(57)【要約】  カソードと、アノードと、その間に発光層とを備える有用なエレクトロルミネセントデバイスであって、この発光層はホスト材料とリン光発光材料とを含み、このホスト材料は式（１）：Ｘ’−Ａ−Ｘ’’によって示され、式中、Ａは、非置換フェニレン環、ビフェニレン基、テルフェニレン基、ナフチレン基およびフルオレン基からなる群より選択され；そして各々のＸ’およびＸ’’は、独立して選択された、オルト芳香族置換基を保有する芳香族基である、エレクトロルミネセントデバイスが開示される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
カソードと、アノードと、その間の発光層とを備えるエレクトロルミネセントデバイスであって、前記発光層がホスト材料とリン光発光材料とを含み、前記ホスト材料が式（１）：
Ｘ’−Ａ−Ｘ’’（１）
によって示され、
式中、
Ａが、非置換フェニレン環、ビフェニレン基、テルフェニレン基、ナフチレン基およびフルオレン基からなる群より選択され；そして
各々のＸ’およびＸ’’が、独立して選択された、オルト芳香族置換基を保有する芳香族基である、エレクトロルミネセントデバイス。
【請求項２】
請求項１に記載のエレクトロルミネセントデバイスであって、
Ａが、非置換フェニレン環、ビフェニレン基、テルフェニレン基、およびフルオレン基からなる群より選択され；そして
各々のＸ’およびＸ’’が、独立して選択された、オルト芳香族置換基を保有する芳香族基であり、かつＸ’およびＸ’’が芳香族縮合環を有する置換基を含まない、エレクトロルミネセントデバイス。
【請求項３】
前記発光層が、２−メチル−８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体を含む層に隣接される、請求項１に記載のエレクトロルミネセントデバイス。
【請求項４】
Ａが、ビフェニレン基、テルフェニレン基、およびフルオレン基から選択される、請求項１に記載のエレクトロルミネセントデバイス。
【請求項５】
式（１）の各々のＸ’およびＸ’’が、独立して選択された、各々２つのオルト芳香族置換基を保有する芳香族基である、請求項１に記載のエレクトロルミネセントデバイス。
【請求項６】
前記ホスト材料の三重項エネルギーが、該リン光発光材料の三重項エネルギーよりも高い、請求項１に記載の発光層。
【請求項７】
前記リン光材料が赤色光を発する、請求項１に記載のエレクトロルミネセントデバイス。
【請求項８】
前記リン光材料が緑色光を発し、前記ホスト材料が式（１）によって提示される材料であり、ここでＡが、非置換フェニレン環、ビフェニレン基、ｏ−テルフェニレン基、ｍ−テルフェニレン基およびフルオレン基からなる群より選択される、請求項１に記載のエレクトロルミネセントデバイス。
【請求項９】
ホスト材料とリン光発光材料とを含む請求項１に記載のエレクトロルミネセントデバイスであって、前記ホスト材料が、式（１ａ）
【化１】
2007515063.tif 000031
によって示され、
式中
Ａｒ1−Ａｒ4が独立して選択される芳香族基であり；そして
Ｘ1−Ｘ6が水素であるか、または独立して選択される置換基である、
エレクトロルミネセントデバイス。
【請求項１０】
前記ホスト材料の三重項エネルギーが前記リン光発光材料の三重項エネルギーよりも高い、請求項９に記載のエレクトロルミネセントデバイス。
【請求項１１】
前記ホスト材料が式（１ｂ）
【化２】
2007515063.tif 000032
によって提示され、
式中、
Ａｒ1−Ａｒ10が独立して選択される芳香族基である、
請求項１に記載のエレクトロルミネセントデバイス。
【請求項１２】
前記ホスト材料の三重項エネルギーが前記リン光発光材料の三重項エネルギーよりも高い、請求項１１に記載のエレクトロルミネセントデバイス。
【請求項１３】
請求項１に記載のエレクトロルミネセントデバイスであって、
Ａが以下の基：
【化３】
2007515063.tif 000033
のうちの１つの二価型によって提示され、
式中
各々のＺaが独立して選択される置換基であり、各々のｎが独立して０〜４であり、かつ各々のｍが独立して０〜３であり；そして
ＲaおよびＲbが独立して置換基を表す、エレクトロルミネセントデバイス。
【請求項１４】
前記リン光材料が緑色光を発し、かつ前記ホスト材料が式（１ａ）によって提示され、ここでＡが以下の基：
【化４】
2007515063.tif 000034
のうちの１つの二価型によって提示され、
式中
各々のＺaが独立して選択される置換基であり、各々のｎが独立して０〜４であり、かつ各々のｍが独立して０〜３であり；そして
ＲaおよびＲbが独立して置換基を表す、請求項９に記載のエレクトロルミネセントデバイス。
【請求項１５】
リン光性の緑色発光材料が存在し、かつ前記ホスト材料が式（１ｂ）によって提示され、ここでＡが以下の基：
【化５】
2007515063.tif 000035
のうちの１つの二価型によって示され、
式中
各々のＺaが独立して選択される置換基であり、かつ各々のｎが独立して０〜４であり、かつ各々のｍが独立して０〜３であり；そして
ＲaおよびＲbが独立して置換基を表す、請求項１１に記載のエレクトロルミネセントデバイス。
【請求項１６】
リン光性の赤色発光材料が存在し、かつ前記ホスト材料が式（１）によって提示され、ここでＡが以下の基：
【化６】
2007515063.tif 000036
のうちの１つの二価型によって示され、
式中
各々のＺaが独立して選択される置換基であり、かつ各々のｎが独立して０〜４であり、かつ各々のｍが独立して０〜３であり；そして
ＲaおよびＲbが独立して置換基を表す、請求項１に記載のエレクトロルミネセントデバイス。
【請求項１７】
前記リン光材料が赤色光を発し、かつ前記ホスト材料が式（１ａ）によって提示され、ここでＡが以下の基：
【化７】
2007515063.tif 000037
のうちの１つの二価型によって提示され、
式中
各々のＺaが独立して選択される置換基であり、かつ各々のｎが独立して０〜４であり、かつ各々のｍが独立して０〜３であり；そして
ＲaおよびＲbが独立して置換基を表す、請求項９に記載のエレクトロルミネセントデバイス。
【請求項１８】
リン光性赤色発光材料が存在し、かつ前記ホスト材料が式（１ｂ）によって提示され、ここでＡが以下の基：
【化８】
2007515063.tif 000038
のうちの１つの二価型によって示され、
式中
各々のＺaが独立して選択される置換基であり、かつ各々のｎが独立して０〜４であり、かつ各々のｍが独立して０〜３であり；そして
ＲaおよびＲbが独立して置換基を表す、請求項１１に記載のエレクトロルミネセントデバイス。
【請求項１９】
前記リン光材料が、前記ホスト材料に対して最大１５質量％までの量で存在する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記ホスト材料が２５〜７５質量％の量で存在し、かつ第二のホスト材料が前記ホスト材料の７５〜２５質量％の量で存在する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項２１】
前記第二のホスト材料がカルバゾール環を含む、請求項２０に記載のデバイス。
【請求項２２】
前記発光材料がポリマーの一部である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項２３】
前記ホスト材料が式（１ａ）によって示され、式（１ａ）がポリマーの一部である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項２４】
白色光を発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２５】
フィルタリング手段を含む、請求項２４に記載のデバイス。
【請求項２６】
蛍光発光材料を含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項２７】
請求項１のＯＬＥＤデバイスを含むディスプレイ。
【請求項２８】
請求項１のＯＬＥＤデバイスを含む面照明デバイス。
【請求項２９】
請求項１のデバイスに電位を印加する工程を含む、発光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所望のエレクトロルミネセント特性を提供し得る有機金属錯体を含む発光層を備える、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）エレクトロルミネセント（ＥＬ）デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネセント（ＥＬ）デバイスは、２０年間にわたって公知であったが、その能力の限界は、多くの所望される適用に対する障壁となっていた。最も簡単な形態では、有機ＥＬデバイスは、正孔注入のためのアノード、電子注入のためのカソード、およびこれらの電極の間にサンドイッチされた有機媒体から構成されて、光の放出を生じる電荷再結合を支持する。これらのデバイスはまた通常は、有機発光ダイオード、すなわちＯＬＥＤと呼ばれている。初期の有機ＥＬデバイスの代表は、Ｇｕｒｎｅｅら、１９６５年３月９日発行、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；Ｄｒｅｓｎｅｒ、「Ｄｏｕｂｌｅ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  ｉｎ  Ａｎｔｈｒａｃｅｎｅ」ＲＣＡ  Ｒｅｖｉｅｗ，第３０巻、第３２２〜３３４頁、１９６９；および１９７３年１月９日発行のＤｒｅｓｎｅｒの米国特許第３，７１０，１６７号である。通常多環式芳香族炭化水素からなる、これらのデバイスにおける有機層は極めて厚かった（１μｍよりかなり厚い）。結果として、作業電圧は極めて高く、しばしば１００Ｖを超えた。
【０００３】
