(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の式（Ｉ）の化合物を含有する発光組成物。
【化１】
0005481385.tif 000042
（式中、コアはナノ粒子コアであり、
Ａは以下から選択される燐光を発する発光団であり、
【化２】
0005481385.tif 000043
（式中、＊はＬ１または該コアへの結合点を示す。）
Ｂはホストであり、
Ｌ１およびＬ２はそれぞれ結合基であり、
ｍは０または１であり、
ｎは０または１であり、
ｐは１〜５０の範囲内の整数であり、
ｑは１〜５０の範囲内の整数であり、
ｘは１〜１００の範囲内の整数であり、ここでｘ≧２の場合、各Ｌ１は同じでも異なっていてもよく、各Ａは同じでも異なっていてもよく、かつ各ｐは同じでも異なっていてもよく、かつ
ｙは１〜１００の範囲内の整数であり、ここでｙ≧２の場合、各Ｌ２は同じでも異なっていてもよく、各Ｂは同じでも異なっていてもよく、かつ各ｑは同じでも異なっていてもよい。）
【請求項２】
該コアは、シルセスキオキサン類、シクロホスファゼン類、トリアジン類、シクロデキストリン類、カリックスアレーン類、フタロシアニン類、およびシリカ粒子からなる群から選択される、請求項１の発光組成物。
【請求項３】
該シルセスキオキサン類は１，３，５，７，９，１１，１３，１５−オクタキス（ジメチルシリルオキシ）ペンタシクロ−［９．５．１．１３，９．１５，１５．１７，１３］−オクタシロキサンを含む、請求項２の発光組成物。
【請求項４】
発光組成物が、
ある量の式（Ｉ）の第１の化合物、
【化３】
0005481385.tif 000044
（式中、コアはナノ粒子コアであり、
Ａは燐光を発する発光団であり、
Ｂはホストであり、
Ｌ１およびＬ２はそれぞれ結合基であり、
ｍ＝０、ｎ＝０、ｐ＝１、ｑ＝１、ｘ＝１、かつｙ＝７であり、
各Ｂは同じでも異なっていてもよい。）
ある量の式（Ｉ）の第２の化合物
（式中、ｍ＝０、ｎ＝０、ｐ＝１、ｑ＝１、ｘ＝２、かつｙ＝６であり、
各Ａは同じでも異なっていてもよく、各Ｂは同じでも異なっていてもよい。）、および
ある量の以下の構造を有する第３の化合物
【化４】
0005481385.tif 000045
を含む発光組成物。
【請求項５】
式（Ｉ）の第１の化合物の量が４０モル／モル％〜６０モル／モル％の範囲内であり、かつ式（Ｉ）の第２の化合物の量が１０モル／モル％〜３０モル／モル％の範囲内である、請求項４の発光組成物。
【請求項６】
発光組成物が、以下の式（Ｉ）の化合物を実質的に含む発光組成物。
【化５】
0005481385.tif 000046
（式中、コアはナノ粒子コアであり、
Ａは燐光を発する発光団であり、
Ｂはホストであり、
Ｌ１およびＬ２はそれぞれ結合基であり、
ｍ＝０、ｎ＝０、ｐ＝１、ｑ＝１、ｘ＝１、かつｙ＝７であり、
各Ｂは同じでも異なっていてもよい。）
【請求項７】
発光組成物が、以下の式（Ｉ）の化合物を実質的に含む発光組成物。
【化６】
0005481385.tif 000047
（式中、コアはナノ粒子コアであり、
Ａは燐光を発する発光団であり、
Ｂはホストであり、
Ｌ１およびＬ２はそれぞれ結合基であり、
ｍ＝０、ｎ＝０、ｐ＝１、ｑ＝１、ｘ＝２、かつｙ＝６であり、
各Ａは同じでも異なっていてもよく、各Ｂは同じでも異なっていてもよい。）
【請求項８】
該ホストは、１０００ｇ／モル未満の分子量（ＭＷ）を有する基である、請求項１〜７のいずれか１項の発光組成物。
【請求項９】
該ホストは、芳香族置換アミン、芳香族置換ホスフィン、カルバゾール、３，６−二置換カルバゾール、チオフェン、オキサジアゾール、２−（４−ビフェニルイル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）、１，３−ビス（Ｎ，Ｎ−ｔ−ブチル−フェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＯＸＤ−７）、トリアゾール、３−フェニル−４−（１’−ナフチル）−５−フェニル−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）、３，４，５−トリフェニル−１，２，３−トリアゾール、３，５−ビス（４−ｔ−ブチル−フェニル）−４−フェニル［１，２，４］トリアゾール、芳香族フェナントロリン、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−フェナントロリン（バソキュプロインまたはＢＣＰ）、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、キノリン、トリス（８−ヒドロキシキノレート）アルミニウム（Ａｌｑ３）、ピリジン、ジシアノイミダゾール、シアノ置換芳香族化合物、１，３，５−トリス（２−Ｎ−フェニルベンゾイミダゾリル）ベンゼン（ＴＰＢＩ）、４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ，Ｎ’−（３−トリル）アミノ］−３，３’−ジメチルビフェニル（Ｍ１４）、４，４’−ビス［Ｎ，Ｎ’−（３−トリル）アミノ］−３，３’−ジメチルビフェニル（ＨＭＴＰＤ）、１，１−ビス（４−ビス（４−メチルフェニル）アミノフェニル）シクロヘキサン、カルバゾール、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）、ポリ（９−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）、Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−１，３，５−トリカルバゾロイルベンゼン（ｔＣＰ）、ポリチオフェン、ベンジジン、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン、トリフェニルアミン、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−（ナフチレン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン、４，４’，４’’−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）、フェニレンジアミン、ポリアセチレン、およびフタロシアニン金属錯体から選択される置換されていてもよい成分を含む、請求項８の発光組成物。
【請求項１０】
該ホストが以下から選択される、請求項８の発光組成物。
【化７】
0005481385.tif 000048
【化８】
0005481385.tif 000049
（式中、Ｒ１はＨまたはＣ１〜Ｃ６のアルキル基である。＊はＬ２またはコアへの結合点を示す。）
【請求項１１】
該ホストは電子輸送材料である、請求項１〜８のいずれか１項の発光組成物。
【請求項１２】
該電子輸送材料は、トリス（８−ヒドロキシキノレート）アルミニウム（Ａｌｑ３）、２−（４−ビフェニルイル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）、１，３−ビス（Ｎ，Ｎ−ｔ−ブチル−フェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＯＸＤ−７）、３−フェニル−４−（１’−ナフチル）−５−フェニル−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−フェナントロリン（バソキュプロインまたはＢＣＰ）、および１，３，５−トリス［２−Ｎ−フェニルベンゾイミダゾール−ｚ−イル］ベンゼン（ＴＰＢＩ）から選択される置換されていてもよい化合物である、請求項１１の発光組成物。
【請求項１３】
該ホストは正孔輸送材料である、請求項１〜８のいずれか１項の発光組成物。
【請求項１４】
該正孔輸送材料は、４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ，Ｎ’−（３−トリル）アミノ］−３，３’−ジメチルビフェニル（Ｍ１４）、４，４’，４’−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ，Ｎ’−（３−トリル）アミノ］−３，３’−ジメチルビフェニル（ＨＭＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−１，３，５−トリカルバゾロイルベンゼン（ｔＣＰ）、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）、ポリ（９−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）、３，４，５−トリフェニル−１，２，３−トリアゾール、３，５−ビス（４−ｔ−ブチル−フェニル）−４−フェニル［１，２，４］トリアゾール、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン、１，１−ビス（４−ビス（４−メチルフェニル）アミノフェニル）シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−（ナフチレン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン、および銅フタロシアニンから選択される置換されていてもよい化合物である、請求項１３の発光組成物。
【請求項１５】
Ｌ１およびＬ２がそれぞれ独立してＣ１〜Ｃ３０のアルキル基、Ｃ１〜Ｃ３０のアルコキシ基、および
【化９】
0005481385.tif 000050
から選択される、請求項１〜１４のいずれか１項の発光組成物。
【請求項１６】
Ｌ１およびＬ２がそれぞれ独立して一価、二価、三価、四価、または五価の部分を含む、請求項１〜１４のいずれか１項の発光組成物。
【請求項１７】
該二価の部分が以下からなる群から選択される、請求項１６の発光組成物。
【化１０】
0005481385.tif 000051
【請求項１８】
該三価の部分が以下からなる群から選択される、請求項１６の発光組成物。
【化１１】
0005481385.tif 000052
【請求項１９】
該四価の部分が以下である、請求項１６の発光組成物。
【化１２】
0005481385.tif 000053
【請求項２０】
該五価の部分が以下からなる群から選択される、請求項１６の発光組成物。
【化１３】
0005481385.tif 000054
【請求項２１】
該コアが１，３，５，７，９，１１，１３，１５−オクタキス（ジメチルシリルオキシ）ペンタシクロ−［９．５．１．１３，９．１５，１５．１７，１３］−オクタシロキサンであり、
Ａが
【化１４】
0005481385.tif 000055
であり、
Ｂが
【化１５】
0005481385.tif 000056
（式中、＊はＬ１またはＬ２への結合点を示す。）であり、
Ｌ１がＣ１〜Ｃ６のアルキル基から選択され、
Ｌ２がＣ１〜Ｃ６のアルキル基および
【化１６】
0005481385.tif 000057
から選択され、
ｍが１であり、
ｎが１であり、
ｐが１であり、
ｑが１または３であり、
ｘが１、２、３、または４であり、かつ
ｙが４、５、６、または７である、請求項１の発光組成物。
【請求項２２】
高仕事関数の金属を含有するアノード層、
低仕事関数の金属を含有するカソード層、および
請求項１〜２０のいずれか１項の発光組成物を含有する発光層を備え、ここで該発光層は該アノード層と該カソード層の間に配置されかつ該アノード層と該カソード層に電気的に接続されている、発光素子。
【請求項２３】
該発光層は、白色光を発するように構成されている、請求項２２の発光素子。
【請求項２４】
該発光層は、第２の化合物をさらに含有する、請求項２２または２３の発光素子。
【請求項２５】
該第２の化合物は電子輸送材料である、請求項２４の発光素子。
【請求項２６】
該電子輸送材料はＯＸＤ−７である、請求項２５の発光素子。
【請求項２７】
該第２の化合物は正孔輸送材料である、請求項２４の発光素子。
【請求項２８】
該発光層は、ＣＩＥのｘ座標が０．２８〜０．５０の範囲内にあり、かつＣＩＥのｙ座標が０．２８〜０．５０の範囲内にある光を発する、請求項２２〜２７のいずれか１項の発光素子。
【請求項２９】
該発光層は、ＣＲＩ値が６０〜１００の範囲内にある光を発する、請求項２２〜２８のいずれか１項の発光素子。
【請求項３０】
該発光層は、ＣＲＩ値が８０〜１００の範囲内にある光を発する、請求項２２〜２８のいずれか１項の発光素子。
【請求項３１】
該発光層は、ＣＲＩ値が７０より大きい光を発する、請求項２２〜２８のいずれか１項の発光素子。
【請求項３２】
該高仕事関数の金属は、Ａｕ、Ｐｔ、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、およびそれらの合金からなる群から選択される、請求項２２〜３１のいずれか１項の発光素子。
【請求項３３】
該低仕事関数の金属は、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｍｇ／Ａｇ、ＬｉＦ／Ａｌ、ＣｓＦ、ＣｓＦ／Ａｌ、およびそれらの合金からなる群から選択される、請求項２２〜３２のいずれか１項の発光素子。
【請求項３４】
該アノード層は１ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内の厚みを有する、請求項２２〜３３のいずれか１項の発光素子。
【請求項３５】
該カソード層は１ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内の厚みを有する、請求項２２〜３４のいずれか１項の発光素子。
【請求項３６】
該発光層は３０ｎｍ〜２５０ｎｍの範囲内の厚みを有する、請求項２２〜３５のいずれか１項の発光素子。
【請求項３７】
電子注入層をさらに備える、請求項２２〜３６のいずれか１項の発光素子。
【請求項３８】
該電子注入層は、アルミニウムキノレート（Ａｌｑ３）、２−（４−ビフェニルイル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）、フェナントロリン、キノキサリン、および１，３，５−トリス［Ｎ−フェニルベンゾイミダゾール−ｚ−イル］ベンゼン（ＴＰＢＩ）から選択される置換されていてもよい化合物を含有する、請求項３７の発光素子。
【請求項３９】
電子輸送層をさらに備える、請求項２２〜３８のいずれか１項の発光素子。
【請求項４０】
該電子輸送層は、トリス（８−ヒドロキシキノレート）アルミニウム（Ａｌｑ３）、２−（４−ビフェニルイル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）、１，３−ビス（Ｎ，Ｎ−ｔ−ブチル−フェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＯＸＤ−７）、３−フェニル−４−（１’−ナフチル）−５−フェニル−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−フェナントロリン（バソキュプロインまたはＢＣＰ）、および１，３，５−トリス［２−Ｎ−フェニルベンゾイミダゾール−ｚ−イル］ベンゼン（ＴＰＢＩ）から選択される置換されていてもよい化合物を含有する、請求項３９の発光素子。
【請求項４１】
正孔阻止層をさらに備える、請求項２２〜４０のいずれか１項の発光素子。
【請求項４２】
該正孔阻止層は、バソキュプロイン（ＢＣＰ）、３，４，５−トリフェニル−１，２，４−トリアゾール、３，５−ビス（４−ｔ−ブチル−フェニル）−４−フェニル−［１，２，４］トリアゾール、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン、および１，１−ビス（４−ビス（４−メチルフェニル）アミノフェニル）シクロヘキサンから選択される置換されていてもよい化合物を含有する、請求項４１の発光素子。
