JP3050605B2 - バイポーラエレクトロルミネセンス装置 - Google Patents
バイポーラエレクトロルミネセンス装置Info
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- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 1.発明の分野 この発明は、電界により駆動する発光装置に関し、そ
れは広くエレクトロルミネセンス装置と言われている。
特定的には、この発明は、エレクトロルミネセンス発光
材料と絶縁材料とから形成される発光体を有し、正又は
負の電界のいずれによっても駆動することができるエレ
クトロルミネセンス装置に関する。即ち、この装置は、
順方向又は逆方向のいずれの電位でも用いることができ
る。最も特定的には、この発明は、交流電界により駆動
することができる発光体に関する。即ち、この発光体
は、順方向又は逆方向のいずれの電流方向における交流
電流に伴う交流電圧により駆動することができる。
れは広くエレクトロルミネセンス装置と言われている。
特定的には、この発明は、エレクトロルミネセンス発光
材料と絶縁材料とから形成される発光体を有し、正又は
負の電界のいずれによっても駆動することができるエレ
クトロルミネセンス装置に関する。即ち、この装置は、
順方向又は逆方向のいずれの電位でも用いることができ
る。最も特定的には、この発明は、交流電界により駆動
することができる発光体に関する。即ち、この発光体
は、順方向又は逆方向のいずれの電流方向における交流
電流に伴う交流電圧により駆動することができる。
2.背景 1936年にDestriauにより無機エレクトロルミネセンス
装置が発見された。Destriauは、銅を少量添加して活性
化させた、好適に調製された無機の硫化亜鉛燐光物質の
粉末を、絶縁体及びコンデンサー様電極で印加した強い
交流電界（15kV）中に懸濁させると、光を発することを
認めた。エレクトロルミネセンスの研究は、1940年代後
半には、酸化錫（SnO2）を基剤とする透明導電電極の出
現で更なる弾みをつけた。典型的には、初期の装置は、
少量の銅又はマンガンでドープされた硫化亜鉛の如き無
機の燐光物質で含浸したプラスチック又はセラミックシ
ートの相対する側に載せられた、電極としての役目を果
たす導電性材料の２枚のシートから構成され、その１枚
は薄い導電バッキングで他方の１枚は透明な導電性フィ
ルムであった。この透明な導電性シートの次に配置され
た透明なガラスシートが最も外側の保護基体としての役
目を果たした。それら電極に交流電圧を印加すると、電
界が生じて燐光部質に加わった。電界が変化する毎に、
可視光の波長が発生した。交流エレクトロルミネセンス
装置に関して数多くの研究及び検討が行われたが、その
装置は、当初は室内光源として盛んに宣伝されたとはい
え実用的用途には決して到達しなかった。不運にも、高
い明度レベルでは、そのACエレクトロルミネセンス装置
は非常に短い寿命しか示さなかった。そして、凡そ1963
年以後、ACエレクトロルミネセンス装置への殆どの研究
は大きく縮小された。この分野における最も最近の努力
は、分子状炭素（fullerene−60）システムに向けられ
てきた。高電圧駆動要件、駆動回路部品に関連する高い
コスト、安定性の乏しさ、及び色彩調節能の欠如が、こ
れら装置をコスト的に困難なものにしている。
装置が発見された。Destriauは、銅を少量添加して活性
化させた、好適に調製された無機の硫化亜鉛燐光物質の
粉末を、絶縁体及びコンデンサー様電極で印加した強い
交流電界（15kV）中に懸濁させると、光を発することを
認めた。エレクトロルミネセンスの研究は、1940年代後
半には、酸化錫（SnO2）を基剤とする透明導電電極の出
現で更なる弾みをつけた。典型的には、初期の装置は、
少量の銅又はマンガンでドープされた硫化亜鉛の如き無
機の燐光物質で含浸したプラスチック又はセラミックシ
ートの相対する側に載せられた、電極としての役目を果
たす導電性材料の２枚のシートから構成され、その１枚
は薄い導電バッキングで他方の１枚は透明な導電性フィ
ルムであった。この透明な導電性シートの次に配置され
た透明なガラスシートが最も外側の保護基体としての役
目を果たした。それら電極に交流電圧を印加すると、電
界が生じて燐光部質に加わった。電界が変化する毎に、
可視光の波長が発生した。交流エレクトロルミネセンス
装置に関して数多くの研究及び検討が行われたが、その
装置は、当初は室内光源として盛んに宣伝されたとはい
え実用的用途には決して到達しなかった。不運にも、高
い明度レベルでは、そのACエレクトロルミネセンス装置
は非常に短い寿命しか示さなかった。そして、凡そ1963
年以後、ACエレクトロルミネセンス装置への殆どの研究
は大きく縮小された。この分野における最も最近の努力
は、分子状炭素（fullerene−60）システムに向けられ
てきた。高電圧駆動要件、駆動回路部品に関連する高い
コスト、安定性の乏しさ、及び色彩調節能の欠如が、こ
れら装置をコスト的に困難なものにしている。
他の２種の無機の装置、つまり、１）直流（DC）無機
半導体発光ダイオード（LED）及び２）蛍光イオンでド
ープされた無機半導体薄膜装置は、それらの起源を50年
代中頃にさかのぼる。順方向バイアス化無機半導体ｐ−
ｎ接点に基づく発光ダイオードは、色彩、効率、及びコ
スト上の制限の結果として、狭い分野での応用に限られ
る。他方の無機装置、つまり、蛍光の、イオンでドープ
された、無機の半導体薄膜装置は、蛍光イオンセンター
を励起又はイオン化するためには、電子又は正孔を十分
なエネルギーにまで加速するのに高い作動電圧を必要と
する。このような高い作動電圧は、薄膜を不安定にする
と共にそのような装置を故障させる。
半導体発光ダイオード（LED）及び２）蛍光イオンでド
ープされた無機半導体薄膜装置は、それらの起源を50年
代中頃にさかのぼる。順方向バイアス化無機半導体ｐ−
ｎ接点に基づく発光ダイオードは、色彩、効率、及びコ
スト上の制限の結果として、狭い分野での応用に限られ
る。他方の無機装置、つまり、蛍光の、イオンでドープ
された、無機の半導体薄膜装置は、蛍光イオンセンター
を励起又はイオン化するためには、電子又は正孔を十分
なエネルギーにまで加速するのに高い作動電圧を必要と
する。このような高い作動電圧は、薄膜を不安定にする
と共にそのような装置を故障させる。
ここ10年の間に、直流（DC）分子状及びポリマー性エ
レクトロルミネセンス装置に興味が持たれている。種々
の有機の分子及び複合ポリマー、コポリマー、及びそれ
らの混合物が、エレクトロルミネセンス特性を示すこと
が見出された。これら材料を組み込んだ発光ダイオード
は、ディスプレー用途に要求される全ての必要な色彩
（赤、緑及び青）を示した。しかしながら、装置作動電
圧を低くしかつそれらの光発生（出力）効率を高める必
要性が存在し続けている。更に、電荷注入及び電荷輸送
の釣り合いを改善することも必要である。装置形状の非
対称性のために、効率的な電荷注入は一方向でしか起こ
らない（順方向DCバイアス）。逆方向バイアスでは、殆
どの装置は、急速に劣化するか又は非常に乏しい性能し
か示さないかのいずれかである。カルシウム又はマグネ
シウムの如き低仕事関数電極の使用及び負電荷（電子）
注入を向上させるための電子輸送材料の使用により、電
荷注入効率を向上させる努力がなされてきたが、そのよ
うな装置は一方向でのみ作動性であり続けている。同じ
く、インジウム酸化物（ITO）又は金の如き高仕事関数
電極の使用及び正電荷（正孔）注入を向上させるための
正孔輸送材料の使用により、電荷注入効率を向上させる
努力がなされてきた。そのような装置も一方向でのみ作
動性であり続けている。低い起動及び作動電圧、柔軟
性、大面積、高い作動（光出力）効率及び低い生産コス
トを有するバイポーラ装置を開発する必要性が存在し続
けているのである。
レクトロルミネセンス装置に興味が持たれている。種々
の有機の分子及び複合ポリマー、コポリマー、及びそれ
らの混合物が、エレクトロルミネセンス特性を示すこと
が見出された。これら材料を組み込んだ発光ダイオード
は、ディスプレー用途に要求される全ての必要な色彩
（赤、緑及び青）を示した。しかしながら、装置作動電
圧を低くしかつそれらの光発生（出力）効率を高める必
要性が存在し続けている。更に、電荷注入及び電荷輸送
の釣り合いを改善することも必要である。装置形状の非
対称性のために、効率的な電荷注入は一方向でしか起こ
らない（順方向DCバイアス）。逆方向バイアスでは、殆
どの装置は、急速に劣化するか又は非常に乏しい性能し
か示さないかのいずれかである。カルシウム又はマグネ
シウムの如き低仕事関数電極の使用及び負電荷（電子）
注入を向上させるための電子輸送材料の使用により、電
荷注入効率を向上させる努力がなされてきたが、そのよ
うな装置は一方向でのみ作動性であり続けている。同じ
く、インジウム酸化物（ITO）又は金の如き高仕事関数
電極の使用及び正電荷（正孔）注入を向上させるための
正孔輸送材料の使用により、電荷注入効率を向上させる
努力がなされてきた。そのような装置も一方向でのみ作
動性であり続けている。低い起動及び作動電圧、柔軟
性、大面積、高い作動（光出力）効率及び低い生産コス
トを有するバイポーラ装置を開発する必要性が存在し続
けているのである。
本発明の目的は、交流又は可逆性直流電圧駆動のエレ
クトロルミネセンス装置を提供することである。
クトロルミネセンス装置を提供することである。
本発明の目的は、低作動電圧のエレクトロルミネセン
ス装置を提供することである。
ス装置を提供することである。
本発明の目的は、有機分子及び有機ポリマーを含むエ
レクトロルミネセンス有機材料を用いるエレクトロルミ
ネセンス装置を提供することである。
レクトロルミネセンス有機材料を用いるエレクトロルミ
ネセンス装置を提供することである。
本発明の目的は、柔軟性のあるエレクトロルミネセン
ス装置を提供することである。
ス装置を提供することである。
本発明の目的は、大面積のエレクトロルミネセンス面
積装置を提供することである。
積装置を提供することである。
本発明の目的は、より長い寿命を有する装置を提供す
ることである。
ることである。
本発明の目的は、高い発光出力を有するエレクトロル
ミネセンス装置を提供することである。
ミネセンス装置を提供することである。
本発明の目的は、周波数が変調された光出力を提供す
ることである。
ることである。
本発明の目的は、振幅が変調された光出力を提供する
ことである。
ことである。
発明の要旨 これら目的は、バイポーラエレクトロルミネセンス有
機材料装置の本発明で達成された。本装置は、絶縁材料
と接続しているエレクトロルミネセンス有機発光材料か
らなる発光体を特徴としている。発光体はまた第１の電
極と第２の電極に電気的に接触しており、第１と第２の
電極はお互いに隔離された関係で配置されている。第１
電極と第２電極は、いずれかの方向で電位差に電気的に
接続されている。即ち、第１電極を正電位（アノード）
に接続する一方で第２電極を負電位（カソード）に接続
してもよく、また、それら接続を逆にしてもよい。つま
り、第１電極を負電位に接続する一方で第２電極を正電
位に接続してもよい（反対電流方向）。本装置は類似の
出力効率でいずれの電流方向でも作動できるので、バイ
ポーラ装置と言われる。このようなエレクトロルミネセ
ンス有機発光材料と絶縁材料と第１、第２電極との配置
は、本装置が交流電圧で駆動するのを可能にする、即
ち、本装置が交流電流で用いられることができまた好ま
しくは用いられるという点で特別な利益のあるものであ
る。
機材料装置の本発明で達成された。本装置は、絶縁材料
と接続しているエレクトロルミネセンス有機発光材料か
らなる発光体を特徴としている。発光体はまた第１の電
極と第２の電極に電気的に接触しており、第１と第２の
電極はお互いに隔離された関係で配置されている。第１
電極と第２電極は、いずれかの方向で電位差に電気的に
