JP2005528759A - 電界発光デバイス - Google Patents
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Abstract
電界発光デバイスは、第一の電極、第二の電極、及びそれらの間に配置される、それぞれ第一及び第二の色の光を放出することが可能な第一及び第二の電界発光化合物を含む電界発光層を含み、第一の色は、第二の色と異なる。電界発光デバイスは、第一の方向に低い電圧でバイアスをかけられるときに、主に第一の色を有する光を、及び第一の方向と反対の第二の方向に低い電圧でバイアスをかけられるときに、主に第二の色を有する光を、可逆的に放出することが可能である。第一の電界発光化合物は、電界発光重合体又は低分子量の共役の電界発光化合物であってもよい。第二の電界発光化合物は、一つ以上の配位子を有する、典型的には単核又は二核の、金属イオンの錯体である。前記一つ以上の配位子の少なくとも一つは、オリゴフェニレンビニレン又はオリゴフェニレン誘導体のように、共役部位で置換される。金属イオンの錯体は、イオン性化合物であり、電界発光デバイスにバイアスをかけるとき、電界発光デバイス内で移動することが可能である金属イオンの電荷を釣り合わせるための対イオンを有する。
Description
本発明は、電界発光(EL)デバイスに関する。特に、本発明は、一つの方向にバイアスをかけるとき、一つの色の光を、及び、その一つの方向と反対の別の方向にバイアスをかけるとき、その一つの色と異なる別の色の光を、放出することが可能であるELデバイスに関する。
電界発光デバイスは、適切な電圧をその電極に加えるとき、光を放出するデバイスである。電界発光デバイスを、表示、照明、及び信号系の用途に、使用することができる。有機電界発光デバイスは、光の放出を促進するための有機材料を含む。有機電界発光デバイスは、大きな光放出面を要求する用途に、特に適する。周知の多種多様な有機ELデバイスは、有機発光ダイオード(oLED)である。ダイオードであると、oLEDは、順方向バイアスと呼ばれる一つの方向にのみ、相当な電流を通過させる。逆方向バイアスともまた呼ばれる、反対の方向には、本質的に電流は、流れない。
特許文献1においては、二つの独立な色を発生させることが可能である、色の可変な発光、より特定の電界発光デバイスが、開示されている。一つの色は、順方向バイアスで、別のものは、逆方向バイアスで、発生させられる。ELデバイスは、色の可変な光の放出を促進するための重合体の配合物で形成された単一の層を含む。バイアスの方向の変動によって二つの独立な色を発生させるための性能を有することは、多色のデバイスにおいて有利なことである。一般的に、多色のデバイスを得るために、異なる色を放出する(ピクセルともまた呼ばれる)独立にアドレスすることが可能なELの画素は、互いに隣接して位置決めされる。バイアスの方向の変動によって一つのこのような画素内で多色を表示する性能を有することは、より小型のデバイスに至る。さらに、このような二色のデバイスは、通常別個の色を有する各々のピクセルが別々のパターニングのステップを要求するので、製造することが、より単純である。例えば、フルカラーのデバイスは、少なくとも三つの別個のパターニングのステップによって提供される赤色、緑色、及び青色のピクセルを要求する。
引用文献1の色の可変なデバイスの欠点は、相当な光の放出を得るために、相対的に高い電圧が要求されることである。いずれかの方向における1から10Cd/m2を得ることは、典型的には、10ボルトを超えるバイアスを要求する。
国際公開第98/41065号パンフレット
本発明の目的は、とりわけ、新しい電界発光デバイスを提供することであり、その電界発光デバイスは、第一の方向にバイアスをかけるとき、主に第一の色の光を放出すると共に、第一のものと反対の第二の方向にバイアスをかけるとき、主に第二の色の光を放出し、第二の色は、第一の色と実質的に異なり、さらに、両方の方向において相対的に低い電圧で、そのようにし、低いとは、典型的に10V未満である。好ましくは、このような低い電圧でバイアスをかけるとき、ELデバイスは、明るい明るさで点灯するものであり、高いとは、典型的に10Vで100Cd/m2である。
これらの及び他の目的は、第一及び第二の電極並びにそれらの間に配置される電界発光層を含む電界発光デバイスによって達成され、電界発光層は、第一の色の光を放出するための第一の電界発光化合物、第一の色と別個である第二の色の光を放出するための第二の電界発光化合物、並びに第一及び第二の電界発光化合物が含む任意の他の共役部位と別個である別個の共役部位を含む共役化合物を含み、
ここで、その共役部位を含む共役化合物は、第二の電界発光化合物と同じものであり、
ここで、第二の電界発光化合物は、それぞれ第一の又は第二の色の光を放出するために第一及び/又は第二の方向にその電界発光層にバイアスをかけるとき、電界発光層内で移動性であるように適合させられるイオンを含むイオン性化合物であり、
第二の電界発光化合物は、金属及び別個の共役部位で置換される少なくとも一つの配位子を含む金属イオンの錯体であり、別個の共役部位は、第一の方向に放出される光の色が、第二の方向に放出される光の色と別個であることを引き起こすように選択される。
ここで、その共役部位を含む共役化合物は、第二の電界発光化合物と同じものであり、
ここで、第二の電界発光化合物は、それぞれ第一の又は第二の色の光を放出するために第一及び/又は第二の方向にその電界発光層にバイアスをかけるとき、電界発光層内で移動性であるように適合させられるイオンを含むイオン性化合物であり、
第二の電界発光化合物は、金属及び別個の共役部位で置換される少なくとも一つの配位子を含む金属イオンの錯体であり、別個の共役部位は、第一の方向に放出される光の色が、第二の方向に放出される光の色と別個であることを引き起こすように選択される。
本発明による電界発光デバイスに、第一の方向にバイアスをかけるとき、光の放出は、主に、第一のEL化合物に由来し、このように、ELデバイスは、主に、第一の色の光を放出する。第二の方向は、第一のものと反対であり、第二の方向にバイアスをかけるとき、光の放出は、主に、第二のEL化合物に由来し、このように、ELデバイスは、主に、第二の色の光を放出し、第一及び第二の色は、実質的に異なる。以後、この効果は、“二色効果”とも呼ばれる。主に第一の(第二の)色の光を放出することは、第一の(第二の)EL化合物からの放出が、50%を超えて寄与するように支配することを意味する。残余においては、ELデバイスが放出すると言われるときには、第一の(第二の)色の光は、光の放出が主に第一の(第二の)色のものである状況を含む。
二色効果は、相対的に低い電圧で得られ、立ち上がりは、典型的には約10V未満であるか又は約5とV同等である。10Vでは、100Cd/m2よりも顕著に高い明るさを得ることができる。
二色効果は、可逆である。第一及び第二の色であることを切り替えることを繰り返すことができる。第一及び第二の電界発光化合物が、第一のEL化合物が豊富な領域及び第二のEL化合物が豊富な領域を有する相分離したELとは対照的に、EL層に均質に分配される層において二色効果を達成してもよい。また、EL層に対して横断する方向に、EL化合物は、均質に分配される。相分離した相とは対照的に均質な層を有することは、一般に相分離した層の形態及びそれと共にこのような層を含むデバイスの性能が、操作上の寿命の間に変化する傾向があるので、都合がよい。
二色効果の存在は、本発明によるELデバイスが、非対称であることを暗示する。本発明においては、二色効果は、たとえ第一及び第二の電極が、実質的に同じ仕事関数を有するとしても、観察される。このことは、当技術において、異なる仕事関数を有する電極が、有機LEDの非対称性の主要な原因であることが一般に抱かれるので、驚くべきことである。
Appl.Phys.Lett,68(19),p2708−2710(1996)において、Yang Yang等は、電圧の制御の下で二つの異なる色を放出することが可能なELデバイスを記載している。ELデバイスのEL層内で、二つの空間的に別々の放出帯域は、識別可能である。第二のバイアスを印加することが、放出の形態で、第二の帯域を結果として生じるのに対して、第一のバイアスを印加することは、放出の形態で第一の帯域を結果として生じる。
Nature 372,p444−446(1994)において、Berggren等は、相分離したEL層を有するELデバイスからの印加電圧の方向ではなく大きさの関数として二色の光の放出を達成する。
本発明によれば、第二の電界発光化合物及び共役化合物は、同一物の化合物であり、従って、これらの用語は、交互に使用される。
本発明の文脈においては、電界発光化合物は、このような化合物を含む層が適切な電極の間に挟まれると共に適切な電圧にさらされるとき、光を放出することが可能な化合物である。この発明の目的のために、それは、また、電荷輸送化合物及び光の放出を果たすために電荷輸送化合物からの電荷を受けることに適合させられる発光化合物の組み合わせであってもよい。一般に、電界発光であるためには、このような化合物は、正孔及び/又は電子を受容する及び/又は輸送することが可能であり、化合物に対して特徴的である、ある一定の放出スペクトルを有する光を放出する。より狭い意味では、電界発光化合物は、再結合して光のフォトンの放出を引き起こすこともある電子及び正孔を受容する。さらにより具体的には、電界発光化合物は、電荷輸送及び光放出化合物の援助無しに、電界発光を示すことが可能であることもあり、その場合には、電界発光化合物は、再結合して光の放出を引き起こすこともある正孔及び電子を受容するか/又は輸送する。
