JP2017514303A - 有機発光素子 - Google Patents

Abstract

陽極（１０３）と；陰極（１０９）と；陽極と陰極との間の発光層（１０５）と；陰極と発光層との間の電子輸送材料を含む電子輸送層（１０７）とを含む有機発光素子であって、陰極が導電材料の層（１０９Ｂ）および電子輸送層と導電材料の層との間のアルカリ金属化合物の層（１０９Ａ）を含み、電子輸送材料がアリーレン反復単位を含む共役ポリマーである有機発光素子。【選択図】図１

Description

活性有機材料を含有する電子デバイスは、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、有機光応答デバイス（特に、有機光起電力素子および有機光センサ）、有機トランジスタおよびメモリアレイデバイスなどの装置に使用するためにますます注目を集めている。活性有機材料を含有するデバイスは、低重量、低電力消費および可撓性などの利点を提供する。さらに、可溶性有機材料の使用によって、デバイス製造における溶液処理、例えば、インクジェット印刷またはスピンコーティングの使用が可能になる。

有機発光素子は、陽極、陰極および陽極と陰極との間の１つまたは複数の有機発光層を有する基板を有する。代表的な陽極材料は酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）である。陰極は、アルミニウムなどの金属の単層、国際公開第９８／１０６２１号パンフレットに開示されているカルシウムとアルミニウムの二層；ならびにＬ．Ｓ．Ｈｕｎｇ、Ｃ．Ｗ．ＴａｎｇおよびＭ．Ｇ．Ｍａｓｏｎ、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７０、１５２（１９９７）；Ｔ．Ｈａｓｅｇａｗａ、Ｓ．Ｍｉｕｒａ、Ｔ．Ｍｏｒｉｙａｍａ、Ｔ．Ｋｉｍｕｒａ、Ｉ．Ｔａｋａｙａ、Ｙ．ＯｓａｔｏおよびＨ．Ｍｉｚｕｔａｎｉ、ＳＩＤ Ｉｎｔ．Ｓｙｍｐ．Ｄｉｇｅｓｔ．Ｔｅｃｈ．Ｐａｐｅｒｓ ３５、１５４（２００４）；Ｒ．Ｓｕｈｏｎｅｎ、Ｒ．Ｋｒａｕｓｅ、Ｆ．Ｋｏｚｌｏｗｓｋｉ、Ｗ．Ｓａｒｆｅｒｔ、Ｒ．ＰａｔｚｏｌｄおよびＡ．Ｗｉｎｎａｃｋｅｒ、Ｏｒｇ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．１０、２８０（２００９）に開示されているアルカリまたはアルカリ土類化合物の層とアルミニウムの層の二層を含む。

素子の作動中、正孔が陽極を通して素子に注入され、電子が陰極を通して注入される。発光材料の最高被占軌道（ＨＯＭＯ）の正孔と最低空軌道（ＬＵＭＯ）の電子が合わさって、エネルギーを光として放出する励起子を形成する。電荷輸送層を提供してもよい。

国際公開第２０１２／１３３２２９号パンフレットは、式（Ｂ）のポリマーを開示している：

発光層は、半導電ホスト材料および発光ドーパントを含み、エネルギーがホスト材料から発光ドーパントに運ばれる。例えば、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．６５、３６１０、１９８９は、蛍光発光ドーパントがドーピングされたホスト材料−すなわち、一重項励起子の崩壊を介して発光する発光材料を開示している。

リン光ドーパント−すなわち、三重項励起子の崩壊を介して発光する発光ドーパントも知られている。

高エネルギー励起状態のドーパントは、消光を防ぐために大きなＨＯＭＯ−ＬＵＭＯバンドギャップを有するホスト材料を要する。しかしながら、本発明者らは、この大きなＨＯＭＯ−ＬＵＭＯバンドギャップが、（１または複数の）発光層への電子輸送の効率に影響を及ぼし得ることを見出した。

有機発光素子、特に高エネルギー励起状態放射体を含有する素子の効率を改善することが本発明の目的である。

有機発光素子、特に高エネルギー励起状態放射体を含有する素子の導電率を改善することが本発明のさらなる目的である。

国際公開第９８／１０６２１号パンフレット 国際公開第２０１２／１３３２２９号パンフレット

Ｌ．Ｓ．Ｈｕｎｇ、Ｃ．Ｗ．ＴａｎｇおよびＭ．Ｇ．Ｍａｓｏｎ、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７０、１５２（１９９７） Ｔ．Ｈａｓｅｇａｗａ、Ｓ．Ｍｉｕｒａ、Ｔ．Ｍｏｒｉｙａｍａ、Ｔ．Ｋｉｍｕｒａ、Ｉ．Ｔａｋａｙａ、Ｙ．ＯｓａｔｏおよびＨ．Ｍｉｚｕｔａｎｉ、ＳＩＤ Ｉｎｔ．Ｓｙｍｐ．Ｄｉｇｅｓｔ．Ｔｅｃｈ．Ｐａｐｅｒｓ ３５、１５４（２００４） Ｒ．Ｓｕｈｏｎｅｎ、Ｒ．Ｋｒａｕｓｅ、Ｆ．Ｋｏｚｌｏｗｓｋｉ、Ｗ．Ｓａｒｆｅｒｔ、Ｒ．ＰａｔｚｏｌｄおよびＡ．Ｗｉｎｎａｃｋｅｒ、Ｏｒｇ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．１０、２８０（２００９） Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．６５、３６１０、１９８９

第１の態様で、本発明は、陽極と；陰極と；陽極と陰極との間の発光層と；陰極と発光層との間の電子輸送材料を含む電子輸送層とを含む有機発光素子であって、陰極が導電材料の層および電子輸送層と導電材料の層との間のアルカリ金属化合物の層を含み、電子輸送材料がアリーレン反復単位を含むポリマーである有機発光素子を提供する。

素子は請求項２〜１５のいずれか一項に記載されているようなものであってもよい。

第２の態様で、本発明は、第１の態様による有機発光素子を形成する方法であって、発光層を溶解しない溶媒を用いる溶液堆積法（ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ）によって電子輸送層を形成するステップを含む方法を提供する。

第３の態様で、本発明は、陽極と；陰極と；陽極と陰極との間の発光層と；陰極と発光層との間の電子輸送材料を含む電子輸送層とを含む有機発光素子であって、陰極が導電材料の層および電子輸送層と導電材料の層との間のアルカリ金属化合物の層を含み、電子輸送層が２．３ｅＶ以下の仕事関数を有する有機発光素子を提供する。

第３の態様の陽極と、陰極と、発光層と、電子輸送材料とを含む、第３の態様の素子は第１の態様を参照して記載される通りであり得る。

第３の態様の素子は、第２の態様を参照して記載されるように形成され得る。

本明細書で使用される「溶媒」は、単一溶媒材料であっても、２種以上の溶媒材料の混合物であってもよい。

ここで、本発明を図面を参照してより詳細に記載する。

本発明の実施形態によるＯＬＥＤの概略図である。 本発明の実施形態による素子および比較素子についての電流密度対電圧のグラフである。 本発明の実施形態による素子および比較素子についての電流密度対輝度のグラフである。

図１は、正確な縮尺ではないが、基板１０１、例えば、ガラスまたはプラスチック基板上に支持された本発明の実施形態によるＯＬＥＤ１００を示している。ＯＬＥＤ１００は、陽極１０３と、発光層１０５と、電子輸送層１０７と、第１の層１０９Ａおよび第２の層１０９Ｂを有する陰極１０９とを含む。

陽極１０３は導電材料の単層であっても、２つ以上の導電層から形成されていてもよい。陽極１０３は透明陽極、例えば、酸化インジウムスズの層であってもよい。透明陽極１０３および透明基板１０１を、基板を通して発光するように使用してもよい。陽極は不透明であってもよく、この場合、基板１０１は不透明であっても透明であってもよく、透明陰極１０９を通して発光してもよい。