接続されている。即ち、第１電極を正電位（アノード）
に接続する一方で第２電極を負電位（カソード）に接続
してもよく、また、それら接続を逆にしてもよい。つま
り、第１電極を負電位に接続する一方で第２電極を正電
位に接続してもよい（反対電流方向）。本装置は類似の
出力効率でいずれの電流方向でも作動できるので、バイ
ポーラ装置と言われる。このようなエレクトロルミネセ
ンス有機発光材料と絶縁材料と第１、第２電極との配置
は、本装置が交流電圧で駆動するのを可能にする、即
ち、本装置が交流電流で用いられることができまた好ま
しくは用いられるという点で特別な利益のあるものであ
る。
本装置においては多種多様なエレクトロルミネセンス
有機発光材料、絶縁材料及び電極材料が用いられること
ができる。有機発光材料と絶縁材料とはお互いに接触
し、発光体を形成している。発光体は、お互いに自身が
空間的に隔離された関係を有する２つの電極と電気的に
接触している。電極はいずれかの極性で電位差に、好ま
しくは交流電流に伴う交流電位差に接続されている。発
光体は、１）絶縁材料及び発光体材料の混合物として、
２）発光材料と接触する絶縁材料の層として、３）絶縁
材料と接触する２つの層の間に挟まれた発光材料の層と
しての方法を含む多くの方法で製造され得る。本書で使
用する場合、混合物（mixture）という用語は、成分の
均一及び不均一な分布の双方を含むものと定義され、混
合物（blends）及び分散物（dispersions）のような用
語を含むものである。絶縁材料の単層が発光材料と共に
使用されると、電極の１つは発光材料と接触し、第２の
電極は絶縁材料と接触する。そのような場合において、
絶縁材料と接触している第１の電極は好ましくは第２の
電極より高い電子仕事関数を有する。絶縁材料の２つの
層が発光材料を挟み込む時、電極の１つは絶縁材料の１
つと接触し一方他の電極は他の絶縁材料と接触してい
る。
有機発光材料、絶縁材料及び電極材料が用いられること
ができる。有機発光材料と絶縁材料とはお互いに接触
し、発光体を形成している。発光体は、お互いに自身が
空間的に隔離された関係を有する２つの電極と電気的に
接触している。電極はいずれかの極性で電位差に、好ま
しくは交流電流に伴う交流電位差に接続されている。発
光体は、１）絶縁材料及び発光体材料の混合物として、
２）発光材料と接触する絶縁材料の層として、３）絶縁
材料と接触する２つの層の間に挟まれた発光材料の層と
しての方法を含む多くの方法で製造され得る。本書で使
用する場合、混合物（mixture）という用語は、成分の
均一及び不均一な分布の双方を含むものと定義され、混
合物（blends）及び分散物（dispersions）のような用
語を含むものである。絶縁材料の単層が発光材料と共に
使用されると、電極の１つは発光材料と接触し、第２の
電極は絶縁材料と接触する。そのような場合において、
絶縁材料と接触している第１の電極は好ましくは第２の
電極より高い電子仕事関数を有する。絶縁材料の２つの
層が発光材料を挟み込む時、電極の１つは絶縁材料の１
つと接触し一方他の電極は他の絶縁材料と接触してい
る。
エレクトロルミネセンス有機発光材料には、分子形態
及びポリマー形態の両方が含まれる。これら材料には、
ポリ（ｐ−ピリジン）の如き発光ポリマー性ポリピリジ
ン、ポリ（フェニレンビニレンピリジルビニレン）の如
きコポリマー及び８−ヒドロキシキノリンの如き発光分
子が含まれる。絶縁材料には、酸化アルミニウムの如き
多種多様なセラミックス及び、ポリシラン、ポリメタク
リル酸メチル、ナイロン、エメラルジンベース（emeral
dine base）（一種の絶縁性ポリアニリンポリマー）の
如き無機及び有機材料、及び２−（４−ビフェニル）−
５−（４−tert−ブチルフェニル）−1,3,4−オキサジ
アゾールの如き有機分子が含まれる。電極は、１）イン
ジウム錫酸化物、２）金、アルミニウム、カルシウム、
銀、銅、インジウムの如き金属、３）マグネシウム−銀
の如き合金、４）炭素繊維の如き導電性繊維、及び５）
高導電性ドープドポリアニリン及び高導電性ドープドポ
リピロールの如き高導電性有機ポリマーを含むがこれら
に限定されない多種多様な導電材料を含む、あらゆる好
適な導体から作ることができる。
及びポリマー形態の両方が含まれる。これら材料には、
ポリ（ｐ−ピリジン）の如き発光ポリマー性ポリピリジ
ン、ポリ（フェニレンビニレンピリジルビニレン）の如
きコポリマー及び８−ヒドロキシキノリンの如き発光分
子が含まれる。絶縁材料には、酸化アルミニウムの如き
多種多様なセラミックス及び、ポリシラン、ポリメタク
リル酸メチル、ナイロン、エメラルジンベース（emeral
dine base）（一種の絶縁性ポリアニリンポリマー）の
如き無機及び有機材料、及び２−（４−ビフェニル）−
５−（４−tert−ブチルフェニル）−1,3,4−オキサジ
アゾールの如き有機分子が含まれる。電極は、１）イン
ジウム錫酸化物、２）金、アルミニウム、カルシウム、
銀、銅、インジウムの如き金属、３）マグネシウム−銀
の如き合金、４）炭素繊維の如き導電性繊維、及び５）
高導電性ドープドポリアニリン及び高導電性ドープドポ
リピロールの如き高導電性有機ポリマーを含むがこれら
に限定されない多種多様な導電材料を含む、あらゆる好
適な導体から作ることができる。
本装置が照明及びディスプレイに用いられる典型的な
用途においては、少なくとも１の電極は、インジウム錫
酸化物の如き透明材料又は高導電性ドープドポリアニリ
ンの如き部分的透明材料から作られる。絶縁材料もまた
透明か又は部分的に透明であって、ポリメタクリル酸メ
チルの如き光学的に明澄な絶縁性ポリマー又はポリアニ
リンの絶縁性エメラルジンベース形態の如き部分的透明
絶縁性ポリマーから作られる。部分的に透明な電極及び
絶縁体を用いて、有機発光材料から出る不要な光の部分
（周波数）をフィルターし又は摘み取るという利益を得
ることができる。
用途においては、少なくとも１の電極は、インジウム錫
酸化物の如き透明材料又は高導電性ドープドポリアニリ
ンの如き部分的透明材料から作られる。絶縁材料もまた
透明か又は部分的に透明であって、ポリメタクリル酸メ
チルの如き光学的に明澄な絶縁性ポリマー又はポリアニ
リンの絶縁性エメラルジンベース形態の如き部分的透明
絶縁性ポリマーから作られる。部分的に透明な電極及び
絶縁体を用いて、有機発光材料から出る不要な光の部分
（周波数）をフィルターし又は摘み取るという利益を得
ることができる。
製造の容易および安全目的のためには、使用中に装置
を保護し、（物理的及び電気的な面の双方から）しばし
ば絶縁する役割をも担う基体上に装置を形成することが
しばしば望ましい。装置が照明および表示目的のために
使用される場合には、ガラスまたは透明な絶縁プラスチ
ック基体が好ましい。AC駆動装置は、装置の両面からの
光放出にとっては特に好適であり、この場合、絶縁材料
の全てと電極材料少なくとも部分的には透明であり、片
方または両方の電極と一緒に使用してもよい保護基体も
同様である。
を保護し、（物理的及び電気的な面の双方から）しばし
ば絶縁する役割をも担う基体上に装置を形成することが
しばしば望ましい。装置が照明および表示目的のために
使用される場合には、ガラスまたは透明な絶縁プラスチ
ック基体が好ましい。AC駆動装置は、装置の両面からの
光放出にとっては特に好適であり、この場合、絶縁材料
の全てと電極材料少なくとも部分的には透明であり、片
方または両方の電極と一緒に使用してもよい保護基体も
同様である。
電極材料または絶縁材料のいずれかは透明または部分
的に透明である必要がないことは注目される。絶縁およ
び電極材料が放出光に対して不透明な場合、装置の端か
らの光の放出は、例えば、装置を光ファイバーに結合さ
せるというような結合への応用において利用することが
できる。装置はAC駆動され得るので、それは、変調した
光出力を周波数を変調した形態または振幅を変調した形
態で運搬するという利点を有している。
的に透明である必要がないことは注目される。絶縁およ
び電極材料が放出光に対して不透明な場合、装置の端か
らの光の放出は、例えば、装置を光ファイバーに結合さ
せるというような結合への応用において利用することが
できる。装置はAC駆動され得るので、それは、変調した
光出力を周波数を変調した形態または振幅を変調した形
態で運搬するという利点を有している。
本発明は、約24ボルト未満という比較的低い起動およ
び作動ACまたはDC電圧を特徴とする。さらに好ましく
は、約12ボルト未満および約６ボルト未満という起動お
よび作動電圧が達成されている。ある場合には、約ボル
ト未満の起動および作動電圧が達成されている。これら
の低い電圧のために、これらの装置は、玩具においての
使用、航空機および劇場において見られるような商業用
照明ストリップとして、標識として、並びにコンピュー
ターおよびテレビ用のフラットパネルディスプレイとし
ての使用において、特に有利となる。
び作動ACまたはDC電圧を特徴とする。さらに好ましく
は、約12ボルト未満および約６ボルト未満という起動お
よび作動電圧が達成されている。ある場合には、約ボル
ト未満の起動および作動電圧が達成されている。これら
の低い電圧のために、これらの装置は、玩具においての
使用、航空機および劇場において見られるような商業用
照明ストリップとして、標識として、並びにコンピュー
ターおよびテレビ用のフラットパネルディスプレイとし
ての使用において、特に有利となる。
本発明の上記および他の利点は以下の開示から明らか
にされるであろうが、そこでは、本発明の１以上の好ま
しい態様が詳細に説明され、添付する図面中に例示され
ている。操作、処理、構造的特徴、部品の配置、実験上
の設計、成分、組成、化合物、および要素の変更が、本
発明の範囲から離れることなく、または本発明のいかな
る利点を損なうことなく当業者にとって自明であること
が意図される。
にされるであろうが、そこでは、本発明の１以上の好ま
しい態様が詳細に説明され、添付する図面中に例示され
ている。操作、処理、構造的特徴、部品の配置、実験上
の設計、成分、組成、化合物、および要素の変更が、本
発明の範囲から離れることなく、または本発明のいかな
る利点を損なうことなく当業者にとって自明であること
が意図される。
図面の簡単な説明 図１は、本発明のバイポーラ装置の概要図である。
図２は、インジウムスズ酸化物／ポリ（ｐ−ピリジ
ン）及びナイロン／アルミニウムの実施例１の装置につ
いての電流電圧（Ｉ−Ｖ）曲線であり、水平軸上には電
圧をボルト（Ｖ）で、垂直軸上には電流をミリアンペ
（mA）で示す。
ン）及びナイロン／アルミニウムの実施例１の装置につ
いての電流電圧（Ｉ−Ｖ）曲線であり、水平軸上には電
圧をボルト（Ｖ）で、垂直軸上には電流をミリアンペ
（mA）で示す。
図３は、インジウムスズ酸化物／エメラルジンベース
／ポリ（ｐ−ピリジン）／アルミニウムの実施例４の装
置のエレクトロルミネセンススペクトルであり、水平軸
上には波長をナノメートルで、垂直軸上にはエレクトロ
ルミネセンス強度を任意単位（a.u.）で示す。
／ポリ（ｐ−ピリジン）／アルミニウムの実施例４の装
置のエレクトロルミネセンススペクトルであり、水平軸
上には波長をナノメートルで、垂直軸上にはエレクトロ
ルミネセンス強度を任意単位（a.u.）で示す。
図４は、絶縁材料の層及び発光材料の層として形成さ
れる発光体を示す本発明の別の実施例の概要図である。
れる発光体を示す本発明の別の実施例の概要図である。
図５は、インジウムスズ酸化物／ポリメチルメタクリ
レート／ポリ（ｐ−ピリジルビニレン）／アルミニウム
の例８の装置についての電流電圧（Ｉ−Ｖ）曲線であ
り、水平軸上には電圧をボルト（Ｖ）で、垂直軸上得に
は電流をミリアンペア（mA）で示す。
レート／ポリ（ｐ−ピリジルビニレン）／アルミニウム
の例８の装置についての電流電圧（Ｉ−Ｖ）曲線であ
り、水平軸上には電圧をボルト（Ｖ）で、垂直軸上得に
は電流をミリアンペア（mA）で示す。
図６は、インジウムスズ酸化物／ポリメチルメタクリ
レート／ポリ（ｐ−ピリジルビニレン）／アルミニウム
