JP2012510705A - 有機電子デバイス用のアノード - Google Patents

Abstract

有機電子デバイス用のアノードが提供される。このアノードは酸化表面層を有する導電性無機材料から構成される。この表面層は非導電性でかつ正孔輸送性である。

Description

関連出願の相互参照
本願は、米国特許法第１１９条（ｅ）項に基づいて、２００８年１２月１日に出願された米国仮特許出願第６１／１１８，７１３号明細書からの優先権を主張するものであり、この仮出願の内容は、その全体が参照によって本願に組み込まれる。

本開示は、一般的に、電子デバイス用のアノードおよびその形成方法に関する。

電子デバイスは活性層を包含する製品の種類を規定する。有機電子デバイスは少なくとも１つの有機活性層を有する。このようなデバイスは、発光ダイオードのように電気エネルギーを放射に変換し、電子的なプロセスによって信号を検出し、あるいは、光起電力電池のように放射を電気エネルギーに変換する。また、このデバイスは１つ以上の有機半導体層を包含する。

有機発光ダイオード（「ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ：ＯＬＥＤ」）は、エレクトロルミネッセンス能力のある有機層を含む有機電子デバイスである。導電性のポリマーを含有するＯＬＥＤは、次のような構成、すなわち、
アノード／ＥＬ材料／カソード
という構成を有することができ、さらに任意により、電極間に付加層を含むことができる。

ＯＬＥＤに用いられ層の形成には、蒸着および液相堆積を包含する多様な堆積技法を用いることが可能である。液相堆積技法には、インクジェット印刷および連続ノズル印刷のような印刷技法が包含される。

デバイスの複雑さおよび解像度が増大するにつれて、このデバイス用の材料および方法の改良に対するニーズが連続して存在する。

有機電子デバイス用のアノードであって、非導電性でかつ正孔輸送性の酸化表面層を有する導電性無機材料を含むアノードが提供される。

さらに、
基板と、
非導電性でかつ正孔輸送性の酸化表面層を有する導電性無機材料を含むアノードと、
少なくとも１つの有機活性層と、
カソードと、
を含む有機電子デバイスが提供される。

さらに、有機電子デバイスの形成方法であって、
無機表面層を有するＴＦＴ基板を用意するステップと、
そのＴＦＴ基板上にパターン化されたアノードを形成するステップと、
そのアノード上に非導電性の正孔輸送表面層を形成するために、十分な出力密度を有する酸素プラズマで、十分な時間、そのアノードを処理するステップと、
液相堆積技法によって、少なくとも１つの有機活性層を形成するステップと、
カソードを装着するステップと、
を含む方法が提供される。

上記の一般的な記述および以下の詳細説明は例示用および説明用のみのものであって、添付の請求項に規定される本発明を制限するものではない。

本発明を、非制限的な例として添付の図面に示す。

有機電子デバイスの模式的な図解である。

当業者は、図の対象物が簡単化と明解化のために例示されたものであって、必ずしもスケールどおりには描かれていないことを認めるであろう。例えば、図中のいくつかの対象物の寸法は、実施形態の理解の増進に資するために、他の対象物に対して拡大されている場合がある。

多くの態様および実施形態を上記に記述したが、これは単なる説明用であり、制限するものではない。当業者は、本明細書を読めば、本発明の範囲から逸脱することなく他の態様および実施形態が可能であることを認めるであろう。

任意の１つ以上の実施形態の他の特徴および利点は、以下の詳細説明および請求項から明らかになるであろう。詳細説明は、最初に用語の定義および明確化について述べ、続いて、アノード、方法、有機電子デバイスを説明し、最後に実施例を提示する。

１．用語の定義および明確化
以下の実施形態の詳細を述べる前に、いくつかの用語を定義し、明確化する。

「活性材料（ａｃｔｉｖｅ ｍａｔｅｒｉａｌ）」という用語は、デバイスの作用を電子的に促進する材料のことを言う。活性材料の例としては、電荷を伝導し、注入し、輸送し、あるいは遮断する材料が包含されるが、これに限定されない。この場合、電荷は電子または正孔のいずれかとすることができる。不活性材料の例としては、平坦化材料、絶縁材料および環境遮蔽材料が包含されるが、これに限定されない。

「アノード（ａｎｏｄｅ）」という用語は、正電荷キャリアを注入するのに特に効率がよい電極を意味するものとする。いくつかの実施形態においては、アノードは４．７ｅＶより大きい仕事関数を有する。

