光活性組成物、および、この組成物で形成された電子素子
（ａ）フェナントロリン誘導体を含む第１のホスト材料；（ｂ）芳香族アミンを含む第２のホスト材料；および、（ｃ）エレクトロルミネセントドーパント材料を含む光活性組成物が提供されている。第１のホスト材料対第２のホスト材料の重量比は９９：１〜５０：５０の範囲内である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２００８年１２月２２日出願の、その全体が参照により援用される米国仮特許出願第６１／１３９，８２０号明細書に基づく米国特許法第１１９条（ｅ）による優先権を主張する。
【０００２】
本開示は、全体として、有機電子素子に有用である光活性組成物に関する。
【背景技術】
【０００３】
ＯＬＥＤディスプレイを形成する有機発光ダイオード（「ＯＬＥＤ」）などの有機光活性電子素子において、有機活性層は、ＯＬＥＤディスプレイにおける２つの電気コンタクト層の間に挟まれている。ＯＬＥＤにおいて、有機光活性層は、電気コンタクト層に電圧が印加されると、光透過性電気コンタクト層を介して光を放射する。
【０００４】
有機エレクトロルミネセント化合物を発光ダイオードにおける活性成分として用いることは周知である。単純な有機分子、共役ポリマーおよび有機金属錯体が用いられている。
【０００５】
光活性材料を用いる素子は、多くの場合、１つまたは複数の電荷輸送層を備えており、これは、光活性（例えば発光）層と、コンタクト層（正孔注入コンタクト層）との間に配置されている。素子は、２つ以上のコンタクト層を含有していることが可能である。正孔輸送層は、光活性層と正孔注入コンタクト層との間に配置されることが可能である。正孔注入コンタクト層は陽極とも呼ばれ得る。電子輸送層は、光活性層と電子注入コンタクト層との間に配置されることが可能である。電子注入コンタクト層はまた陰極とも呼ばれ得る。電荷輸送材料はまた、光活性材料との組み合わせにおいてホストとして用いられることが可能である。
【０００６】
電子素子のための新規の材料に対する要求が継続的に存在する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（ａ）フェナントロリン誘導体を含む第１のホスト材料；（ｂ）芳香族アミンを含む第２のホスト材料；および、（ｃ）エレクトロルミネセントドーパント材料を含み；第１のホスト材料対第２のホスト材料の重量比が９９：１〜５０：５０の範囲内である光活性組成物が提供されている。
【０００８】
陽極、正孔輸送層、光活性層、電子輸送層および陰極を備える有機電子素子もまた提供されており、ここで、光活性層は上記の光活性組成物を含む。
【０００９】
前述の概要および以下の詳細な説明は例示および説明のみを目的としており、添付の特許請求の範囲に定義されている本発明を限定はしない。
【００１０】
本明細書に提示されているコンセプトの理解を向上させるために、実施形態が添付の図に示されている。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、例示的な有機素子の図示を含む。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
当業者は、図中の対象物は簡潔性および明確性のために図示されており、必ずしも縮尺どおりに描画されていないことを理解している。例えば、図中の対象物の寸法は、実施形態の理解の向上を助けるために他の対象に比して強調されている場合がある。
【００１３】
多くの態様および実施形態が上記に記載されているが、これらは単に例示的であり、限定的ではない。この明細書を読了した後には、当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく他の態様および実施形態も可能であることを理解している。
【００１４】
１つまたは複数の実施形態のいずれかの他の特性および有益性は、以下の詳細な説明、および、特許請求の範囲から明らかになるであろう。詳細な説明は、先ず、用語の定義および明確化、続いて、光活性組成物、電子素子、および、最後に実施例に言及している。
【００１５】
１．用語の定義および明確化
以下に記載されている実施形態の詳細に言及する前に、いくつかの用語が定義または明確化されている。
【００１６】
「アルキル」という用語は、脂肪族炭化水素に由来する基を意味することが意図されている。いくつかの実施形態において、アルキル基は、１〜２０個の炭素原子を有する。
【００１７】
「アリール」という用語は、芳香族炭化水素に由来する基を意味することが意図されている。「芳香族化合物」という用語は、非局在化π電子を有する少なくとも１個の不飽和環式基を含む有機化合物を意味することが意図されている。この用語は、炭素および水素原子のみを有する芳香族化合物（「芳香族炭化水素」と称される）、ならびに、環式基の１つまたは複数の炭素原子が窒素、酸素、硫黄等などの他の原子によって置き換えられている芳香族複素環式化合物の両方を含むことが意図されている。いくつかの実施形態において、アリール基は４〜６０個の炭素原子を有する。
【００１８】
層、材料、構成要素または構造を参照している場合、「電荷輸送」という用語は、このような層、材料、構成要素または構造の厚さ方向へのこのような電荷の移動を、比較的高い効率および小さい電荷の損失で促進するような層、材料、構成要素または構造を意味することが意図されている。正孔輸送材料は正電荷を促進させ；電子輸送材料は陰電荷促進させる。発光材料もまたいくらかの電荷輸送特性を有し得るが、「電荷輸送層、材料、構成要素または構造」という用語が、主たる機能が発光である層、材料、構成要素または構造を包含することは意図されていない。
【００１９】
「ドーパント」という用語は、このような物質が存在していない層の電子的特徴、または、放射線の放射、受光あるいはフィルタリング波長に比して、層の電子的特徴、または、放射線の放射、受光あるいはフィルタリングの目標波長を変える、ホスト材料を含む層中の材料を意味することが意図されている。
【００２０】
「縮合アリール」という用語は、２つ以上の縮合芳香族環を有するアリール基を指す。
【００２１】
「ＨＯＭＯ」という用語は最高被占軌道を指す。ＨＯＭＯエネルギーレベルは真空準位と相対的に計測される。慣例により、ＨＯＭＯは負の値が与えられており、すなわち、真空準位がゼロに設定されており、束縛電子エネルギーレベルはこれよりも深く、これよりもさらに負の値である。ＨＯＭＯエネルギーレベルを測定するための方法は周知であると共に、理解されている。いくつかの実施形態において、レベルは、紫外光電子分光（「ＵＰＳ」）によって測定される。
【００２２】
「ホスト材料」という用語は、ドーパントが添加されてもされなくてもよい通常は層の形態の材料を意味することが意図されている。ホスト材料は、電子的特徴または放射線を放射し、受光しあるいはフィルタリングする能力を有していてもいなくてもよい。
【００２３】
「層」という用語は、用語「フィルム」と同義に用いられており、所望の領域を覆うコーティングを指す。この用語はサイズによっては限定されない。この領域は、素子全体と同程度の大きさであっても、または、実際のビジュアルディスプレイなどの特定の機能領域と同程度の小ささ、または、単一のサブピクセルと同程度の小ささであることが可能である。層およびフィルムは、蒸着、液相堆積（連続および非連続技術）、および、熱転写を含む従来の堆積技術のいずれかによって形成されることが可能である。連続堆積技術としては、これらに限定されないが、スピンコーティング、グラビアコーティング、カーテンコーティング、ディップコーティング、スロット−ダイコーティング、スプレーコーティング、および、連続ノズルコーティングが挙げられる。非連続堆積技術としては、これらに限定されないが、インクジェット印刷、グラビア印刷、およびスクリーン印刷が挙げられる。
【００２４】
「有機電子素子」、または、時々、単に「電子素子」という用語は、１つまたは複数の有機半導体層または材料を含む素子を意味することが意図されている。
【００２５】
「光活性」という用語は、印加電圧（発光ダイオードまたは化学セルなどにおいて）により活性化された場合に発光して、または、放射エネルギーに応答して発光して、印加バイアス電圧（光検出器などにおいて）を伴って、または、伴わずにシグナルを生成する材料もしくは層を意味することが意図されている。
【００２６】
「シリル」という用語は基−ＳｉＲ3を指し、ここで、Ｒは、各出現で同一であるかまたは異なると共に、アルキル基およびアリール基からなる群から選択される。
【００２７】
他に示されていない限りにおいて、すべての基は未置換であることも置換されていることも可能である。他に示されていない限りにおいて、すべての基は、可能である場合には、直鎖、分岐または環式であることが可能である。いくつかの実施形態において、置換基は、アルキル、アルコキシ、アリールおよびシリルからなる群から選択される。
【００２８】
本明細書において用いられるところ、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「有している（ｈａｖｉｎｇ）」という用語、または、これらのいずれかの他の変形は、非排他的な包含をカバーしていることが意図されている。例えば、要素の一覧を含むプロセス、方法、物品、または、装置は、必ずしもこれらの要素のみに限定されることはなく、明示的に列挙されていないか、または、このようなプロセス、方法、物品、または、装置に固有である他の要素が包含されていてもよい。さらに、そうでないと明記されていない限りにおいて、「または」は、包括的なまたはを指し、排他的なまたはを指さない。例えば、条件ＡまたはＢは以下のいずれか一つにより満たされる：Ａが真であり（または存在し）およびＢが偽である（または不在である）、Ａが偽であり（または不在であり）およびＢが真である（または存在する）、ならびに、ＡおよびＢの両方が真である（または存在する）。
【００２９】
また、「ａ」または「ａｎ」の使用は、本明細書に記載の要素および構成成分の記載に採用されている。これは、単なる簡便性のために、および、本発明の範囲の一般的な意味を付与するために行われる。この記載は、そうでないことを意味することが明らかでなければ、１つまたは少なくとも１つを含み、および、単数形はまた複数形をも含むと読解されるべきである。
【００３０】
元素周期律表中の列に関連する族数は、ＣＲＣ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，第８１版，（２０００〜２００１年）に見られる「新表記」技法を用いている。
【００３１】
そうでないと定義されていない限りにおいて、本明細書において用いられている技術用語および科学用語のすべては、本発明が属する技術分野における当業者によって一般に理解されている意味と同じ意味を有する。本発明の実施形態の実施または試験において本明細書に記載のものと類似のまたは同等の方法および材料を用いることが可能であるが、好適な方法および材料は以下に記載されている。特定の経路が言及されていない限りにおいては、本明細書に記載されているあらゆる刊行物、特許出願、特許、およびその他の参考文献は、参照によりそれらの全体が援用される。矛盾が生じる場合には、定義を含めて本明細書に従うものとする。加えて、材料、方法および例は、単なる例示であり、限定的であることは意図されていない。
【００３２】
本明細書に記載されていない範囲で、特定の材料、加工行為および回路に関する多くの詳細は従来のものであり、有機発光ダイオードディスプレイ、光検出器、光起電力および半導電部材の技術分野における教科書および他の資料に見出され得る。
【００３３】
２．光活性組成物
アルミニウムのキノレート錯体が光活性層におけるホスト材料として用いられている。ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（ｐ−フェニルフェノラート）アルミニウム（「ＢＡｌｑ」）などの錯体が用いられて高効率を有する素子がもたらされている。しかしながら、Ｂａｌｑ化合物は、空気および水分に感応性である。Ｇａ−キノレート錯体などの可能性のある代替物はより良好な空気および水分安定性を有している。しかしながら、これらによりもたらされる素子は性能が低い。
【００３４】
本明細書に記載の光活性組成物は：（ａ）フェナントロリン誘導体を含む第１のホスト材料；（ｂ）芳香族アミンを含む第２のホスト材料；および、（ｃ）エレクトロルミネセントドーパント材料を含み；第１のホスト材料対第２のホスト材料の重量比は９９：１〜５０：５０の範囲内である。
【００３５】
いくつかの実施形態において、第１のホスト材料対第２のホスト材料の比は、９５：５〜６０：４０の範囲内である。いくつかの実施形態において、比は９０：１０〜７０：３０の範囲内である。
【００３６】
いくつかの実施形態において、ホスト材料の合計（第１のホスト＋第２のホスト）対ドーパントの重量比は５：１〜２５：１であり；いくつかの実施形態においては、１０：１〜２０：１の範囲である。
【００３７】
いくつかの実施形態において、光活性組成物は、２種以上のエレクトロルミネセントドーパント材料を含む。いくつかの実施形態において、この組成物は、３種のドーパントを含む。
【００３８】
いくつかの実施形態において、光活性組成物は、上記に定義されているとおり、および、上記に記載の比で、基本的に、第１のホスト材料、第２のホスト材料および１種または複数のエレクトロルミネセントドーパント材料から構成される。
【００３９】
ａ．第１のホスト材料
第１のホスト材料は、フェナントロリン誘導体である。バソフェナントロリンおよびバソクプロインを含む多くのこのような材料は公知である。
【００４０】
いくつかの実施形態において、フェナントロリンは２位および９位にアリール置換基を有する。
【００４１】
いくつかの実施形態において、第２のホスト材料は、式Ｉ：
【００４２】
【化１】
【００４３】
（式中：
Ｒ1〜Ｒ4は、同一であるかまたは異なっていると共に、Ｈおよびアリールからなる群から選択され；
ならびに、Ｒ1〜Ｒ4の少なくとも２つはアリールである）
を有するフェナントロリン化合物である。
【００４４】
