高効率ピクセル化エレクトロルミネセンスデバイスに使用するための高抵抗ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホネート）
例えばＯＬＥＤなどのエレクトロルミネセンスデバイスに使用するための高抵抗ＰＥＤＴ／ＰＳＳバッファ層が提供される。別の実施形態によって、高抵抗ＰＥＤＴ／ＰＳＳバッファ層を含むＯＬＥＤが提供される。さらに別の実施形態によって、キャストする前にＰＥＤＴ／ＰＳＳの水溶液に環状エーテル補助溶剤を添加することによって、水溶液から基板上にキャストされるＰＥＤＴ／ＰＳＳ層の導電率を減少させる方法が開発された。１つの実施形態において、この材料を赤色、緑色、青色の有機発光ダイオード（ＲＧＢ ＯＬＥＤ）の中間バッファ層として用いることができるように、基板上にキャストされるＰＥＤＴ／ＰＳＳ層の固有導電率を減少させる方法が提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光ダイオードなどのピクセル化エレクトロルミネセンスデバイスの製造における導電性ポリマーの使用に関する。
【０００２】
導電性ポリマーは最初は、２０年以上前に研究者の注目をあつめた。従来の導電材料（例えば、金属）と比較してこれらのポリマーに関心が高まったのは主として、軽量、可撓性、耐久性および加工が容易である可能性などの要因のためであった。今日まで最も商業的に成功した導電性ポリマーはポリアニリンおよびポリチオフェンであり、様々な商品名で販売されている。
【０００３】
発光型ディスプレイに使用するためのエレクトロルミネセンス（ＥＬ）デバイスが最近、開発されたことで導電性ポリマーに対する関心が再び高まることとなった。導電性ポリマーを含有する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）などのＥＬデバイスは概して、以下の構成を有する。
【０００４】
アノード／バッファ層／ＥＬポリマー／カソード
アノードは典型的に、例えば、インジウム／スズ酸化物（ＩＴＯ）などの半導性ＥＬポリマーの、ほかの場合なら充填πバンドに正孔を注入する能力を有する任意の材料である。アノードは場合により、ガラスまたはプラスチック基板上に支持される。ＥＬポリマーは典型的に、ポリ（パラフェニレンビニレン）またはポリフルオレンなどの共役半導電性ポリマーである。カソードは典型的に、半導性ＥＬポリマーの、ほかの場合なら空πバンドに電子を注入する能力を有する、ＣａまたはＢａなどの任意の材料である。
【０００５】
バッファ層は典型的に導電性ポリマーであり、アノードからＥＬポリマー層中への正孔の注入を容易にする。バッファ層はまた、正孔注入層、正孔輸送層と呼ばれることもあり、または二層アノードの一部として特徴づけられる場合がある。バッファ層として使用される代表的な導電性ポリマーは、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）のエメラルジン塩の形またはスルホン酸でドープされたポリマージオキシチオフェンである。最も広範囲に用いられるジオキシチオフェンは、ポリスチレンスルホン酸でドープされたポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）であり、ＰＥＤＴ／ＰＳＳと略される。ＰＥＤＴ／ＰＳＳは、バイエル（Ｂａｙｅｒ）からバイトロン（Ｂａｙｔｒｏｎ）（登録商標）Ｐとして市販されている。
【０００６】
ＰＥＤＴ／ＰＳＳは赤色、緑色、青色の有機発光ダイオード（ＲＧＢ ＯＬＥＤ）などのＥＬデバイス中でバッファ層として使用するための主な候補になっている。しかしながら、ＲＧＢ ＯＬＥＤにおいてＰＥＤＴ／ＰＳＳの広範囲にわたる使用を妨げる１つの要因は、デバイス性能を犠牲にしないでこの材料の導電率を制御することができないことである。例えば、ＲＧＢ ＯＬＥＤの製造において、（１センチ当たり約１．２×１０−５ジーメンス（Ｓ／ｃｍ）の固有導電率に対して）ＰＥＤＴ／ＰＳＳの低導電率層がディスプレイのピクセル間のクロストークを最小にするために望ましい。確かに、基板上にキャストする前にＰＥＤＴ／ＰＳＳの水溶液中に様々なポリマー添加剤を混入することによってＰＥＤＴ／ＰＳＳの導電率を調節する試みがなされた。しかしながら、これらの添加剤はＯＬＥＤの性能に有害な効果を与えることがある。
【０００７】
フィルムの厚さを減少させることによって、抵抗率を増加させることが可能である。しかしながら、ＯＬＥＤのＰＥＤＴ／ＰＳＳバッファ層の厚さを低減することは、フィルムが薄くなると電気ショートの発生のために製造率が低くなるので、良い選択ではない。ショートを避けるために、約２００ｎｍの厚さを有する比較的厚いバッファ層として用いることが必要である。
【０００８】
【非特許文献１】Ｈ．ベッカー（Ｈ．Ｂｅｃｋｅｒ）ら著、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．１２、４２（２０００年）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
電荷移動を促進するためにバッファ層が若干の電気導電率を有しなくてはならないが、ＰＥＤＴ／ＰＳＳバッファ層の導電率は、必要であるより概して高い。したがって、エレクトロルミネセンスデバイスに使用するための高抵抗ＰＥＤＴ／ＰＳＳバッファ層が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の１つの実施形態によって、高抵抗ＰＥＤＴ／ＰＳＳフィルムが提供される。本発明の別の実施形態によって、エレクトロルミネセンスデバイス、例えば、ＯＬＥＤに使用するための高抵抗ＰＥＤＴ／ＰＳＳバッファ層が提供される。本発明のさらに別の実施形態によって、高抵抗ＰＥＤＴ／ＰＳＳバッファ層を含むエレクトロルミネセンスデバイスが提供される。
【００１１】
本発明のさらに別の実施形態によって、環状エーテルを含む少なくとも１つの補助溶剤の有効量をＰＥＤＴ／ＰＳＳの水溶液に添加する工程と、前記溶液を基板上にキャストする工程とを含む、ＯＬＥＤに使用するための高抵抗バッファ層の製造方法が提供される。
【００１２】
本発明のさらに別の実施形態によって、水溶液から基板上にキャストされるＰＥＤＴ／ＰＳＳ層の導電率を減少させる方法であって、キャストする前に少なくとも１つの環状エーテル補助溶剤をＰＥＤＴ／ＰＳＳの水溶液に添加する工程を含む方法が開発された。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の１つの実施形態によって、例えば、ＯＬＥＤなどのエレクトロルミネセンスデバイスに使用するための高抵抗（低導電率）ＰＥＤＴ／ＰＳＳフィルムおよびバッファ層が提供される。本発明の別の実施形態によって、高抵抗（低導電率）ＰＥＤＴ／ＰＳＳバッファ層を含むＯＬＥＤが提供される。
【００１４】
電気抵抗率は電気導電率に逆比例している。従って、本明細書中で用いられる語句「高抵抗」および「低導電率」は、本明細書中で記載されたＰＥＤＴ／ＰＳＳバッファ層に対して交換可能に用いられる。本明細書中で用いられる語句「高抵抗」および「低導電率」は各々、市販のＰＥＤＴ／ＰＳＳの導電率レベルより小さい、すなわち、約１．２×１０−５Ｓ／ｃｍより小さい導電率レベルを指す。