さらに近年では、有機ＥＬデバイスは、アノードとカソードとの間の極めて薄い層（例えば＜１．０μｍ）からなる有機ＥＬ素子を含む。本明細書で、「有機ＥＬ素子（ｏｒｇａｎｉｃ  ＥＬ  ｅｌｅｍｅｎｔ）」という用語は、アノードとカソードの電極の間の層を包含する。厚みの減少によって、この有機層の抵抗が低下し、かなり低い電圧でも作動するデバイスが可能になっている。米国特許第４，３５６，４２９号に最初に記載された基本的な２層のＥＬデバイス構造では、アノードに隣接するＥＬ素子の１つの有機層は正孔を輸送するように特異的に選択され、従って、正孔輸送層と呼ばれ、そして他の有機層は、電子を輸送するように特異的に選択されて、電子輸送層と呼ばれる。有機ＥＬ素子内の注入された正孔および電子の再結合によって、効率的なエレクトロルミネッセンスが生じる。
【０００４】
Ｔａｎｇら［Ｊ．Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，第６５巻、３６１０〜３６１６頁、１９８９］によって開示されるような、正孔輸送層と電子輸送層との間に有機発光層（ＬＥＬ）を含む３層式の有機ＥＬデバイスも提唱されている。この発光層は一般に、ゲスト材をドープされたホスト材料から構成され、さらに、米国特許第４，７６９，２９２号には、正孔注入層（ＨＩＬ）と、正孔輸送層（ＨＴＬ）と、発光層（ＬＥＬ）と、電子輸送／注入層（ＥＴＬ）とを備える４層のＥＬ素子が提唱されている。これらの構造によって、デバイス効率が向上した。
【０００５】
ＯＬＥＤデバイスにおいて有用であると記載されている多くの発光材料は、その励起された一重項状態から蛍光によって光を発する。この励起された一重項状態は、ＯＬＥＤデバイスにおいて形成された励起子がそのエネルギーをドーパントの励起状態に伝達するときに生じる。しかし一般には、ＥＬデバイスにおいて作製された励起子のわずか２５％が一重項励起子であると考えられる。残りの励起子は三重項であり、これはそのエネルギーをドーパントの一重項励起状態に容易に伝達できない。励起子の７５％が発光の過程で用いられないので、これは効率を大きく損なう結果となる。
【０００６】
三重項励起子は、エネルギーが十分低い三重項励起状態をドーパントが有する場合、そのドーパントにそのエネルギーを伝達し得る。そのドーパントの三重項状態が放射性である場合、それはリン光による光を生じ得、ここでリン光とは、励起状態と基底状態との間のスピン状態の変化に関与する発光である。多くの場合、一重項励起子はまた、そのエネルギーを同じドーパントの最低の一重項励起状態に伝達し得る。一重項励起状態はしばしば、系間の交差する過程によって、放射性の三重項励起状態まで弛緩し得る。従って、ホストおよびドーパントの適切な選択によって、ＯＬＥＤデバイスにおいて作製された一重項および三重項の両方の励起子に由来するエネルギーを収集すること、そして極めて効率的なリン光発光を生じることが可能である。
【０００７】
有用なリン光材料の１クラスは、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（ｐｐｙ）3）は、重原子の大きいスピン軌道カップリングに起因して、そして基底状態への移行を可能にした（軌道対称）ラポルテ（Ｌａｐｏｒｔｅ）を有する電荷移動状態である最低の励起状態に起因して、三重項励起状態から緑色光を強力に発する（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）。高い効率性を有する低分子真空蒸着ＯＬＥＤはまた、リン光材料としてＩｒ（ｐｐｙ）3、そしてホストとして４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）を用いて実証されている（Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ，Ｓ．Ｌａｍａｎｓｋｙ，Ｐ．Ｅ．Ｂｕｒｒｏｗｓ，Ｍ．Ｅ．Ｔｈｏｍｐｓｏｎ，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，Ｓ．Ｍｉｙａｇｕｃｈｉ，Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，３８，Ｌ１５０２  （１９９９））。
【０００８】
別のクラスのリン光材料としては、ｄ10電子の配置を有する原子間の相互作用を有する化合物、例えば、Ａｕ2（ｄｐｐｍ）Ｃｌ2（ｄｐｐｍ＝ビス（ジフェニルホスフィノ）メタン）が挙げられる（Ｙ．Ｍａら、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７４，１３６１（１９９８））。有用なリン光材料のさらなる他の例としては、Ｔｂ3+およびＥｕ3+のような三価のランタニドの配位錯体が挙げられる（Ｊ．Ｋｉｄｏ  ｅｔ  ａｌ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，６５，２１２４（１９９４））。これらの後者のリン光性化合物は、最低励起状態として三重項を有する必要はないが、それらの光学遷移は、１というスピン状態の変化に関与しており、それによってＯＬＥＤデバイスにおける三重項励起子を捕獲し得る。
【０００９】
リン光材料のための適切なホストは、三重項励起子がこのホスト材料からリン光材料に効率的に転送され得るように選択されるべきである。例えば、ホスト材料は、ＷＯ  ００／７０６５５  Ａ２；０１／３９２３４  Ａ２；０１／９３６４２  Ａ１；０２／０７４０１５  Ａ２；０２／１５６４５  Ａ１、および米国特許第２００２０１１７６６２号に記載されている。Ｔ．ＩｇａｒａｓｈｉおよびＸ．Ｑｉｕはまた、ホスト分子をＷＯ  ２００３／７６５８において、そして詳細にはリン光性ドーパントのためのホスト材料を米国特許第２００３／３９８５８号に記載している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
これらの発展にもかかわらず、新規なホスト材料の必要性、そして特にエレクトロルミネセントデバイスの改善された効率性、安定性、製造適性または分光特性を提供するようにリン光材料とともに機能するホストの必要性が依然として存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、カソードと、アノードと、その間に発光層とを備えるエレクトロルミネセントデバイスであって、この発光層がホスト材料とリン光発光材料とを含み、このホスト材料が式（１）：
Ｘ’−Ａ−Ｘ’’（１）
によって示され、
式中、
Ａが、非置換フェニレン環、ビフェニレン基、テルフェニレン基、ナフチレン基およびフルオレン基からなる群より選択され；そして
各々のＸ’およびＸ’’が、独立して選択された、オルト芳香族置換基を保有する芳香族基である、エレクトロルミネセントデバイスを提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、カソードと、アノードと、その間に発光層とを備えるエレクトロルミネセントデバイスであって、この発光層がホスト材料とリン光発光材料とを含み、このホスト材料が式（１）：
Ｘ’−Ａ−Ｘ’’（１）
によって示されるエレクトロルミネセントデバイスを提供する。
【００１３】
ホスト材料（式Ｉ）の三重項エネルギーがリン光発光材料の三重項エネルギーよりも高いように、Ａ、Ｘ’およびＸ’’の構造を選択することが所望される。適切には、Ａは、非置換フェニレン環からなる群より選択され、ここでＸ’およびＸ’’は、お互いに対してパラ、オルトまたはメタで結合され得る。Ａはまた、ビフェニレン基、テルフェニレン基、ナフチレン基またはフルオレン基であってもよく、ただしこれはＸ’およびＸ’’が同じ環の上ではないという条件下である。１つの所望される実施形態では、Ａは、ビフェニレン基、テルフェニレン基、またはフルオレン基である。別の所望される実施形態では、Ａは、下に列挙される基：
【００１４】
【化１】
2007515063.tif 000002
のうちの１つの二価型である。
【００１５】
上記の式では、各々のＺaは独立して選択される置換基、例えば、メチル基、またはｔ−ブチル基である。Ｚaの１つ以上が芳香族基、例えばフェニル基である場合、この基はその結合位置に対してオルトに置換基を有することで、励起された三重項状態においてねじれることが望ましい。各々のｎは独立して０〜４であり、各々のｍは独立して０〜３である。１つの適切な実施形態では、ｎおよびｍは両方とも０である。ＲaおよびＲbは独立して、置換基、例えば、メチルまたはエチル基である。
【００１６】
Ａの例は以下に列挙される。
【化２】
2007515063.tif 000003
【００１７】
式１の各々のＸ’およびＸ’’は、独立して選択された、オルト芳香族置換基を保有する芳香族基である。このオルト置換基は、Ｘ’とＡとの間、そしてＸ’’とＡとの間の立体相互作用を誘発し、これが励起された三重項状態においてＡに関してＸ’およびＸ’’のねじれを生じる。このねじれがホストの三重項エネルギーを上昇させて、ホストからゲストのリン光発光材料へのより効率的なエネルギー移動をもたらす。Ｘ’およびＸ’’の例は以下に列挙される。
【００１８】
【化３】
2007515063.tif 000004
【００１９】
所望の１実施形態では、Ｘ’およびＸ’’の各々は、２つのオルト芳香族置換基を各々が保有する、独立して選択される芳香族基を表す。１つの適切な実施形態では、このホスト材料は、式１ａによって提示される。
【化４】
2007515063.tif 000005
【００２０】
式１ａでは、Ａｒ1−Ａｒ4は独立して、芳香族基、例えばフェニル基またはトリル基を表す。Ｘ1−Ｘ6は独立して水素または置換基を表す。置換基の例は、メチル基、ｔ−ブチル基、ハロゲン、例えば、Ｆおよび芳香族基、例えばフェニル基である。Ｘ1−Ｘ6の１つ以上が芳香族基を表す場合、この基は、励起された三重項状態でねじれるように、その結合位置に対してオルトに置換基を有することが所望される。
【００２１】
別の適切な実施形態では、例えば、リン光性ドーパントが緑色発光材料である場合、各々のＸ’およびＸ’’は、２つ以上のさらなる縮合環を有する置換基を有さない。例えば、Ｘ’およびＸ’’は、アントラセン基でもピレン基でも置換されない。なぜならこれはこの材料の三重項エネルギーを低下させて、非効率的なホストにさせるからである。１つの所望され得る実施形態では、例えば、リン光性ドーパントが青色発光材料である場合、Ｘ’およびＸ’’は、任意の縮合芳香族環を有する置換基を有さず、例えば、Ｘ’およびＸ’’は、ナフチレン基では置換されない。
