JP4789955B2 - 光−電気装置における導電性ポリマー組成物 - Google Patents

Description

本発明は、導電性ポリマー組成物及び導電性ポリマー組成物を含む光−電気装置に関係する。

光−電気装置の１つの種類は、発光又は検出のための有機材料を使用するものである。これら装置の基本構造は、負電荷輸送体（電子）を有機層へ注入するカソードと正電荷輸送体（正孔）を有機層へ注入するアノードに挟まれた発光有機層、例えば、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）又はポリフルオレンの薄膜である。電子及び正孔は有機層で結合して光子を生成する。ＷＯ９０／１３１４８においては、有機発光材料はポリマーである。米国特許４，５３９，５０７号明細書においては、有機発光材料は、（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ３）のような低分子材料として知られる種類のものである。実用装置においては、電極の１つは透明であり、光子が装置から放出するのを許容する。

典型的な有機発光装置（ＯＬＥＤ）は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）のような透明なアノードで被覆されたガラス又はプラスチック基板上に形成される。少なくとも１つの電子発光有機材料の薄膜層は第１の電極を覆う。最後に、電子発光有機材料層をカソードが覆う。カソードは、典型的には金属又は合金であり、アルミニウムのような単一層、又はカルシウム及びアルミニウムのような複数の層を含むことができる。

駆動に際しては、正孔はアノードを通じて装置に注入され、電子はカソードを通じて装置に注入される。正孔と電子は有機電子発光層で結合して励起子を形成し、次いで放射性崩壊して光を放出する。

これらの装置はディスプレイに大きなポテンシャルを有する。しかしながら、いくつかの重要な問題が存在する。一つは装置を効率化することであり、特に、外部電力効率及びその外部量子効率で測定される効率化である。もう一つは、ピーク効率が得られる電圧を最適化（例えば、低減化）することである。他は、装置の電圧特性の時間の経過に対する安定化である。さらに、他は、装置の寿命の増加である。

この目的のため、これらの問題の１又は２以上を解決するために上記の基本的な装置構造の多くの改良がなされてきた。

１つの改良は、発光有機層と電極の１つの間の導電性ポリマー層の供給である。このような導電性ポリマー層が、立ち上がり電圧、低電圧での装置の輝度、装置の効率、寿命と安定性を改良できることが発見された。これらの利点を達成するために、これら導電性ポリマー層は面積あたり１０ ^６ オーム未満のシート抵抗を有してよく、導電率はポリマー層のドープによって制御可能である。いくつかの装置構成において、あまり高い導電率を有しないことが優位であり得る。例えば、装置に複数の電極が提供され全ての電極の上を１つの連続した導電性ポリマー層が覆うとき、非常に高い導電率が側面方向の導電性と電極間の短絡をもたらし得る。

導電性ポリマー層は、正孔又は電子の注入及び／又は正孔又は電子の遮断を促進するために、適切な仕事関数を有するように選択されてもよい。このように、２つの重要な電気的特徴がある。すなわち、ポリマー組成物の全体的な導電性及びポリマー組成物の仕事関数である。この組成物の安定性及び装置の他の成分との反応性も、実用的な装置の許容される寿命を提供する際に重要である。この組成物の処理性は製造の容易化のために重要である。

アノードと発光有機層の間の正孔注入層として使用するための適切な導電性ポリマーの１つの例は、ポリスチレンスルホン酸がドープされたポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ）である（ＥＰ０，６８６，６６２参照）。この組成物は、４．８ｅＶよりわずかに大きい中間イオン化電位（アノードのイオン化電位と発光体のイオン化電位の中間）を提供し、これは、光−電気装置の隣接層の有機発光材料又は正孔輸送材料のような材料のＨＯＭＯレベルにアノードから注入された正孔が到達するのを助ける。ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳは、より堅い層を提供するために架橋を生成するためにエポキシ−シランを含むこともできる。典型的には、装置のＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ層の厚さは約５０ｎｍである。この層のコンダクタンスは層の厚さに依存する。

ＰＥＤＯＴ及びＰＳＳの化学構造は、下記の式１ないし４に示される。

ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ組成物において、ＰＥＤＯＴは酸化して、正孔輸送体として働くポリマーのラジカルカチオンを生成する。ＰＳＳはイオン化して、ＰＥＤＯＴ上の電荷を安定化するための対イオンとして働くポリマーアニオンを生成する。以前は、ＰＥＤＯＴ上の電荷を安定化するために小さな対イオンが使用されてきた。しかしながら、電磁場にさらされるとき、小さな対イオンはシステムを通して移動し、性能の劣化をもたらす装置の局地的領域／界面における電荷分離及び電荷生成を引き起こすことが発見された。対イオンの移動は、また、隣接する層の材料との有害な反応をもたらし得る。大きな対イオン、例えば、ＰＳＳのようなポリマー対イオンは、装置のスイッチが入ったとき光−電気装置を通して拡散しないので、有利であることが分かった。

ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳは水に可溶性で、したがって、溶液処理が可能である。ＩＴＯアノードと発光層の間へのＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの提供は、ＩＴＯから発光層への正孔の注入を増加させ、ＩＴＯアノード表面を平坦化し、局地的な電流の短絡を防ぎ、効率的に電荷注入のためのエネルギー差異をアノード表面全体にわたって同一にさせる。

装置の層のＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの比率の変化は、装置の機能特性を十分に変化させることがわかった。

ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの比率１：２．５は、処理可能な安定した溶液をもたらす。すなわちＰＳＳがこの比率以上の材料は溶液中にとどまる。低い濃度になると、材料は溶液から沈殿する。理論に拘束されないならば、ＰＥＤＯＴのラジカルカチオンは、ＰＥＤＯＴラジカルカチオンを囲むスルホネート対イオン及びミセル型の構造を形成する結果、溶液中で安定化されると考えられる。スルホネート対イオンはＰＥＤＯＴラジカルカチオンより親水性であり、ＰＥＤＯＴラジカルラジカルカチオンの懸濁液の形成を助ける。その結果、溶液から沈殿しないでより長い鎖（より高い分子量）のＰＥＤＯＴ分子が重合中に形成され得る。さらに、より長い鎖のＰＥＤＯＴ分子は酸化しやすく、良好な正孔輸送をもたらす。したがって、スルホネート対イオンは、ＰＥＤＯＴラジカルカチオンを安定化することによって正孔輸送を助ける。しかしながら、１：２．５の比率では導電率は非常に高く、したがってこのような材料は、前述したように、例えば、装置の電極線間において短絡を形成し得るので、光電子装置の構造において使用されることはできない。

