JP6321028B2

JP6321028B2 - 酸素イオンポンプを備えた電子装置

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Publication number: JP6321028B2
Application number: JP2015545683A
Authority: JP
Inventors: クンツ、マティアス; パン、ジュンヨウ; ヒラリウス、フォルケル
Original assignee: メルクパテントゲーエムベーハー
Priority date: 2012-12-05
Filing date: 2013-11-07
Publication date: 2018-05-09
Anticipated expiration: 2033-11-07
Also published as: EP2929576B1; US20150349035A1; JP2016502277A; US9478589B2; KR102143741B1; KR20150092278A; CN104798221B; WO2014086454A1; EP2929576A1; CN104798221A

Description

本願発明は、電子的に活性な材料と、装置からの酸素の除去のための酸素イオンポンプとを有する電子装置に関する。更に、本願発明は、また、電子装置からの酸素の除去のための酸素イオンポンプの使用に関する。

今日では、例えば、ランブ、表示装置、ソーラセル、電解効果トランジスタの製造に適した多くの異なる電子的に活性な材料は、電子的に活性な材料がある。これら材料は、特に、いわゆる有機発光ダイオードや有機ソーラセルの分野で使用されている。しかし、これら電子的に活性な材料の多くは、周囲の環境、特に、酸素、水、水蒸気、水、及びオゾンに対して過敏である欠点を有している。かくして、このような材料を電子装置内で適当にシールすることが必要である。

かくして、例えば、有機発光ダイオードに基づいた表示装置の場合には、有機化合物は、エッジの所でシールされたガラスプレート間にはめ込まれている。この目的のために、有機接着剤が、一般的に使用されているが、このような接着剤は、酸素の拡散を完全には防止することができない。かくして、有機化合物の徐々の劣化と、表示装置の色あせとが、動作時間の経過によって生じている。図１は、この種形式の電子装置を概略的に示している。従来技術では、侵入している酸素を除去するように意図された、いわゆる、犠牲材料（ゲッター）が、吸収のために、シール内に配置されている。酸素の侵入のための更なる可能性は、ガラス半田でシールすることである。特に第２の変形例は、ガラス半田でのシールのためには高温が必要であり、また、多くの電子的に活性な材料、特に、有機電子材料は、制限された温度安定性のみを有しているので、問題がある。

このような形式の電子装置中への酸素の侵入を阻止する事情は、セルをシールする合成樹脂は、酸素の拡散に対して不透過ではないので、頗る重要である。ガラスプレートの代わりに、将来より重大な役割を果たすであろう透明なポリマーフイルムが使用されても、これは、同様に、酸素の拡散に対して不透過ではない。上記ケースの各々で、酸素の侵入は、電子的に活性な材料の果たす機能を少しづつ劣化するであろう。このことは、例えば、表示装置で特に色が徐々にあせることから明らかである。これは、インテリジェント電子を使用することにより、部分的に補うことができるけれども、やっぱりこのようなダメージが生じないことが望まれている。

かくして、本願発明の目的は、酸素の少しづつの侵入が、再び装置からコンスタントに除去される得、かくして、このような装置の寿命が長くなる、電子装置を提供することである。

本願発明の上記目的は、少なくとも１つの電気的に活性な材料と、内側で、前記電子的に活性な材料を覆っているカバーと、酸素イオンポンプとを具備し、前記酸素イオンポンプは、前記カバーと一体的に構成されているか、カバーの内面に配置されており、そして、前記酸素イオンポンプは、酸素イオン搬送材料の両端にカソードとアノードとを有し、また、前記カソードの少なくとも一部は、前記カバーの内方に向けられており、また前記アノードの少なくとも一部は、前記カバーの外方に向けられている、電子装置を提供することにより、達成されている。

「前記カソードの少なくとも一部は、前記カバーの内方に向けられ」という表現は、カソードは、カバー内に、即ち、カバーにより規定されたスベース内に、少なくとも部分的に配置されていることを意味するように意図されている。また、「前記アノードの少なくとも一部は、前記カバーの外方に向けられ」という表現は、カバーの内部とは反対側のスペースに、好ましくは、カバーの外側のスペースに配置されている、即ち、アノードは、カバーの中心からカソードよりも離れて配置されている、ことを意味するように意図されている。このようにしてのみ、アノードとカソードとへの電圧の印加により、酸素は、カバーの内部から外へと、これらの間にある酸素イオンポンプを介して搬送されることを確実にしている。

本願発明に係わる電子装置の更なる実施の形態において、前記カバーは、基板と、シールキャップと、接着剤とを有し、前記接着剤は、前記基板とシールキャップとを互いにシールしている。本願発明に係わるこのような実施の形態は、本出願の図２に示されている。