式Ｉのいくつかの実施形態において、Ｒ1〜Ｒ4は、ナフチル、ナフチルフェニル、フェニルナフチル、カルバゾリル、カルボゾリルフェニル、トリフェニルアミノ、アリールアントラセニル、および、式ＩＩを有する基：
【００４５】
【化２】
【００４６】
（式中：
Ｒ5は、各出現で同一であるかまたは異なると共に、Ｄ、アルキル、アルコキシおよびアリールからなる群から選択され；
ａは、各出現で同一であるかまたは異なると共に、０〜４の整数であり；
ｂは、各出現で同一であるかまたは異なると共に、０〜５の整数であり；ならびに
ｍは、各出現で同一であるかまたは異なると共に、０〜６の整数である）
からなる群から独立して選択される。
【００４７】
いくつかの実施形態において、Ｒ1〜Ｒ4は、式ＩＩａ：
【００４８】
【化３】
【００４９】
（式中、Ｒ5、ａ、ｂ、およびｍは上記に定義されているとおりである）
を有する。
【００５０】
式Ｉのいくつかの実施形態において、Ｒ1〜Ｒ4は、フェニル、ビフェニル、ターフェニル、クアテルフェニル、ナフチル、フェナントリル、ナフチルフェニル、フェナントリルフェニル、カルバゾリル、およびカルバゾリルフェニルからなる群から独立して選択される。５〜１０個のフェニル環を有する、クアテルフェニルより高級の類似体もまた用いられることが可能である。
【００５１】
上記で参照されている基は以下のとおり定義され、ここで、破線は可能性のある結合点を表す。
【００５２】
【化４】
【００５３】
【化５】
【００５４】
【化６】
【００５５】
式Ｉのいくつかの実施形態において、Ｒ1〜Ｒ4は、フェニルおよび置換フェニルからなる群から選択される。
【００５６】
式Ｉのいくつかの実施形態において、Ｒ1およびＲ2は共にフェニルであり、Ｒ3およびＲ4は、２−ナフチル、ナフチルフェニル、フェナントリル、トリフェニルアミノ、およびｍ−カルバゾリルフェニルからなる群から選択される。
【００５７】
いくつかの実施形態において、Ｒ1〜Ｒ4の少なくとも１つは少なくとも１個の置換基を有する。置換基は、存在することでホスト材料の物理特性または電子特性を変化させることが可能である。いくつかの実施形態において、置換基は、ホスト材料の加工性を向上させる。いくつかの実施形態において、置換基は、溶解度を高め、および／または、ホスト材料のＴｇを高める。いくつかの実施形態において、これらの置換基は、アルキル基、アルコキシ基、シリル基およびこれらの組み合わせからなる群から選択される。
【００５８】
いくつかの実施形態において、フェナントロリン化合物は対称であり、ここでは、Ｒ1＝Ｒ2およびＲ3＝Ｒ4である。いくつかの実施形態において、Ｒ1＝Ｒ2＝Ｒ3＝Ｒ4である。いくつかの実施形態において、フェナントロリン化合物は非対称であり、ここでは、Ｒ1＝Ｒ2であるが、Ｒ3≠Ｒ4であるか；Ｒ1≠Ｒ2およびＲ3＝Ｒ4であるか；または、Ｒ1≠Ｒ2およびＲ2≠Ｒ3である。
【００５９】
いくつかの実施形態において、Ｒ1＝Ｒ2であると共に、フェニル、トリフェニルアミノ、およびカルバゾリルフェニルからなる群から選択される。いくつかの実施形態において、Ｒ1およびＲ2は、ｐ−トリフェニルアミノ（ここで、結合点は窒素に対してパラである）およびｍ−カルバゾリルフェニル（ここで、結合点は窒素に対してメタである）から選択される。
【００６０】
いくつかの実施形態において、Ｒ3＝Ｒ4であると共に、トリフェニルアミノ、ナフチルフェニル、トリフェニルアミノ、およびｍ−カルバゾリルフェニルからなる群から選択される。
【００６１】
第１のホストフェナントロリン誘導体の例としては、これらに限定されないが、以下の化合物Ａ１〜Ａ５が挙げられる。
【００６２】
【化７】
【００６３】
【化８】
【００６４】
【化９】
【００６５】
第１のホスト化合物は、公知の合成技術によって形成されることが可能である。いくつかのフェナントロリン誘導体は市販されている。これは、実施例においてさらに例示されている。いくつかの実施形態において、フェナントロリンホスト化合物は、所望の置換基のボロン酸類似体でのジクロロフェナントロリンのスズキカップリングにより形成される。
【００６６】
ｂ．第２のホスト化合物
第２のホスト化合物は芳香族アミンである。いくつかの実施形態において、芳香族アミンは−５．４ｅＶ±０．２ｅＶのＨＯＭＯレベルを有する。芳香族アミンは１個または複数個のアミノ窒素を有し得、その各々は３個の芳香族基に結合している。このようなタイプの化合物は周知である。芳香族アミン化合物の例としては、これらに限定されないが、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）；１，１−ビス［（ジ−４−トリルアミノ）フェニル］シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）；Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−エチルフェニル）−［１，１’−（３，３’−ジメチル）ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＥＴＰＤ）；テトラキス−（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−２，５−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）；トリフェニルアミン（ＴＰＡ）、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）メタン（ＭＰＭＰ）；Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチル−フェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＴＢ）；Ｎ，Ｎ’−ビス（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ビス−（フェニル）ベンジジン（ＮＰＢ）；４，４’，４”−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）；４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）−１，１’−ビフェニル（ＣＢＰ）、１，３−ジ−（９−カルバゾリル）ベンゼン（ｍＣＰ）；ならびに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）が挙げられる。
【００６７】
ｃ．ドーパント材料
エレクトロルミネセント材料としては、小分子有機蛍光化合物、蛍光材料およびリン光材料金属錯体、共役ポリマー、ならびに、これらの混合物が挙げられる。蛍光化合物の例としては、これらに限定されないが、クリセン、ピレン、ペリレン、ルブレン、クマリン、アントラセン、チアジアゾール、これらの誘導体、およびこれらの混合物が挙げられる。金属錯体の例としては、これらに限定されないが、トリス（８−ヒドロキシキノレート）アルミニウム（ＡｌＱ）などの金属キレート化オキシノイド化合物；Ｐｅｔｒｏｖら、米国特許第６，６７０，６４５号明細書および国際公開第０３／０６３５５５号パンフレットおよび国際公開第２００４／０１６７１０号パンフレットに開示のフェニルピリジン、フェニルキノリンまたはフェニルピリミジンリガンドとのイリジウムの錯体などのシクロメタレート化イリジウムおよび白金エレクトロルミネセント化合物、ならびに、例えば、国際公開第０３／００８４２４号パンフレット、国際公開第０３／０９１６８８号パンフレット、および、国際公開第０３／０４０２５７号パンフレットに記載の有機金属錯体、ならびに、これらの混合物が挙げられる。
【００６８】
いくつかの実施形態において、光活性ドーパントは、イリジウムのシクロメタレート化錯体である。いくつかの実施形態において、錯体は、フェニルピリジン、フェニルキノリンおよびフェニリソキノリンから選択される２個のリガンド、ならびに、β−ジエノレートである第３のリガンドを有する。リガンドは、未置換であるか、または、Ｆ、Ｄ、アルキル、パーフルオロアルキル、アルコキシル、アルキルアミノ、アリールアミノ、ＣＮ、シリル、フルオロアルコキシルまたはアリール基で置換されていてもよい。
【００６９】
いくつかの実施形態において、異なるドーパントを有する別々の光活性組成物が異なる色を提供するために用いられる。いくつかの実施形態において、ドーパントは、赤色、緑色、および青色の発光を有するために選択される。本明細書において用いられるところ、赤色は、６００〜７００ｎｍの範囲内に最大波長を有する光を指し；緑色は、５００〜６００ｎｍの範囲内に最大波長を有する光を指し；ならびに青色は、４００〜５００ｎｍの範囲内に最大波長を有する光を指す。
【００７０】
青色発光材料の例としては、これらに限定されないが、ジアリールアントラセン、ジアミノクリセン、ジアミノピレン、フェニルピリジンリガンドを有するＩｒのシクロメタレート化錯体、および、ポリフルオレンポリマーが挙げられる。青色発光材料は、例えば、米国特許第６，８７５，５２４号明細書および米国特許出願公開第２００７−０２９２７１３号明細書および米国特許出願公開第２００７−００６３６３８号明細書に開示されている。
【００７１】
赤色発光材料の例としては、これらに限定されないが、フェニルキノリンまたはフェニリソキノリンリガンドを有するＩｒのシクロメタレート化錯体、ペリフランテン、フルオランテンおよびペリレンが挙げられる。赤色発光材料は、例えば、米国特許第６，８７５，５２４号明細書および米国特許出願公開第２００５−０１５８５７７号明細書に開示されている。
【００７２】
緑色発光材料の例としては、これらに限定されないが、フェニルピリジンリガンドを有するＩｒのシクロメタレート化錯体、ジアミノアントラセンおよびポリフェニレンビニレンポリマーが挙げられる。緑色発光材料は、例えば、国際公開第２００７／０２１１１７号パンフレットに開示されている。
【００７３】
ドーパント材料の例としては、これらに限定されないが、以下の化合物Ｃ１〜Ｃ１０が挙げられる。
【００７４】
【化１０】
【００７５】
【化１１】
【００７６】
【化１２】
【００７７】
【化１３】
【００７８】
【化１４】
【００７９】
３．電子素子
本明細書に記載の光活性組成物を有することにより利点がもたらされ得る有機電子素子としては、これらに限定されないが、（１）電気エネルギーを放射線に変換する素子（例えば、発光ダイオード、発光ダイオードディスプレイまたはダイオードレーザ）、（２）エレクトロニクスプロセス中のシグナルを検出する素子（例えば、光検出器、光伝導セル、フォトレジスタ、フォトスイッチ、フォトトランジスタ、光電管、ＩＲ検出器、バイオセンサ）、（３）放射線を電気エネルギーに変換する（例えば、光起電力素子または太陽電池）素子、ならびに、（４）１つまたは複数の有機半導体層を有する１個または複数の容量型電子部品を備える素子（例えば、トランジスタまたはダイオード）が挙げられる。
【００８０】
いくつかの実施形態において、有機発光素子は：
陽極；
正孔輸送層；
光活性層；
電子輸送層、および
陰極；
を備え、ここで、光活性層は上記の組成物を含む。
【００８１】
有機電子素子構造の一例が図１に示されている。素子１００は、第１の電気コンタクト層、陽極層１１０および第２の電気コンタクト層、陰極層１６０を有すると共に、これらの間に光活性層１４０を有する。陽極にはバッファ層１２０が隣接している。バッファ層には正孔輸送材料を含む正孔輸送層１３０が隣接している。陰極には、電子輸送材料を含む電子輸送層１５０が隣接していてもよい。任意で、素子は、１つまたは複数の追加の正孔注入層または正孔輸送層（図示せず）を陽極１１０に隣接して、および／または、１つまたは複数の追加の電子注入層または電子輸送層（図示せず）を陰極１６０に隣接して用いていてもよい。
【００８２】
層１２０〜１５０は、独立して、および、全体として、活性層と称される。
【００８３】
一実施形態においては、異なる層は、以下の範囲の厚さを有する：陽極１１０、５００〜５０００Å、一実施形態においては１０００〜２０００Å；バッファ層１２０、５０〜２０００Å、一実施形態においては２００〜１０００Å；正孔輸送層１３０、５０〜２０００Å、一実施形態においては２００〜１０００Å；光活性層１４０、１０〜２０００Å、一実施形態においては１００〜１０００Å；層１５０、５０〜２０００Å、一実施形態においては１００〜１０００Å；陰極１６０、２００〜１００００Å、一実施形態においては３００〜５０００Å。素子における電子−正孔再結合ゾーンの位置、それ故、素子の発光スペクトルは、各層の相対的な厚さによって影響されることが可能である。層厚の所望の比は、用いられる材料の正確な性質に依存することとなる。
【００８４】
素子１００の用途に応じて、光活性層１４０は、印加電圧により活性化される発光層（発光ダイオードまたは発光電気化学電池などにおいて）であることが可能であり、または、放射エネルギーに応答すると共に、印加バイアス電圧を伴って、または、伴わずにシグナルを生成する材料の層（光検出器などにおいて）であることが可能である。光検出器の例としては、光伝導セル、フォトレジスタ、フォトスイッチ、フォトトランジスタおよび光電管、ならびに、光起電力電池が挙げられ、これらの用語は、Ｍａｒｋｕｓ，Ｊｏｈｎ，Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｎｕｃｌｅｏｎｉｃｓ Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ，第４７０ページおよび第４７６ページ（ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ，Ｉｎｃ．１９６６年）に記載されているとおりである。
【００８５】
ａ．光活性層
光活性層は上記の光活性組成物を含む。
【００８６】
光活性層は、以下に記載のとおり、液体組成物からの液相堆積により形成されることが可能である。いくつかの実施形態において、光活性層は蒸着によって形成される。
【００８７】
いくつかの実施形態において、３種の異なる光活性組成物が適用されて、赤色、緑色および青色サブピクセルが形成される。いくつかの実施形態において、有色サブピクセルの各々は、本明細書に記載の新規の光活性組成物を用いて形成される。いくつかの実施形態において、第１および第２のホスト材料は、すべての色について同一である。
