(57)【要約】エレクトロルミネッセンスを生み出すフォスフォレッセント（燐光性）有機金属化合物及びそのようなフォスフォレッセント有機金属化合物を用いる有機発光デバイスを提供する。さらに具体的には、本発明は、シクロメタル化リガンドと結合した場合に発光にブルーシフトを起こさせる新規な最初の非発光性リガンドを対象とする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（Ｉ）：
【化１】
2005535719.tif 000021
（式（Ｉ）中、
【化２】
2005535719.tif 000022
は、シクロメタル化リガンドであり、
Ｍは４０より大きな原子量を有する金属であり、
Ｘ及びＹはそれぞれ独立して、ヘテロ原子、ヘテロ原子含有基、又はヘテロ環から選択され、
Ｚは二価の連結基であり、
Ｚは式ＪＲ’ｐＲ’’ｑの基であり、ここで、Ｊは水素又は金属又は非金属であり、Ｒ’及びＲ’’は独立して、アルケニル、ヘテロアリール、ヒドロキシ、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、アルキルアミノ、アリールアミノ、スルフィド、アルキルスルフィド、アリールスルフィド、ホスフィノ、アルキルホスフィノ、又はアリールホスフィノであり、ｐ及びｑは０〜２の整数であり、
ｍ及びｎは、１及び２から選択される整数であり、ここでｎ＋ｍの合計が２又は３であり、
但し、
【化３】
2005535719.tif 000023
がアニオン性であるという条件のもとである）
で表される化合物。
【請求項２】
Ｊがホウ素である、請求項１記載の化合物。
【請求項３】
前記ヘテロ原子含有基が、ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２、及びＰＲ２から選択され、ここでＲはアルキル、アリール、又はヘテロアリールである、請求項１に記載の化合物。
【請求項４】
ＲがＣ１〜Ｃ６アルキル、アリール、又はヘテロアリールである、請求項３に記載の化合物。
【請求項５】
Ｒ’及びＲ’’がヘテロアリールである、請求項１に記載の化合物。
【請求項６】
Ｒ’及びＲ’’が、アルキル、アリール、及びピラゾールからなる群から選択され、かつｐ及びｑがそれぞれ１である、請求項５に記載の化合物。
【請求項７】
Ｒ’がピラゾールであり、Ｒ’’がピラゾールであり、ｐ及びｑがそれぞれ１である、請求項４に記載の化合物。
【請求項８】
Ｘ及びＹがピラゾールである、請求項５に記載の化合物。
【請求項９】
Ｚが水素である、請求項５に記載の化合物。
【請求項１０】
前記重金属がＩｒ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ａｇ、及びＡｕからなる群から選択される、請求項１に記載の化合物。
【請求項１１】
前記重金属がＩｒである、請求項９に記載の化合物。
【請求項１２】
前記重金属がＰｔである、請求項９に記載の化合物。
【請求項１３】
下記式（ＩＩＩ）：
【化４】
2005535719.tif 000024
（式（ＩＩＩ）中、Ｒ１１及びＲ１２それぞれは独立して、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルキルアリール、ＣＮ、ＣＦ３、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、ＮＲ２、ＮＯ２、ＯＲ、ハロ、アリール、ヘテロアリール、置換されたアリール、置換されたヘテロアリール、又はヘテロ環式基から選択され、さらに追加で又は代わりに、いずれか２つの隣接置換位置が一緒に、独立して、縮合環化した５〜６員環式基を形成し、ここで前記環式基はシクロアルキル、シクロヘテロアルキル、アリール、又はヘテロアリールであり、さらにここで前記縮合環化した５〜６員環式基は場合により１以上のアルキル、アルケニル、アルキニル、アルキルアリール、ＣＮ、ＣＦ３、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、ＮＲ２、ＮＯ２、ＯＲ、又はハロで置換されることができ；
各Ｒは独立して、アルキル、アリール、又はヘテロアリールであり；かつ、
添え字ａ及びｂは、独立して０、１、２、及び３から選択される）
を有する、請求項１に記載の化合物。
【請求項１４】
下記式ＩＶ：
【化５】
2005535719.tif 000025
を有する、請求項５に記載の化合物。
【請求項１５】
下記式Ｖ：
【化６】
2005535719.tif 000026
（式中、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、及びＲ１４それぞれは独立して、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルキルアリール、ＣＮ、ＣＦ３、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、ＮＲ２、ＮＯ２、ＯＲ、ハロ、アリール、ヘテロアリール、置換されたアリール、置換されたヘテロアリール、又はヘテロ環式基から選択され、さらに追加で又は代わりに、いずれか２つの隣接置換位置が一緒に、独立して、縮合環化した５〜６員環式基を形成し、ここで前記環式基はシクロアルキル、シクロヘテロアルキル、アリール、又はヘテロアリールであり、さらにここで前記縮合環化した５〜６員環式基は場合により１以上のアルキル、アルケニル、アルキニル、アルキルアリール、ＣＮ、ＣＦ３、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、ＮＲ２、ＮＯ２、ＯＲ、又はハロで置換されることができ；
各Ｒは独立して、アルキル、アリール、及びヘテロアリールであり；かつ、
添え字ａ、ｂ、ｃ、及びｄは、独立して０、１、２、及び３から選択される）
を有する、請求項１に記載の化合物。
【請求項１６】
下記式（Ｉ）：
【化７】
2005535719.tif 000027
（式中、
【化８】
2005535719.tif 000028
は、シクロメタル化リガンドであり、
Ｍは４０以上の原子量を有する金属であり、
Ｘ及びＹはそれぞれ独立して、ヘテロ原子含有基、又はヘテロ環から選択され、
ｍ及びｎは１及び２から選択される整数であり、ここでｎ＋ｍの合計が２又は３であり、
Ｚは水素又は式ＪＲ’ｐＲ’’ｑで表される基であり、ここで、Ｊは水素又は金属又は非金属であり、ここでＪはＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ｃｕ、Ａｇ、及びＡｕからなる群から選択され、
Ｒ’及びＲ’’は独立して、水素、アルキル、アルケニル、ヘテロアリール、ハロゲン、ヒドロキシ、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、アルキルアミノ、アリールアミノ、スルフィド、アルキルスルフィド、アリールスルフィド、ホスフィノ、アルキルホスフィノ、又はアリールホスフィノであり、ｐ及びｑは０〜２の整数であり、
但し、
【化９】
2005535719.tif 000029
がアニオン性であるという条件のもとである）
で表される化合物。
【請求項１７】
Ｘ及びＹがヘテロ環である、請求項１６に記載の化合物。
【請求項１８】
Ｘ及びＹがピラゾールである、請求項１７に記載の化合物。
【請求項１９】
Ｒ’がピラゾールであり、Ｒ’’がピラゾールであり、かつ、ｐ及びｑがそれぞれ１である、請求項１８に記載の化合物。
【請求項２０】
Ｒ’が、二座のアルキル、アリール、及びカルボキシルリガンド、並びにキレート配位リガンドからなる群から選択され、ｐが１であり、ｑが０である、請求項１６に記載の化合物。
【請求項２１】
Ｒ’及びＲ’’が、アルキル、アリール、及びピラゾールからなる群から選択され、かつ、ｐ及びｑがそれぞれ１である、請求項１６に記載の化合物。
【請求項２２】
Ｚが水素である、請求項１６に記載の化合物。
【請求項２３】
前記重金属が、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ａｇ、及びＡｕからなる群から選択される、請求項１６に記載の化合物。
【請求項２４】
前記重金属がＩｒである、請求項２３に記載の化合物。
【請求項２５】
前記重金属がＰｔである、請求項２３に記載の化合物。
【請求項２６】
下記式（ＩＩ）：
【化１０】
2005535719.tif 000030
（式中、
【化１１】
2005535719.tif 000031
は、シクロメタル化リガンドであり、
Ｍは４０より大きな原子量を有する金属であり、
Ｚは二価の連結基であり、
ｍは１又は２であり、
Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒ’ａ、Ｒ’ｂ、及びＲ’ｃは、これらが存在する場合には、独立して、Ｈ、アルキル、アリール、ヘテロアリール、ハロゲン、アルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、アリールアミノ、スルフィド、アルキルスルフィド、アリールスルフィド、ホスフィノ、アルキルホスフィノ、又はアリールホスフィノから選択され、
但し、
【化１２】
2005535719.tif 000032
がアニオン性であるという条件のもとである。）
を有する、請求項１６に記載の化合物。
【請求項２７】
有機層を含む発光デバイスであって、前記有機層が下記式：
【化１３】
2005535719.tif 000033
（式中、
【化１４】
2005535719.tif 000034
は、シクロメタル化リガンドであり、
Ｍは４０より大きな原子量を有する金属であり、
Ｘ及びＹはそれぞれ独立してヘテロ原子含有基又はヘテロ環から選択され、
Ｚは二価の連結基であり、
ｍ及びｎは１及び２から選択される整数であり、ここでｎ＋ｍの合計が２又は３であり、
但し、
【化１５】
2005535719.tif 000035
がアニオン性であるという条件のもとである。）
で表される組成物を含む発光デバイス。
【請求項２８】
Ｚが一般構造ＪＲ’ｐＲ’’ｑによって表され、ここでＪは水素、金属、又は非金属であり、Ｒ’及びＲ’’は独立して、Ｈ、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール、ハロゲン、ヒドロキシ、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、アルキルアミノ、アリールアミノ、スルフィド、アルキルスルフィド、アリールスルフィド、ホスフィノ、アルキルホスフィノ、又はアリールホスフィノであり、かつ、ｐ及びｑは０〜２の整数である、請求項２７に記載の発光デバイス。