【００２２】
所望される１実施形態では、式１の材料は式１ｂによって提示される。
【化５】
2007515063.tif 000006
【００２３】
式１ｂでは、Ａｒ1−Ａｒ10は独立して、芳香族基、例えばフェニル基またはトリル基を表す。
【００２４】
Ｘ’およびＸ’’、ならびに式１ａおよび１ｂの材料の具体的な例を以下に示す。
【化６】
2007515063.tif 000007
【００２５】
本発明は、リン光発光材料を含むエレクトロルミネセントデバイスを提供する。このリン光材料は、任意の色の光、例えば、青、青−緑、緑、オレンジ、または赤色の光を発光し得る。１つの適切な実施形態では、このリン光材料は、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｏｓ、ＰｔおよびＰｄから選択される金属から構成される有機金属化合物、ならびに有機リガンドを含む。所望される１実施形態では、この金属はＩｒであり、このリガンドはフェニルピリジン基である。リン光材料の具体例は、以下に示す。
【００２６】
【化７】
2007515063.tif 000008
【００２７】
ホスト材料からリン光発光材料（ゲスト材料）への効率的なエネルギー移動を達成するために、ホスト材料の三重項エネルギーは、ゲスト材料の三重項エネルギーと等しいかそれより高いことが所望される。青色領域の光を発するリン光材料は、緑の領域で発光するものよりも高い三重項エネルギーを有し、順に、緑の領域の光を発する材料は、赤色の光を発するものよりも高い三重項エネルギーを有する。当該ホスト材料の構造は、その三重項エネルギーが十分に高く効率的なホストとして機能し得るように選択されなければならない。青色光を発するリン光材料のためのホストとして作用するような式１の材料については、Ｘ’、ＡおよびＸ’’は、縮合環を有するいかなる基も有さないことが所望される。式１の材料が緑色リン光材料についてのホストとして作用する場合には、Ｘ’、ＡおよびＸ’’は、２つ以上の縮合芳香族環を有する基が存在しないように選択されることが望ましい。
【００２８】
ある分子の三重項エネルギーは、両方ともｅＶで示される、この分子の基底状態エネルギー（Ｅ（ｇｓ））とこの分子の最低の三重項状態のエネルギー（Ｅ（ｔｓ））との間の相違として規定される。これらのエネルギーは、Ｇａｕｓｓｉａｎ９８（Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ）コンピュータープログラムで実行されるようなＢ３ＬＹＰ法を用いて算出され得る。Ｂ３ＬＹＰ法とともに用いるための基本セットは、以下に規定されるとおりである。ＭＩＤＩ！が規定される全ての原子についてＭＩＤＩ！、６〜３１Ｇ*に規定される全ての原子について６〜３１Ｇ*、ただしＭＩＤＩ！ではない、そしてＭＩＤＩ！にも６〜３１Ｇ*にも規定されない原子について、ＬＡＣＶ３ＰまたはＬＡＮＬ２ＤＺ基本セットのいずれかおよび擬ポテンシャルであって、ＬＡＣＶ３Ｐが好ましい方法である。任意の残りの原子については、任意の公開された基本セットおよび擬ポテンシャルが用いられ得る。ＭＩＤＩ！、６〜３１Ｇ*およびＬＡＮＬ２ＤＺは、Ｇａｕｓｓｉａｎ９８コンピューターコードにおいて実行されるとおりに用いられ、そしてＬＡＣＶ３Ｐは、Ｊａｇｕａｒ  ４．１（Ｓｃｈｒｏｄｉｎｇｅｒ，Ｉｎｃ．，Ｐｏｒｔｌａｎｄ  Ｏｒｅｇｏｎ）コンピューターコードにおいて実行されるとおりに用いられる。各々の状態のエネルギーは、その状態の最低エネルギー配置で計算される、２つの状態の間のエネルギーの相違はさらに式１によって改変されて、三重項エネルギー（Ｅ（ｔ））が得られる。
Ｅ（ｔ）＝０．８４×（Ｅ（ｔｓ）−Ｅ（ｇｓ）））＋０．３５    （１）
【００２９】
ポリマー性材料またはオリゴマー性材料については、リン光発光材料の算出された三重項エネルギーを追加の単位が実質的に変化させないように、十分なサイズのモノマーまたはオリゴマーを超える三重項エネルギーを算出することが十分である。
【００３０】
１つの適切な実施形態では、本発明の発光層は、ホストおよびリン光材料を含む発光層に対して励起子または電子正孔再結合中心を拘束することを補助するために、励起子である隣接する層、または正孔ブロック層を有する。１実施形態では、この層は、２−メチル−８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体を含む。
【００３１】
このホスト材料（単数または複数）は通常、ドーパント材料の量よりも多い量で存在する。代表的には、このドーパント材料はホストの１５．０質量％まで、さらに代表的には、ホストの０．１〜１０．０質量％、そして通常はホストの２〜８質量％の量で存在する。本発明のホスト材料は、リン光放出層の１０〜９９．９質量％で、さらに代表的には２５〜９９質量％で、さらに通常はリン光性放出層の８５〜９９質量％で存在する。１つの適切な実施形態では、本発明のホスト材料は、第二のホスト材料と組み合わせて用いられる。１つの所望の実施形態では、この第二のホスト材料は、カルバゾール環を含み、例えば、第二のホストは、４，４’−ビス（カルバゾール−９−イル）ビフェニルであってもよい。適切には、第二のホスト材料は、リン光放射層の２５〜７５質量％で存在する。
【００３２】
本発明において有用な式１の材料は、種々の文献の方法によって合成され得る。例えば、Ｒ．Ｐａｓｃａｌ，Ｎ．Ｈａｙａｓｈｉ，Ｄ．Ｈｏ，Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ，５７，３５４９（２００１），Ｌ．Ｔｏｎｇ，Ｈ．Ｌａｕ，Ｈ．Ｈｅｉｄｉ，Ｍ．Ｄｏｕｇｌａｓ，Ｒ．Ｐａｓｃａｌ，Ｊ．Ａｍｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２０，６０００（１９９８），Ｙ．Ｆｕｊｉｏｋａ，Ｓ．Ｏｚａｓａ，Ｋ．Ｓａｔｏ，Ｅ．Ｉｂｕｋｉ，Ｃｈｅｍ．＆Ｐｈａｒｍ．Ｂｕｌｌ．３３，２２（１９８５），Ｓ．Ｉｔｏ，Ｍ．Ｗｅｈｍｅｉｅｒ，Ｊ．Ｂｒａｎｄ，Ｃ．Ｋｕｂｅｌ，Ｒ．Ｅｐｓｃｈ，Ｊ．Ｒａｂｅ，Ｋ．Ｍｕｅｌｌｅｎ，Ｃｈｅｍ．−Ｅｕｒ．Ｊ．，６，４３２７（２０００），Ｍ．Ｍｕｌｌｅｒ，Ｃ．Ｋｕｂｅｌ，Ｆ．Ｍｏｒｇｅｎｒｏｔｈ，Ｖ．Ｉｙｅｒ，Ｋ．Ｍｕｅｌｌｅｎ，Ｃａｒｂｏｎ，３６，８２７（１９９８）およびそこに引用される引用文献を参照のこと。
【００３３】
本発明の実施形態は、動作効率、高い輝度、色調、低い駆動電圧および改善された動作安定性のような有利な特徴を提供し得る。本発明において有用な有機金属化合物の実施形態は、白色光の放出において有用である色調を含む広範な色調を（直接、または多色のディスプレイを提供するためのフィルターを通じて）提供し得る。
【００３４】
本発明において有用な式（１）の材料の錯体の具体的な例は以下である。
【化８】
2007515063.tif 000009
【化９】
2007515063.tif 000010
【化１０】
2007515063.tif 000011
【化１１】
2007515063.tif 000012
【００３５】
他に特に言及しない限り、「置換された（ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ）」または「置換基（ｓｕｂｓｔｉｔｕｅｎｔ）」という用語の使用は、水素以外の任意の基または原子を意味する。他に示さない限り、置換可能な水素を含む基（化合物または錯体を含む）について言及する場合、置換基が有用性に必要な特性を破壊しない限り、非置換型のみを包含するのではなく、本明細書に言及されるような任意の置換基（単数または複数）でさらに置換された誘導体型も包含するものとする。適切には、置換基は、ハロゲンであってもよいし、または炭素、ケイ素、酸素、窒素、リン、イオウ、セレンまたは臭素の原子により、分子の残部に対して結合されてもよい。この置換基は、例えば、ハロゲン、例えば、クロロ、ブロモまたはフルオロ；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、直鎖または分枝鎖または環状のアルキルを含むアルキル、例えば、メチル、トチフルオロメチル、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；アルケニル、例えば、エチレン、２−ブテン；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；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；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−またはβ−ナフチルオキシ、および４−トリルオキシ；カルボナミド、例えば、アセトアミド、ベンザミド、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）−ヘキサナミド、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、および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；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；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；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；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；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；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；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；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；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；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；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；リン酸塩、例えば、ジメチルリン酸およびエチルブチルリン酸；亜リン酸、例えば、ジエチルおよびジヘキシルホスフィット；複素環式基、複素環式オキシ基または複素環式チオ基であって、この各々が置換されてもよく、そして炭素���子および酸素、窒素、イオウ、リンまたはホウ素からなる群より選択される少なくとも１つのヘテロ原子からなる３〜７員の複素環を含むもの、例えば、２−フリル、２−チエニル、２−ベンズイミダゾリルオキシまたは２−ベンゾチアゾリル；四級アンモニウム、例えば、トリエチルアンモニウム；四級ホスホニウム、例えば、トリフェニルホスホニウム；およびシリルオキシ、例えば、トリメチルシリルオキシであってもよい。