【００８８】
ｂ．他の素子層
素子中の他の層は、このような層において有用であると公知である任意の材料で形成されることが可能である。
【００８９】
陽極１１０は、陽電荷キャリアを注入するために特に効率的である電極である。これは、例えば、金属、混合金属、合金、金属酸化物あるいは混合金属酸化物を含有する材料で形成されることが可能であり、または、導電性ポリマー、または、これらの混合物であることが可能である。好適な金属としては、第１１族金属、第４〜６族の金属、および、第８〜１０族遷移金属が挙げられる。陽極が光透過性である場合には、インジウム−錫−酸化物などの第１２、１３および１４族金属の混合金属酸化物が一般に用いられる。陽極１１０はまた、「Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅｓ ｍａｄｅ ｆｒｏｍ ｓｏｌｕｂｌｅ ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｐｏｌｙｍｅｒ」，Ｎａｔｕｒｅ，第３５７巻、第４７７〜４７９ページ（１９９２年６月１１日）に記載されているポリアニリンなどの有機材料を含んでいることが可能である。陽極および陰極の少なくとも一方は、生成された光が観察可能であるように少なくとも部分的に透明であることが望ましい。
【００９０】
バッファ層１２０は、バッファ材料を含み、特にこれらに限定されないが、下位層の平坦化、電荷輸送および／または電荷注入特性、酸素または金属イオンなどの不純物の掃去、ならびに、有機電子素子の性能を促進させるか向上させる他の態様を含む、有機電子素子における１つまたは複数の機能を有し得る。バッファ材料は、ポリマー、オリゴマーまたは小分子であり得る。これらは、蒸着されるか、または、溶液、分散体、懸濁液、エマルジョン、コロイド状混合物、あるいは、他の組成物の形態であり得る液体から堆積され得る。
【００９１】
バッファ層は、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）またはポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）などの、度々プロトン酸でドープされる高分子材料で形成されることが可能である。プロトン酸は、例えば、ポリ（スチレンスルホン酸）、ポリ（２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸）等であることが可能である。
【００９２】
バッファ層は、銅フタロシアニンおよびテトラチアフルバレン−テトラシアノキノジメタン系（ＴＴＦ−ＴＣＮＱ）などの電荷輸送化合物等を含んでいることが可能である。
【００９３】
いくつかの実施形態において、バッファ層は、少なくとも１種の導電性ポリマーおよび少なくとも１種のフッ素化酸ポリマーを含む。このような材料は、例えば、米国特許出願公開第２００４−０１０２５７７号明細書、米国特許出願公開第２００４−０１２７６３７号明細書、および、米国特許出願公開第２００５／２０５８６０号明細書に記載されている。
【００９４】
層１３０用の正孔輸送材料の例は、例えば、Ｙ．Ｗａｎｇによる、Ｋｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，第４版，第１８巻，第８３７〜８６０ページ，１９９６年にまとめられている。正孔輸送分子およびポリマーの両方が用いられることが可能である。通例用いられる正孔輸送分子は：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）、１，１−ビス［（ジ−４−トリルアミノ）フェニル］シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−エチルフェニル）−［１，１’−（３，３’−ジメチル）ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＥＴＰＤ）、テトラキス−（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−２，５−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）、ａ−フェニル−４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチレン（ＴＰＳ）、ｐ−（ジエチルアミノ）−ベンズアルデヒドジフェニルヒドラゾン（ＤＥＨ）、トリフェニルアミン（ＴＰＡ）、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）メタン（ＭＰＭＰ）、１−フェニル−３−［ｐ−（ジエチルアミノ）スチリル］−５−［ｐ−（ジエチルアミノ）フェニル］ピラゾリン（ＰＰＲまたはＤＥＡＳＰ）、１，２−トランス−ビス（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）シクロブタン（ＤＣＺＢ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチル−フェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＴＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ビス−（フェニル）ベンジジン（α−ＮＰＢ）、および、銅フタロシアニンなどのポリフィリン化合物である。通例用いられる正孔輸送ポリマーは、ポリビニルカルバゾール、（フェニルメチル）−ポリシランおよびポリアニリンである。ポリスチレンおよびポリカーボネートなどのポリマーに上述のものなどの正孔輸送分子をドープすることにより正孔輸送ポリマーを得ることも可能である。いくつかの場合において、トリアリールアミンポリマーが用いられ、特にトリアリールアミン−フルオレンコポリマーが用いられる。いくつかの場合において、ポリマーおよびコポリマーは架橋性である。いくつかの実施形態において、正孔輸送層は、ｐ−ドーパントをさらに含む。いくつかの実施形態において、正孔輸送層はｐ−ドーパントでドープされる。ｐ−ドーパントの例としては、これらに限定されないが、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ）およびペリレン−３，４，９，１０−テトラカルボン酸−３，４，９，１０−二無水物（ＰＴＣＤＡ）が挙げられる。
【００９５】
層１５０に用いられることが可能である電子輸送材料の例としては、これらに限定されないが、トリス（８−ヒドロキシキノレート）アルミニウム（ＡｌＱ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（ｐ−フェニルフェノラート）アルミニウム（ＢＡｌｑ）、テトラキス−（８−ヒドロキシキノレート）ハフニウム（ＨｆＱ）およびテトラキス−（８−ヒドロキシキノレート）ジルコニウム（ＺｒＱ）などの金属キノレート誘導体を含む金属キレート化オキシノイド化合物；ならびに、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）、および１，３，５−トリ（フェニル−２−ベンズイミダゾール）ベンゼン（ＴＰＢＩ）などのアゾール化合物；２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリンなどのキノキサリン誘導体；４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＤＰＡ）および２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＤＤＰＡ）などのフェナントロリン；ならびにこれらの混合物が挙げられる。いくつかの実施形態において、電子輸送層は、ｎ−ドーパントをさらに含む。ｎ−ドーパントの例としては、これらに限定されないが、Ｃｓおよび他のアルカリ金属が挙げられる。
【００９６】
陰極１６０は、電子または陰電荷キャリアを注入するために特に効率的である電極である。陰極は、陽極より低い仕事関数を有する任意の金属または非金属であることが可能である。陰極用の材料は、第１族のアルカリ金属（例えば、Ｌｉ、Ｃｓ）、第２族（アルカリ土類）金属、希土類元素およびランタノイドを含む第１２族金属、ならびに、アクチニドから選択されることが可能である。アルミニウム、インジウム、カルシウム、バリウム、サマリウムおよびマグネシウムなどの材料、ならびに、組み合わせが用いられることが可能である。Ｌｉ含有有機金属化合物、ＬｉＦ、Ｃｓ含有有機金属化合物、ＣｓＦ、Ｃｓ2ＯおよびＬｉ2Ｏもまた、動作電圧を下げるために有機層と陰極層との間に配置されることが可能である。
【００９７】
他の層を備える有機電子素子が公知である。例えば、注入される正電荷の量を制御するために、および／または、層のバンドギャップマッチングをもたらすために、または、保護層として機能するために、陽極１１０とバッファ層１２０との間に層（図示せず）が存在していることが可能である。銅フタロシアニン、ケイ素酸化−窒化物、フルオロカーボン、シラン、または、Ｐｔなどの金属の超薄層などの、技術分野において公知である層を用いることが可能である。あるいは、陽極層１１０、活性層１２０、１３０、１４０、および１５０、または陰極層１６０のいくつかまたはすべてが、電荷キャリア輸送効率を高めるために表面処理されることが可能である。構成層の各々についての材料の選択は、素子のエレクトロルミネセンス効率を高めるための放射層における陽電荷および陰電荷のバランスにより決定されることが好ましい。
【００９８】
各機能層は、２つ以上の層から形成されることが可能であることが理解される。
【００９９】
ｃ．素子作製
素子層は、任意の堆積技術、または、蒸着、液相堆積および熱転写を含む技術の組み合わせにより形成されることが可能である。ガラス、プラスチックおよび金属などの基板が用いられることが可能である。熱蒸発、化学蒸着等などの従来の蒸着技術が用いられることが可能である。有機層は、好適な溶剤中の溶液または分散体から、特にこれらに限定されないが、スピンコーティング、ディップコーティング、ロールツーロール技術、インクジェット印刷、連続ノズル印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷等を含む従来のコーティングまたは印刷技術を用いて適用されることが可能である。
【０１００】
いくつかの実施形態において、素子は、バッファ層、正孔輸送層および光活性層の液相堆積、ならびに、陽極、電子輸送層、電子注入層および陰極の蒸着により製作される。
【実施例】
【０１０１】
本明細書に記載のコンセプトを、以下の実施例においてさらに説明するが、これは、特許請求の範囲に記載の本発明の範囲を限定しない。
【０１０２】
実施例１
この実施例は、２，９−ジクロロ−４，７−ジフェニル１，１０−フェナントロリンのスズキカップリングを用いるフェナントロリン誘導体Ａ２の調製を示す。以下の実施例２Ａは、以下に示すホウ酸エステルでのこの中間体の調製の詳細を示す。
【０１０３】
【化１５】
【０１０４】
２．０ｇのジクロロ−フェン（５ｍＭ）をグローブボックスに取り、４．０ｇ（１１ｍＭ）ホウ酸エステルを添加する。０．１５ｇ Ｐｄ２ＤＢＡ３（０．１５ｍＭ）、０．１ｇトリシクロヘキシルホスフィン（０．３５ｍＭ）および３．７５ｇリン酸カリウム（１７ｍＭ）を添加し、すべてを３０ｍＬジオキサンおよび１５ｍＬ水中に溶解させる。マントル中のグローブボックス中で、１１０℃で、１時間混合すると共に加熱し、次いで、一晩、窒素下で穏やかに温める（最低レオスタット設定）。直後の溶液は濃い紫色であるが、約８０℃に達すると、これは、黄褐色の茶色のスラリーであるが、徐々に、高密度の沈殿物を伴った清透な茶色になる。溶液が還流（空気式コンデンサ）に供されると、綿状の沈殿物が形成される。グローブボックスから取り出し、さらなる水を添加した後に白色の繊維をジオキサンからろ過することにより冷却およびワークアップする。クロロホルムに溶解させ、次いで、蒸発させ、および、メタノールを添加することにより、オフホワイトの微小な針状にトルエン中に沈殿させる。ろ過により回収すると共に、メタノールでよく洗浄して約３．５５ｇの材料を単離した。構造は、ＮＭＲ分析により化合物Ａ２と確認された：
【０１０５】
【化１６】
【０１０６】
化合物Ａ２の特性は以下のとおりであった：
Ｔｇ＝１７２℃
光ルミネセンスピーク（トルエン中に２％）＝４０６ｎｍ
ＵＶ／Ｖｉｓピーク＝３４１，２９３ｎｍ
エレクトロルミネセント発光ピーク＝４０５ｎｍ
【０１０７】
実施例２
この実施例は、２，９−ジクロロ−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンの４−トリフェニルアミノボロン酸でのスズキカップリングを用いた第１のホスト材料Ａ３の調製を示す。
【０１０８】
パートＡ：中間体ジクロロバソフェナントロリン化合物、２，９−ジクロロ−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンの調製。
ａ）Ｙａｍａｄａら、Ｂｕｌｌ Ｃｈｅｍ Ｓｏｃ Ｊｐｎ，６３，２７１０，１９９０年からの手法を用いて、トリメチレン橋架けバソフェナントロリンを以下のとおり調製し：２ｇのバソフェナントロリンを２０ｇ １，３−ジブロモプロパン中に取り、空気中で還流させた。約３０分後、濃密なオレンジ色のスラリーを冷却した。メタノールを添加して固形分を溶解させ、次いで、アセトンを添加して明るいオレンジ色の固体を沈殿させた。これをろ過し、トルエンおよびジクロロメタンで洗浄し、オレンジ色の粉末を２．８ｇ収率で得た。
【０１０９】
【化１７】
【０１１０】
ｂ）上記からの２．８ｇの生成物を１２ｍＬの水中に溶解させ、氷冷した２１ｇカリウムフェリシアニドおよび１０ｇ水酸化ナトリウムの３０ｍＬの水中の溶液に、約３０分間かけて滴下し、次いで、９０分間攪拌した。これを再度氷冷し、６０ｍＬの４Ｍ ＨＣｌで約８のｐＨに中和した。薄い黄褐色／黄色の固体をろ過し、減圧乾燥させた。ろ過した固体をソックスレーに入れ、クロロホルムで抽出して、茶色の溶液を抽出した。これを蒸発させて茶色がかった油状の固体とし、次いで、少量のメタノールで洗浄して薄い茶色の固体（約１．０ｇ、４７％）を得た。材料は、混合物からクロロホルムを蒸発させることにより、金色の板状結晶としてクロロホルム／メタノールから再結晶させることが可能である。構造を以下のジケトンとしてＮＭＲにより識別した。
