JP6302408B2 - ナノ構造体を含む発光デバイス - Google Patents

Description

有機発光デバイスは、照明および表示用途において益々重要になってきている。しかし、広範な使用を促進するためにＯＬＥＤ技術に対してなお顕著な改善をさらに行うことができる。たとえば、全内部反射により、現在、デバイスから取り出される光の量がＯＬＥＤによって放射される光の約２０〜３５％に制限される。外部散乱膜またはマイクロ・レンズ・アレイ（ＭＬＡ）は、多少の放射光を取り出すのに役立つだろうが、デバイス効率をさらに向上させるための他のアプローチがなお必要である。

ＯＬＤＥデバイスの有機層へのナノ構造材料の組み込みは、デバイスの有機モードからの光の取り出しを向上させるのに役立ち得る。

一部の実施形態は、陽極と陰極の間に配置されている発光層と；第一の電荷輸送材料を含み、発光層と陽極または陰極との間に配置されている第一の電荷輸送層と；第一の電荷輸送層と発光層の間に配置されている、または、第一の電荷輸送層および発光層と接触しているナノ構造材料とを含む、発光デバイスを含む。一部の実施形態では、デバイスから放射される実質的にすべての光が、第一の電荷輸送層を通過することができる。

これらおよび他の実施形態を本明細書中でさらに詳細に説明する。

図１Ａは、有機発光デバイスの実施形態の模式的描画である。

図１Ｂは、ナノ構造体が、そのナノ構造体が接触する層に実質的に貫入し得る仕方の一例の模式的描画である。

図１Ｃは、ナノ構造体が、そのナノ構造体が接触する層に実質的に変形させる仕方の一例の模式的描画である。

図２Ａは、有機発光デバイスの実施形態の模式的描画である。

図２Ｂは、有機発光デバイスの実施形態の模式的描画である。

図３Ａは、有機発光デバイスの実施形態の模式的描画である。

図３Ｂは、有機発光デバイスの実施形態の模式的描画である。

図４Ａは、ナノ構造体のｘ、ｙおよびｚ寸法を定量することができる方法を説明するのに役立つ線図である。

図４Ｂは、ｘｚ平面で見たときに略長方形のと、擬似平面のと、および／または湾曲したもしくは波状のナノフレークと記述することができる粒子の理想化例を図示するものである。

図４Ｃは、湾曲したまたは波状のナノフレークの一例を図示するものである。

図５は、実質的カプセル形粒子の理想化例を図示するものである。

図６Ａ〜６Ｉは、異なる堆積速度で堆積されたナノ構造体の一部の実施形態を含む表面の走査型電子顕微鏡像を図示するものである。

図７Ａ〜７Ｂは、有機発光デバイスの実施形態の模式的描画である。

図８は、デバイスＡ（四角形データ点）および対照デバイス１（三角形データ点）についての輝度に対する発光効率および電力効率のプロットである。

図９は、デバイス対照デバイス１（四角形データ点）；対照デバイス２（三角形データ点）；およびデバイスＡについての発光効率および電力効率のプロットである。

図１０は、対照デバイス１（四角形データ点）、デバイスＡ（白丸データ点）、および任意選択の光取り出し材料を有するデバイスＡ（菱形データ点）についての発光効率および電力効率のプロットである。

図１１は、本明細書に記載するデバイスの一部の実施例についての堆積速度を増加させた時の発光効率および電力効率の増加を図示するグラフである。

図１２Ａ〜Ｃは、デバイスＢ（様々なドーパントを有するホスト−２）のルミネセンス効率、電力効率および外部量子効率の変化を図示するプロットである。

図１は、本明細書に記載するデバイスの一部の実施形態の構造の略図である。発光層２０を第一の電極２と第二の電極４の間に配置する。ナノ構造材料６を発光層２０上に配置し、第一の電荷輸送層８をナノ構造材料６と第一の電極２の間に配置する。任意選択の第二の電荷輸送層９を第二の電極４と発光層２０の間に配置することができる。他の層、たとえば、電荷注入層（たとえば、電子注入層または正孔注入層）、電荷遮断層（たとえば、電子遮断層または正孔遮断層）、正孔遮断層などがこのデバイスに存在することもできる。

電極および電荷輸送層の特徴は、個々のデバイス構造に依存し得る。たとえば、第一の電極２が陽極であり、第一の電荷輸送層８が正孔輸送層である場合、第二の電極４は陰極であり、および第二の電荷輸送層９は、存在する場合には電子輸送層である。逆に、第一の電極２が陰極であり、第一の電荷輸送層８が電子輸送層である場合、第二の電極４は陽極であり、および第二の電荷輸送層９は、存在する場合には正孔輸送層である。したがって、正孔輸送層（存在する場合）を発光層と陽極の間に配置することができ、および電子輸送層（存在する場合）を発光層と陰極の間に配置することができる。

加えて、光の方向は、個々のデバイス構造、たとえば、トップエミッション構造またはボトムエミッション構造に依存し得る。一部の実施形態において、ナノ構造材料は、デバイスから放射される光の進路にあることがある。一部の実施形態において、ナノ構造材料は、デバイスから放射される光の進路にないことがある。一部の実施形態では、発光層２０の方向からナノ構造材料６、第一の電荷輸送層８そして第一の電極２を通って光を放射することができる。一部の実施形態では、デバイスによって放射される光の進路がナノ構造材料６から遠ざかる方向に向かうこともある。

ナノ構造材料は、ナノ構造体が存在するかどうかにかかわらず、ナノ構造体を形成することができる任意の材料を含む。ナノ構造材料、たとえば、ナノ構造材料６は、発光層と第一の電荷輸送層の間の表面もしくは発光層および第一の電荷輸送層と接触している表面に配置されている複数のナノ構造体の形態であることがあり、ならびに／または第一の電荷輸送材料とナノ構造材料の混合物を含み、発光層と第一の電荷輸送層の間に配置されている遷移層の中にあることもある。

図示する、または、本明細書中で説明する図の一部では、ナノ構造材料を発光デバイス中の層として図示する。しかし、ナノ構造材料は、旧来の意味での層の形態でなくてよい。たとえば、ナノ構造体、たとえば、ナノ構造体５０は、図１Ｂに示すように、そのナノ構造体が接触する層、たとえば、電荷輸送層８に実質的に貫入していることがある。ナノ構造体、たとえば、ナノ構造体５０は、図１Ｃに示すように、そのナノ構造体が接触する層、たとえば、電荷輸送層８を実質的に変形させることもある。一部の実施形態において、ナノ構造体は、層の厚みの少なくとも約５％、少なくとも約１０％、少なくとも約３０％、少なくとも約５０％、少なくとも約９０％もしくは少なくとも約１００％、または少なくとも約１ｎｍ、少なくとも約３ｎｍ、少なくとも約５ｎｍ、少なくとも約１０ｎｍもしくは少なくとも約２０ｎｍ、その層に貫入していることがありまたはその層を変形させることがあり、貫入の方向は、そのナノ構造と接触する層の表面によって実質的に形成される平面に対して垂直である。

一部の実施形態において、ナノ構造体は、発光層、電子輸送層、正孔輸送層、遷移層、正孔遮断層、電子遮断層もしくは励起子遮断層に実質的に貫入していることもあり、または発光層、電子輸送層、正孔輸送層、遷移層、正孔遮断層、電子遮断層もしくは励起子遮断層を実質的に変形させることもある。一部の実施形態において、ナノ構造体は、電子輸送層に実質的に貫入していることもあり、または電子輸送層を実質的に変形させることもある。一部の実施形態において、ナノ構造体は、正孔輸送層に実質的に貫入していることもあり、または正孔輸送層を実質的に変形させることもある。一部の実施形態において、ナノ構造体は、発光層に実質的に貫入していることもあり、または発光層を実質的に変形させることもある。一部の実施形態において、ナノ構造体は、遷移層に実質的に貫入していることもあり、または遷移層を実質的に変形させることもある。

ナノ構造材料を含めることにより、ＯＬＥＤの光出力、発光効率または電力効率を、（たとえば、表１〜５に例示するような）ナノ構造材料のない同様のデバイスと比較して、約２％〜約６０％、約５％〜約６０％、約１０％〜約６０％、約１０％〜約５０％；約２％、たとえば、２．２２％もしくは２．２８％；約４％、たとえば、４．１７％、３．５１％もしくは４．０８％；約５％、たとえば、４．５４％；約６％、たとえば、５．８８％；約７％、たとえば、６．６７％；約８％、たとえば、７．８４％もしくは７．９４％；約９％、たとえば、９．４６％もしくは９．５２％；約１０％、たとえば、９．６８％；約１６％、たとえば、１６．１３％；約１８％、たとえば、１８．３１％；約２１％、たとえば、２０．６％；約２２％、たとえば、２２．６５％；約２５％、たとえば、２４．２％；約２８％、たとえば、２８．２％もしくは２７．５％；約５０％、たとえば、５１．９％もしくは５３．９％；約６０％、たとえば、６０．６％、またはこれらのうちの任意の値によって拘束される範囲内のもしくはこれらのうちの任意の値間の任意の増加量、増加させることができる。

一部の実施形態は、図２Ａおよび２Ｂによって表される構造を有することができる。発光層２０を陽極１０と陰極３５の間に配置する。任意選択の複数のナノ構造体５０を発光層２０の表面２１上に配置することができる。任意選択の遷移層６０を発光層２０の表面２１と正孔輸送層１５の間に配置することができる。任意選択の電子輸送層３０を発光層２０と陰極３５の間に配置することができる。任意選択の光取り出し層２００を陽極１０上に配置することができる。一部の実施形態では、陽極１０を透明基板（図示せず）上に配置することができる。他の層が存在することもできる。

一部の実施形態では、発光層２０から複数のナノ構造体５０（存在する場合）、遷移層６０（存在する場合）、正孔輸送層１５、陽極１０そして光取り出し材料２００（存在する場合）を通って光７を放射することができる（図２Ａ）。一部の実施形態では、複数のナノ構造体５０（存在する場合）から遠ざかる発光層２０の方向から、電子輸送層３０（存在する場合）を通過し、陰極３５を通って光７を放射することができる（図２Ｂ）。

一部の実施形態は、図３Ａ〜Ｂによって表される構造を有することができる。発光層２０を陽極１０と陰極３５の間に配置する。電子輸送層３０を発光層２０と陰極３５の間に配置する。任意選択の複数のナノ構造体５０を発光層２０の表面２１上に配置することができる。任意選択の遷移層６０を発光層２０の表面２１と電子輸送層３０の間に配置することができる。任意選択の正孔輸送層１５を陽極１０と発光層２０の間に配置することができる。陰極３５を任意選択の光取り出し層２００上に配置することができる。発光層２０の方向から複数のナノ構造体５０（存在する場合）、遷移層６０（存在する場合）、電子輸送層３０、陰極３５そして光取り出し材料２００（存在する場合）を通って光７を放射することができる（図３Ａ）。他の層が存在することもできる。一部の実施形態では、複数のナノ構造体５０から遠ざかる方向に、正孔輸送層１５（存在する場合）を通って、そして陽極１０を通って光７を放射することができる（図３Ｂ）。

