(57)【要約】  カソードとアノードとの間に、リン光性の緑色発光物質及び該発光物質のためのホスト物質を含む発光層（ＬＥＬ）並びに、該ＬＥＬのアノード側に隣接した層として、少なくとも１×１０-3ｃｍ2Ｖ-1ｓ-1の正孔移動度と該ＬＥＬの緑色発光物質の三重項エネルギーを超える三重項エネルギーとを有する化合物を含有する励起子阻止層を配置してなるエレクトロルミネセンスデバイスが開示される。そのようなデバイスは有用な光放射を提供する。
2007515787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カソードとアノードとの間に、リン光性の緑色発光物質及び該発光物質のためのホスト物質を含む発光層（ＬＥＬ）並びに、該ＬＥＬのアノード側に隣接した層として、少なくとも１×１０-3ｃｍ2Ｖ-1ｓ-1の正孔移動度と該ＬＥＬの緑色発光物質の三重項エネルギーを超える三重項エネルギーとを有する化合物を含有する励起子阻止層を配置してなるエレクトロルミネセンスデバイス。
【請求項２】
励起子阻止層が、少なくとも５×１０-3ｃｍ2Ｖ-1ｓ-1の正孔移動度を有する化合物を含有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
リン光性の緑色発光物質が、周期表の第５列目の遷移金属を含む有機金属化合物である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
金属がイリジウムまたは白金である、請求項２に記載のデバイス。
【請求項５】
有機金属化合物が、ｓｐ2炭素およびヘテロ原子を介して金属に配位することができる配位子を含む、請求項２に記載のデバイス。
【請求項６】
配位子がフェニルピリジン基である、請求項４に記載のデバイス。
【請求項７】
有機金属化合物が、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）基含有化合物、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）（アセチルアセトナート）基含有化合物、および、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）白金（ＩＩ）基含有化合物から選ばれる、請求項５に記載のデバイス。
【請求項８】
励起子阻止層における化合物がトリアリールアミン化合物である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
前記化合物が２つ以上の異なるトリアリールアミン基を含み、かつ、多環系または縮合環系が前記２つ以上のトリアリールアミン基の窒素原子に同時に結合していない、請求項７に記載のデバイス。
【請求項１０】
励起子阻止層における化合物が、下記の式（２）：
【化１】
2007515787.tif 000018
（式中、
Ｒ1およびＲ2は水素または置換基を表し、ただし、Ｒ1およびＲ2は一緒になって、環を形成することができる；
Ａｒ1〜Ａｒ4は、独立して選択された芳香族基を表す；
各Ｒaは独立して、水素または独立して選択された置換基を表す；
ただし、Ｒ1、Ｒ2、ＲaおよびＡｒ1〜Ａｒ4は縮合芳香族環を含有しない；かつ
各ｎは独立して、０〜４として選択される）
によって表される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１１】
Ｒ1およびＲ2が独立して、水素または独立して選択された炭化水素置換基を表し、ただし、Ｒ1およびＲ2は一緒になって、炭化水素環を形成することができ、かつ、各Ｒaが、独立して選択された炭化水素置換基を表す、請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記化合物が、
１，１−ビス（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−トリルアミノ）フェニル）シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）；
１，１−ビス（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−トリルアミノ）フェニル）−４−フェニルシクロヘキサン；
１，１−ビス（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−トリルアミノ）フェニル）−４−メチルシクロヘキサン；または
１，１−ビス（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−トリルアミノ）フェニル）−３−フェニルプロパン
の中から選ばれる、請求項８に記載のデバイス。
【請求項１３】
カソードとアノードとの間に、リン光発光物質及び該発光物質のためのホストを含む発光層（ＬＥＬ）、正孔注入層、並びに該ＬＥＬのアノード側に隣接した層として、少なくとも１×１０-3ｃｍ2Ｖ-1ｓ-1の正孔移動度と該ＬＥＬのリン光発光物質の三重項エネルギーを超える三重項エネルギーとを有する化合物を含有する励起子阻止層を配置してなるエレクトロルミネセンスデバイス。
【請求項１４】
リン光発光物質が、周期表の第５列目の遷移金属を含む有機金属化合物である、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１５】
遷移金属がイリジウムまたは白金である、請求項１４に記載のデバイス。
【請求項１６】
有機金属化合物が、ｓｐ2炭素およびヘテロ原子を介して金属に配位することができる配位子を含む、請求項１４に記載のデバイス。
【請求項１７】
配位子がフェニルピリジン基含有化合物である、請求項１６に記載のデバイス。
【請求項１８】
有機金属化合物が、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）基含有化合物、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）（アセチルアセトナート）基含有化合物、および、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）白金（ＩＩ）基含有化合物から選ばれる、請求項１４に記載のデバイス。
【請求項１９】
励起子阻止層における正孔移動度を有する化合物がトリアリールアミン化合物である、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項２０】
励起子阻止層における正孔移動度を有する化合物が２つ以上のトリアリールアミン基を含み、かつ、多環系または縮合環系が２つ以上のトリアリールアミン基の窒素原子に結合していない、請求項１９に記載のデバイス。
【請求項２１】
励起子阻止層における正孔移動度を有する化合物が、下記の式（２）：
【化２】
2007515787.tif 000019
（式中、
Ｒ1およびＲ2は置換基を表し、ただし、Ｒ1およびＲ2は一緒になって、環を形成することができる；
Ａｒ1〜Ａｒ4は、独立して選択された芳香族基を表す；
各Ｒaは独立して、水素または独立して選択された置換基を表す；
ただし、Ｒ1、Ｒ2、ＲaおよびＡｒ1〜Ａｒ4は縮合芳香族環を含有しない；かつ
各ｎは独立して、０〜４として選択される）
によって表される、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項２２】
Ｒ1およびＲ2が独立して、水素または独立して選択された炭化水素置換基を表し、ただし、Ｒ1およびＲ2は一緒になって、炭化水素環を形成することができ、かつ、各Ｒaが独立して、選択された炭化水素置換基を表す、請求項２１に記載のデバイス。
【請求項２３】
前記化合物が、
１，１−ビス（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−トリルアミノ）フェニル）シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）；
１，１−ビス（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−トリルアミノ）フェニル）−４−フェニルシクロヘキサン；
１，１−ビス（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−トリルアミノ）フェニル）−４−メチルシクロヘキサン；および
１，１−ビス（４−（Ｎ，Ｎ’−ジ−ｐ−トリルアミノ）フェニル）−３−フェニルプロパン
から選ばれる、請求項１９に記載のデバイス。
【請求項２４】
正孔注入層が、プラズマ蒸着されたフルオロカーボンポリマーを含む、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項２５】
カソードとアノードとの間に、リン光発光物質及び該発光物質のためのホストを含む発光層（ＬＥＬ）並びに、該ＬＥＬのアノード側に隣接した層として、少なくとも１×１０-3ｃｍ2Ｖ-1ｓ-1の正孔移動度と該リン光発光物質の三重項エネルギーを超える三重項エネルギーとを有する化合物を含有する励起子阻止層を、かつ、該ＬＥＬのカソード側に正孔阻止層を配置してなるエレクトロルミネセンスデバイス。
【請求項２６】
リン光発光物質が、周期表の第５列目の遷移金属を含む有機金属化合物である、請求項２５に記載のデバイス。
【請求項２７】
金属がイリジウムまたは白金である、請求項２６に記載のデバイス。
【請求項２８】
有機金属化合物が、ｓｐ2炭素およびヘテロ原子を介して金属に配位することができる配位子を含む、請求項２５に記載のデバイス。
【請求項２９】
配位子がフェニルピリジン基含有化合物である、請求項２５に記載のデバイス。
【請求項３０】
有機金属化合物が、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）基含有化合物、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）（アセチルアセトナート）基含有化合物、および、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）白金（ＩＩ）基含有化合物から選ばれる、請求項２５に記載のデバイス。
【請求項３１】
励起子阻止層における化合物がトリアリールアミン化合物である、請求項２５に記載のデバイス。
【請求項３２】
前記化合物が２つ以上のトリアリールアミン基を含み、かつ、多環系または縮合環系が２つ以上のトリアリールアミン基の窒素原子に結合していない、請求項３１に記載のデバイス。
【請求項３３】
励起子阻止層における化合物が、下記の式（２）：
【化３】
2007515787.tif 000020
（式中、
Ｒ1およびＲ2は水素または置換基を表し、ただし、Ｒ1およびＲ2は一緒になって、環を形成することができる；
Ａｒ1〜Ａｒ4は、独立して選択された芳香族基を表す；
各Ｒaは独立して、水素または独立して選択された置換基を表す；
ただし、Ｒ1、Ｒ2、ＲaおよびＡｒ1〜Ａｒ4は縮合芳香族環を含有しない；かつ
各ｎは独立して、０〜４として選択される）
によって表される、請求項２５に記載のデバイス。
【請求項３４】
Ｒ1およびＲ2が独立して、水素または独立して選択された炭化水素置換基を表し、ただし、Ｒ1およびＲ2は一緒になって、炭化水素環を形成することができ、かつ、各Ｒaが炭化水素置換基を表す、請求項３３に記載のデバイス。
【請求項３５】
前記化合物が、
１，１−ビス（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−トリルアミノ）フェニル）シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）；
１，１−ビス（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−トリルアミノ）フェニル）−４−フェニルシクロヘキサン；
１，１−ビス（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−トリルアミノ）フェニル）−４−メチルシクロヘキサン；および
１，１−ビス（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−トリルアミノ）フェニル）−３−フェニルプロパン
から選ばれる、請求項３１に記載のデバイス。
【請求項３６】
前記正孔阻止層は、発光時に青色の光を放出するアルミニウム錯体を含む、請求項２５に記載のデバイス。
【請求項３７】
該アルミニウム錯体がビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）である、請求項３６に記載のデバイス。
【請求項３８】
下記の式Ａの物質：
【化４】
2007515787.tif 000021
（式中、
Ｑ1およびＱ2は、独立して選択された芳香族第三級アミン成分であり、ただし、Ｑ1またはＱ2の少なくとも１つは多環縮合環を含有する；かつ
Ｇはアリール基である）
を含む、該励起子阻止層のアノード側に隣接した正孔輸送層が存在する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３９】
下記の式Ａの物質：
【化５】
2007515787.tif 000022
（式中、
