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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-19
(45)【発行日】2024-08-27
(54)【発明の名称】有機エレクトロルミネセンス材料及びデバイス
(51)【国際特許分類】
H10K 50/12 20230101AFI20240820BHJP
C09K 11/06 20060101ALI20240820BHJP
G09F 9/30 20060101ALI20240820BHJP
H10K 59/10 20230101ALI20240820BHJP
H10K 85/30 20230101ALI20240820BHJP
H10K 101/10 20230101ALN20240820BHJP
H10K 101/20 20230101ALN20240820BHJP
H10K 101/30 20230101ALN20240820BHJP
【ＦＩ】
H10K50/12
C09K11/06 690
G09F9/30 365
H10K59/10
H10K85/30
H10K101:10
H10K101:20
H10K101:30
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2022209151
(22)【出願日】2022-12-27
(62)【分割の表示】P 2018138172の分割
【原出願日】2018-07-24
(65)【公開番号】P2023040097
(43)【公開日】2023-03-22
【審査請求日】2022-12-27
(31)【優先権主張番号】62/537,029
(32)【優先日】2017-07-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】16/037,167
(32)【優先日】2018-07-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】503055897
【氏名又は名称】ユニバーサル ディスプレイ コーポレイション
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100107515
【弁理士】
【氏名又は名称】廣田 浩一
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】チュン・リン
(72)【発明者】
【氏名】ニコラス・ジェイ・トンプソン
(72)【発明者】
【氏名】ジェラルド・フェルドマン
【審査官】辻本 寛司
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１０／０９８２４６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特表２０２０－５３３３４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１０８１０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２９５１９７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１３－２０１１５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０２８２８３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ１０Ｋ ５０／１２
Ｃ０９Ｋ １１／０６
Ｇ０９Ｆ ９／３０
Ｈ１０Ｋ ５９／１０
Ｈ１０Ｋ ８５／３０
Ｈ１０Ｋ １０１／１０
Ｈ１０Ｋ １０１／２０
Ｈ１０Ｋ １０１／３０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
アノードと、カソードと、
前記アノードと前記カソードとの間に配された有機発光層とを含む有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）であって、前記有機発光層が、
最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）エネルギー、最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）エネルギー、及びＴ１三重項エネルギーを有する第１のホストと、
最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）エネルギー、最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）エネルギー、及びＴ１三重項エネルギーを有する第２のホストと、
最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）エネルギー、最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）エネルギー、及びＴ１三重項エネルギーを有する発光体と、を含み、
前記発光体が、リン光金属錯体及び遅延蛍光発光体からなる群から選択され、
前記第１のホストの前記Ｔ１三重項エネルギーであるＥＨ１Ｔが、前記発光体の前記Ｔ１三重項エネルギーであるＥＥＴよりも高く、
ＥＥＴは、少なくとも２．５０ｅＶであり、
前記第１のホストの前記ＨＯＭＯエネルギーが、前記第２のホストの前記ＨＯＭＯエネルギーよりも高く、
前記発光体の前記ＨＯＭＯエネルギーと前記第１のホストの前記ＨＯＭＯエネルギーとの間の差の絶対値が、ΔＥ２であり、
ΔＥ２≦ｄであり、
ｄは、１．２ｅＶであり、
前記発光体の前記ＬＵＭＯエネルギーと前記第１のホストの前記ＨＯＭＯエネルギーとの間の差の絶対値が、ΔＥ３であり、
ａ≦ΔＥ３－ＥＥＴ≦ｂであり、
ａ≧０．０５ｅＶ且つｂ≦０．６０ｅＶであり、
前記発光体が、式Ｐｔ（Ｌ１）２又はＰｔ（Ｌ１）（Ｌ２）で表され、Ｌ１は、他のＬ１又はＬ２と結合し、四座配位子を形成してもよく、
Ｌ １ 、及びＬ ２ は、同一であっても異なっていてもよく、
Ｌ １ 、及びＬ ２ は、それぞれ独立して、下記からなる群から選択されることを特徴とするＯＬＥＤ。
【化1】
【化2】
Ｘは、ＢＲ’、ＮＲ’、ＰＲ’、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｃ＝Ｏ、Ｓ＝Ｏ、ＳＯ２、ＣＲ’Ｒ’’、ＳｉＲ’Ｒ’’、及びＧｅＲ’Ｒ’’からなる群から選択され、
Ｒ’及びＲ’’は、縮合又は結合して環を形成してもよく、
Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、及びＲｄは、それぞれ、モノ置換から可能な最大数の置換を表す、又は無置換を表してもよく、
Ｒ’、Ｒ’’、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、及びＲｄは、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、環状アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボニル、カルボン酸、エーテル、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルフォニル、ホスフィノ、及びこれらの組合せからなる群から選択され；
任意の２つのＲａ、Ｒｂ、Ｒｃ、及びＲｄは、縮合又は結合して環を形成する、又は多座配位子を形成してもよい。）
【請求項2】
アノードと、カソードと、
前記アノードと前記カソードとの間に配された有機発光層とを含む有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）であって、前記有機発光層が、
最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）エネルギー、最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）エネルギー、及びＴ１三重項エネルギーを有する第１のホストと、
最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）エネルギー、最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）エネルギー、及びＴ１三重項エネルギーを有する第２のホストと、
最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）エネルギー、最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）エネルギー、及びＴ１三重項エネルギーを有する発光体と、を含み、
前記発光体が、リン光金属錯体及び遅延蛍光発光体からなる群から選択され、
前記第１のホストの前記Ｔ１三重項エネルギーであるＥＨ１Ｔが、前記発光体の前記Ｔ１三重項エネルギーであるＥＥＴよりも高く、
ＥＥＴは、少なくとも２．５０ｅＶであり、
前記第１のホストの前記ＨＯＭＯエネルギーが、前記第２のホストの前記ＨＯＭＯエネルギーよりも高く、
前記発光体の前記ＨＯＭＯエネルギーと前記第１のホストの前記ＨＯＭＯエネルギーとの間の差の絶対値が、ΔＥ２であり、
ΔＥ２≦ｄであり、
ｄは、１．２ｅＶであり、
前記発光体の前記ＬＵＭＯエネルギーと前記第１のホストの前記ＨＯＭＯエネルギーとの間の差の絶対値が、ΔＥ３であり、
ａ≦ΔＥ３－ＥＥＴ≦ｂであり、
ａ≧０．０５ｅＶ且つｂ≦０．６０ｅＶであり、
前記発光体が、式Ｍ（Ｌ１）２又はＭ（Ｌ１）（Ｌ２）で表され、
Ｍは、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｒｕ、又はＯｓであり、
Ｌ１及びＬ２は、それぞれ異なる三座配位子であり、それぞれ独立して、下記からなる群から選択されることを特徴とするＯＬＥＤ。
【化3】
【化4】
Ｘは、ＢＲ’、ＮＲ’、ＰＲ’、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｃ＝Ｏ、Ｓ＝Ｏ、ＳＯ２、ＣＲ’Ｒ’’、ＳｉＲ’Ｒ’’、及びＧｅＲ’Ｒ’’からなる群から選択され、
Ｒ’及びＲ’’は、縮合又は結合して環を形成してもよく、
Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、及びＲｄは、それぞれ、モノ置換から可能な最大数の置換を表す、又は無置換を表してもよく、
Ｒ’、Ｒ’’、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、及びＲｄは、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、環状アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボニル、カルボン酸、エーテル、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルフォニル、ホスフィノ、及びこれらの組合せからなる群から選択され；
任意の２つのＲａ、Ｒｂ、Ｒｃ、及びＲｄは、縮合又は結合して環を形成する、又は多座配位子を形成してもよい。）
【請求項3】
アノードと、カソードと、
前記アノードと前記カソードとの間に配された有機発光層とを含む有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）であって、前記有機発光層が、
最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）エネルギー、最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）エネルギー、及びＴ１三重項エネルギーを有する第１のホストと、
最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）エネルギー、最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）エネルギー、及びＴ１三重項エネルギーを有する第２のホストと、
最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）エネルギー、最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）エネルギー、及びＴ１三重項エネルギーを有する発光体と、を含み、
前記発光体が、リン光金属錯体及び遅延蛍光発光体からなる群から選択され、
前記第１のホストの前記Ｔ１三重項エネルギーであるＥＨ１Ｔが、前記発光体の前記Ｔ１三重項エネルギーであるＥＥＴよりも高く、
ＥＥＴは、少なくとも２．５０ｅＶであり、
前記第１のホストの前記ＨＯＭＯエネルギーが、前記第２のホストの前記ＨＯＭＯエネルギーよりも高く、
前記発光体の前記ＨＯＭＯエネルギーと前記第１のホストの前記ＨＯＭＯエネルギーとの間の差の絶対値が、ΔＥ２であり、
ΔＥ２≦ｄであり、
ｄは、１．２ｅＶであり、
前記発光体の前記ＬＵＭＯエネルギーと前記第１のホストの前記ＨＯＭＯエネルギーとの間の差の絶対値が、ΔＥ３であり、
ａ≦ΔＥ３－ＥＥＴ≦ｂであり、
ａ≧０．０５ｅＶ且つｂ≦０．６０ｅＶであり、
前記発光体が、式Ｍ（Ｌ１）ｘ（Ｌ２）ｙ（Ｌ３）ｚで表され、
Ｌ１、Ｌ２、及びＬ３は、同一であっても異なっていてもよく、
ｘは、１、２、又は３であり、
ｙは、０、１、又は２であり、
ｚは、０、１、又は２であり、
ｘ＋ｙ＋ｚは、金属Ｍの酸化状態であり、
Ｌ１が、下記からなる群から選択され、
【化5】
【化6】
【化7】
【化8】
【化9】
【化10】
【化11】
【化12】
【化13】
Ｘは、ＢＲ’、ＮＲ’、ＰＲ’、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｃ＝Ｏ、Ｓ＝Ｏ、ＳＯ２、ＣＲ’Ｒ’’、ＳｉＲ’Ｒ’’、及びＧｅＲ’Ｒ’’からなる群から選択され、
Ｒ’及びＲ’’は、縮合又は結合して環を形成してもよく、
Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、及びＲｄは、それぞれ、モノ置換から可能な最大数の置換を表す、又は無置換を表してもよく、
Ｒ’、Ｒ’’、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、及びＲｄは、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、環状アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボニル、カルボン酸、エーテル、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルフォニル、ホスフィノ、及びこれらの組合せからなる群から選択され；
任意の２つのＲａ、Ｒｂ、Ｒｃ、及びＲｄは、縮合又は結合して環を形成する、又は多座配位子を形成してもよい。）
【請求項4】
前記第１のホストが、電子輸送ホストである請求項１から３のいずれかに記載のＯＬＥＤ。
【請求項5】
前記発光層中の全ての成分において、最も高いＨＯＭＯエネルギーと最も低いＬＵＭＯエネルギーとの間の差の絶対値が、ＥＥＴよりも少なくともａだけ大きい請求項１から３のいずれかに記載のＯＬＥＤ。
【請求項6】
前記第２のホストが、正孔輸送ホストである請求項１から３のいずれかに記載のＯＬＥＤ。
【請求項7】
前記第１のホストが、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、イミダゾール、アザ－トリフェニレン、アザ－カルバゾール、アザ－ジベンゾチオフェン、アザ－ジベンゾフラン、及びアザ－ジベンゾセレノフェンからなる群から選択される少なくとも１つの化学基を含む請求項１から３のいずれかに記載のＯＬＥＤ。
【請求項8】
前記発光体が、Ｉｒ（Ｌ１）（Ｌ２）（Ｌ３）、Ｉｒ（Ｌ１）２（Ｌ２）、及びＩｒ（Ｌ１）３からなる群から選択される式で表され、Ｌ１、Ｌ２、及びＬ３は、異なっており、
Ｌ２、及びＬ３は、それぞれ独立して、下記からなる群から選択される請求項３に記載のＯＬＥＤ。
【化14】
【請求項9】
