JP2013515830A - 伝導性高分子重合体、伝導性高分子組成物、伝導性高分子組成物膜およびこれを利用した有機光電素子 - Google Patents

伝導性高分子重合体、伝導性高分子組成物、伝導性高分子組成物膜およびこれを利用した有機光電素子 Download PDF

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Abstract

本発明は、伝導性高分子重合体、伝導性高分子組成物、伝導性高分子組成物膜およびこれを利用した有機光電素子に関し、前記伝導性高分子重合体は、化学式１で表されるものを提供する。
前記化学式１の定義は、明細書に記載されたとおりである。前記伝導性高分子重合体を利用すると、発光効率および寿命特性に優れた有機光電素子が実現可能である。
【選択図】図１ａ

Description

本発明は、伝導性高分子重合体、伝導性高分子組成物、伝導性高分子組成物膜およびこれを利用した有機光電素子に関し、より詳しくは、有機光電素子の効率特性および寿命特性を向上させることができる有機イオン塩を含む電気伝導性高分子とこれを利用した有機光電素子に関する。
光電素子とは、有機発光素子（Ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｄｉｏｄｅ；ＯＬＥＤ）、有機太陽電池、有機トランジスタなどのように電気エネルギーを光エネルギーに変換するか、または反対に光エネルギーを電気エネルギーに変換する素子を意味する。
このような光電素子の中でも特に有機発光素子は、最近、平板ディスプレイ（Ｆｌａｔ−Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ、以下、「ＦＰＤ」という）技術が発展することに伴って大きく注目されている。
現在、ＦＰＤの最も多くの部分を占めている液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、画期的な技術的発展を基盤としてＦＰＤ市場の８０％以上を占めているが、４０インチ以上の大画面で応答速度の低下、狭い視野角などのような決定的短所があり、これを克服するための新たなディスプレイの必要性が台頭した。
このような状況で、有機発光素子は、ＦＰＤの中でも低電圧駆動、磁気発光、薄膜型、広い視野角、速い応答速度、高いコントラスト、経済性などの多くの長所を有しているディスプレイであり、次世代ＦＰＤが備えなければならない全ての条件を備えた唯一のディスプレイ方式として関心を集めている。
現在、このような有機発光素子を含め、光電素子分野では、電極で生成される電荷、つまり、正孔および電子を光電素子内へ円滑に輸送して素子の効率を増大させるための目的で伝導性高分子膜の形成に対する多くの研究が行われている。
特に、有機発光素子は、蛍光性または燐光性有機化合物薄膜（以下、「有機膜」という）に電流を流すと、電子と正孔が有機膜で結合しながら光が発生する現象を利用した能動発光型表示素子であり、効率向上および駆動電圧低下のために有機層として単一発光層のみを使わず、ここに伝導性高分子を利用した正孔注入層、発光層、電子注入層などのような多層構造を有することが一般的である。
なお、このような構造は一層が多数の機能を果たすようにそれぞれの層を除去することによって単純化され得る。最も簡単なＯＬＥＤ構造は、２個の電極とこの電極の間に発光層を含んですべての機能を果たす有機層が位置した場合である。
しかし、事実上輝度を増加させるためには、電子注入層または正孔（ｈｏｌｅ）注入層が電気発光アセンブリーとして導入されなければならない。
電荷（ホールまたは電子）を伝達させる多くの有機化合物が文献に記載されており、かかる種類の物質および用途は、例えば、欧州特許出願公開第３８７７１５号、米国特許第４，５３９，５０７号、米国特許第４，７２０，４３２号および米国特許第４，７６９，２９２号に概括的に開示されている。
特に、電荷を伝達させる代表的な有機化合物として可溶性（ｓｏｌｕｂｌｅ）有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）に使用されているものは、バイエル（Ｂａｙｅｒ ＡＧ）社が製造し市販しているバイトロン−Ｐ（Ｂａｙｔｒｏｎ−Ｐ）という製品であって、ＰＥＤＯＴ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン））−ＰＳＳ（ポリ（４−スチレンスルホン酸塩））水溶液の一種である。
このようなＰＥＤＯＴ−ＰＳＳは、有機発光素子の製作時に広く利用されており、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）電極上にスピンコーティング（ｓｐｉｎ ｃｏａｔｉｎｇ）して正孔注入層を形成する用途で利用されており、下記化学式２２の構造を有する。
前記化学式２２で表されたＰＥＤＯＴ／ＰＳＳは、ポリ（４−スチレンスルホン酸塩）（ＰＳＳ）のポリ酸（ｐｏｌｙａｃｉｄ）とポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）の伝導性高分子の単純イオン複合体で、ＰＥＤＯＴに水溶性ポリ酸がドーピングされている構造である。
したがって、劣化により脱ドーピング（ｄｅｄｏｐｉｎｇ）されたり、ＰＳＳ部分が電子との反応により分解されてスルフェート（Ｓｕｌｆａｔｅ）などのような物質を放出するようになり、このような物質が隣接した有機膜、例えば、発光層へ拡散され得るが、このように正孔注入層から由来した物質の発光層への拡散は、エキシトン消滅（ｅｘｃｉｔｏｎ ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ）を招いて有機発光素子の効率および寿命低下を招くようになる。
したがって、このような短所を補完し得る電気伝導性高分子を利用した有機発光素子を製作して素子の効率および寿命を向上させようとする研究が進行中である。
欧州特許出願公開第３８７７１５号明細書 米国特許第４，５３９，５０７号明細書 米国特許第４，７２０，４３２号明細書 米国特許第４，７６９，２９２号明細書
本発明の目的は、有機光電素子の効率特性および寿命特性を向上させることができる有機イオン塩を含む伝導性高分子重合体を提供することにある。
また、本発明の目的は、前記の伝導性高分子重合体を利用した伝導性高分子組成物、伝導性高分子組成物膜および有機光電素子を提供することにある。
本発明が目的とする技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されず、言及されていない他の技術的課題は下記記載から当業者に明確に理解されるであろう。
本発明の一実施形態によれば、伝導性高分子に下記化学式１で表されるポリ酸（多重酸）共重合体がドーピングされている伝導性高分子重合体を提供する。
前記化学式１において、Ａは、炭素系であって、置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０アルキル基；置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０ヘテロアルキル基；置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０アルコキシ基；置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０ヘテロアルコキシ基；置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリールアルキル基、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリールオキシ基、置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリール基、置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリールアルキル基；置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリールオキシ基；置換または非置換のＣ５〜Ｃ２０シクロアルキル基；置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロシクロアルキル基；置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０アルキルエステル基；置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０ヘテロアルキルエステル基；置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリールエステル基；および置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリールエステル基からなる群より選択され、Ｂは、イオン基であるか、またはイオン基を含んでもよく、この時、イオン基は、陽イオンと陰イオンの対からなり、陽イオンは、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｌｉ＋、Ｍｇ２＋、Ｚｎ２＋、Ａｌ３＋の金属イオン、Ｈ＋、ＮＨ３ ＋またはＣＨ３（−ＣＨ２−）ｎ（ｎは、１〜５０の自然数）の有機イオンであり、陰イオンは、ＰＯ３ −、ＳＯ３ −、ＣＯＯ−、Ｉ−またはＣＨ３ＣＯＯ−であってもよく、Ｃは、陰イオンおよび陽イオンを含む有機イオン塩の陽イオンであり、Ｒ１〜Ｒ４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素、置換または非置換のＣ１〜Ｃ１０アルキル基、置換または非置換のＣ６〜Ｃ２０アリール基および置換または非置換のＣ３〜Ｃ２０ヘテロアリール基からなる群より選択され、０＜ｍ≦１０，０００，０００であり、０＜ｎ＜１０，０００，０００であり、０．０００１≦ｍ／ｎ≦１００である。
本発明の一実施例によれば、前記Ｃは、下記化学式２〜５のうちのいずれか一つであってもよい。
