(57)【要約】  エレクトロルミネセント素子はエレクトロルミネセント材料を形成する化合物としてドープドリチウムキノレートを有する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ｉ）第１の電極、（ii）ドーパンドでドープされたリチウムキノレートから構成されるエレクトロルミネセント材料層、及び（iii）第２の電極を順次備えるエレクトロルミネセント素子。
【請求項２】
前記ドーパンドは、クマリンまたはクマリン誘導体、ペリレンまたはペリレン誘導体、またはビスベンゼンスルホン酸塩である請求項１に記載のエレクトロルミネセント素子。
【請求項３】
前記ドーパンドは、この明細書での式（Ａ）、（Ｂ）、もしくは（Ｃ）、または図１０及び図１１の式の化合物である請求項１に記載のエレクトロルミネセント素子。
【請求項４】
前記リチウムキノレートは、アセトニトリルからなる溶媒において溶液中に８−ヒドロキシキノリンまたは置換された８−ヒドロキシキノリンと、リチウムアルキルまたはアルコキシドを反応させることで作られる請求項１から３のいずれか１項に記載のエレクトロルミネセント素子。
【請求項５】
前記リチウムキノレートは、アセトニトリル溶媒中で、８−ヒドロキシキノリンとブチルリチウムを反応させることによって作られる請求項４に記載のエレクトロルミネセント素子。
【請求項６】
前記リチウムキノレートは、アセトニトリルと他の液体との混合物からなる溶媒中で、８−ヒドロキシキノリンとブチルリチウムを反応させることによって作られる請求項４に記載のエレクトロルミネセント素子。
【請求項７】
前記ドーパンドは、一般式（Ｌα）nＭであり、Ｍは希土類、ランタニド、またはアクチニドであり、Ｌαは有機錯体であり、ｎはＭの原子価状態である請求項１から６のうちいずれか１項に記載のエレクトロルミネセント素子。
【請求項８】
前記蛍光性材料は、一般式
【化１】
2005510838.tif 000031
であり、ＬαとＬpは有機配位子であり、Ｍは、特にここでは、希土類、遷移金属、ランタニド、またはアクチニドであり、ｎは金属Ｍの原子価状態であり、配位子Ｌαはそれぞれ同じでもよいし異なっていても良く、複数の配位子Ｌpもそれぞれ同じでもよいし異なっていてもよい請求項７に記載のエレクトロルミネセント素子。
【請求項９】
前記蛍光性材料は、一般式（Ｌα）nＭ1Ｍ2であり、Ｍ1は上記のＭと同じであり、Ｍ2は非希土類金属であり、Ｌαは特にここで示したものであり、ｎはＭ1とＭ2の結合した原子価状態である請求項８に記載のエレクトロルミネセント素子。
【請求項１０】
前記錯体は、また、１以上の中性配位子Ｌpから構成され、該錯体は一般式（Lα）nＭ1Ｍ2（Ｌp）を有し、Ｍ1は上記のＭと同じであり、Ｍ2は非希土類金属である請求項８または９に記載のエレクトロルミネセント素子。
【請求項１１】
前記金属Ｍ2は希土類金属、遷移金属、ランタニド、又はアクチニドでないあらゆる金属である請求項９または１０に記載のエレクトロルミネセント素子。
【請求項１２】
前記錯体は、式
【化２】
2005510838.tif 000032
の２核、３核、及び多核の有機金属から選択され、Ｌは架橋配位子であり、Ｍ1は希土類金属であり、Ｍ2はＭ1または非希土類金属であり、ＬmとＬnは上述の通り同一のまたは異なる有機配位子Ｌαであり、ｘはＭ1の原子価状態であり、ｙはＭ2の原子価状態であり、また、
【化３】
2005510838.tif 000033
Ｍ1、Ｍ2、及びＭ3は同一又は異なる希土類金属であり、Ｌm、Ｌn、及びＬpは有機配位子Ｌαであり、ｘはＭ1の原子価状態であり、ｙはＭ2の原子価状態であり、ｚはＭ3の原子価状態である。ＬpはＬm及びＬnと同じでもよいし、または異なっていてもよく、また、
【化４】
2005510838.tif 000034
Ｌは架橋配位子であり、希土類金属と非希土類金属は、金属結合に対して、及び／または中間架橋原子、配位子、または分子基を介して金属によって一緒に結合させることができ、金属結合に対して、及び／または中間配位子を介して金属によって結合させる３つより多い金属がある請求項１１に記載のエレクトロルミネセント素子。
【請求項１３】
前記金属Ｍ2は、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、銅（I）、銅（II）、銀、金、亜鉛、カドミウム、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、ゲルマニウム、スズ（II）、スズ（IV）、アンチモニ（II）、アンチモニ（IV）、鉛（II）、鉛（IV）と、例えば、マンガン、鉄、ルテニウム、オスミウム、コバルト、ニッケル、パラジウム（II）、パラジウム（IV）、白金（II）、白金（IV）、カドミウム、クロム、チタン、バナジウム、ジルコニウム、タンタル、モリブデン、ロジウム、イリジウム、チタン、ニオブ、スカンジウム、イットリウムの異なる原子価状態における遷移金属の第１、第２、及び第３グループの金属から選択される請求項１１または１２に記載のエレクトロルミネセント素子。
【請求項１４】
前記ドーパンドは、リチウムキノレート中に、重さで０．００１％から２０％の量が存在する請求項１から１３のうちいずれか１項に記載のエレクトロルミネセント素子。
【請求項１５】
第１の電極とドープドリチウムキノレート層の間に正孔輸送材料層がある請求項１から１４のうちいずれか１項に記載のエレクトロルミネセント素子。
【請求項１６】
正孔輸送材料及び前記発光金属化合物は、混合して１層を形成する請求項１から１５のうちいずれか１項に記載のエレクトロルミネセント素子。
【請求項１７】
前記正孔輸送材料は芳香族アミノ錯体である請求項１４または１５に記載のエレクトロルミネセント素子。
【請求項１８】