請求項１から３のいずれかに記載のＯＬＥＤを含む消費者製品であって、フラットパネルディスプレイ、カーブドディスプレイ、コンピュータモニター、メディカルモニター、テレビ、掲示板、屋内若しくは屋外照明及び／又は信号送信用のライト、ヘッドアップディスプレイ、完全又は部分透明ディスプレイ、フレキシブルディスプレイ、ローラブルディスプレイ、フォールダブルディスプレイ、ストレッチャブルディスプレイ、レーザープリンター、電話、モバイル電話、タブレット、ファブレット、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ウェアラブルデバイス、ラップトップコンピュータ、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、３－Ｄディスプレイ、バーチャルリアリティ又は拡張現実ディスプレイ、車両、共に並べた複数のディスプレイを含むビデオウォール、劇場又はスタジアムのスクリーン、及び看板のいずれかであることを特徴とする消費者製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本願は、その内容の全体を参照によって援用する、２０１７年７月２６日出願の米国仮出願第６２／５３７，０２９号の優先権を主張する非仮出願である。
本願は、その内容の全体を参照によって援用する、２０１７年７月２６日出願の米国仮出願第６２／５３７，０２９号の優先権を主張する非仮出願である。
【0002】
本発明は、特定のエネルギー準位を有する電子輸送ホスト及び／又は正孔輸送ホストを用いて青色スペクトル領域の光を発する有機発光デバイスのための新規なデバイス構造に関する。
【背景技術】
【0003】
有機材料を利用する光電子デバイスは、いくつもの理由から、次第に望ましいものとなりつつある。そのようなデバイスを作製するために使用される材料の多くは比較的安価であるため、有機光電子デバイスは無機デバイスを上回るコスト優位性の可能性を有する。加えて、柔軟性等の有機材料の固有の特性により、該材料は、フレキシブル基板上での製作等の特定用途によく適したものとなり得る。有機光電子デバイスの例は、有機発光ダイオード／デバイス（ＯＬＥＤ）、有機光トランジスタ、有機光電池及び有機光検出器を含む。ＯＬＥＤについて、有機材料は従来の材料を上回る性能の利点を有し得る。例えば、有機発光層が光を放出する波長は、概して、適切なドーパントで容易に調整され得る。
【0004】
ＯＬＥＤはデバイス全体に電圧が印加されると光を放出する薄い有機膜を利用する。ＯＬＥＤは、フラットパネルディスプレイ、照明及びバックライティング等の用途において使用するためのますます興味深い技術となりつつある。数種のＯＬＥＤ材料及び構成は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、特許文献１、特許文献２及び特許文献３において記述されている。
【0005】
リン光性発光分子の１つの用途は、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業界標準は、「飽和（ｓａｔｕｒａｔｅｄ）」色と称される特定の色を放出するように適合された画素を必要とする。特に、これらの標準は、飽和した赤色、緑色及び青色画素を必要とする。若しくは、ＯＬＥＤは、白色光を照射するように設計することができる。従来の、白色バックライトからの液晶ディスプレイ発光は、吸収フィルターを用いてフィルタリングされ、赤色、緑色、及び青色発光を生成する。同様の技術は、ＯＬＥＤでも用いられることができる。白色ＯＬＥＤは、単一のＥＭＬデバイス又は積層体構造のいずれかであることができる。色は、当技術分野において周知のＣＩＥ座標を使用して測定することができる。
【0006】
緑色発光分子の一例は、下記の構造：
を有する、Ｉｒ（ｐｐｙ）３と表示されるトリス（２－フェニルピリジン）イリジウムである。
【化1】
【0007】
この図面及び本明細書における後出の図面中で、本発明者らは、窒素から金属（ここではＩｒ）への配位結合を直線として描写する。
【0008】
本明細書において使用される場合、用語「有機」は、有機光電子デバイスを製作するために使用され得るポリマー材料及び小分子有機材料を含む。「小分子」は、ポリマーでない任意の有機材料を指し、且つ「小分子」は実際にはかなり大型であってよい。小分子は、いくつかの状況において繰り返し単位を含み得る。例えば、長鎖アルキル基を置換基として使用することは、「小分子」クラスから分子を排除しない。小分子は、例えばポリマー骨格上のペンダント基として、又は該骨格の一部として、ポリマーに組み込まれてもよい。小分子は、コア部分上に構築された一連の化学的シェルからなるデンドリマーのコア部分として役立つこともできる。デンドリマーのコア部分は、蛍光性又はリン光性小分子発光体であってよい。デンドリマーは「小分子」であってよく、ＯＬＥＤの分野において現在使用されているデンドリマーはすべて小分子であると考えられている。
【0009】
本明細書において使用される場合、「頂部」は基板から最遠部を意味するのに対し、「底部」は基板の最近部を意味する。第一層が第二層「の上に配置されている」と記述される場合、第一層のほうが基板から遠くに配置されている。第一層が第二層「と接触している」ことが指定されているのでない限り、第一層と第二層との間に他の層があってもよい。例えば、間に種々の有機層があるとしても、カソードはアノード「の上に配置されている」と記述され得る。
【0010】
本明細書において使用される場合、「溶液プロセス可能な」は、溶液又は懸濁液形態のいずれかの液体媒質に溶解、分散若しくは輸送することができ、且つ／又は該媒質から堆積することができるという意味である。
【0011】
配位子は、該配位子が発光材料の光活性特性に直接寄与していると考えられる場合、「光活性」と称され得る。配位子は、該配位子が発光材料の光活性特性に寄与していないと考えられる場合には「補助」と称され得るが、補助配位子は、光活性配位子の特性を変化させることができる。
【0012】
本明細書において使用される場合、当業者には概して理解されるであろう通り、第一の「最高被占分子軌道」（ＨＯＭＯ）又は「最低空分子軌道」（ＬＵＭＯ）エネルギー準位は、第一のエネルギー準位が真空エネルギー準位に近ければ、第二のＨＯＭＯ又はＬＵＭＯエネルギー準位「よりも大きい」又は「よりも高い」。イオン化ポテンシャル（ＩＰ）は、真空準位と比べて負のエネルギーとして測定されるため、より高いＨＯＭＯエネルギー準位は、より小さい絶対値を有するＩＰ（あまり負でないＩＰ）に相当する。同様に、より高いＬＵＭＯエネルギー準位は、より小さい絶対値を有する電子親和力（ＥＡ）（あまり負でないＥＡ）に相当する。頂部に真空準位がある従来のエネルギー準位図において、材料のＬＵＭＯエネルギー準位は、同じ材料のＨＯＭＯエネルギー準位よりも高い。「より高い」ＨＯＭＯ又はＬＵＭＯエネルギー準位は、「より低い」ＨＯＭＯ又はＬＵＭＯエネルギー準位よりもそのような図の頂部に近いように思われる。
【0013】
本明細書において使用される場合、当業者には概して理解されるであろう通り、第一の仕事関数がより高い絶対値を有するならば、第一の仕事関数は第二の仕事関数「よりも大きい」又は「よりも高い」。仕事関数は概して真空準位と比べて負数として測定されるため、これは「より高い」仕事関数が更に負であることを意味する。頂部に真空準位がある従来のエネルギー準位図において、「より高い」仕事関数は、真空準位から下向きの方向に遠く離れているものとして例証される。故に、ＨＯＭＯ及びＬＵＭＯエネルギー準位の定義は、仕事関数とは異なる慣例に準ずる。
【0014】
ＯＬＥＤについての更なる詳細及び上述した定義は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる特許文献４において見ることができる。
【発明の概要】
【0015】
商業的な高性能青色発光デバイス、即ち、青色（発光スペクトルの最大波長が約５００ｎｍ未満）を発するデバイス（以下、「青色デバイス」と称する）を高効率且つ長デバイス寿命で達成するために、ＯＬＥＤ産業は、大きな課題を持ち続けている。過去においては、青色発光デバイスは、その発光層に、主に、広いバンドギャップホスト材料又は正孔輸送ホスト材料を使用した。本開示において、発明者らは、特定のエネルギー要件を有する電子輸送ホスト（ｅ－ホスト）材料及び／又は正孔輸送ホスト（ｈ－ホスト）材料を利用する新規デバイスを開示する。これらの新しいデバイスは、全体的なデバイス性能を著しく改善することができる。
【0016】
ＯＬＥＤが開示され、前記ＯＬＥＤは、アノードと、カソードと、前記アノードと前記カソードとの間に配された有機発光層とを含む。前記有機発光層は、第１のホストと発光体とを含む。前記第１のホストと前記発光体はそれぞれ、ＨＯＭＯエネルギー、ＬＵＭＯエネルギー、及びＴ１三重項エネルギーを有する材料のものである。前記発光体は、リン光金属錯体及び遅延蛍光発光体からなる群から選択される。前記第１のホストのＴ１三重項エネルギーであるＥＨ１Ｔは、前記発光体のＴ１三重項エネルギーであるＥＥＴよりも高く、ＥＥＴは、少なくとも２．５０ｅＶである。前記第１のホストのＬＵＭＯエネルギー準位は、前記発光体のＨＯＭＯエネルギー準位よりも高い。前記発光体のＨＯＭＯエネルギーと前記第１のホストのＬＵＭＯエネルギーとの間の差の絶対値は、ΔＥ１で表され、ａ≦ΔＥ１－ＥＥＴ≦ｂであり、ａ≧０．００５ｅＶ且つｂ≦０．６０ｅＶである。
【0017】
幾つかの実施形態においては、ＯＬＥＤが開示され、前記ＯＬＥＤは、アノードと、カソードと、前記アノードと前記カソードとの間に配された有機発光層とを含む。前記有機発光層は、第１のホストと、第２のホストと、発光体とを含む。前記第１のホスト、前記第２のホスト、及び前記発光体はそれぞれ、ＨＯＭＯエネルギー、ＬＵＭＯエネルギー、及びＴ１三重項エネルギーを有する材料のものである。前記発光体は、リン光金属錯体及び遅延蛍光発光体からなる群から選択される。前記第１のホストのＴ１三重項エネルギーであるＥＨ１Ｔが、前記発光体のＴ１三重項エネルギーであるＥＥＴよりも高く、ＥＥＴは、少なくとも２．５０ｅＶである。前記第１のホストのＨＯＭＯエネルギー準位は、前記第２のホストのＨＯＭＯエネルギー準位よりも高く、前記発光体のＨＯＭＯと前記第１のホストのＨＯＭＯとの間の差の絶対値は、ΔＥ２で表され、ΔＥ２≦ｄであり、ｄは、１．２ｅＶである。前記発光体のＬＵＭＯと前記第１のホストのＨＯＭＯとの間の差の絶対値は、ΔＥ３で表され、ａ≦ΔＥ３－ＥＥＴ≦ｂであり、ａ≧０．０５ｅＶ且つｂ≦０．６０ｅＶである。
【0018】
幾つかの実施形態においては、ＯＬＥＤが開示され、前記ＯＬＥＤは、アノードと、カソードと、前記アノードと前記カソードとの間に配された有機発光層とを含む。前記有機発光層は、ＨＯＭＯエネルギー、ＬＵＭＯエネルギー、及びＴ１三重項エネルギーを有する第１のホストと、ＨＯＭＯエネルギー、ＬＵＭＯエネルギー、及びＴ１三重項エネルギーを有する第２のホストと、ＨＯＭＯエネルギー、ＬＵＭＯエネルギー、及びＴ１三重項エネルギーを有する第３のホストと、ＨＯＭＯエネルギー、ＬＵＭＯエネルギー、及びＴ１三重項エネルギーを有する発光体とを含む。前記発光体は、少なくとも２．５０ｅＶのＴ１三重項エネルギーであるＥＥＴを有するリン光金属錯体である。前記第１のホストのＬＵＭＯエネルギーは、前記発光体のＨＯＭＯエネルギーよりも高く、前記発光体のＨＯＭＯエネルギーと前記第１のホストのＬＵＭＯエネルギーとの間の差の絶対値は、ΔＥ１である。前記第２のホストのＨＯＭＯエネルギーは、前記発光体のＨＯＭＯエネルギーよりも低く、前記発光体のＨＯＭＯエネルギーと前記第２のホストのＨＯＭＯエネルギーとの間の差の絶対値は、ΔＥ４である。この実施形態においては、ａ≦ΔＥ１－ＥＥＴ≦ｂであり、ａ≧０．００５ｅＶ且つｂ≦０．６０ｅＶであり、ΔＥ４≦ｄであり、ｄは、１．２ｅＶであり、前記第３のホストのＨＯＭＯエネルギーは、前記第２のホストのＨＯＭＯエネルギーよりも低い。
【0019】
幾つかの実施形態においては、ＯＬＥＤが開示され、前記ＯＬＥＤは、アノードと、カソードと、前記アノードと前記カソードとの間に配された有機発光層とを含む。前記有機発光層は、ＨＯＭＯエネルギー、ＬＵＭＯエネルギー、及びＴ１三重項エネルギーを有する第１のホストと、ＨＯＭＯエネルギー、ＬＵＭＯエネルギー、及びＴ１三重項エネルギーを有する第２のホストと、ＨＯＭＯエネルギー、ＬＵＭＯエネルギー、及びＴ１三重項エネルギーを有する第３のホストと、ＨＯＭＯエネルギー、ＬＵＭＯエネルギー、及びＴ１三重項エネルギーを有する発光体とを含む。前記発光体は、少なくとも２．５０ｅＶのＴ１三重項エネルギーであるＥＥＴを有するリン光金属錯体である。前記第１のホストのＬＵＭＯエネルギーは、前記発光体のＨＯＭＯエネルギーよりも高い。前記第２のホストのＨＯＭＯエネルギー準位と前記第１のホストのＬＵＭＯエネルギーとの間の差の絶対値は、ΔＥ５である。前記第２のホストのＨＯＭＯエネルギー準位は、前記発光体のＨＯＭＯエネルギーよりも高く、前記発光体のＨＯＭＯエネルギー準位と前記第２のホストのＨＯＭＯエネルギーとの間の差の絶対値は、ΔＥ４である。この実施形態においては、ａ≦ΔＥ５－ＥＥＴ≦ｂであり、ａ≧０．００５ｅＶ且つｂ≦０．６０ｅＶであり、ΔＥ４≦ｄであり、ｄは、１．２ｅＶである。
【0020】
更に別の実施形態によれば、本明細書に開示されるＯＬＥＤを１つ以上含む消費者製品が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】
【0025】
【0026】
【0027】
【0028】
【0029】
【0030】
【0031】
【0032】
【0033】
【0034】
【0035】
【0036】
【0037】
【発明を実施するための形態】
【0038】
概して、ＯＬＥＤは、アノード及びカソードの間に配置され、それらと電気的に接続された少なくとも１つの有機層を含む。電流が印加されると、アノードが正孔を注入し、カソードが電子を有機層（複数可）に注入する。注入された正孔及び電子は、逆帯電した電極にそれぞれ移動する。電子及び正孔が同じ分子上に局在する場合、励起エネルギー状態を有する局在電子正孔対である「励起子」が形成される。光は、励起子が緩和した際に、光電子放出機構を介して放出される。いくつかの事例において、励起子はエキシマー又はエキサイプレックス上に局在し得る。熱緩和等の無輻射機構が発生する場合もあるが、概して望ましくないとみなされている。
【0039】
初期のＯＬＥＤは、例えば、参照によりその全体が組み込まれる米国特許第４，７６９，２９２号において開示されている通り、その一重項状態から光を放出する発光分子（「蛍光」）を使用していた。蛍光発光は、概して、１０ナノ秒未満の時間枠で発生する。
【0040】
ごく最近では、三重項状態から光を放出する発光材料（「リン光」）を有するＯＬＥＤが実証されている。参照によりその全体が組み込まれる、Ｂａｌｄｏら、「Ｈｉｇｈｌｙ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｆｒｏｍ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｅｖｉｃｅｓ」、３９５巻、１５１～１５４、１９９８；（「Ｂａｌｄｏ－Ｉ」）及びＢａｌｄｏら、「Ｖｅｒｙ ｈｉｇｈ－ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｇｒｅｅｎ ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ」、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、７５巻、３号、４～６（１９９９）（「Ｂａｌｄｏ－ＩＩ」）。リン光については、参照により組み込まれる米国特許第７，２７９，７０４号５～６段において更に詳細に記述されている。
【0041】
図１は、有機発光デバイス１００を示す。図は必ずしも一定の縮尺ではない。デバイス１００は、基板１１０、アノード１１５、正孔注入層１２０、正孔輸送層１２５、電子ブロッキング層１３０、発光層１３５、正孔ブロッキング層１４０、電子輸送層１４５、電子注入層１５０、保護層１５５、カソード１６０、及びバリア層１７０を含み得る。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、記述されている層を順に堆積させることによって製作され得る。これらの種々の層の特性及び機能並びに材料例は、参照により組み込まれるＵＳ７，２７９，７０４、６～１０段において更に詳細に記述されている。
【0042】
