半導体ポリマーブレンドからの白色エレクトロホスホレッセンス
白色発光性エレクトロホスホレッセンスポリマー発光ダイオード（ＰＬＥＤ）が、有機金属発光体とブレンドされた半導体ポリマーを、共通領域における発光材料として使用することにより、実証される。これらの物質は、溶液からキャストし得る。この白色発光のＣＩＥ座標、色温度、および演色評価数は、輝度、印加電圧および印加電流密度に対して非感受性である。半導体ポリマーとしては、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン）、およびポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−ｃｏ−フルオレン）が、有機金属発光体としては、トリス（２，５−ビス−２’−９’，９’−ジヘキシルフルオレン）ピリジン）イリジウム（ＩＩＩ）が挙げられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリマーエレクトロホスホレッセンス（ｅｌｅｃｔｒｏｎｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）発光ダイオード（ＰＬＥＤ）に関する、より具体的には、本発明は、２つまたは３つまたはそれより多くの共通にホストされた発光体を含む半導体有機ポリマーブレンドからの白色エレクトロホスホレッセンスに関する。白色発光は、単一の発光領域におけるポリマーブレンドから達成される。本発明において開発された戦略は、発光性ポリマー材料を溶液からスピンキャストすることによる、白色エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤの製作を可能にする。本発明の白色発光性ポリマー材料はまた、高い輝度、高い効率、適切な色温度、高い演色評価数、および安定なＣＩＥ（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ ｄ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ）座標を有するイルミネーション品質の白色光を発するエレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤの比較的簡便な製作を可能にする。本発明の白色エレクトロホスホレッセンス発光は、固体状態照明のために使用され得る。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
白色光を発するポリマー発光ダイオード（ＰＬＥＤ）は、興味深い。なぜなら、それらは、（カラーフィルターとともに）高効率の能動マトリクスディスプレイにおいて使用するための有望性を提供するからであり、そしてそれらが、究極的には、固体状態照明のために使用され得るからである（非特許文献１および非特許文献２；非特許文献３）。有機金属発光体がドープされた半導体ポリマーを用いて製作される白色光エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤは、「プラスチック」電極のさらなる有望性を提供する。白色光エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤは、溶液からポリマーブレンドをキャストすることにより製作され得、それにより相対的に簡単で低コストの製作プロセスが可能となる（非特許文献４）。
【０００３】
有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）およびＰＬＥＤから白色光を発生させるために、いくつかのアプローチが使用されてきた。多層ＯＬＥＤ構造体が、低分子の高真空堆積により製作された（非特許文献５；非特許文献６）。これらのデバイスにおいて、異なる層は、異なる色の可視光を発し、それらは組合わさって白色光を与える。白色光はまた、エキシマー発光またはエキシプレックス発光を利用することにより、ＯＬＥＤおよびＰＬＥＤから実証されている。（非特許文献７、非特許文献８、非特許文献９）。単層のポリマーベースの構造体または混成体の無機／共役ポリマー構造体は、有利である。なぜなら、それらは、室温での溶液プロセシングにより製作され得るからである（非特許文献１０、非特許文献１１、非特許文献１２、非特許文献１３）。発光材料を溶液からキャスティングすることにより製作される白色光ＰＬＥＤは、より簡単な、そしてそれ故にそれほど高価でない製作プロセスをもたらす。
【０００４】
白色光は、以下の３つの量により特徴付けられる：ＣＩＥ（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ ｄ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ）座標、色温度（ＣＴ）、および演色評価数（ＣＲＩ）。「純粋な」白色光は、（０．３３３，０．３３３）のＣＩＥ座標を有し、それは採用される色の発光をバランスさせることにより得られる。イルミネーション用途に対しては、上記ＣＴは、黒体源の色温度、すなわち３０００Ｋと７５００Ｋとの間と等価である必要がある。平均的な昼の光は、ＣＴ＝６５００Ｋを有し、そして蛍光放電灯（暖か味のある白色）は、ＣＴ＝３０００Ｋを有する（非特許文献１４）。上記ＣＲＩは、その光源を用いて見た場合に、色がどれほど「真実に」見えるかについての数値尺度である。ＣＲＩ値は、０〜１００の範囲にあり、１００が真の色再生を表す。蛍光放電灯は、６０と９９との間の範囲のＣＲＩ等級を有する。
【非特許文献１】Ａ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｃｏｍｍｕ．，１９９８．１０７，６７３
【非特許文献２】Ａ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ｒｅｖ．Ｍｏｄｅｒｎ Ｐｈｙｓ．，２００１，７３，６８１
【非特許文献３】Ｒ．Ｈ．Ｆｒｉｅｎｄ，Ｒ．Ｗ．Ｇｙｍｅｒ，Ａ．Ｂ．Ｈｏｌｍｅｓ， Ｊ．Ｈ．Ｂｕｒｒｏｕｇｈｅｓ，Ｒ．Ｎ．Ｍａｒｋｓ，Ｃ．Ｔａｌｉａｎｉ，Ｄ．Ｄ．Ｃ．Ｂｒａｄｌｅｙ，Ｄ．Ａ．Ｄｏｓ Ｓａｎｔｏｓ，Ｊ．Ｌ．Ｂｒｅ’ｄａｓ，Ｍ．Ｌｏｅｇｄｌｕｎｄ，およびＷ．Ｒ．Ｓａｌａｎｅｃｋ，Ｎａｔｕｒｅ，１９９９，３９７，１２１
【非特許文献４】Ｇ．Ｄ．Ｍｕｅｌｌｅｒ，Ａ．Ｆａｌｃｏｕ，Ｎ．Ｒｅｃｋｅｆｕｓｓ，Ｍ．Ｒｏｉｊｈｎ，Ｖ．Ｗｉｅｄｅｒｈｉｒｎ，Ｐ．Ｒｕｄａｔｉ，Ｈ．Ｆｒｏｈｎｅ，Ｏ．Ｎｕｙｋｅｎ，Ｈ．Ｂｅｃｋｅｒ，Ｋ．Ｍｅｅｒｈｏｌｚ，Ｎａｔｕｒｅ，２００３，４２１，８２９
【非特許文献５】Ｍ．Ｓｔｒｕｋｅｌｊ，Ｒ．Ｈ．Ｊｏｒｄａｎ，Ａ．Ｄｏｄａｂａｌａｐｕｒ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１９９６，１１８，１２１３
【非特許文献６】Ｚ．Ｓｈｅｎ，Ｐ．Ｅ．Ｂｕｒｒｏｗｓ，Ｖ．Ｂｕｌｖｉｃ’，Ｓ．Ｒ．Ｆｏｒｒｅｓｔ，およびＭ．Ｅ．Ｔｈｏｍｐｓｏｎ，Ｓｃｉｅｎｃｅ，１９９７，２７６，２００９
【非特許文献７】Ｙ．Ｈａｍａｄａ，Ｔ．Ｓａｎｏ，Ｈ．Ｆｕｊｉｉ，Ｙ．Ｎｉｓｈｉｏ，Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐ１．Ｐｈｙｓ．，１９９６，３５，１３３９
【非特許文献８】Ｃ．Ｌ．Ｃｈａｏ，Ｓ．Ａ．Ｃｈｅｎ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，１９９８，７３，４２６
【非特許文献９】Ｙ．Ｚ．Ｗａｎｇ，Ｒ．Ｇ．Ｓｕｎ，Ｆ．Ｍｅｇｈｄａｄｉ，Ｇ．Ｌｅｉｓｉｎｇ，Ａ．Ｊ．Ｅｐｓｔｅｉｎ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，１９９９，７４，３６１３
【非特許文献１０】Ｊ．Ｋｉｄｏ，Ｈ．Ｓｈｉｏｎｏｙａ，Ｋ．Ｎａｇａｉ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．１９９５，６７，２２８１
【非特許文献１１】Ｊ．Ｋｉｄｏ，Ｈ．Ｈｏｎｇａｗａ，Ｋ．ＯｋｕｙａｍａおよびＫ．Ｎａｇａｉ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ，Ｌｅｔｔ．１９９４，６４，８１５
【非特許文献１２】Ｆ．Ｈｉｄｅ，Ｐ．Ｋｏｚｏｄｏｙ，Ｓ．Ｐ．ＤｅｎＢａａｒｓ，Ａ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，１９９７，７０，２６６４
【非特許文献１３】Ｃ．Ｚｈａｎｇ Ａ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．１９９８，８４，１５７９
【非特許文献１４】Ｒ．Ｗ．Ｇ．Ｈｕｎｔ，Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｃｏｌｏｒ，第２版，Ｅｌｌｉｓ Ｈｏｒｗｏｏｄ，１９９ｌ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
少なくとも７０のＣＲＩ値は、特定の用途に対しては受け入れられるが、好ましい白色光源は、約８０またはそれより高いＣＲＩ値を有する。高い輝度、高い効率、適切なＣＴ、高いＣＲＩ、および安定なＣＩＥ座標を有するイルミネーション品質の白色光を発するＰＬＥＤの実証は、固体状態照明の未来にとって重要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（発明の要旨）
本発明は、効率よいポリマーエレクトロホスホレッセンス発光デバイス（ＰＬＥＤ）に関する。より具体的には、本発明は、効率よい白色エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤに関する。本発明のデバイスは、少なくとも２つ、そして最も代表的には２つまたは３つのルミネッセンス発光体を、（観察者により平均化された場合に白色に見える、異なる領域における赤色発光、緑色発光および青色発光ではなく）単一の発光領域中に採用する。本記載において、２つの発光体を有するデバイスは、「Ｉ型」デバイスと称され、そして３つ以上の発光体を有するデバイスは、「ＩＩ型」デバイスと称される。このルミネッセンス発光体は、（一重項状態からの）蛍光と（三重項状態からの）りん光との組合せを介して白色光を発する。白色光は、単一発光領域中の２つもしくは３つまたはそれより多くのルミネッセンス発光体から、少なくとも１種の発光性半導体有機ポリマーおよびこの有機ポリマー相中に混合された少なくとも１種の有機金属発光体からの合わされた発光を介して、獲得される。２つ以上の発光中心から構成されるこの単一の発光層は、溶液プロセシングによる白色エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤの製作を可能にする。この戦略はまた、高い演色評価数、適切な色温度およびＣＩＥ座標を示す、明るく効率よい白色エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤの比較的簡単な製作を可能にする。さらに、上記半導体ポリマー相は、上記複数の発光中心に対する共通のホストを提供するので、これらの白色エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤからの演色評価数、色温度およびＣＩＥ座標は、輝度、印加電圧、および印加電流密度に非感受性である。
【０００７】
本発明の目的は、固体照明における用途のため、および液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のバックライトとしての用途のための高い発光効率、外部量子効率および輝度を示す、白色エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤを製造するための方法を提供することである。
【０００８】
本発明の別の目的は、高い演色評価数、適切な色温度、適切なＣＩＥ座標を有する白色光を示す白色エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤを製造することである。
【０００９】
本発明の第３の目的は、安定な演色評価数、安定な色温度、安定なＣＩＥ座標を有し、これらのすべてが輝度、印加電圧および印加電流密度に非感受性である白色エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤを製造することである。
【００１０】
本発明のさらに別の目的は、純粋な白色光のＣＩＥ座標（０．３３３，０．３３３）に近いＣＩＥ ｘ、ｙ色度座標を有する白色発光を生成する、白色光エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤを製造することである。
【００１１】
本発明のさらに別の目的は、平均的な昼の光の６５００Ｋおよび太陽高度２０°での太陽光の４７００Ｋに非常に近いかまたはそれに等しい色温度を有する白色発光を生成する、白色光エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤを製造することである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（好ましい実施形態の説明）
本発明は、１種以上の半導体有機ポリマーまたはコポリマー（例えば、共役ポリマーおよび共役コポリマー）からの蛍光ならびに上記１種以上のポリマーに分散された１種以上の有機金属発光体からのリン光を組み込むことにより、安定なＣＩＥ座標、高い色温度および高い演色評価数を有する白色光が提供されるという発見に基づく。このようなブレンドは、固体照明における用途のための白色光およびＬＣＤのバックライトとしての使用ための白色光を発する。
【００１３】
（デバイスの構成）