【００３６】
所望の場合、この置換基は、それ自体が、記載された置換基で１回以上さらに置換されてもよい。用いられる特定の置換基は、特定の適用のための所望の望ましい特性を得るように当業者によって選択され得、そしてこれには、例えば、電子吸引性基、電子供与性基、および立体的な基を挙げることができる。ある分子が２つ以上の置換基を有し得る場合、他に特に規定しなければ、この置換基は、一緒に結合されて、縮合環のような環を形成し得る。一般には、上記の基およびその置換基としては、最大４８個の炭素原子、代表的には１〜３６個の炭素原子および通常は２４個未満の炭素原子を有するものが挙げられるが、選択される特定の置換基次第でそれより多い数が可能である。
【００３７】
適切には、ＯＬＥＤデバイスの発光層は、光を発するためにホスト材料と１つ以上のゲスト材料とを含む。ホスト材料の少なくとも１つは適切には式１の環系を含む化合物である。発光するゲスト材料（単数または複数）は通常は、ホスト材料の量よりも少ない量で存在し、そして代表的にはホストの１５質量％まで、さらに代表的にはホストの０．１〜１０質量％、そして通常はホストの２〜８％の量で存在する。便宜上、リン光性の複合ゲスト材料は、本明細書においてリン光材料と呼ばれ得る。式１のホスト材料は好ましくは、低分子量化合物であるが、これはまた、式１によって提示される部分を有する反復単位の主鎖または側鎖を有するオリゴマーであってもまたはポリマーであってもよい。
【００３８】
リン光材料のための他のホスト材料
本発明において有用なホスト材料は、単独で用いられても、または他のホスト材料と組み合わせて用いられてもよい。他のホスト材料は、三重項励起子がホスト材料からリン光材料へ効率的に移動され得るように選択されなければならない。この移動が生じるためには、リン光材料の励起状態エネルギーが、ホストの最低の三重項状態と基底状態との間のエネルギーの相違よりも低い状態が極めて望ましい。しかし、ホストのバンドギャップは、ＯＬＥＤの駆動電圧において受容されない増大を生じるほど大きくないように選択されなければならない。適切なホスト材料は、ＷＯ  ００／７０６５５  Ａ２；同第０１／３９２３４  Ａ２；同第０１／９３６４２  Ａ１；同第０２／０７４０１５  Ａ２；同第０２／１５６４５  Ａ１、および米国特許第２００２０１１７６６２号に記載される。適切なホストとしては、特定のアリールアミン、トリアゾール、インドールおよびカルバゾール化合物が挙げられる。所望のホストの例は、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）、２，２’−ジメチル−４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル、ｍ−（Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール）ベンゼン、およびポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）であって、それらの誘導体を含む。
【００３９】
所望されるホスト材料は、連続薄膜を形成し得る。発光層は、デバイスのフィルム形状、電気的特性、光放射効率、および寿命を改善するために、２つ以上のホスト材料を含み得る。光放射層は、良好な正孔輸送特性を有する第一のホスト材料と、良好な電子輸送特性を有する第二のホスト材料とを含み得る。
【００４０】
リン光材料
リン光材料は、単独で用いられても、または特定の場合には、お互いと組み合わせて、同じ層もしくは異なる層において用いられてもよい。リン光材料および関連材料の例は、ＷＯ  ００／５７６７６、ＷＯ  ００／７０６５５、ＷＯ０１／４１５１２Ａ１、ＷＯ  ０２／１５６４５Ａ１、米国特許出願公開第２００３／００１７３６１号Ａ１、ＷＯ０１／９３６４２  Ａ１、ＷＯ０１／３９２３４  Ａ２、米国特許第６，４５８，４７５号Ｂ１、ＷＯ  ０２／０７１８１３Ａ１、米国特許第６，５７３，６５１号Ｂ２、米国特許出願公開第２００２／０１９７５１１号Ａ１、ＷＯ  ０２／０７４０１５  Ａ２、米国特許第６，４５１，４５５号Ｂ１、米国特許出願公開第２００３／００７２９６４号Ａ１、米国特許出願公開第２００３／００６８５２８号Ａ１、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、米国特許出願公開第２００３／０１２４３８１号Ａ１、米国特許出願公開第２００３／００５９６４６号Ａ１、米国特許出願公開第２００３／００５４１９８号Ａ１、欧州特許出願公開第１  ２３９  ５２６号Ａ２、欧州特許出願公開第１  ２３８  ９８１号Ａ２、欧州特許出願公開第１２４４  １５５号Ａ２、米国特許出願公開第２００２／０１００９０６号Ａ１、米国特許出願公開第２００３／００６８５２６号Ａ１、米国特許出願公開第２００３／００６８５３５号Ａ１、日本国公開特許第２００３０７３３８７号Ａ、日本国公開特許第２００３  ０７３３８８号Ａ、米国特許出願公開第２００３／０１４１８０９号Ａ１、米国特許出願公開第２００３／００４０６２７号Ａ１、日本国公開特許第２００３０５９６６７号Ａ、日本国公開特許２００３０７３６６５号Ａ、および米国特許出願公開第２００２／０１２１６３８号Ａ１に記載されている。
【００４１】
ＩｒＬ3およびＩｒＬ2Ｌ’のタイプのシクロメタレート化された（ｃｙｃｌｏｍｅｔａｌｌａｔｅｄ）Ｉｒ（ＩＩＩ）錯体、例えば、緑色を放射するｆａｃ−ｔｒｉｓ（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）イジリウム（ＩＩＩ）およびビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）（アセチルアセトナト）の放射波長は、このシクロメタレートリガンドＬ上の適切な位置での電子供与もしくは求引性の基の置換によって、またはこのシクロメタレートリガンドＬ’のための異なる複素環の選択によってシフトされ得る。放射波長はまた、付随的なリガンドＬの選択によってもシフトされ得る。赤色放射体の例は、ビス（２−（２’−ベンゾチエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ3’）イリジウム（ＩＩＩ）（アセチルアセトナト）およびｔｒｉｓ（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ）イリジウム（ＩＩＩ）である。青色放射体の例は、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）（ピコリネート）である。
【００４２】
リン光材料としてビス（２−（２’−ベンゾ［４，５−ａ］チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ3）イリジウム（アセチルアセトナト）［Ｂｔｐ2Ｉｒ（ａｃａｃ）］を用いる、赤色エレクトロホスホレセンス（ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）が報告されている（Ａｄａｃｈｉ，Ｃ．、Ｌａｍａｎｓｋｙ，Ｓ．、Ｂａｌｄｏ，Ｍ．Ａ．、Ｋｗｏｎｇ，Ｒ．Ｃ．、Ｔｈｏｍｐｓｏｎ，Ｍ．Ｅ．、およびＦｏｒｒｅｓｔ，Ｓ．Ｒ．、Ａｐｐ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、７８，１６２２〜１６２４（２００１）。
【００４３】
他の重要なリン光材料としては、シクロメタレート化されたＰｔ（ＩＩ）錯体、例えば、シス−ビス（２−フェニルピリジネート−Ｎ，Ｃ2’）白金（ＩＩ）、シス−ビス（２−（２’−チエニル）ピリジネート−Ｎ，Ｃ3’）白金（ＩＩ）、シス−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−ＮＣ２’）白金（ＩＩ）アセチルアセトナトが挙げられる。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）も、有用なリン光材料である。
【００４４】
有用なリン光材料のさらに他の例としては、三価のランタノイドの配位錯体、例えば、Ｔｂ3+およびＥｕ3+の配位錯体が挙げられる（Ｊ．Ｋｉｄｏら、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、６５、２１２４（１９９４））。
【００４５】
ブロック層
適切なホストに加えて、リン光材料を使用するＯＬＥＤデバイスはしばしば、ホストおよびリン光材料を含む発光層に対して励起子または電子正孔再結合中心を拘束することを補助するために、少なくとも１つの励起子または正孔ブロック層を要する。１実施形態では、このようなブロック層は、電子輸送層と発光層との間に置かれる−図１、層１１０を参照のこと。この場合、ブロック層の電離電位は、ホストから電子輸送層への正孔輸送のためのエネルギー障壁が存在するようでなければならないが、一方電子親和性は、電子が電子輸送層からホスト材料およびリン光材料を含む発光層へさらに容易に通過するようになっていなければならない。ブロック材料の三重項エネルギーがリン光材料のエネルギーよりも大きいことがさらに望ましいが、絶対に必要というわけではない。適切な正孔ブロック材料は、ＷＯ  ００／７０６５５  Ａ２およびＷＯ０１／９３６４２  Ａ１に記載される。有用な材料の２つの例は、バソクプロイン（ｂａｔｈｏｃｕｐｒｏｉｎｅ）（ＢＣＰ）およびビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラート）アルミニウム（ＩＩＩ）（ＢＡ１Ｑ）である。Ｂａｌｑ以外の金属錯体も、米国特許第２００３００６８５２８号に記載のとおり正孔および励起子をブロックすることが公知である。米国特許第２００３０１７５５５３号Ａ１は、電子／励起子ブロック層においてｆａｃ−ｔｒｉｓ（１−フェニルピラゾレート−Ｎ，Ｃ２）イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒｐｐｚ）の使用を記載している。
