エレクトロルミネッセンスデバイス用の有機素子
カソードと、アノードとを備え、且つそれらの間に、
式（Ｉ）
【化１】
（式中、Ｘは、水素又は置換基を表し、Ｖ1〜Ｖ8は、水素又は独立して選択される置換基を表すが、但し隣接する置換基は結合して芳香環基を形成できず且つＶ2及びＶ3の少なくとも１つは置換基を表し、Ｌ1及びＬ2は、独立して選択される置換基を表す）によって表されるホウ素錯体と、
６〜２４個の炭素原子を含有する独立して選択されるアリール基で９位及び１０位が置換されたアントラセン核を含有するアントラセン化合物であって、アントラセン核は、１位〜８位に芳香族置換基を含有しないという条件でさらに置換されてもよいアントラセン化合物と
を含む発光層を有するエレクトロルミネッセンスデバイス。
式（Ｉ）
【化１】
（式中、Ｘは、水素又は置換基を表し、Ｖ1〜Ｖ8は、水素又は独立して選択される置換基を表すが、但し隣接する置換基は結合して芳香環基を形成できず且つＶ2及びＶ3の少なくとも１つは置換基を表し、Ｌ1及びＬ2は、独立して選択される置換基を表す）によって表されるホウ素錯体と、
６〜２４個の炭素原子を含有する独立して選択されるアリール基で９位及び１０位が置換されたアントラセン核を含有するアントラセン化合物であって、アントラセン核は、１位〜８位に芳香族置換基を含有しないという条件でさらに置換されてもよいアントラセン化合物と
を含む発光層を有するエレクトロルミネッセンスデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の種類のホウ素錯体と特定の種類のアントラセン化合物を含有する発光層を有するエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）デバイスに関し、このデバイスは、短青色（short-blue color）を含む色調範囲を提供することができる。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）装置は２０年以上前から知られているが、その性能の制限は、多くの望ましい用途にとって障害となっていた。最も単純な形態の有機ＥＬ装置は、正孔注入のためのアノードと、電子注入のためのカソードと、これらの電極に挟まれ、電荷の再結合を支持して光を発生させる有機媒体とから構成されている。これらの装置は、有機発光ダイオード又はＯＬＥＤとも一般に称される。初期の代表的な有機ＥＬ装置は、１９６５年３月９日に発行されたGurneeらの米国特許第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の「Double Injection Electroluminescence in Anthracene」、RCA Review、第30巻、322〜334頁、1969年、及び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。これらの装置の有機層は、通常、多環芳香族炭化水素から構成されており、非常に厚いものであった（１μｍよりもはるかに厚い）。その結果、動作電圧が非常に大きくなり、１００Ｖを超えることがしばしばあった。
【０００３】
より最近の有機ＥＬ装置は、アノードとカソードとの間に極めて薄い層（例えば１．０μｍ未満）から成る有機ＥＬ素子を含む。本明細書では、「有機ＥＬ素子」という用語は、アノードとカソードとの間の層を包含する。厚さを小さくすることにより、有機層の抵抗値が小さくなり、はるかに低い電圧で動作する装置が可能となった。米国特許第４，３５６，４２９号に初めて記載された基本的な２層ＥＬ装置構造では、アノードに隣接するＥＬ素子の一方の有機層が正孔を輸送するように特別に選択されているため、正孔輸送層と称され、他方の有機層が電子を輸送するように特別に選択されているため、電子輸送層と称される。有機ＥＬ素子の内部で注入された正孔と電子とが再結合することで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年）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）を含有する３層有機ＥＬ装置も提案されている。発光層は、ゲスト材料（別名ドーパントとしても知られる）をドープしたホスト材料を一般に含む。またさらに、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）とを含む４層ＥＬ素子が提案されている。これらの構造によって装置の効率が改善された。
【０００５】
これら初期の発明以来、装置の材料がさらに改善された結果、例えば、特に米国特許第５，０６１，５６９号、米国特許第５，４０９，７８３号、米国特許第５，５５４，４５０号、米国特許第５，５９３，７８８号、米国特許第５，６８３，８２３号、米国特許第５，９０８，５８１号、米国特許第５，９２８，８０２号、米国特許第６，０２０，０７８号、及び米国特許第６，２０８，０７７号等に開示されているように、色、安定性、輝度効率、製造容易性のような特性における性能が改善された。
【０００６】
これら全ての発展にもかかわらず、高い色純度及び長い寿命と同時に高い輝度効率を提供する発光材料（ドーパントと呼ばれることもある）等の有機ＥＬデバイス構成要素が引き続き必要とされている。特に、様々な用途に対して発光材料の発光波長を調整できることが必要とされている。例えば、青色発光材料、緑色発光材料及び赤色発光材料の必要性に加えて、白色発光エレクトロルミネッセンスデバイスを開発するために、青緑色発光材料、黄色発光材料及び橙色発光材料が必要とされている。例えば、発光色の組み合わせ（例えば、青緑色光と赤色光との組み合わせ又は青色光と橙色光との組み合わせ）によって、デバイスは白色を発することができる。
【０００７】
白色ＥＬデバイスは、フルカラーディスプレイデバイスにおいてカラーフィルタとともに使用することができる。白色ＥＬデバイスは、他のマルチカラーディスプレイデバイス又はファンクショナルカラーディスプレイデバイスにおいてカラーフィルタとともに使用することもできる。そのようなディスプレイデバイス用の白色ＥＬデバイスは、製造が容易であり、しかもディスプレイの各画素から信頼性のある白色光を生成する。ＯＬＥＤは白色と見なされ、白又はオフホワイトに見える可能性があるが、この用途にとって、ＯＬＥＤにより発せられた光のＣＩＥ座標は、それぞれのカラーフィルタを透過したスペクトル成分がその光の中で十分な強度をもって存在するという要求よりも重要ではない。デバイスは、長期間の動作で良好な安定性を有していなければならない。すなわち、デバイスが長期間動作されるとき、デバイスの輝度の低下は僅かである必要がある。
【０００８】
リジダイズされた（Ridgidized）ホウ素錯体が、分析用途及び生物学用途（例えば米国特許第４，７７４，３３９号、欧州特許第７４７，４４８号及び欧州特許第４６，８６１号）における標識染料として使用されている。しかし、ホウ素錯体は、エレクトロルミネッセンスデバイスのドーパントとしては限られた用途だけに見られる。一例としては、有用な種類のドーパントは、５，６，５−三環系ピロメテン−ＢＦ２錯体から誘導されるものであり、米国特許第５，６８３，８２３号、特開平０９−２８９０８１号公報、特開平１１−０９７１８０号公報に開示されている。これらの材料は、魅力ある高い色純度をもたらすことのできる典型的に狭い発光スペクトルによって特徴付けられる。しかし、緑色発光の非置換又はアルキル置換ピロメテン−ＢＦ2錯体は、エレクトロルミネッセンスの比較的低い量子効率を示す。高効率のＯＬＥＤを得るために、置換基としてフェニル環を用い、それにより共役したπ系を伸ばす必要がある。結果として、発光波長は、一般に、赤側にシフトし、赤みを帯びた琥珀色（それはピロメテン−ＢＦ２錯体が良好な効率で発することのできる最も短い波長の光である）をもたらす。簡単に言うと、輝度効率の高い緑色又は青緑色ＯＬＥＤは、ピロメテンＢＦ2錯体をドーパントとして使用しても都合よく得られないと思われる。
【０００９】
特開２００１−２９４８５１号公報は、エレクトロルミネッセンスデバイスに用いられる複素環のホウ素錯体を記載する。例えば、この材料中の一つの環が、環状のアミド又はスルホンアミドを含む。しかし、これらの材料は、広帯域光を発する必要がある白色発光デバイスの用途には必ずしも望ましくない狭い発光スペクトルを提供することが報告されている。
【００１０】
米国特許第６，６６１，０２３号は、ビス（アジニル）メテンホウ素錯体を含有するホウ素ドーパント化合物を含むエレクトロルミネッセン（ＥＬ）スデバイスを記載する。しかし、そのような化合物は、発光の量子効率に劣り得る。それらの材料は発光波長の調整（例えば青緑色発光を得ること）が困難であることによって使用が制限もされる。いくつかのホウ素錯体含有デバイスが、Benjamin P. Hoagらによる米国特許出願公開第２００３−０１９８８２９号にも記載されている。
【００１１】
米国特許第５，８５２，１９１号及び米国特許第６，２０７，４６４号は、種々の蛍光ホウ素錯体を開示しており、ここで、ホウ素は、５員ヘテロ芳香族環基の窒素原子と第２の５員ヘテロ芳香族環基の窒素原子とに結合しており、且つそれらの５員環はメテン架橋によって更に結合されて、６員環を形成している。米国特許第６，６８９，４９４、米国特許第http://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO1&Sect2=HITOFF&d=PALL&p=1&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsrchnum.htm&r=1&f=G&l=50&s1=7074503.PN.&OS=PN/7074503&RS=PN/7074503 - h0#h0http://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO1&Sect2=HITOFF&d=PALL&p=1&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsrchnum.htm&r=1&f=G&l=50&s1=7074503.PN.&OS=PN/7074503&RS=PN/7074503 - h2#h2７，０７４，５０３号及び米国特許第７，１４７，９３８号は、同様のホウ素錯体を含有するＯＬＥＤデバイスを記載する。しかし、この種のいくつかの化合物は、低い量子効率を有する可能性があり、しかも短青色のような或る所望の発光色を得るのが困難である可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ＯＬＥＤデバイスに有用であり、しかも青色光、すなわち、４００〜５００ｎｍの間の波長を有する光を発するデバイスの製造を可能にする多数の発光材料がある。しかし、これらの材料の多くは、５３５〜５６０ｎｍの範囲に最大発光を有する中間青色を提供する。増大した色域を有するデバイスを得るために、短青領域、特に４２５〜４３５ｎｍの波長領域に最大発光を有する材料を開発することが望ましい。短青色発光を示す材料は、他の発光材料との組み合わせにも有用であり、例えばそれらの材料は緑色発光材料及び赤色発光材料と用いて白色発光を形成することができる。短青色発光は、中間青色発光と比較して、良好な青緑色分解を提供し、それは色再現の改善につながる可能性がある。従って、特に短青色領域において良好な輝度効率を示すＥＬデバイスのための発光材料を提供することが解決すべき課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、カソードと、アノードとを備え、且つそれらの間に
（ａ）式（Ｉ）
【００１４】
【化１】
【００１５】
（式中、Ｘは、水素又は置換基を表し、Ｖ1〜Ｖ8は、水素又は独立して選択される置換基を表すが、但し隣接する置換基は結合して芳香環基を形成できず且つＶ2及びＶ3の少なくとも１つは置換基を表し、Ｌ1及びＬ2は、独立して選択される置換基を表す）によって表されるホウ素錯体と、
（ｂ）６〜２４個の炭素原子を含有する独立して選択されるアリール基で９位及び１０位が置換されたアントラセン核を含有するアントラセン化合物であって、アントラセン核は、１位〜８位に芳香族置換基を含有しないという条件でさらに置換されてもよいアントラセン化合物と
を含む発光層を有するエレクトロルミネッセンスデバイスを提供する。
【００１６】
望ましくは、エレクトロルミネッセンスデバイスは、アントラセン誘導体又はフルオランテン誘導体のような多環芳香族炭化水素を含有する電子輸送層も備える。なお、電子輸送層は、アルカリ金属又はアルカリ金属化合物も好ましくは含む。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の実施形態は、特に短青色領域において良好な輝度効率を示すＥＬデバイスのための発光材料を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のＯＬＥＤデバイスの１つの実施形態の概略断面図である。個々の層があまりに薄く、各種層の厚さの差が縮尺通りに描写するには大き過ぎるため、図１は正確な縮尺ではないことが理解されよう。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明は、一般に上記に記載されるようなものである。本発明のエレクトロルミネッセンスデバイスは、カソード、アノード、電荷注入層（必要であれば）、電荷輸送層、及び発光層を備える多層デバイスであり得る。発光層は、式（Ｉ）に従うホウ素錯体を含む。
【００２０】
【化２】
【００２１】
式（Ｉ）において、Ｘは、水素又は例えばシアノ、トリフルオロメチル、６〜２４個の炭素原子を含有するアリール基（例えばフェニル基又はトリル基）、ヘテロアリール基（例えばピリジル基）又は１〜２４個の炭素原子を含有するアルキル基（例えばメチル基又はｔ−ブチル基）のような置換基を表す。
【００２２】
Ｌ1及びＬ2は、独立して選択される置換基を表す。適切な置換基の具体例としては、ハロゲン置換基、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、スルファモイル基、アセトアミド基、ジアリールアミノ基、及びアリールオキシ基が挙げられる。望ましい一実施形態において、Ｌ1及びＬ2は、フルオロ置換基又はアルキルカルボキシレート基（例えばアセテート基又はプロピオネート基）を独立して表す。望ましくは、Ｌ1及びＬ2の両方がフルオロ置換基を表す。
【００２３】
Ｖ1〜Ｖ8は、水素又は独立して選択される置換基を表すが、但し隣接する置換基は結合して芳香環基を形成できず且つＶ2及びＶ3の少なくとも１つは置換基を表す。有用な置換基の例としては、６〜２４個の炭素原子を含有するアリール基（例えばフェニル基又はナフチル基）、１〜２４個の炭素原子を含有するアルキル基（例えばメチル基又はｔ−ブチル基）、シアノ置換基及びフルオロ置換基が挙げられる。望ましい一実施形態において、Ｖ2、Ｖ3、Ｖ6及びＶ7の少なくとも１つは、６〜２４個の炭素原子を含有するアリール基を表す。適切な他の実施形態において、Ｖ2及びＶ3の少なくとも１つ、並びにＶ6及びＶ7の少なくとも１つは、６〜２４個の炭素原子を含有する独立して選択されるアリール基を表す。隣接するＶ1〜Ｖ8置換基は結合して縮合ベンゼン基のような芳香環基を形成できないが、それらは結合して非芳香環基（例えばシクロヘキサン基）を形成してもよい。
【００２４】
適切な他の実施形態において、ホウ素錯体は、式（ＩＩ）によって表される。
【００２５】
【化３】
【００２６】
式（ＩＩ）において、Ｘは上記されている。一実施形態において、Ｘは、水素又は１〜２４個の炭素原子を含有するアルキル基を表す。Ｖ10〜Ｖ15は、水素又は６〜２４個の炭素原子を含有するアリール基（例えばトリル基）又は１〜２４個の炭素原子を含有するアルキル基（ｔ−ブチル基）のような置換基を表すが、但し隣接する置換基は結合して芳香環基を形成できない。さらなる実施形態において、Ｖ10〜Ｖ15は、水素を表す。
【００２７】
各Ｒは、同じであるか又は異なり、独立して選択される置換基、例えば１〜２４個の炭素原子を含有するアルキル基（例えばメチル基）又は６〜２４個の炭素原子を含有するアリール基（例えばトリル基）を表す。隣接するＲ基は結合しての５員環基又は６員環基のような環基（例えばベンゼン環基）を形成してもよく、ｎ及びｍは独立して０〜５であり、Ｌ1及びＬ2は、独立して選択される置換基を表す
【００２８】
発光層は、例えば６〜２４個の炭素原子を含有するアリール基（例えばナフチル基又はビフェニル基）のような芳香族基で９位及び１０位が置換されたアントラセン核を有するアントラセン化合物も含有する。アントラセン核の付番方式を下記に示す。
【００２９】
【化４】
【００３０】
アントラセンは、芳香族基でさらに置換されない。すなわち、芳香族基は、アントラセン核の１〜８位には存在しない。これらの位置のうちの１つにある芳香族基、例えば２位は、発光層から発せられる光の色への望ましくない作用を有し得る。しかしながら、アントラセン化合物は、独立して選択される非芳香族基（例えばｔ−ブチル、メチル又はｓ−ペンチルのような１〜２４個の炭素原子を含有するアルキル基）で１〜８位がさらに置換され得る。
【００３１】
望ましい一実施形態において、アントラセン化合物は、式（ＩＩＩ）によって表される。
【００３２】
【化５】
【００３３】
式（ＩＩＩ）において、Ａｒ1及びＡｒ2は、６〜２４個の炭素原子を含有する独立して選択されるアリール基であり、特に望ましくはフェニル基、ナフチル基（例えば２−ナフチル基又は１−ナフチル基）及びビフェニル基（例えば４−ビフェニル基又は３−ビフェニル基）である。
【００３４】
Ｗ1〜Ｗ8は、水素又は１〜２４個の炭素原子を含有する独立して選択されるアルキル基（例えばメチル基又はｔ−ブチル基）を表す。一実施形態において、Ｗ1〜Ｗ8は、水素を表す。
【００３５】
好ましくは、アントラセン化合物の置換基は、アントラセン化合物がホウ素錯体よりも短い波長で光を吸収し且つアントラセン化合物の発光スペクトルがホウ素錯体の吸収スペクトルと重なるように選択される。
【００３６】
望ましくは、少なくとも一種のホウ素錯体が、発光層の１０重量％までの量、、より典型的には０．１〜１０．０重量％の量、及びしばしば発光層の０．２５〜８．０重量％の量で存在する。適切には、少なくとも一種のアントラセン化合物が、発光層の９９．９重量％までの量、より典型的には発光層の９０〜９９重量％の量で存在する。一実施形態において、ホウ素錯体は、アントラセン化合物の１０重量％までの量で存在する。発光層は、１〜２００ｎｍ、適切には２〜１００ｎｍ、しばしば５〜５０ｎｍ、及び通常１０〜４０ｎｍの厚さを典型的に有する。
【００３７】
本発明の実施形態は、改善された輝度効率だけでなく、発せられる光の発光曲線の位置及び形状から明らかなような色調範囲も提供する。いくつかの実施形態において、ホウ素錯体とアントラセンホストとの組み合わせは、望ましい短青色発光を提供することができる。色は、当該技術分野において周知のように、ＣＩＥ（Commission Internationale de L'Eclairage）色度を単位としてしばしば規定される。短青色発光とは、発せられた光のＣＩＥx色度が０．０８〜０．２０の間、及び望ましくは０．１０〜０．１５の間であり、且つＣＩＥy色度が０．０超０．１１以下、及び望ましくは０．０超０．１０以下であるということを意味する。
【００３８】
他の実施形態において、ホウ素錯体、例えば、式（Ｉ）によって表される置換基Ｘ、Ｖ1〜Ｖ8、Ｌ1及びＬ2を有する錯体の置換基は、錯体がＥＬデバイスの発光層中に包含される場合、発光層が、０．０８〜０．２０の間、適切には０．１０〜０．２０の間、望ましくは０．１０〜０．１５の間であるＣＩＥx色度及び０．０超０．１１以下、望ましくは０．０超０．１０以下であるＣＩＥy色度を有する光を発するように選択される。
【００３９】
さらなる実施形態において、式（Ｉ）及び（ＩＩ）の錯体のための望ましい置換基は、１０-3モル未満の濃度で４２５ｎｍ〜４３５ｎｍの間に最大溶解蛍光波長（maximum solution fluorescence wavelength）及び０．７０以上、望ましくは０．８０以上の蛍光量子収量を有するホウ素錯体を提供するものである。適切な溶媒は、その中で錯体が溶解できるものである。好ましい溶媒は、５００〜６００ｎｍの領域で光を実質的に吸収しないか又は発しない。有用な溶媒の例としては、エチルアセテート、ジクロロメタン及びメタノールが挙げられる。最大溶解蛍光波長及び量子収量を決定する手法は、当業者に周知である（例えば、C. A. Parker及びW. T. Rees、Analyst、第85巻、587頁、1960年を参照）。例えば、一実施形態において、式（Ｉ）によって表される置換基Ｘ、Ｖ1〜Ｖ8、Ｌ1及びＬ2を有するホウ素錯体の適切な置換基は、錯体が１０-3モル未満の濃度でエチルアセテートに溶解した時に波長４２５ｎｍ〜４３５ｎｍの間に最大蛍光発光及び０．７０以上の量子収量を有するように選択される。望ましくは、発光波長は４３０ｎｍ〜４３５ｎｍの間である。
【００４０】
有用なホウ素錯体は、文献で知られている方法により合成することができる。望ましくは適切な配位子が調製され、次いでその配位子がホウ素に錯体化される。ホウ素の錯体化反応の例については、G, Sathyamoorthi, M. Soong, T. Ross, J. Boyer, Heteroatom Chem.、第4巻、603頁、1993年及びJ. Douglass, P. Barelski, R. Blankenship, J. Heterocycl. Chem.、第10巻、255頁、1973年を参照。
【００４１】
本発明において有用なホウ素錯体の具体例としては、以下の化合物が挙げられる。
【００４２】
【化６】
【化７】
【化８】
【化９】
【化１０】
【００４３】
本発明において有用なアントラセン化合物の具体例としては、以下の化合物が挙げられる。
【００４４】
【化１１】
【化１２】
【化１３】
【化１４】
【００４５】
望ましい他の実施形態において、発光層に隣接し且つ発光層とカソードとの間に配置される電子輸送層が、１４〜５０個の炭素原子を有する電子輸送性多環芳香族炭化水素を含有する。特に有用な多環芳香族炭化水素としては、アントラセン誘導体及びフルオランテン誘導体が挙げられる。
【００４６】
有用なアントラセン誘導体としては、式（ＩＶａ）に従うものが挙げられる。
【００４７】
【化１５】
【００４８】
式（ＩＶａ）において、Ｒ1及びＲ6はそれぞれ、６〜２４個の炭素原子を含有するアリール基（例えばフェニル基又はナフチル基）を独立して表す。Ｒ2〜Ｒ5及びＲ7〜Ｒ10はそれぞれ、水素、１〜２４個の炭素原子を含有するアルキル基又は６〜２４個の炭素原子を含有する芳香族基から独立して選択される。
【００４９】
適切な一実施形態において、Ｒ1及びＲ6は、独立して選択されるフェニル基、ビフェニル基又はナフチル基を表す。Ｒ3は、水素、フェニル基又はナフチル基を表す。Ｒ2、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ7〜Ｒ10は、水素を表す。
【００５０】
有用な電子輸送性アントラセン誘導体の具体例を以下に記載する。
【００５１】
【化１６】
【化１７】
【化１８】
【化１９】
【化２０】
【００５２】
式（ＩＶｂ）に従うフルオランテンも有用な電子輸送性多環芳香族炭化水素である。
【００５３】
【化２１】
【００５４】
式（ＩＶｂ）において、Ｒ11〜Ｒ20は、水素、１〜２４個の炭素原子を含有するアルキル基又は６〜２４個の炭素原子を含有する芳香族基から独立して選択されるが、但し隣接する基は結合して環基を形成してもよい。望ましい一実施形態において、Ｒ11及びＲ14は、アリール基を表し、Ｒ12、Ｒ13及びＲ15〜Ｒ20は、水素、１〜２４個の炭素原子を含有するアルキル基又は６〜２４個の炭素原子を含有する芳香族基から独立して選択されるが、但し隣接する基は結合して芳香環基を形成してもよい。
【００５５】
特に適切なフルオランテン誘導体は、フルオランテン電子輸送材料を有するＯＬＥＤデバイスと題されたWilliam J. Begleyらによる２００７年１０月２６日に出願された米国特許出願第１１／９２４，６３１号に記載されるものである。例えば、式（ＩＶｃ）及び（ＩＶｄ）に従って表される７，１０−ジアリール−フルオランテン誘導体が有用である。
【００５６】
【化２２】
【００５７】
式（ＩＶｃ）において、Ａｒは、フルオランテン核上で置換されている６個〜２４個の炭素原子を含有する芳香環を表し、同一であっても、又は異なっていてもよく、Ｒ1〜Ｒ8は、水素及び６個〜２４個の炭素原子を含有する芳香環から個々に選択されるが、但し隣接する２つのＲ1置換基〜Ｒ8置換基が結合してフルオランテン核と環化した環を形成することはない。
【００５８】
式（ＩＶｃ）において、Ａｒ基（複数可）は、炭素環式基である。Ａｒ基（複数可）はフルオランテン核と縮合することはなく、１つの単結合によってのみ結ばれている。Ａｒ基はフェニル又はナフチルであるのが好ましく、フェニルが特に好ましい。Ａｒ基が同一である誘導体も望ましい。
【００５９】
【化２３】
【００６０】
式（ＩＶｄ）において、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は独立して、水素又は６〜２４個の炭素原子を含有する芳香族基であるが、但しどの隣接するＲ1〜Ｒ4も、環化した芳香環系の一部ではなく、Ｒは水素又は任意の置換基であり、且つｎ及びｍは独立して１〜５である。
【００６１】
いくつかの実施形態において、フルオランテン誘導体の異性体混合物を用いることが望ましい。その混合物は、望ましくない結晶化を抑制することができる。
【００６２】
有用な電子輸送性フルオランテン誘導体の具体例を以下に示す。
【００６３】
【化２４】
【化２５】
【化２６】
【化２７】
【００６４】
さらなる実施形態において、電子輸送性多環芳香族炭化水素を含有する電子輸送層は、アルカリ金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属化合物又はこれらの組み合わせから選択される少なくとも１つの材料も含有する。アルカリ金属と多環芳香族炭化水素との体積比％は０．１％〜１０％のいずれであってもよく、典型的には０．５％〜８％、適切には０．５％〜５％である。アルカリ金属化合物と多環芳香族炭化水素との体積比％は０．１％〜９９％のいずれであってもよく、典型的には０．５％〜９５％、より適切には１０％〜９０％、最も望ましくは３０〜７０％である。電子輸送層は追加の材料を含有し得る。
【００６５】
アルカリ金属は周期表第１族に属する。その中でも、リチウムが非常に好ましい。アルカリ金属化合物は、無機であるか又は有機金属化合物であり得る。例えば、Ｌｉ金属又はＬｉＦのような無機リチウム材料が特に有用である。有用なアルカリ金属化合物としては、式（Ｖ）に従う有機リチウム化合物が挙げられる。
（Ｌｉ+）m（Ｑ）n 式（Ｖ）
式（Ｖ）において、Ｑはアニオン性有機配位子であり、ｍ及びｎは錯体の電荷が中性となるように独立して選択される整数である。
【００６６】
アニオン性有機配位子Ｑは、最も好適には一価アニオン性（monoanionic）であり、酸素、窒素又は炭素から成る少なくとも１つのイオン化可能な部位を含有する。エノラート又は酸素を含有する他の互変異系の場合、リチウムが酸素に結合していると見なされ、そのように描かれるが、リチウムは実際には他の部位に結合してキレートを形成している場合もある。また、配位子が、リチウムと配位結合又は供与結合を形成することのできる少なくとも１つの窒素原子を含有するのが望ましい。整数ｍ及びｎは、幾つかの有機リチウム化合物について知られる、クラスター錯体を形成する傾向を鑑みると、２以上であり得る。
【００６７】
有用なアルカリ金属化合物としては、式（ＶＩ）に従う有機リチウム化合物も挙げられる。
【００６８】
【化２８】
【００６９】
式（ＶＩ）において、Ｚ及び破線の弧は、２個〜４個の原子及びリチウムカチオンを有する５員〜７員環を完成させるのに必要な結合を表し、各Ａは、水素又は置換基を表し、各Ｂは、水素又は独立して選択されるＺ原子上の置換基を表すが、但し２つ以上の置換基が結合して縮合環又は縮合環系を形成してもよく、ｊは０〜３であり、ｋは１又は２であり、ｍ及びｎは錯体の電荷が中性となるように独立して選択される整数である。
【００７０】
式（ＶＩ）の化合物において、Ａ置換基及びＢ置換基が一緒になって追加の環系を形成するのが最も望ましい。この追加の環系は、リチウムに配位結合又は供与結合して、多座配位子を形成する追加のヘテロ原子をさらに含有してもよい。望ましいヘテロ原子は窒素又は酸素である。
【００７１】
式（ＶＩ）において、示される酸素が、ヒドロキシル基、カルボキシ基又はケト基の一部であるのが好ましい。好適な窒素配位子の例は、８−ヒドロキシキノリン、２−ヒドロキシメチルピリジン、ピペコリン酸又は２−ピリジンカルボン酸である。
【００７２】
有用な有機アルカリ金属化合物の具体例としては、以下のものが挙げられる。
【００７３】
【化２９】
【化３０】
【化３１】
【００７４】
図１は、発光層（ＬＥＬ）１３４、電子輸送層（ＥＴＬ）１３６及び電子注入層（ＥＩＬ）１３８が存在する本発明の一実施形態を示す。発光層と電子輸送層との間に任意の正孔ブロック層（ＨＢＬ）１３５が示される。任意の正孔注入層（ＨＩＬ）１３０も図に示される。他の実施形態では、ＥＴＬ１３６とＬＥＬ１３４との間に配置される正孔ブロック層（ＨＢＬ）１３５は存在しない。さらに他の実施形態では、電子注入層（ＥＩＬ）１３６が２つ以上の副層に分割されてもよい（示していない）。
【００７５】
一つの具体例において、ＯＬＥＤデバイスは、正孔ブロック層を有さず、正孔注入層、電子注入層及び電子輸送層のみを有する。式（Ｉ）のホウ素錯体及び式（ＩＩＩ）のアントラセンはＬＥＬ１３４中に存在し、式（ＩＶａ）の電子輸送性多環芳香族炭化水素は式（Ｖ）のアルカリ金属化合物とともにＥＴＬ１３６中に存在する。
【００７６】
本発明の好ましい組み合わせの例は、ホウ素錯体が、Ｉｎｖ−１、Ｉｎｖ−２、Ｉｎｖ−３、Ｉｎｖ−４、Ｉｎｖ−５又はこれらの混合物から選択され、アントラセン化合物が、Ａｎ−１、Ａｎ−２、Ａｎ−３、Ａｎ−４又はこれらの混合物から選択され、電子輸送性多環芳香族炭化水素（存在する場合）が、Ｐ−１、Ｐ−２、Ｐ−３、Ｐ−４、ＦＡ−１、ＦＡ−２／ＦＡ−３、ＦＡ−４又はこれらの混合物から選択され且つアルカリ金属又はアルカリ金属化合物（存在する場合）が、Ｌｉ金属、ＬｉＦ、ＡＭ−１、ＡＭ−２、ＡＭ−３又はこれらの混合物から選択される組み合わせである。
【００７７】
適切な一実施形態では、ＥＬデバイスは、相補エミッタ、白色エミッタ、又はフィルタリング技術を含み得る白色光を発する技術を含む。本発明は、例えば、米国特許第５，７０３，４３６号及び米国特許第６，３３７，４９２号に教示されるような、いわゆる積層デバイス構造で使用され得る。本発明の実施形態は、白色光を生じさせるために蛍光素子だけを含む積層デバイスにおいて使用され得る。デバイスは、蛍光発光材料とリン光発光材料との組み合わせを含んでもよい（ハイブリッドＯＬＥＤデバイスと称される場合もある）。白色発光デバイスを作製するためには、ハイブリッド蛍光／リン光デバイスは、青色蛍光エミッタ、並びに適当な割合の緑色及び赤色リン光エミッタ、又は白色発光を生じるのに適切な他の色の組み合わせを備えるのが理想的である。しかしながら、非白色発光を有するハイブリッドデバイスは、それ自体が有用であり得る。非白色発光を有するハイブリッド蛍光／リン光素子を、積層ＯＬＥＤにおいて、追加のリン光素子と順に組み合わせてもよい。例えば、白色発光は、１つ以上のハイブリッド青色蛍光／赤色リン光素子を、Tangらの米国特許第６，９３６，９６１Ｂ２号に開示されているようなｐ／ｎ接合コネクタを用いて、緑色リン光素子と順に積層することによって生じさせることができる。
【００７８】
望ましい一実施形態において、ＥＬデバイスは、ディスプレイデバイスの一部である。他の適切な実施形態において、ＥＬデバイスは、エリア照明デバイスの一部である。
【００７９】
本発明のＥＬデバイスは、電灯、又はテレビ、携帯電話、ＤＶＤプレイヤー、若しくはコンピュータ用モニター等の静止画像デバイス若しくは動画像デバイスの構成要素のような安定した発光が所望される任意のデバイスに有用である。
【００８０】
本明細書中及び本願全体を通して使用される場合、「炭素環」及び「複素環」又は「炭素環基」及び「複素環基」という用語は、一般に、Grant & Hackh's Chemical Dictionary, Fifth Edition, McGraw-Hill Book Companyによって定義されるようなものである。炭素環は、炭素原子のみを含有する任意の芳香環系又は非芳香環系であり、複素環は炭素原子及び窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、硫黄（Ｓ）、リン（Ｐ）、ケイ素（Ｓｉ）、ガリウム（Ｇａ）、ホウ素（Ｂ）、ベリリウム（Ｂｅ）、インジウム（Ｉｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、及び環系を形成するのに有用な、周期表に見られる他の元素等の非炭素原子の両方を含有する任意の芳香環系又は非芳香環系である。本発明の目的上、配位結合を含む環も複素環の定義に含まれる。配位結合又は供与結合の定義は、Grant & Hackh's Chemical Dictionary、91頁及び153頁に見ることができる。要するに、配位結合は、Ｏ又はＮ等の電子の豊富な原子が、電子不足の原子又はイオン、例えばアルミニウム、ホウ素、又はＬｉ+、Ｎａ+、Ｋ+、及びＣｓ+等のアルカリ金属イオンに電子対を供与する場合に形成される。かかる例の１つは、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌｑとも称される）において見られるが、この場合キノリン部分にある窒素が、その孤立電子対をアルミニウム原子に供与することで複素環が形成され、その結果Ａｌｑに合計で３つの縮合環が生じる。多座配位子を含む配位子の定義はそれぞれ、Grant & Hackh's Chemical Dictionary、337頁及び176頁に見ることができる。
【００８１】
