還元有機物質を用いた表面改質電極及びデバイス
【課題】 還元有機物質を含んでなる電気光学デバイス及び表面改質電極を提供する。
【解決手段】 還元有機物質は電極表面の仕事関数を低下させると共に、電子活性でもある。これらの能力は、効率の高い電気光学デバイスの製造での使用を容易にする。電気光学デバイスは、少なくとも、第一の導電層、第二の導電層、並びに第一及び第二の導電層の間に配設された還元有機物質の電子活性層を有している。表面改質電極は、１以上の導電層及び１種以上の還元有機物質を含んでなる。有機電子活性物質を用いて電気光学デバイスを製造する方法、及び電気光学デバイスを動作させる方法も開示される。還元ポリマー物質を含んでなる被覆組成物及び被覆物品も提供される。
【解決手段】 還元有機物質は電極表面の仕事関数を低下させると共に、電子活性でもある。これらの能力は、効率の高い電気光学デバイスの製造での使用を容易にする。電気光学デバイスは、少なくとも、第一の導電層、第二の導電層、並びに第一及び第二の導電層の間に配設された還元有機物質の電子活性層を有している。表面改質電極は、１以上の導電層及び１種以上の還元有機物質を含んでなる。有機電子活性物質を用いて電気光学デバイスを製造する方法、及び電気光学デバイスを動作させる方法も開示される。還元ポリマー物質を含んでなる被覆組成物及び被覆物品も提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には還元有機物質を含む表面改質電極及びデバイスに関する。さらに本発明は、表面改質電極を製造するために適した被覆組成物、及びかかる表面改質電極を含む電気光学デバイスに関する。さらに本発明は、エレクトロルミネセンスを示す１以上の電子活性層を有する電気光学デバイスに関する。さらに詳しくは、本発明は還元有機物質を含むかかる電子活性層に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気光学デバイスは、コンピューターディスプレイ、グラフィックディスプレイ、標識ディスプレイ、看板やビジュアルサイン、照明、光検出器などの様々な電子製品で使用されることがある。電気光学デバイスの例には、エレクトロルミネセンスデバイス及び有機発光電気化学セルがある。一般に、電気光学デバイスの設計及び動作には、光エネルギーと電気エネルギーとの間の変換の原理が組み込まれている。その上、電気光学デバイスの設計及び動作は、一部では電気光学デバイス中における電極と隣接媒体との間での電荷輸送に依存している。残念ながら、電極（例えば、陰極）と隣接媒体（例えば、光を放出する活性層）との間での電荷輸送の効率が悪いと、電気光学デバイスの動作に問題が生じることがある。
【０００３】
エレクトロルミネセンス（「ＥＬ」）デバイスは、有機又は無機として分類できる電気光学デバイスである。エレクトロルミネセンスデバイスは多くの用途のために様々な形状で製造されてきており、グラフィックディスプレイ及びイメージング技術の分野で公知である。特に、最近開発された有機ＥＬデバイス（「ＯＥＬＤ」）は、無機ＥＬデバイスに比べて電子輸送に対する障壁の低下を示し、したがって低い活性化エネルギー及び高い輝度の利益を与える。加えて、ＯＥＬＤは一般に無機ＥＬデバイスよりも製造が簡単である。その結果、ＯＥＬＤは一層広汎な用途にとって有望である。しかし、ＯＥＬＤについては、その電極（例えば、陰極）と活性層との間での電子輸送又は電荷輸送に対する障壁をさらに低下させることが有益であろう。
【０００４】
ＯＥＬＤは、通例はガラス又はプラスチックのような基体上に形成された薄膜構造物である。有機ＥＬ物質の発光層及び任意の隣接有機半導体層が陰極と陽極との間にサンドイッチされる。有機半導体層は有機物質を含み、正孔（正電荷）注入層又は電子（負電荷）注入層であり得る。ＯＥＬＤの発光層用の材料は、様々な波長の光を放出する多くの有機ＥＬ物質から選択できる。その上、発光有機層は複数の二次層を含むことができ、その各々は例えば異種の有機ＥＬ物質を有し得る。通常、最新の有機ＥＬ物質は可視スペクトル中の狭い波長範囲を有する電磁（「ＥＭ」）放射を放出し得る。特記しない限り、「ＥＭ放射」及び「光」という用語は、一般に紫外（「ＵＶ」）から中赤外（「ｍｉｄ−ＩＲ」）までの範囲内の波長、換言すれば約３００ナノメートルから約１０マイクロメートルまでの範囲内の波長を有する放射を意味するために本明細書中で互換的に使用されることに注意すべきである。
【０００５】
通例、大抵の最新デバイスで使用される電子活性物質は１種以上の非ドープ又は非修飾有機物質を含んでいる。即ち、これらの有機物質は化学的に修飾されていない。かかる非修飾有機物質は、電流を流すことで固有の発光を示す。固有ＥＬ有機物質の界面ドーピングは、電極からの電荷注入を向上させることが知られており、これは一般に固有ＥＬ有機物質上に反応性金属を蒸着することで達成されてきた。しかし、界面ドーピング操作は固有ＥＬ有機物質の損傷を引き起こすばかりでなく、そのホトルミネセンス挙動に悪影響を及ぼしてデバイスの総合性能を損なうこともある。
【０００６】
電子活性有機物質層と電極との間の電荷注入に対する障壁を低下又は排除することは、デバイス効率を高める。アルカリ金属及びアルカリ土類金属のような、低い仕事関数を有する金属は、電子注入を促進するため陰極材料中にしばしば使用される。しかし、これの金属は環境への暴露時に劣化を受け易い。したがって、陰極材料としてこれらの金属を用いたデバイスは、厳格なカプセル封入を必要とする。光電池及び有機発光電気化学セル（ＬＥＣ）のような他の電気光学デバイス又はオプトエレクトロニックデバイスについても、活性層と隣接陰極との界面を通しての電子輸送に対する障壁を低くすることは有益であり得る。
【特許文献１】米国特許第４７６９２９２号
【特許文献２】米国特許第５２９４８７０号
【特許文献３】米国特許第５９９８８０３号
【特許文献４】米国特許第６０２３３７１号
【非特許文献１】Ｈｉｒｏｙｕｋｉ Ｓｕｚｕｋｉ ｅｔ ａｌ．，“Ｎｅａｒ−Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｆｒｏｍ Ｐｏｌｙｓｉｌａｎｅｓ”，Ｅｌｓｅｖｉｅｒ，Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｓ．Ａ．，Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ，Ｖｏｌｕｍｅ ３３１，ｐｐ．６４−７０，１９９８．
【非特許文献２】Ｕｌｌｒｉｃｈ Ｍｉｔｓｃｈｋｅ ｅｔ ａｌ．，“Ｔｈｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ”，Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．，Ｖｏｌｕｍｅ １０，ｐｐ．１４７１−１５０７，２０００．
【非特許文献３】Ｐ．Ｆ．Ｇｏｒｄｏｎ ｅｔ ａｌ．，“Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｙ ｉｎ Ｃｏｌｏｕｒ”，Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ，Ｂｅｒｌｉｎ，ｐｐ．９５−１０８，１９８３．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
比較的低い電流密度及び短いターンオン時間での高いデバイス効率（例えば、光出力）などの良好な性能特性を有する電気光学デバイスを製造するために使用できる電子活性物質及び方法に対するニーズが存在している。特に、電荷注入障壁を低下させることで、電気光学デバイス中における電子活性有機物質層と電極との間での電荷注入を容易にすると同時に、デバイスの長期安定性を実質的に保ち続ける物質に対するニーズが存在している。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
簡単にいえば、本発明の一態様では、第一の導電層と、第二の導電層と、第一及び第二の導電層の間に配設された電子活性層とを含んでなる電気光学デバイスが提供される。電子活性層は第一の有機電子活性物質を含み、第一の有機電子活性物質は還元有機物質を含んでいる。
【０００９】
本発明の別の実施形態では、陰極と、陽極と、陰極及び陽極の間に配設された電子活性層とを含んでなる電気光学デバイスであって、電子活性層が還元ポリフルオレンを含む電気光学デバイスが提供される。
【００１０】
本発明のさらに別の実施形態では、電気光学デバイスの作製方法が提供される。この方法は、第一の導電層と第二の導電層との間に電子活性物質の層を配設することを含んでなり、電子活性物質は第一の電子活性有機物質を含み、第一の電子活性有機物質は還元有機物質を含んでいる。
【００１１】
本発明のさらに別の態様は、１種以上のカチオン化学種及び還元有機物質を含んでなる電子活性有機物質であって、前記還元有機物質が対応する還元可能な中性前駆体に比べて１以上の追加電子を含む電子活性有機物質である。
【００１２】
本発明のさらに別の態様は、複数の電気光学デバイスを含んでなるディスプレイをなす装置である。電気光学デバイスの１以上は第一の有機電子活性物質を含み、前記第一の有機電子活性物質は還元有機物質を含んでいる。
【００１３】
別の態様では、本発明は、１以上の導電層と、前記導電層の表面上に配設された１種以上の還元有機物質であって、対応する中性有機前駆体に比べて１以上の追加電子及び１種以上のカチオン化学種を含む還元有機物質とを含んでなる表面改質電極を提供する。
【００１４】
さらに別の態様では、本発明は、１以上の導電層と、１種以上の還元ポリマー有機物質であって、対応する中性ポリマー有機前駆体に比べて１以上の追加電子及び１種以上のカチオン化学種を含む還元ポリマー有機物質とを含んでなる表面改質電極を提供する。
【００１５】
本発明の別の態様は、１種以上の還元ポリマー有機物質であって、対応する中性ポリマー有機前駆体に比べて１以上の追加電子及び１種以上のカチオン化学種を含む還元ポリマー有機物質と、１種以上の極性非プロトン性溶媒とを含んでなる被覆組成物である。
【００１６】
本発明のさらに別の態様は、表面改質された第一の電極と、第二の電極と、第一の電極及び第二の電極の間に配設されたエレクトロルミネセンス有機物質とを含んでなる電気光学デバイスであって、表面改質された第一の電極が１以上の導電層及び１種以上の還元ポリマー有機物質を含むと共に、還元ポリマー有機物質が対応する中性ポリマー有機前駆体に比べて１以上の追加電子及び１種以上のカチオン化学種を含む電気光学デバイスである。
【００１７】
本発明の上記その他の特徴、態様及び利点は、添付の図面を参照しながら以下の詳しい説明を読んだ場合に一層良く理解されよう。図面中では、すべての図を通じて類似の部分は同じ符号で表されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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、以下の意味をもつものと定義される。
【００１９】
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。
【００２０】
「任意」又は「任意には」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が起こる場合と起こらない場合を包含する。
【００２１】
特記しない限り、「電磁放射」、「ＥＭ放射」及び「光」は本明細書中で互換的に使用され、一般に紫外（「ＵＶ」）から中赤外（「ｍｉｄ−ＩＲ」）までの範囲内の波長、換言すれば約３００ナノメートルから約１０マイクロメートルまでの範囲内の波長を有する放射を意味する。
【００２２】
本明細書中で使用する「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。脂肪族基は１以上の炭素原子を含むものと定義される。脂肪族基をなす原子配列は、窒素、硫黄、ケイ素、セレン及び酸素のようなヘテロ原子を含んでいてもよく、或いは炭素及び水素のみから構成されていてもよい。便宜上、本明細書中での「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」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、アルコール基、エーテル基、アルデヒド基、ケトン基、カルボン酸基、アシル基（例えば、エステルやアミドのようなカルボン酸誘導体）、アミン基、ニトロ基などの広範囲の官能基を含むものと定義される。例えば、４−メチルペント−１−イル基はメチル基を含むＣ６脂肪族基であり、メチル基はアルキル基である官能基である。同様に、４−ニトロブト−１−イル基はニトロ基を含むＣ４脂肪族基であり、ニトロ基は官能基である。脂肪族基は、同一のもの又は相異なるものであり得る１以上のハロゲン原子を含むハロアルキル基であり得る。ハロゲン原子には、例えば、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素がある。１以上のハロゲン原子を含む脂肪族基には、ハロゲン化アルキルである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−）などがある。脂肪族基のさらに他の例には、アリル、アミノカルボニル（即ち、−ＣＯＮＨ２）、カルボニル、ジシアノイソプロピリデン（即ち、−ＣＨ２Ｃ(ＣＮ)２ＣＨ２−）、メチル（即ち、−ＣＨ３）、メチレン（即ち、−ＣＨ２−）、エチル、エチレン、ホルミル（即ち、−ＣＨＯ）、ヘキシル、ヘキサメチレン、ヒドロキシメチル（即ち、−ＣＨ２ＯＨ）、メルカプトメチル（即ち、−ＣＨ２ＳＨ）、メチルチオ（即ち、−ＳＣＨ３）、メチルチオメチル（即ち、−ＣＨ２ＳＣＨ３）、メトキシ、メトキシカルボニル（即ち、ＣＨ３ＯＣＯ−）、ニトロメチル（即ち、−ＣＨ２ＮＯ２）、チオカルボニル、トリメチルシリル（即ち、(ＣＨ３)３Ｓｉ−）、ｔ−ブチルジメチルシリル、トリメトキシシリルプロピル（即ち、(ＣＨ３Ｏ)３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−），ビニル、ビニリデンなどがある。さらに他の例としては、Ｃ１〜Ｃ１０脂肪族基は１以上で１０以下の炭素原子を含む。メチル基（即ち、−ＣＨ３）はＣ１脂肪族基の例である。デシル基（即ち、ＣＨ３(ＣＨ２)９−）はＣ１０脂肪族基の例である。
【００２３】
本明細書中で使用する「芳香族基」という用語は、１以上の芳香族原子団を含む原子価１以上の原子配列をいう。１以上の芳香族原子団を含む原子価１以上の原子配列は、窒素、硫黄、ケイ素及び酸素のようなヘテロ原子を含んでいてもよく、或いは炭素及び水素のみから構成されていてもよい。本明細書中で使用する「芳香族基」という用語は、特に限定されないが、フェニル基、ピリジル基、フラニル基、チエニル基、ナフチル基、フェニレン基及びビフェニル基を包含する。上述の通り、芳香族基は１以上の芳香族原子団を含む。芳香族原子団は常に４ｎ＋２（式中、ｎは１以上の整数である）の「非局在化」電子を有する環状構造であり、フェニル基（ｎ＝１）、チエニル基（ｎ＝１）、フラニル基（ｎ＝１）、ナフチル基（ｎ＝２）、アズレニル基（ｎ＝２）、アントセニル基（ｎ＝３）などで例示される。芳香族基は、非芳香族成分も含み得る。例えば、ベンジル基はフェニル環（芳香族原子団）及びメチレン基（非芳香族成分）からなる芳香族基である。同様に、テトラヒドロナフチル基は芳香族原子団（Ｃ６Ｈ３）が非芳香族成分−(ＣＨ２)４−に縮合してなる芳香族基である。便宜上、本明細書中での「芳香族基」という用語は、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、アルコール基、エーテル基、アルデヒド基、ケトン基、カルボン酸基、アシル基（例えば、エステルやアミドのようなカルボン酸誘導体）、アミン基、ニトロ基などの広範囲の官能基を含むものと定義される。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、メチル基はアルキル基である官能基である。同様に、４−ニトロフェニル基はニトロ基を含むＣ６芳香族基であり、ニトロ基は官能基である。芳香族基は、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−フェン−１−イルオキシ）（即ち、−ＯＰｈＣ(ＣＦ３)２ＰｈＯ−）、クロロメチルフェニル、３−トリフルオロビニル−２−チエニル、３−トリクロロメチルフェン−１−イル（即ち、３−ＣＣｌ３Ｐｈ−）、４−（３−ブロモプロプ−１−イル）フェン−１−イル（即ち、ＢｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｐｈ−）などのハロゲン化芳香族基を包含する。芳香族基のさらに他の例には、４−アリルオキシフェン−１−オキシ、４−アミノフェン−１−イル（即ち、Ｈ２ＮＰｈ−）、３−アミノカルボニルフェン−１−イル（即ち、ＮＨ２ＣＯＰｈ−）、４−ベンゾイルフェン−１−イル、ジシアノイソプロピリデンビス（４−フェン−１−イルオキシ）（即ち、−ＯＰｈＣ(ＣＮ)２ＰｈＯ−）、３−メチルフェン−１−イル、メチレンビス（フェン−４−イルオキシ）（即ち、−ＯＰｈＣＨ２ＰｈＯ−）、２−エチルフェン−１−イル、フェニルエテニル、３−ホルミル−２−チエニル、２−ヘキシル−５−フラニル、ヘキサメチレン−１，６−ビス（フェン−４−イルオキシ）（即ち、−ＯＰｈ(ＣＨ２)６ＰｈＯ−）、４−ヒドロキシメチルフェン−１−イル（即ち、４−ＨＯＣＨ２Ｐｈ−）、４−メルカプトメチルフェン−１−イル（即ち、４−ＨＳＣＨ２Ｐｈ−）、４−メチルチオフェン−１−イル（即ち、４−ＣＨ３ＳＰｈ−）、３−メトキシフェン−１−イル、２−メトキシカルボニルフェン−１−イルオキシ（例えば、メチルサリチル）、２−ニトロメチルフェン−１−イル（即ち、−ＰｈＣＨ２ＮＯ２）、３−トリメチルシリルフェン−１−イル、４−ｔ−ブチルジメチルシリルフェン−１−イル、４−ビニルフェン−１−イル、ビニリデンビス（フェニル）などがある。「Ｃ３〜Ｃ１０芳香族基」という用語は、３以上で１０以下の炭素原子を含む芳香族基を包含する。芳香族基１−イミダゾリル（Ｃ３Ｈ２Ｎ２−）はＣ３芳香族基を代表する。ベンジル基（Ｃ７Ｈ８−）はＣ７芳香族基を代表する。
【００２４】
本明細書中で使用する「脂環式基」という用語は、環状であるが芳香族でない原子配列を含む原子価１以上の基をいう。本明細書中で定義される「脂環式基」は、芳香族原子団を含まない。「脂環式基」は１以上の非環式成分を含み得る。例えば、シクロヘキシルメチル基（Ｃ６Ｈ１１ＣＨ２−）は、シクロヘキシル環（環状であるが芳香族でない原子配列）及びメチレン基（非環式成分）からなる脂環式基である。脂環式基は、窒素、硫黄、セレン、ケイ素及び酸素のようなヘテロ原子を含んでいてもよく、或いは炭素及び水素のみから構成されていてもよい。便宜上、本明細書中での「脂環式基」という用語は、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、アルコール基、エーテル基、アルデヒド基、ケトン基、カルボン酸基、アシル基（例えば、エステルやアミドのようなカルボン酸誘導体）、アミン基、ニトロ基などの広範囲の官能基を含むものと定義される。例えば、４−メチルシクロペント−１−イル基はメチル基を含むＣ６脂環式基であり、メチル基はアルキル基である官能基である。同様に、２−ニトロシクロブト−１−イル基はニトロ基を含むＣ４脂環式基であり、ニトロ基は官能基である。脂環式基は、同一のもの又は相異なるものであり得る１以上のハロゲン原子を含み得る。ハロゲン原子には、例えば、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素がある。１以上のハロゲン原子を含む脂環式基には、２−トリフルオロメチルシクロヘキス−１−イル、４−ブロモジフルオロメチルシクロオクト−１−イル、２−クロロジフルオロメチルシクロヘキス−１−イル、ヘキサフルオロイソプロピリデン−２，２−ビス（シクロヘキス−１−イル）（即ち、−Ｃ６Ｈ１０Ｃ(ＣＦ３)２Ｃ６Ｈ１０−）、２−クロロメチルシクロヘキス−１−イル、３−ジフルオロメチレンシクロヘキス−１−イル、４−トリクロロメチルシクロヘキス−１−イルオキシ、４−ブロモジクロロメチルシクロヘキス−１−イルチオ、２−ブロモエチルシクロペント−１−イル、２−ブロモプロピルシクロヘキス−１−イルオキシ（例えば、ＣＨ３ＣＨＢｒＣＨ２Ｃ６Ｈ１０−）などがある。脂環式基のさらに他の例には、４−アリルオキシシクロヘキス−１−イル、４−アミノシクロヘキス−１−イル（即ち、Ｈ２ＮＣ６Ｈ１０−）、４−アミノシクロペント−１−イル（即ち、ＮＨ２ＣＯＣ５Ｈ８−）、４−アセチルオキシシクロヘキス−１−イル、２，２−ジシアノイソプロピリデンビス（シクロヘキス−１−イルオキシ）（即ち、−ＯＣ６Ｈ１０Ｃ(ＣＮ)２Ｃ６Ｈ１０Ｏ−）、３−メチルシクロヘキス−１−イル、メチレンビス（シクロヘキス−４−イルオキシ）（即ち、−ＯＣ６Ｈ１０ＣＨ２Ｃ６Ｈ１０Ｏ−）、１−エチルシクロブト−１−イル、シクロプロピルエテニル、３−ホルミル−２−テトラヒドロフラニル、２−ヘキシル−５−テトラヒドロフラニル、ヘキサメチレン−１，６−ビス（シクロヘキス−４−イルオキシ）（即ち、−ＯＣ６Ｈ１０(ＣＨ２)６Ｃ６Ｈ１０Ｏ−）、４−ヒドロキシメチルシクロヘキス−１−イル（即ち、４−ＨＯＣＨ２Ｃ６Ｈ１０−）、４−メルカプトメチルシクロヘキス−１−イル（即ち、４−ＨＳＣＨ２Ｃ６Ｈ１０−）、４−メチルチオシクロヘキス−１−イル（即ち、４−ＣＨ３ＳＣ６Ｈ１０−）、４−メトキシシクロヘキス−１−イル、２−メトキシカルボニルシクロヘキス−１−イルオキシ（２−ＣＨ３ＯＣＯＣ６Ｈ１０Ｏ−）、４−ニトロメチルシクロヘキス−１−イル（即ち、ＮＯ２ＣＨ２Ｃ６Ｈ１０−）、３−トリメチルシリルシクロヘキス−１−イル、２−ｔ−ブチルジメチルシリルシクロペント−１−イル、４−トリメトキシシリルエチルシクロヘキス−１−イル、（例えば、(ＣＨ３Ｏ)３ＳｉＣＨ２ＣＨ２Ｃ６Ｈ１０−）、４−ビニルシクロヘキス−１−イル、ビニリデンビス（シクロヘキシル）などがある。「Ｃ３〜Ｃ１０脂環式基」という用語は、３以上で１０以下の炭素原子を含む脂環式基を包含する。脂環式基２−テトラヒドロフラニル（Ｃ４Ｈ７Ｏ−）はＣ４脂環式基を代表する。シクロヘキシルメチル基（Ｃ６Ｈ１１ＣＨ２−）はＣ７脂環式基を代表する。
【００２５】
本明細書中で使用する「電気光学デバイス」という用語は、一般に電気エネルギーと光エネルギーとの間で変換を行うデバイスをいう。即ち、電気光学デバイスは電気エネルギーを光エネルギーに変換すると共に、光エネルギーを電気エネルギーに変換するのが通例である。
【００２６】