Ｑ1およびＱ2は、独立して選択された芳香族第三級アミン成分であり、ただし、Ｑ1またはＱ2の少なくとも１つは多環縮合環を含有する；かつ
Ｇはアリール基である）
を含む、該励起子阻止層のアノード側に隣接した正孔輸送層が存在する、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項４０】
下記の式Ａの物質：
【化６】
2007515787.tif 000023
（式中、
Ｑ1およびＱ2は、独立して選択された芳香族第三級アミン成分であり、ただし、Ｑ1またはＱ2の少なくとも１つは多環縮合環を含有する；かつ
Ｇはアリール基である）
を含む、該励起子阻止層のアノード側に隣接した正孔輸送層が存在する、請求項２５に記載のデバイス。
【請求項４１】
白色光を放射するための手段を含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４２】
補色を放射することができる２種以上の化合物を含む、請求項４１に記載のデバイス。
【請求項４３】
白色光を放射することができる化合物を含む、請求項４１に記載のデバイス。
【請求項４４】
フィルター処理手段を含む、請求項４１に記載のデバイス。
【請求項４５】
請求項１のエレクトロルミネセンスデバイスを含むディスプレー。
【請求項４６】
請求項１のエレクトロルミネセンスデバイスを含む面照明デバイス。
【請求項４７】
ＬＥＬ層におけるホストが、下記の式１により表されるカルバゾール：
【化７】
2007515787.tif 000024
（式中、
Ｗは独立して、水素または独立して選択された置換基を表す；
各ｐは独立して０〜４である；かつ
ＬAは連結基を表す）
を含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４８】
請求項１のデバイスの両端に電位を加えることを含む発光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カソードとアノードとの間に、リン光性の緑色発光物質及び該発光物質のためのホスト物質を含む発光層（ＬＥＬ）並びに、該ＬＥＬのアノード側に隣接した層として、少なくとも１×１０-3ｃｍ2Ｖ-1ｓ-1の正孔移動度と該ＬＥＬの緑色発光物質の三重項エネルギーを超える三重項エネルギーとを有する化合物を含有する励起子阻止層を配置してなるエレクトロルミネセンスデバイスに関連する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）デバイスが２０年以上前から知られているが、それらの性能上の制限は多くの望ましい適用に対する障害となっている。最も単純な形態において、有機ＥＬデバイスは、正孔注入のためのアノードと、電子注入のためのカソードと、光の放射をもたらす電荷再結合を支援するための、これらの電極の間に挟まれた有機媒体とから構成される。これらのデバイスはまた、有機発光ダイオードまたはＯＬＥＤとも一般には呼ばれている。より初期の有機ＥＬデバイスの代表例が、Ｇｕｒｎｅｅらの米国特許第３，１７２，８６２号（１９６５年３月９日発行）；Ｇｕｒｎｅｅの米国特許第３，１７３，０５０号（１９６５年３月９日発行）；Ｄｒｅｓｎｅｒ、「Ｄｏｕｂｌｅ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  ｉｎ  Ａｎｔｈｒａｃｅｎｅ」、ＲＣＡ  Ｒｅｖｉｅｗ、Ｖｏｌ．３０、ｐｐ．３２２〜３３４、１９６９；および、Ｄｒｅｓｎｅｒの米国特許第３，７１０，１６７号（１９７３年１月９日発行）である。これらのデバイスにおける有機層は、通常の場合には多環芳香族炭化水素から構成されており、非常に厚かった（１μｍをはるかに超えていた）。結果として、動作電圧が非常に高く、多くの場合には１００Ｖを超えていた。
【０００３】
より近年の有機ＥＬデバイスは、極めて薄い層（例えば、１．０μｍ未満）からなる有機ＥＬエレメントをアノードとカソートとの間に含む。本明細書中において、用語「有機ＥＬエレメント」は、アノードとカソートとの間におけるこのような層を包含する。厚さを小さくすることは有機層の抵抗を低下させ、また、はるかに低い電圧で作動するデバイスを可能にしている。基本的な二層ＥＬデバイス構造（これは米国特許第４，３５６，４２９号に最初に記載された）において、アノードに隣接するＥＬエレメントの一方の有機層が、正孔を輸送するために特に選ばれており、従って、これは正孔輸送層と呼ばれ、もう一方の有機層は、電子を輸送するために特に選ばれており、電子輸送層と呼ばれる。有機ＥＬエレメント内における注入された正孔および電子の再結合により、効率的なエレクトロルミネセンスがもたらされる。
【０００４】
三層有機ＥＬデバイスもまた提案されており、これは、Ｔａｎｇら（Ｊ．Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ、Ｖｏｌ．６５、Ｐａｇｅｓ  ３６１０〜３６１６（１９８９））によって開示される三層有機ＥＬデバイスなどのように、有機発光層（ＬＥＬ）を正孔輸送層と電子輸送層との間に含有する。発光層は一般には、ドーパントとして他の場合には知られているゲスト物質がドープされたホスト物質からなる。なおさらに、米国特許第４，７６９，２９２号では、正孔注入層（ＨＩＬ）、正孔輸送層（ＨＴＬ）、発光層（ＬＥＬ）および電子輸送／注入層（ＥＴＬ）を含む４層ＥＬエレメントが提案されている。これらの構造は、改善されたデバイス効率をもたらしている。
【０００５】
ＯＬＥＤデバイスにおいて有用であるとして記載されている多くの発光物質は、その励起された一重項状態から蛍光によって光を放射する。励起された一重項状態は、ＯＬＥＤデバイスにおいて形成される励起子がそのエネルギーをドーパントの一重項励起状態に転移させたときに生じ得る。しかしながら、ＥＬデバイスにおいて生じた励起子の２５％のみが一重項の励起子であると一般には考えられている。残る励起子は三重項であり、三重項は、ドーパントの一重項励起状態を生じさせるためにそのエネルギーをドーパントに容易に転移させることができない。このことは、励起子の７５％が発光過程において使用されないので、効率における大きな損失をもたらしている。
【０００６】
三重項の励起子は、ドーパントがエネルギーにおいて十分に低い三重項励起状態を有するならば、そのエネルギーをドーパントに転移させることができる。ドーパントの三重項状態が発光性であるならば、ドーパントは光をリン光によって生じさせることができる。多くの場合、一重項の励起子はまた、そのエネルギーを同じドーパントの最も低い一重項励起状態に転移させることができる。一重項励起状態は、多くの場合、項間交差プロセスによって、発光性の三重項励起状態に緩和することができる。従って、エネルギーをＯＬＥＤデバイスにおいて生じた一重項励起子および三重項励起子の両方から集め、かつ、非常に効率的なリン光放射を生じさせることが、ホストおよびドーパントを適正に選ぶことによって可能である。エレクトロホスホレセンスの用語が、発光機構がリン光であるエレクトルミネセンスを示すために使用されることがある。
【０００７】
ドーパントの励起状態が生じ得る別のプロセスは、正孔がドーパントにより捕捉され、その後、電子と再結合するか、または、電子が捕捉され、その後、正孔と再結合し、これにより、いずれかの場合でも、ドーパントの励起状態を直接的に生じさせる逐次プロセスである。一重項状態および三重項状態、ならびに、蛍光、リン光および項間交差は、Ｊ．Ｇ．ＣａｌｖｅｒｔおよびＪ．Ｎ．Ｐｉｔｔｓ，Ｊｒ．、Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ（Ｗｈｉｌｅｙ、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ、１９６６）において議論され、また、Ｓ．Ｒ．Ｆｏｒｒｅｓｔおよび共同研究者による刊行物において、例えば、Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ、Ｄ．Ｆ．Ｏ’Ｂｒｉｅｎ、Ｍ．Ｅ．ＴｈｏｍｐｓｏｎおよびＳ．Ｒ．Ｆｏｒｒｅｓｔ、Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｂ、６０、１４４２２（１９９９）、ならびに、Ｍ．Ａ．ＢａｌｄｏおよびＳ．Ｒ．Ｆｏｒｒｅｓｔ、Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｂ、６２、１０９５６（２０００）などにおいてさらに議論される。単数形の用語「三重項状態」は、多くの場合、ほぼ同一の電子構造およびほぼ同一のエネルギーを有し、かつ、主として各状態の正味の磁気モーメントの配向が異なるスピン１の３つの電子励起状態の１組を示すために使用される。分子は、典型的には、エネルギーが広範囲に異なる多くのそのような三重項状態を有する。本明細書中下記において使用されるように、分子の「三重項状態」の用語は、エネルギーが最も低い３つのスピン−１の励起状態の１組を特に示し、用語「三重項エネルギー」は、分子の基底状態のエネルギーに対してこれらの状態のエネルギーを示す。
【０００８】
有用なリン光性物質の１つのクラスが、一重項基底状態および三重項励起状態を有する遷移金属錯体である。例えば、ｆａｃ−トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒ（ｐｐｒ）3）は、第１には、重原子の大きいスピン−軌道カップリングのために、また、第２には、基底状態へのラポルテ許容（軌道対称性により許容される）遷移を有する最も低い励起状態（これは電荷移動状態である）のために、緑色光を三重項励起状態から強く放射する（Ｋ．Ａ．Ｋｉｎｇ、Ｐ．Ｊ．ＳｐｅｌｌａｎｅおよびＲ．Ｊ．Ｗａｔｔｓ、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．、１０７、１４３１（１９８５）、Ｍ．Ｇ．Ｃｏｌｏｍｂｏ、Ｔ．Ｃ．Ｂｒｕｎｏｌｄ、Ｔ．Ｒｅｉｄｅｎｅｒ、Ｈ．Ｕ．Ｇｕｄｅｌ、Ｍ．ＦｏｒｔｓｃｈおよびＨ．−Ｂ．Ｂｕｒｇｉ、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．、３３、５４５（１９９４））。高い効率を有する小分子の真空蒸着ＯＬＥＤもまた、リン光性物質としてのＩｒ（ｐｐｙ）3およびホストとしての４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）を用いて明らかにされている（Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ、Ｓ．Ｌａｍａｎｓｋｙ、Ｐ．Ｅ．Ｂｕｒｒｏｗｓ、Ｍ．Ｅ．ＴｈｏｍｐｓｏｎおよびＳ．Ｒ．Ｆｏｒｒｅｓｔ、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、７５、４（１９９９）、Ｔ．Ｔｓｕｔｓｕｉ、Ｍ．−Ｊ．Ｙａｎｇ、Ｍ．Ｙａｈｉｒｏ、Ｋ．Ｎａｋａｍｕｒａ、Ｔ．Ｗａｔａｎａｂｅ、Ｔ．Ｔｓｕｊｉ、Ｙ．Ｆｕｋｕｄａ、Ｔ．ＷａｋｉｍｏｔｏおよびＳ．Ｍｉｙａｇｕｃｈｉ、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．、３８、Ｌ１５０２（１９９９））。ＬｅＣｌｏｕｘらは国際特許出願公開ＷＯ０３／０４０２５６Ａ２において、また、Ｐｅｔｒｏｖらは国際特許出願公開ＷＯ０２／０２７１４Ａ２において、エレクトロルミネセンスデバイスのためのさらなるイリジウム錯体を教示する。
【０００９】
別のクラスのリン光性物質には、ｄ10電子配置を有する原子の間での相互作用を有する化合物（例えば、Ａｕ2（ｄｐｐｍ）Ｃｌ2（式中、ｄｐｐｍはビス（ジフェニルホスフィノ）メタンである）（Ｙ．Ｍａら、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、７４、１３６１（１９９８））が含まれる。有用なリン光性物質のさらに別の例には、三価ランタニド（例えば、Ｔｂ3+およびＥｕ3+など）の配位錯体が含まれる（Ｊ．Ｋｉｄｏら、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、６５、２１２４（１９９４））。これら後者のリン光性化合物は三重項を最も低い励起状態として必ずしも有しないが、それらの光学的遷移は１のスピン状態における変化をまさに伴っており、それにより、ＯＬＥＤデバイスにおける三重項励起子を集めることができる。
【００１０】
好適なホストに加えて、リン光性物質を用いるＯＬＥＤデバイスは、電子−正孔再結合事象および生じる励起子を、ホスト物質およびリン光性物質を含む発光層に制限するために、アノード側において発光層に隣接して設置された少なくとも１つの励起子阻止層を含むことができる。この特徴はデバイスの効率をさらに改善することができる。正孔輸送層もまた、そのエネルギーレベルが好適な値を有するならば、励起子阻止層として同時に機能することができる。そのエネルギーレベルにより、多くのリン光性物質との使用のために好適である正孔輸送物質の例には、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−３−メチルフェニル−Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ；特開２００３−０９２１８６Ａを参照のこと）およびビス［４−（Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ）−２−メチルフェニル］（４−メチルフェニル）メタン（ＭＰＭＰ；国際特許出願公開ＷＯ０２／０２７１４および同ＷＯ０３／０４０２５７を参照のこと）が含まれる。しかしながら、これらの物質は、エレクトロルミネセンスデバイスにおいて可能な最適な性能を与えていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