特に規定のない限り、「置換された」又は「置換基」という用語の使用は、水素以外の任意の基又は原子を意味する。さらに、「基」という用語を用いる場合、置換基が置換可能な水素を含有するのであれば、置換基の置換されていない形態だけでなく、本明細書中に言及される任意の置換基（複数可）でさらに置換された形態も、デバイスの有用性に必要とされる性質をその置換基が失わせない限りは包含することも意図されることを意味する。適切には、置換基は、ハロゲンであり得るか、又は原子（炭素、ケイ素、酸素、窒素、リン、硫黄、セレン、若しくはホウ素）によって分子の残部と結合し得る。置換基は、例えば、ハロゲン（クロロ、ブロモ、若しくはフルオロ等）、ニトロ、ヒドロキシル、シアノ、カルボキシル、又はさらに置換されていてもよい基であり得る。さらに置換されていてもよい基としては、例えば、アルキル（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、及びテトラデシル等の直鎖アルキル若しくは分岐鎖アルキル又は環式アルキルが含まれる）、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、及び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−ナフチルオキシ又はβ−ナフチルオキシ、及び４−トリルオキシ）、カルボンアミド（例えば、アセトアミド、ベンズアミド、ブチルアミド、テトラデカンアミド、α−（２，４−ジ−ｔ−ペンチルフェノキシ）アセトアミド、α−（２，４−ジ−ｔ−ペンチルフェノキシ）ブチルアミド、α−（３−ペンタデシルフェノキシ）−ヘキサンアミド、α−（４−ヒドロキシ−３−ｔ−ブチルフェノキシ）−テトラデカンアミド、２−オキソ−ピロリジン−１−イル、２−オキソ−５−テトラデシルピロリン−１−イル、Ｎ−メチルテトラデカンアミド、Ｎ−スクシンイミド、Ｎ−フタルイミド、２，５−ジオキソ−１−オキサゾリジニル、３−ドデシル−２，５−ジオキソ−１−イミダゾリル、及び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、及び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、及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、及び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、及び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、及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、及び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及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、及び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、及び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、及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、又は３−ベンジルヒダントイニル）、ホスフェート（例えば、ジメチルホスフェート及びエチルブチルホスフェート）、ホスファイト（例えば、ジエチルホスファイト及びジヘキシルホスファイト）、複素環基、複素環オキシ基、又は複素環チオ基（どの基も置換されていてもよく、炭素原子と少なくとも１個のヘテロ原子（酸素、窒素、硫黄、リン、又はホウ素から成る群から選択される）とから構成される３員〜７員の複素環を含有し、例えば、２−フリル、２−チエニル、２−ベンゾイミダゾリルオキシ、又は２−ベンゾチアゾリルがある）、第四級アンモニウム（例えば、トリエチルアンモニウム）、第四級ホスホニウム（例えば、トリフェニルホスホニウム）、並びにシリルオキシ（例えば、トリメチルシリルオキシ）が挙げられる。
【００８２】
必要に応じて、置換基それ自体が上記の置換基で１回以上さらに置換されていてもよい。当業者は、特定の用途にとって望ましい性質が実現されるように、使用する具体的な置換基を選択することができる。置換基としては、例えば、電子求引基、電子供与基及び立体基を挙げることができる。分子が２つ以上の置換基を有することができる場合には、特に規定のない限り、その置換基を互いに結合させて環（例えば、縮合環）を形成させてもよい。一般に、上記の基及びその置換基は、４８個までの炭素原子（典型的には１個〜３６個であり、通常は２４個未満である）を有する基を含み得るが、選択される個々の置換基によって、それよりも多くすることも可能である。
【００８３】
ＯＬＥＤデバイスの層構造、材料の選択、及び製造プロセスについて以下に記載する。
【００８４】
＜ＯＬＥＤデバイスの一般的な構造＞
本発明は、小分子材料、オリゴマー材料、ポリマー材料、又はこれらの組み合わせを用いた多くのＯＬＥＤ構成で使用することができる。このような構成には、単一のアノードとカソードとを有する非常に単純な構造から、より複雑なデバイス（例えば、複数のアノードとカソードとが直交配列を成して画素を形成するパッシブマトリクスディスプレイ、及び各画素が例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって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）までが含まれる。本発明が首尾よく実施される有機層の構成は多数ある。本発明にとって必須の要件は、カソード、アノード、ＬＥＬ、ＥＴＬ及びＨＩＬである。
【００８５】
上記したように、小分子デバイスに特に有用な本発明による１つの実施形態を図１に示す。ＯＬＥＤ１００は、基板１１０、アノード１２０、正孔注入層１３０、正孔輸送層１３２、発光層１３４、正孔ブロック層１３５、電子輸送層１３６、電子注入層１３８、及びカソード１４０を含有する。いくつかの他の実施形態において、ＬＥＬのいずれかの側に任意のスペーサ層が存在する。これらのスペーサ層は、発光材料を典型的に含有しない。これらの層タイプの全てを下記に詳しく説明する。基板を代替的にカソードに隣接して配置してもよいこと、又は基板が実際にアノード若しくはカソードを構成し得ることに留意されたい。また、有機層を合計した厚さは、５００ｎｍ未満であることが好ましい。
【００８６】
ＯＬＥＤのアノード及びカソードは、導電体１６０を介して電圧／電流源１５０と接続される。アノード１２０とカソード１４０との間に、アノード１２０がカソード１４０より正の電位となるように電位を印加することによってＯＬＥＤが動作する。正孔はアノードから有機ＥＬ素子に注入される。ＡＣモードではサイクル中に電位バイアスが逆転して電流が流れない期間があるため、ＯＬＥＤをＡＣモードで動作させるときにデバイスの安定性向上を実現することができる場合もある。ＡＣ駆動のＯＬＥＤの例が、米国特許第５，５５２，６７８号に記載されている。
【００８７】
＜アノード＞
所望のＥＬ発光をアノードを通して見る場合には、アノード１２０は、対象となる発光に対して透明であるか、又は実質的に透明である必要がある。本発明で用いられる透明なアノード用の一般的な材料は、インジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、及びスズ酸化物であるが、他の金属酸化物（アルミニウムをドープした亜鉛酸化物、インジウムをドープした亜鉛酸化物、マグネシウム−インジウム酸化物、ニッケル−タングステン酸化物が挙げられるが、これらに限定されない）も有効である。これらの酸化物に加え、金属窒化物（例えば、窒化ガリウム）、金属セレン化物（例えば、セレン化亜鉛）、及び金属硫化物（例えば、硫化亜鉛）をアノード１２０として用いることができる。ＥＬ発光をカソード１４０のみを通して見るような用途では、アノード１２０の透光特性は重要でないため、透明、不透明又は反射性の任意の導電性材料を使用することができる。この用途での導体の例としては、金、イリジウム、モリブデン、パラジウム、及び白金が挙げられるが、これらに限定されない。典型的なアノード用材料は、光透過性であろうとそうでなかろうと、仕事関数が４．１ｅＶ以上である。望ましいアノード用材料は、任意の適切な方法（例えば、蒸着、スパッタリング、化学蒸着、又は電気化学的方法）によって一般に堆積される。アノードは、既知のフォトリソグラフィ法を用いてパターニングすることができる。任意で、アノードを研磨した後に、他の層を塗布することで表面粗度を小さくして、短絡を最少にすること、又は反射性を向上させることができる。
【００８８】
＜正孔注入層＞
必ずしも必要な訳ではないが、ＯＬＥＤにＨＩＬを設けることが有用であることが多い。ＯＬＥＤ中のＨＩＬ１３０は、アノードからＨＴＬへの正孔の注入を促進する役割を果たすことができ、それによりＯＬＥＤの駆動電圧が低下する。ＨＩＬ１３０に使用するのに適切な材料としては、米国特許第４，７２０，４３２号に記載されるようなポルフィリン化合物、及びいくつかの芳香族アミン（例えば、４，４’，４’’−トリス［（３−エチルフェニル）フェニルアミノ］トリフェニルアミン（ｍ−ＴＤＡＴＡ））が挙げられるが、これらに限定されない。ＯＥＬＤに有用であることが報告されている代替的な正孔注入材料は、欧州特許出願公開第０８９１１２１号及び欧州特許出願公開第１０２９９０９号に記載されている。後述する芳香族第三級アミンも正孔注入材料として有用であり得る。ジピラジノ［２，３−ｆ：２’，３’−ｈ］キノキサリンヘキサカルボニトリル等の他の有用な正孔注入材料が、米国特許出願公開第２００４／０１１３５４７号及び米国特許第６，７２０，５７３号に記載されている。また、米国特許第６，４２３，４２９号に記載されるように、ｐ型ドープ有機層もＨＩＬに有用である。「ｐ型ドープ有機層」という用語は、この層がドープ後に半導体特性を有し、この層を流れる電流が正孔により実質的に搬送されることを意味する。伝導性は、ドーパントからホスト材料への正孔の移動による電荷移動錯体の形成によってもたらされる。
【００８９】
ＨＩＬ１３０の厚さは、０．１ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内、好ましくは０．５ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲内である。
【００９０】
＜正孔輸送層＞
ＨＴＬ１３２は、少なくとも１つの正孔輸送材料（例えば、芳香族第三級アミン）を含有する。芳香族第三級アミンは、炭素原子（そのうちの少なくとも１つは芳香環の成員である）のみに結合する少なくとも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。芳香族第三級アミンの１つの形態は、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、高分子アリールアミン）である。単量体トリアリールアミンの例は、Klupfelらの米国特許第３，１８０，７３０号に示されている。１つ以上のビニルラジカル、又は少なくとも１つの活性な水素含有基で置換された他の適切なトリアリールアミンは、Brantleyらの米国特許第３，５６７，４５０号及び同第３，６５８，５２０号に開示されている。
【００９１】
より好ましい種類の芳香族第三級アミンは、米国特許第４，７２０，４３２号及び米国特許第５，０６１，５６９号に記載されるように、少なくとも２つの芳香族第三級アミン部分を含むものである。かかる化合物として、構造式（Ａ）により表されるものが挙げられる。
【００９２】
【化３２】
【００９３】
式中、Ｑ1及びＱ2は、独立して選択される芳香族第三級アミン部分であり、Ｇは炭素−炭素結合の連結基（例えば、アリーレン基、シクロアルキレン基、又はアルキレン基）である。
【００９４】
一実施形態において、Ｑ1又はＱ2の少なくとも一方は、多環式縮合環構造（例えば、ナフタレン）を含有する。Ｇがアリール基である場合には、Ｑ1又はＱ2の少なくとも一方は、フェニレン部分、ビフェニレン部分、又はナフタレン部分であることが好都合である。
【００９５】
構造式（Ａ）を満たし、且つ２つのトリアリールアミン部分を含有する、有用な種類のトリアリールアミンは、構造式（Ｂ）で表される。
【００９６】
【化３３】
【００９７】
式中、各Ｒ1及びＲ2は、水素原子、アリール基又はアルキル基を独立して表し、又はＲ1及びＲ2は共にシクロアルキル基を完成する原子を表し、各Ｒ3及びＲ4は、構造式（Ｃ）により示されるようなジアリール置換アミノ基で順に置換されたアリール基を独立して表す。
【００９８】
【化３４】
【００９９】
式中、Ｒ5及びＲ6は、独立して選択されるアリール基である。１つの実施形態において、Ｒ5又はＲ6の少なくとも一方は、多環式縮合環構造（例えば、ナフタレン）を含有する。
【０１００】
他の種類の芳香族第三級アミンは、テトラアリールジアミンである。望ましいテトラアリールジアミンは、構造式（Ｃ）に示されるもののような、アリーレン基を介して連結された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としては、式（Ｄ）により表されるものである。
【０１０１】
【化３５】
【０１０２】
式中、各ＡＲＥは、独立して選択されるアリーレン基（例えば、フェニレン部分又はアントラセン部分）であり、ｎは１〜４の整数であり、Ａｒ、Ｒ7、Ｒ8及びＲ9は、独立して選択されるアリール基である。典型的な実施形態において、Ａｒ、Ｒ7、Ｒ8及びＲ9のうちの少なくとも１つは、多環式縮合環構造（例えば、ナフタレン）である。
【０１０３】
他の種類の正孔輸送材料は、式（Ｅ）の材料を含む。
【０１０４】
【化３６】
【０１０５】
式（Ｅ）において、Ａｒ1〜Ａｒ6は、芳香族基（例えば、フェニル基又はトリル基）を独立して表し、Ｒ1〜Ｒ12は、水素又は独立して選択される置換基（例えば、１個〜４個の炭素原子を含有するアルキル基、アリール基、置換アリール基）を独立して表す。
【０１０６】
上記の構造式（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）の様々なアルキル部分、アルキレン部分、アリール部分、及びアリーレン部分はそれぞれ、順に置換されていてもよい。典型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、及びハロゲン（例えば、フッ化物、塩化物、及び臭化物）が挙げられる。様々なアルキル部分及びアルキレン部分は、約１個〜６個の炭素原子を典型的に含有する。シクロアルキル部分は、３個〜約１０個の炭素原子を含有することができるが、５個、６個、又は７個の環炭素原子を典型的に含有する（例えば、シクロペンチル環構造、シクロヘキシル環構造、及びシクロヘプチル環構造）。アリール部分及びアリーレン部分は、典型的にフェニル部分及びフェニレン部分である。
【０１０７】
ＨＴＬは、単一の芳香族第三級アミン化合物、又は芳香族第三級アミン化合物の混合物から形成される。具体的には、トリアリールアミン（例えば、式（Ｂ）を満たすトリアリールアミン）をテトラアリールジアミン（例えば、式（Ｄ）に示されるもの）と組み合わせて使用することができる。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には、テトラアリールジアミンは、トリアリールアミンと電子注入層及び電子輸送層とに挟まれた層として位置する。芳香族第三級アミンは、正孔注入材料としても有用である。有用な芳香族第三級アミンの具体例は、以下：
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、
１，５−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ナフタレン、
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、
２，６−ビス［Ｎ，Ｎ−ジ（２−ナフチル）アミン］フルオレン、
４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４’−［４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−スチリル］スチルベン、
４，４’−ビス（ジフェニルアミノ）クアドリフェニル、
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−（１−コロネニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル、
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−ターフェニル、
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−ナフチル）−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−（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−（２−ピレニル）−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、
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）、
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−（９−アントリル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル、
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、
４，４’−ビス［Ｎ−フェニル−Ｎ−（２−ピレニル）アミノ］ビフェニル、
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−ＴＤＡＴＡ）、
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、
Ｎ−フェニルカルバゾール、
Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（［１，１’−ビフェニル］−４−イルフェニルアミノ）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジ−１−ナフタレニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン、
Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（ジ−１−ナフタレニルアミノ）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジ−１−ナフタレニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン、
Ｎ，Ｎ’−ビス［４−［（３−メチルフェニル）フェニルアミノ］フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン、
Ｎ，Ｎ−ビス［４−（ジフェニルアミノ）フェニル］−Ｎ’，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン、
Ｎ，Ｎ’−ジ−１−ナフタレニル−Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（１−ナフタレニルフェニルアミノ）フェニル］−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン、
Ｎ，Ｎ’−ジ−１−ナフタレニル−Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（２−ナフタレニルフェニルアミノ）フェニル］−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン、
Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン、
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、及び
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（２−ナフチル）−４，４’’−ジアミノ−ｐ−ターフェニル
である。
【０１０８】
他の種類の有用な正孔輸送材料としては、欧州特許第１００９０４１号に記載されるような多環芳香族化合物が挙げられる。オリゴマー材料を含む、２個より多いアミン基を有する芳香族第三級アミンを使用することができる。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、及びコポリマー（例えば、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）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳとも呼ばれる））等の高分子正孔輸送材料が使用される。
【０１０９】
ＨＴＬ１３２の厚さは、５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内、好ましくは１０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲内である。
【０１１０】
＜励起子ブロック層（ＥＢＬ）＞
任意の励起子ブロック層又は電子ブロック層は、ＨＴＬとＬＥＬとの間に存在し得る（図１に示さず）。かかるブロック層のいくつかの適切な例が、米国特許出願公開第２００６／０１３４４６０号に記載されている。
【０１１１】
＜発光層（ＬＥＬ）＞
本発明の発光材料に加えて、蛍光材料を含めて、追加の発光材料をＥＬデバイスに用いてもよい。いくつかの実施形態において、他の蛍光材料又はリン光材料を、ホウ素錯体及びアントラセン化合物と同じ層、隣接する層、隣接する画素又はこれらの任意の組み合わせで用いてもよい。
【０１１２】
米国特許第４，７６９，２９２号及び米国特許第５，９３５，７２１号により詳しく説明されているように、図１に示す有機ＥＬ素子の発光層（ＬＥＬ）１３４（複数可）は、発光材料、蛍光材料、又はリン光材料を含み、この領域で電子−正孔対が再結合する結果としてエレクトロルミネッセンスが発生する。発光層は単一の材料を含有することができるが、より一般的には、エレクトロルミネッセンスゲスト化合物（一般に、ドーパントと称される）をドープした非エレクトロルミネッセンス化合物（一般に、ホストと称される）、又は発光がエレクトロルミネッセンス化合物に主に由来する化合物を含有し、任意の色であり得る。エレクトロルミネッセンス化合物は、０．０１％〜５０％で非エレクトロルミネッセンス成分材料にコーティングすることができるが、典型的には０．０１％〜３０％、より典型的には０．０１％〜１５％で非エレクトロルミネッセンス成分にコーティングすることができる。ＬＥＬの厚さは任意の適切な厚さであり、０．１ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内であり得る。
【０１１３】
エレクトロルミネッセンス成分として染料を選択する上で重要な関係は、分子の最高被占分子軌道と最低空分子軌道とのエネルギー差として規定されるバンドギャップ電位の比較である。非エレクトロルミネッセンス化合物からエレクトロルミネッセンス化合物分子への効率的なエネルギー移動にとって必要な条件は、エレクトロルミネッセンス化合物のバンドギャップが、非エレクトロルミネッセンス化合物（複数可）のバンドギャップより小さいことである。したがって、適切なホスト材料の選択は、エレクトロルミネッセンス化合物（発せられる光の性質及び効率について選択される）の電気的特性と比較したその電気的特性に基づく。下記に記載されるように、蛍光ドーパント及びリン光ドーパントは、異なる電気的特性を典型的に有するため、それぞれのために最も適切なホストは異なり得る。しかしながら、同一のホスト材料がいずれかのタイプのドーパントにとって有用である場合もある。
【０１１４】
有用であることが知られている非エレクトロルミネッセンス化合物及び発光分子としては、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号及び米国特許第６，０２０，０７８号に開示されているものが挙げられるが、これらに限定されない。
【０１１５】
ａ）リン光発光層
リン光ＬＥＬに適切なホストは、ホストからリン光ドーパント（複数可）への三重項励起子の移動が効率的に起こり得るが、リン光ドーパント（複数可）からホストへの三重項励起子の移動が効率的に起こり得ないように選択しなくてはならない。したがって、ホストの三重項エネルギーが、リン光ドーパントの三重項エネルギーより高いことが非常に望ましい。一般的に言えば、大きな三重項エネルギーは光学バンドギャップが大きいことを示唆する。しかしながら、ホストのバンドギャップは、正孔の蛍光青色ＬＥＬ１３４への注入に対する許容し難い障壁、及びＯＬＥＤの駆動電圧の許容し難い上昇の原因となるほど大きくないように選択しなくてはならない。リン光ＬＥＬ１３４のホストは、それが層中のリン光ドーパントの三重項エネルギーより高い三重項エネルギーを有する限り、ＨＴＬ１３２に使用される上述の正孔輸送材料のいずれかを含み得る。リン光ＬＥＬ１３４に使用されるホストは、ＨＴＬ１３２に使用される正孔輸送材料と同一であっても、又は異なっていてもよい。場合によっては、リン光ＬＥＬ１３４のホストは、適切には、それがリン光ドーパントの三重項エネルギーより高い三重項エネルギーを有する限り、電子輸送材料（後述する）も含み得る。
【０１１６】
ＨＴＬ１３２中の上述の正孔輸送材料に加えて、いくつかの他の種類の正孔輸送材料もリン光ＬＥＬ１３４においてホストとして使用するのに適切である。
【０１１７】
望ましいホストの１つは、式（Ｆ）の正孔輸送材料を含む。
【０１１８】
【化３７】
【０１１９】
式（Ｆ）において、Ｒ1及びＲ2は置換基を表し、ただし、Ｒ1及びＲ2は結合して環を形成してもよく（例えば、Ｒ1及びＲ2はメチル基であっても、又は結合してシクロヘキシル環を形成してもよい）、Ａｒ1〜Ａｒ4は、独立して選択される芳香族基（例えば，フェニル基又はトリル基）を表し、Ｒ3〜Ｒ10は、水素、アルキル基、置換アルキル基、アリール基、置換アリール基を独立して表す。
【０１２０】
適切な材料の例としては、以下：
１，１−ビス（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−トリルアミノ）フェニル）シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）、
１，１−ビス（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−トリルアミノ）フェニル）シクロペンタン、
４，４’−（９Ｈ−フルオレン−９−イリデン）ビス［Ｎ，Ｎ−ビス（４−メチルフェニル）−ベンゼンアミン、
１，１−ビス（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−トリルアミノ）フェニル）−４−フェニルシクロヘキサン、
１，１−ビス（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−トリルアミノ）フェニル）−４−メチルシクロヘキサン、
１，１−ビス（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−トリルアミノ）フェニル）−３−フェニルプロパン、
ビス［４−（Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ）−２−メチルフェニル］（４−メチルフェニル（methylpenyl））メタン、
ビス［４−（Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ）−２−メチルフェニル］（４−メチルフェニル）エタン、
４−（４−ジエチルアミノフェニル）トリフェニルメタン、
４，４’−ビス（４−ジエチルアミノフェニル）ジフェニルメタン
が挙げられるが、これらに限定されない。
【０１２１】
ホストとして使用するのに適切である有用な種類のトリアリールアミンとしては、式（Ｇ）によって表されるようなカルバゾール誘導体が挙げられる。
【０１２２】
【化３８】
【０１２３】
式（Ｇ）において、Ｑは、窒素、炭素、アリール基又は置換アリール基、好ましくはフェニル基を独立して表し、Ｒ1は好ましくはアリール基又は置換アリール基、より好ましくはフェニル基、置換フェニル基、ビフェニル基、置換ビフェニル基であり、Ｒ2〜Ｒ7は独立して、水素、アルキル基、フェニル基若しくは置換フェニル基、アリールアミン、カルバゾール又は置換カルバゾールであり、且つｎは１〜４から選択される。
【０１２４】
構造式（Ｇ）を満たす他の有用な種類のカルバゾールは、式（Ｈ）によって表される。
【０１２５】
【化３９】
【０１２６】
式中、ｎは１〜４の整数であり、Ｑは、窒素、炭素、アリール又は置換アリールであり、Ｒ2〜Ｒ7は独立して、水素、アルキル基、フェニル若しくは置換フェニル、アリールアミン、カルバゾール及び置換カルバゾールである。
【０１２７】
有用な置換カルバゾールの具体例は、以下：
４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−Ｎ，Ｎ−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−ベンゼンアミン（ＴＣＴＡ）、
４−（３−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−Ｎ，Ｎ−ビス［４（３−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−ベンゼンアミン、
９，９’−［５’−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］［１，１’：３’，１’’−ターフェニル］−４，４’’−ジイル］ビス−９Ｈ−カルバゾール、
９，９’−（２，２’−ジメチル［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジイル）ビス−９Ｈ−カルバゾール（ＣＤＢＰ）；
９，９’−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジイルビス−９Ｈ−カルバゾール（ＣＢＰ）、
９，９’−（１，３−フェニレン）ビス−９Ｈ−カルバゾール（ｍＣＰ）、
９，９’−（１，４−フェニレン）ビス−９Ｈ−カルバゾール、
９，９’，９’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス−９Ｈ−カルバゾール、
９，９’−（１，４−フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３，６−ジアミン、
９−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン、
９，９’−（１，４−フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン、
９−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３，６−ジアミン
である。
【０１２８】
リン光ＬＥＬに適切な上記の種類のホストは、蛍光ＬＥＬにおけるホストとしても同様に使用することができる。
【０１２９】
リン光ＬＥＬに使用するのに適切なリン光ドーパントは、下記式（Ｊ）によって記載されるリン光材料から選択することができる。
【０１３０】
【化４０】
【０１３１】
式中、Ａは、少なくとも１つの窒素原子を含有する置換又は非置換の複素環であり、Ｂは、置換又は非置換の芳香環若しくは芳香族複素環であるか、又はＭに結合したビニル炭素を含有する環であり、Ｘ−Ｙはアニオン性二座配位子であり、Ｍ＝Ｒｈ若しくはＩｒの場合、ｍ＋ｎ＝３となるように、ｍは１〜３の整数であり、且つｎは０〜２の整数であるか、又はＭ＝Ｐｔ若しくはＰｄの場合、ｍ＋ｎ＝２となるように、ｍは１〜２の整数であり、且つｎは０〜１の整数である。
【０１３２】
式（Ｊ）に従う化合物は、その中心金属原子が、金属原子と１つ以上の配位子の炭素原子及び窒素原子との結合により形成される環状単位に含有されることを示すために、Ｃ，Ｎ−（又はＣ＾Ｎ−）シクロメタル化錯体と称される場合もある。式（Ｊ）における複素環Ａの例としては、置換又は非置換のピリジン環、キノリン環、イソキノリン環、ピリミジン環、インドール環、インダゾール環、チアゾール環、及びオキサゾール環が挙げられる。式（Ｊ）における環Ｂの例としては、置換又は非置換のフェニル環、ナフチル（napthyl）環、チエニル環、ベンゾチエニル環、フラニル環が挙げられる。式（Ｊ）における環Ｂは、ピリジン等のＮ含有環であってもよく、但し、このＮ含有環は、式（Ｊ）に示すように、Ｎ原子ではなくＣ原子を介してＭに結合する。
【０１３３】
式（Ｊ）（ｍ＝３であり、且つｎ＝０である）に従うトリス−Ｃ，Ｎ−シクロメタル化錯体の例は、トリス（２−フェニル−ピリジナト−Ｎ，Ｃ2’−）イリジウム（ＩＩＩ）であり、ｆａｃｉａｌ（ｆａｃ）異性体又はｍｅｒｉｄｉｏｎａｌ（ｍｅｒ）異性体として下記立体図に示す。
【０１３４】
【化４１】
【０１３５】
一般に、ｆａｃｉａｌ異性体はｍｅｒｉｄｉｏｎａｌ異性体より高いリン光量子収量を有すると判明することが多いため、ｆａｃｉａｌ異性体が好ましい。式（Ｊ）に従うトリス−Ｃ，Ｎ−シクロメタル化リン光材料のさらなる例は、トリス（２−（４’−メチルフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）、トリス（３−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）、トリス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）、トリス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）、トリス（１−（４’−メチルフェニル）イソキノリナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）、トリス（２−（４’，６’−ジフルオロフェニル（diflourophenyl））−ピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）、トリス（２−（（５’−フェニル）−フェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）、トリス（２−（２’−ベンゾチエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ3’）イリジウム（ＩＩＩ）、トリス（２−フェニル−３，３’−ジメチル）インドラト（indolato）−Ｎ，Ｃ2’）Ｉｒ（ＩＩＩ）、トリス（１−フェニル−１Ｈ−インダゾラト（indazolato）−Ｎ，Ｃ2’）Ｉｒ（ＩＩＩ）である。
【０１３６】
これらの中でも、トリス（１−フェニルイソキノリン）イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒ（ｐｉｑ）3とも称される）及びトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）3とも称される）が本発明に特に適切である。
【０１３７】
トリス−Ｃ，Ｎ−シクロメタル化リン光材料には、一価アニオン性二座配位子Ｘ−Ｙが他のＣ，Ｎ−シクロメタル化配位子である、式（Ｊ）に従う化合物も含まれる。例としては、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ2’）（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）及びビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）が挙げられる。２つの異なるＣ，Ｎ−シクロメタル化配位子を含有する、かかるトリス−Ｃ，Ｎ−シクロメタル化錯体の合成は、以下の工程により都合よく合成することができる。最初に、ビス−Ｃ，Ｎ−シクロメタル化ジハロゲン化二イリジウム錯体（又は類似の二ロジウム錯体）を、Nonoyama（Bull. Chem. Soc. Jpn.、第47巻、767頁、1974年）の方法に従って作製する。第２に、第２の異種Ｃ，Ｎ−シクロメタル化配位子の亜鉛錯体を、ハロゲン化亜鉛と、シクロメタル化配位子のリチウム錯体又はグリニャール試薬との反応により調製する。第３に、そのように形成された第２のＣ，Ｎ−シクロメタル化配位子の亜鉛錯体を、先に得られたビス−Ｃ，Ｎ−シクロメタル化ジハロゲン化二イリジウム錯体と反応させて、２つの異なるＣ，Ｎ−シクロメタル化配位子を含有するトリス−Ｃ，Ｎ−シクロメタル化錯体を形成させる。望ましくは、そのように得られた２つの異なるＣ，Ｎ−シクロメタル化配位子を含有するトリス−Ｃ，Ｎ−シクロメタル化錯体は、ジメチルスルホキシド等の適切な溶媒中で加熱することにより、金属（例えばＩｒ）に結合したＣ原子が全て互いにシスである異性体に変換することができる。