【００４６】
本発明の実施形態は、作業効率、高い輝度、色調、低い駆動電圧および改善された作動安定性のような有利な特徴を提供し得る。本発明において有用な有機金属化合物の実施形態は、白色光の放出において有用である色調を含む広範な色調を（直接、または多色のディスプレイを提供するためのフィルターを通じて）提供し得る。
【００４７】
一般的デバイス構造
本発明は、低分子材料、有機物質、ポリマー物質、またはその組み合わせを用いる多くのＯＬＥＤデバイス構成において使用され得る。これらは、単一のアノードおよびカソードを含む極めて単純な構造から、さらに複雑なデバイス、例えば、画素を形成するためのアノードとカソードの直行性のアレイから構成されるパッシブ・マトリクス・ディスプレイ、および各々の画素が独立して制御されるアクティブ・マトリクス・ディスプレイを薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）とともに含む。
【００４８】
本発明が首尾よく実行され得る有機層には多数の構成が存在する。ＯＬＥＤの必須要件は、アノード、カソードおよびこのアノードとカソードとの間に位置する有機発光層である。さらなる層が本明細書において以降にさらに詳細に記載されるとおり使用されてもよい。
【００４９】
特に低分子デバイスに有用な代表的な構造は図１に示されており、そして基板１０１、アノード１０３、正孔注入層１０５、正孔輸送層１０７、発光層１０９、正孔または励起子ブロック層１１０、電子輸送相１１１、およびカソード１１３から構成される。これらの層は以下に詳細に記載される。この基板は代替的にはカソードに隣接して配置されてもよいし、またはこの基板は事実上アノードもしくはカソードを構成してもよいことに注意のこと。このアノードとカソードとの間の有機層は便宜上、有機ＥＬ素子と呼ばれる。また、この有機層を合わせた総厚みは望ましくは、５００ｎｍ未満である。
【００５０】
ＯＬＥＤのアノードおよびカソードは、導電体を通じて電源／電流源に接続される。ＯＬＥＤは、アノードとカソードとの間に電位を印加することによって作動され、その結果アノードはカソードよりもさらに陽電位である。正孔は、アノードから有機ＥＬ素子に注入されて、電子はカソードで有機ＥＬ素子に注入される。増強されたデバイス安定性は時に、ＯＬＥＤがＡＣ方式で作動される場合に達成され得、ここではこのサイクル中のある期間にわたって、電位の偏りが逆転されて、電流は流れない。ＡＣ駆動ＯＬＥＤの例は米国特許第５，５５２，６７８号に記載される。
【００５１】
基板
本発明のＯＬＥＤデバイスは代表的には、支持基板１０１の上に設けられ、ここではカソードまたはアノードのいずれがこの基板に接触されてもよい。基板と接触されている電極は便宜上、底部電極と呼ばれる。便宜上、この底部電極はアノードであるが、本発明は、その構成には限定されない。この基板は、光の放射の意図される方向に依存して、光透過性または不透明のいずれでもよい。光透過性の特性はこの基板を通してＥＬ発光を視るために所望される。透明なガラスまたはプラスチックが通常、このような場合に使用される。この基板は、多層の材料を含む複雑な構造であり得る。これは代表的には、アクティブ・マトリクス基板の場合であり、ここではＴＦＴは、ＯＬＥＤ層の下に設けられる。この基板は、少なくとも放射性画素化領域においては、ガラスまたはポリマーのような大きい透明な材料から構成されることがやはり必要である。ＥＬ放射が頂部電極を通じて視られる適用のためには、この底部支持体の透過性特徴は、重要ではなく、従って、光透過性であっても、光吸収性であっても、または光反射性であってもよい。この場合に用いるための基板としては、限定はしないが、ガラス、プラスチック、半導体関連製品、シリコン、セラミック、および回路基板材料が挙げられる。ここでも、基板は、アクティブ・マトリクスＴＦＴデザインに見出されるような多層の材料を含む複雑な構造であり得る。これらのデバイス構成では光透過性の頂部電極を設ける必要がある。
【００５２】
アノード
アノードを通じて所望のエレクトロルミネセント発光（ＥＬ）がみられるとき、このアノードは、目的の発光に対して透明であるか、または実質的に透明でなければならない。本発明において用いられる通常の透明なアノード材料は、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るが、限定はしないがアルミニウムまたはインジウムでドープした亜鉛酸化物、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を含む他の金属酸化物が働き得る。これらの酸化物に加えて、金属窒化物、例えば、窒化ガリウムおよび金属セレン化物、例えば、セレン化亜鉛および金属硫化物、例えば、硫化亜鉛がアノードとして用いられ得る。ＥＬ発光がカソードを通してだけみられる適用については、アノードの透過性の特徴は無関係であり、そして透明、不透明または反射性の任意の導電性材料が用いられてもよい。この適用についての導体の例としては、限定はしないが、金、イリジウム、モリブデン、パラジウムおよび白金が挙げられる。代表的なアノード材料は透過性であるか、そうでなければ、４．１ｅＶ以上の仕事関数を有する。所望のアノード材料は通常は、任意の適切な方法、例えば、エバポレーション、スパッタリング、化学蒸着または電気化学的な方法によって蒸着される。アノードは、周知の写真平板プロセスを用いてパターン化され得る。必要に応じて、アノードは、表面の粗さを減じて、反射の不足を最小にするかまたは反射を増強するように他の層の追加の前に研磨され得る。
【００５３】
カソード
アノードを通じてのみ発光がみられる場合、本発明において用いられるカソードは、ほぼ任意の導電材料から構成され得る。所望の材料は、下層にある有機層との良好な接触を確保する良好なフィルム形成特性を有し、低電圧での電子注入を促進して、良好な安定性を有する。有用なカソード材料はしばしば、低い仕事関数の金属（＜４．０ｅＶ）または合金を含む。有用なカソード材料の１つは、Ｍｇ：Ａｇ合金から構成され、ここでの銀の割合は、米国特許第４，８８５，２２１号に記載されるとおり、１〜２０％の範囲である。カソード材料の別の適切なクラスは、このカソードと、導電性金属のより薄い層でキャップされている有機層（例えば、電子輸送層（ＥＴＬ））と接触している薄い電子注入層（ＥＩＬ）とを含む二重層を含む。ここで、ＥＩＬは好ましくは、低仕事関数の金属または金属の塩を含み、そしてもしそうである場合、それより薄いキャッピング層は、低い仕事関数を有する必要はない。このようなカソードの１つは、米国特許第５，６７７，５７２号に記載のとおり、Ｌｉｆの薄層、それに続くＡ１のより薄い層から構成される。アルカリ金属でドープされたＥＴＬ金属、例えば、ＬｉドープされたＡ１ｑは、有用なＥＩＬの別の例である。他の有用なカソード材料のセットとしては、限定はしないが、米国特許第５，０５９，８６１号、同第５，０５９，８６２号および同第６，１４０，７６３号に開示されるセットが挙げられる。
【００５４】
発光がカソードを通じてみられる場合、このカソードは、透明であるかまたはほぼ透明でなければならない。このような適用については、金属は、薄くなければならず、または透明な導電性酸化物もしくはそれらの材料の組み合わせを用いなければならない。光学的に透明なカソードは、米国特許第４，８８５，２１１号、同第５，２４７，１９０号、日本国特許３，２３４，９６３号、米国特許第５，７０３，４３６号，同第５，６０８，２８７号、同第５，８３７，３９１号、同第５，６７７，５７２号、同第５，７７６，６２２号、同第５，７７６，６２３号、同第５，７１４，８３８号、同第５，９６９，４７４号、同第５，７３９，５４５号、同第５，９８１，３０６号、同第６，１３７，２２３号、同第６，１４０，７６３号、同第６，１７２，４５９、欧州特許第１  ０７６  ３６８号、米国特許第６，２７８，２３６号、および同第６，２８４，３９３６号にさらに詳細に記載されている。カソード材料は代表的には、任意の適切な方法、例えば、エバポレーション、スパッタリング、または化学蒸着によって蒸着される。必要に応じて、パターン化は、限定はしないが、スルー・マスク（ｔｈｒｏｕｇｈ−ｍａｓｋ）蒸着、米国特許第５，２７６，３８０号および欧州特許第０  ７３２  ８６８号に記載されるようなインテグラル・シャドウ・マスキング（ｉｎｔｅｇｒａｌ  ｓｈａｄｏｗ  ｍａｓｋｉｎｇ）、レーザー・アブレーション、および選択的化学蒸着を含む多数の周知の方法を通じて達成され得る。
【００５５】
正孔注入層（ＨＩＬ）
正孔注入層１０５は、アノード１０３と正孔輸送層１０７との間に設けられ得る。この正孔注入材料は、その後の有機層のフィルム形成特性を改善するように、そして正孔輸送層への正孔の注入を促進するように機能し得る。正孔注入層における使用のために適切な材料としては、限定はしないが、米国特許第４，７２０，４３２号に記載されるようなポルフィリン化合物、米国特許第６，２０８，０７５号に記載されるようなプラズマ蒸着フルオロカーボンポリマー、およびいくつかの芳香族アミン、例えば、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ（４，４’，４’’−ｔｒｉｓ［（３−メチルフェニル）フェニルアミノ］トリフェニルアミン）が挙げられる。有機ＥＬデバイスにおいて、伝えられるところによれば有用である別の正孔注入材料は、欧州公開特許第０  ８９１  １２１号Ａ１および欧州公開特許第１  ０２９  ９０９号Ａ１に記載される。
