板の鏡面反射の目視による検査により、光
学的に清浄で均一な表面が示され、ピンホールのないＩ
ＴＯ膜には散乱粒子は殆ど認められない。
【００８７】その後、この代替的な第２の工程では、有
利かつ好ましくは、ｐＨ非感受性のスルホネート（−Ｓ
Ｏ3）部分へとチオール基を酸化するが、これを達成す
るために、１０ｍｌのＨＣＯＯＨおよび３０ｍｌのＨ2
Ｏ2を含有する２００ｍＬのＨ2Ｏ中に室温（２４℃）で
３０分間基板を浸す。
利かつ好ましくは、ｐＨ非感受性のスルホネート（−Ｓ
Ｏ3）部分へとチオール基を酸化するが、これを達成す
るために、１０ｍｌのＨＣＯＯＨおよび３０ｍｌのＨ2
Ｏ2を含有する２００ｍＬのＨ2Ｏ中に室温（２４℃）で
３０分間基板を浸す。
【００８８】酸化したＩＴＯ膜（カップリング層）は、
２×１００ｍｌのＨ2Ｏ、１×１００ｍｌの薄いＮａＯ
Ｈ（０．０２Ｍ）、２×１００ｍＬの０．４５μｍフィ
ルタ処理したＨ2Ｏ、およびその後に１×１００ｍｌの
０．４５μｍフィルタ処理したイソプロピルアルコール
（ＩＰＡ）中でこの順に洗浄し、Ｎ2の噴流中でブロー
乾燥する。この時点における目視による検査により、表
面は光学的に清浄で均一に維持されていることが示され
る。
２×１００ｍｌのＨ2Ｏ、１×１００ｍｌの薄いＮａＯ
Ｈ（０．０２Ｍ）、２×１００ｍＬの０．４５μｍフィ
ルタ処理したＨ2Ｏ、およびその後に１×１００ｍｌの
０．４５μｍフィルタ処理したイソプロピルアルコール
（ＩＰＡ）中でこの順に洗浄し、Ｎ2の噴流中でブロー
乾燥する。この時点における目視による検査により、表
面は光学的に清浄で均一に維持されていることが示され
る。
【００８９】この代替的な形態では、層８によって図１
に示される界面層を、界面層の層−層自己組織化を使用
して再度構成するものであるが、第３の工程が変更され
ている。集成は、室温において層流キャビネット内で、
誘導化したＩＴＯ基板上で行う。
に示される界面層を、界面層の層−層自己組織化を使用
して再度構成するものであるが、第３の工程が変更され
ている。集成は、室温において層流キャビネット内で、
誘導化したＩＴＯ基板上で行う。
【００９０】それぞれの集成サイクルは、協働するサブ
層の対合である二重層を集成するものであり、この代替
的な形態では次の工程よりなる。
層の対合である二重層を集成するものであり、この代替
的な形態では次の工程よりなる。
【００９１】(ｉ) 高分子陽イオン浴（静的）中での１
４分の浸漬、(ｉｉ) 新鮮なＨ2Ｏ（ミリポア）浴（穏や
かに攪拌）中での１０秒のリンス、(ｉｉｉ) 高分子陰
イオン電解質浴（静的）中での１４分の浸漬、(ｉｖ)
新鮮なＨ2Ｏ（ミリポア）浴（穏やかに攪拌）中での１
０秒のリンス。
４分の浸漬、(ｉｉ) 新鮮なＨ2Ｏ（ミリポア）浴（穏や
かに攪拌）中での１０秒のリンス、(ｉｉｉ) 高分子陰
イオン電解質浴（静的）中での１４分の浸漬、(ｉｖ)
新鮮なＨ2Ｏ（ミリポア）浴（穏やかに攪拌）中での１
０秒のリンス。
【００９２】集成した膜は、好ましくは順次の工程の間
で乾燥させないようにする。慎重な取り扱いおよびリン
スによって、溶液の持ち込みおよび相互混入を最小とし
た。
で乾燥させないようにする。慎重な取り扱いおよびリン
スによって、溶液の持ち込みおよび相互混入を最小とし
た。
【００９３】高分子陰イオン電解質浴は、界面層が再度
絶縁性の高分子であるこの代替的な実施例では、２０ｍ
ｌのＨ2Ｏ（ミリポア）、２１ｍｇのポリ（スチレンス
ルホン酸Ｎａ塩）（アルドリッチ、ＭＷ７０ｋ）、３０
ｍｇのＮａＣｌ、およびｐＨを約３に調整するためのＨ
Ｃｌ水溶液を再度含有する。高分子陽イオン浴は、界面
層が再度絶縁性の高分子であるこの代替的な実施例で
は、２０ｍｌのＨ2Ｏ（ミリポア）、８ｍｇのポリ（ア
リルアミン塩酸塩）（アルドリッチ、ＭＷ５０−６５
ｋ）、３０ｍｇのＮａＣｌ、およびｐＨを約３に調整す
るためのＨＣｌ水溶液を再度含有する。自己組織化工程
（ｉ）〜（ｉｖ）の後に、二重層は、図２（ａ）の構造
の１つのサブ層と、図２（ｂ）の構造の１つのサブ層と
を再度有する。
絶縁性の高分子であるこの代替的な実施例では、２０ｍ
ｌのＨ2Ｏ（ミリポア）、２１ｍｇのポリ（スチレンス
ルホン酸Ｎａ塩）（アルドリッチ、ＭＷ７０ｋ）、３０
ｍｇのＮａＣｌ、およびｐＨを約３に調整するためのＨ
Ｃｌ水溶液を再度含有する。高分子陽イオン浴は、界面
層が再度絶縁性の高分子であるこの代替的な実施例で
は、２０ｍｌのＨ2Ｏ（ミリポア）、８ｍｇのポリ（ア
リルアミン塩酸塩）（アルドリッチ、ＭＷ５０−６５
ｋ）、３０ｍｇのＮａＣｌ、およびｐＨを約３に調整す
るためのＨＣｌ水溶液を再度含有する。自己組織化工程
（ｉ）〜（ｉｖ）の後に、二重層は、図２（ａ）の構造
の１つのサブ層と、図２（ｂ）の構造の１つのサブ層と
を再度有する。
【００９４】第４の工程では、層１０として図１に示す
発光性のＭＥＨ−ＰＰＶ層をデバイス上にスピンコート
する。９０−ｎｍのポリ（２−メトキシ，５−（２’−
エチル）−ヒドロキシ−ｐ−フェニレンビニレン）［Ｍ
ＥＨ−ＰＰＶ］を、ＭＥＨ−ＰＰＶの０．５重量％ＣＨ
Ｃｌ3溶液を２０００ｒｐｍで１分間スピンコートする
ことにより、基板−高分子集成体上に形成させる。
発光性のＭＥＨ−ＰＰＶ層をデバイス上にスピンコート
する。９０−ｎｍのポリ（２−メトキシ，５−（２’−
エチル）−ヒドロキシ−ｐ−フェニレンビニレン）［Ｍ
ＥＨ−ＰＰＶ］を、ＭＥＨ−ＰＰＶの０．５重量％ＣＨ
Ｃｌ3溶液を２０００ｒｐｍで１分間スピンコートする
ことにより、基板−高分子集成体上に形成させる。
【００９５】第５の工程では、このように構成されたデ
バイスを熱処理する。半完成のデバイスを、動的真空
（Ｐ＜１０-4ｍｂａｒ）下に１００℃で１時間焼成して
遊離のＨ2Ｏを除去する。その後、依然として真空中で
２時間かけて基板を徐々に５０℃に冷却する。
バイスを熱処理する。半完成のデバイスを、動的真空
（Ｐ＜１０-4ｍｂａｒ）下に１００℃で１時間焼成して
遊離のＨ2Ｏを除去する。その後、依然として真空中で
２時間かけて基板を徐々に５０℃に冷却する。
【００９６】第６の工程は、金属電極の形成工程であ
る。真空状態を継続して、２００−ｎｍ厚のＣａ層を、
６×１０-6ｍｂａｒのベース圧力でマスクを介してＭＥ
Ｈ−ＰＰＶへと熱蒸着させ、４．４ｍｍ2のデバイスを
得る。その後、１００−ｎｍ厚のＡｌ層を最終蒸着して
Ｃａ電極を保護する。
る。真空状態を継続して、２００−ｎｍ厚のＣａ層を、
６×１０-6ｍｂａｒのベース圧力でマスクを介してＭＥ
Ｈ−ＰＰＶへと熱蒸着させ、４．４ｍｍ2のデバイスを
得る。その後、１００−ｎｍ厚のＡｌ層を最終蒸着して
Ｃａ電極を保護する。
【００９７】以上により、本発明によるＯＬＥＤの第１
の実施例が完了する。対照として、本発明の概念を実施
するここに記載する実施例によって達成される有利な性
能の特徴と比較するために、ＭＥＨ−ＰＰＶをＲＣＡ浄
化したＩＴＯ上に同様にして直接スピン処理する。ＲＣ
Ａ浄化したＩＴＯから調製されるデバイスは、以下に記
載する「従来のデバイス」のように設計する。
の実施例が完了する。対照として、本発明の概念を実施
するここに記載する実施例によって達成される有利な性
能の特徴と比較するために、ＭＥＨ−ＰＰＶをＲＣＡ浄
化したＩＴＯ上に同様にして直接スピン処理する。ＲＣ
Ａ浄化したＩＴＯから調製されるデバイスは、以下に記
載する「従来のデバイス」のように設計する。
【００９８】絶縁性の高分子界面層を有する第１の実施
例によるデバイスについては、従来のデバイスについて
の７Ｖで０．１６ｃｄ／Ａと比較すると、７Ｖで０．９
２ｃｄ／Ａの最大効率が得られ、５．８の率の改良が示
されている。絶縁性の高分子界面層を有する第１の実施
例によるデバイスは、従来のデバイスについての９３０
ｍＡ／ｃｍ2と比較すると、１７０ｍＡ／ｃｍ2の電流密
度を有し、５の率の減少が示されている。絶縁性の高分
子界面層を有する第１の実施例によるデバイスは、従来
のデバイスについての７Ｖで０．０７９ｌｍ／Ｗと比較
すると、６Ｖで０．４５ｌｍ／Ｗの最大電力効率を有
し、５．８の率の増加が示されている。絶縁性の高分子
界面層を有する第１の実施例によるデバイスは、従来の
デバイスについての７Ｖで１３００ｃｄ／ｍ2と比較す
ると、８Ｖで２１００ｃｄ／ｍ2の最大輝度を有し、
１．６の率の増加が示されている。
例によるデバイスについては、従来のデバイスについて
の７Ｖで０．１６ｃｄ／Ａと比較すると、７Ｖで０．９
２ｃｄ／Ａの最大効率が得られ、５．８の率の改良が示
されている。絶縁性の高分子界面層を有する第１の実施
例によるデバイスは、従来のデバイスについての９３０
ｍＡ／ｃｍ2と比較すると、１７０ｍＡ／ｃｍ2の電流密
度を有し、５の率の減少が示されている。絶縁性の高分
子界面層を有する第１の実施例によるデバイスは、従来
のデバイスについての７Ｖで０．０７９ｌｍ／Ｗと比較
すると、６Ｖで０．４５ｌｍ／Ｗの最大電力効率を有
し、５．８の率の増加が示されている。絶縁性の高分子
界面層を有する第１の実施例によるデバイスは、従来の
デバイスについての７Ｖで１３００ｃｄ／ｍ2と比較す
ると、８Ｖで２１００ｃｄ／ｍ2の最大輝度を有し、
１．６の率の増加が示されている。
【００９９】本発明によって集成したＯＬＥＤの有利な
性能を示すために、ここで図３、４、および５を参照す
る。図３、４、および５は、従来のデバイスを用いて達
成された結果に対して、本発明によって集成したデバイ
スによって達成された実験結果を示している。図３、
４、および５は、デバイスの効率、電力効率、および輝
度をそれぞれ示す。
性能を示すために、ここで図３、４、および５を参照す
る。図３、４、および５は、従来のデバイスを用いて達
成された結果に対して、本発明によって集成したデバイ
スによって達成された実験結果を示している。図３、
４、および５は、デバイスの効率、電力効率、および輝
度をそれぞれ示す。
【０１００】第３の工程で形成させる二重層の数を変化
させる以外は、第１の実施例に記載したようにして多数
のデバイスを製造する。１、２、４、および１０の二重
層またはサブ層の対合を有するデバイスを、工程（ｉ）
〜（ｉｖ）を１回、２回、４回、および１０回それぞれ
行うことによって集成した。図２〜４において、ポイン
トＩＰ−１、ＩＰ−２、ＩＰ−４、およびＩＰ−１０
は、それぞれ１、２、４、および１０の二重層を用いて
第１の実施例により集成したデバイスについての結果を
示す。これらの結果は、電力効率が、図２（ａ）および
（ｂ）に示される絶縁性高分子の２つの二重層により最
適化されることを示している。
させる以外は、第１の実施例に記載したようにして多数
のデバイスを製造する。１、２、４、および１０の二重
層またはサブ層の対合を有するデバイスを、工程（ｉ）
〜（ｉｖ）を１回、２回、４回、および１０回それぞれ
行うことによって集成した。図２〜４において、ポイン
トＩＰ−１、ＩＰ−２、ＩＰ−４、およびＩＰ−１０
は、それぞれ１、２、４、および１０の二重層を用いて
第１の実施例により集成したデバイスについての結果を
示す。これらの結果は、電力効率が、図２（ａ）および
（ｂ）に示される絶縁性高分子の２つの二重層により最
適化されることを示している。
【０１０１】第２の実施例では、第３の工程において、
高分子陰イオン浴が、２０ｍｌのＨ2Ｏ（ミリポア）、
２２ｍｇのポリ（スチレンスルホン酸Ｎａ塩）（アルド
リッチ、ＭＷ７０ｋ）、３０ｍｇのＮａＣｌ、およびｐ
Ｈを約３に調整するためのＨＣｌ水溶液を含有し、高分
子陽イオン浴が、２０ｍｌのＨ2Ｏ（ミリポア）、０．
７６ｇの、ポリ（フェニレンビニレン）への塩化テトラ
ヒドロチオフェニウム前駆体の３．０ｗｔ％ＭｅＯＨ溶
液、３０ｍｇのＮａＣｌ、およびｐＨを約３に調整する
ためのＨＣｌ水溶液を含有する以外は、前記第１の実施
例に記載したようにしてデバイスを製造する。自己組織
化工程（ｉ）〜（ｉｖ）の後に、二重層は、図２（ｃ）
の構造の１つのサブ層と、図２（ｄ）の構造の１つのサ
ブ層とを再度有する。第５の熱処理工程は、半導体性の
高分子を与えるよう、ＰＰＶ−前駆体高分子において短
い共役長さを与えることが認められる。
高分子陰イオン浴が、２０ｍｌのＨ2Ｏ（ミリポア）、
２２ｍｇのポリ（スチレンスルホン酸Ｎａ塩）（アルド