【００１５】
抵抗率および導電率の値は典型的に、オーム−センチメートル（ｏｈｍ−ｃｍ）およびジーメンス／センチメートル（Ｓ／ｃｍ）の単位で記録される。本明細書中で用いられるとき、抵抗率の値ではなく導電率の値が（Ｓ／ｃｍの単位を用いて）記録される。
【００１６】
本発明のさらに別の実施形態によって、水溶液から基板上にキャストされるＰＥＤＴ／ＰＳＳ層の導電率を減少させる方法であって、有効量の少なくとも１つの環状エーテル補助溶剤を水溶液に添加する工程を含むが提供される。ＲＧＢ ＯＬＥＤの製造においてバッファ層などの適用において、低導電率ＰＥＤＴ／ＰＳＳ層が望ましい。
【００１７】
本明細書中で用いた用語「補助溶剤」は、室温において液体であり、水と混和性である物質を指す。本明細書中で用いた用語「混和性」は、補助溶剤が（各々の特定の補助溶剤についてここで示した濃度において）水と混合され、実質的に均質な溶液を形成することができることを意味する。
【００１８】
本発明の実施においての使用が考えられる例示的な環状エーテル補助溶剤には、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、４メチル−１，３−ジオキサン、４−フェニル−１，３−ジオキサン、１，３−ジオキソラン、２−メチル−１，３−ジオキソラン、１，３−ジオキサン、２，５−ジメトキシテトラヒドロフラン、２，５−ジメトキシ−２，５−ジヒドロフラン等、ならびにそれらの任意の２つ以上の組合せがある。本発明の１つの実施形態において、環状エーテル溶剤は、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、または１，４−ジオキサンである。本発明の別の実施形態において、環状エーテル溶剤は１，４−ジオキサンである。
【００１９】
ＰＥＤＴ／ＰＳＳの水溶液に添加された補助溶剤の量は、そこからキャストされるＰＥＤＴ／ＰＳＳ層の所望の導電率に依存する。補助溶剤は典型的に、約０．５重量％〜約７０重量％までの範囲の濃度において水溶液中に存在する（重量％は、全溶液の重量パーセントを指す）。１つの実施形態において、補助溶剤は、約０．５重量％〜約３５重量％までの範囲の濃度において水溶液中に存在する。本発明の別の実施形態において、補助溶剤は、約０．５重量％〜約１０重量％までの範囲の濃度において水溶液中に存在する。本発明のさらに別の実施形態において、補助溶剤は、約０．５重量％〜約２．５重量％までの範囲の濃度において水溶液中に存在する。
【００２０】
本発明の１つの実施形態において、例えば、１，４−ジオキサンなどの環状エーテル溶剤をＰＥＤＴ／ＰＳＳの水溶液に添加すると、そこからキャストされるＰＥＤＴ／ＰＳＳ層の導電率を１／１００に減少させる（すなわち、添加された補助溶剤のないＰＥＤＴ／ＰＳＳについて１０−５Ｓ／ｃｍに対して、１，４−ジオキサンを添加されたＰＥＤＴ／ＰＳＳについて１０−７Ｓ／ｃｍ）。本発明のこの実施形態によって製造されたＰＥＤＴ／ＰＳＳ層は、パッシブピクセル化ディスプレイに有用であり、そこにおいてはピクセル間のクロストークを最小にするために低導電率ＰＥＤＴ／ＰＳＳ層が望ましい。
【００２１】
本発明の別の実施形態において、少なくとも１つの環状エーテル補助溶剤の有効量をＰＥＤＴ／ＰＳＳの水溶液に添加する工程と、前記溶液を基板上にキャストする工程とを含む、ポリマー発光型ディスプレイの高抵抗バッファ層の製造方法が提供される。本発明によって製造された高抵抗ＰＥＤＴ／ＰＳＳバッファ層は、すぐれた正孔注入を提供し、電気ショートを最小にし、デバイスの寿命を増強し、ピクセル間の電流の漏れ（すなわち、クロストーク）を最小にする。
【００２２】
本発明によって製造されたＰＥＤＴ／ＰＳＳ層は当業者に周知の様々な技術を用いて基板上にキャストすることができる。代表的なキャスティング技術には、例えば、溶液キャスティング、ドロップキャスティング、カーテンキャスティング、スピン−コーティング、スクリーン印刷、インクジェット印刷等がある。キャスティングは典型的に室温において行なわれるが、キャスティングはまた、本技術分野に公知の、より高温またはより低温で行なわれてもよい。
【００２３】
本発明によって製造されたＰＥＤＴ／ＰＳＳ層を様々な基板上にキャストすることができる。本発明の１つの実施形態において、場合によりガラス、プラスチック、セラミック、ケイ素などの基板上にあるアノード材料の薄層上にＰＥＤＴ／ＰＳＳ層をキャストする。本発明の実施においての使用が考えられるアノード材料には、インジウム／スズ酸化物（ＩＴＯ）や、２族の元素（すなわち、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａ）、１３族の元素（すなわち、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ）、１４族の元素（Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ）の混合酸化物などがある。本明細書中で用いた語句「混合酸化物」は、２族の元素から選択された２つ以上の異なったカチオンを有する酸化物を指す。あるいは、アノードは、導電性ポリアニリンまたはポリ（ジオキシチオフェン）などの有機材料であってもよい。
【００２４】
本発明のさらに別の実施形態において、アノードと、バッファ層と、エレクトロルミネセンス材料と、カソードとを含むエレクトロルミネセンスデバイスが提供され、前記バッファ層が、約１×１０−５Ｓ／ｃｍ未満の導電率を有する。
【００２５】
本発明のさらに別の実施形態において、基板上にキャストされるＰＥＤＴ／ＰＳＳ層の乾燥条件が大幅に簡易化されてもよいことが発見された。例えば、本発明によって製造されたＰＥＤＴ／ＰＳＳ層を９０℃より低い温度において乾燥させることができる。（２００℃を超える代表的な乾燥温度に対して）これらのより温和な乾燥温度は、可撓性ＬＥＤの適用のために望ましい。温度が高くなると、可撓性の基板および／またはエレクトロルミネセンス材料のいくらかの劣化を起こすことがある。
【００２６】
本発明のさらに別の実施形態において、水溶液から基板上にキャストされるＰＥＤＴ／ＰＳＳ層の厚さを増加させる方法であって、有効量の少なくとも１つの補助溶剤を水溶液に添加する工程を含む方法が提供される。概して、導電率は、バッファ層の厚さを増加させることによってわずかに増加する。ディスプレイの生産率は、バッファ層の厚さを増加させることによって増加する。デバイスの性能は、バッファ層の厚さを増加させることによってわずかに減少する。
【００２７】
本発明は、以下の非限定的な実施例を参照して、より詳細に記載される。
【実施例】
【００２８】
（実施例１）
（補助溶剤がＰＥＤＴ／ＰＳＳの導電率および厚さに与える効果）