【請求項２９】
Ｊが、Ｈ、Ａｇ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ｃｕ、Ａｕからなる群から選択される、請求項２８に記載の発光デバイス。
【請求項３０】
Ｘ及びＹがヘテロ環である、請求項２７に記載の発光デバイス。
【請求項３１】
Ｘ及びＹがピラゾールである、請求項３０に記載の発光デバイス。
【請求項３２】
Ｊがホウ素である、請求項２８に記載の発光デバイス。
【請求項３３】
Ｘ及びＹが両者ともにピラゾールである、請求項３２に記載の発光デバイス。
【請求項３４】
Ｒ’がピラゾールであり、ｂが０であり、かつ、ａが２である、請求項３３に記載の発光デバイス。
【請求項３５】
Ｒ’が、二座のアルキル、アリール、及びカルボキシルリガンド、並びにキレート配位リガンドからなる群から選ばれ、ｂは０であり、かつ、ａは１である、請求項２８に記載の発光デバイス。
【請求項３６】
Ｒ’及びＲ’’が、アルキル、アリール、及びピラゾールからなる群から選択され、かつ、ｐ及びｑがそれぞれ１である、請求項２７に記載の発光デバイス。
【請求項３７】
Ｚが水素である、請求項２７に記載の発光デバイス。
【請求項３８】
Ｘ及びＹがピラゾールである、請求項３７に記載の発光デバイス。
【請求項３９】
前記重金属が、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ａｇ、Ａｕからなる群から選択される、請求項２７に記載の発光デバイス。
【請求項４０】
前記重金属がＩｒである、請求項３９に記載の発光デバイス。
【請求項４１】
前記重金属がＰｔである、請求項３９に記載の発光デバイス。
【請求項４２】
Ｘ及びＹの少なくとも１つが、ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２、ＰＲ２からなる群から選択される、請求項２７に記載の発光デバイス。
【請求項４３】
Ｒが、Ｈ、アルキル、アリール、ヘテロアリール、ハロゲン、アルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、アリールアミノ、スルフィド、アルキルスルフィド、アリールスルフィド、ホスフィノ、アルキルホスフィノ、又はアリールホスフィノからなる群から選択される、請求項４９に記載の発光デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００２年８月１６日に出願された米国仮特許出願第６０／４０４，０８７号に関連するとともに優先権を主張し、その全てを本明細書中に援用する。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、燐光に基づく有機発光材料及び改良されたエレクトロルミネッセンス（電界発光）特性を有するデバイスを対象とする。さらに具体的には、本発明は、例えば、可視スペクトルの青色領域での発光が可能な材料及びデバイスに関する。
【背景技術】
【０００３】
有機材料を利用したオプトエレクトロニックデバイスは、多くの理由のためにますます魅力的になってきている。そのようなデバイスを作るために用いられる材料の多くは、比較的安価である。その結果、有機オプトエレクトロニックデバイスは、無機デバイスに対して価格優位性についての潜在力を有する。加えて、有機材料の元々有する特性、例えばその柔軟性、は特定の用途、例えば柔軟な基材上への成形加工に対してとても適したものにすることができる。有機オプトエレクトロニックデバイスの例は、有機発光デバイス（ＯＬＥＤ類）、有機フォトトランジスター、有機光電池、及び有機光センサーを含む。ＯＬＥＤ類については、有機材料は従来材料よりも性能優位性をもちうる。例えば、有機発光層が発光する波長は、通常、適当なドーパントで容易に調節されうる。
【０００４】
本明細書で用いるように、「有機」の用語は、有機オプトエレクトロニックデバイスを製造するために用いることができる低分子有機材料並びに高分子材料を含む。「低分子」は、高分子でない全ての有機材料をいい、かつ「低分子」は実際に非常に大きいこともできる。低分子はいくつかの場合には、繰り返し単位を含むことができる。例えば、置換基として長鎖アルキル基を用いることは、分子を「低分子」から除外しない。低分子はまた、例えば高分子骨格上のペンダント基として、又はその骨格の一部として、高分子に組み込まれることもできる。低分子はまた、中心基の上に構築された一連の化学的な殻からなるデンドリマーの中心基としての役目を果たす。デンドリマーの中心基は、蛍光性又は燐光性低分子エミッターであることができる。デンドリマーは「低分子」であり得、かつＯＬＥＤ類の分野で現在用いられている全てのデンドリマー類は低分子であると考えられる。
【０００５】
ＯＬＥＤは、そのデバイスに横切るように電圧を適用した場合に、発光する薄い有機フィルムを利用する。ＯＬＥＤは、フラットパネルディスプレイ、イルミネーション、及びバックライトなどの用途での使用に対して、非常に興味ある技術になってきている。いくつかのＯＬＥＤ材料及び構成が、米国特許第５，８４４，３６３号、同６，３０３，２３８号、及び同５，７０７，７４５号に記載され、それら全体を本明細書に援用する。
【０００６】
ＯＬＥＤデバイスは、通常（常にではないが）少なくとも１つの電極を通って光を放射することが意図されており、さらに１以上の透明電極が、有機オプトエレクトロニックデバイスには有用でありうる。例えば、インジウム錫オキサイド（ＩＴＯ）などの透明電極材料はボトム電極として用いられうる。例えば、米国特許第５，７０３，４３６号、及び同５，７０７，７４５号（これらの全体を援用する）に開示されているような、透明なトップ電極もまた用いられうる。ボトム電極を通してのみ発光することを目的とするデバイスについては、トップ電極は透明である必要はなく、高い電気伝導度をもった厚くかつ反射性の金属層からなることができる。同様に、トップ電極を通してのみ発光することを意図したデバイスについては、ボトム電極は不透明及び／又は反射性であることができる。電極が透明である必要がない場合、より厚みのある層を用いることは、より良い電気伝導度を備え、かつ、反射性電極を用いることは、光を透明電極に向けて戻るように反射することによって、他方の電極を通して放射される光量を増加させうる。両方の電極とも透明である場合、完全に透明なデバイスもまた製造されうる。側面放射型ＯＬＥＤもまた製造されることができ、そのようなデバイスにおいては一方又は両方の電極が不透明又は反射性であることができる。
【０００７】
本明細書中で用いるように、「トップ」は基材から最も離れていることを意味し、一方「ボトム」は基材に最も近いことを意味する。例えば、２つの電極を有するデバイスにおいて、ボトム電極は基材に最も近い電極であり、かつ通常最初に作られる電極である。ボトム電極は２つの表面、すなわち基材に最も近いボトム面及び基材からより離れたトップ表面、を有する。第一層が第二層の「上に配置される」と記述される場合は、第一層が基材からより離れて配置される。第一層が、第二層と「物理的に接触」していることが明示されていないかぎり、第一及び第二層の間に他の層があることもできる。例えば、たとえ、間に様々な有機層がある場合であっても、カソードがアノードの「上に配置されている」と説明されうる。
【０００８】
有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の技術は、急速な発展を経験している。ＯＬＥＤは当初、電気で励起された分子から生じる電界発光（エレクトロルミネッセンス）を利用していたが、この励起分子は例えば米国特許第４，７６９，２９２号明細書で開示されているように、一重項状態から光を放出する。そのような一重項励起状態からの発光放射は蛍光といわれる。より最近の仕事は、より大きなパワー効率のＯＬＥＤが、燐光と定義されるその三重項状態からの光を放射する分子を用いて作られうることを示している。そのようなエレクトロルミネッセンスは、燐光ＯＬＥＤが、蛍光を生み出すのみのＯＬＥＤにとって可能であるよりも実質的に大きな量子効率を有することを可能にする。これは、ＯＬＥＤ中で作られる励起子は、単純な統計的論理並びに実験的測定により、約７５％を三重項励起子として、そして約２５％を一重項励起子として生み出されるという理解に基づいている。この三重項励起子が、より容易にそのエネルギーを三重項励起状態に移してこれが燐光を生じうるのに対し、一重項励起子は、典型的にはそのエネルギーを一重項励起状態に移してこれが蛍光を生じうる。
【０００９】
有機分子の最も低い発光性一重項励起状態は、典型的には、最も低い三重項励起状態よりもわずかに高いエネルギーであるために、その一重項励起状態は、項間交差プロセスによって、発光性三重項励起状態へと緩和しうる。このことは、全ての励起子の励起エネルギーが三重項状態の励起エネルギーに転換されることができ、それが次に燐光発光として利用可能になることを意味する。したがって、全ての励起エネルギーが電界燐光（エレクトロフォスフォレッセンス）として利用可能になりうることから、エレクトロフォスフォレッセントＯＬＥＤは１００％の理論的量子効率を有する。
【００１０】
対照的に、蛍光（フルオレッセント）デバイス中の少ないパーセンテージ（約２５％）の励起子しか、一重項励起状態から得られる蛍光発光を生み出すことができない。有機分子の最低三重項励起状態で生み出されるフルオレッセントデバイス中の残りの励起子は、典型的には、そこから蛍光が生み出される、エネルギー的には不利な、より高い一重項励起状態に変換されることができない。このエネルギーは、したがって、デバイスを加熱する無放射減衰プロセスで失われる。
【００１１】
結果として、フォスフォレッセント材料（燐光材料）がＯＬＥＤに用いられうるという発見（Baldoら、「有機エレクトロルミネッセンスデバイスからの高効率燐光発光（Highly Efficient Phosphorescent Emission from Organic Electro）」、Nature, vol. 395, 151-154, 1998）以来、より有効なエレクトロフォスフォレッセント材料を発見することに今や大きな興味が存在する。フォスフォレッセント材料（燐光材料）を利用するＯＬＥＤは、例えば、米国特許第６，３０３，２３８号明細書中で開示されており、その全てを本明細書に援用する。
【００１２】
