JP2006520994A

JP2006520994A - 電子デバイスに使用するための可変抵抗ポリ（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）

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Publication number: JP2006520994A
Application number: JP2006500849A
Authority: JP
Inventors: チーチャン
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 2003-01-06
Filing date: 2004-01-06
Publication date: 2006-09-14
Also published as: WO2004063277A1; CN1723245A; US20040192830A1; KR20050098854A; EP1581593A1; TW200417593A; US7317048B2

Abstract

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可変抵抗ＰＥＤＴ／ＰＳＳバッファ層が提供される。別の実施形態によって、可変抵抗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層の導電率を変化させる方法が開発された。

Description

本発明は、電子デバイス、例えば、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いての導電性ポリマーの使用に関する。

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。

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。
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。さらに、導電性ポリマーをアノードのために用いることができる。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。

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。

Ｈ．ベッカー（Ｈ．Ｂｅｃｋｅｒ）ら著、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．１２、４２（２０００年）

ＰＥＤＴ／ＰＳＳは赤色、緑色、青色の有機発光ダイオード（ＲＧＢＯＬＥＤ）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、ＲＧＢＯＬＥＤ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、アクティブマトリクスＯＬＥＤにおいて、より高い導電率を有するバッファ層が有用である場合がある。パッシブマトリクスデバイスにおいて、１センチ当たり約１．２×１０^−５ジーメンス（Ｓ／ｃｍ）の固有導電率を超えない導電率を有するＰＥＤＴ／ＰＳＳの層が、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。非常に薄い層として使用することによって導電率を減少させることが可能である場合がある。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下するので、良い選択ではない。ショートを避けるために、厚さ約２００ｎｍの比較的厚いバッファ層を用いることが必要である。導電率を増加させずにＰＥＤＴ／ＰＳＳのより厚い層を形成することができるのが望ましい。

本発明の１つの実施形態によって、変化させることができる導電率および改良された厚さの制御を有する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、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に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、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。

本発明のさらに別の実施形態によって、ＯＬＥＤに使用するための、変化させることができる導電率および改良された厚さの制御を有するバッファ層を製造するための方法が提供される。前記方法は、有効量の少なくとも１つの補助溶剤を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。

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層の導電率を変化させる方法であって、キャストする前にＰＥＤＴ／ＰＳＳの水溶液に少なくとも１つの補助溶剤を添加する工程を含む方法が開発された。

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層の厚さを増加させる方法であって、キャストする前にＰＥＤＴ／ＰＳＳの水溶液に少なくとも１つの補助溶剤を添加する工程を含む方法が開発された。

本発明の１つの実施形態によって、より大きな厚さを有する可変抵抗ＰＥＤＴ／ＰＳＳフィルムおよびバッファ層が提供される。これらは、電子デバイスにおいて、特に、例えば、ＯＬＥＤなどのエレクトロルミネセンスデバイスにおいて有用である。本発明の別の実施形態によって、上述のＰＥＤＴ／ＰＳＳバッファ層を含むＯＬＥＤが提供される。

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。同様に、「低抵抗」および「高導電率」が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。

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。

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層の導電率を変化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。補助溶剤の選択および補助溶剤の量に応じて、ＰＥＤＴ／ＰＳＳ層の導電率を有効に制御することができる、すなわち、所望の適用に応じて導電率を増加または減少させてもよい。

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。

本発明の１つの実施形態において、補助溶剤は有機溶剤である。本発明の実施においての使用が考えられる有機溶剤には、エーテル溶剤、アルコール溶剤、アルコールエーテル溶剤、ケトン溶剤、ニトリル溶剤、スルホキシド溶剤、アミド溶剤、アミン溶剤、カルボン酸溶剤等、ならびにそれらの任意の２つ以上の組合せがある。

本発明の実施においての使用が考えられる例示的なエーテル溶剤には、ジエチルエーテル、エチルプロピルエーテル、ジプロピルエーテル（ｄｉｓｏｐｒｏｐｙｌｅｔｈｅｒ）、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、メチルｔ−ブチルエーテル、グリム、ジグリム、ベンジルメチルエーテル、イソクロマン、２−フェニルエチルメチルエーテル、ｎ−ブチルエチルエーテル、１，２−ジエトキシエタン、ｓｅｃ−ブチルエーテル、ジイソブチルエーテル、エチルｎ−プロピルエーテル、エチルイソプロピルエーテル、ｎ−ヘキシルメチルエーテル、ｎ−ブチルメチルエーテル、メチルｎ−プロピルエーテル等、ならびにそれらの任意の２つ以上の組合せなどがある。

