(57)【要約】      （修正有）【課題】有機発光素子の効率を改善すること。【解決手段】陽極（１０３）と；陰極（１０９）と；陽極と陰極との間の発光層（１０５）と；陰極と発光層との間の電子輸送材料を含む電子輸送層（１０７）とを含む有機発光素子であって、陰極が導電材料の層（１０９Ｂ）および電子輸送層と導電材料の層との間のアルカリ金属化合物の層（１０９Ａ）を含み、電子輸送材料がアリーレン反復単位を含む共役ポリマーである有機発光素子。【選択図】図１
2020161835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と；陰極と；前記陽極と前記陰極との間の発光層と；前記陰極と前記発光層との間
の電子輸送材料を含む電子輸送層とを含む有機発光素子であって、前記陰極が導電材料の
層および前記電子輸送層と前記導電材料の層との間のアルカリ金属化合物の層を含み、前
記電子輸送材料がアリーレン反復単位を含む共役ポリマーである有機発光素子。
【請求項２】
前記共役ポリマーが真空レベルから２．３６ｅＶ未満のＬＵＭＯレベルを有する、請求
項１に記載の有機発光素子。
【請求項３】
前記共役ポリマーが真空レベルから２．３ｅＶ以下のＬＵＭＯレベルを有する、請求項
１に記載の有機発光素子。
【請求項４】
前記共役ポリマーがフルオレン反復単位を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載
の有機発光素子。
【請求項５】
前記共役ポリマーが式（ＶＩＩ）：
【化１】
2020161835.tif 000028
（式中、Ｒ５は独立に、各出現において、置換基である）
の反復単位を含む、請求項４に記載の有機発光素子。
【請求項６】
少なくとも１個のＲ５が式−Ａｒ−（ＰＧ）ｋ（式中、Ａｒはアリールまたはヘテロア
リール基であり、ＰＧは極性基であり、ｋは少なくとも１である）の基である、請求項５
に記載の有機発光素子。
【請求項７】
前記発光層がホスト材料および発光ドーパントを含む、請求項１から６のいずれか一項
に記載の有機発光素子。
【請求項８】
前記ホスト材料が部分的共役ポリマーである、請求項７に記載の有機発光素子。
【請求項９】
前記ホスト材料が真空レベルから２．１ｅＶ以下のＬＵＭＯレベルを有する、請求項７
または８に記載の有機発光素子。
【請求項１０】
前記アルカリ金属化合物がアルカリ金属フッ化物である、請求項１から９のいずれか一
項に記載の有機発光素子。
【請求項１１】
前記アルカリ金属化合物がナトリウムまたはカリウム化合物である、請求項１から１０
のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項１２】
前記導電材料の層が金属である、請求項１から１１のいずれか一項に記載の有機発光素
子。
【請求項１３】
前記金属がアルミニウムである、請求項１２に記載の有機発光素子。
【請求項１４】
陰極が導電材料のさらなる層を含む、請求項１から１３のいずれか一項に記載の有機発
光素子。
【請求項１５】
前記導電材料のさらなる層が銀の層である、請求項１４に記載の有機発光素子。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか一項に記載の有機発光素子を形成する方法であって、前記
発光層を溶解しない溶媒を用いる溶液堆積法によって前記電子輸送層を形成するステップ
を含む方法。
【請求項１７】
前記溶媒が極性溶媒である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記発光層が非極性溶媒を用いる溶液堆積法によって堆積される、請求項１７に記載の
方法。
【請求項１９】
陽極と；陰極と；前記陽極と前記陰極との間の発光層と；前記陰極と前記発光層との間
の電子輸送材料を含む電子輸送層とを含む有機発光素子であって、前記陰極が導電材料の
層および前記電子輸送層と前記導電材料の層との間のアルカリ金属化合物の層を含み、前
記電子輸送材料が真空レベルから２．３ｅＶ以下のＬＵＭＯレベルを有する有機発光素子
。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
活性有機材料を含有する電子デバイスは、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、有機光応
答デバイス（特に、有機光起電力素子および有機光センサ）、有機トランジスタおよびメ
モリアレイデバイスなどの装置に使用するためにますます注目を集めている。活性有機材
料を含有するデバイスは、低重量、低電力消費および可撓性などの利点を提供する。さら
に、可溶性有機材料の使用によって、デバイス製造における溶液処理、例えば、インクジ
ェット印刷またはスピンコーティングの使用が可能になる。
【０００２】
有機発光素子は、陽極、陰極および陽極と陰極との間の１つまたは複数の有機発光層を
有する基板を有する。代表的な陽極材料は酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）である。陰極は
、アルミニウムなどの金属の単層、国際公開第９８／１０６２１号パンフレットに開示さ
れているカルシウムとアルミニウムの二層；ならびにＬ．Ｓ．Ｈｕｎｇ、Ｃ．Ｗ．Ｔａｎ
ｇおよびＭ．Ｇ．Ｍａｓｏｎ、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７０、１５２（１９９７
）；Ｔ．Ｈａｓｅｇａｗａ、Ｓ．Ｍｉｕｒａ、Ｔ．Ｍｏｒｉｙａｍａ、Ｔ．Ｋｉｍｕｒａ
、Ｉ．Ｔａｋａｙａ、Ｙ．ＯｓａｔｏおよびＨ．Ｍｉｚｕｔａｎｉ、ＳＩＤ  Ｉｎｔ．Ｓ
ｙｍｐ．Ｄｉｇｅｓｔ．Ｔｅｃｈ．Ｐａｐｅｒｓ  ３５、１５４（２００４）；Ｒ．Ｓｕ
ｈｏｎｅｎ、Ｒ．Ｋｒａｕｓｅ、Ｆ．Ｋｏｚｌｏｗｓｋｉ、Ｗ．Ｓａｒｆｅｒｔ、Ｒ．Ｐ
ａｔｚｏｌｄおよびＡ．Ｗｉｎｎａｃｋｅｒ、Ｏｒｇ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．１０、２８０
（２００９）に開示されているアルカリまたはアルカリ土類化合物の層とアルミニウムの
層の二層を含む。
【０００３】
素子の作動中、正孔が陽極を通して素子に注入され、電子が陰極を通して注入される。
発光材料の最高被占軌道（ＨＯＭＯ）の正孔と最低空軌道（ＬＵＭＯ）の電子が合わさっ
て、エネルギーを光として放出する励起子を形成する。電荷輸送層を提供してもよい。
【０００４】
国際公開第２０１２／１３３２２９号パンフレットは、式（Ｂ）のポリマーを開示して
いる：
【化１】
2020161835.tif 000003
【０００５】
発光層は、半導電ホスト材料および発光ドーパントを含み、エネルギーがホスト材料か
ら発光ドーパントに運ばれる。例えば、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．６５、３６１０、１９
８９は、蛍光発光ドーパントがドーピングされたホスト材料−すなわち、一重項励起子の
崩壊を介して発光する発光材料を開示している。
【０００６】
リン光ドーパント−すなわち、三重項励起子の崩壊を介して発光する発光ドーパントも
知られている。
【０００７】
高エネルギー励起状態のドーパントは、消光を防ぐために大きなＨＯＭＯ−ＬＵＭＯバ
ンドギャップを有するホスト材料を要する。しかしながら、本発明者らは、この大きなＨ
ＯＭＯ−ＬＵＭＯバンドギャップが、（１または複数の）発光層への電子輸送の効率に影
響を及ぼし得ることを見出した。
【０００８】
有機発光素子、特に高エネルギー励起状態放射体を含有する素子の効率を改善すること
が本発明の目的である。
【０００９】
有機発光素子、特に高エネルギー励起状態放射体を含有する素子の導電率を改善するこ
とが本発明のさらなる目的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第９８／１０６２１号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２０１２／１３３２２９号パンフレット
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Ｌ．Ｓ．Ｈｕｎｇ、Ｃ．Ｗ．ＴａｎｇおよびＭ．Ｇ．Ｍａｓｏｎ、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７０、１５２（１９９７）