典型的には、有機分子からの燐光発光は、蛍光発光よりも一般的ではない。しかしながら、燐光は適切な条件の集合の下で有機分子から観測されうる。より有効なエレクトロフォスフォレッセント材料、特に技術的に有用な、可視スペクトルの青色及び緑色でその発光を生み出す材料が発見されることができるならば、それは望ましいことである。
【特許文献１】米国特許第５，８４４，３６３号明細書
【特許文献２】米国特許第６，３０３，２３８号明細書
【特許文献３】米国特許第５，７０７，７４５号明細書
【特許文献４】米国特許第５，７０３，４３６号明細書
【特許文献５】米国特許第５，７０７，７４５号明細書
【特許文献６】米国特許第４，７６９，２９２号明細書
【特許文献７】米国特許第６，３０３，２３８号明細書
【非特許文献１】Baldoら、「有機エレクトロルミネッセンスデバイスからの高効率燐光発光（Highly Efficient Phosphorescent Emission from Organic Electro）」、Nature, vol. 395, 151-154, 1998.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
（本発明のまとめ）
本発明は、改良されたエレクトロルミネッセンスを生み出す発光性のフォスフォレッセント有機金属化合物、及びそのような発光性のフォスフォレッセント有機金属化合物を用いる有機発光デバイスに向けられている。より具体的には、本発明はシクロメタル化リガンドと結合された場合に放射光にブルーシフト（青色移動）を生み出す新規な最初の非発光性のリガンドに向けられている。
【００１４】
本発明の具体的態様は、可視スペクトルの青色領域における改良されたエレクトロフォスフォレッセンスを生み出す発光性のフォスフォレッセント有機金属化合物を用いるＯＬＥＤに向けられている。
【００１５】
（本発明の説明）
本発明の具体的な好ましい態様についてこれから本発明を詳細に説明する。これらの態様は説明のためのものであり、かつ、説明された特定の好ましい態様の範囲に本発明が限定されるものではない。
【００１６】
本発明は、効率良く発光し、特に好ましくは可視スペクトルの青色領域で発光するＯＬＥＤ、並びにそのデバイスに用いられるフォスフォレッセント発光材料に関する。本発明はまた、結合した発光性リガンドによって、放射される光の放射スペクトルに浅色（青色）移動を生じさせる非発光性リガンドに関する。
【００１７】
通常、ＯＬＥＤは、アノードとカソードの間に配置され且つそれらに電気的に接続された少なくとも１つの有機層を含む。電流が加えられた場合、（場合により複数の）その有機層に、アノードは正孔を注入し且つカソードは電子を注入する。注入された正孔及び電子は、それぞれ反対に帯電した電極に向かって移動する。電子と正孔が同じ分子上に局在する場合、励起したエネルギー状態をもつ局在した電子−正孔対である「励起子」が形成される。励起子が発光メカニズムを経由して緩和するときに光が放射される。いくつかの場合には、励起子はエキシマー又はエキシプレックス（励起錯体）上に局在化することができる。非発光性メカニズム、例えば熱緩和、もまた生じ得るが、通常は望ましくないと考えられている。
【００１８】
例えば、その全てを本願中に援用する米国特許第４，７６９，２９２号明細書中で開示されているように、初期のＯＬＥＤは、その一重項状態から光を放射する（「フルオレッセンス（蛍光）」）発光性分子を用いた。蛍光放射は、通常、１０ナノ秒未満の概算時間で起こる。
【００１９】
より最近では、三重項状態から光を放射する（「フォスフォレッセンス（燐光）」）発光材料を有するＯＬＥＤが示されている。Baldoら、「有機エレクトロルミネッセンスデバイスからの高効率燐光放射(Highly Efficient Phosphorescent Emission from Organic Electorluminescent Devices)」、Nature, vol. 395, 151 154, 1998; (「Baldo I」)、及びBaldoら、「エレクトロフォスフォレッセンスに基づく、非常に高い効率の緑色有機発光デバイス(Very high efficiency green organic light emitting devices based on electrophosphorescence)」、Appl. Phys. Lett., vol. 75, No. 3, 46 (1999)（Baldo II）、これらはその全てを援用する。燐光は「禁制」遷移とよばれうるが、なぜならその遷移がスピン状態の変化を必要とするからであり、しかも量子力学はそのような遷移が好ましくないことを示しているからである。結果として、燐光は、通常、少なくとも１０ナノ秒を超える概算時間、さらに典型的には１００ナノ秒より長い概算時間で生じる。燐光の自然の発光寿命が長すぎる場合、三重項は非発光メカニズムによって減衰し、その結果いかなる光も放射されない。有機燐光はまたしばしば、非常に低温で非共有電子対を有するヘテロ原子を含む分子で観測される。２，２−ビピリジンはそのような分子である。無発光減衰メカニズムは典型的には温度依存性であり、そのため、液体窒素温度で燐光を示す材料は、室温で燐光を示さない可能性がある。しかし、Ｂａｌｄｏによって示されたように、この問題は室温で燐光を発する燐光材料を選択することによって解決されうる。
【００２０】
通常、ＯＬＥＤ中の励起子は、約３：１の割合、すなわち約７５％の三重項及び２５％の一重項、で作り出されると考えられる。Ａｄａｃｈｉら、「有機発光デバイスにおけるほとんど１００％の内部燐光効率」J. Appl. Phys., 90, 5048 (2001)  を参照されたい。これはその全体を援用する。多くの場合、一重項励起子は「項間交差」を通して三重項励起状態にそのエネルギーを容易に移すことができるのに対し、三重項励起子はそれらのエネルギーを一重項励起状態に容易に移すことはできない。結果として、１００％の内部量子効率が燐光ＯＬＥＤで理論的に可能である。蛍光デバイスにおいては、三重項励起子のエネルギーは通常、デバイスを加熱する無発光減衰プロセスで失われ、より低い内部量子効率をもたらす。三重項励起状態から発光する燐光材料を利用するＯＬＥＤが、例えば、米国特許第６，３０３，２３８号明細書中に開示されており、その全体を援用する。
【００２１】
三重項励起状態から中間の非三重項状態への遷移が燐光より先行し、その非三重項状態から発光性減衰が生じうる。例えば、ランタノイド元素に配位した有機分子は、ランタノイド金属上に局在した励起状態からしばしば燐光を発する。しかし、そのような材料は三重項励起状態から直接燐光を発するのではなく、代わりにそのランタノイド金属イオンを中心とする原子の励起状態から発光する。ユーロピウム・ジケトネート錯体は、これらのタイプの種類の一つのグループを例示する。
【００２２】
三重項からの燐光は、おそらく結合を通じて有機分子を大きな原子番号の原子にぴったりと近接して局在させることによって、蛍光以上に強められうる。重原子効果とよばれるこの現象は、スピン軌道カップリングとして公知のメカニズムによって作り出される。そのような燐光遷移は、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（ＩＩＩ）などの有機金属分子の、励起金属からリガンドへの電荷移動（ＭＬＣＴ）状態から観測されうる。ＭＬＣＴ三重項状態から燐光を発する分子は、しかし、典型的には非結合性有機リガンドから観測されるエネルギーよりも低いエネルギーの光を放射する。放射エネルギーのこの低下は、非摂動燐光が典型的に生じるところの技術的に有用な可視スペクトルの青色及び緑色において燐光を発する有機分子を開発することへ挑戦をさせる。
【００２３】
図１は、有機発光デバイス１００を示す。図は必ずしも一定の比率に拡大されていない。デバイス１００は、基材１１０、アノード１１５、正孔注入層１２０、正孔輸送層１２５、電子阻止層１３０、発光層１３５、正孔阻止層１４０、電子輸送層１４５、電子注入層１５０、保護層１５５、及びカソード１６０、を含む。カソード１６０は第一の導電層１６２及び第二の導電層１６４を有する複合カソードである。デバイス１００は説明した層を順に配置することによって作られうる。
【００２４】
基材１１０は、所望の構造特性を提供するいずれか適当な基材でありうる。基材１１０は、柔軟又は剛性でありうる。基材１１０は、透明、半透明、又は不透明でありうる。プラスチック及びガラスが、好ましい剛性基材材料の例である。プラスチック及び金属箔は、好ましい柔軟性基材材料の例である。基材１１０は、回路の製造のために半導体であることができる。例えば、基材１１０は、その基材上に続いて配置されたＯＬＥＤをコントロールすることが可能な、その上に回路が作製されたシリコン・ウエハーであることができる。その他の基材が使用されうる。基材１１０の材料及び厚さは、所望の構造及び光学特性が得られるように選択されうる。
【００２５】
アノード１１５は、有機層に正孔を移動させるために充分に導電性であるいずれか適当なアノードであることができる。アノード１１５の材料は好ましくは約４ｅＶよりも高い仕事関数を有する（「高仕事関数材料」（high work function material））。好ましいアノード材料は、導電性金属酸化物、例えばインジウム錫オキシド（ＩＴＯ）及びインジウム亜鉛オキシド（ＩＺＯ）、アルミニウム亜鉛オキシド（ＡｌＺｎＯ）、及び金属、を含む。アノード１１５（及び基材１１０）は、ボトム発光性デバイスを作り出すために充分透明であることができる。好ましい透明材料及びアノードの組み合わせ物は、ガラス又はプラスチック（基材）上に配置された市販入手可能なＩＴＯ（アノード）である。柔軟かつ透明な基材−アノード組み合わせ物が米国特許第５，８４４，３６３号明細書に開示されており、その全てを援用する。アノード１１５は不透明及び／又は反射性でありうる。反射性アノード１１５は、いくつかのトップ発光性デバイスにとって好ましいものであることができ、デバイスのトップから放射される光の量を増加させる。アノード１１５の材料及び厚さは、所望する導電及び光学特性を得るために選択されうる。アノード１１５が透明な場合は、所望する導電性を与えるために充分に厚く、しかも所望する程度の透明性を与えるために充分に薄い、個々の材料に対してのある範囲の厚さがある。その他のアノード材料及び構造が使用されうる。
【００２６】
