(57)【要約】有機電子デバイス用のアノードが提供される。アノードは、（ａ）導電性無機材料である第１の層、および（ｂ）金属酸化物である第２の極薄層を有する。
2012510706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）導電性無機材料を含む第１の層、および（ｂ）金属酸化物を含む第２の極薄層を含む、有機電子デバイス用のアノード。
【請求項２】
前記導電性無機材料が、インジウムスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化物、アルミニウムスズ酸化物、アルミニウム亜鉛酸化物およびジルコニウムスズ酸化物からなる群から選択される、請求項１に記載のアノード。
【請求項３】
前記金属酸化物が、第３〜１３族金属およびランタニド金属の酸化物からなる群から選択される、請求項１に記載のアノード。
【請求項４】
前記金属酸化物が、アルミニウム酸化物、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、クロム酸化物、タングステン酸化物、ニッケル酸化物、ニオブ酸化物、イットリウム酸化物、サマリウム酸化物、プラセオジム酸化物、テルビウム酸化物およびイッテルビウム酸化物からなる群から選択される、請求項１に記載のアノード。
【請求項５】
基板を提供することと、
導電性無機材料を含む第１のアノード層を前記基板上に形成することと、
金属酸化物を含む第２の極薄アノード層を原子層堆積によって形成することと、
を含む、アノードを形成するための方法。
【請求項６】
基板と、
（ａ）導電性無機材料を含む第１の層、および（ｂ）金属酸化物を含む第２の極薄層を含むアノードと、
少なくとも１つの有機活性層と、
カソードと、
を含む有機電子デバイス。
【請求項７】
前記導電性無機材料が、インジウムスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化物、アルミニウムスズ酸化物、アルミニウム亜鉛酸化物およびジルコニウムスズ酸化物からなる群から選択される、請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記基板がＴＦＴ基板である、請求項６に記載のデバイス。
【請求項９】
前記金属酸化物が、第３〜１３族金属およびランタニド金属の酸化物からなる群から選択される、請求項６に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記金属酸化物が、アルミニウム酸化物、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、クロム酸化物、タングステン酸化物、ニッケル酸化物、ニオブ酸化物、イットリウム酸化物、サマリウム酸化物、プラセオジム酸化物、テルビウム酸化物およびイッテルビウム酸化物からなる群から選択される、請求項６に記載のデバイス。
【請求項１１】
ＴＦＴ基板を提供することと、
導電性無機材料を含む第１のアノード層を前記ＴＦＴ基板上に形成することと、
金属酸化物を含む第２の極薄アノード層を原子層堆積によって前記第１の層上に形成することと、
少なくとも１つの有機活性層を液相堆積技術によって形成することと、
カソードを形成することと、
を含む、有機電子デバイスを形成するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて、２００８年１２月１日出願の米国仮特許出願第６１／１８８，７２２号の優先権を主張するものであり、この仮特許出願は、その全体が参照により援用される。
【０００２】
本開示は、一般に、電子デバイスのアノード、およびそれを形成するための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
電子デバイスは、活性層を含む製品の範疇を規定する。有機電子デバイスは、少なくとも１つの有機活性層を有する。かかるデバイスは、電気エネルギーを放射線に変換する（発光ダイオードなど）か、電子的プロセスを介して信号を検出するか、放射線を電気エネルギーに変換する（光電池など）か、または１つもしくは複数の有機半導体層を含む。
【０００４】
有機発光ダイオード（「ＯＬＥＤ」）は、エレクトロルミネッセンスが可能な有機層を含む有機電子デバイスである。導電性ポリマーを含むＯＬＥＤは、電極間に任意の追加層を備えた次のような構成を有することができる。
アノード／ＥＬ材料／カソード
【０００５】
ＯＬＥＤで用いられる層を形成する際に、気相堆積および液相堆積を含む様々な堆積技術を用いることができる。液相堆積技術は、インクジェット印刷および連続ノズル印刷などの印刷技術を含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
