(57)【要約】  （１）Ｉｒ、Ｒｈ、Ｏｓ、ＰｔおよびＰｄからなる群から選択される金属と、（２）ジアゾール基リガンドとを含む有機金属錯体を含有する発光材料を含む発光層を含んでなり、該リガンドが、該ジアゾールの窒素を橋頭窒素として含む縮合芳香族環基を有する、エレクトロルミネセントデバイスが開示される。該デバイスは有用な発光を提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）Ｉｒ、Ｒｈ、Ｏｓ、ＰｔおよびＰｄからなる群より選択される金属と、（２）ジアゾール基リガンドとを含み、該リガンドが、該ジアゾールの窒素を橋頭窒素として含む縮合芳香族環基を有する有機金属錯体を含有する発光材料を含む発光層を含んでなるエレクトロルミネセントデバイス。
【請求項２】
前記金属がＩｒである請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記ジアゾール化合物が、さらに、少なくとも１つの二重結合を有する置換基で置換されている請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記ジアゾール化合物が、さらに、５員または６員芳香族環で置換されている請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記発光材料が式（１）：
【化１】
2007517382.tif 000032
（式中：
Ｚは、少なくとも１つの芳香族環基と縮合したジアゾール環基を形成するのに必要な原子を表し；
Ｎfは、前記ジアゾール環基と前記縮合した芳香族環基との間の橋頭位における窒素原子を表し；
ＭはＩｒ、Ｒｈ、Ｏｓ、ＰｔおよびＰｄからなる群より選択される配位金属であり；
ｍは、ＭがＩｒまたはＲｈである場合は１、２または３であって、ｍは、ＭがＰｔ、ＰｄまたはＯｓである場合は１または２であり；
Ｌは独立して選択されたリガンド基を表し；
ｗは、ＭがＩｒ、Ｒｈ、またはＯｓである場合は６配位部位を満足するのに必要である０〜４であって、ｗは、ＭがＰｔまたはＰｄである場合は４配位を満足するのに必要な０〜２であり；および
Ｒ1およびＲ2は置換基を表し、但し、Ｒ1およびＲ2は環基を形成してもよい）
によって表される請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
ＭがＩｒである請求項５に記載のデバイス。
【請求項７】
ｗが０であって、ｍが３である請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
Ｒ1およびＲ2が、一緒になって、６員芳香族環基を形成するのに必要な原子を表す請求項６に記載のデバイス。
【請求項９】
前記発光材料が式（１ａ）：
【化２】
2007517382.tif 000033
（式中：
Ｍ、Ｌ、ｗ、ｍ、Ｒ1およびＲ2は請求項５に定義した通りであり；
Ｒ3は水素または置換基を表し；および
Ａｒは芳香族環基を形成するのに必要な原子を表す）
によって表される請求項５に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記発光材料が式（１ｂ）：
【化３】
2007517382.tif 000034
（式中：
Ｍ、Ｌ、ｗ、ｍ、Ｒ1およびＲ2は請求項５に定義した通りであり；
Ｒ3は水素または置換基を表し；および
Ａｒは芳香族環基を形成するのに必要な原子を表す）
によって表される請求項５に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記発光層が式（１ｃ）：
【化４】
2007517382.tif 000035
（式中：
Ｍ、Ｌ、Ｗ、ｍ、Ｒ1、Ｒ2は請求項５で定義された通りであり；
Ｒ3は水素または置換基を表し；および
Ａｒは芳香族環基を形成するのに必要な原子を表す）
の発光化合物を含有する請求項５に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記発光層が式（１ｄ）：
【化５】
2007517382.tif 000036
（式中：
Ｍ、Ｌ、ｗ、ｍ、Ｒ1、Ｒ2は請求項５で定義された通りであり；
Ｒ3は水素または置換基を表し；および
Ａｒは芳香族環基を形成するのに必要な原子を表す）
の発光化合物を含有する請求項５に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記発光材料が式（１ｅ）：
【化６】
2007517382.tif 000037
（式中：
Ａｒは芳香族環基を形成するのに必要な原子を表し；
Ｒ3は水素または置換基を表し；および
Ａｒ2は５または６員芳香族環基を形成するのに必要な原子を表す）
によって表される請求項５に記載のデバイス。
【請求項１４】
ＡｒおよびＡｒ2が、独立して、ベンゼン環基を形成するのに必要な原子を表す請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記発光材料が式（１ｆ）：
【化７】
2007517382.tif 000038
（式中：
Ａｒは芳香族環基を形成するのに必要な原子を表し；
Ｒ3は水素または置換基を表し；および
Ａｒ2は５または６員芳香族環基を形成するのに必要な原子を表す）
によって表される請求項５に記載のデバイス。
【請求項１６】
ＡｒおよびＡｒ2が、独立して、ベンゼン環基を形成するのに必要な原子を表す請求項１５に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記発光材料が式（１ｇ）：
【化８】
2007517382.tif 000039
（式中：
Ａｒは芳香族環基を形成するのに必要な原子を表し；
Ｒ3は水素または置換基を表し；および
Ａｒ2は５または６員芳香族環基を形成するのに必要な原子を表す）
によって表される請求項５に記載のデバイス。
【請求項１８】
ＡｒおよびＡｒ2が、独立して、ベンゼン環基を形成するのに必要な原子を表す請求項１７に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記発光材料が式（１ｈ）：
【化９】
2007517382.tif 000040
（式中：
Ａｒは、芳香族環基を形成するのに必要な原子を表し；
Ｒ3は水素または置換基を表し；および
Ａｒ2は５または６員芳香族環基を形成するのに必要な原子を表す）
によって表される請求項５に記載のデバイス。
【請求項２０】
ＡｒおよびＡｒ2が、独立して、ベンゼン環基を形成するのに必要な原子を表す請求項１９に記載のデバイス。
【請求項２１】
前記発光層が式（１ａ）、（１ｂ）、（１ｃ）または（１ｄ）の発光材料を含有する請求項５に記載のデバイス。
【化１０】
2007517382.tif 000041
【化１１】
2007517382.tif 000042
（式中：
Ｍは、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｐｔ、ＯｓおよびＰｄからなる群より選択される配位金属であり；
ｍは、ＭがＩｒまたはＲｈである場合は１、２または３であって、ｍは、ＭがＰｔ、ＰｄまたはＯｓである場合は１または２であり；
Ｌは、独立して、選択されたリガンド基を表し；
ｗは、ＭがＩｒ、Ｏｓ、またはＲｈである場合は６配位部位を満足させるのに必要な０〜４であって、ｗは、ＭがＰｔまたはＰｄである場合は４配位部位を満足させるのに必要な０〜２であり；および
Ｒ1およびＲ2は置換基を表し、但しＲ1およびＲ2は一緒になって環基を形成してもよく；および
Ｒ3は水素または置換基を表し；
Ａｒは、芳香族環基を形成するのに必要な原子を表す）
【請求項２２】
Ｉｒ、Ｒｈ、Ｏｓ、ＰｔまたはＰｄおよびジアゾール基リガンドを含んでなり、該リガンドが、該ジアゾールの窒素を橋頭窒素として含む縮合芳香族環基を有する、有機金属錯体。
【請求項２３】
式（１）：
【化１２】
2007517382.tif 000043
（式中：
Ｚはジアゾール基リガンドを形成するのに必要な原子を表し、該リガンドは、該ジアゾールの窒素を橋頭窒素として含む縮合芳香族環基を有し；
Ｎfは、前記ジアゾール環基と前記縮合芳香族環基との間の橋頭位における窒素原子を表し；
ＭはＩｒ、Ｒｈ、Ｐｔ、ＯｓおよびＰｄからなる群より選択される配位金属であり；
ｍは、ＭがＩｒまたはＲｈである場合は１、２または３であって、ｍは、ＭがＰｔ、ＰｄまたはＯｓである場合は１または２であり；
Ｌは、独立して選択されたリガンド基を表し；
ｗおよびｍの合計は、ＭがＩｒ、ＲｈまたはＯｓである場合は３であって、ｗおよびｍの合計は、ＭがＰｔまたはＰｄである場合は２であり；および
Ｒ1およびＲ2は置換基を表し、但し、Ｒ1およびＲ2は一緒になって環基を形成してもよく、およびＲ1およびＲ2はジアゾール環基と縮合するように選択することができる）
によって表される請求項２２に記載の有機金属錯体。
【請求項２４】
式（１ａ）、（１ｂ）、（１ｃ）または（１ｄ）によって表される請求項２２に記載の有機金属錯体。
【化１３】
2007517382.tif 000044
（式中：
Ｍは、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｐｔ、ＰｄおよびＯｓからなる群より選択される配位した金属であり；
ｍは、ＭがＩｒまたはＲｈである場合は１、２または３であって、ｍは、ＭがＰｔ、ＰｄまたはＯｓである場合は１または２であり；
Ｌは、独立して選択されたリガンド基を表し；
ｗは、ｗおよびｍの合計が、ＭがＩｒ、ＲｈまたはＯｓである場合は３であって、ｗおよびｍの合計は、ＭがＰｔまたはＰｄである場合は２であるようなものであり；および
Ｒ1およびＲ2は置換基を表し、但し、Ｒ1およびＲ2は一緒になって環基を形成することができ；
Ｒ3は水素または置換基を表し；および
Ａｒは芳香族環基を形成するのに必要な原子を表す）。
【請求項２５】
前記発光材料がホスト材料中に配置されたドーパント化合物である請求項１のデバイス。
【請求項２６】
前記ドーパント化合物がホストに基づいて１５質量％までの量で存在する請求項２５に記載のデバイス。
【請求項２７】
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２８】
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２９】
濾過手段を含む請求項２８に記載のデバイス。
【請求項３０】
蛍光発光材料を含む請求項１に記載のデバイス。
【請求項３１】
請求項１のＯＬＥＤデバイスを含むディスプレイ。
【請求項３２】
請求項１のＯＬＥＤデバイスを含む面照明デバイス。
【請求項３３】