実際、過剰なＰＳＳの使用は装置特性を改良することができ、特に、寿命を延ばすことができることが分かった。さらに、過剰なＰＳＳは組成物をインクジェット印刷するのを容易にする。「過剰なＰＳＳ」とは、ＰＥＤＯＴが溶液から沈殿するのを防止するのに必要以上のＰＳＳという意味である。したがって、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ比率が１：２０のような過剰なＰＳＳが装置の駆動に有益である。理論に拘束されたくはないが、本発明の発明者は、過剰なＰＳＳを使用するとき観察される改良された装置特性のいくつかの説明を提案する。第一には、導電性に関するものである。

ＰＳＳの含有量は組成物の導電率に影響を与える。この点において、本発明の出願者は、良好な正孔輸送を提供するのに重要な２つの種類の導電があると考える。すなわち、イオン伝導（例えば、Ｈ^＋イオンによる）及びラジカルカチオン（正孔）伝導（例えば、ＰＥＤＯＴにより）である。理論に拘束されたくはないが、本発明の出願者は過剰なＰＳＳは両タイプの伝導に貢献すると信じている。水素イオンは、イオン伝導による組成物の導電率に貢献すると思われる。また、上述したように、スルホネートはＰＥＤＯＴラジカルカチオンを安定化し、正孔輸送を促進する。前者の影響（イオン伝導率）はＰＳＳの量に依存し、大過剰ではイオン伝導率が増加する。ラジカルカチオンを安定化するに十分なＰＳＳが存在するとき影響は飽和するので、後者の影響（正孔伝導率）は存在するＰＳＳの量に敏感ではない。

過剰なＰＳＳを使用するときの装置特性の改良を説明する他の可能なメカニズムは、ＰＳＳはＰＥＤＯＴより親水性であることである。したがって、過剰なＰＳＳは組成物をより親水性にして隣接するポリマー層との混合が生じにくくするので、過剰なＰＳＳは隣接するポリマー層との薄膜の一様性を増加させる。

上記から、装置の製造の容易化及び良好な特性及び寿命を有する装置を製造するために、過剰なＰＳＳを供給すること有利であることが明らかである。しかしながら、装置の特性及び寿命をさらに改良し、製造プロセスをより容易にかつ安価にする要望は常にある。したがって、過剰なＰＳＳを有するＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ系に替わるものがひとつの方法である。理論に拘束されないならば、上述のＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ系を使用する装置の寿命の１つのあり得る限界は、このような大過剰なＰＳＳの提供が組成物を強い酸性にしてしまうことである。これはいくつかの問題を引き起こし得る。例えば、ＩＴＯと接触する強酸の高い濃度はＩＴＯを腐食して、インジウム、錫及び酸素成分を放出してＰＥＤＯＴへの混入をも引き起こし、その上を覆う発光ポリマーを劣化させ得る。さらに、酸は発光ポリマーと相互作用することがあり、装置特性に有害な電荷分離をもたらす。

ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳは溶液処理可能なので、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの堆積及びインクジェット印刷技術を使用した本発明のこれの代替を可能にすることも望まれる。インクジェット印刷への関心の重要な理由は、スケーラビリティと適用性である。前者は、大きな大きさの基板をパターン化することを可能にし、後者は、基板上に印刷される点の画像はソフトウェアによって決められるので、ひとつの製品から他の製品に変えること要する用具のコストが無視できる点である。

インクジェット印刷技術を使用した有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の材料の堆積は、多くの文献に記載されている。例えば、Ｔ．Ｒ．Ｈｅｂｎｅｒ，Ｃ．Ｃ．Ｗｕ，Ｄ．Ｍａｒｃｙ，Ｍ．Ｈ．Ｌｕ ａｎｄ Ｊ．Ｃ． Ｓｔｒｕｍ，“Ｉｎｋ−ｊｅｔ Ｐｒｉｎｔｉｎｇ ｏｆ ｄｏｐｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ ｆｏｒ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｍｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ”，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．７２，Ｍｏ．５，ｐｐ．５１９−５２１，１９９８；Ｙ．Ｙａｎｇ，“Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ Ｒｅｃｅｎｔ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｅｖｉｃｅｓ，”ＳＰＩＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｗｅｓｔ：Ｏｐｔｏｅｌｅｃｒｏｎｉｃｓ ‘９８， Ｃｏｎｆ．３２７９，Ｓａｎ Ｊｏｓｅ，Ｊａｎ．，１９９８；ＥＰ Ｏ ８８０ ３０３；及び“Ｉｎｋ−Ｊｅｔ Ｐｒｉｎｔｉｎｇ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ”，Ｐａｕｌ Ｃ．Ｄｕｉｎｅｖｅｌｄ，Ｍａｒｇｒｅｅｔ Ｍ．ｄｅ Ｋｏｋ，Ｍｉｃｈａｅｌ Ｂｕｅｃｈｅｌ，Ａａｄ Ｈ．Ｓｅｍｐｅｌ，Ｋｅｅｓ Ａ．Ｈ．Ｍｕｔｓａｅｒｓ，Ｐｅｔｅｒ ｖａｎ ｄｅ Ｗｅｉｊｅｒ，Ｉｖｏ Ｇ．Ｊ．Ｃａｍｐｓ，Ｔｏｎ Ｊ．Ｍ．ｖａｎ ｄｅｎ Ｂｉｇｇｅｌａａｒ，Ｊａｎ−Ｅｒｉｃ Ｊ．Ｍ．Ｒｕｂｉｎｇｈ ａｎｄ Ｅｌｉａｖ Ｉ．Ｈａｓｋａｌ，Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ Ｖ，Ｚａｋｙａ Ｈ．Ｋａｆａｆｉ，Ｅｄｉｔｏｒ，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ＳＰＩＥ Ｖｏｌ．４４６４（２００２）が挙げられる。インクジェット印刷は低分子及び高分子ＬＥＤの材料の堆積に使用することができる。

有機電子材料を堆積させるために、０．５％〜４％の溶解した材料を含む揮発性の溶媒が適用される。これは、数秒から数分の間の時間を要し、最初の「インク」容量に比較して相対的に薄い薄膜をもたらす。好ましくは乾燥が始まる前に、しばしば複数の液滴が堆積させ、乾燥した材料の十分な厚さを提供する。Ｌｉｔｒｅｘ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，ＵＳＡの機械のような正確なインクジェットプリンターが使用される。適切なプリントヘッドはＸａａｒ ｏｆ Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ，ＵＫ及びＳｐｅｃｔｒａ，Ｉｎｃ．ｏｆ ＮＨ，ＵＳＡから市販されている。

したがって、好ましくは、良好な装置特性、寿命及び製造の容易性を有する前述の系の代替を提供することが望まれている。上に概説した問題の１又は２以上を解決することが本発明の目的である。

