有機発光ダイオード照明器具
有機発光ダイオード照明器具が提供されている。この有機発光ダイオード照明器具は第１の電極と、第２の電極と、それらの間の電界発光層とを含む。電界発光層は、
− 青緑色である発光色を有する電界発光できるホスト材料と；
− 赤／赤橙色である発光色を有する電界発光ドーパントと、
を含む。発光した色の加法混色は白色の全体的発光を結果としてもたらす。
− 青緑色である発光色を有する電界発光できるホスト材料と；
− 赤／赤橙色である発光色を有する電界発光ドーパントと、
を含む。発光した色の加法混色は白色の全体的発光を結果としてもたらす。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、全体が参照により本明細書に援用されている２００９年１０月２９日出願の米国仮特許出願第６１／２５５９７５号および２０１０年７月７日出願の第６１／３６２４０３号からの３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）に基づく優先権を主張するものである。
【０００２】
本開示は、一般に、有機発光ダイオード（「ＯＬＥＤ」）照明器具に関する。本開示は同様に、このようなデバイスの製造方法にも関する。
【背景技術】
【０００３】
光を発する有機電子デバイスは、数多くの異なる種類の電子機器の中に存在する。このようなデバイスの全てにおいて、有機活性層は２つの電極の間に挟まれている。電極の少なくとも１つは、光透過性であって光が電極を通過できるようになっている。有機活性層は、電極を横断して電気を適用した時点で光透過性電極を通して光を発出する。電界発光層と１つまたは複数の電極の間には、追加の電気活性層が存在してよい。
【０００４】
発光ダイオード中の活性成分として有機電界発光性化合物を使用することは周知である。アントラセン、チアジアゾール誘導体およびクマリン誘導体などの単純な有機分子が電界発光を示すことは公知である。一部の場合において、これらの小分子材料は、加工および／または電子特性を改善するためにホスト材料中にドーパントとして存在する。白色光を発出するＯＬＥＤは、照明の利用分野のために使用可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
新しいＯＬＥＤ構造そして、照明の利用分野のためにそれらを製造する方法に対する継続的なニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の電極と、第２の電極と、それらの間の電界発光層とを含む有機発光ダイオード照明器具において、電界発光層が、
− 青緑色である発光色を有する電界発光できるホスト材料と；
− 赤／赤橙色である発光色を有する電界発光ドーパントと；
を含み、発光した２色の加法混色が白色の全体的発光を結果としてもたらす有機発光ダイオード照明器具が提供されている。
【０００７】
同様にＯＬＥＤ照明器具の製造方法において、
− 第１の電極を基板上に有する該基板を提供するステップと；
− 青緑色である発光色を有する電界発光できるホスト材料と、赤／赤橙色である発光色を有する電界発光ドーパントとを分散させている液体媒質を含む液体組成物を堆積させるステップと；
− 堆積した組成物を乾燥させて電界発光層を形成するステップと；
− 第２の電極を全体に形成するステップと；
を含む方法も提供されている。
【０００８】
上述の一般的記述および以下の詳細な説明は、単に例示的かつ説明的なものにすぎず、添付のクレームに定義されている本発明を制限するものではない。
【０００９】
本明細書中に提示されている概念をより良く理解するために、添付図面中に実施形態が示されている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１ａ】１つの先行技術の白色発光デバイスを示す。
【図１ｂ】別の先行技術の白色発光デバイスを示す。
【図２】ＯＬＥＤ照明器具を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
当業者であれば、図中の物体が単純さおよび明確さを期して示されたものであり、必ずしも原寸に比例して描かれたものでないということを認識する。例えば、図中の一部の物体の寸法は、実施形態をより良く理解するための一助となるよう、他の物体と比べて誇張されているかもしれない。
【００１２】
数多くの態様および実施形態が上述されてきたが、これらは単に例示的なものであり、制限的なものではない。本明細書を読んだ後、当業者であれば、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が可能であることを認識する。
【００１３】
いずれか１つ以上の実施形態の他の特徴および利益は、以下の詳細な説明ならびにクレームから明らかになる。詳細な説明はまず最初に、用語の定義および明確化とそれに続いて、照明器具、材料、方法そして最後に実施例を扱かっている。
【００１４】
１．用語の定義および明確化
以下で記述する実施形態の詳細を扱う前に、いくつかの用語を定義または明確化する。
【００１５】
本明細書中で使用される「アルコキシ」という用語は、ＲＯ―基を意味し、ここでＲはアルキルである。
【００１６】
「アルキル」という用語は、１つの付着点を有する脂肪族炭化水素から誘導された基を意味するように意図され、直鎖、分岐鎖または環状基を含む。この用語は、ヘテロアルキル類を含むように意図されている。「炭化水素アルキル」という用語は、ヘテロ原子を一切有していないアルキル基を意味する。一部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、１つの付着点を有する芳香族炭化水素から誘導された基を意味するように意図されている。「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つの不飽和環状基を含む有機化合物を意味するように意図されている。この用語は、ヘテロアリール類を含むように意図されている。「炭化水素アリール」という用語は、環内にヘテロ原子を一切有していない芳香族化合物を意味するように意図されている。一部の実施形態において、アリール基は３〜３０個の炭素原子を有する。
【００１８】
「青緑色」という用語は、ｘ＝０．１６〜０．２１およびｙ＝０．４７〜０．６３の色座標を有する発光を意味する。
【００１９】
「色座標」という用語は、Ｃ．Ｉ．Ｅ色度等級（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ ｄｅ Ｌ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ，１９３１）によるｘおよびｙ座標を意味する。
【００２０】
「ＣＲＩ」という用語は、ＣＩＥ演色評価数を意味する。これは、理想的な光源すなわち自然光源と比較した、さまざまな物体の色を忠実に再現する光源の能力の定量的尺度である。黒体放射などの基準源は、１００というＣＲＩを有するものとして定義される。
【００２１】
「ドーパント」という用語は、ホスト材料を含む層の内部で、そのような材料が無い場合のこの層の放射線放出の１つまたは複数の波長に比べてこの層の放射線放出の１つまたは複数の波長を変更する材料を意味するように意図されている。
【００２２】
「乾燥（ｄｒｙｉｎｇ）」という用語は、液体媒体の少なくとも５０重量％の除去、一部の実施形態においては、少なくとも７５重量％の液体媒体の除去を意味するように意図されている。「部分的に乾燥された」層は、一部の液体媒体が残留している層である。「本質的に完全に乾燥されている」層は、さらなる乾燥の結果としてさらなる重量損失を一切もたらさない程度まで乾燥された層である。
【００２３】
「電界発光（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）」という用語は、材料内部を通過する電流に応答した材料からの光の発出を意味する。「電界発光性（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ）」という用語は、電界発光できる物質または層を意味する。
【００２４】
「フルオロ」という接頭辞は、１つ以上の利用可能な水素原子がフッ素原子で置換されたことを表わす。
【００２５】
接頭辞「ヘテロ」は、１つ以上の炭素原子が異なる原子で置換されたことを意味する。一部の実施形態において、この異なる原子はＮ、ＯまたはＳである。
【００２６】
「ホスト材料」という用語は、通常は層の形をしており、電界発光ドーパントが添加されてよく、そこからそのドーパントが放出されることになる材料を意味するように意図されている。ホスト材料は、全てのドーパント濃度の和よりも高い濃度で存在する。
【００２７】
「液体組成物」という用語は、材料が溶解して溶液を形成している液体媒体、材料が分散され、分散を形成している液体媒体、または材料が懸濁されて懸濁液またはエマルジョンを形成している液体媒体を意味するように意図されている。
【００２８】
「液体媒体」という用語は、純粋な液体、液体の組合せ、溶液、分散、懸濁液、およびエマルジョンを含めた液体材料を意味するように意図されている。液体媒体は、１つ以上の溶媒が存在するか否かに関わらず使用される。
【００２９】
「照明器具」という用語は、照明パネルを意味し、付随するハウジングおよび電源に対する電気的接続を含んでいてもいなくてもよい。
【００３０】
照明器具に言及する場合の「全体的発光」という用語は、照明器具全体として知覚される光出力を意味する。
【００３１】
「赤／赤橙色」という用語は、ｘ＝０．６０〜０．６８およびｙ＝０．２８〜０．３８の色座標を有する赤色から赤橙色までの範囲の色を有する発光を意味する。
【００３２】
「シリル」という用語は、Ｒ3Ｓｉ−基を意味し、ここでＲはＨ、Ｄ、Ｃ、Ｃ１−２０アルキル、フルオロアルキルまたはアリールである。一部の実施形態では、Ｒアルキル基中の１個以上の炭素がＳｉで置換されている。一部の実施形態において、シリル基は（ヘキシル）2Ｓｉ（ＣＨ3）ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉ（ＣＨ3）2−、および［ＣＦ3（ＣＦ2）6ＣＨ2ＣＨ2］2Ｓｉ（ＣＨ3）−である。
【００３３】
「白色光」という用語は、人間の目によって白色を有するものとして知覚される光を意味する。
【００３４】
全ての基は、未置換かまたは置換されていてよい。一部の実施形態において、置換基は、Ｄ、ハロゲン化物、アルキル、アルコキシ、アリール、アリールオキシおよびフルオロアルキルからなる群から選択される。
【００３５】
別段の指示のないかぎり、全ての基は未置換であるかまたは置換され得る。別段の指示のないかぎり、全ての基は、可能な場合、線状、分岐または環状であり得る。一部の実施形態において、置換基は、ハロンゲン化物、アルキル、アルコキシ、シリル、シロキサン、アリールおよびシアノからなる群から選択される。
【００３６】
本明細書中で使用される「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ、ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ、ｉｎｃｌｕｄｅｓ、ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」「有する（ｈａｓ、ｈａｖｉｎｇ）」という用語またはその任意の他の変形形態は、非排他的包含を網羅するように意図されている。例えば、一群の要素リストを含むプロセス、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ず、明示的に列挙されていないまたはこのようなプロセス、方法、物品または装置に固有の他の要素を含んでいてよい。さらに、別段の明示的記述がない場合、「または（ｏｒ）」は、排他的「ｏｒ」ではなく、包括的「ｏｒ」を意味する。例えば、条件ＡまたはＢは、Ａが真であり（または存在する）、Ｂは偽である（または存在しない）；Ａは偽であり（または存在しない）Ｂは真である（または存在する）；およびＡとＢの両方が真である（または存在する）、のいずれか１つによって満たされる。
【００３７】
「ａ」または「ａｎ」の使用は、本明細書中に記述されている元素および成分を記述するために用いられる。これは便宜上、かつ本発明の範囲の一般的意味合いを与えるために行なわれている。この記述は１つまたは少なくとも１つを含むように解釈されるべきであり、単数は、別段の意味が明らかであるのでないかぎり、複数をも含んでいる。
【００３８】
元素周期表中の縦列に対応する族番号には、ＣＲＣ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ、８１st Ｅｄｉｔｉｏｎ（２０００−２００１）中に見られる通りの「新表記法」規則が使用されている。
【００３９】
別段の定義がないかぎり、本明細書中で使用されている全ての技術的および科学的用語は、本発明が属する技術分野の当業者が一般に理解するものと同じ意味を有する。本明細書中で記述されているものと類似のまたは等価の方法および材料を本発明の実施形態の実践または試験において使用することができるが、適切な方法および材料を以下に記述する。本明細書中で言及する全ての出版物、特許出願、特許および他の参考文献は、特定の下りが引用されているのでないかぎり、その全体が参照により本明細書に援用される。矛盾が生じた場合、定義を含め本明細書が支配することになる。さらに、材料、方法および実施例は一例にすぎず、限定するように意図されているものではない。
【００４０】
本明細書に記述されていない範囲で、具体的な材料、加工技術および回路に関する多くの詳細は、従来通りであり、有機発光ダイオードディスプレー、光検出器、光電池および半導体部材の技術分野の範囲内で教本および他の情報源の中に見出されるかもしれない。
【００４１】
２．照明器具