本明細書中で使用する「還元有機物質」という用語は、対応する中性有機前駆体が電子供与体から１以上の電子を受容することで得られる有機物質をいう。電子供与体は、本明細書中では「還元体」又は「還元剤」ということもある。還元有機物質は、対応する中性有機前駆体の部分還元又は完全還元で得ることができる。還元有機物質は、還元ポリマー有機物質（「還元ポリマー化学種」）、還元非ポリマー有機物質又はこれらの混合物であり得る。かくして、「還元ポリマー化学種」という用語は、対応する還元可能な中性ポリマー有機前駆体が電子供与体から１以上の電子を受容した場合に得られる還元ポリマー有機物質をいう。便宜上、「還元ポリマー物質」、「還元ポリマー化学種」及び「還元ポリマー有機物質」という用語は本明細書中で互換的に使用されると共に、各々は時には「アニオン化学種」ともいわれる。還元有機物質は、対応する還元可能な中性有機前駆体に比べてただ１つの追加電子を含むラジカルアニオンであり得る。別法として、還元有機物質は、対応する還元可能な中性有機前駆体に比べて２つの追加電子を含むジアニオンであり得る。別法として、還元有機物質は、対応する還元可能な中性有機前駆体に比べて３以上の追加電子を含むラジカルポリアニオンであり得る。別法として、還元有機物質は、対応する還元可能な中性有機前駆体に比べて４以上の追加電子を含むポリアニオンであり得る。当業者ならば、複数の電子を受容し得る中性有機前駆体から導かれる還元有機物質中には、広範囲の様々な種類のラジカルアニオン及びカチオン化学種があり得ることが理解されよう。かくして、「還元有機物質」という用語は還元ポリマー有機物質及び還元非ポリマー有機物質の両方をいい、ラジカルアニオン化学種、ジアニオン化学種、ラジカルポリアニオン化学種、ポリアニオン化学種、及び上述の化学種の２種以上の組合せの１以上をいう。例えば、中性ポリマー有機前駆体であるポリビニルナフタレンは複数のペンダントナフチル基を含み、これらの各々が電子供与体による還元を受け易い。金属カリウムのような還元剤からただ１つの電子を受容すると、ポリビニルナフタレンはナフチルラジカルアニオン部分を含む還元ポリマー化学種を生成する。最初に生成したナフチルラジカルアニオン部分に第二の電子が付加されると、ナフチルジアニオン部分を含む還元ポリマー化学種が得られる。最初に生成したナフチルラジカルアニオン部分以外のナフチル基に第二の電子が付加されると、２つのナフチルラジカルアニオン部分を含む還元ポリマー化学種が得られる。当業者ならば、中性有機前駆体中に存在する、還元体から１以上の電子を受容し得る部分の性質及び数に応じて数多くの還元タイプ及び還元度があり得ることが理解されよう。使用する還元体の量及び還元を行う条件のような、当技術分野で認められている他のパラメーターも、還元度に影響を及ぼす。一実施形態では、中性有機前駆体は「部分還元」されるといわれ、生成物である還元有機物質は「部分還元」生成物といわれる。１０００の重合度（ＤＰ）を有するポリビニルナフタレンにただ１つの電子を付加することで得られるラジカルアニオンは、「部分還元」された還元ポリマー有機物質の例である。これは、追加の還元体が存在すれば、ラジカルアニオン部分又はポリマー鎖中の別のナフチル基に対する第二の電子の付加が起こり得るからである。別の実施形態では、還元有機物質は「完全還元」されているといわれる。即ち、対応する還元可能な中性有機前駆体の完全な還元が起こっており、追加の還元体の存在下でも、還元を受けた還元有機物質による追加電子の受容は起こり得ない。ナトリウムのような還元体から中性ベンゾフェノンが２つの電子を受容した場合の生成物であるベンゾフェノンのジアニオンは、「完全還元」された還元有機物質を例示している。これは、追加の還元体の存在下でも、ジアニオンによる追加電子の受容が起こり得ないからである。１０００の重合度（ＤＰ）を有するポリビニルナフタレンのような中性有機前駆体がどの時点で、追加の還元体の存在下でも１つの追加電子の受容を起こり得なくするのに十分な数の電子を受容してしまうかを予め予測することは一般に不可能であるが、還元ポリマーが実際に「完全還元」される時点は実験で決定できる。
【００２７】
「中性有機前駆体」という用語は、還元体から１以上の電子を受容し得る（即ち、還元可能である）中性有機物質をいう。中性有機前駆体は、中性ポリマー有機前駆体、通例は１以上の芳香族基を含むポリマーであり得る。或いは、中性有機前駆体は、中性非ポリマー有機前駆体、通例は１以上の芳香族基を含む非ポリマー物質であり得る。一実施形態では、中性有機前駆体は中性ポリマー有機前駆体と中性非ポリマー有機前駆体との混合物である。通例、中性有機前駆体は還元体から１以上の電子を受容し得る１以上の有機基を含み、前記有機基は２以上の共役二重結合を有する。中性有機前駆体中に存在する、２以上の共役二重結合を有する有機基は、共役二重結合の骨格中に、又は共役二重結合を含む有機基に付随した置換基の成分としてヘテロ原子を含み得る。本明細書中で定義されるいずれの芳香族基も、２以上の共役二重結合を有する１以上の有機基を有している。様々な実施形態では、中性有機前駆体はポリマー鎖中に１種以上の繰返し単位を有するポリマー前駆体、例えばスチレンとビニルナフタレンとのコポリマーである。他の実施形態では、中性有機前駆体は低分子前駆体（例えば、ベンゾフェノン）のような非ポリマー前駆体である。
【００２８】
本明細書中で使用する下記の記号は、還元ポリマー化学種及び対応する還元可能な中性ポリマー前駆体に関する様々な構造に適用される場合、有機基を表す。
【００２９】
【化１】
かかる有機基はポリマー鎖の一部であることもあり、或いはポリマー鎖を表すこともある。それは、窒素、酸素、硫黄、セレンなどの１以上のヘテロ原子を含みこともできる。例えば、下記の記号の意味は三価窒素原子に結合した任意の有機基又はポリマー鎖を包含する。
【００３０】
【化２】
本発明の一態様では、少なくとも第一の導電層、第二の導電層、並びに第一及び第二の導電層の間に配設された第一の有機電子活性層を有する電気光学デバイスであって、第一の有機電子活性物質が還元有機物質である電気光学デバイスが提供される。本発明の別の態様では、１以上の導電層及び１種以上の還元有機物質を含んでなる、電気光学デバイスのような電子デバイスで使用するのに適した表面改質電極が提供される。本発明の一実施形態では、表面改質電極は１以上の導電層及び１種以上の還元ポリマー有機物質を含んでいる。還元ポリマー有機物質は、対応する中性ポリマー有機前駆体に比べて１以上の追加電子を含んでいる。還元ポリマー有機物質は、ある物質から隣接する物質への電荷の供与又は移動を促進することができる。電気光学デバイスの電子活性層は、還元有機物質を含む第一の有機電子活性物質からなる。還元有機物質は、対応する中性ポリマー有機前駆体及び中性非ポリマー有機前駆体からそれぞれ得られる還元ポリマー有機物質及び還元非ポリマー有機物質を包含する。還元有機物質は、デバイス中においてある物質から隣接する物質への電荷の供与又は移動を促進すると考えられる。一実施形態では、アルミニウム又はＩＴＯ（酸化インジウムスズ）のような電極表面への還元ポリマー有機物質の堆積は電極表面の仕事関数を低下させる。さらに、低下した仕事関数は空気暴露後にも持続し、したがって電気光学デバイスの組立てに際して被覆電極表面を使用するのに十分な作業時間が得られる。本発明の様々な実施形態では、電極表面の仕事関数の空気誘起低下に対する抵抗性は、コポリマー形態の対応する中性ポリマー有機前駆体（例えば、スチレン−ビニルナフタレンコポリマー）を用いて達成できる。
【００３１】
さらに、還元ポリマー化学種はそれ自体が電気エネルギーと光エネルギーとの間の変換のための有効な電子活性物質として機能し得るので、一実施形態では、これのポリマー化学種は電気光学デバイスを製造するために一層有用である。図１は、第一の導電層２０と第二の導電層３０との間に第一の有機電子活性物質層４０を配設した電気光学デバイス１０の一実施形態を示している。第一及び第二の導電層（以後はそれぞれ第一及び第二の電極ということもある）の間に電源５０から電圧を供給した場合、電子活性層４０は電気エネルギーを光エネルギーに変換する。
【００３２】
第一及び第二の導電層又は電極用として使用できる好適な材料には、金属、金属酸化物及び導電性ポリマーがある。導電性金属酸化物の例には、公知の酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）及び他の関連材料がある。電子の伝導を容易にするために共役二重結合系を有する導電性ポリマーも使用できる。広範囲の様々な種類のかかる導電性ポリマーが当技術分野で知られている。好ましい導電層には、１種以上の金属、１種以上の金属酸化物、及びこれらの組合せがある。
【００３３】
電子活性層を形成するために有用な還元有機物質は、１種以上のカチオン化学種と、対応する還元可能な中性有機前駆体に比べて１以上の追加電子とを含んでいる。好適な中性有機前駆体は、中性ポリマー有機前駆物質及び中性非ポリマー有機前駆物質から選択できる。
【００３４】
還元ポリマー有機物質は、対応する中性ポリマー有機前駆体から導かれる。一実施形態では、中性ポリマー有機前駆体は１以上の芳香族基を含んでいる。一例では、中性ポリマー有機前駆体は（例えば、ポリスチレンのように）ポリマー鎖上に位置するペンダント芳香族基を有している。一実施形態では、還元ポリマー有機物質は、電子を供与し得る金属化学種よる還元を受けた中性ポリマー有機前駆体から導かれる。当業者には、金属ナトリウム（Ｎａ０）や金属カリウム（Ｋ０）のようなアルカリ金属が電子を供与することができ、したがって好適な還元体であると認められている。特定の実施形態では、中性ポリマー有機前駆体は、中性ポリマー有機前駆体と金属の原子又はイオンとの相互作用で還元ポリマー有機物質を生じる。「相互作用する」又は「相互作用」という用語は、金属原子又はイオンから電子を受容し、捕獲し、保持し、所定の位置に安定化し、或いはその他のやり方で結合を形成することを含む。一実施形態では、中性ポリマー有機前駆体は、還元金属（負の酸化状態にある金属）、ゼロ酸化状態にある金属、又は金属イオン（正の酸化状態にある金属）と電子を共有して安定化し得る。別の実施形態では、中性ポリマー有機前駆体は分極可能又はイオン化可能な部分である。さらに別の実施形態では、中性ポリマー有機前駆体は金属原子又はイオンと錯体を生成し得る。
【００３５】
フェニル、フェニレン、ナフチル、ナフチレン、アントラセニルなどの芳香族基は、電子供与体の金属化学種（原子又はイオン）から電子を受容して負に帯電したラジカルアニオン化学種を生成し得る。電子供与体は通例は金属化学種であって、中性ポリマー有機前駆体に電子を供与した後、これは残留して還元ポリマー有機物質中に存在する電荷をバランスさせる。その起源が何であれ、還元ポリマー有機物質は１以上の電荷バランス用カチオン化学種を有する。カチオン化学種は、ナトリウムイオン（Ｎａ＋）のような単純カチオンであったり、或いはラジカルカチオン化学種又は錯体カチオン化学種であったりする。還元ポリマー有機物質中に存在するカチオン化学種は、中性ポリマー有機前駆体に電子を供与して還元ポリマー有機物質及びラジカルカチオンを生成し得る有機化学種のような有機化学種から生成することもできる。このようにしてラジカルカチオンを生成し得る有機化学種の非限定的な例には、有機窒素化合物（例えば、トリス（２，４，６−トリブロモフェニル）アミン）及び有機リン化合物（例えば、トリス（２，４，６−トリブロモフェニル）ホスフィン）があり、これらはそれぞれ窒素を中心とするラジカルカチオン及びリンを中心とするラジカルカチオンに変化する。ラジカルアニオンはさらに還元することができる。例えば、中性ポリマー有機前駆体は２以上の電子を受容して、アニオン化学種（例えば、ジアニオン化学種）、２以上のラジカルアニオン部分を有する系、又は１以上のラジカルアニオン部分と１以上のジアニオン部分との組合せを有する系を生成し得る。電子供与体の非限定的な例には、第１族金属、第２族金属、第３族金属、第４族金属、スカンジウム、イットリウム、希土類金属、ランタニド系列の金属、及びこれらの組合せからなる群から選択されるものがある。本明細書中で使用する周期表の族の名称は、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｕｎｉｏｎ ｏｆ Ｐｕｒｅ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ（「ＩＵＰＡＣ」）によって命名されたものであることを理解すべきである。好適な電子供与体の具体例には、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、カルシウム、マグネシウム、インジウム、スズ、ジルコニウム、ユウロピウム、セリウム及びアルミニウムがある。
【００３６】
還元ポリマー有機物質に対応する中性ポリマー有機前駆体は、一般には非局在化電子を含むポリマー物質であり、例えば、共役二重結合を含むポリマー、共役三重結合を含むポリマー、及び共役二重結合と共役三重結合との組合せを含むポリマーである。大抵の場合、還元ポリマー有機物質は、１以上の芳香族環中に形成された共役二重結合を含む中性ポリマー有機前駆体の還元で製造するのが好都合である。いかなる特定の理論によっても拘束されることは望まないが、還元ポリマー有機物質は、一実施形態では電気光学デバイスの陰極から隣接する電子活性物質への電子注入を促進し、また一実施形態では電気光学デバイスの陰極から隣接する電子活性物質層への電子注入を促進する電子移動促進物質として機能すると考えられる。電子的に活性の物質は、時には「エレクトロルミネセンス物質」又は「電子活性物質」といわれる。電子供与体から１以上の電子を受容し得る中性ポリマー有機物質としては、広範囲の様々な種類のものが当技術分野で知られている。かかる中性ポリマー有機物質及び中性非ポリマー有機物質の好適な例には、Ａｋｃｅｌｒｕｄによって「Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｎｅｓｃｅｎｔ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ」（Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｖｏｌ ２８（２００３），ｐｐ．８７５−９６２）中に開示されたものがある。これらの物質は、当技術分野で電子活性であると知られているか又は電子活性である可能性があると予想される構造又は構造単位と、デバイス性能を高めるために重要な他の機能（例えば、正孔輸送、電子輸送、電荷輸送及び電荷閉込め）を果たすことが知られているか又は果たす可能性があると予想される構造との様々な組合せを含む構造をもったポリマー物質を包含し得る。
【００３７】
一実施形態では、中性ポリマー有機前駆体は次式の構造単位（Ｉ）を含んでいる。
【００３８】
【化３】
式中、Ｒ１及びＲ２は各々独立にハロゲン原子、Ｃ１〜Ｃ２０脂肪族基、Ｃ２〜Ｃ１０芳香族基、Ｃ３〜Ｃ１０脂環式基、ニトロ基又はシアノ基である。変数「ｍ」及び「ｎ」は、独立に値０及び４を含めて０〜４の値を有する整数である。変数「ｏ」及び「ｐ」は、独立に０〜１を有する整数である。変数「ｏ」＋「ｐ」の和は０より大きい。即ち、変数「ｏ」及び「ｐ」の両方がゼロではあり得ない。Ｗ１は、結合、次式の基、
【００３９】
【化４】
酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、Ｃ−Ｒ３基、Ｎ−Ｒ３基又は次式の基である。
【００４０】
【化５】
式中、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５は独立に水素原子、ハロゲン原子、ポリマー鎖、Ｃ１〜Ｃ２０脂肪族基、Ｃ２〜Ｃ１０芳香族基又はＣ３〜Ｃ１０脂環式基である。Ｑ１は、結合、カルボニル基又は次式の基である。
【００４１】
【化６】
式中、Ｒ４及びＲ５は独立に水素原子、ハロゲン原子、ポリマー鎖、Ｃ１〜Ｃ２０脂肪族基、Ｃ２〜Ｃ１０芳香族基又はＣ３〜Ｃ１０脂環式基である。一実施形態では、次式の記号
【００４２】
【化７】
は、５０００グラム／モルを超える数平均分子量を有するポリマー鎖（即ち、次式）に結合した三価窒素を表す。
【００４３】
【化８】
一実施形態では、窒素上にある１以上の有機基は、窒素、酸素、硫黄及びセレンのようなヘテロ原子を含み得る。構造単位（Ｉ）を含む中性ポリマー有機前駆体の例には、「ｎ」及び「ｍ」がゼロであり、Ｗ１が結合であり、Ｑ１がＮ−Ｒ３基（式中、Ｒ３はポリスチレンを含むポリマー鎖である。）である化合物としての（Ｎ−ポリスチレニル）カルバゾールがある。構造単位（Ｉ）を含む中性ポリマー前駆体の追加の例には、ポリ（３−ビニルアントラセン）（ｍ＝１、Ｒ１＝Ｃ２三価脂肪族基、ｎ＝０、Ｑ１＝Ｗ１＝Ｃ−Ｒ３（式中、Ｒ３は水素である。））、ポリ（９−メチル−９−ビニルキサンテン）（ｍ＝ｎ＝０、Ｗ１＝酸素原子、Ｑ１＝Ｒ４−Ｃ−Ｒ５（式中、Ｒ４はＣ１脂肪族基（メチル基）であり、Ｒ５は三価Ｃ２脂肪族基（Ｃ２Ｈ３）である。）、ポリ（３−エチニルアントラセン）、ポリ（３−エチニル−９，９−ジメチルキサンテン）、ポリ（３−ビニル−Ｎ−メチルカルバゾール）などがある。
【００４４】
第二の実施形態では、中性ポリマー有機前駆体は次式の構造単位（II）を含んでいる。
【００４５】
【化９】
式中、Ｒ６及びＲ７は各々独立にハロゲン原子、Ｃ１〜Ｃ２０脂肪族基、Ｃ２〜Ｃ１０芳香族基、Ｃ３〜Ｃ１０脂環式基、ニトロ基、シアノ基又は次式のポリマー鎖である。
【００４６】
【化１０】
変数「ｑ」及び「ｒ」は、独立に値０及び４を含めて０〜４の値を有する整数である。「ｑ」及び「ｒ」の値の和（ｑ＋ｒ）は０より大きい。変数「ｏ」及び「ｐ」は独立に０〜１の値を有していて、ｏ＋ｐは０より大きい。Ｗ２は、結合、次式の基、
【００４７】
【化１１】
酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、Ｃ−Ｒ３基、Ｎ−Ｒ３基又は次式の基である。
【００４８】
【化１２】
式中、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５は独立に水素原子、ハロゲン原子、ポリマー鎖、Ｃ１〜Ｃ２０脂肪族基、Ｃ２〜Ｃ１０芳香族基又はＣ３〜Ｃ１０脂環式基の１つである。Ｑ２は、結合、カルボニル基、又は次式の基の中から選択される基である。
【００４９】
【化１３】
式中、Ｒ４及びＲ５は独立に水素原子、ハロゲン原子、ポリマー鎖、Ｃ１〜Ｃ２０脂肪族基、Ｃ２〜Ｃ１０芳香族基又はＣ３〜Ｃ１０脂環式基である。構造単位（II）を含む中性ポリマー前駆体の例には、９，９−ジメチルキサンテンで末端封鎖されたポリスチレン（「ｑ」＝１、「ｒ」＝０、Ｒ６はポリスチレンからなるポリマー鎖であり、ｏは１であり、Ｑ２＝Ｒ４−Ｃ−Ｒ５（式中、Ｒ４＝Ｒ５＝Ｃ１脂肪族基（メチル基））、ｐは１であり、Ｗ２は酸素原子である。）がある。
【００５０】
第三の実施形態では、中性ポリマー有機前駆体は次式の構造単位（III）を含んでいる。
【００５１】
【化１４】
式中、Ｒ８及びＲ９は各々独立にハロゲン原子、Ｃ１〜Ｃ２０脂肪族基、Ｃ２〜Ｃ１０芳香族基、Ｃ３〜Ｃ１０脂環式基、ニトロ基又はシアノ基であり、「ｓ」は０及び４を含めた０〜４の整数であり、「ｔ」は０及び３を含めた０〜３の整数である。構造単位（III）を含む中性ポリマー前駆体の例には、ポリ（１−ビニルナフタレン）、ポリ（２−ビニルナフタレン）、ポリ（２−ビニルナフタレン−スチレン）コポリマーなどがある。
【００５２】
第四の実施形態では、中性ポリマー有機前駆体は次式の構造単位（IV）を含んでいる。
【００５３】
【化１５】
式中、Ｒ１０は各々独立にハロゲン原子、Ｃ１〜Ｃ２０脂肪族基、Ｃ２〜Ｃ１０芳香族基、Ｃ３〜Ｃ１０脂環式基、ニトロ基又はシアノ基であり、「ｕ」は０及び５を含めた０〜５の整数である。構造単位（IV）を含む中性ポリマー有機前駆体の例には、ポリスチレン、ポリ（４−クロロスチレン）、ポリ（４−フェニルスチレン）、ポリ（３−フェニルスチレン）などがある。
【００５４】
第五の実施形態では、中性ポリマー有機前駆体は次式の構造単位（Ｖ）を含んでいる。
【００５５】
【化１６】
第六の実施形態では、中性ポリマー有機前駆体は次式の構造単位（VI）を含んでいる。
【００５６】
【化１７】
式中、Ｒ４及びＲ５は独立に水素、Ｃ１〜Ｃ２０脂肪族基、Ｃ２〜Ｃ１０芳香族基又はＣ３〜Ｃ１０脂環式基である。脂肪族基の非限定的な例には、メチル、エチル、プロピル、ブチル、イソオクチルなどがある。芳香族基の若干の例には、フェニル、アルキルフェニル、ナフチルなどがある。脂環式基の若干の例には、シクロヘキシル、シクロペンチル、シクロヘキシルメチルなどがある。
【００５７】
第七の実施形態では、中性ポリマー有機前駆体はシロキサン繰返し単位を有する次式の構造単位（VII）を含んでいる。
【００５８】
【化１８】
式中、Ｒ６は各々独立にＣ１〜Ｃ２０脂肪族基、Ｃ２〜Ｃ１０芳香族基又はＣ３〜Ｃ１０脂環式基である。
【００５９】
第八の実施形態では、中性ポリマー有機前駆体は次式の構造単位（VIII）を含んでいる。
【００６０】
【化１９】
式中、Ｑ３はナフチル基又はビナフチル基である。構造単位（VIII）を含む中性ポリマー有機前駆体の例には、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）コポリマーなどがある。
【００６１】
第九の実施形態では、中性ポリマー有機前駆体は次式の構造単位（IX）を含んでいる。
【００６２】
【化２０】
式中、Ｑ４はフェニル基又はビフェニル基である。構造単位（IX）を含む中性ポリマー有機前駆体の例には、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）などがある。
【００６３】
他の実施形態では、中性ポリマー有機前駆体は、１種以上の重合性モノマーから導かれる構造単位を含んでいる。好適な重合性モノマーの例には、特に限定されないが、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、ビニルクリセン、ビニルカルバゾール、ビニルチオフェン、ビニルピリジン、（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）、及び上述の重合性モノマーの組合せがある。さらに、重合性モノマーは１種以上の架橋性基（例えば、ビニル基、アリル基、スチリル基及びアルキニル基）を含み得る。還元可能な中性ポリマー有機前駆体の若干の例は、ポリ（３−ヘキシルチオフェン−２，５−ジイル）、及び次式の構造Ｘで例示されるもののようなポリ（フルオレニレンエチニレン）ポリマー、
【００６４】
【化２１】
及びポリ（１，４−フェニレンビニレン）ポリマー（例えば、ポリ｛［２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキシルオキシ）］−１，４−フェニレンビニレン｝）である。
【００６５】
中性ポリマー有機前駆体は、１種以上のオルガノシリコンヒドリドから導かれる構造単位を含み得る。オルガノシリコンヒドリドは、１以上のＳ−Ｈ結合を含むものとして定義される。２以上のオルガノシリコンモノヒドリド基を含む化合物、オルガノシリコンジヒドリド化合物、及びオルガノシリコントリヒドリド化合物のような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した場合には、架橋ポリマー物質が生じることがある。一実施形態では、１種以上のオルガノシリコンヒドリドから導かれる構造単位を含む中性ポリマー前駆体は、次式の構造XI、XII及びXIIIからなる群から選択される１種以上の構造単位を含んでいる。
【００６６】
【化２２】
特定の実施形態では、中性ポリマー有機前駆体は、(ＣＨ３)２Ｓｉ(Ｈ)Ｏ−[Ｓｉ(ＣＨ３)２Ｏ]ｘ−Ｓｉ(ＣＨ３)２(Ｈ)及び(ＣＨ３)３ＳｉＯ−[ＳｉＣＨ３(Ｈ)２Ｏ]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。）からなる群から選択される１種以上のオルガノシリコンヒドリドから導かれる構造単位を含んでいる。
【００６７】
還元ポリマー有機物質は、ＤＭＥ（１，２−ジメトキシエタン）、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）、ニトロメタン、ハロゲン化炭化水素、ＤＥＥ（エチレングリコールジエチルエーテル）又はキシレンのような適当な溶媒中で金属を反応させることにより、対応する中性ポリマー前駆体を（アルカリ金属（例えば、カリウム）のような）金属と接触させることで製造できる。溶媒の使用は、原理的には、中性ポリマー前駆体の高温融液を電子供与体金属に直接接触させることで回避できる。かくして、本発明の一実施形態では、当技術分野で公知の技術を用いて、（前述のような）１種以上の還元物質及び１種以上の極性非プロトン性溶媒を含む被覆組成物を電極表面上に被膜として設置できる。こうして得られる改質電極はＥＬデバイスの製造に使用できる。
【００６８】
上述のようにして製造される還元有機物質は、電気エネルギーを光エネルギーに変換するため又はその逆のための電子活性物質としても使用できる。したがって、かかる電子活性物質は、電気エネルギーを可視光エネルギーに変換するデバイス中でエレクトロルミネセンス層として使用できる。さらに、かかる電子活性物質は、光エネルギーを電気エネルギーに変換するための光起電力デバイス中でも使用できる。
