(57)【要約】溶液中の可溶性エレクトロルミネッセントポリマーに様々の添加物を加えることがスクリーン印刷された発光ポリマー系デバイスの印刷性および性能を向上させるために用いられる。そのような添加物の例には、透明なポリマー、ゲル化抑制剤、高粘度液体、有機および無機塩、および酸化物ナノ粒子が含まれる。それらの添加物は、エレクトロルミネッセントポリマーインクの粘度を制御するために、溶媒蒸発速度を減少させるために、およびインクのコンシステンシーと使用時間を改善するために用いられる。加えて、それらの活性は、スクリーン印刷可能なエレクトロルミネッセントポリマーインクから作られた発光デバイスの電荷注入およびパワー効率を改善し得る。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーン印刷可能な発光ポリマー系インクであって、
可溶性エレクトロルミネッセント有機材料；
摂氏約１２０ないし２００度の沸点を有する有機溶媒である第１の添加物；および
約５０センチポイズを超える粘度を維持するために加えられる粘度増加剤である第２の添加物
を含むインク。
【請求項２】
前記可溶性エレクトロルミネッセント有機材料が共役ポリマーである請求項１記載のインク。
【請求項３】
前記可溶性エレクトロルミネッセント有機材料が、電荷輸送ポリマーに埋め込まれた有機発色団である請求項１記載のインク。
【請求項４】
前記有機溶媒が、約８．８ないし１０．０（ｃａｌ／ｃｍ3 ）1/2 の溶解パラメーターを有する請求項１記載のインク。
【請求項５】
前記溶解パラメーターが、約９．４ないし９．９（ｃａｌ／ｃｍ3 ）1/2 である請求項４記載のインク。
【請求項６】
前記沸点が摂氏約１３０度である請求項１記載のインク。
【請求項７】
前記有機溶媒が、クロロベンゼン、ｐ−キシレン、ジエチルベンゼン、またはシクロヘキサノンである請求項１記載のインク。
【請求項８】
前記有機溶媒が、前記可溶性エレクトロルミネッセントポリマー材料が全溶液の約０．３重量％ないし５重量％であるように、前記可溶性エレクトロルミネッセントポリマー材料に加えられる請求項１記載のインク。
【請求項９】
前記粘度増加剤が、約３００，０００ないし２０，０００，０００の分子量を有する非エレクトロルミネッセントポリマーである請求項１記載のインク。
【請求項１０】
前記非エレクトロルミネッセントポリマーが、前記可溶性エレクトロルミネッセント有機材料の約２ないし１００重量％で前記可溶性エレクトロルミネッセント有機材料に加えられる請求項９記載のインク。
【請求項１１】
前記非エレクトロルミネッセントポリマーがポリマー電解質である請求項９記載のインク。
【請求項１２】
前記ポリマー電解質がポリエチレンオキサイドである請求項１１記載のインク。
【請求項１３】
前記非エレクトロルミネッセントポリマーが電荷輸送ポリマーである請求項９記載のインク。
【請求項１４】
前記電荷輸送ポリマーがポリビニルカルバゾールである請求項１３記載のインク。
【請求項１５】
前記粘度増加剤がゲル化抑制剤である請求項１記載のインク。
【請求項１６】
前記ゲル化抑制剤が、前記可溶性エレクトロルミネッセント有機材料の約１重量％ないし２０重量％で前記可溶性エレクトロルミネッセント有機材料に加えられる請求項１５記載のインク。
【請求項１７】
前記粘度増加剤が酸化物ナノ粒子である請求項１記載のインク。
【請求項１８】
前記酸化物ナノ粒子が直径約５ないし５００ナノメートルである請求項１７記載のインク。
【請求項１９】
前記酸化物ナノ粒子がＳｉＯX 、ＴｉＯx 、ＺｒＯx またはＡｌ2 Ｏx+1 であり、ｘが１．５を超え、２．５未満である請求項１７記載のインク。
【請求項２０】
前記ナノ粒子が約５重量％ないし７０重量％の前記可溶性エレクトロルミネッセント有機材料に加えられる請求項１７記載のインク。
【請求項２１】
第３の添加物をさらに含み、その第３の添加物がイオン性ドーパントである請求項１記載のインク。
【請求項２２】
前記イオン性ドーパントが金属のイオンであるカチオンを有する請求項２１記載のインク。
【請求項２３】
