(57)【要約】電界発光デバイスは、第一の電極、第二の電極、及びそれらの間に配置される、それぞれ第一及び第二の色の光を放出することが可能な第一及び第二の電界発光化合物を含む電界発光層を含み、第一の色は、第二の色と異なる。電界発光デバイスは、第一の方向に低い電圧でバイアスをかけられるときに、主に第一の色を有する光を、及び第一の方向と反対の第二の方向に低い電圧でバイアスをかけられるときに、主に第二の色を有する光を、可逆的に放出することが可能である。第一の電界発光化合物は、電界発光重合体又は低分子量の共役の電界発光化合物であってもよい。第二の電界発光化合物は、一つ以上の配位子を有する、典型的には単核又は二核の、金属イオンの錯体である。前記一つ以上の配位子の少なくとも一つは、オリゴフェニレンビニレン又はオリゴフェニレン誘導体のように、共役部位で置換される。金属イオンの錯体は、イオン性化合物であり、電界発光デバイスにバイアスをかけるとき、電界発光デバイス内で移動することが可能である金属イオンの電荷を釣り合わせるための対イオンを有する。
2005528759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一及び第二の電極並びにそれらの間に配置される電界発光層を含む電界発光デバイスであって、
前記電界発光層は、第一の色の光を放出する第一の電界発光化合物、前記第一の色と別個である第二の色の光を放出する第二の電界発光化合物、並びに前記第一及び第二の電界発光化合物が含む任意の他の共役部位と別個である別個の共役部位を含む共役化合物を含み、
前記別個の共役部位を含む前記共役化合物は、前記第二の電界発光化合物と同じであり、
前記第二の電界発光化合物は、第一及び／又は第二の方向に前記電界発光層にバイアスをかけて、それぞれ前記第一又は第二の色の光を放出するとき、前記電界発光層内で移動性であるように適合させられるイオンを含むイオン性化合物であり、
前記第二の電界発光化合物は、金属及び前記別個の共役部位で置換される少なくとも一つの配位子を含む金属イオンの錯体であり、
前記別個の共役部位は、前記第一の方向に放出される光の色が、前記第二の方向に放出される光の色と別個であることを引き起こすように選択されるデバイス。
【請求項２】
前記第一の電界発光化合物は、低分子量の有機共役化合物又は共役重合体である請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記第二の電界発光化合物は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｇａ、又は希土類金属を含む金属イオンの錯体である請求項１又は２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記金属イオンの錯体は、Ｒｕ（ＩＩ）、Ｒｈ（Ｉ）、Ｒｅ（Ｉ）、Ｏｓ（ＩＩ）、Ｚｎ（ＩＩ）、Ａｌ（ＩＩＩ）、Ｃｒ（ＩＩＩ）、Ｐｔ（ＩＩ）、Ｐｔ（ＩＶ）、Ｐｄ（ＩＩ）、Ｉｒ（ＩＩＩ）、Ｃｕ（Ｉ）、Ｇａ（ＩＩＩ）、Ｒｕ（ＩＩ）、Ｉｒ（ＩＩＩ）、及びＣｒ（ＩＩＩ）、並びに希土類金属イオンの群より選択される金属イオンを含む請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記配位子は、以下の式
【化１】
2005528759.tif 000016
又は
【化２】
2005528759.tif 000017
の一つに一致して選択され、
Ｘは、独立にＣＨ又はＮであり、好ましくは群Ｘの少なくとも一つは、Ｎであり、
結合ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、及びｇ、並びに結合の組み合わせｉ／ｉｉ／ｉｉｉ及びｉｖ／ｖ／ｖｉは、自由選択で、ベンゼンの基と縮合させられる又は縮合芳香族部位であり、
芳香族の炭素原子は、窒素、酸素、リン、又は硫黄の原子で置き換えられてもよく、
上式の一つに従って選択された配位子の炭素原子は、Ｃ１−６のアルキル、Ｃ２−６のアルケニル、Ｃ２−６のアルキニル、Ｃ３−４のアルキレン、ＣＮ、ハロゲン、ＣＯＯＨ、Ｃ１−３のアルキル−ＣＯＯＨ、ＮＯ２、ＮＨ２で置換されてもよい請求項１、２、３、又は４に記載のデバイス。
【請求項６】
前記別個の共役部位は、アルケン、アルキン、芳香族化合物、アリールアルケン、チオフェン類、ビニルチオフェン類、フルオレン類、アニリン類、ビニルカルバゾール類、フェニレンエチン類、及びピロール類からなる群より選択される結合の相互作用を通じて強調されたπ共役化合物又はσ共役化合物、又は、前記群より選択される共役化合物のオリゴマー、芳香族の炭素原子が、窒素、リン、硫黄、若しくは酸素の原子で置き換えられてもよく若しくは置き換えられなくてもよいＣ５−Ｃ１００の縮合芳香族炭化水素、シアニン類、スクアリル若しくはクロコニルを含有する共役化合物の一価の、二価の、又は多価のラジカルであり、
任意のこのようなπ共役又はσ共役化合物の各々の共役した炭素原子は、枝分かれした又は枝分かれしてない、環式の又は非環式のＣ１−Ｃ１００のアルキル基で置換されてもよく又は置換されなくてもよく、
各々の隣接しない炭素原子は、酸素、硫黄、窒素、若しくはリンの原子で置き換えられてもよく、又はハロゲン、ヒドロキシ、置換されてない若しくはアルキル置換されたアミノ、ニトリル、アルキルエーテル、枝分かれした若しくは枝分かれしてないアルキル及び／又はアルケニル、ニトロ、トリアルキルホスフィノ、置換されてない及び置換されたフェニル、カルボキシル、カルボキシルエステル、カルバミド、若しくはフェニルのようなアリールの基で置換されてもよく、
前記アリール基は、自由選択で、アルキル又はアルコキシ基で置換される請求項１、２、３、４、又は５に記載のデバイス。
【請求項７】
前記第二の電界発光化合物は、第一及び第二の金属イオン並びにそれらに結合させられるそれぞれの第一及び第二の配位子を含む金属イオンの錯体であり、
前記第一及び第二の配位子は、同じ前記別個の二価の共役部位で置換され、互いに接合される請求項１、２、３、４、５、又は６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記金属イオンは、Ｒｕ（ＩＩ）又はＩｒ（ＩＩＩ）であり、
前記結合させられる単数又は複数の配位子は、２，２’−ビピリジル又はフェニルピリジンであり、
前記別個の二価の共役部位は、オリゴフェニレン、オリゴビフルオレン若しくはオリゴ−９，９’−スピロビフルオレンのようなオリゴフルオレン、又はオリゴフェニレンビニレンである請求項７に記載の電界発光デバイス。
【請求項９】
前記第二の電界発光材料は、
【化３】
2005528759.tif 000018
であり、
【化４】
2005528759.tif 000019
であり、
Ｍは、Ｒｕ（ＩＩ）又はＩｒ（ＩＩＩ）であり、Ｘ＝Ｃ又はＮであり、ｎ＝１−１５であり、ｍ＝１−１００であり、ｕ＝０又は１であり、ｑ＝０又は１であり、ｓ＝０−４であり、ｔ＝０−４であり、ｒ＝０−４であり、Ｒは、同じ又は異なる、Ｈ、Ｃ１−２０のアルキル若しくはアルコキシ、若しくは置換された若しくは置換されてないＣ４−Ｃ２０のアリールである請求項１乃至８のいずれか一項に記載の電界発光デバイス。
【請求項１０】
ｎ＝３−６であり、ｍ＝１であり、ｒ＝１であり、ｓ＝０であり、ｔ＝０であり、ｑ＝０であり、ｕ＝０又は１である請求項９に記載の電界発光デバイス。
【請求項１１】
ｎ＝１−６であり、ｍ＝１であり、ｓ＝１であり、ｑ＝０又は１であり、ｔ＝０であり、ｒ＝０であり、ｕ＝０又は１である請求項９に記載の電界発光デバイス。
【請求項１２】
ｎ＝３−６であり、ｍ＝１であり、ｓ＝０であり、ｔ＝１であり、ｒ＝０であり、ｑ＝０であり、ｕ＝０又は１である請求項９に記載の電界発光デバイス。
【請求項１３】
前記第二の電界発光材料は、
【化５】
2005528759.tif 000020
であり、
【化６】
2005528759.tif 000021
であり、
Ｍは、Ｒｕ（ＩＩ）又はＩｒ（ＩＩＩ）であり、Ｘ＝Ｃ又はＮであり、ｎ＝１−１５であり、ｍ＝１−１００であり、ｕ＝０又は１であり、ｘ＝０又は１であり、ｚ＝０又は１であり、ｙ＝１−１０であり、Ｒは、同じ又は異なる、Ｈ、Ｃ１−２０のアルキル若しくはアルコキシ、若しくは置換された若しくは置換されてないＣ４−Ｃ２０のアリールである請求項１乃至８のいずれか一項に記載の電界発光デバイス。
【請求項１４】
Ｃ又はＮであり、ｎ＝１であり、ｍ＝１であり、ｘ＝１であり、ｚ＝１であり、ｙ＝１であり、ｕ＝０又は１である請求項１３に記載の電界発光デバイス。
【請求項１５】
前記第一及び第二の電界発光化合物は、同一物の化合物である請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の電界発光デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界発光（ＥＬ）デバイスに関する。特に、本発明は、一つの方向にバイアスをかけるとき、一つの色の光を、及び、その一つの方向と反対の別の方向にバイアスをかけるとき、その一つの色と異なる別の色の光を、放出することが可能であるＥＬデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
