エレクトロルミネッセンス物質および装置
改良されたエレクトロルミネッセンスデバイスが、第一のエレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体の層、ならびに、第二の金属錯体もしくは有機金属錯体の層を持ち、前記の第二のエレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体中の金属のバンドギャップが、前記の第一のエレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体中の金属のバンドギャップよりも大きいことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロルミネッセンス物質およびエレクトロルミネッセンスデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
電流が流れたときに発光する物質は公知であり、ディスプレイに広範囲で応用されている。液晶デバイスおよび、無機半導体システムに基づいたデバイスは、広範囲に用いられているが、これらは高いエネルギー消費、製造時の高コスト、低い量子効率およびフラットパネルディスプレイをつくることができないという見地に鑑みて不利である。
【０００３】
有機ポリマーはエレクトロルミネッセンスデバイスにおいて有用であるとの提案がなされてきたが、純色を得ることができず、製造コストが高く、また、比較的低い効率である。
【０００４】
別に提案された化合物としては、アルミニウムキノラート（aluminium quinolate）があるが、色の範囲を得るためには添加共存物質（ドーパント； dopants）が必要となり、また、比較的低い効率である。
【０００５】
特許出願 WO98/58037号は、改良された特性とよりよい結果を与えるエレクトロルミネッセンスデバイスにおいて用いることができる遷移金属とランタノイド錯体の範囲を開示している。特許出願 PCT/GB98/01773号、 PCT/GB99/03619号、 PCT/GB99/04030号、 PCT/GB99/04024号、 PCT/GB99/04028号、 PCT/GB00/00268号 において、希土類元素のキレートを用いたエレクトロルミネッセンス錯体、構造およびデバイスが開示されている。
【０００６】
米国特許 5128587号は、高い仕事関数の透明電極と、エレクトロルミネッセンス層と前記の高い仕事関数の透明電極との間に置かれた正孔伝導層、および、前記エレクトロルミネッセンス層と電子注入低仕事関数アノードとの間に置かれた電子伝導層、を有する低い仕事関数の第二電極との間に挟まれた、ランタノイド系列の希土類元素の有機金属錯体を含むエレクトロルミネッセンスデバイスを開示している。前記正孔伝導層および前記電子伝導層は、前記デバイスのはたらきと効率を改善するために必要とされる。前記正孔伝導層は、正孔を伝送し、かつ電子を阻止するため、電子は前記電極内へ入ることができず、正孔と再結合することができない。これらキャリアーの再結合は、主に前記放射層（the emitter layer）で起こる。
【０００７】
エレクトロルミネッセンスユウロピウム有機金属錯体が、スペクトルの赤の部分の光を放射することは公知であり、特許出願 WO98/58037 はそのような錯体を開示している。
【発明の開示】
【０００８】
われわれは、改良された赤色発光を与えるエレクトロルミネッセンス構造物を考案した。
本発明においては、(i) 第一電極、(ii) 第一エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体の層、(iii) 第二金属錯体もしくは有機金属錯体の層、および(iv) 第二電極、を含み、ならびに、前記第二エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体のバンドギャップが、前記第一エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体のバンドギャップよりも大きいことを特徴とする、エレクトロルミネッセンスデバイスを提供する。
【０００９】
前記の第一および第二エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体の各層は、別個に配された複数の層とすることもできる。
エレクトロルミネッセンス有機金属錯体中では、電子が或るレベルから下位のレベルへと落ちるときに光が放射され、レベル間のギャップ（バンドギャップ）が大きいほど、エネルギーレベルの差異が大きくなり、かつ、放射光の波長は短くなる。通常、前記の第二エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体中の金属は、前記の第二エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体中の金属よりも、高いHOMO（highest occupied molecular orbital； 最高被占軌道）と低いLOMO（lowest occupied molecular orbital）を有する。
【００１０】
前記の第二有機金属錯体のバンドギャップは、金属および／もしくは有機配位子によって、前記の第一エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体のバンドギャップよりも大きい。
【００１１】
前記の第一および第二エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体中の金属は、好ましくは、Sm(III)、Eu(II)、Eu(III)、Tb(III)、Dy(III)、Yb(III)、Lu(III)、Gd(III)、U(III)、U(VI)O2、Tm(III)、Th(IV)、Ce(III)、Ce(IV)、Pr(III)、Nd(III)、Pm(III)、Dy(III)、Ho(III)、Er(III) から選択される。
【００１２】
あるいは、前記の第二エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体の層の厚みが、発光するには薄すぎる厚さ、すなわち10ナノメートル未満である。
前記の第一エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体中の金属は、エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体を形成し、前記の第二金属錯体もしくは有機金属錯体中の有機金属錯体のバンドギャップよりも小さいバンドギャップを有する、任意の金属とすることができる。
【００１３】
前記の第一エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体に好ましい金属は、スペクトルの赤色領域の光を放射するユーロピウム、スペクトルの緑色領域の光を放射するテルビウム、もしくは、スペクトルの黄色領域の光を放射するジスプロシウムである。
【００１４】
本発明においては、前記の第二エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体中の金属は、好ましくは、スペクトルの紫外領域の光を卓越して放射するガドリニウムである。放射される紫外光は、前記の第一エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体から放射される光の色に対して、影響を及ぼさないか、もしくは限られた影響のみを与えるという点が有用である。別の好ましい金属は、セリウムである。
【００１５】
前記の第一エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体は、好ましくは、構造式(Lα)nM1 を有し、ここで式中の Lα は有機錯体、 M1 は金属、 n は M1 の原子価状態である。
【００１６】
前記の第二エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体は、好ましくは、構造式(Lα)mM2 を有し、ここで式中の Lα は有機錯体、 M2 は金属、 n は M2 の原子価状態である。
【００１７】
本発明で用いられる好ましいエレクトロルミネッセンス化合物は、以下の構造式を有し、
【００１８】
【化３】
ここで式中の Mx は金属、 x は Mx の原子価状態、 Lα および Lp は有機配位子であってかつ Lp は中性配位子である。複数の配位子 Lα は、同一もしくは異なったものとすることができ、また、同一もしくは異なったものである複数の配位子 Lp を置くことができる。
【００１９】
例として、 (L1)(L2)(L3)Mx(Lp) は、式中の (L1)(L2)(L3) は同一もしくは異なった有機錯体、 (Lp) は中性配位子であって、種々の基群 (L1)(L2)(L3) は同一もしくは異なったものとすることができる。
【００２０】
Lp は単座配位子、二座配位子もしくは多座配位子とすることができ、 Lp はひとつもしくは複数とすることができる。
第一および第二有機金属層を形成する前記有機金属錯体中の金属は同一とすることができ、第二層を形成する前記有機金属錯体のバンドギャップが、第一有機金属層を形成する前記有機金属錯体のバンドギャップよりも大きくなるような有機配位子を与える。
【００２１】
本発明で用いることができる、さらなるエレクトロルミネッセンス化合物は、一般構造式(Lα)nMxM3 を有し、ここで式中の M3 は非希土類金属、 Lα は前述したもの、ならびに n は Eu および M2の結合原子価状態である。前記錯体は、さらにひとつもしくは複数の中性配位子 Lp を含むことができ、このとき一般構造式は、 (Lα)nMxM3(Lp) となり、ここで式中の Lp は前述したものである。金属 M3 は、希土類、遷移金属、ランタノイドもしくはアクチノイドではない任意の金属である。使用できる金属の例は、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、銅(I)、銅(II)、銀、金、亜鉛、カドミウム、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、ゲルマニウム、錫(II)、錫(IV)、アンチモン(II)、アンチモン(IV)、鉛(II)、鉛(IV)、ならびに、種々の原子価状態の第一、第二および第三遷移金属、例えば、マンガン、鉄、ルテニウム、オスミウム、コバルト、ニッケル、パラジウム(II)、パラジウム(Iｖ)、白金(II)、白金(Iｖ)、カドミウム、クロム、チタン、バナジウム、ジルコニウム、タンタル、モリブデン、ロジウム、イリジウム、チタン、ニオブ、スカンジウム、イットリウム、を含む。
【００２２】
好ましい第一エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体は、バンドギャップが3.2eV である Eu(DBM)3OPNP 、および、バンドギャップが 3.7eV である Eu(TMHD)3OPNP であり、また、好ましいガドリニウム錯体は Gd(DBM)3Phen であって、ここで式中の Phen はフェナントレンであり、バンドギャップは 3.8eV である。
【００２３】
典型的なテルビウム錯体類においては、バンドギャップは 3.7eV のオーダーとなる。
第二有機金属錯体層の導電率を増大させるために、前記層には、金属粉末や導電性ポリマーのような導電率改良添加物をドープすることができる。
【００２４】
第二エレクトロルミネッセンス層を形成するために用いられる他の錯体は、有機配位子がホウ素錯体であることを特徴とする有機金属錯体であって、すなわち、以下の構造式となる。
【００２５】
【化４】
ここで、式中の R1 および R2 は、同一もしくは異なった基であり、、水素、ならびに置換および非置換脂肪族基のような置換および非置換ヒドロカルビル基、置換および非置換芳香族基、複素環および多環構造、トリフルオリルメチル基（ trifluoryl methyl groups ）のようなフルオロカーボン基、フッ素原子のようなハロゲン基、もしくはチオフェニル基であって、また、 R1 、 R2 および R3 は、同一もしくは異なった基であって、水素原子、ならびに、置換および非置換脂肪族基のような置換および非置換ヒドロカルビル基、置換および非置換芳香族基、複素環および多環構造、トリフルオリルメチル基（ trifluoryl methyl groups ）のようなフルオロカーボン基、フッ素原子のようなハロゲン基、もしくはチオフェニル基であって、また、 R1、 R2 および R3 は、置換および非置換縮合芳香族環、複素環および多環構造をとることもでき、スチレンのようなモノマーと共重合することもでき、あるいは、ポリマー、オリゴマーもしくはデンドリマー置換基とすることもできる。
【００２６】
前記の構造式中のテルビウムの位置には、他のランタノイド、アクチノイド、もしくは希土類金属を用いることができる。
本発明は、さらに赤色発光も提供し、また、本発明のこの態様においては、(i) 第一電極、(ii) イリジウム金属錯体もしくは有機金属錯体と混合された、エレクトロルミネッセンスユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体の層、および(iii) 第二電極、を含むエレクトロルミネッセンスデバイスを提供する。
【００２７】
エレクトロルミネッセンスユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体の層が在ることが好ましく、本発明はさらに以下の構造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。
【００２８】
A. (i) 第一電極、(ii) エレクトロルミネッセンスユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体の層、(iii) イリジウム金属錯体もしくは有機金属錯体と混合された、エレクトロルミネッセンスユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体の層、および(iv) 第二電極。
【００２９】
B. (i) 第一電極、(ii) イリジウム金属錯体もしくは有機金属錯体と混合された、エレクトロルミネッセンスユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体の層、(iii) エレクトロルミネッセンスユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体の層、および(iv) 第二電極。
【００３０】
C. (i) 第一電極、(ii) エレクトロルミネッセンスユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体の層、(iii) イリジウム金属錯体もしくは有機金属錯体と混合された、エレクトロルミネッセンスユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体の層、(iv) エレクトロルミネッセンスユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体の層、および(v) 第二電極。
【００３１】
前記のエレクトロルミネッセンスユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体は、好ましくは、構造式 (Lα)3Eu を持ち、ここで式中の Lα は有機錯体である。
本発明で用いられる、好ましいエレクトロルミネッセンス化合物は、以下の構造式を持ち、
【００３２】
【化５】
ここで式中の Lα および Lp は有機配位子であって、 Lp は中性配位子である。複数の配位子 Lα は、同一もしくは異なったものとすることができ、また、同一もしくは異なったものである複数の配位子 Lp を置くことができる。
【００３３】
例として、 (L1)(L2)(L3)Eu(Lp) は、式中の (L1)(L2)(L3) は同一もしくは異なった有機錯体、 (Lp) は中性配位子であって、種々の基群 (L1)(L2)(L3) は同一もしくは異なったものとすることができ、 Lp は単座配位子、二座配位子もしくは多座配位子とすることができ、 Lp はひとつもしくは複数とすることができる。
