発光装置
本発明は、アノード、カソード、及び前記アノードと前記カソードの間に配置される発光領域を含む発光装置であって、前記発光領域は励起子生成層及び燐光性層を含み、前記励起子生成層は有機材料を含み、前記励起子生成層の有機材料は１重項及び３重項励起子を生成し、１重項励起子からの蛍光性発光によって発光し、前記燐光性層は前記励起子生成層から３重項励起子を受領し、前記３重項励起子からの燐光性発光によって発光する発光装置を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光共役ポリマーを使用した発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光共役ポリマーは、次世代の情報技術に基づいた商品のための発光装置に使用される材料の新しい重要な分野である。無機半導体及び有機染料材料とは逆に、ポリマーの使用の主な関心は薄膜の溶液プロセスを使用した低コスト製造性の範囲に向いている。最近１０年間、高効率の材料又は効率的な装置構造の開発によって有機発光ダイオード（ＯＬＥＤｓ）の発光効率の改良に多大な労力が費やされてきた。
【０００３】
ＯＬＥＤにおいては、対向電極から注入された電子と正孔が結合して２つのタイプの励起を形成する。すなわち、スピン対称３重項とスピン非対称１重項であり、理論的な比率は３：１である。１重項からの相対的な崩壊は速い（蛍光性）が、３重項からの崩壊（燐光性）はスピン保存の必要性から公式には禁じられている。
【０００４】
蛍光性ＯＬＥＤの最大内部量子効率は２５％に限定されるという理解によって、１重項及び３重項を燐光性ドープ材に変換するというアイディアが考え出された。このような燐光材は、典型的には、有機材料から１重項及び３重項励起子を受け取ることができ、発光、特に両者からの電子発光を行う。
【０００５】
ここ数年間、燐光性材料を半導体層に混合することによって組み込むことが研究されてきた。特に、これは白色発光装置に応用されてきた。
【０００６】
効率的な白色発光を得るために、いくつかの手段があった。一般照明のための十分な質の白色を得るためには、通常多くの異なる発光体からの光を結合する必要がある。例えば、青色と黄色の結合又は青色と緑色の結合である。これを行うための多くの潜在的なスキームは、例えば、青色光の量が他の色より速く衰退するなどの異なる寿命の問題を生じる。異なる寿命を避けるための１つの方法は、下方転換法を使用することである。「下方転換法」においては、最も多く必要とされるエネルギーの光子を製造する１つの基本源がある。いくつか又は多くのこれら光子は蛍光体として知られる材料に吸収され、より低いエネルギー（より長い波長）を再放射する。これらの下方転換「蛍光体」は、その名前に反して吸収した光を蛍光又は燐光として再放射することができるものと当業者には理解されている。
【０００７】
標準の蛍光管は照明用の白色光生成する下方転換の使用の一例である。この場合、光子の源は主として青色光を与える水銀放電である。ガラス管の表面の蛍光体がこれら光子のいくつかを黄色領域の波長に変換し、青色及び黄色の混合が白色として知覚される。蛍光管はフラットパネルディスプレイには使用できず、したがって、より最新のＯＬＥＤはこれらより大きな利点を有している。
【０００８】
Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ ８０（１９），３４７０−３４７２，２００２は他の手法を開示している。すなわち、青色蛍光を発光する電子発光材料を含む有機発光ポリマーの使用である。有機装置の外側の蛍光体又は染料はいくつかの「青色」光子を吸収し、低いエネルギーの光子を再放射し、これによって青色発光の一部を黄色に下方転換する。青色及び黄色発光は結合して白色発光を形成する。
【０００９】
全ての発光材料ではなくても多くの、この装置の青色電子発光材料は１重項及び３重項励起を生成する。しかしながら、この装置（すなわち、青色及び下方転換された黄色）における全ての発光は順に１重項から引き出される電子発光材料の青色発光から引き出される。すなわち、青色電子発光材料によって生成される３重項励起は取り入れられない。３重項励起に対する１重項励起の非は最大で１：３である。（例えば、Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ． ｌｅｔｔ．，１９９３，２１０，６１，Ｎａｔｕｒｅ（Ｌｏｎｄｏｎ），２００１，４０９，４９４，Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．，２００２，１２５，５５及びこれに引用される引用文献において検討されている）。結果として、この装置の効率の理論的最大値は２５％の低さである。
【００１０】
白色燐光性装置の１つの例は、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２００２，１４，Ｎｏ．２，“Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ Ｅｘｃｉｔｏｎ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｉｎ Ｍｕｌｔｉｌａｒ Ｗｈｉｔｅ Ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ”に開示されている。この開示は、白色有機発光装置に関するものである。白色有機発光装置（ＷＯＬＥＤｓ）は、フラットパネルディスプレイの欠点に低コストで代替し、ゆくゆくは照明に使用できるので関心を呼んでいる。白色発光は異なる層が１つのポリマー混合層又は複合有機／無機構造、白色発光材料又は励起錯体から可視光線の異なる波長を発光する多層ＯＬＥＤ構造から得られるとも言われている。
【００１１】
Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉｌａｓ ２００２，１４，Ｎｏ．２は、効率的に白色発光を生成する、青色（６ｗｔ％，ＦＩｒｐｉｃ：ＣＢＰ）、黄色（８ｗｔ％，Ｂｔ２Ｉｒ（ａｃａｃ）：ＢＣＰ）及び赤色（８ｗｔ．％，Ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）：ＣＢＰ）蛍光体がドープされた２層ＯＬＥＤに結合された発光領域について報告している。この２つの装置構造は次のとおりである。
【００１２】
１−基板／ＩＴＯアノード／ＲＥＤＯＴ：ＰＳＳ／正孔輸送層（ＨＬＴ）ＮＰＤ／青色発光領域（ＥＭＲ）／遮断層（ＢＣＰ）／赤色ＥＭＲ／ＢＣＰ／カソード、及び
２−基板／ＩＴＯアノード／ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ／正孔輸送層（ＨＬＴ）ＮＰＤ／青色発光領域（ＥＭＲ）／遮断層（ＢＣＰ）／赤色ＥＭＲ／ＢＣＰ／カソード
化合物ＦＩｒｐｉｃ及びＢｔ２Ｉｒ（ａｃａｃ）は、１重項及び３重項励起を吸収し、３重項分子励起状態（燐光性）から発光することにより発光する。これら燐光性装置は、３重項励起子が捕獲される結果、前記蛍光装置より高い効率を有している。しかしながら、これら装置は２つの欠点を有している。第１は、燐光性化合物からの青色発光は高い３重項エネルギーレベル及びさらにより高い３重項エネルギードープ剤を要求する。これらは、特に、要求が高いが、結果として、ＦＩｒｐｉｃからの青色発光は１９３１ ＣＩＥ座標によって定義される。第２に、前記２つの発光種の色は装置寿命を通じて変化し、その結果これら装置の色安定性は問題である。
【００１３】
Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ２００２，１４，Ｎｏ．２によると、３重項励起の拡散の制御は望ましい色バランスを得るための手段となる。３重項は１重項より長い数等級の光度の寿命を有し、これによってより長い拡散長を有し、発光層を１０ｎｍより厚くすることを可能にする。
【００１４】
ドープ剤の濃度、ＨＴＬに関係する異なる色領域の位置（励起形成が起こる場所）及び各層の厚さを変化させることにより、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ２００２，１４，Ｎｏ．２はＯＬＥＤ発光のＣＩＥ座標は広い範囲にわたって調整されることを教えている。
【００１５】