発光層１０５は少なくとも１種の発光材料を含有する。発光材料１０５は単一発光化合物からなってもよいし、２種以上の化合物（１種または複数の発光ドーパントがドーピングされたホストであってもよい）の混合物であってもよい。発光層１０５は、素子が作動中である場合にリン光を発する少なくとも１種の発光材料、または素子が作動中である場合に蛍光を発する少なくとも１種の発光材料を含有してもよい。発光層１０５は、少なくとも１種のリン光発光材料および少なくとも１種の蛍光発光材料を含有してもよい。

電子輸送層１０７は電子輸送材料を含む。

陰極１０９は陰極層１０９Ａおよび１０９Ｂを含む。陰極層１０９Ａはアルカリ金属化合物の層である。陰極層１０９Ｂは陰極層１０９Ａに隣接している。陰極層１０９Ｂは、１種または複数の導電材料を含むまたはからなる第１の導電層である。図１は、２つの層からなる陰極を示している。他の実施形態では、１つまたは複数のさらなる陰極層が存在してもよい。

ＯＬＥＤ１００は、陽極１０３と陰極１０９との間に１つまたは複数のさらなる層、例えば、１つまたは複数の電荷輸送、電荷遮断または電荷注入層を含有してもよい。好ましくは、素子が、陽極と発光層１０５との間に導電材料を含む正孔注入層を含む。好ましくは、素子が、陽極１０３と発光層１０５との間に半導電正孔輸送材料を含む正孔輸送層を含む。

本明細書で使用される「導電材料」は、仕事関数を有する材料、例えば、金属または縮退半導体を意味する。

本明細書で使用される「半導電材料」は、ＨＯＭＯおよびＬＵＭＯレベルを有する材料を意味し、半導体層は半導電材料を含むまたは１種もしくは複数の半導電材料からなる層である。

ＯＬＥＤ１００は白色発光ＯＬＥＤであってもよい。本明細書に記載される白色発光ＯＬＥＤは、２５００〜９０００Ｋの範囲の温度で黒体によって放射されるのに等しいＣＩＥ ｘ座標および黒体によって放射される前記光のＣＩＥ ｙ座標の０．０５または０．０２５以内のＣＩＥ ｙ座標を有してよく、場合により２７００〜６０００Ｋの範囲の温度で黒体によって放射されるのに等しいＣＩＥ ｘ座標を有してもよい。白色発光ＯＬＥＤは複数の発光材料、好ましくは赤色、緑色および青色発光材料、より好ましくは赤色、緑色および青色リン光発光材料を含有してもよく、これらが組み合わさって白色光を生成する。発光材料が全て発光層１０５で提供されてもよいし、１つまたは複数の追加の発光層が提供されてもよい。

赤色発光材料は約５５０超〜最大約７００ｎｍの範囲、場合により約５６０ｎｍ超または５８０ｎｍ超〜最大約６３０ｎｍまたは６５０ｎｍの範囲のピークを有するフォトルミネセンススペクトルを有してもよい。

緑色発光材料は約４９０ｎｍ超〜最大約５６０ｎｍの範囲、場合により約５００ｎｍ、５１０ｎｍまたは５２０ｎｍ〜最大約５６０ｎｍのピークを有するフォトルミネセンススペクトルを有してもよい。

青色発光材料は最大約４９０ｎｍ、場合により約４５０〜４９０ｎｍの範囲のピークを有するフォトルミネセンススペクトルを有してもよい。

材料のフォトルミネセンススペクトルは、ＰＭＭＡ膜中５重量％の材料を石英基板に注形して０．３〜０．４の透過率を達成し、Ｈａｍａｍａｔｓｕによって供給された装置Ｃ９９２０−０２を用いて窒素環境下で測定することによって測定することができる。

ホストポリマー
発光層１０５は、半導電ホスト材料ならびに蛍光およびリン光発光ドーパントから選択される１種または複数の放射性ドーパントを含有してもよい。１種または複数の蛍光ドーパントが発光層１０５中に存在する場合、半導電ホスト材料が好ましくは（１または複数の）蛍光ドーパントの最低一重項励起状態と同じまたはそれより高い最低一重項励起状態（Ｓ_１）エネルギーレベルを有する。１種または複数のリン光ドーパントが存在する場合、半導電ホスト材料が好ましくは（１または複数の）リン光ドーパントの最低三重項励起状態と同じまたはそれより高い最低三重項励起状態（Ｔ_１）エネルギーレベルを有する。好ましくは、発光層１０５がホスト材料および青色蛍光または青色リン光発光材料を含む。

本明細書のどこかに記載される三重項エネルギーレベルは、低温リン光分光法によって測定されるリン光スペクトルのエネルギー立ち上がりから測定することができる（Ｙ．Ｖ．Ｒｏｍａｏｖｓｋｉｉら、Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ Ｌｅｔｔｅｒｓ、２０００、８５（５）、ｐ１０２７、Ａ．ｖａｎ Ｄｉｊｋｅｎら、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ、２００４、１２６、ｐ７７１８）。

式（Ｉ）の化合物を含むリン光材料の三重項エネルギーレベルは、その室温のフォトルミネセンススペクトルから測定することができる。

ホスト材料は、好ましくは少なくとも４ｅＶのＨＯＭＯ−ＬＵＭＯバンドギャップを有する。

ホスト材料は、好ましくは少なくとも２．４または２．４８ｅＶ、好ましくは２．７ｅＶより高い最低三重項励起状態エネルギーレベルを有する。

ホスト材料は、好ましくは真空レベルから２．３ｅＶ以下、場合により２．３ｅＶ未満、場合により２．１または２．０ｅＶ以下のＬＵＭＯを有する。

半導電ホスト材料は非ポリマー材料であっても、ポリマー材料であってもよい。ポリマーホストは、ホモポリマーであっても、２種以上の異なる反復単位を含むコポリマーであってもよい。ポリマーホストは、非共役ポリマーであってもよいし、ポリマー骨格中に共役した反復単位を含む共役ポリマーであってもよい。共役ポリマーは、反復単位中の共役の程度を限定するまたは反復単位中の共役通路を提供しない共役限定反復単位を含む部分的共役ポリマーであってもよい。部分的共役ポリマーは、高度に共役している反復単位および共役限定反復単位を含んでもよい。共役限定反復単位は、ポリマーのＨＯＭＯ、ＬＵＭＯ、Ｓ_１および／またはＴ_１エネルギーレベルを制御するよう選択され得る。

共役限定反復単位は、１〜９９ｍｏｌ％、場合により１〜５０ｍｏｌ％の範囲の量でポリマー中に提供されてもよい。

共役限定反復単位は、式（Ｉ）

（式中、Ａｒ^１はアリーレン基であり；Ｒ^７は各出現においてＨ、Ｄまたは反復単位の連結位置に隣接する置換基であり、但し、少なくとも１個のＲ^７は置換基であり；ｐは少なくとも１、場合により１、２または３、好ましくは１である）
の反復単位であり得る。

１個または２個の置換基Ｒ^７が式（Ｉ）の反復単位の唯一の置換基であってもよいし、１個または複数のさらなる置換基、場合により１個または複数のＣ_１〜４０ヒドロカルビル基が存在してもよい。

反復単位の一方または両方の連結位置に隣接して提供された１個または複数の置換基Ｒ^７は、隣接反復単位に立体障害を作り出し、（１または複数の）隣接反復単位の平面から出た反復単位のねじれをもたらす。