請求項１のデバイスに電位差を印加することを含む、発光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、望ましいエレクトロルミネセント特性を提供することができる有機金属錯体を含有する発光層を含む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年間にわたって知られているが、その性能の限界は多くの望ましい適用に対するバリアーを表してきた。最も単純な形態において、有機ＥＬデバイスはホール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光の発光を生じる電荷再結合を支持するこれらの電極の間にサンドイッチされた有機媒体からなる。これらのデバイスは通常は有機発光ダイオード、またはＯＬＥＤとも呼ばれる。より初期の有機ＥＬデバイスの代表は１９６５年３月９日に発行されたＧｕｒｎｅｅ  ｅｔ  ａｌ．の米国特許第３，１７２，８６２号；１９６５年３月９日に発行されたＧｕｒｎｅｅの米国特許第３，１７３，０５０号；Ｄｒｅｓｎｅｒ，「Ｄｏｕｂｌｅ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  ｉｎ  Ａｎｔｈｒａｃｅｎｅ」，ＲＣＡ  Ｒｅｖｉｅｗ，Ｖｏｌ．３０，ｐｐ．３２２−３３４，１９６９；および１９７３年１月９日に発行されたＤｒｅｓｎｅｒの米国特許第３，７１０，１６７号である。通常、多環芳香族炭化水素から構成されるこれらのデバイスにおける有機層は非常に厚い（１μｍよりもかなり大）。その結果、作動電圧は非常に高く、しばしば１００Ｖを超える。
【０００３】
より最近の有機ＥＬデバイスは、アノードおよびカソードの間に極端に薄い層（例えば、＜１．０μｍ）からなる有機ＥＬ素子を含む。本明細書で、用語「有機ＥＬ素子」は、アノードおよびカソードの間の層を含む。厚みを減少させると、有機層の抵抗が下がり、かなり低い電圧で作動するデバイスを可能とした。最初に米国特許第４，３５６，４２９号に記載された基本的２層ＥＬデバイス構造において、アノードに隣接するＥＬ素子の１つの有機層はホールを輸送するように特別に選択され、従って、それはホール輸送層といわれ、他の有機層は電子を輸送するように特別に選択され、電子輸送層と呼ばれる。有機ＥＬ素子内の注入されたホールおよび電子の再結合の結果、効果的なエレクトロルミネッセンスが生じる。
【０００４】
また、Ｔａｎｇ  ｅｔ  ａｌ［Ｊ．Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｖｏｌ．６５，Ｐａｇｅｓ  ３６１０−３６１６，１９８９］によって開示されたもののような、ホール輸送層および電子輸送層の間に有機発光層（ＬＥＬ）を含有する３層（有機ＥＬデバイス）も提案されている。発光層は、普通、そうでなければドーパントとして知られたゲスト材料でドープされたホスト材料からなる。なおさらに、米国特許第４，７６９，２９２号には、ホール注入層（ＨＩＬ）、ホール輸送層（ＨＴＬ）、発光層（ＬＥＬ）および電子輸送／注入層（ＥＴＬ）を含む４層ＥＬ素子が提案されている。これらの構造は改良されたデバイス効率をもたらした。
【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、蛍光によってその励起されたシングレット状態から光を発する。ＯＬＥＤデバイスで形成されたエキシトンがそのエネルギーをドーパントの励起された状態に移動すると、励起されたシングレット状態が作り出される。しかしながら、一般には、ＥＬデバイスで作り出されたエキシトンの２５％のみがシングレットエキシトンであると信じられている。残りのエキシトンはトリプレットであり、これは、そのエネルギーをドーパントのシングレット励起状態に容易に移すことができない。エキシトンの７５％は発光プロセスで用いられないので、この結果効率の大きな損失が生じる。
【０００６】
もしそれがエネルギーが十分低いトリプレット励起状態を有するならば、トリプレットエキシトンはそのエネルギーをドーパントに移動させることができる。もしドーパントのトリプレット状態が許容されれば、それはリン光によって光を生じさせることができ、ここに、リン光は励起状態および基底状態の間のスピン状態の変化を含むルミネセンスである。多くの場合、シングレットエキシトンはそのエネルギーを同一ドーパントの最低シングレット励起状態に移動させることもできる。シングレット励起状態は、しばしば、系間交差プロセスによって、許容されるトリプレット励起状態まで緩和できる。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デバイスで作り出されたシングレットおよびトリプレット双方のエキシトンからのエネルギーを集め、非常に効果的なリン光発光を生じさせることが可能である。
【０００７】
有用なリン光材料の１つのクラスは、トリプレット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、重い原子の大きなスピン−軌道カップリング、およびＬａｐｏｒｔｅ許容（軌道対称性）遷移を有する電荷移動状態である最低励起状態によるトリプレット励起状態から基底状態へ強く緑色の光を発する（Ｋ．Ａ．Ｋｉｎｇ，Ｐ．Ｊ．Ｓｐｅｌｌａｎｅ，ａｎｄ  Ｒ．Ｊ．Ｗａｔｔｓ，Ｊ．Ａｍｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１０７，１４３１（１９８５），Ｍ．Ｊ．Ｃｏｌｏｍｂｏ，Ｔ．Ｃ．Ｂｒｕｎｏｌｄ，Ｔ．Ｒｅｉｄｅｎｅｒ，Ｈ．Ｕ．Ｇｕｄｅｌ，Ｍ．Ｆｏｒｔｓｃｈ，ａｎｄ  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もまたリン光材料としての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）を持つものとして示されている（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】
リン光材料のもう１つのクラスは、Ａｕ2（ｄｐｐｍ）Ｃｌ2（ｄｐｐｍ＝ビス（ジフェニルホスホノ）メタン）のような、ｄ10電子立体配置を有する原子の間に相互作用を有する化合物を含む（Ｙ．Ｍａ  ｅｔ  ａｌ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７４，１３６１（１９９８））。有用なリン光材料のさらに他の例は、Ｔｂ3+およびＥｕ3+のような三価ランタニドの配位錯体を含む（Ｊ．Ｋｉｄｏ  ｅｔ  ａｌ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，６５，２１２４（１９９４））。これらの後者のリン光化合物は最低励起状態として必ずしもトリプレットを有しないが、それらの光学転移は１のスピン状態の変化を含み、それにより、ＯＬＥＤデバイスにおいてトリプレットエキシトンを収穫することができる。
【０００９】
これらの開発にもかかわらず、リン光エミッターとして機能する新しい有機金属材料に対する要望が依然として存在する。Ｍ．Ｅ．Ｔｈｏｍｐｓｏｎおよび共同研究者は多数のイリジウム錯体の合成および特徴付けを報告している（Ｊ．Ａｍｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２５，７３７７（２００３））。フェニルピリジルベースの錯体の多くは室温において強く発光性であった。対照的に、トリス（１−フェニルピラゾラト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）のようなフェニルピラゾリルベースの化合物は、室温において、リン光を発しないか、または非常に弱いエミッターであった。
【００１０】
フェニルピラゾリルベースの有機金属化合物はＪＰ  ２００３１０９７５８  Ａ２、ＪＰ  ２００３１４２２６５  Ａ２、ＵＳ  ２００２１３４９８４  Ａ１、およびＵＳ  ２００２１１７６６２Ａ１にも記載されている。ＵＳ  ２００３０１７５５５３  Ａ１は、電子／エキシトンブロッキング層におけるｆａｃ−トリス（１−フェニルピラゾラト−Ｎ，Ｃ２）イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒｐｐｚ）の使用を記載する。この場合、該材料は放射ドーパントではないが、ルミネセント層からホール輸送層への電子またはエキシトンの移動を妨げるのに用いられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
有用な光を発する新しいリン光発光材料を提供するのは解決すべき問題である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、（１）Ｉｒ、Ｒｈ、Ｏｓ、ＰｔおよびＰｄからなる群より選択される金属と、（２）ジアゾール基リガンドとを含む有機金属錯体を含有する発光材料を含む発光層を含んでなり、該リガンドが、該ジアゾールの窒素を橋頭窒素として含む縮合芳香族環基を有するエレクトロルミネセントデバイスを提供する。また、本発明は、該エレクトロルミネセントデバイスを使用するディスプレイまたは面照明デバイス、および該デバイスを用いる発光方法も提供する。
【００１３】
該デバイスはリン光放出を通じて光を発する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は前記で概要を示す。有機金属錯体はＩｒ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｐｔ、およびＰｄからなる群より選択される金属、およびジアゾール基リガンドを含み、該リガンドは該ジアゾールの窒素を橋頭窒素として含む縮合芳香族環基を有する。
【００１５】
ジアゾール化合物は２つの窒素原子を含有する５員不飽和環を有する。適切には、ジアゾール環は少なくとも１つの芳香族環と縮合している。ジアゾール環の窒素原子の１つは、縮合環との連結部において橋頭窒素であることが望ましい。ジアゾール環は少なくとも１つの二重結合を有する置換基でさらに置換されていることがさらに望ましい。なおより望ましくは、二重結合は５または６員芳香族環の一部である。適切には、二重結合は金属に対するさらなる結合を形成する。ジアゾール化合物の具体例を以下に示す。
【００１６】
【化１】
2007517382.tif 000002
【００１７】
１つの望ましい実施形態において、有機金属錯体は式（１）によって表すことができる。
【化２】
2007517382.tif 000003
【００１８】
式（１）において、Ｚは少なくとも１つの芳香族環基と縮合するジアゾール環基を完成するのに必要な原子を表す。例えば、Ｚはイミダゾピリジン環基またはピラゾロピリジン環基を完成するのに必要な原子を表すことができる。
【００１９】
Ｎfはジアゾール環基と縮合芳香族環基との間の橋頭位における窒素原子を表す。１つの適当な実施形態において、Ｎfはジアゾール環の他の窒素に隣接していない。