本発明の第１の側面は、固体高分子電解質中の導電性ポリマーを含む導電性ポリマー組成物を提供する。

導電性ポリマーはドープされたポリマーを含むことができる。

好ましくは、導電性ポリマーは導電性ポリマーイオンを有し、導電性ポリマー組成物はさらに対イオンを有する。導電性ポリマーイオンは良好な導電性を有し、対イオンは導電性ポリマーイオンを安定化するのを助けることが発見された。

好ましくは、対イオンはポリマーである。これは、使用において対イオンが装置から拡散するのを防ぐ。導電性ポリマーイオンの安定化のためには、対イオンが位置にとどまることは有利である。これは伝導を助ける。

好ましくは、導電性ポリマーイオンはカチオンであり、対イオンはアニオンである。導電性ポリマーカチオンは正孔輸送体として有用であることが発見された。しかしながら、導電性ポリマー組成物は電子輸送体として使用でき、この場合系の極性が反転されてよいことは予想される。

好ましくは、対イオンは、化合物が効果的に完全にイオン化されるように高い解離定数を有する化合物のアニオンである。高い解離定数を有する化合物の例としては強酸及び塩が挙げられる。しかしながら、対イオンは限定されず、対イオンは、化合物が完全にイオン化されないように、より低い解離定数を有する化合物のアニオン又はカチオン、あるいは高い解離定数を有する化合物のカチオンであることができる。対イオンはポリスチレンスルホン酸のアニオンであり得る。導電性ポリマーイオンはポリエチレンジオキシチオフェンのカチオンであることができる。

対イオン及び導電性イオンの供給源として酸ではなく塩を使用することは、本発明の出願人による下記の実験によって支持される。

第一に、ＰＳＳ中の水素は大きなカチオン（第４級アンモニウム塩Ｑ^＋）によって取替えられ、下記に示される構造を得る。

ＰＳＳ中の水素イオンの大きなイオンとの置換は導電率の大きな低下をもたらすことがわかった。第二に、ＰＳＳ中の水素は小さなカチオン（Ｎａ^＋）と取り替えられた。ＰＳＳ中の水素イオンのＮａＯＨを使用したＮａ^＋のような別の小さなイオンとの置換は、このような導電率の大きな低下をもたらさないことがわかった。これは、小さなイオンがより移動しやすい状態でカチオンがイオン伝導に寄与していることを示唆している。したがって、カチオン（又は電子注入のためのアニオン）のサイズ及び／又は塩又は他の化合物の解離定数が、要求されるイオンコンダクタンスの量に応じて選択されながら、塩（又は他の解離する化合物）が酸の代わりに使用され得ることが明らかである。

上記で検討した第２の実験において、ＰＳＳ中の水素イオンがＮａＯＨを使用してＮａ^＋により置換されたときに、対イオンの移動性の低下について予測されたものに加え、性能のいくらかの低下が観察されたことは注目すべきである。理論に拘束されないが、本発明の発明者は、ＮａＯＨからのＯＨ⁻イオンはＰＥＤＯＴラジカルカチオンと相互作用し、正孔輸送を阻止すると考えている。

したがって、（例えば、酸が部分的にだけ中性されるように）ＮａＯＨの量が減少すると、Ｎａ^＋イオンはイオンコンダクタンスに参加できるようになり、ＯＨ⁻イオンの量は正孔の輸送を阻止するほど高くないと考えられる。したがって、酸と塩基の組合せが対イオン及び導電性イオンの供給源として使用されることができる。酸及び／又は塩基は、ラジカルイオンコンダクタンスに悪い副作用を与えるのを避けるために、部分的に中性化されてよい。

導電性ポリマーイオン：対イオンの比率は１：１０未満であり、好ましくは１：５未満、より好ましくは、１：２．５未満又はさらには１：２未満であってよい。

好ましくは、導電性ポリマー及び／又は固体ポリマー電解質は水に可溶性である。これは、この組成物の溶液処理を容易にすることが可能である。

好ましくは、固体ポリマー電解質はポリマーマトリックス及びイオンを含む。これらイオンは、例えば、塩又は酸から得られる。好ましくは、このイオンは高い解離定数を有する種のイオンである。解離定数は導電率を調整するために選ばれる。イオンはポリマーマトリックス全体に拡散し、イオンコンダクタンスを提供することができる。マトリックス及びイオンは導電率を調整するために選ばれてよい。導電性ポリマーがドープされたポリマーを含む実施例においては、ドープ剤はイオンを含んでよい。すなわち、ドープ剤を使用して導電性ポリマーを形成する場合、イオンコンダクタンスに参加することができるイオンが必然的に形成されてもよい。あるいは、又は追加的に、導電性ポリマーを安定化する対イオンの形成において、イオンコンダクタンスに参加することができるイオンが必然的に形成されてもよい。

好ましくは、塩は水に可溶性である。

塩は、１族金属、２族金属、ｄ−ブロック金属、ランタニド及びアクチニドを含む任意の金属塩であることができる。しかしながら、カチオンは小さく、アニオンは大きいことが好ましい。したがって、好ましい塩は、１族金属及び２族金属のものであり、好ましくは、ナトリウム又はリチウムであり、リチウムが最も好ましい。リチウム塩の例は、ハロゲン化リチウム及び下記に化学式が示されるリチウムトリフリミドである。

塩は、カチオンの移動性が大きくアニオンの移動性が小さくなるように、小さいカチオンと大きいアニオンから構成されることができる。これは、装置の特性に悪影響を及ぼし得るアニオンの装置におけるアノードへの拡散を防止しつつ、カチオンによってイオン伝導率の適切なレベルを許容する。特に、アニオンを効果的に固定することにより、装置のスイッチが切れるときにカチオンは最初の位置に引き戻され、装置内での経時的な塩の移動及び偏在を防止する。

好ましくは、ポリマーマトリックスは架橋されている。架橋マトリックスは、装置における好ましくない種の拡散を防止するのに有利である。さらに、架橋マトリックスは、装置内の塩に含まれるアニオンの拡散を防ぐのに有利である。架橋マトリックスが使用される場合、アニオンは大きい必要はない。さらに、架橋は層をより堅固にし、その上に相互の層が溶解及び混合することなく他の層を堆積させることを可能にする。固体ポリマー電解質の好ましい例としては、ポリエチレングリコールが挙げられる。他の代替例としては、有機イオン交換膜、ポリピロール、ポリマー酸及び第４級ポリピリジン及びポリアミン、並びにアミンのポリマー塩が挙げられる。

好ましくは、導電性ポリマーは、５．５ｅＶ以下、より好ましくは、４．８〜５．５ｅＶの範囲の仕事関数を有する。これは、アノードから隣接する半導体正孔輸送体及び／又は発光体への良好な正孔の注入を許容する。

