有機発光材料及びデバイス
有機発光デバイスを提供する。このデバイスは、アノード、カソード、および前記アノード及びカソードの間に配置された発光層を有し、前記発光層はさらに構造（式９）を有する発光材料を含む、ここで各変数は明細書中に定義されている。
【化１】
【化１】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の援用
本出願は、２００２年８月１６日に出願した米国仮出願６０／４０４，２１３号の優先権を主張し、かつ、「有機発光材料及びデバイス」という題名の米国特許出願第１０，２８８，７８５号の一部継続出願であり、それぞれの全てを本願に援用する。
【０００２】
発明の分野
本発明は、改良されたエレクトロルミネッセント特性を有する、燐光に基づく有機発光材料及びデバイスを対象とする。
【背景技術】
【０００３】
有機材料を利用したオプトエレクトロニックデバイスは、多くの理由のためにますます魅力的になってきている。そのようなデバイスを作るために用いられる材料の多くは、比較的安価である。その結果、有機オプトエレクトロニックデバイスは、無機デバイスに対して価格優位性についての潜在力を有する。加えて、有機材料の元々有する特性、例えばその柔軟性、は特定の用途、例えば柔軟な基材上への成形加工に対してとても適したものにすることができる。有機オプトエレクトロニックデバイスの例は、有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）、有機フォトトランジスター、有機光電池、及び有機光センサーを含む。ＯＬＥＤについては、有機材料は従来材料よりも性能優位性をもちうる。例えば、有機発光層が発光する波長は、通常、適当なドーパントで容易に調節されうる。
【０００４】
本明細書で用いるように、「有機」の用語は、有機オプトエレクトロニックデバイスを製造するために用いることができる低分子有機材料並びに高分子材料を含む。「低分子」は、高分子でない全ての有機材料をいい、かつ「低分子」は実際に非常に大きいこともできる。低分子はいくつかの場合には、繰り返し単位を含むことができる。例えば、置換基として長鎖アルキル基を用いることは、分子を「低分子」から除外しない。低分子はまた、例えば高分子骨格上のペンダント基として、又はその骨格の一部として、高分子に組み込まれることもできる。低分子はまた、中心基の上に構築された一連の化学的な殻からなるデンドリマーの中心基としての役目を果たす。デンドリマーの中心基は、蛍光性又は燐光性低分子エミッターであることができる。デンドリマーは「低分子」であり得、かつＯＬＥＤの分野で現在用いられている全てのデンドリマー類は低分子であると考えられる。
【０００５】
ＯＬＥＤは、そのデバイスに横切るように電圧を適用した場合に発光する薄い有機フィルムを利用する。ＯＬＥＤは、フラットパネルディスプレイ、イルミネーション、及びバックライトなどの用途での使用に対して、非常に興味ある技術になってきている。いくつかのＯＬＥＤ材料及び構成が、米国特許第５，８４４，３６３号、同６，３０３，２３８号、及び同５，７０７，７４５号に記載され、それら全体を本願中に援用する。
【０００６】
ＯＬＥＤデバイスは、通常（常にではないが）少なくとも１つの電極を通って光を放射することが意図されており、さらに１以上の透明電極が、有機オプトエレクトロニックデバイスには有用でありうる。例えば、インジウム錫オキサイド（ＩＴＯ）などの透明電極材料はボトム電極として用いられうる。例えば、米国特許第５，７０３，４３６号、及び同５，７０７，７４５号（これらの全体を援用する）に開示されているような、透明なトップ電極もまた用いられうる。ボトム電極を通してのみ発光することを目的とするデバイスについては、トップ電極は透明である必要はなく、高い電気伝導度をもった厚くかつ反射性の金属層からなることができる。同様に、トップ電極を通してのみ発光することを意図したデバイスについては、ボトム電極は不透明及び／又は反射性であることができる。電極が透明である必要がない場合、より厚みのある層を用いることは、より良い電気伝導度を備え、かつ、反射性電極を用いることは、光を透明電極に向けて戻るように反射することによって、他方の電極を通して放射される光量を増加させうる。両方の電極とも透明である場合、完全に透明なデバイスもまた製造されうる。側面放射型ＯＬＥＤもまた製造されることができ、そのようなデバイスにおいては一方又は両方の電極が不透明又は反射性であることができる。
【０００７】
本明細書中で用いるように、「トップ」は基材から最も離れていることを意味し、一方「ボトム」は基材に最も近いことを意味する。例えば、２つの電極を有するデバイスにおいて、ボトム電極は基材に最も近い電極であり、かつ通常最初に作られる電極である。ボトム電極は２つの表面、すなわち基材に最も近いボトム面及び基材からより離れたトップ表面、を有する。第一層が第二層の「上に配置される」と記述される場合は、第一層が基材からより離れて配置される。第一層が、第二層と「物理的に接触」していることが明示されていないかぎり、第一及び第二層の間に他の層があることもできる。例えば、たとえ、間に様々な有機層がある場合であっても、カソードがアノードの「上に配置されている」と説明されうる。
【０００８】
有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の技術は、急速な発展を経験している。ＯＬＥＤは当初、電気で励起された分子から生じる電界発光（エレクトロルミネッセンス）を利用していたが、この励起分子は例えば米国特許第４，７６９，２９２号明細書で開示されているように、一重項状態から光を放出する。そのような一重項励起状態からの発光放射は蛍光といわれる。より最近の仕事は、より大きなパワー効率のＯＬＥＤが、燐光と定義されるその三重項状態からの光を放射する分子を用いて作られうることを示している。そのようなエレクトロルミネッセンスは、燐光ＯＬＥＤが、蛍光を生み出すのみのＯＬＥＤにとって可能であるよりも実質的に大きな量子効率を有することを可能にする。これは、ＯＬＥＤ中で作られる励起子は、単純な統計的論理並びに実験的測定により、約７５％を三重項励起子として、そして約２５％を一重項励起子として生み出されるという理解に基づいている。この三重項励起子が、より容易にそのエネルギーを三重項励起状態に移してこれが燐光を生じうるのに対し、一重項励起子は、典型的にはそのエネルギーを一重項励起状態に移してこれが蛍光を生じうる。
【０００９】
対照的に、蛍光（フルオレッセント）デバイス中の少ないパーセンテージ（約２５％）の励起子しか、一重項励起状態から得られる蛍光発光を生み出すことができない。有機分子の最低三重項励起状態で生み出されるフルオレッセントデバイス中の残りの励起子は、典型的には、そこから蛍光が生み出される、エネルギー的には不利な、より高い一重項励起状態に変換されることができない。このエネルギーは、したがって、デバイスを加熱する無放射減衰プロセスで失われる。
【００１０】
燐光材料（フォスフォレッセント材料）がＯＬＥＤに用いられうるという発見（Baldoら、「有機エレクトロルミネッセンスデバイスからの高効率燐光発光（Highly Efficient Phosphorescent Emission from Organic Electro）」、Nature, vol. 395, 151-154, 1998）以来、より有効なエレクトロフォスフォレッセント材料を発見することに今や大きな興味が存在する。フォスフォレッセント材料を利用するＯＬＥＤは、例えば、米国特許第６，３０３，２３８号明細書中で開示されており、その全てを本願中に援用する。
【００１１】
典型的には、有機分子からの燐光発光は、蛍光発光よりも一般的ではない。しかしながら、燐光は適切な条件の集合の下で有機分子から観測されうる。より有効なエレクトロフォスフォレッセント材料、特に技術的に有用な、可視スペクトルの青色及び緑色でその発光を生み出す材料が発見されることができるならば、それは望ましいことである。
【特許文献１】米国特許第５，８４４，３６３号明細書
【特許文献２】米国特許第６，３０３，２３８号明細書
【特許文献３】米国特許第５，７０７，７４５号明細書
【特許文献４】米国特許第５，７０３，４３６号明細書
【特許文献５】米国特許第５，７０７，７４５号明細書
【特許文献６】米国特許第４，７６９，２９２号明細書
【特許文献７】米国特許第６，３０３，２３８号明細書
【非特許文献１】Baldoら、「有機エレクトロルミネッセンスデバイスからの高効率燐光発光（Highly Efficient Phosphorescent Emission from Organic Electro）」、Nature, vol. 395, 151-154, 1998.
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のまとめ
有機発光デバイスを提供する。このデバイスは、アノード、カソード、及びそのアノード及びカソードの間に配置された発光層を有し、この発光層はさらに以下の構造：
【００１３】
【化１】
【００１４】
（式中、Ｍは４０より大きな原子量を有する重金属であり；
Ｒ２〜Ｒ５及びＲ’３〜Ｒ’６のそれぞれは、Ｈ、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、Ｃ≡ＣＲ、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基、；ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）からなる群から独立して選択され、ここでＲは水素、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基であり；
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが電子求引性基又は電子供与性基であり；
ｍは少なくとも１であり、ｎは少なくとも０であり、且つＸ−Ｙが補助配位子である。）
を有する発光材料を含む。
【００１５】
好ましい態様においては、Ｒ３は約−０．１７（マイナス０．１７）未満か、−０．１５（マイナス０．１５）から０．０５の間か、又は約０．０７より大きなハメット値をもつ置換基である。
【００１６】
さらに好ましい態様においては、ｍは１〜４の整数であり、ｎは１〜３の整数であり；且つ、
【００１７】
【化２】
【００１８】
はモノアニオン性配位子、好ましくは非炭素配位性配位子である。
【００１９】
本発明の具体的態様は、可視スペクトルの青色領域において改良されたエレクトロフォスフォレッセンスをうみだす燐光発光性有機金属化合物を用いたＯＬＥＤを目的とする。この発光材料自体もまた提供される。この発光材料は改善された安定性を有することができ、且つ飽和青発光を与えることができる。
【００２０】
本発明の別の好ましい態様は、以下の構造：
【００２１】
【化３】
【００２２】
（式中、Ｍは４０より大きな原子量を有する重金属であり；ｍは少なくとも１であり；ｎは少なくとも０であり；Ｘ−Ｙが補助配位子であり；Ｒ２及びＲ４は両者ともにＦであり；Ｒ３は約−０．１７（マイナス０．１７）未満か、約−０．１５（マイナス０．１５）及び０．０５の間であるか、又は約０．０７よりも大きいハメット値を有する置換基であり；かつ、Ｒ３、Ｒ５及びＲ’３〜Ｒ’６のそれぞれは、Ｈ、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、Ｃ≡ＣＲ、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基；ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）からなる群から独立して選択され、ここでＲは水素、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基である。）
を有する発光材料をともなうデバイスを含む。
【００２３】
（詳細な説明）
通常、ＯＬＥＤは、アノードとカソードの間に配置され且つそれらに電気的に接続された少なくとも１つの有機層を含む。電流が加えられた場合、（場合により複数の）その有機層に、アノードは正孔を注入し且つカソードは電子を注入する。注入された正孔及び電子は、それぞれ反対に帯電した電極に向かって移動する。電子と正孔が同じ分子上に局在する場合、励起したエネルギー状態をもつ局在した電子−正孔対である「励起子」が形成される。励起子が発光メカニズムを経由して緩和するときに光が放射される。いくつかの場合には、励起子はエキシマー又はエキシプレックス（励起錯体）上に局在化することができる。非発光性メカニズム、例えば熱緩和、もまた生じ得るが、通常は望ましくないと考えられている。
【００２４】
例えば、その全てを本願中に援用する米国特許第４，７６９，２９２号明細書中で開示されているように、初期のＯＬＥＤは、その一重項状態から光を放射する（「フルオレッセンス（蛍光）」）発光性分子を用いた。蛍光放射は、通常、１０ナノ秒未満の概算時間で起こる。
【００２５】
より最近では、三重項状態から光を放射する（「フォスフォレッセンス（燐光）」）発光材料を有するＯＬＥＤが示されている。Baldoら、「有機エレクトロルミネッセンスデバイスからの高効率燐光放射(Highly Efficient Phosphorescent Emission from Organic Electorluminescent Devices)」、Nature, vol. 395, 151 154, 1998; (「Baldo I」)、及びBaldoら、「エレクトロフォスフォレッセンスに基づく、非常に高い効率の緑色有機発光デバイス(Very high efficiency green organic light emitting devices based on electrophosphorescence)」、Appl. Phys. Lett., vol. 75, No. 3, 46 (1999)（Baldo II）、これらはその全てを援用する。燐光は「禁制」遷移とよばれうるが、なぜならその遷移がスピン状態の変化を必要とするからであり、しかも量子力学はそのような遷移が好ましくないことを示しているからである。結果として、燐光は、通常、少なくとも１０ナノ秒を超える概算時間、さらに典型的には１００ナノ秒より長い概算時間で生じる。燐光の自然の発光寿命が長すぎる場合、三重項は非発光メカニズムによって減衰し、その結果いかなる光も放射されない。有機燐光はまたしばしば、非常に低温で非共有電子対を有するヘテロ原子を含む分子で観測される。２，２−ビピリジンはそのような分子である。無発光減衰メカニズムは典型的には温度依存性であり、そのため、液体窒素温度で燐光を示す材料は、室温で燐光を示さない可能性がある。しかし、Ｂａｌｄｏによって示されたように、この問題は室温で燐光を発する燐光材料を選択することによって解決されうる。
【００２６】
通常、ＯＬＥＤ中の励起子は、約３：１の割合、すなわち約７５％の三重項及び２５％の一重項、で作り出されると考えられる。Ａｄａｃｈｉら、「有機発光デバイスにおけるほとんど１００％の内部燐光効率」J. Appl. Phys., 90, 5048 (2001) を参照されたい。これはその全体を援用する。多くの場合、一重項励起子は「項間交差」を通して三重項励起状態にそのエネルギーを容易に移すことができるのに対し、三重項励起子はそれらのエネルギーを一重項励起状態に容易に移すことはできない。結果として、１００％の内部量子効率が燐光ＯＬＥＤで理論的に可能である。蛍光デバイスにおいては、三重項励起子のエネルギーは通常、デバイスを加熱する無発光減衰プロセスで失われ、より低い内部量子効率をもたらす。三重項励起状態から発光する燐光材料を利用するＯＬＥＤが、例えば、米国特許第６，３０３，２３８号明細書中に開示されており、その全体を援用する。
【００２７】
三重項励起状態から中間の非三重項状態への遷移が燐光より先行し、その非三重項状態から発光性減衰が生じうる。例えば、ランタノイド元素に配位した有機分子は、ランタノイド金属上に局在した励起状態からしばしば燐光を発する。しかし、そのような材料は三重項励起状態から直接燐光を発するのではなく、代わりにそのランタノイド金属イオンを中心とする原子の励起状態から発光する。ユーロピウム・ジケトネート錯体は、これらのタイプの種類の一つのグループを例示する。
【００２８】
三重項からの燐光は、おそらく結合を通じて有機分子を大きな原子番号の原子にぴったりと近接して局在させることによって、蛍光以上に強められうる。重原子効果とよばれるこの現象は、スピン軌道カップリングとして公知のメカニズムによって作り出される。そのような燐光遷移は、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（III）などの有機金属分子の、励起金属からリガンドへの電荷移動（ＭＬＣＴ）状態から観測されうる。ＭＬＣＴ三重項状態から燐光を発する分子は、しかし、典型的には非結合性有機リガンドから観測されるエネルギーよりも低いエネルギーの光を放射する。放射エネルギーのこの低下は、非摂動燐光が典型的に生じるところの技術的に有用な可視スペクトルの青色及び緑色において燐光を発する有機分子を開発することへ挑戦をさせる。
【００２９】
図１は、有機発光デバイス１００を示す。図は必ずしも一定の比率に拡大されていない。デバイス１００は、基材１１０、アノード１１５、正孔注入層１２０、正孔輸送層１２５、電子阻止層１３０、発光層１３５、正孔阻止層１４０、電子輸送層１４５、電子注入層１５０、保護層１５５、及びカソード１６０、を含む。カソード１６０は第一の導電層１６２及び第二の導電層１６４を有する複合カソードである。デバイス１００は説明した層を順に配置することによって作られうる。
【００３０】
基材１１０は、所望の構造特性を提供するいずれか適当な基材でありうる。基材１１０は、柔軟又は剛性でありうる。基材１１０は、透明、半透明、又は不透明でありうる。プラスチック及びガラスが、好ましい剛性基材材料の例である。プラスチック及び金属箔は、好ましい柔軟性基材材料の例である。基材１１０は、回路の製造のために半導体であることができる。例えば、基材１１０は、その基材上に続いて配置されたＯＬＥＤをコントロールすることが可能な、その上に回路が作製されたシリコン・ウエハーであることができる。その他の基材が使用されうる。基材１１０の材料及び厚さは、所望の構造及び光学特性が得られるように選択されうる。
【００３１】
アノード１１５は、有機層に正孔を移動させるために充分に導電性であるいずれか適当なアノードであることができる。アノード１１５の材料は好ましくは約４ｅＶよりも高い仕事関数を有する（「高仕事関数材料」（high work function material））。好ましいアノード材料は、導電性金属酸化物、例えばインジウム錫オキシド（ＩＴＯ）及びインジウム亜鉛オキシド（ＩＺＯ）、アルミニウム亜鉛オキシド（ＡｌＺｎＯ）、及び金属、を含む。アノード１１５（及び基材１１０）は、ボトム発光性デバイスを作り出すために充分透明であることができる。好ましい透明材料及びアノードの組み合わせ物は、ガラス又はプラスチック（基材）上に配置された市販入手可能なＩＴＯ（アノード）である。柔軟かつ透明な基材−アノード組み合わせ物が米国特許第５，８４４，３６３号明細書に開示されており、その全てを援用する。アノード１１５は不透明及び／又は反射性でありうる。反射性アノード１１５は、いくつかのトップ発光性デバイスにとって好ましいものであることができ、デバイスのトップから放射される光の量を増加させる。アノード１１５の材料及び厚さは、所望する導電及び光学特性を得るために選択されうる。アノード１１５が透明な場合は、所望する導電性を与えるために充分に厚く、しかも所望する程度の透明性を与えるために充分に薄い、個々の材料に対してのある範囲の厚さがある。その他のアノード材料及び構造が使用されうる。
【００３２】
正孔輸送層１２５は、正孔を輸送することができる材料を含むことができる。正孔輸送は、正孔輸送層の「荷電成分」の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）準位を通って主に起こる。この成分は、正孔輸送層１２５のベース材料であることができ、あるいはドーパントであることができる。正孔輸送層１２５は真性（アンドープ）か又はドープされたものでありえる。ドーピングは、伝導度を高めるために用いられうる。α−ＮＰＤ及びＴＰＤは、真性正孔輸送層の例である。ｐ−ドープされた正孔輸送層の例は、５０：１のモル比でｍ−ＭＴＤＡＴＡがＦ４−ＴＣＮＱでドープされたものであり、Ｆｏｒｒｅｓｔらの米国特許出願第１０／１７３，６８２号明細書中に開示されているとおりであり、その全てを援用する。その他の正孔輸送層材料及び構造が用いられうる。
【００３３】
本明細書中に開示されているように、発光層１３５は、層１３５の最低空軌道（ＬＵＭＯ）から電子が落ちてきた場合に光子を放射することができる有機材料を含み、この層１３５で、電子が層１３５の最高被占軌道中で正孔と結合する。したがって、アノード１１５及びカソード１６０の間を通り発光層１３５へと通り抜けた電流フローが、発光を生み出すことができる。本態様において、発光層１３５は本明細書中で開示されたものなどの燐光発光材料を含む。燐光材料は蛍光材料よりも好ましいが、なぜならそのような材料に伴われる高い電界発光効率のためである。
【００３４】
発光層１３５は電子及び／又は正孔を輸送することができるホスト材料を含み、これは電子、正孔、及び／又は励起子を捕らえることができる発光材料でドープされており、したがって、励起子は光電子放出メカニズムを経て発光材料から緩和する。ホスト材料の例は、Ａｌｑ３、ＣＢＰ、及びｍＣＰを含むがこれらに限定されない。それに代わり、発光層１３５は、輸送及び発光特性を兼ね備える単一材料を含むことができる。発光材料がドーパントであるか主要な成分であるかに関わらず、発光層１３５は他の材料、例えば発光材料の発光を調節するドーパント、を含むことができる。発光層１３５は、所望するスペクトルの光を発光することができる複数の発光材料を組み合わせて含むことができる。発光材料は多くのやり方で発光層１３５中に含まれることができる。例えば、発光性低分子がポリマー中に組み込まれることができる。本技術分野で公知の発光及びホスト材料の例は、Ｔｈｏｍｐｓｏｎの米国特許第６，３０３，２３８号に開示されており、その全てを本願中に援用する。
【００３５】
本実施態様において、電子輸送層１４０は、電子を輸送することができる材料を含みうる。電子輸送層１４０は、真性（アンドープ）又はドープされていることができる。ドーピングは導電性を高めるために使用されうる。Ａｌｑ３は真性の電子輸送層の例である。ｎ−ドープされた電子輸送層材料の例は、１：１のモル比でＬｉでドープされたＢＰｈｅｎであり、Ｆｏｒｒｅｓｔらの米国特許出願第１０／１７３，６８２号明細書中に開示されており、その全体を本願中に援用する。その他の電子輸送層材料及び構造が用いられうる。電子輸送層の荷電成分は、電子輸送層のＬＵＭＯ（最低空軌道）エネルギー準位中に、カソードから電子が有効に注入されうるように選択されうる。電子輸送は、主に、電子輸送層の「荷電成分」の最低空軌道（ＬＵＭＯ）準位を通して起こる。「荷電成分」は、実際に電子を輸送するＬＵＭＯを担う材料である。この成分はベース材料であることも、あるいはドーパントであることもできる。有機材料のＬＵＭＯ準位は、一般にその材料の電子親和性によって特徴づけられうるが、一方でカソードの相対的電子注入効率は一般にカソード材料の仕事関数によって特徴づけられうる。したがって、電子輸送層（electron transport layer）及び隣接したカソードの好ましい特性は、ＥＴＬの荷電成分の電子親和性及びカソード材料の仕事関数によって特定されうる。特に、高い電子注入効率を達成するためには、カソード材料の仕事関数が、電子輸送層の荷電成分の電子親和力より約０．７５ｅＶよりも大きくないことが好ましく、さらに好ましくは多くても約０．５ｅＶよりも大きくないことが好ましい。同様の考慮が、電子が注入される全ての層に適用される。
【００３６】
カソード１６０は、カソード１６０が電子を伝導し且つデバイス１００の有機層中に電子を注入することができるように、いずれかの適当な材料又は当分野で公知の材料の組み合わせ物であることができる。カソード１６０は透明又は不透明であることができ、あるいは反射性であることができる。金属及び金属酸化物が適当なカソード材料の例である。カソード１６０は単一層であることができ、又は複合構造を有することができる。図１は、薄い金属層１６２及びより厚い導電性金属酸化物層１６４を有する複合カソード１６０を示す。複合カソードにおいては、より厚い層１６４のための好ましい材料は、ＩＴＯ、ＩＺＯ、及び当技術分野で公知のその他の材料を含む。その全体を援用する米国特許第５，７０３，４３６号及び同５，７０７，７４５号は、上に被せられた、透明で電子導電性の、スパッタ堆積されたＩＴＯ層をもつＭｇ：Ａｇなどの金属の薄層を有する複合カソードを含むカソード類の例を開示している。下の有機層と接触しているところのカソード１６０の部分は、それが単一層カソード１６０、複合カソードの薄い金属層１６２，又はその他部分であるかどうかに関わらず、約４ｅＶよりも低い仕事関数をもつ材料（「低仕事関数材料」）で作られることが好ましい。その他のカソード材料及び構造が用いられうる。
【００３７】
阻止層は、発光層から離れる荷電粒子（電子若しくは正孔）及び／又は励起子の数を減らすために用いることができる。電子阻止層１３０は、発光層１３５及び正孔輸送層１２５の間に配置されることができ、電子が正孔輸送層１２５の方に向かって発光層１３５を離れることを阻止する。同様に、正孔阻止層１４０は発光層１３５及び電子輸送層１４５の間に配置されることができ、正孔が電子輸送層１４０の方に向かって発光層１３５を離れることを阻止する。阻止層はまた、励起子が発光層の外側に拡散することを阻止するために用いられうる。
【００３８】
阻止層の理論及び使用は、Ｆｏｒｒｅｓｔらの米国特許第６，０９７，１４７号及び米国特許出願公開第１０／１７３，６８２号により、詳細に説明されており、その全体を援用する。従来の「阻止層」は、荷電粒子又は励起子が乗り越えることの困難性を有するエネルギー障壁を与えることによって、発光層を離れる荷電粒子及び／又は励起子の数を減少させると一般に信じられている。例えば、正孔輸送は、有機半導体の最高被占軌道（ＨＯＭＯ）に関係があると一般に考えられている。従って「正孔阻止」材料は、正孔がそこから遮られる材料のＨＯＭＯよりも著しく低いＨＯＭＯエネルギー準位を有する材料であると考えられうる。第一のＨＯＭＯエネルギー準位が従来のエネルギー準位ダイアグラムでより低い場合、第一のＨＯＭＯエネルギー準位は、第二のＨＯＭＯエネルギー準位よりも低いと考えられ、これは第一のＨＯＭＯエネルギー準位が第二のＨＯＭＯエネルギー準位よりもさらに大きなマイナスの値をもつことを意味する。例えば、スパルタン０２ソフトウェアパッケージを用いた密度関数理論（ＤＦＴ）計算（Ｂ３ＬＹＰ６−３１Ｇ＊）によれば、Ｉｒ（ｐｐｙ）３は、−４．８５ｅＶ（マイナス４．８５ｅＶ）のＨＯＭＯエネルギー準位をもつ。ＢＣＰは、−５．８７ｅＶのＨＯＭＯエネルギー準位をもち、これはＩｒ（ｐｐｙ）３のものより１．０２ｅＶ低く、ＢＣＰを優れたホール阻止材にする。ＺｒＱ４は、−５．００ｅＶのＨＯＭＯエネルギー準位を持ち、Ｉｒ（ｐｐｙ）３のものよりわずか０．１５ｅＶしか低くなく、そのためほとんど又は全く正孔を阻止することが期待されない。ｍｅｒ−ＧａＱ３は、−４．６３ｅＶのＨＯＭＯエネルギー準位をもち、これはＩｒ（ｐｐｙ）３のものより大きく、そのためいかなる正孔阻止もまったく期待されない。
【００３９】
発光層が様々なエネルギー準位をもつ様々な材料を含む場合は、正孔阻止層としてのこれらの種々の材料の有効性は異なりうるが、なぜなら、重要であるのは、阻止する層と阻止される層の間のＨＯＭＯエネルギー準位における差であり、絶対的なＨＯＭＯエネルギー準位ではないからである。絶対的なＨＯＭＯ準位は、しかしながら、ある化合物が特定の発光層に対する良好な正孔阻止材であるかどうかを決定するために有用でありうる。例えば、約−５．１５ｅＶ又はそれ未満のＨＯＭＯエネルギー準位を有する材料は、代表的な発光材料であるＩｒ（ｐｐｙ）３に対する妥当な正孔阻止材料と考えられうる。通常、隣接する層のものよりも少なくとも０．２５ｅＶ低いＨＯＭＯエネルギー準位をもつ層は、いくらか正孔阻止特性を有するものと考えられうる。少なくとも０．３ｅＶのエネルギー準位の差が好ましく、さらに少なくとも０．７ｅＶのエネルギー準位の差がより好ましい。同様に、励起子のエネルギーは一般に材料のバンドギャップに関係すると考えられる。「励起子阻止」材料は、一般に、そこから励起子が阻止されているところの材料よりも顕著により大きなバンドギャップを有する材料と考えられうる。例えば、隣接する材料のものよりも約０．１ｅＶ以上大きなバンドギャップを有する材料は、良好な励起子阻止材料と考えられうる。
【００４０】
通常、注入層は、一つの層、例えば電極又は有機層から、隣接する有機層中への荷電粒子の注入を改善することができる材料を含有する。注入層はまた電荷輸送機能を果たしうる。デバイス１００において、正孔注入層１２０は、アノード１１５から正孔輸送層１２５への正孔の注入を改善する層でありうる。ＣｕＰｃは、ＩＴＯアノード１１５及びその他のアノード類からの正孔注入層として用いられうる材料の例である。デバイス１００において、電子注入層１５０は、電子輸送層１４５中への電子の注入を改善する層でありうる。ＬｉＦ／Ａｌは、隣接層から電子輸送層への電子注入層として用いられうる材料の例である。その他の材料又は材料の組み合わせ物が注入層のために用いられうる。特定のデバイスの構成に応じて、注入層はデバイス１００に示された位置とは異なる位置に配置されうる。注入層のさらなる例がＬｕらの米国特許出願第０９／９３１，９４８号中に提示されており、その全てを援用する。正孔注入層は、スピンコートされたポリマー、例えばＰＥＤＯＴ：ＰＳＳなどの、溶液で堆積された材料を含むことができ、あるいはそれは蒸着された低分子材料、例えばＣｕＰｃ又はＭＴＤＡＴＡでありうる。
【００４１】
アノードから正孔注入材料への効率良い正孔注入をもたらすために、正孔注入層（ＨＩＬ）はアノード表面を平坦化又はぬらすことができる。正孔注入層はまた、明細書中で説明したそれらの相対イオン化ポテンシャル（ＩＰ）エネルギーによって定められるように、ＨＩＬの一方の側の上に隣接するアノード層及びＨＩＬのそれと反対側の上の正孔輸送層とうまく調和したＨＯＭＯ（最高被占軌道）エネルギー準位をもつ荷電成分を有することができる。ドープされたＨＩＬを用いることは、その電気的特性のためにドーパントを選択すること、及びぬれ、柔軟性、強靱性等の形態的特性のためにホストを選択すること、を可能にする。ＨＩＬ材料のための好ましい特性は、それによって正孔がアノードからＨＩＬ材料中に効率よく注入されうることである。特に、ＨＩＬの荷電成分は、アノード材料のＩＰよりたかだか約０．７ｅＶ大きなＩＰを好ましくは有する。さらに好ましくは、荷電成分は、アノード材料よりもたかだか約０．５ｅＶ大きなＩＰを有する。同様の考え方が、正孔が注入される層に適用される。ＨＩＬ材料は、ＯＬＥＤの正孔輸送層に典型的に用いられる従来の正孔輸送材料と区別されるが、それは、そのようなＨＩＬ材料は実質的に通常の正孔輸送材料の正孔伝導性よりも小さな正孔伝導性を有しうる点である。本発明のＨＩＬの厚さは、アノード層の表面が平坦化又はぬれるのを助けるために充分に厚いことができる。例えば、１０ｎｍ程度の薄さのＨＩＬ厚さは、非常に滑らかなアノード表面について許容可能でありうる。しかし、アノード表面が非常に粗くなりがちであるため、最大５０ｎｍまでのＨＩＬ厚さが、いくつかの場合には好ましい可能性がある。
【００４２】
