(57)【要約】発光デバイスの製造にあたってポリマー層を成膜するための組成物であって、前記組成物は溶媒に溶解した共役ポリマーを含有し、前記溶媒はジアルキルまたはトリアルキル置換の芳香族炭化水素を含有し、前記アルキル置換基のうち少なくとも２つは互いにオルト位にあることを特徴とする組成物、およびポリマー層を基板上にインクジェット法によって成膜するにあたってのこのような組成物の使用方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光デバイスの製造にあたってポリマー層を成膜するための組成物であって、前記組成物は溶媒に溶解した共役ポリマーを含有し、前記溶媒はジアルキルまたはトリアルキル置換の芳香族炭化水素を含有し、前記アルキル置換基のうち少なくとも２つは互いにオルト位にあることを特徴とする組成物。
【請求項２】
前記溶媒はジアルキルまたはトリアルキル置換ベンゼンを含有し、前記アルキル置換基のうち少なくとも２つは互いにオルト位にある請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
各々のアルキル置換基は独立にＣ１−Ｃ６アルキル基である請求項１または２に記載の組成物。
【請求項４】
各々のアルキル置換基はメチル基である請求項３に記載の組成物。
【請求項５】
前記溶媒は１，２−ジメチルベンゼンを含有する請求項４に記載の組成物。
【請求項６】
前記溶媒は１，２，３−トリメチルベンゼンを含有する請求項４に記載の組成物。
【請求項７】
発光デバイスの製造にあたってポリマー層を成膜するための組成物であって、前記組成物は溶媒に溶解した共役ポリマーを含有し、前記溶媒はトリアルキルベンゼンを含有することを特徴とする組成物。
【請求項８】
前記溶媒はキシレンをも含有することを特徴とする請求項７の組成物。
【請求項９】
前記溶媒は２０〜１００重量％のトリアルキルベンゼンと８０重量％以下のキシレンを含有する請求項８記載の組成物。
【請求項１０】
前記共役ポリマーは発光ポリマーである前記請求項のいずれかに記載の組成物。
【請求項１１】
前記ポリマーはフルオレン系ポリマーを含有する前記請求項のいずれかに記載の組成物。
【請求項１２】
前記ポリマーはフルオレンおよびトリアリールアミンの単位を含むポリマーを含有する前記請求項のいずれかに記載の組成物。
【請求項１３】
前記ポリマーはフルオレン系ポリマーとフルオレンおよびトリアリールアミンの単位を含むポリマーとのブレンドを含有する前記請求項のいずれかに記載の組成物。
【請求項１４】
前記請求項のいずれかに記載の溶液処理可能な組成物を、複数の細長い穴を通して基板上に供給することによって、ポリマー層を成膜する方法。
【請求項１５】
前記請求項のいずれかに記載の組成物を、インクジェット印刷法によって基板上に成膜する工程を有する、基板上にポリマー層を形成する方法。
【請求項１６】
ポリマー層を成膜するインクジェット法における、前記請求項のいずれかに記載の組成物の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光デバイス（ＬＥＤ）における共役ポリマー層を成膜するための組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発光層として半導体の共役ポリマーを用いる発光デバイスが知られている。図１は簡単な発光デバイスの構成を示す。ガラスまたはプラスチック基板２を、たとえばインジウム錫酸化物の形態のアノード層４でコートする。アノードを細長いストリップの形態にパターン化してもよい。アノード層を正孔輸送層でコートしてもよい。次に、発光ポリマー層６を成膜した後、電子輸送層を成膜する。次いで、カソード層８の成膜によってデバイス構造を完成させる。例として、カソード層はカルシウムまたはアルミニウムであり得る。アノードとカソードが重なる画素Ｐを画定するように、カソード層８を横のストリップにパターン化してもよい。その代わりに、パターン化していないカソードで、発光ストリップを画定してもよい。さらに、その代わりに、画素をアクティブマトリックスのバックプレーン上に画定し、カソードはパターン化してもパターン化しなくてもよい。アノードとカソードとの間に電界を印加したとき、電子と正孔が発光ポリマー層６中へ注入される。正孔および電子はポリマー層中で再結合し、その一部は発光的に減衰して光を発生する。
【０００３】