好ましくは、各基Ｒ^７が置換基である。

式（Ｉ）の連結位置に隣接した１個または２個の置換基Ｒ^７は、式（Ｉ）の反復単位に隣接する一方または両方の反復単位に立体障害を作り出す。

各Ｒ^７は独立に、
−１個または複数の非隣接Ｃ原子が置換されていてもよいアリールまたはヘテロアリール、Ｏ、Ｓ、置換されたＮ、Ｃ＝Ｏまたは−ＣＯＯ−で置き換えられていてもよく、１個または複数のＨ原子がＦで置き換えられていてもよいアルキル、場合によりＣ_１〜２０アルキル；
−未置換であっても、１個または複数の置換基で置換されていてもよいアリールおよびヘテロアリール基、好ましくは１個または複数のＣ_１〜２０アルキル基で置換されたフェニル；および
−各々が独立に置換されていてもよい、アリールまたはヘテロアリール基、例えば、式−（Ａｒ^７）_ｒ（式中、各Ａｒ^７は独立に、アリールまたはヘテロアリール基であり、ｒは少なくとも２である）の基の直鎖または分岐鎖、好ましくは各々が未置換であっても、１個または複数のＣ_１〜２０アルキル基で置換されていてもよいフェニル基の分岐鎖または直鎖
からなる基から選択され得る。

Ｒ^７がアリールもしくはヘテロアリール基、またはアリールもしくはヘテロアリール基の直鎖もしくは分岐鎖を含む場合、アリールもしくはヘテロアリール基、または各アリールもしくはヘテロアリール基が、
１個または複数の非隣接Ｃ原子がＯ、Ｓ、置換されたＮ、Ｃ＝Ｏまたは−ＣＯＯ−で置き換えられていてもよく、アルキル基の１個または複数のＨ原子がＦで置き換えられていてもよいアルキル、例えば、Ｃ_１〜２０アルキル；
ＮＲ^９ _２、ＯＲ^９、ＳＲ^９、ＳｉＲ^９ _３および
フッ素、ニトロおよびシアノ
からなる群から選択される１個または複数の置換基Ｒ^８で置換されていてもよく；
各Ｒ^９が独立に、アルキル、好ましくはＣ_１〜２０アルキル；および１個または複数のＣ_１〜２０アルキル基で置換されていてもよいアリールまたはヘテロアリール、好ましくはフェニルからなる群から選択される。

置換されたＮは、存在する場合、Ｒ^６が置換基であり、各出現において、Ｃ_１〜４０ヒドロカルビル基、場合によりＣ_１〜２０アルキル基であってもよい−ＮＲ^６−であり得る。

好ましくは、各置換基Ｒ^７が独立に、Ｃ_１〜４０ヒドロカルビルから選択され、より好ましくはＣ_１〜２０アルキル；未置換フェニル；１個または複数のＣ_１〜２０アルキル基で置換されたフェニル；およびフェニル基の直鎖または分岐鎖から選択され、各フェニルは未置換であっても、１個または複数のＣ_１〜２０アルキル基で置換されていてもよい。

好ましくは、Ａｒ^１がフェニレン、より好ましくは１，４−連結フェニレンである。

式（Ｉ）の特に好ましい反復単位は式（Ｉａ）：

を有する。

共役ホストポリマーが、フルオレン反復単位、場合により式（ＩＩ）：

（式中、Ｒ^８は各出現において、同じであるまたは異なり、２個の基Ｒ^８が連結して環を形成してもよい置換基であり；Ｒ^７は式（Ｉ）を参照して記載される置換基であり；ｄは０、１、２または３である）
の反復単位を含んでもよい。

各Ｒ^８は独立に、
−１個または複数の非隣接Ｃ原子が置換されていてもよいアリールまたはヘテロアリール、Ｏ、Ｓ、置換されたＮ、Ｃ＝Ｏまたは−ＣＯＯ−で置き換えられていてもよく、１個または複数のＨ原子がＦで置き換えられていてもよいアルキル、場合によりＣ_１〜２０アルキル；
−未置換であっても、１個または複数の置換基で置換されていてもよいアリールおよびヘテロアリール基、好ましくは１個または複数のＣ_１〜２０アルキル基で置換されたフェニル；および
−各々が独立に置換されていてもよい、アリールまたはヘテロアリール基、例えば、式−（Ａｒ^７）_ｒ（式中、各Ａｒ^７は独立に、アリールまたはヘテロアリール基であり、ｒは少なくとも２、場合により２または３である）の基の直鎖または分岐鎖、好ましくは各々が未置換であっても、１個または複数のＣ_１〜２０アルキル基で置換されていてもよいフェニル基の分岐鎖または直鎖
からなる基から選択され得る。

好ましくは、各Ｒ^８が独立に、Ｃ_１〜４０ヒドロカルビル基である。

置換されたＮは、存在する場合、Ｒ^６が上記の通りである−ＮＲ^６−であり得る。

代表的な置換基Ｒ^７は、１個または複数の非隣接Ｃ原子がＯ、Ｓ、Ｃ＝Ｏおよび−ＣＯＯ−、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、アルコキシ、アルキルチオ、フッ素、シアノおよびアリールアルキルで置き換えられていてもよいアルキル、例えば、Ｃ_１〜２０アルキルである。特に好ましい置換基には、Ｃ_１〜２０アルキルおよび置換または未置換アリール、例えば、フェニルが含まれる。アリールについての任意の置換基には１個または複数のＣ_１〜２０アルキル基が含まれる。

式（ＩＩ）の反復単位が高度に共役している反復単位であっても、共役限定反復単位であってもよい。

式（ＩＩ）の反復単位が式（ＩＩａ）：

を有してもよく、置換基Ｒ^７を有さない式（ＩＩａ）の２，７−連結反復単位は高度に共役している。

式（ＩＩ）の共役限定反復単位が、（ａ）３位および／または６位を通して連結していても、ならびに／あるいは連結位置に隣接する１つまたは複数の位置で１個または複数の置換基Ｒ^８で置換されていてもよい。

反復単位中に共役通路を提供しない代表的な共役限定反復単位は、式（ＩＩＩ）：

（式中、
Ａｒ^４は各出現において、独立に、未置換であっても、１個または複数の置換基で置換されていてもよいアリールまたはヘテロアリール基を表し；
Ｓｐは少なくとも１個の炭素またはケイ素原子を含むスペーサー基を表す）
を有する。

Ｓｐは２個の基Ａｒ^４の間の共役通路を遮断する。好ましくは、スペーサー基Ｓｐが、Ａｒ^４基を分離する少なくとも１個のｓｐ^３−混成炭素原子を含む。

好ましくは、Ａｒ^４がアリール基であり、Ａｒ^４基が同一であっても、異なっていてもよい。より好ましくは、各Ａｒ^４がフェニルである。

各Ａｒ^４が独立に、未置換であっても、１、２、３または４個の置換基で置換されていてもよい。１個または複数の置換基は、
−アルキル基の１個または複数の非隣接Ｃ原子がＯ、ＳまたはＣＯＯ、Ｃ＝Ｏ、ＮＲ^６またはＳｉＲ^６ _２で置き換えられていてもよく、Ｃ_１〜２０アルキル基の１個または複数のＨ原子がＦで置き換えられていてもよく、Ｒ^６が置換基であり、各出現において、Ｃ_１〜４０ヒドロカルビル基、場合によりＣ_１〜２０アルキル基であってもよいＣ_１〜２０アルキル；および
−未置換であっても、１個または複数のＣ_１〜２０アルキル基で置換されていてもよいアリールまたはヘテロアリール、場合によりフェニル
から選択され得る。

Ａｒ^４の好ましい置換基は、各出現において、同じであっても、異なっていてもよいＣ_１〜２０アルキル基である。

代表的な基Ｓｐには、鎖の１個または複数の非隣接Ｃ原子がＯ、Ｓ、−ＮＲ^６−、−ＳｉＲ^６ _２−、−Ｃ（＝Ｏ）−または−ＣＯＯ−で置き換えられていてもよいＣ_１〜２０アルキレン鎖が含まれ、但し、アルキレン鎖は２個の基Ａｒ^４を分離する少なくとも１個のｓｐ^３混成炭素原子を含有する。

