(57)【要約】  本発明は、有機ＥＬデバイスに関する。上記有機ＥＬデバイスは、アノードと、カソードと、発光層と、第１マトリクス化合物を含んでいるドープされていない電子輸送層と、（i）第２マトリクス化合物ならびに（ii）有機アルカリ金属複合体および／またはアルカリ金属ハロゲン化物を含んでいる電子注入層と、を備えている有機ＥＬデバイスであって；上記ドープされていない電子輸送層および上記電子注入層は、上記発光層および上記カソードの間に配置されており；上記第１マトリクス化合物の還元電位は、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセンの還元電位よりも正であり、かつ、４，４’−ビス（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）ビフェニルの還元電位よりも負であり（ここで、上記還元電位は、いずれの場合も、テトラヒドロフラン中でＦｃ／Ｆｃ＋に対して測定される）；上記第１マトリクス化合物の双極子モーメントは、０デバイ以上、２．５デバイ以下から選択され；上記第２マトリクス化合物の双極子モーメントは、２．５デバイ超、１０デバイ未満から選択される。
2018534768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノードと、カソードと、発光層と、
第１マトリクス化合物を含んでいる、ドープされていない電子輸送層と、
（i）第２マトリクス化合物、ならびに（ii）有機アルカリ金属複合体および／またはアルカリ金属ハロゲン化物、を含んでいる電子注入層と、
を備えている有機ＥＬデバイスであって、
上記ドープされていない電子輸送層および上記電子注入層は、上記発光層および上記カソードの間に配置されており、
上記第１マトリクス化合物の還元電位は、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセンの還元電位よりも正であり、かつ、４，４’−ビス（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）ビフェニルの還元電位よりも負であり、
（ここで、上記還元電位は、いずれの場合も、テトラヒドロフラン中でＦｃ／Ｆｃ＋に対して測定される）
上記第１マトリクス化合物の双極子モーメントは、０デバイ以上、２．５デバイ以下から選択され、
上記第２マトリクス化合物の双極子モーメントは、２．５デバイ超、１０デバイ未満から選択される、有機ＥＬデバイス。
【請求項２】
上記第１マトリクス化合物は、下記の化合物またはその誘導体から選択される、請求項１に記載の有機ＥＬデバイス：
ジベンゾ［ｃ，ｈ］アクリジン、ジベンゾ［ａ，ｊ］アクリジン、ベンゾ［ｃ］アクリジン、トリアリールボラン化合物、２−（ベンゾ［ｄ］オキサゾール−２−イル）フェノキシ金属複合体、２−（ベンゾ［ｄ］チアゾール−２−イル）フェノキシ金属複合体、トリアジン、ベンゾチエノピリミジン、ベンゾ［ｋ］フルオランテン、ペリレン、またはその混合物。
【請求項３】
上記第２マトリクス化合物は、下記の化合物またはその誘導体から選択される、請求項１または２に記載の有機ＥＬデバイス：
ホスフィンオキシド、ベンゾイミダゾール、フェナントロリン、キナゾリン、ベンゾ［ｈ］キナゾリン、およびピリド［３，２−ｈ］キナゾリン、またはその混合物。
【請求項４】
上記第１マトリクス化合物は、下記式（Ｉ）のトリアリールボラン化合物を含んでいる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機ＥＬデバイス：
【化１】
2018534768.tif 000046
（式中、
Ｒ１、Ｒ３およびＲ７は、独立に、Ｈ、Ｄ、Ｃ１〜Ｃ１６アルキルおよびＣ１〜Ｃ１６アルコキシからなる群より選択され、
Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６は、独立に、Ｈ、Ｄ、Ｃ１〜Ｃ１６アルキル、Ｃ１〜Ｃ１６アルコキシおよびＣ６〜Ｃ２０アリールからなる群から選択され、
Ａｒ０は、置換または未置換のＣ６〜Ｃ２０アリールから選択され（Ａｒ０が置換されている場合、置換基は、独立に、Ｄ、Ｃ１〜Ｃ１２アルキル、Ｃ１〜Ｃ１６アルコキシおよびＣ６〜Ｃ２０アリールからなる群より選択される）、
Ａｒ１は、置換または未置換のＣ６〜Ｃ２０アリーレンから選択され（Ａｒ１が置換されている場合、置換基は、独立に、Ｄ、Ｃ１〜Ｃ１２アルキル、Ｃ１〜Ｃ１６アルコキシおよびＣ６〜Ｃ２０アリールからなる群より選択される）、
Ａｒ２は、Ｈ、Ｄ、置換または未置換のＣ６〜Ｃ４０アリールおよびＣ５〜Ｃ４０ヘテロアリールからなる群より選択される）。
【請求項５】
上記第１マトリクス化合物は、下記式（ＩＩ）のジベンゾ［ｃ，ｈ］アクリジン化合物、および／または、下記式（ＩＩＩ）のジベンゾ［ａ，ｊ］アクリジン化合物、および／または、下記式（ＩＶ）のベンゾ［ｃ］アクリジン化合物を含んでいる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機ＥＬデバイス：
【化２】
2018534768.tif 000047
（式中、
Ａｒ３は、独立に、Ｃ６〜Ｃ２０アリーレン（好ましくは、フェニレン、ビフェニレンまたはフルオレニレン）から選択され、
Ａｒ４は、独立に、未置換または置換のＣ６〜Ｃ４０アリール（好ましくは、フェニル、ナフチル、アントラニル、ピレニルまたはフェナントリル）から選択され、
Ａｒ４が置換されている場合、１つ以上の置換基は、独立に、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルおよびＣ１〜Ｃ１２ヘテロアルキル（好ましくはＣ１〜Ｃ５アルキル）からなる群より選択されてもよい）。
【請求項６】
上記第１マトリクス化合物は、下記式（Ｖ）のトリアジン化合物を含んでいる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機ＥＬデバイス：
【化３】
2018534768.tif 000048
（式中、
Ａｒ５は、独立に、未置換または置換のＣ６〜Ｃ２０アリールまたはＡｒ５．１−Ａｒ５．２から選択され、
Ａｒ５．１は、未置換または置換のＣ６〜Ｃ２０アリーレンから選択され、
Ａｒ５．２は、未置換もしくは置換のＣ６〜Ｃ２０アリール、または、未置換もしくは置換のＣ５〜Ｃ２０ヘテロアリールから選択され、
Ａｒ６は、未置換または置換のＣ６〜Ｃ２０アリーレン（好ましくは、フェニレン、ビフェニレン、テルフェニレンまたはフルオレニレン）から選択され、
Ａｒ７は、独立に、置換または未置換のアリール、置換または未置換のヘテロアリール（当該アリールおよび当該ヘテロアリールの環を構成する原子は６〜４０個であり、好ましくは、フェニル、ナフチル、フェナントリル、フルオレニル、テルフェニル、ピリジル、キノリル、ピリミジル、トリアジニル、ベンゾ［ｈ］キノリニル、またはベンゾ［４，５］チエノ［３，２−ｄ］ピリミジンである）からなる群より選択され、
ｘは、１または２から選択され、
Ａｒ５が置換されている場合、１つ以上の置換基は、独立に、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルおよびＣ１〜Ｃ１２ヘテロアルキル（好ましくはＣ１〜Ｃ５アルキル）からなる群より選択されてもよく、
Ａｒ７が置換されている場合、１つ以上の置換基は、独立に、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルおよびＣ１〜Ｃ１２ヘテロアルキル（好ましくはＣ１〜Ｃ５アルキル）、ならびにＣ６〜Ｃ２０アリールからなる群より選択されてもよい）。
【請求項７】
上記第１マトリクス化合物は、Ｃ６〜Ｃ４０アリール基、Ｃ５〜Ｃ４０ヘテロアリール基および／またはＣ１〜Ｃ１２アルキル基で置換されているベンゾチエノピリミジン化合物（好ましくは、２−フェニル−４−（４’，５’，６’−トリフェニル−［１，１’：２’，１''：３''，１'''−クアテルフェニル］−３'''−イル）ベンゾ［４，５］チエノ［３，２−ｄ］ピリミジン）を含んでいる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機ＥＬデバイス。
【請求項８】
上記第１マトリクス化合物は、Ｃ６〜Ｃ４０アリール基、Ｃ５〜Ｃ４０ヘテロアリール基および／またはＣ１〜Ｃ１２アルキル基で置換されているベンゾ［ｋ］フルオランテン化合物（好ましくは、７，１２−ジフェニルベンゾ［ｋ］フルオランテン）を含んでいる、請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機ＥＬデバイス。
【請求項９】
上記第１マトリクス化合物は、Ｃ６〜Ｃ４０アリール基、Ｃ５〜Ｃ４０ヘテロアリール基および／またはＣ１〜Ｃ１２アルキル基で置換されているペリレン化合物（好ましくは、３，９−ビス（［１，１’−ビフェニル］−２−イル）ペリレン、３，９−ジ（ナフタレン−２−イル）ペリレンまたは３，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）ペリレン）を含んでいる、請求項１〜８のいずれか１項に記載の有機ＥＬデバイス。
【請求項１０】
下記（i）および（ii）の少なくとも一方を満たす、請求項１〜９のいずれか１項に記載の有機ＥＬデバイス：
（i）上記有機アルカリ金属複合体は、有機リチウム複合体である
（ii）上記アルカリ金属ハロゲン化物は、ハロゲン化リチウムである。
【請求項１１】
上記有機アルカリ金属複合体は、下記式（ＶＩＩ）の化合物である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の有機ＥＬデバイス：
【化４】
2018534768.tif 000049
（式中、
Ｍはアルカリ金属イオンであり、
Ａ１〜Ａ４のそれぞれは、独立に、置換もしくは未置換のＣ６〜Ｃ２０アリールまたは置換もしくは未置換のＣ２〜Ｃ２０ヘテロアリールから選択される）。
【請求項１２】
上記ドープされていない電子輸送層の厚さが、上記電子注入層の厚さの２倍以上ある、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の有機ＥＬデバイス。
【請求項１３】
上記発光層は、青色蛍光体を含んでいる、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の有機ＥＬデバイス。
【請求項１４】
青色蛍光デバイスである、請求項１３に記載の有機ＥＬデバイス。
【請求項１５】
上記発光層は、Ｃ６〜Ｃ４０アリール基、Ｃ５〜Ｃ４０ヘテロアリール基および／またはＣ１〜Ｃ１２アルキル基で置換されているアントラセンマトリクス化合物をさらに含んでいる、請求項１４に記載の有機ＥＬデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
自発光型デバイスである有機発光ダイオード（organic light-emitting diode；ＯＬＥＤ）は、視野角が広く、コントラストが良好で、応答が速く、高輝度であり、駆動電圧特性に優れ、色再現性がある。通常、ＯＬＥＤは、アノード、正孔輸送層（hole transport layer；ＨＴＬ）、発光層（emission layer；ＥＭＬ）、電子輸送層（electron transport layer；ＥＴＬ）およびカソードを備えており、これらが基板上に順番に積層されている。この点に関して、ＨＴＬ、ＥＭＬおよびＥＴＬは、有機化合物および／または有機金属化合物から形成される薄膜である。
【０００３】
アノードおよびカソードに電圧を印加すると、アノードから注入された正孔は、ＨＴＬを経由して、ＥＭＬに移動する。また、カソードから注入された電子は、ＥＴＬを経由して、ＥＭＬに移動する。正孔と電子とはＥＭＬ中で再結合して、励起子を生成させる。励起子が励起状態から基底状態に落ちるとき、光が放射される。正孔および電子の注入および流動は、釣り合いがとれていなければならない。それゆえ、上述の構造を有しているＯＬＥＤは、優れた効率を有するのである。
【０００４】
ＪＰ２００３−３３８３７７は、（i）非極性の電子輸送層（ＥＴＬ）（例えば、アントラセン誘導体）、および（ii）ドープされていない極性の電子注入層（ＥＩＬ）（例えば、フェナントロリン）の利点を開示している。極性は、双極子モーメントによって特徴づけられている（ＥＴＬは２デバイ未満、ＥＩＬは２デバイ超）。
【０００５】
電子注入能をさらに改良するために、有機リチウム複合体でドープされたＥＩＬが開発された。具体的には、ＬｉＱでドープされたベンゾイミダゾール系マトリクス化合物、ＬｉＱでドープされたフェナントロリン系マトリクス化合物、または有機リチウム複合体でドープされたホスフィンオキシド系マトリクス化合物である。
【０００６】
ＵＳ２００７２５２５２１は、発光層とＥＴＬとの間におけるＬＵＭＯのオフセットを、可能な限り小さくなるよう選択するべきである旨、教示している。理想的には、ＥＭＬとＥＴＬとの間において、ＬＵＭＯのオフセットは存在すべきでない。
【０００７】
しかしながら、有機ＥＬデバイスの出力効率には、依然として改良の余地が残されていた。人間の目に対する反応を考慮したとき、出力効率は商品にとって特に重要である。出力効率が高くなるほど、電力を人間の目に見える光出力へと、より効率的に変換するようになる。
【発明の概要】
【０００８】
したがって、本発明の目的は、従来技術の短所を克服した有機ＥＬデバイスを提供することにある。具体的には、ワット当たりルーメン（ｌｍ／Ｗ）で計算した出力効率を向上させたことを特徴とする、有機ＥＬデバイス（特に、ＯＬＥＤなどの青色蛍光デバイス）を提供することにある。
【０００９】
一態様によると、アノードと、カソードと、発光層と、
第１マトリクス化合物を含んでいる、ドープされていない電子輸送層と、
（i）第２マトリクス化合物、ならびに（ii）有機アルカリ金属複合体および／またはアルカリ金属ハロゲン化物、を含んでいる電子注入層と、
を備えている有機ＥＬデバイスであって、
上記ドープされていない電子輸送層および上記電子注入層は、上記発光層および上記カソードの間に配置されており、
上記第１マトリクス化合物の還元電位は、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン（CAS 122648-99-1）の還元電位よりも正であり、かつ、４，４’−ビス（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）ビフェニル（CAS 266349-83-1）の還元電位よりも負であり、
（ここで、上記還元電位は、いずれの場合も、テトラヒドロフラン中でＦｃ／Ｆｃ＋に対して測定される）
上記第１マトリクス化合物の双極子モーメントは、０デバイ以上、２．５デバイ以下から選択され、
上記第２マトリクス化合物の双極子モーメントは、２．５デバイ超、１０デバイ未満から選択される、有機ＥＬデバイスが提供される。
【００１０】
好ましい実施形態において、上記ドープされていない電子輸送層は上記発光層に隣接しており、上記電子注入層は上記ドープされていない電子輸送層に隣接しており、上記カソードは上記電子注入層に隣接している。
【００１１】
さらなる実施形態においては、アノードと、カソードと、発光層と、
第１マトリクス化合物を含んでいる、ドープされていない電子輸送層と、
（i）第２マトリクス化合物、ならびに（ii）有機アルカリ金属複合体および／またはアルカリ金属ハロゲン化物、を含んでいる電子注入層と、
を備えている有機ＥＬデバイスであって、
上記ドープされていない電子輸送層および上記電子注入層は、上記発光層および上記カソードの間に配置されており、
上記第１マトリクス化合物の還元電位は、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセンの還元電位よりも正であり、かつ、４，４’−ビス（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）ビフェニルの還元電位よりも負であり、
（ここで、上記還元電位は、いずれの場合も、テトラヒドロフラン中でＦｃ／Ｆｃ＋に対して測定される）