装置２において、遮断層は薄いＢＣＰであり、ＦＩｒｐｉｃ及びＢｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）ドープされた層の間に配置される。この層は、ＦＩｒｐｉｃドープされた層からカソードに向けた正孔の流れを遅らせ、これによってより多くの励起子がＦＩｒｐｉｃ層において形成するようにし、ＦＩｒｐｉｃドープされた層における形成後励起子カソードに向けて拡散するのを防止すると言われている。
【００１６】
Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ２００２，１４，Ｎｏ．２の装置１及び２の発光領域に使用されるホスト材料−ドープ剤系は溶液プロセス可能ではない。さらに、青色ＥＭＲは適切な色を有する青色光、並びに青色蛍光及び外部からの下方変換に基づく白色装置の性能を超える効率を示すことはない。
【非特許文献１】Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２００２，１４，Ｎｏ．２，“Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ Ｅｘｃｉｔｏｎ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｉｎ Ｍｕｌｔｉｌａｒ Ｗｈｉｔｅ Ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ”
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上記に鑑みて、好ましくは溶液プロセスが可能で、効率的な白色有機発光装置（ＷＯＬＥＤ）を提供する必要性が存在する。
【００１８】
本発明の目的は、したがって、新しい有機発光装置、特に、新しいＷＯＬＥＤを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、アノード、カソード、及び前記アノードと前記カソードの間に配置される発光領域を含み、前記発光領域は励起子生成層及び燐光性層を含み、前記励起子生成層は有機材料を含み、前記励起子生成層の有機材料は１重項及び３重項励起子を生成し、１重項励起子からの蛍光性発光によって発光し、前記燐光性層は前記励起子生成層から３重項励起子を受領し、前記３重項励起子からの燐光性発光によって発光する発光装置を提供することによってこの必要性を少なくとも部分的に満たすものである。
【００２０】
本発明の装置においては、１重項及び３重項励起子は１つの発生源から生じると考えられる。しかしながら、１重項励起子は、崩壊して３重項励起子とは異なる材料から光を生成する。よって、光は２つの場所から生成される。すなわち、１重項励起子を受け取る励起子生成層の有機材料と３重項励起子を受け取る燐光性層である。
【００２１】
３重項励起子は励起子生成層から燐光性層に移動する。これは、例えば、（１）１重項遮断層を有することにより、又は（２）前記燐光性層に到達するのに３重項励起子のみが十分拡散することができることを保証することによって達成され得る。本発明のこれら２つの実施態様については、下記にさらに詳しく検討される。
【００２２】
励起生成層は１重項励起から蛍光性発行によって直接的に発光する。３重項励起子は燐光によって放射を生じする燐光性層中に拡散する。
【００２３】
本発明の装置構造は幅広い波長の色にわたって光を生成するために使用され得る。これは、例えば、励起子生成層の適切な厚さ及び組成の選択、並びに燐光性層の適切な厚さ及び組成の選択によって達成される。本発明の装置は、白色光の製造に特に有利であることがわかった。
【００２４】
白色照明の目的のためには、発光色は、３０００〜８０００Ｋ、好ましくは６０００〜７０００Ｋの黒色体発光体に等しくすべきである。装置が白色光を発光するためには、好ましくは、励起子生成層は青色発光材料を含み、燐光性材料は黄色発光材料を含む。青色光は、ＣＩＥ座標においてｘ＜０．３、ｙ＜０．３の範囲であることが特徴付けられる。黄色光は、ＣＩＥ座標においてｘ＞０．３、ｙ＞０．３の範囲であることが特徴付けられる。
【００２５】
ＣＩＥ座標は発光された光の波長Ｉ（λ）から導かれる。第１のＴｒｉｓｔｉｍｕｌｕｓ値Ｘ、Ｙ、Ｚは発光波長と次の標準ＣＩＥ観察者関数との重複から計算される。
【化１】
Ｙ及びＺについても、同様の式が適用される。
次いで、ＣＩＥ座標（ｘ及びｙ）は、次の式を用いて計算される。
ｘ＝Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）及びｙ＝Ｙ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）
【００２６】
本発明の装置はフラットパネルディスプレイの光源として使用されるのに有利である。また、装置は、３重項及び１重項励起子を受取るので高い効率を有する。さらに、本発明の装置は燐光性の効率性の利点と発光に至る冷光放射性起源として１つの化学部位を使用することによる色安定性の優位性を併せ持つ。有利なことに、本発明の装置は薄膜形成材料の溶液プロセスによって低コストで製造することができる。
【００２７】
励起子生成層は有機材料を含む。励起子生成層の有機材料はいずれの適切な材料でよい。励起子生成層の有機材料は好ましくはポリマーを含む。好ましくは、ポリマーはトリアリールアミン繰り返し単位を含む。特に好ましいトリアリールアミン繰り返し単位は式１−６に示されている。
【化２】
Ｘ、Ｙ、Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤは独立してＨ又は置換基から選ばれる。より好ましくは、Ｘ、Ｙ、Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤの１又は２以上は、選択的に置換される、分岐又は直鎖のアルキル、アリール、ペルフルオロアルキル、チオアルキル、シアノ、アルコキシ、ヘテロアリール、アルキルアリール及びアリールアルキル基からなる群より独立して選択される。最も好ましくは、Ｘ、Ｙ、Ａ及びＢはＣ１−１０アルキルである。式１の繰り返し単位が最も好ましい。
【００２８】
最も好ましくは、ポリマーは１又は２以上の式１−６の繰り返し単位及びアリーレン繰り返し単位を含むコポリマーである。特に好ましいアリーレン繰り返し単位は選択的に置換されるフルオレン、スピロフルオレン、インデノフルオレン、フェニレン及びオリゴ−フェニレン繰り返し単位である。
【００２９】
他の実施態様において、励起子生成層の有機材料は、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ３）のような低分子化合物を含む。さらに他の実施態様において、有機材料は、ＷＯ９９／２１９３５に開示されるような青色発光核及びアリーレンビニレンデンドロン又はＷＯ０２／０６７３４３に開示されるようなアリーレンデンドロンを含むデンドリマーを含むことができる。
励起子生成層は前記有機材料単独又は１又は２以上の電荷輸送化合物で混合されることができる。
【００３０】
好ましくは、励起子生成層の有機材料はＣＩＥ座標ｘ＜０．３、ｙ＜０．７を有する青色発光に至る青色蛍光材料である。
【００３１】
励起子生成層は適切な方法で製造過程において蒸着される。例えば、励起子生成層は溶液プロセスによって蒸着される。
【００３２】
燐光性層は燐光材料とホスト材料を含む、燐光材料は、燐光材料の濃度が高い場合に生じる燐光性クエンチを避けるためにホスト材料中に分散される。ホスト材料は不活性材料であり得るが恐らく電荷の輸送を行うことができる。燐光性材料が励起子生成層とカソードの間に位置するとき、ホスト材料は好ましくは良好な電子輸送体である。すなわち、ホスト材料のＬＵＭＯレベルは励起子生成層のＬＵＭＯレベルよりせいぜい０．１ｅＶ深い程度であり、より好ましくは励起子生成層のＬＵＭＯレベルより深くなく、最も好ましくは励起子生成層のＬＵＭＯレベルより深くない。適切な電子輸送ホスト材料は、例えば、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，２０００，７７（６）ｐ．９０４−９０６に開示されるような２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−フェナントロリン（ＢＣＰ）、１，３−ビス（Ｎ，Ｎ−ｔ−ブチル−フェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＯＸＤ７），及び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（ＴＡＺ）を含む。