前記化学式２〜５において、Ｒ５〜Ｒ８のうちのいずれか一つは、置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０アルキレン基、置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０ヘテロアルキレン基、置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０アルコキシレン基、置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０ヘテロアルコキシレン基、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリーレン基、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリールアルキレン基、置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリーレン基、置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリールアルキレン基、置換または非置換のＣ５〜Ｃ２０シクロアルキレン基および置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロシクロアルキレン基からなる群より選択され、選択された置換基の一端部は主鎖に結合され、残りのＲ５〜Ｒ８は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素、置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０アルキル基、置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０ヘテロアルキル基、置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０アルコキシ基、置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０ヘテロアルコキシ基、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリールアルキル基、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリールオキシ基、置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリール基、置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリールアルキル基、置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリールオキシ基、置換または非置換のＣ５〜Ｃ２０シクロアルキル基、置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロシクロアルキル基、置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０アルキルエステル基、置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０ヘテロアルキルエステル基、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリールエステル基および置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリールエステル基からなる群より選択され、Ｘ−のＸは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＢＦ４、ＰＦ６および（ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２）２Ｎ（ｎは、１〜５０の自然数）からなる群より選択され、Ｙは、−ＣＨ２−、−ＣＲ’Ｒ”−、−ＮＨ−、−ＮＲ’−、−Ｏ−、−Ｐ−、−Ｐ＝Ｏ−、−Ｓ−および−ＳｉＲ’Ｒ”−からなる群より選択されてもよく、ここで、Ｒ’およびＲ”は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素、置換または非置換のＣ１〜Ｃ１０アルキル基、置換または非置換のＣ６〜Ｃ２０アリール基および置換または非置換のＣ３〜Ｃ２０ヘテロアリール基からなる群より選択され、ｈは、１〜３のうちのいずれか一つの整数であり、ｉは、１〜８のうちのいずれか一つの整数であり、ｊは、１〜１０のうちのいずれか一つの整数であり、ｋは、１〜４のうちのいずれか一つの整数であり、ｌは、１〜４のうちのいずれか一つの整数である。
本発明の一実施形態によれば、前記伝導性高分子は、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン、下記化学式６で表されるポリアニリンまたはその誘導体である単量体；および下記化学式７で表されるピロール、チオフェンまたはその誘導体である単量体；からなる群より選択された少なくとも一つ以上を重合した高分子であってもよい。
前記化学式６および７において、Ｘは、ＮＨ；Ｎ、Ｏ、ＳまたはＰのようなヘテロ原子にＣ１〜Ｃ２０アルキル基またはＣ６〜Ｃ２０アリール基が結合されたものであり、Ｒａ、Ｒｂ、ＲｃおよびＲｄは、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；Ｃ１〜Ｃ３０アルキル基；Ｃ１〜Ｃ３０ヘテロアルキル基；Ｃ１〜Ｃ３０アルコキシ基；Ｃ１〜Ｃ３０ヘテロアルコキシ基；Ｃ６〜Ｃ３０アリール基；Ｃ６〜Ｃ３０アリールアルキル基；Ｃ６〜Ｃ３０アリールオキシ基；Ｃ６〜Ｃ３０アリールアミン基；Ｃ６〜Ｃ３０ピロール基；Ｃ６〜Ｃ３０チオフェン基；Ｃ２〜Ｃ３０ヘテロアリール基；Ｃ２〜Ｃ３０ヘテロアリールアルキル基；Ｃ２〜Ｃ３０ヘテロアリールオキシ基；Ｃ５〜Ｃ２０シクロアルキル基；Ｃ２〜Ｃ３０ヘテロシクロアルキル基；Ｃ１〜Ｃ３０アルキルエステル基；Ｃ１〜Ｃ３０ヘテロアルキルエステル基；Ｃ６〜Ｃ３０アリールエステル基；およびＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリールエステル基からなる群より選択され、ＲｅおよびＲｆは、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、ＮＨ；Ｎ、Ｏ、ＳまたはＰのようなヘテロ原子にＣ１〜Ｃ２０アルキル基またはＣ６〜Ｃ２０アリール基が結合されたもの；Ｃ１〜Ｃ３０アルキル基；Ｃ６〜Ｃ３０アリール基；Ｃ１〜Ｃ３０アルコキシ基；Ｃ１〜Ｃ３０ヘテロアルキル基；Ｃ１〜Ｃ３０ヘテロアルコキシ基；Ｃ６〜Ｃ３０アリールアルキル基；Ｃ６〜Ｃ３０アリールオキシ基；Ｃ６〜Ｃ３０アリールアミン基；Ｃ６〜Ｃ３０ピロール基；Ｃ６〜Ｃ３０チオフェン基；Ｃ２〜Ｃ３０ヘテロアリール基；Ｃ２〜Ｃ３０ヘテロアリールアルキル基；Ｃ２〜Ｃ３０ヘテロアリールオキシ基；Ｃ５〜Ｃ２０シクロアルキル基；Ｃ２〜Ｃ３０ヘテロシクロアルキル基；Ｃ１〜Ｃ３０アルキルエステル基；Ｃ１〜Ｃ３０ヘテロアルキルエステル基；Ｃ６〜Ｃ３０アリールエステル基；およびＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリールエステル基からなる群より選択される。
本発明の一実施形態によれば、前記伝導性高分子は、下記化学式８で表される化合物を単量体として重合したものであってもよい。
前記化学式８において、Ｘは、ＮＨ、Ｎ、Ｏ、ＳまたはＰのようなヘテロ原子にＣ１〜Ｃ２０アルキル基またはＣ６〜Ｃ２０アリール基が結合されたものであり、Ｙは、ＮＨ、Ｎ、Ｏ、ＳまたはＰのようなヘテロ原子にＣ１〜Ｃ２０アルキル基またはＣ６〜Ｃ２０アリール基が結合されたものであり、ｍとｎは、それぞれ独立して、０〜９の整数であり、Ｚは、−（ＣＨ２）ｘ−ＣＲｇＲｈ−（ＣＨ２）ｙであり、ＲｇおよびＲｈは、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ２０アルキルラジカル、Ｃ６〜Ｃ１４アリールラジカルおよび−ＣＨ２−ＯＲｉの中で選択される一つであり、この時、Ｒｉは、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル酸、Ｃ１〜Ｃ６アルキルエステル、Ｃ１〜Ｃ６ヘテロアルキル酸およびＣ１〜Ｃ６アルキルスルホン酸からなる群より選択される。
本発明の他の実施形態によれば、前述した伝導性高分子重合体および溶媒を含む有機光電素子用伝導性高分子組成物を提供する。
本発明の一実施形態によれば、前記溶媒は、水、アルコール、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド、トルエン、キシレン、およびクロロベンゼンからなる群より選択される一つ以上の溶媒であってもよい。
本発明の一実施形態によれば、前記伝導性高分子組成物は、物理的架橋剤または化学的架橋剤をさらに含むものであってもよい。
本発明の一実施形態によれば、前記物理的架橋剤は、グリセロール、ブタノール、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリエチレンイミン、およびポリビニルピロリドンからなる群より選択される少なくとも一つであってもよい。
本発明の一実施例によれば、前記化学的架橋剤は、テトラエチルオキシシラン、ポリアジリジン、メラミン系高分子、およびエポキシ系高分子からなる群より選択される少なくとも一つであってもよい。
本発明の一実施形態によれば、前記物理的架橋剤は、前記伝導性高分子組成物１００重量部に対して０．００１〜５重量部が含まれるものであってもよい。
本発明の一実施形態によれば、前記化学的架橋剤は、前記伝導性高分子組成物１００重量部に対して０．００１〜５０重量部が含まれるものであってもよい。
本発明の他の実施形態によれば、前述した伝導性高分子組成物により形成される有機光電素子用伝導性高分子組成物膜を提供する。
本発明のさらに他の実施形態によれば、前述した伝導性高分子組成物膜を含む有機光電素子を提供する。
本発明によれば、発光効率および寿命特性に優れた有機光電素子が実現可能である。
本発明の好ましい実施形態により製造される有機電界発光素子の積層構造を概略的に示す断面図である。 本発明の好ましい実施形態により製造される有機電界発光素子の積層構造を概略的に示す断面図である。 本発明の好ましい実施形態により製造される有機電界発光素子の積層構造を概略的に示す断面図である。 本発明の好ましい実施形態により製造される有機電界発光素子の積層構造を概略的に示す断面図である。
以下、本発明の例示的な実施形態を詳しく説明する。但し、これらの実施形態は単なる例示であり、これらによって本発明が制限されず、後述する特許請求の範囲の範疇のみによって定義される。
本発明の伝導性高分子重合体は、伝導性高分子に下記化学式１で表されるポリ酸（多重酸）共重合体がドーピングされていることを特徴とする。
前記他の技術的課題を解決するための本発明の伝導性高分子共重合体組成物は、前記の伝導性高分子重合体が溶媒に分散しており、ここに物理的架橋剤および／または化学的架橋剤が添加されていることを特徴とする。
前記化学式１において、Ａは、炭素系であって、置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０アルキル基；置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０ヘテロアルキル基；置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０アルコキシ基；置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０ヘテロアルコキシ基；置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリールアルキル基、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリールオキシ基、置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリール基、置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリールアルキル基；置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリールオキシ基；置換または非置換のＣ５〜Ｃ２０シクロアルキル基；置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロシクロアルキル基；置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０アルキルエステル基；置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０ヘテロアルキルエステル基；置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリールエステル基；および置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリールエステル基からなる群より選択され、Ｂは、イオン基であるか、またはイオン基を含んでもよく、この時、イオン基は、陽イオンと陰イオンの対からなり、陽イオンは、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｌｉ＋、Ｍｇ２＋、Ｚｎ２＋、Ａｌ３＋の金属イオン、Ｈ＋、ＮＨ３ ＋またはＣＨ３（−ＣＨ２−）ｎ（ｎは、１〜５０の自然数）の有機イオンであり、陰イオンは、ＰＯ３ −、ＳＯ３ −、ＣＯＯ−、Ｉ−またはＣＨ３ＣＯＯ−であってもよく、Ｃは、陰イオンおよび陽イオンを含む有機イオン塩の陽イオンであり、Ｒ１〜Ｒ４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素、置換または非置換のＣ１〜Ｃ１０アルキル基、置換または非置換のＣ６〜Ｃ２０アリール基および置換または非置換のＣ３〜Ｃ２０ヘテロアリール基からなる群より選択され、０＜ｍ≦１０，０００，０００であり、０＜ｎ＜１０，０００，０００であり、０．０００１≦ｍ／ｎ≦１００である。