正孔輸送層は、一般的に、正孔輸送を維持できるどのような材料からなっていてもよい。好適な材料の例は、有機導電体たとえば以下の導電ポリマー：ドープされた形態の、ポリアニリン、ポリエチレンジオキシチオフェンおよび他のポリチオフェン、ポリピロールなどである。他の代替的な材料は、共役ポリアミンおよび低分子量アミンたとえばＴＰＤである。
【０００４】
発光層はデバイス駆動条件下において電荷キャリア輸送を維持でき発光も可能などのような分子化合物またはポリマー化合物からなっていてもよい。例としては、蛍光有機化合物および共役ポリマーたとえばＡｌｑ３、ポリフェニレンおよび誘導体、ポリフルオレンおよび誘導体、ポリチオフェンおよび誘導体、ポリフェニレンビニレンおよび誘導体、ヘテロ芳香環を含むポリマーなどが含まれる。
【０００５】
電子輸送層は、一般的に、電子輸送を維持できるどのような材料からなっていてもよい。例としては、ペリレン系、Ａｌｑ３、ポリフルオレンまたはポリフルオレンコポリマー、ヘテロ芳香環を含むポリマーなどが含まれる。
【０００６】
デバイスは、少なくとも１つの発光層を含んでいれば、上記の層のいかなる組み合わせを含んでいてもよい。
【０００７】
ＯＬＥＤは米国特許５，２７４，１９０号または米国特許４，５３９，５０７号に記載されており、その内容は参照によって本明細書に組み込まれている。米国特許５，２７４，１９０号においては活性層が発光性半導体共役ポリマーであり、米国特許４，５３９，５０７号においては活性層が発光性昇華分子膜である。
【０００８】
従来、ポリマー層は典型的にはポリマー溶液をアノード上にスピンコーティングするかまたは規制ブレードコーティングすることによって成膜され、その後に溶媒をＲＴＰで蒸発させるかまたは熱処理および／または減圧を用いて溶媒を追い出していた。ポリマーは、溶液から直接キャストされた発光ポリマー自体であるか、またはそのポリマーへの前駆体であり、これは熱処理工程の間に発光ポリマーへと転換される。ポリマーは２またはそれ以上の材料のブレンド、たとえば２またはそれ以上のポリマーのブレンドからなっていてもよい。
【０００９】
ポリマー層は、ポリマーを含む溶液処理可能な材料を、重力もしくは圧力の効果によりまたは表面張力の効果を利用することにより、複数の細長い穴を通して基板上に供給することによって成膜してもよい。このことは、必要に応じて、ポリマー膜の直接成膜またはパターニングを容易にする。
【００１０】
インクジェット法によるポリマー層の成膜は特に好ましい手法である。インクジェット法は、たとえば、ＥＰ０８８０３０３Ａ１に記載されており、その内容は参照によって本明細書に組み込まれている。
【００１１】
優れた発光均一性を示すポリマー膜を作ることができる材料組成物を用いることが好ましい。
【００１２】
本発明者自身の以前の出願であるＰＣＴ／ＧＢ００／０３３４９は、ポリアルキル化ベンゼンたとえばクメンおよびイソジュレンをベースとする共役ポリマーを成膜するための組成物を開示している。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、パターン化されたポリマー膜の直接成膜を容易にする組成物を提供することにもある。特に、本発明の目的は、高い発光均一性を示す共役ポリマー膜を成膜することができる組成物を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様によれば、発光デバイスの製造にあたってポリマー層を成膜するための組成物であって、前記組成物は溶媒に溶解した共役ポリマーを含有し、前記溶媒はジアルキルまたはトリアルキル置換の芳香族炭化水素を含有し、前記アルキル置換基のうち少なくとも２つは互いにオルト位にあることを特徴とする組成物が提供される。
【００１５】
溶媒は、１，２−ジメチルベンゼン、１，２，３−トリアルキルベンゼンおよび１，２，４−トリアルキルベンゼンのうち１またはそれ以上を含むことが好ましい。１，２−ジメチルベンゼンおよび１，２，３−トリアルキルベンゼンが特に好ましい。
【００１６】
本発明の第２の態様によれば、発光デバイスの製造にあたってポリマー層を成膜するための組成物であって、前記組成物は溶媒に溶解した共役ポリマーを含有し、前記溶媒はトリアルキルベンゼンを含有することを特徴とする組成物が提供される。
【００１７】
本発明の第３の態様によれば、本発明の第１または第２の態様の溶液処理可能な組成物を、複数の細長い穴を通して基板上に供給することによって、ポリマー層を成膜する方法が提供される。
【００１８】