正孔輸送層１２５は、正孔を輸送することができる材料を含むことができる。正孔輸送は、正孔輸送層の「荷電成分」の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）準位を通って主に起こる。この成分は、正孔輸送層１２５のベース材料であることができ、あるいはドーパントであることができる。正孔輸送層１２５は真性（アンドープ）か又はドープされたものでありえる。ドーピングは、伝導度を高めるために用いられうる。α−ＮＰＤ及びＴＰＤは、真性正孔輸送層の例である。ｐ−ドープされた正孔輸送層の例は、５０：１のモル比でｍ−ＭＴＤＡＴＡがＦ４−ＴＣＮＱでドープされたものであり、Ｆｏｒｒｅｓｔらの米国特許出願第１０／１７３，６８２号明細書中に開示されているとおりであり、その全てを援用する。その他の正孔輸送層材料及び構造が用いられうる。
【００２７】
本明細書中に開示されているように、発光層１３５は、層１３５の最低空軌道（ＬＵＭＯ）から電子が落ちてきた場合に光子を放射することができる有機材料を含み、この層１３５で、電子が層１３５の最高被占軌道中で正孔と結合する。したがって、アノード１１５及びカソード１６０の間を通り発光層１３５へと通り抜けた電流フローが、発光を生み出すことができる。本態様において、発光層１３５は本明細書中で開示されたものなどの燐光発光材料を含む。燐光材料は蛍光材料よりも好ましいが、なぜならそのような材料に伴われる高い電界発光効率のためである。
【００２８】
発光層１３５は電子及び／又は正孔を輸送することができるホスト材料を含み、これは電子、正孔、及び／又は励起子を捕らえることができる発光材料でドープされており、したがって、励起子は光電子放出メカニズムを経て発光材料から緩和する。発光層１３５は、輸送及び発光特性を兼ね備える単一材料を含むことができる。発光材料がドーパントであるか主要な成分であるかに関わらず、発光層１３５は他の材料、例えば発光材料の発光を調節するドーパント、を含むことができる。発光層１３５は、所望するスペクトルの光を発光することができる複数の発光材料を組み合わせて含むことができる。燐光発光材料の例は、Ｉｒ（ｐｐｙ）３を含む。蛍光発光材料の例は、ＤＣＭ及びＤＭＱＡを含む。ホスト材料の例は、Ａｌｑ３、ＣＢＰ、及びｍＣＰを含む。発光及びホスト材料の例は、Ｔｈｏｍｐｓｏｎの米国特許第６，３０３，２３８号に開示されており、その全てを援用する。発光材料は、多くの方法で発光層１３５中に含まれる。例えば、発光性低分子は、高分子に組み込まれうる。その他の発光層材料及び構造が用いられうる。
【００２９】
電子輸送層１４０は、電子を輸送することができる材料を含みうる。電子輸送層１４０は、真性（アンドープ）又はドープされていることができる。ドーピングは導電性を高めるために使用されうる。Ａｌｑ３は真性の電子輸送層の例である。ｎ−ドープされた電子輸送層材料の例は、１：１のモル比でＬｉでドープされたＢＰｈｅｎであり、Ｆｏｒｒｅｓｔらの米国特許出願第１０／１７３，６８２号明細書中に開示されており、その全体を援用する。その他の電子輸送層材料及び構造が用いられうる。電子輸送層の荷電成分は、電子輸送層のＬＵＭＯ（最低空軌道）エネルギー準位中に、カソードから電子が有効に注入されうるように選択されうる。電子輸送は、主に、電子輸送層の「荷電成分」の最低空軌道（ＬＵＭＯ）準位を通して起こる。「荷電成分」は、実際に電子を輸送するＬＵＭＯを担う材料である。この成分はベース材料であることも、あるいはドーパントであることもできる。有機材料のＬＵＭＯ準位は、一般にその材料の電子親和性によって特徴づけられうるが、一方でカソードの相対的電子注入効率は一般にカソード材料の仕事関数によって特徴づけられうる。したがって、電子輸送層（electron transport layer）及び隣接したカソードの好ましい特性は、ＥＴＬの荷電成分の電子親和性及びカソード材料の仕事関数によって特定されうる。特に、高い電子注入効率を達成するためには、カソード材料の仕事関数が、電子輸送層の荷電成分の電子親和力より約０．７５ｅＶよりも大きくないことが好ましく、さらに好ましくは多くても約０．５ｅＶよりも大きくないことが好ましい。同様の考慮が、電子が注入される全ての層に適用される。
【００３０】
カソード１６０は、カソード１６０が電子を伝導し且つデバイス１００の有機層中に電子を注入することができるように、いずれかの適当な材料又は当分野で公知の材料の組み合わせ物であることができる。カソード１６０は透明又は不透明であることができ、あるいは反射性であることができる。金属及び金属酸化物が適当なカソード材料の例である。カソード１６０は単一層であることができ、又は複合構造を有することができる。図１は、薄い金属層１６２及びより厚い導電性金属酸化物層１６４を有する複合カソード１６０を示す。複合カソードにおいては、より厚い層１６４のための好ましい材料は、ＩＴＯ、ＩＺＯ、及び当技術分野で公知のその他の材料を含む。その全体を援用する米国特許第５，７０３，４３６号及び同５，７０７，７４５号は、上に被せられた、透明で電子導電性の、スパッタ堆積されたＩＴＯ層をもつＭｇ：Ａｇなどの金属の薄層を有する複合カソードを含むカソード類の例を開示している。下の有機層と接触しているところのカソード１６０の部分は、それが単一層カソード１６０、複合カソードの薄い金属層１６２，又はその他部分であるかどうかに関わらず、約４ｅＶよりも低い仕事関数をもつ材料（「低仕事関数材料」）で作られることが好ましい。その他のカソード材料及び構造が用いられうる。
【００３１】
阻止層は、発光層から離れる荷電粒子（電子若しくは正孔）及び／又は励起子の数を減らすために用いることができる。電子阻止層１３０は、発光層１３５及び正孔輸送層１２５の間に配置されることができ、電子が正孔輸送層１２５の方に向かって発光層１３５を離れることを阻止する。同様に、正孔阻止層１４０は発光層１３５及び電子輸送層１４５の間に配置されることができ、正孔が電子輸送層１４０の方に向かって発光層１３５を離れることを阻止する。阻止層はまた、励起子が発光層の外側に拡散することを阻止するために用いられうる。
【００３２】
阻止層の理論及び使用は、Ｆｏｒｒｅｓｔらの米国特許第６，０９７，１４７号及び米国特許出願公開第１０／１７３，６８２号に、より詳細に説明されており、その全体を援用する。従来の「阻止層」は、荷電粒子又は励起子が乗り越えることの困難性を有するエネルギー障壁を与えることによって、発光層を離れる荷電粒子及び／又は励起子の数を減少させると一般に信じられている。例えば、正孔輸送は、有機半導体の最高被占軌道（ＨＯＭＯ）に関係があると一般に考えられている。従って「正孔阻止」材料は、正孔がそこから遮られる材料のＨＯＭＯよりも著しく低いＨＯＭＯエネルギー準位を有する材料であると考えられうる。第一のＨＯＭＯエネルギー準位が従来のエネルギー準位ダイアグラムで、より低い場合、第一のＨＯＭＯエネルギー準位は、第二のＨＯＭＯエネルギー準位よりも低いと考えられ、これは第一のＨＯＭＯエネルギー準位が第二のＨＯＭＯエネルギー準位よりもさらに大きなマイナスの値をもつことを意味する。例えば、スパルタン０２ソフトウェアパッケージを用いた密度関数理論（ＤＦＴ）計算（Ｂ３ＬＹＰ６−３１Ｇ＊）によれば、Ｉｒ（ｐｐｙ）３は、−４．８５ｅＶ（マイナス４．８５ｅＶ）のＨＯＭＯエネルギー準位をもつ。ＢＣＰは、−５．８７ｅＶのＨＯＭＯエネルギー準位をもち、これはＩｒ（ｐｐｙ）３のものより１．０２ｅＶ低く、ＢＣＰを優れたホール阻止材にする。ＺｒＱ４は、−５．００ｅＶのＨＯＭＯエネルギー準位を持ち、Ｉｒ（ｐｐｙ）３のものよりわずか０．１５ｅＶしか低くなく、そのためほとんど又は全く正孔を阻止することが期待されない。ｍｅｒ−ＧａＱ３は、−４．６３ｅＶのＨＯＭＯエネルギー準位をもち、これはＩｒ（ｐｐｙ）３のものより大きく、そのためいかなる正孔阻止もまったく期待されない。
【００３３】
発光層が様々なエネルギー準位をもつ様々な材料を含む場合は、正孔阻止層としてのこれらの種々の材料の有効性は異なりうるが、なぜなら、重要であるのは、阻止する層と阻止される層の間のＨＯＭＯエネルギー準位における差であり、絶対的なＨＯＭＯエネルギー準位ではないからである。絶対的なＨＯＭＯ準位は、しかしながら、ある化合物が特定の発光層に対する良好な正孔阻止材であるかどうかを決定するために有用でありうる。例えば、約−５．１５ｅＶ又はそれ未満のＨＯＭＯエネルギー準位を有する材料は、代表的な発光材料であるＩｒ（ｐｐｙ）３に対する妥当な正孔阻止材料と考えられうる。通常、隣接する層のものよりも少なくとも０．２５ｅＶ低いＨＯＭＯエネルギー準位をもつ層は、いくらか正孔阻止特性を有するものと考えられうる。少なくとも０．３ｅＶのエネルギー準位の差が好ましく、さらに少なくとも０．７ｅＶのエネルギー準位の差がより好ましい。同様に、励起子のエネルギーは一般に材料のバンドギャップに関係すると考えられる。「励起子阻止」材料は、一般に、そこから励起子が阻止されているところの材料よりも顕著により大きなバンドギャップを有する材料と考えられうる。例えば、隣接する材料のものよりも約０．１ｅＶ以上大きなバンドギャップを有する材料は、良好な励起子阻止材料と考えられうる。
【００３４】
通常、注入層は、一つの層、例えば電極又は有機層から、隣接する有機層中への荷電粒子の注入を改善することができる材料を含有する。注入層はまた電荷輸送機能を果たしうる。デバイス１００において、正孔注入層１２０は、アノード１１５から正孔輸送層１２５への正孔の注入を改善する層でありうる。ＣｕＰｃは、ＩＴＯアノード１１５及びその他のアノード類からの正孔注入層として用いられうる材料の例である。デバイス１００において、電子注入層１５０は、電子輸送層１４５中への電子の注入を改善する層でありうる。ＬｉＦ／Ａｌは、隣接層から電子輸送層への電子注入層として用いられうる材料の例である。その他の材料又は材料の組み合わせ物が注入層のために用いられうる。特定のデバイスの構成に応じて、注入層はデバイス１００に示された位置とは異なる位置に配置されうる。注入層のさらなる例がＬｕらの米国特許出願第０９／９３１，９４８号中に提示されており、その全てを援用する。正孔注入層は、スピンコートされたポリマー、例えばＰＥＤＯＴ：ＰＳＳなどの、溶液で堆積された材料を含むことができ、あるいはそれは蒸着された低分子材料、例えばＣｕＰｃ又はＭＴＤＡＴＡでありうる。
【００３５】