【００３４】
本発明で用いることができる、さらなるエレクトロルミネッセンス化合物は、一般構造式(Lα)nEuM2 を有し、ここで式中の M2 は非希土類金属、 Lα は前述したもの、ならびに n は Eu および M2 の結合原子価状態である。前記錯体は、さらにひとつもしくは複数の中性配位子 Lp を含むことができ、このとき一般構造式は、 (Lα)nEuM2(Lp) となり、ここで式中の Lp は前述したものである。金属 M2 は、希土類ではない任意の金属である。ランタノイドもしくはアクチノイド使用できる金属の例は、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ホウ素、銅(I)、銅(II)、銀、金、亜鉛、カドミウム、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、ゲルマニウム、錫(II)、錫(IV)、アンチモン(II)、アンチモン(IV)、鉛(II)、鉛(IV)、ならびに、種々の原子価状態の第一、第二および第三遷移金属、例えば、マンガン、鉄、ルテニウム、オスミウム、コバルト、ニッケル、パラジウム(II)、パラジウム(IV)、白金(II)、白金(IV)、カドミウム、クロム、チタン、バナジウム、ジルコニウム、ハフニウム、タンタル、モリブデン、ロジウム、イリジウム、チタン、ニオブ、スカンジウム、イットリウム、を含む。
【００３５】
好ましいユウロピウム錯体は、 Eu(DBM)3OPNP である。
好ましいイリジウム錯体は、アセチルアセトンイリジウム（ iridium acetylacetonate ）、ジアセチルアセトンイリジウム（ iridium di-acetylacetonate ）、および Ir(dpp)3
【００３６】
【化６】
ここで、式中の R1 および R2 は上述したものである。
【００３７】
好ましくは、 Lα は、以下の構造式の化合物のようなβ-ジケトンから選択する。
【００３８】
【化７】
ここで、式中の R1 、 R2 および R3は、同一もしくは異なった基であって、水素原子、ならびに、置換および非置換脂肪族基のような置換および非置換ヒドロカルビル基、置換および非置換芳香族基、複素環および多環構造、トリフルオリルメチル基（ trifluoryl methyl groups ）のようなフルオロカーボン基、フッ素原子のようなハロゲン基、もしくはチオフェニル基であって、また、 R1、 R2 および R3 は、置換および非置換縮合芳香族環、複素環および多環構造をとることもでき、スチレンのようなモノマーと共重合することもできる。X は、Se、SもしくはOであり、Y は、水素原子、ならびに、置換および非置換芳香族基のような置換および非置換ヒドロカルビル基、複素環および多環構造、フッ素原子、トリフルオリルメチル基（ trifluoryl methyl groups ）のようなフルオロカーボン基、フッ素原子のようなハロゲン基、もしくはチオフェニル基もしくはニトリル基とすることができる。
【００３９】
R1 および／もしくは R2 および／もしくは R3 の例は、脂肪族基、芳香族基、ならびに、複素環アルコキシ基、アリールオキシ基およびカルボキシ基、置換および非置換フェニル基、フルオロフェニル基、ビフェニル基、フェナントレン基（ phenanthrene ）、アントラセン基（ anthracene ）、ナフチル基およびフルオレン基（ fluorene ）、ならびに、t-ブチル基のようなアルキル基、ならびに、カルバゾールのような複素環基を含む。
【００４０】
種々の基群 Lα のうちのいくつかは、同一もしくは異なった、カルボキシラート基のような荷電基とすることもでき、これによって、基 L1 は上述で定義したもの、基群 L2 、 L3 は以下の構造式のような荷電基とすることができ、
【００４１】
【化８】
ここで式中の R は、 上述で定義した R1 である。あるいは、基群 L1 、 L2 は上述で定義したもの、L3 、... などは、他の荷電基とすることができる。
【００４２】
R1 、 R2 、および R3は、XをO、S、Se もしくは NH とする以下の構造式の基とすることもできる。
【００４３】
【化９】
好ましい基 R1 は、トリフルオロメチル基 CF3であり、また、前記のジケトンの例は、ベンゾイルトリフルオロアセトン（ banzoyltrifluoroacetone ）、 p-クロロベンゾイルトリフルオロアセトン（ p-chlorobenzoyltrifluoroacetone ）、 p-ブロモトリフルオロアセトン（ p-bromotrifluoroacetone ）、 p-フェニルトリフルオロアセトン（ p-phenyltrifluoroacetone ）、 1-ナフトイルトリフルオロアセトン（ 1-naphthoyltrifluoroacetone ）、 2-ナフトイルトリフルオロアセトン（ 2-naphthoyltrifluoroacetone ）、 2-フェナントイルトリフルオロアセトン（ 2-phenathoyltrifluoroacetone ）、 3-フェナントイルトリフルオロアセトン（ 3-phenanthoyltrifluoroacetone ）、 9-アントロイルトリフルオロアセトントリフルオロアセトン（ 9-anthrroyltrifluoroacetonetrifluoroacetone ）、 シンナモイルトリフルオロアセトン（ cinnamoyltrifluoroacetone ）、および 2-テノイルトリフルオロアセトン（ 2-thenoyltrifluoroacetone ）である。
【００４４】
種々の基群 Lα は、以下の構造式の同一もしくは異なった配位子とすることができ、
【００４５】
【化１０】
ここで式中の X はO、SもしくはSeであり、R1 、 R2および R3 は上述したものである。
【００４６】
種々の基群 Lα は、以下の構造式で表わされる、同一もしくは異なったキノラート誘導体であって、
【００４７】
【化１１】
ここで、式中のRは、ヒドロカルビル基、脂肪族基、芳香族基、または、例えば 8-ヒドロキシキノラート誘導体のような、複素環のカルボキシ基、アリールオキシ基、ヒドロキシ基もしくはアルコキシ基、または、以下の構造式の基である。
【００４８】
【化１２】
ここで、式中のR、 R1 および R2 は上述したものであるか、または、水素原子もしくはフッ素原子であって、例えば、R1および R2 は、アルキル基もしくは以下の構造式のアルコキシ基である。
【００４９】
【化１３】
上述したように、種々の基群 Lα は、同一もしくは異なった、例えば以下の構造式のようなカルボキシラート基とすることができ、
【００５０】
【化１４】
ここで、式中の R5 は、置換もしくは非置換芳香族基、多環もしくは複素環ポリピリジル基であって、また、R5は、2-エチルヘキシル基とすることもでき、このとき Ln は、 ヘキサン酸2-エチルとなり、あるいは、R5 は、椅子構造とすることもでき、このとき Ln は、 シクロヘキサン酸2-アセチル （ 2-acetyl cyclohexanoate ）となり、あるいは、Lαは、以下の構造式とすることもでき、
【００５１】
【化１５】
ここで、式中のRは上述したものであり、例えば、アルキル基、アレニル基（allenyl）、アミノ基、または、単環もしくは多環の縮合環である。
【００５２】
種々の基群Lは、さらに、以下の構造式のものとすることができる。
【００５３】
【化１６】
上述した構造式(A)の基群 Lp は、以下の構造式から選択することができ、
【００５４】
【化１７】
ここで、式中のそれぞれの Ph は、同一もしくは異なった、フェニル基（OPNP）または置換フェニル基、他の置換もしくは非置換芳香族基、置換もしくは非置換複素環または多環基、ナフチル基、アントラセン基、フェナントレン基もしくはピレン基のような置換もしくは非置換縮合環芳香族基、とすることができる。前記置換基は、例えば、アルキル基、アラルキル基（aralkyl）、アルコキシ基、芳香族基、複素環基、多環基、フッ素原子のようなハロゲン基、シアノ基、アミノ基、置換アミノ基など、とすることができる。例を、図１及び２に示した。ここで、 R 、 R1 、 R2 、 R3 および R4 は、同一もしくは異なった基であって、水素原子、ヒドロカルビル基、置換および非置換芳香族基、複素環および多環構造、トリフルオリルメチル基（ trifluoryl methyl groups ）のようなフルオロカーボン基、フッ素原子のようなハロゲン基、もしくはチオフェニル基から選択することができるか、あるいは、R 、 R1 、 R2 、 R3 および R4 は、置換もしくは非置換縮合環芳香族基、複素環および多環構造をとることもでき、スチレンのようなモノマーと共重合することもできる。R 、 R1 、 R2 、 R3 および R4 は、ビニル基もしくは以下の構造式の基のような非飽和アルキレン基とすることもでき、
-C-CH2=CH2-R
ここで R は上述したものである。
【００５５】
Lp は、以下の構造式の化合物とすることもでき、
【００５６】
【化１８】
ここで式中の R1 、 R2 および R3は、上述のものであり、例えば、図３に示したバソフェン（ bathophen ）は、式中の R は上述したもの、もしくは以下の構造式であって、
【００５７】
【化１９】
ここで式中の R1 、 R2 および R3は、上述したものである。
【００５８】
Lp は、以下の構造式とすることもでき、
【００５９】
【化２０】
ここで式中の Ph は上述したものである。
【００６０】
Lp キレートの他の例は、図４に示したもの、および、フルオレン、および、例えば図5に示したフルオレン誘導体、および、図６〜８に示した構造式の化合物である。
Lα および Lp の特定の例は、トリピリジル基およびTMHD、およびTMHD錯体、α,α',α''トリピリジル基 （ α,α',α'' tripyridyl ）、クラウンエーテル類、シクラン類（ cyclans ）、クリプタンスフタロシアナン類 （ cryptans phthalocyanans ）、ポルフォルイン類 （ porphoryins ）、エチレンジアミンテトラミン （ ethylene diamine tetramine; EDTA ）、DCTA、DTPAおよびTTHAであり、ここでTMHD とは、 2,2,6,6-テトラメチル-3,5-ヘプタンジオナート （ 2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionato ）であり、OPNP とは、ジフェニルホスホンイミドトリフェニルホスホラン （ diphenylphosphonimide triphenyl phosphorane ）である。前記ポリアミン類の構造式は図１１に示した。
【００６１】
前記の第一電極は、カソードとしてはたらき、前記の第二電極はアノードとしてはたらき、かつ好ましくは、正孔伝送物質の層が、前記アノードと前記エレクトロルミネッセンス化合物との間に在る。
【００６２】
前記正孔伝送物質は、エレクトロルミネッセンスデバイスで用いられる、任意の正孔伝送物質とすることができる。
【００６３】
前記正孔伝送物質は、ポリ(ビニルカルバゾール)、N,N'-ジフェニル-N,N'-ビス(3-メチルフェニル)-1,1'-ビフェニル-4,4'-ジアミン （ N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine ; TPD ）、アミノ基置換芳香族化合物の非置換もしくは置換ポリマー、ポリアニリン、置換ポリアニリン、ポリチオフェン類、置換ポリチオフェン類、ポリシラン類などといったアミン錯体とすることができる。ポリアニリン類の例としては、以下の構造式のポリマーがあり、
【００６４】
【化２１】
ここで式中の R は、オルト位もしくはメタ位に在る、水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、アミノ基、クロロ基、ブロモ基、ヒドロキシ基（ hydroxy ）、もしくは、以下の構造式の基であって、
【００６５】
【化２２】
ここで、式中のRは、アルキル基もしくはアリール基であり、また、R' は、水素原子、または、上記の構造式(I)の少なくともひとつの他のモノマーをともなう炭素数1〜6のアルキル基もしくはアリール基である。また、前記正孔伝送物質は、ポリアニリンとすることができ、本発明で用いられるポリアニリン類は、以下の一般の構造式を有し、
【００６６】
【化２３】
ここで、式中の p は、1から10までの値であり、 n は、1から20までの値であり、Rは上述で定義したものであって、かつ、Xは、好ましくは、Cl、Br、SO4、BF4 、PF6 、H2PO3 、H2PO4、スルホン酸アリール（ arylsulphonate ）、アレーンジカルボキシラート（ arenedicarboxylate ）、ポリスチレンスルホナート、ポリアクリラートアルキルスルホナート（ polyacrylate alkysulphonate ）、スルホン酸ビニル、ビニルベンゼンスルホナート（ vinylbenzene sulphonate ）、スルホン酸セルロース（ cellulose sulphonate ）、スルホン酸ショウノウ（ camphor sulphonates ）、硫酸セルロース（ cellulose sulphate ）、もしくは、過フッ化ポリアニオン（ a perfluorinated polyanion ）から選ばれる、アニオンである。
【００６７】
スルホン酸アリール類の例としては、p-トルエンスルホナート（ p-toluenesulphonate ）、スルホン酸ベンゼン（ benzenesulphonate ）、 9,10-アントラキノン-スルホナート （ 9,10-anthraquinone-sulphonate ）、およびスルホン酸アントラセン（ anthracenesulphonate ）がある。また、アレーンジカルボキシラートの例は、フタラート（ phthalate ）であり、また、アレーンカルボキシラートの例は、ベンゾアート（ benzoate ）である。
【００６８】
われわれは、ポリアニリンのような、アミノ基置換された芳香族化合物の、非置換もしくは置換ポリマーの、プロトン化したポリマーが、蒸着困難もしくは蒸着不可能であることを見出したが、アミノ基置換された芳香族化合物の、非置換もしくは置換ポリマーを脱プロトン化すると、容易に蒸着でき、すなわちその（ポリマーの）ポリマーも蒸着可能であるということを発見した。
【００６９】
アミノ基置換された芳香族化合物の、非置換もしくは置換ポリマーの、蒸着可能な脱プロトン化ポリマーを用いるのが好ましい。前記のアミノ基置換された芳香族化合物の、脱プロトン化された非置換もしくは置換ポリマーは、水酸化アンモニウム、または、水酸化ナトリウムもしくは水酸化カリウムのような水酸化アルカリ金属といったアルカリで処理することによって前記ポリマーを脱プロトン化して合成する。
【００７０】
プロトン化の程度は、プロトン化ポリアニリンの形成と脱プロトン化によって制御できる。ポリアニリンの処理方法は、文献 A. G. MacDiarmid and A. F. Epstein, Faraday Discussions, Chem Soc.88 P319 1989 に開示されている。
【００７１】
前記ポリアニリンの電気伝導度は、プロトン化の程度に依存し、電気伝導度が最大となるのは、プロトン化の程度が40％から60％の間であるときであり、例えば、約50％のときである。
【００７２】
前記ポリマーは、実質的にすべて脱プロトン化するのが好ましい。
ポリアニリンはオクタマー単位（p=4）をとることができ、例えば、以下の構造式となる。
【００７３】
【化２４】
前記ポリアニリンは、1x10-1 Siemen cm-1のオーダーか、さらにそれ以上の電気伝導度を持つことができる。
【００７４】
前記芳香環は、非置換であるか、もしくは、例えばエチル基のような炭素数が1〜20のアルキル基による置換をすることができる。