その後に続く製造プロセスの間に下の層を保護するために保護層が用いられうる。例えば、金属又は金属酸化物のトップ電極を加工するために用いられるプロセスは、有機層を損傷する可能性があり、保護層がそのような損傷を減少又は排除するために用いられうる。デバイス１００においては、カソード１６０の加工の間、保護層１５５が下の有機層に対する損傷を低減しうる。好ましくは、保護層はそれが輸送するタイプの担体（デバイス１００中の電子）に対して高い担体移動度を有し、それによりデバイス１００の作動電圧は著しく増加しない。ＣｕＰｃ、ＢＣＰ、及び様々な金属フタロシアニン類が、保護層に用いられうる材料の例である。その他の材料又は材料の組み合わせ物が用いられうる。保護層１５５の厚さは、好ましくは、有機保護層１６０が堆積された後に起こる加工プロセスによる下の層への損傷がほとんど又は全くないために充分な厚さであり、しかもデバイス１００の作動電圧を著しく増加させるほど厚くはない。保護層１５５は、その導電性を高めるためにドープされうる。例えば、ＣｕＰｃ又はＢＣＰ保護層１６０はＬｉでドープされうる。保護層のより詳細な説明は、Ｌｕらの米国特許出願第０９／９３１，９４８号中に見ることができ、その全てを本願中に援用する。
【００４３】
図２は、反転型ＯＬＥＤ２００を示す。このデバイスは、基材２１０、カソード２１５、発光層２２０、正孔輸送層２２５、及びアノード２３０、を含む。デバイス２００は説明した層を順に堆積することによって作製されうる。最も普通のＯＬＥＤ構成は、アノードの上に配置されたカソードを有し、そして、デバイス２００はアノード２３０の下に配置されたカソード２１５を有することから、デバイス２００は「反転型」ＯＬＥＤとよばれうる。デバイス１００に関連して説明したものと同様の材料が、デバイス２００の対応する層で用いられうる。図２はデバイス１００の構造からどのようにいくつかの層が省略されうるかの一例を示す。
【００４４】
図１及び２で説明された単純な層構造は、制限されない例としての目的で提供され、しかも本発明の態様は、多様なその他の構造と結合して用いられうることが理解される。記述された特定の材料及び構造は実際には典型であり、そしてその他の材料及び構造が用いられうる。機能性ＯＬＥＤは、デザイン、性能、及び価格要因に基づいて、説明した様々な層を異なる方法で組み合わせることによって、又は層が完全に除外されることによって実現されうる。具体的に説明されていないその他の層もまた含まれうる。具体的に説明したもの以外の材料も用いられうる。本明細書で示した多くの例は単一材料を含むように様々な層を記述するが、材料の組み合わせ物、例えば、ホスト及びドーパントの混合物、又はより一般的には混合物、が用いられうることがわかる。さらに、層は様々な副層を有することができる。本明細書中で様々な層に与えられた名称は、厳密に制限することを意図していない。例えば、デバイス２００において正孔輸送層２２５は、正孔を輸送し且つ発光層２２０中へホールを注入し、そして正孔輸送層又は正孔注入層として説明されうる。一つの態様においては、ＯＬＥＤはカソード及びアノードの間に配置された「有機層」を有するとして説明されうる。この有機層は、単一層を備えているか、又は、例えば図１及び２について説明した、様々な有機材料の複数の層をさらに含むことができる。
【００４５】
具体的に説明していない構造及び材料もまた用いられることができ、例えば、Ｆｒｉｅｎｄらの米国特許第５，２４７，１９０号（これはその全てを援用する）に開示されているような高分子材料からなるＯＬＥＤなどである。さらなる例としては、単一有機層をもつＯＬＥＤが用いられうる。例えば、Ｆｏｒｒｅｓｔらの米国特許第５，７０７，７４５号（これはその全てを援用する）に記載されているように、ＯＬＥＤは重ねられうる。ＯＬＥＤ構造は、図１及び２に示された単一層構造から逸脱しうる。例えば、基材は、アウトカップリング（out-coupling）を改善するための、角度をつけた反射面、例えば米国特許第６，０９１，１９５号に記載されているメサ（mesa）構造、及び／又はＢｕｌｏｖｉｃらの米国特許第５，８３４，８９３号に記載さえているピット（pit）構造を含むことができ、これら特許はその全てを本願中に援用する。
【００４６】
そのほかに特定されていない限り、様々な態様の層の全ては、いずれかの適当な方法によって堆積されうる。有機層については、好ましい方法は、熱蒸発（thermal evaporation）、米国特許第６，０１３，９８２号及び同６，０８７，１９６号（これらの全てを援用する）に記載されたようなインクジェット、Ｆｏｒｒｅｓｔらの米国特許第６，３３７，１０２号（その全てを援用する）に記載されたような有機気相蒸着（ＯＶＰＤ）、米国特許出願第１０／２３３，４７０号（その全てを援用する）に記載されたような有機気相ジェットプリンティング（ＯＶＪＰ）による堆積、を含む。その他の適当な堆積法は、スピンコーティング及びその他の溶液ベースの方法を含む。溶液ベースの方法は、窒素又は不活性雰囲気中で好ましくは実施される。その他の層については、好ましい方法は熱蒸発を含む。
【００４７】
好ましいパターニング法は、マスクを通しての堆積、米国特許第６，２９４，３９８号及び同６，４６８，８１９号（これら全てを援用する）に記載されたような低温溶着、及びインクジェット及びＯＶＪＤなどのいくつかの堆積法と結合されたパターニングを含む。その他の方法も用いられうる。堆積される材料は、それらを特定の堆積方法に適合させるために修飾されうる。例えば、分岐した又は分岐のない、さらに好ましくは少なくとも３つの炭素を含む、アルキル及びアリール基などの置換基が低分子中に用いられることができ、それらが溶液プロセスを受ける能力を高める。２０以上の炭素を有する置換基が用いられ、さらに３〜２０の炭素が好ましい範囲である。非対称構造をもつ材料は、対称構造を有する材料よりも優れた溶液プロセス処理可能性を有しうるが、なぜなら非対称材料はより低い再結晶化する傾向をもちうるからである。デンドリマー置換基は、溶液プロセス処理を受ける低分子の能力を強化するために用いられうる。
【００４８】
本発明の態様に従って作られたデバイスは、広範囲の消費財中に組み込まれることができ、それはフラットパネルディスプレイ、コンピューターモニター、テレビ、広告掲示板、室内又は屋外照明及び／又は信号のための明かり、ヘッドアップディスプレイ、完全に透明なディスプレイ、柔軟なディスプレイ、レーザープリンタ、電話、携帯電話、パーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、ラップトップ・コンピューター、デジタルカメラ、カムコーダー、ビューファインダー、マイクロディスプレイ、車両、広い面積の壁又は劇場又はスタジアムのスクリーン、又はサインを含む。様々な制御機構が、本発明の従って作られるデバイスを制御するために用いられることができ、それはパッシブマトリクス及びアクティブマトリクスを含む。多くのデバイスは人に快適な温度範囲、例えば１８℃〜３０℃、そしてさらに好ましくは室温（２０〜２５℃）での使用にむけられる。
【００４９】
本明細書中で説明した材料及び構造は、ＯＬＥＤ以外のデバイスにおける応用もできる。例えば、その他のオプトエレクトロニックデバイス、例えば、有機太陽電池及び有機光検出器が上記材料及び構造を採用しうる。より一般には、有機トランジスタなどの有機デバイスが、上記材料及び構造を採用しうる。
【００５０】
本明細書で用いるように、「溶液プロセス処理可能」は、溶液又は懸濁液の形態のいずれかで、液体媒体中に、溶解され、分散され、又は輸送され及び／又は液体媒体中から堆積される能力を意味する。
【００５１】
さて、本発明の具体的な好ましい態様について本発明を詳細に説明する。これらの態様は、説明のためのものであり、発明は、説明される具体的な好ましい態様に範囲を限定されるものではない。
【００５２】
フルカラーディスプレイについての工業規格は、飽和赤、飽和緑、及び飽和青の発光材料を必要としている。「飽和青」は、約０．１５５、０．０７のＣＩＥ座標をもつことを意味する。しかし、ＦＩｒｐｉｃよりも安定で且つＦＩｒｐｉｃよりも飽和青に近いＣＩＥ座標をもつ燐光材料は、現在入手可能な燐光青色発光材料を越えた進歩となる。飽和青に「近い」とは、０．１５５、０．０７からわずかに離れたＣＩＥ座標をもつことを意味する。例えば、ＦＩｒｐｉｃ（ＣＩＥ ０．１７、０．３２）及び飽和青との間の隔たりは、（（０．１７−０．１５５）２＋（０．３２−０．０７）２）の平方根、又は約０．２５０４４である。そこで、約０．２５未満、さらに好ましくは約０．１２５未満の隔たりしかもたない安定な材料は、望ましい進歩である。発光色を測定するためのもう一つの方法は、ピーク波長（極大波長）によるものである。しかし、ピーク波長測定は、確かな有用な情報を含まない。例えば、２つの異なる材料が同じピーク波長をもつスペクトルを放射するかもしれないが、それでもその発光スペクトルのそれ以外の部分の形状によってその発光は人の目に異なって見えるかもしれない。例えば、２つの材料が４７０ｎｍのピーク波長をもちうる。一方の材料は、より長波長に非常に小さな尾部をもつシャープなピークをもち、飽和青という結果をもたらすかもしれない。他方の材料は、より長波長に広がった尾部をもち、材料に好ましくない緑色の色合いを加えるかもしれない。ＣＩＥ座標はこれらの違いを明らかにする。
【００５３】
「安定性」は多くの方法で評価されうる。一つの方法は、Ｌ１００／Ｌ０試験であり、これは、少なくとも１００時間の長時間にわたり、材料の薄膜のフォトルミネッセント発光を測定し、１００時間目に初めの発光の何パーセントが生じているかを示すパラメータを与える。本明細書で用いるように、Ｌ１００／Ｌ０は、ほぼ室温において、少なくとも１×１０−５Ｔｏｒｒの真空下又は不活性ガス中で実施される安定性試験を意味し、ここではその発光材料は、有機発光デバイスを作るために用いられうるものと類似したフィルム中に組み込まれる。
【００５４】
多くの燐光青色発光材料は、一般に、不充分な安定性、又は不充分な色飽和度などの欠点をもつ。一つの青色発光燐光材料は、ＦＩｒｐｉｃであり、これは式１：
【００５５】
【化４】
【００５６】
の構造を有する。
【００５７】
非極性溶媒中のＦＩｒｐｉｃは、ＣＩＥ ０．１７、０．３２で電界発光（フォトルミネッセント）スペクトルを放射する。ＣＢＰ中に６％でドープされたＦＩｒｐｉｃは、約２０ｃｄ／ｍ２の初期フォトルミネッセント（ＰＬ）強度で、７１％のＬ１００／Ｌ０安定性を有する。
【００５８】
本発明の一つの態様においては、ＦＩｒｐｉｃ及びＩｒ以外の金属を基にした類似の材料を修飾するための方法が提供される。この修飾は、安定性を高め及び／又はその材料から放射される色を調整することができる。その置換された分子は以下の式２：
【００５９】
【化５】
【００６０】
の構造を有する。
【００６１】
Ｍは４０より大きな原子量をもついずれかの金属であることができる。好ましい金属は、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ａｕ、及びＡｇを含む。よりこのましくは、この金属はＩｒ又はＰｔである。最も好ましくは、この金属はＩｒである。
【００６２】
Ｒ３はいずれかの置換基であることができ、すなわち、Ｒ３はＨではない。好ましくは、ＣＨ３及びＦ以外の置換基が用いられうる。さらに好ましくは、この置換基は、アルキル、アルコキシ、アミノ、カルボキシ、シアノ、アリール類、並びに５及び６員ヘテロアリール類からなる群から選択されうる。アリール類は、フェニル及びナフチルを含む。ヘテロアリール類は、ピリジン、ピリミジン、及びピリダジンを含む。これらの置換基のいずれも、さらに置換されることができる。ＦＩｒｐｉｃの比較的低い安定性は、フェニル環の２つのフッ素原子にある程度起因していると考えられる。このフッ素は芳香環にハロゲン全ての中で最強の酸性化効果を及ぼし、しかも特にオルト位での酸性化効果に影響を及ぼすことが文書に記されてきた。このフッ素基が１，３位の関係にある場合、水素の引き抜き反応がそれら２つの位置の間で起こる。Coe, P. Lら、J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1, 1995 pp. 2793-2737及びBridges, A. J., J. Org. Chem., 1990, 55, 773-775を参照されたい。ＦＩｒｐｉｃ分子中で、同じ酸性化効果が観測され、すなわち、（Ｒ３の下に示した２つのフッ素の間の）３位の水素原子は容易に除去されて、不安定性をもたらしうる。この水素原子をあまり容易に除去されない基で置換することによって、安定性の問題は緩和されうる。
【００６３】
好ましい態様においては、Ｒ３は、フェニル環に結合した原子が空でないｐ軌道又はｎ軌道を有し、これがそのフェニル環内のπ系とπ共役又は部分的π共役していることができる基である。そのようなＲ３置換基は安定性を高める要因となると考えられる。そのような置換基の一つの例は、Ｒ３置換基中に上記３位の炭素に結合した炭素を有し、Ｒ３置換基のその炭素が少なくとも二重結合をもつ少なくとも１つの他の原子に結合しているか又はフェニル環などの共鳴構造の一部である。この二重結合又は共鳴構造は、フェニル環内のπ系とフェニル基が結合している置換基中の上記炭素との間にπ共役又は部分的π共役があるように軌道構造を変える。シアノ及びフェニル置換基は、そのような結合配列の例を提供する。そのような置換基の別の例は、酸素原子又は窒素原子などの非共有電子対をもつものである。
【００６４】
Ｒ５は、Ｈ又はいずれかの置換基であることができる。青色発光材料を所望する場合、Ｒ５として好ましい置換基には、電子吸引性基が位置づけられる。この置換基はさらに置換されることができる。
【００６５】
Ｒ’は、Ｈ又はいずれかの置換基であることができる。Ｒ’は、ピリジル環上のいずれかの位置における置換を表し、モノ−、ジ−、トリ−、及びテトラ−置換を含む。１より多い置換基がある場合は、複数の置換基は相互に連結されることができる。青色発光材料を所望する場合、好ましい置換基は電子供与性基を含む。（窒素のパラ位の炭素に結合する場合には）電子供与性基の例は、メチル、メトキシ、アミノ、ジアルキルアミノ、及び５又は６員環式アミノ基、例えば、モルホリノ、ピロリジノ、ピペリジノ、を含む。ある基が電子供与性又は電子吸引性であるかどうかは、それが結合している位置に左右されうる。
【００６６】
式２中の（Ｘ−Ｙ）環は、「補助配位子」とよぶことができる。（Ｘ−Ｙ）はいずれかのモノアニオン性配位子であることができる。光活性特性に直接寄与するのではなく、材料の光活性特性を若干変えうると考えられているため、この配位子は「補助(ancillary)」とよばれる。対照的に、左側の配位子は、「光活性(photoactive)」とよばれるが、なぜならそれが材料の光活性特性に寄与していると考えられるからである。式２は二座の補助配位子を示しているが、その他の構造も用いられることができる。上記の光活性及び補助の定義は、限定的でない説を目的とする。
【００６７】
添え字「ｍ」は、ある特定のタイプの光活性配位子の数であり、且つ「ｎ」はある特定のタイプの補助配位子の数である。金属Ｍに応じて、特定の数の配位子が金属に結合する。一般に、上記配位子は二座であり、これはそれらが金属と２つの結合を形成することを意味するが、二座配位子は必須ではない。例えば、２つの塩素が二座の補助配位子の代わりに金属に結合することができる。「ｍ」は少なくとも１であり、且つ０よりも大きく、その金属に結合する配位子の最大数までのいずれかの整数である。「ｎ」はゼロであるか、「ｍ」が少なくとも１であるという条件のもとで、ゼロより大きな整数である。「ｍ」＋「ｎ」はＭに結合しうる配位子の合計数よりも小さいことができ、それにより式２に具体的に図示されたもの以外の配位子がさらにＭに結合することもできる。これらの追加の配位子は、光活性又は補助であることができる。イリジウムに対しては、それに３つの二座配位子が結合することができ、「ｍ」は１、２、又は３であることができ、「ｎ」は０、１、又は２であることができる。
【００６８】
式２中の光活性配位子は、式３：
【００６９】
【化６】
【００７０】
の構造を有する。
【００７１】
好ましい補助配位子には、アセチルアセトナート（ａｃａｃ）、ピコリナート（ｐｉｃ）、及びジピバロイルメタナート（ｔ−ブチルａｃａｃ）が含まれる。いくつかの好ましい補助配位子は、式４（ｐｉｃ）、式５（ａｃａｃ）、及び式６（ｔ−ブチルａｃａｃ）による以下の構造を有する。その他の補助配位子が用いられうる。補助配位子のさらなる制限されない例は、LamanskyらのＰＣＴ出願公開ＷＯ０２／１５６４５Ａ１中の第８９〜９０頁にあり、それを本明細書中に援用する：
【００７２】
【化７】
【００７３】
式２の好ましい態様においては、ｎは０、及びｍは金属に結合できる配位子の最大数である。例えば、Ｉｒについては、この好ましい態様においてｍは３であり、且つその構造は「トリス(tris)」構造とよばれる。このトリス構造は好ましいが、なぜならそれが特に安定であると考えられるからである。このトリス構造の安定性は、上記Ｒ３基によってもたらされる安定性及びカラー・チューニング（色調整）と結合され、特に安定な青色発光燐光材料をもたらしうる。
【００７４】
式２の一つの態様においては、ｍ＋ｎが当の金属に結合しうる二座配位子の合計数に等しい。例えば、Ｉｒについては３である。別の態様においては、ｍ＋ｎは金属に結合しうる二座配位子の最大数よりも少ないことができ、その場合においては他の配位子（補助、光活性、又はその他）もまた、金属に結合しうる。金属に結合した様々な光活性配位子がある場合、それぞれの光活性配位子は、好ましくは、式３に示された構造を有する。
【００７５】
安定性を高めることに加えて、Ｒ３置換基はその材料によって放射される光の色を調整するために用いられることができる。負のハメット値をもつＲ３置換基は、発光色をレッドシフトさせることができ、一方、正のハメット値をもつＲ３置換基は発光色をブルーシフトすることができると考えられる。ある基のハメット値は、電子を求引するか（正のハメット値）又は電子を供与するか（負のハメット値）いずれかの尺度である。ハメット式はさらに詳細に以下に記載されている：Thomas H. Lowry及びKathleen Schueller Richardson「Mechanism and Theory In Organic Chemistry（有機化学のメカニズムと理論）」New York, 1987, 第143〜151頁、これを本明細書に援用する。レッドシフトを所望する場合、ハメット値は好ましくは約０．０７よりも大きく、より好ましくは約０．２より大きく、最も好ましくは約０．６より大きい。青色発光燐光材料を得ようとする場合、これらの大きなハメット値は特に好ましい。小さな絶対値をもつハメット値は、顕著なシフト効果を有しない。カラーシフトなしに高められた安定性を所望する場合は、例えば、ある材料がすでに所望するスペクトル、例えば飽和緑、を発光する場合、約−０．１６〜０．５の間のハメット値が好ましい。これらは、本発明の範囲内の副次的なことであり、記述した上記範囲外のハメット値が適当であることもありえる。
【００７６】
Ｒ５及びＲ’位置にある置換基もまた、材料によって発光される色を調整するために用いられうる。特定のハメット値をもつ置換基のカラーシフト効果は、その置換基が結合される位置に応じて変化しうると考えられる。例えば、ＦＩｒｐｉｃのＲ３のような同じフェニル環上のいずれかの位置に結合した置換基は、同じ方向のシフトを引き起こしうると考えられる（正のハメット値はブルーシフトに対応し、負のハメット値はレッドシフトに対応する）。しかし、ピリジル環上のいずれかの位置に結合した置換基は、反対方向のシフトを引き起こしうる（正のハメット値はレッドシフトに対応し、負のハメット値はブルーシフトに対応する）。とりわけ、特定の置換基のハメット値の符号（及び大きさ）は、それが結合している位置に応じて変化しうる。「パラ」位と結びついたハメット値σｐａｒａが、Ｒ３について用いられるが、なぜならＲ３は金属に配位した炭素に対してパラ位にあるからである。
【００７７】
Ｒ３位に対する好ましい置換基には、Ｐｈ、シアノ、４−ＣＦ３Ｐｈ、及びピリジンが含まれる。これらの各置換基は、安定性を高めると考えられる。Ｐｈを除くこれらの各置換基はまた、ＦＩｒｐｉｃに対してブルーシフトをもたらす。Ｐｈは非常にマイルドなレッドシフトをもたらし、そして顕著なカラーシフトなしに高められた安定性を望む場合に有用でありうる。
【００７８】
Ｒ３位について特に好ましい置換基はシアノ基である。シアノ基は有利に高められた安定性、並びに無置換アナログから約１５ｎｍという顕著なブルーシフトをもたらすと考えられる。ＦＩｒｐｉｃに類似の光活性配位子をもつ置換された材料で３位にシアノ基をもつものは、以下の式７の構造を有する。Ｒ５及びＲ’は、式２に関して説明した置換基と同様の考えに基づいて選択された、Ｈ、又は置換基でありうる。
【００７９】
【化８】
【００８０】
本発明の様々な態様が、ＦＩｒｐｉｃ誘導体よりもさらに一般的な材料の類に適用されうる。例えば、本発明の一つの態様においては、安定性を高め及び／又は発光色を調整するため、以下の式８のように下記の材料に置換が施されうる。
【００８１】
【化９】
【００８２】
Ｒ３は式２に関して説明したものと同じ置換基類から、同様の理由によって選択されることができる。フェニル及びシアノ基は、好ましいＲ３置換基である。ＣＨ３及びＦもまた、材料のＲ３位置の置換基として用いることができるが、そこでは下側の環は６員のピリジン環ではない。下側の環「Ａ」は金属Ｍに配位した少なくとも１つの窒素原子をもつヘテロアリール環システムであることができる。好ましくは、Ａは５又は６員ヘテロアリール環システムである。単一又は複数の追加のヘテロ原子、例えば窒素又はその他のヘテロ原子、がさらに組み込まれうる。このヘテロアリール環はベンゾ縮合環化（benzanullated）され、さまざまなヘテロアリール環システム、例えばキノリン、イソキノリン、及びその他のもの、を作ることができる。この環は、１つ又は複数の位置で置換又は無置換であることができる。例えば、そのような置換基は、アルキル、ハロゲン、アルコキシ、アリール、及び／又はヘテロアリール、を含む。Ｒ５は式２に関して説明した同じ置換基類から、同様の理由によって選択されることができる。
【００８３】
本発明の１つの態様においては、飽和青を発光する安定な燐光材料が求められている。別の態様においては、別の色が求められている。例えば、飽和緑又は飽和赤を得ることができる。緑及び赤の燐光材料は青よりも、従来技術において一般により容易に入手可能であり、本発明の態様はより優れた色飽和度、より優れた安定性、又はそれらの両者を有する燐光材料に導くことができる。
【００８４】
式２は、式８の構造の好ましい態様である。
【００８５】
上述したように、本発明の様々な態様が、ＦＩｒｐｉｃよりもさらに一般的な材料の類に適用されうる。例えば、本発明の有機金属化合物は、以下の一般式９で表されうる。
【００８６】
【化１０】
【００８７】
式中、Ｍは４０より大きな原子量を有する重金属であり；
Ｒ２〜Ｒ５及びＲ’３〜Ｒ’６のそれぞれは、Ｈ、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、Ｃ≡ＣＲ、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基；ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）からなる群から独立して選択され、ここでＲは水素、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基であり；
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが、電子吸引性基又は電子供与性基のいずれかであり；
ｍは少なくとも１であり；
ｎは少なくとも０であり；かつ
Ｘ−Ｙは補助配位子であることができる。
【００８８】
式９の有機金属化合物は、ＭＬＣＴ及びπ−π＊配位子状態の混合状態からの燐光発光を生み出す重遷移金属を含む。適当な遷移金属は、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ａｕ、及びＡｇ、並びに少なくとも４０の原子番号をもつ他の重金属を含むがこれらに限定されない。好ましくは原子番号は少なくとも７２である。
【００８９】
式９の好ましい態様においては、ｍは１〜４の整数、ｎは１〜３の整数；そして、
【００９０】
【化１１】
【００９１】
はモノアニオン性非炭素配位性配位子である。この態様においては、金属は、少なくとも１つのモノアニオン性で二座の炭素配位性配位子と結合され、この配位子は無置換配位子に比べて、可視スペクトルの青、緑、又は赤領域のいずれかに発光をシフトさせる電子供与性基及び／又は電子求引性基で置換される。さらに、この態様においては、少なくとも１つのモノアニオン性で二座の炭素配位性配位子は、Ｒ３又はＲ５位置において少なくとも１つの電子吸引性又は電子供与性基で置換されており、且つ、金属は、少なくとも１つの他のモノアニオン性、好ましくは非炭素配位性補助配位子であって前記第一のモノアニオン性で二座の炭素配位性配位子とは異なるものと結合されている。好ましい補助配位子は、式２について説明したものを含む。
【００９２】
式９のさらに好ましい態様においては、Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが電子求引性基である。Ｒ３及びＲ５の他方のものは、同じ電子求引性基、異なる電子求引性基、電子供与性基、又は水素である。より好ましい態様においては、Ｒ３は電子求引性基であり、且つＲ５は同じ電子求引性基、異なる電子求引性基、又は水素である。
【００９３】
式９による本発明の１つの好ましい態様においては、Ｒ２及びＲ４の少なくとも１つが電子求引性基である。本発明のより好ましい態様においては、Ｒ２及びＲ４の少なくとも１つが、Ｆでない電子求引性基である。別の好ましい態様においては、Ｒ４はＦ以外の電子求引性基である。
【００９４】
さらに好ましい態様においては、Ｒ４は水素である。
【００９５】
式９による本発明の好ましい態様において、上記電子求引性基は、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、又はＣ≡ＣＲ；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基（ここでＲは水素、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基であるが、列挙した基に限定されない）からなる群から選択することができる。
【００９６】
式９による本発明のさらに好ましい態様においては、Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが電子求引性基又は電子供与性基であり且つＲ’４が電子求引性基又は電子供与性基である。より好ましい態様においては、Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが電子求引性基又は電子供与性基であり且つＲ’４が電子求引性基又は電子供与性基であるが、それはＲ３とＲ５のいずれも電子供与性基でない場合はＲ’４が電子供与性基であり、さらに逆も同様に、Ｒ３とＲ５のいずれも電子求引性基でない場合はＲ’４が電子求引性基となるように、である。
【００９７】
したがって、特に好ましい態様は一般式９を含み、式中Ｒ’４は電子求引性基又は電子供与性基であるが、それはＲ３とＲ５のいずれも電子求引性基でない場合はＲ’４が電子求引性基であり、且つＲ３とＲ５のいずれも電子供与性基でない場合はＲ’４が電子供与性基であるように、である。
【００９８】
上記のとおり、基のハメット値は、どちらが電子を求引するか（正のハメット値）又は電子を供与するか（負のハメット値）の尺度である。Ｒ３と同様に、「パラ」位と結びついたハメット値、σｐａｒａ、をＲ’４について用いるが、なぜなら（Ｒ３同様）Ｒ’４は金属に配位した炭素に対してパラ位にあるからである。好ましい対応においては、Ｒ’４は強い電子求引性基又は強い電子供与性基である。
【００９９】
式９による本発明のさらに好ましい態様においては、電子求引性基又は電子求引性基群は、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール、ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）から選択され、ここでＲは水素、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基である。
【０１００】
式２及び９のＲ３位置に電子求引性基が配置される場合、発光スペクトルの浅色（青色）移動が観測される。無置換の比較例Ａ（以下の表１を参照されたい）は５２０ｎｍの発光波長をもつ。トリフルオロメチル基などの電子求引性基が式９のＲ３位置に配置される場合、より高いエネルギーへの移動が観測される。Ｒ５位置の別の電子求引性基との組み合わせにおいては、その上さらに４０ｎｍの浅色移動が生じる。組み合わせられた追加の効果は、４７０ｎｍの青／緑発光、５０ｎｍのブルーシフト、をもたらす。発光波長をより高いエネルギーへ移動させるために、その他の電子求引性基をこれらの位置に組み込むことができる。シアノ基がＲ３位置に結合された場合、２０ｎｍの浅色移動が観測され、５００ｎｍの発光波長をもたらす。このＲ３又はＲ５位置のいずれかに様々な置換された電子求引性基を結合することによって、発光を調整することができる。加えて、特にピリジン環上に電子供与性基を結合することによって、発光波長をさらにシフトさせることができる。強い電子供与性基、例えばジメチルアミノ基、がＲ’４位置に配置された場合、より飽和した青に向かったさらなるシフトが観測され、４６３ｎｍの発光波長をもたらす。
【０１０１】
逆に、電子供与性基がＲ３位置に配置される場合、深色（赤色）移動が観測される。電子供与性基が強ければ強いほど、発光の大きな深色移動が観測される。同様に、フェニル環上の置換基との組み合わせで、電子求引性基が上記ピリジン環上に配置された場合、置換基の適当な選択及び配置によって５００ｎｍと６５０ｎｍの間の発光スペクトルが実現されうる。
【０１０２】
本発明の上記化合物は、好ましい態様において、発光（ルミネッセント）デバイスにおける使用を目的とする。一般にそのようなデバイスは有機層を含み、その層は２つの電極（一つはカソード及び他方はアノード）の間に何らかの方法で配置された本発明の化合物を含む。本発明の範囲は本発明の背後の理論に限定されるものではない。
【０１０３】
本発明は、好ましい態様において、発光層を含有する発光デバイスを含み、この発光層は以下の一般構造：
【０１０４】
【化１２】
【０１０５】
によって表される有機金属化合物を含む。
上記式中、Ｍは金属であり、Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つは電子求引性基又は電子供与性基であり、さらに式中、ｍは１〜４の整数であり、ｎは１〜３の整数であり；Ｒ４はＦではない。より具体的には、Ｒ４は、Ｈ、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、Ｃ≡ＣＲ、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、若しくはＰＯ３Ｒで置換されたアリール若しくはヘテロアリール基、から選択される電子求引性基であるか、又はＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）から選択される電子供与性基であり、ここでＲは水素、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基である。好ましい態様においては、
【０１０６】
【化１３】
【０１０７】
はモノアニオン性非炭素配位性配位子である。
【０１０８】
さらに好ましい態様においては、本発明は以下の一般式：
【０１０９】