前記正孔輸送材料は、ポリ（ビニルカルバゾール）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、ポリアニリン、置換されたポリアニリン、ポリチオフェン、置換されたポリチオフェン、ポリシラン、及び置換されたポリシランから選択されるポリマー膜である請求項１５または１６に記載のエレクトロルミネセント素子。
【請求項１９】
前記正孔輸送材料は環状芳香族化合物のポリマー膜である請求項１５または１６に記載のエレクトロルミネセント素子。
【請求項２０】
前記正孔輸送材料は、この明細書で記載した式（ＸＸＸ）から（ＸＸＸＩＩ）の化合物である請求項１９に記載のエレクトロルミネセント素子。
【請求項２１】
前記カソードと前記エレクトロルミネセント材料層の間に電子輸送材料層がある請求項１から２０のうちいずれか１項に記載のエレクトロルミネセント素子。
【請求項２２】
電子輸送材料と前記発光金属化合物を混合して１層を形成する請求項１から２１のうちいずれか１項に記載のエレクトロルミネセント素子。
【請求項２３】
前記電子輸送材料は金属キノレートである請求項２１または２２に記載のエレクトロルミネセント素子。
【請求項２４】
前記金属キノレートはアルミニウムキノレートまたはリチウムキノレートである請求項２３に記載のエレクトロルミネセント素子。
【請求項２５】
前記電子輸送材料は９，１０−ジシアノアントラセン等のシアノアントラセン、ポリスチレンスルホネート、または図１０に示した式の化合物である請求項２１または２２に記載のエレクトロルミネセント素子。
【請求項２６】
正孔輸送材料と電子輸送材料と前記発光金属化合物を混合して１層を形成する請求項２１から２５のうちいずれか１項に記載のエレクトロルミネセント素子。
【請求項２７】
前記第２の電極はアルミニウム、カルシウム、リチウム、銀／マグネシウム合金から選択される上記の請求項のうちいずれか１項に記載のエレクトロルミネセント素子。
【請求項２８】
ドーパンドを取り込んだリチウムキノレートからなる組成物。
【請求項２９】
前記ドーパンドは、クマリンまたはクマリン誘導体、ペリレンまたはペリレン誘導体、またはビスベンゼンスルホン酸塩である請求項２８に記載の組成物。
【請求項３０】
前記ドーパンドは、この明細書での式（Ｉ）、（ＩＩ）、または図１０及び図１１の式の化合物である請求項２９に記載の組成物。
【請求項３１】
前記リチウムキノレートは、アセトニトリルの存在下で、８−ヒドロキシキノリンとブチルリチウムを反応させることで作られる請求項１８から３０のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項３２】
前記リチウムキノレートは、アセトニトリル溶媒中で、８−ヒドロキシキノリンとブチルリチウムを反応させることによって作られる請求項３１に記載の組成物。
【請求項３３】
前記リチウムキノレートは、アセトニトリルと他の液体との混合物からなる溶媒中で、８−ヒドロキシキノリンとブチルリチウムを反応させることによって作られる請求項３１に記載の組成物。
【請求項３４】
前記ドーパンドは、一般式（Ｌα）nＭであり、Ｍは希土類、ランタニド、またはアクチニドであり、Ｌαは有機錯体であり、ｎはＭの原子価状態である請求項１８から３３のうちいずれか１項に記載の組成物。
【請求項３５】
前記蛍光性材料は、一般式
【化５】
2005510838.tif 000035
であり、ＬαとＬpは有機配位子であり、Ｍは、特にここでは、希土類、遷移金属、ランタニド、またはアクチニドであり、ｎは金属Ｍの原子価状態であり、配位子Ｌαはそれぞれ同じでもよいし異なっていても良く、複数の配位子Ｌpもそれぞれ同じでもよいし異なっていてもよい請求項３４に記載の組成物。
【請求項３６】
前記蛍光性材料は、一般式（Ｌα）nＭ1Ｍ2であり、Ｍ1は上記のＭと同じであり、Ｍ2は非希土類金属であり、Ｌαは特にここで示したものであり、ｎはＭ1とＭ2の結合した原子価状態である請求項３５に記載の組成物。
【請求項３７】
前記錯体は、また、１以上の中性配位子Ｌpから構成され、該錯体は一般式（Lα）nＭ1Ｍ2（Ｌp）を有し、Ｍ1は上記のＭと同じであり、Ｍ2は非希土類金属である請求項３５または３６に記載の組成物。
【請求項３８】
前記金属Ｍ2は希土類金属、遷移金属、ランタニド、又はアクチニドでないあらゆる金属である請求項９または１０に記載の組成物。
【請求項３９】
前記錯体は、式
【化６】
2005510838.tif 000036
の２核、３核、及び多核の有機金属から選択され、Ｌは架橋配位子であり、Ｍ1は希土類金属であり、Ｍ2はＭ1または非希土類金属であり、ＬmとＬnは上述の通り同一のまたは異なる有機配位子Ｌαであり、ｘはＭ1の原子価状態であり、ｙはＭ2の原子価状態であり、また、
【化７】
2005510838.tif 000037
Ｍ1、Ｍ2、及びＭ3は同一又は異なる希土類金属であり、Ｌm、Ｌn、及びＬpは有機配位子Ｌαであり、ｘはＭ1の原子価状態であり、ｙはＭ2の原子価状態であり、ｚはＭ3の原子価状態である。ＬpはＬm及びＬnと同じでもよいし、または異なっていてもよく、また、
【化８】
2005510838.tif 000038
Ｌは架橋配位子であり、希土類金属と非希土類金属は、金属結合に対して、及び／または中間架橋原子、配位子、または分子基を介して金属によって一緒に結合させることができ、金属結合に対して、及び／または中間配位子を介して金属によって結合させる３つより多い金属がある請求項３８に記載の組成物。
【請求項４０】
前記金属Ｍ2は、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、銅（I）、銅（II）、銀、金、亜鉛、カドミウム、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、ゲルマニウム、スズ（II）、スズ（IV）、アンチモニ（II）、アンチモニ（IV）、鉛（II）、鉛（IV）と、例えば、マンガン、鉄、ルテニウム、オスミウム、コバルト、ニッケル、パラジウム（II）、パラジウム（IV）、白金（II）、白金（IV）、カドミウム、クロム、チタン、バナジウム、ジルコニウム、タンタル、モリブデン、ロジウム、イリジウム、チタン、ニオブ、スカンジウム、イットリウムの異なる原子価状態における遷移金属の第１、第２、及び第３グループの金属から選択される請求項３９または４０に記載の組成物。