上記第１マトリクス化合物の双極子モーメントは、０デバイ以上、２．５デバイ以下から選択され、
上記第２マトリクス化合物の双極子モーメントは、２．５デバイ超、１０デバイ未満から選択され、
上記発光層は、上記ドープされていない電子輸送層と直接接触しており、
上記発光層はＥＭＬホストを含んでおり、
上記ＥＭＬホストの還元電位と上記第１マトリクス化合物の還元電位との間のオフセットは、０．０５Ｖ以上、０．３５Ｖ以下から選択され、好ましくは０．１Ｖ以上、０．３Ｖ以下である、有機ＥＬデバイスが提供される。
【００１２】
ＥＭＬホストは、発光層中に含まれているホスト物質であり、「発光層ホスト」「エミッタ・ホスト」または「ホスト」とも呼ばれる。ＥＭＬホストは、基本的に非発光性の化合物である。
【００１３】
本明細書に関して、用語「基本的に非発光性」とは、デバイスから放射される可視光スペクトルに対する化合物または層の寄与が、当該可視光スペクトルを基準として１０％未満、好ましくは５％未満であることを意味する。可視光スペクトルとは、波長が約３８０ｎｍ以上、約７８０ｎｍ以下の発光スペクトルのことである。
【００１４】
好ましくは、上記発光層は、青色蛍光体をさらに含んでいる。
【００１５】
還元電位のオフセットは、第１マトリクス化合物の還元電位から、ＥＭＬホストの還元電位を引いて算出する。ＥＭＬホストの還元電位が、第１マトリクス化合物の還元電位よりも負である場合、オフセットは０を超える。大規模な研究の後、驚くべきことに、以下の２点が判明した。（ａ）発光層（ＥＭＬ）とＥＴＬとの間におけるＬＵＭＯ準位のオフセットが小さいと、ｌｍ／Ｗ効率に有利に働く。（ｂ）外部量子効率（external quantum efficiency；ＥＱＥ）の顕著な低下に起因してｌｍ／Ｗ効率が急落するので、オフセットが大きすぎる事態は避けるべきである。
【００１６】
本発明を典型的に示すために、図１を参照されたい。図１は、本発明に係る物質および従来技術に係る物質を、いくつか表している。同図では、以下の２つに対する出力効率（ｌｍ／Ｗ）が表されている。（ａ）発光層（ＥＭＬ）ホストと第１マトリクス化合物（ＥＴＬマトリクス）の間における還元電位のオフセット（第１のｘ軸）。（ｂ）テトラヒドロフラン中でＦｃ／Ｆｃ＋に対して測定した、第１マトリクス化合物の還元電位（第２のｘ軸）。
【００１７】
さらなる実施形態においては、アノードと、カソードと、発光層と、
第１マトリクス化合物を含んでいる、ドープされていない電子輸送層と、
（i）第２マトリクス化合物、ならびに（ii）有機アルカリ金属複合体および／またはアルカリ金属ハロゲン化物、を含んでいる電子注入層と、
を備えている有機ＥＬデバイスであって、
上記ドープされていない電子輸送層および上記電子注入層は、上記発光層および上記カソードの間に配置されており、
上記第１マトリクス化合物の還元電位は、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセンの還元電位よりも正であり、かつ、４，４’−ビス（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）ビフェニルの還元電位よりも負であり、
（ここで、上記還元電位は、いずれの場合も、テトラヒドロフラン中でＦｃ／Ｆｃ＋に対して測定される）
上記第１マトリクス化合物の双極子モーメントは、０デバイ以上、２．５デバイ以下から選択され、
上記第２マトリクス化合物の双極子モーメントは、２．５デバイ超、１０デバイ未満から選択され、
上記発光層は、上記ドープされていない電子輸送層と直接接触しており、
上記発光層はＥＭＬホストを含んでおり、
同じ条件で測定した場合、上記第１マトリクス化合物の還元電位は、上記ＥＭＬホストの還元電位よりも０．０５〜０．３５Ｖ正であるように選択される、有機ＥＬデバイスが提供される。
【００１８】
上記ＥＭＬホストの還元電位をこの範囲から選択するならば、特によい性能を得ることができる。
【００１９】
さらなる実施形態においては、アノードと、カソードと、発光層と、
第１マトリクス化合物を含んでいる、ドープされていない電子輸送層と、
（i）第２マトリクス化合物、ならびに（ii）有機アルカリ金属複合体および／またはアルカリ金属ハロゲン化物、を含んでいる電子注入層と、
を備えている有機ＥＬデバイスであって、
上記ドープされていない電子輸送層および上記電子注入層は、上記発光層および上記カソードの間に配置されており、
同じ条件でＬＵＭＯを測定した場合に、上記第１マトリクス化合物のＬＵＭＯは、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセンのＬＵＭＯよりも負であり、かつ、４，４’−ビス（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）ビフェニルのＬＵＭＯよりも正であり、
上記第１マトリクス化合物の双極子モーメントは、０デバイ以上、２．５デバイ以下から選択され、
上記第２マトリクス化合物の双極子モーメントは、２．５デバイ超、１０デバイ未満から選択され、
上記発光層は、上記ドープされていない電子輸送層と直接接触しており、
上記発光層はＥＭＬホストを含んでおり、
同じ条件で測定した場合、上記第１マトリクス化合物のＬＵＭＯは、上記ＥＭＬホストのＬＵＭＯよりも０．０２〜０．４ｅＶ負であるように選択される、有機ＥＬデバイスが提供される。
【００２０】
上記第１マトリクス化合物のＬＵＭＯをこの範囲から選択するならば、特によい性能を得ることができる。
【００２１】
上記ドープされていない電子輸送層（ＥＴＬ）は、第１マトリクス化合物を含んでいる。第１マトリクス化合物のことを、「ＥＴＬマトリクス化合物」とも表記する。第１マトリクス化合物は、基本的に非発光性の化合物である。
【００２２】
上記ドープされていないＥＴＬは、有機アルカリ金属複合体またはアルカリ金属ハロゲン化物を実質的に含んでいない。
【００２３】
これに関して、「実質的に含んでいない」とは、ドープされていないＥＴＬ中には、不可避的不純物を除いて、有機アルカリ金属複合体またはアルカリ金属ハロゲン化物が存在しないことを意味する。不可避的不純物とは、本発明のデバイスを慎重に作製する場合においても、当業者にとって不可避である不純物である。例えば、電子デバイスを製造、保存または利用する際に、拡散または類似の過程によって、ある層に含まれている化合物が隣接する層に入り込むことがよく知られている。この結果、不可避的不純物が生じる。
【００２４】
〔第１マトリクス化合物〕
第１マトリクス化合物の双極子モーメントは、０デバイ以上、２．５デバイ以下から選択され；好ましくは０デバイ以上、２．３デバイ未満であり；より好ましくは０デバイ以上、２デバイ未満である。
【００２５】
第１マトリクス化合物の双極子モーメントを０デバイ以上、２．５デバイ以下から選択する場合には、当該第１マトリクス化合物を「非極性マトリクス化合物」とも表記する。
【００２６】
Ｎ個の原子を有する分子の双極子モーメントは、下記式で与えられる。
【００２７】
【数１】
2018534768.tif 000003
【００２８】
双極子モーメントは、半経験的分子軌道法によって決定される。
【００２９】
表４、５に記載の値は、以下に説明する方法を用いて算出したものである。
【００３０】
部分電荷および原子の位置は、下記のいずれかをプログラム・パッケージTURBOMOLE V6.5で実行することによって得る。（i）Becke-Perdew(BP)のＤＦＴ関数をdef-SV(P) basisで実行する。あるいは、（ii）B3LYP混成汎関数をdef2-TZVP basisで実行する。１つ以上の配座が実行可能である場合は、総エネルギーが最も低い配座を選択して、双極子モーメントを決定する。
【００３１】
マトリクス化合物の双極子モーメントが０〜２．５デバイである場合、当該マトリクス化合物は、反転中心Ｉ、水平鏡面、１つ以上のＣｎ軸（ｎ＞１）、および／またはＣｎに垂直なｎＣ２を有していてもよい。
【００３２】
マトリクス化合物の双極子モーメントが０〜２．５デバイである場合、当該マトリクス化合物は、ジベンゾ［ｃ，ｈ］アクリジン基、ジベンゾ［ａ，ｊ］アクリジン基、ベンゾ［ｃ］アクリジン基、トリアリールボラン基、２−（ベンゾ［ｄ］オキサゾール−２−イル）フェノキシ金属複合体、２−（ベンゾ［ｄ］チアゾール−２−イル）フェノキシ金属複合体、トリアジン基、ベンゾチエノピリミジン基、またはベンゾ［ｋ］フルオランテン基を有していてもよい。
【００３３】
マトリクス化合物の双極子モーメントが０〜２．５デバイである場合、当該マトリクス化合物は、イミダゾール基、フェナントロリン基、ホスフィンオキシド基、オキサジアゾール基、トリアゾール基、ピリミジン基、キナゾリン基、ベンゾ［ｈ］キナゾリン基、またはピリド［３，２−ｈ］キナゾリン基を有していない。
【００３４】
他の態様によると、アノードと、カソードと、発光層と、
第１マトリクス化合物を含んでいる、ドープされていない電子輸送層と、
（i）第２マトリクス化合物、ならびに（ii）有機アルカリ金属複合体および／またはアルカリ金属ハロゲン化物、を含んでいる電子注入層と、
を備えている有機ＥＬデバイスであって、
上記ドープされていない電子輸送層および上記電子注入層は、上記発光層および上記カソードの間に配置されており、
上記第１マトリクス化合物の還元電位は、−２．４４Ｖよりも正であり、−２．０３Ｖよりも負であり、（いずれの場合も、還元電位はテトラヒドロフラン中でＦｃ／Ｆｃ＋に対して測定される）
上記第１マトリクス化合物の双極子モーメントは、０デバイ以上、２．５デバイ以下から選択され、
上記第２マトリクス化合物の双極子モーメントは、２．５デバイ超、１０デバイ未満から選択される、有機ＥＬデバイスが提供される。
【００３５】
上記第１マトリクス化合物の還元電位は、−２．４〜−２．１Ｖから選択されることが好ましく、−２．３４〜−２．１４Ｖから選択されることがより一層好ましい。
【００３６】
還元電位は、定電位装置Metrohm PGSTAT30およびソフトウェアMetrohm Autolab GPESを用いて、室温でのサイクリックボルタンメトリーによって測定する。特定の化合物の酸化還元電位は、試験物質のＴＨＦ（０．１Ｍ；アルゴンにより脱気し、乾燥させてある）溶液中で、アルゴン雰囲気下にて測定した。支持電解質として、テトラブチルアンモニウム・ヘキサフルオロホスフェート（０．１Ｍ）を使用した。白金製作用電極間にて、塩化銀で被覆されている銀ワイヤーからなるＡｇ／ＡｇＣｌ疑似基準電極（Metrohm銀製棒電極）を用いて測定した。測定溶液に直接浸漬し、スキャン速度は１００ｍＶ／ｓとした。１回目の測定は、作用電極間に最も大きな範囲の電位を設定し、その後の測定に際して、当該範囲を適宜調整した。最後の３回の測定は、標準としてフェロセンを添加して行った（濃度：０．１Ｍ）。試験化合物の陰極ピークおよび陽極ピークに対応する電位の平均は、Ｆｃ＋／Ｆｃ標準酸化還元対について測定した陰極電位および陽極電位の平均を差し引いた後で、最終的な値を得た（上述）。試験した全ての化合物および記載の比較化合物は、明確に可逆的な電子化学的ふるまいを示した。
【００３７】
このような条件下で、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセンの酸化還元電位は−２．４４Ｖであり、４，４’−ビス（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）ビフェニルの還元電位は−２．０３Ｖである。
【００３８】
他の実施形態において、第１マトリクス化合物の還元電位は、−２．０３Ｖよりも負であるであり、−２．４４Ｖよりも正である。好ましくは、−２．１Ｖよりも負であり、−２．４Ｖよりも正である。より一層好ましくは、−２．１５Ｖよりも負であり、−２．３５Ｖよりも正である。
【００３９】
酸化還元電位を電子親和力およびイオン化ポテンシャルに変換するための、簡単な規則が頻繁に使用されている。すなわち、それぞれ、
ＩＰ（ｅＶ）＝４．８４ｅＶ＋ｅ＊Ｅｏｘ（Ｅｏｘは、Ｖ vs. フェロセニウム／フェロセン（Ｆｃ＋／Ｆｃ）で与えられる）
ＥＡ（ｅＶ）＝４．８４ｅＶ＋ｅ＊Ｅｒｅｄ（Ｅｒｅｄは、Ｖ vs. Ｆｃ＋／Ｆｃで与えられる）
である（［B.W. D’Andrade, Org. Electron. 6, 11-20 (2005)］を参照）。なお、ｅ＊は電気素量）。完全に正しい訳ではないが、イオン化エネルギーおよび電子親和力の同義語として、用語「ＨＯＭＯのエネルギー（Ｅ（ＨＯＭＯ））」および「ＬＵＭＯのエネルギー（Ｅ（ＬＵＭＯ））」を、それぞれ用いるのが一般的である（Koopmans Theorem）。
【００４０】
他の態様によると、アノードと、カソードと、発光層と、
第１マトリクス化合物を含んでいる、ドープされていない電子輸送層と、
（i）第２マトリクス化合物、ならびに（ii）有機アルカリ金属複合体および／またはアルカリ金属ハロゲン化物、を含んでいる電子注入層と、
を備えている有機ＥＬデバイスであって、
上記ドープされていない電子輸送層および上記電子注入層は、上記発光層および上記カソードの間に配置されており、
同じ条件で決定する場合、上記第１マトリクス化合物のＬＵＭＯ準位は、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン（CAS 122648-99-1）のＬＵＭＯ準位よりも負であり、かつ、４，４’−ビス（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）ビフェニル（CAS 266349-83-1）のＬＵＭＯよりも正であり、
上記第１マトリクス化合物の双極子モーメントは、０デバイ以上、２．５デバイ以下から選択され、
上記第２マトリクス化合物の双極子モーメントは、２．５デバイ超、１０デバイ未満から選択される、有機ＥＬデバイスが提供される。
【００４１】
Koopmans Theoremを適用して、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセンのＬＵＭＯ準位は−２．３６ｅＶ、４，４’−ビス（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）ビフェニルのＬＵＭＯ準位は−２．７７ｅＶと算出した。
【００４２】
他の実施形態において、上記第１マトリクス化合物のＬＵＭＯ準位は、−２．３６ｅＶよりも負であり、−２．７７ｅＶよりも正である。好ましくは、−２．４ｅＶよりも負であり、−２．７ｅＶよりも正である。より一層好ましくは、−２．３５ｅＶよりも負であり、−２．６５ｅＶよりも正である。また好ましくは、−２．４ｅＶよりも負であり、−２．６５ｅＶよりも正である。
【００４３】
好ましい実施形態において、上記第１マトリクス化合物は、以下の化合物またはその誘導体から選択される：
ジベンゾ［ｃ，ｈ］アクリジン、ジベンゾ［ａ，ｊ］アクリジン、ベンゾ［ｃ］アクリジン、トリアリールボラン化合物、２−（ベンゾ［ｄ］オキサゾール−２−イル）フェノキシ金属複合体、２−（ベンゾ［ｄ］チアゾール−２−イル）フェノキシ金属複合体、トリアジン、ベンゾチエノピリミジン、ベンゾ［ｋ］フルオランテン、ペリレン、またはその混合物。
【００４４】
さらに好ましくは、上記第１マトリクス化合物は、下記式（Ｉ）のトリアリールボラン化合物を含んでいてもよい。
【００４５】
【化１】
2018534768.tif 000004
【００４６】
式中、
Ｒ１、Ｒ３およびＲ７は、独立に、Ｈ、Ｄ、Ｃ１〜Ｃ１６アルキルおよびＣ１〜Ｃ１６アルコキシからなる群より選択され、
Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６は、独立に、Ｈ、Ｄ、Ｃ１〜Ｃ１６アルキル、Ｃ１〜Ｃ１６アルコキシおよびＣ６〜Ｃ２０アリールからなる群から選択され、
Ａｒ０は、置換または未置換のＣ６〜Ｃ２０アリールから選択され（Ａｒ０が置換されている場合、置換基は、独立に、Ｄ、Ｃ１〜Ｃ１２アルキル、Ｃ１〜Ｃ１６アルコキシおよびＣ６〜Ｃ２０アリールからなる群より選択される）、