ナノ構造材料、たとえば、ナノ構造材料６、または複数のナノ構造体、たとえば、ナノ構造体５０は、隣の層、たとえば、遷移層もしくは電荷輸送層、に実質的に貫入していることもあり、隣の層を実質的に変形させることもあり、または隣の層と不均一な界面を形成することもある。一部の実施形態において、配置される表面、たとえば、発光層内または上のナノ構造材料の周期性（離隔）は、様々であり得る。一部の実施形態において、ナノ構造体は、そのマトリックス材料内で不規則な周期性を有することがある。一部の実施形態において、ナノ構造を有する層の界面または表面の中のナノ構造体の周期性は、約０．００００１μｍ〜約５０μｍ、約０．００１μｍ〜約２０μｍ、約０．０５０μｍ〜約５μｍ、約０．０００１μｍ〜約１μｍ、または約０．１μｍ〜約１０μｍである。一部の実施形態、たとえば、５，５’’−ビス（ベンゾオキサゾール−２−イル）−３，３’：５’，３’’−テルピリジン（ＩＯＣ−２）において、周期性は、約０．０００１μｍと約１．０μｍの間であり得る。一部の実施形態、たとえば、３，５−ジ［３−（ベンゾオキサゾール−２−イル）フェニル］ピリジン（ＩＯＣ−１）において、周期性は、約０．１μｍと約１０．０μｍの間であり得る。

一部の実施形態において、ｘ，ｙ平面、またはナノ構造体が配置される表面、たとえば、２１に平行な平面内に突出している場合の個々のナノ構造体の最大面積は、約０．０００１μｍ^２〜約１．０μｍ^２、約０．００１μｍ^２〜約０．５μｍ^２、約１μｍ^２〜約３μｍ^２、または約０．０４μｍ^２〜約０．１５０μｍ^２であり得る。

複数のナノ構造体は、それらが配置される表面、たとえば、発光層の表面、たとえば、表面２１上の任意の種類のナノ構造体であってよい。いずれの所与のデバイスにおいても、ナノ構造体は、互いに同様であることもあり、またはサイズ、形状および配列に関して異なることもある。ナノ構造体は、ナノメートルからマイクロメートル範囲の１つ以上の寸法を有する任意の構造を含むことができる。たとえば、ナノ突起またはナノ粒子は、約５０ｎｍ〜約５μｍ、約１００ｎｍ〜約１μｍ、約５０ｎｍ、約１００ｎｍ、約２００ｎｍ、約３００ｎｍ、約５００ｎｍ、約１μｍ、約２μｍ、約５μｍ、またはこれらのうちの任意の長さによって拘束される範囲内のもしくはこれらのうちの任意の長さ間の任意の値の平均ｘ寸法；約５０ｎｍ〜約５μｍ、約１００ｎｍ〜約１μｍ、約５０ｎｍ、約１００ｎｍ、約２００ｎｍ、約３００ｎｍ、約５００ｎｍ、約１μｍ、約２μｍ、約５μｍ、またはこれらのうちの任意の長さによって拘束される範囲内のもしくはこれらのうちの任意の長さ間の任意の値の平均ｙ寸法；および／または約０．５ｎｍ〜約５００ｎｍ、約１ｎｍ〜約１００ｎｍ、約０．１ｎｍ、約０．５ｎｍ、約１ｎｍ、約２ｎｍ、約５ｎｍ、約１０ｎｍ、約５０ｎｍ、約１００ｎｍ、約２００ｎｍ、約３００ｎｍ、約５００ｎｍ、またはこれらのうちの任意の長さによって拘束される範囲内のもしくはこれらのうちの任意の長さ間の任意の値の平均ｚ寸法を含むことができる。

ナノ構造体は、不規則形状であることもあるが、３つの寸法ｘ、ｙおよびｚを図４Ａに図示するように定量することができる。ボックス１２０、すなわち長方形プリズム形を、ナノ構造体１１０の周囲に、そのボックスができる限り最小の体積を有し、その上、その中にその粒子をなお収容しているように形成した場合、ｘ寸法は、そのボックス最長寸法であり、ｙ寸法は、そのボックスの二番目に長い寸法であり、およびｚ寸法は、そのボックスの三番目に長い寸法である。

ナノ構造体の三次元形状を、一定の平面から見たときのナノ構造体の形状を記述することによって特徴づけることができる。たとえば、あるナノ構造体は、ｘｙ、ｘｚまたはｙｚ平面の二次元で見たとき、略長方形、略正方形、略楕円形、略円形、略弓状、略三角形、略平行四辺形などであり得る。その特定の形状は、幾何学的に完璧である必要はなく、通常の観察者が公知の形状に適度に類似していると認識できさえすればよい。ナノ構造体の三次元形状を他の表現で特徴づける、または、記述することもできよう。

図４Ｂは、ｘｚ平面から見たとき略長方形２２０であるナノ構造体２１０の理想化例を図示するものである。この図に図示されているように、このナノ構造体は、完全に長方形に見えるが、この形状は、ｘｚ平面または任意の他の平面で見たときに略長方形であるために長方形に類似していると認識できさえすればよい。

図４Ｂに関しては、ナノ構造体２１０を、ｘｚ平面から見たときに略線形と記述することもできる。なぜならｘ寸法はｚ寸法よりはるかに大きいからである。この図に図示されているように、このナノ構造体は、ｘ寸法に関して完全に直線に見えるが、この形状は、ｘｚ平面または任意の他の平面で見たときに略線形であるために線に類似していると認識できさえすればよい。

ナノ構造体２１０をナノフレークと記述することもできる。用語「ナノフレーク」は、フレーク様の形状であり、ナノメートルからマイクロメートル範囲内の任意の寸法を有するナノ構造体を含む、広い用語である。これは、１つの寸法（たとえば、ｚ）が相対的薄く、別の２つの寸法（たとえば、ｘｙ）が相対的大きい面積を有するナノ構造体を含むことができる。

より大きい表面積を有する表面は、単に識別可能であるべきであるが、平面である必要はない。たとえば、より大きい表面積を有する表面は、実質的にｘｙ表面、たとえば、ナノ構造体２１０にあることがあるが、その表面の相当な部分がその平面にないように湾曲している、または、波状であることもある。

ナノ構造体２１０を擬似平面の、と記述することもできる。用語「擬似平面の」は、本質的に平面であるナノ構造体を含む広い用語である。たとえば、擬似平面のナノ構造体は、実質的にｘｙ平面にあるナノ構造体のｘｙ面積と比較して相対的に微々たるｚ寸法を有し得る。

図４Ｃ中のナノ構造体２５０は、湾曲したまたは波状のナノフレークの一例である。表面の相当な部分が平面にない場合、ナノフレークは、大きな湾曲したまたは波状の表面２６０とその表面上の所与の点２８０に対して垂直な小さい厚み２７０とを有するナノ構造体を含み得る。

ナノ構造体２１０、ナノ構造体２５０およびこれらに類するものをはじめとする任意のナノフレークまたは擬似平面ナノ構造体に関して、より大きい表面積の平方根の、その大きい表面上の点に垂直な厚みに対する比（たとえば、ｘｙ面積の平方根のｚ寸法に対する比）は、約１〜約１００，０００、約３、約５、約１０、約２０、約１００、約１０００、約１０，０００、約１００，０００、またはこれらのうちの任意の比によって拘束される範囲内のもしくはこれらのうちの任意の比間の任意の値であり得る。

ナノ構造体を、それが針の形状に類似していると通常の観察者が適度に認識できる形状を有する場合、針様と記述することができる。

ナノ構造体を、それが繊維の形状に類似していると通常の観察者が適度に認識できる形状を有する場合、繊維形のと記述することができる。これは、１つの寸法に関して細長い表面および別の寸法に関して円筒形、円形または弓状表面を有するナノ構造体を含み得る。繊維形ナノ構造体は、略線形であることもあり、ねじれていることもあり、または湾曲していることもある。

ナノ構造体を、それがリボンの形状に類似していると通常の観察者が適度に認識できる形状を有する場合、リボン形のと記述することができる。これは、１つの寸法に関して細長いおよび別の寸法に関して薄い扁平長方形表面を有するナノ構造体を含み得る。リボン形もまた、そのナノ構造体がリボン形になるために実質的に同一平面上にある必要がないように、湾曲している、または、ねじれていることがある。

図５は、実質的にカプセル形のナノ構造体１０１０の理想化例を図示するものである。ｘｙまたはｘｚ平面で見たとき、実質的にカプセル形のナノ構造体１０１０を略卵形のと記述することもできる。ｙｚ平面で見たとき、このナノ構造体１０１０を略円形のと記述することもできる。

ナノ構造体を、それが棒の形状に類似していると通常の観察者が適度に認識できる形状を有する場合、棒形と記述することができる。これは、１つの寸法に関して細長いナノ構造体を含み得る。棒形ナノ構造体は、略直線形であることもあり、または何らかの湾曲もしくは屈曲を有することもある。

ナノ構造体を、そのｘ、ｙおよびｚ寸法が同様である、たとえば、互いに１桁以内である場合、顆粒状のと記述することができる。

ナノ構造体を、それがドームまたは半球体の形状に類似していると通常の観察者が適度に認識できる形状を有する場合、ドーム形のと記述することができる。これは、１つの寸法または平面、たとえば、ｘｙ平面に関して略円形または卵形であり、別の寸法、たとえば、ｘｚおよび／またはｙｚ平面に関して弓状または円形であるナノ構造体を含み得る。かかる弓状、円形または卵形形状各々の半径は、ナノ構造体によってまたは同じナノ構造体内で、様々である場合もあり、または実質的に均一である場合もある。

図６Ａ〜６Ｆは、ナノ構造材料の実施形態（ＩＯＣ−１）のＳＥＭ像を図示するものである。網羅的ではないが、次の記述は、ｘｙ平面で見たときのこの図中の突起または粒子の少なくとも１つに当てはまり得る：円形の、卵形の、リボン形の、繊維形の、および／またはカプセル。網羅的ではないが、次の記述は、ｙｚ平面で見たときのこの図中の突起または粒子の少なくとも１つに当てはまり得る：実質的に繊維、線形の、棒形の。網羅的ではないが、次の他の記述も、この図中の突起または粒子の少なくとも１つに当てはまり得る：繊維、リボン様の。

図６Ｇ〜６Ｉは、ナノ構造体実施形態（６Ｇ：ＩＯＣ−２、６Ｈおよび６Ｉ：ＩＯＣ−３）の表面のＳＥＭ像を図示するものである。網羅的ではないが、次の記述は、ｘｙ平面で見たときのこの図中の突起または粒子の少なくとも１つに当てはまり得る：円形の、卵形の、ドーム形の、または半球状の。網羅的ではないが、次の記述は、ｙｚ平面で見たときのこの図中の突起または粒子の少なくとも１つに当てはまり得る：略弓状のまたは半球状の。網羅的ではないが、次の他の記述も、この図中の突起または粒子の少なくとも１つに当てはまり得る：繊維、リボン様の。