【請求項４１】
前記ドーパンドは、リチウムキノレート中に、重さで０．００１％から２０％の量が存在する請求項２８から４０のうちいずれか１項に記載のエレクトロルミネセント素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロルミネセント素子、及びディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
電流を流すと発光する材料はよく知られており、幅広くディスプレイに応用されている。液晶素子と無機半導体系に基づいた素子は、広く使用されている。液晶素子、及び無機半導体系に基づく素子は、幅広く使用されているが、しかしながら、高エネルギーの消費、高い製造コスト、低い数量効率、及びフラットパネルディスプレイの製造することができないという不利点を抱えている。
【０００３】
特許出願ＷＯ９８／５８０３７には、特性が改善され、よりよい結果が得られたエレクトロルミネセント素子で使用することができる各種のランタニド錯体が記載されている。特許出願ＰＣＴ／ＧＢ９８／０１７７３、ＰＣＴ／ＧＢ９９／０３６１９、ＰＣＴ／ＧＢ９９／０４０３０、ＰＣＴ／ＧＢ９９／０４０２８、ＰＣＴ／ＧＢ００／００２６８には、希土類キレートを用いたエレクトロルミネセント錯体、その構造、及びその素子が記載されている。
【０００４】
特許出願ＷＯ００／３２７１７には、エレクトロルミネセント素子におけるエレクトロルミネセント材料としてのリチウムキノレートの使用が開示されている。リチウムキノレートは、より効率的にエレクトロルミネセント材料を作ることができる幅広く使用されるアルミニウムキノレート及びアルミニウムキノレート誘導体より４５％のオーダー高い電子移動性を有する。
【０００５】
Ｃ．Ｓｃｈｍｉｔｚ、Ｈ  Ｓｃｍｉｄｔ、及びＭ．Ｔｈｅｋａｌａｔらの論文（タイトル「有機発光ダイオードにおけるエミッター及びインターフェース材料としてのリチウムキノレート錯体」、ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ，２０００，１２，３０１２−３０１９）には、エレクトロルミネセント素子において、正孔輸送材料と共に一緒にリチウムキノレートの層の使用が開示されている。
【発明の開示】
【０００６】
我々は、エレクトロルミネセント素子においてエレクトロルミネセント材料としてドープドリチウムキノレート成分を使用することはパフォーマンスを改善することを発見した。
【０００７】
本発明によれば、順に、（ｉ）第１の電極と、（ii）ドーパンドでドープされたリチウムキノレートから成るエレクトロルミネセント材料の層と、及び（iii）第２の電極と、から構成されるエレクトロルミネセント素子を提供する。
【０００８】
本発明は、また、ドーパンドを組み込んだリチウムキノレートから成る成分を提供する。
好ましいドーパンドは、次式のようなクマリンである。
【０００９】
【化９】
2005510838.tif 000002
Ｒ1、Ｒ2、及びＲ3は、水素、またはメチルまたはエチル基等のアルキル基、アミノ、及び置換アミノ基等である。
【００１０】
【化１０】
2005510838.tif 000003
Ｒ3は、水素、またはメチルまたはエチル基等のアルキル基である。
クマリンの例は、図１７及び図１８に与えられている。
【００１１】
他のドーパンドは、次式
【００１２】
【化１１】
2005510838.tif 000004
のようなビスベンゼンスルホン酸塩とペリレンとペリレン誘導体と図１９−図２１の式のドーパンドを含み、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、Ｒであり、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、同じでも異なっていても良く、水素、ヒドロカルボニル基、置換された又は置換されていない芳香族やヘテロ環や多環式の環構造、トリフルオリルメチル基等のフルオロカーボン、フッ素等のハロゲン、又はチオフェニル基から選択される。Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は、また、置換された又は置換されていない縮合した芳香族環やヘテロ環や多環式の環構造を形成し、モノマー、例えば、スチレンで共重合することができる。Ｒ、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、ビニル基すなわち次式の官能基の不飽和アルキレン基でもよい。
【００１３】
【化１２】
2005510838.tif 000005
Ｒは、上記の通りである。
使用される他のドーパンドは、一般式（Ｌα）nＭで表される有機錯体であり、Ｍは希土類、ランタニド、またはアクチニドであり、Ｌαは有機錯体であり、ｎはＭの原子価状態である。
【００１４】
本発明で用いられる他のドーパンドは次式である。
【００１５】
【化１３】
2005510838.tif 000006
ＬαとＬpは有機配位子であり、Ｍは希土類、遷移金属、ランタニド、またはアクチニドであり、ｎは金属Ｍの原子価状態である。配位子Ｌαは同じでも異なっていても良く、複数の配位子Ｌpもそれぞれ同じでもよいし異なっていてもよい。
【００１６】