【化１４】
【０１１０】
によって表される有機金属化合物を含有する発光層を含む発光デバイスを含む。式中、Ｍは金属であり、且つＲ３及びＲ５の少なくとも１つは電子求引性基又は電子供与性基であり、式中、ｍは１〜４の整数であり、且つｎは１〜３の整数であり；しかもＲ’４は電子求引性基又は電子供与性基であって、Ｒ３又はＲ５のいずれも電子求引性基でない場合はＲ’４は電子求引性基であり、且つＲ３又はＲ５のいずれも電子供与性基である場合はＲ’４は電子供与性基である。さらに好ましい態様においては、
【０１１１】
【化１５】
【０１１２】
はモノアニオン性非炭素配位性配位子である。
【０１１３】
本発明は、好ましい態様において、以下の一般構造：
【０１１４】
【化１６】
【０１１５】
で表される有機金属化合物を含有する発光層を含む発光デバイスを含む。上記式中、Ｍは金属であり、且つ、Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つは、Ｈ、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、Ｃ≡ＣＲ、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、若しくはＰＯ３Ｒで置換されたアリール若しくはヘテロアリール基、から選択され、式中ｍは１〜４の整数であり、且つ、ｎは１〜３の整数である。さらに好ましい態様においては、
【０１１６】
【化１７】
【０１１７】
はモノアニオン性非炭素配位性配位子である。
【０１１８】
好ましい態様においては、上記発光層はホスト材料を含む。このホスト材料は、主に電子の輸送によって電荷を伝導する電子輸送材料を含むことができる。それに代わり、このホスト材料は主に正孔の輸送によって電荷を伝導する正孔輸送材料を含むことができる。上述した有機金属化合物は、発光デバイスのホスト材料中にドープされることができる。この有機金属化合物は、毎秒約１×１０５以上の放射減衰をもつ最低三重項励起状態をもち、ホスト材料の最低三重項励起状態のエネルギー準位は、前記有機金属化合物の最低三重項状態のエネルギー準位より高い。本発明の好ましい態様においては、本発明の有機金属化合物の最低三重項励起状態とその有機金属化合物の対応する緩和状態との間のエネルギー差が、約５２０ｎｍ未満の波長に相当する。より好ましくは、本発明の有機金属化合物の最低三重項励起状態と、その有機金属化合物の対応する緩和状態との間のエネルギー差が、約４２０ｎｍと約４８０ｎｍとの間の波長に相当する。
【０１１９】
本発明の有機発光デバイスは、当技術分野で公知の方法及び材料を用いて製造されうる。代表的なＯＬＥＤ法、材料、及び構成は、米国特許第５，７０３，４２６号；同５，７０７，７４５号；同５，８３４，８９３号；同５，８４４，３６３号；同６，０９７，１４７号；及び同６，３０３，２３８号；これらそれぞれその全体を本明細書に援用する。
【０１２０】
説明した上記化合物は、それらのモノマー構造によって明細書全体を通して表される。当業者に周知のとおり、この化合物はまたダイマー、トリマー、又はデンドリマーとしても存在することができる。
【０１２１】
「アリール」は、単独又は組み合わせ物において、炭素環式芳香族系又はヘテロ環式芳香族系（これはまたヘテロアリールとしても知られる）を含む。この系は１、２、又は３の環を含み、各環がペンダント形式又は縮合環であることができる。好ましくは、環は５又は６員環である。
【０１２２】
「アルコキシ」は、直鎖の又は分枝したアルコキシ基、好ましくはＣ１〜Ｃ６アルコキシ基、さらに好ましくはＣ１〜Ｃ３アルコキシ基を含む。
【０１２３】
「アルキル」は、単独又は組み合わせ物において、直鎖の又は分枝したアルキル基、好ましくはＣ１〜Ｃ６アルキル基、さらに好ましくはＣ１〜Ｃ３アルキル基を含む。
【０１２４】
「置換」は、全てのレベルの置換を言うが、モノ−、ジ−、及びトリ−置換が好ましい。
【０１２５】
物質の定義：
本明細書で用いるとおり、略語は以下の物質を示す：
ＣＢＰ： ４，４’−Ｎ，Ｎ−ジカルバゾール−ビフェニル
ｍ−ＭＴＤＡＴＡ： 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
Ａｌｑ３： ８−トリス−ヒドロキシキノリンアルミニウム
Ｂｐｈｅｎ： ４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン
ｎ−ＢＰｈｅｎ： ｎ−ドープしたＢＰｈｅｎ（リチウムでドープ）
Ｆ４−ＴＣＮＱ： テトラフルオロ−テトラシアノ−キノジメタン
ｐ−ＭＴＤＡＴＡ： ｐ−ドープしたｍ−ＭＴＤＡＴＡ（Ｆ４−ＴＣＮＱでドープ）
Ｉｒ（ｐｐｙ）３： トリス（２−フェニルピリジン）−イリジウム
Ｉｒ（ｐｐｚ）３： トリス（１−フェニルピラゾロト，Ｎ，Ｃ（２’）イリジウム（III）
ＢＣＰ： ２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン
ＴＡＺ： ３−フェニル−４−（１’−ナフチル）−５−フェニル−１，２，４−トリアゾール
ＣｕＰｃ： 銅フタロシアニン
ＩＴＯ： インジウム錫オキサイド
ＮＰＤ： Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）ベンジジン
ＴＰＤ： Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−トリル）ベンジジン
ＢＡｌｑ： アルミニウム（III）ビス（２−メチル−８−キノリナト）４−フェニルフェノラート
ｍＣＰ： １，３−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ベンゼン
ＤＣＭ： ４−（ジシアノエチレン）−６−（４−ジメチルアミノスチリル−２−メチル）−４Ｈ−ピラン
ＤＭＱＡ： Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン
ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ： ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルホネート（ＰＳＳ）の水性分散液
【０１２６】
〔試験〕
本発明の具体的代表的態様は、どのようにしてそのような態様がなされうるかを含めて、説明する。具体的方法、材料、条件、プロセスパラメータ、装置、及びその他同様のものは、本発明の範囲を必ずしも制限しないことが理解される。
【０１２７】
以下に示す反応Ａにおいて、配位子（III）は、鈴木法を用い、図式I及びIIによって表される出発反応物を結合させることによって作ることができる。図式Ｉで表される置換又は無置換のフェニルボロン酸は、市販品として購入可能か又は以下の総説に説明されている標準的な手法を用いて調製されうる：Chem. Rev. 1995, 95, 2457-2483、これは有機ハロゲン化物とボロン酸との間の、パラジウムで触媒されるクロスカップリング反応をまとめている。図式IIで表される化合物もまた市販品として購入可能か又は、J. Org. Chem. 2002, 67, 238-241に記載されている方法によって調製できる。反応Ａにおいて、図式Ｉで表される化合物は、適当な溶媒、例えば、ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、キシレンの中で、図式IIで表される適当な置換基をもつ２−クロロ、ブロモ、又はヨード置換ピリジン類と反応させられ、且つ結合される。加えて、水性塩基溶液（例えば、Ｎａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、Ｋ３ＰＯ４）、パラジウム触媒（例えば、Ｐｄ（II）アセテート、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４）、及び必要に応じて還元剤トリフェニルホスフィン（ＴＰＰ）、が混合され、且つ反応が終了するまで還流される。カラムクロマトグラフィーを用いた精製の後、中程度から高収率が得られ、最終生成物としてIIIを与える。
【０１２８】
【化１８】
【０１２９】
所望の置換された配位子（III）への別の経路は、反応Ｃに示されるＳｔｉｌｌｅ反応を用いることであり、これは以下のJ. Org. Chem. 2002, 67, 238-241に記載されている。
【０１３０】
図式IVで表される化合物は市販入手可能である一方、図式Vで表されるヘテロ芳香族錫は、J. Org. Chem. 2002, 67, 238-241に記載され、且つ反応Ｂに描かれている以下の方法を用いて調製できる。
【０１３１】
反応Ｂにおいては、置換基をもつピリジンは低温下で溶媒中に溶解され、塩基、例えばブチルリチウム、の添加が続いてなされ、続いて適当な求電子剤のゆっくりした添加がされる。
【０１３２】
【化１９】
【０１３３】
反応Ｃ中で、下に示される図式IV及びVで表される化合物は、溶媒（例えば、キシレン、ピリジン、トルエンなど）中に混合され、さらに、パラジウム（II）又はパラジウム（０）触媒（例えば、ＰｄＣｌ２（ＰＰｈ３）２、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４）、及び必要な場合は還元剤であるＰＰｈ３の存在下で反応され、IIIを与える。粗製配位子IIIの精製は、標準的な手法、例えばカラムクロマトグラフィー又は通常の溶媒を使用する沈殿を用いて実施される。
【０１３４】
【化２０】
【０１３５】
反応Ｄにおいては、反応Ａ又は反応Ｃによって調製され且つ図式IIIで表される置換された２−フェニルピリジン配位子は、溶媒（例えば、２−メトキシエタノール又は２−エトキシエタノール）及び水の存在下に還流条件で、様々な金属（例えば、イリジウム、白金）と反応させられて、図式VIで表されるジクロロ架橋ダイマーを生成する。反応の完結によって形成される固体沈殿物は、真空濾過法によって集められ、さらに必要に応じて精製される。
【０１３６】
【化２１】
【０１３７】
反応Ｅにおいては、図式VIで表されるジクロロ架橋ダイマーが、様々なモノアニオン性配位子（例えば、アセチルアセトン（ａｃａｃ）、ピコリン酸、４−ジメチルアミノピコリン酸（ＤＭＡＰｉｃ））、及びモノアニオン性金属−炭素配位性配位子（例えば、置換された２−フェニルピリジン類など）と反応させられることができ、配位子はＸ及びＹで表される。図式VIIで表される最終的に単離される生成物は、標準の手法によって精製される。
【０１３８】
【化２２】
【０１３９】
〔比較例Ａ〕
２−ブロモピリジン（５．０ｇ、３１．６ｍｍｏｌ）、２，４−ジフルオロボロン酸（６．０ｇ、３７．９ｍｍｏｌ）、及びトリフェニルホスフィン（０．８３ｇ、３．２ｍｍｏｌ）を５０ｍＬのジメトキシエタンに溶かした。この混合物に酢酸パラジウム（０．１８ｇ、０．８ｍｍｏｌ）及び４３ｍＬの２Ｍ炭酸カリウム溶液を加えた。この混合物を還流して１８時間加熱した。有機層を分離し、さらに水層を１２５ｍＬの酢酸エチルを使って３回抽出した。有機層を一緒にし、最初に水で洗い、続いて食塩水で洗った。有機層を硫酸マグネシウム上で乾燥し、濾過し、そして溶媒を留去してオイルが残った。粗生成物を、シリカゲル及び溶出液として酢酸エチル及びヘキサンを用いたカラムクロマトグラフィーで精製した。フラクションを集め且つ一緒にして、所望する生成物である２−（４，６−ジフルオロフェニル）ピリジンを得て、ＮＭＲで確認した。
【０１４０】
ステップ２：
上記ステップ１からの２−（４，６−ジフルオロフェニル）ピリジン（２０．０ｇ、０．１０４ｍｏｌ）及び塩化イリジウム水和物（１９．４ｇ、０．０５２ｍｏｌ）を３００ｍＬの２−エトキシエタノールに加え、加熱して４０時間還流した。混合物を次に室温まで冷却し、ジクロロ架橋ダイマー粗生成物を真空濾過し、２×１５０ｍＬの２−プロパノールで洗浄した。ダイマー粗生成物は、次に再結晶し、以下のステップで用いた。
【０１４１】
ステップ３：
５００ｍｌのフラスコを使用し、１０．８ｇ（８．７ｍｍｏｌ）の上記ダイマー、２．１ｇ（１７ｍｍｏｌ）のピコリン酸、及び９．２ｇ（８７ｍｍｏｌ）を、１５０ｍｌの２−エトキシエタノールに加えた。この混合物を次に還流して１８時間加熱した。混合物を次に室温まで冷却し、さらに真空濾過した。集めた固体を２００ｍＬの脱イオン水に加え、さらに室温で１時間撹拌した。この混合物を次に真空濾過し、さらに１００ｍＬのエタノール及び１００ｍＬのヘキサンで洗浄した。集めた生成物を次に真空オーブン中で乾燥した。収量＝１１．６ｇ、９５．８％。
【０１４２】
〔例１〕
ステップ１：
３，５−ビス（トリフルオロメチル）フェニルボロン酸（１３．５ｇ、５２ｍｍｏｌ）、２−ブロモピリジン（６．２ｇ、３９ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（II）（０．２９ｇ、１．３ｍｍｏｌ）、トリフェニルホスフィン（１．３６ｇ、５．２ｍｍｏｌ）及び炭酸ナトリウム（７ｇ、６８ｍｍｏｌ）を２００ｍＬの１，２−ジメトキシエタン及び１００ｍＬの水に加えた。この反応混合物を加熱して５時間還流し、さらに冷却後、１００ｍＬの水及び１００ｍＬの酢酸エチルを加えた。層を分離し、有機層を硫酸マグネシウム上で乾燥し、過剰な溶媒を除去した。２−（３，５−ビストリフルオロメチルフェニル）ピリジンをカラムクロマトグラフィーで精製し、白色固体として集めた（７．１ｇ）。
【０１４３】
ステップ２：
上記ステップ１からの２−（３，５−ビス（トリフルオロメチル）フェニル）ピリジン（１．４ｇ、４．８ｍｍｏｌ）、及び塩化イリジウム（III）水和物（０．８７ｇ、２．４ｍｍｏｌ）を、１５ｍＬの２−メトキシエタノール及び５ｍＬの水がはいったフラスコに加えた。この反応混合物を加熱して１６時間還流し、さらに冷却した。生成した黄色沈殿物を真空濾過によって集めた。ジクロロ架橋ダイマー粗生成物はさらに精製せずに、そのままで直接用いた。
【０１４４】
ステップ３：
上記ステップ２からのジクロロ架橋ダイマー（０．７５ｇ、０．４６ｍｍｏｌ）を、５０ｍＬの２−メトキシエタノールに加えた。炭酸ナトリウム（０．４８ｇ、４．６ｍｍｏｌ）及び２，４−ペンタンジオン（０．４６ｇ、４．６ｍｍｏｌ）を上記反応混合物に加えた。反応混合物を加熱し１６時間還流した。水を加え、さらに粗生成物固体を真空濾過で集め、エタノール及びヘキサンで洗浄した。この材料をカラムクロマトグラフィー及び真空昇華によって精製した。ＮＭＲ及びマススペクトルの結果は、所望する化合物であることを支持した。
【０１４５】
〔例３〕
ステップ１：
２，４−ジフルオロ−５−（トリフルオロメチル）ブロモベンゼン（２．０ｇ、７．７ｍｍｏｌ）、２−トリブチルスタニルピリジン、及びビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（II）クロライド（０．１６ｇ、０．２３ｍｍｏｌ）を５０ｍＬのキシレンに加え、さらにこの混合物を加熱して１６時間還流した。この反応混合物をシリカゲルの栓を通して濾過し、次にカラムクロマトグラフィーで精製して、２−（２，４−ジフルオロ−５−トリフルオロメチルフェニル）ピリジン（１．４ｇ、５．４ｍｍｏｌ）を得た。この生成物は、マススペクトル及び１Ｈ ＮＭＲによって確認した。
【０１４６】
ステップ２：
２−（２，４−ジフルオロ−５−トリフルオロメチルフェニル）ピリジン（１．４ｇ、５．４ｍｍｏｌ）及び塩化イリジウム（III）水和物（０．９７ｇ、２．７ｍｍｏｌ）を１０ｍＬの２−メトキシエタノール及び３ｍＬの水に加えた。この反応は１６時間加熱され、明るい緑色の沈殿物を真空濾過によって集め、エタノール及びヘキサンで洗浄した。このジクロロ架橋ダイマーを真空オーブン中で乾燥して１．０ｇ（５０％収率）を得た。この生成物はさらに精製することなく次のステップで直接用いた。
【０１４７】
ステップ３：
上記ジクロロ架橋ダイマー（１．０ｇ、０．６５ｍｍｏｌ）、炭酸ナトリウム（１．３４ｇ、１３．４ｍｍｏｌ）、及び２，４−ペンタンジオン（１．３ｇ、１３．４ｍｍｏｌ）を５０ｍＬの２−メトキシエタノールに加え、さらに加熱して１６時間還流した。この反応を冷却し、次に５０ｍＬの水及び５０ｍＬのジクロロメタンを加えた。層が分離し、有機層を集めた。溶媒を真空下で除去し、さらに生成物をカラムクロマトグラフィーとそれに続いて昇華によって精製した。１Ｈ ＮＭＲ及びマススペクトルの結果は、所望する生成物であることを支持した。
【０１４８】
例２及び５〜１２は、例１のステップ１で提供した鈴木法とそれに続くジクロライド架橋ダイマーの合成及び適当な補助配位子で置換して調製した。
【０１４９】
例３、４、１３、１６、及び１７は、例３のステップ１で提供したStille法とそれに続くジクロライド架橋ダイマーの合成及び適当な置換基で置換して調製した。
【０１５０】
燐光発光分子に対する１つの応用は、フルカラーディスプレイである。そのようなディスプレイのための工業規格は、「飽和」色といわれる特定色を発光するために適合されたピクセルを必要とする。特に、これらの規格は、飽和赤、緑、及び青のピクセルを必要とする。色はＣＩＥ座標を用いて測定されうるが、これは当技術分野で周知である。ＣＩＥ座標は、H. Zollinger, “Color Chemistry「色の化学」” VCH Publishers, 1991, 及びH. J. A. Dartnall, J. K. Bowmaker, 及びJ. D. Mollon、Proc. Roy. Soc. B (London), 1983, 220, 115-130に記載されており、これらを援用する。例えば、ＮＴＳＣ規格は、ＣＩＥ（０．１５５，０．０７）をもつ飽和青を要求する。ＳＲＧＢ規格は、ＣＩＥ（０．１５，０．０６）を要求する。その他の工業規格は、わずかに異なるＣＩＥ座標を要求するだろう。
【０１５１】
（デバイス作製）
デバイス１、３、１１、及び比較例Ａは、高真空（＜１０−７Ｔｏｒｒ）の熱蒸発によって作製した。ガラス上のインジウム錫オキサイド（ＩＴＯ）アノードをアノードとして用いた。カソードは、１０オングストロームのＬｉＦとそれに続く１０００オングストロームのＡｌからなる。全てのデバイスは、作成後直ぐに窒素グローブボックス（＜１ｐｐｍのＨ２Ｏ及びＯ２）中で、エポキシ樹脂で密封されたガラスの蓋で包み、かつ、湿気吸収剤をそのパッケージ内に組み込んだ。ＣＩＥ座標及び（ｃｄ／Ａでの）最大発光効率を以下の表にまとめた。デバイス効率のない例については、ＣＩＥ座標及び発光極大をＣＨ２Ｃｌ２中で測定したフォトルミネッセンスから得た。
【０１５２】
【表１】
【０１５３】
（比較例Ａ）
有機積層体は、アノードからカソードに向かって、１００オングストロームの銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、３００オングストロームの４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、発光層（ＥＭＬ）として３００オングストロームの６質量％の化合物Ａでドープされた４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（ＣＢＰ）、１００オングストロームのアルミニウム（III）ビス（２−メチル−８−キノリナト）４−フェニルフェノレート（ＢＡｌｑ）、及び４００オングストロームのトリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、からなる。
【０１５４】
（デバイス１）
有機積層体は、アノードからカソードに向かって、１００オングストロームの銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、４５０オングストロームの４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、発光層（ＥＭＬ）として３００オングストロームの６質量％の化合物１でドープされた化合物Ｂ、及び４００オングストロームのアルミニウム（III）ビス（２−メチル−８−キノリナト）４−フェニルフェノレート（ＢＡｌｑ）、からなる。
【０１５５】
【化２３】
【０１５６】
（デバイス３）
有機積層体は、アノードからカソードに向かって、１００オングストロームの銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、４５０オングストロームの４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、発光層（ＥＭＬ）として３００オングストロームの６質量％の化合物３でドープされた化合物Ｃ、及び４００オングストロームのアルミニウム（III）ビス（２−メチル−８−キノリナト）４−フェニルフェノレート（ＢＡｌｑ）、からなる。
【０１５７】
【化２４】
【０１５８】
（デバイス１１）
有機積層体は、アノードからカソードに向かって、１００オングストロームの銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、３００オングストロームの４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、発光層（ＥＭＬ）として３００オングストロームの６質量％の化合物１１でドープされた化合物Ｃ、及び３００オングストロームのアルミニウム（III）ビス（２−メチル−８−キノリナト）４−フェニルフェノレート（ＢＡｌｑ）、からなる。
【０１５９】
追加の特定の置換ＦＩｒｐｉｃ化合物は、以下のスキームに従って合成した：以下に示す反応Ｆにおいて、図式Ｘで示される化合物を、式VIII及びIXで表される出発反応剤と結合することによって調製する。図式VIIIで表される置換又は無置換のフェニルボロン酸は商業的に購入可能か、又は以下の総説；Chem. Rev. 1995, 95, 2457-2483（これも有機ハロゲン化物及びボロン酸の間のパラジウムで触媒されるクロスカップリング 反応をまとめてある）に記載された標準手法を用いて調製可能である。図式IXで表される化合物もまた、商業的に購入可能か、又はJ. Org. Chem. 2002, 67, 238-241に記載された方法によって調製できる。反応Ｆにおいて、図式VIIIで表される化合物は、適当な溶媒（例えば、ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、キシレン）中で、図式IXで表される適当な置換をされた２−クロロ、ブロモ、又はヨードピリジン類と反応させられ、且つ結合させられる。さらに、水性塩基溶液（例えば、Ｎａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、Ｋ３ＰＯ４）、パラジウム触媒（例えば、Ｐｄ（II）アセテート、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４）、及び必要に応じて還元剤であるトリフェニルホスフィン（ＴＰＰ）を混合し、かつ反応が完結するまで還流される。カラムクロマトグラフィーを用いて精製した後、中程度から高収量が達成されてＸを得る。
【０１６０】
【化２５】
【０１６１】
所望する置換基をもつ配位子（Ｘ）への別の経路は、反応Ｈに示され、且つ、J. Org. Chem. 2002, 67, 238-241に記載されている。
【０１６２】
反応Ｈにおいては、図式XIで表される化合物においては、Ｘ置換基はいずれかのハロゲンであり、調製可能か商業的に購入可能であり、図式XIIで表されるヘテロ芳香族スズ類はJ. Org. Chem. 2002, 67, 238-241に記載され且つ（下に示した）反応Ｇに表した方法を用いることで調製されうる。
【０１６３】
反応Ｇにおいては、置換基を有するピリジンは、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン（ＤＭＥＡ）及びブチルリチウムの混合物に低温で加えられる。適当な求電子剤（Ｅ＋）（すなわち、トリブチル錫クロライド、臭素、四臭化炭素など）のゆっくりした添加がこれに続く。粗生成物は、カラムクロマトグラフィー及び再結晶などの標準手法を用いて精製され、反応Ｆ又は反応Ｈに用いられることができる。
【０１６４】
【化２６】
【０１６５】
反応Ｈにおいて以下に示される図式XI及びXIIで表される化合物は、溶媒（例えば、キシレン、ピリジン、トルエン）中で混合され、パラジウム（II）又はパラジウム（０）触媒（例えば、ＰｄＣｌ２（ＰＰｈ３）４、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４）、及び必要な場合は還元剤であるＰＰｈ３の存在下で反応させられて、図式Ｘで表される所望する配位子を与える。粗製配位子Ｘの精製は、カラムクロマトグラフィー又は通常の溶媒を用いる沈殿などの標準手法を用いて行うことができる。
【０１６６】
【化２７】
【０１６７】
以下の反応Ｊにおいては、置換又は無置換の配位子を無水溶媒（すなわち、ＴＨＦ）中に溶解し、ここに塩基（すなわちＬＤＡ）を低温で加える。この塩基の添加後、求電子剤（すなわち、ヘプタフルオロベンジルアイオダイド）を加える。反応が終了した後、未精製化合物をシリカゲルなどの通常条件によって精製し、図式XIIIで表される所望の生成物を得ることができる。化合物XIIIは次に、反応Ｆにおいて上述したものと類似の方法で、適当なアリール又はヘテロアリールボロン酸と反応させられて化合物XIVを与える。
【０１６８】
【化２８】
【０１６９】
それに代わり、以下に示す反応Ｋにおいては、図式XIV（ここでＲ３はシアノ基である）で表される化合物を以下の方法によって調製することができる。以下の反応Ｋで示される図式XVで表される化合物は、低温で適当な塩基（例えば、リチウムジイソプロピルアミド（ＬＤＡ））と反応させられ、さらに二酸化炭素（ＣＯ２）と反応（クエンチ）させられる。化合物XVIはチオニルクロライド及び水酸化アンモニウムと反応させられて、カルボキシアミドとしてXを与える。化合物XVIIは次に脱水条件（すなわち、酸（Ｈ＋）下で反応させられてXVIIIを与える。図式XVIIIで表される化合物は、次に反応ＨにおいてXIをXVIIIに置き換えることによって光活性配位子に転換され、Ｒ３がシアノ置換基で置換されているIIIを与える。
【０１７０】
【化２９】
【０１７１】
反応Ｌにおいては、図式XIVで表される、反応Ｊによって調製された置換又は無置換の光活性配位子が、様々な金属（例えば、イリジウム、白金）と、溶媒（例えば、２−メトキシエタノール又は２−エトキシエタノール）及び水の存在下、還流条件下で反応させられて、図式XIXで表されるジクロロ架橋ダイマーを生成することができる。この反応の終了時に形成される固体沈殿物は真空濾過法によって集められ、必要な場合はさらに精製される。
【０１７２】
【化３０】
【０１７３】
反応Ｍにおいては、図式XIXで表されるジクロロ架橋ダイマーは、様々なモノアニオン性配位子（例えば、アセチルアセトン（ａｃａｃ）、ピコリン酸、４−ジメチルアミノピコリン酸（ＤＭＡＰｃ）であり、且つＸ及びＹによって表される）と反応させられうる。図XXで表される最終的に単離された生成物は、標準の手法によって精製される。
【０１７４】
【化３１】
【０１７５】
表２中の各材料を合成した。各材料は式２（式中、Ｍ＝Ｉｒ、及びＲ５＝Ｒ’＝Ｈ）で図示される構造を有する。エントリー１８及び２９を除き、示したとおりそれぞれの材料はｍ＝２であり、１つの補助配位子（ｎ＝１）をもつ。補助についての列中で「トリス」エントリーによって示したとおり、エントリー１８及び２９はｍ＝３をもち、それゆえいかなる補助配位子もない。エントリー１９及び２１は、上で提示した例に従って合成した。その他のエントリーは、上に提示した例に照らして当業者には明らかな類似の手法を用いて合成した。少量の各材料をジクロロメタンに溶かした。各溶液を光ポンプし、得られたフォトルミネッセントスペクトルを測定した。得られるピーク波長及びＣＩＥ座標を表２にまとめた。パラ位のＲ３置換基に対するハメット値（σｐａｒａ）は、化合物１（Ｐｈに対するσｐａｒａ＝−０．０１）並びに化合物１０及び１１（ＣＮに対するσｐａｒａ＝０．６６）についての文献から得た。
【０１７６】
【表２】
【０１７７】
〔デバイス作製〕
デバイス１８、１９、２８、２９、及び３０を高真空（＜１０−７Ｔｏｒｒ）の熱蒸発によって作製した。ガラス上のインジウム錫オキサイド（ＩＴＯ）アノードをアノードとして用いた。カソードは、１０オングストロームのＬｉＦとそれに続く１０００オングストロームのＡｌからなる。全てのデバイスは、作成後直ぐに窒素グローブボックス（＜１ｐｐｍのＨ２Ｏ及びＯ２）中で、エポキシ樹脂で密封されたガラスの蓋で包み、かつ、湿気吸収剤をそのパッケージ内に組み込んだ。ＣＩＥ座標及び（ｃｄ／Ａでの）最大発光効率を以下の表２にまとめた。ＣＩＥ座標及び発光極大は、ＣＨ２Ｃｌ２溶液中で測定したフォトルミネッセンスから得た。
【０１７８】
（デバイス１８）
有機積層体は、アノードからカソードに向かって、１００オングストロームの銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、３００オングストロームの４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、発光層（ＥＭＬ）として３００オングストロームの６質量％の化合物３１でドープされた化合物Ｃ、４００オングストロームのアルミニウム（III）ビス（２−メチル−８−キノリナト）４−フェニルフェノレート（ＢＡｌｑ）、からなる。
【０１７９】
（デバイス１９）
有機積層体は、アノードからカソードに向かって、１００オングストロームの銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、３００オングストロームの４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、発光層（ＥＭＬ）として３００オングストロームの６質量％の化合物１９でドープされた４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（ＣＢＰ）、４００オングストロームのアルミニウム（III）ビス（２−メチル−８−キノリナト）４−フェニルフェノレート（ＢＡｌｑ）、からなる。
【０１８０】
（デバイス２８）
有機積層体は、アノードからカソードに向かって、１００オングストロームの銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、４５０オングストロームの４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、発光層（ＥＭＬ）として３００オングストロームの６質量％の化合物２８でドープされた化合物Ｃ、及び４００オングストロームのアルミニウム（III）ビス（２−メチル−８−キノリナト）４−フェニルフェノレート（ＢＡｌｑ）、からなる。
【０１８１】
（デバイス２９）
有機積層体は、アノードからカソードに向かって、１００オングストロームの銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、４５０オングストロームの４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、発光層（ＥＭＬ）として３００オングストロームの６質量％の化合物２９でドープされた化合物Ｃ、及び４００オングストロームのアルミニウム（III）ビス（２−メチル−８−キノリナト）４−フェニルフェノレート（ＢＡｌｑ）、からなる。
【０１８２】
【化３２】
【０１８３】
（デバイス３０）