以下の実施例に用いられたＰＥＤＴ／ＰＳＳの水溶液をバイエル（Ｂａｙｅｒ）から商品名バイトロンＰ ＣＨ８０００（バイトロンＰ ＣＨ８０００は典型的に、約０．１４重量％のＰＥＤＴおよび約２．６重量％のＰＳＳを含有する）として購入した。パターン化ＩＴＯ電極を有するガラス基板を製造した。ＰＥＤＴ／ＰＳＳ層をパターン化基板の上にフィルムとしてスピン−キャストし、その後、表１に記載されたように乾燥させた。ＩＴＯ電極間の抵抗を高抵抗電位計を用いて測定した。フィルムの厚さをＤｅｃ−Ｔａｃ表面形状測定装置（テンコル・インストルメンツ（Ｔｅｎｃｏｒ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）製のアルファ・ステップ（Ａｌｐｈａ−Ｓｔｅｐ）５００表面形状測定装置）を用いて測定した。
【００２９】
以下の表１に示すように、環状エーテル補助溶剤を添加することによって、ＰＥＤＴ／ＰＳＳ層の導電率を１／３０未満、例えば、１．２×１０−５Ｓ／ｃｍから４．０×１０−７Ｓ／ｃｍより小さい値に減少させる。概して、同じく環状エーテル補助溶剤を添加すると、層の厚さを増加させる。表１の星印の２つの項目によって示されるように、本発明によって製造されたＰＥＤＴ／ＰＳＳ層を真空炉内で３０分間、５０℃で有効に乾燥させることができる。
【００３０】
【表１】
【００３１】
（実施例２）
（補助溶剤を含有する水溶液からキャストされるＰＥＤＴ／ＰＳＳ層を使用するデバイスの応力寿命（ｓｔｒｅｓｓ ｌｉｆｅ）の効果）
図１および２は、様々な補助溶剤を含有する水溶液からキャストされるＰＥＤＴ／ＰＳＳ層を有するエレクトロルミネセンス（ＥＬ）デバイスの応力寿命を比較する。（非特許文献１）に記載されているように、エレクトロルミネセンス材料として可溶性ポリ（１，４−フェニレンビニレン）コポリマー（ＣＰＰＶ）を用いてＥＬデバイスを製造した。デバイスは以下の構成を持った。
ガラス基板−−ＩＴＯアノード−−ＰＥＤＴ／ＰＳＳバッファ層−−Ｃ−ＰＰＶ−−Ｂａ／Ａｌカソード
【００３２】
図１は、補助溶剤を用いないＰＥＤＴ／ＰＳＳを使用するデバイスの応力寿命を示す。バッファ層は、１．２×１０−５Ｓ／ｃｍの導電率を有した。バッファ層は１０００ｒｐｍにおいてキャストされ、１２９ｎｍの厚さを有した。エレクトロルミネセンス層は６５０ｒｐｍにおいてキャストされ、７４ｎｍの厚さを有した。デバイスの応力寿命を、３ｃｍ２のバックライトで２．４９ｍＡ／ｃｍ２において測定した。初期効率は６．９〜７．０ｃｄ／Ａであり、動作電圧は３．７〜３．８Ｖであった。
【００３３】
図２は、１．５％の１，４−ジオキサンを有するＰＥＤＴ／ＰＳＳを使用するデバイスの応力寿命を示す。バッファ層は、６．９×１０−８Ｓ／ｃｍ未満の導電率を有した。バッファ層は１０００ｒｐｍにおいてキャストされ、１３６ｎｍの厚さを有した。エレクトロルミネセンス層は６５０ｒｐｍにおいてキャストされ、７６ｎｍの厚さを有した。デバイスの応力寿命を３ｃｍ２のバックライトで２．４４ｍＡ／ｃｍ２において測定した。初期効率は９．６〜１０．４ｃｄ／Ａであり、動作電圧は３．６〜３．９Ｖであった。環状エーテル補助溶剤を添加すると、ＰＥＤＴ／ＰＳＳの導電率を１．２×１０−５Ｓ／ｃｍから６．９×１０−８Ｓ／ｃｍより小さい値に減少させた。図１および２のデータは、少なくとも１つの環状エーテル補助溶剤をＰＥＤＴ／ＰＳＳの水溶液に添加することによって、そこからキャストされるＰＥＤＴ／ＰＳＳ層の導電率が、デバイスの応力寿命を損なわずに制御され得ることを示す。
【００３４】
（実施例３）
（補助溶剤の濃度の効果）
図３Ａおよび図３Ｂは、様々な１，４−ジオキサン濃度を有するＰＥＤＴ／ＰＳＳ（バイトロンＰ ＣＨ８０００）溶液の吸収スペクトルを示す。図３Ａは、ジオキサンを含有しないＰＥＤＴ／ＰＳＳ（３１０）および０．５重量％のジオキサンを含有するＰＥＤＴ／ＰＳＳ（３２０）、１．０重量％のジオキサンを含有するＰＥＤＴ／ＰＳＳ（３３０）、１．５重量％のジオキサンを含有するＰＥＤＴ／ＰＳＳ（３４０）、および２．０重量％のジオキサンを含有するＰＥＤＴ／ＰＳＳ（３５０）の吸収スペクトルを示す。図３Ａに示されるように、１，４−ジオキサン濃度が２重量％より低いとき、当該量の１，４−ジオキサンを含有するＰＥＤＴ／ＰＳＳの吸収スペクトルは、ＰＥＤＴ／ＰＳＳだけの吸収スペクトルと本質的に同じである。図３Ｂは、ジオキサンを含有しないＰＥＤＴ／ＰＳＳ（３１０）および２．０重量％のジオキサンを含有するＰＥＤＴ／ＰＳＳ（３５０）、３．０重量％のジオキサンを含有するＰＥＤＴ／ＰＳＳ（３６０）、４．０重量％のジオキサンを含有するＰＥＤＴ／ＰＳＳ（３７０）、５．０重量％のジオキサンを含有するＰＥＤＴ／ＰＳＳ（３８０）、および１０．０重量％のジオキサンを含有するＰＥＤＴ／ＰＳＳ（３９０）の吸収スペクトルを示す。図３Ｂに示されるように、１，４−ジオキサンの濃度が２重量％より高い時にＰＥＤＴ／ＰＳＳのスペクトルに著しい変化がある。９２０ｎｍあたりのピークが７６０ｎｍあたりに青色シフトされ、４３０および３２０ｎｍの２つの新しいピークが出現する。これらの変化は、１０重量％の１，４−ジオキサン濃度において図３Ｂにおいて最も明らかである。
【００３５】
図４に示されるように、実施例１に記載されたように製造されたＰＥＤＴ／ＰＳＳフィルムの導電率は、１，４−ジオキサン濃度の増加によって急激に減少する。導電率が７×１０−７Ｓ／ｃｍ未満に低下する（それは１．５％の１，４−ジオキサン濃度において計測器の検出限界を近づく。図５に示されるように、１，４−ジオキサン濃度が２重量％を超える時にＥＬデバイスの効率が低下し、動作電圧が増加する）。図６を参照すると、１，４−ジオキサン濃度が２重量％を超える時に８０℃においての応力寿命が減少するが、電圧の同様な増加が観察される（電圧増加率（Ｖ．Ｉ．Ｒ．））。図１〜６のデータは、ＰＥＤＴ／ＰＳＳの水溶液の好ましい１，４−ジオキサン濃度が約１．０〜１．５重量％であることを示す。
【００３６】
これらのデータは、１，４−ジオキサンをＰＥＤＴ／ＰＳＳの水溶液に約１．０〜１．５重量％の濃度において添加すると、デバイスの性能および応力寿命を損なわずにそこからキャストされるＰＥＤＴ／ＰＳＳ層の導電率を７×１０−７Ｓ／ｃｍ未満に減少させ、層の厚さを増加させることを明らかに示す。
【００３７】
本発明は、その特定の好ましい実施形態に対して詳細に記載されたが、改良および変型は、記載および請求される本発明の精神および範囲内であることは理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】補助溶剤を含有しない水溶液からキャストされるＰＥＤＴ／ＰＳＳ（バイトロンＰ ＣＨ８０００、ロット＃ＣＨＮ０００４）のバッファ層を使用するデバイスの８０℃においての応力寿命を示す。
【図２】１．５重量％の１，４−ジオキサン（すなわち、１．５重量％の１，４−ジオキサンを有するバイトロンＰ ＣＨ８０００、ロット＃ＣＨＮ０００４）を含有する水溶液からキャストされるＰＥＤＴ／ＰＳＳの層を使用するデバイスの８０℃においての応力寿命を示す。
【図３Ａ】様々な濃度の１，４−ジオキサンを含有するＰＥＤＴ／ＰＳＳ水溶液（すなわち、バイトロンＰ ＣＨ８０００、ロット♯ＣＨＮ０００４）の吸収スペクトルを示す。