【０１１１】
【化１８】
【０１１２】
ｃ）上記ステップ（ｂ）からのジケトンの分量を組み合わせて合計で５．５ｇ（１３．６ｍＭ）を３９ｍＬ ＰＯＣｌ3中に懸濁させると共に、５．４ｇ ＰＣｌ5を添加した。これを脱気し、窒素下で８時間還流した。過剰量のＰＯＣｌ３を蒸発により除去した。氷を添加して残留する塩化物を分解すると共に、混合物をアンモニアで中和した。茶色の沈殿物を回収し、減圧下で乾燥し、一方で、母液は塩化メチレンで抽出した。すべての茶色の材料を組み合わせ、茶色のガムに蒸発させると共に、メタノールを添加した。振盪および攪拌した後、薄い黄色の固体を単離し、これをオフホワイトの針状結晶としてＣＨＣｌ３およびメタノール（１：１０）から再結晶させた。ＮＭＲによる分析は、以下のジクロロバソフェナントロリン構造を示した。
【０１１３】
【化１９】
【０１１４】
パートＢ：第２のホスト材料Ａ３の調製
パートＡからの２．０ｇのジクロロバソフェナントロリン（５ｍＭ）に、３．０ｇ（１１ｍＭ）ｐ−ジフェニルアミノフェニルボロン酸を添加した。これに、０．１５ｇ Ｐｄ２ＤＢＡ３（０．１５ｍＭ）、０．１ｇトリシクロヘキシルホスフィン（０．３５ｍＭ）および３．７５ｇリン酸カリウム（１７ｍＭ）を添加し、すべてを３０ｍＬジオキサンおよび１５ｍＬ水に溶解させた。これを、１００℃のグローブボックス内で１時間混合すると共に加熱し、次いで、一晩、窒素下で穏やかに温めた（最低レオスタット設定）。約８０℃に達すると、混合物は黄褐色の茶色のスラリーであり、これは、徐々に、高密度の沈殿物を伴って清透な茶色になった。溶液を還流（空気式コンデンサ）したところ、白色の粉末状の沈殿物が形成された。混合物を冷却すると共に、グローブボックスから取り出した。ジオキサンを蒸発により除去すると共に、追加の水を添加した。明るい茶色のゴム状の固体をろ過により単離すると共に、水で洗浄した。固体は、トルエンおよびジクロロメタン中に良好に溶解した。この生成物は化合物Ａ３であった。
【０１１５】
【化２０】
【０１１６】
実施例３
第２のホスト化合物Ａ１を、実施例２と同様の手法を用いて、２，９−ジクロロ−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンのフェニルボロン酸とのスズキカップリングを用いて調製した。
【０１１７】
実施例４
ドーパント材料Ｃ１０を、米国特許第６，６７０，６４５号明細書に記載のものと同様の手法を用いて調製した。
【０１１８】
実施例５
この実施例は、ＯＬＥＤ素子の製作および性能を示す。以下の材料を用いた。
陽極＝インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）：１８０ｎｍ
バッファ層＝バッファ１（７０ｎｍ）（これは、導電性ポリマーおよび高分子フッ素化スルホン酸の水性分散体である）。このような材料は、例えば、米国特許出願公開第２００４／０１０２５７７号明細書、米国特許出願公開第２００４／０１２７６３７号明細書および米国特許出願公開第２００５／０２０５８６０号明細書に記載されている。
【０１１９】
正孔輸送層＝ＮＰＢ（３０ｎｍ）
光活性層＝１２．５：１ホスト：ドーパントＣ１０、表１に表記（４３ｎｍ）
電子輸送層＝金属キノレート誘導体（３０ｎｍ）
電子注入層（ＥＩＬ）＝表１に表記
陰極＝Ａｌ（０．５／１００ｎｍ）
【０１２０】
バッファ材料は、スピンコーティングにより適用した。他の層は蒸着により適用した。
【０１２１】
素子構造が表１にまとめられている。結果が以下の表２にまとめられている。
【０１２２】
【表１】
【０１２３】
【表２】
【０１２４】
上記データに見ることが可能であるとおり、本明細書に記載の光活性組成物を有する素子はかなり高い効率を有する。
【０１２５】
概要または実施例において上記されている作業のすべてが必要とされているわけではなく、特定の作業の一部分が必要でない場合があり、および、１つまたは複数のさらなる作業が記載されたものに追加して実施されてもよいことに注目すべきである。さらに、作業が列挙されている順番は、これらが実施される順番では必ずしもない。
【０１２６】
前述の明細書において、特定の実施形態を参照してコンセプトを記載してきた。しかしながら、技術分野における当業者は、以下の特許請求の範囲に記載の本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変更および変形をなすことが可能であることを理解している。従って、明細書および図面は、限定的ではなく、例示的であるとみなされるべきであり、すべてのこのような変更は発明の範囲内に包含されることが意図されている。
【０１２７】
有益性、他の利点および問題に対する解法が、特定の実施形態に関して上述されている。しかしながら、有益性、利点、問題に対する解法、および、利益、利点あるいは解法のいずれかを生じさせ得るか、もしくは、より顕著とさせ得るいずれかの特性は、特許請求の範囲のいずれかまたはすべての決定的な、必要な、または、必須の特性としては解釈されるべきではない。
【０１２８】
明確さのために本明細書において個別の実施形態の文脈に記載されている一定の特性はまた、単一の実施形態において組み合わせで提供され得ることが認められるべきである。反対に、簡潔さのために単一の実施形態の文脈に記載されている種々の特性はまた、個別にまたは任意のサブコンビネーションで提供され得る。さらに、範囲で記載されている値の参照は、その範囲内の値の各々およびすべてを包含する。
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２００８年１２月２２日出願の、その全体が参照により援用される米国仮特許出願第６１／１３９，８２０号明細書に基づく米国特許法第１１９条（ｅ）による優先権を主張する。
【０００２】
本開示は、全体として、有機電子素子に有用である光活性組成物に関する。
【背景技術】
【０００３】
ＯＬＥＤディスプレイを形成する有機発光ダイオード（「ＯＬＥＤ」）などの有機光活性電子素子において、有機活性層は、ＯＬＥＤディスプレイにおける２つの電気コンタクト層の間に挟まれている。ＯＬＥＤにおいて、有機光活性層は、電気コンタクト層に電圧が印加されると、光透過性電気コンタクト層を介して光を放射する。
【０００４】
有機エレクトロルミネセント化合物を発光ダイオードにおける活性成分として用いることは周知である。単純な有機分子、共役ポリマーおよび有機金属錯体が用いられている。
【０００５】
光活性材料を用いる素子は、多くの場合、１つまたは複数の電荷輸送層を備えており、これは、光活性（例えば発光）層と、コンタクト層（正孔注入コンタクト層）との間に配置されている。素子は、２つ以上のコンタクト層を含有していることが可能である。正孔輸送層は、光活性層と正孔注入コンタクト層との間に配置されることが可能である。正孔注入コンタクト層は陽極とも呼ばれ得る。電子輸送層は、光活性層と電子注入コンタクト層との間に配置されることが可能である。電子注入コンタクト層はまた陰極とも呼ばれ得る。電荷輸送材料はまた、光活性材料との組み合わせにおいてホストとして用いられることが可能である。
【０００６】
電子素子のための新規の材料に対する要求が継続的に存在する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（ａ）フェナントロリン誘導体を含む第１のホスト材料；（ｂ）芳香族アミンを含む第２のホスト材料；および、（ｃ）エレクトロルミネセントドーパント材料を含み；第１のホスト材料対第２のホスト材料の重量比が９９：１〜５０：５０の範囲内である光活性組成物が提供されている。
【０００８】
陽極、正孔輸送層、光活性層、電子輸送層および陰極を備える有機電子素子もまた提供されており、ここで、光活性層は上記の光活性組成物を含む。
【０００９】
前述の概要および以下の詳細な説明は例示および説明のみを目的としており、添付の特許請求の範囲に定義されている本発明を限定はしない。
【００１０】
本明細書に提示されているコンセプトの理解を向上させるために、実施形態が添付の図に示されている。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、例示的な有機素子の図示を含む。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
当業者は、図中の対象物は簡潔性および明確性のために図示されており、必ずしも縮尺どおりに描画されていないことを理解している。例えば、図中の対象物の寸法は、実施形態の理解の向上を助けるために他の対象に比して強調されている場合がある。
【００１３】
多くの態様および実施形態が上記に記載されているが、これらは単に例示的であり、限定的ではない。この明細書を読了した後には、当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく他の態様および実施形態も可能であることを理解している。
【００１４】
１つまたは複数の実施形態のいずれかの他の特性および有益性は、以下の詳細な説明、および、特許請求の範囲から明らかになるであろう。詳細な説明は、先ず、用語の定義および明確化、続いて、光活性組成物、電子素子、および、最後に実施例に言及している。
【００１５】
１．用語の定義および明確化
以下に記載されている実施形態の詳細に言及する前に、いくつかの用語が定義または明確化されている。
【００１６】
「アルキル」という用語は、脂肪族炭化水素に由来する基を意味することが意図されている。いくつかの実施形態において、アルキル基は、１〜２０個の炭素原子を有する。
【００１７】
「アリール」という用語は、芳香族炭化水素に由来する基を意味することが意図されている。「芳香族化合物」という用語は、非局在化π電子を有する少なくとも１個の不飽和環式基を含む有機化合物を意味することが意図されている。この用語は、炭素および水素原子のみを有する芳香族化合物（「芳香族炭化水素」と称される）、ならびに、環式基の１つまたは複数の炭素原子が窒素、酸素、硫黄等などの他の原子によって置き換えられている芳香族複素環式化合物の両方を含むことが意図されている。いくつかの実施形態において、アリール基は４〜６０個の炭素原子を有する。
【００１８】
層、材料、構成要素または構造を参照している場合、「電荷輸送」という用語は、このような層、材料、構成要素または構造の厚さ方向へのこのような電荷の移動を、比較的高い効率および小さい電荷の損失で促進するような層、材料、構成要素または構造を意味することが意図されている。正孔輸送材料は正電荷を促進させ；電子輸送材料は陰電荷促進させる。発光材料もまたいくらかの電荷輸送特性を有し得るが、「電荷輸送層、材料、構成要素または構造」という用語が、主たる機能が発光である層、材料、構成要素または構造を包含することは意図されていない。
【００１９】
「ドーパント」という用語は、このような物質が存在していない層の電子的特徴、または、放射線の放射、受光あるいはフィルタリング波長に比して、層の電子的特徴、または、放射線の放射、受光あるいはフィルタリングの目標波長を変える、ホスト材料を含む層中の材料を意味することが意図されている。
【００２０】
「縮合アリール」という用語は、２つ以上の縮合芳香族環を有するアリール基を指す。
【００２１】
「ＨＯＭＯ」という用語は最高被占軌道を指す。ＨＯＭＯエネルギーレベルは真空準位と相対的に計測される。慣例により、ＨＯＭＯは負の値が与えられており、すなわち、真空準位がゼロに設定されており、束縛電子エネルギーレベルはこれよりも深く、これよりもさらに負の値である。ＨＯＭＯエネルギーレベルを測定するための方法は周知であると共に、理解されている。いくつかの実施形態において、レベルは、紫外光電子分光（「ＵＰＳ」）によって測定される。
【００２２】
「ホスト材料」という用語は、ドーパントが添加されてもされなくてもよい通常は層の形態の材料を意味することが意図されている。ホスト材料は、電子的特徴または放射線を放射し、受光しあるいはフィルタリングする能力を有していてもいなくてもよい。
【００２３】
「層」という用語は、用語「フィルム」と同義に用いられており、所望の領域を覆うコーティングを指す。この用語はサイズによっては限定されない。この領域は、素子全体と同程度の大きさであっても、または、実際のビジュアルディスプレイなどの特定の機能領域と同程度の小ささ、または、単一のサブピクセルと同程度の小ささであることが可能である。層およびフィルムは、蒸着、液相堆積（連続および非連続技術）、および、熱転写を含む従来の堆積技術のいずれかによって形成されることが可能である。連続堆積技術としては、これらに限定されないが、スピンコーティング、グラビアコーティング、カーテンコーティング、ディップコーティング、スロット−ダイコーティング、スプレーコーティング、および、連続ノズルコーティングが挙げられる。非連続堆積技術としては、これらに限定されないが、インクジェット印刷、グラビア印刷、およびスクリーン印刷が挙げられる。
【００２４】
「有機電子素子」、または、時々、単に「電子素子」という用語は、１つまたは複数の有機半導体層または材料を含む素子を意味することが意図されている。
【００２５】
「光活性」という用語は、印加電圧（発光ダイオードまたは化学セルなどにおいて）により活性化された場合に発光して、または、放射エネルギーに応答して発光して、印加バイアス電圧（光検出器などにおいて）を伴って、または、伴わずにシグナルを生成する材料もしくは層を意味することが意図されている。
【００２６】
「シリル」という用語は基−ＳｉＲ3を指し、ここで、Ｒは、各出現で同一であるかまたは異なると共に、アルキル基およびアリール基からなる群から選択される。
【００２７】
他に示されていない限りにおいて、すべての基は未置換であることも置換されていることも可能である。他に示されていない限りにおいて、すべての基は、可能である場合には、直鎖、分岐または環式であることが可能である。いくつかの実施形態において、置換基は、アルキル、アルコキシ、アリールおよびシリルからなる群から選択される。