本発明の他の側面は、上述した導電性ポリマー組成物を含む電気装置、好ましくは、光電子装置を提供する。好ましくは、電気装置は、アノード、カソード、前記アノードと前記カソードの間の有機半導体層を含む。導電性ポリマー組成物はアノードとカソードの間の層に供給されてよい。導電性ポリマー組成物が正孔注入材料として使用されるとき、導電性ポリマー組成物を含む層は好ましくはアノードと有機半導体層の間に位置する。導電性ポリマー組成物が電子輸送材料として使用されるとき、導電性ポリマー組成物を含む層は好ましくはカソードと有機半導体層の間又は有機半導体層中に配置される。有機半導体層は好ましくは発光性である。アノードは、好ましくはＩＴＯを含む。

有機半導体層は正孔輸送体、電子輸送体及び発光材料の１又は２以上を含んでよい。１又は２以上の他の有機半導体層はアノードとカソードの間に供給されてよい。アノードとカソードの一方又は両方は独立して導電性ポリマー組成物を含むことができる。

本発明の他の側面は、導電性ポリマー組成物がスピンコート又はインクジェット印刷によって堆積される、本明細書に記載した電気装置の製造方法を提供する。導電性ポリマー組成物は水溶液で堆積されてよい。組成物はポリマー電解質を架橋するように堆積後加熱される。この過熱工程は、被覆層の堆積前に行われてよい。

本発明は、公知の導電性ポリマー組成物中の過剰の強酸の提供の代替を提供する。特に、本発明の実施例は、当技術分野で公知の過剰なＰＳＳを有するＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ配合物の提供の代替を提供し、ある場合には、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ系全体が取り替えられ得る。

本発明の実施態様によれば、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ中の過剰なＰＳＳのみを固体ポリマー電解質に取り替えることによって、この導電率が調整され得る（ホスト及びイオン塩の種類と濃度を適切に選択することによって）。これは、ＰＳＳ濃度の減少による装置の劣化速度を減らすことができる。

１つの実施態様において、ＰＥＤＯＴ、ＰＳＳ及び架橋性ポリエチレングリコールがイオンドープ剤（塩）を有する水溶液中のモノマーから共に合成される。他の実施態様において、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳが架橋性ポリエチレングリコール及びイオンドープ剤を含む溶液において合成される。他の実施態様において、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳが合成され、次いで架橋性ポリエチレングリコール及びイオンドープ剤と混合される。

ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳが約１：２．５の低比率が使用され得る。しかしながら、ポリエチレングリコールが存在するため系の溶液処理性が変えられるので、より低い濃度（１：２．５未満、１：２．０未満、１：１．５未満又はさらには１：１．２以下と低い）が可能となる。この組成物は、導電率において公知のＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ組成物と同様となるように選択されてよい。次いで、ポリエチレングリコールは、イオンドープ剤として固体ポリマー電解質を供給するために、例えば、加熱によって架橋され得る。適切なドープ剤としては、ハロゲン化リチウム又はリチウムトリフリミドが挙げられる。このプロセスは、下記にように要約される。

この実施例は、任意に架橋されるポリエチレングリコールマトリックスを提供する。架橋はマトリックスのＴｇを改良し、マトリックスをより強固にし、次の層と反応しないようにする。ＰＥＧは非常に安定な媒体であり、水溶性であり、固体ポリマー電解質を提供するようにカチオン（部分的にリチウム）と非常に効果的に複合体を形成することができる。したがって、ＰＥＧは塩と混合されて導電性マトリックスを提供する。リチウムは効果的にＰＥＧにより溶媒和され、マトリックス内を移動することができる。

リチウムイオン−ＰＥＧマトリックスは、過剰な水素イオンを必要とせずにイオン伝導を支持する。したがって、固体状態のポリマー電解質は、ＩＴＯの腐食によるＩＴＯの混入によってＰＥＤＯＴの劣化の問題を生じることなく、水素イオンの移動度の代わりとなる。すなわち、イオン伝導率は陽子伝導に頼ることなく制御される。むしろ、代替のイオン輸送体が提供され得る。したがって、本発明の実施例は、過剰なＰＳＳを必要とすることなく過剰なＰＳＳを有するＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの伝導率と同様となる。ラジカル伝導を保持するためにポリマーカチオンを安定化するに十分なＰＳＳだけが必要とされる。イオン伝導を提供する過剰なＰＳＳは固体電解質によって取り替えられる。いくつかの実施態様においては、全てのＰＳＳが取り替えられてよい。ＰＥＤＯＴに対する代替の導電性ポリマーも検討される。本発明の上記の記載はＰＥＤＯＴに対する対イオンとしてＰＳＳを引用するが、ＰＳＳの代わりに代替のポリアニオンも使用され得ることが理解されよう。例えば、ＷＯ０４／０２９１２８は、ＰＥＤＯＴと共に使用するフッ化スルホン酸Ｎａｆｉｏｎ（登録商標）を開示する。

現在提案されている導電性ポリマー組成物は、マトリックスと塩イオンの間の相互作用の強さを変え、これによって導電率を変えるために、マトリックス及び／又は塩を変えることによって、導電率を調整することができる。しかしながら、マトリックスとして使用され得る材料の種類を限定することができるようにマトリックスは水溶性であることが望ましい。ＰＥＧは古典的な固体電解質である。

本発明の他の側面によれば、固体ポリマー電解質中の導電性ポリマーを含む導電性ポリマー組成物が、インクジェット印刷技術によって堆積に特に適する形で提供される。

このさらなる側面において、固体ポリマー電解質はポリエチレングリコールを含むことができる。本発明の発明者は、ポリエチレングリコールの添加は、例えば、インクジェットのディスペンサーの目詰まりを軽くすることによって、導電性ポリマーのインクジェット印刷を助けることができることを発見した。理論に拘束されないが、ポリエチレングリコールの極性のためにこの効果は生じると考えられる。さらに、インクジェットの特性は、導電性ポリマーの得られた粘度のような特性を制御する能力によって促進される。

本組成物の粘度は２ないし３０ｍＰａ、４ないし１２ｍＰＡ、より好ましくは６ないし８ｍＰａの範囲、最も好ましくは、２０℃において約８ｍＰａであってよい。

さらに、本組成物は界面活性剤を含むことができる。界面活性剤は、体積で、０．１〜５％、０．５〜３％又は１〜２％の範囲で存在してよい。典型的な界面活性剤はグリコールエーテルであり得る。

さらなる他の側面において、本発明は、導電性ポリマー及び非イオン性、不揮発性、極性の希釈剤を含む導電性ポリマー組成物を提供する。

好ましくは、導電性ポリマーは、ＰＥＤＯＴ及び電荷バランス対イオン、好ましくはポリアニオン、より好ましくはポリ（スルホン酸）を含む。特に好ましいポリ（スルホン酸）はＰＳＳである。