前記イオン性ドーパントがカルシウム、バリウムまたはアルミニウムである請求項２２記載のインク。
【請求項２４】
前記イオン性ドーパントが、１価のイオン化されたアルカリ金属であるカチオンを有する請求項２１記載のインク。
【請求項２５】
前記イオン性ドーパントがリチウム、ナトリウム、カリウムまたはセシウムである請求項２４記載のインク。
【請求項２６】
前記イオン性ドーパントが有機カチオンを有する請求項２１記載のインク。
【請求項２７】
前記イオン性ドーパントがテトラブチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、テトラメチルアンモニウム、またはフェニルアンモニウムである請求項２６記載のインク。
【請求項２８】
前記イオン性ドーパントが、１価にイオン化されたハロゲンを含む無機イオンを有する請求項２１記載のインク。
【請求項２９】
前記イオン性ドーパントがフッ素、塩素、臭素またはヨウ素である請求項２８記載のインク。
【請求項３０】
前記イオン性ドーパントが無機アニオンを有する請求項２１記載のインク。
【請求項３１】
前記イオン性ドーパントがスルフェート、テトラフルオロボレート、ヘキサフルオロホスフェートまたはアルミニウムテトラクロレートである請求項３０記載のインク。
【請求項３２】
前記イオン性ドーパントが有機アニオンを有する請求項２１記載のインク。
【請求項３３】
前記イオン性ドーパントがトリフルオロメタンスルホネート、トリフルオロアセテート、テトラフェニルボレート、またはトルエンスルホネートである請求項３２記載のインク。
【請求項３４】
前記イオン性ドーパントが前記可溶性エレクトロルミネッセント有機材料の約１重量％ないし１０重量％で前記可溶性エレクトロルミネッセント有機材料に加えられる請求項２１記載のインク。
【請求項３５】
第４の添加物をさらに含み、その第４の添加物がイオン性界面活性剤である請求項１記載のインク。
【請求項３６】
前記イオン性界面活性剤が、前記可溶性エレクトロルミネッセント有機材料の約１重量％ないし１０重量％で前記可溶性エレクトロルミネッセント有機材料に加えられる請求項３５記載のインク。
【請求項３７】
エレクトロルミネッセントフィルムを具備するエレクトロルミネッセントデバイスであって、前記エレクトロルミネッセントフィルムはスクリーン印刷された発光ポリマー系インクを含み、前記発光ポリマー系インクは、
可溶性エレクトロルミネッセント有機材料；
摂氏約１２０ないし２００度の沸点を有する有機溶媒である第１の添加物；および
約５０センチポイズを超える粘度を維持するために加えられる粘度増加剤である第２の添加物を含むデバイス。
【請求項３８】
前記エレクトロルミネッセントフィルムが厚さ約１００ｎｍないし１ミクロンである請求項３７記載のデバイス。
【請求項３９】
請求項１の発光ポリマー系インクを含むエレクトロルミネッセントフィルム。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
優先権の主張
本出願は、２００１年１２月２０日に出願された「スクリーン印刷可能なエレクトロルミネッセントポリマーインク」と言う表題の米国仮特許出願第６０／３４２，５８０号由来の優先権の利益を主張し、その出願の内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
関連する出願に対するクロスリファレンス
本出願は、ビクターらに対する、２００１年４月２７日に出願され、「スクリーン印刷用発光ポリマーパターンデバイス」と言う表題の米国特許出願第０９／８４４，７０３号に関連し、その出願は本出願の譲受人によりともに所有され、その出願の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００３】
発明の分野
本発明は、ポリマー発光デバイスを製造するために用いられる製造方法、すなわちスクリーン印刷に関する。より具体的には、本発明は、電気的に活性のポリマーを含有する組成物および発光ディスプレーの製造におけるその使用に関する。
【０００４】
発明の背景