【請求項４３】
励起子阻止層をさらに備える、請求項２２〜４２のいずれか１項の発光素子。
【請求項４４】
該励起子阻止層は、アルミニウムキノレート（Ａｌｑ３）、４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）、およびバソキュプロイン（ＢＣＰ）から選択される置換されていてもよい化合物を含有する、請求項４３の発光素子。
【請求項４５】
正孔輸送層をさらに備える、請求項２２〜４４のいずれか１項の発光素子。
【請求項４６】
該正孔輸送層は、４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ，Ｎ’−（３−トリル）アミノ］−３，３’−ジメチルビフェニル（Ｍ１４）、４，４’，４’−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ，Ｎ’−（３−トリル）アミノ］−３，３’−ジメチルビフェニル（ＨＭＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−１，３，５−トリカルバゾロイルベンゼン（ｔＣＰ）、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）、ポリ（９−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）、３，４，５−トリフェニル−１，２，３−トリアゾール、３，５−ビス（４−ｔ−ブチル−フェニル）−４−フェニル［１，２，４］トリアゾール、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン、１，１−ビス（４−ビス（４−メチルフェニル）アミノフェニル）シクロヘキサン、カルバゾール、ポリチオフェン、ベンジジン、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン、トリフェニルアミン、フェニレンジアミン、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−（ナフチレン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン、オキサジアゾール、ポリアセチレン、およびフタロシアニン金属錯体から選択される置換されていてもよい化合物を含有する、請求項４５の発光素子。
【請求項４７】
正孔注入層をさらに備える、請求項２２〜４６のいずれか１項の発光素子。
【請求項４８】
該正孔注入層は、ポリチオフェン、ポリ（エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）／ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）、ベンジジン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニルベンジジン、ポリ（Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン）、トリフェニルアミン、フェニレンジアミン、Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）−１，４−フェニレンジアミン、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−（ナフチレン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン、オキサジアゾール、３−ビス（５−（４−ジフェニルアミノ）フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）ベンゼン、ポリアセチレン、ポリ（１，２−ビス−ベンジルチオ−アセチレン）、およびフタロシアニン金属錯体から選択される置換されていてもよい化合物を含有する、請求項４７の発光素子。
【請求項４９】
湿式法により該発光層を形成することを備える、請求項２２の発光素子の製造方法。
【請求項５０】
該湿式法は、噴霧、スピンコーティング、ドロップキャスティング、インクジェット印刷、およびスクリーン印刷からなる群から選択される、請求項４９の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）に基づき米国仮特許出願第６０／９８８３９１号（２００７年１１月１５日出願）および米国仮特許出願第６１／１０９８７２号（２００８年１０月３０日出願）（それらの開示内容はこの引用によりそっくり本明細書に記載されたものとする）の優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、発光組成物、および該発光組成物を含有する発光素子に関する。特に本発明は、光を発する発光団で官能化されたナノ粒子を含有する発光組成物および発光素子に関する。
【背景技術】
【０００３】
白色光を放出することができる有機エレクトロルミネッセンス素子は、ディスプレイ、オーバーヘッド照明、および他の軽量、薄型、低電力の照明の用途に背面灯として利用できる可能性があるため望ましい。高い色純度と２０００ｃｄ／ｍ２を超える輝度を有する白色有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）が少なくとも１９９４年から実現されている（非特許文献１、２）。しかし、白色ＯＬＥＤの製作はかなり困難である。というのも、単一の層で白色光を発することができる素子を製作することは一般的にかなり困難なためである。いくつかの効果的でない方法がエレクトロルミネッセンスによって白色光を発生させるのに使用されてきた。そのような方法には、複数の発光層（例えば赤、緑および青）を有する素子を調製すること（非特許文献２）、異なる色の複数の小分子発光体でドープした単一の発光層を用いること（非特許文献１、３、４）、異なる色を発する複数の発光ポリマーの混合物（非特許文献５、６）、半導体ポリマーからのエキシマ（非特許文献７）または「電子異性体（エレクトロマ）」（非特許文献８）の放出、ある界面からのエキシマの放出（非特許文献９）、および金属キレートからの広域発光（非特許文献１０）がある。
【０００４】
これらの方法すべてに顕著な欠点がある。複数の発光層を有する素子を調製することは、一般的に層がより少ない素子の調製よりも困難であり、時間がかかる。界面の欠陥に起因して素子の故障が起こりやすく、またどうみても複数の層の伝導帯エネルギーを合わせることはやっかいである。ポリマー中の小分子の溶解度は制限されやすい。小分子発光体の混合物や発光体のポリマー分散物は、凝集または相分離しやすく、そのためしばしば素子の性能が低下したり色安定性が悪くなったりする。標準的なポリマーをベースとする系は、一般的に精製が困難であり、バッチ間の再現性が低い。またごく一般的な意味を除いて、標準的なポリマーをベースとする系の構造は制御が非常に困難である。また、単一の小分子からの広域スペクトル発光は、一般的に緑色の波長成分が多く、赤色および青色の成分に対する効率がかなり低い。ヒトの目は緑色光に最も感受性であるため、実際の素子では、緑色成分よりも赤色および青色の波長成分がより明るいことが望ましい。分子軌道理論および量子力学理論によれば、単一の小分子材料からこの種の発光は許されない。
【０００５】
最近、燐光色素が、高いルミネッセンス効率を達成する可能性を有するため、ＯＬＥＤの発光源として使用されている。理論上、燐光は、一重項および三重項の状態の両方から発光することにより１００％の量子効率を達成することができる。これに対して蛍光は、一重項状態から発光するのみであるため、２５％の理論効率に制限される（非特許文献１１）。
【０００６】
燐光を発する有機発光ダイオード（ＰＨＯＬＥＤ）を用いて白色光を得る最も一般的な手法の２つは、単一の発光層に赤、緑、および青の発光体を共添加することと（非特許文献１２）、各層が異なる色の発光体を含む多層素子を構築すること（非特許文献１３）である。単一の発光層は容易で費用対効果が高い一方、同一層に複数種のドーパントが存在することにより、エネルギー移動の問題を生じさせ得る。例えば、高エネルギードーパントから低エネルギードーパントへのエネルギー移動はカラーバランスを難しいものにする。種々の発光体を別々の層に分離することは、エネルギー移動の問題を克服するのに役立つが、多層素子は製造がより困難であり、また層の厚みを少しかえるだけでカラーバランスが大きく変化する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
以下の文献を上記で引用したが、それらの内容はこの引用によりそっくり本明細書に記載されたものとする。
【非特許文献１】Ｋｉｄｏ，Ｊ．，Ｈｏｎｇａｗａ，Ｋ．，Ｏｋｕｙａｍａ，Ｋ．＆  Ｎａｇａｉ，Ｋ，Ｗｈｉｔｅ  ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  ｄｅｖｉｃｅｓ  ｕｓｉｎｇ  ｔｈｅ  ｐｏｌｙ（Ｎ−ｖｉｎｙｌｃａｒｂａｚｏｌｅ）  ｅｍｉｔｔｅｒ  ｌａｙｅｒ  ｄｏｐｅｄ  ｗｉｔｈ  ｔｈｒｅｅ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  ｃｈｒｏｍｏｐｈｏｒｅｓ．Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  ６４，８１５（１９９４）
【非特許文献２】Ｋｉｄｏ，Ｊ．，Ｋｉｍｕｒａ，Ｍ．＆  Ｎａｇａｉ，Ｋ．Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ  Ｗｈｉｔｅ  ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  Ｄｅｖｉｃｅ．Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２６７，１３３２−１３３４（１９９５）
【非特許文献３】Ｋｉｄｏ，Ｊ．，Ｉｋｅｄａ，Ｗ．，Ｋｉｍｕｒａ，Ｍ．＆  Ｎａｇａｉ，Ｋ．Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．（ｐａｒｔ  ２）３５，Ｌ３９４（１９９６）
【非特許文献４】Ｔａｓｃｈ，Ｓ．ｅｔ  ａｌ．Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  ７１，２８８３（１９９７）
【非特許文献５】Ｙａｎｇ，Ｙ．＆  Ｐｅｉ，Ｑ．Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  ８１，３２９４（１９９７）
【非特許文献６】Ｇｒａｎｓｔｒｏｍ，Ｍ．＆  Ｉｎｇａｎａｓ，Ｏ．Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  ６８，１４７（１９９６）
【非特許文献７】Ｇａｏ，Ｚ．Ｑ．，Ｌｅｅ，Ｃ．Ｓ．，Ｂｅｌｌｏ，Ｉ．＆  Ｌｅｅ，Ｓ．Ｔ．Ｗｈｉｔｅ  ｌｉｇｈｔ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  ｆｒｏｍ  ａ  ｈｏｌｅ−ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ  ｌａｙｅｒ  ｏｆ  ｍｉｘｅｄ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  Ｍｅｔａｌｓ  １１１−１１２，３９−４２（２０００）
【非特許文献８】Ｌｅｅ，Ｙ．−Ｚ．ｅｔ  ａｌ．Ｗｈｉｔｅ  ｌｉｇｈｔ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  ｆｒｏｍ  ｓｏｌｕｂｌｅ  ｏｘａｄｉａｚｏｌｅ−ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ  ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  ｖｉｎｙｌｅｎｅ  ｅｔｈｅｒ−ｌｉｎｋａｇｅ  ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ．Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  ７９，３０８−３１０（２００１）
【非特許文献９】Ｃｈａｏ，Ｃ．−Ｉ．＆  Ｃｈｅｎ，Ｓ．−Ａ．Ｗｈｉｔｅ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｆｒｏｍ  ｅｘｃｉｐｌｅｘ  ｉｎ  ａ  ｂｉｌａｙｅｒ  ｄｅｖｉｃｅ  ｗｉｔｈ  ｔｗｏ  ｂｌｕｅ  ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｐｏｌｙｍｅｒｓ．Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  ７３，４２６−４２８（１９９８）
【非特許文献１０】Ｈａｍａｄａ，Ｙ．ｅｔ  ａｌ．，Ｗｈｉｔｅ  ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｍａｔｅｒｉａｌ  ｆｏｒ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  ｄｅｖｉｃｅｓ．Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．（ｐａｒｔ  ２）３５，Ｌ１３３９−Ｌ１３４１（１９９６）
【非特許文献１１】Ｂａｌｄｏ，Ｍ．Ａ．；Ｏ’Ｂｒｉｅｎ，Ｄ．Ｆ．；Ｙｏｕ，Ｙ．；Ｓｈｏｕｓｔｉｋｏｖ，Ａ．；Ｓｉｂｌｅｙ，Ｓ．；Ｔｈｏｍｐｓｏｎ，Ｍ．Ｅ．；Ｆｏｒｒｅｓｔ，Ｓ．Ｒ．Ｎａｔｕｒｅ  ３９５，１５１（１９９８）
【非特許文献１２】Ｄ’Ａｎｄｒａｄｅ，Ｂ．Ｗ．；Ｈｏｌｍｅｓ，Ｒ．Ｊ．；Ｆｏｒｒｅｓｔ，Ｒ．Ｓ．Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．１６，６２４（２００４）。
【非特許文献１３】Ｃｈｅｎｇ，Ｇ．；Ｚｈａｎｇ，Ｙ．；Ｚｈｏｕ，Ｙ．；Ｌｉｎ，Ｙ．；Ｒｕａｎ，Ｃ．；Ｌｉｕ，Ｓ．；Ｆｅｉ，Ｔ．；Ｍａ，Ｙ．；Ｃｈｅｎｇ，Ｙ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．８９，０４３５０４（２００６）。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ここに記載される一実施形態は、式（Ｉ）によって表される、発光団で官能化されたナノ粒子に関する。
【化１】
0005481385.tif 000002
式中、コアはナノ粒子コアとすることができ、Ａは燐光を発する発光団とすることができ、Ｂはホストとすることができ、Ｌ１およびＬ２はそれぞれ結合基とすることができ、ｍは０または１とすることができ、ｎは０または１とすることができ、ｐは１〜５０の範囲内の整数とすることができ、ｑは１〜５０の範囲内の整数とすることができ、ｘは０または１〜１００の範囲内の整数とすることができ、ここでｘ≧２の場合、各Ｌ１は同じでも異なっていてもよく、各Ａは同じでも異なっていてもよく、かつ各ｐは同じでも異なっていてもよく、かつｙは１〜１００の範囲内の整数とすることができ、ここでｙ≧２の場合、各Ｌ２は同じでも異なっていてもよく、各Ｂは同じでも異なっていてもよく、かつ各ｑは同じでも異なっていてもよい。ある実施形態において、Ｌ１およびＬ２は、トポロジー（形態）がコアと異なっているか、組成がコアと異なっているか、またはその両方とすることができる。
【０００９】
一実施形態において、燐光を発する発光団は、金属（例えば白金）を含有することができる。ある実施形態において、燐光を発する発光団は、有機金属錯体（例えば白金系有機金属錯体）とすることができる。一実施形態において、白金系有機金属錯体は、以下の構造を有する。