本発明の第４の態様によれば、本発明の第１または第２の態様の組成物を、インクジェット法によって基板上に成膜する工程を有する、基板上にポリマー層を形成する方法が提供される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本出願の目的上、「ポリマー」という用語は、ホモポリマーおよびコポリマーを含み、ポリマーブレンドの層とともに単一ポリマーの層をも含む。「ポリマー層」という用語は、比較的小さいディメンジョン、たとえば画素化されたディスプレイ内の単一画素に相当するディメンジョンを持つ層、およびより大きなディメンジョンの層を含む。
【００２０】
本出願の目的上、「アルキル」という用語は、６以下の炭素原子を持つ直鎖または分枝アルキル置換基のことをいう。
【００２１】
得られる組成物は、２０℃で２５〜４０ｍＮ／ｍの範囲の表面張力、２０℃で２〜８ｃＰｓの粘度、および０．２５〜１．５％、好ましくは０．５〜１％のｗ／ｖポリマー濃度を有することが好ましい。このような特性を持つ組成物は、インクジェット印刷法による成膜に特に適している。また、組成物は、成膜が行われる基板に対して適当な接触角を持っていたほうがよい。たとえば、ポリイミド基板の場合には、接触角は３０〜６０度の範囲であるのがよい。
【００２２】
得られる組成物が特定の成膜法に対して必要な流体特性を持っているならば、組成物は１またはそれ以上の別の種類の溶媒を含んでいてもよい。たとえば、組成物中に比較的少量の１またはそれ以上のトリアルキルベンゼンでも存在すれば、組成物の安定性および／または組成物の流体特性を改善できる。
【００２３】
本出願の目的上、共役ポリマーという用語は、完全に共役した（すなわちポリマー鎖の長さ全体に沿って共役した）または部分的に共役した（すなわち共役セグメントに加えて非共役セグメントを含む）、オリゴマーたとえばダイマー、トリマーなどを含むポリマーのことをいう。
【００２４】
ポリマーは、１０，０００〜５００，０００の範囲、より具体的には１０，０００〜３００，０００の範囲の平均分子量を持ち得る。
【００２５】
ポリマーは、有機発光デバイスにおける発光層、正孔輸送層または電子輸送層に好適に用いられるポリマーであり得る。
【００２６】
好ましい実施例においては、共役ポリマーは、発光ポリマー、正孔輸送ポリマーまたは電子輸送ポリマーそれ自体、または発光ポリマー、正孔輸送ポリマーまたは電子輸送ポリマーへの前駆体であり得る。共役ポリマーまたはその前駆体は、どのような好適なポリマーでもよく、特に以下のいずれか一方でもよい。
【００２７】
ａ）導電性ポリマーたとえばポリアニリン（ＰＡＮＩ）および誘導体、ポリチオフェンおよび誘導体、ポリエチレンジオキシチオフェン；これらの全てのドープされた形態、特にポリスチレンスルホン酸ドープのポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＴ／ＰＳＳ）。
【００２８】
ｂ）溶液処理可能な電荷輸送および／または発光／電界発光ポリマー、好ましくは共役ポリマーたとえばポリフェニレンおよび誘導体、ポリフェニレンビニレンおよび誘導体、トリアリール含有ポリマーおよび誘導体、種々の形態の前駆体ポリマー、コポリマー（上で挙げたポリマー種を含む）［一般的にランダムまたはブロックコポリマーである］、主鎖に側鎖として結合した活性（電荷輸送および／または発光）種を持つポリマー、チオフェンおよび誘導体など。
【００２９】
本発明は、他の化合物たとえばＥＰ−Ａ−０６７６４６１に記載されているスピロ化合物を含む溶液処理可能な分子化合物、および他の無機化合物たとえば絶縁体または導電体を作るための溶液処理可能な有機金属前駆体化合物を含む組成物にも適用できることは想像できる。
【００３０】
共役ポリマーは、たとえばフルオレン系ポリマー、またはフルオレン単位と他の単位たとえばトリアリールアミン単位またはベンゾチアジアゾース（ＢＴ）単位を含むポリマーを含有するコポリマー、またはこのようなポリマーのうち２つまたはそれ以上のブレンドからなっていてもよい。
【００３１】
【実施例】
本発明のよりよい理解のために、および本発明をどのようにして効果へと導くことができるかを示すために、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態（例のつもりにすぎないが）を以下に記載する。
【００３２】
図２はパターン化されたアノード４上にポリマー層６を成膜するための成膜方法を示す。複数の細長い穴１０が示されており、各々はそれぞれの溝８に合わせて整列されている。細長い穴１０は導管１２を通じて成膜される溶液を保持している貯槽１４に連結されている。溶液は、発光ポリマー層６を成膜するために、圧力下でまたは重力によって細長い穴１０を通して供給される。
【００３３】