【０１３８】
式（Ｊ）に従う適切なリン光材料は、Ｃ，Ｎ−シクロメタル化配位子（複数可）に加えて、Ｃ，Ｎ−シクロメタル化していない一価アニオン性二座配位子（複数可）Ｘ−Ｙも含有し得る。一般的な例は、アセチルアセトネート等のβ−ジケトネート、及びピコリネート等のシッフ塩基である。式（Ｊ）に従う、かかる混合配位子錯体の例としては、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）、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）、及びビス（２−（４’，６’−ジフルオロフェニル（diflourophenyl））−ピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）（ピコリネート）が挙げられる。
【０１３９】
式（Ｊ）に従う他の重要なリン光材料としては、ｃｉｓ−ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）白金（ＩＩ）、ｃｉｓ−ビス（２−（２’−チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ3’）白金（ＩＩ）、ｃｉｓ−ビス（２−（２’−チエニル）キノリナト−Ｎ，Ｃ5'）白金（ＩＩ）、又は（２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）白金（ＩＩ）（アセチルアセトネート）等のＣ，Ｎ−シクロメタル化Ｐｔ（ＩＩ）錯体が挙げられる。
【０１４０】
式（Ｊ）に従うＣ，Ｎ−シクロメタル化リン光材料の発光波長（色）は、錯体の最低エネルギー光学遷移、したがってＣ，Ｎ−シクロメタル化配位子の選択に主に依存する。例えば、２−フェニル−ピリジナト−Ｎ，Ｃ2’錯体は典型的に緑色発光であるが、１−フェニル−イソキノリノラト−Ｎ，Ｃ2’錯体は典型的に赤色発光である。１つよりも多いＣ，Ｎ−シクロメタル化配位子を有する錯体の場合、発光は発光波長が最も長いという性質を有する配位子のものとなる。発光波長は、Ｃ，Ｎ−シクロメタル化配位子上の置換基の影響によりさらにシフトし得る。例えば、Ｎ含有環Ａ上の適切な位置にある電子供与基、又はＣ含有環Ｂ上の電子求引基を置換することにより、発光が非置換Ｃ，Ｎ−シクロメタル化配位子錯体と比較して青色にシフトする傾向がある。式（Ｊ）においてより強い電子求引特性を有する単座アニオン性配位子Ｘ，Ｙを選択することにより、Ｃ，Ｎ−シクロメタル化配位子錯体の発光が同様に青色にシフトする傾向がある。電子求引特性を有する一価アニオン性二座配位子及び電子求引置換基の両方をＣ含有環Ｂ上に有する錯体の例としては、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）及びビス（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）（テトラキス（１−ピラゾリル）ボレート）が挙げられる。
【０１４１】
式（Ｊ）に従うリン光材料の中心金属原子は、Ｒｈ又はＩｒ（ｍ＋ｎ＝３）、及びＰｄ又はＰｔ（ｍ＋ｎ＝２）であり得る。好ましい金属原子はＩｒ及びＰｔであるが、これはこれらの原子が、より強いスピン軌道結合相互作用（一般に、第三遷移系列の元素により得られる）によって、より高いリン光量子収量をもたらす傾向があるためである。
【０１４２】
式（Ｊ）によって表される二座Ｃ，Ｎ−シクロメタル化錯体に加えて、多くの適切なリン光材料が多座Ｃ，Ｎ−シクロメタル化配位子を含有する。本発明に使用するのに適切な、三座配位子を有するリン光材料は、米国特許第６，８２４，８９５Ｂ１号に開示されており、その中で言及している。本発明に使用するのに適切な、四座配位子を有するリン光材料は、以下の式により記載される。
【０１４３】
【化４２】
【０１４４】
式中、ＭはＰｔ又はＰｄであり、Ｒ1〜Ｒ7は水素又は独立して選択される置換基を表すが、但し、Ｒ1及びＲ2、Ｒ2及びＲ3、Ｒ3及びＲ4、Ｒ4及びＲ5、Ｒ5及びＲ6、並びにＲ6及びＲ7が結合して環基を形成してもよく、Ｒ8〜Ｒ14は水素又は独立して選択される置換基を表すが、但し、Ｒ8及びＲ9、Ｒ9及びＲ10、Ｒ10及びＲ11、Ｒ11及びＲ12、Ｒ12及びＲ13、並びにＲ13及びＲ14が結合して環基を形成してもよく、Ｅは以下から選択される架橋基を表す。
【０１４５】
【化４３】
【０１４６】
式中、Ｒ及びＲ’は、水素又は独立して選択される置換基を表すが、但し、Ｒ及びＲ’が結合して環基を形成してもよい。
【０１４７】
リン光ドーパントとして使用するのに適切な望ましい四座Ｃ，Ｎ−シクロメタル化リン光材料の１つは、以下の式によって表される。
【０１４８】
【化４４】
【０１４９】
式中、Ｒ1〜Ｒ7は、水素又は独立して選択される置換基を表すが、但し、Ｒ1及びＲ2、Ｒ2及びＲ3、Ｒ3及びＲ4、Ｒ4及びＲ5、Ｒ5及びＲ6、並びにＲ6及びＲ7が結合して環基を形成してもよく、Ｒ8〜Ｒ14は、水素又は独立して選択される置換基を表し、ただし、Ｒ8及びＲ9、Ｒ9及びＲ10、Ｒ10及びＲ11、Ｒ11及びＲ12、Ｒ12及びＲ13、並びにＲ13及びＲ14が結合して環基を形成してもよく、Ｚ1〜Ｚ5は、水素又は独立して選択される置換基を表すが、但し、Ｚ1及びＺ2、Ｚ2及びＺ3、Ｚ3及びＺ4、並びにＺ4及びＺ5が結合して環基を形成してもよい。
【０１５０】
本発明に使用するのに適切な四座Ｃ，Ｎ−シクロメタル化配位子を有するリン光材料の具体例としては、下記に示される化合物（Ｍ−１）、（Ｍ−２）及び（Ｍ−３）が挙げられる。
【０１５１】
【化４５】
【０１５２】
四座Ｃ，Ｎ−シクロメタル化配位子を有するリン光材料は、四座Ｃ，Ｎ−シクロメタル化配位子を、氷酢酸等の適当な有機溶媒中でＫ2ＰｔＣｌ4等の所望の金属の塩と、四座Ｃ，Ｎ−シクロメタル化配位子を有するリン光材料が形成されるように反応させることにより合成することができる。テトラブチルアンモニウムクロリド等のテトラアルキルアンモニウム塩を相間移動触媒として用いて、反応を促進することができる。
【０１５３】
Ｃ，Ｎ−シクロメタル化配位子を含まない他のリン光材料が知られている。Ｐｔ（ＩＩ）、Ｉｒ（Ｉ）、及びＲｈ（Ｉ）のマレオニトリルジチオレートとのリン光錯体が報告されている（Johnsonら, J. Am. Chem. Soc.、第105巻、1795頁、1983年）。Ｒｅ（Ｉ）トリカルボニルジイミン錯体も強いリン光を発することが知られている（Wrighton and Morse, J. Am. Chem. Soc.、第96巻、998頁、1974年、Stufkens, Comments Inorg. Chem.、第13巻、359頁、1992年、Yam, Chem. Commun.、789頁、2001年）。シアノ配位子及びビピリジル配位子又はフェナントロリン配位子を含む配位子の組み合わせを含有するＯｓ（ＩＩ）錯体も、ポリマーＯＬＥＤにおいて実証されている（Maら, Synthetic Metals、第94巻、245頁、1998年）。
【０１５４】
２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィン白金（ＩＩ）等のポルフィリン錯体も有用なリン光ドーパントである。
【０１５５】
有用なリン光材料のさらに他の例としては、Ｔｂ3+及びＥｕ3+等の三価ランタニドの配位錯体が挙げられる（Kidoら, Chem. Lett.、657頁、1990年、J. Alloys and Compounds、第192巻、30頁、1993年、Jpn. J. Appl. Phys.、第35巻、L394、1996年及びAppl. Phys. Lett.、第65巻、2124頁、1994年）。
【０１５６】
リン光ＬＥＬ中のリン光ドーパントは、ＬＥＬの１体積％〜２０体積％の量で典型的に存在し、ＬＥＬの２体積％〜８体積％であるのが都合がよい。いくつかの実施形態では、１つ以上のホスト材料にリン光ドーパント（複数可）を加えてもよい。ホスト材料はさらに、ポリマーであってもよい。第１のリン光発光層中のリン光ドーパントは、緑色リン光材料及び赤色リン光材料から選択される。
【０１５７】
リン光ＬＥＬの厚さは、０．５ｎｍ超過、好ましくは１．０ｎｍ〜４０ｎｍの範囲内である。
【０１５８】
ｂ）蛍光発光層
「蛍光」という用語は、任意の発光材料を説明するために一般に使用されるが、本件においては、該用語は一重項励起状態から発光する材料を指す。蛍光材料は、リン光材料と同一の層、隣接する層、隣接する画素において、又は任意の組み合わせで使用され得る。本発明のリン光材料の性能に悪影響を与える材料を選択しないよう注意しなければならない。リン光材料と同一の層又は隣接する層における材料の濃度及び三重項エネルギーを、望ましくないリン光の消失を防ぐよう適切に設定すべきことが当業者には理解される。
【０１５９】
典型的には、蛍光ＬＥＬは、少なくとも１つのホスト及び少なくとも１つの蛍光ドーパントを含む。ホストは正孔輸送材料であっても、又は上記に規定されるリン光ドーパントに適切なホストのいずれかであっても、又は下記に規定される電子輸送材料であってもよい。
【０１６０】
ドーパントは、強い蛍光を発する染料、例えば、国際公開第９８／５５５６１号、国際公開第００／１８８５１号、国際公開第００／５７６７６号、及び国際公開第００／７０６５５号に記載されるような遷移金属錯体から典型的に選択される。
【０１６１】
有用な蛍光ドーパントとしては、アントラセン、テトラセン、キサンテン、ペリレン、フェニレンの誘導体、ジシアノメチレンピラン化合物、チオピラン化合物、ポリメチン化合物、ピリリウム化合物及びチアピリリウム化合物、アリールピレン化合物、アリーレンビニレン化合物、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）メタンホウ素化合物、ジスチリルベンゼン（distryrylbenzene）誘導体、ジスチリルビフェニル誘導体、ジスチリルアミン誘導体、並びにカルボスチリル化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
【０１６２】
いくつかの蛍光発光材料としては、アントラセン、テトラセン、キサンテン、ペリレン、ルブレン、クマリン、ローダミン、及びキナクリドンの誘導体、ジシアノメチレンピラン化合物、チオピラン化合物、ポリメチン化合物、ピリリウム化合物及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、（米国特許第５，１２１，０２９号に記載されるような）ビス（アジニル）メタン化合物、並びにカルボスチリル化合物が挙げられるが、これらに限定されない。有用な材料の実例としては、以下のものが挙げられるが、これらに限定されない。
【０１６３】
【化４６】
【化４７】
【化４８】
【化４９】
【化５０】
【化５１】
【０１６４】
好ましい蛍光青色ドーパントは、Chen, Shi及びTang, "Recent Developments in Molecular Organic Electroluminescent Materials," Macromol. Symp.、第125巻、1頁、1997年及びその中で引用される文献、Hung及びChen, "Recent Progress of Molecular Organic Electroluminescent Materials and Devices," Mat. Sci. and Eng. R39、143頁、2002年及びその中で引用される文献に見ることができる。
【０１６５】
特に好ましい種類の青色発光蛍光ドーパントは、ビス（アジニル）アミンボラン錯体として知られる式（Ｎ）によって表され、米国特許第６，６６１，０２３号に記載されている。
【０１６６】
【化５２】
【０１６７】
式中、Ａ及びＡ’は、少なくとも１つの窒素を含有する６員芳香環系に相当する独立したアジン環系を表し、各Ｘa及びＸbは、独立して選択される置換基であり、そのうちの２つがＡ又はＡ’と結合して縮合環を形成してもよく、ｍ及びｎは独立して０〜４であり、Ｚa及びＺbは独立して選択される置換基であり、且つ１、２、３、４、１’、２’、３’及び４’は炭素原子又は窒素原子のいずれかであるように独立して選択される。
【０１６８】
望ましくは、アジン環がキノリニル環又はイソキノリニル環のいずれかであって、１、２、３、４、１’、２’、３’及び４’が全て炭素であり、ｍ及びｎが２以上であり、且つＸa及びＸbが、結合して芳香環を形成する少なくとも２つの炭素置換基を表す。望ましくは、Ｚa及びＺbはフッ素原子である。
【０１６９】
好ましい実施形態は、２つの縮合環系がキノリン系又はイソキノリン系であり、アリール又は複素環置換基がフェニル基であり、結合して６−６縮合環を形成する少なくとも２つのＸa基及び２つのＸb基が存在し、この縮合環系がそれぞれ１位−２位、３位−４位、１’位−２’位、又は３’位−４’位で縮合し、縮合環の一方又は両方がフェニル基で置換され、且つドーパントが式（Ｎ−ａ）、式（Ｎ−ｂ）、又は式（Ｎ−ｃ）に示されるものであるデバイスを更に含む。
【０１７０】
【化５３】
【０１７１】
式中、各Ｘc、Ｘd、Ｘe、Ｘf、Ｘg及びＸhは、水素又は独立して選択される置換基であり、そのうちの１つがアリール基又は複素環基でなくてはならない。
【０１７２】
望ましくは、アジン環がキノリニル環又はイソキノリニル環のいずれかであって、１、２、３、４、１’、２’、３’及び４’が全て炭素であり、ｍ及びｎが２以上であり、且つＸa及びＸbが、結合して芳香環を形成する少なくとも２つの炭素置換基を表し、１つはアリール基又は置換アリール基である。望ましくは、Ｚa及びＺbはフッ素原子である。
【０１７３】
これらの中でも、化合物ＦＤ−５４が特に有用である。
【０１７４】
クマリンは、Tangらの米国特許第４，７６９，２９２号及び米国特許第６，０２０，０７８号に記載されているように、有用な種類の緑色発光ドーパントである。緑色ドーパント又は緑色発光材料は、０．０１重量％〜５０重量％でホスト材料にコーティングしてもよいが、典型的には０．０１％〜３０％、より典型的には０．０１重量％〜１５重量％でホスト材料にコーティングしてもよい。有用な緑色発光クマリンの例としては、Ｃ５４５Ｔ及びＣ５４５ＴＢが挙げられる。キナクリドンは、他の有用な種類の緑色発光ドーパントである。有用なキナクリドンは、米国特許第５，５９３，７８８号、特開平０９−１３０２６号、及び「緑色有機発光ダイオードを含むデバイス」と題されたLelia Cosimbescuによる２００２年６月２７日に出願された同一出願人による米国特許出願第１０／１８４，３５６号に記載されている。
【０１７５】
特に有用な緑色発光キナクリドンの例は、ＦＤ−７及びＦＤ−８である。
【０１７６】
下記式（Ｎ−ｄ）は、本発明に有用な他の種類の緑色発光ドーパントを表す。
【０１７７】
【化５４】
【０１７８】
式中、Ａ及びＡ’は、少なくとも１つの窒素を含有する６員芳香環系に相当する独立したアジン環系を表し、各Ｘa及びＸbは、独立して選択される置換基であり、そのうちの２つがＡ又はＡ’と結合して縮合環を形成してもよく、ｍ及びｎは独立して０〜４であり、ＹはＨ又は置換基であり、Ｚa及びＺbは独立して選択される置換基であり、且つ１、２、３、４、１’、２’、３’及び４’は炭素原子又は窒素原子のいずれかであるように独立して選択される。
【０１７９】
デバイスにおいて、１、２、３、４、１’、２’、３’及び４’は全て炭素原子であるのが都合がよい。デバイスは、結合して縮合環を形成する置換基を含有する環Ａ又は環Ａ’の少なくとも一方又は両方を望ましくは含有し得る。有用な１つの実施形態において、ハロゲン化物、並びにアルキル基、アリール基、アルコキシ基、及びアリールオキシ基を含む群から選択される少なくとも１つのＸa基又はＸb基が存在する。他の実施形態において、フッ素、並びにアルキル基、アリール基、アルコキシ基、及びアリールオキシ基を含む群から独立して選択されるＺa基及びＺb基が存在する。望ましい実施形態において、Ｚa及びＺbはＦである。Ｙは、適切には、水素、又はアルキル基、アリール基、若しくは複素環基等の置換基である。
【０１８０】
これらの化合物の発光波長は、目標色、すなわち緑色を達成するために、中心のビス（アジニル）メテンホウ素基の周囲を適切に置換することにより或る程度調整することができる。有用な材料のいくつかの例は、ＦＤ−５０、ＦＤ−５１及びＦＤ−５２である。
【０１８１】
ナフタセン及びその誘導体も有用な種類の発光ドーパントであり、安定剤としても使用することができる。これらのドーパント材料を０．０１重量％〜５０重量％でホスト材料にコーティングしてもよいが、典型的には０．０１％〜３０％、より典型的には０．０１重量％〜１５重量％でホスト材料にコーティングしてもよい。下記のナフタセン誘導体ＹＤ−１（ｔ−ＢｕＤＰＮ）は、安定剤として使用されるドーパント材料の例である。
【０１８２】
【化５５】
【０１８３】
この種類の材料のいくつかの例は、ドーパントだけでなくホスト材料としても適切である。例えば、米国特許第６，７７３，８３２号又は米国特許第６，７２０，０９２号を参照されたい。この材料の具体例はルブレン（ＦＤ−５）である。
【０１８４】
他の種類の有用なドーパントはペリレン誘導体である。例えば、米国特許第６，６８９，４９３号を参照されたい。具体例はＦＤ−４６である。
【０１８５】
８−ヒドロキシキノリン及び類似の誘導体の金属錯体（式Ｏ）は、エレクトロルミネッセンスを支持することが可能な、有用な非エレクトロルミネッセンスホスト化合物の１種を構成し、５００ｎｍより長い波長、例えば、緑色、黄色、橙色、及び赤色の発光に特に適切である。
【０１８６】
【化５６】
【０１８７】
式中、Ｍは金属を表し、ｎは１〜４の整数であり、且つＺはどの場合も、少なくとも２つの縮合芳香環を有する核を完成する原子を独立して表す。
【０１８８】
金属が一価、二価、三価、又は四価の金属であり得ることが上記から明らかである。金属は、例えば、リチウム、ナトリウム、若しくはカリウム等のアルカリ金属、マグネシウム若しくはカルシウム等のアルカリ土類金属、アルミニウム若しくはガリウム等の土類金属、又は亜鉛若しくはジルコニウム等の遷移金属であり得る。一般に、有用なキレート金属であることが知られる任意の一価、二価、三価、又は四価の金属を使用することができる。
【０１８９】
Ｚは、少なくとも２つの縮合芳香環（そのうち少なくとも１つはアゾール環又はアジン環である）を含有する複素環の核を完成させる。必要に応じて、追加の環（脂環及び芳香環の両方を含む）を、２つの所要の環と縮合させてもよい。機能が改善されることなく多量の分子が付加され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。
【０１９０】
有用なキレート化オキシノイド化合物の例は以下：
Ｏ−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）］
Ｏ−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）］
Ｏ−３：ビス［ベンゾ｛ｆ｝−８−キノリノラト］亜鉛（ＩＩ）
Ｏ−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）
Ｏ−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］
Ｏ−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）］
Ｏ−７：リチウムオキシン［別名、（８−キノリノラト）リチウム（Ｉ）］
Ｏ−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）］
Ｏ−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）］
Ｏ−１０：ビス（２−メチル−８−キノリナト）−４−フェニルフェノラトアルミニウム（ＩＩＩ）
である。
【０１９１】
適切なアントラセンホスト材料は上記した通りである。２つ以上の発光層が存在する場合、式（Ｐ）に従うアントラセン誘導体は、追加のＬＥＬに有用なホスト材料であり得る。
【０１９２】
【化５７】
【０１９３】
式中、Ｒ1〜Ｒ10は、水素、１個〜２４個の炭素原子を有するアルキル基又は６個〜２４個の炭素原子を有する芳香族基から独立して選択される。特に好ましいのは、Ｒ1及びＲ6がフェニル、ビフェニル、又はナフチル（napthyl）であり、Ｒ3がフェニル、置換フェニル、又はナフチル（napthyl）であり、Ｒ2、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ7〜Ｒ10が全て水素である化合物である。かかるアントラセンホストは、優れた電子輸送特性を有することが知られている。
【０１９４】
９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセンの誘導体が特に望ましい。具体例としては、９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセン（ＡＤＮ）及び２−ｔ−ブチル−９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセン（ＴＢＡＤＮ）が挙げられる。米国特許第５，９２７，２４７号に記載されるようなジフェニルアントラセン及びその誘導体等の他のアントラセン誘導体が、ＬＥＬにおける非エレクトロルミネッセンス化合物として有用であり得る。米国特許第５，１２１，０２９号及び特開平０８−３３３５６９号に記載されるようなスチリルアリーレン誘導体も、有用な非エレクトロルミネッセンス材料である。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、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルエテニル）−１，１’−ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）、及び欧州特許第６８１，０１９号に記載されるようなフェニルアントラセン誘導体は、有用な非エレクトロルミネッセンス材料である。
【０１９５】
適切なアントラセンのいくつかの具体例は以下である。
【０１９６】
【化５８】
【化５９】
【０１９７】
＜スペーサ層＞
スペーサ層が存在する場合、スペーサ層はＬＥＬと直接接触させて配置される。スペーサ層は、アノード若しくはカソードのいずれかの上に配置してもよく、又はさらにはＬＥＬの両側に配置してもよい。スペーサ層は、典型的には、いかなる発光ドーパントをも含有しない。１つ以上の材料を使用してもよく、材料は上記で規定されるような正孔輸送材料、又は下記に規定されるような電子輸送材料のいずれかであり得る。リン光ＬＥＬの隣に配置した場合、スペーサ層中の材料は、ＬＥＬ中のリン光ドーパントの三重項エネルギーより高い三重項エネルギーを有しなくてはならない。最も望ましくは、スペーサ層中の材料は、隣接するＬＥＬにおいてホストとして使用されるものと同一である。したがって、記載されるいずれのホスト材料もスペーサ層に使用する上でも適切である。スペーサ層は、薄くなくてはならず、少なくとも０．１ｎｍ、しかし好ましくは１．０ｎｍ〜２０ｎｍの範囲内である。
【０１９８】
＜正孔ブロック層（ＨＢＬ）＞
リン光エミッタを含有するＬＥＬが存在する場合、励起子及び再結合現象をＬＥＬに留めるのを助けるために、正孔ブロック層１３５を電子輸送層１３６と発光層１３４との間に配置するのが望ましい。この場合、共通ホスト（co-hosts）から正孔ブロック層への正孔の移動に対するエネルギー障壁がなくてはならず、一方で電子が正孔ブロック層から共通ホスト材料及びリン光エミッタを含む発光層へと容易に受け渡される必要がある。さらに、正孔ブロック材料の三重項エネルギーがリン光材料の三重項エネルギーより大きいことが望ましい。適切な正孔ブロック材料は、国際公開第００／７０６５５号、国際公開第０１／４１５１２号、及び国際公開第０１／９３６４２号に記載されている。有用な正孔ブロック材料の２つの例は、バトクプロイン（ＢＣＰ）及びビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（ＢＡｌｑ）である。米国特許出願公開第２００３／００６８５２８号に記載されるように、ＢＡｌｑ以外の金属錯体も正孔及び励起子をブロックすることが知られている。正孔ブロック層を使用する場合、その厚さは２ｎｍ〜１００ｎｍの間、適切には５ｎｍ〜１０ｎｍの間であり得る。
【０１９９】
＜電子輸送層＞
望ましい電子輸送材料は上記した通りである。ＥＴＬに使用するのに適切であると知られている他の電子輸送材料としては、キレート化オキシノイド化合物、アントラセン誘導体、ピリジン系材料、イミダゾール、オキサゾール、チアゾール及びこれらの誘導体、ポリベンゾビスアゾール、シアノ含有ポリマー、及び過フッ化材料が挙げられるが、これらに限定されない。他の電子輸送材料としては、米国特許第４，３５６，４２９号に開示されているような様々なブタジエン誘導体、及び米国特許第４，５３９，５０７号に記載されるような様々な複素環光学的増白剤が挙げられる。
【０２００】
好ましい種類のベンザゾールは、米国特許第５，６４５，９４８号及び米国特許第５，７６６，７７９号においてShiらにより説明されている。かかる化合物は構造式（Ｑ）により表される。
【０２０１】
【化６０】
【０２０２】
式（Ｑ）において、ｎは２〜８から選択され、ｉは１〜５から選択され、Ｚは独立してＯ、ＮＲ、又はＳであり、Ｒは個々に、水素、１個〜２４個の炭素原子を有するアルキル（例えば、プロピル、ｔ−ブチル、ヘプチル等）、５個〜２０個の炭素原子を有するアリール若しくはヘテロ原子置換アリール（例えば、フェニル、及びナフチル、フリル、チエニル、ピリジル、キノリニル、及び他の複素環系）、又はクロロ、フルオロ等のハロゲン、又は縮合芳香環を完成するのに必要な原子であり、Ｘは、炭素、アルキル、アリール、置換アルキル、又は置換アリールから成る結合単位であり、共役的又は非共役的に複数のベンザゾールを結合する。
【０２０３】
有用なベンザゾールの例は、下記に示す式（Ｑ−１）によって表される２，２’，２’’−（１，３，５−フェニレン）トリス［１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール］（ＴＰＢＩ）である。
【０２０４】
【化６１】
【０２０５】
他の適切な種類の電子輸送材料としては、式（Ｒ）によって表されるような様々な置換フェナントロリンが挙げられる。
【０２０６】
【化６２】
【０２０７】
式（Ｒ）において、Ｒ1〜Ｒ8は独立して、水素、アルキル基、アリール基又は置換アリール基であり、Ｒ1〜Ｒ8のうち少なくとも１つはアリール基又は置換アリール基である。
【０２０８】
ＥＩＬに有用なフェナントロリンの具体例は、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−フェナントロリン（ＢＣＰ）（式（Ｒ−１）を参照）及び４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（Ｂｐｈｅｎ）（式（Ｒ−２）を参照）である。
【０２０９】
【化６３】
【０２１０】
電子輸送材料として機能する適切なトリアリールボランは、化学式（Ｓ）を有する化合物から選択され得る。
【０２１１】
【化６４】
【０２１２】
式中、Ａｒ1〜Ａｒ3は独立して、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環式（hydrocarbocyclic）基又は芳香族複素環基である。上記構造を有する化合物は、式（Ｓ−１）から選択されることが好ましい。
【０２１３】
【化６５】
【０２１４】
式中、Ｒ1〜Ｒ15は独立して、水素、フルオロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、スルホニル基、アルキル基、アリール基又は置換アリール基である。
【０２１５】
トリアリールボランの具体的な実施態様としては以下が挙げられる。
【０２１６】
【化６６】
【０２１７】
電子輸送材料は、式（Ｔ）の置換１，３，４−オキサジアゾールからも選択され得る。
【０２１８】
【化６７】
【０２１９】
式中、Ｒ1及びＲ2は個々に、水素、１個〜２４個の炭素原子を有するアルキル（例えば、プロピル、ｔ−ブチル、ヘプチル等）、５個〜２０個の炭素原子を有するアリール又はヘテロ原子置換アリール（例えば、フェニル、及びナフチル、フリル、チエニル、ピリジル、キノリニル、及び他の複素環系）、又はクロロ、フルオロ等のハロゲン、又は縮合芳香環を完成するのに必要な原子である。
【０２２０】
有用な置換オキサジアゾールの例は以下である。
【０２２１】
【化６８】
【０２２２】
電子輸送材料は、式（Ｕ）に従う置換１，２，４−トリアゾールからも選択され得る。
【０２２３】
【化６９】
【０２２４】
式中、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は独立して、水素、アルキル基、アリール基又は置換アリール基であり、Ｒ1〜Ｒ3のうち少なくとも１つはアリール基又は置換アリール基である。有用なトリアゾールの例は、式（Ｕ−１）によって表される３−フェニル−４−（１−ナフチル）−５−フェニル−１，２，４−トリアゾールである。
【０２２５】
【化７０】
【０２２６】
電子輸送材料は、置換１，３，５−トリアジンからも選択され得る。適切な材料の例は：
２，４，６−トリス（ジフェニルアミノ）−１，３，５−トリアジン、
２，４，６−トリカルバゾロ−１，３，５−トリアジン、
２，４，６−トリス（Ｎ−フェニル−２−ナフチルアミノ）−１，３，５−トリアジン、
２，４，６−トリス（Ｎ−フェニル−１−ナフチルアミノ）−１，３，５−トリアジン、
４，４’，６，６’−テトラフェニル−２，２’−ビ−１，３，５−トリアジン、
２，４，６−トリス（［１，１’：３’，１’’−ターフェニル］−５’−イル）−１，３，５−トリアジン
である。
【０２２７】
また、ＬＥＬ中のホスト材料として有用な式（Ｏ）のオキシン自体のキレートを含む金属キレート化オキシノイド化合物（一般に、８−キノリノール又は８−ヒドロキシキノリンとも称される）のいずれかも、ＥＴＬに使用するのに適切である。
【０２２８】
高い三重項エネルギーを有するいくつかの金属キレート化オキシノイド化合物が、電子輸送材料として特に有用であり得る。高い三重項エネルギー準位を有する特に有用なアルミニウム又はガリウム錯体ホスト材料は、式（Ｗ）によって表される。
【０２２９】
【化７１】
【０２３０】
式（Ｗ）において、Ｍ1はＡｌ又はＧａを表す。Ｒ2〜Ｒ7は水素又は独立して選択される置換基を表す。望ましくは、Ｒ2は電子供与基を表す。適切には、Ｒ3及びＲ4は各々独立して、水素又は電子供与置換基を表す。好ましい電子供与基は、メチル等のアルキルである。好ましくは、Ｒ5、Ｒ6及びＲ7は各々独立して、水素又は電子求引基を表す。隣接する置換基Ｒ2〜Ｒ7は、結合して環基を形成してもよい。Ｌは、酸素によりアルミニウムに連結した芳香族部分であり、Ｌが６個〜３０個の炭素原子を有するように置換基で置換されていてもよい。
【０２３１】
ＥＴＬに使用する有用なキレート化オキシノイド化合物の例は、アルミニウム（ＩＩＩ）ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリン）−４−フェニルフェノラート［別名、Ｂａｌｑ］である。
【０２３２】
ＬＥＬ中のホスト材料として有用な式（Ｐ）に従うアントラセン誘導体と同一のものを、同様にＥＴＬにおいて使用してもよい。
【０２３３】
ＥＴＬの厚さは、典型的に５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内、好ましくは１０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲内である。
【０２３４】
＜電子注入層＞
ＥＩＬは、ホストとして少なくとも１つの電子輸送材料、及び少なくとも１つのｎ型ドーパントを含有するｎ型ドープ層であり得る。ドーパントは、電荷移動によってホストを還元することが可能である。「ｎ型ドープ層」という用語は、この層がドープ後に半導体特性を有し、この層を流れる電流が電子によって実質的に搬送されることを意味する。
【０２３５】
ＥＩＬにおけるホストは、電子の注入及び電子の輸送を支持することが可能な電子輸送材料であり得る。電子輸送材料は、上記で規定されるようなＥＴＬ領域に使用する電子輸送材料から選択することができる。
【０２３６】
ｎ型ドープＥＩＬ中のｎ型ドーパントは、アルカリ金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、若しくはアルカリ土類金属化合物、又はそれらの組み合わせから選択することができる。「金属化合物」という用語は、有機金属錯体、金属有機塩、及び金属無機塩、金属酸化物、及び金属ハロゲン化物を包含する。この種類の金属含有ｎ型ドーパントのうち、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、又はＹｂ、及びこれらの化合物が特に有用である。ｎ型ドープＥＩＬにおいてｎ型ドーパントとして使用される材料には、強い電子供与特性を有する有機還元剤も含まれる。「強い電子供与特性」とは、有機ドーパントが少なくともいくつかの電子電荷をホストに供与して、ホストと共に電荷移動錯体を形成可能であることを意味する。有機分子の非限定的な例として、ビス（エチレンジチオ）−テトラチアフルバレン（ＢＥＤＴ−ＴＴＦ）、テトラチアフルバレン（ＴＴＦ）、及びこれらの誘導体が挙げられる。高分子ホストの場合、ドーパントは上記のいずれかであるか、又は微量成分として分子状に分散した材料若しくはホストと共重合した材料でもある。好ましくは、ｎ型ドープＥＩＬ中のｎ型ドーパントは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、若しくはＹｂ、又はそれらの組み合わせを含む。ｎ型ドープ濃度は、この層の０．０１体積％〜２０体積％の範囲内であるのが好ましい。
【０２３７】
一実施形態において、電子注入層は、金属をドープしたフェナントロリン誘導体を含有する。適切な金属としては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、又はＹｂが挙げられ、リチウムが最も好ましい。この用途における適切な置換フェナントロリンとしては、上記したような、式（Ｒ）に従うものが挙げられる。
【０２３８】
ＥＴＬの厚さは、しばしば５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内、及び典型的には１０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲内である。
【０２３９】
＜カソード＞
アノードのみを通して発光を見る場合には、カソード１４０は、ほぼ任意の導電性材料を含む。望ましい材料は、下にある有機層との効果的な接触を確実にする有効な膜形成特性を有し、低電圧で電子の注入を促進し、有効な安定性を有する。有用なカソード材料は、仕事関数が小さな金属又は合金（４．０ｅＶ未満）を含有することが多い。好ましいカソード材料の１つは、米国特許第４，８８５，２２１号に記載されるようなＭｇ：Ａｇ合金を含む。他の適切な種類のカソード材料としては、有機層（例えば、有機ＥＩＬ又はＥＴＬ）に接触する薄い無機ＥＩＬを含み、より厚い導電性金属層で覆われる二重層が挙げられる。ここで、無機ＥＩＬは、仕事関数が小さな金属又は金属塩を含んでいることが好ましく、そのような場合には、より厚い被覆層が小さな仕事関数を有する必要はない。かかるカソードの１つは、米国特許第５，６７７，５７２号に記載されているように、ＬｉＦの薄層と、その上に載るより厚いＡｌ層を含む。他の有用なカソード材料の組としては、米国特許第５，０５９，８６１号、同第５，０５９，８６２号、及び同第６，１４０，７６３号に開示されているものが挙げられるが、これらに限定されない。