【化２】
0005481385.tif 000003
式中、各Ｒ１は水素またはＣ１〜Ｃ６のアルキル基とすることができ、各Ｒ２は水素または電子求引性基とすることができ、Ｒ３、Ｒ４およびＲ５はそれぞれ独立して水素、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ２０のアルキル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ２０のアルケニル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ２０のアルキニル基、置換されていてもよいＣ５〜Ｃ３０のアリール基、置換されていてもよいＣ５〜Ｃ３０のヘテロアリール基、および結合点から選択することができ、ｃは１〜４の範囲内の整数であり、ｄは１〜４の範囲内の整数であり、ただし、式（Ｉ）においてｍが０のとき、Ｒ１、Ｒ３、Ｒ４、およびＲ５の少なくとも１つは該コアへの結合点であり、または式（Ｉ）においてｍが１のとき、Ｒ１、Ｒ３、Ｒ４、およびＲ５の少なくとも１つはＬ１への結合点である。
【００１０】
結合基は、種々の部分を含むことができる。例えば、ある実施形態において、式（Ｉ）中のＬ１およびＬ２は、それぞれ独立して一価、二価、三価、四価、または五価の部分を含むことができる。ある実施形態において、Ｌ１およびＬ２は、以下からなる群から選択される部分を含むことができる。
【化３】
0005481385.tif 000004
式中、ｚは１〜３０から選択される整数である。一実施形態において、Ｌ１およびＬ２は、以下からなる群から選択することができる三価の部分を含むことができる。
【化４】
0005481385.tif 000005
一実施形態において、Ｌ１およびＬ２は、以下の四価の部分を含むことができる。
【化５】
0005481385.tif 000006
ある実施形態において、Ｌ１およびＬ２は、以下の五価の部分を含むことができる。
【化６】
0005481385.tif 000007
一実施形態において、Ｌ１およびＬ２はそれぞれ以下を含むことができる。
【化７】
0005481385.tif 000008
Ｌ１またはＬ２が１つより多く存在する実施形態において、各Ｌ１および各Ｌ２はそれぞれ独立して上述した部分から選択することができる。
【００１１】
ここに記載するもう１つの実施形態は発光素子に関する。該発光素子は、高仕事関数の金属を含有するアノード層、低仕事関数の金属を含有するカソード層、および該アノード層と該カソード層の間に配置されかつ該アノード層と該カソード層に電気的に接続されている発光層を有することができ、ここで該発光層は、上述したような発光団で官能化されたナノ粒子またはその組成物を含有することができる。一実施形態において、発光団で官能化されたナノ粒子は式（Ｉ）によって表される。一実施形態において、発光団で官能化されたナノ粒子は、有機−無機発光団官能化ナノ粒子である。一実施形態において、有機−無機発光団官能化ナノ粒子は、無機元素（例えばリン（Ｐ）、ケイ素（Ｓｉ）、および／または金属）を含むナノ粒子コアを有する。例えば、一実施形態において、ナノ粒子コアは、シルセスキオキサン類、シクロホスファゼン類、トリアジン類、シクロデキストリン類、カリックスアレーン類、フタロシアニン類、およびシリカ粒子からなる群から選択される部分を有する。
【００１２】
一実施形態において、ここに記載される発光素子の製造方法は、湿式法により発光層を形成することを備える。
【００１３】
これらの実施形態および他の実施形態を以下により詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】シルセスキオキサンナノ粒子コアを有する発光団官能化ナノ粒子を調製するための一般的方法を示す図である。
【００１５】
【図２】シルセスキオキサンナノ粒子コアを有する発光団官能化ナノ粒子を調製するための一般的方法のもう１つの実施形態を示す図である。
【００１６】
【図３】分岐結合基およびシルセスキオキサンナノ粒子コアを有する発光団官能化ナノ粒子を調製するための一般的方法を示す図である。
【００１７】
【図４】白金（ＩＩ）（２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）（２，４−オクト−７−エン−ジオナト−Ｏ，Ｏ）（ＦＰｔ−４）、および白金（ＩＩ）（２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）（３−アリルペンタン−２，４−ジオナト−Ｏ，Ｏ）（ＦＰｔ−６）を調製するための一般的方法を示す図である。
【００１８】
【図５】図５Ａおよび５Ｂは有機発光素子の典型的な構造を示す図である。
【００１９】
【図６】発光素子の断面図である。
【００２０】
【図７】（ＰＯＳＳ）（ＦＰｔ−６）１（カルバゾール−１）７（ＰＯＳＳ６１）および（ＰＯＳＳ）（ＦＰｔ−６）２（カルバゾール−１）６（ＰＯＳＳ６２）の光ルミネッセンススペクトルを示す図である。
【００２１】
【図８】ＰＯＳＳ６１およびＰＯＳＳ６２についてＣＩＥ座標を示す図である。
【００２２】
【図９】１．１当量のＦＰｔ−４（ＰＯＳＳ４１）、２当量のＦＰｔ−４（ＰＯＳＳ４２）、および３当量のＦＰｔ−４（ＰＯＳＳ４３）から生成される発光団／ホスト官能化ナノ粒子の光ルミネッセンススペクトルを示す図である。
【００２３】
【図１０】ＰＯＳＳ４１、ＰＯＳＳ４２、およびＰＯＳＳ４３のＣＩＥ座標を示す図である。
【００２４】
【図１１】カソード層、電子注入層、発光層、正孔注入／平滑化層、およびアノード層を有する発光素子の一般構造を示す図である。
【００２５】
【図１２】ＰＯＳＳ４１および３０％の１，３−ビス（Ｎ，Ｎ−ｔ−ブチル−フェニル）１，３，４−オキサジアゾール（ＯＸＤ−７）を発光層に組み込んだ発光素子（素子Ｐ４１ＸＥ）のエレクトロルミネッセンススペクトルを示す図である。
【００２６】
【図１３】素子Ｐ４１ＸＥについて電流密度および輝度を電圧の関数としてプロットした図である。
【００２７】
【図１４】素子Ｐ４１ＸＥについて外部量子効率および出力効率を電流密度の関数としてプロットした図である。
【００２８】
【図１５】２種類の発光素子Ｐ６１ＸＥおよびＰ６２ＸＥの電流密度および輝度を電圧の関数としてプロットした図である。素子Ｐ６１ＸＥは（ＰＯＳＳ）（ＦＰｔ−６）１（カルバゾール−１）７＋３０％ＯＸＤ−７を発光層に組み込んだものであり、素子Ｐ６２ＸＥは（ＰＯＳＳ）（ＦＰｔ−６）２（カルバゾール−１）６＋３０％ＯＸＤ−７を発光層に組み込んだものである。
【００２９】
【図１６】素子Ｐ６１ＸＥおよびＰ６２ＸＥについて外部量子効率を電流密度の関数としてプロットした図である。
【００３０】
【図１７】素子Ｐ６１ＸＥおよびＰ６２ＸＥのエレクトロルミネッセンススペクトルを示す図である。
【００３１】
【図１８】電子注入層がない発光素子の一般構造を示す図である。
【００３２】
【図１９】図１８に示す構造を有する２種類の発光素子について電流密度および輝度を電圧の関数としてプロットした図である。その１つは（ＰＯＳＳ）（ＦＰｔ−６）１（カルバゾール−１）７＋３０％ＯＸＤ−７を発光層に組み込んだもの（素子Ｐ６１Ｘ）であり、もう１つは（ＰＯＳＳ）（ＦＰｔ−６）１（カルバゾール−１）７を発光層に組み込んだもの（素子Ｐ６１）である。
【００３３】
【図２０】素子Ｐ６１ＸおよびＰ６１について外部量子効率および出力効率を電流密度の関数としてプロットした図である。
【００３４】
【図２１】素子Ｐ６１ＸおよびＰ６１のエレクトロルミネッセンススペクトルを示す図である。
【００３５】
【図２２】素子Ｐ６１ＸＥ（（ＰＯＳＳ）（ＦＰｔ−６）１（カルバゾール−１）７＋３０％ＯＸＤ−７発光層を有するもの）および素子Ｐ１ＸＥ（１２％ＦＰｔ−１＋３０％ＯＸＤ−７＋ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）発光層を有するもの）のエレクトロルミネッセンススペクトルを示す図である。
【００３６】
【図２３】［（ＰＯＳＳ）（カルバゾール）８（３０％）、（ＰＯＳＳ）（ＦＰｔ−６）１（カルバゾール−１）７（５０％）および（ＰＯＳＳ）（ＦＰｔ−６）２（カルバゾール−１）６（２０％）］の混合物＋３０％ＯＸＤ−７を発光層に組み込んだ発光素子（素子Ｐ６０１２ＸＥ）の２つの異なる動作電圧におけるエレクトロルミネッセンススペクトルを示す図である。
【００３７】
【図２４】素子Ｐ６０１２ＸＥについて電流密度および輝度を電圧の関数としてプロットした図である。
【００３８】
【図２５】素子Ｐ６０１２ＸＥについて外部量子効率および出力効率を電流密度の関数としてプロットした図である。
【００３９】
【図２６】（ＰＯＳＳ）（ＦＰｔ−６）１（カルバゾール−１）７＋３０％ＯＸＤ−７（素子Ｐ６１ＸＥ）、ＰＯＳＳ４１＋３０％ＯＸＤ−７（素子Ｐ４１ＸＥ）、または［（ＰＯＳＳ）（カルバゾール）８（３０％）、（ＰＯＳＳ）（ＦＰｔ−６）１（カルバゾール−１）７（５０％）および（ＰＯＳＳ）（ＦＰｔ−６）２（カルバゾール−１）６（２０％）］の混合物＋３０％ＯＸＤ−７（素子Ｐ６０１２ＸＥ）のいずれかを発光層に組み込んだ発光素子の電流密度に対する外部量子効率の曲線を示す図である。
【００４０】
【図２７】４，６−ジカルバゾール−１，３，５−トリアジンをホストとして、ＦＰｔ−４を発光団として有する発光団／ホスト官能化ナノ粒子をニートなフィルム（ＰＯＳＳ４Ｂ）にしたときの光ルミネッセンススペクトルを示す図である。
【００４１】
【図２８】４，６−ジカルバゾール−１，３，５−トリアジンをホストとして、ＦＰｔ−４を発光団として有する発光団／ホスト官能化ナノ粒子を発光層に組み込んだ発光素子（素子Ｐ４ＢＥ）について電流密度および輝度を電圧の関数としてプロットした図である。
【００４２】
【図２９】素子Ｐ４ＢＥについて外部量子効率を電流密度の関数としてプロットした図である。
【００４３】
【図３０】素子Ｐ４ＢＥのエレクトロルミネッセンススペクトルを示す図である。
【００４４】
【図３１】（ＰＯＳＳ）（ＦＰｔ−６）１（Ｓｉ−カルバゾール−１）７、（ＰＯＳＳ）（ＦＰｔ−６）２（Ｓｉ−カルバゾール−１）６、および（ＰＯＳＳ）（ＦＰｔ−６）３（Ｓｉ−カルバゾール−１）５をニートなフィルム（ＰＯＳＳ６Ｂ）にしたときの光ルミネッセンススペクトルを示す図である。
【００４５】
【図３２】ＰＯＳＳ６Ｂを発光層に組み込み、電子注入層をもたない発光素子（素子Ｐ６Ｂ）、ＰＯＳＳ６Ｂ＋３０％ＯＸＤ−７を発光層に組み込み、電子注入層をもたない素子（素子Ｐ６ＢＸ）およびＰＯＳＳ６Ｂ＋３０％ＯＸＤ−７を発光層に組み込みかつ電子注入層を有する素子（素子Ｐ６ＢＸＥ）の電流密度および輝度を電圧の関数としてプロットした図である。
【００４６】
【図３３】素子Ｐ６Ｂ、Ｐ６ＢＸ、およびＰ６ＢＸＥについて外部量子効率および出力効率を電流密度の関数としてプロットした図である。
【００４７】
【図３４】素子Ｐ６Ｂの２つの異なる動作電圧におけるエレクトロルミネッセンススペクトルを示す図である。
【００４８】
【図３５】素子Ｐ６ＢＸの２つの異なる動作電圧におけるエレクトロルミネッセンススペクトルを示す図である。
【００４９】
【図３６】素子Ｐ６ＢＸＥの２つの異なる動作電圧におけるエレクトロルミネッセンススペクトルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
ナノ粒子は、約１００ｎｍ以下の断面寸法（例えば球形の場合、直径）を有する粒子である。デンドリマーはナノ粒子の具体例である。ナノ粒子は、約１００ｎｍ以下の粒子に凝集、堆積、および／または自己会合する能力を有する可溶性または不溶性のポリマー（共重合体、超分岐重合体など）とすることができる。式（ＩＩ）のシルセスキオキサン族はナノ粒子の一例である。
【００５１】
デンドリマーは、小分子とポリマーの両方の有用な特性を示す分岐分子材料である。例えばＦｒeｃｈｅｔ，Ｊ．Ｍ．Ｊ．；Ｈａｗｋｅｒ，Ｃ．Ｊ．Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，２ｎｄ  Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ；Ｐｅｒｇａｍｏｎ：Ｏｘｆｏｒｄ，Ｅｎｇｌａｎｄ，１９９６；ｐｐ１４０−２０６参照。あるデンドリマーは、ほぼ単分散の合成高分子であり、中心コア、高度に分岐する一方で実質的に規則的な繰り返し構成単位、および多数の周辺末端基を有する三次元構造を有するものである。これらの用語のより詳細な説明は、Ｇ．Ｏｄｉａｎ，Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ  ｏｆ  Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ，Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，２ｎｄ  Ｅｄ，１９８１，ｐｐ．１７７−１７９ならびにＷ．Ｒ．Ｓｏｒｅｎｓｏｎ，Ｆ．ＳｗｅｅｎｅｙおよびＴ．Ｗ．Ｃａｍｐｂｅｌｌ，Ｐｒｅｐａｒａｔｉｖｅ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，３ｒｄ  ｅｄ．，２００１，ｐｐ．４４２−４４４に記載されている。それらの内容は共にこの引用によりそっくり本明細書に記載されたものとする。デンドリマーの周辺部にある多数の官能基は、発光団の取り込み（例えば共有結合による）に適することが理想的である。デンドリマーの周辺官能基を発光団の結合に適合するよう修飾することは、“Ｄｅｎｄｒｉｍｅｒｓ  ＩＩＩ：Ｄｅｓｉｇｎ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ”，Ｖoｇｔｌｅ，Ｆ．，Ｖｏｌ．Ｅｄ．Ｔｏｐ．Ｃｕｒｒ．Ｃｈｅｍ．２００１，２１２に記載された一般的な方法によって行うことができる。同様の方法をポリマーナノ粒子の官能化にも用いることができる。
【００５２】
特に断らない限り、ある置換基が「置換されていてもよい」または「置換された」ものとして示される場合、該置換基は、それぞれ独立してアルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロアリシクリル、アラルキル、ヘテロアラルキル、（ヘテロアリシクリル）アルキル、ヒドロキシ、保護されたヒドロキシル、アルコキシ、アリールオキシ、アシル、エステル、メルカプト、アルキルチオ、アリールチオ、シアノ、ハロゲン、カルボニル、チオカルボニル、Ｏ−カルバミル、Ｎ−カルバミル、Ｏ−チオカルバミル、Ｎ−チオカルバミル、Ｃ−アミド、Ｎ−アミド、Ｓ−スルホンアミド、Ｎ−スルホンアミド、Ｃ−カルボキシ、保護されたＣ−カルボキシ、Ｏ−カルボキシ、イソシアナト、チオシアナト、イソチオシアナト、ニトロ、シリル、スルフェニル、スルフィニル、スルホニル、ハロアルキル、ハロアルコキシ、トリハロメタンスルホニル、トリハロメタンスルホンアミド、およびアミノ（一置換アミノ基および二置換アミノ基を含む）、ならびに保護されたそれらの誘導体から選択される１つ以上の基で置換されていてもよい基であることを意味する。
【００５３】
「電子求引性基」は、共鳴または誘起効果のいずれかによって他の部分から自身に電子密度を引き寄せる基である。典型的な電子求引性基には、ハロゲン、アルデヒド、エステル、カルボン酸、アシル、カルボニル、ニトロ、およびシアノがあるが、これらに限定されるものではない。
【００５４】