【００２０】
ＭはＩｒ、Ｒｈ、Ｏｓ、ＰｔおよびＰｄからなる群より選択される配位金属である。１つの適当な実施形態において、ＭはＩｒまたはＲｈを表し、より望ましくはＭはＩｒを表す。
【００２１】
ｍは、ＭがＩｒまたはＲｈである場合は１、２または３であって、ｍは、ＭがＰｔ、Ｐｄ、またはＯｓである場合は１または２である。
【００２２】
ｗは、ＭがＩｒ、ＯｓまたはＲｈである場合は合計６の配位部位を満足するのに必要な０〜４であって、ｗは、ＭがＰｔまたはＰｄである場合は４の配位部位を満足するのに必要な０〜２である。
【００２３】
Ｌは、独立して選択されたリガンド基を表す。該リガンドは、それが金属に錯化できるように選択される。例えば、Ｌはシアナイド、または塩化物のようなハロゲンを表すことができる。望ましくは、Ｌは二座リガンドを表す。例えば、Ｌはアセチルアセトネート基、ヘキサフルオロアセチルアセトネート基、またはサリチルアルデヒド基のようなカルボニル置換基を表すことができる。Ｌは式ＲaＣＯ2-の酸誘導体を表すこともでき、Ｒaはフェニルまたはトリル基のようなアリール基、またはメチルまたはブチル基のようなアルキル基を表す。望ましい酸誘導体の例はピコリン酸および３−ブロモピコリン酸である。Ｌは式ＲaＯ−のアルコキシドを表すこともでき、Ｒaは前記定義の通りであり、例えば、ＲaＯ−はフェノキシド基を表すことができる。
【００２４】
式（１）の有機金属錯体の１つの有用な実施形態は式（１ａ）：
【化３】
2007517382.tif 000004
によって表される。
【００２５】
式（１ａ）において、Ｍ、Ｌ、ｗ、ｍ、Ｒ1、Ｒ2は前記定義に同じである。
【００２６】
Ｒ3は水素または置換基を表す。適当な置換基の例はアルキル基、例えば、メチル基またはトリフルオロメチル基、およびフェニル基またはトリル基のようなアリール基のような基である。
【００２７】
Ａｒはピリジン環基またはピロール環基、キノリン環基、イソキノリン環基、ピリミジン環基、ピラジン環基、またはトリアジン環基のような芳香族環基を形成するのに必要な原子を表し、Ａｒはさらなる縮合環を有してもよい。
【００２８】
本発明のもう１つの有用な実施形態において、式（１）の有機金属錯体は式（１ｂ）：
【化４】
2007517382.tif 000005
によって表される。
式（１ｂ）において、Ｍ、Ｌ、ｗ、ｍ、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＡｒは前記定義の通りである。
【００２９】
本発明のもう１つの適当な実施形態において、式（１）の有機金属錯体は式（１ｃ）：
【化５】
2007517382.tif 000006
によって表される。
【００３０】
式（１ｃ）において、Ｍ、Ｌ、ｗ、ｍ、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＡｒは前記定義の通りである。
【００３１】
本発明のもう１つの適当な実施形態において、式（１）の有機金属錯体は式（１ｄ）：
【化６】
2007517382.tif 000007
によって表される。
【００３２】
式（１ｄ）において、Ｍ、Ｌ、ｗ、ｍ、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＡｒは前記定義の通りである。
【００３３】
Ｒ1およびＲ2は置換基を表すが、但し、Ｒ1およびＲ2は環を形成してもよい。Ｒ1およびＲ2の例はフェニルおよびトリル基のような芳香族基およびメチルおよびエチル基のようなアルキル基を含む。１つの望ましい実施形態において、Ｒ1およびＲ2は一緒になってベンゼン環基のような芳香族環を形成する原子を表す。Ｒ1およびＲ2の具体例を以下に示す。Ｒ1およびＲ2はジアゾール環基と縮合するように選択することができる。
【化７】
2007517382.tif 000008
【００３４】
１つの好ましい実施形態において、本発明の有機金属化合物は式（１）によって表され、ｗは０であり、ｍは３であって、ＭはＩｒを表し、およびＲ1およびＲ2は６員芳香族環基を形成するのに必要な原子を表す。
【００３５】
適切には、デバイスの発光層はホストおよび１以上のドーパントを含み、ドーパントはホストの１５質量％まで、より典型的にはホストの０．１〜１０．０質量％、しばしば、２．０〜１０．０質量％の量で存在する。少なくとも１つのドーパントは、適切には、式（１）の環系を含む錯体である。
【００３６】
望ましいホストは連続フィルムを形成することができ、該ホストはホストからドーパント材料への高レベルのエネルギー移動を有するように選択される。望ましいホストの例は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、および１，３−（Ｎ、Ｎ’−ジカルバゾール）ベンゼンである。
【００３７】
１つの有用な実施形態において、多層エレクトロルミネセントデバイスは発光層および電子輸送層の間に、好ましくは発光層に隣接して位置するホールブロッキング層を含有する。この層はデバイスの効率を増加させることができる。有用なホール−ブロッキング材料の例はビス（２−メチル−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）Ａｌ（Ｂａｌｑ）および２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−フェナントロリン（バトクプロイン，ＢＣＰ）である。
【００３８】
本発明のもう１つの有用な実施形態において、式（１）の有機金属錯体は式（１ｅ）：
【化８】
2007517382.tif 000009
によって表される。
【００３９】
式（１ｅ）において、ＡｒおよびＲ3は前記定義の通りである。
【００４０】
Ａｒ2はベンゼン基およびナフタレン基のような５または６員芳香族環基を形成するのに必要な原子を表す。１つの望ましい実施形態において、ＡｒおよびＡｒ2は、さらなる縮合環を含んでもよい６員芳香族環基を形成するのに必要な原子を表す。
【００４１】
本発明のもう１つの有用な実施形態において、式（１）の有機金属錯体は式（１ｆ）：
【化９】
2007517382.tif 000010
によって表される。
【００４２】
式（１ｆ）において、Ｒ3、ＡｒおよびＡｒ2は前記定義の通りである。１つの望ましい実施形態において、ＡｒおよびＡｒ2は、さらなる縮合環を含んでもよい６員芳香族環基を形成するのに必要な原子を表す。
【００４３】
本発明のもう１つの有用な実施形態において、式（１）の有機金属錯体は式（１ｇ）：
【化１０】
2007517382.tif 000011
によって表される。
【００４４】
式（１ｇ）において、Ｒ3、ＡｒおよびＡｒ2は前記定義の通りである。１つの望ましい実施形態において、ＡｒおよびＡｒ2は、さらなる縮合環を含んでもよい６員芳香族環基を形成するのに必要な原子を表す。
【００４５】
本発明のもう１つの有用な実施形態において、式（１）の有機金属錯体は式（１ｈ）：
【化１１】
2007517382.tif 000012
によって表される。
【００４６】
式（１ｈ）において、Ｒ3、ＡｒおよびＡｒ2は前記定義の通りである。１つの望ましい実施形態において、ＡｒおよびＡｒ2は、さらなる縮合環を含んでもよい６員芳香族環基を形成するのに必要な原子を表す。
【００４７】
１つの有用な実施形態において、ＬＥＬ層のようなＥＬデバイスの少なくとも１つの層はポリマー材料を含む。もう１つの適当な実施形態において、ＯＬＥＤデバイスの少なくとも２つの層がポリマー材料を含む。
【００４８】
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イデバイスの一部である。もう１つの適当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。
【００４９】
本発明の実施形態は、作動効率、より高い輝度、色相、低い駆動電圧、および改良された作動安定性のような有利な特徴を提供することができる。本発明で有用な有機金属化合物の実施形態は、白色光の発光で有用なものを含む広い範囲の色相を（直接的にまたはフィルターを通して）提供することができる。
【００５０】
多くの場合において、本発明で有用な有機金属発光化合物の色相は、そのトリプレット状態エネルギーを計算することによって見積もることができる。分子についてのトリプレット状態エネルギーは、共にｅＶで表して、分子の基底状態エネルギー（Ｅ（ｇｓ））および分子の最低トリプレット状態（Ｅ（ｔｓ））の間の差と定義される。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たＢ３ＬＹＰ方法を用いて計算することができる。Ｂ３ＬＹＰ方法で用いる基礎の組は以下のように定義される。ＭＩＤＩ！がそれについて定義される全ての原子についてのＭＩＤＩ！、ＭＩＤＩ！においてではなく６−３１Ｇ＊において定義される全ての原子についての６−３１Ｇ＊、およびＬＡＣＶ３ＰまたはＬＡＮＬ２ＤＺ基礎組いずれか、およびＭＩＤＩ！または６−３１Ｇ＊では定義されない原子についての偽ポテンシャルであり、ＬＡＣＶ３Ｐは好ましい方法である。いずれかの残りの原子については、いずれかの公表された基礎組および偽ポテンシャルを使用することができる。ＭＩＤＩ！、６−３１Ｇ＊およびＬＡＮＬ２ＤＺはＧａｕｓｓｉａｎ９８コンピューターコードで実行されるように用いられ、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ように用いられる。各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幾何学において計算される。２つの状態の間のエネルギーの差は方程式１によってさらに修飾されて、トリプレット状態エネルギー（Ｅ（ｔ））を得る。
Ｅ（ｔ）＝０．８４＊（Ｅ（ｔｓ）−Ｅ（ｇｓ））＋０．３５
【００５１】
ポリマーまたはオリゴマー材料については、さらなるユニットが計算されたトリプレットエネルギーを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にわたってトリプレットエネルギーを計算するのが十分である。
【００５２】