【００３３】
ホスト材料は、燐光性材料と混合されるか、又は化学的に結合ざれる。
【００３４】
燐光性層においては、燐光は単一の発光体から、又は共に混合され若しくは別の層として存在する異なる発光体から生じる。１つの実施態様において、燐光性材料は、ＣＩＥ座標ｘ＞０．３、ｙ＞０．３を有する黄色の発光に至る黄色燐光性材料を含む。
【００３５】
他の実施態様においては、燐光性層は赤色燐光性材料及び緑色燐光性材料を含む、赤色燐光性材料はＣＩＥ座標ｘ０．５５〜０．７、ｙ０．４５〜０．３０、好ましくは、ｘ０．６５、ｙ０．３３を有する赤色発光に至る。緑色燐光性材料はＣＩＥ座標ｘ０．４５〜０．２５、ｙ０．４５〜０．６０、好ましくは、ｘ０．３、ｙ０．６を有する赤色発光に至る。
【００３６】
燐光性層は好ましくは燐光性有機材料を含み、特に、燐光性金属錯体を含む。適切な金属錯体は式（Ｉ）の錯体を含む。
ＭＬ１ｑＬ２ｒＬ３ｓ （Ｉ）
Ｍは金属であり、Ｌ１、Ｌ２及びＬ３は配位基（配位子）であり、ｑは整数であり、ｒ及びｓはそれぞれ独立して０又は整数であり、（ａ．ｑ）＋（ｂ．ｒ）＋（ｃ．ｓ）はＭにおいて有効な配位位置の数に等しい。この式で、ａはＬ１の配位位置の数であり、ｂはＬ２の配位位置の数であり、ｃはＬ３の配位位置の数である。
【００３７】
重元素Ｍは、迅速な相互系の横断及び３重項からの発光を可能にする強力なスピン起動結合を誘導する。好ましい重金属は、ｄ−ブロック金属、特に２列及び３列、すなわち元素３９〜４８及び７２〜８０、特に、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、レニウム、オスミウム、イリジウム、プラチナ及び金を含む。
【００３８】
ｄ−ブロック金属は、ポリフィリンのような炭素又は窒素ドナーを有する金属錯体又は式（ＶＩ）の２座配位子を形成する。
【化３】
Ａｒ４及びＡｒ５は、同じか異なり、選択的に置換されるアリール又はヘテロアリール基から独立して選択される。Ｘ１及びＹ１は同じか異なり、炭素又は窒素から独立して選択される。Ａｒ４及びＡｒ５は、ともに縮合され得る。Ｘ１が炭素であり、Ｙ１が窒素である配位子は特に好ましい。
【００３９】
２座配位子の例は下記に例示される。
【化４】
各Ａｒ４及びＡｒ５は１又は２以上の置換基を有する。特に好ましい置換基は、ＷＯ０２／４５４６６号、ＷＯ０２／４４１８９号、ＵＳ２００２−１１７６６２号及びＵＳ２００２−１８２４４１号に開示される、錯体の発光を青色シフトするために使用されるフルオリン又はトリフルオロメチル、日本国特願２００２−３２４６７９に開示されるアルキル又はアルコキシ基、ＷＯ０２／８１４４８に開示される発光材料に使用される発光材料として使用されるときに錯体に正孔輸送するのを促進するために使用されるカルバゾール、ＷＯ０２／６８４３５及びＥＰ１２４５６５９に開示される、他の基を付着させるために配位子を機能化させる働きを有する臭素、塩素又はヨウ素、ＷＯ０２／６６５５２に開示される金属錯体の溶液プロセス性を得る又は高めるために使用されるデンドロンを含む。
【００４０】
ＷＯ０３／０９１３５５に開示されるように、燐光性金属錯体もポリマー又はオリゴマー鎖に存在することができ、その場合、金属錯体は、ポリマー又はオリゴマー鎖からの分岐又は末端基として、単一単位又は繰返し単位として存在することができる。
【００４１】
ｄ−ブロック元素と共に使用される適切な他の配位子は、ジケトネート、特にアセ散るアセトン（ａｃａｃ）、すなわち、置換され得るトリアリールフォスフィン及びピリジンを含む。
【００４２】
燐光性層は、任意の適切な手法によって装置の製造の過程で蒸着される。例えば、燐光性材料は溶液プロセス又は真空蒸着によって蒸着され得る。
【００４３】
好ましくは、燐光性の厚さは５〜２００ｎｍの範囲である。より好ましくは、燐光性層の厚さは１０〜５０ｎｍの範囲である。
【００４４】
励起子生成層から拡散され、燐光性層の燐光性材料によって受け取られ、発光される３重項励起子のためには、燐光性層の３重項エネルギーレベルＴ１は励起子生成材料の励起のＴ１レベルより０．１ｅＶ以上大きくないことが好ましい。より好ましくは、燐光性材料のＴ１レベルは励起子生成材料のＴ１レベルより大きくない。最も好ましくは、燐光性材料のＴ１レベルは、励起子生成材料のＴ１レベルより低い。
【００４５】
第１の実施態様によれば、１重項励起子遮断層が励起子生成層と燐光性層の間に位置する。
【００４６】
１重項励起子遮断層は１重項励起子の拡散を防止し、これによってこれらを励起子生成層に保持する。１重項遮断層はこれらをクエンチせずに３重項励起子の拡散を可能にする。
【００４７】
第１の実施態様によれば、好ましくは、１重項励起子層は、Ｓ１（１重項励起子のための最低エネルギーレベル）は、励起子生成層のＳ１より０．１ｅＶ以上高いことが好ましい。また、好ましくは、１重項励起子層のＴ１（３重項励起子の最低エネルギーレベル）は、励起子生成層のＴ１より高くないことが好ましい。これは、図２に示されている。
【００４８】
１重項層の適切な材料は当業者に知られている。１重項遮断層の好ましい材料はスチルベンである。
【００４９】
１重項遮断層は、３重項励起子が貫通して拡散できるほど十分し薄くなければならない。好ましくは、１重項遮断層の厚さは１０〜７０ｎｍの範囲である。より好ましくは、１重項遮断層の厚さは２０〜５０ｎｍの範囲である。
【００５０】
１重項遮断層は任意の適切な手法によって装置の製造過程で蒸着される。例えば、１重項遮断層は溶液プロセスによって蒸着される。
【００５１】
第１の実施態様において、励起生成層は装置のアノード側に位置し、燐光性材料は装置のカソード側に位置する。
【００５２】
励起子生成層は３重項励起子が貫通して拡散できるように十分薄くなければならない。第１の実施態様において、好ましくは励起子生成層の厚さは５０ｎｍまでである。
【００５３】
第２の実施態様によれば、装置は、低い電子移動性を有する正孔輸送層、その上に形成される電子輸送層、低い正孔移動性を有する励起子生成層を含む。この構造は、再結合ゾーンがアノードに近く、１重項励起子はその短い半減期のため燐光性層まで拡散できないように十分な厚さの励起子生成層有することを確保するために使用される。第２の実施態様において、励起子生成層は３重項励起子がその長い寿命のために燐光性層まで拡散できるような厚さである。
【００５４】
第２の実施態様において、好ましくは、励起子生成層の厚さは１０〜５０ｎｍの範囲である。１重項遮断層が存在しない場合、励起子生成層は１重項励起子が拡散して外に出ないように十分厚く、しかし３重項励起子が拡散して外に出ない程度に薄い必要がある。
【００５５】
第２の実施態様において、励起子の生成は、再結合ゾーンにおいて、又は発光層と正孔輸送層（ＨＴＬ）（又はＨＴＬが存在しない場合はアノード）の境界で生じる。これは上記の２つの層における正孔と電子の相対的な移動性のためである。正孔はアノードから注入され、電子はカソードから注入される。第２の実施態様において、励起子生成層は装置のアノード側に配置され、燐光性層は装置のカソード側に配置される。この場合、再結合ゾーンは励起子生成層にある。正孔と電子が結合して励起子を生成するためには、電子は燐光性層を通過して励起子生成層の再結合ゾーンに到達しなければならない。したがって、燐光性層は電子輸送できなければならない。
【００５６】
第２の実施態様が好ましい。
【００５７】
アノードは任意の適切な材料を含むことができる。インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）アノードが好ましい。導電性ポリマー層は好ましくはアノード上に供給される。ポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルフォネート）は好ましい導電性ポリマーである。
【００５８】
カソードは任意の適切な材料を含むことができる。カソードは、アルミニウムのようなより高い仕事関数のキャップ材料を選択的に有する、カルシウム又はバリウムのような３ｅＶ以下の仕事関数を有する金属を含むことができる。