【図３Ｂ】様々な濃度の１，４−ジオキサンを含有するＰＥＤＴ／ＰＳＳ水溶液（すなわち、バイトロンＰ ＣＨ８０００、ロット♯ＣＨＮ０００４）の吸収スペクトルを示す。
【図４】１，４−ジオキサン濃度が、様々な量の１，４−ジオキサンを含有する水溶液（すなわち、バイトロンＰ ＣＨ８０００、ロット♯ＣＨＮ０００４）からキャストされるＰＥＤＴ／ＰＳＳ層の導電率に与える効果を示す。
【図５】１，４−ジオキサン濃度が、様々な量の１，４−ジオキサンを含有する水溶液（すなわち、バイトロンＰ ＣＨ８０００、ロット♯ＣＨＮ０００４）からキャストされるＰＥＤＴ／ＰＳＳ層を使用するＳＹデバイスの効率および動作電圧に与える効果を示す。
【図６】１，４−ジオキサン濃度が、様々な量の１，４−ジオキサンを含有する水溶液（すなわち、バイトロンＰ ＣＨ８０００、ロット♯ＣＨＮ０００４）からキャストされるＰＥＤＴ／ＰＳＳ層を使用するデバイスの電圧増加率（ＶＩＲ）および８０℃においての応力寿命に与える効果を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光ダイオードなどのピクセル化エレクトロルミネセンスデバイスの製造における導電性ポリマーの使用に関する。
【０００２】
導電性ポリマーは最初は、２０年以上前に研究者の注目をあつめた。従来の導電材料（例えば、金属）と比較してこれらのポリマーに関心が高まったのは主として、軽量、可撓性、耐久性および加工が容易である可能性などの要因のためであった。今日まで最も商業的に成功した導電性ポリマーはポリアニリンおよびポリチオフェンであり、様々な商品名で販売されている。
【０００３】
発光型ディスプレイに使用するためのエレクトロルミネセンス（ＥＬ）デバイスが最近、開発されたことで導電性ポリマーに対する関心が再び高まることとなった。導電性ポリマーを含有する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）などのＥＬデバイスは概して、以下の構成を有する。
【０００４】
アノード／バッファ層／ＥＬポリマー／カソード
アノードは典型的に、例えば、インジウム／スズ酸化物（ＩＴＯ）などの半導性ＥＬポリマーの、ほかの場合なら充填πバンドに正孔を注入する能力を有する任意の材料である。アノードは場合により、ガラスまたはプラスチック基板上に支持される。ＥＬポリマーは典型的に、ポリ（パラフェニレンビニレン）またはポリフルオレンなどの共役半導電性ポリマーである。カソードは典型的に、半導性ＥＬポリマーの、ほかの場合なら空πバンドに電子を注入する能力を有する、ＣａまたはＢａなどの任意の材料である。
【０００５】
バッファ層は典型的に導電性ポリマーであり、アノードからＥＬポリマー層中への正孔の注入を容易にする。バッファ層はまた、正孔注入層、正孔輸送層と呼ばれることもあり、または二層アノードの一部として特徴づけられる場合がある。バッファ層として使用される代表的な導電性ポリマーは、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）のエメラルジン塩の形またはスルホン酸でドープされたポリマージオキシチオフェンである。最も広範囲に用いられるジオキシチオフェンは、ポリスチレンスルホン酸でドープされたポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）であり、ＰＥＤＴ／ＰＳＳと略される。ＰＥＤＴ／ＰＳＳは、バイエル（Ｂａｙｅｒ）からバイトロン（Ｂａｙｔｒｏｎ）（登録商標）Ｐとして市販されている。
【０００６】
ＰＥＤＴ／ＰＳＳは赤色、緑色、青色の有機発光ダイオード（ＲＧＢ ＯＬＥＤ）などのＥＬデバイス中でバッファ層として使用するための主な候補になっている。しかしながら、ＲＧＢ ＯＬＥＤにおいてＰＥＤＴ／ＰＳＳの広範囲にわたる使用を妨げる１つの要因は、デバイス性能を犠牲にしないでこの材料の導電率を制御することができないことである。例えば、ＲＧＢ ＯＬＥＤの製造において、（１センチ当たり約１．２×１０−５ジーメンス（Ｓ／ｃｍ）の固有導電率に対して）ＰＥＤＴ／ＰＳＳの低導電率層がディスプレイのピクセル間のクロストークを最小にするために望ましい。確かに、基板上にキャストする前にＰＥＤＴ／ＰＳＳの水溶液中に様々なポリマー添加剤を混入することによってＰＥＤＴ／ＰＳＳの導電率を調節する試みがなされた。しかしながら、これらの添加剤はＯＬＥＤの性能に有害な効果を与えることがある。
【０００７】
フィルムの厚さを減少させることによって、抵抗率を増加させることが可能である。しかしながら、ＯＬＥＤのＰＥＤＴ／ＰＳＳバッファ層の厚さを低減することは、フィルムが薄くなると電気ショートの発生のために製造率が低くなるので、良い選択ではない。ショートを避けるために、約２００ｎｍの厚さを有する比較的厚いバッファ層として用いることが必要である。
【０００８】
【非特許文献１】Ｈ．ベッカー（Ｈ．Ｂｅｃｋｅｒ）ら著、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．１２、４２（２０００年）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
電荷移動を促進するためにバッファ層が若干の電気導電率を有しなくてはならないが、ＰＥＤＴ／ＰＳＳバッファ層の導電率は、必要であるより概して高い。したがって、エレクトロルミネセンスデバイスに使用するための高抵抗ＰＥＤＴ／ＰＳＳバッファ層が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の１つの実施形態によって、高抵抗ＰＥＤＴ／ＰＳＳフィルムが提供される。本発明の別の実施形態によって、エレクトロルミネセンスデバイス、例えば、ＯＬＥＤに使用するための高抵抗ＰＥＤＴ／ＰＳＳバッファ層が提供される。本発明のさらに別の実施形態によって、高抵抗ＰＥＤＴ／ＰＳＳバッファ層を含むエレクトロルミネセンスデバイスが提供される。
【００１１】
本発明のさらに別の実施形態によって、環状エーテルを含む少なくとも１つの補助溶剤の有効量をＰＥＤＴ／ＰＳＳの水溶液に添加する工程と、前記溶液を基板上にキャストする工程とを含む、ＯＬＥＤに使用するための高抵抗バッファ層の製造方法が提供される。
【００１２】
本発明のさらに別の実施形態によって、水溶液から基板上にキャストされるＰＥＤＴ／ＰＳＳ層の導電率を減少させる方法であって、キャストする前に少なくとも１つの環状エーテル補助溶剤をＰＥＤＴ／ＰＳＳの水溶液に添加する工程を含む方法が開発された。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の１つの実施形態によって、例えば、ＯＬＥＤなどのエレクトロルミネセンスデバイスに使用するための高抵抗（低導電率）ＰＥＤＴ／ＰＳＳフィルムおよびバッファ層が提供される。本発明の別の実施形態によって、高抵抗（低導電率）ＰＥＤＴ／ＰＳＳバッファ層を含むＯＬＥＤが提供される。
【００１４】
電気抵抗率は電気導電率に逆比例している。従って、本明細書中で用いられる語句「高抵抗」および「低導電率」は、本明細書中で記載されたＰＥＤＴ／ＰＳＳバッファ層に対して交換可能に用いられる。本明細書中で用いられる語句「高抵抗」および「低導電率」は各々、市販のＰＥＤＴ／ＰＳＳの導電率レベルより小さい、すなわち、約１．２×１０−５Ｓ／ｃｍより小さい導電率レベルを指す。
