(57)【要約】本発明は、第１層と第１電極とを含むデバイスの作製方法であり、少なくとも１つの金属オキソアルコキシドと少なくとも１つの溶媒とを含む液体無水組成物を、表面に適用することにより、前記第１電極上に前記第１層を形成し、前記表面は、前記第１電極の表面、または前記第１電極上に位置する層の表面から選択されるステップを含み、任意に、前記組成物を乾燥させること、前記組成物を金属酸化物含有第１層に転化させること、および前記第１デバイス層上に第２電極を形成すること、さらに、前記第１層の形成前または後に、前記第１電極上に、量子ドットを含む層を形成することを含む方法に関する。そしてさらに、本発明は、前記デバイス自体に関する。【選択図】図１【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１層と第１電極とを含むデバイスの作製方法であり、
ｉ）少なくとも１つの式（Ｉ）；
ＭｘＯｙ（ＯＲ）ｚ［Ｏ（Ｒ’Ｏ）ｃＨ］ａＸｂ［Ｒ’’ＯＨ］ｄ      （Ｉ）
（式中、ｘ＝３〜２５、ｙ＝１〜１０、ｚ＝３〜５０、ａ＝０〜２５、ｂ＝０〜２０、ｃ＝０〜１、ｄ＝０〜２５であり、およびＭ＝Ｉｎ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｙ、Ｓｎ、Ｇｅ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｎｂおよび／またはＣｕであり、Ｒ、Ｒ’、Ｒ’ ’＝同一のまたは異なる有機ラジカルであり、およびＸ＝Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉである。）
の金属オキソアルコキシドと、
ｉｉ）少なくとも１つの溶媒と、
を含む液体無水組成物を、表面に適用することにより、前記第１電極上に前記第１層を形成し、前記表面は、前記第１電極の表面または前記第１電極上に位置する層の表面から選択されるステップを含み、
任意に、前記組成物を乾燥させること、前記組成物を金属酸化物含有第１層に転化させること、および前記第１デバイス層上に第２電極を形成すること、さらに、前記第１層の形成前または後に、量子ドットを含む層を前記第１電極上に形成することを含む方法。
【請求項２】
使用される、前記少なくとも１つの金属オキソアルコキシドが、式；
ＭｘＯｙ（ＯＲ）ｚ
（式中、ｘ＝３〜２０、ｙ＝１〜８、ｚ＝３〜２５であり、ＯＲ＝同一のまたは異なるＣ１−Ｃ１５−アルコキシ、−オキシアルキルアルコキシ、−アリールオキシ−、または−オキシアリールアルコキシ基であり、より好ましくはｘ＝３〜１５、ｙ＝１〜５、ｚ＝１０〜２０であり、ＯＲ＝同一のまたは異なる−ＯＣＨ３、−ＯＣＨ２ＣＨ３、−ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ３、−ＯＣＨ（ＣＨ３）２または−ＯＣ（ＣＨ３）３である。）
のオキソアルコキシドであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つの式（Ｉ）の金属オキソアルコキシドが、［Ｉｎ５（μ５−Ｏ）（μ３ＯｉＰｒ）４（μ２−ＯｉＰｒ）４（ＯｉＰｒ）５］、［Ｓｎ３Ｏ（ＯｉＢｕ）１０（ｉＢｕＯＨ）２］および／または［Ｓｎ６Ｏ４（ＯＲ）４］であることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つの金属オキソアルコキシドが、前記方法で使用される１種の金属酸化物前駆体であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つの式（Ｉ）の金属オキソアルコキシドが、前記無水組成物の総質量に対し、０．１〜１５質量％の割合で存在することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つの溶媒が、非プロトン性または弱プロトン性の溶媒であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの溶媒が、メタノール、エタノール、イソプロパノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、ｔｅｒｔ−ブタノール、およびトルエンのみからなる群から選択されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記組成物が、１ｍＰａ・ｓ〜１０Ｐａ・ｓの粘度を有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記無水組成物が、印刷法、噴霧法、回転コーティング法、浸漬法、またはメニスカスコーティング、スリットコーティング、スロットダイコーティングおよびカーテンコーティングのみからなる群から選択される方法によって、前記表面に適用されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記転化が、８０℃より高い温度で熱的に行われることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記熱処理の前、最中または後に、ＵＶ、ＩＲまたはＶＩＳ照射が適用されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記量子ドットを含む層が、前記第１層の形成前に堆積されることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記量子ドットを含む層が、前記第１層の形成後に堆積されることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記量子ドットを含む層の形成前または後に、第２層を形成するステップをさらに含み、量子ドットを含む層が、前記第１層と前記第２層との間に配置される、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１電極が基材上に堆積され、
前記基材は、好ましくは、ガラス、金属、半導体（好ましくはケイ素、二酸化ケイ素（好ましくは石英））、金属酸化物（好ましくは遷移金属酸化物）、金属、誘電体、紙、ウェーハ、または高分子材料（好ましくはポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）およびポリアミドから選択されるもの）からなる、または、好ましくはそれらのみからなる基材から選択されることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
第１電極上に形成される第１層と、
前記第１層上の第２電極と、
量子ドットを含み、かつ前記第１層と前記２つの電極のうちの１つとの間に配置される層と、
を含むデバイスであり、
前記第１層が、少なくとも１つの金属酸化物前駆体を含む液体無水組成物から形成される金属酸化物を含むデバイス。
【請求項１７】
発光デバイスであるか、または発光デバイスの一部であることを特徴とする、請求項１６に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記金属酸化物が、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化ガリウム、酸化イットリウム、酸化スズ、酸化ゲルマニウム、酸化スカンジウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化ニッケル、酸化クロム、酸化鉄、酸化ハフニウム、酸化タンタル、酸化ニオブもしくは酸化銅、またはそれらの混合物を含むことを特徴とする、請求項１６または１７に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記第１電極が、基材上に堆積されることを特徴とする、請求項１６〜１８のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記第１層が電荷輸送層であることを特徴とする、請求項１６〜１９のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項２１】