アノードから正孔注入材料への効率良い正孔注入をもたらすために、正孔注入層（ＨＩＬ）はアノード表面を平坦化又はぬらすことができる。正孔注入層はまた、明細書中で説明したそれらの相対イオン化ポテンシャル（ＩＰ）エネルギーによって定められるように、ＨＩＬの一方の側の上に隣接するアノード層及びＨＩＬのそれと反対側の上の正孔輸送層とうまく調和したＨＯＭＯ（最高被占軌道）エネルギー準位をもつ荷電成分を有することができる。ドープされたＨＩＬを用いることは、その電気的特性のためにドーパントを選択すること、及びぬれ、柔軟性、強靱性等の形態的特性のためにホストを選択すること、を可能にする。ＨＩＬ材料のための好ましい特性は、それによって正孔がアノードからＨＩＬ材料中に効率よく注入されうることである。特に、ＨＩＬの荷電成分は、アノード材料のＩＰよりたかだか約０．７ｅＶ大きなＩＰを好ましくは有する。さらに好ましくは、荷電成分は、アノード材料よりもたかだか約０．５ｅＶ大きなＩＰを有する。同様の考え方が、正孔が注入される層に適用される。ＨＩＬ材料は、ＯＬＥＤの正孔輸送層に典型的に用いられる従来の正孔輸送材料と区別されるが、それは、そのようなＨＩＬ材料は実質的に通常の正孔輸送材料の正孔伝導性よりも小さな正孔伝導性を有しうる点である。本発明のＨＩＬの厚さは、アノード層の表面が平坦化又はぬれるのを助けるために充分に厚いことができる。例えば、１０ｎｍ程度の薄さのＨＩＬ厚さは、非常に滑らかなアノード表面について許容可能でありうる。しかし、アノード表面が非常に粗くなりがちであるため、最大５０ｎｍまでのＨＩＬ厚さが、いくつかの場合には好ましい可能性がある。
【００３６】
その後に続く製造プロセスの間に下の層を保護するために保護層が用いられうる。例えば、金属又は金属酸化物のトップ電極を加工するために用いられるプロセスは、有機層を損傷する可能性があり、保護層がそのような損傷を減少又は排除するために用いられうる。デバイス１００においては、カソード１６０の加工の間、保護層１５５が下の有機層に対する損傷を低減しうる。好ましくは、保護層はそれが輸送するタイプの担体（デバイス１００中の電子）に対して高い担体移動度を有し、それによりデバイス１００の作動電圧は著しく増加しない。ＣｕＰｃ、ＢＣＰ、及び様々な金属フタロシアニン類が、保護層に用いられうる材料の例である。その他の材料又は材料の組み合わせ物が用いられうる。保護層１５５の厚さは、好ましくは、有機保護層１６０が堆積された後に起こる加工プロセスによる下の層への損傷がほとんど又は全くないために充分な厚さであり、しかもデバイス１００の作動電圧を著しく増加させるほど厚くはない。保護層１５５は、その導電性を高めるためにドープされうる。例えば、ＣｕＰｃ又はＢＣＰ保護層１６０はＬｉでドープされうる。保護層のより詳細な説明は、Ｌｕらの米国特許出願第０９／９３１，９４８号中に見ることができ、その全てを本願中に援用する。
【００３７】
図２は、反転型ＯＬＥＤ２００を示す。このデバイスは、基材２１０、カソード２１５、発光層２２０、正孔輸送層２２５、及びアノード２３０、を含む。デバイス２００は説明した層を順に堆積することによって作製されうる。最も普通のＯＬＥＤ構成は、アノードの上に配置されたカソードを有し、そして、デバイス２００はアノード２３０の下に配置されたカソード２１５を有することから、デバイス２００は「反転型」ＯＬＥＤとよばれうる。デバイス１００に関連して説明したものと同様の材料が、デバイス２００の対応する層で用いられうる。図２はデバイス１００の構造からどのようにいくつかの層が省略されうるかの一例を示す。
【００３８】
図１及び２で説明された単純な層構造は、制限されない例としての目的で提供され、しかも本発明の態様は、多様なその他の構造と結合して用いられうることが理解される。記述された特定の材料及び構造は実際には典型であり、そしてその他の材料及び構造が用いられうる。機能性ＯＬＥＤは、デザイン、性能、及び価格要因に基づいて、説明した様々な層を異なる方法で組み合わせることによって、又は層が完全に除外されることによって実現されうる。具体的に説明されていないその他の層もまた含まれうる。具体的に説明したもの以外の材料も用いられうる。本明細書で示した多くの例は単一材料を含むように様々な層を記述するが、材料の組み合わせ物、例えば、ホスト及びドーパントの混合物、又はより一般的には混合物、が用いられうることがわかる。さらに、層は様々な副層を有することができる。本明細書中で様々な層に与えられた名称は、厳密に制限することを意図していない。例えば、デバイス２００において正孔輸送層２２５は、正孔を輸送し且つ発光層２２０中へホールを注入し、そして正孔輸送層又は正孔注入層として説明されうる。一つの態様においては、ＯＬＥＤはカソード及びアノードの間に配置された「有機層」を有するとして説明されうる。この有機層は、単一層を備えているか、又は、例えば図１及び２について説明した、様々な有機材料の複数の層をさらに含むことができる。
【００３９】
具体的に説明していない構造及び材料もまた用いられることができ、例えば、Ｆｒｉｅｎｄらの米国特許第５，２４７，１９０号（これはその全てを援用する）に開示されているような高分子材料からなるＯＬＥＤなどである。さらなる例としては、単一有機層をもつＯＬＥＤが用いられうる。例えば、Ｆｏｒｒｅｓｔらの米国特許第５，７０７，７４５号（これはその全てを援用する）に記載されているように、ＯＬＥＤは重ねられうる。ＯＬＥＤ構造は、図１及び２に示された単一層構造から逸脱しうる。例えば、基材は、アウトカップリング（out-coupling）を改善するための、角度をつけた反射面、例えば米国特許第６，０９１，１９５号に記載されているメサ（mesa）構造、及び／又はＢｕｌｏｖｉｃらの米国特許第５，８３４，８９３号に記載さえているピット（pit）構造を含むことができ、これら特許はその全てを本願中に援用する。
【００４０】
そのほかに特定されていない限り、様々な態様の層の全ては、いずれか適当な方法によって堆積されうる。有機層については、好ましい方法は、熱蒸発（thermal evaporation）、米国特許第６，０１３，９８２号及び同６，０８７，１９６号（これらの全てを援用する）に記載されたようなインクジェット、Ｆｏｒｒｅｓｔらの米国特許第６，３３７，１０２号（その全てを援用する）に記載されたような有機気相蒸着（ＯＶＰＤ）、米国特許出願第１０／２３３，４７０号（その全てを援用する）に記載されたような有機気相ジェットプリンティング（ＯＶＪＰ）による堆積、を含む。その他の適当な堆積法は、スピンコーティング及びその他の溶液ベースの方法を含む。溶液ベースの方法は、窒素又は不活性雰囲気中で好ましくは実施される。その他の層については、好ましい方法は熱蒸発を含む。
【００４１】
好ましいパターニング法は、マスクを通しての堆積、米国特許第６，２９４，３９８号及び同６，４６８，８１９号（これら全てを援用する）に記載されたような低温溶着、及びインクジェット及びＯＶＪＤなどのいくつかの堆積法と結合されたパターニングを含む。その他の方法も用いられうる。堆積される材料は、それらを特定の堆積方法に適合させるために修飾されうる。例えば、分岐した又は分岐のない、さらに好ましくは少なくとも３つの炭素を含む、アルキル及びアリール基などの置換基が低分子中に用いられることができ、それらが溶液プロセスを受ける能力を高める。２０以上の炭素を有する置換基が用いられ、さらに３〜２０の炭素が好ましい範囲である。非対称構造をもつ材料は、対称構造を有する材料よりも優れた溶液プロセス処理可能性を有しうるが、なぜなら非対称材料はより低い再結晶化する傾向をもちうるからである。デンドリマー置換基は、溶液プロセス処理を受ける低分子の能力を強化するために用いられうる。
【００４２】
本発明の態様に従って作られたデバイスは、広範囲の消費財中に組み込まれることができ、それはフラットパネルディスプレイ、コンピューターモニター、テレビ、広告掲示板、室内又は屋外照明及び／又は信号のための明かり、ヘッドアップディスプレイ、完全に透明なディスプレイ、柔軟なディスプレイ、レーザープリンタ、電話、携帯電話、パーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、ラップトップ・コンピューター、デジタルカメラ、カムコーダー、ビューファインダー、マイクロディスプレイ、車両、広い面積の壁又は劇場又はスタジアムのスクリーン、又はサインを含む。様々な制御機構が、本発明の従って作られるデバイスを制御するために用いられることができ、それはパッシブマトリクス及びアクティブマトリクスを含む。多くのデバイスは人に快適な温度範囲、例えば１８℃〜３０℃、そしてさらに好ましくは室温（２０〜２５℃）での使用にむけられる。
【００４３】
本明細書中で説明した材料及び構造は、ＯＬＥＤ以外のデバイスにおける応用もできる。例えば、その他のオプトエレクトロニックデバイス、例えば、有機太陽電池及び有機光検出器が上記材料及び構造を採用しうる。より一般には、有機トランジスタなどの有機デバイスが、上記材料及び構造を採用しうる。
【００４４】
本明細書で用いるように、「溶液プロセス処理可能」は、溶液又は懸濁液の形態のいずれかで液体媒体中に、溶解され、分散され、又は輸送され及び／又は液体媒体中から堆積される能力を意味する。
【００４５】
燐光発光分子に対する一つの応用はフルカラーディスプレイである。そのようなディスプレイについての工業規格は、「純色（飽和色）」といわれる特定の色を放射するように適合された画素（ピクセル）を必要とする。特に、これらの標準は飽和赤、緑、及び青の画素を必要とする。色はＣＩＥ座標を用いて測定されることができ、この座標は当分野で周知である。ＣＩＥ座標は、H. Zollingerの”Color Chemistry” VCH Publishers, 1991  及び  H. J. A. Dartnall、J. K. Bowmaker及びJ. D. Mollon、Proc. Roy. Soc. B (London)、1983, 220, 115-130に記述されており、これらを援用する。例えば、ＮＴＳＣ規格は、飽和青がＣＩＥ（０．１５５、０．０７）をもつことを要求する。ＳＲＧＢ規格はＣＩＥ（０．１５、０．０６）を要求する。その他の工業規格はわずかに異なるＣＩＥ座標を要求するだろう。
【００４６】
さて、本発明の具体的な好ましい態様について本発明を詳細に説明する。これらの態様は、説明のためのものであり、発明は、説明される具体的な好ましい態様に範囲を限定されるものではない。
【課題を解決するための手段】
【００４７】
本発明のデバイスは、少なくとも１種のフォスフォレッセント有機金属発光材料を含む。この発光材料は、結合した発光性リガンドによって放射される光の発光スペクトルに浅色（青色）移動を生み出す１以上のリガンドを含む。本発明の有機金属化合物は、以下の一般構造式I：
【００４８】
【化１】
2005535719.tif 000002