本発明で有用な発光材料の合成は、有機リガンドを調製し、次いで、金属を用いてリガンドを錯化し、有機金属化合物を形成することによって達成することができる。本発明で有用なリガンドの合成は文献に見出せる種々の方法によって達成することができる。例えば、Ｔ．Ｂｅｎｉｎｃｏｒｉ，Ｅ．Ｂｒｅｎｎａ，Ｆ．Ｓａｎｎｉｃｏｌｏ，Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，Ｐｅｒｋｉｎ  Ｔｒａｎｓ．１，６７５（１９９３），Ｒ．Ｔａｃｈｉｋａｗａ，Ｓ．Ｔａｎａｋａ，Ａ．Ｔｅｒａｄａ，Ａｔｓｕｓｕｋｅ，Ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｅｓ，１５，３６９（１９８１），Ｃ．Ｅｎｇｕｅｈａｒｄ，Ｊ．Ｒｅｎｏｕ，Ｖ．Ｃｏｌｌｏｔ，Ｍ．Ｈｅｒｖｅｔ，Ｓ．Ｒａｕｌｔ，Ａ  Ｇｕｅｉｆｆｉｅｒ，Ｊ．ｏｆ  Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，６５，６５７２（２０００）およびＲ．Ａｄａｍｓ，Ｊ．Ｄｉｘ，Ｊ．Ａｍｅｒ，Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，８０  ４６（１９５８）参照。
【００５３】
本発明で有用な有機金属錯体は種々の文献方法によって調製されたリガンドから合成することができる。例えば、Ａ．Ｔａｍａｙｏ，Ｂ．Ａｌｌｅｙｎｅ，Ｐ．Ｄｊｕｒｏｖｉｃｈ，Ｓ．Ｌａｍａｎｓｋｙ，Ｉ．Ｔｓｙｂａ，Ｎ．Ｈｏ，Ｒ．Ｂａｕ，Ｍ．Ｔｈｏｍｐｓｏｎ，Ｊ．Ａｍｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１２５，７３７７（２００３），Ｈ．Ｋｏｎｎｏ，Ｙ．Ｓａｓａｋｉ，Ｃｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．，３２，２５２（２００３），およびＶ．Ｇｒｕｃｈｉｎ，Ｎ．Ｈｕｒｒｏｎ，Ｄ．ＬｅＣｌｏｕｘ，Ｗ．Ｍａｒｓｈａｌｌ，Ｖ．Ｐｅｔｒｏｖ，ａｎｄ  Ｙ．Ｗａｎｇ，Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍ．，１４９４（２００１）参照。
【００５４】
本発明で有用な式（１）の錯体の具体例は以下の通りである。
【化１２】
2007517382.tif 000013
【化１３】
2007517382.tif 000014
【化１４】
2007517382.tif 000015
【化１５】
2007517382.tif 000016
【化１６】
2007517382.tif 000017
【化１７】
2007517382.tif 000018
【化１８】
2007517382.tif 000019
【００５５】
特別の定めのない限り、用語「置換された」または「置換基」は水素以外のいずれかの基または原子を意味する。特別の定めのない限り、置換可能な水素を含有する（化合物または錯体を含む）基をいう場合、置換基が有用性に必要な特性を破壊しない限り、置換されていない形態を含むのみならず、本明細書中に記載されたいずれかの置換基または複数置換基とでさらなる置換された誘導体も形成することを意図する。適切には、置換基はハロゲンであってよく、または炭素、ケイ素、酸素、窒素、リン、硫黄、セレン、またはホウ素の原子によって分子の残りに結合することができる。置換基は、例えば、クロロ、ブロモまたはフルオロのようなハロゲン；ニトロ；ヒドロキシル；シアノ；カルボキシル；あるいはメチル、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のような直鎖または分岐鎖または環状アルキルを含むアルキルのような、さらに置換されていてもよい基；エチレン、２−ブテンのようなアルケニル；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のようなアルコキシ；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、ナフチルのようなアリール；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−トリルオキシのようなアリールオキシ；アセトアミド、ベンズアミド、ブチルアミド、テトラデカナミド、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）−テトラデカナミド、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−メチルテトラデカナミド、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のようなカルボンアミド；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のようなスルホンアミド；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のようなスルファモイル；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のようなカルバモイル；アセチル、（２，４−ジ−ｔ−アミルフェノキシ）アセチル、フェノキシカルバモイル、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のようなアシル；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−トリルスルホニルのようなスルホニル；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のようなスルホニルオキシ；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のようなスルフィニル；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−トリルチオのようなチオ；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のようなアシルオキシ；フェニルアニリノ、２−クロロアニリノ、ジエチルアミン、ドデシルアミンのようなアミン；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のようなイミノ；ジメチルホスフェートおよびエチルブチルホスフェートのようなホスフェート；ジエチルおよびジヘキシルホスファイトのようなホスファイト；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−ベンゾチアゾリルのような、その各々が置換されていてもよく、かつ炭素原子および酸素、窒素、硫黄、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構成される３〜７員複素環を含有する複素環基、複素環オキシ基または複素環チオ基；トリエチルアンモニウムのような第四級アンモニウム；トリフェニルホスホニウムのような第四級ホスホニウム；およびトリメチルシリルオキシのようなシリルオキシであり得る。
【００５６】
所望であれば、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いてもよい。用いられる特定の置換基は当業者によって選択されて、特定の適用のために望まれる所望の特性を達成することができ、それは、例えば、電子吸引基、電子供与基および立体基を含むことができる。分子が２以上の置換基を有することができる場合、置換基を一緒に連結して、特別の定めのない限り、縮合環のような環を形成することができる。一般には、前記した基およびその置換基は４８までの炭素原子、典型的には、１〜３６の炭素原子、通常２４未満の炭素原子を含むことができるが、選択された特定の置換基に応じてより大きな数が可能である。
【００５７】
適切には、ＯＬＥＤデバイスの発光層は、光を発するための、ホスト材料および１以上のゲスト材料を含む。ゲスト材料の少なくとも１つは、適切には、式１の環系を含むリン光錯体である。発光ゲスト材料は、通常、ホスト材料の量未満の量で存在させ、典型的には、ホストの１５質量％まで、より典型的には、ホストの０．１〜１０．０質量％の量で存在させる。便宜のため、リン光錯体ゲスト材料は本明細書中においてはリン光材料ということができる。式１のリン光材料は、好ましくは、低分子量化合物であるが、それは式１によって表される部分を有する反復ユニットの主鎖または側鎖を有するオリゴマーまたはポリマーであってもよい。それはホスト材料に分散させた区別される材料として供することができ、あるいはそれは、例えば、ポリマーホストに共有結合されたホスト材料にいくつかの方法で結合させることができる。
【００５８】
リン光材料のためのホスト材料
適当なホスト材料は、トリプレットエキシトンがホスト材料からリン光材料へ効果的に移動できるように選択すべきである。この移動が起こるためには、リン光材料の励起状態エネルギーがホストの最低トリプレット状態および基底状態の間のエネルギーの差よりも小さいのがかなり望ましい条件である。しかしながら、ホストのバンドギャップは、ＯＬＥＤの駆動電圧の許容できない増加を引き起こすほど大きく選択すべきではない。適当なホスト材料はＷＯ  ００／７０６５５  Ａ２；０１／３９２３４  Ａ２；０１／９３６４２  Ａ１；０２／０７４０１５  Ａ２；０２／１５６４５  Ａ１、およびＵＳ  ２００２／０１１７６６２に記載されている。適当なホストはある種のアリールアミン、トリアゾール、インドールおよびカルバゾール化合物を含む。望ましいホストの例は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）であり、それらの誘導体を含む。
【００５９】
望ましいホスト材料は連続フィルムを形成することができるものである。発光層は、デバイスのフィルム形態、電気特性、光発光効率および寿命を改良するために１を超えるホスト材料を含むことができる。発光層は、良好なホール輸送特性を有する第一のホスト材料、および良好な電子輸送特性を有する第二のホスト材料を含むことができる。
【００６０】
他のリン光材料
式１のリン光材料は、同一または異なる層いずれかにおいて、他のリン光材料と組み合わせて用いることができる。いくつかの他のリン光材料はＷＯ  ００／５７６７６、ＷＯ  ００／７０６５５、ＷＯ  ０１／４１５１２  Ａ１、ＷＯ  ０２／１５６４５  Ａ１、ＵＳ  ２００３／００１７３６１  Ａ１、ＷＯ  ０１／９３６４２  Ａ１、ＷＯ  ０１／３９２３４  Ａ２、ＵＳ  ６，４５８，４７５  Ｂ１、ＷＯ  ０２／０７１８１３  Ａ１、ＵＳ  ６，５７３，６５１  Ｂ２、ＵＳ  ２００２／０１９７５１１  Ａ１、ＷＯ  ０２／０７４０１５  Ａ２、ＵＳ  ６，４５１，４５５  Ｂ１、ＵＳ  ２００３／００７２９６４  Ａ１、ＵＳ  ２００３／００６８５２８  Ａ１、ＵＳ  ６，４１３，６５６  Ｂ１、ＵＳ  ６，５１５，２９８  Ｂ２、ＵＳ  ６，４５１，４１５  Ｂ１、ＵＳ  ６，０９７，１４７、ＵＳ  ２００３／０１２４３８１  Ａ１、ＵＳ  ２００３／００５９６４６  Ａ１、ＵＳ  ２００３／００５４１９８  Ａ１、ＥＰ  １  ２３９  ５２６  Ａ２、ＥＰ  １  ２３８  ９８１  Ａ２、ＥＰ  １  ２４４  １５５  Ａ２、ＵＳ  ２００２／０１００９０６  Ａ１、ＵＳ  ２００３／００６８５２６  Ａ１、ＵＳ  ２００３／００６８５３５  Ａ１、ＪＰ  ２００３０７３３８７Ａ、ＪＰ  ２００３  ０７３３８８Ａ、ＵＳ  ２００３／０１４１８０９  Ａ１、ＵＳ  ２００３／００４０６２７  Ａ１、ＪＰ  ２００３０５９６６７Ａ、ＪＰ  ２００３０７３６６５Ａ、およびＵＳ  ２００２／０１２１６３８  Ａ１に記載されている。