これらの開発にもかかわらず、有用な光放射を示すＯＬＥＤを提供することが依然として求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、カソードとアノードとの間に、リン光性の緑色発光物質及び該発光物質のためのホスト物質を含む発光層（ＬＥＬ）並びに、該ＬＥＬのアノード側に隣接した層として、少なくとも１×１０-3ｃｍ2Ｖ-1ｓ-1の正孔移動度と該ＬＥＬの緑色発光物質の三重項エネルギーを超える三重項エネルギーとを有する化合物を含有する励起子阻止層を配置してなるエレクトロルミネセンスデバイスを提供する。本発明はまた、そのようなデバイスを含有するディスプレーおよび面照明デバイス、ならびに、そのようなデバイスを使用する発光方法を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
そのようなデバイスは有用な発光を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明のエレクトロルミネセンスデバイスは上記に要約されている。本発明のエレクトロルミネセンスデバイスはまた、正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層、電子輸送層、または、これらの必要に応じて使用される層の２つ以上を含むことができる。いくつかの実施形態において、発光層は好都合には緑色発光層である。いくつかの好適な実施形態において、本発明のデバイスは正孔注入層を含む。
【００１５】
本発明によれば、ＥＬデバイスの発光層１０９は、ホスト物質、光を放射するための１つまたは複数のゲスト物質、および、その性質が明らかになる効率向上物質を含む。ゲスト物質の少なくとも１つは、下記においてさらに詳しく記載されるように、リン光性の錯体であり、例えば、第５列目の遷移金属（例えば、白金またはイリジウム）を含む有機金属化合物を含むリン光性錯体である。
【００１６】
好適なホスト物質は、好ましくは、三重項励起子の転移がホスト物質からリン光性ゲスト物質に効率よく生じることができるように、しかし、リン光性物質からホスト物質には効率よく生じることができないように選択しなければならない。従って、リン光性物質の三重項エネルギーがホストの三重項エネルギーよりも低いことが非常に望ましい。一般的に言えば、大きい三重項エネルギーは大きい光学的バンドギャップを意味する。しかしながら、ホストのバンドギャップは、発光層内への電荷キャリアの注入に対する受け入れがたい障壁、および、ＯＬＥＤの駆動電圧における受け入れがたい増大を引き起こすほど大きく選ぶべきではない。好適なホスト物質が、国際特許出願公開ＷＯ００／７０６５５Ａ２、同ＷＯ０１／３９２３４Ａ２、同ＷＯ０１／９３６４２Ａ１、同ＷＯ０２／０７４０１５Ａ２、同ＷＯ０２／１５６４５Ａ１および米国特許出願公開２００２０１１７６６２に記載される。好適なホストは、ある種のアリールアミン系化合物、チアゾール系化合物、インドール系化合物およびカルバゾール系化合物を含む。望ましいホストの例は、それらの誘導体を含めて、４，４’−ビス（カルバゾール−９−イル）ビフェニル（ＣＢＰ）、４，４’−ビス（カルバゾール−９−イル）−２，２’−ジメチルビフェニル（ＣＤＢＰ）、１，３−ビス（カルバゾール−９−イル）ベンゼン、およびポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）である。
【００１７】
加えて、望ましいホスト物質は正孔輸送性および電子輸送性であり得る。すなわち、望ましいホスト物質は正孔および電子の両方の輸送を可能にし得る。様々なカルバゾール含有化合物（例えば、ＣＢＰなど）（Ｃ．Ａｄａｃｈｉら、Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、２、３７〜４３（２００１）を参照のこと）が正孔および電子を輸送するホスト物質の両方として役立ち得る。好適なホスト物質には、下記の式１によって表されるカルバゾール誘導体などのカルバゾール誘導体が含まれる。
【００１８】
【化１】
2007515787.tif 000003
【００１９】
式１において、Ｗは独立して、水素または独立して選択された置換基（例えば、メチル基など）を表し、ｐは独立して０〜４であり、ＬAは連結基を表す。好適な連結基には、アリーレン基、例えば、フェニレン基またはビフェニレン基など、あるいは、脂肪族基または脂環基、例えば、１，３−プロピルまたは１，３−シクロブチルなどが含まれる。特に好適な化合物として、ＷおよびＬAがさらなる縮合環（例えば、ナフタレン環など）を含有しない式Ｉの化合物がある。例には、下記の化合物が含まれる。
【００２０】
【化２】
2007515787.tif 000004
【００２１】
発光層は、デバイスの薄膜形態学、電気特性、発光効率および寿命を改善するために、２つ以上のホスト物質を含有することができる。発光層は、良好な正孔輸送特性を有する第１のホスト物質と、良好な電子輸送特性を有する第２のホスト物質とを含有することができ、これらは一緒になって、正孔および電子を輸送するホスト物質を形成することができる。
【００２２】
以前に記載されたように、リン光性物質を用いるＯＬＥＤデバイスは、電子−正孔再結合事象および生じる励起子を、ホスト物質およびリン光性物質を含む発光層１０９に制限するために、発光層１０９のアノード側に隣接して設置された少なくとも１つの励起子阻止層１０８を含むことができる（図１）。励起子阻止層が三重項励起子を制限することができるためには、励起子阻止層の物質が、リン光性物質の三重項エネルギーを超える三重項エネルギーを有しなければならない。三重項エネルギーは、例えば、Ｓ．Ｌ．Ｍｕｒｏｖ、Ｉ．ＣａｒｍｉｃｈａｅｌおよびＧ．Ｌ．Ｈｕｇ、Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ（第２版）（Ｍａｒｃｅｌ  Ｄｅｋｋｅｒ、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ、１９９３）で議論されているように、いくつかの手段のいずれかによって都合よく測定される。励起子阻止層１０８は正孔を発光層１０９に輸送することができなければならない。
【００２３】
本発明者らは、大きい三重項エネルギーを有することに加えて、少なくとも１×１０-3ｃｍ2Ｖ-1ｓ-1の正孔移動度をもまた有する励起子阻止物質を選択することが非常に望ましいことを見出している。１つの好適な実施形態において、励起子阻止物質は、大きい三重項エネルギーを有することに加えて、少なくとも５×１０-3ｃｍ2Ｖ-1ｓ-1の正孔移動度を有する。正孔移動度は、大まかには、正孔が電場の影響下で移動するときの正孔の平均速度として定義される。非晶質の有機物質における正孔移動度の値は、一般には、電場強度および温度に依存する。そのうえ、所与条件のもとでの所与サンプルにおける１回だけの測定でさえ、典型的には、個々の速度のかなり広い分布（これは物質の乱雑性の結果であると考えられる）を示す。従って、移動度についての量的言及は、実験的測定の具体的な規定、および、移動度を評価するために使用された解釈に基づかなければならない。この開示のために、正孔の移動度は、厚さが約０．２μｍ〜２０μｍの間にあるサンプル、１×１０5Ｖ／ｃｍの電場強度を使用し、また、クロッシング・オブ・タンジェンツ（ｃｒｏｓｓｉｎｇ  ｏｆ  ｔａｎｇｅｎｔｓ）法により平均速度を規定して、室温での飛行時間実験で評価される。実験的測定技術およびクロッシング・オブ・タンジェンツ法の一例がＪ．Ｘ．Ｍａｃｋら、Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｂ３９、７５００（１９８９）によって提供される。正孔移動度に関するさらなる情報がＰ．Ｍ．ＢｏｒｓｅｎｂｅｒｇｅｒおよびＤ．Ｓ．Ｗｅｉｓｓ、Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｐｈｏｔｏｒｅｃｅｐｔｏｒｓ  ｆｏｒ  Ｘｅｒｏｇｒａｐｈｙ（Ｍａｒｃｅｌ  Ｄｅｋｋｅｒ、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ、１９９８）によって提供される。
【００２４】
励起子阻止層は１ｎｍ〜３００ｎｍの間の厚さが可能であり、好適には、１０ｎｍ〜３００ｎｍの間の厚さが可能である。この範囲における厚さは、製造において制御することが比較的容易である。励起子阻止層１０８が１０ｎｍよりもはるかに厚い場合、そのような層における正孔の移動度は、デバイスの駆動電圧を最小限に抑えるために比較的大きいことが望ましい。空間電荷に制限された電流の理論から周知であるように、低い正孔移動度は、正孔の流れがそのような層の中を通って生じるとき、そのような層において空間電荷の存在をもたらし、その結果は層の両端での大きい電場および大きい電圧低下である。一般的に言えば、励起子阻止層が約１００ｎｍよりも厚くないならば、約１×１０-4ｃｍ-2Ｖ-1ｓ-1の正孔移動度が、駆動電圧を最小限に抑えるためには望ましく、しかし、移動度におけるさらなる増大により、駆動電圧を約１Ｖ以上さらに低下させることができない。励起子阻止層が薄い場合（例えば、１０ｎｍ未満である場合）、大きい正孔移動度は、駆動電圧を最小限に抑えるという目的のためにはあまり重要でない。しかしながら、また、驚くべきことに、本発明者らは、リン光性物質を用いるＯＬＥＤデバイスの発光収率および出力効率が、ある種の正孔輸送物質を励起子阻止層において使用することによって増大し得ることを見出している。正孔輸送物質は、正孔移動度の極めて大きい値、および、加えて、大きい三重項エネルギーによって特徴づけられる。従って、本発明の励起子阻止層は、リン光性物質の三重項エネルギーを超える三重項エネルギーと、少なくとも１×１０-3ｃｍ2Ｖ-1ｓ-1の正孔移動度とを有する正孔輸送物質を含む。
【００２５】
このような正孔輸送物質は、１つまたは複数のトリアリールアミン基を含有する化合物を含むことができ、この場合、多環系（例えば、ビフェニル、テルフェニル）または縮合環系（例えば、ナフタレン、フルオレン）が２つ以上のトリアリールアミン基の窒素原子に同時に結合しておらず、かつ、三重項エネルギーがリン光性物質の三重項エネルギーを超えている。トリアリールアミン基は、好ましくは、それらが共通のアリール基を共有しないことを明確に意味するものである。これらの物質の使用はまた、低下した駆動電圧をもたらす。励起子阻止層１０８において有用な物質の例には、
１，１−ビス（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−トリルアミノ）フェニル）シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）；
１，１−ビス（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−トリルアミノ）フェニル）−４−フェニルシクロヘキサン；
１，１−ビス（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−トリルアミノ）フェニル）−４−メチルシクロヘキサン；
１，１−ビス（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−トリルアミノ）フェニル）−３−フェニルプロパン
が含まれるが、これらに限定されない。
【００２６】