【０２４０】
カソードを通して発光を見る場合、カソード１４０は透明であるか、又はほぼ透明である必要がある。かかる用途のためには、金属が薄いか、又は透明な導電性酸化物を使用するか、又はこのような材料を含んでいる必要がある。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、同第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号、同第６，２７８，２３６号、同第６，２８４，３９３号、及び欧州特許第１０７６３６８号により詳細に記載されている。カソード材料は、熱蒸着、電子ビーム蒸着、イオンスパッタリング、又は化学蒸着によって典型的に堆積される。必要に応じて、多くの既知の方法（スルーマスク蒸着、米国特許第５，２７６，３８０号及び欧州特許第０７３２８６８号に記載されるような一体化シャドーマスキング（integral shadow masking）、レーザーアブレーション、及び選択的化学蒸着が挙げられるが、これらに限定されない）によってパターニングを行なう。
【０２４１】
ＥＩＬの厚さは、典型的に２０ｎｍ未満、及び好ましくは１０ｎｍ以下の範囲内である。
【０２４２】
＜基板＞
ＯＬＥＤ１００は、支持基板１１０上に典型的に設けられるが、ここでアノード１２０又はカソード１４０のいずれかが基板と接触していてもよい。基板と接触する電極は。便宜上、底面電極と称される。通常、底面電極はアノード１２０であるが、本発明はその構成に限定されない。基板は、意図される発光の方向に応じて光透過性であっても、又は不透明であってもよい。基板を通してＥＬ発光を見るには光透過性が望ましい。このような場合には、透明なガラス又はプラスチックが一般に使用される。基板は複数の材料層を備える複雑な構造であってもよい。これは典型的には、ＯＬＥＤ層の下側にＴＦＴが設けられるアクティブマトリックス基板の場合に当てはまる。基板は、少なくとも発光画素化領域において、概ね透明な材料（ガラス又はポリマー等）を含むことがさらに必要とされる。ＥＬ発光を上部電極を通して見る用途においては、底面支持体の光透過性は重要ではなく、したがって支持体は光透過性であっても、光吸収性であっても、又は光反射性であってもよい。この場合に使用される基板としては、ガラス、プラスチック、半導体材料（ケイ素、セラミックス等）、及び回路基板が挙げられるが、これらに限定されない。この場合もやはり、基板は、アクティブマトリクスＴＦＴ設計において見られるような複数の材料層を備える複雑な構造であってもよい。これらのデバイス構成においては、光透明性の上部電極を設けることが必要とされる。
【０２４３】
＜有機層の堆積＞
上記の有機材料は、昇華によって適切に堆積されるが、膜の形成を改善するために任意で結合剤を用いて溶媒から堆積させることもできる。材料がポリマーである場合には、溶媒堆積が通常は好ましい。昇華によって堆積させる材料は、例えば、米国特許第６，２３７，５２９号に記載されるように、タンタル材料で構成されることの多い昇華「ボート」（sublimator "boat"）から蒸発させるか、又は最初にドナーシートにコーティングし、次いで基板のより近くで昇華させることができる。材料の混合物を含む層では、別個の昇華ボートを用いるか、又は材料を予め混合し、単一のボート若しくはドナーシートからコーティングすることができる。パターニング堆積は、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限定された染料熱転写（米国特許第５，８５１，７０９号及び米国特許第６，０６６，３５７号）、インクジェット法（米国特許第６，０６６，３５７号）を利用して実現することができる。
【０２４４】
ＯＬＥＤを作製する上で有用な有機材料、例えば有機正孔輸送材料、有機エレクトロルミネッセンス成分をドープした有機発光材料は、分子結合力の比較的弱い比較的複雑な分子構造を有するため、物理的蒸着中に有機材料（複数可）の分解が回避されるよう注意を払う必要がある。上述の有機材料は、比較的高い純度で合成され、粉末、フレーク、又は顆粒の形態で提供される。これまで、かかる粉末又はフレークは、物理的蒸着源に入れて使用されてきたが、この物理的蒸着源には、有機材料の昇華又は気化により蒸気を形成させ、基板上で蒸気を凝縮させて基板上に有機層を設けるために熱が加えられる。
【０２４５】
有機粉末、フレーク又は顆粒を物理的蒸着において使用する際にいくつかの問題が見られていたが、これは、これらの粉末、フレーク、又は顆粒の取り扱いが困難であるということである。これらの有機材料は、比較的低い物理的密度を一般に有し、特に１０-6トールにまで減圧されるチャンバ内に配置される物理的蒸着源に入れる際に、望ましくない低い熱伝導率を有する。このため、粉末粒子、フレーク、又は顆粒は、加熱源からの放射加熱、及び加熱源の加熱表面と直接接触した粒子又はフレークの伝導加熱によってしか加熱されない。加熱源の加熱表面と接触していない粉末粒子、フレーク、又は顆粒は、粒子間接触面積が比較的小さいことから、伝導加熱では効果的に加熱されない。これは物理的蒸着源におけるかかる有機材料の不均一な加熱をもたらし得る。したがって、結果として不均一な蒸着有機層が基板上に形成される可能性がある。
【０２４６】
これらの有機粉末は固結して固体ペレットとすることができる。昇華性有機材料粉末の混合物から固結して固体ペレットとなるこれらの固体ペレットは、取り扱いがより容易である。有機粉末の固体ペレットへの固結は、比較的単純な器具を用いて行なうことができる。１つ以上の非発光性の有機非エレクトロルミネッセンス成分材料、又は発光エレクトロルミネッセンス成分材料、又は非エレクトロルミネッセンス成分材料及びエレクトロルミネッセンス成分材料の混合物を含む混合物から形成される固体ペレットは、有機層を作製するために物理的蒸着源に入れることができる。かかる固結ペレットは、物理的蒸着装置において使用することができる。
【０２４７】
１つの態様において、本発明は、有機材料の圧縮ペレットから、ＯＬＥＤの一部を形成する有機層を基板上に作製する方法を提供する。
【０２４８】
本発明の材料を堆積させる好ましい方法の１つは、米国特許出願公開第２００４／０２５５８５７号及び米国特許第７，２８８，２８６号に記載されているが、この場合、本発明の材料の各々を蒸発させるために異なる蒸発源（source evaporators）が使用される。第２の好ましい方法は、温度制御された材料供給経路に沿って材料が計量供給される（metered）フラッシュ蒸発を利用する。このような好ましい方法は、以下の同一出願人の特許公報及び公開公報：米国特許第７，２３２，５８８号、同第７，２３８，３８９号、同第７，２８８，２８５号、同第７，２８８，２８６号、同第７，１６５，３４０号及び米国特許出願公開第２００６／０１７７５号に記載されている。この第２の方法を用いる場合、各々の材料を異なる蒸発源を用いて蒸発させても、又は固体材料を混合した後に、同一の蒸発源を用いて蒸発させてもよい。
【０２４９】
＜封止＞
大抵のＯＬＥＤデバイスは、水分及び／又は酸素に敏感であるため、一般に不活性雰囲気（例えば、窒素又はアルゴン）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、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、金属硫酸塩、又は金属ハロゲン化物及び金属過塩素酸塩）と共に密封される。封止及び乾燥のための方法としては、米国特許第６，２２６，８９０号に記載される方法が挙げられるが、これに限定されない。
【０２５０】
＜ＯＬＥＤデバイスの設計基準＞
フルカラーディスプレイに対しては、ＬＥＬの画素化が必要とされ得る。このＬＥＬの画素化堆積は、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限定された染料熱転写、米国特許第５，６８８，５５１号、同第５，８５１，７０９号、及び同第６，０６６，３５７号、並びにインクジェット法、米国特許第６，０６６，３５７号を用いて行なわれる。
【０２５１】
本発明のＯＬＥＤデバイスでは、必要なら、その特性を向上させるために、既知の様々な光学的効果を利用することができる。これには、層の厚さを最適化して光の透過を最大にすること、誘電体ミラー構造を設けること、反射性電極の代わりに光吸収性電極にすること、グレア防止用若しくは反射防止用コーティングをディスプレイ上に設けること、偏光媒体をディスプレイ上に設けること、又は色フィルタ、減光フィルタ、若しくは色変換フィルタをディスプレイ上に設けること等がある。フィルタ、偏光板、及びグレア防止用又は反射防止用コーティングは、カバーの上に、又はカバーの一部として特に設けることができる。
【０２５２】
本発明の実施形態により、良好な輝度効率、良好な動作安定性を有し、且つ駆動電圧を低減したＥＬデバイスが提供され得る。本発明の実施形態は、デバイスの寿命期間にわたって電圧増大を抑えることもでき、高い再現性をもって作製することができ、良好な光効率を一貫してもたらす。さらに実施形態は、広範囲の発光色調、特に短青色発光を提供することができる。本発明の実施形態では、電力消費（consumption requirements）がより少ないため、電池と共に使用する場合、電池寿命を延長することができる。
【０２５３】
本発明及びその利点を以下の具体例によりさらに説明する。「パーセンテージ」又は「パーセント」という用語、及び「％」という記号は、本発明の層及びデバイスの他の構成要素中の全材料における、特定の第１の化合物又は第２の化合物の体積パーセント（又は薄膜厚モニターで測定した厚さの比率）を表す。１種より多い第２の化合物が存在する場合には、第２の化合物の総体積を、本発明の層中の全材料におけるパーセンテージとして表すこともできる。
【実施例】
【０２５４】
＜代表的な合成例：Ｉｎｖ−３の作製＞
Ｉｎｖ−３を、以下に記載されるスキーム１に概説されるようにして合成した。
【０２５５】
【化７２】
【０２５６】
＜中間体２：２，２’−メチレンビス（５−クロロベンゾチアゾール）の作製＞
８０％のエチレングリコール溶液２５ｍＬを窒素散布で５分間脱ガスした。これに、７．３５ｇの５−クロロベンゾチアゾール（化合物１）を添加した。得られた混合物をさらに５分間脱ガスした後、正の窒素雰囲気下に置いた。第２の８０％のエチレングリコール溶液２５ｍＬを窒素散布で５分間脱ガスした。この第２溶液に、１１．２ｇの水酸化カリウムを添加した。得られた溶液をさらに５分間脱ガスした。この水酸化カリウム溶液をベンゾチアゾール混合物に添加した。正の窒素雰囲気中で、反応フラスコをオイルバスで加熱し、１１５℃まで加熱した。反応混合物を一晩撹拌した。朝に、脱ガスされた１２ｇの酢酸を添加することによって反応物を中和して５．５〜６．０のｐＨを達成した後、１．１９ｇのマロノニトリルを添加し、次いで脱ガスされた４５ｍＬのエタノールを添加した。濃厚スラリーを１００℃で３時間加熱した後、周囲温度まで冷却した。ろ過によって固体を採集し、水、メタノール及びリグロインで洗浄した。乾燥させた後、６．３７ｇの生成物が得られた。1Ｈ ＮＭＲスペクトルの分析は、所望の生成物が得られたことを示した。高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）分析は、生成物が一成分だけを有することを示した。
【０２５７】
＜中間体３：ジフルオロ［［２，２’−メチレンビス［５−クロロベンゾチアソール］］（１−）−Ｎ，Ｎ’−］ホウ素の作製＞
６．３ｇの２，２’−メチレンビス（５−クロロベンゾチアゾール）、１１．４ｍＬの三フッ化ホウ素及び３０ｍＬの無水アセトニトリルを圧力管に添加した。この管を密封し、オイルバス中に置いた。濃厚混合物中に鮮やかな黄色の固体が観察された。この混合物を一晩加熱しながら撹拌した。ＴＬＣの分析は、出発原料が残存していることを示した。反応を４０ｍＬの無水アセトニトリルで希釈し、オイルバス中で３時間加熱した。得られた混合物を冷却した後、撹拌しながら３５０ｍＬの冷水に注ぎ入れた。ｐＨが８〜９に到達するまで水酸化ナトリウム溶液（１０％）を添加した。ろ過によって鮮やかな黄色の固体を採集し、水、メタノールで洗浄した後、ジイソプロピルエーテルで洗浄した。乾燥させた後、６．８６ｇの生成物が得られた。1Ｈ ＮＭＲスペクトルの分析は、所望の生成物が得られたことを示した。ＨＰＬＣ分析は、生成物が一成分だけを有することを示した。
【０２５８】
＜Ｉｎｖ−３：ジフルオロ［［２，２’−メチレンビス［５−メシチルベンゾチアゾール］］（１−）−Ｎ，Ｎ’］ホウ素の作製＞
連続的に窒素掃引しながら、連続して、０．６ｇのジフルオロ［［２，２’−メチレンビス［５−クロロベンゾチアゾール］］（１−）−Ｎ，Ｎ’］ホウ素、０．７４ｇのメシチルボロン酸、脱ガスされた５ｍＬのトルエン、０．０２０２ｇの酢酸パラジウム、０．０７４ｇのＳ−ＰＨＯＳ（２−ジシクロへキシルホスフィノ−２’，６’−ジメトキシビフェニル）、及び最後に１．７２ｇのリン酸カリウム１水和物を窒素充填圧力管に添加した。この管を密封し、６５℃に加熱されるサーモスタット制御下のオイルバス中に一晩置いた。次いで、反応混合物をガラス繊維紙（ＧＦ／Ｆ）上のセライトパットでろ過した。セライトケーキを熱トルエンで洗浄した。溶媒を蒸発させることによってろ液を濃縮した後、粗生成物を沸騰酢酸エチル中に懸濁させた。ろ過によって鮮やかな黄色の固体が採集され、ＨＰＬＣによって分析したところ１００％の一成分だけであった。前と同じように、ろ液を濃縮し、残渣を沸騰酢酸エチルで処理して、２回目の生成物を得た。２回目に得られたものをＨＰＬＣ分析したところ９９．５％の純度であった。得られた生成物を合わせたものは０．６４ｇであった。窒素ガス流下、２０４〜２５０℃で、生成物を昇華器内で昇華させ、０．５６ｇのＩｎｖ−３を得た。1Ｈ ＮＭＲスペクトル及び質量スペクトル（ＭＳ）の分析は、所望の生成物が得られたことを示した。ＨＰＬＣ分析は、生成物が一成分だけを含有することを示した。
【０２５９】
＜例２：溶液のスペクトル（solutions spectra）＞
吸収スペクトル及び発光スペクトルは、代表的な本発明のホウ素錯体及び比較のホウ素錯体が１０-5〜１０-6Ｍの濃度である酢酸エチル溶液中で室温にて得られる。表１は、吸収が最大である波長（λｍａｘ）及び発光が最大である波長（Ｅｍａｘ）を記載する。量子収量（Φ）は、放出された光子と吸収された光子との比として定義され、各錯体について測定し、表１に報告する。蛍光の手順は当業者に周知である（例えば、C. A. Parker及びW. T. Rees、Analyst、第85巻、587頁、1960年を参照）。比較のホウ素錯体は以下に記載される。
【０２６０】
【化７３】
【化７４】
【化７５】
【０２６１】
【表１】
【０２６２】
表１から、本発明の化合物（Ｉｎｖ−１、Ｉｎｖ−３及びＩｎｖ−４）は、良好な量子収量を有し且つ望ましい波長で発光するということが分かる。一実施形態において、４２５〜４３５ｎｍの範囲に溶解発光（solution emission）を有する錯体は、その錯体をＥＬデバイスに包含させる場合、良好な短青色を得るために望ましい。
【０２６３】
ホウ素錯体化句の一部として過剰な数の縮合環を有する比較化合物（Ｃ−４、Ｃ−５、Ｃ−６、Ｃ−７及びＣ−８）は、望ましい波長で発光を提供する（例えばＣ−５は４３０ｎｍで発光する）が、非常に低い量子収量を有するということも表１から分かる。なお、Ｃ−２及びＣ−３は、背部の環置換基を含有しない化合物であり、これらは、良好な量子収量を有するものの、望ましい短青色発光に対して短すぎる（Ｃ−３）か又は濃すぎる（Ｃ−２）発光を提供する。
【０２６４】
化合物Ｃ−９は、２つの６員芳香族複素環の窒素に結合したホウ素の例である。この化合物は、良好な量子収量を提供するが、良好な短青色を提供するにはその発光波長が濃すぎる（４４０ｎｍ）。
【０２６５】
Ｃ−１は、高い溶解量子収量（solution quantum yield）及び適切なＥｍａｘの両方を提供するが、下記例５及び６に記載されるように、ＥＬデバイスに組み込んだ場合、この錯体は、高い効率で短青色を生成するデバイスを提供しない。
【０２６６】
＜例３：デバイス３．１〜３．１２の作製＞
一連のＯＬＥＤデバイス（３．１〜３．１２）を以下の方法で組み立てた。
１．２６〜２７ｎｍのインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）の層でコーティングしたガラス基板をアノードとして、順に、市販の洗剤中で超音波処理し、脱イオン水でリンスし、約１分間酸素プラズマに曝露した。
２．米国特許第６，２０８，０７５号に記載されるような、１０秒のＣＨＦ3のプラズマ支援堆積によって、ＩＴＯ上にフッ化炭素（ＣＦx）第１正孔注入層（ＨＩＬ１）を堆積させた。
３．１０ｎｍのＨＩＭ−１に相当する第２正孔注入層（ＨＩＬ２）を、ＨＩＬ１上に堆積させた。
４．次に、正孔輸送材料４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＢ）の層を、８５．０ｎｍの厚さに堆積させた。
５．次に、表２に示すようなアントラセン材料及び同様に表２に示すようなＩｎｖ−４又はＣ−９のホウ素錯体に相当する２０ｎｍの発光層（ＬＥＬ）を堆積させた。ホウ素錯体のレベルは表２にＬＥＬの体積％として示しており、ＬＥＬの残りの体積％はアントラセン材料に相当する。
６．アントラセンＰ−１及びＡＭ−２の混合物（５０／５０）に相当する電子輸送層（ＥＴＬ）を、厚さ３１．５ｎｍでＬＥＬ上に真空堆積させた。
７．次に、ＡＭ−１に相当する電子注入層（ＥＩＬ）を、厚さ３．５ｎｍでＥＴＬ上に真空堆積させた。
８．最後に、１００ｎｍのアルミニウムの層をＥＩＬ上に堆積させて、カソードを形成した。
【０２６７】
上記の手順によってＥＬデバイスの堆積が完了した。次に、デバイスを周囲環境から保護するため、乾燥グローブボックス中で密封包装した。
【０２６８】
このように形成したデバイスを、２０ｍＡ／ｃｍ2の動作電流で効率（効率、Ｗ／Ａ）について試験し、その結果を表２に報告する。デバイスの効率は、入力電流１アンペア当たりのデバイスにより生成される放射束（ワット単位）であり、ここで放射束は、単位時間当たりのデバイスから生成される光エネルギーである。各デバイスにより生成される光の色は、ＣＩＥx、ＣＩＥy（Commission Internationale de L'Eclairage）座標で表２に示す。
【０２６９】
【化７６】
【化７７】
【０２７０】
【表２】
【０２７１】
表２から分かるように、ホウ素錯体Ｉｎｖ−４と９，１０−ジアリールアントラセン（Ａｎ−２又はＡｎ−４）との組み合わせを含むデバイス３．１〜３．６は、高い輝度及び低い電圧に加えて、０．１０未満のＣＩＥy座標に相当する短青色を提供する。Ｉｎｖ−４がアントラセンＰ−１（２位に芳香族置換基を有する）と組み合わせて用いられる場合、生成される光は、約０．１５にシフトしたＣＩＥy座標を有し、短青色発光が得られない（デバイス３．７〜３．９）。同様に、比較のホウ素錯体Ｃ−９をアントラセンＡｎ−４と組み合わせた場合（デバイス３．１０〜３．１２）、デバイスは短青色を有する光を発しない。
【０２７２】
＜例４：デバイス４．１〜４．１２の作製＞
一連のＯＬＥＤデバイス（４．１〜４．１２）を以下の方法で組み立てた。
１．２６〜２７ｎｍのインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）の層でコーティングしたガラス基板をアノードとして、順に、市販の洗剤中で超音波処理し、脱イオン水でリンスし、約１分間酸素プラズマに曝露した。
２．米国特許第６，２０８，０７５号に記載されるような、１０秒のＣＨＦ3のプラズマ支援堆積によって、ＩＴＯ上にフッ化炭素（ＣＦx）第１正孔注入層（ＨＩＬ１）を堆積させた。
３．１０ｎｍのＨＩＭ−１に相当する第２正孔注入層（ＨＩＬ２）を、ＨＩＬ１上に堆積させた。
４．次に、正孔輸送材料４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＢ）の層を、８５．０ｎｍの厚さに堆積させた。
５．次に、表３に示すようなアントラセン材料及び同様に表３に示すようなＩｎｖ−１又はＣ−９のホウ素錯体に相当する２０ｎｍの発光層（ＬＥＬ）を堆積させた。ホウ素錯体のレベルは表３にＬＥＬの体積％として示しており、ＬＥＬの残りの体積％はアントラセン材料に相当する。
６．アントラセンＰ−１及びＡＭ−２の混合物（５０／５０）に相当する電子輸送層（ＥＴＬ）を、厚さ３１．５ｎｍでＬＥＬ上に真空堆積させた。
７．次に、ＡＭ−１に相当する電子注入層（ＥＩＬ）を、厚さ３．５ｎｍでＥＴＬ上に真空堆積させた。
８．最後に、１００ｎｍのアルミニウムの層をＥＩＬ上に堆積させて、カソードを形成した。
【０２７３】
上記の手順によってＥＬデバイスの堆積が完了した。次に、デバイスを周囲環境から保護するため、乾燥グローブボックス中で密封包装した。
【０２７４】
このように形成したデバイスを、２０ｍＡ／ｃｍ2の動作電流で効率（効率、Ｗ／Ａ）について試験し、その結果を表３に報告する。各デバイスにより生成される光の色は、ＣＩＥx、ＣＩＥy座標で表３に示す。
【０２７５】
【表３】
【０２７６】
本発明のホウ素錯体Ｉｎｖ−１とアントラセンＡｎ−２又はＡｎ−４との組み合わせは、良好な輝度効率とともに望ましい短青色発光（ＣＩＥy：０．０８５〜０．０８８）を有するデバイス（４．１〜４．６）を提供するということが表３から明らかである。比較のデバイス４．７〜４．９では、アントラセンＡｎ−２又はＡｎ−４がアントラセンＰ−１（２位に芳香族基を有する）で置換されている。この変更は、より望ましくない座標（ＣＩＥy：０．１２０〜０．１２６）へ発光色をシフトさせ、輝度効率も低下させる。ホウ素錯体Ｉｎｖ−１をＣ−９で置換し、アントラセンＡｎ−４を用いると（デバイス４．１０〜４．１２）、短青色を提供しない。
【０２７７】
＜例５：デバイス５．１〜５．１２の作製＞
一連のＯＬＥＤデバイス（５．１〜５．１２）を以下の方法で組み立てた。
１．２６〜２７ｎｍのインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）の層でコーティングしたガラス基板をアノードとして、順に、市販の洗剤中で超音波処理し、脱イオン水でリンスし、約１分間酸素プラズマに曝露した。
２．米国特許第６，２０８，０７５号に記載されるような、３０秒のＣＨＦ3のプラズマ支援堆積によって、ＩＴＯ上にフッ化炭素（ＣＦx）正孔注入層（ＨＩＬ）を堆積させた。
３．次に、正孔輸送材料４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＢ）の層を、９５．０ｎｍの厚さに堆積させた。
４．次に、表４に示すようなホスト材料及びＩｎｖ−３のホウ素錯体に相当する発光層（ＬＥＬ）を、同様に表４に示すようなレベルで堆積させた。ホウ素錯体のレベルは表４にＬＥＬの体積％として示しており、ＬＥＬの残りの体積％はホスト材料に相当する。
５．３５．０ｎｍのＡｌｑ（トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ））層に相当する電子輸送層（ＥＴＬ）をＬＥＬ上に真空堆積させた。
６．次に、ＬｉＦに相当する電子注入層（ＥＩＬ）を、厚さ０．５ｎｍでＥＴＬ上に真空堆積させた。
７．最後に、１００ｎｍのアルミニウムの層をＥＩＬ上に堆積させて、カソードを形成した。
【０２７８】
上記の手順によってＥＬデバイスの堆積が完了した。次に、デバイスを周囲環境から保護するため、乾燥グローブボックス中で密封包装した。
【０２７９】
【化７８】
【０２８０】
Ｉｎｖ−１をＣ−１で置換したことを除き、デバイス５．１〜５．６と同じ方法で第２の一連のデバイス５．７〜５．１２を作製した。
【０２８１】
このように形成したデバイスを、２０ｍＡ／ｃｍ2の動作電流で効率（効率、Ｗ／Ａ）について試験し、その結果を表４に報告する。各デバイスにより生成される光の色は、ＣＩＥx、ＣＩＥy座標で表４に示す。
【０２８２】
【表４】
【０２８３】
デバイス５．１〜５．１２は、同じ全体厚さを有し且つ９５ｎｍのＮＰＢの層を備える。Ｉｎｖ−３及びアントラセンＡｎ−２を含有するＬＥＬを有する本発明のデバイス５．１及び５．２は、高い輝度効率及び良好な青色（ＣＩＥy：０．１４〜０．１５）を提供するということが表４から分かる。対応する比較のデバイス５．３及び５．４（アントラセンＡｎ−２がアントラセンＰ−１で置換されている）は、低い効率を有し、色が好ましくない位置（ＣＩＥy：０．２４〜０．２５）にシフトする。同様に、比較のデバイス５．５及び５．６（アントラセンＡｎ−２がＣ−１０（４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾールビフェニル（ＣＢＰ））で置換されている）は、本発明のデバイス５．１及び５．２と比較して、さらに低い効率を示し、色が極めて好ましくない位置（ＣＩＥy：０．５２〜０．５３）にシフトする。
【０２８４】
Ｉｎｖ−３をＣ−１で置換したことを除き、本発明のデバイス５．１及び５．２と同じ方法で比較のデバイス５．７及び５．８を作製した。本発明のデバイス（５．１及び５．２）は、比較のデバイス５．７及び５．８（Ｗ／Ａ：０．０３４〜０．０３７）と比較して、高い効率（Ｗ／Ａ：０．０５０〜０．０５１）を提供するということが表４から分かる。本発明のデバイスは、発せられる青色光の色の改善（デバイス５．２のＣＩＥyが０．１４であるのに対してデバイス５．８の値は０．１９）も提供する。
【０２８５】
表４は、Ｃ−１を代替的なホストＰ−１又はＣ−１０と組み合わせると、その輝度効率を有意に改善せず、その色特性をなおさら望ましくない位置にシフトさせるということも示している（デバイス５．９〜５．１２）。特に、Ｃ−１とＣ−１０との組み合わせは、米国特許第７，０７４，５０３号にすでに記載されている。
【０２８６】
＜例６：デバイス６．１〜６．１２の作製＞
一連のＯＬＥＤデバイス（６．１〜６．１２）は、正孔輸送材料４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＢ）の層を９５．０ｎｍではなく７５．０ｎｍの厚さに堆積させたことを除き、デバイス５．１〜５．１２（例５）と全く同じ方法で作製した。従って、デバイス６．１〜６．１２は、対応するデバイス５．１〜５．１２よりも薄い。
【０２８７】
デバイス６．１〜６．１２を、２０ｍＡ／ｃｍ2の動作電流で効率（効率、Ｗ／Ａ）について試験し、その結果を表５に報告する。
【０２８８】
【表５】
【０２８９】
デバイス６．１〜６．１２は、同じ全体厚さを有するが、ＮＰＢ層（７５）ｎｍのためにデバイス５．１〜５．１２（例５）と比較して薄い。表４及び表５の比較により、デバイスの全体厚さは、発せられる光の色に影響を及ぼすということが分かる。しかし、本発明のデバイス６．１及び６．２の性能と比較のデバイス６．３〜６．１２の性能を比較することにより、本発明のデバイスは、比較デバイスと比較して、薄いデバイス構成であるにもかかわらず、高い効率及び良好な色特性を提供するということが分かる。
【０２９０】
例３及び４で作製されたデバイスは、アントラセン誘導体Ｐ−１及びアルカリ金属化合物ＡＭ−２を含有する電子輸送層（ＥＴＬ）を備えるが、例５及び６からのデバイスは、Ａｌｑからなる従来のＥＴＬを用いている。ボロン錯体Ｉｎｖ−１、Ｉｎｖ−３及びＩｎｖ−４は、溶液中で同じような発光スペクトルを有する（表１のＥｍａｘ）が、ＥＬデバイスに組み込む場合、ＥＴＬがアントラセン誘導体を含有するときに（例３及び４）、より好ましい短青色が生成される。Ａｌｑを含有するＥＴＬを備えるデバイスと比べると、Ｐ−１とＡＭ−２との組み合わせを含有するＥＴＬを備えるデバイスは、輝度効率もはるかに高くなる。
【０２９１】
本発明は、それらの特定の好ましい実施形態に特に関連して詳細に説明されたが、本発明の意図及び範囲内で変更及び改良がなされ得ることが理解されるであろう。
【０２９２】
部品表
１００ ＯＬＥＤ
１１０ 基板
１２０ アノード
１３０ 正孔注入層（ＨＩＬ）
１３２ 正孔輸送層（ＨＴＬ）
１３４ 発光層（ＬＥＬ）
１３５ 正孔ブロック層（ＨＢＬ）
１３６ 電子輸送層（ＥＴＬ）
１３８ 電子注入層（ＥＩＬ）
１４０ カソード
１５０ 電圧／電流源
１６０ 電気コネクタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の種類のホウ素錯体と特定の種類のアントラセン化合物を含有する発光層を有するエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）デバイスに関し、このデバイスは、短青色（short-blue color）を含む色調範囲を提供することができる。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）装置は２０年以上前から知られているが、その性能の制限は、多くの望ましい用途にとって障害となっていた。最も単純な形態の有機ＥＬ装置は、正孔注入のためのアノードと、電子注入のためのカソードと、これらの電極に挟まれ、電荷の再結合を支持して光を発生させる有機媒体とから構成されている。これらの装置は、有機発光ダイオード又はＯＬＥＤとも一般に称される。初期の代表的な有機ＥＬ装置は、１９６５年３月９日に発行されたGurneeらの米国特許第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の「Double Injection Electroluminescence in Anthracene」、RCA Review、第30巻、322〜334頁、1969年、及び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。これらの装置の有機層は、通常、多環芳香族炭化水素から構成されており、非常に厚いものであった（１μｍよりもはるかに厚い）。その結果、動作電圧が非常に大きくなり、１００Ｖを超えることがしばしばあった。
【０００３】
より最近の有機ＥＬ装置は、アノードとカソードとの間に極めて薄い層（例えば１．０μｍ未満）から成る有機ＥＬ素子を含む。本明細書では、「有機ＥＬ素子」という用語は、アノードとカソードとの間の層を包含する。厚さを小さくすることにより、有機層の抵抗値が小さくなり、はるかに低い電圧で動作する装置が可能となった。米国特許第４，３５６，４２９号に初めて記載された基本的な２層ＥＬ装置構造では、アノードに隣接するＥＬ素子の一方の有機層が正孔を輸送するように特別に選択されているため、正孔輸送層と称され、他方の有機層が電子を輸送するように特別に選択されているため、電子輸送層と称される。有機ＥＬ素子の内部で注入された正孔と電子とが再結合することで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年）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）を含有する３層有機ＥＬ装置も提案されている。発光層は、ゲスト材料（別名ドーパントとしても知られる）をドープしたホスト材料を一般に含む。またさらに、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）とを含む４層ＥＬ素子が提案されている。これらの構造によって装置の効率が改善された。
【０００５】
これら初期の発明以来、装置の材料がさらに改善された結果、例えば、特に米国特許第５，０６１，５６９号、米国特許第５，４０９，７８３号、米国特許第５，５５４，４５０号、米国特許第５，５９３，７８８号、米国特許第５，６８３，８２３号、米国特許第５，９０８，５８１号、米国特許第５，９２８，８０２号、米国特許第６，０２０，０７８号、及び米国特許第６，２０８，０７７号等に開示されているように、色、安定性、輝度効率、製造容易性のような特性における性能が改善された。
【０００６】
これら全ての発展にもかかわらず、高い色純度及び長い寿命と同時に高い輝度効率を提供する発光材料（ドーパントと呼ばれることもある）等の有機ＥＬデバイス構成要素が引き続き必要とされている。特に、様々な用途に対して発光材料の発光波長を調整できることが必要とされている。例えば、青色発光材料、緑色発光材料及び赤色発光材料の必要性に加えて、白色発光エレクトロルミネッセンスデバイスを開発するために、青緑色発光材料、黄色発光材料及び橙色発光材料が必要とされている。例えば、発光色の組み合わせ（例えば、青緑色光と赤色光との組み合わせ又は青色光と橙色光との組み合わせ）によって、デバイスは白色を発することができる。
【０００７】
白色ＥＬデバイスは、フルカラーディスプレイデバイスにおいてカラーフィルタとともに使用することができる。白色ＥＬデバイスは、他のマルチカラーディスプレイデバイス又はファンクショナルカラーディスプレイデバイスにおいてカラーフィルタとともに使用することもできる。そのようなディスプレイデバイス用の白色ＥＬデバイスは、製造が容易であり、しかもディスプレイの各画素から信頼性のある白色光を生成する。ＯＬＥＤは白色と見なされ、白又はオフホワイトに見える可能性があるが、この用途にとって、ＯＬＥＤにより発せられた光のＣＩＥ座標は、それぞれのカラーフィルタを透過したスペクトル成分がその光の中で十分な強度をもって存在するという要求よりも重要ではない。デバイスは、長期間の動作で良好な安定性を有していなければならない。すなわち、デバイスが長期間動作されるとき、デバイスの輝度の低下は僅かである必要がある。
【０００８】
リジダイズされた（Ridgidized）ホウ素錯体が、分析用途及び生物学用途（例えば米国特許第４，７７４，３３９号、欧州特許第７４７，４４８号及び欧州特許第４６，８６１号）における標識染料として使用されている。しかし、ホウ素錯体は、エレクトロルミネッセンスデバイスのドーパントとしては限られた用途だけに見られる。一例としては、有用な種類のドーパントは、５，６，５−三環系ピロメテン−ＢＦ２錯体から誘導されるものであり、米国特許第５，６８３，８２３号、特開平０９−２８９０８１号公報、特開平１１−０９７１８０号公報に開示されている。これらの材料は、魅力ある高い色純度をもたらすことのできる典型的に狭い発光スペクトルによって特徴付けられる。しかし、緑色発光の非置換又はアルキル置換ピロメテン−ＢＦ2錯体は、エレクトロルミネッセンスの比較的低い量子効率を示す。高効率のＯＬＥＤを得るために、置換基としてフェニル環を用い、それにより共役したπ系を伸ばす必要がある。結果として、発光波長は、一般に、赤側にシフトし、赤みを帯びた琥珀色（それはピロメテン−ＢＦ２錯体が良好な効率で発することのできる最も短い波長の光である）をもたらす。簡単に言うと、輝度効率の高い緑色又は青緑色ＯＬＥＤは、ピロメテンＢＦ2錯体をドーパントとして使用しても都合よく得られないと思われる。
【０００９】
特開２００１−２９４８５１号公報は、エレクトロルミネッセンスデバイスに用いられる複素環のホウ素錯体を記載する。例えば、この材料中の一つの環が、環状のアミド又はスルホンアミドを含む。しかし、これらの材料は、広帯域光を発する必要がある白色発光デバイスの用途には必ずしも望ましくない狭い発光スペクトルを提供することが報告されている。
【００１０】
米国特許第６，６６１，０２３号は、ビス（アジニル）メテンホウ素錯体を含有するホウ素ドーパント化合物を含むエレクトロルミネッセン（ＥＬ）スデバイスを記載する。しかし、そのような化合物は、発光の量子効率に劣り得る。それらの材料は発光波長の調整（例えば青緑色発光を得ること）が困難であることによって使用が制限もされる。いくつかのホウ素錯体含有デバイスが、Benjamin P. Hoagらによる米国特許出願公開第２００３−０１９８８２９号にも記載されている。
【００１１】