図９に示されるように、上記エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤは、電子注入（カソード）接触１２、例えば、半導体発光性ポリマーフィルム１４の一方の側と接触している１つの電極としての相対的に低い仕事関数の材料（Ｃａ、Ｂａなど）を備える。フィルム１４は、単層として、１種以上の有機金属りん光発光体と混合された１種以上の蛍光有機ポリマーから構成される。フィルム１４の他方の側は、正孔を注入する第２電極と接触している。これは、高い仕事関数を有する材料の簡単な透明層であり得るが、好ましい実施形態においては、この正孔注入電極は、第２（アノード）電極として役立つための高い仕事関数（高いイオン化ポテンシャル）を有する透明導電性材料の層１６上にコーティングされた正孔注入層１５を備える。すなわち、周知の構成である。（Ｄ．ＢｒａｕｎおよびＡ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，１９９１，５８，１９８２）。代表的な正孔注入薄層１５は、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）；ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）またはポリ（ビス（テトラフェニルジアミノ）ビフェニル−ペルフルオロシクロブタン）（ポリ（ＢＴＰＤ−Ｓｉ−ＰＦＣＢ））のようなポリマーから構成され（Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｄ．Ｍｏｓｅｓ，Ａ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ｓ．ＬｉｕおよびＡ．Ｋ．−Ｙ．Ｊｅｎ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，２００３，８３，１８３）、これらのポリマーは、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）層１６上に堆積され得、正孔注入する２層電極（アノード）を与える。層１７は、透明な支持体または基体であり、それを通って光が発っせられる。所望の場合には、この構成は逆にされ、上記低仕事関数電極が支持体上にあるようにされ得る。この場合、発光は、上記高仕事関数アノードを通してであり得る。
【００１４】
（高仕事関数電極（１６））
高仕事関数正孔注入電極は、代表的には、２０Ω／平方以下の抵抗率および５５０ｎｍでの８９％以上の透過率を有する酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）のような透明な導電性金属−金属酸化物または金属硫化物材料である。金および銀の透明な薄層のような他の材料は、利用可能である。本文脈における「高仕事関数」は、一般に、約４．５ｅＶ以上の仕事関数であると考えられる。この電極は、一般に、熱気相成長、電子線蒸発、ＲＦおよびマグネトロンスパッタリング、化学的堆積などにより、固体支持体上に堆積される。これらの同じプロセスは、同様に、低仕事関数の電極を堆積するために使用され得る。この高仕事関数電極の主な要件は、適切な仕事関数、低抵抗率および高い透明性の組合せである。
【００１５】
（低仕事関数電極（１２））
低仕事関数電極１２は、電子注入接触として役立つ。それは、代表的には、電極１６とは反対の能動発光ポリマー層１４の表面上に配置された低仕事関数金属または合金から作製される。本発明の文脈における低仕事関数の金属としては、約４．３ｅＶ以下の仕事関数を有する物質が挙げられ、そしてそれらとしては、例えば、Ｂａ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｉｎ、およびＴｂが挙げられることが当該分野で周知である。それらは、多くの場合、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌなどのような安定な金属の層を伴う。これは、Ｂａ、ＣａおよびＴｂのような反応性材料の上の保護層として役立つ。他の低仕事関数（低イオン化ポテンシャル）の導電性材料は、電子注入接触として、従来の金属の代わりに使用され得る。この電子注入電極被膜の厚みは、重要ではなく、所望の表面抵抗を達成するよう調整され得（表面抵抗またはシート抵抗は、抵抗率をその厚みで割ることによって定義される）、そして有意に１００Å未満〜２０００Åの範囲で変動し得る。これらの材料は、一般に、電極１６の説明において提示された技術を用いて、薄膜として置かれる。
【００１６】
（正孔注入層（１５））
正孔注入層１５は、多くの場合、発光層１４と正孔注入電極１６との間に存在する。層１５は、代表的には、導電性ポリマーの２０〜３０ｎｍ厚の層である。このポリマーは、溶液としてキャストされ、この溶液は、エバポレートされて所望の層１５を与える。適切なポリマーの例としては、ポリ（ＢＴＰＤ−Ｓｉ−ＰＦＣＢ）の水溶液または前駆体からキャストされるＰＥＤＯＴ：ＰＳＳが挙げられる（Ｓ．Ｌｉｕ，Ｘ．Ｚ．Ｊｉａｎｇ，Ｈ．Ｍａ，Ｍ．Ｓ．Ｌｉｕ，Ａ．Ｋ．−Ｙ．ｊｅｎ，Ｍａｃｒｏ．，２０００，３３，３５１４; Ｘ． Ｇｏｎｇ， Ｄ． Ｍｏｓｅｓ，Ａ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ｓ．ＬｉｕおよびＡ．Ｋ．−Ｙ．Ｊｅｎ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，２００３，８３，１８３）。ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳが好ましい。他方、ポリ（ＢＴＰＤ−Ｓｉ−ＰＦＣＢ）を正孔注入層として使用することにより、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの使用によって引き起こされる多くのプロセシングの問題（例えば、発光性ポリマーの望ましくないエッチング、ＩＴＯの望ましくないエッチング、および微小短絡の形成）は、回避され得る（Ｇ．Ｇｒｅｃｚｙｎｓｋｉ，Ｔｈ．ＫｕｇｌｅｒおよびＷ．Ｒ．Ｓａｌａｎｅｃｋ，Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ，１９９９，３５４，１２９；Ｍ．Ｐ．ｄｅ Ｊｏｎｇ，Ｌ．Ｊ．ｖａｎ Ｉｊｚｅｎｄｏｏｒｎ，Ｍ．Ｊ．Ａ．ｄｅ Ｖｏｉｇｔ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２０００，７７，２２５５）。
【００１７】
（発光層（１４））
図９に示される発光層１４は、１種以上の有機金属発光体と１種以上の発光性半導体ポリマーとのブレンド（混合物）を含む。通常、これらのポリマーは、共役している。好ましい例としては、有機金属発光体、トリス（２，５−ビス−２’−（９’，９’−ジヘキシルフルオレン）ピリジン）イリジウム（ＩＩＩ）（「Ｉｒ（ＨＦＰ）３」）とポリマー、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン）（「ＰＦＯ」）とから作製されるＩ型（２発光体）デバイスにおいて使用される発光層が挙げられる。ＩＩ型（３発光体）デバイスは、例えば、ポリマーＰＦＯと、１％のフルオレノンを含むポリマー、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−ｃｏ−フルオレノン）（ＰＦＯ−Ｆ（１％））と有機金属発光体Ｉｒ（ＨＦＰ）３とのブレンドから作製され得る。図８は、ＰＦＯ、ＰＦＯ−Ｆ（１％）およびＩｒ（ＨＦＰ）３の分子構造を示す。ＰＦＯは、市販されている。Ｉｒ（ＨＦＰ）３の合成は、科学文献に報告されている（Ｊ．Ｃ．Ｏｓｔｒｏｗｓｋｉ，Ｍ．Ｒ．Ｒｏｂｉｎｓｏｎ，Ａ．Ｊ．ＨｅｅｇｅｒおよびＧ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，２００２，７，７８４）。ＰＦＯ−Ｆ（１％）の合成もまた、報告されている（Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｄ．ＭｏｓｅｓおよびＡ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．２００３）。
【００１８】
代表的な有機金属発光体は、Ｉｒ、Ｐｒ、Ｏｓ、Ｒｕ、またはＡｕなどを中心金属として有する錯体および化合物である。
【００１９】
（支持体（１７））
種々の活性層１４〜１６は、通常、固体基体１７により支持される。この固体基体１７は、プラスチック、ガラス、シリコン、セラミックなどのような剛性の材料、または、同様に可撓性プラスチックのような可撓性材料であり得る。この支持体は、（図９に示される支持体のように）透明であってもよく、この場合は、光は、この支持体を通り、そして透明電極１６を通って発せられ得る。あるいは、この支持体は、不透明であってもよく、この場合は、透明電極１６（これを通して光が発せられる）は、この支持体から離れて発光層の表面上にある。
【００２０】
（製作方法）
上記白色ＰＬＥＤは、溶液キャスティング、スクリーン印刷、接触印刷、前駆体ポリマープロセッシング、溶融プロセッシングなどのような当該分野で公知の技術を使用して製作され、発光性ポリマーブレンド層１４および正孔注入層１５が置かれる。スパッタリング、エバポレーションなどは、上記電極材料を置くために使用される。
【００２１】
本発明は、溶液プロセッシングにより効率よい白色エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤを得るための方法を提供する。この溶液は、上記発光層を形成する共役ポリマーおよび有機金属発光体を含む。好ましい実施形態において、有機金属発光体とブレンドされた共役ポリマーの溶液は、特に比較的非極性の炭化水素などの有機溶媒のような適切な溶媒中で形成される。次いで半透明の薄膜が、支持体上の任意の２層電極（例えば、ガラス上のＩＴＯ上に堆積された正孔注入層）または支持体上の半透明金属のような基体上の電極の上にキャストされる。上記ＰＬＥＤは、上記のように、連続層を有して作り上げられる。
【００２２】
溶媒から発光層を加工することにより、発っせられた光は、その濃度を調整することにより調節され得る。従って、溶液から加工することにより、安定なＣＩＥ座標、高いＣＲＩ値および安定な色温度を有する白色光が、エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤから獲得され得る。従って、本発明は、溶液プロセッシングから白色光エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤを得るための好ましい方法を開示する。さらに、本発明は、高い輝度、純粋な白色光のＣＩＥ座標（０．３３３，０．３３３）により近い安定なＣＩＥ座標、高いＣＲＩ値および安定な色温度を有する白色エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤを得るための方法を開示する。そしてより重要なことは、本発明は、そのＣＩＥ座標、ＣＲＩ値および色温度が輝度、印加電圧、および印加電流密度に非感受性である白色エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤを得るための方法を開示する。
【００２３】
（機構）
Ｉｒ（ＨＦＰ）３：ＰＦＯブレンドのような上記有機金属発光体−有機ポリマー発光体（Ｉ型）エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤから白色光を獲得するための機構には、Ｉｒ（ＨＦＰ）３上での正孔トラッピングおよび引き続くＩｒ（ＨＦＰ）３＋カチオン上での電子トラッピングが関与する（Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｊ．Ｃ．Ｏｓｔｒｏｗｓｋｉ，Ｄ．Ｍｏｓｅｓ，Ｇ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，およびＡ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００２，８１，３７１１）。白色エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤにおいては、（ＩＴＯ／ＰＥＤＥＴ：ＰＳＳまたはポリ（ＢＴＰＤ−Ｓｉ−ＰＤＣＢ）から）注入された正孔および（電子注入電極から注入された）電子は、ＰＦＯの主鎖上で再結合して青色発光および緑色発光を生成するか（Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｐ．Ｉｙｅｒ，Ｄ．Ｍｏｓｅｓ，Ｇ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，Ａ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ａｄｖ．Ｆｕｎｃ．Ｍａｔｅｒ．，２００３，１３，３２５）、またはＩｒ（ＨＦＰ）３によりトラップされ、引き続いてＩｒ（ＨＦＰ）３の三重項から赤色光が発せられるかのいずれかであり得る。これは、所望の白色光を提供する（Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｊ．Ｃ．Ｏｓｔｒｏｗｓｋｉ，Ｄ．Ｍｏｓｅｓ，Ｇ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，Ａ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ｍ．Ｓ．Ｌｉｕ，Ａ．Ｋ−Ｙ．Ｊｅｎ，Ａｄｖ．Ｍａｔ．２００３，１５，４５；Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｊ．Ｃ．Ｏｓｔｒｏｗｓｋｉ，Ｄ．Ｍｏｓｅｓ，Ｇ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，Ａ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ｊ．Ｐｏｌｙ．Ｓｃｉ．Ｐｏｌｙ．Ｐｈｙｓ．２００３；Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｊ．Ｃ．Ｏｓｔｒｏｗｓｋｉ，Ｄ．Ｍｏｓｅｓ，Ｇ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，およびＡ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００２，８１，３７１１）。
【００２４】
Ｉｒ（ＨＦＰ）３：ＰＦＯ−Ｆ（１％）：ＰＦＯのような３つの発光体ブレンドから作製されるＩＩ型エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤにおいては、注入される正孔および電子は、２つのプロセスにより再結合する；フルオレノン単位上およびＩｒ（ＨＦＰ）３上での電子トラッピングおよび正孔トラッピングと平行して青色発光および緑色発光を生成する主鎖（ＰＦＯ）上での直接再結合と、それに引き続く、ＰＦＯ−Ｆ（１％）からの緑色光およびＩｒ（ＨＦＰ）３の三重項励起状態からの赤色光を伴う放射的再結合（Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｊ．Ｃ．Ｏｓｔｒｏｗｓｋｉ，Ｄ．Ｍｏｓｅｓ，Ｇ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，Ａ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ｍ．Ｓ．Ｌｉｕ，Ａ．Ｋ−Ｙ．Ｊｅｎ，Ａｄｖ．Ｍａｔ．２００３，１５，４５；Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｊ．Ｃ．Ｏｓｔｒｏｗｓｋｉ，Ｍ．Ｒ．Ｒｏｂｉｎｓｏｎ，Ｄ．Ｍｏｓｅｓ，Ｇ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，およびＡ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ａｄｖ．Ｍａｔ．２００２，１４，５８１；Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｊ．Ｃ．Ｏｓｔｒｏｗｓｋｉ，Ｄ．Ｍｏｓｅｓ，Ｇ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，およびＡ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００２，８１，３７１１）。