Ａｒ１は、置換または未置換のＣ６〜Ｃ２０アリーレンから選択され（Ａｒ１が置換されている場合、置換基は、独立に、Ｄ、Ｃ１〜Ｃ１２アルキル、Ｃ１〜Ｃ１６アルコキシおよびＣ６〜Ｃ２０アリールからなる群より選択される）、
Ａｒ２は、Ｈ、Ｄ、置換または未置換のＣ６〜Ｃ４０アリールおよびＣ５〜Ｃ４０ヘテロアリールからなる群より選択される。
【００４７】
好ましくは、Ａｒ０は、置換または未置換のフェニルまたはナフチルから選択される。Ａｒ０が置換されている場合、置換基は、独立に、Ｄ、Ｃ１〜Ｃ１２アルキル、Ｃ１〜Ｃ１６アルコキシおよびＣ６〜Ｃ２０アリールからなる群より選択される。
【００４８】
さらに好ましくは、上記第１マトリクス化合物は、下記式（Ｉａ）のトリアリールボラン化合物を含んでいてもよい。
【００４９】
【化２】
2018534768.tif 000005
【００５０】
式中、
Ｒ１、Ｒ３およびＲ７は、独立に、Ｈ、Ｄ、Ｃ１〜Ｃ１６アルキルおよびＣ１〜Ｃ１６アルコキシからなる群より選択され、
Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６は、独立に、Ｈ、Ｄ、Ｃ１〜Ｃ１６アルキル、Ｃ１〜Ｃ１６アルコキシおよびＣ６〜Ｃ２０アリールからなる群より選択され、
Ａｒ１は、置換または未置換のＣ６〜Ｃ２０アリーレンから選択され（Ａｒ１が置換されている場合、置換基は、独立に、Ｄ、Ｃ１〜Ｃ１２アルキル、Ｃ１〜Ｃ１６アルコキシおよびＣ６〜Ｃ２０アリールからなる群より選択される）、
Ａｒ２は、Ｈ、Ｄ、置換または未置換のＣ６〜Ｃ４０アリール、および下記式（ＩＩａ）〜（ＩＩｈ）からなる群より選択される（式中、＊印は、各々のＡｒ２基について、Ａｒ２がＡｒ１基に結合している箇所を表す）。
【００５１】
【化３】
2018534768.tif 000006
【００５２】
Ａｒ２が置換されている場合、置換基は、独立に、Ｄ、ハロゲン原子、Ｃ１〜Ｃ１６アルキル、Ｃ１〜Ｃ１６アルコキシおよびＣ６〜Ｃ２０アリールからなる群より選択され；好ましくは、ナフチル、９−フルオレニル、２−フルオレニル、３−フルオレニルおよび４−フルオレニルからなる群より選択され（ここで、Ｃ６〜Ｃ４０アリールは、未置換であってもよいし、Ｃ１〜Ｃ１６アルキル、Ｃ１〜Ｃ１６ヘテロアルキルおよびＣ６〜Ｃ４０アリールで置換されていてもよい）、
Ａｒ１とＡｒ２とは、メチレン部分（−ＣＲ８Ｒ９−）またはオキシ部分（−Ｏ−）を介して結合し、フルオレン構造またはジベンゾフラン構造を形成していてもよい（Ｒ８およびＲ９は、独立に、Ｈ、Ｃ１〜Ｃ１６アルキル、Ｃ１〜Ｃ１６アルコキシおよびＣ６〜Ｃ２０アリールから選択されてもよい）。
【００５３】
他の態様において、Ａｒ２は、フェニル、ナフチル、アントラニル、フェナントリル、ピレニル、９−フルオレニル、２−フルオレニル、３−フルオレニル、４−フルオレニル、５−フルオレニル、および上記式（ＩＩａ）〜（ＩＩｈ）からなる群より選択される。
【００５４】
他の態様において、Ｒ１は、好ましくはＣ１〜Ｃ１２アルキルであり、より好ましくはメチルである。あるいは、Ｒ１は、好ましくはＣ１〜Ｃ１２アルコキシであり、より好ましくはメトキシである。Ｒ２〜Ｒ７は、いずれもＨである。
【００５５】
他の態様において、Ａｒ１は、好ましくは、フェニル、ビフェニル、ナフチル、フェナントリルまたはアントラニルである。
【００５６】
従前、式（Ｉａ）のトリアリールボラン化合物に関しては、本発明における用途のような、ＥＬデバイスにおける使用は記載されていなかった。
【００５７】
さらに好ましい実施形態において、上記第１マトリクス化合物は、下記式（ＩＩ）のジベンゾ［ｃ，ｈ］アクリジン化合物、および／または、下記式（ＩＩＩ）のジベンゾ［ａ，ｊ］アクリジン化合物、および／または、下記式（ＩＶ）のベンゾ［ｃ］アクリジン化合物を含んでいる。
【００５８】
【化４】
2018534768.tif 000007
【００５９】
式中、
Ａｒ３は、独立に、Ｃ６〜Ｃ２０アリーレン（好ましくは、フェニレン、ビフェニレンまたはフルオレニレン）から選択され、
Ａｒ４は、独立に、未置換または置換のＣ６〜Ｃ４０アリール（好ましくは、フェニル、ナフチル、アントラニル、ピレニルまたはフェナントリル）から選択され、
Ａｒ４が置換されている場合、１つ以上の置換基は、独立に、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルおよびＣ１〜Ｃ１２ヘテロアルキル（好ましくはＣ１〜Ｃ５アルキル）からなる群より選択されてもよい。
【００６０】
好適なジベンゾ［ｃ，ｈ］アクリジン化合物は、ＥＰ２３９５５７１に開示されている（参照により組み込まれる）。好適なジベンゾ［ａ，ｊ］アクリジンは、ＥＰ２３１２６６３に開示されている（参照により組み込まれる）。好適なベンゾ［ｃ］アクリジン化合物は、ＷＯ２０１５／０８３９４８に開示されている（参照により組み込まれる）。
【００６１】
さらなる実施形態において、上記第１マトリクス化合物は、Ｃ６〜Ｃ４０アリール基、Ｃ５〜Ｃ４０ヘテロアリール基および／またはＣ１〜Ｃ１２アルキル基で置換されている、ジベンゾ［ｃ，ｈ］アクリジン化合物を含んでいることが好ましい。好ましくは、上記ジベンゾ［ｃ，ｈ］アクリジン化合物は、７−（ナフタレン−２−イル）ジベンゾ［ｃ，ｈ］アクリジン、７−（３−（ピレン−１−イル）フェニル）ジベンゾ［ｃ，ｈ］アクリジン、７−（３−（ピリジン−４−イル）フェニル）ジベンゾ［ｃ，ｈ］アクリジンである。
【００６２】
さらなる実施形態において、上記第１マトリクス化合物は、Ｃ６〜Ｃ４０アリール基、Ｃ５〜Ｃ４０ヘテロアリール基および／またはＣ１〜Ｃ１２アルキル基で置換されている、ジベンゾ［ａ，ｊ］アクリジン化合物を含んでいることが好ましい。好ましくは、上記ジベンゾ［ａ，ｊ］アクリジン化合物は、１４−（３−（ピレン−１−イル）フェニル）ジベンゾ［ａ，ｊ］アクリジンである。
【００６３】
さらなる実施形態において、上記第１マトリクス化合物は、Ｃ６〜Ｃ４０アリール基、Ｃ５〜Ｃ４０ヘテロアリール基および／またはＣ１〜Ｃ１２アルキル基で置換されている、ベンゾ［ｃ］アクリジン化合物を含んでいることが好ましい。好ましくは、上記ベンゾ［ｃ］アクリジン化合物は、７−（３−（ピレン−１−イル）フェニル）ベンゾ［ｃ］アクリジンである。
【００６４】
上記第１マトリクス化合物は、下記式（Ｖ）のトリアジン化合物を含んでいることがさらに好ましい。
【００６５】
【化５】
2018534768.tif 000008
【００６６】
式中、
Ａｒ５は、独立に、未置換または置換のＣ６〜Ｃ２０アリールまたはＡｒ５．１−Ａｒ５．２から選択され、
Ａｒ５．１は、未置換または置換のＣ６〜Ｃ２０アリーレンから選択され、
Ａｒ５．２は、未置換もしくは置換のＣ６〜Ｃ２０アリール、または、未置換もしくは置換のＣ５〜Ｃ２０ヘテロアリールから選択され、
Ａｒ６は、未置換または置換のＣ６〜Ｃ２０アリーレン（好ましくは、フェニレン、ビフェニレン、テルフェニレンまたはフルオレニレン）から選択され、
Ａｒ７は、独立に、置換または未置換のアリール、置換または未置換のヘテロアリール（当該アリールおよび当該ヘテロアリールの環を構成する原子は６〜４０個であり、好ましくは、フェニル、ナフチル、フェナントリル、フルオレニル、テルフェニル、ピリジル、キノリル、ピリミジル、トリアジニル、ベンゾ［ｈ］キノリニル、またはベンゾ［４，５］チエノ［３，２−ｄ］ピリミジンである）からなる群より選択され、
ｘは、１または２から選択され、
Ａｒ５が置換されている場合、１つ以上の置換基は、独立に、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルおよびＣ１〜Ｃ１２ヘテロアルキル（好ましくはＣ１〜Ｃ５アルキル）からなる群より選択されてもよく、
Ａｒ７が置換されている場合、１つ以上の置換基は、独立に、Ｃ１〜Ｃ１２アルキルおよびＣ１〜Ｃ１２ヘテロアルキル（好ましくはＣ１〜Ｃ５アルキル）、ならびにＣ６〜Ｃ２０アリールからなる群より選択されてもよい）。
【００６７】
好適なトリアジン化合物は、ＵＳ２０１１／２８４８３２、ＷＯ２０１４／１７１５４１、ＷＯ２０１５／００８８６６、ＷＯ２０１５／１０５３１３、ＪＰ２０１５−０７４６４９ＡおよびＪＰ２０１５−１２６１４０、ＫＲ２０１５／００８８７１２に開示されている（参照により組み込まれる）。
【００６８】
また、上記第１マトリクス化合物は、Ｃ６〜Ｃ４０アリール基、Ｃ５〜Ｃ４０ヘテロアリール基および／またはＣ１〜Ｃ１２アルキル基で置換されている、トリアジン化合物を含んでいることが好ましい。好ましくは、上記トリアジン化合物は、３−［４−（４，６−ジ−２−ナフタレニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）フェニル］キノロン、２−［３−（６’−メチル［２，２’−ビピリジン］−５−イル）−５−（９−フェナントレニル）フェニル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン、２−（３−（フェナントレン−９−イル）−５−（ピリジン−２−イル）フェニル）−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン、２，４−ジフェニル−６−（５'''−フェニル−［１，１’：３’，１''：３''，１'''：３'''，１''''−キンクエフェニル］−３−イル）−１，３，５−トリアジン、２−（［１，１’−ビフェニル］−３−イル）−４−（３’−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−［１，１’−ビフェニル］−３−イル）−６−フェニル−１，３，５−トリアジン、および／または、２−（３’−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−［１，１’−ビフェニル］−３−イル）−４−フェニルベンゾ［４，５］チエノ［３，２−ｄ］ピリミジンである。
【００６９】
さらに好ましい実施形態において、上記第１マトリクス化合物は、下記式（ＶＩ）の２−（ベンゾ［ｄ］オキサゾール−２−イル）フェノキシ金属複合体、または、２−（ベンゾ［ｄ］チアゾール−２−イル）フェノキシ金属複合体を含んでいる。
【００７０】
【化６】
2018534768.tif 000009
【００７１】
式中、
Ｍは、Ａｌ、ＺｒまたはＳｃから選択される金属であり、
Ｘは、ＯまたはＳから選択され、
ｎは３または４から選択される。
【００７２】
好適な２−（ベンゾ［ｄ］オキサゾール−２−イル）フェノキシ金属複合体または２−（ベンゾ［ｄ］チアゾール−２−イル）フェノキシ金属複合体は、ＷＯ２０１０／０２０３５２に開示されている（参照により組み込まれる）。
【００７３】
好ましい実施形態において、２−（ベンゾ［ｄ］オキサゾール−２−イル）フェノキシ金属複合体は、トリス（２−（ベンゾ［ｄ］オキサゾール−２−イル）フェノキシ）アルミニウムおよびテトラ（２−（ベンゾ［ｄ］オキサゾール−２−イル）フェノキシ）ジルコニウムから選択される。
【００７４】
好ましい実施形態において、２−（ベンゾ［ｄ］チアゾール−２−イル）フェノキシ金属複合体は、トリス（２−（ベンゾ［ｄ］チアゾール−２−イル）フェノキシ）アルミニウムおよびテトラ（２−（ベンゾ［ｄ］オキサゾール−２−イル）フェノキシ）ジルコニウムから選択される。
【００７５】
さらに好ましい実施形態において、上記第１マトリクス化合物は、Ｃ６〜Ｃ４０アリール基、Ｃ５〜Ｃ４０ヘテロアリール基および／またはＣ１〜Ｃ１２アルキル基で置換されている、ベンゾチエノピリミジン化合物を含んでいる。好ましくは、上記ベンゾチエノピリミジン化合物は、２−フェニル−４−（４’，５’，６’−トリフェニル−［１，１’：２’，１''：３''，１'''−クアテルフェニル］−３'''−イル）ベンゾ［４，５］チエノ［３，２−ｄ］ピリミジンである。
【００７６】
好適なベンゾチエノピリミジン化合物は、ＷＯ２０１５／０１０５３１６に開示されている（参照により組み込まれる）。
【００７７】
さらに好ましい実施形態において、上記第１マトリクス化合物は、Ｃ６〜Ｃ４０アリール基、Ｃ５〜Ｃ４０ヘテロアリール基および／またはＣ１〜Ｃ１２アルキル基で置換されている、ベンゾ［ｋ］フルオランテン化合物を含んでいる。好ましくは、上記ベンゾ［ｋ］フルオランテン化合物は、７，１２−ジフェニルベンゾ［ｋ］フルオランテンである。
【００７８】
好適なベンゾ［ｋ］フルオランテン化合物は、ＪＰ１０１８９２４７Ａ２に開示されている（参照により組み込まれる）。
【００７９】
さらに好ましい実施形態において、上記第１マトリクス化合物は、Ｃ６〜Ｃ４０アリール基、Ｃ５〜Ｃ４０ヘテロアリール基および／またはＣ１〜Ｃ１２アルキル基で置換されている、ペリレン化合物を含んでいる。好ましくは、上記ペリレン化合物は、３，９−ビス（［１，１’−ビフェニル］−２−イル）ペリレン、３，９−ジ（ナフタレン−２−イル）ペリレンまたは３，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）ペリレンである。
【００８０】
好適なペリレン化合物は、ＵＳ２００７２０２３５４に開示されている（参照により組み込まれる）。
【００８１】
好ましくは、上記第１マトリクス化合物は、下記表１に記載の化合物の１つから選択されてもよい。
【００８２】
【表１】
2018534768.tif 000010
2018534768.tif 000011
2018534768.tif 000012
2018534768.tif 000013
2018534768.tif 000014
2018534768.tif 000015
2018534768.tif 000016
【００８３】
〔第２マトリクス化合物〕
電子注入層（ＥＩＬ）は、（i）第２マトリクス化合物、ならびに（ii）有機アルカリ金属複合体および／またはアルカリ金属ハロゲン化物、を含んでいる。
【００８４】
第２マトリクス化合物のことを、ＥＩＬマトリクス化合物とも表記する。この物質は、基本的に非発光性の化合物である。
【００８５】
第２マトリクス化合物の双極子モーメントは、２．５デバイ超、１０デバイ未満から選択され；好ましくは、３デバイ超、５デバイ未満であり；より一層好ましくは、２．５デバイ超、４デバイ未満である。
【００８６】
第２マトリクス化合物の双極子モーメントが２．５デバイ超、１０デバイ未満から選択される場合には、当該第２マトリクス化合物を「極性マトリクス化合物」とも表記する。
【００８７】
双極子モーメントは、第１マトリクス化合物に関して説明した方法を用いて算出する。
【００８８】
マトリクス化合物の双極子モーメントが２．５デバイ超、１０デバイ未満である場合、当該マトリクス化合物の対称性は、Ｃ１、Ｃｎ、ＣｎｖまたはＣｓの対称群うちの１つであってもよい。
【００８９】
マトリクス化合物の双極子モーメントが２．５デバイ超、１０デバイ未満である場合、当該マトリクス化合物は、イミダゾール基、フェナントロリン基、ホスフィンオキシド基、オキサジアゾール基、トリアゾール基、ピリミジン基、キナゾリン基、ベンゾ［ｈ］キナゾリン基またはピリド［３，２−ｈ］キナゾリン基を有していてもよい。
【００９０】
さらに好ましい実施形態において、上記第２マトリクス化合物は、以下の化合物またはその誘導体から選択される：
ホスフィンオキシド、ベンゾイミダゾール、フェナントロリン、キナゾリン、ベンゾ［ｈ］キナゾリン、およびピリド［３，２−ｈ］キナゾリン、またはその混合物。
【００９１】