「正孔輸送性の（ｈｏｌｅ−ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ）」という用語は、層、材料、部材または構造の厚さを通過する正電荷の移動を、比較的高い効率でかつ電荷の損失が低い条件において容易にする層、材料、部材または構造について言う。

「層（ｌａｙｅｒ）」という用語は、用語「膜（ｆｉｌｍ）」と互換可能に用いられ、所要の面積をカバーする被膜のことを言う。この用語はサイズによっては限定されない。所要の面積は、デバイス全体と同じ程度の大きさのもの、あるいは、実際の視覚ディスプレイのような特定の機能面積と同じように小さいもの、あるいは単一のサブピクセルと同じように小さいものであることが可能である。層および膜は、蒸着、液相堆積（連続または非連続法）および熱転写のような任意の従来型堆積法によって形成できる。

「非導電性の（ｎｏｎ−ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ）」という用語は、材料について言う場合は、有意の電流が材料を通って流れることを全く許容しない材料を意味するものとする。一実施形態においては、非導電性の材料は約１０⁶オーム−ｃｍより大きいバルク抵抗率を有する。いくつかの実施形態においては、バルク抵抗率が約１０⁸オーム−ｃｍより大きい。

「プラズマ（ｐｌａｓｍａ）」という用語は、電磁場に対して強力にかつ集団的に反応する荷電粒子の集合体であって、気体状のクラウドまたはイオンビームの形態を取る荷電粒子の集合体を意味するものとする。プラズマの粒子は（一般的に電子を剥がされて）荷電されているので、「イオン化気体」と記述される場合が多い。

本明細書において用いる用語としての「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ／ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「包含する（ｉｎｃｌｕｄｅｓ／ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ／ｈａｖｉｎｇ）」、あるいはこれらの任意の変形句は、非排他的な包摂を意味するものとする。例えば、要素のリストを含むプロセス、方法、製品または装置は、それらの要素のみに必ずしも限定されるのではなく、明示的に列挙されていない他の要素、あるいは、そのようなプロセス、方法、製品または装置には本来固有の他の要素を包含することができる。さらに、明示的に逆に規定しない限り、「または、あるいは（ｏｒ）」は、「排他的なまたは、あるいは」ではなく「包含的なまたは、あるいは」を意味する。例えば、「条件ＡまたはＢ」は、次のいずれかによって満足される。すなわち、「Ａが真であり（または存在し）かつＢが偽である（または存在しない）」、「Ａが偽であり（または存在せず）かつＢが真である（または存在する）」、および、「ＡおよびＢが共に真である（または存在する）」のいずれかである。

また、本発明の要素および構成要素の記述に、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」を用いている。これは単に便宜上のためであり、かつ、本発明の範囲の一般的な意味を与えるためである。この記述は、「１つの」または「少なくとも１つの」を包含するように読まれるべきであり、また、単数は、それが複数を含意しないことが明らかでない限り、複数をも包含する。

元素周期律表における列に対応する族の番号は、「ＣＲＣ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ」、第８１版（２０００−２００１）に見られる「新表記法（Ｎｅｗ Ｎｏｔａｔｉｏｎ）」協定を用いている。

本明細書で使用するすべての技術的および科学的な用語は、特に定義しない限り、本発明が属する分野の当業者たる者が共通に理解するものと同じ意味を有する。本明細書に記載するものに類似のまたは等価の方法および材料が、本発明の実施形態の実践または試験において使用可能であるが、以下では適切な方法および材料について記述する。本明細書に述べるすべての出版物、特許出願、特許および他の参照文献は、特定の文節が引用されない限り、参照によってその全体が本願に組み込まれる。内容的に競合する場合は、定義を含めて本明細書が優先する。さらに、記述する材料、方法および実施例は単に例示的なものであり、制限を意図するものではない。

本明細書に記述されない限り、特定の材料、処理操作および回路に関する多くの詳細は従来型のものであり、有機発光ダイオードディスプレイ、光検出器、光起電力および各半導体分野における教科書および他の資料に見出すことができる。