米国特許第５，８５２，１９１号及び米国特許第６，２０７，４６４号は、種々の蛍光ホウ素錯体を開示しており、ここで、ホウ素は、５員ヘテロ芳香族環基の窒素原子と第２の５員ヘテロ芳香族環基の窒素原子とに結合しており、且つそれらの５員環はメテン架橋によって更に結合されて、６員環を形成している。米国特許第６，６８９，４９４、米国特許第http://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO1&Sect2=HITOFF&d=PALL&p=1&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsrchnum.htm&r=1&f=G&l=50&s1=7074503.PN.&OS=PN/7074503&RS=PN/7074503 - h0#h0http://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO1&Sect2=HITOFF&d=PALL&p=1&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsrchnum.htm&r=1&f=G&l=50&s1=7074503.PN.&OS=PN/7074503&RS=PN/7074503 - h2#h2７，０７４，５０３号及び米国特許第７，１４７，９３８号は、同様のホウ素錯体を含有するＯＬＥＤデバイスを記載する。しかし、この種のいくつかの化合物は、低い量子効率を有する可能性があり、しかも短青色のような或る所望の発光色を得るのが困難である可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ＯＬＥＤデバイスに有用であり、しかも青色光、すなわち、４００〜５００ｎｍの間の波長を有する光を発するデバイスの製造を可能にする多数の発光材料がある。しかし、これらの材料の多くは、５３５〜５６０ｎｍの範囲に最大発光を有する中間青色を提供する。増大した色域を有するデバイスを得るために、短青領域、特に４２５〜４３５ｎｍの波長領域に最大発光を有する材料を開発することが望ましい。短青色発光を示す材料は、他の発光材料との組み合わせにも有用であり、例えばそれらの材料は緑色発光材料及び赤色発光材料と用いて白色発光を形成することができる。短青色発光は、中間青色発光と比較して、良好な青緑色分解を提供し、それは色再現の改善につながる可能性がある。従って、特に短青色領域において良好な輝度効率を示すＥＬデバイスのための発光材料を提供することが解決すべき課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、カソードと、アノードとを備え、且つそれらの間に
（ａ）式（Ｉ）
【００１４】
【化１】
【００１５】
（式中、Ｘは、水素又は置換基を表し、Ｖ1〜Ｖ8は、水素又は独立して選択される置換基を表すが、但し隣接する置換基は結合して芳香環基を形成できず且つＶ2及びＶ3の少なくとも１つは置換基を表し、Ｌ1及びＬ2は、独立して選択される置換基を表す）によって表されるホウ素錯体と、
（ｂ）６〜２４個の炭素原子を含有する独立して選択されるアリール基で９位及び１０位が置換されたアントラセン核を含有するアントラセン化合物であって、アントラセン核は、１位〜８位に芳香族置換基を含有しないという条件でさらに置換されてもよいアントラセン化合物と
を含む発光層を有するエレクトロルミネッセンスデバイスを提供する。
【００１６】
望ましくは、エレクトロルミネッセンスデバイスは、アントラセン誘導体又はフルオランテン誘導体のような多環芳香族炭化水素を含有する電子輸送層も備える。なお、電子輸送層は、アルカリ金属又はアルカリ金属化合物も好ましくは含む。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の実施形態は、特に短青色領域において良好な輝度効率を示すＥＬデバイスのための発光材料を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のＯＬＥＤデバイスの１つの実施形態の概略断面図である。個々の層があまりに薄く、各種層の厚さの差が縮尺通りに描写するには大き過ぎるため、図１は正確な縮尺ではないことが理解されよう。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明は、一般に上記に記載されるようなものである。本発明のエレクトロルミネッセンスデバイスは、カソード、アノード、電荷注入層（必要であれば）、電荷輸送層、及び発光層を備える多層デバイスであり得る。発光層は、式（Ｉ）に従うホウ素錯体を含む。
【００２０】
【化２】
【００２１】
式（Ｉ）において、Ｘは、水素又は例えばシアノ、トリフルオロメチル、６〜２４個の炭素原子を含有するアリール基（例えばフェニル基又はトリル基）、ヘテロアリール基（例えばピリジル基）又は１〜２４個の炭素原子を含有するアルキル基（例えばメチル基又はｔ−ブチル基）のような置換基を表す。
【００２２】
Ｌ1及びＬ2は、独立して選択される置換基を表す。適切な置換基の具体例としては、ハロゲン置換基、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、スルファモイル基、アセトアミド基、ジアリールアミノ基、及びアリールオキシ基が挙げられる。望ましい一実施形態において、Ｌ1及びＬ2は、フルオロ置換基又はアルキルカルボキシレート基（例えばアセテート基又はプロピオネート基）を独立して表す。望ましくは、Ｌ1及びＬ2の両方がフルオロ置換基を表す。
【００２３】
Ｖ1〜Ｖ8は、水素又は独立して選択される置換基を表すが、但し隣接する置換基は結合して芳香環基を形成できず且つＶ2及びＶ3の少なくとも１つは置換基を表す。有用な置換基の例としては、６〜２４個の炭素原子を含有するアリール基（例えばフェニル基又はナフチル基）、１〜２４個の炭素原子を含有するアルキル基（例えばメチル基又はｔ−ブチル基）、シアノ置換基及びフルオロ置換基が挙げられる。望ましい一実施形態において、Ｖ2、Ｖ3、Ｖ6及びＶ7の少なくとも１つは、６〜２４個の炭素原子を含有するアリール基を表す。適切な他の実施形態において、Ｖ2及びＶ3の少なくとも１つ、並びにＶ6及びＶ7の少なくとも１つは、６〜２４個の炭素原子を含有する独立して選択されるアリール基を表す。隣接するＶ1〜Ｖ8置換基は結合して縮合ベンゼン基のような芳香環基を形成できないが、それらは結合して非芳香環基（例えばシクロヘキサン基）を形成してもよい。
【００２４】
適切な他の実施形態において、ホウ素錯体は、式（ＩＩ）によって表される。
【００２５】
【化３】
【００２６】
式（ＩＩ）において、Ｘは上記されている。一実施形態において、Ｘは、水素又は１〜２４個の炭素原子を含有するアルキル基を表す。Ｖ10〜Ｖ15は、水素又は６〜２４個の炭素原子を含有するアリール基（例えばトリル基）又は１〜２４個の炭素原子を含有するアルキル基（ｔ−ブチル基）のような置換基を表すが、但し隣接する置換基は結合して芳香環基を形成できない。さらなる実施形態において、Ｖ10〜Ｖ15は、水素を表す。
【００２７】
各Ｒは、同じであるか又は異なり、独立して選択される置換基、例えば１〜２４個の炭素原子を含有するアルキル基（例えばメチル基）又は６〜２４個の炭素原子を含有するアリール基（例えばトリル基）を表す。隣接するＲ基は結合しての５員環基又は６員環基のような環基（例えばベンゼン環基）を形成してもよく、ｎ及びｍは独立して０〜５であり、Ｌ1及びＬ2は、独立して選択される置換基を表す
【００２８】
発光層は、例えば６〜２４個の炭素原子を含有するアリール基（例えばナフチル基又はビフェニル基）のような芳香族基で９位及び１０位が置換されたアントラセン核を有するアントラセン化合物も含有する。アントラセン核の付番方式を下記に示す。
【００２９】
【化４】
【００３０】
アントラセンは、芳香族基でさらに置換されない。すなわち、芳香族基は、アントラセン核の１〜８位には存在しない。これらの位置のうちの１つにある芳香族基、例えば２位は、発光層から発せられる光の色への望ましくない作用を有し得る。しかしながら、アントラセン化合物は、独立して選択される非芳香族基（例えばｔ−ブチル、メチル又はｓ−ペンチルのような１〜２４個の炭素原子を含有するアルキル基）で１〜８位がさらに置換され得る。
【００３１】
望ましい一実施形態において、アントラセン化合物は、式（ＩＩＩ）によって表される。
【００３２】
【化５】
【００３３】
式（ＩＩＩ）において、Ａｒ1及びＡｒ2は、６〜２４個の炭素原子を含有する独立して選択されるアリール基であり、特に望ましくはフェニル基、ナフチル基（例えば２−ナフチル基又は１−ナフチル基）及びビフェニル基（例えば４−ビフェニル基又は３−ビフェニル基）である。
【００３４】
Ｗ1〜Ｗ8は、水素又は１〜２４個の炭素原子を含有する独立して選択されるアルキル基（例えばメチル基又はｔ−ブチル基）を表す。一実施形態において、Ｗ1〜Ｗ8は、水素を表す。
【００３５】
好ましくは、アントラセン化合物の置換基は、アントラセン化合物がホウ素錯体よりも短い波長で光を吸収し且つアントラセン化合物の発光スペクトルがホウ素錯体の吸収スペクトルと重なるように選択される。
【００３６】
望ましくは、少なくとも一種のホウ素錯体が、発光層の１０重量％までの量、、より典型的には０．１〜１０．０重量％の量、及びしばしば発光層の０．２５〜８．０重量％の量で存在する。適切には、少なくとも一種のアントラセン化合物が、発光層の９９．９重量％までの量、より典型的には発光層の９０〜９９重量％の量で存在する。一実施形態において、ホウ素錯体は、アントラセン化合物の１０重量％までの量で存在する。発光層は、１〜２００ｎｍ、適切には２〜１００ｎｍ、しばしば５〜５０ｎｍ、及び通常１０〜４０ｎｍの厚さを典型的に有する。
【００３７】
本発明の実施形態は、改善された輝度効率だけでなく、発せられる光の発光曲線の位置及び形状から明らかなような色調範囲も提供する。いくつかの実施形態において、ホウ素錯体とアントラセンホストとの組み合わせは、望ましい短青色発光を提供することができる。色は、当該技術分野において周知のように、ＣＩＥ（Commission Internationale de L'Eclairage）色度を単位としてしばしば規定される。短青色発光とは、発せられた光のＣＩＥx色度が０．０８〜０．２０の間、及び望ましくは０．１０〜０．１５の間であり、且つＣＩＥy色度が０．０超０．１１以下、及び望ましくは０．０超０．１０以下であるということを意味する。
【００３８】
他の実施形態において、ホウ素錯体、例えば、式（Ｉ）によって表される置換基Ｘ、Ｖ1〜Ｖ8、Ｌ1及びＬ2を有する錯体の置換基は、錯体がＥＬデバイスの発光層中に包含される場合、発光層が、０．０８〜０．２０の間、適切には０．１０〜０．２０の間、望ましくは０．１０〜０．１５の間であるＣＩＥx色度及び０．０超０．１１以下、望ましくは０．０超０．１０以下であるＣＩＥy色度を有する光を発するように選択される。
【００３９】
さらなる実施形態において、式（Ｉ）及び（ＩＩ）の錯体のための望ましい置換基は、１０-3モル未満の濃度で４２５ｎｍ〜４３５ｎｍの間に最大溶解蛍光波長（maximum solution fluorescence wavelength）及び０．７０以上、望ましくは０．８０以上の蛍光量子収量を有するホウ素錯体を提供するものである。適切な溶媒は、その中で錯体が溶解できるものである。好ましい溶媒は、５００〜６００ｎｍの領域で光を実質的に吸収しないか又は発しない。有用な溶媒の例としては、エチルアセテート、ジクロロメタン及びメタノールが挙げられる。最大溶解蛍光波長及び量子収量を決定する手法は、当業者に周知である（例えば、C. A. Parker及びW. T. Rees、Analyst、第85巻、587頁、1960年を参照）。例えば、一実施形態において、式（Ｉ）によって表される置換基Ｘ、Ｖ1〜Ｖ8、Ｌ1及びＬ2を有するホウ素錯体の適切な置換基は、錯体が１０-3モル未満の濃度でエチルアセテートに溶解した時に波長４２５ｎｍ〜４３５ｎｍの間に最大蛍光発光及び０．７０以上の量子収量を有するように選択される。望ましくは、発光波長は４３０ｎｍ〜４３５ｎｍの間である。
【００４０】
有用なホウ素錯体は、文献で知られている方法により合成することができる。望ましくは適切な配位子が調製され、次いでその配位子がホウ素に錯体化される。ホウ素の錯体化反応の例については、G, Sathyamoorthi, M. Soong, T. Ross, J. Boyer, Heteroatom Chem.、第4巻、603頁、1993年及びJ. Douglass, P. Barelski, R. Blankenship, J. Heterocycl. Chem.、第10巻、255頁、1973年を参照。
【００４１】
本発明において有用なホウ素錯体の具体例としては、以下の化合物が挙げられる。
【００４２】
【化６】
【化７】
【化８】
【化９】
【化１０】
【００４３】
本発明において有用なアントラセン化合物の具体例としては、以下の化合物が挙げられる。
【００４４】
【化１１】
【化１２】
【化１３】
【化１４】
【００４５】
望ましい他の実施形態において、発光層に隣接し且つ発光層とカソードとの間に配置される電子輸送層が、１４〜５０個の炭素原子を有する電子輸送性多環芳香族炭化水素を含有する。特に有用な多環芳香族炭化水素としては、アントラセン誘導体及びフルオランテン誘導体が挙げられる。
【００４６】
有用なアントラセン誘導体としては、式（ＩＶａ）に従うものが挙げられる。
【００４７】
【化１５】
【００４８】
式（ＩＶａ）において、Ｒ1及びＲ6はそれぞれ、６〜２４個の炭素原子を含有するアリール基（例えばフェニル基又はナフチル基）を独立して表す。Ｒ2〜Ｒ5及びＲ7〜Ｒ10はそれぞれ、水素、１〜２４個の炭素原子を含有するアルキル基又は６〜２４個の炭素原子を含有する芳香族基から独立して選択される。
【００４９】
適切な一実施形態において、Ｒ1及びＲ6は、独立して選択されるフェニル基、ビフェニル基又はナフチル基を表す。Ｒ3は、水素、フェニル基又はナフチル基を表す。Ｒ2、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ7〜Ｒ10は、水素を表す。
【００５０】
有用な電子輸送性アントラセン誘導体の具体例を以下に記載する。
【００５１】
【化１６】
【化１７】
【化１８】
【化１９】
【化２０】
【００５２】
式（ＩＶｂ）に従うフルオランテンも有用な電子輸送性多環芳香族炭化水素である。
【００５３】
【化２１】
【００５４】
式（ＩＶｂ）において、Ｒ11〜Ｒ20は、水素、１〜２４個の炭素原子を含有するアルキル基又は６〜２４個の炭素原子を含有する芳香族基から独立して選択されるが、但し隣接する基は結合して環基を形成してもよい。望ましい一実施形態において、Ｒ11及びＲ14は、アリール基を表し、Ｒ12、Ｒ13及びＲ15〜Ｒ20は、水素、１〜２４個の炭素原子を含有するアルキル基又は６〜２４個の炭素原子を含有する芳香族基から独立して選択されるが、但し隣接する基は結合して芳香環基を形成してもよい。
【００５５】
特に適切なフルオランテン誘導体は、フルオランテン電子輸送材料を有するＯＬＥＤデバイスと題されたWilliam J. Begleyらによる２００７年１０月２６日に出願された米国特許出願第１１／９２４，６３１号に記載されるものである。例えば、式（ＩＶｃ）及び（ＩＶｄ）に従って表される７，１０−ジアリール−フルオランテン誘導体が有用である。
【００５６】
【化２２】
【００５７】
式（ＩＶｃ）において、Ａｒは、フルオランテン核上で置換されている６個〜２４個の炭素原子を含有する芳香環を表し、同一であっても、又は異なっていてもよく、Ｒ1〜Ｒ8は、水素及び６個〜２４個の炭素原子を含有する芳香環から個々に選択されるが、但し隣接する２つのＲ1置換基〜Ｒ8置換基が結合してフルオランテン核と環化した環を形成することはない。
【００５８】
式（ＩＶｃ）において、Ａｒ基（複数可）は、炭素環式基である。Ａｒ基（複数可）はフルオランテン核と縮合することはなく、１つの単結合によってのみ結ばれている。Ａｒ基はフェニル又はナフチルであるのが好ましく、フェニルが特に好ましい。Ａｒ基が同一である誘導体も望ましい。
【００５９】
【化２３】
【００６０】
式（ＩＶｄ）において、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は独立して、水素又は６〜２４個の炭素原子を含有する芳香族基であるが、但しどの隣接するＲ1〜Ｒ4も、環化した芳香環系の一部ではなく、Ｒは水素又は任意の置換基であり、且つｎ及びｍは独立して１〜５である。
【００６１】
いくつかの実施形態において、フルオランテン誘導体の異性体混合物を用いることが望ましい。その混合物は、望ましくない結晶化を抑制することができる。
【００６２】
有用な電子輸送性フルオランテン誘導体の具体例を以下に示す。
【００６３】
【化２４】
【化２５】
【化２６】
【化２７】
【００６４】
さらなる実施形態において、電子輸送性多環芳香族炭化水素を含有する電子輸送層は、アルカリ金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属化合物又はこれらの組み合わせから選択される少なくとも１つの材料も含有する。アルカリ金属と多環芳香族炭化水素との体積比％は０．１％〜１０％のいずれであってもよく、典型的には０．５％〜８％、適切には０．５％〜５％である。アルカリ金属化合物と多環芳香族炭化水素との体積比％は０．１％〜９９％のいずれであってもよく、典型的には０．５％〜９５％、より適切には１０％〜９０％、最も望ましくは３０〜７０％である。電子輸送層は追加の材料を含有し得る。
【００６５】
アルカリ金属は周期表第１族に属する。その中でも、リチウムが非常に好ましい。アルカリ金属化合物は、無機であるか又は有機金属化合物であり得る。例えば、Ｌｉ金属又はＬｉＦのような無機リチウム材料が特に有用である。有用なアルカリ金属化合物としては、式（Ｖ）に従う有機リチウム化合物が挙げられる。
（Ｌｉ+）m（Ｑ）n 式（Ｖ）
式（Ｖ）において、Ｑはアニオン性有機配位子であり、ｍ及びｎは錯体の電荷が中性となるように独立して選択される整数である。
【００６６】
アニオン性有機配位子Ｑは、最も好適には一価アニオン性（monoanionic）であり、酸素、窒素又は炭素から成る少なくとも１つのイオン化可能な部位を含有する。エノラート又は酸素を含有する他の互変異系の場合、リチウムが酸素に結合していると見なされ、そのように描かれるが、リチウムは実際には他の部位に結合してキレートを形成している場合もある。また、配位子が、リチウムと配位結合又は供与結合を形成することのできる少なくとも１つの窒素原子を含有するのが望ましい。整数ｍ及びｎは、幾つかの有機リチウム化合物について知られる、クラスター錯体を形成する傾向を鑑みると、２以上であり得る。
【００６７】
有用なアルカリ金属化合物としては、式（ＶＩ）に従う有機リチウム化合物も挙げられる。
【００６８】
【化２８】
【００６９】
式（ＶＩ）において、Ｚ及び破線の弧は、２個〜４個の原子及びリチウムカチオンを有する５員〜７員環を完成させるのに必要な結合を表し、各Ａは、水素又は置換基を表し、各Ｂは、水素又は独立して選択されるＺ原子上の置換基を表すが、但し２つ以上の置換基が結合して縮合環又は縮合環系を形成してもよく、ｊは０〜３であり、ｋは１又は２であり、ｍ及びｎは錯体の電荷が中性となるように独立して選択される整数である。
【００７０】
式（ＶＩ）の化合物において、Ａ置換基及びＢ置換基が一緒になって追加の環系を形成するのが最も望ましい。この追加の環系は、リチウムに配位結合又は供与結合して、多座配位子を形成する追加のヘテロ原子をさらに含有してもよい。望ましいヘテロ原子は窒素又は酸素である。
【００７１】
式（ＶＩ）において、示される酸素が、ヒドロキシル基、カルボキシ基又はケト基の一部であるのが好ましい。好適な窒素配位子の例は、８−ヒドロキシキノリン、２−ヒドロキシメチルピリジン、ピペコリン酸又は２−ピリジンカルボン酸である。
【００７２】
有用な有機アルカリ金属化合物の具体例としては、以下のものが挙げられる。
【００７３】
【化２９】
【化３０】
【化３１】
【００７４】
図１は、発光層（ＬＥＬ）１３４、電子輸送層（ＥＴＬ）１３６及び電子注入層（ＥＩＬ）１３８が存在する本発明の一実施形態を示す。発光層と電子輸送層との間に任意の正孔ブロック層（ＨＢＬ）１３５が示される。任意の正孔注入層（ＨＩＬ）１３０も図に示される。他の実施形態では、ＥＴＬ１３６とＬＥＬ１３４との間に配置される正孔ブロック層（ＨＢＬ）１３５は存在しない。さらに他の実施形態では、電子注入層（ＥＩＬ）１３６が２つ以上の副層に分割されてもよい（示していない）。
【００７５】
一つの具体例において、ＯＬＥＤデバイスは、正孔ブロック層を有さず、正孔注入層、電子注入層及び電子輸送層のみを有する。式（Ｉ）のホウ素錯体及び式（ＩＩＩ）のアントラセンはＬＥＬ１３４中に存在し、式（ＩＶａ）の電子輸送性多環芳香族炭化水素は式（Ｖ）のアルカリ金属化合物とともにＥＴＬ１３６中に存在する。
【００７６】
本発明の好ましい組み合わせの例は、ホウ素錯体が、Ｉｎｖ−１、Ｉｎｖ−２、Ｉｎｖ−３、Ｉｎｖ−４、Ｉｎｖ−５又はこれらの混合物から選択され、アントラセン化合物が、Ａｎ−１、Ａｎ−２、Ａｎ−３、Ａｎ−４又はこれらの混合物から選択され、電子輸送性多環芳香族炭化水素（存在する場合）が、Ｐ−１、Ｐ−２、Ｐ−３、Ｐ−４、ＦＡ−１、ＦＡ−２／ＦＡ−３、ＦＡ−４又はこれらの混合物から選択され且つアルカリ金属又はアルカリ金属化合物（存在する場合）が、Ｌｉ金属、ＬｉＦ、ＡＭ−１、ＡＭ−２、ＡＭ−３又はこれらの混合物から選択される組み合わせである。
【００７７】
適切な一実施形態では、ＥＬデバイスは、相補エミッタ、白色エミッタ、又はフィルタリング技術を含み得る白色光を発する技術を含む。本発明は、例えば、米国特許第５，７０３，４３６号及び米国特許第６，３３７，４９２号に教示されるような、いわゆる積層デバイス構造で使用され得る。本発明の実施形態は、白色光を生じさせるために蛍光素子だけを含む積層デバイスにおいて使用され得る。デバイスは、蛍光発光材料とリン光発光材料との組み合わせを含んでもよい（ハイブリッドＯＬＥＤデバイスと称される場合もある）。白色発光デバイスを作製するためには、ハイブリッド蛍光／リン光デバイスは、青色蛍光エミッタ、並びに適当な割合の緑色及び赤色リン光エミッタ、又は白色発光を生じるのに適切な他の色の組み合わせを備えるのが理想的である。しかしながら、非白色発光を有するハイブリッドデバイスは、それ自体が有用であり得る。非白色発光を有するハイブリッド蛍光／リン光素子を、積層ＯＬＥＤにおいて、追加のリン光素子と順に組み合わせてもよい。例えば、白色発光は、１つ以上のハイブリッド青色蛍光／赤色リン光素子を、Tangらの米国特許第６，９３６，９６１Ｂ２号に開示されているようなｐ／ｎ接合コネクタを用いて、緑色リン光素子と順に積層することによって生じさせることができる。
【００７８】
望ましい一実施形態において、ＥＬデバイスは、ディスプレイデバイスの一部である。他の適切な実施形態において、ＥＬデバイスは、エリア照明デバイスの一部である。
【００７９】
本発明のＥＬデバイスは、電灯、又はテレビ、携帯電話、ＤＶＤプレイヤー、若しくはコンピュータ用モニター等の静止画像デバイス若しくは動画像デバイスの構成要素のような安定した発光が所望される任意のデバイスに有用である。
【００８０】
本明細書中及び本願全体を通して使用される場合、「炭素環」及び「複素環」又は「炭素環基」及び「複素環基」という用語は、一般に、Grant & Hackh's Chemical Dictionary, Fifth Edition, McGraw-Hill Book Companyによって定義されるようなものである。炭素環は、炭素原子のみを含有する任意の芳香環系又は非芳香環系であり、複素環は炭素原子及び窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、硫黄（Ｓ）、リン（Ｐ）、ケイ素（Ｓｉ）、ガリウム（Ｇａ）、ホウ素（Ｂ）、ベリリウム（Ｂｅ）、インジウム（Ｉｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、及び環系を形成するのに有用な、周期表に見られる他の元素等の非炭素原子の両方を含有する任意の芳香環系又は非芳香環系である。本発明の目的上、配位結合を含む環も複素環の定義に含まれる。配位結合又は供与結合の定義は、Grant & Hackh's Chemical Dictionary、91頁及び153頁に見ることができる。要するに、配位結合は、Ｏ又はＮ等の電子の豊富な原子が、電子不足の原子又はイオン、例えばアルミニウム、ホウ素、又はＬｉ+、Ｎａ+、Ｋ+、及びＣｓ+等のアルカリ金属イオンに電子対を供与する場合に形成される。かかる例の１つは、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌｑとも称される）において見られるが、この場合キノリン部分にある窒素が、その孤立電子対をアルミニウム原子に供与することで複素環が形成され、その結果Ａｌｑに合計で３つの縮合環が生じる。多座配位子を含む配位子の定義はそれぞれ、Grant & Hackh's Chemical Dictionary、337頁及び176頁に見ることができる。
【００８１】
特に規定のない限り、「置換された」又は「置換基」という用語の使用は、水素以外の任意の基又は原子を意味する。さらに、「基」という用語を用いる場合、置換基が置換可能な水素を含有するのであれば、置換基の置換されていない形態だけでなく、本明細書中に言及される任意の置換基（複数可）でさらに置換された形態も、デバイスの有用性に必要とされる性質をその置換基が失わせない限りは包含することも意図されることを意味する。適切には、置換基は、ハロゲンであり得るか、又は原子（炭素、ケイ素、酸素、窒素、リン、硫黄、セレン、若しくはホウ素）によって分子の残部と結合し得る。置換基は、例えば、ハロゲン（クロロ、ブロモ、若しくはフルオロ等）、ニトロ、ヒドロキシル、シアノ、カルボキシル、又はさらに置換されていてもよい基であり得る。さらに置換されていてもよい基としては、例えば、アルキル（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、及びテトラデシル等の直鎖アルキル若しくは分岐鎖アルキル又は環式アルキルが含まれる）、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、及び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−ナフチルオキシ又はβ−ナフチルオキシ、及び４−トリルオキシ）、カルボンアミド（例えば、アセトアミド、ベンズアミド、ブチルアミド、テトラデカンアミド、α−（２，４−ジ−ｔ−ペンチルフェノキシ）アセトアミド、α−（２，４−ジ−ｔ−ペンチルフェノキシ）ブチルアミド、α−（３−ペンタデシルフェノキシ）−ヘキサンアミド、α−（４−ヒドロキシ−３−ｔ−ブチルフェノキシ）−テトラデカンアミド、２−オキソ−ピロリジン−１−イル、２−オキソ−５−テトラデシルピロリン−１−イル、Ｎ−メチルテトラデカンアミド、Ｎ−スクシンイミド、Ｎ−フタルイミド、２，５−ジオキソ−１−オキサゾリジニル、３−ドデシル−２，５−ジオキソ−１−イミダゾリル、及び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、及び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、及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、及び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、及び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、及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、及び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及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、及び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、及び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、及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、又は３−ベンジルヒダントイニル）、ホスフェート（例えば、ジメチルホスフェート及びエチルブチルホスフェート）、ホスファイト（例えば、ジエチルホスファイト及びジヘキシルホスファイト）、複素環基、複素環オキシ基、又は複素環チオ基（どの基も置換されていてもよく、炭素原子と少なくとも１個のヘテロ原子（酸素、窒素、硫黄、リン、又はホウ素から成る群から選択される）とから構成される３員〜７員の複素環を含有し、例えば、２−フリル、２−チエニル、２−ベンゾイミダゾリルオキシ、又は２−ベンゾチアゾリルがある）、第四級アンモニウム（例えば、トリエチルアンモニウム）、第四級ホスホニウム（例えば、トリフェニルホスホニウム）、並びにシリルオキシ（例えば、トリメチルシリルオキシ）が挙げられる。
【００８２】
必要に応じて、置換基それ自体が上記の置換基で１回以上さらに置換されていてもよい。当業者は、特定の用途にとって望ましい性質が実現されるように、使用する具体的な置換基を選択することができる。置換基としては、例えば、電子求引基、電子供与基及び立体基を挙げることができる。分子が２つ以上の置換基を有することができる場合には、特に規定のない限り、その置換基を互いに結合させて環（例えば、縮合環）を形成させてもよい。一般に、上記の基及びその置換基は、４８個までの炭素原子（典型的には１個〜３６個であり、通常は２４個未満である）を有する基を含み得るが、選択される個々の置換基によって、それよりも多くすることも可能である。
【００８３】
ＯＬＥＤデバイスの層構造、材料の選択、及び製造プロセスについて以下に記載する。
【００８４】
＜ＯＬＥＤデバイスの一般的な構造＞
本発明は、小分子材料、オリゴマー材料、ポリマー材料、又はこれらの組み合わせを用いた多くのＯＬＥＤ構成で使用することができる。このような構成には、単一のアノードとカソードとを有する非常に単純な構造から、より複雑なデバイス（例えば、複数のアノードとカソードとが直交配列を成して画素を形成するパッシブマトリクスディスプレイ、及び各画素が例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって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）までが含まれる。本発明が首尾よく実施される有機層の構成は多数ある。本発明にとって必須の要件は、カソード、アノード、ＬＥＬ、ＥＴＬ及びＨＩＬである。
【００８５】
上記したように、小分子デバイスに特に有用な本発明による１つの実施形態を図１に示す。ＯＬＥＤ１００は、基板１１０、アノード１２０、正孔注入層１３０、正孔輸送層１３２、発光層１３４、正孔ブロック層１３５、電子輸送層１３６、電子注入層１３８、及びカソード１４０を含有する。いくつかの他の実施形態において、ＬＥＬのいずれかの側に任意のスペーサ層が存在する。これらのスペーサ層は、発光材料を典型的に含有しない。これらの層タイプの全てを下記に詳しく説明する。基板を代替的にカソードに隣接して配置してもよいこと、又は基板が実際にアノード若しくはカソードを構成し得ることに留意されたい。また、有機層を合計した厚さは、５００ｎｍ未満であることが好ましい。
【００８６】
ＯＬＥＤのアノード及びカソードは、導電体１６０を介して電圧／電流源１５０と接続される。アノード１２０とカソード１４０との間に、アノード１２０がカソード１４０より正の電位となるように電位を印加することによってＯＬＥＤが動作する。正孔はアノードから有機ＥＬ素子に注入される。ＡＣモードではサイクル中に電位バイアスが逆転して電流が流れない期間があるため、ＯＬＥＤをＡＣモードで動作させるときにデバイスの安定性向上を実現することができる場合もある。ＡＣ駆動のＯＬＥＤの例が、米国特許第５，５５２，６７８号に記載されている。
【００８７】
＜アノード＞
所望のＥＬ発光をアノードを通して見る場合には、アノード１２０は、対象となる発光に対して透明であるか、又は実質的に透明である必要がある。本発明で用いられる透明なアノード用の一般的な材料は、インジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、及びスズ酸化物であるが、他の金属酸化物（アルミニウムをドープした亜鉛酸化物、インジウムをドープした亜鉛酸化物、マグネシウム−インジウム酸化物、ニッケル−タングステン酸化物が挙げられるが、これらに限定されない）も有効である。これらの酸化物に加え、金属窒化物（例えば、窒化ガリウム）、金属セレン化物（例えば、セレン化亜鉛）、及び金属硫化物（例えば、硫化亜鉛）をアノード１２０として用いることができる。ＥＬ発光をカソード１４０のみを通して見るような用途では、アノード１２０の透光特性は重要でないため、透明、不透明又は反射性の任意の導電性材料を使用することができる。この用途での導体の例としては、金、イリジウム、モリブデン、パラジウム、及び白金が挙げられるが、これらに限定されない。典型的なアノード用材料は、光透過性であろうとそうでなかろうと、仕事関数が４．１ｅＶ以上である。望ましいアノード用材料は、任意の適切な方法（例えば、蒸着、スパッタリング、化学蒸着、又は電気化学的方法）によって一般に堆積される。アノードは、既知のフォトリソグラフィ法を用いてパターニングすることができる。任意で、アノードを研磨した後に、他の層を塗布することで表面粗度を小さくして、短絡を最少にすること、又は反射性を向上させることができる。
【００８８】
＜正孔注入層＞
必ずしも必要な訳ではないが、ＯＬＥＤにＨＩＬを設けることが有用であることが多い。ＯＬＥＤ中のＨＩＬ１３０は、アノードからＨＴＬへの正孔の注入を促進する役割を果たすことができ、それによりＯＬＥＤの駆動電圧が低下する。ＨＩＬ１３０に使用するのに適切な材料としては、米国特許第４，７２０，４３２号に記載されるようなポルフィリン化合物、及びいくつかの芳香族アミン（例えば、４，４’，４’’−トリス［（３−エチルフェニル）フェニルアミノ］トリフェニルアミン（ｍ−ＴＤＡＴＡ））が挙げられるが、これらに限定されない。ＯＥＬＤに有用であることが報告されている代替的な正孔注入材料は、欧州特許出願公開第０８９１１２１号及び欧州特許出願公開第１０２９９０９号に記載されている。後述する芳香族第三級アミンも正孔注入材料として有用であり得る。ジピラジノ［２，３−ｆ：２’，３’−ｈ］キノキサリンヘキサカルボニトリル等の他の有用な正孔注入材料が、米国特許出願公開第２００４／０１１３５４７号及び米国特許第６，７２０，５７３号に記載されている。また、米国特許第６，４２３，４２９号に記載されるように、ｐ型ドープ有機層もＨＩＬに有用である。「ｐ型ドープ有機層」という用語は、この層がドープ後に半導体特性を有し、この層を流れる電流が正孔により実質的に搬送されることを意味する。伝導性は、ドーパントからホスト材料への正孔の移動による電荷移動錯体の形成によってもたらされる。
【００８９】
ＨＩＬ１３０の厚さは、０．１ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内、好ましくは０．５ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲内である。
【００９０】
＜正孔輸送層＞