本発明の上記の構造的要件および正孔移動度要件を満たす例示的な物質はＴＡＰＣである。三重項エネルギーは、構造的に関連する化合物のトリフェニルアミンの三重項エネルギー（すなわち、３．０ｅＶ）にほぼ等しい（Ｓ．Ｌ．Ｍｕｒｏｖ、Ｉ．ＣａｒｍｉｃｈａｅｌおよびＧ．Ｌ．Ｈｕｇ、Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ（第２版）（Ｍａｒｃｅｌ  Ｄｅｋｋｅｒ、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ、１９９３））。緑色リン光物質の三重項エネルギーは典型的には２．５ｅＶ未満であり、青色リン光物質の三重項エネルギーは２．８ｅＶもの低さであり得る。従って、ＴＡＰＣは、三重項エネルギーが３．０ｅＶ未満である緑色リン光物質または青色リン光物質とともに使用されるならば、励起子阻止層の三重項エネルギーがリン光性物質の三重項エネルギーを超えるという要件を満たしている。この要件はまた、リン光性物質の三重項エネルギーがさらに低い場合でも満たされる。これは、通常、特徴的なリン光が、黄色、オレンジ色、赤色であるならば当てはまる。ＴＡＰＣにおける正孔移動度は、上述の条件のもとでは、約７×１０-3ｃｍ2Ｖ-1ｓ-1（Ｐ．Ｍ．Ｂｏｒｓｅｎｂｅｒｇｅｒ、Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．、９４、８２７６（１９９１））であり、従って、本発明の要件を満たしている。本発明の上記の構造的要件、三重項エネルギーの要件および正孔移動度の要件を満たすさらなる物質はトリアリールアミン化合物であり、例えば、１，１−ビス（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−トリルアミノ）フェニル）−４−フェニルシクロヘキサン、１，１−ビス（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−トリルアミノ）フェニル）−４−メチルシクロヘキサンおよび１，１−ビス（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−トリルアミノ）フェニル）−３−フェニルプロパンなどである。構造的要件を満たすことができない物質の一例がＮＰＢである。ＮＰＢにおける正孔移動度は、上述の条件のもとでは、約５×１０-4ｃｍ2Ｖ-1ｓ-1（Ｂ．Ｃｈｅｎら、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．、３９、１１９０（２０００））であり、同様に、本発明の要件を満たすことができない。本発明の要件を満たさない物質のさらなる例には、ＭＰＭＰおよびＭＴＤＡＴＡが含まれる。ＭＰＭＰの三重項エネルギーは、構造的に関連する化合物のＮ，Ｎ−ジメチルアニリンの三重項エネルギー（すなわち、３．３ｅＶ）にほぼ等しい。この値は、ほとんどのリン光性物質とともに使用するためには十分に高い。しかしながら、上述の条件のもとでの正孔移動度は３×１０-4ｃｍ2Ｖ-1ｓ-1（Ｐ．Ｍ．Ｂｏｒｓｅｎｂｅｒｇｅｒら、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．、３５、２６９８（１９９６）の表ＩＩにおけるパラメーターから求められた値）であり、これは低すぎる。ＭＴＤＡＴＡの正孔移動度は、上述の条件のもとでは、３×１０-5ｃｍ2Ｖ-1ｓ-1（Ｃ．Ｇｉｅｂｅｌｅｒら、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、７２、２４４８（１９９８））であり、これもまた低すぎる。
【００２７】
１つの好適な実施形態において、励起子阻止物質は下記の式（２）の物質を含む。
【化３】
2007515787.tif 000005
【００２８】
式（２）において、Ｒ1およびＲ2は水素または置換基を表し、ただし、Ｒ1およびＲ2は一緒になって、環を形成することができる。例えば、Ｒ1およびＲ2はメチル基が可能であり、または、一緒になって、シクロヘキシル環基を形成することができる。Ａｒ1〜Ａｒ4は、独立して選択された芳香族基を表し、例えば、フェニル基またはトリル基を表す。Ｒaは水素または独立して選択された置換基を表し、ｎは独立して、０〜４として選択される。１つの好適な実施形態において、Ｒ1、Ｒ2およびＲaは水素または独立して選択された炭化水素基を表し、ただし、Ｒ1およびＲ2は一緒になって、炭化水素環を形成することができる。望ましくは、Ｒ1、Ｒ2、ＲaおよびＡｒ1〜Ａｒ4は縮合芳香族環を含有しない。
【００２９】
励起子阻止層１０８は単独で使用することができ、または、知られている正孔輸送層１０７とともに使用することができる。
【００３０】
本明細書中に記載されるような励起子阻止層は、改善された効率を提供することが見出されている。１つの実施形態において、励起子阻止層は、リン光性の緑色発光物質と、該発光物質のためのホストとを含む発光層とともに使用される。別の実施形態において、励起子阻止層は、リン光発光物質と該発光物質のためのホストとを含む発光層、及びアノード側に隣接する正孔注入層とともに使用される。好都合には、正孔注入層は、米国特許第６，２０８，０７５号に記載されるように、プラズマ蒸着されたフルオロカーボンポリマーを含む。さらなる実施形態において、励起子阻止層は、リン光発光物質と該発光物質のためのホストとを含む発光層、及び発光層のカソード側にある正孔阻止層１１０とともに使用される。１つの好適な実施形態において、リン光発光物質は、ｓｐ2炭素およびヘテロ原子を介して金属に配位することができる配位子（例えば、フェニルピリジンまたはその誘導体など）を含む有機金属化合物である。有機金属化合物の具体例には、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）（アセチルアセトナート）、および、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）白金（ＩＩ）がある。
【００３１】
１つの好適な実施形態において、ＥＬデバイスは、白色光を放射するための手段を含み、この場合、そのような手段には、補色発光体、白色発光体またはフィルター処理手段が含まれ得る。デバイスはまた、蛍光発光物質を含むことができる。
【００３２】
１つの望ましい実施形態において、ＥＬデバイスはディスプレーデバイスの一部である。別の好適な実施形態において、ＥＬデバイスは面照明デバイスの一部である。
【００３３】
別途特に言及されない限り、用語「置換された」または用語「置換基」の使用は、水素以外の任意の基または原子を意味する。別途示されない限り、置換可能な水素を含有する基（化合物または錯体を含む）が示されるとき、そのような用語の使用は、その置換されていない形態を包含するだけでなく、置換基が有用性のために必要な性質を破壊しない限り、本明細書中で述べられるような任意の置換基（１つまたは複数）を有するさらに置換された誘導体を形成することもまた意図される。好適には、置換基はハロゲンであり得るか、あるいは、炭素原子、ケイ素原子、酸素原子、窒素原子、リン原子、イオウ原子、セレン原子またはホウ素原子によって分子の残り部分に結合することができる。置換基は下記が可能である。例えば、ハロゲン、例えば、クロロ、ブロモまたはフルオロなど；ニトロ；ヒドロキシル；シアノ；カルボキシル；または、さらに置換され得る基、例えば、アルキル（直鎖アルキルまたは分枝鎖アルキルまたは環状アルキルを含む）、例えば、メチル、トリフルオロメチル、エチル、ｔ−ブチル、３−（２，４−ジ−ｔ−ペンチルフェノキシ）プロピルおよびテトラデシルなど；アルケニル、例えば、エチレン、２−ブテンなど；アルコキシ、例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、２−メトキシエトキシ、ｓｅｃ−ブトキシ、ヘキシルオキシ、２−エチルヘキシルオキシ、テトラデシルオキシ、２−（２，４−ジ−ｔ−ペンチルフェノキシ）エトキシおよび２−ドデシルオキシエトキシなど；アリール、例えば、フェニル、４−ｔ−ブチルフェニル、２，４，６−トリメチルフェニル、ナフチルなど；アリールオキシ、例えば、フェノキシ、２−メチルフェノキシ、α−ナフチルオキシまたはβ−ナフチルオキシ、および４−トリルオキシなど；カルボンアミド、例えば、アセトアミド、ベンズアミド、ブチルアミド、テトラデカンアミド、α−（２，４−ジ−ｔ−ペンチルフェノキシ）アセトアミド、α−（２，４−ジ−ｔ−ペンチルフェノキシ）ブチルアミド、α−（３−ペンタデシルフェノキシ）ヘキサンアミド、α−（４−ヒドロキシ−３−ｔ−ブチルフェノキシ）テトラデカンアミド、２−オキソピロリジン−１−イル、２−オキソ−５−テトラデシルピロリン−１−イル、Ｎ−メチルテトラデカンアミド、Ｎ−スクシンイミド、Ｎ−フタルイミド、２，５−ジオキソ−１−オキサゾリジニル、３−ドデシル−２，５−ジオキソ−１−イミダゾリル、ならびに、Ｎ−アセチル−Ｎ−ドデシルアミノ、エトキシカルボニルアミノ、フェノキシカルボニルアミノ、ベンジルオキシカルボニルアミノ、ヘキサデシルオキシカルボニルアミノ、２，４−ジ−ｔ−ブチルフェノキシカルボニルアミノ、フェニルカルボニルアミノ、２，５−（ジ−ｔ−ペンチルフェニル）カルボニルアミノ、ｐ−ドデシルフェニルカルボニルアミノ、ｐ−トリルカルボニルアミノ、Ｎ−メチルウレイド、Ｎ，Ｎ−ジメチルウレイド、Ｎ−メチル−Ｎ−ドデシルウレイド、Ｎ−ヘキサデシルウレイド、Ｎ，Ｎ−ジオクタデシルウレイド、Ｎ，Ｎ−ジオクチル−Ｎ’−エチルウレイド、Ｎ−フェニルウレイド、Ｎ，Ｎ−ジフェニルウレイド、Ｎ−フェニル−Ｎ−ｐ−トリルウレイド、Ｎ−（ｍ−ヘキサデシルフェニル）ウレイド、Ｎ，Ｎ−（２，５−ジ−ｔ−ペンチルフェニル）−Ｎ’−エチルウレイド、およびｔ−ブチルカルボンアミドなど；スルホンアミド、例えば、メチルスルホンアミド、ベンゼンスルホンアミド、ｐ−トリルスルホンアミド、ｐ−ドデシルベンゼンスルホンアミド、Ｎ−メチルテトラデシルスルホンアミド、Ｎ，Ｎ−ジプロピルスルファモイルアミノおよびヘキサデシルスルホンアミドなど；スルファモイル、例えば、Ｎ−メチルスルファモイル、Ｎ−エチルスルファモイル、Ｎ，Ｎ−ジプロピルスルファモイル、Ｎ−ヘキサデシルスルファモイル、Ｎ，Ｎ−ジメチルスルファモイル、Ｎ−［３−（ドデシルオキシ）プロピル］スルファモイル、Ｎ−［４−（２，４−ジ−ｔ−ペンチルフェノキシ）ブチル］スルファモイル、Ｎ−メチル−Ｎ−テトラデシルスルファモイルおよびＮ−ドデシルスルファモイルなど；カルバモイル、例えば、Ｎ−メチルカルバモイル、Ｎ．Ｎ−ジブチルカルバモイル、Ｎ−オクタデシルカルバモイル、Ｎ−［４−（２，４−ジ−ｔ−ペンチルフェノキシ）ブチル］カルバモイル、Ｎ−メチル−Ｎ−テトラデシルカルバモイルおよびＮ，Ｎ−ジオクチルカルバモイルなど；アシル、例えば、アセチル、（２，４−ジ−ｔ−アミルフェノキシ）アセチル、フェノキシカルボニル、ｐ−ドデシルオキシフェノキシカルボニル、メトキシカルボニル、ブトキシカルボニル、テトラデシルオキシカルボニル、エトキシカルボニル、ベンジルオキシカルボニル、３−ペンタデシルオキシカルボニルおよびドデシルオキシカルボニルなど；スルホニル、例えば、メトキシスルホニル、オクチルオキシスルホニル、テトラデシルオキシスルホニル、２−エチルヘキシルオキシスルホニル、フェノキシスルホニル、２，４−ジ−ｔ−ペンチルフェノキシスルホニル、メチルスルホニル、オクチルスルホニル、２−エチルヘキシルスルホニル、ドデシルスルホニル、ヘキサデシルスルホニル、フェニルスルホニル、４−ノニルフェニルスルホニルおよびｐ−トリルスルホニルなど；スルホニルオキシ、例えば、ドデシルスルホニルオキシおよびヘキサデシルスルホニルオキシなど；スルフィニル、例えば、メチルスルフィニル、オクチルスルフィニル、２−エチルヘキシルスルフィニル、ドデシルスルフィニル、ヘキサデシルスルフィニル、フェニルスルフィニル、４−ノニルフェニルスルフィニルおよびｐ−トリルスルフィニルなど；チオ、例えば、エチルチオ、オクチルチオ、ベンジルチオ、テトラデシルチオ、２−（２，４−ジ−ｔ−ペンチルフェノキシ）エチルチオ、フェニルチオ、２−ブトキシ−５−ｔ−オクチルフェニルチオおよびｐ−トリルチオなど；アシルオキシ、例えば、アセチルオキシ、ベンゾイルオキシ、オクタデカノイルオキシ、ｐ−ドデシルアミドベンゾイルオキシ、Ｎ−フェニルカルバモイルオキシ、Ｎ−エチルカルバモイルオキシおよびシクロヘキシルカルボニルオキシなど；アミン、例えば、フェニルアニリノ、２−クロロアニリノ、ジエチルアミン、ドデシルアミンなど；イミノ、例えば、１−（Ｎ−フェニルイミド）エチル、Ｎ−スクシンイミドまたは３−ベンジルヒダントイニルなど；ホスファート、例えば、ジメチルホスファートおよびエチルブチルホスファートなど；ホスフィト、例えば、ジエチルホスフィトおよびジヘキシルホスフィトなど；複素環基、複素環オキシ基または複素環チオ基（これらは、それぞれが置換されてもよく、また、炭素原子と、酸素、窒素、イオウ、リンまたはホウ素からなる群から選択される少なくとも１つのヘテロ原子とから構成される３員〜７員の複素環状環（例えば、２−フリル、２−チエニル、２−ベンゾイミダゾリルオキシまたは２−ベンゾチアゾリルなど）を含有する）；第四級アンモニウム、例えば、トリエチルアンモニウムなど、第四級ホスホニウム、例えば、トリフェニルホスホニウムなど；ならびに、シリルオキシ、例えば、トリメチルシリルオキシなど。
【００３４】
所望されるならば、置換基は、自体が、記載された置換基により１回または多数回さらに置換され得る。使用される特定の置換基を、具体的な適用のための所望される望ましい性質を得るために当業者によって選択することができ、そのような置換基には、例えば、電子吸引基、電子供与基および立体障害基が含まれ得る。分子が２つ以上の置換基を有し得るとき、別途示されない限り、置換基は一緒になって、縮合環などの環を形成することができる。一般に、上記の基およびその置換基には、４８個までの炭素原子を有するもの、典型的には、１個〜３６個の炭素原子を有するもの、通常的には、２４個未満の炭素原子を有するものが含まれ得る。しかし、それよりも大きい数が、選択された具体的な置換基に依存して可能である。
【００３５】
一般的なデバイス構造
本発明は、小分子物質、オリゴマー物質、ポリマー物質、または、それらの組合せを使用する多くのＯＬＥＤデバイス形態において用いることができる。これらには、１つだけのアノードおよびカソードを含む非常に単純な構造から、より複雑なデバイス（例えば、画素を形成するために直交配列のアノードおよびカソードから構成される受動型マトリックスディスプレー、ならびに、各画素が、例えば、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）により独立して制御される能動型マトリックスディスプレーなど）までが含まれる。
【００３６】