【００２５】
以下の一般的な方法および特定の実施例は、単に本発明を例証するために提示され、そしてその限定として解釈されるべきではない。
【実施例】
【００２６】
（実施例１）
５０ｍｇのＰＦＯ、２０ｍｇのＰＦＯ−Ｆ（１％）および５ｍｇのＩｒ（ＨＦＰ）３を、それぞれ１ｍｌのトルエン中に溶解させることにより、以下の３つのストック溶液を調製した：共役ポリマーＰＦＯを含むストック溶液、共役ポリマーＰＦＯ−Ｆ（１％）を含むストック溶液、および有機金属発光体Ｉｒ（ＨＦＰ）３を含むストック溶液（これらの物質の構造については、図８を参照のこと）。０．５重量％のＩｒ（ＨＦＰ）３溶液を希釈することにより、０．０５重量％のＩｒ（ＨＦＰ）３溶液を得た。この混合物を、６５℃で一晩攪拌し、次いで室温まで冷却した。
【００２７】
この実施例は、本発明の実施において使用されるこれら３つの代表的な発光材料が共通の有機溶媒に可溶であることを実証する。
【００２８】
（実施例２）
Ｉ型溶液の調製：２．４μｌの０．０５重量％のＩｒ（ＨＦＰ）３のトルエン溶液および４００μｌの５重量％のＰＦＯのトルエン溶液を、１９７．６μｌの純粋トルエンに添加した。
【００２９】
ＩＩ型溶液の調製：１９．２μｌの０．０５重量％のＩｒ（ＨＦＰ）３のトルエン溶液および４００μｌの５重量％のＰＦＯのトルエン溶液を、１８０．８μｌの純粋トルエンに添加した。ＩＩ型デバイスを製造するとき、種々の量の実施例１で調製したＰＦＯ−Ｆ溶液を、これらの実施例において記載されるような使用の前に添加した。
【００３０】
この実施例は、発光材料の混合溶液が、共役ポリマーの溶液と有機金属発光体の溶液とをブレンドすることにより、所望の濃度で作製され得ることを実証する。
【００３１】
（実施例３）
実施例２に従って作製したＩ型溶液およびＩＩ型溶液を、窒素雰囲気中、２０００ｒｐｍで、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ層１５（それ自体は、固体支持体上のＩＴＯ電極上に置かれている）上にスピンキャストし、そしてその後、窒素雰囲気中で１時間、６５℃で焼いた。
【００３２】
（電子注入のための）Ｂａ電極１２を、約１００Åの厚みでその上に形成し、そしてＡｌ保護用上塗り層を、１０−６Ｔｏｒｒでの気相成長により、約２０００Åの厚みで堆積させた。（Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｊ．Ｃ．Ｏｓｔｒｏｗｓｋｉ，Ｍ．Ｒ．Ｒｏｂｉｎｓｏｎ，Ｄ．Ｍｏｓｅｓ，Ｇ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，およびＡ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ａｄｖ．Ｍａｔ．２００２，１４，５８１；Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｊ．Ｃ．Ｏｓｔｒｏｗｓｋｉ，Ｄ．Ｍｏｓｅｓ，Ｇ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，Ａ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ｍ．Ｓ．Ｌｉｕ，Ａ．Ｋ−Ｙ．Ｊｅｎ，Ａｄｖ．Ｍａｔ．２００３，１５，４５）。
【００３３】
この実施例は、エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤが溶液プロセッシングにより製作され得ることを実証する。
【００３４】
（実施例４）
図１は、純粋なＰＦＯ、ＰＦＯ−Ｆ（１％）およびＰＦＯ中に（Ｉｒ（ＨＦＰ）３：／ＰＦＯ＝１重量％の濃度で）ドープされたＩｒ（ＨＦＰ）３から作製されたデバイスから得たエレクトロホスホレッセンススペクトルを示す。「青色発光」のＰＦＯからの強い緑色の発光は、デバイスの製作／作動の間に発生したフロレノン欠陥から生じる（Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｐ．Ｉｙｅｒ，Ｄ．Ｍｏｓｅｓ，Ｇ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，Ａ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ａｄｖ．Ｆｕｎｃ．Ｍａｔｅｒ．，２００３，１３，３２５）。ＰＦＯ−Ｆ（１％）からの幅広い緑色発光は、ＰＦＯ多数成分からフルオレノン少数成分への、上記コポリマー中の励起エネルギー移動から生じる（Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｄ．ＭｏｓｅｓおよびＡ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．２００３）。６００ｎｍに最大および６２０での肩を有する赤色発光は、Ｉｒ（ＨＦＰ）３の三重項発光である（Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｊ．Ｃ．Ｏｓｔｒｏｗｓｋｉ，Ｄ．Ｍｏｓｅｓ，Ｇ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，Ａ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ｍ．Ｓ．Ｌｉｕ，Ａ．Ｋ−Ｙ．Ｊｅｎ，Ａｄｖ．Ｍａｔ．２００３，１５，４５；Ｊ．Ｃ．Ｏｓｔｒｏｗｓｋｉ，Ｍ．Ｒ．Ｒｏｂｉｎｓｏｎ，Ａ．Ｊ．ＨｅｅｇｅｒおよびＧ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，２００２，７，７８４）。
【００３５】
（実施例５）
図２は、Ｉ型デバイスおよびＩＩ型デバイスから得られたエレクトロホスホレッセンススペクトルを示す。Ｉ型デバイスについて、白色光は、２つの成分、ＰＦＯおよびＩｒ（ＨＦＰ）３から生成された；ＰＦＯからの青色および緑色の両方（Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｐ．Ｉｙｅｒ，Ｄ．Ｍｏｓｅｓ，Ｇ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，Ａ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ａｄｖ．Ｆｕｎｃ．Ｍａｔｅｒ．，２００３，１３，３２５）およびＩｒ（ＨＦＰ）３からの赤色。ＩＩ型デバイスについて、ＰＦＯ−Ｆ（１％）を、ＰＦＯ：Ｉｒ（ＨＦＰ）３ブレンドへ添加して、色分布を微調整する。それ故に、白色光は、ＩＩ型デバイスにより、３つの成分、ＰＦＯ、ＰＦＯ−Ｆ（１％）およびＩｒ（ＨＦＰ）３から生成される：ＰＦＯからの青色および緑色、ＰＦＯ−Ｆ（１％）からの緑色（Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｄ．ＭｏｓｅｓおよびＡ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ｓｙｎｔｈｅ．Ｍｅｔ．２００３）およびＩｒ（ＨＦＰ）３からの赤色。
【００３６】
（実施例６）
図３は、Ｉ型エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤおよびＩＩ型エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤからの目の暗所視のスペクトル感度を示す。図３は、ＩＩ型エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤは、ヒトの目のスペクトル感度によく適合していることを実証する。
【００３７】
（実施例７）
ＰＦＯ／Ｉｒ（ＨＦＰ）３の重量％を制御することによりもたらされる波長可変性をよりよく理解するために、１０−３重量％未満〜８重量％の範囲の異なる濃度のＩｒ（ＨＦＰ）３でドープしたＰＦＯからデバイスを製作した。１０−３重量％より低いＩｒ（ＨＦＰ）３濃度について、図２に示すスペクトル組成とともに白色発光を得た。０．１重量％より高いＩｒ（ＨＦＰ）３濃度について、発せられた光は赤色であった。図４は、異なる濃度のＩｒ（ＨＦＰ）３でドープしたＰＦＯから製作したデバイスから得られたＥＬスペクトルを示す。ＰＦＯからのＥＬ発光の非存在は、エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤにおける支配的な機構としての（エネルギー移動よりは）Ｉｒ（ＨＦＰ）３上での電荷トラッピングと整合する（Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｊ．Ｃ．Ｏｓｔｒｏｗｓｋｉ，Ｄ．Ｍｏｓｅｓ，Ｇ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，Ａ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ｍ.Ｓ．Ｌｉｕ，Ａ．Ｋ−Ｙ．Ｊｅｎ，Ａｄｖ．Ｍａｔ．２００３，１５，４５；Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｊ．Ｃ．Ｏｓｔｒｏｗｓｋｉ，Ｄ．Ｍｏｓｅｓ，Ｇ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，Ａ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ｊ．Ｐｏｌｙ．Ｓｃｉ．Ｐｏｌｙ．Ｐｈｙｓ．２００３；Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｊ．Ｃ．Ｏｓｔｒｏｗｓｋｉ，Ｍ．Ｒ．Ｒｏｂｉｎｓｏｎ，Ｄ，Ｍｏｓｅｓ，Ｇ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，およびＡ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ａｄｖ．Ｍａｔ．２００２，１４，５８１；Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｊ．Ｃ．Ｏｓｔｒｏｗｓｋｉ，Ｄ．Ｍｏｓｅｓ，Ｇ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，およびＡ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００２，８１，３７１１）。
【００３８】
（実施例８）
ＣＩＥ座標、ＣＴおよびＣＲＩを、エレクトロルミネセンス（ＥＬ）スペクトルから定量的に評価した（Ｇ．ＷｙｓｚｅｌｋｉおよびＷ．Ｓ．Ｓｔｉｌｅｓ，Ｃｏｌｏｒ Ｓｉｅｎｃｅ，第２版，（ｗｉｌｅｙ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ）１９８２；Ｄ．Ｂ．ＪｕｄｄおよびＧ．ＷｙｓｚｅｃｋＩ，Ｃｏｌｏｒ ｉｎ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ，Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，第３版（Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ）１９７５）。
【００３９】
（実施例９）
図５は、１９３１ ＣＩＥ色度図を示し、座標は、エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤからの発光に対応する：データ点は、異なる電流密度でバイアスをかけたＩ型デバイス（白四角）およびＩＩ型デバイス（白丸）の両方について示されている。Ｉ型デバイスおよびＩＩ型デバイスは、それぞれ、０．７０ｍＡ／ｃｍ２の電流密度（Ｊ）でＣＩＥ座標（０．３２９，０．３２１）を、Ｊ＝１ｍＡ／ｃｍ２で（０．３５２，０．３８８）を有し、これらの座標の両方は、純粋な白色光についての座標（０．３３３，０．３３３）に非常に近い。これらのＣＩＥ座標は、異なる電流密度におけるわずかに過ぎないシフトを示す。Ｉ型デバイスについて、ＣＩＥ：Ｊ＝０．２５ｍＡ／ｃｍ２〜Ｊ＝２７ｍＡ／ｃｍ２の範囲で、Δｘ＝±０．０１７、Δｙ＝±０．０２１；ＩＩ型デバイスについて、ＣＩＥ：Ｊ＝０．７０ｍＡ／ｃｍ２〜Ｊ＝１３３ｍＡ／ｃｍ２の範囲で、Δｘ＝±０．０１０、Δｙ＝±０．００８。このことは、上記エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤから得た白色光が安定なＣＩＥ座標を有することを実証する。輝度の関数としてのＣＩＥ座標の安定性は、ＰＬＥＤ／ＯＬＥＤについて以前に報告されたものよりもはるかに良好である（Ｊ．Ｋｉｄｏ，Ｈ．Ｓｈｉｏｎｏｙａ，Ｋ．Ｎａｇａｉ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．１９９５，６７，２２８１；Ｊ．Ｋｉｄｏ，Ｈ．Ｈｏｎｇａｗａ，Ｋ．ＯｋｕｙａｍａおよびＫ．Ｎａｇａｉ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．１９９４，６４，８１５；Ｙ．Ｚ．Ｗａｎｇ，Ｒ．Ｇ．Ｓｕｎ，Ｆ．Ｍｅｇｈｄａｄｉ，Ｇ．Ｌｅｉｓｉｎｇ，Ａ．Ｊ．Ｅｐｓｔｅｉｎ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，１９９９，７４，３６１３）。
【００４０】
（実施例１０）