アノードとカソードの間で異なる色の発光層（ｅｍｉｓｓｉｖｅ ｌａｙｅｒ）が互いに積重ねられている白色発光層（ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ）を得ることは公知である。２つの例示的な先行技術のデバイスが図１に示されている。図１ａでは、アノード３とカソード１１は、基板２上で互いに積重ねられた青色発光層６、緑色発光層９および赤色発光層１０を有する。電界発光層のいずれかの側に、正孔輸送層４、電子輸送層８がある。同様に、正孔遮断層７および電子遮断層５も存在する。図１ｂでは、図示した通りに基板２、アノード３、正孔輸送層４、電子輸送層８およびカソード１１が存在する。発光層１２は、ホスト材料中の黄色および赤色発光体の組合せである。発光層１３は、ホスト材料中の青色発光である。層１４はホスト材料の追加層である。
【００４２】
本明細書中で記述されている照明器具は、積層構成の多数の電界発光層ではなくむしろ単一の発光層を有する。
【００４３】
この照明器具は、第１の電極と、第２の電極と、それらの間の電界発光層とを含む。電界発光層は、青緑色発光を有する電界発光できるホスト材料と、赤／赤橙色発光を有する電界発光ドーパントとを含む。発光した色の加法混色は白色の全体的発光を結果としてもたらす。電極の少なくとも１つは、少なくとも部分的に透明で、発生した光の透過を可能にする。
【００４４】
電極の一方はアノードであり、これは、正電荷担体を注入するために特に効率の良い電極である。一部の実施形態において、第１の電極はアノードである。一部の実施形態において、アノードは少なくとも部分的に透明である。
【００４５】
他方の電極はカソードであり、これは電子または負電荷担体を注入するために特に効率の良い電極である。一部の実施形態において、カソードは連続する全体層である。
【００４６】
高いＣＲＩ値を獲得できるかぎりにおいて、代案として高い発光効率に基づいて電界発光材料を選択可能である。
【００４７】
一部の実施形態において、ＯＬＥＤ照明器具はさらに追加の層を含む。一部の実施形態において、ＯＬＥＤ照明器具はさらに１つ以上の電荷輸送層を含む。「電荷輸送」という用語は、層、材料、部材または構造に言及している場合、このような層、材料、部材または構造が、比較的効率良くかつ小さい電荷損失で、これらの層、材料、部材または構造の厚みを通したこのような電荷の移動を容易にすることを意味する。正孔輸送層は正電荷の運動を容易にし、電子輸送層は負電荷の運動を容易にする。電界発光材料はいくつかの電荷輸送特性も有していてよいが、「電荷輸送層、材料、部材または構造」という用語は、その一次機能が発光である層、材料、部材または構造を含むようには意図されていない。
【００４８】
一部の実施形態において、ＯＬＥＤ照明器具はさらに、電界発光層とアノードの間に１つ以上の正孔輸送層を含む。一部の実施形態において、ＯＬＥＤ照明器具はさらに、電界発光層とカソードの間の１つ以上の電子輸送層を含む。
【００４９】
一部の実施形態において、ＯＬＥＤ照明器具はさらに、アノードと正孔輸送層の間に正孔注入層を含む。「正孔注入層」または「正孔注入材料」という用語は、電気的導体または半導体材料を意味するように意図されている。正孔注入層は有機電子デバイス中で、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捕捉および有機電子デバイスの性能を容易にするかまたは改善するための他の側面を含めた（ただしこれに限定されない）１つ以上の機能を有機電子デバイスにおいて有していてよい。
【００５０】
ＯＬＥＤ照明器具の一例が図２に示されている。ＯＬＥＤ照明器具１００は、アノード１２０を伴う基板１１０を有する。アノードの上には、有機層すなわち正孔注入層１３０、正孔輸送層１４０および電界発光層１５０がある。電子輸送層３８０およびカソード３９０は全体的に塗布される。
【００５１】
さらには、空気および／または水分に起因する劣化を防止するため、ＯＬＥＤ照明器具を封入することもできる。さまざまな封入技術が公知である。一部の実施形態において、パッケージの縁部から水分浸透をさせないように乾燥用シールを内蔵した薄い不透湿性ガラス製のフタを用いて、面積の広い基板の封入が達成される。封入技術は、例えば米国特許出願公開第２００６−０２８３５４６号明細書中に記載されている。
【００５２】
ドライブエレクトロニクスの複雑性のみが異なる（ＯＬＥＤパネル自体は全ての場合において同じである）ＯＬＥＤ照明器具のさまざまな変形形態が存在し得る。ドライブエレクトロニクス設計はなお非常に単純なものであり得る。
【００５３】
３．材料
デバイスの電界発光層は、青緑色である発光色を有する電界発光できるホスト材料と、赤／赤橙色である発光色を有する電界発光ドーパントとを含む。一部の実施形態において、電界発光層は本質的にホスト材料とドーパントで構成されている。
【００５４】
ａ．ホスト
本発明のホストは、青緑色発光色を有する電界発光材料である。ホストは、このホストと２つのドーパントからの発光を達成できるように選択される。例えば、ホストは、２つの電界発光ドーパントの各々のためのギャップより大きいＨＯＭＯ−ＬＵＭＯギャップを有していなくてはならない。さらに、ホストの三重項エネルギーは、有機金属電界発光材料からの発光を消光しないように充分高いものでなくてはならない。
【００５５】
適切な電子材料を有するかぎり、任意のタイプの電界発光（「ＥＬ」）材料をホストとして使用することができる。ＥＬホスト材料のタイプとしては、小分子有機発光化合物、発光金属錯体、共役ポリマーおよびそれらの混合物が含まれるが、これらに限定されない。一部の実施形態において、青色発光を有する２つ以上の電界発光材料の組合せがホストとして存在する。
【００５６】
一部の実施形態において、青緑色の発光色を有する電界発光できるホスト材料はＩｒの有機金属錯体である。一部の実施形態において、有機金属Ｉｒ錯体は、ＩｒＬ3という式を有するトリス−シクロメタル化錯体またはＩｒＬ2Ｙという式を有するビス−シクロメタル化錯体であり、式中Ｙはモノアニオン二座配位子であり、Ｌは、
【００５７】
【化１】
【００５８】
【化２】
【００５９】
という構造式Ｌ−１〜Ｌ−１７からなる群から選択される構造式を有し、
式中、
− Ｒ1〜Ｒ8は同じかまたは異なるものであり、Ｈ、Ｄ、電子供与基および電子求引基からなる群から選択され、
− Ｒ9はＨ、Ｄまたはアルキルであり、
− ＊は、Ｉｒとの配位点を表わす。
【００６０】
発光した色は、電子供与および電子求引置換基の選択および組合せにより調整される。さらに、色はビス−シクロメタル化錯体内のＹ配位子の選択によって調整される。より短かい波長への色のシフトは、（ａ）Ｒ1〜Ｒ4について１つ以上の電子供与置換基を選択することおよび／または（ｂ）Ｒ5〜Ｒ8について１つ以上の電子求引置換基を選択すること；および／または（ｃ）以下で示す配位子Ｙ−１を伴うビス−シクロメタル化錯体を選択すること；によって達成される。反対に、より長い波長への色のシフトは、（ａ）Ｒ1〜Ｒ4について１つ以上の電子求引置換基を選択すること；および／または（ｂ）Ｒ5〜Ｒ8について１つ以上の電子供与置換基を選択すること；および／または（ｃ）以下で示す配位子Ｙ−２を伴うビス−シクロメタル化錯体を選択すること；により達成される。電子供与置換基の例としては、アルキル、シリル、アルコキシおよびジアルキルアミノが含まれるが、これらに限定されない。電子求引置換基の例としては、Ｆ、ＣＮ、フルオロアルキル、アルコキシおよびフルオロアルコキシが含まれるが、これらに限定されない。溶解度、空気および水分安定性、発光寿命その他などの材料の他の特性に影響を及ぼすように、置換基を選択してもよい。
【００６１】
構造式Ｌ−１〜Ｌ−１７の一部の実施形態において、Ｒ1〜Ｒ4の少なくとも１つは電子供与置換基である。構造式Ｌ−１の一部の実施形態において、Ｒ5〜Ｒ8の少なくとも１つは電子求引基である。
【００６２】
構造式Ｌ−１〜Ｌ−１２の一部の実施形態において、
− Ｒ1はＨ、Ｄ、アルキルまたはシリルであり；
− Ｒ2はＨ、Ｄ、アルキルまたはシリルであり；
− Ｒ3＝Ｈ、Ｄ、Ｆ、ＯＲ10、ＮＲ102；
− Ｒ4＝Ｈ、アルキルまたはシリル；
− Ｒ5＝Ｈ、ＤまたはＦ；
− Ｒ6＝Ｈ、Ｄ、Ｆ、ＣＮ、アルキル、フルオロアルキル、アルコキシ、フルオロアルコキシ、アリールまたはジアリールオキソホスフィニル；
− Ｒ7＝Ｈ、Ｄ、Ｆ、アルキル、フルオロアルキル、アルコキシ、フルオロアルコキシ、アリールまたはジアリールオキソホスフィニル；
− Ｒ8＝Ｈ、Ｄ、ＣＮ、アルキル、フルオロアルキル；
− Ｒ9＝Ｈ、Ｄ、アルキルまたはシリル；
− Ｒ10＝アルキルであり、ここで隣接するＲ10基が結合して飽和環を形成し得る。
【００６３】
一部の実施形態において、Ｙは、
【００６４】
【化３】
【００６５】
というＹ−１、Ｙ−２およびＹ−３からなる群から選択され、
式中、
− Ｒ11は、出現するごとに同じであるかまたは異なるものであり、アルキルおよびフルオロアルキルからなる群から選択され；
− Ｒ12は、Ｈ、ＤまたはＦであり；
− Ｒ13は、出現するごとに同じであるかまたは異なるものであり、アルキルおよびフルオロアルキルからなる群から選択される。
【００６６】
一部の実施形態において、アルキルおよびフルオロアルキル基は、１〜５個の炭素原子を有する。一部の実施形態において、アルキル基はメチルである。一部の実施形態において、フルオロアルキル基はトリフルオロメチルである。一部の実施形態において、アリール基はヘテロアリールである。一部の実施形態において、ヘテロアリール基は１つ以上の窒素へテロ原子を有する。一部の実施形態において、アリール基は、Ｄ、Ｆ、ＣＮ、ＣＦ3およびアリールからなる群から選択される１つ以上の置換基を有するフェニル基である。一部の実施形態において、アリール基は、ｏ−フルオロフェニル、ｍ−フルオロフェニル、ｐ−フルオロフェニル、ｐ−シアノフェニルおよび３，５−ビス（トリフルオロメチル）フェニルからなる群から選択される。一部の実施形態において、ジアリールオキソホスフィニル基はジフェニルオキソホスフィニルである。
【００６７】
一部の実施形態において、青緑色の発光色を有する有機金属Ｉｒ錯体は式ＩｒＬ3を有する。一部の実施形態において、錯体は式ＩｒＬ3を有し、式中Ｌは構造式Ｌ−１であり、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7およびＲ8はのうちの少なくとも１つは、Ｆ、アリール、ヘテロアリールまたはジアリールオキソホスフィニルである。
【００６８】
一部の実施形態において、青緑色の発光色を有する有機金属Ｉｒ錯体は式ＩｒＬ2Ｙを有し。Ｌ＝Ｌ−６またはＬ−１３である。一部の実施形態において、全てのＲは、ＨまたはＤである。
【００６９】
青緑色の発光色を有する有機金属Ｉｒ錯体の例としては以下のものが含まれるが、これらに限定されない：
【００７０】
【化４】
【００７１】
【化５】
【００７２】
【化６】
【００７３】
一部の実施形態において、青緑色発光色を有するホストは小発光有機化合物である。
【００７４】
一部の実施形態において、ホストは、クリセン誘導体である。一部の実施形態において、クリセン誘導体は、
【００７５】
【化７】
【００７６】
という構造式Ｉを有し、
ここで
− Ｒ14、Ｒ15およびＲ16は同じであるかまたは異なるものであり、Ｈ、Ｄ、アルキル、アルコキシ、シリル、シロキサンおよびＮＡｒ2からなる群から選択され、ここでＲ14、Ｒ15およびＲ16の少なくとも１つがＮＡｒ2であり；
− Ｒ17は、出現するごとに同じであるかまたは異なるものであり、Ｄ、アルキル、アルコキシ、シリルおよびシロキサンからなる群から選択されるかまたは、または隣接するＲ17基が互いに結合して５員または６員の脂肪族環を形成してよく；
− Ａｒは出現するごとに同じであるかまたは異なるものであり、アリール基であり；
− ａは、０〜５の整数であり；
− ｂは、０〜４の整数である。
【００７７】
一部の実施形態において、ホストは、
【００７８】
【化８】
【００７９】
という構造式ＩＩを有するクリセン誘導体であり、
式中
− Ａｒ1とＡｒ3は同じかまたは異なるものであって、アリールであり、電子求引性置換基が全く存在しないことを条件として、Ａｒ1とＡｒ3の少なくとも１つが少なくとも１つのアルキル置換基を有し；
− Ａｒ2とＡｒ4が同じであるかまたは異なるものであり、アリールであり；
− Ｒ18、Ｒ19およびＲ21は同じであるかまたは異なるものであり、Ｈ、Ｄおよび電子求引基からなる群から選択され；
− Ｒ20は電子求引基であり；
− Ｒ22〜Ｒ27は同じであるかまたは異なるものであり、Ｈ、Ｄおよびアルキルからなる群から選択される。
この化合物は、青緑色の発光ができる。
【００８０】
一部の実施形態において、電子求引基（「ＥＷＧ」）は、フルオロ、ペルフルオロアルキル、シアノ、ニトロ、−ＳＯ2Ｒ（なお式中Ｒはアルキルまたはペルフルオロアルキルである）、その重水素化誘導体およびその組合せからなる群から選択される。一部の実施形態において、ＥＷＧはトリフルオロメチルまたはシアノである。
【００８１】
一部の実施形態において、Ｒ18およびＲ20は両方ともＥＷＧである。一部の実施形態において、Ｒ19およびＲ22〜Ｒ27はＨまたはＤである。
【００８２】
一部の実施形態において、Ａｒ1〜Ａｒ4は独立して、フェニル、ビフェニル、ナフチル、ビナフチルおよびその重水素化誘導体からなる群から選択される。一部の実施形態において、Ａｒ1〜Ａｒ4の少なくとも１つがＣ１〜２０アルキルまたは重水素化アルキルで置換されている。一部の実施形態において、アルキルは分岐アルキルである。
【００８３】
一部の実施形態において、Ａｒ1およびＡｒ3はフェニル基またはその重水素化誘導体である。一部の実施形態において、フェニル基は、１〜５個のアルキルまたは重水素化アルキル置換基を有する。
【００８４】
一部の実施形態において、Ａｒ2およびＡｒ4の少なくとも１つは、少なくとも１つのアルキルまたは重水素化アルキル置換基を有する。一部の実施形態において、アルキル基は１〜８個の炭素原子を有する。一部の実施形態において、Ａｒ2およびＡｒ4の両方ともフェニル、ビフェニルおよびその重水素化誘導体からなる群から選択されている。
【００８５】