電界発光デバイスは、適切な電圧をその電極に加えるとき、光を放出するデバイスである。電界発光デバイスを、表示、照明、及び信号系の用途に、使用することができる。有機電界発光デバイスは、光の放出を促進するための有機材料を含む。有機電界発光デバイスは、大きな光放出面を要求する用途に、特に適する。周知の多種多様な有機ＥＬデバイスは、有機発光ダイオード（ｏＬＥＤ）である。ダイオードであると、ｏＬＥＤは、順方向バイアスと呼ばれる一つの方向にのみ、相当な電流を通過させる。逆方向バイアスともまた呼ばれる、反対の方向には、本質的に電流は、流れない。
【０００３】
特許文献１においては、二つの独立な色を発生させることが可能である、色の可変な発光、より特定の電界発光デバイスが、開示されている。一つの色は、順方向バイアスで、別のものは、逆方向バイアスで、発生させられる。ＥＬデバイスは、色の可変な光の放出を促進するための重合体の配合物で形成された単一の層を含む。バイアスの方向の変動によって二つの独立な色を発生させるための性能を有することは、多色のデバイスにおいて有利なことである。一般的に、多色のデバイスを得るために、異なる色を放出する（ピクセルともまた呼ばれる）独立にアドレスすることが可能なＥＬの画素は、互いに隣接して位置決めされる。バイアスの方向の変動によって一つのこのような画素内で多色を表示する性能を有することは、より小型のデバイスに至る。さらに、このような二色のデバイスは、通常別個の色を有する各々のピクセルが別々のパターニングのステップを要求するので、製造することが、より単純である。例えば、フルカラーのデバイスは、少なくとも三つの別個のパターニングのステップによって提供される赤色、緑色、及び青色のピクセルを要求する。
【０００４】
引用文献１の色の可変なデバイスの欠点は、相当な光の放出を得るために、相対的に高い電圧が要求されることである。いずれかの方向における１から１０Ｃｄ／ｍ２を得ることは、典型的には、１０ボルトを超えるバイアスを要求する。
【特許文献１】国際公開第９８／４１０６５号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、とりわけ、新しい電界発光デバイスを提供することであり、その電界発光デバイスは、第一の方向にバイアスをかけるとき、主に第一の色の光を放出すると共に、第一のものと反対の第二の方向にバイアスをかけるとき、主に第二の色の光を放出し、第二の色は、第一の色と実質的に異なり、さらに、両方の方向において相対的に低い電圧で、そのようにし、低いとは、典型的に１０Ｖ未満である。好ましくは、このような低い電圧でバイアスをかけるとき、ＥＬデバイスは、明るい明るさで点灯するものであり、高いとは、典型的に１０Ｖで１００Ｃｄ／ｍ２である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
これらの及び他の目的は、第一及び第二の電極並びにそれらの間に配置される電界発光層を含む電界発光デバイスによって達成され、電界発光層は、第一の色の光を放出するための第一の電界発光化合物、第一の色と別個である第二の色の光を放出するための第二の電界発光化合物、並びに第一及び第二の電界発光化合物が含む任意の他の共役部位と別個である別個の共役部位を含む共役化合物を含み、
ここで、その共役部位を含む共役化合物は、第二の電界発光化合物と同じものであり、
ここで、第二の電界発光化合物は、それぞれ第一の又は第二の色の光を放出するために第一及び／又は第二の方向にその電界発光層にバイアスをかけるとき、電界発光層内で移動性であるように適合させられるイオンを含むイオン性化合物であり、
第二の電界発光化合物は、金属及び別個の共役部位で置換される少なくとも一つの配位子を含む金属イオンの錯体であり、別個の共役部位は、第一の方向に放出される光の色が、第二の方向に放出される光の色と別個であることを引き起こすように選択される。
【０００７】
本発明による電界発光デバイスに、第一の方向にバイアスをかけるとき、光の放出は、主に、第一のＥＬ化合物に由来し、このように、ＥＬデバイスは、主に、第一の色の光を放出する。第二の方向は、第一のものと反対であり、第二の方向にバイアスをかけるとき、光の放出は、主に、第二のＥＬ化合物に由来し、このように、ＥＬデバイスは、主に、第二の色の光を放出し、第一及び第二の色は、実質的に異なる。以後、この効果は、“二色効果”とも呼ばれる。主に第一の（第二の）色の光を放出することは、第一の（第二の）ＥＬ化合物からの放出が、５０％を超えて寄与するように支配することを意味する。残余においては、ＥＬデバイスが放出すると言われるときには、第一の（第二の）色の光は、光の放出が主に第一の（第二の）色のものである状況を含む。
【０００８】
二色効果は、相対的に低い電圧で得られ、立ち上がりは、典型的には約１０Ｖ未満であるか又は約５とＶ同等である。１０Ｖでは、１００Ｃｄ／ｍ２よりも顕著に高い明るさを得ることができる。
【０００９】
二色効果は、可逆である。第一及び第二の色であることを切り替えることを繰り返すことができる。第一及び第二の電界発光化合物が、第一のＥＬ化合物が豊富な領域及び第二のＥＬ化合物が豊富な領域を有する相分離したＥＬとは対照的に、ＥＬ層に均質に分配される層において二色効果を達成してもよい。また、ＥＬ層に対して横断する方向に、ＥＬ化合物は、均質に分配される。相分離した相とは対照的に均質な層を有することは、一般に相分離した層の形態及びそれと共にこのような層を含むデバイスの性能が、操作上の寿命の間に変化する傾向があるので、都合がよい。
【００１０】
二色効果の存在は、本発明によるＥＬデバイスが、非対称であることを暗示する。本発明においては、二色効果は、たとえ第一及び第二の電極が、実質的に同じ仕事関数を有するとしても、観察される。このことは、当技術において、異なる仕事関数を有する電極が、有機ＬＥＤの非対称性の主要な原因であることが一般に抱かれるので、驚くべきことである。
【００１１】
Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ，６８（１９），ｐ２７０８−２７１０（１９９６）において、Ｙａｎｇ  Ｙａｎｇ等は、電圧の制御の下で二つの異なる色を放出することが可能なＥＬデバイスを記載している。ＥＬデバイスのＥＬ層内で、二つの空間的に別々の放出帯域は、識別可能である。第二のバイアスを印加することが、放出の形態で、第二の帯域を結果として生じるのに対して、第一のバイアスを印加することは、放出の形態で第一の帯域を結果として生じる。
【００１２】
Ｎａｔｕｒｅ  ３７２，ｐ４４４−４４６（１９９４）において、Ｂｅｒｇｇｒｅｎ等は、相分離したＥＬ層を有するＥＬデバイスからの印加電圧の方向ではなく大きさの関数として二色の光の放出を達成する。
【００１３】
本発明によれば、第二の電界発光化合物及び共役化合物は、同一物の化合物であり、従って、これらの用語は、交互に使用される。
【００１４】
本発明の文脈においては、電界発光化合物は、このような化合物を含む層が適切な電極の間に挟まれると共に適切な電圧にさらされるとき、光を放出することが可能な化合物である。この発明の目的のために、それは、また、電荷輸送化合物及び光の放出を果たすために電荷輸送化合物からの電荷を受けることに適合させられる発光化合物の組み合わせであってもよい。一般に、電界発光であるためには、このような化合物は、正孔及び／又は電子を受容する及び／又は輸送することが可能であり、化合物に対して特徴的である、ある一定の放出スペクトルを有する光を放出する。より狭い意味では、電界発光化合物は、再結合して光のフォトンの放出を引き起こすこともある電子及び正孔を受容する。さらにより具体的には、電界発光化合物は、電荷輸送及び光放出化合物の援助無しに、電界発光を示すことが可能であることもあり、その場合には、電界発光化合物は、再結合して光の放出を引き起こすこともある正孔及び電子を受容するか／又は輸送する。
【００１５】
第一の電界発光化合物は、低分子量の有機共役化合物又は共役重合体である。
【００１６】
当技術において知られる低分子量の有機共役化合物を、それ自体として、使用してもよい。典型的には、このような化合物は、真空中で蒸発の手段によって薄膜を形成することが可能なＣ１−Ｃ１００の等核又は異核の芳香族化合物であり、実例は、クマリン、キノリン酸アルミニウム、又はアクリニジンを含む。
【００１７】
あるいは、共役重合体を使用してもよい。共役重合体は、架橋された重合体、星型重合体、デンドリマー、又は直鎖の重合体であってもよい。本発明の文脈において、重合体の用語は、オリゴマー及び共重合体、三元共重合体、より高次の重合体を含む。直鎖の重合体は、ペンダント側基としての電界発光部位を有する側鎖の重合体又は主鎖にＥＬ構造単位を有する共役重合体であってもよい。適切な電界発光重合体の例は、フェニレンビニレン、フェニレン、チオフェン、チエニルビニレン、フルオレン、若しくは９，９’−スピロビフルオレンの構造単位又はポリフェニレンビニレン、ポリキノキサリン、ポリビニルカルバゾール、若しくはそれらの共重合体のような重合体を含むものを含む。自由選択で、このような重合体は、トリアリールアミン類及びオキサジアゾール類のような正孔又は電子輸送単量体と共重合させられる。
【００１８】
また、一方においては電荷輸送特性及び他方においては放出特性を、単一の電界発光化合物（低分子量又は重合体）で組み合わせられる代わりに、別々の化合物、例えば、電荷輸送化合物及び発光化合物にわたって分配してもよい。発光化合物は、一重項の状態（一重項放射体）から、又は三重項状態（三重項放射体）から放出してもよい。
＜５＞