本願発明に係わる電子装置の更なる実施の形態において、前記酸素イオンポンプは、前記接着剤の領域内に配置されていることが好ましい。前記酸素イオン搬送材料は、カソードの側で、カバーの内側と接触しており、また、酸素イオンポンプが好ましくは接着沿いの中に埋め込まれている側面がアノードと面するようにして、カバーの外周部と接触していることが、ここでは。特に好ましい。この形態の実施の形態は、例えば、また、図２に示されている。本願発明に係わる装置の接着領域中へと一体化されることができる酸素イオンポンプは、図３の例により示されている。

本願発明に係わる電子装置の更なる実施の形態において、酸素イオンポンプは、基板及び／又はシールキャップ上の少なくとも領域内に層として配設されている、ことが好ましい。「少なくとも領域内」は、基板及び／又はシールキャップの面の少なくとも一部に、酸素イオンポンプの好ましくは１つの層が設けられていること、を意味している。しかし、代わって、基板及び／又はシールキャップの全面に酸素イオンポンプの層が設けられることができる。

前記酸素イオンポンプの層は、少なくとも３つの層部分により構成されている層を意味するように意図されている。これら層部分の１つは、カソードの層を示し、層部分の他の１つは、アノードの層を示し、そして、層部分の更なる他の層は、酸素イオン搬送材料を示している。ここでは、また、前記酸素イオン搬送材料は、アノードの層とカソードの層との間に配置されている。この実施の形態で、カソードは、好ましくは、カバーの、即ち、基板及び／又はシールキャップの内側に配設され、また、カソードは、カバーの内側に向けられている。

極一般的に、本願の「カバーの内側」という用語は、カバーにより囲まれている、本願発明に係わる電子装置の内部を意味している。また、本願の「カバーの外側」という用語は、一般的に、カバーにより囲まれていない、カバーの外側のスペースを意味している。

前記酸素イオンポンプが、少なくとも、前記基板及び／又はシールキャップ上の領域内の層として配設されている本願発明の実施の形態において、上に酸素イオンポンプが配置されている基板及び／又はシールキャップの領域は、カバーの外に向かっての酸素透過性を有している。これは、カバーとして、例えば、ポリマー層のような、又は、孔を有するカバー材のような、酸素透過材を使用することにより、確実になされる。

本願で、前記基板は、好ましくは、ガラス、セラミック、金属、ポリマー層、又は、プラスチック層により形成されている。ここで、可撓性の基板が好ましい。好ましい実施の形態では、前記可撓性の基板は、ポリマー又はプラスチックでできている。ポリマー又はプラスチックのための最も重要な選択的な特徴は、(1)衛生上の観点と、(2)ガラスの転移温度とである。ポリマーのガラス転移温度（Ｔｇ）は、既知のハンドブック(例えば、"Polymer Handbook", Eds. J. Brandrup, EH Immergut and EA Grulke, John Willey & Sons, Inc., 1999, VI/193-VI/276)により得られることができる。ポリマーのＴｇは、好ましくは、１００℃を超え、より好ましくは以上であり、１５０℃を超え、非常に特に好ましくは１８０℃を超えている。非常に好ましくは、基板材料は、例えば、ポリマー（ポリエチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）及びポリマー（ポリエチレン２６ナフタレート）（ＰＥＮ）である。

本願でのシールキャップは、好ましくは、ガラス、セラミック、金属、ポリマー層、又はプラスチック層でできている。ガラスと金属とは、特に、好ましい。

基板又はシールキャップとして使用されるセラミックは、ケイ酸塩ガラス、炭化物（ＳｉＣ）、金属酸化物（Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化物（Ｓｉ_３Ｎ_４）、及び他の非ケイ酸塩ガラスのいずれかで良い。

本願発明では、前記酸素イオン搬送材料は、好ましくは、固体の溶解質である。本願発明に従って使用される固体の電解質は、カーソドで酸素により形成されたＯ^２−イオンを搬送することができる。このＯ^２−イオンは、カソードとは反対側で、即ち、アノードで酸素へと戻される。原理上では、代表的には、固体の酸化物燃料電池で使用されることができる個体の電解質は、本願発明に係わる装置でも使用されることができる。固体の電解質のための適した材料は、例えば、二酸化ジルコニウム、酸化ビスマス、酸化トリウム、酸化ハフニゥム、燐灰石、酸化セリウム、モリブデン酸ランタン、ランタニド酸フッ化物、ランタン酸化物、及びこれらの組合せである。実施の形態では、固体の電解質は、好ましくは、希土酸化物又はランタン酸化物の金属により安定化されているかドープされている。固体の電解質の再検討は、例えば、「Adachi et al., Chem. Rev. 2002, 102, 2405-2429; Kendrick et al., Annu. Rep. Prog. Chem., Sect. A, 2009, 105, 436-459; Malavasi et al., Chem. Soc. Rev., 2010, 39, 4370-4387」でなされる。固体の電解質は、好ましくは、イットリウム安定化酸化ジルコニウム、イッテルビウム安定化酸化ジルコニウム、カルシウム安定化酸化ジルコニウム、セリウム安定化酸化ジルコニウム、イッテルビウム安定化酸化ジルコニウム、スカンジウム安定化酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛、並びにこれらの組合せからなるグループから選択されている。