前記化学式１で表される多重酸共重合体は、伝導性高分子にイオン結合の形態でドーピング（ｄｏｐｉｎｇ）されている。
前記Ｃは、下記化学式２〜５のうちのいずれか一つであってもよい。
前記化学式２〜５において、Ｒ５〜Ｒ８のうちのいずれか一つは、置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０アルキレン基、置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０ヘテロアルキレン基、置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０アルコキシレン基、置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０ヘテロアルコキシレン基、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリーレン基、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリールアルキレン基、置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリーレン基、置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリールアルキレン基、置換または非置換のＣ５〜Ｃ２０シクロアルキレン基および置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロシクロアルキレン基からなる群より選択され、選択された置換基の一端部は主鎖に結合され、残りのＲ５〜Ｒ８は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素、置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０アルキル基、置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０ヘテロアルキル基、置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０アルコキシ基、置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０ヘテロアルコキシ基、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリールアルキル基、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリールオキシ基、置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリール基、置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリールアルキル基、置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリールオキシ基、置換または非置換のＣ５〜Ｃ２０シクロアルキル基、置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロシクロアルキル基、置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０アルキルエステル基、置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０ヘテロアルキルエステル基、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリールエステル基および置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリールエステル基からなる群より選択され、Ｘ−のＸは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＢＦ４、ＰＦ６および（ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２）２Ｎ（ｎは、１〜５０の自然数）からなる群より選択され、Ｙは、−ＣＨ２−、−ＣＲ’Ｒ”−、−ＮＨ−、−ＮＲ’−、−Ｏ−、−Ｐ−、−Ｐ＝Ｏ−、−Ｓ−および−ＳｉＲ’Ｒ”−からなる群より選択されてもよく、ここで、Ｒ’およびＲ”は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素、置換または非置換のＣ１〜Ｃ１０アルキル基、置換または非置換のＣ６〜Ｃ２０アリール基および置換または非置換のＣ３〜Ｃ２０ヘテロアリール基からなる群より選択され、ｈは、１〜３のうちのいずれか一つの整数であり、ｉは、１〜８のうちのいずれか一つの整数であり、ｊは、１〜１０のうちのいずれか一つの整数であり、ｋは、１〜４のうちのいずれか一つの整数であり、ｌは、１〜４のうちのいずれか一つの整数である。
前記ｈ、ｉ、ｊおよびｋが２以上の整数である場合、Ｒ７および／またはＲ８置換基は複数となり、この時、複数のＲ７および／またはＲ８置換基は、互いに同一または異なり、それぞれ独立である。
本発明による伝導性高分子重合体に含まれる有機イオン塩置換基の存在によって、後述する伝導性高分子組成物の相分離現象を未然に防止することができ、相分離防止のための別途の溶媒を使用しなくてもいいという長所がある。
有機イオン塩置換基は、双極子（ｄｉｐｏｌｅ ｍｏｍｅｎｔ）を有しており、極性が非常に高く、水を含む極性溶媒に対する溶解度が良好であるため、伝導性高分子組成物と良好に混合させることができる。したがって、これを使用する有機光電素子の場合、長寿命の特性を示すことができるようになる。
また、前記有機イオン塩置換基が存在する伝導性高分子重合体を含む伝導性高分子組成物は、極性有機溶媒または水に良好に溶解されるため、これを光電素子に適用する場合、隣接した有機膜、つまり、非極性溶媒を利用して製造される発光層膜の損傷を防止することができるばかりか、他の要因により水を使用することができない場合にも、水以外の他の極性有機溶媒を使用することもできる。
この時に使用される伝導性高分子は、通常有機光電素子に使用される伝導性高分子として、具体的にポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン、下記化学式６で表されるポリアニリンまたはその誘導体である単量体；および下記化学式７で表されるピロール、チオフェンまたはその誘導体である単量体；からなる群より選択された少なくとも一つ以上を重合した高分子であってもよい。
前記化学式６および７において、Ｘは、ＮＨ；Ｎ、Ｏ、ＳまたはＰのようなヘテロ原子にＣ１〜Ｃ２０アルキル基またはＣ６〜Ｃ２０アリール基が結合されたものであり、Ｒａ、Ｒｂ、ＲｃおよびＲｄは、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；Ｃ１〜Ｃ３０アルキル基；Ｃ１〜Ｃ３０ヘテロアルキル基；Ｃ１〜Ｃ３０アルコキシ基；Ｃ１〜Ｃ３０ヘテロアルコキシ基；Ｃ６〜Ｃ３０アリール基；Ｃ６〜Ｃ３０アリールアルキル基；Ｃ６〜Ｃ３０アリールオキシ基；Ｃ６〜Ｃ３０アリールアミン基；Ｃ６〜Ｃ３０ピロール基；Ｃ６〜Ｃ３０チオフェン基；Ｃ２〜Ｃ３０ヘテロアリール基；Ｃ２〜Ｃ３０ヘテロアリールアルキル基；Ｃ２〜Ｃ３０ヘテロアリールオキシ基；Ｃ５〜Ｃ２０シクロアルキル基；Ｃ２〜Ｃ３０ヘテロシクロアルキル基；Ｃ１〜Ｃ３０アルキルエステル基；Ｃ１〜Ｃ３０ヘテロアルキルエステル基；Ｃ６〜Ｃ３０アリールエステル基；およびＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリールエステル基からなる群より選択され、ＲｅおよびＲｆは、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、ＮＨ；Ｎ、Ｏ、ＳまたはＰのようなヘテロ原子にＣ１〜Ｃ２０アルキル基またはＣ６〜Ｃ２０アリール基が結合されたもの；Ｃ１〜Ｃ３０アルキル基；Ｃ６〜Ｃ３０アリール基；Ｃ１〜Ｃ３０アルコキシ基；Ｃ１〜Ｃ３０ヘテロアルキル基；Ｃ１〜Ｃ３０ヘテロアルコキシ基；Ｃ６〜Ｃ３０アリールアルキル基；Ｃ６〜Ｃ３０アリールオキシ基；Ｃ６〜Ｃ３０アリールアミン基；Ｃ６〜Ｃ３０ピロール基；Ｃ６〜Ｃ３０チオフェン基；Ｃ２〜Ｃ３０ヘテロアリール基；Ｃ２〜Ｃ３０ヘテロアリールアルキル基；Ｃ２〜Ｃ３０ヘテロアリールオキシ基；Ｃ５〜Ｃ２０シクロアルキル基；Ｃ２〜Ｃ３０ヘテロシクロアルキル基；Ｃ１〜Ｃ３０アルキルエステル基；Ｃ１〜Ｃ３０ヘテロアルキルエステル基；Ｃ６〜Ｃ３０アリールエステル基；およびＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリールエステル基からなる群より選択される。
また、前記伝導性高分子は、下記化学式８で表される化合物を単量体として重合したものであってもよい。
前記化学式８において、Ｘは、ＮＨ、Ｎ、Ｏ、ＳまたはＰのようなヘテロ原子にＣ１〜Ｃ２０アルキル基またはＣ６〜Ｃ２０アリール基が結合されたものであり、Ｙは、ＮＨ、Ｎ、Ｏ、ＳまたはＰのようなヘテロ原子にＣ１〜Ｃ２０アルキル基またはＣ６〜Ｃ２０アリール基が結合されたものであり、ｍとｎは、それぞれ独立して、０〜９の整数であり、Ｚは、−（ＣＨ２）ｘ−ＣＲｇＲｈ−（ＣＨ２）ｙであり、ＲｇおよびＲｈは、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ２０アルキルラジカル、Ｃ６〜Ｃ１４アリールラジカルおよび−ＣＨ２−ＯＲｉの中で選択される一つであり、この時、Ｒｉは、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル酸、Ｃ１〜Ｃ６アルキルエステル、Ｃ１〜Ｃ６ヘテロアルキル酸およびＣ１〜Ｃ６アルキルスルホン酸からなる群より選択される。
本発明の伝導性高分子共重合体は、電子との反応により分解される残基の含量が少なく、高分子共重合体に含まれた作用基によりモフォロジーの変化が行われることによって電子による分配を防止することができるため、前記高分子共重合体を含む光電素子は高効率および長寿命の特徴を有する。
本発明で使用される置換基であるアルキル基の具体的な例としては、直鎖型または分枝型としてメチル基、エチル基、プロピル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ｉｓｏ−アミル基、ヘキシル基などが挙げられ、前記アルキル基に含まれている一つ以上の水素原子は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基（−ＮＨ２、−ＮＨ（Ｒ）、−Ｎ（Ｒ’）（Ｒ”）、前記Ｒ、Ｒ’およびＲ”は、それぞれ独立して、Ｃ１〜Ｃ１０アルキル基である）、アミジノ基、ヒドラジン基、またはヒドラゾン基で置換されてもよい。