【００６９】
還元されて第一の有機電子活性物質を生成し得る中性有機前駆体は、ポリ［９，９−ジ（２−エチルヘキシル）フルオレニル−２，７−ジイル］系の化合物のようなポリマーフルオレニル化合物で例示される。さらに詳しくは、（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｄｙｅ Ｓｏｕｒｃｅｓ，Ｉｎｃ．（カナダ国）からＡＤＳ１３１ＢＥとして商業的に入手できる）３，５−ジメチルフェニル基で末端封鎖されたポリ［９，９−ジ（２−エチルヘキシル）フルオレニル−２，７−ジイル］をそのまま使用してもよく、或いは所望ならばさらに精製してから使用してもよい。適当な極性非プロトン性溶媒中においてＡＤＳ１３１ＢＥを金属カリウムで還元すればカリウム−ＡＤＳ１３１ＢＥの溶液が得られ、これは様々な目的のために使用できる。カリウム−ＡＤＳ１３１ＢＥは陰極から電子活性層への電子注入を向上させるので、電気光学デバイス用の被覆電極を製造するための被覆剤として使用できる。また、それは本発明の電気光学デバイスを製造するための固有電子活性物質（即ち、第一の有機電子活性物質）としても使用できる。かくして、一実施形態では、陰極と、陽極と、陰極及び陽極の間に配設された電子活性層とを含んでなる電気光学デバイスであって、電子活性層が還元ポリフルオレンである第一の有機電子活性物質を含む電気光学デバイスが提供される。
【００７０】
他の好適な中性有機前駆物質には、中性ポリマー有機前駆物質であるポリ（ビニルカルバゾール）、並びに次式のトライマーXIV及びポリマーXVで代表される中性有機前駆物質がある。
【００７１】
【化２３】
構造XIV及びXVの各々については、カッコ内の構造はポリマー物質の繰返し単位を表す。構造XVを有する物質は、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｄｙｅ Ｓｏｕｒｃｅｓ，Ｉｎｃ．（カナダ国）からＡＤＳ１３２として商業的に入手できる。
【００７２】
還元ポリマー化学種を含む組成物が第一の有機電子活性物質として役立ち得るという証拠は、そのホトルミネセンススペクトルが対応する中性有機電子活性物質と同等な効率を示すことから得られる。例えば、ＡＤＳ１３１のフィルム及びＡＤＳ１３１を金属カリウムで処理した後に得られる生成物（対応する還元ポリマー化学種を含む生成物）のフィルムのホトルミネセンススペクトルは、フィルム厚さの差を補償するために適当な補正率を適用した後には、（スペクトルピークを積分することで測定される）同等なスペクトル効率を示す。その上、カリウム還元ＡＤＳ１３１は電子注入性能の向上も示し、これもデバイス性能を向上させるために役立つ。
【００７３】
還元有機物質、特に還元ポリマー有機物質は、電子ディスプレイデバイスを製造するためにも有用である。いかなる理論によっても制限されることはないが、かかる物質は電子供与体から電子活性物質（又はエレクトロルミネセンス物質）中への電子注入を容易にし、かかる還元ポリマー有機物質を含む電子ディスプレイデバイスの動作に際して効率の向上をもたらすと考えられる。さらに、還元有機物質は単独でも電子活性を示し得るので、かかる物質は電子ディスプレイデバイスを製造するために一層有用である。電気光学デバイス中における還元有機物質の様々な配置が、デバイスの効率を向上させるのに有用である。例えば、一実施形態では、有機エレクトロルミネセンス（「ＥＬ」）デバイスにとって、陰極と有機エレクトロルミネセンス物質を含む層との間に配設された本発明の還元有機物質が有益であり得る。別の実施形態では、有機電子活性物質は還元有機物質を含み、例えば図１に示すように、陰極と陽極との間に配設されている。通常の有機エレクトロルミネセンス物質の場合と同じく、還元有機物質（例えば、還元ポリマー有機物質）を含む本発明の有機エレクトロルミネセンス物質は印加電圧の下で光を放出する。還元有機物質は、本来のＥＬ物質と明確な界面を形成するようにして、或いは実質的に純粋な還元有機物質から実質的に純粋な有機ＥＬ物質まで変化する組成をもった連続遷移領域を形成するようにして、デバイス中に配置できる。
【００７４】
一実施形態では、還元有機物質は、スピンコーティング、吹付け塗り、漬け塗り、ローラー塗り及びインクジェット印刷からなる群から選択される方法により、下方に位置する材料（例えば、電極又は導電性表面）上に堆積させることができる。
【００７５】
図２に示す別の例示的な実施形態では、電気光学デバイス６０は、下から上に向かって第一の導電層２０と、電荷注入層、電荷輸送層又は電荷閉込め層の１つからなる層７０と、本発明の電子活性還元ポリマー有機物質を含む第一の有機電子活性物質層４０と、第二の導電層３０とを含んでなる積層デバイスである。電源５０から電圧を印加すると、電気光学デバイス６０は光を放出する。
【００７６】
図３に示すさらに別の例示的な実施形態では、電気光学デバイス８０は、下から上に向かって第一の導電層２０と、還元有機物質を含む第一の有機電子活性物質層４０と、還元有機物質を含む第二の有機電子活性物質層９０と、第二の導電層３０とを含んでなる積層デバイスである。電源５０から電圧を印加すると、電気光学デバイス８０は光を放出する。一実施形態では、第二の有機電子活性物質層は、第一の有機電子活性物質層中に存在する還元有機物質と異なる還元有機物質を含んでいる。別の実施形態では、第二の有機電子活性物質層は、エレクトロルミネセンス性の中性ポリマー有機物質（例えば、電気エネルギーを光エネルギーに変換するために当技術分野で知られているもの）を含んでいる。かかる積層デバイスは、発光デバイス全体から放出される光の色を調整するための融通性を提供する。
【００７７】
本明細書中に記載されるようにして製造される本発明の表面改質電極は、電気光学デバイスを形成するために有用である。かかる電気光学デバイスは、一実施形態では、表面改質された第一の電極と、第二の電極と、第一の電極及び第二の電極の間に配設されたエレクトロルミネセンス有機物質とを含んでいて、表面改質された第一の電極は１以上の導電層及び１種以上の還元ポリマー有機物質を含み、前記還元ポリマー有機物質は対応する中性ポリマー有機前駆体に比べて１以上の追加電子及び１種以上のカチオン化学種を含んでいる。一実施形態では、第一及び第二の電極の１以上は透明であり得る。透明な電極は、一実施形態では約９０％以上、別の実施形態では９５％以上のパーセント光透過率を有し得る。一実施形態では、本発明は、１以上の表面改質電極を含む発光デバイスであって、前記表面改質電極がエレクトロルミネセンスを示す有機電子活性物質を含み、前記有機電子活性物質がエレクトロルミネセンスを示す還元有機物質（例えば、エレクトロルミネセンス性の還元ポリマー有機物質）を含む発光デバイスを提供する。
【００７８】
電気光学デバイスの陽極は、一般に、（例えば、約４．４電子ボルトを超える）高い仕事関数を有する材料からなっている。このような目的には、酸化インジウムスズ（「ＩＴＯ」）が通例使用される。これは光透過に対して実質的に透明であり、有機ＥＬ層から放出された光が顕著に減衰することなくＩＴＯ陽極層を通して容易に脱出し得るからである。「実質的に透明」という用語は、可視波長域内の光の５０％以上、好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９０％以上が１０度以下の入射角で厚さ約０．５マイクロメートルのフィルムを透過し得ることを意味する。陽極層として使用するのに適した他の材料は、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である。陽極層は、物理蒸着、化学蒸着又はスパッタリングによって下方の構成要素上に堆積させることができる。かかる導電性酸化物を含む陽極の厚さは、一実施形態では約１０〜約５００ナノメートル、別の実施形態では約１０〜約２００ナノメートル、さらに別の実施形態では約５０〜約２００ナノメートルの範囲内にあり得る。例えば約５０ナノメートル未満の厚さを有する金属の薄くて実質的に透明な層も、好適な導電層として使用できる。陽極用の好適な金属は、約４．４電子ボルトを超えるような高い仕事関数を有するもの、例えば、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、アルミニウム或いはこれらの混合物又は合金である。一実施形態では、陽極を実質的に透明な基板（例えば、ガラス又はポリマー材料からなるもの）上に配設するのが望ましいことがある。
【００７９】
陰極は負の電荷キャリヤー（電子）を電子活性層中に注入するもので、（例えば、約４電子ボルト未満の）低い仕事関数を有する材料で形成される。一実施形態では、陰極として使用するのに適した低仕事関数材料は、Ｋ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｓｃ、Ｙ、ランタニド系列の元素、これらの合金又はこれらの混合物のような金属である。陰極層を形成するための好適な合金材料は、Ａｇ−Ｍｇ、Ａｌ−Ｌｉ、Ｉｎ−Ｍｇ及びＡｌ−Ｃａ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い層を何らかの他の金属（例えば、アルミニウム又は銀）の厚い層で被覆したもののような成層非合金構造物も可能である。陰極は、物理蒸着、化学蒸着又はスパッタリングによって下方の構成要素上に堆積させることができる。
【００８０】
一実施形態では、還元有機物質を用いて有機エレクトロルミネセンスデバイス中に含まれる表面改質電極を製造する場合、有機エレクトロルミネセンス層は正孔及び電子の両方に対する輸送媒体として役立つと考えられる。別の実施形態では、還元有機物質はエレクトロルミネセンスデバイスの層中に含まれる第一及び／又は第二の有機電子活性物質中に存在し、正孔及び電子の両方に対する輸送媒体として役立つと考えられる。エレクトロルミネセンスデバイスに関する簡単な理論モデルでは、エレクトロルミネセンス物質を含む電子活性層中で「正孔」及び電子が結合して励起状態の化学種を生じ、これが低エネルギーレベルに降下すると同時に可視範囲内のＥＭ放射を放出すると描写されている。エレクトロルミネセンスデバイスが共にエレクトロルミネセンスを示す第一及び第二の有機電子活性物質を含む本発明の様々な実施形態では、第一及び第二の有機電子活性物質は、デバイスが所望の波長範囲内の光を発生するように選択できる。一実施形態では、第一及び第二のエレクトロルミネセンス物質は別々の層（それぞれ第一の有機電子活性物質層及び第二の有機電子活性物質層という）としてデバイス中に配置される。これらの層の厚さは、通例、約５０〜約３００ナノメートルの範囲内にある。一実施形態では、第一及び第二の有機電子活性物質層のいずれか一方又は両方が還元有機物質を含んでいる。様々な実施形態では、第一の電子活性層中に存在する有機ＥＬ物質は還元有機物質を含み、第二の電子活性層は不飽和結合を有するポリマー、コポリマー、ポリマー混合物又は低分子量有機分子であり得る１種以上の中性物質のみを含んでいる。かかる物質は非局在化π電子系を有していて、これがポリマー鎖又は有機分子に高い移動度を有する正又は負電荷キャリヤーを支持する能力を付与する。好適な中性ポリマーは、ポリ（ｎ−ビニルカルバゾール）（「ＰＶＫ」、約３８０〜５００ナノメートルの波長の紫色ないし青色の光を放出する）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）（例えば、ポリ（９，９−ジヘキシルフルオレン）（４１０〜５５０ナノメートル）、ポリ（ジオクチルフルオレン）（４３６ナノメートルのピークＥＬ発光波長）及びポリ｛９，９−ビス（３，６−ジオキサヘプチル）フルオレン−２，７−ジイル｝（４００〜５５０ナノメートル））のようなその誘導体、ポリ（パラフェニレン）（「ＰＰＰ」）及びポリ（２−デシルオキシ−１，４−フェニレン）（４００〜５５０ナノメートル）やポリ（２，５−ジヘプチル−１，４−フェニレン）のようなその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（「ＰＰＶ」）及びジアルコキシ置換ＰＰＶやシアノ置換ＰＰＶのようなその誘導体、ポリチオフェン及びポリ（３−アルキルチオフェン）やポリ（４，４’−ジアルキル−２，２’−ビチオフェン）やポリ（２，５−チエニレンビニレン）のようなその誘導体、ポリ（ピリジンヒニレン）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及び他のポリマーの１種以上に基づくコポリマーも、放出される光の色を調整するために使用できる。
【００８１】
エレクトロルミネセンスを示す別の部類の好適な中性ポリマー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のケイ素主鎖ポリマーである。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、Ｈ．Ｓｕｚｕｋｉ ｅｔ ａｌ．，“Ｎｅａｒ−Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｆｒｏｍ Ｐｏｌｙｓｉｌａｎｅｓ”，３３１ Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ ６４−７０（１９９８）に開示されているポリ（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｝である。これらのポリシランは、約３２０〜約４２０ナノメートルの範囲内の波長を有する光を放出する。
【００８２】
例えば約５０００グラム／モル未満の分子量を有すると共に、還元可能な芳香族単位を含む有機物質も、電子活性層中に含まれる有機電子活性物質として適用できる。かかる物質の例は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、これは３８０〜５００ナノメートルの波長範囲内の光を放出する。一実施形態では、電子活性層は、非ポリマーである中性有機ＥＬ物質（例えば、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）を含み得る。これらの物質は、一般に約５２０ナノメートルの最大波長を有する光を放出する。さらに他の好適な物質は、４１５〜４５７ナノメートルの波長範囲内の光を放出するアルミニウムアセチルアセトネートやガリウムアセチルアセトネートやインジウムアセチルアセトネート及び４２０〜４３３ナノメートルの範囲内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）のような金属有機錯体である。白色光用途のためには、好ましい中性有機ＥＬ物質は青緑色波長の光を放出するものである。
【００８３】
可視波長範囲内の光を放出する他の好適な中性有機ＥＬ物質は、Ｕ．Ｍｉｔｓｃｈｋｅ ａｎｄ Ｐ．Ｂａｕｅｒｌｅ，“Ｔｈｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ”，Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．，Ｖｏｌ．１０，ｐｐ．１４７１−１５０７（２０００）（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）に開示されているトリス（８−キノリノラト）アルミニウム及び他の物質のような８−ヒドロキシキノリンの有機金属錯体である。
【００８４】
有機電子活性物質を含む１以上の電子活性層（例えば、有機ＥＬ層）を順次に重ねて形成することができ、各層は異なる波長範囲内の光を放出する異種の有機ＥＬ物質を含む。かかる構成は、発光デバイス全体から放出される光の色の調整を容易にすることができる。一実施形態では、本発明は、複数のエレクトロルミネセンス層を含むエレクトロルミネセンスデバイスであって、その１以上が還元有機物質を含むエレクトロルミネセンスデバイスを提供する。
【００８５】
一実施形態では、本発明の電気光学デバイスは本明細書中に前述した層以外に１以上の層を含んでいて、これらはデバイスの効率をさらに高めるためデバイス中に含めることができる。例えば、ＥＬデバイスの効率は、有機ＥＬ層中への正電荷（「正孔」）の注入及び／又は輸送を向上させる追加層を含めることで高めることができる。これらの層の各々の厚さは、通例は５００ナノメートル未満、好ましくは１００ナノメートル未満である。これらの追加層用の好適な物質は、低分子量ないし中分子量（例えば、約２０００グラム／モル未満）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、吹付け塗り、漬け塗り或いは物理又は化学蒸着のような通常の方法により、デバイスの製造中に適用できる。本発明の一実施形態では、所定の順方向バイアスの下で一層高い注入電流を得るため及び／又はデバイスの破損までに一層高い最大電流を得るため、陽極層と有機ＥＬ層との間に正孔注入向上層を導入できる。このようにすれば、正孔注入向上層は陽極からの正孔の注入を容易にする。正孔注入向上層用の好適な材料は、米国特許第５，９９８，８０３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３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸ジアンヒドリド又はビス（１，２，５−チアジアゾロ）−ｐ−キノビス（１，３−ジチオール）のようなアリーレン系化合物である。
【００８６】
一実施形態では、本発明は、正孔注入向上層とエレクトロルミネセンス性の第一の有機電子活性層との間に配設された正孔輸送層を含む発光電気光学デバイスを提供する。正孔輸送層は正孔を輸送すると共に電子の輸送をブロックする結果、正孔及び電子は有機ＥＬ層中で最適に結合する。正孔輸送層用として適する例示的な材料には、米国特許第６，０２３，３７１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。
【００８７】
他の実施形態では、本発明は、追加層として「電子注入及び／又は輸送向上層」又は「電荷注入及び／又は輸送向上層」を含む電気光学デバイスを提供する。かかる層は、一実施形態では電子供与物質と有機ＥＬ層との間に配設でき、図２に示すように第一の導電層２０と第一の電子活性層４０との間に配設できる。電子注入及び／又は輸送向上層用として適する材料は、米国特許第６，０２３，３７１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、トリス（８−キノリノラト）アルミニウムなどの有機金属錯体、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である。
【００８８】
一実施形態では、本発明は、１以上の電荷ブロック層又は電荷閉込め層を含む電気光学デバイスを提供する。例示的な電荷閉込め層材料を次式の構造XVI（「ｐｏｌｙ（ＴＰＤ）」とも略示、商業的に入手可能）に示す。
【００８９】
【化２４】
様々な種類の電荷輸送層及び／又は正孔輸送層を有する電気光学デバイスは、本明細書中に記載されるような有機電子活性物質としての還元有機物質と共に使用できるが、第一の導電層と、第二の導電層と、第一及び第二の導電層の間に配設された電子活性層とから実質的になる電気光学デバイスであって、電子活性層が有機電子活性物質を含み、有機電子活性物質が還元有機物質を含む電気光学デバイスを形成することも可能である。かかるデバイスは、有機電子活性物質の単層を含むので、時には「単層デバイス」といわれることもある。
【００９０】
一実施形態では、本発明は、米国特許第６，８４７，１６２号に開示されているもののような、還元有機物質と１以上のホトルミネセンス（「ＰＬ」）層とを含むと共に、少なくとも蛍光層及び／又はりん光層を有する発光デバイスを提供する。
【００９１】
別の実施形態では、本発明は、還元有機物質を含む光起電力（「ＰＶ」）セルであるオプトエレクトロニックデバイスを提供する。還元有機物質は、電極と隣接するＥＬ活性物質との界面を横切る電子の効率的な輸送により、ＰＶセルの性能を高める。
【００９２】
一態様では、本発明は電気光学デバイスの作製方法を提供する。この方法は、第一の導電層と第二の導電層との間に電子活性物質の層を配設して電気光学デバイスを形成することを含んでなり、電子活性物質は第一の有機電子活性物質を含み、第一の有機電子活性物質は還元有機物質を含んでいる。
【００９３】
別の実施形態では、本発明は、オプトエレクトロニックデバイスの製造方法であって、（ａ）（本明細書中に前述したようにして製造した）表面改質された第一の電極を設け、（ｂ）表面改質された第一の電極上に電荷移動促進物質を配設し、（ｃ）電荷移動促進物質上に有機電子活性物質（例えば、有機ＥＬ物質）を配設し、（ｄ）有機電子活性物質上に第二の電極を設けることを含んでなる方法を提供する。別の実施形態では、本発明は、電気光学デバイスの製造方法であって、（ａ）陰極のような第一の導電層を設け、（ｂ）還元ポリマー有機物質を含む第一の有機電子活性物質の層を第一の導電層上に配設し、（ｃ）陽極層のような第二の導電層を電子活性物質層上に配設することを含んでなる方法を提供する。
【００９４】
本発明の還元有機物質を含む表面改質電極及び有機電子活性物質を用いて製造できる有用なデバイスには、有機光起電力デバイス、光検出器、ディスプレイ装置及び有機発光デバイスがある。ディスプレイ装置は、ビジュアルサインを生み出すために使用する装置及び他の用途で例示される。かくして、一実施形態では、複数の電気光学デバイスを含んでなるディスプレイ装置であって、該デバイスが本明細書中に記載される１種以上の還元ポリマー物質を含むディスプレイ装置が提供される。本発明によって提供される方法を用いて組み立てられた電気光学デバイスは、動作させるのが容易である。一実施形態では、この方法は電気光学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いる。一実施形態では、本発明の第一の有機電子活性物質は電気エネルギーを光エネルギーに変換する。別の実施形態では、第一の有機電子活性物質は光起電力デバイスの場合のように光エネルギーを電気エネルギーに変換する。
【００９５】
本発明によって提供される電気光学デバイスは、照明及びビジュアルサイン用途、並びにコンピューターディスプレイ、クラフィックディスプレイ、標識、光検出器などをはじめとする製品のような、ほとんど無制限の種類の用途及び製品で利用できることを強調しておきたい。
【００９６】
さらに別の実施形態では、本発明は、（ａ）第一の導電層と、（ｂ）第二の導電層と、（ｃ）第一及び第二の導電層の間に配設された電子活性層とを含んでなる電気光学デバイスであって、電子活性層が第一の有機電子活性物質を含むと共に、前記第一の有機電子活性物質が中性有機前駆体を該中性有機前駆体に１以上の電子を移動させ得る還元剤に接触させる段階を含む方法で製造されたものである電気光学デバイスを提供する。本明細書中の別の場所で述べた通り、前記接触段階に際して使用できる好適な還元剤には、ナトリウム、カリウム及びカルシウムのようなアルカリ金属及びアルカリ土類金属がある。通例、接触段階には、約０〜約１５０℃の温度の溶媒中で還元剤（例えば、金属ナトリウム）を中性ポリマー前駆体と約３０秒ないし約３０時間にわたり化合させることが含まれる。好適な溶媒には、脂肪族エーテル溶剤、脂環式エーテル溶剤及び芳香族溶剤がある。脂肪族エーテル溶剤は、ＤＭＥ、ポリエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチルエーテルなどで例示される。脂環式エーテル溶剤は、テトラヒドロフラン、Ｎ−メチルモルホリン、ジオキサンなどで例示される。芳香族溶剤は、トルエン、キシレン、アニソールなどで例示される。一実施形態では、第一の有機電子活性物質はポリマー有機電子活性物質からなる群から選択される。