Ｉ型デバイスは、約６４００ＫのＣＴを有し（図５を参照のこと）、これは平均的な昼の光のＣＴ（６５００Ｋ）に非常に近く（Ｒ．Ｗ．Ｇ．Ｈｕｎｔ，Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｃｏｌｏｒ，第２版，Ｅｌｌｉｓ Ｈｏｒｗｏｏｄ，１９９１）、そして、ＣＲＩ＝９２である。ＩＩ型デバイスは、約４６００ＫのＣＴを有し（図５を参照のこと）、これは太陽高度２０°の太陽光のＣＴ（４７００Ｋ）に非常に近く（Ｒ．Ｗ．Ｇ．Ｈｕｎｔ，Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｃｏｌｏｒ，第２版，Ｅｌｌｉｓ Ｈｏｒｗｏｏｄ，１９９１）、そして、ＣＲＩ＝８６である（すべての値は、Ｊに対して非感受性である）。Ｉ型デバイスおよびＩＩ型デバイスにおいて使用した特定の濃度は、例えばとして選択しただけである。上記ブレンドの組成を変更することにより、ＣＩＥ座標を、連続的に変更し得る。図５において、点線は、異なる色温度を示し；点線の卵形は、ヒトの目が色を白色として知覚する近似的領域を示す。
【００４１】
（実施例１１）
図６は、Ｉ型デバイスについての照度（Ｌ）対電圧（Ｖ）、および電流密度（Ｊ）対電圧（Ｖ）の特性を示す。図６中の挿入図は、５Ｖで点灯したデバイスの発光効率（ＬＥ）を、Ｊ．Ｂｏｔｈ型の関数として示す。Ｉ型デバイスは、２１Ｖにおいて約１．２×１０４ｃｄ／ｍ２のＬｍａｘを与えた。Ｌａｍｂｅｒｔの法則に従う強度プロフィールを仮定し、発光効率を、Ｊ＝５．２ｍＡ／ｃｍ２においてＬＥ（ｃｄ／Ａ）＝４．３ｃｄ／Ａと計算した。これらのデバイスにおいて、電荷輸送体を均衡させていないので、代替の正孔注入層を使用することにより、このＬＥを高め得る。
【００４２】
（実施例１２）
図７は、ＩＩ型デバイスについての照度（Ｌ）対電圧（Ｖ）、および電流密度（Ｊ）対電圧（Ｖ）の特徴を示す。図７中の挿入図は、５Ｖで点灯したデバイスの発光効率（ＬＥ）を、Ｊ．Ｂｏｔｈ型の関数として示す。ＩＩ型デバイスは、２２Ｖにおいて約６１００ｃｄ／ｍ２のＬｍａｘを与えた。Ｌａｍｂｅｒｔの法則に従う強度プロフィールを仮定し、ＩＩ型デバイスについて、発光効率を、Ｊ＝８．５ｍＡ／ｃｍ２においてＬＥ（ｃｄ／Ａ）＝３ｃｄ／Ａと計算した。これらのデバイスにおいて、電荷輸送体を均衡させていないので、代替の正孔注入層を使用することにより、このＬＥを高め得る（Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｊ．Ｃ．Ｏｓｔｒｏｗｓｋｉ，Ｄ．Ｍｏｓｅｓ，Ｇ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，およびＡ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００２，８１，３７１１）。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は、純粋なＰＦＯ、ＰＦＯ−Ｆ（１％）およびＰＦＯにドープされたＩｒ（ＨＦＰ）３（Ｉｒ（ＨＦＰ）３：ＰＦＯ＝１重量％）から作製された本発明のデバイスのエレクトロルミネッセンススペクトルを示す。これらの物質は、図８に記載される。
【図２】図２は、本発明のＩ型エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤおよびＩＩ型エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤから得られたエレクトロルミネッセンススペクトルを示す。
【図３】図３は、Ｉ型エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤおよびＩＩ型エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤからの目の暗所視のスペクトル感度を示す。
【図４】図４は、異なる濃度のＩｒ（ＨＦＰ）３でドープされたＰＦＯから作製された本発明のデバイスのエレクトロルミネッセンススペクトルを示す。
【図５】図５は、ＣＩＥ（１９３１）色度図を示し、座標は、異なる電流密度でバイアスをかけたＩ型デバイス（白四角）およびＩＩ型デバイス（白丸）の発光に対応する。純粋な白色光（０．３３３，０．３３３）に対する等エネルギー点Ｅ（黒丸）、および４０００°Ｋ（黒四角）、５０００°Ｋ（上向き黒三角）、および６５００°Ｋ（下向き黒三角）の色温度に対応する座標もまた示される。点線は、異なる色温度を示し；点線の卵形は、ヒトの目が色を白色として知覚する近似的領域を示す。
【図６】図６は、Ｉ型デバイスについての照度（実線）対印加電圧、および電流密度（点線）対印加電圧を示す。挿入図は、Ｉ型デバイスおよびＩＩ型デバイスの、発光効率（黒丸）対電流密度を示す。
【図７】図７は、Ｉ型デバイスについての照度（実線）対印加電圧、および電流密度（点線）対印加電圧を示す。挿入図は、Ｉ型デバイスおよびＩＩ型デバイスの、発光効率（黒丸）対電流密度を示す。
【図８】図８は、代表的な導電性ポリマーである、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン）（ＰＦＯ）および１％のフルオレノンを含むポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−ｃｏ−フルオレノン）（ＰＦＯ−Ｆ（１％））ならびに代表的な有機金属発光体である、トリス（２，５−ビス−２’−（９，９−ジヘキシルフルオレン）ピリジン）イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒ（ＨＦＰ）３）の分子構造を示す。
【図９】図９は、本発明の代表的なデバイスの概略的な断面を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリマーエレクトロホスホレッセンス（ｅｌｅｃｔｒｏｎｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）発光ダイオード（ＰＬＥＤ）に関する、より具体的には、本発明は、２つまたは３つまたはそれより多くの共通にホストされた発光体を含む半導体有機ポリマーブレンドからの白色エレクトロホスホレッセンスに関する。白色発光は、単一の発光領域におけるポリマーブレンドから達成される。本発明において開発された戦略は、発光性ポリマー材料を溶液からスピンキャストすることによる、白色エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤの製作を可能にする。本発明の白色発光性ポリマー材料はまた、高い輝度、高い効率、適切な色温度、高い演色評価数、および安定なＣＩＥ（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ ｄ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ）座標を有するイルミネーション品質の白色光を発するエレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤの比較的簡便な製作を可能にする。本発明の白色エレクトロホスホレッセンス発光は、固体状態照明のために使用され得る。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
白色光を発するポリマー発光ダイオード（ＰＬＥＤ）は、興味深い。なぜなら、それらは、（カラーフィルターとともに）高効率の能動マトリクスディスプレイにおいて使用するための有望性を提供するからであり、そしてそれらが、究極的には、固体状態照明のために使用され得るからである（非特許文献１および非特許文献２；非特許文献３）。有機金属発光体がドープされた半導体ポリマーを用いて製作される白色光エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤは、「プラスチック」電極のさらなる有望性を提供する。白色光エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤは、溶液からポリマーブレンドをキャストすることにより製作され得、それにより相対的に簡単で低コストの製作プロセスが可能となる（非特許文献４）。
【０００３】
有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）およびＰＬＥＤから白色光を発生させるために、いくつかのアプローチが使用されてきた。多層ＯＬＥＤ構造体が、低分子の高真空堆積により製作された（非特許文献５；非特許文献６）。これらのデバイスにおいて、異なる層は、異なる色の可視光を発し、それらは組合わさって白色光を与える。白色光はまた、エキシマー発光またはエキシプレックス発光を利用することにより、ＯＬＥＤおよびＰＬＥＤから実証されている。（非特許文献７、非特許文献８、非特許文献９）。単層のポリマーベースの構造体または混成体の無機／共役ポリマー構造体は、有利である。なぜなら、それらは、室温での溶液プロセシングにより製作され得るからである（非特許文献１０、非特許文献１１、非特許文献１２、非特許文献１３）。発光材料を溶液からキャスティングすることにより製作される白色光ＰＬＥＤは、より簡単な、そしてそれ故にそれほど高価でない製作プロセスをもたらす。
【０００４】
白色光は、以下の３つの量により特徴付けられる：ＣＩＥ（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ ｄ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ）座標、色温度（ＣＴ）、および演色評価数（ＣＲＩ）。「純粋な」白色光は、（０．３３３，０．３３３）のＣＩＥ座標を有し、それは採用される色の発光をバランスさせることにより得られる。イルミネーション用途に対しては、上記ＣＴは、黒体源の色温度、すなわち３０００Ｋと７５００Ｋとの間と等価である必要がある。平均的な昼の光は、ＣＴ＝６５００Ｋを有し、そして蛍光放電灯（暖か味のある白色）は、ＣＴ＝３０００Ｋを有する（非特許文献１４）。上記ＣＲＩは、その光源を用いて見た場合に、色がどれほど「真実に」見えるかについての数値尺度である。ＣＲＩ値は、０〜１００の範囲にあり、１００が真の色再生を表す。蛍光放電灯は、６０と９９との間の範囲のＣＲＩ等級を有する。
【非特許文献１】Ａ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｃｏｍｍｕ．，１９９８．１０７，６７３
【非特許文献２】Ａ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ｒｅｖ．Ｍｏｄｅｒｎ Ｐｈｙｓ．，２００１，７３，６８１
【非特許文献３】Ｒ．Ｈ．Ｆｒｉｅｎｄ，Ｒ．Ｗ．Ｇｙｍｅｒ，Ａ．Ｂ．Ｈｏｌｍｅｓ， Ｊ．Ｈ．Ｂｕｒｒｏｕｇｈｅｓ，Ｒ．Ｎ．Ｍａｒｋｓ，Ｃ．Ｔａｌｉａｎｉ，Ｄ．Ｄ．Ｃ．Ｂｒａｄｌｅｙ，Ｄ．Ａ．Ｄｏｓ Ｓａｎｔｏｓ，Ｊ．Ｌ．Ｂｒｅ’ｄａｓ，Ｍ．Ｌｏｅｇｄｌｕｎｄ，およびＷ．Ｒ．Ｓａｌａｎｅｃｋ，Ｎａｔｕｒｅ，１９９９，３９７，１２１
【非特許文献４】Ｇ．Ｄ．Ｍｕｅｌｌｅｒ，Ａ．Ｆａｌｃｏｕ，Ｎ．Ｒｅｃｋｅｆｕｓｓ，Ｍ．Ｒｏｉｊｈｎ，Ｖ．Ｗｉｅｄｅｒｈｉｒｎ，Ｐ．Ｒｕｄａｔｉ，Ｈ．Ｆｒｏｈｎｅ，Ｏ．Ｎｕｙｋｅｎ，Ｈ．Ｂｅｃｋｅｒ，Ｋ．Ｍｅｅｒｈｏｌｚ，Ｎａｔｕｒｅ，２００３，４２１，８２９
【非特許文献５】Ｍ．Ｓｔｒｕｋｅｌｊ，Ｒ．Ｈ．Ｊｏｒｄａｎ，Ａ．Ｄｏｄａｂａｌａｐｕｒ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１９９６，１１８，１２１３
【非特許文献６】Ｚ．Ｓｈｅｎ，Ｐ．Ｅ．Ｂｕｒｒｏｗｓ，Ｖ．Ｂｕｌｖｉｃ’，Ｓ．Ｒ．Ｆｏｒｒｅｓｔ，およびＭ．Ｅ．Ｔｈｏｍｐｓｏｎ，Ｓｃｉｅｎｃｅ，１９９７，２７６，２００９
【非特許文献７】Ｙ．Ｈａｍａｄａ，Ｔ．Ｓａｎｏ，Ｈ．Ｆｕｊｉｉ，Ｙ．Ｎｉｓｈｉｏ，Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐ１．Ｐｈｙｓ．，１９９６，３５，１３３９
【非特許文献８】Ｃ．Ｌ．Ｃｈａｏ，Ｓ．Ａ．Ｃｈｅｎ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，１９９８，７３，４２６
【非特許文献９】Ｙ．Ｚ．Ｗａｎｇ，Ｒ．Ｇ．Ｓｕｎ，Ｆ．Ｍｅｇｈｄａｄｉ，Ｇ．Ｌｅｉｓｉｎｇ，Ａ．Ｊ．Ｅｐｓｔｅｉｎ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，１９９９，７４，３６１３
【非特許文献１０】Ｊ．Ｋｉｄｏ，Ｈ．Ｓｈｉｏｎｏｙａ，Ｋ．Ｎａｇａｉ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．１９９５，６７，２２８１
【非特許文献１１】Ｊ．Ｋｉｄｏ，Ｈ．Ｈｏｎｇａｗａ，Ｋ．ＯｋｕｙａｍａおよびＫ．Ｎａｇａｉ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ，Ｌｅｔｔ．１９９４，６４，８１５
【非特許文献１２】Ｆ．Ｈｉｄｅ，Ｐ．Ｋｏｚｏｄｏｙ，Ｓ．Ｐ．ＤｅｎＢａａｒｓ，Ａ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，１９９７，７０，２６６４
【非特許文献１３】Ｃ．Ｚｈａｎｇ Ａ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．１９９８，８４，１５７９
【非特許文献１４】Ｒ．Ｗ．Ｇ．Ｈｕｎｔ，Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｃｏｌｏｒ，第２版，Ｅｌｌｉｓ Ｈｏｒｗｏｏｄ，１９９ｌ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
少なくとも７０のＣＲＩ値は、特定の用途に対しては受け入れられるが、好ましい白色光源は、約８０またはそれより高いＣＲＩ値を有する。高い輝度、高い効率、適切なＣＴ、高いＣＲＩ、および安定なＣＩＥ座標を有するイルミネーション品質の白色光を発するＰＬＥＤの実証は、固体状態照明の未来にとって重要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（発明の要旨）
本発明は、効率よいポリマーエレクトロホスホレッセンス発光デバイス（ＰＬＥＤ）に関する。より具体的には、本発明は、効率よい白色エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤに関する。本発明のデバイスは、少なくとも２つ、そして最も代表的には２つまたは３つのルミネッセンス発光体を、（観察者により平均化された場合に白色に見える、異なる領域における赤色発光、緑色発光および青色発光ではなく）単一の発光領域中に採用する。本記載において、２つの発光体を有するデバイスは、「Ｉ型」デバイスと称され、そして３つ以上の発光体を有するデバイスは、「ＩＩ型」デバイスと称される。このルミネッセンス発光体は、（一重項状態からの）蛍光と（三重項状態からの）りん光との組合せを介して白色光を発する。白色光は、単一発光領域中の２つもしくは３つまたはそれより多くのルミネッセンス発光体から、少なくとも１種の発光性半導体有機ポリマーおよびこの有機ポリマー相中に混合された少なくとも１種の有機金属発光体からの合わされた発光を介して、獲得される。２つ以上の発光中心から構成されるこの単一の発光層は、溶液プロセシングによる白色エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤの製作を可能にする。この戦略はまた、高い演色評価数、適切な色温度およびＣＩＥ座標を示す、明るく効率よい白色エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤの比較的簡単な製作を可能にする。さらに、上記半導体ポリマー相は、上記複数の発光中心に対する共通のホストを提供するので、これらの白色エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤからの演色評価数、色温度およびＣＩＥ座標は、輝度、印加電圧、および印加電流密度に非感受性である。