ＨＴＬ１３２は、少なくとも１つの正孔輸送材料（例えば、芳香族第三級アミン）を含有する。芳香族第三級アミンは、炭素原子（そのうちの少なくとも１つは芳香環の成員である）のみに結合する少なくとも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。芳香族第三級アミンの１つの形態は、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、高分子アリールアミン）である。単量体トリアリールアミンの例は、Klupfelらの米国特許第３，１８０，７３０号に示されている。１つ以上のビニルラジカル、又は少なくとも１つの活性な水素含有基で置換された他の適切なトリアリールアミンは、Brantleyらの米国特許第３，５６７，４５０号及び同第３，６５８，５２０号に開示されている。
【００９１】
より好ましい種類の芳香族第三級アミンは、米国特許第４，７２０，４３２号及び米国特許第５，０６１，５６９号に記載されるように、少なくとも２つの芳香族第三級アミン部分を含むものである。かかる化合物として、構造式（Ａ）により表されるものが挙げられる。
【００９２】
【化３２】
【００９３】
式中、Ｑ1及びＱ2は、独立して選択される芳香族第三級アミン部分であり、Ｇは炭素−炭素結合の連結基（例えば、アリーレン基、シクロアルキレン基、又はアルキレン基）である。
【００９４】
一実施形態において、Ｑ1又はＱ2の少なくとも一方は、多環式縮合環構造（例えば、ナフタレン）を含有する。Ｇがアリール基である場合には、Ｑ1又はＱ2の少なくとも一方は、フェニレン部分、ビフェニレン部分、又はナフタレン部分であることが好都合である。
【００９５】
構造式（Ａ）を満たし、且つ２つのトリアリールアミン部分を含有する、有用な種類のトリアリールアミンは、構造式（Ｂ）で表される。
【００９６】
【化３３】
【００９７】
式中、各Ｒ1及びＲ2は、水素原子、アリール基又はアルキル基を独立して表し、又はＲ1及びＲ2は共にシクロアルキル基を完成する原子を表し、各Ｒ3及びＲ4は、構造式（Ｃ）により示されるようなジアリール置換アミノ基で順に置換されたアリール基を独立して表す。
【００９８】
【化３４】
【００９９】
式中、Ｒ5及びＲ6は、独立して選択されるアリール基である。１つの実施形態において、Ｒ5又はＲ6の少なくとも一方は、多環式縮合環構造（例えば、ナフタレン）を含有する。
【０１００】
他の種類の芳香族第三級アミンは、テトラアリールジアミンである。望ましいテトラアリールジアミンは、構造式（Ｃ）に示されるもののような、アリーレン基を介して連結された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としては、式（Ｄ）により表されるものである。
【０１０１】
【化３５】
【０１０２】
式中、各ＡＲＥは、独立して選択されるアリーレン基（例えば、フェニレン部分又はアントラセン部分）であり、ｎは１〜４の整数であり、Ａｒ、Ｒ7、Ｒ8及びＲ9は、独立して選択されるアリール基である。典型的な実施形態において、Ａｒ、Ｒ7、Ｒ8及びＲ9のうちの少なくとも１つは、多環式縮合環構造（例えば、ナフタレン）である。
【０１０３】
他の種類の正孔輸送材料は、式（Ｅ）の材料を含む。
【０１０４】
【化３６】
【０１０５】
式（Ｅ）において、Ａｒ1〜Ａｒ6は、芳香族基（例えば、フェニル基又はトリル基）を独立して表し、Ｒ1〜Ｒ12は、水素又は独立して選択される置換基（例えば、１個〜４個の炭素原子を含有するアルキル基、アリール基、置換アリール基）を独立して表す。
【０１０６】
上記の構造式（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）の様々なアルキル部分、アルキレン部分、アリール部分、及びアリーレン部分はそれぞれ、順に置換されていてもよい。典型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、及びハロゲン（例えば、フッ化物、塩化物、及び臭化物）が挙げられる。様々なアルキル部分及びアルキレン部分は、約１個〜６個の炭素原子を典型的に含有する。シクロアルキル部分は、３個〜約１０個の炭素原子を含有することができるが、５個、６個、又は７個の環炭素原子を典型的に含有する（例えば、シクロペンチル環構造、シクロヘキシル環構造、及びシクロヘプチル環構造）。アリール部分及びアリーレン部分は、典型的にフェニル部分及びフェニレン部分である。
【０１０７】
ＨＴＬは、単一の芳香族第三級アミン化合物、又は芳香族第三級アミン化合物の混合物から形成される。具体的には、トリアリールアミン（例えば、式（Ｂ）を満たすトリアリールアミン）をテトラアリールジアミン（例えば、式（Ｄ）に示されるもの）と組み合わせて使用することができる。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には、テトラアリールジアミンは、トリアリールアミンと電子注入層及び電子輸送層とに挟まれた層として位置する。芳香族第三級アミンは、正孔注入材料としても有用である。有用な芳香族第三級アミンの具体例は、以下：
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、
１，５−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ナフタレン、
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、
２，６−ビス［Ｎ，Ｎ−ジ（２−ナフチル）アミン］フルオレン、
４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４’−［４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−スチリル］スチルベン、
４，４’−ビス（ジフェニルアミノ）クアドリフェニル、
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−（１−コロネニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル、
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−ターフェニル、
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−ナフチル）−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−（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−（２−ピレニル）−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、
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）、
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−（９−アントリル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル、
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、
４，４’−ビス［Ｎ−フェニル−Ｎ−（２−ピレニル）アミノ］ビフェニル、
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−ＴＤＡＴＡ）、
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、
Ｎ−フェニルカルバゾール、
Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（［１，１’−ビフェニル］−４−イルフェニルアミノ）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジ−１−ナフタレニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン、
Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（ジ−１−ナフタレニルアミノ）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジ−１−ナフタレニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン、
Ｎ，Ｎ’−ビス［４−［（３−メチルフェニル）フェニルアミノ］フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン、
Ｎ，Ｎ−ビス［４−（ジフェニルアミノ）フェニル］−Ｎ’，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン、
Ｎ，Ｎ’−ジ−１−ナフタレニル−Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（１−ナフタレニルフェニルアミノ）フェニル］−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン、
Ｎ，Ｎ’−ジ−１−ナフタレニル−Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（２−ナフタレニルフェニルアミノ）フェニル］−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン、
Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン、
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、及び
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（２−ナフチル）−４，４’’−ジアミノ−ｐ−ターフェニル
である。
【０１０８】
他の種類の有用な正孔輸送材料としては、欧州特許第１００９０４１号に記載されるような多環芳香族化合物が挙げられる。オリゴマー材料を含む、２個より多いアミン基を有する芳香族第三級アミンを使用することができる。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、及びコポリマー（例えば、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）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳとも呼ばれる））等の高分子正孔輸送材料が使用される。
【０１０９】
ＨＴＬ１３２の厚さは、５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内、好ましくは１０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲内である。
【０１１０】
＜励起子ブロック層（ＥＢＬ）＞
任意の励起子ブロック層又は電子ブロック層は、ＨＴＬとＬＥＬとの間に存在し得る（図１に示さず）。かかるブロック層のいくつかの適切な例が、米国特許出願公開第２００６／０１３４４６０号に記載されている。
【０１１１】
＜発光層（ＬＥＬ）＞
本発明の発光材料に加えて、蛍光材料を含めて、追加の発光材料をＥＬデバイスに用いてもよい。いくつかの実施形態において、他の蛍光材料又はリン光材料を、ホウ素錯体及びアントラセン化合物と同じ層、隣接する層、隣接する画素又はこれらの任意の組み合わせで用いてもよい。
【０１１２】
米国特許第４，７６９，２９２号及び米国特許第５，９３５，７２１号により詳しく説明されているように、図１に示す有機ＥＬ素子の発光層（ＬＥＬ）１３４（複数可）は、発光材料、蛍光材料、又はリン光材料を含み、この領域で電子−正孔対が再結合する結果としてエレクトロルミネッセンスが発生する。発光層は単一の材料を含有することができるが、より一般的には、エレクトロルミネッセンスゲスト化合物（一般に、ドーパントと称される）をドープした非エレクトロルミネッセンス化合物（一般に、ホストと称される）、又は発光がエレクトロルミネッセンス化合物に主に由来する化合物を含有し、任意の色であり得る。エレクトロルミネッセンス化合物は、０．０１％〜５０％で非エレクトロルミネッセンス成分材料にコーティングすることができるが、典型的には０．０１％〜３０％、より典型的には０．０１％〜１５％で非エレクトロルミネッセンス成分にコーティングすることができる。ＬＥＬの厚さは任意の適切な厚さであり、０．１ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内であり得る。
【０１１３】
エレクトロルミネッセンス成分として染料を選択する上で重要な関係は、分子の最高被占分子軌道と最低空分子軌道とのエネルギー差として規定されるバンドギャップ電位の比較である。非エレクトロルミネッセンス化合物からエレクトロルミネッセンス化合物分子への効率的なエネルギー移動にとって必要な条件は、エレクトロルミネッセンス化合物のバンドギャップが、非エレクトロルミネッセンス化合物（複数可）のバンドギャップより小さいことである。したがって、適切なホスト材料の選択は、エレクトロルミネッセンス化合物（発せられる光の性質及び効率について選択される）の電気的特性と比較したその電気的特性に基づく。下記に記載されるように、蛍光ドーパント及びリン光ドーパントは、異なる電気的特性を典型的に有するため、それぞれのために最も適切なホストは異なり得る。しかしながら、同一のホスト材料がいずれかのタイプのドーパントにとって有用である場合もある。
【０１１４】
有用であることが知られている非エレクトロルミネッセンス化合物及び発光分子としては、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号及び米国特許第６，０２０，０７８号に開示されているものが挙げられるが、これらに限定されない。
【０１１５】
ａ）リン光発光層
リン光ＬＥＬに適切なホストは、ホストからリン光ドーパント（複数可）への三重項励起子の移動が効率的に起こり得るが、リン光ドーパント（複数可）からホストへの三重項励起子の移動が効率的に起こり得ないように選択しなくてはならない。したがって、ホストの三重項エネルギーが、リン光ドーパントの三重項エネルギーより高いことが非常に望ましい。一般的に言えば、大きな三重項エネルギーは光学バンドギャップが大きいことを示唆する。しかしながら、ホストのバンドギャップは、正孔の蛍光青色ＬＥＬ１３４への注入に対する許容し難い障壁、及びＯＬＥＤの駆動電圧の許容し難い上昇の原因となるほど大きくないように選択しなくてはならない。リン光ＬＥＬ１３４のホストは、それが層中のリン光ドーパントの三重項エネルギーより高い三重項エネルギーを有する限り、ＨＴＬ１３２に使用される上述の正孔輸送材料のいずれかを含み得る。リン光ＬＥＬ１３４に使用されるホストは、ＨＴＬ１３２に使用される正孔輸送材料と同一であっても、又は異なっていてもよい。場合によっては、リン光ＬＥＬ１３４のホストは、適切には、それがリン光ドーパントの三重項エネルギーより高い三重項エネルギーを有する限り、電子輸送材料（後述する）も含み得る。
【０１１６】
ＨＴＬ１３２中の上述の正孔輸送材料に加えて、いくつかの他の種類の正孔輸送材料もリン光ＬＥＬ１３４においてホストとして使用するのに適切である。
【０１１７】
望ましいホストの１つは、式（Ｆ）の正孔輸送材料を含む。
【０１１８】
【化３７】
【０１１９】
式（Ｆ）において、Ｒ1及びＲ2は置換基を表し、ただし、Ｒ1及びＲ2は結合して環を形成してもよく（例えば、Ｒ1及びＲ2はメチル基であっても、又は結合してシクロヘキシル環を形成してもよい）、Ａｒ1〜Ａｒ4は、独立して選択される芳香族基（例えば，フェニル基又はトリル基）を表し、Ｒ3〜Ｒ10は、水素、アルキル基、置換アルキル基、アリール基、置換アリール基を独立して表す。
【０１２０】
適切な材料の例としては、以下：
１，１−ビス（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−トリルアミノ）フェニル）シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）、
１，１−ビス（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−トリルアミノ）フェニル）シクロペンタン、
４，４’−（９Ｈ−フルオレン−９−イリデン）ビス［Ｎ，Ｎ−ビス（４−メチルフェニル）−ベンゼンアミン、
１，１−ビス（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−トリルアミノ）フェニル）−４−フェニルシクロヘキサン、
１，１−ビス（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−トリルアミノ）フェニル）−４−メチルシクロヘキサン、
１，１−ビス（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｐ−トリルアミノ）フェニル）−３−フェニルプロパン、
ビス［４−（Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ）−２−メチルフェニル］（４−メチルフェニル（methylpenyl））メタン、
ビス［４−（Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ）−２−メチルフェニル］（４−メチルフェニル）エタン、
４−（４−ジエチルアミノフェニル）トリフェニルメタン、
４，４’−ビス（４−ジエチルアミノフェニル）ジフェニルメタン
が挙げられるが、これらに限定されない。
【０１２１】
ホストとして使用するのに適切である有用な種類のトリアリールアミンとしては、式（Ｇ）によって表されるようなカルバゾール誘導体が挙げられる。
【０１２２】
【化３８】
【０１２３】
式（Ｇ）において、Ｑは、窒素、炭素、アリール基又は置換アリール基、好ましくはフェニル基を独立して表し、Ｒ1は好ましくはアリール基又は置換アリール基、より好ましくはフェニル基、置換フェニル基、ビフェニル基、置換ビフェニル基であり、Ｒ2〜Ｒ7は独立して、水素、アルキル基、フェニル基若しくは置換フェニル基、アリールアミン、カルバゾール又は置換カルバゾールであり、且つｎは１〜４から選択される。
【０１２４】
構造式（Ｇ）を満たす他の有用な種類のカルバゾールは、式（Ｈ）によって表される。
【０１２５】
【化３９】
【０１２６】
式中、ｎは１〜４の整数であり、Ｑは、窒素、炭素、アリール又は置換アリールであり、Ｒ2〜Ｒ7は独立して、水素、アルキル基、フェニル若しくは置換フェニル、アリールアミン、カルバゾール及び置換カルバゾールである。
【０１２７】
有用な置換カルバゾールの具体例は、以下：
４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−Ｎ，Ｎ−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−ベンゼンアミン（ＴＣＴＡ）、
４−（３−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−Ｎ，Ｎ−ビス［４（３−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−ベンゼンアミン、
９，９’−［５’−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］［１，１’：３’，１’’−ターフェニル］−４，４’’−ジイル］ビス−９Ｈ−カルバゾール、
９，９’−（２，２’−ジメチル［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジイル）ビス−９Ｈ−カルバゾール（ＣＤＢＰ）；
９，９’−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジイルビス−９Ｈ−カルバゾール（ＣＢＰ）、
９，９’−（１，３−フェニレン）ビス−９Ｈ−カルバゾール（ｍＣＰ）、
９，９’−（１，４−フェニレン）ビス−９Ｈ−カルバゾール、
９，９’，９’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス−９Ｈ−カルバゾール、
９，９’−（１，４−フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３，６−ジアミン、
９−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン、
９，９’−（１，４−フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン、
９−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３，６−ジアミン
である。
【０１２８】
リン光ＬＥＬに適切な上記の種類のホストは、蛍光ＬＥＬにおけるホストとしても同様に使用することができる。
【０１２９】
リン光ＬＥＬに使用するのに適切なリン光ドーパントは、下記式（Ｊ）によって記載されるリン光材料から選択することができる。
【０１３０】
【化４０】
【０１３１】
式中、Ａは、少なくとも１つの窒素原子を含有する置換又は非置換の複素環であり、Ｂは、置換又は非置換の芳香環若しくは芳香族複素環であるか、又はＭに結合したビニル炭素を含有する環であり、Ｘ−Ｙはアニオン性二座配位子であり、Ｍ＝Ｒｈ若しくはＩｒの場合、ｍ＋ｎ＝３となるように、ｍは１〜３の整数であり、且つｎは０〜２の整数であるか、又はＭ＝Ｐｔ若しくはＰｄの場合、ｍ＋ｎ＝２となるように、ｍは１〜２の整数であり、且つｎは０〜１の整数である。
【０１３２】
式（Ｊ）に従う化合物は、その中心金属原子が、金属原子と１つ以上の配位子の炭素原子及び窒素原子との結合により形成される環状単位に含有されることを示すために、Ｃ，Ｎ−（又はＣ＾Ｎ−）シクロメタル化錯体と称される場合もある。式（Ｊ）における複素環Ａの例としては、置換又は非置換のピリジン環、キノリン環、イソキノリン環、ピリミジン環、インドール環、インダゾール環、チアゾール環、及びオキサゾール環が挙げられる。式（Ｊ）における環Ｂの例としては、置換又は非置換のフェニル環、ナフチル（napthyl）環、チエニル環、ベンゾチエニル環、フラニル環が挙げられる。式（Ｊ）における環Ｂは、ピリジン等のＮ含有環であってもよく、但し、このＮ含有環は、式（Ｊ）に示すように、Ｎ原子ではなくＣ原子を介してＭに結合する。
【０１３３】
式（Ｊ）（ｍ＝３であり、且つｎ＝０である）に従うトリス−Ｃ，Ｎ−シクロメタル化錯体の例は、トリス（２−フェニル−ピリジナト−Ｎ，Ｃ2’−）イリジウム（ＩＩＩ）であり、ｆａｃｉａｌ（ｆａｃ）異性体又はｍｅｒｉｄｉｏｎａｌ（ｍｅｒ）異性体として下記立体図に示す。
【０１３４】
【化４１】
【０１３５】
一般に、ｆａｃｉａｌ異性体はｍｅｒｉｄｉｏｎａｌ異性体より高いリン光量子収量を有すると判明することが多いため、ｆａｃｉａｌ異性体が好ましい。式（Ｊ）に従うトリス−Ｃ，Ｎ−シクロメタル化リン光材料のさらなる例は、トリス（２−（４’−メチルフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）、トリス（３−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）、トリス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）、トリス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）、トリス（１−（４’−メチルフェニル）イソキノリナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）、トリス（２−（４’，６’−ジフルオロフェニル（diflourophenyl））−ピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）、トリス（２−（（５’−フェニル）−フェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）、トリス（２−（２’−ベンゾチエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ3’）イリジウム（ＩＩＩ）、トリス（２−フェニル−３，３’−ジメチル）インドラト（indolato）−Ｎ，Ｃ2’）Ｉｒ（ＩＩＩ）、トリス（１−フェニル−１Ｈ−インダゾラト（indazolato）−Ｎ，Ｃ2’）Ｉｒ（ＩＩＩ）である。
【０１３６】
これらの中でも、トリス（１−フェニルイソキノリン）イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒ（ｐｉｑ）3とも称される）及びトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）3とも称される）が本発明に特に適切である。
【０１３７】
トリス−Ｃ，Ｎ−シクロメタル化リン光材料には、一価アニオン性二座配位子Ｘ−Ｙが他のＣ，Ｎ−シクロメタル化配位子である、式（Ｊ）に従う化合物も含まれる。例としては、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ2’）（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）及びビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）が挙げられる。２つの異なるＣ，Ｎ−シクロメタル化配位子を含有する、かかるトリス−Ｃ，Ｎ−シクロメタル化錯体の合成は、以下の工程により都合よく合成することができる。最初に、ビス−Ｃ，Ｎ−シクロメタル化ジハロゲン化二イリジウム錯体（又は類似の二ロジウム錯体）を、Nonoyama（Bull. Chem. Soc. Jpn.、第47巻、767頁、1974年）の方法に従って作製する。第２に、第２の異種Ｃ，Ｎ−シクロメタル化配位子の亜鉛錯体を、ハロゲン化亜鉛と、シクロメタル化配位子のリチウム錯体又はグリニャール試薬との反応により調製する。第３に、そのように形成された第２のＣ，Ｎ−シクロメタル化配位子の亜鉛錯体を、先に得られたビス−Ｃ，Ｎ−シクロメタル化ジハロゲン化二イリジウム錯体と反応させて、２つの異なるＣ，Ｎ−シクロメタル化配位子を含有するトリス−Ｃ，Ｎ−シクロメタル化錯体を形成させる。望ましくは、そのように得られた２つの異なるＣ，Ｎ−シクロメタル化配位子を含有するトリス−Ｃ，Ｎ−シクロメタル化錯体は、ジメチルスルホキシド等の適切な溶媒中で加熱することにより、金属（例えばＩｒ）に結合したＣ原子が全て互いにシスである異性体に変換することができる。
【０１３８】
式（Ｊ）に従う適切なリン光材料は、Ｃ，Ｎ−シクロメタル化配位子（複数可）に加えて、Ｃ，Ｎ−シクロメタル化していない一価アニオン性二座配位子（複数可）Ｘ−Ｙも含有し得る。一般的な例は、アセチルアセトネート等のβ−ジケトネート、及びピコリネート等のシッフ塩基である。式（Ｊ）に従う、かかる混合配位子錯体の例としては、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）、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）、及びビス（２−（４’，６’−ジフルオロフェニル（diflourophenyl））−ピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）イリジウム（ＩＩＩ）（ピコリネート）が挙げられる。
【０１３９】
式（Ｊ）に従う他の重要なリン光材料としては、ｃｉｓ−ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）白金（ＩＩ）、ｃｉｓ−ビス（２−（２’−チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ3’）白金（ＩＩ）、ｃｉｓ−ビス（２−（２’−チエニル）キノリナト−Ｎ，Ｃ5'）白金（ＩＩ）、又は（２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ2’）白金（ＩＩ）（アセチルアセトネート）等のＣ，Ｎ−シクロメタル化Ｐｔ（ＩＩ）錯体が挙げられる。
【０１４０】
式（Ｊ）に従うＣ，Ｎ−シクロメタル化リン光材料の発光波長（色）は、錯体の最低エネルギー光学遷移、したがってＣ，Ｎ−シクロメタル化配位子の選択に主に依存する。例えば、２−フェニル−ピリジナト−Ｎ，Ｃ2’錯体は典型的に緑色発光であるが、１−フェニル−イソキノリノラト−Ｎ，Ｃ2’錯体は典型的に赤色発光である。１つよりも多いＣ，Ｎ−シクロメタル化配位子を有する錯体の場合、発光は発光波長が最も長いという性質を有する配位子のものとなる。発光波長は、Ｃ，Ｎ−シクロメタル化配位子上の置換基の影響によりさらにシフトし得る。例えば、Ｎ含有環Ａ上の適切な位置にある電子供与基、又はＣ含有環Ｂ上の電子求引基を置換することにより、発光が非置換Ｃ，Ｎ−シクロメタル化配位子錯体と比較して青色にシフトする傾向がある。式（Ｊ）においてより強い電子求引特性を有する単座アニオン性配位子Ｘ，Ｙを選択することにより、Ｃ，Ｎ−シクロメタル化配位子錯体の発光が同様に青色にシフトする傾向がある。電子求引特性を有する一価アニオン性二座配位子及び電子求引置換基の両方をＣ含有環Ｂ上に有する錯体の例としては、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）及びビス（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）（テトラキス（１−ピラゾリル）ボレート）が挙げられる。
【０１４１】
式（Ｊ）に従うリン光材料の中心金属原子は、Ｒｈ又はＩｒ（ｍ＋ｎ＝３）、及びＰｄ又はＰｔ（ｍ＋ｎ＝２）であり得る。好ましい金属原子はＩｒ及びＰｔであるが、これはこれらの原子が、より強いスピン軌道結合相互作用（一般に、第三遷移系列の元素により得られる）によって、より高いリン光量子収量をもたらす傾向があるためである。
【０１４２】
式（Ｊ）によって表される二座Ｃ，Ｎ−シクロメタル化錯体に加えて、多くの適切なリン光材料が多座Ｃ，Ｎ−シクロメタル化配位子を含有する。本発明に使用するのに適切な、三座配位子を有するリン光材料は、米国特許第６，８２４，８９５Ｂ１号に開示されており、その中で言及している。本発明に使用するのに適切な、四座配位子を有するリン光材料は、以下の式により記載される。
【０１４３】
【化４２】
【０１４４】
式中、ＭはＰｔ又はＰｄであり、Ｒ1〜Ｒ7は水素又は独立して選択される置換基を表すが、但し、Ｒ1及びＲ2、Ｒ2及びＲ3、Ｒ3及びＲ4、Ｒ4及びＲ5、Ｒ5及びＲ6、並びにＲ6及びＲ7が結合して環基を形成してもよく、Ｒ8〜Ｒ14は水素又は独立して選択される置換基を表すが、但し、Ｒ8及びＲ9、Ｒ9及びＲ10、Ｒ10及びＲ11、Ｒ11及びＲ12、Ｒ12及びＲ13、並びにＲ13及びＲ14が結合して環基を形成してもよく、Ｅは以下から選択される架橋基を表す。
【０１４５】
【化４３】
【０１４６】
式中、Ｒ及びＲ’は、水素又は独立して選択される置換基を表すが、但し、Ｒ及びＲ’が結合して環基を形成してもよい。
【０１４７】
リン光ドーパントとして使用するのに適切な望ましい四座Ｃ，Ｎ−シクロメタル化リン光材料の１つは、以下の式によって表される。
【０１４８】
【化４４】
【０１４９】
式中、Ｒ1〜Ｒ7は、水素又は独立して選択される置換基を表すが、但し、Ｒ1及びＲ2、Ｒ2及びＲ3、Ｒ3及びＲ4、Ｒ4及びＲ5、Ｒ5及びＲ6、並びにＲ6及びＲ7が結合して環基を形成してもよく、Ｒ8〜Ｒ14は、水素又は独立して選択される置換基を表し、ただし、Ｒ8及びＲ9、Ｒ9及びＲ10、Ｒ10及びＲ11、Ｒ11及びＲ12、Ｒ12及びＲ13、並びにＲ13及びＲ14が結合して環基を形成してもよく、Ｚ1〜Ｚ5は、水素又は独立して選択される置換基を表すが、但し、Ｚ1及びＺ2、Ｚ2及びＺ3、Ｚ3及びＺ4、並びにＺ4及びＺ5が結合して環基を形成してもよい。
【０１５０】
本発明に使用するのに適切な四座Ｃ，Ｎ−シクロメタル化配位子を有するリン光材料の具体例としては、下記に示される化合物（Ｍ−１）、（Ｍ−２）及び（Ｍ−３）が挙げられる。
【０１５１】
【化４５】
【０１５２】
四座Ｃ，Ｎ−シクロメタル化配位子を有するリン光材料は、四座Ｃ，Ｎ−シクロメタル化配位子を、氷酢酸等の適当な有機溶媒中でＫ2ＰｔＣｌ4等の所望の金属の塩と、四座Ｃ，Ｎ−シクロメタル化配位子を有するリン光材料が形成されるように反応させることにより合成することができる。テトラブチルアンモニウムクロリド等のテトラアルキルアンモニウム塩を相間移動触媒として用いて、反応を促進することができる。
【０１５３】
Ｃ，Ｎ−シクロメタル化配位子を含まない他のリン光材料が知られている。Ｐｔ（ＩＩ）、Ｉｒ（Ｉ）、及びＲｈ（Ｉ）のマレオニトリルジチオレートとのリン光錯体が報告されている（Johnsonら, J. Am. Chem. Soc.、第105巻、1795頁、1983年）。Ｒｅ（Ｉ）トリカルボニルジイミン錯体も強いリン光を発することが知られている（Wrighton and Morse, J. Am. Chem. Soc.、第96巻、998頁、1974年、Stufkens, Comments Inorg. Chem.、第13巻、359頁、1992年、Yam, Chem. Commun.、789頁、2001年）。シアノ配位子及びビピリジル配位子又はフェナントロリン配位子を含む配位子の組み合わせを含有するＯｓ（ＩＩ）錯体も、ポリマーＯＬＥＤにおいて実証されている（Maら, Synthetic Metals、第94巻、245頁、1998年）。
【０１５４】
２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィン白金（ＩＩ）等のポルフィリン錯体も有用なリン光ドーパントである。
【０１５５】
有用なリン光材料のさらに他の例としては、Ｔｂ3+及びＥｕ3+等の三価ランタニドの配位錯体が挙げられる（Kidoら, Chem. Lett.、657頁、1990年、J. Alloys and Compounds、第192巻、30頁、1993年、Jpn. J. Appl. Phys.、第35巻、L394、1996年及びAppl. Phys. Lett.、第65巻、2124頁、1994年）。
【０１５６】
リン光ＬＥＬ中のリン光ドーパントは、ＬＥＬの１体積％〜２０体積％の量で典型的に存在し、ＬＥＬの２体積％〜８体積％であるのが都合がよい。いくつかの実施形態では、１つ以上のホスト材料にリン光ドーパント（複数可）を加えてもよい。ホスト材料はさらに、ポリマーであってもよい。第１のリン光発光層中のリン光ドーパントは、緑色リン光材料及び赤色リン光材料から選択される。
【０１５７】
リン光ＬＥＬの厚さは、０．５ｎｍ超過、好ましくは１．０ｎｍ〜４０ｎｍの範囲内である。
【０１５８】
ｂ）蛍光発光層
「蛍光」という用語は、任意の発光材料を説明するために一般に使用されるが、本件においては、該用語は一重項励起状態から発光する材料を指す。蛍光材料は、リン光材料と同一の層、隣接する層、隣接する画素において、又は任意の組み合わせで使用され得る。本発明のリン光材料の性能に悪影響を与える材料を選択しないよう注意しなければならない。リン光材料と同一の層又は隣接する層における材料の濃度及び三重項エネルギーを、望ましくないリン光の消失を防ぐよう適切に設定すべきことが当業者には理解される。
【０１５９】
典型的には、蛍光ＬＥＬは、少なくとも１つのホスト及び少なくとも１つの蛍光ドーパントを含む。ホストは正孔輸送材料であっても、又は上記に規定されるリン光ドーパントに適切なホストのいずれかであっても、又は下記に規定される電子輸送材料であってもよい。
【０１６０】