の例９の装置についての電流電圧（Ｉ−Ｖ）曲線であ
り、水平軸上には電圧をボルト（Ｖ）で、垂直軸上には
電流をミリアンペア（mA）で示す。
レート／ポリ（ｐ−ピリジルビニレン）／アルミニウム
の例９の装置についての電流電圧（Ｉ−Ｖ）曲線であ
り、水平軸上には電圧をボルト（Ｖ）で、垂直軸上には
電流をミリアンペア（mA）で示す。
図７は、インジウムスズ酸化物／ポリメチルメタクリ
レート／ポリ（ｐ−ピリジルビニレン）／アルミニウム
の実施例９の装置についての、時間の関数としての光強
度およびAC電圧を示す図である。ボルト（Ｖ）でのAC電
圧が左の垂直軸上に示され、任意単位（a.u.）での光強
度が右の垂直軸上に示され、ミリ秒（ms）での時間が水
平軸上に示される。
レート／ポリ（ｐ−ピリジルビニレン）／アルミニウム
の実施例９の装置についての、時間の関数としての光強
度およびAC電圧を示す図である。ボルト（Ｖ）でのAC電
圧が左の垂直軸上に示され、任意単位（a.u.）での光強
度が右の垂直軸上に示され、ミリ秒（ms）での時間が水
平軸上に示される。
図面に例示されている本発明の好ましい態様を説明す
る際には、特定の専門用語が明確さのために採用されて
いる。しかしながら、本発明がそのように選択された特
定の用語に限定されることは意図されておらず、各々の
特定の用語は同様の様式で作動して同様の目的を達成す
る全ての技術的均等物を包含しているということが理解
されるべきである。
る際には、特定の専門用語が明確さのために採用されて
いる。しかしながら、本発明がそのように選択された特
定の用語に限定されることは意図されておらず、各々の
特定の用語は同様の様式で作動して同様の目的を達成す
る全ての技術的均等物を包含しているということが理解
されるべきである。
本発明の好ましい態様が本明細書中に説明されている
が、例示かつ説明された構造における多様な変更と修正
を、本発明の基礎をなす基本原理から離れることなく行
うことできるということが理解される。従って、この種
の変更と修正は、本発明の精神および範囲によって境界
をつけられるとみなされるが、但し、本発明は添付する
請求の範囲またはその合理的均等物によって必ず修正さ
れる場合がある。
が、例示かつ説明された構造における多様な変更と修正
を、本発明の基礎をなす基本原理から離れることなく行
うことできるということが理解される。従って、この種
の変更と修正は、本発明の精神および範囲によって境界
をつけられるとみなされるが、但し、本発明は添付する
請求の範囲またはその合理的均等物によって必ず修正さ
れる場合がある。
本発明の詳細な説明並びに好適な態様を実施するための
最良の形態 図１に示されるように、番号10によって一般的に示さ
れる本発明は、その基本的形態においては、エレクトロ
ルミネセンス有機発光材料と該有機発光材料に接触する
絶縁材料とから形成される発光体15から成る。第１の電
極12及び第２の電極18の双方は、発光体15と電気的に接
触しており、第１と第２の電極12,18はお互いに隔離さ
れた関係に保持されている。第１の電極12および第２の
電極18は電気コネクター26によって電圧源24に連結して
いる。電圧源24は、いずれかの方向に連結された、即
ち、順方向または反対方向のいずれかに流れる電流を生
み出すように連結された直流電圧源であればよい。有利
には電圧源24は交流を生み出す交流電圧源であることも
できる。
最良の形態 図１に示されるように、番号10によって一般的に示さ
れる本発明は、その基本的形態においては、エレクトロ
ルミネセンス有機発光材料と該有機発光材料に接触する
絶縁材料とから形成される発光体15から成る。第１の電
極12及び第２の電極18の双方は、発光体15と電気的に接
触しており、第１と第２の電極12,18はお互いに隔離さ
れた関係に保持されている。第１の電極12および第２の
電極18は電気コネクター26によって電圧源24に連結して
いる。電圧源24は、いずれかの方向に連結された、即
ち、順方向または反対方向のいずれかに流れる電流を生
み出すように連結された直流電圧源であればよい。有利
には電圧源24は交流を生み出す交流電圧源であることも
できる。
本書で使用する場合、有機発光体という用語は、電気
エネルギーを電磁気放射線に変換するエレクトロルミネ
センス有機材料のことを言う。典型的には、出力電磁気
放射線（光）の波長は紫外線から近赤外線の範囲、即
ち、約250ナノメートルから約2500ナノメートルの範囲
内である。好ましくは、出力放射線の波長は約300から
約1200ナノメートルの範囲内である。
エネルギーを電磁気放射線に変換するエレクトロルミネ
センス有機材料のことを言う。典型的には、出力電磁気
放射線（光）の波長は紫外線から近赤外線の範囲、即
ち、約250ナノメートルから約2500ナノメートルの範囲
内である。好ましくは、出力放射線の波長は約300から
約1200ナノメートルの範囲内である。
エレクトロルミネセンス有機発光材料は、分子性およ
びポリマー性発光材料の両方を包含する多種多様な有機
発光材料から選択することができる。そのような物質の
製造と使用は当業者に周知である。本書中で使用する場
合、ポリマー性材料という用語は、例えば、Ｈ−（C
6H4）ｎ−Ｈ（ポリ（フェニレン））などのような化学
構造中に繰り返し構造単位を有する材料のために使用さ
れる一方、分子性材料という用語は、例えば、C9H7NOH
（８−ヒドロキシキノリン）などのような一つだけの構
造単位を有する材料のために使用される。代表的なポリ
マー性有機発光基は、ポリピリジン、ポリピリジルビニ
レン、ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレ
ンビニレン、硬質細枝ポリマー（ポリフェニレンベンゾ
ビスチアゾールおよびポリベンズイミダゾベンゾフェナ
ントロリンなど）、ポリフルオレン、ポリビニルカルバ
ゾール、ポリナフタレンビニレン、ポリチエニレンビニ
レン、ポリフェニレンアセチレン、ポリフェニレンジア
セチレンおよびポリシアノテレフタリリデンなどのよう
な基を包含するが、これらに限定されない。基本構造に
対する修飾の結果として、典型的には合成有機化学の当
業者に周知の技術による電子供与基と電気吸引基の置換
の結果として、多種多様な特定の物質（誘導体）をこれ
らの基の各々において見い出すことができる。上記の発
光ポリマー群の構造の上で置換することができる電子供
与基としては、−Ｒ、−OR−、ハロゲン（共鳴効果によ
る電子供与）、−NR2−、NHCOR、−OH、−Ｏ−、−SR、
−OR、および−OCOR（式中、Ｒはアルキル、アリールま
たはアリールアルキル基である）が挙げられるが、これ
らに限定されない。電子吸引基としては、ハロゲン（誘
導効果による電子吸引）、NO2、−COOH、−COOR、−CO
R、−CHO、および−CNが挙げられる。電子供与基の場合
と同様に、Ｒはアルキル、アリールまたはアリールアル
キル基である。窒素含有発光基としてはまた、第４級化
した形態の窒素原子が挙げられる。さらに、これらの物
質を、他の発光ポリマーおよび分子並びに非発光ポリマ
ーおよび分子と共重合または混合して、広範囲な発色放
出、光放出効率、寿命、並びに柔軟性および製造の容易
性などの機械的性質を含む広範囲の性質を有する多種多
様な物質を得ることができる。多様な発光ポリマー基由
来の例示的な特定のポリマー誘導体としては、ポリピリ
ジン（ポリ（ｐ−ピリジン））；ポリピリジルビニレン
（ポリ（ｐ−ピリジルビニレン））；ポリフェニレン
（ポリ（ｐ−フェニレン）、ポリフェニレンビニレン
（ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリ（2,5−ジメ
トキシ−ｐ−フェニレンビニレン）、ポリ（２−メトキ
シ−５−（２′エチルヘキソキシ）−ｐ−フェニレンビ
ニレン）、およびポリ（2,5−ビス（コレスタノキシ）
−ｐ−フェニレンビニレン）；ポリフェニレンベンゾビ
スチアゾール（ポリ（ｐ−フェニレンベンゾビスチアゾ
ール））；ポリチオフェン（ポリ（３−アルキル）チオ
フェンおよび特にはポリ（３−ヘキシルチオフェ
ン））；ポリフルオレン（ポリ（９−アルキルフルオレ
ン））；ポリビニルカルバゾール（ポリ（Ｎ−ビニルカ
ルバゾール）；およびポリナフタレンビニレン（1,4−
ナフタレンビニレン）が挙げられる。代表的なエレクト
ロルミネセンス有機発光分子としては、８−ヒドロキシ
キノリン、ナフトスチリルアミン、ペリレン、アントラ
セン、コロネン、ローダミンＢ、および12−フタロペリ
ネンが挙げられる。ポリマー材料の場合と同様に、これ
らの材料を他の発光分子およびポリマーまたは非発光分
子およびポリマーと混合して、多様な発光材料を得るこ
とができる。
びポリマー性発光材料の両方を包含する多種多様な有機
発光材料から選択することができる。そのような物質の
製造と使用は当業者に周知である。本書中で使用する場
合、ポリマー性材料という用語は、例えば、Ｈ−（C
6H4）ｎ−Ｈ（ポリ（フェニレン））などのような化学
構造中に繰り返し構造単位を有する材料のために使用さ
れる一方、分子性材料という用語は、例えば、C9H7NOH
（８−ヒドロキシキノリン）などのような一つだけの構
造単位を有する材料のために使用される。代表的なポリ
マー性有機発光基は、ポリピリジン、ポリピリジルビニ
レン、ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレ
ンビニレン、硬質細枝ポリマー（ポリフェニレンベンゾ
ビスチアゾールおよびポリベンズイミダゾベンゾフェナ
ントロリンなど）、ポリフルオレン、ポリビニルカルバ
ゾール、ポリナフタレンビニレン、ポリチエニレンビニ
レン、ポリフェニレンアセチレン、ポリフェニレンジア
セチレンおよびポリシアノテレフタリリデンなどのよう
な基を包含するが、これらに限定されない。基本構造に
対する修飾の結果として、典型的には合成有機化学の当
業者に周知の技術による電子供与基と電気吸引基の置換
の結果として、多種多様な特定の物質（誘導体）をこれ
らの基の各々において見い出すことができる。上記の発
光ポリマー群の構造の上で置換することができる電子供
与基としては、−Ｒ、−OR−、ハロゲン（共鳴効果によ
る電子供与）、−NR2−、NHCOR、−OH、−Ｏ−、−SR、
−OR、および−OCOR（式中、Ｒはアルキル、アリールま
たはアリールアルキル基である）が挙げられるが、これ
らに限定されない。電子吸引基としては、ハロゲン（誘
導効果による電子吸引）、NO2、−COOH、−COOR、−CO
R、−CHO、および−CNが挙げられる。電子供与基の場合
と同様に、Ｒはアルキル、アリールまたはアリールアル
キル基である。窒素含有発光基としてはまた、第４級化
した形態の窒素原子が挙げられる。さらに、これらの物
質を、他の発光ポリマーおよび分子並びに非発光ポリマ
ーおよび分子と共重合または混合して、広範囲な発色放
出、光放出効率、寿命、並びに柔軟性および製造の容易
性などの機械的性質を含む広範囲の性質を有する多種多
様な物質を得ることができる。多様な発光ポリマー基由
来の例示的な特定のポリマー誘導体としては、ポリピリ
ジン（ポリ（ｐ−ピリジン））；ポリピリジルビニレン
（ポリ（ｐ−ピリジルビニレン））；ポリフェニレン
（ポリ（ｐ−フェニレン）、ポリフェニレンビニレン
（ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリ（2,5−ジメ
トキシ−ｐ−フェニレンビニレン）、ポリ（２−メトキ
シ−５−（２′エチルヘキソキシ）−ｐ−フェニレンビ
ニレン）、およびポリ（2,5−ビス（コレスタノキシ）
−ｐ−フェニレンビニレン）；ポリフェニレンベンゾビ
スチアゾール（ポリ（ｐ−フェニレンベンゾビスチアゾ
ール））；ポリチオフェン（ポリ（３−アルキル）チオ
フェンおよび特にはポリ（３−ヘキシルチオフェ
ン））；ポリフルオレン（ポリ（９−アルキルフルオレ
ン））；ポリビニルカルバゾール（ポリ（Ｎ−ビニルカ