例えば、（Ｌ1）（Ｌ2）（Ｌ3）（Ｌ...）Ｍ（Ｌp）、ここでＭは希土類、遷移金属、ランタニドまたはアクチニドであり、（Ｌ1）（Ｌ2）（Ｌ3）（Ｌ...）は同じでもよいし異なっていてもよい有機錯体であり、（Ｌp）は中性の配位子である。配位子（Ｌ1）（Ｌ2）（Ｌ3）（Ｌ...）の電荷の総計は、金属Ｍの原子価状態と等しい。Ｍの第III価の原子価状態に対応するように３つのＬα基がある場合、錯体は式（Ｌ1）（Ｌ2）（Ｌ3）Ｍ（Ｌp）を有し、異なる基（Ｌ1）（Ｌ2）（Ｌ3）は同じでもよいし異なっていてもよい。
【００１７】
Ｌpは、１座配位子、２座配位子、または多座配位子であり、１またはそれより多い配位子Ｌpがあってもよい。
好ましくは、Ｍは内殻が満たされていない金属イオンであり、より好ましい金属は、Ｓｍ（III），Ｅｕ（II），Ｅｕ（III），Ｔｂ（III），Ｄｙ（III），Ｙｂ（III），Ｌｕ（III），Ｇｄ（III），Ｇｄ（III）Ｕ（III），Ｔｍ（III），Ｃｅ（III），Ｐｒ（III），Ｎｄ（III），Ｐｍ（III），Ｄｙ（III），Ｈｏ（III），Ｅｒ（III），Ｙｂ（III）、さらに好ましくは、Ｅｕ（III），Ｔｂ（III），Ｄｙ（III），Ｇｄ（III），Ｅｒ（III），Ｙｔ（III）から選択される。
【００１８】
さらに、本発明で用いられるドーパンド化合物は、一般式（Ｌα）nＭ1Ｍ2の錯体であり、Ｍ1は上記のＭと同じであり、Ｍ2は非希土類金属であり、Ｌαは上記の通りであり、ｎはＭ1とＭ2の結合した原子価状態である。錯体は、また、１つ以上の中性配位子Ｌpから構成されているので、錯体は一般式（Lα）nＭ1Ｍ2（Ｌp）を有しており、Ｌpは上記の通りである。金属Ｍ2は、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、銅（I）、銅（II）、銀、金、亜鉛、カドミウム、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、ゲルマニウム、スズ（II）、スズ（IV）、アンチモニ（II）、アンチモニ（IV）、鉛（II）、鉛（IV）と、例えば、マンガン、鉄、ルテニウム、オスミウム、コバルト、ニッケル、パラジウム（II）、パラジウム（IV）、白金（II）、白金（IV）、カドミウム、クロム、チタン、バナジウム、ジルコニウム、タンタル、モリブデン、ロジウム、イリジウム、チタン、ニオブ、スカンジウム、イットリウム等の異なる原子価状態における遷移金属の第１、第２、及び第３グループの金属である、希土類、遷移金属、ランタニド、アクチニドではない金属である。
【００１９】
例えば、（Ｌ1）（Ｌ2）（Ｌ3）（Ｌ...）Ｍ（Ｌp）では、Ｍは希土類、遷移金属、ランタニド、またはアクチニドであり、（Ｌ1）（Ｌ2）（Ｌ3）（Ｌ...）及び（Ｌp）は同一のまたは異なる有機錯体である。
【００２０】
さらに、本発明で用いられる有機金属錯体は２核、３核、及び多核の有機錯体であり、一般式は（Ｌm）xＭ1 ←Ｍ2（Ｌn）y、例えば、
【００２１】
【化１４】
2005510838.tif 000007
であり、Ｌは架橋配位子であり、Ｍ1は希土類金属であり、Ｍ2はＭ1または非希土類金属であり、ＬmとＬnは上述の通り同一のまたは異なる有機配位子Ｌαであり、ｘはＭ1の原子価状態であり、ｙはＭ2の原子価状態である。
【００２２】
これらの錯体において、金属結合に対する金属となりうることができ、また、Ｍ1とＭ2との間で配位子と１以上の架橋配位子が存在することができ、Ｌm基、Ｌn基は同じでもよいし異なっていてもよい。
【００２３】
３核は、例えば次式
【００２４】
【化１５】
2005510838.tif 000008
の金属結合に対する金属により連結される３つの希土類金属があることを意味している。
Ｍ1、Ｍ2、及びＭ3は同一又は異なる希土類金属であり、Ｌm、Ｌn、及びＬpは有機配位子Ｌαであり、ｘはＭ1の原子価状態であり、ｙはＭ2の原子価状態であり、ｚはＭ3の原子価状態である。ＬpはＬm及びＬnと同じでもよいし、または異なっていてもよい。
【００２５】
希土類金属と非希土類金属は、金属結合に対して、及び／または中間架橋原子、配位子、または分子基を介して金属によって一緒に結合させることができる。
例えば、金属は、例えば次の架橋配位子によって結合させることができる。
【００２６】
【化１６】
2005510838.tif 000009
Ｌは架橋配位子である。
多核は、金属結合に対して、及び／または中間架橋配位子を介して金属によって連結された３つの金属より多いことを意味する。
【００２７】
【化１７】
2005510838.tif 000010
Ｍ1、Ｍ2、Ｍ3、及びＭ4は希土類金属であり、Ｌは架橋配位子である。
好ましくは、Ｌαは次式のようにβジケトンから選択される。
【００２８】
【化１８】
2005510838.tif 000011
Ｒ1、Ｒ2、及びＲ3は同じでもよいし異なっていても良く、水素、置換された又は未置換の脂肪族基等の置換された又は置換されていないヒドロカルボニル基、置換された又は置換されていない芳香族やヘテロ環や多環式の環構造、トリフルオリルメチル基等のフルオロカーボン、フッ素等のハロゲン、又はチオフェニル基から選択される。Ｒ1、Ｒ2、及びＲ3は、また、置換された又は置換されていない縮合した芳香族環やヘテロ環や多環式の環構造を形成し、モノマー、例えば、スチレンで共重合することができる。ＸはＳｅ、Ｓ、またはＯであり、Ｙは水素、置換された又は置換されていないヒドロカルボニル基、置換された又は置換されていない芳香族環やヘテロ環や多環式の環構造、フッ素、トリフルオリルメチル基等のフルオロカーボン、フッ素等のハロゲン、チオフェニル基、またはニトリルである。
【００２９】
例えば、Ｒ1、及び／又はＲ2、及び／又はＲ3は、脂肪族、芳香族、及びヘテロ環のアルコキシ基、アリロキシ、及びカルボキシ基、置換された又は置換されたフェニル、フルオロフェニル、ビフェニル、フェナントレン、アントラセン、ナフチル及びフルオレン基、ｔ−ブチル等のアルキル基、カルバゾール等のヘテロ環基が含まれる。
【００３０】