有機積層体は、アノードからカソードに向かって、１００オングストロームの銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、３００オングストロームの４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、発光層（ＥＭＬ）として３００オングストロームの６質量％の化合物３０でドープされた４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（ＣＢＰ）、４００オングストロームのアルミニウム（III）ビス（２−メチル−８−キノリナト）４−フェニルフェノレート（ＢＡｌｑ）、からなる。
【０１８４】
表２の化合物１９及び２８、並びにＦＩｒｐｉｃを安定性についてさらに評価した。（化合物２８は表１の化合物１７と同じである。）これらのサンプルを試験するために用いたフォトルミネッセント安定性（photoluminescent ＰＬ）試験システムが、時間の関数としてＵＶ励起下でのサンプルのＰＬ発光を観測する。このシステムは水銀−キセノン（Ｈｇ−Ｘｅ）ＵＶランプを使用して、石英基板上の薄膜サンプルを励起させる。このランプの幅広いＵＶ放射は、ナローバンドＵＶフィルターを通してサンプルに分配され、このフィルターは３１３ｎｍの水銀線を選択する。試験の間、サンプルは高真空下（＜５×１０−７Ｔｏｒｒ）に保持される。シリコンダイオード光検出器が、薄膜サンプル及びランプの発光強度を観測する。
【０１８５】
真空チャンバー（＜５×１０−８Ｔｏｒｒ）内で、様々な原料からホスト及びドーパントが同時に蒸発させられて、石英基板上に５０ｎｍ厚さの薄膜を形成する。このドーパントは６質量％の濃度で存在した。ホストの堆積速度は１．６オングストローム／ｓだった。次に、サンプルを不活性窒素雰囲気（＜１ｐｐｍ Ｏ２及びＨ２Ｏ）中で大気圧にさらし、ここではサンプルをＰＬ試験システムの真空チャンバー内に置き、さらに続けて＜１×１０−６Ｔｏｒｒまで排気した。次に、このサンプルを０．６ｍＷ／ｃｍ２の出力密度で３１３ｎｍのＵＶ放射に曝露し、少なくとも２０ｃｄ／ｍ２のＰＬ強度をもたらし、そしてそのフォトルミネッセンス強度を時間の関数として記録した。また、ＵＶ源の強度も時間の関数として記録した。
【０１８６】
３つのサンプルを調製した。サンプル１はＣＢＰ中にドープされた化合物１９だった。サンプル２は化合物Ｃ中にドープされた化合物２８だった。サンプル３はＣＢＰ中にドープされたＦＩｒｐｉｃだった。このホスト材料はエネルギー移動の観点に基づいて選択したが、ホスト材料の違いはフォトルミネッセント寿命試験結果に顕著な影響を及ぼすだろうとは予想されない。各薄膜を光ポンプし、フォトルミネッセント強度を時間の関数として測定した。初期ＰＬ強度は、約２０ｃｄ／ｍ２だった。結果を図３にプロットした。プロット３１０、３２０、及び３３０は、それぞれ、化合物１９、化合物２８、及びＦＩｒｐｉｃ薄膜のフォトルミネッセント強度を示す。ゼロ時間目における強度のパーセンテージとして１００時間目における強度を示したＬ１００／Ｌ０値もまた、各材料について決定した。化合物１９、化合物２８、及びＦＩｒｐｉｃに対するＬ１００／Ｌ０値はそれぞれ、９１％、８２％、及び７１％だった。図３のプロット並びにＬ１００／Ｌ０値は、化合物１９及び化合物２８がＦＩｒｐｉｃよりさらに安定であることを示しており、しかもＲ３位置に置換基を備えることが安定性を増大させるというさらに一般的な原理を示している。これらの結果は、本発明のいくつかの態様がＦＩｒｐｉｃに類似し、又はＦＩｒｐｉｃよりも飽和した青に近い発光特性をもち、且つ強化された安定性をもつことを示す。特に、化合物２８は飽和青から約０．１２離れたＣＩＥを有する。
【０１８７】
具体例及び好ましい態様の点から本発明を説明したが、一方で本発明はこれらの例及び態様に限定されないことが理解される。したがって、クレームされた本発明は、本明細書中で説明した特定の例及び好ましい態様からの変形を含むことは、当業者に明らかなとおりである。
【図面の簡単な説明】
【０１８８】
【図１】図１は、別個の電子輸送層、正孔輸送層、及び発光層、並びにその他の層を有する、有機発光デバイスを示す。
【図２】図２は、別個の電子輸送層をもたない反転型有機発光デバイスを示す。
【図３】図３は、様々な材料の安定性プロットを示す。
【符号の説明】
【０１８９】
１００…有機発光デバイス、１１０…基材、１１５…アノード、１２０…正孔注入層、１２５…正孔輸送層、１３０…電子阻止層、１３５…発光層、１４０…正孔阻止層、１４５…電子輸送層、１５０…電子注入層、１５５…保護層、１６０…カソード、１６２…第一の導電層、１６４…第二の導電層、２００…反転型ＯＬＥＤ、２１０…基材、２１５…カソード、２２０…発光層、２２５…正孔輸送層、２３０…アノード
【技術分野】
【０００１】
関連出願の援用
本出願は、２００２年８月１６日に出願した米国仮出願６０／４０４，２１３号の優先権を主張し、かつ、「有機発光材料及びデバイス」という題名の米国特許出願第１０，２８８，７８５号の一部継続出願であり、それぞれの全てを本願に援用する。
【０００２】
発明の分野
本発明は、改良されたエレクトロルミネッセント特性を有する、燐光に基づく有機発光材料及びデバイスを対象とする。
【背景技術】
【０００３】
有機材料を利用したオプトエレクトロニックデバイスは、多くの理由のためにますます魅力的になってきている。そのようなデバイスを作るために用いられる材料の多くは、比較的安価である。その結果、有機オプトエレクトロニックデバイスは、無機デバイスに対して価格優位性についての潜在力を有する。加えて、有機材料の元々有する特性、例えばその柔軟性、は特定の用途、例えば柔軟な基材上への成形加工に対してとても適したものにすることができる。有機オプトエレクトロニックデバイスの例は、有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）、有機フォトトランジスター、有機光電池、及び有機光センサーを含む。ＯＬＥＤについては、有機材料は従来材料よりも性能優位性をもちうる。例えば、有機発光層が発光する波長は、通常、適当なドーパントで容易に調節されうる。
【０００４】
本明細書で用いるように、「有機」の用語は、有機オプトエレクトロニックデバイスを製造するために用いることができる低分子有機材料並びに高分子材料を含む。「低分子」は、高分子でない全ての有機材料をいい、かつ「低分子」は実際に非常に大きいこともできる。低分子はいくつかの場合には、繰り返し単位を含むことができる。例えば、置換基として長鎖アルキル基を用いることは、分子を「低分子」から除外しない。低分子はまた、例えば高分子骨格上のペンダント基として、又はその骨格の一部として、高分子に組み込まれることもできる。低分子はまた、中心基の上に構築された一連の化学的な殻からなるデンドリマーの中心基としての役目を果たす。デンドリマーの中心基は、蛍光性又は燐光性低分子エミッターであることができる。デンドリマーは「低分子」であり得、かつＯＬＥＤの分野で現在用いられている全てのデンドリマー類は低分子であると考えられる。
【０００５】
ＯＬＥＤは、そのデバイスに横切るように電圧を適用した場合に発光する薄い有機フィルムを利用する。ＯＬＥＤは、フラットパネルディスプレイ、イルミネーション、及びバックライトなどの用途での使用に対して、非常に興味ある技術になってきている。いくつかのＯＬＥＤ材料及び構成が、米国特許第５，８４４，３６３号、同６，３０３，２３８号、及び同５，７０７，７４５号に記載され、それら全体を本願中に援用する。
【０００６】
ＯＬＥＤデバイスは、通常（常にではないが）少なくとも１つの電極を通って光を放射することが意図されており、さらに１以上の透明電極が、有機オプトエレクトロニックデバイスには有用でありうる。例えば、インジウム錫オキサイド（ＩＴＯ）などの透明電極材料はボトム電極として用いられうる。例えば、米国特許第５，７０３，４３６号、及び同５，７０７，７４５号（これらの全体を援用する）に開示されているような、透明なトップ電極もまた用いられうる。ボトム電極を通してのみ発光することを目的とするデバイスについては、トップ電極は透明である必要はなく、高い電気伝導度をもった厚くかつ反射性の金属層からなることができる。同様に、トップ電極を通してのみ発光することを意図したデバイスについては、ボトム電極は不透明及び／又は反射性であることができる。電極が透明である必要がない場合、より厚みのある層を用いることは、より良い電気伝導度を備え、かつ、反射性電極を用いることは、光を透明電極に向けて戻るように反射することによって、他方の電極を通して放射される光量を増加させうる。両方の電極とも透明である場合、完全に透明なデバイスもまた製造されうる。側面放射型ＯＬＥＤもまた製造されることができ、そのようなデバイスにおいては一方又は両方の電極が不透明又は反射性であることができる。
【０００７】
本明細書中で用いるように、「トップ」は基材から最も離れていることを意味し、一方「ボトム」は基材に最も近いことを意味する。例えば、２つの電極を有するデバイスにおいて、ボトム電極は基材に最も近い電極であり、かつ通常最初に作られる電極である。ボトム電極は２つの表面、すなわち基材に最も近いボトム面及び基材からより離れたトップ表面、を有する。第一層が第二層の「上に配置される」と記述される場合は、第一層が基材からより離れて配置される。第一層が、第二層と「物理的に接触」していることが明示されていないかぎり、第一及び第二層の間に他の層があることもできる。例えば、たとえ、間に様々な有機層がある場合であっても、カソードがアノードの「上に配置されている」と説明されうる。
【０００８】
有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の技術は、急速な発展を経験している。ＯＬＥＤは当初、電気で励起された分子から生じる電界発光（エレクトロルミネッセンス）を利用していたが、この励起分子は例えば米国特許第４，７６９，２９２号明細書で開示されているように、一重項状態から光を放出する。そのような一重項励起状態からの発光放射は蛍光といわれる。より最近の仕事は、より大きなパワー効率のＯＬＥＤが、燐光と定義されるその三重項状態からの光を放射する分子を用いて作られうることを示している。そのようなエレクトロルミネッセンスは、燐光ＯＬＥＤが、蛍光を生み出すのみのＯＬＥＤにとって可能であるよりも実質的に大きな量子効率を有することを可能にする。これは、ＯＬＥＤ中で作られる励起子は、単純な統計的論理並びに実験的測定により、約７５％を三重項励起子として、そして約２５％を一重項励起子として生み出されるという理解に基づいている。この三重項励起子が、より容易にそのエネルギーを三重項励起状態に移してこれが燐光を生じうるのに対し、一重項励起子は、典型的にはそのエネルギーを一重項励起状態に移してこれが蛍光を生じうる。
【０００９】
対照的に、蛍光（フルオレッセント）デバイス中の少ないパーセンテージ（約２５％）の励起子しか、一重項励起状態から得られる蛍光発光を生み出すことができない。有機分子の最低三重項励起状態で生み出されるフルオレッセントデバイス中の残りの励起子は、典型的には、そこから蛍光が生み出される、エネルギー的には不利な、より高い一重項励起状態に変換されることができない。このエネルギーは、したがって、デバイスを加熱する無放射減衰プロセスで失われる。
【００１０】
燐光材料（フォスフォレッセント材料）がＯＬＥＤに用いられうるという発見（Baldoら、「有機エレクトロルミネッセンスデバイスからの高効率燐光発光（Highly Efficient Phosphorescent Emission from Organic Electro）」、Nature, vol. 395, 151-154, 1998）以来、より有効なエレクトロフォスフォレッセント材料を発見することに今や大きな興味が存在する。フォスフォレッセント材料を利用するＯＬＥＤは、例えば、米国特許第６，３０３，２３８号明細書中で開示されており、その全てを本願中に援用する。
【００１１】
典型的には、有機分子からの燐光発光は、蛍光発光よりも一般的ではない。しかしながら、燐光は適切な条件の集合の下で有機分子から観測されうる。より有効なエレクトロフォスフォレッセント材料、特に技術的に有用な、可視スペクトルの青色及び緑色でその発光を生み出す材料が発見されることができるならば、それは望ましいことである。
【特許文献１】米国特許第５，８４４，３６３号明細書
【特許文献２】米国特許第６，３０３，２３８号明細書
【特許文献３】米国特許第５，７０７，７４５号明細書
【特許文献４】米国特許第５，７０３，４３６号明細書
【特許文献５】米国特許第５，７０７，７４５号明細書
【特許文献６】米国特許第４，７６９，２９２号明細書
【特許文献７】米国特許第６，３０３，２３８号明細書
【非特許文献１】Baldoら、「有機エレクトロルミネッセンスデバイスからの高効率燐光発光（Highly Efficient Phosphorescent Emission from Organic Electro）」、Nature, vol. 395, 151-154, 1998.
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のまとめ
有機発光デバイスを提供する。このデバイスは、アノード、カソード、及びそのアノード及びカソードの間に配置された発光層を有し、この発光層はさらに以下の構造：
【００１３】
【化１】
【００１４】
（式中、Ｍは４０より大きな原子量を有する重金属であり；
Ｒ２〜Ｒ５及びＲ’３〜Ｒ’６のそれぞれは、Ｈ、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、Ｃ≡ＣＲ、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基、；ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）からなる群から独立して選択され、ここでＲは水素、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基であり；
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが電子求引性基又は電子供与性基であり；
ｍは少なくとも１であり、ｎは少なくとも０であり、且つＸ−Ｙが補助配位子である。）
を有する発光材料を含む。
【００１５】
好ましい態様においては、Ｒ３は約−０．１７（マイナス０．１７）未満か、−０．１５（マイナス０．１５）から０．０５の間か、又は約０．０７より大きなハメット値をもつ置換基である。
【００１６】
さらに好ましい態様においては、ｍは１〜４の整数であり、ｎは１〜３の整数であり；且つ、
【００１７】
【化２】
【００１８】
はモノアニオン性配位子、好ましくは非炭素配位性配位子である。
【００１９】
本発明の具体的態様は、可視スペクトルの青色領域において改良されたエレクトロフォスフォレッセンスをうみだす燐光発光性有機金属化合物を用いたＯＬＥＤを目的とする。この発光材料自体もまた提供される。この発光材料は改善された安定性を有することができ、且つ飽和青発光を与えることができる。
【００２０】
本発明の別の好ましい態様は、以下の構造：
【００２１】
【化３】
【００２２】
（式中、Ｍは４０より大きな原子量を有する重金属であり；ｍは少なくとも１であり；ｎは少なくとも０であり；Ｘ−Ｙが補助配位子であり；Ｒ２及びＲ４は両者ともにＦであり；Ｒ３は約−０．１７（マイナス０．１７）未満か、約−０．１５（マイナス０．１５）及び０．０５の間であるか、又は約０．０７よりも大きいハメット値を有する置換基であり；かつ、Ｒ３、Ｒ５及びＲ’３〜Ｒ’６のそれぞれは、Ｈ、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、Ｃ≡ＣＲ、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基；ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）からなる群から独立して選択され、ここでＲは水素、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基である。）
を有する発光材料をともなうデバイスを含む。
【００２３】
（詳細な説明）
通常、ＯＬＥＤは、アノードとカソードの間に配置され且つそれらに電気的に接続された少なくとも１つの有機層を含む。電流が加えられた場合、（場合により複数の）その有機層に、アノードは正孔を注入し且つカソードは電子を注入する。注入された正孔及び電子は、それぞれ反対に帯電した電極に向かって移動する。電子と正孔が同じ分子上に局在する場合、励起したエネルギー状態をもつ局在した電子−正孔対である「励起子」が形成される。励起子が発光メカニズムを経由して緩和するときに光が放射される。いくつかの場合には、励起子はエキシマー又はエキシプレックス（励起錯体）上に局在化することができる。非発光性メカニズム、例えば熱緩和、もまた生じ得るが、通常は望ましくないと考えられている。
【００２４】
例えば、その全てを本願中に援用する米国特許第４，７６９，２９２号明細書中で開示されているように、初期のＯＬＥＤは、その一重項状態から光を放射する（「フルオレッセンス（蛍光）」）発光性分子を用いた。蛍光放射は、通常、１０ナノ秒未満の概算時間で起こる。
【００２５】
より最近では、三重項状態から光を放射する（「フォスフォレッセンス（燐光）」）発光材料を有するＯＬＥＤが示されている。Baldoら、「有機エレクトロルミネッセンスデバイスからの高効率燐光放射(Highly Efficient Phosphorescent Emission from Organic Electorluminescent Devices)」、Nature, vol. 395, 151 154, 1998; (「Baldo I」)、及びBaldoら、「エレクトロフォスフォレッセンスに基づく、非常に高い効率の緑色有機発光デバイス(Very high efficiency green organic light emitting devices based on electrophosphorescence)」、Appl. Phys. Lett., vol. 75, No. 3, 46 (1999)（Baldo II）、これらはその全てを援用する。燐光は「禁制」遷移とよばれうるが、なぜならその遷移がスピン状態の変化を必要とするからであり、しかも量子力学はそのような遷移が好ましくないことを示しているからである。結果として、燐光は、通常、少なくとも１０ナノ秒を超える概算時間、さらに典型的には１００ナノ秒より長い概算時間で生じる。燐光の自然の発光寿命が長すぎる場合、三重項は非発光メカニズムによって減衰し、その結果いかなる光も放射されない。有機燐光はまたしばしば、非常に低温で非共有電子対を有するヘテロ原子を含む分子で観測される。２，２−ビピリジンはそのような分子である。無発光減衰メカニズムは典型的には温度依存性であり、そのため、液体窒素温度で燐光を示す材料は、室温で燐光を示さない可能性がある。しかし、Ｂａｌｄｏによって示されたように、この問題は室温で燐光を発する燐光材料を選択することによって解決されうる。
【００２６】
通常、ＯＬＥＤ中の励起子は、約３：１の割合、すなわち約７５％の三重項及び２５％の一重項、で作り出されると考えられる。Ａｄａｃｈｉら、「有機発光デバイスにおけるほとんど１００％の内部燐光効率」J. Appl. Phys., 90, 5048 (2001) を参照されたい。これはその全体を援用する。多くの場合、一重項励起子は「項間交差」を通して三重項励起状態にそのエネルギーを容易に移すことができるのに対し、三重項励起子はそれらのエネルギーを一重項励起状態に容易に移すことはできない。結果として、１００％の内部量子効率が燐光ＯＬＥＤで理論的に可能である。蛍光デバイスにおいては、三重項励起子のエネルギーは通常、デバイスを加熱する無発光減衰プロセスで失われ、より低い内部量子効率をもたらす。三重項励起状態から発光する燐光材料を利用するＯＬＥＤが、例えば、米国特許第６，３０３，２３８号明細書中に開示されており、その全体を援用する。
【００２７】
三重項励起状態から中間の非三重項状態への遷移が燐光より先行し、その非三重項状態から発光性減衰が生じうる。例えば、ランタノイド元素に配位した有機分子は、ランタノイド金属上に局在した励起状態からしばしば燐光を発する。しかし、そのような材料は三重項励起状態から直接燐光を発するのではなく、代わりにそのランタノイド金属イオンを中心とする原子の励起状態から発光する。ユーロピウム・ジケトネート錯体は、これらのタイプの種類の一つのグループを例示する。
【００２８】
三重項からの燐光は、おそらく結合を通じて有機分子を大きな原子番号の原子にぴったりと近接して局在させることによって、蛍光以上に強められうる。重原子効果とよばれるこの現象は、スピン軌道カップリングとして公知のメカニズムによって作り出される。そのような燐光遷移は、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（III）などの有機金属分子の、励起金属からリガンドへの電荷移動（ＭＬＣＴ）状態から観測されうる。ＭＬＣＴ三重項状態から燐光を発する分子は、しかし、典型的には非結合性有機リガンドから観測されるエネルギーよりも低いエネルギーの光を放射する。放射エネルギーのこの低下は、非摂動燐光が典型的に生じるところの技術的に有用な可視スペクトルの青色及び緑色において燐光を発する有機分子を開発することへ挑戦をさせる。
【００２９】
図１は、有機発光デバイス１００を示す。図は必ずしも一定の比率に拡大されていない。デバイス１００は、基材１１０、アノード１１５、正孔注入層１２０、正孔輸送層１２５、電子阻止層１３０、発光層１３５、正孔阻止層１４０、電子輸送層１４５、電子注入層１５０、保護層１５５、及びカソード１６０、を含む。カソード１６０は第一の導電層１６２及び第二の導電層１６４を有する複合カソードである。デバイス１００は説明した層を順に配置することによって作られうる。
【００３０】
基材１１０は、所望の構造特性を提供するいずれか適当な基材でありうる。基材１１０は、柔軟又は剛性でありうる。基材１１０は、透明、半透明、又は不透明でありうる。プラスチック及びガラスが、好ましい剛性基材材料の例である。プラスチック及び金属箔は、好ましい柔軟性基材材料の例である。基材１１０は、回路の製造のために半導体であることができる。例えば、基材１１０は、その基材上に続いて配置されたＯＬＥＤをコントロールすることが可能な、その上に回路が作製されたシリコン・ウエハーであることができる。その他の基材が使用されうる。基材１１０の材料及び厚さは、所望の構造及び光学特性が得られるように選択されうる。
【００３１】
アノード１１５は、有機層に正孔を移動させるために充分に導電性であるいずれか適当なアノードであることができる。アノード１１５の材料は好ましくは約４ｅＶよりも高い仕事関数を有する（「高仕事関数材料」（high work function material））。好ましいアノード材料は、導電性金属酸化物、例えばインジウム錫オキシド（ＩＴＯ）及びインジウム亜鉛オキシド（ＩＺＯ）、アルミニウム亜鉛オキシド（ＡｌＺｎＯ）、及び金属、を含む。アノード１１５（及び基材１１０）は、ボトム発光性デバイスを作り出すために充分透明であることができる。好ましい透明材料及びアノードの組み合わせ物は、ガラス又はプラスチック（基材）上に配置された市販入手可能なＩＴＯ（アノード）である。柔軟かつ透明な基材−アノード組み合わせ物が米国特許第５，８４４，３６３号明細書に開示されており、その全てを援用する。アノード１１５は不透明及び／又は反射性でありうる。反射性アノード１１５は、いくつかのトップ発光性デバイスにとって好ましいものであることができ、デバイスのトップから放射される光の量を増加させる。アノード１１５の材料及び厚さは、所望する導電及び光学特性を得るために選択されうる。アノード１１５が透明な場合は、所望する導電性を与えるために充分に厚く、しかも所望する程度の透明性を与えるために充分に薄い、個々の材料に対してのある範囲の厚さがある。その他のアノード材料及び構造が使用されうる。
【００３２】
正孔輸送層１２５は、正孔を輸送することができる材料を含むことができる。正孔輸送は、正孔輸送層の「荷電成分」の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）準位を通って主に起こる。この成分は、正孔輸送層１２５のベース材料であることができ、あるいはドーパントであることができる。正孔輸送層１２５は真性（アンドープ）か又はドープされたものでありえる。ドーピングは、伝導度を高めるために用いられうる。α−ＮＰＤ及びＴＰＤは、真性正孔輸送層の例である。ｐ−ドープされた正孔輸送層の例は、５０：１のモル比でｍ−ＭＴＤＡＴＡがＦ４−ＴＣＮＱでドープされたものであり、Ｆｏｒｒｅｓｔらの米国特許出願第１０／１７３，６８２号明細書中に開示されているとおりであり、その全てを援用する。その他の正孔輸送層材料及び構造が用いられうる。
【００３３】
本明細書中に開示されているように、発光層１３５は、層１３５の最低空軌道（ＬＵＭＯ）から電子が落ちてきた場合に光子を放射することができる有機材料を含み、この層１３５で、電子が層１３５の最高被占軌道中で正孔と結合する。したがって、アノード１１５及びカソード１６０の間を通り発光層１３５へと通り抜けた電流フローが、発光を生み出すことができる。本態様において、発光層１３５は本明細書中で開示されたものなどの燐光発光材料を含む。燐光材料は蛍光材料よりも好ましいが、なぜならそのような材料に伴われる高い電界発光効率のためである。
【００３４】
発光層１３５は電子及び／又は正孔を輸送することができるホスト材料を含み、これは電子、正孔、及び／又は励起子を捕らえることができる発光材料でドープされており、したがって、励起子は光電子放出メカニズムを経て発光材料から緩和する。ホスト材料の例は、Ａｌｑ３、ＣＢＰ、及びｍＣＰを含むがこれらに限定されない。それに代わり、発光層１３５は、輸送及び発光特性を兼ね備える単一材料を含むことができる。発光材料がドーパントであるか主要な成分であるかに関わらず、発光層１３５は他の材料、例えば発光材料の発光を調節するドーパント、を含むことができる。発光層１３５は、所望するスペクトルの光を発光することができる複数の発光材料を組み合わせて含むことができる。発光材料は多くのやり方で発光層１３５中に含まれることができる。例えば、発光性低分子がポリマー中に組み込まれることができる。本技術分野で公知の発光及びホスト材料の例は、Ｔｈｏｍｐｓｏｎの米国特許第６，３０３，２３８号に開示されており、その全てを本願中に援用する。
【００３５】
本実施態様において、電子輸送層１４０は、電子を輸送することができる材料を含みうる。電子輸送層１４０は、真性（アンドープ）又はドープされていることができる。ドーピングは導電性を高めるために使用されうる。Ａｌｑ３は真性の電子輸送層の例である。ｎ−ドープされた電子輸送層材料の例は、１：１のモル比でＬｉでドープされたＢＰｈｅｎであり、Ｆｏｒｒｅｓｔらの米国特許出願第１０／１７３，６８２号明細書中に開示されており、その全体を本願中に援用する。その他の電子輸送層材料及び構造が用いられうる。電子輸送層の荷電成分は、電子輸送層のＬＵＭＯ（最低空軌道）エネルギー準位中に、カソードから電子が有効に注入されうるように選択されうる。電子輸送は、主に、電子輸送層の「荷電成分」の最低空軌道（ＬＵＭＯ）準位を通して起こる。「荷電成分」は、実際に電子を輸送するＬＵＭＯを担う材料である。この成分はベース材料であることも、あるいはドーパントであることもできる。有機材料のＬＵＭＯ準位は、一般にその材料の電子親和性によって特徴づけられうるが、一方でカソードの相対的電子注入効率は一般にカソード材料の仕事関数によって特徴づけられうる。したがって、電子輸送層（electron transport layer）及び隣接したカソードの好ましい特性は、ＥＴＬの荷電成分の電子親和性及びカソード材料の仕事関数によって特定されうる。特に、高い電子注入効率を達成するためには、カソード材料の仕事関数が、電子輸送層の荷電成分の電子親和力より約０．７５ｅＶよりも大きくないことが好ましく、さらに好ましくは多くても約０．５ｅＶよりも大きくないことが好ましい。同様の考慮が、電子が注入される全ての層に適用される。
【００３６】
カソード１６０は、カソード１６０が電子を伝導し且つデバイス１００の有機層中に電子を注入することができるように、いずれかの適当な材料又は当分野で公知の材料の組み合わせ物であることができる。カソード１６０は透明又は不透明であることができ、あるいは反射性であることができる。金属及び金属酸化物が適当なカソード材料の例である。カソード１６０は単一層であることができ、又は複合構造を有することができる。図１は、薄い金属層１６２及びより厚い導電性金属酸化物層１６４を有する複合カソード１６０を示す。複合カソードにおいては、より厚い層１６４のための好ましい材料は、ＩＴＯ、ＩＺＯ、及び当技術分野で公知のその他の材料を含む。その全体を援用する米国特許第５，７０３，４３６号及び同５，７０７，７４５号は、上に被せられた、透明で電子導電性の、スパッタ堆積されたＩＴＯ層をもつＭｇ：Ａｇなどの金属の薄層を有する複合カソードを含むカソード類の例を開示している。下の有機層と接触しているところのカソード１６０の部分は、それが単一層カソード１６０、複合カソードの薄い金属層１６２，又はその他部分であるかどうかに関わらず、約４ｅＶよりも低い仕事関数をもつ材料（「低仕事関数材料」）で作られることが好ましい。その他のカソード材料及び構造が用いられうる。
【００３７】
阻止層は、発光層から離れる荷電粒子（電子若しくは正孔）及び／又は励起子の数を減らすために用いることができる。電子阻止層１３０は、発光層１３５及び正孔輸送層１２５の間に配置されることができ、電子が正孔輸送層１２５の方に向かって発光層１３５を離れることを阻止する。同様に、正孔阻止層１４０は発光層１３５及び電子輸送層１４５の間に配置されることができ、正孔が電子輸送層１４０の方に向かって発光層１３５を離れることを阻止する。阻止層はまた、励起子が発光層の外側に拡散することを阻止するために用いられうる。
【００３８】
阻止層の理論及び使用は、Ｆｏｒｒｅｓｔらの米国特許第６，０９７，１４７号及び米国特許出願公開第１０／１７３，６８２号により、詳細に説明されており、その全体を援用する。従来の「阻止層」は、荷電粒子又は励起子が乗り越えることの困難性を有するエネルギー障壁を与えることによって、発光層を離れる荷電粒子及び／又は励起子の数を減少させると一般に信じられている。例えば、正孔輸送は、有機半導体の最高被占軌道（ＨＯＭＯ）に関係があると一般に考えられている。従って「正孔阻止」材料は、正孔がそこから遮られる材料のＨＯＭＯよりも著しく低いＨＯＭＯエネルギー準位を有する材料であると考えられうる。第一のＨＯＭＯエネルギー準位が従来のエネルギー準位ダイアグラムでより低い場合、第一のＨＯＭＯエネルギー準位は、第二のＨＯＭＯエネルギー準位よりも低いと考えられ、これは第一のＨＯＭＯエネルギー準位が第二のＨＯＭＯエネルギー準位よりもさらに大きなマイナスの値をもつことを意味する。例えば、スパルタン０２ソフトウェアパッケージを用いた密度関数理論（ＤＦＴ）計算（Ｂ３ＬＹＰ６−３１Ｇ＊）によれば、Ｉｒ（ｐｐｙ）３は、−４．８５ｅＶ（マイナス４．８５ｅＶ）のＨＯＭＯエネルギー準位をもつ。ＢＣＰは、−５．８７ｅＶのＨＯＭＯエネルギー準位をもち、これはＩｒ（ｐｐｙ）３のものより１．０２ｅＶ低く、ＢＣＰを優れたホール阻止材にする。ＺｒＱ４は、−５．００ｅＶのＨＯＭＯエネルギー準位を持ち、Ｉｒ（ｐｐｙ）３のものよりわずか０．１５ｅＶしか低くなく、そのためほとんど又は全く正孔を阻止することが期待されない。ｍｅｒ−ＧａＱ３は、−４．６３ｅＶのＨＯＭＯエネルギー準位をもち、これはＩｒ（ｐｐｙ）３のものより大きく、そのためいかなる正孔阻止もまったく期待されない。
【００３９】