さらに、第２層を含み、
量子ドットを含む層が、前記第１層と前記第２層との間に配置されることを特徴とする、請求項１６〜２０のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項２２】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法に従って作製される、請求項１６〜２１のいずれか１項に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１層と第１電極とを含むデバイスの作製方法であり、少なくとも１つの金属オキソアルコキシドと少なくとも１つの溶媒とを含む液体無水組成物を、表面に適用することにより、前記第１電極上に前記第１層を形成し、前記表面は、前記第１電極の表面、または前記第１電極上に位置する層の表面から選択されるステップを含み、任意に、前記組成物を乾燥させること、前記組成物を金属酸化物含有第１層に転化させること、および前記第１デバイス層上に第２電極を形成すること、さらに、前記第１層の形成前または後に、前記第１電極上に、量子ドットを含む層を形成することを含む方法に関する。そしてさらに、本発明は、前記デバイス自体に関する。本発明において、用語「デバイス層」および「層」は、互換的に使用される。
【０００２】
発明の技術分野
本発明は、量子ドットを含むデバイスの技術分野に関する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＵＳ６，９５６，３００Ｂ２
【特許文献２】ＷＯ２００８／０８３３１０Ａ１
【特許文献３】ＤＥ  １０  ２００９  ００９  ３３８．９−４３
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｈ．Ｓ．  Ｋｉｍ，  Ｐ．Ｄ．  Ｂｙｒｎｅ，  Ａ．  Ｆａｃｃｈｅｔｔｉ，  Ｔ．Ｊ．  Ｍａｒｋｓ；  Ｊ．  Ａｍ．  Ｃｈｅｍ．  Ｓｏｃ．  ２００８年，  １３０，  １２５８０〜１２５８１頁
【非特許文献２】Ｖ．  Ｗｏｏｄ，  Ｍ．Ｊ．  Ｐａｎｚｅｒ，  Ｊ．Ｅ．  Ｈａｌｐｅｒｔ，  Ｊ．−Ｍ．  Ｃａｒｕｇｅ，  Ｍ．Ｇ．  Ｂａｗｅｎｄｉ，  Ｖ．  Ｂｕｌｏｃｉｖ；  ＡＣＳ  Ｎａｎｏ，  Ｖｏｌ．  ３，  Ｎｏ．  １１，  ３５８１〜３５８６頁
【非特許文献３】Ｓ．  Ｃｈａｔｔｅｒｊｅｅ，  Ｓ．  Ｒ．  Ｂｉｎｄａｌ，  Ｒ．Ｃ．  Ｍｅｈｒｏｔｒａ；  Ｊ．  Ｉｎｄｉａｎ  Ｃｈｅｍ．  Ｓｏｃ．  １９７６年，  ５３，  ８６７頁
【非特許文献４】Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  Ｒｅｖｉｅｗｓ  ２５０  （２００６年），  ６８２〜７０９頁
【非特許文献５】Ｎ．Ｔｕｒｏｖａ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｒｕｓｓｉａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｒｅｖｉｅｗｓ  ７３  （１１），  １０４１〜１０６４頁  （２００４年）
【非特許文献６】Ｎ．  Ｔｕｒｏｖａ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｓｏｌ−Ｇｅｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，  ２，  １７〜２３頁  （１９９４年）
【非特許文献７】Ｂｒａｄｌｅｙ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｊ．  Ｃｈｅｍ．  Ｓｏｃ．，  Ｃｈｅｍ．  Ｃｏｍｍｕｎ．，  １９８８年，  １２５８〜１２５９頁
【非特許文献８】Ｂｒａｄｌｅｙ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｐｏｌｙｈｅｄｒｏｎ  Ｖｏｌ．  ９，  Ｎｏ．  ５，  ７１９〜７２６頁，  １９９０年
【非特許文献９】Ｓｕｈ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｊ．  Ａｍ．  Ｃｈｅｍ．  Ｓｏｃ．  ２０００年，  １２２，  ９３９６〜９４０４頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発明の要約
本発明は、デバイスの作製方法を提供するものであり、本方法は、
第１電極上に第１層を形成し、前記層は、少なくとも１つの金属酸化物前駆体を含む液体非水溶液から形成される金属酸化物を含むステップを含み、
前記第１層上に第２電極を形成すること、さらに、前記第１層の形成前または後に、量子ドットを含む層を前記第１電極上に形成することを含む。
前記デバイス層に含まれる好ましい金属酸化物は、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化ガリウム、酸化イットリウム、酸化スズ、酸化ゲルマニウム、酸化スカンジウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化ニッケル、酸化クロム、酸化鉄、酸化ハフニウム、酸化タンタル、酸化ニオブもしくは酸化銅、またはそれらの混合物である。
前記第１層は、好ましくは電荷輸送層である。例えば、前記第１層は、電子を輸送することができる材料（本明細書では電子輸送層とも称される）を含んでいてもよい。前記第１層は、電子を輸送し、かつ電子を注入することができる材料（本明細書では電子輸送および注入層とも称される）を含んでいてもよい。前記第１層は、正孔を輸送することができる材料（本明細書では正孔輸送層とも称される）を含んでいてもよい。前記第１層は、正孔を輸送し、かつ正孔を注入することができる材料（本明細書では正孔輸送および注入層とも称される）を含んでいてもよい。
【０００６】
本発明による方法は、第２層（例えば、第２電荷輸送層）を形成するステップをさらに含んでいてもよい。第２層は、量子ドットを含む層が、第１および第２デバイス層の間に配置されるように形成されることが好ましい。
【０００７】
本発明による方法は、少なくとも１つの金属酸化物前駆体を含む液体無水組成物からの第１層の形成を含む。
【０００８】
前記電極のうちの１つは、デバイスが構築される基材上に形成されてもよい。
【０００９】
この方法は、デバイス内に、またはデバイスを形成するために、「電荷ブロッキング層、電荷注入層、電荷閉じ込め層、励起子閉じ込め層など（ただし、これらに限定されない）を含む他の任意層」の形成を任意にさらに含む。
【００１０】
また、本発明は、デバイス、好ましくは本発明の方法により作製されるデバイスに関する。このデバイスは、第１電極上に形成される第１層と、前記第１層の第２電極と、量子ドットを含みかつ前記第１層と前記２つの電極のうちの１つとの間に配置される層と、を含むものであり、前記第１層は、金属酸化物を含み、好ましくは少なくとも１つの金属酸化物前駆体を含む液体無水組成物から形成される。