前記ポリアニリンは、アニリンのコポリマーとすることができ、また、好ましいコポリマーは、o-アニシジン（ o-anisidine ）、m-スルファニル酸（ m-sulphanilic acid ）、もしくは o-アミノフェノールとアニリンとのコポリマー、または、o-アミノフェノール、o-エチルアニリン、o-フェニレンジアミン、もしくは、アミノアントラセン類とo-トルイジン（ o-toluidine ）とのコポリマーである。
【００７５】
使用できるアミノ基置換芳香族化合物の他のポリマーは、置換もしくは非置換のポリアミノナフタレン類、ポリアミノアントラセン類、ポリアミノフェナントレン類など、および、他の任意の縮合ポリ芳香族化合物のポリマー、を含む。ポリアミノアントラセン類およびその合成方法は、米国特許 6,153,726号に開示されている。前記の芳香環は、非置換であるか、もしくは例えば上述で定義した基 Rによって置換することができる。
【００７６】
他の正孔伝送物質としては、共役ポリマー、または、米国特許 5807627号、PCT/WO90/13148 、およびPCT/WO92/03490 に開示もしくは参照されている任意の共役ポリマーを用いた共役ポリマー、がある。
【００７７】
好ましい共役ポリマーとしては、ポリ(p-フェニレンビニレン)-PPV （ poly(p-phenylenevinylene)-PPV ）および、PPVを含むコポリマーである。他の好ましいポリマーは、ポリ(2-メトキシ-5-(2-メトキシペンチルオキシ-1,4-フェニレンビニレン),ポリ(2-メトキシペンチルオキシ)-1,4-フェニレンビニレン) （ poly(2-methoxy-5-(2-methoxypentyloxy-1,4-phenylene vinylene, poly(2-methoxypentyloxy)-1,4-phenylenevinylene) ）、ポリ(2-メトキシ-5-(2-ドデシルオキシ-1,4-フェニレンビニレン) （ poly(2-methoxy-5-(2-dodecyloxy-1,4-phenylenevinylene ）といったポリ(2,5ジアルコキシフェニレンビニレン) （ poly(2,5dialkoxyghenylene vinylene) ）、ならびに、アルコキシ基、ポリフルオレン類およびオリゴフルオレン類、ポリフェニレン類およびオリゴフェニレン類、ポリアントラセン類およびオリゴアントラセン類、ポリチオフェン類およびオリゴチオフェン類、に可溶である少なくともひとつの長鎖アルコキシ基を持つ、他のポリ(2,5ジアルコキシフェニレンビニレン) 、である。
【００７８】
PPVにおいては、フェニレン環は、ひとつまたは複数の置換基、例えば、好ましくはメチル基であるアルキル基、好ましくはメトキシ基もしくはエトキシ基であるアルコキシ基から、それぞれ独立に選択される基、を任意に持つことができる。
【００７９】
置換された誘導体を含む、任意のポリ(アリーレンビニレン) （ poly(arylenevinylene) ）を使用することができ、また、ポリ(p-フェニレンビニレン)内のフェニレン環は、アントラセン環またはナフチレン環のような縮合環系に置き換えることができ、また、それぞれのポリフェニレンビニレン基中のビニレン基の数は、7またはそれ以上に増やすことができる。
【００８０】
前記の共役ポリマーは、米国特許 5807627号 、PCT/WO90/13148 、およびPCT/WO92/03490 に開示されている方法でつくることができる。
前記正孔伝送層の厚さは、好ましくは、20nm〜200nmである。
【００８１】
上記で言及したポリアニリンのようなアミノ基置換芳香族化合物のポリマーは、他の正孔伝送物質との共役にともなうもしくはその中における、バッファ層（buffer layer）として用いることができる。
【００８２】
他の正孔伝送物質層の構造式は、図１２〜１６に示しており、ここで、式中の R1、 R2 、および R3 は、水素原子、ならびに、置換および非置換脂肪族基のような置換および非置換ヒドロカルビル基、置換および非置換芳香族基、複素環構造および多環構造、トリフルオリルメチル基（ trifluoryl methyl groups ）のようなフルオロカーボン基、フッ素原子のようなハロゲン基、もしくはチオフェニル基から選択する、同一であるかまたは異なる基であるか、あるいは、R1、 R2 および R3 は、置換および非置換縮合環芳香族基、複素環構造基および多環構造基を形成し、かつスチレンのようなモノマーと共重合できる。Xは、Se、SもしくはOであり、Yは、水素原子、置換もしくは非置換芳香族基のような置換もしくは非置換ヒドロカルビル基、複素環構造基および多環構造基、フッ素原子、トリフルオリルメチル基（ trifluoryl methyl groups ）のようなフルオロカーボン基、フッ素原子のようなハロゲン基もしくはチオフェニル基もしくはニトリル基、とすることができる。
【００８３】
R1 および／または R2 および／または R3 の例は、脂肪族基、芳香族基、ならびに、複素環のアルコキシ基、アリールオキシ基およびカルボキシ基、ならびに、置換もしくは非置換フェニル基、フルオロフェニル基、ビフェニル基、フェナントレン基（ phenanthrene ）、アントラセン基（ anthracene ）、ナフチル基およびフルオレン基（ fluorene ）、ならびに、t-ブチル基のようなアルキル基、ならびに、カルバゾールのような複素環基、を含む。
【００８４】
前記カソードと前記エレクトロルミネッセンス化合物との間に、電子注入物質の層を任意に加えることができる。前記電子注入物質は、例えばアルミニウムキノラート、リチウムキノラート、 Mx(DBM)n （式中の Mx は金属であり、 DBM はジベンゾイルメタンであり、 n は Mx の原子価であり、例えばMx はアルミニウムもしくはクロムである）、といった金属錯体を含み、電子注入物質中を電流が通過するときに電子を伝送する物質である。前記電子注入物質は、例えば9,10-ジシアノアントラセンのようなシアノアントラセン、シアノ基置換芳香族化合物、テトラシアノキニドジメタン（ tetracyanoquinidodimethane ）、ポリスチレンスルホナート（ a polystyrene sulphonate ）、または、図９もしくは図１０に示した構造式においてフェニル環を上述で定めた置換基 R によって置換したものである。層を分ける代わりに、前記電子注入物質と、エレクトロルミネッセンス物質を混合し、かつ共に析出させることができる。
【００８５】
前記正孔伝送物質と、エレクトロルミネッセンス物質を混合し、かつ共に析出させることも任意に可能である。
前記正孔伝送物質、前記エレクトロルミネッセンス物質および前記電子注入物質は、構造を簡単にするために、混合して単独の層をつくることができる。
【００８６】
アノードは、好ましくは、アノードとしてはたらく導電性ガラスもしくはプラスチック物質のような透明な基層である。好ましい基層は、錫ドープ酸化インジウム（indium tin oxide）被覆ガラスのような導電性ガラスであるが、導電性があるか、または金属もしくは導電性ポリマーのような導電性層を持つ任意のガラスを用いることができる。導電性ポリマーおよび、導電性ポリマー被覆ガラスもしくはプラスチック物質は、前記の基層にも用いることができる。
【００８７】
カソードは、好ましくは、例えばアルミニウム、カルシウム、リチウム、マグネシウム、および、銀／マグネシウム合金、希土類金属合金などといったそれらの合金である、低い仕事関数の金属であり、好ましい金属は、アルミニウムである。アルカリ金属、希土類金属、もしくはその合金のようなフッ化金属を前記の第二電極とすることができ、例えば、金属上にフッ化金属層をつくるように用いることができる。
【発明を実施するための最良の態様】
【００８８】
本発明は、実施例に図示される。
【実施例１】
【００８９】
本発明のエレクトロルミネッセンスデバイスの実施例を、図17a、17bに示す。プレエッチングITO被覆ガラス（a pre-etched ITO coated glass）片（10 x 10cm2 ）を用いた。前記デバイスは、前記ITO上で、ULVAC社（茅ヶ崎、日本）製の Solciet を使用した真空蒸着によって連続的に組み上げられ、各ピクセルの活性領域は 3mm x 3mm となった。
【００９０】
図１７ａにおいて、前記ITO被覆ガラスアノード(1)上に、(2)がTPDの正孔伝送層、(3)が Eu(DBM)3OPNP(R1) の層、(4)が Gd(tmhd)3Phen の層、(5)がアルミニウムキノラートの電子伝送層、(6)がフッ化リチウム層、および(7)がアルミニウムカソードであることを特徴とする層が在る。
【００９１】
前記デバイスを電流が通過すると、(1)を介して赤色光が放射される。
さまざまな構造を作成し、計測された色座標 x:y およびそれらのピーク効率、ならびに結果を表1に示した。前記色座標は、CIE 1931 チャート上のものである。
【００９２】
【表１】
ここで、1は、
ITO/TPD(35.5nm)/R1(23.6nm)/Gd(tmhd)3Phen(20.3nm)/R1(24.2nm)/Alq3(15.5nm/Al であり、
2は、
ITO/TPD(33nm)/R1(23nm)/Gd(tmhd)3Phen(10nm)/R1(10nm)/Gd(tmhd)3Phen(10nm)/R1(23nm) Alq3(9nm/Al であり、
3は、
ITO/DFDAA(13nm)/TPD(33nm)/R1(23nm)/Gd(tmhd)3Phen(10nm)/R1(10nm)/Gd(tmhd)3Phen(10nm)/R1(23nm) Alq3(9nm/Al であって、
ここで式中の R1 は Eu(DMB)3OPNP であり、DFDAA はバッファ層である。
【実施例２】
【００９３】
図１７ａに示したエレクトロルミネッセンスデバイスを作成した。実施例1と同様に、層1〜7が在り、ここで、(1)はITO、(2)は CuPc 、(3)は α-NPB 、(4)はエレクトロルミネッセンス混合物、(5)は Eu(DMB)3OPNP 、(6)は Alq3、(7)は Al であり、 ITO/CuPc(8nm)/α-NPB(40nm)/R1(10nm)/CBP + Ir(dpp)3 (6%) + R1 (40%) (20nm)/R1(20nm)/BCP(6nm)/Alq3(20nm)/Al を形成していて、ここで式中の R1 は Eu(DMB)3OPNP であり、 Ir(dpp)3 は以下の構造式の化合物である。
【００９４】
【化２５】
前記デバイス内に電流を通し、計測した放射された光の特性と結果を、表２ならびに、図１８及び図２１〜２５の構成1として示した。
【実施例３】
【００９５】
実施例１と同様に、図１７ｂに示した構造のデバイスを作成した。ここで、(1)はITO、(2)は CuPc 、(3)は α-NPB 、(4)はエレクトロルミネッセンス混合物、(5)は Eu(DMB)3OPNP 、(6)は BCP、(7)は Alq3 、(8)はアルミニウムである。その構造は、 ITO/CuPc(8nm)/α-NPB(40nm)/Ir(diacac)2(dpp)2(6%) + CBP + R1 (40%) (20nm)/R1(20nm)/BCP(6nm)/Alq3(20nm)/Al を形成していて、ここで式中の Ir(diacac)3 は、ジアセチルアセトンイリジウム （ iridium di-acetylacetonate ）であり、CBP は図４ｂに示した構造式の R を H にした、ホスト化合物（a host compound）である。
【００９６】
前記デバイス内に電流を通し、計測した放射された光の特性と結果を、表２ならびに、図１９及び図２１〜２５の構成2として示した。
【実施例４】
【００９７】
デバイスは実施例１と同様に作成され、図１７ａに示した構造を有し、 ITO/CuPc(8nm)/α-NPB(40nm)/R1 (40%) + Ir(acac)3 (6%) + CBP (20nm)/BCP(6nm)/Alq3(20nm)/Al から成り、ここで式中の Ir(acac)3 は、アセチルアセトンイリジウム （ iridium acetylacetonate ）であり、BCP はバソクプロイン （ bathocupron ）である。
【００９８】
前記デバイス内に電流を通し、計測した放射された光の特性と結果を、表２ならびに、図２０〜２５の構成3として示した。
【表２】
【図面の簡単な説明】
【００９９】
本文中に図面の簡単な説明の記載無し。
【図１】
【図３】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１４ｃ】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロルミネッセンス物質およびエレクトロルミネッセンスデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
電流が流れたときに発光する物質は公知であり、ディスプレイに広範囲で応用されている。液晶デバイスおよび、無機半導体システムに基づいたデバイスは、広範囲に用いられているが、これらは高いエネルギー消費、製造時の高コスト、低い量子効率およびフラットパネルディスプレイをつくることができないという見地に鑑みて不利である。
【０００３】
有機ポリマーはエレクトロルミネッセンスデバイスにおいて有用であるとの提案がなされてきたが、純色を得ることができず、製造コストが高く、また、比較的低い効率である。
【０００４】
別に提案された化合物としては、アルミニウムキノラート（aluminium quinolate）があるが、色の範囲を得るためには添加共存物質（ドーパント； dopants）が必要となり、また、比較的低い効率である。
【０００５】
特許出願 WO98/58037号は、改良された特性とよりよい結果を与えるエレクトロルミネッセンスデバイスにおいて用いることができる遷移金属とランタノイド錯体の範囲を開示している。特許出願 PCT/GB98/01773号、 PCT/GB99/03619号、 PCT/GB99/04030号、 PCT/GB99/04024号、 PCT/GB99/04028号、 PCT/GB00/00268号 において、希土類元素のキレートを用いたエレクトロルミネッセンス錯体、構造およびデバイスが開示されている。
【０００６】
米国特許 5128587号は、高い仕事関数の透明電極と、エレクトロルミネッセンス層と前記の高い仕事関数の透明電極との間に置かれた正孔伝導層、および、前記エレクトロルミネッセンス層と電子注入低仕事関数アノードとの間に置かれた電子伝導層、を有する低い仕事関数の第二電極との間に挟まれた、ランタノイド系列の希土類元素の有機金属錯体を含むエレクトロルミネッセンスデバイスを開示している。前記正孔伝導層および前記電子伝導層は、前記デバイスのはたらきと効率を改善するために必要とされる。前記正孔伝導層は、正孔を伝送し、かつ電子を阻止するため、電子は前記電極内へ入ることができず、正孔と再結合することができない。これらキャリアーの再結合は、主に前記放射層（the emitter layer）で起こる。
【０００７】
エレクトロルミネッセンスユウロピウム有機金属錯体が、スペクトルの赤の部分の光を放射することは公知であり、特許出願 WO98/58037 はそのような錯体を開示している。
【発明の開示】
【０００８】
われわれは、改良された赤色発光を与えるエレクトロルミネッセンス構造物を考案した。
本発明においては、(i) 第一電極、(ii) 第一エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体の層、(iii) 第二金属錯体もしくは有機金属錯体の層、および(iv) 第二電極、を含み、ならびに、前記第二エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体のバンドギャップが、前記第一エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体のバンドギャップよりも大きいことを特徴とする、エレクトロルミネッセンスデバイスを提供する。
【０００９】
前記の第一および第二エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体の各層は、別個に配された複数の層とすることもできる。