【実施例】
【００９７】
以下の実施例は、特許請求の範囲に記載した方法をいかに評価するかを当業者に詳しく説明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。特記しない限り、部は重量部であり、温度は摂氏温度（℃）である。ＣＰＤの単位はボルト（Ｖ）であり、有効仕事関数についての単位は電子ボルト（ｅＶ）である。一般に、ＣＰＤが大きいほど、有効仕事関数は低くなる。溶媒はカリウムからの蒸留で乾燥し、活性化シーブ上で貯蔵した。
【００９８】
実施例１
この実施例では、アルミニウム電極表面の仕事関数を０．６６電子ボルトだけ低下させる還元ポリマー有機物質を製造する際におけるスチレン−ビニルナフタレンコポリマー（「Ｎａｐｈｓｔｙｒ」と略す）の使用を実証する。
【００９９】
トルエン中でスチレン（１グラム）、ビニルナフタレン（１．３グラム）及びＡＩＢＮ（アゾビス（イソブチロニトリル）、５０ミリグラム）開始剤を用いて、スチレン及びビニルナフタレンの１：１コポリマーを製造した。重合を実施するため、混合物を脱気し、１３０℃の温度で１４時間加熱した。加熱後、固体をジクロロメタンに溶解し、次いでメタノールの添加で沈殿させた。沈殿物を単離し、ジクロロメタンに再溶解し、次いでメタノール中に再沈殿させた。最終生成物を濾過によって回収し、メタノールで洗い、真空乾燥することで、０．４４グラムの所望生成物を固体として得た。ゲルパーミエーションクロマトグラフィー分析により、ポリマーは２２０００の数平均分子量（Ｍｎ）及び５６０００の重量平均分子量（Ｍｗ）を有することがわかった。
【０１００】
上記で得られたコポリマー０．１グラムを５ミリリットルの乾燥エチレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＥ）に溶解した。得られた溶液に凍結／脱気／融解サイクルを３回施し、次いで金属カリウム（５９ミリグラム）と共に周囲温度で攪拌した。１〜２時間の攪拌後にｎａｐｈｔｈｓｔｙｒ−Ｋの緑色溶液を得た。この溶液をグローブボックス内でＡｌ−ガラス上に（毎分４０００回転で）スピンコートした。Ａｌ／Ｎａｐｈｓｔｙｒ−Ｋのケルビンプローブ分析は、１．７６ボルトの接触電位差（ＣＰＤ）を示した。Ａｌ−ガラスのＣＰＤは１．１ボルトであり、したがって０．６６ｅＶの有効仕事関数低下を示している。空気に約１分間暴露した後、ＣＰＤを再び測定したところ、変化せずに１．７６ボルトであることが判明した。
【０１０１】
実施例２
Ｎａｐｈｔｈｓｔｙｒ−ＫのＤＭＥ溶液のスピンコーティングを毎分１０００回転で行った点を除き、実施例１の手順を繰り返した。表面改質電極の初期ケルビンプローブ測定は、１．８２Ｖの仕事関数値を示した。空気に約１分間暴露した後、ケルビンプローブ値は変化しなかった。表面改質電極を周囲空気に１晩暴露した。次の日に行ったケルビンプローブ測定は、１．３８ＶのＣＰＤ値を示した。この値はＡｌ−ガラス対照試料の値（１．１８ボルト）よりなお０．２ボルト高く、０．２電子ボルトの有効仕事関数低下を表している。
【０１０２】
実施例３
この実施例では、アルミニウム電極表面の有効仕事関数を０．４２電子ボルトだけ低下させる還元ポリマー有機物質を製造する際におけるポリ（ビニルナフタレン）の使用を実証する。
【０１０３】
ポリ（ビニルナフタレン）は、トルエン中でのＡＩＢＮ開始剤による遊離基重合で製造した。生成物は、メタノール／塩化メチレン混合溶媒からの２回の沈殿で精製した。精製ポリマーは９２３０のＭｎ、４３３２のＭｗ、及び２．１３のＭｗ／Ｍｎを有していた。
【０１０４】
ＴＨＦ中のポリビニルナフタレンをカリウム還元したところ、暗色の溶液が得られた。この物質（Ｋ−ｐｏｌｙＮａｐｈ）をグローブボックス内でＡｌ／ガラス上にスピンコートした。ケルビンプローブ分析は１．４８ボルトのＣＰＤ値を示した。空気に２４時間暴露した後、ケルビンプローブは１．２１ボルトのＣＰＤ値を示した。
【０１０５】
実施例１〜３の結果は、還元フェニル及び／又はナフチルペンダント基を含む還元ポリマー有機物質が低い仕事関数及び空気による再酸化に対するある程度の抵抗性を付与することを示している。
【０１０６】
実施例４
市販のポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）をＴＨＦに溶解し、次いでカリウムで還元して濃青色の溶液を得た。Ｋ−ＰＶＫ溶液をＡｌ／ガラス上にスピンコートした。ケルビンプローブ分析は１．４２ボルトのＣＰＤ値を示した。
【０１０７】
実施例５
この実施例では、９，９−ジ（５−ヘキセニル）フルオレンとＭ(ＤＨ)４Ｄ１５Ｍ［Ｍｅ３ＳｉＯ−(ＭｅＳｉＨＯ)４−(ＳｉＭｅ２−Ｏ)１５−ＯＳｉＭｅ３］との反応による中性ポリマー有機前駆体の合成を実証する。
【０１０８】
フルオレン（５グラム、３０．１ミリモル）及び−ブロモ−５−ヘキセン（１５．７グラム、６４ミリモル）を５０ミリリットルのジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）及び５０ミリリットルの５０％水酸化ナトリウム水溶液と混合し、約１２０℃に１４時間加熱した。周囲温度に冷却した後、反応混合物は３つの層を含んでいたが、これらを分液漏斗で分離した。最上層は黄色であり、中間層は桃色であり、下層は乳白色であった。下層を除去し、２つの上部有機層を飽和塩化ナトリウム溶液で洗った。塩化ナトリウム水溶液を添加したところ、桃色が消失した。黄色の有機層が生じたが、これを分離し、減圧蒸留を施してＤＭＳＯ及び未反応の臭化ｎ−ヘキシルを除去した。
【０１０９】
蒸留フラスコ内の残留物質のＧＣ分析は、それが９０重量％を超える９，９−ジ（５−ヘキセニル）フルオレンと１０重量％未満の９−（５−ヘキセニル）フルオレンとの混合物であることを示した。フルオレンの完全な消費も推論された。ガスクロマトグラフィー及びプロトンＮＭＲ分析による所望生成物の分析は、それが９２％の９，９−ジ（５−ヘキセニル）フルオレンからなることを示した。
【０１１０】
実施例６
この実施例では、９，９−ジ（５−ヘキセニル）フルオレンのオレフィン基とＭ(ＤＨ)４Ｄ１５ＭのＳｉ−Ｈ基との相対モル比がそれぞれ１：２に相当するヒドロシリル化生成物の製造を記載する。
【０１１１】
ＤＭＥ（５ミリリットル）中で９，９−ジ（５−ヘキセニル）フルオレン（０．１２４グラム、０．３７６ミリモル）の溶液を調製した。この溶液１ミリリットルをＧＥ Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓ社の中間体８８４０５（式Ｍ(ＤＨ)４Ｄ１５Ｍを有するもの、０．１２グラム）及びＫａｒｓｔｅｄｔ白金触媒（キシレン中での５重量％溶液１マイクロリットル）と混合して２：１のＳｉ−Ｈ／オレフィンモル比を得た。ヒドロシリル化反応はプロトンＮＭＲ分光分析で追跡した。８０℃で１時間加熱した後、分光分析はすべてのオレフィン基の完全な消費を示した。得られた生成物は所望の架橋ヒドロシリル化生成物であった。
【０１１２】
実施例７
この実施例では、９，９−ジ（５−ヘキセニル）フルオレンのオレフィン基とＭ(ＤＨ)４Ｄ１５ＭのＳｉ−Ｈ基との相対モル比がそれぞれ１：１に相当するヒドロシリル化生成物の製造を記載する。
【０１１３】
ＤＭＥ（５ミリリットル）中で９，９−ジ（５−ヘキセニル）フルオレン（０．１２４グラム、０．３７６ミリモル）の溶液を調製した。この溶液１ミリリットルをＧＥ Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓ社の中間体８８４０５（式Ｍ(ＤＨ)４Ｄ１５Ｍを有するもの、０．０６グラム）及びＫａｒｓｔｅｄｔ白金触媒（キシレン中での５重量％溶液１マイクロリットル）と混合して１：１のＳｉ−Ｈ／オレフィンモル比を得た。ヒドロシリル化反応はプロトンＮＭＲ分光分析で追跡した。８０℃で１時間加熱した後、分光分析はすべてのオレフィン基の完全な消費を示した。得られた生成物は所望の架橋ヒドロシリル化生成物であった。
【０１１４】
実施例８
この実施例では、上記実施例７で製造した中性ポリマー有機前駆体から導かれる還元ポリマー有機物質の製造を記載する。
【０１１５】
実施例１１に後述されるようにして調製したカリウム−９，９−ジ（ｎ−ヘキシル−５−ヘキセニル）フルオレンの青色溶液（ＤＭＥ溶液１ミリリットル）を、上述のＫａｒｓｔｅｄｔ白金触媒溶液１マイクロリットルを含むバイアルに加えた。次いでこの溶液を、Ｍ(ＤＨ)４Ｄ１５Ｍ（０．０５８グラム）を含む第二のバイアルに加えた。Ｓｉ−Ｈ結合を含むＭ(ＤＨ)４Ｄ１５Ｍポリマーに添加した後、青色は赤色に変化した。次いで、混合溶液をドライボックス内でＡｌ−ガラス上に毎分４０００回転でスピンコートした。次いで、スライドを９０℃で１時間加熱した。ケルビンプローブ分析は１．４５ＶのＣＰＤ値を示した。次いで、スライドを空気に約１分間暴露した。空気暴露後の新しいＣＰＤ値は１．２６Ｖであり、被覆前に測定したＡｌ対照品の値に比べてなお約０．３ボルト高かった（これは０．３電子ボルトの有効仕事関数低下に相当していた）。最後に、フィルム被覆スライドにＳｃｏｔｃｈ Ｔａｐｅ引張試験を施し、次いでＣＰＤ値を再び測定した。ＣＰＤ値は変化せずに１．２６Ｖのままであった。
【０１１６】
実施例８の結果は、実施例１２及び１３（後述）の結果と考え合わせると、架橋オルガノシリコン還元ポリマー化学種は９０℃の加熱した後でもアルミニウム表面に対して良好な密着性を有することを実証している。
【０１１７】
実施例９及び１０
ベンゾフェノン（０．１グラム）をそれぞれ２モル当量のナトリウム及びカリウムで処理し、周囲温度で約１時間攪拌することで、ナトリウムベンゾフェノンケチル及びカリウムベンゾフェノンケチルを製造した。得られた溶液をＡｌ−ガラス上にスピンコートして対応する表面改質電極を製造した。ＣＰＤ測定は、両方の改質電極がＡｌ−ガラスに比べて低い仕事関数を有することを示した。即ち、ナトリウムベンゾフェノンケチル被覆電極に関するＣＰＤ値は１．３４Ｖであった。しかし、約１分間の空気暴露後、ＣＰＤは対照Ａｌ−ガラスに関して観測された値（１．１８ｅＶ）に比べて直ちに１．００６Ｖに低下した。同様に、カリウムベンゾフェノンケチル被覆電極に関するＣＰＤ値は１．８７Ｖであった。しかし、短時間の空気暴露はこの値を１．２Ｖに上昇させ、これは対照試料のＣＰＤとほぼ同じであった。
【０１１８】
実施例１１
この実施例では、カリウム−９，９−ジ（ｎ−ヘキセニル）フルオレンを含む被覆溶液でＡｌ−ガラス試料を被覆することで得られる結果を例示する。
【０１１９】
Ｓｃｈｌｅｎｋフラスコ内で、実施例５に記載したようにして調製した９，９−ジ（ｎ−ヘキシル）フルオレン（０．１２グラム、０．３６ミリモル）を５ミリリットルの乾燥ＤＭＥに溶解し、次いでカリウム（０．０３４グラム、０．８７ミリモル）を添加した。次に、この混合物に凍結−脱気−融解サイクルを３回施し、次いで周囲温度で攪拌した。溶液は４５分以内に青色になった。青色の溶液をグローブボックス内でＡｌ／ガラス上に４０００ｒｐｍ（毎分回転数）でスピンコートした。ブランクＡｌ／ガラスのケルビンプローブ測定は、０．８７ＶのＣＰＤ（接触電位差）を示した。青色の溶液で被覆したＡｌ／ガラス片は１．７６ＶのＣＰＤ値を有し、したがって０．８電子ボルトの有効仕事関数低下を示している。
【０１２０】
実施例１２
Ｍ(ＤＨ)４Ｄ１５Ｍ及び白金触媒のＤＭＥ溶液をＡｌ／ガラス上に４０００ｒｐｍでスピンコートし、次いで９０℃で１時間加熱した。ＣＰＤ値は０．９８Ｖであった。
【０１２１】
実施例１３
９，９−ジ（ｎ−ヘキシル）フルオレン、白金触媒及びＭ(ＤＨ)４Ｄ１５ＭのＤＭＥ溶液を、前述のようにスピンコートして加熱した。ＣＰＤ値は１．１３Ｖであった。
【０１２２】
実施例９〜１３では、電極を改質するために使用する還元有機物質がポリマーでない場合にも電極の仕事関数の向上が達成できることを実証している。
【０１２３】
実施例１４
ＡＤＳ１３１ＢＥは、さらに精製することなく受け入れたままで使用した。ガス入口及び磁気攪拌棒を備え、炉から取り出した直後のＳｃｈｌｅｎｋ管内に、０．０１グラムのＡＤＳ１３１ＢＥ及び０．０１グラムのカリウムを配置した。この混合物に、注射器で５ミリリットルのテトラヒドロフラン（又はエチレングリコールジメチルエーテル）を添加した。混合物を攪拌し、真空ラインを用いて凍結−脱気−融解サイクルを３回施した。連続攪拌で混合物を周囲温度に加温した。２〜６時間以内に青色が認められた。得られた溶液は、水分レベルが約１ｐｐｍ未満であり、酸素レベルが約１０ｐｐｍ未満であるグローブボックス内に貯蔵した。同じグローブボックス内で、還元ＡＤＳ１３１ＢＥのＤＭＥ溶液を用いて、予め清浄にした石英基体上にポリマーフィルムをスピンコートした。外周に光学接着剤を用いて、被覆石英基体を別の石英基体で封鎖した。ＨＰ８２５４ホトダイオードアレイスペクトロメーターでＵＶ−可視吸収測定を行った。未還元ＡＤＳ１３１ＢＥについても上述の手順を繰り返した。フィルム厚さの差を補償するため、励起波長でのインライン吸収を用いてＰＬ強度を補正した。ＰＬスペクトルは、カリウムによるＡＤＳ１３１ＢＥの還元がホトルミネセンス特性に影響を及ぼさないことを示した。
【０１２４】
実施例１５
この実施例では、電子活性ポリマー物質としてのカリウム−還元ＡＤＳ１３１ＢＥ及び裸のＡｌ陰極を用いた単層電気光学デバイスＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ／Ｋ−ＡＤＳ１３１ＢＥ／Ａｌの製造及び性能を記載する。まず、ＰＥＤＯＴ（Ｂａｙｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手したポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン））の水溶液を（予め紫外線及びオゾンで１０分間処理した）ガラス／ＩＴＯ基体上にスピンコートし、次いで空気中において１８０℃で６０分間ベークした。かくして、厚さ約６５ナノメートルのＰＥＤＯＴ層を有するガラス／ＩＴＯ基体を得た。ＰＥＤＯＴ被覆ガラス／ＩＴＯ基体を制御雰囲気のグローブボックス（そこでは水分及び酸素の両方が１ｐｐｍ未満の濃度に調節されている）内に配置した。次に、（上記実施例１８に記載したようにして製造した）カリウム−還元ＡＤＳ１３１ＢＥの溶液をグローブボックス内で調製した。ＰＥＤＯＴ被覆ガラス／ＩＴＯ層上に、Ｋ−還元ＡＤＳ１３１ＢＥ（時にはＫ−ＡＤＳ１３１ＢＥともいう）のフィルムをＤＭＥ溶液からスピンコートした。次に、２×１０−６トルの基礎真空度でＡｌを熱蒸着することで、Ｋ−ＡＤＳ１３１ＢＥ層上に陰極層を形成した。最後に、ガラススライドを用いてデバイスをカプセル封入し、光学接着剤で封鎖した。
【０１２５】
比較例１
Ｋ−ＡＤＳ１３１ＢＥの代わりにＡＤＳ１３１ＢＥを用いてＩＴＯガラス基体を被覆し、裸のＡｌ陰極の代わりにＡｌ−ＮａＦ二層陰極を用いた点を除き、実施例１５で使用した手順と同様な手順を用いて電気光学デバイス（ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ／ＡＤＳ１３１ＢＥ／Ａｌ−ＮａＦ）を製造した。
【０１２６】
比較例２
ＮａＦ−Ａｌ二層陰極の代わりに裸のＡｌ陰極を用いた点を除き、比較例１で使用した手順と同様な手順を用いて電気光学デバイス（ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ／ＡＤＳ１３１ＢＥ／Ａｌ）を製造した。
【０１２７】
実施例１６
この実施例では、電気光学デバイスＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ／ｐｏｌｙ（ＴＰＤ）／Ｋ−ＡＤＳ１３１ＢＥ／Ａｌの製造及び性能を記載する。ｐｏｌｙ（ＴＰＤ）は電荷閉込め層として使用した。ｐｏｌｙ（ＴＰＤ）は、ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｄｙｅ Ｓｏｕｒｃｅｓ，Ｉｎｃ．（カナダ国）から購入し、さらに精製することなく受け入れたままで使用したＡＤＳ２５４ＢＥ）を表す。使用した手順は、ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ層上にｐｏｌｙ（ＴＰＤ）を堆積させ、次いでＫ−ＡＤＳ１３１ＢＥ層及びＡｌ陰極層を堆積させた点を除き、実施例１９に記載した手順と同様であった。
【０１２８】
比較例３
Ｋ−ＡＤＳ１３１ＢＥの代わりに中性ポリマー物質ＡＤＳ１３１ＢＥを用い、裸のＡｌの代わりにＮａＦ／Ａｌ二層陰極を用いた点を除き、実施例１６に記載したものと同じ一般手順を用いて電気光学デバイスＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ／ｐｏｌｙ（ＴＰＤ）／ＡＤＳ１３１ＢＥ／ＮａＦ−Ａｌ）を製造した。
【０１２９】
上記で製造したデバイスの性能を図４及び５に示す。図４及び５は、ミリアンペア／平方センチメートル（ｍＡ／ｃｍ２）単位の電流密度をカンデラ／アンペア（ｃｄ／Ａ）単位で示す効率の関数としてプロットしたグラフを示している。実施例１５及び比較例１の電気光学デバイスのそれぞれに関する図４中のプロット１００及び１１０は、電子活性層としてのＫ−ＡＤＳ１３１及び裸のＡｌ陰極を有する実施例１５のデバイスが比較例１の従来デバイスと同等の（カンデラ／アンペア（ｃｄ／Ａ）が、電子活性層としての非ドープＡＤＳ１３１及びＮａＦ／Ａｌ二層陰極を有する比較例１の従来デバイスの効率と同等の（カンデラ／アンペア（ｃｄ／Ａ）で測定した）効率を有することを示している。さらに、実施例１５及び比較例２の電気光学デバイスのそれぞれに関するプロット１１０及び１２０を比較すると、実施例１５のデバイスは、電子活性層としての中性ポリマー化学種ＡＤＳ１３１ＢＥ及び裸のＡｌ陰極を使用した比較例２のデバイスよりはるかに高い（１０倍を超える）効率を有することがわかる。実施例１６のように、ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ層と電子活性層との間にｐｏｌｙ（ＴＰＤ）層を電荷閉込め層として含む場合には、図４中のプロット１１０と図５中のプロット１３０との比較からわかるように、実施例１５のデバイスに比べてデバイス効率のさらに顕著な向上が達成できる。比較例３及び実施例１６のデバイスの性能を比較すると、図５中のプロット１３０及び１４０を比較することでわかるように、電荷ブロック層としてのｐｏｌｙ（ＴＰＤ）層、電子活性層としてのＫ−ＡＤＳ１３１ＢＥ及び裸のＡｌ陰極を有するデバイスの効率は、少なくとも約４０ミリアンペア／平方センチメートルの電流密度までは、電荷ブロック層としてのｐｏｌｙ（ＴＰＤ）層、電子活性層としてのＡＤＳ１３１ＢＥ及びＮａＦ−Ａｌ二層陰極を有するデバイスの効率より高い。これらの結果は、電子活性物質として還元ポリマー有機物質を使用することで、デバイス効率の顕著な向上なしにデバイス寿命の短縮を引き起こすことがあるＮａＦのような腐食性物質を使用する必要なしに良好なデバイス性能を達成できることを明確に示している。
【０１３０】
以上、本発明の特定の特徴のみを例示し説明してきたが、当業者には数多くの修正及び変更が想起されるであろう。したがって、特許請求の範囲は本発明の真の技術的思想に含まれるかかる修正及び変更のすべてを包含するものと想定されていることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明の例示的な一実施形態に従い、第一及び第二の導電層の間に配設された第一の有機電子活性物質層を有する電気光学デバイスの略図である。
【図２】本発明の例示的な一実施形態に従い、第一及び第二の導電層の間に配設された隣接層、即ち第一の有機電子活性物質層及び電子輸送層か正孔輸送層か電荷閉込め層の１以上を有する電気光学デバイスの略図である。
【図３】本発明の例示的な一実施形態に従い、第一及び第二の導電層の間に配設された隣接層、即ち第一及び第二の有機電子活性物質層を有する電気光学デバイスの略図である。
【図４】本発明の例示的な一実施形態に係る電気光学デバイスＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ／Ｋ−ＡＤＳ１３１ＢＥ／Ａｌ、ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ／ＡＤＳ１３１ＢＥ／ＮａＦ−Ａｌ及びＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ／ＡＤＳ１３１ＢＥ／Ａｌに関し、効率に対して電流密度をプロットしたグラフである。
【図５】本発明の例示的な一実施形態に係る電気光学デバイスＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ／ポリ（ＴＰＤ）／Ｋ−ＡＤＳ１３１ＢＥ／Ａｌ、ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ／ポリ（ＴＰＤ）／ＡＤＳ１３１ＢＥ／ＮａＦ−Ａｌ及びＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ／ＡＤＳ１３１ＢＥ／ＮａＦ−Ａｌに関し、効率に対して電流密度をプロットしたグラフである。
【符号の説明】
【０１３２】
１０ 電気光学デバイス
２０ 第一の導電層
３０ 第二の導電層
４０ 第一の電子活性層
５０ 電源
６０ 電気光学デバイス
７０ 電荷注入／輸送／閉込め層
８０ 電気光学デバイス
９０ 第二の電子活性層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には還元有機物質を含む表面改質電極及びデバイスに関する。さらに本発明は、表面改質電極を製造するために適した被覆組成物、及びかかる表面改質電極を含む電気光学デバイスに関する。さらに本発明は、エレクトロルミネセンスを示す１以上の電子活性層を有する電気光学デバイスに関する。さらに詳しくは、本発明は還元有機物質を含むかかる電子活性層に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気光学デバイスは、コンピューターディスプレイ、グラフィックディスプレイ、標識ディスプレイ、看板やビジュアルサイン、照明、光検出器などの様々な電子製品で使用されることがある。電気光学デバイスの例には、エレクトロルミネセンスデバイス及び有機発光電気化学セルがある。一般に、電気光学デバイスの設計及び動作には、光エネルギーと電気エネルギーとの間の変換の原理が組み込まれている。その上、電気光学デバイスの設計及び動作は、一部では電気光学デバイス中における電極と隣接媒体との間での電荷輸送に依存している。残念ながら、電極（例えば、陰極）と隣接媒体（例えば、光を放出する活性層）との間での電荷輸送の効率が悪いと、電気光学デバイスの動作に問題が生じることがある。
【０００３】
エレクトロルミネセンス（「ＥＬ」）デバイスは、有機又は無機として分類できる電気光学デバイスである。エレクトロルミネセンスデバイスは多くの用途のために様々な形状で製造されてきており、グラフィックディスプレイ及びイメージング技術の分野で公知である。特に、最近開発された有機ＥＬデバイス（「ＯＥＬＤ」）は、無機ＥＬデバイスに比べて電子輸送に対する障壁の低下を示し、したがって低い活性化エネルギー及び高い輝度の利益を与える。加えて、ＯＥＬＤは一般に無機ＥＬデバイスよりも製造が簡単である。その結果、ＯＥＬＤは一層広汎な用途にとって有望である。しかし、ＯＥＬＤについては、その電極（例えば、陰極）と活性層との間での電子輸送又は電荷輸送に対する障壁をさらに低下させることが有益であろう。
【０００４】