エレクトロルミネッセントポリマーは、２つの適切な電極の間にはさまれ、十分な電圧が印加されたとき光を発する材料である。２つの電極の間にはさまれた活性発光層として有機材料を用いる多数のエレクトロルミネッセントデバイスが開示されている。例えば、バンスライクらに対する米国特許第４５３９５０７号は、２つのコンタクトの間にはさまれた、小さな有機分子の、２つの真空で昇華したフィルムの２層を有するデバイスを開示する。しかしながら、小さな有機分子は、溶液に基づくプロセスを用いては、印刷不可能である。関連する特許において、フレンドらに対する米国特許第５２４７１９０号は、２つの電極の間にはさまれた少なくとも１種の共役ポリマーで作られた薄い緻密なポリマーフィルムを有するデバイスを開示する。加えて、ブラウンらに対する米国特許第５４０８１０９号は、可溶性エレクトロルミネッセントポリマーを用いて高輝度発光デバイスが作られ得ることを示す。
【０００５】
それらの特許の結果は、インクジェット印刷、リール・ツー・リール（ｒｅｅｌ−ｔｏ−ｒｅｅｌ）またはスクリーン印刷のような廉価な溶液系の大気中での加工処理技術を用いて発光ディスプレーを作ることが可能であることを示す。しかしながら、効率的なデバイスの作動を獲得するためには、大気中での加工処理（すなわち、印刷）条件の下で安定ではないカルシウムのような低い仕事関数の金属の使用を必要とする。
【０００６】
ペイらに対する米国特許第５６８２０４３号は、固相電解質およびイオン輸送を介して共役ポリマーのような有機エレクトロルミネッセント層に電気化学的にドープするために用いられる塩を含むポリマー発光電気化学セルを記載する。この系は、低い仕事関数の金属の使用に依存することなく効率的なデバイスの作動を達成することを可能とする。その研究に続いて、ヤン・カオに対する米国特許第６２８４４３５号は、有機アニオン性界面活性剤がポリマーフィルムを通してのイオン輸送を必要としない同様の効果を引き起こすことを示す。
【０００７】
理論的には、電気化学的ドーピングまたはアニオン性界面活性剤は、大気条件の下での液体系加工処理と完全に合致するであろうエレクトロルミネッセントポリマーデバイスを作るために用いられ得るであろう。にもかかわらず、それらの特許で言及されるエレクトロルミネッセントポリマー溶液および電極は、スクリーン印刷のような多くの完全に液体系の製造方法に対して容易に適用可能ではない。
【０００８】
スクリーン印刷は、大面積エレクトロルミネッセントディスプレーを廉価に製造するための最も有望な方法の１つである。スクリーン印刷は、大面積無機蛍光体系エレクトロルミネッセントディスプレーの製造への適用に成功を収めてきたものであり、例えば、トップらに対する米国特許第４６６５３４２号を参照されたい。より最近では、ビクターらに対するともに所有されている米国特許出願第０９／８４４７０３号は、スクリーン印刷は、ポリマー系エレクトロルミネッセントディスプレーを製造するためにもまた用いられ得ることを示す。この出願は、透明なポリマー、ゲル化抑制剤（ｇｅｌ−ｒｅｔａｒｄｅｒ）（すなわち、粘稠溶媒）、高沸点溶媒、酸化物ナノ粒子、およびイオン性ドーパントを含む可溶性または分散性の添加物の使用を通してエレクトロルミネッセントポリマー溶液のスクリーン印刷性および性能を実質的に改善する、スクリーン印刷可能なエレクトロルミネッセントインクを作るための方法を記載する。
【０００９】
発明の概要
溶液状態の可溶性エレクトロルミネッセントポリマーに様々の添加物を添加することは、スクリーン印刷された発光ポリマー系デバイスの印刷性および性能を改善するために用いられる。そのような添加物の例には、透明および／または電荷輸送ポリマー、ゲル化抑制剤、高粘度液体、有機および無機塩、および酸化物ナノ粒子が含まれる。添加物は、エレクトロルミネッセントポリマーインクの粘度を制御するために、溶媒蒸発速度を減少させるために、およびインクのコンシステンシーおよび使用時間を改善するために用いられる。加えて、それらの添加物は、スクリーン印刷可能なエレクトロルミネッセントポリマーインクから製造された発光デバイスの電荷注入および電力効率を改善し得る。
【００１０】