【００５９】
あるいは、カソードは金属フッ化物又は酸化物（例えば、ＬｉＦ）及び金属層（例えば、Ａｌ）のような電子注入材料の薄膜を含むことができる。追加の層を蒸着するときに装置の既存層を無傷に保つことが多層装置の製造過程で注意されなければならないことは当業者に理解されるであろう。溶液プロセスによって、これは達成される。例えば、下層が溶解しない溶媒から追加の層を蒸着することである。あるいは、追加の層の蒸着前に下層を不溶性に変えることによって達成することができる。本発明の目的のためには、「溶液プロセス可能な材料／層」という用語は、（ｉ）完成した装置における材料／層、これ自体が溶解性である（したがって、溶液プロセスを可能にする）、及び（ｉｉ）装置の製造過程において溶液蒸着後の完成した装置において不溶性に変えられた材料／層（典型的には、前駆体材料）の両者を意味する。
【００６０】
好ましい溶液プロセス技術は発光装置のようなパターニングされない装置のためのスピンコートである。インクジェット印刷は、画素形成して高密度情報含有ディスプレイのために好ましい溶液プロセスである。
【００６１】
本発明の他の側面は、上記に定義された発光装置を含む照明装置（例えば、フラット照明パネル）を供給する。このような照明装置は、液晶表示装置のバックライトとして使用できる。
【００６２】
他の側面は、上記で定義された発光装置を製造する方法を提供する。この方法においては、好ましくは、励起子生成層及び／又は燐光性層は溶液プロセスによって蒸着される。存在する場合は、好ましくは、１重項励起子遮断層は溶液プロセス法によって蒸着される。また、存在する場合は、正孔輸送層は好ましくは溶液プロセスによって蒸着される。
【００６３】
本発明を、添付の図面を参照することにより詳しく説明する。
【００６４】
図１は、本発明の第１の実施態様の装置構造を示す。
【００６５】
図２は、本発明の第１の実施態様の装置における励起子生成層と燐光性層におけるグランド状態（Ｓ０）に対する１重項（Ｓ１）及び３重項（Ｔ１）励起子のエネルギーを示す。図示されるように、層♯１は１重項遮断層であり、層♯２は励起子生成層である。
【００６６】
図３は、本発明の第２の実施態様の装置構造を示す。
【００６７】
実施例
ガラス基板（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｆｉｌｍｓ， Ｃｏｌｏｒａｄｏ，ＵＳＡより入手可能）上に支持されたインジウム錫酸化物アノード上にＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（Ｈ Ｃ Ｓｔａｃｋ，Ｌｅｖｅｒｋｕｓｅｎ，ＧｅｒｍａｎｙからＢａｙｔｒｏｎ Ｐ（登録商標）として入手可能）がスピンコートにより蒸着される。下記に示され、ＷＯ９９／５４３８５に開示される「Ｆ８−ＴＦＢ」の１０ｎｍ厚さ層はキシレン溶液からスピンコートによりＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ層にスピンコートにより蒸着され、ＷＯ２００４／０２３５７３に開示されるように１８０℃で１時間加熱される。下記に図示され、ＷＯ２００３／０９５５８６に開示される青色ポリマーＰ１は、２５ｎｍの厚さの励起生成層を形成するためにＦ８−ＴＦＢ層上に蒸着され、その上に５０ｎｍの厚さの黄色発光の燐光性層を形成するために重量比で１０：９０のＢｔ２Ｉｒ（ａｃａｃ）：ＢＣＰ混合物が蒸発により蒸着され、最後に、ＬｉＦの薄膜を含むカソード及びアルミニウムのキャップ層がＢＣＰ層上に蒸着された。
【００６８】
装置は、装置を覆って金属封入層（Ｓａｅｓ Ｇｅｔｔｅｒｓ ＳｐＡより入手可能）を置き、密封層を形成するために接着することによりカプセル化された。
【化５】
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第１の実施態様の装置構造を示す。
【図２】本発明の第１の実施態様の装置の励起子生成層と燐光性層におけるＳ０に対するＳ１及びＳ２のエネルギーを示す。
【図３】本発明の第２の実施態様の装置構造を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光共役ポリマーを使用した発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光共役ポリマーは、次世代の情報技術に基づいた商品のための発光装置に使用される材料の新しい重要な分野である。無機半導体及び有機染料材料とは逆に、ポリマーの使用の主な関心は薄膜の溶液プロセスを使用した低コスト製造性の範囲に向いている。最近１０年間、高効率の材料又は効率的な装置構造の開発によって有機発光ダイオード（ＯＬＥＤｓ）の発光効率の改良に多大な労力が費やされてきた。
【０００３】
ＯＬＥＤにおいては、対向電極から注入された電子と正孔が結合して２つのタイプの励起を形成する。すなわち、スピン対称３重項とスピン非対称１重項であり、理論的な比率は３：１である。１重項からの相対的な崩壊は速い（蛍光性）が、３重項からの崩壊（燐光性）はスピン保存の必要性から公式には禁じられている。
【０００４】
蛍光性ＯＬＥＤの最大内部量子効率は２５％に限定されるという理解によって、１重項及び３重項を燐光性ドープ材に変換するというアイディアが考え出された。このような燐光材は、典型的には、有機材料から１重項及び３重項励起子を受け取ることができ、発光、特に両者からの電子発光を行う。
【０００５】
ここ数年間、燐光性材料を半導体層に混合することによって組み込むことが研究されてきた。特に、これは白色発光装置に応用されてきた。
【０００６】
効率的な白色発光を得るために、いくつかの手段があった。一般照明のための十分な質の白色を得るためには、通常多くの異なる発光体からの光を結合する必要がある。例えば、青色と黄色の結合又は青色と緑色の結合である。これを行うための多くの潜在的なスキームは、例えば、青色光の量が他の色より速く衰退するなどの異なる寿命の問題を生じる。異なる寿命を避けるための１つの方法は、下方転換法を使用することである。「下方転換法」においては、最も多く必要とされるエネルギーの光子を製造する１つの基本源がある。いくつか又は多くのこれら光子は蛍光体として知られる材料に吸収され、より低いエネルギー（より長い波長）を再放射する。これらの下方転換「蛍光体」は、その名前に反して吸収した光を蛍光又は燐光として再放射することができるものと当業者には理解されている。
【０００７】
標準の蛍光管は照明用の白色光生成する下方転換の使用の一例である。この場合、光子の源は主として青色光を与える水銀放電である。ガラス管の表面の蛍光体がこれら光子のいくつかを黄色領域の波長に変換し、青色及び黄色の混合が白色として知覚される。蛍光管はフラットパネルディスプレイには使用できず、したがって、より最新のＯＬＥＤはこれらより大きな利点を有している。
【０００８】
Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ ８０（１９），３４７０−３４７２，２００２は他の手法を開示している。すなわち、青色蛍光を発光する電子発光材料を含む有機発光ポリマーの使用である。有機装置の外側の蛍光体又は染料はいくつかの「青色」光子を吸収し、低いエネルギーの光子を再放射し、これによって青色発光の一部を黄色に下方転換する。青色及び黄色発光は結合して白色発光を形成する。
【０００９】
全ての発光材料ではなくても多くの、この装置の青色電子発光材料は１重項及び３重項励起を生成する。しかしながら、この装置（すなわち、青色及び下方転換された黄色）における全ての発光は順に１重項から引き出される電子発光材料の青色発光から引き出される。すなわち、青色電子発光材料によって生成される３重項励起は取り入れられない。３重項励起に対する１重項励起の非は最大で１：３である。（例えば、Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ． ｌｅｔｔ．，１９９３，２１０，６１，Ｎａｔｕｒｅ（Ｌｏｎｄｏｎ），２００１，４０９，４９４，Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．，２００２，１２５，５５及びこれに引用される引用文献において検討されている）。結果として、この装置の効率の理論的最大値は２５％の低さである。