本発明の実施においての使用が考えられる例示的なアルコール溶剤には、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール（すなわち、イソプロパノール）、１−ブタノール、２−ブタノール、２−メチル−１−プロパノール（すなわち、イソブタノール）、２−メチル−２−プロパノール（すなわち、ｔｅｒｔ−ブタノール）、１−ペンタノール、２−ペンタノール、３−ペンタノール、２，２−ジメチル−１−プロパノール、１−ヘキサノール、シクロペンタノール、３−メチル−１−ブタノール、３−メチル−２−ブタノール、２−メチル−１−ブタノール、２，２−ジメチル−１−プロパノール、３−ヘキサノール、２−ヘキサノール、４−メチル−２−ペンタノール、２−メチル−１−ペンタノール、２−エチルブタノール、２，４−ジメチル−３−ペンタノール、３−ヘプタノール、４−ヘプタノール、２−ヘプタノール、１−ヘプタノール、２−エチル−１−ヘキサノール、２，６−ジメチル−４−ヘプタノール、２−メチルシクロヘキサノール、３−メチルシクロヘキサノール、４−メチルシクロヘキサノール等、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、アルコール溶剤は、メタノール、エタノール、またはイソプロパノールである。本発明のさらに別の実施形態において、アルコール溶剤はイソプロパノールである。

本発明の実施においての使用が考えられる例示的なアルコールエーテル溶剤には、２−ブトキシエタノール、１−メトキシ−２−プロパノール、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、１−メトキシ−２−ブタノール、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、１−エトキシ−２−プロパノール、３−メトキシ−１−ブタノール、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、エチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、３−メトキシ−３−メチルブタノール、エチレングリコールモノ−ｔ−ブチルエーテル等、ならびにそれらの任意の２つ以上の組合せなどがある。本発明の１つの実施形態において、アルコールエーテル溶剤は、１−メトキシ−２−プロパノール、２−メトキシエタノール、または２−ブトキシエタノールである。本発明の別の実施形態において、アルコールエーテル溶剤は２−ブトキシエタノールである。

本発明の実施においての使用が考えられる例示的なケトン溶剤には、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソ−ブチルケトン、シクロヘキサノン、イソプロピルメチルケトン、２−ペンタノン、３−ペンタノン、３−ヘキサノン、ジイソプロピルケトン、２−ヘキサノン、シクロペンタノン、４−ヘプタノン、イソ−アミルメチルケトン、３−ヘプタノン、２−ヘプタノン、４−メトキシ−４−メチル−２−ペンタノン、５−メチル−３−ヘプタノン、２−メチルシクロヘキサノン、ジイソブチルケトン、５−メチル−２−オクタノン、３−メチルシクロヘキサノン、２−シクロへキセン−１−オン、４−メチルシクロヘキサノン、シクロヘプタノン、４−ｔ−ブチルシクロヘキサノン、イソホロン、ベンジルアセトン等、ならびにそれらの任意の２つ以上の組合せなどがある。

本発明の実施においての使用が考えられる例示的なニトリル溶剤には、アセトニトリル、アクリロニトリル、トリクロロアセトニトリル、プロピオニトリル、ピバロニトリル、イソブチロニトリル、ｎ−ブチロニトリル、メトキシアセトニトリル、２−メチルブチロニトリル、イソバレロニトリル、ｎ−バレロニトリル、ｎ−カプロニトリル、３−メトキシプロピオニトリル、３−エトキシプロピオニトリル、３，３’−オキシジプロピオニトリル、ｎ−ヘプタンニトリル、グリコロニトリル、ベンゾニトリル、エチレンシアノヒドリン、スクシノニトリル、アセトンシアノヒドリン、３−ｎ−ブトキシプロピオニトリル等、ならびにそれらの任意の２つ以上の組合せなどがある。