【００２８】
本明細書において用いられるところ、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「有している（ｈａｖｉｎｇ）」という用語、または、これらのいずれかの他の変形は、非排他的な包含をカバーしていることが意図されている。例えば、要素の一覧を含むプロセス、方法、物品、または、装置は、必ずしもこれらの要素のみに限定されることはなく、明示的に列挙されていないか、または、このようなプロセス、方法、物品、または、装置に固有である他の要素が包含されていてもよい。さらに、そうでないと明記されていない限りにおいて、「または」は、包括的なまたはを指し、排他的なまたはを指さない。例えば、条件ＡまたはＢは以下のいずれか一つにより満たされる：Ａが真であり（または存在し）およびＢが偽である（または不在である）、Ａが偽であり（または不在であり）およびＢが真である（または存在する）、ならびに、ＡおよびＢの両方が真である（または存在する）。
【００２９】
また、「ａ」または「ａｎ」の使用は、本明細書に記載の要素および構成成分の記載に採用されている。これは、単なる簡便性のために、および、本発明の範囲の一般的な意味を付与するために行われる。この記載は、そうでないことを意味することが明らかでなければ、１つまたは少なくとも１つを含み、および、単数形はまた複数形をも含むと読解されるべきである。
【００３０】
元素周期律表中の列に関連する族数は、ＣＲＣ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，第８１版，（２０００〜２００１年）に見られる「新表記」技法を用いている。
【００３１】
そうでないと定義されていない限りにおいて、本明細書において用いられている技術用語および科学用語のすべては、本発明が属する技術分野における当業者によって一般に理解されている意味と同じ意味を有する。本発明の実施形態の実施または試験において本明細書に記載のものと類似のまたは同等の方法および材料を用いることが可能であるが、好適な方法および材料は以下に記載されている。特定の経路が言及されていない限りにおいては、本明細書に記載されているあらゆる刊行物、特許出願、特許、およびその他の参考文献は、参照によりそれらの全体が援用される。矛盾が生じる場合には、定義を含めて本明細書に従うものとする。加えて、材料、方法および例は、単なる例示であり、限定的であることは意図されていない。
【００３２】
本明細書に記載されていない範囲で、特定の材料、加工行為および回路に関する多くの詳細は従来のものであり、有機発光ダイオードディスプレイ、光検出器、光起電力および半導電部材の技術分野における教科書および他の資料に見出され得る。
【００３３】
２．光活性組成物
アルミニウムのキノレート錯体が光活性層におけるホスト材料として用いられている。ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（ｐ−フェニルフェノラート）アルミニウム（「ＢＡｌｑ」）などの錯体が用いられて高効率を有する素子がもたらされている。しかしながら、Ｂａｌｑ化合物は、空気および水分に感応性である。Ｇａ−キノレート錯体などの可能性のある代替物はより良好な空気および水分安定性を有している。しかしながら、これらによりもたらされる素子は性能が低い。
【００３４】
本明細書に記載の光活性組成物は：（ａ）フェナントロリン誘導体を含む第１のホスト材料；（ｂ）芳香族アミンを含む第２のホスト材料；および、（ｃ）エレクトロルミネセントドーパント材料を含み；第１のホスト材料対第２のホスト材料の重量比は９９：１〜５０：５０の範囲内である。
【００３５】
いくつかの実施形態において、第１のホスト材料対第２のホスト材料の比は、９５：５〜６０：４０の範囲内である。いくつかの実施形態において、比は９０：１０〜７０：３０の範囲内である。
【００３６】
いくつかの実施形態において、ホスト材料の合計（第１のホスト＋第２のホスト）対ドーパントの重量比は５：１〜２５：１であり；いくつかの実施形態においては、１０：１〜２０：１の範囲である。
【００３７】
いくつかの実施形態において、光活性組成物は、２種以上のエレクトロルミネセントドーパント材料を含む。いくつかの実施形態において、この組成物は、３種のドーパントを含む。
【００３８】
いくつかの実施形態において、光活性組成物は、上記に定義されているとおり、および、上記に記載の比で、基本的に、第１のホスト材料、第２のホスト材料および１種または複数のエレクトロルミネセントドーパント材料から構成される。
【００３９】
ａ．第１のホスト材料
第１のホスト材料は、フェナントロリン誘導体である。バソフェナントロリンおよびバソクプロインを含む多くのこのような材料は公知である。
【００４０】
いくつかの実施形態において、フェナントロリンは２位および９位にアリール置換基を有する。
【００４１】
いくつかの実施形態において、第２のホスト材料は、式Ｉ：
【００４２】
【化１】
【００４３】
（式中：
Ｒ1〜Ｒ4は、同一であるかまたは異なっていると共に、Ｈおよびアリールからなる群から選択され；
ならびに、Ｒ1〜Ｒ4の少なくとも２つはアリールである）
を有するフェナントロリン化合物である。
【００４４】
式Ｉのいくつかの実施形態において、Ｒ1〜Ｒ4は、ナフチル、ナフチルフェニル、フェニルナフチル、カルバゾリル、カルボゾリルフェニル、トリフェニルアミノ、アリールアントラセニル、および、式ＩＩを有する基：
【００４５】
【化２】
【００４６】
（式中：
Ｒ5は、各出現で同一であるかまたは異なると共に、Ｄ、アルキル、アルコキシおよびアリールからなる群から選択され；
ａは、各出現で同一であるかまたは異なると共に、０〜４の整数であり；
ｂは、各出現で同一であるかまたは異なると共に、０〜５の整数であり；ならびに
ｍは、各出現で同一であるかまたは異なると共に、０〜６の整数である）
からなる群から独立して選択される。
【００４７】
いくつかの実施形態において、Ｒ1〜Ｒ4は、式ＩＩａ：
【００４８】
【化３】
【００４９】
（式中、Ｒ5、ａ、ｂ、およびｍは上記に定義されているとおりである）
を有する。
【００５０】
式Ｉのいくつかの実施形態において、Ｒ1〜Ｒ4は、フェニル、ビフェニル、ターフェニル、クアテルフェニル、ナフチル、フェナントリル、ナフチルフェニル、フェナントリルフェニル、カルバゾリル、およびカルバゾリルフェニルからなる群から独立して選択される。５〜１０個のフェニル環を有する、クアテルフェニルより高級の類似体もまた用いられることが可能である。
【００５１】
上記で参照されている基は以下のとおり定義され、ここで、破線は可能性のある結合点を表す。
【００５２】
【化４】
【００５３】
【化５】
【００５４】
【化６】
【００５５】
式Ｉのいくつかの実施形態において、Ｒ1〜Ｒ4は、フェニルおよび置換フェニルからなる群から選択される。
【００５６】
式Ｉのいくつかの実施形態において、Ｒ1およびＲ2は共にフェニルであり、Ｒ3およびＲ4は、２−ナフチル、ナフチルフェニル、フェナントリル、トリフェニルアミノ、およびｍ−カルバゾリルフェニルからなる群から選択される。
【００５７】
いくつかの実施形態において、Ｒ1〜Ｒ4の少なくとも１つは少なくとも１個の置換基を有する。置換基は、存在することでホスト材料の物理特性または電子特性を変化させることが可能である。いくつかの実施形態において、置換基は、ホスト材料の加工性を向上させる。いくつかの実施形態において、置換基は、溶解度を高め、および／または、ホスト材料のＴｇを高める。いくつかの実施形態において、これらの置換基は、アルキル基、アルコキシ基、シリル基およびこれらの組み合わせからなる群から選択される。
【００５８】
いくつかの実施形態において、フェナントロリン化合物は対称であり、ここでは、Ｒ1＝Ｒ2およびＲ3＝Ｒ4である。いくつかの実施形態において、Ｒ1＝Ｒ2＝Ｒ3＝Ｒ4である。いくつかの実施形態において、フェナントロリン化合物は非対称であり、ここでは、Ｒ1＝Ｒ2であるが、Ｒ3≠Ｒ4であるか；Ｒ1≠Ｒ2およびＲ3＝Ｒ4であるか；または、Ｒ1≠Ｒ2およびＲ2≠Ｒ3である。
【００５９】
いくつかの実施形態において、Ｒ1＝Ｒ2であると共に、フェニル、トリフェニルアミノ、およびカルバゾリルフェニルからなる群から選択される。いくつかの実施形態において、Ｒ1およびＲ2は、ｐ−トリフェニルアミノ（ここで、結合点は窒素に対してパラである）およびｍ−カルバゾリルフェニル（ここで、結合点は窒素に対してメタである）から選択される。
【００６０】
いくつかの実施形態において、Ｒ3＝Ｒ4であると共に、トリフェニルアミノ、ナフチルフェニル、トリフェニルアミノ、およびｍ−カルバゾリルフェニルからなる群から選択される。
【００６１】
第１のホストフェナントロリン誘導体の例としては、これらに限定されないが、以下の化合物Ａ１〜Ａ５が挙げられる。
【００６２】
【化７】
【００６３】
【化８】
【００６４】
【化９】
【００６５】
第１のホスト化合物は、公知の合成技術によって形成されることが可能である。いくつかのフェナントロリン誘導体は市販されている。これは、実施例においてさらに例示されている。いくつかの実施形態において、フェナントロリンホスト化合物は、所望の置換基のボロン酸類似体でのジクロロフェナントロリンのスズキカップリングにより形成される。
【００６６】
ｂ．第２のホスト化合物
第２のホスト化合物は芳香族アミンである。いくつかの実施形態において、芳香族アミンは−５．４ｅＶ±０．２ｅＶのＨＯＭＯレベルを有する。芳香族アミンは１個または複数個のアミノ窒素を有し得、その各々は３個の芳香族基に結合している。このようなタイプの化合物は周知である。芳香族アミン化合物の例としては、これらに限定されないが、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）；１，１−ビス［（ジ−４−トリルアミノ）フェニル］シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）；Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−エチルフェニル）−［１，１’−（３，３’−ジメチル）ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＥＴＰＤ）；テトラキス−（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−２，５−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）；トリフェニルアミン（ＴＰＡ）、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）メタン（ＭＰＭＰ）；Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチル−フェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＴＢ）；Ｎ，Ｎ’−ビス（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ビス−（フェニル）ベンジジン（ＮＰＢ）；４，４’，４”−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）；４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）−１，１’−ビフェニル（ＣＢＰ）、１，３−ジ−（９−カルバゾリル）ベンゼン（ｍＣＰ）；ならびに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）が挙げられる。
【００６７】
ｃ．ドーパント材料
エレクトロルミネセント材料としては、小分子有機蛍光化合物、蛍光材料およびリン光材料金属錯体、共役ポリマー、ならびに、これらの混合物が挙げられる。蛍光化合物の例としては、これらに限定されないが、クリセン、ピレン、ペリレン、ルブレン、クマリン、アントラセン、チアジアゾール、これらの誘導体、およびこれらの混合物が挙げられる。金属錯体の例としては、これらに限定されないが、トリス（８−ヒドロキシキノレート）アルミニウム（ＡｌＱ）などの金属キレート化オキシノイド化合物；Ｐｅｔｒｏｖら、米国特許第６，６７０，６４５号明細書および国際公開第０３／０６３５５５号パンフレットおよび国際公開第２００４／０１６７１０号パンフレットに開示のフェニルピリジン、フェニルキノリンまたはフェニルピリミジンリガンドとのイリジウムの錯体などのシクロメタレート化イリジウムおよび白金エレクトロルミネセント化合物、ならびに、例えば、国際公開第０３／００８４２４号パンフレット、国際公開第０３／０９１６８８号パンフレット、および、国際公開第０３／０４０２５７号パンフレットに記載の有機金属錯体、ならびに、これらの混合物が挙げられる。
【００６８】
いくつかの実施形態において、光活性ドーパントは、イリジウムのシクロメタレート化錯体である。いくつかの実施形態において、錯体は、フェニルピリジン、フェニルキノリンおよびフェニリソキノリンから選択される２個のリガンド、ならびに、β−ジエノレートである第３のリガンドを有する。リガンドは、未置換であるか、または、Ｆ、Ｄ、アルキル、パーフルオロアルキル、アルコキシル、アルキルアミノ、アリールアミノ、ＣＮ、シリル、フルオロアルコキシルまたはアリール基で置換されていてもよい。
【００６９】
いくつかの実施形態において、異なるドーパントを有する別々の光活性組成物が異なる色を提供するために用いられる。いくつかの実施形態において、ドーパントは、赤色、緑色、および青色の発光を有するために選択される。本明細書において用いられるところ、赤色は、６００〜７００ｎｍの範囲内に最大波長を有する光を指し；緑色は、５００〜６００ｎｍの範囲内に最大波長を有する光を指し；ならびに青色は、４００〜５００ｎｍの範囲内に最大波長を有する光を指す。
【００７０】