本発明で使用される置換基であるヘテロアルキル基は、アルキル基の主鎖中の炭素原子のうちの一つ以上、好ましくは１〜５個の炭素原子が酸素原子（Ｏ）、硫黄原子（Ｓ）、窒素原子（Ｎ）、リン原子（Ｐ）などのようなヘテロ原子で置換されたものを意味する。
前記本発明で使用される置換基であるアリール基は、一つ以上の芳香族環を含む炭素環式（カーボサイクル）芳香族分子を意味し、前記環はペンダント方法（ペンダント基）で共に結合されるか、または縮合（ｆｕｓｅｄ）されてもよい。
アリール基の具体的な例としては、フェニル基、ナフチル基、テトラヒドロナフチル基などのような芳香族基が挙げられ、前記アリール基のうちの一つ以上の水素原子は、前記アルキル基の場合と同様に置換可能である。
本発明で使用される置換基であるヘテロアリール基は、Ｎ、Ｏ、ＰまたはＳの中で選択された１〜３個のヘテロ原子を含み、残りの環原子がＣである環原子数５〜３０の環芳香族化合物を意味し、前記環はペンダント方法（ペンダント基）で共に結合されるか、または縮合（ｆｕｓｅｄ）されてもよい。
そして、前記ヘテロアリール基のうちの一つ以上の水素原子は、前記アルキル基の場合と同様に置換可能である。
本発明で使用される置換基であるアルコキシ基の具体的な例としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソブチルオキシ基、ｓｅｃ−ブチルオキシ基、ペンチルオキシ基、ｉｓｏ−アミルオキシ基、ヘキシルオキシ基などが挙げられ、前記アルコキシ基のうちの一つ以上の水素原子は、前記アルキル基の場合と同様に置換可能である。
本発明で使用される置換基であるアリールアルキル基は、アリール基で水素原子のうちの一部が低級アルキル基、例えばメチル基、エチル基、プロピル基などのようなラジカルで置換されたものを意味し、例えばベンジルメチル基、フェニルエチル基などがある。
前記アリールアルキル基に含まれている一つ以上の水素原子は、前記アルキル基の場合と同様に置換可能である。
本発明で使用される置換基であるヘテロアリールアルキル基は、ヘテロアリール基の水素原子の一部が低級アルキル基で置換されたものを意味し、ヘテロアリールアルキル基のうちヘテロアリールに対する定義は、前記で定義されたとおりである。前記ヘテロアリールアルキル基に含まれている一つ以上の水素原子は、前記アルキル基の場合と同様に置換可能である。
本発明で使用される置換基であるアリールオキシ基は、酸素原子が結合されたアリールラジカルを意味し、この時、アリールは前記で定義されたとおりである。具体的な例として、フェノキシ基、ナフトキシ基、アントラセニルオキシ基、ペナントレニルオキシ基、フルオレニルオキシ基、インデニルオキシ基などがあり、アリールオキシ基に含まれている一つ以上の水素原子は、前記アルキル基の場合と同様に置換可能である。
本発明で使用される置換基であるヘテロアリールオキシ基は、酸素原子が結合されたヘテロアリールラジカルを意味し、この時、ヘテロアリールは前記で定義されたとおりである。
本発明で使用される置換基であるヘテロアリールオキシ基に含まれている一つ以上の水素原子は、前記アルキル基の場合と同様に置換可能である。
本発明で使用される置換基であるシクロアルキル基は、Ｃ５〜Ｃ３０の１価のモノサイクリックシステム（単環系）を意味する。
前記シクロアルキル基に含まれている一つ以上の水素原子は、前記アルキル基の場合と同様に置換可能である。
本発明で使用される置換基であるヘテロシクロアルキル基は、環原子数５〜３０の１価のモノサイクリック（単環）化合物として、Ｎ、Ｏ、ＰまたはＳの中で選択された１〜３個のヘテロ原子を含むシクロアルキル基を意味する。
前記シクロアルキル基に含まれている一つ以上の水素原子は、前記アルキル基の場合と同様に置換可能である。
本発明で使用される置換基であるアミノ基は、−ＮＨ２、−ＮＨ（Ｒ）または−Ｎ（Ｒ’）（Ｒ”）を意味し、この時、Ｒ、Ｒ’およびＲ”は、それぞれ独立して、Ｃ１〜Ｃ１０アルキル基である。
本発明で使用されるハロゲンは、フッ素、塩素、臭素、ヨード、またはアスタチンが好ましく、その中でもフッ素が特に好ましい。
本発明の実施形態による伝導性高分子重合体は、前記化学式１で表されるポリ酸（多重酸）共重合体が前記で列挙した伝導性高分子にイオン結合の形態でドーピング（ｄｏｐｉｎｇ）されていることを特徴とする。
また、前記の伝導性高分子重合体を利用して膜を形成するためには、溶媒に分散されて組成物（ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）の形態で製造されなければならない。
これを伝導性高分子共重合体組成物と定義し、このような伝導性高分子共重合体組成物には、溶媒以外に有機イオン塩、物理的架橋剤、化学的架橋剤のような成分が全部または選択的にさらに含まれることもできる。
本発明の伝導性高分子共重合体組成物に使用される溶媒は、前記伝導性高分子重合体を溶解させることができるものであれば全て使用可能であるが、水、アルコール類、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド、トルエン、キシレンおよびクロロベンゼンからなる群より選択される一つ以上の溶媒を使用することが好ましい。
また、本発明による伝導性高分子組成物の場合、伝導性高分子共重合体の架橋能をより向上させるために、架橋剤（ｃｒｏｓｓ−ｌｉｎｋｉｎｇ ａｇｅｎｔ）をさらに含むことができ、この時、架橋剤としては物理的および／または化学的架橋剤が使用され得る。
本発明に使用される物理的架橋剤とは、化学的な結合なしに物理的に高分子鎖間に架橋の役割を果たすものとして、ヒドロキシ基（−ＯＨ）を含む低分子または高分子化合物をいう。
物理的架橋剤の具体的な例としては、グリセロール、ブタノールの低分子化合物とポリビニルアルコール、ポリエチレングリコールなどの高分子化合物があり、その他にもポリエチレンイミン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｉｍｉｎｅ）、ポリビニルピロリドン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｐｙｒｏｌｉｄｏｎｅ）等も物理的架橋剤として使用され得る。
添加される物理的架橋剤の含量は、前記伝導性高分子重合体１００重量部に対して０．００１〜５重量部が好ましく、０．１〜３重量部であることがより好ましい。
物理的架橋剤の含量が前記範囲内である場合、架橋剤の性能が効率的に発揮され、伝導性高分子膜の薄膜モフォロジー（ｍｏｐｈｏｌｏｇｙ；形態）が効果的に維持され得る。
化学的架橋剤とは、化学的に架橋させる役割を果たすものとして、インシチュ重合（ｉｎ−ｓｉｔｕ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ；その場重合ないし現場重合）が可能であり、ＩＰＮ（ｉｎｔｅｒｐｅｎｅｔｒａｔｉｎｇ ｐｏｌｙｍｅｒ ｎｅｔｗｏｒｋ；相互侵入高分子網目ないし相互貫入（貫通）高分子網目構造）を形成することができる化学物質をいう。
化学的架橋剤としては、シラン系物質が多く使用されるが、その具体的な例としてテトラエチルオキシシラン（ＴＥＯＳ）がある。
その他にもポリアジリジン（ｐｏｌｙａｚｉｒｉｄｉｎｅ）、メラミン（ｍｅｌａｍｉｎｅ）系、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）系物質が使用され得る。
化学的架橋剤の含量は、有機イオン塩を含む伝導性高分子重合体１００重量部に対して０．００１〜５０重量部が好ましく、１〜１０重量部であることがより好ましい。
化学的架橋剤の含量が前記範囲内である場合、架橋剤の性能が効果的に発揮され、伝導性高分子重合体に大きい影響を与えず、伝導性も十分に維持され得る。
前記では伝導性高分子組成物について説明したが、このような組成物を利用して伝導性高分子膜を製造するようになると、組成物に含まれた溶媒が大部分除去されなければならない。
また、本発明は、前記伝導性高分子組成物による伝導性高分子膜およびそれを含む有機光電素子を提供するが、この時、光電素子とは、有機電界発光素子、有機太陽電池、有機トランジスタ、そして有機メモリ素子などのように光電効果を利用した素子全体を意味する。
以下、本発明による伝導性高分子組成物が有機電界発光素子に適用される場合について説明する。
有機電界発光素子では前記伝導性高分子組成物が電荷、つまり、正孔または電子注入層に使用され、正孔および電子を均衡的かつ効率的に注入することによって有機電界発光素子の発光強度と効率を高める役割を果たすようになる。
また、有機太陽電池の場合には、本発明による伝導性高分子膜組成物が電極や電極バッファー層として使用されて量子効率を増加させ、有機トランジスタの場合にはゲート、ソース−ドレイン電極などで電極物質で使用され得る。
次に、前記のような有機光電素子のうち、本発明による伝導性高分子膜組成物を利用した有機電界発光素子の構造およびその製造方法を説明する。
図１ａ〜図１ｄは、本発明の好ましい実施形態により製造される有機電界発光素子の積層構造を概略的に示す断面図である。
図１ａの有機電界発光素子は、第１電極１０上部に発光層１２が積層され、前記電極と発光層の間に本発明の伝導性高分子組成物を含む正孔注入層（ＨＩＬ）（または「バッファー層」ともいう）１１が積層され、前記発光層１２上部に正孔ブロッキング（阻止）層（ＨＢＬ）１３が積層されており、その上部には第２電極１４が形成される。
図１ｂの有機電界発光素子は、発光層１２上部に形成された正孔ブロッキング（阻止）層（ＨＢＬ）１３の代わりに電子輸送層（ＥＴＬ）１５が形成されたことを除いては、図１ａの場合と同一な積層構造を有する。
図１ｃの有機電界発光素子は、発光層１２上部に正孔ブロッキング（阻止）層（ＨＢＬ）１３と電子輸送層１５が順次に積層された２層膜が使用されたことを除いては、図１ａの場合と同一な積層構造を有する。
図１ｄの有機電界発光素子は、正孔注入層１１と発光層１２の間に正孔輸送層１６がさらに形成されたことを除いては、図１ｃの有機電界発光素子と同一な構造を有している。この時、正孔輸送層１６は正孔注入層１１から発光層１２への不純物浸透を抑制する役割を果たす。
上述した図１ａ〜図１ｄの積層構造を有する有機電界発光素子は、一般的な製作方法により形成可能である。
つまり、まず、基板（図示せず）上部にパターニングされた第１電極１０を形成する。
ここで、前記基板は、通常の有機電界発光素子で使用される基板を使用するが、透明性、表面平滑性、取り扱い容易性および防水性に優れたガラス基板または透明プラスチック基板が好ましい。
そして、前記基板の厚さは、０．３〜１．１ｍｍであることが好ましい。
前記第１電極１０の形成材料は特別に制限されない。もし第１電極が陽極である場合には、陽極は正孔注入が容易な伝導性金属またはその酸化物からなり、具体的な例として、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、イリジウム（Ｉｒ）等を使用する。
前記第１電極１０が形成された基板を洗浄した後、ＵＶオゾン処理を施す。
この時、洗浄方法としては、イソプロパノール（ＩＰＡ）、アセトンなどの有機溶媒を利用する。
洗浄された基板の第１電極１０上部に、本発明による伝導性高分子組成物を含む正孔注入層（バッファー層）１１を形成させる。
このように正孔注入層１１が形成されると、第１電極１０と発光層１２の接触抵抗を減少させると同時に、発光層１２に対する第１電極１０の正孔輸送能力が向上し、素子の駆動電圧と寿命特性が全般的に改善される効果を得ることができる。
