(57)【要約】【課題】  電極と隣接電気活性材料の間で電荷が効率的に流れるように注入障壁が低く、しかもデバイスの長期安定性及び性能を実質的に保持する官能性有機材料を提供する。【解決手段】  電子デバイスに組込まれる表面改質電極であって、電極層及び官能性有機材料を含んでなる表面改質電極について開示する。官能性有機材料は、電極層の表面にあって該電極層と接しているアミン置換ポリマー材料を含む。かかる表面改質電極は、電子デバイスの製造に有用である。上記のアミン置換ポリマー材料は、次の構造式（Ｉ）の繰返し単位を含む。【化１】2008538054.tif 000009式中、［Ｂ］は単結合又はスペーサー基である。【選択図】    図３
2008538054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極層と電極層上に設けられた官能性有機材料とを含んでなる表面改質電極であって、
上記官能性有機材料がアミン置換ポリマー材料を含んでいて、電極層の表面にあって該電極層と接しており、当該表面改質電極が電子デバイスに組込まれている、表面改質電極。
【請求項２】
前記電極層が１種以上の金属又は合金を含む、請求項１記載の表面改質電極。
【請求項３】
前記電極層が酸化インジウムスズを含む、請求項１記載の表面改質電極。
【請求項４】
前記アミン置換ポリマー材料が、ポリ（α−オレフィン）、ポリ（アルケニル芳香族）、ポリフェニレン、ポリフルオレン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエステル、これらのコポリマー又はブレンドを含む、請求項１記載の表面改質電極。
【請求項５】
前記アミン置換ポリマー材料が、ビニル基、アリル基、スチリル基、有機ケイ素基、アルキニル基又はこれらの組合せからなる１以上の架橋性基を含む、請求項１記載の表面改質電極。
【請求項６】
前記アミン置換ポリマー材料が次の構造式（ＩＩ）の繰返し単位を含む、請求項１記載の表面改質電極。
【化１】
2008538054.tif 000007
式中、［Ａ］は炭素環式基であり、［Ｂ］は単結合又はスペーサー基であり、Ｒ1及びＲ2は各々独立に水素原子、Ｃ1〜Ｃ30脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ30脂環式基、Ｃ3〜Ｃ30芳香族基又はこれらの組合せであり、「ｐ」は１から［Ａ］で置換可能な部位の最大数までの整数である。
【請求項７】
［Ａ］が置換フェニレン、非置換フェニレン、ナフチレン、アントラセニレン、フルオレニレン又はこれらの組合せを含む、請求項６記載の表面改質電極。
【請求項８】
前記アミン置換ポリマー材料がジアルキルアミノ基、モノアルキルアミノ基、ＮＨ2基又はこれらの組合せを含む、請求項６記載の表面改質電極。
【請求項９】
［Ａ］がフェニレン、ナフチレン、アントラセニレン又はこれらの組合せを含む、請求項６記載の表面改質電極。
【請求項１０】
［Ｂ］がメチレン基を含む、請求項９記載の表面改質電極。
【請求項１１】
前記アミン置換ポリマー材料が次の構造式（ＩＶ）のものである、請求項１記載の表面改質電極。
【化２】
2008538054.tif 000008
式中、［Ｂ］は単結合又はスペーサー基或いはその組合せであり、Ｒ1及びＲ2は各々独立に水素原子、Ｃ1〜Ｃ30脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ30脂環式基、Ｃ3〜Ｃ30芳香族基又はこれらの組合せである。
【請求項１２】
前記電極層が酸化インジウムスズを含む、請求項１１記載の表面改質電極。
【請求項１３】
前記アミン置換ポリマー材料が、ポリ［（Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノメチル）スチレン］、ポリ［（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノメチル）スチレン］、ポリ［（Ｎ，Ｎ−ジプロピルアミノメチル）スチレン］、ポリ［（Ｎ，Ｎ−エチルメチルアミノメチル）スチレン］又はポリ［（Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノメチル）スチレン］の１種以上を含む、請求項１１記載の表面改質電極。
【請求項１４】
第一の導電層、第二の導電層、及び第一導電層と第二導電層の間に設けられた電気活性材料層を備える電子デバイスであって、
第一及び第二の導電層の少なくとも一方が官能性有機材料で改質されており、官能性有機材料がアミン置換ポリマー材料を含む、電子デバイス。
【請求項１５】
前記電気活性材料層がアミン置換ポリマー材料を含む、請求項１４記載の電子デバイス。
【請求項１６】
第一及び第二の導電層の少なくとも一方が実質的に透明である、請求項１４記載の電子デバイス。
【請求項１７】
電荷輸送材料、電荷注入材料又は正孔輸送材料の１以上を含む、請求項１４記載の電子デバイス。
【請求項１８】
当該電子デバイスが、有機光起電力素子、光検出器、ディスプレイデバイス、有機発光素子、センサー、エレクトロクロミック素子及び電界効果トランジスターからなる群から選択される、請求項１４記載の電子デバイス。
【請求項１９】
前記電気活性材料層が蛍光色素又はリン光色素の１種以上を含む、請求項１４記載の電子デバイス。
【請求項２０】
前記アミン置換ポリマー材料がさらに１種以上のマトリックスポリマー材料を含む、請求項１４記載の電子デバイス。
【請求項２１】
電子デバイスの製造方法であって、当該方法が、
第一の導電層の表面に該導電層と接する官能性有機材料の層を設けて表面改質電極を形成する段階、及び
表面改質電極と第二の導電層の間に電気活性材料層を配設する段階
を含んでなり、上記官能性有機材料がアミン置換ポリマー材料を含む、方法。
【請求項２２】
前記配設段階が、スピンキャスティング、ドロップキャスティング、インクジェット印刷又はグラビアコーティング法、物理蒸着或いはこれらの組合せを含む、請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
複数の電子デバイスを含むディスプレイユニットを備える装置であって、
上記電子デバイスの１以上が、第一の導電層、第二の導電層、及び第一導電層と第二導電層の間に設けられた電気活性材料層を含み、
第一及び第二の導電層の少なくとも一方が官能性有機材料で改質されており、上記官能性有機材料がアミン置換ポリマー材料を含んでいて、第一及び第二の導電層の少なくとも一方の表面にあってその層と接している、装置。
【請求項２４】
電気エネルギーと光エネルギーの変換を行うため電子デバイスに電界又は光エネルギーを印加することを含んでなる電子デバイスの動作方法であって、
電子デバイスが、第一の導電層、第二の導電層、及び第一導電層と第二導電層の間に設けられた電気活性材料層を含み、