本発明の以上のおよび他の側面および特徴は、添付の図面とともに本発明の特定の態様の以下の記載を概観することにより当業者に明らかになるであろう。
【００１１】
詳細な説明
これから本発明が図面を参照して詳細に記載されるが、それは、当業者が本発明を実施することを可能とするための本発明の例示として提供される。重要なこととして、以下の図面と例は、本発明の範囲を限定することを意味しない。さらに、本発明のある種の要素が公知の成分を用いて部分的にまたは完全に実施され得る場合、本発明の理解のために必要であるそのような公知の成分の単にその部分のみが記載され、そのような公知の成分の他の部分の詳細な記載は、本発明を不明瞭にしないように省略されるであろう。さらに、本発明は、例示として、本明細書で言及される公知の成分に対する現在及び未来の公知の等価物も包含する。
【００１２】
本発明の態様において、製造プロセスで容易にスクリーン印刷され得るエレクトロルミネッセントポリマーインクが開発された。例えば、エレクトロルミネッセントポリマー溶液に透明ポリマー（すなわち、発光ポリマーすなわちＬＥＰ層からの発光を有意に吸収しないもの）、ゲル化抑制剤（粘稠溶媒）および高沸点溶媒を添加することにより、均一なエレクトロルミネッセントポリマーフィルムをスクリーン印刷することを可能とするようなインク粘度の制御、溶媒蒸発速度および印刷鮮明度を得ることができる。さらに、エレクトロルミネッセントポリマー溶液に対する電気化学ドーパント、アニオン性界面活性剤、および酸化物ナノ粒子の添加は、空気に安定な電極の間にはさまれたスクリーン印刷されたエレクトロルミネッセントポリマーインクからなるエレクトロルミネッセントデバイス構造におけるパワー効率と輝度をさらに改善するために用いられ得る。この代表的な態様において、それらの添加は、完全にスクリーン印刷されたエレクトロルミネッセントディスプレーを作るために用いられ得るスクリーン印刷可能なエレクトロルミネッセントインクの配合を可能とする。それらの代表的なスクリーン印刷されたフィルムは、典型的には、約１００ｎｍないし１ミクロンの厚さである。
【００１３】
典型的には、エレクトロルミネッセントポリマー溶液は、適切な溶媒による溶液に０．３重量％から５重量％で混合される可溶性エレクトロルミネッセントポリマー材料を含むものと規定される。このことの例には、エレクトロルミネッセントポリマー溶液を作るためにｐ−キシレンまたはクロロベンゼンのような有機溶媒にＭＥＨ−ＰＰＶのようなエレクトロルミネッセントポリマーを１重量％混合することも含まれるであろう。このことの別な例には、１：２０（染料対ポリマー）の比でＰＶＫのような電荷輸送ポリマーにローダミンのような有機染料を混合し、次いで、エレクトロルミネッセントポリマー溶液を作るためにＰ−キシレンのような有機溶媒にこの複合材料を１重量％混合することが含まれるであろう。
【００１４】
本発明の態様によるスクリーン印刷可能なエレクトロルミネッセントポリマーインクには、１以上の付加的な非発光性のポリマーとの上記のエレクトロルミネッセントポリマー溶液の混合物が含まれる。付加的な非発光性ポリマーは、高沸点溶媒、ゲル化抑制剤、電気化学的ドーパント、アニオン性界面活性剤、および酸化物ナノ粒子が含まれ得る。本明細書で用いられる共役ポリマーは、ポリマー骨格に沿って炭素原子の間に単結合と二重結合が交互に存在する材料であり、有機発色団は、励起したとき光を発する材料である。本発明によるスクリーン印刷可能なエレクトロルミネッセントポリマーインクおよび得られるデバイスの特性の例は、以下に示される。
【００１５】
本発明の態様によれば、高沸点有機溶媒は、溶媒蒸発速度を減少させるためにエレクトロルミネッセントポリマー溶液に加えられ得る。この添加物は、均一な厚さのフィルムを作り出すためにスクリーン印刷された領域が一緒に流れる性能を改善する。
【００１６】
この態様の１側面において、選ばれる有機溶媒は、約１３０℃を超える沸点を有するべきである。あまりに高い沸点を有する溶媒は、より大きなフィルムの不均一性をもたらし、付着後、フィルムから除去するのがより困難になる。それゆえ、摂氏約１２０ないし２００度の沸点を有する溶媒が所望され、摂氏約１３０度が好ましい。