２．アノード
ＯＬＥＤディスプレイが直面する主要な問題点の１つは、ピクセル内部における有機層の均一性である。いくつかに実施形態においては、ピクセルのエッジが、有機フォトレジストまたはセラミック材料を用いてバンク化される。このバンクは透明なアノードのエッジに重なり合って存在する。これは、結果的に、中心からエッジに向かって有機部分の厚さが増大するピクセル、および、低いフィルファクタのために開口比が低いピクセルをもたらす。いくつかの実施形態においては、例えば、バンクを若干離して配置することによって、ピクセルのエッジをカバーしないままに残しておく。これによって、そのエッジにおいては層の厚さが低減する。さらに、カバーしないアノードのエッジは厳しい電流分流を有することになるであろう。バンク化なしの場合に電流分流を避けることができれば、ディスプレイは、高いフィルファクタ並びに層の均一性の両者から大きな利点を得るであろう。

さらに、殆どの導電性のアノード材料の表面は、材料のスパイクを包含する非均一性を有する可能性がある。これは、電界の集中器として作用して漏れ電流源となることがあり、極端な場合には短絡欠陥が生じる場合がある。従って、スパイクが漏れ電流の発生源になることを防止できれば有利である。

本明細書に記述する新規のアノードは導電性の材料を含み、その露出部分は、非導電性でかつ正孔輸送性の酸化層を形成するように処理されている。従って、アノードのエッジは高い抵抗率を有し、電流分流は防止される。さらに、スパイクは酸化され、好ましくない導電性のホットスポットとして作用することはなくなる。

表面のプラズマ酸化が可能である限り、任意の従来型の透明な導電性材料をアノード用として用いることができる。本明細書で用いる「表面（ｓｕｒｆａｃｅ）」という用語をアノードについて言う場合は、露出されかつ基板によって直接カバーされないアノード材料の外側の境界を意味するものとする。アノード層は、正方形、長方形、円、三角形、楕円形などのような平面図形状を有するパターン化された構造アレイとして形成することができる。一般的に、電極は、従来型の方法、例えば、ステンシルマスクを用いる選択堆積法、またはブランケット堆積法、および、パターンを形成するために一部分を取り除く従来型のリソグラフィー技法を用いて形成することができる。

いくつかの実施形態においては、この電極は透明であり、いくつかの実施形態においては、電極は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）のような透明な導電材料を含む。他の透明な導電材料として、例えば酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）が包含される。

適切な材料の例として、酸化インジウムスズ（「ＩＴＯ」）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化アルミニウムスズ（「ＡＴＯ」）、酸化アルミニウム亜鉛（「ＡＺＯ」）および酸化ジルコニウムスズ（「ＺＴＯ」）、酸化亜鉛、酸化スズ、元素金属、金属合金、およびこれらの組合せが包含されるが、これに限定されない。電極の厚さは、通常、およそ５０〜１５０ｎｍの範囲にある。

アノードの表面は、次に述べるようにプラズマ酸化される。

３．方法
新規のアノードは、エッジおよびいかなるスパイクも高い抵抗率を有するような酸化表面を有する。これは、アノードに対して、酸素リッチの強いプラズマによる酸化ステップを適用することによって得られる。これは、通常行われる従来型の低出力プラズマ清浄化またはＵＶＯ清浄化のステップと同じものではない。このようなプラズマ清浄化のステップは、接触パッドなどの上の有機材料除去に有用であるとして、米国特許第６，９５３，７０５号明細書および同第７，２３５，４２０号明細書に開示されてきた。本明細書に記述する新規のアノードの場合は、アノードを、酸化された表面層が形成されるように、十分な出力密度を有する酸素プラズマで、十分な時間処理する。この酸化層は、高い抵抗率を有する。

プラズマおよびプラズマ発生器はよく知られている。一般的に、材料を真空チャンバ内に置き、所要の気体を存在させて特定圧力に保持し、電界を印加する。プラズマ反応は、気体混合物、気体圧力、電圧、出力密度、温度および時間によって制御される。

アノードをプラズマ酸化するには、少なくとも１つの酸素含有気体が存在しなければならない。典型的な酸素含有気体として、Ｏ₂、ＣＯＦ₂、ＣＯ、Ｏ₃、ＮＯ、Ｎ₂Ｏおよびこれらの混合物が包含される。不活性気体も使用することができる。不活性気体としては、１種類以上の貴ガス、Ｎ₂およびこれらの混合物が包含され得る。酸素含有気体の不活性気体に対する比は、１０：０〜１：１０の範囲とすることができる。いくつかの実施形態においては、酸素含有気体は分子酸素であり、不活性気体はアルゴンである。