発光層が様々なエネルギー準位をもつ様々な材料を含む場合は、正孔阻止層としてのこれらの種々の材料の有効性は異なりうるが、なぜなら、重要であるのは、阻止する層と阻止される層の間のＨＯＭＯエネルギー準位における差であり、絶対的なＨＯＭＯエネルギー準位ではないからである。絶対的なＨＯＭＯ準位は、しかしながら、ある化合物が特定の発光層に対する良好な正孔阻止材であるかどうかを決定するために有用でありうる。例えば、約−５．１５ｅＶ又はそれ未満のＨＯＭＯエネルギー準位を有する材料は、代表的な発光材料であるＩｒ（ｐｐｙ）３に対する妥当な正孔阻止材料と考えられうる。通常、隣接する層のものよりも少なくとも０．２５ｅＶ低いＨＯＭＯエネルギー準位をもつ層は、いくらか正孔阻止特性を有するものと考えられうる。少なくとも０．３ｅＶのエネルギー準位の差が好ましく、さらに少なくとも０．７ｅＶのエネルギー準位の差がより好ましい。同様に、励起子のエネルギーは一般に材料のバンドギャップに関係すると考えられる。「励起子阻止」材料は、一般に、そこから励起子が阻止されているところの材料よりも顕著により大きなバンドギャップを有する材料と考えられうる。例えば、隣接する材料のものよりも約０．１ｅＶ以上大きなバンドギャップを有する材料は、良好な励起子阻止材料と考えられうる。
【００４０】
通常、注入層は、一つの層、例えば電極又は有機層から、隣接する有機層中への荷電粒子の注入を改善することができる材料を含有する。注入層はまた電荷輸送機能を果たしうる。デバイス１００において、正孔注入層１２０は、アノード１１５から正孔輸送層１２５への正孔の注入を改善する層でありうる。ＣｕＰｃは、ＩＴＯアノード１１５及びその他のアノード類からの正孔注入層として用いられうる材料の例である。デバイス１００において、電子注入層１５０は、電子輸送層１４５中への電子の注入を改善する層でありうる。ＬｉＦ／Ａｌは、隣接層から電子輸送層への電子注入層として用いられうる材料の例である。その他の材料又は材料の組み合わせ物が注入層のために用いられうる。特定のデバイスの構成に応じて、注入層はデバイス１００に示された位置とは異なる位置に配置されうる。注入層のさらなる例がＬｕらの米国特許出願第０９／９３１，９４８号中に提示されており、その全てを援用する。正孔注入層は、スピンコートされたポリマー、例えばＰＥＤＯＴ：ＰＳＳなどの、溶液で堆積された材料を含むことができ、あるいはそれは蒸着された低分子材料、例えばＣｕＰｃ又はＭＴＤＡＴＡでありうる。
【００４１】
アノードから正孔注入材料への効率良い正孔注入をもたらすために、正孔注入層（ＨＩＬ）はアノード表面を平坦化又はぬらすことができる。正孔注入層はまた、明細書中で説明したそれらの相対イオン化ポテンシャル（ＩＰ）エネルギーによって定められるように、ＨＩＬの一方の側の上に隣接するアノード層及びＨＩＬのそれと反対側の上の正孔輸送層とうまく調和したＨＯＭＯ（最高被占軌道）エネルギー準位をもつ荷電成分を有することができる。ドープされたＨＩＬを用いることは、その電気的特性のためにドーパントを選択すること、及びぬれ、柔軟性、強靱性等の形態的特性のためにホストを選択すること、を可能にする。ＨＩＬ材料のための好ましい特性は、それによって正孔がアノードからＨＩＬ材料中に効率よく注入されうることである。特に、ＨＩＬの荷電成分は、アノード材料のＩＰよりたかだか約０．７ｅＶ大きなＩＰを好ましくは有する。さらに好ましくは、荷電成分は、アノード材料よりもたかだか約０．５ｅＶ大きなＩＰを有する。同様の考え方が、正孔が注入される層に適用される。ＨＩＬ材料は、ＯＬＥＤの正孔輸送層に典型的に用いられる従来の正孔輸送材料と区別されるが、それは、そのようなＨＩＬ材料は実質的に通常の正孔輸送材料の正孔伝導性よりも小さな正孔伝導性を有しうる点である。本発明のＨＩＬの厚さは、アノード層の表面が平坦化又はぬれるのを助けるために充分に厚いことができる。例えば、１０ｎｍ程度の薄さのＨＩＬ厚さは、非常に滑らかなアノード表面について許容可能でありうる。しかし、アノード表面が非常に粗くなりがちであるため、最大５０ｎｍまでのＨＩＬ厚さが、いくつかの場合には好ましい可能性がある。
【００４２】
その後に続く製造プロセスの間に下の層を保護するために保護層が用いられうる。例えば、金属又は金属酸化物のトップ電極を加工するために用いられるプロセスは、有機層を損傷する可能性があり、保護層がそのような損傷を減少又は排除するために用いられうる。デバイス１００においては、カソード１６０の加工の間、保護層１５５が下の有機層に対する損傷を低減しうる。好ましくは、保護層はそれが輸送するタイプの担体（デバイス１００中の電子）に対して高い担体移動度を有し、それによりデバイス１００の作動電圧は著しく増加しない。ＣｕＰｃ、ＢＣＰ、及び様々な金属フタロシアニン類が、保護層に用いられうる材料の例である。その他の材料又は材料の組み合わせ物が用いられうる。保護層１５５の厚さは、好ましくは、有機保護層１６０が堆積された後に起こる加工プロセスによる下の層への損傷がほとんど又は全くないために充分な厚さであり、しかもデバイス１００の作動電圧を著しく増加させるほど厚くはない。保護層１５５は、その導電性を高めるためにドープされうる。例えば、ＣｕＰｃ又はＢＣＰ保護層１６０はＬｉでドープされうる。保護層のより詳細な説明は、Ｌｕらの米国特許出願第０９／９３１，９４８号中に見ることができ、その全てを本願中に援用する。
【００４３】
図２は、反転型ＯＬＥＤ２００を示す。このデバイスは、基材２１０、カソード２１５、発光層２２０、正孔輸送層２２５、及びアノード２３０、を含む。デバイス２００は説明した層を順に堆積することによって作製されうる。最も普通のＯＬＥＤ構成は、アノードの上に配置されたカソードを有し、そして、デバイス２００はアノード２３０の下に配置されたカソード２１５を有することから、デバイス２００は「反転型」ＯＬＥＤとよばれうる。デバイス１００に関連して説明したものと同様の材料が、デバイス２００の対応する層で用いられうる。図２はデバイス１００の構造からどのようにいくつかの層が省略されうるかの一例を示す。
【００４４】
図１及び２で説明された単純な層構造は、制限されない例としての目的で提供され、しかも本発明の態様は、多様なその他の構造と結合して用いられうることが理解される。記述された特定の材料及び構造は実際には典型であり、そしてその他の材料及び構造が用いられうる。機能性ＯＬＥＤは、デザイン、性能、及び価格要因に基づいて、説明した様々な層を異なる方法で組み合わせることによって、又は層が完全に除外されることによって実現されうる。具体的に説明されていないその他の層もまた含まれうる。具体的に説明したもの以外の材料も用いられうる。本明細書で示した多くの例は単一材料を含むように様々な層を記述するが、材料の組み合わせ物、例えば、ホスト及びドーパントの混合物、又はより一般的には混合物、が用いられうることがわかる。さらに、層は様々な副層を有することができる。本明細書中で様々な層に与えられた名称は、厳密に制限することを意図していない。例えば、デバイス２００において正孔輸送層２２５は、正孔を輸送し且つ発光層２２０中へホールを注入し、そして正孔輸送層又は正孔注入層として説明されうる。一つの態様においては、ＯＬＥＤはカソード及びアノードの間に配置された「有機層」を有するとして説明されうる。この有機層は、単一層を備えているか、又は、例えば図１及び２について説明した、様々な有機材料の複数の層をさらに含むことができる。
【００４５】
具体的に説明していない構造及び材料もまた用いられることができ、例えば、Ｆｒｉｅｎｄらの米国特許第５，２４７，１９０号（これはその全てを援用する）に開示されているような高分子材料からなるＯＬＥＤなどである。さらなる例としては、単一有機層をもつＯＬＥＤが用いられうる。例えば、Ｆｏｒｒｅｓｔらの米国特許第５，７０７，７４５号（これはその全てを援用する）に記載されているように、ＯＬＥＤは重ねられうる。ＯＬＥＤ構造は、図１及び２に示された単一層構造から逸脱しうる。例えば、基材は、アウトカップリング（out-coupling）を改善するための、角度をつけた反射面、例えば米国特許第６，０９１，１９５号に記載されているメサ（mesa）構造、及び／又はＢｕｌｏｖｉｃらの米国特許第５，８３４，８９３号に記載さえているピット（pit）構造を含むことができ、これら特許はその全てを本願中に援用する。
【００４６】
そのほかに特定されていない限り、様々な態様の層の全ては、いずれかの適当な方法によって堆積されうる。有機層については、好ましい方法は、熱蒸発（thermal evaporation）、米国特許第６，０１３，９８２号及び同６，０８７，１９６号（これらの全てを援用する）に記載されたようなインクジェット、Ｆｏｒｒｅｓｔらの米国特許第６，３３７，１０２号（その全てを援用する）に記載されたような有機気相蒸着（ＯＶＰＤ）、米国特許出願第１０／２３３，４７０号（その全てを援用する）に記載されたような有機気相ジェットプリンティング（ＯＶＪＰ）による堆積、を含む。その他の適当な堆積法は、スピンコーティング及びその他の溶液ベースの方法を含む。溶液ベースの方法は、窒素又は不活性雰囲気中で好ましくは実施される。その他の層については、好ましい方法は熱蒸発を含む。
【００４７】
好ましいパターニング法は、マスクを通しての堆積、米国特許第６，２９４，３９８号及び同６，４６８，８１９号（これら全てを援用する）に記載されたような低温溶着、及びインクジェット及びＯＶＪＤなどのいくつかの堆積法と結合されたパターニングを含む。その他の方法も用いられうる。堆積される材料は、それらを特定の堆積方法に適合させるために修飾されうる。例えば、分岐した又は分岐のない、さらに好ましくは少なくとも３つの炭素を含む、アルキル及びアリール基などの置換基が低分子中に用いられることができ、それらが溶液プロセスを受ける能力を高める。２０以上の炭素を有する置換基が用いられ、さらに３〜２０の炭素が好ましい範囲である。非対称構造をもつ材料は、対称構造を有する材料よりも優れた溶液プロセス処理可能性を有しうるが、なぜなら非対称材料はより低い再結晶化する傾向をもちうるからである。デンドリマー置換基は、溶液プロセス処理を受ける低分子の能力を強化するために用いられうる。
【００４８】
本発明の態様に従って作られたデバイスは、広範囲の消費財中に組み込まれることができ、それはフラットパネルディスプレイ、コンピューターモニター、テレビ、広告掲示板、室内又は屋外照明及び／又は信号のための明かり、ヘッドアップディスプレイ、完全に透明なディスプレイ、柔軟なディスプレイ、レーザープリンタ、電話、携帯電話、パーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、ラップトップ・コンピューター、デジタルカメラ、カムコーダー、ビューファインダー、マイクロディスプレイ、車両、広い面積の壁又は劇場又はスタジアムのスクリーン、又はサインを含む。様々な制御機構が、本発明の従って作られるデバイスを制御するために用いられることができ、それはパッシブマトリクス及びアクティブマトリクスを含む。多くのデバイスは人に快適な温度範囲、例えば１８℃〜３０℃、そしてさらに好ましくは室温（２０〜２５℃）での使用にむけられる。
【００４９】
本明細書中で説明した材料及び構造は、ＯＬＥＤ以外のデバイスにおける応用もできる。例えば、その他のオプトエレクトロニックデバイス、例えば、有機太陽電池及び有機光検出器が上記材料及び構造を採用しうる。より一般には、有機トランジスタなどの有機デバイスが、上記材料及び構造を採用しうる。
【００５０】
本明細書で用いるように、「溶液プロセス処理可能」は、溶液又は懸濁液の形態のいずれかで、液体媒体中に、溶解され、分散され、又は輸送され及び／又は液体媒体中から堆積される能力を意味する。
【００５１】
さて、本発明の具体的な好ましい態様について本発明を詳細に説明する。これらの態様は、説明のためのものであり、発明は、説明される具体的な好ましい態様に範囲を限定されるものではない。
【００５２】
フルカラーディスプレイについての工業規格は、飽和赤、飽和緑、及び飽和青の発光材料を必要としている。「飽和青」は、約０．１５５、０．０７のＣＩＥ座標をもつことを意味する。しかし、ＦＩｒｐｉｃよりも安定で且つＦＩｒｐｉｃよりも飽和青に近いＣＩＥ座標をもつ燐光材料は、現在入手可能な燐光青色発光材料を越えた進歩となる。飽和青に「近い」とは、０．１５５、０．０７からわずかに離れたＣＩＥ座標をもつことを意味する。例えば、ＦＩｒｐｉｃ（ＣＩＥ ０．１７、０．３２）及び飽和青との間の隔たりは、（（０．１７−０．１５５）２＋（０．３２−０．０７）２）の平方根、又は約０．２５０４４である。そこで、約０．２５未満、さらに好ましくは約０．１２５未満の隔たりしかもたない安定な材料は、望ましい進歩である。発光色を測定するためのもう一つの方法は、ピーク波長（極大波長）によるものである。しかし、ピーク波長測定は、確かな有用な情報を含まない。例えば、２つの異なる材料が同じピーク波長をもつスペクトルを放射するかもしれないが、それでもその発光スペクトルのそれ以外の部分の形状によってその発光は人の目に異なって見えるかもしれない。例えば、２つの材料が４７０ｎｍのピーク波長をもちうる。一方の材料は、より長波長に非常に小さな尾部をもつシャープなピークをもち、飽和青という結果をもたらすかもしれない。他方の材料は、より長波長に広がった尾部をもち、材料に好ましくない緑色の色合いを加えるかもしれない。ＣＩＥ座標はこれらの違いを明らかにする。
【００５３】
「安定性」は多くの方法で評価されうる。一つの方法は、Ｌ１００／Ｌ０試験であり、これは、少なくとも１００時間の長時間にわたり、材料の薄膜のフォトルミネッセント発光を測定し、１００時間目に初めの発光の何パーセントが生じているかを示すパラメータを与える。本明細書で用いるように、Ｌ１００／Ｌ０は、ほぼ室温において、少なくとも１×１０−５Ｔｏｒｒの真空下又は不活性ガス中で実施される安定性試験を意味し、ここではその発光材料は、有機発光デバイスを作るために用いられうるものと類似したフィルム中に組み込まれる。
【００５４】
多くの燐光青色発光材料は、一般に、不充分な安定性、又は不充分な色飽和度などの欠点をもつ。一つの青色発光燐光材料は、ＦＩｒｐｉｃであり、これは式１：
【００５５】
【化４】
【００５６】
の構造を有する。
【００５７】
非極性溶媒中のＦＩｒｐｉｃは、ＣＩＥ ０．１７、０．３２で電界発光（フォトルミネッセント）スペクトルを放射する。ＣＢＰ中に６％でドープされたＦＩｒｐｉｃは、約２０ｃｄ／ｍ２の初期フォトルミネッセント（ＰＬ）強度で、７１％のＬ１００／Ｌ０安定性を有する。
【００５８】
本発明の一つの態様においては、ＦＩｒｐｉｃ及びＩｒ以外の金属を基にした類似の材料を修飾するための方法が提供される。この修飾は、安定性を高め及び／又はその材料から放射される色を調整することができる。その置換された分子は以下の式２：
【００５９】
【化５】
【００６０】
の構造を有する。
【００６１】
Ｍは４０より大きな原子量をもついずれかの金属であることができる。好ましい金属は、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ａｕ、及びＡｇを含む。よりこのましくは、この金属はＩｒ又はＰｔである。最も好ましくは、この金属はＩｒである。
【００６２】
Ｒ３はいずれかの置換基であることができ、すなわち、Ｒ３はＨではない。好ましくは、ＣＨ３及びＦ以外の置換基が用いられうる。さらに好ましくは、この置換基は、アルキル、アルコキシ、アミノ、カルボキシ、シアノ、アリール類、並びに５及び６員ヘテロアリール類からなる群から選択されうる。アリール類は、フェニル及びナフチルを含む。ヘテロアリール類は、ピリジン、ピリミジン、及びピリダジンを含む。これらの置換基のいずれも、さらに置換されることができる。ＦＩｒｐｉｃの比較的低い安定性は、フェニル環の２つのフッ素原子にある程度起因していると考えられる。このフッ素は芳香環にハロゲン全ての中で最強の酸性化効果を及ぼし、しかも特にオルト位での酸性化効果に影響を及ぼすことが文書に記されてきた。このフッ素基が１，３位の関係にある場合、水素の引き抜き反応がそれら２つの位置の間で起こる。Coe, P. Lら、J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1, 1995 pp. 2793-2737及びBridges, A. J., J. Org. Chem., 1990, 55, 773-775を参照されたい。ＦＩｒｐｉｃ分子中で、同じ酸性化効果が観測され、すなわち、（Ｒ３の下に示した２つのフッ素の間の）３位の水素原子は容易に除去されて、不安定性をもたらしうる。この水素原子をあまり容易に除去されない基で置換することによって、安定性の問題は緩和されうる。
【００６３】
好ましい態様においては、Ｒ３は、フェニル環に結合した原子が空でないｐ軌道又はｎ軌道を有し、これがそのフェニル環内のπ系とπ共役又は部分的π共役していることができる基である。そのようなＲ３置換基は安定性を高める要因となると考えられる。そのような置換基の一つの例は、Ｒ３置換基中に上記３位の炭素に結合した炭素を有し、Ｒ３置換基のその炭素が少なくとも二重結合をもつ少なくとも１つの他の原子に結合しているか又はフェニル環などの共鳴構造の一部である。この二重結合又は共鳴構造は、フェニル環内のπ系とフェニル基が結合している置換基中の上記炭素との間にπ共役又は部分的π共役があるように軌道構造を変える。シアノ及びフェニル置換基は、そのような結合配列の例を提供する。そのような置換基の別の例は、酸素原子又は窒素原子などの非共有電子対をもつものである。
【００６４】
Ｒ５は、Ｈ又はいずれかの置換基であることができる。青色発光材料を所望する場合、Ｒ５として好ましい置換基には、電子吸引性基が位置づけられる。この置換基はさらに置換されることができる。
【００６５】
Ｒ’は、Ｈ又はいずれかの置換基であることができる。Ｒ’は、ピリジル環上のいずれかの位置における置換を表し、モノ−、ジ−、トリ−、及びテトラ−置換を含む。１より多い置換基がある場合は、複数の置換基は相互に連結されることができる。青色発光材料を所望する場合、好ましい置換基は電子供与性基を含む。（窒素のパラ位の炭素に結合する場合には）電子供与性基の例は、メチル、メトキシ、アミノ、ジアルキルアミノ、及び５又は６員環式アミノ基、例えば、モルホリノ、ピロリジノ、ピペリジノ、を含む。ある基が電子供与性又は電子吸引性であるかどうかは、それが結合している位置に左右されうる。
【００６６】
式２中の（Ｘ−Ｙ）環は、「補助配位子」とよぶことができる。（Ｘ−Ｙ）はいずれかのモノアニオン性配位子であることができる。光活性特性に直接寄与するのではなく、材料の光活性特性を若干変えうると考えられているため、この配位子は「補助(ancillary)」とよばれる。対照的に、左側の配位子は、「光活性(photoactive)」とよばれるが、なぜならそれが材料の光活性特性に寄与していると考えられるからである。式２は二座の補助配位子を示しているが、その他の構造も用いられることができる。上記の光活性及び補助の定義は、限定的でない説を目的とする。
【００６７】
添え字「ｍ」は、ある特定のタイプの光活性配位子の数であり、且つ「ｎ」はある特定のタイプの補助配位子の数である。金属Ｍに応じて、特定の数の配位子が金属に結合する。一般に、上記配位子は二座であり、これはそれらが金属と２つの結合を形成することを意味するが、二座配位子は必須ではない。例えば、２つの塩素が二座の補助配位子の代わりに金属に結合することができる。「ｍ」は少なくとも１であり、且つ０よりも大きく、その金属に結合する配位子の最大数までのいずれかの整数である。「ｎ」はゼロであるか、「ｍ」が少なくとも１であるという条件のもとで、ゼロより大きな整数である。「ｍ」＋「ｎ」はＭに結合しうる配位子の合計数よりも小さいことができ、それにより式２に具体的に図示されたもの以外の配位子がさらにＭに結合することもできる。これらの追加の配位子は、光活性又は補助であることができる。イリジウムに対しては、それに３つの二座配位子が結合することができ、「ｍ」は１、２、又は３であることができ、「ｎ」は０、１、又は２であることができる。
【００６８】
式２中の光活性配位子は、式３：
【００６９】
【化６】
【００７０】
の構造を有する。
【００７１】
好ましい補助配位子には、アセチルアセトナート（ａｃａｃ）、ピコリナート（ｐｉｃ）、及びジピバロイルメタナート（ｔ−ブチルａｃａｃ）が含まれる。いくつかの好ましい補助配位子は、式４（ｐｉｃ）、式５（ａｃａｃ）、及び式６（ｔ−ブチルａｃａｃ）による以下の構造を有する。その他の補助配位子が用いられうる。補助配位子のさらなる制限されない例は、LamanskyらのＰＣＴ出願公開ＷＯ０２／１５６４５Ａ１中の第８９〜９０頁にあり、それを本明細書中に援用する：
【００７２】
【化７】
【００７３】
式２の好ましい態様においては、ｎは０、及びｍは金属に結合できる配位子の最大数である。例えば、Ｉｒについては、この好ましい態様においてｍは３であり、且つその構造は「トリス(tris)」構造とよばれる。このトリス構造は好ましいが、なぜならそれが特に安定であると考えられるからである。このトリス構造の安定性は、上記Ｒ３基によってもたらされる安定性及びカラー・チューニング（色調整）と結合され、特に安定な青色発光燐光材料をもたらしうる。
【００７４】
式２の一つの態様においては、ｍ＋ｎが当の金属に結合しうる二座配位子の合計数に等しい。例えば、Ｉｒについては３である。別の態様においては、ｍ＋ｎは金属に結合しうる二座配位子の最大数よりも少ないことができ、その場合においては他の配位子（補助、光活性、又はその他）もまた、金属に結合しうる。金属に結合した様々な光活性配位子がある場合、それぞれの光活性配位子は、好ましくは、式３に示された構造を有する。
【００７５】
安定性を高めることに加えて、Ｒ３置換基はその材料によって放射される光の色を調整するために用いられることができる。負のハメット値をもつＲ３置換基は、発光色をレッドシフトさせることができ、一方、正のハメット値をもつＲ３置換基は発光色をブルーシフトすることができると考えられる。ある基のハメット値は、電子を求引するか（正のハメット値）又は電子を供与するか（負のハメット値）いずれかの尺度である。ハメット式はさらに詳細に以下に記載されている：Thomas H. Lowry及びKathleen Schueller Richardson「Mechanism and Theory In Organic Chemistry（有機化学のメカニズムと理論）」New York, 1987, 第143〜151頁、これを本明細書に援用する。レッドシフトを所望する場合、ハメット値は好ましくは約０．０７よりも大きく、より好ましくは約０．２より大きく、最も好ましくは約０．６より大きい。青色発光燐光材料を得ようとする場合、これらの大きなハメット値は特に好ましい。小さな絶対値をもつハメット値は、顕著なシフト効果を有しない。カラーシフトなしに高められた安定性を所望する場合は、例えば、ある材料がすでに所望するスペクトル、例えば飽和緑、を発光する場合、約−０．１６〜０．５の間のハメット値が好ましい。これらは、本発明の範囲内の副次的なことであり、記述した上記範囲外のハメット値が適当であることもありえる。
【００７６】
Ｒ５及びＲ’位置にある置換基もまた、材料によって発光される色を調整するために用いられうる。特定のハメット値をもつ置換基のカラーシフト効果は、その置換基が結合される位置に応じて変化しうると考えられる。例えば、ＦＩｒｐｉｃのＲ３のような同じフェニル環上のいずれかの位置に結合した置換基は、同じ方向のシフトを引き起こしうると考えられる（正のハメット値はブルーシフトに対応し、負のハメット値はレッドシフトに対応する）。しかし、ピリジル環上のいずれかの位置に結合した置換基は、反対方向のシフトを引き起こしうる（正のハメット値はレッドシフトに対応し、負のハメット値はブルーシフトに対応する）。とりわけ、特定の置換基のハメット値の符号（及び大きさ）は、それが結合している位置に応じて変化しうる。「パラ」位と結びついたハメット値σｐａｒａが、Ｒ３について用いられるが、なぜならＲ３は金属に配位した炭素に対してパラ位にあるからである。
【００７７】
Ｒ３位に対する好ましい置換基には、Ｐｈ、シアノ、４−ＣＦ３Ｐｈ、及びピリジンが含まれる。これらの各置換基は、安定性を高めると考えられる。Ｐｈを除くこれらの各置換基はまた、ＦＩｒｐｉｃに対してブルーシフトをもたらす。Ｐｈは非常にマイルドなレッドシフトをもたらし、そして顕著なカラーシフトなしに高められた安定性を望む場合に有用でありうる。
【００７８】
Ｒ３位について特に好ましい置換基はシアノ基である。シアノ基は有利に高められた安定性、並びに無置換アナログから約１５ｎｍという顕著なブルーシフトをもたらすと考えられる。ＦＩｒｐｉｃに類似の光活性配位子をもつ置換された材料で３位にシアノ基をもつものは、以下の式７の構造を有する。Ｒ５及びＲ’は、式２に関して説明した置換基と同様の考えに基づいて選択された、Ｈ、又は置換基でありうる。
【００７９】
【化８】
【００８０】
本発明の様々な態様が、ＦＩｒｐｉｃ誘導体よりもさらに一般的な材料の類に適用されうる。例えば、本発明の一つの態様においては、安定性を高め及び／又は発光色を調整するため、以下の式８のように下記の材料に置換が施されうる。
【００８１】
【化９】
【００８２】
Ｒ３は式２に関して説明したものと同じ置換基類から、同様の理由によって選択されることができる。フェニル及びシアノ基は、好ましいＲ３置換基である。ＣＨ３及びＦもまた、材料のＲ３位置の置換基として用いることができるが、そこでは下側の環は６員のピリジン環ではない。下側の環「Ａ」は金属Ｍに配位した少なくとも１つの窒素原子をもつヘテロアリール環システムであることができる。好ましくは、Ａは５又は６員ヘテロアリール環システムである。単一又は複数の追加のヘテロ原子、例えば窒素又はその他のヘテロ原子、がさらに組み込まれうる。このヘテロアリール環はベンゾ縮合環化（benzanullated）され、さまざまなヘテロアリール環システム、例えばキノリン、イソキノリン、及びその他のもの、を作ることができる。この環は、１つ又は複数の位置で置換又は無置換であることができる。例えば、そのような置換基は、アルキル、ハロゲン、アルコキシ、アリール、及び／又はヘテロアリール、を含む。Ｒ５は式２に関して説明した同じ置換基類から、同様の理由によって選択されることができる。
【００８３】
本発明の１つの態様においては、飽和青を発光する安定な燐光材料が求められている。別の態様においては、別の色が求められている。例えば、飽和緑又は飽和赤を得ることができる。緑及び赤の燐光材料は青よりも、従来技術において一般により容易に入手可能であり、本発明の態様はより優れた色飽和度、より優れた安定性、又はそれらの両者を有する燐光材料に導くことができる。
【００８４】
式２は、式８の構造の好ましい態様である。
【００８５】
上述したように、本発明の様々な態様が、ＦＩｒｐｉｃよりもさらに一般的な材料の類に適用されうる。例えば、本発明の有機金属化合物は、以下の一般式９で表されうる。
【００８６】
【化１０】
【００８７】
式中、Ｍは４０より大きな原子量を有する重金属であり；
Ｒ２〜Ｒ５及びＲ’３〜Ｒ’６のそれぞれは、Ｈ、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、Ｃ≡ＣＲ、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基；ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）からなる群から独立して選択され、ここでＲは水素、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基であり；
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが、電子吸引性基又は電子供与性基のいずれかであり；
ｍは少なくとも１であり；
ｎは少なくとも０であり；かつ
Ｘ−Ｙは補助配位子であることができる。
【００８８】
式９の有機金属化合物は、ＭＬＣＴ及びπ−π＊配位子状態の混合状態からの燐光発光を生み出す重遷移金属を含む。適当な遷移金属は、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ａｕ、及びＡｇ、並びに少なくとも４０の原子番号をもつ他の重金属を含むがこれらに限定されない。好ましくは原子番号は少なくとも７２である。
【００８９】
式９の好ましい態様においては、ｍは１〜４の整数、ｎは１〜３の整数；そして、
【００９０】
【化１１】
【００９１】
はモノアニオン性非炭素配位性配位子である。この態様においては、金属は、少なくとも１つのモノアニオン性で二座の炭素配位性配位子と結合され、この配位子は無置換配位子に比べて、可視スペクトルの青、緑、又は赤領域のいずれかに発光をシフトさせる電子供与性基及び／又は電子求引性基で置換される。さらに、この態様においては、少なくとも１つのモノアニオン性で二座の炭素配位性配位子は、Ｒ３又はＲ５位置において少なくとも１つの電子吸引性又は電子供与性基で置換されており、且つ、金属は、少なくとも１つの他のモノアニオン性、好ましくは非炭素配位性補助配位子であって前記第一のモノアニオン性で二座の炭素配位性配位子とは異なるものと結合されている。好ましい補助配位子は、式２について説明したものを含む。
【００９２】
式９のさらに好ましい態様においては、Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが電子求引性基である。Ｒ３及びＲ５の他方のものは、同じ電子求引性基、異なる電子求引性基、電子供与性基、又は水素である。より好ましい態様においては、Ｒ３は電子求引性基であり、且つＲ５は同じ電子求引性基、異なる電子求引性基、又は水素である。
【００９３】
式９による本発明の１つの好ましい態様においては、Ｒ２及びＲ４の少なくとも１つが電子求引性基である。本発明のより好ましい態様においては、Ｒ２及びＲ４の少なくとも１つが、Ｆでない電子求引性基である。別の好ましい態様においては、Ｒ４はＦ以外の電子求引性基である。
【００９４】
さらに好ましい態様においては、Ｒ４は水素である。
【００９５】
式９による本発明の好ましい態様において、上記電子求引性基は、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、又はＣ≡ＣＲ；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基（ここでＲは水素、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基であるが、列挙した基に限定されない）からなる群から選択することができる。
【００９６】
式９による本発明のさらに好ましい態様においては、Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが電子求引性基又は電子供与性基であり且つＲ’４が電子求引性基又は電子供与性基である。より好ましい態様においては、Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが電子求引性基又は電子供与性基であり且つＲ’４が電子求引性基又は電子供与性基であるが、それはＲ３とＲ５のいずれも電子供与性基でない場合はＲ’４が電子供与性基であり、さらに逆も同様に、Ｒ３とＲ５のいずれも電子求引性基でない場合はＲ’４が電子求引性基となるように、である。
【００９７】
したがって、特に好ましい態様は一般式９を含み、式中Ｒ’４は電子求引性基又は電子供与性基であるが、それはＲ３とＲ５のいずれも電子求引性基でない場合はＲ’４が電子求引性基であり、且つＲ３とＲ５のいずれも電子供与性基でない場合はＲ’４が電子供与性基であるように、である。
【００９８】
上記のとおり、基のハメット値は、どちらが電子を求引するか（正のハメット値）又は電子を供与するか（負のハメット値）の尺度である。Ｒ３と同様に、「パラ」位と結びついたハメット値、σｐａｒａ、をＲ’４について用いるが、なぜなら（Ｒ３同様）Ｒ’４は金属に配位した炭素に対してパラ位にあるからである。好ましい対応においては、Ｒ’４は強い電子求引性基又は強い電子供与性基である。
