(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機発光素子に用いられる白色発光組成物であって、赤色有機蛍光発光材料及びこれと同一色の有機燐光発光材料を含有することを特徴とし、
該組成物はさらに前記有機蛍光発光材料及び前記有機燐光発光材料とは異なる色を有する更なる有機発光材料を含有し、かつ、前記有機蛍光発光材料及び前記有機燐光発光材料の濃度が、前記更なる有機発光材料に対して、５重量％未満であることを特徴とし、
前記赤色有機蛍光発光材料が、下記式（８）：
【化１】
0005610382.tif 000006
（式中、Ｘ1、Ｙ1、及びＺ1はそれぞれ独立にＯ、Ｓ、ＣＲ2、ＳｉＲ2、又はＮＲであり、Ｒはそれぞれ独立にアルキル、アリール、又はＨである）により表される任意に置換された繰り返し単位を含むポリマーを含有することを特徴とする組成物。
【請求項２】
前記式（８）中、Ｘ1、Ｙ1、及びＺ1はそれぞれ独立にＯ又はＳであることを特徴とする請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記式（８）中、Ｘ1、Ｙ1、及びＺ1はＳであることを特徴とする請求項２に記載の組成物。
【請求項４】
前記有機燐光発光材料が有機金属錯体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の組成物。
【請求項５】
前記赤色燐光発光材料が、１つ以上の可溶化基が置換したトリス（フェニルイソキノリン）イリジウム（ＩＩＩ）であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の組成物。
【請求項６】
前記赤色有機蛍光発光材料及び前記有機燐光発光材料が別個の材料として混合物中で混合されているか、或いは化学的に結合していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の組成物。
【請求項７】
前記更なる有機発光材料が別個の材料として混合物中で前記赤色有機蛍光発光材料及びこれと同一色の有機燐光発光材料と混合されているか、或いは前記赤色有機蛍光発光材料及びこれと同一色の有機燐光発光材料の一方又は両方に化学的に結合していることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の組成物。
【請求項８】
前記更なる有機発光材料が青色蛍光材料であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の組成物。
【請求項９】
前記青色蛍光材料が、下記式１〜６：
【化２】
0005610382.tif 000007
（式中、Ｘ、Ｙ、Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤはそれぞれ独立にＨ及び置換基から選ばれ、繰り返し単位１〜６中の任意の２つのフェニル基はいずれも直接結合又は２価部位によって連結されていてよい）により表される任意に置換された繰り返し単位を１種以上含むポリマーを含有することを特徴とする請求項８に記載の組成物。
【請求項１０】
前記二価部位がヘテロ原子であることを特徴とする請求項９に記載の組成物。
【請求項１１】
前記ヘテロ原子がＯ又はＳであることを特徴とする請求項１０に記載の組成物。
【請求項１２】
前記組成物中、前記更なる発光材料に対して、前記赤色有機蛍光発光材料及びこれと同一色の有機燐光発光材料の濃度が１重量％未満であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の組成物。
【請求項１３】
前記白色発光組成物が、３０００〜９０００Ｋの黒体による発光に等価なＣＩＥ−ｘ座標を示し、且つ前記黒体による発光の０．０５の範囲内のＣＩＥ−ｙ座標を示すことを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の組成物。
【請求項１４】
更に有機正孔輸送材料及び／又は有機電子輸送材料を含有することを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の組成物。
【請求項１５】
アノード、カソード、及び前記アノードと前記カソードの間に配置される有機発光領域を有する有機発光素子であって、前記有機発光領域が請求項１〜１４のいずれかに記載の組成物を含有することを特徴とする有機発光素子。
【請求項１６】
白色光を発することが可能な有機発光素子であって、前記有機発光素子を駆動した際にその発光輝度が当初の半分に低下するまでの期間にわたって、色変化がＣＩＥ座標で０．０２未満であることを特徴とする有機発光素子。