【０００７】
本発明の目的は、固体照明における用途のため、および液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のバックライトとしての用途のための高い発光効率、外部量子効率および輝度を示す、白色エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤを製造するための方法を提供することである。
【０００８】
本発明の別の目的は、高い演色評価数、適切な色温度、適切なＣＩＥ座標を有する白色光を示す白色エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤを製造することである。
【０００９】
本発明の第３の目的は、安定な演色評価数、安定な色温度、安定なＣＩＥ座標を有し、これらのすべてが輝度、印加電圧および印加電流密度に非感受性である白色エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤを製造することである。
【００１０】
本発明のさらに別の目的は、純粋な白色光のＣＩＥ座標（０．３３３，０．３３３）に近いＣＩＥ ｘ、ｙ色度座標を有する白色発光を生成する、白色光エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤを製造することである。
【００１１】
本発明のさらに別の目的は、平均的な昼の光の６５００Ｋおよび太陽高度２０°での太陽光の４７００Ｋに非常に近いかまたはそれに等しい色温度を有する白色発光を生成する、白色光エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤを製造することである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（好ましい実施形態の説明）
本発明は、１種以上の半導体有機ポリマーまたはコポリマー（例えば、共役ポリマーおよび共役コポリマー）からの蛍光ならびに上記１種以上のポリマーに分散された１種以上の有機金属発光体からのリン光を組み込むことにより、安定なＣＩＥ座標、高い色温度および高い演色評価数を有する白色光が提供されるという発見に基づく。このようなブレンドは、固体照明における用途のための白色光およびＬＣＤのバックライトとしての使用ための白色光を発する。
【００１３】
（デバイスの構成）
図９に示されるように、上記エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤは、電子注入（カソード）接触１２、例えば、半導体発光性ポリマーフィルム１４の一方の側と接触している１つの電極としての相対的に低い仕事関数の材料（Ｃａ、Ｂａなど）を備える。フィルム１４は、単層として、１種以上の有機金属りん光発光体と混合された１種以上の蛍光有機ポリマーから構成される。フィルム１４の他方の側は、正孔を注入する第２電極と接触している。これは、高い仕事関数を有する材料の簡単な透明層であり得るが、好ましい実施形態においては、この正孔注入電極は、第２（アノード）電極として役立つための高い仕事関数（高いイオン化ポテンシャル）を有する透明導電性材料の層１６上にコーティングされた正孔注入層１５を備える。すなわち、周知の構成である。（Ｄ．ＢｒａｕｎおよびＡ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，１９９１，５８，１９８２）。代表的な正孔注入薄層１５は、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）；ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）またはポリ（ビス（テトラフェニルジアミノ）ビフェニル−ペルフルオロシクロブタン）（ポリ（ＢＴＰＤ−Ｓｉ−ＰＦＣＢ））のようなポリマーから構成され（Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｄ．Ｍｏｓｅｓ，Ａ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ｓ．ＬｉｕおよびＡ．Ｋ．−Ｙ．Ｊｅｎ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，２００３，８３，１８３）、これらのポリマーは、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）層１６上に堆積され得、正孔注入する２層電極（アノード）を与える。層１７は、透明な支持体または基体であり、それを通って光が発っせられる。所望の場合には、この構成は逆にされ、上記低仕事関数電極が支持体上にあるようにされ得る。この場合、発光は、上記高仕事関数アノードを通してであり得る。
【００１４】
（高仕事関数電極（１６））
高仕事関数正孔注入電極は、代表的には、２０Ω／平方以下の抵抗率および５５０ｎｍでの８９％以上の透過率を有する酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）のような透明な導電性金属−金属酸化物または金属硫化物材料である。金および銀の透明な薄層のような他の材料は、利用可能である。本文脈における「高仕事関数」は、一般に、約４．５ｅＶ以上の仕事関数であると考えられる。この電極は、一般に、熱気相成長、電子線蒸発、ＲＦおよびマグネトロンスパッタリング、化学的堆積などにより、固体支持体上に堆積される。これらの同じプロセスは、同様に、低仕事関数の電極を堆積するために使用され得る。この高仕事関数電極の主な要件は、適切な仕事関数、低抵抗率および高い透明性の組合せである。
【００１５】
（低仕事関数電極（１２））
低仕事関数電極１２は、電子注入接触として役立つ。それは、代表的には、電極１６とは反対の能動発光ポリマー層１４の表面上に配置された低仕事関数金属または合金から作製される。本発明の文脈における低仕事関数の金属としては、約４．３ｅＶ以下の仕事関数を有する物質が挙げられ、そしてそれらとしては、例えば、Ｂａ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｉｎ、およびＴｂが挙げられることが当該分野で周知である。それらは、多くの場合、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌなどのような安定な金属の層を伴う。これは、Ｂａ、ＣａおよびＴｂのような反応性材料の上の保護層として役立つ。他の低仕事関数（低イオン化ポテンシャル）の導電性材料は、電子注入接触として、従来の金属の代わりに使用され得る。この電子注入電極被膜の厚みは、重要ではなく、所望の表面抵抗を達成するよう調整され得（表面抵抗またはシート抵抗は、抵抗率をその厚みで割ることによって定義される）、そして有意に１００Å未満〜２０００Åの範囲で変動し得る。これらの材料は、一般に、電極１６の説明において提示された技術を用いて、薄膜として置かれる。
【００１６】
（正孔注入層（１５））
正孔注入層１５は、多くの場合、発光層１４と正孔注入電極１６との間に存在する。層１５は、代表的には、導電性ポリマーの２０〜３０ｎｍ厚の層である。このポリマーは、溶液としてキャストされ、この溶液は、エバポレートされて所望の層１５を与える。適切なポリマーの例としては、ポリ（ＢＴＰＤ−Ｓｉ−ＰＦＣＢ）の水溶液または前駆体からキャストされるＰＥＤＯＴ：ＰＳＳが挙げられる（Ｓ．Ｌｉｕ，Ｘ．Ｚ．Ｊｉａｎｇ，Ｈ．Ｍａ，Ｍ．Ｓ．Ｌｉｕ，Ａ．Ｋ．−Ｙ．ｊｅｎ，Ｍａｃｒｏ．，２０００，３３，３５１４; Ｘ． Ｇｏｎｇ， Ｄ． Ｍｏｓｅｓ，Ａ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ｓ．ＬｉｕおよびＡ．Ｋ．−Ｙ．Ｊｅｎ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，２００３，８３，１８３）。ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳが好ましい。他方、ポリ（ＢＴＰＤ−Ｓｉ−ＰＦＣＢ）を正孔注入層として使用することにより、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの使用によって引き起こされる多くのプロセシングの問題（例えば、発光性ポリマーの望ましくないエッチング、ＩＴＯの望ましくないエッチング、および微小短絡の形成）は、回避され得る（Ｇ．Ｇｒｅｃｚｙｎｓｋｉ，Ｔｈ．ＫｕｇｌｅｒおよびＷ．Ｒ．Ｓａｌａｎｅｃｋ，Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ，１９９９，３５４，１２９；Ｍ．Ｐ．ｄｅ Ｊｏｎｇ，Ｌ．Ｊ．ｖａｎ Ｉｊｚｅｎｄｏｏｒｎ，Ｍ．Ｊ．Ａ．ｄｅ Ｖｏｉｇｔ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２０００，７７，２２５５）。
【００１７】
（発光層（１４））
図９に示される発光層１４は、１種以上の有機金属発光体と１種以上の発光性半導体ポリマーとのブレンド（混合物）を含む。通常、これらのポリマーは、共役している。好ましい例としては、有機金属発光体、トリス（２，５−ビス−２’−（９’，９’−ジヘキシルフルオレン）ピリジン）イリジウム（ＩＩＩ）（「Ｉｒ（ＨＦＰ）３」）とポリマー、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン）（「ＰＦＯ」）とから作製されるＩ型（２発光体）デバイスにおいて使用される発光層が挙げられる。ＩＩ型（３発光体）デバイスは、例えば、ポリマーＰＦＯと、１％のフルオレノンを含むポリマー、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−ｃｏ−フルオレノン）（ＰＦＯ−Ｆ（１％））と有機金属発光体Ｉｒ（ＨＦＰ）３とのブレンドから作製され得る。図８は、ＰＦＯ、ＰＦＯ−Ｆ（１％）およびＩｒ（ＨＦＰ）３の分子構造を示す。ＰＦＯは、市販されている。Ｉｒ（ＨＦＰ）３の合成は、科学文献に報告されている（Ｊ．Ｃ．Ｏｓｔｒｏｗｓｋｉ，Ｍ．Ｒ．Ｒｏｂｉｎｓｏｎ，Ａ．Ｊ．ＨｅｅｇｅｒおよびＧ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，２００２，７，７８４）。ＰＦＯ−Ｆ（１％）の合成もまた、報告されている（Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｄ．ＭｏｓｅｓおよびＡ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．２００３）。
【００１８】
代表的な有機金属発光体は、Ｉｒ、Ｐｒ、Ｏｓ、Ｒｕ、またはＡｕなどを中心金属として有する錯体および化合物である。
【００１９】
（支持体（１７））
種々の活性層１４〜１６は、通常、固体基体１７により支持される。この固体基体１７は、プラスチック、ガラス、シリコン、セラミックなどのような剛性の材料、または、同様に可撓性プラスチックのような可撓性材料であり得る。この支持体は、（図９に示される支持体のように）透明であってもよく、この場合は、光は、この支持体を通り、そして透明電極１６を通って発せられ得る。あるいは、この支持体は、不透明であってもよく、この場合は、透明電極１６（これを通して光が発せられる）は、この支持体から離れて発光層の表面上にある。
【００２０】
（製作方法）
上記白色ＰＬＥＤは、溶液キャスティング、スクリーン印刷、接触印刷、前駆体ポリマープロセッシング、溶融プロセッシングなどのような当該分野で公知の技術を使用して製作され、発光性ポリマーブレンド層１４および正孔注入層１５が置かれる。スパッタリング、エバポレーションなどは、上記電極材料を置くために使用される。
【００２１】
本発明は、溶液プロセッシングにより効率よい白色エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤを得るための方法を提供する。この溶液は、上記発光層を形成する共役ポリマーおよび有機金属発光体を含む。好ましい実施形態において、有機金属発光体とブレンドされた共役ポリマーの溶液は、特に比較的非極性の炭化水素などの有機溶媒のような適切な溶媒中で形成される。次いで半透明の薄膜が、支持体上の任意の２層電極（例えば、ガラス上のＩＴＯ上に堆積された正孔注入層）または支持体上の半透明金属のような基体上の電極の上にキャストされる。上記ＰＬＥＤは、上記のように、連続層を有して作り上げられる。
【００２２】
溶媒から発光層を加工することにより、発っせられた光は、その濃度を調整することにより調節され得る。従って、溶液から加工することにより、安定なＣＩＥ座標、高いＣＲＩ値および安定な色温度を有する白色光が、エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤから獲得され得る。従って、本発明は、溶液プロセッシングから白色光エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤを得るための好ましい方法を開示する。さらに、本発明は、高い輝度、純粋な白色光のＣＩＥ座標（０．３３３，０．３３３）により近い安定なＣＩＥ座標、高いＣＲＩ値および安定な色温度を有する白色エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤを得るための方法を開示する。そしてより重要なことは、本発明は、そのＣＩＥ座標、ＣＲＩ値および色温度が輝度、印加電圧、および印加電流密度に非感受性である白色エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤを得るための方法を開示する。
【００２３】
（機構）