【００１５】
抵抗率および導電率の値は典型的に、オーム−センチメートル（ｏｈｍ−ｃｍ）およびジーメンス／センチメートル（Ｓ／ｃｍ）の単位で記録される。本明細書中で用いられるとき、抵抗率の値ではなく導電率の値が（Ｓ／ｃｍの単位を用いて）記録される。
【００１６】
本発明のさらに別の実施形態によって、水溶液から基板上にキャストされるＰＥＤＴ／ＰＳＳ層の導電率を減少させる方法であって、有効量の少なくとも１つの環状エーテル補助溶剤を水溶液に添加する工程を含むが提供される。ＲＧＢ ＯＬＥＤの製造においてバッファ層などの適用において、低導電率ＰＥＤＴ／ＰＳＳ層が望ましい。
【００１７】
本明細書中で用いた用語「補助溶剤」は、室温において液体であり、水と混和性である物質を指す。本明細書中で用いた用語「混和性」は、補助溶剤が（各々の特定の補助溶剤についてここで示した濃度において）水と混合され、実質的に均質な溶液を形成することができることを意味する。
【００１８】
本発明の実施においての使用が考えられる例示的な環状エーテル補助溶剤には、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、４メチル−１，３−ジオキサン、４−フェニル−１，３−ジオキサン、１，３−ジオキソラン、２−メチル−１，３−ジオキソラン、１，３−ジオキサン、２，５−ジメトキシテトラヒドロフラン、２，５−ジメトキシ−２，５−ジヒドロフラン等、ならびにそれらの任意の２つ以上の組合せがある。本発明の１つの実施形態において、環状エーテル溶剤は、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、または１，４−ジオキサンである。本発明の別の実施形態において、環状エーテル溶剤は１，４−ジオキサンである。
【００１９】
ＰＥＤＴ／ＰＳＳの水溶液に添加された補助溶剤の量は、そこからキャストされるＰＥＤＴ／ＰＳＳ層の所望の導電率に依存する。補助溶剤は典型的に、約０．５重量％〜約７０重量％までの範囲の濃度において水溶液中に存在する（重量％は、全溶液の重量パーセントを指す）。１つの実施形態において、補助溶剤は、約０．５重量％〜約３５重量％までの範囲の濃度において水溶液中に存在する。本発明の別の実施形態において、補助溶剤は、約０．５重量％〜約１０重量％までの範囲の濃度において水溶液中に存在する。本発明のさらに別の実施形態において、補助溶剤は、約０．５重量％〜約２．５重量％までの範囲の濃度において水溶液中に存在する。
【００２０】
本発明の１つの実施形態において、例えば、１，４−ジオキサンなどの環状エーテル溶剤をＰＥＤＴ／ＰＳＳの水溶液に添加すると、そこからキャストされるＰＥＤＴ／ＰＳＳ層の導電率を１／１００に減少させる（すなわち、添加された補助溶剤のないＰＥＤＴ／ＰＳＳについて１０−５Ｓ／ｃｍに対して、１，４−ジオキサンを添加されたＰＥＤＴ／ＰＳＳについて１０−７Ｓ／ｃｍ）。本発明のこの実施形態によって製造されたＰＥＤＴ／ＰＳＳ層は、パッシブピクセル化ディスプレイに有用であり、そこにおいてはピクセル間のクロストークを最小にするために低導電率ＰＥＤＴ／ＰＳＳ層が望ましい。
【００２１】
本発明の別の実施形態において、少なくとも１つの環状エーテル補助溶剤の有効量をＰＥＤＴ／ＰＳＳの水溶液に添加する工程と、前記溶液を基板上にキャストする工程とを含む、ポリマー発光型ディスプレイの高抵抗バッファ層の製造方法が提供される。本発明によって製造された高抵抗ＰＥＤＴ／ＰＳＳバッファ層は、すぐれた正孔注入を提供し、電気ショートを最小にし、デバイスの寿命を増強し、ピクセル間の電流の漏れ（すなわち、クロストーク）を最小にする。
【００２２】
本発明によって製造されたＰＥＤＴ／ＰＳＳ層は当業者に周知の様々な技術を用いて基板上にキャストすることができる。代表的なキャスティング技術には、例えば、溶液キャスティング、ドロップキャスティング、カーテンキャスティング、スピン−コーティング、スクリーン印刷、インクジェット印刷等がある。キャスティングは典型的に室温において行なわれるが、キャスティングはまた、本技術分野に公知の、より高温またはより低温で行なわれてもよい。
【００２３】
本発明によって製造されたＰＥＤＴ／ＰＳＳ層を様々な基板上にキャストすることができる。本発明の１つの実施形態において、場合によりガラス、プラスチック、セラミック、ケイ素などの基板上にあるアノード材料の薄層上にＰＥＤＴ／ＰＳＳ層をキャストする。本発明の実施においての使用が考えられるアノード材料には、インジウム／スズ酸化物（ＩＴＯ）や、２族の元素（すなわち、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａ）、１３族の元素（すなわち、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ）、１４族の元素（Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ）の混合酸化物などがある。本明細書中で用いた語句「混合酸化物」は、２族の元素から選択された２つ以上の異なったカチオンを有する酸化物を指す。あるいは、アノードは、導電性ポリアニリンまたはポリ（ジオキシチオフェン）などの有機材料であってもよい。
【００２４】
本発明のさらに別の実施形態において、アノードと、バッファ層と、エレクトロルミネセンス材料と、カソードとを含むエレクトロルミネセンスデバイスが提供され、前記バッファ層が、約１×１０−５Ｓ／ｃｍ未満の導電率を有する。
【００２５】
本発明のさらに別の実施形態において、基板上にキャストされるＰＥＤＴ／ＰＳＳ層の乾燥条件が大幅に簡易化されてもよいことが発見された。例えば、本発明によって製造されたＰＥＤＴ／ＰＳＳ層を９０℃より低い温度において乾燥させることができる。（２００℃を超える代表的な乾燥温度に対して）これらのより温和な乾燥温度は、可撓性ＬＥＤの適用のために望ましい。温度が高くなると、可撓性の基板および／またはエレクトロルミネセンス材料のいくらかの劣化を起こすことがある。
【００２６】
本発明のさらに別の実施形態において、水溶液から基板上にキャストされるＰＥＤＴ／ＰＳＳ層の厚さを増加させる方法であって、有効量の少なくとも１つの補助溶剤を水溶液に添加する工程を含む方法が提供される。概して、導電率は、バッファ層の厚さを増加させることによってわずかに増加する。ディスプレイの生産率は、バッファ層の厚さを増加させることによって増加する。デバイスの性能は、バッファ層の厚さを増加させることによってわずかに減少する。
【００２７】
本発明は、以下の非限定的な実施例を参照して、より詳細に記載される。
【実施例】
【００２８】
（実施例１）
（補助溶剤がＰＥＤＴ／ＰＳＳの導電率および厚さに与える効果）