【００１７】
この態様の別の側面において、選ばれる有機溶媒はエレクトロルミネッセントポリマー溶液および他の添加剤との反応が最小限であるべきであり、エレクトロルミネッセントポリマーおよびいずれか他の添加剤が溶液となることを可能とすべきである。８．８〜１０．０（ｃａｌ／ｃｍ3 ）1/2 の範囲および好ましくは９．４〜９．９（ｃａｌ／ｃｍ3 ）1/2 の範囲における溶解パラメーターを有する溶媒は、それらの要求を満足させる。本発明のこの側面の規準に合致する高沸点溶媒添加物の例には、限定されないが、クロロベンゼン、ｐ−キシレン、ジエチルベンゼン、およびシクロヘキサノンが含まれる。
【００１８】
本発明のこの態様において、高沸点溶媒が、エレクトロルミネッセントポリマー溶液が全溶液の約０．３重量％ないし５重量％となるようにエレクトロルミネッセントポリマー溶液に加えられる。この態様によれば、高沸点溶媒は、加熱により、フィルムに真空を適用することにより、または加熱と真空の適用の両方によりスクリーン印刷されたエレクトロルミネッセントポリマーフィルムから除去される。
【００１９】
本発明の別の態様によれば、Ｃｏａｔｅｓ  Ｓｃｒｅｅｎ  ＶＰＫ  Ｒｅｔａｒｄｅｒ  ＰａｓｔｅおよびＧｅｌ−１００  Ｒｅｔａｒｄｅｒ  Ｂａｓｅのようなゲル化抑制剤が、溶媒蒸発を減少させるため、ならびにインク安定性および加工性を改善するためにエレクトロルミネッセントポリマー溶液に加えられ得る。あまりに速やかに起こる溶媒の蒸発は、インク液滴の不適切な融合を通してスクリーンメッシュパターンの基板への移行をもたらし得る。高速の蒸発はまた、エレクトロルミネッセントインクがスクリーン中で乾燥することも引き起こし得るものであり、多回数の操作（洗浄なし）を困難にする。加えて、ゲル化抑制剤は、エレクトロルミネッセントポリマーインクの使用寿命を延ばし、糸曳きを減少させるために用いられ得る。
【００２０】
本発明によれば、ゲル化抑制剤は、高い粘度を有するように選ばれ、必要なだけエレクトロルミネッセントポリマー溶液の粘度を増加させ、さらに、エレクトロルミネッセントポリマー溶液中で化学的に不活性なままである。この態様のゲル化抑制剤は、エレクトロルミネッセントポリマーインクに対して約１重量％から２０重量％の溶媒の比で加えられ、好ましくは、ゲル化抑制剤の最少量は、印刷性を獲得するために加えられる。ゲル化抑制剤の添加は、好ましくは、約５０センチポイズの粘度を獲得するように制御される。
【００２１】
ゲル化抑制剤は、加熱により、フィルムに真空を適用することにより、または加熱と真空の適用の両方により、エレクトロルミネッセントポリマーから溶媒とともに除去され得る。ポリマー系エレクトロルミネッセントインクは、約１００ｎｍないし１ミクロンの乾燥フィルム厚さをもたらすように多数のパス（ｐａｓｓ）を用いてスクリーン印刷される。
【００２２】
本発明の別の態様によれば、様々の分子量の非エレクトロルミネッセントポリマー添加剤が、ポリマー溶液の粘度を増加させるためにエレクトロルミネッセントポリマー溶液に加えられ得る。と言うのは、典型的には、エレクトロルミネッセントポリマー溶液は、有効なスクリーン印刷のためにあまりに低い粘度を有するからである。あまりに低い粘度を有する溶液は、スクリーンを通って、流出する、すなわちにじみ出るかも知れず、端部の汚れ、パターン形成の消失をもたらし得るものであり、スクリーンと基板との間で粘着するかもしれない。この態様において、様々の分子量のポリマー添加物の使用を通して印刷性を向上させるために、粘度が上昇し、制御され得る。
【００２３】
本発明のポリマー添加物は、いくつかの条件に合致すべきである。すなわち、それは、エレクトロルミネッセントポリマーと同様の溶媒に可溶性であるべきであり、それは、選択された媒質と操作条件で電気化学的に不活性であるべきであり、それは、有意な電荷移動がエレクトロルミネッセントポリマーからポリマー添加物に向かって起こらないようにある種の電子的構造を有するべきであり（しかしながら、ポリマー添加物からエレクトロルミネッセントポリマーへの電荷移動は起こりうる）、そしてポリマー添加物がエレクトロルミネッセントポリマーからの発光を有意に吸収しないように、それは、十分に大きな禁止帯の幅を有するべきである。最後に、ポリマー添加物は、溶媒が加熱またはフィルムへの真空の適用により除去された後、エレクトロルミネッセントポリマーフィルム中で固体のままであるように十分に高い分解温度を有するべきである。