第一及び第二の導電層の少なくとも一方が官能性有機材料で改質されており、上記官能性有機材料がアミン置換ポリマー材料を含んでいて第一及び第二の導電層の少なくとも一方の表面にあってその層と接している、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般にアミン置換ポリマー材料を用いた表面改質電極及びかかる改質電極から製造される電子デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気活性有機材料のような電気活性材料は、有機発光素子（ＯＬＥＤ）、光検出器及び光起電力素子のような各種の電子デバイスの製造に用いられている。一般に、ＯＬＥＤのような電子デバイスでは、電気活性材料への電荷注入を促進するためにカルシウム、マグネシウムなどの仕事関数の低い金属が必要とされる。仕事関数の低い金属の使用に伴う問題はこれらが周囲空気及び湿気との反応性が高いことであり、そのため、これらのデバイスの製造及び動作を気密条件下で実施するか或いはデバイスを厳密に封止することが必要とされることが多い。これらの問題を解消又は軽減するため、アルミニウム、金、銀などの反応性の低い金属を電極として使用することが望ましい。しかし、これらの金属のフェルミ準位と従来技術の電気活性材料の最低非占有分子軌道（ＬＵＭＯ）との差がかなり大きいので、低反応性金属は電子注入の効率に劣る。その結果、こうした低反応性金属を電極材料として用いたデバイスは概して比較的高い電圧で動作し、量子効率及び電力効率に劣る。この問題を避けるため、様々な電極活性化法が用いられてきた。こうした金属電極活性化法の一つは、電気活性材料と低反応性金属電極の間に絶縁材料（例えば、アルカリ金属フッ化物）を挿入することである。しかし、大半の従来技術のデバイスではかかる活性化層の適用は高真空下での熱蒸着法でしか実施できず、大面積での高生産性加工には適さない。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／００５１０８３号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００４／０１７８４０８号明細書
【特許文献３】米国特許第５９９８８０３号明細書
【特許文献４】米国特許第６０２３３７１号明細書
【特許文献５】米国特許第６４３３１１５号明細書
【特許文献６】米国特許第６８４７１６２号明細書
【特許文献７】米国特許第６８６１０９１号明細書
【特許文献８】欧州特許第１４４１３９９号明細書
【特許文献９】特開２００４−２０３８２８号公報
【非特許文献１】Akcelrud, "Electroluminescent Polymers", Progress in Polymer Science, Vol.28, pp:875-962, 2003
【非特許文献２】U. Mitschke, et al., "The Electroluminescence of Organic Materials", J. Mater. Chem., Vol.10, pp:1471-1507, 2000
【非特許文献３】Wu. Hongbin, et al., "Efficient Electron Injection from a Bilayer Cathode Consisting of Aluminum and Alcohol-/Water-Soluble Conjugated Polymers", Adv. Mater. 2004, 16, No.20, October 18, 2004, pp:1826-1830
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこで、注入障壁を下げて、電極と隣接電気活性材料の間で電荷が効率的に流れるようにするとともに、デバイスの長期安定性及び性能を実質的に保持する官能性有機材料に対するニーズが存在する。さらに、かかる官能性有機材料を用いて改質電極、例えば電子デバイスの製造に使用できる改質電極を製造する方法に対するニーズも存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本明細書では、アミン置換ポリマー材料を含む官能性有機材料について開示する。かかる材料は、電子デバイスに組込まれる表面改質電極の製造に有用である。かかる表面改質電極の製造技術及びこれらの表面改質電極を備える電子デバイスについても開示する。
【０００５】
簡潔に述べると、本発明の一実施形態は、電子デバイスに組込まれる表面改質電極である。かかる表面改質電極は、電極層及び電極層の表面にあって該電極層と接して設けられた官能性有機材料を含む。官能性有機材料はアミン置換ポリマー材料を含む。
【０００６】
本発明の別の実施形態は、第一の導電層、第二の導電層、及び第一導電層と第二導電層の間に設けられた電気活性材料層を含んでなる電子デバイスである。第一及び第二の導電層の少なくとも一方は官能性有機材料で改質されており、官能性有機材料はアミン置換ポリマー材料を含んでいて、第一及び第二の導電層の少なくとも一方の表面にあってその層と接している。
【０００７】
本発明のさらに別の実施形態は、電子デバイスの製造方法である。本方法は、第一の導電層の表面に該導電層と接する官能性有機材料の層を設けて表面改質電極を形成する段階、及び表面改質電極と第二の導電層の間に電気活性材料層を配設する段階を含む。官能性有機材料はアミン置換ポリマー材料を含む。
【０００８】
本発明のさらに別の実施形態は、複数の電子デバイスを含むディスプレイユニットを備える装置である。電子デバイスの１以上は、第一の導電層、第二の導電層、及び第一導電層と第二導電層の間に設けられた電気活性材料層を含む。第一及び第二の導電層の少なくとも一方は官能性有機材料で改質されていて、官能性有機材料は第一及び第二の導電層の少なくとも一方の表面にあってその層と接しており、官能性有機材料はアミン置換ポリマー材料を含む。
【０００９】
本発明のさらに別の実施形態は、電子デバイスの動作方法である。本方法は、電気エネルギーと光エネルギーとの変換を行うため電子デバイスに電気バイアス又は光エネルギーを印加することを含む。電子デバイスは、第一の導電層、第二の導電層、及び第一導電層と第二導電層の間に設けられた電気活性材料層を含む。第一及び第二の導電層の少なくとも一方は、アミン置換ポリマー材料を含む官能性有機材料で改質されている。官能性有機材料は、第一及び第二の導電層の少なくとも一方の表面にあってその層と接している。
【００１０】
図面の説明
本発明の上記その他の特徴、態様及び利点は、添付の図面と共に以下の詳細な説明を参照することによって理解を深めることができよう。図面を通して同様の部品には同じ符号を付した。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態に係るアミン置換ポリマー材料を含む官能性有機材料の層を有する第一の電子デバイス構造の略図である。
【００１２】
図２は、本発明の実施形態に係るアミン置換ポリマー材料を含む官能性有機材料と電気活性材料との混合層を有する第二の電子デバイス構造の略図である。
【００１３】