【００１１】
第１デバイス層に存在する好ましい金属酸化物には、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化インジウム、酸化ガリウム、酸化スズ、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化イットリウム、酸化ゲルマニウム、酸化ジルコニウム、酸化ニッケル、酸化銅、酸化タンタル、酸化ニオブもしくは酸化スカンジウム、またはそれらの混合物が含まれる。前記第１層は、上記で定義されたような電荷輸送層であってもよい。このデバイスは、第２層（例えば、電荷輸送層）をさらに含んでもよく、その場合、量子ドットを含む層が、前記第１層と前記第２層との間に存在する。
【００１２】
このデバイスは、基材をさらに含んでもよい。例えば、第１または第２電極は、基材上に形成されてもよい。基材は、ガラス、プラスチック、石英、金属、半導体、誘電体、紙、ウェーハから選択されてよい。他の基材材料を使用してもよい。プラスチックには、ＰＥ、ＰＰ、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ポリイミド、ＰＥＥＫ、ポリアミドが含まれる。基材は、可撓性基材であってもよい。基材は、バリア層を含んでもよい。バリア層は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウムおよび他の酸化物を含んでもよい。
【００１３】
このデバイスは、「電荷ブロッキング層、電荷注入層、電荷閉じ込め層、励起子閉じ込め層など（ただし、これらに限定されない）を含む他の任意層」をさらに含んでもよい。このデバイスは、「発光層が量子ドットを含む発光デバイス」を含んでもよく、あるいは当該発光デバイス自体であってもよい。
【００１４】
前述の、および本明細書に記載される他の態様はすべて、本発明の実施形態を構成する。
【００１５】
本発明が関係する技術分野における当業者は、本発明の特定の態様および／または実施形態について本願明細書に記載されたいずれかの特徴を、本明細書に記載された本発明の他の態様および／または実施形態の他の特徴のうちの１つ以上と組み合わせることができると理解すべきであり、当該組み合わせの互換性を保証するために適切な変更が行われてよい。そのような組み合わせは、この開示により企図される本発明の一部であると見なされる。
【００１６】
前述の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方は、単なる例示および説明であり、特許請求の範囲に記載される発明を限定するものではないと理解すべきである。
【００１７】
明細書および図面、特許請求の範囲、ならびに本明細書で開示される本発明の実施形態から、他の実施形態は当業者に明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】上部および下部（輸送層）構成を備えた本発明によるデバイス（構造）の例である。
【図２】上部のみの構成を備えた本発明によるデバイス（構造）の別の例である。
【図３】下部のみの構成を有する本発明によるデバイス（構造）の別の例である。
【図４】本発明によるデバイスの別の例である。１０：デバイス、６：基材、５：第１電極層、４：第１輸送層、３：量子ドットエミッタ層、２：第２輸送層、１：第２電極層
【発明を実施するための形態】
【００１９】
添付の図は、説明のみを目的として提示された簡略表現である。実際の構造は、相対的なスケールなどを含む多くの点で、異なる場合がある。
【００２０】
本発明の他の利点や機能とともに、本発明をよりよく理解するために、上記の図面に関して、以下の開示内容および特許請求の範囲を参照する。
【００２１】
発明の背景
酸化インジウム（酸化インジウム（ＩＩＩ）、Ｉｎ２Ｏ３）は、３．６〜３．７５ｅＶ（蒸着層を測定）（非特許文献１）の大きなバンドギャップのために、薄膜での電荷輸送を促進する半導体である。数百ナノメートルの厚さの薄膜は、さらに、５５０ｎｍで９０％を超える可視スペクトル範囲において、高い透明性を有する。この透明性により、このような薄膜は、光を放出する薄いデバイスの興味深い候補となる。
【００２２】
酸化インジウムは、しばしば、半導体混合酸化物ＩＴＯとして、特に酸化スズ（ＩＶ）（ＳｎＯ２）とともに使用される。可視スペクトル範囲において同じ透明度を持つＩＴＯ層の、比較的高い導電率のために、その用途の１つとして、量子ドット発光ダイオード（ＱＤ  ＬＥＤｓ）の分野だけでなく、液晶ディスプレイ（ＬＣＤｓ）および有機発光ダイオード（ＯＬＥＤｓ）の分野での、特に「透明電極」としての用途がある。これらの通常ドープされた金属酸化物層は、特に、高真空下での高価な蒸着法により、工業的に生産される。
【００２３】
金属酸化物含有層に加えて、これらＩＴＯ層および純粋酸化インジウム層の中で、特に酸化インジウム含有層およびその製造は、半導体産業およびディスプレイ産業にとって非常に重要である。
【００２４】
非特許文献２は、放出光の生成に量子ドットを使用する発光フラットデバイスにおいて正孔輸送層および電子輸送層として使用する酸化ニッケル、酸化タングステン、酸化スズ、酸化亜鉛スズ、および酸化亜鉛とともに、導電層としての透明ＩＴＯの使用を記載している。この出版物では、エミッタとして量子ドットを使用するフラット発光デバイスにおける、硫化亜鉛カドミウムや硫化亜鉛などの金属硫化物の使用も記載されている。
酸化インジウム含有層に加えて、特に酸化ニッケル、酸化タングステン、酸化スズ、酸化亜鉛スズおよび酸化亜鉛含有層、ならびにそれらの製造は、半導体産業およびディスプレイ産業にとって非常に重要である。
【００２５】
金属酸化物含有層の合成について議論されている、可能性のある反応物および前駆体には、多数の化合物クラスが含まれる。酸化インジウムの合成の例には、インジウム塩が含まれる。例えば、非特許文献１は、ＩｎＣｌ３とメトキシエタノールに溶解した塩基モノエタノールアミン（ＭＥＡ）とからなる前駆体溶液を使用して製造される成分を記載している。前記溶液をスピンコーティングした後、４００℃で熱処理することにより、対応する酸化インジウム層が得られる（非特許文献１および補足情報）。
【００２６】
また、金属酸化物の合成について議論されている、可能性のある反応物または前駆体は、金属アルコキシドである。金属アルコキシドは、少なくとも１つの金属原子、少なくとも１つの式−ＯＲ（式中、Ｒ＝有機ラジカルである。）のアルコキシドラジカル、ならびに必要に応じて１つ以上の有機ラジカル−Ｒ、１つ以上のハロゲンラジカルおよび／または１つ以上の−ＯＨもしくは−ＯＲＯＨラジカルのみからなる化合物である。
【００２７】
金属酸化物形成の可能性のある用途とは無関係に、先行技術は、種々の金属アルコキシドおよび金属オキソアルコキシドを記載している。既に述べた金属酸化物と比較して、金属オキソアルコキシドは、インジウム原子に直接結合するか、あるいは少なくとも２つのインジウム原子を架橋する、少なくとも１つのさらなる酸素ラジカル（オキソラジカル）も有する。
【００２８】
非特許文献３は、Ｎａ−ＯＲ（式中、Ｒはメチル、エチル、イソプロピル、ｎ−、ｓ−、ｔ−ブチル、およびペンチルラジカル）と塩化インジウム（ＩＩＩ）とからのインジウムトリスアルコキシドＩｎ（ＯＲ）３の調製を記載している（非特許文献３）。
【００２９】