ルバゾール）；およびポリナフタレンビニレン（1,4−
ナフタレンビニレン）が挙げられる。代表的なエレクト
ロルミネセンス有機発光分子としては、８−ヒドロキシ
キノリン、ナフトスチリルアミン、ペリレン、アントラ
セン、コロネン、ローダミンＢ、および12−フタロペリ
ネンが挙げられる。ポリマー材料の場合と同様に、これ
らの材料を他の発光分子およびポリマーまたは非発光分
子およびポリマーと混合して、多様な発光材料を得るこ
とができる。
本書中で使用する場合、電気絶縁材料あるいはまた、
絶縁体または電気絶縁体という用語は、電気の貧弱な導
体である材料のことを言う。典型的には、絶縁材料の固
有抵抗は、約105オーム−cmより大きい。好ましい固有
抵抗の範囲は、約108から約1013オーム−cmである。慣
用のセラミック、有機物質および無機ポリマーを含む、
多様な電気絶縁材料を本発明において使用することがで
きる。セラミック材料としては、例えば、ガラス、アル
ミナ、ベリリア、磁器、ジルコニア、カーバイド、窒化
物および窒化ケイ素が挙げられる。有機絶縁材料として
は、アクリロニトリル−ブタジエンスチレン、アセター
ル、アクリル系誘導体、塩素化ポリエーテル、ポリビニ
ルカルバゾール、フルオロカーボン、ナイロン、パリレ
ン（ポリパラキシリレン）、フェノキシ樹脂、ポリアミ
ド−イミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、
ポリフェニレンオキシド、ポリスチレン、ポリスルホ
ン、共役ポリマー、それらのコポリマーおよびそれらの
混合物が挙げられる。本明細書中で使用する場合、混合
物という用語はまた、配合物および分散物をも包含す
る。共役ポリマーとしては、ポリチオフェン、および約
0.4から約2.5のアミンに対するイミンの比を有するエメ
ラルジンベースなどのようなポリアニリンの絶縁形態、
および米国特許5,079,334にさらに十分に記載されてい
るような多様な誘導体などの物質が挙げられ、これらは
全て引用により本明細書中に取り込まれる。２−（４−
ビフェニル）−５−（４−tert−ブチルフェニル）−1,
3,4−オキサジアゾールなどの絶縁有機分子もまた絶縁
材料として使用することができる。そのような絶縁有機
分子の使用を容易にするために、それらは絶縁エメラル
ジンベースまたはポリビニルカルバゾールなどのホスト
ポリマー中に分散されることが多い。無機ポリマーに
は、シロキサン、ホスファゼン、およびシリコーンなど
の純粋無機および無機有機ポリマーの両方が含まれる。
これらの物質は互いに共重合または混合して、絶縁特
性、柔軟性または堅固性、および加工可能性を含む広大
な範囲の特性を有する多種多様な物質を得ることができ
る。
絶縁体または電気絶縁体という用語は、電気の貧弱な導
体である材料のことを言う。典型的には、絶縁材料の固
有抵抗は、約105オーム−cmより大きい。好ましい固有
抵抗の範囲は、約108から約1013オーム−cmである。慣
用のセラミック、有機物質および無機ポリマーを含む、
多様な電気絶縁材料を本発明において使用することがで
きる。セラミック材料としては、例えば、ガラス、アル
ミナ、ベリリア、磁器、ジルコニア、カーバイド、窒化
物および窒化ケイ素が挙げられる。有機絶縁材料として
は、アクリロニトリル−ブタジエンスチレン、アセター
ル、アクリル系誘導体、塩素化ポリエーテル、ポリビニ
ルカルバゾール、フルオロカーボン、ナイロン、パリレ
ン（ポリパラキシリレン）、フェノキシ樹脂、ポリアミ
ド−イミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、
ポリフェニレンオキシド、ポリスチレン、ポリスルホ
ン、共役ポリマー、それらのコポリマーおよびそれらの
混合物が挙げられる。本明細書中で使用する場合、混合
物という用語はまた、配合物および分散物をも包含す
る。共役ポリマーとしては、ポリチオフェン、および約
0.4から約2.5のアミンに対するイミンの比を有するエメ
ラルジンベースなどのようなポリアニリンの絶縁形態、
および米国特許5,079,334にさらに十分に記載されてい
るような多様な誘導体などの物質が挙げられ、これらは
全て引用により本明細書中に取り込まれる。２−（４−
ビフェニル）−５−（４−tert−ブチルフェニル）−1,
3,4−オキサジアゾールなどの絶縁有機分子もまた絶縁
材料として使用することができる。そのような絶縁有機
分子の使用を容易にするために、それらは絶縁エメラル
ジンベースまたはポリビニルカルバゾールなどのホスト
ポリマー中に分散されることが多い。無機ポリマーに
は、シロキサン、ホスファゼン、およびシリコーンなど
の純粋無機および無機有機ポリマーの両方が含まれる。
これらの物質は互いに共重合または混合して、絶縁特
性、柔軟性または堅固性、および加工可能性を含む広大
な範囲の特性を有する多種多様な物質を得ることができ
る。
絶縁材料及び有機発光材料を含む発光体15は、絶縁材
料及び有機発光材料の混合物として、又は発光材料に接
触する絶縁材料の少なくとも１つの層を有する層状構造
体として、しかし好ましくは双方が発光材料とサンドイ
ッチ形式で接触する絶縁材料の２つの層としての方法を
含む多様な方法で形成され得る。1995年３月２日に出願
され共通の譲受人（その全てはここに完全に記憶される
ように引用によって導入される）を有する、共に係属す
る出願08/396,465を参照されたい。上述された多様な絶
縁材料及び発光材料は、混合され、当業者に知られた多
種多様な方法により均一（均質）又は不均一（不均質）
ないずれかの形態で分散された多種多様な組成物を形成
することが可能である。絶縁及び発光材料の双方として
ポリマー材料が使用される時、得られる発光体は内部に
浸透するポリマーネットワークの混合物として存在し得
る。層状の絶縁材料としては、その絶縁材料の厚みは好
ましくは約0.5nmから約10,000nmであり、Al2O3のような
高抵抗材料では約１から約300nmの厚みを有し、また絶
縁性エメラルジンベースのような低抵抗材料では約10か
ら約10,000nmの厚みを有する。発光材料は約10nmから約
1000nmの厚みを有しているべきであり、約20nmから約20
0nmの厚みが好ましい。絶縁材料及び発光体の混合物は
多種多様な割合で使用され得るが、発光体の濃度が非常
に低いレベルにまで低下すると発光強度が一般的な低下
することが認識される。典型的には、約５から80重量％
の濃度の発光体が好ましく、より好ましい発光体の範囲
は約10から約60重量％である。
料及び有機発光材料の混合物として、又は発光材料に接
触する絶縁材料の少なくとも１つの層を有する層状構造
体として、しかし好ましくは双方が発光材料とサンドイ
ッチ形式で接触する絶縁材料の２つの層としての方法を
含む多様な方法で形成され得る。1995年３月２日に出願
され共通の譲受人（その全てはここに完全に記憶される
ように引用によって導入される）を有する、共に係属す
る出願08/396,465を参照されたい。上述された多様な絶
縁材料及び発光材料は、混合され、当業者に知られた多
種多様な方法により均一（均質）又は不均一（不均質）
ないずれかの形態で分散された多種多様な組成物を形成
することが可能である。絶縁及び発光材料の双方として
ポリマー材料が使用される時、得られる発光体は内部に
浸透するポリマーネットワークの混合物として存在し得
る。層状の絶縁材料としては、その絶縁材料の厚みは好
ましくは約0.5nmから約10,000nmであり、Al2O3のような
高抵抗材料では約１から約300nmの厚みを有し、また絶
縁性エメラルジンベースのような低抵抗材料では約10か
ら約10,000nmの厚みを有する。発光材料は約10nmから約
1000nmの厚みを有しているべきであり、約20nmから約20
0nmの厚みが好ましい。絶縁材料及び発光体の混合物は
多種多様な割合で使用され得るが、発光体の濃度が非常
に低いレベルにまで低下すると発光強度が一般的な低下
することが認識される。典型的には、約５から80重量％
の濃度の発光体が好ましく、より好ましい発光体の範囲
は約10から約60重量％である。
（１）インジウムスズ酸化物、（２）カルシウム、ア
ルミニウム、インジウム、金、銅、銀をはじめとする金
属、（３）マグネシウム／銀のような合金、（４）炭素
及びグラファイト繊維及びフィラメントのような導電性
非金属、及び（５）ショウノウスルホン酸、塩酸、トシ
ル酸及びドデシルベンゼンスルホン酸のようなドーパン
トでドープされたポリアニリン、及びリンヘキサフルオ
リド及びｐ−トルエンスルホネートでドープされたポリ
ピロールのような高導電性ポリマーを含む広範囲の電極
材料を、本発明装置の電極として用いることができる。
本明細書中で用いる「高導電性ポリマー」とは、約10-2
S/cmを超え、好ましくは約10-1S/cmを超える導電度を有
するポリマーである。
ルミニウム、インジウム、金、銅、銀をはじめとする金
属、（３）マグネシウム／銀のような合金、（４）炭素
及びグラファイト繊維及びフィラメントのような導電性
非金属、及び（５）ショウノウスルホン酸、塩酸、トシ
ル酸及びドデシルベンゼンスルホン酸のようなドーパン
トでドープされたポリアニリン、及びリンヘキサフルオ
リド及びｐ−トルエンスルホネートでドープされたポリ
ピロールのような高導電性ポリマーを含む広範囲の電極
材料を、本発明装置の電極として用いることができる。
本明細書中で用いる「高導電性ポリマー」とは、約10-2
S/cmを超え、好ましくは約10-1S/cmを超える導電度を有
するポリマーである。
本発明の装置の製造において、電極は電気的連続性を
提供するために充分な厚みを有する。
提供するために充分な厚みを有する。
多くの用途において、インジウムスズ酸化物のような
透明電極及びポリメチルメタクリレートのような透明絶
縁体を用いることが望ましい。好適な基体28を用いた装
置を製造することがしばしば好ましい。通常、基体は、
プラスチック又はガラスのような絶縁材料である。光透
過性が望まれる場合には、ガラス及びポリメチルメタク
リレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、メチルペ
ンテン及び種々のコポリマー及び混合物のような光学プ
ラスチックを用いることができる。
透明電極及びポリメチルメタクリレートのような透明絶
縁体を用いることが望ましい。好適な基体28を用いた装
置を製造することがしばしば好ましい。通常、基体は、
プラスチック又はガラスのような絶縁材料である。光透
過性が望まれる場合には、ガラス及びポリメチルメタク
リレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、メチルペ
ンテン及び種々のコポリマー及び混合物のような光学プ
ラスチックを用いることができる。
製造を容易にするために、基体28を用いて図１に示す
積層構造体を製造する。製造10の操作のためには必要で
はないが、装置の製造においてかかる基体を用いること
が好都合である。更に、基体は、隣接する電極のための
保護表面として機能する。更に、第２の基体（図示せ
ず）を第２の電極と組み合わせて用いることができる。
基体は、通常、装置の用途に大きく依存する特性を有す
る非導電性材料である。保護基体は、放射光に対して、
不透明、透明又は部分的に透明であってよく、広範囲の
セラミック、無機及び有機材料から製造することができ
る。特に装置を照明のために又はディスプレイ装置とし
て用いる場合には、透明な基体を有することが好ましい
ことが極めて多い。そのような場合、光学的に清澄な材
料を有することが好ましい。絶縁材料として用いる材料
の多くは、基体材料として使用することもできる。広範
囲の材料を利用することができ、製造の容易性のために
プラスチックが特に有用である。更なる詳細は、Engine
ered Materials Handbook,vol.2,“Engineering Plasti
cs"及び特にp.460の“Electric Properties"の章及びp.