Ｉｒ（ＨＦＰ）３：ＰＦＯブレンドのような上記有機金属発光体−有機ポリマー発光体（Ｉ型）エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤから白色光を獲得するための機構には、Ｉｒ（ＨＦＰ）３上での正孔トラッピングおよび引き続くＩｒ（ＨＦＰ）３＋カチオン上での電子トラッピングが関与する（Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｊ．Ｃ．Ｏｓｔｒｏｗｓｋｉ，Ｄ．Ｍｏｓｅｓ，Ｇ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，およびＡ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００２，８１，３７１１）。白色エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤにおいては、（ＩＴＯ／ＰＥＤＥＴ：ＰＳＳまたはポリ（ＢＴＰＤ−Ｓｉ−ＰＤＣＢ）から）注入された正孔および（電子注入電極から注入された）電子は、ＰＦＯの主鎖上で再結合して青色発光および緑色発光を生成するか（Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｐ．Ｉｙｅｒ，Ｄ．Ｍｏｓｅｓ，Ｇ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，Ａ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ａｄｖ．Ｆｕｎｃ．Ｍａｔｅｒ．，２００３，１３，３２５）、またはＩｒ（ＨＦＰ）３によりトラップされ、引き続いてＩｒ（ＨＦＰ）３の三重項から赤色光が発せられるかのいずれかであり得る。これは、所望の白色光を提供する（Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｊ．Ｃ．Ｏｓｔｒｏｗｓｋｉ，Ｄ．Ｍｏｓｅｓ，Ｇ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，Ａ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ｍ．Ｓ．Ｌｉｕ，Ａ．Ｋ−Ｙ．Ｊｅｎ，Ａｄｖ．Ｍａｔ．２００３，１５，４５；Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｊ．Ｃ．Ｏｓｔｒｏｗｓｋｉ，Ｄ．Ｍｏｓｅｓ，Ｇ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，Ａ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ｊ．Ｐｏｌｙ．Ｓｃｉ．Ｐｏｌｙ．Ｐｈｙｓ．２００３；Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｊ．Ｃ．Ｏｓｔｒｏｗｓｋｉ，Ｄ．Ｍｏｓｅｓ，Ｇ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，およびＡ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００２，８１，３７１１）。
【００２４】
Ｉｒ（ＨＦＰ）３：ＰＦＯ−Ｆ（１％）：ＰＦＯのような３つの発光体ブレンドから作製されるＩＩ型エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤにおいては、注入される正孔および電子は、２つのプロセスにより再結合する；フルオレノン単位上およびＩｒ（ＨＦＰ）３上での電子トラッピングおよび正孔トラッピングと平行して青色発光および緑色発光を生成する主鎖（ＰＦＯ）上での直接再結合と、それに引き続く、ＰＦＯ−Ｆ（１％）からの緑色光およびＩｒ（ＨＦＰ）３の三重項励起状態からの赤色光を伴う放射的再結合（Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｊ．Ｃ．Ｏｓｔｒｏｗｓｋｉ，Ｄ．Ｍｏｓｅｓ，Ｇ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，Ａ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ｍ．Ｓ．Ｌｉｕ，Ａ．Ｋ−Ｙ．Ｊｅｎ，Ａｄｖ．Ｍａｔ．２００３，１５，４５；Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｊ．Ｃ．Ｏｓｔｒｏｗｓｋｉ，Ｍ．Ｒ．Ｒｏｂｉｎｓｏｎ，Ｄ．Ｍｏｓｅｓ，Ｇ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，およびＡ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ａｄｖ．Ｍａｔ．２００２，１４，５８１；Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｊ．Ｃ．Ｏｓｔｒｏｗｓｋｉ，Ｄ．Ｍｏｓｅｓ，Ｇ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，およびＡ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００２，８１，３７１１）。
【００２５】
以下の一般的な方法および特定の実施例は、単に本発明を例証するために提示され、そしてその限定として解釈されるべきではない。
【実施例】
【００２６】
（実施例１）
５０ｍｇのＰＦＯ、２０ｍｇのＰＦＯ−Ｆ（１％）および５ｍｇのＩｒ（ＨＦＰ）３を、それぞれ１ｍｌのトルエン中に溶解させることにより、以下の３つのストック溶液を調製した：共役ポリマーＰＦＯを含むストック溶液、共役ポリマーＰＦＯ−Ｆ（１％）を含むストック溶液、および有機金属発光体Ｉｒ（ＨＦＰ）３を含むストック溶液（これらの物質の構造については、図８を参照のこと）。０．５重量％のＩｒ（ＨＦＰ）３溶液を希釈することにより、０．０５重量％のＩｒ（ＨＦＰ）３溶液を得た。この混合物を、６５℃で一晩攪拌し、次いで室温まで冷却した。
【００２７】
この実施例は、本発明の実施において使用されるこれら３つの代表的な発光材料が共通の有機溶媒に可溶であることを実証する。
【００２８】
（実施例２）
Ｉ型溶液の調製：２．４μｌの０．０５重量％のＩｒ（ＨＦＰ）３のトルエン溶液および４００μｌの５重量％のＰＦＯのトルエン溶液を、１９７．６μｌの純粋トルエンに添加した。
【００２９】
ＩＩ型溶液の調製：１９．２μｌの０．０５重量％のＩｒ（ＨＦＰ）３のトルエン溶液および４００μｌの５重量％のＰＦＯのトルエン溶液を、１８０．８μｌの純粋トルエンに添加した。ＩＩ型デバイスを製造するとき、種々の量の実施例１で調製したＰＦＯ−Ｆ溶液を、これらの実施例において記載されるような使用の前に添加した。
【００３０】
この実施例は、発光材料の混合溶液が、共役ポリマーの溶液と有機金属発光体の溶液とをブレンドすることにより、所望の濃度で作製され得ることを実証する。
【００３１】
（実施例３）
実施例２に従って作製したＩ型溶液およびＩＩ型溶液を、窒素雰囲気中、２０００ｒｐｍで、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ層１５（それ自体は、固体支持体上のＩＴＯ電極上に置かれている）上にスピンキャストし、そしてその後、窒素雰囲気中で１時間、６５℃で焼いた。
【００３２】
（電子注入のための）Ｂａ電極１２を、約１００Åの厚みでその上に形成し、そしてＡｌ保護用上塗り層を、１０−６Ｔｏｒｒでの気相成長により、約２０００Åの厚みで堆積させた。（Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｊ．Ｃ．Ｏｓｔｒｏｗｓｋｉ，Ｍ．Ｒ．Ｒｏｂｉｎｓｏｎ，Ｄ．Ｍｏｓｅｓ，Ｇ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，およびＡ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ａｄｖ．Ｍａｔ．２００２，１４，５８１；Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｊ．Ｃ．Ｏｓｔｒｏｗｓｋｉ，Ｄ．Ｍｏｓｅｓ，Ｇ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，Ａ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ｍ．Ｓ．Ｌｉｕ，Ａ．Ｋ−Ｙ．Ｊｅｎ，Ａｄｖ．Ｍａｔ．２００３，１５，４５）。
【００３３】
この実施例は、エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤが溶液プロセッシングにより製作され得ることを実証する。
【００３４】
（実施例４）
図１は、純粋なＰＦＯ、ＰＦＯ−Ｆ（１％）およびＰＦＯ中に（Ｉｒ（ＨＦＰ）３：／ＰＦＯ＝１重量％の濃度で）ドープされたＩｒ（ＨＦＰ）３から作製されたデバイスから得たエレクトロホスホレッセンススペクトルを示す。「青色発光」のＰＦＯからの強い緑色の発光は、デバイスの製作／作動の間に発生したフロレノン欠陥から生じる（Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｐ．Ｉｙｅｒ，Ｄ．Ｍｏｓｅｓ，Ｇ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，Ａ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ａｄｖ．Ｆｕｎｃ．Ｍａｔｅｒ．，２００３，１３，３２５）。ＰＦＯ−Ｆ（１％）からの幅広い緑色発光は、ＰＦＯ多数成分からフルオレノン少数成分への、上記コポリマー中の励起エネルギー移動から生じる（Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｄ．ＭｏｓｅｓおよびＡ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．２００３）。６００ｎｍに最大および６２０での肩を有する赤色発光は、Ｉｒ（ＨＦＰ）３の三重項発光である（Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｊ．Ｃ．Ｏｓｔｒｏｗｓｋｉ，Ｄ．Ｍｏｓｅｓ，Ｇ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，Ａ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ｍ．Ｓ．Ｌｉｕ，Ａ．Ｋ−Ｙ．Ｊｅｎ，Ａｄｖ．Ｍａｔ．２００３，１５，４５；Ｊ．Ｃ．Ｏｓｔｒｏｗｓｋｉ，Ｍ．Ｒ．Ｒｏｂｉｎｓｏｎ，Ａ．Ｊ．ＨｅｅｇｅｒおよびＧ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，２００２，７，７８４）。
【００３５】
（実施例５）
図２は、Ｉ型デバイスおよびＩＩ型デバイスから得られたエレクトロホスホレッセンススペクトルを示す。Ｉ型デバイスについて、白色光は、２つの成分、ＰＦＯおよびＩｒ（ＨＦＰ）３から生成された；ＰＦＯからの青色および緑色の両方（Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｐ．Ｉｙｅｒ，Ｄ．Ｍｏｓｅｓ，Ｇ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，Ａ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ａｄｖ．Ｆｕｎｃ．Ｍａｔｅｒ．，２００３，１３，３２５）およびＩｒ（ＨＦＰ）３からの赤色。ＩＩ型デバイスについて、ＰＦＯ−Ｆ（１％）を、ＰＦＯ：Ｉｒ（ＨＦＰ）３ブレンドへ添加して、色分布を微調整する。それ故に、白色光は、ＩＩ型デバイスにより、３つの成分、ＰＦＯ、ＰＦＯ−Ｆ（１％）およびＩｒ（ＨＦＰ）３から生成される：ＰＦＯからの青色および緑色、ＰＦＯ−Ｆ（１％）からの緑色（Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｄ．ＭｏｓｅｓおよびＡ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ｓｙｎｔｈｅ．Ｍｅｔ．２００３）およびＩｒ（ＨＦＰ）３からの赤色。
【００３６】
（実施例６）
図３は、Ｉ型エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤおよびＩＩ型エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤからの目の暗所視のスペクトル感度を示す。図３は、ＩＩ型エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤは、ヒトの目のスペクトル感度によく適合していることを実証する。
【００３７】
（実施例７）
ＰＦＯ／Ｉｒ（ＨＦＰ）３の重量％を制御することによりもたらされる波長可変性をよりよく理解するために、１０−３重量％未満〜８重量％の範囲の異なる濃度のＩｒ（ＨＦＰ）３でドープしたＰＦＯからデバイスを製作した。１０−３重量％より低いＩｒ（ＨＦＰ）３濃度について、図２に示すスペクトル組成とともに白色発光を得た。０．１重量％より高いＩｒ（ＨＦＰ）３濃度について、発せられた光は赤色であった。図４は、異なる濃度のＩｒ（ＨＦＰ）３でドープしたＰＦＯから製作したデバイスから得られたＥＬスペクトルを示す。ＰＦＯからのＥＬ発光の非存在は、エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤにおける支配的な機構としての（エネルギー移動よりは）Ｉｒ（ＨＦＰ）３上での電荷トラッピングと整合する（Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｊ．Ｃ．Ｏｓｔｒｏｗｓｋｉ，Ｄ．Ｍｏｓｅｓ，Ｇ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，Ａ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ｍ.Ｓ．Ｌｉｕ，Ａ．Ｋ−Ｙ．Ｊｅｎ，Ａｄｖ．Ｍａｔ．２００３，１５，４５；Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｊ．Ｃ．Ｏｓｔｒｏｗｓｋｉ，Ｄ．Ｍｏｓｅｓ，Ｇ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，Ａ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ｊ．Ｐｏｌｙ．Ｓｃｉ．Ｐｏｌｙ．Ｐｈｙｓ．２００３；Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｊ．Ｃ．Ｏｓｔｒｏｗｓｋｉ，Ｍ．Ｒ．Ｒｏｂｉｎｓｏｎ，Ｄ，Ｍｏｓｅｓ，Ｇ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，およびＡ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ａｄｖ．Ｍａｔ．２００２，１４，５８１；Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｊ．Ｃ．Ｏｓｔｒｏｗｓｋｉ，Ｄ．Ｍｏｓｅｓ，Ｇ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，およびＡ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００２，８１，３７１１）。