【００９９】
式９による本発明のさらに好ましい態様においては、電子求引性基又は電子求引性基群は、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール、ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）から選択され、ここでＲは水素、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基である。
【０１００】
式２及び９のＲ３位置に電子求引性基が配置される場合、発光スペクトルの浅色（青色）移動が観測される。無置換の比較例Ａ（以下の表１を参照されたい）は５２０ｎｍの発光波長をもつ。トリフルオロメチル基などの電子求引性基が式９のＲ３位置に配置される場合、より高いエネルギーへの移動が観測される。Ｒ５位置の別の電子求引性基との組み合わせにおいては、その上さらに４０ｎｍの浅色移動が生じる。組み合わせられた追加の効果は、４７０ｎｍの青／緑発光、５０ｎｍのブルーシフト、をもたらす。発光波長をより高いエネルギーへ移動させるために、その他の電子求引性基をこれらの位置に組み込むことができる。シアノ基がＲ３位置に結合された場合、２０ｎｍの浅色移動が観測され、５００ｎｍの発光波長をもたらす。このＲ３又はＲ５位置のいずれかに様々な置換された電子求引性基を結合することによって、発光を調整することができる。加えて、特にピリジン環上に電子供与性基を結合することによって、発光波長をさらにシフトさせることができる。強い電子供与性基、例えばジメチルアミノ基、がＲ’４位置に配置された場合、より飽和した青に向かったさらなるシフトが観測され、４６３ｎｍの発光波長をもたらす。
【０１０１】
逆に、電子供与性基がＲ３位置に配置される場合、深色（赤色）移動が観測される。電子供与性基が強ければ強いほど、発光の大きな深色移動が観測される。同様に、フェニル環上の置換基との組み合わせで、電子求引性基が上記ピリジン環上に配置された場合、置換基の適当な選択及び配置によって５００ｎｍと６５０ｎｍの間の発光スペクトルが実現されうる。
【０１０２】
本発明の上記化合物は、好ましい態様において、発光（ルミネッセント）デバイスにおける使用を目的とする。一般にそのようなデバイスは有機層を含み、その層は２つの電極（一つはカソード及び他方はアノード）の間に何らかの方法で配置された本発明の化合物を含む。本発明の範囲は本発明の背後の理論に限定されるものではない。
【０１０３】
本発明は、好ましい態様において、発光層を含有する発光デバイスを含み、この発光層は以下の一般構造：
【０１０４】
【化１２】
【０１０５】
によって表される有機金属化合物を含む。
上記式中、Ｍは金属であり、Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つは電子求引性基又は電子供与性基であり、さらに式中、ｍは１〜４の整数であり、ｎは１〜３の整数であり；Ｒ４はＦではない。より具体的には、Ｒ４は、Ｈ、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、Ｃ≡ＣＲ、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、若しくはＰＯ３Ｒで置換されたアリール若しくはヘテロアリール基、から選択される電子求引性基であるか、又はＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）から選択される電子供与性基であり、ここでＲは水素、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基である。好ましい態様においては、
【０１０６】
【化１３】
【０１０７】
はモノアニオン性非炭素配位性配位子である。
【０１０８】
さらに好ましい態様においては、本発明は以下の一般式：
【０１０９】
【化１４】
【０１１０】
によって表される有機金属化合物を含有する発光層を含む発光デバイスを含む。式中、Ｍは金属であり、且つＲ３及びＲ５の少なくとも１つは電子求引性基又は電子供与性基であり、式中、ｍは１〜４の整数であり、且つｎは１〜３の整数であり；しかもＲ’４は電子求引性基又は電子供与性基であって、Ｒ３又はＲ５のいずれも電子求引性基でない場合はＲ’４は電子求引性基であり、且つＲ３又はＲ５のいずれも電子供与性基である場合はＲ’４は電子供与性基である。さらに好ましい態様においては、
【０１１１】
【化１５】
【０１１２】
はモノアニオン性非炭素配位性配位子である。
【０１１３】
本発明は、好ましい態様において、以下の一般構造：
【０１１４】
【化１６】
【０１１５】
で表される有機金属化合物を含有する発光層を含む発光デバイスを含む。上記式中、Ｍは金属であり、且つ、Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つは、Ｈ、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、Ｃ≡ＣＲ、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、若しくはＰＯ３Ｒで置換されたアリール若しくはヘテロアリール基、から選択され、式中ｍは１〜４の整数であり、且つ、ｎは１〜３の整数である。さらに好ましい態様においては、
【０１１６】
【化１７】
【０１１７】
はモノアニオン性非炭素配位性配位子である。
【０１１８】
好ましい態様においては、上記発光層はホスト材料を含む。このホスト材料は、主に電子の輸送によって電荷を伝導する電子輸送材料を含むことができる。それに代わり、このホスト材料は主に正孔の輸送によって電荷を伝導する正孔輸送材料を含むことができる。上述した有機金属化合物は、発光デバイスのホスト材料中にドープされることができる。この有機金属化合物は、毎秒約１×１０５以上の放射減衰をもつ最低三重項励起状態をもち、ホスト材料の最低三重項励起状態のエネルギー準位は、前記有機金属化合物の最低三重項状態のエネルギー準位より高い。本発明の好ましい態様においては、本発明の有機金属化合物の最低三重項励起状態とその有機金属化合物の対応する緩和状態との間のエネルギー差が、約５２０ｎｍ未満の波長に相当する。より好ましくは、本発明の有機金属化合物の最低三重項励起状態と、その有機金属化合物の対応する緩和状態との間のエネルギー差が、約４２０ｎｍと約４８０ｎｍとの間の波長に相当する。
【０１１９】
本発明の有機発光デバイスは、当技術分野で公知の方法及び材料を用いて製造されうる。代表的なＯＬＥＤ法、材料、及び構成は、米国特許第５，７０３，４２６号；同５，７０７，７４５号；同５，８３４，８９３号；同５，８４４，３６３号；同６，０９７，１４７号；及び同６，３０３，２３８号；これらそれぞれその全体を本明細書に援用する。
【０１２０】
説明した上記化合物は、それらのモノマー構造によって明細書全体を通して表される。当業者に周知のとおり、この化合物はまたダイマー、トリマー、又はデンドリマーとしても存在することができる。
【０１２１】
「アリール」は、単独又は組み合わせ物において、炭素環式芳香族系又はヘテロ環式芳香族系（これはまたヘテロアリールとしても知られる）を含む。この系は１、２、又は３の環を含み、各環がペンダント形式又は縮合環であることができる。好ましくは、環は５又は６員環である。
【０１２２】
「アルコキシ」は、直鎖の又は分枝したアルコキシ基、好ましくはＣ１〜Ｃ６アルコキシ基、さらに好ましくはＣ１〜Ｃ３アルコキシ基を含む。
【０１２３】
「アルキル」は、単独又は組み合わせ物において、直鎖の又は分枝したアルキル基、好ましくはＣ１〜Ｃ６アルキル基、さらに好ましくはＣ１〜Ｃ３アルキル基を含む。
【０１２４】
「置換」は、全てのレベルの置換を言うが、モノ−、ジ−、及びトリ−置換が好ましい。
【０１２５】
物質の定義：
本明細書で用いるとおり、略語は以下の物質を示す：
ＣＢＰ： ４，４’−Ｎ，Ｎ−ジカルバゾール−ビフェニル
ｍ−ＭＴＤＡＴＡ： 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
Ａｌｑ３： ８−トリス−ヒドロキシキノリンアルミニウム
Ｂｐｈｅｎ： ４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン
ｎ−ＢＰｈｅｎ： ｎ−ドープしたＢＰｈｅｎ（リチウムでドープ）
Ｆ４−ＴＣＮＱ： テトラフルオロ−テトラシアノ−キノジメタン
ｐ−ＭＴＤＡＴＡ： ｐ−ドープしたｍ−ＭＴＤＡＴＡ（Ｆ４−ＴＣＮＱでドープ）
Ｉｒ（ｐｐｙ）３： トリス（２−フェニルピリジン）−イリジウム
Ｉｒ（ｐｐｚ）３： トリス（１−フェニルピラゾロト，Ｎ，Ｃ（２’）イリジウム（III）
ＢＣＰ： ２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン
ＴＡＺ： ３−フェニル−４−（１’−ナフチル）−５−フェニル−１，２，４−トリアゾール
ＣｕＰｃ： 銅フタロシアニン
ＩＴＯ： インジウム錫オキサイド
ＮＰＤ： Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）ベンジジン
ＴＰＤ： Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−トリル）ベンジジン
ＢＡｌｑ： アルミニウム（III）ビス（２−メチル−８−キノリナト）４−フェニルフェノラート
ｍＣＰ： １，３−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ベンゼン
ＤＣＭ： ４−（ジシアノエチレン）−６−（４−ジメチルアミノスチリル−２−メチル）−４Ｈ−ピラン
ＤＭＱＡ： Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン
ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ： ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルホネート（ＰＳＳ）の水性分散液
【０１２６】
〔試験〕
本発明の具体的代表的態様は、どのようにしてそのような態様がなされうるかを含めて、説明する。具体的方法、材料、条件、プロセスパラメータ、装置、及びその他同様のものは、本発明の範囲を必ずしも制限しないことが理解される。
【０１２７】
以下に示す反応Ａにおいて、配位子（III）は、鈴木法を用い、図式I及びIIによって表される出発反応物を結合させることによって作ることができる。図式Ｉで表される置換又は無置換のフェニルボロン酸は、市販品として購入可能か又は以下の総説に説明されている標準的な手法を用いて調製されうる：Chem. Rev. 1995, 95, 2457-2483、これは有機ハロゲン化物とボロン酸との間の、パラジウムで触媒されるクロスカップリング反応をまとめている。図式IIで表される化合物もまた市販品として購入可能か又は、J. Org. Chem. 2002, 67, 238-241に記載されている方法によって調製できる。反応Ａにおいて、図式Ｉで表される化合物は、適当な溶媒、例えば、ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、キシレンの中で、図式IIで表される適当な置換基をもつ２−クロロ、ブロモ、又はヨード置換ピリジン類と反応させられ、且つ結合される。加えて、水性塩基溶液（例えば、Ｎａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、Ｋ３ＰＯ４）、パラジウム触媒（例えば、Ｐｄ（II）アセテート、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４）、及び必要に応じて還元剤トリフェニルホスフィン（ＴＰＰ）、が混合され、且つ反応が終了するまで還流される。カラムクロマトグラフィーを用いた精製の後、中程度から高収率が得られ、最終生成物としてIIIを与える。
【０１２８】
【化１８】
【０１２９】
所望の置換された配位子（III）への別の経路は、反応Ｃに示されるＳｔｉｌｌｅ反応を用いることであり、これは以下のJ. Org. Chem. 2002, 67, 238-241に記載されている。
【０１３０】
図式IVで表される化合物は市販入手可能である一方、図式Vで表されるヘテロ芳香族錫は、J. Org. Chem. 2002, 67, 238-241に記載され、且つ反応Ｂに描かれている以下の方法を用いて調製できる。
【０１３１】
反応Ｂにおいては、置換基をもつピリジンは低温下で溶媒中に溶解され、塩基、例えばブチルリチウム、の添加が続いてなされ、続いて適当な求電子剤のゆっくりした添加がされる。
【０１３２】
【化１９】
【０１３３】
反応Ｃ中で、下に示される図式IV及びVで表される化合物は、溶媒（例えば、キシレン、ピリジン、トルエンなど）中に混合され、さらに、パラジウム（II）又はパラジウム（０）触媒（例えば、ＰｄＣｌ２（ＰＰｈ３）２、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４）、及び必要な場合は還元剤であるＰＰｈ３の存在下で反応され、IIIを与える。粗製配位子IIIの精製は、標準的な手法、例えばカラムクロマトグラフィー又は通常の溶媒を使用する沈殿を用いて実施される。
【０１３４】
【化２０】
【０１３５】
反応Ｄにおいては、反応Ａ又は反応Ｃによって調製され且つ図式IIIで表される置換された２−フェニルピリジン配位子は、溶媒（例えば、２−メトキシエタノール又は２−エトキシエタノール）及び水の存在下に還流条件で、様々な金属（例えば、イリジウム、白金）と反応させられて、図式VIで表されるジクロロ架橋ダイマーを生成する。反応の完結によって形成される固体沈殿物は、真空濾過法によって集められ、さらに必要に応じて精製される。
【０１３６】
【化２１】
【０１３７】
反応Ｅにおいては、図式VIで表されるジクロロ架橋ダイマーが、様々なモノアニオン性配位子（例えば、アセチルアセトン（ａｃａｃ）、ピコリン酸、４−ジメチルアミノピコリン酸（ＤＭＡＰｉｃ））、及びモノアニオン性金属−炭素配位性配位子（例えば、置換された２−フェニルピリジン類など）と反応させられることができ、配位子はＸ及びＹで表される。図式VIIで表される最終的に単離される生成物は、標準の手法によって精製される。
【０１３８】
【化２２】
【０１３９】
〔比較例Ａ〕
２−ブロモピリジン（５．０ｇ、３１．６ｍｍｏｌ）、２，４−ジフルオロボロン酸（６．０ｇ、３７．９ｍｍｏｌ）、及びトリフェニルホスフィン（０．８３ｇ、３．２ｍｍｏｌ）を５０ｍＬのジメトキシエタンに溶かした。この混合物に酢酸パラジウム（０．１８ｇ、０．８ｍｍｏｌ）及び４３ｍＬの２Ｍ炭酸カリウム溶液を加えた。この混合物を還流して１８時間加熱した。有機層を分離し、さらに水層を１２５ｍＬの酢酸エチルを使って３回抽出した。有機層を一緒にし、最初に水で洗い、続いて食塩水で洗った。有機層を硫酸マグネシウム上で乾燥し、濾過し、そして溶媒を留去してオイルが残った。粗生成物を、シリカゲル及び溶出液として酢酸エチル及びヘキサンを用いたカラムクロマトグラフィーで精製した。フラクションを集め且つ一緒にして、所望する生成物である２−（４，６−ジフルオロフェニル）ピリジンを得て、ＮＭＲで確認した。
【０１４０】
ステップ２：
上記ステップ１からの２−（４，６−ジフルオロフェニル）ピリジン（２０．０ｇ、０．１０４ｍｏｌ）及び塩化イリジウム水和物（１９．４ｇ、０．０５２ｍｏｌ）を３００ｍＬの２−エトキシエタノールに加え、加熱して４０時間還流した。混合物を次に室温まで冷却し、ジクロロ架橋ダイマー粗生成物を真空濾過し、２×１５０ｍＬの２−プロパノールで洗浄した。ダイマー粗生成物は、次に再結晶し、以下のステップで用いた。
【０１４１】
ステップ３：
５００ｍｌのフラスコを使用し、１０．８ｇ（８．７ｍｍｏｌ）の上記ダイマー、２．１ｇ（１７ｍｍｏｌ）のピコリン酸、及び９．２ｇ（８７ｍｍｏｌ）を、１５０ｍｌの２−エトキシエタノールに加えた。この混合物を次に還流して１８時間加熱した。混合物を次に室温まで冷却し、さらに真空濾過した。集めた固体を２００ｍＬの脱イオン水に加え、さらに室温で１時間撹拌した。この混合物を次に真空濾過し、さらに１００ｍＬのエタノール及び１００ｍＬのヘキサンで洗浄した。集めた生成物を次に真空オーブン中で乾燥した。収量＝１１．６ｇ、９５．８％。
【０１４２】
〔例１〕
ステップ１：
３，５−ビス（トリフルオロメチル）フェニルボロン酸（１３．５ｇ、５２ｍｍｏｌ）、２−ブロモピリジン（６．２ｇ、３９ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（II）（０．２９ｇ、１．３ｍｍｏｌ）、トリフェニルホスフィン（１．３６ｇ、５．２ｍｍｏｌ）及び炭酸ナトリウム（７ｇ、６８ｍｍｏｌ）を２００ｍＬの１，２−ジメトキシエタン及び１００ｍＬの水に加えた。この反応混合物を加熱して５時間還流し、さらに冷却後、１００ｍＬの水及び１００ｍＬの酢酸エチルを加えた。層を分離し、有機層を硫酸マグネシウム上で乾燥し、過剰な溶媒を除去した。２−（３，５−ビストリフルオロメチルフェニル）ピリジンをカラムクロマトグラフィーで精製し、白色固体として集めた（７．１ｇ）。
【０１４３】
ステップ２：
上記ステップ１からの２−（３，５−ビス（トリフルオロメチル）フェニル）ピリジン（１．４ｇ、４．８ｍｍｏｌ）、及び塩化イリジウム（III）水和物（０．８７ｇ、２．４ｍｍｏｌ）を、１５ｍＬの２−メトキシエタノール及び５ｍＬの水がはいったフラスコに加えた。この反応混合物を加熱して１６時間還流し、さらに冷却した。生成した黄色沈殿物を真空濾過によって集めた。ジクロロ架橋ダイマー粗生成物はさらに精製せずに、そのままで直接用いた。
【０１４４】
ステップ３：
上記ステップ２からのジクロロ架橋ダイマー（０．７５ｇ、０．４６ｍｍｏｌ）を、５０ｍＬの２−メトキシエタノールに加えた。炭酸ナトリウム（０．４８ｇ、４．６ｍｍｏｌ）及び２，４−ペンタンジオン（０．４６ｇ、４．６ｍｍｏｌ）を上記反応混合物に加えた。反応混合物を加熱し１６時間還流した。水を加え、さらに粗生成物固体を真空濾過で集め、エタノール及びヘキサンで洗浄した。この材料をカラムクロマトグラフィー及び真空昇華によって精製した。ＮＭＲ及びマススペクトルの結果は、所望する化合物であることを支持した。
【０１４５】
〔例３〕
ステップ１：
２，４−ジフルオロ−５−（トリフルオロメチル）ブロモベンゼン（２．０ｇ、７．７ｍｍｏｌ）、２−トリブチルスタニルピリジン、及びビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（II）クロライド（０．１６ｇ、０．２３ｍｍｏｌ）を５０ｍＬのキシレンに加え、さらにこの混合物を加熱して１６時間還流した。この反応混合物をシリカゲルの栓を通して濾過し、次にカラムクロマトグラフィーで精製して、２−（２，４−ジフルオロ−５−トリフルオロメチルフェニル）ピリジン（１．４ｇ、５．４ｍｍｏｌ）を得た。この生成物は、マススペクトル及び１Ｈ ＮＭＲによって確認した。
【０１４６】
ステップ２：
２−（２，４−ジフルオロ−５−トリフルオロメチルフェニル）ピリジン（１．４ｇ、５．４ｍｍｏｌ）及び塩化イリジウム（III）水和物（０．９７ｇ、２．７ｍｍｏｌ）を１０ｍＬの２−メトキシエタノール及び３ｍＬの水に加えた。この反応は１６時間加熱され、明るい緑色の沈殿物を真空濾過によって集め、エタノール及びヘキサンで洗浄した。このジクロロ架橋ダイマーを真空オーブン中で乾燥して１．０ｇ（５０％収率）を得た。この生成物はさらに精製することなく次のステップで直接用いた。
【０１４７】
ステップ３：
上記ジクロロ架橋ダイマー（１．０ｇ、０．６５ｍｍｏｌ）、炭酸ナトリウム（１．３４ｇ、１３．４ｍｍｏｌ）、及び２，４−ペンタンジオン（１．３ｇ、１３．４ｍｍｏｌ）を５０ｍＬの２−メトキシエタノールに加え、さらに加熱して１６時間還流した。この反応を冷却し、次に５０ｍＬの水及び５０ｍＬのジクロロメタンを加えた。層が分離し、有機層を集めた。溶媒を真空下で除去し、さらに生成物をカラムクロマトグラフィーとそれに続いて昇華によって精製した。１Ｈ ＮＭＲ及びマススペクトルの結果は、所望する生成物であることを支持した。
【０１４８】
例２及び５〜１２は、例１のステップ１で提供した鈴木法とそれに続くジクロライド架橋ダイマーの合成及び適当な補助配位子で置換して調製した。
【０１４９】
例３、４、１３、１６、及び１７は、例３のステップ１で提供したStille法とそれに続くジクロライド架橋ダイマーの合成及び適当な置換基で置換して調製した。
【０１５０】
燐光発光分子に対する１つの応用は、フルカラーディスプレイである。そのようなディスプレイのための工業規格は、「飽和」色といわれる特定色を発光するために適合されたピクセルを必要とする。特に、これらの規格は、飽和赤、緑、及び青のピクセルを必要とする。色はＣＩＥ座標を用いて測定されうるが、これは当技術分野で周知である。ＣＩＥ座標は、H. Zollinger, “Color Chemistry「色の化学」” VCH Publishers, 1991, 及びH. J. A. Dartnall, J. K. Bowmaker, 及びJ. D. Mollon、Proc. Roy. Soc. B (London), 1983, 220, 115-130に記載されており、これらを援用する。例えば、ＮＴＳＣ規格は、ＣＩＥ（０．１５５，０．０７）をもつ飽和青を要求する。ＳＲＧＢ規格は、ＣＩＥ（０．１５，０．０６）を要求する。その他の工業規格は、わずかに異なるＣＩＥ座標を要求するだろう。
【０１５１】
（デバイス作製）
デバイス１、３、１１、及び比較例Ａは、高真空（＜１０−７Ｔｏｒｒ）の熱蒸発によって作製した。ガラス上のインジウム錫オキサイド（ＩＴＯ）アノードをアノードとして用いた。カソードは、１０オングストロームのＬｉＦとそれに続く１０００オングストロームのＡｌからなる。全てのデバイスは、作成後直ぐに窒素グローブボックス（＜１ｐｐｍのＨ２Ｏ及びＯ２）中で、エポキシ樹脂で密封されたガラスの蓋で包み、かつ、湿気吸収剤をそのパッケージ内に組み込んだ。ＣＩＥ座標及び（ｃｄ／Ａでの）最大発光効率を以下の表にまとめた。デバイス効率のない例については、ＣＩＥ座標及び発光極大をＣＨ２Ｃｌ２中で測定したフォトルミネッセンスから得た。
【０１５２】
【表１】
【０１５３】
（比較例Ａ）
有機積層体は、アノードからカソードに向かって、１００オングストロームの銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、３００オングストロームの４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、発光層（ＥＭＬ）として３００オングストロームの６質量％の化合物Ａでドープされた４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（ＣＢＰ）、１００オングストロームのアルミニウム（III）ビス（２−メチル−８−キノリナト）４−フェニルフェノレート（ＢＡｌｑ）、及び４００オングストロームのトリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、からなる。
【０１５４】
（デバイス１）
有機積層体は、アノードからカソードに向かって、１００オングストロームの銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、４５０オングストロームの４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、発光層（ＥＭＬ）として３００オングストロームの６質量％の化合物１でドープされた化合物Ｂ、及び４００オングストロームのアルミニウム（III）ビス（２−メチル−８−キノリナト）４−フェニルフェノレート（ＢＡｌｑ）、からなる。
【０１５５】
【化２３】
【０１５６】
（デバイス３）
有機積層体は、アノードからカソードに向かって、１００オングストロームの銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、４５０オングストロームの４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、発光層（ＥＭＬ）として３００オングストロームの６質量％の化合物３でドープされた化合物Ｃ、及び４００オングストロームのアルミニウム（III）ビス（２−メチル−８−キノリナト）４−フェニルフェノレート（ＢＡｌｑ）、からなる。
【０１５７】
【化２４】
【０１５８】
（デバイス１１）
有機積層体は、アノードからカソードに向かって、１００オングストロームの銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、３００オングストロームの４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、発光層（ＥＭＬ）として３００オングストロームの６質量％の化合物１１でドープされた化合物Ｃ、及び３００オングストロームのアルミニウム（III）ビス（２−メチル−８−キノリナト）４−フェニルフェノレート（ＢＡｌｑ）、からなる。
【０１５９】
追加の特定の置換ＦＩｒｐｉｃ化合物は、以下のスキームに従って合成した：以下に示す反応Ｆにおいて、図式Ｘで示される化合物を、式VIII及びIXで表される出発反応剤と結合することによって調製する。図式VIIIで表される置換又は無置換のフェニルボロン酸は商業的に購入可能か、又は以下の総説；Chem. Rev. 1995, 95, 2457-2483（これも有機ハロゲン化物及びボロン酸の間のパラジウムで触媒されるクロスカップリング 反応をまとめてある）に記載された標準手法を用いて調製可能である。図式IXで表される化合物もまた、商業的に購入可能か、又はJ. Org. Chem. 2002, 67, 238-241に記載された方法によって調製できる。反応Ｆにおいて、図式VIIIで表される化合物は、適当な溶媒（例えば、ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、キシレン）中で、図式IXで表される適当な置換をされた２−クロロ、ブロモ、又はヨードピリジン類と反応させられ、且つ結合させられる。さらに、水性塩基溶液（例えば、Ｎａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、Ｋ３ＰＯ４）、パラジウム触媒（例えば、Ｐｄ（II）アセテート、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４）、及び必要に応じて還元剤であるトリフェニルホスフィン（ＴＰＰ）を混合し、かつ反応が完結するまで還流される。カラムクロマトグラフィーを用いて精製した後、中程度から高収量が達成されてＸを得る。
【０１６０】
【化２５】
【０１６１】
所望する置換基をもつ配位子（Ｘ）への別の経路は、反応Ｈに示され、且つ、J. Org. Chem. 2002, 67, 238-241に記載されている。
【０１６２】
反応Ｈにおいては、図式XIで表される化合物においては、Ｘ置換基はいずれかのハロゲンであり、調製可能か商業的に購入可能であり、図式XIIで表されるヘテロ芳香族スズ類はJ. Org. Chem. 2002, 67, 238-241に記載され且つ（下に示した）反応Ｇに表した方法を用いることで調製されうる。
【０１６３】
反応Ｇにおいては、置換基を有するピリジンは、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン（ＤＭＥＡ）及びブチルリチウムの混合物に低温で加えられる。適当な求電子剤（Ｅ＋）（すなわち、トリブチル錫クロライド、臭素、四臭化炭素など）のゆっくりした添加がこれに続く。粗生成物は、カラムクロマトグラフィー及び再結晶などの標準手法を用いて精製され、反応Ｆ又は反応Ｈに用いられることができる。
【０１６４】
【化２６】
【０１６５】
反応Ｈにおいて以下に示される図式XI及びXIIで表される化合物は、溶媒（例えば、キシレン、ピリジン、トルエン）中で混合され、パラジウム（II）又はパラジウム（０）触媒（例えば、ＰｄＣｌ２（ＰＰｈ３）４、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４）、及び必要な場合は還元剤であるＰＰｈ３の存在下で反応させられて、図式Ｘで表される所望する配位子を与える。粗製配位子Ｘの精製は、カラムクロマトグラフィー又は通常の溶媒を用いる沈殿などの標準手法を用いて行うことができる。
【０１６６】
【化２７】
【０１６７】
以下の反応Ｊにおいては、置換又は無置換の配位子を無水溶媒（すなわち、ＴＨＦ）中に溶解し、ここに塩基（すなわちＬＤＡ）を低温で加える。この塩基の添加後、求電子剤（すなわち、ヘプタフルオロベンジルアイオダイド）を加える。反応が終了した後、未精製化合物をシリカゲルなどの通常条件によって精製し、図式XIIIで表される所望の生成物を得ることができる。化合物XIIIは次に、反応Ｆにおいて上述したものと類似の方法で、適当なアリール又はヘテロアリールボロン酸と反応させられて化合物XIVを与える。
【０１６８】
【化２８】
【０１６９】
それに代わり、以下に示す反応Ｋにおいては、図式XIV（ここでＲ３はシアノ基である）で表される化合物を以下の方法によって調製することができる。以下の反応Ｋで示される図式XVで表される化合物は、低温で適当な塩基（例えば、リチウムジイソプロピルアミド（ＬＤＡ））と反応させられ、さらに二酸化炭素（ＣＯ２）と反応（クエンチ）させられる。化合物XVIはチオニルクロライド及び水酸化アンモニウムと反応させられて、カルボキシアミドとしてXを与える。化合物XVIIは次に脱水条件（すなわち、酸（Ｈ＋）下で反応させられてXVIIIを与える。図式XVIIIで表される化合物は、次に反応ＨにおいてXIをXVIIIに置き換えることによって光活性配位子に転換され、Ｒ３がシアノ置換基で置換されているIIIを与える。
【０１７０】
【化２９】
【０１７１】
反応Ｌにおいては、図式XIVで表される、反応Ｊによって調製された置換又は無置換の光活性配位子が、様々な金属（例えば、イリジウム、白金）と、溶媒（例えば、２−メトキシエタノール又は２−エトキシエタノール）及び水の存在下、還流条件下で反応させられて、図式XIXで表されるジクロロ架橋ダイマーを生成することができる。この反応の終了時に形成される固体沈殿物は真空濾過法によって集められ、必要な場合はさらに精製される。
【０１７２】
【化３０】
【０１７３】
反応Ｍにおいては、図式XIXで表されるジクロロ架橋ダイマーは、様々なモノアニオン性配位子（例えば、アセチルアセトン（ａｃａｃ）、ピコリン酸、４−ジメチルアミノピコリン酸（ＤＭＡＰｃ）であり、且つＸ及びＹによって表される）と反応させられうる。図XXで表される最終的に単離された生成物は、標準の手法によって精製される。
【０１７４】
【化３１】
【０１７５】
表２中の各材料を合成した。各材料は式２（式中、Ｍ＝Ｉｒ、及びＲ５＝Ｒ’＝Ｈ）で図示される構造を有する。エントリー１８及び２９を除き、示したとおりそれぞれの材料はｍ＝２であり、１つの補助配位子（ｎ＝１）をもつ。補助についての列中で「トリス」エントリーによって示したとおり、エントリー１８及び２９はｍ＝３をもち、それゆえいかなる補助配位子もない。エントリー１９及び２１は、上で提示した例に従って合成した。その他のエントリーは、上に提示した例に照らして当業者には明らかな類似の手法を用いて合成した。少量の各材料をジクロロメタンに溶かした。各溶液を光ポンプし、得られたフォトルミネッセントスペクトルを測定した。得られるピーク波長及びＣＩＥ座標を表２にまとめた。パラ位のＲ３置換基に対するハメット値（σｐａｒａ）は、化合物１（Ｐｈに対するσｐａｒａ＝−０．０１）並びに化合物１０及び１１（ＣＮに対するσｐａｒａ＝０．６６）についての文献から得た。