本発明による具体的な組成物を以下において議論する。
【００３４】
実施例１
最初に例示される組成物は、１％ｗ／ｖのトリブレンド［このトリブレンドは、おおよそ、１４ｗｔ％の三元ポリマー［この三元ポリマーは、フルオレン（Ｆ８）単位（図３ａ図示）、ベンゾチアジアゾール（ＢＴ）単位（図３ｂ図示）およびトリアリーレン単位（図３ｃ図示）を含む］、５６ｗｔ％のＦ８ＢＴ（図３ｄ図示）および３０ｗｔ％のＴＦＢ（図３ｅ図示）を含む］を、１，２，４−トリメチルベンゼンに溶解したものである。得られた組成物は、２０℃で３．８ｃｐｓの粘度および２０℃で２８ｍＮ／ｍの表面張力を有していた。
【００３５】
実施例２
第２の実施例では、組成物は、１％ｗ／ｖの実施例１で述べたトリブレンドを、２０ｖｌｏ％の１，２，４−トリメチルベンゼンと８０ｖｌｏ％のキシレンとの溶媒混合物に溶解したものからなる。この組成物は、２０℃で２．９ｃｐｓの溶液粘度および２０℃で２８ｍＮ／ｍの表面張力を有していた。
【００３６】
この組成物の試料を基板上に成膜して真空乾燥した。こうして製造されたポリマー層のＰＬ効率は４３％であった。同じ組成物の層を８０℃で１３．５時間乾燥すると、３９％のＰＬ効率を有するポリマー層になった。
【００３７】
実施例３
第３の実施例では、組成物は、１％ｗ／ｖの実施例１で述べたトリブレンドを、５０ｖｌｏ％の１，２，４−トリメチルベンゼンと５０ｖｌｏ％のキシレンとの溶媒混合物に溶解したものからなる。この組成物は、２０℃で２．８２ｃｐｓの溶液粘度および２０℃で２８ｍＮ／ｍの表面張力を有していた。トリメチルベンゼンの追加により、組成物の安定性がかなり向上することがわかった。
【００３８】
１，２−ジメチルベンゼン、１，２，３−トリメチルベンゼンおよび１，２，４−トリメチルベンゼンは、約２６６，０００の平均分子量を持つフルオレン−チオフェンポリマーの良溶媒であることもわかった。
【図面の簡単な説明】
【図１】
発光デバイスの概略図。
【図２】
種々のポリマー層を成膜する方法を示す概略図。
【図３】
実施例において用いられた繰返し単位およびポリマーの構造を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年10月14日(2002.10.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光デバイスの製造にあたってポリマー層を成膜するための組成物であって、前記組成物は溶媒に溶解した共役ポリマーを含有し、前記溶媒はトリアルキル置換の芳香族炭化水素を含有し、前記アルキル置換基のうち少なくとも２つは互いにオルト位にあることを特徴とする組成物。
【請求項２】
前記溶媒はトリアルキル置換ベンゼンを含有し、前記アルキル置換基のうち少なくとも２つは互いにオルト位にある請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
各々のアルキル置換基は独立にＣ１−Ｃ６アルキル基である請求項１または２に記載の組成物。
【請求項４】
各々のアルキル置換基はメチル基である請求項３に記載の組成物。
【請求項５】
前記溶媒は１，２，３−トリメチルベンゼンを含有する請求項４に記載の組成物。
【請求項６】
前記溶媒はキシレンをも含有することを特徴とする請求項２の組成物。
【請求項７】
前記溶媒は２０〜１００重量％のトリアルキルベンゼンと８０重量％以下のキシレンを含有する請求項６記載の組成物。
【請求項８】
前記共役ポリマーは発光ポリマーである前記請求項のいずれかに記載の組成物。
【請求項９】
前記ポリマーはフルオレン系ポリマーを含有する前記請求項のいずれかに記載の組成物。
【請求項１０】
前記ポリマーはフルオレンおよびトリアリールアミンの単位を含むポリマーを含有する前記請求項のいずれかに記載の組成物。
【請求項１１】
前記ポリマーはフルオレン系ポリマーとフルオレンおよびトリアリールアミンの単位を含むポリマーとのブレンドを含有する前記請求項のいずれかに記載の組成物。
【請求項１２】
前記請求項のいずれかに記載の溶液処理可能な組成物を、複数の細長い穴を通して基板上に供給することによって、ポリマー層を成膜する方法。
【請求項１３】
前記請求項のいずれかに記載の組成物を、インクジェット印刷法によって基板上に成膜する工程を有する、基板上にポリマー層を形成する方法。
【請求項１４】
ポリマー層を成膜するインクジェット法における、前記請求項のいずれかに記載の組成物の使用方法。
【国際調査報告】
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