気体の圧力は１〜１０００ｍＴｏｒｒの範囲に維持される。いくつかの実施形態においては、気体の圧力は１〜５０ｍＴｏｒｒである。

電圧は、使用するプラズマが容量結合型であるか、あるいは下流型であるかに応じて、およそ５〜１０００Ｖの範囲にある。出力密度は、基板の単位面積当たりの出力で与えられ、およそ０．２０〜２０Ｗ／ｃｍ²の範囲にある。いくつかの実施形態においては、出力密度は５〜１０Ｗ／ｃｍ²の範囲にある。

温度は２０〜１００℃の範囲にある。いくつかの実施形態においては、温度は５０〜８０℃の範囲にある。

プラズマ酸化の時間は出力密度によって変化する。０．２０〜１．０Ｗ／ｃｍ²の範囲の低出力密度のプラズマの場合は、処理時間は少なくとも１０分間である。５〜１０Ｗ／ｃｍ²の範囲の出力密度のプラズマの場合は、時間を１〜５分間とすることができる。１０Ｗ／ｃｍ²より高い出力密度を有するプラズマの場合は、さらに短い時間を用いることができる。

アノードの酸化は、放電における電界集中のために、エッジおよびあらゆるスパイクにおいて一層顕著になり、従って、必要な箇所に増大した酸化がもたらされるであろう。

４．有機電子デバイス
「有機電子デバイス（ｏｒｇａｎｉｃ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）」という用語、または時には単に「電子デバイス」と呼称される用語は、１つ以上の有機半導体層または材料を包含するデバイスを意味するものとする。有機電子デバイスには、次の各項が包含されるが、これに限定されない。すなわち、（１）電気エネルギーを放射に変換するデバイス（例えば、発光ダイオード、発光ダイオードディスプレイ、ダイオードレーザまたはライティングパネル）、（２）電子プロセスによって信号を検出するデバイス（例えば、光検出器、光伝導セル、光抵抗器、光スイッチ、フォトトランジスタ、光電管、赤外線（「ＩＲ」）検出器またはバイオセンサー）、（３）放射を電気エネルギーに変換するデバイス（例えば、光起電力デバイスまたは太陽電池）、（４）１つ以上の有機半導体層（例えば、トランジスタまたはダイオード）を包含する１つ以上の電子部品を包含するデバイス、あるいは、（１）〜（４）の各項のデバイスの任意の組合せ、である。

図１に示すように、典型的なデバイス１００は、アノード層１１０と、バッファ層１２０と、電気活性層１３０と、カソード層１５０とを有する。カソード層１５０には、任意の電子注入／輸送層１４０が隣接している。

デバイスは、アノード層１１０またはカソード層１５０に隣接させることが可能な支持体または基板（図示されていない）を包含することができる。殆どの場合、支持体はアノード層１１０に隣接する。支持体は、柔軟なものまたは剛性のもの、有機または無機のものとすることが可能である。支持体材料の例として、ガラス、セラミック、金属またはプラスチック膜が包含されるが、これに限定されない。

いくつかの実施形態においては、有機電子デバイスは、
基板と、
非導電性でかつ正孔輸送性の酸化表面層を有する導電性無機材料を含むアノードと、
少なくとも１つの有機活性層と、
カソードと、
を含む。

基板は、剛性または柔軟なもののいずれかとすることができる基礎材料であり、１つ以上の材料の１つ以上の層を包含することができる。この材料には、ガラス、ポリマー、金属またはセラミック材料、あるいはこれらの混合物が包含され得るが、これに限定されない。いくつかの実施形態においては、基板がガラスである。

いくつかの実施形態においては、基板がＴＦＴ基板である。ＴＦＴ基板は電子分野においてよく知られている。基礎支持体は、有機電子デバイスの分野で用いられる従来型の支持体とすることができる。基礎支持体は、柔軟なものまたは剛性のもの、有機または無機のものとすることが可能である。いくつかの実施形態においては、基礎支持体が透明である。いくつかの実施形態においては、基礎支持体がガラスまたは柔軟な有機膜である。ＴＦＴアレイは、知られているように、支持体の上部または内部に配置することができる。支持体の厚さは、およそ１２〜２５００ミクロンの範囲とすることが可能である。

「薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）」または「ＴＦＴ」という用語は、電界効果トランジスタの少なくとも１つのチャネル領域が、基本的に、基板の基礎材料の一部分でないような電界効果トランジスタを意味するものとする。一実施形態においては、ＴＦＴのチャネル領域が、ａ−Ｓｉ、多結晶シリコンまたはこれらの組合せを包含する。「電界効果トランジスタ（ｆｉｅｌｄ−ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）」という用語は、その電流搬送特性がゲート電極上の電圧によって影響を受けるトランジスタを意味するものとする。電界効果トランジスタは、接合型電界効果トランジスタ（ＪＦＥＴ）、または金属−絶縁膜−半導体電界効果トランジスタ（ＭＩＳＦＥＴ）を包含する。後者のＭＩＳＦＥＴには、金属−酸化物−半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、金属−窒化物−酸化物−半導体（ＭＮＯＳ）電界効果トランジスタなどが包含される。電界効果トランジスタは、ｎチャネル型（チャネル領域内部にｎ型キャリアが流れる）またはｐチャネル型（チャネル領域内部にｐ型キャリアが流れる）とすることができる。電界効果トランジスタは、エンハンスメントモードトランジスタ（チャネル領域がトランジスタのＳ／Ｄ領域とは異なる導電型を有する）、あるいは、デプレッションモードトランジスタ（トランジスタのチャネルおよびＳ／Ｄ領域が同じ導電型を有する）とすることができる。

ＴＦＴ基板も表面絶縁層を含む。この層は有機性平坦化層とすることが可能であるが、有機材料のいかなる露出部分もプラズマ処理で除去されるであろう。無機の不活性化層を絶縁層として有することが望ましい。任意の無機の誘電体材料を用いることができる。いくつかの実施形態においては、この無機材料は金属の酸化物または窒化物である。いくつかの実施形態においては、この無機材料は、酸化ケイ素、窒化ケイ素またはこれらの組合せからなる群から選択される。いくつかの実施形態においては、無機不活性化層の厚さは５０〜５００ｎｍであり、いくつかの実施形態においては３００〜４００ｎｍである。

１つまたは複数の有機層は、バッファ層、正孔輸送層、光活性層、電子輸送層および電子注入層の１つ以上を包含する。これらの層はこの記載の順序で配置される。

「有機バッファ層（ｏｒｇａｎｉｃ ｂｕｆｆｅｒ ｌａｙｅｒ）」または「有機バッファ材料（ｏｒｇａｎｉｃ ｂｕｆｆｅｒ ｍａｔｅｒｉａｌ）」という用語は、導電性または半導電性の有機材料を意味するものとするが、これは、有機電子デバイスにおいて１つ以上の機能を有することができる。この機能には、下層の平坦化、電荷の輸送および／または電荷の注入特性、酸素または金属イオンのような不純物の排除、および、有機電子デバイスの性能を促進するまたは改善する他の機能が包含されるが、これに限定されない。有機バッファ材料は、ポリマー、オリゴマーまたは小分子とすることができ、さらに、溶液、分散系、懸濁液、エマルジョン、コロイド性混合物または他の組成物の形態とすることができる。

有機バッファ層は、プロトン酸でドープされることが多いポリアニリン（ＰＡＮＩ）またはポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）のようなポリマー材料によって形成可能である。プロトン酸は、例えば、ポリ（スチレンスルホン酸）、ポリ（２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸）などとすることができる。有機バッファ層は、フタロシアニン銅およびテトラチアフルバレン−テトラシアノキノジメタン系（ＴＴＦ−ＴＣＮＱ）のような電荷伝送化合物などを含むことができる。一実施形態においては、有機バッファ層を、導電性ポリマーおよびコロイド形成性のポリマー酸の分散系から作製する。このような材料は、例えば、公刊された米国特許出願公開第２００４／０１０２５７７号明細書、同第２００４／０１２７６３７号明細書および同第２００５／０２０５８６０号明細書に開示されてきた。有機バッファ層は、通常、およそ２０〜２００ｎｍの範囲の厚さを有する。