【００４９】
で表すことができる。式中、Ｃ−Ｎはシクロメタル化リガンド（cyclometallated ligand）であり、Ｍは４０より大きな原子量をもつ金属であり、Ｘ及びＹは独立してヘテロ原子を含む群から選択され、Ｚは２価の連結基（リンカー）であり、かつ、ｍ及びｎは１及び２から選択される整数である。ｎ＋ｍの合計は２又は３である。Ｘ−Ｚ−Ｙはアニオン性リガンドである。好ましくは、Ｍは７２より大きな原子量を有する。
【００５０】
本発明の上記化合物は、ＭＬＣＴ及びπ−π＊配位状態の混合物からの燐光発光を生み出す遷移金属を含む。適当な遷移金属は、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ａｕ、及びＡｇ、並びに少なくとも４０の原子番号を有する重金属を含むが、これらに限定されない。
【００５１】
２価の連結基Ｚは、Ｊが水素又は金属又は非金属である一般構造ＪＲ’ｐＲ’’ｑによって表すことができ、Ｘ及びＹに結合するために適切に選択されており、Ｒ’及びＲ’’は独立してＨ、アルキル、アリール、ヘテロアリール、ハロゲン、ヒドロキシ、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、アルキルアミノ、アリールアミノ、スルフィド、アルキルスルフィド、アリールスルフィド、ホスフィノ、アルキルホスフィノ、又はアリールホスフィノであり、かつ、ｐ及びｑは０〜２の整数である。本発明の範囲を限定するものではないが、したがって、ＺはＨ、Ａｇ、Ａｕ、ＢＲ’Ｒ’’、ＡｌＲ’Ｒ’’、又はＺｎＲ’であることができ、ここでＲ’及びＲ’’はアルキル、アリール、及びヘテロアリールからなる群から選択されることができ、しかもＲ’及びＲ’’は二座配位子（二座リガンド）を形成するために連結されることができる。好ましくは、Ｒ’及びＲ’’はＣ１〜Ｃ６アルキル、アリール、ヘテロアリール、ヒドロキシ、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、アルキルアミノ、アリールアミノ、スルフィド、アルキルスルフィド、アリールスルフィド、ホスフィノ、アルキルホスフィノ、又はアリールホスフィノである。さらに好ましくは、Ｒ’及びＲ’’はＣ１〜Ｃ３アルキル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシ、アリールオキシ、アルキルアミノ、アリールアミノ、アルキルスルフィド、アリールスルフィド、アルキルホスフィノ、又はアリールホスフィノである。
【００５２】
一つの態様において、形式上の負の電荷は、ＪＲ’ｐＲ’’ｑのなかのＪの上にある。そのような化学構造はＸ−Ｉｒ及びＹ−Ｉｒ結合の両者が、事実上配位結合であることを暗示する。その結果、形式上の正の電荷はＩｒ原子上にある：
【００５３】
【化２】
2005535719.tif 000003
【００５４】
そのような両性イオン構造においては、金属錯体の燐光のブルーシフトが起こりうると考えられる。例えば、表１に示したとおり、エントリー３の発光ピークは、従来のアセチルアセトナート（ａｃａｃ）補助リガンドを有する比較例に対して３０ｎｍブルーシフトする。
【００５５】
本発明の好ましい態様においては、Ｘ及びＹは、Ｍに配位するために適当な官能性をもつように選択されたヘテロ環である。さらに好ましい態様においては、Ｘ及びＹは、ピラゾール類、トリアゾール類、テトラゾール類、チアゾール類、フラン類、及びピリジン類からなる群から選択される。Ｘ及びＹは同じか又は異なることができる。
【００５６】
本発明のさらなる態様においては、Ｘ及びＹは、ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２、及びＰＲ２からなる群から選択され、ここでＲはＨ、アルキル、アリール、ヘテロアリール、ハロゲン、アルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、アリールアミノ、スルフィド、アルキルスルフィド、アリールスルフィド、ホスフィノ、アルキルホスフィノ、又はアリールホスフィノからなる群から選択される。
【００５７】
本発明の好ましい態様においては、Ｊは亜鉛、銀、金、アルミニウム、ホウ素、又は水素である。さらに好ましい態様においては、Ｊはホウ素又は水素である。
【００５８】
本発明の化合物は、好ましい態様において、ルミネッセントデバイスに使用することを目的とする。一般にそのようなデバイスは、２つの電極、一つはカソードで他方はアノード、の間に何れかの方式で配置された、本発明の化合物を含む有機層を有する。
【００５９】
好ましい態様においては、上記発光層はホスト材料を含む。このホスト材料は、主に電子の輸送によって電荷を伝導する電子輸送材料を含むことができる。それに代わり、ホスト材料は、主に正孔の輸送によって電荷を伝導する正孔輸送材料を含むことができる。説明した上記有機金属化合物は、発光デバイスのホスト材料中にドープされることができる。上記有機金属化合物は、一秒当たり約１×１０５よりも多い放射減衰をもつ最低三重項励起状態をもち、しかもホスト材料の最低三重項励起状態のエネルギー準位は、上記有機金属化合物の最低三重項状態のエネルギー準位よりも高い。本発明の好ましい態様においては、本発明の上記有機金属化合物の最低三重項励起状態と上記有機金属化合物の対応する緩和状態との間のエネルギー差は、約５２０ｎｍ未満の波長に相当する。さらに好ましくは、本発明の上記有機金属化合物の最低三重項励起状態と上記有機金属化合物の対応する緩和状態との間のエネルギー差が、約４２０ｎｍと約４８０ｎｍとの間の波長に相当する。
【００６０】
本発明の有機発光デバイスは、当技術分野で公知の方法及び材料を用いて製造されうる。代表的なＯＬＥＤの方法、材料、及び構成は、米国特許第５，７０３，４３６号；同５，７０７，７４５号；同５，８３４，８９３号；同５，８４４，３６３号；同６，０９７，１４７号；及び同６，３０３，２３８号に記載されており、それぞれその全体を援用する。
【００６１】
説明した上記化合物は、全体にそれらのモノマー構造によって表されている。当分野で周知のように、上記化合物はまた、ダイマー、トリマー、又はデンドリマーとして存在しうる。
【００６２】
本発明の一つの態様において、上記フォスフォレッセント有機金属発光材料は一般式II：
【００６３】
【化３】
2005535719.tif 000004
【００６４】
によって表されうる。式中、Ｃ−Ｎとも略記される、
【００６５】
【化４】
2005535719.tif 000005
【００６６】
は、シクロメタル化リガンドであり、
Ｍは４０より大きな原子量を有する金属であり、
Ｚは二価の連結基であり、
Ｒ２及びＲ３は独立して、Ｈ、アルキル、アリール、ヘテロアリール、ハロゲン、ヒドロキシ、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、アルキルアミノ、アリールアミノ、スルフィド、アルキルスルフィド、アリールスルフィド、ホスフィノ、アルキルホスフィノ、又はアリールホスフィノであり、
Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒ’ａ、Ｒ’ｂ、及びＲ’ｃは、これらが存在する場合には、独立して、Ｈ、アルキル、アリール、ヘテロアリール、ハロゲン、アルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、アリールアミノ、スルフィド、アルキルスルフィド、アリールスルフィド、ホスフィノ、アルキルホスフィノ、又はアリールホスフィノから選択されるが、但し、
【００６７】
【化５】
2005535719.tif 000006
【００６８】
がアニオン性であるという条件のもとである。
【００６９】
【化６】
2005535719.tif 000007
【００７０】
によって表される環構造は、２つの隣接窒素を含む５又は６員環である。この環はまた、追加のヘテロ原子を含むことができる。この環上のいずれか２つの隣接する置換位置は一緒に、独立して、縮合環化（縮環）した５〜６員環式基を形成でき、ここでその環状基はシクロアルキル、シクロヘテロアルキル、アリール、又はヘテロアリールである。
Ｚは金属又は非金属であり、そして、好ましくはＡｇ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ｃｕ、又はＡｕである。
【００７１】
本発明のさらなる態様においては、Ｘ及びＹの両者はピラゾール又は置換されたピラゾールであり、式III：
【００７２】
【化７】
2005535719.tif 000008
【００７３】
を有する発光材料をもたらす。式中、Ｃ−Ｎはシクロメタル化リガンドであり、かつ、Ｍ、Ｚ、ｍ、及びｎは上記式Ｉについて説明したとおりである。Ｒ１１及びＲ１２それぞれは独立して、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルキルアリール、ＣＮ、ＣＦ３、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、ＮＲ２、ＮＯ２、ＯＲ、ハロ、アリール、ヘテロアリール、置換されたアリール、置換されたヘテロアリール、又はヘテロ環式基から選択され、さらに追加で又は代わりに、いずれか２つの隣接置換位置が一緒に、独立して、縮合環化した５〜６員環式基を形成し、ここでその環式基はシクロアルキル、シクロヘテロアルキル、アリール、又はヘテロアリールであり、さらにここで上記縮合環化した５〜６員環式基は場合により１以上のアルキル、アルケニル、アルキニル、アルキルアリール、ＣＮ、ＣＦ３、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、ＮＲ２、ＮＯ２、ＯＲ、又はハロで置換されることができ；各Ｒは独立して、アルキル、アルケニル、アルキニル、アラルキル、及びアリールであり；かつ、添え字ａ及びｂは、独立して０、１、２、及び３から選択される。
【００７４】
本発明のさらなる態様においては、Ｘ及びＹは両者ともピラゾールであり、かつ、ＺはＨであり、式IV：
【００７５】
【化８】
2005535719.tif 000009
【００７６】