リッチ、ＭＷ７０ｋ）、３０ｍｇのＮａＣｌ、およびｐ
Ｈを約３に調整するためのＨＣｌ水溶液を含有し、高分
子陽イオン浴が、２０ｍｌのＨ2Ｏ（ミリポア）、０．
７６ｇの、ポリ（フェニレンビニレン）への塩化テトラ
ヒドロチオフェニウム前駆体の３．０ｗｔ％ＭｅＯＨ溶
液、３０ｍｇのＮａＣｌ、およびｐＨを約３に調整する
ためのＨＣｌ水溶液を含有する以外は、前記第１の実施
例に記載したようにしてデバイスを製造する。自己組織
化工程（ｉ）〜（ｉｖ）の後に、二重層は、図２（ｃ）
の構造の１つのサブ層と、図２（ｄ）の構造の１つのサ
ブ層とを再度有する。第５の熱処理工程は、半導体性の
高分子を与えるよう、ＰＰＶ−前駆体高分子において短
い共役長さを与えることが認められる。
【０１０２】半導体性の高分子界面層を有する第２の実
施例によるデバイスについては、６．５Ｖで０．７３ｃ
ｄ／Ａの最大効率が得られ、従来のデバイスと比較する
と、４．６の率の改良が示される。半導体性の高分子界
面層を有する第２の実施例によるデバイスは、従来のデ
バイスと類似する、９７０ｍＡ／ｃｍ2の電流密度を有
する。半導体性の高分子界面層を有する第２の実施例に
よるデバイスは、６Ｖで０．３６４ｌｍ／Ｗの最大電力
効率を有し、従来のデバイスと比較すると、４．６の率
の増加が示されている。半導体性の高分子界面層を有す
る第２の実施例によるデバイスは、従来のデバイスと比
較すると、７．５Ｖで７９００ｃｄ／ｍ2の最大輝度を
有し、６．０の率の増加が示されている。
施例によるデバイスについては、６．５Ｖで０．７３ｃ
ｄ／Ａの最大効率が得られ、従来のデバイスと比較する
と、４．６の率の改良が示される。半導体性の高分子界
面層を有する第２の実施例によるデバイスは、従来のデ
バイスと類似する、９７０ｍＡ／ｃｍ2の電流密度を有
する。半導体性の高分子界面層を有する第２の実施例に
よるデバイスは、６Ｖで０．３６４ｌｍ／Ｗの最大電力
効率を有し、従来のデバイスと比較すると、４．６の率
の増加が示されている。半導体性の高分子界面層を有す
る第２の実施例によるデバイスは、従来のデバイスと比
較すると、７．５Ｖで７９００ｃｄ／ｍ2の最大輝度を
有し、６．０の率の増加が示されている。
【０１０３】第２の実施例において、第３の工程で形成
させる二重層の数を変化させる以外は、前記第１の実施
例に記載したようにして多数のデバイスを製造する。
１、２、４、および１０の二重層を有するデバイスを再
度形成した。これらのデバイスについての効率、電力効
率、および最大輝度の値をそれぞれ図３、４、および５
に示す。図３〜５において、ポイントＳＰ−１、ＳＰ−
２、ＳＰ−４、およびＳＰ−１０は、それぞれ１、２、
４、および１０の二重層について第２の実施例により集
成したデバイスについての結果を示す。これらの結果
は、効率、電力効率、および最大輝度が、図２（ｃ）お
よび（ｄ）の半導体性の高分子の２つの二重層または２
つの対合のサブ層により全て最適化されることを示して
いる。
させる二重層の数を変化させる以外は、前記第１の実施
例に記載したようにして多数のデバイスを製造する。
１、２、４、および１０の二重層を有するデバイスを再
度形成した。これらのデバイスについての効率、電力効
率、および最大輝度の値をそれぞれ図３、４、および５
に示す。図３〜５において、ポイントＳＰ−１、ＳＰ−
２、ＳＰ−４、およびＳＰ−１０は、それぞれ１、２、
４、および１０の二重層について第２の実施例により集
成したデバイスについての結果を示す。これらの結果
は、効率、電力効率、および最大輝度が、図２（ｃ）お
よび（ｄ）の半導体性の高分子の２つの二重層または２
つの対合のサブ層により全て最適化されることを示して
いる。
【０１０４】第３の実施例では、第３の工程において、
高分子陰イオン浴が、２０ｍｌのＨ2Ｏ（ミリポア）、
１６ｍｇのスルホン化したポリアニリン、３０ｍｇのＮ
ａＣｌ、およびｐＨを約１１に調整するための濃ＮＨ3
を含有し、高分子陽イオン浴が、２０ｍｌのＨ2Ｏ（ミ
リポア）、１７ｍｇの臭化ヘキサジメトリン（アルドリ
ッチ）、３０ｍｇのＮａＣｌ、およびｐＨを約１１に調
整するための濃いＮＨ3を含有する以外は、第１の実施
例に前記記載したようにしてデバイスを製造する。界面
層を形成させた後、０．２ＭのＨＣｌ溶液に基板を手短
に浸漬して界面層をプロトン化し、導電性の形態のポリ
アニリンを得る。よって、第３の実施例により、界面層
が導電性の高分子である構造が集成され、二重層は、図
２（ｅ）の構造の１つのサブ層と、図２（ｆ）の構造の
１つのサブ層とを有するものとなる。
高分子陰イオン浴が、２０ｍｌのＨ2Ｏ（ミリポア）、
１６ｍｇのスルホン化したポリアニリン、３０ｍｇのＮ
ａＣｌ、およびｐＨを約１１に調整するための濃ＮＨ3
を含有し、高分子陽イオン浴が、２０ｍｌのＨ2Ｏ（ミ
リポア）、１７ｍｇの臭化ヘキサジメトリン（アルドリ
ッチ）、３０ｍｇのＮａＣｌ、およびｐＨを約１１に調
整するための濃いＮＨ3を含有する以外は、第１の実施
例に前記記載したようにしてデバイスを製造する。界面
層を形成させた後、０．２ＭのＨＣｌ溶液に基板を手短
に浸漬して界面層をプロトン化し、導電性の形態のポリ
アニリンを得る。よって、第３の実施例により、界面層
が導電性の高分子である構造が集成され、二重層は、図
２（ｅ）の構造の１つのサブ層と、図２（ｆ）の構造の
１つのサブ層とを有するものとなる。
【０１０５】導電性の高分子界面層を備える第３の実施
例により集成したデバイスは、６．５Ｖで０．４４ｃｄ
／Ａの最大効率を有し、従来のデバイスと比較すると、
２．８の率の改良が示される。導電性の高分子界面層を
備える第３の実施例により集成したデバイスは、１４３
０ｍＡ／ｃｍ2の電流密度を有し、従来のデバイスと比
較すると、１．５の率の増加が示される。導電性の高分
子界面層を備える第３の実施例により集成したデバイス
は、６Ｖで０．２３ｌｍ／Ｗの最大電力効率を有し、従
来のデバイスと比較すると、３．０の率の増加が示され
ている。導電性の高分子界面層を備える第３の実施例に
よるデバイスは、従来のデバイスと比較すると、７Ｖで
７３００ｃｄ／ｍ2の最大輝度を有し、従来のデバイス
と比較すると、５．６の率の増加が示されている。
例により集成したデバイスは、６．５Ｖで０．４４ｃｄ
／Ａの最大効率を有し、従来のデバイスと比較すると、
２．８の率の改良が示される。導電性の高分子界面層を
備える第３の実施例により集成したデバイスは、１４３
０ｍＡ／ｃｍ2の電流密度を有し、従来のデバイスと比
較すると、１．５の率の増加が示される。導電性の高分
子界面層を備える第３の実施例により集成したデバイス
は、６Ｖで０．２３ｌｍ／Ｗの最大電力効率を有し、従
来のデバイスと比較すると、３．０の率の増加が示され
ている。導電性の高分子界面層を備える第３の実施例に
よるデバイスは、従来のデバイスと比較すると、７Ｖで
７３００ｃｄ／ｍ2の最大輝度を有し、従来のデバイス
と比較すると、５．６の率の増加が示されている。
【０１０６】第３の工程で形成させる二重層の数を再度
変化させる以外は、第１の実施例に記載したようにして
多数のデバイスを製造する。１、２、４、および１０の
二重層またはサブ層の対合を有するデバイスを再度使用
した。図３〜５において、ポイントＣＰ−１、ＣＰ−
２、ＣＰ−４、およびＣＰ−１０は、それぞれ１、２、
４、および１０の二重層について第３の実施例により集
成したデバイスについての結果を示す。これらの結果
は、効率、電力効率、および最大輝度が、従来のデバイ
スと比較して、全て改良されることを示している。効率
および電力効率は、１〜１０の範囲において、図２
（ｅ）および（ｆ）の導電性高分子の二重層の数に対し
て比較的非感受性であるが、最大輝度は、薄い界面層に
ついて与えられた駆動電圧における電流密度の増加のた
めに、薄い界面層によって最適化される。
変化させる以外は、第１の実施例に記載したようにして
多数のデバイスを製造する。１、２、４、および１０の
二重層またはサブ層の対合を有するデバイスを再度使用
した。図３〜５において、ポイントＣＰ−１、ＣＰ−
２、ＣＰ−４、およびＣＰ−１０は、それぞれ１、２、
４、および１０の二重層について第３の実施例により集
成したデバイスについての結果を示す。これらの結果
は、効率、電力効率、および最大輝度が、従来のデバイ
スと比較して、全て改良されることを示している。効率
および電力効率は、１〜１０の範囲において、図２
（ｅ）および（ｆ）の導電性高分子の二重層の数に対し
て比較的非感受性であるが、最大輝度は、薄い界面層に
ついて与えられた駆動電圧における電流密度の増加のた
めに、薄い界面層によって最適化される。
【０１０７】高分子層の性質をその厚さに渡って徐々に
変化させることを含む方法をここに説明する。
変化させることを含む方法をここに説明する。
【０１０８】この実施例は、発光材料５０としての５Ｂ
ＴＦ８配合物（図７も参照）、カルシウム−アルミニウ
ム陰極５１、およびＩＴＯ陽極５３に隣接するＰＥＤＯ
Ｔ：ＰＳＳおよびＰＰＶに基づく介在層（interlayer）
からなる有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）（概略的に断面
図で図６に示す）の製造を記載するものである。ＰＥＤ
ＯＴ：ＰＳＳ／ＰＰＶ５２とＩＴＯ５３との間には、シ
リルカップリング層５４（図８も参照）が存在する。こ
のデバイスは、ガラス基板５５上に形成され、動作に際
しては、陽極と陰極との間に電圧が印加されると、一般
的に矢印５６で示すようにガラスを介して光が放射され
る。
ＴＦ８配合物（図７も参照）、カルシウム−アルミニウ
ム陰極５１、およびＩＴＯ陽極５３に隣接するＰＥＤＯ
Ｔ：ＰＳＳおよびＰＰＶに基づく介在層（interlayer）
からなる有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）（概略的に断面
図で図６に示す）の製造を記載するものである。ＰＥＤ
ＯＴ：ＰＳＳ／ＰＰＶ５２とＩＴＯ５３との間には、シ
リルカップリング層５４（図８も参照）が存在する。こ
のデバイスは、ガラス基板５５上に形成され、動作に際
しては、陽極と陰極との間に電圧が印加されると、一般
的に矢印５６で示すようにガラスを介して光が放射され
る。
【０１０９】高分子電解質自己組織化プロセスは、介在
層５２を構築するために用いられる。このプロセスは、
一方の符号の正味の電荷を担持する一方の高分子電解質
の後に、他方の符号の正味の電荷を担持する他方の高分
子電解質を順次吸着（形成）させることにより、超薄型
で連続的で共形の（conformal）高分子多重層膜を（好
ましくは適切に処理された基板上に）形成する一般的な
多用途の方法として特に魅力のあるものである。多重層
膜は、工程のサイクルを繰り返すことによって形成する
ことができる。各集成サイクルは、２つの高分子電解質
溶液のそれぞれに基板を順に浸漬して、溶液から一対の
一連のサブ層を形成させることよりなり、その間に広範
なリンス工程を行うものである。よって、各集成サイク
ルにより、多重層膜の１つの二重層が集成される。
層５２を構築するために用いられる。このプロセスは、
一方の符号の正味の電荷を担持する一方の高分子電解質
の後に、他方の符号の正味の電荷を担持する他方の高分
子電解質を順次吸着（形成）させることにより、超薄型
で連続的で共形の（conformal）高分子多重層膜を（好
ましくは適切に処理された基板上に）形成する一般的な
多用途の方法として特に魅力のあるものである。多重層
膜は、工程のサイクルを繰り返すことによって形成する
ことができる。各集成サイクルは、２つの高分子電解質
溶液のそれぞれに基板を順に浸漬して、溶液から一対の
一連のサブ層を形成させることよりなり、その間に広範
なリンス工程を行うものである。よって、各集成サイク
ルにより、多重層膜の１つの二重層が集成される。
【０１１０】以下に記載するプロセスにより、従来の文
献に報告されたものを超える実質的な増強が与えられ
る。第１に、本プロセスにより、発光層全体よりも、寧
ろ介在層の製造が可能となり、これにより、従来は可能
ではなかったある程度の独立制御が可能となる。第２