上記第２マトリクス化合物は、Ｃ６〜Ｃ４０アリール基、Ｃ５〜Ｃ４０ヘテロアリール基および／またはＣ１〜Ｃ１２アルキル基で置換されている、ホスフィンオキシド化合物を含んでいることが好ましい。好ましくは、上記ホスフィンオキシド化合物は、（３−（ジベンゾ［ｃ，ｈ］アクリジン−７−イル）フェニル）ジフェニルホスフィンオキシド、３−フェニル−３Ｈ−ベンゾ［ｂ］ジナフト［２，１−ｄ：１’，２’−ｆ］ホスフェピン−３−オキシド、フェニルジ（ピレン−１−イル）ホスフィンオキシド、ビス（４−（アントラセン−９−イル）フェニル）（フェニル）ホスフィンオキシド、（３−（９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン−２−イル）フェニル）ジフェニルホスフィンオキシド、フェニルジ（ピレン−１−イル）ホスフィンオキシド、ジフェニル（５−（ピレン−１−イル）ピリジン−２−イル）ホスフィンオキシド、ジフェニル（４’−（ピレン−１−イル）−［１，１’−ビフェニル］−３−イル）ホスフィンオキシド、ジフェニル（４’−（ピレン−１−イル）−［１，１’−ビフェニル］−３−イル）ホスフィンオキシド、（３’−（ジベンゾ［ｃ，ｈ］アクリジン−７−イル）−［１，１’−ビフェニル］−４−イル）ジフェニルホスフィンオキシドおよび／またはフェニルビス（３−（ピレン−１−イル）フェニル）ホスフィンオキシドである。
【００９２】
上記第２マトリクス化合物は、ホスフェピン環を有しているホスフィンオキシド化合物を含んでいることがさらに好ましい。好ましくは、上記ホスフィンオキシド化合物は、３−フェニル−３Ｈ−ベンゾ［ｂ］ジナフト［２，１−ｄ：１’，２’−ｆ］ホスフェピン−３−オキシドである。
【００９３】
第２マトリクス材料として用いられうるジフェニルホスフィンオキシド化合物は、ＥＰ２３９５５７１Ａ１、ＷＯ２０１３０７９２１７Ａ１、ＥＰ１３１８７９０５、ＥＰ１３１９９３６１およびＪＰ２００２０６３９８９Ａ１に開示されている（参照により組み込まれる）。
【００９４】
上記第２マトリクス化合物は、Ｃ６〜Ｃ４０アリール基、Ｃ５〜Ｃ４０ヘテロアリール基および／またはＣ１〜Ｃ１２アルキル基で置換されている、ベンゾイミダゾール化合物を含んでいることがさらに好ましい。好ましくは、上記ベンゾイミダゾール化合物は、２−（４−（９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン−２−イル）フェニル）−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール、１−（４−（１０−（［１，１’−ビフェニル］−４−イル）アントラセン−９−イル）フェニル）−２−エチル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾールおよび／または１，３，５−トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール−２−イル）ベンゼンである。
【００９５】
第２マトリクス材料として用いられうるベンゾイミダゾール化合物は、ＵＳ６８７８４６９およびＷＯ２０１０１３４３５２に開示されている（参照により組み込まれる）。
【００９６】
上記第２マトリクス化合物は、Ｃ６〜Ｃ４０アリール基、Ｃ５〜Ｃ４０ヘテロアリール基および／またはＣ１〜Ｃ１２アルキル基で置換されている、フェナントロリン化合物を含んでいることが好ましい。好ましくは、上記フェナントロリン化合物は、２，４，７，９−テトラフェニル−１，１０−フェナントロリン、４，７−ジフェニル−２，９−ジ−ｐ−トリル−１，１０−フェナントロリン、２，９−ジ（ビフェニル−４−イル）−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンおよび／または３，８−ビス（６−フェニル−２−ピリジニル）−１，１０−フェナントロリンである。
【００９７】
第２マトリクス材料として用いられうるフェナントロリン化合物は、ＥＰ１７８６０５０Ａ１およびＣＮ１０２３７２７０８に開示されている（参照により組み込まれる）。
【００９８】
使用されうる他の好適な第２マトリクス化合物に、アリール基またはヘテロアリール基で置換されている、キナゾリン化合物がある。好ましくは、上記キナゾリン化合物は、９−フェニル−９’−（４−フェニル−２−キナゾリニル）−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾールである。
【００９９】
上記第２マトリクス化合物は、Ｃ６〜Ｃ４０アリール基、Ｃ５〜Ｃ４０ヘテロアリール基および／またはＣ１〜Ｃ１２アルキル基で置換されている、キナゾリン化合物を含んでいることがさらに好ましい。好ましくは、上記キナゾリン化合物は、９−フェニル−９’−（４−フェニル−２−キナゾリニル）−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾールである。
【０１００】
第２マトリクス材料として用いられうるキナゾリン化合物は、ＫＲ２０１２１０２３７４に開示されている（参照により組み込まれる）。
【０１０１】
上記第２マトリクス化合物は、Ｃ６〜Ｃ４０アリール基、Ｃ５〜Ｃ４０ヘテロアリール基および／またはＣ１〜Ｃ１２アルキル基で置換されている、ベンゾ［ｈ］キナゾリン化合物を含んでいることがさらに好ましい。好ましくは、上記ベンゾ［ｈ］キナゾリン化合物は、４−（２−ナフタレニル）−２−［４−（３−キノリニル）フェニル］−ベンゾ［ｈ］キナゾリンである。
【０１０２】
第２マトリクス材料として用いられうるベンゾ［ｈ］キナゾリン化合物は、ＫＲ２０１４０７６５２２に開示されている（参照により組み込まれる）。
【０１０３】
上記第２マトリクス化合物は、Ｃ６〜Ｃ４０アリール基、Ｃ５〜Ｃ４０ヘテロアリール基および／またはＣ１〜Ｃ１２アルキル基で置換されている、ピリド［３，２−ｈ］キナゾリン化合物を含んでいることもまた好ましい。好ましくは、上記ピリド［３，２−ｈ］キナゾリン化合物は、４−（ナフタレン−１−イル）−２，７，９−トリフェニルピリド［３，２−ｈ］キナゾリンである。
【０１０４】
第２マトリクス材料として用いられうるピリド［３，２−ｈ］キナゾリン化合物は、ＥＰ１９７０３７１に開示されている（参照により組み込まれる）。
【０１０５】
特段に好ましい第２マトリクス化合物は、下記表２に記載の構造を有する化合物である。
【０１０６】
【表２】
2018534768.tif 000017
2018534768.tif 000018
2018534768.tif 000019
2018534768.tif 000020
2018534768.tif 000021
【０１０７】
〔有機アルカリ金属複合体およびアルカリ金属ハロゲン化物〕
種々の態様によると、ハロゲン化リチウムは、ＬｉＦ、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒまたはＬｉＩからなる群より選択することができる。好ましくは、ＬｉＦである。
【０１０８】
種々の態様によると、上記有機アルカリ金属複合体は、有機リチウム複合体であってもよい。好ましくは、上記有機リチウム複合体は、リチウムキノラート、リチウムボラート、リチウムフェノラート、リチウムピリジノラートまたはリチウムSchiff塩基、ならびにリチウムフッ化物からなる群より選択することができ；好ましくは、リチウム２−（ジフェニルホスホリル）−フェノラート、リチウムテトラ（１Ｈ−ピラゾール−１−イル）ボラート、式（ＩＩＩ）のリチウムキノラート、リチウム２−（ピリジン−２−イル）フェノラートおよびＬｉＦから選択され；より好ましくは、リチウム２−（ジフェニルホスホリル）−フェノラート、リチウムテトラ（１Ｈ−ピラゾール−１−イル）ボラート、式（ＩＩＩ）のリチウムキノラートおよびリチウム２−（ピリジン−２−イル）フェノラートからなる群より選択される。有機アルカリ金属複合体は、基本的に非発光性の化合物である。
【０１０９】
より好ましくは、（i）上記有機アルカリ金属複合体は、有機リチウム複合体である、および／または、（ii）上記アルカリ金属ハロゲン化物は、ハロゲン化リチウムである。
【０１１０】
本発明の有機ＥＬデバイスの種々の実施形態によると、上記有機リチウム複合体の有機リガンドは、ボラート系有機リガンドでありうる。好ましくは、上記有機リチウム複合体は、下記式（ＶＩＩ）の化合物である。
【０１１１】
【化７】
2018534768.tif 000022
【０１１２】
式中、
Ｍはアルカリ金属イオンであり、
Ａ１〜Ａ４のそれぞれは、独立に、置換もしくは未置換のＣ６〜Ｃ２０アリールまたは置換もしくは未置換のＣ２〜Ｃ２０ヘテロアリールから選択される。
【０１１３】
好ましくは、上記有機アルカリ金属複合体は、式（ＶＩＩＩ）の複合体である。
【０１１４】
【化８】
2018534768.tif 000023
【０１１５】
式中、Ａ１〜Ａ４のそれぞれは、独立に、置換もしくは未置換のＣ６〜Ｃ２０アリールまたは置換もしくは未置換のＣ２〜Ｃ２０ヘテロアリールから選択される。
【０１１６】
好ましくは、上記有機リチウム複合体は、リチウムテトラ（１Ｈ−ピラゾール−１−イル）ボラートである。好適に用いられうるボラート系有機リガンドは、ＷＯ２０１３０７９６７６Ａ１に開示されている（参照により組み込まれる）。
【０１１７】
本発明の有機ＥＬデバイスの種々の実施形態によると、上記有機リチウム複合体の有機リガンドは、フェノラート系リガンドでありうる。
【０１１８】
本発明の有機ＥＬデバイスの種々の実施形態によると、上記有機リチウム複合体の有機リガンドは、ホスホリルフェノラートリガンドでありうる。
【０１１９】
好ましくは、上記有機リチウム複合体は、式（ＩＸ）のホスホリルフェノラート化合物である。
【０１２０】
【化９】
2018534768.tif 000024
【０１２１】
式中、
Ａ５は、Ｃ６〜Ｃ２０アリーレンであり、
Ａ６〜Ａ７のそれぞれは、独立に、Ｃ６〜Ｃ２０アリールから選択され、
Ａ５、Ａ６およびＡ７は、（i）未置換であってもよく、（ii）ＣおよびＨを有する基で置換されていてもよく、（iii）さらにＬｉＯ基で置換されていてもよい（ただし、アリール基またはアリーレン基中の所与のＣ数には、当該アリール基またはアリーレン基上に存在する全ての置換基のＣも含まれる）。
【０１２２】
好ましくは、上記有機リチウム複合体は、リチウム２−（ジフェニルホスホリル）フェノラートである。好適に用いられうるフェノラートリガンドは、ＷＯ２０１３０７９６７８Ａ１に開示されている（参照により組み込まれる）。
【０１２３】
また、フェノラートリガンドは、ピリジノラートを含む群から選択されてもよく、好ましくは２−（ジフェニルホスホリル）ピリジン−３−オラートである。好適に用いられうるピリジンフェノラートリガンドは、ＪＰ２００８１９５６２３に開示されている（参照により組み込まれる）。
【０１２４】
さらに、フェノラートリガンドは、イミダゾールフェノラートを含む群から選択されてもよく、好ましくは２−（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール−２−イル）フェノラートである。好適に用いられうるイミダゾールフェノラートリガンドは、ＪＰ２００１２９１５９３に開示されている（参照により組み込まれる）。
【０１２５】
同様に、フェノラートリガンドは、オキサゾールフェノラートを含む群から選択されてもよく、好ましくは２−（ベンゾ［ｄ］オキサゾール−２−イル）フェノラートである。好適に用いられうるオキサゾールフェノラートリガンドは、ＵＳ２００３０１６５７１１に開示されている（参照により組み込まれる）。
【０１２６】
本発明の有機ＥＬデバイスの種々の実施形態によると、上記有機リチウム複合体の有機リガンドは、ホスホリルヘテロアリーロラートリガンドでありうる。
【０１２７】
好ましくは、上記有機リチウム複合体は、式（Ｘ）のホスホリルヘテロアリーロラート化合物である。
【０１２８】
【化１０】
2018534768.tif 000025
【０１２９】
式中、
Ａ８、Ａ９およびＡ１０は、独立に、Ｃ１〜Ｃ３０アルキル、Ｃ３〜Ｃ３０シクロアルキル、Ｃ２〜Ｃ３０ヘテロアルキル、Ｃ６〜Ｃ３０アリール、Ｃ２〜Ｃ３０ヘテロアリール、Ｃ１〜Ｃ３０アルコキシ、Ｃ３〜Ｃ３０シクロアルキロキシ、Ｃ６〜Ｃ３０アリーロキシから選択され；一般式Ｅ−Ｚ−で表される構造ユニットを形成しており、
Ｚは、孤立電子対を有する３価の窒素原子を含んでいる、スペーサーユニットであり；当該スペーサーユニットの構造は、金属カチオンとの間に、５員、６員または７員のキレート環を形成しうるものであり；当該キレート環には、(i)ホスフィンオキシド基の酸素原子と、（ii）上記金属カチオンに配位している、上記スペーサーユニットの３価の窒素原子と、が含まれており；Ｅは、１０個以上の非局在化電子を有する共役系を含んでいる、電子輸送ユニットであり、
Ａ８、Ａ９およびＡ１０から選択される少なくとも１つの基は、一般式Ｅ−Ｚ−で表される。
【０１３０】
好ましくは、上記有機リチウム複合体は、リチウム２−（ジフェニルホスホリル）ピリジン−３−オラートである。好適に用いられうるヘテロアリーロラートリガンドは、ＥＰ２７２４３８８に開示されている（参照により組み込まれる）。
【０１３１】
本発明の有機ＥＬデバイスの種々の実施形態によると、上記有機アルカリ金属複合体の有機リガンドは、ボラートリガンド、ホスホリルフェノラートリガンドおよびヘテロアリーロラートリガンドから選択されうる。好ましくは、上記有機アルカリ金属複合体の有機リガンドは、ボラートリガンドおよびホスホリルフェノラートリガンドから選択される。
【０１３２】
より好ましくは、上記有機リチウム複合体は、リチウムキノラート、リチウムボラート、リチウムフェノラート、リチウムピリジノラートまたはリチウムSchiff塩基を含む群から選択され、
好ましくは、上記有機リチウム複合体は、リチウムキノラート、リチウムボラート、リチウムフェノラート、リチウムピリジノラートまたはリチウムSchiff塩基を含む群から選択される。
【０１３３】
好ましくは、上記リチウムキノラートの構造は、式（ＸＩ）、（ＸＩＩ）または（ＸＩＩＩ）である。
【０１３４】
【化１１】
2018534768.tif 000026
【０１３５】
式中、
Ａ１〜Ａ６は、ＣＨ、ＣＲ、Ｎ、Ｏのいずれかであるか、または、この群から独立に選択され、
Ｒは、水素、ハロゲン、炭素数１〜２０のアルキル、アリールまたはヘテロアリールのいずれかであるか、または、この群から独立に選択され、
より好ましくは、Ａ１〜Ａ６は、ＣＨである。
【０１３６】
好ましくは、上記リチウムボラートは、リチウムテトラ（１Ｈ−ピラゾール−１−イル）ボラートである。
【０１３７】
好ましくは、上記リチウムフェノラートは、リチウム２−（ピリジン−２−イル）フェノラート、リチウム２−（ジフェニルホスホリル）フェノラート、リチウムイミダゾールフェノラートまたはリチウム２−（ピリジン−２−イル）フェノラートであり；より好ましくはリチウム２−（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール−２−イル）フェノラートまたはリチウム２−（ベンゾ［ｄ］オキサゾール−２−イル）フェノラートである。
【０１３８】
好ましくは、上記リチウムピリジノラートは、リチウム２−（ジフェニルホスホリル）ピリジン−３−オラートである。
【０１３９】
好ましくは、上記リチウムSchiff塩基の構造は、下記１００、１０１、１０２または１０３である。
【０１４０】
【化１２】
2018534768.tif 000027
【０１４１】
好適に用いられうるキノラートは、ＷＯ２０１３０７９２１７Ａ１に開示されている（参照により組み込まれる）。
【０１４２】
本発明の有機ＥＬデバイスの種々の実施形態によると、上記有機リチウム複合体の有機リガンドは、フェノラートリガンドでありうる。好ましくは、上記有機リチウム複合体は、リチウム２−（ジフェニルホスホリル）フェノラートである。好適に用いられうるフェノラートリガンドは、ＷＯ２０１３０７９６７８Ａ１に開示されている（参照により組み込まれる）。
【０１４３】
また、フェノラートリガンドは、ピリジノラートを含む群から選択されてもよく、好ましくは２−（ジフェニルホスホリル）ピリジン−３−オラートである。好適に用いられうるピリジンフェノラートリガンドは、ＪＰ２００８１９５６２３に開示されている（参照により組み込まれる）。
【０１４４】
さらに、フェノラートリガンドは、イミダゾールフェノラートを含む群から選択されてもよく、好ましくは２−（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール−２−イル）フェノラートである。好適に用いられうるイミダゾールフェノラートリガンドは、ＪＰ２００１２９１５９３に開示されている（参照により組み込まれる）。