図３は、本発明の実施形態に係る第一の官能性有機材料層及び第二の官能性有機材料層を有する第三の電子デバイス構造の略図である。
【００１４】
図４は、本発明の実施形態に係るアミン置換ポリマー材料を含む官能性有機材料と電荷注入／輸送材料層とを有する第四の電子デバイス構造の略図である。
【００１５】
図５は、本発明の一実施例に係る例示的な電子デバイス１，２及び３について、カンデラ／アンペア単位で測定した効率を電流密度に対してプロットしたグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の好ましい実施形態及びその実施例に関する以下の詳細な説明を参照することによって本発明の理解を深めることができよう。本明細書及び特許請求の範囲では多くの用語を用いるが、これらは以下の意味をもつものと定義される。
【００１７】
単数形で記載したものであっても、前後関係から明らかでない限り、複数の場合も含めて意味する。
【００１８】
「適宜」という用語は、その用語に続いて記載された事象又は状況が起きても起きなくてもよいことを意味しており、かかる記載はその事象又は状況が起こる場合と起こらない場合を包含する。
【００１９】
本明細書で用いる「脂肪族基」という用語は、環状でない線状又は枝分れ原子配列からなる原子価１以上の有機基をいう。脂肪族基をなす原子配列は、ケイ素のようなヘテロ原子を含んでいてもよいし、或いは炭素と水素だけからなるものでもよい。便宜上、「脂肪族基」という用語は、本明細書では、「環状でない線状又は枝分れ原子配列」の一部として、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ハロアルキル基、共役ジエニル基などの広範な官能基を包含するものとして定義される。例えば４−メチルペンタ−１−イル基はメチル基を含むＣ6脂肪族基であり、メチル基は官能基であってアルキル基である。同様に、ブタ−１−イル基はＣ4脂肪族基である。脂肪族基は１以上のハロゲン原子を含むハロアルキル基であってもよく、ハロゲンは同一でも異なるものでもよい。ハロゲン原子としては、例えば、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素が挙げられる。１以上のハロゲン原子を含む脂肪族基としては、アルキルハライド、トリフルオロメチル、ブロモジフルオロメチル、クロロジフルオロメチル、ヘキサフルオロイソプロピリデン、クロロメチル、ジフルオロビニリデン、トリクロロメチル、ブロモジクロロメチル、ブロモエチル、２−ブロモトリメチレン（例えば−ＣＨ2ＣＨＢｒＣＨ2−）などが挙げられる。脂肪族基のその他の例としては、アリル、ジメチルイソプロピリデン（−ＣＨ2Ｃ（ＣＨ3）2ＣＨ2−）、メチル（−ＣＨ3）、メチレン（−ＣＨ2−）、エチル、エチレン、ヘキシル、ヘキサメチレン、トリメチルシリル（（ＣＨ3）3Ｓｉ−）、ｔ−ブチルジメチルシリル、ビニル、ビニリデンなどが挙げられる。さらに例示として、Ｃ1〜Ｃ10脂肪族基は炭素原子数１〜１０のものである。メチル基（ＣＨ3−）はＣ1脂肪族基の一例である。デシル基（ＣＨ3（ＣＨ2）9−）はＣ10脂肪族基の一例である。
【００２０】
本明細書で用いる「芳香族基」という用語は、１以上の芳香族基を含む原子価１以上の原子配列をいう。本明細書で用いる「芳香族基」という用語には、特に限定されないが、フェニル、ナフチル、フェニレン及びビフェニル基が包含される。上述の通り、芳香族基は１以上の芳香族基を含む。芳香族基は例外なく４ｎ＋２個の「非局在化」電子を有する環構造であり、「ｎ」は、例えばフェニル基（ｎ＝１）、ナフチル基（ｎ＝２）、アントラセニル基（ｎ＝３）などのように、１以上の整数である。芳香族基は非芳香族成分を含んでいてもよい。例えば、ベンジル基はフェニル環（芳香族基）とメチレン基（非芳香族成分）とを含む芳香族基である。同様に、テトラヒドロナフチル基は芳香族基（Ｃ6Ｈ3）が非芳香族成分−（ＣＨ2）4−と縮合した芳香族基である。便宜上、「芳香族基」という用語は、本明細書では、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ハロアルキル基、ハロ芳香族基、共役ジエニル基などの広範な官能基を包含するものとして定義される。例えば、４−メチルフェニル基はメチル基を含むＣ7芳香族基であり、メチル基は官能基であってアルキル基である。芳香族基としては、トリフルオロメチルフェニル、ヘキサフルオロイソプロピリデンビス（４−フェノ−１−イル）（−ＰｈＣ（ＣＦ3）2Ｐｈ−）、クロロメチルフェニル、３−トリクロロメチルフェノ−１−イル（３−ＣＣｌ3Ｐｈ−）、４−（３−ブロモプロパ−１−イル）フェノ−１−イル（ＢｒＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｐｈ−）などのハロゲン化芳香族基が挙げられる。芳香族基のその他の例としては、イソプロピリデンビス（４−フェノ−１−イル）（−ＰｈＣ（ＣＨ3）2Ｐｈ−）、３−メチルフェノ−１−イル、メチレンビス（フェノ−４−イル）（−ＰｈＣＨ2Ｐｈ−）、２−エチルフェノ−１−イル、フェニルエテニル、ヘキサメチレン−１，６−ビス（フェノ−４−イル）（−Ｐｈ（ＣＨ2）6Ｐｈ−）、３−トリメチルシリルフェノ−１−イル、４−ｔ−ブチルジメチルシリルフェノ−１−イル、４−ビニルフェノ−１−イル、ビニリデンビス（フェニル）などが挙げられる。ベンジル基（Ｃ7Ｈ8−）はＣ7芳香族基の一例である。
【００２１】
本明細書で用いる「脂環式基」という用語は、環状ではあるが、芳香族ではない原子配列を含む原子価１以上の基をいう。本明細書で定義される「脂環式基」には、芳香族基は含まれない。「脂環式基」は１以上の非環式成分を含んでいてもよい。例えば、シクロヘキシルメチル基（Ｃ6Ｈ11ＣＨ2−）は、シクロヘキシル環（環状ではあるが、芳香族ではない原子配列）とメチレン基（非環式成分）とを含む脂環式基である。脂環式基は、ケイ素のようなヘテロ原子を含んでいてもよいし、或いは炭素と水素だけからなるものでもよい。便宜上、「脂環式基」という用語は、本明細書では、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ハロアルキル基、共役ジエニル基などの広範な官能基を包含するものとして定義される。例えば、４−メチルシクロペンタ−１−イル基はメチル基を含むＣ6脂環式基であり、メチル基は官能基であってアルキル基である。脂環式基は１以上のハロゲン原子を含んでいてもよく、ハロゲンは同一でも異なるものでもよい。ハロゲン原子としては、例えば、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素が挙げられる。１以上のハロゲン原子を含む脂環式基としては、２−トリフルオロメチルシクロヘキサ−１−イル、４−ブロモジフルオロメチルシクロオクタ−１−イル、２−クロロジフルオロメチルシクロヘキサ−１−イル、ヘキサフルオロイソプロピリデン−２，２−ビス（シクロヘキサ−４−イル）（−Ｃ6Ｈ10Ｃ（ＣＦ3）2Ｃ6Ｈ10−）、２−クロロメチルシクロヘキサ−１−イル、３−ジフルオロメチレンシクロヘキサ−１−イル、２−ブロモエチルシクロペンタ−１−イル、２−ブロモプロピルシクロヘキサ−１−イル（ＣＨ3ＣＨＢｒＣＨ2Ｃ6Ｈ10−）などが挙げられる。