に、本プロセスは、成長方向における介在層の組成／性
質（１または複数）の階調化（gradation）に向けられ
ており、この階調化を特に操作して、ＬＥＤ性能の有意
義な改良を達成することができる。
献に報告されたものを超える実質的な増強が与えられ
る。第１に、本プロセスにより、発光層全体よりも、寧
ろ介在層の製造が可能となり、これにより、従来は可能
ではなかったある程度の独立制御が可能となる。第２
に、本プロセスは、成長方向における介在層の組成／性
質（１または複数）の階調化（gradation）に向けられ
ており、この階調化を特に操作して、ＬＥＤ性能の有意
義な改良を達成することができる。
【０１１１】この実施例では、３−アミノプロピルトリ
メトキシシランを用いた表面シリル化によって、適切に
処理されたＩＴＯ表面を調製した。高分子電解質の自己
組織化は、層流キャビネット内でダストのない条件下で
実施した。市販のｐ−ドープしたＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ
（バイエルＡＧから入手可能）を高分子陰イオンとして
作用させる。この材料は、密接に組み合わせたＰＥＤＯ
ＴおよびＰＳＳ高分子対からなり、正に帯電したチオフ
ェン環（ＰＥＤＯＴ上）に対する負に帯電したスルホネ
ート基（ＰＳＳ上）の比率は約３であり、これにより高
分子対は全体として負に帯電している。その自己組織化
の相手としては、ポリ（塩化ｐ−キシリレンテトラヒド
ロチオフェニウム）（ＰＰＶ−ＴＨＴ）を使用した。こ
の高分子は、昇温下でテトラヒドロチオフェンおよび塩
酸が脱離し、共役ｐ−フェニレンビニレン（ＰＰＶ）配
列を与えるものであり、これにより電荷移送（ここでは
正孔移送）および形成層を介する１方向の注入が有利に
支持され得るが、層および／または隣接層との一方また
は両方のその界面を介する反対方向の電子の漏れは妨げ
られ得る。このデバイスは、その後スピンコートによっ
て厚さ８６０Åの５ＢＴＦ８発光高分子層を形成させた
後、厚さ２０００Åのカルシウム陰極および厚さ１００
０Åのアルミニウムキャッピング層を熱蒸着により形成
させることによって完成する。
メトキシシランを用いた表面シリル化によって、適切に
処理されたＩＴＯ表面を調製した。高分子電解質の自己
組織化は、層流キャビネット内でダストのない条件下で
実施した。市販のｐ−ドープしたＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ
（バイエルＡＧから入手可能）を高分子陰イオンとして
作用させる。この材料は、密接に組み合わせたＰＥＤＯ
ＴおよびＰＳＳ高分子対からなり、正に帯電したチオフ
ェン環（ＰＥＤＯＴ上）に対する負に帯電したスルホネ
ート基（ＰＳＳ上）の比率は約３であり、これにより高
分子対は全体として負に帯電している。その自己組織化
の相手としては、ポリ（塩化ｐ−キシリレンテトラヒド
ロチオフェニウム）（ＰＰＶ−ＴＨＴ）を使用した。こ
の高分子は、昇温下でテトラヒドロチオフェンおよび塩
酸が脱離し、共役ｐ−フェニレンビニレン（ＰＰＶ）配
列を与えるものであり、これにより電荷移送（ここでは
正孔移送）および形成層を介する１方向の注入が有利に
支持され得るが、層および／または隣接層との一方また
は両方のその界面を介する反対方向の電子の漏れは妨げ
られ得る。このデバイスは、その後スピンコートによっ
て厚さ８６０Åの５ＢＴＦ８発光高分子層を形成させた
後、厚さ２０００Åのカルシウム陰極および厚さ１００
０Åのアルミニウムキャッピング層を熱蒸着により形成
させることによって完成する。
【０１１２】この発明を例示するために、幾つかの異な
る種類のデバイスを作製した。デバイスＩは、スピンコ
ートによってＩＴＯ基板上に直接形成させた厚さ３２０
ÅのＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの正孔移送層からなる対照デバ
イスであり、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ上にスピン処理した発
光体層を有する。デバイスＩＩは、高分子電解質自己組
織化によってシリル化したＩＴＯ基板上に形成させたＰ
ＥＤＯＴ：ＰＳＳ／ＰＰＶの６つの二重層の膜からな
る。その後、スピンコートによってこの介在層の上に５
ＢＴＦ８を形成させる。介在層中のＰＥＤＯＴは、実質
的に完全にドープする（すなわち、高度に導電性であ
る）。
る種類のデバイスを作製した。デバイスＩは、スピンコ
ートによってＩＴＯ基板上に直接形成させた厚さ３２０
ÅのＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの正孔移送層からなる対照デバ
イスであり、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ上にスピン処理した発
光体層を有する。デバイスＩＩは、高分子電解質自己組
織化によってシリル化したＩＴＯ基板上に形成させたＰ
ＥＤＯＴ：ＰＳＳ／ＰＰＶの６つの二重層の膜からな
る。その後、スピンコートによってこの介在層の上に５
ＢＴＦ８を形成させる。介在層中のＰＥＤＯＴは、実質
的に完全にドープする（すなわち、高度に導電性であ
る）。
【０１１３】デバイスＩＩＩは、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ／
ＰＰＶの６つの二重層の膜からなるが、集成の際にＰＥ
ＤＯＴドーピングレベルを次第に低減させた。これによ
り最終的な二重層中のＰＥＤＯＴは、主としてドープさ
れていない（すなわち、導電性は乏しい）。デバイスＩ
Ｖは、ポリスチレンスルホネート／ＰＰＶの付加的な二
重層が、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ／ＰＰＶフィルム上のキャ
ッピング層として集成されている以外は、デバイスＩＩ
Ｉと同様にして構築する。デバイスＶは、ＰＥＤＯＴが
実質的にドープされていない以外は、デバイスＩＩと同
様に構築する。
ＰＰＶの６つの二重層の膜からなるが、集成の際にＰＥ
ＤＯＴドーピングレベルを次第に低減させた。これによ
り最終的な二重層中のＰＥＤＯＴは、主としてドープさ
れていない（すなわち、導電性は乏しい）。デバイスＩ
Ｖは、ポリスチレンスルホネート／ＰＰＶの付加的な二
重層が、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ／ＰＰＶフィルム上のキャ
ッピング層として集成されている以外は、デバイスＩＩ
Ｉと同様にして構築する。デバイスＶは、ＰＥＤＯＴが
実質的にドープされていない以外は、デバイスＩＩと同
様に構築する。
【０１１４】集成溶液におけるＰＥＤＯＴのドープレベ
ルは、副生物としての無害のＮ2の形成を伴ってｐ−ド
ープされたＰＥＤＯＴを還元するヒドラジンを用いた制
御された反応によって容易に調整される。この様式で、
減少する（または一般に徐々に変化する）ドープレベル
のＰＥＤＯＴを介在層膜に集成することができる。同時
帯電および成長する介在層を介するイオン移送（ion-tr
ansport）によるドープレベルが急変することを抑制す
るために、全体に渡って塩基性溶液媒体を用いた。この
媒体では、より移動性のＨ+イオンの代わりに、ＮＨ4+
イオンが電荷の中立性を維持する。
ルは、副生物としての無害のＮ2の形成を伴ってｐ−ド
ープされたＰＥＤＯＴを還元するヒドラジンを用いた制
御された反応によって容易に調整される。この様式で、
減少する（または一般に徐々に変化する）ドープレベル
のＰＥＤＯＴを介在層膜に集成することができる。同時
帯電および成長する介在層を介するイオン移送（ion-tr
ansport）によるドープレベルが急変することを抑制す
るために、全体に渡って塩基性溶液媒体を用いた。この
媒体では、より移動性のＨ+イオンの代わりに、ＮＨ4+
イオンが電荷の中立性を維持する。
【０１１５】５つの例示的なデバイス（デバイスＩ〜
Ｖ）の製造をここに説明する。
Ｖ）の製造をここに説明する。
【０１１６】デバイスＩ〜Ｖの製造の詳細
（１）ＩＴＯ表面誘導化
十分に特定された、ｐＨ非感受性でレドックス不活性な
４級アンモニウム官能性を用いてＩＴＯ表面を調製する
ために、以下の手順を採用した。
４級アンモニウム官能性を用いてＩＴＯ表面を調製する
ために、以下の手順を採用した。
【０１１７】ＩＴＯ被覆したガラス基板（１０Ω／平
方、Balzers）を最初にパターン化し、ＲＣＡ処方（Ｈ2
Ｏ：Ｈ2Ｏ2：ＮＨ3、１０：２：０．６、５０〜６０
℃、３０分）により浄化した後、真空中で焼成して（１
６５〜７０℃、１５０分）物理吸着した水を除去し、グ
ローブバッグ内で乾燥窒素下に冷却した。
方、Balzers）を最初にパターン化し、ＲＣＡ処方（Ｈ2
Ｏ：Ｈ2Ｏ2：ＮＨ3、１０：２：０．６、５０〜６０
℃、３０分）により浄化した後、真空中で焼成して（１
６５〜７０℃、１５０分）物理吸着した水を除去し、グ
ローブバッグ内で乾燥窒素下に冷却した。
【０１１８】一方、グローブバッグ内で、シリル化浴
（９５℃、２時間）中で基板を処理し、ＩＴＯ表面に結
合する−ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2ＮＨ2基を形成した。シリル化
浴（２０ｍｌ）は、４Åの分子篩により予め乾燥させた
ＨＰＬＣ等級のトルエン（アルドリッチ）中の５ｖｏｌ
％の３−アミノプロピルトリメトキシシラン（アルドリ
ッチ）よりなるものとした。その後、ＨＰＬＣ等級のト
ルエン（１×５０ｍｌ）、ＨＰＬＣ等級のメタノール
（２×５０ｍｌ）、およびＨＰＬＣ等級のイソプロパノ
ール（２×５０ｍｌ）中でこの順に基板を洗浄した。斜
め照明の下での観察による検査では、十分な注意がない
場合に起こり得るシリカゲル形成の兆候は認められなか
った。
（９５℃、２時間）中で基板を処理し、ＩＴＯ表面に結
合する−ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2ＮＨ2基を形成した。シリル化
浴（２０ｍｌ）は、４Åの分子篩により予め乾燥させた
ＨＰＬＣ等級のトルエン（アルドリッチ）中の５ｖｏｌ
％の３−アミノプロピルトリメトキシシラン（アルドリ
ッチ）よりなるものとした。その後、ＨＰＬＣ等級のト
ルエン（１×５０ｍｌ）、ＨＰＬＣ等級のメタノール
（２×５０ｍｌ）、およびＨＰＬＣ等級のイソプロパノ
ール（２×５０ｍｌ）中でこの順に基板を洗浄した。斜
め照明の下での観察による検査では、十分な注意がない
場合に起こり得るシリカゲル形成の兆候は認められなか
った。
【０１１９】続いて、メチル化浴中で暗所で基板を処理
し（２５℃、３時間）、ｐＨ非感受性でレドックス不活
性のプロピルトリメチルアンモニウムイオン（−ＣＨ2
ＣＨ2ＣＨ2ＮＭｅ3 +）へと−ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2ＮＨ2を４
級化した。メチル化浴（２０ｍｌ）は、ＨＰＬＣ等級の
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（アルドリッチ）中の５
ｖｏｌ％のＣＨ3Ｉ（アルドリッチ）および酸スキャベ
ンジャとしての０．５ｖｏｌ％のトリメチルアミンより
なるものとした。その後、脱イオン化したＨ2Ｏ（３×
５０ｍｌ）およびＨＰＬＣ等級のイソプロパノール（１
×５０ｍｌ）中で基板を洗浄し、５０℃で乾燥キャビネ
ット内で乾燥した。この段階での目視による検査によ
り、誘導化したＩＴＯ表面は主として清浄なままである
ことが示された。
し（２５℃、３時間）、ｐＨ非感受性でレドックス不活
性のプロピルトリメチルアンモニウムイオン（−ＣＨ2
ＣＨ2ＣＨ2ＮＭｅ3 +）へと−ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2ＮＨ2を４
級化した。メチル化浴（２０ｍｌ）は、ＨＰＬＣ等級の
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（アルドリッチ）中の５
ｖｏｌ％のＣＨ3Ｉ（アルドリッチ）および酸スキャベ
ンジャとしての０．５ｖｏｌ％のトリメチルアミンより