デバイスがより複雑になり、より高い解像度を備えるようになるにつれて、これらのデバイス用の材料および方法の改善が絶えず必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（ａ）導電性無機材料を含む第１の層、および（ｂ）金属酸化物を含む第２の極薄層を含む、有機電子デバイス用のアノードが提供される。
【０００８】
基板を提供することと、
導電性無機材料を含む第１のアノード層を基板上に形成することと、
金属酸化物を含む第２の極薄アノード層を原子層堆積によって形成することと、
を含む、アノードを形成するための方法がさらに提供される。
【０００９】
基板と、
（ａ）導電性無機材料を含む第１の層、および（ｂ）金属酸化物を含む第２の極薄層を含むアノードと、
少なくとも１つの有機活性層と、
カソードと、
を含む有機電子デバイスがさらに提供される。
【００１０】
ＴＦＴ基板を提供することと、
導電性無機材料を含む第１のアノード層をＴＦＴ基板上に形成することと、
金属酸化物を含む第２の極薄アノード層を原子層堆積によって第１の層上に形成することと、
少なくとも１つの有機活性層を液相堆積技術によって形成することと、
カソードを形成することと、
を含む、有機電子デバイスを形成するための方法がさらに提供される。
【００１１】
前述の概要および以下の詳細な説明は、単に例示的であり説明のためだけのものであり、添付の特許請求の範囲において定義されるように、本発明を限定するものではない。
【００１２】
本開示の主題は、添付の図において、限定ではなく例として示される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】異なるデバイスの漏れ電流のグラフである。
【図２】異なるデバイスの整流比のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
多くの態様および実施形態が上で記載されているが、これらは例示にすぎず、限定されるものではない。当業者は、本明細書を読めば、他の態様および実施形態が本発明の範囲から逸脱せずに可能であることが分かる。
【００１５】
実施形態のいずれか１つまたは複数の他の特徴および利点は、以下の詳細な説明および特許請求の範囲から明らかになるであろう。詳細な説明はまず、用語の定義および説明に触れ、その後、アノード、アノードの形成方法、有機電子デバイス、および最後に実施例と続いている。
【００１６】
１．用語の定義および説明
下記の実施形態の詳細に触れる前に、いくつかの用語を定義または説明する。
【００１７】
用語「活性材料」は、デバイスの動作を電子的に促進する材料を指す。活性材料の例としては、電荷を伝導、注入、輸送または阻止する材料が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、ここで電荷は、電子または正孔のいずれかであり得る。不活性材料の例としては、平坦化材料、絶縁材料および環境障壁材料が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００１８】
用語「アノード」は、正電荷キャリアを注入するために特に効率的な電極を意味することを意図している。ある実施形態において、アノードは、４．７ｅＶを超える仕事関数を有する。
【００１９】
用語「正孔輸送」は、比較的効率的かつ小さな電荷損失で、層、材料、部材または構造の厚さを通過する正電荷の移動を容易にするような層、材料、部材または構造を指す。
【００２０】
用語「層」は、用語「フィルム」と同義的に使用され、所望の領域を覆うコーティングを意味する。この用語は、サイズによって制限されない。この領域は、デバイス全体の大きさであってもよく、または実際の視覚的表示などの特殊機能領域ほど小さくてもよく、もしくは１つのサブピクセルほど小さくてもよい。層およびフィルムは、気相堆積、液相堆積（連続および不連続技術）および熱転写を含む任意の従来の堆積技術によって形成することができる。
【００２１】
用語「非導電性」は、材料を示す場合には、材料、すなわち大きい電流が流れないようにする材料を意味することを意図している。一実施形態において、非導電性材料は、約１０6Ω−ｃｍより大きいバルク抵抗率を有する。ある実施形態において、バルク抵抗率は、約１０8Ω−ｃｍより大きい。
【００２２】
用語「極薄」は、それが層を示す場合、１００Å以下の厚さを有する層を意味することを意図している。
【００２３】
本明細書において使用される場合、用語「含んでなる」、「含んでなること」、「含む」、「含むこと」、「有する」、「有すること」、またはそれらの他のあらゆる変形は、非排他的な包含を扱うことを意図している。たとえば、ある一連の要素を含むプロセス、方法、物品、または装置は、それらの要素のみに必ずしも限定されるわけではなく、そのようなプロセス、方法、物品、または装置に関して明示されないかまたはそれらに固有のものでもない他の要素を含むことができる。さらに、相反する明示的な記載がない限り、「または」は、包含的な「または」を意味するのであって、排他的な「または」を意味するのではない。たとえば、条件ＡまたはＢが満たされるのは：Ａが真であり（または存在する）Ｂが偽である（または存在しない）、Ａが偽であり（または存在しない）Ｂが真である（または存在する）、ならびにＡおよびＢの両方が真である（または存在する）のいずれか１つによってである。