正孔輸送材料の例は、例えば、「Ｋｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、第４版、１９９６年、第１８巻、ｐ８３７−８６０のＹ．Ｗａｎｇによる記述に要約されている。正孔輸送性の分子およびポリマーの両者を使用できる。一般的に用いられる正孔輸送性の分子には次のようなものが包含されるが、これに限定されない。すなわち、４，４'，４''−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）−トリフェニルアミン（ＴＤＡＴＡ）；４，４'，４''−トリス（Ｎ−３−メチルフェニル−Ｎ−フェニルアミノ）−トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）；Ｎ，Ｎ'−ジフェニル−Ｎ，Ｎ'−ビス（３−メチルフェニル）−［１，１'−ビフェニル］−４，４'−ジアミン（ＴＰＤ）；１，１−ビス［（ジ−４−トリルアミノ）フェニル］シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）；Ｎ，Ｎ'−ビス（４−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ'−ビス（４−エチルフェニル）−［１，１'−（３，３'−ジメチル）ビフェニル］−４，４'−ジアミン（ＥＴＰＤ）；テトラキス−（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−２，５−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）；α−フェニル−４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチレン（ＴＰＳ）；ｐ−（ジエチルアミノ）ベンツアルデヒドジフェニルヒドラゾン（ＤＥＨ）；トリフェニルアミン（ＴＰＡ）；ビス［４−（Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ）−２−メチルフェニル］（４−メチルフェニル）メタン（ＭＰＭＰ）；１−フェニル−３−［ｐ−（ジエチルアミノ）スチリル］−５−［ｐ−（ジエチルアミノ）フェニル］ピラゾリン（ＰＰＲまたはＤＥＡＳＰ）；１，２−トランス−ビス（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）シクロブタン（ＤＣＺＢ）；Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−テトラキス（４−メチルフェニル）−（１，１'−ビフェニル）−４，４'−ジアミン（ＴＴＢ）；Ｎ，Ｎ'−ビス（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ'−ビス（フェニル）ベンジジン（α−ＮＰＢ）；および、フタロシアニン銅のようなポルフィリン化合物、である。一般的に用いられる正孔輸送性のポリマーには、ポリビニルカルバゾール、（フェニルメチル）ポリシラン、ポリ（ジオキシチオフェン）、ポリアニリン、およびポリピロールが包含されるが、これに限定されない。上記のような正孔輸送性分子を、ポリスチレンおよびポリカーボネートのようなポリマーにドープすることによって、正孔輸送性のポリマーを得ることも可能である。正孔輸送層の厚さは、通常、およそ４０〜１００ｎｍの範囲にある。発光材料は幾分かの電荷輸送特性をも有することがあるが、「正孔輸送層（ｈｏｌｅ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｌａｙｅｒ）」という用語は、その主要な機能が光の放出である層を包含するようには意図されていない。

「光活性の（ｐｈｏｔｏａｃｔｉｖｅ）」と用語は、印加電圧によって活性化された時に光を放出する材料（例えば発光ダイオードまたは化学電池）、あるいは、放射エネルギーに反応して、印加バイアス電圧でまたはそれなしで信号を発生する材料（例えば光検出器の場合）について言う。任意の有機エレクトロルミネッセンス（「ＥＬ」）材料を光活性層に利用することが可能であり、このような材料は当分野においてよく知られている。この材料には、小分子の有機蛍光化合物、蛍光性およびリン光性の金属錯体、共役ポリマー、およびこれらの混合物が包含されるが、これに限定されない。光活性材料は、単独で存在することが可能であり、あるいは、１つ以上のホスト材料と共に添加剤として存在できる。蛍光化合物の例としては、ナフタレン、アントラセン、クリセン、ピレン、テトラセン、キサンテン、ペリレン、クマリン、ローダミン、キナクリドン、ルブレン、これらの誘導体、およびこれらの混合物が包含されるが、これに限定されない。金属錯体の例としては、トリス（８−ヒドロキシキノラート）アルミニウム（Ａｌｑ３）のような金属キレート化オキシノイド化合物と、イリジウムのフェニルピリジン、フェニルキノリンまたはフェニルピリミジン配位子との錯体のようなシクロメタル化イリジウムおよび白金エレクトロルミネッセンス性化合物であって、Ｐｅｔｒｏｖらに付与された米国特許第６，６７０，６４５号明細書、および公刊されたＰＣＴ出願の国際公開第０３／０６３５５５号パンフレットおよび同第２００４／０１６７１０号パンフレットに開示されている化合物と、例えば、公刊されたＰＣＴ出願の国際公開第０３／００８４２４号パンフレット、同第０３／０９１６８８号パンフレットおよび同第０３／０４０２５７号パンフレットに開示されている有機金属錯体と、これらの混合物とが包含されるが、これに限定されない。共役ポリマーの例としては、ポリ（フェニレンビニレン）、ポリフルオレン、ポリ（スピロビフルオレン）、ポリチオフェン、ポリ（ｐ−フェニレン）、これらのコポリマー、およびこれらの混合物が包含されるが、これに限定されない。光活性層の厚さは、通常、およそ５０〜５００ｎｍの範囲にある。