好ましくは、希釈剤は、ポリエーテル、より好ましくは任意に置換されるポリ（エチレングリコール）を含む。

希釈剤の極性は、希釈剤を極性溶媒、例えば、水に可溶性にする。

希釈剤は酸基、特に、カルボン酸基又はスルホン酸基を含まない。

好ましくは、希釈剤は、ｐＨ＞２、好ましくは、ｐＨ＞３である。

希釈剤は、組成物の溶液処理性と抵抗率を改良する働きをすることができる。好ましくは、この組成物の抵抗率は、１Ωｃｍから１０^６Ωｃｍまでの範囲である。

使用においては、この組成物の水溶液のような溶液を堆積させ、次いで溶媒の蒸発工程が続く。溶媒の蒸発工程において希釈剤は蒸発せず、また、したがって「不揮発性」という用語はそのような意味で解釈されるべきである。

ポリエチレングリコールの添加は導電性ポリマーの抵抗率を望ましい値に調整することを可能にする。好ましくは、分子量２５０を有するポリエチレングリコールが、重量濃度で０〜３％、好ましくは１〜３％、より好ましくは１〜２％、最も好ましくは１．５％以下、非常に好ましくは１．２５％未満の範囲でＰＥＤＯＴ組成物に加えられる。

ポリエチレングリコールは好ましくは数平均分子量（Ｍｎ）２５０、１Ｋ又は２Ｋを有するポリエチレングリコールが好ましい。１Ｋ及び２Ｋのポリエチレングリコールは、より厚く、より粘度の高い溶液として製造され、インクジェット印刷の応用に適する。

ポリエチレングリコールは、好ましくはポリエチレングリコールジメチルエーテル（すなわち、メトキシ基により末端キャップされている）であり、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの多様な比率のＰＥＤＯＴの多様な配合物に添加されてよい。ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの多様な比率のＰＥＤＯＴの多様な配合物は、ＨＣ Ｓｔａｒｋから入手可能であり、ポリエチレングリコールの多様な配合物はＳｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈから入手可能である。

図３を参照すると、抵抗率（Ω／ｃｍ）に対する２５０ポリエチレングリコールの重量濃度の％のグラフが示されている。このグラフは、本発明の導電性ポリマー組成物に加えられるポリエチレングリコールの濃度を上昇させると、濃度が約１％に達するまで、導電性ポリマーの抵抗率は増加し、そこで抵抗率は急激に減少することを示している。

２５０ポリエチレングリコールの結果は下記の表１に示されている。

ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ組成物内の０．２５Ｋ ＰＥＧ、１Ｋ ＰＥＧ及び２Ｋ ＰＥＧの結果は下記の表２に示されている。

本発明の他の側面は、ポリエチレングリコールを含むＰＥＤＯＴ組成物を提供する。ＰＥＤＯＴ組成物は、対イオン、好ましくはＰＳＳを含むことができる。

好ましくは、ポリエチレングリコールの重量濃度は、ＰＥＤＯＴ組成物の抵抗率が１Ωｃｍより大きく、１０^６Ωｃｍ未満となるように提供される。

また、組成物の抵抗率が１Ωｃｍより大きく、１０^６Ωｃｍ未満となるようなポリエチレングリコールの重量濃度を有するＰＥＤＯＴ組成物をインクジェット印刷することを含む光電気装置の製造方法も提供される。

さらに、次の工程を含む有機発光ディスプレイの製造方法も提供される。すなわち、第１の電極の層及び複数のウェルを規定するバンク構造を有する基板を提供する工程、前記第１の電極上に導電性有機層を堆積させる工程、前記有機発光層上に第２の電極を堆積させる工程であり、前記導電性有機層は上記の組成物をインクジェット印刷することにより堆積される。

本発明の導電性ポリマー組成物は、電気装置、特に、光電子装置の正孔注入材料、電子輸送材料、又はもし組成物が高い導電率に調整されるならばアノードとして使用されることができる。好ましい光電子装置は、有機発光装置（ＯＬＥＤ）を有する。本発明の導電性ポリマー組成物は静電容量及びレンズの非静電コーティングに使用されることができる。

図１に示される装置は、透明ガラス又はプラスチック基板１、インジウム錫酸化物のアノード２及びカソード４を有する。電子発光層３はアノード２とカソード４の間に提供される。

電荷輸送、電荷注入又は電荷遮断層のような追加の層がアノード２とカソード３の間に配置されてもよい。

本発明の実施態様によれば、導電性ポリマー組成物より形成された導電性正孔注入層が、アノードから１又は２以上の半導体ポリマー層への正孔の注入を促進するために、アノード２と電子発光層３の間に配置される。

正孔注入層は、比率１：２．５のＰＥＤＯＴ：ＰＳＳを水中のＰＥＧ及びリチウムトリフリミドと混合することによって作成される。得られた組成物は、スピンコート又はインクジェット印刷され、アノード上に層を形成してもよい。次いで、この層は、堆積後、ポリマー電解質のマトリックスを熱架橋するために加熱されてもよい。得られた組成物の構造を図示した模式図が図２に示されている。

アノード２と電子発光層３の間に配置される正孔注入層は、好ましくは、５．５ｅＶ以下、より好ましくは、約４．８ないし５．５ｅＶのＨＯＭＯレベルを有する。

もし存在するならば、電子発光層３とカソード４の間に配置される電子輸送層は、好ましくは約３ないし３．５ｅＶのＬＵＭＯレベルを有する。

電子発光層３は、電子発光材料単独、又は１又は２以上の他の材料と組み合わされた電子発光材料を有することができる。特に、電子発光材料は、例えば、ＷＯ９９／４８１６０に開示されるような正孔及び／又は電子輸送材料と混合されることができる。あるいは、電子発光材料は電荷輸送材料に共有結合されることができる。

カソード４は、電子を電子発光層に注入することができる仕事関数を有する材料から選択される。カソードと電子発光材料の間の悪い相互作用の可能性のような他の要因もカソードの選択に影響する。カソードは、アルミニウム層のような単一材料からなることができる。あるいは、それは複数の金属、例えば、ＷＯ９８／１０６２１に開示されるようなカルシウムとアルミニウムの２層、ＷＯ９８／５７３８１、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００２，８１（４），６３４及びＷＯ０２／８４７５９に開示されるバリウム元素、又は電子の注入を促進するための誘電体材料の薄膜、例えば、ＷＯ００／４８２５８に開示されるフッ化リチウム、又はＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００１，７９（５），２００１に開示されるフッ化バリウムを含んでよい。装置への効率的な電子の注入を提供するために、カソードは好ましくは３．５ｅＶ未満、より好ましくは３．２ｅＶ未満、最も好ましくは３ｅＶ未満の仕事関数を有する。