エレクトロルミネッセンス有機金属錯体中では、電子が或るレベルから下位のレベルへと落ちるときに光が放射され、レベル間のギャップ（バンドギャップ）が大きいほど、エネルギーレベルの差異が大きくなり、かつ、放射光の波長は短くなる。通常、前記の第二エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体中の金属は、前記の第二エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体中の金属よりも、高いHOMO（highest occupied molecular orbital； 最高被占軌道）と低いLOMO（lowest occupied molecular orbital）を有する。
【００１０】
前記の第二有機金属錯体のバンドギャップは、金属および／もしくは有機配位子によって、前記の第一エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体のバンドギャップよりも大きい。
【００１１】
前記の第一および第二エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体中の金属は、好ましくは、Sm(III)、Eu(II)、Eu(III)、Tb(III)、Dy(III)、Yb(III)、Lu(III)、Gd(III)、U(III)、U(VI)O2、Tm(III)、Th(IV)、Ce(III)、Ce(IV)、Pr(III)、Nd(III)、Pm(III)、Dy(III)、Ho(III)、Er(III) から選択される。
【００１２】
あるいは、前記の第二エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体の層の厚みが、発光するには薄すぎる厚さ、すなわち10ナノメートル未満である。
前記の第一エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体中の金属は、エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体を形成し、前記の第二金属錯体もしくは有機金属錯体中の有機金属錯体のバンドギャップよりも小さいバンドギャップを有する、任意の金属とすることができる。
【００１３】
前記の第一エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体に好ましい金属は、スペクトルの赤色領域の光を放射するユーロピウム、スペクトルの緑色領域の光を放射するテルビウム、もしくは、スペクトルの黄色領域の光を放射するジスプロシウムである。
【００１４】
本発明においては、前記の第二エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体中の金属は、好ましくは、スペクトルの紫外領域の光を卓越して放射するガドリニウムである。放射される紫外光は、前記の第一エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体から放射される光の色に対して、影響を及ぼさないか、もしくは限られた影響のみを与えるという点が有用である。別の好ましい金属は、セリウムである。
【００１５】
前記の第一エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体は、好ましくは、構造式(Lα)nM1 を有し、ここで式中の Lα は有機錯体、 M1 は金属、 n は M1 の原子価状態である。
【００１６】
前記の第二エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体は、好ましくは、構造式(Lα)mM2 を有し、ここで式中の Lα は有機錯体、 M2 は金属、 n は M2 の原子価状態である。
【００１７】
本発明で用いられる好ましいエレクトロルミネッセンス化合物は、以下の構造式を有し、
【００１８】
【化３】
ここで式中の Mx は金属、 x は Mx の原子価状態、 Lα および Lp は有機配位子であってかつ Lp は中性配位子である。複数の配位子 Lα は、同一もしくは異なったものとすることができ、また、同一もしくは異なったものである複数の配位子 Lp を置くことができる。
【００１９】
例として、 (L1)(L2)(L3)Mx(Lp) は、式中の (L1)(L2)(L3) は同一もしくは異なった有機錯体、 (Lp) は中性配位子であって、種々の基群 (L1)(L2)(L3) は同一もしくは異なったものとすることができる。
【００２０】
Lp は単座配位子、二座配位子もしくは多座配位子とすることができ、 Lp はひとつもしくは複数とすることができる。
第一および第二有機金属層を形成する前記有機金属錯体中の金属は同一とすることができ、第二層を形成する前記有機金属錯体のバンドギャップが、第一有機金属層を形成する前記有機金属錯体のバンドギャップよりも大きくなるような有機配位子を与える。
【００２１】
本発明で用いることができる、さらなるエレクトロルミネッセンス化合物は、一般構造式(Lα)nMxM3 を有し、ここで式中の M3 は非希土類金属、 Lα は前述したもの、ならびに n は Eu および M2の結合原子価状態である。前記錯体は、さらにひとつもしくは複数の中性配位子 Lp を含むことができ、このとき一般構造式は、 (Lα)nMxM3(Lp) となり、ここで式中の Lp は前述したものである。金属 M3 は、希土類、遷移金属、ランタノイドもしくはアクチノイドではない任意の金属である。使用できる金属の例は、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、銅(I)、銅(II)、銀、金、亜鉛、カドミウム、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、ゲルマニウム、錫(II)、錫(IV)、アンチモン(II)、アンチモン(IV)、鉛(II)、鉛(IV)、ならびに、種々の原子価状態の第一、第二および第三遷移金属、例えば、マンガン、鉄、ルテニウム、オスミウム、コバルト、ニッケル、パラジウム(II)、パラジウム(Iｖ)、白金(II)、白金(Iｖ)、カドミウム、クロム、チタン、バナジウム、ジルコニウム、タンタル、モリブデン、ロジウム、イリジウム、チタン、ニオブ、スカンジウム、イットリウム、を含む。
【００２２】
好ましい第一エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体は、バンドギャップが3.2eV である Eu(DBM)3OPNP 、および、バンドギャップが 3.7eV である Eu(TMHD)3OPNP であり、また、好ましいガドリニウム錯体は Gd(DBM)3Phen であって、ここで式中の Phen はフェナントレンであり、バンドギャップは 3.8eV である。
【００２３】
典型的なテルビウム錯体類においては、バンドギャップは 3.7eV のオーダーとなる。
第二有機金属錯体層の導電率を増大させるために、前記層には、金属粉末や導電性ポリマーのような導電率改良添加物をドープすることができる。
【００２４】
第二エレクトロルミネッセンス層を形成するために用いられる他の錯体は、有機配位子がホウ素錯体であることを特徴とする有機金属錯体であって、すなわち、以下の構造式となる。
【００２５】
【化４】
ここで、式中の R1 および R2 は、同一もしくは異なった基であり、、水素、ならびに置換および非置換脂肪族基のような置換および非置換ヒドロカルビル基、置換および非置換芳香族基、複素環および多環構造、トリフルオリルメチル基（ trifluoryl methyl groups ）のようなフルオロカーボン基、フッ素原子のようなハロゲン基、もしくはチオフェニル基であって、また、 R1 、 R2 および R3 は、同一もしくは異なった基であって、水素原子、ならびに、置換および非置換脂肪族基のような置換および非置換ヒドロカルビル基、置換および非置換芳香族基、複素環および多環構造、トリフルオリルメチル基（ trifluoryl methyl groups ）のようなフルオロカーボン基、フッ素原子のようなハロゲン基、もしくはチオフェニル基であって、また、 R1、 R2 および R3 は、置換および非置換縮合芳香族環、複素環および多環構造をとることもでき、スチレンのようなモノマーと共重合することもでき、あるいは、ポリマー、オリゴマーもしくはデンドリマー置換基とすることもできる。
【００２６】
前記の構造式中のテルビウムの位置には、他のランタノイド、アクチノイド、もしくは希土類金属を用いることができる。
本発明は、さらに赤色発光も提供し、また、本発明のこの態様においては、(i) 第一電極、(ii) イリジウム金属錯体もしくは有機金属錯体と混合された、エレクトロルミネッセンスユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体の層、および(iii) 第二電極、を含むエレクトロルミネッセンスデバイスを提供する。
【００２７】
エレクトロルミネッセンスユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体の層が在ることが好ましく、本発明はさらに以下の構造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。
【００２８】
A. (i) 第一電極、(ii) エレクトロルミネッセンスユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体の層、(iii) イリジウム金属錯体もしくは有機金属錯体と混合された、エレクトロルミネッセンスユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体の層、および(iv) 第二電極。
【００２９】
B. (i) 第一電極、(ii) イリジウム金属錯体もしくは有機金属錯体と混合された、エレクトロルミネッセンスユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体の層、(iii) エレクトロルミネッセンスユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体の層、および(iv) 第二電極。
【００３０】
C. (i) 第一電極、(ii) エレクトロルミネッセンスユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体の層、(iii) イリジウム金属錯体もしくは有機金属錯体と混合された、エレクトロルミネッセンスユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体の層、(iv) エレクトロルミネッセンスユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体の層、および(v) 第二電極。
【００３１】
前記のエレクトロルミネッセンスユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体は、好ましくは、構造式 (Lα)3Eu を持ち、ここで式中の Lα は有機錯体である。
本発明で用いられる、好ましいエレクトロルミネッセンス化合物は、以下の構造式を持ち、
【００３２】
【化５】
ここで式中の Lα および Lp は有機配位子であって、 Lp は中性配位子である。複数の配位子 Lα は、同一もしくは異なったものとすることができ、また、同一もしくは異なったものである複数の配位子 Lp を置くことができる。
【００３３】
例として、 (L1)(L2)(L3)Eu(Lp) は、式中の (L1)(L2)(L3) は同一もしくは異なった有機錯体、 (Lp) は中性配位子であって、種々の基群 (L1)(L2)(L3) は同一もしくは異なったものとすることができ、 Lp は単座配位子、二座配位子もしくは多座配位子とすることができ、 Lp はひとつもしくは複数とすることができる。
【００３４】
本発明で用いることができる、さらなるエレクトロルミネッセンス化合物は、一般構造式(Lα)nEuM2 を有し、ここで式中の M2 は非希土類金属、 Lα は前述したもの、ならびに n は Eu および M2 の結合原子価状態である。前記錯体は、さらにひとつもしくは複数の中性配位子 Lp を含むことができ、このとき一般構造式は、 (Lα)nEuM2(Lp) となり、ここで式中の Lp は前述したものである。金属 M2 は、希土類ではない任意の金属である。ランタノイドもしくはアクチノイド使用できる金属の例は、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ホウ素、銅(I)、銅(II)、銀、金、亜鉛、カドミウム、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、ゲルマニウム、錫(II)、錫(IV)、アンチモン(II)、アンチモン(IV)、鉛(II)、鉛(IV)、ならびに、種々の原子価状態の第一、第二および第三遷移金属、例えば、マンガン、鉄、ルテニウム、オスミウム、コバルト、ニッケル、パラジウム(II)、パラジウム(IV)、白金(II)、白金(IV)、カドミウム、クロム、チタン、バナジウム、ジルコニウム、ハフニウム、タンタル、モリブデン、ロジウム、イリジウム、チタン、ニオブ、スカンジウム、イットリウム、を含む。
【００３５】
好ましいユウロピウム錯体は、 Eu(DBM)3OPNP である。
好ましいイリジウム錯体は、アセチルアセトンイリジウム（ iridium acetylacetonate ）、ジアセチルアセトンイリジウム（ iridium di-acetylacetonate ）、および Ir(dpp)3
【００３６】
【化６】
ここで、式中の R1 および R2 は上述したものである。
【００３７】
好ましくは、 Lα は、以下の構造式の化合物のようなβ-ジケトンから選択する。
【００３８】
【化７】
ここで、式中の R1 、 R2 および R3は、同一もしくは異なった基であって、水素原子、ならびに、置換および非置換脂肪族基のような置換および非置換ヒドロカルビル基、置換および非置換芳香族基、複素環および多環構造、トリフルオリルメチル基（ trifluoryl methyl groups ）のようなフルオロカーボン基、フッ素原子のようなハロゲン基、もしくはチオフェニル基であって、また、 R1、 R2 および R3 は、置換および非置換縮合芳香族環、複素環および多環構造をとることもでき、スチレンのようなモノマーと共重合することもできる。X は、Se、SもしくはOであり、Y は、水素原子、ならびに、置換および非置換芳香族基のような置換および非置換ヒドロカルビル基、複素環および多環構造、フッ素原子、トリフルオリルメチル基（ trifluoryl methyl groups ）のようなフルオロカーボン基、フッ素原子のようなハロゲン基、もしくはチオフェニル基もしくはニトリル基とすることができる。
【００３９】
R1 および／もしくは R2 および／もしくは R3 の例は、脂肪族基、芳香族基、ならびに、複素環アルコキシ基、アリールオキシ基およびカルボキシ基、置換および非置換フェニル基、フルオロフェニル基、ビフェニル基、フェナントレン基（ phenanthrene ）、アントラセン基（ anthracene ）、ナフチル基およびフルオレン基（ fluorene ）、ならびに、t-ブチル基のようなアルキル基、ならびに、カルバゾールのような複素環基を含む。
【００４０】
種々の基群 Lα のうちのいくつかは、同一もしくは異なった、カルボキシラート基のような荷電基とすることもでき、これによって、基 L1 は上述で定義したもの、基群 L2 、 L3 は以下の構造式のような荷電基とすることができ、
【００４１】
【化８】
ここで式中の R は、 上述で定義した R1 である。あるいは、基群 L1 、 L2 は上述で定義したもの、L3 、... などは、他の荷電基とすることができる。
【００４２】
R1 、 R2 、および R3は、XをO、S、Se もしくは NH とする以下の構造式の基とすることもできる。
【００４３】
【化９】