【００２４】
また、本発明に記載の要素および成分を説明するために単数形（「ａ」または「ａｎ」）も使用されている。これは単に便宜的なものであり、本発明の範囲の一般的な意味を提供するために行われている。この記述は、１つまたは少なくとも１つを含むものと読むべきであり、明らかに他の意味となる場合を除けば、単数形は複数形も含んでいる。
【００２５】
元素周期表の縦列に対応する族番号は、「ＣＲＣ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ」、第８１版（２０００〜２００１年）に見られるような「新表記法（Ｎｅｗ  Ｎｏｔａｔｉｏｎ）」規約を使用する。
【００２６】
特に定義しない限り、本明細書において使用されるすべての技術用語および科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解されている意味と同じ意味を有する。本明細書に記載されるものと類似または等価の方法および材料を、本発明の実施形態の実施または試験において使用することができるが、好適な方法および材料について以下に説明する。本明細書において言及されるあらゆる刊行物、特許出願、特許、およびその他の参考文献は、特定の段落が引用されない限りそれらの記載内容全体が援用される。矛盾が生じる場合には、定義を含めて本明細書に従うものとする。さらに、材料、方法、および実施例は、単に説明的なものであり、限定を意図したものではない。
【００２７】
本明細書に記載されない程度に、特定の材料、処理行為、および回路に関する多くの詳細が、従来のものであり、有機発光ダイオードディスプレイ技術、光検出器技術、光起電力技術、および半導体部材技術の範囲内のテキストブックおよび他の出典に見出されるであろう。
【００２８】
２．アノード
ＯＬＥＤデバイスは、有機金属層アノードおよびカソード層を有する多層スタックからなり、有機層のスタックが、金属層の間にある。有機スタックの厚さは、非常に薄い。ＯＬＥＤデバイスは、順バイアス（ＦＢ）条件下、または逆バイアス（ＲＢ）条件下であっても、電流フローが増加する場所の役割をする可能性がある微細欠陥を有する傾向がある。ＦＢ下では、欠陥は、残りのピクセルが、隣接するピクセルより暗く見えるようにするか、またはさらにドット落ち（「ｄｅａｄ」ｐｉｘｅｌ）におけるように完全に暗く見えるようにするほどの電流を引き込む。ＲＢでは、欠陥は、過度の漏れ電流またはさらにデバイスの故障に帰着し得る。
【００２９】
この問題にアプローチする１つの方法は、より厚い有機層を用いることだった。第２のアプローチは、下部電極を表面処理して、電界集中を低減することだった。第３のアプローチは、底部（アノード）電極の表面を滑らかにすることである。しかしながら、これらのアプローチは、他のデバイス特性に有害な影響を有するか、かつ／または望ましくない処理ステップを伴う可能性がある。したがって、この短絡問題を克服する新しい方法を発見できるならば、有益であろう。
【００３０】
本明細書で説明する新しいアノードは、（ａ）導電性材料を含む第１の層、および（ｂ）金属酸化物を含む第２の極薄層を含む。ある実施形態において、第１の層は、実質的に導電性材料からなり、第２の層は、実質的に金属酸化物からなる。第２の層は、ピクセル領域の外で電流フローを阻止して上記の欠陥を防ぐことができるようにし、一方でデバイスにおける電流フローが所望のデバイス特性を保持できるようにする適切な抵抗率を有する。
【００３１】
表面をプラズマ酸化できる限りは、任意の従来の透明な導電性材料をアノード用に用いてもよい。本明細書に用いられる場合、用語「表面」は、それがアノードに適用されるときには、露出されて、基板によって直接覆われていないアノード材料の外部境界を意味することを意図している。アノード層は、正方形、矩形、円、三角形、楕円形などの平面形状を有するパターン化されたアレイ構造で形成され得る。一般に、電極は、ステンシルマスクを用いた選択的堆積、またはブランケット堆積、および一部を取り除いてパターンを形成する従来のリソグラフィー技術などの従来の方法を用いて形成され得る。
【００３２】
ある実施形態において、電極は透明である。ある実施形態において、電極は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などの透明な導電性材料を含む。他の透明な導電性材料は、たとえばインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）を含む。
【００３３】