なるものとした。その後、脱イオン化したＨ2Ｏ（３×
５０ｍｌ）およびＨＰＬＣ等級のイソプロパノール（１
×５０ｍｌ）中で基板を洗浄し、５０℃で乾燥キャビネ
ット内で乾燥した。この段階での目視による検査によ
り、誘導化したＩＴＯ表面は主として清浄なままである
ことが示された。
【０１２０】（２）制御されたＰＥＤＯＴドープレベル
を有するＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ集成溶液の調製 市販の材料（バイエルＡＧの試供品Ａｌ１４０７１）か
ら、減少するレベルのドーピングによるＰＥＤＯＴ：Ｐ
ＳＳの４つの溶液（Ｐ１〜Ｐ４）を調製した。十分にド
ープしたＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの暗青色の溶液２．０ｍｌ
（１．６ｗ／ｖ％全固体）と、以下の容積の５５ｗ／ｖ
％ヒドラジン水和物（アルドリッチ）とを反応させた。
を有するＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ集成溶液の調製 市販の材料（バイエルＡＧの試供品Ａｌ１４０７１）か
ら、減少するレベルのドーピングによるＰＥＤＯＴ：Ｐ
ＳＳの４つの溶液（Ｐ１〜Ｐ４）を調製した。十分にド
ープしたＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの暗青色の溶液２．０ｍｌ
（１．６ｗ／ｖ％全固体）と、以下の容積の５５ｗ／ｖ
％ヒドラジン水和物（アルドリッチ）とを反応させた。
【０１２１】材料Ｐ１を調製するための０．００ｍｌ
（なし）、材料Ｐ２を調製するための０．２０ｍｌ、材
料Ｐ３を調製するための１．０ｍｌ、材料Ｐ４を調製す
るための８．０ｍｌ。
（なし）、材料Ｐ２を調製するための０．２０ｍｌ、材
料Ｐ３を調製するための１．０ｍｌ、材料Ｐ４を調製す
るための８．０ｍｌ。
【０１２２】それぞれ十分な蒸留水と共に封止したアン
バーバイアルに入れ、全反応容積を１０．０ｍｌとし
た。反応混合物を７０℃に３時間加温し、その際にＰＥ
ＤＯＴの脱ドーピング（dedoping）が生起した。その
後、溶液を一夜放置した。沈殿は認められなかった。こ
の結果得られた溶液のＵＶ−可視吸収スペクトル測定に
より（図９に示す）、選択的な脱ドーピングが成功した
ことが示された。Ｐ１溶液のスペクトルが、十分にドー
プされたＰＥＤＯＴ（約３０％のドープ）の特性を示す
のに対し、Ｐ４溶液は、ドープされていないＰＥＤＯＴ
（すなわち、約０％のドープ）の特性を示す。Ｐ２およ
びＰ３のスペクトルは、この２つの間の中間にあり、６
２０ｎｍにおけるπ−π*遷移の補正強度から推定した
ものとして、それぞれ約２５％および２０％に対応す
る。ガラス基板上に流延したミクロン厚の膜における４
つのインラインプローブにより測定したｄｃ伝導率も、
減少するレベルのドーピングと一貫しており、Ｐ１につ
いて１．０Ｓ／ｃｍ、Ｐ２について０．０１Ｓ／ｃｍ、
Ｐ３について０．００８Ｓ／ｃｍ、およびＰ４について
０．００４Ｓ／ｃｍである。
バーバイアルに入れ、全反応容積を１０．０ｍｌとし
た。反応混合物を７０℃に３時間加温し、その際にＰＥ
ＤＯＴの脱ドーピング（dedoping）が生起した。その
後、溶液を一夜放置した。沈殿は認められなかった。こ
の結果得られた溶液のＵＶ−可視吸収スペクトル測定に
より（図９に示す）、選択的な脱ドーピングが成功した
ことが示された。Ｐ１溶液のスペクトルが、十分にドー
プされたＰＥＤＯＴ（約３０％のドープ）の特性を示す
のに対し、Ｐ４溶液は、ドープされていないＰＥＤＯＴ
（すなわち、約０％のドープ）の特性を示す。Ｐ２およ
びＰ３のスペクトルは、この２つの間の中間にあり、６
２０ｎｍにおけるπ−π*遷移の補正強度から推定した
ものとして、それぞれ約２５％および２０％に対応す
る。ガラス基板上に流延したミクロン厚の膜における４
つのインラインプローブにより測定したｄｃ伝導率も、
減少するレベルのドーピングと一貫しており、Ｐ１につ
いて１．０Ｓ／ｃｍ、Ｐ２について０．０１Ｓ／ｃｍ、
Ｐ３について０．００８Ｓ／ｃｍ、およびＰ４について
０．００４Ｓ／ｃｍである。
【０１２３】ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ集成溶液を調製するた
めに、結果的に得られたＰ１〜Ｐ４溶液のそれぞれ９．
５ｍｌと、１０ｍｌの５０ｍＭＮａＣｌ水溶液とを混合
して最終イオン強度を２５ｍＭに固定し、５０μｌの３
５ｗ／ｖ％ＮＨ3水溶液を添加することによりｐＨを１
１に調整した。したがって、これにより、集成溶液中の
約０．１５ｗ／ｖ％の全高分子固体が与えられた。Ｎａ
Ｃｌ溶液は、脱イオン化した水を用いて作製した。溶液
のイオン強度は２５ｍＭに保持し、市販の高分子電解質
中の不純物の影響を排除すると共に、自己組織化のため
の一定のイオン的基盤を与えるものとした。
めに、結果的に得られたＰ１〜Ｐ４溶液のそれぞれ９．
５ｍｌと、１０ｍｌの５０ｍＭＮａＣｌ水溶液とを混合
して最終イオン強度を２５ｍＭに固定し、５０μｌの３
５ｗ／ｖ％ＮＨ3水溶液を添加することによりｐＨを１
１に調整した。したがって、これにより、集成溶液中の
約０．１５ｗ／ｖ％の全高分子固体が与えられた。Ｎａ
Ｃｌ溶液は、脱イオン化した水を用いて作製した。溶液
のイオン強度は２５ｍＭに保持し、市販の高分子電解質
中の不純物の影響を排除すると共に、自己組織化のため
の一定のイオン的基盤を与えるものとした。
【０１２４】（３）ＰＰＶ−ＴＨＴ集成溶液の調製
ＰＰＶ−ＴＨＴ集成溶液を調製するために、メタノール
中の２．０５ｇのポリ（ｐ−キシリレンテトラヒドロチ
オフェニウム塩酸塩）溶液（１．１ｗ／ｖ％全固体、標
準的な文献的手順により調製、例えば、R. A. Wesslin
g、「キシリレンビスアルキルスルホニウム塩の重合（T
he polymerisation of xylylen bisalkylsulfonium sal
ts）」、ジャーナル・オブ・ポリマー・サイエンス・ポ
リマー・シンポジウム（Journal of Polymer Science P
olymer Symposium） 72, pp 55-66, 1985を参照するこ
とができる）と、１８ｍｌの２５ｍＭＮａＣｌ溶液とを
混合し、５０μｌの３５ｗ／ｖ％ＮＨ3水溶液を添加す
ることによりｐＨを１１に調整した。したがって、集成
溶液中のＰＰＶ−ＴＨＴ含有量は、約０．１ｗ／ｖ％で
あった。
中の２．０５ｇのポリ（ｐ−キシリレンテトラヒドロチ
オフェニウム塩酸塩）溶液（１．１ｗ／ｖ％全固体、標
準的な文献的手順により調製、例えば、R. A. Wesslin
g、「キシリレンビスアルキルスルホニウム塩の重合（T
he polymerisation of xylylen bisalkylsulfonium sal
ts）」、ジャーナル・オブ・ポリマー・サイエンス・ポ
リマー・シンポジウム（Journal of Polymer Science P
olymer Symposium） 72, pp 55-66, 1985を参照するこ
とができる）と、１８ｍｌの２５ｍＭＮａＣｌ溶液とを
混合し、５０μｌの３５ｗ／ｖ％ＮＨ3水溶液を添加す
ることによりｐＨを１１に調整した。したがって、集成
溶液中のＰＰＶ−ＴＨＴ含有量は、約０．１ｗ／ｖ％で
あった。
【０１２５】（４）高分子電解質の自己組織化
介在層膜を形成するために、それぞれの高分子電解質溶
液を作製した後２時間以内に、層流キャビネット内で室
温（２２℃）で高分子電解質の自己組織化を行った。
液を作製した後２時間以内に、層流キャビネット内で室
温（２２℃）で高分子電解質の自己組織化を行った。
【０１２６】（ａ）デバイスＩＩのための介在層の１つ
の二重層を集成するために、誘導化したＩＴＯ基板をＰ
１溶液に１０分間浸し、合計で１分間２×３０ｍｌの新
鮮な脱イオン化した水で激しくリンスした後、ＰＰＶ−
ＴＨＴ溶液に１０分間浸し、最後に２×３０ｍｌの新鮮
な脱イオン化した水中で１分間リンスした。このサイク
ルを５回以上繰り返し、ＩＴＯ陽極上に十分にドープし
たＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ／ＰＰＶの６つの二重層の膜を集
成した。
の二重層を集成するために、誘導化したＩＴＯ基板をＰ
１溶液に１０分間浸し、合計で１分間２×３０ｍｌの新
鮮な脱イオン化した水で激しくリンスした後、ＰＰＶ−
ＴＨＴ溶液に１０分間浸し、最後に２×３０ｍｌの新鮮
な脱イオン化した水中で１分間リンスした。このサイク
ルを５回以上繰り返し、ＩＴＯ陽極上に十分にドープし
たＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ／ＰＰＶの６つの二重層の膜を集
成した。
【０１２７】（ｂ）デバイスＩＩＩにおける介在層の最
初の３つの二重層は、デバイスＩＩについて前記した手
順に従って製造した。その後、次の集成サイクルのため
に、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ集成溶液をＰ２に変え、次いで
Ｐ３および最後にＰ４とした。よって、結果的に得られ
る高分子多重層膜の理想的な組成は、３０％ドープ（十
分なドープ）ＰＥＤＯＴの３つの二重層であり、２５％
ドープＰＥＤＯＴの１つの二重層が続き、次いで２０％
ドーブＰＥＤＯＴの１つの二重層であり、最後にドープ
していないＰＥＤＯＴの１つの二重層である。
初の３つの二重層は、デバイスＩＩについて前記した手
順に従って製造した。その後、次の集成サイクルのため
に、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ集成溶液をＰ２に変え、次いで
Ｐ３および最後にＰ４とした。よって、結果的に得られ
る高分子多重層膜の理想的な組成は、３０％ドープ（十
分なドープ）ＰＥＤＯＴの３つの二重層であり、２５％
ドープＰＥＤＯＴの１つの二重層が続き、次いで２０％
ドーブＰＥＤＯＴの１つの二重層であり、最後にドープ
していないＰＥＤＯＴの１つの二重層である。
【０１２８】（ｃ）デバイスＩＶにおける介在層膜の最
初の６つの二重層を、デバイスＩＩＩについて前記した
ようにして製造した。その後、ポリ（スチレンスルホン
酸ナトリウム塩）の高分子陰イオン溶液中、次いでＰＰ
Ｖ−ＴＨＴの高分子陽イオン溶液による付加的な集成サ
イクルを使用し、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ／ＰＰＶ膜上のＰ
ＳＳ／ＰＰＶのキャッピング層を集成した。ポリ（スチ
レンスルホン酸）溶液は、２４ｍｇのポリ（スチレンス
ルホン酸ナトリウム塩）（分子量＝７０，０００、アル
ドリッチより）を２０ｍｌの２５ｍＭＮａＣｌ溶液に添
加し、５０μｌの３５ｗ／ｖ％ＮＨ3水溶液の添加によ
りｐＨを１１に調整することにより作製した。
初の６つの二重層を、デバイスＩＩＩについて前記した
ようにして製造した。その後、ポリ（スチレンスルホン
酸ナトリウム塩）の高分子陰イオン溶液中、次いでＰＰ
Ｖ−ＴＨＴの高分子陽イオン溶液による付加的な集成サ
イクルを使用し、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ／ＰＰＶ膜上のＰ
ＳＳ／ＰＰＶのキャッピング層を集成した。ポリ（スチ
レンスルホン酸）溶液は、２４ｍｇのポリ（スチレンス
ルホン酸ナトリウム塩）（分子量＝７０，０００、アル
ドリッチより）を２０ｍｌの２５ｍＭＮａＣｌ溶液に添
加し、５０μｌの３５ｗ／ｖ％ＮＨ3水溶液の添加によ
りｐＨを１１に調整することにより作製した。
【０１２９】集成プロセスの終了に際し、グローブボッ
クス内の真空加熱リグに基板を移し、動的真空（１０-6
ｍｂａｒ未満の圧力）で２時間７０℃で焼成し、自己組
織化した高分子電解質膜から緩く結合した水分子を除去
し、ＰＰＶ−ＴＨＴの部分的変換を行って、オリゴ−ｐ
−フェニレンビニレン配列の短い共役部分を得た。これ
より高い焼成温度では、低電圧でデバイスを駆動した際
に、相当な非生産的な漏れ電流を引き起こすことが認め
られた。後続する工程は、全てグローブボックス内で行