脂環式基のその他の例としては、４−アリルシクロヘキサ−１−イル、２，２−イソプロピリデンビス（シクロヘキサ−４−イル）（−Ｃ6Ｈ10Ｃ（ＣＨ3）2Ｃ6Ｈ10−）、３−メチルシクロヘキサ−１−イル、メチレンビス（シクロヘキサ−４−イル）（−Ｃ6Ｈ10ＣＨ2Ｃ6Ｈ10−）、１−エチルシクロブタ−１−イル、シクロプロピルエテニル、ヘキサメチレン−１，６−ビス（シクロヘキサ−４−イル）（−Ｃ6Ｈ10（ＣＨ2）6Ｃ6Ｈ10−）、４−メチルシクロヘキサ−１−イル（４−ＣＨ3Ｃ6Ｈ10−）、３−トリメチルシリルシクロヘキサ−１−イル、２−ｔ−ブチルジメチルシリルシクロペンタ−１−イル、４−ビニルシクロヘキセン−１−イル、ビニリデンビス（シクロヘキシル）などが挙げられる。「Ｃ3〜Ｃ10脂環式基」という用語には、炭素原子数３〜１０の脂環式基が包含される。脂環式基シラシクロペンチル（Ｃ4Ｓｉ（Ｒ）2Ｈ7−）はＣ4脂環式基の一例である。シクロヘキシルメチル基（Ｃ6Ｈ11ＣＨ2−）はＣ7脂環式基の一例である。
【００２２】
本明細書で用いるアミン置換基は、第一、第二又は第三アミンを包括的に意味する。第二アミン置換基はＮＨＲ1の一般式を有しており、Ｒ1はＣ1〜Ｃ30脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ30芳香族基又はＣ3〜Ｃ30脂環式基である。第三アミン置換基はＮＲ1Ｒ2の一般式を有しており、Ｒ1及びＲ2は独立にＣ1〜Ｃ30脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ30芳香族基又はＣ3〜Ｃ30脂環式基である。
【００２３】
本発明の一態様は、電子デバイスに組込まれる表面改質電極である。電極は、電極層と電極層上に設けられた官能性有機材料とを含む。官能性有機材料はアミン置換ポリマー材料を含む。電極層は、１種以上の金属（Ａｌ、Ａｇ、Ａｕなど）、金属酸化物（酸化インジウムスズ、酸化スズ、酸化インジウム亜鉛など）、導電性有機材料（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳなど）又はこれらの組合せからなる導電性材料からなる。
【００２４】
アミン置換ポリマー材料は、ホモポリマーでも、コポリマー（ランダム又はブロックコポリマー）でも、これらの組合せでもよい。一実施形態では、アミン置換ポリマー材料は１以上のアミン基を有する。さらに、アミン基はポリマー材料の繰返し単位に存在していてもよいし、及び／又はポリマー材料の末端基に存在していてもよい。官能性有機材料には、有機ポリマー材料及び有機非ポリマー材料が包含される。アミン置換基を有する非ポリマー材料としては、好適には、電子デバイスの製造に使用できるように適度に大きい分子量及び十分に低い揮発性を有する材料が挙げられる。
【００２５】
アミン置換ポリマー材料は一般にポリマー構造と１以上のアミン置換基とを含む。ポリマー構造は共役でも非共役でもよく、ビニルモノマーから得ることもできるし（例えば、ポリ（α−オレフィン）又はポリ（アルケニル芳香族））、或いはビニルモノマー以外のモノマー、例えばジオール、二酸、ジアミンなどから得ることもできる。一実施形態では、アミン置換ポリマー構造は、ポリ（α−オレフィン）、ポリ（アルケニル芳香族）、ポリフェニレン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエステル、或いはこれらのコポリマー及びブレンドのいずれかを含む。例示的なポリ（α−オレフィン）及びポリ（アルケニル芳香族）は次の構造式（Ｉ）の構造単位を含む。
【００２６】
【化１】
2008538054.tif 000003
式中、Ｑ1は１以上のアミン置換基を有する脂肪族基、脂環式基又は芳香族基である。アミン置換基は脂肪族基、脂環式基又は芳香族基上に存在し得る。式（Ｉ）の構造単位を有するアミン置換ポリマー材料の非限定的な例としては、ポリ（３−ビニル−１，１′−ビナフタレン）、ポリ（２−ビニル−１，１′−ビナフタレン）、ポリ（２−ビニルナフタレン−スチレン）コポリマー、ポリフルオレンなどが挙げられる。
【００２７】
別の実施形態では、官能性有機材料はビニル（ビフェニル）化合物由来の構造単位を有し、１以上のアミン置換基を有する。かかる材料の非限定的な例としては、アミン置換ポリ（４−ビニル−１，１′−ビフェニル）、ポリ（３−ビニル−１，１′−ビフェニル）などが挙げられる。
【００２８】
他の実施形態では、１以上のアミン置換基を有する官能性有機材料は、１種以上の重合性モノマー由来の構造単位を含む。重合性モノマーの例としては、特に限定されないが、１以上のアミン置換基を有する炭素環式基を有するビニルモノマー、或いは１以上のアミン置換基を有する複素環式基を有するビニルモノマーで他の有機基を含んでいても含んでいなくてもよいものが挙げられる。好適なビニルモノマーの非限定的な例としては、アミン置換基で置換されたビニルナフタレン、スチレン、ビニルアントラセン、ビニルペンタセン、（１，４−ジエチニル）芳香族化合物（例えば（１，４−ジエチニル）ベンゼン）及びビニルクリセン、並びにビニルカルバゾール、ビニルキノリン、ビニルビピリジル、ビニルチオフェン及びビニルピリジンなどが挙げられる。上述の重合性ビニルモノマーの組合せも使用できる。さらに、重合性モノマーは１以上の架橋性基、例えばビニル基、アリル基、スチリル基及びアルキニル基を含んでいてもよく、これらの基は各々さらに１以上のアミン置換基を含んでいてもよい。
【００２９】
別の実施形態では、アミン置換ポリマー材料は次の構造式（ＩＩ）の繰返し単位を含む。
【００３０】
【化２】
2008538054.tif 000004
構造式（ＩＩ）を有する実施形態では、［Ａ］は芳香族基であり、［Ｂ］は単結合又はスペーサー基であり、Ｒ1及びＲ2は各々独立に水素原子、Ｃ1〜Ｃ30脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ30脂環式基、Ｃ3〜Ｃ30芳香族基又はこれらの組合せであり、「ｐ」は１から［Ａ］で置換可能な部位の最大数までの整数である。芳香族基［Ａ］の例としては、フェニレン、ビフェニレン、テルフェニレン、フルオレニレン、ナフチレン、アントラセニレン、フェナントレニレン、クリシレン、ペンタシレンなどが挙げられる。
【００３１】
スペーサー基の例としては、アルキレン基、アリーレン基、アルキレン基とアリーレン基の組合せなどが挙げられる。スペーサー基は、アルキレン基、シクロアルキレン又はシクロアルキリデン基或いはアリーレン基などであってもよい。一実施形態では、スペーサー基は酸素、硫黄、窒素又はリン原子のようなヘテロ原子を含んでいてもよい。スペーサー基の例としては、Ｃ1〜Ｃ12アルキレン基、例えばメチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、シクロヘキシレン及びシクロヘキシリデン、並びにアルキレンオキシ基、例えばメチレンオキシ、エチレンオキシ、プロピレンオキシ、シクロヘキシレンオキシ及びポリアルキレンオキシなどが挙げられる。