青色発光材料の例としては、これらに限定されないが、ジアリールアントラセン、ジアミノクリセン、ジアミノピレン、フェニルピリジンリガンドを有するＩｒのシクロメタレート化錯体、および、ポリフルオレンポリマーが挙げられる。青色発光材料は、例えば、米国特許第６，８７５，５２４号明細書および米国特許出願公開第２００７−０２９２７１３号明細書および米国特許出願公開第２００７−００６３６３８号明細書に開示されている。
【００７１】
赤色発光材料の例としては、これらに限定されないが、フェニルキノリンまたはフェニリソキノリンリガンドを有するＩｒのシクロメタレート化錯体、ペリフランテン、フルオランテンおよびペリレンが挙げられる。赤色発光材料は、例えば、米国特許第６，８７５，５２４号明細書および米国特許出願公開第２００５−０１５８５７７号明細書に開示されている。
【００７２】
緑色発光材料の例としては、これらに限定されないが、フェニルピリジンリガンドを有するＩｒのシクロメタレート化錯体、ジアミノアントラセンおよびポリフェニレンビニレンポリマーが挙げられる。緑色発光材料は、例えば、国際公開第２００７／０２１１１７号パンフレットに開示されている。
【００７３】
ドーパント材料の例としては、これらに限定されないが、以下の化合物Ｃ１〜Ｃ１０が挙げられる。
【００７４】
【化１０】
【００７５】
【化１１】
【００７６】
【化１２】
【００７７】
【化１３】
【００７８】
【化１４】
【００７９】
３．電子素子
本明細書に記載の光活性組成物を有することにより利点がもたらされ得る有機電子素子としては、これらに限定されないが、（１）電気エネルギーを放射線に変換する素子（例えば、発光ダイオード、発光ダイオードディスプレイまたはダイオードレーザ）、（２）エレクトロニクスプロセス中のシグナルを検出する素子（例えば、光検出器、光伝導セル、フォトレジスタ、フォトスイッチ、フォトトランジスタ、光電管、ＩＲ検出器、バイオセンサ）、（３）放射線を電気エネルギーに変換する（例えば、光起電力素子または太陽電池）素子、ならびに、（４）１つまたは複数の有機半導体層を有する１個または複数の容量型電子部品を備える素子（例えば、トランジスタまたはダイオード）が挙げられる。
【００８０】
いくつかの実施形態において、有機発光素子は：
陽極；
正孔輸送層；
光活性層；
電子輸送層、および
陰極；
を備え、ここで、光活性層は上記の組成物を含む。
【００８１】
有機電子素子構造の一例が図１に示されている。素子１００は、第１の電気コンタクト層、陽極層１１０および第２の電気コンタクト層、陰極層１６０を有すると共に、これらの間に光活性層１４０を有する。陽極にはバッファ層１２０が隣接している。バッファ層には正孔輸送材料を含む正孔輸送層１３０が隣接している。陰極には、電子輸送材料を含む電子輸送層１５０が隣接していてもよい。任意で、素子は、１つまたは複数の追加の正孔注入層または正孔輸送層（図示せず）を陽極１１０に隣接して、および／または、１つまたは複数の追加の電子注入層または電子輸送層（図示せず）を陰極１６０に隣接して用いていてもよい。
【００８２】
層１２０〜１５０は、独立して、および、全体として、活性層と称される。
【００８３】
一実施形態においては、異なる層は、以下の範囲の厚さを有する：陽極１１０、５００〜５０００Å、一実施形態においては１０００〜２０００Å；バッファ層１２０、５０〜２０００Å、一実施形態においては２００〜１０００Å；正孔輸送層１３０、５０〜２０００Å、一実施形態においては２００〜１０００Å；光活性層１４０、１０〜２０００Å、一実施形態においては１００〜１０００Å；層１５０、５０〜２０００Å、一実施形態においては１００〜１０００Å；陰極１６０、２００〜１００００Å、一実施形態においては３００〜５０００Å。素子における電子−正孔再結合ゾーンの位置、それ故、素子の発光スペクトルは、各層の相対的な厚さによって影響されることが可能である。層厚の所望の比は、用いられる材料の正確な性質に依存することとなる。
【００８４】
素子１００の用途に応じて、光活性層１４０は、印加電圧により活性化される発光層（発光ダイオードまたは発光電気化学電池などにおいて）であることが可能であり、または、放射エネルギーに応答すると共に、印加バイアス電圧を伴って、または、伴わずにシグナルを生成する材料の層（光検出器などにおいて）であることが可能である。光検出器の例としては、光伝導セル、フォトレジスタ、フォトスイッチ、フォトトランジスタおよび光電管、ならびに、光起電力電池が挙げられ、これらの用語は、Ｍａｒｋｕｓ，Ｊｏｈｎ，Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｎｕｃｌｅｏｎｉｃｓ Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ，第４７０ページおよび第４７６ページ（ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ，Ｉｎｃ．１９６６年）に記載されているとおりである。
【００８５】
ａ．光活性層
光活性層は上記の光活性組成物を含む。
【００８６】
光活性層は、以下に記載のとおり、液体組成物からの液相堆積により形成されることが可能である。いくつかの実施形態において、光活性層は蒸着によって形成される。
【００８７】
いくつかの実施形態において、３種の異なる光活性組成物が適用されて、赤色、緑色および青色サブピクセルが形成される。いくつかの実施形態において、有色サブピクセルの各々は、本明細書に記載の新規の光活性組成物を用いて形成される。いくつかの実施形態において、第１および第２のホスト材料は、すべての色について同一である。
【００８８】
ｂ．他の素子層
素子中の他の層は、このような層において有用であると公知である任意の材料で形成されることが可能である。
【００８９】
陽極１１０は、陽電荷キャリアを注入するために特に効率的である電極である。これは、例えば、金属、混合金属、合金、金属酸化物あるいは混合金属酸化物を含有する材料で形成されることが可能であり、または、導電性ポリマー、または、これらの混合物であることが可能である。好適な金属としては、第１１族金属、第４〜６族の金属、および、第８〜１０族遷移金属が挙げられる。陽極が光透過性である場合には、インジウム−錫−酸化物などの第１２、１３および１４族金属の混合金属酸化物が一般に用いられる。陽極１１０はまた、「Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅｓ ｍａｄｅ ｆｒｏｍ ｓｏｌｕｂｌｅ ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｐｏｌｙｍｅｒ」，Ｎａｔｕｒｅ，第３５７巻、第４７７〜４７９ページ（１９９２年６月１１日）に記載されているポリアニリンなどの有機材料を含んでいることが可能である。陽極および陰極の少なくとも一方は、生成された光が観察可能であるように少なくとも部分的に透明であることが望ましい。
【００９０】
バッファ層１２０は、バッファ材料を含み、特にこれらに限定されないが、下位層の平坦化、電荷輸送および／または電荷注入特性、酸素または金属イオンなどの不純物の掃去、ならびに、有機電子素子の性能を促進させるか向上させる他の態様を含む、有機電子素子における１つまたは複数の機能を有し得る。バッファ材料は、ポリマー、オリゴマーまたは小分子であり得る。これらは、蒸着されるか、または、溶液、分散体、懸濁液、エマルジョン、コロイド状混合物、あるいは、他の組成物の形態であり得る液体から堆積され得る。
【００９１】
バッファ層は、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）またはポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）などの、度々プロトン酸でドープされる高分子材料で形成されることが可能である。プロトン酸は、例えば、ポリ（スチレンスルホン酸）、ポリ（２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸）等であることが可能である。
【００９２】
バッファ層は、銅フタロシアニンおよびテトラチアフルバレン−テトラシアノキノジメタン系（ＴＴＦ−ＴＣＮＱ）などの電荷輸送化合物等を含んでいることが可能である。
【００９３】
いくつかの実施形態において、バッファ層は、少なくとも１種の導電性ポリマーおよび少なくとも１種のフッ素化酸ポリマーを含む。このような材料は、例えば、米国特許出願公開第２００４−０１０２５７７号明細書、米国特許出願公開第２００４−０１２７６３７号明細書、および、米国特許出願公開第２００５／２０５８６０号明細書に記載されている。
【００９４】
層１３０用の正孔輸送材料の例は、例えば、Ｙ．Ｗａｎｇによる、Ｋｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，第４版，第１８巻，第８３７〜８６０ページ，１９９６年にまとめられている。正孔輸送分子およびポリマーの両方が用いられることが可能である。通例用いられる正孔輸送分子は：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）、１，１−ビス［（ジ−４−トリルアミノ）フェニル］シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−エチルフェニル）−［１，１’−（３，３’−ジメチル）ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＥＴＰＤ）、テトラキス−（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−２，５−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）、ａ−フェニル−４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチレン（ＴＰＳ）、ｐ−（ジエチルアミノ）−ベンズアルデヒドジフェニルヒドラゾン（ＤＥＨ）、トリフェニルアミン（ＴＰＡ）、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）メタン（ＭＰＭＰ）、１−フェニル−３−［ｐ−（ジエチルアミノ）スチリル］−５−［ｐ−（ジエチルアミノ）フェニル］ピラゾリン（ＰＰＲまたはＤＥＡＳＰ）、１，２−トランス−ビス（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）シクロブタン（ＤＣＺＢ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチル−フェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＴＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ビス−（フェニル）ベンジジン（α−ＮＰＢ）、および、銅フタロシアニンなどのポリフィリン化合物である。通例用いられる正孔輸送ポリマーは、ポリビニルカルバゾール、（フェニルメチル）−ポリシランおよびポリアニリンである。ポリスチレンおよびポリカーボネートなどのポリマーに上述のものなどの正孔輸送分子をドープすることにより正孔輸送ポリマーを得ることも可能である。いくつかの場合において、トリアリールアミンポリマーが用いられ、特にトリアリールアミン−フルオレンコポリマーが用いられる。いくつかの場合において、ポリマーおよびコポリマーは架橋性である。いくつかの実施形態において、正孔輸送層は、ｐ−ドーパントをさらに含む。いくつかの実施形態において、正孔輸送層はｐ−ドーパントでドープされる。ｐ−ドーパントの例としては、これらに限定されないが、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ）およびペリレン−３，４，９，１０−テトラカルボン酸−３，４，９，１０−二無水物（ＰＴＣＤＡ）が挙げられる。
【００９５】
層１５０に用いられることが可能である電子輸送材料の例としては、これらに限定されないが、トリス（８−ヒドロキシキノレート）アルミニウム（ＡｌＱ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（ｐ−フェニルフェノラート）アルミニウム（ＢＡｌｑ）、テトラキス−（８−ヒドロキシキノレート）ハフニウム（ＨｆＱ）およびテトラキス−（８−ヒドロキシキノレート）ジルコニウム（ＺｒＱ）などの金属キノレート誘導体を含む金属キレート化オキシノイド化合物；ならびに、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）、および１，３，５−トリ（フェニル−２−ベンズイミダゾール）ベンゼン（ＴＰＢＩ）などのアゾール化合物；２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリンなどのキノキサリン誘導体；４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＤＰＡ）および２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＤＤＰＡ）などのフェナントロリン；ならびにこれらの混合物が挙げられる。いくつかの実施形態において、電子輸送層は、ｎ−ドーパントをさらに含む。ｎ−ドーパントの例としては、これらに限定されないが、Ｃｓおよび他のアルカリ金属が挙げられる。
【００９６】
陰極１６０は、電子または陰電荷キャリアを注入するために特に効率的である電極である。陰極は、陽極より低い仕事関数を有する任意の金属または非金属であることが可能である。陰極用の材料は、第１族のアルカリ金属（例えば、Ｌｉ、Ｃｓ）、第２族（アルカリ土類）金属、希土類元素およびランタノイドを含む第１２族金属、ならびに、アクチニドから選択されることが可能である。アルミニウム、インジウム、カルシウム、バリウム、サマリウムおよびマグネシウムなどの材料、ならびに、組み合わせが用いられることが可能である。Ｌｉ含有有機金属化合物、ＬｉＦ、Ｃｓ含有有機金属化合物、ＣｓＦ、Ｃｓ2ＯおよびＬｉ2Ｏもまた、動作電圧を下げるために有機層と陰極層との間に配置されることが可能である。
【００９７】