好ましい基 R1 は、トリフルオロメチル基 CF3であり、また、前記のジケトンの例は、ベンゾイルトリフルオロアセトン（ banzoyltrifluoroacetone ）、 p-クロロベンゾイルトリフルオロアセトン（ p-chlorobenzoyltrifluoroacetone ）、 p-ブロモトリフルオロアセトン（ p-bromotrifluoroacetone ）、 p-フェニルトリフルオロアセトン（ p-phenyltrifluoroacetone ）、 1-ナフトイルトリフルオロアセトン（ 1-naphthoyltrifluoroacetone ）、 2-ナフトイルトリフルオロアセトン（ 2-naphthoyltrifluoroacetone ）、 2-フェナントイルトリフルオロアセトン（ 2-phenathoyltrifluoroacetone ）、 3-フェナントイルトリフルオロアセトン（ 3-phenanthoyltrifluoroacetone ）、 9-アントロイルトリフルオロアセトントリフルオロアセトン（ 9-anthrroyltrifluoroacetonetrifluoroacetone ）、 シンナモイルトリフルオロアセトン（ cinnamoyltrifluoroacetone ）、および 2-テノイルトリフルオロアセトン（ 2-thenoyltrifluoroacetone ）である。
【００４４】
種々の基群 Lα は、以下の構造式の同一もしくは異なった配位子とすることができ、
【００４５】
【化１０】
ここで式中の X はO、SもしくはSeであり、R1 、 R2および R3 は上述したものである。
【００４６】
種々の基群 Lα は、以下の構造式で表わされる、同一もしくは異なったキノラート誘導体であって、
【００４７】
【化１１】
ここで、式中のRは、ヒドロカルビル基、脂肪族基、芳香族基、または、例えば 8-ヒドロキシキノラート誘導体のような、複素環のカルボキシ基、アリールオキシ基、ヒドロキシ基もしくはアルコキシ基、または、以下の構造式の基である。
【００４８】
【化１２】
ここで、式中のR、 R1 および R2 は上述したものであるか、または、水素原子もしくはフッ素原子であって、例えば、R1および R2 は、アルキル基もしくは以下の構造式のアルコキシ基である。
【００４９】
【化１３】
上述したように、種々の基群 Lα は、同一もしくは異なった、例えば以下の構造式のようなカルボキシラート基とすることができ、
【００５０】
【化１４】
ここで、式中の R5 は、置換もしくは非置換芳香族基、多環もしくは複素環ポリピリジル基であって、また、R5は、2-エチルヘキシル基とすることもでき、このとき Ln は、 ヘキサン酸2-エチルとなり、あるいは、R5 は、椅子構造とすることもでき、このとき Ln は、 シクロヘキサン酸2-アセチル （ 2-acetyl cyclohexanoate ）となり、あるいは、Lαは、以下の構造式とすることもでき、
【００５１】
【化１５】
ここで、式中のRは上述したものであり、例えば、アルキル基、アレニル基（allenyl）、アミノ基、または、単環もしくは多環の縮合環である。
【００５２】
種々の基群Lは、さらに、以下の構造式のものとすることができる。
【００５３】
【化１６】
上述した構造式(A)の基群 Lp は、以下の構造式から選択することができ、
【００５４】
【化１７】
ここで、式中のそれぞれの Ph は、同一もしくは異なった、フェニル基（OPNP）または置換フェニル基、他の置換もしくは非置換芳香族基、置換もしくは非置換複素環または多環基、ナフチル基、アントラセン基、フェナントレン基もしくはピレン基のような置換もしくは非置換縮合環芳香族基、とすることができる。前記置換基は、例えば、アルキル基、アラルキル基（aralkyl）、アルコキシ基、芳香族基、複素環基、多環基、フッ素原子のようなハロゲン基、シアノ基、アミノ基、置換アミノ基など、とすることができる。例を、図１及び２に示した。ここで、 R 、 R1 、 R2 、 R3 および R4 は、同一もしくは異なった基であって、水素原子、ヒドロカルビル基、置換および非置換芳香族基、複素環および多環構造、トリフルオリルメチル基（ trifluoryl methyl groups ）のようなフルオロカーボン基、フッ素原子のようなハロゲン基、もしくはチオフェニル基から選択することができるか、あるいは、R 、 R1 、 R2 、 R3 および R4 は、置換もしくは非置換縮合環芳香族基、複素環および多環構造をとることもでき、スチレンのようなモノマーと共重合することもできる。R 、 R1 、 R2 、 R3 および R4 は、ビニル基もしくは以下の構造式の基のような非飽和アルキレン基とすることもでき、
-C-CH2=CH2-R
ここで R は上述したものである。
【００５５】
Lp は、以下の構造式の化合物とすることもでき、
【００５６】
【化１８】
ここで式中の R1 、 R2 および R3は、上述のものであり、例えば、図３に示したバソフェン（ bathophen ）は、式中の R は上述したもの、もしくは以下の構造式であって、
【００５７】
【化１９】
ここで式中の R1 、 R2 および R3は、上述したものである。
【００５８】
Lp は、以下の構造式とすることもでき、
【００５９】
【化２０】
ここで式中の Ph は上述したものである。
【００６０】
Lp キレートの他の例は、図４に示したもの、および、フルオレン、および、例えば図5に示したフルオレン誘導体、および、図６〜８に示した構造式の化合物である。
Lα および Lp の特定の例は、トリピリジル基およびTMHD、およびTMHD錯体、α,α',α''トリピリジル基 （ α,α',α'' tripyridyl ）、クラウンエーテル類、シクラン類（ cyclans ）、クリプタンスフタロシアナン類 （ cryptans phthalocyanans ）、ポルフォルイン類 （ porphoryins ）、エチレンジアミンテトラミン （ ethylene diamine tetramine; EDTA ）、DCTA、DTPAおよびTTHAであり、ここでTMHD とは、 2,2,6,6-テトラメチル-3,5-ヘプタンジオナート （ 2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionato ）であり、OPNP とは、ジフェニルホスホンイミドトリフェニルホスホラン （ diphenylphosphonimide triphenyl phosphorane ）である。前記ポリアミン類の構造式は図１１に示した。
【００６１】
前記の第一電極は、カソードとしてはたらき、前記の第二電極はアノードとしてはたらき、かつ好ましくは、正孔伝送物質の層が、前記アノードと前記エレクトロルミネッセンス化合物との間に在る。
【００６２】
前記正孔伝送物質は、エレクトロルミネッセンスデバイスで用いられる、任意の正孔伝送物質とすることができる。
【００６３】
前記正孔伝送物質は、ポリ(ビニルカルバゾール)、N,N'-ジフェニル-N,N'-ビス(3-メチルフェニル)-1,1'-ビフェニル-4,4'-ジアミン （ N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine ; TPD ）、アミノ基置換芳香族化合物の非置換もしくは置換ポリマー、ポリアニリン、置換ポリアニリン、ポリチオフェン類、置換ポリチオフェン類、ポリシラン類などといったアミン錯体とすることができる。ポリアニリン類の例としては、以下の構造式のポリマーがあり、
【００６４】
【化２１】
ここで式中の R は、オルト位もしくはメタ位に在る、水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、アミノ基、クロロ基、ブロモ基、ヒドロキシ基（ hydroxy ）、もしくは、以下の構造式の基であって、
【００６５】
【化２２】
ここで、式中のRは、アルキル基もしくはアリール基であり、また、R' は、水素原子、または、上記の構造式(I)の少なくともひとつの他のモノマーをともなう炭素数1〜6のアルキル基もしくはアリール基である。また、前記正孔伝送物質は、ポリアニリンとすることができ、本発明で用いられるポリアニリン類は、以下の一般の構造式を有し、
【００６６】
【化２３】
ここで、式中の p は、1から10までの値であり、 n は、1から20までの値であり、Rは上述で定義したものであって、かつ、Xは、好ましくは、Cl、Br、SO4、BF4 、PF6 、H2PO3 、H2PO4、スルホン酸アリール（ arylsulphonate ）、アレーンジカルボキシラート（ arenedicarboxylate ）、ポリスチレンスルホナート、ポリアクリラートアルキルスルホナート（ polyacrylate alkysulphonate ）、スルホン酸ビニル、ビニルベンゼンスルホナート（ vinylbenzene sulphonate ）、スルホン酸セルロース（ cellulose sulphonate ）、スルホン酸ショウノウ（ camphor sulphonates ）、硫酸セルロース（ cellulose sulphate ）、もしくは、過フッ化ポリアニオン（ a perfluorinated polyanion ）から選ばれる、アニオンである。
【００６７】
スルホン酸アリール類の例としては、p-トルエンスルホナート（ p-toluenesulphonate ）、スルホン酸ベンゼン（ benzenesulphonate ）、 9,10-アントラキノン-スルホナート （ 9,10-anthraquinone-sulphonate ）、およびスルホン酸アントラセン（ anthracenesulphonate ）がある。また、アレーンジカルボキシラートの例は、フタラート（ phthalate ）であり、また、アレーンカルボキシラートの例は、ベンゾアート（ benzoate ）である。
【００６８】
われわれは、ポリアニリンのような、アミノ基置換された芳香族化合物の、非置換もしくは置換ポリマーの、プロトン化したポリマーが、蒸着困難もしくは蒸着不可能であることを見出したが、アミノ基置換された芳香族化合物の、非置換もしくは置換ポリマーを脱プロトン化すると、容易に蒸着でき、すなわちその（ポリマーの）ポリマーも蒸着可能であるということを発見した。
【００６９】
アミノ基置換された芳香族化合物の、非置換もしくは置換ポリマーの、蒸着可能な脱プロトン化ポリマーを用いるのが好ましい。前記のアミノ基置換された芳香族化合物の、脱プロトン化された非置換もしくは置換ポリマーは、水酸化アンモニウム、または、水酸化ナトリウムもしくは水酸化カリウムのような水酸化アルカリ金属といったアルカリで処理することによって前記ポリマーを脱プロトン化して合成する。
【００７０】
プロトン化の程度は、プロトン化ポリアニリンの形成と脱プロトン化によって制御できる。ポリアニリンの処理方法は、文献 A. G. MacDiarmid and A. F. Epstein, Faraday Discussions, Chem Soc.88 P319 1989 に開示されている。
【００７１】
前記ポリアニリンの電気伝導度は、プロトン化の程度に依存し、電気伝導度が最大となるのは、プロトン化の程度が40％から60％の間であるときであり、例えば、約50％のときである。
【００７２】
前記ポリマーは、実質的にすべて脱プロトン化するのが好ましい。
ポリアニリンはオクタマー単位（p=4）をとることができ、例えば、以下の構造式となる。
【００７３】
【化２４】
前記ポリアニリンは、1x10-1 Siemen cm-1のオーダーか、さらにそれ以上の電気伝導度を持つことができる。
【００７４】
前記芳香環は、非置換であるか、もしくは、例えばエチル基のような炭素数が1〜20のアルキル基による置換をすることができる。
前記ポリアニリンは、アニリンのコポリマーとすることができ、また、好ましいコポリマーは、o-アニシジン（ o-anisidine ）、m-スルファニル酸（ m-sulphanilic acid ）、もしくは o-アミノフェノールとアニリンとのコポリマー、または、o-アミノフェノール、o-エチルアニリン、o-フェニレンジアミン、もしくは、アミノアントラセン類とo-トルイジン（ o-toluidine ）とのコポリマーである。
【００７５】
使用できるアミノ基置換芳香族化合物の他のポリマーは、置換もしくは非置換のポリアミノナフタレン類、ポリアミノアントラセン類、ポリアミノフェナントレン類など、および、他の任意の縮合ポリ芳香族化合物のポリマー、を含む。ポリアミノアントラセン類およびその合成方法は、米国特許 6,153,726号に開示されている。前記の芳香環は、非置換であるか、もしくは例えば上述で定義した基 Rによって置換することができる。
【００７６】
他の正孔伝送物質としては、共役ポリマー、または、米国特許 5807627号、PCT/WO90/13148 、およびPCT/WO92/03490 に開示もしくは参照されている任意の共役ポリマーを用いた共役ポリマー、がある。
【００７７】
好ましい共役ポリマーとしては、ポリ(p-フェニレンビニレン)-PPV （ poly(p-phenylenevinylene)-PPV ）および、PPVを含むコポリマーである。他の好ましいポリマーは、ポリ(2-メトキシ-5-(2-メトキシペンチルオキシ-1,4-フェニレンビニレン),ポリ(2-メトキシペンチルオキシ)-1,4-フェニレンビニレン) （ poly(2-methoxy-5-(2-methoxypentyloxy-1,4-phenylene vinylene, poly(2-methoxypentyloxy)-1,4-phenylenevinylene) ）、ポリ(2-メトキシ-5-(2-ドデシルオキシ-1,4-フェニレンビニレン) （ poly(2-methoxy-5-(2-dodecyloxy-1,4-phenylenevinylene ）といったポリ(2,5ジアルコキシフェニレンビニレン) （ poly(2,5dialkoxyghenylene vinylene) ）、ならびに、アルコキシ基、ポリフルオレン類およびオリゴフルオレン類、ポリフェニレン類およびオリゴフェニレン類、ポリアントラセン類およびオリゴアントラセン類、ポリチオフェン類およびオリゴチオフェン類、に可溶である少なくともひとつの長鎖アルコキシ基を持つ、他のポリ(2,5ジアルコキシフェニレンビニレン) 、である。
【００７８】
PPVにおいては、フェニレン環は、ひとつまたは複数の置換基、例えば、好ましくはメチル基であるアルキル基、好ましくはメトキシ基もしくはエトキシ基であるアルコキシ基から、それぞれ独立に選択される基、を任意に持つことができる。
【００７９】
置換された誘導体を含む、任意のポリ(アリーレンビニレン) （ poly(arylenevinylene) ）を使用することができ、また、ポリ(p-フェニレンビニレン)内のフェニレン環は、アントラセン環またはナフチレン環のような縮合環系に置き換えることができ、また、それぞれのポリフェニレンビニレン基中のビニレン基の数は、7またはそれ以上に増やすことができる。
【００８０】
前記の共役ポリマーは、米国特許 5807627号 、PCT/WO90/13148 、およびPCT/WO92/03490 に開示されている方法でつくることができる。
前記正孔伝送層の厚さは、好ましくは、20nm〜200nmである。
【００８１】
上記で言及したポリアニリンのようなアミノ基置換芳香族化合物のポリマーは、他の正孔伝送物質との共役にともなうもしくはその中における、バッファ層（buffer layer）として用いることができる。
【００８２】
他の正孔伝送物質層の構造式は、図１２〜１６に示しており、ここで、式中の R1、 R2 、および R3 は、水素原子、ならびに、置換および非置換脂肪族基のような置換および非置換ヒドロカルビル基、置換および非置換芳香族基、複素環構造および多環構造、トリフルオリルメチル基（ trifluoryl methyl groups ）のようなフルオロカーボン基、フッ素原子のようなハロゲン基、もしくはチオフェニル基から選択する、同一であるかまたは異なる基であるか、あるいは、R1、 R2 および R3 は、置換および非置換縮合環芳香族基、複素環構造基および多環構造基を形成し、かつスチレンのようなモノマーと共重合できる。Xは、Se、SもしくはOであり、Yは、水素原子、置換もしくは非置換芳香族基のような置換もしくは非置換ヒドロカルビル基、複素環構造基および多環構造基、フッ素原子、トリフルオリルメチル基（ trifluoryl methyl groups ）のようなフルオロカーボン基、フッ素原子のようなハロゲン基もしくはチオフェニル基もしくはニトリル基、とすることができる。