本発明の実施においての使用が考えられる例示的なスルホキシド溶剤には、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジ−ｎ−ブチルスルホキシド、テトラメチレンスルホキシド、メチルフェニルスルホキシド等、ならびにそれらの任意の２つ以上の組合せなどがある。本発明の１つの実施形態において、スルホキシド溶剤は、ＤＭＳＯまたはジ−ｎ−ブチルスルホキシドである。本発明の別の実施形態において、スルホキシド溶剤はＤＭＳＯである。

本発明の実施においての使用が考えられる例示的なアミド溶剤には、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド、アシルアミド、２−アセトアミドエタノール、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｍ−トルアミド、トリフルオロアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルドデカンアミド、ε−カプロラクタム、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、Ｎ−ｔ−ブチルホルムアミド、ホルムアミド、ピバルアミド、Ｎ−ブチルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアセトアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ−ホルミルエチルアミン、アセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルホルムアミド、１−ホルミルピペリジン、Ｎ−メチルホルムアニリド等、ならびにそれらの任意の２つ以上の組合せなどがある。本発明の１つの実施形態において、アミド溶剤はＤＭＦ、ジメチルアセトアミド、またはアシルアミドである。本発明の別の実施形態において、アミド溶剤はＤＭＦである。

本発明の実施においての使用が考えられる例示的なアミン溶剤には、モノ−、ジ−、およびトリ−アルキルアミン（本明細書中で用いた用語「アルキル」は、直鎖または分岐鎖Ｃ_１〜Ｃ_６ヒドロカルビル部分を指す）、環状アミン（例えば、ピロリジンなど）、芳香族アミン（例えば、ピリジンなど）等、ならびにそれらの任意の２つ以上の組合せなどがある。本発明の１つの実施形態において、アミン溶剤はピリジンである。

本発明の実施においての使用が考えられる例示的なカルボン酸溶剤には、Ｃ_１〜約Ｃ_６までの直鎖または分岐鎖カルボン酸がある。本発明の１つの実施形態において、カルボン酸溶剤はギ酸である。

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。

補助溶剤の適切な選択およびＰＥＤＴ／ＰＳＳの水溶液に添加された補助溶剤の量の適切な選択によって、溶液から基板上にキャストされるＰＥＤＴ／ＰＳＳ層の導電率を桁違いに変化させることができる。したがって、本発明の方法は、ＰＥＤＴ／ＰＳＳ層の導電率の増加または減少のどちらかが望ましい適用において有用である。

本発明の別の例示的な実施形態において、例えば、２−ブトキシエタノールなどのアルコールエーテル溶剤を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層の導電率を増加させる。例えば、２０重量％の２−ブトキシエタノールを含有する水溶液からキャストされるＰＥＤＴ／ＰＳＳ層は、補助溶剤を含有しない水溶液からキャストされる層に比べて導電率の１００倍の増加を示す（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、２−ブトキシエタノールを添加されたＰＥＤＴ／ＰＳＳについて１０^−３Ｓ／ｃｍ）。より高い導電率を有するＰＥＤＴ／ＰＳＳ層をアクティブマトリクスＬＥＤディスプレイおよび光電池などのデバイスにおいて用いることができる。

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。

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、ガラス、プラスチック、セラミック、ケイ素などの基板上に場合によりキャストされ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。

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。

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。

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ＰＣＨ８０００（バイトロンＰＣＨ８０００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、空気中で３分間、２００℃のホットプレート上で加熱して乾燥させた。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（ＴｅｎｃｏｒＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）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。以下の表１に示すように、ＰＥＤＴ／ＰＳＳ層の導電率を３桁超、変化させることができる。又、イソプロパノールを添加すると、導電率を増加させずに層の厚さを増加させることが表１に示される。

（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（ｓｔｒｅｓｓｌｉｆｅ）の効果）
図１〜３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

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、３ｃｍ^２のバックライトで２．４９ｍＡ／ｃｍ^２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。

図２は、１０％のイソプロパノールを有する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１．４×１０^−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、１８１ｎｍ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、３ｃｍ^２のバックライトで２．４９ｍＡ／ｃｍ^２において測定した。初期効率は８．０〜９．０ｃｄ／Ａであり、動作電圧は３．４〜３．５Ｖであった。イソプロパノール補助溶剤は導電率を変化させなかったが、ＰＥＤＴ／ＰＳＳ層の厚さを増加させた。