発光（一重項及び三重項の両方）及び電荷輸送化合物は、それ自体として、当技術において知られている。典型的には、電荷輸送化合物は、ＥＬ化合物である。発光化合物は、電荷輸送化合物から電荷、正孔及び／又は電子を受容するように適合させられる。これは、当技術において周知であるように、関連したエネルギー準位を別のものに対して適切に配置することによって達成される。最高被占軌道（ＨＯＭＯ）及び酸化ポテンシャルは、正孔に、及び最低空軌道（ＬＵＭＯ）及び還元ポテンシャルは、電子に、関連したものであり、それらの差は、一次までは、励起子に対する吸収及び放出スペクトルによって特徴付けられる。
【００１９】
第二の電界発光化合物は、金属イオンの錯体である。本発明の文脈においては、用語“金属錯体”及び“金属イオンの錯体”は、交互に使用される。金属イオンの錯体は、（大まかに“金属”ともまた呼ばれる）金属イオン及び金属イオンに化学的に結合させられる一つ以上の配位子を有する。金属イオン及び一つ以上の配位子の組み合わせは、第二の電界発光化合物をイオン性化合物にする、イオン、対イオンによって均衡をとられるものである正味の電荷を有する。
【００２０】
本発明によって要求されるタイプの金属イオンの錯体は、それ自体として、当技術において知られている。
【００２１】
錯体の金属イオンからの適切な金属は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｇａ、又は希土類金属を含んでもよい。より詳しくは、適切な金属イオンは、Ｒｕ（ＩＩ）、Ｒｈ（Ｉ）、Ｒｅ（Ｉ）、Ｏｓ（ＩＩ）、Ｚｎ（ＩＩ）、Ａｌ（ＩＩＩ）、Ｃｒ（ＩＩＩ）、Ｐｔ（ＩＩ）、Ｐｔ（ＩＶ）、Ｐｄ（ＩＩ）、Ｉｒ（ＩＩＩ）、Ｃｕ（Ｉ）、Ｇａ（ＩＩＩ）、Ｒｕ（ＩＩ）、Ｉｒ（ＩＩＩ）、及びＣｒ（ＩＩＩ）、並びに希土類金属イオンの群より選択される金属イオンを含む。好適なものは、Ｉｒイオン及びＲｕイオンである。
【００２２】
金属イオンに結合することに適切である配位子は、それ自体知られている。このような既知の配位子を、本発明の金属イオンの錯体で使用してもよい。金属イオン及び一つ以上の配位子は、第二の色である、それによって放出される光の色が、第一の電界発光化合物によって放出される色と明確に異なるように選択される。
【００２３】
配位子は、単座の、二座の、又は一般に多座の配位子であってもよい。また、大環状の、単環式の、又は自由選択で、橋かけされた、多環式の配位子を使用してもよい。
【００２４】
好適な配位子は、以下の式
【００２５】
【化７】
2005528759.tif 000003
又は
【００２６】
【化８】
2005528759.tif 000004
の一つに一致するものであり、ここで、Ｘは、独立してＣＨ又はＮであり、好ましくは、群Ｘの少なくとも一つは、Ｎであり、結合ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、及びｇ、並びに結合の組み合わせｉ／ｉｉ／ｉｉｉ及びｉｖ／ｖ／ｖｉは、自由選択で、ベンゼンの基と縮合される又は縮合芳香族部位であり、ここで、芳香族の炭素原子は、窒素、酸素、リン、又は硫黄の原子によって置き換えられてもよく、ここで、上式の一つに従って選択された配位子の炭素原子は、Ｃ１−６のアルキル、Ｃ２−６のアルケニル、Ｃ２−６のアルキニル、Ｃ３−４のアルキレン、ＣＮ、ハロゲン、ＣＯＯＨ、Ｃ１−３のアルキル−ＣＯＯＨ、ＮＯ２、ＮＨ２で置換されてもよい。
【００２７】
また、フタロシアニン及びポルフィリンのような大環状の配位子も好適である。
【００２８】
金属イオン及び一つ以上の配位子の組み合わせの電荷の均衡をとるために、金属イオンの錯体は、対イオンを有する。本発明によれば、前記イオンは、電界発光デバイスに、第一又は第二の方向でバイアスをかけて、それぞれ第一又は第二の色の光を放出するとき、電界発光層内を移動するように適合させられる。イオンの存在は、ＥＬデバイスが、第一（逆方向バイアス）及び第二（順方向バイアス）の方向の両方に電流を通過させることを可能にする。この効果は、それ自体として、当技術において知られている。イオンの移動が起こるか否かは、周知の時間依存の電気測定によって容易に立証される。イオンの移動は、明確な時間及び周波数の尺度で起こる。この時間の尺度は、電子の移動の時間の尺度よりもはるかに遅く、ミリ秒以上である。
【００２９】
周知であるように、大きさ及びイオン強度は、その移動度を適合させるために使用することができるイオンの特性である。明らかに、金属イオン及び単数又は複数の配位子の組み合わせが、正味の負の電荷を有するとすれば、対イオンは、均衡をとるための正味の正の電荷を有さなければならない。典型的に適切な大きさ及び／又はイオン強度を有すると共にさらに相対的に化学的に不活性である陽イオンは、土類及びアルカリ土類金属の金属イオン又は例である第四級アミン、アンモニウムような有機陽イオンである。より一般的には、金属イオン及び配位子の組み合わせの正味の電荷は、正であり、イオンの正味の電荷が、負であることを要求する。適切な陰イオンは、ハロゲンイオン、硝酸塩、硫酸塩、カルボン酸塩、及びＣＮ−などのようなブレンステッド（Ｂｒｏｎｓｔｅｄ）酸の共役塩基、又はＰＦ６−、ＢＦ４−、及びＡｓＦ６−のようなルイス（Ｌｅｗｉｓ）酸の共役塩基を含む。
【００３０】
第二の電界発光化合物の別個の共役部位は、その材料又は層の電荷（正孔及び／又は電子）の受容、及び／又は供与、及び／又は輸送特性を変更するように適合させられ、それは、一部であり、結果として、このような層又は材料の電界発光特性であり、ここで受容及び／又は供与は、材料若しくは層内の、又は、別の材料若しくは層からの若しくは別の材料若しくは層への、受容又は供与に言及してもよい。別個の共役部位は、金属イオンの錯体の配位子へ置換される。別個の共役部位は、配位子の共役系と共に、別々の共役系とは別個の特性を有する、組み合わせられた共役系を形成する。
【００３１】
別個の共役部位は、他の共役部位とは別個である。電界発光材料における正孔若しくは電子又は励起子を有する又は導入する意味で別個とは、共役部位なしの対応する電界発光材料に存在しない電界発光材料を述べる。それが、このような状態を有する又は導入するとすれば、共役部位は、それが一部である電界発光層の電荷（正孔及び／又は電子）受容及び／又は供与及び／又は輸送特性を変更するように、又は好ましくは強調するように適合させられる。
【００３２】
別個の共役部位を、その材料又は層の電荷（正孔及び／又は電子）受容及び／又は供与及び／又は輸送特性を変更する又は好ましくは強調するように適合させるか否かは、適切な電極間にこのような別個の共役部位を含む電界発光材料又は層を分散させることによって容易に立証され、そのようにして得られたデバイスを電界発光にすると共に、それを、このような別個の共役部位を含まないが、他の点では同一である、電界発光材料を有するデバイスと比較する。
【００３３】
ＩＶＬ特性、効率、寿命のような電気光学的性能におけるどんな差も、別個の共役部位が、その材料又は層の電荷（正孔及び／又は電子）受容及び／又は供与及び／又は輸送特性を変更する、又は好ましくは強調するように適合させられることの支持である。
【００３４】
より詳しくは、別個の共役部位は、その材料又は層の受容及び／又は供与及び／又は輸送特性を変更するように適合させられ、それは、第一及び第二の電極並びにそれらの間に配置される電界発光層を含む電界発光デバイスが、第一の方向にバイアスをかけられ、電界発光層が、第一の色の光を放出するための第一の電界発光化合物及び前記第一の色と異なる第二の色の光を放出するための第二の電界発光化合物を含み、第二の電界発光化合物が、別個の共役部位を含むとき、そのデバイスが、第一のものと反対の第二の方向にバイアスをかけられるときに放出される色と異なる色の光を放出するような様式における一部である。そのように適合させられたか否かは、別個の共役部位を有さないが他のものはあるデバイスが同一である本発明によるデバイスを比較することによって、容易に確かめられる。本発明によるデバイスの場合にのみ、二色効果が、観察されるはずである。
【００３５】
電界発光デバイスの特定の実施形態は、別個の共役部位が、アルケン、アルキン、芳香族化合物、アリールアルケン、チオフェン類、ビニルチオフェン類、フルオレン類、アニリン類、ビニルカルバゾール類、フェニレンエチン類、及びピロール類からなる群より選択される結合の相互作用を通じて強調されたπ共役化合物又はσ共役化合物、又は、前記群から選択される共役化合物のオリゴマー、芳香族の炭素原子が、窒素、リン、硫黄、若しくは酸素の原子で置き換えられてもよく若しくは置き換えられなくてもよいＣ５−Ｃ１００の縮合芳香族炭化水素、シアニン類、スクアリル若しくはクロコニルを含有する共役化合物の一価の、二価の、又は多価のラジカルであるものであり、ここで、任意のこのようなπ共役又はσ共役化合物の各々の共役した炭素原子は、枝分かれした若しくは枝分かれしてない、環式の又は非環式のＣ１−Ｃ１００のアルキル基で置換されてもよく又は置換されなくてもよく、各々の隣接しない炭素原子は、酸素、硫黄、窒素、若しくはリンの原子で置き換えられてもよく、又はハロゲン、ヒドロキシ、置換されてない若しくはアルキル置換されたアミノ、ニトリル、アルキルエーテル、枝分かれした若しくは枝分かれしてないアルキル及び／又はアルケニル、ニトロ、トリアルキルホスフィノ、置換されてない及び置換されたフェニル、カルボキシル、カルボキシルエステル、カルバミド、若しくはフェニルのようなアリールの基で置換されてもよく、そのアリール基は、自由選択で、アルキル又はアルコキシ基で置換される。