これらの層のそれぞれについて、更なる例が利用可能である。例えば、フレキシブル及び透明基板－アノードの組合せは、参照によりその全体が組み込まれる米国特許第５、８４４、３６３号において開示されている。ｐ－ドープされた正孔輸送層の例は、参照によりその全体が組み込まれる米国特許出願公開第２００３／０２３０９８０号において開示されている通りの、５０：１のモル比でｍ－ＭＴＤＡＴＡにＦ４－ＴＣＮＱをドープしたものである。発光材料及びホスト材料の例は、参照によりその全体が組み込まれるＴｈｏｍｐｓｏｎらの米国特許第６，３０３，２３８号において開示されている。ｎ－ドープされた電子輸送層の例は、参照によりその全体が組み込まれる米国特許出願公開第２００３／０２３０９８０号において開示されている通りの、１：１のモル比でＢＰｈｅｎにＬｉをドープしたものである。参照によりその全体が組み込まれる米国特許第５，７０３，４３６号及び同第５，７０７，７４５号は、上を覆う透明の、導電性の、スパッタリング蒸着したＩＴＯ層を持つＭｇ：Ａｇ等の金属の薄層を有する複合カソードを含むカソードの例を開示している。ブロッキング層の理論及び使用は、参照によりその全体が組み込まれる米国特許第６，０９７，１４７号及び米国特許出願公開第２００３／０２３０９８０号において更に詳細に記述されている。注入層の例は、参照によりその全体が組み込まれる米国特許出願公開第２００４／０１７４１１６号において提供されている。保護層についての記述は、参照によりその全体が組み込まれる米国特許出願公開第２００４／０１７４１１６号において見ることができる。
【0043】
図２は、反転させたＯＬＥＤ２００を示す。デバイスは、基板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、記述されている層を順に堆積させることによって製作され得る。最も一般的なＯＬＥＤ構成はアノードの上に配置されたカソードを有し、デバイス２００はアノード２３０の下に配置されたカソード２１５を有するため、デバイス２００は「反転させた」ＯＬＥＤと称されることがある。デバイス１００に関して記述されたものと同様の材料を、デバイス２００の対応する層において使用してよい。図２は、いくつかの層が如何にしてデバイス１００の構造から省略され得るかの一例を提供するものである。
【0044】
図１及び２において例証されている単純な層構造は、非限定的な例として提供されるものであり、本発明の実施形態は多種多様な他の構造に関連して使用され得ることが理解される。記述されている特定の材料及び構造は、事実上例示的なものであり、他の材料及び構造を使用してよい。機能的なＯＬＥＤは、記述されている種々の層を様々な手法で組み合わせることによって実現され得るか、又は層は、設計、性能及びコスト要因に基づき、全面的に省略され得る。具体的には記述されていない他の層も含まれ得る。具体的に記述されているもの以外の材料を使用してよい。本明細書において提供されている例の多くは、単一材料を含むものとして種々の層を記述しているが、ホスト及びドーパントの混合物等の材料の組合せ、又はより一般的には混合物を使用してよいことが理解される。また、層は種々の副層を有してもよい。本明細書における種々の層に与えられている名称は、厳しく限定することを意図するものではない。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、正孔を発光層２２０に注入し、正孔輸送層又は正孔注入層として記述され得る。一実施形態において、ＯＬＥＤは、カソード及びアノードの間に配置された「有機層」を有するものとして記述され得る。有機層は単層を含んでいてよく、又は、例えば図１及び２に関して記述されている通りの異なる有機材料の多層を更に含んでいてよい。
【0045】
参照によりその全体が組み込まれるＦｒｉｅｎｄらの米国特許第５，２４７，１９０号において開示されているもののようなポリマー材料で構成されるＯＬＥＤ（ＰＬＥＤ）等、具体的には記述されていない構造及び材料を使用してもよい。更なる例として、単一の有機層を有するＯＬＥＤが使用され得る。ＯＬＥＤは、例えば、参照によりその全体が組み込まれるＦｏｒｒｅｓｔらの米国特許第５，７０７，７４５号において記述されている通り、積み重ねられてよい。ＯＬＥＤ構造は、図１及び２において例証されている単純な層構造から逸脱してよい。例えば、基板は、参照によりその全体が組み込まれる、Ｆｏｒｒｅｓｔらの米国特許第６，０９１，１９５号において記述されている通りのメサ構造及び／又はＢｕｌｏｖｉｃらの米国特許第５，８３４，８９３号において記述されている通りのくぼみ構造等、アウトカップリングを改良するための角度のついた反射面を含み得る。
【0046】
別段の規定がない限り、種々の実施形態の層のいずれも、任意の適切な方法によって堆積され得る。有機層について、好ましい方法は、参照によりその全体が組み込まれる米国特許第６，０１３，９８２号及び同第６，０８７，１９６号において記述されているもの等の熱蒸着、インクジェット、参照によりその全体が組み込まれるＦｏｒｒｅｓｔらの米国特許第６，３３７，１０２号において記述されているもの等の有機気相堆積（ＯＶＰＤ）、並びに参照によりその全体が組み込まれる米国特許第７，４３１，９６８号において記述されているもの等の有機気相ジェットプリンティング（ＯＶＪＰ）による堆積を含む。他の適切な堆積法は、スピンコーティング及び他の溶液ベースのプロセスを含む。溶液ベースのプロセスは、好ましくは、窒素又は不活性雰囲気中で行われる。他の層について、好ましい方法は熱蒸着を含む。好ましいパターニング法は、参照によりその全体が組み込まれる米国特許第６，２９４，３９８号及び同第６，４６８，８１９号において記述されているもの等のマスク、冷間圧接を経由する堆積、並びにインクジェット及び有機気相ジェットプリンティング（ＯＶＪＰ）等の堆積法のいくつかに関連するパターニングを含む。他の方法を使用してもよい。堆積する材料は、特定の堆積法と適合するように修正され得る。例えば、分枝鎖状又は非分枝鎖状であり、且つ好ましくは少なくとも３個の炭素を含有するアルキル及びアリール基等の置換基は、溶液プロセシングを受ける能力を増強するために、小分子において使用され得る。２０個以上の炭素を有する置換基を使用してよく、３～２０個の炭素が好ましい範囲である。非対称構造を持つ材料は、対称構造を有するものよりも良好な溶液プロセス性を有し得、これは、非対称材料のほうが再結晶する傾向が低くなり得るからである。溶液プロセシングを受ける小分子の能力を増強するために、デンドリマー置換基が使用され得る。
【0047】
本発明の実施形態に従って製作されたデバイスは、バリア層を更に含んでいてよい。バリア層の１つの目的は、電極及び有機層を、水分、蒸気及び／又はガス等を含む環境における有害な種への損傷性暴露から保護することである。バリア層は、基板、電極の上、下若しくは隣に、又はエッジを含むデバイスの任意の他の部分の上に堆積し得る。バリア層は、単層又は多層を含んでいてよい。バリア層は、種々の公知の化学気相堆積技術によって形成され得、単相を有する組成物及び多相を有する組成物を含み得る。任意の適切な材料又は材料の組合せをバリア層に使用してよい。バリア層は、無機若しくは有機化合物又は両方を組み込み得る。好ましいバリア層は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、米国特許第７，９６８，１４６号、ＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０２３０９８号及び同第ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０４２８２９号において記述されている通りの、ポリマー材料及び非ポリマー材料の混合物を含む。「混合物」とみなされるためには、バリア層を構成する前記のポリマー及び非ポリマー材料は、同じ反応条件下で及び／又は同時に堆積されるべきである。ポリマー材料対非ポリマー材料の重量比は、９５：５から５：９５の範囲内となり得る。ポリマー材料及び非ポリマー材料は、同じ前駆体材料から作成され得る。一例において、ポリマー材料及び非ポリマー材料の混合物は、ポリマーケイ素及び無機ケイ素から本質的になる。
【0048】
本発明の実施形態にしたがって作製されたデバイスは、種々の電気製品又は中間部品に組み込まれることができる多種多様な電子部品モジュール（又はユニット）に組み込まれることができる。このような電気製品又は中間部品としては、エンドユーザーの製品製造者によって利用されることができるディスプレイスクリーン、照明デバイス（離散的光源デバイス又は照明パネル等）が挙げられる。このような電子部品モジュールは、駆動エレクトロニクス及び／又は電源を任意に含むことができる。本発明の実施形態にしたがって作製されたデバイスは、組み込まれた１つ以上の電子部品モジュール（又はユニット）を有する多種多様な消費者製品に組み込まれることができる。ＯＬＥＤの有機層に本開示の化合物を含むＯＬＥＤを含む消費者製品が開示される。このような消費者製品は、１つ以上の光源及び／又は１つ以上のある種の表示装置を含む任意の種類の製品を含む。このような消費者製品の幾つかの例としては、フラットパネルディスプレイ、カーブドディスプレイ、コンピュータモニター、メディカルモニター、テレビ、掲示板、屋内若しくは屋外照明及び／又は信号送信用のライト、ヘッドアップディスプレイ、完全又は部分透明ディスプレイ、フレキシブルディスプレイ、ローラブルディスプレイ、フォールダブルディスプレイ、ストレッチャブルディスプレイ、レーザープリンター、電話、モバイル電話、タブレット、ファブレット、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡｓ）、ウェアラブルデバイス、ラップトップコンピュータ、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（対角で２インチ未満のディスプレイ）、３－Ｄディスプレイ、バーチャルリアリティ又は拡張現実ディスプレイ、車両、共に並べた複数のディスプレイを含むビデオウォール（ｖｉｄｅｏ ｗａｌｌｓ）、劇場又はスタジアムのスクリーン、及び看板を含む。パッシブマトリックス及びアクティブマトリックスを含む種々の制御機構を使用して、本発明に従って製作されたデバイスを制御することができる。デバイスの多くは、摂氏１８度から摂氏３０度、より好ましくは室温（摂氏２０～２５度）等、ヒトに快適な温度範囲内での使用が意図されているが、この温度範囲外、例えば、摂氏－４０度～＋８０度で用いることもできる。
【0049】
本明細書において記述されている材料及び構造は、ＯＬＥＤ以外のデバイスにおける用途を有し得る。例えば、有機太陽電池及び有機光検出器等の他の光電子デバイスが、該材料及び構造を用い得る。より一般的には、有機トランジスタ等の有機デバイスが、該材料及び構造を用い得る。
【0050】
用語「ハロ」、「ハロゲン」、及び「ハライド」は、相互交換可能に使用され、フッ素、塩素、臭素、及びヨウ素を意味する。
【0051】
用語「アシル」は、置換カルボニル基（Ｃ（Ｏ）－Ｒｓ）を意味する。
【0052】
用語「エステル」は、置換オキシカルボニル（－Ｏ－Ｃ（Ｏ）－Ｒｓ又は－Ｃ（Ｏ）－Ｏ－Ｒｓ）基を意味する。
【0053】
用語「エーテル」は、－ＯＲｓ基を意味する。
【0054】
用語「スルファニル」又は「チオ－エーテル」は、相互交換可能に使用され、－ＳＲｓ基を意味する。
【0055】
用語「スルフィニル」は、－Ｓ（Ｏ）－Ｒｓ基を意味する。
【0056】
用語「スルフォニル」は、－ＳＯ２－Ｒｓ基を意味する。
【0057】
用語「ホスフィノ」は、－Ｐ（Ｒｓ）３基を意味し、各Ｒｓは、同一であっても異なっていてもよい。
【0058】
用語「シリル」は、－Ｓｉ（Ｒｓ）３基を意味し、各Ｒｓは、同一であっても異なっていてもよい。
【0059】
前記のそれぞれにおいて、Ｒｓは、水素であるか、又は重水素、ハロゲン、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、及びこれらの組合せからなる群から選択される置換基であることができる。好ましいＲｓは、アルキル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、及びこれらの組合せからなる群から選択される。
【0060】
用語「アルキル」は、直鎖及び分岐鎖アルキル基のいずれをも意味し、これらを含む。好ましいアルキル基としては、１個から１５個までの炭素原子を含むものであり、メチル、エチル、プロピル、１－メチルエチル、ブチル、１－メチルプロピル、２－メチルプロピル、ペンチル、１－メチルブチル、２－メチルブチル、３－メチルブチル、１，１－ジメチルプロピル、１，２－ジメチルプロピル、及び２，２－ジメチルプロピル等が挙げられる。更に、前記アルキル基は、置換されていてもよい。
【0061】
用語「シクロアルキル」は、単環状、多環状、及びスピロアルキル基を意味し、これらを含む。好ましいシクロアルキル基としては、３～１２個の環炭素原子を含むものであり、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル、ビシクロ［３．１．１］ヘプチル、スピロ［４．５］デシル、スピロ［５．５］ウンデシル、及びアダマンチル等が挙げられる。更に、前記シクロアルキル基は、置換されていてもよい。
【0062】
用語「ヘテロアルキル」又は「ヘテロシクロアルキル」は、ヘテロ原子によって置換された少なくとも１つの炭素原子を有するアルキル又はシクロアルキル基をそれぞれ意味する。任意に、少なくとも１つのヘテロ原子は、Ｏ、Ｓ、Ｎ、Ｐ、Ｂ、Ｓｉ、及びＳｅから選択され、好ましくはＯ、Ｓ、又はＮである。更に、ヘテロアルキル又はヘテロシクロアルキル基は、置換されていてもよい。
【0063】
用語「アルケニル」は、直鎖及び分岐鎖アルケン基のいずれをも意味し、これらを含む。アルケニル基は、本質的に、アルキル鎖中に少なくとも１つの炭素－炭素二重結合を含むアルキル基である。シクロアルケニル基は、本質的に、シクロアルキル環中に少なくとも１つの炭素－炭素二重結合を含むシクロアルキル基である。本明細書で使用される用語「ヘテロアルケニル」は、ヘテロ原子によって置換された少なくとも１つの炭素原子を有するアルケニル基を意味する。任意に、少なくとも１つのヘテロ原子は、Ｏ、Ｓ、Ｎ、Ｐ、Ｂ、Ｓｉ、及びＳｅから選択され、好ましくはＯ、Ｓ、又はＮである。好ましいアルケニル、シクロアルケニル、又はヘテロアルケニル基としては、２～１５個の炭素原子を含むものである。更に、前記アルケニル、シクロアルケニル、又はヘテロアルケニル基は、置換されていてもよい。
【0064】
用語「アルキニル」は、直鎖及び分岐鎖アルキン基のいずれをも意味し、これらを含む。好ましいアルキニル基は、２～１５個の炭素原子を含むアルキニル基である。更に、前記アルキニル基は置換されていてもよい。
【0065】
用語「アラルキル」又は「アリールアルキル」は、相互交換可能に使用され、アリール基で置換されるアルキル基を意味する。更に、前記アラルキル基は、置換されていてもよい。
【0066】
用語「ヘテロ環基」は、少なくとも１つのヘテロ原子を含む芳香族環基及び非芳香族環基を意味し、これらを含む。任意に、少なくとも１つのヘテロ原子は、Ｏ、Ｓ、Ｎ、Ｐ、Ｂ、Ｓｉ、及びＳｅから選択され、好ましくはＯ、Ｓ、又はＮである。ヘテロ芳香族環基は、ヘテロアリールと相互交換可能に使用することができる。好ましいヘテロ非芳香族環基は、３～７個の環原子を含む少なくとも１つのヘテロ原子であり、モルホリノ、ピペリジノ、ピロリジノ等の環状アミンを含み、及びテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、テトラヒドロチオフェン等の環状エーテル／チオ－エーテルを含む。更に、前記ヘテロ環基は、置換されていてもよい。
【0067】
用語「アリール」は、単環芳香族ヒドロカルビル基及び多環芳香族環系のいずれをも意味し、これらを含む。多環とは、２つの隣接する環により２つの炭素が共有されている（前記環は、「縮合」している）２つ以上の環を有することができ、前記環の少なくとも１つは、芳香族ヒドロカルビル基であり、例えば、他の環は、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリール、ヘテロ環、及び／又はヘテロアリールである。好ましいアリール基は、６～３０個の炭素原子を含むものであり、６～２０個の炭素原子を含むものが好ましく、６～１２個の炭素原子を含むものが更に好ましい。６個の炭素を有するアリール基、１０個の炭素を有するアリール基、又は１２個の炭素を有するアリール基が特に好ましい。好適なアリール基としては、フェニル、ビフェニル、トリフェニル、トリフェニレン、テトラフェニレン、ナフタレン、アントラセン、フェナレン、フェナンスレン、フルオレン、ピレン、クリセン、ペリレン、及びアズレン等が挙げられ、フェニル、ビフェニル、トリフェニル、トリフェニレン、フルオレン、及びナフタレンが好ましい。更に、前記アリール基は、置換されていてもよい。