【００１０】
白色燐光性装置の１つの例は、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２００２，１４，Ｎｏ．２，“Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ Ｅｘｃｉｔｏｎ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｉｎ Ｍｕｌｔｉｌａｒ Ｗｈｉｔｅ Ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ”に開示されている。この開示は、白色有機発光装置に関するものである。白色有機発光装置（ＷＯＬＥＤｓ）は、フラットパネルディスプレイの欠点に低コストで代替し、ゆくゆくは照明に使用できるので関心を呼んでいる。白色発光は異なる層が１つのポリマー混合層又は複合有機／無機構造、白色発光材料又は励起錯体から可視光線の異なる波長を発光する多層ＯＬＥＤ構造から得られるとも言われている。
【００１１】
Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉｌａｓ ２００２，１４，Ｎｏ．２は、効率的に白色発光を生成する、青色（６ｗｔ％，ＦＩｒｐｉｃ：ＣＢＰ）、黄色（８ｗｔ％，Ｂｔ２Ｉｒ（ａｃａｃ）：ＢＣＰ）及び赤色（８ｗｔ．％，Ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）：ＣＢＰ）蛍光体がドープされた２層ＯＬＥＤに結合された発光領域について報告している。この２つの装置構造は次のとおりである。
【００１２】
１−基板／ＩＴＯアノード／ＲＥＤＯＴ：ＰＳＳ／正孔輸送層（ＨＬＴ）ＮＰＤ／青色発光領域（ＥＭＲ）／遮断層（ＢＣＰ）／赤色ＥＭＲ／ＢＣＰ／カソード、及び
２−基板／ＩＴＯアノード／ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ／正孔輸送層（ＨＬＴ）ＮＰＤ／青色発光領域（ＥＭＲ）／遮断層（ＢＣＰ）／赤色ＥＭＲ／ＢＣＰ／カソード
化合物ＦＩｒｐｉｃ及びＢｔ２Ｉｒ（ａｃａｃ）は、１重項及び３重項励起を吸収し、３重項分子励起状態（燐光性）から発光することにより発光する。これら燐光性装置は、３重項励起子が捕獲される結果、前記蛍光装置より高い効率を有している。しかしながら、これら装置は２つの欠点を有している。第１は、燐光性化合物からの青色発光は高い３重項エネルギーレベル及びさらにより高い３重項エネルギードープ剤を要求する。これらは、特に、要求が高いが、結果として、ＦＩｒｐｉｃからの青色発光は１９３１ ＣＩＥ座標によって定義される。第２に、前記２つの発光種の色は装置寿命を通じて変化し、その結果これら装置の色安定性は問題である。
【００１３】
Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ２００２，１４，Ｎｏ．２によると、３重項励起の拡散の制御は望ましい色バランスを得るための手段となる。３重項は１重項より長い数等級の光度の寿命を有し、これによってより長い拡散長を有し、発光層を１０ｎｍより厚くすることを可能にする。
【００１４】
ドープ剤の濃度、ＨＴＬに関係する異なる色領域の位置（励起形成が起こる場所）及び各層の厚さを変化させることにより、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ２００２，１４，Ｎｏ．２はＯＬＥＤ発光のＣＩＥ座標は広い範囲にわたって調整されることを教えている。
【００１５】
装置２において、遮断層は薄いＢＣＰであり、ＦＩｒｐｉｃ及びＢｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）ドープされた層の間に配置される。この層は、ＦＩｒｐｉｃドープされた層からカソードに向けた正孔の流れを遅らせ、これによってより多くの励起子がＦＩｒｐｉｃ層において形成するようにし、ＦＩｒｐｉｃドープされた層における形成後励起子カソードに向けて拡散するのを防止すると言われている。
【００１６】
Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ２００２，１４，Ｎｏ．２の装置１及び２の発光領域に使用されるホスト材料−ドープ剤系は溶液プロセス可能ではない。さらに、青色ＥＭＲは適切な色を有する青色光、並びに青色蛍光及び外部からの下方変換に基づく白色装置の性能を超える効率を示すことはない。
【非特許文献１】Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２００２，１４，Ｎｏ．２，“Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ Ｅｘｃｉｔｏｎ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｉｎ Ｍｕｌｔｉｌａｒ Ｗｈｉｔｅ Ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ”
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上記に鑑みて、好ましくは溶液プロセスが可能で、効率的な白色有機発光装置（ＷＯＬＥＤ）を提供する必要性が存在する。
【００１８】
本発明の目的は、したがって、新しい有機発光装置、特に、新しいＷＯＬＥＤを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、アノード、カソード、及び前記アノードと前記カソードの間に配置される発光領域を含み、前記発光領域は励起子生成層及び燐光性層を含み、前記励起子生成層は有機材料を含み、前記励起子生成層の有機材料は１重項及び３重項励起子を生成し、１重項励起子からの蛍光性発光によって発光し、前記燐光性層は前記励起子生成層から３重項励起子を受領し、前記３重項励起子からの燐光性発光によって発光する発光装置を提供することによってこの必要性を少なくとも部分的に満たすものである。
【００２０】
本発明の装置においては、１重項及び３重項励起子は１つの発生源から生じると考えられる。しかしながら、１重項励起子は、崩壊して３重項励起子とは異なる材料から光を生成する。よって、光は２つの場所から生成される。すなわち、１重項励起子を受け取る励起子生成層の有機材料と３重項励起子を受け取る燐光性層である。
【００２１】
３重項励起子は励起子生成層から燐光性層に移動する。これは、例えば、（１）１重項遮断層を有することにより、又は（２）前記燐光性層に到達するのに３重項励起子のみが十分拡散することができることを保証することによって達成され得る。本発明のこれら２つの実施態様については、下記にさらに詳しく検討される。
【００２２】
励起生成層は１重項励起から蛍光性発行によって直接的に発光する。３重項励起子は燐光によって放射を生じする燐光性層中に拡散する。
【００２３】
本発明の装置構造は幅広い波長の色にわたって光を生成するために使用され得る。これは、例えば、励起子生成層の適切な厚さ及び組成の選択、並びに燐光性層の適切な厚さ及び組成の選択によって達成される。本発明の装置は、白色光の製造に特に有利であることがわかった。
【００２４】
白色照明の目的のためには、発光色は、３０００〜８０００Ｋ、好ましくは６０００〜７０００Ｋの黒色体発光体に等しくすべきである。装置が白色光を発光するためには、好ましくは、励起子生成層は青色発光材料を含み、燐光性材料は黄色発光材料を含む。青色光は、ＣＩＥ座標においてｘ＜０．３、ｙ＜０．３の範囲であることが特徴付けられる。黄色光は、ＣＩＥ座標においてｘ＞０．３、ｙ＞０．３の範囲であることが特徴付けられる。
【００２５】
ＣＩＥ座標は発光された光の波長Ｉ（λ）から導かれる。第１のＴｒｉｓｔｉｍｕｌｕｓ値Ｘ、Ｙ、Ｚは発光波長と次の標準ＣＩＥ観察者関数との重複から計算される。
【化１】
Ｙ及びＺについても、同様の式が適用される。
次いで、ＣＩＥ座標（ｘ及びｙ）は、次の式を用いて計算される。
ｘ＝Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）及びｙ＝Ｙ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）