【非特許文献２】Ｔ．Ｈａｓｅｇａｗａ、Ｓ．Ｍｉｕｒａ、Ｔ．Ｍｏｒｉｙａｍａ、Ｔ．Ｋｉｍｕｒａ、Ｉ．Ｔａｋａｙａ、Ｙ．ＯｓａｔｏおよびＨ．Ｍｉｚｕｔａｎｉ、ＳＩＤ  Ｉｎｔ．Ｓｙｍｐ．Ｄｉｇｅｓｔ．Ｔｅｃｈ．Ｐａｐｅｒｓ  ３５、１５４（２００４）
【非特許文献３】Ｒ．Ｓｕｈｏｎｅｎ、Ｒ．Ｋｒａｕｓｅ、Ｆ．Ｋｏｚｌｏｗｓｋｉ、Ｗ．Ｓａｒｆｅｒｔ、Ｒ．ＰａｔｚｏｌｄおよびＡ．Ｗｉｎｎａｃｋｅｒ、Ｏｒｇ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．１０、２８０（２００９）
【非特許文献４】Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．６５、３６１０、１９８９
【発明の概要】
【００１２】
第１の態様で、本発明は、陽極と；陰極と；陽極と陰極との間の発光層と；陰極と発光
層との間の電子輸送材料を含む電子輸送層とを含む有機発光素子であって、陰極が導電材
料の層および電子輸送層と導電材料の層との間のアルカリ金属化合物の層を含み、電子輸
送材料がアリーレン反復単位を含むポリマーである有機発光素子を提供する。
【００１３】
素子は請求項２〜１５のいずれか一項に記載されているようなものであってもよい。
【００１４】
第２の態様で、本発明は、第１の態様による有機発光素子を形成する方法であって、発
光層を溶解しない溶媒を用いる溶液堆積法（ｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  
ｍｅｔｈｏｄ）によって電子輸送層を形成するステップを含む方法を提供する。
【００１５】
第３の態様で、本発明は、陽極と；陰極と；陽極と陰極との間の発光層と；陰極と発光
層との間の電子輸送材料を含む電子輸送層とを含む有機発光素子であって、陰極が導電材
料の層および電子輸送層と導電材料の層との間のアルカリ金属化合物の層を含み、電子輸
送層が２．３ｅＶ以下の仕事関数を有する有機発光素子を提供する。
【００１６】
第３の態様の陽極と、陰極と、発光層と、電子輸送材料とを含む、第３の態様の素子は
第１の態様を参照して記載される通りであり得る。
【００１７】
第３の態様の素子は、第２の態様を参照して記載されるように形成され得る。
【００１８】
本明細書で使用される「溶媒」は、単一溶媒材料であっても、２種以上の溶媒材料の混
合物であってもよい。
【００１９】
ここで、本発明を図面を参照してより詳細に記載する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態によるＯＬＥＤの概略図である。
【図２】本発明の実施形態による素子および比較素子についての電流密度対電圧のグラフである。
【図３】本発明の実施形態による素子および比較素子についての電流密度対輝度のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、正確な縮尺ではないが、基板１０１、例えば、ガラスまたはプラスチック基板
上に支持された本発明の実施形態によるＯＬＥＤ１００を示している。ＯＬＥＤ１００は
、陽極１０３と、発光層１０５と、電子輸送層１０７と、第１の層１０９Ａおよび第２の
層１０９Ｂを有する陰極１０９とを含む。
【００２２】
陽極１０３は導電材料の単層であっても、２つ以上の導電層から形成されていてもよい
。陽極１０３は透明陽極、例えば、酸化インジウムスズの層であってもよい。透明陽極１
０３および透明基板１０１を、基板を通して発光するように使用してもよい。陽極は不透
明であってもよく、この場合、基板１０１は不透明であっても透明であってもよく、透明
陰極１０９を通して発光してもよい。
【００２３】
発光層１０５は少なくとも１種の発光材料を含有する。発光材料１０５は単一発光化合
物からなってもよいし、２種以上の化合物（１種または複数の発光ドーパントがドーピン
グされたホストであってもよい）の混合物であってもよい。発光層１０５は、素子が作動
中である場合にリン光を発する少なくとも１種の発光材料、または素子が作動中である場
合に蛍光を発する少なくとも１種の発光材料を含有してもよい。発光層１０５は、少なく
とも１種のリン光発光材料および少なくとも１種の蛍光発光材料を含有してもよい。
【００２４】
電子輸送層１０７は電子輸送材料を含む。
【００２５】
陰極１０９は陰極層１０９Ａおよび１０９Ｂを含む。陰極層１０９Ａはアルカリ金属化
合物の層である。陰極層１０９Ｂは陰極層１０９Ａに隣接している。陰極層１０９Ｂは、
１種または複数の導電材料を含むまたはからなる第１の導電層である。図１は、２つの層
からなる陰極を示している。他の実施形態では、１つまたは複数のさらなる陰極層が存在
してもよい。
【００２６】
ＯＬＥＤ１００は、陽極１０３と陰極１０９との間に１つまたは複数のさらなる層、例
えば、１つまたは複数の電荷輸送、電荷遮断または電荷注入層を含有してもよい。好まし
くは、素子が、陽極と発光層１０５との間に導電材料を含む正孔注入層を含む。好ましく
は、素子が、陽極１０３と発光層１０５との間に半導電正孔輸送材料を含む正孔輸送層を
含む。
【００２７】
本明細書で使用される「導電材料」は、仕事関数を有する材料、例えば、金属または縮
退半導体を意味する。
【００２８】
本明細書で使用される「半導電材料」は、ＨＯＭＯおよびＬＵＭＯレベルを有する材料
を意味し、半導体層は半導電材料を含むまたは１種もしくは複数の半導電材料からなる層
である。
【００２９】
ＯＬＥＤ１００は白色発光ＯＬＥＤであってもよい。本明細書に記載される白色発光Ｏ
ＬＥＤは、２５００〜９０００Ｋの範囲の温度で黒体によって放射されるのに等しいＣＩ
Ｅ  ｘ座標および黒体によって放射される前記光のＣＩＥ  ｙ座標の０．０５または０．
０２５以内のＣＩＥ  ｙ座標を有してよく、場合により２７００〜６０００Ｋの範囲の温
度で黒体によって放射されるのに等しいＣＩＥ  ｘ座標を有してもよい。白色発光ＯＬＥ
Ｄは複数の発光材料、好ましくは赤色、緑色および青色発光材料、より好ましくは赤色、
緑色および青色リン光発光材料を含有してもよく、これらが組み合わさって白色光を生成
する。発光材料が全て発光層１０５で提供されてもよいし、１つまたは複数の追加の発光
層が提供されてもよい。
【００３０】
赤色発光材料は約５５０超〜最大約７００ｎｍの範囲、場合により約５６０ｎｍ超また
は５８０ｎｍ超〜最大約６３０ｎｍまたは６５０ｎｍの範囲のピークを有するフォトルミ
ネセンススペクトルを有してもよい。
【００３１】
緑色発光材料は約４９０ｎｍ超〜最大約５６０ｎｍの範囲、場合により約５００ｎｍ、
５１０ｎｍまたは５２０ｎｍ〜最大約５６０ｎｍのピークを有するフォトルミネセンスス
ペクトルを有してもよい。
【００３２】
青色発光材料は最大約４９０ｎｍ、場合により約４５０〜４９０ｎｍの範囲のピークを
有するフォトルミネセンススペクトルを有してもよい。
【００３３】
材料のフォトルミネセンススペクトルは、ＰＭＭＡ膜中５重量％の材料を石英基板に注
形して０．３〜０．４の透過率を達成し、Ｈａｍａｍａｔｓｕによって供給された装置Ｃ
９９２０−０２を用いて窒素環境下で測定することによって測定することができる。
【００３４】
ホストポリマー
発光層１０５は、半導電ホスト材料ならびに蛍光およびリン光発光ドーパントから選択
される１種または複数の放射性ドーパントを含有してもよい。１種または複数の蛍光ドー
パントが発光層１０５中に存在する場合、半導電ホスト材料が好ましくは（１または複数
の）蛍光ドーパントの最低一重項励起状態と同じまたはそれより高い最低一重項励起状態
（Ｓ１）エネルギーレベルを有する。１種または複数のリン光ドーパントが存在する場合
、半導電ホスト材料が好ましくは（１または複数の）リン光ドーパントの最低三重項励起
状態と同じまたはそれより高い最低三重項励起状態（Ｔ１）エネルギーレベルを有する。
好ましくは、発光層１０５がホスト材料および青色蛍光または青色リン光発光材料を含む
。
【００３５】
本明細書のどこかに記載される三重項エネルギーレベルは、低温リン光分光法によって
測定されるリン光スペクトルのエネルギー立ち上がりから測定することができる（Ｙ．Ｖ
．Ｒｏｍａｏｖｓｋｉｉら、Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｒｅｖｉｅｗ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、２００