「コア」は、本開示に従い直接またはリンカーを介して２つ以上の発光団および／またはホストを結合し、それにより複数の発光団および／またはホストを有するナノ粒子を形成する、ナノ粒子の一部である。同じナノ粒子の発光団同士および／またはホスト同士の物理的相互作用を減らしまたはなくすため、そして同じナノ粒子の発光団の発光状態がデカップリング（減結合）されるのを解消するため、十分な大きさをコアは典型的に有するものである。ある実施形態において、コアおよび／またはリンカーは、ナノ粒子における複数の発光団および／またはホストのそれぞれの拡張共役が、他の発光団および／またはホストのものから切り離されるよう、構成される。典型的なコアは、５〜１００の原子を有することができ、約０．１〜約１０ｎｍの範囲の断面寸法を有することができる。例えば、コアは、シルセスキオキサン類、シクロホスファゼン類、トリアジン類、シクロデキストリン類、カリックスアレーン類、フタロシアニン類、またはシリカ粒子とすることができる。ある実施形態において、コアは、１０〜９０の原子、３０〜８０の原子、または４０〜６０の原子を有することができる。ある実施形態において、コアは、約０．２〜約９ｎｍ、約０．５〜約８ｎｍ、約１〜約７ｎｍの範囲の断面寸法を有することができる。
【００５５】
用語「シルセスキオキサン」は、シリコンおよび酸素からなる多環化合物族の一般名である。シルセスキオキサンは、シラセスキオキサンおよび多面体オリゴマーシルセスキオキサン（ＰＯＳＳ）としても知られている。
【００５６】
「発光団」は、電磁放射にさらされると光を発する発色団である。発色団は、電磁放射を吸収できる分子または分子の集合体である。本明細書において、発光団は、発光基と呼んでもよく、また発光基を発光団と呼んでもよい。発色団の「量子収率」は、吸収されるフォトンの数に対する放出されるフォトンの数の比である。
【００５７】
「励起状態」は、分子の電子状態であって、電子があるエネルギー状態になり、それが分子の他のエネルギー状態よりも高くなっている状態をさす。
【００５８】
用語「ホスト」は、エネルギーを励起状態から吸収して１つ以上の発光団にそのエネルギーを移す部分または材料を指す。ここで使用する「ホスト」は発光団ではない。また「ホスト」は、十分に非局在化されたπ電子系を有する単環式または多環式の芳香環系を指す。ホストになることができる材料および部分が、本明細書に列挙されているが、それらに限定されるものではない。ホストは、正孔輸送材料および／または電子輸送材料として機能することができる。本明細書において用語「正孔輸送」および「電子輸送」は、当業者が理解する通常の意味で使用している。例えば、正孔輸送材料は、正孔を輸送する能力を有する材料であり、一方、電子輸送材料は、電子を輸送する能力を有する材料である。
【００５９】
ここで使用する用語「拡張共役」は、ある一群の原子によって電子が原子の軌道を通じて非局在化され得るπ架橋または共役架橋を指す。典型的に、そのような軌道は、二重結合（ｓｐ２）または三重結合（ｓｐ）した炭素原子またはヘテロ原子（例えばアルケン、アルキン、中性または荷電芳香環、および中性または荷電ヘテロ芳香環系に存在する）のｐ−軌道である。
【００６０】
ここで使用する用語「リンカー」または「結合基」は、コアを発光団に、またはコアをホストに結合する化学基を指す。従って、「リンカー」または「結合基」は、コアに対する少なくとも１つの結合と、発色団またはホストに対する少なくとも１つの結合を有する。「リンカー」または「結合基」は、ホストの十分に非局在化されたπ電子系の一部ではない。また、「リンカー」または「結合基」は、燐光を発する発光団のＭＬＣＴに属するものでもない。「リンカー」または「結合基」は、１つのリンカー部分、または同じでもよいし異なっていてもよい数個のリンカー部分を含むことができる。例えば、「リンカー」または「結合基」は、複数のリンカー部分の組み合わせ（例えば、−ＬＡ−ＬＢ−ＬＣ−または−ＬＡ−ＬＢ−、ここでＬＡ、ＬＢおよびＬＣはそれぞれ独立してリンカー部分の群から選択されるものであり、同じまたは異なる結合部分を表すことができる）を含むことができる。典型的な結合基には、アルキル、シリル、シロキサン、およびヘテロ環があるが、これらに限定されるものではない。ある実施形態において、リンカーは、規則的な繰り返し構成単位（例えばデンドリマーの特徴）を有することができる。リンカーは、コアを単一のホストまたは発光団に結合するものであってもよいし、コアを複数のホストまたは発光団に結合するものであってもよい。例えば、リンカーが規則的な繰り返し構成単位を有する場合、リンカーは、２つ以上の発光団またはホストに結合することができ、従ってそれら２つ以上の発光団またはホストをコアに結合することができる。
【００６１】
ここで使用する用語「燐光」は、有機分子の三重項励起状態からの発光を指す。用語「蛍光」は、有機分子の一重項励起状態からの発光を指す。
【００６２】
「エキシマ（励起二量体）」は、励起状態の波動関数が同じ２つの分子に及んでいる二量体である。
【００６３】
金属の「仕事関数」は、該金属の表面から電子を抜き取るのに必要な最小エネルギーの一尺度である。
【００６４】
「高仕事関数の金属」は、正孔を容易に注入する典型的に４．５以上の仕事関数を有する金属または合金である。
【００６５】
「低仕事関数の金属」は、電子を容易に失う典型的に４．３未満の仕事関数を有する金属または合金である。
【００６６】
ここで「湿式法」は、当業者が理解する通常の意味で使用され、水溶液または有機溶液中に存在する材料が層に含まれるよう層を設ける工程を含むものである。湿式法の具体例には、噴霧、スピンコーティング、ドロップキャスティング、インクジェット印刷、およびスクリーン印刷があるが、これらに限定されるものではない。
【００６７】
白色光を発する材料は白色発光性である。白色光は、近似ＣＩＥ色座標（Ｘ＝１／３，Ｙ＝１／３）を有する光である。ＣＩＥ色座標（Ｘ＝１／３，Ｙ＝１／３）は無色点として定義される。ｘおよびｙ色座標は、色に合わせてＣＩＥ原色に付与される重みである。これらの用語のより詳細な説明は、ＣＩＥ  １９７１，Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ  ｏｎ  Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ，Ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：Ｏｆｆｉｃｉａｌ  Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ  ｏｎ  Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ，Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ  ＣＩＥ  Ｎｏ．１５（Ｅ−１．３．１）１９７１，Ｂｕｒｅａｕ  Ｃｅｎｔｒａｌ  ｄｅ  ｌａ  ＣＩＥ，Ｐａｒｉｓ，１９７１、およびＦ．Ｗ．Ｂｉｌｌｍｅｙｅｒ，Ｊｒ．，Ｍ．Ｓａｌｔｚｍａｎ，Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ  ｏｆ  Ｃｏｌｏｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２ｎｄ  ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，１９８１（それらの内容はこの引用により本明細書にそっくり記載されたものとする）に見出すことができる。演色評価数（ＣＲＩ）は、種々の色をもたらす能力を指し、０〜１００の範囲内の値（１００が最良）を有するものである。
【００６８】
一実施形態により提供される発光団官能化ナノ粒子は、ナノ粒子コアと、該ナノ粒子コアに共有結合された少なくとも１つの発光団および少なくとも１つのホストを有する。ある実施形態において、発光団は、燐光発光体である発光団とすることができる。燐光発光体は、金属系錯体（例えば有機金属錯体）とすることができる。一実施形態において、金属は白金とすることができる。一実施形態において、発光団官能化ナノ粒子は、式（Ｉ）によって表される。
【化８】
0005481385.tif 000009
式中、コアはナノ粒子コアとすることができ、Ａは燐光を発する発光団とすることができ、Ｂはホストとすることができ、Ｌ１およびＬ２はそれぞれ結合基とすることができ、ｍは０または１とすることができ、ｎは０または１とすることができ、ｐは１〜５０の範囲内の整数とすることができ、ｑは１〜５０の範囲内の整数とすることができ、ｘは０または１〜１００の範囲内の整数とすることができ、ここでｘ≧２の場合、各Ｌ１は同じでも異なっていてもよく、各Ａは同じでも異なっていてもよく、かつ各ｐは同じでも異なっていてもよく、かつｙは１〜１００の範囲内の整数とすることができ、ここでｙ≧２の場合、各Ｌ２は同じでも異なっていてもよく、各Ｂは同じでも異なっていてもよく、かつ各ｑは同じでも異なっていてもよい。ある実施形態において、Ｌ１およびＬ２は、トポロジー（形態）がコアと異なっているか、組成がコアと異なっているか、またはその両方とすることができる。ある実施形態において、ｘとｙの合計は、コア上の可能な結合部位の総数を表す。
【００６９】
ある実施形態において、発光団官能化ナノ粒子は、式（Ｉａ）によって表される。式（Ｉａ）は、式（Ｉ）についてｍおよびｎがともに０であるものである。
【化９】
0005481385.tif 000010
式中、コアはナノ粒子コアとすることができ、Ａは燐光を発する発光団であり、Ｂはホストであり、ｘおよびｙは、ｘとｙの合計がコア上の可能な結合部位の総数となるように、１〜１００の範囲の整数から選択される。
【００７０】
ある実施形態において、式（Ｉ）または（Ｉａ）のいずれかにおけるコアは、シルセスキオキサンナノ粒子コアとすることができ、Ａは燐光を発する発光団であり、Ｂはホストであり、かつｘとｙの合計は８である。ある実施形態において、ｘは１、２、３、４、５、６、または７とすることができ、ｙは１、２、３、４、５、６、または７とすることができる。例えば、ｘが１、２、３、４、５、６、または７であるとき、ｙは７、６、５、４、３、２、または１である。
【００７１】
発光団官能化ナノ粒子は、種々の方法により（例えば、１つ以上の発光団および１つ以上のホストをナノ粒子コアに結合させることにより）調製することができる。発光団およびホストの両方を有するナノ粒子を製造するための好ましい方法を図１に示す。シルセスキオキサンナノ粒子コアへの発光団の共有結合は、ＷＯ０２／０５９７１（その内容はこの引用により本明細書に記載されたものとする）に記載されるような、種々の基をシルセスキオキサンに結合する一般的な手法で行うことが好ましい。ナノ粒子コアは、式（ＩＩ）に示されるようなシルセスキオキサンであることが好ましく、式（ＩＩＩ）に示されるような１，３，５，７，９，１１，１３，１５−オクタキス（ジメチルシリルオキシ）ペンタシクロ−［９．５．１．１３，９．１５，１５．１７，１３］オクタシロキサンであることがより好ましい。
【化１０】
0005481385.tif 000011
【００７２】
１種以上の発光団および１種以上のホストをナノ粒子コアに種々の比で結合させることによって、種々の色を発する発光ナノ粒子を作ることができる。同じＰＯＳＳコアに１種より多い発光団部分を結合させることができ、また、同じＰＯＳＳコアに１種より多いホスト部分を結合させることができる。１種または複数種の発光団は、燐光を発する発光団とすることができる。ナノ粒子コアに結合させるホストおよび発光団の数は、様々である。例えば、各ナノ粒子コアは、１つ、２つ、３つ、またはそれ以上の発光団を有することができ、また１つ、２つ、３つ、またはそれ以上のホストをコアに結合させることができる。一実施形態により提供される１種より多い発光団部分を有するナノ粒子の製造方法を図２に示す。
【００７３】
発光団をナノ粒子コアに結合させるためいつくかの方法を用いることができる。例えば、発光団、例えば第一級アルケンまたは他の官能基を有する燐光を発する発光団を、ナノ粒子コアに結合させることができる。発光団を結合させる方法の１つは以下のとおりである。第一級アルケン基を有する発光団を、白金触媒（例えばヘキサクロロ白金酸またはＰｔ（ｄｖｓ）（白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体）を用いるヒドロシリル化によりシルセスキオキサン類に結合させる。ある実施形態において、シルセスキオキサン出発材料は、モル過剰に存在し、好ましくは１．１倍モル過剰より多く、より好ましくは１．５倍モル過剰より多く、最も好ましくは２．０倍モル過剰より多く存在する。得られる生成物は、最高７つの未反応の官能基（例えばＳｉ−Ｈ）と、少なくとも１つの共有結合した発光団とを有するシルセスキオキサン化合物である。その後、発光団で官能化されたシルセスキオキサンは、当業者に知られた方法により、未反応のシルセスキオキサン出発材料から分離される。
【００７４】
同様に、種々の方法を用いてホストをナノ粒子コアに結合させることができる。例えば、第一級アルケンまたは他の官能基を有するホストを、ナノ粒子コアにランダムに結合させることができる。１つの方法において、未反応の官能基を有する発光団官能化ナノ粒子は、白金触媒（例えばＰｔ（ｄｖｓ））の存在下で第一級アルケンを有する過剰量のホストと反応させることができる。ナノ粒子コア上のそれまで未反応であった官能基がホスト基によって取って代わられた生成物は、その後、当業者に知られた方法により精製される。一方、ホストを最初にナノ粒子コアに結合させ、その後、ナノ粒子上の未反応の官能基に発光団を結合させてもよい。ここに記載した発光団官能化ナノ粒子の１つの利点は、フラッシュクロマトグラフィーのような通常の方法によってそれが容易に精製分離できるということである。
【００７５】
ある実施形態において、１つ以上の発光団またはホストを、結合基（一価でも多価でもよく、線状でも分岐状でもよい）を介して、例えば図３に示すように、ナノ粒子コアに結合させることができる。ある実施形態において、結合基は、−ＬＡ−ＬＢ−ＬＣ−、−ＬＡ−ＬＢ−、および−ＬＡ−（ここでＬＡ、ＬＢおよびＬＣは、リンカー部分であり、それぞれ独立して以下の群から選択することができる）で表されるリンカー部分の組み合わせから選択することができる。
【化１１】
0005481385.tif 000012
式中、ｚは１〜３０から選択される整数である。ある実施形態において、ＬＡ、ＬＢ、およびＬＣは、同じまたは異なる部分を表すことができる。ある実施形態において、ｚは１〜２０、１〜１０または１〜６から選択される整数とすることができる。
【００７６】
例えば、ある実施形態において、式（Ｉ）中のＬ１およびＬ２は、それぞれ独立して一価、二価、三価、四価、または五価の部分を含むことができる。これに関し、価数は、特定のリンカー部分に結合する発光団またはさらなるリンカー部分の数を指す。一実施形態において、結合基は、以下からなる群から選択される一価または二価の部分を含むことができる。
【化１２】
0005481385.tif 000013
式中、ｚは１〜３０から選択される整数である。これらの基は、記号
【化１３】
0005481385.tif 000014
で描かれるように、一価または二価のいずれかである。この記号は、発光団への結合点、または１つ以上の発光団に結合する他のリンカー部分への結合点を示している。通常の化学結合の記号「−」は、リンカー部分とナノ粒子コアとの化学結合、あるいは、リンカー部分と他のリンカー部分（結果としてナノ粒子に結合する）との化学結合を示している。
【００７７】
一実施形態において、結合基は、以下からなる群から選択される三価の部分を含むことができる。
【化１４】
0005481385.tif 000015
【００７８】
一実施形態において、結合基は、以下のような四価の部分を含むことができる。
【化１５】
0005481385.tif 000016
【００７９】
一実施形態において、結合基は、例えば以下のような五価の部分を含むことができる。
【化１６】
0005481385.tif 000017
【００８０】
特定の実施形態において、Ｌ１およびＬ２は、それぞれ以下のリンカー部分を含むことができる。
【化１７】
0005481385.tif 000018