った。
クス内の真空加熱リグに基板を移し、動的真空（１０-6
ｍｂａｒ未満の圧力）で２時間７０℃で焼成し、自己組
織化した高分子電解質膜から緩く結合した水分子を除去
し、ＰＰＶ−ＴＨＴの部分的変換を行って、オリゴ−ｐ
−フェニレンビニレン配列の短い共役部分を得た。これ
より高い焼成温度では、低電圧でデバイスを駆動した際
に、相当な非生産的な漏れ電流を引き起こすことが認め
られた。後続する工程は、全てグローブボックス内で行
った。
【０１３０】（５）発光性高分子および金属陰極の形成
１．５ｗ／ｖ％ｐ−キシレン溶液から、１４００ｒｐｍ
でのスピンコートによって、自己組織化した高分子膜の
頂部に８６０Åの５ＢＴＦ８膜を形成させた。シャドウ
マスクを介して１０-6ｍｂａｒのベース圧力の下、２０
Å／ｓにて２０００Åのカルシウム層を熱蒸着し、それ
ぞれのデバイス基板上に８つの１．５ｍｍ2（公称）の
発光ダイオードを画成した。その後、カルシウム上に、
厚さ１０００Åの薄いアルミニウム保護層を蒸着した。
でのスピンコートによって、自己組織化した高分子膜の
頂部に８６０Åの５ＢＴＦ８膜を形成させた。シャドウ
マスクを介して１０-6ｍｂａｒのベース圧力の下、２０
Å／ｓにて２０００Åのカルシウム層を熱蒸着し、それ
ぞれのデバイス基板上に８つの１．５ｍｍ2（公称）の
発光ダイオードを画成した。その後、カルシウム上に、
厚さ１０００Åの薄いアルミニウム保護層を蒸着した。
【０１３１】（６）対照デバイス
ＲＣＡ浄化ＩＴＯ基板を調製し、０．８ｗ／ｖ％の水溶
液から１８５０ｒｐｍの割合でこの上に３２０ÅのＰＥ
ＤＯＴ：ＰＳＳ膜をスピンコートすることにより、二重
層対照デバイスＩを製造した。その後、（４）の部分に
記載したようにして膜を７０℃で焼成し、その後８６０
Åの５ＢＴＦ８膜、続いて２０００Åのカルシウム層お
よび１０００Åのアルミニウム保護層を、（５）の部分
に記載したようにして形成させた。
液から１８５０ｒｐｍの割合でこの上に３２０ÅのＰＥ
ＤＯＴ：ＰＳＳ膜をスピンコートすることにより、二重
層対照デバイスＩを製造した。その後、（４）の部分に
記載したようにして膜を７０℃で焼成し、その後８６０
Åの５ＢＴＦ８膜、続いて２０００Åのカルシウム層お
よび１０００Åのアルミニウム保護層を、（５）の部分
に記載したようにして形成させた。
【０１３２】製造プロセスにおける変動による散らばり
を低減するために、５つのデバイスの全てを１つのバッ
チで製造した。
を低減するために、５つのデバイスの全てを１つのバッ
チで製造した。
【０１３３】図１０〜１４は、デバイスＩ〜Ｖの代表的
な性能をそれぞれ示す。それぞれの図の上側の図は、印
加電圧に対するデバイスの明るさ並びにデバイスを介す
る電流密度を示す。それぞれの図の下側の図は、印加電
圧に対するデバイスの電力効率並びに量子効率を示す。
な性能をそれぞれ示す。それぞれの図の上側の図は、印
加電圧に対するデバイスの明るさ並びにデバイスを介す
る電流密度を示す。それぞれの図の下側の図は、印加電
圧に対するデバイスの電力効率並びに量子効率を示す。
【０１３４】以下の表に、選択された明るさにおけるデ
バイスの駆動電圧および電力効率をまとめる。データ
は、それぞれの種類のデバイスの３〜４個を平均して得
たものである。
バイスの駆動電圧および電力効率をまとめる。データ
は、それぞれの種類のデバイスの３〜４個を平均して得
たものである。
【０１３５】
【表１】
【０１３６】これらの結果は、層状にしたＰＥＤＯＴ：
ＰＳＳ／ＰＰＶ介在層により、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ単独
で構築した対照デバイスを超えるほどに、デバイスの電
力効率が有意義に改良されることを示す。前記した表か
ら、３〜４Ｖの中程度に低い駆動および約１０ｃｄ／ｍ
2の明るさにおける電力効率の３０倍〜４０倍の改良
が、介在層デバイスＩＩ〜Ｖについて達成される。さら
に低い電圧であっても、これらのデバイスはより効率的
である。２０〜３０ｌｍ／Ｗに至る電力効率は、デバイ
スのターンオン直後に容易に達成される。（明るさに対
してデバイスの電力効率をプロットした図１５を参照）
電力効率は、駆動電圧および明るさが増加するとともに
減少する。しかしながら、１０００ｃｄ／ｍ2の中程度
に高い明るさであってなお、対照デバイスの２倍〜３倍
を超える程度に増強されている。高いｌｍ／Ｗ値をより
高い明るさにシフトさせる１つの手法は、５ＢＴＦ８層
の厚さを増加させることである。特に、約１０００、１
２００、１５００、または約２０００Åまでも厚さを増
加させることができる。
ＰＳＳ／ＰＰＶ介在層により、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ単独
で構築した対照デバイスを超えるほどに、デバイスの電
力効率が有意義に改良されることを示す。前記した表か
ら、３〜４Ｖの中程度に低い駆動および約１０ｃｄ／ｍ
2の明るさにおける電力効率の３０倍〜４０倍の改良
が、介在層デバイスＩＩ〜Ｖについて達成される。さら
に低い電圧であっても、これらのデバイスはより効率的
である。２０〜３０ｌｍ／Ｗに至る電力効率は、デバイ
スのターンオン直後に容易に達成される。（明るさに対
してデバイスの電力効率をプロットした図１５を参照）
電力効率は、駆動電圧および明るさが増加するとともに
減少する。しかしながら、１０００ｃｄ／ｍ2の中程度
に高い明るさであってなお、対照デバイスの２倍〜３倍
を超える程度に増強されている。高いｌｍ／Ｗ値をより
高い明るさにシフトさせる１つの手法は、５ＢＴＦ８層
の厚さを増加させることである。特に、約１０００、１
２００、１５００、または約２０００Åまでも厚さを増
加させることができる。
【０１３７】ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ／ＰＰＶ介在層の構成
は、正孔を移送するが電子を遮断する作用を与えると考
えられ、これにより、電荷の再結合が促進されが、発光
体層に対する励起の遮断が助成される。層状にしたＰＥ
ＤＯＴ：ＰＳＳ／ＰＰＶ集成体における、特に終止層と
しての半導体性ＰＰＶ層の存在は、この点において重要
な役割を果たすと考えられる。半変換された（semi-con
verted）ＰＰＶは、ＰＥＤＯＴ、Ｆ８ＢＴ、およびＦ８
の場合（図１６ａ参照）より数十エレクトロンボルト高
い、電子移送についてのＬＵＭＯ準位を有することが予
期され、これにより、反対方向から界面を横切る電子に
対して遮断効果を及ぼし得るものである。遮断された電
子は、デバイス内の電界を有利に再分布させ、デバイス
に注入される電子と正孔とのバランスが改善される。ま
た、ＰＰＶ層は、さらに後続して形成される励起を、幾
分かの非放射性の損失に至るＩＴＯ陽極との直接接触か
ら隔離するよう補助する。一方、ＰＥＤＯＴは、介在層
に対して正孔移送作用を与え、発光体層による界面を横
切る正孔の注入を補助する。よって、正味の効果は、改
良された電子−正孔捕捉に関連した改良された電子−正
孔バランス、および高い割合の放射再結合ということに
なろう。これは、介在層デバイスにおいて観察される大
幅に改良された電力効率に至ると考えられる。
は、正孔を移送するが電子を遮断する作用を与えると考
えられ、これにより、電荷の再結合が促進されが、発光
体層に対する励起の遮断が助成される。層状にしたＰＥ
ＤＯＴ：ＰＳＳ／ＰＰＶ集成体における、特に終止層と
しての半導体性ＰＰＶ層の存在は、この点において重要
な役割を果たすと考えられる。半変換された（semi-con
verted）ＰＰＶは、ＰＥＤＯＴ、Ｆ８ＢＴ、およびＦ８
の場合（図１６ａ参照）より数十エレクトロンボルト高
い、電子移送についてのＬＵＭＯ準位を有することが予
期され、これにより、反対方向から界面を横切る電子に
対して遮断効果を及ぼし得るものである。遮断された電
子は、デバイス内の電界を有利に再分布させ、デバイス
に注入される電子と正孔とのバランスが改善される。ま
た、ＰＰＶ層は、さらに後続して形成される励起を、幾
分かの非放射性の損失に至るＩＴＯ陽極との直接接触か
ら隔離するよう補助する。一方、ＰＥＤＯＴは、介在層
に対して正孔移送作用を与え、発光体層による界面を横
切る正孔の注入を補助する。よって、正味の効果は、改
良された電子−正孔捕捉に関連した改良された電子−正
孔バランス、および高い割合の放射再結合ということに
なろう。これは、介在層デバイスにおいて観察される大
幅に改良された電力効率に至ると考えられる。
【０１３８】この結果、移送層について、選択された光
出力を生成するために必要な駆動電圧は、これらの介在
層デバイスについては相当に低減される。動作の際のデ
バイスにおける電気的応力が低減され、これにより、通
常はより長い動作寿命に至ることから、このことは極め
て望ましい。駆動電圧の低減は、徐々に変化させた介在
層のデバイスＩＩＩおよびＶについて最も顕著である。
例えば、１０００ｃｄ／ｍ2をもたらすのに必要な電圧
は、対照デバイスＩについての７．１Ｖから、介在層デ
バイスＩＩにおける６．３Ｖまで、さらに徐々に変化さ
せた介在層デバイスＩＩＩおよびＩＶについての５．５
Ｖまで低下する。電子的に階調化した（electronically
-graded）介在層を有するデバイスにおける改良は、そ
の電力効率の増強が弱いことに起因する少ない寄与と相
俟って、電流注入の容易性が増加したことに帰するとこ
ろが大きい。これは、印加電圧に対する、異なるデバイ
スを介しての電流密度をプロットした図１７、および明
るさに対する、種々のデバイスについての駆動電流をプ
ロットした図１８に、より明瞭に示されている。すなわ
ち、電子的性質における階調化を介在層内に構築するこ
とができ、このような階調化を利用してＯＬＥＤｓの性
能を改良することができることが明瞭に示されている。
出力を生成するために必要な駆動電圧は、これらの介在
層デバイスについては相当に低減される。動作の際のデ
バイスにおける電気的応力が低減され、これにより、通
常はより長い動作寿命に至ることから、このことは極め
て望ましい。駆動電圧の低減は、徐々に変化させた介在
層のデバイスＩＩＩおよびＶについて最も顕著である。
例えば、１０００ｃｄ／ｍ2をもたらすのに必要な電圧
は、対照デバイスＩについての７．１Ｖから、介在層デ
バイスＩＩにおける６．３Ｖまで、さらに徐々に変化さ
せた介在層デバイスＩＩＩおよびＩＶについての５．５
Ｖまで低下する。電子的に階調化した（electronically
-graded）介在層を有するデバイスにおける改良は、そ
の電力効率の増強が弱いことに起因する少ない寄与と相
俟って、電流注入の容易性が増加したことに帰するとこ
ろが大きい。これは、印加電圧に対する、異なるデバイ
スを介しての電流密度をプロットした図１７、および明
るさに対する、種々のデバイスについての駆動電流をプ
ロットした図１８に、より明瞭に示されている。すなわ
ち、電子的性質における階調化を介在層内に構築するこ
とができ、このような階調化を利用してＯＬＥＤｓの性
能を改良することができることが明瞭に示されている。
【０１３９】導電性における階調化または正孔移送につ
いてのＨＯＭＯ準位は、図１６ｂに概略的に示す図式に
至るものと考えられる。正孔移送または電子移送の状態
が、その間に階調を有する隣接する層におけるものとエ
ネルギー的に（および／または分子的性質において）よ
り密接に整合する介在層を製造することにより、隣接す
る層の間の電荷移送についての熱力学的エネルギーの不
整合が低減される。注入界面における熱力学的障壁は、
例えば、発光高分子との間に電子的に急峻な界面を与え
る十分にドープされたＰＥＤＯＴ層を利用する従来の二
重層デバイスにおける場合と比較すると、階調化した介
在層デバイスにおいては、より小さくなると共により急
峻でないようになる。さらに、このような階調化によっ
て、介在層自体を介して徐々に変化することを可能にす
ると、電界が界面において急激に発生することも回避さ
れる。これにより、通常はデバイスの劣化が増強される
に至る、界面における電荷の蓄積を低減させることがで
きる。総括すると、介在層の電子的性質がこのように空