ＯＥＬＤは、通例はガラス又はプラスチックのような基体上に形成された薄膜構造物である。有機ＥＬ物質の発光層及び任意の隣接有機半導体層が陰極と陽極との間にサンドイッチされる。有機半導体層は有機物質を含み、正孔（正電荷）注入層又は電子（負電荷）注入層であり得る。ＯＥＬＤの発光層用の材料は、様々な波長の光を放出する多くの有機ＥＬ物質から選択できる。その上、発光有機層は複数の二次層を含むことができ、その各々は例えば異種の有機ＥＬ物質を有し得る。通常、最新の有機ＥＬ物質は可視スペクトル中の狭い波長範囲を有する電磁（「ＥＭ」）放射を放出し得る。特記しない限り、「ＥＭ放射」及び「光」という用語は、一般に紫外（「ＵＶ」）から中赤外（「ｍｉｄ−ＩＲ」）までの範囲内の波長、換言すれば約３００ナノメートルから約１０マイクロメートルまでの範囲内の波長を有する放射を意味するために本明細書中で互換的に使用されることに注意すべきである。
【０００５】
通例、大抵の最新デバイスで使用される電子活性物質は１種以上の非ドープ又は非修飾有機物質を含んでいる。即ち、これらの有機物質は化学的に修飾されていない。かかる非修飾有機物質は、電流を流すことで固有の発光を示す。固有ＥＬ有機物質の界面ドーピングは、電極からの電荷注入を向上させることが知られており、これは一般に固有ＥＬ有機物質上に反応性金属を蒸着することで達成されてきた。しかし、界面ドーピング操作は固有ＥＬ有機物質の損傷を引き起こすばかりでなく、そのホトルミネセンス挙動に悪影響を及ぼしてデバイスの総合性能を損なうこともある。
【０００６】
電子活性有機物質層と電極との間の電荷注入に対する障壁を低下又は排除することは、デバイス効率を高める。アルカリ金属及びアルカリ土類金属のような、低い仕事関数を有する金属は、電子注入を促進するため陰極材料中にしばしば使用される。しかし、これの金属は環境への暴露時に劣化を受け易い。したがって、陰極材料としてこれらの金属を用いたデバイスは、厳格なカプセル封入を必要とする。光電池及び有機発光電気化学セル（ＬＥＣ）のような他の電気光学デバイス又はオプトエレクトロニックデバイスについても、活性層と隣接陰極との界面を通しての電子輸送に対する障壁を低くすることは有益であり得る。
【特許文献１】米国特許第４７６９２９２号
【特許文献２】米国特許第５２９４８７０号
【特許文献３】米国特許第５９９８８０３号
【特許文献４】米国特許第６０２３３７１号
【非特許文献１】Ｈｉｒｏｙｕｋｉ Ｓｕｚｕｋｉ ｅｔ ａｌ．，“Ｎｅａｒ−Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｆｒｏｍ Ｐｏｌｙｓｉｌａｎｅｓ”，Ｅｌｓｅｖｉｅｒ，Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｓ．Ａ．，Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ，Ｖｏｌｕｍｅ ３３１，ｐｐ．６４−７０，１９９８．
【非特許文献２】Ｕｌｌｒｉｃｈ Ｍｉｔｓｃｈｋｅ ｅｔ ａｌ．，“Ｔｈｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ”，Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．，Ｖｏｌｕｍｅ １０，ｐｐ．１４７１−１５０７，２０００．
【非特許文献３】Ｐ．Ｆ．Ｇｏｒｄｏｎ ｅｔ ａｌ．，“Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｙ ｉｎ Ｃｏｌｏｕｒ”，Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ，Ｂｅｒｌｉｎ，ｐｐ．９５−１０８，１９８３．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
比較的低い電流密度及び短いターンオン時間での高いデバイス効率（例えば、光出力）などの良好な性能特性を有する電気光学デバイスを製造するために使用できる電子活性物質及び方法に対するニーズが存在している。特に、電荷注入障壁を低下させることで、電気光学デバイス中における電子活性有機物質層と電極との間での電荷注入を容易にすると同時に、デバイスの長期安定性を実質的に保ち続ける物質に対するニーズが存在している。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
簡単にいえば、本発明の一態様では、第一の導電層と、第二の導電層と、第一及び第二の導電層の間に配設された電子活性層とを含んでなる電気光学デバイスが提供される。電子活性層は第一の有機電子活性物質を含み、第一の有機電子活性物質は還元有機物質を含んでいる。
【０００９】
本発明の別の実施形態では、陰極と、陽極と、陰極及び陽極の間に配設された電子活性層とを含んでなる電気光学デバイスであって、電子活性層が還元ポリフルオレンを含む電気光学デバイスが提供される。
【００１０】
本発明のさらに別の実施形態では、電気光学デバイスの作製方法が提供される。この方法は、第一の導電層と第二の導電層との間に電子活性物質の層を配設することを含んでなり、電子活性物質は第一の電子活性有機物質を含み、第一の電子活性有機物質は還元有機物質を含んでいる。
【００１１】
本発明のさらに別の態様は、１種以上のカチオン化学種及び還元有機物質を含んでなる電子活性有機物質であって、前記還元有機物質が対応する還元可能な中性前駆体に比べて１以上の追加電子を含む電子活性有機物質である。
【００１２】
本発明のさらに別の態様は、複数の電気光学デバイスを含んでなるディスプレイをなす装置である。電気光学デバイスの１以上は第一の有機電子活性物質を含み、前記第一の有機電子活性物質は還元有機物質を含んでいる。
【００１３】
別の態様では、本発明は、１以上の導電層と、前記導電層の表面上に配設された１種以上の還元有機物質であって、対応する中性有機前駆体に比べて１以上の追加電子及び１種以上のカチオン化学種を含む還元有機物質とを含んでなる表面改質電極を提供する。
【００１４】
さらに別の態様では、本発明は、１以上の導電層と、１種以上の還元ポリマー有機物質であって、対応する中性ポリマー有機前駆体に比べて１以上の追加電子及び１種以上のカチオン化学種を含む還元ポリマー有機物質とを含んでなる表面改質電極を提供する。
【００１５】
本発明の別の態様は、１種以上の還元ポリマー有機物質であって、対応する中性ポリマー有機前駆体に比べて１以上の追加電子及び１種以上のカチオン化学種を含む還元ポリマー有機物質と、１種以上の極性非プロトン性溶媒とを含んでなる被覆組成物である。
【００１６】
本発明のさらに別の態様は、表面改質された第一の電極と、第二の電極と、第一の電極及び第二の電極の間に配設されたエレクトロルミネセンス有機物質とを含んでなる電気光学デバイスであって、表面改質された第一の電極が１以上の導電層及び１種以上の還元ポリマー有機物質を含むと共に、還元ポリマー有機物質が対応する中性ポリマー有機前駆体に比べて１以上の追加電子及び１種以上のカチオン化学種を含む電気光学デバイスである。
【００１７】
本発明の上記その他の特徴、態様及び利点は、添付の図面を参照しながら以下の詳しい説明を読んだ場合に一層良く理解されよう。図面中では、すべての図を通じて類似の部分は同じ符号で表されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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、以下の意味をもつものと定義される。
【００１９】
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。
【００２０】
「任意」又は「任意には」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が起こる場合と起こらない場合を包含する。
【００２１】
特記しない限り、「電磁放射」、「ＥＭ放射」及び「光」は本明細書中で互換的に使用され、一般に紫外（「ＵＶ」）から中赤外（「ｍｉｄ−ＩＲ」）までの範囲内の波長、換言すれば約３００ナノメートルから約１０マイクロメートルまでの範囲内の波長を有する放射を意味する。
【００２２】
本明細書中で使用する「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。脂肪族基は１以上の炭素原子を含むものと定義される。脂肪族基をなす原子配列は、窒素、硫黄、ケイ素、セレン及び酸素のようなヘテロ原子を含んでいてもよく、或いは炭素及び水素のみから構成されていてもよい。便宜上、本明細書中での「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」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、アルコール基、エーテル基、アルデヒド基、ケトン基、カルボン酸基、アシル基（例えば、エステルやアミドのようなカルボン酸誘導体）、アミン基、ニトロ基などの広範囲の官能基を含むものと定義される。例えば、４−メチルペント−１−イル基はメチル基を含むＣ６脂肪族基であり、メチル基はアルキル基である官能基である。同様に、４−ニトロブト−１−イル基はニトロ基を含むＣ４脂肪族基であり、ニトロ基は官能基である。脂肪族基は、同一のもの又は相異なるものであり得る１以上のハロゲン原子を含むハロアルキル基であり得る。ハロゲン原子には、例えば、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素がある。１以上のハロゲン原子を含む脂肪族基には、ハロゲン化アルキルである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−）などがある。脂肪族基のさらに他の例には、アリル、アミノカルボニル（即ち、−ＣＯＮＨ２）、カルボニル、ジシアノイソプロピリデン（即ち、−ＣＨ２Ｃ(ＣＮ)２ＣＨ２−）、メチル（即ち、−ＣＨ３）、メチレン（即ち、−ＣＨ２−）、エチル、エチレン、ホルミル（即ち、−ＣＨＯ）、ヘキシル、ヘキサメチレン、ヒドロキシメチル（即ち、−ＣＨ２ＯＨ）、メルカプトメチル（即ち、−ＣＨ２ＳＨ）、メチルチオ（即ち、−ＳＣＨ３）、メチルチオメチル（即ち、−ＣＨ２ＳＣＨ３）、メトキシ、メトキシカルボニル（即ち、ＣＨ３ＯＣＯ−）、ニトロメチル（即ち、−ＣＨ２ＮＯ２）、チオカルボニル、トリメチルシリル（即ち、(ＣＨ３)３Ｓｉ−）、ｔ−ブチルジメチルシリル、トリメトキシシリルプロピル（即ち、(ＣＨ３Ｏ)３ＳｉＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−），ビニル、ビニリデンなどがある。さらに他の例としては、Ｃ１〜Ｃ１０脂肪族基は１以上で１０以下の炭素原子を含む。メチル基（即ち、−ＣＨ３）はＣ１脂肪族基の例である。デシル基（即ち、ＣＨ３(ＣＨ２)９−）はＣ１０脂肪族基の例である。
【００２３】
本明細書中で使用する「芳香族基」という用語は、１以上の芳香族原子団を含む原子価１以上の原子配列をいう。１以上の芳香族原子団を含む原子価１以上の原子配列は、窒素、硫黄、ケイ素及び酸素のようなヘテロ原子を含んでいてもよく、或いは炭素及び水素のみから構成されていてもよい。本明細書中で使用する「芳香族基」という用語は、特に限定されないが、フェニル基、ピリジル基、フラニル基、チエニル基、ナフチル基、フェニレン基及びビフェニル基を包含する。上述の通り、芳香族基は１以上の芳香族原子団を含む。芳香族原子団は常に４ｎ＋２（式中、ｎは１以上の整数である）の「非局在化」電子を有する環状構造であり、フェニル基（ｎ＝１）、チエニル基（ｎ＝１）、フラニル基（ｎ＝１）、ナフチル基（ｎ＝２）、アズレニル基（ｎ＝２）、アントセニル基（ｎ＝３）などで例示される。芳香族基は、非芳香族成分も含み得る。例えば、ベンジル基はフェニル環（芳香族原子団）及びメチレン基（非芳香族成分）からなる芳香族基である。同様に、テトラヒドロナフチル基は芳香族原子団（Ｃ６Ｈ３）が非芳香族成分−(ＣＨ２)４−に縮合してなる芳香族基である。便宜上、本明細書中での「芳香族基」という用語は、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、アルコール基、エーテル基、アルデヒド基、ケトン基、カルボン酸基、アシル基（例えば、エステルやアミドのようなカルボン酸誘導体）、アミン基、ニトロ基などの広範囲の官能基を含むものと定義される。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、メチル基はアルキル基である官能基である。同様に、４−ニトロフェニル基はニトロ基を含むＣ６芳香族基であり、ニトロ基は官能基である。芳香族基は、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−フェン−１−イルオキシ）（即ち、−ＯＰｈＣ(ＣＦ３)２ＰｈＯ−）、クロロメチルフェニル、３−トリフルオロビニル−２−チエニル、３−トリクロロメチルフェン−１−イル（即ち、３−ＣＣｌ３Ｐｈ−）、４−（３−ブロモプロプ−１−イル）フェン−１−イル（即ち、ＢｒＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｐｈ−）などのハロゲン化芳香族基を包含する。芳香族基のさらに他の例には、４−アリルオキシフェン−１−オキシ、４−アミノフェン−１−イル（即ち、Ｈ２ＮＰｈ−）、３−アミノカルボニルフェン−１−イル（即ち、ＮＨ２ＣＯＰｈ−）、４−ベンゾイルフェン−１−イル、ジシアノイソプロピリデンビス（４−フェン−１−イルオキシ）（即ち、−ＯＰｈＣ(ＣＮ)２ＰｈＯ−）、３−メチルフェン−１−イル、メチレンビス（フェン−４−イルオキシ）（即ち、−ＯＰｈＣＨ２ＰｈＯ−）、２−エチルフェン−１−イル、フェニルエテニル、３−ホルミル−２−チエニル、２−ヘキシル−５−フラニル、ヘキサメチレン−１，６−ビス（フェン−４−イルオキシ）（即ち、−ＯＰｈ(ＣＨ２)６ＰｈＯ−）、４−ヒドロキシメチルフェン−１−イル（即ち、４−ＨＯＣＨ２Ｐｈ−）、４−メルカプトメチルフェン−１−イル（即ち、４−ＨＳＣＨ２Ｐｈ−）、４−メチルチオフェン−１−イル（即ち、４−ＣＨ３ＳＰｈ−）、３−メトキシフェン−１−イル、２−メトキシカルボニルフェン−１−イルオキシ（例えば、メチルサリチル）、２−ニトロメチルフェン−１−イル（即ち、−ＰｈＣＨ２ＮＯ２）、３−トリメチルシリルフェン−１−イル、４−ｔ−ブチルジメチルシリルフェン−１−イル、４−ビニルフェン−１−イル、ビニリデンビス（フェニル）などがある。「Ｃ３〜Ｃ１０芳香族基」という用語は、３以上で１０以下の炭素原子を含む芳香族基を包含する。芳香族基１−イミダゾリル（Ｃ３Ｈ２Ｎ２−）はＣ３芳香族基を代表する。ベンジル基（Ｃ７Ｈ８−）はＣ７芳香族基を代表する。
【００２４】
本明細書中で使用する「脂環式基」という用語は、環状であるが芳香族でない原子配列を含む原子価１以上の基をいう。本明細書中で定義される「脂環式基」は、芳香族原子団を含まない。「脂環式基」は１以上の非環式成分を含み得る。例えば、シクロヘキシルメチル基（Ｃ６Ｈ１１ＣＨ２−）は、シクロヘキシル環（環状であるが芳香族でない原子配列）及びメチレン基（非環式成分）からなる脂環式基である。脂環式基は、窒素、硫黄、セレン、ケイ素及び酸素のようなヘテロ原子を含んでいてもよく、或いは炭素及び水素のみから構成されていてもよい。便宜上、本明細書中での「脂環式基」という用語は、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、アルコール基、エーテル基、アルデヒド基、ケトン基、カルボン酸基、アシル基（例えば、エステルやアミドのようなカルボン酸誘導体）、アミン基、ニトロ基などの広範囲の官能基を含むものと定義される。例えば、４−メチルシクロペント−１−イル基はメチル基を含むＣ６脂環式基であり、メチル基はアルキル基である官能基である。同様に、２−ニトロシクロブト−１−イル基はニトロ基を含むＣ４脂環式基であり、ニトロ基は官能基である。脂環式基は、同一のもの又は相異なるものであり得る１以上のハロゲン原子を含み得る。ハロゲン原子には、例えば、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素がある。１以上のハロゲン原子を含む脂環式基には、２−トリフルオロメチルシクロヘキス−１−イル、４−ブロモジフルオロメチルシクロオクト−１−イル、２−クロロジフルオロメチルシクロヘキス−１−イル、ヘキサフルオロイソプロピリデン−２，２−ビス（シクロヘキス−１−イル）（即ち、−Ｃ６Ｈ１０Ｃ(ＣＦ３)２Ｃ６Ｈ１０−）、２−クロロメチルシクロヘキス−１−イル、３−ジフルオロメチレンシクロヘキス−１−イル、４−トリクロロメチルシクロヘキス−１−イルオキシ、４−ブロモジクロロメチルシクロヘキス−１−イルチオ、２−ブロモエチルシクロペント−１−イル、２−ブロモプロピルシクロヘキス−１−イルオキシ（例えば、ＣＨ３ＣＨＢｒＣＨ２Ｃ６Ｈ１０−）などがある。脂環式基のさらに他の例には、４−アリルオキシシクロヘキス−１−イル、４−アミノシクロヘキス−１−イル（即ち、Ｈ２ＮＣ６Ｈ１０−）、４−アミノシクロペント−１−イル（即ち、ＮＨ２ＣＯＣ５Ｈ８−）、４−アセチルオキシシクロヘキス−１−イル、２，２−ジシアノイソプロピリデンビス（シクロヘキス−１−イルオキシ）（即ち、−ＯＣ６Ｈ１０Ｃ(ＣＮ)２Ｃ６Ｈ１０Ｏ−）、３−メチルシクロヘキス−１−イル、メチレンビス（シクロヘキス−４−イルオキシ）（即ち、−ＯＣ６Ｈ１０ＣＨ２Ｃ６Ｈ１０Ｏ−）、１−エチルシクロブト−１−イル、シクロプロピルエテニル、３−ホルミル−２−テトラヒドロフラニル、２−ヘキシル−５−テトラヒドロフラニル、ヘキサメチレン−１，６−ビス（シクロヘキス−４−イルオキシ）（即ち、−ＯＣ６Ｈ１０(ＣＨ２)６Ｃ６Ｈ１０Ｏ−）、４−ヒドロキシメチルシクロヘキス−１−イル（即ち、４−ＨＯＣＨ２Ｃ６Ｈ１０−）、４−メルカプトメチルシクロヘキス−１−イル（即ち、４−ＨＳＣＨ２Ｃ６Ｈ１０−）、４−メチルチオシクロヘキス−１−イル（即ち、４−ＣＨ３ＳＣ６Ｈ１０−）、４−メトキシシクロヘキス−１−イル、２−メトキシカルボニルシクロヘキス−１−イルオキシ（２−ＣＨ３ＯＣＯＣ６Ｈ１０Ｏ−）、４−ニトロメチルシクロヘキス−１−イル（即ち、ＮＯ２ＣＨ２Ｃ６Ｈ１０−）、３−トリメチルシリルシクロヘキス−１−イル、２−ｔ−ブチルジメチルシリルシクロペント−１−イル、４−トリメトキシシリルエチルシクロヘキス−１−イル、（例えば、(ＣＨ３Ｏ)３ＳｉＣＨ２ＣＨ２Ｃ６Ｈ１０−）、４−ビニルシクロヘキス−１−イル、ビニリデンビス（シクロヘキシル）などがある。「Ｃ３〜Ｃ１０脂環式基」という用語は、３以上で１０以下の炭素原子を含む脂環式基を包含する。脂環式基２−テトラヒドロフラニル（Ｃ４Ｈ７Ｏ−）はＣ４脂環式基を代表する。シクロヘキシルメチル基（Ｃ６Ｈ１１ＣＨ２−）はＣ７脂環式基を代表する。
【００２５】
本明細書中で使用する「電気光学デバイス」という用語は、一般に電気エネルギーと光エネルギーとの間で変換を行うデバイスをいう。即ち、電気光学デバイスは電気エネルギーを光エネルギーに変換すると共に、光エネルギーを電気エネルギーに変換するのが通例である。
【００２６】
本明細書中で使用する「還元有機物質」という用語は、対応する中性有機前駆体が電子供与体から１以上の電子を受容することで得られる有機物質をいう。電子供与体は、本明細書中では「還元体」又は「還元剤」ということもある。還元有機物質は、対応する中性有機前駆体の部分還元又は完全還元で得ることができる。還元有機物質は、還元ポリマー有機物質（「還元ポリマー化学種」）、還元非ポリマー有機物質又はこれらの混合物であり得る。かくして、「還元ポリマー化学種」という用語は、対応する還元可能な中性ポリマー有機前駆体が電子供与体から１以上の電子を受容した場合に得られる還元ポリマー有機物質をいう。便宜上、「還元ポリマー物質」、「還元ポリマー化学種」及び「還元ポリマー有機物質」という用語は本明細書中で互換的に使用されると共に、各々は時には「アニオン化学種」ともいわれる。還元有機物質は、対応する還元可能な中性有機前駆体に比べてただ１つの追加電子を含むラジカルアニオンであり得る。別法として、還元有機物質は、対応する還元可能な中性有機前駆体に比べて２つの追加電子を含むジアニオンであり得る。別法として、還元有機物質は、対応する還元可能な中性有機前駆体に比べて３以上の追加電子を含むラジカルポリアニオンであり得る。別法として、還元有機物質は、対応する還元可能な中性有機前駆体に比べて４以上の追加電子を含むポリアニオンであり得る。当業者ならば、複数の電子を受容し得る中性有機前駆体から導かれる還元有機物質中には、広範囲の様々な種類のラジカルアニオン及びカチオン化学種があり得ることが理解されよう。かくして、「還元有機物質」という用語は還元ポリマー有機物質及び還元非ポリマー有機物質の両方をいい、ラジカルアニオン化学種、ジアニオン化学種、ラジカルポリアニオン化学種、ポリアニオン化学種、及び上述の化学種の２種以上の組合せの１以上をいう。例えば、中性ポリマー有機前駆体であるポリビニルナフタレンは複数のペンダントナフチル基を含み、これらの各々が電子供与体による還元を受け易い。金属カリウムのような還元剤からただ１つの電子を受容すると、ポリビニルナフタレンはナフチルラジカルアニオン部分を含む還元ポリマー化学種を生成する。最初に生成したナフチルラジカルアニオン部分に第二の電子が付加されると、ナフチルジアニオン部分を含む還元ポリマー化学種が得られる。最初に生成したナフチルラジカルアニオン部分以外のナフチル基に第二の電子が付加されると、２つのナフチルラジカルアニオン部分を含む還元ポリマー化学種が得られる。当業者ならば、中性有機前駆体中に存在する、還元体から１以上の電子を受容し得る部分の性質及び数に応じて数多くの還元タイプ及び還元度があり得ることが理解されよう。使用する還元体の量及び還元を行う条件のような、当技術分野で認められている他のパラメーターも、還元度に影響を及ぼす。一実施形態では、中性有機前駆体は「部分還元」されるといわれ、生成物である還元有機物質は「部分還元」生成物といわれる。１０００の重合度（ＤＰ）を有するポリビニルナフタレンにただ１つの電子を付加することで得られるラジカルアニオンは、「部分還元」された還元ポリマー有機物質の例である。これは、追加の還元体が存在すれば、ラジカルアニオン部分又はポリマー鎖中の別のナフチル基に対する第二の電子の付加が起こり得るからである。別の実施形態では、還元有機物質は「完全還元」されているといわれる。即ち、対応する還元可能な中性有機前駆体の完全な還元が起こっており、追加の還元体の存在下でも、還元を受けた還元有機物質による追加電子の受容は起こり得ない。ナトリウムのような還元体から中性ベンゾフェノンが２つの電子を受容した場合の生成物であるベンゾフェノンのジアニオンは、「完全還元」された還元有機物質を例示している。これは、追加の還元体の存在下でも、ジアニオンによる追加電子の受容が起こり得ないからである。１０００の重合度（ＤＰ）を有するポリビニルナフタレンのような中性有機前駆体がどの時点で、追加の還元体の存在下でも１つの追加電子の受容を起こり得なくするのに十分な数の電子を受容してしまうかを予め予測することは一般に不可能であるが、還元ポリマーが実際に「完全還元」される時点は実験で決定できる。
【００２７】
「中性有機前駆体」という用語は、還元体から１以上の電子を受容し得る（即ち、還元可能である）中性有機物質をいう。中性有機前駆体は、中性ポリマー有機前駆体、通例は１以上の芳香族基を含むポリマーであり得る。或いは、中性有機前駆体は、中性非ポリマー有機前駆体、通例は１以上の芳香族基を含む非ポリマー物質であり得る。一実施形態では、中性有機前駆体は中性ポリマー有機前駆体と中性非ポリマー有機前駆体との混合物である。通例、中性有機前駆体は還元体から１以上の電子を受容し得る１以上の有機基を含み、前記有機基は２以上の共役二重結合を有する。中性有機前駆体中に存在する、２以上の共役二重結合を有する有機基は、共役二重結合の骨格中に、又は共役二重結合を含む有機基に付随した置換基の成分としてヘテロ原子を含み得る。本明細書中で定義されるいずれの芳香族基も、２以上の共役二重結合を有する１以上の有機基を有している。様々な実施形態では、中性有機前駆体はポリマー鎖中に１種以上の繰返し単位を有するポリマー前駆体、例えばスチレンとビニルナフタレンとのコポリマーである。他の実施形態では、中性有機前駆体は低分子前駆体（例えば、ベンゾフェノン）のような非ポリマー前駆体である。