481の“Optical Properties"の章のような多くの参照文
献においてみることができる。
積層構造体を製造する。製造10の操作のためには必要で
はないが、装置の製造においてかかる基体を用いること
が好都合である。更に、基体は、隣接する電極のための
保護表面として機能する。更に、第２の基体（図示せ
ず）を第２の電極と組み合わせて用いることができる。
基体は、通常、装置の用途に大きく依存する特性を有す
る非導電性材料である。保護基体は、放射光に対して、
不透明、透明又は部分的に透明であってよく、広範囲の
セラミック、無機及び有機材料から製造することができ
る。特に装置を照明のために又はディスプレイ装置とし
て用いる場合には、透明な基体を有することが好ましい
ことが極めて多い。そのような場合、光学的に清澄な材
料を有することが好ましい。絶縁材料として用いる材料
の多くは、基体材料として使用することもできる。広範
囲の材料を利用することができ、製造の容易性のために
プラスチックが特に有用である。更なる詳細は、Engine
ered Materials Handbook,vol.2,“Engineering Plasti
cs"及び特にp.460の“Electric Properties"の章及びp.
481の“Optical Properties"の章のような多くの参照文
献においてみることができる。
一般に、図１に示す装置は、スピンキャスト法を用い
て製造する。第１に、インジウムスズ酸化物で被覆され
た商業的に入手できるガラス基材を、エッチングによっ
てパターン形成して電極12を形成する。エッチングの
後、インジウムスズ酸化物電極及び基体を、イソプロピ
ルアルコール中で超音波洗浄し、窒素で吹き付け乾燥
し、UV−オゾン室内で約20分照射する。次に、スピンキ
ャスト法を用いて絶縁材料と発光材料とからなる発光体
15の層を電極上に被覆する。この方法は、発光体又はそ
の絶縁及び発光材料成分を好適な溶媒中に溶解し、電極
で被覆された基材上に数滴を配置し、商業的に入手でき
るスピンキャスト装置を用いて基体をスピニングする工
程を包含する。発光体15を乾燥後、通常の減圧蒸着法を
用いて約10-6トールにおいて好適な電極18を発光体15上
に蒸着する。電極蒸着工程中の有機発光材料への損傷を
防ぐために、電極の蒸着中は装置を冷却表面上に載置す
る。通常、装置中にみられる有機材料への損傷を防ぐに
は水冷表面で十分である。
て製造する。第１に、インジウムスズ酸化物で被覆され
た商業的に入手できるガラス基材を、エッチングによっ
てパターン形成して電極12を形成する。エッチングの
後、インジウムスズ酸化物電極及び基体を、イソプロピ
ルアルコール中で超音波洗浄し、窒素で吹き付け乾燥
し、UV−オゾン室内で約20分照射する。次に、スピンキ
ャスト法を用いて絶縁材料と発光材料とからなる発光体
15の層を電極上に被覆する。この方法は、発光体又はそ
の絶縁及び発光材料成分を好適な溶媒中に溶解し、電極
で被覆された基材上に数滴を配置し、商業的に入手でき
るスピンキャスト装置を用いて基体をスピニングする工
程を包含する。発光体15を乾燥後、通常の減圧蒸着法を
用いて約10-6トールにおいて好適な電極18を発光体15上
に蒸着する。電極蒸着工程中の有機発光材料への損傷を
防ぐために、電極の蒸着中は装置を冷却表面上に載置す
る。通常、装置中にみられる有機材料への損傷を防ぐに
は水冷表面で十分である。
スピンキャスト法は、当該技術において通常のもので
あり周知である。しかしながら、ドクターブレード塗
布、浸漬コーティング、化学気相蒸着、物理気相蒸着、
スパッタリング及びラングミュア−ブロジェット法をは
じめとする広範囲の他の周知方法を用いて、図１に示す
層状構造体を得ることができることに注目すべきであ
る。製造の容易性及び得られる薄膜の均一性のためにス
ピンキャスト法が好ましい。
あり周知である。しかしながら、ドクターブレード塗
布、浸漬コーティング、化学気相蒸着、物理気相蒸着、
スパッタリング及びラングミュア−ブロジェット法をは
じめとする広範囲の他の周知方法を用いて、図１に示す
層状構造体を得ることができることに注目すべきであ
る。製造の容易性及び得られる薄膜の均一性のためにス
ピンキャスト法が好ましい。
電極12及び18は、好適な電気コネクター又は接点26に
よって電源24に接続される。これらの電気コネクター又
は接点は、当該技術において通常的なものであり、リー
ド線、印刷回路コネクター、スプリングクリップ、スナ
ップ、ハンダ、ラップポスト、導電性接着剤等々が挙げ
られる。また、電気コネクター又は接点26は、電極12及
び18それ自体であってもよいことを理解すべきである。
即ち、電位差24を直接電極に印加してもよく、この場合
には、電極12及び18は電気接点又はコネクターになる。
よって電源24に接続される。これらの電気コネクター又
は接点は、当該技術において通常的なものであり、リー
ド線、印刷回路コネクター、スプリングクリップ、スナ
ップ、ハンダ、ラップポスト、導電性接着剤等々が挙げ
られる。また、電気コネクター又は接点26は、電極12及
び18それ自体であってもよいことを理解すべきである。
即ち、電位差24を直接電極に印加してもよく、この場合
には、電極12及び18は電気接点又はコネクターになる。
上述したように、電源24は、直流（DC）を生成する直
流電源であっても、或いは交流（AC）を生成する交流電
源であってもよい。概して、図１に示す装置は、直流電
源を用いて順方向又は逆方向に、或いは交流電源によっ
て駆動することができることが見出された。いずれの場
合においても、起動電圧は、約24V未満、通常は約12V未
満、典型的には約6V未満、そして約5V未満であってもよ
いことが見出された。このように、本装置は、広範囲の
半導体及び低電圧用途において、幅広い用途が見出され
る。
流電源であっても、或いは交流（AC）を生成する交流電
源であってもよい。概して、図１に示す装置は、直流電
源を用いて順方向又は逆方向に、或いは交流電源によっ
て駆動することができることが見出された。いずれの場
合においても、起動電圧は、約24V未満、通常は約12V未
満、典型的には約6V未満、そして約5V未満であってもよ
いことが見出された。このように、本装置は、広範囲の
半導体及び低電圧用途において、幅広い用途が見出され
る。
図４に示す別の態様30においては、発光体は、絶縁材
料層34及び有機発光材料層32の二つの層として形成され
る。この態様においては、基体48及び第１の電極38は、
図１における基体28及び電極12に関して上述したのと同
様の方法で形成される。次に、この場合には、絶縁材料
を好適な溶媒中に溶解し、電極で被覆された基体上に数
滴を配置し、スピンキャスト装置を用いて基体をスピニ
ングする工程を包含するスピンキャスト法を用いて、絶
縁材料の層34を電極上に被覆する。
料層34及び有機発光材料層32の二つの層として形成され
る。この態様においては、基体48及び第１の電極38は、
図１における基体28及び電極12に関して上述したのと同
様の方法で形成される。次に、この場合には、絶縁材料
を好適な溶媒中に溶解し、電極で被覆された基体上に数
滴を配置し、スピンキャスト装置を用いて基体をスピニ
ングする工程を包含するスピンキャスト法を用いて、絶
縁材料の層34を電極上に被覆する。
動的減圧中で絶縁体材料層34を乾燥した後、再びスピ
ンキャスト法を用いて発光材料の層を絶縁体材料層34上
に被覆する。ここでは、発光材料を好適な溶媒中に溶解
し、絶縁体材料層34上に配置し、スピンキャスト装置で
スピニングする。先に付着させた絶縁材料層34が溶解す
るのを避けるように溶媒の選択において注意を払わなけ
ればならないことに留意すべきである。有機発光材料層
32を乾燥させた後、約10-6トールにおける通常の減圧蒸
着法を用いて好適な第２の電極42を発光材料層32上に蒸
着する。この電極は、好ましくは、絶縁層に接触する電
極よりも低い電子仕事関数を有する。而して、絶縁層と
接触している電極がインジウムスズ酸化物である場合に
は、第２の電極としてアルミニウム又はカルシウムのよ
うな電極を用いることができる。上述したように、電極
蒸着工程中における有機発光材料32に対する損傷を避け
るために、電極の蒸着中においては装置を冷却表面上に
載置する。
ンキャスト法を用いて発光材料の層を絶縁体材料層34上
に被覆する。ここでは、発光材料を好適な溶媒中に溶解
し、絶縁体材料層34上に配置し、スピンキャスト装置で
スピニングする。先に付着させた絶縁材料層34が溶解す
るのを避けるように溶媒の選択において注意を払わなけ
ればならないことに留意すべきである。有機発光材料層
32を乾燥させた後、約10-6トールにおける通常の減圧蒸
着法を用いて好適な第２の電極42を発光材料層32上に蒸
着する。この電極は、好ましくは、絶縁層に接触する電
極よりも低い電子仕事関数を有する。而して、絶縁層と
接触している電極がインジウムスズ酸化物である場合に
は、第２の電極としてアルミニウム又はカルシウムのよ
うな電極を用いることができる。上述したように、電極
蒸着工程中における有機発光材料32に対する損傷を避け
るために、電極の蒸着中においては装置を冷却表面上に
載置する。
以下の実施例によって種々の特定の及び／又は好まし
い態様及び方法を更に説明する。しかしながら、本発明
の範囲内において種々の変更及び修正を行うことができ
ると理解すべきである。更なる実施例、図面及び説明
は、ここで完全に記載されているものとして参照として
ここに包含する同じ譲受人の1995年３月２日出願の共に
審査係属中の米国出願08/396,465号に見られる。
い態様及び方法を更に説明する。しかしながら、本発明
の範囲内において種々の変更及び修正を行うことができ
ると理解すべきである。更なる実施例、図面及び説明
は、ここで完全に記載されているものとして参照として
ここに包含する同じ譲受人の1995年３月２日出願の共に
審査係属中の米国出願08/396,465号に見られる。
実施例１ インジウムスズ酸化物／ポリ（ｐ−ピリジン）及びナイ
ロン／アルミニウム装置 Delta Technologies,Led.,Stillwater,MNからのイン
ジウムスズ酸化物（ITO）被覆ガラス基体を、写真平版
法を用いてエッチングして、パターン化された第１の電
極を製造した。エッチングが完了した後、エッチングさ
れたITOガラスを、イソプロピルアルコール中で20〜30
分超音波処理することによって清浄化した。エッチング
されたITOガラスを、N2で吹き付け乾燥し、次に、UV−
オゾン室内で10分間照射した。
ロン／アルミニウム装置 Delta Technologies,Led.,Stillwater,MNからのイン
ジウムスズ酸化物（ITO）被覆ガラス基体を、写真平版