【００３６】
好適な別個の共役部位は、ベンゼン又はナフタレンから誘導されたラジカル、ビニルベンゼン、特にアリールで置換されたビニルベンゼンのようなアリールアルケン、ビフルオレン、９，９’−スピロビフルオレンのようなフルオレン類、並びにペリレン及びピレンのような縮合芳香族炭化水素から誘導されたラジカル、である。
【００３７】
特に好適な別個の共役部位は、オリゴフェニレンビニレン、オリゴモノフルオレン、オリゴビスフルオレン及びスピロビスフルオレン類並びに他のオリゴフェニレンのようなオリゴフェニレン及びオリゴフルオレンのラジカルを含み、ここで、−Ｎ−、−Ｏ−、−Ｓ−、又はＣ２若しくはＣ３のアルキレンの橋かけ、特にはしご型のオリゴフェニレンのような飽和の橋かけのような共有の橋かけによる一つ以上の隣接するフェニレン基。
【００３８】
金属イオンの錯体は、単核の又は多核の、特に二核の、金属イオンの錯体であってもよい。
【００３９】
本発明による電界発光デバイスの特定の実施形態は、第二の電界発光化合物が、第一及び第二の金属イオン並びにそれらに結合させられるそれぞれの第一及び第二の配位子を含む金属イオンの錯体であるものであり、ここで、同じ別個の二価の共役部位で置換される第一及び第二の配位子は、互いに接合される。
【００４０】
多核の錯体によって示される二色の効果は、特に明白である。典型的には、第二の方向に、第二の電界発光化合物からの純粋な光の放出が観察されるに対して、第一の方向のみに、第一の電界発光化合物からの光が、観察される。好適なこのような多核の錯体は、金属イオンが、Ｒｕ（ＩＩ）又はＩｒ（ＩＩＩ）であり、結合させられる単数又は複数の配位子が、２，２’−ビピリジル又はフェニルピリジンであり、別個の二価の共役部位が、オリゴフェニレン、オリゴビフルオレン若しくはオリゴ−９，９’−スピロビフルオレンのようなオリゴフルオレン、又はオリゴフェニレンビニレンであるものである。
【００４１】
特に好適な第二の電界発光化合物は、請求項９から１４までの金属イオンの錯体である。
【００４２】
第一及び第二の電界発光化合物は、明らかに、同一物であってもよい。当技術においてよく立証されるように、これは、都合のよいことに、一つ以上の共有の化学結合の手段によって第一及び第二の電界発光化合物を互いに連結させることによって実現されることもある。より詳しくは、連結は、別個の連結基を介して行われることもある。連結基は、共役系であってもよい、又は好ましくは、連結基は、第一及び第二の電界発光化合物の共役系を別個に保つために、Ｃ１−Ｃ１００のアルキレン基のような飽和の原子を含む。また、共役系の無相互作用が、一方の系が、他のものに関してねじられるにように、互いに電界発光化合物を連結することによって、達成されることもある。
【００４３】
電界発光層は、正孔輸送、電子輸送、正孔トラップ、電子トラップ、又は励起子トラップ化合物のような、さらなる物質を含有してもよい。また、ＥＬ層に隣接する層からの電荷の注入を強調する又は遮断する化合物を使用してもよい。この目的のためのもののような当技術において知られる化合物を使用してもよい。
【００４４】
ＥＬ層は、典型的には、ＥＬ層が、低分子量の化合物の有機層であるとすれば、１０ｎｍから７０ｎｍまでの厚さであり、湿性沈着法の手段によって形成されるとすれば、３０ｎｍから３００ｎｍまでの厚さである。重合体の化合物を、スピンコーティング若しくはインクジェット印刷又は他のコーティング若しくは印刷方法によって蒸着させてもよいのに対して、低分子量の材料は、都合の良いことに、真空における蒸発によって蒸着させられる。
【００４５】
有効な電子の注入を得るための低い仕事関数及びこのように化学的に高い反応性の電極の材料を要求する従来の有機ＬＥＤと違って、本発明のＥＬデバイスの第一及び第二の電極は、二色効果を観察するために、両方とも高い仕事関数の材料で形成されてもよい。適切な電極の材料は、酸化スズインジウム（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム、酸化インジウムガリウムのような導電性の無機酸化物（それらが、光学的に透明であるので特に好適である）、又はポリエチレンジオキシチオフェン及びポリアニリンのような導電性の重合体、並びにＡｕ、Ａｌ、若しくはＡｇのような金属、又は任意の他の導電性の薄い金属の膜である。電極の好適な組み合わせは、ＩＴＯ及び金並びにＩＴＯ及びＡｌである。
【００４６】
電界発光デバイスは、さらなる層を含んでもよく、電界発光デバイスは、それ自体として当技術において知られるこのようなさらなる層を含む。既知の例は、正孔輸送、正孔注入、電子注入、電子輸送、正孔遮断、電子遮断、及び励起子遮断層を含む。
【００４７】
多色を示す性能を有すると、電界発光デバイスは、装飾用の照明の用途、信号系の用途、広告の用途、区画されたマトリックスの表示デバイス、受動及びマトリックスの両方のような表示の用途のような、照明の用途に特に適切である。本発明によるＥＬデバイスを、任意の大きさに容易に製造することができるので、本発明による電界発光デバイスを、テレビジョンを含む任意の表示の大きさで、実際に使用してもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
本発明のこれらの及び他の態様は、図面及び以下に記載した実施形態から明らかであると共に図面及び以下に記載した実施形態を参照して説明することにする。
【００４９】
例１
（ビス−２，２’−ビピリジン）（パラ−４−ブロモフェニル−２，２’−ビピリジル）ルテニウム（ＩＩ）ビスヘキサフルオロリン酸塩［ｂｐｙ２ＲｕｂｐｙＰｈＢｒ］［ＰＦ６］２  ３
【００５０】
【化９】
2005528759.tif 000005
１：シス−（ビス−２，２’−ビピリジン）ルテニウムビスクロリド
２：４−ブロモフェニル−２，２’−ビピリジン
３：（ビス−２，２’−ビピリジン）（パラ−４−ブロモフェニル−２，２’−ビピリジル）ルテニウム（ＩＩ）ビスヘキサフルオロリン酸塩
［ｂｐｙ２ＲｕｂｐｙＰｈＢｒ］［ＰＦ６］２  ３の合成は、以下のスキーム１に従って行われる。商業的に入手可能なＲｕ（ｂｐｙ）２Ｃｌ２  １（１１０．７ｍｇ，０．２１ｍｍｏｌ）及び（Ｍ．Ｍｏｎｔａｌｔｉ，Ｓ．Ｗａｄｈｗａ，Ｗ．Ｙ．Ｋｉｍ，Ｒ．Ａ．Ｋｉｐｐ，Ｒ．Ｈ．Ｓｃｈｍｅｈｌ  Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．３９，ｐ．７６−８４（２０００）の文献の方法によって調製された）配位子４−ブロモフェニル−２，２’−ジピリジル（５０．６ｍｇ，０．１６ｍｍｏｌ）  ２を、約５ｍｌのエチレングリコール中に混合する。混合物を、変更したマイクロ波オーブンの中に置き、４５０Ｗで３分間照射し、冷却期間の後、別の２分間照射する。転換の段階は、ＴＬＣ（シリカ、溶離液：ＮａＣｌ（１）：Ｈ２Ｏ（１０）：ＣＨ３ＣＮ（４０）：ＭｅＯＨ（１０））によって確かめられ、必要であれば、より長く照射される。この手順を（一つの実験においてより多くの量の出発原料が望まれないと、）数回繰り返すことができ、全てのフラクションを、例えばアセトンを使用して、互いに添加することができる。その後、エチレングリコール（＋アセトン）は、高い温度（９０−１１０℃）で‘マイクロ蒸留ヘッド’を使用して、真空下で、蒸留により留去される。（ほとんど）の乾燥した残留物へ、水を（±２０ｍｌ）添加し、水相を、クロロホルムで数回抽出して、過剰のｂｐｙ２ＲｕＣｌ２を取り除く。水層におけるどんな残留するクロロホルムも、ロータリーエバポオレーターを使用して、蒸発させる。その後、２ｍｌの水中における１ｇのＮＨ４ＰＦ６を、水層に添加し、橙赤色の沈殿が形成される。沈殿は、多孔質珪藻土（ハイフロ）上で濾過して濾別され、水で数回洗浄される。最後に、そのようにして得られた化合物は、アセトンで多孔質珪藻土から洗浄されて除かれる。そして、化合物は、溶離液としてのアセトンを使用して、カラムクロマトグラフィー（クロマトグラフィータイプ７５０Ｃニュートラルに対する酸化アルミニウム）によって精製される。生成物の合計の単離に対して、カラムは、増加する量（１、２、３％）の水を含有するアセトンで溶離される。金属イオンの錯体３は、（８０℃での真空下で乾燥させた）約８１％で橙色の粉末として生じる。
【００５１】
【化１０】
2005528759.tif 000006
３：１Ｈ  ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤ３ＣＮ）：δ＝８．７１（ｓ，１Ｈ；３ｉｎ）、８．６３（ｄ，３Ｊ＝８．０Ｈｚ，１Ｈ；６ｉｎ）、８．５２（ｄｄ，３Ｊ＝８．３Ｈｚ，４Ｊ＝２．０Ｈｚ，４Ｈ；３ｅｘ，３’ｅｘ）、８．０６（ｍ，５Ｈ；４ｅｘ，４’ｅｘ，４’ｉｎ）、７．８２−７．７０（ｍ，１０Ｈ；５ｅｘ，５’ｅｘ，５ｉｎ，５’ｉｎ，２，３，５，６）、７．６２（ｄｄ，３Ｊ＝６Ｈｚ，４Ｊ＝１．８Ｈｚ，１Ｈ；３’ｉｎ）、７．４１（ｍ，５Ｈ；６ｅｘ，６’ｅｘ，６’ｉｎ）。
【００５２】
ＭＳ（ＥＳＩ，ｍ／ｚ）：８６９．０２（Ｍ＋−ＰＦ６）、３６３．０３（Ｍ＋−２ＰＦ６）
例２ａ
ルテニウム（４＋），テトラキス（２，２’−ビピリジン−κＮ１，κＮ１’）［μ−［４，４’’’’−（４，１’：４’，１’’：４’’，１’’’−クアテルフェニレン）ビス［２，２’−ビピリジン−κＮ１，κＮ１’］］］ジ−，テトラキス［ヘキサフルオロリン酸塩（１−）］（＝［ｂｐｙ２Ｒｕｂｐｙ−ｐｈ４−ｂｐｙＲｕｂｐｙ２］［ＰＦ６］４）  ７の合成