本発明が問題なく実施され得る有機層の無数の形態が存在する。ＯＬＥＤの不可欠な要件は、アノード、カソード、および、アノードとカソードとの間に配置された有機発光層である。さらなる層を、下記においてより詳細に記載されるように用いることができる。
【００３７】
本発明による典型的な構造で、小分子デバイスのために特に有用な構造が図１に示され、これは、基板１０１、アノード１０３、正孔注入層１０５、正孔輸送層１０７、励起子阻止層１０８、発光層１０９、正孔阻止層１１０、電子輸送層１１１およびカソード１１３から構成される。これらの層は下記において詳しく記載される。基板１０１は、代替として、カソード１１３に隣接して設置され得るか、あるいは、基板１０１は、実際には、アノード１０３またはカソード１１３を構成し得ることに留意すること。アノード１０３とカソード１１３との間の有機層が、便宜上、有機ＥＬエレメントとして示される。また、これら有機層の一緒になった全体の厚さは望ましくは５００ｎｍ未満である。
【００３８】
ＯＬＥＤのアノード１０３およびカソード１１３は電気伝導体を介して電圧／電流源に接続される。ＯＬＥＤは、アノード１０３がカソード１１３よりも正の電位であるようにアノード１０３とカソード１１３との間に電位を加えることによって作動する。正孔がアノード１０３から有機ＥＬエレメント内に注入され、電子がカソード１１３において有機ＥＬエレメント内に注入される。ＯＬＥＤが、ＡＣサイクルにおけるある期間にわたって、電位バイアスが逆になり、電流が流れないＡＣモードで作動させられるとき、高まったデバイス安定性がときには達成され得る。ＡＣ駆動によるＯＬＥＤの一例が米国特許第５，５５２，６７８号に記載される。
【００３９】
基板
本発明のＯＬＥＤデバイスは、典型的には、カソード１１３またはアノード１０３のいずれかが基板と接触して存在し得る支持基板１０１の上に提供される。基板１０１と接触している電極は、便宜上、下部電極として示される。従来、下部電極はアノード１０３であり、しかし、本発明はそのような形態に限定されない。基板１０１は、意図された発光方向に依存して、光透過性または不透明のいずれかであり得る。光透過性の性質が、基板１０１を通してＥＬ放射を見るためには望ましい。透明なガラスまたはプラスチックがそのような場合において一般に用いられる。基板１０１は、多数の物質層を含む複雑な構造が可能である。これは、典型的には、ＴＦＴがＯＬＥＤ層の下側に提供される能動型マトリックス基板については当てはまる。基板１０１は、少なくとも発光性の画素化領域では、ガラスまたはポリマーなどの一般に透明な物質から構成されることがさらに必要である。ＥＬ放射が上部電極を通して見られる適用については、下部支持体の透過性特性は重要でなく、従って、基板は、光透過性、光吸収性または光反射性であることが可能である。この場合において使用される基板には、ガラス、プラスチック、半導体材料（例えば、シリコンなど）、セラミックス、および、回路ボード材料が含まれるが、これらに限定されない。再度ではあるが、基板１０１は、例えば、能動型マトリックスＴＦＴ設計において見出されるように、多数の物質層を含む複雑な構造が可能である。これらのデバイス形態では、光に対して透明な上部電極を備えることが必要である。
【００４０】
アノード
所望されるエレクトロルミネセンス光放射（ＥＬ）がアノードを通して見られるとき、アノード１０３は、目的とする放射に対して透明または実質的に透明でなければならない。本発明において使用される一般的な透明なアノード物質は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）および酸化スズであり、しかし、他の金属酸化物も機能し得る、そのような他の金属酸化物には、アルミニウムまたはインジウムがドープされた酸化亜鉛、マグネシウムインジウム酸化物およびニッケルタングステン酸化物が含まれるが、これらに限定されない。これらの酸化物に加えて、金属窒化物（例えば、窒化ガリウムなど）および金属セレン化物（例えば、セレン化亜鉛など）および金属硫化物（例えば、硫化亜鉛など）をアノード１０３として使用することができる。ＥＬ放射がカソード１１３を通してのみ見られる適用については、アノード１０３の透過性の特性は重要でなく、任意の導電性材料を、透明、不透明または反射性であっても、使用することができる。この適用のための例示的な導電体には、金、イリジウム、モリブデン、パラジウムおよび白金が含まれるが、これらに限定されない。典型的なアノード物質は、透過性またはそうでない場合でも、４．１ｅＶ以上の仕事関数を有する。所望のアノード物質は、一般には、任意の好適な手段によって、例えば、エバポレーション、スパッタリング、化学気相蒸着または電気化学的手段によって設置される。アノードは、周知のフォトリソグラフィープロセスを使用してパターン化することができる。必要に応じて、アノードは、表面粗さを低下させ、その結果、短絡を最小限に抑えるようにするために、または、反射性を高めるようにするために、他の層を適用する前に研磨することができる。
【００４１】
カソード
光放射がアノード１０３を通してだけ見られるとき、本発明において使用されるカソード１１３は、ほぼ任意の導電性物質から構成され得る。望ましい物質は、その下に存在する有機層との良好な接触を確保するために良好な薄膜形成性を有し、また、低い電圧での電子注入を促進させ、また、良好な安定性を有する。有用なカソード物質はまた、多くの場合、低い仕事関数の金属（４．０ｅＶ未満）または合金を含有する。１つの有用なカソード物質が、米国特許第４，８８５，２２１号に記載されるように、銀の割合が１％〜２０％の範囲にあるＭｇ：Ａｇ合金から構成される。別の好適なクラスのカソード物質には、カソードおよび薄い電子注入層（ＥＩＬ）を有機層（例えば、電子輸送層（ＥＴＬ））と接触して含み、カソードが導電性金属のより厚い層により被覆される二層系が含まれる。この場合、ＥＩＬは、好ましくは、低い仕事関数の金属または金属塩を含み、そうである場合、より厚い被覆層は低い仕事関数を有する必要はない。１つのそのようなカソードが、米国特許第５，６７７，５７２号に記載されるように、ＬｉＦの薄い層、それに続くＡｌのより厚い層から構成される。アルカリ金属がドープされたＥＴＬ物質（例えば、ＬｉがドープされたＡｌｑ）は有用なＥＩＬの別の一例である。他の有用なカソード物質群には、米国特許第５，０５９，８６１号、同第５，０５９，８６２号および同第６，１４０，７６３号に開示されるカソード物質群が含まれるが、これらに限定されない。
【００４２】
光放射がカソードを通して見られるとき、カソード１１３は透明またはほぼ透明でなければならない。そのような適用のために、金属は薄くなければならず、あるいは、透明な導電性の酸化物、または、これらの物質の組合せを使用しなければならない。光学的に透明なカソードが、米国特許第４，８８５，２１１号、米国特許第５，２４７，１９０号、日本国特許第３，２３４，９６３号、米国特許第５，７０３，４３６号、米国特許第５，６０８，２８７号、米国特許第５，８３７，３９１号、米国特許第５，６７７，５７２号、米国特許第５，７７６，６２２号、米国特許第５，７７６，６２３号、米国特許第５，７１４，８３８号、米国特許第５，９６９，４７４号、米国特許第５，７３９，５４５号、米国特許第５，９８１，３０６号、米国特許第６，１３７，２２３号、米国特許第６，１４０，７６３号、米国特許第６，１７２，４５９号、欧州特許第１０７６３６８号、米国特許第６，２７８，２３６号および米国特許第６，２８４，３９３６号においてより詳しく記載される。カソード物質は、典型的には、任意の好適な手段によって、例えば、エバポレーション、スパッタリングまたは化学気相蒸着によって設置される。必要なときには、パターン化を、スルーマスク蒸着、米国特許第５，２７６，３８０号および欧州特許第０７３２８６８号に記載されるようなインテグラルシャドーマスキング、レーザーアブレーション、ならびに、選択的化学気相蒸着（これらに限定されない）をはじめとする多くの周知の方法によって達成することができる。
【００４３】
正孔注入層（ＨＩＬ）
正孔注入層１０５をアノード１０３と正孔輸送層１０７との間に備えることができる。正孔注入層は、続く有機層の薄膜成形特性を改善するために、また、正孔輸送層１０７内への正孔の注入を容易にするために役立ち得る。正孔注入層１０５において使用される好適な物質には、米国特許第４，７２０，４３２号に記載されるようなポルフィリン系化合物、米国特許第６，２０８，０７５号に記載されるようなプラズマ蒸着されたフルオロカーボンポリマー、および、ある種の芳香族アミン、例えば、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）が含まれるが、これらに限定されない。有機ＥＬデバイスにおいて有用であるとして報告される代わりの正孔注入物質が欧州特許ＥＰ０８９１１２１Ａ１および同ＥＰ１０２９９０９Ａ１に記載される。正孔注入層は本発明において都合良く使用され、望ましくは、プラズマ蒸着されたフルオロカーボンポリマーである。プラズマ蒸着されたフルオロカーボンポリマーを含有する正孔注入層の厚さは０．２ｎｍ〜１５ｎｍの範囲が可能であり、好適には０．３ｎｍ〜１．５ｎｍの範囲が可能である。
【００４４】
正孔輸送層（ＨＴＬ）
必ずしも常に必要ではないが、ＯＬＥＤデバイスにおいて正孔輸送層を含むことは多くの場合において有用である。有機ＥＬデバイスの正孔輸送層１０７は少なくとも１つの正孔輸送化合物（例えば、芳香族第三級アミンなど）を含有し、この場合、後者は、炭素原子（そのうちの少なくとも１つが芳香族環の構成原子である）にだけ結合する少なくとも１つの三価の窒素原子を含有する化合物であることが理解される。１つの形態において、芳香族第三級アミンはアリールアミンが可能であり、例えば、モノアリールアミン、ジアリールアミン、トリアリールアミンまたはポリマー状アリールアミンなどが可能である。例示的なモノマー状トリアリールアミンがＫｌｕｐｆｅｌらの米国特許第３，１８０，７３０号によって例示される。１つまたは複数のビニル基により置換され、かつ／または、少なくとも１つの活性水素含有基を含む他の好適なトリアリールアミンが、Ｂｒａｎｔｌｅｙらの米国特許第３，５６７，４５０号および米国特許第３，６５８，５２０号によって開示される。
【００４５】
より好ましいクラスの芳香族第三級アミンは、米国特許第４，７２０，４３２号および米国特許第５，０６１，５６９号に記載されるように、少なくとも２つの芳香族第三級アミン成分を含む芳香族第三級アミンである。そのような化合物には、下記の構造式（Ａ）により表される化合物が含まれる。
【００４６】
【化４】
2007515787.tif 000006
（式中、Ｑ1およびＱ2は、独立して選択された芳香族第三級アミン成分であり、Ｇは連結基であり、例えば、炭素−炭素結合のアリーレン基、シクロアルキレン基またはアルキレン基などである）。１つの実施形態において、Ｑ1またはＱ2の少なくとも１つが多環縮合環構造（例えば、ナフタレン構造）を含有する。Ｇがアリール基であるとき、Ｇは、好都合には、フェニレン成分、ビフェニレン成分またはナフタレン成分である。
【００４７】
構造式（Ａ）を満たし、かつ、２つのトリアリールアミン成分を含有する有用なクラスのトリアリールアミンが下記の構造式（Ｂ）によって表される。
【化５】
2007515787.tif 000007
（式中、
Ｒ1およびＲ2は、それぞれが独立して、水素原子、アリール基またはアルキル基を表し、あるいは、Ｒ1およびＲ2は一緒になって、シクロアルキル基を完成させる原子を表す；かつ
Ｒ3およびＲ4は、それぞれが独立してアリール基を表し、この場合、アリール基は、下記の構造式（Ｃ）によって示されるようなジアリール置換されたアミノ基：
【化６】
2007515787.tif 000008
（式中、Ｒ5およびＲ6は、独立して選択されたアリール基である）
により置換される）。１つの実施形態において、Ｒ5またはＲ6の少なくとも１つが多環縮合環構造（例えば、ナフタレン構造）を含有する。
【００４８】
別のクラスの芳香族第三級アミンはテトラアリールジアミンである。望ましいテトラアリールジアミンは、アリーレン基により連結された２つのジアリールアミノ基（例えば、構造式（Ｃ）によって示されるジアリールアミノ基など）を含む。有用なテトラアリールジアミンには、下記の式（Ｄ）により表されるテトラアリールジアミンが含まれる。
【化７】
2007515787.tif 000009
（式中、
各Ａｒｅは、独立して選択されたアリーレン基（例えば、フェニレン基またはアントラセン成分など）であり、
ｎは１〜４の整数であり、かつ
Ａｒ、Ｒ7、Ｒ8およびＲ9は、独立して選択されたアリール基である）。
【００４９】
典型的な実施形態において、Ａｒ、Ｒ7、Ｒ8およびＲ9の少なくとも１つが多環縮合環構造（例えば、ナフタレン構造）である。
【００５０】
前記の構造式（Ａ）、構造式（Ｂ）、構造式（Ｃ）、構造式（Ｄ）の様々なアルキル成分、アルキレン成分、アリール成分およびアリーレン成分はそれぞれがさらに置換され得る。典型的な置換基には、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基およびハロゲン（例えば、フルオリド、クロリドおよびブロミドなど）が含まれる。様々なアルキル成分およびアルキレン成分は、典型的には、約１個〜６個の炭素原子を含有する。シクロアルキル成分は３個〜約１０個の炭素原子を含有することができ、しかし、典型的には、５個、６個または７個の環炭素原子を含有することができ、例えば、シクロペンチル、シクロヘキシルおよびシクロヘプチルの環構造を含有することができる。アリール成分およびアリーレン成分は通常的にはフェニル成分およびフェニレン成分である。