式（ＩＩＩ）の代表的な反復単位には、Ｒが各出現において、ＨまたはＣ_１〜５アルキルである以下が含まれる：

式（ＩＩＩ）の別の代表的な共反復（ｃｏ−ｒｅｐｅａｔ）単位は、式（ＩＩＩａ）

（式中、Ａｌｋは独立に、アルキル、場合によりＣ_１〜２０アルキルから選択され得、ｎは少なくとも１、場合により１〜６であり、１個または複数の非隣接Ｃ原子は置換されていてもよいアリールまたはヘテロアリール、Ｏ、Ｓ、置換されたＮ、Ｃ＝Ｏまたは−ＣＯＯ−で置き換えられていてもよく、１個または複数のＨ原子はＦで置き換えられていてもよい）
を有する。

好ましくは、ホストポリマーの反復単位が、少なくとも１個の式（ＩＩａ）の反復単位と、少なくとも１個の式（Ｉ）および（ＩＩＩ）の反復単位から選択される反復単位とを含むまたはからなる。

本明細書に記載される共役ポリマーを形成するための代表的な方法は、場合によりその内容が参照により本明細書に組み込まれる国際公開第００／５３６５６号パンフレットまたは米国特許第５７７７０７０号明細書に記載される、パラジウム触媒および塩基の存在下でのＳｕｚｕｋｉ重合、およびニッケル触媒の存在下でのＹａｍａｍｏｔｏ重合である。これらの方法は、モノマーの芳香族または複素芳香族基の間でＣ−Ｃ結合を形成するので、２つ以上の反復単位にわたって広がる共役を有するポリマーを形成する。

発光材料
発光層１０５、および有機発光素子の他の発光層の発光材料はそれぞれ独立に、蛍光またはリン光材料から選択され得る。

リン光発光材料は、好ましくはリン光遷移金属錯体、場合により式（ＩＶ）：
ＭＬ^１ _ｑＬ^２ _ｒＬ^３ _ｓ
（ＩＶ）
（式中、Ｍは金属であり；Ｌ^１、Ｌ^２およびＬ^３の各々は配位基であり；ｑは正の整数であり；ｒおよびｓはそれぞれ独立に、０または正の整数であり；（ａ．ｑ）＋（ｂ．ｒ）＋（ｃ．ｓ）の和はＭ上の利用可能な配位部位の数に等しく、ａはＬ^１上の配位部位の数であり、ｂはＬ^２上の配位部位の数であり、ｃはＬ^３上の配位部位の数である）
のリン光遷移金属錯体である。好ましくは、ａ、ｂおよびｃはそれぞれ１または２、より好ましくは２（二座配位子）である。好ましい実施形態では、ｑが２であり、ｒが０または１であり、ｓが０である、またはｑが３であり、ｒおよびｓがそれぞれ０である。

重元素Ｍは、三重項またはそれ以上の状態からの急速な項間交差および放射を可能にする強力なスピン−軌道結合を誘導する。適当な重金属Ｍには、ｄ−ブロック金属、特に、２列、３列目のもの、すなわち、３９番〜４８番および７２番〜８０番元素、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、白金および金が含まれる。イリジウムが特に好ましい。

代表的な配位子Ｌ^１、Ｌ^２およびＬ^３には、炭素または窒素供与体、例えば、ポルフィリンまたは式（Ｖ）：

（式中、Ａｒ^５およびＡｒ^６は同じであっても、異なっていてもよく、独立に、置換または未置換アリールまたはヘテロアリールから選択され；Ｘ^１およびＹ^１は同じであっても、異なっていてもよく、独立に、炭素または窒素から選択され；Ａｒ^５およびＡｒ^６は縮合していてもい）
の二座配位子が含まれる。Ｘ^１が炭素であり、Ｙ^１が窒素である配位子、特にＡｒ^５がＮ原子およびＣ原子のみの単環または縮合複素芳香族、例えば、ピリジルまたはイソキノリンであり、Ａｒ^６が単環または縮合芳香族、例えば、フェニルまたはナフチルである配位子が好ましい。

赤色発光を得るために、Ａｒ^５はフェニル、フルオレン、ナフチルから選択され得、Ａｒ^６はキノリン、イソキノリン、チオフェンおよびベンゾチオフェンから選択される。

緑色発光を得るために、Ａｒ^５はフェニルまたはフルオレンから選択され得、Ａｒ^６はピリジンであり得る。

青色発光を得るために、Ａｒ^５はフェニルから選択され得、Ａｒ^６はイミダゾール、ピラゾール、トリアゾールおよびテトラゾールから選択され得る。

二座配位子の例を以下に示す：

（式中、Ｒ^１３はＣ_１〜２０ヒドロカルビル、場合によりＣ_１〜１０アルキル、未置換フェニル、または１個もしくは複数のＣ_１〜１０アルキル基で置換されたフェニルである）。

Ｌ^１、Ｌ^２およびＬ^３の１つまたは複数がカルベン基を含んでもよい。

ｄ−ブロック元素と使用するのに適した他の配位子には、その各々が置換されていてもよいジケトネート、特にアセチルアセトネート（ａｃａｃ）、テトラキス−（ピラゾール−１−イル）ボレート、２−カルボキシピリジル、トリアリールホスフィンおよびピリジンが含まれる。

Ａｒ^５およびＡｒ^６の各々が１個または複数の置換基を有していてもよい。これらの置換基の２個以上が連結して環、例えば、芳香環を形成してもよい。

代表的な置換基には、式（Ｉ）を参照して上に記載される基Ｒ^７が含まれる。特に好ましい置換基には、例えば、国際公開第０２／４５４６６号パンフレット、国際公開第０２／４４１８９号パンフレット、米国特許出願公開第２００２−１１７６６２号明細書および米国特許第２００２−１８２４４１号明細書に開示されている、錯体の発光を青色シフトするために使用され得るフッ素またはトリフルオロメチル；特開２００２−３２４６７９号公報に開示されている通りであり得るアルキルまたはアルコキシ基、例えば、Ｃ_１〜２０アルキルまたはアルコキシ；例えば、国際公開第０２／８１４４８号パンフレットに開示されている、放射材料として使用する場合に錯体への正孔輸送を助けるために使用され得るカルバゾール；未置換であっても、１個または複数のＣ_１〜１０アルキル基で置換されていてもよいフェニルまたはビフェニル；および例えば、国際公開第０２／６６５５２号パンフレットに開示されている、金属錯体の溶液加工性を得るまたは増強するために使用され得るデンドロンが含まれる。

発光デンドリマーは１個または複数のデンドロンと結合した発光コアを含み、各デンドロンは分岐点および２個以上の樹状分岐を含む。好ましくは、デンドロンが少なくとも部分的に共役しており、分岐点および樹状分岐の少なくとも１つがアリールまたはヘテロアリール基、例えば、フェニル基を含む。１つの配置では、分岐点基および分岐基が全てフェニルであり、各フェニルが独立に、１個または複数の置換基、例えば、アルキルまたはアルコキシで置換されていてもよい。

デンドロンは、置換されていてもよい式（ＸＩ）

（式中、ＢＰはコアと結合するための分岐点を表し、Ｇ_１は第一世代分岐基を表す）
を有していてもよい。

デンドロンが、第一、第二、第三またはそれ以上の世代のデンドロンであってもよい。Ｇ_１は、置換されていてもよい式（ＸＩａ）：

（式中、ｕは０または１であり；ｕが０である場合、ｖは０である、またはｕが１である場合、ｖは０であっても１であってもよく；ＢＰはコアと結合するための分岐点を表し、Ｇ_１、Ｇ_２およびＧ_３は第一、第二および第三世代デンドロン分岐基を表す）
のように、２個以上の第二世代分岐基Ｇ_２などで置換されていてもよい。１つの好ましい実施形態では、ＢＰおよびＧ_１、Ｇ_２．．．Ｇ_ｎの各々がフェニルであり、各フェニルＢＰ、Ｇ_１、Ｇ_２．．．Ｇ_ｎ−１が３，５−連結フェニルである。