【００２４】
この態様の規準により許容可能なポリマー添加物には、限定されないが、ポリスチレンのような芳香族ポリマー、ポリ（メチルメタクリレート）、およびポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）のようなポリマー電解質が含まれる。ＰＥＯの場合には、ポリマー電解質はまた、イオン性ドーパントのためのイオン輸送体としての役割を果たし得る。この態様の別の側面において、ポリビニルカルボゾールのような電荷輸送ポリマーは、エレクトロルミネッセントポリマーへの電荷注入を促進するために用いられ得る。
【００２５】
本発明の典型的な溶液において、約３００，０００ないし２０，０００，０００の分子量を有する非エレクトロルミネッセントポリマーは、相対的溶解性および分子量に依存して、エレクトロルミネッセントポリマーの約２重量％ないし１００重量％でエレクトロルミネッセントポリマー溶液に加えられ得る。ポリマーの添加は、好ましくは、約５０センチポイズを超える粘度を獲得するように制御される。
【００２６】
次いで、ポリマー系エレクトロルミネッセントインクは多数のパスを用いてスクリーン印刷され、約１００ｎｍないし１ミクロンの乾燥フィルム厚さをもたらす。
【００２７】
本発明の別の態様によれば、空気に安定な電極からなるエレクトロルミネッセントデバイス構造におけるデバイス効率と輝度を増加させるために、例えば、米国特許第５，６８２，０４３号、５，８９５，７１７号および６，２８４，４３５号と同様にイオン性ドーパントおよび界面活性剤がエレクトロルミネッセントポリマー溶液に加えられ得る。イオン性ドーパントおよび界面活性剤は、この態様において、操作条件の下で有意に不可逆的な電気化学反応を引き起こさないように、空気に安定なコンタクトにより低電圧で（１５Ｖ未満で）効率的なデバイス操作（０．５％を超える量子効率）を可能とするように、ディスプレーへの適用にとって合理的なスイッチング速度を有するように、溶媒除去プロセスに安定であるように、そして封入プロセスに安定であるように選ばれる。この態様において、イオン性ドーパントおよび界面活性剤は、エレクトロルミネッセントポリマー溶液に対して約１重量％から１０重量％のイオン性ドーパントおよび界面活性剤の比で加えられる。
【００２８】
この態様のイオン性ドーパントには、限定されないが、カルシウム、バリウムおよびアルミニウムのような金属のイオンであるカチオン；リチウム、ナトリウム、カリウムまたはセシウムのような１価にイオン化されたアルカリ金属であるカチオン；テトラブチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、テトラメチルアンモニウムおよびフェニルアンモニウムのような有機カチオン；フッ素、塩素、臭素およびヨウ素のような１価にイオン化されたハロゲンを含む無機イオン；スルフェート、テトラフルオロボレート、ヘキサフルオロホスフェート、およびアルミニウムテトラクロレートのような無機アニオン；トリフルオロメタンスルホネート、トリフルオロアセテート、テトラフェニルボレート、およびトルエンスルホネートのような有機アニオンを有するものが含まれる。
【００２９】
本発明の別の態様によれば、二酸化ケイ素のような酸化物ナノ粒子が、ポリマー粘度を増加させるため、およびデバイスのパワー効率と輝度を向上させるためにエレクトロルミネッセントポリマー溶液に加えられ得る。この態様による酸化物ナノ粒子は、好ましくは、それが透明であるように、直径約５ｎｍないし５００ｎｍのサイズ範囲にあるように（エレクトロルミネッセントフィルムの所望の厚さに依存する）、エレクトロルミネッセントポリマー溶液中に容易に分散するように、短絡を誘発することによりフィルムのモルホロジーに不利に影響しないように、そしてデバイスの性能に不利に影響しないように選ばれる。大きな酸化物ナノ粒子の凝集物は、ろ過により除去される。本発明における使用にとって適切な酸化物ナノ粒子には、限定されないが、二酸化ケイ素（ＳｉＯX ）、二酸化チタン（ＴｉＯX ）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯX ）または酸化アルミニウム（Ａｌ2 ＯX+1 ）が含まれ、式中、１．５＜ｘ＜２．５である。