０、８５（５）、ｐ１０２７、Ａ．ｖａｎ  Ｄｉｊｋｅｎら、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔ
ｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ、２００４、１２６、ｐ７
７１８）。
【００３６】
式（Ｉ）の化合物を含むリン光材料の三重項エネルギーレベルは、その室温のフォトル
ミネセンススペクトルから測定することができる。
【００３７】
ホスト材料は、好ましくは少なくとも４ｅＶのＨＯＭＯ−ＬＵＭＯバンドギャップを有
する。
【００３８】
ホスト材料は、好ましくは少なくとも２．４または２．４８ｅＶ、好ましくは２．７ｅ
Ｖより高い最低三重項励起状態エネルギーレベルを有する。
【００３９】
ホスト材料は、好ましくは真空レベルから２．３ｅＶ以下、場合により２．３ｅＶ未満
、場合により２．１または２．０ｅＶ以下のＬＵＭＯを有する。
【００４０】
半導電ホスト材料は非ポリマー材料であっても、ポリマー材料であってもよい。ポリマ
ーホストは、ホモポリマーであっても、２種以上の異なる反復単位を含むコポリマーであ
ってもよい。ポリマーホストは、非共役ポリマーであってもよいし、ポリマー骨格中に共
役した反復単位を含む共役ポリマーであってもよい。共役ポリマーは、反復単位中の共役
の程度を限定するまたは反復単位中の共役通路を提供しない共役限定反復単位を含む部分
的共役ポリマーであってもよい。部分的共役ポリマーは、高度に共役している反復単位お
よび共役限定反復単位を含んでもよい。共役限定反復単位は、ポリマーのＨＯＭＯ、ＬＵ
ＭＯ、Ｓ１および／またはＴ１エネルギーレベルを制御するよう選択され得る。
【００４１】
共役限定反復単位は、１〜９９ｍｏｌ％、場合により１〜５０ｍｏｌ％の範囲の量でポ
リマー中に提供されてもよい。
【００４２】
共役限定反復単位は、式（Ｉ）
【化２】
2020161835.tif 000004
【００４３】
（式中、Ａｒ１はアリーレン基であり；Ｒ７は各出現においてＨ、Ｄまたは反復単位の
連結位置に隣接する置換基であり、但し、少なくとも１個のＲ７は置換基であり；ｐは少
なくとも１、場合により１、２または３、好ましくは１である）
の反復単位であり得る。
【００４４】
１個または２個の置換基Ｒ７が式（Ｉ）の反復単位の唯一の置換基であってもよいし、
１個または複数のさらなる置換基、場合により１個または複数のＣ１〜４０ヒドロカルビ
ル基が存在してもよい。
【００４５】
反復単位の一方または両方の連結位置に隣接して提供された１個または複数の置換基Ｒ
７は、隣接反復単位に立体障害を作り出し、（１または複数の）隣接反復単位の平面から
出た反復単位のねじれをもたらす。
【００４６】
好ましくは、各基Ｒ７が置換基である。
【００４７】
式（Ｉ）の連結位置に隣接した１個または２個の置換基Ｒ７は、式（Ｉ）の反復単位に
隣接する一方または両方の反復単位に立体障害を作り出す。
【００４８】
各Ｒ７は独立に、
−１個または複数の非隣接Ｃ原子が置換されていてもよいアリールまたはヘテロアリー
ル、Ｏ、Ｓ、置換されたＮ、Ｃ＝Ｏまたは−ＣＯＯ−で置き換えられていてもよく、１個
または複数のＨ原子がＦで置き換えられていてもよいアルキル、場合によりＣ１〜２０ア
ルキル；
−未置換であっても、１個または複数の置換基で置換されていてもよいアリールおよび
ヘテロアリール基、好ましくは１個または複数のＣ１〜２０アルキル基で置換されたフェ
ニル；および
−各々が独立に置換されていてもよい、アリールまたはヘテロアリール基、例えば、式
−（Ａｒ７）ｒ（式中、各Ａｒ７は独立に、アリールまたはヘテロアリール基であり、ｒ
は少なくとも２である）の基の直鎖または分岐鎖、好ましくは各々が未置換であっても、
１個または複数のＣ１〜２０アルキル基で置換されていてもよいフェニル基の分岐鎖また
は直鎖
からなる基から選択され得る。
【００４９】
Ｒ７がアリールもしくはヘテロアリール基、またはアリールもしくはヘテロアリール基
の直鎖もしくは分岐鎖を含む場合、アリールもしくはヘテロアリール基、または各アリー
ルもしくはヘテロアリール基が、
１個または複数の非隣接Ｃ原子がＯ、Ｓ、置換されたＮ、Ｃ＝Ｏまたは−ＣＯＯ−で置
き換えられていてもよく、アルキル基の１個または複数のＨ原子がＦで置き換えられてい
てもよいアルキル、例えば、Ｃ１〜２０アルキル；
ＮＲ９２、ＯＲ９、ＳＲ９、ＳｉＲ９３および
フッ素、ニトロおよびシアノ
からなる群から選択される１個または複数の置換基Ｒ８で置換されていてもよく；
各Ｒ９が独立に、アルキル、好ましくはＣ１〜２０アルキル；および１個または複数の
Ｃ１〜２０アルキル基で置換されていてもよいアリールまたはヘテロアリール、好ましく
はフェニルからなる群から選択される。
【００５０】
置換されたＮは、存在する場合、Ｒ６が置換基であり、各出現において、Ｃ１〜４０ヒ
ドロカルビル基、場合によりＣ１〜２０アルキル基であってもよい−ＮＲ６−であり得る
。
【００５１】
好ましくは、各置換基Ｒ７が独立に、Ｃ１〜４０ヒドロカルビルから選択され、より好
ましくはＣ１〜２０アルキル；未置換フェニル；１個または複数のＣ１〜２０アルキル基
で置換されたフェニル；およびフェニル基の直鎖または分岐鎖から選択され、各フェニル
は未置換であっても、１個または複数のＣ１〜２０アルキル基で置換されていてもよい。
【００５２】
好ましくは、Ａｒ１がフェニレン、より好ましくは１，４−連結フェニレンである。
【００５３】
式（Ｉ）の特に好ましい反復単位は式（Ｉａ）：
【化３】
2020161835.tif 000005
【００５４】
を有する。
【００５５】
共役ホストポリマーが、フルオレン反復単位、場合により式（ＩＩ）：
【化４】
2020161835.tif 000006
【００５６】
（式中、Ｒ８は各出現において、同じであるまたは異なり、２個の基Ｒ８が連結して環
を形成してもよい置換基であり；Ｒ７は式（Ｉ）を参照して記載される置換基であり；ｄ
は０、１、２または３である）
の反復単位を含んでもよい。
【００５７】
各Ｒ８は独立に、
−１個または複数の非隣接Ｃ原子が置換されていてもよいアリールまたはヘテロアリー
ル、Ｏ、Ｓ、置換されたＮ、Ｃ＝Ｏまたは−ＣＯＯ−で置き換えられていてもよく、１個
または複数のＨ原子がＦで置き換えられていてもよいアルキル、場合によりＣ１〜２０ア
ルキル；
−未置換であっても、１個または複数の置換基で置換されていてもよいアリールおよび
ヘテロアリール基、好ましくは１個または複数のＣ１〜２０アルキル基で置換されたフェ
ニル；および
−各々が独立に置換されていてもよい、アリールまたはヘテロアリール基、例えば、式
−（Ａｒ７）ｒ（式中、各Ａｒ７は独立に、アリールまたはヘテロアリール基であり、ｒ
は少なくとも２、場合により２または３である）の基の直鎖または分岐鎖、好ましくは各
々が未置換であっても、１個または複数のＣ１〜２０アルキル基で置換されていてもよい
フェニル基の分岐鎖または直鎖
からなる基から選択され得る。
【００５８】
好ましくは、各Ｒ８が独立に、Ｃ１〜４０ヒドロカルビル基である。
【００５９】
置換されたＮは、存在する場合、Ｒ６が上記の通りである−ＮＲ６−であり得る。
【００６０】
代表的な置換基Ｒ７は、１個または複数の非隣接Ｃ原子がＯ、Ｓ、Ｃ＝Ｏおよび−ＣＯ
Ｏ−、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、アルコキ
シ、アルキルチオ、フッ素、シアノおよびアリールアルキルで置き換えられていてもよい
アルキル、例えば、Ｃ１〜２０アルキルである。特に好ましい置換基には、Ｃ１〜２０ア
ルキルおよび置換または未置換アリール、例えば、フェニルが含まれる。アリールについ
ての任意の置換基には１個または複数のＣ１〜２０アルキル基が含まれる。
【００６１】
式（ＩＩ）の反復単位が高度に共役している反復単位であっても、共役限定反復単位で
あってもよい。
【００６２】
式（ＩＩ）の反復単位が式（ＩＩａ）：
【化５】
2020161835.tif 000007
【００６３】
を有してもよく、置換基Ｒ７を有さない式（ＩＩａ）の２，７−連結反復単位は高度に
共役している。
【００６４】
式（ＩＩ）の共役限定反復単位が、（ａ）３位および／または６位を通して連結してい