法を用いてエッチングして、パターン化された第１の電
極を製造した。エッチングが完了した後、エッチングさ
れたITOガラスを、イソプロピルアルコール中で20〜30
分超音波処理することによって清浄化した。エッチング
されたITOガラスを、N2で吹き付け乾燥し、次に、UV−
オゾン室内で10分間照射した。
ギ酸1mlとPPy粉末10mgを混合することによって形成し
たPPy溶液２滴と、ギ酸1mlとナイロン20mgとを混合する
ことによって形成したナイロン溶液10滴との溶液を混合
することによって、発光材料ポリ（ｐ−ピリジン）（PP
y）及びナイロン絶縁材料の重量：重量比1:10のギ酸溶
液を調製した。YamamotoらのChemistry Letters,153−
154（1988）において記載された還元性金属介在カップ
リング重合によって、発光材料PPyを合成した。ナイロ
ンは、Aldrich Chemical Company（Milwaukee,WI）か
ら購入したナイロン6/6（アジピン酸及び1,6−ヘキサン
ジアミンから）であった。
たPPy溶液２滴と、ギ酸1mlとナイロン20mgとを混合する
ことによって形成したナイロン溶液10滴との溶液を混合
することによって、発光材料ポリ（ｐ−ピリジン）（PP
y）及びナイロン絶縁材料の重量：重量比1:10のギ酸溶
液を調製した。YamamotoらのChemistry Letters,153−
154（1988）において記載された還元性金属介在カップ
リング重合によって、発光材料PPyを合成した。ナイロ
ンは、Aldrich Chemical Company（Milwaukee,WI）か
ら購入したナイロン6/6（アジピン酸及び1,6−ヘキサン
ジアミンから）であった。
次に、この溶液を用いて、ナイロン及びPPyの薄膜を
エッチングされたITOガラス上にスピンコートした。ナ
イロン/PPy溶液の数滴をエッチングされたITOガラス基
体上に配置し、基体を、Headway Research,Inc.Garlan
d,TXによって製造されたPhoto Resist Spinner（EC10
1DT）を用いて2000rpmにおいて15秒間スピニングした。
得られたフィルムを動的減圧内で10-3トールにおいて乾
燥した。次に、通常の減圧蒸着法を用いて約４×10-6ト
ールを下回る圧力において、アルミニウム（Al）をPPy/
ナイロン層上に蒸着して第２の電極を形成した。銀ペー
スト（Wilmington,DEのDuPont Companyによって製造さ
れたDuPont Conductor Composition ＃5007を用い
て、薄銅ワイヤをITO電極及びAl電極に付着させた。ペ
ーストを約12〜24時間乾燥した。
エッチングされたITOガラス上にスピンコートした。ナ
イロン/PPy溶液の数滴をエッチングされたITOガラス基
体上に配置し、基体を、Headway Research,Inc.Garlan
d,TXによって製造されたPhoto Resist Spinner（EC10
1DT）を用いて2000rpmにおいて15秒間スピニングした。
得られたフィルムを動的減圧内で10-3トールにおいて乾
燥した。次に、通常の減圧蒸着法を用いて約４×10-6ト
ールを下回る圧力において、アルミニウム（Al）をPPy/
ナイロン層上に蒸着して第２の電極を形成した。銀ペー
スト（Wilmington,DEのDuPont Companyによって製造さ
れたDuPont Conductor Composition ＃5007を用い
て、薄銅ワイヤをITO電極及びAl電極に付着させた。ペ
ーストを約12〜24時間乾燥した。
二つのKeithley 195Aマルチメーターを用いて装置の
電流−電圧特性を測定した。一つは電圧を記録するよう
にセットし、一つは電流を記録するようにセットした。
Keithleyマルチメーターの出力を、National Instrume
nts（Austin,TX）の一般用インターフェースバス（GPI
B）カードを介してIBM互換性486DX−66MHzコンピュータ
を用いて記録した。接地と正ワイヤとを電源において切
替えた他は同様の手順を用いて、逆バイアスにおいて試
験した。電圧を、順バイアス回路においては０から20ボ
ルトで、逆バイアス回路においては０から−20ボルトで
変化させた。装置によって発せられた光は、人間の目に
は白みがかった青色に見え、順バイアス回路においては
＋12ボルトで、逆バイアス回路においては−12ボルトで
視認された。
電流−電圧特性を測定した。一つは電圧を記録するよう
にセットし、一つは電流を記録するようにセットした。
Keithleyマルチメーターの出力を、National Instrume
nts（Austin,TX）の一般用インターフェースバス（GPI
B）カードを介してIBM互換性486DX−66MHzコンピュータ
を用いて記録した。接地と正ワイヤとを電源において切
替えた他は同様の手順を用いて、逆バイアスにおいて試
験した。電圧を、順バイアス回路においては０から20ボ
ルトで、逆バイアス回路においては０から−20ボルトで
変化させた。装置によって発せられた光は、人間の目に
は白みがかった青色に見え、順バイアス回路においては
＋12ボルトで、逆バイアス回路においては−12ボルトで
視認された。
図２は、典型的なITO/PPy及びナイロン/Al装置の電流
体電圧特性を示す。試験された特定の装置に関する作動
電圧は、順バイアスにおいて＋12ボルト、逆バイアスに
おいて−12ボルトであった。電流−電圧（Ｉ−Ｖ）曲線
の対称形により、電極が異なる仕事関数を有していると
いう事実にも拘わらず、順及び逆DCバイアス下で装置が
同等に良好に作動することを示す。
体電圧特性を示す。試験された特定の装置に関する作動
電圧は、順バイアスにおいて＋12ボルト、逆バイアスに
おいて−12ボルトであった。電流−電圧（Ｉ−Ｖ）曲線
の対称形により、電極が異なる仕事関数を有していると
いう事実にも拘わらず、順及び逆DCバイアス下で装置が
同等に良好に作動することを示す。
実施例２ インジウムスズ酸化物／ポリ（ｐ−ピリジン）及びポリ
メチルメタクリレート／アルミニウム装置 ギ酸1ml中に溶解したPPy18.5mgの溶液からPPy溶液を
調製し、ポリメチルメタクリレート（PMMA）をナイロン
に代えて用い、20mgのPMMAをギ酸1ml中に溶解すること
によって調製した他は実施例１の方法に従って装置を製
造した。PPy溶液１滴とPMMA溶液８滴とを混合すること
によって、発光体溶液を調製した。得られた発光体溶液
の数滴をスピンキャストに用いた。操作特性は、作動電
圧が比較的より低かった他は実施例１のものと同様であ
った。DC作動電圧は±７ボルトであった（順及び逆バイ
アスに関して）。
メチルメタクリレート／アルミニウム装置 ギ酸1ml中に溶解したPPy18.5mgの溶液からPPy溶液を
調製し、ポリメチルメタクリレート（PMMA）をナイロン
に代えて用い、20mgのPMMAをギ酸1ml中に溶解すること
によって調製した他は実施例１の方法に従って装置を製
造した。PPy溶液１滴とPMMA溶液８滴とを混合すること
によって、発光体溶液を調製した。得られた発光体溶液
の数滴をスピンキャストに用いた。操作特性は、作動電
圧が比較的より低かった他は実施例１のものと同様であ
った。DC作動電圧は±７ボルトであった（順及び逆バイ
アスに関して）。
実施例３ インジウムスズ酸化物／ポリ（ｐ−ピリジルビニレン）
及びポリメチルメタクリレート／アルミニウム装置 PPy溶液をポリ（ｐ−ピリジルビニレン）（PPyV）溶
液に代えた他は実施例２の方法を繰り返した。PPyV溶液
は、ギ酸1mlをPPyV20mgに加えることによって調製し
た。PPyVは、MarsillaらのPolymer Preprints 33
（１）,1196（1993）の方法にしたがって調製した。得
られた溶液を超音波処理して、材料の溶解を確実にし
た。発光体溶液を、PPyV溶液１滴及びPMMA溶液10滴から
調製した。発光体溶液の数滴をスピンキャストに用い
た。
及びポリメチルメタクリレート／アルミニウム装置 PPy溶液をポリ（ｐ−ピリジルビニレン）（PPyV）溶
液に代えた他は実施例２の方法を繰り返した。PPyV溶液
は、ギ酸1mlをPPyV20mgに加えることによって調製し
た。PPyVは、MarsillaらのPolymer Preprints 33
（１）,1196（1993）の方法にしたがって調製した。得
られた溶液を超音波処理して、材料の溶解を確実にし
た。発光体溶液を、PPyV溶液１滴及びPMMA溶液10滴から
調製した。発光体溶液の数滴をスピンキャストに用い
た。
装置を実施例１と同様の方法で試験した。DC作動電圧
は、順バイアスに関して＋５ボルトであり、逆バイアス
に関して−５ボルトであった。装置は、人間の目で視認
することのできる橙色の光を発光した。
は、順バイアスに関して＋５ボルトであり、逆バイアス
に関して−５ボルトであった。装置は、人間の目で視認
することのできる橙色の光を発光した。
実施例４ インジウムスズ酸化物／エメラルジンベース／ポリ（ｐ
−ピリジン）／アルミニウム装置 実施例１に記載のようにしてインジウムスズ酸化物
（ITO）被覆ガラス基体を調製した。約1.2のイミン／ア
ミン比を有するEB5.0mgをNMP1ml中で混合することによ
って、Ｎ−メチルピロリドン（NMP）中のポリアニリン
のエメラルジンベース（EB）フォオームの0.5％溶液を
調製した。必要に応じて、得られた溶液を超音波処理し
濾過した。エメラルジンベースは、MacDiarmidらのFara
day Discussion Chemical Society,88,317−332（19
89）に開示された方法によって調製した。ギ酸1mlをPPy
粉末11.0mgに加えることによって、ポリ（ｐ−ピリジ
ン）（PPy）の溶液を調製した。PPyは、YamamotoらのCh
emistry Letters,153−154（1988）に記載された還元
性金属介在カップリング重合によって合成した。
−ピリジン）／アルミニウム装置 実施例１に記載のようにしてインジウムスズ酸化物
（ITO）被覆ガラス基体を調製した。約1.2のイミン／ア
ミン比を有するEB5.0mgをNMP1ml中で混合することによ
って、Ｎ−メチルピロリドン（NMP）中のポリアニリン
のエメラルジンベース（EB）フォオームの0.5％溶液を
調製した。必要に応じて、得られた溶液を超音波処理し
濾過した。エメラルジンベースは、MacDiarmidらのFara
day Discussion Chemical Society,88,317−332（19
89）に開示された方法によって調製した。ギ酸1mlをPPy
粉末11.0mgに加えることによって、ポリ（ｐ−ピリジ
ン）（PPy）の溶液を調製した。PPyは、YamamotoらのCh