正孔注入層１１は、伝導性高分子重合体を溶媒に溶解して製造した本発明の組成物を第１電極１０上部にスピンコーティングした後、これを乾燥して形成させる。
ここで、前記正孔注入層１１の厚さは、５〜２００ｎｍであることが好ましく、２０〜１００ｎｍであることがより好ましい。
正孔注入層１１の厚さが前記範囲である場合、正孔注入が十分に行われ、光の透過度も良好に維持される。
前記正孔注入層１１上部には発光層１２を形成する。発光層をなす物質は特に制限されない。
より具体的に、オキサジアゾールダイマー染料（ｏｘａｄｉａｚｏｌｅ ｄｉｍｅｒ ｄｙｅｓ（Ｂｉｓ−ＤＡＰＯＸＰ））、スピロ化合物（ｓｐｉｒｏ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）（Ｓｐｉｒｏ−ＤＰＶＢｉ、Ｓｐｉｒｏ−６Ｐ）、トリアリールアミン化合物（ｔｒｉａｒｙｌａｍｉｎｅ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）、ビス（スチリル）アミン（ｂｉｓ（ｓｔｙｒｙｌ）ａｍｉｎｅ）（ＤＰＶＢｉ、ＤＳＡ）、Ｆｌｒｐｉｃ、ＣｚＴＴ、アントラセン（Ａｎｔｈｒａｃｅｎｅ）、ＴＰＢ、ＰＰＣＰ、ＤＳＴ、ＴＰＡ、ＯＸＤ−４、ＢＢＯＴおよびＡＺＭ−Ｚｎ（以上、青色）、クマリン６（Ｃｏｕｍａｒｉｎ６）、Ｃ５４５Ｔ、キナクリドン（Ｑｕｉｎａｃｒｉｄｏｎｅ）およびＩｒ（ｐｐｙ）３（以上、緑色）、ＤＣＭ１、ＤＣＭ２、Ｅｕ（ｔｈｅｎｏｙｌｔｒｉｆｌｕｏｒｏａｃｅｔｏｎｅ）３（Ｅｕ（ＴＴＡ）３およびブチル−６−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル）−４Ｈ−ピラン）{ｂｕｔｙｌ−６−（１，１，７，７−ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｊｕｌｏｌｉｄｙｌ−９−ｅｎｙｌ）−４Ｈ−ｐｙｒａｎ：ＤＣＪＴＢ}（以上、赤色）等を使用してもよい。
また、高分子発光物質としては、フェニレン（ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ）系、フェニレンビニレン（ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｖｉｎｙｌｅｎｅ）系、チオフェン（ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）系、フルオレン（ｆｌｕｏｒｅｎｅ）系およびスピロフルオレン（ｓｐｉｒｏ−ｆｌｕｏｒｅｎｅ）系高分子などのような高分子または窒素を含む芳香族化合物などが含まれ得るが、これに限定されない。
前記発光層１２の厚さは、１０〜５００ｎｍであることが好ましく、５０〜１２０ｎｍであることがより好ましい。発光層１２の厚さが前記範囲である場合、漏洩電流量および駆動電圧上昇幅が適切に維持されて寿命が効果的に維持され得る。
場合によっては前記発光層形成用組成物にドーパント（ｄｏｐａｎｔ）をさらに付加することもある。
この時、ドーパントの含量は、発光層形成材料により可変的であるが、一般に発光層形成材料（ホストとドーパントの総重量）１００重量部を基準にして３０〜８０重量部であることが好ましい。
ドーパントの含量が前記範囲内である場合、ＥＬ素子の発光特性が効果的に維持される。前記ドーパントの具体的な例としては、アリールアミン、フェリル系化合物、ピロール系化合物、ヒドラゾン系化合物、カルバゾール系化合物、スチルベン系化合物、スターバースト系化合物、オキサジアゾール系化合物などが挙げられる。
前記正孔注入層１１と発光層１２の間には正孔輸送層１６を選択的に形成しもてよい。
前記正孔輸送層をなす物質は特に制限されないが、例えば、正孔輸送の役割を果たすカルバゾール基および／またはアリールアミン基を有する化合物、フタロシアニン系化合物およびトリフェニレン誘導体からなる群より選択された一つ以上の物質を含んでもよい。
より具体的に、前記正孔輸送層は、１，３，５−トリカルバゾリルベンゼン、４，４’−ビスカルバゾリルビフェニル、ポリビニルカルバゾール、ｍ−ビスカルバゾリルフェニル、４，４’−ビスカルバゾリル−２，２’−ジメチルビフェニル、４，４’，４”−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン、１，３，５−トリ（２−カルバゾリルフェニル）ベンゼン、１，３，５−トリス（２−カルバゾリル−５−メトキシフェニル）ベンゼン、ビス（４−カルバゾリルフェニル）シラン、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１−ビフェニル］−４，４’ジアミン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（α−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＮＰＢ）、ＩＤＥ３２０（出光社）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−ｃｏ−Ｎ−（４−ブチルフェニル）ジフェニルアミン）（ｐｏｌｙ（９，９−ｄｉｏｃｔｙｌｆｌｕｏｒｅｎｅ−ｃｏ−Ｎ−（４−ｂｕｔｙｌｐｈｅｎｙｌ）ｄｉｐｈｅｎｙｌ−ａｍｉｎｅ）（ＴＦＢ）およびポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−ｃｏ−ビス−Ｎ，Ｎ−フェニル−１，４−フェニレンジアミン（ｐｏｌｙ（９，９−ｄｉｏｃｔｙｌｆｌｕｏｒｅｎｅ−ｃｏ−ｂｉｓ−（４−ｂｕｔｙｌｐｈｅｎｙｌ−ｂｉｓ−Ｎ，Ｎ−ｐｈｅｎｙｌ−１，４−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｄｉａｍｉｎ）（ＰＦＢ）からなる群より選択された一つ以上の物質を含んで構成されてもよいが、これに限定されない。
前記正孔輸送層１６は、１〜１００ｎｍ厚さであることが好ましく、５〜５０ｎｍであることがより好ましい。
正孔輸送層１６の厚さが前記範囲である場合、正孔輸送能力が十分に維持され、駆動電圧が適正水準に維持され得る。
前記発光層１２上部には、蒸着またはスピンコーティング方法を利用して正孔ブロッキング（阻止）層１３および／または電子輸送層１５が形成されてもよい。ここで、正孔ブロッキング（阻止）層１３は、発光物質で形成されるエキシトンが電子輸送層１５へ移動することを防いだり正孔が電子輸送層１５へ移動することを遮断する役割を果たす。
前記正孔ブロッキング（阻止）層１３の形成材料としては、下記化学式９で表されるフェナントロリン（ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅｓ）系化合物（例：ＵＤＣ社、ＢＣＰ）、化学式１０で表されるイミダゾール系化合物、化学式１１で表されるトリアゾール（ｔｒｉａｚｏｌｅｓ）系化合物、化学式１２で表されるオキサジアゾール（ｏｘａｄｉａｚｏｌｅｓ）系化合物（例：商品名ＰＢＤ）、化学式１３で表されるアルミニウム錯体（ａｌｕｍｉｎｕｍ ｃｏｍｐｌｅｘ）（ＵＤＣ社製品）であることが好ましい。
このような正孔ブロッキング（阻止）層の厚さは５〜１００ｎｍ、電子輸送層の厚さは５ｎｍ〜１００ｎｍであることが好ましい。前記厚さ範囲である場合、電子輸送能力や正孔ブロッキング（阻止）能力が効果的に維持され得る。
一方、電子輸送層１５の形成材料としては、オキサゾール系化合物、イソオキサゾール系化合物、トリアゾール系化合物、イソチアゾール（ｉｓｏｔｈｉａｚｏｌｅ）系化合物、オキサジアゾール系化合物、チアジアゾール（ｔｈｉａｄｉａｚｏｌｅ）系化合物、化学式１４で表されるペリレン（ｐｅｒｙｌｅｎｅ）系化合物、化学式１５で表されるアルミニウム錯体（Ａｌｑ３（トリス（８−キノリノラト）−アルミニウム（ｔｒｉｓ（８−ｑｕｉｎｏｌｉｎｏｌａｔｏ）ａｌｕｍｉｎｉｕｍ））、化学式１６のＢＡｌｑ、化学式１７のＳＡｌｑ、化学式１８のＡｌｍｑ３および化学式１９のガリウム錯体（Ｇａｑ’２ＯＰｉｖ）、化学式２０のＧａｑ’２ＯＡｃ、化学式２１の２（Ｇａｑ’２）等が好ましい。
このように製造された積層構造物に第２電極１４を積層し、前記結果物を封止して有機電界発光素子を完成する。
前記第２電極１４の形成材料は特別に制限されないが、その中でも仕事関数が小さい金属、つまり、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｃａ、Ｃａ／Ａｌ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、ＢａＦ２／Ｃａ、Ｍｇ、Ａｇ、Ａｌまたはその合金あるいはその多重層を利用して形成させることが好ましい。前記第２電極１４の厚さは、５０〜３０００Åであることが好ましい。
本発明の有機電界発光素子の製作は特別な装置や方法を必要とせず、通常の伝導性高分子組成物を利用した有機電界発光素子の製造方法により製造され得る。
以下、本発明の伝導性高分子重合体によると、水分吸収力を抑制することができ、分子内ポリ酸（多重酸）の濃度を低下することができ、分子間の凝集現象を減少させて薄膜特性および保存安定性に優れているばかりか、有機光電素子の効率特性および寿命特性を向上させることができることを、具体的な実施例を挙げて説明する。ただし、ここに記載されない内容は当該技術分野で熟練した者であれば十分に技術的に類推することができるものであるため、その説明を省略する。
〔実施例〕
〔実施例１〕：Ｉ−１で表されるイオン塩（ｉｏｎｉｃ ｓａｌｔ）の調製
窒素雰囲気下でアルドリッチ社で購入した臭化エチル１０ｇとイミダゾール６ｇをＴＨＦ１００ｍＬに入れた後、８時間撹拌した。前記反応物をジクロロメタンで抽出した後、水で４回洗浄した。このように得られた抽出溶液を無水硫酸マグネシウムを利用して溶液から余分の水分を除去後に濾過し、これをロータリーエバポレーターを利用して溶媒を除去した。これを再びアルミナパウダーに吸着、ジクロロメタンで展開して淡黄色液体状態のＮ−エチルイミダゾール（Ｎ−Ｅｔｈｙｌｉｍｉｄａｚｌｅ）７ｇを得た。
Ｎ−エチルイミダゾール（Ｎ−Ｅｔｈｙｌｉｍｉｄａｚｌｅ）７ｇを再びＴＨＦ６０ｍＬに溶かした後、臭化ビニル９ｇを滴下した。反応温度を６０℃にして約８時間撹拌した後、余分の臭化ビニルと溶媒を除去するために減圧濃縮した。これを再びアルミナゲルカラムとジクロロメタンを利用して所望の淡黄色液体であるＩ−１の１３ｇを得た。
元素分析：計算値 Ｃ：４１．４０、Ｈ：５．４６、Ｎ：１３．７９
実測値 Ｃ：４１．３７、Ｈ：５．４２、Ｎ：１３．８１
〔実施例２〕：Ｉ−２で表されるイオン塩の調製
窒素雰囲気下でアルドリッチ社で購入した臭化エチル１０ｇとイミダゾール６ｇをＴＨＦ１００ｍＬに入れた後、８時間撹拌した。前記反応物をジクロロメタンで抽出した後、水で４回洗浄した。このように得られた抽出溶液を無水硫酸マグネシウムを利用して溶液から余分の水分を除去後に濾過し、これをロータリーエバポレーターを利用して溶媒を除去した。これを再びアルミナパウダーに吸着、ジクロロメタンで展開して淡黄色液体状態のＮ−エチルイミダゾール（Ｎ−Ｅｔｈｙｌｉｍｉｄａｚｌｅ）７ｇを得た。
Ｎ−エチルイミダゾール（Ｎ−Ｅｔｈｙｌｉｍｉｄａｚｌｅ）７ｇを再びＴＨＦ６０ｍＬに溶かした後、臭化アリル１０ｇを滴下した。反応温度を６０℃にして約８時間撹拌した後、余分の臭化アリルと溶媒を除去するために減圧濃縮した。これを再びアルミナゲルカラムとジクロロメタンを利用して所望の淡黄色液体であるＩ−２の１５ｇを得た。
元素分析：計算値 Ｃ：４４．２６、Ｈ：６．０４、Ｎ：１２．９０
実測値 Ｃ：４４．３０、Ｈ：５．９９、Ｎ：１２．８８
〔実施例３〕：Ｉ−３で表されるイオン塩の調製