【００８３】
R1 および／または R2 および／または R3 の例は、脂肪族基、芳香族基、ならびに、複素環のアルコキシ基、アリールオキシ基およびカルボキシ基、ならびに、置換もしくは非置換フェニル基、フルオロフェニル基、ビフェニル基、フェナントレン基（ phenanthrene ）、アントラセン基（ anthracene ）、ナフチル基およびフルオレン基（ fluorene ）、ならびに、t-ブチル基のようなアルキル基、ならびに、カルバゾールのような複素環基、を含む。
【００８４】
前記カソードと前記エレクトロルミネッセンス化合物との間に、電子注入物質の層を任意に加えることができる。前記電子注入物質は、例えばアルミニウムキノラート、リチウムキノラート、 Mx(DBM)n （式中の Mx は金属であり、 DBM はジベンゾイルメタンであり、 n は Mx の原子価であり、例えばMx はアルミニウムもしくはクロムである）、といった金属錯体を含み、電子注入物質中を電流が通過するときに電子を伝送する物質である。前記電子注入物質は、例えば9,10-ジシアノアントラセンのようなシアノアントラセン、シアノ基置換芳香族化合物、テトラシアノキニドジメタン（ tetracyanoquinidodimethane ）、ポリスチレンスルホナート（ a polystyrene sulphonate ）、または、図９もしくは図１０に示した構造式においてフェニル環を上述で定めた置換基 R によって置換したものである。層を分ける代わりに、前記電子注入物質と、エレクトロルミネッセンス物質を混合し、かつ共に析出させることができる。
【００８５】
前記正孔伝送物質と、エレクトロルミネッセンス物質を混合し、かつ共に析出させることも任意に可能である。
前記正孔伝送物質、前記エレクトロルミネッセンス物質および前記電子注入物質は、構造を簡単にするために、混合して単独の層をつくることができる。
【００８６】
アノードは、好ましくは、アノードとしてはたらく導電性ガラスもしくはプラスチック物質のような透明な基層である。好ましい基層は、錫ドープ酸化インジウム（indium tin oxide）被覆ガラスのような導電性ガラスであるが、導電性があるか、または金属もしくは導電性ポリマーのような導電性層を持つ任意のガラスを用いることができる。導電性ポリマーおよび、導電性ポリマー被覆ガラスもしくはプラスチック物質は、前記の基層にも用いることができる。
【００８７】
カソードは、好ましくは、例えばアルミニウム、カルシウム、リチウム、マグネシウム、および、銀／マグネシウム合金、希土類金属合金などといったそれらの合金である、低い仕事関数の金属であり、好ましい金属は、アルミニウムである。アルカリ金属、希土類金属、もしくはその合金のようなフッ化金属を前記の第二電極とすることができ、例えば、金属上にフッ化金属層をつくるように用いることができる。
【発明を実施するための最良の態様】
【００８８】
本発明は、実施例に図示される。
【実施例１】
【００８９】
本発明のエレクトロルミネッセンスデバイスの実施例を、図17a、17bに示す。プレエッチングITO被覆ガラス（a pre-etched ITO coated glass）片（10 x 10cm2 ）を用いた。前記デバイスは、前記ITO上で、ULVAC社（茅ヶ崎、日本）製の Solciet を使用した真空蒸着によって連続的に組み上げられ、各ピクセルの活性領域は 3mm x 3mm となった。
【００９０】
図１７ａにおいて、前記ITO被覆ガラスアノード(1)上に、(2)がTPDの正孔伝送層、(3)が Eu(DBM)3OPNP(R1) の層、(4)が Gd(tmhd)3Phen の層、(5)がアルミニウムキノラートの電子伝送層、(6)がフッ化リチウム層、および(7)がアルミニウムカソードであることを特徴とする層が在る。
【００９１】
前記デバイスを電流が通過すると、(1)を介して赤色光が放射される。
さまざまな構造を作成し、計測された色座標 x:y およびそれらのピーク効率、ならびに結果を表1に示した。前記色座標は、CIE 1931 チャート上のものである。
【００９２】
【表１】
ここで、1は、
ITO/TPD(35.5nm)/R1(23.6nm)/Gd(tmhd)3Phen(20.3nm)/R1(24.2nm)/Alq3(15.5nm/Al であり、
2は、
ITO/TPD(33nm)/R1(23nm)/Gd(tmhd)3Phen(10nm)/R1(10nm)/Gd(tmhd)3Phen(10nm)/R1(23nm) Alq3(9nm/Al であり、
3は、
ITO/DFDAA(13nm)/TPD(33nm)/R1(23nm)/Gd(tmhd)3Phen(10nm)/R1(10nm)/Gd(tmhd)3Phen(10nm)/R1(23nm) Alq3(9nm/Al であって、
ここで式中の R1 は Eu(DMB)3OPNP であり、DFDAA はバッファ層である。
【実施例２】
【００９３】
図１７ａに示したエレクトロルミネッセンスデバイスを作成した。実施例1と同様に、層1〜7が在り、ここで、(1)はITO、(2)は CuPc 、(3)は α-NPB 、(4)はエレクトロルミネッセンス混合物、(5)は Eu(DMB)3OPNP 、(6)は Alq3、(7)は Al であり、 ITO/CuPc(8nm)/α-NPB(40nm)/R1(10nm)/CBP + Ir(dpp)3 (6%) + R1 (40%) (20nm)/R1(20nm)/BCP(6nm)/Alq3(20nm)/Al を形成していて、ここで式中の R1 は Eu(DMB)3OPNP であり、 Ir(dpp)3 は以下の構造式の化合物である。
【００９４】
【化２５】
前記デバイス内に電流を通し、計測した放射された光の特性と結果を、表２ならびに、図１８及び図２１〜２５の構成1として示した。
【実施例３】
【００９５】
実施例１と同様に、図１７ｂに示した構造のデバイスを作成した。ここで、(1)はITO、(2)は CuPc 、(3)は α-NPB 、(4)はエレクトロルミネッセンス混合物、(5)は Eu(DMB)3OPNP 、(6)は BCP、(7)は Alq3 、(8)はアルミニウムである。その構造は、 ITO/CuPc(8nm)/α-NPB(40nm)/Ir(diacac)2(dpp)2(6%) + CBP + R1 (40%) (20nm)/R1(20nm)/BCP(6nm)/Alq3(20nm)/Al を形成していて、ここで式中の Ir(diacac)3 は、ジアセチルアセトンイリジウム （ iridium di-acetylacetonate ）であり、CBP は図４ｂに示した構造式の R を H にした、ホスト化合物（a host compound）である。
【００９６】
前記デバイス内に電流を通し、計測した放射された光の特性と結果を、表２ならびに、図１９及び図２１〜２５の構成2として示した。
【実施例４】
【００９７】
デバイスは実施例１と同様に作成され、図１７ａに示した構造を有し、 ITO/CuPc(8nm)/α-NPB(40nm)/R1 (40%) + Ir(acac)3 (6%) + CBP (20nm)/BCP(6nm)/Alq3(20nm)/Al から成り、ここで式中の Ir(acac)3 は、アセチルアセトンイリジウム （ iridium acetylacetonate ）であり、BCP はバソクプロイン （ bathocupron ）である。
【００９８】
前記デバイス内に電流を通し、計測した放射された光の特性と結果を、表２ならびに、図２０〜２５の構成3として示した。
【表２】
【図面の簡単な説明】
【００９９】
本文中に図面の簡単な説明の記載無し。
【図１】
【図３】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１４ｃ】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
(i) 第一電極、(ii) 第一エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体の層、(iii) 第二金属錯体もしくは有機金属錯体の層、および(iv) 第二電極を含むエレクトロルミネッセンスデバイスであって、前記第二エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体のバンドギャップが、前記第一エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体のバンドギャップよりも大きいことを特徴とする、エレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項２】
前記の第一および第二エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体中の金属が、Sm(III)、Eu(II)、Eu(III)、Tb(III)、Dy(III)、Yb(III)、Lu(III)、Gd(III)、U(III)、U(VI)O2、Tm(III)、Th(IV)、Ce(III)、Ce(IV)、Pr(III)、Nd(III)、Pm(III)、Dy(III)、Ho(III)、Er(III) から選択されることを特徴とする、請求項１記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項３】
前記の第一エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体中の金属がユウロピウムもしくはテルビウムであり、ならびに、前記の第二エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体中の金属がガドリニウムもしくはセリウムであることを特徴とする、請求項１記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項４】
前記の第一エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体中の金属と、前記の第二エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体中の金属が同一であることを特徴とする、請求項１もしくは２に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項５】
前記の第一および第二エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体のそれぞれが、択一的に配置された複数の層が存在することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項６】
前記の第一エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体が、構造式(Lα)nM1 を有し、ここで式中の Lα は有機錯体、M1 は金属、 n は M1 の原子価状態であって、かつ、前記の第二エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体が、構造式 (Lα)mM2 を有し、ここで式中の Lα は有機錯体、M2 は金属、 n は M2 の原子価状態であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項７】
前記の金属錯体もしくは有機金属錯体が、以下の構造式を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【化１】
（式中の Mx 、 x 、 Lα および Lp は、明細書中で定義したものであり、複数の配位子 Lα は同一もしくは異なったものとすることができ、また、同一もしくは異なったものである複数の配位子 Lp が存在することができる）
【請求項８】
少なくともひとつの前記の金属錯体もしくは有機金属錯体が、構造式 (Lα)nMxM3 を有し、ここで式中の M3 は非希土類金属、 Lα は明細書中で定義したもの、かつ n は Mx および M3 の結合原子価状態であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項９】
少なくともひとつの前記の金属錯体もしくは有機金属錯体が、構造式 (Lα)nMxM3(Lp) を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項１０】
前記の金属 M3 が、希土類、遷移金属、ランタノイドもしくはアクチノイドではない任意の金属であることを特徴とする、請求項９記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項１１】
前記の金属 M3 が、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、銅(I)、銅(II)、銀、金、亜鉛、カドミウム、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、ゲルマニウム、錫(II)、錫(IV)、アンチモン(II)、アンチモン(IV)、鉛(II)、鉛(IV)、ならびに、例えば、マンガン、鉄、ルテニウム、オスミウム、コバルト、ニッケル、パラジウム(II)、パラジウム(IV)、白金(II)、白金(IV)、カドミウム、クロム、チタン、バナジウム、ジルコニウム、タンタル、モリブデン、ロジウム、イリジウム、チタン、ニオブ、スカンジウム、イットリウムである種々の原子価状態の第一、第二および第三遷移金属から選択されることを特徴とする、請求項９記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項１２】
Lα が、明細書中の構造式(I)〜(XVII)であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項１３】
Lp が、明細書中の構造式(XVIII)〜(XXV)、もしくは、図面中の図1〜9であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項１４】
Lα が、トリピリジル基およびTMHD、およびTMHD錯体、α,α',α''トリピリジル基から選択され、かつ、 Lp が、クラウンエーテル類、シクラン類、クリプタンスフタロシアナン類、ポルフォルイン類、エチレンジアミンテトラミン（EDTA）、DCTA、DTPAおよびTTHAから選択されることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項１５】
前記ユウロピウム錯体が、 Eu(DBM)3OPNP であることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項１６】
前記ガドリニウム錯体が、 Gd(DBM)3Phen であることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項１７】
(i) 第一電極、(ii) イリジウム金属錯体もしくは有機金属錯体と混合したエレクトロルミネッセンスユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体の層、および(iii) 第二電極を含む、エレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項１８】
(i) 第一電極、(ii) エレクトロルミネッセンスユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体の層、(iii) イリジウム金属錯体もしくは有機金属錯体と混合したエレクトロルミネッセンスユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体の層、および(iv) 第二電極を含む、エレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項１９】