図３は、３０％の２−ブトキシエタノールを有する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、２．８×１０^−２Ｓ／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、１５５ｎｍの厚さを有した。エレクトロルミネセンス層は２８００ｒｐｍ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、３ｃｍ^２のバックライトで２．７４ｍＡ／ｃｍ^２において測定した。初期効率は７．１〜７．２ｃｄ／Ａであり、動作電圧は３．４〜３．５Ｖであった。２−ブトキシエタノール補助溶剤は、ＰＥＤＴ／ＰＳＳの導電率を１．２×１０^−５Ｓ／ｃｍから２．８×１０^−２Ｓ／ｃｍに増加させた。図１〜３のデータは、少なくとも１つの補助溶剤を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層の導電率および厚さが、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。

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。

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ＰＣＨ８０００、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。１０重量％のイソプロパノールを含有する水溶液からキャストされるＰＥＤＴ／ＰＳＳ、（すなわち、１０重量％のイソプロパノールを有する、バイトロンＰＣＨ８０００、ロット♯ＣＨＮ０００４）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。３０重量％の２−ブトキシエタノールを含有する水溶液からキャストされるＰＥＤＴ／ＰＳＳ（すなわち、３０重量％の２−ブトキシエタノールを有する、バイトロンＰＣＨ８０００、ロット♯ＣＨＮ０００４）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。