異なる官能基Ｌαのいくつかはカルボキシレート基のように同様にまたは異なった帯電した官能基でもよいので、Ｌ1基は上記で定義した通りであり、Ｌ2、Ｌ3...基は次のように帯電した基である。
【００３１】
【化１９】
2005510838.tif 000012
Ｒは上記で定義したＲ1であり、また、Ｌ1，Ｌ2基は上記で定義したものであり、Ｌ3...等は他の帯電した官能基である。
【００３２】
Ｒ1、Ｒ2、及びＲ3は、次式である。
【００３３】
【化２０】
2005510838.tif 000013
Ｘは、Ｏ，Ｓ，Ｓｅ，またはＮＨである。
好ましいＲ1の骨格は、トリフルオロメチルＣＦ3であり、そのようなジケトンの例としては、バンゾイルトリフルオロアセトン、ｐ−クロロベンゾイルトリフルオロアセトン、ｐ−ブルモトリフルオロアセトン、ｐ−フェニルトリフルオロアセトン、１−ナフトイルトリフルオロアセトン、２−ナフトイルトリフルオロアセトン、２−フェナトイルトリフルオロアセトン、３−フェナントイルトリフルオロアセトン、９−アントロイルトリフルオロアセトントリフルオロアセトン、シンナモイルトリフルオロアセトン、及び２−テノイルトリフルオロアセトンがある。
【００３４】
異なるLα基は、次式と同じまたは異なった配位子である。
【００３５】
【化２１】
2005510838.tif 000014
Ｘは、Ｏ，Ｓ，またはＳｅであり、Ｒ1、Ｒ2、及びＲ3は上記の通りである。
異なるLα基は、次式と同じまたは異なったキノレート誘導体である。
【００３６】
【化２２】
2005510838.tif 000015
Ｒは、ヒドロカルボニル基、脂肪酸、芳香族、またはヘテロ環カルボキシ、アリロキシ、ヒドロキシ、またはアルコキシ、例えば８ヒドロシキキノレート誘導体、または
【００３７】
【化２３】
2005510838.tif 000016
である。Ｒ、Ｒ1、及びＲ2は、上述の通りであったり、またはＨであったり、Ｆ等であったりする。Ｒ1とＲ2はアルキルまたはアルコキシ基である。
【００３８】
【化２４】
2005510838.tif 000017
上述したように、異なる官能基Ｌαは、同一のまたは異なるカルボキシレート基、例えば、
【００３９】
【化２５】
2005510838.tif 000018
である。
Ｒ5は、置換されたまたは未置換の芳香族、多環、またはヘテロ環、ポリピリジル基であり、またＲ5は２−エチルヘキシル基であってもよいので、Ｌnは２−エチルヘキサノエイトでもよく、またはＲ5はイス型構造であってもよいので、Ｌnは２−アセチルシクロヘキサノエイトであってもよく、また、Lαは次式であってもよい。
【００４０】
【化２６】
2005510838.tif 000019
Ｒは、上述したように、例えば、アルキル、アレニル、アミノ、または環状もしくは多環状の環構造のような縮合環である。
【００４１】
異なる官能基Lαは、また次のものでもよい。
【００４２】
【化２７】
2005510838.tif 000020
Ｒ、Ｒ1、及びＲ2は上述の通りである。
非希土類キレートを用いて使用される好ましいβ―ジケトンの例は、トリス−（１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオン（ＤＢＭ）であり、及び適当な金属錯体はＡｌ（ＤＢＭ）3、Ｚｎ（ＤＢＭ）2、Ｍｇ（ＤＢＭ）2、Ｓｃ（ＤＢＭ）3等である。
【００４３】
好ましいβ−ジケトンは、Ｒ1及び／またはＲ3はメトキシ等のアルコキシであり、金属が次式を有する錯体であるアルミニウムまたはアルミニウム等である。
【００４４】
【化２８】
2005510838.tif 000021
Ｒ4は、アルキル基、好ましくはメチル基であり、Ｒ3は水素、メチル基等のアルキル基、またはＲ4Ｏである。
【００４５】
上記の式（Ａ）におけるＬp基は次から選択することができる。
【００４６】
【化２９】
2005510838.tif 000022
各Ｐｈは、同じでもよいし異なっていても良く、フェニル（ＯＰＮＰ）、または置換されたフェニル基、他の置換されたもしくは置換されていない芳香族基、置換されたもしくは置換されていないヘテロ環若しくは多環基、置換されたもしくは置換されていないナフチル、アントラセン、フェナントロリン若しくはピレン基等の縮合芳香族基である。置換基は例えば、アルキル、アラルキル、アルコキシ、芳香基、ヘテロ環、多環基、フッ素等のハロゲン、シアノ、アミノである。置換されたアミノの例を図１と図２に示しており、Ｒ、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、同じでも異なっていても良く、水素、ヒドロカルボニル基、置換された又は置換されていない芳香族やヘテロ環や多環式の環構造、トリフルオリルメチル基等のフルオロカーボン、フッ素等のハロゲン、又はチオフェニル基から選択される。Ｒ、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、また、置換された又は置換されていない縮合芳香族環やヘテロ環や多環式の環構造を形成し、モノマー、例えば、スチレンで共重合することができる。Ｒ、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、ビニル基若しくは次のような官能基等の不飽和アルキレン基でもよい。
【００４７】
【化３０】
2005510838.tif 000023
Ｒは上述の通りである。
Ｌpはまた次式の化合物でもよい。
【００４８】
【化３１】
2005510838.tif 000024
Ｒ1、Ｒ2、及びＲ3は上記で言及したものであり、例えば、図３に示すバソフェンであり、Ｒは上述の通り若しくは次式に示すものである。
【００４９】
【化３２】
2005510838.tif 000025
Ｒ1、Ｒ2、及びＲ3は上記で言及したものである。
Ｌpはまた、次のものでもよい。
【００５０】
【化３３】
2005510838.tif 000026
Ｐｈは上述の通りである。