別の好ましい実施形態では、ＢＰが電子不足ヘテロアリール、例えば、ピリジン、１，３−ジアジン、１，４−ジアジン、１，２，４−トリアジンまたは１，３，５−トリアジンであり、Ｇ_２．．．Ｇ_ｎがアリール基、場合によりフェニルである。

好ましいデンドロンは、式（ＸＩｂ）および式（ＸＩｃ）：

（式中、^＊はデンドロンとコアの付着点を表す）
の置換または未置換デンドロンである。

ＢＰおよび／または任意の基Ｇが、１個または複数の置換基、例えば、１個または複数のＣ_１〜２０アルキルまたはアルコキシ基で置換されていてもよい。

代表的な蛍光発光化合物は、式（ＶＩ）：

（式中、Ａｒ^８、Ａｒ^９およびＡｒ^１０は各出現において、独立に、その各々が独立に、未置換であっても、１個または複数の置換基で置換されていてもよい、置換または未置換アリールまたはヘテロアリールから選択され；Ｒ^３およびＲ^４はそれぞれ独立に、置換基、場合によりアリールまたはヘテロアリール基Ａｒ^１０であり；ｚは１、２または３であり；同じであっても、異なっていてもよいｔは各出現において、ｚが２または３である場合、１、２または３、好ましくは１または２である）
を有する。

好ましい二価連結原子および基にはＯ、Ｓ；ＮＲ^６；およびＣＲ^６ _２（式中、Ｒ^６は独立に、各出現において、置換基である）が含まれる。好ましくは、二価連結基がＣＲ^６ _２である。好ましくは、Ｒ^６がＣ_１〜４０ヒドロカルビル基、場合によりＣ_１〜２０アルキル、未置換フェニルおよび１個または複数のＣ_１〜２０アルキル基で置換されているフェニルから選択されるヒドロカルビル基である。

Ａｒ^８、Ａｒ^９およびＡｒ^１０は、好ましくは未置換であっても、１個または複数の置換基で置換されていてもよいアリール基、より好ましくはフェニルまたはフルオレンである。

Ｒ^３およびＲ^４は互いに独立に、未置換であっても、１個または複数の置換基で置換されていてもよいアリールまたはヘテロアリール基Ａｒ^１１；Ａｒ^１１基の分岐鎖または直鎖；Ｃ_１〜２０アルキル基の１個または複数の非隣接Ｃ原子がＯ、Ｓ、−Ｃ（＝Ｏ）−または−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−で置き換えられていてもよく、Ｃ_１〜２０アルキル基の１個または複数のＨ原子がＦで置き換えられていてもよいＣ_１〜２０アルキル基；およびＣ_１〜２０アルキル基の１個または複数の非隣接Ｃ原子がＯ、Ｓ、−Ｃ（＝Ｏ）−または−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−で置き換えられていてもよく、Ｃ_１〜２０アルキル基の１個または複数のＨ原子がＦで置き換えられていてもよいＣ_１〜２０アルキル−フェニル基から選択され得る。

同じＮ原子に直接結合したＡｒ^８、Ａｒ^９、Ａｒ^１０およびＡｒ^１１から選択される任意の２個の芳香族または複素芳香族基が直接結合または二価連結原子もしくは基によって連結していてもよい。

代表的な基Ｒ^３およびＲ^４には、その各々が未置換であっても、１個または複数の置換基で置換されていてもよく、^＊がＮとの付着点を表す以下が含まれる：

Ａｒ^８、Ａｒ^９、Ａｒ^１０およびＡｒ^１１はそれぞれ独立に、未置換である、または１個または複数の、場合により１、２、３または４個の基Ｒ^１８（式中、Ｒ^１８は各出現において、独立に、置換基である）で置換されている。場合により、各Ｒ^１８は独立に、未置換であっても、１個または複数のＣ_１〜１０アルキル基で置換されていてもよいフェニル；１個または複数の非隣接Ｃ原子が置換されていてもよいアリールまたはヘテロアリール（好ましくは、フェニル）、Ｏ、Ｓ、Ｃ＝Ｏまたは−ＣＯＯ−で置き換えられていてもよく、１個または複数のＨ原子がＦで置き換えられていてもよい置換または未置換アルキル、場合によりＣ_１〜２０アルキルからなる群から選択される。

ホスト材料と混合された発光材料は、リン光材料を含有する層の成分の重量の０．１〜５０重量％、場合により０．１〜３０重量％を形成し得る。

発光材料がホストポリマーと共有結合している場合、リン光材料を含む反復単位、またはリン光材料を含む末端単位はポリマーの０．１〜２０ｍｏｌを形成し得る。

陰極
陰極層１０９Ａはアルカリ金属化合物の層である。アルカリ金属化合物は、好ましくは誘電材料である。アルカリ金属化合物の層は、好ましくは約０．５〜５ｎｍ、場合により０．５〜３ｎｍの範囲の厚さで提供される。

陰極層１０９Ａは、好ましくは電子輸送層１０７に隣接している。

好ましくは、アルカリ金属化合物はナトリウムまたはカリウム化合物である。好ましくは、アルカリ金属化合物はアルカリ金属ハロゲン化物、より好ましくはアルカリ金属フッ化物である。

代表的なアルカリ金属化合物には、限定されないが、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、酸化リチウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムおよび炭酸セシウムが含まれる。

陰極層１０９Ｂは陰極層１０９Ａに隣接している。陰極層１０９Ｂは第１の導電層である。陰極層１０９Ｂは、１種または複数の導電材料を含むまたはからなる。導電材料または各導電材料は、好ましくは３．５ｅＶ超、場合により４ｅＶ超の仕事関数を有する。種々の金属の仕事関数は、ＣＲＣ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ、第８７版、２００７、１２〜１１４頁、ＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ出版、Ｄａｖｉｄ Ｒ．Ｌｉｄｅ編に示されている。２つ以上の値が与えられる場合、最初に列挙されている値が適用可能である。

代表的な導電材料は、限定されないが、導電性金属酸化物、例えば、酸化インジウム−スズ、および金属である。代表的な金属には、限定されないが、アルミニウムおよび銀が含まれる。好ましくは、陰極層１０９Ｂがアルミニウムの層である。

陰極が陰極層１０９Ａおよび１０９Ｂからなっていてもよいし、１つまたは複数のさらなる陰極層を含有していてもよい。陰極が、層１０９Ｂに隣接し、層１０９Ｂによって陰極層１０９Ａから離されたさらなる導電層を含有していてもよい。さらなる導電層または各さらなる導電層は、第１の導電層１０９Ｂを参照して記載される通りであり得る。好ましくは、陰極が単一のさらなる導電層を含有する。好ましくは、単一のさらなる導電層がＡｇを含むまたはからなる。

陰極層１０９Ｂ、および任意のさらなる導電層はそれぞれ、約２０〜５００ｎｍ、場合により約５０〜２００ｎｍの範囲の厚さを有し得る。

代表的な陰極には、限定されないが、
ＮａＦ／Ａｌ； ＫＦ／Ａｌ； ＮａＦ／Ａｌ／Ａｇ；
ＫＦ／Ａｌ／Ａｇ；
が含まれる。

いかなる理論によっても拘束されることを望むものではないが、導電層１０９Ｂに隣接したアルカリ化合物が還元を受けて元素アルカリ金属を形成し、この元素金属が電子輸送層１０７をドープし得ると考えられる。好ましくは、アルカリ化合物が、アルミニウムを含むまたはからなる導電層１０９Ｂに隣接している。