ドーパントは、強い蛍光を発する染料、例えば、国際公開第９８／５５５６１号、国際公開第００／１８８５１号、国際公開第００／５７６７６号、及び国際公開第００／７０６５５号に記載されるような遷移金属錯体から典型的に選択される。
【０１６１】
有用な蛍光ドーパントとしては、アントラセン、テトラセン、キサンテン、ペリレン、フェニレンの誘導体、ジシアノメチレンピラン化合物、チオピラン化合物、ポリメチン化合物、ピリリウム化合物及びチアピリリウム化合物、アリールピレン化合物、アリーレンビニレン化合物、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）メタンホウ素化合物、ジスチリルベンゼン（distryrylbenzene）誘導体、ジスチリルビフェニル誘導体、ジスチリルアミン誘導体、並びにカルボスチリル化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
【０１６２】
いくつかの蛍光発光材料としては、アントラセン、テトラセン、キサンテン、ペリレン、ルブレン、クマリン、ローダミン、及びキナクリドンの誘導体、ジシアノメチレンピラン化合物、チオピラン化合物、ポリメチン化合物、ピリリウム化合物及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、（米国特許第５，１２１，０２９号に記載されるような）ビス（アジニル）メタン化合物、並びにカルボスチリル化合物が挙げられるが、これらに限定されない。有用な材料の実例としては、以下のものが挙げられるが、これらに限定されない。
【０１６３】
【化４６】
【化４７】
【化４８】
【化４９】
【化５０】
【化５１】
【０１６４】
好ましい蛍光青色ドーパントは、Chen, Shi及びTang, "Recent Developments in Molecular Organic Electroluminescent Materials," Macromol. Symp.、第125巻、1頁、1997年及びその中で引用される文献、Hung及びChen, "Recent Progress of Molecular Organic Electroluminescent Materials and Devices," Mat. Sci. and Eng. R39、143頁、2002年及びその中で引用される文献に見ることができる。
【０１６５】
特に好ましい種類の青色発光蛍光ドーパントは、ビス（アジニル）アミンボラン錯体として知られる式（Ｎ）によって表され、米国特許第６，６６１，０２３号に記載されている。
【０１６６】
【化５２】
【０１６７】
式中、Ａ及びＡ’は、少なくとも１つの窒素を含有する６員芳香環系に相当する独立したアジン環系を表し、各Ｘa及びＸbは、独立して選択される置換基であり、そのうちの２つがＡ又はＡ’と結合して縮合環を形成してもよく、ｍ及びｎは独立して０〜４であり、Ｚa及びＺbは独立して選択される置換基であり、且つ１、２、３、４、１’、２’、３’及び４’は炭素原子又は窒素原子のいずれかであるように独立して選択される。
【０１６８】
望ましくは、アジン環がキノリニル環又はイソキノリニル環のいずれかであって、１、２、３、４、１’、２’、３’及び４’が全て炭素であり、ｍ及びｎが２以上であり、且つＸa及びＸbが、結合して芳香環を形成する少なくとも２つの炭素置換基を表す。望ましくは、Ｚa及びＺbはフッ素原子である。
【０１６９】
好ましい実施形態は、２つの縮合環系がキノリン系又はイソキノリン系であり、アリール又は複素環置換基がフェニル基であり、結合して６−６縮合環を形成する少なくとも２つのＸa基及び２つのＸb基が存在し、この縮合環系がそれぞれ１位−２位、３位−４位、１’位−２’位、又は３’位−４’位で縮合し、縮合環の一方又は両方がフェニル基で置換され、且つドーパントが式（Ｎ−ａ）、式（Ｎ−ｂ）、又は式（Ｎ−ｃ）に示されるものであるデバイスを更に含む。
【０１７０】
【化５３】
【０１７１】
式中、各Ｘc、Ｘd、Ｘe、Ｘf、Ｘg及びＸhは、水素又は独立して選択される置換基であり、そのうちの１つがアリール基又は複素環基でなくてはならない。
【０１７２】
望ましくは、アジン環がキノリニル環又はイソキノリニル環のいずれかであって、１、２、３、４、１’、２’、３’及び４’が全て炭素であり、ｍ及びｎが２以上であり、且つＸa及びＸbが、結合して芳香環を形成する少なくとも２つの炭素置換基を表し、１つはアリール基又は置換アリール基である。望ましくは、Ｚa及びＺbはフッ素原子である。
【０１７３】
これらの中でも、化合物ＦＤ−５４が特に有用である。
【０１７４】
クマリンは、Tangらの米国特許第４，７６９，２９２号及び米国特許第６，０２０，０７８号に記載されているように、有用な種類の緑色発光ドーパントである。緑色ドーパント又は緑色発光材料は、０．０１重量％〜５０重量％でホスト材料にコーティングしてもよいが、典型的には０．０１％〜３０％、より典型的には０．０１重量％〜１５重量％でホスト材料にコーティングしてもよい。有用な緑色発光クマリンの例としては、Ｃ５４５Ｔ及びＣ５４５ＴＢが挙げられる。キナクリドンは、他の有用な種類の緑色発光ドーパントである。有用なキナクリドンは、米国特許第５，５９３，７８８号、特開平０９−１３０２６号、及び「緑色有機発光ダイオードを含むデバイス」と題されたLelia Cosimbescuによる２００２年６月２７日に出願された同一出願人による米国特許出願第１０／１８４，３５６号に記載されている。
【０１７５】
特に有用な緑色発光キナクリドンの例は、ＦＤ−７及びＦＤ−８である。
【０１７６】
下記式（Ｎ−ｄ）は、本発明に有用な他の種類の緑色発光ドーパントを表す。
【０１７７】
【化５４】
【０１７８】
式中、Ａ及びＡ’は、少なくとも１つの窒素を含有する６員芳香環系に相当する独立したアジン環系を表し、各Ｘa及びＸbは、独立して選択される置換基であり、そのうちの２つがＡ又はＡ’と結合して縮合環を形成してもよく、ｍ及びｎは独立して０〜４であり、ＹはＨ又は置換基であり、Ｚa及びＺbは独立して選択される置換基であり、且つ１、２、３、４、１’、２’、３’及び４’は炭素原子又は窒素原子のいずれかであるように独立して選択される。
【０１７９】
デバイスにおいて、１、２、３、４、１’、２’、３’及び４’は全て炭素原子であるのが都合がよい。デバイスは、結合して縮合環を形成する置換基を含有する環Ａ又は環Ａ’の少なくとも一方又は両方を望ましくは含有し得る。有用な１つの実施形態において、ハロゲン化物、並びにアルキル基、アリール基、アルコキシ基、及びアリールオキシ基を含む群から選択される少なくとも１つのＸa基又はＸb基が存在する。他の実施形態において、フッ素、並びにアルキル基、アリール基、アルコキシ基、及びアリールオキシ基を含む群から独立して選択されるＺa基及びＺb基が存在する。望ましい実施形態において、Ｚa及びＺbはＦである。Ｙは、適切には、水素、又はアルキル基、アリール基、若しくは複素環基等の置換基である。
【０１８０】
これらの化合物の発光波長は、目標色、すなわち緑色を達成するために、中心のビス（アジニル）メテンホウ素基の周囲を適切に置換することにより或る程度調整することができる。有用な材料のいくつかの例は、ＦＤ−５０、ＦＤ−５１及びＦＤ−５２である。
【０１８１】
ナフタセン及びその誘導体も有用な種類の発光ドーパントであり、安定剤としても使用することができる。これらのドーパント材料を０．０１重量％〜５０重量％でホスト材料にコーティングしてもよいが、典型的には０．０１％〜３０％、より典型的には０．０１重量％〜１５重量％でホスト材料にコーティングしてもよい。下記のナフタセン誘導体ＹＤ−１（ｔ−ＢｕＤＰＮ）は、安定剤として使用されるドーパント材料の例である。
【０１８２】
【化５５】
【０１８３】
この種類の材料のいくつかの例は、ドーパントだけでなくホスト材料としても適切である。例えば、米国特許第６，７７３，８３２号又は米国特許第６，７２０，０９２号を参照されたい。この材料の具体例はルブレン（ＦＤ−５）である。
【０１８４】
他の種類の有用なドーパントはペリレン誘導体である。例えば、米国特許第６，６８９，４９３号を参照されたい。具体例はＦＤ−４６である。
【０１８５】
８−ヒドロキシキノリン及び類似の誘導体の金属錯体（式Ｏ）は、エレクトロルミネッセンスを支持することが可能な、有用な非エレクトロルミネッセンスホスト化合物の１種を構成し、５００ｎｍより長い波長、例えば、緑色、黄色、橙色、及び赤色の発光に特に適切である。
【０１８６】
【化５６】
【０１８７】
式中、Ｍは金属を表し、ｎは１〜４の整数であり、且つＺはどの場合も、少なくとも２つの縮合芳香環を有する核を完成する原子を独立して表す。
【０１８８】
金属が一価、二価、三価、又は四価の金属であり得ることが上記から明らかである。金属は、例えば、リチウム、ナトリウム、若しくはカリウム等のアルカリ金属、マグネシウム若しくはカルシウム等のアルカリ土類金属、アルミニウム若しくはガリウム等の土類金属、又は亜鉛若しくはジルコニウム等の遷移金属であり得る。一般に、有用なキレート金属であることが知られる任意の一価、二価、三価、又は四価の金属を使用することができる。
【０１８９】
Ｚは、少なくとも２つの縮合芳香環（そのうち少なくとも１つはアゾール環又はアジン環である）を含有する複素環の核を完成させる。必要に応じて、追加の環（脂環及び芳香環の両方を含む）を、２つの所要の環と縮合させてもよい。機能が改善されることなく多量の分子が付加され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。
【０１９０】
有用なキレート化オキシノイド化合物の例は以下：
Ｏ−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）］
Ｏ−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）］
Ｏ−３：ビス［ベンゾ｛ｆ｝−８−キノリノラト］亜鉛（ＩＩ）
Ｏ−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）
Ｏ−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］
Ｏ−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）］
Ｏ−７：リチウムオキシン［別名、（８−キノリノラト）リチウム（Ｉ）］
Ｏ−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）］
Ｏ−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）］
Ｏ−１０：ビス（２−メチル−８−キノリナト）−４−フェニルフェノラトアルミニウム（ＩＩＩ）
である。
【０１９１】
適切なアントラセンホスト材料は上記した通りである。２つ以上の発光層が存在する場合、式（Ｐ）に従うアントラセン誘導体は、追加のＬＥＬに有用なホスト材料であり得る。
【０１９２】
【化５７】
【０１９３】
式中、Ｒ1〜Ｒ10は、水素、１個〜２４個の炭素原子を有するアルキル基又は６個〜２４個の炭素原子を有する芳香族基から独立して選択される。特に好ましいのは、Ｒ1及びＲ6がフェニル、ビフェニル、又はナフチル（napthyl）であり、Ｒ3がフェニル、置換フェニル、又はナフチル（napthyl）であり、Ｒ2、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ7〜Ｒ10が全て水素である化合物である。かかるアントラセンホストは、優れた電子輸送特性を有することが知られている。
【０１９４】
９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセンの誘導体が特に望ましい。具体例としては、９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセン（ＡＤＮ）及び２−ｔ−ブチル−９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセン（ＴＢＡＤＮ）が挙げられる。米国特許第５，９２７，２４７号に記載されるようなジフェニルアントラセン及びその誘導体等の他のアントラセン誘導体が、ＬＥＬにおける非エレクトロルミネッセンス化合物として有用であり得る。米国特許第５，１２１，０２９号及び特開平０８−３３３５６９号に記載されるようなスチリルアリーレン誘導体も、有用な非エレクトロルミネッセンス材料である。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、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルエテニル）−１，１’−ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）、及び欧州特許第６８１，０１９号に記載されるようなフェニルアントラセン誘導体は、有用な非エレクトロルミネッセンス材料である。
【０１９５】
適切なアントラセンのいくつかの具体例は以下である。
【０１９６】
【化５８】
【化５９】
【０１９７】
＜スペーサ層＞
スペーサ層が存在する場合、スペーサ層はＬＥＬと直接接触させて配置される。スペーサ層は、アノード若しくはカソードのいずれかの上に配置してもよく、又はさらにはＬＥＬの両側に配置してもよい。スペーサ層は、典型的には、いかなる発光ドーパントをも含有しない。１つ以上の材料を使用してもよく、材料は上記で規定されるような正孔輸送材料、又は下記に規定されるような電子輸送材料のいずれかであり得る。リン光ＬＥＬの隣に配置した場合、スペーサ層中の材料は、ＬＥＬ中のリン光ドーパントの三重項エネルギーより高い三重項エネルギーを有しなくてはならない。最も望ましくは、スペーサ層中の材料は、隣接するＬＥＬにおいてホストとして使用されるものと同一である。したがって、記載されるいずれのホスト材料もスペーサ層に使用する上でも適切である。スペーサ層は、薄くなくてはならず、少なくとも０．１ｎｍ、しかし好ましくは１．０ｎｍ〜２０ｎｍの範囲内である。
【０１９８】
＜正孔ブロック層（ＨＢＬ）＞
リン光エミッタを含有するＬＥＬが存在する場合、励起子及び再結合現象をＬＥＬに留めるのを助けるために、正孔ブロック層１３５を電子輸送層１３６と発光層１３４との間に配置するのが望ましい。この場合、共通ホスト（co-hosts）から正孔ブロック層への正孔の移動に対するエネルギー障壁がなくてはならず、一方で電子が正孔ブロック層から共通ホスト材料及びリン光エミッタを含む発光層へと容易に受け渡される必要がある。さらに、正孔ブロック材料の三重項エネルギーがリン光材料の三重項エネルギーより大きいことが望ましい。適切な正孔ブロック材料は、国際公開第００／７０６５５号、国際公開第０１／４１５１２号、及び国際公開第０１／９３６４２号に記載されている。有用な正孔ブロック材料の２つの例は、バトクプロイン（ＢＣＰ）及びビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（ＢＡｌｑ）である。米国特許出願公開第２００３／００６８５２８号に記載されるように、ＢＡｌｑ以外の金属錯体も正孔及び励起子をブロックすることが知られている。正孔ブロック層を使用する場合、その厚さは２ｎｍ〜１００ｎｍの間、適切には５ｎｍ〜１０ｎｍの間であり得る。
【０１９９】
＜電子輸送層＞
望ましい電子輸送材料は上記した通りである。ＥＴＬに使用するのに適切であると知られている他の電子輸送材料としては、キレート化オキシノイド化合物、アントラセン誘導体、ピリジン系材料、イミダゾール、オキサゾール、チアゾール及びこれらの誘導体、ポリベンゾビスアゾール、シアノ含有ポリマー、及び過フッ化材料が挙げられるが、これらに限定されない。他の電子輸送材料としては、米国特許第４，３５６，４２９号に開示されているような様々なブタジエン誘導体、及び米国特許第４，５３９，５０７号に記載されるような様々な複素環光学的増白剤が挙げられる。
【０２００】
好ましい種類のベンザゾールは、米国特許第５，６４５，９４８号及び米国特許第５，７６６，７７９号においてShiらにより説明されている。かかる化合物は構造式（Ｑ）により表される。
【０２０１】
【化６０】
【０２０２】
式（Ｑ）において、ｎは２〜８から選択され、ｉは１〜５から選択され、Ｚは独立してＯ、ＮＲ、又はＳであり、Ｒは個々に、水素、１個〜２４個の炭素原子を有するアルキル（例えば、プロピル、ｔ−ブチル、ヘプチル等）、５個〜２０個の炭素原子を有するアリール若しくはヘテロ原子置換アリール（例えば、フェニル、及びナフチル、フリル、チエニル、ピリジル、キノリニル、及び他の複素環系）、又はクロロ、フルオロ等のハロゲン、又は縮合芳香環を完成するのに必要な原子であり、Ｘは、炭素、アルキル、アリール、置換アルキル、又は置換アリールから成る結合単位であり、共役的又は非共役的に複数のベンザゾールを結合する。
【０２０３】
有用なベンザゾールの例は、下記に示す式（Ｑ−１）によって表される２，２’，２’’−（１，３，５−フェニレン）トリス［１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール］（ＴＰＢＩ）である。
【０２０４】
【化６１】
【０２０５】
他の適切な種類の電子輸送材料としては、式（Ｒ）によって表されるような様々な置換フェナントロリンが挙げられる。
【０２０６】
【化６２】
【０２０７】
式（Ｒ）において、Ｒ1〜Ｒ8は独立して、水素、アルキル基、アリール基又は置換アリール基であり、Ｒ1〜Ｒ8のうち少なくとも１つはアリール基又は置換アリール基である。
【０２０８】
ＥＩＬに有用なフェナントロリンの具体例は、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−フェナントロリン（ＢＣＰ）（式（Ｒ−１）を参照）及び４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（Ｂｐｈｅｎ）（式（Ｒ−２）を参照）である。
【０２０９】
【化６３】
【０２１０】
電子輸送材料として機能する適切なトリアリールボランは、化学式（Ｓ）を有する化合物から選択され得る。
【０２１１】
【化６４】
【０２１２】
式中、Ａｒ1〜Ａｒ3は独立して、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環式（hydrocarbocyclic）基又は芳香族複素環基である。上記構造を有する化合物は、式（Ｓ−１）から選択されることが好ましい。
【０２１３】
【化６５】
【０２１４】
式中、Ｒ1〜Ｒ15は独立して、水素、フルオロ基、シアノ基、トリフルオロメチル基、スルホニル基、アルキル基、アリール基又は置換アリール基である。
【０２１５】
トリアリールボランの具体的な実施態様としては以下が挙げられる。
【０２１６】
【化６６】
【０２１７】
電子輸送材料は、式（Ｔ）の置換１，３，４−オキサジアゾールからも選択され得る。
【０２１８】
【化６７】
【０２１９】
式中、Ｒ1及びＲ2は個々に、水素、１個〜２４個の炭素原子を有するアルキル（例えば、プロピル、ｔ−ブチル、ヘプチル等）、５個〜２０個の炭素原子を有するアリール又はヘテロ原子置換アリール（例えば、フェニル、及びナフチル、フリル、チエニル、ピリジル、キノリニル、及び他の複素環系）、又はクロロ、フルオロ等のハロゲン、又は縮合芳香環を完成するのに必要な原子である。
【０２２０】
有用な置換オキサジアゾールの例は以下である。
【０２２１】
【化６８】
【０２２２】
電子輸送材料は、式（Ｕ）に従う置換１，２，４−トリアゾールからも選択され得る。
【０２２３】
【化６９】
【０２２４】
式中、Ｒ1、Ｒ2及びＲ3は独立して、水素、アルキル基、アリール基又は置換アリール基であり、Ｒ1〜Ｒ3のうち少なくとも１つはアリール基又は置換アリール基である。有用なトリアゾールの例は、式（Ｕ−１）によって表される３−フェニル−４−（１−ナフチル）−５−フェニル−１，２，４−トリアゾールである。
【０２２５】
【化７０】
【０２２６】
電子輸送材料は、置換１，３，５−トリアジンからも選択され得る。適切な材料の例は：
２，４，６−トリス（ジフェニルアミノ）−１，３，５−トリアジン、
２，４，６−トリカルバゾロ−１，３，５−トリアジン、
２，４，６−トリス（Ｎ−フェニル−２−ナフチルアミノ）−１，３，５−トリアジン、
２，４，６−トリス（Ｎ−フェニル−１−ナフチルアミノ）−１，３，５−トリアジン、
４，４’，６，６’−テトラフェニル−２，２’−ビ−１，３，５−トリアジン、
２，４，６−トリス（［１，１’：３’，１’’−ターフェニル］−５’−イル）−１，３，５−トリアジン
である。
【０２２７】
また、ＬＥＬ中のホスト材料として有用な式（Ｏ）のオキシン自体のキレートを含む金属キレート化オキシノイド化合物（一般に、８−キノリノール又は８−ヒドロキシキノリンとも称される）のいずれかも、ＥＴＬに使用するのに適切である。
【０２２８】
高い三重項エネルギーを有するいくつかの金属キレート化オキシノイド化合物が、電子輸送材料として特に有用であり得る。高い三重項エネルギー準位を有する特に有用なアルミニウム又はガリウム錯体ホスト材料は、式（Ｗ）によって表される。
【０２２９】
【化７１】
【０２３０】
式（Ｗ）において、Ｍ1はＡｌ又はＧａを表す。Ｒ2〜Ｒ7は水素又は独立して選択される置換基を表す。望ましくは、Ｒ2は電子供与基を表す。適切には、Ｒ3及びＲ4は各々独立して、水素又は電子供与置換基を表す。好ましい電子供与基は、メチル等のアルキルである。好ましくは、Ｒ5、Ｒ6及びＲ7は各々独立して、水素又は電子求引基を表す。隣接する置換基Ｒ2〜Ｒ7は、結合して環基を形成してもよい。Ｌは、酸素によりアルミニウムに連結した芳香族部分であり、Ｌが６個〜３０個の炭素原子を有するように置換基で置換されていてもよい。
【０２３１】
ＥＴＬに使用する有用なキレート化オキシノイド化合物の例は、アルミニウム（ＩＩＩ）ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリン）−４−フェニルフェノラート［別名、Ｂａｌｑ］である。
【０２３２】
ＬＥＬ中のホスト材料として有用な式（Ｐ）に従うアントラセン誘導体と同一のものを、同様にＥＴＬにおいて使用してもよい。
【０２３３】
ＥＴＬの厚さは、典型的に５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内、好ましくは１０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲内である。
【０２３４】
＜電子注入層＞
ＥＩＬは、ホストとして少なくとも１つの電子輸送材料、及び少なくとも１つのｎ型ドーパントを含有するｎ型ドープ層であり得る。ドーパントは、電荷移動によってホストを還元することが可能である。「ｎ型ドープ層」という用語は、この層がドープ後に半導体特性を有し、この層を流れる電流が電子によって実質的に搬送されることを意味する。
【０２３５】
ＥＩＬにおけるホストは、電子の注入及び電子の輸送を支持することが可能な電子輸送材料であり得る。電子輸送材料は、上記で規定されるようなＥＴＬ領域に使用する電子輸送材料から選択することができる。
【０２３６】
ｎ型ドープＥＩＬ中のｎ型ドーパントは、アルカリ金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、若しくはアルカリ土類金属化合物、又はそれらの組み合わせから選択することができる。「金属化合物」という用語は、有機金属錯体、金属有機塩、及び金属無機塩、金属酸化物、及び金属ハロゲン化物を包含する。この種類の金属含有ｎ型ドーパントのうち、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、又はＹｂ、及びこれらの化合物が特に有用である。ｎ型ドープＥＩＬにおいてｎ型ドーパントとして使用される材料には、強い電子供与特性を有する有機還元剤も含まれる。「強い電子供与特性」とは、有機ドーパントが少なくともいくつかの電子電荷をホストに供与して、ホストと共に電荷移動錯体を形成可能であることを意味する。有機分子の非限定的な例として、ビス（エチレンジチオ）−テトラチアフルバレン（ＢＥＤＴ−ＴＴＦ）、テトラチアフルバレン（ＴＴＦ）、及びこれらの誘導体が挙げられる。高分子ホストの場合、ドーパントは上記のいずれかであるか、又は微量成分として分子状に分散した材料若しくはホストと共重合した材料でもある。好ましくは、ｎ型ドープＥＩＬ中のｎ型ドーパントは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、若しくはＹｂ、又はそれらの組み合わせを含む。ｎ型ドープ濃度は、この層の０．０１体積％〜２０体積％の範囲内であるのが好ましい。
【０２３７】
一実施形態において、電子注入層は、金属をドープしたフェナントロリン誘導体を含有する。適切な金属としては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、又はＹｂが挙げられ、リチウムが最も好ましい。この用途における適切な置換フェナントロリンとしては、上記したような、式（Ｒ）に従うものが挙げられる。
【０２３８】
ＥＴＬの厚さは、しばしば５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内、及び典型的には１０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲内である。
【０２３９】
＜カソード＞
アノードのみを通して発光を見る場合には、カソード１４０は、ほぼ任意の導電性材料を含む。望ましい材料は、下にある有機層との効果的な接触を確実にする有効な膜形成特性を有し、低電圧で電子の注入を促進し、有効な安定性を有する。有用なカソード材料は、仕事関数が小さな金属又は合金（４．０ｅＶ未満）を含有することが多い。好ましいカソード材料の１つは、米国特許第４，８８５，２２１号に記載されるようなＭｇ：Ａｇ合金を含む。他の適切な種類のカソード材料としては、有機層（例えば、有機ＥＩＬ又はＥＴＬ）に接触する薄い無機ＥＩＬを含み、より厚い導電性金属層で覆われる二重層が挙げられる。ここで、無機ＥＩＬは、仕事関数が小さな金属又は金属塩を含んでいることが好ましく、そのような場合には、より厚い被覆層が小さな仕事関数を有する必要はない。かかるカソードの１つは、米国特許第５，６７７，５７２号に記載されているように、ＬｉＦの薄層と、その上に載るより厚いＡｌ層を含む。他の有用なカソード材料の組としては、米国特許第５，０５９，８６１号、同第５，０５９，８６２号、及び同第６，１４０，７６３号に開示されているものが挙げられるが、これらに限定されない。
【０２４０】
カソードを通して発光を見る場合、カソード１４０は透明であるか、又はほぼ透明である必要がある。かかる用途のためには、金属が薄いか、又は透明な導電性酸化物を使用するか、又はこのような材料を含んでいる必要がある。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、同第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号、同第６，２７８，２３６号、同第６，２８４，３９３号、及び欧州特許第１０７６３６８号により詳細に記載されている。カソード材料は、熱蒸着、電子ビーム蒸着、イオンスパッタリング、又は化学蒸着によって典型的に堆積される。必要に応じて、多くの既知の方法（スルーマスク蒸着、米国特許第５，２７６，３８０号及び欧州特許第０７３２８６８号に記載されるような一体化シャドーマスキング（integral shadow masking）、レーザーアブレーション、及び選択的化学蒸着が挙げられるが、これらに限定されない）によってパターニングを行なう。
【０２４１】
ＥＩＬの厚さは、典型的に２０ｎｍ未満、及び好ましくは１０ｎｍ以下の範囲内である。
【０２４２】
＜基板＞
ＯＬＥＤ１００は、支持基板１１０上に典型的に設けられるが、ここでアノード１２０又はカソード１４０のいずれかが基板と接触していてもよい。基板と接触する電極は。便宜上、底面電極と称される。通常、底面電極はアノード１２０であるが、本発明はその構成に限定されない。基板は、意図される発光の方向に応じて光透過性であっても、又は不透明であってもよい。基板を通してＥＬ発光を見るには光透過性が望ましい。このような場合には、透明なガラス又はプラスチックが一般に使用される。基板は複数の材料層を備える複雑な構造であってもよい。これは典型的には、ＯＬＥＤ層の下側にＴＦＴが設けられるアクティブマトリックス基板の場合に当てはまる。基板は、少なくとも発光画素化領域において、概ね透明な材料（ガラス又はポリマー等）を含むことがさらに必要とされる。ＥＬ発光を上部電極を通して見る用途においては、底面支持体の光透過性は重要ではなく、したがって支持体は光透過性であっても、光吸収性であっても、又は光反射性であってもよい。この場合に使用される基板としては、ガラス、プラスチック、半導体材料（ケイ素、セラミックス等）、及び回路基板が挙げられるが、これらに限定されない。この場合もやはり、基板は、アクティブマトリクスＴＦＴ設計において見られるような複数の材料層を備える複雑な構造であってもよい。これらのデバイス構成においては、光透明性の上部電極を設けることが必要とされる。
【０２４３】
＜有機層の堆積＞
上記の有機材料は、昇華によって適切に堆積されるが、膜の形成を改善するために任意で結合剤を用いて溶媒から堆積させることもできる。材料がポリマーである場合には、溶媒堆積が通常は好ましい。昇華によって堆積させる材料は、例えば、米国特許第６，２３７，５２９号に記載されるように、タンタル材料で構成されることの多い昇華「ボート」（sublimator "boat"）から蒸発させるか、又は最初にドナーシートにコーティングし、次いで基板のより近くで昇華させることができる。材料の混合物を含む層では、別個の昇華ボートを用いるか、又は材料を予め混合し、単一のボート若しくはドナーシートからコーティングすることができる。パターニング堆積は、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限定された染料熱転写（米国特許第５，８５１，７０９号及び米国特許第６，０６６，３５７号）、インクジェット法（米国特許第６，０６６，３５７号）を利用して実現することができる。
【０２４４】
ＯＬＥＤを作製する上で有用な有機材料、例えば有機正孔輸送材料、有機エレクトロルミネッセンス成分をドープした有機発光材料は、分子結合力の比較的弱い比較的複雑な分子構造を有するため、物理的蒸着中に有機材料（複数可）の分解が回避されるよう注意を払う必要がある。上述の有機材料は、比較的高い純度で合成され、粉末、フレーク、又は顆粒の形態で提供される。これまで、かかる粉末又はフレークは、物理的蒸着源に入れて使用されてきたが、この物理的蒸着源には、有機材料の昇華又は気化により蒸気を形成させ、基板上で蒸気を凝縮させて基板上に有機層を設けるために熱が加えられる。
【０２４５】
有機粉末、フレーク又は顆粒を物理的蒸着において使用する際にいくつかの問題が見られていたが、これは、これらの粉末、フレーク、又は顆粒の取り扱いが困難であるということである。これらの有機材料は、比較的低い物理的密度を一般に有し、特に１０-6トールにまで減圧されるチャンバ内に配置される物理的蒸着源に入れる際に、望ましくない低い熱伝導率を有する。このため、粉末粒子、フレーク、又は顆粒は、加熱源からの放射加熱、及び加熱源の加熱表面と直接接触した粒子又はフレークの伝導加熱によってしか加熱されない。加熱源の加熱表面と接触していない粉末粒子、フレーク、又は顆粒は、粒子間接触面積が比較的小さいことから、伝導加熱では効果的に加熱されない。これは物理的蒸着源におけるかかる有機材料の不均一な加熱をもたらし得る。したがって、結果として不均一な蒸着有機層が基板上に形成される可能性がある。
【０２４６】
これらの有機粉末は固結して固体ペレットとすることができる。昇華性有機材料粉末の混合物から固結して固体ペレットとなるこれらの固体ペレットは、取り扱いがより容易である。有機粉末の固体ペレットへの固結は、比較的単純な器具を用いて行なうことができる。１つ以上の非発光性の有機非エレクトロルミネッセンス成分材料、又は発光エレクトロルミネッセンス成分材料、又は非エレクトロルミネッセンス成分材料及びエレクトロルミネッセンス成分材料の混合物を含む混合物から形成される固体ペレットは、有機層を作製するために物理的蒸着源に入れることができる。かかる固結ペレットは、物理的蒸着装置において使用することができる。
【０２４７】
１つの態様において、本発明は、有機材料の圧縮ペレットから、ＯＬＥＤの一部を形成する有機層を基板上に作製する方法を提供する。
【０２４８】
本発明の材料を堆積させる好ましい方法の１つは、米国特許出願公開第２００４／０２５５８５７号及び米国特許第７，２８８，２８６号に記載されているが、この場合、本発明の材料の各々を蒸発させるために異なる蒸発源（source evaporators）が使用される。第２の好ましい方法は、温度制御された材料供給経路に沿って材料が計量供給される（metered）フラッシュ蒸発を利用する。このような好ましい方法は、以下の同一出願人の特許公報及び公開公報：米国特許第７，２３２，５８８号、同第７，２３８，３８９号、同第７，２８８，２８５号、同第７，２８８，２８６号、同第７，１６５，３４０号及び米国特許出願公開第２００６／０１７７５号に記載されている。この第２の方法を用いる場合、各々の材料を異なる蒸発源を用いて蒸発させても、又は固体材料を混合した後に、同一の蒸発源を用いて蒸発させてもよい。
【０２４９】
＜封止＞
大抵のＯＬＥＤデバイスは、水分及び／又は酸素に敏感であるため、一般に不活性雰囲気（例えば、窒素又はアルゴン）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、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、金属硫酸塩、又は金属ハロゲン化物及び金属過塩素酸塩）と共に密封される。封止及び乾燥のための方法としては、米国特許第６，２２６，８９０号に記載される方法が挙げられるが、これに限定されない。
【０２５０】
＜ＯＬＥＤデバイスの設計基準＞
フルカラーディスプレイに対しては、ＬＥＬの画素化が必要とされ得る。このＬＥＬの画素化堆積は、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限定された染料熱転写、米国特許第５，６８８，５５１号、同第５，８５１，７０９号、及び同第６，０６６，３５７号、並びにインクジェット法、米国特許第６，０６６，３５７号を用いて行なわれる。
【０２５１】
本発明のＯＬＥＤデバイスでは、必要なら、その特性を向上させるために、既知の様々な光学的効果を利用することができる。これには、層の厚さを最適化して光の透過を最大にすること、誘電体ミラー構造を設けること、反射性電極の代わりに光吸収性電極にすること、グレア防止用若しくは反射防止用コーティングをディスプレイ上に設けること、偏光媒体をディスプレイ上に設けること、又は色フィルタ、減光フィルタ、若しくは色変換フィルタをディスプレイ上に設けること等がある。フィルタ、偏光板、及びグレア防止用又は反射防止用コーティングは、カバーの上に、又はカバーの一部として特に設けることができる。
【０２５２】
本発明の実施形態により、良好な輝度効率、良好な動作安定性を有し、且つ駆動電圧を低減したＥＬデバイスが提供され得る。本発明の実施形態は、デバイスの寿命期間にわたって電圧増大を抑えることもでき、高い再現性をもって作製することができ、良好な光効率を一貫してもたらす。さらに実施形態は、広範囲の発光色調、特に短青色発光を提供することができる。本発明の実施形態では、電力消費（consumption requirements）がより少ないため、電池と共に使用する場合、電池寿命を延長することができる。