非特許文献４は、種々のガリウム（ＩＩＩ）およびインジウム（ＩＩＩ）アルコキシドおよびアリールオキシドを記載しており、これらのうちの一部は、アルコキシド基による架橋を伴って存在してもよい。さらに提示されるのは、式Ｉｎ５（μ−Ｏ）（ＯｉＰｒ）１３、より具体的には［Ｉｎ５（μ５−Ｏ）（μ３−ＯｉＰｒ）４（μ２−ＯｉＰｒ）４（ＯｉＰｒ）５］のオキソ中心クラスターであり、これはオキソアルコキシドであり、［Ｉｎ（ＯｉＰｒ）３］から調製することはできない。
【００３０】
非特許文献５は、金属オキソアルコキシドの合成、特性、および構造をまとめており、それは、そこではゾル−ゲル技術による酸化物材料製造用の前駆体と考えられている。多数の他の化合物に加えて、［Ｓｎ３Ｏ（ＯｉＢｕ）１０（ｉＢｕＯＨ）２］、既に述べた化合物［Ｉｎ５Ｏ（ＯｉＰｒ）１３］、および［Ｓｎ６Ｏ４（ＯＲ）４］（式中、Ｒ＝Ｍｅ、Ｐｒｉである。）の合成および構造が記載されている。
【００３１】
非特許文献６は、アルコキシドに関する研究結果を提示しており、それは、そこではアルコキシドおよびアルコキシド系粉末のゾル−ゲル法開発のための科学的根拠と考えられている。これに関連して、「インジウムイソプロポキシド」と呼ばれる議論もあり、これは、非特許文献４にも記載されている、「中心酸素原子と、式Ｍ５（μ−Ｏ）（ＯｉＰｒ）１３の周囲金属原子（５個）と、を有するオキソアルコキシド」であることが判明した。
【００３２】
この化合物の合成およびその結晶構造は、非特許文献７に記載されている。著者のさらなる研究により、「この化合物の形成は、中間的に形成されたＩｎ（ＯｉＰｒ）３の加水分解に起因するものではない」という結果に至っている（非特許文献８）。非特許文献９は、さらに、この化合物が、Ｉｎ（ＯｉＰｒ）３からの熱ルートでは調製できないことを発見している。さらに、非特許文献８は、この化合物が昇華できないことを発見している。
【００３３】
原則として、金属酸化物層は種々の方法で製造され得る。
【００３４】
金属酸化物層を製造する１つの手段は、スパッタリング技術に基づくものである。ただし、これらの手法には、高真空下で行わなければならないという欠点がある。さらなる欠点は、それによって製造されたフィルムが多くの酸素欠陥を有しており、そのことが、「層についての、制御されかつ再現性のある化学量論」を確立不能にし、その結果、製造された層に貧弱な特性をもたらすことである。
【００３５】
原則として、金属酸化物層を製造する別の手段は、化学気相堆積に基づくものである。例えば、気相堆積により、金属アルコキシドまたは金属オキソアルコキシドなどの前駆体から、酸化インジウム、酸化ガリウムまたは酸化亜鉛を含む層を製造することが可能である。例えば、特許文献１は、気相堆積（例えば、ＣＶＤまたはＡＬＤ）による半導体または金属酸化物層の製造における、一般式Ｍ１ｑ（Ｏ）ｘ（ＯＲ１）ｙ（式中、ｑ＝１〜２；ｘ＝０〜４、ｙ＝１〜８、Ｍ１＝金属；例えばＧａ、ＩｎまたはＺｎ、Ｒ１＝有機ラジカル；ｘ＝０の場合はアルコキシド、ｘ≧１の場合はオキソアルコキシド）の金属有機酸化物前駆体（アルコキシドまたはオキソアルコキシド）の少なくとも１つの使用を教示している。ただし、すべての気相堆積法には、（ｉ）熱反応レジームの場合は非常に高い温度の使用、あるいは（ｉｉ）電磁放射の形で前駆体の分解に必要なエネルギーを導入する場合は高エネルギー密度、のいずれかが必要であるという欠点がある。どちらの場合も、装置の複雑さが非常に高いレベルとならない限り、制御されかつ均一な方法で、必要なエネルギーを導入し、前駆体を分解することができない。
【００３６】
好ましくは、金属酸化物層は、液相法、すなわち、「金属酸化物への転化前に、少なくとも１つの工程を含む方法」によって製造され、そこでは、コーティングの対象となる基材を、金属酸化物の少なくとも１つの前駆体の液体溶液でコーティングし、その後必要に応じて乾燥する。金属酸化物前駆体は、熱または電磁放射線で分解可能な化合物を意味すると理解され、それにより、金属酸化物含有層が、酸素または他の酸化物質の存在下または非存在下において形成され得る。金属酸化物前駆体の顕著な例は、例えば、金属アルコキシドである。原則として、層は、（ｉ）使用される金属アルコキシドが、加水分解とその後の縮合により、水の存在下で、まずゲルに転化され、次に金属酸化物に転化される、ゾル−ゲル法によって、あるいは（ｉｉ）無水溶液から、製造され得る。
【００３７】
液相からの金属アルコキシドからの金属酸化物含有層の製造も従来技術の一部を成す。
【００３８】
かなりの量の水の存在下でのゾル−ゲル法による金属アルコキシドからの金属酸化物含有層の製造は、先行技術の一部を成す。
特許文献２は、基材上の無機層、または有機／無機ハイブリッド層の製造方法を記載しており、そこでは、金属アルコキシド（例えば、一般式Ｒ１Ｍ（ＯＲ２）ｙ−ｘの１つ）またはそのプレポリマーを基材に適用し、次いで、得られた金属アルコキシド層を、水の存在下で硬化させ、水と反応させる。使用可能な金属アルコキシドには、インジウム、ガリウム、スズまたは亜鉛の金属アルコキシドが含まれる。ただし、ゾル−ゲル法を使用する欠点は、加水分解−縮合反応が、水の添加により自動的に開始され、開始後に限り困難さを伴って制御可能であることである。基材への適用前に加水分解−縮合法が実際に開始されると、その間に得られたゲルは、その高粘度のせいで、微細酸化物層を得るための方法に適さないことが多い。対照的に、液体形態での水の供給または蒸気としての水の供給により、加水分解−凝縮法が、基材への適用後にのみ開始されると、結果として得られる混合が不十分となり、不均一なゲルが、対応するように不均一でありかつ不利な特性を有する層をもたらすことが多い。
【００３９】
特許文献３は、インジウムアルコキシドを含有し得る金属アルコキシド溶液、およびこれらの金属アルコキシド溶液を使用する半導体部品の製造方法を記載している。
【００４０】
金属アルコキシド膜を熱処理し、酸化物層に転化する；ただし、これらのシステムも十分に均質なフィルムを提供するものではない。しかし、純粋な酸化インジウム層は、そこに記載されている方法では製造できない。
【００４１】
特許文献３は、無水溶液からの酸化インジウム含有層の製造におけるインジウムアルコキシドの使用を記載している。得られる層は、ゾル−ゲル法によって製造される層よりも均質ではあるが、無水システムにおけるインジウムアルコキシドの使用には、インジウムアルコキシド含有配合物の酸化インジウム含有層への転化が、得られる層に十分に良好な電気的性能を与えないという欠点が依然として存在する。
【００４２】
したがって、本発明の目的は、従来技術の欠点を回避する、金属酸化物含有層の製造方法を提供することである。より具体的には、高真空の使用を避ける方法を提供することである。その方法では、前駆体および反応物の分解および転化に必要なエネルギーを、「先述のゾル−ゲル技術の欠点を避ける、単純かつ制御された均一な方法」で導入することが可能であり、その方法は、好ましくは、制御され均質で再現性のある化学量論と、高い均質性と、良好な電気的性能と、を備えた金属酸化物層をもたらすものである。
【００４３】
発明の詳細な説明
これらの目的の１つまたは複数については、特許請求の範囲および明細書で定義される本発明の方法およびデバイスによって達成することができる。
【００４４】
第１層と第１電極とを含むデバイスの作製するための、本発明による方法は、
ｉ）少なくとも１つの式（Ｉ）；
ＭｘＯｙ（ＯＲ）ｚ［Ｏ（Ｒ’Ｏ）ｃＨ］ａＸｂ［Ｒ’’ＯＨ］ｄ      （Ｉ）