【００２６】
本発明の装置はフラットパネルディスプレイの光源として使用されるのに有利である。また、装置は、３重項及び１重項励起子を受取るので高い効率を有する。さらに、本発明の装置は燐光性の効率性の利点と発光に至る冷光放射性起源として１つの化学部位を使用することによる色安定性の優位性を併せ持つ。有利なことに、本発明の装置は薄膜形成材料の溶液プロセスによって低コストで製造することができる。
【００２７】
励起子生成層は有機材料を含む。励起子生成層の有機材料はいずれの適切な材料でよい。励起子生成層の有機材料は好ましくはポリマーを含む。好ましくは、ポリマーはトリアリールアミン繰り返し単位を含む。特に好ましいトリアリールアミン繰り返し単位は式１−６に示されている。
【化２】
Ｘ、Ｙ、Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤは独立してＨ又は置換基から選ばれる。より好ましくは、Ｘ、Ｙ、Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤの１又は２以上は、選択的に置換される、分岐又は直鎖のアルキル、アリール、ペルフルオロアルキル、チオアルキル、シアノ、アルコキシ、ヘテロアリール、アルキルアリール及びアリールアルキル基からなる群より独立して選択される。最も好ましくは、Ｘ、Ｙ、Ａ及びＢはＣ１−１０アルキルである。式１の繰り返し単位が最も好ましい。
【００２８】
最も好ましくは、ポリマーは１又は２以上の式１−６の繰り返し単位及びアリーレン繰り返し単位を含むコポリマーである。特に好ましいアリーレン繰り返し単位は選択的に置換されるフルオレン、スピロフルオレン、インデノフルオレン、フェニレン及びオリゴ−フェニレン繰り返し単位である。
【００２９】
他の実施態様において、励起子生成層の有機材料は、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ３）のような低分子化合物を含む。さらに他の実施態様において、有機材料は、ＷＯ９９／２１９３５に開示されるような青色発光核及びアリーレンビニレンデンドロン又はＷＯ０２／０６７３４３に開示されるようなアリーレンデンドロンを含むデンドリマーを含むことができる。
励起子生成層は前記有機材料単独又は１又は２以上の電荷輸送化合物で混合されることができる。
【００３０】
好ましくは、励起子生成層の有機材料はＣＩＥ座標ｘ＜０．３、ｙ＜０．７を有する青色発光に至る青色蛍光材料である。
【００３１】
励起子生成層は適切な方法で製造過程において蒸着される。例えば、励起子生成層は溶液プロセスによって蒸着される。
【００３２】
燐光性層は燐光材料とホスト材料を含む、燐光材料は、燐光材料の濃度が高い場合に生じる燐光性クエンチを避けるためにホスト材料中に分散される。ホスト材料は不活性材料であり得るが恐らく電荷の輸送を行うことができる。燐光性材料が励起子生成層とカソードの間に位置するとき、ホスト材料は好ましくは良好な電子輸送体である。すなわち、ホスト材料のＬＵＭＯレベルは励起子生成層のＬＵＭＯレベルよりせいぜい０．１ｅＶ深い程度であり、より好ましくは励起子生成層のＬＵＭＯレベルより深くなく、最も好ましくは励起子生成層のＬＵＭＯレベルより深くない。適切な電子輸送ホスト材料は、例えば、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，２０００，７７（６）ｐ．９０４−９０６に開示されるような２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−フェナントロリン（ＢＣＰ）、１，３−ビス（Ｎ，Ｎ−ｔ−ブチル−フェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＯＸＤ７），及び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（ＴＡＺ）を含む。
【００３３】
ホスト材料は、燐光性材料と混合されるか、又は化学的に結合ざれる。
【００３４】
燐光性層においては、燐光は単一の発光体から、又は共に混合され若しくは別の層として存在する異なる発光体から生じる。１つの実施態様において、燐光性材料は、ＣＩＥ座標ｘ＞０．３、ｙ＞０．３を有する黄色の発光に至る黄色燐光性材料を含む。
【００３５】
他の実施態様においては、燐光性層は赤色燐光性材料及び緑色燐光性材料を含む、赤色燐光性材料はＣＩＥ座標ｘ０．５５〜０．７、ｙ０．４５〜０．３０、好ましくは、ｘ０．６５、ｙ０．３３を有する赤色発光に至る。緑色燐光性材料はＣＩＥ座標ｘ０．４５〜０．２５、ｙ０．４５〜０．６０、好ましくは、ｘ０．３、ｙ０．６を有する赤色発光に至る。
【００３６】
燐光性層は好ましくは燐光性有機材料を含み、特に、燐光性金属錯体を含む。適切な金属錯体は式（Ｉ）の錯体を含む。
ＭＬ１ｑＬ２ｒＬ３ｓ （Ｉ）
Ｍは金属であり、Ｌ１、Ｌ２及びＬ３は配位基（配位子）であり、ｑは整数であり、ｒ及びｓはそれぞれ独立して０又は整数であり、（ａ．ｑ）＋（ｂ．ｒ）＋（ｃ．ｓ）はＭにおいて有効な配位位置の数に等しい。この式で、ａはＬ１の配位位置の数であり、ｂはＬ２の配位位置の数であり、ｃはＬ３の配位位置の数である。
【００３７】
重元素Ｍは、迅速な相互系の横断及び３重項からの発光を可能にする強力なスピン起動結合を誘導する。好ましい重金属は、ｄ−ブロック金属、特に２列及び３列、すなわち元素３９〜４８及び７２〜８０、特に、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、レニウム、オスミウム、イリジウム、プラチナ及び金を含む。
【００３８】
ｄ−ブロック金属は、ポリフィリンのような炭素又は窒素ドナーを有する金属錯体又は式（ＶＩ）の２座配位子を形成する。
【化３】
Ａｒ４及びＡｒ５は、同じか異なり、選択的に置換されるアリール又はヘテロアリール基から独立して選択される。Ｘ１及びＹ１は同じか異なり、炭素又は窒素から独立して選択される。Ａｒ４及びＡｒ５は、ともに縮合され得る。Ｘ１が炭素であり、Ｙ１が窒素である配位子は特に好ましい。
【００３９】
２座配位子の例は下記に例示される。
【化４】
各Ａｒ４及びＡｒ５は１又は２以上の置換基を有する。特に好ましい置換基は、ＷＯ０２／４５４６６号、ＷＯ０２／４４１８９号、ＵＳ２００２−１１７６６２号及びＵＳ２００２−１８２４４１号に開示される、錯体の発光を青色シフトするために使用されるフルオリン又はトリフルオロメチル、日本国特願２００２−３２４６７９に開示されるアルキル又はアルコキシ基、ＷＯ０２／８１４４８に開示される発光材料に使用される発光材料として使用されるときに錯体に正孔輸送するのを促進するために使用されるカルバゾール、ＷＯ０２／６８４３５及びＥＰ１２４５６５９に開示される、他の基を付着させるために配位子を機能化させる働きを有する臭素、塩素又はヨウ素、ＷＯ０２／６６５５２に開示される金属錯体の溶液プロセス性を得る又は高めるために使用されるデンドロンを含む。
【００４０】
ＷＯ０３／０９１３５５に開示されるように、燐光性金属錯体もポリマー又はオリゴマー鎖に存在することができ、その場合、金属錯体は、ポリマー又はオリゴマー鎖からの分岐又は末端基として、単一単位又は繰返し単位として存在することができる。
【００４１】
ｄ−ブロック元素と共に使用される適切な他の配位子は、ジケトネート、特にアセ散るアセトン（ａｃａｃ）、すなわち、置換され得るトリアリールフォスフィン及びピリジンを含む。
【００４２】
燐光性層は、任意の適切な手法によって装置の製造の過程で蒸着される。例えば、燐光性材料は溶液プロセス又は真空蒸着によって蒸着され得る。
【００４３】
好ましくは、燐光性の厚さは５〜２００ｎｍの範囲である。より好ましくは、燐光性層の厚さは１０〜５０ｎｍの範囲である。
【００４４】
励起子生成層から拡散され、燐光性層の燐光性材料によって受け取られ、発光される３重項励起子のためには、燐光性層の３重項エネルギーレベルＴ１は励起子生成材料の励起のＴ１レベルより０．１ｅＶ以上大きくないことが好ましい。より好ましくは、燐光性材料のＴ１レベルは励起子生成材料のＴ１レベルより大きくない。最も好ましくは、燐光性材料のＴ１レベルは、励起子生成材料のＴ１レベルより低い。
【００４５】