【請求項１７】
前記有機発光素子を駆動した際にその発光輝度が当初の半分に低下するまでの期間にわたって、色変化がＣＩＥ座標で０．０１５未満であることを特徴とする請求項１６に記載の有機発光素子。
【請求項１８】
前記有機発光素子を駆動した際にその発光輝度が当初の半分に低下するまでの期間にわたって、色変化がＣＩＥ座標で０．０１３未満であることを特徴とする請求項１７に記載の有機発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機発光素子及び有機発光素子の製造に用いられる組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、有機発光素子（ＯＬＥＤ）は、カソード、アノード、及びこれらカソードとアノードの間に配置される有機発光領域を有する。ＵＳ４５３９５０７（特許文献１）等に記載の小分子材料やＰＣＴ／ＷＯ９０／１３１４８（特許文献２）等に記載のポリマー材料を有機発光材料として使用できる。カソードは発光領域に電子を注入し、アノードは正孔を注入する。これら電子と正孔が結合して光子が発生する。
【０００３】
ＯＬＥＤの典型的な断面構造を図１に示す。通常、このＯＬＥＤは、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）層等の透明アノード２で被覆したガラス又はプラスチックの基板１の上に形成される。このＩＴＯ付き基板を、少なくとも有機電界発光材料からなる層３及びバリウム等の低仕事関数金属からなるカソード材料４で被覆し、更に任意にアルミニウムからなるキャッピング層（図示せず）で被覆する。例えば電極と電界発光材料の間の電荷輸送を改善するといった目的で、素子に更なる層を追加してもよい。
【０００４】
ＯＬＥＤをディスプレイ用途に用いると従来のディスプレイよりも優れた特性を示す可能性があるため、このような用途に関心が高まっている。ＯＬＥＤは比較的低い動作電圧及び電気消費量を示し、また容易に加工して大面積ディスプレイを製造できる。実用レベルでは、高輝度で効率良く作動し、一方で製造信頼性及び使用安定性が高いＯＬＥＤを製造する必要がある。
【０００５】
ＯＬＥＤをフラットパネルディスプレイ用バックライトのような照明に用いることも可能である。この用途では、白色発光ＯＬＥＤの製造に特に関心が持たれている。しかしながら、ほぼ白色のＣＩＥ（Commission Internationale d'Eclairage、国際照明委員会）座標を示す光を放出可能なＯＬＥＤの製造について提案がなされてきたが、本出願者らは実用に堪えるＯＬＥＤを製造できた成功例は認知していない。
【０００６】
ＵＳ５６８３８２３（特許文献３）は、青緑色領域の発光を示す蛍光ホスト材料中に赤色蛍光発光材料を分散してなる蛍光発光層を有し、そのため実質的に白色の発光を示す電界発光素子に関するものである。
【０００７】
ＵＳ６１２７６９３（特許文献４）は、白色に近い発光が可能な発光ダイオード（ＬＥＤ）を提供している。この素子の有機発光層は、青色蛍光発光性ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）と赤色蛍光発光性アルコキシ置換ＰＰＶ誘導体の混合物を含有し、そのため太陽光に類似の黄白色光の発光が可能である。
【０００８】
Polymer Preprints, 41, 835 (2000)（非特許文献１）において、チェン（Chen）らは白色発光を意図した発光ダイオードについて述べている。記載されている２層素子は架橋正孔輸送層に隣接する青色−緑色ドープポリマー層を有し、電荷トラップによって赤色光を発する。この青色／緑色層は、緑色蛍光色素ピロメテン５４６（Ｐｙ５４６）をドープした９，９−ビス（２’−エチルヘキシル）−ポリフルオレン（ＤＥＨＦ）からなる。青色、緑色、及び赤色の３色を鮮明に発光させ、これを組み合わせて白色発光を得るために、緑色ドーパント色素が必要とされる。
【０００９】
ＵＳ２００５／０１３２８９（特許文献５）は有機白色発光素子を提供している。青色発光特性を有するホストと、橙色発光特性又は赤色発光特性を有するゲストとが、発光層にドープされる。電子輸送層は緑色発光特性を有する材料を含有する。
【００１０】
ＥＰ１４３４２８４（特許文献６）は有機白色電界発光素子に関するものである。この素子は、少なくとも２種のエレクトロルミネセント（ＥＬ）材料と少なくとも１種のフォトルミネセント（ＰＬ）材料とを含有する。青色ＥＬ材料、赤色ＥＬ材料、及び緑色ＰＬ材料の組み合わせによる白色発光が開示されている。
【００１１】