第一の電界発光化合物は、低分子量の有機共役化合物又は共役重合体である。
当技術において知られる低分子量の有機共役化合物を、それ自体として、使用してもよい。典型的には、このような化合物は、真空中で蒸発の手段によって薄膜を形成することが可能なC1−C100の等核又は異核の芳香族化合物であり、実例は、クマリン、キノリン酸アルミニウム、又はアクリニジンを含む。
あるいは、共役重合体を使用してもよい。共役重合体は、架橋された重合体、星型重合体、デンドリマー、又は直鎖の重合体であってもよい。本発明の文脈において、重合体の用語は、オリゴマー及び共重合体、三元共重合体、より高次の重合体を含む。直鎖の重合体は、ペンダント側基としての電界発光部位を有する側鎖の重合体又は主鎖にEL構造単位を有する共役重合体であってもよい。適切な電界発光重合体の例は、フェニレンビニレン、フェニレン、チオフェン、チエニルビニレン、フルオレン、若しくは9,9’−スピロビフルオレンの構造単位又はポリフェニレンビニレン、ポリキノキサリン、ポリビニルカルバゾール、若しくはそれらの共重合体のような重合体を含むものを含む。自由選択で、このような重合体は、トリアリールアミン類及びオキサジアゾール類のような正孔又は電子輸送単量体と共重合させられる。
また、一方においては電荷輸送特性及び他方においては放出特性を、単一の電界発光化合物(低分子量又は重合体)で組み合わせられる代わりに、別々の化合物、例えば、電荷輸送化合物及び発光化合物にわたって分配してもよい。発光化合物は、一重項の状態(一重項放射体)から、又は三重項状態(三重項放射体)から放出してもよい。
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発光(一重項及び三重項の両方)及び電荷輸送化合物は、それ自体として、当技術において知られている。典型的には、電荷輸送化合物は、EL化合物である。発光化合物は、電荷輸送化合物から電荷、正孔及び/又は電子を受容するように適合させられる。これは、当技術において周知であるように、関連したエネルギー準位を別のものに対して適切に配置することによって達成される。最高被占軌道(HOMO)及び酸化ポテンシャルは、正孔に、及び最低空軌道(LUMO)及び還元ポテンシャルは、電子に、関連したものであり、それらの差は、一次までは、励起子に対する吸収及び放出スペクトルによって特徴付けられる。
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発光(一重項及び三重項の両方)及び電荷輸送化合物は、それ自体として、当技術において知られている。典型的には、電荷輸送化合物は、EL化合物である。発光化合物は、電荷輸送化合物から電荷、正孔及び/又は電子を受容するように適合させられる。これは、当技術において周知であるように、関連したエネルギー準位を別のものに対して適切に配置することによって達成される。最高被占軌道(HOMO)及び酸化ポテンシャルは、正孔に、及び最低空軌道(LUMO)及び還元ポテンシャルは、電子に、関連したものであり、それらの差は、一次までは、励起子に対する吸収及び放出スペクトルによって特徴付けられる。
第二の電界発光化合物は、金属イオンの錯体である。本発明の文脈においては、用語“金属錯体”及び“金属イオンの錯体”は、交互に使用される。金属イオンの錯体は、(大まかに“金属”ともまた呼ばれる)金属イオン及び金属イオンに化学的に結合させられる一つ以上の配位子を有する。金属イオン及び一つ以上の配位子の組み合わせは、第二の電界発光化合物をイオン性化合物にする、イオン、対イオンによって均衡をとられるものである正味の電荷を有する。
本発明によって要求されるタイプの金属イオンの錯体は、それ自体として、当技術において知られている。
錯体の金属イオンからの適切な金属は、Ru、Rh、Re、Os、Zn、Cr、Pd、Pt、Ir、Cu、Al、Ga、又は希土類金属を含んでもよい。より詳しくは、適切な金属イオンは、Ru(II)、Rh(I)、Re(I)、Os(II)、Zn(II)、Al(III)、Cr(III)、Pt(II)、Pt(IV)、Pd(II)、Ir(III)、Cu(I)、Ga(III)、Ru(II)、Ir(III)、及びCr(III)、並びに希土類金属イオンの群より選択される金属イオンを含む。好適なものは、Irイオン及びRuイオンである。
金属イオンに結合することに適切である配位子は、それ自体知られている。このような既知の配位子を、本発明の金属イオンの錯体で使用してもよい。金属イオン及び一つ以上の配位子は、第二の色である、それによって放出される光の色が、第一の電界発光化合物によって放出される色と明確に異なるように選択される。
配位子は、単座の、二座の、又は一般に多座の配位子であってもよい。また、大環状の、単環式の、又は自由選択で、橋かけされた、多環式の配位子を使用してもよい。
好適な配位子は、以下の式
また、フタロシアニン及びポルフィリンのような大環状の配位子も好適である。
金属イオン及び一つ以上の配位子の組み合わせの電荷の均衡をとるために、金属イオンの錯体は、対イオンを有する。本発明によれば、前記イオンは、電界発光デバイスに、第一又は第二の方向でバイアスをかけて、それぞれ第一又は第二の色の光を放出するとき、電界発光層内を移動するように適合させられる。イオンの存在は、ELデバイスが、第一(逆方向バイアス)及び第二(順方向バイアス)の方向の両方に電流を通過させることを可能にする。この効果は、それ自体として、当技術において知られている。イオンの移動が起こるか否かは、周知の時間依存の電気測定によって容易に立証される。イオンの移動は、明確な時間及び周波数の尺度で起こる。この時間の尺度は、電子の移動の時間の尺度よりもはるかに遅く、ミリ秒以上である。
周知であるように、大きさ及びイオン強度は、その移動度を適合させるために使用することができるイオンの特性である。明らかに、金属イオン及び単数又は複数の配位子の組み合わせが、正味の負の電荷を有するとすれば、対イオンは、均衡をとるための正味の正の電荷を有さなければならない。典型的に適切な大きさ及び/又はイオン強度を有すると共にさらに相対的に化学的に不活性である陽イオンは、土類及びアルカリ土類金属の金属イオン又は例である第四級アミン、アンモニウムような有機陽イオンである。より一般的には、金属イオン及び配位子の組み合わせの正味の電荷は、正であり、イオンの正味の電荷が、負であることを要求する。適切な陰イオンは、ハロゲンイオン、硝酸塩、硫酸塩、カルボン酸塩、及びCN−などのようなブレンステッド(Bronsted)酸の共役塩基、又はPF6 −、BF4 −、及びAsF6 −のようなルイス(Lewis)酸の共役塩基を含む。
第二の電界発光化合物の別個の共役部位は、その材料又は層の電荷(正孔及び/又は電子)の受容、及び/又は供与、及び/又は輸送特性を変更するように適合させられ、それは、一部であり、結果として、このような層又は材料の電界発光特性であり、ここで受容及び/又は供与は、材料若しくは層内の、又は、別の材料若しくは層からの若しくは別の材料若しくは層への、受容又は供与に言及してもよい。別個の共役部位は、金属イオンの錯体の配位子へ置換される。別個の共役部位は、配位子の共役系と共に、別々の共役系とは別個の特性を有する、組み合わせられた共役系を形成する。
別個の共役部位は、他の共役部位とは別個である。電界発光材料における正孔若しくは電子又は励起子を有する又は導入する意味で別個とは、共役部位なしの対応する電界発光材料に存在しない電界発光材料を述べる。それが、このような状態を有する又は導入するとすれば、共役部位は、それが一部である電界発光層の電荷(正孔及び/又は電子)受容及び/又は供与及び/又は輸送特性を変更するように、又は好ましくは強調するように適合させられる。
別個の共役部位を、その材料又は層の電荷(正孔及び/又は電子)受容及び/又は供与及び/又は輸送特性を変更する又は好ましくは強調するように適合させるか否かは、適切な電極間にこのような別個の共役部位を含む電界発光材料又は層を分散させることによって容易に立証され、そのようにして得られたデバイスを電界発光にすると共に、それを、このような別個の共役部位を含まないが、他の点では同一である、電界発光材料を有するデバイスと比較する。
IVL特性、効率、寿命のような電気光学的性能におけるどんな差も、別個の共役部位が、その材料又は層の電荷(正孔及び/又は電子)受容及び/又は供与及び/又は輸送特性を変更する、又は好ましくは強調するように適合させられることの支持である。
より詳しくは、別個の共役部位は、その材料又は層の受容及び/又は供与及び/又は輸送特性を変更するように適合させられ、それは、第一及び第二の電極並びにそれらの間に配置される電界発光層を含む電界発光デバイスが、第一の方向にバイアスをかけられ、電界発光層が、第一の色の光を放出するための第一の電界発光化合物及び前記第一の色と異なる第二の色の光を放出するための第二の電界発光化合物を含み、第二の電界発光化合物が、別個の共役部位を含むとき、そのデバイスが、第一のものと反対の第二の方向にバイアスをかけられるときに放出される色と異なる色の光を放出するような様式における一部である。そのように適合させられたか否かは、別個の共役部位を有さないが他のものはあるデバイスが同一である本発明によるデバイスを比較することによって、容易に確かめられる。本発明によるデバイスの場合にのみ、二色効果が、観察されるはずである。