窒素雰囲気下でアルドリッチ社で購入した臭化エチル１０ｇとイミダゾール６ｇをＴＨＦ１００ｍＬに入れた後、８時間撹拌した。前記反応物をジクロロメタンで抽出した後、水で４回洗浄した。このように得られた抽出溶液を無水硫酸マグネシウムを利用して溶液上の余分の水分を除去後に濾過し、これをロータリーエバポレーターを利用して溶媒を除去した。これを再びアルミナパウダーに吸着、ジクロロメタンで展開して淡黄色液体状態であるＮ−エチルイミダゾール（Ｎ−Ｅｔｈｙｌｉｍｉｄａｚｌｅ）７ｇを得た。
Ｎ−エチルイミダゾール（Ｎ−Ｅｔｈｙｌｉｍｉｄａｚｌｅ）７ｇを再びＴＨＦ６０ｍＬに溶かした後、臭化アリル１０ｇを滴加した。反応温度を６０℃にして約８時間撹拌した後、余分の臭化アリルと溶媒を除去するために減圧濃縮した。これを再びアルミナゲルカラムとジクロロメタンを利用して所望の淡黄色の粘性の高い液体であるＩ−３の１５ｇを得た。
元素分析：計算値 Ｃ：４４．２６、Ｈ：６．０４、Ｎ：１２．９０
実測値 Ｃ：４４．３０、Ｈ：５．９９、Ｎ：１２．８８
〔実施例４〕：Ｉ−４で表されるイオン塩の調製
窒素雰囲気下でアルドリッチ社で購入した臭化エチル９．５ｇと２−メチルイミダゾール６ｇをＴＨＦ１００ｍＬに入れた後、８時間撹拌した。前記反応物をジクロロメタンで抽出した後、水で４回洗浄した。このように得られた抽出溶液を無水硫酸マグネシウムを利用して溶液上の余分の水分を除去後に濾過し、これをロータリーエバポレーターを利用して溶媒を除去した。これを再びアルミナパウダーに吸着、ジクロロメタンで展開して淡黄色液体状態の２−メチル−Ｎ−エチルイミダゾール（２−ｍｅｔｈｙｌ−Ｎ−Ｅｔｈｙｌｉｍｉｄａｚｌｅ）７ｇを得た。
Ｎ−エチルイミダゾール（Ｎ−Ｅｔｈｙｌｉｍｉｄａｚｌｅ）７ｇを再びＴＨＦ６０ｍＬに溶かした後、臭化アリル１０ｇを滴下した。反応温度を６０℃にして約８時間撹拌した後、余分の臭化アリルと溶媒を除去するために減圧濃縮した。これを再びアルミナゲルカラムとジクロロメタンを利用して所望の淡黄色の粘性の高い液体であるＩ−４の１５ｇを得た。
元素分析：計算値 Ｃ：４４．７７、Ｈ：６．５４、Ｎ：１２．１２
実測値 Ｃ：４４．７３、Ｈ：６．５９、Ｎ：１２．１４
〔実施例５〕：Ｉ−５で表されるイオン塩の調製
Ｎ−メチルピペリジン５ｇをＴＨＦ６０ｍＬに溶かした後、臭化アリル８ｇを滴下した。反応温度を６０℃にして約８時間撹拌した後、余分の臭化アリルと溶媒を除去するために減圧濃縮した。これを再びアルミナゲルカラムとジクロロメタンを利用して所望の淡黄色の粘性の高い液体であるＩ−５の１２ｇを得た。
〔実施例６〕：Ｉ−１−Ａで表されるイオン塩の調製
実施例１から得られたＩ−１イオン塩にリチウムビストリフルオロメタンスルホンアミド（ｌｉｔｈｉｕｍ ｂｉｓｔｒｉｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈａｎｅｓｕｌｆｏｎａｍｉｄｅ）、ＬｉＴＦＳＩ（ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２）を利用してハロゲン陰イオンを−Ｎ（ＳＯ２ＣＦ３）２に転換した。転換する工程は次の通りである。
５００ｍＬの丸底フラスコに１０ｍｍｏｌに該当するイオン塩をアセトン３００ｍＬに溶かした後、Ｆｌｕｏｒｏｃｈｅｍ社から購入したＬｉＴＦＳＩ１０ｍｍｏｌを滴下する。約３時間撹拌後に生成された白い粉は濾過を通じて除去し、溶媒に溶けている反応物は減圧濃縮して淡黄色液体を得た。これを再びアルミナゲルカラムとジクロロメタンを利用して陰イオンが置換された淡黄色の粘性の高い液体であるＩ−１−ＡからＩ−４−Ａを得た。
〔実施例７〕：Ｉ−２−Ａで表されるイオン塩の調製
実施例１から得られたＩ−１イオン塩の代わりに実施例２から得られたＩ−２イオン塩を使用した点を除いては実施例６と同様な方法を通じてＩ−２−Ａで表されるイオン塩を得た。
〔実施例８〕：Ｉ−３−Ａで表されるイオン塩の調製
実施例１から得られたＩ−１イオン塩の代わりに実施例３から得られたＩ−３イオン塩を使用した点を除いては実施例６と同様な方法を通じてＩ−３−Ａで表されるイオン塩を得た。
〔実施例９〕：Ｉ−４−Ａで表されるイオン塩の調製
実施例１から得られたＩ−１イオン塩の代わりに実施例４から得られたＩ−４イオン塩を使用した点を除いては実施例６と同様な方法を通じてＩ−４−Ａで表されるイオン塩を得た。
実施例６〜９から得られたイオン塩は下記化学式２３〜２６のとおりである。
〔実施例１０〕：ドーピング高分子の合成
＜１段階：共重合体の合成＞
シグマアルドリッチ（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ）社のスチレンスルホン酸ナトリウム（ＳＳＮａ）１２ｇ、イオン塩Ｉ−１−Ａの３ｇ（使用量：スチレンスルホン酸ナトリウム（ＳＳＮａ）に対して１２．７ｍｏｌ％に該当）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）２５０ｍＬに加熱しながら完全に溶かした。次に、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）０．３ｇをジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）に溶かして前記で得られた溶液に滴下した後、４８時間以上重合した。
得られた反応物をアセトンに沈殿させ、室温で放置した後、形成された沈殿物をろ過して共重合体を得た。この時、共重合体内の高分子重合体モル比は８：１であり、Ｍｎ＝２４，０００、Ｍｗ＝１２，１００であった。
＜２段階：酸性化およびＮａＣｌ除去および高分子精製＞
前記第１段階で得られた共重合体をＨ＋に活性化されたレジンである陽イオン系樹脂Ａｍｂｅｒｉｔｅ（登録商標）ＩＲ−１２０カラムを利用して共重合体を展開して化学式２７と２８から構成された共重合体を得た。この過程を３回以上施した後、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ社のＰｒｅｐ／Ｓｃａｌｅ（登録商標）ＴＦＦ膜（ｍｅｍｂｒａｎｅ）を利用して微量残っている生成されたＮａＣｌ塩を十分に除去して最終的に純粋な化学式２７と２８から構成された共重合体を得、この時、得られたドーピング高分子は、１段階のモル比は同一であった。分子量はＭｎ＝２３，６００、Ｍｗ＝１２，７００であった。
〔実施例１１〕：ドーピング高分子の合成
＜１段階：共重合体の合成＞
シグマアルドリッチ（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ）社のスチレンスルホン酸ナトリウム（ＳＳＮａ）１２ｇ、イオン塩Ｉ−２−Ａの３ｇ（使用量：スチレンスルホン酸ナトリウム（ＳＳＮａ）に対して１２．３ｍｏｌ％に該当）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）２５０ｍＬに加熱しながら完全に溶かした。次に、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）０．３ｇをジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）に溶かして前記得られた溶液に滴下した後、４８時間以上重合した。
得られた反応物をアセトンに沈殿させ、室温で放置した後、形成された沈殿物をろ過して共重合体を得た。この時、共重合体内の高分子重合体モル比は８：１であり、Ｍｎ＝２３，５００、Ｍｗ＝１０，１００であった。
＜２段階：酸性化およびＮａＣｌ除去および高分子精製＞
前記第１段階で得られた共重合体をＨ＋に活性化されたレジンである陽イオン系樹脂Ａｍｂｅｒｉｔｅ（登録商標）ＩＲ−１２０カラムを利用して共重合体を展開して化学式２７と２９で構成された共重合体を得た。この過程を３回以上施した後、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ社のＰｒｅｐ／Ｓｃａｌｅ（登録商標）ＴＦＦ膜（ｍｅｍｂｒａｎｅ）を利用して微量残っている生成されたＮａＣｌ塩を十分に除去し、最終的に純粋な化学式２７と２９で構成された共重合体を得、この時、得られたドーピング高分子は、１段階のモル比は同一であった。分子量はＭｎ＝２３，６００、Ｍｗ＝１１，０００であった。
〔実施例１２〕：ドーピング高分子の合成
＜１段階：共重合体の合成＞
シグマアルドリッチ（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ）社のスチレンスルホン酸ナトリウム（ＳＳＮａ）１２ｇ、イオン塩Ｉ−３−Ａの３ｇ（使用量：スチレンスルホン酸ナトリウム（ＳＳＮａ）に対して１２．３ｍｏｌ％に該当）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）２５０ｍＬに加熱しながら完全に溶かした。次に、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）０．３ｇをジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）に溶かして前記得られた溶液に滴下した後、４８時間以上重合した。
得られた反応物をアセトンに沈殿させ、室温で放置した後、形成された沈殿物をろ過して共重合体を得た。この時、共重合体内の高分子重合体モル比は８：１であり、Ｍｎ＝２３，５００、Ｍｗ＝１０，１００であった。
＜２段階：酸性化およびＮａＣｌ除去および高分子精製＞
前記第１段階で得られた共重合体をＨ＋に活性化されたレジンである陽イオン系樹脂Ａｍｂｅｒｉｔｅ（登録商標）ＩＲ−１２０カラムを利用して共重合体を展開して化学式２７と３０から構成された共重合体を得た。この過程を３回以上施した後、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ社のＰｒｅｐ／Ｓｃａｌｅ（登録商標）ＴＦＦ膜（ｍｅｍｂｒａｎｅ）を利用して微量残っている生成されたＮａＣｌ塩を十分に除去し、最終的に純粋な化学式２７と３０で構成された共重合体を得、この時、得られたドーピング高分子は、１段階のモル比は同一であった。分子量はＭｎ＝２３，６００、Ｍｗ＝１１，０００であった。
〔実施例１３〕：ドーピング高分子の合成
＜１段階：共重合体の合成＞
シグマアルドリッチ（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ）社のスチレンスルホン酸ナトリウム（ＳＳＮａ）１２ｇ、イオン塩Ｉ−４−Ａの３．１ｇ（使用量：スチレンスルホン酸ナトリウム（ＳＳＮａ）に対して１２．３ｍｏｌ％に該当）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）２５０ｍＬに加熱しながら完全に溶かした。次に、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）０．３ｇをジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）に溶かして前記得られた溶液に滴下した後、４８時間以上重合した。
得られた反応物をアセトンに沈殿させ、室温で放置した後、形成された沈殿物をろ過して共重合体を得た。この時、共重合体内の高分子重合体モル比は８：１であり、Ｍｎ＝２２，１００、Ｍｗ＝１０，５００であった。
＜２段階：酸性化およびＮａＣｌ除去および高分子精製＞
前記第１段階で得られた共重合体をＨ＋に活性化されたレジンである陽イオン系樹脂Ａｍｂｅｒｉｔｅ（登録商標）ＩＲ−１２０カラムを利用して共重合体を展開して化学式２７と３１で構成された共重合体を得た。この過程を３回以上施した後、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ社のＰｒｅｐ／Ｓｃａｌｅ（登録商標）ＴＦＦ膜（ｍｅｍｂｒａｎｅ）を利用して微量残っている生成されたＮａＣｌ塩を十分に除去し、最終的に純粋な化学式２７と３１で構成された共重合体を得、この時、得られたドーピング高分子は、１段階のモル比は同一であった。分子量はＭｎ＝２３，５００、Ｍｗ＝１２，５００であった。