【００５３】
【化１１】
2005528759.tif 000007
６：４，４’−ビフェニル二ホウ酸
７：ルテニウム（４＋），テトラキス（２，２’−ビピリジン−κＮ１，κＮ１’）［μ−［４，４’’’’−（４，１’：４’，１’’：４’’，１’’’−クアテルフェニレン）ビス［２，２’−ビピリジン−κＮ１，κＮ１’］］］ジ−，テトラキス［ヘキサフルオロリン酸塩（１−）］
［ｂｐｙ２Ｒｕｂｐｙ−ｐｈ４−ｂｐｙＲｕｂｐｙ２］［ＰＦ６］４  ７の合成は、以下のスキーム２に従って行われる。ＤＭＦ（１０ｍｌ）中の３（３１０ｍｇ，０．３０ｍｍｏｌ）、６（３７ｍｇ，０．１５ｍｍｏｌ）、及びＮａ２ＣＯ３・１０Ｈ２Ｏ（１２７ｍｇ，０．９２ｍｍｏｌ）の溶液を、脱気する（ポンプ−凍結−解凍の循環）。その後、Ｐｄ（ＰＰＨ３）４（１０ｍｇ，４．６×１０−３ｍｍｏｌ，１５％）は、添加され、反応混合物は、９０℃まで加熱される。１６時間の後、溶媒は、（１００℃）真空中で取り除かれ、残留物は、分取厚層クロマトグラフィー（溶離液：ＮａＣｌ（１）：Ｈ２Ｏ（１０）：ＣＨ３ＣＮ（４０）；ＭｅＯＨ（１０））によって精製される。所望のバンドを、ガラス板からかき取り、生成物を含有するシリカを、フリット上において水及びジエチルエーテルで洗浄する。生成物を、アセトンでシリカから洗い流す。全ての生成物を回収することができないとすれば、少しのヘキサフルオロリン酸アンモニウムをアセトンへ添加する。その後、全ての溶媒を蒸発させる。そのようにして得られた赤色の固体は、キースラガー上に置かれ、水及びジエチルエーテルで洗浄されて、過剰のＮＨ４ＰＦ６を取り除く。最後に、生成物は、アセトンを使用して、キースラガーから回収される。金属イオンの錯体７は、溶媒（８０％）の蒸発の後に、橙赤色の固体として生じる。
【００５４】
１Ｈ  ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤ３ＣＮ）：δ＝８．８１（ｓ，２Ｈ）、８．７３（ｄ，３Ｊ＝８．０Ｈｚ，２Ｈ）、８．５４（ｄｄ，３Ｊ＝８．３Ｈｚ，４Ｊ＝２．０Ｈｚ，８Ｈ）、８．２０−７．６８（ｂｒ  ｍ，４０Ｈ）、７．５２−７．４０（ｍ，１０Ｈ）。
【００５５】
ＭＳ（ＥＳＩ，ｍ／ｚ）：８６６．１６（Ｍ＋−２ＰＦ６）
例２ｂ
［ｂｐｙ２Ｒｕｂｐｙ−ｐｈ４］［ＰＦ６］２  ９の合成
【００５６】
【化１２】
2005528759.tif 000008
［ｂｐｙ２Ｒｕｂｐｙ−ｐｈ４］［ＰＦ６］２  ９の合成は、以下のスキーム３に従って行われる。化合物３は、４−トリメチルシラン−フェニルホウ酸１０とのＳｕｚｕｋｉのクロスカップリング反応を受けて、Ｒｕ（ｂｐｙ）２（ビス−ビピリジン（４−トリメチルシラン−ビフェニル−ビピリジン））  ４を得る。塩化ヨウ素を使用するヨウ素基でのトリメチルシラン置換基の置換は、所望の（ｂｐｙ）２Ｒｕｂｐｙ−ｐｈ４  ９を得るためのビフェニル−４−ホウ酸とのパラジウム（０）で触媒されたクロスカップリング反応において次に使用されるハロゲン化物で官能化された化合物５に至った。化合物は、分取厚層クロマトグラフィーを使用してクロマトグラフィーによって精製される（溶離液：ＮａＣｌ（１）：Ｈ２Ｏ（１０）：ＣＨ３ＣＮ（４０）：ＭｅＯＨ（１０））。
【００５７】
例３
［（ｂｐｙ２）ＲｕｂｐｙＰＰＶｂｐｙＲｕ（ｂｐｙ）２］（ＰＦ６）４  １４の合成
【００５８】
【化１３】
2005528759.tif 000009
化合物［（ｂｐｙ２）ＲｕｂｐｙＰＰＶｂｐｙＲｕ（ｂｐｙ）２］（ＰＦ６）４  １４の合成は、スキーム４に従って進行する。配位子１３は、スキーム４に従って別の研究室で合成され、受け取って使用した。二核のルテニウム錯体は、金属イオンの錯体７の合成に関して先に記載したようなマイクロ波オーブンの手順を使用して造られる。そのようにして得られた金属イオンの錯体１４は、ＰＦ６−の塩として単離され、クロマトグラフィーによって精製される。この反応の収率は、ほとんど定量的である。
【００５９】
例４
［（ｂｐｙ２）Ｒｕｂｐｙ−Ｆｌｕ−ｂｐｙＲｕ（ｂｐｙ）２］［ＰＦ６］４  １８の合成
【００６０】
【化１４】
2005528759.tif 000010
錯体（ｂｐｙ２）Ｒｕｂｐｙ−Ｆｌｕ−ｂｐｙＲｕ（ｂｐｙ）２（ＰＦ６）４  １８は、スキーム５に従って合成される。
【００６１】
Ａ：配位子１７の合成
過剰の４−ブロモ−フェニル３（４９ｍｇ，１５．７×１０−５ｍｏｌ）を、１０ｍｌのジメチルホルムアミド中でテトラオクチルインデノフルオレン二ホウ酸塩（５０ｍｇ，５．２２×１０−５ｍｏｌ）及び六倍過剰の炭酸カリウム（４３ｍｇ，３．１×１０−４ｍｏｌ）と反応させる。３サイクルのポンプ−凍結−解凍を使用して脱気した後、反応混合物は、不活性雰囲気（Ｎ２）に置かれる。そして、パラジウム（０）テトラキス（トリフェニルホスフィン）（６ｍｇ，５．２×１０−６）を添加し、反応混合物を、１５時間９５℃で加熱する。溶媒を取り除いた後、粗生成物を、水で洗浄し、セライトで濾過した。ヘキサン及びクロロホルムで洗浄することは、未反応の開始化合物を取り除く。さらなる精製は、メタノールから黄色生成物を二回再結晶することによって得られる。テトラオクチルインデノフルオレンビスビピリジン１７は、４４％の収率で白色固体として生じる。そして、金属イオンの錯体［（ｂｐｙ２）Ｒｕｂｐｙ−Ｆｌｕ−ｂｐｙＲｕ（ｂｐｙ）２］［ＰＦ６］４  １８を、金属イオンの錯体７に関して上述したマイクロ波の方法を使用して、調製する。
【００６２】
例５
ポリ（２−（ｍ−３，７−ジメチルオクチルオキシ−フェニル）−ｐ−フェニレン−ビニレン）（緑色ＰＰＶ）の合成
緑色放出の重合体ポリ（２−（ｍ−３，７−ジメチルオクチルオキシ−フェニル）−ｐ−フェニレン−ビニレン）（緑色ＰＰＶ）は、以下の手順に従って調製される。乾燥した三つ口フラスコ中で、２リットルの乾燥したジオキサン（蒸留した）における２，５−ビス（クロロメチル）−１−（ｍ−３，７−ジメチルオクチルオキシ−フェニル）ベンゼン（１５．０３ｇ，３．６９×１０−２ｍｏｌ）の溶液を、窒素の連続的な流れを通過させることによって、１時間脱気すると共に、１００℃まで加熱する。塩基（２４．７６グラム，０．２２ｍｏｌ，６当量）を、乾燥した脱気したジオキサン（２回１５０ｍｌ）に溶解した二つの部分に添加する。その溶液を、二時間１００℃で加熱する。少量（２０ｍｌ）の酢酸を、塩基を消滅させるために添加する。その色は、緑色から蛍光の緑色／黄色まで変化する。そして、その溶液を、水中で沈殿させる。濾過の後、未処理の重合体を、２時間６０℃で加熱することによって、ＴＨＦに溶解させ、メタノール中に沈殿させる。この手順は、繰り返される。重合体は、真空中で乾燥させ、収率は、黄色の繊維で８グラムの重合体（６５％）である。ポリスチレン標準のＵＶ検出に対するＧＰＣ：
Ｍｎ＝３．０×１０５ｇ／ｍｏｌ、Ｍｗ＝１．５×１０５ｇ／ｍｏｌ。ＰＬ：λｍａｘ＝５２５ｎｍ。１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ（ｐｐｍ）＝７．９−６．８（ｂｒ．Ｍ，９Ｈ）、４．２−３．９（ｂｒ．Ｍ，２Ｈ）、２．０−１．０（ｂｒ．ｍ，１３Ｈ）、０．９（ｓ，６Ｈ）
黄色ＰＰＶ並びに黄色ＰＰＶ及び緑色ＰＰＶの共重合体は、同様に合成される。
【００６３】
【化１５】
2005528759.tif 000011
例６（本発明によるものでない）
ＩＴＯ／緑色ＰＰＶ＋１９．８ｍＭの［Ｒｕ（ｂｐｙ）３］［ＰＦ６］２／Ａｌ
１．デバイスの構造及び製造
図１は、電界発光デバイスを断面図で概略的に示す。二色のＥＬデバイス１は、ガラス基板２、本実施形態においては１２０ｎｍの透明なＩＴＯ層である第一の電極３、電界発光層５、及び第二の電極層７を含む。ＥＬ層５は、本例では７０ｎｍの厚さであり、本例においては緑色放出の重合体ポリ（２−（ｍ−３，７−ジメチルオクチルオキシ−フェニル）−ｐ−フェニレン−ビニレン）（緑色ＰＰＶ）である、第一の色の光を放出するための第一のＥＬ化合物、及び第二の色の光を放出するための第二のＥＬ化合物、赤色の光を放出する金属イオンの錯体［Ｒｕ（ｂｐｙ）３］［ＰＦ６］２を含む。第二のＥＬ化合物は、ＰＦ６−の対イオンを有するイオン性の化合物である。金属イオンは、Ｒｕ（ＩＩ）イオンであり、そのＲｕ（ＩＩ）に、三つの２，２’−ビピリジンの配位子が結合させられる。配位子のいずれも共役部位で置換されない。電極７は、この例では、アルミニウムの１００ｎｍの厚さの層である。デバイスの概略的な構造は、次のＩＴＯ／緑色ＰＰＶ＋［Ｒｕ（ｂｐｙ）３］［ＰＦ６］２／Ａｌのように略記される。
【００６４】
ＥＬデバイス１を、以下のように製造してもよい。
【００６５】
ＩＴＯの１２０ｎｍの層で被覆されたガラス板２は、ＩＴＯ側において１０分間ＵＶ／Ｏ３（ＵＶＰ  ＰＲ−１００）で処理される。３ｍｇ／ｍｌの緑色放出の重合体ポリ（２−（ｍ−３，７−ジメチルオクチルオキシ−フェニル）−ｐ−フェニレン−ビニレン）（緑色ＰＰＶ）を含有すると共に１９．８ｍＭの金属イオンの錯体Ｒｕ（ｂｐｙ）３（ＰＦ６）２の溶液を、室温で一晩攪拌された緑色のＰＰＶのジクロロメタン溶液へ添加することによって調製され、２ｍｇの金属イオンの錯体の原液からの適当な量の金属イオンの錯体を５０μＬのアセトニトリルに分散させる。緑色ＰＰＶ／ＣＨ２Ｃｌ２／Ｒｕ錯体の溶液を、室温で１時間さらに攪拌し、スピンコーティングに先立ち５μｍのＰＴＦＥフィルター（Ｍｉｌｌｅｘ，Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ）で濾過する。そして、７０ｎｍの電界発光層５は、スピンコーティングの手段（ＢＬＥ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  ＣｍｂＨからのスピンコーター、１２００回転／分（１０秒）、３００回／分（２５秒）が後に続く）によって、緑色ＰＰＶ／金属イオンの錯体の溶液から得られる。そして、アルミニウム電極層７は、５Å／秒の速度で８．０−９．０×１０−６トールの圧力で真空チャンバー中に蒸着させられる。製造の全体の工程は、１ｐｐｍ以下の酸素及び水の含有量を伴ったグローブボックス中で実行される。