【００５１】
正孔輸送層は、１つだけの第三級アミン化合物から、または、そのような化合物の混合物から形成され得る。具体的には、トリアリールアミン（例えば、式（Ｂ）を満たすトリアリールアミンなど）をテトラアリールジアミン（例えば、式（Ｄ）によって示されるテトラアリールジアミンなど）との組合せで用いることができる。有用な芳香族第三級アミンの例示には、下記の化合物がある。
１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）；
１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−メチルシクロヘキサン
１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン；
１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−３−フェニルプロパン（ＴＡＰＰＰ）；
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−４，４’’’−ジアミノ−１，１’：４’，１’’：４’’，１’’’−クアテルフェニル；
ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン；
１，４−ビス［２−［４−［Ｎ，Ｎ−ジ（ｐ−トリル）アミノ］フェニル］ビニル］ベンゼン（ＢＤＴＡＰＶＢ）；
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−ｐ−トリル−４，４’−ジアミノビフェニル（ＴＴＢ）；
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−４，４’−ジアミノビフェニル；
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−１−ナフチル−４，４’−ジアミノビフェニル；
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−２−ナフチル−４，４’−ジアミノビフェニル；
Ｎ−フェニルカルバゾール；
４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＢ）；
４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（２−ナフチル）アミノ］ビフェニル（ＴＮＢ）；
４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］−ｐ−テルフェニル；
４，４’−ビス［Ｎ−（２−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル；
４，４’−ビス［Ｎ−（３−アセナフテニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル；
１，５−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ナフタレン；
４，４’−ビス［Ｎ−（９−アントリル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル；
４，４’−ビス［Ｎ−（１−アントリル）−Ｎ−フェニルアミノ］−ｐ−テルフェニル；
４，４’−ビス［Ｎ−（２−フェナントリル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル；
４，４’−ビス［Ｎ−（８−フルオランテニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル；
４，４’−ビス［Ｎ−（２−ピレニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル；
４，４’−ビス［Ｎ−（２−ナフタセニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル；
４，４’−ビス［Ｎ−（２−ペリレニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル；
４，４’−ビス［Ｎ−（１−コロネニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル；
２，６−ビス（ジ−ｐ−トリルアミノ）ナフタレン；
２，６−ビス［ジ（１−ナフチル）アミノ］ナフタレン；
２，６−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（２−ナフチル）アミノ］ナフタレン；
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（２−ナフチル）−４，４’’−ジアミノ−ｐ−テルフェニル；
４，４’−ビス｛Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（１−ナフチル）フェニル］アミノ｝ビフェニル；
２，６−ビス［Ｎ，Ｎ−ジ（２−ナフチル）アミノ］フルオレン；
４，４’，４’’−トリス［（３−メチルフェニル）フェニルアミノ］トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）；
４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＴＰＤ）。
【００５２】
別のクラスの有用な正孔輸送物質には、欧州特許第１００９０４１号に記載されるような多環芳香族化合物が含まれる。３つ以上のアミン基を有する第三級芳香族アミンを使用することができ、そのようなアミンには、オリゴマー物質が含まれる。加えて、ポリマー状の正孔輸送物質を使用することができる（例えば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、および、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（４−スチレンスルホナート）（これはまたＰＥＤＯＴ／ＰＳＳと呼ばれる）などの共重合体など）。正孔輸送層が、異なる組成の２つ以上の部分層を含むこともまた可能であり、この場合、それぞれの部分層の組成は上記で記載された通りである。正孔輸送層の厚さは１０ｎｍ〜約５００ｎｍの間が可能であり、好適には５０ｎｍ〜３００ｎｍの間が可能である。
【００５３】
励起子阻止層（ＥＢＬ）
励起子阻止層は以前に記載されている。
【００５４】
発光層（ＬＥＬ）
好適には、ＯＬＥＤデバイスの発光層（ＬＥＬ）１０９は、ホスト物質と、光を放射するための１つまたは複数のゲスト物質とを含む。ゲスト物質の少なくとも１つは、好適には、第５列目の遷移金属（例えば、白金またはイリジウム）を含む有機金属化合物を含むリン光性の錯体である。発光性のゲスト物質は、典型的には、発光層の１質量％〜２０質量％の量で存在し、好都合には、発光層の３質量％〜７質量％の量で存在する。便宜上、リン光性錯体のゲスト物質は、本明細書中ではリン光性物質として示される場合がある。リン光性物質は、典型的には、ｓｐ2炭素およびヘテロ原子を介して金属に配位することができる１つまたは複数の配位子（例えば、モノマー配位子）を含む。好都合には、配位子はフェニルピリジン（ｐｐｙ）あるいはその誘導体またはアナログが可能である。いくつかの有用なリン光性有機金属物質の例には、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ2）イリジウム（ＩＩＩ）（アセチルアセトナート）およびビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）白金（ＩＩ）が含まれる。有用には、多くのリン光性有機金属物質がスペクトルの緑色領域において発光する（すなわち、最大放射が５１０ｎｍ〜５７０ｎｍの範囲にある）。
【００５５】
リン光性物質は単独で使用することができ、あるいは、同じ層または異なる層のいずれかであっても、他のリン光性物質との組合せで使用することができる。リン光性物質および好適なホストが、国際特許出願公開ＷＯ００／５７６７６、同ＷＯ００／７０６５５、同ＷＯ０１／４１５１２Ａ１、同ＷＯ０２／１５６４５Ａ１、米国特許出願公開２００３／００１７３６１Ａ１、国際特許出願公開ＷＯ０１／９３６４２Ａ１、同ＷＯ０１／３９２３４Ａ２、米国特許第６，４５８，４７５号Ｂ１、国際特許出願公開ＷＯ０２／０７１８１３Ａ１、米国特許第６，５７３，６５１号Ｂ２、米国特許出願公開２００２／０１９７５１１Ａ１、国際特許出願公開ＷＯ０２／０７４０１５Ａ２、米国特許第６，４５１，４５５号Ｂ１、米国特許出願公開２００３／００７２９６４Ａ１、米国特許出願公開２００３／００６８５２８Ａ１、米国特許第６，４１３，６５６号Ｂ１、米国特許第６，５１５，２９８号Ｂ２、米国特許第６，４５１，４１５号Ｂ１、米国特許第６，０９７，１４７号、米国特許出願公開２００３／０１２４３８１Ａ１、米国特許出願公開２００３／００５９６４６Ａ１、米国特許出願公開２００３／００５４１９８Ａ１、欧州特許ＥＰ１２３９５２６Ａ２、同ＥＰ１２３８９８１Ａ２、同ＥＰ１２４４１５５Ａ２、米国特許出願公開２００２／０１００９０６Ａ１、米国特許出願公開２００３／００６８５２６Ａ１、米国特許出願公開２００３／００６８５３５Ａ１、特開２００３−０７３３８７Ａ、特開２００３−０７３３８８Ａ、米国特許出願公開２００３／０１４１８０９Ａ１、米国特許出願公開２００３／００４０６２７Ａ１、特開２００３−０５９６６７Ａ、特開２００３−０７３６６５Ａおよび米国特許出願公開２００２／０１２１６３８Ａ１に記載される。
【００５６】
ＩｒＬ3型およびＩｒＬ2Ｌ’型のシクロ金属化Ｉｒ（ＩＩＩ）錯体（例えば、緑色を放射するｆａｃ−トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）およびビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）（アセチルアセトナート）など）の放射波長は、シクロ金属化する配位子Ｌにおける適切な位置での電子供与基または電子吸引基の置換によって、あるいは、シクロ金属化する配位子Ｌのための異なる複素環を選ぶことによって変化させることができる。放射波長はまた、補助的な配位子Ｌ’を選ぶことによって変化させることができる。赤色発光体の例には、ビス（２−（２’−ベンゾチエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ3’）イリジウム（ＩＩＩ）（アセチルアセトナート）およびトリス（２−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ）イリジウム（ＩＩＩ）がある。青色を発光する例には、ビス（２−（４，６−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）（ピコリナート）がある。
【００５７】
赤色のエレクトロホスホレセンスが、ビス（２−（２’−ベンゾ［４，５−ａ］チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ3）イリジウム（アセチルアセトナート）［Ｂｔｐ2Ｉｒ（ａｃａｃ）］をリン光性物質として使用したとき、報告されている（Ｃ．Ａｄａｃｈｉ、Ｓ．Ｌａｍａｎｓｋｙ、Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ、Ｒ．Ｃ．Ｋｗｏｎｇ、Ｍ．Ｅ．ＴｈｏｍｐｓｏｎおよびＳ．Ｒ．Ｆｏｒｒｅｓｔ、Ａｐｐ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、７８、１６２２〜１６２４（２００１））。
【００５８】
他の重要なリン光性物質には、シクロ金属化Ｐｔ（ＩＩ）錯体が含まれ、例えば、ｃｉｓ−ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）白金（ＩＩ）、ｃｉｓ−ビス（２−（２’−チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ3’）白金（ＩＩ）、ｃｉｓ−ビス（２−（２’−チエニル）キノリナト−Ｎ，Ｃ5’）白金（ＩＩ）または（２−（４，６−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）白金（ＩＩ）（アセチルアセトナート）が含まれる。Ｐｔ（ＩＩ）ポルフィリン錯体（例えば、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィン白金（ＩＩ）など）もまた有用なリン光性物質である。
【００５９】
有用なリン光性物質のさらに他の例には、三価ランタニド（例えば、Ｔｂ3+およびＥｕ3+など）の配位錯体が含まれる（Ｊ．Ｋｉｄｏら、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、６５、２１２４（１９９４））。
【００６０】