【００２８】
本明細書中で使用する下記の記号は、還元ポリマー化学種及び対応する還元可能な中性ポリマー前駆体に関する様々な構造に適用される場合、有機基を表す。
【００２９】
【化１】
かかる有機基はポリマー鎖の一部であることもあり、或いはポリマー鎖を表すこともある。それは、窒素、酸素、硫黄、セレンなどの１以上のヘテロ原子を含みこともできる。例えば、下記の記号の意味は三価窒素原子に結合した任意の有機基又はポリマー鎖を包含する。
【００３０】
【化２】
本発明の一態様では、少なくとも第一の導電層、第二の導電層、並びに第一及び第二の導電層の間に配設された第一の有機電子活性層を有する電気光学デバイスであって、第一の有機電子活性物質が還元有機物質である電気光学デバイスが提供される。本発明の別の態様では、１以上の導電層及び１種以上の還元有機物質を含んでなる、電気光学デバイスのような電子デバイスで使用するのに適した表面改質電極が提供される。本発明の一実施形態では、表面改質電極は１以上の導電層及び１種以上の還元ポリマー有機物質を含んでいる。還元ポリマー有機物質は、対応する中性ポリマー有機前駆体に比べて１以上の追加電子を含んでいる。還元ポリマー有機物質は、ある物質から隣接する物質への電荷の供与又は移動を促進することができる。電気光学デバイスの電子活性層は、還元有機物質を含む第一の有機電子活性物質からなる。還元有機物質は、対応する中性ポリマー有機前駆体及び中性非ポリマー有機前駆体からそれぞれ得られる還元ポリマー有機物質及び還元非ポリマー有機物質を包含する。還元有機物質は、デバイス中においてある物質から隣接する物質への電荷の供与又は移動を促進すると考えられる。一実施形態では、アルミニウム又はＩＴＯ（酸化インジウムスズ）のような電極表面への還元ポリマー有機物質の堆積は電極表面の仕事関数を低下させる。さらに、低下した仕事関数は空気暴露後にも持続し、したがって電気光学デバイスの組立てに際して被覆電極表面を使用するのに十分な作業時間が得られる。本発明の様々な実施形態では、電極表面の仕事関数の空気誘起低下に対する抵抗性は、コポリマー形態の対応する中性ポリマー有機前駆体（例えば、スチレン−ビニルナフタレンコポリマー）を用いて達成できる。
【００３１】
さらに、還元ポリマー化学種はそれ自体が電気エネルギーと光エネルギーとの間の変換のための有効な電子活性物質として機能し得るので、一実施形態では、これのポリマー化学種は電気光学デバイスを製造するために一層有用である。図１は、第一の導電層２０と第二の導電層３０との間に第一の有機電子活性物質層４０を配設した電気光学デバイス１０の一実施形態を示している。第一及び第二の導電層（以後はそれぞれ第一及び第二の電極ということもある）の間に電源５０から電圧を供給した場合、電子活性層４０は電気エネルギーを光エネルギーに変換する。
【００３２】
第一及び第二の導電層又は電極用として使用できる好適な材料には、金属、金属酸化物及び導電性ポリマーがある。導電性金属酸化物の例には、公知の酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）及び他の関連材料がある。電子の伝導を容易にするために共役二重結合系を有する導電性ポリマーも使用できる。広範囲の様々な種類のかかる導電性ポリマーが当技術分野で知られている。好ましい導電層には、１種以上の金属、１種以上の金属酸化物、及びこれらの組合せがある。
【００３３】
電子活性層を形成するために有用な還元有機物質は、１種以上のカチオン化学種と、対応する還元可能な中性有機前駆体に比べて１以上の追加電子とを含んでいる。好適な中性有機前駆体は、中性ポリマー有機前駆物質及び中性非ポリマー有機前駆物質から選択できる。
【００３４】
還元ポリマー有機物質は、対応する中性ポリマー有機前駆体から導かれる。一実施形態では、中性ポリマー有機前駆体は１以上の芳香族基を含んでいる。一例では、中性ポリマー有機前駆体は（例えば、ポリスチレンのように）ポリマー鎖上に位置するペンダント芳香族基を有している。一実施形態では、還元ポリマー有機物質は、電子を供与し得る金属化学種よる還元を受けた中性ポリマー有機前駆体から導かれる。当業者には、金属ナトリウム（Ｎａ０）や金属カリウム（Ｋ０）のようなアルカリ金属が電子を供与することができ、したがって好適な還元体であると認められている。特定の実施形態では、中性ポリマー有機前駆体は、中性ポリマー有機前駆体と金属の原子又はイオンとの相互作用で還元ポリマー有機物質を生じる。「相互作用する」又は「相互作用」という用語は、金属原子又はイオンから電子を受容し、捕獲し、保持し、所定の位置に安定化し、或いはその他のやり方で結合を形成することを含む。一実施形態では、中性ポリマー有機前駆体は、還元金属（負の酸化状態にある金属）、ゼロ酸化状態にある金属、又は金属イオン（正の酸化状態にある金属）と電子を共有して安定化し得る。別の実施形態では、中性ポリマー有機前駆体は分極可能又はイオン化可能な部分である。さらに別の実施形態では、中性ポリマー有機前駆体は金属原子又はイオンと錯体を生成し得る。
【００３５】
フェニル、フェニレン、ナフチル、ナフチレン、アントラセニルなどの芳香族基は、電子供与体の金属化学種（原子又はイオン）から電子を受容して負に帯電したラジカルアニオン化学種を生成し得る。電子供与体は通例は金属化学種であって、中性ポリマー有機前駆体に電子を供与した後、これは残留して還元ポリマー有機物質中に存在する電荷をバランスさせる。その起源が何であれ、還元ポリマー有機物質は１以上の電荷バランス用カチオン化学種を有する。カチオン化学種は、ナトリウムイオン（Ｎａ＋）のような単純カチオンであったり、或いはラジカルカチオン化学種又は錯体カチオン化学種であったりする。還元ポリマー有機物質中に存在するカチオン化学種は、中性ポリマー有機前駆体に電子を供与して還元ポリマー有機物質及びラジカルカチオンを生成し得る有機化学種のような有機化学種から生成することもできる。このようにしてラジカルカチオンを生成し得る有機化学種の非限定的な例には、有機窒素化合物（例えば、トリス（２，４，６−トリブロモフェニル）アミン）及び有機リン化合物（例えば、トリス（２，４，６−トリブロモフェニル）ホスフィン）があり、これらはそれぞれ窒素を中心とするラジカルカチオン及びリンを中心とするラジカルカチオンに変化する。ラジカルアニオンはさらに還元することができる。例えば、中性ポリマー有機前駆体は２以上の電子を受容して、アニオン化学種（例えば、ジアニオン化学種）、２以上のラジカルアニオン部分を有する系、又は１以上のラジカルアニオン部分と１以上のジアニオン部分との組合せを有する系を生成し得る。電子供与体の非限定的な例には、第１族金属、第２族金属、第３族金属、第４族金属、スカンジウム、イットリウム、希土類金属、ランタニド系列の金属、及びこれらの組合せからなる群から選択されるものがある。本明細書中で使用する周期表の族の名称は、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｕｎｉｏｎ ｏｆ Ｐｕｒｅ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ（「ＩＵＰＡＣ」）によって命名されたものであることを理解すべきである。好適な電子供与体の具体例には、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、カルシウム、マグネシウム、インジウム、スズ、ジルコニウム、ユウロピウム、セリウム及びアルミニウムがある。
【００３６】
還元ポリマー有機物質に対応する中性ポリマー有機前駆体は、一般には非局在化電子を含むポリマー物質であり、例えば、共役二重結合を含むポリマー、共役三重結合を含むポリマー、及び共役二重結合と共役三重結合との組合せを含むポリマーである。大抵の場合、還元ポリマー有機物質は、１以上の芳香族環中に形成された共役二重結合を含む中性ポリマー有機前駆体の還元で製造するのが好都合である。いかなる特定の理論によっても拘束されることは望まないが、還元ポリマー有機物質は、一実施形態では電気光学デバイスの陰極から隣接する電子活性物質への電子注入を促進し、また一実施形態では電気光学デバイスの陰極から隣接する電子活性物質層への電子注入を促進する電子移動促進物質として機能すると考えられる。電子的に活性の物質は、時には「エレクトロルミネセンス物質」又は「電子活性物質」といわれる。電子供与体から１以上の電子を受容し得る中性ポリマー有機物質としては、広範囲の様々な種類のものが当技術分野で知られている。かかる中性ポリマー有機物質及び中性非ポリマー有機物質の好適な例には、Ａｋｃｅｌｒｕｄによって「Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｎｅｓｃｅｎｔ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ」（Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｖｏｌ ２８（２００３），ｐｐ．８７５−９６２）中に開示されたものがある。これらの物質は、当技術分野で電子活性であると知られているか又は電子活性である可能性があると予想される構造又は構造単位と、デバイス性能を高めるために重要な他の機能（例えば、正孔輸送、電子輸送、電荷輸送及び電荷閉込め）を果たすことが知られているか又は果たす可能性があると予想される構造との様々な組合せを含む構造をもったポリマー物質を包含し得る。
【００３７】
一実施形態では、中性ポリマー有機前駆体は次式の構造単位（Ｉ）を含んでいる。
【００３８】
【化３】
式中、Ｒ１及びＲ２は各々独立にハロゲン原子、Ｃ１〜Ｃ２０脂肪族基、Ｃ２〜Ｃ１０芳香族基、Ｃ３〜Ｃ１０脂環式基、ニトロ基又はシアノ基である。変数「ｍ」及び「ｎ」は、独立に値０及び４を含めて０〜４の値を有する整数である。変数「ｏ」及び「ｐ」は、独立に０〜１を有する整数である。変数「ｏ」＋「ｐ」の和は０より大きい。即ち、変数「ｏ」及び「ｐ」の両方がゼロではあり得ない。Ｗ１は、結合、次式の基、
【００３９】
【化４】
酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、Ｃ−Ｒ３基、Ｎ−Ｒ３基又は次式の基である。
【００４０】
【化５】
式中、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５は独立に水素原子、ハロゲン原子、ポリマー鎖、Ｃ１〜Ｃ２０脂肪族基、Ｃ２〜Ｃ１０芳香族基又はＣ３〜Ｃ１０脂環式基である。Ｑ１は、結合、カルボニル基又は次式の基である。
【００４１】
【化６】
式中、Ｒ４及びＲ５は独立に水素原子、ハロゲン原子、ポリマー鎖、Ｃ１〜Ｃ２０脂肪族基、Ｃ２〜Ｃ１０芳香族基又はＣ３〜Ｃ１０脂環式基である。一実施形態では、次式の記号
【００４２】
【化７】
は、５０００グラム／モルを超える数平均分子量を有するポリマー鎖（即ち、次式）に結合した三価窒素を表す。
【００４３】
【化８】
一実施形態では、窒素上にある１以上の有機基は、窒素、酸素、硫黄及びセレンのようなヘテロ原子を含み得る。構造単位（Ｉ）を含む中性ポリマー有機前駆体の例には、「ｎ」及び「ｍ」がゼロであり、Ｗ１が結合であり、Ｑ１がＮ−Ｒ３基（式中、Ｒ３はポリスチレンを含むポリマー鎖である。）である化合物としての（Ｎ−ポリスチレニル）カルバゾールがある。構造単位（Ｉ）を含む中性ポリマー前駆体の追加の例には、ポリ（３−ビニルアントラセン）（ｍ＝１、Ｒ１＝Ｃ２三価脂肪族基、ｎ＝０、Ｑ１＝Ｗ１＝Ｃ−Ｒ３（式中、Ｒ３は水素である。））、ポリ（９−メチル−９−ビニルキサンテン）（ｍ＝ｎ＝０、Ｗ１＝酸素原子、Ｑ１＝Ｒ４−Ｃ−Ｒ５（式中、Ｒ４はＣ１脂肪族基（メチル基）であり、Ｒ５は三価Ｃ２脂肪族基（Ｃ２Ｈ３）である。）、ポリ（３−エチニルアントラセン）、ポリ（３−エチニル−９，９−ジメチルキサンテン）、ポリ（３−ビニル−Ｎ−メチルカルバゾール）などがある。
【００４４】
第二の実施形態では、中性ポリマー有機前駆体は次式の構造単位（II）を含んでいる。
【００４５】
【化９】
式中、Ｒ６及びＲ７は各々独立にハロゲン原子、Ｃ１〜Ｃ２０脂肪族基、Ｃ２〜Ｃ１０芳香族基、Ｃ３〜Ｃ１０脂環式基、ニトロ基、シアノ基又は次式のポリマー鎖である。
【００４６】
【化１０】
変数「ｑ」及び「ｒ」は、独立に値０及び４を含めて０〜４の値を有する整数である。「ｑ」及び「ｒ」の値の和（ｑ＋ｒ）は０より大きい。変数「ｏ」及び「ｐ」は独立に０〜１の値を有していて、ｏ＋ｐは０より大きい。Ｗ２は、結合、次式の基、
【００４７】
【化１１】
酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、Ｃ−Ｒ３基、Ｎ−Ｒ３基又は次式の基である。
【００４８】
【化１２】
式中、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５は独立に水素原子、ハロゲン原子、ポリマー鎖、Ｃ１〜Ｃ２０脂肪族基、Ｃ２〜Ｃ１０芳香族基又はＣ３〜Ｃ１０脂環式基の１つである。Ｑ２は、結合、カルボニル基、又は次式の基の中から選択される基である。
【００４９】
【化１３】
式中、Ｒ４及びＲ５は独立に水素原子、ハロゲン原子、ポリマー鎖、Ｃ１〜Ｃ２０脂肪族基、Ｃ２〜Ｃ１０芳香族基又はＣ３〜Ｃ１０脂環式基である。構造単位（II）を含む中性ポリマー前駆体の例には、９，９−ジメチルキサンテンで末端封鎖されたポリスチレン（「ｑ」＝１、「ｒ」＝０、Ｒ６はポリスチレンからなるポリマー鎖であり、ｏは１であり、Ｑ２＝Ｒ４−Ｃ−Ｒ５（式中、Ｒ４＝Ｒ５＝Ｃ１脂肪族基（メチル基））、ｐは１であり、Ｗ２は酸素原子である。）がある。
【００５０】
第三の実施形態では、中性ポリマー有機前駆体は次式の構造単位（III）を含んでいる。
【００５１】
【化１４】
式中、Ｒ８及びＲ９は各々独立にハロゲン原子、Ｃ１〜Ｃ２０脂肪族基、Ｃ２〜Ｃ１０芳香族基、Ｃ３〜Ｃ１０脂環式基、ニトロ基又はシアノ基であり、「ｓ」は０及び４を含めた０〜４の整数であり、「ｔ」は０及び３を含めた０〜３の整数である。構造単位（III）を含む中性ポリマー前駆体の例には、ポリ（１−ビニルナフタレン）、ポリ（２−ビニルナフタレン）、ポリ（２−ビニルナフタレン−スチレン）コポリマーなどがある。
【００５２】
第四の実施形態では、中性ポリマー有機前駆体は次式の構造単位（IV）を含んでいる。
【００５３】
【化１５】
式中、Ｒ１０は各々独立にハロゲン原子、Ｃ１〜Ｃ２０脂肪族基、Ｃ２〜Ｃ１０芳香族基、Ｃ３〜Ｃ１０脂環式基、ニトロ基又はシアノ基であり、「ｕ」は０及び５を含めた０〜５の整数である。構造単位（IV）を含む中性ポリマー有機前駆体の例には、ポリスチレン、ポリ（４−クロロスチレン）、ポリ（４−フェニルスチレン）、ポリ（３−フェニルスチレン）などがある。
【００５４】
第五の実施形態では、中性ポリマー有機前駆体は次式の構造単位（Ｖ）を含んでいる。
【００５５】
【化１６】
第六の実施形態では、中性ポリマー有機前駆体は次式の構造単位（VI）を含んでいる。
【００５６】
【化１７】
式中、Ｒ４及びＲ５は独立に水素、Ｃ１〜Ｃ２０脂肪族基、Ｃ２〜Ｃ１０芳香族基又はＣ３〜Ｃ１０脂環式基である。脂肪族基の非限定的な例には、メチル、エチル、プロピル、ブチル、イソオクチルなどがある。芳香族基の若干の例には、フェニル、アルキルフェニル、ナフチルなどがある。脂環式基の若干の例には、シクロヘキシル、シクロペンチル、シクロヘキシルメチルなどがある。
【００５７】
第七の実施形態では、中性ポリマー有機前駆体はシロキサン繰返し単位を有する次式の構造単位（VII）を含んでいる。
【００５８】
【化１８】
式中、Ｒ６は各々独立にＣ１〜Ｃ２０脂肪族基、Ｃ２〜Ｃ１０芳香族基又はＣ３〜Ｃ１０脂環式基である。
【００５９】
第八の実施形態では、中性ポリマー有機前駆体は次式の構造単位（VIII）を含んでいる。
【００６０】
【化１９】
式中、Ｑ３はナフチル基又はビナフチル基である。構造単位（VIII）を含む中性ポリマー有機前駆体の例には、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）コポリマーなどがある。
【００６１】
第九の実施形態では、中性ポリマー有機前駆体は次式の構造単位（IX）を含んでいる。
【００６２】
【化２０】
式中、Ｑ４はフェニル基又はビフェニル基である。構造単位（IX）を含む中性ポリマー有機前駆体の例には、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）などがある。
【００６３】
他の実施形態では、中性ポリマー有機前駆体は、１種以上の重合性モノマーから導かれる構造単位を含んでいる。好適な重合性モノマーの例には、特に限定されないが、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、ビニルクリセン、ビニルカルバゾール、ビニルチオフェン、ビニルピリジン、（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）、及び上述の重合性モノマーの組合せがある。さらに、重合性モノマーは１種以上の架橋性基（例えば、ビニル基、アリル基、スチリル基及びアルキニル基）を含み得る。還元可能な中性ポリマー有機前駆体の若干の例は、ポリ（３−ヘキシルチオフェン−２，５−ジイル）、及び次式の構造Ｘで例示されるもののようなポリ（フルオレニレンエチニレン）ポリマー、
【００６４】
【化２１】
及びポリ（１，４−フェニレンビニレン）ポリマー（例えば、ポリ｛［２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキシルオキシ）］−１，４−フェニレンビニレン｝）である。
【００６５】
中性ポリマー有機前駆体は、１種以上のオルガノシリコンヒドリドから導かれる構造単位を含み得る。オルガノシリコンヒドリドは、１以上のＳ−Ｈ結合を含むものとして定義される。２以上のオルガノシリコンモノヒドリド基を含む化合物、オルガノシリコンジヒドリド化合物、及びオルガノシリコントリヒドリド化合物のような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した場合には、架橋ポリマー物質が生じることがある。一実施形態では、１種以上のオルガノシリコンヒドリドから導かれる構造単位を含む中性ポリマー前駆体は、次式の構造XI、XII及びXIIIからなる群から選択される１種以上の構造単位を含んでいる。
【００６６】
【化２２】
特定の実施形態では、中性ポリマー有機前駆体は、(ＣＨ３)２Ｓｉ(Ｈ)Ｏ−[Ｓｉ(ＣＨ３)２Ｏ]ｘ−Ｓｉ(ＣＨ３)２(Ｈ)及び(ＣＨ３)３ＳｉＯ−[ＳｉＣＨ３(Ｈ)２Ｏ]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。）からなる群から選択される１種以上のオルガノシリコンヒドリドから導かれる構造単位を含んでいる。
【００６７】
還元ポリマー有機物質は、ＤＭＥ（１，２−ジメトキシエタン）、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）、ニトロメタン、ハロゲン化炭化水素、ＤＥＥ（エチレングリコールジエチルエーテル）又はキシレンのような適当な溶媒中で金属を反応させることにより、対応する中性ポリマー前駆体を（アルカリ金属（例えば、カリウム）のような）金属と接触させることで製造できる。溶媒の使用は、原理的には、中性ポリマー前駆体の高温融液を電子供与体金属に直接接触させることで回避できる。かくして、本発明の一実施形態では、当技術分野で公知の技術を用いて、（前述のような）１種以上の還元物質及び１種以上の極性非プロトン性溶媒を含む被覆組成物を電極表面上に被膜として設置できる。こうして得られる改質電極はＥＬデバイスの製造に使用できる。
【００６８】
上述のようにして製造される還元有機物質は、電気エネルギーを光エネルギーに変換するため又はその逆のための電子活性物質としても使用できる。したがって、かかる電子活性物質は、電気エネルギーを可視光エネルギーに変換するデバイス中でエレクトロルミネセンス層として使用できる。さらに、かかる電子活性物質は、光エネルギーを電気エネルギーに変換するための光起電力デバイス中でも使用できる。
【００６９】
還元されて第一の有機電子活性物質を生成し得る中性有機前駆体は、ポリ［９，９−ジ（２−エチルヘキシル）フルオレニル−２，７−ジイル］系の化合物のようなポリマーフルオレニル化合物で例示される。さらに詳しくは、（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｄｙｅ Ｓｏｕｒｃｅｓ，Ｉｎｃ．（カナダ国）からＡＤＳ１３１ＢＥとして商業的に入手できる）３，５−ジメチルフェニル基で末端封鎖されたポリ［９，９−ジ（２−エチルヘキシル）フルオレニル−２，７−ジイル］をそのまま使用してもよく、或いは所望ならばさらに精製してから使用してもよい。適当な極性非プロトン性溶媒中においてＡＤＳ１３１ＢＥを金属カリウムで還元すればカリウム−ＡＤＳ１３１ＢＥの溶液が得られ、これは様々な目的のために使用できる。カリウム−ＡＤＳ１３１ＢＥは陰極から電子活性層への電子注入を向上させるので、電気光学デバイス用の被覆電極を製造するための被覆剤として使用できる。また、それは本発明の電気光学デバイスを製造するための固有電子活性物質（即ち、第一の有機電子活性物質）としても使用できる。かくして、一実施形態では、陰極と、陽極と、陰極及び陽極の間に配設された電子活性層とを含んでなる電気光学デバイスであって、電子活性層が還元ポリフルオレンである第一の有機電子活性物質を含む電気光学デバイスが提供される。
【００７０】
他の好適な中性有機前駆物質には、中性ポリマー有機前駆物質であるポリ（ビニルカルバゾール）、並びに次式のトライマーXIV及びポリマーXVで代表される中性有機前駆物質がある。
【００７１】
【化２３】
構造XIV及びXVの各々については、カッコ内の構造はポリマー物質の繰返し単位を表す。構造XVを有する物質は、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｄｙｅ Ｓｏｕｒｃｅｓ，Ｉｎｃ．（カナダ国）からＡＤＳ１３２として商業的に入手できる。
【００７２】
還元ポリマー化学種を含む組成物が第一の有機電子活性物質として役立ち得るという証拠は、そのホトルミネセンススペクトルが対応する中性有機電子活性物質と同等な効率を示すことから得られる。例えば、ＡＤＳ１３１のフィルム及びＡＤＳ１３１を金属カリウムで処理した後に得られる生成物（対応する還元ポリマー化学種を含む生成物）のフィルムのホトルミネセンススペクトルは、フィルム厚さの差を補償するために適当な補正率を適用した後には、（スペクトルピークを積分することで測定される）同等なスペクトル効率を示す。その上、カリウム還元ＡＤＳ１３１は電子注入性能の向上も示し、これもデバイス性能を向上させるために役立つ。
【００７３】
還元有機物質、特に還元ポリマー有機物質は、電子ディスプレイデバイスを製造するためにも有用である。いかなる理論によっても制限されることはないが、かかる物質は電子供与体から電子活性物質（又はエレクトロルミネセンス物質）中への電子注入を容易にし、かかる還元ポリマー有機物質を含む電子ディスプレイデバイスの動作に際して効率の向上をもたらすと考えられる。さらに、還元有機物質は単独でも電子活性を示し得るので、かかる物質は電子ディスプレイデバイスを製造するために一層有用である。電気光学デバイス中における還元有機物質の様々な配置が、デバイスの効率を向上させるのに有用である。例えば、一実施形態では、有機エレクトロルミネセンス（「ＥＬ」）デバイスにとって、陰極と有機エレクトロルミネセンス物質を含む層との間に配設された本発明の還元有機物質が有益であり得る。別の実施形態では、有機電子活性物質は還元有機物質を含み、例えば図１に示すように、陰極と陽極との間に配設されている。通常の有機エレクトロルミネセンス物質の場合と同じく、還元有機物質（例えば、還元ポリマー有機物質）を含む本発明の有機エレクトロルミネセンス物質は印加電圧の下で光を放出する。還元有機物質は、本来のＥＬ物質と明確な界面を形成するようにして、或いは実質的に純粋な還元有機物質から実質的に純粋な有機ＥＬ物質まで変化する組成をもった連続遷移領域を形成するようにして、デバイス中に配置できる。