【００５６】
正孔輸送層（ＨＴＬ）
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、芳香族三級アミンを含み、この後者とは、その少なくとも１つが芳香族環の員である、炭素原子にのみ結合される少なくとも１つの三価の窒素原子を含む化合物であることが理解される。芳香族三級アミンの１形態は、アリールアミン、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のアリールアミンであってもよい。例示的なモノマーのトリアリールアミンは、Ｋｌｕｐｆｅｌら、米国特許第３，１８０，７３０号に例示される。１つ以上のビニルラジカルで置換されるか、および／または少なくとも１つの活性な水素含有基を含む、他の適切なトリアリールアミンは、Ｂｒａｎｔｌｅｙら、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。
【００５７】
芳香族三級アミンのさらに好ましいクラスは、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な少なくとも２つの芳香族三級アミン部分を含むものである。このような化合物としては、構造式（Ａ）
【化１２】
2007515063.tif 000013
によって提示されるものが挙げられ、ここでＱ1およびＱ2は独立して選択される芳香族三級アミン部分であり、そしてＧは、炭素間結合のアリーレン、シクロアルキレンまたはアルキレン基のような連結基である。１実施形態では、Ｑ1またはＱ2の少なくとも１つが多環式縮合環構造、例えば、ナフタレンを含む。Ｇがアリール基である場合、これは都合のよいことにはフェニレン、ビフェニレンまたはナフタレン部分である。
【００５８】
構造式（Ａ）を満たし、かつ２つのトリアリールアミン部分を含むトリアリールアミンの有用なクラスは、構造式（Ｂ）：
【化１３】
2007515063.tif 000014
によって提示され、
式中
Ｒ1およびＲ2は各々独立して、水素原子、アリール基もしくはアルキル基を表すか、またはＲ1およびＲ2は一緒になって、シクロアルキル基を完成する原子を表し；そして
Ｒ3およびＲ4は独立して、アリール基を表し、これが次に、構造式（Ｃ）：
【化１４】
2007515063.tif 000015
によって示されるとおり、ジアリール置換アミノ基で置換され、
ここでＲ5およびＲ6は独立して選択されるアリール基である。１実施形態では、少なくとも１つのＲ5またはＲ6が、多環式縮合環構造、例えば、ナフタレンを含む。
【００５９】
芳香族三級アミンの別のクラスは、テトラアリールジアミンである。所望されるテトラアリールジアミンとしては、アリーレン基を通じて連結される、式（Ｃ）によって示されるような、２つのジアリールアミノ基が挙げられる。有用なテトラアリールジアミンとしては、式（Ｄ）
【化１５】
2007515063.tif 000016
によって示されるものが挙げられ、式中
各々のＡｒｅは独立して選択されたアリーレン基、例えばフェニレンまたはアントラセン部分であり、
ｎは１〜４の整数であり、そして
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。
【００６０】
代表的な実施形態では、Ａｒ、Ｒ7、Ｒ8およびＲ9の少なくとも１つは、多環の縮合環構造、例えば、ナフタレンである。
【００６１】
前述の構造式（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の種々のアルキル、アルキレン、アリールおよびアリーレン部分は各々が、順に置換され得る。代表的な置換基としては、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、フッ化物、塩化物および臭化物が挙げられる。種々のアルキルおよびアルキレン部分は代表的には、約１〜６個の炭素原子を含む。シクロアルキル部分は、３〜約１０個の炭素原子を含んでもよいが、代表的には５、６または７つの環の炭素原子、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んでもよい。アリールおよびアリーレン部分は通常、フェニルおよびフェニレン部分である。
【００６２】
正孔輸送層は、単一の芳香族三級アミン化合物またはその混合物から形成され得る。詳細には、トリアリールアミン、例えば、式（Ｂ）を満足するトリアリールアミンを、式（Ｄ）によって示されるようなテトラアリールジアミンと組み合わせて使用してもよい。トリアリールアミンがテトラアリールジアミンと組み合わされて使用される場合、後者は、トリアリールアミンと、電子注入層と輸送層との間に割り込まれた層として配置される。有用な芳香族三級アミンの例は以下である。
１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン
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
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）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
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−ナフタアセニル）−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）
【００６３】
別のクラスの有用な正孔輸送材料としては、欧州特許１  ００９  ０４１に記載されるような多環の芳香族化合物が挙げられる。オリゴマー材料を含む、３つ以上のアミン基を有する三級芳香族アミンが用いられ得る。さらに、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ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳとも呼ばれるポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（４−スチレンスルホネート）のようなコポリマーなどのポリマー性の正孔輸送材料が用いられ得る。
【００６４】
蛍光発光材料および蛍光発光層（ＬＥＬ）
本発明のリン光材料に加えて、蛍光材料を含む、他の発光材料がＯＬＥＤデバイスにおいて用いられ得る。「蛍光（ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ）」という用語は通常、任意の発光材料を記載するために用いられるが、この場合、本発明者らは、一重項励起状態から発光する材料のことを言っている。蛍光材料は、隣接する層において、隣接する画素において、または任意の組み合わせで、リン光材料と同じ層で用いられ得る。本発明のリン光材料の能力に有害に影響する材料を選択しないように注意を払わなければならない。当業者は、リン光材料と同じ層において、または隣接する層において、材料の三重項励起状態エネルギーが望ましくないクエンチを妨げ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。
【００６５】
米国特許第４，７６９，２９２号および同第５，９３５，７２１号にさらに詳細に記載されるように、有機ＥＬ素子の発光層（ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）（ＬＥＬ）は、この領域での電子正孔対再結合の結果としてエレクトロルミネッセンスが生じる蛍光発光またはリン光性材料を含む。この発光層は、単一の材料から構成されてもよいが、より一般的には、ゲスト発光材料でドープされたホスト材料、または主に発光材料から生じる材料から発光が構成され、そして任意の色であってもよい。発光層におけるホスト材料は、以下に規定されるような電子輸送材料、上記に規定されるような正孔輸送材料、または正孔電子再結合を支持する別の材料もしくは材料の組み合わせであってもよい。蛍光発光材料は代表的には、ホスト材料の０．０１〜１０質量％で組み込まれる。
【００６６】
ホスト材料および発光材料は、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−フェニレンビニレン）、ＰＰＶ）のような低分子の非ポリマー分子であっても、またはポリマー物質であってもよい。ポリマーの場合、低分子発光物質は、ポリマーのホストに分子的に分散されてもよいし、または発光材料は、ホストのポリマーへわずかな構成要素を共重合化することによって追加されてもよい。ホスト材料は、フィルム形成、電気的特性、発光効率、寿命または製造可能性を改善するために一緒に混合され得る。ホストは、良好な正孔輸送特性を有する材料と、良好な電子輸送特性を有する材料とを含み得る。
【００６７】
ゲスト発光材料として蛍光色素を選択するための重要な関係は、ホストおよび発光材料の一重項励起状態エネルギーの比較である。ホストから発光材料への効率的なエネルギー移動のためには、極めて望ましい条件とは、発光材料の一重項状態のエネルギーがホスト材料のエネルギーよりも低いことである。
【００６８】
有用であることが公知のホストおよび発光材料としては、限定はしないが、米国特許第４，７６８，２９２号、同第５，１４１，６７１号、同第５，１５０，００６号、同第５，１５１，６２９号、同第５，４０５，７０９号、同第５，４８４，９２２号、同第５，５９３，７８８号、同第５，６４５，９４８号、同第５，６８３，８２３号、同第５，７５５，９９９号、同第５，９２８，８０２号、同第５，９３５，７２０号、同第５，９３５，７２１および同第６，０２０，０７８号に開示される材料が挙げられる。
【００６９】
８−ヒロキシキノリンおよび同様の誘導体の金属錯体（式Ｅ）は、エレクトロルミネッセンスを支持し得る有用な１クラスのホスト化合物を構成し、そして特に５００ｎｍより長い波長の発光、例えば、緑、黄色、オレンジおよび赤色に適切である。
【化１６】
2007515063.tif 000017
ここで、
Ｍは金属であり；
ｎは１〜４の整数であり；そして
Ｚは独立して各々の出現において、少なくとも２つの縮合芳香族環を有する核を完成する原子である。