好適なホスト物質は以前に記載されており、また、三重項励起子の転移がホスト物質からリン光性ゲスト物質に効率よく生じることができるように、しかし、リン光性物質からホスト物質には効率よく生じることができないように選択しなければならない。従って、リン光性物質の三重項エネルギーがホストの三重項エネルギーよりも低いことが非常に望ましい。一般的に言えば、大きい三重項エネルギーは大きい光学的バンドギャップを意味する。しかしながら、ホストのバンドギャップは、発光層内への電荷キャリアの注入に対する受け入れがたい障壁、および、ＯＬＥＤの駆動電圧における受け入れがたい増大を引き起こすほど大きく選ぶべきではない。好適なホスト物質が、国際特許出願公開ＷＯ００／７０６５５Ａ２、同ＷＯ０１／３９２３４Ａ２、同ＷＯ０１／９３６４２Ａ１、同ＷＯ０２／０７４０１５Ａ２、同ＷＯ０２／１５６４５Ａ１および米国特許出願公開２００２０１１７６６２に記載される。好適なホストは、ある種のアリールアミン系化合物、チアゾール系化合物、インドール系化合物およびカルバゾール系化合物を含む。望ましいホストの例には、それらの誘導体を含めて、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（これは別途、４，４’−ビス（カルバゾール−９−イル）ビフェニルまたはＣＢＰとして知られている）、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−２，２’−ジメチルビフェニル（これは別途、２，２’−ジメチル−４，４’−ビス（カルバゾール−９−イル）ビフェニルまたはＣＤＢＰとして知られている）、１，３−ビス（（Ｎ，Ｎ−ジカルバゾールベンゼン（これは別途、１，３−ビス（カルバゾール−９−イル）ベンゼンとして知られている）、およびポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）がある。
【００６１】
望ましいホスト物質は、連続した薄膜を形成することができる。
【００６２】
蛍光発光物質および蛍光発光層（ＬＥＬ）
本発明のリン光性物質に加えて、蛍光性物質を含む他の発光物質をＯＬＥＤデバイスにおいて使用することができる。用語「蛍光（性）」は、任意の発光物質を記載するために一般的に使用されるが、本発明では、光を一重項励起状態から放射する物質を示している。蛍光性物質を、リン光性物質と同じ層で、または、隣接する層で、または、隣接する画素で、または、任意の組合せで使用することができる。本発明のリン光性物質の性能に有害な影響を与える物質を選択しないように注意しなければならない。当業者は、リン光性物質と同じ層または隣接する層における物質の濃度および三重項エネルギーが、リン光の好ましくない消光を防止するように適切に設定されなければならないことを理解する。
【００６３】
米国特許第４，７６９，２９２号および同第５，９３５，７２１号においてより詳しく記載されるように、有機ＥＬエレメントの発光層（ＬＥＬ）は、エレクトロルミネセンスが電子−正孔対の再結合の結果として生じる蛍光性またはリン光性の発光物質を含む。発光層は１つだけの物質から構成されることが可能であり、しかし、より一般的には、ゲストの発光物質（１つまたは複数）がドープされたホスト物質からなり、この場合、光の放射が主にそのような発光物質に由来し、かつ、任意の色が可能である。発光層におけるホスト物質は、下記で規定されるような電子輸送物質、上記で規定されるような正孔輸送物質、あるいは、正孔−電子の再結合を支援する別の物質、または、正孔−電子の再結合を支援する物質の組合せが可能である。蛍光放射物質は典型的にはホスト物質の０．０１質量％〜１０質量％で含まれる。
【００６４】
ホスト物質および発光物質は小さい非ポリマー分子またはポリマー物質（例えば、ポリフルオレンおよびポリビニルアリーレン（例えば、ポリ（ｐ−フェニレンビニリレン）、ＰＰＶ）など）が可能である。ポリマーの場合、小さい分子の発光物質をポリマー状ホストに分子的に分散させることができ、または、小さい分子の発光物質を、微量構成成分をホストポリマー内に共重合することによって加えることができる。ホスト物質を、薄膜形成、電気特性、発光効率、作動寿命または製造性を改善するために一緒に混合することができる。ホストは、良好な正孔輸送特性を有する物質、および、良好な電子輸送特性を有する物質を含むことができる。
【００６５】
蛍光性物質をゲスト発光物質として選ぶための重要な関係性は、ホスト物質および蛍光性物質の励起された一重項状態エネルギーの比較である。蛍光性物質の励起された一重項状態エネルギーがホスト物質の励起された一重項状態エネルギーよりも低いことが非常に望ましい。励起された一重項状態エネルギーは、発光する一重項状態と、基底状態との間でのエネルギー差として定義される。非発光性のホストについては、基底状態と同じ電子スピンの最も低い励起状態が、発光する状態であると考えられる。
【００６６】
有用であることが知られているホスト物質および発光物質には、米国特許第４，７６８，２９２号、米国特許第５，１４１，６７１号、米国特許第５，１５０，００６号、米国特許第５，１５１，６２９号、米国特許第５，４０５，７０９号、米国特許第５，４８４，９２２号、米国特許第５，５９３，７８８号、米国特許第５，６４５，９４８号、米国特許第５，６８３，８２３号、米国特許第５，７５５，９９９号、米国特許第５，９２８，８０２号、米国特許第５，９３５，７２０号、米国特許第５，９３５，７２１号および米国特許第６，０２０，０７８号に開示される物質が含まれるが、これらに限定されない。
【００６７】
８−ヒドロキシキノリンおよび類似する誘導体の金属錯体（これはまた、金属とキレート形成したオキシノイド化合物（式Ｅ）として知られている）は、エレクトロルミネセンスを支援することができる有用なホスト化合物の１つのクラスを構成しており、５００ｎｍよりも長い波長の光放射（例えば、緑色、黄色、オレンジ色および赤色）のために特に好適である。
【００６８】
【化８】
2007515787.tif 000010
式中、
Ｍは金属を表す；
ｎは１〜４の整数である；かつ
Ｚは独立してそれぞれの存在において、少なくとも２つの縮合芳香族環を有する核を完成させる原子を表す。
【００６９】
前記から、金属が、一価、二価、三価または四価の金属であり得ることが明らかである。金属は、例えば、アルカリ金属、例えば、リチウム、ナトリウムまたはカリウムなど；アルカリ土類金属、例えば、マグネシウムまたはカルシウムなど；三価金属、例えば、アルミニウムまたはガリウム、あるいは別の金属（例えば、亜鉛またはジルコニウムなど）などが可能である。一般に、有用なキレート形成金属であることが知られている任意の一価、二価、三価または四価の金属を用いることができる。
【００７０】
Ｚは、少なくとも２つの縮合芳香族環（そのうちの少なくとも１つがアゾール環またはアジン環である）を含有する複素環核を完成させる。さらなる環（これには、脂肪族環および芳香族環の両方が含まれる）を、必要とされるならば、これら２つの要求される環と縮合させることができる。機能を向上させることなく分子的嵩張りを加えることを避けるために、環原子の数は、通常の場合、１８個以下で維持される。
【００７１】
有用なキレート形成したオキシノイド化合物の例示には、下記の化合物がある。
ＣＯ−１：アルミニウムトリスオキシン［別名、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）］、
ＣＯ−２：マグネシウムビスオキシン［別名、ビス（８−キノリノラト）マグネシウム（ＩＩ）］、
ＣＯ−３：ビス［ベンゾ｛ｆ｝−８−キノリノラト］亜鉛（ＩＩ）、
ＣＯ−４：ビス（２−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）−μ−オキソ−ビス（２−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）、
ＣＯ−５：インジウムトリスオキシン［別名、トリス（８−キノリノラト）インジウム］、
ＣＯ−６：アルミニウムトリス（５−メチルオキシン）［別名、トリス（５−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）］、
ＣＯ−７：リチウムオキシン［別名、（８−キノリノラト）リチウム（Ｉ）］、
ＣＯ−８：ガリウムオキシン［別名、トリス（８−キノリノラト）ガリウム（ＩＩＩ）］、
ＣＯ−９：ジルコニウムオキシン［別名、テトラ（８−キノリノラト）ジルコニウム（ＩＶ）］。
【００７２】
９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセンの誘導体（式Ｆ）は、エレクトロルミネセンスを支援することができる有用なホスト物質の１つのクラスを構成しており、４００ｎｍよりも長い波長の光放射（例えば、青色、緑色、黄色、オレンジ色または赤色）のために特に好適である。
【００７３】
【化９】
2007515787.tif 000011
式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5およびＲ6は、各環における１つまたは複数の置換基を表し、この場合、各置換基は下記の群から個々に選択される。
群１：水素、または、炭素原子が１個〜２４個のアルキル；
群２：炭素原子が５個〜２０個のアリールまたは置換されたアリール；
群３：アントラセニル；ピレニルまたはペリレニルの縮合芳香族環を完成させるために必要な４個〜２４個の炭素原子；
群４：フリル、チエニル、ピリジル、キノリニルまたは他の複素環系の縮合ヘテロ芳香族環を完成させるために必要に応じて炭素原子が５個〜２４個のヘテロアリールまたは置換されたヘテロアリール；
群５：炭素原子が１個〜２４個のアルコキシアミノ、アルキルアミノまたはアリールアミノ；および
群６：フッ素、塩素、臭素またはシアノ。
【００７４】
具体例には、９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセンおよび２−ｔ−ブチル−９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセンが含まれる。９，１０−ビス［４−（２，２−ジフェニルエテニル）フェニル］アントラセンの誘導体をはじめとする他のアントラセン誘導体がＬＥＬにおけるホストとして有用であり得る。
【００７５】
ベンゾアゾール誘導体（式Ｇ）は、エレクトロルミネセンスを支援することができる有用なホスト物質の別のクラスを構成しており、４００ｎｍよりも長い波長の光放射（例えば、青色、緑色、黄色、オレンジ色または赤色）のために特に好適である。
【００７６】
【化１０】
2007515787.tif 000012
式中、
ｎは３〜８の整数である；
Ｚは、Ｏ、ＮＲまたはＳである；かつ
ＲおよびＲ’は個々に、水素；炭素原子が１個〜２４個のアルキル、例えば、プロピル、ｔ−ブチル、ヘプチルなど；炭素原子が５個〜２０個のアリールまたはヘテロ原子置換のアリール、例えば、フェニルおよびナフチル、フリル、チエニル、ピリジル、キノリニル、ならびに他の複素環系など；または、ハロ、例えば、クロロ、フルオロなど；あるいは、縮合芳香族環を完成させるために必要な原子である；かつ
Ｌは、多数のベンゾアゾールを一緒につなぐアルキル、アリール、置換アルキルまたは置換アリールからなる連結ユニットである。Ｌは多数のベンゾアゾールと共役することができ、または、ベンゾアゾールと共役していなくてもよい。有用なベンゾアゾールの一例が２，２’，２’’−（１，３，５−フェニレン）トリス［１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール］である。
【００７７】
米国特許第５，１２１，０２９号および日本国特許第０８３３３５６９号に記載されるようなスチリルアリーレン誘導体もまた、青色放射のための有用なホストである。例えば、９，１０−ビス［４−（２，２−ジフェニルエテニル）フェニル］アントラセンおよび４，４’−ビス（２，２−ジフェニルエテニル）−１，１’−ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）は青色放射のための有用なホストである。
【００７８】
有用な蛍光発光物質には、アントラセン、テトラセン、キサンテン、ペリレン、ルブレン、クマリン、ローダミンおよびキナクリドンの誘導体、ジシアノメチレンピラン化合物、チオピラン化合物、ポリメチン化合物、ピリリウム化合物およびチアピリリウム化合物、フルオレン誘導体、ペリフランテン誘導体、インデノペリレン誘導体、ビス（アジニル）アミンホウ素化合物、ビス（アジニル）メタン化合物、ならびに、カルボスチリル化合物が含まれるが、これらに限定されない。有用な物質の例示的な例には、下記の化合物が含まれるが、これらに限定されない：
【００７９】
【化１１】
2007515787.tif 000013
【化１２】
2007515787.tif 000014
【化１３】
2007515787.tif 000015
【化１４】
2007515787.tif 000016
【００８０】
正孔阻止層（ＨＢＬ）
好適なホストに加えて、リン光性物質を用いるＯＬＥＤデバイスは、多くの場合、励起子および再結合事象を、ホスト物質およびリン光性物質を含む発光層に制限することを助けるために、電子輸送層１１１と発光層１０９との間に設置された少なくとも１つの正孔阻止層１１０を必要とする。この場合、ホストから正孔阻止層内への正孔移動についてのエネルギー障壁が存在しなければならず、一方で、電子が、正孔阻止層から、ホスト物質およびリン光性物質を含む発光層の中に容易に通過しなければならない。最初の要件は、正孔阻止層１１０のイオン化ポテンシャルが発光層１０９のイオン化ポテンシャルよりも大きいこと（好ましくは０．２ｅＶ以上大きいこと）を必要とする。第２の要件は、正孔阻止層１１０の電子親和性が発光層１０９の電子親和性を大きく超えないこと（望ましくは、発光層の電子親和性よりも小さいこと、あるいは、約０．２ｅＶを超える差で発光層の電子親和性を超えないこと）を必要とする。