【００３２】
一実施形態では、アミン置換ポリマー材料は構造式（ＩＩ）を有していて、ＮＲ1Ｒ2基はジアルキルアミノ、モノアルキルアミノ、ＮＨ2基又はこれらの組合せのいずれかであり、［Ａ］はフェニレン基である。さらに別の実施形態では、ＮＲ1Ｒ2基はジアルキルアミノ基、モノアルキルアミノ基、ＮＨ2基又はこれらの組合せのいずれかであり、［Ａ］はフェニレン基であり、［Ｂ］はメチレン基である。
【００３３】
製造が比較的容易であるので、ポリスチレン系アミン置換官能性有機材料が概して有益である。そこで、一実施形態では、この種の官能性有機材料は次の一般構造式（ＩＩＩ）の繰返し単位を含む。
【００３４】
【化３】
2008538054.tif 000005
構造式（ＩＩＩ）における［Ｂ］は単結合又はスペーサー基或いはこれらの組合せであり、Ｒ1及びＲ2は各々独立に水素原子、Ｃ1〜Ｃ30脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ30脂環式基、Ｃ3〜Ｃ30芳香族基又はこれらの組合せである。
【００３５】
製造が比較的容易であるので、［Ｂ］がメチレン基であるポリスチレン系官能性有機材料が概して望ましい。例えば、市販のポリ（４−クロロメチル）スチレンを、ＮＨＲ1Ｒ2又は（ＮＲ1Ｒ2）-Ｍ+（式中、Ｒ1及びＲ2は上記の通りであり、Ｍは金属である。）のようなアミン系求核試薬と反応させればよい。金属「Ｍ」の非限定的な例としては、リチウム、ナトリウム及びカリウムのようなアルカリ金属がある。クロロメチル基の塩素原子が置換されて、構造式（ＩＩＩ）のポリマー材料が得られる。多種多様なアミン系求核試薬を使用できるので、改質電極及び電子デバイスを製造するための官能性有機材料として適した様々なアミン置換ポリマー化合物を製造できる。一実施形態では、好適なアミン置換ポリマー材料は、ポリ［（Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノメチル）スチレン］、ポリ［（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノメチル）スチレン］、ポリ［（Ｎ，Ｎ−ジプロピルアミノメチル）スチレン］、ポリ［（Ｎ，Ｎ−エチルメチルアミノメチル）スチレン］又はポリ［（Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノメチル）スチレン］の１種以上である。別の実施形態では、アミン置換ポリスチレンを透明電極（酸化インジウムスズからなるものなど）と共に含む改質電極は、透明電子デバイスの製造に特に有用である。
【００３６】
官能性有機材料は、１種以上のオルガノシリコンヒドリド由来の構造単位も含んでいてもよい。オルガノシリコンヒドリドは、Ｓ−Ｈ結合を有する１以上のオルガノシラン基を含む。オルガノシリコンヒドリドは、さらに１以上のアミン置換基を有していてもよい。オルガノシリコンジヒドリド及びオルガノシリコントリヒドリドのような２以上のＳ−Ｈ結合を含むオルガノシリコンヒドリドを使用すると、架橋アミン置換ポリマー材料が得られる。一実施形態では、１以上の双極性部分を含むアミン置換ポリマー材料は、次の構造式ＩＶ、Ｖ又はＶＩの１種以上のオルガノシリコンヒドリド由来の構造単位を含む。
【００３７】
【化４】
2008538054.tif 000006
特定の実施形態では、アミン置換ポリマー材料は、（ＣＨ3）2Ｓｉ（Ｈ）Ｏ−[Ｓｉ（ＣＨ3）2Ｏ]x−Ｓｉ（ＣＨ3）2（Ｈ）及び（ＣＨ3）3ＳｉＯ−[ＳｉＣＨ3（Ｈ）Ｏ]x′−[Ｓｉ（ＣＨ3）2Ｏ]y′−Ｓｉ（ＣＨ3）3（式中、「ｘ」及び「ｙ」は独立に約１〜約３０の値を有する。）のような１種以上のオルガノシリコンヒドリド由来の構造単位を含む。
【００３８】
上述の官能性有機材料は改質電極の製造に使用できる。例えば、本発明の一実施形態では、アミン置換ポリマー材料を含む１種以上の官能性有機材料と１種以上の溶媒とを含むコーティング組成物を、当技術分野で公知の技術を用いて、電極表面の皮膜として塗工する。アミン置換ポリマー材料を通例溶解するので、極性溶媒が概して有益である。極性溶媒の非限定的な例としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、ｎ−ペンタノールなどの脂肪族アルコールが挙げられる。一実施形態では、得られた改質電極は、例えばＥＬ素子、光起電力（ＰＶ）素子、センサー、エレクトロクロミック素子及び電界効果トランジスターなどの電子デバイスの製造に使用できる。
【００３９】
有用な電子デバイスの一実施形態を図１に示すが、これは第一の電子デバイス構造１０を示している。第一の電子デバイス構造１０は、第二の導電層３０の表面にあって該導電層３０と接したアミン置換ポリマー材料を含む官能性有機材料層４０、及び第一の導電層２０と第二の導電層３０の間に設けられた電気活性材料層５０を含む。このデバイスを動作するには、第一及び第二の導電層の間に電圧６０を印加する必要がある。
【００４０】
別の実施形態では、電気活性層は、アミン置換ポリマー材料を含む官能性有機材料と電気活性材料との組合せを含んでいてもよい。この実施形態を図２に示すが、これは第二の電子デバイス構造７０を示している。第二の電子デバイス構造７０は、第一及び第二の導電層の少なくとも一方の表面にあってその層と接するように第一の導電層２０と第二の導電層３０の間に設けられた（電気活性材料と官能性有機材料との）混合層８０を含む。電気活性材料と官能性有機材料を実質的に均質に混合することによって、官能性有機材料の電荷（例えば陰極からの電子）の移動性能が向上し、これら２種類の材料を別々の層として有するデバイスに比べて電気光学素子の効率が高まる可能性がある。
【００４１】
２以上の官能性有機材料層、２以上の電気活性層及び３以上の導電層などを有するように積層デバイスを構築することによって、様々な構成を実現できる。場合によっては、１以上の導電層は透明であってもよい。一般に、様々な層を適切に組合せると、電子デバイスは性能の向上を示すか、或いは様々な用途に対する仕様を満足する。図３はかかる一実施形態に係る積層／タンデムデバイス９０（第三の電子デバイス構造）を示す。下から上に向かって順次、第一の導電層２０、第二の電気活性材料層１５０、第二の官能性有機材料層１４０、透明な第二の導電層１３０、第一の電気活性材料層１２０、第一の官能性有機材料層１１０及び第三の導電層１００を含む。図３において、第一の官能性有機材料層１１０は第三の導電層１００の表面にあって該導電層１００と接しており、第二の官能性有機材料層１４０は第二の導電層１３０の表面にあって該導電層１３０と接している。他の実施形態では、層１００〜１３０の組合せがＯＬＥＤ又はエレクトロクロミック素子を表すように層１１０及び１２０の材料を選択できる。同様に、層１３０、１４０、１５０及び２０の組合せがＯＬＥＤ又はエレクトロクロミック素子を表すように層１４０及び１５０の材料を適切に選択してもよい。そこで、これらの特徴的構成によって、一実施形態ではＯＬＥＤとエレクトロクロミック素子との組合せを含む積層デバイス９０を製造することができるし、別の実施形態では２つのＯＬＥＤの組合せを含む積層デバイス９０を製造することができる。かかる技術は、特殊なデバイス、例えば調色可能な照明光源（電気活性材料層とエレクトロクロミック素子との組合せによって形成できる）、センサー、電界効果トランジスター又はこれらの組合せの構築に役立つ。