(i) 第一電極、(ii) イリジウム金属錯体もしくは有機金属錯体と混合したエレクトロルミネッセンスユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体の層、(iii) エレクトロルミネッセンスユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体の層、および(iv) 第二電極を含む、エレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項２０】
(i) 第一電極、(ii) エレクトロルミネッセンスユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体の層、(iii) イリジウム金属錯体もしくは有機金属錯体と混合したエレクトロルミネッセンスユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体の層、(iv) エレクトロルミネッセンスユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体の層、および(v) 第二電極を含む、エレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項２１】
前記のユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体が、構造式 (Lα)3Eu を有し、ここで式中の Lα が有機錯体であることを特徴とする、請求項１７〜２０のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項２２】
前記のユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体が、下記の構造式を有することを特徴とする、請求項１７〜１９のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【化２】
（式中の Lα および Lp は、有機配位子であり、 Lp は中性配位子であって、複数の配位子 Lα は同一もしくは異なったものとすることができ、また、同一もしくは異なったものである複数の配位子 Lp が存在することができる）
【請求項２３】
前記のユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体が、構造式 (Lα)nEuM2を有し、ここで式中の M2 は非希土類金属、Lα は明細書中で定義したもの、かつ n は Eu および M2 の結合原子価状態であることを特徴とする、請求項１７〜１９のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項２４】
前記のユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体が、構造式 (Lα)nEuM2(Lp) を有し、ここで式中の Lp は明細書中で定義したものであることを特徴とする、請求項１７〜１９のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項２５】
前記の金属 M2 が、希土類、遷移金属、ランタノイドもしくはアクチノイドではない任意の金属であることを特徴とする、請求項２４記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項２６】
前記の金属 M2 が、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ホウ素、銅(I)、銅(II)、銀、金、亜鉛、カドミウム、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、ゲルマニウム、錫(II)、錫(IV)、アンチモン(II)、アンチモン(IV)、鉛(II)、鉛(IV)、ならびに、例えば、マンガン、鉄、ルテニウム、オスミウム、コバルト、ニッケル、パラジウム(II)、パラジウム(IV)、白金(II)、白金(IV)、カドミウム、クロム、チタン、バナジウム、ジルコニウム、ハフニウム、タンタル、モリブデン、ロジウム、イリジウム、チタン、ニオブ、スカンジウム、イットリウムである種々の原子価状態の第一、第二および第三遷移金属から選択されることを特徴とする、請求項２４記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項２７】
Lα が、明細書中の構造式(I)〜(XVII)であることを特徴とする、請求項１７〜２６のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項２８】
Lp が、明細書中の構造式(XVIII)〜(XXV)、もしくは、図面中の図１〜９であることを特徴とする、請求項１７〜２６のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項２９】
Lα が、トリピリジル基およびTMHD、およびTMHD錯体、α,α',α''トリピリジル基から選択され、かつ、 Lp が、クラウンエーテル類、シクラン類、クリプタンスフタロシアナン類、ポルフォルイン類、エチレンジアミンテトラミン（EDTA）、DCTA、DTPAおよびTTHAから選択されることを特徴とする、請求項１７〜２８のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項３０】
前記ユウロピウム錯体が、 Eu(DBM)3OPNP であることを特徴とする、請求項１７〜２９のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項３１】
前記第一電極と、前記エレクトロルミネッセンス層との間に、正孔伝送物質の層が存在することを特徴とする、請求項１〜３０のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項３２】
前記正孔伝送物質が、芳香族アミン錯体であることを特徴とする、請求項１〜３０のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項３３】
前記正孔伝送物質が、ポリ芳香族アミン錯体であることを特徴とする、請求項１〜３０のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項３４】
前記正孔伝送物質が、ポリ(ビニルカルバゾール)、N,N'-ジフェニル-N,N'-ビス(3-メチルフェニル)-1,1'-ビフェニル-4,4'-ジアミン （TPD）、ポリアニリン、置換ポリアニリン類、ポリチオフェン類、置換ポリチオフェン類、ポリシラン類、および置換ポリシラン類から選択されるポリマーのフィルムであることを特徴とする、請求項１〜３０のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項３５】
前記正孔伝送物質が、明細書中の構造式(XXVI)もしくは(XXVII)、または図面の図４〜８の化合物のフィルムであることを特徴とする、請求項１〜３０のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項３６】
前記正孔伝送物質が、アニリンのコポリマー、あるいは、アニリンと、o-アニシジン、m-スルファニル酸、もしくはo-アミノフェノールとのコポリマー、または、o-トルイジンと、o-アミノフェノール、o-エチルアニリン、o-フェニレンジアミン、もしくはアミノアントラセンとのコポリマー、であることを特徴とする、請求項１〜３０のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項３７】
前記正孔伝送物質が、共役ポリマーであることを特徴とする、請求項１〜３０のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項３８】
前記共役ポリマーが、ポリ(p-フェニレンビニレン)-PPV 、ならびに、PPV、ポリ(2,5ジアルコキシフェニレンビニレン)、ポリ(2-メトキシ-5-(2-メトキシペンチルオキシ-1,4-フェニレンビニレン)、ポリ(2-メトキシペンチルオキシ)-1,4-フェニレンビニレン)、ポリ(2-メトキシ-5-(2-ドデシルオキシ-1,4-フェニレンビニレン)、ならびに、アルコキシ基、ポリフルオレン類、オリゴフルオレン類、ポリフェニレン類およびオリゴフェニレン類、ポリフェニレン類およびオリゴフェニレン類、ポリアントラセン類およびオリゴアントラセン類、ポリチオフェン類およびオリゴチオフェン類に可溶である長鎖アルコキシ基を少なくともひとつ含む、他のポリ(2,5 ジアルコキシフェニレンビニレン)類、から選択されることを特徴とする、請求項３７記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項３９】
前記エレクトロルミネッセンス化合物が、前記正孔伝送物質と混合されていることを特徴とする、請求項３１〜３８のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項４０】
前記カソードと、前記エレクトロルミネッセンス化合物層との間に、電子伝送物質の層が存在することを特徴とする、請求項１〜３９のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項４１】
前記電子伝送物質が、金属キノラートであることを特徴とする、請求項４０記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項４２】
前記金属キノラートが、アルミニウムキノラート、もしくはリチウムキノラートであることを特徴とする、請求項４１記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項４３】
前記電子伝送物質が、構造式 Mx(DBM)n であって、式中の Mx が金属、 DBM がジベンゾイルメタン、 n が Mx の原子価であることを特徴とする、請求項３９記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項４４】
前記電子伝送物質が、9,10 ジシアノアントラセンのようなシアノアントラセン、ポリスチレンスルホナート、または、図面の図２もしくは図３に示した構造式の化合物であることを特徴とする、請求項４０記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項４５】
前記電子伝送物質が、前記エレクトロルミネッセンス化合物と混合されていることを特徴とする、請求項４０〜４４のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項４６】
前記第一電極が、透明導電性ガラス電極であることを特徴とする、請求項１〜４５のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項４７】
前記第二電極が、アルミニウム、カルシウム、リチウム、マグネシウム、ならびに、これらの合金、および銀／マグネシウム合金、から選択されることを特徴とする、請求項１〜４６のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項１】
(i) 第一電極、(ii) 第一エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体の層、(iii) 第二金属錯体もしくは有機金属錯体の層、および(iv) 第二電極を含むエレクトロルミネッセンスデバイスであって、前記第二エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体のバンドギャップが、前記第一エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体のバンドギャップよりも大きいことを特徴とする、エレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項２】
前記の第一および第二エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体中の金属が、Sm(III)、Eu(II)、Eu(III)、Tb(III)、Dy(III)、Yb(III)、Lu(III)、Gd(III)、U(III)、U(VI)O2、Tm(III)、Th(IV)、Ce(III)、Ce(IV)、Pr(III)、Nd(III)、Pm(III)、Dy(III)、Ho(III)、Er(III) から選択されることを特徴とする、請求項１記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項３】
前記の第一エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体中の金属がユウロピウムもしくはテルビウムであり、ならびに、前記の第二エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体中の金属がガドリニウムもしくはセリウムであることを特徴とする、請求項１記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項４】
前記の第一エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体中の金属と、前記の第二エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体中の金属が同一であることを特徴とする、請求項１もしくは２に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項５】
前記の第一および第二エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体のそれぞれが、択一的に配置された複数の層が存在することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項６】
前記の第一エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体が、構造式(Lα)nM1 を有し、ここで式中の Lα は有機錯体、M1 は金属、 n は M1 の原子価状態であって、かつ、前記の第二エレクトロルミネッセンス金属錯体もしくは有機金属錯体が、構造式 (Lα)mM2 を有し、ここで式中の Lα は有機錯体、M2 は金属、 n は M2 の原子価状態であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項７】
前記の金属錯体もしくは有機金属錯体が、以下の構造式を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【化１】
（式中の Mx 、 x 、 Lα および Lp は、明細書中で定義したものであり、複数の配位子 Lα は同一もしくは異なったものとすることができ、また、同一もしくは異なったものである複数の配位子 Lp が存在することができる）
【請求項８】
少なくともひとつの前記の金属錯体もしくは有機金属錯体が、構造式 (Lα)nMxM3 を有し、ここで式中の M3 は非希土類金属、 Lα は明細書中で定義したもの、かつ n は Mx および M3 の結合原子価状態であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項９】
少なくともひとつの前記の金属錯体もしくは有機金属錯体が、構造式 (Lα)nMxM3(Lp) を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項１０】
前記の金属 M3 が、希土類、遷移金属、ランタノイドもしくはアクチノイドではない任意の金属であることを特徴とする、請求項９記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項１１】