【化１８】
0005481385.tif 000019
そのような結合基を有する発光ナノ粒子の一例は、実施例１１に記載されている。
【００８１】
ある実施形態において、結合単位の１つ以上は、それが結合するナノ粒子コアと異なるものである（例えば、コアとトポロジー（形態）が異なるか、コアと組成が異なるか、またはその両方である）。例えば、一実施形態において、式（Ｉ）中のＬ１およびＬ２は、ナノ粒子コアとトポロジー（形態）が異なっているか、組成が異なっているか、またはその両方である。ここで、用語「トポロジー（形態）が異なる」および「組成が異なる」は、結合単位とそれに結合するナノ粒子コアとの間でトポロジーおよび組成がそれぞれ異なることを指す。例えば、あるデンドリマーは、連続的な玉ねぎの皮状の層またはジェネレーション（生成物）を含み、それらは、実質的に互いに同じ程度で分岐し、従って互いにトポロジー（形態）の区別がつかない。同様にあるデンドリマーは、連続的な玉ねぎの皮状の層またはジェネレーション（生成物）を含有し、それらは、実質的に互いに同じ化学組成を有しており、従って、互いに組成の区別がつかない。
【００８２】
ある実施形態において、燐光を発する発光団は、金属（例えば白金）を含み得る。ある実施形態において、燐光を発する発光団は、有機金属錯体（例えば白金系有機金属錯体）とすることができる。一実施形態において、白金系有機金属錯体は以下の構造を有する。
【化１９】
0005481385.tif 000020
式中、各Ｒ１は水素、Ｃ１〜Ｃ６のアルキル基、または結合基もしくはコアへの結合点となる単結合とすることができ、各Ｒ２は水素または電子求引性基とすることができ、各Ｒ３、Ｒ４およびＲ５はそれぞれ独立して水素、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ２０のアルキル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ２０のアルケニル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ２０のアルキニル基、置換されていてもよいＣ５〜Ｃ３０のアリール基、置換されていてもよいＣ５〜Ｃ３０のヘテロアリール基、および結合基もしくはコアへの結合点となる単結合からなる群から選択することができ、ｃは１〜４の範囲内の整数であり、ｄは１〜４の範囲内の整数である。式（Ｉ）においてｍが０のとき、Ｒ１、Ｒ３、Ｒ４、およびＲ５の少なくとも１つはコアへの結合点となり、あるいは、式（Ｉ）においてｍが１のとき、Ｒ１、Ｒ３、Ｒ４、およびＲ５の少なくとも１つはＬ１への結合点となる。
【００８３】
適当な燐光発光体（すなわち発光団）には、以下のものがあるが、これらに限定されるものではない。
【化２０】
0005481385.tif 000021
式中、＊はＬ１またはコアへの結合点を示す。
【００８４】
ある実施形態において、ホストの分子量（ＭＷ）は１０００ｇ／モル未満（＜１０００ｇ／モル）とすることができる。ホストとなり得る典型的な基には、芳香族置換アミン類、カルバゾール類、３，６−二置換カルバゾール類、芳香族置換ホスフィン類、チオフェン類、オキサジアゾール類、例えば２−（４−ビフェニルイル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）および／または１，３−ビス（Ｎ，Ｎ−ｔ−ブチル−フェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＯＸＤ−７）、トリアゾール類、例えば３−フェニル−４−（１’−ナフチル）−５−フェニル−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）、３，４，５−トリフェニル−１，２，３−トリアゾール、および／または３，５−ビス（４−ｔ−ブチル−フェニル）−４−フェニル［１，２，４］トリアゾール、芳香族フェナントロリン類、例えば２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−フェナントロリン（バソキュプロインまたはＢＣＰ）および／または２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン、ベンゾオキサゾール類、ベンゾチアゾール類、キノリン類、例えばトリス（８−ヒドロキシキノレート）アルミニウム（Ａｌｑ３）、ピリジン類、ジシアノイミダゾール類、シアノ置換芳香族化合物、１，３，５−トリス（２−Ｎ−フェニルベンゾイミダゾリル）ベンゼン（ＴＰＢＩ）、４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ，Ｎ’−（３−トリル）アミノ］−３，３’−ジメチルビフェニル（Ｍ１４）、４，４’−ビス［Ｎ，Ｎ’−（３−トリル）アミノ］−３，３’−ジメチルビフェニル（ＨＭＴＰＤ）、１，１−ビス（４−ビス（４−メチルフェニル）アミノフェニル）シクロヘキサン、カルバゾール類、例えば４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）、ポリ（９−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）、および／またはＮ，Ｎ’，Ｎ’’−１，３，５−トリカルバゾロイルベンゼン（ｔＣＰ）、ポリチオフェン類、ベンジジン類、例えばＮ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン、トリフェニルアミン類、例えば４，４’，４’’−トリス（Ｎ−（ナフチレン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミンおよび／または４，４’，４’’−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）、フェニレンジアミン類、ポリアセチレン類、およびフタロシアニン金属錯体から選択される置換されていてもよい成分がある。さらに、適当なホストは当業者に知られており、例えば米国特許第５７０７７４５号（その内容はこの引用により本明細書にそっくり記載されたものとする）に記載されたものがある。
【００８５】
ある実施形態において、ホストは以下のものから選択することができる。
【化２１】
0005481385.tif 000022
【化２２】
0005481385.tif 000023
【化２３】
0005481385.tif 000024
式中、Ｒ１はＨまたはアルキル基であり、かつ＊は結合基またはコアへの結合部位を示す。ある実施形態において、Ｒ１はＨまたはＣ１〜Ｃ１０のアルキル基であり、アルキル基は直鎖または分岐鎖とすることができる。ある実施形態において、Ｒ１はＨまたはＣ１〜Ｃ６のアルキル基であり、アルキル基は直鎖または分岐鎖とすることができる。
【００８６】
ある実施形態において、ホストは以下のものから選択することができる。
【化２４】
0005481385.tif 000025
【化２５】
0005481385.tif 000026
式中、Ｒ１はＨまたはＣ１〜Ｃ６のアルキル基であり、アルキル基は直鎖または分岐鎖とすることができ、かつ＊は結合基またはコアへの結合部位を示す。
【００８７】
ある実施形態において、ホストは以下のものからなる群から選択することができる。
【化２６】
0005481385.tif 000027
式中、＊は結合基またはコアへの結合部位を示す。
【００８８】
ある実施形態において、ホストの分子量（ＭＷ）は１０００ｇ／モル未満（＜１０００ｇ／モル）とすることができる。ホストとなり得る典型的な基には、芳香族置換アミン類、カルバゾール類、３，６−二置換カルバゾール類、芳香族置換ホスフィン類、チオフェン類、オキサジアゾール類、例えば２−（４−ビフェニルイル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）および／または１，３−ビス（Ｎ，Ｎ−ｔ−ブチル−フェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＯＸＤ−７）、トリアゾール類、例えば３−フェニル−４−（１’−ナフチル）−５−フェニル−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）、３，４，５−トリフェニル−１，２，３−トリアゾール、および／または３，５−ビス（４−ｔ−ブチル−フェニル）−４−フェニル［１，２，４］トリアゾール、芳香族フェナントロリン類、例えば２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−フェナントロリン（バソキュプロインまたはＢＣＰ）および／または２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン、ベンゾオキサゾール類、ベンゾチアゾール類、キノリン類、例えばトリス（８−ヒドロキシキノレート）アルミニウム（Ａｌｑ３）、ピリジン類、ジシアノイミダゾール類、シアノ置換芳香族化合物、１，３，５−トリス（２−Ｎ−フェニルベンゾイミダゾリル）ベンゼン（ＴＰＢＩ）、４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ，Ｎ’−（３−トリル）アミノ］−３，３’−ジメチルビフェニル（Ｍ１４）、４，４’−ビス［Ｎ，Ｎ’−（３−トリル）アミノ］−３，３’−ジメチルビフェニル（ＨＭＴＰＤ）、１，１−ビス（４−ビス（４−メチルフェニル）アミノフェニル）シクロヘキサン、カルバゾール類、例えば４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）、ポリ（９−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）、および／またはＮ，Ｎ’，Ｎ’’−１，３，５−トリカルバゾロイルベンゼン（ｔＣＰ）、ポリチオフェン類、ベンジジン類、例えばＮ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン、トリフェニルアミン類、例えば４，４’，４’’−トリス（Ｎ−（ナフチレン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミンおよび／または４，４’，４’’−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）、フェニレンジアミン類、ポリアセチレン類、およびフタロシアニン金属錯体から選択される置換されていてもよい成分がある。さらに、適当なホストは当業者に知られており、例えば米国特許第５７０７７４５号（その内容はこの引用により本明細書にそっくり記載されたものとする）に記載されたものがある。
【００８９】
当業者に明らかなとおり、可能なホストとしての上記の群は、正孔輸送材料または電子輸送材料として機能することができ、あるいは、両極性材料（正孔輸送部位と電子輸送部位の両方を含む）またはそれらの混合物として機能することができる。典型的な正孔輸送材料には、カルバゾール、４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ，Ｎ’−（３−トリル）アミノ］−３，３’−ジメチルビフェニル（Ｍ１４）、４，４’，４’−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ，Ｎ’−（３−トリル）アミノ］−３，３’−ジメチルビフェニル（ＨＭＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−１，３，５−トリカルバゾロイルベンゼン（ｔＣＰ）、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）、ポリ（９−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）、３，４，５−トリフェニル−１，２，３−トリアゾール、３，５−ビス（４−ｔ−ブチル−フェニル）−４−フェニル［１，２，４］トリアゾール、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン、１，１−ビス（４−ビス（４−メチルフェニル）アミノフェニル）シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−（ナフチレン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン、および銅フタロシアニンがある。電子輸送材料の具体例にはトリス（８−ヒドロキシキノレート）アルミニウム（Ａｌｑ３）、２−（４−ビフェニルイル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）、１，３−ビス（Ｎ，Ｎ−ｔ−ブチル−フェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＯＸＤ−７）、３−フェニル−４−（１’−ナフチル）−５−フェニル−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−フェナントロリン（バソキュプロインまたはＢＣＰ）、および１，３，５−トリス［２−Ｎ−フェニルベンゾイミダゾール−ｚ−イル］ベンゼン（ＴＰＢＩ）がある。
【００９０】
広範囲の種類の発光団およびホスト基が市販されている。発光団およびホスト基は、ナノ粒子コア上の官能基（例えばシラン）と反応することが可能な官能基（例えば第一級アルケン基）を含むように修飾（そのような修飾が必要ならば）してもよい。また他のナノ粒子を利用するため、上記方法を変更修飾してもよい。
【００９１】
発光団で官能化されるナノ粒子は、発光団およびホストの種類に応じて、また発光団に対するホストの相対比に応じて、種々の色を発するよう構成することができる。ホストに対する発光団の相対比は、得られる発光団官能化ナノ粒子の混合物が必要な色（例えば白色光）を発するよう、選択することが好ましい。さらに、発光団およびホスト基の種類、ならびに発光団に対するホスト基の相対比は、１種または複数種のホストから１種または複数種の発光団に高レベルのエネルギーが移動するよう、かつ／またはエネルギーが１種または複数種のホストから（エキシマおよび単量体の両方から）１種または複数種の発光団に移動するとき光が放出されるよう、選択される。他の一実施形態において、発光団およびホストの種類は、白色光を放出するよう選択される。白色光は、発光団および／もしくはホストを適当に選択しかつ／または発光団に対するホストの相対比を適当に選択することによって、得ることができる。他の一実施形態において、選択される発光団は、無彩色点を実質的に通る線上にＣＩＥ（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ  ｄｅ  Ｌ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ）色座標を有する。例えば、ホスト／発光団で官能化されたナノ粒子（例えばＦＰｔ−６／カルバゾールで官能化されたナノ粒子）は、白色光を発生させるため用いることができる。ある実施形態において、発光団の種類およびホストに対する発光団の相対比は、約６０〜約１００の範囲内のＣＲＩ値が得られるよう、選択することができる。一実施形態において、発光団の種類およびホストに対する発光団の相対比は、約８０〜約１００の範囲内のＣＲＩ値が得られるよう、選択することができる。ある実施形態において、発光団の種類およびホスト基に対する発光団の相対比は、７０より大きなＣＲＩ値が得られるよう、選択することができる。白色発光ナノ粒子は、当業者に知られている条件（例えば、紫外光の照射、好ましくは約２５０ｎｍ〜約４２０ｎｍの波長を有する光の照射）下で、白色光を発するよう構成することができる。
【００９２】