【００３８】
（実施例８）
ＣＩＥ座標、ＣＴおよびＣＲＩを、エレクトロルミネセンス（ＥＬ）スペクトルから定量的に評価した（Ｇ．ＷｙｓｚｅｌｋｉおよびＷ．Ｓ．Ｓｔｉｌｅｓ，Ｃｏｌｏｒ Ｓｉｅｎｃｅ，第２版，（ｗｉｌｅｙ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ）１９８２；Ｄ．Ｂ．ＪｕｄｄおよびＧ．ＷｙｓｚｅｃｋＩ，Ｃｏｌｏｒ ｉｎ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ，Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，第３版（Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ）１９７５）。
【００３９】
（実施例９）
図５は、１９３１ ＣＩＥ色度図を示し、座標は、エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤからの発光に対応する：データ点は、異なる電流密度でバイアスをかけたＩ型デバイス（白四角）およびＩＩ型デバイス（白丸）の両方について示されている。Ｉ型デバイスおよびＩＩ型デバイスは、それぞれ、０．７０ｍＡ／ｃｍ２の電流密度（Ｊ）でＣＩＥ座標（０．３２９，０．３２１）を、Ｊ＝１ｍＡ／ｃｍ２で（０．３５２，０．３８８）を有し、これらの座標の両方は、純粋な白色光についての座標（０．３３３，０．３３３）に非常に近い。これらのＣＩＥ座標は、異なる電流密度におけるわずかに過ぎないシフトを示す。Ｉ型デバイスについて、ＣＩＥ：Ｊ＝０．２５ｍＡ／ｃｍ２〜Ｊ＝２７ｍＡ／ｃｍ２の範囲で、Δｘ＝±０．０１７、Δｙ＝±０．０２１；ＩＩ型デバイスについて、ＣＩＥ：Ｊ＝０．７０ｍＡ／ｃｍ２〜Ｊ＝１３３ｍＡ／ｃｍ２の範囲で、Δｘ＝±０．０１０、Δｙ＝±０．００８。このことは、上記エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤから得た白色光が安定なＣＩＥ座標を有することを実証する。輝度の関数としてのＣＩＥ座標の安定性は、ＰＬＥＤ／ＯＬＥＤについて以前に報告されたものよりもはるかに良好である（Ｊ．Ｋｉｄｏ，Ｈ．Ｓｈｉｏｎｏｙａ，Ｋ．Ｎａｇａｉ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．１９９５，６７，２２８１；Ｊ．Ｋｉｄｏ，Ｈ．Ｈｏｎｇａｗａ，Ｋ．ＯｋｕｙａｍａおよびＫ．Ｎａｇａｉ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．１９９４，６４，８１５；Ｙ．Ｚ．Ｗａｎｇ，Ｒ．Ｇ．Ｓｕｎ，Ｆ．Ｍｅｇｈｄａｄｉ，Ｇ．Ｌｅｉｓｉｎｇ，Ａ．Ｊ．Ｅｐｓｔｅｉｎ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，１９９９，７４，３６１３）。
【００４０】
（実施例１０）
Ｉ型デバイスは、約６４００ＫのＣＴを有し（図５を参照のこと）、これは平均的な昼の光のＣＴ（６５００Ｋ）に非常に近く（Ｒ．Ｗ．Ｇ．Ｈｕｎｔ，Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｃｏｌｏｒ，第２版，Ｅｌｌｉｓ Ｈｏｒｗｏｏｄ，１９９１）、そして、ＣＲＩ＝９２である。ＩＩ型デバイスは、約４６００ＫのＣＴを有し（図５を参照のこと）、これは太陽高度２０°の太陽光のＣＴ（４７００Ｋ）に非常に近く（Ｒ．Ｗ．Ｇ．Ｈｕｎｔ，Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｃｏｌｏｒ，第２版，Ｅｌｌｉｓ Ｈｏｒｗｏｏｄ，１９９１）、そして、ＣＲＩ＝８６である（すべての値は、Ｊに対して非感受性である）。Ｉ型デバイスおよびＩＩ型デバイスにおいて使用した特定の濃度は、例えばとして選択しただけである。上記ブレンドの組成を変更することにより、ＣＩＥ座標を、連続的に変更し得る。図５において、点線は、異なる色温度を示し；点線の卵形は、ヒトの目が色を白色として知覚する近似的領域を示す。
【００４１】
（実施例１１）
図６は、Ｉ型デバイスについての照度（Ｌ）対電圧（Ｖ）、および電流密度（Ｊ）対電圧（Ｖ）の特性を示す。図６中の挿入図は、５Ｖで点灯したデバイスの発光効率（ＬＥ）を、Ｊ．Ｂｏｔｈ型の関数として示す。Ｉ型デバイスは、２１Ｖにおいて約１．２×１０４ｃｄ／ｍ２のＬｍａｘを与えた。Ｌａｍｂｅｒｔの法則に従う強度プロフィールを仮定し、発光効率を、Ｊ＝５．２ｍＡ／ｃｍ２においてＬＥ（ｃｄ／Ａ）＝４．３ｃｄ／Ａと計算した。これらのデバイスにおいて、電荷輸送体を均衡させていないので、代替の正孔注入層を使用することにより、このＬＥを高め得る。
【００４２】
（実施例１２）
図７は、ＩＩ型デバイスについての照度（Ｌ）対電圧（Ｖ）、および電流密度（Ｊ）対電圧（Ｖ）の特徴を示す。図７中の挿入図は、５Ｖで点灯したデバイスの発光効率（ＬＥ）を、Ｊ．Ｂｏｔｈ型の関数として示す。ＩＩ型デバイスは、２２Ｖにおいて約６１００ｃｄ／ｍ２のＬｍａｘを与えた。Ｌａｍｂｅｒｔの法則に従う強度プロフィールを仮定し、ＩＩ型デバイスについて、発光効率を、Ｊ＝８．５ｍＡ／ｃｍ２においてＬＥ（ｃｄ／Ａ）＝３ｃｄ／Ａと計算した。これらのデバイスにおいて、電荷輸送体を均衡させていないので、代替の正孔注入層を使用することにより、このＬＥを高め得る（Ｘ．Ｇｏｎｇ，Ｊ．Ｃ．Ｏｓｔｒｏｗｓｋｉ，Ｄ．Ｍｏｓｅｓ，Ｇ．Ｃ．Ｂａｚａｎ，およびＡ．Ｊ．Ｈｅｅｇｅｒ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００２，８１，３７１１）。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は、純粋なＰＦＯ、ＰＦＯ−Ｆ（１％）およびＰＦＯにドープされたＩｒ（ＨＦＰ）３（Ｉｒ（ＨＦＰ）３：ＰＦＯ＝１重量％）から作製された本発明のデバイスのエレクトロルミネッセンススペクトルを示す。これらの物質は、図８に記載される。
【図２】図２は、本発明のＩ型エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤおよびＩＩ型エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤから得られたエレクトロルミネッセンススペクトルを示す。
【図３】図３は、Ｉ型エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤおよびＩＩ型エレクトロホスホレッセンスＰＬＥＤからの目の暗所視のスペクトル感度を示す。
【図４】図４は、異なる濃度のＩｒ（ＨＦＰ）３でドープされたＰＦＯから作製された本発明のデバイスのエレクトロルミネッセンススペクトルを示す。
【図５】図５は、ＣＩＥ（１９３１）色度図を示し、座標は、異なる電流密度でバイアスをかけたＩ型デバイス（白四角）およびＩＩ型デバイス（白丸）の発光に対応する。純粋な白色光（０．３３３，０．３３３）に対する等エネルギー点Ｅ（黒丸）、および４０００°Ｋ（黒四角）、５０００°Ｋ（上向き黒三角）、および６５００°Ｋ（下向き黒三角）の色温度に対応する座標もまた示される。点線は、異なる色温度を示し；点線の卵形は、ヒトの目が色を白色として知覚する近似的領域を示す。
【図６】図６は、Ｉ型デバイスについての照度（実線）対印加電圧、および電流密度（点線）対印加電圧を示す。挿入図は、Ｉ型デバイスおよびＩＩ型デバイスの、発光効率（黒丸）対電流密度を示す。
【図７】図７は、Ｉ型デバイスについての照度（実線）対印加電圧、および電流密度（点線）対印加電圧を示す。挿入図は、Ｉ型デバイスおよびＩＩ型デバイスの、発光効率（黒丸）対電流密度を示す。
【図８】図８は、代表的な導電性ポリマーである、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン）（ＰＦＯ）および１％のフルオレノンを含むポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−ｃｏ−フルオレノン）（ＰＦＯ−Ｆ（１％））ならびに代表的な有機金属発光体である、トリス（２，５−ビス−２’−（９，９−ジヘキシルフルオレン）ピリジン）イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒ（ＨＦＰ）３）の分子構造を示す。
【図９】図９は、本発明の代表的なデバイスの概略的な断面を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ポリマーベースの発光デバイスであって、
電子注入層；
発光層の反対側にある正孔注入層、
を備え、該発光層は、
蛍光を発し得る少なくとも１種の半導体ポリマーであって、りん光を発し得る少なくとも１つの混合りん光発光体に対するホストとして役立つ、少なくとも１種の半導体ポリマー、
を含み、該半導体ポリマーからの蛍光発光および該少なくとも１つの混合りん光発光体からのりん光発光が、単一の発光領域中で起こる、有機ポリマーベースの発光デバイス。
【請求項２】
前記蛍光発光が、前記りん光発光よりも、光子エネルギーが高い、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項３】
前記半導体ポリマーが、共役ポリマーを含む、請求項２に記載の発光デバイス。
【請求項４】
前記半導体ポリマーが、非共役ポリマーを含む、請求項２に記載の発光デバイス。
【請求項５】
前記半導体ポリマーが、蛍光を発し得る単一のポリマーまたはコポリマーである、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項６】
前記りん光発光体が、単一のりん光発光体である、請求項５に記載の発光デバイス。
【請求項７】
前記半導体ポリマーが、前記りん光発光体のホストとして役立つ、請求項６に記載の発光デバイス。
【請求項８】
２つ以上のりん光発光体が存在し、そして前記半導体ポリマーが、該２つ以上のりん光発光体に対する共通のホストとして役立つ、請求項６に記載の発光デバイス。
【請求項９】
前記半導体ポリマーが、りん光を発し得る２種以上のポリマーまたはコポリマーのブレンドである、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項１０】
前記りん光発光体が、単一の発光体であり、前記２種以上のポリマーのブレンドが、該りん光発光体に対するホストとして役立つ、請求項９に記載の発光デバイス。
【請求項１１】
前記りん光発光体が、少なくとも２つの発光体であり、前記２種以上のポリマーのブレンドが、共通のホストとして役立つ、請求項９記載の発光デバイス。
【請求項１２】
前記りん光発光体が、有機金属である、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項１３】
有機ポリマーの発光デバイスであって、該発光デバイスは有機ポリマーの発光層を備え、該発光層は、
ａ）少なくとも１つの有機ポリマーの蛍光発光体；および
ｂ）単一発光領域として緻密に混合された少なくとも１つのりん光発光体、
を備え、該少なくとも１つの蛍光発光体からの発光が、該少なくとも１つのりん光発光体からの発光よりも、光子エネルギーが高く、該少なくとも１つの蛍光発光体および該少なくとも１つのりん光発光体の合わさった発光が、白色発光を与えるに十分、可視スペクトルに及んでいる、有機ポリマーの発光デバイス。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの有機ポリマーの蛍光発光体が、前記少なくとも１つのりん光発光体に対する共通のホストとして役立ち、前記白色発光の色座標、色温度および演色評価数が、輝度、印加電圧および印加電流密度に感受性でない、請求項１３に記載の発光デバイス。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの有機ポリマーの発光体が、単一の共役ポリマーを含む、請求項１３に記載の発光デバイス。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの有機ポリマーの発光体が、２種の共役ポリマーを含む、請求項１３に記載の発光デバイス。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの蛍光発光体が、ポリフルオレンおよびポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−ｃｏ−フルオレノン）より選択される、請求項１３に記載の発光デバイス。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのりん光発光体が、有機金属発光体である、請求項１３に記載の発光デバイス。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの有機金属発光体が、トリス（２，５−ビス−（９’，９’−ジヘキシルフルオレン）ピリジン）イリジウム（ＩＩＩ）、Ｉｒ（ＨＦＰ）３である、請求項１８に記載の発光デバイス。
【請求項２０】
前記合わさった発光が、可視スペクトルを網羅している、請求項１３に記載の発光デバイス。
【請求項２１】
前記合わさった発光が、０．３２９±０．０１７のＣＩＥ ｘ座標および０．３２１±０．０２１のＣＩＥ ｙ座標を有する、請求項１３に記載の発光デバイス。
【請求項２２】
前記合わさった発光が、平均的な昼の光の温度（約６５００Ｋ）に非常に近い約６４００Ｋの色温度、または太陽高度２０°での太陽光の色温度（約４７００Ｋ）に非常に近い約４６００Ｋの色温度を有する、請求項１３に記載の発光デバイス。
【請求項２３】
前記合わさった発光が、少なくとも９２および８６の演色評価数を有する、請求項１３に記載の発光デバイス。
【請求項２４】
前記ＣＩＥ座標、色温度、および演色評価数が、輝度に非感受性である、請求項１３に記載の発光デバイス。
【請求項２５】