Ｌpキレートの他の例を図４に示し、図５にはフルオレンとフルオレン誘導体を示し、図６−図８には化合物の式を示す。
【００５１】
ＬαとＬpの特異的な例は、トリピリジルとＴＭＨＤ、及びＴＭＨＤ錯体、α，α’，α’’トリピリジル、クラウンエーテル、シクラン、シリプタン  フタロシアニン、ポルフォリン  エチレン  ジアミン（ＥＤＴＡ）、ＤＣＴＡ、ＤＴＰＡ、及びＴＴＨＡである。ＴＭＨＤは、２，２，６，６−テトラメチル−３，５−へプタンジオネートであり、ＯＰＮＰはジフェニルホスフォンイミドトリフェニルホスフォレインである。ポリアミドの式は図９で示される。
【００５２】
ドーパンドはリチウムキノレート中に、重さで０．０１％から５％の量であるのが好ましく、０．０１％から２％の量がより好ましい。
ドープドリチウムキノレートは、リチウムキノレートとドーパンドの混合物の真空蒸発または有機溶媒で溶液からの蒸発により、または、リチウムキノレートとドーパンドの同時蒸着により、直接基質を析出することができる。使用される溶媒は、金属に依存するが、ジクロロメタンとｎ−メチルピロリドン等の塩素化されたヒドロカーボン、ジメチルスルフォキシド、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド等は多くの場合、適している。
【００５３】
二者択一的に、ドープドリチウムキノレートは、溶液からのリチウムキノレートとドーパンドの回転塗布法により、またスパッタリングで固体状態から真空蒸発により、リチウムキノレートとドーパンド等の混合物の溶解析出により、その他使用される従来の方法により析出される。
【００５４】
リチウムキノレートは、好ましくは、アセトニトリルを成分とする溶媒において、溶液中で、８−キノレートまたは置換された８−ヒドロキシキノレートと、リチウムアルキルまたはアルコキシドを反応させ、より好ましくは、アセトニトリルを含む溶媒、その溶媒はアセトニトリルまたはトルエン等の別の液体とアセトニトリルとの混合溶液で、ブチルリチウムと８−ヒドロキシキノリンを反応させることによって作られる。
【００５５】
本発明のエレクトロルミネセント素子において、第１の電極は、好ましくは、アノードとして作動する導電ガラスまたはプラスチック材料等の透過性基質であり、より好ましい基質はインジウムスズ酸化物で被覆されたガラスまたはインジウム亜鉛酸化物で被覆されたガラス等の導電ガラスであるが、導電性であり、または金属若しくは導電性ポリマー等の透過性導電層を有するどのようなガラスでも使用することができる。導電性ポリマー及び導電性ポリマーで被覆されたガラスまたはプラスチック材料は、また、基質として使用することができる。
【００５６】
好ましくは、透過基質上に析出した正孔輸送層があり、エレクトロルミネセント材料は正孔輸送層上に析出している。正孔輸送層は、正孔を輸送し、電子をブロックする役目を果たす。そうして、電子がホールと再結合しないように電子が電極へ移動するのを阻害する。したがって、キャリアの再結合は発光層で主に行われる。
【００５７】
ポリ（ビニルカルバゾール）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、ポリアニリン、置換されたポリアニリン、ポリチオフェン、置換されたポリチオフェン、ポリシラン等の芳香族アミノ錯体の膜から正孔輸送層を作ることができる。ポリアニリンの一例としては、次のポリマーがある。
【００５８】
【化３４】
2005510838.tif 000027
この式でＲは、オルト位またはメタ位にあり、水素、Ｃ１−１８アルキル、Ｃ１−６アルコキシ、アミノ、クロロ、ブロモ、水酸基、または次の官能基である。
【００５９】
【化３５】
2005510838.tif 000028
Ｒはアルキルまたはアリルであり、Ｒ’は上記の式（Ｉ）のほかに少なくとも１つが水素、Ｃ１−６アルキル、またはアリルである。
【００６０】
本発明において使用されるポリアニリンは次のような一般的な式を有する。
【化３６】
2005510838.tif 000029
ｐは１から１０であり、ｎは１から２０であり、Ｒは上記で定義したものと同様である。Ｘは、アニオン、好ましくはＣｌ、Ｂｒ、ＳＯ4、ＢＦ4、ＰＦ6、Ｈ2ＰＯ3、Ｈ2ＰＯ4、アリルスルホネート、アレーンジカルボキシレート、ポリスチレンスルホネート、ポリアクリレート、アルキルスルホネート、ビニルスルホネート、ビニルベンゼン、スルホネート、セルローススルホネート、カンファースルホネート、セルローススルファイト、またはペルフルオリネイテッドポリアニオンから選択される。
【００６１】
アリルスルホネートの例としては、ｐ−トルエンスルホネート、ベンゼンスルホネート、９，１０−アントラキノン−スルホネート、及び、アントラセンスルホネートである。アレーンジカルボキシレートの例としては、フタレートであり、アレーンカルボキシレートの例としては、安息香酸塩である。
【００６２】
好ましい共重合体はｏ−アニシジン、ｍ−スルファニック酸、またはｏ−アミノフェノールを有するアニリン、またはｏ−アミノフェノール、ｏ−エチルアニリン、ｏ−フェニレンジアミンを有するｏ−トルイジンの共重合体である。
【００６３】
他のいくつかの正孔輸送材料の構造式は、図１１，１２，１３，１４に示す。図面のＲ1、Ｒ2、及びＲ3は同じでもよいし異なっていても良く、水素、置換された又は未置換の脂肪族基等の置換された又は置換されていないヒドロカルボニル基、置換された又は置換されていない芳香族やヘテロ環や多環式の環構造、トリフルオリルメチル基等のフルオロカーボン、フッ素等のハロゲン、又はチオフェニル基から選択される。Ｒ1、Ｒ2、及びＲ3は、また、置換された又は置換されていない縮合した芳香族環やヘテロ環や多環式の環構造を形成し、モノマー、例えば、スチレンで共重合することができる。ＸはＳｅ、Ｓ、またはＯであり、Ｙは水素、置換された又は置換されていないヒドロカルボニル基、置換された又は置換されていない芳香族環やヘテロ環や多環式の環構造、フッ素、トリフルオリルメチル基等のフルオロカーボン、フッ素等のハロゲン、チオフェニル基、またはニトリルである。