以下の実施例に用いられたＰＥＤＴ／ＰＳＳの水溶液をバイエル（Ｂａｙｅｒ）から商品名バイトロンＰ ＣＨ８０００（バイトロンＰ ＣＨ８０００は典型的に、約０．１４重量％のＰＥＤＴおよび約２．６重量％のＰＳＳを含有する）として購入した。パターン化ＩＴＯ電極を有するガラス基板を製造した。ＰＥＤＴ／ＰＳＳ層をパターン化基板の上にフィルムとしてスピン−キャストし、その後、表１に記載されたように乾燥させた。ＩＴＯ電極間の抵抗を高抵抗電位計を用いて測定した。フィルムの厚さをＤｅｃ−Ｔａｃ表面形状測定装置（テンコル・インストルメンツ（Ｔｅｎｃｏｒ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）製のアルファ・ステップ（Ａｌｐｈａ−Ｓｔｅｐ）５００表面形状測定装置）を用いて測定した。
【００２９】
以下の表１に示すように、環状エーテル補助溶剤を添加することによって、ＰＥＤＴ／ＰＳＳ層の導電率を１／３０未満、例えば、１．２×１０−５Ｓ／ｃｍから４．０×１０−７Ｓ／ｃｍより小さい値に減少させる。概して、同じく環状エーテル補助溶剤を添加すると、層の厚さを増加させる。表１の星印の２つの項目によって示されるように、本発明によって製造されたＰＥＤＴ／ＰＳＳ層を真空炉内で３０分間、５０℃で有効に乾燥させることができる。
【００３０】
【表１】
【００３１】
（実施例２）
（補助溶剤を含有する水溶液からキャストされるＰＥＤＴ／ＰＳＳ層を使用するデバイスの応力寿命（ｓｔｒｅｓｓ ｌｉｆｅ）の効果）
図１および２は、様々な補助溶剤を含有する水溶液からキャストされるＰＥＤＴ／ＰＳＳ層を有するエレクトロルミネセンス（ＥＬ）デバイスの応力寿命を比較する。（非特許文献１）に記載されているように、エレクトロルミネセンス材料として可溶性ポリ（１，４−フェニレンビニレン）コポリマー（ＣＰＰＶ）を用いてＥＬデバイスを製造した。デバイスは以下の構成を持った。
ガラス基板−−ＩＴＯアノード−−ＰＥＤＴ／ＰＳＳバッファ層−−Ｃ−ＰＰＶ−−Ｂａ／Ａｌカソード
【００３２】
図１は、補助溶剤を用いないＰＥＤＴ／ＰＳＳを使用するデバイスの応力寿命を示す。バッファ層は、１．２×１０−５Ｓ／ｃｍの導電率を有した。バッファ層は１０００ｒｐｍにおいてキャストされ、１２９ｎｍの厚さを有した。エレクトロルミネセンス層は６５０ｒｐｍにおいてキャストされ、７４ｎｍの厚さを有した。デバイスの応力寿命を、３ｃｍ２のバックライトで２．４９ｍＡ／ｃｍ２において測定した。初期効率は６．９〜７．０ｃｄ／Ａであり、動作電圧は３．７〜３．８Ｖであった。
【００３３】
図２は、１．５％の１，４−ジオキサンを有するＰＥＤＴ／ＰＳＳを使用するデバイスの応力寿命を示す。バッファ層は、６．９×１０−８Ｓ／ｃｍ未満の導電率を有した。バッファ層は１０００ｒｐｍにおいてキャストされ、１３６ｎｍの厚さを有した。エレクトロルミネセンス層は６５０ｒｐｍにおいてキャストされ、７６ｎｍの厚さを有した。デバイスの応力寿命を３ｃｍ２のバックライトで２．４４ｍＡ／ｃｍ２において測定した。初期効率は９．６〜１０．４ｃｄ／Ａであり、動作電圧は３．６〜３．９Ｖであった。環状エーテル補助溶剤を添加すると、ＰＥＤＴ／ＰＳＳの導電率を１．２×１０−５Ｓ／ｃｍから６．９×１０−８Ｓ／ｃｍより小さい値に減少させた。図１および２のデータは、少なくとも１つの環状エーテル補助溶剤をＰＥＤＴ／ＰＳＳの水溶液に添加することによって、そこからキャストされるＰＥＤＴ／ＰＳＳ層の導電率が、デバイスの応力寿命を損なわずに制御され得ることを示す。
【００３４】
（実施例３）
（補助溶剤の濃度の効果）
図３Ａおよび図３Ｂは、様々な１，４−ジオキサン濃度を有するＰＥＤＴ／ＰＳＳ（バイトロンＰ ＣＨ８０００）溶液の吸収スペクトルを示す。図３Ａは、ジオキサンを含有しないＰＥＤＴ／ＰＳＳ（３１０）および０．５重量％のジオキサンを含有するＰＥＤＴ／ＰＳＳ（３２０）、１．０重量％のジオキサンを含有するＰＥＤＴ／ＰＳＳ（３３０）、１．５重量％のジオキサンを含有するＰＥＤＴ／ＰＳＳ（３４０）、および２．０重量％のジオキサンを含有するＰＥＤＴ／ＰＳＳ（３５０）の吸収スペクトルを示す。図３Ａに示されるように、１，４−ジオキサン濃度が２重量％より低いとき、当該量の１，４−ジオキサンを含有するＰＥＤＴ／ＰＳＳの吸収スペクトルは、ＰＥＤＴ／ＰＳＳだけの吸収スペクトルと本質的に同じである。図３Ｂは、ジオキサンを含有しないＰＥＤＴ／ＰＳＳ（３１０）および２．０重量％のジオキサンを含有するＰＥＤＴ／ＰＳＳ（３５０）、３．０重量％のジオキサンを含有するＰＥＤＴ／ＰＳＳ（３６０）、４．０重量％のジオキサンを含有するＰＥＤＴ／ＰＳＳ（３７０）、５．０重量％のジオキサンを含有するＰＥＤＴ／ＰＳＳ（３８０）、および１０．０重量％のジオキサンを含有するＰＥＤＴ／ＰＳＳ（３９０）の吸収スペクトルを示す。図３Ｂに示されるように、１，４−ジオキサンの濃度が２重量％より高い時にＰＥＤＴ／ＰＳＳのスペクトルに著しい変化がある。９２０ｎｍあたりのピークが７６０ｎｍあたりに青色シフトされ、４３０および３２０ｎｍの２つの新しいピークが出現する。これらの変化は、１０重量％の１，４−ジオキサン濃度において図３Ｂにおいて最も明らかである。
【００３５】
図４に示されるように、実施例１に記載されたように製造されたＰＥＤＴ／ＰＳＳフィルムの導電率は、１，４−ジオキサン濃度の増加によって急激に減少する。導電率が７×１０−７Ｓ／ｃｍ未満に低下する（それは１．５％の１，４−ジオキサン濃度において計測器の検出限界を近づく。図５に示されるように、１，４−ジオキサン濃度が２重量％を超える時にＥＬデバイスの効率が低下し、動作電圧が増加する）。図６を参照すると、１，４−ジオキサン濃度が２重量％を超える時に８０℃においての応力寿命が減少するが、電圧の同様な増加が観察される（電圧増加率（Ｖ．Ｉ．Ｒ．））。図１〜６のデータは、ＰＥＤＴ／ＰＳＳの水溶液の好ましい１，４−ジオキサン濃度が約１．０〜１．５重量％であることを示す。
【００３６】
これらのデータは、１，４−ジオキサンをＰＥＤＴ／ＰＳＳの水溶液に約１．０〜１．５重量％の濃度において添加すると、デバイスの性能および応力寿命を損なわずにそこからキャストされるＰＥＤＴ／ＰＳＳ層の導電率を７×１０−７Ｓ／ｃｍ未満に減少させ、層の厚さを増加させることを明らかに示す。
【００３７】
本発明は、その特定の好ましい実施形態に対して詳細に記載されたが、改良および変型は、記載および請求される本発明の精神および範囲内であることは理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】補助溶剤を含有しない水溶液からキャストされるＰＥＤＴ／ＰＳＳ（バイトロンＰ ＣＨ８０００、ロット＃ＣＨＮ０００４）のバッファ層を使用するデバイスの８０℃においての応力寿命を示す。
【図２】１．５重量％の１，４−ジオキサン（すなわち、１．５重量％の１，４−ジオキサンを有するバイトロンＰ ＣＨ８０００、ロット＃ＣＨＮ０００４）を含有する水溶液からキャストされるＰＥＤＴ／ＰＳＳの層を使用するデバイスの８０℃においての応力寿命を示す。
【図３Ａ】様々な濃度の１，４−ジオキサンを含有するＰＥＤＴ／ＰＳＳ水溶液（すなわち、バイトロンＰ ＣＨ８０００、ロット♯ＣＨＮ０００４）の吸収スペクトルを示す。
