JPH10506747A - 電気化学発光装置 - Google Patents
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- JPH10506747A JPH10506747A JP8503408A JP50340896A JPH10506747A JP H10506747 A JPH10506747 A JP H10506747A JP 8503408 A JP8503408 A JP 8503408A JP 50340896 A JP50340896 A JP 50340896A JP H10506747 A JPH10506747 A JP H10506747A
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Abstract
Description
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.不動の半導体およびイオン種供給源を含む混合複合層によって、互いに離れ た関係で保持される一対のコンタクト層を備える電気化学発光装置。 2.前記半導体は、有機半導体である、請求項1に記載の装置。 3.前記混加複合体は、前記イオン種供給源で満たされた有機半導体の開いた接 続網状組織の形態である、請求項2に記載の装置。 4.前記有機半導体は、ポリマー半導体である、請求項2に記載の装置。 5.前記ポリマー半導体は、共役ポリマー半導体である、請求項4に記載の装置 。 6.前記ポリマー半導体は、p−共役部分を含む非共役ポリマーである、請求項 4に記載の装置。 7.前記共役半導体は、置換および非置換p−フェニレンビニレン、置換および 非置換p−フェニレン、置換および非置換キノリン、置換および非置換p−フェ ニレン−2,6−ベンゾビスチアゾール、置換および非置換p−フェニレン−2, 6−ベンゾビスオキサゾール、置換および非置換p−フェニレン−2,6−ベン ゾイミダゾール、置換および非置換アリーレン、ならびに置換および非置換アリ ーレンビニレンからなる群から選択されるマーユニットを有するホモポリマーま たはコポリマーを含み、ここで、アリーレンが、ナフタレン、アントラセン、フ リレン、チエニレン、ピロール、オキサジアゾール、またはイソチアナフテン、 およびその混合物である、請求項5に記載の装置。 8.前記有機半導体は、チオフェン、フェニレン、フェニレンビニレン、ピロー ル、アセチレン、ビニレンおよびその誘導体ならびに混合物からなる群から選択 されるマーユニットを有する共役半導体ホモオリゴマーまたはコオリゴマーを含 む、請求項2に記載の装置。 9.前記有機半導体は、ゲルである、請求項2に記載の装置。 10.前記半導体は、レーザー染料ならびにレーザー染料部分を含有するポリマ ーおよびオリゴマーから選択される、請求項2に記載の装置。 11.前記イオン種供給源は、混加された塩である、請求項1に記載の装置。 12.前記塩は、単独でイオン化されたアルカリ金属、リチウム、ナトリウム、 カリウム、ルビジウムおよびセシウム;金属アルミニウム、銀、バリウム、カル シウム、コバルト、銅、クロミウム、亜鉛などのイオン;金属有機カチオン;お よびアンモニウム、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テ トラプロピルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、テトラデシルアンモニ ウム、トリベンジルアンモニウム、フェニルアンモニウムなどの有機カチオンお よびその混合物からなる群から選択されるカチオン、ならびに、単独でイオン化 されたハロゲン、フッ素、塩素、臭素およびヨー素;過塩素酸塩、臭素酸塩、硝 酸塩、硫酸塩、燐酸塩、テトラフルオロホウ酸塩、ヘキサフルオロ燐酸塩、アル ミニウムテトラ塩素酸塩などの無機アニオン;およびn−酪酸塩、トリフルオロ メタンスルホン酸塩、トリフルオロメタンスルホンアミド、酢酸塩、トリフルオ ロ酢酸塩、テトラフェニルホウ酸塩、トルエンスルホン酸塩、ドデシルベンゼン スルホン酸塩、樟脳スルホン酸塩、ピクリン酸塩、サリチル酸塩、チオシアン酸 塩、安息香酸塩などの有機アニオンおよびその混合物からなる群から選択される アニオンを有する、請求項11に記載の装置。 