【００７４】
一実施形態では、還元有機物質は、スピンコーティング、吹付け塗り、漬け塗り、ローラー塗り及びインクジェット印刷からなる群から選択される方法により、下方に位置する材料（例えば、電極又は導電性表面）上に堆積させることができる。
【００７５】
図２に示す別の例示的な実施形態では、電気光学デバイス６０は、下から上に向かって第一の導電層２０と、電荷注入層、電荷輸送層又は電荷閉込め層の１つからなる層７０と、本発明の電子活性還元ポリマー有機物質を含む第一の有機電子活性物質層４０と、第二の導電層３０とを含んでなる積層デバイスである。電源５０から電圧を印加すると、電気光学デバイス６０は光を放出する。
【００７６】
図３に示すさらに別の例示的な実施形態では、電気光学デバイス８０は、下から上に向かって第一の導電層２０と、還元有機物質を含む第一の有機電子活性物質層４０と、還元有機物質を含む第二の有機電子活性物質層９０と、第二の導電層３０とを含んでなる積層デバイスである。電源５０から電圧を印加すると、電気光学デバイス８０は光を放出する。一実施形態では、第二の有機電子活性物質層は、第一の有機電子活性物質層中に存在する還元有機物質と異なる還元有機物質を含んでいる。別の実施形態では、第二の有機電子活性物質層は、エレクトロルミネセンス性の中性ポリマー有機物質（例えば、電気エネルギーを光エネルギーに変換するために当技術分野で知られているもの）を含んでいる。かかる積層デバイスは、発光デバイス全体から放出される光の色を調整するための融通性を提供する。
【００７７】
本明細書中に記載されるようにして製造される本発明の表面改質電極は、電気光学デバイスを形成するために有用である。かかる電気光学デバイスは、一実施形態では、表面改質された第一の電極と、第二の電極と、第一の電極及び第二の電極の間に配設されたエレクトロルミネセンス有機物質とを含んでいて、表面改質された第一の電極は１以上の導電層及び１種以上の還元ポリマー有機物質を含み、前記還元ポリマー有機物質は対応する中性ポリマー有機前駆体に比べて１以上の追加電子及び１種以上のカチオン化学種を含んでいる。一実施形態では、第一及び第二の電極の１以上は透明であり得る。透明な電極は、一実施形態では約９０％以上、別の実施形態では９５％以上のパーセント光透過率を有し得る。一実施形態では、本発明は、１以上の表面改質電極を含む発光デバイスであって、前記表面改質電極がエレクトロルミネセンスを示す有機電子活性物質を含み、前記有機電子活性物質がエレクトロルミネセンスを示す還元有機物質（例えば、エレクトロルミネセンス性の還元ポリマー有機物質）を含む発光デバイスを提供する。
【００７８】
電気光学デバイスの陽極は、一般に、（例えば、約４．４電子ボルトを超える）高い仕事関数を有する材料からなっている。このような目的には、酸化インジウムスズ（「ＩＴＯ」）が通例使用される。これは光透過に対して実質的に透明であり、有機ＥＬ層から放出された光が顕著に減衰することなくＩＴＯ陽極層を通して容易に脱出し得るからである。「実質的に透明」という用語は、可視波長域内の光の５０％以上、好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９０％以上が１０度以下の入射角で厚さ約０．５マイクロメートルのフィルムを透過し得ることを意味する。陽極層として使用するのに適した他の材料は、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である。陽極層は、物理蒸着、化学蒸着又はスパッタリングによって下方の構成要素上に堆積させることができる。かかる導電性酸化物を含む陽極の厚さは、一実施形態では約１０〜約５００ナノメートル、別の実施形態では約１０〜約２００ナノメートル、さらに別の実施形態では約５０〜約２００ナノメートルの範囲内にあり得る。例えば約５０ナノメートル未満の厚さを有する金属の薄くて実質的に透明な層も、好適な導電層として使用できる。陽極用の好適な金属は、約４．４電子ボルトを超えるような高い仕事関数を有するもの、例えば、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、アルミニウム或いはこれらの混合物又は合金である。一実施形態では、陽極を実質的に透明な基板（例えば、ガラス又はポリマー材料からなるもの）上に配設するのが望ましいことがある。
【００７９】
陰極は負の電荷キャリヤー（電子）を電子活性層中に注入するもので、（例えば、約４電子ボルト未満の）低い仕事関数を有する材料で形成される。一実施形態では、陰極として使用するのに適した低仕事関数材料は、Ｋ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｓｃ、Ｙ、ランタニド系列の元素、これらの合金又はこれらの混合物のような金属である。陰極層を形成するための好適な合金材料は、Ａｇ−Ｍｇ、Ａｌ−Ｌｉ、Ｉｎ−Ｍｇ及びＡｌ−Ｃａ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い層を何らかの他の金属（例えば、アルミニウム又は銀）の厚い層で被覆したもののような成層非合金構造物も可能である。陰極は、物理蒸着、化学蒸着又はスパッタリングによって下方の構成要素上に堆積させることができる。
【００８０】
一実施形態では、還元有機物質を用いて有機エレクトロルミネセンスデバイス中に含まれる表面改質電極を製造する場合、有機エレクトロルミネセンス層は正孔及び電子の両方に対する輸送媒体として役立つと考えられる。別の実施形態では、還元有機物質はエレクトロルミネセンスデバイスの層中に含まれる第一及び／又は第二の有機電子活性物質中に存在し、正孔及び電子の両方に対する輸送媒体として役立つと考えられる。エレクトロルミネセンスデバイスに関する簡単な理論モデルでは、エレクトロルミネセンス物質を含む電子活性層中で「正孔」及び電子が結合して励起状態の化学種を生じ、これが低エネルギーレベルに降下すると同時に可視範囲内のＥＭ放射を放出すると描写されている。エレクトロルミネセンスデバイスが共にエレクトロルミネセンスを示す第一及び第二の有機電子活性物質を含む本発明の様々な実施形態では、第一及び第二の有機電子活性物質は、デバイスが所望の波長範囲内の光を発生するように選択できる。一実施形態では、第一及び第二のエレクトロルミネセンス物質は別々の層（それぞれ第一の有機電子活性物質層及び第二の有機電子活性物質層という）としてデバイス中に配置される。これらの層の厚さは、通例、約５０〜約３００ナノメートルの範囲内にある。一実施形態では、第一及び第二の有機電子活性物質層のいずれか一方又は両方が還元有機物質を含んでいる。様々な実施形態では、第一の電子活性層中に存在する有機ＥＬ物質は還元有機物質を含み、第二の電子活性層は不飽和結合を有するポリマー、コポリマー、ポリマー混合物又は低分子量有機分子であり得る１種以上の中性物質のみを含んでいる。かかる物質は非局在化π電子系を有していて、これがポリマー鎖又は有機分子に高い移動度を有する正又は負電荷キャリヤーを支持する能力を付与する。好適な中性ポリマーは、ポリ（ｎ−ビニルカルバゾール）（「ＰＶＫ」、約３８０〜５００ナノメートルの波長の紫色ないし青色の光を放出する）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）（例えば、ポリ（９，９−ジヘキシルフルオレン）（４１０〜５５０ナノメートル）、ポリ（ジオクチルフルオレン）（４３６ナノメートルのピークＥＬ発光波長）及びポリ｛９，９−ビス（３，６−ジオキサヘプチル）フルオレン−２，７−ジイル｝（４００〜５５０ナノメートル））のようなその誘導体、ポリ（パラフェニレン）（「ＰＰＰ」）及びポリ（２−デシルオキシ−１，４−フェニレン）（４００〜５５０ナノメートル）やポリ（２，５−ジヘプチル−１，４−フェニレン）のようなその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（「ＰＰＶ」）及びジアルコキシ置換ＰＰＶやシアノ置換ＰＰＶのようなその誘導体、ポリチオフェン及びポリ（３−アルキルチオフェン）やポリ（４，４’−ジアルキル−２，２’−ビチオフェン）やポリ（２，５−チエニレンビニレン）のようなその誘導体、ポリ（ピリジンヒニレン）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及び他のポリマーの１種以上に基づくコポリマーも、放出される光の色を調整するために使用できる。
【００８１】
エレクトロルミネセンスを示す別の部類の好適な中性ポリマー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のケイ素主鎖ポリマーである。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、Ｈ．Ｓｕｚｕｋｉ ｅｔ ａｌ．，“Ｎｅａｒ−Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｆｒｏｍ Ｐｏｌｙｓｉｌａｎｅｓ”，３３１ Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ ６４−７０（１９９８）に開示されているポリ（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｝である。これらのポリシランは、約３２０〜約４２０ナノメートルの範囲内の波長を有する光を放出する。
【００８２】
例えば約５０００グラム／モル未満の分子量を有すると共に、還元可能な芳香族単位を含む有機物質も、電子活性層中に含まれる有機電子活性物質として適用できる。かかる物質の例は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、これは３８０〜５００ナノメートルの波長範囲内の光を放出する。一実施形態では、電子活性層は、非ポリマーである中性有機ＥＬ物質（例えば、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）を含み得る。これらの物質は、一般に約５２０ナノメートルの最大波長を有する光を放出する。さらに他の好適な物質は、４１５〜４５７ナノメートルの波長範囲内の光を放出するアルミニウムアセチルアセトネートやガリウムアセチルアセトネートやインジウムアセチルアセトネート及び４２０〜４３３ナノメートルの範囲内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）のような金属有機錯体である。白色光用途のためには、好ましい中性有機ＥＬ物質は青緑色波長の光を放出するものである。
【００８３】
可視波長範囲内の光を放出する他の好適な中性有機ＥＬ物質は、Ｕ．Ｍｉｔｓｃｈｋｅ ａｎｄ Ｐ．Ｂａｕｅｒｌｅ，“Ｔｈｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ”，Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．，Ｖｏｌ．１０，ｐｐ．１４７１−１５０７（２０００）（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）に開示されているトリス（８−キノリノラト）アルミニウム及び他の物質のような８−ヒドロキシキノリンの有機金属錯体である。
【００８４】
有機電子活性物質を含む１以上の電子活性層（例えば、有機ＥＬ層）を順次に重ねて形成することができ、各層は異なる波長範囲内の光を放出する異種の有機ＥＬ物質を含む。かかる構成は、発光デバイス全体から放出される光の色の調整を容易にすることができる。一実施形態では、本発明は、複数のエレクトロルミネセンス層を含むエレクトロルミネセンスデバイスであって、その１以上が還元有機物質を含むエレクトロルミネセンスデバイスを提供する。
【００８５】
一実施形態では、本発明の電気光学デバイスは本明細書中に前述した層以外に１以上の層を含んでいて、これらはデバイスの効率をさらに高めるためデバイス中に含めることができる。例えば、ＥＬデバイスの効率は、有機ＥＬ層中への正電荷（「正孔」）の注入及び／又は輸送を向上させる追加層を含めることで高めることができる。これらの層の各々の厚さは、通例は５００ナノメートル未満、好ましくは１００ナノメートル未満である。これらの追加層用の好適な物質は、低分子量ないし中分子量（例えば、約２０００グラム／モル未満）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、吹付け塗り、漬け塗り或いは物理又は化学蒸着のような通常の方法により、デバイスの製造中に適用できる。本発明の一実施形態では、所定の順方向バイアスの下で一層高い注入電流を得るため及び／又はデバイスの破損までに一層高い最大電流を得るため、陽極層と有機ＥＬ層との間に正孔注入向上層を導入できる。このようにすれば、正孔注入向上層は陽極からの正孔の注入を容易にする。正孔注入向上層用の好適な材料は、米国特許第５，９９８，８０３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３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸ジアンヒドリド又はビス（１，２，５−チアジアゾロ）−ｐ−キノビス（１，３−ジチオール）のようなアリーレン系化合物である。
【００８６】
一実施形態では、本発明は、正孔注入向上層とエレクトロルミネセンス性の第一の有機電子活性層との間に配設された正孔輸送層を含む発光電気光学デバイスを提供する。正孔輸送層は正孔を輸送すると共に電子の輸送をブロックする結果、正孔及び電子は有機ＥＬ層中で最適に結合する。正孔輸送層用として適する例示的な材料には、米国特許第６，０２３，３７１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。
【００８７】
他の実施形態では、本発明は、追加層として「電子注入及び／又は輸送向上層」又は「電荷注入及び／又は輸送向上層」を含む電気光学デバイスを提供する。かかる層は、一実施形態では電子供与物質と有機ＥＬ層との間に配設でき、図２に示すように第一の導電層２０と第一の電子活性層４０との間に配設できる。電子注入及び／又は輸送向上層用として適する材料は、米国特許第６，０２３，３７１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、トリス（８−キノリノラト）アルミニウムなどの有機金属錯体、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である。
【００８８】
一実施形態では、本発明は、１以上の電荷ブロック層又は電荷閉込め層を含む電気光学デバイスを提供する。例示的な電荷閉込め層材料を次式の構造XVI（「ｐｏｌｙ（ＴＰＤ）」とも略示、商業的に入手可能）に示す。
【００８９】
【化２４】
様々な種類の電荷輸送層及び／又は正孔輸送層を有する電気光学デバイスは、本明細書中に記載されるような有機電子活性物質としての還元有機物質と共に使用できるが、第一の導電層と、第二の導電層と、第一及び第二の導電層の間に配設された電子活性層とから実質的になる電気光学デバイスであって、電子活性層が有機電子活性物質を含み、有機電子活性物質が還元有機物質を含む電気光学デバイスを形成することも可能である。かかるデバイスは、有機電子活性物質の単層を含むので、時には「単層デバイス」といわれることもある。
【００９０】
一実施形態では、本発明は、米国特許第６，８４７，１６２号に開示されているもののような、還元有機物質と１以上のホトルミネセンス（「ＰＬ」）層とを含むと共に、少なくとも蛍光層及び／又はりん光層を有する発光デバイスを提供する。
【００９１】
別の実施形態では、本発明は、還元有機物質を含む光起電力（「ＰＶ」）セルであるオプトエレクトロニックデバイスを提供する。還元有機物質は、電極と隣接するＥＬ活性物質との界面を横切る電子の効率的な輸送により、ＰＶセルの性能を高める。
【００９２】
一態様では、本発明は電気光学デバイスの作製方法を提供する。この方法は、第一の導電層と第二の導電層との間に電子活性物質の層を配設して電気光学デバイスを形成することを含んでなり、電子活性物質は第一の有機電子活性物質を含み、第一の有機電子活性物質は還元有機物質を含んでいる。
【００９３】
別の実施形態では、本発明は、オプトエレクトロニックデバイスの製造方法であって、（ａ）（本明細書中に前述したようにして製造した）表面改質された第一の電極を設け、（ｂ）表面改質された第一の電極上に電荷移動促進物質を配設し、（ｃ）電荷移動促進物質上に有機電子活性物質（例えば、有機ＥＬ物質）を配設し、（ｄ）有機電子活性物質上に第二の電極を設けることを含んでなる方法を提供する。別の実施形態では、本発明は、電気光学デバイスの製造方法であって、（ａ）陰極のような第一の導電層を設け、（ｂ）還元ポリマー有機物質を含む第一の有機電子活性物質の層を第一の導電層上に配設し、（ｃ）陽極層のような第二の導電層を電子活性物質層上に配設することを含んでなる方法を提供する。
【００９４】
本発明の還元有機物質を含む表面改質電極及び有機電子活性物質を用いて製造できる有用なデバイスには、有機光起電力デバイス、光検出器、ディスプレイ装置及び有機発光デバイスがある。ディスプレイ装置は、ビジュアルサインを生み出すために使用する装置及び他の用途で例示される。かくして、一実施形態では、複数の電気光学デバイスを含んでなるディスプレイ装置であって、該デバイスが本明細書中に記載される１種以上の還元ポリマー物質を含むディスプレイ装置が提供される。本発明によって提供される方法を用いて組み立てられた電気光学デバイスは、動作させるのが容易である。一実施形態では、この方法は電気光学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いる。一実施形態では、本発明の第一の有機電子活性物質は電気エネルギーを光エネルギーに変換する。別の実施形態では、第一の有機電子活性物質は光起電力デバイスの場合のように光エネルギーを電気エネルギーに変換する。
【００９５】
本発明によって提供される電気光学デバイスは、照明及びビジュアルサイン用途、並びにコンピューターディスプレイ、クラフィックディスプレイ、標識、光検出器などをはじめとする製品のような、ほとんど無制限の種類の用途及び製品で利用できることを強調しておきたい。
【００９６】
さらに別の実施形態では、本発明は、（ａ）第一の導電層と、（ｂ）第二の導電層と、（ｃ）第一及び第二の導電層の間に配設された電子活性層とを含んでなる電気光学デバイスであって、電子活性層が第一の有機電子活性物質を含むと共に、前記第一の有機電子活性物質が中性有機前駆体を該中性有機前駆体に１以上の電子を移動させ得る還元剤に接触させる段階を含む方法で製造されたものである電気光学デバイスを提供する。本明細書中の別の場所で述べた通り、前記接触段階に際して使用できる好適な還元剤には、ナトリウム、カリウム及びカルシウムのようなアルカリ金属及びアルカリ土類金属がある。通例、接触段階には、約０〜約１５０℃の温度の溶媒中で還元剤（例えば、金属ナトリウム）を中性ポリマー前駆体と約３０秒ないし約３０時間にわたり化合させることが含まれる。好適な溶媒には、脂肪族エーテル溶剤、脂環式エーテル溶剤及び芳香族溶剤がある。脂肪族エーテル溶剤は、ＤＭＥ、ポリエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチルエーテルなどで例示される。脂環式エーテル溶剤は、テトラヒドロフラン、Ｎ−メチルモルホリン、ジオキサンなどで例示される。芳香族溶剤は、トルエン、キシレン、アニソールなどで例示される。一実施形態では、第一の有機電子活性物質はポリマー有機電子活性物質からなる群から選択される。
【実施例】
【００９７】
以下の実施例は、特許請求の範囲に記載した方法をいかに評価するかを当業者に詳しく説明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。特記しない限り、部は重量部であり、温度は摂氏温度（℃）である。ＣＰＤの単位はボルト（Ｖ）であり、有効仕事関数についての単位は電子ボルト（ｅＶ）である。一般に、ＣＰＤが大きいほど、有効仕事関数は低くなる。溶媒はカリウムからの蒸留で乾燥し、活性化シーブ上で貯蔵した。
【００９８】
実施例１
この実施例では、アルミニウム電極表面の仕事関数を０．６６電子ボルトだけ低下させる還元ポリマー有機物質を製造する際におけるスチレン−ビニルナフタレンコポリマー（「Ｎａｐｈｓｔｙｒ」と略す）の使用を実証する。
【００９９】
トルエン中でスチレン（１グラム）、ビニルナフタレン（１．３グラム）及びＡＩＢＮ（アゾビス（イソブチロニトリル）、５０ミリグラム）開始剤を用いて、スチレン及びビニルナフタレンの１：１コポリマーを製造した。重合を実施するため、混合物を脱気し、１３０℃の温度で１４時間加熱した。加熱後、固体をジクロロメタンに溶解し、次いでメタノールの添加で沈殿させた。沈殿物を単離し、ジクロロメタンに再溶解し、次いでメタノール中に再沈殿させた。最終生成物を濾過によって回収し、メタノールで洗い、真空乾燥することで、０．４４グラムの所望生成物を固体として得た。ゲルパーミエーションクロマトグラフィー分析により、ポリマーは２２０００の数平均分子量（Ｍｎ）及び５６０００の重量平均分子量（Ｍｗ）を有することがわかった。
【０１００】
上記で得られたコポリマー０．１グラムを５ミリリットルの乾燥エチレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＥ）に溶解した。得られた溶液に凍結／脱気／融解サイクルを３回施し、次いで金属カリウム（５９ミリグラム）と共に周囲温度で攪拌した。１〜２時間の攪拌後にｎａｐｈｔｈｓｔｙｒ−Ｋの緑色溶液を得た。この溶液をグローブボックス内でＡｌ−ガラス上に（毎分４０００回転で）スピンコートした。Ａｌ／Ｎａｐｈｓｔｙｒ−Ｋのケルビンプローブ分析は、１．７６ボルトの接触電位差（ＣＰＤ）を示した。Ａｌ−ガラスのＣＰＤは１．１ボルトであり、したがって０．６６ｅＶの有効仕事関数低下を示している。空気に約１分間暴露した後、ＣＰＤを再び測定したところ、変化せずに１．７６ボルトであることが判明した。
【０１０１】
実施例２
Ｎａｐｈｔｈｓｔｙｒ−ＫのＤＭＥ溶液のスピンコーティングを毎分１０００回転で行った点を除き、実施例１の手順を繰り返した。表面改質電極の初期ケルビンプローブ測定は、１．８２Ｖの仕事関数値を示した。空気に約１分間暴露した後、ケルビンプローブ値は変化しなかった。表面改質電極を周囲空気に１晩暴露した。次の日に行ったケルビンプローブ測定は、１．３８ＶのＣＰＤ値を示した。この値はＡｌ−ガラス対照試料の値（１．１８ボルト）よりなお０．２ボルト高く、０．２電子ボルトの有効仕事関数低下を表している。
【０１０２】
実施例３
この実施例では、アルミニウム電極表面の有効仕事関数を０．４２電子ボルトだけ低下させる還元ポリマー有機物質を製造する際におけるポリ（ビニルナフタレン）の使用を実証する。
【０１０３】
ポリ（ビニルナフタレン）は、トルエン中でのＡＩＢＮ開始剤による遊離基重合で製造した。生成物は、メタノール／塩化メチレン混合溶媒からの２回の沈殿で精製した。精製ポリマーは９２３０のＭｎ、４３３２のＭｗ、及び２．１３のＭｗ／Ｍｎを有していた。
【０１０４】
ＴＨＦ中のポリビニルナフタレンをカリウム還元したところ、暗色の溶液が得られた。この物質（Ｋ−ｐｏｌｙＮａｐｈ）をグローブボックス内でＡｌ／ガラス上にスピンコートした。ケルビンプローブ分析は１．４８ボルトのＣＰＤ値を示した。空気に２４時間暴露した後、ケルビンプローブは１．２１ボルトのＣＰＤ値を示した。