非常に好ましい例では、前記酸素イオンポンプは、例えば、J. Garcia-Barriocanal, et al. in Science 321, 676 (2008)により報告されているような超格子のような多重層構造の酸素イオン搬送材料を有している。

前記酸素イオンポンプのカソードは、好ましくは、酸素削減反応の触媒材料を有している。カソードの材料は、好ましくは、貴金属のグループ、特に好ましくは、Ｐｔ又はＰｂである。カソードは、例えば、金属メッシュの形態であるような、好ましくは、気体透過性である。

前記酸素イオンポンプのアノードは、好ましくは、金属、導電性の金属酸化物、及び導電性ポリマーからなるグループから選択されている材料により形成されている。アノードは、好ましくは、これら材料の１又は複数により形成されている。

前記電子的に活性な材料は、好ましくは、酸素に敏感な材料である。この酸素に敏感な材料は、酸素の存在により、これの電気的な性質が回復不可能な損害を受けることを意味している。前記電子的に活性な材料は、有機電子材料又は少なくとも１種類の量子ドットを含んでいる材料であり得る。しかし、電子的に活性な材料は、好ましくは、有機電子材料である。

前記有機電子材料は、発光材料、正孔輸送材料(HTM), 正孔インジエクション材料 (HIM), 電子輸送材料(ETM), 電子インジェクション材料 (EIM),正孔ブロック材料 (HBM), 電子ブロック材料(EBM), 刺激ブロック材料、母材、有機金属錯体、有機ダイ、又は、これらの組合せであり得る。

前記発光材料は、好ましくは、可視領域で光を発する材料である。また、この発光材料は、好ましくは、３８０nmと７５０nmとの間で放射最大値を有している。発光材料は、好ましくは、燐光又は蛍光発光化合物である。

本願発明の概念での蛍光発光化合物は、室温で一重項励起状態からのルミネセンスを呈する化合物である。この本願発明の目的のために、特に、重い原子を含んでいない、即ち、３６よりも大きい原子番号の原子を含んでいない全てのルミネセンス化合物は、蛍光化合物と見なされている。

使用される発光材料は、特に好ましくは、燐光発光材料である。燐光発光材料は、

例えば、三重項励起状態（三重項発光体）、ＭＬＣＴ混合状態から、又は五重項状態（五重項発光体）から、のような比較的高いスピン多重度、即ち、スピン招待＞１を有する励起状態からのルミネセンスを呈する化合物を一般的に意味している。適している燐光発光化合物は、特に、適した励起で、好ましくは可視領域内で光を発し、更に、原子番号＞及び＜８４、特に好ましくは、＞５６及び＜８０を有する少なくとも１つの原子を含んだ化合物である。好ましい燐光発光体は、銅、モリブデン、タングステン、レニウム、ルテイウム、オスミウム、ロジウム、イリジウム、パラジウム、銀、金。又は、ユウロピウムを含んだ化合物であり、特に、イリジウム、白金、又は、銅を含んだ化合物である。上述した発光体の例は、WO 00/70655, WO 01/41512, WO 02/02714, WO 02/15645, EP 1191613, EP 1191612, EP 1191614, WO 2005/033244に記載されている。一般的に、燐光ＯＬＥＤのために従来技術に係わって使用され、また、有機電気-ルミネセンスの領域で当業者により知られている全ての燐光複合材は、適している。

ＨＴＭ又はＨＩＭは、正孔輸送又は正孔インジェクト性能を有している材料である。このような材料の例は、トリアリー・ルアミン、ベンジジン、テトラーアリール−パラ−フェニレンジアミン、トリアリーホスフィン、フエノチアジン、フェノキサジン、ジヒドロフェナジン、チアントレン、ジベンゾ−パラ−ジオキシン、フエノキサチン、カルバゾール、アズレン、チオフェン、ピロール、及び、フランの誘導体であり、また、更に、高ＨＯＭＯ（ＨＯＭＯ＝最高に占められた軌道関数）を有したＯ-、Ｓ-又はＮ−を含んだ複素環式の化合物である。これらアリールアミン及び複素環化合物は、好ましくは、−５．８eV（真空レベルに対して）よりも高い、特に好ましくは−５．５eVよりも高いポリマーでのＨＯＭＯになる。

ＥＴＭ及びＥＩＭは、電子輸送又は電子インジェクション性質を有する材料である。このような材料の例は、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、オキサジアゾール、キノリン、キノキサリン、アントラセン、ベンゾアントラセン、ピレン、ペリレン、ベンゾイミダゾール、トリアジン、ケトン、ホスフィンオキシド、及び、フェナジンの誘導体であるが、また、トリアリールボラン、又、更に、低ＩＵＭＯ(ＬＵＭＯ=最低空軌道）を有するＯ−、Ｓ-又はＮ-含有の複素環式化合物である。これらポリマーのユニットは、好ましくは、−２．５eV（真空レベルに対して）未満、特に好ましくは−２．７eV未満のＬＵＭＯとなっている。