（式中、ｘ＝３〜２５、ｙ＝１〜１０、ｚ＝３〜５０、ａ＝０〜２５、好ましくはａ＝０、ｂ＝０〜２０、好ましくはｂ＝０、ｃ＝０〜１、好ましくはｃ＝０、ｄ＝０〜２５、好ましくはｄ＝０であり、およびＭ＝Ｉｎ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｙ、Ｓｎ、Ｇｅ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｎｂおよび／またはＣｕ、好ましくはＭ＝Ｉｎおよび／またはＳｎであり、Ｒ、Ｒ’、Ｒ’ ’＝同一のまたは異なる有機ラジカルであり、およびＸ＝Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉである。）
の金属オキソアルコキシドと、
ｉｉ）少なくとも１つの溶媒と、
を含む液体無水組成物を、表面に適用することにより、前記第１電極上に前記第１層を形成し、前記表面は、前記第１電極の表面、または前記第１電極上に位置する層の表面から選択されるステップを含み、
任意に、前記組成物を乾燥させること、前記組成物を金属酸化物含有第１層に転化させること、および前記第１デバイス層上に第２電極を形成すること、さらに、前記第１層の形成前または後に、量子ドットを含む層を前記第１電極上に形成することを含む。
【００４５】
液体無水組成物から金属酸化物含有第１層を製造するための、本発明による液相方法は、コーティングの対象である表面／基材を、少なくとも１つの式（Ｉ）の金属オキソアルコキシド、好ましくは金属酸化物前駆体としてのものを含む液体無水組成物でコーティングし、次いで必要に応じて乾燥する工程を少なくとも１つ含む。本発明の方法は、特に、前記第１層を、スパッタリング、ＣＶＤまたはゾル−ゲル法を使用して製造する方法ではない。金属酸化物前駆体は、熱または電磁放射線で分解可能な化合物を意味すると理解され、それにより、酸素または他の酸化物質の存在下または非存在下で、金属酸化物含有層を形成することができる。
【００４６】
本発明の文脈における液体組成物は、ＳＡＴＰ条件下（「標準周囲温度および圧力」；Ｔ＝２５℃かつｐ＝１，０１３ｈＰａ）で液体形態であるものを意味すると理解される。ここおよび以下において、非水性組成物／無水組成物は、組成物の総質量に対し、２００重量ｐｐｍ以下のＨ２Ｏを含む組成物を意味すると理解される。
【００４７】
好ましくは、本方法は、液体無水組成物からの第１層の形成を含む。水は、デバイスの性能および／または動作に望ましくない影響をもたらす。例えば、水は、量子ドット材料の加水分解を引き起こしたり、リガンドと反応したり励起状態の消光を引き起こしたり、または、量子ドットデバイスの性能に悪影響を及ぼしたりする可能性があるが、これらの効果に限定されない。
【００４８】
使用される式（Ｉ）の金属オキソアルコキシドに応じて、本発明による方法の製造物である金属酸化物含有第１層は、本質的に酸化物の形で存在するインジウム、亜鉛、ガリウム、イットリウム、スズ、ゲルマニウム、スカンジウム、チタン、ジルコニウム、アルミニウム、ウルフラム、モリブデン、ニッケル、クロム、鉄、ハフニウム、タンタル、ニオブまたは銅の原子またはイオンを含む金属含有層または半導体金属含有層を意味すると理解される。任意に、金属酸化物含有第１層は、形成された副生成物の不完全転化または不完全除去からの、カルベン、ハロゲンまたはアルコキシド成分も含んでもよい。金属酸化物含有第１層は、純粋な酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化ガリウム、酸化イットリウム、酸化スズ、酸化ゲルマニウム、酸化スカンジウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化ニッケル、酸化クロム、酸化鉄、酸化ハフニウム、酸化タンタル、酸化ニオブまたは酸化銅の層であってもよい。すなわち、カルベン、アルコキシドまたはハロゲン成分を無視すると、酸化物の形で存在するインジウム、亜鉛、ガリウム、イットリウム、スズ、ゲルマニウム、スカンジウム、チタン、ジルコニウム、アルミニウム、ウルフラム、モリブデン、ニッケル、クロム、鉄、ハフニウム、タンタル、ニオブおよび銅の原子またはイオンのみを本質的に含み、あるいは、それ自体が元素または酸化物の形で存在し得るさらなる金属の割合を含んでもよい。純粋な酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化ガリウム、酸化イットリウム、酸化スズ、酸化ゲルマニウム、酸化スカンジウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化ニッケル、酸化クロム、酸化鉄、酸化ハフニウム、酸化タンタル、酸化ニオブまたは酸化銅の層を得るためには、インジウム、亜鉛、ガリウム、イットリウム、スズ、ゲルマニウム、スカンジウム、チタン、ジルコニウム、アルミニウム、ウルフラム、モリブデン、ニッケル、クロム、鉄、ハフニウム、タンタル、ニオブまたは銅含有前駆体のみを本発明による方法で使用すべきであり、好ましくは、オキソアルコキシドおよびアルコキシドのみを使用すべきである。対照的に、金属含有前駆体に加えて、他の金属を含む層を得るためには、酸化状態ゼロの金属の前駆体（非荷電形態のさらなる金属を含む層を作製するため）、または金属酸化物前駆体（例えば、他の金属アルコキシドまたはオキソアルコキシド）を使用することができる。
【００４９】
好ましくは、使用される少なくとも１つの金属オキソアルコキシドは、式ＭｘＯｙ（ＯＲ）ｚ（式中、Ｍは上記の通りであり、ｘ＝３〜２０、ｙ＝１〜８、ｚ＝３〜２５であり、ＯＲは同一のまたは異なるＣ１−Ｃ１５−アルコキシ、−オキシアルキルアルコキシ、−アリールオキシ−、または−オキシアリールアルコキシ基であり、より好ましくは、ｘ＝３〜１５、ｙ＝１〜５、ｚ＝１０〜２０であり、ＯＲは同一のまたは異なる−ＯＣＨ３、−ＯＣＨ２ＣＨ３、−ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ３、ＯＣＨ（ＣＨ３）２、または−ＯＣ（ＣＨ３）３である。）のオキソアルコキシドである。最も好ましくは、使用される少なくとも１つの式（Ｉ）の金属オキソアルコキシドは、［Ｉｎ５（μ５−Ｏ）（μ３ＯｉＰｒ）４（μ２−ＯｉＰｒ）４（ＯｉＰｒ）５］、［Ｓｎ３Ｏ（ＯｉＢｕ）１０（ｉＢｕＯＨ）２］および／または、好ましくはまたは［Ｓｎ６Ｏ４（ＯＲ）４］である。少なくとも１つの式（Ｉ）の金属オキソアルコキシドは、本発明の方法において、１種の金属酸化物前駆体であることが好ましい。１種の金属酸化物前駆体が、［Ｉｎ５（μ５−Ｏ）（μ３ＯｉＰｒ）４（μ２−ＯｉＰｒ）４（ＯｉＰｒ）５］、［Ｓｎ３Ｏ（ＯｉＢｕ）１０（ｉＢｕＯＨ）２］または［Ｓｎ６Ｏ４（ＯＲ）４］である場合、非常に良好な層結果が得られる。これらの層の中で、［Ｉｎ５（μ５−Ｏ）（μ３ＯｉＰｒ）４（μ２−ＯｉＰｒ）４（ＯｉＰｒ）５］を１種の金属酸化物前駆体として用いて製造された層がさらにより好ましい。少なくとも１つの式（Ｉ）の金属オキソアルコキシドは、無水組成物中に、無水組成物の総質量に対し、０．１〜１５重量％、好ましくは１〜１０重量％、最も好ましくは２〜５重量％の量で存在する。
【００５０】