【００３０】
この態様において、酸化物ナノ粒子は、エレクトロルミネッセントポリマー溶液の５重量％から７０重量％の比で加えられる。酸化物ナノ粒子の添加は、好ましくは、約５０センチポイズを超える粘度を獲得するように制御される。次いで、ポリマー系エレクトロルミネッセントインクは、約１００ｎｍないし１ミクロンの乾燥フィルム厚さをもたらすように多数のパスを用いてスクリーン印刷される。
【００３１】
使用される本発明の例を次に提供するが、これは、スクリーン印刷されたポリマーエレクトロルミネッセントインクを用いて完全にスクリーン印刷されたデバイスからなる。この例のスクリーン印刷されたインクは、３６０ｍｇのＭＥＨ−ＰＰＶエレクトロルミネッセントポリマー、１２０ｍｇの９，０００，０００の分子量を有するＰＥＯ、４０ｍｇのテトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート（Ｃ16Ｈ36ＢＦＮ4 ）、および３０グラムのクロロベンゼン（Ｃ6 Ｈ5 Ｃｌ）からなる。
【００３２】
図１は、この例のＬＥＰデバイスを例示する。図１に示されるように、この代表的なデバイスは、４つの層：基板、透明電極、ポリマー発光インク、および頂部電極からなる。基本的なＬＥＰ構造はともに所有されている、ビクターらに対する２００１年４月２７日に出願され、「スクリーン印刷発光ポリマーパターンデバイス」と言う表題の米国特許出願第０９／８４４，７０３号に例示されており、その詳細は、本明細書では繰り返さない。
【００３３】
本発明のこの例におけるポリマー発光層は、３つの湿潤パス、乾燥工程、および追加の３つの湿潤パスを用いて、３０５メッシュ平織ポリエステルクロスにより印刷される。コンダクティブ・コンパウンズ由来の市販のスクリーン印刷可能な銀の導電性フレークペーストが、１つのパスを用いて２３０メッシュ平織ポリエステルクロスによりＬＥＰ放射層上に印刷される。５分間１２５℃で乾燥した後、銀の導電性フレークペーストは、ハードショート（ｈａｒｄ  ｓｈｏｒｔ）なしに数平方インチという大きな面積にわたってＬＥＰデバイスに電流を供給することが可能なきわめて導電性の頂部電極を形成する。
【００３４】
図２は、図１のデバイスの性能を例示する。図２に示されるように、べた塗りの円で示されたトレースは電流密度を表し、一方、白抜きの円で示されたトレースは、発光輝度（すなわち発光出力）を表す。
【００３５】
本発明は特に、その好ましい態様を参照して記載されてきたけれども、本発明の形態および詳細の変化および変更は、本発明の精神および範囲から逸脱することなくなされ得ることが当業者には容易に明らかとなろう。例えば、当業者は、上記ブロック図で例示される部分の数および配列に変更がなされ得ることを理解するであろう。特許請求の範囲は、そのような変化および変更を含むことが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】単純化されたポリマーエレクトロルミネッセントデバイスの概略図。
【図２】すべてスクリーン印刷された発光ポリマー（ＬＥＰ）デバイスのデバイス性能を示す図。
【図１】
2005532416.tif 000003
【図２】
2005532416.tif 000004
【国際調査報告】
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2005532416.tif 000006
2005532416.tif 000007
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