【0068】
用語「ヘテロアリール」は、少なくとも１つのヘテロ原子を含む単環複素芳香族基及び多環芳香族環系のいずれをも意味し、これらを含む。ヘテロ原子としては、Ｏ、Ｓ、Ｎ、Ｐ、Ｂ、Ｓｉ、及びＳｅが挙げられるが、これらに限定されない。多くの場合、Ｏ、Ｓ、又はＮが好ましいヘテロ原子である。ヘテロ単環芳香族系は、好ましくは５又は６個の環原子を有する単環であり、環は、１～６個のヘテロ原子を有することができる。ヘテロ多環系は、２つの隣接する環により２つの原子が共有されている（前記環は、「縮合」している）２つ以上の環を有することができ、前記環の少なくとも１つは、ヘテロアリールであり、例えば、他の環は、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリール、ヘテロ環、及び／又はヘテロアリールであることができる。ヘテロ多環芳香族系は、多環芳香族環系の１つの環当たり１～６個のヘテロ原子を有することができる。好ましいヘテロアリール基は、３～３０個の炭素原子を含むものであり、３～２０個の炭素原子を含むものが好ましく、３～１２個の炭素原子を含むものがより好ましい。好適なヘテロアリール基としては、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、ジベンゾセレノフェン、フラン、チオフェン、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾセレノフェン、カルバゾール、インドロカルバゾール、ピリジルインドール、ピロロジピリジン、ピラゾール、イミダゾール、トリアゾール、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、オキサトリアゾール、ジオキサゾール、チアジアゾール、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、オキサジン、オキサチアジン、オキサジアジン、インドール、ベンズイミダゾール、インダゾール、インドキサジン、ベンゾキサゾール、ベンズイソオキサゾール、ベンゾチアゾール、キノリン、イソキノリン、シンノリン、キナゾリン、キノキサリン、ナフチリジン、フタラジン、プテリジン、キサンテン、アクリジン、フェナジン、フェノチアジン、フェノキサジン、ベンゾフロピリジン、フロジピリジン、ベンゾチエノピリジン、チエノジピリジン、ベンゾセレノフェノピリジン、及びセレノフェノジピリジンが挙げられ、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、ジベンゾセレノフェン、カルバゾール、インドロカルバゾール、イミダゾール、ピリジン、トリアジン、ベンズイミダゾール、１，２－アザボリン、１，３－アザボリン、１，４－アザボリン、ボラジン、及びこれらのアザ類似体が好ましい。更に、前記ヘテロアリール基は、置換されていてもよい。
【0069】
前記アリール及びヘテロアリール基のうち、トリフェニレン、ナフタレン、アントラセン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、ジベンゾセレノフェン、カルバゾール、インドロカルバゾール、イミダゾール、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、トリアジン、及びベンズイミダゾールの各基、並びにこれらのそれぞれのアザ類似体が特に興味深い。
【0070】
本明細書で使用する、用語アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アラルキル、ヘテロ環基、アリール、及びヘテロアリールは、独立して、無置換である、又は１つ以上の一般的な置換基で置換される。
【0071】
多くの場合、前記一般的な置換基は、重水素、ハロゲン、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、環状アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボニル、カルボン酸、エーテル、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルフォニル、ホスフィノ、及びこれらの組合せからなる群から選択される。
【0072】
幾つかの例では、好ましい一般的な置換基は、重水素、フッ素、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アリール、ヘテロアリール、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、及びこれらの組合せからなる群から選択される。
【0073】
幾つかの例では、好ましい一般的な置換基は、重水素、フッ素、アルキル、シクロアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アリール、ヘテロアリール、スルファニル、及びこれらの組合せからなる群から選択される。
【0074】
更に他の例では、より好ましい一般的な置換基は、重水素、フッ素、アルキル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、及びこれらの組合せからなる群から選択される。
【0075】
用語「置換（された）」は、炭素などの関連している位置に結合している、Ｈ以外の置換基を意味する。例えば、Ｒ１が一置換を表す場合、Ｒ１はＨ以外でなくてはならない。同様に、Ｒ１が二置換を表す合、Ｒ１のうちの２つは、Ｈ以外でなくてはならない。同様に、Ｒ１が無置換である場合、Ｒ１は全ての置換位置において水素である。構造（例えば、特定の環又は縮合環系）中の可能な最大数の置換は、利用可能な原子価を有する原子の数に依存する。
【0076】
本明細書中で使用される場合、「これらの組合せ」は、適用されるリストから当業者が想到することができる知られた又は化学的に安定な配置を形成するために、適用されるリストの１つ以上のメンバーが組み合わされることを示す。例えば、アルキルと重水素は、部分的又は完全に重水素化されたアルキル基を形成するために組み合わせることができる；ハロゲンとアルキルは、ハロゲン化アルキル置換基を形成するために組み合わせることができる；ハロゲンと、アルキルと、アリールは、ハロゲン化アリールアルキルを形成するために組み合わせることができる。ある例では、置換という用語は、リストされた基の２～４個の組合せを含む。別の例では、置換という用語は、２～３個の基の組合せを含む。更に別の例では、置換という用語は、２個の基の組合せを含む。置換基の好ましい組合せは、水素若しくは重水素ではない５０個までの原子を含むもの、又は水素若しくは重水素ではない４０個までの原子を含むもの、又は水素若しくは重水素ではない３０個までの原子を含むものである。多くの場合、置換基の好ましい組合せは、水素又は重水素ではない２０個までの原子を含む。
【0077】
本明細書において記述されるフラグメント、例えば、アザ－ジベンゾフラン、アザ－ジベンゾチオフェン等の中の「アザ」という名称は、各フラグメント中のＣ－Ｈ基の１つ以上が窒素原子に置き換わることができることを意味し、例えば、何ら限定するものではないが、アザトリフェニレンは、ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリンとジベンゾ［ｆ，ｈ］キノリンのいずれをも包含する。当業者であれば、上述のアザ誘導体の他の窒素アナログを容易に想像することができ、このようなアナログ全てが本明細書に記載の前記用語によって包含されることが意図される。
【0078】
本明細書中で使用される場合、「重水素」は、水素の同位体を意味する。重水素化化合物は、当該技術分野において知られた方法を用いて容易に調製することができる。例えば、それらの内容の全体を参照によって援用する、米国特許第８，５５７，４００号、国際公開第ＷＯ２００６／０９５９５１号、及び米国特許出願公開第ＵＳ２０１１／００３７０５７号は、重水素置換有機金属錯体の製造について記載している。更に、それらの内容の全体を参照によって援用する、Ｍｉｎｇ Ｙａｎら、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ ２０１５、７１、１４２５－３０及びＡｔｚｒｏｄｔら、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．（Ｒｅｖｉｅｗｓ）２００７、４６、７７４４－６５を参照でき、これは、ベンジルアミン中でのメチレン水素の重水素化、及び芳香環水素を重水素で置換する効率的な経路をそれぞれ記載している。
【0079】
分子フラグメントが置換基として記述される、又は他の部分に結合されているものとして記述される場合、その名称は、フラグメント（例えば、フェニル、フェニレン、ナフチル、ジベンゾフリル）又は分子全体（例えば、ベンゼン、ナフタレン、ジベンゾフラン）であるように記載されることがあることを理解されたい。本明細書においては、置換基又は結合フラグメントの表示の仕方が異なっていても、これらは、等価であると考える。
【0080】
ＯＬＥＤが開示され、前記ＯＬＥＤは、アノードと、カソードと、前記アノードと前記カソードとの間に配された有機発光層とを含む。前記有機発光層は、第１のホストと発光体とを含み、前記発光体は、リン光金属錯体及び遅延蛍光発光体からなる群から選択される。前記第１のホストのＴ１三重項エネルギーであるＥＨ１Ｔは、前記発光体のＴ１三重項エネルギーであるＥＥＴよりも高く、ＥＥＴは、少なくとも２．５０ｅＶである。前記第１のホストのＬＵＭＯエネルギー準位は、前記発光体のＨＯＭＯエネルギー準位よりも高い。前記発光体のＨＯＭＯと前記第１のホストのＬＵＭＯとの間の差の絶対値は、ΔＥ１で表され、ａ≦ΔＥ１－ＥＥＴ≦ｂであり、ａ≧０．０５ｅＶ且つｂ≦０．６０ｅＶである。このエネルギー構成を、図３に示す。
【0081】
幾つかの実施形態では、ａ≦ΔＥ１－ＥＥＴ≦ｂの関係が維持され、ａは、０．１０ｅＶである。幾つかの実施形態では、ａが０．１５ｅＶである。幾つかの実施形態では、ａが０．２０ｅＶである。幾つかの実施形態では、ｂが０．５０ｅＶである。幾つかの実施形態では、ｂが０．４０ｅＶである。幾つかの実施形態では、ｂが０．３０ｅＶである。幾つかの実施形態では、ｂが０．２５ｅＶである。幾つかの実施形態では、ＥＥＴが少なくとも２．６０ｅＶである。幾つかの実施形態では、ＥＥＴが少なくとも２．７０ｅＶである。幾つかの実施形態では、ＥＥＴが少なくとも２．７５ｅＶである。幾つかの実施形態では、ＥＥＴが少なくとも２．８０ｅＶである。
【0082】
前記ＯＬＥＤの幾つかの実施形態では、前記発光体は、リン光金属錯体である。前記ＯＬＥＤの幾つかの実施形態では、前記発光体は、遅延蛍光発光体である。
【0083】
前記ＯＬＥＤの幾つかの実施形態では、前記第１のホストは、ｅ－ホストである。
【0084】
前記ＯＬＥＤの幾つかの実施形態では、前記発光層中の全ての成分において、最も高いＨＯＭＯエネルギーと最も低いＬＵＭＯエネルギーとの間の差の絶対値が、ＥＥＴよりも少なくともａだけ大きい。
【0085】
図４及び図５を参照すると、前記ＯＬＥＤの幾つかの実施形態では、前記ＯＬＥＤは、第２のホストを更に含み、第２のホストのＴ１三重項エネルギーであるＥＨ２Ｔは、ＥＥＴよりも高い。図４に示すように、幾つかの実施形態では、第２のホストのＨＯＭＯエネルギーは、第１のホストのＨＯＭＯエネルギーよりも低く、第２のホストのＬＵＭＯエネルギーは、第１のホストのＬＵＭＯエネルギーよりも高い。図５に示すように、幾つかの実施形態では、第２のホストのＨＯＭＯエネルギーは、第１のホストのＨＯＭＯエネルギーよりも高く、第２のホストのＬＵＭＯエネルギーは、第１のホストのＬＵＭＯエネルギーよりも高い。
【0086】
幾つかの実施形態では、第１のホストと第２のホストのＨＯＭＯエネルギー準位間の差は、０．１～０．６ｅＶである。本明細書に開示されるように、エネルギー準位がａａ～ｂｂｅＶまでであると言及される場合、上下限値ａａ及びｂｂが含まれる。幾つかの実施形態では、第１のホストと第２のホストのＨＯＭＯエネルギー準位間の差は、０．１～０．３ｅＶである。幾つかの実施形態では、第１のホストと第２のホストのＨＯＭＯエネルギー準位間の差は、０．１～０．２ｅＶである。幾つかの実施形態では、第１のホストと第２のホストのＨＯＭＯエネルギー準位間の差は、０．１～０．１５ｅＶである。幾つかのの実施形態では、第１のホストと第２のホストのＬＵＭＯエネルギー準位間の差は、０．１～０．５０ｅＶである。幾つかの実施形態では、第１のホストと第２のホストのＬＵＭＯエネルギー準位間の差は、０．１～０．３５ｅＶである。幾つか実施形態では、第１のホストと第２のホストのＬＵＭＯエネルギー準位間の差は、０．１～０．２０ｅＶである。幾つかの実施形態では、第１のホスト、第２のホスト、及び発光体が、発光層における唯一の成分である。
【0087】
幾つかの実施形態では、第２のホストは、正孔輸送ホストである。
【0088】
前記ＯＬＥＤの幾つかの実施形態では、前記ＯＬＥＤは、１０ｍＡ／ｃｍ２で６．０Ｖ未満の動作電圧を有する。幾つかの実施形態では、前記ＯＬＥＤは、１０ｍＡ／ｃｍ２で５．０Ｖ未満の動作電圧を有する。幾つかの実施形態では、前記ＯＬＥＤは、１０ｍＡ／ｃｍ２で４．０Ｖ未満の動作電圧を有する。
【0089】
前記ＯＬＥＤの幾つかの実施形態では、第１のホストは、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、イミダゾール、アザ－トリフェニレン、アザ－カルバゾール、アザ－ジベンゾチオフェン、アザ－ジベンゾフラン、及びアザ－ジベンゾセレノフェンからなる群から選択される少なくとも１つの化学基を含む。
【0090】
前記ＯＬＥＤの幾つかの実施形態では、発光体は、リン光青色発光体である。
【0091】
前記ＯＬＥＤの幾つかの実施形態では、発光体は、式Ｍ（Ｌ１）ｘ（Ｌ２）ｙ（Ｌ３）ｚで表され、Ｌ１、Ｌ２、及びＬ３は、同一であっても異なっていてもよく、ｘは、１、２、又は３であり、ｙは、０、１、又は２であり、ｚは、０、１、又は２であり、ｘ＋ｙ＋ｚは、金属Ｍの酸化状態であり、Ｌ１、Ｌ２、及びＬ３は、それぞれ独立して、下記からなる群から選択される。
式中、Ｘ１～Ｘ１７は、それぞれ独立して、炭素及び窒素からなる群から選択され、Ｘは、ＢＲ’、ＮＲ’、ＰＲ’、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｃ＝Ｏ、Ｓ＝Ｏ、ＳＯ２、ＣＲ’Ｒ’’、ＳｉＲ’Ｒ’’、及びＧｅＲ’Ｒ’’からなる群から選択され、Ｒ’及びＲ’’は、縮合又は結合して環を形成してもよく、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、及びＲｄは、それぞれ、モノ置換から可能な最大数の置換を表す、又は無置換を表してもよく、Ｒ’、Ｒ’’、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、及びＲｄは、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、環状アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボニル、カルボン酸、エーテル、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルフォニル、ホスフィノ、及びこれらの組合せからなる群から選択され；任意の２つのＲａ、Ｒｂ、Ｒｃ、及びＲｄは、縮合又は結合して環を形成する、又は多座配位子を形成してもよい。
【化2】
【化3】
【化4】
【0092】
発光体が式Ｍ（Ｌ１）ｘ（Ｌ２）ｙ（Ｌ３）ｚで表されるＯＬＥＤの幾つかの実施形態では、Ｒ’、Ｒ’’、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、及びＲｄは、それぞれ独立して、水素、重水素、フッ素、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アリール、ヘテロアリール、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、及びこれらの組合せからなる群から選択される。
【0093】