【００６１】
緑色発光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）（アセチルアセトネート）のようなタイプＩｒＬ3およびＩｒＬ2Ｌ’のシクロ金属化Ｉｒ（ＩＩＩ）錯体の発光波長は、シクロ金属化リガンドＬ上の適当な位置における電子供与または吸引基の置換によって、またはシクロ金属化リガンドＬについての異なる複素環の選択によってシフトさせることができる。また、発光波長は補助的リガンドＬ’の選択によってシフトさせることもできる。赤色エミッターの例はビス（２−（２’−ベンゾチエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ3’）イリジウム（ＩＩＩ）（アセチルアセトネート）およびトリス（１−フェニルイソキナリナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）である。青色発光の例はビス（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。
【００６２】
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（アセチルアセトネート）［Ｂｔｐ2Ｉｒ（ａｃａｃ）］を用いる赤色エレクトロリン光が報告されている（Ａｄａｃｈｉ，Ｃ．，Ｌａｍａｎｓｋｙ，Ｓ．，Ｂａｌｄｏ，Ｍ．Ａ．，Ｋｗｏｎｇ，Ｒ．Ｃ．，Ｔｈｏｍｐｓｏｎ，Ｍ．Ｅ．，ａｎｄ  Ｆｏｒｒｅｓｔ，Ｓ．Ｒ．，Ａｐｐ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７８，１６２２−１６２４（２００１）。
【００６３】
他の重要なリン光材料はシス−ビス（２−フェニルピリジナト，−ＮＣ2’）白金（ＩＩ）、シス−ビス（２−（２’−チエニル）ピリジナト−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）アセチルアセトネートのようなシクロ金属化Ｐｔ（ＩＩ）錯体を含む。２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金（ＩＩ）のようなＰｔ（ＩＩ）ポルフィリン錯体もまた有用なリン光材料である。
【００６４】
有用なリン光材料のさらに他の例はＴｂ3+およびＥｕ3+のような三価ランタニドの配位錯体を含む（Ｊ．Ｋｉｄｏ  ｅｔ  ａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，６５，２１２４（１９９４））。
【００６５】
ブロッキング層
適当なホストに加えて、リン光材料を使用するＯＬＥＤデバイスは、しばしば、エキシトンまたは電子ホール再結合中心を、ホストおよびリン光材料を含む発光層に封じ込めるのを助けるために少なくとも１つのエキシトン−またはホール−または電子ブロッキング層を必要とする。１つの実施形態において、そのようなブロッキング層は電子輸送層および発光層の間に置かれるであろう−図１、層１１０参照。この場合、ブロッキング層のイオン化ポテンシャルは、ホストから電子輸送層へのホール移動のためのエネルギーバリアーがあるようにすべきであり、他方、電子親和性は、電子は電子輸送層から、ホストおよびリン光材料を含む発光層へより容易に通過するようにすべきである。ブロッキング材料のトリプレットエネルギーはリン光材料のそれよりも大きいのがさらに望まれるが、絶対的に必要なわけではない。適当なホール−ブロッキング材料はＷＯ  ００／７０６５５  Ａ２およびＷＯ  ０１／９３６４２  Ａ１に記載されている。有用な材料の２つの例はバトクプロイン（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）（ＢＡ１Ｑ）である。Ｂａｌｑ以外の金属錯体もまた、ＵＳ  ２００３／００６８５２８に記載されているようにホールおよびエキシトンをブロックすることが知られている。ＵＳ  ２００３／０１７５５５３  Ａ１は、電子／エキシトンブロッキング層におけるｆａｃ−トリス（１−フェニルピラゾラト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒｐｐｚ）の使用を記載する。
【００６６】
本発明の実施形態は作動効率、より高い輝度、色相、低い駆動電圧、および改良された作動安定性のような有利な特徴を提供することができる。本発明で有用な有機金属化合物の実施形態は、（直接的に、または多色ディスプレイを提供するためのフィルターを介して）白色光の発光で有用なものを含む広い範囲の色相を提供することができる。
【００６７】
一般的なデバイス構造
本発明は、小分子材料、オリゴマー材料、ポリマー材料、またはその組合せを用いて多くのＯＬＥＤデバイス立体配置で使用することができる。これらは、画素を形成するためのアノードおよびカソードの直交アレイから構成されるパッシブマトリックスディスプレイ、および各画素が独立して、例えば、薄いフィルムトランジスター（ＴＦＴ）で制御されるアクティブ−マトリックスディスプレイのような、より複雑なデバイスに対する単一アノードおよびカソードを含む非常に単純な構造を含む。
【００６８】
本発明を首尾よく実施することができる有機層の多数の立体配置がある。ＯＬＥＤの必須要件はアノード、カソード、および該アノードおよびカソードの間に位置する有機発光層である。さらなる層を後により十分に記載するように使用することができる。
【００６９】
小分子デバイスで特に有用な典型的な構造を図１に示し、これは基材１０１、アノード１０３、ホール注入層１０５、ホール輸送層１０７、発光層１０９、ホール−またはエキシトンブロッキング層１１０、電子輸送層１１１、およびカソード１１３から構成される。これらの層は後に詳細に記載する。基材は、別法として、カソードに隣接させて位置させることができ、あるいは基材は現実的にはアノードまたはカソードを構成することができるのに注意されたい。アノードおよびカソードの間の有機層は、便宜には、有機ＥＬ素子という。また、有機層の合計の合わせた厚みは望ましくは５００ｎｍ未満である。
【００７０】
ＯＬＥＤのアノードおよびカソードは導体を介して電圧／電流源に連結される。ＯＬＥＤは、アノードがカソードよりもより正のポテンシャルにあるようにアノードおよびカソードの間にポテンシャルを適用することによって作動される。ホールは有機ＥＬ素子へアノードから注入され、電子はカソードにおいて有機ＥＬ素子に注入される。ＯＬＥＤが、サイクルにおいていくつかの時期の間、ポテンシャルバイアスが逆となり、電流が流れない場合にＡＣモードで作動すれば、増大されたデバイス安定性が時々達成できる。ＡＣ駆動ＯＬＥＤの例は米国特許第５，５５２，６７８号に記載されている。
【００７１】
基材
本発明のＯＬＥＤデバイスは、典型的には、支持基材１０１上に提供され、そこでは、カソードまたはアノードいずれかを基材と接触させることができる。基材に接触した電極は、便宜には、底部電極という。便宜には、底部電極はアノードであるが、本発明はその立体配置に制限されない。基材は、光発光の意図した方向に応じて、光伝達性であるか、または不透明のいずれかであり得る。光伝達特性は基材を通じてＥＬ発光を観察するのに望ましい。透明ガラスまたはプラスチックはそのような場合に通常使用される。基材は材料の複数層を含む複雑な構造であり得る。これは、典型的には、アクティブマトリックス基材であてはまり、そこでは、ＴＦＴがＯＬＥＤ層下方に提供される。少なくとも発光画素化領域においては、基材はガラスまたはポリマーのようなかなり透明な材料から構成される必要がさらにある。ＥＬ発光が頂部電極から見える適用では、底部支持体の伝達特徴は重要でなく、従って、光伝達性、光吸収性、または光反射性とすることができる。この場合に用いられる基材は、限定されるものではないが、ガラス、プラスチック、半導体材料、ケイ素、セラミック、および配線基板材料を含む。再度、基材はアクティブマトリックスＴＦＴ設計で見出されるような材料の複数の層を含む複雑な構造であり得る。これらのデバイス立体配置では、光透明頂部電極を提供する必要がある。
【００７２】
アノード
望まれるエレクトロルミネセント光発光（ＥＬ）をアノードを通して見る場合、アノードは注目する発光に対して透明であるか、または実質的に透明であるべきである。本発明で用い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）およびスズ酸化物であるが、限定されるものではないが、アルミニウム−またはインジウム−ドープド亜鉛酸化物、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を働かせることができる。これらの酸化物に加えて、窒化ガリウムのような金属窒化物、およびセレン化亜鉛のような金属セレン化物、および硫化亜鉛のような金属硫化物をアノードとして用いることができる。ＥＬ発光をカソードを通じてのみ見る適用では、アノードの伝達特性は重要ではなく、透明、不透明または反射性のいずれの導電性材料を用いることもできる。この適用での導体の例は、限定されるものではないが、金、イリジウム、モリブデン、パラジウムおよび白金を含む。伝達性または非伝達性の典型的なアノード材料は４．１ｅＶ以上の仕事関数を有する。望まれるアノード材料は、通常、蒸発、スパッタリング、化学気相蒸着、または電気化学的手段のようないずれの適当な手段によっても沈積させることができる。アノードは周知のフォトリソグラフィープロセスを用いてパターン化することができる。所望により、アノードは他の層の適用に先立って研磨して、表面粗さを減少させ、ショートを最小化し、反射率を増強させることができる。
【００７３】
カソード