Advanced Materials, 17, 2053-2058 (2005)（非特許文献２）において、ゴング（Gong）らは、発光性半導体ポリマーと有機金属錯体の混合物を発光層に用いた多層白色発光ＰＬＥＤを開示している。この混合物は青色蛍光ポリマー、緑色蛍光ポリマー、及び赤色燐光有機金属錯体を含有する。
【００１２】
要約すると、青色発光体及び赤色発光体を混合し、更に任意に緑色発光体を用いて、白色光を生成する試みが知られている。
【００１３】
しかしながら、十分に安定で、且つ照明用白色光源としての実用に適した効率で作動する有機発光素子が必要とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国特許第４５３９５０７号
【特許文献２】ＰＣＴ／ＷＯ９０／１３１４８
【特許文献３】米国特許第５６８３８２３号
【特許文献４】米国特許第６１２７６９３号
【特許文献５】ＵＳ２００５／０１３２８９
【特許文献６】欧州特許第１４３４２８４号
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】Polymer Preprints, 41, 835 (2000)
【非特許文献２】Advanced Materials, 17, 2053-2058 (2005)
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者らは、赤色蛍光発光材料及び青色蛍光発光材料を用いた素子では、素子耐用期間にわたって青色領域への色変化が起こることを発見した。更に、本発明者らは、赤色燐光発光材料及び青色蛍光発光材料を用いた素子では、耐用期間にわたって赤色領域への色変化が起こることを発見した。理論に拘束されるものではないが、素子の耐用期間中、赤色蛍光材料のフォトルミネセント効率は青色材料と比較してより低下するが、一方で赤色燐光材料のフォトルミネセント効率は青色材料と比較してより上昇すると言える。また、赤色材料と青色材料の間のエネルギー伝達（例えばフォスター伝達）の速度変化の影響でこのような結果が得られたと仮定できる。素子の耐用期間中に発光色が有意に変化しないのが望ましいのは明らかである。
【００１７】
本発明者らは、青色発光材料と共に赤色蛍光材料と赤色燐光材料の両方を用いた素子によって、上記問題を解決した。このような素子は、耐用期間中に大きな色変化を起こさずに安定した白色光を放出できる。素子の耐用期間中、赤色燐光材料からの赤色発光と比較して、赤色蛍光材料からの赤色発光の比率は低下する。この２つの成分が互いに補い合い、素子全体の赤色光と青色光の比率は一定に保たれ、発光スペクトルは比較的安定なまま保持される。
【００１８】
本発明者らは、色安定性に問題があるどんな有機発光素子に対しても、上記白色発光素子の原理は広範に適用できることを見出した。具体的には、蛍光材料と燐光材料の安定特性の相違を利用することによって、有機発光素子の耐用期間中にこれら材料を互いに補い合わせ、素子全体の発光スペクトルをより安定化することができる。
【００１９】
上記の観点から、本発明では、有機発光素子に用いられる組成物であって、同一色の有機蛍光発光材料及び有機燐光発光材料を含有する組成物が提供される。
【００２０】
発明者らは、異なる色の有機蛍光発光材料と有機燐光発光材料を含有する組成物が公知であることは承知しているが、有機発光素子に同一色の有機蛍光発光材料及び有機燐光発光材料を用いた例については認知していない。実際のところ、従来は、同じ色を示す２種の異なる材料を用いる必要は無いと考えられてきた。
【００２１】
しかしながら、本発明者らが有機発光素子の耐用期間における蛍光材料及び燐光材料の発光特性について研究した結果、同一色の有機蛍光発光材料及び有機燐光発光材料を用いると、素子の色安定性を改善できるという利点があることが分かった。
【００２２】
「同一色」とは、例えば上記材料が共に赤色電界発光材料、黄色電界発光材料、緑色電界発光材料、又は青色電界発光材料であることを意味する。青色電界発光材料は通常は蛍光発光性であることから、上記材料は好ましくは共に赤色電界発光材料、黄色電界発光材料、又は緑色電界発光材料である。両材料は共に赤色電界発光材料であることが最も好ましい。素子の耐用期間中により高い色安定性を示す白色発光素子において、赤色蛍光発光材料及び赤色燐光発光材料が特に有用であることを発見した。また、青色電界発光材料を含有する白色発光組成物において、両材料は共に黄色電界発光材料であってもよい。
【００２３】