適切な材料の例としては、インジウムスズ酸化物（「ＩＴＯ」）、インジウム亜鉛酸化物（「ＩＺＯ」）、アルミニウムスズ酸化物（「ＡＴＯ」）、アルミニウム亜鉛酸化物（「ＡＺＯ」）、ジルコニウムスズ酸化物（「ＺＴＯ」）、亜鉛酸化物、スズ酸化物、元素金属、金属合金、およびこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されるものではない。電極の厚さは、一般に、約５０〜１５０ｎｍの範囲にある。
【００３４】
アノードの第２の層は、金属酸化物の極薄層である。層は、ある実施形態において３０Å未満の厚さを有し、ある実施形態において２０Å未満の厚さを有する。ある実施形態において、層は、５〜１５Åの範囲の厚さを有する。
【００３５】
ある実施形態において、金属酸化物は、５０Åの層用に１×１０6〜１×１０9Ω−ｃｍの範囲の抵抗率を有する。ある実施形態において、抵抗率は、１×１０6〜５×１０7の範囲にある。ある実施形態において、金属酸化物は、第３〜１３族金属の酸化物およびランタニド金属の酸化物からなる群から選択される。ある実施形態において、金属は、アルミニウム、モリブデン、タングステン、ニッケル、クロム、バナジウム、ニオブ、イットリウム、サマリウム、プラセオジム、テルビウムおよびイッテルビウムからなる群から選択される。
【００３６】
３．アノードを形成するための方法
アノードの第１の層は、任意の従来の技術によって形成することができる。層は、化学もしくは物理気相堆積法またはスピンコーティング法によって形成され得る。化学気相堆積は、プラズマ化学気相堆積（「ＰＥＣＶＤ」）または有機金属化学気相堆積（「ＭＯＣＶＤ」）として実行し得る。物理気相堆積には、イオンビームスパッタリングを含むスパッタリングの全ての形態と同様に、電子ビーム蒸着および抵抗蒸着を含むことができる。物理気相堆積の特定の形態には、ＲＦマグネトロンスパッタリングおよび誘導結合プラズマ物理気相堆積（「ＩＭＰ−ＰＶＤ」）が含まれる。これらの堆積技術は、半導体製造技術分野内では周知である。
【００３７】
極薄金属酸化物層は、連続的で再現可能な層を結果としてもたらす任意の従来の方法によって堆積することができる。
【００３８】
一実施形態において、アノードを形成するための方法は、
基板を提供することと、
導電性無機材料を含む第１のアノード層を基板上に形成することと、
金属酸化物を含む第２の極薄アノード層を原子層堆積によって形成することと、
を含む。
【００３９】
原子層堆積（ＡＬＤ）は、層成長によって層を生成するための実績のある技術であり、したがって単分子層の規模で高度に再現可能および制御可能である。それは、挿入用に意図されている工程段階において容易にスケーラブルであり、低コストである。ＡＬＤによって堆積できる材料には、絶縁体または正孔輸送体になる多くの候補が含まれるが、これらのいずれも、板厚方向において電気抵抗の制御を可能にする方法でデバイスに組み込むことができる。
【００４０】
ＡＬＤは、自己停止ガス−固体反応の連続的使用に基づいたフィルム堆積技術として定義することができる。ＡＬＤ法において、典型的には２つの反応物が用いられる。各反応物は、窒素ガスによってチャンバの中へ次々に運ばれ、サンプル表面上への吸着に帰着する。反応物パルス間に、チャンバは空にされて、反応物間の気相反応を防ぐ。吸着された反応物間の反応は基板表面上で起こり、ガス反応副産物の脱着が続く。表面反応は、反応律速であり、したがって質量流量は、律速ではない。したがって、生成されるフィルムは、非常にコンフォーマルであり、単分子層の厚さである。ＡＬＤで成長される第２の層は、欠陥のない最高の性能を提供する抵抗率基準を満たすように選択される。
【００４１】
金属酸化物およびそれらを形成するために用いられる反応物のいくつかの非限定的な例が、以下の表に提供される。
【００４２】
【表１】
2012510706.tif 000003
【００４３】
ＡＬＤ法は、一般に、いくつかのパラメーターを制御することによって実行される。パルスは、チャンバに入るキャリアガスフローに反応材料が露出される秒単位の時間である。ある実施形態において、パルスは、０．１〜１．０秒の範囲にある。露出は、各反応物が、表面において吸着／反応できるようにするために、フローをオフにしてチャンバに保持される秒単位の時間である。ある実施形態において、露出は、５〜５０秒である。ポンプ動作は、別の反応物が入れられる前に、各反応物が、その露出ステップ後に送り出される秒単位の時間である。ある実施形態において、ポンプ時間は、３〜２０秒の範囲にある。上記のように、ＡＬＤにおける各反応物は、別々にやって来る。サイクルは、露出のサイクルペアの数である。ある実施形態において、サイクル数は、５〜２０の範囲にある。フローは、キャリアガス流量である。ある実施形態において、フローは、１０〜５０標準立方センチメートル／分（ＳＣＣＭ）の範囲にある。
【００４４】
４．有機電子デバイス