ても、ならびに／あるいは連結位置に隣接する１つまたは複数の位置で１個または複数の
置換基Ｒ８で置換されていてもよい。
【００６５】
反復単位中に共役通路を提供しない代表的な共役限定反復単位は、式（ＩＩＩ）：
【化６】
2020161835.tif 000008
【００６６】
（式中、
Ａｒ４は各出現において、独立に、未置換であっても、１個または複数の置換基で置換
されていてもよいアリールまたはヘテロアリール基を表し；
Ｓｐは少なくとも１個の炭素またはケイ素原子を含むスペーサー基を表す）
を有する。
【００６７】
Ｓｐは２個の基Ａｒ４の間の共役通路を遮断する。好ましくは、スペーサー基Ｓｐが、
Ａｒ４基を分離する少なくとも１個のｓｐ３−混成炭素原子を含む。
【００６８】
好ましくは、Ａｒ４がアリール基であり、Ａｒ４基が同一であっても、異なっていても
よい。より好ましくは、各Ａｒ４がフェニルである。
【００６９】
各Ａｒ４が独立に、未置換であっても、１、２、３または４個の置換基で置換されてい
てもよい。１個または複数の置換基は、
−アルキル基の１個または複数の非隣接Ｃ原子がＯ、ＳまたはＣＯＯ、Ｃ＝Ｏ、ＮＲ６
またはＳｉＲ６２で置き換えられていてもよく、Ｃ１〜２０アルキル基の１個または複数
のＨ原子がＦで置き換えられていてもよく、Ｒ６が置換基であり、各出現において、Ｃ１
〜４０ヒドロカルビル基、場合によりＣ１〜２０アルキル基であってもよいＣ１〜２０ア
ルキル；および
−未置換であっても、１個または複数のＣ１〜２０アルキル基で置換されていてもよい
アリールまたはヘテロアリール、場合によりフェニル
から選択され得る。
【００７０】
Ａｒ４の好ましい置換基は、各出現において、同じであっても、異なっていてもよいＣ
１〜２０アルキル基である。
【００７１】
代表的な基Ｓｐには、鎖の１個または複数の非隣接Ｃ原子がＯ、Ｓ、−ＮＲ６−、−Ｓ
ｉＲ６２−、−Ｃ（＝Ｏ）−または−ＣＯＯ−で置き換えられていてもよいＣ１〜２０ア
ルキレン鎖が含まれ、但し、アルキレン鎖は２個の基Ａｒ４を分離する少なくとも１個の
ｓｐ３混成炭素原子を含有する。
【００７２】
式（ＩＩＩ）の代表的な反復単位には、Ｒが各出現において、ＨまたはＣ１〜５アルキ
ルである以下が含まれる：
【化７】
2020161835.tif 000009
2020161835.tif 000010
2020161835.tif 000011
2020161835.tif 000012
【００７３】
式（ＩＩＩ）の別の代表的な共反復（ｃｏ−ｒｅｐｅａｔ）単位は、式（ＩＩＩａ）
【化８】
2020161835.tif 000013
【００７４】
（式中、Ａｌｋは独立に、アルキル、場合によりＣ１〜２０アルキルから選択され得、
ｎは少なくとも１、場合により１〜６であり、１個または複数の非隣接Ｃ原子は置換され
ていてもよいアリールまたはヘテロアリール、Ｏ、Ｓ、置換されたＮ、Ｃ＝Ｏまたは−Ｃ
ＯＯ−で置き換えられていてもよく、１個または複数のＨ原子はＦで置き換えられていて
もよい）
を有する。
【００７５】
好ましくは、ホストポリマーの反復単位が、少なくとも１個の式（ＩＩａ）の反復単位
と、少なくとも１個の式（Ｉ）および（ＩＩＩ）の反復単位から選択される反復単位とを
含むまたはからなる。
【００７６】
本明細書に記載される共役ポリマーを形成するための代表的な方法は、場合によりその
内容が参照により本明細書に組み込まれる国際公開第００／５３６５６号パンフレットま
たは米国特許第５７７７０７０号明細書に記載される、パラジウム触媒および塩基の存在
下でのＳｕｚｕｋｉ重合、およびニッケル触媒の存在下でのＹａｍａｍｏｔｏ重合である
。これらの方法は、モノマーの芳香族または複素芳香族基の間でＣ−Ｃ結合を形成するの
で、２つ以上の反復単位にわたって広がる共役を有するポリマーを形成する。
【００７７】
発光材料
発光層１０５、および有機発光素子の他の発光層の発光材料はそれぞれ独立に、蛍光ま
たはリン光材料から選択され得る。
【００７８】
リン光発光材料は、好ましくはリン光遷移金属錯体、場合により式（ＩＶ）：
ＭＬ１ｑＬ２ｒＬ３ｓ
（ＩＶ）
（式中、Ｍは金属であり；Ｌ１、Ｌ２およびＬ３の各々は配位基であり；ｑは正の整数
であり；ｒおよびｓはそれぞれ独立に、０または正の整数であり；（ａ．ｑ）＋（ｂ．ｒ
）＋（ｃ．ｓ）の和はＭ上の利用可能な配位部位の数に等しく、ａはＬ１上の配位部位の
数であり、ｂはＬ２上の配位部位の数であり、ｃはＬ３上の配位部位の数である）
のリン光遷移金属錯体である。好ましくは、ａ、ｂおよびｃはそれぞれ１または２、よ
り好ましくは２（二座配位子）である。好ましい実施形態では、ｑが２であり、ｒが０ま
たは１であり、ｓが０である、またはｑが３であり、ｒおよびｓがそれぞれ０である。
【００７９】
重元素Ｍは、三重項またはそれ以上の状態からの急速な項間交差および放射を可能にす
る強力なスピン−軌道結合を誘導する。適当な重金属Ｍには、ｄ−ブロック金属、特に、
２列、３列目のもの、すなわち、３９番〜４８番および７２番〜８０番元素、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、白金および金が含ま
れる。イリジウムが特に好ましい。
【００８０】
代表的な配位子Ｌ１、Ｌ２およびＬ３には、炭素または窒素供与体、例えば、ポルフィ
リンまたは式（Ｖ）：
【化９】
2020161835.tif 000014
【００８１】
（式中、Ａｒ５およびＡｒ６は同じであっても、異なっていてもよく、独立に、置換ま
たは未置換アリールまたはヘテロアリールから選択され；Ｘ１およびＹ１は同じであって
も、異なっていてもよく、独立に、炭素または窒素から選択され；Ａｒ５およびＡｒ６は
縮合していてもい）
の二座配位子が含まれる。Ｘ１が炭素であり、Ｙ１が窒素である配位子、特にＡｒ５が
Ｎ原子およびＣ原子のみの単環または縮合複素芳香族、例えば、ピリジルまたはイソキノ
リンであり、Ａｒ６が単環または縮合芳香族、例えば、フェニルまたはナフチルである配
位子が好ましい。
【００８２】
赤色発光を得るために、Ａｒ５はフェニル、フルオレン、ナフチルから選択され得、Ａ
ｒ６はキノリン、イソキノリン、チオフェンおよびベンゾチオフェンから選択される。
【００８３】
緑色発光を得るために、Ａｒ５はフェニルまたはフルオレンから選択され得、Ａｒ６は
ピリジンであり得る。
【００８４】
青色発光を得るために、Ａｒ５はフェニルから選択され得、Ａｒ６はイミダゾール、ピ
ラゾール、トリアゾールおよびテトラゾールから選択され得る。
【００８５】
二座配位子の例を以下に示す：
【化１０】
2020161835.tif 000015
【００８６】
（式中、Ｒ１３はＣ１〜２０ヒドロカルビル、場合によりＣ１〜１０アルキル、未置換
フェニル、または１個もしくは複数のＣ１〜１０アルキル基で置換されたフェニルである
）。
【００８７】
Ｌ１、Ｌ２およびＬ３の１つまたは複数がカルベン基を含んでもよい。
【００８８】
ｄ−ブロック元素と使用するのに適した他の配位子には、その各々が置換されていても
よいジケトネート、特にアセチルアセトネート（ａｃａｃ）、テトラキス−（ピラゾール
−１−イル）ボレート、２−カルボキシピリジル、トリアリールホスフィンおよびピリジ
ンが含まれる。
【００８９】
Ａｒ５およびＡｒ６の各々が１個または複数の置換基を有していてもよい。これらの置
換基の２個以上が連結して環、例えば、芳香環を形成してもよい。
【００９０】
代表的な置換基には、式（Ｉ）を参照して上に記載される基Ｒ７が含まれる。特に好ま
しい置換基には、例えば、国際公開第０２／４５４６６号パンフレット、国際公開第０２
／４４１８９号パンフレット、米国特許出願公開第２００２−１１７６６２号明細書およ
び米国特許第２００２−１８２４４１号明細書に開示されている、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またはトリフルオロメチル；特開２００２−３２４６７
９号公報に開示されている通りであり得るアルキルまたはアルコキシ基、例えば、Ｃ１〜
２０アルキルまたはアルコキシ；例えば、国際公開第０２／８１４４８号パンフレットに
開示されている、放射材料として使用する場合に錯体への正孔輸送を助けるために使用さ
れ得るカルバゾール；未置換であっても、１個または複数のＣ１〜１０アルキル基で置換
されていてもよいフェニルまたはビフェニル；および例えば、国際公開第０２／６６５５