【０１０５】
実施例１〜３の結果は、還元フェニル及び／又はナフチルペンダント基を含む還元ポリマー有機物質が低い仕事関数及び空気による再酸化に対するある程度の抵抗性を付与することを示している。
【０１０６】
実施例４
市販のポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）をＴＨＦに溶解し、次いでカリウムで還元して濃青色の溶液を得た。Ｋ−ＰＶＫ溶液をＡｌ／ガラス上にスピンコートした。ケルビンプローブ分析は１．４２ボルトのＣＰＤ値を示した。
【０１０７】
実施例５
この実施例では、９，９−ジ（５−ヘキセニル）フルオレンとＭ(ＤＨ)４Ｄ１５Ｍ［Ｍｅ３ＳｉＯ−(ＭｅＳｉＨＯ)４−(ＳｉＭｅ２−Ｏ)１５−ＯＳｉＭｅ３］との反応による中性ポリマー有機前駆体の合成を実証する。
【０１０８】
フルオレン（５グラム、３０．１ミリモル）及び−ブロモ−５−ヘキセン（１５．７グラム、６４ミリモル）を５０ミリリットルのジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）及び５０ミリリットルの５０％水酸化ナトリウム水溶液と混合し、約１２０℃に１４時間加熱した。周囲温度に冷却した後、反応混合物は３つの層を含んでいたが、これらを分液漏斗で分離した。最上層は黄色であり、中間層は桃色であり、下層は乳白色であった。下層を除去し、２つの上部有機層を飽和塩化ナトリウム溶液で洗った。塩化ナトリウム水溶液を添加したところ、桃色が消失した。黄色の有機層が生じたが、これを分離し、減圧蒸留を施してＤＭＳＯ及び未反応の臭化ｎ−ヘキシルを除去した。
【０１０９】
蒸留フラスコ内の残留物質のＧＣ分析は、それが９０重量％を超える９，９−ジ（５−ヘキセニル）フルオレンと１０重量％未満の９−（５−ヘキセニル）フルオレンとの混合物であることを示した。フルオレンの完全な消費も推論された。ガスクロマトグラフィー及びプロトンＮＭＲ分析による所望生成物の分析は、それが９２％の９，９−ジ（５−ヘキセニル）フルオレンからなることを示した。
【０１１０】
実施例６
この実施例では、９，９−ジ（５−ヘキセニル）フルオレンのオレフィン基とＭ(ＤＨ)４Ｄ１５ＭのＳｉ−Ｈ基との相対モル比がそれぞれ１：２に相当するヒドロシリル化生成物の製造を記載する。
【０１１１】
ＤＭＥ（５ミリリットル）中で９，９−ジ（５−ヘキセニル）フルオレン（０．１２４グラム、０．３７６ミリモル）の溶液を調製した。この溶液１ミリリットルをＧＥ Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓ社の中間体８８４０５（式Ｍ(ＤＨ)４Ｄ１５Ｍを有するもの、０．１２グラム）及びＫａｒｓｔｅｄｔ白金触媒（キシレン中での５重量％溶液１マイクロリットル）と混合して２：１のＳｉ−Ｈ／オレフィンモル比を得た。ヒドロシリル化反応はプロトンＮＭＲ分光分析で追跡した。８０℃で１時間加熱した後、分光分析はすべてのオレフィン基の完全な消費を示した。得られた生成物は所望の架橋ヒドロシリル化生成物であった。
【０１１２】
実施例７
この実施例では、９，９−ジ（５−ヘキセニル）フルオレンのオレフィン基とＭ(ＤＨ)４Ｄ１５ＭのＳｉ−Ｈ基との相対モル比がそれぞれ１：１に相当するヒドロシリル化生成物の製造を記載する。
【０１１３】
ＤＭＥ（５ミリリットル）中で９，９−ジ（５−ヘキセニル）フルオレン（０．１２４グラム、０．３７６ミリモル）の溶液を調製した。この溶液１ミリリットルをＧＥ Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓ社の中間体８８４０５（式Ｍ(ＤＨ)４Ｄ１５Ｍを有するもの、０．０６グラム）及びＫａｒｓｔｅｄｔ白金触媒（キシレン中での５重量％溶液１マイクロリットル）と混合して１：１のＳｉ−Ｈ／オレフィンモル比を得た。ヒドロシリル化反応はプロトンＮＭＲ分光分析で追跡した。８０℃で１時間加熱した後、分光分析はすべてのオレフィン基の完全な消費を示した。得られた生成物は所望の架橋ヒドロシリル化生成物であった。
【０１１４】
実施例８
この実施例では、上記実施例７で製造した中性ポリマー有機前駆体から導かれる還元ポリマー有機物質の製造を記載する。
【０１１５】
実施例１１に後述されるようにして調製したカリウム−９，９−ジ（ｎ−ヘキシル−５−ヘキセニル）フルオレンの青色溶液（ＤＭＥ溶液１ミリリットル）を、上述のＫａｒｓｔｅｄｔ白金触媒溶液１マイクロリットルを含むバイアルに加えた。次いでこの溶液を、Ｍ(ＤＨ)４Ｄ１５Ｍ（０．０５８グラム）を含む第二のバイアルに加えた。Ｓｉ−Ｈ結合を含むＭ(ＤＨ)４Ｄ１５Ｍポリマーに添加した後、青色は赤色に変化した。次いで、混合溶液をドライボックス内でＡｌ−ガラス上に毎分４０００回転でスピンコートした。次いで、スライドを９０℃で１時間加熱した。ケルビンプローブ分析は１．４５ＶのＣＰＤ値を示した。次いで、スライドを空気に約１分間暴露した。空気暴露後の新しいＣＰＤ値は１．２６Ｖであり、被覆前に測定したＡｌ対照品の値に比べてなお約０．３ボルト高かった（これは０．３電子ボルトの有効仕事関数低下に相当していた）。最後に、フィルム被覆スライドにＳｃｏｔｃｈ Ｔａｐｅ引張試験を施し、次いでＣＰＤ値を再び測定した。ＣＰＤ値は変化せずに１．２６Ｖのままであった。
【０１１６】
実施例８の結果は、実施例１２及び１３（後述）の結果と考え合わせると、架橋オルガノシリコン還元ポリマー化学種は９０℃の加熱した後でもアルミニウム表面に対して良好な密着性を有することを実証している。
【０１１７】
実施例９及び１０
ベンゾフェノン（０．１グラム）をそれぞれ２モル当量のナトリウム及びカリウムで処理し、周囲温度で約１時間攪拌することで、ナトリウムベンゾフェノンケチル及びカリウムベンゾフェノンケチルを製造した。得られた溶液をＡｌ−ガラス上にスピンコートして対応する表面改質電極を製造した。ＣＰＤ測定は、両方の改質電極がＡｌ−ガラスに比べて低い仕事関数を有することを示した。即ち、ナトリウムベンゾフェノンケチル被覆電極に関するＣＰＤ値は１．３４Ｖであった。しかし、約１分間の空気暴露後、ＣＰＤは対照Ａｌ−ガラスに関して観測された値（１．１８ｅＶ）に比べて直ちに１．００６Ｖに低下した。同様に、カリウムベンゾフェノンケチル被覆電極に関するＣＰＤ値は１．８７Ｖであった。しかし、短時間の空気暴露はこの値を１．２Ｖに上昇させ、これは対照試料のＣＰＤとほぼ同じであった。
【０１１８】
実施例１１
この実施例では、カリウム−９，９−ジ（ｎ−ヘキセニル）フルオレンを含む被覆溶液でＡｌ−ガラス試料を被覆することで得られる結果を例示する。
【０１１９】
Ｓｃｈｌｅｎｋフラスコ内で、実施例５に記載したようにして調製した９，９−ジ（ｎ−ヘキシル）フルオレン（０．１２グラム、０．３６ミリモル）を５ミリリットルの乾燥ＤＭＥに溶解し、次いでカリウム（０．０３４グラム、０．８７ミリモル）を添加した。次に、この混合物に凍結−脱気−融解サイクルを３回施し、次いで周囲温度で攪拌した。溶液は４５分以内に青色になった。青色の溶液をグローブボックス内でＡｌ／ガラス上に４０００ｒｐｍ（毎分回転数）でスピンコートした。ブランクＡｌ／ガラスのケルビンプローブ測定は、０．８７ＶのＣＰＤ（接触電位差）を示した。青色の溶液で被覆したＡｌ／ガラス片は１．７６ＶのＣＰＤ値を有し、したがって０．８電子ボルトの有効仕事関数低下を示している。
【０１２０】
実施例１２
Ｍ(ＤＨ)４Ｄ１５Ｍ及び白金触媒のＤＭＥ溶液をＡｌ／ガラス上に４０００ｒｐｍでスピンコートし、次いで９０℃で１時間加熱した。ＣＰＤ値は０．９８Ｖであった。
【０１２１】
実施例１３
９，９−ジ（ｎ−ヘキシル）フルオレン、白金触媒及びＭ(ＤＨ)４Ｄ１５ＭのＤＭＥ溶液を、前述のようにスピンコートして加熱した。ＣＰＤ値は１．１３Ｖであった。
【０１２２】
実施例９〜１３では、電極を改質するために使用する還元有機物質がポリマーでない場合にも電極の仕事関数の向上が達成できることを実証している。
【０１２３】
実施例１４
ＡＤＳ１３１ＢＥは、さらに精製することなく受け入れたままで使用した。ガス入口及び磁気攪拌棒を備え、炉から取り出した直後のＳｃｈｌｅｎｋ管内に、０．０１グラムのＡＤＳ１３１ＢＥ及び０．０１グラムのカリウムを配置した。この混合物に、注射器で５ミリリットルのテトラヒドロフラン（又はエチレングリコールジメチルエーテル）を添加した。混合物を攪拌し、真空ラインを用いて凍結−脱気−融解サイクルを３回施した。連続攪拌で混合物を周囲温度に加温した。２〜６時間以内に青色が認められた。得られた溶液は、水分レベルが約１ｐｐｍ未満であり、酸素レベルが約１０ｐｐｍ未満であるグローブボックス内に貯蔵した。同じグローブボックス内で、還元ＡＤＳ１３１ＢＥのＤＭＥ溶液を用いて、予め清浄にした石英基体上にポリマーフィルムをスピンコートした。外周に光学接着剤を用いて、被覆石英基体を別の石英基体で封鎖した。ＨＰ８２５４ホトダイオードアレイスペクトロメーターでＵＶ−可視吸収測定を行った。未還元ＡＤＳ１３１ＢＥについても上述の手順を繰り返した。フィルム厚さの差を補償するため、励起波長でのインライン吸収を用いてＰＬ強度を補正した。ＰＬスペクトルは、カリウムによるＡＤＳ１３１ＢＥの還元がホトルミネセンス特性に影響を及ぼさないことを示した。
【０１２４】
実施例１５
この実施例では、電子活性ポリマー物質としてのカリウム−還元ＡＤＳ１３１ＢＥ及び裸のＡｌ陰極を用いた単層電気光学デバイスＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ／Ｋ−ＡＤＳ１３１ＢＥ／Ａｌの製造及び性能を記載する。まず、ＰＥＤＯＴ（Ｂａｙｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手したポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン））の水溶液を（予め紫外線及びオゾンで１０分間処理した）ガラス／ＩＴＯ基体上にスピンコートし、次いで空気中において１８０℃で６０分間ベークした。かくして、厚さ約６５ナノメートルのＰＥＤＯＴ層を有するガラス／ＩＴＯ基体を得た。ＰＥＤＯＴ被覆ガラス／ＩＴＯ基体を制御雰囲気のグローブボックス（そこでは水分及び酸素の両方が１ｐｐｍ未満の濃度に調節されている）内に配置した。次に、（上記実施例１８に記載したようにして製造した）カリウム−還元ＡＤＳ１３１ＢＥの溶液をグローブボックス内で調製した。ＰＥＤＯＴ被覆ガラス／ＩＴＯ層上に、Ｋ−還元ＡＤＳ１３１ＢＥ（時にはＫ−ＡＤＳ１３１ＢＥともいう）のフィルムをＤＭＥ溶液からスピンコートした。次に、２×１０−６トルの基礎真空度でＡｌを熱蒸着することで、Ｋ−ＡＤＳ１３１ＢＥ層上に陰極層を形成した。最後に、ガラススライドを用いてデバイスをカプセル封入し、光学接着剤で封鎖した。
【０１２５】
比較例１
Ｋ−ＡＤＳ１３１ＢＥの代わりにＡＤＳ１３１ＢＥを用いてＩＴＯガラス基体を被覆し、裸のＡｌ陰極の代わりにＡｌ−ＮａＦ二層陰極を用いた点を除き、実施例１５で使用した手順と同様な手順を用いて電気光学デバイス（ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ／ＡＤＳ１３１ＢＥ／Ａｌ−ＮａＦ）を製造した。
【０１２６】
比較例２
ＮａＦ−Ａｌ二層陰極の代わりに裸のＡｌ陰極を用いた点を除き、比較例１で使用した手順と同様な手順を用いて電気光学デバイス（ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ／ＡＤＳ１３１ＢＥ／Ａｌ）を製造した。
【０１２７】
実施例１６
この実施例では、電気光学デバイスＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ／ｐｏｌｙ（ＴＰＤ）／Ｋ−ＡＤＳ１３１ＢＥ／Ａｌの製造及び性能を記載する。ｐｏｌｙ（ＴＰＤ）は電荷閉込め層として使用した。ｐｏｌｙ（ＴＰＤ）は、ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｄｙｅ Ｓｏｕｒｃｅｓ，Ｉｎｃ．（カナダ国）から購入し、さらに精製することなく受け入れたままで使用したＡＤＳ２５４ＢＥ）を表す。使用した手順は、ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ層上にｐｏｌｙ（ＴＰＤ）を堆積させ、次いでＫ−ＡＤＳ１３１ＢＥ層及びＡｌ陰極層を堆積させた点を除き、実施例１９に記載した手順と同様であった。
【０１２８】
比較例３
Ｋ−ＡＤＳ１３１ＢＥの代わりに中性ポリマー物質ＡＤＳ１３１ＢＥを用い、裸のＡｌの代わりにＮａＦ／Ａｌ二層陰極を用いた点を除き、実施例１６に記載したものと同じ一般手順を用いて電気光学デバイスＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ／ｐｏｌｙ（ＴＰＤ）／ＡＤＳ１３１ＢＥ／ＮａＦ−Ａｌ）を製造した。
【０１２９】
上記で製造したデバイスの性能を図４及び５に示す。図４及び５は、ミリアンペア／平方センチメートル（ｍＡ／ｃｍ２）単位の電流密度をカンデラ／アンペア（ｃｄ／Ａ）単位で示す効率の関数としてプロットしたグラフを示している。実施例１５及び比較例１の電気光学デバイスのそれぞれに関する図４中のプロット１００及び１１０は、電子活性層としてのＫ−ＡＤＳ１３１及び裸のＡｌ陰極を有する実施例１５のデバイスが比較例１の従来デバイスと同等の（カンデラ／アンペア（ｃｄ／Ａ）が、電子活性層としての非ドープＡＤＳ１３１及びＮａＦ／Ａｌ二層陰極を有する比較例１の従来デバイスの効率と同等の（カンデラ／アンペア（ｃｄ／Ａ）で測定した）効率を有することを示している。さらに、実施例１５及び比較例２の電気光学デバイスのそれぞれに関するプロット１１０及び１２０を比較すると、実施例１５のデバイスは、電子活性層としての中性ポリマー化学種ＡＤＳ１３１ＢＥ及び裸のＡｌ陰極を使用した比較例２のデバイスよりはるかに高い（１０倍を超える）効率を有することがわかる。実施例１６のように、ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ層と電子活性層との間にｐｏｌｙ（ＴＰＤ）層を電荷閉込め層として含む場合には、図４中のプロット１１０と図５中のプロット１３０との比較からわかるように、実施例１５のデバイスに比べてデバイス効率のさらに顕著な向上が達成できる。比較例３及び実施例１６のデバイスの性能を比較すると、図５中のプロット１３０及び１４０を比較することでわかるように、電荷ブロック層としてのｐｏｌｙ（ＴＰＤ）層、電子活性層としてのＫ−ＡＤＳ１３１ＢＥ及び裸のＡｌ陰極を有するデバイスの効率は、少なくとも約４０ミリアンペア／平方センチメートルの電流密度までは、電荷ブロック層としてのｐｏｌｙ（ＴＰＤ）層、電子活性層としてのＡＤＳ１３１ＢＥ及びＮａＦ−Ａｌ二層陰極を有するデバイスの効率より高い。これらの結果は、電子活性物質として還元ポリマー有機物質を使用することで、デバイス効率の顕著な向上なしにデバイス寿命の短縮を引き起こすことがあるＮａＦのような腐食性物質を使用する必要なしに良好なデバイス性能を達成できることを明確に示している。
【０１３０】
以上、本発明の特定の特徴のみを例示し説明してきたが、当業者には数多くの修正及び変更が想起されるであろう。したがって、特許請求の範囲は本発明の真の技術的思想に含まれるかかる修正及び変更のすべてを包含するものと想定されていることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明の例示的な一実施形態に従い、第一及び第二の導電層の間に配設された第一の有機電子活性物質層を有する電気光学デバイスの略図である。
【図２】本発明の例示的な一実施形態に従い、第一及び第二の導電層の間に配設された隣接層、即ち第一の有機電子活性物質層及び電子輸送層か正孔輸送層か電荷閉込め層の１以上を有する電気光学デバイスの略図である。
【図３】本発明の例示的な一実施形態に従い、第一及び第二の導電層の間に配設された隣接層、即ち第一及び第二の有機電子活性物質層を有する電気光学デバイスの略図である。
【図４】本発明の例示的な一実施形態に係る電気光学デバイスＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ／Ｋ−ＡＤＳ１３１ＢＥ／Ａｌ、ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ／ＡＤＳ１３１ＢＥ／ＮａＦ−Ａｌ及びＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ／ＡＤＳ１３１ＢＥ／Ａｌに関し、効率に対して電流密度をプロットしたグラフである。
【図５】本発明の例示的な一実施形態に係る電気光学デバイスＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ／ポリ（ＴＰＤ）／Ｋ−ＡＤＳ１３１ＢＥ／Ａｌ、ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ／ポリ（ＴＰＤ）／ＡＤＳ１３１ＢＥ／ＮａＦ−Ａｌ及びＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ／ＡＤＳ１３１ＢＥ／ＮａＦ−Ａｌに関し、効率に対して電流密度をプロットしたグラフである。
【符号の説明】
【０１３２】
１０ 電気光学デバイス
２０ 第一の導電層
３０ 第二の導電層
４０ 第一の電子活性層
５０ 電源
６０ 電気光学デバイス
７０ 電荷注入／輸送／閉込め層
８０ 電気光学デバイス
９０ 第二の電子活性層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の導電層と、
第二の導電層と、
第一及び第二の導電層の間に配設され、第一の有機電子活性物質を含む電子活性層であって、第一の有機電子活性物質が還元有機物質を含む電子
活性層と
を含んでなる電気光学デバイス。
【請求項２】
電気光学デバイスの作製方法であって、
第一の導電層と第二の導電層との間に電子活性物質の層を配設して電気光学デバイスを形成することを含んでなり、電子活性物質が第一の有機電子活性物質を含み、第一の有機電子活性物質が還元有機物質を含む、方法。
【請求項３】
１種以上のカチオン化学種及び還元有機物質を含んでなる電子活性有機物質であって、前記還元有機物質が対応する還元可能な中性前駆体に比べて１以上の追加電子を含む、電子活性有機物質。
【請求項４】
複数の電気光学デバイスを含んでなるディスプレイ装置であって、前記電気光学デバイスの１以上が第一の電子活性有機物質を含み、前記第一の有機電子活性物質が還元有機物質を含む、ディスプレイ装置。
【請求項５】
１以上の導電層と、
前記導電層の表面上に配設された１種以上の還元ポリマー物質であって、対応する中性ポリマー前駆体に比べて１以上の追加電子及び１種以上のカチオン化学種を含む還元ポリマー物質と
を含んでなる表面改質電極。
【請求項６】
１種以上の還元ポリマー有機物質であって、対応する中性ポリマー有機前駆体に比べて１以上の追加電子を含むと共に、１種以上のカチオン化学種を含む還元ポリマー有機物質と、
１種以上の極性非プロトン性溶媒と
を含んでなる被覆組成物。
【請求項７】
表面改質された第一の電極と、
第二の電極と、
第一の電極及び第二の電極の間に配設されたエレクトロルミネセント有機物質と
を含んでなる電気光学デバイスであって、表面改質された第一の電極が１以上の導電層及び前記導電層の表面上に配設された１種以上の還元ポリマー物質を含むと共に、還元ポリマー物質が対応する中性ポリマー前駆体に比べて１以上の追加電子及び１種以上のカチオン化学種を含む、電気光学デバイス。
【請求項８】
１以上の導電層と、
１種以上の還元有機物質であって、対応する中性ポリマー前駆体に比べて１以上の追加電子及び１種以上のカチオン化学種を含む還元有機物質と
を含んでなる表面改質電極。
【請求項９】
陰極と、
陽極と、
陰極及び陽極の間に配設された電子活性層と
を含んでなる電気光学デバイスであって、電子活性層が還元ポリフルオレンを含む、電気光学デバイス。
【請求項１０】
第一の導電層と、
第二の導電層と、
第一及び第二の導電層の間に配設され、第一の有機電子活性物質を含む電子活性層であって、前記第一の有機電子活性物質が、中性有機前駆体を該中性有機前駆体に１以上の電子を移動させ得る還元剤に接触させる段階を含む方法で製造されたものである電子活性層と
を含んでなる電気光学デバイス。
【請求項１】
第一の導電層と、
第二の導電層と、
第一及び第二の導電層の間に配設され、第一の有機電子活性物質を含む電子活性層であって、第一の有機電子活性物質が還元有機物質を含む電子
活性層と
を含んでなる電気光学デバイス。
【請求項２】
電気光学デバイスの作製方法であって、
第一の導電層と第二の導電層との間に電子活性物質の層を配設して電気光学デバイスを形成することを含んでなり、電子活性物質が第一の有機電子活性物質を含み、第一の有機電子活性物質が還元有機物質を含む、方法。
【請求項３】
１種以上のカチオン化学種及び還元有機物質を含んでなる電子活性有機物質であって、前記還元有機物質が対応する還元可能な中性前駆体に比べて１以上の追加電子を含む、電子活性有機物質。
【請求項４】
複数の電気光学デバイスを含んでなるディスプレイ装置であって、前記電気光学デバイスの１以上が第一の電子活性有機物質を含み、前記第一の有機電子活性物質が還元有機物質を含む、ディスプレイ装置。
【請求項５】
１以上の導電層と、
前記導電層の表面上に配設された１種以上の還元ポリマー物質であって、対応する中性ポリマー前駆体に比べて１以上の追加電子及び１種以上のカチオン化学種を含む還元ポリマー物質と
を含んでなる表面改質電極。
【請求項６】
１種以上の還元ポリマー有機物質であって、対応する中性ポリマー有機前駆体に比べて１以上の追加電子を含むと共に、１種以上のカチオン化学種を含む還元ポリマー有機物質と、
１種以上の極性非プロトン性溶媒と
を含んでなる被覆組成物。
【請求項７】
表面改質された第一の電極と、
第二の電極と、
第一の電極及び第二の電極の間に配設されたエレクトロルミネセント有機物質と
を含んでなる電気光学デバイスであって、表面改質された第一の電極が１以上の導電層及び前記導電層の表面上に配設された１種以上の還元ポリマー物質を含むと共に、還元ポリマー物質が対応する中性ポリマー前駆体に比べて１以上の追加電子及び１種以上のカチオン化学種を含む、電気光学デバイス。
【請求項８】
１以上の導電層と、
１種以上の還元有機物質であって、対応する中性ポリマー前駆体に比べて１以上の追加電子及び１種以上のカチオン化学種を含む還元有機物質と
を含んでなる表面改質電極。
【請求項９】
陰極と、
陽極と、
陰極及び陽極の間に配設された電子活性層と
を含んでなる電気光学デバイスであって、電子活性層が還元ポリフルオレンを含む、電気光学デバイス。
【請求項１０】
第一の導電層と、
第二の導電層と、
第一及び第二の導電層の間に配設され、第一の有機電子活性物質を含む電子活性層であって、前記第一の有機電子活性物質が、中性有機前駆体を該中性有機前駆体に１以上の電子を移動させ得る還元剤に接触させる段階を含む方法で製造されたものである電子活性層と
を含んでなる電気光学デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−１７９９００（Ｐ２００６−１７９９００Ａ）
【公開日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３５９６９２（Ｐ２００５−３５９６９２）
【出願日】平成１７年１２月１４日（２００５．１２．１４）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月１４日（２００５．１２．１４）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
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