膜のナノ粒子、ナノ突起、または空隙のサイズの指標を与えることができる５００ｎｍ〜２０μｍのスケールバーをＳＥＭ像（図６Ａ〜６Ｉ）中に示す。この図は、相当な数の粒子または空隙が約０．１ｎｍ〜約５μｍの範囲内のｘ、ｙおよび／またはｚ寸法を有し得ることを示す。

ナノ構造材料の屈折率は様々であり得る。たとえば、屈折率は、約１．１、約１．５、約１．７、約１．８、またはこれらのうちの任意の値によって拘束される範囲内のもしくはこれらのうちの任意の値間の任意の屈折率であり得る。一部の実施形態において、ナノ構造材料についての材料の屈折率は、放射層のもの以上であり得る。

ナノ構造材料の電荷輸送特性は、デバイスの構造によって様々であり得る。たとえば、発光層と正孔輸送層の間に配置されるナノ構造材料は、正孔輸送特性を有することができる。同様に、発光層と電子輸送層の間に配置されるナノ構造材料は、電子輸送特性を有することができる。一部の実施形態において、ナノ構造材料の電荷輸送特性は、ナノ構造材料が、電極から放射層への正孔または電子の移動度に対して最小の影響を及ぼすまたは実質的に影響を及ぼさないようなものである。

一部の実施形態において、ナノ構造材料は、有機化合物を含むことがあり、有機化合物としては、約６０ｇ／ｍｏｌ〜約２０００ｇ／ｍｏｌまたは約１２０ｇ／ｍｏｌ〜約１０００ｇ／ｍｏｌの範囲内の分子量を有する非高分子有機化合物が挙げられる。一部の実施形態において、ナノ構造材料は、安定した平面配座を有することができる。

一部のナノ構造材料は、場合により置換されている芳香族またはヘテロ芳香族環または環系、たとえば、場合により置換されているフェニル、場合により置換されているピリジニル、場合により置換されているカルバゾリル、場合により置換されているベンゾイミダゾール、場合により置換されているベンゾオキサゾール、場合により置換されているベンゾチアゾールなどを含む。

一部の実施形態において、ナノ構造材料は、線状であってもよく、たとえば、非末端環が、場合により置換されている１，３−フェニレン、場合により置換されている１，４−フェニレン、場合により置換されている２，４−ピリジニレン、場合により置換されている２，５−ピリジニレン、または同様に結合している単環式アリーレンである、材料であってもよい。一部のナノ構造材料は、末端ベンゾチアゾール、または、ベンゾオキサゾールを有する化合物を含むことがある。

一部のナノ構造材料は、場合により置換されている４−（ベンゾオキサゾール−２−イル）−４’−（４−ジフェニルアミノフェニル）−３，３’−ビピリジン；場合により置換されている４−（ベンゾオキサゾール−２−イル）−４’’−カルバゾール−１−イル）テルフェニル；場合により置換されている２−（４’’−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−［１，１’：４’，１’’−テルフェニル］−４−イル）ベンゾ［ｄ］チアゾール；場合により置換されている４−（ベンゾオキサゾール−２−イル）−４’’−［ジ（４−メチルフェニル）アミノ］テルフェニル；場合により置換されている４’’−（ベンゾチアゾール−２−イル）−４’’−［ジ（４−メチルフェニル）アミノ］テルフェニル；場合により置換されている４’’−（ベンゾ［ｄ］オキサゾール−２−イル）−Ｎ，Ｎ−ジフェニル−［１，１’：４’，１’’−テルフェニル］−４−アミン；場合により置換されている５，５’−ビス（ベンゾオキサゾール−２−イル）−３，３’−ビピリジン；場合により置換されている５，５’−ビス（ベンゾチアゾール−２−イル）−３，３’−ビピリジン；場合により置換されている３，３’−ビス（ベンゾオキサゾール−２−イル）−２，２’−ビピリジン；場合により置換されている３，３’−ビス（ベンゾ［ｄ］チアゾール−２−イル）−２，２’−ビピリジン；場合により置換されている５，５’−ビス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール−２−イル）−３，３’−ビピリジン；場合により置換されている３，５−ジ［３−（ベンゾオキサゾール−２−イル）フェニル］ピリジン（ＩＯＣ−１）；場合により置換されている３，５−ビス（３−（ベンゾ［ｄ］チアゾール−２−イル）フェニル）ピリジン；場合により置換されている３，５−ジ［５−（ベンゾオキサゾール−２−イル）ピリジン−３−イル］ベンゼン；場合により置換されている１，３−ビス（５−（ベンゾ［ｄ］チアゾール−２−イル）ピリジン−３−イル）ベンゼン；場合により置換されている５，５’’−ビス（ベンゾオキサゾール−２−イル）−３，３’：５’，３’’−テルピリジン（ＩＯＣ−２）；場合により置換されている５，５’’−ビス（ベンゾチアゾール−２−イル）−３，３’：５’，３’’−テルピリジン；場合により置換されている４−（ベンゾオキサゾール−２−イル）−４’’−［ジ（４−メチルフェニル）アミノ］テルフェニル；場合により置換されている４−（ベンゾオキサゾール−２−イル）−４’’−（ジフェニルアミノ）テルフェニル；場合により置換されている４−（ベンゾチアゾール−４−イル）−４’’−（ジフェニルアミノ）テルフェニル；場合により置換されている４−（ベンゾチアゾール−２−イル）−４’−（４−ジフェニルアミノフェニル）−３，３’−ビピリジン；場合により置換されている４−（ベンゾチアゾール−２−イル）−４’−［４−（カルバゾール−１−イル）フェニル］−３，３’−ビピリジン；場合により置換されている４−（ベンゾオキサゾール−２−イル）−４’−［４−（カルバゾール−１−イル）フェニル］−３，３’−ビピリジン；場合により置換されている６，６’−ビス（ベンゾ［ｄ］チアゾール−２−イル）−３，３’−ビピリジン；場合により置換されている６，６’−ビス（ベンゾ［ｄ］オキサゾール−２−イル）−３，３’−ビピリジン；場合により置換されている３，５−ジ［５−（ベンゾチアゾール−２−イル）ピリジン−３−イル］−１−メチルベンゼン；場合により置換されている３，５−ジ［５−（ベンゾオキサゾール−２−イル）ピリジン−３−イル］−１−メチルベンゼン；場合により置換されている３，３’’−ビス（ベンゾ［ｄ］オキサゾール−２−イル）−１，１’：３’，１’’−テルフェニル；場合により置換されている２，２’−（５’−ビニル−［１，１’：３’，１’’−テルフェニル］−３，３’’−ジイル）ビス（ベンゾ［ｄ］オキサゾール）；場合により置換されている３，５−ジ（［１，１’−ビフェニル］−３−イル）ピリジン；場合により置換されている１，１’：３’，１’’：３’’，１’’’：３’’’，１’’’’−キンクエフェニル；場合により置換されている３，３’，５，５’−テトラキス（ベンゾ［ｄ］オキサゾール−２−イル）−１，１’−ビフェニル（ＩＯＣ−３）；または場合により置換されている３，３’，５，５’−テトラキス（ベンゾ［ｄ］チアゾール−２−イル）−１，１’−ビフェニルを含む。

別段の指示がない限り、化合物または化学構造特徴部、たとえば、アリールを「場合により置換されている」と呼ぶとき、それは、置換基を有さない（すなわち置換されていない）特徴部、または「置換されている」特徴部を含み、その特徴部が１つ以上の置換基を有することを意味する。用語「置換基」は、当業者に公知の通常の意味を有し、および親化合物または構造特徴部に結合している１個以上の水素原子に取って代わる部分を含む。一部の実施形態において、置換基は、１５ｇ／ｍｏｌ〜５０ｇ／ｍｏｌ、１５ｇ／ｍｏｌ〜１００ｇ／ｍｏｌ、１５ｇ／ｍｏｌ〜１５０ｇ／ｍｏｌ、１５ｇ／ｍｏｌ〜２００ｇ／ｍｏｌ、１５ｇ／ｍｏｌ〜３００ｇ／ｍｏｌ、または１５ｇ／ｍｏｌ〜５００ｇ／ｍｏｌの分子量（たとえば、その置換基の原子の原子質量の合計）を有することができる、当該技術分野において公知の通常の有機部分であり得る。一部の実施形態において、置換基は、０〜３０個、０〜２０個、０〜１０個または０〜５個の炭素原子と、独立してＮ、Ｏ、Ｓ、Ｓｉ、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩである０〜３０個、０〜２０個、０〜１０個または０〜５個のヘテロ原子とを含むが、但し、置換基が、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｓｉ、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩである原子を少なくとも１個含むことを条件とする。置換基の例としては、アルキル、アルケニル、アルキニル、ヘテロアルキル、ヘテロアルケニル、ヘテロアルキニル、アリール、ヘテロアリール、ヒドロキシ、アルコキシ、アリールオキシ、アシル、アシルオキシ、アルキルカルボキシレート、チオール、アルキルチオ、シアノ、ハロ、チオカルボニル、Ｏ−カルバミル、Ｎ−カルバミル、Ｏ−チオカルバミル、Ｎ−チオカルバミル、Ｃ−アミド、Ｎ−アミド、Ｓ−スルホンアミド、Ｎ−スルホンアミド、イソシアナト、チオシアナト、イソチオシアナト、ニトロ、シリル、スルフェニル、スルフィニル、スルホニル、ハロアルキル、ハロアルコキシル、トリハロメタンスルホニル、トリハロメタンスルホンアミド、アミノなどが挙げられるが、これらに限定されない。

たとえ完全な分子でないことがあっても、便宜上、用語「分子量」を分子の部分または一部に関して、その分子部分または一部の中の原子の原子質量の合計を示すために用いる。

本明細書において言及する一部の化学名に関連づけられる構造を下に図示する。これらの構造は、下に示すように非置換であってもよく、またはその構造が非置換であるときに水素原子によって通常は占有されているいずれの位置に独立して置換基があってもよい。結合点が、

によって示されていない限り、水素原子によって通常は占有されているいずれの位置に結合があってもよい。

一部の実施形態において、内部環、たとえば、場合により置換されている１，３−フェニレン、場合により置換されている１，４−フェニレン、場合により置換されている２，４−ピリジニレンまたは場合により置換されている２，５−ピリジニレンは、非置換であってもよく、または立体的嵩が小さい置換基、たとえば、Ｆ、ＯＨ、ＮＨ_２もしくはＣＮを有してもよい。一部の実施形態において、末端環は非置換であってもよく、または置換基、たとえば、Ｒ’、−ＯＲ’、−ＣＯＲ’、−ＣＯ_２Ｒ’、−ＯＣＯＲ’、−ＮＲ’ＣＯＲ’’、ＣＯＮＲ’Ｒ’’、−ＮＲ’Ｒ’’、Ｆ；Ｃｌ；Ｂｒ；Ｉ；ニトロ；ＣＮなどを有してもよく、この場合のＲ’およびＲ’’は、独立して、Ｈ、場合により置換されているフェニル、または、Ｃ_１−６アルキル、たとえば、メチル、エチル、プロピル異性体、シクロプロピル、ブチル異性体、シクロブチル異性体（たとえば、シクロブチル、メチルシクロプロピルなど）、フェニル異性体、シクロペンチル異性体、ヘキシル異性体、シクロヘキシル異性体などである。