発光体が式Ｍ（Ｌ１）ｘ（Ｌ２）ｙ（Ｌ３）ｚで表されるＯＬＥＤの幾つかの実施形態では、化合物は、Ｉｒ（Ｌ１）（Ｌ２）（Ｌ３）、Ｉｒ（Ｌ１）２（Ｌ２）、及びＩｒ（Ｌ１）３からなる群から選択される式で表され、Ｌ１、Ｌ２、及びＬ３は、異なっており、それぞれ独立して、下記からなる群から選択される。
【化5】
【0094】
発光体が式Ｍ（Ｌ１）ｘ（Ｌ２）ｙ（Ｌ３）ｚで表されるＯＬＥＤの幾つかの実施形態では、化合物は、式Ｐｔ（Ｌ１）２又はＰｔ（Ｌ１）（Ｌ２）で表される。幾つかの実施形態では、Ｌ１は、他のＬ１又はＬ２と結合し、四座配位子を形成する。
【0095】
発光体が式Ｍ（Ｌ１）ｘ（Ｌ２）ｙ（Ｌ３）ｚで表されるＯＬＥＤの幾つかの実施形態では、化合物は、式Ｍ（Ｌ１）２又はＭ（Ｌ１）（Ｌ２）で表され、Ｍは、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｒｕ、又はＯｓであり、Ｌ１及びＬ２は、それぞれ異なる三座配位子である。幾つかの実施形態では、Ｌ１が、下記からなる群から選択される。
【化6】
【化7】
【化8】
【化9】
【化10】
【化11】
【化12】
【0096】
ＯＬＥＤを含む消費者製品も開示する。前記ＯＬＥＤは、アノードと、カソードと、前記アノードと前記カソードとの間に配された有機発光層とを含む。前記有機発光層は、第１のホストと発光体とを含み、前記発光体は、リン光金属錯体及び遅延蛍光発光体からなる群から選択される。前記第１のホストのＴ１三重項エネルギーであるＥＨ１Ｔは、前記発光体のＴ１三重項エネルギーであるＥＥＴよりも高く、ＥＥＴは、少なくとも２．５０ｅＶである。前記第１のホストのＬＵＭＯエネルギーは、前記発光体のＨＯＭＯエネルギーよりも高い。前記発光体のＨＯＭＯエネルギーと前記第１のホストのＬＵＭＯエネルギーとの間の差の絶対値は、ΔＥ１で表され、ａ≦ΔＥ１－ＥＥＴ≦ｂであり、ａ≧０．０５ｅＶ且つｂ≦０．６０ｅＶである。
【0097】
別の実施形態に係るＯＬＥＤは、アノードと、カソードと、前記アノードと前記カソードとの間に配された有機発光層とを含み、前記有機発光層は、第１のホストと、第２のホストと、発光体とを含み、前記発光体は、リン光金属錯体及び遅延蛍光発光体からなる群から選択され、前記第１のホストのＴ１三重項エネルギーであるＥＨ１Ｔは、前記発光体のＴ１三重項エネルギーであるＥＥＴよりも高く、ＥＥＴは、少なくとも２．５０ｅＶであり、前記第１のホストのＨＯＭＯエネルギーは、前記第２のホストのＨＯＭＯエネルギーよりも高く、前記発光体のＨＯＭＯエネルギーと前記第１のホストのＨＯＭＯエネルギーとの間の差の絶対値は、ΔＥ２で表され、ΔＥ２≦ｄであり、ｄは、１．２ｅＶであり、前記発光体のＬＵＭＯエネルギーと前記第１のホストのＨＯＭＯエネルギーとの間の差の絶対値は、ΔＥ３で表され、次の関係：ａ≦ΔＥ３－ＥＥＴ≦ｂが維持され、ａ≧０．０５ｅＶ且つｂ≦０．６０ｅＶである。このエネルギー構成を、図６Ａ及び図６Ｂに示す。前記ＯＬＥＤの幾つかの実施形態では、ｄが０．８ｅＶである。幾つかの実施形態では、ｄが０．５ｅＶである。幾つかの実施形態では、ａが０．０５ｅＶであり、ｂが０．４ｅＶである。幾つかの実施形態では、ａが０．０５ｅＶであり、ｂが０．２ｅＶである。幾つかの実施形態では、ａが０．１０ｅＶ、０．１５ｅＶ、又は０．２０ｅＶである。幾つかの実施形態では、ｂが０．５０ｅＶ、０．４０ｅＶ、０．３０ｅＶ、又は０．２５ｅＶである。幾つかの実施形態では、ＥＥＴは、少なくとも２．６０ｅＶである。幾つかの実施形態では、ＥＥＴは、少なくとも２．７０ｅＶである。幾つかの実施形態では、ＥＥＴは、少なくとも２．７５ｅＶである。幾つかの実施形態では、ＥＥＴは、少なくとも２．８０ｅＶである。
【0098】
別の実施形態に係るＯＬＥＤが開示され、前記ＯＬＥＤは、アノードと、カソードと、前記アノードと前記カソードとの間に配された有機発光層とを含む。前記有機発光層は、第１のホストと、第２のホストと、第３のホストと、発光体とを含み、前記発光体は、少なくとも２．５０ｅＶのＴ１三重項エネルギーであるＥＥＴを有するリン光金属錯体であり、前記発光体のＨＯＭＯと前記第１のホストのＬＵＭＯとの間の差の絶対値は、ΔＥ１で表され、前記発光体のＨＯＭＯと前記第２のホストのＨＯＭＯとの間の差の絶対値は、ΔＥ４であり、次の関係：ａ≦ΔＥ１－ＥＥＴ≦ｂが維持され、ａ≧０．００５ｅＶ且つｂ≦０．６０ｅＶであり、ΔＥ４≦ｄであり、ｄは、１．２ｅＶであり、前記第３のホストと前記第１の発光体のＨＯＭＯ準位間のエネルギー差の絶対値は、ΔＥ４よりも大きい。このエネルギー構成を、図７に示す。前記ＯＬＥＤの幾つかの実施形態では、ｄが０．８ｅＶである。幾つかの実施形態では、ｄが０．５ｅＶである。幾つかの実施形態では、ａが０．００５ｅＶであり、ｂが０．４ｅＶである。幾つかの実施形態では、ａが０．００５ｅＶであり、ｂが０．２ｅＶである。幾つかの実施形態では、ａが０．１０ｅＶ、０．１５ｅＶ、又は０．２０ｅＶである。幾つかの実施形態では、ｂが０．５０ｅＶ、０．４０ｅＶ、０．３０ｅＶ、又は０．２５ｅＶである。幾つかの実施形態では、ＥＥＴは、少なくとも２．６０ｅＶである。幾つかの実施形態では、ＥＥＴは、少なくとも２．７０ｅＶである。幾つかの実施形態では、ＥＥＴは、少なくとも２．７５ｅＶである。幾つかの実施形態では、ＥＥＴは、少なくとも２．８０ｅＶである。
【0099】
幾つかの実施形態においては、ＯＬＥＤが開示され、前記ＯＬＥＤは、アノードと、カソードと、前記アノードと前記カソードとの間に配された有機発光層とを含む。前記有機発光層は、第１のホストと、第２のホストと、第３のホストと、発光体とを含み、前記発光体は、少なくとも２．５０ｅＶのＴ１三重項エネルギーであるＥＥＴを有するリン光金属錯体であり、前記第２のホストのＨＯＭＯと前記第１のホストのＬＵＭＯとの間の差の絶対値は、ΔＥ５で表され、前記発光体のＨＯＭＯと前記第２のホストのＨＯＭＯとの間の差の絶対値は、ΔＥ４であり、次の関係：ａ≦ΔＥ５－ＥＥＴ≦ｂが維持され、ａ≧０．００５ｅＶ且つｂ≦０．６０ｅＶであり、ΔＥ４≦ｄであり、ｄは、１．２ｅＶである。このエネルギー構成を、図１４に示す。前記ＯＬＥＤの幾つかの実施形態では、ｄが０．６ｅＶである。幾つかの実施形態では、ｄが０．３ｅＶである。幾つかの実施形態では、ａが０．００５ｅＶであり、ｂが０．４ｅＶである。幾つかの実施形態では、ａが０．００５ｅＶであり、ｂが０．２ｅＶである。幾つかの実施形態では、ａが０．１０ｅＶ、０．１５ｅＶ、又は０．２０ｅＶである。幾つかの実施形態では、ｂが０．５０ｅＶ、０．４０ｅＶ、０．３０ｅＶ、又は０．２５ｅＶである。幾つかの実施形態では、ＥＥＴは、少なくとも２．６０ｅＶである。幾つかの実施形態では、ＥＥＴは、少なくとも２．７０ｅＶである。幾つかの実施形態では、ＥＥＴは、少なくとも２．７５ｅＶである。幾つかの実施形態では、ＥＥＴは、少なくとも２．８０ｅＶである。
【0100】
以下は、選択する具体的な発光体化合物によって、第１のホスト、第２のホスト、及び第３のホストとしての使用に好適なホスト材料の幾つかの例である。
化合物１、化合物２、化合物３、化合物４、及び化合物１０のＨＯＭＯ、ＬＵＭＯ、及びＥＥＴを、以下、表１に示す。化合物１の酸化は、ジメチルホルムアミドの溶媒の窓（ｗｉｎｄｏｗ）の外側にある。これは、化合物１の酸化が、－５．９３ｅＶより深いＨＯＭＯに対応する１．１３Ｖよりも高いことを意味する。
【化13】
【表1】
【0101】
以下は、例示的なホスト化合物と共に使用するのに好適な発光体化合物の幾つかの例である。
発光体２及び発光体３のＨＯＭＯ、ＬＵＭＯ、及びＥＥＴを、以下、表２に示す。
【化14】
【表2】
【0102】
以下は、電荷輸送材料及び赤色感知化合物の幾つかの例である。
【化15】
【0103】
任意の所定の有機化合物についてのＨＯＭＯ、ＬＵＭＯ、及びＥＥＴ準位は、容易に測定することができ、当業者であれば、これらのエネルギー値の測定方法を知っており、本明細書に開示されるエネルギー構成を満たす、発光体、第１のホスト、第２のホスト、及び第３のホスト化合物の適切な組合せを選択するであろう。例えば、エネルギー準位を測定するために、本発明者らは、無水ジメチルホルムアミド溶媒及び支持電解質としてテトラブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェートを用いるＣＨ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓモデル６２０１Ｂポテンシオスタットを用いて、溶液サイクリックボルタンメトリー（ＣＶ）及び微分パルスボルタンメトリーを行った。ガラス状炭素、白金ワイヤ、及び銀ワイヤを、作用電極、対電極、及び参照電極としてそれぞれ使用した。電気化学電位は、微分パルスボルタンメトリーからピーク電位差を測定することにより、内部フェロセン－フェロコニウムレドックス対（Ｆｃ／Ｆｃ＋）を基準とした。対応するＨＯＭＯ及びＬＵＭＯエネルギーは、文献にしたがってフェロセン（４．８ｅＶ（対真空））を参照にしてカチオン性及びアニオン性レドックス電位を決定した。材料のＴ１三重項エネルギーは、材料を２－メチルテトラヒドロフランに溶解し、混合物を７７Ｋに冷却して凍結ガラスを形成することによって測定する。フォトルミネセンスは、Ｈｏｒｉｂａ Ｆｌｕｏｒｏｌｏｇフロリメーターを使用して測定し、第１発光ピークをＴ１とする。ＨＯＭＯ及びＬＵＭＯを、紫外光電子分光法（ＵＰＳ）又は逆光電子分光法（ＩＰＥＳ）などの技術を用いて固体状態で測定する場合、実際の値は、通常、ＣＶ法で測定した値と異なる。しかし、異なる分子間のエネルギー準位の相対的な差は、使用される測定技術にかかわらず、かなり類似している。したがって、同じ技術を使用して相対エネルギー準位差を比較する限り、エネルギー差は、比較対象である所定の一組の分子について同様である。
【0104】
幾つかの実施形態においては、前記ＯＬＥＤは、可撓性があること、丸めることができること、折ることができること、伸ばすことができること、曲げることができることからなる群から選択される１つ以上の特性を有する。幾つかの実施形態においては、前記ＯＬＥＤは、透明又は半透明である。幾つかの実施形態においては、前記ＯＬＥＤは、カーボンナノチューブを含む層を更に含む。
【0105】
幾つかの実施形態においては、前記ＯＬＥＤは、遅延蛍光発光体を含む層を更に含む。幾つかの実施形態においては、前記ＯＬＥＤは、ＲＧＢ画素配列又は白色及びカラーフィルター画素配列を含む。幾つかの実施形態においては、前記ＯＬＥＤは、モバイルデバイス、ハンドヘルドデバイス、又はウェラブルデバイスである。幾つかの実施形態においては、前記ＯＬＥＤは、１０インチ未満の対角線又は５０平方インチ未満の面積を有するディスプレイパネルである。幾つかの実施形態においては、前記ＯＬＥＤは、少なくとも１０インチの対角線又は少なくとも５０平方インチの面積を有するディスプレイパネルである。幾つかの実施形態においては、前記ＯＬＥＤは、照明パネルである。
【0106】
ＯＬＥＤにおける発光領域が開示される。前記発光領域は、第１のホストと発光体とを含み、前記発光体は、リン光金属錯体及び遅延蛍光発光体からなる群から選択される。前記第１のホストのＴ１三重項エネルギーＥＨ１Ｔは、前記発光体のＴ１三重項エネルギーＥＥＴよりも高く、ＥＥＴは、少なくとも２．５０ｅＶである。前記第１のホストのＬＵＭＯエネルギーは、前記発光体のＨＯＭＯエネルギーよりも高い。前記発光体のＨＯＭＯエネルギーと前記第１のホストのＬＵＭＯエネルギーとの間の差の絶対値は、ΔＥ１で表され、０．０５ｅＶ≦ΔＥ１－ＥＥＴ≦０．６０ｅＶである。
【0107】
図９は、発光体２の固有発光スペクトルを示す、室温でのポリ（メチルメタクリレート）中の発光体２のフォトルミネッセンスを示す。このスペクトルの１９３１ＣＩＥ座標は、（０．１４６，０．１４９）である。
【0108】
青色デバイスの性能を向上させるための、ｅ－ホストに対する多くの要件がある。電子ホストがデバイスの寿命を延ばすための２つの主要な要件は、（１）ｅ－ホストの添加が、発光体とエキサイプレックス又は電荷移動（ＣＴ）状態を形成しないこと、（２）電荷が界面にピン止めされていない励起子プロファイルとバランスがとれていること、である。エキサイプレックスは、２つの分子（一方はドナー、他方はアクセプタ）の間に形成される電子状態であり、後に、失活プロセスで解離し得る。ｅ－ホストの添加が、デバイスにおける最低エネルギー状態としてのエキサイプレックス又はＣＴ状態を形成しないという要件は、リン光発光体の青色を維持する。発光体又はホスト分子上に正孔が存在する又は電子がｅ－ホスト上に存在する場合、ｅ－ホストと他の成分との間にＣＴ状態が存在する。ＣＴ状態エネルギーの概算は、発光体のＨＯＭＯ準位とｅホストのＬＵＭＯ準位との間のエネルギー差の絶対値、ΔＥ１である。ＣＴ状態は、空間的にかなり良好に分離された電子と正孔で構成されているので、ＣＴのＳ１一重項とＴ１三重項状態との間のエネルギー差は小さく、ΔＥ１は、ＣＴ状態のＴ１三重項状態の良好な近似値である。発光体のＴ１三重項よりもエネルギーが高いＣＴ状態（形成されている場合には）を有することは、デバイス動作にとって問題がない。ＣＴ状態のエネルギーが発光体のＴ１よりも高い場合、デバイスには、２つの重要な状況がある。第１に、デバイスの発光スペクトルが、発光体のものであり、ＣＴ状態のものではない。第２に、ホストシステムにおける発光体のフォトルミネッセンス量子収率（ＰＬＱＹ）の損失が最小限になる。逆に、ＣＴ状態が発光システムにおける最低エネルギー状態である場合、発光体のＴ１三重項がＣＴ状態にクエンチされ、ＣＴ状態スペクトルがデバイスの発光スペクトルを支配する。
【0109】
例えば、表３は、青色リン光発光体（発光体２）用の２つの異なる単一成分ｅ－ホストの場合のデバイス構造及びデータを含む。ここでの「デバイス構造」という用語は、デバイス中の各層を構成する材料を意味する。結果において、化合物１（Ｃｍｐ１）をホスト材料として使用すると、より低いエネルギーのＣＴ状態が形成されることが理解できる。これは、デバイス２の４６１ｎｍからデバイス１の５０２ｎｍのピークへのピーク波長の変化によって容易に観察される。これは、図１５に提示されたデバイス１及びデバイス２の発光スペクトルに見ることができる。更に、デバイス１のＦＷＨＭは、エキサイプレックスが形成されたときに典型的に示されるガウス発光スペクトルと一致して、８３ｎｍに増加している。化合物２（Ｃｍｐ２）をホストとすると、青色デバイスのスペクトル発光は、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）中の発光体２ドロップキャストのものと非常に類似しており、ＣＴ状態は、ホストとしての化合物２で形成されないことを示す。室温でのドロップキャストＰＭＭＡ中の発光体２の発光スペクトルを図９に示すが、これは、発光体２の発光スペクトルを示している。このスペクトルの１９３１ＣＩＥ座標は、（０．１４６，０．１４９）であり、ピーク発光波長は、４５２ｎｍである。
表３：デバイス構造とデータ。この表は、２つの部分に分割されている。
ＨＩＬ＝正孔注入層；ＨＴＬ＝正孔輸送層；ＥＢＬ＝電子ブロック層；ＥＭＬ＝発光層；ＢＬ＝正孔ブロック層；ＥＴＬ＝電子輸送層；ＥＩＬ＝電子注入層；デバイスは、１０００ÅのＡｌカソードも有していた。ドーピングパーセンテージはいずれも、体積パーセントの単位である。
表３：デバイス構造とデータ。この表は、２つの部分に分割されている。
【表3】
【0110】
Ｃｍｐ１と発光体２との間に形成された実験的に実現されたＣＴ状態を、ΔＥと、発光体２のＴ１三重項エネルギーとを比較することにより評価することができる。ＣＶによって決定される発光体２のＨＯＭＯ準位は、－５．３７であり、ＣＶによって決定される化合物１のＬＵＭＯ準位は、－２．７１である。化合物１と発光体２の組合せの場合、ΔＥは、２．６６ｅＶである。発光体２の場合、７７Ｋ発光ピークは４４９ｎｍであり、これは、２．７６ｅＶの三重項エネルギーに対応する。したがって、エネルギーΔＥを有するＣＴ状態は、発光体２のＴ１三重項よりもエネルギーが低いことが分かる。そして、デバイス発光がＣＴ状態によって支配され、非青色発光及び低外部量子効率（ＥＱＥ）がもたらされる。
【0111】
化合物２は反対の例である。化合物２のＬＵＭＯ準位は、ＣＶで決定される－２．４７ｅＶである。発光体２及び化合物２のΔＥは、２．９０ｅＶであり、発光体２の２．７６ｅＶの三重項エネルギーよりも大きい。デバイスの発光スペクトルがＰＭＭＡ中の発光体２と一致することから観察されるように、これにより、発光体２のＴ１三重項エネルギーが、デバイスにおける最も低いエネルギー状態であることがもたらされる。
【0112】