「電子輸送（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）」という用語は、層、材料、部材または構造について言う場合は、これらの層、材料、部材または構造が、負の電荷の、これらの層、材料、部材または構造を通って他の層、材料、部材または構造への移動を促進または容易にすることを意味する。任意に設けられる電子輸送層１４０に利用可能な電子輸送材料の例として、トリス（８−ヒドロキシキノラート）アルミニウム（ＡｌＱ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（ｐ−フェニルフェノラート）アルミニウム（ＢＡｌｑ）、テトラキス−（８−ヒドロキシキノラート）ハフニウム（ＨｆＱ）およびテトラキス−（８−ヒドロキシキノラート）ジルコニウム（ＺｒＱ）のような金属キレート化オキシノイド化合物と、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）および１，３，５−トリ（フェニル−２−ベンツイミダゾール）ベンゼン（ＴＰＢＩ）のようなアゾール化合物と、２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリンのようなキノキサリン誘導体と、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＤＰＡ）および２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＤＤＰＡ）のようなフェナントロリンと、これらの混合物とが包含される。電子輸送層の厚さは、通常３０〜５００ｎｍの範囲にある。発光材料は幾分かの電荷輸送特性を有することもあり得るが、「電子輸送層（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｌａｙｅｒ）」という用語は、その主要な機能が光の放出である層を包含するようには意図されていない。

本明細書で用いる「電子注入（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）」という用語は、層、材料、部材または構造について言う場合は、これらの層、材料、部材または構造が、これらの層、材料、部材または構造の厚さを通過する負の電荷の注入および移動を、比較的高い効率でかつ電荷の損失が低い条件において容易にすることを意味するものとする。任意の電子輸送層は、無機性のものとしてもよく、ＢａＯ、ＬｉＦまたはＬｉ₂Ｏを含むことができる。電子注入層の厚さは、通常、およそ２０〜１００Åの範囲にある。

カソードは、第１族の金属（例えばＬｉ、Ｃｓ）と、第２族の金属（アルカリ土類金属）と、ランタニドおよびアクチニドを包含する希土類金属とから選択できる。カソードの厚さはおよそ３００〜１０００ｎｍの範囲にある。

封止層は、実質的に完全な電気デバイスを形成するように、アレイと、周囲の離れた回路部分との上部に形成できる。

有機電子デバイスの形成方法は、
無機表面層を有するＴＦＴ基板を用意するステップと、
そのＴＦＴ基板上にパターン化されたアノードを形成するステップと、
そのアノード上に非導電性の正孔輸送表面層を形成するために、十分な出力密度を有する酸素プラズマで、十分な時間、そのアノードを処理するステップと、
液相堆積技法によって、少なくとも１つの有機活性層を形成するステップと、
カソードを装着するステップと、
を含む。

液相堆積においては、有機活性材料が、液体組成物から層に形成される。「液体組成物（ｌｉｑｕｉｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）」という用語は、材料が溶液の形態に溶解されている液体媒体、材料が分散系を形成するように分散されている液体媒体、あるいは、材料が懸濁液またはエマルジョンを形成するように懸濁されている液体媒体を意味するものとする。「液体媒体（ｌｉｑｕｉｄ ｍｅｄｉｕｍ）」という用語は、１つの純粋な液体、複数の液体の組合せ、溶液、分散系、懸濁液およびエマルジョンを包含する液体材料を意味するものとする。液体媒体の語は、存在する溶媒が１つであるか複数種類であるかには関係なく用いられる。

液相堆積技法としては、連続法および非連続法を包含する任意の既知の液相堆積技法を利用できる。連続堆積技法には、スピン被膜、グラビア被膜、カーテン被膜、浸漬被膜、スロットダイ被膜、スプレー被膜、および連続ノズル被膜が包含されるが、これに限定されない。非連続堆積技法には、インクジェット印刷、グラビア印刷、およびスクリーン印刷が包含されるが、これに限定されない。

いくつかの実施形態においては、バッファ層と、正孔輸送層と、光活性層とが液相堆積技法によって形成される。電子輸送層と、電子注入層と、カソードとは蒸着技法によって形成される。