〔実施例１４〕：有機光電素子の調製
コーニング（Ｃｏｒｎｉｎｇ）社の１５Ψ／ｃｍ２（１２００Å）ＩＴＯガラス基板を横×縦×厚５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．７ｍｍの大きさに切断してイソプロピルアルコールと純水中で各５分間超音波洗浄した後、３０分間ＵＶ、オゾン洗浄した。
このように準備された基板上に実施例１０で調製した伝導性高分子化合物組成物をスピンコーティングして５０ｎｍ厚さの正孔注入層を形成した。
形成された正孔注入層上部に赤色発光高分子で７０ｎｍ厚さの発光層を形成した後、前記発光層上部に第２電極としてＬｉＦの２ｎｍ、Ａｌの１００ｎｍを形成して有機光電素子を製作した。
〔実施例１５〕：有機光電素子の製作
実施例１０で調製した伝導性高分子化合物の代わりに実施例１１で調製した伝導性高分子を使用した点を除いては、前記実施例１４と同様な方法で有機光電素子を製作した。
〔実施例１６〕：有機光電素子の製作
実施例１０で調製した伝導性高分子化合物の代わりに実施例１２で調製した伝導性高分子を使用した点を除いては、前記実施例１４と同様な方法で有機光電素子を製作した。
〔実施例１７〕：有機光電素子の製作
実施例１０で調製した伝導性高分子化合物の代わりに実施例１３で調製した伝導性高分子を使用した点を除いては、前記実施例１４と同様な方法で有機光電素子を製作した。
〔比較例１〕：有機光電素子の製作
実施例１０で調製した伝導性高分子化合物の代わりにＨ．Ｃ Ｓｔｏｒｃｋ社のＣＨ８０００伝導性高分子を使用した点を除いては、前記実施例１４と同様な方法で有機光電素子を製作した。
〔実験例〕
＜実験方法＞
（１）表面の薄膜状態測定
Ｐａｒｋ ｓｙｓｔｅｍ社のＸＥ−１００を利用してＩＴＯ基板上部に１５×１５μｍの領域で前記実施例１０〜１３それぞれをスピンコーティングしてフィルムを形成した。以降、１０×１０μｍ領域のフィルム表面を測定し、この領域の平均粗度を表示した。
（２）共重合体および伝導性高分子の水に対するろ過性
ミリポア（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ）社ＰＶＤＦ材質の０．４５μｍシリンジディスク（ｓｙｒｉｎｇｅ ｄｉｓｋ）フィルターを利用して実施例１０〜１３それぞれを１０ｍｌずつろ過してその結果を測定した。
（３）有機光電素子の効率特性
前記実施例１４〜１７で製作した有機光電素子に対し、Ｋｅｉｔｈｌｅ社のＫｅｉｔｈｌｅｙ ２４００およびＭｉｎｏｌｔａ社のＣＳ−１０００Ａを利用してＩ−Ｖ−Ｌを測定する方法を通じて素子の効率を測定した。
＜実験結果＞
下記表１は、表面の薄膜状態測定および伝導性高分子の水に対するろ過性に対する実験データである。
下記表から分かるように、水に対するろ過性は全て優れており、粗度が非常に低いことが分かる。
下記表２は、有機光電素子の効率特性を示す表である。
下記表２から分かるように、発光効率の側面から見ても比較例１に比べて良好な数値を示しているが、有機光電素子でより重要な特性である電力効率の観点ですべての実施例の電力効率は低い駆動電圧に起因し、比較例１に比べて優れた数値を示している。
本発明は、前記実施例に限定されなく、互いに異なる多様な形態に製造され得、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明の技術的な思想や必須の特徴を変更せずに他の具体的な形態に実施可能なことを理解できるだろう。したがって、上記実施例はすべての面で例示的なものであり、限定的ではないことを理解しなければならない。
１０…第１電極、
１１…バッファー層、
１２…発光層、
１３…正孔抑制層、
１４…第２電極、
１５…電子輸送層、
１６…正孔輸送層。
本発明の好ましい実施形態により製造される有機発光素子の積層構造を概略的に示す断面図である。 本発明の好ましい実施形態により製造される有機発光素子の積層構造を概略的に示す断面図である。 本発明の好ましい実施形態により製造される有機発光素子の積層構造を概略的に示す断面図である。 本発明の好ましい実施形態により製造される有機発光素子の積層構造を概略的に示す断面図である。
本発明で使用される置換基であるヘテロアリール基は、Ｎ、Ｏ、ＰまたはＳの中で選択された１〜３個のヘテロ原子を含み、残りの環原子がＣである環原子数５〜３０の環芳香族基を意味し、前記環はペンダント方法（ペンダント基）で共に結合されるか、または縮合（ｆｕｓｅｄ）されてもよい。
本発明で使用される置換基であるヘテロシクロアルキル基は、環原子数５〜３０の１価のモノサイクリック（単環）基として、Ｎ、Ｏ、ＰまたはＳの中で選択された１〜３個のヘテロ原子を含むシクロアルキル基を意味する。
これを伝導性高分子重合体組成物と定義し、このような伝導性高分子重合体組成物には、溶媒以外に有機イオン塩、物理的架橋剤、化学的架橋剤のような成分が全部または選択的にさらに含まれることもできる。
本発明の伝導性高分子重合体組成物に使用される溶媒は、前記伝導性高分子重合体を溶解させることができるものであれば全て使用可能であるが、水、アルコール類、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド、トルエン、キシレンおよびクロロベンゼンからなる群より選択される一つ以上の溶媒を使用することが好ましい。
窒素雰囲気下でアルドリッチ社で購入した臭化エチル１０ｇとイミダゾール６ｇをＴＨＦ１００ｍＬに入れた後、８時間撹拌した。前記反応物をジクロロメタンで抽出した後、水で４回洗浄した。このように得られた抽出溶液を無水硫酸マグネシウムを利用して溶液から上の余分の水分を除去後に濾過し、これをロータリーエバポレーターを利用して溶媒を除去した。これを再びアルミナパウダーに吸着、ジクロロメタンで展開して淡黄色液体状態のＮ−エチルイミダゾール（Ｎ−Ｅｔｈｙｌｉｍｉｄａｚｏｌｅ）７ｇを得た。
Ｎ−エチルイミダゾール（Ｎ−Ｅｔｈｙｌｉｍｉｄａｚｏｌｅ）７ｇを再びＴＨＦ６０ｍＬに溶かした後、臭化ビニル９ｇを滴下した。反応温度を６０℃にして約８時間撹拌した後、余分の臭化ビニルと溶媒を除去するために減圧濃縮した。これを再びアルミナゲルカラムとジクロロメタンを利用して所望の淡黄色液体であるＩ−１の１３ｇを得た。
窒素雰囲気下でアルドリッチ社で購入した臭化エチル１０ｇとイミダゾール６ｇをＴＨＦ１００ｍＬに入れた後、８時間撹拌した。前記反応物をジクロロメタンで抽出した後、水で４回洗浄した。このように得られた抽出溶液を無水硫酸マグネシウムを利用して溶液から余分の水分を除去後に濾過し、これをロータリーエバポレーターを利用して溶媒を除去した。これを再びアルミナパウダーに吸着、ジクロロメタンで展開して淡黄色液体状態のＮ−エチルイミダゾール（Ｎ−Ｅｔｈｙｌｉｍｉｄａｚｏｌｅ）７ｇを得た。
Ｎ−エチルイミダゾール（Ｎ−Ｅｔｈｙｌｉｍｉｄａｚｏｌｅ）７ｇを再びＴＨＦ６０ｍＬに溶かした後、臭化アリル１０ｇを滴下した。反応温度を６０℃にして約８時間撹拌した後、余分の臭化アリルと溶媒を除去するために減圧濃縮した。これを再びアルミナゲルカラムとジクロロメタンを利用して所望の淡黄色液体であるＩ−２の１５ｇを得た。
窒素雰囲気下でアルドリッチ社で購入した臭化エチル１０ｇとイミダゾール６ｇをＴＨＦ１００ｍＬに入れた後、８時間撹拌した。前記反応物をジクロロメタンで抽出した後、水で４回洗浄した。このように得られた抽出溶液を無水硫酸マグネシウムを利用して溶液上の余分の水分を除去後に濾過し、これをロータリーエバポレーターを利用して溶媒を除去した。これを再びアルミナパウダーに吸着、ジクロロメタンで展開して淡黄色液体状態であるＮ−エチルイミダゾール（Ｎ−Ｅｔｈｙｌｉｍｉｄａｚｏｌｅ）７ｇを得た。
Ｎ−エチルイミダゾール（Ｎ−Ｅｔｈｙｌｉｍｉｄａｚｏｌｅ）７ｇを再びＴＨＦ６０ｍＬに溶かした後、４−ビニルベンジルクロリド１０ｇを滴加した。反応温度を６０℃にして約８時間撹拌した後、余分の４−ビニルベンジルクロリドと溶媒を除去するために減圧濃縮した。これを再びアルミナゲルカラムとジクロロメタンを利用して所望の淡黄色の粘性の高い液体であるＩ−３の１５ｇを得た。
窒素雰囲気下でアルドリッチ社で購入した臭化エチル９．５ｇと２−メチルイミダゾール６ｇをＴＨＦ１００ｍＬに入れた後、８時間撹拌した。前記反応物をジクロロメタンで抽出した後、水で４回洗浄した。このように得られた抽出溶液を無水硫酸マグネシウムを利用して溶液上の余分の水分を除去後に濾過し、これをロータリーエバポレーターを利用して溶媒を除去した。これを再びアルミナパウダーに吸着、ジクロロメタンで展開して淡黄色液体状態の２−メチル−Ｎ−エチルイミダゾール（２−ｍｅｔｈｙｌ−Ｎ−Ｅｔｈｙｌｉｍｉｄａｚｏｌｅ）７ｇを得た。
Ｎ−エチルイミダゾール（Ｎ−Ｅｔｈｙｌｉｍｉｄａｚｏｌｅ）７ｇを再びＴＨＦ６０ｍＬに溶かした後、臭化アリル１０ｇを滴下した。反応温度を６０℃にして約８時間撹拌した後、余分の臭化アリルと溶媒を除去するために減圧濃縮した。これを再びアルミナゲルカラムとジクロロメタンを利用して所望の淡黄色の粘性の高い液体であるＩ−４の１５ｇを得た。

Claims (13)

  1. 伝導性高分子に下記化学式１で表されるポリ酸（多重酸）共重合体がドーピングされている伝導性高分子重合体：
    前記化学式１において、
    Ａは、炭素系であって、置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０アルキル基；置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０ヘテロアルキル基；置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０アルコキシ基；置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０ヘテロアルコキシ基；置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリールアルキル基、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリールオキシ基、置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリール基、置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリールアルキル基；置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリールオキシ基；置換または非置換のＣ５〜Ｃ２０シクロアルキル基；置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロシクロアルキル基；置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０アルキルエステル基；置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０ヘテロアルキルエステル基；置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリールエステル基；および置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリールエステル基からなる群より選択され、