光発光をアノードを通じてのみ見る場合、本発明で用いるカソードはほとんどいずれの導電性材料からも構成することができる。望ましい材料は下の有機層との良好な接触を確保するために良好なフィルム形成特性を有し、低い電圧での電子注入を促進し、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。１つの有用なカソード材料は、米国特許第４，８８５，２２１号に記載されているように、Ｍｇ：Ａｇ合金から構成され、そこでは、銀のパーセンテージは１〜２０％の範囲である。カソード材料のもう１つの適当なクラスは、カソード、および導電性金属のより厚い層で蓋をした有機層（例えば、電子輸送層（ＥＴＬ））と接触した薄い電子注入層（ＥＩＬ）を含む二層を含む。ここに、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、もしそうであれば、より厚いキャッピング層は低い仕事関数を有する必要がない。１つのそのようなカソードは米国特許第５，６７７，５７２号に記載されているように、ＬｉＦの薄い層、続いてのＡｌのより厚い層から構成される。アルカリ金属でドープされたＥＴＬ材料、例えば、Ｌｉ−ドープドＡｌｑは有用なＥＩＬのもう１つの例である。他の有用なカソード材料は、限定されるものではないが、米国特許第５，０５９，８６１号、第５，０５９，８６２号、および第６，１４０，７６３号に開示されるものを含む。
【００７４】
光発光をカソードを通してみる場合、カソードは透明、またはほとんど透明でなければならない。そのような適用では、金属は薄くなければならないか、または透明な導電性酸化物、またはこれらの材料の組合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、米国特許第５，２４７，１９０号、ＪＰ  ３，２３４，９６３、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、ＥＰ  １  ０７６  ３６８、米国特許第６，２７８，２３６号、および米国特許第６，２８４，３９３６号により詳細に記載されている。カソード材料は、典型的には、蒸発、スパッタリング、または化学気相蒸着のようないずれかの適当な方法によって沈積させる。必要な場合、限定されるものではないが、スルーマスク蒸着、米国特許第５，２７６，３８０号およびＥＰ  ０  ７３２  ８６８に記載された一体的シャドーマスキング、レーザーアブレーション、および選択的化学気相蒸着を含む多くの周知の方法を介してパターニング達成することができる。
【００７５】
ホール注入層（ＨＩＬ）
ホール注入層１０５はアノード１０３およびホール輸送層１０７の間に設けることができる。ホール注入材料は引き続いての有機層のフィルム形成特性を改良し、ホール輸送層へのホールの注入を容易とするように働くことができる。ホール注入層で用いられる適当な材料は、限定されるものではないが、米国特許第４，７２０，４３２号に記載されたポリフィリン化合物、米国特許第６，２０８，０７５号に記載されたプラズマ−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”−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）を含む。報告されているところによると有機ＥＬデバイスで有用な別のホール注入材料はＥＰ  ０  ８９１  １２１  Ａ１およびＥＰ  １  ０２９  ９０９  Ａ１に記載されている。
【００７６】
ホール輸送層（ＨＴＬ）
有機ＥＬデバイスのホール輸送層１０７は芳香族第三級アミンのような少なくとも１つのホール輸送化合物を含み、後者は、その少なくとも１つが芳香族環のメンバーである、炭素原子のみに結合した少なくとも１つの三価窒素原子を含有する化合物であると理解される。１つの形態においては、芳香族第三級アミンは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、またはポリマーアリールアミンのようなアリールアミンであり得る。例示的モノマートリアリールアミンは米国特許第３，１８０，７３０号においてＫｌｕｐｆｅｌ  ｅｔ  ａｌ．によって説明されている。１以上のビニル基で置換され、および／または少なくとも１つの活性水素含有基を含む他の適当なトリアリールアミンはＢｒａｎｔｌｅｙ  ｅｔ  ａｌ．によって米国特許第３，５６７，４５０号および米国特許第３，６５８，５２０号に開示されている。
【００７７】
芳香族第三級アミンのより好ましいクラスは、米国特許第４，７２０，４３２号および米国特許第５，０６１，５６９号に記載された少なくとも２つの芳香族第三級アミン部分を含む。そのような化合物は構造式（Ａ）：
【化１９】
2007517382.tif 000020
（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部分であり、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）
によって表されるものを含む。１つの実施形態において、Ｑ1またはＱ2の少なくとも１つは多環縮合環構造、例えば、ナフタレンを含む。Ｇがアリール基である場合、それは便宜にはフェニレン、ビフェニレン、またはナフタレン部分である。
構造式（Ａ）を満足し、かつ２つのトリアリールアミン部分を含有するトリアリールアミンの有用なクラスは構造式（Ｂ）：
【化２０】
2007517382.tif 000021
（式中、
Ｒ1およびＲ2は、各々、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する原子を表す；および
Ｒ3およびＲ4は、各々、独立して、構造式（Ｃ）：
【化２１】
2007517382.tif 000022
によって示される、今度はジアリール置換アミノ基で置換されたアリール基を表し、
Ｒ5およびＲ6は独立して選択されたアリール基である）
によって表される。１つの実施形態において、Ｒ5またはＲ6の少なくとも１つは多環縮合環構造、例えば、ナフタレンを含有する。
【００７８】
芳香族第三級アミンのもう１つのクラス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を介して連結された式（Ｃ）によって示されるような２つのジアリールアミノ基を含む。有用なテトラアリールジアミンは式（Ｄ）：
【化２２】
2007517382.tif 000023
（式中、
各Ａｒｅは、独立して、フェニレン、またはアントラセン部分のような選択されたアリーレン基であり、
ｎは１〜４の整数であり、および
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）
によって表されるものを含む。
【００７９】
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つは多環縮合環構造、例えば、ナフタレンである。
【００８０】
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位は今度は各々置換することができる。典型的な置換基はアリール基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、およびフッ化物、塩化物および臭化物のようなハロゲンを含む。種々のアルキルおよびアルキレン部分は、典型的には、約１〜６個の炭素原子を含有する。シクロアルキル部分は３〜約１０個の炭素原子を含有することができるが、典型的には、５、６または７個の環炭素原子を含有する―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環構造。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。
【００８１】
ホール輸送層は単一のまたは混合物の芳香族第三級アミン化合物から形成することができる。具体的には、式（Ｄ）によって示されるように、テトラアリールジアミンと組み合わせた、式（Ｂ）を満足するトリアリールアミンのようなトリアリールアミンを用いることができる。トリアリールアミンをテトラアリールジアミンと組み合わせて用いる場合、後者はトリアリールアミンおよび電子注入および輸送層の間に置かれる層として位置する。有用な芳香族第三級アミンの例は以下の通りである。
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−アンスリル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
４，４’−ビス［Ｎ−（１−アンスリル）−Ｎ−フェニルアミノ］−ｐ−テルフェニル
４，４’−ビス［Ｎ−（２−フェナンスリル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
４，４’−ビス［Ｎ−（８−フルオロアンテニル）−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−クロネニル）−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）。
【００８２】
有用なホール輸送材料のもう１つのクラスは、ＥＰ  １  ００９  ０４１に記載された多環芳香族化合物を含む。オリゴマー材料を含む、２を超えるアミン基を持つ第三級芳香族アミンを用いることができる。加えて、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のようなポリマーホール輸送材料を用いることができる。
【００８３】
蛍光発光材料および層（ＬＥＬ）
本発明のリン光材料に加え、蛍光材料を含む、他の発光材料をＯＬＥＤデバイスで用いることができる。用語「蛍光」は、いずれかの発光材料を記載するのに通常は用いられるが、この場合は、我々は、シングレット励起状態から光を発する材料をいう。蛍光材料を、隣接する層において、隣接する画素において、またはいずれかの組合せにおいて、リン光材料と同一の層で用いることができる。本発明のリン光材料の性能に悪影響を及ぼす材料を選択しないように注意しなければならない。当業者であれば、リン光材料と同一の層において、または隣接する層において材料のトリプレット励起状態エネルギーは、望まない消光を妨げるように適切に設定しなければならないと理解する。
【００８４】
米国特許第４，７６９，２９２号および第５，９３５，７２１号により十分に記載されているように有機ＥＬ素子の発光層（ＬＥＬ）はルミネセント蛍光またはリン光材料を含み、エレクトロルミネセンスがこの領域における電子ホール対再結合の結果として生じる。発光層は単一材料で構成することができるが、より通常には、ゲスト発光材料または複数材料でドープされたホスト材料で構成され、そこでは、光発光は、主として、発光材料から出現し、いずれの色のものとすることもできる。発光層におけるホスト材料は後に定義される電子輸送材料、前記定義のホール輸送材料、またはホール−電子再結合を支持するもう１つの材料または材料の組合せであり得る。蛍光発光材料は、典型的には、ホスト材料の０．０１〜１０質量％で配合される。
【００８５】