本明細書において説明した構想を以下の実施例において具体的に記述する。但し、これは、請求項に記載される本発明の範囲を制限するものではない。

実施例１
実施例１は、酸化表面層を有するアノードの形成を例示する。

Ｍａｒｃｈ ＰＸ５００の装置を用いて、１０インチ×１８インチの寸法のＩＴＯの表面に、３００Ｗの出力を１０分間印加した。この場合の出力密度は０．２５Ｗ／ｃｍ²である。使用した気体はアルゴンおよび酸素で、圧力は約２００ｍＴｏｒｒであった。用いたＡｒ対Ｏ₂比は７．５:２．５であった。アルゴンの役割は、酸素のペニング（Ｐｅｎｎｉｎｇ）解離を強化することにある。

一般的な記述または例として上記に記載したすべての操作が必要であるわけではないこと、特定の操作の一部分は必要でない場合があること、および、上記の操作に加えて、１つ以上のさらに別の操作を遂行し得ることに留意されたい。なお、さらに、操作が列挙される順序は必ずしもそれらが遂行される順序ではない。

以上の明細書においては、構想を、特定の実施形態に関して記述したが、当分野における当業者は、請求項に述べる本発明の範囲から逸脱することなく、種々の修正および変更をなし得ることを理解するであろう。従って、明細書および図面は、制限的な意味ではなくて例示的なものと見做されるべきであり、かかる修正は、すべて本発明の範囲内に包含されることが意図されている。

種々の利益、他の利点、および問題に対する解決策を、上記においては、特定の実施形態に関して記述した。しかし、これらの利益、利点、問題に対する解決策、および、何らかの利益、利点、および問題に対する解決策をもたらすかあるいはそれらをさらに顕著にするかもしれないいかなる特徴も、いずれかの請求項またはすべての請求項の、決定的に重要な、必要である、または必須の特徴と解釈されるべきではない。

本明細書において、明確化のために別個のいくつかの実施形態の文脈に記述された特定の特徴は、単一の実施形態における組合せにおいて提供される場合もあることが理解されるべきである。逆に、簡潔さのために単一の実施形態の文脈に記述された種々の特徴は、別個に、あるいは任意のサブコンビネーションにおいて提供することもできる。さらに、範囲として述べられた値への言及は、その範囲内のそれぞれの値をいずれも包含する。

Claims (12)

1. 有機電子デバイス用のアノードであって、非導電性でかつ正孔輸送性の酸化表面層を有する導電性無機材料を含むアノード。
2. 前記表面層がプラズマ酸化層である、請求項１に記載のアノード。
3. 前記導電性無機材料が、酸化インジウムスズ、酸化インジウム亜鉛、酸化アルミニウムスズ、酸化アルミニウム亜鉛、および酸化ジルコニウムスズからなる群から選択される、請求項１に記載のアノード。
4. 基板と、
   非導電性でかつ正孔輸送性の酸化表面層を有する導電性無機材料を含むアノードと、
   少なくとも１つの有機活性層と、
   カソードと、
   を含む有機電子デバイス
5. 前記アノード構造が、酸化インジウムスズ、酸化インジウム亜鉛、酸化アルミニウムスズ、酸化アルミニウム亜鉛、および酸化ジルコニウムスズからなる群から選択される材料を含む、請求項４に記載のデバイス。
6. 前記表面層がプラズマ酸化層である、請求項４に記載のデバイス。
7. 前記基板が無機表面を有するＴＦＴ基板である、請求項４に記載のデバイス。
8. 前記無機表面層が５０〜５００ｎｍの厚さの不活性化層である、請求項７に記載のデバイス。
9. 有機電子デバイスの形成方法であって、
   無機表面層を有するＴＦＴ基板を用意するステップと、
   前記ＴＦＴ基板上にパターン化されたアノードを形成するステップと、
   前記アノード上に非導電性の正孔輸送表面層を形成するために、十分な出力密度を有する酸素プラズマで、十分な時間、前記アノードを処理するステップと、
   液相堆積技法によって、少なくとも１つの有機活性層を形成するステップと、
   カソードを装着するステップと、
   を含む方法。
10. 前記プラズマが、本質的にアルゴンおよび酸素から構成され、その容積比は９：１〜０：１０の範囲にある、請求項９に記載の方法。
11. 前記出力密度が０．２５〜１．０Ｗ／ｃｍ²の範囲にあり、前記処理時間が少なくとも１０分間である、請求項９に記載の方法。
12. 前記出力密度が１０Ｗ／ｃｍ²より大きい、請求項９に記載の方法。

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