用語「有機電子デバイス」または時には単に「電子デバイス」は、１つまたは複数の有機半導体層または材料を含むデバイスを意味することを意図している。有機電子デバイスとしては、限定するわけではないが、（１）電気エネルギーを放射線に変換するデバイス（たとえば、発光ダイオード、発光ダイオードディスプレイ、ダイオードレーザー、または照明パネル）、（２）電子的プロセスを用いて信号を検出するデバイス（たとえば、光検出器、光伝導セル、フォトレジスタ、フォトスイッチ、フォトトランジスタ、光電管、赤外線（ＩＲ）検出器、またはバイオセンサー）、（３）放射線を電気エネルギーに変換するデバイス（たとえば、光起電デバイスまたは太陽電池）、（４）１つまたは複数の有機半導体層を含む１つまたは複数の電子部品を含むデバイス（たとえば、トランジスタまたはダイオード）、または項目（１）〜（４）におけるデバイスの任意の組み合わせが挙げられる。
【００４５】
ある実施形態において、有機電子デバイスは、
基板と、
（ａ）導電性無機材料を含む第１の層、および（ｂ）金属酸化物を含む第２の極薄層を含むアノードと、
少なくとも１つの有機活性層と、
カソードと、
を含む。
【００４６】
基板は、剛性または可撓性とすることができるベース材料でり、かつ１つまたは複数の材料の１つまたは複数の層を含み得るが、これらの材料は、限定するわけではないが、ガラス、ポリマー、金属もしくはセラミック材料、またはこれらの組み合わせを含むことができる。ある実施形態において、基板はガラスである。
【００４７】
ある実施形態において、基板は、ＴＦＴ基板である。ＴＦＴ基板は、電子技術分野で周知である。ベース支持体は、有機電子デバイスの技術分野において用いられるような従来の支持体であり得る。ベース支持体は、可撓性または剛性であってもよく、有機または無機であってもよい。ある実施形態において、ベース支持体は透明である。ある実施形態において、ベース支持体はガラスまたは可撓性有機フィルムである。公知のように、ＴＦＴアレイがこの支持体上またはこの支持体内に配置されてもよい。この支持体は、約１２〜２５００ミクロンの範囲の厚さを有し得る。
【００４８】
用語「薄膜トランジスタ」または「ＴＦＴ」は、電界効果トランジスタの少なくとも１つのチャネル領域が基本的に基板の基材の一部でない電界効果トランジスタを意味することを意図している。一実施形態において、ＴＦＴのチャネル領域は、ａ−Ｓｉ、多結晶ケイ素、またはそれらの組み合わせを含む。用語「電界効果トランジスタ」は、導電性がゲート電極にかかる電圧によって影響されるトランジスタを意味することを意図している。電界効果トランジスタとしては、接合型電界効果トランジスタ（ＪＦＥＴ）または金属−酸化物−半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）を含む金属−絶縁体−半導体電界効果トランジスタ（ＭＩＳＦＥＴ）、金属−窒化物−酸化物−半導体（ＭＮＯＳ）電界効果トランジスタなどが挙げられる。電界効果トランジスタは、ｎ型（ｎ型キャリアがチャネル領域内を流れる）またはｐ型（ｐ型キャリアがチャネル領域内を流れる）であり得る。電界効果トランジスタは、エンハンスメント型（ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ−ｍｏｄｅ）トランジスタ（チャネル領域がトランジスタのＳ／Ｄ領域と比較して異なる導電型を有する）またはデプレッション型（ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ−ｍｏｄｅ）トランジスタ（トランジスタのチャネルおよびＳ／Ｄ領域が同じ導電型を有する）であり得る。
【００４９】
ＴＦＴ基板はまた、表面絶縁層を含むが、この絶縁層は、有機平坦化層または無機パッシベーション層とすることができる。これらの層に有用であることが周知の任意の材料および厚さを用いることができる。
【００５０】
新しいアノードの第１および第２の層は、上記のような基板上に堆積される。
【００５１】
１つまたは複数の有機層は、バッファ層、正孔輸送層、光活性層、電子輸送層および電子注入層の１つまたは複数を含む。層は、列挙した順序で配置される。
【００５２】
用語「有機バッファ層」または「有機緩衝材料」は、導電性材料または半導体有機材料を意味することを意図しており、下位層の平坦化、電荷輸送特性および／または電荷注入特性、酸素または金属イオンなどの不純物の捕捉（ｓｃａｖｅｎｇｉｎｇ）、および有機電子デバイスの性能を促進または改良するための他の態様を含むがこれらに限定されるものではない、有機電子デバイスの１つまたは複数の機能を有していてもよい。有機緩衝材料は、ポリマー、オリゴマー、または小分子であってもよく、溶液、分散体、懸濁液、エマルジョン、コロイド混合物、または他の組成物の形態であってもよい。
【００５３】