13.前記イオン種供給源は、ポリマー電解質を含む、請求項1に記載の装置。 14.前記ポリマー電解質自体が、ポリイオノマーまたはポリイオン透過担体と 塩との混合物を含む、請求項13に記載の装置。 15.前記電解質ポリマーは、酸化エチレン、酸化プロピレン、ジメチルシロキ サン、オキシメチレン、エピクロロヒドラン、ホスファゼン、ビス−(メトキシ エトキシエトキシ)ホスファゼン、オキセタン、テトラヒドロフラン、1,3− ジオキソラン、エチレンイミン、エチレンサクシネート、硫化エチレン、硫化プ ロピレン、オリゴ(オキシエチレン)メタクリレート、オリゴ(オキシエチレン )オキシメチレン、オリゴ(オキシエチレン)シクロトリスホスファゼンおよび その混合物からなる群から選択されるマーユニットを有するホモポリマーまたは コポリマーを含む、請求項14に記載の装置。 16.前記ポリマー電解質はゲルである、請求項13に記載の装置。 17.不動の共役ポリマーまたはオリゴマー半導体およびポリマーまたはオリゴ マー電解質イオン種供給源を含む混加複合層によって、互いに離れた関係で保 持される一対のコンタクト層を備える電気化学発光装置。 18.前記共役ポリマーまたはオリゴマー半導体は、置換および非置換p−フェ ニレンビニレン、置換および非置換p−フェニレン、置換および非置換キノリン 、置換および非置換p−フェニレン−2,6−ベンゾビスチアゾール、置換およ び非置換p−フェニレン−2,6−ベンゾビスオキサゾール、置換および非置換 p−フェニレン−2,6−ベンゾイミダゾール、置換および非置換アリーレン、 ならびに置換および非置換アリーレンビニレンからなる群から選択されるマーユ ニットを有するホモポリマーまたはコポリマーを含み、ここで、アリーレンが、 ナフタレン、アントラセン、フリレン、チエニレン、ピロール、オキサジアゾー ル、またはイソチアナフテンであり、あるいは、チオフェン、フェニレン、フェ ニレンビニレン、ピロール、アセチレン、ビニレンならびにその誘導体および混 合物からなる群から選択されるマーユニットを有するホモオリゴマーまたはコオ リゴマーを含む、請求項17に記載の装置。 19.前記ポリマー電解質イオン種供給源自体は、酸化エチレン、酸化プロピレ ン、ジメチルシロキサン、オキシメチレン、エピクロロヒドラン、ホスファゼン 、ビス−(メトキシエトキシエトキシ)ホスファゼン、オキセタン、テトラヒド ロフラン、1,3−ジオキソラン、エチレンイミン、エチレンサクシネート、硫 化エチレン、硫化プロピレン、オリゴ(オキシエチレン)メタクリレート、オリ ゴ(オキシエチレン)オキシメチレン、オリゴ(オキシエチレン)シクロトリス ホスファゼンおよびその混合物からなる群から選択されるマーユニットを有する ホモポリマーまたはコポリマーである、ポリイオノマーまたはポリイオン透過担 体を塩と混加されて含む、請求項17に記載の電気化学発光装置。 20.前記複合層は、厚さが約5nm〜約10umである、請求項1に記載の装 置。 21.前記不動の半導体とイオン種供給源の前記混加複合層における重量割合範 囲が、約0.1:0.9〜約0.9:0.1である、請求項1に記載の装置。 22.前記コンタクト層の少なくとも1つは、前記装置が発光する波長において 実質的に透明である、請求項1に記載の装置。 23,前記コンタクト層の両方が、前記装置が発光する波長において実質的に透 明である、請求項22に記載の装置。 24.前記コンタクト層の少なくとも1つは、アルミニウム、銀、白金、金、パ ラジウム、タングステン、インジウム、亜鉛、銅、ニッケル、鉄、鉛、酸化鉛、 酸化錫、酸化インジウム錫、グラファイト、ドープされたシリコン、ドープされ たゲルマニウム、ドープされた砒化ガリウム、ドープされたポリアニリン、ドー プされたポリピロール、ドープされたポリチオフェン、ならびにその誘導体およ び混合物を含む層からなる群から選択される、請求項1に記載の装置。 