本発明で使用される組成物には、水を除く任意の溶媒が使用されてよい。組成物は、溶媒または異なる溶媒の混合物を含んでもよい。好ましくは、少なくとも１つの溶媒は、非プロトン性または弱プロトン性の溶媒である。好ましい溶媒は、非プロトン性非極性溶媒の群（すなわち、アルカン、置換アルカン、アルケン、アルキン、脂肪族／芳香族置換基を含む／含まない芳香族、ハロゲン化炭化水素またはテトラメチルシラン）、および非プロトン性極性溶媒の群（すなわち、エーテル、芳香族エーテル、置換エーテル、エステルまたは酸無水物、ケトン、第三級アミン、ニトロメタン、ＤＭＦ（ジメチルホルムアミド）、ＤＭＳＯ（ジメチルスルホキシド）または炭酸プロピレン）、および弱プロトン性溶媒（すなわち、アルコール、第一級および第二級アミンおよびホルムアミド）から選択される。特に好ましい溶媒は、アルコールであり、そして、トルエン、キシレン、アニソール、メシチレン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、トリス（３，６−ジオキサヘプチル）アミン（ＴＤＡ）、２−アミノメチルテトラヒドロフラン、フェネトール、４−メチルアニソール、３−メチルアニソール、安息香酸メチル、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、テトラリン、安息香酸エチルおよびジエチルエーテルである。非常に特に好ましい溶媒は、メタノール、エタノール、イソプロパノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、ｔｅｒｔ−ブタノール、１−メトキシ−２−プロパノールと誘導体、およびトルエン、ならびにそれらの混合物である。少なくとも１つの溶媒として使用され得る最も好ましい溶媒は、メタノール、エタノール、イソプロパノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、ｔｅｒｔ−ブタノールおよびトルエンのみからなる群から選択される。
【００５１】
本発明で使用される無水組成物は、好ましくは、ＤＩＮ  ５３０１９パート１〜２に準拠して２０℃で測定して、２０℃で１ｍＰａ・ｓ〜１０Ｐａ・ｓ、より好ましくは１ｍＰａ・ｓ〜１００ｍＰａ・ｓ、最も好ましくは２ｍＰａ・ｓ〜５０ｍＰａ・ｓの粘度を有する。対応する粘度は、既知の粘度調整剤（例えば、Ａｅｒｏｓｉｌ（登録商標）（Ｅｖｏｎｉｋ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ＧｍｂＨ社製）の商品名で入手可能なポリマー、セルロース誘導体またはＳｉＯ２）を添加することで達成でき、特に、ＰＭＭＡ、ポリビニルアルコール、ウレタン増粘剤またはポリアクリレート増粘剤の使用により達成できる。
【００５２】
無水組成物は、好ましくは、印刷法（特に、フレキソ／グラビア印刷、インクジェット印刷、オフセット印刷、デジタルオフセット印刷およびスクリーン印刷）、スプレー法、回転コーティング法（「スピンコーティング」）、浸漬法（「浸漬コーティング」）、またはメニスカスコーティング、スリットコーティング、スロットダイコーティングおよびカーテンコーティングのみからなる群から選択される方法によって表面に適用される。無水組成物は、好ましくは、印刷法により表面に適用される。
【００５３】
適用後かつ転化前に、コーティングされた基材をさらに乾燥させてよい。この目的に合う手段および条件は、当業者に公知である。
【００５４】
金属酸化物含有層への転化は、好ましくは、熱ルートおよび／または電磁放射線（特に化学線の照射）により行うことができる。好ましくは、転化は熱的に行われ、好ましくは８０℃を超える温度によって行われる。ただし、転化に８１℃〜４００℃の温度が使用されると、特に良好な結果が得られる。好ましくは、数秒〜数時間（すなわち、２秒〜２４時間）の転化時間を費やす。
【００５５】
熱転化は、熱処理の前、最中または後に、ＵＶ、ＩＲまたはＶＩＳ放射を導入するか、あるいは、コーティングされた基材を、空気、酸素または他のガス（すなわち、窒素、アルゴン）で処理することによってさらに促進され得る。好ましくは、熱処理の前、最中または後に、ＵＶ、ＩＲまたはＶＩＳ照射を適用する。
【００５６】
本発明による方法によって得られる層の品質は、転化工程後の、（Ｈ２またはＯ２を用いる）熱とガスの組み合わせ処理、プラズマ処理（Ａｒ、Ｎ２、Ｏ２またはＨ２プラズマ）、（ＵＶ、ＶＩＳまたはＩＲの範囲の波長を用いる）レーザー処理、またはオゾン処理によってさらに改善することができる。  
量子ドットを含む層は、第１層の形成の前または後に堆積されてよい。第１層の形成の前に当該層が堆積されることが好ましい。本発明の方法の別の好ましい実施形態では、量子ドットを含む層は、第１層の形成の後に堆積される。
【００５７】
本発明の好ましい方法は、量子ドットを含む層が、第１層と第２層との間に配置されるように、量子ドットを含む層の形成前または後に、第２層を形成することをさらに含む。
【００５８】
第１電極が基材上に堆積されることが好ましい。基材は、好ましくは、ガラス、金属、半導体、好ましくはケイ素、二酸化ケイ素、好ましくは石英、金属酸化物、好ましくは遷移金属酸化物、金属、（混合）金属酸化物、誘電体、紙、ウェーハ、または高分子材料、好ましくは、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）およびポリアミドから選択されるもの、からなるまたは好ましくはのみからなる基材から選択される。使用される基材は、剛性または可撓性の基材であってもよく、好ましくは、可撓性の基材が使用される。パターン化されたＩＴＯを含む基材は、市販されており、本発明によるデバイスの製造に使用することもできる。
【００５９】
本発明のプロセスは、デバイス内／デバイス上に、他の任意の層を形成するステップをさらに含んでもよい。他の任意の層は、例えば、電荷ブロッキング層、電荷注入層、電荷閉じ込め層、励起子閉じ込め層などを含むが、これらに限定されない。
【００６０】
本発明の方法を用いることにより、金属酸化物含有層を非常に容易に製造することができる。本発明の方法により製造可能な金属酸化物含有層は、電子部品の製造、特に、有機エミッターまたは量子ドット材料をエミッターとして使用する薄い発光デバイスの製造に有利に適している。
本発明のデバイスは、第１電極上に形成される第１層と、前記第１層上の第２電極と、量子ドットを含みかつ前記第１層と前記２つの電極のうちの一方との間に配置される層と、を含み、前記第１層は、少なくとも１つの金属酸化物前駆体を含有する液体無水組成物から形成された金属酸化物を含む。
【００６１】
本発明によるデバイスは、好ましくは、発光装置または発光装置の一部である。本発明による好ましいデバイスでは、量子ドットを含む層は、発光材料を含む。
【００６２】
第１層は、金属酸化物として、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化ガリウム、酸化イットリウム、酸化スズ、酸化ゲルマニウム、酸化スカンジウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化ニッケル、酸化クロム、酸化鉄、酸化ハフニウム、酸化タンタル、酸化ニオブもしくは酸化銅、またはそれらの混合物を含む。好ましくは、第１層は酸化インジウムを含む。
【００６３】
第１デバイス層は、好ましくは、１ｎｍ〜５００ｎｍの範囲の厚さを有する。特定のデバイスアーキテクチャおよび該デバイスに含まれる材料に基づいて、他の厚さが有用である、あるいは望ましいと判断されてもよい。
【００６４】
電極のうちの１つは、デバイスが構築される基材上に形成されてもよい。本発明による好ましいデバイスでは、第１電極は基材上に堆積される。
【００６５】