一部の実施形態において、Ａｒ1およびＡｒ3は、少なくとも１つのアルキルまたは重水素化アルキル置換基を有するフェニル基であり、Ａｒ2およびＡｒ4は少なくとも１つのアルキルまたは重水素化アルキル置換基を有するビフェニル基である。一部の実施形態において、Ａｒ1およびＡｒ3は、少なくとも１つのアルキルまたは重水素化アルキル置換基を有する重水素化フェニル基であり、Ａｒ2およびＡｒ4は、少なくとも１つのアルキルまたは重水素化アルキル置換基を有する重水素化ビフェニル基である。
【００８６】
クリセン誘導体は、公知のカップリングおよび置換反応で調製可能である。
【００８７】
青緑色の発光色を有するクリセン化合物の例としては、
【００８８】
【化９】
【００８９】
が含まれるが、これに限定されない。
【００９０】
一部の実施形態において赤／赤橙色の発光色を有する電界発光ドーパントは、Ｉｒの有機金属錯体である。一部の実施形態において、有機金属Ｉｒ錯体は、ＩｒＬ3という式を有するトリス−シクロメタル化錯体またはＩｒＬ2Ｙという式を有するビス−シクロメタル化錯体であり、式中Ｙはモノアニオン二座配位子であり、Ｌが、
【００９１】
【化１０】
【００９２】
という構造式Ｌ−１８、Ｌ−１９、Ｌ−２０およびＬ−２１からなる群から選択される構造式を有し、
式中、
− Ｒ1〜Ｒ6およびＲ28〜Ｒ37は同じかまたは異なるものであり、Ｈ、Ｄ、電子供与基、および電子求引基からなる群から選択され、
− ＊は、Ｉｒとの配位点を表わす。
【００９３】
上述の通り、発光した色は電子供与および電子求引置換基の選択および組合せ、ならびにビスシクロメタル化錯体中のＹ配位子の選択によって調整される。より短い波長への色のシフトは、（ａ）Ｒ1〜Ｒ4またはＲ28〜Ｒ33について１つ以上の電子供与置換基を選択すること；および／または（ｂ）Ｒ5〜Ｒ6またはＲ34〜Ｒ37について１つ以上の電子求引置換基を選択すること；および／または（ｃ）配位子Ｙ−１を伴うビス−シクロメタル化錯体を選択すること、によって達成される。反対に、より長い波長への色のシフトは、（ａ）Ｒ1〜Ｒ4またはＲ28〜Ｒ33について１つ以上の電子求引置換基を選択すること；および／または（ｂ）Ｒ5〜Ｒ6またはＲ34〜Ｒ37について１つ以上の電子供与置換基を選択すること；および／または（ｃ）配位子Ｙ−２を伴うビス−シクロメタル化錯体を選択すること、により達成される。
【００９４】
構造式Ｌ−１８〜Ｌ−２０の一部の実施形態において、
− Ｒ1〜Ｒ4およびＲ28〜Ｒ33が同じであるかまたは異なるものであり、Ｈ、Ｄ、アルキル、アルコキシまたはシリルであり；ここで配位子Ｌ−１９中、（ｉ）Ｒ1とＲ2、（ｉｉ）Ｒ2とＲ3および（ｉｉｉ）Ｒ3とＲ4のいずれか１つ以上が共に結合して炭化水素環またはヘテロ環を形成でき；配位子Ｌ−１９中、（ｉｖ）Ｒ30とＲ31および（ｖ）Ｒ31とＲ32のいずれか１つ以上が共に結合して炭化水素環またはヘテロ環を形成でき；配位子Ｌ−２０中、（ｖｉ）Ｒ30とＲ31および（ｖｉｉ）Ｒ31とＲ32のいずれか１つ以上が共に結合して炭化水素環またはヘテロ環を形成でき；配位子Ｌ−２１中、（ｖｉｉｉ）Ｒ31とＲ31、（ｉｘ）Ｒ31とＲ32および（ｘ）Ｒ32とＲ33のいずれか１つ以上が共に結合して炭化水素環またはヘテロ環を形成でき；
Ｒ34＝Ｈ、Ｄ、Ｆ、アルキル、シリルまたはアルコキシ；
Ｒ35＝Ｈ、Ｄ、ＣＮ、アルキル、フルオロアルキル、フルオロアルコキシ、シリルまたはアリール；
Ｒ36＝Ｈ、Ｄ、Ｆ、ＣＮ、アルキル、シリル、アルコキシ、フルオロアルコキシまたはアリール；
Ｒ37＝Ｈ、Ｄ、ＣＮ、アルキル、フルオロアルキル、フルオロアルコキシまたはシリルである。
【００９５】
一部の実施形態において、Ｙは、
【００９６】
【化１１】
【００９７】
というＹ−１、Ｙ−２およびＹ−３からなる群から選択され、
式中、
− Ｒ11は、出現するごとに同じであるかまたは異なるものであり、アルキルおよびフルオロアルキルからなる群から選択され；
− Ｒ12は、Ｈ、ＤまたはＦであり；
− Ｒ13は、出現するごとに同じであるかまたは異なるものであり、アルキルおよびフルオロアルキルからなる群から選択される。
【００９８】
構造式の一部の実施形態において、アルキル、フルオロアルキル、アルコキシおよびフルオロアルコキシ基は、１〜５個の炭素原子を有する。一部の実施形態において、アルキル基はメチルである。一部の実施形態において、フルオロアルキル基はトリフルオロメチルである。一部の実施形態において、アリール基はヘテロアリールである。一部の実施形態において、アリール基は、Ｎ−カルバゾリルまたはＮ−カルバゾリルフェニルである。一部の実施形態において、アリール基は、フェニル、置換フェニル、ビフェニル、または置換ビフェニルである。一部の実施形態において、アリール基はフェニル、ビフェニル、ｐ−（Ｃ1-5）アルキルフェニルおよびｐ−シアノフェニルからなる群から選択される。
【００９９】
一部の実施形態において、Ｌ＝Ｌ−１９であり、錯体はＩｒＬ3という式を有する。一部の実施形態において、Ｌ＝Ｌ−２０であり、錯体はＩｒＬ2ＹまたはＩｒＬ3という式を有する。一部の実施形態において、Ｌ＝Ｌ−２１であり、錯体はＩｒＬ2Ｙという式を有する。一部の実施形態において、Ｙ＝Ｙ−１である。Ｙ−１の一部の実施形態において、Ｒ11はメチルおよびブチルから選択され、Ｒ12はＨである。
【０１００】
一部の実施形態において、Ｌ＝Ｌ−１８である。Ｌ−１８の一部の実施形態において、全てのＲはＨまたはＤである。
【０１０１】
一部の実施形態において、Ｌ＝Ｌ−１９である。Ｌ−１９の一部の実施形態において、Ｒ28、Ｒ29、Ｒ30、Ｒ31、Ｒ32およびＲ33はＨまたはＤである。Ｌ−１９の一部の実施形態において、Ｒ34、Ｒ35およびＲ36の少なくとも１つはメチル、メトキシおよびｔ−ブチルからなる群から選択される。Ｌ−１９の一部の実施形態において、Ｒ30〜Ｒ33の少なくとも１つはアルコキシである。Ｌ−１９の一部の実施形態において、Ｒ34〜Ｒ37の少なくとも１つはアルコキシまたはフルオロアルコキシである。
【０１０２】
一部の実施形態において、Ｌ＝Ｌ−２０である。Ｌ−２０の一部の実施形態において、Ｒ28、Ｒ29、Ｒ30、Ｒ31、Ｒ32およびＲ33はＨまたはＤである。Ｌ−２０の一部の実施形態において、Ｒ36はアリールである。Ｌ−２０の一部の実施形態において、Ｒ28およびＲ36の少なくとも１つはＣ1-5アルキル基である。
【０１０３】
一部の実施形態において、Ｌ＝Ｌ−２１である。Ｌ−２１の一部の実施形態において、Ｒ30〜Ｒ33はＨまたはＤである。Ｌ−２１の一部の実施形態において、Ｒ28およびＲ36の少なくとも１つはＣ1-5アルキル基である。Ｌ−２１の一部の実施形態において、Ｒ34〜Ｒ37の少なくとも１つはＣ1-5アルコシキまたはフルオロアルコキシ基である。
【０１０４】
配位子Ｌ−１９の例には、下表１および２に記されているものが含まれるが、これらに限定されない。配位子Ｌ−２０の例には、下表３に記されているものが含まれるが、これらに限定されない。
【０１０５】
【表１】
【０１０６】
【表２】
【０１０７】
【表３】
【０１０８】
【表４】
【０１０９】
【表５】
【０１１０】
赤／赤橙色の発光色を有する有機金属Ｉｒ錯体の例としては、
【０１１１】
【化１２】
【０１１２】
【化１３】
【０１１３】
が含まれるが、これらに限定されない。
【０１１４】
一部の実施形態において、ホスト：ドーパントの重量比は、１０：１〜１０００：１の範囲内にあり；一部の実施形態では、１０：１〜１００：１である。一部の実施形態において、ドーパントは電界発光層の総重量に基づいて５ｗｔ％未満で存在し、一部の実施形態では、１ｗｔ％未満；一部の実施形態では、０．１ｗｔ％未満で存在する。
【０１１５】
ｂ．他の層
本明細書中に記載されている照明器具の他の層のために使用すべき材料は、ＯＬＥＤデバイスにおいて有用であるとして公知の任意のものであり得る。
【０１１６】
アノードは、正電荷担体を注入するために特に効率の良い電極である。これは、金属、混合金属、合金、金属酸化物または混合金属酸化物を含む材料で作ることができ、あるいは導電性ポリマーおよびそれらの混合物でもあり得る。適切な金属としては、第１１族金属、第４族、５族および６族中の金属ならびに第８〜１０族遷移金属が含まれる。アノードが光透過性でなくてはならない場合、インジウムスズ酸化物などの第１２、１３および１４族金属の混合金属酸化物が一般に使用される。アノードは同様に、「Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅｓ ｍａｄｅ ｆｒｏｍ ｓｏｌｕｂｌｅ ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｐｏｌｙｍｅｒ」、Ｎａｔｕｒｅ ｖｏｌ．３５７、ｐｐ４７７〜４７９（１１ Ｊｕｎｅ １９９２）中に記載されている通りのポリアニリンなどの有機材料を含んでいてもよい。アノードおよびカソードの少なくとも１つは、生成された光を観察できるように少なくとも部分的に透明でなければならない。
【０１１７】
正孔注入層は正孔注入材料を含む。正孔注入材料はポリマー、オリゴマー、または小分子であってよく、溶液、分散、懸濁液、エマルジョン、コロイド混合物または他の組成物の形をしていてよい。
【０１１８】
正孔注入層は、しばしばプロトン酸でドープされているポリアニリン（ＰＡＮＩ）またはポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）などのポリマー材料で形成され得る。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）などであり得る。正孔注入層は、電荷移動化合物など、例えば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）を含むことができる。一実施形態において、正孔注入層は、導電性ポリマーとコロイド形成ポリマー酸の分散から作られる。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、第２００４−０１２７６３７号明細書および第２００５−０２０５８６０号明細書およびＰＣＴ国際公開第２００９／０１８００９号パンフレット中に記載されている。
【０１１９】
正孔輸送層は、正孔輸送材料を含む。正孔輸送層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」、Ｆｏｕｒｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ、Ｖｏｌ．１８、ｐ．８３７〜８６０、１９９６、中で要約されている。正孔輸送小分子およびポリマーの両方が使用可能である。一般に使用される正孔輸送分子としては、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（ＴＤＡＴＡ）；４，４’，４’’−トリス（Ｎ−３−メチルフェニル−Ｎ−フェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）；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）；４，４’−ビス（カルバゾル−９−イル）ビフェニル（ＣＢＰ）；１，３−ビス（カルバゾル−９−イル）ベンゼン（ｍＣＰ）；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）；α−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）；およびポルフィリン化合物、例えば銅フタロシアニンが含まれるが、これらに限定されない。一般に使用される正孔輸送ポリマーには、ポリビニルカルバゾール、（フェニルメチル）ポリシラン、ポリ（ジオキシチオフェン類）、ポリアニリン類およびポリピロール類が含まれるが、これらに限定されない。同様に、上記で言及したものなどの正孔輸送分子をポリスチレンおよびポリカーボネートなどのポリマー中にドープすることにより、正孔輸送ポリマーを得ることも同様に可能である。一部の場合において、トリアリールアミンポリマー、特にトリアリールアミン−フルオレンコポリマーが使用される。一部の場合において、ポリマーおよびコポリマーは架橋可能である。架橋可能な正孔輸送ポリマーの例は、例えば、米国特許出願公開第２００５−０１８４２８７号明細書およびＰＣＴ国際公開第２００５／０５２０２７号パンフレット中に見出すことができる。一部の実施形態において、正孔輸送層は、Ｐ−ドーパント例えばテトラフルオロテトラシアノキノジメタンおよびペリレン−３，４，９，１０−テトラカルボン酸−３，４，９，１０−二無水物でドープされる。
【０１２０】
電子輸送層は、電子輸送を容易にするように機能できると同時に、層界面における励起子の消光を防止するための緩衝層または閉じ込め層としても役立つことができる。好ましくは、この層は、電子の移動性を促進し、励起子の消光を減少する。任意の電子輸送層の中で使用できる電子輸送材料の例としては、金属キノレート誘導体、例えばトリス（８−ヒドロキシキノラト）アルミニウム（ＡｌＱ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（ｐ−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＢＡｌｑ）、テトラキス−（８−ヒドロキシキノラト）ハフニウム（ＨｆＱ）およびテトラキス−（８−ヒドロキシキノラト）ジルコニウム（ＺｒＱ）を含めた金属キレート化オキシノイド化合物；およびアゾール化合物、例えば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）；キノキサリン誘導体、例えば２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリン；フェナントロリン類、例えば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）；およびそれらの混合物が含まれる。一部の実施形態において、電子輸送層はさらに、ｎ−ドーパントを含む。Ｎ−ドーパント材料は周知である。ｎ−ドーパントには、第１族および第２族金属；第１族および第２族塩、例えばＬｉＦ、ＣｓＦ、およびＣｓ2ＣＯ3；第１族および第２族金属有機化合物、例えばＬｉキノレート；および分子ｎ−ドーパント、例えばロイコ染料、金属錯体、例えばＷ2（ｈｐｐ）4（なおここでｈｐｐは１，３，４，６，７，８−ヘキサヒドロ−２Ｈ−ピリミド−［１，２−ａ］−ピリミジンである）およびコバルトセン、テトラチアナフタセン、ビス（エチレンジチオ）テトラチアフルバレン、複素環ラジカル又はジラジカル、および複素環ラジカルまたはジラジカルのダイマー、オリゴマー、ポリマー、ジスピロ化合物および多環が含まれるがこれらに限定されない。