有機バッファ層は、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）またはポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）などのポリマー材料（これらはプロトン酸でドープされることが多い）で形成することができる。プロトン酸は、たとえば、ポリ（スチレンスルホン酸）、ポリ（２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸）などであり得る。有機バッファ層は、銅フタロシアニンおよびテトラチアフルバレン−テトラシアノキノジメタン系（ＴＴＦ−ＴＣＮＱ）などの電荷輸送化合物などを含み得る。一実施形態において、有機バッファ層は、導電性ポリマーおよびコロイド形成性ポリマー酸の分散体から作製される。そのような材料は、たとえば、米国特許出願公開第２００４−０１０２５７７号明細書、同第２００４−０１２７６３７号明細書、および同第２００５−０２０５８６０号明細書に記載されている。有機バッファ層は、典型的に、約２０〜２００ｎｍの範囲の厚さを有する。
【００５４】
正孔輸送材料の例は、たとえば、Ｙ．Ｗａｎｇによる「Ｋｉｒｋ  Ｏｔｈｍｅｒ  Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、第４版、第１８巻、８３７−８６０頁（１９９６年）にまとめられている。正孔輸送分子とポリマーとの両方を使用することができる。慣用的に使用される正孔輸送分子としては、：４，４’，４”−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（ＴＤＡＴＡ）；４，４’，４”−トリス（Ｎ−３−メチルフェニル−Ｎ−フェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）；Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）；１，１−ビス［（ジ−４−トリルアミノ）フェニル］シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）；Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−エチルフェニル）−［１，１’−（３，３’−ジメチル）ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＥＴＰＤ）；テトラキス−（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−２，５−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）；α−フェニル−４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチレン（ＴＰＳ）；ｐ−（ジエチルアミノ）ベンズアルデヒドジフェニルヒドラゾン（ＤＥＨ）；トリフェニルアミン（ＴＰＡ）；ビス［４−（Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ）−２−メチルフェニル］（４−メチルフェニル）メタン（ＭＰＭＰ）；１−フェニル−３−［ｐ−（ジエチルアミノ）スチリル］−５−［ｐ−（ジエチルアミノ）フェニル］ピラゾリン（ＰＰＲまたはＤＥＡＳＰ）；１，２−ｔｒａｎｓ−ビス（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）シクロブタン（ＤＣＺＢ）；Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＴＢ）；Ｎ，Ｎ’−ビス（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ビス−（フェニル）ベンジジン（α−ＮＰＢ）；および銅フタロシアニンなどのポルフィリン化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。慣用的に使用される正孔輸送ポリマーとしては、ポリビニルカルバゾール、（フェニルメチル）ポリシラン、ポリ（ジオキシチオフェン）、ポリアニリン、およびポリピロールが挙げられるが、これらに限定されるものではない。前述のような正孔輸送分子を、ポリスチレンおよびポリカーボネートなどのポリマー中にドープすることによって正孔輸送ポリマーを得ることも可能である。正孔輸送層は、典型的に、約４０〜１００ｎｍの範囲の厚さを有する。発光材料はまた、いくつかの電荷輸送特性を有してもよいが、用語「正孔輸送層」は、主な機能が発光である層を含むことを意図していない。
【００５５】