【００４２】
本発明の官能性有機材料及び改質電極を用いた積層デバイスのその他の例及び変更例では、電荷輸送層、電荷注入層又はこれらの組合せを追加の層として含んでいてもよい。電荷輸送層及び正孔輸送層を含む別の組合せも使用できる。図４は、下から上に向かって、第一の導電層２０、電荷注入／輸送材料層１７０、電気活性材料層５０、官能性有機材料層４０及び第二の導電層３０を含む第四の電子デバイス構造１６０の略図である。このデバイス構造では、官能性有機材料層４０は第二の導電層３０の表面にあって該導電層３０と接している。
【００４３】
本明細書に開示したアミン置換ポリマー材料を含む官能性有機材料は一般に電子供与層から電気活性（又はエレクトロルミネッセント）材料への電荷注入を促進し、例えば電子ディスプレイデバイスの製造に役立つ。一実施形態では、電極から又は電極への電子移動を促進するため、官能性有機材料を電子デバイスに組み込むことができる。例えば有機エレクトロルミネッセント（「ＥＬ」）デバイスは、上述の材料のいずれかのような本発明の官能性有機材料の利益を受けることができ、材料はデバイスの陰極と有機エレクトロルミネッセント材料の間に、陰極の表面にあって陰極と接するように設けられる。電気活性有機材料は、電極間に電圧を印加すると光を放出する。官能性有機材料は、電機有機材料と明瞭な界面を形成してもよいし、或いは組成が実質的に純粋な官能性有機材料から実質的に純粋な電気活性有機材料へと変化する連続遷移領域を形成してもよい。一実施形態では、官能性有機材料は、スピンコーティング、スプレーコーティング、ディップコーティング、ロールコーティング、インクジェット印刷、グラビアコーティング法、物理蒸着などを始めとする方法によって、基材（例えば、電極表面）に堆積させればよい。
【００４４】
有機ＥＬ素子の陽極は、一般に、仕事関数の高い（例えば約４．４ｅＶ超）の材料を含む。酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）は光透過に関して実質的に透明であり、電気活性有機層から放出させた光をさほど減衰させずにＩＴＯ陽極層から逃散させることができるので、上記の目的に通常用いられる。「実質的に透明」という用語は、１０度以下の入射角で、厚さ約０．５μｍの膜を通して可視波長域の光の５０％以上、一般的には８０％以上、さらに一般的には９０％以上を透過させることを意味する。陽極層として用いられる他の材料としては、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化インジウム亜鉛、酸化亜鉛インジウムスズ、酸化アンチモン及びこれらの混合物が挙げられる。
【００４５】
製造に際しては、陽極層を物理蒸着、化学蒸着、スパッタリングその他の方法で基材要素に堆積させればよい。上述したもののような導電性酸化物からなる陽極の厚さは、一般に、一実施形態では約１０〜約５００ｎｍ、別の実施形態では約１０〜約２００ｎｍ、さらに別の実施形態では約５０〜約２００ｎｍである。例えば厚さ約５０ｎｍの実質的に透明な金属薄層も好適な導電層として使用できる。一般に、陽極として使用される金属は仕事関数の比較的高い（例えば、約４．４ｅＶ超）ものである。かかる金属の例としては、銀、銅、タングステン、ニッケル、コバルト、鉄、セレン、ゲルマニウム、金、白金、アルミニウム、これらの混合物又はこれらの合金が挙げられる。一実施形態では、陽極は、ガラス又はポリマー材料からなるもののような実質的に透明な基板上に設けられる。
【００４６】
一般に、陰極は負電荷キャリヤー（電子）を電気活性有機層に注入する。一実施形態では、陰極材料はＫ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｓｃ、Ｙ、ランタニド系列元素、これらの合金又はこれらの混合物である。陰極層の形成に適した合金材料は、Ａｇ−Ｍｇ、Ａｌ−Ｌｉ、Ｉｎ−Ｍｇ、Ａｌ−Ｃａ及びＡｌ−Ａｕ合金である。カルシウムのような金属又はＬｉＦのような非金属の薄層を、アルミニウムや銀のようなある種の他の金属の厚い層で被覆したもののような層状非合金構造も使用できる。陰極は、物理蒸着、化学蒸着又はスパッタリングによって基材要素に堆積させればよい。
【００４７】
さらに、電気活性有機層は正孔及び電子双方の輸送媒体としても役立つ。この電気活性有機層では、励起種が結合して低いエネルギー準位に落ちると同時に可視域のＥＭ放射を放出する。電気活性有機材料は、通例、所望の波長域でエレクトロルミネセンスを示すように選択される。
【００４８】
電気活性層の厚さは、一般に上記で例示した約１０〜約３００ｎｍの範囲内に保たれる。電気活性材料は、ポリマー、コポリマー、ポリマー混合物、又は不飽和結合を有する低分子量有機分子などの有機材料とし得る。かかる材料は一般に非局在化π電子系を有しており、そうしたポリマー鎖又は有機分子は移動度の比較的高い正又は負電荷キャリヤーを担うことができる。一般的な電気活性ポリマーは、ポリ（ｎ−ビニルカルバゾール）（「ＰＶＫ」、約３８０〜５００ｎｍの波長の紫色乃至青色光を放出する）及びその誘導体、ポリフルオレン及びポリ（アルキルフルオレン）のようなその誘導体、例えばポリ（９，９−ジヘキシルフルオレン）（４１０〜５５０ｎｍ）、ポリ（ジオクチルフルオレン）（ピークＥＬ発光波長４３６ｎｍ）又はポリ｛９，９−ビス（３，６−ジオキサヘプチル）フルオレン−２，７−ジイル｝（４００〜５５０ｎｍ）など、ポリ（パラフェニレン）（「ＰＰＰ」）及びその誘導体、例えばポリ（２−デシルオキシ−１，４−フェニレン）（４００〜５５０ｎｍ）、ポリ（２，５−ジヘプチル−１，４−フェニレン）など、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（「ＰＰＶ」）及びその誘導体、例えばジアルコキシ置換ＰＰＶ、シアノ置換ＰＰＶなど、ポリチオフェン及びその誘導体、例えばポリ（３−アルキルチオフェン）、ポリ（４，４′−ジアルキル−２，２′−ビチオフェン）、ポリ（２，５−チエニレンビニレン）など、ポリ（ピリジンビニレン）及びその誘導体、ポリキノキサリン及びその誘導体、並びにポリキノリン及びその誘導体である。これらのポリマーの混合物又はこれらのポリマーの１種以上と他のポリマーに基づくコポリマーも、例えば、発光色の調整に使用できる。
【００４９】