「赤色電界発光材料」は電界発光により６００〜７５０ｎｍ、好ましくは６００〜７００ｎｍ、より好ましくは６１０〜６５０ｎｍの波長の光を放射する有機材料であり、最も好ましくは約６５０〜６６０ｎｍに発光ピークを有する。本発明の目的では、赤色発光は、０．４以上、好ましくは０．６４のＣＩＥ−ｘ座標、及び０．４以下、好ましくは０．３３のＣＩＥ−ｙ座標を示す発光と定義できる。
【００２４】
「緑色電界発光材料」は電界発光により５１０〜５８０ｎｍ、好ましくは５１０〜５７０ｎｍの波長の光を放射する有機材料である。
【００２５】
「青色電界発光材料」は電界発光により４００〜５００ｎｍ、より好ましくは４３０〜５００ｎｍの波長の光を放射する有機材料である。本発明の目的では、青色発光は、０．２５以下、より好ましくは０．２以下のＣＩＥ−ｘ座標、及び０．２５以下、より好ましくは０．２以下のＣＩＥ−ｙ座標を示す発光と定義できる。
【００２６】
白色光は、好ましくは３０００〜９０００Ｋの黒体による発光に等価なＣＩＥ−ｘ座標を示し、且つ黒体による発光の０．０５の範囲内のＣＩＥ−ｙ座標を示す光である。「純粋な」白色光は０．３３、０．３３のＣＩＥ座標を示す。
【００２７】
蛍光材料及び燐光材料の発光スペクトル中の主要ピークが重なり合うのが好ましい。これら２種の材料の発光スペクトルの主要ピークの半値全幅（ＦＷＨＭ）が重なり合うのがより好ましい。これら２種の材料の発光スペクトル中、主要ピークのピーク波長が互いの４０ｎｍの範囲内、更には２０ｎｍの範囲内であるのが更に好ましく、１０ｎｍの範囲内であるのが最も好ましい。
【００２８】
本発明の一実施形態においては、組成物は、異なる発光色の更なる有機発光材料を含有する。更なる有機発光材料は青色蛍光材料等の蛍光材料であってよい。赤色蛍光材料及び赤色燐光材料と青色蛍光材料との組み合わせは、色安定性に優れた白色発光素子の形成に有用であることを発見した。しかしながら、本発明の思想を用いた他の材料の組み合わせも使用できると考えられる。例えば、第１の色を示す蛍光材料及び燐光材料、第１の色とは異なる第２の色を示す蛍光材料及び燐光材料、並びに更なる発光材料を含有する色安定性素子を製造できる。このような素子は、例えば赤色蛍光材料及び赤色燐光材料、緑色蛍光材料及び緑色燐光材料、並びに青色蛍光材料を含有する白色発光素子であってよい。この場合、赤色材料及び緑色材料の色安定性について明らかにする。
【００２９】
燐光材料からの発光が同一色の蛍光材料によって消光されてしまうのではないかと考えられる。しかしながら、意外にもこのような現象は起こらないことが分かった。組成物中の同一色の燐光材料及び蛍光材料の濃度は低いことが好ましく、例えば、更なる発光材料に対して、好ましくは５重量％未満、より好ましくは１重量％未満である。赤色又は黄色の燐光材料と赤色又は黄色の蛍光材料とを、青色発光材料に対して低濃度で用いると、組成物の主成分である青色発光材料は赤色燐光材料よりも高い三重項エネルギーを示すため、消光の問題が低減又は除去されると考えられる。
【００３０】
蛍光材料又は燐光材料をポリマーの繰り返し単位として付与する場合、該材料のモル百分率は、組成物中の他の単位（重合性単位又は非重合性単位）に対する、繰り返し単位のモル数で示す。
【００３１】
組成物中の材料は、別個の材料として混合物中で混合されていてよい。或いは、組成物中の材料が互いに化学的に結合していてもよい。特に好ましい一例においては、材料はコポリマー中で化学的に結合している。例えば、赤色蛍光発光単位、赤色燐光発光単位、及び青色蛍光発光単位を含む白色発光性コポリマーを調製してよい。これら材料を混合する方法と化学的に結合する方法を組み合わせて用いてもよい。例えば、赤色蛍光発光単位及び青色蛍光発光単位を含むコポリマーを、赤色燐光発光材料と混合して、組成物として白色発光混合物を調製してもよい。
【００３２】
有機正孔輸送材料及び／又は有機電子輸送材料のような他の非発光材料を組成物に加えてもよい。その代わりに、又は更に加えて、１以上の発光材料が正孔輸送性及び／又は電子輸送性を有していてよい。組成物が、発光性繰り返し単位に加えて、正孔輸送性繰り返し単位及び／又は電子輸送性繰り返し単位を含む発光性コポリマーを含有するのが好ましい。
【００３３】
好ましくは、組成物中の材料は溶解処理可能であり、組成物は溶媒を含有し、該溶媒中に材料が溶解又は分散される。即ち、溶解処理法を用いて組成物を堆積させることができる。本発明の組成物は、インクジェット印刷、スピンコーティング、ディップコーティング、ロール印刷、スクリーン印刷等のいかなる溶解処理法で堆積させてもよい。
【００３４】
組成物中の１以上の材料が架橋可能なものであってよい。このような場合、組成物を堆積させた後、１以上の材料を架橋させてより堅牢で安定な架橋層を形成して、有機発光素子を製造することができる。
【００３５】