ＨＢＭは、正孔の形成又は正孔の輸送を阻止する材料である。ＨＢＭは、度々、燐光発光体を有する装置の発光層と電子輸送層との間に挿入される。

適したＨＢＭは、例えば、ＢＡＩＱ（＝ビス（２メチル８キノリノーレイト）（４フェニルフェノーレイト）アルミニウム（ＩＩＩ）である。Ｉｒｐｐｚ（Ｉｒ（ｐｐｚ）_３＝ｆａｃ−ｔｒｉｓ（１フエニルピラゾーレイトＮ，Ｃ^２）イリジウム（ＩＩＩ）が、この目的のために、同様に使用される。例えば、ＢＣＰ（＝２，９ジメチル４，７ジフェニル１，１０フエナンスロリン、＝バソクプロイン）のようなフエナンスロリンの誘導体、又は、例えば、ＴＭＰＰ（＝２，３，５，６テトラメチルフェニル１，４（フタルイミドビス））のようなフタルイミドが、同様に効果的に使用される。適したＨＢＭは、さらに、ＷＯ 00/70655 A2、ＷＯ 01/41512及びＷＯ 01/93642 A1に開示されている。また、トリアジンの誘導体、スピロオリゴフェニレン、及びケトン系溶剤又はホスフィンオキシドが適している。

ＥＢＭは、電子の輸送を押さえるか阻止する材料である。ＥｘＢＭは、同様に、励起物の輸送又は形成を押さえるか阻止する材料である。効果的に使用されるＥＢＭ及びＥｘＢＭは、例えば、Ｉｒ（ｐｐｚ）_３（ＵＳ 2003-0175553）及びＡｌＱ_３である。同様に、アリールアミンが、特に、トリアリールアミン（例えば、ＵＳ 2007-0134514 A1に開示されている）及び置換されたトリアリールアミン（例えば、ＭＴＤＡＴＡ又はＴＤＡＴＡ（＝４，４’，４”トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）-（トリフェニルアミン））、Ｎ−置換されたカルバーゾール化合物（例えば、ＴＣＴＡ）、複素環式化合物（例えば、ＢＣＰ）、又はテトラアザシランの誘導体が、適している。

母材は、好ましくは、発光化合物のためのマトリックスとして使用される。蛍光発光体のための適した母材は、種々の物質のクラスからの材料である。好ましい母材は、オリゴアリーレン（例えば、２，２’，７，７’テトラフェニルスピロジフルオレン又はジナフチルアントラセン）、特に、例えば、アントラセン、ベンゾアントラセン、ベンゾフェノンアントラセン、フェナントレン、テトラセン、コロネン、クリセン、フルオレン、スピロフルオレン、ペリレン、フタロペリレン、ナフトロペリレン、デカシクレン、ルブレン、オリゴアリーレンビニレン（例えば、ＤＰＶＢｉ＝４，４ビス（２，２ジフェニルエテニル）１，１’ビフェニル）又は（ＥＰ 676461に従ったスピロＤＰＶＢ）のような縮合芳香族基を含むオリゴアリーレンと、ポリポダル金属錯体、特に、例えば、ＡｌＱ_３（＝アルミニウム（ＩＩＩ）トリス（８ヒドロキシキノリン））又はビス（２メチル８キノリノラト）４（
フェニルフェノリノラト）アルミニウム、イミダゾールキレート及び、キノリン金属錯体、アミノキノリン金属錯体、ベンゾキノリン金属錯体、正孔伝導化合物、電子伝導化合物、特に、ケトン、ホスフインオキシド、スルホオキシド等、アトロプ異性体、ボロン酸の誘導体、又は、ベンゾアントラセンのクラスから選ばれる。

有機金属錯体は、配位子が有機化合物である金属配位化合物を意味するように意図されている。本願発明に従えば、金属錯体は、この分野の当業者により有機電子装置で使用できる全ての化合物を含んでいる。

「染料」は、可視の白色光の限られた光部分を吸収し、また、白色光の吸収されなかった部分を反射する化合物を意味するように意図されている。知覚される光の補色は、染料により吸収される。染料での光の吸収は、通常は、多くの共役二重結合及び芳香族骨格構造に基づいている。吸収で、二重結合系での共役電子は、高エネルギー状態に高められ、染料の分子は、異なる波長での放射により（又は、熱放出により）、エネルギーを再び放出する。