【０１７６】
【表２】
【０１７７】
〔デバイス作製〕
デバイス１８、１９、２８、２９、及び３０を高真空（＜１０−７Ｔｏｒｒ）の熱蒸発によって作製した。ガラス上のインジウム錫オキサイド（ＩＴＯ）アノードをアノードとして用いた。カソードは、１０オングストロームのＬｉＦとそれに続く１０００オングストロームのＡｌからなる。全てのデバイスは、作成後直ぐに窒素グローブボックス（＜１ｐｐｍのＨ２Ｏ及びＯ２）中で、エポキシ樹脂で密封されたガラスの蓋で包み、かつ、湿気吸収剤をそのパッケージ内に組み込んだ。ＣＩＥ座標及び（ｃｄ／Ａでの）最大発光効率を以下の表２にまとめた。ＣＩＥ座標及び発光極大は、ＣＨ２Ｃｌ２溶液中で測定したフォトルミネッセンスから得た。
【０１７８】
（デバイス１８）
有機積層体は、アノードからカソードに向かって、１００オングストロームの銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、３００オングストロームの４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、発光層（ＥＭＬ）として３００オングストロームの６質量％の化合物３１でドープされた化合物Ｃ、４００オングストロームのアルミニウム（III）ビス（２−メチル−８−キノリナト）４−フェニルフェノレート（ＢＡｌｑ）、からなる。
【０１７９】
（デバイス１９）
有機積層体は、アノードからカソードに向かって、１００オングストロームの銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、３００オングストロームの４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、発光層（ＥＭＬ）として３００オングストロームの６質量％の化合物１９でドープされた４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（ＣＢＰ）、４００オングストロームのアルミニウム（III）ビス（２−メチル−８−キノリナト）４−フェニルフェノレート（ＢＡｌｑ）、からなる。
【０１８０】
（デバイス２８）
有機積層体は、アノードからカソードに向かって、１００オングストロームの銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、４５０オングストロームの４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、発光層（ＥＭＬ）として３００オングストロームの６質量％の化合物２８でドープされた化合物Ｃ、及び４００オングストロームのアルミニウム（III）ビス（２−メチル−８−キノリナト）４−フェニルフェノレート（ＢＡｌｑ）、からなる。
【０１８１】
（デバイス２９）
有機積層体は、アノードからカソードに向かって、１００オングストロームの銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、４５０オングストロームの４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、発光層（ＥＭＬ）として３００オングストロームの６質量％の化合物２９でドープされた化合物Ｃ、及び４００オングストロームのアルミニウム（III）ビス（２−メチル−８−キノリナト）４−フェニルフェノレート（ＢＡｌｑ）、からなる。
【０１８２】
【化３２】
【０１８３】
（デバイス３０）
有機積層体は、アノードからカソードに向かって、１００オングストロームの銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、３００オングストロームの４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、発光層（ＥＭＬ）として３００オングストロームの６質量％の化合物３０でドープされた４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（ＣＢＰ）、４００オングストロームのアルミニウム（III）ビス（２−メチル−８−キノリナト）４−フェニルフェノレート（ＢＡｌｑ）、からなる。
【０１８４】
表２の化合物１９及び２８、並びにＦＩｒｐｉｃを安定性についてさらに評価した。（化合物２８は表１の化合物１７と同じである。）これらのサンプルを試験するために用いたフォトルミネッセント安定性（photoluminescent ＰＬ）試験システムが、時間の関数としてＵＶ励起下でのサンプルのＰＬ発光を観測する。このシステムは水銀−キセノン（Ｈｇ−Ｘｅ）ＵＶランプを使用して、石英基板上の薄膜サンプルを励起させる。このランプの幅広いＵＶ放射は、ナローバンドＵＶフィルターを通してサンプルに分配され、このフィルターは３１３ｎｍの水銀線を選択する。試験の間、サンプルは高真空下（＜５×１０−７Ｔｏｒｒ）に保持される。シリコンダイオード光検出器が、薄膜サンプル及びランプの発光強度を観測する。
【０１８５】
真空チャンバー（＜５×１０−８Ｔｏｒｒ）内で、様々な原料からホスト及びドーパントが同時に蒸発させられて、石英基板上に５０ｎｍ厚さの薄膜を形成する。このドーパントは６質量％の濃度で存在した。ホストの堆積速度は１．６オングストローム／ｓだった。次に、サンプルを不活性窒素雰囲気（＜１ｐｐｍ Ｏ２及びＨ２Ｏ）中で大気圧にさらし、ここではサンプルをＰＬ試験システムの真空チャンバー内に置き、さらに続けて＜１×１０−６Ｔｏｒｒまで排気した。次に、このサンプルを０．６ｍＷ／ｃｍ２の出力密度で３１３ｎｍのＵＶ放射に曝露し、少なくとも２０ｃｄ／ｍ２のＰＬ強度をもたらし、そしてそのフォトルミネッセンス強度を時間の関数として記録した。また、ＵＶ源の強度も時間の関数として記録した。
【０１８６】
３つのサンプルを調製した。サンプル１はＣＢＰ中にドープされた化合物１９だった。サンプル２は化合物Ｃ中にドープされた化合物２８だった。サンプル３はＣＢＰ中にドープされたＦＩｒｐｉｃだった。このホスト材料はエネルギー移動の観点に基づいて選択したが、ホスト材料の違いはフォトルミネッセント寿命試験結果に顕著な影響を及ぼすだろうとは予想されない。各薄膜を光ポンプし、フォトルミネッセント強度を時間の関数として測定した。初期ＰＬ強度は、約２０ｃｄ／ｍ２だった。結果を図３にプロットした。プロット３１０、３２０、及び３３０は、それぞれ、化合物１９、化合物２８、及びＦＩｒｐｉｃ薄膜のフォトルミネッセント強度を示す。ゼロ時間目における強度のパーセンテージとして１００時間目における強度を示したＬ１００／Ｌ０値もまた、各材料について決定した。化合物１９、化合物２８、及びＦＩｒｐｉｃに対するＬ１００／Ｌ０値はそれぞれ、９１％、８２％、及び７１％だった。図３のプロット並びにＬ１００／Ｌ０値は、化合物１９及び化合物２８がＦＩｒｐｉｃよりさらに安定であることを示しており、しかもＲ３位置に置換基を備えることが安定性を増大させるというさらに一般的な原理を示している。これらの結果は、本発明のいくつかの態様がＦＩｒｐｉｃに類似し、又はＦＩｒｐｉｃよりも飽和した青に近い発光特性をもち、且つ強化された安定性をもつことを示す。特に、化合物２８は飽和青から約０．１２離れたＣＩＥを有する。
【０１８７】
具体例及び好ましい態様の点から本発明を説明したが、一方で本発明はこれらの例及び態様に限定されないことが理解される。したがって、クレームされた本発明は、本明細書中で説明した特定の例及び好ましい態様からの変形を含むことは、当業者に明らかなとおりである。
【図面の簡単な説明】
【０１８８】
【図１】図１は、別個の電子輸送層、正孔輸送層、及び発光層、並びにその他の層を有する、有機発光デバイスを示す。
【図２】図２は、別個の電子輸送層をもたない反転型有機発光デバイスを示す。
【図３】図３は、様々な材料の安定性プロットを示す。
【符号の説明】
【０１８９】
１００…有機発光デバイス、１１０…基材、１１５…アノード、１２０…正孔注入層、１２５…正孔輸送層、１３０…電子阻止層、１３５…発光層、１４０…正孔阻止層、１４５…電子輸送層、１５０…電子注入層、１５５…保護層、１６０…カソード、１６２…第一の導電層、１６４…第二の導電層、２００…反転型ＯＬＥＤ、２１０…基材、２１５…カソード、２２０…発光層、２２５…正孔輸送層、２３０…アノード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の構造：
【化１】
（式中、Ｍは４０以上の原子量を有する重金属であり；
Ｒ３は約−０．１７未満、約−０．１５〜０．０５、又は約０．０７より大きなハメット値を有する置換基であり；
Ｒ２〜Ｒ５及びＲ’３〜Ｒ’６のそれぞれは、Ｈ、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、Ｃ≡ＣＲ、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基；ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）からなる群から独立して選択され、ここでＲは水素、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基であり；
ｍは１〜４の整数であり、且つｎは１〜３の整数であり；さらに、
【化２】
がモノアニオン性非炭素配位性配位子である。）
で表される発光材料。
【請求項２】
Ｒ４がＨである、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが電子求引性基である、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
Ｒ３及びＲ５が共に電子求引性基である、請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
Ｒ３が電子求引性基である、請求項１に記載の組成物。
【請求項６】
Ｒ２及びＲ４の少なくとも１つが電子求引性基である、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
Ｒ２及びＲ４の少なくとも１つが電子求引性基である請求項４に記載の組成物。
【請求項８】
前記電子求引性基が、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、Ｃ−ＣＲ；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基、から選択され、ここでＲは水素、アルキル、アリール、又はヘテロアリール基である、請求項１に記載の組成物。
【請求項９】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが電子供与性基である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１０】
Ｒ３及びＲ５が共に電子供与性基である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１１】
Ｒ３が電子供与性基である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１２】
前記電子供与性基が、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール、ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）から選択され、ここでＲは水素、アルキル、アリール、又はヘテロアリール基である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１３】
前記金属が、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ａｕ、及びＡｇから選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項１４】
前記金属がイリジウムである、請求項１に記載の組成物。
【請求項１５】
前記金属が白金である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１６】
以下の構造：
【化３】
（式中、Ｍは４０以上の原子量を有する重金属であり；
Ｒ３は約−０．１７未満、約−０．１５〜０．０５、又は約０．０７よりも大きなハメット値を有する置換基であり；
Ｒ２〜Ｒ５及びＲ’３〜Ｒ’６のそれぞれは、Ｈ、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、Ｃ≡ＣＲ、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基；ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）からなる群から独立して選択され、ここでＲは水素、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基であり；
ｍは１〜４の整数であり、且つｎは１〜３の整数であり；
【化４】
は、炭素で配位していないモノアニオン性非炭素配位性配位子であり；さらに、
ここでＲ’４は電子求引性基又は電子供与性基であるが、Ｒ３及びＲ５のいずれも電子求引性基でない場合はＲ’４は電子求引性基であり、Ｒ３及びＲ５のいずれも電子供与性基でない場合はＲ’４は電子供与性基である。）
で表される組成物。
【請求項１７】
Ｒ３及びＲ５のいずれも電子供与性基でなく、且つＲ’４が電子供与性基である、請求項１６に記載の組成物。
【請求項１８】
Ｒ３及びＲ５のいずれも電子求引性基でなく、且つＲ’４が電子求引性基である、請求項１６に記載の組成物。
【請求項１９】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが電子求引性基であり、且つＲ’４が電子供与性基である、請求項１６に記載の組成物。
【請求項２０】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが電子供与性基であり、且つＲ’４が電子求引性基である、請求項１６に記載の組成物。
【請求項２１】
前記電子求引性基が、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、又はＣ≡ＣＲ；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基、から選択され、ここでＲは水素、アルキル、アリール、又はヘテロアリール基である、請求項１６に記載の組成物。
【請求項２２】
前記電子供与性基が、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール、ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）、から選択され、ここでＲは水素、アルキル、アリール、又はヘテロアリール基である、請求項１６に記載の組成物。
【請求項２３】
前記金属が、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ａｕ、及びＡｇから選択される、請求項１６に記載の組成物。
【請求項２４】
以下の構造：
【化５】
（式中、Ｍは４０以上の原子量を有する重金属であり；
Ｒ３は、約−０．１７未満、約−０．１５〜０．０５、又は約０．０７よりも大きなハメット値を有する置換基であり；
Ｒ２〜Ｒ５及びＲ’３〜Ｒ’６のそれぞれは、Ｈ、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、Ｃ≡ＣＲ、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基；ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）からなる群から独立して選択され、ここでＲは水素、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基であり；
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが、ＣＮ、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、Ｃ≡ＣＲ；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基からなる群から独立して選択され、ここでＲは水素、アルキル、アリール、又はヘテロアリール基であり、さらにここでｍは１〜４の整数であり、且つｎは１〜３の整数であり、且つＸ−Ｙが非炭素配位性モノアニオン性配位子である。）
で表される組成物。
【請求項２５】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つがＣＮである、請求項２４に記載の組成物。
【請求項２６】
Ｒ２及びＲ４の少なくとも１つがＦである、請求項２５に記載の組成物。
【請求項２７】
Ｒ’４が電子供与性基である、請求項２６に記載の組成物。
【請求項２８】
Ｒ’４がＮＭｅ２である、請求項２６に記載の組成物。
【請求項２９】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つがＣＦ３である、請求項２４に記載の組成物。
【請求項３０】
Ｒ２及びＲ４の少なくとも１つがＦである、請求項２９に記載の組成物。
【請求項３１】
Ｒ’４が電子供与性基である、請求項２９に記載の組成物。
【請求項３２】
Ｒ’４がＮＭｅ２である、請求項２９に記載の組成物。
【請求項３３】
有機層を含む発光デバイスであって、前記有機層が以下の構造：
【化６】
（式中、Ｍは４０以上の原子量を有する重金属であり；
Ｒ３は、約−０．１７未満、約−０．１５〜０．０５、又は約０．０７よりも大きなハメット値を有する置換基であり；
Ｒ２〜Ｒ５及びＲ’３〜Ｒ’６のそれぞれは、Ｈ、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、Ｃ≡ＣＲ、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基；ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）からなる群から独立して選択され、ここでＲは水素、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基であり；
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが、電子求引性基又は電子供与性基であり；
ｍは１〜４の整数であり、且つｎは１〜３の整数であり；さらに、
【化７】
がモノアニオン性非炭素配位性配位子である。）
で表される組成物を含む発光デバイス。
【請求項３４】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが電子求引性基である、請求項３３に記載の発光デバイス。
【請求項３５】
Ｒ３及びＲ５が共に電子求引性基である、請求項３３に記載の発光デバイス。
【請求項３６】
Ｒ３が電子求引性基である、請求項３３に記載の発光デバイス。
【請求項３７】
Ｒ２及びＲ４が電子求引性基である、請求項３３に記載の発光デバイス。
【請求項３８】
Ｒ２及びＲ４が電子求引性基である、請求項３３に記載の発光デバイス。
【請求項３９】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが電子供与性基である、請求項３３に記載の発光デバイス。
【請求項４０】
Ｒ３及びＲ５が共に電子供与性基である、請求項３３に記載の発光デバイス。
【請求項４１】
前記電子供与性基が、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール、ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）から選択され、ここでＲは水素、アルキル、アリール、又はヘテロアリール基である、請求項３３に記載の発光デバイス。
【請求項４２】
前記金属が、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ａｕ、及びＡｇから選択される、請求項３３に記載の発光デバイス。
【請求項４３】
前記金属がＰｔである、請求項３３に記載の発光デバイス。
【請求項４４】
前記金属がＩｒである、請求項３３に記載の発光デバイス。
【請求項４５】
前記有機層から放射される光が５２０ｎｍ未満の極大波長を有する、請求項３３に記載の発光デバイス。
【請求項４６】
前記有機層から放射される光が約４２０ｎｍ〜約４８０ｎｍの波長を有する、請求項３３に記載の発光デバイス。
【請求項４７】
有機層を含む発光デバイスであって、前記有機層が以下の構造：
【化８】
（式中、Ｍは４０以上の原子量を有する重金属であり；
Ｒ３は、約−０．１７未満、約−０．１５〜０．０５、又は約０．０７よりも大きなハメット値を有する置換基であり；
Ｒ２〜Ｒ５及びＲ’３〜Ｒ’６のそれぞれは、Ｈ、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、Ｃ≡ＣＲ、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基；ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）からなる群から独立して選択され、ここでＲは水素、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基であり；
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが、電子求引性基又は電子供与性基であり；
ｍは１〜４の整数であり、且つｎは１〜３の整数であり；
【化９】
はモノアニオン性非炭素配位性配位子であり；さらに、
式中、Ｒ’４は電子求引性基又は電子供与性基であって、Ｒ３及びＲ５のいずれも電子求引性基でない場合はＲ’４が電子求引性基であり、且つＲ３及びＲ５のいずれも電子供与性基でない場合はＲ’４が電子供与性基である。）
で表される組成物を含む発光デバイス。
【請求項４８】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが電子求引性基であり、且つＲ’４が電子供与性基である、請求項４７に記載の発光デバイス。
【請求項４９】
Ｒ３及びＲ５が電子求引性基であり、且つＲ’４が電子供与性基である、請求項４７に記載の発光デバイス。
【請求項５０】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが電子供与性基であり、且つＲ’４が電子求引性基である、請求項４７に記載の発光デバイス。
【請求項５１】
Ｒ３及びＲ５が電子供与性基であり、且つＲ’４が電子求引性基である、請求項４７に記載の発光デバイス。
【請求項５２】
前記電子求引性基が、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、又はＣ≡ＣＲ；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基、から選択され、ここでＲは水素、アルキル、アリール、又はヘテロアリール基である、請求項４７に記載の発光デバイス。
【請求項５３】
前記電子供与性基が、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール、ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）から選択され、ここでＲは水素、アルキル、アリール、又はヘテロアリール基である、請求項４７に記載の発光デバイス。
【請求項５４】
前記金属が、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ａｕ、及びＡｇから選択される、請求項４７に記載の発光デバイス。
【請求項５５】
前記金属がＰｔである、請求項４７に記載の発光デバイス。
【請求項５６】
前記金属がＩｒである、請求項４７に記載の発光デバイス。
【請求項５７】
前記有機層によって放射される光が５２０ｎｍ未満の極大波長を有する、請求項４７に記載の発光デバイス。
【請求項５８】
前記有機層によって放射される光が約４２０ｎｍ〜約４８０ｎｍの波長を有する、請求項４７に記載の発光デバイス。
【請求項５９】
有機層を含む発光デバイスであって、前記有機層が以下の構造：
【化１０】
（式中、Ｍは４０以上の原子量を有する重金属であり；
Ｒ３は、約−０．１７未満、約−０．１５〜０．０５、又は約０．０７よりも大きなハメット値を有する置換基であり；
Ｒ２〜Ｒ５及びＲ’３〜Ｒ’６のそれぞれは、Ｈ、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、Ｃ≡ＣＲ、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基；ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）からなる群から独立して選択され、ここでＲは水素、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基であり；
ｍは１〜４の整数であり、且つｎは１〜３の整数であり；さらに、
【化１１】
はモノアニオン性非炭素配位性配位子であり、
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが、ＣＮ、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、Ｃ≡ＣＲ；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基からなる群から独立して選択され、ここでＲは水素、アルキル、アリール、又はヘテロアリール基である。）
で表される組成物を含む発光デバイス。
【請求項６０】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つがＣＮである、請求項５９に記載の発光デバイス。
【請求項６１】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つがＣＮであり、且つＲ２及びＲ４の少なくとも１つがＦである、請求項６０に記載の発光デバイス。
【請求項６２】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つがＣＦ３である、請求項６０に記載の発光デバイス。
【請求項６３】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つがＣＦ３であり、且つＲ２及びＲ４の少なくとも１つがＦである、請求項６０に記載の発光デバイス。
【請求項６４】
以下の構造：
【化１２】
（式中、Ｍは４０以上の原子量を有する重金属であり；
Ｒ３は、約−０．１７未満、約−０．１５〜０．０５、又は約０．０７よりも大きなハメット値を有する置換基であり；
Ｒ２〜Ｒ５及びＲ’３〜Ｒ’６のそれぞれは、Ｈ、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、Ｃ≡ＣＲ、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基；ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）からなる群から独立して選択され、ここでＲは水素、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基であり；
ｍは１〜４の整数であり、且つｎは１〜３の整数であり；さらに、
【化１３】
はモノアニオン性非炭素配位性配位子であり、
式中、Ｒ３及びＲ５は、以下の構造：
【化１４】
をもつ組成物の発光スペクトルと比較した場合に、前記化合物の発光スペクトルに約４０ｎｍ以上の浅色移動を生じさせるようにＲ３及びＲ５が選択される。）
で表される組成物。
【請求項６５】
Ｒ３が０．３より大きなハメット値をもつ、請求項１に記載の発光材料。
【請求項６６】
Ｒ３が０．５より大きなハメット値をもつ、請求項１に記載の発光材料。
【請求項６７】
Ｒ３が０．６より大きなハメット値をもつ、請求項１に記載の発光材料。
【請求項６８】
以下の構造：
【化１５】
（式中、Ｍは４０以上の原子量をもつ重金属であり；
ｍは少なくとも１、ｎは少なくとも０であり；
Ｘ−Ｙは補助配位子であり；
Ｒ２及びＲ４が共にＦであり；
Ｒ３は、約−０．１７未満、約−０．１５〜０．０５、又は約０．７より大きなハメット値を有する置換基であり；
Ｒ３、Ｒ５、及びＲ’３〜Ｒ’６のそれぞれは、Ｈ、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、Ｃ≡ＣＲ、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基；ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）からなる群から独立して選択され、ここでＲは水素、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基である。）
で表される発光材料。
【請求項６９】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが電子求引性基である、請求項６８に記載の発光材料。
【請求項７０】
Ｒ３及びＲ５が共に電子求引性基である、請求項６８に記載の発光材料。
【請求項７１】
Ｒ３が電子求引性基である請求項６８に記載の発光材料。
【請求項７２】
前記電子求引性基が、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、Ｃ−ＣＲ；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基、から選択され、ここでＲは水素、アルキル、アリール、又はヘテロアリール基である、請求項６８に記載の発光材料。
【請求項７３】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが電子供与性基である、請求項６８に記載の発光材料。
【請求項７４】
Ｒ３及びＲ５が共に電子供与性基である、請求項６８に記載の発光材料。
【請求項７５】
Ｒ３が電子供与性基である、請求項６８に記載の発光材料。
【請求項７６】
前記電子供与性基が、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール、ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）から選択され、ここでＲは水素、アルキル、アリール、又はヘテロアリール基である、請求項６８に記載の発光材料。
【請求項７７】
前記金属が、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ａｕ、及びＡｇから選択される、請求項６８に記載の発光材料。
【請求項７８】
前記金属がＩｒである、請求項６８に記載の発光材料。
【請求項７９】
前記金属が白金である、請求項６８に記載の発光材料。
【請求項８０】
Ｒ’４は電子求引性基又は電子供与性基であって、Ｒ３及びＲ５のいずれも電子求引性基でない場合はＲ’４が電子求引性基であり、且つＲ３及びＲ５のいずれも電子供与性基でない場合はＲ’４が電子供与性基である、請求項６８に記載の組成物。
【請求項８１】