【００６６】
２．電気光学特性
１で製造されたデバイスの電気的特性は、室温で自動化された電流−電圧−光（ＩＶＬ）測定ユニット（ＨＰ２４００  Ｓｏｕｒｃｅ  Ｍｅｔｅｒ，ＨＰ６５１７Ａ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）で測定される。輝度メーター（Ｍｉｎｏｌｔａ  ＬＳ−１１０）で較正された発光ダイオードは、デバイスの光の出力を測定するために使用される。あるいは、発光ダイオードの代わりに、繊維を使用することができ、電気発光スペクトルを測定することができる（Ｏｃｅａｎ  Ｏｐｔｉｃｓ，Ｓ２０００）。光の放出は、分光計に接続されたガラス繊維の手段によって固定された電圧で放出スペクトルを記録することによって特徴付けられる。測定値は、１ｐｐｍ以下の酸素及び水の含有量を伴ったクローブボックス中で取得される。
【００６７】
電極の蒸発の後２時間以内に、上記１節で製造されたデバイスは、０Ｖで開始すると共に＋１０Ｖで停止し、そして−１０Ｖまで逆戻りする線形の電圧の掃引を受けるが、ここで“＋”は、順方向バイアスともまた呼ばれるＩＴＯ電極層７における正の電圧に、“−”は、逆方向バイアスともまた呼ばれるＩＴＯ電極における負の電圧に、対応する。
【００６８】
バイアスが、“立ち上がり”ともまた呼ばれるある一定の閾値を超えるとき、電流は、デバイス１を通過する。本例においては、電流は、逆方向及び順方向バイアスの両方に確立される。しかしながら、光電流及びこのように光の放出が、順方向バイアスで観察されるのみである。放出された光は、金属イオンの錯体に由来する赤色の光及び緑色ＰＰＶの重合体からの緑色の光の組み合わせである。
【００６９】
明らかに、このデバイスは、それが、バイアスの反対の第二の方向に放出される光と異なるバイアスの第一の方向に光を放出しないと、本発明による二色のデバイスではない。
【００７０】
例７（本発明によるものでない）
ＩＴＯ／緑色ＰＰＶ＋０．７９ｍＭの［Ｒｕ（ｂｐｙ）３］［ＰＦ６］２／Ａｌ
金属イオンの錯体の０．７９ｍＭ溶液を生成させる、はるかに少ない量の金属イオンの錯体を添加することを除いて、例６を繰り返す。０Ｖ／＋１０Ｖ／−１０Ｖの電圧の掃引の間に、正の電圧で、緑色の光の放出が、観察される。逆方向バイアスにおいては、光の放出は、観察されない。よって、そのデバイスは、本発明による二色ではない。
【００７１】
例８（本発明による）
製造及び測定の両方について、本例においては使用する金属イオンの錯体が［（ｂｐｙ）２Ｒｕｂｐｙ−ｐｈ４］［ＰＦ６］２  ９であるという違いと共に、例６を繰り返す。例６の錯体に対比して、金属イオンの錯体９は、別個の共役部位、すなわちｂｐｙ−ｐｈ４で置換された配位子を有するが、その別個の共役部位は、クアテルフェニルの一価のラジカルｐｈ４である。溶液における金属イオンの錯体の濃度は、その溶液からＥＬ層がスピンコートされるが、相対的に低く、約１．２ｍＭである。
【００７２】
１．２ｍＭの［（ｂｐｙ）２Ｒｕｂｐｙ−ｐｈ４］［ＰＦ６］２  ９がドープされたデバイスは、順方向及び逆方向バイアスの両方で、電流を通過させる。ルテニウムの単核の錯体９からの支配的な赤色の光の放出は、順方向バイアスで観察され、重合体からの緑色の放出は、逆方向バイアスで観察される。よって、そのデバイスは、二色のデバイスである。
【００７３】
金属イオンの錯体の濃度が、約０．７９ｍＭまで低下させられるとすれば、光電流は、順方向バイアスのみで観察される。順方向バイアスで取得される放出スペクトルは、それぞれ、重合体及びルテニウムの単核の錯体からの緑色及び赤色の光の放出を示す。放出のほとんどは、重合体に由来している。
【００７４】
高い濃度（２．０×１０−３Ｍ）では、二色効果は、順方向バイアスでルテニウムの単核の錯体からの純粋な赤色の放出及び逆方向バイアスで緑色の光で観察される。
【００７５】
例９
ＩＴＯ／緑色ＰＰＶ＋５０重量％の［ｂｐｙ２Ｒｕｂｐｙ−ｐｈ４−ｂｐｙＲｕｂｐｙ２］［ＰＦ６］４  ７／Ａｌ
この例におけるＥＬ化合物が、二核のルテニウムの金属イオンの錯体［ｂｐｙ２Ｒｕｂｐｙ−ｐｈ４−ｂｐｙＲｕｂｐｙ２］［ＰＦ６］４  ７であるという違いと共に、例６を繰り返す。
【００７６】
図２は、０Ｖから＋１０Ｖまで及び−１０Ｖまで電圧の掃引に対する印加電圧Ｖ（Ｖ）の関数として本発明によるＥＬデバイスを通過する電流Ｉ（Ａ）のグラフを示す。
【００７７】
印加されたバイアスの関数として、電流は、約１から２Ｖまで（逆方向バイアスについては−１から−２Ｖまで）の立ち上がりと共に、０Ｖを中心としてほぼ対称的である。正確な立ち上がりの電圧は、いくらかでもあれば印加されるプレストレス電圧に、及び電圧の掃引速度に依存する。図２は、順方向バイアスにおけるヒステリシスを示し、下側の曲線は、０Ｖから＋１０Ｖまでの掃引に対応し、上側の曲線は、＋１０Ｖから０Ｖまでの掃引に対応する。ヒステリシスは、第一の順方向の掃引の間には発達させられないイオン勾配によるものであると考えられる。デバイスにプレストレスを与えることは、ヒステリシスを抑制するために役に立つ。
【００７８】
図３は、図２に示す電流によって発生させられる印加されたバイアス（Ｖ）の関数としての光電流Ｉｐｈ（Ａ）のグラフを示す。
【００７９】
ＥＬデバイスによって放出される光の量の尺度である、光電流は、実質的に、図２の電流に従う。順方向バイアスの戻りの掃引を、逆方向バイアスの掃引と比較するとすれば、光電流は、０Ｖを中心としてほぼ対称的であり、本発明によるＥＬデバイスが、（発光）ダイオードではないことを（重ねて）示す。１０Ｖで、１００Ｃｄ／ｍ２よりも顕著に高い明るさが得られる。
【００８０】
図４は、図２のＥＬデバイスの順方向バイアスでの放出スペクトル、相対的な放射照度ＲＩ（無次元の単位）対波長λ（ｎｍ）を示す。放出スペクトルは、二核のＲｕ錯体によって放出される赤色の光の特徴を示すものである。
【００８１】
図５は、図２のＥＬデバイスの逆方向バイアスでの放出スペクトル、相対的な放射照度ＲＩ（無次元の単位）対波長λ（ｎｍ）を示す。その放出スペクトルは、緑色ＰＰＶの共役重合体のものに対応する。
【００８２】
順方向バイアスにおける赤色の光及び逆方向バイアスにおける緑色の光を放出すると、本例のＥＬデバイスは、二色のデバイスである。二色効果が、二つの空気に安定な電極、すなわちＩＴＯ及びＡｌと共に観察される。
【００８３】
例６乃至９から、第一のＥＬ化合物、特に共役重合体、及び金属イオンの錯体の形態における第二のＥＬ化合物を含むＥＬ層を有するＥＬデバイスにおける二色効果を観察するために、金属イオンの錯体の少なくとも一つの配位子が、ＥＬ層の電荷注入及び／又は電荷輸送及び／又は発光特性を変更するように適合させられる別個の共役部位で置換されることが必要であることは、明確である。
【００８４】
例１０
ＩＴＯ／緑色ＰＰＶ＋［ｂｐｙ２Ｒｕｂｐｙ−ｐｈ４−ｂｐｙＲｕｂｐｙ２］［ＰＦ６］４  ７／Ａｌ
例９のＥＬデバイスの特性を調査するために、金属イオンの錯体［ｂｐｙ２Ｒｕｂｐｙ−ｐｈ４−ｂｐｙＲｕｂｐｙ２］［ＰＦ６］４  ７を含むさらなる別のＥＬデバイスを製造する。
【００８５】
得られたデバイスへ、＋６．０Ｖの一定のバイアスを印加し（時間ｔ＝０秒）、６２５ｎｍにおけるデバイスによって放出される光の強度を時間の関数として測定する。従来のＬＥＤに対比して、光の放出が、瞬間的でないことが、観察される。時間が経過するにつれて、光の放出の強度は、ｔ＝１４０秒まで単調に凹状に徐々に増加し、その時間の後では、単調に凹状に減少して、約２５０秒で実質的にゼロの強度に到達する。
【００８６】
光の放出の強度における変化が観察される時間の尺度は、イオンの輸送現象が、必須の様式で光の放出に影響を及ぼすことを示す。
【００８７】
例１１
ＩＴＯ／緑色ＰＰＶ＋［ｂｐｙ２Ｒｕｂｐｙ−ｐｈ４−ｂｐｙＲｕｂｐｙ２］［ＰＦ６］４  ７／Ａｌ
例９のＥＬデバイスの特性を調査するために、金属イオンの錯体［ｂｐｙ２Ｒｕｂｐｙ−ｐｈ４−ｂｐｙＲｕｂｐｙ２］［ＰＦ６］４  ７を含むさらなる別のＥＬデバイスを製造する。
【００８８】
そのようにして得られたＥＬデバイスに、ルテニウムの金属イオンの錯体からの赤色の放出に帰着する、１分間＋７Ｖの順方向バイアスで最初にプレストレスを与え、そして、−６Ｖの逆方向バイアスを印加する。反転で、光の放出は、直ちに止まる。そして、約１から２分の時間の尺度で、緑色の光の放出は、徐々に強まる。＋７Ｖの順方向バイアスへのバイアスの反転で、緑色の光の放出は、直ちに停止し、約１から２分のうちに、赤色の光の放出は、徐々に成長する。
【００８９】
この例は、光の放出におけるイオンの移動の過程の関与を重ねて指摘し、二色効果が可逆的であることをさらに図説する。イオンの移動が光の放出を達成するためにもまた必須である従来の発光電気化学電池とは違って、本発明の二色のＥＬデバイスは、赤色の光の放出が、順方向バイアスで常に生成させられ、緑色の光が、逆方向バイアスで生成させられるという点で、本来非対称的である。これは、デバイスの循環の変遷に関係ないものである。