光学装置は湿気と酸素に敏感な傾向にある。したがって、基板は好ましくは、湿気及び酸素の装置への侵入を防ぐ良好な遮断特性を有する。基板は、通常、ガラス、しかしながら、特に装置の柔軟性が望まれる場合には代替の基板も使用することができる。例えば、基板は、プラスチックと遮断層の交互層の基板を開示するＵＳ６２６８６９５のようなプラスチック、ＥＰ０９４９８５０に開示されるような薄いガラスとプラスチックの積層体を含むことができる。

装置は好ましくは湿気と酸素の侵入を防止するための封止材（図示しない）によって封止される。適切な封止材としては、ガラスのシート、例えば、ＷＯ０１／８１６４９に開示されるようなポリマーと誘電体層の交互積層のような適切な遮断特性を有する薄膜、又は例えば、ＷＯ０１／１９１４２に開示されるような気密容器が挙げられる。基板又は封止材を貫通し得る大気の湿気又は酸素を吸収するためのゲッター材料は基板と封止材の間に配置されることができる。

実用の装置においては、光が吸収され得る（光応答装置の場合）又は発光され得る（ＯＬＥＤの場合）ように、電極の少なくとも１つは半透明である。アノードが透明である場合、通常はインジウム錫酸化物を含む。透明なカソードの例は、例えば、ＧＢ２３４８３１６に開示されている。図１の実施例は、基板の上に第１にアノードを形成し、次いで電子発光層及びカソードを堆積させることによって形成される装置を図示している。しかしながら、本発明の装置は、基板の上に第１にカソードを形成し、次いで電子発光層及びアノードを堆積させることによっても形成できることが理解されよう。

多くのポリマーが、発光体及び／又は電荷輸送体として有益である。いくつかの例が下に示されている。下記に検討する繰返し単位がホモポリマー、ポリマーの混合物及び／又はコポリマーとして提供される。本発明の実施態様の導電性ポリマー組成物は任意のこのような組合せによって使用することができる。特に、本発明の導電性ポリマー層は、望まれる導電率、ＨＯＭＯ及びＬＵＭＯを得るために装置に利用される特定の発光及び電荷輸送層に関連して調整されることができる。

ポリマーは、アリーレン繰返し単位、特に、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．１９９６，７９，９３４に開示される１，４−フェニレン繰返し単位、ＥＰ０８４２２０８に開示されるフルオレン繰返し単位、例えば、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ２０００，３３（６），２０１６−２０２０に開示されるインデノフルオレン繰返し単位及び例えば、ＥＰ０７０７０２０に開示されるスピロフルオレン繰返し単位から選択される第１の繰返し単位を含んでよい。これら繰返し単位はそれぞれ任意に置換される。置換基の例としては、Ｃ_１〜２０アルキル又はアルコキシなどの可溶化基、フッ素、ニトロ又はシアノのような電子求引基、ポリマーのガラス転移温度（Ｔｇ）の増加のための置換基が挙げられる。

特に好ましいポリマーは、任意に置換された２，７−結合フルオレン、最も好ましくは一般式（８）の繰返し単位を有する。

Ｒ^１及びＲ^２は、水素又は任意に置換されるアルキル、アルコキシ、アリール、アリールアルキル、ヘテロアリール及びヘテロアリールアルキルから独立して選択される。より好ましくは、Ｒ^１とＲ^２の少なくとも１つは、任意に置換されるＣ_４〜Ｃ_２０アルキル又はアリール基を含む。

第１の繰返し単位を含むポリマーは、装置のどの層に使用されるか、及び共繰返し単位の性質に応じて、正孔輸送、電子輸送及び発光の機能の１又は２以上を提供することができる。

９，９−ジアルキルフルオレン−２，７−ジイルのホモポリマーのような第１の繰返し単位のホモポリマーが電子の輸送を供給するために利用されることができる。

第１の繰返し単位及びトリアリールアミン繰返し単位を含むコポリマーが正孔輸送及び／又は発光を供給するために利用され得る。

特に好ましいこのタイプの正孔輸送ポリマーは、第１の繰返し単位及びトリアリールアミン繰返し単位のＡＢコポリマーである。

第１の繰返し単位及びヘテロアリーレン繰返し単位を含むコポリマーは電荷輸送又は発光に利用されることができる。好ましいヘテロアリーレン繰返し単位は、一般式９〜２３から選択される。

式中、Ｒ_６及びＲ_７は同じか異なり、それぞれ独立して水素又は置換基、好ましくは、アルキル、アリール、ペルフルオロアルキル、チオアルキル、シアノ、アルコキシ、ヘテロアリール、アルキルアリール又はアリールアルキルである。製造の容易化のため、Ｒ_６及びＲ_７は好ましくは同じである。最も好ましくは、これらは同じであり、それぞれフェニル基である。

電子発光コポリマーは、電子発光領域、例えば、ＷＯ００／５５９２７号及びＵＳ６３５３０８３号に開示されるような正孔輸送領域と電子輸送領域の少なくとも１つを含むことができる。正孔輸送領域及び電子輸送領域の１つのみが供給されるならば、電子発光領域は正孔輸送と電子輸送機能の他方も提供することができる。

このようなポリマー内の異なる領域はＵＳ６３５３０８３に開示されるようなポリマー主鎖に沿って、又はＷＯ０１／６２８６９に開示されるようにポリマー主鎖からの分岐基として供給される。

これらポリマーの好ましい製造方法は、例えば、ＷＯ００／５３６５６に記載されるようなスズキ重合、例えば、Ｔ．Ｔｍａｍｏｔｏ，“Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ａｎｄ Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ Ｓｔａｂｌｅ π−Ｃｏｎｊｕｃａｔｅｄ Ｐｏｌｙ（ａｒｙｌｅｎｅ）ｓ Ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ”，Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ １９９３，１７，１１５３−１２０５に記載されるヤマモト重合である。これらの重合技術は、金属錯体触媒の金属原子がアリール基とモノマー離脱基の間に挿入される「金属挿入」によって共に行う。ヤマモト重合の場合、ニッケル錯体触媒が使用され、スズキ重合の場合、パラジウム錯体触媒が使用される。

例えば、ヤマモト重合の直鎖ポリマーの合成においては、２つの反応性ハロゲン基を有するモノマーが使用される。同様に、スズキ重合の方法においては、少なくとも１つの反応基はボロン酸又はボロンエステルのようなホウ素誘導基であり、他の反応性基はハロゲンである。好ましいハロゲンは、塩素、臭素、及びヨウ素、最も好ましくは臭素である。