【０１４５】
同様に、フェノラートリガンドは、オキサゾールフェノラートを含む群から選択されてもよく、好ましくは２−（ベンゾ［ｄ］オキサゾール−２−イル）フェノラートである。好適に用いられうるオキサゾールフェノラートリガンドは、ＵＳ２００３０１６５７１１に開示されている（参照により組み込まれる）。
【０１４６】
リチウムSchiff塩基有機複合体を用いることもできる。好適に用いられうるリチウムSchiff塩基有機複合体の構造は、下記１００、１０１、１０２または１０３である。
【０１４７】
【化１３】
2018534768.tif 000028
【０１４８】
電子注入層に用いることができる、有機リチウム複合体を形成するために好適な有機リガンドは、例えば、ＵＳ２０１４／００４８７９２および［Kathirgamanathan, Poopathy; Arkley, Vincent; Surendrakumar, Sivagnanasundram; Chan, Yun F.; Ravichandran, Seenivasagam; Ganeshamurugan, Subramaniam; Kumaraverl, Muttulingam; Antipan-Lara, Juan; Paramaswara, Gnanamolly; Reddy, Vanga R., Digest of Technical Papers - Society for Information Display International Symposium (2010), 41(Bk. 1), 465-468］に開示されている（参照により組み込まれる）。
【０１４９】
本発明に用いることができる特段に好ましい有機リチウム複合体を、下記表３にまとめる。
【０１５０】
【表３】
2018534768.tif 000029
2018534768.tif 000030
【０１５１】
本発明に係る有機ＥＬデバイスは、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）であることが好ましい。
【０１５２】
有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）は、ボトム・エミッション型ダイオードまたはトップ・エミッション型ダイオードであってもよい。
【０１５３】
好ましい実施形態において、ドープされていない電子輸送層の厚さは、電子注入層の厚さの２倍以上である。好ましくは、ドープされていない電子輸送層の厚さは、電子注入層の厚さの３倍以上である。より一層好ましくは、ドープされていない電子輸送層の厚さは、電子注入層の厚さの４倍以上である。また好ましくは、ドープされていない電子輸送層の厚さは、電子注入層の厚さの８倍以上である。ドープされていない電子注入層の厚さの最大値は、２００ｎｍである。
【０１５４】
より好ましくは、発光層は、青色蛍光体を含んでいる。
【０１５５】
最も好ましくは、有機ＥＬデバイスは、青色蛍光デバイスである。
【０１５６】
最終的には、発光層が、Ｃ６〜Ｃ４０アリール基、Ｃ５〜Ｃ４０ヘテロアリール基および／またはＣ１〜Ｃ１２アルキル基で置換されたアントラセンマトリクス化合物をさらに含んでいることが好ましい。
【０１５７】
他の態様によると、本発明に係る有機ＥＬデバイスは、２つ以上の発光層を備えていてよく、好ましくは２または３つの発光層を備えている。
【０１５８】
他の態様によると、有機ＥＬデバイスは、電荷発生層（ＣＧＬ）を備えている。
【０１５９】
本発明において、下記に定義された用語は、特許請求の範囲または本明細書中の他の箇所において異なる定義が与えられていない限り、これらの定義が適用されねばならない。
【０１６０】
本明細書に関して、マトリクス材料に関連して用いられる用語「異なっている(different)」または「異なる(differs)」は、マトリクス材料が構造式において異なっていることを意味する。
【０１６１】
本明細書に関して、リチウム化合物に関連して用いられる用語「異なっている(different)」または「異なる(differs)」は、リチウム化合物が構造式において異なっていることを意味する。
【０１６２】
外部量子効率（ＥＱＥとも称する）は、パーセント（％）で測定する。
【０１６３】
出力効率（ＰＥｆｆとも称する）は、ワット当たりルーメン（ｌｍ／Ｗ）で測定する。
【０１６４】
最初の光度から最初の光度の９７％までの間の寿命（ＬＴとも称する）は、時間（ｈ）で測定する。
【０１６５】
電圧（Ｖとも称する）は、ボルト（Ｖ）で測定する。ボトム・エミッション型デバイスでは平方センチメートル当たり１０ミリアンペア（１０ｍＡ／ｃｍ２）にて測定し、トップ・エミッション型デバイスでは１５ｍＡ／ｃｍ２にて測定する。
【０１６６】
色空間は、ＣＩＥ−ｘおよびＣＩＥ−ｙの座標によって記述する（国際照明委員会１９３１）。青色光に関しては、ＣＩＥ−ｙが特に重要である。ＣＩＥ−ｙが小さいほど、青色が濃くなる。
【０１６７】
最高被占軌道（ＨＯＭＯとも称する）および最低空軌道（ＬＵＭＯとも称する）は、電子ボルト（ｅＶ）で測定する。
【０１６８】
用語「ＯＬＥＤ」および「有機発光ダイオード」は併用され、同じ意味を有する。
【０１６９】
本明細書中で用いられるとき、用語「電子輸送層積層体」は、少なくとも２つの電子輸送層または少なくとも３つの電子輸送層を備えている。
【０１７０】
マトリクス化合物に関連して用いられるとき、用語「異なる化合物」は、当該マトリクス化合物が他のマトリクス化合物と化学式において異なっていることを意味する。
【０１７１】
本明細書中で用いられるとき、「重量パーセント("weight percent," "wt.-%," "percent by weight," "% by weight")」およびそれらの変化形は、組成、成分、物質または薬品に関して、各電子輸送層における当該組成、成分、物質または薬品の重量を、当該各電子輸送層自体の総重量で除し、１００を乗じものを表す。各電子輸送層における、全ての成分、物質および薬品の重量パーセントの値の合計は、１００重量％を超過しないように選択されることがわかる。
【０１７２】
本明細書において、全ての数値は、明示的であるか否かにかかわらず、用語「約」によって修飾されていると見做される。本明細書中で用いられるとき、用語「約」は、数量に生じうる変差を表す。用語「約」による修飾の有無にかかわらず、特許請求の範囲には量的な均等物が包含される。
【０１７３】
本明細書および添付の特許請求の範囲においては、明白にそうでない場合を除いて、単数形("a," "an," "the")には複数の対象も包含されることに注意されたい。
【０１７４】
用語「〜を含んでいない("free of," "does not contain," "does not comprise")」は、不純物を除外するものではない。本発明によって達成される目的に関して、不純物は何らの技術的影響を与えない。
【０１７５】
「ドープされていない電子輸送層は、ドーパント、アルカリ金属ハロゲン化物および／または有機アルカリ金属複合体を含んでいない」ということ関連して、用語「含んでいない」とは、いわゆる「含んでいない」ドープされていない電子輸送層が、約５重量％以下のドーパント、アルカリ金属ハロゲン化物および／または有機アルカリ金属複合体を含んでいてもよいことを意味する。この場合、ドーパント、アルカリ金属ハロゲン化物および／または有機アルカリ金属複合体の含有量は、好ましくは約０．５重量％以下であり、より好ましくは約０．０５重量％以下であり、より一層好ましくは約０．００５重量％以下であり、最も好ましくはドーパント、アルカリ金属ハロゲン化物および／または有機アルカリ金属複合体を含んでいない。
【０１７６】
本明細書において用いられるとき、用語「アルキル」には、直鎖アルキルおよび分枝アルキルが包含されていなくてはならない。例えば、Ｃ３アルキルは、ｎ−プロピルおよびイソプロピルから選択されうる。同様に、Ｃ４アルキルには、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチルおよびｔ−ブチルが含まれる。
【０１７７】
本明細書において用いられるとき、用語「アルコキシ」には、直鎖アルコキシおよび分枝アルコキシが包含されていなくてはならない。例えば、Ｃ３アルコキシには、ｎ−プロピロキシおよびイソプロピロキシが含まれる。
【０１７８】
「Ｃｎ」において下添えされている数「ｎ」は、各アルキル基、アルコキシ基、アリール基またはヘテロアリール基中の、炭素原子の総数を指している。
【０１７９】
本明細書において用いられるとき、用語「アリール」には、フェニル（Ｃ６アリール）、縮合芳香族（ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、テトラセンなど）が包含されていなくてはならない。ビフェニル、またはオリゴフェニルもしくはポリフェニル（テルフェニルなど）もまた、包含されている。任意の芳香族炭化水素の置換基（フルオレニルなど）もまた、包含されていなくてはならない。
【０１８０】
本明細書において用いられるとき、用語「ヘテロアリール」には、上記に定義した任意のアリール化合物の芳香環系に含まれている１つ以上の炭素原子が、ヘテロ原子（好ましくはＮ、ＯまたはＳ）に置換されている化合物が包含されていなくてはならない。
【０１８１】
本明細書において用いられるとき、アリール部分に結合している基の数によっては、用語「アリール」は「アリーレン」の同義語でありうる。例えば、Ａｒ１がＣ６〜Ｃ２０アリールである場合、２つの部分（ＢおよびＡｒ２）がＡｒ１に結合していることから、「アリール」が「アリーレン」になっていることは明白である。
【０１８２】
アリール基が置換されている場合には、当該アリール基は、１つ以上の置換基を有していてよい。
【０１８３】
メチレン部分およびオキシ部分を表している式において、「−」は、隣接する部分との化学結合である。
【０１８４】
上述した有機ＥＬデバイスは、基板、アノード、正孔注入層、発光層、正孔遮断層およびカソードから選択される１つ以上の要素を備えていてもよい（後述）。
【０１８５】
［基板］
基板は、有機発光ダイオードの製造において通常使用される任意の基板であってよい。光が基板を通して放射される場合、当該基板は、機械強度に優れ、温度安定性があり、透明で、表面が滑らかで、扱いが容易で、耐水性がある透明材料であってよい（例えば、ガラス基板または透明プラスチック基板）。光がトップ側の表面から放射される場合、基板は透明材料であってもよいし、不透明材料であってもよい（例えば、ガラス基板、プラスチック基板、金属基板またはシリコン基板）。
【０１８６】
［アノード］
アノードは、当該アノードの形成に使用する化合物を、堆積させるか、あるいはスパッタリングすることによって形成してもよい。アノードの形成に使用する化合物は、仕事関数の大きい化合物であってよい。これによって、正孔の注入が促進される。また、アノードの材料は、仕事関数の小さい物質から選択してもよい（例えばアルミニウム）。アノードは、透明電極であっても反射電極であってもよい。透明導電性物質（酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、二酸化スズ（ＳｎＯ２）および酸化亜鉛（ＺｎＯ）など）を用いて、アノード１２０を形成してもよい。アノード１２０は、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム−リチウム（Ａｌ−Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム−インジウム（Ｍｇ−Ｉｎ）、マグネシウム−銀（Ｍｇ−Ａｇ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）などを用いて形成してもよい。
【０１８７】
［正孔注入層］
真空蒸着、スピンコーティング、印刷、キャスティング、スロットダイコーティング、Langmuir-Blodgett（ＬＢ）堆積などによって、正孔注入層（ＨＩＬ）１３０をアノード１２０上に形成してもよい。ＨＩＬ１３０を真空蒸着によって形成する場合、蒸着条件は、ＨＩＬ１３０の形成に用いる化合物、ならびにＨＩＬ１３０の所望の構造および熱特性によって異なりうる。しかし、一般的には、真空蒸着の条件としては、例えば、堆積温度：１００℃〜５００℃、圧力：１０−８〜１０−３Ｔｏｒｒ（１Ｔｏｒｒは１３３．３２２Ｐａに相当）、堆積速度：０．１〜１０ｎｍ／秒でありうる。
【０１８８】
ＨＩＬ１３０をスピンコーティング、印刷によって形成する場合、塗工条件は、ＨＩＬ１３０の形成に用いる化合物、ならびにＨＩＬ１３０の所望の構造および熱特性によって異なりうる。塗工条件としては、例えば、塗工速度：約２０００ｒｐｍ〜約５０００ｒｐｍ、熱処理温度：約８０℃〜約２００℃でありうる。塗工後の熱処理によって、溶媒が除去される。
【０１８９】
ＨＩＬ１３０は、ＨＩＬの形成において通常使用される任意の化合物によって形成することができる。ＨＩＬ１３０の形成に用いられうる化合物の例としては、以下が挙げられる：フタロシアニン化合物（銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）など）、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（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、ＴＤＡＴＡ、２Ｔ−ＮＡＴＡ、ポリアニリン／ドデシルベンゼンスルホン酸（Ｐａｎｉ／ＤＢＳＡ）、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）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／カンファースルホン酸（Ｐａｎｉ／ＣＳＡ）、およびポリアニリン／ポリ（４−スチレンスルホナート）（ＰＡＮＩ／ＰＳＳ）。
【０１９０】
ＨＩＬ１３０は、純粋なｐ型ドーパントの層であってもよいし、ｐ型ドーパントでドープされている正孔輸送マトリクス化合物から選択されてもよい。公知の酸化還元ドープされている正孔輸送材料の典型例としては、以下が挙げられる：テトラフルオロ−テトラシアノキノンジメタン（Ｆ４ＴＣＮＱ；ＬＵＭＯ準位：約−５．２ｅＶ）でドープされている、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ；ＨＯＭＯ準位：約−５．２ｅＶ）；Ｆ４ＴＣＮＱでドープされている、亜鉛フタロシアニン（ＺｎＰｃ；ＨＯＭＯ＝−５．２ｅＶ）；Ｆ４ＴＣＮＱでドープされている、α−ＮＰＤ（Ｎ，Ｎ’−ビス（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）−ベンジジン）；２，２’−（ペルフルオロナフタレン−２，６−ジイリデン）ジマロノニトリル（ＰＤ１）でドープされている、α−ＮＰＤ；２，２’，２''−（シクロプロパン−１，２，３−トリイリデン）トリス（２−（ｐ−シアノテトラフルオロフェニル）アセトニトリル）（ＰＤ２）でドープされている、α−ＮＰＤ。ドーパント濃度は、１重量％〜２０重量％から選択でき、より好ましくは３重量％〜１０重量％である。
【０１９１】
ＨＩＬ１３０の厚さは、約１ｎｍ〜約１００ｎｍの範囲であってもよい（例えば、約１ｎｍ〜約２５ｎｍであってもよい）。ＨＩＬ１３０の厚さが上記範囲にある場合、ＨＩＬ１３０は、駆動電圧を実質的に増加させることなく、優れた正孔注入特性を発揮しうる。
【０１９２】
［正孔輸送層］
真空蒸着、スピンコーティング、スロットダイコーティング、印刷、キャスティング、Langmuir-Blodgett（ＬＢ）堆積などによって、正孔輸送層（ＨＴＬ）１４０をＨＩＬ１３０の上に形成してもよい。ＨＴＬ１４０を真空蒸着またはスピンコーティングによって形成する場合、蒸着条件および塗工条件は、ＨＩＬ１３０を形成するための条件と類似していてもよい。しかし、真空蒸着または溶液堆積の条件は、ＨＴＬ１４０の形成に用いる材料によって異なりうる。
【０１９３】