電界発光デバイスの特定の実施形態は、別個の共役部位が、アルケン、アルキン、芳香族化合物、アリールアルケン、チオフェン類、ビニルチオフェン類、フルオレン類、アニリン類、ビニルカルバゾール類、フェニレンエチン類、及びピロール類からなる群より選択される結合の相互作用を通じて強調されたπ共役化合物又はσ共役化合物、又は、前記群から選択される共役化合物のオリゴマー、芳香族の炭素原子が、窒素、リン、硫黄、若しくは酸素の原子で置き換えられてもよく若しくは置き換えられなくてもよいC5−C100の縮合芳香族炭化水素、シアニン類、スクアリル若しくはクロコニルを含有する共役化合物の一価の、二価の、又は多価のラジカルであるものであり、ここで、任意のこのようなπ共役又はσ共役化合物の各々の共役した炭素原子は、枝分かれした若しくは枝分かれしてない、環式の又は非環式のC1−C100のアルキル基で置換されてもよく又は置換されなくてもよく、各々の隣接しない炭素原子は、酸素、硫黄、窒素、若しくはリンの原子で置き換えられてもよく、又はハロゲン、ヒドロキシ、置換されてない若しくはアルキル置換されたアミノ、ニトリル、アルキルエーテル、枝分かれした若しくは枝分かれしてないアルキル及び/又はアルケニル、ニトロ、トリアルキルホスフィノ、置換されてない及び置換されたフェニル、カルボキシル、カルボキシルエステル、カルバミド、若しくはフェニルのようなアリールの基で置換されてもよく、そのアリール基は、自由選択で、アルキル又はアルコキシ基で置換される。
好適な別個の共役部位は、ベンゼン又はナフタレンから誘導されたラジカル、ビニルベンゼン、特にアリールで置換されたビニルベンゼンのようなアリールアルケン、ビフルオレン、9,9’−スピロビフルオレンのようなフルオレン類、並びにペリレン及びピレンのような縮合芳香族炭化水素から誘導されたラジカル、である。
特に好適な別個の共役部位は、オリゴフェニレンビニレン、オリゴモノフルオレン、オリゴビスフルオレン及びスピロビスフルオレン類並びに他のオリゴフェニレンのようなオリゴフェニレン及びオリゴフルオレンのラジカルを含み、ここで、−N−、−O−、−S−、又はC2若しくはC3のアルキレンの橋かけ、特にはしご型のオリゴフェニレンのような飽和の橋かけのような共有の橋かけによる一つ以上の隣接するフェニレン基。
金属イオンの錯体は、単核の又は多核の、特に二核の、金属イオンの錯体であってもよい。
本発明による電界発光デバイスの特定の実施形態は、第二の電界発光化合物が、第一及び第二の金属イオン並びにそれらに結合させられるそれぞれの第一及び第二の配位子を含む金属イオンの錯体であるものであり、ここで、同じ別個の二価の共役部位で置換される第一及び第二の配位子は、互いに接合される。
多核の錯体によって示される二色の効果は、特に明白である。典型的には、第二の方向に、第二の電界発光化合物からの純粋な光の放出が観察されるに対して、第一の方向のみに、第一の電界発光化合物からの光が、観察される。好適なこのような多核の錯体は、金属イオンが、Ru(II)又はIr(III)であり、結合させられる単数又は複数の配位子が、2,2’−ビピリジル又はフェニルピリジンであり、別個の二価の共役部位が、オリゴフェニレン、オリゴビフルオレン若しくはオリゴ−9,9’−スピロビフルオレンのようなオリゴフルオレン、又はオリゴフェニレンビニレンであるものである。
特に好適な第二の電界発光化合物は、請求項9から14までの金属イオンの錯体である。
第一及び第二の電界発光化合物は、明らかに、同一物であってもよい。当技術においてよく立証されるように、これは、都合のよいことに、一つ以上の共有の化学結合の手段によって第一及び第二の電界発光化合物を互いに連結させることによって実現されることもある。より詳しくは、連結は、別個の連結基を介して行われることもある。連結基は、共役系であってもよい、又は好ましくは、連結基は、第一及び第二の電界発光化合物の共役系を別個に保つために、C1−C100のアルキレン基のような飽和の原子を含む。また、共役系の無相互作用が、一方の系が、他のものに関してねじられるにように、互いに電界発光化合物を連結することによって、達成されることもある。
電界発光層は、正孔輸送、電子輸送、正孔トラップ、電子トラップ、又は励起子トラップ化合物のような、さらなる物質を含有してもよい。また、EL層に隣接する層からの電荷の注入を強調する又は遮断する化合物を使用してもよい。この目的のためのもののような当技術において知られる化合物を使用してもよい。
EL層は、典型的には、EL層が、低分子量の化合物の有機層であるとすれば、10nmから70nmまでの厚さであり、湿性沈着法の手段によって形成されるとすれば、30nmから300nmまでの厚さである。重合体の化合物を、スピンコーティング若しくはインクジェット印刷又は他のコーティング若しくは印刷方法によって蒸着させてもよいのに対して、低分子量の材料は、都合の良いことに、真空における蒸発によって蒸着させられる。
有効な電子の注入を得るための低い仕事関数及びこのように化学的に高い反応性の電極の材料を要求する従来の有機LEDと違って、本発明のELデバイスの第一及び第二の電極は、二色効果を観察するために、両方とも高い仕事関数の材料で形成されてもよい。適切な電極の材料は、酸化スズインジウム(ITO)、酸化亜鉛インジウム、酸化インジウムガリウムのような導電性の無機酸化物(それらが、光学的に透明であるので特に好適である)、又はポリエチレンジオキシチオフェン及びポリアニリンのような導電性の重合体、並びにAu、Al、若しくはAgのような金属、又は任意の他の導電性の薄い金属の膜である。電極の好適な組み合わせは、ITO及び金並びにITO及びAlである。
電界発光デバイスは、さらなる層を含んでもよく、電界発光デバイスは、それ自体として当技術において知られるこのようなさらなる層を含む。既知の例は、正孔輸送、正孔注入、電子注入、電子輸送、正孔遮断、電子遮断、及び励起子遮断層を含む。
多色を示す性能を有すると、電界発光デバイスは、装飾用の照明の用途、信号系の用途、広告の用途、区画されたマトリックスの表示デバイス、受動及びマトリックスの両方のような表示の用途のような、照明の用途に特に適切である。本発明によるELデバイスを、任意の大きさに容易に製造することができるので、本発明による電界発光デバイスを、テレビジョンを含む任意の表示の大きさで、実際に使用してもよい。
本発明のこれらの及び他の態様は、図面及び以下に記載した実施形態から明らかであると共に図面及び以下に記載した実施形態を参照して説明することにする。
例1
(ビス−2,2’−ビピリジン)(パラ−4−ブロモフェニル−2,2’−ビピリジル)ルテニウム(II)ビスヘキサフルオロリン酸塩[bpy2RubpyPhBr][PF6]2 3
(ビス−2,2’−ビピリジン)(パラ−4−ブロモフェニル−2,2’−ビピリジル)ルテニウム(II)ビスヘキサフルオロリン酸塩[bpy2RubpyPhBr][PF6]2 3
2:4−ブロモフェニル−2,2’−ビピリジン
3:(ビス−2,2’−ビピリジン)(パラ−4−ブロモフェニル−2,2’−ビピリジル)ルテニウム(II)ビスヘキサフルオロリン酸塩
[bpy2RubpyPhBr][PF6]2 3の合成は、以下のスキーム1に従って行われる。商業的に入手可能なRu(bpy)2Cl2 1(110.7mg,0.21mmol)及び(M.Montalti,S.Wadhwa,W.Y.Kim,R.A.Kipp,R.H.Schmehl Inorg.Chem.39,p.76−84(2000)の文献の方法によって調製された)配位子4−ブロモフェニル−2,2’−ジピリジル(50.6mg,0.16mmol) 2を、約5mlのエチレングリコール中に混合する。混合物を、変更したマイクロ波オーブンの中に置き、450Wで3分間照射し、冷却期間の後、別の2分間照射する。転換の段階は、TLC(シリカ、溶離液:NaCl(1):H2O(10):CH3CN(40):MeOH(10))によって確かめられ、必要であれば、より長く照射される。この手順を(一つの実験においてより多くの量の出発原料が望まれないと、)数回繰り返すことができ、全てのフラクションを、例えばアセトンを使用して、互いに添加することができる。その後、エチレングリコール(+アセトン)は、高い温度(90−110℃)で‘マイクロ蒸留ヘッド’を使用して、真空下で、蒸留により留去される。(ほとんど)の乾燥した残留物へ、水を(±20ml)添加し、水相を、クロロホルムで数回抽出して、過剰のbpy2RuCl2を取り除く。水層におけるどんな残留するクロロホルムも、ロータリーエバポオレーターを使用して、蒸発させる。その後、2mlの水中における1gのNH4PF6を、水層に添加し、橙赤色の沈殿が形成される。沈殿は、多孔質珪藻土(ハイフロ)上で濾過して濾別され、水で数回洗浄される。最後に、そのようにして得られた化合物は、アセトンで多孔質珪藻土から洗浄されて除かれる。そして、化合物は、溶離液としてのアセトンを使用して、カラムクロマトグラフィー(クロマトグラフィータイプ750Cニュートラルに対する酸化アルミニウム)によって精製される。生成物の合計の単離に対して、カラムは、増加する量(1、2、3%)の水を含有するアセトンで溶離される。金属イオンの錯体3は、(80℃での真空下で乾燥させた)約81%で橙色の粉末として生じる。
MS(ESI,m/z):869.02(M+−PF6)、363.03(M+−2PF6)
例2a
ルテニウム(4+),テトラキス(2,2’−ビピリジン−κN1,κN1’)[μ−[4,4’’’’−(4,1’:4’,1’’:4’’,1’’’−クアテルフェニレン)ビス[2,2’−ビピリジン−κN1,κN1’]]]ジ−,テトラキス[ヘキサフルオロリン酸塩(1−)](=[bpy2Rubpy−ph4−bpyRubpy2][PF6]4) 7の合成
例2a