【００７０】
前述から、金属は一価であっても、二価であっても、三価であってもまたは四価の金属であってもよいことが明らかである。この金属は例えば、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；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；土類金属、例えば、アルミニウムもしくはガリウム、または遷移金属、例えば、亜鉛もしくはジルコニウムであってもよい。一般的に、有用なキレート金属であることが公知の任意の一価、二価、三価または四価の金属が使用され得る。
【００７１】
Ｚは、少なくとも２つの縮合芳香族環を含む複素環式の核を完成し、その環のうち少なくとも１つはアゾールまたはアジンの環である。脂肪族環および芳香族環の両方を含むさらなる環が、必要に応じて２つの必要な環と縮合され得る。機能に対して改善することなく分子バルクを増やすことを防ぐために、環原子の数は通常１８個以下に維持される。
【００７２】
有用なキレート化オキシノイド化合物の例は以下である。
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、（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）］
【００７３】
９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセン（式Ｆ）の誘導体は、エレクトロルミネッセンスを支持し得る有用な１クラスのホスト化合物を構成し、そして特に４００ｎｍより長い波長の発光、例えば、青、緑、黄色、オレンジおよび赤色に適切である。
【化１７】
2007515063.tif 000018
ここで、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、およびＲ6は、各々の環の上の１つ以上の置換基に相当し、ここで各々の置換基は個々に以下の基から選択される。
第１群：水素、または１〜２４個の炭素原子のアルキル；
第２群；５〜２０個の炭素原子のアリールまたは置換アリール
第３群；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するのに必要な４〜２４個の炭素原子；
第４群；フリル、チエニル、ピリジル、キノリニルまたは他の複素環式系の縮合複素環式芳香族環を完成するのに必要な５〜２４個の炭素原子のヘテロアリールまたは置換ヘテロアリール；
第５群；１〜２４個の炭素原子のアルコキシルアミノ、アルキルアミノ、またはアリールアミノ；そして
第６群；フッ素、塩素、臭素またはシアノ。
【００７４】
例示的な例としては、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）アントラセンが挙げられる。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、これには、９，１０−ビス［４−（２，２−ジフェニルエテニル）フェニル］アントラセンが挙げられる。
【００７５】
ベンザゾール（ｂｅｎｚａｚｏｌｅ）誘導体（式Ｇ）は、エレクトロルミネッセンスを支持し得る有用な別のクラスのホスト材料を構成し、そして特に４００ｎｍより長い波長の発光、例えば、青、緑、黄色、オレンジおよび赤色に適切である。
【化１８】
2007515063.tif 000019
式中、
ｎは、３〜８の整数であり；
Ｚは、Ｏ、ＮＲまたはＳであり；そして
ＲおよびＲ’は個々に、水素；１〜２４個の炭素原子のアルキル、例えば、プロピル、ｔ−ブチル、ヘプチルなど；アリールまたは５〜２０炭素原子の異種原子置換アリール、例えば、フェニルおよびナフトル、フリル、チエニル、ピリジル、キノリニルおよび他の複素環系；またはハロ、例えば、クロロ、フルオロ；または縮合環を完成するのに必要な原子であり；そして
Ｌは、複数のベンザゾールを一緒に共役的にまたは非共役的に結合する、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単位である。有用なベンザゾールの例は、２，２’，２’’−（１，３，５−フェニレン）トリス［１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール］である。
【００７６】
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はまた、青色発光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、青色発光の有用なホストである。
【００７７】
有用な蛍光発光材料としては、限定はしないが、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）アミンボロン化合物、ビス（アジニル）メタン化合物、およびカルボスチリル化合物が挙げられる。有用な材料の具体例としては、限定はしないが以下が挙げられる。
【００７８】
【化１９】
2007515063.tif 000020
【化２０】
2007515063.tif 000021
【化２１】
2007515063.tif 000022
【化２２】
2007515063.tif 000023
【００７９】
電子輸送層（ＥＴＬ）
本発明の有機ＥＬデバイスの電子輸送層１１１を形成するのにおける使用のための好ましい薄層形成材料は、金属キレート化オキシノイド化合物であって、これには、オキシン自体のキレート（これは、通常、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る）が挙げられる。このような化合物は、電子の注入および輸送を補助して、高いレベルの能力を示し、かつ薄層の形成において容易に加工される。意図されるオキシノイド化合物の例は、前に記載された構造式（Ｅ）を満足するものである。
【００８０】
他の電子輸送材料としては、米国特許第４，３５６，４２９号に開示されるような種々のブタジエン誘導体、および米国特許第４，５３９，５０７号に記載されるような種々の複素環式蛍光光沢剤が挙げられる。構造式（Ｇ）を満足するベンザゾールはまた、有用な電子輸送材料である。トリアジンはまた、電子輸送材料として有用であることが公知である。
【００８１】
他の有用な有機層およびデバイスの構造
いくつかの場合には、層１０９〜１１１は必要に応じて、発光および電子輸送の両方を支持するという機能を果たす単独の層につぶされてもよい。層１１０および１１１はまた、正孔または励起子をブロックするように機能し、そして電子輸送を支持する単独の層につぶされてもよい。発光性の材料がホストとして機能し得る正孔輸送層に含まれてもよいことも公知である。複数の材料が、例えば、青色発光材料および黄色発光材料、シアンブルーおよび赤色の発光材料、または赤−、緑−および青色の発光材料を組み合わせることによって、白色発光性ＯＬＥＤを作製するために、１つ以上の層に追加されてもよい。白色発光デバイスは、例えば、欧州特許１  １８７  ２３５号、米国特許第２００２００２５４１９号、欧州特許１１８２  ２４４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号に記載されており、そして発色を行なうために適切なフィルターの配置で装備されてもよい。
【００８２】
本発明は、例えば、米国特許第５，７０３，４３６号および同第６，３３７，４９２号に教示されるような、いわゆる積み重ねデバイス構造で用いられ得る。
【００８３】
有機層の蒸着
上述される有機物質は、この有機物質の形態に適切な任意の方法によって適切に蒸着される。低分子の場合、それらは、昇華（凝華）を通じて都合よく蒸着されるが、フィルムの形成を改善する任意の結合剤を含む溶媒からのような他の方法によって蒸着されてもよい。この物質がポリマーである場合、溶媒蒸着が通常好ましい。昇華によって蒸着される物質は、例えば、米国特許第６，２３７，５２９号に記載されるように、タンタル材料からしばしば構成される昇華装置「ボート（ｂｏａｔ）」から気化されてもよいし、または最初にドナーシートにコーティングされて、ついでその基板に近位に昇華されてもよい。物質の混合物を有する層は、別の昇華装置ボートを利用してもよいし、またはこの物質は事前に混合されて、単一のボートまたはドナーシートからコーティングされてもよい。パターン化された蒸着は、シャドウ・マスク、インテグラル・シャドウ・マスク（米国特許第５，２９４，８７０号）、ドナー・シートからの空間的に規定された熱色素転写（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）およびインクジェット法（米国特許第６，０６６，３５７号）を用いて達成され得る。
【００８４】
カプセル封入
ほとんどのＯＬＥＤデバイスは、湿度もしくは酸素に対して、または両方に対して敏感であり、そのため、それらは通常、窒素またはアルゴンのような不活性な雰囲気中で、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、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物、硫酸塩または金属ハロゲン化物および過塩素酸塩とともに密閉される。カプセル化および乾燥のための方法としては、限定はしないが、米国特許第６，２２６，８９０号に記載の方法が挙げられる。さらに、障壁の層、例えば、ＳｉＯｘ、テフロン（登録商標）、および交互の無機／ポリマー層が、カプセル化のために当該分野で公知である。
【００８５】
光学上の最適化
本発明のＯＬＥＤデバイスは、所望の場合その特性を増強するために、種々の周知の光学的効果を使用し得る。これは、最大の光透過を得るように層の厚みを最適化する工程と、誘電性のミラー構造を提供する工程と、反射型電極を光吸収性電極と置き換える工程と、ディスプレイを覆ってちらつき防止または反射防止コーティングを設ける工程と、ディスプレイを覆って偏光媒体を提供する工程と、またはディスプレイを覆って着色された中性（減光）フィルターまたは色温度変換フィルターを設ける工程とを包含する。フィルター、偏光子およびちらつき防止または反射防止コーティングは特に、カバーの上に、またはカバーの一部として設けられ得る。