したがって、本明細書を通じて例示した繰返し単位およびアリール基を含む末端基は適切な離脱基を有するモノマーから導かれることが理解されよう。

スズキ重合は、位置規則性、ブロック及びランダムコポリマーを製造するために使用され得る。特に、１つの反応性基がハロゲンであり、他の反応性基がホウ素誘導基であるとき、ホモポリマー又はランダムコポリマーが製造され得る。あるいは、ブロック又は位置規則性、特にＡＢコポリマーは、第１のモノマーの両反応基がホウ素であり、第２のモノマーの両反応基がハロゲンであるとき製造され得る。

ハロゲン化物の代替として、金属挿入に参加できる他の離脱基としては、トシレート、メシレート、フェニルスルホネート及びトリフレートが挙げられる。

単一のポリマー又は複数のポリマーを、溶液から堆積させて層５を形成する。ポリアリーレン、特にポリフルオレンの重合のために適切な溶媒としては、トルエン及びキシレンのようなモノ又はポリアルキルベンゼンが挙げられる。特に好ましい溶液堆積技術は、スピンコート及びインクジェット印刷である。スピンコートは、電気発光材料のパターン形成が不要な装置、例えば照明又は簡単な単色セグメントディスプレイに適している。

インクジェット印刷は、高情報量ディスプレイ、特にフルカラーディスプレイに特に適している。ＯＬＥＤのインクジェット印刷は、例えば、ＥＰ０８８０３０３に記載されている。

装置の複数の層が溶液処理によって形成されるとき、隣接する層との混合の防止の技術、例えば、次の層の堆積の前に１つの層を架橋するか、又はこれらの層の第１の層を形成する材料が第２の層の堆積のために使用される溶媒に溶解しないように隣接する層の材料を選ぶことについて当業者は気づくであろう。

あるいは、好ましくは溶液からの堆積により形成された１つの層を次の層の堆積のために使用される溶媒に実質的に不溶性になるように変えるために加熱処理を行う。この方法では、架橋を避けることができる。

燐光性材料もまた有益であり、蛍光性材料よりいくつかの応用において好ましい。燐光性材料の１つのタイプはホストとホスト中に燐光性発光体を有する。発光体はホストに結合されるか、又は混合物中の分離された成分として提供される。

Ｉｋａｉ ｅｔ ａｌ．（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７９ ｎｏ．２，２００１，１５６）に開示される、ＣＢＰとして知られる４，４’−ビス（カルバゾール−９−イル）ビフェニル）及びＴＣＴＡとして知られる（４，４’，４”−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン）のような「低分子」ホスト、並びにＭＴＤＡＴＡとして知られるトリス−４−（Ｎ−３−メチルフェニル−Ｎ−フェニル）フェニルアミンなどのトリアリールアミンを含む燐光性発光体のための多くのホストが、従来技術において記載されている。ホモポリマーもまたホストとして知られ、特に、例えば、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２０００，７７（１５），２２８０に開示されるポリ（ビニルカルバゾール）、Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．２００１，１１６，３７９，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｂ ２００１，６３，２３５２０６及びＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００３，８２（７）１００６におけるポリフルオレン、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．１９９９，１１（４），２８５；におけるポリ［４−（Ｎ−４−ビニルベンジキシエチル，Ｎ−メチルアミノ）−Ｎ−（２，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルナフタリミド］及びＪ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．２００３，１３，５０−５５におけるポリ（パラ−フェニレン）が知られている。

好ましい燐光性金属錯体は、式（２４）の任意に置換される錯体を含む。

式中、Ｍは金属であり、Ｌ^１、Ｌ^２及びＬ^３のそれぞれは配位基であり、ｑは整数であり、ｒ及びｓはそれぞれ独立して０又は整数であり、（ａ．ｑ）＋（ｂ．ｒ）＋（ｃ．ｓ）の合計はＭ上で有効な配位部位の数と等しく、ａはＬ^１上の配位部位の数であり、ｂはＬ^２上の配位部位の数であり、ｃはＬ^３上の配位部位の数である。

重元素Ｍは、強いスピン軌道カップリングを誘導し、急速な項間交差を行い３重項状態（燐光）からの発光を可能にする。適切な重金属Ｍとしては次のものが挙げられる。

セリウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、ジスプロシウム、ツリウム、エルビウム及びネオジムのようなランタニド金属、及びｄ−ブロック金属、特に、第２周期及び第３周期のもの、すなわち３９ないし４８の元素及び７２ないし８０の元素、特に、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金及び金。

ｆ−ブロック金属のための適切な配位基としては、カルボン酸、１，３−ジケトネート、ヒドロキシカルボン酸などの酸素又は窒素ドナー系、アシルフェノール及びイミノアシル基を含むシッフ塩基が挙げられる。公知のように、発光ランタニド金属錯体は金属イオンの１重項励起状態より高い３重項励起エネルギーレベルを有する増感基を必要とする。発光は、金属のｆ−ｆ遷移からであり、したがって発光色は金属の選択によって決められる。鋭い発光は通常狭く、ディスプレイの応用に有用な純度の高い色の発光をもたらす。

ｄ−ブロック金属は、ポルフィリン又は一般式（２５）の２座リガンドのような炭素又は窒素ドナーと有機金属錯体を形成する。

式中、Ａｒ^４及びＡｒ^５は同じか異なり、任意に置換されるアリール又はヘテロアリールから選択される。Ｘ^１及びＹ^１は同じか異なり、炭素又は窒素から独立して選択される。Ａｒ^４とＡｒ^５は互いに縮合され得る。Ｘ^１が炭素であり、Ｙ^１が窒素であるリガンドは特に好ましい。

２座リガンドの例は下記に例示されている。

各Ａｒ^４及びＡｒ^５は、１又は２以上の置換基を有してよい。特に好ましい置換基としては、ＷＯ０２／４５４６６、ＷＯ０２／４４１８９、ＵＳ２００２−１１７６６２及びＵＳ２００２−１８２４４１に開示される錯体の発光を青色シフトするために使用され得るフッ素又はトリフルオロメチル、ＪＰ２００２−３２４６７９に開示されるアルキル又はアルコキシ基、ＷＯ０２／８１４４８号に開示されるような発光材料として使用されるとき正孔の錯体への輸送を促進するために使用され得るカルバゾール、ＷＯ０２／６８４３５及びＥＰ１２４５６５９に開示される他の基の付着のためのリガンドを官能化する働きをすることができる臭素、塩素又はヨウ素、ＷＯ０２／６６５５２に開示されるような金属錯体の溶液処理性を得るため又は向上させるために使用され得るデンドロンが挙げられる。ｄ−ブロック元素と共に使用するに適した他のリガンドとしては、ジケトン、特に、アセチルアセトネート（ａｃａｃ）、トリアリールホスフィン及びピリジンが挙げられ、これらはそれぞれ、置換され得る。