【０１２１】
カソードは、電子または負の電荷担体を注入するために特に効率の良い電極である。カソードは、アノードよりも低い仕事関数を有するあらゆる金属または非金属であり得る。カソードのための材料は、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ニドを含む第１２族金属、およびアクチニドから選択可能である。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合せを使用することができる。Ｌｉ含有有機金属化合物、ＬｉＦ、Ｌｉ2Ｏ、Ｃｓ含有有機金属化合物、ＣｓＦ、Ｃｓ2ＯおよびＣｓ2ＣＯ3を有機層とカソード層の間に堆積させて、動作電圧を低下させることもできる。この層は、電子注入層と呼んでもよい。
【０１２２】
成分層の各々についての材料の選択は好ましくは、高い電界発光効率を有するデバイスを提供するようにエミッタ層内の正および負の電荷のバランスを取ることによって決定される。
【０１２３】
一実施形態において、異なる層は、以下の厚み範囲を有する：アノード、５００〜５０００Å、一実施形態では１０００〜２０００Å；正孔注入層、５０〜２０００Å、一実施形態では２００〜１０００Å；正孔輸送層、５０〜２０００Å、一実施形態では２００〜１０００Å；光活性層、１０〜２０００Å、一実施形態では１００〜１０００Å；電子輸送層、５０〜２０００Å、一実施形態では１００〜１０００Å；カソード、２００〜１００００Å、一実施形態では３００〜５０００Å。所望される層厚み比率は、使用する材料の正確な性質によって左右される。
【０１２４】
ＯＬＥＤ照明器具は、アウトカップリング効率を増大させ、デバイスの側面上の導波性を防止するために、アウトカップリングの増倍も含んでいてよい。光アウトカップリング増倍のタイプとしては、ミクロスフェアまたはレンズなどの秩序構造を含む表示側の表面被膜が含まれる。別のアプローチは、表面の光散乱様のサンディングを達成するためのランダム構造の使用および／またはエアロゾルの塗布である。
【０１２５】
本明細書中で記述されているＯＬＥＤ照明器具は、現在の照明用機材に比べいくつかの利点を有することができる。ＯＬＥＤ照明器具は、白熱電球に比べて電力消費量が低くなる可能性を有する。５０ｌｍ／ｗ超の効率が達成されるかもしれない。ＯＬＥＤ照明器具は、蛍光灯に比べて改善された光質を有することができる。演色は、蛍光灯が６２であるのに対し、８０超となり得る。ＯＬＥＤは拡散性をもつため、他の全ての照明オプションと異なり、外部拡散器の必要性が低減される。
【０１２６】
さらに、本明細書中に記載されているＯＬＥＤ照明器具は、他の白色発光デバイスに比べて利点を有する。構造は、積重ね型電界発光層を伴うデバイスに比べてはるかに単純である。色の調整がより容易である。電界発光材料の蒸発によって形成されるデバイスの場合に比べて、材料利用率が高い。電界発光ポリマーも含めたあらゆるタイプの電界発光材料の使用が可能である。
【０１２７】
４． 方法
ＯＬＥＤ照明器具の製造方法は、
− 第１の電極を基板上に有する該基板を提供するステップと；
− 青緑色である発光色を有する電界発光できるホスト材料と、赤／赤橙色である発光色を有する電界発光ドーパントとを分散させている液体媒質を含む液体組成物を堆積させるステップと；
− 堆積した組成物を乾燥させて電界発光層を形成するステップと；
− 第２の電極を全体に形成するステップと、
を含む。
【０１２８】
連続技術および不連続技術を含めた、公知のあらゆる液体堆積技術を使用することができる。一部の実施形態において、電界発光材料を含む液体組成物は連続液体堆積によって堆積される。連続液体堆積技術の例としては、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含まれるが、これらに限定されない。
【０１２９】
加熱、真空およびその組合せを含めた任意の従来の乾燥技術を使用することができる。一部の実施形態において、乾燥ステップが合わさって本質的に完全に乾燥した層を結果としてもたらす。本質的に完全に乾燥した層をさらに乾燥しても、デバイスのさらなる性能変化がもたらされることはない。
【０１３０】
一部の実施形態において、乾燥ステップは多段階プロセスである。一部の実施形態において、乾燥ステップは、堆積された組成物を部分的に乾燥させる第１段階と、部分的に乾燥した組成物を本質的に完全に乾燥させる第２段階を有する。
【０１３１】
一部の実施形態において、この方法は基板として、ＩＴＯでコーティングされたガラス基板を使用する。水溶液から正孔注入層をコーティングするためにスロットダイコーティングを使用することができ、それに続いて正孔輸送層のためにスロットダイコーターを通して第２のパスが行なわれる。電界発光層も同様にスロットダイコーティングにより堆積させることができる。スロットダイプロセスステップは、標準的なクリーンルーム雰囲気内で実施され得る。次に、デバイスは電子輸送層および金属カソードの堆積のため真空チャンバに輸送される。これが、真空チャンバ設備を必要とする唯一のステップである。最後に、照明器具全体は、上記の通り、封入技術を用いて密閉される。
【０１３２】
一般的記述の中で前述した活動の全てが必要とされるわけではなく、具体的活動の一部分は必要とされないかもしれず、かつ記述されたものに加えて１つ以上のさらなる活動が実施されてよいという点に留意されたい。さらに、活動を列挙した順序は、必ずしもそれらの実施順序ではない。
【０１３３】
以上の明細書においては、具体的実施形態を参照しながら概念を説明してきた。しかしながら、当業者であれば、以下のクレームに記載されている本発明の範囲から逸脱することなく、さまざまな修正および変更を加えることができることを認識する。したがって、明細書および図面は、限定的ではなく例示的なものとみなされるべきものであり、このような修正は全て本発明の範囲内に含まれるよう意図されている。
【０１３４】
以上では、利益、他の利点および課題に対する解決法が具体的実施形態に関連して記述されてきた。しかしながら、これらの利益、利点、課題に対する解決法および任意の利益、利点または解決法を発生させるかまたはより顕著なものにするかもしれない任意の１つのまたは複数の特徴は、いずれかまたは全てのクレームの極めて重要な、所要のまたは本質的な特徴とみなすべきものではない。
【０１３５】
明確さを期して本明細書では別個の実施形態という状況で説明されているいくつかの特徴を単一の実施形態の形に組合せて提供してもよいということが認識されるべきである。反対に言うと、簡略化のために単一の実施形態という状況で説明されているさまざまな特徴を別個にまたは任意の下位組合せの形で提供してもよい。さらに、範囲の形で記された値に対する言及には、その範囲内のあらゆる値が含まれる。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、全体が参照により本明細書に援用されている２００９年１０月２９日出願の米国仮特許出願第６１／２５５９７５号および２０１０年７月７日出願の第６１／３６２４０３号からの３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）に基づく優先権を主張するものである。
【０００２】
本開示は、一般に、有機発光ダイオード（「ＯＬＥＤ」）照明器具に関する。本開示は同様に、このようなデバイスの製造方法にも関する。
【背景技術】
【０００３】
光を発する有機電子デバイスは、数多くの異なる種類の電子機器の中に存在する。このようなデバイスの全てにおいて、有機活性層は２つの電極の間に挟まれている。電極の少なくとも１つは、光透過性であって光が電極を通過できるようになっている。有機活性層は、電極を横断して電気を適用した時点で光透過性電極を通して光を発出する。電界発光層と１つまたは複数の電極の間には、追加の電気活性層が存在してよい。
【０００４】
発光ダイオード中の活性成分として有機電界発光性化合物を使用することは周知である。アントラセン、チアジアゾール誘導体およびクマリン誘導体などの単純な有機分子が電界発光を示すことは公知である。一部の場合において、これらの小分子材料は、加工および／または電子特性を改善するためにホスト材料中にドーパントとして存在する。白色光を発出するＯＬＥＤは、照明の利用分野のために使用可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
新しいＯＬＥＤ構造そして、照明の利用分野のためにそれらを製造する方法に対する継続的なニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の電極と、第２の電極と、それらの間の電界発光層とを含む有機発光ダイオード照明器具において、電界発光層が、
− 青緑色である発光色を有する電界発光できるホスト材料と；
− 赤／赤橙色である発光色を有する電界発光ドーパントと；
を含み、発光した２色の加法混色が白色の全体的発光を結果としてもたらす有機発光ダイオード照明器具が提供されている。
【０００７】
同様にＯＬＥＤ照明器具の製造方法において、
− 第１の電極を基板上に有する該基板を提供するステップと；
− 青緑色である発光色を有する電界発光できるホスト材料と、赤／赤橙色である発光色を有する電界発光ドーパントとを分散させている液体媒質を含む液体組成物を堆積させるステップと；
− 堆積した組成物を乾燥させて電界発光層を形成するステップと；
− 第２の電極を全体に形成するステップと；
を含む方法も提供されている。
【０００８】
上述の一般的記述および以下の詳細な説明は、単に例示的かつ説明的なものにすぎず、添付のクレームに定義されている本発明を制限するものではない。
【０００９】
本明細書中に提示されている概念をより良く理解するために、添付図面中に実施形態が示されている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１ａ】１つの先行技術の白色発光デバイスを示す。
【図１ｂ】別の先行技術の白色発光デバイスを示す。
【図２】ＯＬＥＤ照明器具を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
当業者であれば、図中の物体が単純さおよび明確さを期して示されたものであり、必ずしも原寸に比例して描かれたものでないということを認識する。例えば、図中の一部の物体の寸法は、実施形態をより良く理解するための一助となるよう、他の物体と比べて誇張されているかもしれない。
【００１２】
数多くの態様および実施形態が上述されてきたが、これらは単に例示的なものであり、制限的なものではない。本明細書を読んだ後、当業者であれば、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が可能であることを認識する。
【００１３】
いずれか１つ以上の実施形態の他の特徴および利益は、以下の詳細な説明ならびにクレームから明らかになる。詳細な説明はまず最初に、用語の定義および明確化とそれに続いて、照明器具、材料、方法そして最後に実施例を扱かっている。
【００１４】
１．用語の定義および明確化
以下で記述する実施形態の詳細を扱う前に、いくつかの用語を定義または明確化する。
【００１５】
本明細書中で使用される「アルコキシ」という用語は、ＲＯ―基を意味し、ここでＲはアルキルである。
【００１６】
「アルキル」という用語は、１つの付着点を有する脂肪族炭化水素から誘導された基を意味するように意図され、直鎖、分岐鎖または環状基を含む。この用語は、ヘテロアルキル類を含むように意図されている。「炭化水素アルキル」という用語は、ヘテロ原子を一切有していないアルキル基を意味する。一部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、１つの付着点を有する芳香族炭化水素から誘導された基を意味するように意図されている。「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つの不飽和環状基を含む有機化合物を意味するように意図されている。この用語は、ヘテロアリール類を含むように意図されている。「炭化水素アリール」という用語は、環内にヘテロ原子を一切有していない芳香族化合物を意味するように意図されている。一部の実施形態において、アリール基は３〜３０個の炭素原子を有する。
【００１８】
「青緑色」という用語は、ｘ＝０．１６〜０．２１およびｙ＝０．４７〜０．６３の色座標を有する発光を意味する。
【００１９】
「色座標」という用語は、Ｃ．Ｉ．Ｅ色度等級（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ ｄｅ Ｌ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ，１９３１）によるｘおよびｙ座標を意味する。
【００２０】
「ＣＲＩ」という用語は、ＣＩＥ演色評価数を意味する。これは、理想的な光源すなわち自然光源と比較した、さまざまな物体の色を忠実に再現する光源の能力の定量的尺度である。黒体放射などの基準源は、１００というＣＲＩを有するものとして定義される。
【００２１】
「ドーパント」という用語は、ホスト材料を含む層の内部で、そのような材料が無い場合のこの層の放射線放出の１つまたは複数の波長に比べてこの層の放射線放出の１つまたは複数の波長を変更する材料を意味するように意図されている。
【００２２】