【実施例】
【００８６】
本発明およびその利点は、以下の実施例によってさらに良好に評価され得る。
【００８７】
三重項エネルギーの算出例１
化合物Ｉｎｖ−１の三重項エネルギーは、Ｇａｕｓｓｉａｎ９８（Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ）コンピュータープログラムにおいて実行されるとおりＢ３ＬＹＰ／ＭＩＤＩ！法を用いて算出された。基底状態のエネルギーＥ（ｇｓ）、および最低の三重項状態Ｅ（ｔｓ）を算出した。各々の状態のエネルギーは、その状態についての最小エネルギーの幾何学で計算された。２つの状態の間のエネルギーの相違は、三重項エネルギーを得るために、以下の式によってさらに改変された：Ｅ（ｔ）＝０．８４×（Ｅ（ｔｓ）−Ｅ（ｇｓ））＋０．３５。化合物Ｉｎｖ−１の三重項エネルギーＥ（ｔ）は、２．９８ｅＶとして算出した。緑のドーパントｆａｃ−トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）、（Ｉｒ（ｐｐｙ）3）の三重項エネルギーは、この方法によって２．５５ｅＶであることが算出されており、そして２．５３ｅＶであることが測定されている。この計算によって、Ｉｎｖ−１は、緑のドーパントＩｒ（ｐｐｙ）3に適切なホストであることが予想される。
【００８８】
合成の実施例１：Ｉｎｖ−２の調製
【化２３】
2007515063.tif 000024
４，４’−ビス（フェニルエチニル）ビフェニルは、以下の手順によって調製した（Ｒｘｎ−１）。１２．０ｇ（０．０３０ｍｏｌ）の４，４’−ジヨードビフェニル、１５０ｍＬのピペリジンおよび２００ｍＬのアセトニトリルの混合物を、アルゴンで散布することによって脱気して、０．４０ｇ（０．６ｍｍｏｌ）のビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム二塩化物および０．２５ｇ（１．３ｍｍｏｌ）のヨウ化銅（Ｉ）を添加した。得られた撹拌された溶液に室温で、シリンジを介して６．０４ｇ（０．０５９ｍｏｌ）のフェニルアセチレンを添加した。この反応混合物を室温で３０分間保持して、６０℃で３時間加熱した。沈殿した生成物を、冷却された反応混合物の濾過によって収集して、固体が無色になるまでアセトニトリルおよびジクロロメタンとともに連続的に洗浄した。収率：８．５ｇ（８１％）。ＦＤ−ＭＳ  ｍ／ｚ  ３５４+（Ｍ+）。
【化２４】
2007515063.tif 000025
【００８９】
以下の方法によって、４，４’−ビス（フェニルエチニル）ビフェニル（Ｒｘｎ−２）から、Ｉｎｖ−２（２’、２’’’’，３’，３’’’’，５’，５’’’’，６’，６’’’’−オクタフェニル−ｐ−セキシフェニル）を調製した。５．００ｇ（０．０１４ｍｏｌ）の４，４’−ビス（フェニルエチニル）ビフェニル、１０．８５ｇ（０．０２８ｍｏｌ）のテトラフェニルシクロペンタジエノン、および１０ｇのベンゾフェノンの混合物をアルゴン下で、２８０℃で３時間加熱した。この反応混合物を室温まで冷却し、５００ｍＬのジクロロメタン中でスラリーにして、濾過した。収集した生成物を、濾液が無色になるまでジクロロメタンおよびアセトンを用いて連続的に洗浄した。この生成物を、３０分間、煮沸ベンゾニトリルを用いる抽出によって、続いて室温までの冷却および濾過によって精製した。収率：１４．０ｇ（９３％）．ＦＤ−ＭＳ  ｍ／ｚ  １０６７+（Ｍ＋Ｈ+）。
【００９０】
デバイス例１
本発明の要件を満たすＥＬデバイス（サンプル１）は、以下の方式で構築した：
１．インジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）の８５ｎｍの層でコーティングしたガラス基板をアノードとして、連続して、市販の界面活性剤中で超音波処理して、脱イオン水中でリンスして、トルエン蒸気中で脱脂して、酸素プラズマに対して約１分間曝した。
２．ＣＨＦ3のプラズマ補助蒸着によって、ＩＴＯの上に、１ｎｍのフルオロカーボン（ＣＦｘ）正孔注入層（ＨＩＬ）を蒸着させた。
３．次いで、７５ｎｍの厚みを有する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）の正孔輸送層（ＨＴＬ）をタンタルのボートからエバポレートさせた。
４．次いで、Ｉｎｖ−１および緑色リン光ドーパント（Ｉｒ（ｐｐｙ）3、ｆａｃ−トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）、６質量％）の３５ｎｍの発光層（ＬＥＬ）を、この正孔輸送層上に蒸着させた。これらの物質はまた、タンタルのボートからエバポレートさせた。
５．次いで、１０ｎｍの厚みを有するビス（２−メチル−キノリノラト）（４−フェニルフェノレート）（Ａｌ（Ｂａｌｑ））の正孔ブロック層を、タンタルのボートからエバポレートさせた。
６．次いで、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（ＡｌＱ3）の４０ｎｍの電子輸送層（ＥＴＬ）を、発光層の上に蒸着させた。この物質はまた、タンタルのボートからエバポレートさせた。
７．ＡｌＱ3層の頂部に、１０：１の容積比のＭｇとＡｇとで形成された２２０ｎｍのカソードを蒸着した。
【００９１】
上記の順序でＥＬデバイスの蒸着を完了した。次いで、このデバイスを周囲の環境に対する保護のために乾燥グローブ・ボックスに密閉してパッケージした。
【００９２】
エミッターＩｒ（ｐｐｙ）3を表１に示されたレベルで用いた以外は、サンプル１と同一の方式でサンプル２を作製した。サンプル３は、化合物Ｉｒ（ｐｐｙ）3が含まれなかったこと以外は、サンプル１と同一の方式で作製した。サンプル４、５および６は、Ａ１（Ｂａｌｑ）の代わりに正孔ブロック層を形成するためにバソキュプロイン（ｂａｔｈｏｃｕｐｒｏｉｎｅ）（ＢＣＰ）を用いた以外は、それぞれ、サンプル１、２および３と同一の方式で作製した。
【００９３】
このように形成したセルを、輝度、効率および色ＣＩＥ（国際照明委員会）座標について、２０ｍＡ／ｃｍ2という動作電流で試験して、その結果を表１に報告する。
【表１】
2007515063.tif 000026
【００９４】
表１から理解されるとおり、本発明のホスト材料を組み込んでいる全ての試験したＥＬデバイスが、リン光ドーパントと用いた場合に高い効率を実証した。
【００９５】
デバイス例２
本発明の要件を満たすＥＬデバイス、サンプル７を、Ｉｎｖ−１の代わりにＩｎｖ−２を用いた以外は、上記のサンプル１と同じ方式で構築した。サンプル８、９および１０は、エミッターＩｒ（ｐｐｙ）3を表２に示されたレベルで用いた以外は、サンプル７と同じ方式で調製した。サンプル１１は、Ｉｎｖ−２の代わりにＣｏｍ−１（４，４’−ビス（カルバゾール−９−イル）ビフェニル，ＣＢＰ）を用いた以外は、サンプル７と同じ方式で構築した。
【００９６】
このように形成したセルを、輝度、効率および色ＣＩＥ座標について２０ｍＡ／ｃｍ2という動作電流で試験して、その結果を表２に報告する。
【表２】
2007515063.tif 000027
【００９７】
表２から理解されるとおり、本発明のホスト材料を組み込んでいる全ての試験したＥＬデバイスが、リン光ドーパントと用いた場合に高い効率を実証した。本発明のホスト材料によって、比較のホストＣｏｍ−１の輝度および効率よりも高い輝度および効率を有するデバイスが得られる（サンプル８対サンプル１１）。
【００９８】
デバイス例３
本発明の要件を満たすＥＬデバイス、サンプル１２を、ホストＩｎｖ−２を２５質量％のＩｎｖ−２と７５質量％のＣｏｍ−１のホスト混合物で置き換えた以外は、上記のサンプル８と同じ方式で構築した。サンプル１３は、５０質量％のＩｎｖ−２および５０質量％のＣｏｍ−１のホスト混合物を用いた以外は、サンプル１２と同じ方式で調製した。サンプル１４は、Ｉｎｖ−２の代わりにホストＣｏｍ−１（４，４’−ビス（カルバゾール−９−イル）ビフェニル、ＣＢＰ）を用いた以外は、サンプル８と同じ方式で構築した。
【００９９】
このように形成したセルを、輝度、効率および色ＣＩＥ座標について２０ｍＡ／ｃｍ2という動作電流で試験して、その結果を表３に報告する。
【表３】
2007515063.tif 000028
【０１００】
表３から理解されるとおり、本発明のホスト材料と組み合わせて比較のホスト材料を組み込んでいるＥＬデバイスは、比較のホスト材料のみを用いるデバイスに対して改善された効率を実証した。
【０１０１】
デバイス例４（比較例）
ＥＬデバイス、サンプル１５を、Ｉｎｖ−１の代わりにホスト材料Ｃｏｍ−２を用いた以外は、上記のサンプル１と同じ方式で構築した。サンプル１６および１７は、エミッターＩｒ（ｐｐｙ）3を表４に示されたレベルで用いた以外は、サンプル１２と同じ方式で調製した。
【化２５】
2007515063.tif 000029
【０１０２】
【表４】
2007515063.tif 000030
【０１０３】
表４から理解されるとおり、比較のホスト材料を組み込んでいる全ての試験されたＥＬデバイスは、緑色リン光ドーパントとともに用いられた場合、示した効率は乏しかった。
【０１０４】
本明細書に引用される特許および他の刊行物の内容全体が、参照によって本明細書に援用される。本発明は、その特定の好ましい実施形態を特に参照して詳細に記載されているが、本発明の趣旨および範囲内において変更および改変が達成され得ることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明が用いられ得る代表的なＯＬＥＤデバイスの断面図を示す。
【符号の説明】
【０１０６】
１０１    基板
１０３    アノード
１０５    正孔注入層（ＨＩＬ）
１０７    正孔輸送層（ＨＴＬ）
１０９    発光層（ＬＥＬ）
１１０    正孔ブロック層（ＨＢＬ）
１１１    電子輸送層（ＥＴＬ）
１１３    カソード
【図１】
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【国際調査報告】
2007515063.tif 000040
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