25.前記コンタクト層の両方が、アルミニウム、銀、白金、金、パラジウム、 タングステン、インジウム、亜鉛、銅、ニッケル、鉄、鉛、酸化鉛、酸化錫、酸 化インジウム錫、グラファイト、ドープされたシリコン、ドープされたゲルマニ ウム、ドープされた砒化ガリウム、ドープされたポリアニリン、ドープされたポ リピロール、ドープされたポリチオフェンならびにその誘導体および混合物を含 む層からなる群から選択される、請求項24に記載の装置。 26.前記第1および第2のコンタクト層の1つは、また、支持基板と接触して いる、請求項1に記載の装置。 27.前記第1および第2のコンタクト層の両方は、また、支持基板と接触して いる、請求項1に記載の装置。 28.前記第1および第2のコンタクト層の少なくとも1つは、また、剛直また は柔軟な自立ポリマー膜、無機材料、無機ガラス、アモルファスシリコン、無機 単結晶、単結晶シリコン、単結晶石英、単結晶サファイアおよび金属からなる群 から選択される支持基板と接触している、請求項1に記載の装置。 29.前記第1および第2のコンタクト層の1つは、また、支持基板と接触して いる、請求項17に記載の装置。 30.前記第1および第2のコンタクト層の両方は、また、支持基板と接触して いる、請求項17に記載の装置。 31.前記第1および第2のコンタクト層の少なくとも1つは、また、剛直また は柔軟な自立ポリマー膜、無機材料、無機ガラス、アモルファスシリコン、無機 単結晶、単結晶シリコン、単結晶石英、単結晶サファイアおよび金属からなる群 から選択される支持基板と接触している、請求項17に記載の装置。 32.不動の半導体を提供するセグメントおよびイオン種供給源であるセグメン トを含有するブロックまたはランダムコポリマーを含む複合層によって、互いに 離れた関係で保持される一対のコンタクト層を備える電気化学発光装置。 33.不動の半導体およびイオン種供給源を含む混加複合層によって、互いに離 れた関係で保持される一対の陽極および陰極コンタクト層に有効電力電圧を印加 する電源を備える発光のためのシステムであって、該有効電力電圧は、それによ って、該陰極で該不動半導体を還元し、負に帯電されたキャリアを含むn型領域 を形成し、該陽極で該不動半導体を酸化し、正に帯電されたキャリアを含むp型 領域を形成し、該負に帯電されたキャリアおよび該正に帯電されたキャリアが該 印加電圧の影響下で該複合層において伝搬し、該複合層に放射的に崩壊する電荷 キャリア対を形成するために結合し、光が該層から発光されるシステム。 34.前記電力電圧が、0.1と110ボルトの間である、請求項33に記載の システム。 35.前記複合層は、厚さが約5nm〜約10umであり、前記混加複合物が、 前記イオン種供給源で満たされた不動共役有機半導体の開いた接続網状組織であ り、不動共役有機半導体とイオン種供給源の該混加複合薄層における重量割合範 囲が、約0.1:0.9〜約0.9:0.1である、請求項33に記載のシステム。 36.前記共役有機半導体は、置換および非置換p−フェニレンビニレン、置換 および非置換p−フェニレン、置換および非置換キノリン、置換および非置換p −フェニレン−2,6−ベンゾビスチアゾール、置換および非置換p−フェニレ ン−2,6−ベンゾビスオキサゾール、置換および非置換p−フェニレン−2,6 −ベンゾイミダゾール、置換および非置換アリーレン、ならびに置換および非置 換アリーレンビニレンからなる群から選択されるマーユニットを有するホモポリ マーおよびコポリマー、ここで、アリーレンが、ナフタレン、アントラセン、フ リレン、チエニレン、ピロール、オキサジアゾール、またはイソチアナフテンで あり、ならびに、チオフェン、フェニレン、フェニレンビニレン、ピロール、ア セチレン、ビニレンならびにその誘導体および混合物からなる群から選択される マーユニットを有するホモオリゴマーおよびコオリゴマーからなる群から選択さ れる、請求項35に記載のシステム。 37.前記イオン種供給源は、混加された塩である、請求項35に記載のシステ ム。 38.