間的に徐々に変化することにより、ＯＬＥＤｓにおい
て、よりバランスのとれた電子−正孔注入を、より低い
駆動電圧で達成することが可能となる。
いてのＨＯＭＯ準位は、図１６ｂに概略的に示す図式に
至るものと考えられる。正孔移送または電子移送の状態
が、その間に階調を有する隣接する層におけるものとエ
ネルギー的に（および／または分子的性質において）よ
り密接に整合する介在層を製造することにより、隣接す
る層の間の電荷移送についての熱力学的エネルギーの不
整合が低減される。注入界面における熱力学的障壁は、
例えば、発光高分子との間に電子的に急峻な界面を与え
る十分にドープされたＰＥＤＯＴ層を利用する従来の二
重層デバイスにおける場合と比較すると、階調化した介
在層デバイスにおいては、より小さくなると共により急
峻でないようになる。さらに、このような階調化によっ
て、介在層自体を介して徐々に変化することを可能にす
ると、電界が界面において急激に発生することも回避さ
れる。これにより、通常はデバイスの劣化が増強される
に至る、界面における電荷の蓄積を低減させることがで
きる。総括すると、介在層の電子的性質がこのように空
間的に徐々に変化することにより、ＯＬＥＤｓにおい
て、よりバランスのとれた電子−正孔注入を、より低い
駆動電圧で達成することが可能となる。
【０１４０】上記したように、少なくとも１つの高分子
層は、層の厚さ方向に沿って変化する電子的および／ま
たは光学的性質を有する。本方法のこの観点の幾つかの
好適な（必須ではないが）一般的特徴をここに記載す
る。
層は、層の厚さ方向に沿って変化する電子的および／ま
たは光学的性質を有する。本方法のこの観点の幾つかの
好適な（必須ではないが）一般的特徴をここに記載す
る。
【０１４１】好ましくは、高分子層が一連の二重層から
なる場合は、それぞれの二重層は２つの構成部分により
形成され、その一方は好ましくは半導体（例えばＰＰ
Ｖ）であり、他方は好ましくは導電性（例えばＰＥＤＯ
Ｔ−ＰＳＳ）である。半導体は（存在する場合）、デバ
イスの導電性材料（存在する場合）と発光材料との間の
中間的なエネルギー準位を好適に与える。好ましくは、
発光材料と当接する（または最も隣接する）サブ層は、
半導体よりなるサブ層とする。最後のサブ層と発光材料
との間に、他の層（例えば導電性の層）が存在してもよ
い。順次の二重層の構成材料は同一である必要はなく、
例えば、それぞれの層において異なる導電性材料を使用
することができる。１以上の二重層を、２以上のサブ層
を有する層によって置換するようにしてもよい。それぞ
れのサブ層は、適切には高分子材料により形成され、好
ましくは１つの高分子鎖の深さとする（正確な厚さは、
鎖の立体配座によって決定される）。幾つかの好適な態
様では、導電性材料の伝導エネルギー準位は、一連の二
重層の間で変動し、好ましくは、発光材料へと向かう方
向において、発光材料のＨＯＭＯまたはＬＵＭＯ準位へ
と向かって、一連の二重層の間で増加または減少する。
特に、導電性材料の性質がこの様式で変動する場合は、
他の層を省略し、二重層を単一層により実質的に置換す
ることができる。このプロセスは、発光デバイス以外の
デバイス、特に電荷の注入を改良すべき場合に適用する
ことができる。
なる場合は、それぞれの二重層は２つの構成部分により
形成され、その一方は好ましくは半導体（例えばＰＰ
Ｖ）であり、他方は好ましくは導電性（例えばＰＥＤＯ
Ｔ−ＰＳＳ）である。半導体は（存在する場合）、デバ
イスの導電性材料（存在する場合）と発光材料との間の
中間的なエネルギー準位を好適に与える。好ましくは、
発光材料と当接する（または最も隣接する）サブ層は、
半導体よりなるサブ層とする。最後のサブ層と発光材料
との間に、他の層（例えば導電性の層）が存在してもよ
い。順次の二重層の構成材料は同一である必要はなく、
例えば、それぞれの層において異なる導電性材料を使用
することができる。１以上の二重層を、２以上のサブ層
を有する層によって置換するようにしてもよい。それぞ
れのサブ層は、適切には高分子材料により形成され、好
ましくは１つの高分子鎖の深さとする（正確な厚さは、
鎖の立体配座によって決定される）。幾つかの好適な態
様では、導電性材料の伝導エネルギー準位は、一連の二
重層の間で変動し、好ましくは、発光材料へと向かう方
向において、発光材料のＨＯＭＯまたはＬＵＭＯ準位へ
と向かって、一連の二重層の間で増加または減少する。
特に、導電性材料の性質がこの様式で変動する場合は、
他の層を省略し、二重層を単一層により実質的に置換す
ることができる。このプロセスは、発光デバイス以外の
デバイス、特に電荷の注入を改良すべき場合に適用する
ことができる。
【０１４２】ＰＳＳはＰＰＶをある程度ドープし得ると
考えられ、ＰＰＶが、例えば１００℃より高い高温での
焼成により変換される場合は、ドープの程度は増加する
と考えられる。
考えられ、ＰＰＶが、例えば１００℃より高い高温での
焼成により変換される場合は、ドープの程度は増加する
と考えられる。
【０１４３】介在層デバイスは、単一層５ＢＴＦ８デバ
イスと対比される、従来の二重層デバイスのような鋭い
（ダイオードのような）ターンオン特性を示すことを銘
記すべきである。
イスと対比される、従来の二重層デバイスのような鋭い
（ダイオードのような）ターンオン特性を示すことを銘
記すべきである。
【０１４４】重要なことは、本方法により、特に電子的
性質（例えばドーピング）の階調化に対する微細な制御
が可能となり、またこのような階調化の利点が得られる
ということである。
性質（例えばドーピング）の階調化に対する微細な制御
が可能となり、またこのような階調化の利点が得られる
ということである。
【０１４５】この製造方法により、層−層形成技術を利
用して、エネルギー準位またはエネルギー準位の分布
（特に、電荷担体移送に対応するもの）、有効な仕事関
数、電子親和力、イオン化エネルギー、および／または
介在層の厚さ方向に沿うバンドギャップのような１以上
の電子的および／または光学的パラメータが制御された
介在層を構築する手段が提供される。完成したデバイス
において、これらの１以上を、介在層に隣接する１以上
の材料の特性と整合させることにより、障壁（例えばエ
ネルギー障壁）の高さおよび幅の有利な操作を達成する
ことができる。よって、これにより、付加的な制御パラ
メータが与えられ、これを利用して、明るさ、効率、寿
命、駆動電圧、および／または色に関する発光デバイス
（特に有機発光デバイス）の性能を最適化することがで
きる。
用して、エネルギー準位またはエネルギー準位の分布
（特に、電荷担体移送に対応するもの）、有効な仕事関
数、電子親和力、イオン化エネルギー、および／または
介在層の厚さ方向に沿うバンドギャップのような１以上
の電子的および／または光学的パラメータが制御された
介在層を構築する手段が提供される。完成したデバイス
において、これらの１以上を、介在層に隣接する１以上
の材料の特性と整合させることにより、障壁（例えばエ
ネルギー障壁）の高さおよび幅の有利な操作を達成する
ことができる。よって、これにより、付加的な制御パラ
メータが与えられ、これを利用して、明るさ、効率、寿
命、駆動電圧、および／または色に関する発光デバイス
（特に有機発光デバイス）の性能を最適化することがで
きる。
【０１４６】また、この方法は、分子相互作用パラメー
タと介在層の両側の材料との合致を図る手段として組成
の階調化を利用するものであり、これにより介在層に接
触する２つの材料の間で、所望のレベルの形成を維持す
ることができる。また、これにより、デバイスの性能を
さらに最適化することが可能となる。
タと介在層の両側の材料との合致を図る手段として組成
の階調化を利用するものであり、これにより介在層に接
触する２つの材料の間で、所望のレベルの形成を維持す
ることができる。また、これにより、デバイスの性能を
さらに最適化することが可能となる。
【０１４７】ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ層の厚さを介する階調
化に対するこの手法は、他の材料、特に高分子（オリゴ
マーを含む）に適用することができる。この手法を使用
して、層の厚さを介する１以上の以下の特性、すなわ
ち、組成、ドーピングのレベル、電子親和力、イオン化
電位、仕事関数、バンドギャップ、および電荷注入およ
び／または形成を制御する分子相互作用を変化させるこ
とができる。好ましくは、この変化は、異なる組成の複
数のサブ層からなるＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ層により与えら
れる。デバイスにおいて、前記した原理を具体化する代
替的な材料を使用することができる。例えば、スルホン
化されたもしくは他の適切な誘導体とされたポリアニリ
ン、ポリチオフェン、ポリ（ビニルカルバゾール）、ポ
リ（ビニルナフタレン）あるいはこれらに基づく材料、
または他の材料を使用することができる。
化に対するこの手法は、他の材料、特に高分子（オリゴ
マーを含む）に適用することができる。この手法を使用
して、層の厚さを介する１以上の以下の特性、すなわ
ち、組成、ドーピングのレベル、電子親和力、イオン化
電位、仕事関数、バンドギャップ、および電荷注入およ
び／または形成を制御する分子相互作用を変化させるこ
とができる。好ましくは、この変化は、異なる組成の複
数のサブ層からなるＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ層により与えら
れる。デバイスにおいて、前記した原理を具体化する代
替的な材料を使用することができる。例えば、スルホン
化されたもしくは他の適切な誘導体とされたポリアニリ
ン、ポリチオフェン、ポリ（ビニルカルバゾール）、ポ
リ（ビニルナフタレン）あるいはこれらに基づく材料、
または他の材料を使用することができる。
【０１４８】発光デバイスにおいては、階調化された徐
々に変化する層は、適切には発光材料に隣接して存在さ
せることができ、これは陽極または陽極に接触する層
（例えばＰＥＤＯＴ）と発光材料との間の界面、および
／または陰極または陰極に接触する層と発光高分子との
間の界面、および／または２つの発光材料の間の界面と
することができる。階調化された徐々に変化する層の厚
さは、適切には５〜１０００Å以上の範囲、好ましくは
５〜２００Å以上の範囲である。
々に変化する層は、適切には発光材料に隣接して存在さ
せることができ、これは陽極または陽極に接触する層
（例えばＰＥＤＯＴ）と発光材料との間の界面、および
／または陰極または陰極に接触する層と発光高分子との
間の界面、および／または２つの発光材料の間の界面と
することができる。階調化された徐々に変化する層の厚
さは、適切には５〜１０００Å以上の範囲、好ましくは
５〜２００Å以上の範囲である。
【０１４９】階調化された層は、適切には高分子層、好
ましくは高分子介在層とする。階調化された層は、適切
には一連の異なる性質（例えば組成）のサブ層を形成さ
せることによって、または所定の層（または一連のサブ
層）を形成させることによって形成され、形成工程の幾
つかもしくは全てまたは単に最終形成工程に続いて、少
なくとも最後に形成された層／サブ層の性質を改変する
工程を行うものとする。層またはサブ層は、膜の形態と
することができる。
ましくは高分子介在層とする。階調化された層は、適切
には一連の異なる性質（例えば組成）のサブ層を形成さ
せることによって、または所定の層（または一連のサブ
層）を形成させることによって形成され、形成工程の幾
つかもしくは全てまたは単に最終形成工程に続いて、少
なくとも最後に形成された層／サブ層の性質を改変する
工程を行うものとする。層またはサブ層は、膜の形態と
することができる。
【０１５０】完成した階調化層は、適切にはその厚さの
方向において、組成の変化を有する。これにより、適切
には、その厚さを横切る電子的または分子的性質の変化
が導かれる。この組成の空間的な変化は、散漫なものま
たは急峻なものとすることができ、層の厚さの全部また
は一部に渡って延在するものとすることができる。例え
ば、この変化は、順次の様式で互いに配置された２以上