他の層を備える有機電子素子が公知である。例えば、注入される正電荷の量を制御するために、および／または、層のバンドギャップマッチングをもたらすために、または、保護層として機能するために、陽極１１０とバッファ層１２０との間に層（図示せず）が存在していることが可能である。銅フタロシアニン、ケイ素酸化−窒化物、フルオロカーボン、シラン、または、Ｐｔなどの金属の超薄層などの、技術分野において公知である層を用いることが可能である。あるいは、陽極層１１０、活性層１２０、１３０、１４０、および１５０、または陰極層１６０のいくつかまたはすべてが、電荷キャリア輸送効率を高めるために表面処理されることが可能である。構成層の各々についての材料の選択は、素子のエレクトロルミネセンス効率を高めるための放射層における陽電荷および陰電荷のバランスにより決定されることが好ましい。
【００９８】
各機能層は、２つ以上の層から形成されることが可能であることが理解される。
【００９９】
ｃ．素子作製
素子層は、任意の堆積技術、または、蒸着、液相堆積および熱転写を含む技術の組み合わせにより形成されることが可能である。ガラス、プラスチックおよび金属などの基板が用いられることが可能である。熱蒸発、化学蒸着等などの従来の蒸着技術が用いられることが可能である。有機層は、好適な溶剤中の溶液または分散体から、特にこれらに限定されないが、スピンコーティング、ディップコーティング、ロールツーロール技術、インクジェット印刷、連続ノズル印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷等を含む従来のコーティングまたは印刷技術を用いて適用されることが可能である。
【０１００】
いくつかの実施形態において、素子は、バッファ層、正孔輸送層および光活性層の液相堆積、ならびに、陽極、電子輸送層、電子注入層および陰極の蒸着により製作される。
【実施例】
【０１０１】
本明細書に記載のコンセプトを、以下の実施例においてさらに説明するが、これは、特許請求の範囲に記載の本発明の範囲を限定しない。
【０１０２】
実施例１
この実施例は、２，９−ジクロロ−４，７−ジフェニル１，１０−フェナントロリンのスズキカップリングを用いるフェナントロリン誘導体Ａ２の調製を示す。以下の実施例２Ａは、以下に示すホウ酸エステルでのこの中間体の調製の詳細を示す。
【０１０３】
【化１５】
【０１０４】
２．０ｇのジクロロ−フェン（５ｍＭ）をグローブボックスに取り、４．０ｇ（１１ｍＭ）ホウ酸エステルを添加する。０．１５ｇ Ｐｄ２ＤＢＡ３（０．１５ｍＭ）、０．１ｇトリシクロヘキシルホスフィン（０．３５ｍＭ）および３．７５ｇリン酸カリウム（１７ｍＭ）を添加し、すべてを３０ｍＬジオキサンおよび１５ｍＬ水中に溶解させる。マントル中のグローブボックス中で、１１０℃で、１時間混合すると共に加熱し、次いで、一晩、窒素下で穏やかに温める（最低レオスタット設定）。直後の溶液は濃い紫色であるが、約８０℃に達すると、これは、黄褐色の茶色のスラリーであるが、徐々に、高密度の沈殿物を伴った清透な茶色になる。溶液が還流（空気式コンデンサ）に供されると、綿状の沈殿物が形成される。グローブボックスから取り出し、さらなる水を添加した後に白色の繊維をジオキサンからろ過することにより冷却およびワークアップする。クロロホルムに溶解させ、次いで、蒸発させ、および、メタノールを添加することにより、オフホワイトの微小な針状にトルエン中に沈殿させる。ろ過により回収すると共に、メタノールでよく洗浄して約３．５５ｇの材料を単離した。構造は、ＮＭＲ分析により化合物Ａ２と確認された：
【０１０５】
【化１６】
【０１０６】
化合物Ａ２の特性は以下のとおりであった：
Ｔｇ＝１７２℃
光ルミネセンスピーク（トルエン中に２％）＝４０６ｎｍ
ＵＶ／Ｖｉｓピーク＝３４１，２９３ｎｍ
エレクトロルミネセント発光ピーク＝４０５ｎｍ
【０１０７】
実施例２
この実施例は、２，９−ジクロロ−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンの４−トリフェニルアミノボロン酸でのスズキカップリングを用いた第１のホスト材料Ａ３の調製を示す。
【０１０８】
パートＡ：中間体ジクロロバソフェナントロリン化合物、２，９−ジクロロ−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンの調製。
ａ）Ｙａｍａｄａら、Ｂｕｌｌ Ｃｈｅｍ Ｓｏｃ Ｊｐｎ，６３，２７１０，１９９０年からの手法を用いて、トリメチレン橋架けバソフェナントロリンを以下のとおり調製し：２ｇのバソフェナントロリンを２０ｇ １，３−ジブロモプロパン中に取り、空気中で還流させた。約３０分後、濃密なオレンジ色のスラリーを冷却した。メタノールを添加して固形分を溶解させ、次いで、アセトンを添加して明るいオレンジ色の固体を沈殿させた。これをろ過し、トルエンおよびジクロロメタンで洗浄し、オレンジ色の粉末を２．８ｇ収率で得た。
【０１０９】
【化１７】
【０１１０】
ｂ）上記からの２．８ｇの生成物を１２ｍＬの水中に溶解させ、氷冷した２１ｇカリウムフェリシアニドおよび１０ｇ水酸化ナトリウムの３０ｍＬの水中の溶液に、約３０分間かけて滴下し、次いで、９０分間攪拌した。これを再度氷冷し、６０ｍＬの４Ｍ ＨＣｌで約８のｐＨに中和した。薄い黄褐色／黄色の固体をろ過し、減圧乾燥させた。ろ過した固体をソックスレーに入れ、クロロホルムで抽出して、茶色の溶液を抽出した。これを蒸発させて茶色がかった油状の固体とし、次いで、少量のメタノールで洗浄して薄い茶色の固体（約１．０ｇ、４７％）を得た。材料は、混合物からクロロホルムを蒸発させることにより、金色の板状結晶としてクロロホルム／メタノールから再結晶させることが可能である。構造を以下のジケトンとしてＮＭＲにより識別した。
【０１１１】
【化１８】
【０１１２】
ｃ）上記ステップ（ｂ）からのジケトンの分量を組み合わせて合計で５．５ｇ（１３．６ｍＭ）を３９ｍＬ ＰＯＣｌ3中に懸濁させると共に、５．４ｇ ＰＣｌ5を添加した。これを脱気し、窒素下で８時間還流した。過剰量のＰＯＣｌ３を蒸発により除去した。氷を添加して残留する塩化物を分解すると共に、混合物をアンモニアで中和した。茶色の沈殿物を回収し、減圧下で乾燥し、一方で、母液は塩化メチレンで抽出した。すべての茶色の材料を組み合わせ、茶色のガムに蒸発させると共に、メタノールを添加した。振盪および攪拌した後、薄い黄色の固体を単離し、これをオフホワイトの針状結晶としてＣＨＣｌ３およびメタノール（１：１０）から再結晶させた。ＮＭＲによる分析は、以下のジクロロバソフェナントロリン構造を示した。
【０１１３】
【化１９】
【０１１４】
パートＢ：第２のホスト材料Ａ３の調製
パートＡからの２．０ｇのジクロロバソフェナントロリン（５ｍＭ）に、３．０ｇ（１１ｍＭ）ｐ−ジフェニルアミノフェニルボロン酸を添加した。これに、０．１５ｇ Ｐｄ２ＤＢＡ３（０．１５ｍＭ）、０．１ｇトリシクロヘキシルホスフィン（０．３５ｍＭ）および３．７５ｇリン酸カリウム（１７ｍＭ）を添加し、すべてを３０ｍＬジオキサンおよび１５ｍＬ水に溶解させた。これを、１００℃のグローブボックス内で１時間混合すると共に加熱し、次いで、一晩、窒素下で穏やかに温めた（最低レオスタット設定）。約８０℃に達すると、混合物は黄褐色の茶色のスラリーであり、これは、徐々に、高密度の沈殿物を伴って清透な茶色になった。溶液を還流（空気式コンデンサ）したところ、白色の粉末状の沈殿物が形成された。混合物を冷却すると共に、グローブボックスから取り出した。ジオキサンを蒸発により除去すると共に、追加の水を添加した。明るい茶色のゴム状の固体をろ過により単離すると共に、水で洗浄した。固体は、トルエンおよびジクロロメタン中に良好に溶解した。この生成物は化合物Ａ３であった。
【０１１５】
【化２０】
【０１１６】
実施例３
第２のホスト化合物Ａ１を、実施例２と同様の手法を用いて、２，９−ジクロロ−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンのフェニルボロン酸とのスズキカップリングを用いて調製した。
【０１１７】
実施例４
ドーパント材料Ｃ１０を、米国特許第６，６７０，６４５号明細書に記載のものと同様の手法を用いて調製した。
【０１１８】
実施例５
この実施例は、ＯＬＥＤ素子の製作および性能を示す。以下の材料を用いた。
陽極＝インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）：１８０ｎｍ
バッファ層＝バッファ１（７０ｎｍ）（これは、導電性ポリマーおよび高分子フッ素化スルホン酸の水性分散体である）。このような材料は、例えば、米国特許出願公開第２００４／０１０２５７７号明細書、米国特許出願公開第２００４／０１２７６３７号明細書および米国特許出願公開第２００５／０２０５８６０号明細書に記載されている。
【０１１９】
正孔輸送層＝ＮＰＢ（３０ｎｍ）
光活性層＝１２．５：１ホスト：ドーパントＣ１０、表１に表記（４３ｎｍ）
電子輸送層＝金属キノレート誘導体（３０ｎｍ）
電子注入層（ＥＩＬ）＝表１に表記
陰極＝Ａｌ（０．５／１００ｎｍ）
【０１２０】
バッファ材料は、スピンコーティングにより適用した。他の層は蒸着により適用した。
【０１２１】
素子構造が表１にまとめられている。結果が以下の表２にまとめられている。
【０１２２】
【表１】
【０１２３】
【表２】
【０１２４】
上記データに見ることが可能であるとおり、本明細書に記載の光活性組成物を有する素子はかなり高い効率を有する。
【０１２５】
概要または実施例において上記されている作業のすべてが必要とされているわけではなく、特定の作業の一部分が必要でない場合があり、および、１つまたは複数のさらなる作業が記載されたものに追加して実施されてもよいことに注目すべきである。さらに、作業が列挙されている順番は、これらが実施される順番では必ずしもない。
【０１２６】
前述の明細書において、特定の実施形態を参照してコンセプトを記載してきた。しかしながら、技術分野における当業者は、以下の特許請求の範囲に記載の本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変更および変形をなすことが可能であることを理解している。従って、明細書および図面は、限定的ではなく、例示的であるとみなされるべきであり、すべてのこのような変更は発明の範囲内に包含されることが意図されている。
【０１２７】
有益性、他の利点および問題に対する解法が、特定の実施形態に関して上述されている。しかしながら、有益性、利点、問題に対する解法、および、利益、利点あるいは解法のいずれかを生じさせ得るか、もしくは、より顕著とさせ得るいずれかの特性は、特許請求の範囲のいずれかまたはすべての決定的な、必要な、または、必須の特性としては解釈されるべきではない。
【０１２８】
明確さのために本明細書において個別の実施形態の文脈に記載されている一定の特性はまた、単一の実施形態において組み合わせで提供され得ることが認められるべきである。反対に、簡潔さのために単一の実施形態の文脈に記載されている種々の特性はまた、個別にまたは任意のサブコンビネーションで提供され得る。さらに、範囲で記載されている値の参照は、その範囲内の値の各々およびすべてを包含する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）フェナントロリン誘導体を含む第１のホスト材料；（ｂ）芳香族アミンを含む第２のホスト材料；および、（ｃ）エレクトロルミネセントドーパント材料を含み；第１のホスト材料対第２のホスト材料の重量比が９９：１〜５０：５０の範囲内であることを特徴とする光活性組成物。
【請求項２】
前記第１のホストが、式Ｉ：
【化１】
（式中：
Ｒ1〜Ｒ4は、同一でまたは異なり、および、Ｈおよびアリールからなる群から選択され；
ならびに、Ｒ1〜Ｒ4の少なくとも２つがアリールである）
を有することを特徴とする請求項１に記載の光活性組成物。
【請求項３】
Ｒ1〜Ｒ4が、ナフチル、ナフチルフェニル、フェニルナフチル、カルバゾリル、カルボゾリルフェニル、トリフェニルアミノ、アリールアントラセニル、および、式ＩＩを有する基：
【化２】
（式中：
Ｒ5は、各出現毎で同一または異なり、およびＤ、アルキル、アルコキシおよびアリールからなる群から選択され；
ａは、各出現毎で同一または異なり、および０〜４の整数であり；
ｂは、各出現毎で同一または異なり、および０〜５の整数であり；ならびに
ｍは、各出現毎で同一または異なり、および０〜６の整数である）
からなる群から独立して選択されることを特徴とする請求項２に記載の光活性組成物。
【請求項４】
前記芳香族アミンが、−５．４ｅＶ±０．２ｅＶのＨＯＭＯレベルを有することを特徴とする請求項１に記載の光活性組成物。
【請求項５】
前記芳香族アミンが、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）、１，１−ビス［（ジ−４−トリルアミノ）フェニル］シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−エチルフェニル）−［１，１’−（３，３’−ジメチル）ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＥＴＰＤ）、テトラキス−（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−２，５−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）、トリフェニルアミン（ＴＰＡ）、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）メタン（ＭＰＭＰ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＴＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ビス−（フェニル）ベンジジン（ＮＰＢ）、４，４’，４”−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）；４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）−１，１’−ビフェニル（ＣＢＰ）、１，３−ジ−（９−カルバゾリル）ベンゼン（ｍＣＰ）；ならびに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）からなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の光活性組成物。