【０２５３】
本発明及びその利点を以下の具体例によりさらに説明する。「パーセンテージ」又は「パーセント」という用語、及び「％」という記号は、本発明の層及びデバイスの他の構成要素中の全材料における、特定の第１の化合物又は第２の化合物の体積パーセント（又は薄膜厚モニターで測定した厚さの比率）を表す。１種より多い第２の化合物が存在する場合には、第２の化合物の総体積を、本発明の層中の全材料におけるパーセンテージとして表すこともできる。
【実施例】
【０２５４】
＜代表的な合成例：Ｉｎｖ−３の作製＞
Ｉｎｖ−３を、以下に記載されるスキーム１に概説されるようにして合成した。
【０２５５】
【化７２】
【０２５６】
＜中間体２：２，２’−メチレンビス（５−クロロベンゾチアゾール）の作製＞
８０％のエチレングリコール溶液２５ｍＬを窒素散布で５分間脱ガスした。これに、７．３５ｇの５−クロロベンゾチアゾール（化合物１）を添加した。得られた混合物をさらに５分間脱ガスした後、正の窒素雰囲気下に置いた。第２の８０％のエチレングリコール溶液２５ｍＬを窒素散布で５分間脱ガスした。この第２溶液に、１１．２ｇの水酸化カリウムを添加した。得られた溶液をさらに５分間脱ガスした。この水酸化カリウム溶液をベンゾチアゾール混合物に添加した。正の窒素雰囲気中で、反応フラスコをオイルバスで加熱し、１１５℃まで加熱した。反応混合物を一晩撹拌した。朝に、脱ガスされた１２ｇの酢酸を添加することによって反応物を中和して５．５〜６．０のｐＨを達成した後、１．１９ｇのマロノニトリルを添加し、次いで脱ガスされた４５ｍＬのエタノールを添加した。濃厚スラリーを１００℃で３時間加熱した後、周囲温度まで冷却した。ろ過によって固体を採集し、水、メタノール及びリグロインで洗浄した。乾燥させた後、６．３７ｇの生成物が得られた。1Ｈ ＮＭＲスペクトルの分析は、所望の生成物が得られたことを示した。高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）分析は、生成物が一成分だけを有することを示した。
【０２５７】
＜中間体３：ジフルオロ［［２，２’−メチレンビス［５−クロロベンゾチアソール］］（１−）−Ｎ，Ｎ’−］ホウ素の作製＞
６．３ｇの２，２’−メチレンビス（５−クロロベンゾチアゾール）、１１．４ｍＬの三フッ化ホウ素及び３０ｍＬの無水アセトニトリルを圧力管に添加した。この管を密封し、オイルバス中に置いた。濃厚混合物中に鮮やかな黄色の固体が観察された。この混合物を一晩加熱しながら撹拌した。ＴＬＣの分析は、出発原料が残存していることを示した。反応を４０ｍＬの無水アセトニトリルで希釈し、オイルバス中で３時間加熱した。得られた混合物を冷却した後、撹拌しながら３５０ｍＬの冷水に注ぎ入れた。ｐＨが８〜９に到達するまで水酸化ナトリウム溶液（１０％）を添加した。ろ過によって鮮やかな黄色の固体を採集し、水、メタノールで洗浄した後、ジイソプロピルエーテルで洗浄した。乾燥させた後、６．８６ｇの生成物が得られた。1Ｈ ＮＭＲスペクトルの分析は、所望の生成物が得られたことを示した。ＨＰＬＣ分析は、生成物が一成分だけを有することを示した。
【０２５８】
＜Ｉｎｖ−３：ジフルオロ［［２，２’−メチレンビス［５−メシチルベンゾチアゾール］］（１−）−Ｎ，Ｎ’］ホウ素の作製＞
連続的に窒素掃引しながら、連続して、０．６ｇのジフルオロ［［２，２’−メチレンビス［５−クロロベンゾチアゾール］］（１−）−Ｎ，Ｎ’］ホウ素、０．７４ｇのメシチルボロン酸、脱ガスされた５ｍＬのトルエン、０．０２０２ｇの酢酸パラジウム、０．０７４ｇのＳ−ＰＨＯＳ（２−ジシクロへキシルホスフィノ−２’，６’−ジメトキシビフェニル）、及び最後に１．７２ｇのリン酸カリウム１水和物を窒素充填圧力管に添加した。この管を密封し、６５℃に加熱されるサーモスタット制御下のオイルバス中に一晩置いた。次いで、反応混合物をガラス繊維紙（ＧＦ／Ｆ）上のセライトパットでろ過した。セライトケーキを熱トルエンで洗浄した。溶媒を蒸発させることによってろ液を濃縮した後、粗生成物を沸騰酢酸エチル中に懸濁させた。ろ過によって鮮やかな黄色の固体が採集され、ＨＰＬＣによって分析したところ１００％の一成分だけであった。前と同じように、ろ液を濃縮し、残渣を沸騰酢酸エチルで処理して、２回目の生成物を得た。２回目に得られたものをＨＰＬＣ分析したところ９９．５％の純度であった。得られた生成物を合わせたものは０．６４ｇであった。窒素ガス流下、２０４〜２５０℃で、生成物を昇華器内で昇華させ、０．５６ｇのＩｎｖ−３を得た。1Ｈ ＮＭＲスペクトル及び質量スペクトル（ＭＳ）の分析は、所望の生成物が得られたことを示した。ＨＰＬＣ分析は、生成物が一成分だけを含有することを示した。
【０２５９】
＜例２：溶液のスペクトル（solutions spectra）＞
吸収スペクトル及び発光スペクトルは、代表的な本発明のホウ素錯体及び比較のホウ素錯体が１０-5〜１０-6Ｍの濃度である酢酸エチル溶液中で室温にて得られる。表１は、吸収が最大である波長（λｍａｘ）及び発光が最大である波長（Ｅｍａｘ）を記載する。量子収量（Φ）は、放出された光子と吸収された光子との比として定義され、各錯体について測定し、表１に報告する。蛍光の手順は当業者に周知である（例えば、C. A. Parker及びW. T. Rees、Analyst、第85巻、587頁、1960年を参照）。比較のホウ素錯体は以下に記載される。
【０２６０】
【化７３】
【化７４】
【化７５】
【０２６１】
【表１】
【０２６２】
表１から、本発明の化合物（Ｉｎｖ−１、Ｉｎｖ−３及びＩｎｖ−４）は、良好な量子収量を有し且つ望ましい波長で発光するということが分かる。一実施形態において、４２５〜４３５ｎｍの範囲に溶解発光（solution emission）を有する錯体は、その錯体をＥＬデバイスに包含させる場合、良好な短青色を得るために望ましい。
【０２６３】
ホウ素錯体化句の一部として過剰な数の縮合環を有する比較化合物（Ｃ−４、Ｃ−５、Ｃ−６、Ｃ−７及びＣ−８）は、望ましい波長で発光を提供する（例えばＣ−５は４３０ｎｍで発光する）が、非常に低い量子収量を有するということも表１から分かる。なお、Ｃ−２及びＣ−３は、背部の環置換基を含有しない化合物であり、これらは、良好な量子収量を有するものの、望ましい短青色発光に対して短すぎる（Ｃ−３）か又は濃すぎる（Ｃ−２）発光を提供する。
【０２６４】
化合物Ｃ−９は、２つの６員芳香族複素環の窒素に結合したホウ素の例である。この化合物は、良好な量子収量を提供するが、良好な短青色を提供するにはその発光波長が濃すぎる（４４０ｎｍ）。
【０２６５】
Ｃ−１は、高い溶解量子収量（solution quantum yield）及び適切なＥｍａｘの両方を提供するが、下記例５及び６に記載されるように、ＥＬデバイスに組み込んだ場合、この錯体は、高い効率で短青色を生成するデバイスを提供しない。
【０２６６】
＜例３：デバイス３．１〜３．１２の作製＞
一連のＯＬＥＤデバイス（３．１〜３．１２）を以下の方法で組み立てた。
１．２６〜２７ｎｍのインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）の層でコーティングしたガラス基板をアノードとして、順に、市販の洗剤中で超音波処理し、脱イオン水でリンスし、約１分間酸素プラズマに曝露した。
２．米国特許第６，２０８，０７５号に記載されるような、１０秒のＣＨＦ3のプラズマ支援堆積によって、ＩＴＯ上にフッ化炭素（ＣＦx）第１正孔注入層（ＨＩＬ１）を堆積させた。
３．１０ｎｍのＨＩＭ−１に相当する第２正孔注入層（ＨＩＬ２）を、ＨＩＬ１上に堆積させた。
４．次に、正孔輸送材料４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＢ）の層を、８５．０ｎｍの厚さに堆積させた。
５．次に、表２に示すようなアントラセン材料及び同様に表２に示すようなＩｎｖ−４又はＣ−９のホウ素錯体に相当する２０ｎｍの発光層（ＬＥＬ）を堆積させた。ホウ素錯体のレベルは表２にＬＥＬの体積％として示しており、ＬＥＬの残りの体積％はアントラセン材料に相当する。
６．アントラセンＰ−１及びＡＭ−２の混合物（５０／５０）に相当する電子輸送層（ＥＴＬ）を、厚さ３１．５ｎｍでＬＥＬ上に真空堆積させた。
７．次に、ＡＭ−１に相当する電子注入層（ＥＩＬ）を、厚さ３．５ｎｍでＥＴＬ上に真空堆積させた。
８．最後に、１００ｎｍのアルミニウムの層をＥＩＬ上に堆積させて、カソードを形成した。
【０２６７】
上記の手順によってＥＬデバイスの堆積が完了した。次に、デバイスを周囲環境から保護するため、乾燥グローブボックス中で密封包装した。
【０２６８】
このように形成したデバイスを、２０ｍＡ／ｃｍ2の動作電流で効率（効率、Ｗ／Ａ）について試験し、その結果を表２に報告する。デバイスの効率は、入力電流１アンペア当たりのデバイスにより生成される放射束（ワット単位）であり、ここで放射束は、単位時間当たりのデバイスから生成される光エネルギーである。各デバイスにより生成される光の色は、ＣＩＥx、ＣＩＥy（Commission Internationale de L'Eclairage）座標で表２に示す。
【０２６９】
【化７６】
【化７７】
【０２７０】
【表２】
【０２７１】
表２から分かるように、ホウ素錯体Ｉｎｖ−４と９，１０−ジアリールアントラセン（Ａｎ−２又はＡｎ−４）との組み合わせを含むデバイス３．１〜３．６は、高い輝度及び低い電圧に加えて、０．１０未満のＣＩＥy座標に相当する短青色を提供する。Ｉｎｖ−４がアントラセンＰ−１（２位に芳香族置換基を有する）と組み合わせて用いられる場合、生成される光は、約０．１５にシフトしたＣＩＥy座標を有し、短青色発光が得られない（デバイス３．７〜３．９）。同様に、比較のホウ素錯体Ｃ−９をアントラセンＡｎ−４と組み合わせた場合（デバイス３．１０〜３．１２）、デバイスは短青色を有する光を発しない。
【０２７２】
＜例４：デバイス４．１〜４．１２の作製＞
一連のＯＬＥＤデバイス（４．１〜４．１２）を以下の方法で組み立てた。
１．２６〜２７ｎｍのインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）の層でコーティングしたガラス基板をアノードとして、順に、市販の洗剤中で超音波処理し、脱イオン水でリンスし、約１分間酸素プラズマに曝露した。
２．米国特許第６，２０８，０７５号に記載されるような、１０秒のＣＨＦ3のプラズマ支援堆積によって、ＩＴＯ上にフッ化炭素（ＣＦx）第１正孔注入層（ＨＩＬ１）を堆積させた。
３．１０ｎｍのＨＩＭ−１に相当する第２正孔注入層（ＨＩＬ２）を、ＨＩＬ１上に堆積させた。
４．次に、正孔輸送材料４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＢ）の層を、８５．０ｎｍの厚さに堆積させた。
５．次に、表３に示すようなアントラセン材料及び同様に表３に示すようなＩｎｖ−１又はＣ−９のホウ素錯体に相当する２０ｎｍの発光層（ＬＥＬ）を堆積させた。ホウ素錯体のレベルは表３にＬＥＬの体積％として示しており、ＬＥＬの残りの体積％はアントラセン材料に相当する。
６．アントラセンＰ−１及びＡＭ−２の混合物（５０／５０）に相当する電子輸送層（ＥＴＬ）を、厚さ３１．５ｎｍでＬＥＬ上に真空堆積させた。
７．次に、ＡＭ−１に相当する電子注入層（ＥＩＬ）を、厚さ３．５ｎｍでＥＴＬ上に真空堆積させた。
８．最後に、１００ｎｍのアルミニウムの層をＥＩＬ上に堆積させて、カソードを形成した。
【０２７３】
上記の手順によってＥＬデバイスの堆積が完了した。次に、デバイスを周囲環境から保護するため、乾燥グローブボックス中で密封包装した。
【０２７４】
このように形成したデバイスを、２０ｍＡ／ｃｍ2の動作電流で効率（効率、Ｗ／Ａ）について試験し、その結果を表３に報告する。各デバイスにより生成される光の色は、ＣＩＥx、ＣＩＥy座標で表３に示す。
【０２７５】
【表３】
【０２７６】
本発明のホウ素錯体Ｉｎｖ−１とアントラセンＡｎ−２又はＡｎ−４との組み合わせは、良好な輝度効率とともに望ましい短青色発光（ＣＩＥy：０．０８５〜０．０８８）を有するデバイス（４．１〜４．６）を提供するということが表３から明らかである。比較のデバイス４．７〜４．９では、アントラセンＡｎ−２又はＡｎ−４がアントラセンＰ−１（２位に芳香族基を有する）で置換されている。この変更は、より望ましくない座標（ＣＩＥy：０．１２０〜０．１２６）へ発光色をシフトさせ、輝度効率も低下させる。ホウ素錯体Ｉｎｖ−１をＣ−９で置換し、アントラセンＡｎ−４を用いると（デバイス４．１０〜４．１２）、短青色を提供しない。
【０２７７】
＜例５：デバイス５．１〜５．１２の作製＞
一連のＯＬＥＤデバイス（５．１〜５．１２）を以下の方法で組み立てた。
１．２６〜２７ｎｍのインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）の層でコーティングしたガラス基板をアノードとして、順に、市販の洗剤中で超音波処理し、脱イオン水でリンスし、約１分間酸素プラズマに曝露した。
２．米国特許第６，２０８，０７５号に記載されるような、３０秒のＣＨＦ3のプラズマ支援堆積によって、ＩＴＯ上にフッ化炭素（ＣＦx）正孔注入層（ＨＩＬ）を堆積させた。
３．次に、正孔輸送材料４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＢ）の層を、９５．０ｎｍの厚さに堆積させた。
４．次に、表４に示すようなホスト材料及びＩｎｖ−３のホウ素錯体に相当する発光層（ＬＥＬ）を、同様に表４に示すようなレベルで堆積させた。ホウ素錯体のレベルは表４にＬＥＬの体積％として示しており、ＬＥＬの残りの体積％はホスト材料に相当する。
５．３５．０ｎｍのＡｌｑ（トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ））層に相当する電子輸送層（ＥＴＬ）をＬＥＬ上に真空堆積させた。
６．次に、ＬｉＦに相当する電子注入層（ＥＩＬ）を、厚さ０．５ｎｍでＥＴＬ上に真空堆積させた。
７．最後に、１００ｎｍのアルミニウムの層をＥＩＬ上に堆積させて、カソードを形成した。
【０２７８】
上記の手順によってＥＬデバイスの堆積が完了した。次に、デバイスを周囲環境から保護するため、乾燥グローブボックス中で密封包装した。
【０２７９】
【化７８】
【０２８０】
Ｉｎｖ−１をＣ−１で置換したことを除き、デバイス５．１〜５．６と同じ方法で第２の一連のデバイス５．７〜５．１２を作製した。
【０２８１】
このように形成したデバイスを、２０ｍＡ／ｃｍ2の動作電流で効率（効率、Ｗ／Ａ）について試験し、その結果を表４に報告する。各デバイスにより生成される光の色は、ＣＩＥx、ＣＩＥy座標で表４に示す。
【０２８２】
【表４】
【０２８３】
デバイス５．１〜５．１２は、同じ全体厚さを有し且つ９５ｎｍのＮＰＢの層を備える。Ｉｎｖ−３及びアントラセンＡｎ−２を含有するＬＥＬを有する本発明のデバイス５．１及び５．２は、高い輝度効率及び良好な青色（ＣＩＥy：０．１４〜０．１５）を提供するということが表４から分かる。対応する比較のデバイス５．３及び５．４（アントラセンＡｎ−２がアントラセンＰ−１で置換されている）は、低い効率を有し、色が好ましくない位置（ＣＩＥy：０．２４〜０．２５）にシフトする。同様に、比較のデバイス５．５及び５．６（アントラセンＡｎ−２がＣ−１０（４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾールビフェニル（ＣＢＰ））で置換されている）は、本発明のデバイス５．１及び５．２と比較して、さらに低い効率を示し、色が極めて好ましくない位置（ＣＩＥy：０．５２〜０．５３）にシフトする。
【０２８４】
Ｉｎｖ−３をＣ−１で置換したことを除き、本発明のデバイス５．１及び５．２と同じ方法で比較のデバイス５．７及び５．８を作製した。本発明のデバイス（５．１及び５．２）は、比較のデバイス５．７及び５．８（Ｗ／Ａ：０．０３４〜０．０３７）と比較して、高い効率（Ｗ／Ａ：０．０５０〜０．０５１）を提供するということが表４から分かる。本発明のデバイスは、発せられる青色光の色の改善（デバイス５．２のＣＩＥyが０．１４であるのに対してデバイス５．８の値は０．１９）も提供する。
【０２８５】
表４は、Ｃ−１を代替的なホストＰ−１又はＣ−１０と組み合わせると、その輝度効率を有意に改善せず、その色特性をなおさら望ましくない位置にシフトさせるということも示している（デバイス５．９〜５．１２）。特に、Ｃ−１とＣ−１０との組み合わせは、米国特許第７，０７４，５０３号にすでに記載されている。
【０２８６】
＜例６：デバイス６．１〜６．１２の作製＞
一連のＯＬＥＤデバイス（６．１〜６．１２）は、正孔輸送材料４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＢ）の層を９５．０ｎｍではなく７５．０ｎｍの厚さに堆積させたことを除き、デバイス５．１〜５．１２（例５）と全く同じ方法で作製した。従って、デバイス６．１〜６．１２は、対応するデバイス５．１〜５．１２よりも薄い。
【０２８７】
デバイス６．１〜６．１２を、２０ｍＡ／ｃｍ2の動作電流で効率（効率、Ｗ／Ａ）について試験し、その結果を表５に報告する。
【０２８８】
【表５】
【０２８９】
デバイス６．１〜６．１２は、同じ全体厚さを有するが、ＮＰＢ層（７５）ｎｍのためにデバイス５．１〜５．１２（例５）と比較して薄い。表４及び表５の比較により、デバイスの全体厚さは、発せられる光の色に影響を及ぼすということが分かる。しかし、本発明のデバイス６．１及び６．２の性能と比較のデバイス６．３〜６．１２の性能を比較することにより、本発明のデバイスは、比較デバイスと比較して、薄いデバイス構成であるにもかかわらず、高い効率及び良好な色特性を提供するということが分かる。
【０２９０】
例３及び４で作製されたデバイスは、アントラセン誘導体Ｐ−１及びアルカリ金属化合物ＡＭ−２を含有する電子輸送層（ＥＴＬ）を備えるが、例５及び６からのデバイスは、Ａｌｑからなる従来のＥＴＬを用いている。ボロン錯体Ｉｎｖ−１、Ｉｎｖ−３及びＩｎｖ−４は、溶液中で同じような発光スペクトルを有する（表１のＥｍａｘ）が、ＥＬデバイスに組み込む場合、ＥＴＬがアントラセン誘導体を含有するときに（例３及び４）、より好ましい短青色が生成される。Ａｌｑを含有するＥＴＬを備えるデバイスと比べると、Ｐ−１とＡＭ−２との組み合わせを含有するＥＴＬを備えるデバイスは、輝度効率もはるかに高くなる。
【０２９１】
本発明は、それらの特定の好ましい実施形態に特に関連して詳細に説明されたが、本発明の意図及び範囲内で変更及び改良がなされ得ることが理解されるであろう。
【０２９２】
部品表
１００ ＯＬＥＤ
１１０ 基板
１２０ アノード
１３０ 正孔注入層（ＨＩＬ）
１３２ 正孔輸送層（ＨＴＬ）
１３４ 発光層（ＬＥＬ）
１３５ 正孔ブロック層（ＨＢＬ）
１３６ 電子輸送層（ＥＴＬ）
１３８ 電子注入層（ＥＩＬ）
１４０ カソード
１５０ 電圧／電流源
１６０ 電気コネクタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カソードと、アノードとを備え、且つそれらの間に
（ａ）式（Ｉ）
【化１】
（式中、Ｘは、水素又は置換基を表し、Ｖ1〜Ｖ8は、水素又は独立して選択される置換基を表すが、但し隣接する置換基は結合して芳香環基を形成できず且つＶ2及びＶ3の少なくとも１つは置換基を表し、Ｌ1及びＬ2は、独立して選択される置換基を表す）によって表されるホウ素錯体と、
（ｂ）６〜２４個の炭素原子を含有する独立して選択されるアリール基で９位及び１０位が置換されたアントラセン核を含有するアントラセン化合物であって、アントラセン核は、１位〜８位に芳香族置換基を含有しないという条件でさらに置換されてもよいアントラセン化合物と
を含む発光層を有するエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項２】
Ｖ2及びＶ3の少なくとも１つが、６〜２４個の炭素原子を含有するアリール基を表す請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
Ｖ2及びＶ3の少なくとも１つが、６〜２４個の炭素原子を含有するアリール基を表し、且つＶ6及びＶ7の少なくとも１つが、６〜２４個の炭素原子を含有する独立して選択されるアリール基を表す請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
Ｘが、水素、シアノ、１〜２４個の炭素原子を含有するアルキル基、又は６〜２４個の炭素原子を含有するアリール基を表す請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
Ｘが、水素を表す請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
Ｘ、Ｖ1〜Ｖ8、Ｌ1及びＬ2は、式（Ｉ）によって表されるホウ素錯体が１０-3モル未満の濃度でエチルアセテートに溶解した時に波長４２５ｎｍ〜４３５ｎｍの間に最大蛍光発光及び０．７０以上の量子収量を有するように選択される請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記最大蛍光発光が、波長４３０ｎｍ〜４３５ｎｍの間である請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
Ｘ、Ｖ1〜Ｖ8、Ｌ1及びＬ2は、発光層により発せられる光の色が０．１０〜０．２０の範囲のＣＩＥx座標値及び０超０．１０以下のＣＩＥy値を有するように選択される請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
前記ホウ素錯体が、式（ＩＩ）
【化２】
（式中、Ｘは、水素又は１〜２４個の炭素原子を含有するアルキル基を表し、Ｖ10〜Ｖ15は、水素又は独立して選択される置換基を表すが、但し隣接する置換基は結合して芳香環基を形成できず、各Ｒは、同じであるか又は異なり、独立して選択される置換基をそれぞれ表すが、但し隣接するＲ基は結合して環基を形成してもよく、ｎ及びｍは独立して０〜５であり、Ｌ1及びＬ2は、独立して選択される置換基を表す）によって表される請求項１に記載のデバイス。
【請求項１０】
Ｘ及びＶ10〜Ｖ15が、水素を表し、且つＬ1及びＬ2が、フルオロを表す請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
各Ｒが、１〜２４個の炭素原子を含有するアルキル基又は６〜２４個の炭素原子を含有するアリール基を独立して表すが、但し隣接するＲは結合して環基を形成してもよい請求項９に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記アントラセンが、式（ＩＩＩ）
【化３】
（式中、Ａｒ1及びＡｒ2は、６〜２４個の炭素原子を含有する独立して選択されるアリール基であり、Ｗ1〜Ｗ8は、水素又は１〜２４個の炭素原子を含有するアルキル基を独立して表す）によって表される請求項１に記載のデバイス。
【請求項１３】
Ａｒ1及びＡｒ2が、フェニル基、ナフチル基及びビフェニル基からなる群から独立して選択される請求項１２に記載のデバイス。
【請求項１４】
Ｗ1〜Ｗ8が、水素を表す請求項１２に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記発光層と前記カソードとの間で前記発光層に隣接する電子輸送層を備え、電子輸送層が、式（ＩＶ）
【化４】
（式中、Ｒ1及びＲ6は、６〜２４個の炭素原子を含有するアリール基をそれぞれ独立して表し、Ｒ2〜Ｒ5及びＲ7〜Ｒ10は、水素、１〜２４個の炭素原子を含有するアルキル基及び６〜２４個の炭素原子を含有する芳香族基からそれぞれ独立して選択される）のアントラセン誘導体を含む請求項１に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記電子輸送層が、アルカリ金属又はアルカリ金属化合物を含む請求項１５に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記電子輸送層が、式（Ｖ）
（Ｌｉ+）m（Ｑ）n 式（Ｖ）
（式中、Ｑはアニオン性有機配位子であり、ｍ及びｎは錯体の電荷が中性となるように独立して選択される整数である）によって表される有機リチウム化合物を含む請求項１５に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記ホウ素錯体が、前記アントラセン化合物の１０重量％までの量で存在する請求項１に記載のデバイス。
【請求項１９】
カソードと、アノードとを備え、且つそれらの間に
（ａ）発光層であって、
（ｉ）式（Ｉ）
【化５】
（式中、Ｘは、水素又は置換基を表し、Ｖ1〜Ｖ8は、水素又は独立して選択される置換基を表すが、但し隣接する置換基は結合して芳香環基を形成できず且つＶ2及びＶ3の少なくとも１つは置換基を表し、Ｌ1及びＬ2は、独立して選択される置換基を表す）によって表されるホウ素錯体、及び
（ｉｉ）６〜２４個の炭素原子を含有する独立して選択されるアリール基で９位及び１０位が置換されたアントラセン核を含有するアントラセン化合物であって、アントラセン核は、１位〜８位に芳香族置換基を含有しないという条件でさらに置換されてもよいアントラセン化合物
を含む発光層と、
（ｂ）発光層とカソードとの間で発光層に隣接する電子輸送層であって、
（ｉ）式（ＩＶ）
【化６】
（式中、Ｒ1及びＲ6は、６〜２４個の炭素原子を含有するアリール基をそれぞれ独立して表し、Ｒ2〜Ｒ5及びＲ7〜Ｒ10は、水素、１〜２４個の炭素原子を含有するアルキル基及び６〜２４個の炭素原子を含有する芳香族基からそれぞれ独立して選択される）のアントラセン誘導体、及び
（ｉｉ）アルカリ金属又はアルカリ金属化合物
を含む電子輸送層と
を有するエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項２０】
前記アルカリ金属化合物が、式（Ｖ）
（Ｌｉ+）m（Ｑ）n 式（Ｖ）
（式中、Ｑはアニオン性有機配位子であり、ｍ及びｎは錯体の電荷が中性となるように独立して選択される整数である）によって表される有機リチウム化合物を含む請求項１９に記載のデバイス。
【請求項１】
カソードと、アノードとを備え、且つそれらの間に
（ａ）式（Ｉ）
【化１】
（式中、Ｘは、水素又は置換基を表し、Ｖ1〜Ｖ8は、水素又は独立して選択される置換基を表すが、但し隣接する置換基は結合して芳香環基を形成できず且つＶ2及びＶ3の少なくとも１つは置換基を表し、Ｌ1及びＬ2は、独立して選択される置換基を表す）によって表されるホウ素錯体と、
（ｂ）６〜２４個の炭素原子を含有する独立して選択されるアリール基で９位及び１０位が置換されたアントラセン核を含有するアントラセン化合物であって、アントラセン核は、１位〜８位に芳香族置換基を含有しないという条件でさらに置換されてもよいアントラセン化合物と
を含む発光層を有するエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項２】
Ｖ2及びＶ3の少なくとも１つが、６〜２４個の炭素原子を含有するアリール基を表す請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
Ｖ2及びＶ3の少なくとも１つが、６〜２４個の炭素原子を含有するアリール基を表し、且つＶ6及びＶ7の少なくとも１つが、６〜２４個の炭素原子を含有する独立して選択されるアリール基を表す請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
Ｘが、水素、シアノ、１〜２４個の炭素原子を含有するアルキル基、又は６〜２４個の炭素原子を含有するアリール基を表す請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
Ｘが、水素を表す請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
Ｘ、Ｖ1〜Ｖ8、Ｌ1及びＬ2は、式（Ｉ）によって表されるホウ素錯体が１０-3モル未満の濃度でエチルアセテートに溶解した時に波長４２５ｎｍ〜４３５ｎｍの間に最大蛍光発光及び０．７０以上の量子収量を有するように選択される請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記最大蛍光発光が、波長４３０ｎｍ〜４３５ｎｍの間である請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
Ｘ、Ｖ1〜Ｖ8、Ｌ1及びＬ2は、発光層により発せられる光の色が０．１０〜０．２０の範囲のＣＩＥx座標値及び０超０．１０以下のＣＩＥy値を有するように選択される請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
前記ホウ素錯体が、式（ＩＩ）
【化２】
（式中、Ｘは、水素又は１〜２４個の炭素原子を含有するアルキル基を表し、Ｖ10〜Ｖ15は、水素又は独立して選択される置換基を表すが、但し隣接する置換基は結合して芳香環基を形成できず、各Ｒは、同じであるか又は異なり、独立して選択される置換基をそれぞれ表すが、但し隣接するＲ基は結合して環基を形成してもよく、ｎ及びｍは独立して０〜５であり、Ｌ1及びＬ2は、独立して選択される置換基を表す）によって表される請求項１に記載のデバイス。
【請求項１０】
Ｘ及びＶ10〜Ｖ15が、水素を表し、且つＬ1及びＬ2が、フルオロを表す請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
各Ｒが、１〜２４個の炭素原子を含有するアルキル基又は６〜２４個の炭素原子を含有するアリール基を独立して表すが、但し隣接するＲは結合して環基を形成してもよい請求項９に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記アントラセンが、式（ＩＩＩ）
【化３】
（式中、Ａｒ1及びＡｒ2は、６〜２４個の炭素原子を含有する独立して選択されるアリール基であり、Ｗ1〜Ｗ8は、水素又は１〜２４個の炭素原子を含有するアルキル基を独立して表す）によって表される請求項１に記載のデバイス。
【請求項１３】
Ａｒ1及びＡｒ2が、フェニル基、ナフチル基及びビフェニル基からなる群から独立して選択される請求項１２に記載のデバイス。
【請求項１４】
Ｗ1〜Ｗ8が、水素を表す請求項１２に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記発光層と前記カソードとの間で前記発光層に隣接する電子輸送層を備え、電子輸送層が、式（ＩＶ）
【化４】
（式中、Ｒ1及びＲ6は、６〜２４個の炭素原子を含有するアリール基をそれぞれ独立して表し、Ｒ2〜Ｒ5及びＲ7〜Ｒ10は、水素、１〜２４個の炭素原子を含有するアルキル基及び６〜２４個の炭素原子を含有する芳香族基からそれぞれ独立して選択される）のアントラセン誘導体を含む請求項１に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記電子輸送層が、アルカリ金属又はアルカリ金属化合物を含む請求項１５に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記電子輸送層が、式（Ｖ）
（Ｌｉ+）m（Ｑ）n 式（Ｖ）
（式中、Ｑはアニオン性有機配位子であり、ｍ及びｎは錯体の電荷が中性となるように独立して選択される整数である）によって表される有機リチウム化合物を含む請求項１５に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記ホウ素錯体が、前記アントラセン化合物の１０重量％までの量で存在する請求項１に記載のデバイス。
【請求項１９】
カソードと、アノードとを備え、且つそれらの間に
（ａ）発光層であって、
（ｉ）式（Ｉ）
【化５】
（式中、Ｘは、水素又は置換基を表し、Ｖ1〜Ｖ8は、水素又は独立して選択される置換基を表すが、但し隣接する置換基は結合して芳香環基を形成できず且つＶ2及びＶ3の少なくとも１つは置換基を表し、Ｌ1及びＬ2は、独立して選択される置換基を表す）によって表されるホウ素錯体、及び
（ｉｉ）６〜２４個の炭素原子を含有する独立して選択されるアリール基で９位及び１０位が置換されたアントラセン核を含有するアントラセン化合物であって、アントラセン核は、１位〜８位に芳香族置換基を含有しないという条件でさらに置換されてもよいアントラセン化合物
を含む発光層と、
（ｂ）発光層とカソードとの間で発光層に隣接する電子輸送層であって、
（ｉ）式（ＩＶ）
【化６】
（式中、Ｒ1及びＲ6は、６〜２４個の炭素原子を含有するアリール基をそれぞれ独立して表し、Ｒ2〜Ｒ5及びＲ7〜Ｒ10は、水素、１〜２４個の炭素原子を含有するアルキル基及び６〜２４個の炭素原子を含有する芳香族基からそれぞれ独立して選択される）のアントラセン誘導体、及び
（ｉｉ）アルカリ金属又はアルカリ金属化合物
を含む電子輸送層と
を有するエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項２０】
前記アルカリ金属化合物が、式（Ｖ）
（Ｌｉ+）m（Ｑ）n 式（Ｖ）
（式中、Ｑはアニオン性有機配位子であり、ｍ及びｎは錯体の電荷が中性となるように独立して選択される整数である）によって表される有機リチウム化合物を含む請求項１９に記載のデバイス。
【図１】
【公表番号】特表２０１２−５２３１３３（Ｐ２０１２−５２３１３３Ａ）
【公表日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５０４７１８（Ｐ２０１２−５０４７１８）
【出願日】平成２２年４月１日（２０１０．４．１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０２９７０６
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１１７８８６
【国際公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【出願人】（５１００４８４１７）グローバル・オーエルイーディー・テクノロジー・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー (95)
【氏名又は名称原語表記】ＧＬＯＢＡＬ ＯＬＥＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＬＬＣ．
【住所又は居所原語表記】１３８７３ Ｐａｒｋ Ｃｅｎｔｅｒ Ｒｏａｄ， Ｓｕｉｔｅ ３３０， Ｈｅｒｎｄｏｎ， ＶＡ ２０１７１， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１日（２０１０．４．１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０２９７０６
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１１７８８６
【国際公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【出願人】（５１００４８４１７）グローバル・オーエルイーディー・テクノロジー・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー (95)
【氏名又は名称原語表記】ＧＬＯＢＡＬ ＯＬＥＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＬＬＣ．
【住所又は居所原語表記】１３８７３ Ｐａｒｋ Ｃｅｎｔｅｒ Ｒｏａｄ， Ｓｕｉｔｅ ３３０， Ｈｅｒｎｄｏｎ， ＶＡ ２０１７１， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ
【Ｆターム（参考）】
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