本願発明での「量子ドット（ＱＤ）」は、例えば、ＩｎＧａＡｓ，ＣｄＳｉ，ＺｎＯ，又はＧａＩｎＰ／ＩｎＰのような半導体材料を有するナノスケールの構造を意味するように意図されている。このような量子ドットは、量子ドットでの電荷キャリア（電子、正孔）は、これらのエネルギーがもはや連続値をとることができないが、代わって、不連続の値をとるように、全ての３つの空間方向でのこれらの移動度に制限されているように特徴付けられている。かくして、量子ドットは、原子と同様にふるまうが、これらの形状、サイズ，または自身の電子数に影響される。これらの固有の原子サイズのオーダは、代表的には、約１０^４アトムである。

本願発明のＱＤは、特に、化学プロセスにより発生され、コロイド量子ドット、ナノドット、又は、ナノ結晶として知られている、半導体のナノ結晶コロイドに関連している。

ＱＤに集積されることができる適した半導体材料は、ＣｄＳｅ，ＣｄＳ，ＣｄＴｅ，ＺｎＳｅ，ＺｎＯ，ＺｎＳ，ＺｎＴｅ，ＨｇＳｅ，ＨｇＴｅのようなＩＩ-ＶＩ族、及び、例えば、ＣｄＺｎＳｅのようなこれらの合金と、ＩｎＡｓ，ＩｎＰ，ＧａＡｓ，ＧａＰ，ＩｎＮ，ＧａＮ，ＩｎＳｂ，ＧａＳｂ，ＡｉＰ，ＡｌＡｓ，ＡｌＳｂのようなＩＩＩ-Ｖ族、及び、ＩｎＡｓＰ，ＣｄＳｅＴｅ，ＺｎＣｄＳｅ，ＩｎＧａＡｓのような合金と、ＰｂＳｅ，ＰｂＴｅのようなＩＶ-ＩＶ族、及びこれらの合金と、ＩｎＳｅ，ＩｎＴｅ，ＩｎＳ，ＧａＳｅのようなＩＶ-ＩＶ族、及びＩｎＧａＳｅ，ＩｎＳｅＳのような合金と、Ｓｉ，ＧｅのようなＩＶ族半導体、及び合金と、複合構造としたこれらの組合せとからなる物質から選定される。

特に好ましい実施の形態では、本願発明に係わるＱＤは、ＩＩ−ＶＩ族半導体、及びこれらの合金から選定された半導電性材料と、これらのコア／シェル構造とを有している。更なる実施の形態では、本願発明のＱＤは、ＩＩ-ＶＩ族半導体、ＣｄＳｅ，ＣｄＳ，ＣｄＴｅ，ＺｎＳｅ，ＺｎＳ，ＺｎＴｅと、これらの合金と、これらの組合せと、これらのコア／シェル、コア／マルチシェル構造とを有している。

本願発明に係わる電子装置では、有機電子部材は、好ましくは、発光材料である。

電子装置に使用されている酸素イオンポンプは、所定の材料が、電圧の印加によりＯ^２−を輸送することができるという原理を力説している。本願発明は、酸素イオン搬送材料が、各々に電極が設けられている２つの反対側で、特に、異なる酸素分圧に反応するラムダプローブ（特に、ネルンストプローブ）の逆の原理の使用を使用している。異なる分圧の場合、材料を通過する酸素イオンの流れが生じ、電極で電圧が測定されることができる。本願では、前記材料が酸素イオンを所望の方向に強制的に輸送させるように、カソードとアノードとに電圧が印加される。使用される酸素イオン搬送材料のタイプに応じて、２Ｖ乃至３５Ｖの範囲で電圧が、この目的のために印加される。

本願発明の更なる実施の形態は、電子装置から酸素を除去するための酸素イオンポンプの使用に関している。換言すると、本願発明は、また、上述した酸素イオンポンプを使用した、電子装置からの酸素の除去のためのプロセスに関している。

本願発明に係わる電子装置、又は本願発明に係わる使用で記載された電子装置は、好ましくは、有機又は重合体有機電子発光装置（ＯＬＥＤ，ＰＬＥＤ）と、有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ）と、有機集積回路（ＯＩＣ）と、有機薄膜トランジスタ（ＯＴＦＴ）と、有機発光トランジスタ（ＯＬＥＴ）と、有機ソーラセル（ＯＳＣ）と、有機光検出器と、有機レザーダイオード（Ｏ−レザー）と、有機電界消光装置（ＯＦＱＤ）と、発光電気化学セル（ＬＥＣ）と、有機プラズモン射出装置と、光起電（ＯＰＶ）素子又は装置、と有機光レセプター（ＯＰＣ）とからなるグループから選択されている。

本願発明で記載されている実施の形態の変更は、本発明の範囲内であることが、指摘されることができる。本願発明で記載されている各態様は、明確に除外されなければ、同じ、等価、又は類似した目的を果たす異なる態様に交換されることができる。かくして、本願発明で開示された各態様は、他の方法で説明されなければ、包括的なシリーズの例としてか、等価又は同様の形態として、見なされる。