の完全に別個の化学的実体（例えば、デバイスＩにおけ
るようなＰＥＤＯＴとＰＰＶ）から、または介在層材料
のドープまたは脱ドープのレベルの連続的な変化（例え
ば、デバイスＩＩ〜ＩＶにおけるような骨格帯電（back
bone charging）の程度が異なるＰＥＤＯＴ）から誘導
することができる。組成の変動は、層を最初に製造する
場合に存在させることができ、またはその製造の後の物
理的および／または化学的処理によって、例えば、電磁
気放射（例えばＵＶ照射）またはプラズマに含まれるよ
うな高エネルギー粒子に露呈することによって、または
拡散、化学量論、時間、反応性、および濃度の１以上に
より限定される化学反応によって誘導することができ
る。
方向において、組成の変化を有する。これにより、適切
には、その厚さを横切る電子的または分子的性質の変化
が導かれる。この組成の空間的な変化は、散漫なものま
たは急峻なものとすることができ、層の厚さの全部また
は一部に渡って延在するものとすることができる。例え
ば、この変化は、順次の様式で互いに配置された２以上
の完全に別個の化学的実体（例えば、デバイスＩにおけ
るようなＰＥＤＯＴとＰＰＶ）から、または介在層材料
のドープまたは脱ドープのレベルの連続的な変化（例え
ば、デバイスＩＩ〜ＩＶにおけるような骨格帯電（back
bone charging）の程度が異なるＰＥＤＯＴ）から誘導
することができる。組成の変動は、層を最初に製造する
場合に存在させることができ、またはその製造の後の物
理的および／または化学的処理によって、例えば、電磁
気放射（例えばＵＶ照射）またはプラズマに含まれるよ
うな高エネルギー粒子に露呈することによって、または
拡散、化学量論、時間、反応性、および濃度の１以上に
より限定される化学反応によって誘導することができ
る。
【０１５１】本発明の利点を示すために、本発明におい
て具体化した超薄型の高分子介在層および階調化した移
送介在層の一般的原理に基づいて、自己組織化において
用いる材料の変形態様を使用し、比較的大きい１６ｍｍ
2のデバイスを構築した。
て具体化した超薄型の高分子介在層および階調化した移
送介在層の一般的原理に基づいて、自己組織化において
用いる材料の変形態様を使用し、比較的大きい１６ｍｍ
2のデバイスを構築した。
【０１５２】以下のデバイスは全て、スピンコートによ
り形成させた発光体層としての８００オングストローム
の５ＢＴＦ８、および保護のための５０００オングスト
ロームのＡｇを重ね合わせた１０００オングストローム
のＣａの陰極コンタクトを有する。全体で２４ピクセル
のそれぞれの種類を製造した。
り形成させた発光体層としての８００オングストローム
の５ＢＴＦ８、および保護のための５０００オングスト
ロームのＡｇを重ね合わせた１０００オングストローム
のＣａの陰極コンタクトを有する。全体で２４ピクセル
のそれぞれの種類を製造した。
【０１５３】デバイスＸ：ＩＴＯ／４級化アンモニウム
プロピルシリルカップリング層／（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ
／ＰＰＶ−ＴＨＴ）5／（ＰＳＳ／ＰＰＶ−ＴＨＴ）1／
５Ｆ８ＢＴ／Ｃａ／Ａｇ。このデバイスは、十分にドー
プされたＰＥＤＴ：ＰＳＳにより与えられる介在層にお
ける均一な導電性の高分子から製造され、ＰＰＶ−ＴＨ
Ｔにより与えられる超薄型（１０オングストローム）の
半導体層でキャップされたＩＴＯ陽極界面における超薄
型の（１００オングストローム未満）の電荷注入介在層
を有する。
プロピルシリルカップリング層／（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ
／ＰＰＶ−ＴＨＴ）5／（ＰＳＳ／ＰＰＶ−ＴＨＴ）1／
５Ｆ８ＢＴ／Ｃａ／Ａｇ。このデバイスは、十分にドー
プされたＰＥＤＴ：ＰＳＳにより与えられる介在層にお
ける均一な導電性の高分子から製造され、ＰＰＶ−ＴＨ
Ｔにより与えられる超薄型（１０オングストローム）の
半導体層でキャップされたＩＴＯ陽極界面における超薄
型の（１００オングストローム未満）の電荷注入介在層
を有する。
【０１５４】デバイスＹ：ＩＴＯ／４級化アンモニウム
プロピルシリルカップリング層／（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ
／ＰＶＶ−ＴＨＴ）5／（ＰＳＳ／ＰＰＶ−ＴＨＴ）1／
５Ｆ８ＢＴ／Ｃａ／Ａｇ。このデバイスは、成長の際の
ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの順次の脱ドーピングによって製造
され、ＰＰＶ−ＴＨＴによって与えられる超薄型の半導
体層により最終的にキャップされた階調化された移送の
側面を有する超薄型の電荷注入介在層を有する。
プロピルシリルカップリング層／（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ
／ＰＶＶ−ＴＨＴ）5／（ＰＳＳ／ＰＰＶ−ＴＨＴ）1／
５Ｆ８ＢＴ／Ｃａ／Ａｇ。このデバイスは、成長の際の
ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの順次の脱ドーピングによって製造
され、ＰＰＶ−ＴＨＴによって与えられる超薄型の半導
体層により最終的にキャップされた階調化された移送の
側面を有する超薄型の電荷注入介在層を有する。
【０１５５】デバイスＺ：ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ
／５ＢＴＦ８／Ｃａ／Ａｇ。これは対照デバイスであ
り、これに対してデバイスＸおよびＹの性能を比較す
る。
／５ＢＴＦ８／Ｃａ／Ａｇ。これは対照デバイスであ
り、これに対してデバイスＸおよびＹの性能を比較す
る。
【０１５６】厚さ５００オングストロームのＰＥＤＯ
Ｔ：ＰＳＳ層をスピンコートによって形成させた。
Ｔ：ＰＳＳ層をスピンコートによって形成させた。
【０１５７】図１９〜２１は、デバイスＸ〜Ｚの代表的
な性能をそれぞれ示す。
な性能をそれぞれ示す。
【０１５８】データは、交互の高分子電解質の吸着によ
って形成させたＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ／ＰＰＶの超薄型正
孔移送層（１００オングストローム未満）を有するよう
に製造されたデバイスＸが、一般的なスピンコートによ
って製造した遙かに厚いＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ正孔移送層
を有するように製造された対照デバイスと類似する性能
を与えることを明らかに示している。デバイスＸの最大
輝度効率は５ｌｍ／Ｗであり、これは対照デバイスＺと
極めて類似して、４．０Ｖの駆動電圧および２０ｃｄ／
ｍ2の光出力において生ずる。相対的に遅いターンオン
特性が得られる。１００ｃｄ／ｍ2に必要な駆動電圧
も、両者の場合について類似しており（５．０Ｖ）この
場合、デバイスを介して通過した電流密度約１０ｍＡ／
ｃｍ2である。より高い電圧であっても、デバイスの抵
抗を増加させ、よって駆動電流を制限する超薄型（１０
オングストローム）ＰＳＳ／ＰＰＶキャッピング層の効
果が明らかである。
って形成させたＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ／ＰＰＶの超薄型正
孔移送層（１００オングストローム未満）を有するよう
に製造されたデバイスＸが、一般的なスピンコートによ
って製造した遙かに厚いＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ正孔移送層
を有するように製造された対照デバイスと類似する性能
を与えることを明らかに示している。デバイスＸの最大
輝度効率は５ｌｍ／Ｗであり、これは対照デバイスＺと
極めて類似して、４．０Ｖの駆動電圧および２０ｃｄ／
ｍ2の光出力において生ずる。相対的に遅いターンオン
特性が得られる。１００ｃｄ／ｍ2に必要な駆動電圧
も、両者の場合について類似しており（５．０Ｖ）この
場合、デバイスを介して通過した電流密度約１０ｍＡ／
ｃｍ2である。より高い電圧であっても、デバイスの抵
抗を増加させ、よって駆動電流を制限する超薄型（１０
オングストローム）ＰＳＳ／ＰＰＶキャッピング層の効
果が明らかである。
【０１５９】デバイスＸと比較すると、デバイスＹは、
達成される輝度効率および選択された電圧についてデバ
イスを通過し得る駆動電流の両者において、顕著な改良
を示す。これにより、他の２つのデバイスに対して、そ
の光出力が顕著に増強される。最大輝度効率は、約３．
０Ｖで約１３ｌｍ／Ｗである。２．１Ｖにおいて、デバ
イス性能の鋭いターンオンが認められる。４．５Ｖで１
００ｃｄ／ｍ2の光出力が達成され、これは１０ｍＡ／
ｃｍ2の電流密度を与える。
達成される輝度効率および選択された電圧についてデバ
イスを通過し得る駆動電流の両者において、顕著な改良
を示す。これにより、他の２つのデバイスに対して、そ
の光出力が顕著に増強される。最大輝度効率は、約３．
０Ｖで約１３ｌｍ／Ｗである。２．１Ｖにおいて、デバ
イス性能の鋭いターンオンが認められる。４．５Ｖで１
００ｃｄ／ｍ2の光出力が達成され、これは１０ｍＡ／
ｃｍ2の電流密度を与える。
【０１６０】これらの結果は、この発明の設計原理に固
有の有意義な柔軟性を利用して、適切な材料の選択、お
よび超薄型の電荷注入介在層の製造、そしてこの層の厚
さ方向における移送特性の特に制御された階調化によっ
て、ＯＬＥＤｓの性能を改良することができることを示
す。 ［図面の簡単な説明］
有の有意義な柔軟性を利用して、適切な材料の選択、お
よび超薄型の電荷注入介在層の製造、そしてこの層の厚
さ方向における移送特性の特に制御された階調化によっ
て、ＯＬＥＤｓの性能を改良することができることを示
す。 ［図面の簡単な説明］
【図１】本発明により製造されるＯＬＥＤを示す。
【図２】図１の構造の特定の層の組成の例を示す。
【図３】本発明による記載されたデバイスの例によって
得られる効率を示す。
得られる効率を示す。
【図４】本発明による記載されたデバイスの例によって
得られる電力効率を示す。
得られる電力効率を示す。
【図５】本発明による記載されたデバイスの例によって
得られる輝度を示す。
得られる輝度を示す。
【図６】発光材料として５ＢＴＦ８（５％Ｆ８ＢＴを用
いてドープしたＦ８）を有するデバイスの概略断面図で
ある。
いてドープしたＦ８）を有するデバイスの概略断面図で
ある。
【図７】ポリ（スチレンスルホン酸）ドープポリ（エチ
レンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ）、ポ
リ（２，７−（９，９−ジ−ｎ−オクチルフルオレ
ン））（Ｆ８）、およびポリ（２，７−（９，９−ジ−
ｎ−オクチルフルオレン）−３，６−ベンゾチアジアゾ
ール）（Ｆ８ＢＴ）の化学構造を示す。
レンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ）、ポ
リ（２，７−（９，９−ジ−ｎ−オクチルフルオレ
ン））（Ｆ８）、およびポリ（２，７−（９，９−ジ−
ｎ−オクチルフルオレン）−３，６−ベンゾチアジアゾ
ール）（Ｆ８ＢＴ）の化学構造を示す。
【図８】シリルカップリング層の化学構造を示す。
【図９】デバイスＩ〜ＩＶについて、集成溶液のＵＶ−
可視吸収スペクトル測定を示す。
可視吸収スペクトル測定を示す。
【図１０】デバイスＩの電圧に対する光−出力性能、効
率を示す。
率を示す。
【図１１】デバイスＩＩの電圧に対する光−出力性能、
効率を示す。
効率を示す。
【図１２】デバイスＩＩＩの電圧に対する光−出力性
能、効率を示す。
能、効率を示す。
【図１３】デバイスＩＶの電圧に対する光−出力性能、
効率を示す。
効率を示す。
【図１４】デバイスＶの電圧に対する光−出力性能、効
率を示す。
率を示す。
【図１５】明るさに対するデバイスＩ〜Ｖの電力効率を
示す。
示す。
【図１６】図１６ａおよび１６ｂは、２つの例のデバイ
スにおけるエネルギー準位を示す。
スにおけるエネルギー準位を示す。