電子輸送層
電子輸送層１０７は、陰極から発光層１０５への電子の輸送を促進する。発光層１０５の材料のＬＵＭＯレベルは、特に、発光層の材料が広いＨＯＭＯ−ＬＵＭＯバンドギャップを有する、例えば、青色発光材料についてのホストである場合に、陰極層１０９Ａのアルカリ金属Ｍの仕事関数より浅く（真空に近い）なり得る。

場合により、電子輸送材料は真空レベルから２．３６ｅＶ未満、好ましくは２．３ｅＶ以下、場合により真空レベルから２．１ｅＶ以下のＬＵＭＯレベルを有する。

場合により、条件（１）および（２）の少なくとも１つが満たされる：
ＷＦ_Ｍ≦ＬＵＭＯ_ＥＴＭ （１）
ＬＵＭＯ_ＥＴＭ≦ＬＵＭＯ_ＥＬ （２）
条件（１）について、好ましくはＷＦ_Ｍ＜ＬＵＭＯ_ＥＴＭである。条件（２）について、好ましくはＬＵＭＯ_ＥＴＭ＜ＬＵＭＯ_ＥＬである。

（式中、ＷＦＭは陰極層１０９Ａのアルカリ化合物のアルカリ金属の仕事関数であり；ＬＵＭＯ_ＥＴＭは電子輸送材料のＬＵＭＯであり；ＬＵＭＯ_ＥＬは発光層１０５の成分のＬＵＭＯ、好ましくは発光層のホスト材料のＬＵＭＯである）。

疑義が生じるのを避けるために、記号＜によって示される「未満」は、「真空からさらに」を意味する。

場合により、条件（１）と（２）の両方が満たされて条件（３）を与える：
ＷＦ_Ｍ≦ＬＵＭＯ_ＥＴＭ≦ＬＵＭＯ_ＥＬ （３）
好ましくは、ＷＦ_Ｍ＜ＬＵＭＯ_ＥＴＭ＜ＬＵＭＯ_ＥＬである。

電子輸送層は、好ましくは約５〜２０ｎｍ、場合により約５〜２０ｎｍの範囲の厚さを有する。

電子輸送層１０７は、好ましくは発光層１０５に隣接している。発光層１０５がリン光性発光体を含む場合、電子輸送材料１０７がリン光性発光体より高いＴ_１エネルギーレベルを有してもよい。しかしながら、本発明者らは、電子輸送材料が、素子の効率に悪影響を及ぼすことなく、リン光材料よりも低いＴ_１エネルギーレベルを有し得ることを見出した。いかなる理論によっても拘束されることを望むものではないが、これは、本発明の素子における効率的な電子輸送により、素子の組換えが発光層と電子輸送層との間の界面から離れているためであり得る。

電子輸送材料は、好ましくはポリマー、より好ましくは共役ポリマーである。好ましくは、共役ポリマーがアリーレン反復単位を含む。代表的なアリーレン反復単位は、フェニレン反復単位、フルオレン反復単位、フェナントレン反復単位、ジヒドロフェナントレン反復単位およびインデノフルオレン反復単位である。

共役ポリマーは、ホモポリマーであっても、２種以上の異なる反復単位を含むコポリマーであってもよい。各反復単位は、未置換であっても、１個または複数の置換基で置換されていてもよいポリマー骨格中にコア基、例えば、アリーレン基を含む。異なる反復単位は、コア基の構造；置換基の同一性；置換基の数；（１または複数の）置換基の（１または複数の）置換位置の１つまたは複数が異なり得る。ポリマーは、２種以上の異なるアリーレン反復単位を含むコポリマーであってもよい。

ポリマーの反復単位または各反復単位は独立に、未置換であっても、１個または複数の置換基で置換されていてもよい。置換基は、その可溶化効果によって選択され得る。したがって、極性置換基を選択して極性溶媒へのポリマーの溶解度を増加させることができ、非極性置換基を選択して非極性溶媒へのポリマーの溶解度を増加させることができる。

代表的な非極性置換基は、１個または複数のＣ_１〜２０アルキル基で置換された、Ｃ_１〜４０ヒドロカルビル基、場合によりＣ_１〜２０アルキルおよびフェニルである。

極性置換基には、中性およびイオン性極性基を含む置換基が含まれる。

代表的な中性極性基は、１個または複数の非隣接Ｃ原子がＯで置き換えられていてもよいＣ_１〜２０アルコキシ、場合により式−Ｏ（Ｃ_ｎＨ_２ｎＯ）_ｍ−ＣＨ_３（式中、ｎは少なくとも１、場合により１〜５であり、ｍは０または正の整数、場合により１〜１０である）のポリエーテル基である。

代表的なイオン性極性基には、式−ＣＯＯ⁻Ｍ^＋（式中、Ｍは金属、場合によりアルカリ金属、場合によりＬｉ、Ｎａ、Ｋ、ＲｂもしくはＣｓ、またはアンモニウム基である）の基が含まれる。

極性置換基は、式−Ａｒ−（ＰＧ）_ｋ（式中、Ａｒはアリールまたはヘテロアリール基であり、ＰＧは極性基であり、ｋは少なくとも１、場合により１、２、３、４または５である）の基であり得る。

好ましくは、ＡｒがＣ_６〜２０アリール基、より好ましくはフェニルである。

各ＰＧは独立に、中性極性基およびイオン性極性基、場合により上記の中性極性基およびイオン性極性基から選択され得る。

Ａｒは少なくとも１個の中性極性置換基および少なくとも１個のイオン性極性置換基で置換されていてもよい。

Ａｒは１個または複数のＰＧ基のみで置換されていても、１個または複数の非極性置換基、場合により上記の非極性置換基でさらに置換されていてもよい。

電子輸送材料は、式（ＶＩＩ）：

（式中、Ｒ^５は独立に、各出現において、置換基である）
の反復単位を含むポリマーであり得る。

好ましくは、各Ｒ^５が独立に、非極性置換基または上記の少なくとも１個の極性置換基を含む基の１つ、より好ましくは式−Ａｒ−（ＰＧ）_ｋの基である。

正孔輸送層
正孔輸送層は、陽極１０３と発光層１０５との間に提供され得る。

正孔輸送層は、特に上側層を溶液から堆積する場合に、架橋していてもよい。この架橋に使用される架橋性基は、反応性二重結合およびビニルまたはアクリレート基、またはベンゾシクロブタン基を含む架橋性基であり得る。架橋は、好ましくは約２５０℃未満の温度、場合により約１００〜２５０℃の範囲で、熱処理によって行われ得る。

正孔輸送層は、ホモポリマーであっても、２種以上の異なる反復単位を含むコポリマーであってもよい正孔輸送ポリマーを含んでも、からなってもよい。正孔輸送ポリマーは共役であっても、非共役であってもよい。代表的な共役正孔輸送ポリマーは、例えば、その内容が参照により本明細書に組み込まれる、国際公開第９９／５４３８５号パンフレットまたは国際公開第２００５／０４９５４６号パンフレットに記載されるアリールアミン反復単位を含むポリマーである。アリールアミン反復単位を含む共役正孔輸送コポリマーは、アリーレン反復単位から選択される１個または複数の共反復単位、例えば、その各々が独立に、未置換であっても、１個または複数の置換基、場合により１個または複数のＣ_１〜４０ヒドロカルビル置換基で置換されていてもよいフルオレン、フェニレン、フェナントレンナフタレンおよびアントラセン反復単位から選択される１個または複数の反復単位を有し得る。

存在する場合、陽極と発光層１０５との間に位置する正孔輸送層は、好ましくはサイクリックボルタンメトリーによって測定される５．５ｅＶ以下、より好ましくは約４．８〜５．５ｅＶまたは５．１〜５．３ｅＶのＨＯＭＯレベルを有する。正孔輸送層のＨＯＭＯレベルは、これらの層の間の正孔輸送に小さな障壁を与えるために、隣接層の０．２ｅＶ以内、場合により０．１ｅＶ以内となるよう選択され得る。