ナノ構造材料として有用であり得る他の化合物としては、次の文献のうちの１つに記載されている任意の化合物が挙げられる：２０１１年３月３日に出願された米国特許仮出願第６１／４４９，０３４号明細書（この文献は、新規化合物に関するすべての開示について参照により援用されている）；２００９年６月２９日に出願された米国特許仮出願第６１／２２１，４７２号明細書（この文献は、新規化合物に関するすべての開示について参照により援用されている）；２０１０年６月２９日に出願され、米国特許出願公開第２０１００３２６５２６号として公開された、米国特許出願第１２／８２５，９５３号明細書（この文献は、新規化合物に関するすべての開示について参照により援用されている）；２０１０年９月１６日に出願された米国特許仮出願第６１／３８３，６０２号明細書（この文献は、新規化合物に関するすべての開示について参照により援用されている）；２０１０年１２月２２日に出願された米国特許仮出願第６１／４２６，２５９号明細書（この文献は、新規化合物に関するすべての開示について参照により援用されている）；ならびに２０１１年９月１４日に出願され、米国特許出願公開第２０１２−０１７９０８９号として公開された、同時係属出願第１３／２３２，８３７号明細書（この文献は、新規化合物に関するすべての開示について参照により援用されている）；２０１２年３月２日に出願された出願第１３／４１０，６０２号明細書（この文献は、新規化合物に関するすべての開示について参照により援用されている）；２０１２年３月２日に出願され、米国特許出願公開第２０１２０２２６０４６号として公開された、出願第１３／４１０，７７８号明細書（この文献は、新規化合物に関するすべての開示について参照により援用されている）；２０１１年２月２３日に出願され、米国特許出願公開第２０１１０１４００９３号として公開された、出願第１３／０３３，４７２号明細書（この文献は、新規化合物に関するすべての開示について参照により援用されている）；およびに２０１２年８月３１日に出願された出願第６１／６９６，０３５号明細書（この文献は、新規化合物に関するすべての開示について参照により援用されている）。

一部の実施形態において、発光層の表面に配置されるナノ構造材料は、発光層の表面積１ｃｍ^２につき約１ｎｇ〜５００ｎｇ、約１０ｎｇ〜約１００ｎｇ、または約２０ｎｇ〜約６０ｎｇの総質量を有することができる。

一部の実施形態において、その上に堆積された質量を測定する水晶振動子マイクロバランスによって測定されるナノ構造材料の公称厚みは、約０．０００１ｎｍ〜約５０ｎｍまたは約０．００１ｎｍ〜約１０ｎｍである。一部の実施形態において、光取り出し層は、光取り出し材料の島間の隙間または空隙を含む不連続層である。

一部の実施形態において、ナノ構造材料は、実質的に透明であってもよく、または実質的に半透明であってもよい。

ナノ構造体を真空蒸着によって堆積させることができ、その堆積速度に依存して、ナノ構造体は、上で説明した様々なタイプのナノ構造体に自己組織化することができる。ナノ構造体のサイズおよび分布は、それらの材料の堆積速度に依存し得る。たとえば、ナノ構造体は、堆積速度を増加させるとともにすべての寸法がより小さくなり得る。一部の実施形態において、堆積速度は、約０．００５ｎｍ／秒〜約５００ｎｍ／秒、約０．００５ｎｍ／秒、約０．０１ｎｍ／秒、約０．０２ｎｍ／秒、約０．０３ｎｍ／秒、約０．０５ｎｍ／秒、約０．０８ｎｍ／秒、約０．１ｎｍ／秒、約０．２ｎｍ／秒、約０．５ｎｍ／秒、約１ｎｍ／秒、約１０ｎｍ／秒、約１００ｎｍ／秒、またはこれらのうちの任意の堆積速度によって拘束される範囲内のもしくはこれらのうちの任意の堆積速度間の任意の値であり得る。一部の実施形態において、出力増強、たとえば、デバイスから取り出される光の量は、堆積速度に伴って増加し得る。一部の実施形態において、出力増強、たとえば、デバイスから取り出される光の量は、約０．０１Ａ／秒〜約１．５Ａ／秒の間である堆積速度に伴って増加し得る。

一部の実施形態において、配置される表面、たとえば、発光層内または上のナノ構造材料の周期性（離隔）は、様々であり得る。

陽極、たとえば、陽極１０は、従来の材料、たとえば、金属、混合金属、合金、金属酸化物もしくは混合金属酸化物、導電性ポリマー、および／または無機材料、たとえば、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、を含む層であり得る。適する金属の例としては、第１族金属、第４、５、６族の金属、および第８〜１０族遷移金属が挙げられる。陽極層が光透過性である場合、第１０および１１族の金属、たとえば、Ａｕ、ＰｔおよびＡｇもしくはそれらの合金；または第１２、１３および１４族金属の混合金属酸化物、たとえば、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム・亜鉛酸化物（ＩＺＯ）およびこれらに類するものを使用することができる。陽極層が光透過性である、たとえば、ボトムエミッション型発光ダイオード構成である場合、陽極層は、透明基板を含むことがあり、その上に発光材料が配置される。適する透明材料としては、ガラス、透明ポリマーおよび透明プラスチックが挙げられるが、これらに限定されない。一部の実施形態において、陽極層は、ポリアニリンなどの有機材料であり得る。ポリアニリンの使用は、「Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅｓ ｍａｄｅ ｆｒｏｍ ｓｏｌｕｂｌｅ ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｐｏｌｙｍｅｒ」、Ｎａｔｕｒｅ、第３５７巻、ｐｐ．４７７−４７９（１９９２年６月１１日）に記載されている。一部の実施形態において、陽極層は、約１ｎｍ〜約１０００ｎｍの範囲内の厚みを有することができる。

陰極、たとえば、陰極３５は、陽極層より低い仕事関数を有する材料を含む層であり得る。陰極層用の適する材料の例としては、第１２、１３および１４族金属の混合金属酸化物、たとえば、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム・亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、第１族のアルカリ金属、第２族金属、第１２族金属が挙げられ、希土類元素、ランタニドおよびアクチニド、アルミニウム、インジウム、カルシウム、バリウム、サマリウムおよびマグネシウムなどの材料、ならびにそれらの組み合わせを含む。Ｌｉ含有有機金属化合物、ＬｉＦ、およびＬｉ_２Ｏを有機層と陰極層の間に堆積させて、動作電圧を低下させることもできる。適する低仕事関数金属としては、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｍｇ／Ａｇ、ＬｉＦ／Ａｌ、ＣｓＦ、ＣｓＦ／Ａｌ、ＩＴＯ、ＩＺＯまたはこれらの合金が挙げられるが、それらに限定されない。一部の実施形態において、陰極層は、約１ｎｍ〜約１０００ｎｍの範囲内の厚みを有することができる。

発光層、たとえば、発光層２０は、発光成分と、ホストとしての対象化合物を含むことがある。適するホスト材料としては、同時係属特許出願、米国特許出願公開第２０１１／０１４００９３号（２０１１年２月２３日に出願された第１３／０３３，４７３号）明細書に記載されているものが挙げられるが、それらに限定されない。一部の実施形態において、ホストは、次のうちのいずれかであり得る：

発光層中のホストの量は、様々であり得る。一部の実施形態において、発光層中のホスト量は、その発光層の約７０重量％〜ほぼ１００重量％、たとえば、約９０重量％〜約９９重量％の範囲内、またはその発光層の約９７重量％である。一部の実施形態において、発光成分の質量は、発光層の質量の約０．１％〜約１０％、約１％〜約５％、または約３％である。発光成分は、蛍光および／またはリン光化合物であり得る。

発光成分は、イリジウム配位化合物、たとえば、ビス｛２−［３，５−ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）−ピコリネート；ビス（２−［４，６−ジフルオロフェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）ピコリネート；ビス（２−［４，６−ジフルオロフェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（アセチルアセトネート）；イリジウム（ＩＩＩ）ビス（４，６−ジフルオロフェニルピリジナト）−３−（トリフルオロメチル）−５−（ピリジン−２−イル）−１，２，４−トリアゾレート；イリジウム（ＩＩＩ）ビス（４，６−ジフルオロフェニルピリジナト）−５−（ピリジン−２−イル）−１Ｈ−テトラゾレート；ビス［２−（４，６−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ^２’］イリジウム（ＩＩＩ）テトラ（１−ピラゾリル）ボレート；ビス［２−（２’−ベンゾチエニル）−ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（ＩＩＩ）（アセチルアセトネート）；ビス［（２−フェニルキノリル）−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）（アセチルアセトネート）；ビス［（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）］イリジウム（ＩＩＩ）（アセチルアセトネート）；ビス［（ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリノ−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（アセチルアセトネート）；トリス（２，５−ビス−２’−（９’，９’−ジヘキシルフルオレン）ピリジン）イリジウム（ＩＩＩ）；トリス［１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）；トリス−［２−（２’−ベンゾチエニル）−ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（ＩＩＩ）；トリス−［１−チオフェン−２−イルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（ＩＩＩ）；トリス−［１−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）イソキノリナト−（Ｎ，Ｃ３’）イリジウム（ＩＩＩ））；ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（アセチルアセトネート）［Ｉｒ（ｐｐｙ）_２（ａｃａｃ）］；ビス（２−（４−トリル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（アセチルアセトネート）［Ｉｒ（ｍｐｐｙ）_２（ａｃａｃ）］；ビス（２−（４−ｔｅｒｔ−ブチル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（アセチルアセトネート）［Ｉｒ（ｔ−Ｂｕｐｐｙ）_２（ａｃａｃ）］；トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）［Ｉｒ（ｐｐｙ）_３］；ビス（２−フェニルオキサゾリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（アセチルアセトネート）［Ｉｒ（ｏｐ）_２（ａｃａｃ）］；トリス（２−（４−トリル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）［Ｉｒ（ｍｐｐｙ）_３］；ビス［２−フェニルベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）（アセチルアセトネート）；ビス［２−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）（アセチルアセトネート）；ビス［（２−（２’−チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’）］イリジウム（ＩＩＩ）（アセチルアセトネート）；トリス［２−（９．９−ジメチルフルオレン−２−イル）ピリジナト−（Ｎ，Ｃ３’）］イリジウム（ＩＩＩ）；トリス［２−（９．９−ジメチルフルオレン−２−イル）ピリジナト−（Ｎ，Ｃ３’）］イリジウム（ＩＩＩ）；ビス［５−トリフルオロメチル−２−［３−（Ｎ−フェニルカルバゾリル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）（アセチルアセトネート）；（２−ＰｈＰｙＣｚ）_２Ｉｒ（ＩＩＩ）（ａｃａｃ）；などを含み得る。