主要族金属錯体は、リガンド系又は電荷遷移発光を示す。これらの錯体において、発光色は金属だけでなくリガンドの選択によって決められる。

ホスト材料及び金属錯体は物理的混合の形で組み合わせられる。あるいは、金属錯体はホスト材料に化学的に結合され得る。ポリマーホストの場合、金属錯体は、ポリマー主鎖に結合する置換基として化学的に結合されるか、ポリマー主鎖に繰返し単位として組みこまれるか、又は、例えば、ＥＰ１２４５６５９、ＷＯ０２／３１８９６、ＷＯ０３／１８６５３及びＷＯ０３／２２９０８に開示されるようにポリマーの末端基として供給されることができる。

このような、ホスト−発光体系は燐光性装置に限定されない。広い範囲の蛍光性低分子量金属錯体が知られており、有機発光装置において試作されている（Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｓｙｍ．１２５（１９９７）１−４８，ＵＳ−Ａ ５，１５０，００６、ＵＳ−Ａ６，０８３，６３４及びＵＳ−Ａ５，４３２，０１４参照）。

広い範囲の蛍光性低分子量金属錯体が本発明で使用され得る。好ましい例は、トリス−（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウムである。２又は３価の金属のための適切なリガンドには、オキシノイド、例えば、酸素−窒素又は酸素−酸素供与原子、通常、置換基酸素原子と共に環窒素原子又は置換基酸素原子と共に置換基の窒素原子若しくは酸素原子を有する、８−ヒドロキシキノレート及びヒドロキシキノキサリノール−１０−ヒドロキシベンゾ（ｈ）キノリナート（ＩＩ）のようなオキシノイド、ベンザゾール（ＩＩＩ）、シッフ塩基、アゾニドール、クロモン誘導体、３−ヒドロキシフラボン並びにサリチラトアミノカルボキシレート及びエステルカルボキシレートのようなカルボン酸がある。任意の置換基としては、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、ハロアルキル、シアノ、アミノ、アミド、スルホニル、カルボニル、アリール又は発光色を変えることができる（ヘテロ）芳香族環上のヘテロアリールが挙げられる。

本発明は、上述した光電子装置の成分を劣化させない導電性ポリマー組成物を提供する。さらに、本発明の導電性ポリマー組成物は望まれる組成物の所望の特性及びえられる装置に応じて調整されることができる。特に、本導電性ポリマー組成物は、性能を最適化するために装置に上記の成分のどれが含まれるかによって調整されることができる。

本発明は、本発明の好ましい実施例を引用して、特に例示し説明してきたが、特許請求の範囲で規定される本発明の範囲から逸脱せずに、形や詳細についてこれらの様々な変更が可能であることは当業者に理解されよう。

本発明の実施態様の有機発光装置を示す。 本発明の実施態様の導電性ポリマー組成物の模式図を示す。 本発明の導電性ポリマーの抵抗率に対するポリエチレングリコールの濃度％のグラフを示す。

１ 基板
２ アノード
３ 電子発光層
４ カソード

Claims (26)

1. 導電性ポリマーおよびポリマー電解質を含む導電性ポリマー組成物であって、ポリマー電解質は、架橋可能なポリマーマトリックス、およびポリマーマトリックスを通して拡散し、架橋して固体ポリマー電解質を形成した後にイオン伝導を与えるよう選択されるイオンを含み，ここで、導電性ポリマーはポリエチレンジオキシチオフェンおよびポリスチレンスルホン酸を含み、かつポリマー電解質はポリエチレングリコールを含み、導電性ポリマー組成物中のポリマー電解質の濃度は１重量％以下である、上記導電性ポリマー組成物。
2. ポリエチレンジオキシチオフェン：ポリスチレンスルホン酸の比は１：１０未満である、請求項１記載の導電性ポリマー組成物。
3. ポリエチレンジオキシチオフェン：ポリスチレンスルホン酸の比は１：５未満である、請求項１記載の導電性ポリマー組成物。
4. ポリエチレンジオキシチオフェン：ポリスチレンスルホン酸の比は１：２．５未満である、請求項１記載の導電性ポリマー組成物。
5. ポリエチレンジオキシチオフェン：ポリスチレンスルホン酸の比は１：２未満である、請求項１記載の導電性ポリマー組成物。
6. ポリマー電解質はさらに塩を含む、請求項１記載の導電性ポリマー組成物。
7. 塩は、１族金属，２族金属，ｄ−ブロック金属、ランタニドまたはアクチニドの塩である、請求項６記載の導電性ポリマー組成物。
8. 塩は１族金属または２族金属の塩である、請求項６記載の導電性ポリマー組成物。
9. 塩はナトリウムの塩である、請求項６記載の導電性ポリマー組成物。
10. 塩はリチウムの塩である、請求項６記載の導電性ポリマー組成物。
11. 架橋可能なポリマーマトリックスが架橋されて固体ポリマー電解質を形成する、請求項１−１０のいずれかに記載の導電性ポリマー組成物。
12. 導電性ポリマーは５．５ｅＶ以下の仕事関数を有する、請求項１記載の導電性ポリマー組成物。
13. 導電性ポリマーは４．８−５．５ｅＶの範囲の仕事関数を有する、請求項１記載の導電性ポリマー組成物。
14. 請求項１−１３のいずれかに記載の導電性ポリマー組成物を含む層を有する電気装置。
15. アノード，カソード，およびアノードとカソードとの間の有機半導体層を含む、請求項１４記載の電気装置。
16. 導電性ポリマー組成物は、アノードとカソードとの間の層に提供される、請求項１５記載の電気装置。
17. 導電性ポリマー組成物を含む層は、アノードと有機半導体層との間に位置する、請求項１５記載の電気装置。
18. 有機半導体層は発光性である、請求項１５−１７のいずれかに記載の電気装置。
19. アノードはインジウムスズ酸化物を含む、請求項１８記載の電気装置。
20. 有機半導体層は、正孔輸送体，電子輸送体および発光材料の１またはそれ以上を含む、請求項１８記載の電気装置。
21. アノードとカソードとの間に１またはそれ以上の追加の有機半導体層が設けられている、請求項１５記載の電気装置。
22. アノードおよびカソードの一方または両方が独立して導電性ポリマー組成物を含む、請求項１５記載の電気装置。
23. 請求項１４−２２のいずれかに記載の電気装置を製造する方法であって、導電性ポリマー組成物は、スピンコーティングまたはインクジェットプリンティングにより堆積されることを特徴とする方法。
24. 導電性ポリマー組成物は水性溶液から堆積される、請求項２３記載の方法。
25. 組成物は、ポリマー電解質が架橋されるように、堆積後に加熱される、請求項２３または２４記載の方法。
26. 加熱工程は被覆層の堆積前に行われる、請求項２５記載の方法。

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