第１の実施態様によれば、１重項励起子遮断層が励起子生成層と燐光性層の間に位置する。
【００４６】
１重項励起子遮断層は１重項励起子の拡散を防止し、これによってこれらを励起子生成層に保持する。１重項遮断層はこれらをクエンチせずに３重項励起子の拡散を可能にする。
【００４７】
第１の実施態様によれば、好ましくは、１重項励起子層は、Ｓ１（１重項励起子のための最低エネルギーレベル）は、励起子生成層のＳ１より０．１ｅＶ以上高いことが好ましい。また、好ましくは、１重項励起子層のＴ１（３重項励起子の最低エネルギーレベル）は、励起子生成層のＴ１より高くないことが好ましい。これは、図２に示されている。
【００４８】
１重項層の適切な材料は当業者に知られている。１重項遮断層の好ましい材料はスチルベンである。
【００４９】
１重項遮断層は、３重項励起子が貫通して拡散できるほど十分し薄くなければならない。好ましくは、１重項遮断層の厚さは１０〜７０ｎｍの範囲である。より好ましくは、１重項遮断層の厚さは２０〜５０ｎｍの範囲である。
【００５０】
１重項遮断層は任意の適切な手法によって装置の製造過程で蒸着される。例えば、１重項遮断層は溶液プロセスによって蒸着される。
【００５１】
第１の実施態様において、励起生成層は装置のアノード側に位置し、燐光性材料は装置のカソード側に位置する。
【００５２】
励起子生成層は３重項励起子が貫通して拡散できるように十分薄くなければならない。第１の実施態様において、好ましくは励起子生成層の厚さは５０ｎｍまでである。
【００５３】
第２の実施態様によれば、装置は、低い電子移動性を有する正孔輸送層、その上に形成される電子輸送層、低い正孔移動性を有する励起子生成層を含む。この構造は、再結合ゾーンがアノードに近く、１重項励起子はその短い半減期のため燐光性層まで拡散できないように十分な厚さの励起子生成層有することを確保するために使用される。第２の実施態様において、励起子生成層は３重項励起子がその長い寿命のために燐光性層まで拡散できるような厚さである。
【００５４】
第２の実施態様において、好ましくは、励起子生成層の厚さは１０〜５０ｎｍの範囲である。１重項遮断層が存在しない場合、励起子生成層は１重項励起子が拡散して外に出ないように十分厚く、しかし３重項励起子が拡散して外に出ない程度に薄い必要がある。
【００５５】
第２の実施態様において、励起子の生成は、再結合ゾーンにおいて、又は発光層と正孔輸送層（ＨＴＬ）（又はＨＴＬが存在しない場合はアノード）の境界で生じる。これは上記の２つの層における正孔と電子の相対的な移動性のためである。正孔はアノードから注入され、電子はカソードから注入される。第２の実施態様において、励起子生成層は装置のアノード側に配置され、燐光性層は装置のカソード側に配置される。この場合、再結合ゾーンは励起子生成層にある。正孔と電子が結合して励起子を生成するためには、電子は燐光性層を通過して励起子生成層の再結合ゾーンに到達しなければならない。したがって、燐光性層は電子輸送できなければならない。
【００５６】
第２の実施態様が好ましい。
【００５７】
アノードは任意の適切な材料を含むことができる。インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）アノードが好ましい。導電性ポリマー層は好ましくはアノード上に供給される。ポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルフォネート）は好ましい導電性ポリマーである。
【００５８】
カソードは任意の適切な材料を含むことができる。カソードは、アルミニウムのようなより高い仕事関数のキャップ材料を選択的に有する、カルシウム又はバリウムのような３ｅＶ以下の仕事関数を有する金属を含むことができる。
【００５９】
あるいは、カソードは金属フッ化物又は酸化物（例えば、ＬｉＦ）及び金属層（例えば、Ａｌ）のような電子注入材料の薄膜を含むことができる。追加の層を蒸着するときに装置の既存層を無傷に保つことが多層装置の製造過程で注意されなければならないことは当業者に理解されるであろう。溶液プロセスによって、これは達成される。例えば、下層が溶解しない溶媒から追加の層を蒸着することである。あるいは、追加の層の蒸着前に下層を不溶性に変えることによって達成することができる。本発明の目的のためには、「溶液プロセス可能な材料／層」という用語は、（ｉ）完成した装置における材料／層、これ自体が溶解性である（したがって、溶液プロセスを可能にする）、及び（ｉｉ）装置の製造過程において溶液蒸着後の完成した装置において不溶性に変えられた材料／層（典型的には、前駆体材料）の両者を意味する。
【００６０】
好ましい溶液プロセス技術は発光装置のようなパターニングされない装置のためのスピンコートである。インクジェット印刷は、画素形成して高密度情報含有ディスプレイのために好ましい溶液プロセスである。
【００６１】
本発明の他の側面は、上記に定義された発光装置を含む照明装置（例えば、フラット照明パネル）を供給する。このような照明装置は、液晶表示装置のバックライトとして使用できる。
【００６２】
他の側面は、上記で定義された発光装置を製造する方法を提供する。この方法においては、好ましくは、励起子生成層及び／又は燐光性層は溶液プロセスによって蒸着される。存在する場合は、好ましくは、１重項励起子遮断層は溶液プロセス法によって蒸着される。また、存在する場合は、正孔輸送層は好ましくは溶液プロセスによって蒸着される。
【００６３】
本発明を、添付の図面を参照することにより詳しく説明する。
【００６４】
図１は、本発明の第１の実施態様の装置構造を示す。
【００６５】
図２は、本発明の第１の実施態様の装置における励起子生成層と燐光性層におけるグランド状態（Ｓ０）に対する１重項（Ｓ１）及び３重項（Ｔ１）励起子のエネルギーを示す。図示されるように、層♯１は１重項遮断層であり、層♯２は励起子生成層である。
【００６６】
図３は、本発明の第２の実施態様の装置構造を示す。
【００６７】
実施例
ガラス基板（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｆｉｌｍｓ， Ｃｏｌｏｒａｄｏ，ＵＳＡより入手可能）上に支持されたインジウム錫酸化物アノード上にＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（Ｈ Ｃ Ｓｔａｃｋ，Ｌｅｖｅｒｋｕｓｅｎ，ＧｅｒｍａｎｙからＢａｙｔｒｏｎ Ｐ（登録商標）として入手可能）がスピンコートにより蒸着される。下記に示され、ＷＯ９９／５４３８５に開示される「Ｆ８−ＴＦＢ」の１０ｎｍ厚さ層はキシレン溶液からスピンコートによりＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ層にスピンコートにより蒸着され、ＷＯ２００４／０２３５７３に開示されるように１８０℃で１時間加熱される。下記に図示され、ＷＯ２００３／０９５５８６に開示される青色ポリマーＰ１は、２５ｎｍの厚さの励起生成層を形成するためにＦ８−ＴＦＢ層上に蒸着され、その上に５０ｎｍの厚さの黄色発光の燐光性層を形成するために重量比で１０：９０のＢｔ２Ｉｒ（ａｃａｃ）：ＢＣＰ混合物が蒸発により蒸着され、最後に、ＬｉＦの薄膜を含むカソード及びアルミニウムのキャップ層がＢＣＰ層上に蒸着された。
【００６８】
装置は、装置を覆って金属封入層（Ｓａｅｓ Ｇｅｔｔｅｒｓ ＳｐＡより入手可能）を置き、密封層を形成するために接着することによりカプセル化された。
【化５】
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第１の実施態様の装置構造を示す。
【図２】本発明の第１の実施態様の装置の励起子生成層と燐光性層におけるＳ０に対するＳ１及びＳ２のエネルギーを示す。
【図３】本発明の第２の実施態様の装置構造を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノード、カソード、及び前記アノードと前記カソードの間に配置される発光領域を含む発光装置であって、前記発光領域は励起子生成層及び燐光性層を含み、前記励起子生成層は有機材料を含み、前記励起子生成層の有機材料は１重項及び３重項励起子を生成し、１重項励起子からの蛍光性発光によって発光し、前記燐光性層は前記励起子生成層から３重項励起子を受領し、前記３重項励起子からの燐光性発光によって発光する発光装置。