用語「光活性」は、電圧を印加することによって励起されたときに発光する材料（発光ダイオードまたは化学電池中など）、あるいは放射エネルギーに応答し、印加バイアス電圧を使用しまたは使用せずに信号を発生する材料（光検出器中など）を意味する。任意の有機エレクトロルミネッセンス（「ＥＬ」）材料を光活性層に使用することができ、そのような材料は当該技術分野で周知である。そのような材料としては、小分子有機蛍光化合物、蛍光性およびリン光性の金属錯体、共役ポリマー、ならびにそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。光活性材料は、単独で、あるいは１つまたは複数のホスト材料との混合物として存在し得る。蛍光化合物の例としては、ナフタレン、アントラセン、クリセン、ピレン、テトラセン、キサンテン、ペリレン、クマリン、ローダミン、キナクリドン、ルブレン、それらの誘導体、およびそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。金属錯体の例としては、トリス（８−ヒドロキシキノラト）アルミニウム（Ａｌｑ3）などの金属キレート化オキシノイド化合物；Ｐｅｔｒｏｖらの米国特許第６，６７０，６４５号明細書ならびにＰＣＴ出願公開の国際公開第０３／０６３５５５号パンフレットおよび国際公開第２００４／０１６７１０号パンフレットに開示されるようなフェニルピリジン、フェニルキノリン、またはフェニルピリミジンの配位子を有するイリジウム錯体などの、シクロメタレート化されたイリジウムおよび白金のエレクトロルミネッセンス化合物、ならびに、たとえば、ＰＣＴ出願公開の国際公開第０３／００８４２４号パンフレット、国際公開第０３／０９１６８８号パンフレット、および国際公開第０３／０４０２５７号パンフレットに記載されるような有機金属錯体、ならびにそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。共役ポリマーの例としては、ポリ（フェニレンビニレン）、ポリフルオレン、ポリ（スピロビフルオレン）、ポリチオフェン、ポリ（ｐ−フェニレン）、それらのコポリマー、およびそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。光活性層は、典型的に、約５０〜５００ｎｍの範囲の厚さを有する。
【００５６】
「電子輸送」は、層、材料、部材または構造について言及される場合、そのような層、材料、部材または構造を通過して別の層、材料、部材または構造への負電荷の移動を促進または容易にするそのような層、材料、部材または構造を意味する。任意の電子輸送層１４０に用いられ得る電子輸送材料の例としては、トリス（８−ヒドロキシキノラト）アルミニウム（ＡｌＱ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（ｐ−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＢＡｌｑ）、テトラキス−（８−ヒドロキシキノラト）ハフニウム（ＨｆＱ）およびテトラキス−（８−ヒドロキシキノラト）ジルコニウム（ＺｒＱ）などの金属キレート化オキシノイド化合物；ならびに２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）、および１，３，５−トリ（フェニル−２−ベンズイミダゾール）ベンゼン（ＴＰＢＩ）などのアゾール化合物；２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリンなどのキノキサリン誘導体；４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＤＰＡ）および２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＤＤＰＡ）などのフェナントロリン；ならびにそれらの混合物が挙げられる。電子輸送層は、典型的に、約３０〜５００ｎｍの範囲の厚さを有する。発光材料はまた、いくつかの電荷輸送特性を有してもよいが、用語「電子輸送層」は、主な機能が発光である層を含むことを意図していない。
【００５７】
本明細書において使用される場合、用語「電子注入」は、層、材料、部材、または構造について言及される場合、そのような層、材料、部材、または構造が、比較的効率的かつ少ない電荷損失で、そのような層、材料、部材、または構造の厚さを通過する負電荷の移動を促進することを意味することを意図している。任意選択の電子輸送層は無機であってもよく、ＢａＯ、ＬｉＦ、またはＬｉ2Ｏを含んでもよい。電子注入層は、典型的に、約２０〜１００Åの範囲の厚さを有する。
【００５８】
カソードは、第１族金属（たとえば、Ｌｉ、Ｃｓ）、第２族（アルカリ土類）金属、ランタニドおよびアクチニドを含む希土類金属から選択され得る。カソードは、約３００〜１０００ｎｍの範囲の厚さを有する。
【００５９】
封入層が、アレイならびに周囲の離れた回路にわたって形成されて、ほぼ完成した電気デバイスが形成され得る。
【００６０】
ある実施形態において、有機電子デバイスを形成するための方法は、
ＴＦＴ基板を提供することと、
導電性無機材料を含む第１の層をＴＦＴ基板上に形成することと、
金属酸化物を含む第２の極薄層を原子層堆積によって第１の層上に形成することと、
少なくとも１つの有機活性層を液相堆積技術によって形成することと、
カソードを形成することと、
を含む。
【００６１】