ある実施形態において、ナノ粒子コアは、式（ＩＩ）によって表されるシルセスキオキサンコアを有する単一のシルセスキオキサンとすることができる。式（ＩＩ）に示されるシルセスキオキサンコアは比較的剛直な立方体構造を有し、そして発光団は、Ｒで表される１つ以上の部位において、シルセスキオキサンの頂点に結合させることができる。他の実施形態において、ナノ粒子コアは式（ＩＩＩ）によって表すことができる。発光団は、Ｒ’で表される１つ以上の位置に結合させることができる。ある実施形態において、１つ以上のホスト部分を、コアのＲまたはＲ’の位置にさらに結合させて、ホスト／発光団で官能化されたナノ粒子を形成することができる。本発明はいかなる動作理論にも縛られるものではないが、ナノ粒子コアは、発光団同士の発光状態を分離するように作用するとともに、発光団同士の物理的相互作用を抑制するよう作用すると考えられる。さらに、発光団をナノ粒子のマトリックスまたはコアに埋め込むよりもむしろ、ナノ粒子コアの外表面に発光団を組み込むことによって、発光団同士の相互作用が実質的に減らされ、従って凝集が防止されると考えられる。結果として、ここに記載される発光団官能化ナノ粒子による白色光の放出は向上する。さらに、シルセスキオキサンコアは、ここに記載される発光組成物にいくらかの熱安定性を付与すると考えられる。シルセスキオキサンコアを有する典型的なホスト／発光団官能化ナノ粒子を以下に示す。
【化２７】
0005481385.tif 000028
式中、Ａは発光団であり、Ｂはホストである。
【００９３】
一実施形態により、ホストで官能化されたナノ粒子とホスト／発光団で官能化されたナノ粒子の混合物を含む発光組成物が提供される。例えば、発光組成物は、式（Ｉ）の第１の化合物（ここでコアは１，３，５，７，９，１１，１３，１５−オクタキス（ジメチルシリルオキシ）ペンタシクロ−［９．５．１．１３，９．１５，１５．１７，１３］オクタシロキサン（式中、ｍ＝０、ｎ＝０、ｐ＝１、ｑ＝１、ｘ＝１、かつｙ＝７）である）のある量と、式（Ｉ）の第２の化合物（ここでコアは１，３，５，７，９，１１，１３，１５−オクタキス（ジメチルシリルオキシ）ペンタシクロ−［９．５．１．１３，９．１５，１５．１７，１３］オクタシロキサン（式中、ｍ＝０、ｎ＝０、ｐ＝１、ｑ＝１、ｘ＝２、かつｙ＝６）である）のある量と、以下の構造を有する第３の化合物のある量との混合物を含むことができる。
【化２８】
0005481385.tif 000029
式中、コアは１，３，５，７，９，１１，１３，１５−オクタキス（ジメチルシリルオキシ）ペンタシクロ−［９．５．１．１３，９．１５，１５．１７，１３］オクタシロキサンであり、かつＢは上記式（Ｉ）で定義したとおりである。また第１の化合物は、式（ＩＶ）によって表されるホスト／発光団官能化ナノ粒子であり、さらに第２の化合物は、式（Ｖ）によって表されるホスト／発光団官能化ナノ粒子であり、また第３の化合物は、以下の式（ＶＩ）によって表されるホスト官能化ナノ粒子である。
【化２９】
0005481385.tif 000030
【化３０】
0005481385.tif 000031
【００９４】
式（ＩＶ）、（Ｖ）および（ＶＩ）において、「ホスト」および「発光団」は、上記Ａ（すなわち発光団）およびＢ（すなわちホスト）について列挙されたものからそれぞれ独立して選ばれる発光団およびホストを表す。一実施形態において、発光組成物は、約４０モル／モル％〜約６０モル／モル％の範囲内の量の式（Ｉ）の第１の化合物、約１０モル／モル％〜約３０モル／モル％の範囲内の量の式（Ｉ）の第２の化合物、および約１０モル／モル％〜約５０モル／モル％の範囲内の量の式（ＶＩ）の第３の化合物を含有する混合物とすることができる。
【００９５】
一実施形態において、発光組成物は、コアが１，３，５，７，９，１１，１３，１５−オクタキス（ジメチルシリルオキシ）ペンタシクロ−［９．５．１．１３，９．１５，１５．１７，１３］オクタシロキサンであり、ｍ＝０、ｎ＝０、ｐ＝１、ｑ＝１、ｘ＝１、かつｙ＝７である式（Ｉ）の化合物から実質的になるものとすることができる。そのような化合物は式（ＩＶ）によって表すことができる。
【００９６】
一実施形態において、発光組成物は、コアが１，３，５，７，９，１１，１３，１５−オクタキス（ジメチルシリルオキシ）ペンタシクロ−［９．５．１．１３，９．１５，１５．１７，１３］オクタシロキサンであり、ｍ＝０、ｎ＝０、ｐ＝１、ｑ＝１、ｘ＝２、かつｙ＝６である式（Ｉ）の化合物から実質的になるものとすることができる。そのような化合物は式（Ｖ）によって表すことができる。
【００９７】
ある実施形態において、ここに記載される発光団で官能化されたナノ粒子は、種々の態様で発光素子に組み込むことができる。例えば、一実施形態により提供される発光素子は、高仕事関数の金属を含有するアノード層、低仕事関数の金属を含有するカソード層、および該アノード層と該カソード層の間に配置されかつ該アノード層と該カソード層に電気的に接続されている発光層を有する。
【００９８】
ある実施形態において、発光層は、ここに記載されるような発光団官能化ナノ粒子またはその組成物を含有する。例えば、ある実施形態において、発光層は、１種以上の発光団官能化ナノ粒子（例えば燐光を発する発光団官能化ナノ粒子）を含有する。一実施形態において、発光団官能化ナノ粒子は式（Ｉ）によって表される。一実施形態において、発光団官能化ナノ粒子は、有機−無機発光団官能化ナノ粒子である。一実施形態において、有機−無機発光団官能化ナノ粒子は、無機元素、例えばリン（Ｐ）、ケイ素（Ｓｉ）、および／または金属を含むナノ粒子コアを有する。例えば、一実施形態において、ナノ粒子コアは、シルセスキオキサン類、シクロホスファゼン類、トリアジン類、シクロデキストリン類、カリックスアレーン類、フタロシアニン類、およびシリカ粒子からなる群から選択される部分を有する。ある実施形態において、発光層は、複数種のホスト／発光団官能化ナノ粒子の混合物を含有する。
【００９９】
発光組成物中の発光団官能化ナノ粒子の量は種々のものとすることができる。ある実施形態において、発光組成物層中の発光団官能化ナノ粒子の量は、発光層の総重量に対して、約１％〜約１００％の範囲内とすることができる。一実施形態において、発光層中の発光団官能化ナノ粒子の量は、発光層の総重量に対して、約３０％〜約７０％の範囲内とすることができる。ある実施形態において、発光層中の発光団官能化ナノ粒子の量は、発光層の総重量に対して、約１％〜約１０％の範囲内とすることができる。ある実施形態において、発光層は、約３０ｎｍ〜約２５０ｎｍの範囲内の厚みを有することができる。
【０１００】
ある実施形態において、１種以上のさらなる化合物を発光層に添加してもよい。１種または複数種のさらなる化合物は、電子輸送成分、正孔輸送成分、電子注入成分、および正孔注入成分（例えば本明細書に記載されるようなもの）からなる群から選択することができる。一実施形態において、さらなる化合物の１つは、電子輸送化合物（例えば本明細書に記載されるようなもの）とすることができる。適当な電子輸送材料の一例はＯＸＤ−７である。一実施形態において、さらなる化合物の１つは、正孔輸送化合物（本明細書に記載されるものを含む）とすることができる。さらなる化合物は、当業者に知られた方法を用いて発光層に組み込むことができる。１つの方法は、溶媒中で本明細書に記載される発光団官能化ナノ粒子とさらなる化合物を混合し、そして湿式法により発光層を形成する方法である。
【０１０１】
アノード層は、通常の材料（例えば金属、混合金属、合金、金属酸化物、もしくは混合金属酸化物、または導電性ポリマー）を含有することができる。適当な金属の具体例には、第１族の金属、第４、５、６族の金属、および第８〜１０族の遷移金属がある。アノード層を光透過性にすべき場合、第１２、１３および１４族の金属またはその合金の混合金属酸化物、例えばＡｕ、Ｐｔ、および酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を用いることができる。アノード層は、ポリアニリンのような有機材料を含有するものであってもよい（例えば、“Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅｓ  ｍａｄｅ  ｆｒｏｍ  ｓｏｌｕｂｌｅ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ  ｐｏｌｙｍｅｒ，”Ｎａｔｕｒｅ，ｖｏｌ．３５７，ｐｐ．４７７−４７９（１１  Ｊｕｎｅ  １９９２）に記載）。適当な高仕事関数金属の具体例には、Ａｕ、Ｐｔ、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、またはそれらの合金があるが、これらに限定されるものではない。一実施形態において、アノード層は約１ｎｍ〜約１０００ｎｍの範囲内の厚みを有することができる。
【０１０２】
カソード層は、アノード層よりも低い仕事関数を有する材料を含有することができる。カソード層に適する材料の具体例には、第１族のアルカリ金属、第２族の金属、第１２族の金属（希土類元素を含む）、ランタニド類およびアクチニド類、アルミニウム、インジウム、カルシウム、バリウム、サマリウム、およびマグネシウム等の材料、ならびにそれらの組み合わせから選択されるものがある。動作電圧を下げるため、Ｌｉ含有有機金属化合物、ＬｉＦ、およびＬｉ２Ｏを有機層とカソード層との間に配置してもよい。適当な低仕事関数の金属には、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｍｇ／Ａｇ、ＬｉＦ／Ａｌ、ＣｓＦ、ＣｓＦ／Ａｌ、またはそれらの合金があるが、これらに限定されるものではない。一実施形態において、カソード層は約１ｎｍ〜約１０００ｎｍの範囲内の厚みを有することができる。
【０１０３】
必要であれば、さらなる層を発光素子に含めることができる。含めることができるさらなる層には、電子注入層（ＥＩＬ）、電子輸送層（ＥＴＬ）、正孔阻止層（ＨＢＬ）、励起子阻止層（ＥＢＬ）、正孔輸送層（ＨＴＬ）、および／または正孔注入層（ＨＩＬ）がある。
【０１０４】
ある実施形態において、発光素子は、例えばカソード層と発光層との間に電子注入層（ＥＩＬ）を有することができる。電子注入層に含有させることができる１つまたは複数の材料の最低空軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギー準位は、それが発光層から電子を受容しないよう十分高いものであることが好ましい。電子注入層に含有させることができる１つまたは複数の材料のＬＵＭＯとカソード層の仕事関数とのエネルギー差は、カソードからの効率的な電子注入を可能にするため十分に小さいことが好ましい。相当数の適当な電子注入材料が当業者に知られている。電子注入層に含有させることができる適当な材料の具体例には、アルミニウムキノレート（Ａｌｑ３）、２−（４−ビフェニルイル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）、フェナントロリン、キノキサリン、１，３，５−トリス［Ｎ−フェニルベンゾイミダゾール−ｚ−イル］ベンゼン（ＴＰＢＩ）、トリアジン類、８−ヒドロキシキノリンの金属キレート（例えばトリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム）、および金属チオキシノイド化合物（例えばビス（８−キノリンチオラト）亜鉛）から選択される置換されていてもよい化合物があるが、これらに限定されるものではない。
【０１０５】
ここに記載されるいくつかの実施形態は、カソードと発光層との間に配置される電子輸送層（ＥＴＬ）を有することができる。電子輸送層に含有させることができる典型的な電子輸送材料には本明細書に記載されたものがある。
【０１０６】
他の一実施形態において素子は、例えばカソードと発光層との間に正孔阻止層（ＨＢＬ）を有することができる。正孔阻止層に含有させることができる種々の適当な正孔阻止材料が当業者に知られている。適当な正孔阻止材料には、バソキュプロイン（ＢＣＰ）、３，４，５−トリフェニル−１，２，４−トリアゾール、３，５−ビス（４−ｔ−ブチル−フェニル）−４−フェニル−［１，２，４］トリアゾール、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン、および１，１−ビス（４−ビス（４−メチルフェニル）アミノフェニル）−シクロヘキサンから選択される置換されていてもよい化合物があるが、これらに限定されるものではない。
【０１０７】
さらに他の一実施形態において、発光素子は、例えば発光層とアノードとの間に励起子阻止層（ＥＢＬ）を有することができる。励起子阻止層を構成する１つまたは複数の材料のバンドギャップは、励起子の拡散を実質的に阻止するよう十分に大きいことが好ましい。励起子阻止層に含有させることができる相当数の適当な励起子阻止材料が当業者に知られている。励起子阻止層を構成することができる材料の具体例には、アルミニウムキノレート（Ａｌｑ３）、４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）、およびバソキュプロイン（ＢＣＰ）、ならびに励起子の拡散を実質的に阻止するのに十分大きなバンドギャップを有する他の材料から選択される置換されていてもよい化合物がある。
【０１０８】
さらに他の一実施形態において、発光素子は、例えば発光層とアノードとの間に正孔輸送層（ＨＴＬ）を有することができる。正孔輸送層に含有させることができる適当な正孔輸送材料には本明細書に記載されたものがある。
【０１０９】
一実施形態において、発光素子は、例えば発光層とアノードとの間に正孔注入層（ＨＩＬ）を有することができる。正孔注入層に含有させることができる種々の適当な正孔注入材料が当業者に知られている。典型的な正孔注入材料には、ポリチオフェン誘導体（例えばポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）／ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）、ベンジジン誘導体（例えばＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニルベンジジン）、ポリ（Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン）、トリフェニルアミン類またはフェニレンジアミンの誘導体（例えばＮ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）−１，４−フェニレンジアミン、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−（ナフチレン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン）、オキサジアゾール誘導体（例えば１，３−ビス（５−（４−ジフェニルアミノ）フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）ベンゼン）、ポリアセチレン誘導体（例えばポリ（１，２−ビス−ベンジルチオ−アセチレン）、またはフタロシアニン金属錯体誘導体（例えばフタロシアニン銅）から選択される置換されていてもよい化合物がある。正孔注入材料は、正孔を輸送することができるとしても、通常の正孔輸送材料と区別される。というのも、正孔注入材料は、通常の正孔輸送材料の正孔移動度よりも実質的に低い正孔移動度を有するからである。
【０１１０】