Ｒ３及びＲ５のいずれも電子供与性基でなく、且つＲ’４が電子供与性基である、請求項８０に記載の発光材料。
【請求項８２】
Ｒ３及びＲ５のいずれも電子求引性基でなく、且つＲ’４が電子求引性基である、請求項８０に記載の発光材料。
【請求項８３】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが電子求引性基であり、且つＲ’４が電子供与性基である、請求項８０に記載の発光材料。
【請求項８４】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが電子供与性基であり、且つＲ’４が電子求引性基である、請求項８０に記載の発光材料。
【請求項８５】
前記電子求引性基が、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、又はＣ≡ＣＲ；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基から選択され、ここでＲは水素、アルキル、アリール、又はヘテロアリール基である、請求項８０に記載の発光材料。
【請求項８６】
前記電子供与性基が、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール、ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）から選択され、ここでＲは水素、アルキル、アリール、又はヘテロアリール基である、請求項８０に記載の発光材料。
【請求項８７】
前記金属が、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ａｕ、及びＡｇから選択される、請求項８０に記載の発光材料。
【請求項８８】
有機層を含む発光デバイスであって、前記有機層が以下の一般構造：
【化１６】
（式中、Ｍは４０以上の原子量を有する重金属であり；
ｍは少なくとも１であり、ｎは少なくとも０であり；
Ｘ−Ｙは補助配位子であり；
Ｒ２及びＲ４は共にＦであり；
Ｒ３は、約−０．１７未満、約−０．１５〜０．０５、又は約０．０７よりも大きなハメット値を有する置換基であり；
Ｒ３、Ｒ５、及びＲ’３〜Ｒ’６のそれぞれは、Ｈ、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、Ｃ≡ＣＲ、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基；ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）からなる群から独立して選択され、ここでＲは水素、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基である。）
で表される組成物を含む、発光デバイス。
【請求項８９】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが電子求引性基である、請求項８８に記載の発光デバイス。
【請求項９０】
Ｒ’４は電子求引性基又は電子供与性基であって、Ｒ３及びＲ５のいずれも電子求引性基でない場合はＲ’４が電子求引性基であり、且つＲ３及びＲ５のいずれも電子供与性基でない場合はＲ’４が電子供与性基である、請求項８８に記載の発光デバイス。
【請求項１】
以下の構造：
【化１】
（式中、Ｍは４０以上の原子量を有する重金属であり；
Ｒ３は約−０．１７未満、約−０．１５〜０．０５、又は約０．０７より大きなハメット値を有する置換基であり；
Ｒ２〜Ｒ５及びＲ’３〜Ｒ’６のそれぞれは、Ｈ、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、Ｃ≡ＣＲ、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基；ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）からなる群から独立して選択され、ここでＲは水素、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基であり；
ｍは１〜４の整数であり、且つｎは１〜３の整数であり；さらに、
【化２】
がモノアニオン性非炭素配位性配位子である。）
で表される発光材料。
【請求項２】
Ｒ４がＨである、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが電子求引性基である、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
Ｒ３及びＲ５が共に電子求引性基である、請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
Ｒ３が電子求引性基である、請求項１に記載の組成物。
【請求項６】
Ｒ２及びＲ４の少なくとも１つが電子求引性基である、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
Ｒ２及びＲ４の少なくとも１つが電子求引性基である請求項４に記載の組成物。
【請求項８】
前記電子求引性基が、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、Ｃ−ＣＲ；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基、から選択され、ここでＲは水素、アルキル、アリール、又はヘテロアリール基である、請求項１に記載の組成物。
【請求項９】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが電子供与性基である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１０】
Ｒ３及びＲ５が共に電子供与性基である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１１】
Ｒ３が電子供与性基である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１２】
前記電子供与性基が、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール、ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）から選択され、ここでＲは水素、アルキル、アリール、又はヘテロアリール基である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１３】
前記金属が、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ａｕ、及びＡｇから選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項１４】
前記金属がイリジウムである、請求項１に記載の組成物。
【請求項１５】
前記金属が白金である、請求項１に記載の組成物。
【請求項１６】
以下の構造：
【化３】
（式中、Ｍは４０以上の原子量を有する重金属であり；
Ｒ３は約−０．１７未満、約−０．１５〜０．０５、又は約０．０７よりも大きなハメット値を有する置換基であり；
Ｒ２〜Ｒ５及びＲ’３〜Ｒ’６のそれぞれは、Ｈ、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、Ｃ≡ＣＲ、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基；ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）からなる群から独立して選択され、ここでＲは水素、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基であり；
ｍは１〜４の整数であり、且つｎは１〜３の整数であり；
【化４】
は、炭素で配位していないモノアニオン性非炭素配位性配位子であり；さらに、
ここでＲ’４は電子求引性基又は電子供与性基であるが、Ｒ３及びＲ５のいずれも電子求引性基でない場合はＲ’４は電子求引性基であり、Ｒ３及びＲ５のいずれも電子供与性基でない場合はＲ’４は電子供与性基である。）
で表される組成物。
【請求項１７】
Ｒ３及びＲ５のいずれも電子供与性基でなく、且つＲ’４が電子供与性基である、請求項１６に記載の組成物。
【請求項１８】
Ｒ３及びＲ５のいずれも電子求引性基でなく、且つＲ’４が電子求引性基である、請求項１６に記載の組成物。
【請求項１９】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが電子求引性基であり、且つＲ’４が電子供与性基である、請求項１６に記載の組成物。
【請求項２０】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが電子供与性基であり、且つＲ’４が電子求引性基である、請求項１６に記載の組成物。
【請求項２１】
前記電子求引性基が、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、又はＣ≡ＣＲ；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基、から選択され、ここでＲは水素、アルキル、アリール、又はヘテロアリール基である、請求項１６に記載の組成物。
【請求項２２】
前記電子供与性基が、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール、ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）、から選択され、ここでＲは水素、アルキル、アリール、又はヘテロアリール基である、請求項１６に記載の組成物。
【請求項２３】
前記金属が、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ａｕ、及びＡｇから選択される、請求項１６に記載の組成物。
【請求項２４】
以下の構造：
【化５】
（式中、Ｍは４０以上の原子量を有する重金属であり；
Ｒ３は、約−０．１７未満、約−０．１５〜０．０５、又は約０．０７よりも大きなハメット値を有する置換基であり；
Ｒ２〜Ｒ５及びＲ’３〜Ｒ’６のそれぞれは、Ｈ、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、Ｃ≡ＣＲ、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基；ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）からなる群から独立して選択され、ここでＲは水素、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基であり；
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが、ＣＮ、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、Ｃ≡ＣＲ；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基からなる群から独立して選択され、ここでＲは水素、アルキル、アリール、又はヘテロアリール基であり、さらにここでｍは１〜４の整数であり、且つｎは１〜３の整数であり、且つＸ−Ｙが非炭素配位性モノアニオン性配位子である。）
で表される組成物。
【請求項２５】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つがＣＮである、請求項２４に記載の組成物。
【請求項２６】
Ｒ２及びＲ４の少なくとも１つがＦである、請求項２５に記載の組成物。
【請求項２７】
Ｒ’４が電子供与性基である、請求項２６に記載の組成物。
【請求項２８】
Ｒ’４がＮＭｅ２である、請求項２６に記載の組成物。
【請求項２９】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つがＣＦ３である、請求項２４に記載の組成物。
【請求項３０】
Ｒ２及びＲ４の少なくとも１つがＦである、請求項２９に記載の組成物。
【請求項３１】
Ｒ’４が電子供与性基である、請求項２９に記載の組成物。
【請求項３２】
Ｒ’４がＮＭｅ２である、請求項２９に記載の組成物。
【請求項３３】
有機層を含む発光デバイスであって、前記有機層が以下の構造：
【化６】
（式中、Ｍは４０以上の原子量を有する重金属であり；
Ｒ３は、約−０．１７未満、約−０．１５〜０．０５、又は約０．０７よりも大きなハメット値を有する置換基であり；
Ｒ２〜Ｒ５及びＲ’３〜Ｒ’６のそれぞれは、Ｈ、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、Ｃ≡ＣＲ、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基；ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）からなる群から独立して選択され、ここでＲは水素、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基であり；
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが、電子求引性基又は電子供与性基であり；
ｍは１〜４の整数であり、且つｎは１〜３の整数であり；さらに、
【化７】
がモノアニオン性非炭素配位性配位子である。）
で表される組成物を含む発光デバイス。
【請求項３４】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが電子求引性基である、請求項３３に記載の発光デバイス。
【請求項３５】
Ｒ３及びＲ５が共に電子求引性基である、請求項３３に記載の発光デバイス。
【請求項３６】
Ｒ３が電子求引性基である、請求項３３に記載の発光デバイス。
【請求項３７】
Ｒ２及びＲ４が電子求引性基である、請求項３３に記載の発光デバイス。
【請求項３８】
Ｒ２及びＲ４が電子求引性基である、請求項３３に記載の発光デバイス。
【請求項３９】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが電子供与性基である、請求項３３に記載の発光デバイス。
【請求項４０】
Ｒ３及びＲ５が共に電子供与性基である、請求項３３に記載の発光デバイス。
【請求項４１】
前記電子供与性基が、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール、ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）から選択され、ここでＲは水素、アルキル、アリール、又はヘテロアリール基である、請求項３３に記載の発光デバイス。
【請求項４２】
前記金属が、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ａｕ、及びＡｇから選択される、請求項３３に記載の発光デバイス。
【請求項４３】
前記金属がＰｔである、請求項３３に記載の発光デバイス。
【請求項４４】
前記金属がＩｒである、請求項３３に記載の発光デバイス。
【請求項４５】
前記有機層から放射される光が５２０ｎｍ未満の極大波長を有する、請求項３３に記載の発光デバイス。
【請求項４６】
前記有機層から放射される光が約４２０ｎｍ〜約４８０ｎｍの波長を有する、請求項３３に記載の発光デバイス。
【請求項４７】
有機層を含む発光デバイスであって、前記有機層が以下の構造：
【化８】
（式中、Ｍは４０以上の原子量を有する重金属であり；
Ｒ３は、約−０．１７未満、約−０．１５〜０．０５、又は約０．０７よりも大きなハメット値を有する置換基であり；
Ｒ２〜Ｒ５及びＲ’３〜Ｒ’６のそれぞれは、Ｈ、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、Ｃ≡ＣＲ、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基；ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）からなる群から独立して選択され、ここでＲは水素、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基であり；
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが、電子求引性基又は電子供与性基であり；
ｍは１〜４の整数であり、且つｎは１〜３の整数であり；
【化９】
はモノアニオン性非炭素配位性配位子であり；さらに、
式中、Ｒ’４は電子求引性基又は電子供与性基であって、Ｒ３及びＲ５のいずれも電子求引性基でない場合はＲ’４が電子求引性基であり、且つＲ３及びＲ５のいずれも電子供与性基でない場合はＲ’４が電子供与性基である。）
で表される組成物を含む発光デバイス。
【請求項４８】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが電子求引性基であり、且つＲ’４が電子供与性基である、請求項４７に記載の発光デバイス。
【請求項４９】
Ｒ３及びＲ５が電子求引性基であり、且つＲ’４が電子供与性基である、請求項４７に記載の発光デバイス。
【請求項５０】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが電子供与性基であり、且つＲ’４が電子求引性基である、請求項４７に記載の発光デバイス。
【請求項５１】
Ｒ３及びＲ５が電子供与性基であり、且つＲ’４が電子求引性基である、請求項４７に記載の発光デバイス。
【請求項５２】
前記電子求引性基が、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、又はＣ≡ＣＲ；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基、から選択され、ここでＲは水素、アルキル、アリール、又はヘテロアリール基である、請求項４７に記載の発光デバイス。
【請求項５３】
前記電子供与性基が、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール、ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）から選択され、ここでＲは水素、アルキル、アリール、又はヘテロアリール基である、請求項４７に記載の発光デバイス。
【請求項５４】
前記金属が、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ａｕ、及びＡｇから選択される、請求項４７に記載の発光デバイス。
【請求項５５】
前記金属がＰｔである、請求項４７に記載の発光デバイス。
【請求項５６】
前記金属がＩｒである、請求項４７に記載の発光デバイス。
【請求項５７】
前記有機層によって放射される光が５２０ｎｍ未満の極大波長を有する、請求項４７に記載の発光デバイス。
【請求項５８】
前記有機層によって放射される光が約４２０ｎｍ〜約４８０ｎｍの波長を有する、請求項４７に記載の発光デバイス。
【請求項５９】
有機層を含む発光デバイスであって、前記有機層が以下の構造：
【化１０】
（式中、Ｍは４０以上の原子量を有する重金属であり；
Ｒ３は、約−０．１７未満、約−０．１５〜０．０５、又は約０．０７よりも大きなハメット値を有する置換基であり；
Ｒ２〜Ｒ５及びＲ’３〜Ｒ’６のそれぞれは、Ｈ、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、Ｃ≡ＣＲ、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基；ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）からなる群から独立して選択され、ここでＲは水素、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基であり；
ｍは１〜４の整数であり、且つｎは１〜３の整数であり；さらに、
【化１１】
はモノアニオン性非炭素配位性配位子であり、
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが、ＣＮ、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、Ｃ≡ＣＲ；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基からなる群から独立して選択され、ここでＲは水素、アルキル、アリール、又はヘテロアリール基である。）
で表される組成物を含む発光デバイス。
【請求項６０】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つがＣＮである、請求項５９に記載の発光デバイス。
【請求項６１】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つがＣＮであり、且つＲ２及びＲ４の少なくとも１つがＦである、請求項６０に記載の発光デバイス。
【請求項６２】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つがＣＦ３である、請求項６０に記載の発光デバイス。
【請求項６３】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つがＣＦ３であり、且つＲ２及びＲ４の少なくとも１つがＦである、請求項６０に記載の発光デバイス。
【請求項６４】
以下の構造：
【化１２】
（式中、Ｍは４０以上の原子量を有する重金属であり；
Ｒ３は、約−０．１７未満、約−０．１５〜０．０５、又は約０．０７よりも大きなハメット値を有する置換基であり；
Ｒ２〜Ｒ５及びＲ’３〜Ｒ’６のそれぞれは、Ｈ、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、Ｃ≡ＣＲ、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基；ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）からなる群から独立して選択され、ここでＲは水素、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基であり；
ｍは１〜４の整数であり、且つｎは１〜３の整数であり；さらに、
【化１３】
はモノアニオン性非炭素配位性配位子であり、
式中、Ｒ３及びＲ５は、以下の構造：
【化１４】
をもつ組成物の発光スペクトルと比較した場合に、前記化合物の発光スペクトルに約４０ｎｍ以上の浅色移動を生じさせるようにＲ３及びＲ５が選択される。）
で表される組成物。
【請求項６５】
Ｒ３が０．３より大きなハメット値をもつ、請求項１に記載の発光材料。
【請求項６６】
Ｒ３が０．５より大きなハメット値をもつ、請求項１に記載の発光材料。
【請求項６７】
Ｒ３が０．６より大きなハメット値をもつ、請求項１に記載の発光材料。
【請求項６８】
以下の構造：
【化１５】
（式中、Ｍは４０以上の原子量をもつ重金属であり；
ｍは少なくとも１、ｎは少なくとも０であり；
Ｘ−Ｙは補助配位子であり；
Ｒ２及びＲ４が共にＦであり；
Ｒ３は、約−０．１７未満、約−０．１５〜０．０５、又は約０．７より大きなハメット値を有する置換基であり；
Ｒ３、Ｒ５、及びＲ’３〜Ｒ’６のそれぞれは、Ｈ、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、Ｃ≡ＣＲ、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基；ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）からなる群から独立して選択され、ここでＲは水素、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基である。）
で表される発光材料。
【請求項６９】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが電子求引性基である、請求項６８に記載の発光材料。
【請求項７０】
Ｒ３及びＲ５が共に電子求引性基である、請求項６８に記載の発光材料。
【請求項７１】
Ｒ３が電子求引性基である請求項６８に記載の発光材料。
【請求項７２】
前記電子求引性基が、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、Ｃ−ＣＲ；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基、から選択され、ここでＲは水素、アルキル、アリール、又はヘテロアリール基である、請求項６８に記載の発光材料。
【請求項７３】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが電子供与性基である、請求項６８に記載の発光材料。
【請求項７４】
Ｒ３及びＲ５が共に電子供与性基である、請求項６８に記載の発光材料。
【請求項７５】
Ｒ３が電子供与性基である、請求項６８に記載の発光材料。
【請求項７６】
前記電子供与性基が、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール、ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）から選択され、ここでＲは水素、アルキル、アリール、又はヘテロアリール基である、請求項６８に記載の発光材料。
【請求項７７】
前記金属が、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ａｕ、及びＡｇから選択される、請求項６８に記載の発光材料。
【請求項７８】
前記金属がＩｒである、請求項６８に記載の発光材料。
【請求項７９】
前記金属が白金である、請求項６８に記載の発光材料。
【請求項８０】
Ｒ’４は電子求引性基又は電子供与性基であって、Ｒ３及びＲ５のいずれも電子求引性基でない場合はＲ’４が電子求引性基であり、且つＲ３及びＲ５のいずれも電子供与性基でない場合はＲ’４が電子供与性基である、請求項６８に記載の組成物。
【請求項８１】
Ｒ３及びＲ５のいずれも電子供与性基でなく、且つＲ’４が電子供与性基である、請求項８０に記載の発光材料。
【請求項８２】
Ｒ３及びＲ５のいずれも電子求引性基でなく、且つＲ’４が電子求引性基である、請求項８０に記載の発光材料。
【請求項８３】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが電子求引性基であり、且つＲ’４が電子供与性基である、請求項８０に記載の発光材料。
【請求項８４】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが電子供与性基であり、且つＲ’４が電子求引性基である、請求項８０に記載の発光材料。
【請求項８５】
前記電子求引性基が、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、又はＣ≡ＣＲ；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基から選択され、ここでＲは水素、アルキル、アリール、又はヘテロアリール基である、請求項８０に記載の発光材料。
【請求項８６】
前記電子供与性基が、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール、ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）から選択され、ここでＲは水素、アルキル、アリール、又はヘテロアリール基である、請求項８０に記載の発光材料。
【請求項８７】
前記金属が、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ａｕ、及びＡｇから選択される、請求項８０に記載の発光材料。
【請求項８８】
有機層を含む発光デバイスであって、前記有機層が以下の一般構造：
【化１６】
（式中、Ｍは４０以上の原子量を有する重金属であり；
ｍは少なくとも１であり、ｎは少なくとも０であり；
Ｘ−Ｙは補助配位子であり；
Ｒ２及びＲ４は共にＦであり；
Ｒ３は、約−０．１７未満、約−０．１５〜０．０５、又は約０．０７よりも大きなハメット値を有する置換基であり；
Ｒ３、Ｒ５、及びＲ’３〜Ｒ’６のそれぞれは、Ｈ、ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、ＰＯ３Ｒ、Ｃ≡ＣＲ、アルキル、アルケニル、アリール、ヘテロアリール；ハロゲン、ＣＮ、ＣＦ３、ＣｎＦ２ｎ＋１、トリフルオロビニル、ＮＯ２、ＣＯ２Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ２Ｒ、ＳＯ３Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ２Ｒ、又はＰＯ３Ｒで置換されたアリール又はヘテロアリール基；ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ２（環式アミノを含む）、ＰＲ２（環式ホスフィノを含む）からなる群から独立して選択され、ここでＲは水素、アルキル基、アリール基、又はヘテロアリール基である。）
で表される組成物を含む、発光デバイス。
【請求項８９】
Ｒ３及びＲ５の少なくとも１つが電子求引性基である、請求項８８に記載の発光デバイス。
【請求項９０】
Ｒ’４は電子求引性基又は電子供与性基であって、Ｒ３及びＲ５のいずれも電子求引性基でない場合はＲ’４が電子求引性基であり、且つＲ３及びＲ５のいずれも電子供与性基でない場合はＲ’４が電子供与性基である、請求項８８に記載の発光デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公表番号】特表２００６−５１３２７８（Ｐ２００６−５１３２７８Ａ）
【公表日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−５２９１２９（Ｐ２００４−５２９１２９）
【出願日】平成１５年８月１８日（２００３．８．１８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００３／０２５９３８
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０１６７１１
【国際公開日】平成１６年２月２６日（２００４．２．２６）
【出願人】（５０２０２３３３２）ザ ユニバーシティ オブ サザン カリフォルニア (20)
【出願人】（５０４２２７９０３）ユニバーサル ディスプレイ コーポレーション (3)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１５年８月１８日（２００３．８．１８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００３／０２５９３８
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０１６７１１
【国際公開日】平成１６年２月２６日（２００４．２．２６）
【出願人】（５０２０２３３３２）ザ ユニバーシティ オブ サザン カリフォルニア (20)
【出願人】（５０４２２７９０３）ユニバーサル ディスプレイ コーポレーション (3)
【Ｆターム（参考）】
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