【請求項６】
前記ドーパントがリン光材料であることを特徴とする請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
前記ドーパント材料がＩｒのシクロメタレート化錯体であることを特徴とする請求項６に記載の組成物。
【請求項８】
陽極；
正孔輸送層；
光活性層；
電子輸送層；ならびに
陰極；
を含む有機発光素子であって、前記発光層が：（ａ）フェナントロリン誘導体を含む第１のホスト材料；（ｂ）芳香族アミンを含む第２のホスト材料；および、（ｃ）エレクトロルミネセントドーパント材料を含み；第１のホスト材料対第２のホスト材料の重量比が９９：１〜５０：５０の範囲内である有機発光素子。
【請求項９】
前記第１のホストが
式Ｉ：
【化３】
（式中：
Ｒ1〜Ｒ4は、同一または異なり、および、Ｈおよびアリールからなる群から選択され；
ならびに、Ｒ1〜Ｒ4の少なくとも２つがアリールである）
を有することを特徴とする請求項８に記載の素子。
【請求項１０】
Ｒ1〜Ｒ4が、ナフチル、ナフチルフェニル、フェニルナフチル、カルバゾリル、カルボゾリルフェニル、トリフェニルアミノ、アリールアントラセニル、および、式ＩＩを有する基：
【化４】
（式中：
Ｒ5は、各出現毎で同一または異なり、およびＤ、アルキル、アルコキシおよびアリールからなる群から選択され；
ａは、各出現毎で同一または異なり、および０〜４の整数であり；
ｂは、各出現毎で同一または異なり、および０〜５の整数であり；ならびに
ｍは、各出現毎で同一または異なり、および０〜６の整数である）
からなる群から独立して選択されることを特徴とする請求項９に記載の素子。
【請求項１１】
Ｒ1〜Ｒ4が、フェニル、ビフェニル、ターフェニル、クアテルフェニル、ナフチル、フェナントリル、ナフチルフェニル、フェナントリルフェニル、カルバゾリル、およびカルバゾリルフェニルからなる群から独立して選択されることを特徴とする請求項９に記載の素子。
【請求項１２】
前記芳香族アミンが、−５．４ｅＶ±０．２ｅＶのＨＯＭＯレベルを有することを特徴とする請求項８に記載の素子。
【請求項１３】
前記芳香族アミンが、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）、１，１−ビス［（ジ−４−トリルアミノ）フェニル］シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−エチルフェニル）−［１，１’−（３，３’−ジメチル）ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＥＴＰＤ）、テトラキス−（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−２，５−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）、トリフェニルアミン（ＴＰＡ）、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）メタン（ＭＰＭＰ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチル−フェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＴＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ビス−（フェニル）ベンジジン（ＮＰＢ）、および４，４’，４”−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）；４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）−１，１’−ビフェニル（ＣＢＰ）、１，３−ジ−（９−カルバゾリル）ベンゼン（ｍＣＰ）；ならびに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）からなる群から選択されることを特徴とする請求項８に記載の素子。
【請求項１４】
前記ドーパントがリン光材料であることを特徴とする請求項８に記載の素子。
【請求項１５】
前記ドーパント材料がＩｒのシクロメタレート化錯体であることを特徴とする請求項１４に記載の素子。
【請求項１】
（ａ）フェナントロリン誘導体を含む第１のホスト材料；（ｂ）芳香族アミンを含む第２のホスト材料；および、（ｃ）エレクトロルミネセントドーパント材料を含み；第１のホスト材料対第２のホスト材料の重量比が９９：１〜５０：５０の範囲内であることを特徴とする光活性組成物。
【請求項２】
前記第１のホストが、式Ｉ：
【化１】
（式中：
Ｒ1〜Ｒ4は、同一でまたは異なり、および、Ｈおよびアリールからなる群から選択され；
ならびに、Ｒ1〜Ｒ4の少なくとも２つがアリールである）
を有することを特徴とする請求項１に記載の光活性組成物。
【請求項３】
Ｒ1〜Ｒ4が、ナフチル、ナフチルフェニル、フェニルナフチル、カルバゾリル、カルボゾリルフェニル、トリフェニルアミノ、アリールアントラセニル、および、式ＩＩを有する基：
【化２】
（式中：
Ｒ5は、各出現毎で同一または異なり、およびＤ、アルキル、アルコキシおよびアリールからなる群から選択され；
ａは、各出現毎で同一または異なり、および０〜４の整数であり；
ｂは、各出現毎で同一または異なり、および０〜５の整数であり；ならびに
ｍは、各出現毎で同一または異なり、および０〜６の整数である）
からなる群から独立して選択されることを特徴とする請求項２に記載の光活性組成物。
【請求項４】
前記芳香族アミンが、−５．４ｅＶ±０．２ｅＶのＨＯＭＯレベルを有することを特徴とする請求項１に記載の光活性組成物。
【請求項５】
前記芳香族アミンが、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）、１，１−ビス［（ジ−４−トリルアミノ）フェニル］シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−エチルフェニル）−［１，１’−（３，３’−ジメチル）ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＥＴＰＤ）、テトラキス−（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−２，５−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）、トリフェニルアミン（ＴＰＡ）、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）メタン（ＭＰＭＰ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＴＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ビス−（フェニル）ベンジジン（ＮＰＢ）、４，４’，４”−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）；４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）−１，１’−ビフェニル（ＣＢＰ）、１，３−ジ−（９−カルバゾリル）ベンゼン（ｍＣＰ）；ならびに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）からなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の光活性組成物。
【請求項６】
前記ドーパントがリン光材料であることを特徴とする請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
前記ドーパント材料がＩｒのシクロメタレート化錯体であることを特徴とする請求項６に記載の組成物。
【請求項８】
陽極；
正孔輸送層；
光活性層；
電子輸送層；ならびに
陰極；
を含む有機発光素子であって、前記発光層が：（ａ）フェナントロリン誘導体を含む第１のホスト材料；（ｂ）芳香族アミンを含む第２のホスト材料；および、（ｃ）エレクトロルミネセントドーパント材料を含み；第１のホスト材料対第２のホスト材料の重量比が９９：１〜５０：５０の範囲内である有機発光素子。
【請求項９】
前記第１のホストが
式Ｉ：
【化３】
（式中：
Ｒ1〜Ｒ4は、同一または異なり、および、Ｈおよびアリールからなる群から選択され；
ならびに、Ｒ1〜Ｒ4の少なくとも２つがアリールである）
を有することを特徴とする請求項８に記載の素子。
【請求項１０】
Ｒ1〜Ｒ4が、ナフチル、ナフチルフェニル、フェニルナフチル、カルバゾリル、カルボゾリルフェニル、トリフェニルアミノ、アリールアントラセニル、および、式ＩＩを有する基：
【化４】
（式中：
Ｒ5は、各出現毎で同一または異なり、およびＤ、アルキル、アルコキシおよびアリールからなる群から選択され；
ａは、各出現毎で同一または異なり、および０〜４の整数であり；
ｂは、各出現毎で同一または異なり、および０〜５の整数であり；ならびに
ｍは、各出現毎で同一または異なり、および０〜６の整数である）
からなる群から独立して選択されることを特徴とする請求項９に記載の素子。
【請求項１１】
Ｒ1〜Ｒ4が、フェニル、ビフェニル、ターフェニル、クアテルフェニル、ナフチル、フェナントリル、ナフチルフェニル、フェナントリルフェニル、カルバゾリル、およびカルバゾリルフェニルからなる群から独立して選択されることを特徴とする請求項９に記載の素子。
【請求項１２】
前記芳香族アミンが、−５．４ｅＶ±０．２ｅＶのＨＯＭＯレベルを有することを特徴とする請求項８に記載の素子。
【請求項１３】
前記芳香族アミンが、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）、１，１−ビス［（ジ−４−トリルアミノ）フェニル］シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−エチルフェニル）−［１，１’−（３，３’−ジメチル）ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＥＴＰＤ）、テトラキス−（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−２，５−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）、トリフェニルアミン（ＴＰＡ）、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）メタン（ＭＰＭＰ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチル−フェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＴＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ビス−（フェニル）ベンジジン（ＮＰＢ）、および４，４’，４”−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）；４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）−１，１’−ビフェニル（ＣＢＰ）、１，３−ジ−（９−カルバゾリル）ベンゼン（ｍＣＰ）；ならびに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）からなる群から選択されることを特徴とする請求項８に記載の素子。
【請求項１４】
前記ドーパントがリン光材料であることを特徴とする請求項８に記載の素子。
【請求項１５】
前記ドーパント材料がＩｒのシクロメタレート化錯体であることを特徴とする請求項１４に記載の素子。
【図１】
【公表番号】特表２０１２−５１３６８０（Ｐ２０１２−５１３６８０Ａ）
【公表日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５４２５７７（Ｐ２０１１−５４２５７７）
【出願日】平成２１年１２月２２日（２００９．１２．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０６９２４０
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０７５４１１
【国際公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【出願人】（３９００２３６７４）イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー (2,692)
【氏名又は名称原語表記】Ｅ．Ｉ．ＤＵ ＰＯＮＴ ＤＥ ＮＥＭＯＵＲＳ ＡＮＤ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２２日（２００９．１２．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０６９２４０
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０７５４１１
【国際公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【出願人】（３９００２３６７４）イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー (2,692)
【氏名又は名称原語表記】Ｅ．Ｉ．ＤＵ ＰＯＮＴ ＤＥ ＮＥＭＯＵＲＳ ＡＮＤ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
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