本願発明の全ての態様は、態様及び/又は工程が、互いに除外されなければ、どのようにしてでも互いに組合せられることができ。これは、特に、本願発明の好ましい形態に適用される。同様に、本質的ではない組合せの態様は、別々に使用されることができる（そして、組合せではない）。

更に、多くの態様が、そして、特に、本願発明の好ましい実施の形態の態様が、自身で進歩性があり、本願発明の実施の形態の一部とし、単にみなされないということが、指摘される。これらの態様に対して、独立した保護が、請求項に記載された各発明に対して追加又は変更と考えられることができる。

本願発明で開示された技術的実行に係わる教えは、要約され、また他の例と組合わせられることができる。

本願発明は、以下の例と図とにより、これに限定されることがなく、詳細に説明される。

図１は、電子的に活性な材料を有し、中にカバーが設けられている電子装置を示している。図２は、酸素イオンポンプが接着剤の中に配置された、本願発明に係わる電子装置を示している。図３は、例えば、図２に係わる電子装置の中に組み込まれ得るような酸素イオンポンプを、一例として示している。図４は、基板上に層として、電子装置の中に組み込まれた酸素イオンポンプの配置の概略図を示している。図５は、基板上のカバー内の可能な層の配置を示している。図６は、電子装置内のイオンポンプの可能な層の配置を同様に示している。図７は、電子装置のための形成方法を示している。

図１は、電子的に活性な材料２を有し、中にカバー７が設けられている電子装置１を示している。接着剤５によりシールキャップ４に接着された基板３が、下側に配置されている。ゲッター６は、ここでは、侵入する酸素を除去するように機能している。

図２は、酸素イオンポンプ８が接着剤６の中に配置された、本願発明に係わる電子装置１を示している。接着剤は、ここではシールキャップ４を基板３に接着している。電子的に活性な材料２が前記基板上に配設されている。前記酸素イオンポンプは、カバー７の内側に向けられたカソード９と、カバーの外側に向けられたアノード１１とを有している。酸素イオン搬送材料１０が、前記アノードとカソードとの間に配置されている。本願発明に係わるこの電子装置は、オプションとして、ゲッター６を有することができる。

図３は、例えば、図２に係わる電子装置の中に組み込まれ得るような酸素イオンポンプを、一例として示している。カソード９とアノード１１とは、酸素イオン搬送材料１０の２つの対向端の所に配置されている。

図４は、基板３上に層として、電子装置の中に組み込まれた酸素イオンポンプ８の配置の概略図を示している。シールキャップ４の配置は、カバーの内部が、シールキャップと基板との間に配置されていることを特定するように意図されている。酸素イオンポンプ８は、かくして、基板の内面に配置されている。カソード１１は、ここでは、基板上の第１の層であり、酸素イオン搬送層１０は、第２の層であり、また、アノード９は、内側に向いた第３の層である。

図５は、基板上のカバー内の可能な層の配置を示している。アノードは、酸素イオンポンプの上方の酸素透過シールキャップに接続されるように意図されている。電子的に活性な材料は、ここでは、好ましくは、電圧の印加により光を射出する光射出材料である。基板は、ここでは、好ましくは、光透過基板である。

図６は、電子装置内イオンポンプの可能な層の配置を同様に示しており、ここでは、電極２の電位は、電極１の電位よりも低く、酸素を好ましくは酸素透過基板へと放出するように意図されている。電子的に活性な材料は、好ましくは、電圧の印加により光を射出する光射出材料である。基板は、好ましくは、光透過基板である。

図７は、電子装置のための形成方法を示している。ここで、１０１は、ガラス基板であり、１０２は、アノードコンタクトのためのＩＴＯバンクであり、１０３は、カソードコンタクトのためのＩＴＯバンクであり、２０１は、１００nm上の、ＳＴＯ２５ｘ［ＹＳＺ］１０１．ガラス基板：１０２．アノードコンタクトのためのＩＴＯバンク：１０３．カソードコンタクトのためのＩＴＯバンク：２０１ａ．２５ｘ［ＹＳＺ1nm／ＳＴＯ10nm］超格子であり、３０１は、Ｐｔ電極であり、４０１は、ＯＬＥＤ；ＰＥＤＯＴ／ＬＥＰ／Ｂａ／Ａｌの続く層構造体を示し、５０１は、ＵＶで硬化された樹脂を示し、そして、６０１は、ガラスキャップによるエンキャップを示している。

実施例
例１
ＩＴＯがコーテングされ、寸法が３０ｘ３０mmのガラス基板Ｓｕｂ．１(Technoprint Co. LTD)が本願発明で使用されている。Sub 1は、一方がアノードコンタクト１０２のためであり、他方がカソードコンタクト１０３のためである２つのＩＴＯバンクを備えて。構成されている。基板は、最初に、クリーンルーム内で、脱イオン水(D1)と洗剤(Deconex 15PF)とによりクリーンニングされ、そしてUV/オゾンプラズマ処理により活性化される。