好ましくは、正孔輸送層、より好ましくは架橋正孔輸送層は、発光層１０５に隣接している。

正孔輸送層は、正孔輸送材料から本質的になっても、１種または複数のさらなる材料を含んでいてもよい。発光材料、場合によりリン光材料は、正孔輸送層で提供され得る。

リン光材料は、ポリマー骨格中の反復単位として、ポリマーの末端基として、またはポリマーの側鎖として正孔輸送ポリマーと共有結合し得る。リン光材料が側鎖で提供される場合、これはポリマーの骨格中の反復単位と直接結合していてもよいし、スペーサー基によってポリマー骨格から間隔をあけていてもよい。代表的なスペーサー基には、Ｃ_１〜２０アルキルおよびアリール−Ｃ_１〜２０アルキル、例えば、フェニル−Ｃ_１〜２０アルキルが含まれる。スペーサー基のアルキル基の１個または複数の炭素原子がＯ、Ｓ、Ｃ＝ＯまたはＣＯＯで置き換えられていてもよい。

発光材料が正孔輸送材料とブレンドしていても、共有結合していてもよい。発光正孔輸送層からの放射および発光層１０５からの放射が合わさって白色光を生成し得る。

本明細書のどこかに記載される正孔輸送ポリマー、ホストポリマーおよび電子輸送ポリマーは、適当には約１×１０^３〜１×１０^８、好ましくは１×１０^３〜５×１０^６の範囲の、ゲル浸透クロマトグラフィーによって測定されるポリスチレン当量数平均分子量（Ｍｎ）を有する。本明細書に記載される正孔輸送ポリマー、ホストポリマーおよび電子輸送ポリマーのポリスチレン当量重量平均分子量（Ｍｗ）は、１×１０^３〜１×１０^８、好ましくは１×１０^４〜１×１０^７であり得る。

本明細書のどこかに記載される正孔輸送ポリマー、ホストポリマーおよび電子輸送ポリマーは、適当には非晶質ポリマーである。

正孔注入層
導電有機または無機材料から形成され得る導電正孔注入層は、陽極から（１または複数の）半導電ポリマーの層への正孔注入を助けるために、図１に示されるようにＯＬＥＤの陽極１０３と発光層１０５との間に提供され得る。ドーピングされた有機正孔注入材料の例としては、置換されていてもよいドーピングされたポリ（エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＴ）、特に電荷平衡化ポリ酸、例えば、欧州特許第０９０１１７６号明細書および欧州特許第０９４７１２３号明細書に開示されているポリスチレンスルホネート（ＰＳＳ）、ポリアクリル酸またはフッ素化スルホン酸、例えば、Ｎａｆｉｏｎ（登録商標）；米国特許第５７２３８７３号明細書および米国特許第５７９８１７０号明細書に開示されているポリアニリン；ならびに置換されていてもよいポリチオフェンまたはポリ（チエノチオフェン）がドーピングされたＰＥＤＴが挙げられる。導電無機材料の例としては、遷移金属酸化物、例えば、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｄ：Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ（１９９６）、２９（１１）、２７５０〜２７５３に開示されているＶＯｘ ＭｏＯｘおよびＲｕＯｘが挙げられる。

ＨＯＭＯおよびＬＵＭＯレベル測定
本明細書のどこかに記載されるＨＯＭＯおよびＬＵＭＯレベルは、矩形波ボルタンメトリーによって測定され得る。

作用電極電位は時間に対して線形に傾斜され得る。矩形波ボルタンメトリーが設定電位に達すると、作用電極の電位勾配が反転される。この反転は、単一実験中に複数回起こり得る。作用電極での電流を印加電圧に対してプロットしてサイクリックボルタモグラムトレースを得る。

ＣＶによってＨＯＭＯまたはＬＵＭＯエネルギーレベルを測定するための装置は、アセトニトリル中過塩素酸ｔｅｒｔ−ブチルアンモニウム／またはｔｅｒｔブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート溶液を含有するセルと、試料を膜としてコーティングしたガラス状炭素作用電極と、白金対電極（電子の供与体または受容体）と、基準ガラス電極リーク無Ａｇ／ＡｇＣｌとを含み得る。フェロセンを、計算目的で実験の最後にセルに添加する。

Ａｇ／ＡｇＣｌ／フェロセンと試料／フェロセンとの間の電位差の測定
方法および設定：
３ｍｍ直径ガラス状炭素作用電極
Ａｇ／ＡｇＣｌ／リーク無基準電極
Ｐｔ線補助電極
アセトニトリル中０．１Ｍ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
ＬＵＭＯ＝４．８−フェロセン（ピークからピーク最大平均）＋開始
試料：トルエン中５ｍｇ／ｍＬ １滴を３０００ｒｐｍ ＬＵＭＯ（還元）測定で回転させた：
２００ｍＶ／秒および−２．５Ｖの切換電位で測定した厚い膜について、良好な可逆性還元イベントが典型的に観察される。還元イベントを１０サイクルにわたって測定および比較すべきであり、通常、測定値を第３のサイクルでとる。開始を、還元イベントの最も急勾配の部分の最良適合の線とベースラインの交差で取る。ＨＯＭＯおよびＬＵＭＯ値を周囲温度で測定することができる。

カプセル化
有機光電子素子は、水分および酸素に感受性である傾向がある。したがって、基板は、好ましくは水分および酸素が素子の中に進入するのを防ぐための優れた障壁特性を有する。基板は一般的にガラスであるが、特に素子の可撓性が望ましい場合に、代わりの基板を使用してもよい。例えば、基板は、１つまたは複数のプラスチック層、例えば、交互のプラスチックと誘電障壁層の基板または薄いガラスとプラスチックの積層を含んでもよい。

水分および酸素の進入を防ぐために、素子を封入材料（図示せず）でカプセル化してもよい。適当な封入材料には、ガラスのシート、適当な障壁特性を有する膜、例えば、二酸化ケイ素、一酸化ケイ素、窒化ケイ素またはポリマーと誘電もしくは気密容器の交互のスタックが含まれる。透明な陰極素子の場合、透明な封入層、例えば、一酸化ケイ素または二酸化ケイ素をミクロンレベルの厚さに堆積させることができるが、１つの好ましい実施形態では、このような層の厚さは２０〜３００ｎｍの範囲にある。基板または封入材料を透過し得る大気中の水分および／または酸素を吸収するためのゲッター材料を基板と封入材料との間に堆積させてもよい。

配合物処理
発光層１０５および電子輸送層１０７は、蒸発および溶液堆積法を含む任意の方法によって形成され得る。溶液堆積法が好ましい。

発光層１０５および電子輸送層１０７を形成するのに適した配合物はそれぞれ、これらの層を形成する成分および１種または複数の適当な溶媒から形成され得る。

好ましくは、発光層１０５は、電子輸送層１０７を堆積させるために使用される溶媒に溶解しない。したがって、発光層１０５は、架橋を実質的に含まなくてよい。

好ましくは、発光層１０５は、溶媒が１種または複数の非極性溶媒材料、場合によりＣ_１〜１０アルキルおよびＣ_１〜１０アルコキシ基から選択される１個または複数の置換基で置換されたベンゼン、例えば、トルエン、キシレンおよびメチルアニソール、ならびにこれらの混合物である溶液を堆積させることによって形成される。