２号パンフレットに開示されている、金属錯体の溶液加工性を得るまたは増強するために
使用され得るデンドロンが含まれる。
【００９１】
発光デンドリマーは１個または複数のデンドロンと結合した発光コアを含み、各デンド
ロンは分岐点および２個以上の樹状分岐を含む。好ましくは、デンドロンが少なくとも部
分的に共役しており、分岐点および樹状分岐の少なくとも１つがアリールまたはヘテロア
リール基、例えば、フェニル基を含む。１つの配置では、分岐点基および分岐基が全てフ
ェニルであり、各フェニルが独立に、１個または複数の置換基、例えば、アルキルまたは
アルコキシで置換されていてもよい。
【００９２】
デンドロンは、置換されていてもよい式（ＸＩ）
【化１１】
2020161835.tif 000016
【００９３】
（式中、ＢＰはコアと結合するための分岐点を表し、Ｇ１は第一世代分岐基を表す）
を有していてもよい。
【００９４】
デンドロンが、第一、第二、第三またはそれ以上の世代のデンドロンであってもよい。
Ｇ１は、置換されていてもよい式（ＸＩａ）：
【化１２】
2020161835.tif 000017
【００９５】
（式中、ｕは０または１であり；ｕが０である場合、ｖは０である、またはｕが１であ
る場合、ｖは０であっても１であってもよく；ＢＰはコアと結合するための分岐点を表し
、Ｇ１、Ｇ２およびＧ３は第一、第二および第三世代デンドロン分岐基を表す）
のように、２個以上の第二世代分岐基Ｇ２などで置換されていてもよい。１つの好まし
い実施形態では、ＢＰおよびＧ１、Ｇ２．．．Ｇｎの各々がフェニルであり、各フェニル
ＢＰ、Ｇ１、Ｇ２．．．Ｇｎ−１が３，５−連結フェニルである。
【００９６】
別の好ましい実施形態では、ＢＰが電子不足ヘテロアリール、例えば、ピリジン、１，
３−ジアジン、１，４−ジアジン、１，２，４−トリアジンまたは１，３，５−トリアジ
ンであり、Ｇ２．．．Ｇｎがアリール基、場合によりフェニルである。
【００９７】
好ましいデンドロンは、式（ＸＩｂ）および式（ＸＩｃ）：
【化１３】
2020161835.tif 000018
【００９８】
（式中、＊はデンドロンとコアの付着点を表す）
の置換または未置換デンドロンである。
【００９９】
ＢＰおよび／または任意の基Ｇが、１個または複数の置換基、例えば、１個または複数
のＣ１〜２０アルキルまたはアルコキシ基で置換されていてもよい。
【０１００】
代表的な蛍光発光化合物は、式（ＶＩ）：
【化１４】
2020161835.tif 000019
【０１０１】
（式中、Ａｒ８、Ａｒ９およびＡｒ１０は各出現において、独立に、その各々が独立に
、未置換であっても、１個または複数の置換基で置換されていてもよい、置換または未置
換アリールまたはヘテロアリールから選択され；Ｒ３およびＲ４はそれぞれ独立に、置換
基、場合によりアリールまたはヘテロアリール基Ａｒ１０であり；ｚは１、２または３で
あり；同じであっても、異なっていてもよいｔは各出現において、ｚが２または３である
場合、１、２または３、好ましくは１または２である）
を有する。
【０１０２】
好ましい二価連結原子および基にはＯ、Ｓ；ＮＲ６；およびＣＲ６２（式中、Ｒ６は独
立に、各出現において、置換基である）が含まれる。好ましくは、二価連結基がＣＲ６２
である。好ましくは、Ｒ６がＣ１〜４０ヒドロカルビル基、場合によりＣ１〜２０アルキ
ル、未置換フェニルおよび１個または複数のＣ１〜２０アルキル基で置換されているフェ
ニルから選択されるヒドロカルビル基である。
【０１０３】
Ａｒ８、Ａｒ９およびＡｒ１０は、好ましくは未置換であっても、１個または複数の置
換基で置換されていてもよいアリール基、より好ましくはフェニルまたはフルオレンであ
る。
【０１０４】
Ｒ３およびＲ４は互いに独立に、未置換であっても、１個または複数の置換基で置換さ
れていてもよいアリールまたはヘテロアリール基Ａｒ１１；Ａｒ１１基の分岐鎖または直
鎖；Ｃ１〜２０アルキル基の１個または複数の非隣接Ｃ原子がＯ、Ｓ、−Ｃ（＝Ｏ）−ま
たは−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−で置き換えられていてもよく、Ｃ１〜２０アルキル基の１個または
複数のＨ原子がＦで置き換えられていてもよいＣ１〜２０アルキル基；およびＣ１〜２０
アルキル基の１個または複数の非隣接Ｃ原子がＯ、Ｓ、−Ｃ（＝Ｏ）−または−Ｃ（＝Ｏ
）Ｏ−で置き換えられていてもよく、Ｃ１〜２０アルキル基の１個または複数のＨ原子が
Ｆで置き換えられていてもよいＣ１〜２０アルキル−フェニル基から選択され得る。
【０１０５】
同じＮ原子に直接結合したＡｒ８、Ａｒ９、Ａｒ１０およびＡｒ１１から選択される任
意の２個の芳香族または複素芳香族基が直接結合または二価連結原子もしくは基によって
連結していてもよい。
【０１０６】
代表的な基Ｒ３およびＲ４には、その各々が未置換であっても、１個または複数の置換
基で置換されていてもよく、＊がＮとの付着点を表す以下が含まれる：
【化１５】
2020161835.tif 000020
【０１０７】
Ａｒ８、Ａｒ９、Ａｒ１０およびＡｒ１１はそれぞれ独立に、未置換である、または１
個または複数の、場合により１、２、３または４個の基Ｒ１８（式中、Ｒ１８は各出現に
おいて、独立に、置換基である）で置換されている。場合により、各Ｒ１８は独立に、未
置換であっても、１個または複数のＣ１〜１０アルキル基で置換されていてもよいフェニ
ル；１個または複数の非隣接Ｃ原子が置換されていてもよいアリールまたはヘテロアリー
ル（好ましくは、フェニル）、Ｏ、Ｓ、Ｃ＝Ｏまたは−ＣＯＯ−で置き換えられていても
よく、１個または複数のＨ原子がＦで置き換えられていてもよい置換または未置換アルキ
ル、場合によりＣ１〜２０アルキルからなる群から選択される。
【０１０８】
ホスト材料と混合された発光材料は、リン光材料を含有する層の成分の重量の０．１〜
５０重量％、場合により０．１〜３０重量％を形成し得る。
【０１０９】
発光材料がホストポリマーと共有結合している場合、リン光材料を含む反復単位、また
はリン光材料を含む末端単位はポリマーの０．１〜２０ｍｏｌを形成し得る。
【０１１０】
陰極
陰極層１０９Ａはアルカリ金属化合物の層である。アルカリ金属化合物は、好ましくは
誘電材料である。アルカリ金属化合物の層は、好ましくは約０．５〜５ｎｍ、場合により
０．５〜３ｎｍの範囲の厚さで提供される。
【０１１１】
陰極層１０９Ａは、好ましくは電子輸送層１０７に隣接している。
【０１１２】
好ましくは、アルカリ金属化合物はナトリウムまたはカリウム化合物である。好ましく
は、アルカリ金属化合物はアルカリ金属ハロゲン化物、より好ましくはアルカリ金属フッ
化物である。
【０１１３】
代表的なアルカリ金属化合物には、限定されないが、フッ化リチウム、フッ化ナトリウ
ム、フッ化カリウム、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、酸化リチウム、酸
化ナトリウム、酸化カリウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムおよび炭酸
セシウムが含まれる。
【０１１４】
陰極層１０９Ｂは陰極層１０９Ａに隣接している。陰極層１０９Ｂは第１の導電層であ
る。陰極層１０９Ｂは、１種または複数の導電材料を含むまたはからなる。導電材料また
は各導電材料は、好ましくは３．５ｅＶ超、場合により４ｅＶ超の仕事関数を有する。種
々の金属の仕事関数は、ＣＲＣ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ
Ｐｈｙｓｉｃｓ、第８７版、２００７、１２〜１１４頁、ＣＲＣ  Ｐｒｅｓｓ出版、Ｄ
ａｖｉｄ  Ｒ．Ｌｉｄｅ編に示されている。２つ以上の値が与えられる場合、最初に列挙
されている値が適用可能である。
【０１１５】
代表的な導電材料は、限定されないが、導電性金属酸化物、例えば、酸化インジウム−
スズ、および金属である。代表的な金属には、限定されないが、アルミニウムおよび銀が
含まれる。好ましくは、陰極層１０９Ｂがアルミニウムの層である。
【０１１６】
陰極が陰極層１０９Ａおよび１０９Ｂからなっていてもよいし、１つまたは複数のさら
なる陰極層を含有していてもよい。陰極が、層１０９Ｂに隣接し、層１０９Ｂによって陰
極層１０９Ａから離されたさらなる導電層を含有していてもよい。さらなる導電層または