【請求項２】
前記装置は白色発光装置である請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記白色発光は、青色光と黄色光が含まれる請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記励起子生成層の有機材料はポリマーを含む請求項１ないし３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
前記励起子生成層は単一材料からなる請求項１ないし４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記励起子生成層の有機材料は青色蛍光性材料からなる請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記励起子生成層は溶液プロセス可能である請求項１ないし６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
前記燐光性層は黄色燐光性材料を含む請求項１ないし７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
前記燐光性層は燐光性有機ポリマー又はオリゴマー、又は低重量分子金属錯体を含む請求項１ないし８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記燐光性層は溶液プロセス可能である請求項１ないし９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
前記励起子生成層と前記燐光性層の間に１重項励起子遮断層が位置する請求項１ないし９のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
前記１重項励起子遮断層はスチルベンを含む請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記１重項励起子遮断層の厚さは１０〜７０ｎｍの範囲である請求項１１又は１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記１重項励起子遮断層は溶液プロセス可能である請求項１１ないし１３のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
前記励起子生成層は装置のアノード側に配置され、前記燐光性層は装置のカソード側に配置される請求項１ないし１０のいずれかに記載の装置。
【請求項１６】
前記励起子性生成層の厚さは１０ないし５０ｎｍの範囲である請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記装置は、前記アノードと前記発光領域の間に配置される正孔輸送層を含む請求項１ないし１６のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】
請求項１ないし１７のいずれかで定義される装置を含む照明装置。
【請求項１】
アノード、カソード、及び前記アノードと前記カソードの間に配置される発光領域を含む発光装置であって、前記発光領域は励起子生成層及び燐光性層を含み、前記励起子生成層は有機材料を含み、前記励起子生成層の有機材料は１重項及び３重項励起子を生成し、１重項励起子からの蛍光性発光によって発光し、前記燐光性層は前記励起子生成層から３重項励起子を受領し、前記３重項励起子からの燐光性発光によって発光する発光装置。
【請求項２】
前記装置は白色発光装置である請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記白色発光は、青色光と黄色光が含まれる請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記励起子生成層の有機材料はポリマーを含む請求項１ないし３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
前記励起子生成層は単一材料からなる請求項１ないし４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記励起子生成層の有機材料は青色蛍光性材料からなる請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記励起子生成層は溶液プロセス可能である請求項１ないし６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
前記燐光性層は黄色燐光性材料を含む請求項１ないし７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
前記燐光性層は燐光性有機ポリマー又はオリゴマー、又は低重量分子金属錯体を含む請求項１ないし８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記燐光性層は溶液プロセス可能である請求項１ないし９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
前記励起子生成層と前記燐光性層の間に１重項励起子遮断層が位置する請求項１ないし９のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
前記１重項励起子遮断層はスチルベンを含む請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記１重項励起子遮断層の厚さは１０〜７０ｎｍの範囲である請求項１１又は１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記１重項励起子遮断層は溶液プロセス可能である請求項１１ないし１３のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
前記励起子生成層は装置のアノード側に配置され、前記燐光性層は装置のカソード側に配置される請求項１ないし１０のいずれかに記載の装置。
【請求項１６】
前記励起子性生成層の厚さは１０ないし５０ｎｍの範囲である請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記装置は、前記アノードと前記発光領域の間に配置される正孔輸送層を含む請求項１ないし１６のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】
請求項１ないし１７のいずれかで定義される装置を含む照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公表番号】特表２００８−５１６４４０（Ｐ２００８−５１６４４０Ａ）
【公表日】平成２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５３５２４１（Ｐ２００７−５３５２４１）
【出願日】平成１７年１０月７日（２００５．１０．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００５／００３８６４
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０３８０２０
【国際公開日】平成１８年４月１３日（２００６．４．１３）
【出願人】（５９７０６３０４８）ケンブリッジ ディスプレイ テクノロジー リミテッド (152)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月７日（２００５．１０．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００５／００３８６４
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０３８０２０
【国際公開日】平成１８年４月１３日（２００６．４．１３）
【出願人】（５９７０６３０４８）ケンブリッジ ディスプレイ テクノロジー リミテッド (152)
【Ｆターム（参考）】
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