ルテニウム(4+),テトラキス(2,2’−ビピリジン−κN1,κN1’)[μ−[4,4’’’’−(4,1’:4’,1’’:4’’,1’’’−クアテルフェニレン)ビス[2,2’−ビピリジン−κN1,κN1’]]]ジ−,テトラキス[ヘキサフルオロリン酸塩(1−)](=[bpy2Rubpy−ph4−bpyRubpy2][PF6]4) 7の合成
7:ルテニウム(4+),テトラキス(2,2’−ビピリジン−κN1,κN1’)[μ−[4,4’’’’−(4,1’:4’,1’’:4’’,1’’’−クアテルフェニレン)ビス[2,2’−ビピリジン−κN1,κN1’]]]ジ−,テトラキス[ヘキサフルオロリン酸塩(1−)]
[bpy2Rubpy−ph4−bpyRubpy2][PF6]4 7の合成は、以下のスキーム2に従って行われる。DMF(10ml)中の3(310mg,0.30mmol)、6(37mg,0.15mmol)、及びNa2CO3・10H2O(127mg,0.92mmol)の溶液を、脱気する(ポンプ−凍結−解凍の循環)。その後、Pd(PPH3)4(10mg,4.6×10−3mmol,15%)は、添加され、反応混合物は、90℃まで加熱される。16時間の後、溶媒は、(100℃)真空中で取り除かれ、残留物は、分取厚層クロマトグラフィー(溶離液:NaCl(1):H2O(10):CH3CN(40);MeOH(10))によって精製される。所望のバンドを、ガラス板からかき取り、生成物を含有するシリカを、フリット上において水及びジエチルエーテルで洗浄する。生成物を、アセトンでシリカから洗い流す。全ての生成物を回収することができないとすれば、少しのヘキサフルオロリン酸アンモニウムをアセトンへ添加する。その後、全ての溶媒を蒸発させる。そのようにして得られた赤色の固体は、キースラガー上に置かれ、水及びジエチルエーテルで洗浄されて、過剰のNH4PF6を取り除く。最後に、生成物は、アセトンを使用して、キースラガーから回収される。金属イオンの錯体7は、溶媒(80%)の蒸発の後に、橙赤色の固体として生じる。
1H NMR(300MHz、CD3CN):δ=8.81(s,2H)、8.73(d,3J=8.0Hz,2H)、8.54(dd,3J=8.3Hz,4J=2.0Hz,8H)、8.20−7.68(br m,40H)、7.52−7.40(m,10H)。
MS(ESI,m/z):866.16(M+−2PF6)
例2b
[bpy2Rubpy−ph4][PF6]2 9の合成
例2b
[bpy2Rubpy−ph4][PF6]2 9の合成
例3
[(bpy2)RubpyPPVbpyRu(bpy)2](PF6)4 14の合成
[(bpy2)RubpyPPVbpyRu(bpy)2](PF6)4 14の合成
例4
[(bpy2)Rubpy−Flu−bpyRu(bpy)2][PF6]4 18の合成
[(bpy2)Rubpy−Flu−bpyRu(bpy)2][PF6]4 18の合成
A:配位子17の合成
過剰の4−ブロモ−フェニル3(49mg,15.7×10−5mol)を、10mlのジメチルホルムアミド中でテトラオクチルインデノフルオレン二ホウ酸塩(50mg,5.22×10−5mol)及び六倍過剰の炭酸カリウム(43mg,3.1×10−4mol)と反応させる。3サイクルのポンプ−凍結−解凍を使用して脱気した後、反応混合物は、不活性雰囲気(N2)に置かれる。そして、パラジウム(0)テトラキス(トリフェニルホスフィン)(6mg,5.2×10−6)を添加し、反応混合物を、15時間95℃で加熱する。溶媒を取り除いた後、粗生成物を、水で洗浄し、セライトで濾過した。ヘキサン及びクロロホルムで洗浄することは、未反応の開始化合物を取り除く。さらなる精製は、メタノールから黄色生成物を二回再結晶することによって得られる。テトラオクチルインデノフルオレンビスビピリジン17は、44%の収率で白色固体として生じる。そして、金属イオンの錯体[(bpy2)Rubpy−Flu−bpyRu(bpy)2][PF6]4 18を、金属イオンの錯体7に関して上述したマイクロ波の方法を使用して、調製する。
過剰の4−ブロモ−フェニル3(49mg,15.7×10−5mol)を、10mlのジメチルホルムアミド中でテトラオクチルインデノフルオレン二ホウ酸塩(50mg,5.22×10−5mol)及び六倍過剰の炭酸カリウム(43mg,3.1×10−4mol)と反応させる。3サイクルのポンプ−凍結−解凍を使用して脱気した後、反応混合物は、不活性雰囲気(N2)に置かれる。そして、パラジウム(0)テトラキス(トリフェニルホスフィン)(6mg,5.2×10−6)を添加し、反応混合物を、15時間95℃で加熱する。溶媒を取り除いた後、粗生成物を、水で洗浄し、セライトで濾過した。ヘキサン及びクロロホルムで洗浄することは、未反応の開始化合物を取り除く。さらなる精製は、メタノールから黄色生成物を二回再結晶することによって得られる。テトラオクチルインデノフルオレンビスビピリジン17は、44%の収率で白色固体として生じる。そして、金属イオンの錯体[(bpy2)Rubpy−Flu−bpyRu(bpy)2][PF6]4 18を、金属イオンの錯体7に関して上述したマイクロ波の方法を使用して、調製する。
例5
ポリ(2−(m−3,7−ジメチルオクチルオキシ−フェニル)−p−フェニレン−ビニレン)(緑色PPV)の合成
緑色放出の重合体ポリ(2−(m−3,7−ジメチルオクチルオキシ−フェニル)−p−フェニレン−ビニレン)(緑色PPV)は、以下の手順に従って調製される。乾燥した三つ口フラスコ中で、2リットルの乾燥したジオキサン(蒸留した)における2,5−ビス(クロロメチル)−1−(m−3,7−ジメチルオクチルオキシ−フェニル)ベンゼン(15.03g,3.69×10−2mol)の溶液を、窒素の連続的な流れを通過させることによって、1時間脱気すると共に、100℃まで加熱する。塩基(24.76グラム,0.22mol,6当量)を、乾燥した脱気したジオキサン(2回150ml)に溶解した二つの部分に添加する。その溶液を、二時間100℃で加熱する。少量(20ml)の酢酸を、塩基を消滅させるために添加する。その色は、緑色から蛍光の緑色/黄色まで変化する。そして、その溶液を、水中で沈殿させる。濾過の後、未処理の重合体を、2時間60℃で加熱することによって、THFに溶解させ、メタノール中に沈殿させる。この手順は、繰り返される。重合体は、真空中で乾燥させ、収率は、黄色の繊維で8グラムの重合体(65%)である。ポリスチレン標準のUV検出に対するGPC:
Mn=3.0×105g/mol、Mw=1.5×105g/mol。PL:λmax=525nm。1H−NMR(CDCl3):δ(ppm)=7.9−6.8(br.M,9H)、4.2−3.9(br.M,2H)、2.0−1.0(br.m,13H)、0.9(s,6H)
黄色PPV並びに黄色PPV及び緑色PPVの共重合体は、同様に合成される。
ポリ(2−(m−3,7−ジメチルオクチルオキシ−フェニル)−p−フェニレン−ビニレン)(緑色PPV)の合成
緑色放出の重合体ポリ(2−(m−3,7−ジメチルオクチルオキシ−フェニル)−p−フェニレン−ビニレン)(緑色PPV)は、以下の手順に従って調製される。乾燥した三つ口フラスコ中で、2リットルの乾燥したジオキサン(蒸留した)における2,5−ビス(クロロメチル)−1−(m−3,7−ジメチルオクチルオキシ−フェニル)ベンゼン(15.03g,3.69×10−2mol)の溶液を、窒素の連続的な流れを通過させることによって、1時間脱気すると共に、100℃まで加熱する。塩基(24.76グラム,0.22mol,6当量)を、乾燥した脱気したジオキサン(2回150ml)に溶解した二つの部分に添加する。その溶液を、二時間100℃で加熱する。少量(20ml)の酢酸を、塩基を消滅させるために添加する。その色は、緑色から蛍光の緑色/黄色まで変化する。そして、その溶液を、水中で沈殿させる。濾過の後、未処理の重合体を、2時間60℃で加熱することによって、THFに溶解させ、メタノール中に沈殿させる。この手順は、繰り返される。重合体は、真空中で乾燥させ、収率は、黄色の繊維で8グラムの重合体(65%)である。ポリスチレン標準のUV検出に対するGPC:
Mn=3.0×105g/mol、Mw=1.5×105g/mol。PL:λmax=525nm。1H−NMR(CDCl3):δ(ppm)=7.9−6.8(br.M,9H)、4.2−3.9(br.M,2H)、2.0−1.0(br.m,13H)、0.9(s,6H)
黄色PPV並びに黄色PPV及び緑色PPVの共重合体は、同様に合成される。
ITO/緑色PPV+19.8mMの[Ru(bpy)3][PF6]2/Al
1.デバイスの構造及び製造
図1は、電界発光デバイスを断面図で概略的に示す。二色のELデバイス1は、ガラス基板2、本実施形態においては120nmの透明なITO層である第一の電極3、電界発光層5、及び第二の電極層7を含む。EL層5は、本例では70nmの厚さであり、本例においては緑色放出の重合体ポリ(2−(m−3,7−ジメチルオクチルオキシ−フェニル)−p−フェニレン−ビニレン)(緑色PPV)である、第一の色の光を放出するための第一のEL化合物、及び第二の色の光を放出するための第二のEL化合物、赤色の光を放出する金属イオンの錯体[Ru(bpy)3][PF6]2を含む。第二のEL化合物は、PF6 −の対イオンを有するイオン性の化合物である。金属イオンは、Ru(II)イオンであり、そのRu(II)に、三つの2,2’−ビピリジンの配位子が結合させられる。配位子のいずれも共役部位で置換されない。電極7は、この例では、アルミニウムの100nmの厚さの層である。デバイスの概略的な構造は、次のITO/緑色PPV+[Ru(bpy)3][PF6]2/Alのように略記される。