前記塩は、単独でイオン化されたアルカリ金属、リチウム、ナトリウム、 カリウム、ルビジウムおよびセシウム;金属アルミニウム、銀、バリウム、カル シウム、コバルト、銅、クロミウム、亜鉛などのイオン;金属有機カチオン;お よびアンモニウム、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テ トラプロピルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、テトラデシルアンモニ ウム、トリベンジルアンモニウム、フェニルアンモニウムなどの有機カチオンお よびその混合物からなる群から選択されるカチオン、ならびに、単独でイオン化 されたハロゲン、フッ素、塩素、臭素およびヨー素;過塩素酸塩、臭素酸塩、硝 酸塩、硫酸塩、燐酸塩、テトラフルオロホウ酸塩、ヘキサフルオロ燐酸塩、アル ミニウムテトラ塩素酸塩などの無機アニオン;およびn−酪酸塩、トリフルオロ メタンスルホン酸塩、トリフルオロメタンスルホンアミド、酢酸塩、トリフルオ ロ酢酸塩、テトラフェニルホウ酸塩、トルエンスルホン酸塩、ドデシルベンゼン スルホン酸塩、樟脳スルホン酸塩、ピクリン酸塩、サリチル酸塩、チオシアン酸 塩、安息香酸塩などの有機アニオンおよびその混合物からなる群から選択される アニオンを有する、請求項37に記載のシステム。 39.前記イオン種供給源が、ポリマー電解質を含む、請求項35に記載のシス テム。 40.前記電解質ポリマーは、酸化エチレン、酸化プロピレン、ジメチルシロキ サン、オキシメチレン、エピクロロヒドラン、ホスファゼン、ビス−(メトキシ エトキシエトキシ)ホスファゼン、オキセタン、テトラヒドロフラン、1,3− ジオキソラン、エチレンイミン、エチレンサクシネート、硫化エチレン、硫化プ ロピレン、オリゴ(オキシエチレン)メタクリレート、オリゴ(オキシエチレン )オキシメチレン、オリゴ(オキシエチレン)シクロトリスホスファゼンおよび その混合物からなる群から選択されるマーユニットを有するホモポリマーおよび コポリマーから選択されるポリイオノマーまたはポリイオン透過担体と塩との混 合物を含む、請求項39に記載のシステム。 41.前記コンタクト層の少なくとも1つは、前記装置が光を発光する波長に おいて実質的に透明であり、該光は、該実質的に透明なコンタクト層を通って発 光される、請求項33に記載のシステム。 42.前記電力電圧が、5ボルトより少ない、請求項34に記載のシステム。 43.偏光された可視光を発光することができることを特徴とする、請求項33 に記載のシステム。 44.混加複合層によって互いに離れた関係で保持される前記一対の陽極および 陰極のコンタクト層は、膜の形態で共にある、請求項33に記載のシステム。 45.混加複合層によって互いに離れた関係で保持される前記一対の陽極および 陰極のコンタクト層は、フィラメントの形態で共にある、請求項33に記載のシ ステム。 46.不動の半導体およびイオン種供給源を含む混加複合層によって、互いに離 れた関係で保持される一対の陽極および陰極コンタクト層に有効電力電圧を印加 することを包含する有用レベルの光を生成するプロセスであって、該有効電力電 圧は、それによって、該陰極で該不動半導体を還元し、負に帯電されたキャリア を含むn型領域を形成し、該陽極で該不動半導体を酸化し、正に帯電されたキャ リアを含むp型領域を形成し、該負に帯電されたキャリアおよび該正に帯電され たキャリアが該印加電圧の影響下で該複合層に伝搬し、該複合層に放射的に崩壊 する電荷キャリア対を形成するために結合し、それによって、光が該層から発光 され、および該発光された光を用いることを包含するプロセス。 47.前記電力電圧が、2と10ボルトの間である、請求項46に記載のプロセ ス。 48.前記複合層は、厚さが約5nm〜約10umであり、前記混加複合物が、 前記イオン種供給源で満たされた不動共役有機半導体の開いた接続網状組織であ り、不動共役有機半導体とイオン種供給源の該混加複合層における重量割合範囲 が、約0.1:0.9〜約0.9:0.1である、請求項46に記載のプロセス。 49.