前記ＣＩＥ座標、色温度、および演色評価数が、印加電圧に非感受性である、請求項１３に記載の発光デバイス。
【請求項２６】
前記ＣＩＥ座標、色温度、および演色評価数が、電流密度に非感受性である、請求項１３に記載の発光デバイス。
【請求項２７】
ポリマー発光デバイスであって、該ポリマー発光デバイスは、層の接触順に
ａ）アノード；
ｂ）正孔注入層；
ｃ）発光層；および
ｄ）カソード、
を備え、該発光層は、単一の発光領域として、少なくとも１種の蛍光半導体ポリマーと少なくとも１種のりん光発光体との混合物を含む、ポリマー発光デバイス。
【請求項２８】
前記正孔注入層が、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）:
ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）およびポリ（ビス（テトラフェニルジアミノ）ビフェニル−ペルフルオロシクロブタン）（ポリ（ＢＴＰＤ−Ｓｉ−ＰＦＣＢ））より選択される少なくとも１種の物質を含む、請求項２７に記載の発光デバイス。
【請求項２９】
有機発光デバイスであって、アノードとカソードとの間に発光層を備え、該発光層は、蛍光化合物およびりん光化合物から構成され、該りん光化合物は、該蛍光化合物よりも長い発光の最大ピークを有し、そして該光発光が、単一の発光領域からの該蛍光化合物の発光および該りん光化合物の発光の両方を包含する、有機発光デバイス。
【請求項３０】
前記蛍光化合物が、前記発光層のホストであり、そして前記りん光化合物がドーパントである、請求項２９に記載の有機発光デバイス。
【請求項３１】
前記蛍光化合物が共役ポリマーである、請求項２９に記載の有機発光デバイス。
【請求項３２】
前記蛍光化合物がポリフルオレンである、請求項３１に記載の有機発光デバイス。
【請求項３３】
前記蛍光化合物が非共役ポリマーである、請求項２９に記載の有機発光デバイス。
【請求項３４】
前記蛍光化合物がポリビニルカルバゾールである、請求項３３に記載の有機発光デバイス。
【請求項３５】
前記蛍光化合物が低分子量化合物またはオリゴマーである、請求項３０に記載の有機発光デバイス。
【請求項３６】
前記蛍光化合物が、２つより多いカルバゾリル基を有する低分子量化合物またはオリゴマーである、請求項３５に記載の有機発光デバイス。
【請求項３７】
前記りん光化合物が、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｏｓ、ＲｕまたはＡｕを中心金属として有する有機金属錯体である、請求項２９または３０に記載の有機発光デバイス。
【請求項３８】
前記発光の外部結合の側で一組の色フィルターと合わされて、白色色相の発光を生成する、請求項２９または３０に記載の有機発光デバイス。
【請求項３９】
有機発光デバイスを調製するための方法であって、該デバイスにおいて、発光層は、アノードとカソードとの間に形成されており、
該発光層を、共通の溶媒中に少なくとも１種の蛍光共役ポリマーおよび少なくとも１種のりん光発光体を含有する溶液をキャストすることにより、形成する工程；ならびに
溶媒を除去し、それにより該少なくとも１種の共役ポリマーが、該少なくとも１種のりん光発光体に対するホストとして役立つ発光層を形成する工程、
によって改良された、方法。
【請求項４０】
前記キャストする工程が、スピンキャスティグである、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記発光層が、前記カソードの上にキャストされる、請求項３９に記載の方法。
【請求項４２】
前記発光層が、前記アノードの上にキャストされる、請求項３９に記載の方法。
【請求項４３】
前記アノードの上に正孔注入層をキャストする工程をさらに包含し、その後に前記発光層をキャストする工程が該正孔注入層の上で実施される、請求項３９に記載の方法。
【請求項１】
有機ポリマーベースの発光デバイスであって、
電子注入層；
発光層の反対側にある正孔注入層、
を備え、該発光層は、
蛍光を発し得る少なくとも１種の半導体ポリマーであって、りん光を発し得る少なくとも１つの混合りん光発光体に対するホストとして役立つ、少なくとも１種の半導体ポリマー、
を含み、該半導体ポリマーからの蛍光発光および該少なくとも１つの混合りん光発光体からのりん光発光が、単一の発光領域中で起こる、有機ポリマーベースの発光デバイス。
【請求項２】
前記蛍光発光が、前記りん光発光よりも、光子エネルギーが高い、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項３】
前記半導体ポリマーが、共役ポリマーを含む、請求項２に記載の発光デバイス。
【請求項４】
前記半導体ポリマーが、非共役ポリマーを含む、請求項２に記載の発光デバイス。
【請求項５】
前記半導体ポリマーが、蛍光を発し得る単一のポリマーまたはコポリマーである、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項６】
前記りん光発光体が、単一のりん光発光体である、請求項５に記載の発光デバイス。
【請求項７】
前記半導体ポリマーが、前記りん光発光体のホストとして役立つ、請求項６に記載の発光デバイス。
【請求項８】
２つ以上のりん光発光体が存在し、そして前記半導体ポリマーが、該２つ以上のりん光発光体に対する共通のホストとして役立つ、請求項６に記載の発光デバイス。
【請求項９】
前記半導体ポリマーが、りん光を発し得る２種以上のポリマーまたはコポリマーのブレンドである、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項１０】
前記りん光発光体が、単一の発光体であり、前記２種以上のポリマーのブレンドが、該りん光発光体に対するホストとして役立つ、請求項９に記載の発光デバイス。
【請求項１１】
前記りん光発光体が、少なくとも２つの発光体であり、前記２種以上のポリマーのブレンドが、共通のホストとして役立つ、請求項９記載の発光デバイス。
【請求項１２】
前記りん光発光体が、有機金属である、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項１３】
有機ポリマーの発光デバイスであって、該発光デバイスは有機ポリマーの発光層を備え、該発光層は、
ａ）少なくとも１つの有機ポリマーの蛍光発光体；および
ｂ）単一発光領域として緻密に混合された少なくとも１つのりん光発光体、
を備え、該少なくとも１つの蛍光発光体からの発光が、該少なくとも１つのりん光発光体からの発光よりも、光子エネルギーが高く、該少なくとも１つの蛍光発光体および該少なくとも１つのりん光発光体の合わさった発光が、白色発光を与えるに十分、可視スペクトルに及んでいる、有機ポリマーの発光デバイス。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの有機ポリマーの蛍光発光体が、前記少なくとも１つのりん光発光体に対する共通のホストとして役立ち、前記白色発光の色座標、色温度および演色評価数が、輝度、印加電圧および印加電流密度に感受性でない、請求項１３に記載の発光デバイス。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの有機ポリマーの発光体が、単一の共役ポリマーを含む、請求項１３に記載の発光デバイス。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの有機ポリマーの発光体が、２種の共役ポリマーを含む、請求項１３に記載の発光デバイス。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの蛍光発光体が、ポリフルオレンおよびポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−ｃｏ−フルオレノン）より選択される、請求項１３に記載の発光デバイス。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのりん光発光体が、有機金属発光体である、請求項１３に記載の発光デバイス。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの有機金属発光体が、トリス（２，５−ビス−（９’，９’−ジヘキシルフルオレン）ピリジン）イリジウム（ＩＩＩ）、Ｉｒ（ＨＦＰ）３である、請求項１８に記載の発光デバイス。
【請求項２０】
前記合わさった発光が、可視スペクトルを網羅している、請求項１３に記載の発光デバイス。
【請求項２１】
前記合わさった発光が、０．３２９±０．０１７のＣＩＥ ｘ座標および０．３２１±０．０２１のＣＩＥ ｙ座標を有する、請求項１３に記載の発光デバイス。
【請求項２２】
前記合わさった発光が、平均的な昼の光の温度（約６５００Ｋ）に非常に近い約６４００Ｋの色温度、または太陽高度２０°での太陽光の色温度（約４７００Ｋ）に非常に近い約４６００Ｋの色温度を有する、請求項１３に記載の発光デバイス。
【請求項２３】
前記合わさった発光が、少なくとも９２および８６の演色評価数を有する、請求項１３に記載の発光デバイス。
【請求項２４】
前記ＣＩＥ座標、色温度、および演色評価数が、輝度に非感受性である、請求項１３に記載の発光デバイス。
【請求項２５】
前記ＣＩＥ座標、色温度、および演色評価数が、印加電圧に非感受性である、請求項１３に記載の発光デバイス。
【請求項２６】
前記ＣＩＥ座標、色温度、および演色評価数が、電流密度に非感受性である、請求項１３に記載の発光デバイス。
【請求項２７】
ポリマー発光デバイスであって、該ポリマー発光デバイスは、層の接触順に
ａ）アノード；
ｂ）正孔注入層；
ｃ）発光層；および
ｄ）カソード、
を備え、該発光層は、単一の発光領域として、少なくとも１種の蛍光半導体ポリマーと少なくとも１種のりん光発光体との混合物を含む、ポリマー発光デバイス。
【請求項２８】
前記正孔注入層が、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）:
ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）およびポリ（ビス（テトラフェニルジアミノ）ビフェニル−ペルフルオロシクロブタン）（ポリ（ＢＴＰＤ−Ｓｉ−ＰＦＣＢ））より選択される少なくとも１種の物質を含む、請求項２７に記載の発光デバイス。
【請求項２９】
有機発光デバイスであって、アノードとカソードとの間に発光層を備え、該発光層は、蛍光化合物およびりん光化合物から構成され、該りん光化合物は、該蛍光化合物よりも長い発光の最大ピークを有し、そして該光発光が、単一の発光領域からの該蛍光化合物の発光および該りん光化合物の発光の両方を包含する、有機発光デバイス。
【請求項３０】
前記蛍光化合物が、前記発光層のホストであり、そして前記りん光化合物がドーパントである、請求項２９に記載の有機発光デバイス。
【請求項３１】
前記蛍光化合物が共役ポリマーである、請求項２９に記載の有機発光デバイス。
【請求項３２】
前記蛍光化合物がポリフルオレンである、請求項３１に記載の有機発光デバイス。
【請求項３３】
前記蛍光化合物が非共役ポリマーである、請求項２９に記載の有機発光デバイス。
【請求項３４】
前記蛍光化合物がポリビニルカルバゾールである、請求項３３に記載の有機発光デバイス。
【請求項３５】
前記蛍光化合物が低分子量化合物またはオリゴマーである、請求項３０に記載の有機発光デバイス。
【請求項３６】
前記蛍光化合物が、２つより多いカルバゾリル基を有する低分子量化合物またはオリゴマーである、請求項３５に記載の有機発光デバイス。
【請求項３７】
前記りん光化合物が、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｏｓ、ＲｕまたはＡｕを中心金属として有する有機金属錯体である、請求項２９または３０に記載の有機発光デバイス。
【請求項３８】
前記発光の外部結合の側で一組の色フィルターと合わされて、白色色相の発光を生成する、請求項２９または３０に記載の有機発光デバイス。
【請求項３９】
有機発光デバイスを調製するための方法であって、該デバイスにおいて、発光層は、アノードとカソードとの間に形成されており、
該発光層を、共通の溶媒中に少なくとも１種の蛍光共役ポリマーおよび少なくとも１種のりん光発光体を含有する溶液をキャストすることにより、形成する工程；ならびに
溶媒を除去し、それにより該少なくとも１種の共役ポリマーが、該少なくとも１種のりん光発光体に対するホストとして役立つ発光層を形成する工程、
によって改良された、方法。
【請求項４０】
前記キャストする工程が、スピンキャスティグである、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記発光層が、前記カソードの上にキャストされる、請求項３９に記載の方法。
【請求項４２】
前記発光層が、前記アノードの上にキャストされる、請求項３９に記載の方法。
【請求項４３】
前記アノードの上に正孔注入層をキャストする工程をさらに包含し、その後に前記発光層をキャストする工程が該正孔注入層の上で実施される、請求項３９に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公表番号】特表２００７−５０８６９６（Ｐ２００７−５０８６９６Ａ）
【公表日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５３４２５５（Ｐ２００６−５３４２５５）
【出願日】平成１６年１０月４日（２００４．１０．４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０３２７５６
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０３８９４４
【国際公開日】平成１７年４月２８日（２００５．４．２８）
【出願人】（５０６１１５５１４）ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア (87)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月４日（２００４．１０．４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０３２７５６
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０３８９４４
【国際公開日】平成１７年４月２８日（２００５．４．２８）
【出願人】（５０６１１５５１４）ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア (87)
【Ｆターム（参考）】
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