ＨＴＬ１４０は、ＨＴＬの形成に通常使用される任意の化合物から形成されうる。好適に用いられる化合物は、例えば、［Yasuhiko Shirota and Hiroshi Kageyama, Chem. Rev. 2007, 107, 953-1010］に開示されている（参照により組み込まれる）。ＨＴＬ１４０の形成に用いることのできる化合物の例としては、以下が挙げられる：カルバゾール誘導体（Ｎ−フェニルカルバゾールまたはポリビニルカルバゾールなど）；芳香縮合環を有するアミン誘導体（Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、またはＮ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（α−ＮＰＤ）など）；および、トリフェニルアミン系化合物（４，４’，４''−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）など）。これらの化合物の中でもＴＣＴＡは、正孔を輸送することができ、さらに励起子のＥＭＬ中への拡散を防止できる。
【０１９４】
ＨＴＬ１４０の厚さは、約５ｎｍ〜約２５０ｎｍの範囲であってよく、好ましくは約１０ｎｍ〜約２００ｎｍであり、さらに好ましくは約２０ｎｍ〜約１９０ｎｍであり、さらに好ましくは約４０ｎｍ〜約１８０ｎｍであり、さらに好ましくは約６０ｎｍ〜約１７０ｎｍであり、さらに好ましくは約８０ｎｍ〜約１６０ｎｍであり、さらに好ましくは約１００ｎｍ〜約１６０ｎｍであり、さらに好ましくは約１２０ｎｍ〜約１４０ｎｍである。ＨＴＬ１４０の好適な厚さは、１７０ｎｍ〜２００ｎｍでありうる。
【０１９５】
ＨＴＬ１４０の厚さが上記の範囲であるならば、当該ＨＴＬ１４０は、駆動電圧を実質的に増加させることなく、優れた正孔輸送特性を発揮しうる。
【０１９６】
［発光層（ＥＭＬ）］
ＥＭＬ１５０は、真空蒸着、スピンコーティング、スロットダイコーティング、印刷、キャスティング、ＬＢなどによって、ＨＴＬの上に形成されてもよい。ＥＭＬを真空蒸着またはスピンコーティングによって形成する場合、蒸着条件および塗工条件は、ＨＩＬを形成するための条件と類似していてもよい。しかし、蒸着条件または塗工条件は、ＥＭＬの形成に用いる材料によって異なりうる。
【０１９７】
発光層（ＥＭＬ）は、ホストとドーパントとの組み合わせによって形成されていてもよい。ホストの例としては、以下が挙げられる：Ａｌｑ３、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）、ポリ（ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン（ＡＤＮ）、４，４’，４''−トリス（カルバゾール−９−イル）−トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）、１，３，５−トリス（Ｎ−フェニルベンゾイミダゾール−２−イル）ベンゼン（ＴＰＢＩ）、３−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ−２−ナフチルアントラセン（ＴＢＡＤＮ）、ジスチリルアリーレン（ＤＳＡ）、ビス（２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラート）亜鉛（Ｚｎ（ＢＴＺ）２）、下記Ｅ３、ＡＤＮ、下記化合物１および下記化合物２。
【０１９８】
【化１４】
2018534768.tif 000031
【０１９９】
特に好ましいのは、下記式４００で表されるアントラセンマトリクス化合物である。
【０２００】
【化１５】
2018534768.tif 000032
【０２０１】
式４００中、
Ａｒ１１１およびＡｒ１１２は、それぞれ独立に、置換または未置換のＣ６〜Ｃ６０アリーレン基であってもよく、
Ａｒ１１３〜Ａｒ１１６は、それぞれ独立に、置換もしくは未置換のＣ１〜Ｃ１０アルキル基または置換もしくは未置換のＣ６〜Ｃ６０アリール基であってもよく、
ｇ、ｈ、ｉおよびｊは、それぞれ独立に、０〜４の整数であってもよい。
【０２０２】
いくつかの実施形態において、式４００中のＡｒ１１１およびＡｒ１１２は、下記（a）または（b）のいずれかの群から、それぞれ独立に選択される１つであってもよい：
（a）フェニレン基、ナフチレン基、フェナントレニレン基またはピレニレン基；
（b）フェニレン基、ナフチレン基、フェナントレニレン基、フルオレニル基またはピレニレン基（いずれも、フェニル基、ナフチル基またはアントリル基の１つ以上によって置換されている）。
【０２０３】
式４００中、ｇ、ｈ、ｉおよびｊは、それぞれ独立に、整数０、１または２であってもよい。
【０２０４】
式４００中、Ａｒ１１３〜Ａｒ１１６は、下記（a）〜（d）のいずれかの群から、それぞれ独立に選択される１つであってもよい：
（a）フェニル基、ナフチル基またはアントリル基の１つ以上で置換されている、Ｃ１〜Ｃ１０アルキル基；
（b）フェニル基、ナフチル基、アントリル基、ピレニル基、フェナントレニル基またはフルオレニル基；
（c）フェニル基、ナフチル基、アントリル基、ピレニル基、フェナントレニル基またはフルオレニル基（いずれも、重水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、アミジノ基、ヒドラジン基、ヒドラゾン基、カルボキシ基もしくはその塩、スルホン酸基もしくはその塩、リン酸基もしくはその塩、Ｃ１〜Ｃ６０アルキル基、Ｃ２〜Ｃ６０アルケニル基、Ｃ２〜Ｃ６０アルキニル基、Ｃ１〜Ｃ６０アルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、ピレニル基、フェナントレニル基またはフルオレニル基の１つ以上で置換されている）；
（d）下記化合物、または式（２）もしくは（３）の化合物。
【０２０５】
【化１６】
2018534768.tif 000033
【０２０６】
式（２）および（３）中、Ｘは、酸素原子および硫黄原子から選択される。しかし、本発明の実施形態はこれに制限されない。
【０２０７】
式（２）中、Ｒ１１〜Ｒ１４のいずれか１つは、Ａｒ１１１との結合に用いられている。（i）Ｒ１１〜Ｒ１４のうちＡｒ１１１との結合に用いられていないもの、および（ii）Ｒ１５〜Ｒ２０については、Ｒ１〜Ｒ８と同様である。
【０２０８】
式（３）中、Ｒ２１〜Ｒ２４のいずれか１つは、Ａｒ１１１との結合に用いられている。（i）Ｒ２１〜Ｒ２４のうちＡｒ１１１との結合に用いられていないもの、および（ii）Ｒ２５〜Ｒ３０については、Ｒ１〜Ｒ８と同様である。
【０２０９】
さらなる実施形態においては、アノードと、カソードと、発光層と、
第１マトリクス化合物を含んでいる、ドープされていない電子輸送層と、
（i）第２マトリクス化合物、ならびに（ii）有機アルカリ金属複合体および／またはアルカリ金属ハロゲン化物、を含んでいる電子注入層と、
を備えている有機ＥＬデバイスであって、
上記ドープされていない電子輸送層および上記電子注入層は、上記発光層および上記カソードの間に配置されており、
上記第１マトリクス化合物の還元電位は、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセンの還元電位よりも正であり、かつ、４，４’−ビス（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）ビフェニルの還元電位よりも負であり、
（ここで、上記還元電位は、いずれの場合も、テトラヒドロフラン中でＦｃ／Ｆｃ＋に対して測定される）
上記第１マトリクス化合物の双極子モーメントは、０デバイ以上、２．５デバイ以下から選択され、
上記第２マトリクス化合物の双極子モーメントは、２．５デバイ超、１０デバイ未満から選択され、
上記ＥＭＬホストの還元電位と上記第１マトリクス化合物の還元電位との間のオフセットは、０．０５Ｖ以上、０．３５Ｖ以下から選択され；好ましくは０．１Ｖ以上、０．３以下であり、
上記発光層は、上記ドープされていない電子輸送層に直接接触しており、
上記発光層は、ＥＭＬホストを含んでおり、
上記ＥＭＬホストは、上述の式４００によって表されるアントラセンマトリクス化合物から選択される、有機ＥＬデバイスが提供される。
【０２１０】
さらなる実施形態においては、アノードと、カソードと、発光層と、
第１マトリクス化合物を含んでいる、ドープされていない電子輸送層と、
（i）第２マトリクス化合物、ならびに（ii）有機アルカリ金属複合体および／またはアルカリ金属ハロゲン化物、を含んでいる電子注入層と、
を備えている有機ＥＬデバイスであって、
上記ドープされていない電子輸送層および上記電子注入層は、上記発光層および上記カソードの間に配置されており、
上記第１マトリクス化合物の還元電位は、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセンの還元電位よりも正であり、かつ、４，４’−ビス（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）ビフェニルの還元電位よりも負であり、
（ここで、上記還元電位は、いずれの場合も、テトラヒドロフラン中でＦｃ／Ｆｃ＋に対して測定される）
上記第１マトリクス化合物の双極子モーメントは、０デバイ以上、２．５デバイ以下から選択され、
上記第２マトリクス化合物の双極子モーメントは、２．５デバイ超、１０デバイ未満から選択され、
上記発光層は、上記ドープされていない電子輸送層に直接接触しており、
上記発光層は、ＥＭＬホストを含んでおり、
上記ＥＭＬホストの還元電位と上記第１マトリクス化合物の還元電位との間のオフセットは、０．０５Ｖ以上、０．３５Ｖ以下から選択され；好ましくは０．１Ｖ以上、０．３以下であり、
上記ＥＭＬホストの双極子モーメントは、０．２デバイ以上、１．４５デバイ以下から選択され；好ましくは０．４デバイ以上、１．２デバイ以下であり；また好ましくは０．６デバイ以上、１．１デバイ以下である、有機ＥＬデバイスが提供される。
【０２１１】
好ましくは、ＥＭＬホストは、Ｎ、ＯまたはＳからなる群より選択される、１〜３個のヘテロ原子を有している。より好ましくは、ＥＭＬホストは、ＳまたはＯから選択される１個のヘテロ原子を有している。
【０２１２】
ＥＭＬホストが上記の範囲から選択される場合、好適な双極子モーメントが得られ、非常に良い性能が得られる。
【０２１３】
双極子モーメントは、プログラム・パッケージTURBOMOLE V6.5で、B3LYP混成関数を6-31G* basisで実行することによって、最適化を用いて計算する。１つ以上の配座が実行可能である場合は、総エネルギーが最も低い配座を選択して、分子の双極子モーメントを決定する。この方法を用いると、２−（１０−フェニル−９−アントラセニル）−ベンゾ［ｂ］ナフト［２，３−ｄ］フラン（CAS 1627916-48-6）の双極子モーメントは０．８８デバイであり；２−（６−（１０−フェニルアントラセン−９−イル）ナフタレン−２−イル）ジベンゾ［ｂ，ｄ］チオフェン（CAS 1838604-62-8）は０．８９デバイであり；２−（６−（１０−フェニルアントラセン−９−イル）ナフタレン−２−イル）ジベンゾ［ｂ，ｄ］フラン（CAS 1842354-89-5）は０．６９デバイであり；２−（７−（フェナントレン−９−イル）テトラフェン−１２−イル）ジベンゾ［ｂ，ｄ］フラン（CAS 1965338-95-7）は０．６４デバイであり；４−（４−（７−（ナフタレン−１−イル）テトラフェン−１２−イル）フェニル）ジベンゾ［ｂ，ｄ］フラン（CAS 1965338-96-8）は１．０１デバイである。
【０２１４】
ドーパントは、燐光性発光体であっても蛍光性発光体であってもよい。効率がより高いので、燐光性発光体の方が好ましい。
【０２１５】
赤色ドーパントの例としては、ＰｔＯＥＰ、Ｉｒ（ｐｉｑ）３およびＢｔｐ２ｌｒ（ａｃａｃ）が挙げられる（ただし、これらには限定されない）。これらの化合物は燐光性発光体であるが、蛍光性赤色ドーパントを用いることもできる。
【０２１６】
【化１７】
2018534768.tif 000034
【０２１７】
燐光性緑色ドーパントの例としては、Ｉｒ（ｐｐｙ）３、Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）、Ｉｒ（ｍｐｙｐ）３が挙げられる（下記参照。ｐｐｙはフェニルピリジン）。蛍光性緑色発光体の例としては、化合物３がある（構造は下記参照）。
【０２１８】
【化１８】
2018534768.tif 000035
【０２１９】
燐光性青色ドーパントの例としては、Ｆ２Ｉｒｐｉｃ、（Ｆ２ｐｐｙ）２Ｉｒ（ｔｍｄ）およびＩｒ（ｄｆｐｐｚ）３、ｔｅｒ−フルオレンが挙げられる（構造は下記参照）。蛍光性青色ドーパントの例としては、４，４’−ビス（４−ジフェニルアミノスチリル）ビフェニル（ＤＰＡＶＢｉ）、２，５，８，１１−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルペリレン（ＴＢＰｅ）および下記化合物４がある。
【０２２０】
【化１９】
2018534768.tif 000036
【０２２１】
ドーパントの量は、ホストを１００重量部として、約０．０１〜５０重量部の範囲であってもよい。ＥＭＬの厚さは、約１０ｎｍ〜約１００ｎｍであってもよい（例えば、約２０ｎｍ〜約６０ｎｍ）。ＥＭＬの厚さが上記の範囲内ならば、当該ＥＭＬは、駆動電圧を実質的に上昇させることなく、発光に優れうる。
【０２２２】
発光層は、蛍光または燐光を放射する発光性高分子によって形成されていてもよい。発光性高分子は、アレーン基を含む共役骨格を有していてもよいし、非共役骨格を有していてもよい。好ましくは、共役骨格は、フルオレン基、フェナントレン基および／またはトリアリールアミン基を有している。発光性高分子が三重項状態から発光する場合、当該高分子は、骨格中に燐光性金属複合体を有していてもよいし、骨格に結合している燐光性金属複合体を有していてもよい。
【０２２３】
［正孔遮断層（ＨＢＬ）］
ＥＭＬが燐光性ドーパントを含んでいる場合、真空蒸着、スピンコーティング、スロットダイコーティング、印刷、キャスティング、ＬＢ堆積などによって、正孔遮断層（ＨＢＬ）をＥＭＬの上に形成してもよい。この層によって、三重項励起子または正孔がＥＴＬ内へと拡散することが防止できる。
【０２２４】
ＨＢＬを真空蒸着またはスピンコーティングによって形成する場合、蒸着条件および塗工条件は、ＨＩＬを形成するための条件と類似していてもよい。しかし、真空蒸着または溶液堆積の条件は、ＨＢＬの形成に用いる材料によって異なりうる。ＨＢＬの形成に通常使用される、任意の化合物を用いてよい。ＨＢＬの形成に用いられる化合物の例としては、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体およびフェナントロリン誘導体が挙げられる。
【０２２５】
ＨＢＬの厚さは、約５ｎｍ〜約１００ｎｍである（例えば、約１０ｎｍ〜約３０ｎｍ）。ＨＢＬの厚さが上記の範囲であるならば、当該ＨＢＬは、駆動電圧を実質的に増加させることなく、優れた正孔遮断特性を発揮しうる。
【０２２６】
［カソード］
カソードは、ＥＩＬの上に形成される。カソードは、電子注入電極であるカソードであってもよい。カソードは、金属、合金、導電性化合物、またはこれらの混合物から形成されていてもよい。カソードの仕事関数は、小さくてもよい。例えば、カソードは、リチウム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム（Ａｌ）−リチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、マグネシウム（Ｍｇ）−インジウム（Ｉｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）−銀（Ａｇ）などから形成されていてもよい。また、カソードは、透明導電性材料（ＩＴＯまたはＩＺＯなど）から形成されていてもよい。
【０２２７】
カソードの厚さは、５ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲であってもよい（例えば、１０ｎｍ〜１００ｎｍ）。カソードが５ｎｍ〜５０ｎｍの範囲にあるならば、金属または合金を用いていたとしても、電極は透明である。