一例においては、組成物中の１つ以上の材料が選択的に架橋可能であり、そのため組成物を堆積させた後に選択的に架橋することにより、相互貫入網目構造（interpenetrating network）又は半相互貫入網目構造（semi-interpenetrating network）を形成することができる。一実施形態において、組成物は２種のポリマーを含有する。ポリマーの一方のみが架橋され、他方が例えば単純な直鎖状の非官能性ポリマーであり、架橋マトリクスを通して相分離凝集体ではなく連続相として存在していれば、半相互貫入網目構造が形成される。両方のポリマーが選択的に架橋され、第１架橋マトリクスが第２架橋マトリクスを通して連続相として存在し、これにより第１架橋マトリクスと第２架橋マトリクスが相互貫入網目構造を形成していてもよい。このような場合、２種のポリマー同士が架橋されることは殆ど又は全くない。 
【００３６】
本発明の他の態様によれば、アノード、カソード、及びこれらアノードとカソードの間に配置される有機発光領域を有する有機発光素子が提供され、該有機発光領域は同一色の有機蛍光発光材料及び有機燐光発光材料を含有する。
【００３７】
同一色の有機蛍光発光材料及び有機燐光発光材料は、別々の層に含まれていても同一の層に含まれていてもよく、好ましくは同一の層に含まれる。
【００３８】
上記有機発光素子は、フラットパネルディスプレイ用バックライトや、他の照明用途（特に環境照明光源）にも使用し得る。
【００３９】
本発明の他の態様によれば、白色光を発する有機発光素子であって、駆動中にその発光輝度が当初の半分に低下するまでの期間にわたって、色変化がＣＩＥ座標で０．０２未満である有機発光素子が提供される。即ち、この有機発光素子からの発光は、ＣＩＥチャートの白色領域を中心とする半径がＣＩＥ座標０．０２の円内に保持される。この円の半径は、より好ましくはＣＩＥ座標０．０１５未満であり、最も好ましくはＣＩＥ座標０．０１３未満である。
【００４０】
典型的には、上記素子は３成分発光系を含有し、その他の発光材料を含まない。例えば、素子は赤色蛍光材料、赤色燐光材料、及び青色電界発光材料を含有してよい。
【００４１】
青色電界発光材料は、好ましくは青色電界発光性ポリマーを含有し、より好ましくは共役ポリマー（通常はコポリマー）を含有する。このポリマーは溶解処理可能であることが好ましい。青色電界発光材料は好ましくは蛍光発光性である。
【００４２】
青色電界発光材料は好ましくは半導体ポリマーであり、トリアリールアミン繰り返し単位を含んでいてよい。特に好ましいトリアリールアミン繰り返し単位は、下記式１〜６：
【化１】
0005610382.tif 000002
（式中、Ｘ、Ｙ、Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤはそれぞれ独立にＨ及び置換基から選ばれる。）により表されるものである。より好ましくは、Ｘ、Ｙ、Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤのうち１つ以上が、それぞれ独立に、任意に置換された分岐状又は直鎖状のアルキル基、アリール基、パーフルオロアルキル基、チオアルキル基、シアノ基、アルコキシ基、ヘテロアリール基、アルキルアリール基、及びアリールアルキル基からなる群から選ばれる。最も好ましくは、Ｘ、Ｙ、Ａ、及びＢがＣ１−１０アルキルである。繰り返し単位１〜６中の任意の２つのフェニル基は、いずれも直接結合又は２価部位（好ましくはヘテロ原子、より好ましくはＯ又はＳ）によって連結されていてよい。
【００４３】
赤色蛍光材料は、好ましくは赤色電界発光性ポリマーを含有し、より好ましくは共役ポリマー（通常はコポリマー）を含有する。このポリマーは溶解処理可能であることが好ましい。
【００４４】
好ましい赤色蛍光材料は、下記式（８）：
【化２】
0005610382.tif 000003
（式中、Ｘ１、Ｙ１、及びＺ１はそれぞれ独立にＯ、Ｓ、ＣＲ２、ＳｉＲ２、又はＮＲであり、より好ましくはＯ又はＳであり、最も好ましくはＳであり、Ｒはそれぞれ独立にアルキル、アリール、又はＨである。）により表される任意に置換された繰り返し単位を含むポリマーを含有する。式（８）で表される繰り返し単位の好ましい置換基はＣ１−２０アルキルであり、これは該単位中の１つ以上の環上に存在していてよい。
【００４５】
式（８）で表される繰り返し単位が置換されている場合、アルキル、アルコキシ、並びに任意に置換されたアリール及びヘテロアリールからなる群から選ばれる１つ以上の置換基で置換されているのが好ましい。
【００４６】