ホストおよび発光材料は、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）のような小さな非ポリマー分子またはポリマー材料であり得る。ポリマーの場合には、小分子発光材料は分子的にポリマーホストに分散させることができるか、あるいは少量成分をホストポリマーに重合させることによって発光材料を加えることができる。フィルム形成、電気特性、光発光効率、寿命、製造性を改良するためにホスト材料を一緒に混合することができる。ホストは、良好なホール輸送特性を有する材料、および良好な電子輸送特性を有する材料を含むことができる。
【００８６】
ゲスト発光材料としての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シングレット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果的なエネルギー移動のためには、高度に望ましい条件は、発光材料のシングレット励起状態エネルギーがホスト材料のそれよりも低いことである。
【００８７】
用いられることが知られているホストおよび発光材料は、限定されるものではないが、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号に開示されたものを含む。
【００８８】
８−ヒドロキシキノリンの金属錯体および同様な誘導体（式Ｅ）は、エレクトロルミネセンスを支持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、５００ｎｍよりも長い波長の光の発光、例えば、緑色、黄色、オレンジ色、および赤色に特に適している。
【化２３】
2007517382.tif 000024
（式中、
Ｍは金属を表し；
ｎは１〜４の整数であり；および
Ｚは、独立して、各出現において、少なくとも２つの縮合した芳香族環を有する核を完成する原子を表す）
【００８９】
以上より、該金属は一価、二価、三価または四価金属であり得ることが明らかである。該金属は、例えば、リチウム、ナトリウムまたはカリウムのようなアルカリ金属；マグネシウムまたはカルシウムのようなアルカリ土類金属；アルミニウムまたはガリウムのような土類金属または亜鉛またはジルコニウムのような遷移金属であり得る。一般には、有用なキレート化金属であることが知られているいずれの一価、二価、三価または四価金属も使用することができる。
【００９０】
Ｚは、その少なくとも１つがアゾールまたはアジン環である少なくとも２つの縮合芳香族環を含有する複素環核を完成する。脂肪族および芳香族環を共に含む更なる環を、必要に応じて、２つの所要の環と縮合させることができる。機能に対する改良なしで分子バルクを加えることを回避するために、環原子の数は通常１８以下に維持される。
【００９１】
有用なキレート化オキシノイド化合物の例は以下のものである。
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、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）］
【００９２】
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持することができる有用なホスト材料の１つのクラスを構成し、４００ｎｍよりも長い波長の光の発光、例えば、青色、緑色、黄色、オレンジ色または赤色に特に適している。
【化２４】
2007517382.tif 000025
（式中：Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5またはＲ6は各環上の１以上の置換基を表し、ここに、各置換基は、個々に以下の群から選択される。
群１：水素、または１〜２４個の炭素原子のアルキル；
群２：５〜２０個の炭素原子のアリール、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した芳香族環を完成するのに必要な４〜２４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したヘテロ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されたヘテロアリール；
群５：１〜２４個の炭素原子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、臭素またはシアン）。
【００９３】
例示的な例は、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）アントラセンを含む。他のアントラセン誘導体は、ＬＥＬにおいてホストとして有用であり得るが、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含む。
【００９４】
ベンザゾール誘導体（式Ｇ）はエレクトロルミネセンスを支持することができる有用なホスト材料のもう１つのクラスを構成し、４００ｎｍよりも長い波長の光の発光、例えば、青色、緑色、黄色、オレンジ色または赤色に特に適している。
【化２５】
2007517382.tif 000026
（式中：
ｎは３〜８の整数で有り；
ＺはＯ、ＮＲまたはＳであり；および
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、ペプチル等；５〜２０個の炭素原子のアリールまたはヘテロ原子置換アリール、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、キノリニルおよび他の複素環系；またはクロロ、フルオロのようなハロ；または縮合した芳香族環を完成するのに必要な原子；および
Ｌはアルキル、アリール、置換されたアルキル、または置換されたアリールからなる連結ユニットであり、これは、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連結する）。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。
【００９５】
スチリルアリーレン誘導体は米国特許第５，１２１，０２９号およびＪＰ  ０８３３３５６９に記載されており、青色発光のための有用なホストでもある。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）は青色発光のための有用なホストである。
【００９６】
有用な蛍光発光材料は、限定されるものではないが、アントラセン、テトラセン、キサンテン、ペリレン、ルベレン、クマリン、ローダミン、およびキナクリドンの誘導体で、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）アミンホウ素化合物、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を含む。有用な材料の例示的例は、限定されるものではないが、以下のものを含む。
【００９７】
【化２６】
2007517382.tif 000027
【化２７】
2007517382.tif 000028
【化２８】
2007517382.tif 000029
【化２９】
2007517382.tif 000030
【００９８】
電子輸送層（ＥＴＬ）
本発明の有機ＥＬデバイスの電子輸送層１１１を形成するのに用いられる好ましい薄いフィルム形成材料は金属キレート化オキシノイド化合物であり、（通常は８−キノリノールまたは８−ヒドロキシキノリンともいわれる）オキシン自体のキレートを含む。そのような化合物は電子を注入し輸送するのを助け、共に高レベルの性能を呈し、薄いフィルムの形態で容易に製造される。考えられるオキシノイド化合物の例は既に記載した構造式（Ｅ）を満たすものである。
【００９９】
他の電子輸送材料は米国特許第４，３５６，４２９号に開示された種々のブタジエン誘導体および米国特許第４，５３９，５０７号に記載された種々の複素環光学増白剤を含む。構造式（Ｇ）を満足するベンザゾールもまた有用な電子輸送材料である。トリアジンもまた電子輸送材料として有用であることが知られている。
【０１００】
他の有用な有機層およびデバイス構造
いくつかの例において、層１０９〜１１１は、所望により、潰して、発光および電子輸送を共に支持する機能を発揮する単一の層とすることができる。また、層１１０および１１１は潰して、ホールまたはエキシトンをブロックするように機能し、電子輸送を支持する単一層とすることもできる。また、当分野においては、発光材料はホストとして働くことができるホール輸送層に含めることができるのは知られている。複数の材料を１以上の層に加えて、例えば、青色−および黄色発光材料、シアン−および赤色発光材料、または赤色−、緑色−および青色発光材料と合わせることによって白色発光ＯＬＥＤを作ることができる。白色発光デバイスは、例えば、ＥＰ  １  １８７  ２３５、ＵＳ  ２００２／００２５４１９、ＥＰ  １  １８２  ２４４、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、適当なフィルター配置を装備して、色発光を生じさせることができる。
【０１０１】
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号に教示されているようにいわゆるスタックされたデバイス構造で用いることができる。
【０１０２】
有機層の蒸着
前記した有機材料は、適切には、有機材料の形態に適したいずれかの手段によって蒸着される。小分子の場合には、それらは便宜には昇華を通じて蒸着されるが、任意のバインダーと共に溶媒からのような他の手段によって沈着させて、フィルム形成を改良することができる。もし材料がポリマーであれば、溶媒沈積は通常好ましい。昇華によって蒸着させるべき材料は、例えば、米国特許第６，２３７，５２９号に記載されているように、タンタル材料からしばしばなるサブリメーター「ボート」から気化させることができるか、あるいはまずドナーシート上にコートし、次いで、基材により近くに昇華させることができる。材料の混合物を含む層は別々のサブリメーターボートを利用することができ、材料は予め混合し、単一ボートまたはドナーシートからコートすることができる。パターン化された蒸着はシャドーマスク一体化シャドーマスク（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的色素移動（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方法（米国特許第６，０６６，３５７号）を用いて達成することができる。
【０１０３】
カプセル化