【００９０】
例１２
ＩＴＯ／緑色ＰＰＶ＋［ｂｐｙ２Ｒｕｂｐｙ−ｐｈ４−ｂｐｙＲｕｂｐｙ２］［ＰＦ６］４  ７／Ａｕ
この例は、アルミニウムの陰極の代わりに、金の電極を使用することを除いて、例９と同じである。
【００９１】
そのＥＬデバイスは、例８のデバイスと同様に挙動する。それは、順方向バイアスで赤色の光を放出し、逆方向バイアスで緑色の光を放出する。
【００９２】
例１３（本発明によらない）
ＩＴＯ／Ａｕ／緑色ＰＰＶ＋［ｂｐｙ２Ｒｕｂｐｙ−ｐｈ４−ｂｐｙＲｕｂｐｙ２］［ＰＦ６］４  ７／Ａｕ
ＩＴＯで被覆されたガラス板を、ＩＴＯ側で、１０分間ＵＶ／Ｏ３（ＵＶＰ  ＰＲ−１００）で処理する。そして、金の層を、２０ｎｍの厚さが得られるまで、０．５ｎｍ／秒の速度でＩＴＯの表面に蒸着させる。金の層は、透明であるために、十分に薄い。そして、ＥＬ層を、７．５ｍｇの緑色ＰＰＶ及び５ｍｇの［ｂｐｙ２Ｒｕｂｐｙ−ｐｈ４−ｂｐｙＲｕｂｐｙ２］［ＰＦ６］４  ７を含有する２．５ｍｌのジクロロメタンの溶液をスピンコート（１０００回転毎分、１０秒）することによって、Ａｕ層に蒸着させ、１重量部の重合体及び０．４重量部のＲｕ錯体を有するＥＬ層を生成させる。Ａｕの電極の劣化を予防するために、電極の接点は、アセトンに浸した綿棒で注意深く洗浄される。そして、ＥＬ層へ、第二の１００ｎｍの厚さのＡｕ電極の層を０．２５ｎｍ／秒で蒸着させる。
【００９３】
そのようにして得られたＥＬデバイスは、Ｒｕ錯体からの赤色の光の放出に帰着する順方向バイアスを受ける。また、逆方向バイアスを印加することは、赤色の光の放出に帰着する。このように、ＥＬデバイスは、本発明によるＥＬデバイスではない。明らかに、この例のＥＬデバイスは、実質的に対称的である。（逆方向及び順方向バイアスにおけるいくらかの差が、同一ではない金の電極により、観察される。硬い凝縮した材料（ここではＩＴＯ）に提供された金の電極は、軟らかい凝集した材料（ここでは有機ＥＬ層）に蒸着したものとは異なって挙動する。）
例１２及び１３の結果を比較することは、二色効果が観察されるためには、ＥＬデバイスが、非対称的でなければならないことを立証する。本発明によるものである上記の例において、非対称性は、異なる電極の手段によって導入される。
【００９４】
例１４
ＩＴＯ／緑色ＰＰＶ＋［ｂｐｙ２Ｒｕｂｐｙ−ＰＰＶ−ｂｐｙＲｕｂｐｙ２］［ＰＦ６］４  １４／Ａｌ
例９の手順に従って、使用するルテニウム錯体が［ｂｐｙ２Ｒｕｂｐｙ−ＰＰＶ−ｂｐｙＲｕｂｐｙ２］［ＰＦ６］４  １４であることを除いては、例９のものと同一であるＥＬデバイスを用意した。
【００９５】
そのようにして得られたＥＬデバイスにおいて、電流及びフォトダイオード電流を、順方向及び逆方向バイアスで観察する。順方向バイアスにおいては、ＥＬデバイスは、赤色の光を放出し、逆方向バイアスにおいては緑色の光を放出する。緑色の光の放出の明るさは、［ｂｐｙ２Ｒｕｂｐｙ−ｐｈ４−ｂｐｙＲｕｂｐｙ２］［ＰＦ６］４  ７を含有する例９のデバイスから得られた放出よりも顕著に低い。
【００９６】
例１５（本発明によらない）
ＩＴＯ／緑色ＰＰＶ＋［ｂｐｙ２Ｒｕｂｐｙ−Ａｄａ２−ｂｐｙＲｕｂｐｙ２］［ＰＦ６］４  １５／Ａｌ
例９の手順に従って、使用するルテニウム錯体が［ｂｐｙ２Ｒｕｂｐｙ−Ａｄａ２−ｂｐｙＲｕｂｐｙ２］［ＰＦ６］４  １５であることを除いては、例９のものと同一であるＥＬデバイスを用意する。アダマンタンの部位Ａｄａ２が、共役部位ではなく、飽和の部位であることは、留意されることである。
【００９７】
【化１６】
2005528759.tif 000012
そのようにして得られたＥＬデバイスにおいて、電流及びフォトダイオード電流を、順方向バイアスで観察する。しかしながら、逆方向バイアスにおいては、電流は、観察されるが、ＥＬデバイスが逆方向バイアスで光を放出しないことを示すフォトダイオード電流は、観察されない。順方向バイアスにおいては、ＥＬデバイスは、赤色及び緑色の光の両方を放出する。
【００９８】
例９、１４、及び１５の結果は、二色効果を観察するために、ルテニウム錯体が、共役させられる部位で置換された配位子を有さなければならないことを立証する。
【００９９】
例１６（本発明によらない）
ＩＴＯ／緑色ＰＰＶ＋Ｒｕｂｐｙ２（ＣＮ）２／Ａｌ
例９の手順に従って、例９のルテニウム錯体がＲｕｂｐｙ２（ＣＮ）２で置き換えられることを除いては、例９のものと同一であるＥＬデバイスを用意する。例９のルテニウム錯体に対比して、Ｒｕｂｐｙ２（ＣＮ）２錯体は、非イオン性化合物である。シアン化物の基は、金属イオンへ配位結合すると共に、このようにして、バイアスが印加されるとき、ＥＬ層に設定される電場中で移動することができない。
【０１００】
このようにして得られたＥＬデバイスは、それぞれ、順方向及び逆方向バイアスを受けるが、ＩＴＯの陽極に再度対応する順方向バイアスは、正の電圧にあり、陰極は、負の電圧にある。
【０１０１】
順方向バイアスにおいて、電流及び光電流は、もしも電流及び光電流に対する立ち上がりが、例９で使用された帯電したルテニウム錯体に対して観察されるものよりも顕著に高い約＋１１Ｖであるとすれば、観察される。
【０１０２】
電圧の掃引を行うとき、例９のＥＬデバイスと比較して顕著により低いヒステリシスが、観察されるが、本例の錯体が移動性のイオンを有さないという事実と矛盾しない。Ｒｕ錯体に対する緑色ＰＰＶの比を変動させることは、放出される光の量及び色に影響を及ぼすが、光の放出の立ち上がりには影響を及ぼさない。順方向バイアスで放出される光は、純粋ではなく、赤色及び緑色の混合物である。重合体に対してＲｕ錯体の量を増加させることは、緑色に対して赤色の光の放出を増加させる。
【０１０３】
逆方向バイアスにおいて、ＥＬデバイスは、どんな電流も通過させず、よって、フォトダイオードにおける光電流は、観察されない。の従来のＥＬデバイスにおけるように、故障することに近い負の電圧（よって約−１７Ｖ）で、かすかな光の放出が、観察される。このような高い電圧でさえ、高い仕事関数のＩＴＯは、電子を注入することが可能である。
【０１０４】
本例は、二色効果を観察するために、ＥＬデバイス内を移動することができるイオンの存在が必須であることを立証する。
【０１０５】
例１７（本発明によらない）
ＩＴＯ／緑色ＰＰＶ＋１１重量％のｂｐｙ２Ｒｕｂｐｙ−ｐｈ４−ｂｐｙＲｕｂｐｙ２（ＰＦ６）４  ７＋７２重量％のＮ（Ｃ４Ｈ９）４ＰＦ６／Ａｕ
例９の手順に従って、塩Ｎ（Ｃ４Ｈ９）４ＰＦ６が、ＥＬ層が重合体の１００ｇ毎に１１ｇのＲｕ錯体及び７２ｇの塩を含むような量で、添加されることを除いては、例９のものと同一であるＥＬデバイスを用意する。重合体の１００ｇ毎に対して７２ｇの塩を有することは、例９のＥＬデバイスと比較して、ＥＬデバイス内における移動性のイオンの濃度における１０倍の増加に対応し、ここで追加の塩は、添加されず、ここで、Ｎ（Ｃ４Ｈ９）４＋イオンは、移動性であるためには大き過ぎ、このように全ての移動性のイオンは、ＰＦ６−イオンであることが仮定される。
【０１０６】
そのようにして得られたＥＬデバイスは、それぞれ、順方向及び逆方向バイアスを受ける。順方向及び逆方向バイアスの両方においては、電流及び光電流が、観察される。光の放出は、非常に均質である。放出される光の色は、両方の場合において、Ｒｕ錯体からの放出を示す赤色である。緑色の光の放出は、観察されない。二色効果は、観察されない。ＥＬデバイスは、電気化学的な電池の典型的な挙動を示す。異なる電極の材料の存在にもかかわらず、逆方向及び順方向バイアスにおける類似の挙動を観察することは、光放出の電気化学的な電池に典型的である。塩を添加する効果は、電極の材料における差によってもたらされた効果における差を取り出すことである。明らかに、二色効果を観察するために、このような対称性は、回避されるものである。
【０１０７】
例１８
ＩＴＯ／緑色ＰＰＶ＋［ｂｐｙ２Ｒｕｂｐｙ−ｐｈ４−ｂｐｙＲｕｂｐｙ２］［ＰＦ６］４  ７／Ａｌ
例９で概略を述べた方法を使用してＥＬデバイスを製造する。そのようにして得られたＥＬデバイスを、二次イオン質量分光法（ＳＩＭＳ）で分析する。特に、ＥＬ層に対して直角の方向におけるルテニウムの濃度を、ＥＬ層のいたるところで測定する。そのように測定されたＲｕの濃度は、Ｒｕ錯体（、よって、ＥＬ層が、これらの二つの成分のみを含むので重合体）が、その層内に均質に分配されることを示す、実質的にＥＬ層のいたるところにおけるものであった。
【０１０８】
ある一定の時間の周期でそれぞれ逆方向及び順方向バイアスで応力が与えられる新品の同一のＥＬデバイスを用意する。赤色の光の放出は、順方向バイアスで観察され、緑色のものは、逆方向バイアスで観察される。そのように応力が与えられたＥＬデバイスは、上述したＳＩＭＳの測定を受ける。測定結果は、Ｒｕ錯体が、ＥＬ層に均質に分配されるままであるでことを示す。
【０１０９】
この例は、本発明において観察された二色効果が、各々が別個の色の光の放出を有する、ＥＬ層内における別個の再結合帯の存在によらないことを示す。
【０１１０】
例１９
緑色ＰＰＶ＋［ｂｐｙ２Ｒｕｂｐｙ−ｐｈ４−ｂｐｙＲｕｂｐｙ２］［ＰＦ６］４  ７