基材は、不透明でも透明でもよい。透明基材は、例えば、透明発光デバイスの製造に使用することができる。例えば、Ｂｕｌｏｖｉｃ，  Ｖ．  ｅｔ  ａｌ．，  Ｎａｔｕｒｅ  １９９６年，  ３８０，  ２９及びＧｕ，  Ｇ．  ｅｔ  ａｌ，  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．  １９９６年，  ６８，  ２６０６〜２６０８頁を参照。これらはそれぞれ、本願明細書の一部を構成するものとして援用される。基材は、剛性でも可撓性でもよい。基材は、電極の基材として使用可能な多くの材料から選択されてよい。好ましい基材は、ガラス、プラスチック、好ましくはＰＥ、ＰＰ、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ポリイミド、ＰＥＥＫおよびポリアミド、石英、金属、金属酸化物、絶縁金属箔、半導体、誘電体、紙、およびウェーハから選択されてよい。基材は、当技術分野で一般的に使用される基材であってよい。好ましくは、基材は、滑らかな表面を有するか、あるいは追加の平坦化層を有してもよい。欠陥のない基材表面が特に望ましい。パターン化されたＩＴＯを含む基材は、市販されており、本発明によるデバイスで使用することもできる。
【００６６】
本発明による好ましいデバイスの第１層は、電荷輸送層である。例えば、第１層は、電子を輸送できる材料（本願明細書では電子輸送層とも称される）を含んでもよく、または第１デバイス層は、電子を輸送しかつ電子を注入できる材料（本願明細書では電子輸送および注入層とも称される）を含んでもよく、または第１層は、正孔を輸送できる材料（本願明細書では正孔輸送層とも称される）を含んでもよい。好ましいデバイスでは、正孔輸送層が正孔注入層も含んでよい。
【００６７】
本発明による好ましいデバイスは、第２層をさらに含み、量子ドットを含む層が、第１および第２デバイス層の間に配置される。
【００６８】
本発明のデバイスは、他の任意の層をさらに含んでもよい。他の任意の層は、例えば、電荷ブロッキング層、電荷注入層、電荷閉じ込め層、励起子閉じ込め層などを含むが、これらに限定されない。
【００６９】
本発明のデバイスは、発光デバイス、薄膜トランジスタ、光検出器、センサー、好ましくは有機センサー、ガスセンサーまたはバイオセンサー、太陽電池、有機発光ダイオード用バックプレーン、量子ドットベースの発光デバイス用バックプレーン、ＬＣＤデバイス、ＲＦＩＤタグ、およびＡＳＩＣｓの一部であってもなくてもよい。デバイスの製造に使用される材料の選択に応じて、このような発光デバイスは、（例えば、接触導体と他のデバイス層の透明度を選択することにより、）トップエミッション、ボトムエミッション、またはその両方となり得る。
【００７０】
図４は、本発明によるデバイスの一実施形態の例の概略図を示す。
【００７１】
図４を参照すると、デバイス１０の図示例は、第１の電極１（例えば、カソード）、本発明による少なくとも１つの金属酸化物前駆体を含む液体無水溶液から形成される第１の電荷輸送層２（例えば、電子を輸送できる材料を含む層（本願明細書では「電子輸送層」とも称する））、量子ドットを含む層３、任意の第２の電荷輸送層４（例えば、正孔を輸送または注入できる材料（本願明細書では「正孔輸送材料」とも称する）、第２の電極５（例えば、アノード）、および基材６を（上から下にかけて）有する構造を含む。電荷注入層（例えば、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）（図示せず）が、例えば、第２電極と第２電荷輸送層との間に配置されてよい。陽極と陰極の間に電圧が印加されると、陽極は正孔注入材料に正孔を注入し、一方、陰極は電子輸送材料に電子を注入する。注入された正孔と電子は、結合して量子ドット内で励起状態を成し、その後緩和して光を放出する。
【００７２】
本発明によるデバイスの別の実施形態の例では、デバイスは、（上から下にかけて）アノード、正孔を輸送できる材料を含む第１電荷輸送層（本願明細書では「正孔輸送層」とも称する）、量子ドットを含む層、電子を輸送または注入できる材料を含み（本願明細書では「電子輸送層」とも称する）、本発明による少なくとも１つの金属酸化物前駆体を含む液体無水溶液から形成される第２電荷輸送層、カソード、および基材を有する構造を含んでよい。正孔注入層（例えば、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）（図示せず）が、例えば、アノードと第１電荷輸送層との間に配置されてよい。
【００７３】
別の例では、少なくとも１つの金属酸化物前駆体を含む液体無水溶液をＱＤ層上でスピンキャストし、空気中で約３０分間、例えば１５０℃にセットされたホットプレート上でそれを転化することにより、部分的に製造されるデバイスにおいて、第１層は、量子ドットを含む層（ＱＤ層）の上に作製されてよい。（部分的デバイスは、ＱＤ層の下およびその下の他のデバイス層（例えば、図４の説明において言及したもの）の下に、正孔輸送層（例えばＴＦＢ）をさらに含んでもよい。）加熱後、部分的デバイスは、不活性ガス循環グローブボックス内の真空オーブンに移動され、同様の低温でさらに３０分間ベイクされてよい。その後、熱蒸着チャンバー内で、ＡｇもしくはＡｌまたは他の金属によって、金属カソード接点がその上に形成されてよい；あるいは、導電性金属酸化物の層がスパッタリングにより形成される；あるいは、Ａｇペーストなどの特定のカソード接点をペーストする。その後、デバイスはカプセル化されることが好ましい。例えば、デバイスは、ＵＶ硬化エポキシのカバーでカプセル化されてよい。
【００７４】
他の電荷輸送材料、正孔注入材料、電極材料、量子ドット（例えば半導体ナノ結晶）、および本発明のデバイスに任意に含まれ得る他の追加層の例を以下に説明する。
【００７５】
図４に示されるデバイスの例は、量子ドットを含む層が発光材料を含む発光デバイスであってよい。好ましい発光デバイスアーキテクチャの例は、「量子ドットを含む発光デバイス」と題された、ＱＤ  Ｖｉｓｉｏｎ、Ｉｎｃ．社による、２００９年４月３日出願の国際出願番号ＰＣＴ／ＵＳ２００９／００２１２３に記載されている。この文献は、２００９年１０月８日にＷＯ２００９／１２３７６３と公開されており、本願明細書の一部を構成するものとして援用される。
【００７６】
他の多層構造を任意に使用してもよい（例えば、２００３年３月２８日に出願された米国特許出願番号第１０／４００，９０７号（現在の米国特許第７，３３２，２１１号）および米国特許出願番号第１０／４００，９０８号（現在の米国特許第７，７００，２００号）を参照。これらはそれぞれ、本願明細書の一部を構成するものとして援用される。）。
【００７７】
本発明によるデバイスは、１つ以上の追加のゾル−ゲルフィルムおよび／または非ゾル−ゲルフィルムをさらに含んでもよい。非ゾル−ゲルフィルムは、有機、無機、ハイブリッド、またはそれらの混合物であってもよい。デバイスのトップコンタクトとして、不活性金属（例えば、熱分解によるＡｌ、Ａｇ、Ａｕなど）からなる導電性接点がその上に形成されてもよく、あるいは、導電性金属酸化物（ＩＴＯ、ＩＺＯなど）の層が（スパッタリングなどにより）その上に形成されてもよい。
【００７８】
第１電極は、例えば、カソードであってよい。カソードは、Ａｌ、Ｂａ、Ｙｂ、Ｃａ、リチウム−アルミニウム合金（Ｌｉ：Ａｌ）、マグネシウム−銀合金（Ｍｇ：Ａｇ）またはフッ化リチウム−アルミニウム（ＬｉＦ：Ａｌ）などの低仕事関数（例えば、４．０ｅＶ未満）の電子注入金属を含むことが好ましい。カソード材料の他の例には、銀、金、ＩＴＯなどがある。Ｍｇ：Ａｇなどの電極は、必要に応じて、不透明な保護金属層（例えば、大気酸化からカソード層を保護するためのＡｇ層）または実質的に透明なＩＴＯの比較的薄い層で覆われてよい。電極は、基材または固体層の露出面に、挟み込まれてもよく、スパッタされてもよく、または蒸発されてもよい。好ましいデバイスでは、カソードは銀を含んでよい。
【００７９】