ＣＴ状態の形成を避けること（要件（１））に加えて、ディープブルーリン光デバイスにおける電子輸送材料の使用は、電荷のバランス（要件（２））を慎重に考慮することを必要とする。適切に電荷をバランスさせたデバイスは、青色リン光デバイスの効率及びＬＴを大きく上昇させることができ、発光層の厚みに亘って励起子プロファイルを広げることで、デバイスの寿命を延ばすことができる。
【0113】
所定の発光層組成が、発光層の厚みに亘って励起子プロファイルを広げるかどうかを評価するためには、励起子ポピュレーションの位置を空間的にプローブする能力が必要である。発明者らは、発光層中の励起子ポピュレーションの位置をプローブするために、２０Å厚の感知層を使用した。図１０は、発光層（ＥＭＬ）３３５以外の全ての層の材料が特定されたところでの赤色プローブデバイス３００の概略図である。赤色プローブデバイス３００は、ＩＴＯ（７５０Å厚）のアノード層３１５と、正孔注入層（ＨＩＬ）３２０としての化合物５（１００Å厚）と、正孔輸送層（ＨＴＬ）３２５としての化合物６（２５０Å厚）と、電子ブロック層（ＥＢＬ）３３０としての化合物４（５０Å厚）と、ＥＭＬ３３５と、正孔ブロック層（ＨＢＬ）３４０としての化合物２（５０Å厚）と、電子輸送層（ＥＴＬ）３４５としての化合物７及び化合物８（３００Å厚；６５体積％：３５体積％）と、電子注入層（ＥＩＬ）３５０としての化合物７（１０Å厚）と、カソード３６０としてのＡｌ（１０００Å厚）とから構成される。破線０Ａ、１５０Ａ、及び３００Ａは、オングストローム単位で記載されたＥＢＬ／ＥＭＬ界面３３２からの距離として示される位置を示し、赤色発光体である化合物９の２０Å厚のニートな層を赤色感知層として、発光層３３５内に堆積した。赤色感知層近傍の青色リン光分子上の励起子は、赤色リン光発光体上の励起子になるようにクエンチされる一方で、赤色感知層から遠く離れた励起子はクエンチされない。このように、赤色感知層を有するデバイスは、赤と青の発光の組合せを有する。一定量の赤色ドーパントの場合、デバイスのスペクトルにおける赤色発光が多いほど、青色励起子は感知層の輸送半径（ｔｒａｎｓｆｅｒ ｒａｄｉｕｓ）内に多く存在する。これは、スペクトル中の赤色発光が多いほど、デバイス中のその空間位置に青色励起子が多く存在することを意味する。本発明者らは、クエンチ効率が青色励起子の数に依存せず、（２０Å厚であるため）層が不連続であるので、赤色発光体分子が電荷バランスを乱さないと考える。
【0114】
図１１Ａは、化合物４のＥＢＬから０、１５０、及び３００Åの距離に設けられた化合物９の２０Å厚のプローブ層を有する例示的赤色プローブデバイス３００からのエレクトロルミネッセンススペクトルを示す。図１１Ｂは、感知層の位置の関数として、規格化した赤色対青色強度比（Ｒ／Ｂ）を示す。Ｒ／Ｂ値が高いほど、その空間位置での励起子ポピュレーションが大きくなる。測定値は、１０ｍＡ／ｃｍ２で得た。
【0115】
図１２は、１、１０、及び１００ｍＡ／ｃｍ２の駆動密度におけるデバイス３００のＲ／Ｂ比のプロットを示す。
【0116】
【0117】
赤色プローブ実験を使用し、発光層の組成を変化させることによって、良好な励起子プロファイル及び／又は良好な電荷安定性をもたらす特定の組成を示すことができる。そうする際に、図１０のデバイス構造を使用し、発光層の組成を変化させる。
【0118】
図１１Ａ及び図１１Ｂを参照して、赤色感知デバイスがどのように働くかを理解する一例を説明する。図１１Ａは、化合物９の２０Å層がＨＴＬ－ＥＭＬ界面３３２から様々な距離でドープされた赤色プローブデバイスの規格化された発光スペクトルのプロットを示す。このプロットは、明確化のために、青色発光体のピーク発光の位置で規格化される。「０」、「１５０」、及び「３００」とラベルされた線は、それぞれ、図１０に示される０Ａ、１５０Ａ、及び３００Ａの位置に、化合物９の赤色感知層を有する３つの赤色感知デバイスに対応する。プローブが異なる空間的位置にあるとき、赤色発光の量が異なることが明らかである。赤色感知層の位置が異なるデバイスを簡単に比較するために、スペクトルを１つの数、即ち、Ｒ／Ｂ比にまとめることができる。Ｒ／Ｂ比は、青色発光体のピーク波長におけるＥＬ強度で、赤色発光体のピーク波長におけるＥＬ強度を割ったものである。これは、赤色と青色の発光の比を表す。高いＲ／Ｂ比を有するプローブ位置は、この空間的位置に大多数の青色励起子が存在することを示す。Ｒ／Ｂ比が低ければ、青色光は、赤色感知層によってクエンチされない青色励起子に由来しており、この空間的位置には青色励起子は殆ど存在しない。図１１Ｂは、図１１ＡのデバイスのＲ／Ｂ比のプロットである。Ｒ／Ｂ比は、青色励起子がＥＭＬのＥＴＬ側ではなくＨＴＬ－ＥＭＬ界面３３２、または、ＥＭＬの中央に存在することを示す。
【0119】
良好な励起子プロファイルを有することに加えて、青色リン光デバイスは、様々な電荷電流密度（電場強度）に対して安定でなければならない。デバイスの電流密度の関数として、Ｒ／Ｂ比をモニタリングすることにより、デバイスの電荷安定性をモニターすることができる。図１２は、電流密度１、１０、及び１００ｍＡ／ｃｍ２で測定した、図１１Ａ及び１１Ｂの同一の３つのデバイスのＲ／Ｂ比である。異なる動作電流密度間の比較を可能にするために、Ｒ／Ｂ比は、各電流密度に対して規格化する。図１２において、励起子プロファイルは、電流密度に大きく依存している。これは、安定したデバイスの作製には、理想的ではない。これに代えて、励起子プロファイルが略一定で、デバイスの中央に集中している方がよい。
【0120】
安定な青色リン光デバイスの設計方法の一例として、発光体２を使用することができる。発光体２は、デバイス中で４６０ｎｍの発光のピーク波長又はＰＭＭＡ中で４５２ｎｍの発光のピーク波長と、ドロップキャストＰＭＭＡにおいて７０％のＰＬＱＹを有する青色リン光発光体である。図１０に示すデバイス構造を用いて、発光体２の量を１０体積％に維持しつつ、発光層を構成するホスト化合物を変えた。デバイス結果を、以下の表４に示す。表４のデバイス結果に加えて、赤色リン光プローブ層デバイスを実施した。電流密度の関数としてのＲ／Ｂ比の結果を、図１３Ａ～図１３Ｄに示す。図１３Ａ、図１３Ｂ、図１３Ｃ、及び図１３Ｄはそれぞれ、実験デバイス２ａ、２ｂ、２ｃ、及び２ｄのＲ／Ｂ比プロットであり、そのＥＭＬ組成を表４に示す。以下、これらの２つの図に含まれる結果と、安定な青色リン光ＯＬＥＤを作製するためのそれらの意味について述べる。
表４：デバイスデータ表。ＥＭＬ組成を記載する。他の全ての層の情報は、図１０に特定されている。寿命は、加速係数を１．８と仮定して計算される。
表４：デバイスデータ表。ＥＭＬ組成を記載する。他の全ての層の情報は、図１０に特定されている。寿命は、加速係数を１．８と仮定して計算される。
【表4】
【0121】
ホスト化合物Ｃｍｐ２及びＣｍｐ３を特徴とするデバイスは、単一ホスト成分デバイスであり、Ｃｍｐ２はｅ－ホストであり、Ｃｍｐ３はｈ－ホストである。Ｃｍｐ２を有するデバイスは、安定な青色リン光デバイスとするための第１の要件が満たされていることを示す、発光体２によるエキサイプレックス発光の証拠がない。特筆すべき点が幾つかある。第１に、このデバイスの効率は非常に低い。第２に、１０ｍＡ／ｃｍ２での電圧が非常に低く、これは良い点である。第３に、図１３ＡにおけるＲ／Ｂ比は、励起子が全てＥＢＬ－ＥＭＬ界面３３２に積み重なっていることを示している。この結論は、ＥＢＬなしで同じデバイスを作製することによって確認される。１０ｍＡ／ｃｍ２でのＥＱＥは、０．８％に減少し、ＥＬスペクトルは、ＨＴＬ層からの発光を有することが観察される。これらの２つの現象は、ＨＴＬによる発光体２の顕著なクエンチを示している。
【0122】
単一成分ｅ－ホストデバイスとは対照的に、単一成分ｈ－ホストは、著しく高いＥＱＥを有する。しかしながら、このデバイスは、動作電圧が高い。更に、図１３Ｂに示すように、低電流密度での励起子プロファイルは良好であるが、このプロファイルは、電流密度の変化に対して安定ではない。
【0123】
これは、図４と等価なエネルギー準位を有するデバイスの使用につながる。このデバイスは、Ｃｍｐ３とＣｍｐ２の両方で構成される。電子及び正孔伝導ホストの両方を使用すると、１０ｍＡ／ｃｍ２で、２つの単一成分デバイスの中間値のＥＱＥを有するデバイスが得られる。しかし、１，０００ニトでの寿命は、単一成分デバイスのいずれよりも長い。図１３Ｃにおいて見られるように、励起子プロファイルは、理想的ではないＥＢＬ－ＥＭＬ界面３３２にあり、ＥＱＥが単一正孔輸送デバイスより低い理由の説明となり得る。これは、電子伝導ホスト体積分率を低下させることによって、ＥＭＬの中央にシフトさせることができる。にもかかわらず、デバイスの寿命は、単一成分デバイスの寿命よりも著しく延びる。
【0124】
Ｃｍｐ３：Ｃｍｐ２ ４０％のデバイスの良好な電子輸送に対処するために、更なるｈ－ホストを添加することができる。ホスト成分のエネルギー論を、図７に示す。この更なるｈ－ホストは、電子伝導ホスト又は発光体とのエキサイプレックスを形成することなく、できるだけ浅いＨＯＭＯ準位を有するべきである。これは、第２のホストのＨＯＭＯ準位（図７）と電子伝導性の第１のホストのＬＵＭＯとの間のエネルギー差が、発光体１の三重項エネルギー（図７）よりも大きいことを必要とする。この更なるホストの追加は、正孔輸送を追加し、励起子プロファイルをＥＢＬ－ＥＭＬ界面３３２から遠去ける。また、正孔伝導性の上昇は、より低い動作電圧をもたらすことが予想される。これは、表２において、第４のデバイスで観察されることである。発光層へのＣｍｐ４の添加は、電圧を低下させ、ＥＱＥを上昇させる。図１３Ｄにおいて、励起子プロファイルがＥＭＬの中心に移動することが分かる。更に、この励起子プロファイルは、電流密度に対して安定であり、駆動電流密度に伴ってプロファイルが殆ど変化しないことが分かる。最後に、このデバイスは、ＥＱＥ、動作電圧、及び寿命の最良の組合せを有する点を特筆する。Ｃｍｐ４の添加は、１０００ニトでのデバイスＬＴ８０の安定性を大きく変化させなかった。
【0125】
表４における赤色プローブされたデバイスとデバイス結果からのの全体的な結論は、ＥＭＬの組成を管理することがデバイス性能を大幅に改善できることを示す。しかし、理想的な組成は、発光体によって変わり得る。例えば、以下の表５において、様々なＥＭＬ組成の場合における発光体３のデバイス性能を示す。各デバイスのＥＭＬ組成は、図１０の残りの層と共に表に記載されている。この場合、それぞれデバイス３ｂ、３ｃ、及び３ｄで示される図４、図６Ｂ、及び図１３と同様のエネルギー準位配列を有するデバイスを使用することによって、デバイス性能を単一ホストの場合に対して改善することができる。
表５：デバイスデータ表。ＥＭＬ組成を記載する。他の全ての層の情報は、図１０に特定されている。
表５：デバイスデータ表。ＥＭＬ組成を記載する。他の全ての層の情報は、図１０に特定されている。
【表5】
【0126】
表５は、次の重要な情報を強調している。第１に、４０％ドーピングで発光層において化合物２を使用することは、１０ｍＡ／ｃｍ２のＥＱＥを低下させるが、発光体２と同様に寿命を延ばし、動作電圧を低下させる。しかしながら、発光体３に関しては、化合物４の発光層への添加が、正孔輸送を発光層に与え、単一ホストデバイスに対してＥＱＥを上昇させ、寿命を延ばし、動作電圧を低下させる。発光体２と同様に、化合物１０、化合物２、及び化合物４を発光層に使用する場合、発光体３は、最良のＥＱＥ、寿命、及び動作電圧となる。
【0127】
本明細書に開示するＯＬＥＤは、消費者製品、電子部品モジュール、及び照明パネルの１つ以上に組み込まれることができる。
他の材料との組合せ
他の材料との組合せ
【0128】
有機発光デバイス中の特定の層に有用として本明細書において記述されている材料は、デバイス中に存在する多種多様な他の材料と組み合わせて使用され得る。例えば、本明細書において開示されている発光性ドーパントは、多種多様なホスト、輸送層、ブロッキング層、注入層、電極、及び存在し得る他の層と併せて使用され得る。以下で記述又は参照される材料は、本明細書において開示されている化合物と組み合わせて有用となり得る材料の非限定的な例であり、当業者であれば、組み合わせて有用となり得る他の材料を特定するための文献を容易に閲覧することができる。
伝導性（導電性）ドーパント：
伝導性（導電性）ドーパント：
【0129】
電荷輸送層は、伝導性ドーパントでドープされ、電荷キャリアの密度を大きく変え、それによりその伝導性を変えることとなる。伝導性は、マトリックス材料中の電荷キャリアを生成することで、又はドーパントのタイプに応じて増加され、半導体のフェルミ準位における変化も達成することができる。正孔輸送層は、ｐ型伝導性ドーパントでドープされることができ、ｎ型伝導性ドーパントは、電子輸送層中に用いられる。
【0130】
本明細書において開示される材料と組み合わせて、ＯＬＥＤ中に用いられることができる伝導性ドーパントの非制限的な例は、これらの材料を開示する文献と共に下記に例示される。
ＥＰ０１６１７４９３、ＥＰ０１９６８１３１、ＥＰ２０２０６９４、ＥＰ２６８４９３２、ＵＳ２００５０１３９８１０、ＵＳ２００７０１６０９０５、ＵＳ２００９０１６７１６７、ＵＳ２０１０２８８３６２、ＷＯ０６０８１７８０、ＷＯ２００９００３４５５、ＷＯ２００９００８２７７、ＷＯ２００９０１１３２７、ＷＯ２０１４００９３１０、ＵＳ２００７２５２１４０、ＵＳ２０１５０６０８０４、ＵＳ２０１５０１２３０４７、ＵＳ２０１２１４６０１２
ＨＩＬ／ＨＴＬ：
ＥＰ０１６１７４９３、ＥＰ０１９６８１３１、ＥＰ２０２０６９４、ＥＰ２６８４９３２、ＵＳ２００５０１３９８１０、ＵＳ２００７０１６０９０５、ＵＳ２００９０１６７１６７、ＵＳ２０１０２８８３６２、ＷＯ０６０８１７８０、ＷＯ２００９００３４５５、ＷＯ２００９００８２７７、ＷＯ２００９０１１３２７、ＷＯ２０１４００９３１０、ＵＳ２００７２５２１４０、ＵＳ２０１５０６０８０４、ＵＳ２０１５０１２３０４７、ＵＳ２０１２１４６０１２
【化16】
【0131】
本発明の実施形態において使用される正孔注入／輸送材料は特に限定されず、その化合物が正孔注入／輸送材料として典型的に使用されるものである限り、任意の化合物を使用してよい。材料の例は、フタロシアニン又はポルフィリン誘導体；芳香族アミン誘導体；インドロカルバゾール誘導体；フッ化炭化水素を含有するポリマー；伝導性ドーパントを持つポリマー；ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ等の導電性ポリマー；ホスホン酸及びシラン誘導体等の化合物に由来する自己集合モノマー；ＭｏＯｘ等の金属酸化物誘導体；１，４，５，８，９，１２－ヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリル等のｐ型半導体有機化合物；金属錯体、並びに架橋性化合物を含むがこれらに限定されない。
【0132】
ＨＩＬ又はＨＴＬ中に使用される芳香族アミン誘導体の例は、下記の一般構造を含むがこれらに限定されない。
【化17】
【0133】
Ａｒ１からＡｒ９のそれぞれは、ベンゼン、ビフェニル、トリフェニル、トリフェニレン、ナフタレン、アントラセン、フェナレン、フェナントレン、フルオレン、ピレン、クリセン、ペリレン、アズレン等の芳香族炭化水素環式化合物からなる群；ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、ジベンゾセレノフェン、フラン、チオフェン、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾセレノフェン、カルバゾール、インドロカルバゾール、ピリジルインドール、ピロロジピリジン、ピラゾール、イミダゾール、トリアゾール、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、オキサトリアゾール、ジオキサゾール、チアジアゾール、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、オキサジン、オキサチアジン、オキサジアジン、インドール、ベンズイミダゾール、インダゾール、インドキサジン、ベンゾオキサゾール、ベンズイソオキサゾール、ベンゾチアゾール、キノリン、イソキノリン、シンノリン、キナゾリン、キノキサリン、ナフチリジン、フタラジン、プテリジン、キサンテン、アクリジン、フェナジン、フェノチアジン、フェノキサジン、ベンゾフロピリジン、フロジピリジン、ベンゾチエノピリジン、チエノジピリジン、ベンゾセレノフェノピリジン及びセレノフェノジピリジン等の芳香族複素環式化合物からなる群；並びに芳香族炭化水素環式基及び芳香族複素環式基から選択される同じ種類又は異なる種類の基である２から１０個の環式構造単位からなる群から選択され、且つ、直接的に、又は酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、リン原子、ホウ素原子、鎖構造単位及び脂肪族環式基の少なくとも１つを介して、互いに結合している。各Ａｒは、無置換であることができる、又は重水素、ハライド、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボニル、カルボン酸、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルフォニル、ホスフィノ及びこれらの組み合わせからなる群から選択される置換基によって置換されることができる。