ELデバイス1を、以下のように製造してもよい。
ITOの120nmの層で被覆されたガラス板2は、ITO側において10分間UV/O3(UVP PR−100)で処理される。3mg/mlの緑色放出の重合体ポリ(2−(m−3,7−ジメチルオクチルオキシ−フェニル)−p−フェニレン−ビニレン)(緑色PPV)を含有すると共に19.8mMの金属イオンの錯体Ru(bpy)3(PF6)2の溶液を、室温で一晩攪拌された緑色のPPVのジクロロメタン溶液へ添加することによって調製され、2mgの金属イオンの錯体の原液からの適当な量の金属イオンの錯体を50μLのアセトニトリルに分散させる。緑色PPV/CH2Cl2/Ru錯体の溶液を、室温で1時間さらに攪拌し、スピンコーティングに先立ち5μmのPTFEフィルター(Millex,Millipore)で濾過する。そして、70nmの電界発光層5は、スピンコーティングの手段(BLE Laboratory Equipment CmbHからのスピンコーター、1200回転/分(10秒)、300回/分(25秒)が後に続く)によって、緑色PPV/金属イオンの錯体の溶液から得られる。そして、アルミニウム電極層7は、5Å/秒の速度で8.0−9.0×10−6トールの圧力で真空チャンバー中に蒸着させられる。製造の全体の工程は、1ppm以下の酸素及び水の含有量を伴ったグローブボックス中で実行される。
2.電気光学特性
1で製造されたデバイスの電気的特性は、室温で自動化された電流−電圧−光(IVL)測定ユニット(HP2400 Source Meter,HP6517A Electrometer)で測定される。輝度メーター(Minolta LS−110)で較正された発光ダイオードは、デバイスの光の出力を測定するために使用される。あるいは、発光ダイオードの代わりに、繊維を使用することができ、電気発光スペクトルを測定することができる(Ocean Optics,S2000)。光の放出は、分光計に接続されたガラス繊維の手段によって固定された電圧で放出スペクトルを記録することによって特徴付けられる。測定値は、1ppm以下の酸素及び水の含有量を伴ったクローブボックス中で取得される。
1で製造されたデバイスの電気的特性は、室温で自動化された電流−電圧−光(IVL)測定ユニット(HP2400 Source Meter,HP6517A Electrometer)で測定される。輝度メーター(Minolta LS−110)で較正された発光ダイオードは、デバイスの光の出力を測定するために使用される。あるいは、発光ダイオードの代わりに、繊維を使用することができ、電気発光スペクトルを測定することができる(Ocean Optics,S2000)。光の放出は、分光計に接続されたガラス繊維の手段によって固定された電圧で放出スペクトルを記録することによって特徴付けられる。測定値は、1ppm以下の酸素及び水の含有量を伴ったクローブボックス中で取得される。
電極の蒸発の後2時間以内に、上記1節で製造されたデバイスは、0Vで開始すると共に+10Vで停止し、そして−10Vまで逆戻りする線形の電圧の掃引を受けるが、ここで“+”は、順方向バイアスともまた呼ばれるITO電極層7における正の電圧に、“−”は、逆方向バイアスともまた呼ばれるITO電極における負の電圧に、対応する。
バイアスが、“立ち上がり”ともまた呼ばれるある一定の閾値を超えるとき、電流は、デバイス1を通過する。本例においては、電流は、逆方向及び順方向バイアスの両方に確立される。しかしながら、光電流及びこのように光の放出が、順方向バイアスで観察されるのみである。放出された光は、金属イオンの錯体に由来する赤色の光及び緑色PPVの重合体からの緑色の光の組み合わせである。
明らかに、このデバイスは、それが、バイアスの反対の第二の方向に放出される光と異なるバイアスの第一の方向に光を放出しないと、本発明による二色のデバイスではない。
例7(本発明によるものでない)
ITO/緑色PPV+0.79mMの[Ru(bpy)3][PF6]2/Al
金属イオンの錯体の0.79mM溶液を生成させる、はるかに少ない量の金属イオンの錯体を添加することを除いて、例6を繰り返す。0V/+10V/−10Vの電圧の掃引の間に、正の電圧で、緑色の光の放出が、観察される。逆方向バイアスにおいては、光の放出は、観察されない。よって、そのデバイスは、本発明による二色ではない。
ITO/緑色PPV+0.79mMの[Ru(bpy)3][PF6]2/Al
金属イオンの錯体の0.79mM溶液を生成させる、はるかに少ない量の金属イオンの錯体を添加することを除いて、例6を繰り返す。0V/+10V/−10Vの電圧の掃引の間に、正の電圧で、緑色の光の放出が、観察される。逆方向バイアスにおいては、光の放出は、観察されない。よって、そのデバイスは、本発明による二色ではない。
例8(本発明による)
製造及び測定の両方について、本例においては使用する金属イオンの錯体が[(bpy)2Rubpy−ph4][PF6]2 9であるという違いと共に、例6を繰り返す。例6の錯体に対比して、金属イオンの錯体9は、別個の共役部位、すなわちbpy−ph4で置換された配位子を有するが、その別個の共役部位は、クアテルフェニルの一価のラジカルph4である。溶液における金属イオンの錯体の濃度は、その溶液からEL層がスピンコートされるが、相対的に低く、約1.2mMである。
製造及び測定の両方について、本例においては使用する金属イオンの錯体が[(bpy)2Rubpy−ph4][PF6]2 9であるという違いと共に、例6を繰り返す。例6の錯体に対比して、金属イオンの錯体9は、別個の共役部位、すなわちbpy−ph4で置換された配位子を有するが、その別個の共役部位は、クアテルフェニルの一価のラジカルph4である。溶液における金属イオンの錯体の濃度は、その溶液からEL層がスピンコートされるが、相対的に低く、約1.2mMである。
1.2mMの[(bpy)2Rubpy−ph4][PF6]2 9がドープされたデバイスは、順方向及び逆方向バイアスの両方で、電流を通過させる。ルテニウムの単核の錯体9からの支配的な赤色の光の放出は、順方向バイアスで観察され、重合体からの緑色の放出は、逆方向バイアスで観察される。よって、そのデバイスは、二色のデバイスである。
金属イオンの錯体の濃度が、約0.79mMまで低下させられるとすれば、光電流は、順方向バイアスのみで観察される。順方向バイアスで取得される放出スペクトルは、それぞれ、重合体及びルテニウムの単核の錯体からの緑色及び赤色の光の放出を示す。放出のほとんどは、重合体に由来している。
高い濃度(2.0×10−3M)では、二色効果は、順方向バイアスでルテニウムの単核の錯体からの純粋な赤色の放出及び逆方向バイアスで緑色の光で観察される。
例9
ITO/緑色PPV+50重量%の[bpy2Rubpy−ph4−bpyRubpy2][PF6]4 7/Al
この例におけるEL化合物が、二核のルテニウムの金属イオンの錯体[bpy2Rubpy−ph4−bpyRubpy2][PF6]4 7であるという違いと共に、例6を繰り返す。
ITO/緑色PPV+50重量%の[bpy2Rubpy−ph4−bpyRubpy2][PF6]4 7/Al
この例におけるEL化合物が、二核のルテニウムの金属イオンの錯体[bpy2Rubpy−ph4−bpyRubpy2][PF6]4 7であるという違いと共に、例6を繰り返す。
図2は、0Vから+10Vまで及び−10Vまで電圧の掃引に対する印加電圧V(V)の関数として本発明によるELデバイスを通過する電流I(A)のグラフを示す。
印加されたバイアスの関数として、電流は、約1から2Vまで(逆方向バイアスについては−1から−2Vまで)の立ち上がりと共に、0Vを中心としてほぼ対称的である。正確な立ち上がりの電圧は、いくらかでもあれば印加されるプレストレス電圧に、及び電圧の掃引速度に依存する。図2は、順方向バイアスにおけるヒステリシスを示し、下側の曲線は、0Vから+10Vまでの掃引に対応し、上側の曲線は、+10Vから0Vまでの掃引に対応する。ヒステリシスは、第一の順方向の掃引の間には発達させられないイオン勾配によるものであると考えられる。デバイスにプレストレスを与えることは、ヒステリシスを抑制するために役に立つ。
図3は、図2に示す電流によって発生させられる印加されたバイアス(V)の関数としての光電流Iph(A)のグラフを示す。
ELデバイスによって放出される光の量の尺度である、光電流は、実質的に、図2の電流に従う。順方向バイアスの戻りの掃引を、逆方向バイアスの掃引と比較するとすれば、光電流は、0Vを中心としてほぼ対称的であり、本発明によるELデバイスが、(発光)ダイオードではないことを(重ねて)示す。10Vで、100Cd/m2よりも顕著に高い明るさが得られる。
図4は、図2のELデバイスの順方向バイアスでの放出スペクトル、相対的な放射照度RI(無次元の単位)対波長λ(nm)を示す。放出スペクトルは、二核のRu錯体によって放出される赤色の光の特徴を示すものである。
図5は、図2のELデバイスの逆方向バイアスでの放出スペクトル、相対的な放射照度RI(無次元の単位)対波長λ(nm)を示す。その放出スペクトルは、緑色PPVの共役重合体のものに対応する。
順方向バイアスにおける赤色の光及び逆方向バイアスにおける緑色の光を放出すると、本例のELデバイスは、二色のデバイスである。二色効果が、二つの空気に安定な電極、すなわちITO及びAlと共に観察される。