より好ましくは、赤色蛍光材料は、任意に置換された式（８）で表される繰り返し単位と、電子輸送性繰り返し単位及び／又は正孔輸送性繰り返し単位とを含むコポリマーである。電子輸送性繰り返し単位は、任意に置換された２，７−結合フルオレンを含むのが特に好ましく、下記式（７）：
【化３】
0005610382.tif 000004
（式中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立に水素、並びに任意に置換されたアルキル、アルコキシ、アリール、アリールアルキル、ヘテロアリール、及びヘテロアリールアルキルから選ばれる。）により表される繰り返し単位であるのが最も好ましい。Ｒ１及びＲ２の少なくとも１つが任意に置換されたＣ４−Ｃ２０アルキル又はアリール基を含むのがより好ましい。
【００４７】
赤色蛍光発光性コポリマー中の正孔輸送性繰り返し単位は、上記式１〜６のトリアリールアミン繰り返し単位を含むのが特に好ましい。
【００４８】
例えば、赤色燐光材料は、金属（Ｍ）が３つの任意に置換された二座配位子で囲まれてなる金属錯体であってよい。このような赤色燐光材料の例として、トリス（フェニルイソキノリン）イリジウム（ＩＩＩ）が挙げられる。金属錯体はアルキル基やアルコキシ基等の可溶化置換基で置換されていてよい。赤色燐光材料が、１つ以上のデンドロンで囲まれたデンドリマーのコア部を形成していてよい。デンドロンは共役しているのが好ましく、デンドリマーを可溶化するための表面基を有するのが好ましい。特に好ましいデンドロンはＷＯ０２／０６６５５２に開示されている。赤色燐光材料を、ポリマーの繰り返し単位及び／又は末端キャッピング基として付与してもよい。繰り返し単位として付与する場合、赤色燐光材料をポリマー主鎖中の繰り返し単位として、又は主鎖から延びる置換基として用いてよい。
【００４９】
正孔輸送材料を含有する正孔輸送層をアノードと有機発光領域の間に配置してもよい。適当な正孔輸送材料としては、正孔輸送性ポリマー（特にトリアリールアミン繰り返し単位を含むポリマー）が挙げられる。好ましいトリアリールアミン繰り返し単位としては、一般式１〜６で表されるものが挙げられる。
【００５０】
特に好ましいこの種の正孔輸送性ポリマーは、フルオレン繰り返し単位とトリアリールアミン繰り返し単位のＡＢコポリマーである。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】ＯＬＥＤの典型的な断面を示す図である。
【図２】赤色蛍光材料及び青色蛍光材料を含有する素子の駆動中の発光スペクトル変化を示す図である。
【図３】赤色蛍光材料、赤色燐光材料、及び青色蛍光材料を含有する素子の駆動中の発光スペクトル変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
以下、添付図面を参照して本発明をより詳細に説明する。
図１に示すように、本発明による電界発光素子は、透明なガラス又はプラスチックからなる基板１、インジウムスズ酸化物からなるアノード２、及びカソード４を含む構造を有する。アノード２とカソード４の間には有機発光領域３が形成される。
【００５３】
アノード２とカソード４の間に、電荷輸送層、電荷注入層、及び／又は電荷ブロック層といった更なる層を配置してもよい。
【００５４】
特に、アノード２と電界発光層３の間にドープ有機材料からなる導電性正孔注入層を形成し、アノードから該層又は半導体ポリマー層への正孔注入を補助するのが望ましい。ドープ有機正孔注入材料の例としては、ポリ（エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＴ）、特にＥＰ０９０１１７６及びＥＰ０９４７１２３に開示されているようなポリスチレンスルホネート（ＰＳＳ）をドープしたＰＥＤＴや、ＵＳ５７２３８７３及びＵＳ５７９８１７０に開示されているようなポリアニリン等が挙げられる。
【００５５】
アノード２と電界発光層３の間に正孔輸送層を配置する場合は、正孔輸送層のＨＯＭＯ準位は好ましくは５．５ｅＶ以下、より好ましくは４．８〜５．５ｅＶ程度である。
【００５６】
電界発光層３とカソード４の間に電子輸送層を配置する場合は、電子輸送層のＬＵＭＯ準位は好ましくは３〜３．５ｅＶ程度である。
【００５７】
有機発光領域３は同一色の有機蛍光発光材料及び有機燐光発光材料を含有する。
【００５８】