別の部類の例示的な電気活性材料はポリシランである。ポリシランは、各種のアルキル及び／又はアリール側基で置換された線状ケイ素骨格ポリマーである。これらは、ポリマー主鎖に沿って非局在化σ−共役電子を有する準一次元物質である。ポリシランの例は、ポリ（ジ−ｎ−ブチルシラン）、ポリ（ジ−ｎ−ペンチルシラン）、ポリ（ジ−ｎ−ヘキシルシラン）、ポリ（メチルフェニルシラン）及びポリ｛ビス（ｐ−ブチルフェニル）シラン｝などである。これらのポリシランは、一般に約３２０〜約４２０ｎｍの波長域の光を放出する。
【００５０】
多数の芳香族単位からなる分子量約５０００未満の有機材料も、電気活性材料として利用できる。かかる材料の例は１，３，５−トリス｛ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）フェニルアミノ｝ベンゼンであり、３８０〜５００ｎｍの波長域の光を放出する。電気活性有機層は、フェニルアントラセン、テトラアリールエテン、クマリン、ルブレン、テトラフェニルブタジエン、アントラセン、ペリレン、コロネン又はこれらの誘導体のような低分子量有機分子から製造することもできる。これらの材料は一般に最大波長約５２０ｎｍの光を放出する。さらに他の有益な材料は、４１５〜４５７ｎｍの波長域の光を放出するアセチルアセトナトアルミニウム、アセチルアセトナトガリウム及びアセチルアセトナトインジウム、並びに４２０〜４３３ｎｍの光を放出するアルミニウム−（ピコリルメチルケトン）−ビス｛２，６−ジ（ｔ−ブチル）フェノキシド｝やスカンジウム−（４−メトキシ−ピコリルメチルケトン）−ビス（アセチルアセトネート）のような低分子量金属有機錯体である。白色光用途に有益な電気活性有機材料は例えば青緑色波長の光を放出するものである。
【００５１】
本発明で使用できる可視波長域の光を放出する他の電気活性有機材料は、Ｕ．Ｍｉｔｓｃｈｋｅ  ａｎｄ  Ｐ．Ｂａｕｅｒｌｅ，  “Ｔｈｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  ｏｆ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ”，  Ｊ．  Ｍａｔｅｒ．  Ｃｈｅｍ．，  Ｖｏｌ．１０，  ｐｐ．１４７１−１５０７（２０００）に記載されたアルミニウムトリス（８−キノリノラト）のような８−ヒドロキシキノリンの有機金属錯体その他の材料であり、その開示内容は援用によって本明細書の内容の一部をなす。本発明のＥＬ層に使用できる追加の例示的な有機材料としては、Ａｋｃｅｌｒｕｄ，  “Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ”，  Ｐｒｏｇｒｅｓｓ  ｉｎ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃ，  Ｖｏｌ．２８（２００３），ｐｐ．８７５−９６２に記載されたものがあり、その開示内容は援用によって本明細書の内容の一部をなす。これらの材料としては、当技術分野で電気活性を示すことが知られているか又は電気活性を示すと予想される構造又は構造単位と、正孔輸送、電子輸送、電荷輸送及び電荷閉込めなどのデバイス性能を高める他の機能を果たすことが知られているが又はかかる機能を果たすと潜在的に予想される構造との様々な組合せを含む構造のポリマー材料も挙げられる。
【００５２】
なお、２以上の電気活性有機層を順次重ねて形成することもできる。各層は異なる波長域の光を放出する異なる電気活性有機材料を有していてもよい。
【００５３】
さらに、上記で例示したＥＬ素子の効率をさらに高めるために、１以上の追加層を発光素子に組込んでもよい。例えば、追加層はＥＬ層への正電荷（「正孔」）の注入及び／又は輸送の向上に役立つことがある。これらの層の各々の厚さは、通例５００ｎｍ未満、一般に１００ｎｍ未満に保たれる。これらの追加層の材料の例を幾つか挙げると、低乃至中分子量（例えば約２０００未満）の有機分子、ポリスチレンスルホン酸をドープしたポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（「ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ」）及びポリアニリンである。これらは、デバイスの製造時に、スプレーコーティング、ディップコーティング、物理蒸着、化学蒸着その他の慣用法で製膜できる。本発明の一実施形態では、所定の順方向バイアスでの注入電流を高めるため及び／又はデバイス破損までの最大電流を高めるため、陽極層とＥＬ層の間に正孔注入促進層を導入する。すると、正孔注入促進層は陽極からの正孔の注入を促進する。正孔注入促進層の材料の例は、米国特許第５９９８８０３号（その開示内容は援用によって本明細書の内容の一部をなす）に開示されているようなアリーレン系化合物である。具体例としては、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物及びビス（１，２，５−チアジアゾロ）−ｐ−キノビス（１，３−ジチオール）がある。
【００５４】
上記で例示したＥＬ素子はさらに、正孔注入促進層とＥＬ層の間に正孔輸送層を含んでいてもよい。正孔輸送層は正孔を輸送し、電子の輸送を阻止して、ＥＬ層で正孔と電子が実質的に最適に結合する。正孔輸送層の材料の例を幾つか挙げると、トリアリールジアミン、テトラフェニルジアミン、芳香族第三アミン、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を有するオキサジアゾール誘導体、及びポリチオフェンがある。
【００５５】
他の実施形態では、上記で例示したＥＬ素子はさらに、追加層として「電子注入及び輸送促進層」を含んでいてもよく、電子供与材料とＥＬ層の間に配設できる。電子注入及び輸送促進層に用いられる典型的な材料としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウムのような有機金属錯体、オキサジアゾール誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体及びニトロ置換フルオレン誘導体などが挙げられる。
【００５６】
一実施形態では、電気活性材料は、マトリックスポリマーとして機能し得るポリマー材料と混合してもよい。概して公知のあらゆるポリマー材料が使用できる。
【００５７】
電気活性材料はさらに、蛍光色素又はリン光色素の１種以上を含んでいてもよい。発光素子はさらに、例えば米国特許第６８４７１６２号に開示されているもののような、少なくとも蛍光層及び／又はリン光層を有する１以上のホトルミネッセント（「ＰＬ」）層を含んでいてもよい。
【００５８】