【図３Ｂ】様々な濃度の１，４−ジオキサンを含有するＰＥＤＴ／ＰＳＳ水溶液（すなわち、バイトロンＰ ＣＨ８０００、ロット♯ＣＨＮ０００４）の吸収スペクトルを示す。
【図４】１，４−ジオキサン濃度が、様々な量の１，４−ジオキサンを含有する水溶液（すなわち、バイトロンＰ ＣＨ８０００、ロット♯ＣＨＮ０００４）からキャストされるＰＥＤＴ／ＰＳＳ層の導電率に与える効果を示す。
【図５】１，４−ジオキサン濃度が、様々な量の１，４−ジオキサンを含有する水溶液（すなわち、バイトロンＰ ＣＨ８０００、ロット♯ＣＨＮ０００４）からキャストされるＰＥＤＴ／ＰＳＳ層を使用するＳＹデバイスの効率および動作電圧に与える効果を示す。
【図６】１，４−ジオキサン濃度が、様々な量の１，４−ジオキサンを含有する水溶液（すなわち、バイトロンＰ ＣＨ８０００、ロット♯ＣＨＮ０００４）からキャストされるＰＥＤＴ／ＰＳＳ層を使用するデバイスの電圧増加率（ＶＩＲ）および８０℃においての応力寿命に与える効果を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＥＤＴ／ＰＳＳと、環状エーテル補助溶剤とを含み、約１×１０−５Ｓ／ｃｍ未満の導電率を有することを特徴とする、高抵抗フィルム。
【請求項２】
約１×１０−６Ｓ／ｃｍ未満の導電率を有することを特徴とする、請求項１に記載の高抵抗フィルム。
【請求項３】
アノードと、高抵抗バッファ層と、エレクトロルミネセンス材料と、カソードとを含むエレクトロルミネセンスデバイスであって、前記バッファ層が、ＰＥＤＴ／ＰＳＳと、環状エーテル補助溶剤とを含み、約１×１０−５Ｓ／ｃｍ未満の導電率を有することを特徴とする、エレクトロルミネセンスデバイス。
【請求項４】
前記バッファ層が約１×１０−６Ｓ／ｃｍ未満の導電率を有することを特徴とする、請求項３に記載のエレクトロルミネセンスデバイス。
【請求項５】
水溶液から基板上にキャストされるポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホネート）層の導電率を減少させる方法であって、有効量の少なくとも１つの環状エーテル補助溶剤を前記水溶液に添加する工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項６】
前記環状エーテル溶剤が、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、４メチル−１，３−ジオキサン、４−フェニル−１，３−ジオキサン、１，３−ジオキソラン、２−メチル−１，３−ジオキソラン、１，３−ジオキサン、２，５−ジメトキシテトラヒドロフラン、２，５−ジメトキシ−２，５−ジヒドロフラン、およびそれらの任意の２つ以上の組合せから選択された溶剤を含むことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記環状エーテル溶剤が、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、および１，４−ジオキサンから選択された溶剤を含むことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記環状エーテル溶剤が１，４−ジオキサンを含むことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つの補助溶剤が前記水溶液の約０．５重量％〜約７０重量％までの範囲を構成することを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの補助溶剤が前記水溶液の約０．５重量％〜約３５重量％までの範囲を構成することを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの補助溶剤が前記水溶液の約０．５重量％〜約１０重量％までの範囲を構成することを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの補助溶剤が前記水溶液の約０．５重量％〜約２．５重量％までの範囲を構成することを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホネート）層が、スピン−コーティング、カーテンキャスティング、またはスクリーン印刷によって前記基板上にキャストされることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項１４】
前記基板がインジウム／スズ酸化物であることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項１５】
前記基板がポリマーフィルムであることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項１６】
前記ポリマーフィルムがポリアニリンであることを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
水溶液から基板上にキャストされるポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホネート）層の導電率を約１×１０−５Ｓ／ｃｍ未満の値まで減少させる方法であって、約０．５重量％〜約２．５重量％までの範囲の１，４−ジオキサンを前記水溶液に添加する工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
少なくとも１つの環状エーテル補助溶剤の有効量をポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホネート）の水溶液に添加する工程と、前記溶液を基板上にキャストする工程とを含むことを特徴とする、発光ダイオードに使用するための高抵抗バッファ層の製造方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法によって製造されることを特徴とする、発光ダイオードに使用するための高抵抗バッファ層。
【請求項２０】
約１×１０−５Ｓ／ｃｍ未満の導電率を有することを特徴とする、請求項１８に記載の高抵抗バッファ層。
【請求項２１】
水溶液から基板上にキャストされるポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホネート）層の厚さを増加させる方法であって、有効量の少なくとも１つの環状エーテル補助溶剤を前記水溶液に添加する工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項１】
ＰＥＤＴ／ＰＳＳと、環状エーテル補助溶剤とを含み、約１×１０−５Ｓ／ｃｍ未満の導電率を有することを特徴とする、高抵抗フィルム。
【請求項２】
約１×１０−６Ｓ／ｃｍ未満の導電率を有することを特徴とする、請求項１に記載の高抵抗フィルム。
【請求項３】
アノードと、高抵抗バッファ層と、エレクトロルミネセンス材料と、カソードとを含むエレクトロルミネセンスデバイスであって、前記バッファ層が、ＰＥＤＴ／ＰＳＳと、環状エーテル補助溶剤とを含み、約１×１０−５Ｓ／ｃｍ未満の導電率を有することを特徴とする、エレクトロルミネセンスデバイス。