１．（Ｂｔｐ）_２Ｉｒ（ＩＩＩ）（ａｃａｃ）；ビス［２−（２’−ベンゾチエニル）−ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（ＩＩＩ）（アセチルアセトネート）
２．（Ｐｑ）_２Ｉｒ（ＩＩＩ）（ａｃａｃ）；ビス［（２−フェニルキノリル）−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）（アセチルアセトネート）
３．（Ｐｉｑ）_２Ｉｒ（ＩＩＩ）（ａｃａｃ）；ビス［（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）］イリジウム（ＩＩＩ）（アセチルアセトネート）
４．（ＤＢＱ）_２Ｉｒ（ＩＩＩ）（ａｃａｃ）；ビス［（ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリノ−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（アセチルアセトネート）
５．［Ｉｒ（ＨＦＰ）_３］；トリス（２，５−ビス−２’−（９’，９’−ジヘキシルフルオレン）ピリジン）イリジウム（ＩＩＩ）
６．Ｉｒ（ｐｉｑ）_３；トリス［１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）
７．Ｉｒ（ｂｔｐ）_３；トリス−［２−（２’−ベンゾチエニル）−ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（ＩＩＩ）
８．Ｉｒ（ｔｉｑ）_３、トリス−［１−チオフェン−２−イルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（ＩＩＩ）
９．Ｉｒ（ｆｌｉｑ）_３；トリス−［１−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）イソキノリナト−（Ｎ，Ｃ３’）イリジウム（ＩＩＩ））

発光層の厚みは、様々であり得る。１つの実施形態において、発光層は、約１ｎｍ〜約２００ｎｍ、５ｎｍ〜約１５０ｎｍ、約１０ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲内の、または約２０ｎｍもしくは約３０ｎｍの厚みを有する。

任意選択の遷移層、たとえば、遷移層６０は、ナノ構造材料と電荷輸送材料、たとえば、正孔輸送材料または電子輸送材料、との混合物を含むことがある。一般に、電荷輸送材料の特徴は、遷移層の位置に依存する。たとえば、発光層と正孔輸送層の間に配置される遷移層は、正孔輸送材料とナノ構造材料の混合物を含むことがあり；および／または発光層と電子輸送層の間に配置される遷移層は、電子輸送材料とナノ構造材料の混合物を含むことがある。ナノ構造材料は、それを混合する材料のものと同様の電荷輸送特性を有することができる。たとえば、正孔輸送特性を有するナノ構造材料を遷移層中の正孔輸送材料と混合することができ、および／または電子輸送特性を有するナノ構造材料を遷移層中の電子輸送材料と混合することができる。

遷移層の厚みは、様々であり得る。一部の実施形態において、遷移層は、約１ｎｍ〜約５０ｎｍ、約５ｎｍ〜約３０ｎｍ、または約８ｎｍ〜約１５ｎｍの厚みを有し得る。一部の実施形態では、遷移層が存在しない。

遷移層中のナノ構造材料の電荷輸送材料に対する重量比は様々であり得、たとえば、約１０：１〜約１：１０、約１．２：１〜約１：１．２、もしくは１：１〜約１：１０、またはこれらのうちの任意の値によって拘束される範囲内の、もしくはこれらのうちの任意の値間の任意の比であり得る。

存在する場合、正孔輸送層、たとえば、正孔輸送層１５を、陽極と発光層の間に配置することができる。正孔輸送層は、少なくとも１つの正孔輸送材料を含み得る。正孔輸送材料としては、場合により置換されている化合物、たとえば、芳香族置換アミン、カルバゾール、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、たとえば、ポリ（９−ビニルカルバゾール）；ポリフルオレン；ポリフルオレンコポリマー；ポリ（９，９−ジ−ｎ−オクチルフルオレン−ａｌｔ−ベンゾチアジアゾール）；ポリ（パラフェニレン）；ポリ［２−（５−シアノ−５−メチルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレン］；ベンジジン；フェニレンジアミン；フタロシアニン金属錯体；ポリアセチレン；ポリチオフェン；トリフェニルアミン；オキサジアゾール；銅フタロシアニン；１，１−ビス（４−ビス（４−メチルフェニル）アミノフェニル）シクロヘキサン；２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン；３，５−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチル−フェニル）−４−フェニル［１，２，４］トリアゾール；３，４，５−トリフェニル−１，２，３−トリアゾール；４，４’，４’−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）；Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）Ｎ，Ｎ−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）；４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）；４，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）−トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）；４，４’−ビス［Ｎ，Ｎ’−（３−トリル）アミノ］−３，３’−ジメチルビフェニル（ＨＭＴＰＤ）；４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）；１，３−Ｎ，Ｎ−ジカルバゾール−ベンゼン（ｍＣＰ）；ビス［４−（ｐ，ｐ’−ジトリル−アミノ）フェニル］ジフェニルシラン（ＤＴＡＳｉ）；２，２’−ビス（４−カルバゾリルフェニル）−１，１’−ビフェニル（４ＣｚＰＢＰ）；Ｎ，Ｎ’Ｎ’’−１，３，５−トリカルバゾロイルベンゼン（ｔＣＰ）；Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン；Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン（ＮＰＢ）またはこれらに類するものを挙げることができるが、それらに限定されない。

存在する場合、電子輸送層、たとえば、電子輸送層３０を、陰極と発光層の間に配置することができる。電子輸送材料の例としては、場合により置換されている化合物、たとえば、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）；１，３−ビス（Ｎ，Ｎ−ｔ−ブチル−フェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＯＸＤ−７）；１，３−ビス［２−（２，２’−ビピリジン−６−イル）−１，３，４−オキサジアゾ−５−イル］ベンゼン；３−フェニル−４−（１’−ナフチル）−５−フェニル−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）；２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−フェナントロリン（バソクプロインまたはＢＣＰ）；アルミニウムトリス（８−ヒドロキシキノレート）（Ａｌｑ３）；および１，３，５−トリス（２−Ｎ−フェニルベンゾイミダゾリル）ベンゼン；１，３−ビス［２−（２，２’−ビピリジン−６−イル）−１，３，４−オキサジアゾ−５−イル］ベンゼン（ＢＰＹ−ＯＸＤ）；３−フェニル−４−（１’−ナフチル）−５−フェニル−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−フェナントロリン（バソクプロインまたはＢＣＰ）；および１，３，５−トリス［２−Ｎ−フェニルベンゾイミダゾール−２−イル］ベンゼン（ＴＰＢＩ）を挙げることができるが、それらに限定されない。１つの実施形態において、電子輸送層は、アルミニウムキノレート（Ａｌｑ_３）、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）、フェナントロリン、キノキサリン、１，３，５−トリス［Ｎ−フェニルベンゾイミダゾール−２−イル］ベンゼン（ＴＰＢＩ）、またはそれらの誘導体もしくは組み合わせである。

電子輸送層の厚みは様々であり得る。たとえば、一部の電子輸送層は、約５ｎｍ〜約２００ｎｍ、約１０ｎｍ〜約８０ｎｍ、または約２０ｎｍ〜約４０ｎｍの厚みを有し得る。

所望される場合には、追加の層、たとえば、電子注入層（ＥＩＬ）、正孔遮断層（ＨＢＬ）、励起子遮断層（ＥＢＬ）、正孔注入層（ＨＩＬ）などを発光デバイスに含めることができる。別個の層に加えて、これらの材料の一部を単一の層に組み合わせてもよい。

存在する場合、電子注入層は、陰極層と発光層の間にあってよい。電子注入層に含めることができる適する材料（単数または複数）の例としては、次のものから選択される、場合により置換されている化合物が挙げられるがこれらに限定されない：アルミニウムキノレート（Ａｌｑ_３）、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）、フェナントロリン、キノキサリン、１，３，５−トリス［Ｎ−フェニルベンゾイミダゾール−２−イル］ベンゼン（ＴＰＢＩ）、トリアジン、８−ヒドロキシキノリンの金属キレート、たとえば、トリス（８−ヒドロキシキノレート）アルミニウム、および金属チオキシノイド、たとえば、ビス（８−キノリンチオラト）亜鉛。１つの実施形態において、電子注入層は、アルミニウムキノレート（Ａｌｑ_３）、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）、フェナントロリン、キノキサリン、１，３，５−トリス［Ｎ−フェニルベンゾイミダゾール−２−イル］ベンゼン（ＴＰＢＩ）、またはそれらの誘導体もしくは組み合わせである。

存在する場合、正孔遮断層は、陰極と発光層の間にあってよい。適する正孔遮断層（単数または複数）の例としては、次のものから選択される、場合により置換されている化合物が挙げられるが、これらに限定されない：バソクプロイン（ＢＣＰ）、３，４，５−トリフェニル−１，２，４−トリアゾール、３，５−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチル−フェニル）−４−フェニル−［１，２，４］−トリアゾール、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン、および１，１−ビス（４−ビス（４−メチルフェニル）アミノフェニル）−シクロヘキサン。

一部の実施形態において、発光デバイスは、励起子遮断層を含むことができる。ある実施形態において、励起子遮断層を含む材料（単数または複数）のバンドギャップは、励起子の拡散を実質的に防止するのに十分な大きさである。励起子遮断層に含めることができる多数の適する励起子遮断材料が当業者に公知である。励起子遮断層を構成することができる材料（単数または複数）の例としては、次のものから選択される、場合により置換されている化合物が挙げられる：アルミニウムキノレート（Ａｌｑ_３）、４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）、およびバソクプロイン（ＢＣＰ）、ならびに励起子の拡散を実質的に防止するのに十分な大きさのバンドギャップを有する任意の他の材料（単数または複数）。

存在する場合、正孔注入層は、発光層と陽極の間にあってよい。適する正孔注入材料（単数または複数）の例としては、次のものから選択される、場合により置換されている化合物が挙げられるが、これらに限定されない：ポリチオフェン誘導体、たとえば、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）／ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）、ベンジジン誘導体、たとえば、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニルベンジジン、ポリ（Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン）、トリフェニルアミンまたはフェニレンジアミン誘導体、たとえば、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）−１，４−フェニレンジアミン、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−（ナフチレン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン、オキサジアゾール誘導体、たとえば、１，３−ビス（５−（４−ジフェニルアミノ）フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）ベンゼン、ポリアセチレン誘導体、たとえば、ポリ（１，２−ビス−ベンジルチオ−アセチレン）、およびフタロシアニン金属錯体誘導体、たとえば、フタロシアニン銅。