前記共役有機半導体は、置換および非置換p−フェニレンビニレン、置換 および非置換p−フェニレン、置換および非置換キノリン、置換および非置換p −フェニレン−2,6−ベンゾビスチアゾール、置換および非置換p−フェニレ ン−2,6−ベンゾビスオキサゾール、置換および非置換p−フェニレン−2,6 −ベンゾイミダゾール、置換および非置換アリーレン、ならびに置換および非置 換アリーレンビニレンからなる群から選択されるマーユニットを有するホモポリ マーおよびコポリマー、ここで、アリーレンが、ナフタレン、アントラセン、フ リレン、チエニレン、ピロール、オキサジアゾール、またはイソチアナフテンで あり、ならびに、チオフェン、フェニレン、フェニレンビニレン、ピロール、ア セチレン、ビニレンならびにその誘導体および混合物からなる群から選択される マーユニットを有するホモオリゴマーおよびコオリゴマーからなる群から選択さ れる、請求項48に記載のプロセス。 50.前記イオン種供給源は、混加された塩である、請求項48に記載のプロセ ス。 51.前記塩は、単独でイオン化されたアルカリ金属、リチウム、ナトリウム、 カリウム、ルビジウムおよびセシウム;金属アルミニウム、銀、バリウム、カル シウム、コバルト、銅、クロミウム、亜鉛などのイオン;金属有機カチオン;お よびアンモニウム、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テ トラプロピルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、テトラデシルアンモニ ウム、トリベンジルアンモニウム、フェニルアンモニウムなどの有機カチオンお よびその混合物からなる群から選択されるカチオン、ならびに、単独でイオン化 されたハロゲン、フッ素、塩素、臭素およびヨー素;過塩素酸塩、臭素酸塩、硝 酸塩、硫酸塩、燐酸塩、テトラフルオロホウ酸塩、ヘキサフルオロ燐酸塩、アル ミニウムテトラ塩素酸塩などの無機アニオン;およびn−酪酸塩、トリフルオロ メタンスルホン酸塩、トリフルオロメタンスルホンアミド、酢酸塩、トリフルオ ロ酢酸塩、テトラフェニルホウ酸塩、トルエンスルホン酸塩、ドデシルベンゼン スルホン酸塩、樟脳スルホン酸塩、ピクリン酸塩、サリチル酸塩、チオシアン酸 塩、安息香酸塩などの有機アニオンおよびその混合物からなる群から選択される アニオンを有する、請求項50に記載のプロセス。 52.前記イオン種供給源が、ポリマー電解質を含む、請求項48に記載のプロ セス。 53.前記電解質ポリマー自体は、酸化エチレン、酸化プロピレン、ジメチルシ ロキサン、オキシメチレン、エピクロロヒドラン、ホスファゼン、ビス−(メ トキシエトキシエトキシ)ホスファゼン、オキセタン、テトラヒドロフラン、1 ,3−ジオキソラン、エチレンイミン、エチレンサクシネート、硫化エチレン、 硫化プロピレン、オリゴ(オキシエチレン)メタクリレート、オリゴ(オキシエ チレン)オキシメチレン、オリゴ(オキシエチレン)シクロトリスホスファゼン およびその混合物からなる群から選択されるマーユニットを有するホモポリマー およびコポリマーから選択されるポリイオノマーまたはポリイオン透過担体と塩 との混合物を含む、請求項52に記載のプロセス。 54.前記コンタクト層の少なくとも1つは、前記装置が光を発光する波長にお いて実質的に透明であり、該光は、該実質的に透明なコンタクト層を通って発光 される、請求項48に記載のプロセス。 55.前記電力電圧が、5ボルトより少ない、請求項48に記載のプロセス。 56.偏光された可視光を発光することができることを特徴とする、請求項48 に記載のプロセス。 57.混加複合層によって互いに離れた関係で保持される前記一対の陽極および 陰極のコンタクト層は、共に膜の形態である、請求項48に記載のプロセス。 58.混加複合層によって互いに離れた関係で保持される前記一対の陽極および 陰極のコンタクト層は、共にフィラメントの形態である、請求項48に記載のプ ロセス。
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