液相堆積において、有機活性材料が、液体組成物から層に形成される。用語「液体組成物」は、溶液を形成するために材料を溶解させる液体媒体、分散体を形成するために材料を分散させる液体媒体、または懸濁液もしくはエマルジョンを形成するために材料を懸濁させる液体媒体を意味することを意図している。用語「液体媒体」は、純粋な液体、液体の組み合わせ、溶液、分散体、懸濁液、およびエマルジョンを含む液体材料を意味することを意図している。液体媒体は、１つまたは複数の溶媒が存在するか否かにかかわらず用いられる。
【００６２】
連続および不連続技術を含む、任意の周知の液相堆積技術を用いることができる。連続堆積技術としては、スピンコーティング、グラビアコーティング、カーテンコーティング、浸漬コーティング、スロットダイコーティング、スプレーコーティング、および連続ノズルコーティングが挙げられるが、これらに限定されるものではない。不連続堆積技術としては、インクジェット印刷、グラビア印刷、およびスクリーン印刷が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００６３】
ある実施形態において、バッファ層、正孔輸送層および光活性層は、液相堆積技術によって形成される。電子輸送層、電子注入層およびカソードは、気相堆積技術によって形成される。
【実施例】
【００６４】
本明細書で説明する概念を以下の例でさらに説明するが、これらの例は、特許請求の範囲に記載される本発明の範囲を限定するものではない。
【００６５】
実施例
これらの例は、本明細書で説明する新しいアノードを有するデバイスの性能を実証する。
【００６６】
デバイスは、次の構造を有した。
基板＝ガラス
第１のアノード層＝１８０ｎｍの厚さを備えたＩＴＯ
第２のアノード層＝ＡＬＤによって形成されたアルミナ
バッファ層＝導電性ポリマーおよびポリマーフッ素化スルホン酸（かかる材料は、たとえば、米国特許出願公開第２００４／０１０２５７７号明細書、同第２００４／０１２７６３７号明細書、および同第２００５／０２０５８６０号明細書に記載されている）の水分散液から形成され、４０ｎｍの厚さを有する層。
正孔輸送層＝アリール（ａｒｙｌａｍｉｎｅ）含有コポリマー（かかる材料は、たとえば、米国特許出願公開第２００８／００７１０４９号明細書に記載されている）であり、２０ｎｍの厚さを有する。
光活性層＝ホスト：ドーパントが１３：１であり、ホストは、アントラセン誘導体（かかる材料は、たとえば米国特許第７，０２３，０１３号明細書に記載されている）で、ドーパントは、アリール化合物（かかる材料は、たとえば、米国特許出願公開第２００６／００３３４２１号明細書に記載されている）であり、３２ｎｍの厚さを有する。
電子輸送層＝１０ｎｍの厚さの金属キノラート誘導体
カソード＝ＬｉＦ／Ａｌ（１／１００ｎｍ）
【００６７】
実施例１において、アルミナ層は、次のＡＬＤ条件で、７Åの厚さを有した。
【００６８】
【表２】
2012510706.tif 000004
【００６９】
実施例２において、アルミナ層は、次のＡＬＤ条件で１２Åの厚さを有した。
【００７０】
【表３】
2012510706.tif 000005
【００７１】
比較例Ａにおいて、第２のアノード層はなかった。
【００７２】
デバイスの漏れ電流を図１に示す。整流比は図２に示す。漏れ電流および整流比の両方とも、第２のアノード層のない比較例と比較して、実施例１および実施例２では著しく良かったことが分かる。
【００７３】
以上の明細書において、具体的な実施形態を参照しながら本発明の概念を説明した。しかし、当業者であれば、特許請求の範囲に記載される本発明の範囲から逸脱せずに種々の変更および変形を行えることが理解できるであろう。したがって、本明細書および図面は、限定的な意味ではなく説明的なものであるとみなすべきであり、すべてのこのような変更は、本発明の範囲内に含まれることを意図している。
【００７４】
特定の実施形態に関して、利益、その他の利点、および問題に対する解決法を以上に記載してきた。しかし、これらの利益、利点、問題の解決法、ならびに、何らかの利益、利点、または解決法を発生させたり、より顕著にしたりすることがある、あらゆる特徴が、特許請求の範囲のいずれかまたはすべての重要な、必要な、または本質的な特徴として解釈されるものではない。
【００７５】
別々の実施形態の状況において、明確にするために本明細書に記載されている特定の複数の特徴は、１つの実施形態の中で組み合わせても提供できることを理解されたい。逆に、簡潔にするため１つの実施形態の状況において説明した種々の特徴も、別々に提供したり、あらゆる副次的な組み合わせで提供したりすることができる。さらに、範囲で提示された値への言及には、その範囲内のありとあらゆる値が含まれる。
【図１】
2012510706.tif 000006
【図２】
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【国際調査報告】
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