カソード４の材料は、有機発光領域に電子を注入し得るような仕事関数を有する材料から選択される。カソード材料を選択する際には、カソードと有機発光領域が不都合な相互作用を起こす可能性といった他の要因も考慮する。カソードはアルミニウム層のような単一材料からなるものであってよい。或いは、カソードは複数の金属を含有してもよく、例えば、ＷＯ９８／１０６２１に開示されているようなカルシウムとアルミニウムの二層、ＷＯ９８／５７３８１、Appl. Phys. Lett. 2002, 81(4), 634、及びＷＯ０２／８４７５９に開示されているバリウム元素、又は電子注入を補助する金属化合物の薄層等を含んでよい。この金属化合物としては、ＷＯ００／４８２５８に開示されているフッ化リチウム、Appl. Phys. Lett. 2001, 79(5), 2001に開示されているフッ化バリウム、酸化バリウム等が挙げられる。素子に電子を効率的に注入するためには、カソードの仕事関数は、好ましくは３．５ｅＶ未満、より好ましくは３．２ｅＶ未満、最も好ましくは３ｅＶ未満である。
【００５９】
光学的素子は水分や酸素の影響を受けやすい傾向がある。従って、水分や酸素が素子内部に侵入するのを防ぐために、基板は良好な遮断特性を有することが好ましい。基板は通常はガラスからなるが、特に柔軟な素子を所望する場合等は、代替基板を用いてよい。例えば、基板は、米国特許第６２６８６９５号に記載されているようにプラスチックを含有してよい。該文献はプラスチックと障壁層を交互に用いた基板を開示している。また、欧州特許第０９４９８５０号に開示されているように、基板は薄ガラスとプラスチックの積層物であってもよい。
【００６０】
水分及び酸素の侵入を防ぐために、カプセル材料（図示せず）を用いて素子を封入するのが好ましい。適当なカプセル材料としては、ガラス板や適当な遮断特性を有するフィルム（ＷＯ０１／８１６４９等に開示されているようなポリマーと誘電体の交互積層物、ＷＯ０１／１９１４２等に開示されているような密閉容器等）が挙げられる。基板やカプセル材料を透過して侵入する大気中の水分及び／又は酸素を吸収するために、基板とカプセル材料の間にゲッター材料を配置してもよい。
【００６１】
実用素子においては、光が吸収（光応答性素子の場合）又は放出（ＯＬＥＤの場合）されるように、電極のうち少なくとも一方を半透明とする。アノードが透明である場合、典型的にはインジウムスズ酸化物を含有する。透明カソードの例はＧＢ２３４８３１６等に開示されている。
【００６２】
図１の実施形態に示す素子は、まずアノードを基板上に形成し、その上に電界発光層及びカソードを積層して得られる。しかしながら、本発明の素子は、まずカソードを基板上に形成し、その上に電界発光層及びアノードを積層しても得られる。
【００６３】
本発明の実施形態によるポリマーの調製方法としては、ＷＯ００／５３６５６等に記載の鈴木重合、及びT. Yamamoto, “Electrically Conducting And Thermally Stable π-Conjugated Poly(arylene)s Prepared by Organometallic Processes”, Progress in Polymer Science 1993, 17, 1153-1205等に記載の山本重合が好ましい。これら重合法は共に「金属挿入」によって重合を行うものであり、金属錯体触媒の金属原子がモノマーのアリール基と脱離基の間に挿入される。山本重合ではニッケル錯体触媒を使用し、鈴木重合ではパラジウム錯体触媒を使用する。
【００６４】
例えば山本重合によって直鎖状ポリマーを合成する際には、２つの反応性ハロゲン基を有するモノマーを用いる。同様に、鈴木重合による方法においては、少なくとも１つの反応性基がボロン酸やボロン酸エステル等のホウ素誘導体基であり、他の反応性基がハロゲンである。ハロゲンは好ましくは塩素、臭素、又はヨウ素であり、最も好ましくは臭素である。
【００６５】
従って、本願で述べるアリール基を含む繰り返し単位及び末端基は、適当な脱離基を有するモノマーから誘導されるものであってよいと解される。
【００６６】
鈴木重合を用いて位置規則的コポリマー、ブロックコポリマー、又はランダムコポリマーを調製してよい。特に、一方の反応性基がハロゲンであり、他方の反応性基がホウ素誘導体基であるとき、ホモポリマー又はランダムコポリマーを調製できる。また、第１モノマーの反応性基が共にホウ素であり、第２モノマーの反応性基が共にハロゲンであるときは、ブロックコポリマー又は位置規則的コポリマー（特にＡＢコポリマー）を調製できる。
【００６７】
ハロゲン化物の代替物として、金属挿入に利用可能な他の脱離基を用いてもよく、その例としては、トシレート基、メシレート基、及びトリフレート基が挙げられる。
【００６８】
単一のポリマー又は複数のポリマーを溶液から堆積させて層を形成してよい。ポリアリーレン（特にポリフルオレン）に適した溶媒としては、トルエンやキシレン等のモノ−又はポリ−アルキルベンゼン類が挙げられる。特に好ましい溶液堆積法はスピンコーティング及びインクジェット印刷である。