前記の金属 M3 が、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、銅(I)、銅(II)、銀、金、亜鉛、カドミウム、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、ゲルマニウム、錫(II)、錫(IV)、アンチモン(II)、アンチモン(IV)、鉛(II)、鉛(IV)、ならびに、例えば、マンガン、鉄、ルテニウム、オスミウム、コバルト、ニッケル、パラジウム(II)、パラジウム(IV)、白金(II)、白金(IV)、カドミウム、クロム、チタン、バナジウム、ジルコニウム、タンタル、モリブデン、ロジウム、イリジウム、チタン、ニオブ、スカンジウム、イットリウムである種々の原子価状態の第一、第二および第三遷移金属から選択されることを特徴とする、請求項９記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項１２】
Lα が、明細書中の構造式(I)〜(XVII)であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項１３】
Lp が、明細書中の構造式(XVIII)〜(XXV)、もしくは、図面中の図1〜9であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項１４】
Lα が、トリピリジル基およびTMHD、およびTMHD錯体、α,α',α''トリピリジル基から選択され、かつ、 Lp が、クラウンエーテル類、シクラン類、クリプタンスフタロシアナン類、ポルフォルイン類、エチレンジアミンテトラミン（EDTA）、DCTA、DTPAおよびTTHAから選択されることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項１５】
前記ユウロピウム錯体が、 Eu(DBM)3OPNP であることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項１６】
前記ガドリニウム錯体が、 Gd(DBM)3Phen であることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項１７】
(i) 第一電極、(ii) イリジウム金属錯体もしくは有機金属錯体と混合したエレクトロルミネッセンスユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体の層、および(iii) 第二電極を含む、エレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項１８】
(i) 第一電極、(ii) エレクトロルミネッセンスユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体の層、(iii) イリジウム金属錯体もしくは有機金属錯体と混合したエレクトロルミネッセンスユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体の層、および(iv) 第二電極を含む、エレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項１９】
(i) 第一電極、(ii) イリジウム金属錯体もしくは有機金属錯体と混合したエレクトロルミネッセンスユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体の層、(iii) エレクトロルミネッセンスユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体の層、および(iv) 第二電極を含む、エレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項２０】
(i) 第一電極、(ii) エレクトロルミネッセンスユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体の層、(iii) イリジウム金属錯体もしくは有機金属錯体と混合したエレクトロルミネッセンスユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体の層、(iv) エレクトロルミネッセンスユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体の層、および(v) 第二電極を含む、エレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項２１】
前記のユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体が、構造式 (Lα)3Eu を有し、ここで式中の Lα が有機錯体であることを特徴とする、請求項１７〜２０のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項２２】
前記のユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体が、下記の構造式を有することを特徴とする、請求項１７〜１９のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【化２】
（式中の Lα および Lp は、有機配位子であり、 Lp は中性配位子であって、複数の配位子 Lα は同一もしくは異なったものとすることができ、また、同一もしくは異なったものである複数の配位子 Lp が存在することができる）
【請求項２３】
前記のユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体が、構造式 (Lα)nEuM2を有し、ここで式中の M2 は非希土類金属、Lα は明細書中で定義したもの、かつ n は Eu および M2 の結合原子価状態であることを特徴とする、請求項１７〜１９のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項２４】
前記のユウロピウム金属錯体もしくは有機金属錯体が、構造式 (Lα)nEuM2(Lp) を有し、ここで式中の Lp は明細書中で定義したものであることを特徴とする、請求項１７〜１９のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項２５】
前記の金属 M2 が、希土類、遷移金属、ランタノイドもしくはアクチノイドではない任意の金属であることを特徴とする、請求項２４記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項２６】
前記の金属 M2 が、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ホウ素、銅(I)、銅(II)、銀、金、亜鉛、カドミウム、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、ゲルマニウム、錫(II)、錫(IV)、アンチモン(II)、アンチモン(IV)、鉛(II)、鉛(IV)、ならびに、例えば、マンガン、鉄、ルテニウム、オスミウム、コバルト、ニッケル、パラジウム(II)、パラジウム(IV)、白金(II)、白金(IV)、カドミウム、クロム、チタン、バナジウム、ジルコニウム、ハフニウム、タンタル、モリブデン、ロジウム、イリジウム、チタン、ニオブ、スカンジウム、イットリウムである種々の原子価状態の第一、第二および第三遷移金属から選択されることを特徴とする、請求項２４記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項２７】
Lα が、明細書中の構造式(I)〜(XVII)であることを特徴とする、請求項１７〜２６のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項２８】
Lp が、明細書中の構造式(XVIII)〜(XXV)、もしくは、図面中の図１〜９であることを特徴とする、請求項１７〜２６のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項２９】
Lα が、トリピリジル基およびTMHD、およびTMHD錯体、α,α',α''トリピリジル基から選択され、かつ、 Lp が、クラウンエーテル類、シクラン類、クリプタンスフタロシアナン類、ポルフォルイン類、エチレンジアミンテトラミン（EDTA）、DCTA、DTPAおよびTTHAから選択されることを特徴とする、請求項１７〜２８のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項３０】
前記ユウロピウム錯体が、 Eu(DBM)3OPNP であることを特徴とする、請求項１７〜２９のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項３１】
前記第一電極と、前記エレクトロルミネッセンス層との間に、正孔伝送物質の層が存在することを特徴とする、請求項１〜３０のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項３２】
前記正孔伝送物質が、芳香族アミン錯体であることを特徴とする、請求項１〜３０のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項３３】
前記正孔伝送物質が、ポリ芳香族アミン錯体であることを特徴とする、請求項１〜３０のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項３４】
前記正孔伝送物質が、ポリ(ビニルカルバゾール)、N,N'-ジフェニル-N,N'-ビス(3-メチルフェニル)-1,1'-ビフェニル-4,4'-ジアミン （TPD）、ポリアニリン、置換ポリアニリン類、ポリチオフェン類、置換ポリチオフェン類、ポリシラン類、および置換ポリシラン類から選択されるポリマーのフィルムであることを特徴とする、請求項１〜３０のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項３５】
前記正孔伝送物質が、明細書中の構造式(XXVI)もしくは(XXVII)、または図面の図４〜８の化合物のフィルムであることを特徴とする、請求項１〜３０のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項３６】
前記正孔伝送物質が、アニリンのコポリマー、あるいは、アニリンと、o-アニシジン、m-スルファニル酸、もしくはo-アミノフェノールとのコポリマー、または、o-トルイジンと、o-アミノフェノール、o-エチルアニリン、o-フェニレンジアミン、もしくはアミノアントラセンとのコポリマー、であることを特徴とする、請求項１〜３０のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項３７】
前記正孔伝送物質が、共役ポリマーであることを特徴とする、請求項１〜３０のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項３８】
前記共役ポリマーが、ポリ(p-フェニレンビニレン)-PPV 、ならびに、PPV、ポリ(2,5ジアルコキシフェニレンビニレン)、ポリ(2-メトキシ-5-(2-メトキシペンチルオキシ-1,4-フェニレンビニレン)、ポリ(2-メトキシペンチルオキシ)-1,4-フェニレンビニレン)、ポリ(2-メトキシ-5-(2-ドデシルオキシ-1,4-フェニレンビニレン)、ならびに、アルコキシ基、ポリフルオレン類、オリゴフルオレン類、ポリフェニレン類およびオリゴフェニレン類、ポリフェニレン類およびオリゴフェニレン類、ポリアントラセン類およびオリゴアントラセン類、ポリチオフェン類およびオリゴチオフェン類に可溶である長鎖アルコキシ基を少なくともひとつ含む、他のポリ(2,5 ジアルコキシフェニレンビニレン)類、から選択されることを特徴とする、請求項３７記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項３９】
前記エレクトロルミネッセンス化合物が、前記正孔伝送物質と混合されていることを特徴とする、請求項３１〜３８のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項４０】
前記カソードと、前記エレクトロルミネッセンス化合物層との間に、電子伝送物質の層が存在することを特徴とする、請求項１〜３９のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項４１】
前記電子伝送物質が、金属キノラートであることを特徴とする、請求項４０記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項４２】
前記金属キノラートが、アルミニウムキノラート、もしくはリチウムキノラートであることを特徴とする、請求項４１記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項４３】
前記電子伝送物質が、構造式 Mx(DBM)n であって、式中の Mx が金属、 DBM がジベンゾイルメタン、 n が Mx の原子価であることを特徴とする、請求項３９記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項４４】
前記電子伝送物質が、9,10 ジシアノアントラセンのようなシアノアントラセン、ポリスチレンスルホナート、または、図面の図２もしくは図３に示した構造式の化合物であることを特徴とする、請求項４０記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項４５】
前記電子伝送物質が、前記エレクトロルミネッセンス化合物と混合されていることを特徴とする、請求項４０〜４４のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項４６】
前記第一電極が、透明導電性ガラス電極であることを特徴とする、請求項１〜４５のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項４７】
前記第二電極が、アルミニウム、カルシウム、リチウム、マグネシウム、ならびに、これらの合金、および銀／マグネシウム合金、から選択されることを特徴とする、請求項１〜４６のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセンスデバイス。
【公表番号】特表２００６−５１２７５５（Ｐ２００６−５１２７５５Ａ）
【公表日】平成１８年４月１３日（２００６．４．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−５６３３６８（Ｐ２００４−５６３３６８）
【出願日】平成１５年１２月２３日（２００３．１２．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００３／００５６６３
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０５８９１２
【国際公開日】平成１６年７月１５日（２００４．７．１５）
【出願人】（５０１３４８２１０）エラム−ティー リミテッド (4)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１８年４月１３日（２００６．４．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１５年１２月２３日（２００３．１２．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００３／００５６６３
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０５８９１２
【国際公開日】平成１６年７月１５日（２００４．７．１５）
【出願人】（５０１３４８２１０）エラム−ティー リミテッド (4)
【Ｆターム（参考）】
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