【００６４】
Ｒ1、及び／又はＲ2、及び／又はＲ3の例として、脂肪族や芳香族やヘテロ環のアルコキシ基、アリロキシ及びカルボキシ基、置換された又は置換されたフェニル、フルオロフェニル、ビフェニル、フェナントレン、アントラセン、ナフチル及びフルオレン基、ｔ−ブチル等のアルキル基、カルバゾール等のヘテロ環基が含まれる。
【００６５】
正孔輸送材料とドープドリチウムキノレートを、発光金属化合物９５〜５％に対して正孔輸送材料５％〜９５％の割合で１つの層を形成するために混合する。
アノードと正孔輸送材料層の間のポリアニリン等の銅フタロシアニンまたは環状芳香族化合物の層等の緩衝層がある。
【００６６】
任意に、カソードとドープドキノレート層の間に電子輸送材料の層があり、電子輸送材料は、金属キノレート、例えばアルミニウムキノレート、リチウムキノレート等の金属錯体、９,１０ジシアノアントラセン等のシアノアントラセン、ポリスチレンスルフォネート、及び図１０で示した式の化合物を含んでいる電子輸送材料を電流が流れると電子を輸送するという材料である。分離した層にしないで、電子輸送材料は、発光金属化合物９５％〜５％に対して、電子輸送材料５％〜９５％の割合で１つの層を形成するために、ドープドリチウムキノレートで混合させる。
【００６７】
エレクトロルミネセント層は、正孔輸送材料と電子輸送材料ととともにドープドリチウムキノレートの混合物から構成される。
第２の電極は、カソードとして機能し、例えば、アルミニウム、カルシウム、リチウム、銀／マグネシウム合金等、好ましい金属はアルミニウムでるが、あらゆる低い仕事関数金属とすることができる。透過性カソードはガラス基質上に金属の透過層を形成して使用することができ、それで光はカソードを通して発光する。透過性電極は適した仕事関数を有するものがよく、例えば、インジウム亜鉛酸化物で被覆されたガラスがある。このインジウム亜鉛酸化物は低い仕事関数を有している。アノードは適した仕事関数を与えるために、その上に形成した金属の透過性コーティングを有することができる。
【００６８】
電極のうちのいずれか１つまたは両方がシリコンで形成されており、エレクトロルミネセント材料と正孔輸送及び電子輸送材料の介在する層は、シリコン基質でピクセルとして形成される。各ピクセルは、基質から離れたその側で有機層に接触して、希土類キレートエレクトロルミネセント材料と（少なくとも半）透過電極の少なくとも１つから構成されるのが好ましい。
【００６９】
基質は、結晶構造のシリコンが好ましく、基質の表面は、電極の析出に優先した平らな表面や、又はエレクトロルミネセント化合物を生成するために研磨したり、滑らかにする。二者択一的に、非平坦化シリコン基質は、滑らかさやさらなる材料の析出に優先した平らな表面を提供するために導電性ポリマーの層で覆う。
【００７０】
１つの実施形態において、各ピクセルは基質と接して金属電極を構成する。金属及び透過電極の関係仕事関数に依存しているときには、そのうちの一方は、カソードを構成している他方を用いることにより、アノードとして使用される。
【００７１】
シリコン基質がカソードの場合、インジウムスズ酸化物で覆われたガラスはアノードとして機能し、アノードを通して発光する。シリコン基質がアノードとして機能するとき、例えばインジウム亜鉛酸化物、この中にインジウム亜鉛酸化物が低い仕事関数を有しているが、で覆われたガラスによるカソードは適した仕事関数を有する透過電極から形成される。アノードは、適した仕事関数を与えるため、その上に形成された金属の透過コーティングを有することができる。これらの素子は、上面発光素子または背面発光素子としてときどき言及されている。
【００７２】
金属電極は、複数の金属層、例えば基質上で析出するアルミニウム等の高い仕事関数金属と、高い仕事関数金属上で析出するカルシウム等の低い仕事関数金属からなる。もう１つの例としては、導電性ポリマーの更なる層は、アルミニウム等の安定した金属の上面にある。
【００７３】
好ましくは、電極は、また、各ピクセルの後ろで鏡のように機能し、基質の平らな表面に析出するか内部に浸透するかのいずれかである。しかしながら、二者択一的に、基質に隣接した光を吸収する黒い層がある。
【００７４】
別の実施形態においては、底の導電性ポリマー層の選択的な領域は、底がピクセル電極に接触するようにさせる導電性ピクセルパッドの配列の形成を可能にするのに適した水溶液へ露出させることにより非導電性となる。
【００７５】
ＷＯ００／６０６６９号に記載されているように、各ピクセルから発光された光の明るさは、マトリクス回路により、または、各ピクセル回路でアナログ信号へ変換されるデジタル信号を入力することにより、適用される電圧、または電流を調整することによるアナログ手法で制御可能であるのが好ましい。基質は、また、画像を作成するために並んだピクセルのアドレス指定をする情報を処理するためのデータドライバ、データコンバータ、及びスキャンドライバを提供する。調整された電圧に依存し、異なる色の光を発するエレクトロルミネセント材料が使用されると、各ピクセルの色はマトリクス回路によって制御することができる。
【００７６】
１つの実施形態において、各ピクセルは電圧制御要素と可変抵抗要素からなるスイッチによって制御される。この両方の要素は金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴｓ）により、またはアクティブマトリクストランジスタにより、形成されるのが都合がよい。
本発明の実施例を以下に示す。
【実施例１】
【００７７】
リチウムキノレートの合成