図７で超格子基板２０１を有する酸素ポンプの形成: 最初に、１００nmのＳｒＴｉＯ_３（ＳＴＯ）層が、Ｓｕｂ．１に形成され、そして、８モル％の（Ｙ２Ｏ_３）_ｘ（ＺｒＯ_２）_１−ｘ（ＹＳＺ）及びＳｒＴｉＯ_３（ＳＴＯ）層が、ＳＴＯに、マスク１を使用した、高圧（３mbar）の純酸素ＲＦスパッターシステムにより与えられる。マスク１は、８つの領域２０１に対応している。高圧と高基板温度（９００℃）とは、複合酸化物の遅く（１ nm/min）て高い熱成長を可能にし、優れたフイルム品質にする。２５の［ＹＳＺ_１ｎｍ／ＳＴＯ_１０ｎｍ］の反復ユニットを有する超格子２０１が与えられる。

続いて、メッシュ形状のＰｔ電極３０１が、電極間の電気的なコンタクトを果たすために、シャドーマスクを使用したＲＦスバッテリングにより堆積される。

このようにして得られた基板は、本願発明に従って装置を保護するためにＳｕｂ２と称される。

例２
ＰＬＥＤの形成
Ｓｕｂ１／ＩＴＯ／ＨＩＬ／ＬＥＰ／カソード（比較例）の層構造を有するＰＬＥＤ１と、Ｓｕｂ２／ＩＴＯ／ＨＩＬ／ＬＥＰ／カソード（本願発明に係わる）の層構造を有するＰＬＥＤ２とは、以下のプロセスによって形成される。ここで、ＩＴＯは、インジュム−スズアノードを示し、ＨＩＬは、ホール注入層を示し、そして、ＬＥＰは、発光ポリマーを示している。

１）ＰＥＤＯＴ（ＣＬＥＶＩＯＳ（登録商標）ＰＶＰＡｌ４０８３）が、スピンコーティンクと、これに続いたクリーンルーム内での１０分間で１８０℃の加熱とにより、８０ｎｍの厚さを有するＨＩＬとして、与えられる。

２）６５ｎｍのＬＥＰ（発光ポリマー）層が、Ｎ_２グローブボックス内での０．５乃至１重量比の濃度を有するトルエン中の溶液、ＳＰＢ−０２Ｔ（ＭｅｒｃｋＫＧａＡ）のスピンコーティングにより与えられる。

３）装置が、Ｎ_２グローブボックス内で、１０分間、１８０℃で加熱される。

４）Ｂａ／Ａｌカソードが、１０^−６torrの真空中で、３nm/１５０nmの厚さを有する発光層に、蒸着により与えられる。

５）装置が、Ｎ_２グローブボックス内にシールされる。この目的のために、図７のＵＶ硬化樹脂、ＵＶ樹脂Ｔ−４７０／ＵＲ７１１４（ＮａｇａｓｅＣｈｅｍｔｅｘＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）５０１が使用される。ここで、ガラスプレートは、コンタクトパットがシールされていない状態を維持させるために、基板よりも小さい（図７）。前記ＵＶ樹脂は、最初に基板のエッジに与えられる。そして、キャップが、上に配置される。そして、この装置は、３０秒間ＵＶ光で照射される。全ての工程は、グローブボックス内で行われる。

例３
ＰＬＥＤ１（比較例）と、このようにして得られたＰＬＥＤ２（本願発明に係わる）とは、標準の方法により特徴付けられる。ここでは、以下の性質、即ち、ＵＩＬ特性、エレクトロルミネスセンス−ススペクトル、カラーコーデネーション、効率、動作電圧、寿命、が測定される。結果が、表１にまとめられている。この表で、ＰＬＥＤ１は、従来技術に従った比較例として使用されている。

表１で、Ｕ_ｏｎは、ターンオン電圧を示し、また、Ｕ（１００）は、１００ cd/m²での電圧を示している。寿命は、特定の初期光束密度での一定の電流密度で表されており、初期輝度が半分に低下したときの時間として規定されている。

ＰＬＥＤ２に対して、寿命の測定の間、負の電圧が、内側のＰｔ電極に印加され、また、正の電圧が、外側のＰｔ電極に印加されている。ここで、前記電圧は、ＰＬＥＤの動作電圧に等しく、この結果、Ｏ_２が、装置の外へ輸送されている。