「乾燥（ｄｒｙｉｎｇ）」という用語は、液体媒体の少なくとも５０重量％の除去、一部の実施形態においては、少なくとも７５重量％の液体媒体の除去を意味するように意図されている。「部分的に乾燥された」層は、一部の液体媒体が残留している層である。「本質的に完全に乾燥されている」層は、さらなる乾燥の結果としてさらなる重量損失を一切もたらさない程度まで乾燥された層である。
【００２３】
「電界発光（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）」という用語は、材料内部を通過する電流に応答した材料からの光の発出を意味する。「電界発光性（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ）」という用語は、電界発光できる物質または層を意味する。
【００２４】
「フルオロ」という接頭辞は、１つ以上の利用可能な水素原子がフッ素原子で置換されたことを表わす。
【００２５】
接頭辞「ヘテロ」は、１つ以上の炭素原子が異なる原子で置換されたことを意味する。一部の実施形態において、この異なる原子はＮ、ＯまたはＳである。
【００２６】
「ホスト材料」という用語は、通常は層の形をしており、電界発光ドーパントが添加されてよく、そこからそのドーパントが放出されることになる材料を意味するように意図されている。ホスト材料は、全てのドーパント濃度の和よりも高い濃度で存在する。
【００２７】
「液体組成物」という用語は、材料が溶解して溶液を形成している液体媒体、材料が分散され、分散を形成している液体媒体、または材料が懸濁されて懸濁液またはエマルジョンを形成している液体媒体を意味するように意図されている。
【００２８】
「液体媒体」という用語は、純粋な液体、液体の組合せ、溶液、分散、懸濁液、およびエマルジョンを含めた液体材料を意味するように意図されている。液体媒体は、１つ以上の溶媒が存在するか否かに関わらず使用される。
【００２９】
「照明器具」という用語は、照明パネルを意味し、付随するハウジングおよび電源に対する電気的接続を含んでいてもいなくてもよい。
【００３０】
照明器具に言及する場合の「全体的発光」という用語は、照明器具全体として知覚される光出力を意味する。
【００３１】
「赤／赤橙色」という用語は、ｘ＝０．６０〜０．６８およびｙ＝０．２８〜０．３８の色座標を有する赤色から赤橙色までの範囲の色を有する発光を意味する。
【００３２】
「シリル」という用語は、Ｒ3Ｓｉ−基を意味し、ここでＲはＨ、Ｄ、Ｃ、Ｃ１−２０アルキル、フルオロアルキルまたはアリールである。一部の実施形態では、Ｒアルキル基中の１個以上の炭素がＳｉで置換されている。一部の実施形態において、シリル基は（ヘキシル）2Ｓｉ（ＣＨ3）ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉ（ＣＨ3）2−、および［ＣＦ3（ＣＦ2）6ＣＨ2ＣＨ2］2Ｓｉ（ＣＨ3）−である。
【００３３】
「白色光」という用語は、人間の目によって白色を有するものとして知覚される光を意味する。
【００３４】
全ての基は、未置換かまたは置換されていてよい。一部の実施形態において、置換基は、Ｄ、ハロゲン化物、アルキル、アルコキシ、アリール、アリールオキシおよびフルオロアルキルからなる群から選択される。
【００３５】
別段の指示のないかぎり、全ての基は未置換であるかまたは置換され得る。別段の指示のないかぎり、全ての基は、可能な場合、線状、分岐または環状であり得る。一部の実施形態において、置換基は、ハロンゲン化物、アルキル、アルコキシ、シリル、シロキサン、アリールおよびシアノからなる群から選択される。
【００３６】
本明細書中で使用される「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ、ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ、ｉｎｃｌｕｄｅｓ、ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」「有する（ｈａｓ、ｈａｖｉｎｇ）」という用語またはその任意の他の変形形態は、非排他的包含を網羅するように意図されている。例えば、一群の要素リストを含むプロセス、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ず、明示的に列挙されていないまたはこのようなプロセス、方法、物品または装置に固有の他の要素を含んでいてよい。さらに、別段の明示的記述がない場合、「または（ｏｒ）」は、排他的「ｏｒ」ではなく、包括的「ｏｒ」を意味する。例えば、条件ＡまたはＢは、Ａが真であり（または存在する）、Ｂは偽である（または存在しない）；Ａは偽であり（または存在しない）Ｂは真である（または存在する）；およびＡとＢの両方が真である（または存在する）、のいずれか１つによって満たされる。
【００３７】
「ａ」または「ａｎ」の使用は、本明細書中に記述されている元素および成分を記述するために用いられる。これは便宜上、かつ本発明の範囲の一般的意味合いを与えるために行なわれている。この記述は１つまたは少なくとも１つを含むように解釈されるべきであり、単数は、別段の意味が明らかであるのでないかぎり、複数をも含んでいる。
【００３８】
元素周期表中の縦列に対応する族番号には、ＣＲＣ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ、８１st Ｅｄｉｔｉｏｎ（２０００−２００１）中に見られる通りの「新表記法」規則が使用されている。
【００３９】
別段の定義がないかぎり、本明細書中で使用されている全ての技術的および科学的用語は、本発明が属する技術分野の当業者が一般に理解するものと同じ意味を有する。本明細書中で記述されているものと類似のまたは等価の方法および材料を本発明の実施形態の実践または試験において使用することができるが、適切な方法および材料を以下に記述する。本明細書中で言及する全ての出版物、特許出願、特許および他の参考文献は、特定の下りが引用されているのでないかぎり、その全体が参照により本明細書に援用される。矛盾が生じた場合、定義を含め本明細書が支配することになる。さらに、材料、方法および実施例は一例にすぎず、限定するように意図されているものではない。
【００４０】
本明細書に記述されていない範囲で、具体的な材料、加工技術および回路に関する多くの詳細は、従来通りであり、有機発光ダイオードディスプレー、光検出器、光電池および半導体部材の技術分野の範囲内で教本および他の情報源の中に見出されるかもしれない。
【００４１】
２．照明器具
アノードとカソードの間で異なる色の発光層（ｅｍｉｓｓｉｖｅ ｌａｙｅｒ）が互いに積重ねられている白色発光層（ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ）を得ることは公知である。２つの例示的な先行技術のデバイスが図１に示されている。図１ａでは、アノード３とカソード１１は、基板２上で互いに積重ねられた青色発光層６、緑色発光層９および赤色発光層１０を有する。電界発光層のいずれかの側に、正孔輸送層４、電子輸送層８がある。同様に、正孔遮断層７および電子遮断層５も存在する。図１ｂでは、図示した通りに基板２、アノード３、正孔輸送層４、電子輸送層８およびカソード１１が存在する。発光層１２は、ホスト材料中の黄色および赤色発光体の組合せである。発光層１３は、ホスト材料中の青色発光である。層１４はホスト材料の追加層である。
【００４２】
本明細書中で記述されている照明器具は、積層構成の多数の電界発光層ではなくむしろ単一の発光層を有する。
【００４３】
この照明器具は、第１の電極と、第２の電極と、それらの間の電界発光層とを含む。電界発光層は、青緑色発光を有する電界発光できるホスト材料と、赤／赤橙色発光を有する電界発光ドーパントとを含む。発光した色の加法混色は白色の全体的発光を結果としてもたらす。電極の少なくとも１つは、少なくとも部分的に透明で、発生した光の透過を可能にする。
【００４４】
電極の一方はアノードであり、これは、正電荷担体を注入するために特に効率の良い電極である。一部の実施形態において、第１の電極はアノードである。一部の実施形態において、アノードは少なくとも部分的に透明である。
【００４５】
他方の電極はカソードであり、これは電子または負電荷担体を注入するために特に効率の良い電極である。一部の実施形態において、カソードは連続する全体層である。
【００４６】
高いＣＲＩ値を獲得できるかぎりにおいて、代案として高い発光効率に基づいて電界発光材料を選択可能である。
【００４７】
一部の実施形態において、ＯＬＥＤ照明器具はさらに追加の層を含む。一部の実施形態において、ＯＬＥＤ照明器具はさらに１つ以上の電荷輸送層を含む。「電荷輸送」という用語は、層、材料、部材または構造に言及している場合、このような層、材料、部材または構造が、比較的効率良くかつ小さい電荷損失で、これらの層、材料、部材または構造の厚みを通したこのような電荷の移動を容易にすることを意味する。正孔輸送層は正電荷の運動を容易にし、電子輸送層は負電荷の運動を容易にする。電界発光材料はいくつかの電荷輸送特性も有していてよいが、「電荷輸送層、材料、部材または構造」という用語は、その一次機能が発光である層、材料、部材または構造を含むようには意図されていない。
【００４８】
一部の実施形態において、ＯＬＥＤ照明器具はさらに、電界発光層とアノードの間に１つ以上の正孔輸送層を含む。一部の実施形態において、ＯＬＥＤ照明器具はさらに、電界発光層とカソードの間の１つ以上の電子輸送層を含む。
【００４９】
一部の実施形態において、ＯＬＥＤ照明器具はさらに、アノードと正孔輸送層の間に正孔注入層を含む。「正孔注入層」または「正孔注入材料」という用語は、電気的導体または半導体材料を意味するように意図されている。正孔注入層は有機電子デバイス中で、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捕捉および有機電子デバイスの性能を容易にするかまたは改善するための他の側面を含めた（ただしこれに限定されない）１つ以上の機能を有機電子デバイスにおいて有していてよい。
【００５０】
ＯＬＥＤ照明器具の一例が図２に示されている。ＯＬＥＤ照明器具１００は、アノード１２０を伴う基板１１０を有する。アノードの上には、有機層すなわち正孔注入層１３０、正孔輸送層１４０および電界発光層１５０がある。電子輸送層３８０およびカソード３９０は全体的に塗布される。
【００５１】
さらには、空気および／または水分に起因する劣化を防止するため、ＯＬＥＤ照明器具を封入することもできる。さまざまな封入技術が公知である。一部の実施形態において、パッケージの縁部から水分浸透をさせないように乾燥用シールを内蔵した薄い不透湿性ガラス製のフタを用いて、面積の広い基板の封入が達成される。封入技術は、例えば米国特許出願公開第２００６−０２８３５４６号明細書中に記載されている。
【００５２】
ドライブエレクトロニクスの複雑性のみが異なる（ＯＬＥＤパネル自体は全ての場合において同じである）ＯＬＥＤ照明器具のさまざまな変形形態が存在し得る。ドライブエレクトロニクス設計はなお非常に単純なものであり得る。
【００５３】
３．材料
デバイスの電界発光層は、青緑色である発光色を有する電界発光できるホスト材料と、赤／赤橙色である発光色を有する電界発光ドーパントとを含む。一部の実施形態において、電界発光層は本質的にホスト材料とドーパントで構成されている。
【００５４】
ａ．ホスト
本発明のホストは、青緑色発光色を有する電界発光材料である。ホストは、このホストと２つのドーパントからの発光を達成できるように選択される。例えば、ホストは、２つの電界発光ドーパントの各々のためのギャップより大きいＨＯＭＯ−ＬＵＭＯギャップを有していなくてはならない。さらに、ホストの三重項エネルギーは、有機金属電界発光材料からの発光を消光しないように充分高いものでなくてはならない。
【００５５】
適切な電子材料を有するかぎり、任意のタイプの電界発光（「ＥＬ」）材料をホストとして使用することができる。ＥＬホスト材料のタイプとしては、小分子有機発光化合物、発光金属錯体、共役ポリマーおよびそれらの混合物が含まれるが、これらに限定されない。一部の実施形態において、青色発光を有する２つ以上の電界発光材料の組合せがホストとして存在する。
【００５６】
一部の実施形態において、青緑色の発光色を有する電界発光できるホスト材料はＩｒの有機金属錯体である。一部の実施形態において、有機金属Ｉｒ錯体は、ＩｒＬ3という式を有するトリス−シクロメタル化錯体またはＩｒＬ2Ｙという式を有するビス−シクロメタル化錯体であり、式中Ｙはモノアニオン二座配位子であり、Ｌは、
【００５７】
【化１】
【００５８】
【化２】
【００５９】
という構造式Ｌ−１〜Ｌ−１７からなる群から選択される構造式を有し、
式中、
− Ｒ1〜Ｒ8は同じかまたは異なるものであり、Ｈ、Ｄ、電子供与基および電子求引基からなる群から選択され、
− Ｒ9はＨ、Ｄまたはアルキルであり、
− ＊は、Ｉｒとの配位点を表わす。
【００６０】
発光した色は、電子供与および電子求引置換基の選択および組合せにより調整される。さらに、色はビス−シクロメタル化錯体内のＹ配位子の選択によって調整される。より短かい波長への色のシフトは、（ａ）Ｒ1〜Ｒ4について１つ以上の電子供与置換基を選択することおよび／または（ｂ）Ｒ5〜Ｒ8について１つ以上の電子求引置換基を選択すること；および／または（ｃ）以下で示す配位子Ｙ−１を伴うビス−シクロメタル化錯体を選択すること；によって達成される。反対に、より長い波長への色のシフトは、（ａ）Ｒ1〜Ｒ4について１つ以上の電子求引置換基を選択すること；および／または（ｂ）Ｒ5〜Ｒ8について１つ以上の電子供与置換基を選択すること；および／または（ｃ）以下で示す配位子Ｙ−２を伴うビス−シクロメタル化錯体を選択すること；により達成される。電子供与置換基の例としては、アルキル、シリル、アルコキシおよびジアルキルアミノが含まれるが、これらに限定されない。電子求引置換基の例としては、Ｆ、ＣＮ、フルオロアルキル、アルコキシおよびフルオロアルコキシが含まれるが、これらに限定されない。溶解度、空気および水分安定性、発光寿命その他などの材料の他の特性に影響を及ぼすように、置換基を選択してもよい。