【０２２８】
カソードは、電子注入層または電子輸送層とは異なる。
【０２２９】
複数のＥＴＬ層のエネルギー準位は類似または同一であるので、電子の注入および輸送は制御されていてもよく、正孔は効果的に遮断されていてもよい。このようにすれば、ＯＬＥＤは長寿命を得ることができる。
【０２３０】
［有機ＥＬデバイス］
本発明の他の態様によると、基板、上記基板の上に形成されているアノード、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、ドープされていない電子輸送層、電子注入層を備えている有機ＥＬデバイスが提供される。
【０２３１】
本発明の他の態様によると、基板、上記基板の上に形成されているアノード、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔遮断層、ドープされていない電子輸送層、電子注入層を備えている有機ＥＬデバイスが提供される。
【０２３２】
本発明の他の態様によると、下記（a）〜（c）の少なくとも１つを用いる、有機ＥＬデバイスの製造方法が提供される。
（a）１つ以上の堆積源、好ましくは２つの堆積源、より好ましくは３つ以上の堆積源；
（b）真空熱蒸着による堆積
（c）溶液処理（好ましくは塗工、印刷、キャスティングおよび／またはスロットダイコーティングから選択される）による堆積。
【０２３３】
驚くべきことに、本発明の有機ＥＬデバイスは、特に出力効率の点において公知の有機ＥＬデバイスよりも優れており、これによって本発明に潜在する問題を解決することが判明した。本発明者らが見出したところによると、驚くべきことに、本発明の有機ＥＬデバイスを青色蛍光デバイスとして使用する場合に、特によい性能が得られる。本明細書において「好ましい」と言及した具体的な構成は、特に有利な効果を奏することが判明した。
【０２３４】
下記の例示的実施形態の記載および添付の図面によれば、本発明の上述の態様および／または他の態様、ならびに本発明の利点が明白となり、また容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０２３５】
【図１】図１は、（a）ＥＭＬホストおよび第１マトリクス化合物の間の還元電位のオフセット（単位：Ｖ、第１のｘ軸）、および、（b）テトラヒドロフラン中でＦｃ／Ｆｃ＋に対して測定した第１マトリクス化合物の還元電位（単位：Ｖ、第２のｘ軸）に対して、出力効率（ｌｍ／Ｗ）をプロットしたグラフである。
【図２】図２は、本発明の例示的実施形態に係る有機ＥＬデバイスの、模式断面図である。
【図３】図３は、本発明の他の例示的実施形態に係る有機ＥＬデバイスの、模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０２３６】
これから、本発明の例示的実施形態（添付の図面に図示されている実施例）ついて詳細に言及する。同図面中、類似した参照番号は類似した要素を表している。本発明の態様を説明するために、図を参照しながら、以下に例示的実施形態を記載する。
【０２３７】
ここで、「第１の要素は第２の要素の『上に』形成または堆積されている」と表現されている場合、第１の要素が第２の要素の上に直接堆積されていてもよいし、その間に１つ以上の他の要素が堆積されていてもよい。「第１の要素は第２の要素の『上に直接』形成または堆積されている」と表現されている場合、その間に他の要素が堆積されていることはない。
【０２３８】
図１は、（a）ＥＭＬホストの還元電位と第１マトリクス化合物の還元電位との間のオフセット（単位：Ｖ、第１のｘ軸）、および、（b）テトラヒドロフラン中でＦｃ／Ｆｃ＋に対して測定した第１マトリクス化合物の還元電位（単位：Ｖ、第２のｘ軸）に対して、出力効率（ｌｍ／Ｗ）をプロットしたグラフである。ＥＭＬホストおよび第１マトリクス化合物の還元電位のオフセットが小さいと、出力効率が低下することが明白に判る。また、ＥＭＬホストおよび第１マトリクス化合物の還元電位の間のオフセットが非常に大きくても、出力効率は低下する。さらに、第１マトリクス化合物が極性化合物であっても、性能は低下する。驚くべきことに、（i）ＥＭＬホストおよび第１マトリクス化合物の間の還元電位のオフセットが小さく、かつ（ii）第１マトリクス化合物が極性化合物である場合に、出力効率が顕著に増加することが判明した。
【０２３９】
図２は、本発明の例示的実施形態に係る有機ＥＬデバイス（ＯＬＥＤ）１００の、模式断面図である。ＯＬＥＤ１００は、基板１１０、第１電極１２０、正孔注入層（ＨＩＬ）１３０、正孔輸送層（ＨＴＬ）１４０、発光層（ＥＭＬ）１５０、ドープされていない電子輸送層（ＥＴＬ）１６１を備えている。ドープされていない電子輸送層（ＥＴＬ）１６１は、ＥＭＬ１５０の上に直接形成されている。電子注入層（ＥＩＬ）１８０は、ＥＴＬの上に直接形成されている。カソード１９０は、電子注入層１８０の上に堆積されている。
【０２４０】
図３は、本発明の他の例示的実施形態に係るＯＬＥＤ１００の、模式断面図である。図３のＯＬＥＤ１００は正孔遮断層（ＨＢＬ）１５５を備えている点において、図３は図２と異なっている。
【０２４１】
本明細書で上述した本発明のＯＬＥＤの製造方法は、基板１１０の上にアノード１２０を形成することから始まり、アノード１２０の上に、正孔注入層１３０、正孔輸送層１４０、発光層１５０、任意構成の正孔遮断層１５５、１つ以上の電子輸送層１６１、１つ以上の電子注入層１８０、およびカソード１９０を、この順に形成する（あるいは、逆順に形成する）。
【０２４２】
図２および図３に図示されてはいないが、ＯＬＥＤ１００を封止するために、カソード１９０の上に封止層をさらに形成してもよい。さらに、種々の他の変更を適用してもよい。
【０２４３】
この先、本発明の１つ以上の例示的実施形態を、以下の実施例を参照しながら詳細に記載する。しかし、これらの実施例は、本発明の１つ以上の例示的実施形態の目的および範囲を限定することを意図するものではない。
【実施例】
【０２４４】
第１マトリクス化合物の例示的実施例の、種々の双極子モーメントおよび還元電位を測定した。その結果を下記表４にまとめる。
【０２４５】
【表４】
2018534768.tif 000037
2018534768.tif 000038
2018534768.tif 000039
【０２４６】
第２マトリクス化合物の例示的実施例の、種々の双極子モーメントを算出した。その結果を下記表５にまとめる。
【０２４７】
【表５】
2018534768.tif 000040
【０２４８】
〔合成手法〕
化合物ＥＴＭ−３（［１，１’：４’，１''−テルフェニル］−３−イルビス（２−メチルナフタレン−１−イル）ボラン）の合成
【０２４９】
【化２０】
2018534768.tif 000041
【０２５０】
１．テトラキス（３−ブロモフェニル）スタンナン  （段階１）
Ｓｎ（ｍ−Ｃ６Ｈ４Ｂｒ）４：１，３−ジブロモベンゼン（５．８９ｇ、２４．９７ｍｍｏｌ）を、６０ｍＬのエーテルに溶解させ、−５０℃に冷却した。次に、ｎＢｕＬｉのヘキサン溶液（１．６Ｍ）を１６．２ｍＬ（２６．００ｍｍｏｌ）滴下した。１２０分間攪拌した後、反応混合物を−７８℃に冷却した。そして、０．７３ｍＬ（６．２５ｍｍｏｌ）のＳｎＣｌ４を滴下した。混合物を室温にて１２時間攪拌した後、２０ｍＬのＨＣｌ（１Ｍ）を加えた。そして、生成物をエーテルで抽出した（３×７０ｍＬ）。有機層をＨ２Ｏで洗浄し、ＭｇＳＯ４で乾燥させた。減圧下で溶媒を除去した後、得られた油分に３０ｍＬの冷却したＭｅＯＨを加え、０〜５℃にて混合物を攪拌した。沈殿物を濾別して、冷却したＭｅＯＨで洗浄した（１×３ｍＬ）。減圧下で乾燥させた後、無色結晶の粉末であるＳｎ（ｍ−Ｃ６Ｈ４Ｂｒ）４を得た（３．７０ｇ、５．００ｍｍｏｌ、収率：８０％）。
M.p.119-120℃
IR (ATR): ν = 1553, 1456, 1382, 1188, 1081, 996, 771, 715, 681, 643 cm-1
1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ = 7.64-7.62 (m, 4H), 7.61-7.56 (m, 4H), 7.44 (d, 3J(H-H) = 7.3 Hz, 4H), 7.32 (t, 3J(H-H) = 7.6 Hz, 4H) ppm
13C NMR (100 MHz, CDCl3): δ = 139.1 (2J(119Sn-C) = 41.8 Hz, CH), 138.8 (1J(119Sn-C) = 528.2 Hz, Sn-C), 135.2 (2J(119Sn-C) = 35.2 Hz, CH), 133.0 (4J(119Sn-C) = 11.0 Hz, CH), 130.7 (3J(119Sn-C) = 55.0 Hz, CH), 124.2 (Br-C) ppm
MS: [M]+ (0.1%) 739.7, [M-Br]+ (0.1%) 660.8, [M-C6H4Br]+ (20%) 584.8, [M-2C6H4Br]+(7%) 429.8,  [M-3C6H4Br]+(27%) 274.9, PhSn (100) 196.9。
【０２５１】
２．（３−ブロモフェニル）ジクロロボラン  （段階２）
ＢＣｌ３のヘキサン溶液５０ｍＬ（１Ｍ、５０．００ｍｍｏｌ）に、−７８℃にて、７．４３ｇ（１０．００ｍｍｏｌ）のＳｎ（ｍ−Ｃ６Ｈ４Ｂｒ）４を加えた。得られた混合物を、−７８℃にて１時間攪拌し、さらに室温にて２日間攪拌した。ダイアフラムポンプで揮発成分（ヘキサン、ＳｎＣｌ４および過剰量のＢＣｌ３）を除去した（７０〜７５℃の油浴、４０ｍｂａｒ）。その後、残渣を減圧下で蒸留して（１０５〜１１０℃の油浴／０．２ｍｂａｒ）、７．０６ｇ（２９．７０ｍｍｏｌ、７５％）の（３−ブロモフェニル）ジクロロボランを得た。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ = 7.37 (t, J = 7.8 Hz, 1H), 7.77 (ddd, J = 7.8, 2.1, 1.1 Hz, 1H), 8.06 (ddd, J = 7.8, 2.1, 1.1 Hz, 1H), 8.24 (dd, J = 2.1, 1.1 Hz, 1H) ppm
13C NMR (100 MHz, CDCl3): δ = 139.3 (CH), 137.8 (CH), 137.6 (B-C), 135.2 (CH), 129.9 (CH), 122.9 (Br-C) ppm. 11B NMR (192 MHz, CDCl3) δ = 54.9 ppm。
【０２５２】
３．（３−ブロモフェニル）ビス（２−メチルナフタレン−１−イル）ボラン  （段階３）
１-ブロモ-２-メチルナフタレン（９０％、純化合物：３．６０ｇ、１６．００ｍｍｏｌ）４．００ｇをジエチルエーテル（８０ｍＬ）に溶解させた溶液に、１．６ＭのｎＢｕＬｉを１１ｍＬ（１７．６ｍｍｏｌ）、−７８℃にて１５分間かけて滴下した。−７８℃にて１時間攪拌し、さらに０℃にて２時間攪拌した後、得られた混合物を−７８℃に冷却した。そしてこの混合物に、２．０２ｇ（８．５０ｍｍｏｌ）の（３−ブロモフェニル）ジクロロボランを、激しく攪拌しながら５分間かけて加えた。−７８℃にて１時間攪拌した後、冷浴から取り出し、反応混合物を室温にて一晩さらに攪拌した。次に、反応混合物を５℃まで冷却し、５滴の濃塩酸でクエンチした。減圧下でエーテルを除去し、残留物を水（１００ｍＬ）と混合し、ＣＨＣｌ３で抽出した（３×７０ｍＬ）。そして、有機層を水で洗浄し、塩化カルシウムで乾燥させた。段階３のボランを、石油エーテルを溶離液とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して、明黄色の固体を得た（１．６５ｇ、３．６７ｍｍｏｌ、４５％）。
M.p. 157-158℃
IR (ATR): ν= 1592, 1505, 1421, 1389, 1225, 1192, 808, 743, 604, 510, 503 cm-1
1H NMR (600 MHz, CDCl3) δ = 7.86-7.79 (m, 4H), 7.61-7.53 (m, 4H), 7.37-7.28 (m, 5H), 7.18-7.11 (m, 3H), 2.24 (s, 6H, Me) ppm
13C NMR (150 MHz, CDCl3): δ =148.4 (br s, B-CPhenyl), 141.9 (br s, 2C, B-CNaphthyl), 139.6 (2Cq), 139.2 (CH), 135.9 (2Cq), 135.6 (CH), 135.3 (CH), 131.8 (Cq), 131.7 (Cq), 130.1 (CH), 130.0 (CH), 129.9 (CH), 129.5 (CH), 129.4 (CH), 129.1 (CH), 129.0 (CH), 128.5 (CH), 128.4 (CH), 125.5 (2CH), 124.5 (2CH), 122.9 (C-Br), 23.8 (Me), 23.6 (Me) ppm
11B NMR (192 MHz, CDCl3) δ = 74.3 ppm
MS: [M]+ (12%) 448; [M - (1-メチルナフタレン)]+ (17%) 306; [M - (1-メチルナフタレン) - Br]+ (12%) 227; [1-メチルナフタレン)]+(28%) 142。
【０２５３】
４．［１，１’：４’，１''−テルフェニル］−３−イルビス（２−メチルナフタレン−１−イル）ボラン  （化合物ＥＴＭ−３）
段階３のボラン、（９０ｍｇ、０．２０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４（１２ｍｇ、５ｍｏｌ％、０．０１ｍｍｏｌ）、１，１’−［ビフェニル］−４−イルホウ酸（４８ｍｇ、０．２４ｍｍｏｌ）、Ｎａ２ＣＯ３（６４ｍｇ、０．６０ｍｍｏｌ）、および１ｍＬの水を加えたトルエン（１５ｍＬ）の混合物を、１５分間Ｎ２バブリングして脱気した。次に、反応混合物を１０５〜１１０℃に加熱して、反応完了までＴＬＣでモニタリングした（通常は８〜１２時間）。溶媒を除去した後、残留物を１０ｍＬの水で稀釈し、３滴の濃塩酸で酸性条件にし、ＣＨＣｌ３で抽出した（３×２０ｍＬ）。そして、有機層を水で洗浄し、塩化カルシウムで乾燥させた。化合物ＥＴＭ−３を、石油エーテルを溶離液とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して、白色の固体を得た（５１ｍｇ、０．０９８ｍｍｏｌ、４９％）。
M.p. 180-181℃
Tg 87℃
IR (ATR): ν= 1591, 1506, 1420, 1384, 1224, 1189, 811, 740, 606, 512, 505 cm-1
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ =7.85 (d, J = 8.3 Hz, 4H), 7.79-7.65 (m, 5H), 7.60-7.53 (m, 4H), 7.49-7.39 (m, 5H), 7.38-7.31 (m, 5H), 7.18 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 7.14 (d, J = 7.5 Hz, 1H), 2.31 (s, 3H, Me), 2.30 (s, 3H, Me) ppm
13C NMR (100 MHz, CDCl3): δ =146.2 (br s, B-Cフェニル), 142.5 (br s, 2C, B-Cナフチル), 140.6 (Cq), 140.1 (Cq), 140.0 (Cq), 139.9 (Cq), 139.5 (2Cq), 136.6 (CH), 136.2 (Cq), 136.1 (Cq), 136.0 (CH), 131.8 (Cq), 131.7 (Cq), 131.3 (CH), 129.9 (CH), 129.8 (2CH), 129.7 (CH), 129.2 (2CH), 128.8 (2CH), 128.6 (CH), 128.5 (CH), 128.4 (CH), 127.5 (2CH), 127.4 (2CH), 127.3 (CH), 127.0 (2CH), 125.3 (2CH), 124.4 (2CH), 23.9 (Me), 23.7 (Me) ppm