好ましくは、電子輸送層１０７は、溶媒が１種または複数の極性溶媒材料、場合によりＣ_１〜５アルコールである溶液を堆積させることによって形成される。

スピンコーティング、インクジェット印刷および平版印刷などの印刷およびコーティング技術を含む特に好ましい溶液堆積技術。

コーティング法は、発光層のパターニングが不要である素子−例えば、照明用途または単純な単色セグメント化ディスプレイ用に特に適している。

印刷法は、高い情報コンテンツディスプレイ、特にフルカラーディスプレイに特に適している。素子は、パターン化層を陽極上に提供し、一色（単色素子の場合）または多色（マルチカラー、特にフルカラー素子の場合）の印刷のためのウェルを規定することによってインクジェット印刷され得る。パターン化層は、典型的には例えば、欧州特許第０８８０３０３号明細書に記載されているようにウェルを規定するようパターン化されたフォトレジストの層である。

ウェルの代替として、パターン化層中に規定されたチャネルにインクを印刷してもよい。特に、フォトレジストをパターン化して、ウェルと異なって、複数の画素にわたって広がり、チャネル端で閉じていても、開いていてもよいチャネルを形成することができる。

他の溶液堆積技術には、ディップコーティング、スロットダイコーティング、ロール印刷およびスクリーン印刷が含まれる。

［実施例］
素子実施例１
以下の構造を有する有機発光素子を調製した：
ＩＴＯ／ＨＩＬ／ＨＴＬ／ＬＥ／ＥＴＬ／陰極
（ＩＴＯは酸化インジウム−スズ陽極であり；ＨＩＬは正孔注入層であり、ＨＴＬは発光、正孔輸送層であり、ＬＥは発光層である）。

１５０ｎｍ厚さのＩＴＯ層を有するガラス基板を、ＵＶ／オゾンを用いて洗浄した。有機正孔注入材料の水性配合物を厚さ３５ｎｍまでスピンコーティングし、層をアニーリングすることによって、正孔注入層を形成した。ｏ−キシレン溶液から正孔輸送ポリマー１をスピンコーティングし、加熱することによってポリマーを架橋することによって、正孔輸送層を厚さ約２０ｎｍまで形成した。ｏ−キシレン溶液からホストポリマー１（８５．５重量％）、緑色リン光発光体１（１重量％）および青色蛍光発光体１（１３．５重量％）の発光組成物をスピンコーティングすることによって、発光層を厚さ約７０ｎｍまで形成した。メタノール溶液から電子輸送材料１を厚さ約１０ｎｍまでスピンコーティングすることによって、電子輸送層を形成した。フッ化ナトリウムの第１の陰極層を厚さ約２ｎｍに、アルミニウムの第２の陰極層を厚さ約１００ｎｍに、および銀の第３の陰極層を厚さ約１００ｎｍに蒸発させることによって、陰極を形成した。

比較素子１
電子輸送層を省略したことを除いて、素子実施例１に記載されるように素子を調製した。

電子輸送ポリマー１は、その内容が参照により本明細書に組み込まれる、国際公開第２０１２／１３３２２９号パンフレットに記載される以下の反復単位のポリマーである：

。

電子輸送ポリマー１は、矩形波サイクリックボルタンメトリーによって測定される２．３０ｅＶのＬＵＭＯレベルを有する。

緑色リン光発光体１は、以下の構造：

を有する、その内容が参照により本明細書に組み込まれる、国際公開第０２／０６６５５２号パンフレットに記載されるデンドリマーである。

青色蛍光発光体１は、その内容が参照により本明細書に組み込まれる、国際公開第２０１３／０６４８１４号パンフレットに記載される、以下の構造を有する：

。

ホストポリマー１は、以下のモノマーの、国際公開第００／５３６５６号パンフレットに記載されるＳｕｚｕｋｉ重合によって形成した：

ホストポリマー１は、１．９ｅＶのＬＵＭＯレベルおよび２．４８ｅＶのＴ_１値を有する。

正孔輸送ポリマー１は、以下のモノマーの、国際公開第００／５３６５６号パンフレットに記載されるＳｕｚｕｋｉ重合によって形成した：

図２は、素子実施例１および比較素子１についての電流密度（対数目盛）対電圧のグラフである。素子実施例１は、約３Ｖより上の所与の電圧で、比較素子１よりも約１〜２桁大きい電流密度を有する。

１０ｍＡ／ｃｍ^２の電流密度に達するために要求される電圧は、比較素子１については６．６Ｖであり、素子実施例１については４．３Ｖである。

図３を参照すると、素子実施例１の輝度は、所与の電圧で、比較素子１よりも大きい。１０００ｃｄ／ｍ^２の輝度に要求される駆動電圧は、比較素子１については６．５Ｖであり、素子実施例１については４．３Ｖである。

１０００ｃｄ／ｍ^２の輝度での効率は、比較素子１については５．３Ｌｍ／Ｗであり、素子実施例１については８．７Ｌｍ／Ｗである。

本発明を具体的な代表的実施形態に関して記載してきたが、以下の特許請求の範囲に示される本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書で開示される特徴の種々の修正、変更および／または組み合わせが当業者に明らかになることが認識されるだろう。

Claims (19)

1. 陽極と；陰極と；前記陽極と前記陰極との間の発光層と；前記陰極と前記発光層との間の電子輸送材料を含む電子輸送層とを含む有機発光素子であって、前記陰極が導電材料の層および前記電子輸送層と前記導電材料の層との間のアルカリ金属化合物の層を含み、前記電子輸送材料がアリーレン反復単位を含む共役ポリマーである有機発光素子。
2. 前記共役ポリマーが真空レベルから２．３６ｅＶ未満のＬＵＭＯレベルを有する、請求項１に記載の有機発光素子。
3. 前記共役ポリマーが真空レベルから２．３ｅＶ以下のＬＵＭＯレベルを有する、請求項１に記載の有機発光素子。
4. 前記共役ポリマーがフルオレン反復単位を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の有機発光素子。
5. 前記共役ポリマーが式（ＶＩＩ）：
   

   

   （式中、Ｒ^５は独立に、各出現において、置換基である）
   の反復単位を含む、請求項４に記載の有機発光素子。
6. 少なくとも１個のＲ^５が式−Ａｒ−（ＰＧ）_ｋ（式中、Ａｒはアリールまたはヘテロアリール基であり、ＰＧは極性基であり、ｋは少なくとも１である）の基である、請求項５に記載の有機発光素子。
7. 前記発光層がホスト材料および発光ドーパントを含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の有機発光素子。
8. 前記ホスト材料が部分的共役ポリマーである、請求項７に記載の有機発光素子。
9. 前記ホスト材料が真空レベルから２．１ｅＶ以下のＬＵＭＯレベルを有する、請求項７または８に記載の有機発光素子。
10. 前記アルカリ金属化合物がアルカリ金属フッ化物である、請求項１から９のいずれか一項に記載の有機発光素子。
11. 前記アルカリ金属化合物がナトリウムまたはカリウム化合物である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の有機発光素子。
12. 前記導電材料の層が金属である、請求項１から１１のいずれか一項に記載の有機発光素子。
13. 前記金属がアルミニウムである、請求項１２に記載の有機発光素子。
14. 陰極が導電材料のさらなる層を含む、請求項１から１３のいずれか一項に記載の有機発光素子。
15. 前記導電材料のさらなる層が銀の層である、請求項１４に記載の有機発光素子。
16. 請求項１から１５のいずれか一項に記載の有機発光素子を形成する方法であって、前記発光層を溶解しない溶媒を用いる溶液堆積法によって前記電子輸送層を形成するステップを含む方法。
17. 前記溶媒が極性溶媒である、請求項１６に記載の方法。
18. 前記発光層が非極性溶媒を用いる溶液堆積法によって堆積される、請求項１７に記載の方法。
19. 陽極と；陰極と；前記陽極と前記陰極との間の発光層と；前記陰極と前記発光層との間の電子輸送材料を含む電子輸送層とを含む有機発光素子であって、前記陰極が導電材料の層および前記電子輸送層と前記導電材料の層との間のアルカリ金属化合物の層を含み、前記電子輸送材料が真空レベルから２．３ｅＶ以下のＬＵＭＯレベルを有する有機発光素子。

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