【００６９】
スピンコーティングは、電界発光材料のパターニングが不要な素子（例えば照明や単純なモノクロ分割ディスプレイ）に特に適している。
【００７０】
インクジェット印刷は、高情報量ディスプレイ、特にフルカラーディスプレイに特に適している。ＯＬＥＤのインクジェット印刷については、例えば欧州特許第０８８０３０３号に記載されている。
【００７１】
素子の多層構造を溶解処理によって形成する場合、隣接する層の混合を防ぐ方法は当業者に自明であろう。例えば、次の層を積層する前に層を架橋する方法、第１層に用いる材料が第２層の積層に用いる溶媒に溶解しないように隣接層の材料を選択する方法等が挙げられる。
【実施例】
【００７２】
ＷＯ００／５３６５６に記載されているように、鈴木重合によって、式４で表される青色蛍光発光性トリアリールアミン繰り返し単位及び式８で表される赤色蛍光発光性繰り返し単位を含む白色発光性ポリマーを調製した。
【００７３】
ＷＯ０２／０６６５５２に記載されているように、トリス（フェニルイソキノリン）イリジウム（ＩＩＩ）を含む赤色燐光性デンドリマー材料を調製した。
【００７４】
ガラス基板により支持されたインジウムスズ酸化物アノード（アプライド・フィルムズ社（Applied Films）製、米国コロラド州）の上に、スピンコーティングによって、ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＴ／ＰＳＳ、エイチ・シー・スタルク（H C Starck）社製「Baytron P（登録商標）」、独国レバークーゼン）を積層した。このＰＥＤＴ／ＰＳＳ層上に、スピンコーティングによってキシレン溶液から厚さ約１０ｎｍの正孔輸送層を形成し、１８０℃で１時間加熱した。Ｆ８−ＴＦＢ層上に、スピンコーティングによってキシレン溶液から上記蛍光性ポリマーと燐光性デンドリマーの混合物を６５ｎｍ程度の厚さで積層した。この半導体ポリマー上に、バリウムからなる第１層を約１０ｎｍ以下の厚さとなるよう蒸着し、且つアルミニウムからなる第２層を約１００ｎｍの厚さとなるように蒸着して、該ポリマー上にＢａ／Ａｌカソードを形成した。最後に、得られた素子上にゲッター含有金属封入物を配置し、基板に接着して、素子を気密に封入した。
【００７５】
素子をパルス駆動し、強度が当初の半分に低下するまで輝度を測定した。初期段階及び輝度が当初の半分に低下するまで駆動した後の時点で、発光スペクトルを測定した。
【００７６】
結果を以下の表１に示す。第１項目の「赤色蛍光」は白色発光性ポリマーを用いた比較例であり、赤色発光は全て蛍光発光である。第２項目の「赤色蛍光＋赤色燐光」は白色蛍光発光性ポリマーと赤色燐光材料の混合物を用いた実施例である。
【００７７】
【表１】
0005610382.tif 000005
【００７８】
燐光材料を添加することによる素子寿命の有意な変化は見られない。しかしながら、発光スペクトルには有意な相違があり、白色発光材料のみを含む素子の色は駆動中に大きく変化し、一方で赤色燐光材料を加えた素子の色は駆動により大きくは変化しなかった。
【００７９】
図２は、白色蛍光発光材料を用いた素子の駆動中の発光スペクトルがどのように変化するかを示す。図３は、赤色燐光材料を用いた素子の駆動中の発光スペクトルがどのように変化するかを示す。各スペクトル中、上の線は未駆動の素子の発光スペクトルであり、一方下の線は輝度が当初の半分に低下するまで素子を駆動した後の発光スペクトルである。
【００８０】
白色蛍光発光材料のみを含有する素子の赤色領域における発光強度は、青色領域における発光強度と比較して、大きく減少している。その結果、素子の色は青色側にシフトしている。しかしながら、赤色燐光発光体を添加した素子の赤色領域における発光強度は、青色領域における発光強度と比較してほぼ一定に保持されており、素子の色は大きくは変わっていない。
【００８１】
従ってこの結果から、同一色の有機蛍光材料及び有機燐光材料を用いることによって、素子の耐用期間にわたって良好な色安定性を示す有機発光素子が得られることが示された。
【００８２】
以上、本発明を詳述し、その好ましい実施形態について説明したが、添付の特許請求の範囲で定義される本発明の範囲から逸脱することなく、形態や細部において様々な変更が可能であることを当該分野の当業者は理解するであろう。
【符号の説明】
【００８３】
１  基板
２  アノード
３  有機発光領域
４  カソード
【図１】
0005610382.tif 000008
【図２】
0005610382.tif 000009
【図３】
0005610382.tif 000010