【００８１】
その特徴的な発光が緑色である電子輸送層（例えば、下記で記載されるようなＡｌｑ含有電子輸送層など）とともに使用されるとき、正孔阻止層の物質の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）および最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーに関する要件は、しばしば、電子輸送層の波長よりも短い波長での正孔阻止層の特徴的な発光（例えば、青色、紫色または紫外の発光など）を生じさせる。従って、正孔阻止層の物質の特徴的な発光が、青色、紫色または紫外であることが望ましい。正孔阻止物質の三重項エネルギーがリン光性物質の三重項エネルギーよりも大きいことが、絶対的には要求されないが、さらに望ましい。好適な正孔阻止物質が国際特許出願公開ＷＯ００／７０６５５Ａ２および同ＷＯ０１／９３６４２Ａ１に記載される。有用な正孔阻止物質の２つの例がバソクプロイン（ＢＣＰ）およびビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（ＢＡｌｑ）である。ＢＣＰの特徴的な発光が紫外部にあり、ＢＡｌｑの特徴的な発光が青色部にある。ＢＡｌｑ以外の金属錯体もまた、米国特許出願公開２００３００６８５２８に記載されるように、正孔および励起子を阻止することが知られている。加えて、米国特許出願公開２００３０１７５５５３Ａ１は、ｆａｃ−トリス（１−フェニルピラゾラト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒｐｐｚ）をこの目的のために使用することを記載する。
【００８２】
正孔阻止層が使用されるとき、その厚さは２ｎｍ〜１００ｎｍの間が可能であり、好適には５ｎｍ〜１０ｎｍの間が可能である。
【００８３】
電子輸送層（ＥＴＬ）
本発明の有機ＥＬデバイスの電子輸送層１１１を形成する際に使用される望ましい薄い薄膜形成物質は、オキシン自体（これは一般には８−キノリノールまたは８−ヒドロキシキノリンとも呼ばれている）のキレートを含めて、金属とキレート形成したオキシノイド化合物である。そのような化合物は、電子を注入し、かつ、電子を輸送することを助け、高レベルの性能を示し、また、薄い薄膜の形態で容易に製造される。意図されるオキシノイド化合物の例示には、以前に記載された構造式（Ｅ）を満たす化合物がある。
【００８４】
電子輸送層１１１における使用のために好適な他の電子輸送物質には、米国特許第４，３５６，４２９号に開示されるような様々なブタジエン誘導体、および、米国特許第４，５３９，５０７号に記載されるような様々な複素環蛍光増白剤が含まれる。構造式（Ｇ）を満たすベンゾアゾール系化合物もまた、有用な電子輸送物質である。トリアジン系化合物もまた、電子輸送物質として有用であることが知られている。
【００８５】
正孔阻止層１１０および電子輸送層１１１の両方が使用されるならば、電子は電子輸送層１１１から正孔阻止層１１０内に容易に通過するに違いない。従って、電子輸送層１１１の電子親和性は正孔阻止層１１０の電子親和性を大きく超えてはならない。好ましくは、電子輸送層の電子親和性は正孔阻止層の電子親和性よりも小さくなければならず、または、約０．２ｅＶを超える差で正孔阻止層の電子親和性を超えてはならない。
【００８６】
電子輸送層が使用されるならば、その厚さは２ｎｍ〜１００ｎｍの間が可能であり、好適には５ｎｍ〜２０ｎｍの間が可能である。
【００８７】
他の有用な有機層およびデバイス構造
場合により、層１０９〜層１１１は、必要に応じて、発光および電子輸送の両方を支援する機能を果たす１つの層に折り畳むことができる。層１１０および層１１１もまた、正孔または励起子を阻止するように機能し、かつ、電子輸送を支援する１つの層に折り畳むことができる。発光物質が正孔輸送層１０７に含められ得ることもまた当分野では知られている。その場合、正孔輸送物質はホストとして役立ち得る。多数の物質を、例えば、青色発光物質および黄色発光物質を組み合わせることによって、または、シアン色発光物質および赤色発光物質を組み合わせることによって、または、赤色発光物質、緑色発光物質および青色発光物質を組み合わせることによって白色発光ＯＬＥＤを作製するために、１つまたは複数の層に加えることができる。白色発光デバイスが、例えば、欧州特許第１１８７２３５号、米国特許出願公開２００２００２５４１９、欧州特許第１１８２２４４号、米国特許第５，６８３，８２３号、米国特許第５，５０３，９１０号、米国特許第５，４０５，７０９号および米国特許第５，２８３，１８２号に記載され、また、ある色の放射をもたらすために、好適なフィルター配置を備えることができる。
【００８８】
本発明は、例えば、米国特許第５，７０３，４３６号および米国特許第６，３３７，４９２号に教示されるように、いわゆる積み重ねデバイス構造において使用することができる。
【００８９】
有機層の設置
上記で述べられた有機物質は、有機物質の形態について好適な任意の手段によって好適に設置される。小分子の場合、小分子は、好都合には、昇華またはエバポレーションによって設置され、しかし、他の手段によって設置することができ、例えば、薄膜形成を改善するための必要に応じて使用される結合剤と一緒に溶媒からのコーティングなどによって設置することができる。物質がポリマーであるならば、溶媒からの設置が通常の場合には好ましい。昇華によって設置される物質は、例えば、米国特許第６，２３７，５２９号に記載されるように、タンタル材から多くの場合には構成される昇華装置「ボート」から気化させることができ、または、最初に供与体シートにコーティングし、次いで、基板のより近い近傍で昇華させることができる。物質の混合物を有する層では、別個の昇華装置ボートを利用することができ、あるいは、物質を予備混合し、１つのボートまたは供与体シートからコーティングすることができる。パターン化された設置を、シャドーマスク、インテグラルシャドーマスク（米国特許第５，２９４，８７０号）、供与体シートからの空間的に規定された感熱色素転写（米国特許第５，６８８，５５１号、米国特許第５，８５１，７０９号および米国特許第６，０６６，３５７号）、またはインクジェット法（米国特許第６，０６６，３５７号）を使用して達成することができる。
【００９０】
封入
ほとんどのＯＬＥＤデバイスは水分または酸素または両者に対して敏感であり、従って、一般には、乾燥剤（例えば、アルミナ、ボーキサイト、硫酸カルシウム、粘土、シリカゲル、ゼオライト、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、硫酸塩、または、金属のハロゲン化物および過塩素酸塩など）と一緒に、不活性な雰囲気（例えば、窒素またはアルゴンなど）において封止される。封入および乾燥のための方法には、米国特許第６，２２６，８９０号に記載される様々な方法が含まれるが、これらに限定されない。加えて、バリア層（例えば、ＳｉＯx、テフロン（登録商標）、および、交互に存在する無機／ポリマー層など）が封入のために当分野では知られている。封止または封入および乾燥のこれらの方法はどれも、本発明に従って構築されるＥＬデバイスとともに使用することができる。
【００９１】
光学的最適化
本発明のＯＬＥＤデバイスは、所望されならば、その発光特性を高めるために、様々な周知の光学的効果を用いることができる。これには、層の厚さを最適化して、最大限の光透過を得ること、誘電性ミラー構造を提供すること、反射性電極を光吸収電極で置き換えること、グレア防止コーティングまたは反射防止コーティングをディスプレー上に提供すること、偏光性媒体をディスプレー上に提供すること、あるいは、有色フィルター、減光フィルターまたは色変換フィルターをディスプレー上に提供することが含まれる。フィルター、偏光板、および、グレア防止コーティングまたは反射防止コーティングを、ＥＬデバイス上に、またはＥＬデバイスの一部として特に備えることができる。
【００９２】
本発明の様々な実施形態は様々な好都合な特徴（例えば、より大きい発光収率、より低い駆動電圧、および、より大きい出力効率など）を提供することができる。本発明において有用な有機金属化合物の様々な実施形態は、（多色ディスプレーを提供するために直接的に、または、フィルターを介して）白色光の放射において有用な色相を含む広範囲の色相を提供することができる。本発明の実施形態はまた、面照明デバイスを提供することができる。
【００９３】
本発明およびその利点を下記の実施例によって一層十分に理解することができる。
【実施例】
【００９４】
デバイス例１〜３
本発明の要件を満たすＥＬデバイス（デバイス１）を下記の様式で構築した：
１．アノードとしてインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）の約８５ｎｍの層がコーティングされたガラス基板を、順次、市販の界面活性剤において超音波処理し、脱イオン水において洗浄し、トルエン蒸気中で脱脂し、酸素プラズマに約１分間さらした。
２．ＩＴＯ上に、１ｎｍのフルオロカーボン（ＣＦx）の正孔注入層（ＨＩＬ）をＣＨＦ３のプラズマ支援蒸着によって設置した。
３．その後、厚さが７５ｎｍである１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）の励起子阻止層（ＥＢＬ）を抵抗加熱によるタンタルボートからエバポレーションした。
４．その後、ホストとしての４，４’−ビス（カルバゾール−９−イル）ビフェニル（ＣＢＰ）と、６質量％で存在するゲストとしてのｆａｃ−トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）［すなわち、Ｉｒ（ｐｐｙ）３］とからなる３５ｎｍの発光層（ＬＥＬ）を励起子阻止層の上に設置した。これらの物質もまたタンタルボートからエバポレーションした。
５．その後、厚さが１０ｎｍであるビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（ＢＡｌｑ）の正孔阻止層（ＨＢＬ）を別のタンタルボートからエバポレーションした。
６．その後、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌｑ）の４０ｎｍの電子輸送層（ＥＴＬ）を発光層上に設置した。この物質もまた、タンタルボートからエバポレーションした。
７．Ａｌｑ層の上に、１０：１（体積比）のＭｇおよびＡｇから形成される２２０ｎｍのカソードを設置した。
【００９５】
上記シーケンスにより、ＥＬデバイスの設置を完了した。その後、デバイスを、乾燥剤と一緒に、周囲環境から保護するために、乾燥グローブボックスにおいて気密包装した。
【００９６】
本発明の要件を満たす第２のＥＬデバイス（デバイス２）を、励起子阻止層が３７．５ｎｍの厚さであり、加えて、正孔輸送層（ＨＴＬ）がＨＴＬとＥＢＬとの間に設置されたことを除いて、デバイス１と同一の様式で製造した。ＨＴＬは、厚さが３７．５ｎｍであり、Ｎ，Ｎ’−ジ−１−ナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ジアミノビフェニル（ＮＰＢ）からなった。
【００９７】
本発明の要件を満たさない比較用ＥＬデバイス（デバイス３）を、励起子阻止層が、完全にＮＰＢからなる７５ｎｍ厚のＨＴＬにより置き換えられたことを除いて、デバイス１と同一の様式で製造した。
【００９８】
このようにして形成されたセルを２０ｍＡ／ｃｍ2の動作電流密度で効率および色について調べた。その結果を発光収率およびＣＩＥ（国際照明委員会）座標の形態で表１に報告する。
【００９９】
【表１】
2007515787.tif 000017
【０１００】
表１から理解され得るように、本発明に従って励起子阻止層を含む２つのＥＬデバイスは、励起子阻止層を含まない比較用デバイスよりも大きい発光収率および出力効率ならびに低い駆動電圧を明らかにした。
【０１０１】
本明細書において示される特許および他の刊行物の内容全体は参考として本明細書中に組み込まれる。本発明は、その特定の好ましい実施形態を特に参照することにより詳細に記載されており、しかし、様々な変化および改変が本発明の精神および範囲において行われ得ることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明が使用され得る典型的なＯＬＥＤデバイスの概略図の断面を示す。
【符号の説明】
【０１０３】
１０１    基板
１０３    アノード
１０５    正孔注入層（ＨＩＬ）
１０７    正孔輸送層（ＨＴＬ）
１０８    励起子阻止層（ＥＢＬ）
１０９    発光層（ＬＥＬ）
１１０    正孔阻止層（ＨＢＬ）
１１１    電子輸送層（ＥＴＬ）
１１３    カソード
【図１】
2007515787.tif 000025
【国際調査報告】
2007515787.tif 000026
2007515787.tif 000027
2007515787.tif 000028