当業者に明らかなとおり、上述した種々の材料は、素子の構成に応じていくつかの異なる層に組み込むことができる。各層に使用する材料は、発光層において正孔と電子の再結合がもたらされるよう選択することが好ましい。本明細書に記載される種々の層を組み込んだ素子構造の具体例を図５Ａに模式的に示す。発光素子は、カソード５０１、電子輸送層５０２、発光層５０３、正孔輸送層５０４、および透明アノード５０５（例えばＩＴＯで被覆されたガラスまたはプラスチック）を有することができる。カソード５０１およびアノード５０５は、電圧発生器５０６または電源に接続される。電子がカソード５０１から電子輸送層５０２に注入され、一方、正孔がアノード５０５から正孔輸送層５０４に注入される。電子と正孔が発光層５０３で再結合すると、エネルギーが放出され、光５０７が生成される。本明細書に記載される種々の層を組み込んだ素子構造のもう１つの具体例を図５Ｂに模式的に示す。当業者に知られた方法（例えば蒸着）により、電子注入層（ＥＩＬ）、電子輸送層（ＥＴＬ）、正孔阻止層（ＨＢＬ）、励起子阻止層（ＥＢＬ）、正孔輸送層（ＨＴＬ）、および正孔注入層（ＨＩＬ）を発光素子に付加することができる。
【０１１１】
本明細書に記載の実施形態において、発光組成物は白色光を発するよう構成される場合がある。一実施形態において、発光層は、ＣＩＥのｘ座標が約０．２８〜約０．５０であり、かつＣＩＥのｙ座標が約０．２８〜約０．５０である光を発することができる。
【０１１２】
発光団で官能化されたナノ粒子を含有する発光素子は、ここに記載される手引きにより明らかなとおり、当該技術において知られている手法を用いて製造することができる。例えば、ガラス基板をＩＴＯのような高仕事関数の金属でコーティングすることができ、それをアノードとして作用させることができる。アノードをパターニングした後、発光団で官能化されたナノ粒子を含有する発光組成物層をアノード上に堆積させることができる。その後、低仕事関数の金属（例えばＭｇ：Ａｇ）からなるカソード層を、発光組成物層上に蒸着することができる。
【０１１３】
ある実施形態において、素子は、電子輸送／注入層、正孔阻止層、正孔注入層、励起子阻止層、および／または第２の発光層をさらに有することができ、それらの層は、ここに記載される手引きにより明らかなとおり、当該技術において知られている手法を用いて素子に付加することができる。好ましい実施形態において、ここに記載される発光組成物の利点は、その分子量が十分に大きいため噴霧、浸漬、印刷、および／またはスプレーコーティングが可能であるということである。従って、発光素子は、複雑で高価な多層蒸着を用いなくとも製造することができる。さらに、他の好ましい一実施形態において、ここに記載の発光団官能化ナノ粒子は、スピンによって硬質基板または可撓性基板に容易に付着させることができる。その結果、ＯＬＥＤ素子の製造は非常に容易になる。
【０１１４】
ここに記載した発光団官能化ナノ粒子の実施形態は、現在文献に記載されている分子やポリマーの手法に対し、１つ以上の利点を提供し得る。特定の理論に縛られるものではないが、動作の一態様において、ここに記載した発光団官能化ナノ粒子は、ホスト／発光団官能化コアに共有結合した発光団による単量体／エキシマ（励起二量体）発光の組み合わせにより白色光を生成させることができるため、ドーピングの必要性が減るかまたはなくなる。ドーピング工程をなくすことで、ある実施形態において、ここに記載した組成物および素子は、ドーピングしたものと比べて、より良好な色安定性を有するものとなる。このさらなる安定性が得られるのは、ホストと発光団の両方をコアに結合することで、ドーピングした系でしばしば生じる発光団とホストの凝集（経時的なおよび／または温度変動による発光団の再配向に起因する）が防止されるためであると考えられる。さらに、一実施形態において、発光層中の凝集種の濃度変化が減るかまたはなくなることで、単量体／凝集体の発光比が経時的に大きく変化することがなく、安定した発光色が得られることとなる。ある実施形態において、ここに記載した発光組成物および素子は、ポリマーマトリックスとドーピングされる発光団との相性を考慮する必要性がなくなるため、素子の寿命をより長くできる可能性を有している。さらに、一実施形態において、ここに記載した発光組成物は、単分散単一分子の発光体を生成させることができる。このことは、生成物の品質および再現性を向上させる。さらにある実施形態において、分子間の距離および配向が、ドーピングした系に比べて、より制御可能である。このことは、素子特性の細かな調整を可能にする。
【実施例】
【０１１５】
本発明の典型的な実施形態（そのような実施形態の製造方法を含む）を以下に記載する。当然のことながら、それらの方法、材料、条件、製造パラメータ、装置等は、本発明の技術的範囲を限定しようとするものではない。また意図するところによれば、発光素子のアノード、カソード、正孔注入／平滑化層、電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層、ドーパント、およびその他の構成部分として適用されるすべての材料は、本発明の実施態様について使用することができる。
【０１１６】
官能化ＰＯＳＳ材料の一般的な合成を実施例３に示す。実施例３は、ＰＯＳＳナノ粒子コアに結合される燐光発光団の量を変えることによってカラーバランスを容易に調整できることを示すものである。
実施例１：白金（ＩＩ）（２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’（２，４−オクト−７−エン−ジオナト−Ｏ，Ｏ）（ＦＰｔ−４）および白金（ＩＩ）（２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’（３−アリルペンタン−２，４−ジオナト−Ｏ，Ｏ）（ＦＰｔ−６）の合成
【０１１７】
２−（２，４−ジフルオロフェニル）ピリジン（ｄｆｐｐｙ）（１）を、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，２００５，１２７，１２４３８，Ｓｙｎｌｅｔｔ．１９９９，１，４５−４８、およびＡｐｐｌ．ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌ．Ｃｈｅｍ．，２００５，１９，１２２５に記載された方法を用いて合成した。Ｐｔ（ＩＩ）μ−ジクロロ−架橋二量体［（ｄｆｐｐｙ）Ｐｔ（μ−Ｃｌ）］２（２）ならびに単量体Ｐｔ（ＩＩ）複合体（ＦＰｔ−４およびＦＰｔ−６）を、Ｉｎｏｒｇ  Ｃｈｅｍ．２００２，４１，３０５５，およびＪ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｄａｌｔｏｎ．Ｔｒａｎｓ．，１９７３，４０４−４１０に開示された同様の手順により調製した。７−オクテン−２，４−ペンタンジオン（３）およびその類似体化合物はＪ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，２００３，１２５（８），２０５６、Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃｓ．２００５，２４（２），２８７、およびＨｅｌｖ  Ｃｈｉｍ  Ａｃｔａ  １９７４，５７，２３０６に開示された方法を用いて合成した。アリル−２，４−ペンタンジオン（５）はＪ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１９５５，７７，３２８４に記載された手順に従って合成した。化合物（１）〜（５）の合成に関する上記参照文献の内容はすべてこの引用によりそっくり本明細書に記載されたものとする。その実験の詳細を以下に記載するともに、ＦＰｔ−４およびＦＰｔ−６の調製工程を図４に示す。
【０１１８】
ｄｆｐｐｙ（１）の合成：２−ブロモピリジン（２．０１ｍＬ、２１．１ｍｍｏｌ）、２，４−ジフルオロフェニルボロン酸（４．００ｇ、２５．３ｍｍｏｌ）およびテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（０．７３２ｇ、０．６３３ｍｍｏｌ）を還流冷却器の付いた丸底フラスコに加え、５０ｍＬのＴＨＦに溶解させた。２ＮのＮａ２ＣＯ３水溶液３０ｍＬを導入した後、反応混合物を７０℃で１日加熱した。冷却した後、粗混合物を水に注ぎ、ＣＨ２Ｃｌ２（５０ｍＬで３回）で抽出し、硫酸マグネシウムで乾燥した。生成物をシリカカラム（ｎ−ヘキサン：ＥｔＯＡｃ＝４：１）により精製し、ｄｆｐｐｙ（１）を無色の液体として得た（３．９０ｇ、９７％）。
【０１１９】
［（ｄｆｐｐｙ）Ｐｔ（μ−Ｃｌ）］２（２）の合成：Ｋ２ＰｔＣｌ４（３．０８ｇ、７．４０ｍｍｏｌ）と２．５当量の（１）（３．５５ｇ、１８．６ｍｍｏｌ）を混合し、３：１の比の２−エトキシエタノール：水に溶解させた。得られた黄色溶液を８０℃で１６時間、Ｎ２雰囲気下で加熱した。次いで冷却した反応混合物を冷水によって失活させ、淡黄緑色の粉末を得た。得られた粉末を真空ろ過によりフリットに集め、そして大気および真空で乾燥した。生成物（２）を淡黄色の粉末（４．４３ｇ、９８％）として分離し、さらなる精製を行うことなく次工程の反応に使用した。
【０１２０】
７−オクテン−２，４−ペンタンジオン（３）の合成：２，４−ペンタンジオン（４．１１ｍＬ、３９．９ｍｍｏｌ）を無水ＴＨＦ（１２０ｍＬ）に溶解させ、氷−水浴を用いて０℃に冷却した。撹拌したＴＨＦ溶液に２．０ＭのＬＤＡ２当量（４４ｍＬ、８７．８ｍｍｏｌ）をゆっくり加えた。添加を終了した後、混合物を０℃で２０分間アルゴン雰囲気下で撹拌した。次いで臭化アリル（３．４６ｍＬ、３９．９ｍｍｏｌ）を得られた淡赤色の溶液に０℃でアルゴン下において加えた。氷−水浴を除いた後、得られた反応物を２０分間室温で撹拌し、その後、１ＭのＨＣｌ（ａｑ）飽和水溶液で失活させた。反応混合物をＥｔＯＡｃ（２×５０ｍＬ）で抽出した。合わせたＥｔＯＡｃ抽出液を食塩水、水（３×５０ｍＬ）で洗浄し、ＭｇＳＯ４で乾燥した。ろ過の後、溶液を濃縮し、そして残渣を９：１の比のｎ−ヘキサン：ＥｔＯＡｃ＝９：１によるクロマトグラフィーで精製した。生成物（３）を淡黄色の油として分離した（１．２１ｇ（収率２２％））。
【０１２１】
ＦＰｔ−４の合成：（２）（１．３０ｇ、１．５４ｍｍｏｌ）、（３）（０．５６ｇ、４．０２ｍｍｏｌ）、およびＮａ２ＣＯ３（１．６３ｇ、１５．４ｍｍｏｌ）を５０ｍＬの２−エトキシエタノールに溶解させた。脱気の後、反応容器を窒素下に保持した。温度を１００℃に上げ、そして反応混合物を１０時間撹拌した。室温に冷却した後、白色塩をろ過し、溶媒を減圧により蒸発させた。暗黄色の残渣をＥｔＯＡｃ（２００ｍＬ）で抽出し、食塩水（５０ｍＬ）で洗浄し、そして水（１５０ｍＬ×３回）で洗浄した。２：３の比のＤＣＭ：ｎ−ヘキサンを溶離剤として用いるシリカゲルカラムによりさらに精製を行った。次いで生成物をジクロロメタン：メタノールにおいて再結晶し、０．５４ｇ（収率３８．６％）のＦＰｔ−４を淡黄緑色の粉末として得た。
【０１２２】
３−アリルペンタン−２，４−ジオン（５）の合成：ＮａＯＨ（４．５１ｇ、１１３ｍｍｏｌ）を無水ＭｅＯＨに溶解させた。氷浴を用いて混合物を０℃に冷却した後、アセチルアセトン（１０．０ｇ、９９．８ｍｍｏｌ）を撹拌しながら数分間にわたり添加した。次いで臭化アリル（１０．４ｍＬ、１２３ｍｍｏｌ）を冷却することなく１０分間にわたり添加した。添加終了後、反応混合物をさらに２時間還流した。混合物を冷却し、そしてろ過して過剰のＮａＢｒを除去した。ＭｅＯＨおよび過剰の臭化アリルを蒸留により除去した。生成物（５）を黄色油として分離した（６．７２ｇ（収率４８％）、８１〜８７℃の間）。
【０１２３】
ＦＰｔ−６の合成：（２）（４．３５ｇ、５．１７ｍｍｏｌ）、２．６当量の（５）（１．８８ｇ、１３．４ｍｍｏｌ）、および１０当量のＮａ２ＣＯ３（５．４８ｇ、５１．７ｍｍｏｌ）を２−エトキシエタノール（１００ｍｌ）に溶解させ、Ｎ２雰囲気下で１６時間１００℃に加熱した。冷却の後、白色塩をろ過し、そして溶媒を減圧により蒸発させた。残った暗黄色の粗生成物をＥｔＯＡｃ（３００ｍＬ）で抽出し、食塩水（１００ｍＬ）および水（１５０ｍＬ×３回）で洗浄した。生成物を、２：３の比のＤＣＭ：ｎ−ヘキサンによるシカゲルクロマトグラフィーにかけた。ＦＰｔ−６をＤＣＭ：メタノールでの再結晶によりさらに精製して８７３ｍｇ（収率２３％）の淡い黄緑がかった色の粉末を得た。
実施例２
【化３１】
0005481385.tif 000032
【０１２４】
正孔輸送材料Ｎ−アリルカルバゾールの合成：１００ｍＬジメチルスルホキシド中１０．８５ｇ（６５．０ｍｍｏｌ）のカルバゾール、２．６０ｇ（６５．０ｍｍｏｌ）の水酸化ナトリウム、および６．１ｍＬ（７２．０ｍｍｏｌ）の臭化アリルの混合物を６０℃で５時間加熱した。反応混合物を水中に注ぎ、酢酸エチルで抽出した。酢酸エチル層を水洗した後、濃縮した。粗生成物をカラムクロマトグラフィー（シリカ、１：４のジクロロメタン：ヘキサン）により精製した。収量９．８５ｇ（７３％）。
実施例３
【０１２５】
発光素子の製造：ガラス基板を１００〜２００ｎｍのＩＴＯで被覆した。ＩＴＯ被覆基板を１インチ角の小片に切断し、アセトン、メタノール、およびイソプロパノールの連続する超音波浴を用いて洗浄した。図６に示すとおり、ＩＴＯアノードを、厚いシリコン酸化物絶縁層を用いるか、または酸浴でＩＴＯをエッチングすることにより、パターニングし、ＩＴＯアノード／ガラス基板層１１０を形成した。パターニングの後、同じ洗浄工程を再度実施した後、ＲＦプラズマアッシングを約２分間行った。正孔注入／平滑化層１２０（例えばポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）／ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ））を、ＩＴＯアノードの表面に３０００ｒｐｍでスピンコーティングし、そして１８０℃で１０分間アニーリングした。上述したような発光団で官能化されたナノ粒子を含む発光層１３０を、正孔輸送／平滑化層１２０上に堆積させた。発光層１３０は、発光団で官能化されたナノ粒子１５ｍｇ／ｍＬのクロロホルム溶液を１０００ｒｐｍでスピンコーティングし、窒素グローブボックス中７０〜１００℃で３０分間乾燥させることにより、堆積させた。一実施形態において、１，３−ビス（Ｎ，Ｎ−ｔ−ブチル−フェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＯＸＤ−７）を発光層にドーピングした。得られた発光層１３０の厚みは、触針形状測定により約６００〜８００Åであった。いくつかの実施形態において、３００Å厚の１，３，５−トリス［Ｎ−フェニルベンゾイミダゾール−２−イル］ベンゼン（ＴＰＢＩ）層からなる電子注入層１４０を、発光層１３０上に熱蒸着した。次いでＣｓＦ（１５Å）およびＡｌ（１５００Å）からなるカソード層１５０を、発光層１３０の表面、または、場合によってＴＰＢＩ層１４０の表面にそれぞれ蒸着し、作用面積が０．１ｃｍ２の発光素子１００を製造した。
実施例４
【化３２】
0005481385.tif 000033
【０１２６】
ＰＯＳＳ、ＦＰｔ−６、およびＮ−アリルカルバゾール（カルバゾール−１）の一般的な反応：２０ｍＬ無水トルエン中８６８ｍｇ（０．８５３ｍｍｏｌ）のＰＯＳＳと４７７ｍｇ（０．８５３ｍｍｏｌ）のＦＰｔ−６の溶液に、白金（０）−１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン（Ｐｔ（ｄｖｓ））（キシレン中２重量％Ｐｔ）の溶液を４滴加えた。反応混合物を室温で１時間撹拌した後、１．７６５ｇ（８．５３ｍｍｏｌ）のＮ−アリルカルバゾールを加え、反応混合物をさらに１６時間撹拌した。次いで反応混合物を冷メタノールから沈殿させ、ジクロロメタンを溶離剤として用いるシリカカラムでろ過し、発光団／ホストで官能化されたナノ粒子の混合物を得た。反応混合物をクロマトグラフィーにより精製し、３つの生成物（ＰＯＳＳ）（カルバゾールホスト）８、（ＰＯＳＳ）（ＦＰｔ−６）１（カルバゾールホスト）７および（ＰＯＳＳ）（ＦＰｔ−６）２（カルバゾールホスト）６を別々に分離した。３つの生成物の構造をＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ質量分析により確認した。図７は、（ＰＯＳＳ）（ＦＰｔ−６）１（カルバゾールホスト）７（ＰＯＳＳ６１）および（ＰＯＳＳ）（ＦＰｔ−６）２（カルバゾールホスト）６（ＰＯＳＳ６２）の光ルミネッセンススペクトルを示している。ＰＯＳＳ６１の光ルミネッセンススペクトルは、ＰＯＳＳ６２と比べて、より広い可視スペクトル領域にわたっており、従って、ＰＯＳＳ６１は白色発光素子のより良い材料である。ＰＯＳＳ６１およびＰＯＳＳ６２に対するＣＩＥ座標は、図８に示すとおり、それぞれ（ｘ＝０．４２，ｙ＝０．４３）と（ｘ＝０．５１，ｙ＝０．４５）であった。図８からわかるように、ＰＯＳＳ６１は、無色点（白色光の座標を表す）により近いＣＩＥ座標を有し、かつより高い演色評価数（ＣＲＩ）の値を有する。ＣＲＩは、光源による種々の被照射物の色の再現性を示す尺度である。最良の演色は１００のＣＲＩで表され、一方、最低の演色は０のＣＲＩで表される。