ほとんどのＯＬＥＤデバイスは湿気または酸素、あるいは双方に対して感受性であり、したがって、それらは、通常、アルミナ、ボーキサイト、硫酸カルシウム、クレイ、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、または金属ハライドおよび過塩素酸塩のような乾燥剤と共に、窒素またはアルゴンのような不活性雰囲気中にシールされる。カプセル化および乾燥のための方法は、限定されるものではないが、米国特許第６，２２６，８９０号に記載されたものを含む。加えて、ＳｉＯｘ、テフロン（登録商標）、および交互の無機／ポリマー層のようなバリアー層はカプセル化の分野で知られている。
【０１０４】
光学最適化
本発明のＯＬＥＤデバイスは種々の周知の光学的効果を使用して、所望であればその特性を増強させることができる。これは層の厚みを最適化して最大光伝達を得ること、誘電体ミラー構造を提供すること、反射性電極を光吸収性電極で置き換えること、ディスプレイ上への防眩または反射防止コーティングを提供すること、ディスプレイ上に偏光媒体を提供すること、またはディスプレイ上に着色した、中性密度、または光変換フィルターを設けることを含む。フィルター、偏光子および防眩または反射防止コーディングはカバー上に、またはカバーの一部として特に設けることができる。
【０１０５】
本発明の実施形態は、より高い輝度収率、より低い駆動電圧およびより高いパワー効率のような有利な特徴を提供することができる。本発明で有用な有機金属化合物の実施形態は、（直接的に、または多色ディスプレイを提供するためのフィルターを通じて）白色光の発光で有用なものを含む広い範囲の色相を提供することができる。
【実施例】
【０１０６】
以下の実施例によって本発明およびその利点は良好に認識することができる。
【０１０７】
トリプレットエネルギーの計算例１
化合物Ｉｎｖ−１のトリプレットエネルギーは、Ｇａｕｓｓｉａｎ９８（Ｇａｕｓｓｉａｎ，Ｉｎｃ．，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ）コンピュータープログラムで実施されるＢ３ＬＹＰ／ＭＩＤＩ！方法を用いて計算した。基底状態Ｅ（ｇｓ）および最低トリプレット状態Ｅ（ｔｓ）のエネルギーを計算した。各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幾何学において計算した。２つの状態の間のエネルギーの差は以下の方程式によってさらに修飾して、トリプレットエネルギーを得た。Ｅ（ｔ）＝０．８４*（Ｅ（ｔｓ）−Ｅ（ｇｓ））＋０．３５。この手法を表１に列挙した残りの化合物について反復した。ｅＶで表したトリプレットエネルギーおよび０−０遷移（λ0-0）に対応する波長を表１に掲げる。
【表１】
2007517382.tif 000031
【０１０８】
表から分かるように、本発明の錯体は広い範囲の色相を供し、可視スペクトル全域をカバーするのに用いることができる。
【０１０９】
合成例１：リガンドの調製
２−フェニルイミダゾ［１，２−ａ］ピリジンを以下の手法によって調製した。エタノール（７５ｍＬ）中の２−アミノピリジン（９．４ｇ，０．１モル）およびブロモアセトフェノン（１９．９ｇ，０．１モル）の溶液を２時間加熱還流した。エタノールを真空中で除去し、残渣を１００ｍＬの酢酸エチルに再度溶解させた。溶液を１Ｎ  ＮａＨＣＯ3（５０ｍＬ）、続いて、水洗浄液で洗浄した。有機物を硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過し、溶媒を真空中で除去した。ジクロロメタン／酢酸エチル（９０／１０）溶離剤でのシリカ上のクロマトグラフィーにより、２−フェニルイミダゾ［１，２−ａ］ピリジンを８８％収率で得た。融点１３４℃。1Ｈ  ＮＭＲおよびマススペクトル分析により構造を確認した。
【０１１０】
２−フェニルピラゾロ［１，５−ａ］ピリジンを以下の手法によって調製した。ジクロロメタン（２０ｍＬ）中の２−（フェニルエチニル）ピリジン（３．２ｇ，０．０１８モル）の溶液を氷浴中で０℃まで冷却した。ジクロロメタン中のＯ−メシチレンスルホニルヒドロキシルアミンの溶液を滴下し、温度を５℃未満に維持した。混合物を３０分間攪拌し、次いで、エチルエーテルを加えて固体（５〜７ｇ）を沈殿させた。固体を濾過し、エチルエーテルで洗浄し乾燥した。固体をＤＭＦに再度溶解させ、固体Ｋ2ＣＯ3（４．５ｇ，０．０３３モル）を何回かに分けて加えた。２時間攪拌した後、水（１００ｍＬ）を混合物に加え、続いて、ジクロロメタンで抽出した。有機物を硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過し、蒸発させてオレンジ色油（２．３ｇ）とした。ジクロロメタン溶離剤でのシリカ上のクロマトグラフィーにより、２−（フェニルエチニル）ピリジンを８３％収率で得た。融点１１０℃。1Ｈ  ＮＭＲおよびマススペクトル分析により構造を確認した。
【０１１１】
合成例２：ビス（２−フェニルイミダゾ［１，２−ａ］ピリジナト−Ｎ，Ｃ）イリジウム（ＩＩＩ）（アセチルアセテート）（Ｉｎｖ−２４）の調製
Ｋ3ＩｒＢｒ6（２．７５ｇ）および２−フェニルイミダゾ［１，２−ａ］ピリジン（１．６９ｇ）を１２５ｍＬ丸底フラスコに入れた。２−エトキシエタノール（４５ｍＬ）および脱イオン水（１５ｍＬ）を加えた。混合物を凍結−解凍脱気し、窒素雰囲気下で４時間還流した。冷却後、得られた沈殿を空気中に濾過し、エタノールおよび水で洗浄して、１．９７５ｇの黄色−茶色粉末を得た。マススペクトルは式テラキス（２−フェニルイミダゾ［１，２−ａ］ピリジナト）（ジ−μ−ブロモ）ジイリジウム（ＩＩＩ）と合致した。この物質をさらに精製することなく次の工程で用いた。
【０１１２】
テトラキス（２−フェニルイミダゾ［１，２−ａ］ピリジナト）（ジ−μ−ブロモ）ジイリジウム（ＩＩＩ）（０．６５４ｇ）およびナトリウムアセチルアセトネート水和物（０．４１７ｇ）を１００ｍＬの丸底フラスコに入れた。１，２−ジクロロエタン（３０ｍＬ）を加えた。混合物を凍結−解凍脱気し、次いで、窒素下で２０時間還流した。冷却後、反応溶液を空気中に濾過した。濃縮し、数滴のヘキサンを加えることによって生成物を沈殿させた。黄色−茶色粉末を濾過し、乾燥（０．６３４ｇ）して、ビス（２−フェニルイミダゾ［１，２−ａ］ピリジナト−Ｎ，Ｃ）イリジウム（ＩＩＩ）（アセチルアセトネート）（Ｉｎｖ−２４）が得られ、これは溶液中で緑色の光を発した。生成物は1Ｈ  ＮＭＲスペクトロスコピーによって特徴付けた。
【０１１３】
デバイス例１
本発明の要件を満足するＥＬデバイス（デバイス１）を以下の方法で構築した。
【０１１４】
アノードとしてのインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）の８５ｎｍ層でコートしたガラス基材を、順次、市販の洗剤中で超音波処理し、脱イオン水中ですすぎ、トルエン蒸気中で脱脂し、紫外線およびオゾンに数分間暴露した。
【０１１５】
１．アノードとしてのインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）の８５ｎｍ層でコートしたガラス基材を、順次、市販の洗剤中で超音波処理し、脱イオン水中ですすぎ、トルエン蒸気中で脱脂し、紫外線およびオゾンに数分間暴露した。
【０１１６】
２．１７５０ｒｐｍの制御された回転速度下でＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（水中１．３％，Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｋ，Ｉｎｃ．からのＢａｙｔｒｏｎ（登録商標）Ｐ）の水溶液をスピンコートして、約６０ｎｍの所望の層厚みが得られ、次いで、空気中にて加熱された金属ブロック上で該コーティングを１２０℃にて約１０分間アニールすることによってＩＴＯ上に６０ｎｍのＰＥＤＯＴホール注入層（ＨＩＬ）を蒸着した。
【０１１７】
３．次いで、ポリ（９−ビニルカルバゾール）ホスト材料（ＰＶＫ，Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．，受領として使用、典型的なＭw６３，０００、典型的なＭn１９，０００）の発光層（ＬＥＬ）を製造した。ＰＶＫに対して４質量％の量にて、化合物Ｉｎｖ−２４をホストＰＶＫと合わせた。混合物をクロロベンゼン（２％固形物）に溶解させ、濾過し、次いで、１５００ｒｐｍの制御された回転速度下でスピンコーティングして、約６６ｎｍの所望の層厚みが得られ、次いで、オーブン中で該コーティングを１２０℃にて２０分間ベイキングすることによって、ＰＥＤＯＴのホール注入層上に蒸着させた。
【０１１８】
４．蒸発真空蒸着によって、ＬＥＬの頂部にフッ化セシウム（ＣｓＦ）で形成された１．５ｎｍ層を蒸着させた。
【０１１９】
５．蒸発真空蒸着によって、１０：１原子比率のＭｇおよびＡｇで形成された２００ｎｍカソード層をＣｓＦ層の頂部に蒸着した。
【０１２０】
前記シーケンスにより、ＥＬデバイスの蒸着を完了した。次いで、雰囲気湿気および酸素に対する保護のために、デバイスを乾燥グローブボックス中に密封してパッケージした。
【０１２１】
デバイス例２（比較用）
ＬＥＬホスト化合物のクロロベンゼン溶液から発光化合物Ｉｎｖ−２４を省略した以外は、デバイス１と同様にして第二のデバイス（デバイス２）を製造した。
【０１２２】
各調製したデバイスセルを、１００ｍＡ／ｃｍ2の作動電流にて輝度およびＣＩＥ（Ｃｏｍｉｓｓｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ  ｄｅ  Ｌ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ）色座標についてテストした。リン光有機金属化合物を含有しない比較デバイス２は、４１６ｎｍにおけるピーク発光および（０．２１、０．１４）のＣＩＥ（Ｘ、Ｙ）を有するＰＶＫからの発光を示し、他方、Ｉｎｖ−２４化合物を含むデバイス１は５２０ｎｍのピーク波長および（０．３７、０．５８）のＣＩＥ（Ｘ、Ｙ）における発光を示した。本発明の化合物は望ましい緑色色素を与えた。
【０１２３】
本明細書中で引用した特許および他の刊行物の全内容を本明細書に参照して組み込む。本発明をそのある好ましい実施形態を特別に参照して詳細に記載してきたが、本発明の精神および範囲内で変形および修飾を施すことができるのは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明を用いることができる典型的なＯＬＥＤデバイスの断面図を示す。
【符号の説明】
【０１２５】
１０１    基材
１０３    アノード
１０５    ホール注入層（ＨＩＬ）
１０７    ホール輸送層（ＨＴＬ）
１０９    発光層（ＬＥＬ）
１１０    ホールブロッキング層（ＨＢＬ）
１１１    電子輸送層（ＥＴＬ）
１１３    カソード
【図１】
2007517382.tif 000045
【国際調査報告】
2007517382.tif 000046
2007517382.tif 000047