存在する場合、一部の実施形態において、光取り出し材料、たとえば、光取り出し材料２００は、光取り出し膜であってもよい。光取り出し材料２００を陽極の上に配置してもよく、陰極の上に配置してもよく、透明層を陽極と光取り出し材料の間に配置してもよく、および／または透明層を陰極と光取り出し材料の間に配置してもよい。光取り出し層は、上で説明した任意のナノ構造材料を含むことができ、および上で説明した任意のナノ構造体はもちろん、より大きいサイズのナノ構造体またはマイクロ構造体も含むことができる。たとえば、ナノ構造体は、約４００ｎｍ、約５００ｎｍ、約１０００ｎｍ、約１５００ｎｍ、約２０００ｎｍ、約２５００ｎｍ、約３０００ｎｍ、もしくはこれらのうちの任意の長さによって拘束される範囲内の任意の値、もしくはこれらのうちの任意の長さ間の任意の値の平均ｘ寸法；約５０ｎｍ、約１００ｎｍ、約３００ｎｍ、約５００ｎｍ、約７００ｎｍ、約１０００ｎｍ、約１２００ｎｍ、約１５００ｎｍ、約１８００ｎｍ、約２０００ｎｍ、もしくはこれらのうちの任意の長さによって拘束される範囲内の任意の値、もしくはこれらのうちの任意の長さ間の任意の値の平均ｙ寸法；および／または約１０ｎｍ、約３０ｎｍ、約５０ｎｍ、約７０ｎｍ、約９０ｎｍ、約１００ｎｍ、もしくはこれらのうちの任意の長さによって拘束される範囲内の任意の値、もしくはこれらのうちの任意の長さ間の任意の値の平均ｚ寸法を有することができる。一部の実施形態において、膜中の少なくとも１個の粒子、または膜中の粒子の平均は、約５ｎｍ、約０．０１μｍ、約０．０２μｍ、約０．０５μｍ、約０．１μｍ、約０．５μｍ、約１μｍ、約２μｍ、約５μｍ、約１０μｍ、約２０μｍ、約５０μｍ、約１００μｍ、約１５０μｍ、約２００μｍ、約５００μｍ、約１０００μｍ、またはこれらのうちの任意の値によって拘束される任意の長さ、またはこれらのうちの任意の値間の任意の長さのｘ寸法、ｙ寸法またはｚ寸法を有することができる。

一部の実施形態において、光取り出し材料は、光取り出し層の表面内もしくは上に形成された規則的、準規則的もしくはランダムナノ構造体を含むこともあり、またはかかる層の表面内に形成されたかかるナノ構造体を有する材料の別の任意選択の層としてそれらを含むこともある。適する例としては、米国特許第７，９５７，６２１号、同第７，７９９，４１６号、同第６，７０７，６１１号および同第６，３５４，７０９号明細書に記載されているプリズム状表面を持つ層、たとえば、３Ｍ（ミネソタ州ミネアポリス）により商標名Ｖｉｋｕｔｉで販売されているものが挙げられるがこれらに限定されず、参考文献は、輝度強化膜についてのそれらの記載に関して参照により本明細書に援用されている。別の適する例は、その表面に形成された周期的パターンを有する透明または半透明材料を含む層を含む、光取り出し材料である。１つの適する例は、透明または半透明材料の表面内に形成された球形または台形形状の周期的または反復パターンのマイクロレンズアレイ（ＭＬＡ）である。適する例としては、米国特許第６，５９４，０７９号および同第７，８６４，４５０号明細書が挙げられるがこれらに限定されず、これらの参考文献は、マイクロレンズアレイまたはバブルアレイ層についてのそれらの記載に関して参照により本明細書に援用されている。

光取り出し材料の厚みは、様々であり得る。一部の実施形態において、光取り出し材料は、ナノメートルからマイクロメートル範囲の厚みを有することがある。たとえば、材料の厚みは、約５μｍ〜約１００μｍ、約０．１μｍ〜約１００μｍ、約５００ｎｍ、約０．１μｍ、約１μｍ、約１．３μｍ、約３μｍ、もしくは約４μｍ、約５μｍ、約７μｍ、約１０μｍ、約２０μｍ、約１００μｍ、またはこれらのうちの任意の値によって拘束される範囲内のもしくはこれらのうちの任意の値間の任意の厚みであり得る。

光取り出し材料の層は、多数の細孔または空隙を含むことができる。たとえば、光取り出し材料の層は、その膜の体積の約５０％〜約９９％、約５０％〜約９０％、５０％、約７０％、約８０％、約８５％、約９０％、約９５％もしくは約９９％、またはこれらのうちの任意の値によって拘束される範囲内の、もしくはこれらのうちの任意の値間の総体積に対する任意の百分率であり得る、総体積を有する複数の空隙を含むことができる。

一部の実施形態において、光取り出し材料の層は、その膜が、空隙を有さない同じ材料の膜の厚みの約２倍〜約１００倍、約１０倍〜約５０倍、約２倍、約１０倍、約５０倍以下、もしくは１００倍、またはこれらのうちの任意の値によって拘束される範囲内のもしくはこれらのうちの任意の値間の任意の厚み比である厚みを有することができるような数およびサイズの、複数の空隙を含むことができる。たとえば、ある膜は、同じ材料の膜が、その膜が空隙を有さない場合に８００ｎｍの厚みを有するとき、約５μｍの厚みを有することができる。

空隙のサイズは、様々であり得る。ナノ構造体について上で説明したものに類似の手法で空隙の寸法を定量することができる。一部の実施形態において、空隙の少なくとも約１０％は、約０．５μｍ〜約５μｍ、約１μｍ〜約４μｍ、約０．５μｍ、約１μｍ、約２μｍ、約３μｍ、約４μｍ、約５μｍ、またはこれらのうちの任意の値によって拘束される範囲内のもしくはこれらのうちの任意の値間の任意の長さの最大寸法、またはｘ寸法を有する。一部の実施形態において、膜内の少なくとも１つの空隙、または膜内の空隙の平均は、約５μｍ〜約１０００μｍ、約５μｍ〜約２μｍ、約５ｎｍ、約０．０１μｍ、約０．０２μｍ、約０．０５μｍ、約０．１μｍ、約０．５μｍ、約１μｍ、約２μｍ、約５μｍ、約１０μｍ、約２０μｍ、約５０μｍ、約１００μｍ、約１５０μｍ、約２００μｍ、約５００μｍ、約１０００μｍ、またはこれらのうちの任意の値によって拘束される任意の長さ、またはこれらのうちの任意の値間の任意の長さのｘ寸法、ｙ寸法またはｚ寸法を有することができる。

光取り出し材料の密度は様々であり得、空隙、材料および他の因子による影響を受け得る。一部の実施形態において、空隙を含む膜の密度は、約０．００５ピコグラム／μｍ^３〜約０．９ピコグラム／μｍ^３、約０．０５ピコグラム／μｍ^３〜約０．７ピコグラム／μｍ^３、約０．００５ピコグラム／μｍ^３、約０．０５ピコグラム／μｍ^３、約０．１ピコグラム／μｍ^３、約０．３ピコグラム／μｍ^３、０．５ピコグラム／μｍ^３、約０．７ピコグラム／μｍ^３、約０．９ピコグラム／μｍ^３、またはこれらのうちの任意の値によって拘束される範囲内のもしくはこれらのうちの任意の値間の任意の密度であり得る。

光取り出し材料の屈折率は様々であり得る。たとえば、屈折率は、約１．１〜約１．８、約１．５〜約１．８、約１．１、約１．５、約１．７、約１．８、またはこれらのうちの任意の値によって拘束される範囲内のもしくはこれらのうちの任意の値間の任意の屈折率であり得る。一部の実施形態において、光取り出し層の材料の屈折率は、基板のもの以上であり得る。

加えて、光取り出し材料を含めることにより、ＯＬＥＤの発光効率または電力効率を、（たとえば、表１〜５に例示するような）ナノ構造材料のない同様のデバイスと比較して、約１％〜約５０％；約２％〜約４０％；約１０％〜約３０％；約２％、たとえば、２．２２％；約４％、たとえば、４．１７％；１１％、たとえば、１０．７５％；約１２％、たとえば、１２．１６％；約２５％、たとえば、２３．８％；約３０％、たとえば、２８．２％、２７．５％もしくは３０．６１％；約２５％、たとえば、２６．３２％；またはこれらのうちの任意の値によって拘束される範囲内のもしくはこれらのうちの任意の値間の任意の増加量、増加させることができる。

一部の実施形態において、光取り出し層、または光取り出し材料の層と、ナノ構造材料の併用は、相乗的であり得る。たとえば、ＯＬＥＤへの分散により、取り出し層のみを有するＯＬＥＤおよびナノ構造体のみを有するものの合計光出力増加より光出力を増加させることができる。この原則を表Ａで例証する。

たとえば、ナノ構造材料をＯＬＥＤ Ｘに加えると、光出力、電力効率、発光効率またはこれらに類するものを量Ａ、増加させることができる。

光取り出し材料をＯＬＥＤ Ｘに加える場合、光出力、電力効率、発光効率またはこれらに類するものを量Ｂ、増加させることができる。ナノ構造材料と光取り出し材料の両方をＯＬＥＤ Ｘに加えると、性能パラメータ、たとえば、光出力、電力効率、発光効率またはこれらに類するものを量Ｃ、増加させることができる。

ＯＬＥＤにおける光取り出し材料とナノ構造材料の併用が、デバイスの性能パラメータ、たとえば、光出力、発光効率または電力効率を相乗的に増加させる場合、Ｃは、Ａ＋Ｂより大きくなる。相乗的増加を百分率として定量することができる、たとえば、
相乗的増加＝［１００×（Ｃ−Ａ−Ｂ）］／（Ａ＋Ｂ）
たとえば、Ａが１０％であり、Ｂが１０％であり、Ｃが２５％である場合には、その相乗的増加は、２５％（１００×５／２０）である。

一部の実施形態において、相乗的増加は、約１５％〜約６０％、約１５％〜約５０％、約２０％〜約２５％、約１７％、約２０％、約２３％、約２４％、約２５％、約５０％であり、またはこれらのうちの任意の値によって拘束される範囲内のもしくはこれらのうちの任意の値間の任意の相乗的増加である。

一部の実施形態において、ＯＬＥＤにおける光取り出し層とナノ構造材料の併用は、光出力を約７０％以上増加させることができる。本明細書に提供するガイダンスによって情報が得られるような当該技術分野において公知の技術を用いて、対象化合物を含む発光デバイスを作製することができる。

以下の実施形態を企図している：
（実施形態１）
陽極と陰極の間に配置されている発光層と；
第一の電荷輸送材料を含み、前記発光層と前記陽極または前記陰極との間に配置されている第一の電荷輸送層と；
前記第一の電荷輸送層と前記発光層の間に配置されている、または、前記第一の電荷輸送層および前記発光層と接触しているナノ構造材料と
を含む、発光デバイス。
（実施形態２）
前記デバイスから放射された光が、前記第一の電荷輸送層を通過する、実施形態１に記載の発光デバイス。
（実施形態３）
前記第一の電荷輸送層が、前記発光層と前記陰極の間に配置されている電子輸送層である、実施形態１に記載の発光デバイス。
（実施形態４）
前記発光層と前記陽極の間に配置されている正孔輸送層をさらに含む、実施形態２に記載の発光デバイス。
（実施形態４）
前記第一の電荷輸送層が、前記発光層と前記陽極の間に配置されている正孔輸送層である、実施形態１に記載の発光デバイス。
（実施形態６）
前記発光層と前記陰極の間に配置されている電子輸送層をさらに含む、実施形態５に記載の発光デバイス。
（実施形態７）
前記ナノ構造材料が、ナノ構造体の形態であって、該ナノ構造体が接触する層に実質的に貫入している形態または該ナノ構造体が接触する層を実質的に変形させる形態である、前記実施形態のいずれか一項に記載の発光デバイス。
（実施形態８）
前記ナノ構造材料の少なくとも一部分が、前記第一の電荷輸送層に最も近い発光層の表面に配置されている複数のナノ構造体を含む、前記実施形態のいずれか一項に記載の発光デバイス。
（実施形態９）
前記ナノ構造材料の少なくとも一部分が遷移層の中にあり、該遷移層が、前記第一の電荷輸送材料と該ナノ構造材料の混合物を含み、前記発光層と前記第一の電荷輸送層の間に配置されている、前記実施形態のいずれか一項に記載の発光デバイス。
（実施形態１０）
前記ナノ構造材料が、有機化合物を含む、前記実施形態のいずれか一項に記載の発光デバイス。
（実施形態１１）
前記有機化合物が、安定した平面配座を有する、実施形態１０に記載の発光デバイス。
（実施形態１２）
前記有機化合物が、場合により置換されている芳香族もしくはヘテロ芳香族環または環系を含む、実施形態１０に記載の発光デバイス。
（実施形態１３）
前記有機化合物が、