emistry Letters,153−154（1988）に記載された還元
性金属介在カップリング重合によって合成した。
次に、これらの溶液を用いて、EB及びPPyの薄膜をエ
ッチングされたITOガラス上にスピンコートした。EB/NM
P溶液の数滴（３−５適）をエッチングされたITOガラス
基体上に配置し、基体を、Headway Research,Inc.Garl
and,TXによって製造されたPhoto Resist Spinner（EC
101DT）を用いて2000rpmにおいて15秒間スピニングし
た。得られた絶縁体フィルムを動的減圧内で10-3トール
において乾燥した。乾燥後、PPyギ酸溶液３〜５滴をEB
フィルム被覆ITOガラス基体上に配置し、基体を2000rpm
で15秒間スピニングして、有機発光エレクトロルミネセ
ンス材料の層を得た。最終的なITO/EB/PPy基体を、動的
減圧下、10-3トールで再び乾燥した。次に、通常の減圧
蒸着法を用いて約４×10-6トールを下回る圧力におい
て、アルミニウム（Al）をPPy層上に蒸着して第２の電
極を形成した。銀ペースト（Wilmington,DEのDuPont C
ompanyによって製造されたDuPont Conductor Composi
tion ＃5007）を用いて、薄銅ワイヤをITO電極及びAl
電極に付着させた。ペーストを約12〜24時間乾燥した。
ッチングされたITOガラス上にスピンコートした。EB/NM
P溶液の数滴（３−５適）をエッチングされたITOガラス
基体上に配置し、基体を、Headway Research,Inc.Garl
and,TXによって製造されたPhoto Resist Spinner（EC
101DT）を用いて2000rpmにおいて15秒間スピニングし
た。得られた絶縁体フィルムを動的減圧内で10-3トール
において乾燥した。乾燥後、PPyギ酸溶液３〜５滴をEB
フィルム被覆ITOガラス基体上に配置し、基体を2000rpm
で15秒間スピニングして、有機発光エレクトロルミネセ
ンス材料の層を得た。最終的なITO/EB/PPy基体を、動的
減圧下、10-3トールで再び乾燥した。次に、通常の減圧
蒸着法を用いて約４×10-6トールを下回る圧力におい
て、アルミニウム（Al）をPPy層上に蒸着して第２の電
極を形成した。銀ペースト（Wilmington,DEのDuPont C
ompanyによって製造されたDuPont Conductor Composi
tion ＃5007）を用いて、薄銅ワイヤをITO電極及びAl
電極に付着させた。ペーストを約12〜24時間乾燥した。
実施例１に概説した手順にしたがって電流−電圧特性
を測定した。装置によって発せられた光は、人間の目に
は白みがかった青色に視認され、順バイアス回路におい
ては＋10ボルト、逆回路においては−10ボルトにおいて
視認された。エレクトロルミネセンススペクトルを測定
し、Quantamaster Model QN−１フルオロメーター（P
hoton Technology International Inc.,South Brun
swick,NJ）を用いて記録した。最大強度ピークは約490n
mにおいて観察された。スペクトルを図３に示す。
を測定した。装置によって発せられた光は、人間の目に
は白みがかった青色に視認され、順バイアス回路におい
ては＋10ボルト、逆回路においては−10ボルトにおいて
視認された。エレクトロルミネセンススペクトルを測定
し、Quantamaster Model QN−１フルオロメーター（P
hoton Technology International Inc.,South Brun
swick,NJ）を用いて記録した。最大強度ピークは約490n
mにおいて観察された。スペクトルを図３に示す。
実施例５ インジウムスズ酸化物／エメラルジンベース／ポリ（ｐ
−ピリジルビニレン）／アルミニウム装置 PPy電極をPPyVによって置き換えた他は実施例４の方
法にしたがって装置を製造した。実施例３に記載の方法
にしたがってPPyVを調製した。ギ酸1ml中にPPyV20mgを
溶解することによってPPyV溶液を調製した。運転試験結
果は、DC作動電圧が±４〜５ボルト（順及び逆バイア
ス）で観察された以外は実施例４と同様であった。
−ピリジルビニレン）／アルミニウム装置 PPy電極をPPyVによって置き換えた他は実施例４の方
法にしたがって装置を製造した。実施例３に記載の方法
にしたがってPPyVを調製した。ギ酸1ml中にPPyV20mgを
溶解することによってPPyV溶液を調製した。運転試験結
果は、DC作動電圧が±４〜５ボルト（順及び逆バイア
ス）で観察された以外は実施例４と同様であった。
実施例６ インジウムスズ酸化物／エメラルジンベース及び２−
（４−ビンフェニル）−５−（４−tert−ブチルフェニ
ル）−1,3,4−オキサジアゾール／ポリ（ｐ−ピリジ
ン）／アルミニウル装置 実施例４におけるエメラルジンベース（EB）の溶液
を、EB及び２−（４−ビフェニル）−５−（４−tert−
ブチルフェニル）−オキサジアゾール（PBD）の混合物
から調製した溶液で置き換えた。EB粉末1.6mg、及びＮ
−メチルピロリドン（NMP）2ml中のPBD5.0mgを混合する
ことによって、EB及びPBDの溶液を調製した。PBDは、Al
drich Company（Milwaukee,WI）から購入した。DC作動
電圧は、順及び逆バイアスにおいて±10ボルトであっ
た。
（４−ビンフェニル）−５−（４−tert−ブチルフェニ
ル）−1,3,4−オキサジアゾール／ポリ（ｐ−ピリジ
ン）／アルミニウル装置 実施例４におけるエメラルジンベース（EB）の溶液
を、EB及び２−（４−ビフェニル）−５−（４−tert−
ブチルフェニル）−オキサジアゾール（PBD）の混合物
から調製した溶液で置き換えた。EB粉末1.6mg、及びＮ
−メチルピロリドン（NMP）2ml中のPBD5.0mgを混合する
ことによって、EB及びPBDの溶液を調製した。PBDは、Al
drich Company（Milwaukee,WI）から購入した。DC作動
電圧は、順及び逆バイアスにおいて±10ボルトであっ
た。
実施例７ インジウムスズ酸化物／エメラルジンベース及び２−
（４−ビフェニル）−５−（４−tert−ブチルフェニ
ル）−1,3,4−オキサジアゾール／ポリ（ｐ−ピリジル
ビニレン）／アルミニウム装置 PPyを、実施例５の方法にしたがって調製したPPyVに
置き換えた他は実施例６の方法を繰り返した。DC作動電
圧は、準バイアスに関しては＋６ボルト、逆バイアスに
関しては−６ボルトと低かった。
（４−ビフェニル）−５−（４−tert−ブチルフェニ
ル）−1,3,4−オキサジアゾール／ポリ（ｐ−ピリジル
ビニレン）／アルミニウム装置 PPyを、実施例５の方法にしたがって調製したPPyVに
置き換えた他は実施例６の方法を繰り返した。DC作動電
圧は、準バイアスに関しては＋６ボルト、逆バイアスに
関しては−６ボルトと低かった。
実施例８ インジウムスズ酸化物／ポリメチルメタクリレート／ポ
リ（ｐ−ピリジン）／アルミニウム装置 ポリメチルメタクリレート（PMMA）をEB及びEPDの混
合物に代えて用いた他は実施例６の方法にしたがって装
置を製造した。ギ酸1ml中にPMMA20mgを溶解することに
よってPMMA溶液を調製した。図５は、典型的なITO/PMMA
/PPy/Al装置の電流対電圧特性を示す。試験した特定の
装置に関する作動電圧は、順バイアスにおいて＋10ボル
ト、逆バイアスにおいて−10ボルトであった。
リ（ｐ−ピリジン）／アルミニウム装置 ポリメチルメタクリレート（PMMA）をEB及びEPDの混
合物に代えて用いた他は実施例６の方法にしたがって装
置を製造した。ギ酸1ml中にPMMA20mgを溶解することに
よってPMMA溶液を調製した。図５は、典型的なITO/PMMA
/PPy/Al装置の電流対電圧特性を示す。試験した特定の
装置に関する作動電圧は、順バイアスにおいて＋10ボル
ト、逆バイアスにおいて−10ボルトであった。
実施例９ インジウムスズ酸化物／ポリメチルメタクリレート／ポ
リ（ｐ−ピリジルビニレン）／アルミニウム 装置 PPyが、実施例５の方法によって調製されたポリ（ｐ
−ピリジルビニレン）（PPyV）溶液に置き換えられた以
外は、実施例７の方法に従った。電流−電圧特性は、実
施例１に概説した手続きによって測定された。図６は、
典型的なITO/PMMA/PPyV/Al装置の電流対電圧特性を表
す。装置によって生じる光は、人間の目にはオレンジ色
に見えてきて、順バイアス接続では＋６ボルトで、逆バ
イアス接続では−６ボルトで見えるようになる。電流−
電圧（Ｉ−Ｖ）曲線の対称性は、順及び逆DCデバイスに
おいて、電極が異なる作業関数を持つという事実にも関
わらず、装置が等しく機能することを示す。
リ（ｐ−ピリジルビニレン）／アルミニウム 装置 PPyが、実施例５の方法によって調製されたポリ（ｐ
−ピリジルビニレン）（PPyV）溶液に置き換えられた以
外は、実施例７の方法に従った。電流−電圧特性は、実
施例１に概説した手続きによって測定された。図６は、
典型的なITO/PMMA/PPyV/Al装置の電流対電圧特性を表
す。装置によって生じる光は、人間の目にはオレンジ色
に見えてきて、順バイアス接続では＋６ボルトで、逆バ
イアス接続では−６ボルトで見えるようになる。電流−
電圧（Ｉ−Ｖ）曲線の対称性は、順及び逆DCデバイスに
おいて、電極が異なる作業関数を持つという事実にも関
わらず、装置が等しく機能することを示す。
装置は、ヒューレット パッカード モデル HP3311
A機能発生器（Function Generator）（ヒューストン、
テキサス）を用いて、ACモードにおいてもまた試験され
た。出力光は、機能発生器の周波数の倍の周波数におい
て観測された。光は、高圧電源（PS350スタンフォード
リサーチシステム社製、パロアルト、カルフォルニア）
によって稼働される、増倍型光学管（photomultiplie
r）（PMT）（タイプR928、ハママツフォトニクス社、K.
R.シムカンソ、日本）及び、オシロスコープ（モデル
2430A、テクトロニクス社、ビーバートン、オレゴン）
によって測定された。電圧は、同じオシロスコープによ
って、同時に測定された。データは、GPIBカードを装備
したコンピューターを用いて記録された。
A機能発生器（Function Generator）（ヒューストン、
テキサス）を用いて、ACモードにおいてもまた試験され
た。出力光は、機能発生器の周波数の倍の周波数におい
て観測された。光は、高圧電源（PS350スタンフォード
リサーチシステム社製、パロアルト、カルフォルニア）
によって稼働される、増倍型光学管（photomultiplie
r）（PMT）（タイプR928、ハママツフォトニクス社、K.