【請求項４】
前記バッファ層が約１×１０−６Ｓ／ｃｍ未満の導電率を有することを特徴とする、請求項３に記載のエレクトロルミネセンスデバイス。
【請求項５】
水溶液から基板上にキャストされるポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホネート）層の導電率を減少させる方法であって、有効量の少なくとも１つの環状エーテル補助溶剤を前記水溶液に添加する工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項６】
前記環状エーテル溶剤が、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、４メチル−１，３−ジオキサン、４−フェニル−１，３−ジオキサン、１，３−ジオキソラン、２−メチル−１，３−ジオキソラン、１，３−ジオキサン、２，５−ジメトキシテトラヒドロフラン、２，５−ジメトキシ−２，５−ジヒドロフラン、およびそれらの任意の２つ以上の組合せから選択された溶剤を含むことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記環状エーテル溶剤が、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、および１，４−ジオキサンから選択された溶剤を含むことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記環状エーテル溶剤が１，４−ジオキサンを含むことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つの補助溶剤が前記水溶液の約０．５重量％〜約７０重量％までの範囲を構成することを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの補助溶剤が前記水溶液の約０．５重量％〜約３５重量％までの範囲を構成することを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの補助溶剤が前記水溶液の約０．５重量％〜約１０重量％までの範囲を構成することを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの補助溶剤が前記水溶液の約０．５重量％〜約２．５重量％までの範囲を構成することを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホネート）層が、スピン−コーティング、カーテンキャスティング、またはスクリーン印刷によって前記基板上にキャストされることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項１４】
前記基板がインジウム／スズ酸化物であることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項１５】
前記基板がポリマーフィルムであることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項１６】
前記ポリマーフィルムがポリアニリンであることを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
水溶液から基板上にキャストされるポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホネート）層の導電率を約１×１０−５Ｓ／ｃｍ未満の値まで減少させる方法であって、約０．５重量％〜約２．５重量％までの範囲の１，４−ジオキサンを前記水溶液に添加する工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
少なくとも１つの環状エーテル補助溶剤の有効量をポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホネート）の水溶液に添加する工程と、前記溶液を基板上にキャストする工程とを含むことを特徴とする、発光ダイオードに使用するための高抵抗バッファ層の製造方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法によって製造されることを特徴とする、発光ダイオードに使用するための高抵抗バッファ層。
【請求項２０】
約１×１０−５Ｓ／ｃｍ未満の導電率を有することを特徴とする、請求項１８に記載の高抵抗バッファ層。
【請求項２１】
水溶液から基板上にキャストされるポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホネート）層の厚さを増加させる方法であって、有効量の少なくとも１つの環状エーテル補助溶剤を前記水溶液に添加する工程を含むことを特徴とする方法。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【公表番号】特表２００６−５１８７７８（Ｐ２００６−５１８７７８Ａ）
【公表日】平成１８年８月１７日（２００６．８．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５００８４２（Ｐ２００６−５００８４２）
【出願日】平成１６年１月６日（２００４．１．６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０００３７０
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０６３２５６
【国際公開日】平成１６年７月２９日（２００４．７．２９）
【出願人】（３９００２３６７４）イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー (2,692)
【氏名又は名称原語表記】Ｅ．Ｉ．ＤＵ ＰＯＮＴ ＤＥ ＮＥＭＯＵＲＳ ＡＮＤ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１８年８月１７日（２００６．８．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１月６日（２００４．１．６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０００３７０
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０６３２５６
【国際公開日】平成１６年７月２９日（２００４．７．２９）
【出願人】（３９００２３６７４）イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー (2,692)
【氏名又は名称原語表記】Ｅ．Ｉ．ＤＵ ＰＯＮＴ ＤＥ ＮＥＭＯＵＲＳ ＡＮＤ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
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