または

である、実施形態１０に記載の発光デバイス。
（実施形態１４）
光取り出し材料をさらに含む、実施形態１に記載の発光デバイス。
（実施形態１５）
前記ナノ構造材料が、前記発光層の表面積１ｃｍ^２につき約１ｎｇ〜約５００ｎｇの総質量を有する、前記実施形態のいずれかに記載の発光デバイス。
（実施形態１６）
前記ナノ構造材料が、前記発光層の表面積１ｃｍ^２につき約１０ｎｇ〜約１００ｎｇの総質量を有する、実施形態１５に記載の発光デバイス。
（実施形態１７）
前記遷移層が、約１：１〜約１：１０のナノ構造材料の電荷輸送材料に対する重量比を有する、実施形態９〜１４に記載の発光デバイス。
（実施形態１８）
前記ナノ構造材料が、前記デバイスの発光効率を、該ナノ構造材料がないことを除き同一であるデバイスと比較して少なくとも約５％増加させる、前記実施形態のいずれかに記載の発光デバイス。
（実施形態１９）
前記陽極の上に配置された光取り出し材料、前記陰極の上に配置された光取り出し材料、前記陽極と前記光取り出し層の間に配置された透明層、または前記陰極と前記光取り出し層の間に配置された透明層をさらに含む、前記実施形態のいずれか一項に記載の発光デバイス。
（実施形態２０）
前記光取り出し材料が、前記デバイスの電力効率を、該光取り出し材料がないことを除き同一であるデバイスと比較して少なくとも約１０％増加させる、実施形態１９に記載の発光デバイス。
（実施形態２１）
前記ナノ構造材料と前記光取り出し材料の併用が、前記デバイスの発光効率を相乗的に増加させる、実施形態１９に記載の発光デバイス。
（実施形態２２）
前記ナノ構造材料と前記光取り出し材料の併用が、前記デバイスの発光効率を少なくとも約１５％相乗的に増加させる、実施形態２１に記載の発光デバイス。

〔実施例１Ａ〕
３，５−ジ［３−（ベンゾオキサゾール−２−イル）フェニル］ピリジン（ＩＯＣ−１）をＳｉ基板上のホスト−１の３０ｎｍ厚塗膜上に０．０８Å／秒、０．３Å／秒および０．５Å／秒の速度で蒸着させた。グローブボックスホスト型真空蒸着システムを使用して１０^−７トル（１トル＝約１３０Ｐａ）で蒸着を行った。図６Ａは、０．０８Å／秒（図６Ａ）、０．３Å／秒（図６Ｂ）および０．５Å／秒（図６Ｃ）の堆積速度での０．４ｎｍのＩＯＣ−１の公称厚みを有する表面についての走査型電子顕微鏡像を示す。

〔実施例１Ｂ〕
ＩＯＣ−１を０．０５Å／秒（図６Ｄ）、０．３Å／秒（図６Ｅ）および１．０Å／秒（図６Ｆ）の速度で堆積させたことを除き、実施例１Ａで説明したものと同様の手法で追加の表面（約１０Åの公称厚み）を作成した。図６Ｄ、６Ｅおよび６Ｆは、公称厚みを有するおよび堆積速度で堆積させた表面についての走査型電子顕微鏡像を示す。これらの走査型電子顕微鏡像は、繊維、針またはカプセル形と記述することができるナノ構造体の例証となる。

〔実施例１Ｃ〕
公称厚み１０ÅのＩＯＣ−２層（図６Ｇ）をＩＯＣ−１の代わりに堆積させたことを除き、実施例１Ａで説明したものと同様の手法で追加の表面（約１０Åの公称厚み）を作成した。図６Ｇは、０．５Å／秒の堆積速度での１０オングストロームの５，５’’−ビス（ベンゾオキサゾール−２−イル）−３，３’：５’，３’’−テルピリジン（ＩＯＣ−２）の公称厚みを有する表面についての走査型電子顕微鏡像（図６Ｇ）を示す。これらの走査型電子顕微鏡像は、繊維、針またはカプセル形と記述することができるナノ構造体の例証となる。

〔実施例１Ｄ〕
公称厚み１０ÅのＩＯＣ−３層（図６Ｈおよび６Ｉ）をＩＯＣ−１の代わりに堆積させたことを除き、実施例１Ａで説明したものと同様の手法で追加の表面（約１０Åの公称厚み）を作成した。図６Ｈおよび６Ｉは、０．５Å／秒の堆積速度での１０ÅのＩＯＣ−３の公称厚みを有する表面についての走査型電子顕微鏡像（それぞれ、図６Ｈおよび６Ｉ）を示す。これらの走査型電子顕微鏡像は、ドーム形、円形のまたは半球状と記述することができるナノ構造体の例証となる。

〔実施例２〕
（０．４ｎｍ厚の複数のナノ構造体が堆積された発光デバイスおよび対照デバイスの作製）
図７Ａは、次のように調製したデバイスＡの構造を図示するものである：ＩＴＯ陽極５２０を塗布したガラス基板５１０を、超音波により洗浄剤、脱イオン水、アセトン、そして２−プロパノール中で順次洗浄し、その後、３時間、１１０℃で焼成し、続いて３０分間、酸素プラズマで処理した。ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋから購入したＨＩＬ１．１）の正孔注入層５３０をその予洗されＯ_２−プラズマ処理された（ＩＴＯ）基板上の４０００ｒｐｍでスピンコートし、１０分間、１８０℃でアニールして、約４０ｎｍの厚みを得た。１０^−７トルの圧力のグローブボックスホスト型真空蒸着システムにおいて、ＮＰＢの正孔輸送層５４０を先ずＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ層の上面に０．１ｎｍ／秒の速度で堆積させて、４０ｎｍ厚の膜を得た。１０重量％赤色リン光発光体Ｉｒ（ｐｉｑ）_２ａｃａｃをドープしたホスト−２の２０ｎｍ厚発光層５５０を正孔輸送層５４０の上面に堆積させた。その後、ＩＯＣ−１の複数のナノ構造体５６０の０．４ｎｍ厚堆積物（水晶センサにより測定）を堆積速度約０．０１ｎｍ／秒で堆積させ、続いて、８ｎｍの厚みを有するＩＯＣ−１とＴＰＢｉの遷移層５７０を０．０５ｎｍ／秒でそれぞれ共堆積させた。その後、ＴＰＢｉの３２ｎｍ厚電子輸送層を０．１ｎｍ／秒で堆積させて、電子輸送材料の総厚を約４０ｎｍに保った。それぞれ０．０１５ｎｍ／秒および０．３ｎｍ／秒の堆積速度で順次堆積されたＬｉＦ（１ｎｍ）およびＡｌ（１００ｎｍ）層（図示せず）を含む陰極５９０によって、デバイスを完成させた。

対照デバイス１については、ＩＴＯ陽極を塗布したガラス基板を、超音波により洗浄剤、脱イオン水、アセトン、そして２−プロパノール中で順次洗浄し、その後、３時間、１１０℃で焼成し、続いて３０分間、酸素プラズマで処理した。ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋから購入したＨＩＬ１．１）の正孔注入層をその予洗されＯ_２−プラズマ処理された（ＩＴＯ）基板上の４０００ｒｐｍでスピンコートし、１０分間、１８０℃でアニールして、約４０ｎｍの厚みを得た。１０^−７トルの圧力のグローブボックスホスト型真空蒸着システムにおいて、ＮＰＢの正孔輸送層を先ずＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ層の上面に０．１ｍｍ／秒の速度で堆積させて、４０ｎｍ厚の膜を得た。１０重量％赤色リン光発光体Ｉｒ（ｐｉｑ）_２ａｃａｃをドープしたホスト−２の２０ｎｍ厚発光層を正孔輸送層の上面に堆積させた。その後、１，３，５−トリス（２−Ｎ−フェニルベンゾイミダゾール−２−イル）ベンゼン（ＴＰＢＩ）の４０ｎｍ厚電子輸送層を堆積速度約０．１ｎｍ／秒で堆積させた。それぞれ０．０１５ｎｍ／秒および０．３ｎｍ／秒の堆積速度で順次堆積されたＬｉＦ（１ｎｍ）およびＡｌ（１００ｎｍ）層を含む陰極によって、デバイスを完成させた。個々のデバイス各々が１．６ｃｍ^２の面積を有した。

〔実施例３〕
（デバイスＡの性能）
自社ソフトウェアによって管理してＫｅｉｔｈｌｅｙ２６１２Ａソースメータ（Ｋｅｉｔｈｌｅｙ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ．、米国オハイオ州クリーヴランド）およびＰｈｏｔｏＲｅｓｅａｒｃｈ ＰＲ−６７０スペクトロラジオメータ（Ｐｈｏｔｏ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｉｎｃ．、米国カリフォルニア州チャッツワース）によりデバイスの電流−電圧−輝度（Ｉ−Ｖ−Ｌ）特性およびＥＬスペクトルを測定した。すべてのデバイス操作を窒素充満グローブボックス内で行う。

図８は、実施例２のデバイスについての輝度に対する発光効率および電力効率のプロットである。複数のナノ構造体および遷移層を有するデバイスＡ（三角形で示す）は、対照デバイス１（四角形で示す）と比較して、１７．５％高い発光効率および１９％高い電力効率を有した。

〔実施例４〕
複数のナノ粒子５６０の厚みが０．３ｎｍであり、遷移層５７０の厚みが８ｎｍであり、および電子輸送層５８０の厚みが３５ｎｍであったことを除き、デバイスＡ（図７Ａ）と同じ作製手順を用いてデバイスＡ２を調製した。デバイス３は、それがガラス基板５１０の外面に堆積された光取り出し層（Ｖｉｋｕｉｔｉ輝度強化膜ＩＩ、３Ｍ、ミネソタ州セントポール）を有したことを除きデバイスＡ２と同じであるように調製した。対照デバイス２は、それがガラス基板５１０の外面に堆積された光取り出し層（Ｖｉｋｕｉｔｉ輝度強化膜ＩＩ、３Ｍ、ミネソタ州セントポール）を有したことを除き対照デバイス１と同じであった。