各さらなる導電層は、第１の導電層１０９Ｂを参照して記載される通りであり得る。好ま
しくは、陰極が単一のさらなる導電層を含有する。好ましくは、単一のさらなる導電層が
Ａｇを含むまたはからなる。
【０１１７】
陰極層１０９Ｂ、および任意のさらなる導電層はそれぞれ、約２０〜５００ｎｍ、場合
により約５０〜２００ｎｍの範囲の厚さを有し得る。
【０１１８】
代表的な陰極には、限定されないが、
ＮａＦ／Ａｌ；  ＫＦ／Ａｌ；    ＮａＦ／Ａｌ／Ａｇ；
ＫＦ／Ａｌ／Ａｇ；
が含まれる。
【０１１９】
いかなる理論によっても拘束されることを望むものではないが、導電層１０９Ｂに隣接
したアルカリ化合物が還元を受けて元素アルカリ金属を形成し、この元素金属が電子輸送
層１０７をドープし得ると考えられる。好ましくは、アルカリ化合物が、アルミニウムを
含むまたはからなる導電層１０９Ｂに隣接している。
【０１２０】
電子輸送層
電子輸送層１０７は、陰極から発光層１０５への電子の輸送を促進する。発光層１０５
の材料のＬＵＭＯレベルは、特に、発光層の材料が広いＨＯＭＯ−ＬＵＭＯバンドギャッ
プを有する、例えば、青色発光材料についてのホストである場合に、陰極層１０９Ａのア
ルカリ金属Ｍの仕事関数より浅く（真空に近い）なり得る。
【０１２１】
場合により、電子輸送材料は真空レベルから２．３６ｅＶ未満、好ましくは２．３ｅＶ
以下、場合により真空レベルから２．１ｅＶ以下のＬＵＭＯレベルを有する。
【０１２２】
場合により、条件（１）および（２）の少なくとも１つが満たされる：
ＷＦＭ≦ＬＵＭＯＥＴＭ  （１）
ＬＵＭＯＥＴＭ≦ＬＵＭＯＥＬ  （２）
条件（１）について、好ましくはＷＦＭ＜ＬＵＭＯＥＴＭである。条件（２）について
、好ましくはＬＵＭＯＥＴＭ＜ＬＵＭＯＥＬである。
【０１２３】
（式中、ＷＦＭは陰極層１０９Ａのアルカリ化合物のアルカリ金属の仕事関数であり；
ＬＵＭＯＥＴＭは電子輸送材料のＬＵＭＯであり；ＬＵＭＯＥＬは発光層１０５の成分の
ＬＵＭＯ、好ましくは発光層のホスト材料のＬＵＭＯである）。
【０１２４】
疑義が生じるのを避けるために、記号＜によって示される「未満」は、「真空からさら
に」を意味する。
【０１２５】
場合により、条件（１）と（２）の両方が満たされて条件（３）を与える：
ＷＦＭ≦ＬＵＭＯＥＴＭ≦ＬＵＭＯＥＬ  （３）
好ましくは、ＷＦＭ＜ＬＵＭＯＥＴＭ＜ＬＵＭＯＥＬである。
【０１２６】
電子輸送層は、好ましくは約５〜２０ｎｍ、場合により約５〜２０ｎｍの範囲の厚さを
有する。
【０１２７】
電子輸送層１０７は、好ましくは発光層１０５に隣接している。発光層１０５がリン光
性発光体を含む場合、電子輸送材料１０７がリン光性発光体より高いＴ１エネルギーレベ
ルを有してもよい。しかしながら、本発明者らは、電子輸送材料が、素子の効率に悪影響
を及ぼすことなく、リン光材料よりも低いＴ１エネルギーレベルを有し得ることを見出し
た。いかなる理論によっても拘束されることを望むものではないが、これは、本発明の素
子における効率的な電子輸送により、素子の組換えが発光層と電子輸送層との間の界面か
ら離れているためであり得る。
【０１２８】
電子輸送材料は、好ましくはポリマー、より好ましくは共役ポリマーである。好ましく
は、共役ポリマーがアリーレン反復単位を含む。代表的なアリーレン反復単位は、フェニ
レン反復単位、フルオレン反復単位、フェナントレン反復単位、ジヒドロフェナントレン
反復単位およびインデノフルオレン反復単位である。
【０１２９】
共役ポリマーは、ホモポリマーであっても、２種以上の異なる反復単位を含むコポリマ
ーであってもよい。各反復単位は、未置換であっても、１個または複数の置換基で置換さ
れていてもよいポリマー骨格中にコア基、例えば、アリーレン基を含む。異なる反復単位
は、コア基の構造；置換基の同一性；置換基の数；（１または複数の）置換基の（１また
は複数の）置換位置の１つまたは複数が異なり得る。ポリマーは、２種以上の異なるアリ
ーレン反復単位を含むコポリマーであってもよい。
【０１３０】
ポリマーの反復単位または各反復単位は独立に、未置換であっても、１個または複数の
置換基で置換されていてもよい。置換基は、その可溶化効果によって選択され得る。した
がって、極性置換基を選択して極性溶媒へのポリマーの溶解度を増加させることができ、
非極性置換基を選択して非極性溶媒へのポリマーの溶解度を増加させることができる。
【０１３１】
代表的な非極性置換基は、１個または複数のＣ１〜２０アルキル基で置換された、Ｃ１
〜４０ヒドロカルビル基、場合によりＣ１〜２０アルキルおよびフェニルである。
【０１３２】
極性置換基には、中性およびイオン性極性基を含む置換基が含まれる。
【０１３３】
代表的な中性極性基は、１個または複数の非隣接Ｃ原子がＯで置き換えられていてもよ
いＣ１〜２０アルコキシ、場合により式−Ｏ（ＣｎＨ２ｎＯ）ｍ−ＣＨ３（式中、ｎは少
なくとも１、場合により１〜５であり、ｍは０または正の整数、場合により１〜１０であ
る）のポリエーテル基である。
【０１３４】
代表的なイオン性極性基には、式−ＣＯＯ−Ｍ＋（式中、Ｍは金属、場合によりアルカ
リ金属、場合によりＬｉ、Ｎａ、Ｋ、ＲｂもしくはＣｓ、またはアンモニウム基である）
の基が含まれる。
【０１３５】
極性置換基は、式−Ａｒ−（ＰＧ）ｋ（式中、Ａｒはアリールまたはヘテロアリール基
であり、ＰＧは極性基であり、ｋは少なくとも１、場合により１、２、３、４または５で
ある）の基であり得る。
【０１３６】
好ましくは、ＡｒがＣ６〜２０アリール基、より好ましくはフェニルである。
【０１３７】
各ＰＧは独立に、中性極性基およびイオン性極性基、場合により上記の中性極性基およ
びイオン性極性基から選択され得る。
【０１３８】
Ａｒは少なくとも１個の中性極性置換基および少なくとも１個のイオン性極性置換基で
置換されていてもよい。
【０１３９】
Ａｒは１個または複数のＰＧ基のみで置換されていても、１個または複数の非極性置換
基、場合により上記の非極性置換基でさらに置換されていてもよい。
【０１４０】
電子輸送材料は、式（ＶＩＩ）：
【化１６】
2020161835.tif 000021
【０１４１】
（式中、Ｒ５は独立に、各出現において、置換基である）
の反復単位を含むポリマーであり得る。
【０１４２】
好ましくは、各Ｒ５が独立に、非極性置換基または上記の少なくとも１個の極性置換基
を含む基の１つ、より好ましくは式−Ａｒ−（ＰＧ）ｋの基である。
【０１４３】
正孔輸送層
正孔輸送層は、陽極１０３と発光層１０５との間に提供され得る。
【０１４４】
正孔輸送層は、特に上側層を溶液から堆積する場合に、架橋していてもよい。この架橋
に使用される架橋性基は、反応性二重結合およびビニルまたはアクリレート基、またはベ
ンゾシクロブタン基を含む架橋性基であり得る。架橋は、好ましくは約２５０℃未満の温
度、場合により約１００〜２５０℃の範囲で、熱処理によって行われ得る。
【０１４５】
正孔輸送層は、ホモポリマーであっても、２種以上の異なる反復単位を含むコポリマー
であってもよい正孔輸送ポリマーを含んでも、からなってもよい。正孔輸送ポリマーは共
役であっても、非共役であってもよい。代表的な共役正孔輸送ポリマーは、例えば、その
内容が参照により本明細書に組み込まれる、国際公開第９９／５４３８５号パンフレット
または国際公開第２００５／０４９５４６号パンフレットに記載されるアリールアミン反
復単位を含むポリマーである。アリールアミン反復単位を含む共役正孔輸送コポリマーは
、アリーレン反復単位から選択される１個または複数の共反復単位、例えば、その各々が
独立に、未置換であっても、１個または複数の置換基、場合により１個または複数のＣ１
〜４０ヒドロカルビル置換基で置換されていてもよいフルオレン、フェニレン、フェナン
トレンナフタレンおよびアントラセン反復単位から選択される１個または複数の反復単位
を有し得る。
【０１４６】
存在する場合、陽極と発光層１０５との間に位置する正孔輸送層は、好ましくはサイク
リックボルタンメトリーによって測定される５．５ｅＶ以下、より好ましくは約４．８〜
５．５ｅＶまたは５．１〜５．３ｅＶのＨＯＭＯレベルを有する。正孔輸送層のＨＯＭＯ
レベルは、これらの層の間の正孔輸送に小さな障壁を与えるために、隣接層の０．２ｅＶ
以内、場合により０．１ｅＶ以内となるよう選択され得る。
【０１４７】
好ましくは、正孔輸送層、より好ましくは架橋正孔輸送層は、発光層１０５に隣接して