MS: [M]+ (35%) 522; [M - (1-メチルナフタレン)]+ (98%) 380; [M - (1-メチルナフタレン) - Ph + 2H]+ (100%) 306; [1-メチルナフタレン)]+(72%) 142。
【０２５４】
化合物ＥＴＭ−７（ビス（２−メチルナフタレン−１−イル）（３−（フェナントレン−９−イル）フェニル）ボラン）の合成
【０２５５】
【化２１】
2018534768.tif 000042
【０２５６】
（３−ブロモフェニル）ビス（２−メチルナフタレン−１−イル）ボラン（段階３、２．００ｇ、４．４５ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４（０．２６ｍｇ、５ｍｏｌ％、０．２２ｍｍｏｌ）、フェナントレン−９−イルホウ酸（１．１９ｇ、５．３６ｍｍｏｌ）、Ｎａ２ＣＯ３（１．４０ｇ、１３．２１ｍｍｏｌ）、および２２ｍＬの水を加えたトルエン（３０６ｍＬ）の混合物を、１時間Ｎ２バブリングして脱気した。次に、反応混合物を１１０℃に加熱して、反応完了までＴＬＣでモニタリングした（２９時間）。室温まで冷却した後、２層を分離させ、有機層を水で洗浄した（４×２００ｍＬ）。さらに、有機層をＮａＤＴＣと共に２回攪拌して（２×１５分間）、パラジウム残留物を除去した。水でもう１回洗浄した後、有機層を塩化カルシウムで乾燥させた。ヘキサン／酢酸エチル（９８：２）を溶離液とするカラムクロマトグラフィーによって粗生成物を精製し、白色固体を得た（９５０ｍｇ、１．７４ｍｍｏｌ、４０％）。
HPLC-MS 97 %, GC-MS 99.6 % (m/z 546), Tg 102℃ (DSC 10 K/minで測定), 融点測定されず
1H NMR (500 MHz, CD2Cl2) δ = 8.78 (d, 1H), 8.68 (d, 1H), 7.93-7.82 (m, 6H), 7.82-7.76 (d, 1H), 7.76-7.70 (m, 1H), 7.68 (s, 1H), 7.66-7.55 (m, 6H), 7.55-7.48 (m, 1H), 7.48-7.39 (m, 2H), 7.39-7.33 (m, 2H), 7.33-7.22 (m, 3H), 2.38 (s,3H, Me), 2.35 (s, 3H, Me) ppm
13C NMR (125 MHz, CD2Cl2): δ = 146.5 (br, s B-Cフェニル), 143.1 (br, s, B-Cナフチル), 141.0, 140.2 (d, J = 7.3Hz), 139.6, 139.0, 136.8 (d, J = 11.4Hz), 134.9, 132.6 (d, J = 3.8Hz), 132.0, 131.3, 131.0, 130.6, 130.4, 129.7, 129.1, 129.0, 128.1, 127.4, 127.2 (d, J = 8.0Hz), 127.0, 126.9, 125.9 (d, J = 6.2Hz), 125.1 (d, J = 1.7Hz), 123.4, 123.0, 24.2 (CH3), 23.9 (CH3) ppm。
【０２５７】
本明細書で言及した他の化合物は、既報に従って調製した。それぞれの化合物を調製するにあたって、各化合物を調製するための具体的な反応条件に、当業者の一般常識に基づいて若干の変更を加えうることを理解されたい。
【０２５８】
〔ＯＬＥＤ作製の一般的手法〕
ボトム・エミッション型デバイスに関して（実施例１〜５、比較例１〜４）は、１００ｎｍのＩＴＯを備えている１５Ω／ｃｍ２のガラス基板（Corning Co.より入手）を、５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．７ｍｍに切断した。イソプロピルアルコールで５分間、次いで純水で５分間超音波洗浄し、ＵＶオゾンで３０分間さらに洗浄した。このようにして、第１電極を作製した。
【０２５９】
次に、（i）８重量％だけドープされている９２重量％の正孔輸送マトリクス、および（ii）８重量％の２，２’，２''−（シクロプロパン−１，２，３−トリイリデン）トリス（２−（ｐ−シアノテトラフルオロフェニル）アセトニトリル）を、ＩＴＯ電極の上に真空蒸着させて、厚さ１０ｎｍのＨＩＬを形成させた。次に、正孔輸送マトリクスをＨＩＬの上に真空蒸着させて、厚さ１２０ｎｍのＨＴＬを形成させた。実施例１〜３および比較例１〜４では、ビフェニル−４−イル（９，９−ジフェニル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−アミン（CAS 1242056-42-3）を正孔輸送マトリクスに用いた。実施例４、５では、Ｎ４，Ｎ４''−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ４，Ｎ４''−ジフェニル−［１，１’：４’，１''−テルフェニル］−４，４''−ジアミン（CAS 139255-16-6）を正孔輸送マトリクスに用いた。
【０２６０】
次に、ＥＭＬホストである９７重量％のABH113（Sun Fine Chemicals）および３重量％の青色ドーパントを、ＨＴＬの上に堆積させて、厚さ２０ｎｍの青色発光ＥＭＬを形成させた。実施例１〜３および比較例１〜４では、NUBD370（Sun Fine Chemicals）を青色ドーパントとして用いた。実施例４、５では、NUBD005（Sun Fine Chemicals）を青色ドーパントとして用いた。
【０２６１】
次に、実施例１〜５および比較例１〜４に係るマトリクス化合物（表６を参照）を堆積させることによって、ドープされていない電子輸送層（ＥＴＬ）を形成させた。次に、電子注入層（ＥＩＬ）を形成させた。具体的には、（i）比較例１では、３０重量％のＬｉＱでドープされている、２−（４−（９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン−２−イル）フェニル）−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール（CAS 561064-11-7）を、（ii）実施例１〜５および比較例２〜４では、３０重量％のリチウムテトラ（１Ｈ−ピラゾール−１−イル）ボラート（Ｌｉ−１）でドープされている、３−フェニル−３Ｈ−ベンゾ［ｂ］ジナフト［２，１−ｄ：１’，２’−ｆ］ホスフェピン−３−オキシド（ＥＩＭ−１１）を、それぞれ堆積させて、表６に記載の層を形成させた。カソードは、１０−７ｍｂａｒの超高真空で蒸着させた。すなわち、１または複数種類の金属を、速度０．１〜１０ｎｍ／ｓ（０．０１〜１Å／ｓ）での熱共蒸着を１回行って、厚さ５〜１０００ｎｍの均一なカソードを形成させた。１００ｎｍのアルミニウムによってカソードを形成した。
【０２６２】
デバイスをガラススライドに封入することによって、ＯＬＥＤ積層体を環境条件から保護した。これに関しては、窪みを設けて、さらなる保護のためにゲッター材料も中に入れた。
【０２６３】
従来技術と比較した本発明の実施例の性能を評価するために、環境条件下（２０℃）にて電流効率を測定した。電流電圧の測定にはKeithley 2400ソースメータを用い、単位：Ｖで記録した。ボトム・エミッション型では１０ｍＡ／ｃｍ２、トップ・エミッション型では１５ｍＡ／ｃｍ２にて測定した。較正済の分光光度計CAS140（Instrument Systems製）を用いて、ＣＩＥ座標および光度（カンデラ）を測定した。デバイスの寿命（ＬＴ）は、環境条件（２０℃）、１５ｍＡ／ｃｍ２にて、Keithley 2400ソースメータを用いて測定し、単位：時間で記録した。デバイスの光度は、較正済のフォトダイオードを用いて測定した。寿命（ＬＴ）は、「デバイスの光度が初期値の９７％に減少するまでの時間」と定義した。
【０２６４】
外部効率（ＥＱＥ）および出力効率（ｌｍ／Ｗ効率）にて光出力を測定した。測定は、ボトム・エミッション型デバイスでは１０ｍＡ／ｃｍ２で、トップ・エミッション型デバイスでは１５ｍＡ／ｃｍ２で、行った。
【０２６５】
効率（ＥＱＥ、単位：％）を決定するために、較正済のフォトダイオードを用いてデバイスの光出力を測定した。
【０２６６】
出力効率（単位：ｌｍ／Ｗ）は、以下の工程により決定した：
（第１工程）Deutsche Akkreditierungsstelle（DAkkS）による較正を受けたアレイ分光光度計CAS140 CT（Instrument Systems製）を用いて、輝度（単位：平方メートル当たりカンデラ（ｃｄ／ｍ２））を測定した。
（第２工程）測定した輝度にπを乗じ、電圧および電流密度で除した。
【０２６７】
ボトム・エミッション型デバイスにおいては、発光は主としてLambertianであり、外部量子効率（ＥＱＥ、単位：％）および出力効率（単位：ｌｍ／Ｗ）で定量化する。
【０２６８】
トップ・エミッション型デバイスにおいては、発光は前方方向に放射され、非Lambertianであり、微小な空洞からも大きく影響を受ける。そのため、外部量子効率（ＥＱＥ）および出力効率（単位：ｌｍ／Ｗ）は、ボトム・エミッション型デバイスと比較して高くなる。
【０２６９】
〔本発明の技術的効果〕
（ボトム・エミッション型デバイス）
ボトム・エミッション型デバイスの性能における本発明の有利な効果は、表６から見て取れる。
【０２７０】
【表６】
2018534768.tif 000043
【０２７１】
表６の比較例１では、アントラセン化合物であるＡＤＮ（９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン、CAS 122648-99-1）を第１マトリクス化合物として試験している。
【０２７２】
【化２２】
2018534768.tif 000044
【０２７３】
テトラヒドロフラン中でのＦｃ／Ｆｃ＋に対する還元電位は−２．４４Ｖであり、双極子モーメントは０．０１デバイである。第１マトリクス化合物の還元電位およびＬＵＭＯ準位は、ＥＭＬホストのものと同じである。ＥＩＬは、ベンゾイミダゾール化合物ＥＩＭ−１および有機リチウム複合体ＬｉＱを含んでいる。出力効率は３．２ｌｍ／Ｗであった（表６）。
【０２７４】
比較例２では、第１マトリクス化合物であるＡＤＮを、ホスフィンオキシド化合物ＥＩＭ−１１および有機リチウム複合体Ｌｉ−１を含んでいるＥＩＬと共に試験した。出力効率は４．１ｌｍ／Ｗに向上した。
【０２７５】
比較例３では、第１マトリクス化合物として、式（Ａ）のトリアジン化合物４，４’−ビス（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）ビフェニル（CAS 266349-83-1）を試験した。
【０２７６】
【化２３】
2018534768.tif 000045
【０２７７】
テトラヒドロフラン中でのＦｃ／Ｆｃ＋に対する還元電位は−２．０３Ｖであり、双極子モーメントは０．０３デバイであった。ＥＩＬの組成は、比較例２と同じになるように選択した。出力効率は２ｌｍ／Ｗに低下した。ＥＭＬホストの還元電位およびＬＵＭＯを、ＥＴＬマトリクスの還元電位およびＬＵＭＯと比較したときのオフセットが非常に大きいと、出力効率に不利な影響が及ぼされることは明らかである。
【０２７８】
比較例４では、ＥＴＬマトリクスとして、ホスフィンオキシド化合物ＥＩＭ−９を試験した。この化合物の、テトラヒドロフラン中でのＦｃ／Ｆｃ＋に対する還元電位は−２．２Ｖであり、双極子モーメントは４デバイであった。したがってこの化合物は、本発明の意味における「極性化合物」である。ＥＩＬの組成は、比較例２と同じになるように選択した。比較例２と比較すると、出力効率は比較例２の４．１Ｖから２．４Ｖに低下した（表６）。ＥＭＬマトリクスおよびＥＴＬマトリクス間の還元電位のオフセットが望ましい範囲であったとしても、ＥＴＬマトリクス化合物の双極子モーメントが高いと、出力効率は低下する。
【０２７９】
実施例１（表６）では、トリアリールボラン化合物ＥＴＭ−３を、比較例２と同じＥＩＬ組成物と共に試験した。ＥＴＭ−３の、テトラヒドロフラン中でのＦｃ／Ｆｃ＋に対する還元電位は−２．３３Ｖであり、双極子モーメントは２．５デバイ未満であった。出力効率は、４．１ｌｍ／Ｗから４．８５ｌｍ／Ｗへと向上した。
【０２８０】
実施例２では、実施例１よりもＬＵＭＯが深いトリアリールボラン化合物を試験した。ＥＴＭ−１の、テトラヒドロフラン中でのＦｃ／Ｆｃ＋に対する還元電位は−２．３１Ｖであり、双極子モーメントは０．１４デバイであった。出力効率は、４．８５ｌｍ／Ｗから６．１ｌｍ／Ｗへとさらに向上した。
【０２８１】
実施例３では、トリアジン化合物ＥＴＭ−２８を、比較例２と同じＥＩＬ組成物と共に試験した。テトラヒドロフラン中でのＦｃ／Ｆｃ＋に対する還元電位は−２．１７Ｖであり、双極子モーメントは１．７６デバイであった。出力効率は、比較例２の４．１ｌｍ／Ｗから実施例３の５．３ｌｍ／Ｗへと向上した。
【０２８２】
実施例５では、ジベンゾ［ｃ，ｈ］アクリジン化合物ＥＴＭ−１５を、比較例２と同じＥＩＬ組成物と共に試験した。テトラヒドロフラン中でのＦｃ／Ｆｃ＋に対する還元電位は−２．２６Ｖであり、双極子モーメントは１．５〜２デバイであった。出力効率は、比較例２の４．１ｌｍ／Ｗから実施例５の５．７ｌｍ／Ｗへと向上した。
【０２８３】
実施例６では、トリス（２−（ベンゾ［ｄ］チアゾール−２−イル）フェノキシ）アルミニウム金属複合体ＥＴＭ−３４を、比較例２と同じＥＩＬ組成物と共に試験した。テトラヒドロフラン中でのＦｃ／Ｆｃ＋に対する還元電位は−２．２１Ｖであり、双極子モーメントは２．５デバイ以下であった。出力効率は、比較例２の４．１ｌｍ／Ｗから実施例６の４．９ｌｍ／Ｗへと向上した。
【０２８４】
要約すると、（i）９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン(CAS 122648-99-1)の還元電位よりも正であり、４，４’−ビス（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）ビフェニル(CAS 266349-83-1)の還元電位よりも負であるような還元電位を有しており、（ii）双極子モーメントが０デバイ以上、２．５デバイ以下であるような、広範な第１マトリクス化合物類に関して、出力効率（ｌｍ／Ｗ効率）の著しい向上が達成された。
【０２８５】
他の態様は、２つ以上の発光層１５０を備えている有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）に向けられている。例えば、２つ、３つまたは４つの発光層が存在していてもよい。２つ以上の発光層を備えている有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を、「タンデムＯＬＥＤ」または「積層ＯＬＥＤ」とも表記する。
【０２８６】
他の態様は、１つ以上の有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を備えているデバイスに向けられている。有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を備えているデバイスとしては、例えば、ディスプレイまたはライティング・パネルが挙げられる。
【０２８７】
上記の明細書、特許請求の範囲および添付の図面に開示されている特徴点は、単独または任意の組み合わせのいずれであっても、本発明を種々の形態で実現する上で本質的でありうる。
【図１】
2018534768.tif 000050
【図２】
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【図３】
2018534768.tif 000052
【国際調査報告】
2018534768.tif 000053
2018534768.tif 000054
2018534768.tif 000055