表１に見られ得るように、２つのＰＬＥＤは、非常に類似した特性を呈しており、ＰＬＥＤ２は、ＰＬＥＤ１の寿命のほぼ１．７倍の寿命を有している。

ＯＬＥＤでの更なる改良又は最適化は、進歩性が無い種々のアプローチによりなされることができる。かくして、他の発光材料、他の層構造等が使用されることができる。

本願発明で開示されたような酸素ポンプの使用は、他の有機電子装置、例えば、ＯＰＶ、ＯＦＥＴ等に、容易に適用されることができる。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項を、そのまま、付記しておく。
［１］少なくとも１つの電気的に活性な材料と、内側で、前記電子的に活性な材料を覆っているカバーと、酸素イオンポンプとを具備し、前記酸素イオンポンプは、前記カバーと一体的に構成されているか、カバーの内面に配置されており、そして、前記酸素イオンポンプは、酸素イオン搬送材料の両端にカソードとアノードとを有し、また、前記カソードの少なくとも一部は、前記カバーの内方に向けられており、また前記アノードの少なくとも一部は、前記カバーの外方に向けられている、電子装置。
［２］前記カバーは、基板と、シールキャップと、接着剤とを有し、前記接着剤は、前記基板とシールキャップとを互いにシールしている、［１］の電子装置。
［３］前記酸素イオンポンプは、前記接着剤の領域内に配置されている［１］又は［２］の電子装置。
［４］前記酸素イオンポンプは、前記基板とシールキャップとの少なくとも一方の上の少なくとも領域内に層として配設されている［２］又は［３］の電子装置。
［５］前記酸素イオンポンプが上に配設されている、基板とシールキャップとの少なくとも一方の前記領域は、酸素が通ることが可能である［４］の電子装置。
［６］前記基板とシールキャップとの少なくとも一方は、ガラス、セラミック、ポリマー層、又は、プラスチックでできている［１］乃至［４］のいずれか１の電子装置。
［７］前記酸素イオンポンプは、固体の電解質である［１］乃至［６］のいずれか１の電子装置。
［８］前記固体の電解質は、イットリウム安定化酸化ジルコニウム、イッテルビウム安定化酸化ジルコニウム、カルシウム安定化酸化ジルコニウム、セリウム安定化酸化ジルコニウム、イッテルビウム安定化酸化ジルコニウム、スカンジウム安定化酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛、並びにこれらの組合せからなるグループから選択されている［７］の電子装置。
［９］前記カソードは、貴金属のグループ、好ましくは、Ｐｔ又はＰｂから選択されており、非常に好ましくは、前記カソードは、気体透過性の金属メッシュの形態である［１］乃至［８］のいずれか１の電子装置。
［１０］前記電子的に活性な材料は、酸素に敏感な材料である［１］乃至［９］のいずれか１の電子装置。
［１１］前記電子的に活性な材料は、有機電子材料又は少なくとも１種類の量子ドットを含んでいる材料である［１］乃至［１０］のいずれか１の電子装置。
［１２］前記有機電子材料は、発光材料である［１１］の電子装置。
［１３］電子装置から酸素を除去するための酸素イオンポンプの使用。
［１４］前記電子装置は、有機又は重合体有機電子発光装置（ＯＬＥＤ、ＰＬＥＤ）、有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ）、有機集積回路（ＯＩＣ）、有機薄膜トランジスタ（ＯＴＦＴ）、有機発光トランジスタ（ＯＬＥＴ）有機ソーラセル（ＯＳＣ）、有機光検出器、有機レーザダイオード（Ｏ−レザー）、有機電界消光装置（ＯＦＱＤ）、発光電気化学セル（ＬＥＣ）、有機プラズモン射出装置、光起電（ＯＰＶ）素子又は装置、並びに有機光レセプター（ＯＰＣ）からなるグループから選択されている、［１］乃至［１２］のいずれか１からなる電子装置、もしくは［１３］の使用。

Claims

基板と、第１の電極と、酸素イオン搬送材料を含む酸素イオン搬送体と、第２の電極と、電子的に活性な材料と、第３の電極をこの順に備えた有機電界発光装置（ＯＬＥＤ）又は重合体有機電界発光装置（ＰＬＥＤ）であって、
前記第２の電極の電位は前記第１の電極の電位よりも低い、有機電界発光装置又は重合体有機電界発光装置。
前記酸素イオン搬送体が上に配設されている前記基板は、酸素が通ることが可能である、請求項１に記載の有機電界発光装置又は重合体有機電界発光装置。
前記酸素イオン搬送材料は、イットリウム安定化酸化ジルコニウム、イッテルビウム安定化酸化ジルコニウム、カルシウム安定化酸化ジルコニウム、セリウム安定化酸化ジルコニウム、イッテルビウム安定化酸化ジルコニウム、スカンジウム安定化酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛、並びにこれらの組合せからなるグループから選択されている、請求項１又は２に記載の有機電界発光装置又は重合体有機電界発光装置。
前記電子的に活性な材料は、酸素に敏感な材料である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の有機電界発光装置又は重合体有機電界発光装置。
前記電子的に活性な材料は、有機電子材料又は少なくとも１種類の量子ドットを含んでいる材料である、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の有機電界発光装置又は重合体有機電界発光装置。
前記有機電子材料は、発光材料である請求項５に記載の有機電界発光装置又は重合体有機電界発光装置。
請求項１に記載の有機電界発光装置又は重合体有機電界発光装置から酸素を除去するための酸素イオンポンプの使用。