【0134】
一態様において、Ａｒ１からＡｒ９は、
からなる群から独立に選択される。
式中、ｋは１から２０までの整数であり；Ｘ１０１からＸ１０８はＣ（ＣＨを含む）又はＮであり；Ｚ１０１はＮＡｒ１、Ｏ、又はＳであり；Ａｒ１は、上記で定義したものと同じ基を有する。
【化18】
式中、ｋは１から２０までの整数であり；Ｘ１０１からＸ１０８はＣ（ＣＨを含む）又はＮであり；Ｚ１０１はＮＡｒ１、Ｏ、又はＳであり；Ａｒ１は、上記で定義したものと同じ基を有する。
【0135】
ＨＩＬ又はＨＴＬ中に使用される金属錯体の例は、下記の一般式を含むがこれに限定されない。
式中、Ｍｅｔは、４０より大きい原子量を有し得る金属であり；（Ｙ１０１－Ｙ１０２）は二座配位子であり、Ｙ１０１及びＹ１０２は、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｐ及びＳから独立に選択され；Ｌ１０１は補助配位子であり；ｋ’は、１から金属に結合し得る配位子の最大数までの整数値であり；且つ、ｋ’＋ｋ’’は、金属に結合し得る配位子の最大数である。
【化19】
【0136】
一態様において、（Ｙ１０１－Ｙ１０２）は２－フェニルピリジン誘導体である。別の態様において、（Ｙ１０１－Ｙ１０２）はカルベン配位子である。別の態様において、Ｍｅｔは、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｏｓ及びＺｎから選択される。更なる態様において、金属錯体は、Ｆｃ＋／Ｆｃカップルに対して、溶液中で約０．６Ｖ未満の最小酸化電位を有する。
【0137】
本明細書において開示される材料と組み合わせて、ＯＬＥＤ中に用いられることができるＨＩＬ材料及びＨＴＬ材料の非制限的な例は、これらの材料を開示する文献と共に下記に例示される。
ＣＮ１０２７０２０７５、ＤＥ１０２０１２００５２１５、ＥＰ０１６２４５００、ＥＰ０１６９８６１３、ＥＰ０１８０６３３４、ＥＰ０１９３０９６４、ＥＰ０１９７２６１３、ＥＰ０１９９７７９９、ＥＰ０２０１１７９０、ＥＰ０２０５５７００、ＥＰ０２０５５７０１、ＥＰ１７２５０７９、ＥＰ２０８５３８２、ＥＰ２６６０３００、ＥＰ６５０９５５、ＪＰ０７－０７３５２９、ＪＰ２００５１１２７６５、ＪＰ２００７０９１７１９、ＪＰ２００８０２１６８７、ＪＰ２０１４－００９１９６、ＫＲ２０１１００８８８９８、ＫＲ２０１３００７７４７３、ＴＷ２０１１３９４０２、ＵＳ０６５１７９５７、ＵＳ２００２０１５８２４２、ＵＳ２００３０１６２０５３、ＵＳ２００５０１２３７５１、ＵＳ２００６０１８２９９３、ＵＳ２００６０２４０２７９、ＵＳ２００７０１４５８８８、ＵＳ２００７０１８１８７４、ＵＳ２００７０２７８９３８、ＵＳ２００８００１４４６４、ＵＳ２００８００９１０２５、ＵＳ２００８０１０６１９０、ＵＳ２００８０１２４５７２、ＵＳ２００８０１４５７０７、ＵＳ２００８０２２０２６５、ＵＳ２００８０２３３４３４、ＵＳ２００８０３０３４１７、ＵＳ２００８１０７９１９、ＵＳ２００９０１１５３２０、ＵＳ２００９０１６７１６１、ＵＳ２００９０６６２３５、ＵＳ２０１１００７３８５、ＵＳ２０１１０１６３３０２、ＵＳ２０１１２４０９６８、ＵＳ２０１１２７８５５１、ＵＳ２０１２２０５６４２、ＵＳ２０１３２４１４０１、ＵＳ２０１４０１１７３２９、ＵＳ２０１４１８３５１７、ＵＳ５０６１５６９、ＵＳ５６３９９１４、ＷＯ０５０７５４５１、ＷＯ０７１２５７１４、ＷＯ０８０２３５５０、ＷＯ０８０２３７５９、ＷＯ２００９１４５０１６、ＷＯ２０１００６１８２４、ＷＯ２０１１０７５６４４、ＷＯ２０１２１７７００６、ＷＯ２０１３０１８５３０、ＷＯ２０１３０３９０７３、ＷＯ２０１３０８７１４２、ＷＯ２０１３１１８８１２、ＷＯ２０１３１２０５７７、ＷＯ２０１３１５７３６７、ＷＯ２０１３１７５７４７、ＷＯ２０１４００２８７３、ＷＯ２０１４０１５９３５、ＷＯ２０１４０１５９３７、ＷＯ２０１４０３０８７２、ＷＯ２０１４０３０９２１、ＷＯ２０１４０３４７９１、ＷＯ２０１４１０４５１４、ＷＯ２０１４１５７０１８
ＥＢＬ：
ＣＮ１０２７０２０７５、ＤＥ１０２０１２００５２１５、ＥＰ０１６２４５００、ＥＰ０１６９８６１３、ＥＰ０１８０６３３４、ＥＰ０１９３０９６４、ＥＰ０１９７２６１３、ＥＰ０１９９７７９９、ＥＰ０２０１１７９０、ＥＰ０２０５５７００、ＥＰ０２０５５７０１、ＥＰ１７２５０７９、ＥＰ２０８５３８２、ＥＰ２６６０３００、ＥＰ６５０９５５、ＪＰ０７－０７３５２９、ＪＰ２００５１１２７６５、ＪＰ２００７０９１７１９、ＪＰ２００８０２１６８７、ＪＰ２０１４－００９１９６、ＫＲ２０１１００８８８９８、ＫＲ２０１３００７７４７３、ＴＷ２０１１３９４０２、ＵＳ０６５１７９５７、ＵＳ２００２０１５８２４２、ＵＳ２００３０１６２０５３、ＵＳ２００５０１２３７５１、ＵＳ２００６０１８２９９３、ＵＳ２００６０２４０２７９、ＵＳ２００７０１４５８８８、ＵＳ２００７０１８１８７４、ＵＳ２００７０２７８９３８、ＵＳ２００８００１４４６４、ＵＳ２００８００９１０２５、ＵＳ２００８０１０６１９０、ＵＳ２００８０１２４５７２、ＵＳ２００８０１４５７０７、ＵＳ２００８０２２０２６５、ＵＳ２００８０２３３４３４、ＵＳ２００８０３０３４１７、ＵＳ２００８１０７９１９、ＵＳ２００９０１１５３２０、ＵＳ２００９０１６７１６１、ＵＳ２００９０６６２３５、ＵＳ２０１１００７３８５、ＵＳ２０１１０１６３３０２、ＵＳ２０１１２４０９６８、ＵＳ２０１１２７８５５１、ＵＳ２０１２２０５６４２、ＵＳ２０１３２４１４０１、ＵＳ２０１４０１１７３２９、ＵＳ２０１４１８３５１７、ＵＳ５０６１５６９、ＵＳ５６３９９１４、ＷＯ０５０７５４５１、ＷＯ０７１２５７１４、ＷＯ０８０２３５５０、ＷＯ０８０２３７５９、ＷＯ２００９１４５０１６、ＷＯ２０１００６１８２４、ＷＯ２０１１０７５６４４、ＷＯ２０１２１７７００６、ＷＯ２０１３０１８５３０、ＷＯ２０１３０３９０７３、ＷＯ２０１３０８７１４２、ＷＯ２０１３１１８８１２、ＷＯ２０１３１２０５７７、ＷＯ２０１３１５７３６７、ＷＯ２０１３１７５７４７、ＷＯ２０１４００２８７３、ＷＯ２０１４０１５９３５、ＷＯ２０１４０１５９３７、ＷＯ２０１４０３０８７２、ＷＯ２０１４０３０９２１、ＷＯ２０１４０３４７９１、ＷＯ２０１４１０４５１４、ＷＯ２０１４１５７０１８
【化20】
【化21】
【化22】
【化23】
【化24】
【化25】
【化26】
【化27】
【0138】
電子ブロキング層（ＥＢＬ）は、発光層から出る電子及び／又は励起子の数を減らすために使用されることができる。デバイス中のそのようなブロッキング層の存在は、ブロッキング層を欠く同様のデバイスと比較して、大幅に高い効率及び／又はより長い寿命をもたらし得る。また、ブロッキング層を使用して、ＯＬＥＤの所望の領域に発光を制限することもできる。幾つかの実施形態においては、ＥＢＬ材料は、ＥＢＬインターフェースに最も近接した発光体よりも高いＬＵＭＯ（真空準位により近い）及び／又は高い三重項エネルギーを有する。幾つかの実施形態においては、ＥＢＬ材料は、ＥＢＬインターフェースに最も近接したホストの１つ以上よりも高いＬＵＭＯ（真空準位により近い）及び／又は高い三重項エネルギーを有する。１つの態様においては、ＥＢＬ中に用いられる前記化合物は、下記に記載されるホストの１つとして、同じ分子又は同じ官能基を含む。
更なるホスト：
更なるホスト：
【0139】
本発明の有機ＥＬデバイスの発光層は、発光ドーパント材料として少なくとも金属錯体を含むことが好ましく、前記金属錯体をドーパント材料として用いる１つ以上の追加のホスト材料を含んでいてもよい。前記ホスト材料の例は、特に限定されず、ホストの三重項エネルギーがドーパントのものより大きい限り、任意の金属錯体又は有機化合物を使用してよい。三重項の基準が満たされれば、いずれのホスト材料もいずれのドーパントと共に用いられてもよい。
【0140】
ホスト材料として使用される金属錯体の例は、下記の一般式を有することが好ましい。
式中、Ｍｅｔは金属であり；（Ｙ１０３－Ｙ１０４）は二座配位子であり、Ｙ１０３及びＹ１０４は、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｐ及びＳから独立に選択され；Ｌ１０１は他の配位子であり；ｋ’は、１から金属に結合し得る配位子の最大数までの整数値であり；且つ、ｋ’＋ｋ’’は、金属に結合し得る配位子の最大数である。
【化28】
【0141】
一態様において、金属錯体は、下記の錯体である。
式中、（Ｏ－Ｎ）は、原子Ｏ及びＮに配位された金属を有する二座配位子である。
【化29】
【0142】
別の態様において、Ｍｅｔは、Ｉｒ及びＰｔから選択される。更なる態様において、（Ｙ１０３－Ｙ１０４）はカルベン配位子である。
【0143】
追加のホスト材料として使用される他の有機化合物の例は、ベンゼン、ビフェニル、トリフェニル、トリフェニレン、ナフタレン、アントラセン、フェナレン、フェナントレン、フルオレン、ピレン、クリセン、ペリレン、アズレン等の芳香族炭化水素環式化合物からなる群；ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、ジベンゾセレノフェン、フラン、チオフェン、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾセレノフェン、カルバゾール、インドロカルバゾール、ピリジルインドール、ピロロジピリジン、ピラゾール、イミダゾール、トリアゾール、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、オキサトリアゾール、ジオキサゾール、チアジアゾール、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、オキサジン、オキサチアジン、オキサジアジン、インドール、ベンズイミダゾール、インダゾール、インドキサジン、ベンゾオキサゾール、ベンズイソオキサゾール、ベンゾチアゾール、キノリン、イソキノリン、シンノリン、キナゾリン、キノキサリン、ナフチリジン、フタラジン、プテリジン、キサンテン、アクリジン、フェナジン、フェノチアジン、フェノキサジン、ベンゾフロピリジン、フロジピリジン、ベンゾチエノピリジン、チエノジピリジン、ベンゾセレノフェノピリジン及びセレノフェノジピリジン等の芳香族複素環式化合物からなる群；並びに芳香族炭化水素環式基及び芳香族複素環式基から選択される同じ種類又は異なる種類の基であり、且つ、直接的に、又は酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、リン原子、ホウ素原子、鎖構造単位及び脂肪族環式基の少なくとも１つを介して互いに結合している２から１０個の環式構造単位からなる群から選択される。ここで、各基は、水素、重水素、ハライド、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボニル、カルボン酸、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルフォニル、ホスフィノ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される置換基によって更に置換される。
【0144】
一つの態様においては、ホスト化合物は、分子中に、下記基の少なくとも１つを含む。
式中、Ｒ１０１は、水素、重水素、ハロゲン、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボン酸、エーテル、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルフォニル、ホスフィノ、及びこれらの組合せからなる群から選択され、それがアリール又はヘテロアリールである場合、上記で言及したＡｒ’のものと同様の定義を有する。ｋは０から２０又は１から２０までの整数である。Ｘ１０１～Ｘ１０８は、独立して、Ｃ（ＣＨを含む）又はＮから選択される。Ｚ１０１及びＺ１０２は、独立して、ＮＲ１０１、Ｏ、又はＳから選択される。
【化30】
【化31】
【0145】
本明細書において開示されるホスト材料と組み合わせて、ＯＬＥＤ中に用いられることができる追加のホスト材料の非制限的な例は、これらの材料を開示する文献と共に下記に例示される。
ＥＰ２０３４５３８、ＥＰ２０３４５３８Ａ、ＥＰ２７５７６０８、ＪＰ２００７２５４２９７、ＫＲ２０１０００７９４５８、ＫＲ２０１２００８８６４４、ＫＲ２０１２０１２９７３３、ＫＲ２０１３０１１５５６４、ＴＷ２０１３２９２００、ＵＳ２００３０１７５５５３、ＵＳ２００５０２３８９１９、ＵＳ２００６０２８０９６５、ＵＳ２００９００１７３３０、ＵＳ２００９００３０２０２、ＵＳ２００９０１６７１６２、ＵＳ２００９０３０２７４３、ＵＳ２００９０３０９４８８、ＵＳ２０１０００１２９３１、ＵＳ２０１０００８４９６６、ＵＳ２０１００１８７９８４、ＵＳ２０１０１８７９８４、ＵＳ２０１２０７５２７３、ＵＳ２０１２１２６２２１、ＵＳ２０１３００９５４３、ＵＳ２０１３１０５７８７、ＵＳ２０１３１７５５１９、ＵＳ２０１４００１４４６、ＵＳ２０１４０１８３５０３、ＵＳ２０１４０２２５０８８、ＵＳ２０１４０３４９１４、ＵＳ７１５４１１４、ＷＯ２００１０３９２３４、ＷＯ２００４０９３２０７、ＷＯ２００５０１４５５１、ＷＯ２００５０８９０２５、ＷＯ２００６０７２００２、ＷＯ２００６１１４９６６、ＷＯ２００７０６３７５４、ＷＯ２００８０５６７４６、ＷＯ２００９００３８９８、ＷＯ２００９０２１１２６、ＷＯ２００９０６３８３３、ＷＯ２００９０６６７７８、ＷＯ２００９０６６７７９、ＷＯ２００９０８６０２８、ＷＯ２０１００５６０６６、ＷＯ２０１０１０７２４４、ＷＯ２０１１０８１４２３、ＷＯ２０１１０８１４３１、ＷＯ２０１１０８６８６３、ＷＯ２０１２１２８２９８、ＷＯ２０１２１３３６４４、ＷＯ２０１２１３３６４９、ＷＯ２０１３０２４８７２、ＷＯ２０１３０３５２７５、ＷＯ２０１３０８１３１５、ＷＯ２０１３１９１４０４、ＷＯ２０１４１４２４７２、ＵＳ２０１７０２６３８６９、ＵＳ２０１６０１６３９９５、ＵＳ９４６６８０３。
発光体：
ＥＰ２０３４５３８、ＥＰ２０３４５３８Ａ、ＥＰ２７５７６０８、ＪＰ２００７２５４２９７、ＫＲ２０１０００７９４５８、ＫＲ２０１２００８８６４４、ＫＲ２０１２０１２９７３３、ＫＲ２０１３０１１５５６４、ＴＷ２０１３２９２００、ＵＳ２００３０１７５５５３、ＵＳ２００５０２３８９１９、ＵＳ２００６０２８０９６５、ＵＳ２００９００１７３３０、ＵＳ２００９００３０２０２、ＵＳ２００９０１６７１６２、ＵＳ２００９０３０２７４３、ＵＳ２００９０３０９４８８、ＵＳ２０１０００１２９３１、ＵＳ２０１０００８４９６６、ＵＳ２０１００１８７９８４、ＵＳ２０１０１８７９８４、ＵＳ２０１２０７５２７３、ＵＳ２０１２１２６２２１、ＵＳ２０１３００９５４３、ＵＳ２０１３１０５７８７、ＵＳ２０１３１７５５１９、ＵＳ２０１４００１４４６、ＵＳ２０１４０１８３５０３、ＵＳ２０１４０２２５０８８、ＵＳ２０１４０３４９１４、ＵＳ７１５４１１４、ＷＯ２００１０３９２３４、ＷＯ２００４０９３２０７、ＷＯ２００５０１４５５１、ＷＯ２００５０８９０２５、ＷＯ２００６０７２００２、ＷＯ２００６１１４９６６、ＷＯ２００７０６３７５４、ＷＯ２００８０５６７４６、ＷＯ２００９００３８９８、ＷＯ２００９０２１１２６、ＷＯ２００９０６３８３３、ＷＯ２００９０６６７７８、ＷＯ２００９０６６７７９、ＷＯ２００９０８６０２８、ＷＯ２０１００５６０６６、ＷＯ２０１０１０７２４４、ＷＯ２０１１０８１４２３、ＷＯ２０１１０８１４３１、ＷＯ２０１１０８６８６３、ＷＯ２０１２１２８２９８、ＷＯ２０１２１３３６４４、ＷＯ２０１２１３３６４９、ＷＯ２０１３０２４８７２、ＷＯ２０１３０３５２７５、ＷＯ２０１３０８１３１５、ＷＯ２０１３１９１４０４、ＷＯ２０１４１４２４７２、ＵＳ２０１７０２６３８６９、ＵＳ２０１６０１６３９９５、ＵＳ９４６６８０３。