R.シムカンソ、日本）及び、オシロスコープ（モデル
2430A、テクトロニクス社、ビーバートン、オレゴン）
によって測定された。電圧は、同じオシロスコープによ
って、同時に測定された。データは、GPIBカードを装備
したコンピューターを用いて記録された。
図７は、時間の関数としての、光強度とAC電圧を示
す。AC電圧は、周波数60Hzにおいて、約＋９ボルト乃至
−９ボルトの範囲で変化させる。＋９ボルト及び−９ボ
ルトの両方の光強度のピークはほぼ等強度であり、光強
度の依存性は一般に電極の機能関数に依存しないことを
示している。装置は、約1Hz乃至100Khzの周波数範囲で
機能する。光出力は、100KHz以上ではかなり減少する。
す。AC電圧は、周波数60Hzにおいて、約＋９ボルト乃至
−９ボルトの範囲で変化させる。＋９ボルト及び−９ボ
ルトの両方の光強度のピークはほぼ等強度であり、光強
度の依存性は一般に電極の機能関数に依存しないことを
示している。装置は、約1Hz乃至100Khzの周波数範囲で
機能する。光出力は、100KHz以上ではかなり減少する。
先に示したものとは別のものへの、配置における変換
を用いることは可能であるが、それはかかる変換が好ま
しく典型的であると示された場合である。本発明の精神
から逸脱することなく、構成要素を互いに固定する様々
な手段を用いても良い。
を用いることは可能であるが、それはかかる変換が好ま
しく典型的であると示された場合である。本発明の精神
から逸脱することなく、構成要素を互いに固定する様々
な手段を用いても良い。
本発明は好ましい実施態様及び実施例を伴い明確に開
示されているが、サイジング及び形状に関する改良は、
当業者にとっては明らかであり、そのような改良及び変
形は、開示された本発明及び添付する請求の範囲の領域
と同等であり、並びにかかる領域の範囲内であるとみな
される、とそれゆえに理解される。
示されているが、サイジング及び形状に関する改良は、
当業者にとっては明らかであり、そのような改良及び変
形は、開示された本発明及び添付する請求の範囲の領域
と同等であり、並びにかかる領域の範囲内であるとみな
される、とそれゆえに理解される。
本発明は、好ましい実施態様及び実施例を伴い明確に
開示されているが、実験方法の設計の改良は、当業者に
とっては明らかであり、そのような改良及び変形は、本
発明及び添付する請求の範囲の領域の範囲内であるとみ
なされる、ということも理解されるべきである。上記の
明細書に含まれる全ての事項は、例証として解釈され限
定的な意味ではない、ということもまた理解されなくて
はいけない。上記の明細書によってよりもむしろ添付の
請求の範囲によって示される本発明の領域、並びに請求
の範囲と同等の意義と範囲内にある全ての変化は、それ
ゆえにかかる領域に包含されるべきである。つまり、下
記の請求の範囲は、本明細書に記載の本発明の全ての包
括的及び特定の性質、並びに、言葉として、かかる請求
の範囲に含まれる本発明の領域の全ての言明、を包むも
のと解釈される。さらには、下記の請求の範囲におい
て、個別に列挙された構成要素又は化合物は、常識の範
囲内で、それぞれの作用に影響を及ぼさないかかる構成
要素の混合物を含むと解釈されることも、理解されるべ
きである。本発明は適切には、発光体、第１の電極、及
び第２の電極をを含むか、これらから成るか、又は主と
してこれらから成っても良い。発光体は適切には、発光
材料及び絶縁材料を含むか、これらから成るか、又は主
としてこれらから成っても良い。本書に例示的に開示さ
れた発明は、本書に特定的に開示されないいかなる要素
が無くても適切に実行し得るものである。
開示されているが、実験方法の設計の改良は、当業者に
とっては明らかであり、そのような改良及び変形は、本
発明及び添付する請求の範囲の領域の範囲内であるとみ
なされる、ということも理解されるべきである。上記の
明細書に含まれる全ての事項は、例証として解釈され限
定的な意味ではない、ということもまた理解されなくて
はいけない。上記の明細書によってよりもむしろ添付の
請求の範囲によって示される本発明の領域、並びに請求
の範囲と同等の意義と範囲内にある全ての変化は、それ
ゆえにかかる領域に包含されるべきである。つまり、下
記の請求の範囲は、本明細書に記載の本発明の全ての包
括的及び特定の性質、並びに、言葉として、かかる請求
の範囲に含まれる本発明の領域の全ての言明、を包むも
のと解釈される。さらには、下記の請求の範囲におい
て、個別に列挙された構成要素又は化合物は、常識の範
囲内で、それぞれの作用に影響を及ぼさないかかる構成
要素の混合物を含むと解釈されることも、理解されるべ
きである。本発明は適切には、発光体、第１の電極、及
び第２の電極をを含むか、これらから成るか、又は主と
してこれらから成っても良い。発光体は適切には、発光
材料及び絶縁材料を含むか、これらから成るか、又は主
としてこれらから成っても良い。本書に例示的に開示さ
れた発明は、本書に特定的に開示されないいかなる要素
が無くても適切に実行し得るものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ワン，ユンツァン アメリカ合衆国オハイオ州43201，コロ ンバス，イースト・シックスティーン ス・アベニュー 285，アパートメント ディー (72)発明者 ゲブラー，ダーレン・ダグラス アメリカ合衆国オハイオ州43214，コロ ンバス，カナワ・アベニュー 479 (56)参考文献 特開 平２−267888（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−73374（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−3080（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−188597（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−267887（ＪＰ，Ａ) 国際公開91／3142（ＷＯ，Ａ１) ＰＯＬＹＭＥＲ，Ｖｏｌ24，ｐ748− 754（1983) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05B 33/00 - 33/28
Claims (27)
- 【請求項１】順方向及び逆方向の双方向で作動可能なバ
イポーラエレクトロルミネセンス装置であって： １）絶縁材料と接触するエレクトロルミネセンス有機発
光材料を含む発光体と； ２）前記発光体と接触し、かつ電位差と電気的に接続さ
れている第１の電極と； ３）前記発光体と接触し、かつ前記第１の電極と隔離さ
れた関係にあり、かつ前記電位差と電気的に接続されて
いる第２の電極と； を含む前記装置。 - 【請求項２】前記発光体が、前記発光材料と前記電気絶
縁材料との混合物である請求項１記載のバイポーラエレ
クトロルミネセンス装置。 - 【請求項３】前記発光体が前記電気的絶縁材料の層と接
触する前記発光体材料の層として形成され、かつ前記第
１の電極が前記電気絶縁材料と接触し、かつ前記第２の
電極が前記発光体材料と接触する請求項１記載のバイポ
ーラエレクトロルミネセンス装置。 - 【請求項４】前記第２の電極が前記第１の電極より低い
電子仕事関数を有する請求項３記載のバイポーラエレク
トロルミネセンス装置。 - 【請求項５】前記第１の電極又は前記第２の電極と接触
する基体をさらに含む請求項１乃至請求項４のいずれか
１項に記載のバイポーラエレクトロルミネセンス装置。 - 【請求項６】前記基体が、電気的に非導電性の材料から
形成される請求項５記載のバイポーラエレクトロルミネ
センス装置。 - 【請求項７】前記電気的に非導電性の材料が、ガラス又
はプラスチックである請求項６記載のバイポーラエレク
トロルミネセンス装置。 - 【請求項８】前記基体が少なくとも部分的に透明である
請求項５記載のバイポーラエレクトロルミネセンス装
置。 - 【請求項９】前記絶縁材料が、 １）セラミック絶縁材料、 ２）有機絶縁材料又は ３）無機ポリマー絶縁材料 の１つ以上を有する請求項１乃至請求項８いずれか１項
に記載のバイポーラエレクトロルミネセンス装置。 - 【請求項１０】前記有機絶縁材料が、 ａ）共役ポリマー、 ｂ）アクリルポリマー、 ｃ）ナイロンポリマー、 ｄ）ポリビニルカルバゾール、 ｅ）コポリマー、 ｆ）絶縁有機分子、 ｇ）ホストポリマー内に分散されている絶縁有機分子、
又は ｈ）有機絶縁材料の混合物、 の１つ以上を有する請求項９のいずれか１項に記載のバ
イポーラエレクトロルミネセンス装置。 - 【請求項１１】前記共役ポリマーがポリアニリンポリマ
ーである請求項10記載のバイポーラエレクトロルミネセ
ンス装置。 - 【請求項１２】前記ポリアニリンポリマーがポリアニリ
ンエメラルジンベースである請求項11記載のバイポーラ
エレクトロルミネセンス装置。 - 【請求項１３】前記アクリルポリマーがポリメチルメタ
クリレートである請求項10記載のバイポーラエレクトロ
ルミネセンス装置。 - 【請求項１４】前記ナイロンポリマーが、アジピン酸及
び１、６−ヘキサンジアミンから形成されたものである
請求項10記載のバイポーラエレクトロルミネセンス装
置。 - 【請求項１５】前記絶縁有機分子が２−（４−ビフェニ
ル）−５−（４−tert−ブチルフェニル−1,3,4−オキ
サジアゾール）である請求項10記載のバイポーラエレク
トロルミネセンス装置。 - 【請求項１６】前記ホストポリマーがエメラルジンベー
ス又はポリビニルカルバゾールである請求項10記載のバ
イポーラエレクトロルミネセンス装置。 - 【請求項１７】前記エレクトロルミネセンス有機発光材
料が、 １）エレクトロルミネセンス有機発光分子又は ２）エレクトルミネセンス有機発光ポリマーである 請求項１乃至請求項16のいずれか１項に記載のバイポー
ラエレクトロルミネセンス装置。 - 【請求項１８】前記エレクトロルミネセンス有機発光ポ
リマーが、 ａ）ポリピリジン、 ｂ）ポリピリジルビニレン、 ｃ）ポリフェニレン ｄ）ポリフェニレンビニレン、 ｅ）ポリチオフェン、 ｆ）ポリビニルカルバゾール、 ｇ）ポリフルオレン、 ｈ）ポリナフタレンビニレン、 ｉ）ポリフェニレンアセチレン、 ｊ）ポリフェニレンジアセチレン、 ｋ）ポリシアノテレフタリリデン、 ｌ）ポリフェニレンベンゾビスチアゾール、 ｍ）ポリベンズイミダゾベンゾフェナントロリン、 ｎ）発光ポリマーのコポリマー、又は ｏ）発光ポリマーの混合物 の１つ以上を含む請求項17に記載のバイポーラエレクト
ロルミネセンス装置。 - 【請求項１９】前記ポリピリジンがポリ（ｐ−ピリジ
ン）である請求項18に記載のバイポーラエレクトロルミ
ネセンス装置。 - 【請求項２０】前記ポリフェニレンビニレンがポリ（ｐ
−フェニレンビニレン）である請求項18に記載のバイポ
ーラエレクトロルミネセンス装置。 - 【請求項２１】前記コポリマーがポリ（フェニレンビニ
レンピリジルビニレン）である請求項18に記載のバイポ
ーラエレクトロルミネセンス装置。 - 【請求項２２】前記第１の電極又は前記第２の電極又は
双方が、 Ｉ）In−SnO2、 ２）金属、 ３）合金、 ４）非金属導電体、又は ５）導電性有機ポリマー の１つ以上を含む請求項１乃至請求項21のいずれか１項
に記載のバイポーラエレクトロルミネセンス装置。 - 【請求項２３】前記絶縁材料、前記第１の電極、又は前
記第２の電極の１つ以上が、少なくとも部分的に透明で
ある請求項１乃至請求項22のいずれか１項に記載のバイ
ポーラエレクトロルミネセンス装置。 - 【請求項２４】前記電位差が交流の電位差である請求項
１乃至請求項23のいずれか１項に記載のバイポーラエレ
クトロルミネセンス装置。 - 【請求項２５】24ボルト未満の起動電圧を有する請求項
１乃至請求項24のいずれか１項に記載のバイポーラエレ
クトロルミネセンス装置。 - 【請求項２６】６ボルト未満の起動電圧を有する請求項
１乃至請求項24のいずれか１項に記載のバイポーラエレ
クトロルミネセンス装置。 - 【請求項２７】周波数が変調された光出力又は振幅が変
調された光出力を有する請求項１乃至請求項26のいずれ
か１項に記載のバイポーラエレクトロルミネセンス装
置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US406,512 | 1995-03-17 | ||
| US08/406,512 US5663573A (en) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | Bipolar electroluminescent device |
| PCT/US1996/003357 WO1996029747A1 (en) | 1995-03-17 | 1996-03-12 | Bipolar electroluminescent device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11500574A JPH11500574A (ja) | 1999-01-12 |
| JP3050605B2 true JP3050605B2 (ja) | 2000-06-12 |
Family
ID=23608302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8528471A Expired - Fee Related JP3050605B2 (ja) | 1995-03-17 | 1996-03-12 | バイポーラエレクトロルミネセンス装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5663573A (ja) |
| EP (1) | EP0815598B1 (ja) |
| JP (1) | JP3050605B2 (ja) |
| AT (1) | ATE317594T1 (ja) |
| CA (1) | CA2215400C (ja) |
| DE (1) | DE69635803T2 (ja) |
| WO (1) | WO1996029747A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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