【００６１】
構造式Ｌ−１〜Ｌ−１７の一部の実施形態において、Ｒ1〜Ｒ4の少なくとも１つは電子供与置換基である。構造式Ｌ−１の一部の実施形態において、Ｒ5〜Ｒ8の少なくとも１つは電子求引基である。
【００６２】
構造式Ｌ−１〜Ｌ−１２の一部の実施形態において、
− Ｒ1はＨ、Ｄ、アルキルまたはシリルであり；
− Ｒ2はＨ、Ｄ、アルキルまたはシリルであり；
− Ｒ3＝Ｈ、Ｄ、Ｆ、ＯＲ10、ＮＲ102；
− Ｒ4＝Ｈ、アルキルまたはシリル；
− Ｒ5＝Ｈ、ＤまたはＦ；
− Ｒ6＝Ｈ、Ｄ、Ｆ、ＣＮ、アルキル、フルオロアルキル、アルコキシ、フルオロアルコキシ、アリールまたはジアリールオキソホスフィニル；
− Ｒ7＝Ｈ、Ｄ、Ｆ、アルキル、フルオロアルキル、アルコキシ、フルオロアルコキシ、アリールまたはジアリールオキソホスフィニル；
− Ｒ8＝Ｈ、Ｄ、ＣＮ、アルキル、フルオロアルキル；
− Ｒ9＝Ｈ、Ｄ、アルキルまたはシリル；
− Ｒ10＝アルキルであり、ここで隣接するＲ10基が結合して飽和環を形成し得る。
【００６３】
一部の実施形態において、Ｙは、
【００６４】
【化３】
【００６５】
というＹ−１、Ｙ−２およびＹ−３からなる群から選択され、
式中、
− Ｒ11は、出現するごとに同じであるかまたは異なるものであり、アルキルおよびフルオロアルキルからなる群から選択され；
− Ｒ12は、Ｈ、ＤまたはＦであり；
− Ｒ13は、出現するごとに同じであるかまたは異なるものであり、アルキルおよびフルオロアルキルからなる群から選択される。
【００６６】
一部の実施形態において、アルキルおよびフルオロアルキル基は、１〜５個の炭素原子を有する。一部の実施形態において、アルキル基はメチルである。一部の実施形態において、フルオロアルキル基はトリフルオロメチルである。一部の実施形態において、アリール基はヘテロアリールである。一部の実施形態において、ヘテロアリール基は１つ以上の窒素へテロ原子を有する。一部の実施形態において、アリール基は、Ｄ、Ｆ、ＣＮ、ＣＦ3およびアリールからなる群から選択される１つ以上の置換基を有するフェニル基である。一部の実施形態において、アリール基は、ｏ−フルオロフェニル、ｍ−フルオロフェニル、ｐ−フルオロフェニル、ｐ−シアノフェニルおよび３，５−ビス（トリフルオロメチル）フェニルからなる群から選択される。一部の実施形態において、ジアリールオキソホスフィニル基はジフェニルオキソホスフィニルである。
【００６７】
一部の実施形態において、青緑色の発光色を有する有機金属Ｉｒ錯体は式ＩｒＬ3を有する。一部の実施形態において、錯体は式ＩｒＬ3を有し、式中Ｌは構造式Ｌ−１であり、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7およびＲ8はのうちの少なくとも１つは、Ｆ、アリール、ヘテロアリールまたはジアリールオキソホスフィニルである。
【００６８】
一部の実施形態において、青緑色の発光色を有する有機金属Ｉｒ錯体は式ＩｒＬ2Ｙを有し。Ｌ＝Ｌ−６またはＬ−１３である。一部の実施形態において、全てのＲは、ＨまたはＤである。
【００６９】
青緑色の発光色を有する有機金属Ｉｒ錯体の例としては以下のものが含まれるが、これらに限定されない：
【００７０】
【化４】
【００７１】
【化５】
【００７２】
【化６】
【００７３】
一部の実施形態において、青緑色発光色を有するホストは小発光有機化合物である。
【００７４】
一部の実施形態において、ホストは、クリセン誘導体である。一部の実施形態において、クリセン誘導体は、
【００７５】
【化７】
【００７６】
という構造式Ｉを有し、
ここで
− Ｒ14、Ｒ15およびＲ16は同じであるかまたは異なるものであり、Ｈ、Ｄ、アルキル、アルコキシ、シリル、シロキサンおよびＮＡｒ2からなる群から選択され、ここでＲ14、Ｒ15およびＲ16の少なくとも１つがＮＡｒ2であり；
− Ｒ17は、出現するごとに同じであるかまたは異なるものであり、Ｄ、アルキル、アルコキシ、シリルおよびシロキサンからなる群から選択されるかまたは、または隣接するＲ17基が互いに結合して５員または６員の脂肪族環を形成してよく；
− Ａｒは出現するごとに同じであるかまたは異なるものであり、アリール基であり；
− ａは、０〜５の整数であり；
− ｂは、０〜４の整数である。
【００７７】
一部の実施形態において、ホストは、
【００７８】
【化８】
【００７９】
という構造式ＩＩを有するクリセン誘導体であり、
式中
− Ａｒ1とＡｒ3は同じかまたは異なるものであって、アリールであり、電子求引性置換基が全く存在しないことを条件として、Ａｒ1とＡｒ3の少なくとも１つが少なくとも１つのアルキル置換基を有し；
− Ａｒ2とＡｒ4が同じであるかまたは異なるものであり、アリールであり；
− Ｒ18、Ｒ19およびＲ21は同じであるかまたは異なるものであり、Ｈ、Ｄおよび電子求引基からなる群から選択され；
− Ｒ20は電子求引基であり；
− Ｒ22〜Ｒ27は同じであるかまたは異なるものであり、Ｈ、Ｄおよびアルキルからなる群から選択される。
この化合物は、青緑色の発光ができる。
【００８０】
一部の実施形態において、電子求引基（「ＥＷＧ」）は、フルオロ、ペルフルオロアルキル、シアノ、ニトロ、−ＳＯ2Ｒ（なお式中Ｒはアルキルまたはペルフルオロアルキルである）、その重水素化誘導体およびその組合せからなる群から選択される。一部の実施形態において、ＥＷＧはトリフルオロメチルまたはシアノである。
【００８１】
一部の実施形態において、Ｒ18およびＲ20は両方ともＥＷＧである。一部の実施形態において、Ｒ19およびＲ22〜Ｒ27はＨまたはＤである。
【００８２】
一部の実施形態において、Ａｒ1〜Ａｒ4は独立して、フェニル、ビフェニル、ナフチル、ビナフチルおよびその重水素化誘導体からなる群から選択される。一部の実施形態において、Ａｒ1〜Ａｒ4の少なくとも１つがＣ１〜２０アルキルまたは重水素化アルキルで置換されている。一部の実施形態において、アルキルは分岐アルキルである。
【００８３】
一部の実施形態において、Ａｒ1およびＡｒ3はフェニル基またはその重水素化誘導体である。一部の実施形態において、フェニル基は、１〜５個のアルキルまたは重水素化アルキル置換基を有する。
【００８４】
一部の実施形態において、Ａｒ2およびＡｒ4の少なくとも１つは、少なくとも１つのアルキルまたは重水素化アルキル置換基を有する。一部の実施形態において、アルキル基は１〜８個の炭素原子を有する。一部の実施形態において、Ａｒ2およびＡｒ4の両方ともフェニル、ビフェニルおよびその重水素化誘導体からなる群から選択されている。
【００８５】
一部の実施形態において、Ａｒ1およびＡｒ3は、少なくとも１つのアルキルまたは重水素化アルキル置換基を有するフェニル基であり、Ａｒ2およびＡｒ4は少なくとも１つのアルキルまたは重水素化アルキル置換基を有するビフェニル基である。一部の実施形態において、Ａｒ1およびＡｒ3は、少なくとも１つのアルキルまたは重水素化アルキル置換基を有する重水素化フェニル基であり、Ａｒ2およびＡｒ4は、少なくとも１つのアルキルまたは重水素化アルキル置換基を有する重水素化ビフェニル基である。
【００８６】
クリセン誘導体は、公知のカップリングおよび置換反応で調製可能である。
【００８７】
青緑色の発光色を有するクリセン化合物の例としては、
【００８８】
【化９】
【００８９】
が含まれるが、これに限定されない。
【００９０】
一部の実施形態において赤／赤橙色の発光色を有する電界発光ドーパントは、Ｉｒの有機金属錯体である。一部の実施形態において、有機金属Ｉｒ錯体は、ＩｒＬ3という式を有するトリス−シクロメタル化錯体またはＩｒＬ2Ｙという式を有するビス−シクロメタル化錯体であり、式中Ｙはモノアニオン二座配位子であり、Ｌが、
【００９１】
【化１０】
【００９２】
という構造式Ｌ−１８、Ｌ−１９、Ｌ−２０およびＬ−２１からなる群から選択される構造式を有し、
式中、
− Ｒ1〜Ｒ6およびＲ28〜Ｒ37は同じかまたは異なるものであり、Ｈ、Ｄ、電子供与基、および電子求引基からなる群から選択され、
− ＊は、Ｉｒとの配位点を表わす。
【００９３】
上述の通り、発光した色は電子供与および電子求引置換基の選択および組合せ、ならびにビスシクロメタル化錯体中のＹ配位子の選択によって調整される。より短い波長への色のシフトは、（ａ）Ｒ1〜Ｒ4またはＲ28〜Ｒ33について１つ以上の電子供与置換基を選択すること；および／または（ｂ）Ｒ5〜Ｒ6またはＲ34〜Ｒ37について１つ以上の電子求引置換基を選択すること；および／または（ｃ）配位子Ｙ−１を伴うビス−シクロメタル化錯体を選択すること、によって達成される。反対に、より長い波長への色のシフトは、（ａ）Ｒ1〜Ｒ4またはＲ28〜Ｒ33について１つ以上の電子求引置換基を選択すること；および／または（ｂ）Ｒ5〜Ｒ6またはＲ34〜Ｒ37について１つ以上の電子供与置換基を選択すること；および／または（ｃ）配位子Ｙ−２を伴うビス−シクロメタル化錯体を選択すること、により達成される。
【００９４】
構造式Ｌ−１８〜Ｌ−２０の一部の実施形態において、
− Ｒ1〜Ｒ4およびＲ28〜Ｒ33が同じであるかまたは異なるものであり、Ｈ、Ｄ、アルキル、アルコキシまたはシリルであり；ここで配位子Ｌ−１９中、（ｉ）Ｒ1とＲ2、（ｉｉ）Ｒ2とＲ3および（ｉｉｉ）Ｒ3とＲ4のいずれか１つ以上が共に結合して炭化水素環またはヘテロ環を形成でき；配位子Ｌ−１９中、（ｉｖ）Ｒ30とＲ31および（ｖ）Ｒ31とＲ32のいずれか１つ以上が共に結合して炭化水素環またはヘテロ環を形成でき；配位子Ｌ−２０中、（ｖｉ）Ｒ30とＲ31および（ｖｉｉ）Ｒ31とＲ32のいずれか１つ以上が共に結合して炭化水素環またはヘテロ環を形成でき；配位子Ｌ−２１中、（ｖｉｉｉ）Ｒ31とＲ31、（ｉｘ）Ｒ31とＲ32および（ｘ）Ｒ32とＲ33のいずれか１つ以上が共に結合して炭化水素環またはヘテロ環を形成でき；
Ｒ34＝Ｈ、Ｄ、Ｆ、アルキル、シリルまたはアルコキシ；
Ｒ35＝Ｈ、Ｄ、ＣＮ、アルキル、フルオロアルキル、フルオロアルコキシ、シリルまたはアリール；
Ｒ36＝Ｈ、Ｄ、Ｆ、ＣＮ、アルキル、シリル、アルコキシ、フルオロアルコキシまたはアリール；
Ｒ37＝Ｈ、Ｄ、ＣＮ、アルキル、フルオロアルキル、フルオロアルコキシまたはシリルである。
【００９５】
一部の実施形態において、Ｙは、
【００９６】
【化１１】
【００９７】
というＹ−１、Ｙ−２およびＹ−３からなる群から選択され、
式中、
− Ｒ11は、出現するごとに同じであるかまたは異なるものであり、アルキルおよびフルオロアルキルからなる群から選択され；
− Ｒ12は、Ｈ、ＤまたはＦであり；
− Ｒ13は、出現するごとに同じであるかまたは異なるものであり、アルキルおよびフルオロアルキルからなる群から選択される。
【００９８】
構造式の一部の実施形態において、アルキル、フルオロアルキル、アルコキシおよびフルオロアルコキシ基は、１〜５個の炭素原子を有する。一部の実施形態において、アルキル基はメチルである。一部の実施形態において、フルオロアルキル基はトリフルオロメチルである。一部の実施形態において、アリール基はヘテロアリールである。一部の実施形態において、アリール基は、Ｎ−カルバゾリルまたはＮ−カルバゾリルフェニルである。一部の実施形態において、アリール基は、フェニル、置換フェニル、ビフェニル、または置換ビフェニルである。一部の実施形態において、アリール基はフェニル、ビフェニル、ｐ−（Ｃ1-5）アルキルフェニルおよびｐ−シアノフェニルからなる群から選択される。
【００９９】
一部の実施形態において、Ｌ＝Ｌ−１９であり、錯体はＩｒＬ3という式を有する。一部の実施形態において、Ｌ＝Ｌ−２０であり、錯体はＩｒＬ2ＹまたはＩｒＬ3という式を有する。一部の実施形態において、Ｌ＝Ｌ−２１であり、錯体はＩｒＬ2Ｙという式を有する。一部の実施形態において、Ｙ＝Ｙ−１である。Ｙ−１の一部の実施形態において、Ｒ11はメチルおよびブチルから選択され、Ｒ12はＨである。
【０１００】
一部の実施形態において、Ｌ＝Ｌ−１８である。Ｌ−１８の一部の実施形態において、全てのＲはＨまたはＤである。
【０１０１】
一部の実施形態において、Ｌ＝Ｌ−１９である。Ｌ−１９の一部の実施形態において、Ｒ28、Ｒ29、Ｒ30、Ｒ31、Ｒ32およびＲ33はＨまたはＤである。Ｌ−１９の一部の実施形態において、Ｒ34、Ｒ35およびＲ36の少なくとも１つはメチル、メトキシおよびｔ−ブチルからなる群から選択される。Ｌ−１９の一部の実施形態において、Ｒ30〜Ｒ33の少なくとも１つはアルコキシである。Ｌ−１９の一部の実施形態において、Ｒ34〜Ｒ37の少なくとも１つはアルコキシまたはフルオロアルコキシである。
【０１０２】
一部の実施形態において、Ｌ＝Ｌ−２０である。Ｌ−２０の一部の実施形態において、Ｒ28、Ｒ29、Ｒ30、Ｒ31、Ｒ32およびＲ33はＨまたはＤである。Ｌ−２０の一部の実施形態において、Ｒ36はアリールである。Ｌ−２０の一部の実施形態において、Ｒ28およびＲ36の少なくとも１つはＣ1-5アルキル基である。
【０１０３】
一部の実施形態において、Ｌ＝Ｌ−２１である。Ｌ−２１の一部の実施形態において、Ｒ30〜Ｒ33はＨまたはＤである。Ｌ−２１の一部の実施形態において、Ｒ28およびＲ36の少なくとも１つはＣ1-5アルキル基である。Ｌ−２１の一部の実施形態において、Ｒ34〜Ｒ37の少なくとも１つはＣ1-5アルコシキまたはフルオロアルコキシ基である。
【０１０４】
配位子Ｌ−１９の例には、下表１および２に記されているものが含まれるが、これらに限定されない。配位子Ｌ−２０の例には、下表３に記されているものが含まれるが、これらに限定されない。
【０１０５】
【表１】
【０１０６】
【表２】
【０１０７】
【表３】
【０１０８】
【表４】
【０１０９】
【表５】
【０１１０】
赤／赤橙色の発光色を有する有機金属Ｉｒ錯体の例としては、
【０１１１】
【化１２】
【０１１２】
【化１３】
【０１１３】
が含まれるが、これらに限定されない。
【０１１４】