【０１２７】
ＰＯＳＳ、ＦＰｔ−４、およびＮ−アリルカルバゾールの一般的反応：上記反応は、ＦＰｔ−６の代わりにＦＰｔ−４を用いることによっても行うことができる。その生成物は、（ＰＯＳＳ）（ＦＰｔ−４）ｚ１（カルバゾール−１）ｚ２（ここでｚ１は０〜７の範囲であり、かつｚ２は（８−ｚ１）である）の混合物である。図９は、１．１当量のＦＰｔ−４（ＰＯＳＳ４１）、２当量のＦＰｔ−４（ＰＯＳＳ４２）、および３当量のＦＰｔ−４（ＰＯＳＳ４３）を用いて調製された発光団／ホスト官能化ナノ粒子の光ルミネッセンススペクトルを示している。図１０は、それぞれのタイプの発光団／ホスト官能化ナノ粒子のＣＩＥ座標を示している。図９および１０がともに示すとおり、ＦＰｔ−４のモル当量を増加させて添加することで発光団のホスト基に対する比を変化させることにより、エキシマ（励起二量体）に対する単量体の比を容易に変えることができる。
実施例５
ＰＯＳＳ４１、ＰＯＳＳ６１およびＰＯＳＳ６２を組み込んだ発光素子
【０１２８】
実施例３に記載の一般的手順により発光素子を製造した。素子Ｐ４１ＸＥは、図１１の発光素子２００の発光層２０３にＰＯＳＳ４１および１，３−ビス（Ｎ，Ｎ−ｔ−ブチル−フェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＯＸＤ−７）を組み込むことにより作製した。カソード２０１はＣｓＦ／Ａｌ層からなり、電子注入層２０２はＴＰＢＩからなり、正孔注入／平滑化層２０４はＰＥＤＯＴ：ＰＳＳからなり、そしてアノード２０５はＩＴＯ／ガラス基板である。１２Ｖおよび１６Ｖで得られた素子Ｐ４１ＸＥのエレクトロルミネッセンススペクトルを図１２に示す。素子Ｐ４１ＸＥのエレクトロルミネッセンス特性は、動作電圧の変化によって顕著に変わることがなかった。素子Ｐ４１ＸＥから得られた電流密度−電圧−輝度特性を図１３に示す。電流密度に対する外部量子効率（ＥＱＥ）および出力効率を図１４に示す。素子Ｐ４１ＸＥは、１２ＶにおいてＣＩＥ座標が（ｘ＝０．４２，ｙ＝０．４５）、ＣＲＩ値が７３であり、１６ＶにおいてＣＩＥ座標が（ｘ＝０．４１，ｙ＝０．４５）、ＣＲＩ値が同じく７３であった。このことは同様に、ＰＯＳＳ４１が白色発光素子の発光層２０３を作製するのに良好な発光団／ホスト官能化ナノ粒子であることを示すとともに、その好適なエレクトロルミネッセンス特性が異なる動作電圧において変化せずそのままであることを示している。
【０１２９】
またＰＯＳＳ６１とＰＯＳＳ６２を、図１１の素子２００の構造に従って、それぞれ発光層２０３に組み込み、素子Ｐ６１ＸＥと素子Ｐ６２ＸＥを作製した。素子Ｐ６１ＸＥとＰ６２ＸＥの発光層２０３には、ＯＸＤ−７をさらにドーピングした。素子Ｐ６１ＸＥおよびＰ６２ＸＥの電圧に対する電流密度（黒塗り）と、電圧に対する輝度（白抜き）を図１５に示す。素子Ｐ６１ＸＥおよびＰ６２ＸＥの電流密度に対する外部量子効率（ＥＱＥ）を図１６に示す。両素子のエレクトロルミネッセンススペクトルを図１７に示す。素子Ｐ６１ＸＥおよびＰ６２ＸＥはともに、ＣＩＥ座標が（ｘ＝０．４８，ｙ＝０．４８）でありＣＲＩ値が６０であった。
【０１３０】
発光層にＯＸＤ−７を組み込む効果を調べるため、２つの発光素子を、図１８に示す素子３００の一般構造に従って作製した。電子注入層は、これらの素子において省略した。カソード３０１、正孔注入／平滑化層３０３、およびアノード３０４の材料は、上記素子２００の対応する層と同じであった。第１の素子の発光層は、ＯＸＤ−７を添加することなくＰＯＳＳ６１で作製した（素子Ｐ６１）。もう一方の発光素子の発光層は、ＰＯＳＳ６１で作製するとともにＯＸＤ−７をドーピングした（素子Ｐ６１Ｘ）。これら２つの素子の電圧に対する電流密度（黒塗り）と、電圧に対する輝度（白抜き）を図１９に示す。これらの素子の電流密度に対する外部量子効率（ＥＱＥ）（黒塗り）と、電流密度に対する出力効率（白抜き）を図２０に示す。これら２つの素子のエレクトロルミネッセンススペクトルを図２１に示す。ＯＸＤ−７を含む発光素子および含まない発光素子のＣＩＥ座標およびＣＲＩ値を以下の表１に列挙する。
【表１】
0005481385.tif 000034
【０１３１】
図１９〜２１および表１に示すとおり、ＯＸＤ−７を発光層に組み込むことにより、電子注入能力および電子輸送能力が向上し、それは、動作電圧を下げるとともに、素子の外部量子効率（ＥＱＥ）を上昇させた。ＯＸＤ−７を発光層に添加することにより、ＦＰｔ−６単量体発光が抑えられ、それはより低いＣＲＩ値をもたらした。
【０１３２】
また、発光層材料としてポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）に添加したＦＰｔ−１と（ＰＯＳＳ）（ＦＰｔ−６）１（カルバゾール−１）７の差異を調べた。異なる発光層材料を使用して、図１１の素子２００の構造を有する２つの発光素子を作製した。素子Ｐ１ＸＥは、ＰＶＫ中に１２重量％ＦＰｔ−１および３０重量％ＯＸＤ−７を添加した材料からなる発光層を有する。素子Ｐ６１ＸＥは、発光層にＰＯＳＳ６１と３０重量％のＯＸＤ−７を組み込むことにより作製した。図２２に示すとおり、素子Ｐ６１ＸＥが示したＥＱＥ値（ＥＱＥ＝６．４％）は素子Ｐ１ＸＥ（ＥＱＥ＝４．７％）よりも高いものであった。
【０１３３】
材料の純度が発光素子のＥＱＥ値に影響するかどうか調べるため、図１１の素子２００の構造に従って素子を作製した。［（ＰＯＳＳ）（カルバゾール−１）８（３０％）、ＰＯＳＳ６１（５０％）、およびＰＯＳＳ６２（２０％）］とＯＸＤ−７の混合物を用いて発光層２０３を作製した。［（ＰＯＳＳ）（カルバゾール−１）８（３０％）、ＰＯＳＳ６１（５０％）、およびＰＯＳＳ６２（２０％）］の混合物を含む素子（素子Ｐ６０１２ＸＥ）のエレクトロルミネッセンススペクトルを図２３に示す。素子Ｐ６０１２ＸＥの１２ボルトにおけるＣＩＥ座標は（ｘ＝０．５０，ｙ＝０．４７）、ＣＲＩは６３であり、１６ボルトにおけるＣＩＥ座標は（ｘ＝０．４９，ｙ＝０．４７）、ＣＲＩは６３であった。素子Ｐ６０１２ＸＥの電流密度−電圧−輝度特性を図２４に示す。素子Ｐ６０１２ＸＥの電流密度に対する外部量子効率と、電流密度に対する出力効率を図２５に示す。図２６は、図１１に示す一般構造を有する３つの異なる素子（素子Ｐ４１ＸＥ、素子Ｐ６１ＸＥ、および素子Ｐ６０１２ＸＥ）から得られた電流密度に対する外部量子効率のデータを比較して示している。
【０１３４】
図２６に示すとおり、素子Ｐ６０１２ＸＥは、素子Ｐ６１ＸＥと同様のＥＱＥ値を有した。一方、素子Ｐ６０１２ＸＥは、素子Ｐ４１ＸＥよりも顕著に高いＥＱＥ値を有し、このことは、ＰＯＳＳ４１が素子のＥＱＥを損なわせる不純物を有する可能性を示唆している。
実施例６
【化３３】
0005481385.tif 000035
【０１３５】
２−クロロ−４，６−ジカルバゾール−１，３，５−トリアジン：カルバゾール（１０．０５ｇ、６０．１８ｍｍｏｌ）を無水テトラヒドロフランに溶解させ、その溶液をドライアイス／アセトン浴中で−７８℃に冷却した。２．５ＭのＮ−ブチルリチウムのヘキサン溶液（２４．１ｍＬ、６０．１８ｍｍｏｌ）を滴下し、そして混合物を室温まで温まるようにした。もう１つのフラスコにおいて、塩化シアヌル（５．５４ｇ、３０．０９ｍｍｏｌ）の無水テトラヒドロフラン溶液を調製した。次いで、リチウム−カルバゾール溶液を塩化シアヌル溶液に移した。添加後、混合物を６０℃で５時間加熱した。次いで混合物をメタノールに注ぎ、ろ過した。ろ塊を水、次いでメタノールでゆすぎ、その後、集めて乾燥し、１１．２ｇの生成物（カルバゾール−２）を淡黄色の固体（８３％）として得た。
実施例７
【化３４】
0005481385.tif 000036
【０１３６】
２−アリル−４，６−ジカルバゾール−１，３，５−トリアジン（カルバゾール−２）：２−クロロ−４，６−ジカルバゾール−１，３，５−トリアジン（７．０４ｇ、１５．７８ｍｍｏｌ）をＴＨＦに溶解させた。アリルアミン（５．９ｇ、７８．９ｍｍｏｌ）を加えた。反応物を室温で数時間撹拌した。次いでＴＨＦを蒸発させ、生成物をジクロロメタンに再度溶解させ、シリカの短いカラムに通した。次いでジクロロメタンを蒸発させ、６．２９ｇの生成物をオフホワイトの固体（８５％）として回収した。
実施例８
オクタキス（ジメチルシロキシ）ＰＯＳＳと２−アリル−４，６−ジカルバゾール１，３，５−トリアジンおよびＦＰｔ−４との反応の生成物
【化３５】
0005481385.tif 000037
【化３６】
0005481385.tif 000038
【０１３７】
３ｍＬ無水トルエン中５０ｍｇ（０．０４９１ｍｍｏｌ）のオクタキス（ジメチルシロキシ）ＰＯＳＳおよび１１５ｍｇ（０．２４５ｍｍｏｌ）の２−アリル−４，６−ジカルバゾール−１，３，５−トリアジンの溶液に、Ｐｔ２（ｄｖｓ）３の溶液（キシレン中２重量％のＰｔ）を１滴加えた。反応混合物を室温で１時間撹拌し、そして７７ｍｇ（０．１４７ｍｍｏｌ）のＦＰｔ−４を加え、反応混合物を５時間撹拌した。次いで反応混合物をヘキサンから沈殿させて、１５８ｍｇの発光団／ホスト官能化ナノ粒子（ＰＯＳＳ４Ｂ）の混合物を淡黄色の粉末として回収した。得られた発光団／ホスト官能化ナノ粒子のニートなフィルムは、（ｘ＝０．３５，ｙ＝０．４１）のＣＩＥ座標を有していた。ＰＯＳＳ４Ｂのニートなフィルムの光ルミネッセンススペクトルを図２７に示す。
実施例９
ＰＯＳＳ４Ｂを組み込んだ発光素子
【０１３８】
実施例３に記載の一般的手順に従って発光素子を作製した。図１１の素子２００の発光層にＰＯＳＳ４Ｂを組み込んで素子Ｐ４ＢＥを作製した。素子Ｐ４ＢＥの電流密度−電圧−輝度特性は図２８に示される。電流密度に対する外部量子効率は図２９に示される。素子のエレクトロルミネッセンススペクトルは図３０に示される。素子の効率が低かったのは、発光団／ホスト官能化ナノ粒子中の不純物によるものと考えられる。素子のＣＩＥ座標は（ｘ＝０．４６，ｙ＝０．４６）、ＣＲＩ値は７０であった。
実施例１０
【化３７】
0005481385.tif 000039
【０１３９】
トリス（９−カルバゾール）エトキシ−５−ヘキセニルシラン（Ｓｉ−カルバゾール−１）：無水ジクロロメタン中９Ｈ−カルバゾール−９−エタノールおよびイミダゾールの溶液に、５−ヘキセニルトリクロロシランを加えた。溶液を室温で１６時間撹拌した後、３：２のジクロロメタン：ヘキサンを溶離剤として用いるシリカカラムに通した。次いで溶媒を蒸発させ、生成物をテトラヒドロフランに再溶解させた。生成物をメタノールから沈殿させ、ろ過して４．８４ｇの生成物を白色固体（８６％）として回収した。
実施例１１
オクタキス（ジメチルシロキシ）ＰＯＳＳとＦＰｔ−６およびトリス（９−カルバゾール）エトキシ５−ヘキセニルシランとの反応から得られる生成物
【化３８】
0005481385.tif 000040
【０１４０】
１０ｍＬ無水トルエン中３２４ｍｇ（０．３１８ｍｍｏｌ）のオクタキス（ジメチルシロキシ）ＰＯＳＳおよび１６７ｍｇ（０．３１８ｍｍｏｌ）のＦＰｔ−６の溶液に、Ｐｔ２（ｄｖｓ）３の溶液（キシレン中２重量％のＰｔ）を１滴加えた。反応混合物を室温で１時間撹拌した後、２．３６ｇ（３．１８ｍｍｏｌ）のトリス（９−カルバゾール）エトキシ５−ヘキセニルシランを加え、反応混合物を数時間撹拌した。出発材料を除去するため、反応混合物を１：１のジクロロメタン：ヘキサンを用いるシリカカラムに通し、その後、生成物をジクロロメタンで溶出させた。生成物を７：３のジクロロメタン：ヘキサンによるクロマトグラフィーでさらに精製した。溶液を濃縮した後、ヘキサンから沈殿させ、ろ過、乾燥して、３種類の発光団／ホスト官能化ナノ粒子の混合物６３９ｍｇを得た。ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ質量分析により同定した３種類の発光団／ホスト官能化ナノ粒子は、６７３６（ＰＯＳＳ）（ＦＰｔ−６）１（Ｓｉ−カルバゾールホスト）７、６５１５（ＰＯＳＳ）（ＦＰｔ−６）２（Ｓｉ−カルバゾールホスト）６、および６２９８（ＰＯＳＳ）（ＦＰｔ−６）３（Ｓｉ−カルバゾールホスト）５である。得られた発光団／ホスト官能化ナノ粒子（ＰＯＳＳ６Ｂ）のニートなフィルムの光ルミネッセンススペクトルを図３１に示す。
実施例１２
ＰＯＳＳ６Ｂを組み込んだ発光素子
【０１４１】
実施例３に記載される一般的手順に従って３つの発光素子を作製した。素子Ｐ６Ｂおよび素子Ｐ６ＢＸを、図１８の素子３００の一般構造に従って作製し、電子注入層を有しないものとした。素子Ｐ６Ｂの発光層は、ＰＯＳＳ６Ｂのみを含む一方、素子Ｐ６ＢＸの発光層は、ＰＯＳＳ６Ｂと３０％ＯＸＤ−７の両方を含んでいる。素子Ｐ６ＢＸＥは、図１１の素子２００の一般構造に従って作製し、電子注入層を有するものであった。素子Ｐ６ＢＸＥの発光層は、ＰＯＳＳ６Ｂと３０％ＯＸＤ−７の両方を含んでいる。電圧に対する電流密度（黒塗り）と、電圧に対する輝度（白抜き）は図３２に示される。電流密度に対する外部量子効率（黒塗り）と、電流密度に対する出力効率（白抜き）は図３３に示される。素子Ｐ６Ｂ、Ｐ６ＢＸ、およびＰ６ＢＸＥのエレクトロルミネッセンススペクトルを図３４〜３６にそれぞれ示す。これらの素子のＣＩＥ座標およびＣＲＩ値を表２に列挙する。
【表２】
0005481385.tif 000041
【０１４２】
図３２および３３に示されるとおり、素子Ｐ６ＢＸＥが最も効率の高い素子である。発光層にＯＸＤ−７を組み込むこと、および、ＴＰＢＩを電子注入層として組み込むことは、素子の輸送特性を向上させ、従って、外部量子効率および出力効率を上昇させる。
【０１４３】
当業者に明らかなとおり、本発明の技術的範囲から逸脱することなく上述した製法に種々の省略、追加、および修飾を施すことができ、そしてそのような修飾および変更は、本発明の技術的範囲に入るものと解釈される。
【図１】
0005481385.tif 000058
【図２】
0005481385.tif 000059
【図３】
0005481385.tif 000060
【図４】
0005481385.tif 000061
【図５】
0005481385.tif 000062
【図６】
0005481385.tif 000063
【図７】
0005481385.tif 000064
【図８】
0005481385.tif 000065
【図９】
0005481385.tif 000066
【図１０】
0005481385.tif 000067
【図１１】
0005481385.tif 000068
【図１２】
0005481385.tif 000069
【図１３】
0005481385.tif 000070
【図１４】
0005481385.tif 000071
【図１５】
0005481385.tif 000072
【図１６】
0005481385.tif 000073
【図１７】
0005481385.tif 000074
【図１８】
0005481385.tif 000075
【図１９】
0005481385.tif 000076
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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