８−ヒドロキシキノリンの２．３２ｇ（０．０１６モル）をアセトニトリル（２５ｍｌ）に溶解し、ｎ−ブチルリチウム（０．０１６モル）１．６Ｍの１０ｍｌを加える。溶液を室温で１時間攪拌し、白い沈殿物が沈殿したらろ過する。沈殿物をアセトニトリルによって流された水で洗浄し、真空で乾燥させる。この固体は、リチウムキノレートであることを示している。
【実施例２】
【００７８】
実施例１で合成したリチウムキノレートはドーパンドとともに混合しており、使用したドーパンドは、以下のものと、ペリレンである。
【００７９】
【化３７】
2005510838.tif 000030
【実施例３】
【００８０】
図２２で説明するように、２重層素子は構成される。素子は、ＩＴＯで被覆されたガラスアノード（１）、銅フタロシアニン（２）、正孔輸送層（３）、ドープドリチウムキノレートの層（４）、フッ化リチウム（５）、アルミニウムカソード（６）からなる。素子において、ＩＴＯで被覆されたガラスは、約１０オームの抵抗を有する。ＩＴＯ被覆ガラス片（１×１ｃｍ2）はＩＴＯを除去するために濃塩酸でエッチング処理された部分を有し、きれいにして乾燥させる。１×１０-5Ｔｏｒｒで真空蒸着により、ＩＴＯ上に、順次、銅フタロシアニン緩衝層、Ｍ−ＭＴＤＡＴＡ正孔輸送層、及びドープドリチウムキノレートエレクトロルミネセント層を形成することで、素子は作られる。
【００８１】
素子に対して様々な電圧を適用して得られたスペクトル及び測定されたパフォーマンス及び結果を図２３から図２６に示す。
【図１】
2005510838.tif 000039
【図２ａ】
2005510838.tif 000040
【図２ｂ】
2005510838.tif 000041
【図３】
2005510838.tif 000042
【図４ａ】
2005510838.tif 000043
【図４ｂ】
2005510838.tif 000044
【図４ｃ】
2005510838.tif 000045
【図４ｄ】
2005510838.tif 000046
【図４ｅ】
2005510838.tif 000047
【図４ｆ】
2005510838.tif 000048
【図４ｇ】
2005510838.tif 000049
【図４ｈ】
2005510838.tif 000050
【図４ｉ】
2005510838.tif 000051
【図４ｊ】
2005510838.tif 000052
【図４ｋ】
2005510838.tif 000053
【図４ｌ】
2005510838.tif 000054
【図５ａ】
2005510838.tif 000055
【図５ｂ】
2005510838.tif 000056
【図５ｃ】
2005510838.tif 000057
【図５ｄ】
2005510838.tif 000058
【図５ｆ】
2005510838.tif 000059
【図５ｇ】
2005510838.tif 000060
【図６ａ】
2005510838.tif 000061
【図６ｂ】
2005510838.tif 000062
【図６ｃ】
2005510838.tif 000063
【図６ｄ】
2005510838.tif 000064
【図６ｅ】
2005510838.tif 000065
【図７ａ】
2005510838.tif 000066
【図７ｂ】
2005510838.tif 000067
【図７ｃ】
2005510838.tif 000068
【図７ｄ】
2005510838.tif 000069
【図７ｅ】
2005510838.tif 000070
【図７ｆ】
2005510838.tif 000071
【図８ａ】
2005510838.tif 000072
【図８ｂ】
2005510838.tif 000073
【図８ｃ】
2005510838.tif 000074
【図８ｄ】
2005510838.tif 000075
【図８ｅ】
2005510838.tif 000076
【図８ｆ】
2005510838.tif 000077
【図８ｇ】
2005510838.tif 000078
2005510838.tif 000079
【図９】
2005510838.tif 000080
【図１０】
2005510838.tif 000081
【図１１】
2005510838.tif 000082
【図１２ａ】
2005510838.tif 000083
【図１２ｂ】
2005510838.tif 000084
【図１２ｃ】
2005510838.tif 000085
【図１２ｄ】
2005510838.tif 000086
【図１３ａ】
2005510838.tif 000087
【図１３ｂ】
2005510838.tif 000088
【図１３ｃ】
2005510838.tif 000089
【図１４ａ】
2005510838.tif 000090
【図１４ｂ】
2005510838.tif 000091
【図１４ｃ】
2005510838.tif 000092
【図１４ｄ】
2005510838.tif 000093
2005510838.tif 000094
【図１６ａ】
2005510838.tif 000095
【図１６ｂ】
2005510838.tif 000096
【図１６ｃ】
2005510838.tif 000097
【図１７】
2005510838.tif 000098
【図１８】
2005510838.tif 000099
【図１９】
2005510838.tif 000100
【図２０】
2005510838.tif 000101
【図２１】
2005510838.tif 000102
【図２２】
2005510838.tif 000103
2005510838.tif 000104
2005510838.tif 000105
【図２３】
2005510838.tif 000106
【図２４】
2005510838.tif 000107
【国際調査報告】
2005510838.tif 000108
2005510838.tif 000109
2005510838.tif 000110