一部の実施形態において、ホスト：ドーパントの重量比は、１０：１〜１０００：１の範囲内にあり；一部の実施形態では、１０：１〜１００：１である。一部の実施形態において、ドーパントは電界発光層の総重量に基づいて５ｗｔ％未満で存在し、一部の実施形態では、１ｗｔ％未満；一部の実施形態では、０．１ｗｔ％未満で存在する。
【０１１５】
ｂ．他の層
本明細書中に記載されている照明器具の他の層のために使用すべき材料は、ＯＬＥＤデバイスにおいて有用であるとして公知の任意のものであり得る。
【０１１６】
アノードは、正電荷担体を注入するために特に効率の良い電極である。これは、金属、混合金属、合金、金属酸化物または混合金属酸化物を含む材料で作ることができ、あるいは導電性ポリマーおよびそれらの混合物でもあり得る。適切な金属としては、第１１族金属、第４族、５族および６族中の金属ならびに第８〜１０族遷移金属が含まれる。アノードが光透過性でなくてはならない場合、インジウムスズ酸化物などの第１２、１３および１４族金属の混合金属酸化物が一般に使用される。アノードは同様に、「Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅｓ ｍａｄｅ ｆｒｏｍ ｓｏｌｕｂｌｅ ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｐｏｌｙｍｅｒ」、Ｎａｔｕｒｅ ｖｏｌ．３５７、ｐｐ４７７〜４７９（１１ Ｊｕｎｅ １９９２）中に記載されている通りのポリアニリンなどの有機材料を含んでいてもよい。アノードおよびカソードの少なくとも１つは、生成された光を観察できるように少なくとも部分的に透明でなければならない。
【０１１７】
正孔注入層は正孔注入材料を含む。正孔注入材料はポリマー、オリゴマー、または小分子であってよく、溶液、分散、懸濁液、エマルジョン、コロイド混合物または他の組成物の形をしていてよい。
【０１１８】
正孔注入層は、しばしばプロトン酸でドープされているポリアニリン（ＰＡＮＩ）またはポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）などのポリマー材料で形成され得る。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）などであり得る。正孔注入層は、電荷移動化合物など、例えば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）を含むことができる。一実施形態において、正孔注入層は、導電性ポリマーとコロイド形成ポリマー酸の分散から作られる。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、第２００４−０１２７６３７号明細書および第２００５−０２０５８６０号明細書およびＰＣＴ国際公開第２００９／０１８００９号パンフレット中に記載されている。
【０１１９】
正孔輸送層は、正孔輸送材料を含む。正孔輸送層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」、Ｆｏｕｒｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ、Ｖｏｌ．１８、ｐ．８３７〜８６０、１９９６、中で要約されている。正孔輸送小分子およびポリマーの両方が使用可能である。一般に使用される正孔輸送分子としては、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（ＴＤＡＴＡ）；４，４’，４’’−トリス（Ｎ−３−メチルフェニル−Ｎ−フェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）；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）；４，４’−ビス（カルバゾル−９−イル）ビフェニル（ＣＢＰ）；１，３−ビス（カルバゾル−９−イル）ベンゼン（ｍＣＰ）；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）；α−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）；およびポルフィリン化合物、例えば銅フタロシアニンが含まれるが、これらに限定されない。一般に使用される正孔輸送ポリマーには、ポリビニルカルバゾール、（フェニルメチル）ポリシラン、ポリ（ジオキシチオフェン類）、ポリアニリン類およびポリピロール類が含まれるが、これらに限定されない。同様に、上記で言及したものなどの正孔輸送分子をポリスチレンおよびポリカーボネートなどのポリマー中にドープすることにより、正孔輸送ポリマーを得ることも同様に可能である。一部の場合において、トリアリールアミンポリマー、特にトリアリールアミン−フルオレンコポリマーが使用される。一部の場合において、ポリマーおよびコポリマーは架橋可能である。架橋可能な正孔輸送ポリマーの例は、例えば、米国特許出願公開第２００５−０１８４２８７号明細書およびＰＣＴ国際公開第２００５／０５２０２７号パンフレット中に見出すことができる。一部の実施形態において、正孔輸送層は、Ｐ−ドーパント例えばテトラフルオロテトラシアノキノジメタンおよびペリレン−３，４，９，１０−テトラカルボン酸−３，４，９，１０−二無水物でドープされる。
【０１２０】
電子輸送層は、電子輸送を容易にするように機能できると同時に、層界面における励起子の消光を防止するための緩衝層または閉じ込め層としても役立つことができる。好ましくは、この層は、電子の移動性を促進し、励起子の消光を減少する。任意の電子輸送層の中で使用できる電子輸送材料の例としては、金属キノレート誘導体、例えばトリス（８−ヒドロキシキノラト）アルミニウム（ＡｌＱ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（ｐ−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＢＡｌｑ）、テトラキス−（８−ヒドロキシキノラト）ハフニウム（ＨｆＱ）およびテトラキス−（８−ヒドロキシキノラト）ジルコニウム（ＺｒＱ）を含めた金属キレート化オキシノイド化合物；およびアゾール化合物、例えば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）；キノキサリン誘導体、例えば２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリン；フェナントロリン類、例えば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）；およびそれらの混合物が含まれる。一部の実施形態において、電子輸送層はさらに、ｎ−ドーパントを含む。Ｎ−ドーパント材料は周知である。ｎ−ドーパントには、第１族および第２族金属；第１族および第２族塩、例えばＬｉＦ、ＣｓＦ、およびＣｓ2ＣＯ3；第１族および第２族金属有機化合物、例えばＬｉキノレート；および分子ｎ−ドーパント、例えばロイコ染料、金属錯体、例えばＷ2（ｈｐｐ）4（なおここでｈｐｐは１，３，４，６，７，８−ヘキサヒドロ−２Ｈ−ピリミド−［１，２−ａ］−ピリミジンである）およびコバルトセン、テトラチアナフタセン、ビス（エチレンジチオ）テトラチアフルバレン、複素環ラジカル又はジラジカル、および複素環ラジカルまたはジラジカルのダイマー、オリゴマー、ポリマー、ジスピロ化合物および多環が含まれるがこれらに限定されない。
【０１２１】
カソードは、電子または負の電荷担体を注入するために特に効率の良い電極である。カソードは、アノードよりも低い仕事関数を有するあらゆる金属または非金属であり得る。カソードのための材料は、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ニドを含む第１２族金属、およびアクチニドから選択可能である。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合せを使用することができる。Ｌｉ含有有機金属化合物、ＬｉＦ、Ｌｉ2Ｏ、Ｃｓ含有有機金属化合物、ＣｓＦ、Ｃｓ2ＯおよびＣｓ2ＣＯ3を有機層とカソード層の間に堆積させて、動作電圧を低下させることもできる。この層は、電子注入層と呼んでもよい。
【０１２２】
成分層の各々についての材料の選択は好ましくは、高い電界発光効率を有するデバイスを提供するようにエミッタ層内の正および負の電荷のバランスを取ることによって決定される。
【０１２３】
一実施形態において、異なる層は、以下の厚み範囲を有する：アノード、５００〜５０００Å、一実施形態では１０００〜２０００Å；正孔注入層、５０〜２０００Å、一実施形態では２００〜１０００Å；正孔輸送層、５０〜２０００Å、一実施形態では２００〜１０００Å；光活性層、１０〜２０００Å、一実施形態では１００〜１０００Å；電子輸送層、５０〜２０００Å、一実施形態では１００〜１０００Å；カソード、２００〜１００００Å、一実施形態では３００〜５０００Å。所望される層厚み比率は、使用する材料の正確な性質によって左右される。
【０１２４】
ＯＬＥＤ照明器具は、アウトカップリング効率を増大させ、デバイスの側面上の導波性を防止するために、アウトカップリングの増倍も含んでいてよい。光アウトカップリング増倍のタイプとしては、ミクロスフェアまたはレンズなどの秩序構造を含む表示側の表面被膜が含まれる。別のアプローチは、表面の光散乱様のサンディングを達成するためのランダム構造の使用および／またはエアロゾルの塗布である。
【０１２５】
本明細書中で記述されているＯＬＥＤ照明器具は、現在の照明用機材に比べいくつかの利点を有することができる。ＯＬＥＤ照明器具は、白熱電球に比べて電力消費量が低くなる可能性を有する。５０ｌｍ／ｗ超の効率が達成されるかもしれない。ＯＬＥＤ照明器具は、蛍光灯に比べて改善された光質を有することができる。演色は、蛍光灯が６２であるのに対し、８０超となり得る。ＯＬＥＤは拡散性をもつため、他の全ての照明オプションと異なり、外部拡散器の必要性が低減される。
【０１２６】
さらに、本明細書中に記載されているＯＬＥＤ照明器具は、他の白色発光デバイスに比べて利点を有する。構造は、積重ね型電界発光層を伴うデバイスに比べてはるかに単純である。色の調整がより容易である。電界発光材料の蒸発によって形成されるデバイスの場合に比べて、材料利用率が高い。電界発光ポリマーも含めたあらゆるタイプの電界発光材料の使用が可能である。
【０１２７】
４． 方法
ＯＬＥＤ照明器具の製造方法は、
− 第１の電極を基板上に有する該基板を提供するステップと；
− 青緑色である発光色を有する電界発光できるホスト材料と、赤／赤橙色である発光色を有する電界発光ドーパントとを分散させている液体媒質を含む液体組成物を堆積させるステップと；
− 堆積した組成物を乾燥させて電界発光層を形成するステップと；
− 第２の電極を全体に形成するステップと、
を含む。
【０１２８】
連続技術および不連続技術を含めた、公知のあらゆる液体堆積技術を使用することができる。一部の実施形態において、電界発光材料を含む液体組成物は連続液体堆積によって堆積される。連続液体堆積技術の例としては、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含まれるが、これらに限定されない。
【０１２９】
加熱、真空およびその組合せを含めた任意の従来の乾燥技術を使用することができる。一部の実施形態において、乾燥ステップが合わさって本質的に完全に乾燥した層を結果としてもたらす。本質的に完全に乾燥した層をさらに乾燥しても、デバイスのさらなる性能変化がもたらされることはない。
【０１３０】
一部の実施形態において、乾燥ステップは多段階プロセスである。一部の実施形態において、乾燥ステップは、堆積された組成物を部分的に乾燥させる第１段階と、部分的に乾燥した組成物を本質的に完全に乾燥させる第２段階を有する。
【０１３１】
一部の実施形態において、この方法は基板として、ＩＴＯでコーティングされたガラス基板を使用する。水溶液から正孔注入層をコーティングするためにスロットダイコーティングを使用することができ、それに続いて正孔輸送層のためにスロットダイコーターを通して第２のパスが行なわれる。電界発光層も同様にスロットダイコーティングにより堆積させることができる。スロットダイプロセスステップは、標準的なクリーンルーム雰囲気内で実施され得る。次に、デバイスは電子輸送層および金属カソードの堆積のため真空チャンバに輸送される。これが、真空チャンバ設備を必要とする唯一のステップである。最後に、照明器具全体は、上記の通り、封入技術を用いて密閉される。
【０１３２】
一般的記述の中で前述した活動の全てが必要とされるわけではなく、具体的活動の一部分は必要とされないかもしれず、かつ記述されたものに加えて１つ以上のさらなる活動が実施されてよいという点に留意されたい。さらに、活動を列挙した順序は、必ずしもそれらの実施順序ではない。
【０１３３】
以上の明細書においては、具体的実施形態を参照しながら概念を説明してきた。しかしながら、当業者であれば、以下のクレームに記載されている本発明の範囲から逸脱することなく、さまざまな修正および変更を加えることができることを認識する。したがって、明細書および図面は、限定的ではなく例示的なものとみなされるべきものであり、このような修正は全て本発明の範囲内に含まれるよう意図されている。
【０１３４】
以上では、利益、他の利点および課題に対する解決法が具体的実施形態に関連して記述されてきた。しかしながら、これらの利益、利点、課題に対する解決法および任意の利益、利点または解決法を発生させるかまたはより顕著なものにするかもしれない任意の１つのまたは複数の特徴は、いずれかまたは全てのクレームの極めて重要な、所要のまたは本質的な特徴とみなすべきものではない。
【０１３５】