Claims

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）層の導電率を変化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。
前記少なくとも１つの補助溶剤が有機溶剤を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
前記有機溶剤が、エーテル溶剤、アルコール溶剤、アルコールエーテル溶剤、ケトン溶剤、ニトリル溶剤、スルホキシド溶剤、アミド溶剤、アミン溶剤、カルボン酸溶剤、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２に記載の方法。
前記有機溶剤がエーテル溶剤を含むことを特徴とする、請求項３に記載の方法。
前記エーテル溶剤が、ジエチルエーテル、エチルプロピルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、メチルｔ−ブチルエーテル、グリム、ジグリム、ベンジルメチルエーテル、イソクロマン、２−フェニルエチルメチルエーテル、ｎ−ブチルエチルエーテル、１，２−ジエトキシエタン、ｓｅｃ−ブチルエーテル、ジイソブチルエーテル、エチルｎ−プロピルエーテル、エチルイソプロピルエーテル、ｎ−ヘキシルメチルエーテル、ｎ−ブチルメチルエーテル、メチルｎ−プロピルエーテル、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４に記載の方法。
前記有機溶剤がアルコール溶剤を含むことを特徴とする、請求項３に記載の方法。
前記アルコール溶剤が、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール（すなわち、イソプロパノール）、１−ブタノール、２−ブタノール、２−メチル−１−プロパノール（すなわち、イソブタノール）、２−メチル−２−プロパノール（すなわち、ｔｅｒｔ−ブタノール）、１−ペンタノール、２−ペンタノール、３−ペンタノール、２，２−ジメチル−１−プロパノール、１−ヘキサノール、シクロペンタノール、３−メチル−１−ブタノール、３−メチル−２−ブタノール、２−メチル−１−ブタノール、２，２−ジメチル−１−プロパノール、３−ヘキサノール、２−ヘキサノール、４−メチル−２−ペンタノール、２−メチル−１−ペンタノール、２−エチルブタノール、２，４−ジメチル−３−ペンタノール、３−ヘプタノール、４−ヘプタノール、２−ヘプタノール、１−ヘプタノール、２−エチル−１−ヘキサノール、２，６−ジメチル−４−ヘプタノール、２−メチルシクロヘキサノール、３−メチルシクロヘキサノール、４−メチルシクロヘキサノール、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６に記載の方法。
前記アルコール溶剤が、メタノール、エタノール、またはイソプロパノールから選択された溶剤を含むことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
前記アルコール溶剤がイソプロパノールを含むことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
前記溶剤がアルコールエーテル溶剤を含むことを特徴とする、請求項３に記載の方法。
前記アルコールエーテル溶剤が、２−ブトキシエタノール、１−メトキシ−２−プロパノール、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、１−メトキシ−２−ブタノール、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、１−エトキシ−２−プロパノール、３−メトキシ−１−ブタノール、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、エチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、３−メトキシ−３−メチルブタノール、エチレングリコールモノ−ｔ−ブチルエーテル、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１０に記載の方法。
前記アルコールエーテル溶剤が、２−ブトキシエタノール、１−メトキシ−２−プロパノール、または２−メトキシエタノールから選択された溶剤を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
前記アルコールエーテル溶剤が２−ブトキシエタノールを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
前記有機溶剤がケトン溶剤を含むことを特徴とする、請求項３に記載の方法。
前記ケトン溶剤が、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソ−ブチルケトン、シクロヘキサノン、イソプロピルメチルケトン、２−ペンタノン、３−ペンタノン、３−ヘキサノン、ジイソプロピルケトン、２−ヘキサノン、シクロペンタノン、４−ヘプタノン、イソ−アミルメチルケトン、３−ヘプタノン、２−ヘプタノン、４−メトキシ−４−メチル−２−ペンタノン、５−メチル−３−ヘプタノン、２−メチルシクロヘキサノン、ジイソブチルケトン、５−メチル−２−オクタノン、３−メチルシクロヘキサノン、２−シクロへキセン−１−オン、４−メチルシクロヘキサノン、シクロヘプタノン、４−ｔ−ブチルシクロヘキサノン、イソホロン、ベンジルアセトン、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１４に記載の方法。
前記有機溶剤がニトリル溶剤を含むことを特徴とする、請求項３に記載の方法。
前記ニトリル溶剤が、アセトニトリル、アクリロニトリル、トリクロロアセトニトリル、プロピオニトリル、ピバロニトリル、イソブチロニトリル、ｎ−ブチロニトリル、メトキシアセトニトリル、２−メチルブチロニトリル、イソバレロニトリル、ｎ−バレロニトリル、ｎ−カプロニトリル、３−メトキシプロピオニトリル、３−エトキシプロピオニトリル、３，３’−オキシジプロピオニトリル、ｎ−ヘプタンニトリル、グリコロニトリル、ベンゾニトリル、エチレンシアノヒドリン、スクシノニトリル、アセトンシアノヒドリン、３−ｎ−ブトキシプロピオニトリル、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１６に記載の方法。
前記溶剤がスルホキシド溶剤を含むことを特徴とする、請求項３に記載の方法。
前記スルホキシド溶剤が、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジ−ｎ−ブチルスルホキシド、テトラメチレンスルホキシド、メチルフェニルスルホキシド、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１８に記載の方法。
前記スルホキシド溶剤が、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）およびジ−ｎ−ブチルスルホキシドから選択された溶剤を含むことを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
前記スルホキシド溶剤がジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）を含むことを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
前記有機溶剤がアミド溶剤を含むことを特徴とする、請求項３に記載の方法。
前記アミド溶剤が、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド、アシルアミド、２−アセトアミドエタノール、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｍ−トルアミド、トリフルオロアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルドデカンアミド、ε−カプロラクタム、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、Ｎ−ｔ−ブチルホルムアミド、ホルムアミド、ピバルアミド、Ｎ−ブチルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアセトアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ−ホルミルエチルアミン、アセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルホルムアミド、１−ホルミルピペリジン、Ｎ−メチルホルムアニリド、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２２に記載の方法。
前記アミド溶剤が、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド、およびアシルアミドから選択された溶剤を含むことを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
前記アミド溶剤がジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）を含むことを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
前記有機溶剤がアミン溶剤を含むことを特徴とする、請求項３に記載の方法。
前記アミン溶剤が、モノ−、ジ−、またはトリ−アルキルアミン、環状アミン、芳香族アミン、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２６に記載の方法。
前記アミン溶剤が芳香族アミン溶剤を含むことを特徴とする、請求項２６に記載の方法。
前記芳香族アミンがピリジンを含むことを特徴とする、請求項２８に記載の方法。
前記有機溶剤がカルボン酸溶剤を含むことを特徴とする、請求項３に記載の方法。
前記カルボン酸溶剤が、Ｃ_１〜約Ｃ_６までの直鎖または分岐鎖カルボン酸、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３０に記載の方法。
前記カルボン酸がギ酸を含むことを特徴とする、請求項３０に記載の方法。
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１に記載の方法。
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３３に記載の方法。
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３４に記載の方法。
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３５に記載の方法。
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。