適切な基板にスピンコートされた緑色ＰＰＶ＋［ｂｐｙ２Ｒｕｂｐｙ−ｐｈ４−ｂｐｙＲｕｂｐｙ２］［ＰＦ６］４  ７の膜を、シリコンにチップが備え付けられた原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で位置決めする。そして、ＥＬ層の表面には、タッピングモードで操作されるチップがマッピングされる。測定値を使用して、相における差を反映する高さにおける差を反映する表面の画像を構築する。
【０１１１】
そのようにして得られた画像の解釈を容易にするために、緑色ＰＰＶの重合体のみを含有すると共にルテニウム錯体を含有しないことを除いて同一である膜と共に実験を繰り返す。
【０１１２】
表面の画像の比較は、純粋な重合体の膜の形態が、重合体＋Ｒｕ錯体の膜のものと実質的に同一であることを示す。画像における可視の差は、チップ並びにそれぞれＲｕの分子及び重合体の分子間の相互作用における差に帰すると共に、高さにおける現実の差又は相における差を反映しない。
【０１１３】
実質的に同じである形態は、重合体＋Ｒｕ錯体の膜において大規模な相の分離がないことを示し、それは、言い換えると、本発明の二色効果が、相分離した膜の異なる相の領域からの放出によって引き起こされないことを証明する。相分離した膜に基づいた二色効果は、それ自体として、当技術において知られている。
【０１１４】
これに反して、大規模な相分離を故意に導入するとすれば、本発明の二色効果は、消失する。例えば、例９のＥＬデバイスにおいて、ＰＦ６イオンをフルオロイオンで置き換えるとすれば、結果として生じるルテニウム錯体は、どんな二色効果も示さない大規模に分離したＥＬ層を有するＥＬデバイスに帰着する緑色ＰＰＶの重合体と不十分に相溶性である。
【０１１５】
例２０
［Ｉｒ（ｐｐｙ）２ｂｐｙＰｈＢｒ］［ＰＦ６］  ＩＲ３の合成
【０１１６】
【化１７】
2005528759.tif 000013
Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１９８４，１０６，６６５３−６６５９にＳｐｏｕｓｅ等によって出版された手順に従って合成した、ある量（０．１３ｇ，０．１２３ｍｍｏｌ）のイリジウム錯体ＩＲ１及びある量（０．０６ｇ，０．１９４ｍｍｏｌ）のビピリジル誘導体ＩＲ２（＝上記２）を、ジクロロメタン／メタノール（３：１，２０ｃｍ３）中に溶解させ、加熱して、３時間窒素雰囲気下で還流する。溶液の容積を、５ｃｍ３まで減少させ、メタノール（１０ｃｍ３）を添加する。過剰の飽和メタノール性のヘキサフルオロリン酸アンモニウムを添加する。結果として生じる沈殿は、濾過して除かれ、水（２０ｃｍ３）、メタノール（２０ｃｍ３）、及び最後にジエチルエーテル（２０ｃｍ３）で洗浄されて、鮮黄色の固体（０．１４１ｇ，６０％）として金属イオンの錯体ＩＲ３を生じる。
【０１１７】
例２１
［Ｉｒ（ｐｐｙ）２ｂｐｙ］［ＰＦ６］  ＩＲ５の合成
臭化フェニルで置換された誘導体ＩＲ２の代わりに２，２’−ビピリジルで、例２０の方法を使用して［Ｉｒ（ｐｐｙ）２ｂｐｙ］［ＰＦ６］  ＩＲ５を合成する。
【０１１８】
例２２
［Ｉｒ（ｐｐｙ）２ｂｐｙＰｈ４ｂｐｙＩｒ（ｐｐｙ）２］［ＰＦ６］２  ＩＲ７の合成
【０１１９】
【化１８】
2005528759.tif 000014
無水ＤＭＦ（３５ｃｍ３）における金属イオンの錯体ＩＲ３（０．０３５ｇ，０．０３６ｍｍｏｌ）、Ｋ２ＣＯ３（０．０４ｇ，過剰）、及び二ホウ素化合物ＩＲ６（０．００４ｇ，０．０１８ｍｍｏｌ）の混合物を、凍結、ポンプ、解凍の技術を使用して、三回脱気する。そして、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム（０．４ｍｇ，０．０００３６ｍｍｏｌ）を添加する。その混合物を加熱して、１８時間窒素雰囲気下で還流する。ＤＭＦを真空下で取り除く。結果として生じる固体を、水（３×３０ｃｍ３）、メタノール（３０ｃｍ３）、及びジエチルエーテル（３０ｃｍ３）で洗浄する。その固体を、ジクロロメタンに溶解させ、ジクロロメタン／メタノール９５：５で溶離されるシリカのカラムにかける。黄色のフラクションを組み合わせ、溶媒を真空中で取り除く。そして、ＭｅＣＮ（４０）：Ｈ２Ｏ（１０）：ＭｅＯＨ（１０）：ＮａＣｌ（１）を使用する分取薄層クロマトグラフィーを使用して固体を精製する。最も遅い動くバンドを取り除き、化合物を、溶離剤を使用して洗い流す。所望の錯体を、ヘキサフルオロリン酸アンモニウムで沈殿させて、黄色／橙色の固体（０．０１７ｇ，５２％）としてＩＲ７を生じる。
【０１２０】
例２３（本発明によらない）
ＩＴＯ／緑色ＰＰＶ＋４０重量％の［Ｉｒ（ｐｐｙ）２ｂｐｙ］［ＰＦ６］  ＩＲ５／Ａｕ
１２０ｎｍの透明なＩＴＯ電極の層で被覆されたガラス基板を、さらなる処理に先立ち、１０分間ＵＶ／Ｏ３（ＵＶＰ  ＰＲ−１００）で処理する。ＩＴＯ層の上部に、ＥＬ層を、３ｍｇ／ｍｌの緑色放出の重合体ポリ（２−（ｍ−３，７−ジメチルオクチルオキシ−フェニル）−ｐ−フェニレン−ビニレン（緑色ＰＰＶ））及びある量のＩｒ錯体［Ｉｒ（ｐｐｙ）２ｂｐｙ］［ＰＦ６］  ＩＲ５を含有するジクロロメタン溶液をスピンコーティングする手段によって蒸着させる。溶液におけるＩｒ錯体の量は、結果として生じるＥＬ層が、緑色ＰＰＶの１ｇ当たり０．４ｇのＩｒ錯体を含むように選択される。スピンコーティングに使用される溶液は、一晩室温で、対応する緑色ＰＰＶ／ＣＨ２Ｃｌ２溶液を攪拌し、そしてＩｒ錯体を添加し、そのようにして得られた溶液を室温で１時間攪拌し、５μｍのＰＴＦＥ膜（Ｍｉｌｌｅｘ、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ）で濾過することによって調製される。ＥＬ層は、１２００回転毎分（１０秒）で、続いて３００回転毎分（２５秒）で、回転することによって得られる６０−７０ｎｍの厚さを有する。ＥＬ層の上部で、１００ｎｍのＡｕの陰極の電極の層を、０．２５ｎｍ／秒の速度で真空蒸着によって蒸着させる。
【０１２１】
このようにして得られたＥＬデバイスを、都合のよいことに、ＩＴＯ／緑色ＰＰＶ＋４０重量％の［Ｉｒ（ｐｐｙ）２ｂｐｙ］［ＰＦ６］  ＩＲ５／Ａｕのように表す。
【０１２２】
順方向（ＩＴＯ電極に正の電圧）及び逆方向バイアスでＥＬデバイスに応力を与える。電流対印加したバイアス及び光電流対印加したバイアスの曲線を記録する。逆方向及び順方向バイアスの両方において、電流及び光電流を観察する。曲線は、０Ｖを中心としてほぼ対称的であり、電流及び光電流の立ち上がりは、約（−）４から（−）５Ｖまでである。順方向及び逆方向バイアスで放出された光のスペクトルは、本質的に同じ（λｍａｘ約５７５ｎｍ）であり、ポリビニルカルバゾールの基材に分散させられた［Ｉｒ（ｐｐｙ）２ｂｐｙ］［ＰＦ６］  ＩＲ５の光放出スペクトルに非常に類似する。
【０１２３】
例２４
ＩＴＯ／緑色ＰＰＶ＋［Ｉｒ（ｐｐｙ）２ｂｐｙＰｈ４ｂｐｙＩｒ（ｐｐｙ）２］［ＰＦ６］２  ＩＲ７／Ａｕ
使用するＩｒ錯体が、二核の錯体［Ｉｒ（ｐｐｙ）２ｂｐｙＰｈ４ｂｐｙＩｒ（ｐｐｙ）２］［ＰＦ６］２  ＩＲ７を使用するという違いと共に、例２３を繰り返す。ＩＲ７の量は、ＥＬ層におけるＩｒの核及びＰＦ６イオンの数が、例２３におけるものと同じであるように選択される。
【０１２４】
逆方向バイアス及び順方向バイアスでＥＬデバイスに応力を与えることによって得られる電流対印加したバイアス及び光電流対印加したバイアスのプロットは、０Ｖを中心としてほぼ対称的である。立ち上がりは、約（−）４から（−）５Ｖまでである。順方向及び逆方向バイアスにおける放出スペクトルを記録する。順方向バイアスにおいては、光の放出は、主に金属錯体（重合体：Ｉｒ錯体の放出の強度＝１：５）からのものである。逆方向バイアスにおいては、重合体からの光の放出が、支配的である（重合体：Ｉｒ錯体の放出の強度＝１．５：１）。このように、本例のＥＬデバイスは、もしも対応するＲｕ錯体で観察されるものよりもあまり顕著でないとすれば、二色効果を示す。
【０１２５】
例２５（本発明によらない）
ＩＴＯ／緑色ＰＰＶ＋Ｉｒ（ｐｐｙ）２ａｃａｃ  ＩＲ８／Ａｕ
【０１２６】
【化１９】
2005528759.tif 000015
ＥＬデバイスは、逆方向バイアスで電流無しのダイオードのような挙動を示した。順方向バイアスにおける光の放出は、重合体及びＩｒ錯体に由来する赤色／緑色である。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】電界発光デバイスを断面図で概略的に示す。
【図２】０Ｖから＋１０Ｖまでの及び逆戻りに−１０Ｖまでの電圧の掃引に対する、印加されたバイアスＶ（Ｖ）の関数としての本発明によるＥＬデバイスを通過する電流Ｉ（Ａ）のグラフである。
【図３】図２に示す電流によって発生させられた、印加されたバイアス（Ｖ）の関数としての光電流Ｉｐｈ（Ａ）のグラフを示す。
【図４】図２のＥＬデバイスの順方向バイアスでの放出スペクトル、相対的な放射照度ＲＩ（無次元の単位）対波長λ（ｎｍ）を示す。
【図５】図２のＥＬデバイスの逆方向バイアスでの放出スペクトル、相対的な放射照度ＲＩ（無次元の単位）対波長λ（ｎｍ）を示す。
【図１】
2005528759.tif 000022
【図２】
2005528759.tif 000023
【図３】
2005528759.tif 000024
【図４】
2005528759.tif 000025
【図５】
2005528759.tif 000026
【国際調査報告】
2005528759.tif 000027
2005528759.tif 000028
2005528759.tif 000029