【化32】
【化33】
【化34】
【化35】
【化36】
【0146】
発光体の例としては、特に限定されず、前記化合物が典型的に発光体材料として用いられるものであれば、いずれの化合物も用いられることができる。好適な発光体材料としては、リン光、蛍光、熱活性化遅延蛍光、即ちＴＡＤＦ（Ｅ型遅延蛍光とも称される；その全体を参照により本明細書に援用する米国出願第１５／７００，３５２号を参照）、三重項－三重項消滅、又はこれらの過程の組合せを介して、発光を生成することができる化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
【0147】
本明細書において開示される材料と組み合わせて、ＯＬＥＤ中に用いられることができる発光体材料の非制限的な例は、これらの材料を開示する文献と共に下記に例示される。
ＣＮ１０３６９４２７７、ＣＮ１６９６１３７、ＥＢ０１２３８９８１、ＥＰ０１２３９５２６、ＥＰ０１９６１７４３、ＥＰ１２３９５２６、ＥＰ１２４４１５５、ＥＰ１６４２９５１、ＥＰ１６４７５５４、ＥＰ１８４１８３４、ＥＰ１８４１８３４Ｂ、ＥＰ２０６２９０７、ＥＰ２７３０５８３、ＪＰ２０１２０７４４４４、ＪＰ２０１３１１０２６３、ＪＰ４４７８５５５、ＫＲ１０２００９０１３３６５２、ＫＲ２０１２００３２０５４、ＫＲ２０１３００４３４６０、ＴＷ２０１３３２９８０、ＵＳ０６６９９５９９、ＵＳ０６９１６５５４、ＵＳ２００１００１９７８２、ＵＳ２００２００３４６５６、ＵＳ２００３００６８５２６、ＵＳ２００３００７２９６４、ＵＳ２００３０１３８６５７、ＵＳ２００５０１２３７８８、ＵＳ２００５０２４４６７３、ＵＳ２００５１２３７９１、ＵＳ２００５２６０４４９、ＵＳ２００６０００８６７０、ＵＳ２００６００６５８９０、ＵＳ２００６０１２７６９６、ＵＳ２００６０１３４４５９、ＵＳ２００６０１３４４６２、ＵＳ２００６０２０２１９４、ＵＳ２００６０２５１９２３、ＵＳ２００７００３４８６３、ＵＳ２００７００８７３２１、ＵＳ２００７０１０３０６０、ＵＳ２００７０１１１０２６、ＵＳ２００７０１９０３５９、ＵＳ２００７０２３１６００、ＵＳ２００７０３４８６３、ＵＳ２００７１０４９７９、ＵＳ２００７１０４９８０、ＵＳ２００７１３８４３７、ＵＳ２００７２２４４５０、ＵＳ２００７２７８９３６、ＵＳ２００８００２０２３７、ＵＳ２００８０２３３４１０、ＵＳ２００８０２６１０７６、ＵＳ２００８０２９７０３３、ＵＳ２００８０５８５１、ＵＳ２００８１６１５６７、ＵＳ２００８２１０９３０、ＵＳ２００９００３９７７６、ＵＳ２００９０１０８７３７、ＵＳ２００９０１１５３２２、ＵＳ２００９０１７９５５５、ＵＳ２００９０８５４７６、ＵＳ２００９１０４４７２、ＵＳ２０１０００９０５９１、ＵＳ２０１００１４８６６３、ＵＳ２０１００２４４００４、ＵＳ２０１００２９５０３２、ＵＳ２０１０１０２７１６、ＵＳ２０１０１０５９０２、ＵＳ２０１０２４４００４、ＵＳ２０１０２７０９１６、ＵＳ２０１１００５７５５９、ＵＳ２０１１０１０８８２２、ＵＳ２０１１０２０４３３３、ＵＳ２０１１２１５７１０、ＵＳ２０１１２２７０４９、ＵＳ２０１１２８５２７５、ＵＳ２０１２２９２６０１、ＵＳ２０１３０１４６８４８、ＵＳ２０１３０３３１７２、ＵＳ２０１３１６５６５３、ＵＳ２０１３１８１１９０、ＵＳ２０１３３３４５２１、ＵＳ２０１４０２４６６５６、ＵＳ２０１４１０３３０５、ＵＳ６３０３２３８、ＵＳ６４１３６５６、ＵＳ６６５３６５４、ＵＳ６６７０６４５、ＵＳ６６８７２６６、ＵＳ６８３５４６９、ＵＳ６９２１９１５、ＵＳ７２７９７０４、ＵＳ７３３２２３２、ＵＳ７３７８１６２、ＵＳ７５３４５０５、ＵＳ７６７５２２８、ＵＳ７７２８１３７、ＵＳ７７４０９５７、ＵＳ７７５９４８９、ＵＳ７９５１９４７、ＵＳ８０６７０９９、ＵＳ８５９２５８６、ＵＳ８８７１３６１、ＷＯ０６０８１９７３、ＷＯ０６１２１８１１、ＷＯ０７０１８０６７、ＷＯ０７１０８３６２、ＷＯ０７１１５９７０、ＷＯ０７１１５９８１、ＷＯ０８０３５５７１、ＷＯ２００２０１５６４５、ＷＯ２００３０４０２５７、ＷＯ２００５０１９３７３、ＷＯ２００６０５６４１８、ＷＯ２００８０５４５８４、ＷＯ２００８０７８８００、ＷＯ２００８０９６６０９、ＷＯ２００８１０１８４２、ＷＯ２００９０００６７３、ＷＯ２００９０５０２８１、ＷＯ２００９１００９９１、ＷＯ２０１００２８１５１、ＷＯ２０１００５４７３１、ＷＯ２０１００８６０８９、ＷＯ２０１０１１８０２９、ＷＯ２０１１０４４９８８、ＷＯ２０１１０５１４０４、ＷＯ２０１１１０７４９１、ＷＯ２０１２０２０３２７、ＷＯ２０１２１６３４７１、ＷＯ２０１３０９４６２０、ＷＯ２０１３１０７４８７、ＷＯ２０１３１７４４７１、ＷＯ２０１４００７５６５、ＷＯ２０１４００８９８２、ＷＯ２０１４０２３３７７、ＷＯ２０１４０２４１３１、ＷＯ２０１４０３１９７７、ＷＯ２０１４０３８４５６、ＷＯ２０１４１１２４５０
ＨＢＬ：
ＣＮ１０３６９４２７７、ＣＮ１６９６１３７、ＥＢ０１２３８９８１、ＥＰ０１２３９５２６、ＥＰ０１９６１７４３、ＥＰ１２３９５２６、ＥＰ１２４４１５５、ＥＰ１６４２９５１、ＥＰ１６４７５５４、ＥＰ１８４１８３４、ＥＰ１８４１８３４Ｂ、ＥＰ２０６２９０７、ＥＰ２７３０５８３、ＪＰ２０１２０７４４４４、ＪＰ２０１３１１０２６３、ＪＰ４４７８５５５、ＫＲ１０２００９０１３３６５２、ＫＲ２０１２００３２０５４、ＫＲ２０１３００４３４６０、ＴＷ２０１３３２９８０、ＵＳ０６６９９５９９、ＵＳ０６９１６５５４、ＵＳ２００１００１９７８２、ＵＳ２００２００３４６５６、ＵＳ２００３００６８５２６、ＵＳ２００３００７２９６４、ＵＳ２００３０１３８６５７、ＵＳ２００５０１２３７８８、ＵＳ２００５０２４４６７３、ＵＳ２００５１２３７９１、ＵＳ２００５２６０４４９、ＵＳ２００６０００８６７０、ＵＳ２００６００６５８９０、ＵＳ２００６０１２７６９６、ＵＳ２００６０１３４４５９、ＵＳ２００６０１３４４６２、ＵＳ２００６０２０２１９４、ＵＳ２００６０２５１９２３、ＵＳ２００７００３４８６３、ＵＳ２００７００８７３２１、ＵＳ２００７０１０３０６０、ＵＳ２００７０１１１０２６、ＵＳ２００７０１９０３５９、ＵＳ２００７０２３１６００、ＵＳ２００７０３４８６３、ＵＳ２００７１０４９７９、ＵＳ２００７１０４９８０、ＵＳ２００７１３８４３７、ＵＳ２００７２２４４５０、ＵＳ２００７２７８９３６、ＵＳ２００８００２０２３７、ＵＳ２００８０２３３４１０、ＵＳ２００８０２６１０７６、ＵＳ２００８０２９７０３３、ＵＳ２００８０５８５１、ＵＳ２００８１６１５６７、ＵＳ２００８２１０９３０、ＵＳ２００９００３９７７６、ＵＳ２００９０１０８７３７、ＵＳ２００９０１１５３２２、ＵＳ２００９０１７９５５５、ＵＳ２００９０８５４７６、ＵＳ２００９１０４４７２、ＵＳ２０１０００９０５９１、ＵＳ２０１００１４８６６３、ＵＳ２０１００２４４００４、ＵＳ２０１００２９５０３２、ＵＳ２０１０１０２７１６、ＵＳ２０１０１０５９０２、ＵＳ２０１０２４４００４、ＵＳ２０１０２７０９１６、ＵＳ２０１１００５７５５９、ＵＳ２０１１０１０８８２２、ＵＳ２０１１０２０４３３３、ＵＳ２０１１２１５７１０、ＵＳ２０１１２２７０４９、ＵＳ２０１１２８５２７５、ＵＳ２０１２２９２６０１、ＵＳ２０１３０１４６８４８、ＵＳ２０１３０３３１７２、ＵＳ２０１３１６５６５３、ＵＳ２０１３１８１１９０、ＵＳ２０１３３３４５２１、ＵＳ２０１４０２４６６５６、ＵＳ２０１４１０３３０５、ＵＳ６３０３２３８、ＵＳ６４１３６５６、ＵＳ６６５３６５４、ＵＳ６６７０６４５、ＵＳ６６８７２６６、ＵＳ６８３５４６９、ＵＳ６９２１９１５、ＵＳ７２７９７０４、ＵＳ７３３２２３２、ＵＳ７３７８１６２、ＵＳ７５３４５０５、ＵＳ７６７５２２８、ＵＳ７７２８１３７、ＵＳ７７４０９５７、ＵＳ７７５９４８９、ＵＳ７９５１９４７、ＵＳ８０６７０９９、ＵＳ８５９２５８６、ＵＳ８８７１３６１、ＷＯ０６０８１９７３、ＷＯ０６１２１８１１、ＷＯ０７０１８０６７、ＷＯ０７１０８３６２、ＷＯ０７１１５９７０、ＷＯ０７１１５９８１、ＷＯ０８０３５５７１、ＷＯ２００２０１５６４５、ＷＯ２００３０４０２５７、ＷＯ２００５０１９３７３、ＷＯ２００６０５６４１８、ＷＯ２００８０５４５８４、ＷＯ２００８０７８８００、ＷＯ２００８０９６６０９、ＷＯ２００８１０１８４２、ＷＯ２００９０００６７３、ＷＯ２００９０５０２８１、ＷＯ２００９１００９９１、ＷＯ２０１００２８１５１、ＷＯ２０１００５４７３１、ＷＯ２０１００８６０８９、ＷＯ２０１０１１８０２９、ＷＯ２０１１０４４９８８、ＷＯ２０１１０５１４０４、ＷＯ２０１１１０７４９１、ＷＯ２０１２０２０３２７、ＷＯ２０１２１６３４７１、ＷＯ２０１３０９４６２０、ＷＯ２０１３１０７４８７、ＷＯ２０１３１７４４７１、ＷＯ２０１４００７５６５、ＷＯ２０１４００８９８２、ＷＯ２０１４０２３３７７、ＷＯ２０１４０２４１３１、ＷＯ２０１４０３１９７７、ＷＯ２０１４０３８４５６、ＷＯ２０１４１１２４５０
【化37】
【化38】
【化39】
【化40】
【化41】
【化42】
【0148】
正孔ブロッキング層（ＨＢＬ）を使用して、発光層から出る正孔及び／又は励起子の数を低減させることができる。デバイス中のそのようなブロッキング層の存在は、ブロッキング層を欠く同様のデバイスと比較して大幅に高い効率及び／又はより長い寿命をもたらし得る。また、ブロッキング層を使用して、ＯＬＥＤの所望の領域に発光を制限することもできる。幾つかの実施形態においては、ＨＢＬ材料は、ＨＢＬインターフェースに最も近接した発光体よりも低いＨＯＭＯ（真空準位から更に離れて）及び／又は高い三重項エネルギーを有する。幾つかの実施形態においては、ＨＢＬ材料は、ＨＢＬインターフェースに最も近接したホストの１つ以上よりも低いＨＯＭＯ（真空準位から更に離れて）及び／又は高い三重項エネルギーを有する。
【0149】
一態様において、前記ＨＢＬ中に使用される前記化合物は、上述したホストとして使用されるものと同じ分子を含有する。
【0150】
別の態様において、前記ＨＢＬ中に使用される前記化合物は、分子中に下記の群の少なくとも１つを含有する。
式中、ｋは１から２０までの整数であり；Ｌ１０１は他の配位子であり、ｋ’は１から３までの整数である。
ＥＴＬ：
【化43】
ＥＴＬ：
【0151】
電子輸送層（ＥＴＬ）は、電子を輸送することができる材料を含み得る。電子輸送層は、真性である（ドープされていない）か、又はドープされていてよい。ドーピングを使用して、伝導性を増強することができる。ＥＴＬ材料の例は特に限定されず、電子を輸送するために典型的に使用されるものである限り、任意の金属錯体又は有機化合物を使用してよい。
【0152】
一態様において、前記ＥＴＬ中に使用される前記化合物は、分子中に下記の群の少なくとも１つを含有する。
式中、Ｒ１０１は、水素、重水素、ハロゲン、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリールアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、アシル、カルボン酸、エーテル、エステル、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、スルフィニル、スルフォニル、ホスフィノ及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、それがアリール又はヘテロアリールである場合、上記で言及したＡｒのものと同様の定義を有する。Ａｒ１からＡｒ３は、上記で言及したＡｒのものと同様の定義を有する。ｋは１から２０までの整数である。Ｘ１０１からＸ１０８はＣ（ＣＨを含む）又はＮから選択される。
【化44】
【0153】
別の態様において、前記ＥＴＬ中に使用される金属錯体は、下記の一般式を含有するがこれらに限定されない。
式中、（Ｏ－Ｎ）又は（Ｎ－Ｎ）は、原子Ｏ、Ｎ又はＮ、Ｎに配位された金属を有する二座配位子であり；Ｌ１０１は他の配位子であり；ｋ’は、１から金属に結合し得る配位子の最大数までの整数値である。
【化45】
【0154】
本明細書において開示される材料と組み合わせて、ＯＬＥＤ中に用いられることができるＥＴＬ材料の非制限的な例は、これらの材料を開示する文献と共に下記に例示される。ＣＮ１０３５０８９４０、ＥＰ０１６０２６４８、ＥＰ０１７３４０３８、ＥＰ０１９５６００７、ＪＰ２００４－０２２３３４、ＪＰ２００５１４９９１８、ＪＰ２００５－２６８１９９、ＫＲ０１１７６９３、ＫＲ２０１３０１０８１８３、ＵＳ２００４００３６０７７、ＵＳ２００７０１０４９７７、ＵＳ２００７０１８１５５、ＵＳ２００９０１０１８７０、ＵＳ２００９０１１５３１６、ＵＳ２００９０１４０６３７、ＵＳ２００９０１７９５５４、ＵＳ２００９２１８９４０、ＵＳ２０１０１０８９９０、ＵＳ２０１１１５６０１７、ＵＳ２０１１２１０３２０、ＵＳ２０１２１９３６１２、ＵＳ２０１２２１４９９３、ＵＳ２０１４０１４９２５、ＵＳ２０１４０１４９２７、ＵＳ２０１４０２８４５８０、ＵＳ６６５６６１２、ＵＳ８４１５０３１、ＷＯ２００３０６０９５６、ＷＯ２００７１１１２６３、ＷＯ２００９１４８２６９、ＷＯ２０１００６７８９４、ＷＯ２０１００７２３００、ＷＯ２０１１０７４７７０、ＷＯ２０１１１０５３７３、ＷＯ２０１３０７９２１７、ＷＯ２０１３１４５６６７、ＷＯ２０１３１８０３７６、ＷＯ２０１４１０４４９９、ＷＯ２０１４１０４５３５．
電荷発生層（ＣＧＬ）
【化46】
【化47】
【化48】
【0155】
タンデム型、又は積層型のＯＬＥＤ中で、ＣＧＬは、性能において重要な役割を果たし、それぞれ、電子及び正孔の注入ためのｎ－ドープ層及びｐ－ドープ層からなる。電子及び正孔は、前記ＣＧＬ及び電極から供給される。前記ＣＧＬ中の消費された電子及び正孔は、それぞれカソード及びアノードから注入された電子及び正孔によって再び満たされ、その後バイポーラ電流が徐々に安定した状態に達する。典型的なＣＧＬ材料は、輸送層で用いられるｎ型及びｐ型伝導性ドーパントを含む。
【0156】
ＯＬＥＤデバイスの各層中に使用される任意の上記で言及した化合物において、水素原子は、部分的に又は完全に重水素化されていてよい。故に、メチル、フェニル、ピリジル等であるがこれらに限定されない任意の具体的に挙げられている置換基は、それらの重水素化されていない、部分的に重水素化された、及び完全に重水素化されたバージョンを包含する。同様に、アルキル、アリール、シクロアルキル、ヘテロアリール等であるがこれらに限定されない置換基のクラスは、それらの重水素化されていない、部分的に重水素化された、及び完全に重水素化されたバージョンも包含する。
【0157】
本明細書において記述されている種々の実施形態は、単なる一例としてのものであり、本発明の範囲を限定することを意図するものではないことが理解される。例えば、本明細書において記述されている材料及び構造の多くは、本発明の趣旨から逸脱することなく他の材料及び構造に置き換えることができる。したがって、特許請求されている通りの本発明は、当業者には明らかとなるように、本明細書において記述されている特定の例及び好ましい実施形態からの変形形態を含み得る。なぜ本発明が作用するのかについての種々の理論は限定を意図するものではないことが理解される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0158】
【文献】米国特許第５，８４４，３６３号明細書
【文献】米国特許第６，３０３，２３８号明細書
【文献】米国特許第５，７０７，７４５号明細書
【文献】米国特許第７，２７９，７０４号明細書
【符号の説明】
【0159】
１００ 有機発光デバイス
１１０ 基板
１１５ アノード
１２０ 正孔注入層
１２５ 正孔輸送層
１３０ 電子ブロッキング層
１３５ 発光層
１４０ 正孔ブロッキング層
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
１７０ バリア層
２００ 反転させたＯＬＥＤ、デバイス
２１０ 基板
２１５ カソード
２２０ 発光層
２２５ 正孔輸送層
２３０ アノード
１１０ 基板
１１５ アノード
１２０ 正孔注入層
１２５ 正孔輸送層
１３０ 電子ブロッキング層
１３５ 発光層
１４０ 正孔ブロッキング層
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
１７０ バリア層
２００ 反転させたＯＬＥＤ、デバイス
２１０ 基板
２１５ カソード
２２０ 発光層
２２５ 正孔輸送層
２３０ アノード
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図12】
【図13A】
【図13B】
【図13C】
【図13D】
【図14】
【図15】