例6乃至9から、第一のEL化合物、特に共役重合体、及び金属イオンの錯体の形態における第二のEL化合物を含むEL層を有するELデバイスにおける二色効果を観察するために、金属イオンの錯体の少なくとも一つの配位子が、EL層の電荷注入及び/又は電荷輸送及び/又は発光特性を変更するように適合させられる別個の共役部位で置換されることが必要であることは、明確である。
例10
ITO/緑色PPV+[bpy2Rubpy−ph4−bpyRubpy2][PF6]4 7/Al
例9のELデバイスの特性を調査するために、金属イオンの錯体[bpy2Rubpy−ph4−bpyRubpy2][PF6]4 7を含むさらなる別のELデバイスを製造する。
ITO/緑色PPV+[bpy2Rubpy−ph4−bpyRubpy2][PF6]4 7/Al
例9のELデバイスの特性を調査するために、金属イオンの錯体[bpy2Rubpy−ph4−bpyRubpy2][PF6]4 7を含むさらなる別のELデバイスを製造する。
得られたデバイスへ、+6.0Vの一定のバイアスを印加し(時間t=0秒)、625nmにおけるデバイスによって放出される光の強度を時間の関数として測定する。従来のLEDに対比して、光の放出が、瞬間的でないことが、観察される。時間が経過するにつれて、光の放出の強度は、t=140秒まで単調に凹状に徐々に増加し、その時間の後では、単調に凹状に減少して、約250秒で実質的にゼロの強度に到達する。
光の放出の強度における変化が観察される時間の尺度は、イオンの輸送現象が、必須の様式で光の放出に影響を及ぼすことを示す。
例11
ITO/緑色PPV+[bpy2Rubpy−ph4−bpyRubpy2][PF6]4 7/Al
例9のELデバイスの特性を調査するために、金属イオンの錯体[bpy2Rubpy−ph4−bpyRubpy2][PF6]4 7を含むさらなる別のELデバイスを製造する。
ITO/緑色PPV+[bpy2Rubpy−ph4−bpyRubpy2][PF6]4 7/Al
例9のELデバイスの特性を調査するために、金属イオンの錯体[bpy2Rubpy−ph4−bpyRubpy2][PF6]4 7を含むさらなる別のELデバイスを製造する。
そのようにして得られたELデバイスに、ルテニウムの金属イオンの錯体からの赤色の放出に帰着する、1分間+7Vの順方向バイアスで最初にプレストレスを与え、そして、−6Vの逆方向バイアスを印加する。反転で、光の放出は、直ちに止まる。そして、約1から2分の時間の尺度で、緑色の光の放出は、徐々に強まる。+7Vの順方向バイアスへのバイアスの反転で、緑色の光の放出は、直ちに停止し、約1から2分のうちに、赤色の光の放出は、徐々に成長する。
この例は、光の放出におけるイオンの移動の過程の関与を重ねて指摘し、二色効果が可逆的であることをさらに図説する。イオンの移動が光の放出を達成するためにもまた必須である従来の発光電気化学電池とは違って、本発明の二色のELデバイスは、赤色の光の放出が、順方向バイアスで常に生成させられ、緑色の光が、逆方向バイアスで生成させられるという点で、本来非対称的である。これは、デバイスの循環の変遷に関係ないものである。
例12
ITO/緑色PPV+[bpy2Rubpy−ph4−bpyRubpy2][PF6]4 7/Au
この例は、アルミニウムの陰極の代わりに、金の電極を使用することを除いて、例9と同じである。
ITO/緑色PPV+[bpy2Rubpy−ph4−bpyRubpy2][PF6]4 7/Au
この例は、アルミニウムの陰極の代わりに、金の電極を使用することを除いて、例9と同じである。
そのELデバイスは、例8のデバイスと同様に挙動する。それは、順方向バイアスで赤色の光を放出し、逆方向バイアスで緑色の光を放出する。
例13(本発明によらない)
ITO/Au/緑色PPV+[bpy2Rubpy−ph4−bpyRubpy2][PF6]4 7/Au
ITOで被覆されたガラス板を、ITO側で、10分間UV/O3(UVP PR−100)で処理する。そして、金の層を、20nmの厚さが得られるまで、0.5nm/秒の速度でITOの表面に蒸着させる。金の層は、透明であるために、十分に薄い。そして、EL層を、7.5mgの緑色PPV及び5mgの[bpy2Rubpy−ph4−bpyRubpy2][PF6]4 7を含有する2.5mlのジクロロメタンの溶液をスピンコート(1000回転毎分、10秒)することによって、Au層に蒸着させ、1重量部の重合体及び0.4重量部のRu錯体を有するEL層を生成させる。Auの電極の劣化を予防するために、電極の接点は、アセトンに浸した綿棒で注意深く洗浄される。そして、EL層へ、第二の100nmの厚さのAu電極の層を0.25nm/秒で蒸着させる。
ITO/Au/緑色PPV+[bpy2Rubpy−ph4−bpyRubpy2][PF6]4 7/Au
ITOで被覆されたガラス板を、ITO側で、10分間UV/O3(UVP PR−100)で処理する。そして、金の層を、20nmの厚さが得られるまで、0.5nm/秒の速度でITOの表面に蒸着させる。金の層は、透明であるために、十分に薄い。そして、EL層を、7.5mgの緑色PPV及び5mgの[bpy2Rubpy−ph4−bpyRubpy2][PF6]4 7を含有する2.5mlのジクロロメタンの溶液をスピンコート(1000回転毎分、10秒)することによって、Au層に蒸着させ、1重量部の重合体及び0.4重量部のRu錯体を有するEL層を生成させる。Auの電極の劣化を予防するために、電極の接点は、アセトンに浸した綿棒で注意深く洗浄される。そして、EL層へ、第二の100nmの厚さのAu電極の層を0.25nm/秒で蒸着させる。
そのようにして得られたELデバイスは、Ru錯体からの赤色の光の放出に帰着する順方向バイアスを受ける。また、逆方向バイアスを印加することは、赤色の光の放出に帰着する。このように、ELデバイスは、本発明によるELデバイスではない。明らかに、この例のELデバイスは、実質的に対称的である。(逆方向及び順方向バイアスにおけるいくらかの差が、同一ではない金の電極により、観察される。硬い凝縮した材料(ここではITO)に提供された金の電極は、軟らかい凝集した材料(ここでは有機EL層)に蒸着したものとは異なって挙動する。)
例12及び13の結果を比較することは、二色効果が観察されるためには、ELデバイスが、非対称的でなければならないことを立証する。本発明によるものである上記の例において、非対称性は、異なる電極の手段によって導入される。
例12及び13の結果を比較することは、二色効果が観察されるためには、ELデバイスが、非対称的でなければならないことを立証する。本発明によるものである上記の例において、非対称性は、異なる電極の手段によって導入される。
例14
ITO/緑色PPV+[bpy2Rubpy−PPV−bpyRubpy2][PF6]4 14/Al
例9の手順に従って、使用するルテニウム錯体が[bpy2Rubpy−PPV−bpyRubpy2][PF6]4 14であることを除いては、例9のものと同一であるELデバイスを用意した。
ITO/緑色PPV+[bpy2Rubpy−PPV−bpyRubpy2][PF6]4 14/Al
例9の手順に従って、使用するルテニウム錯体が[bpy2Rubpy−PPV−bpyRubpy2][PF6]4 14であることを除いては、例9のものと同一であるELデバイスを用意した。
そのようにして得られたELデバイスにおいて、電流及びフォトダイオード電流を、順方向及び逆方向バイアスで観察する。順方向バイアスにおいては、ELデバイスは、赤色の光を放出し、逆方向バイアスにおいては緑色の光を放出する。緑色の光の放出の明るさは、[bpy2Rubpy−ph4−bpyRubpy2][PF6]4 7を含有する例9のデバイスから得られた放出よりも顕著に低い。
例15(本発明によらない)
ITO/緑色PPV+[bpy2Rubpy−Ada2−bpyRubpy2][PF6]4 15/Al
例9の手順に従って、使用するルテニウム錯体が[bpy2Rubpy−Ada2−bpyRubpy2][PF6]4 15であることを除いては、例9のものと同一であるELデバイスを用意する。アダマンタンの部位Ada2が、共役部位ではなく、飽和の部位であることは、留意されることである。
ITO/緑色PPV+[bpy2Rubpy−Ada2−bpyRubpy2][PF6]4 15/Al
例9の手順に従って、使用するルテニウム錯体が[bpy2Rubpy−Ada2−bpyRubpy2][PF6]4 15であることを除いては、例9のものと同一であるELデバイスを用意する。アダマンタンの部位Ada2が、共役部位ではなく、飽和の部位であることは、留意されることである。
例9、14、及び15の結果は、二色効果を観察するために、ルテニウム錯体が、共役させられる部位で置換された配位子を有さなければならないことを立証する。
例16(本発明によらない)
ITO/緑色PPV+Rubpy2(CN)2/Al
例9の手順に従って、例9のルテニウム錯体がRubpy2(CN)2で置き換えられることを除いては、例9のものと同一であるELデバイスを用意する。例9のルテニウム錯体に対比して、Rubpy2(CN)2錯体は、非イオン性化合物である。シアン化物の基は、金属イオンへ配位結合すると共に、このようにして、バイアスが印加されるとき、EL層に設定される電場中で移動することができない。
ITO/緑色PPV+Rubpy2(CN)2/Al
例9の手順に従って、例9のルテニウム錯体がRubpy2(CN)2で置き換えられることを除いては、例9のものと同一であるELデバイスを用意する。例9のルテニウム錯体に対比して、Rubpy2(CN)2錯体は、非イオン性化合物である。シアン化物の基は、金属イオンへ配位結合すると共に、このようにして、バイアスが印加されるとき、EL層に設定される電場中で移動することができない。