明確さを期して本明細書では別個の実施形態という状況で説明されているいくつかの特徴を単一の実施形態の形に組合せて提供してもよいということが認識されるべきである。反対に言うと、簡略化のために単一の実施形態という状況で説明されているさまざまな特徴を別個にまたは任意の下位組合せの形で提供してもよい。さらに、範囲の形で記された値に対する言及には、その範囲内のあらゆる値が含まれる。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と、第２の電極と、それらの間の電界発光層とを含む有機発光ダイオード照明器具において、前記電界発光層が、
− 青緑色である発光色を有する電界発光できるホスト材料と；
− 赤／赤橙色である発光色を有する電界発光ドーパントと；
を含み、前記発光した２色の加法混色が白色の全体的発光を結果としてもたらす有機発光ダイオード照明器具。
【請求項２】
前記青緑色の発光色を有する発光できるホスト材料が、ＩｒＬ3という式を有するトリス−シクロメタル化錯体またはＩｒＬ2Ｙという式を有するビス−シクロメタル化錯体であり、式中Ｙはモノアニオン二座配位子であり、Ｌが、
【化１】
【化２】
【化３】
という構造式Ｌ−１〜Ｌ−１７からなる群から選択される構造式を有し、式中、
− Ｒ1〜Ｒ8は同じかまたは異なるものであり、Ｈ、Ｄ、電子供与基、および電子求引基からなる群から選択され；
− Ｒ9はＨ、Ｄまたはアルキルであり；
− ＊は、Ｉｒとの配位点を表わす、
請求項１に記載の照明器具。
【請求項３】
− Ｒ1がＨ、Ｄ、アルキルまたはシリルであり；
− Ｒ2がＨ、Ｄ、アルキルまたはシリルであり；
− Ｒ3＝Ｈ、Ｄ、Ｆ、ＯＲ10、ＮＲ102；
− Ｒ4＝Ｈ、Ｄ、アルキルまたはシリル；
− Ｒ5＝Ｈ、ＤまたはＦ；
− Ｒ6＝Ｈ、Ｄ、Ｆ、ＣＮ、アルキル、フルオロアルキル、アルコキシ、フルオロアルコキシ、アリールまたはジアリールオキソホスフィニル；
− Ｒ7＝Ｈ、Ｄ、Ｆ、アルキル、フルオロアルキル、アルコキシ、フルオロアルコキシ、アリールまたはジアリールオキソホスフィニル；
− Ｒ8＝Ｈ、Ｄ、ＣＮ、アルキル、フルオロアルキル；
− Ｒ9＝Ｈ、Ｄ、アルキルまたはシリル；
− Ｒ10＝アルキルであり、ここで隣接するＲ10基が結合して飽和環を形成し得る、
請求項２に記載の照明器具。
【請求項４】
前記青緑色発光色を有するホスト材料が、
【化４】
という構造式Ｉを有するクリセンであり、式中、
− Ｒ14、Ｒ15およびＲ16は同じであるかまたは異なるものであり、Ｈ、Ｄ、アルキル、アルコキシ、シリル、シロキサンおよびＮＡｒ2からなる群から選択され、ここでＲ14、Ｒ15およびＲ16の少なくとも１つがＮＡｒ2であり；
− Ｒ17は、出現するごとに同じであるかまたは異なるものであり、Ｄ、アルキル、アルコキシ、シリルおよびシロキサンからなる群から選択されるかあるいは、隣接するＲ1基が互いに結合して５員または６員の脂肪族環を形成してよく；
− Ａｒは出現するごとに同じであるかまたは異なるものであり、アリール基であり；
− ａは、０〜５の整数であり；
− ｂは、０〜４の整数である、
請求項１に記載の照明器具。
【請求項５】
前記青緑色の発光色を有するホストが、
【化５】
という構造式ＩＩを有するクリセン誘導体であり、式中
− Ａｒ1とＡｒ3は同じかまたは異なるものであって、アリールであり、電子求引性置換基が全く存在しないことを条件として、Ａｒ1とＡｒ3の少なくとも１つが少なくとも１つのアルキル置換基を有し；
− Ａｒ2とＡｒ4が同じであるかまたは異なるものであり、アリールであり；
− Ｒ18、Ｒ19およびＲ21は同じであるかまたは異なるものであり、Ｈ、Ｄおよび電子求引基からなる群から選択され；
− Ｒ20は電子求引基であり；
− Ｒ22〜Ｒ27は同じであるかまたは異なるものであり、Ｈ、Ｄおよびアルキルからなる群から選択される、
請求項１に記載の照明器具。
【請求項６】
電界発光ドーパントが、ＩｒＬ3という式を有するトリス−シクロメタル化錯体またはＩｒＬ2Ｙという式を有するビス−シクロメタル化錯体であり、式中Ｙはモノアニオン二座配位子であり、Ｌが
【化６】
という構造式Ｌ−１８、Ｌ−１９、Ｌ−２０およびＬ−２１からなる群から選択される構造式を有し、式中
− Ｒ1〜Ｒ6およびＲ28〜Ｒ37は同じかまたは異なるものであり、Ｈ、Ｄ、電子供与基、および電子求引基からなる群から選択され、
− ＊は、Ｉｒとの配位点を表わす、
請求項１に記載の照明器具。
【請求項７】
− Ｒ1〜Ｒ4およびＲ28〜Ｒ33が同じであるかまたは異なるものであり、Ｈ、Ｄ、アルキル、アルコキシまたはシリルであり；ここで配位子Ｌ−１９中、（ｉ）Ｒ1とＲ2、（ｉｉ）Ｒ2とＲ3および（ｉｉｉ）Ｒ3とＲ4のいずれか１つ以上が共に結合して炭化水素環またはヘテロ環を形成でき；配位子Ｌ−１９中、（ｉｖ）Ｒ30とＲ31および（ｖ）Ｒ31とＲ32のいずれか１つ以上が共に結合して炭化水素環またはヘテロ環を形成でき；配位子Ｌ−２０中、（ｖｉ）Ｒ30とＲ31および（ｖｉｉ）Ｒ31とＲ32のいずれか１つ以上が共に結合して炭化水素環またはヘテロ環を形成でき；配位子Ｌ−２１中、（ｖｉｉｉ）Ｒ31とＲ31、（ｉｘ）Ｒ31とＲ32および（ｘ）Ｒ32とＲ33のいずれか１つ以上が共に結合して炭化水素環またはヘテロ環を形成でき；
Ｒ34＝Ｈ、Ｄ、Ｆ、アルキル、シリルまたはアルコキシ；
Ｒ35＝Ｈ、Ｄ、ＣＮ、アルキル、フルオロアルキル、フルオロアルコキシ、シリルまたはアリール；および
Ｒ36＝Ｈ、Ｄ、Ｆ、ＣＮ、アルキル、シリル、アルコキシ、フルオロアルコキシまたはアリール；および
Ｒ37＝Ｈ、Ｄ、ＣＮ、アルキル、フルオロアルキル、フルオロアルコキシまたはシリルである、
請求項６に記載の照明器具。
【請求項８】
Ｙが、
【化７】
というＹ−１、Ｙ−２およびＹ−３からなる群から選択され、式中、
− Ｒ11は、出現するごとに同じであるかまたは異なるものであり、アルキルおよびフルオロアルキルからなる群から選択され；
− Ｒ12は、Ｈ、ＤまたはＦであり；
− Ｒ13は、出現するごとに同じであるかまたは異なるものであり、アルキルおよびフルオロアルキルからなる群から選択される、
請求項２または６に記載の照明器具。
【請求項９】
ホスト：ドーパントの重量比が１０：１〜１０００：１の範囲内にある、請求項１に記載の照明器具。
【請求項１０】
ＯＬＥＤ照明器具の製造方法において、
第１の電極を基板上に有する該基板を提供するステップと；
− 青緑色である発光色を有する電界発光できるホスト材料と、赤／赤橙色である発光色を有する電界発光ドーパントとを分散させている液体媒質を含む液体組成物を堆積させるステップと；
− 前記堆積した組成物を乾燥させて電界発光層を形成するステップと；
− 第２の電極を全体に形成するステップと；
を含む方法。
【請求項１】
第１の電極と、第２の電極と、それらの間の電界発光層とを含む有機発光ダイオード照明器具において、前記電界発光層が、
− 青緑色である発光色を有する電界発光できるホスト材料と；
− 赤／赤橙色である発光色を有する電界発光ドーパントと；
を含み、前記発光した２色の加法混色が白色の全体的発光を結果としてもたらす有機発光ダイオード照明器具。
【請求項２】
前記青緑色の発光色を有する発光できるホスト材料が、ＩｒＬ3という式を有するトリス−シクロメタル化錯体またはＩｒＬ2Ｙという式を有するビス−シクロメタル化錯体であり、式中Ｙはモノアニオン二座配位子であり、Ｌが、
【化１】
【化２】
【化３】
という構造式Ｌ−１〜Ｌ−１７からなる群から選択される構造式を有し、式中、
− Ｒ1〜Ｒ8は同じかまたは異なるものであり、Ｈ、Ｄ、電子供与基、および電子求引基からなる群から選択され；
− Ｒ9はＨ、Ｄまたはアルキルであり；
− ＊は、Ｉｒとの配位点を表わす、
請求項１に記載の照明器具。
【請求項３】
− Ｒ1がＨ、Ｄ、アルキルまたはシリルであり；
− Ｒ2がＨ、Ｄ、アルキルまたはシリルであり；
− Ｒ3＝Ｈ、Ｄ、Ｆ、ＯＲ10、ＮＲ102；
− Ｒ4＝Ｈ、Ｄ、アルキルまたはシリル；
− Ｒ5＝Ｈ、ＤまたはＦ；
− Ｒ6＝Ｈ、Ｄ、Ｆ、ＣＮ、アルキル、フルオロアルキル、アルコキシ、フルオロアルコキシ、アリールまたはジアリールオキソホスフィニル；
− Ｒ7＝Ｈ、Ｄ、Ｆ、アルキル、フルオロアルキル、アルコキシ、フルオロアルコキシ、アリールまたはジアリールオキソホスフィニル；
− Ｒ8＝Ｈ、Ｄ、ＣＮ、アルキル、フルオロアルキル；
− Ｒ9＝Ｈ、Ｄ、アルキルまたはシリル；
− Ｒ10＝アルキルであり、ここで隣接するＲ10基が結合して飽和環を形成し得る、
請求項２に記載の照明器具。
【請求項４】
前記青緑色発光色を有するホスト材料が、
【化４】
という構造式Ｉを有するクリセンであり、式中、
− Ｒ14、Ｒ15およびＲ16は同じであるかまたは異なるものであり、Ｈ、Ｄ、アルキル、アルコキシ、シリル、シロキサンおよびＮＡｒ2からなる群から選択され、ここでＲ14、Ｒ15およびＲ16の少なくとも１つがＮＡｒ2であり；
− Ｒ17は、出現するごとに同じであるかまたは異なるものであり、Ｄ、アルキル、アルコキシ、シリルおよびシロキサンからなる群から選択されるかあるいは、隣接するＲ1基が互いに結合して５員または６員の脂肪族環を形成してよく；
− Ａｒは出現するごとに同じであるかまたは異なるものであり、アリール基であり；
− ａは、０〜５の整数であり；
− ｂは、０〜４の整数である、
請求項１に記載の照明器具。
【請求項５】
前記青緑色の発光色を有するホストが、
【化５】
という構造式ＩＩを有するクリセン誘導体であり、式中
− Ａｒ1とＡｒ3は同じかまたは異なるものであって、アリールであり、電子求引性置換基が全く存在しないことを条件として、Ａｒ1とＡｒ3の少なくとも１つが少なくとも１つのアルキル置換基を有し；
− Ａｒ2とＡｒ4が同じであるかまたは異なるものであり、アリールであり；
− Ｒ18、Ｒ19およびＲ21は同じであるかまたは異なるものであり、Ｈ、Ｄおよび電子求引基からなる群から選択され；
− Ｒ20は電子求引基であり；
− Ｒ22〜Ｒ27は同じであるかまたは異なるものであり、Ｈ、Ｄおよびアルキルからなる群から選択される、
請求項１に記載の照明器具。
【請求項６】
電界発光ドーパントが、ＩｒＬ3という式を有するトリス−シクロメタル化錯体またはＩｒＬ2Ｙという式を有するビス−シクロメタル化錯体であり、式中Ｙはモノアニオン二座配位子であり、Ｌが
【化６】
という構造式Ｌ−１８、Ｌ−１９、Ｌ−２０およびＬ−２１からなる群から選択される構造式を有し、式中
− Ｒ1〜Ｒ6およびＲ28〜Ｒ37は同じかまたは異なるものであり、Ｈ、Ｄ、電子供与基、および電子求引基からなる群から選択され、
− ＊は、Ｉｒとの配位点を表わす、
請求項１に記載の照明器具。
【請求項７】
− Ｒ1〜Ｒ4およびＲ28〜Ｒ33が同じであるかまたは異なるものであり、Ｈ、Ｄ、アルキル、アルコキシまたはシリルであり；ここで配位子Ｌ−１９中、（ｉ）Ｒ1とＲ2、（ｉｉ）Ｒ2とＲ3および（ｉｉｉ）Ｒ3とＲ4のいずれか１つ以上が共に結合して炭化水素環またはヘテロ環を形成でき；配位子Ｌ−１９中、（ｉｖ）Ｒ30とＲ31および（ｖ）Ｒ31とＲ32のいずれか１つ以上が共に結合して炭化水素環またはヘテロ環を形成でき；配位子Ｌ−２０中、（ｖｉ）Ｒ30とＲ31および（ｖｉｉ）Ｒ31とＲ32のいずれか１つ以上が共に結合して炭化水素環またはヘテロ環を形成でき；配位子Ｌ−２１中、（ｖｉｉｉ）Ｒ31とＲ31、（ｉｘ）Ｒ31とＲ32および（ｘ）Ｒ32とＲ33のいずれか１つ以上が共に結合して炭化水素環またはヘテロ環を形成でき；
Ｒ34＝Ｈ、Ｄ、Ｆ、アルキル、シリルまたはアルコキシ；
Ｒ35＝Ｈ、Ｄ、ＣＮ、アルキル、フルオロアルキル、フルオロアルコキシ、シリルまたはアリール；および
Ｒ36＝Ｈ、Ｄ、Ｆ、ＣＮ、アルキル、シリル、アルコキシ、フルオロアルコキシまたはアリール；および
Ｒ37＝Ｈ、Ｄ、ＣＮ、アルキル、フルオロアルキル、フルオロアルコキシまたはシリルである、
請求項６に記載の照明器具。
【請求項８】
Ｙが、
【化７】
というＹ−１、Ｙ−２およびＹ−３からなる群から選択され、式中、
− Ｒ11は、出現するごとに同じであるかまたは異なるものであり、アルキルおよびフルオロアルキルからなる群から選択され；
− Ｒ12は、Ｈ、ＤまたはＦであり；
− Ｒ13は、出現するごとに同じであるかまたは異なるものであり、アルキルおよびフルオロアルキルからなる群から選択される、
請求項２または６に記載の照明器具。
【請求項９】
ホスト：ドーパントの重量比が１０：１〜１０００：１の範囲内にある、請求項１に記載の照明器具。
【請求項１０】
ＯＬＥＤ照明器具の製造方法において、
第１の電極を基板上に有する該基板を提供するステップと；
− 青緑色である発光色を有する電界発光できるホスト材料と、赤／赤橙色である発光色を有する電界発光ドーパントとを分散させている液体媒質を含む液体組成物を堆積させるステップと；
− 前記堆積した組成物を乾燥させて電界発光層を形成するステップと；
− 第２の電極を全体に形成するステップと；
を含む方法。
【図２】
【公表番号】特表２０１３−５０９７２４（Ｐ２０１３−５０９７２４Ａ）
【公表日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５３７０９３（Ｐ２０１２−５３７０９３）
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５４６１３
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０５９７９１
【国際公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【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２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５４６１３
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０５９７９１
【国際公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【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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