本明細書に記載の通り製造した表面改質電極は、有機光起電力素子、光検出器、ディスプレイデバイス及び有機発光素子のような電子デバイスの製造に有用である。ディスプレイデバイスの例としては、サイネージ表示に用いられるデバイスがある。そこで、一実施形態では、表面改質電極は、複数の電子デバイスを含むディスプレイユニットを備える装置の製造に有用である。これらの電子デバイスは一般に第一の導電層、第二の導電層、及び第一の導電層と第二の導電層の間に設けられた電気活性材料層を含む。通例、第一及び第二の導電層の少なくとも一方が本発明の官能性有機材料で改質される。一実施形態では、第一及び第二の導電層の少なくとも一方が透明であってもよい。透明電極とは、一実施形態では約９０％以上、別の実施形態では９５％以上の光透過率を有する電極を意味する。電極と隣接ＥＬ活性材料との境界を挟んでの効率的な電子輸送による利益を受ける別の種類の電子デバイスは光起電力（「ＰＶ」）セルである。
【００５９】
本発明のさらに別の実施形態には、電子デバイスの動作方法が包含される。本方法は、電気エネルギーと光エネルギーの変換を行うため電子デバイスに電界又は光エネルギーを印加することを含む。この例示的な方法では、電子デバイスは第一の導電層、第二の導電層、及び第一導電層と第二導電層の間に設けられた電気活性材料層を有する。官能性有機材料が第一及び第二の導電層の少なくとも一方の表面にあってその層と接するように、第一及び第二の導電層の少なくとも一方は本発明の官能性有機材料で改質されている。
【実施例】
【００６０】
以下の実施例は、特許請求の範囲に記載された方法をどのように評価するかについての詳細な説明を当業者に提供するために示すものであり、本発明者らが発明として把握している範囲を限定するものではない。
【００６１】
実施例１
ポリ［（Ｎ，Ｎ−エチルメチルアミノメチル）スチレン］（ＰＥＭＡＭＳ）の製造
ポリ（３−クロロメチル）スチレンとポリ（４−クロロメチル）スチレンとの異性体混合物（２ｇ、１３．２ミリモル）及びＮ−メチルエチルアミン（１１．８ｇ、２００ミリモル）の２５ｍｌトルエン中の溶液を室温で５日間撹拌した。反応混合物は沈殿した固体を含むスラリーであり、これを分液漏斗に移し、トルエンで希釈した。有機相を１重量％ＮａＯＨ水溶液で２回洗浄し、水で２回洗浄し、溶媒を真空下で除去した。粘着性の白色固体残渣をメタノールに溶解し、ブレンダー内で水中に沈殿させた。回収した固体を風乾し、次いで５０℃の真空オーブンで乾燥して最終生成物を得たが、これはほぼ周囲温度のガラス転移温度を有していた。
【００６２】
実施例２及び実施例３
上述の手順をジ（ｎ−ブチル）アミン及びジエチルアミンを用いて繰り返して、それぞれ対応するポリ（Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノメチル）ポリスチレン（ＰＤＢＡＭＳ）及びポリ（Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノメチル）ポリスチレン（ＰＤＥＡＭＳ）を得た。これらの材料の薄膜のＵＶ−可視分光測定の結果、これらは本質的に透明であり、可視域（３００〜８００ｎｍ）に全く吸収を有していなかった。これらの材料は、周囲温度よりも高いガラス転移温度を有していた。
【００６３】
Ｈ．Ｗ．Ｓａｎｄｓ社（米国フロリダ州ジュピター）から購入した緑色発光ポリマーであるポリ［（９，９−ジ−ｎ−ヘキシルフルオレニル−２，７′−ジイル）−コ−（１，４−ベンゾ［２，１，３］チオジアゾール）］（以下、ＬＥＰと略す）を用いて、以下のエレクトロルミネッセントデバイス、デバイス１：ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ／ＬＥＰ／Ａｌ（以下、比較例１）、デバイス２：ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ／ＬＥＰ／Ｃａ−Ａｌ（以下、比較例２）及びデバイス３：ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ／ＬＥＰ／ＰＥＭＡＭＳ−Ａｌ（以下、実施例３）を製造した。
【００６４】
実施例４
電子デバイス製造の一般手順
ＩＴＯで予め被覆し、ＵＶ−オゾンで前処理したガラスを基板として用いた。ＩＴＯ層に厚さ約６０ｎｍのＰＥＤＯＴ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン））層をスピンコーティング法で堆積させ、次いで空気中１８０℃で１時間ベーキングした。次に、厚さ３０〜６５ｎｍのＬＥＰ層を、ＬＥＰのキシレン溶液のスピンコーティングによって堆積させた。必要に応じてＬＥＰ層上にＰＥＭＡＭＳ層を、ＰＥＭＡＭＳのｎ−ブタノール溶液を用いたスピンコーティング法で堆積させた後、陰極層を堆積させた。所定の陰極層（比較例１ではＡｌ、比較例２では３５ｎｍＣａ層の堆積後にＡｌ、実施例３ではＡｌ）は、２×１０-6トルの基礎真空度での熱蒸着を用いて堆積させた。最後に、別のガラススライドを用いてデバイスを光学用接着剤で封止した。陰極と陽極の間に電圧を印加して、デバイス１〜３の各々の効率を測定した。各デバイスについて、電流密度（ｍＡ／ｃｍ2単位で測定）と効率（ｃｄ／Ａ単位で測定）の関係を示すプロットを得た。結果を図５のグラフとして示す。
【００６５】
図５のプロット１８０、１９０及び２００を検討すると、実施例３の電子デバイス３の効率はＣａ−Ａｌ電極を用いたデバイス２の効率よりもかなり高く、裸Ａｌ電極を用いたデバイス１の効率よりも格段に高いことが分かる。これは、アミン置換ポリマー材料がＡｌ電極の表面にあってＡｌ電極と接しているポリ（Ｎ，Ｎ−メチルエチルアミノメチル）スチレン改質Ａｌ電極からの電子注入が、裸Ａｌ電極からの電子注入よりも優れていることを示している。
【００６６】
以上、本明細書では本発明の幾つかの特徴について例示し説明してきたが、数多くの修正及び変更が当業者には明らかであろう。したがって、特許請求の範囲は、このようなあらゆる修正及び変更が本発明の真の技術的思想に属するものとして包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施形態に係るアミン置換ポリマー材料を含む官能性有機材料の層を有する第一の電子デバイス構造の略図。
【図２】本発明の実施形態に係るアミン置換ポリマー材料を含む官能性有機材料と電気活性材料との混合層を有する第二の電子デバイス構造の略図。
【図３】本発明の実施形態に係る第一の官能性有機材料層及び第二の官能性有機材料層を有する第三の電子デバイス構造の略図。
【図４】本発明の実施形態に係るアミン置換ポリマー材料を含む官能性有機材料と電荷注入／輸送材料層とを有する第四の電子デバイス構造の略図。
【図５】本発明の一実施例に係る例示的な電子デバイス１，２及び３について、カンデラ／アンペア単位で測定した効率を電流密度に対してプロットしたグラフ。
【図１】
2008538054.tif 000010
【図２】
2008538054.tif 000011
【図３】
2008538054.tif 000012
【図４】
2008538054.tif 000013
【図５】
2008538054.tif 000014
【国際調査報告】
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