このようにして得られたELデバイスは、それぞれ、順方向及び逆方向バイアスを受けるが、ITOの陽極に再度対応する順方向バイアスは、正の電圧にあり、陰極は、負の電圧にある。
順方向バイアスにおいて、電流及び光電流は、もしも電流及び光電流に対する立ち上がりが、例9で使用された帯電したルテニウム錯体に対して観察されるものよりも顕著に高い約+11Vであるとすれば、観察される。
電圧の掃引を行うとき、例9のELデバイスと比較して顕著により低いヒステリシスが、観察されるが、本例の錯体が移動性のイオンを有さないという事実と矛盾しない。Ru錯体に対する緑色PPVの比を変動させることは、放出される光の量及び色に影響を及ぼすが、光の放出の立ち上がりには影響を及ぼさない。順方向バイアスで放出される光は、純粋ではなく、赤色及び緑色の混合物である。重合体に対してRu錯体の量を増加させることは、緑色に対して赤色の光の放出を増加させる。
逆方向バイアスにおいて、ELデバイスは、どんな電流も通過させず、よって、フォトダイオードにおける光電流は、観察されない。の従来のELデバイスにおけるように、故障することに近い負の電圧(よって約−17V)で、かすかな光の放出が、観察される。このような高い電圧でさえ、高い仕事関数のITOは、電子を注入することが可能である。
本例は、二色効果を観察するために、ELデバイス内を移動することができるイオンの存在が必須であることを立証する。
例17(本発明によらない)
ITO/緑色PPV+11重量%のbpy2Rubpy−ph4−bpyRubpy2(PF6)4 7+72重量%のN(C4H9)4PF6/Au
例9の手順に従って、塩N(C4H9)4PF6が、EL層が重合体の100g毎に11gのRu錯体及び72gの塩を含むような量で、添加されることを除いては、例9のものと同一であるELデバイスを用意する。重合体の100g毎に対して72gの塩を有することは、例9のELデバイスと比較して、ELデバイス内における移動性のイオンの濃度における10倍の増加に対応し、ここで追加の塩は、添加されず、ここで、N(C4H9)4 +イオンは、移動性であるためには大き過ぎ、このように全ての移動性のイオンは、PF6 −イオンであることが仮定される。
ITO/緑色PPV+11重量%のbpy2Rubpy−ph4−bpyRubpy2(PF6)4 7+72重量%のN(C4H9)4PF6/Au
例9の手順に従って、塩N(C4H9)4PF6が、EL層が重合体の100g毎に11gのRu錯体及び72gの塩を含むような量で、添加されることを除いては、例9のものと同一であるELデバイスを用意する。重合体の100g毎に対して72gの塩を有することは、例9のELデバイスと比較して、ELデバイス内における移動性のイオンの濃度における10倍の増加に対応し、ここで追加の塩は、添加されず、ここで、N(C4H9)4 +イオンは、移動性であるためには大き過ぎ、このように全ての移動性のイオンは、PF6 −イオンであることが仮定される。
そのようにして得られたELデバイスは、それぞれ、順方向及び逆方向バイアスを受ける。順方向及び逆方向バイアスの両方においては、電流及び光電流が、観察される。光の放出は、非常に均質である。放出される光の色は、両方の場合において、Ru錯体からの放出を示す赤色である。緑色の光の放出は、観察されない。二色効果は、観察されない。ELデバイスは、電気化学的な電池の典型的な挙動を示す。異なる電極の材料の存在にもかかわらず、逆方向及び順方向バイアスにおける類似の挙動を観察することは、光放出の電気化学的な電池に典型的である。塩を添加する効果は、電極の材料における差によってもたらされた効果における差を取り出すことである。明らかに、二色効果を観察するために、このような対称性は、回避されるものである。
例18
ITO/緑色PPV+[bpy2Rubpy−ph4−bpyRubpy2][PF6]4 7/Al
例9で概略を述べた方法を使用してELデバイスを製造する。そのようにして得られたELデバイスを、二次イオン質量分光法(SIMS)で分析する。特に、EL層に対して直角の方向におけるルテニウムの濃度を、EL層のいたるところで測定する。そのように測定されたRuの濃度は、Ru錯体(、よって、EL層が、これらの二つの成分のみを含むので重合体)が、その層内に均質に分配されることを示す、実質的にEL層のいたるところにおけるものであった。
ITO/緑色PPV+[bpy2Rubpy−ph4−bpyRubpy2][PF6]4 7/Al
例9で概略を述べた方法を使用してELデバイスを製造する。そのようにして得られたELデバイスを、二次イオン質量分光法(SIMS)で分析する。特に、EL層に対して直角の方向におけるルテニウムの濃度を、EL層のいたるところで測定する。そのように測定されたRuの濃度は、Ru錯体(、よって、EL層が、これらの二つの成分のみを含むので重合体)が、その層内に均質に分配されることを示す、実質的にEL層のいたるところにおけるものであった。
ある一定の時間の周期でそれぞれ逆方向及び順方向バイアスで応力が与えられる新品の同一のELデバイスを用意する。赤色の光の放出は、順方向バイアスで観察され、緑色のものは、逆方向バイアスで観察される。そのように応力が与えられたELデバイスは、上述したSIMSの測定を受ける。測定結果は、Ru錯体が、EL層に均質に分配されるままであるでことを示す。
この例は、本発明において観察された二色効果が、各々が別個の色の光の放出を有する、EL層内における別個の再結合帯の存在によらないことを示す。
例19
緑色PPV+[bpy2Rubpy−ph4−bpyRubpy2][PF6]4 7
適切な基板にスピンコートされた緑色PPV+[bpy2Rubpy−ph4−bpyRubpy2][PF6]4 7の膜を、シリコンにチップが備え付けられた原子間力顕微鏡(AFM)で位置決めする。そして、EL層の表面には、タッピングモードで操作されるチップがマッピングされる。測定値を使用して、相における差を反映する高さにおける差を反映する表面の画像を構築する。
緑色PPV+[bpy2Rubpy−ph4−bpyRubpy2][PF6]4 7
適切な基板にスピンコートされた緑色PPV+[bpy2Rubpy−ph4−bpyRubpy2][PF6]4 7の膜を、シリコンにチップが備え付けられた原子間力顕微鏡(AFM)で位置決めする。そして、EL層の表面には、タッピングモードで操作されるチップがマッピングされる。測定値を使用して、相における差を反映する高さにおける差を反映する表面の画像を構築する。
そのようにして得られた画像の解釈を容易にするために、緑色PPVの重合体のみを含有すると共にルテニウム錯体を含有しないことを除いて同一である膜と共に実験を繰り返す。
表面の画像の比較は、純粋な重合体の膜の形態が、重合体+Ru錯体の膜のものと実質的に同一であることを示す。画像における可視の差は、チップ並びにそれぞれRuの分子及び重合体の分子間の相互作用における差に帰すると共に、高さにおける現実の差又は相における差を反映しない。
実質的に同じである形態は、重合体+Ru錯体の膜において大規模な相の分離がないことを示し、それは、言い換えると、本発明の二色効果が、相分離した膜の異なる相の領域からの放出によって引き起こされないことを証明する。相分離した膜に基づいた二色効果は、それ自体として、当技術において知られている。
これに反して、大規模な相分離を故意に導入するとすれば、本発明の二色効果は、消失する。例えば、例9のELデバイスにおいて、PF6イオンをフルオロイオンで置き換えるとすれば、結果として生じるルテニウム錯体は、どんな二色効果も示さない大規模に分離したEL層を有するELデバイスに帰着する緑色PPVの重合体と不十分に相溶性である。
例20
[Ir(ppy)2bpyPhBr][PF6] IR3の合成
[Ir(ppy)2bpyPhBr][PF6] IR3の合成
例21
[Ir(ppy)2bpy][PF6] IR5の合成
臭化フェニルで置換された誘導体IR2の代わりに2,2’−ビピリジルで、例20の方法を使用して[Ir(ppy)2bpy][PF6] IR5を合成する。
[Ir(ppy)2bpy][PF6] IR5の合成
臭化フェニルで置換された誘導体IR2の代わりに2,2’−ビピリジルで、例20の方法を使用して[Ir(ppy)2bpy][PF6] IR5を合成する。
例22
[Ir(ppy)2bpyPh4bpyIr(ppy)2][PF6]2 IR7の合成
[Ir(ppy)2bpyPh4bpyIr(ppy)2][PF6]2 IR7の合成
例23(本発明によらない)
ITO/緑色PPV+40重量%の[Ir(ppy)2bpy][PF6] IR5/Au
120nmの透明なITO電極の層で被覆されたガラス基板を、さらなる処理に先立ち、10分間UV/O3(UVP PR−100)で処理する。ITO層の上部に、EL層を、3mg/mlの緑色放出の重合体ポリ(2−(m−3,7−ジメチルオクチルオキシ−フェニル)−p−フェニレン−ビニレン(緑色PPV))及びある量のIr錯体[Ir(ppy)2bpy][PF6] IR5を含有するジクロロメタン溶液をスピンコーティングする手段によって蒸着させる。溶液におけるIr錯体の量は、結果として生じるEL層が、緑色PPVの1g当たり0.4gのIr錯体を含むように選択される。スピンコーティングに使用される溶液は、一晩室温で、対応する緑色PPV/CH2Cl2溶液を攪拌し、そしてIr錯体を添加し、そのようにして得られた溶液を室温で1時間攪拌し、5μmのPTFE膜(Millex、Millipore)で濾過することによって調製される。EL層は、1200回転毎分(10秒)で、続いて300回転毎分(25秒)で、回転することによって得られる60−70nmの厚さを有する。EL層の上部で、100nmのAuの陰極の電極の層を、0.25nm/秒の速度で真空蒸着によって蒸着させる。