    Ｂは、イオン基であるか、またはイオン基を含んでもよく、この時、イオン基は陽イオンと陰イオンの対からなり、陽イオンは、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｌｉ＋、Ｍｇ２＋、Ｚｎ２＋、Ａｌ３＋の金属イオン、Ｈ＋、ＮＨ３ ＋またはＣＨ３（−ＣＨ２−）ｎ（ｎは、１〜５０の自然数）の有機イオンであり、陰イオンは、ＰＯ３ −、ＳＯ３ −、ＣＯＯ−、Ｉ−またはＣＨ３ＣＯＯ−であってもよっく、
    Ｃは、陰イオンおよび陽イオンを含む有機イオン塩の陽イオンであり、
    Ｒ１〜Ｒ４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素、置換または非置換のＣ１〜Ｃ１０アルキル基、置換または非置換のＣ６〜Ｃ２０アリール基および置換または非置換のＣ３〜Ｃ２０ヘテロアリール基からなる群より選択され、
    ０＜ｍ≦１０，０００，０００であり、０＜ｎ＜１０，０００，０００であり、０．０００１≦ｍ／ｎ≦１００である。
  2. 前記Ｃは、下記化学式２〜５のうちのいずれか一つである、請求項１に記載の伝導性高分子重合体：
    前記化学式２〜５において、
    Ｒ５〜Ｒ８のうちのいずれか一つは、置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０アルキレン基、置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０ヘテロアルキレン基、置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０アルコキシレン基、置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０ヘテロアルコキシレン基、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリーレン基、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリールアルキレン基、置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリーレン基、置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリールアルキレン基、置換または非置換のＣ５〜Ｃ２０シクロアルキレン基および置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロシクロアルキレン基からなる群より選択され、選択された置換基の一端部は主鎖に結合され、
    残りのＲ５〜Ｒ８は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素、置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０アルキル基、置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０ヘテロアルキル基、置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０アルコキシ基、置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０ヘテロアルコキシ基、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリール基、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリールアルキル基、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリールオキシ基、置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリール基、置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリールアルキル基、置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリールオキシ基、置換または非置換のＣ５〜Ｃ２０シクロアルキル基、置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロシクロアルキル基、置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０アルキルエステル基、置換または非置換のＣ１〜Ｃ３０ヘテロアルキルエステル基、置換または非置換のＣ６〜Ｃ３０アリールエステル基および置換または非置換のＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリールエステル基からなる群より選択され、
    Ｘ−のＸは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＢＦ４、ＰＦ６および（ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２）２Ｎ（ｎは、１〜５０の自然数）からなる群より選択され、
    Ｙは、−ＣＨ２−、−ＣＲ’Ｒ”−、−ＮＨ−、−ＮＲ’−、−Ｏ−、−Ｐ−、−Ｐ＝Ｏ−、−Ｓ−および−ＳｉＲ’Ｒ”−からなる群より選択されてもよく、ここで、Ｒ’およびＲ”は、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素、置換または非置換のＣ１〜Ｃ１０アルキル基、置換または非置換のＣ６〜Ｃ２０アリール基および置換または非置換のＣ３〜Ｃ２０ヘテロアリール基からなる群より選択され、
    ｈは、１〜３のうちのいずれか一つの整数であり、
    ｉは、１〜８のうちのいずれか一つの整数であり、
    ｊは、１〜１０のうちのいずれか一つの整数であり、
    ｋは、１〜４のうちのいずれか一つの整数であり、
    ｌは、１〜４のうちのいずれか一つの整数である。
  3. 前記伝導性高分子は、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン、下記化学式６で表されるポリアニリンまたはその誘導体である単量体；および下記化学式７で表されるピロール、チオフェンまたはその誘導体である単量体；からなる群より選択された少なくとも一つ以上を重合した高分子である、請求項１に記載の伝導性高分子重合体：
    前記化学式６および７において、
    Ｘは、ＮＨ；Ｎ、Ｏ、ＳまたはＰのようなヘテロ原子にＣ１〜Ｃ２０アルキル基またはＣ６〜Ｃ２０アリール基が結合されたものであり、
    Ｒａ、Ｒｂ、ＲｃおよびＲｄは、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、水素；Ｃ１〜Ｃ３０アルキル基；Ｃ１〜Ｃ３０ヘテロアルキル基；Ｃ１〜Ｃ３０アルコキシ基；Ｃ１〜Ｃ３０ヘテロアルコキシ基；Ｃ６〜Ｃ３０アリール基；Ｃ６〜Ｃ３０アリールアルキル基；Ｃ６〜Ｃ３０アリールオキシ基；Ｃ６〜Ｃ３０アリールアミン基；Ｃ６〜Ｃ３０ピロール基；Ｃ６〜Ｃ３０チオフェン基；Ｃ２〜Ｃ３０ヘテロアリール基；Ｃ２〜Ｃ３０ヘテロアリールアルキル基；Ｃ２〜Ｃ３０ヘテロアリールオキシ基；Ｃ５〜Ｃ２０シクロアルキル基；Ｃ２〜Ｃ３０ヘテロシクロアルキル基；Ｃ１〜Ｃ３０アルキルエステル基；Ｃ１〜Ｃ３０ヘテロアルキルエステル基；Ｃ６〜Ｃ３０アリールエステル基；およびＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリールエステル基からなる群より選択され、
    ＲｅおよびＲｆは、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、ＮＨ；Ｎ、Ｏ、ＳまたはＰのようなヘテロ原子にＣ１〜Ｃ２０アルキル基またはＣ６〜Ｃ２０アリール基が結合されたもの；Ｃ１〜Ｃ３０アルキル基；Ｃ６〜Ｃ３０アリール基；Ｃ１〜Ｃ３０アルコキシ基；Ｃ１〜Ｃ３０ヘテロアルキル基；Ｃ１〜Ｃ３０ヘテロアルコキシ基；Ｃ６〜Ｃ３０アリールアルキル基；Ｃ６〜Ｃ３０アリールオキシ基；Ｃ６〜Ｃ３０アリールアミン基；Ｃ６〜Ｃ３０ピロール基；Ｃ６〜Ｃ３０チオフェン基；Ｃ２〜Ｃ３０ヘテロアリール基；Ｃ２〜Ｃ３０ヘテロアリールアルキル基；Ｃ２〜Ｃ３０ヘテロアリールオキシ基；Ｃ５〜Ｃ２０シクロアルキル基；Ｃ２〜Ｃ３０ヘテロシクロアルキル基；Ｃ１〜Ｃ３０アルキルエステル基；Ｃ１〜Ｃ３０ヘテロアルキルエステル基；Ｃ６〜Ｃ３０アリールエステル基；およびＣ２〜Ｃ３０ヘテロアリールエステル基からなる群より選択される。
  4. 前記伝導性高分子は、下記化学式８で表される化合物を単量体として重合したものである、請求項１に記載の伝導性高分子重合体：
    前記化学式８において、
    Ｘは、ＮＨ、Ｎ、Ｏ、ＳまたはＰのようなヘテロ原子にＣ１〜Ｃ２０アルキル基またはＣ６〜Ｃ２０アリール基が結合されたものであり、
    Ｙは、ＮＨ、Ｎ、Ｏ、ＳまたはＰのようなヘテロ原子にＣ１〜Ｃ２０アルキル基またはＣ６〜Ｃ２０アリール基が結合されたものであり、
    ｍとｎは、それぞれ独立して、０〜９の整数であり、
    Ｚは、−（ＣＨ２）ｘ−ＣＲｇＲｈ−（ＣＨ２）ｙであり、ＲｇおよびＲｈは、互いに同一または異なり、それぞれ独立して、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ２０アルキルラジカル、Ｃ６〜Ｃ１４アリールラジカルおよび−ＣＨ２−ＯＲｉの中で選択される一つであり、この時、Ｒｉは、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル酸、Ｃ１〜Ｃ６アルキルエステル、Ｃ１〜Ｃ６のヘテロアルキル酸およびＣ１〜Ｃ６アルキルスルホン酸からなる群より選択される。
  5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の伝導性高分子重合体および溶媒を含む、有機光電素子用伝導性高分子組成物。
  6. 前記溶媒は、水、アルコール、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド、トルエン、キシレン、およびクロロベンゼンからなる群より選択される一つ以上の溶媒である、請求項５に記載の有機光電素子用伝導性高分子組成物。
  7. 前記伝導性高分子組成物は、物理的架橋剤または化学的架橋剤をさらに含む、請求項５に記載の有機光電素子用伝導性高分子組成物。
  8. 前記物理的架橋剤は、グリセロール、ブタノール、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリエチレンイミン、およびポリビニルピロリドンからなる群より選択される少なくとも一つである、請求項７に記載の有機光電素子用伝導性高分子組成物。
  9. 前記化学的架橋剤は、テトラエチルオキシシラン、ポリアジリジン、メラミン系高分子、およびエポキシ系高分子からなる群より選択される少なくとも一つである、請求項７に記載の有機光電素子用伝導性高分子組成物。
  10. 前記物理的架橋剤は、請求項５に記載の伝導性高分子組成物１００重量部に対して０．００１〜５重量部が含まれる、請求項７に記載の有機光電素子用伝導性高分子組成物。
  11. 前記化学的架橋剤は、請求項５に記載の伝導性高分子組成物１００重量部に対して０．００１〜５０重量部が含まれる、請求項７に記載の有機光電素子用伝導性高分子組成物。
  12. 請求項５〜１１のいずれか一項に記載の伝導性高分子組成物により形成される、有機光電素子用伝導性高分子組成物膜。
  13. 請求項１２に記載の伝導性高分子組成物膜を含む、有機光電素子。
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