の発光材料をもたらす。式中、Ｃ−Ｎはシクロメタル化リガンドであり、かつ、Ｍ、ｍ、及びｎは上記式Ｉについて説明したとおりである。Ｒ１１及びＲ１２はそれぞれ独立して、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルキルアリール、ＣＮ、ＣＦ３、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、ＮＲ２、ＮＯ２、ＯＲ、ハロ、アリール、ヘテロアリール、置換されたアリール、置換されたヘテロアリール、又はヘテロ環式基から選択され、さらに追加で又は代わりに、いずれか２つの隣接置換位置が一緒に、独立して、縮合環化した５〜６員環式基を形成し、ここでその環式基はシクロアルキル、シクロヘテロアルキル、アリール、又はヘテロアリールであり、さらにここで上記縮合環化した５〜６員環式基は場合により１以上のアルキル、アルケニル、アルキニル、アルキルアリール、ＣＮ、ＣＦ３、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、ＮＲ２、ＮＯ２、ＯＲ、又はハロで置換されることができ；各Ｒは独立して、アルキル、アルケニル、アルキニル、アラルキル、及びアリールであり；かつ、添え字ａ及びｂは、独立して０、１、２、及び３から選択される。
【００７７】
好ましい態様においては、式IVのピラゾール環は無置換であり、式IVａ：
【００７８】
【化９】
2005535719.tif 000010
【００７９】
の化合物を与える。ここで、Ｃ−Ｎはシクロメタル化リガンドであり、かつ、Ｍ、ｍ、及びｎは上記式Ｉについて説明したとおりである。さらなる好ましい態様においては、ＭはＩｒであり、そして、ｍ＝２且つｎ＝１である。
【００８０】
本発明のさらなる態様は、式V：
【００８１】
【化１０】
2005535719.tif 000011
【００８２】
の化合物によって表される。式中、Ｃ−Ｎはシクロメタル化リガンドであり、かつ、Ｍ、ｍ、及びｎは上記式Ｉについて説明したとおりである。Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、及びＲ１４それぞれは独立して、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルキルアリール、ＣＮ、ＣＦ３、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、ＮＲ２、ＮＯ２、ＯＲ、ハロ、アリール、ヘテロアリール、置換されたアリール、置換されたヘテロアリール、又はヘテロ環式基から選択され、さらに追加で又は代わりに、いずれか２つの隣接置換位置が一緒に、独立して、縮合環化した５〜６員環式基を形成し、ここでその環式基はシクロアルキル、シクロヘテロアルキル、アリール、又はヘテロアリールであり、さらにここで上記縮合環化した５〜６員環式基は場合により１以上のアルキル、アルケニル、アルキニル、アルキルアリール、ＣＮ、ＣＦ３、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、ＮＲ２、ＮＯ２、ＯＲ、又はハロで置換されることができ；
各Ｒは独立して、アルキル、アリール、及びヘテロアリールであり；かつ、
添え字ａ、ｂ、ｃ、及びｄは、独立して０、１、２、及び３から選択される。
【００８３】
好ましい態様においては、式Vのピラゾール環は無置換であり、ＭはＩｒ、ｍは２、かつ、ｎは１であり、式Vａ：
【００８４】
【化１１】
2005535719.tif 000012
【００８５】
の化合物を与える。式中、Ｃ−Ｎはシクロメタル化リガンドである。
【００８６】
本発明の別の態様においては、発光材料は式（VI）：
【００８７】
【化１２】
2005535719.tif 000013
【００８８】
で表すことができ、式中、
【００８９】
【化１３】
2005535719.tif 000014
【００９０】
はシクロメタル化リガンドであり、
Ｍは４０より大きな原子量を有する金属であり、
Ｚは二価の連結基であり、
ｍは１又は２であり、
Ｑ及びＱ’はヘテロ原子であり、かつ、
Ｒ２及びＲ３は水素、ハロゲン、ヘテロ原子、又はヘテロ環である。
【００９１】
上記シクロメタル化リガンド、Ｃ−Ｎ、は当技術分野で公知のものから選択されうる。好ましいシクロメタル化リガンドは、２−フェニルピリジン類及びフェニルピラゾール類
【００９２】
【化１４】
2005535719.tif 000015
【００９３】
及びそれらの誘導体である。フェニルピリジン及びフェニルピラゾールシクロメタル化リガンドは、場合により１以上のアルキル、アルケニル、アルキニル、アルキルアリール、ＣＮ、ＣＦ３、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、ＮＲ２、ＮＯ２、ＯＲ、ハロ、アリール、ヘテロアリール、置換されたアリール、置換されたヘテロアリール、又はヘテロ環式基で置換されていることができ、さらに追加で又は代わりに、いずれか２つの隣接置換位置が一緒に、独立して、縮合環化した５〜６員環式基を形成し、ここでその環式基はシクロアルキル、シクロヘテロアルキル、アリール、又はヘテロアリールであり、さらにここでその縮合環化した５〜６員環式基は場合により１以上のアルキル、アルケニル、アルキニル、アルキルアリール、ＣＮ、ＣＦ３、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、ＮＲ２、ＮＯ２、ＯＲ、又はハロで置換されることができ；かつ、
各Ｒは独立して、アルキル、アルケニル、アルキニル、アラルキル、及びアリールである。
【００９４】
本開示において、以下の用語が用いられる。
【００９５】
本明細書中で用いられる用語「ハロ」又は「ハロゲン」は、フッ素、塩素、臭素、及びヨウ素を含む。
【００９６】
本明細書で用いられる用語「アルキル」は、直鎖及び分岐鎖アルキル残基の両者が考えられる。好ましいアルキル基は、１〜１５の炭素原子を含む基であり、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、及びその他同様のものを含む。加えて、このアルキル基は場合により、ハロ、ＣＮ、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、ＮＲ２、環式アミノ、ＮＯ２、及びＯＲ、から選択される１以上の置換基で置換されていることができる。
【００９７】
本明細書で用いられる用語「シクロアルキル」は、環式アルキル残基が考えられる。好ましいシクロアルキル基は、３〜７の炭素原子を含むものであり、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロへキシル、及びその他同様のものを含む。加えて、このシクロアルキル基は場合により、ハロ、ＣＮ、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、ＮＲ２、環式アミノ、ＮＯ２、及びＯＲ、から選択される１以上の置換基で置換されていることができる。
【００９８】
本明細書で用いられる用語「アルケニル」は、直鎖及び分岐鎖アルケン残基の両者が考えられる。好ましいアルケニル基は、２〜１５の炭素原子を含むものである。加えて、このアルケニル基は場合により、ハロ、ＣＮ、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、ＮＲ２、環式アミノ、ＮＯ２、及びＯＲ、から選択される１以上の置換基で置換されていることができる。
【００９９】
本明細書で用いられる用語「アルキニル」は、直鎖及び分岐鎖アルキン残基の両者が考えられる。好ましいアルキニル基は、２〜１５の炭素原子を含むものである。加えて、このアルキニル基は場合により、ハロ、ＣＮ、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、ＮＲ２、環式アミノ、ＮＯ２、及びＯＲ、から選択される１以上の置換基で置換されていることができる。
【０１００】
本明細書で用いられる用語「アルキルアリール」は、置換基として芳香族基を有するアルキル基が考えられる。加えて、このアルキルアリール基は場合により、そのアリール上において、ハロ、ＣＮ、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、ＮＲ２、環式アミノ、ＮＯ２、及びＯＲ、から選択される１以上の置換基で置換されていることができる。
【０１０１】
「シクロメタル化リガンド」は、当分野で周知の用語であり、ＭｅＯｆｐｐｙ、ｆｐｐｙ、及びＮＭｅ２ｆｐｐｙを含むがこれらに限定されない。
【０１０２】
「ヘテロ環式」は、少なくとも１つのヘテロ原子を含む３〜７員環をいう。これは、ピラゾール、トリアゾール、テトラゾール、チアゾール、フラン、チオフェン、ピリジンを含むがこれらに限定されない芳香族環、並びに、ピペラジン、ピペリジン、及びピロリジンを含むがこれらに限定されない非芳香族環を含む。本発明のこれらの基は、置換又は無置換であることができる。好ましい置換基は、アルキル、アルコキシ、アリールを含むがこれらに限定されない。
【０１０３】
「ヘテロ原子」は、Ｓ、Ｏ、Ｎ、Ｐをいう。
【０１０４】
好ましいアルキル基は、Ｃ１〜Ｃ６アルキルである。同様にＣ１〜Ｃ６アルコキシ及びアリール基が好ましい。Ｃ１〜Ｃ６ヘテロアリール、アルキルアミノ、アリールアミノ、アルキルスルフィド、アリールスルフィド、アルキルホスフィノ、又はアリールホスフィノ基が好ましい。Ｃ１〜Ｃ３アルキルがより好ましい。同様にＣ１〜Ｃ６アルコキシ及びアリール基が好ましい。Ｃ１〜Ｃ６ヘテロアリール、アルキルアミノ、アリールアミノ、アルキルスルフィド、アリールスルフィド、アルキルホスフィノ、又はアリールホスフィノ基が好ましい。
【０１０５】
「二価の連結基」は、全体でＸ−Ｙ−Ｚ基が１つのアニオン性リガンドとなるように、２つの原子又は基が結合されることができる原子又は基をいう。
【０１０６】
「ピラゾール」は、置換又は無置換のピラゾールを含む。
【０１０７】
「トリアゾール」は、置換又は無置換のトリアゾールを含む。
【０１０８】
「テトラゾール」は、置換又は無置換のテトラゾールを含む。
【０１０９】
「チアゾール」は、置換又は無置換のチアゾールを含む。
【０１１０】
「ピリジン」は、置換又は無置換のピリジンを含む。
【０１１１】
単独又は組み合わせ物中の「アリール」は、炭素環式芳香族系又は（ヘテロアリールとしても公知の）ヘテロ環式芳香族系を含む。この系は、１、２、又は３つの環を含むことができ、ここでそれぞれの環はぶらさがり（ペンダント）型で互いに連結されるか、又は縮合環となることができる。好ましくはこの環は５又は６の環原子を有する。
【０１１２】
「アルコキシ」は、直線又は分岐したアルコキシ基、好ましくはＣ１〜Ｃ６アルコキシ基、より好ましくはＣ１〜Ｃ３アルコキシ基を含む。