第２電極は、例えば、アノードであってよい。アノードは、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）層などの高仕事関数（例えば、４．０ｅＶ超）の正孔注入導体を含んでもよい。他のアノード材料は、他の高仕事関数の正孔注入導体を含む。該正孔注入導体には、例えば、タングステン、ニッケル、コバルト、プラチナ、パラジウムおよびそれらの合金、ガリウムインジウムスズ酸化物、亜鉛インジウムスズ酸化物、窒化チタン、ポリアニリン、または他の高仕事関数正孔注入導電性ポリマーが含まれるが、これらに限定されない。電極は、光透過性または透明であってよい。ＩＴＯに加えて、他の光透過性電極材料の例には、導電性ポリマーおよび他の金属酸化物、低または高仕事関数金属、導電性エポキシ樹脂、または少なくとも部分的に光透過性のカーボンナノチューブ／ポリマーブレンドまたはハイブリッドが含まれる。電極材料として使用できる導電性ポリマーの例は、Ｂａｙｅｒ社がＰＥＤＯＴの商標で販売しているポリ（エチレンジオキシチオフェン）である。ポリアニリンのエマラルジン塩の形と同様に、他の分子的に変化したポリ（チオフェン）も導電性であり、使用できる。特定の実施形態では、アノードはアルミニウムを含む。電極の一方または両方は、パターン化されてもよい。
【００８０】
デバイスの電極は、導電性経路によって電圧源に接続されてよい。
【００８１】
量子ドットは、量子閉じ込めから生じる光学特性を持ち得るナノメートルサイズの粒子である。量子ドットの特定の組成、構造および／またはサイズは、特定の励起源による刺激時に、量子ドットから放出される光の望ましい波長を達成するように選択されてよい。実質的に、量子ドットは、サイズを変更することで、可視スペクトル全体に光を放射するように調整されてよい。Ｃ．Ｂ，  Ｍｕｒｒａｙ，  Ｃ．Ｒ．  Ｋａｇａｎ，  ａｎｄ  Ｍ．Ｇ．  Ｂａｗｅｎｄｉ，  Ａｎｎｕａｌ  Ｒｅｖｉｅｗ  ｏｆ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｓｃｉ．，  ２０００年，  ３０：  ５４５〜６１０頁を参照。これは、本願明細書の一部を構成するものとして援用される。量子ドットは、１つ以上の半導体材料を含むコアと、１つ以上の半導体材料を含むシェルと、を含んでよく、前記シェルは、前記コアの外面の少なくとも一部（好ましくは、全体）の上に配置される。コアとシェルとを含む量子ドットは、「コア／シェル」構造とも呼ばれる。
【００８２】
電荷輸送層に加えて、デバイスは、１つ以上の電荷注入層、例えば、正孔注入層（別個の層として、または正孔輸送層の一部として）および／または電子注入層（別個の層として、または電子輸送層の一部として）を任意にさらに含んでもよい。有機材料を含む電荷注入層は、真性であっても（ドープされていなくても）またはドープされていてもよい。正孔注入層は、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳを含んでもよい。
【００８３】
１つ以上の電荷ブロッキング層がさらに任意に含まれてもよい。例えば、電子ブロッキング層（ＥＢＬ）、正孔ブロッキング層（ＨＢＬ）、または励起子ブロッキング層（ｅＢＬ）が構造に組み込まれてよい。ブロッキング層には、例えば、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−ｔｅｒｔブチルフェニル−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）、３，４，５−トリフェニル−１，２，４−トリアゾール、３，５−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル１−１，２，４−トリアゾール、バソクプロイン（ＢＣＰ）、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（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、１，３−ビス（５−（４−ジフェニルアミノ）フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）ベンゼン、２−（４−ビフェニル）−５−（４−ｔｅｒｔブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、１，３−ビス［５−（４−（Ｉ，Ｉ−ジメチルエチル）フェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−５，２−イル）ベンゼン、１，４−ビス（５−（４−ジフェニルアミノ）フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）ベンゼン、１，３，５−トリス［５−（４−（Ｉ、Ｉ−ジメチルエチル）フェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）ベンゼン、または２，２’，２’ ’−（１，３，５−ベンズネトリイル）−トリス（１−フェニル−１−Ｈ−ベンズイミダゾール）（ＴＰＢｉ）が含まれる。有機材料を含む電荷ブロッキング層は、真性であっても（ドープされていなくても）またはドープされていてもよい。
【００８４】
電荷注入層（もしあれば）および電荷ブロッキング層（もしあれば）は、例えば、スピンコーティング、ディップコーティング、蒸着、または他の薄膜堆積法によって堆積されてよい。例えば、Ｍ．  Ｃ．  Ｓｃｈｌａｍｐ，  ｅｔ  ａｌ．，  Ｊ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ，，  ８２，  ５８３７〜５８４２頁，  （１９９７年）、Ｖ．  Ｓａｎｔｈａｎａｍ，  ｅｔ  ａｌ．，  Ｌａｎｇｍｕｉｒ，  １９，  ７８８１〜７８８７頁，  （２００３年）、およびＸ．  Ｌｉｎ，  ｅｔ  ａｌ．，  Ｊ．  Ｐｈｙｓ．  Ｃｈｅｍ．  Ｂ，  １０５，  ３３５３〜３３５７頁，  （２００１年）を参照。これらはそれぞれ、本願明細書の一部を構成するものとして援用される。
【００８５】
一部の用途では、基材はさらにバックプレーンを含んでもよい。バックプレーンには、個々のピクセルまたは発光デバイスへの電力を制御または切り替えるためのアクティブまたはパッシブエレクトロニクスが含まれてよい。バックプレーンがあると、ディスプレイ、センサーまたはイメージャーなどの用途に有用である。特に、バックプレーンは、アクティブマトリックス、パッシブマトリックス、固定フォーマット、ダイレクトドライブまたはハイブリッドとして構成されて得る。ディスプレイは、静止画像、動画または照明用に構成され得る。発光デバイスのアレイを含むディスプレイは、白色光、単色光または色調整可能な光を提供できる。
【００８６】
本発明のデバイスは、環境（例えば、塵、水分など）および／または引っ掻きもしくは摩耗から保護するために、基材の反対側のデバイス表面上に、カバー、コーティングまたは層をさらに含んでもよい。さらなる実施形態では、カバーは、レンズ、プリズム表面などをさらに任意に含んでよい。反射防止、偏光、および／または他のコーティングも任意にパターン上に含まれてよい。必要に応じて、デバイスの周囲のカバーされていないエッジの周囲に、シーリング材（たとえば、ＵＶ硬化エポキシまたは他のシーラント）がさらに追加されてもよい。
【００８７】
本発明の好ましいデバイスは、好ましくは、本発明による方法を使用して作製される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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