いる。
【０１４８】
正孔輸送層は、正孔輸送材料から本質的になっても、１種または複数のさらなる材料を
含んでいてもよい。発光材料、場合によりリン光材料は、正孔輸送層で提供され得る。
【０１４９】
リン光材料は、ポリマー骨格中の反復単位として、ポリマーの末端基として、またはポ
リマーの側鎖として正孔輸送ポリマーと共有結合し得る。リン光材料が側鎖で提供される
場合、これはポリマーの骨格中の反復単位と直接結合していてもよいし、スペーサー基に
よってポリマー骨格から間隔をあけていてもよい。代表的なスペーサー基には、Ｃ１〜２
０アルキルおよびアリール−Ｃ１〜２０アルキル、例えば、フェニル−Ｃ１〜２０アルキ
ルが含まれる。スペーサー基のアルキル基の１個または複数の炭素原子がＯ、Ｓ、Ｃ＝Ｏ
またはＣＯＯで置き換えられていてもよい。
【０１５０】
発光材料が正孔輸送材料とブレンドしていても、共有結合していてもよい。発光正孔輸
送層からの放射および発光層１０５からの放射が合わさって白色光を生成し得る。
【０１５１】
本明細書のどこかに記載される正孔輸送ポリマー、ホストポリマーおよび電子輸送ポリ
マーは、適当には約１×１０３〜１×１０８、好ましくは１×１０３〜５×１０６の範囲
の、ゲル浸透クロマトグラフィーによって測定されるポリスチレン当量数平均分子量（Ｍ
ｎ）を有する。本明細書に記載される正孔輸送ポリマー、ホストポリマーおよび電子輸送
ポリマーのポリスチレン当量重量平均分子量（Ｍｗ）は、１×１０３〜１×１０８、好ま
しくは１×１０４〜１×１０７であり得る。
【０１５２】
本明細書のどこかに記載される正孔輸送ポリマー、ホストポリマーおよび電子輸送ポリ
マーは、適当には非晶質ポリマーである。
【０１５３】
正孔注入層
導電有機または無機材料から形成され得る導電正孔注入層は、陽極から（１または複数
の）半導電ポリマーの層への正孔注入を助けるために、図１に示されるようにＯＬＥＤの
陽極１０３と発光層１０５との間に提供され得る。ドーピングされた有機正孔注入材料の
例としては、置換されていてもよいドーピングされたポリ（エチレンジオキシチオフェン
）（ＰＥＤＴ）、特に電荷平衡化ポリ酸、例えば、欧州特許第０９０１１７６号明細書お
よび欧州特許第０９４７１２３号明細書に開示されているポリスチレンスルホネート（Ｐ
ＳＳ）、ポリアクリル酸またはフッ素化スルホン酸、例えば、Ｎａｆｉｏｎ（登録商標）
；米国特許第５７２３８７３号明細書および米国特許第５７９８１７０号明細書に開示さ
れているポリアニリン；ならびに置換されていてもよいポリチオフェンまたはポリ（チエ
ノチオフェン）がドーピングされたＰＥＤＴが挙げられる。導電無機材料の例としては、
遷移金属酸化物、例えば、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｄ：Ａｐｐｌｉｅｄ
Ｐｈｙｓｉｃｓ（１９９６）、２９（１１）、２７５０〜２７５３に開示されているＶ
Ｏｘ  ＭｏＯｘおよびＲｕＯｘが挙げられる。
【０１５４】
ＨＯＭＯおよびＬＵＭＯレベル測定
本明細書のどこかに記載されるＨＯＭＯおよびＬＵＭＯレベルは、矩形波ボルタンメト
リーによって測定され得る。
【０１５５】
作用電極電位は時間に対して線形に傾斜され得る。矩形波ボルタンメトリーが設定電位
に達すると、作用電極の電位勾配が反転される。この反転は、単一実験中に複数回起こり
得る。作用電極での電流を印加電圧に対してプロットしてサイクリックボルタモグラムト
レースを得る。
【０１５６】
ＣＶによってＨＯＭＯまたはＬＵＭＯエネルギーレベルを測定するための装置は、アセ
トニトリル中過塩素酸ｔｅｒｔ−ブチルアンモニウム／またはｔｅｒｔブチルアンモニウ
ムヘキサフルオロホスフェート溶液を含有するセルと、試料を膜としてコーティングした
ガラス状炭素作用電極と、白金対電極（電子の供与体または受容体）と、基準ガラス電極
リーク無Ａｇ／ＡｇＣｌとを含み得る。フェロセンを、計算目的で実験の最後にセルに添
加する。
【０１５７】
Ａｇ／ＡｇＣｌ／フェロセンと試料／フェロセンとの間の電位差の測定
方法および設定：
３ｍｍ直径ガラス状炭素作用電極
Ａｇ／ＡｇＣｌ／リーク無基準電極
Ｐｔ線補助電極
アセトニトリル中０．１Ｍテトラブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート
ＬＵＭＯ＝４．８−フェロセン（ピークからピーク最大平均）＋開始
試料：トルエン中５ｍｇ／ｍＬ  １滴を３０００ｒｐｍ  ＬＵＭＯ（還元）測定で回転
させた：
２００ｍＶ／秒および−２．５Ｖの切換電位で測定した厚い膜について、良好な可逆性
還元イベントが典型的に観察される。還元イベントを１０サイクルにわたって測定および
比較すべきであり、通常、測定値を第３のサイクルでとる。開始を、還元イベントの最も
急勾配の部分の最良適合の線とベースラインの交差で取る。ＨＯＭＯおよびＬＵＭＯ値を
周囲温度で測定することができる。
【０１５８】
カプセル化
有機光電子素子は、水分および酸素に感受性である傾向がある。したがって、基板は、
好ましくは水分および酸素が素子の中に進入するのを防ぐための優れた障壁特性を有する
。基板は一般的にガラスであるが、特に素子の可撓性が望ましい場合に、代わりの基板を
使用してもよい。例えば、基板は、１つまたは複数のプラスチック層、例えば、交互のプ
ラスチックと誘電障壁層の基板または薄いガラスとプラスチックの積層を含んでもよい。
【０１５９】
水分および酸素の進入を防ぐために、素子を封入材料（図示せず）でカプセル化しても
よい。適当な封入材料には、ガラスのシート、適当な障壁特性を有する膜、例えば、二酸
化ケイ素、一酸化ケイ素、窒化ケイ素またはポリマーと誘電もしくは気密容器の交互のス
タックが含まれる。透明な陰極素子の場合、透明な封入層、例えば、一酸化ケイ素または
二酸化ケイ素をミクロンレベルの厚さに堆積させることができるが、１つの好ましい実施
形態では、このような層の厚さは２０〜３００ｎｍの範囲にある。基板または封入材料を
透過し得る大気中の水分および／または酸素を吸収するためのゲッター材料を基板と封入
材料との間に堆積させてもよい。
【０１６０】
配合物処理
発光層１０５および電子輸送層１０７は、蒸発および溶液堆積法を含む任意の方法によ
って形成され得る。溶液堆積法が好ましい。
【０１６１】
発光層１０５および電子輸送層１０７を形成するのに適した配合物はそれぞれ、これら
の層を形成する成分および１種または複数の適当な溶媒から形成され得る。
【０１６２】
好ましくは、発光層１０５は、電子輸送層１０７を堆積させるために使用される溶媒に
溶解しない。したがって、発光層１０５は、架橋を実質的に含まなくてよい。
【０１６３】
好ましくは、発光層１０５は、溶媒が１種または複数の非極性溶媒材料、場合によりＣ
１〜１０アルキルおよびＣ１〜１０アルコキシ基から選択される１個または複数の置換基
で置換されたベンゼン、例えば、トルエン、キシレンおよびメチルアニソール、ならびに
これらの混合物である溶液を堆積させることによって形成される。
【０１６４】
好ましくは、電子輸送層１０７は、溶媒が１種または複数の極性溶媒材料、場合により
Ｃ１〜５アルコールである溶液を堆積させることによって形成される。
【０１６５】
スピンコーティング、インクジェット印刷および平版印刷などの印刷およびコーティン
グ技術を含む特に好ましい溶液堆積技術。
【０１６６】
コーティング法は、発光層のパターニングが不要である素子−例えば、照明用途または
単純な単色セグメント化ディスプレイ用に特に適している。
【０１６７】
印刷法は、高い情報コンテンツディスプレイ、特にフルカラーディスプレイに特に適し
ている。素子は、パターン化層を陽極上に提供し、一色（単色素子の場合）または多色（
マルチカラー、特にフルカラー素子の場合）の印刷のためのウェルを規定することによっ
てインクジェット印刷され得る。パターン化層は、典型的には例えば、欧州特許第０８８
０３０３号明細書に記載されているようにウェルを規定するようパターン化されたフォト
レジストの層である。
【０１６８】
ウェルの代替として、パターン化層中に規定されたチャネルにインクを印刷してもよい
。特に、フォトレジストをパターン化して、ウェルと異なって、複数の画素にわたって広
がり、チャネル端で閉じていても、開いていてもよいチャネルを形成することができる。
【０１６９】
他の溶液堆積技術には、ディップコーティング、スロットダイコーティング、ロール印