ITO/緑色PPV+40重量%の[Ir(ppy)2bpy][PF6] IR5/Au
120nmの透明なITO電極の層で被覆されたガラス基板を、さらなる処理に先立ち、10分間UV/O3(UVP PR−100)で処理する。ITO層の上部に、EL層を、3mg/mlの緑色放出の重合体ポリ(2−(m−3,7−ジメチルオクチルオキシ−フェニル)−p−フェニレン−ビニレン(緑色PPV))及びある量のIr錯体[Ir(ppy)2bpy][PF6] IR5を含有するジクロロメタン溶液をスピンコーティングする手段によって蒸着させる。溶液におけるIr錯体の量は、結果として生じるEL層が、緑色PPVの1g当たり0.4gのIr錯体を含むように選択される。スピンコーティングに使用される溶液は、一晩室温で、対応する緑色PPV/CH2Cl2溶液を攪拌し、そしてIr錯体を添加し、そのようにして得られた溶液を室温で1時間攪拌し、5μmのPTFE膜(Millex、Millipore)で濾過することによって調製される。EL層は、1200回転毎分(10秒)で、続いて300回転毎分(25秒)で、回転することによって得られる60−70nmの厚さを有する。EL層の上部で、100nmのAuの陰極の電極の層を、0.25nm/秒の速度で真空蒸着によって蒸着させる。
このようにして得られたELデバイスを、都合のよいことに、ITO/緑色PPV+40重量%の[Ir(ppy)2bpy][PF6] IR5/Auのように表す。
順方向(ITO電極に正の電圧)及び逆方向バイアスでELデバイスに応力を与える。電流対印加したバイアス及び光電流対印加したバイアスの曲線を記録する。逆方向及び順方向バイアスの両方において、電流及び光電流を観察する。曲線は、0Vを中心としてほぼ対称的であり、電流及び光電流の立ち上がりは、約(−)4から(−)5Vまでである。順方向及び逆方向バイアスで放出された光のスペクトルは、本質的に同じ(λmax約575nm)であり、ポリビニルカルバゾールの基材に分散させられた[Ir(ppy)2bpy][PF6] IR5の光放出スペクトルに非常に類似する。
例24
ITO/緑色PPV+[Ir(ppy)2bpyPh4bpyIr(ppy)2][PF6]2 IR7/Au
使用するIr錯体が、二核の錯体[Ir(ppy)2bpyPh4bpyIr(ppy)2][PF6]2 IR7を使用するという違いと共に、例23を繰り返す。IR7の量は、EL層におけるIrの核及びPF6イオンの数が、例23におけるものと同じであるように選択される。
ITO/緑色PPV+[Ir(ppy)2bpyPh4bpyIr(ppy)2][PF6]2 IR7/Au
使用するIr錯体が、二核の錯体[Ir(ppy)2bpyPh4bpyIr(ppy)2][PF6]2 IR7を使用するという違いと共に、例23を繰り返す。IR7の量は、EL層におけるIrの核及びPF6イオンの数が、例23におけるものと同じであるように選択される。
逆方向バイアス及び順方向バイアスでELデバイスに応力を与えることによって得られる電流対印加したバイアス及び光電流対印加したバイアスのプロットは、0Vを中心としてほぼ対称的である。立ち上がりは、約(−)4から(−)5Vまでである。順方向及び逆方向バイアスにおける放出スペクトルを記録する。順方向バイアスにおいては、光の放出は、主に金属錯体(重合体:Ir錯体の放出の強度=1:5)からのものである。逆方向バイアスにおいては、重合体からの光の放出が、支配的である(重合体:Ir錯体の放出の強度=1.5:1)。このように、本例のELデバイスは、もしも対応するRu錯体で観察されるものよりもあまり顕著でないとすれば、二色効果を示す。
例25(本発明によらない)
ITO/緑色PPV+Ir(ppy)2acac IR8/Au
ITO/緑色PPV+Ir(ppy)2acac IR8/Au
Claims (15)
- 第一及び第二の電極並びにそれらの間に配置される電界発光層を含む電界発光デバイスであって、
前記電界発光層は、第一の色の光を放出する第一の電界発光化合物、前記第一の色と別個である第二の色の光を放出する第二の電界発光化合物、並びに前記第一及び第二の電界発光化合物が含む任意の他の共役部位と別個である別個の共役部位を含む共役化合物を含み、
前記別個の共役部位を含む前記共役化合物は、前記第二の電界発光化合物と同じであり、
前記第二の電界発光化合物は、第一及び/又は第二の方向に前記電界発光層にバイアスをかけて、それぞれ前記第一又は第二の色の光を放出するとき、前記電界発光層内で移動性であるように適合させられるイオンを含むイオン性化合物であり、
前記第二の電界発光化合物は、金属及び前記別個の共役部位で置換される少なくとも一つの配位子を含む金属イオンの錯体であり、
前記別個の共役部位は、前記第一の方向に放出される光の色が、前記第二の方向に放出される光の色と別個であることを引き起こすように選択されるデバイス。 - 前記第一の電界発光化合物は、低分子量の有機共役化合物又は共役重合体である請求項1に記載のデバイス。
- 前記第二の電界発光化合物は、Ru、Rh、Re、Os、Zn、Cr、Pd、Pt、Ir、Cu、Al、Ga、又は希土類金属を含む金属イオンの錯体である請求項1又は2に記載のデバイス。
- 前記金属イオンの錯体は、Ru(II)、Rh(I)、Re(I)、Os(II)、Zn(II)、Al(III)、Cr(III)、Pt(II)、Pt(IV)、Pd(II)、Ir(III)、Cu(I)、Ga(III)、Ru(II)、Ir(III)、及びCr(III)、並びに希土類金属イオンの群より選択される金属イオンを含む請求項3に記載のデバイス。
- 前記配位子は、以下の式
Xは、独立にCH又はNであり、好ましくは群Xの少なくとも一つは、Nであり、
結合a、b、c、d、e、f、及びg、並びに結合の組み合わせi/ii/iii及びiv/v/viは、自由選択で、ベンゼンの基と縮合させられる又は縮合芳香族部位であり、
芳香族の炭素原子は、窒素、酸素、リン、又は硫黄の原子で置き換えられてもよく、
上式の一つに従って選択された配位子の炭素原子は、C1−6のアルキル、C2−6のアルケニル、C2−6のアルキニル、C3−4のアルキレン、CN、ハロゲン、COOH、C1−3のアルキル−COOH、NO2、NH2で置換されてもよい請求項1、2、3、又は4に記載のデバイス。 - 前記別個の共役部位は、アルケン、アルキン、芳香族化合物、アリールアルケン、チオフェン類、ビニルチオフェン類、フルオレン類、アニリン類、ビニルカルバゾール類、フェニレンエチン類、及びピロール類からなる群より選択される結合の相互作用を通じて強調されたπ共役化合物又はσ共役化合物、又は、前記群より選択される共役化合物のオリゴマー、芳香族の炭素原子が、窒素、リン、硫黄、若しくは酸素の原子で置き換えられてもよく若しくは置き換えられなくてもよいC5−C100の縮合芳香族炭化水素、シアニン類、スクアリル若しくはクロコニルを含有する共役化合物の一価の、二価の、又は多価のラジカルであり、
任意のこのようなπ共役又はσ共役化合物の各々の共役した炭素原子は、枝分かれした又は枝分かれしてない、環式の又は非環式のC1−C100のアルキル基で置換されてもよく又は置換されなくてもよく、
各々の隣接しない炭素原子は、酸素、硫黄、窒素、若しくはリンの原子で置き換えられてもよく、又はハロゲン、ヒドロキシ、置換されてない若しくはアルキル置換されたアミノ、ニトリル、アルキルエーテル、枝分かれした若しくは枝分かれしてないアルキル及び/又はアルケニル、ニトロ、トリアルキルホスフィノ、置換されてない及び置換されたフェニル、カルボキシル、カルボキシルエステル、カルバミド、若しくはフェニルのようなアリールの基で置換されてもよく、
前記アリール基は、自由選択で、アルキル又はアルコキシ基で置換される請求項1、2、3、4、又は5に記載のデバイス。 - 前記第二の電界発光化合物は、第一及び第二の金属イオン並びにそれらに結合させられるそれぞれの第一及び第二の配位子を含む金属イオンの錯体であり、
前記第一及び第二の配位子は、同じ前記別個の二価の共役部位で置換され、互いに接合される請求項1、2、3、4、5、又は6に記載のデバイス。 - 前記金属イオンは、Ru(II)又はIr(III)であり、
前記結合させられる単数又は複数の配位子は、2,2’−ビピリジル又はフェニルピリジンであり、
前記別個の二価の共役部位は、オリゴフェニレン、オリゴビフルオレン若しくはオリゴ−9,9’−スピロビフルオレンのようなオリゴフルオレン、又はオリゴフェニレンビニレンである請求項7に記載の電界発光デバイス。 - n=3−6であり、m=1であり、r=1であり、s=0であり、t=0であり、q=0であり、u=0又は1である請求項9に記載の電界発光デバイス。
- n=1−6であり、m=1であり、s=1であり、q=0又は1であり、t=0であり、r=0であり、u=0又は1である請求項9に記載の電界発光デバイス。
- n=3−6であり、m=1であり、s=0であり、t=1であり、r=0であり、q=0であり、u=0又は1である請求項9に記載の電界発光デバイス。
- C又はNであり、n=1であり、m=1であり、x=1であり、z=1であり、y=1であり、u=0又は1である請求項13に記載の電界発光デバイス。
- 前記第一及び第二の電界発光化合物は、同一物の化合物である請求項1乃至14のいずれか一項に記載の電界発光デバイス。
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