【図１７】印加電圧に対してデバイスＩ〜Ｖについて電
流密度をプロットしたものである。
流密度をプロットしたものである。
【図１８】明るさに対してデバイスＩ〜Ｖについて駆動
電圧をプロットしたものである。
電圧をプロットしたものである。
【図１９】デバイスＸの代表的な性能を示す。
【図２０】デバイスＹの代表的な性能を示す。
【図２１】デバイスＺの代表的な性能を示す。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(31)優先権主張番号 ９８１１０１４．１
(32)優先日 平成10年５月21日(1998．5．21)
(33)優先権主張国 イギリス（ＧＢ）
(72)発明者 ホー、ピーター
イギリス国、ケンブリッジ シービー２
１ティーティー セント ジョンズ
カレッジ
(72)発明者 グリーンハム、ネイル クレメント
イギリス国、ケンブリッジ シービー２
１ティーエル クレア カレッジ
(72)発明者 フレンド、リチャード ヘンリー
イギリス国、ケンブリッジ シービー３
９エルジー バートン ロード 37
(72)発明者 バロウズ、ジェレミー
イギリス国、ケンブリッジ シービー１
３キューティー ラスタット ロード
36
(72)発明者 ブライト、クリス
イギリス国、ハンティンドン ピーイー
17 ６エックスユー セント アイヴズ
ヴァン ゴフ プレース ３
(56)参考文献 特開 平８−88402（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−202394（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−319872（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−244616（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−100306（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−5365（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−250283（ＪＰ，Ａ)
特表2000−515578（ＪＰ，Ａ)
Ｍａｔ．Ｒｅｓ．Ｓｏｃ．Ｓｙｍ
ｐ．，1995年，Ｖｏｌ．369，ｐｐ．575
−580
Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｍｅｔａｌｓ,
1997年，84，ｐｐ．621−622
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H05B 33/00 - 33/28
Claims (44)
- 【請求項１】有機発光デバイスを製造する方法であっ
て、第 １の電極を具備する基板を準備し、 第１の電極上に少なくとも１つの高分子層を自己組織化
によって形成し、この少なくとも１つの高分子層の上に
少なくとも１つの有機発光材料の層を自己組織化以外に
よって形成し、この少なくとも１つの有機発光材料の層
の上にデバイスのための第２の電極を形成する工程から
なることを特徴とする有機発光デバイスの製造方法。 - 【請求項２】請求項１記載の方法において、少なくとも
１つの高分子層を形成する前に、基板の表面から物理吸
着した水を除去することをさらに含むことを特徴とする
製造方法。 - 【請求項３】請求項２記載の方法において、物理吸着し
た水を加熱によって除去することを特徴とする製造方
法。 - 【請求項４】請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方
法において、少なくとも１つの高分子層を形成する前
に、カップリング層を形成することをさらに含むことを
特徴とする製造方法。 - 【請求項５】請求項４記載の方法において、第１の電極
をシリル化することによってカップリング層を形成する
ことを特徴とする製造方法。 - 【請求項６】請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方
法において、第１の電極の表面電荷がｐＨ非依存性とな
るよう、第１の電極の表面を調製することをさらに含む
ことを特徴とする製造方法。 - 【請求項７】請求項４記載の方法において、カップリン
グ層がアミノ基を有する場合、アミノ基を４級化して表
面上に正に帯電した４級化した化学種を形成することを
さらに含むことを特徴とする製造方法。 - 【請求項８】請求項４記載の方法において、カップリン
グ層がチオール基を有する場合、チオール基を酸化して
表面上に負に帯電した化学種を形成する工程をさらに含
むことを特徴とする製造方法。 - 【請求項９】請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方
法において、基板は、ガラスまたはプラスチック材料か
らなることを特徴とする製造方法。 - 【請求項１０】請求項９記載の方法において、プラスチ
ック材料は、１以上のポリエステル、ポリカーボネー
ト、またはポリ（エーテルアミド）からなることを特徴
とする製造方法。 - 【請求項１１】請求項１乃至１０のいずれか１項に記載
の方法において、少なくとも１つの自己組織化した高分
子層は、１以上の協働するサブ層の対合からなることを
特徴とする製造方法。 - 【請求項１２】請求項１１記載の方法において、１以上
の協働するサブ層の対合は引き付け力によって相互作用
し、それぞれのサブ層は互いに非類似であることを特徴
とする製造方法。 - 【請求項１３】請求項１２記載の方法において、対合の
一方のサブ層は負に帯電し、対合の他方のサブ層は正に
帯電することを特徴とする製造方法。 - 【請求項１４】請求項１１記載の方法において、１以上
の協働するサブ層の対合は、供与体／受容体相互作用に
よって相互作用することを特徴とする製造方法。 - 【請求項１５】請求項１４記載の方法において、供与体
／受容体相互作用は、水素結合によって与えられること
を特徴とする製造方法。 - 【請求項１６】請求項１１乃至１５のいずれか１項に記
載の方法において、協働するサブ層の対合のそれぞれの
サブ層は、０．３〜２ｎｍの厚さであることを特徴とす
る製造方法。 - 【請求項１７】請求項１１乃至１５のいずれか１項に記
載の方法において、少なくとも１つの高分子層は、０．
３〜２０ｎｍの厚さであることを特徴とする製造方法。 - 【請求項１８】請求項１乃至１７のいずれか１項に記載
の方法において、有機材料は、共役高分子および／また
は低分子量化合物からなることを特徴とする製造方法。 - 【請求項１９】請求項１８記載の方法において、有機材
料は、半導体性共役高分子からなることを特徴とする製
造方法。 - 【請求項２０】請求項１９記載の方法において、有機材
料は、ＰＰＶまたはその誘導体からなることを特徴とす
る製造方法。 - 【請求項２１】請求項１乃至２０のいずれか１項に記載
の方法において、少なくとも１つの有機発光材料の層
は、３０〜１０００ｎｍの厚さであることを特徴とする
製造方法。 - 【請求項２２】有機発光デバイスを製造する方法であっ
て、 基板上にデバイスのための第１の電極を形成し、 第１の電極の表面から物理吸着した水を除去し、第１の
電極の表面にカップリング層を形成し、カップリング層
上に少なくとも１つの高分子層を自己組織化によって形
成し、この少なくとも１つの高分子層上に少なくとも１
つの有機発光材料の層を形成し、 こ の少なくとも１つの発光材料の層上にデバイスのため
の第２の電極を形成する工程からなることを特徴とする
有機発光デバイスの製造方法。 - 【請求項２３】請求項１乃至２２のいずれか１項に記載
の方法において、少なくとも１つの高分子層は、層の厚
さ方向に沿って変動する電子的性質を有することを特徴
とする製造方法。 - 【請求項２４】請求項２３記載の方法において、少なく
とも１つの高分子層を処理して、電子的性質の空間的変
動を形成する工程をさらに含むことを特徴とする製造方
法。 - 【請求項２５】請求項２４記載の方法において、少なく
とも１つの高分子層は、共役材料からなり、電子的性質
の空間的変動を形成する工程は、共役材料の共役の程度
を低減させることからなることを特徴とする製造方法。 - 【請求項２６】請求項２４または２５記載の方法におい
て、少なくとも１つの高分子層を処理する工程は、反応
性の試薬に対して高分子層を露呈して、移送層における
化学反応を促進させることからなることを特徴とする製
造方法。 - 【請求項２７】請求項２６記載の方法において、反応
は、酸化または還元反応であることを特徴とする製造方
法。 - 【請求項２８】請求項２６または２７記載の方法におい
て、反応性の試薬は酸化剤であることを特徴とする製造
方法。 - 【請求項２９】請求項２６乃至２８のいずれか１項に記
載の方法において、試薬は酸素であることを特徴とする
製造方法。 - 【請求項３０】請求項２６乃至２９のいずれか１項に記
載の方法において、試薬はプラズマの形態であることを
特徴とする製造方法。 - 【請求項３１】請求項２３記載の方法において、少なく
とも１つの高分子層を形成する工程は、電子的性質がそ
の厚さ方向に沿って変動する状態で高分子層を形成する
ことからなることを特徴とする製造方法。 - 【請求項３２】請求項３１記載の方法において、高分子
層は、一連のサブ層に形成されることを特徴とする製造
方法。 - 【請求項３３】請求項３１または３２記載の方法におい
て、高分子層は、一連の二重層の形態で形成され、それ
ぞれが異なる材料の２つのサブ層を含むことを特徴とす
る製造方法。 - 【請求項３４】請求項３１乃至３３のいずれか１項に記
載の方法において、高分子層は、それぞれ電子的性質が
異なる材料の一連のサブ層からなるよう形成されること
を特徴とする製造方法。 - 【請求項３５】請求項３４記載の方法において、所定の
材料のサブ層は、高分子層の厚さ方向に沿って前記性質
が徐々に変化することを特徴とする製造方法。 - 【請求項３６】請求項３４または３５記載の方法におい
て、材料は、ポリ（スチレンスルホン酸）からなること
を特徴とする製造方法。 - 【請求項３７】請求項３４乃至３６のいずれか１項に記
載の方法において、サブ層は、電子的性質の差を達成す
るようドープされることを特徴とする製造方法。 - 【請求項３８】請求項３６または３７記載の方法におい
て、サブ層の少なくとも幾つかにおいて、ポリ（スチレ
ンスルホン酸）がポリ（エチレンジオキシチオフェン）
によりドープされていることを特徴とする製造方法。 - 【請求項３９】請求項２３乃至３８のいずれか１項に記
載の方法において、前記性質は、エネルギー準位または
エネルギー準位の分布であることを特徴とする製造方
法。 - 【請求項４０】請求項３９記載の方法において、前記性
質は、イオン化電位であることを特徴とする製造方法。 - 【請求項４１】請求項２３乃至４０のいずれか１項に記
載の方法において、第１の電極から発光層へと向かう方
向において、高分子層のイオン化電位が、第１の電極の
伝導帯から離れる方向に変動することを特徴とする製造
方法。 - 【請求項４２】請求項２３乃至４１のいずれか１項に記
載の方法において、第１の電極から発光層へと向かう方
向において、高分子層のイオン化電位が、発光層のＨＯ
ＭＯ準位へと向かって変動することを特徴とする製造方
法。 - 【請求項４３】有機発光デバイスであって、第１の電極
と第２の電極との間の少なくとも１つの有機発光材料の
層であって、自己組織化以外によって形成された少なく
とも１つの有機発光材料と、第１および第２の電極の内
の１つと少なくとも１つの有機発光材料との間の少なく
とも１つの高分子層であって、自己組織化によって形成
された少なくとも１つの高分子層とからなることを特徴
とする有機発光デバイス。 - 【請求項４４】請求項４３記載の有機発光デバイスにお
いて、少なくとも１つの高分子層は、層の厚さ方向に沿
って変動する電子的性質を有することを特徴とする有機
発光デバイス。
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