刷およびスクリーン印刷が含まれる。
【０１７０】
［実施例］
素子実施例１
以下の構造を有する有機発光素子を調製した：
ＩＴＯ／ＨＩＬ／ＨＴＬ／ＬＥ／ＥＴＬ／陰極
（ＩＴＯは酸化インジウム−スズ陽極であり；ＨＩＬは正孔注入層であり、ＨＴＬは発
光、正孔輸送層であり、ＬＥは発光層である）。
【０１７１】
１５０ｎｍ厚さのＩＴＯ層を有するガラス基板を、ＵＶ／オゾンを用いて洗浄した。有
機正孔注入材料の水性配合物を厚さ３５ｎｍまでスピンコーティングし、層をアニーリン
グすることによって、正孔注入層を形成した。ｏ−キシレン溶液から正孔輸送ポリマー１
をスピンコーティングし、加熱することによってポリマーを架橋することによって、正孔
輸送層を厚さ約２０ｎｍまで形成した。ｏ−キシレン溶液からホストポリマー１（８５．
５重量％）、緑色リン光発光体１（１重量％）および青色蛍光発光体１（１３．５重量％
）の発光組成物をスピンコーティングすることによって、発光層を厚さ約７０ｎｍまで形
成した。メタノール溶液から電子輸送材料１を厚さ約１０ｎｍまでスピンコーティングす
ることによって、電子輸送層を形成した。フッ化ナトリウムの第１の陰極層を厚さ約２ｎ
ｍに、アルミニウムの第２の陰極層を厚さ約１００ｎｍに、および銀の第３の陰極層を厚
さ約１００ｎｍに蒸発させることによって、陰極を形成した。
【０１７２】
比較素子１
電子輸送層を省略したことを除いて、素子実施例１に記載されるように素子を調製した
。
【０１７３】
電子輸送ポリマー１は、その内容が参照により本明細書に組み込まれる、国際公開第２
０１２／１３３２２９号パンフレットに記載される以下の反復単位のポリマーである：
【化１７】
2020161835.tif 000022
【０１７４】
。
【０１７５】
電子輸送ポリマー１は、矩形波サイクリックボルタンメトリーによって測定される２．
３０ｅＶのＬＵＭＯレベルを有する。
【０１７６】
緑色リン光発光体１は、以下の構造：
【化１８】
2020161835.tif 000023
【０１７７】
を有する、その内容が参照により本明細書に組み込まれる、国際公開第０２／０６６５
５２号パンフレットに記載されるデンドリマーである。
【０１７８】
青色蛍光発光体１は、その内容が参照により本明細書に組み込まれる、国際公開第２０
１３／０６４８１４号パンフレットに記載される、以下の構造を有する：
【化１９】
2020161835.tif 000024
【０１７９】
。
【０１８０】
ホストポリマー１は、以下のモノマーの、国際公開第００／５３６５６号パンフレット
に記載されるＳｕｚｕｋｉ重合によって形成した：
【化２０】
2020161835.tif 000025
【０１８１】
ホストポリマー１は、１．９ｅＶのＬＵＭＯレベルおよび２．４８ｅＶのＴ１値を有す
る。
【０１８２】
正孔輸送ポリマー１は、以下のモノマーの、国際公開第００／５３６５６号パンフレッ
トに記載されるＳｕｚｕｋｉ重合によって形成した：
【化２１】
2020161835.tif 000026
2020161835.tif 000027
【０１８３】
図２は、素子実施例１および比較素子１についての電流密度（対数目盛）対電圧のグラ
フである。素子実施例１は、約３Ｖより上の所与の電圧で、比較素子１よりも約１〜２桁
大きい電流密度を有する。
【０１８４】
１０ｍＡ／ｃｍ２の電流密度に達するために要求される電圧は、比較素子１については
６．６Ｖであり、素子実施例１については４．３Ｖである。
【０１８５】
図３を参照すると、素子実施例１の輝度は、所与の電圧で、比較素子１よりも大きい。
１０００ｃｄ／ｍ２の輝度に要求される駆動電圧は、比較素子１については６．５Ｖであ
り、素子実施例１については４．３Ｖである。
【０１８６】
１０００ｃｄ／ｍ２の輝度での効率は、比較素子１については５．３Ｌｍ／Ｗであり、
素子実施例１については８．７Ｌｍ／Ｗである。
【０１８７】
本発明を具体的な代表的実施形態に関して記載してきたが、以下の特許請求の範囲に示
される本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書で開示される特徴の種々の修正、変
更および／または組み合わせが当業者に明らかになることが認識されるだろう。
【図１】
2020161835.tif 000029
【図２】
2020161835.tif 000030
【図３】
2020161835.tif 000031
【手続補正書】
【提出日】令和2年7月16日(2020.7.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と；陰極と；前記陽極と前記陰極との間の発光層と；前記陰極と前記発光層との間の電子輸送材料を含む電子輸送層とを含む有機発光素子であって、前記陰極が導電材料の層および前記電子輸送層と前記導電材料の層との間のアルカリ金属化合物の層を含み、前記電子輸送材料がイオン性極性基を含む少なくとも１種の置換基で置換されているアリーレン反復単位を含む共役ポリマーであり、前記イオン性極性基は、式−ＣＯＯ−Ｍ＋（式中、Ｍは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ又はＣｓから選択されるアルカリ金属、またはアンモニウム基である）の基である、有機発光素子。
【請求項２】
前記共役ポリマーが真空レベルから２．３６ｅＶ未満のＬＵＭＯレベルを有する、請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項３】
前記共役ポリマーが真空レベルから２．３ｅＶ以下のＬＵＭＯレベルを有する、請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項４】
前記共役ポリマーがフルオレン反復単位を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項５】
前記共役ポリマーが式（ＶＩＩ）：
【化１】
2020161835.tif 000032
（式中、Ｒ５は独立に、各出現において、置換基であり、
少なくとも１個のＲ５が式−Ａｒ−（ＰＧ）ｋ（式中、Ａｒはアリールまたはヘテロアリール基であり、ＰＧは極性基であり、ｋは少なくとも１であり、少なくとも１つのＰＧはイオン性極性基である）の基である）
の反復単位を含む、請求項４に記載の有機発光素子。
【請求項６】
前記発光層がホスト材料および発光ドーパントを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項７】
前記ホスト材料が部分的共役ポリマーである、請求項６に記載の有機発光素子。
【請求項８】
前記ホスト材料が真空レベルから２．１ｅＶ以下のＬＵＭＯレベルを有する、請求項６または７に記載の有機発光素子。
【請求項９】
前記アルカリ金属化合物がアルカリ金属フッ化物である、請求項１から８のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項１０】
前記アルカリ金属化合物がナトリウムまたはカリウム化合物である、請求項１から９のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項１１】
前記導電材料の層が金属である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項１２】
前記金属がアルミニウムである、請求項１１に記載の有機発光素子。
【請求項１３】
陰極が導電材料のさらなる層を含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載の有機発光素子。
【請求項１４】
前記導電材料のさらなる層が銀の層である、請求項１３に記載の有機発光素子。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか一項に記載の有機発光素子を形成する方法であって、前記発光層を溶解しない溶媒を用いる溶液堆積法によって前記電子輸送層を形成するステップを含む方法。
【請求項１６】
前記溶媒が極性溶媒である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記発光層が非極性溶媒を用いる溶液堆積法によって堆積される、請求項１６に記載の方法。
【外国語明細書】
2020161835000001.pdf