【０１１３】
「置換」は、いずれかのレベルの置換をいうが、モノ−、ジ−、及びトリ−置換が好ましい。好ましい置換基は、水素、ハロゲン、アリール、アルキル、及びヘテロアリールを含む。
【０１１４】
「ｐｚ」はピラゾールである。
【０１１５】
「ＭｅＯｆｐｐｙ」は、メトキシ（ジフルオロフェニル）ピリジンである。
【０１１６】
「ｆｐｐｙ」は、（ジフルオロフェニル）ピリジンである。
【０１１７】
「ｄｍａｆｐｐｙ」は、ジメチルアミノ（ジフルオロフェニル）ピリジンである。
【０１１８】
物質の定義：
本明細書で用いるとおり、略語は以下の物質を示す：
ＣＢＰ：          ４，４’−Ｎ，Ｎ−ジカルバゾール−ビフェニル
ｍ−ＭＴＤＡＴＡ：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
Ａｌｑ３：  ８−トリス−ヒドロキシキノリンアルミニウム
Ｂｐｈｅｎ：  ４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン
ｎ−ＢＰｈｅｎ：  ｎ−ドープしたＢＰｈｅｎ（リチウムでドープ）
Ｆ４−ＴＣＮＱ：  テトラフルオロ−テトラシアノ−キノジメタン
ｐ−ＭＴＤＡＴＡ：  ｐ−ドープしたｍ−ＭＴＤＡＴＡ（Ｆ４−ＴＣＮＱでドープ）
Ｉｒ（ｐｐｙ）３：  トリス（２−フェニルピリジン）−イリジウム
Ｉｒ（ｐｐｚ）３：  トリス（１−フェニルピラゾロト，Ｎ，Ｃ（２’）イリジウム（III）
ＢＣＰ：  ２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン
ＴＡＺ：  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
ＣｕＰｃ：  銅フタロシアニン
ＩＴＯ：  インジウム錫オキサイド
ＮＰＤ：  Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）ベンジジン
ＴＰＤ：  Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−トリル）ベンジジン
ＢＡｌｑ：  アルミニウム（III）ビス（２−メチル−８−キノリナト）４−フェニルフェノラート
ｍＣＰ：  １，３−Ｎ，Ｎ−ジカルバゾール−ベンゼン
ＤＣＭ：  ４−（ジシアノエチレン）−６−（４−ジメチルアミノスチリル−２−メチル）−４Ｈ−ピラン
ＤＭＱＡ：  Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン
ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ：  ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルホネート（ＰＳＳ）の水性分散液
ｐｐｚ：  １−フェニルピラゾール
ｐｐｙ：  ２−フェニルピリジン
【０１１９】
本明細書に記載した様々な態様は例示のみの目的であり、本発明の範囲を限定するためのものではないことが理解される。例えば、本明細書に記載した多くの材料及び構造は、本発明の精神から逸脱することなくその他の材料及び構造で置き換えうる。なぜ本発明が機能するのかについての様々な理論は、限定することを目的とするものではないことが理解される。例えば、電荷移動に関する理論は、限定することを目的としない。
【０１２０】
説明した化合物は、それらのモノマー構造によって全体が代表される。当業者に周知のように、上記化合物はまた、ダイマー、トリマー、又はデンドリマーとしても存在しうる。
【０１２１】
〔実施例〕
化合物１：（ＭｅＯｆｐｐｙ）２Ｉｒ（ｐｚ２Ｂｐｚ２）の合成
【０１２２】
【化１５】
2005535719.tif 000016
【０１２３】
［Ｉｒ（ＭｅＯｆｐｐｙ）２Ｃｌ］２（１．０ｇ、０．７５ｍｍｏｌ）を５０ｍｌのＣＨ２Ｃｌ２に溶かし、５０ｍｌメタノール中の２．１当量のＡｇＯＴｆ（０．４１ｇ、１．６ｍｍｏｌ）の溶液を加え、クリーム色のスラリーを得た。このスラリーを室温で２時間撹拌した後、遠心分離してＡｇＣｌを沈殿させ、デカンテーションによる上澄みを乾燥するまで溶媒留去して黄色のオイル残留物を得た。この残留物を５０ｍｌＣＨ３ＣＮに溶かし、３当量のＫＢＰｚ４（０．７２ｇ、２．２６ｍｍｏｌ）をその溶液に加えた。この溶液を窒素下で１８時間の間１１０℃に加熱し、次に濾過した。沈殿物は５０ｍＬのＣＨ２Ｃｌ２で洗浄した。洗浄した溶液を集め、乾燥するまで溶媒留去した。収量０．８ｇ（ＭｅＯｆｐｐｙ）２Ｉｒ（ｐｚ２Ｂｐｚ２）。ＣＨ３ＣＮ溶液の濾液を乾燥するまで溶媒留去した。クロマトグラフィーの後、（ＭｅＯｆｐｐｙ）２Ｉｒ（ｐｚ２Ｂｐｚ２）の第二収量約０．２ｇを得た。
【０１２４】
化合物２：（ＭｅＯｆｐｐｙ）２Ｉｒ（ｐｚ２Ｈ）の合成
【０１２５】
【化１６】
2005535719.tif 000017
【０１２６】
［Ｉｒ（ＭｅＯｆｐｐｙ）２Ｃｌ］２（０．１ｇ、０．０７５ｍｍｏｌ）を２５ｍＬのＣＨ２Ｃｌ２に溶かし、０．０５ｇのピラゾール及び０．０５ｇの過剰なＭｅＯＮａを溶液に加えた。その溶液を室温で夜通し撹拌した後、溶液を濾過した。濾液を集めて、乾燥するまで溶媒留去した。粗生成物をＣＨ２Ｃｌ２／ＭｅＯＨ中で再結晶し、０．１ｇを超えるきれいな（ＭｅＯｆｐｐｙ）２Ｉｒ（ｐｚ２Ｈ）を得た。
【０１２７】
化合物３：（ｆｐｐｙ）２Ｉｒ（ｐｚ２Ｂｐｚ２）の合成
【０１２８】
【化１７】
2005535719.tif 000018
【０１２９】
０．９３ｇの［Ｉｒ（ｆｐｐｙ）２Ｃｌ２］を５０ｍＬのＣＨ２Ｃｌ２に溶かし、５０ｍｌのＭｅＯＨ中の０．５ｇのＡｇＯＴｆの溶液を加え、クリーム色のスラリーを得た。このスラリーを室温で２時間撹拌した後、遠心分離してＡｇＣｌを沈殿させ、デカンテーションして得た液を乾燥するまで溶媒留去して、黄色の油状残留物を得た。この残留物を５０ｍｌのＣＨ３ＣＮに溶かし、さらに０．８５ｇのＫＢＰｚ４をその溶液に加えた。この溶液を窒素下、１１０℃に１８時間加熱し、次に濾過した。沈殿物を５０ｍＬのＣＨ２Ｃｌ２で洗浄した。洗浄液を集め、乾燥するまで溶媒留去した。収量０．８ｇ（ｆｐｐｙ）２Ｉｒ（ｐｚ２Ｂｐｚ２）。
【０１３０】
化合物４：（ｄｍａｆｐｐｙ）２Ｉｒ（ｐｚ２ＢＰｚ２）の合成
【０１３１】
【化１８】
2005535719.tif 000019
【０１３２】
０．１ｇ［Ｉｒ（ｄｍａｆｐｐｙ）２Ｃｌ］２を１５ｍＬのＣＨ３ＣＮに溶かし、０．０４ｇのＡｇＯＴｆを加えて、クリーム色のスラリーを得た。このスラリーを室温で２時間撹拌し、遠心分離してＡｇＣｌを沈殿させた。デカンテーションして得た液に０．０７ｇのＫＢＰｚ４を加えた。この溶液を窒素下で１１０℃に１８時間加熱し、次に濾過した。沈殿物を２０ｍＬのＣＨ２Ｃｌ２で洗浄した。洗浄液を集め、乾燥するまで溶媒留去した。収量０．０５ｇ（ｄｍａｆｐｐｙ）２Ｉｒ（ｐｚ２Ｂｐｚ２）。
【０１３３】
〔デバイス作製〕
デバイス１及び３、並びに比較例を高真空（＜１０−７Ｔｏｒｒ）熱蒸発によって作製した。ガラス上のインジウム錫オキシド（ＩＴＯ）アノードをアノードとして用いた。カソードは、１０オングストロームのＬｉＦとそれに続く１０００オングストロームのＡｌからなる。全てのデバイスは、作成後直ぐに窒素グローブボックス（＜１ｐｐｍのＨ２Ｏ及びＯ２）中で、エポキシ樹脂で密封されたガラスの蓋で包み、かつ、湿気吸収剤をそのパッケージ内に組み込んだ。発光極大及び最大発光効率（ｃｄ／Ａで）を以下の表にまとめた。化合物２及び４については、発光極大はＣＨ２Ｃｌ２中で測定したフォトルミネッセンスから得た。
【０１３４】
（デバイス１）
有機積層体は、アノードからカソードへ向かって、１００オングストロームの銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、３００オングストロームの４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、発光層（ＥＭＬ）として３００オングストロームの６質量％の化合物１でドープされたｍＣＰ、４００オングストロームのアルミニウム（III）ビス（２−メチル−８−キノリナト）４−フェニルフェノラート（ＢＡｌｑ）、からなる。
【０１３５】
〔デバイス３〕
有機積層体は、アノードからカソードへ向かって、１００オングストロームの銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、３００オングストロームの４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、発光層（ＥＭＬ）として３００オングストロームの６質量％の化合物３でドープされたｍＣＰ、４００オングストロームのアルミニウム（III）ビス（２−メチル−８−キノリナト）４−フェニルフェノラート（ＢＡｌｑ）、からなる。
【０１３６】
〔比較例〕
有機積層体は、アノードからカソードに向かって、１００オングストロームの銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、３００オングストロームの４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、発光層（ＥＭＬ）として３００オングストロームの６質量％の比較例化合物でドープされたｍＣＰ、４００オングストロームのアルミニウム（III）ビス（２−メチル−８−キノリナト）４−フェニルフェノラート（ＢＡｌｑ）、からなる。
【０１３７】
【表１】
2005535719.tif 000020
【図面の簡単な説明】
【０１３８】
【図１】別個の電子輸送層、正孔輸送層、及び発光層、並びにその他の層を有する有機発光デバイスを示す図である。
【図２】別個の電子輸送層を持たない、反転型有機発光デバイスを示す図である。
【符号の説明】
【０１３９】
１００…有機発光デバイス、１１０…基材、１１５…アノード、１２０…正孔注入層、１２５…正孔輸送層、１３０…電子阻止層、１３５…発光層、１４０…正孔阻止層、１４５…電子輸送層、１５０…電子注入層、１５５…保護層、１６０…カソード、１６２…第一の導電層、１６４…第二の導電層、２００…反転型ＯＬＥＤ、２１０…基材、２１５…カソード、２２０…発光層、２２５…正孔輸送層、２３０…アノード
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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