図９は、デバイス対照デバイス１（四角形データ点）、対照デバイス２（三角形データ点）およびデバイスＡ２（白丸）の発光効率および電力効率のプロットである。図１０は、対照デバイス１（四角形データ点）、デバイスＡ２（白丸データ点）およびデバイスＡ３（菱形データ点）の発光効率および電力効率のプロットである。

デバイスＡ２は、対照デバイス１より、２８．２％高い発光効率および２７．５％高い電力効率を有した。対照デバイス２（輝度強化膜を有する対照デバイス１）は、対照デバイス１（強化層／ナノ構造体なし）より、２５％高い発電効率および２３．８％高い電力効率を有した。デバイスＡ３は、対照デバイス１より、６９．３％高い発電効率および７０．８％高い電力効率を有した。ナノ構造体と輝度強化層の両方を有するデバイスＡ３は、別個にナノ構造体もしくは輝度強化層のいずれかを有するもの、または各個に両方の実施形態の合計を有するものより大きい増強を明示した。１０００ｃｄ／ｍ^２での結果を表１に要約する。

〔実施例５〕
陽極５２０の厚みが１１０ｎｍであり、ＨＴＬ５４０の厚みが３０ｎｍであり、光放射層５５０の厚みが３０ｎｍであり、遷移層５７０がなく、および電子輸送層５８０の厚みが４０ｎｍであったことを除き、デバイスＡ（図１７Ａ）と同じ構造および作製手順を用いて、デバイスＧ、ＩおよびＫを調製した。デバイスＧ、ＩおよびＫは、放射層５５０に使用した放射材料が互いに異なった（デバイスＧ［赤色放射］：ホスト−２：Ｉｒ（ｐｉｑ）_２ａｃａｃ １０％重量％；デバイスＩ［黄色放射］：ホスト−２：ＹＥ−０１ １０重量％；およびデバイスＫ［青色放射］：アンドープホスト−２）。堆積速度を変えたこと（場合によっては０．１Ａ／秒、および場合によっては０．５Ａ／秒）を除き、デバイスＧ、ＩおよびＫと同様に追加のデバイスを作製した。これらのデバイスの出力増強を図１２Ａ〜１２Ｃに示す。デバイスＨ、ＪおよびＬは、それらがガラス基板５１０の外面に堆積されたマイクロレンズアレイ膜を有したことを除きデバイスＧ、ＩおよびＫと同じであるように調製した。対照デバイス３、５および７は、陽極５２０の厚みが１１０ｎｍであり、正孔輸送層５４０（ＮＰＢ）の厚みが３０ｎｍであり、光放射層５５０の厚みが３０ｎｍであったことを除き、対照デバイス１と同じであった。対象デバイス４、６および８は、それらがガラス基板５１０の外面に堆積された追加の光取り出し層（５μｍの半球体直径、２．５μｍの高さおよび５μｍの周期を有する、半球体型マイクロレンズアレイ（ＭＬＡ））を含むことを除き、対照デバイス３、５および７と同様の手法で作製した。

１０００ｃｄ／ｍ^２での結果を表２、３および４に要約する。

〔実施例６〕
図７Ｃに一般的に示すように、デバイスＭ〜Ｐおよび対照デバイス９〜１４は、化合物ＩＯＣ−２を化合物ＩＯＣ−１の代わりに複数のナノ構造体として使用したことを除き、上のデバイスＧ〜Ｌおよび対照デバイス３〜８と同様の手法で作成した。結果を下の表５〜８に描写する。

〔実施例７〕
図７Ｂは、次のように調製したデバイスＭの構造を図示するものである：ＳｉＮ被覆ガラス基板を超音波により洗浄剤、脱イオン水、アセトン、そして２−プロパノール中で順次洗浄し、その後、約３時間、１１０℃で焼成し、続いて約３０分間、酸素プラズマで処理した。１０^−７トルの圧力のグローブボックスホスト型真空蒸着システムにおいて、ＭｏＯ_３の正孔注入層５３０を、基板５１０上に０．０５ｎｍ／秒の堆積速度で堆積させた陽極５２０の上面に先ず堆積させて、１０ｎｍ厚の膜を得、次にＮＰＢの正孔輸送層５４０を正孔注入層５３０の上面に０．１ｎｍ／秒の堆積速度で堆積させて、４０ｎｍ厚の膜を得た。１０％赤色リン光発光体Ｉｒ（ｐｉｑ）_２ａｃａｃをドープしたホスト−２の２０ｎｍ厚発光層５５０を正孔輸送層５４０の上面に堆積させた。その後、ＩＯＣ−２の複数のナノ構造体５６０の０．４ｎｍ厚堆積物（水晶センサにより測定）を堆積速度約０．１Å／秒で堆積させた。その後、ＴＰＢｉの４０ｎｍ厚電子輸送層５８０を０．１ｎｍ／秒で堆積させ、ＬｉＦの１ｎｍ厚電子注入層５９０をＴＰＢｉの上面に０．０１５ｎｍ／秒で堆積させた。それぞれ０．１ｎｍ／秒および０．３ｎｍ／秒の堆積速度で共堆積させたＭｇ：Ａｇ（比率１：３で２０ｎｍ）混合層を含む陰極６００によって、デバイスを完成させた。ＩＯＣ−２の複数のナノ構造体５６０の０．４ｎｍ厚堆積物（水晶センサにより測定）を約０．３Å／秒および０．５Å／秒辺りの堆積速度で堆積させたことを除き、上で説明したように２つの追加の実施形態を作成した。

０．４ｎｍ厚ＩＯＣ−１層を省いたことを除き、同じに参照デバイスを調製した。結果を下の表５に要約する。

〔実施例８〕
図７Ｂに示す構造を有する赤色ＴＥ−ＯＬＥＤを調製する。放射波長は６３０ｎｍである。３つの異なるデバイスに関して、０．４ｎｍ厚ＩＯＣ−２層の堆積速度は、それぞれ０．０１ｎｍ／秒、０．０３ｎｍ／秒および０．０５ｎｍ／秒である。上で説明したのと同じ手法でこのデバイスを試験すると、このデバイスの電力効率およびルミネセンス効率は、上で説明したのと同じ恩恵を呈示することになると予想される。

〔実施例９〕
デバイスＤについては０．０５ｎｍ／秒、デバイスＥについては０．３ｎｍ／秒およびデバイスＦについては０．５ｎｍ／秒の速度で複数のナノ構造体を堆積させたことを除き、デバイスＡと同じ手法でデバイスＤ、デバイスＥおよびデバイスＦを調製した。図１１は、堆積速度を増加させるにつれての発光効率および電力効率の増加を図示するグラフである。

別段の指示がない限り、本明細書および特許請求の範囲において用いる成分、特性、たとえば、分子量、反応条件などの量を表すすべての数は、すべての場合において、用語「約」によって修飾されていると解するべきである。したがって、相反する指示がない限り、本明細書および添付の特許請求の範囲に示す数値パラメータは、得ようと努める所望の特性に依存して変わり得る近似値である。最低限、および本特許請求の範囲の等価物の教義の適用を制限しようとする試みとしてではなく、少なくとも、報告する有効数字にかんがみて、および通常の丸め法を適用することにより、各数値パラメータを解釈すべきである。

本発明を説明する文脈で（特に、後続の特許請求の範囲の文脈で）用いる用語「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」および同様の指示物は、本明細書中で別段の指示がない限り、または文脈が明確に矛盾しない限り、単数形と複数形の両方を包含すると解釈すべきである。ここに記載するすべての方法は、本明細書中で別段の指示がない限り、または文脈が明確に矛盾しない限り、任意の適する順序で行うことができる。ここで与える任意のおよびすべての例または例示的表現（たとえば、「などの」）の使用は、単に本発明をよりよく明らかにすることを意図したものであり、いずれの請求項の範囲に対しても制限を課さない。本発明の実施に不可欠な何らかの請求項不記載要素を示すと解釈すべき言葉は本明細書にはない。

ここに開示する代替要素または実施形態の群化は、限定と解釈すべきでない。各群構成員を個々に、またはその群の他の構成員もしくはここで見つけられる他の要素との任意の組み合わせで、言及することおよび請求に記載することがある。ある群の１つ以上の構成員が便宜および／または特許性の理由である群に組み入れられることもあり、削除されることもあると予想される。何らかのかかる組み入れまたは削除が出てくるとき、本明細書は、修飾され、かくて添付の特許請求の範囲において用いるすべてのマーカッシュ群の書面による明細を満たすような群を含有すると考えられる。

本発明を実施するために本発明者らが知る最良の方法を含めて、一定の実施形態を本明細書に記載する。勿論、これらの記載する実施形態の変形形態が、上述の説明を読むことにより当業者に明らかになるであろう。本発明者らは、かかる変形形態を適宜利用することを当業者に期待しており、および本発明者らは、本発明が本明細書に具体的に記載するのとは別様に実施されることを意図している。したがって、本特許請求の範囲は、適用可能な法律によって許されるような、本特許請求の範囲に列挙する主題のあらゆる修飾形態および等価物を含む。さらに、本明細書中で別段の指示がない限り、または文脈が明確に矛盾しない限り、そのすべての可能な変形形態における上記要素の任意の組み合わせが考えられる。

最後になるが、本明細書に開示する実施形態が本特許請求の範囲の原理を説明するためのものであることは理解されるはずである。用いることができる他の修飾形態は、本特許請求の範囲内である。したがって、限定としてではなく例として、代替実施形態を本明細書中での教示に従って用いることができる。したがって、本特許請求の範囲は、示すおよび記載するまさにそのとおりの実施形態に限定されない。

Claims (18)

1. 陽極と陰極の間に配置されている発光層と；
   第一の電荷輸送材料を含み、前記発光層と前記陽極または前記陰極との間に配置されている第一の電荷輸送層と；
   前記第一の電荷輸送層と前記発光層の間に配置されている、または、前記第一の電荷輸送層および前記発光層と接触しているナノ構造材料と
   を含み、
   前記第一の電荷輸送層が、電子輸送層であり、
   前記ナノ構造材料が、ナノ構造体の形態であって、該ナノ構造体が接触する層に実質的に貫入している形態または該ナノ構造体が接触する層を実質的に変形させる形態であって、
   前記ナノ構造材料が、有機化合物を含み、
   前記有機化合物が
   

   

   

   または
   

   

   である、発光デバイス。
2. 前記デバイスから放射された光が、前記第一の電荷輸送層を通過する、請求項１に記載の発光デバイス。
3. 前記第一の電荷輸送層が、前記発光層と前記陰極の間に配置されている、請求項１に記載の発光デバイス。
4. 前記発光層と前記陽極の間に配置されている正孔輸送層をさらに含む、請求項３に記載の発光デバイス。
5. 前記第一の電荷輸送層が、前記発光層と前記陽極の間に配置されている、請求項１に記載の発光デバイス。
6. 前記発光層と前記陰極の間に配置されている電子輸送層をさらに含む、請求項５に記載の発光デバイス。
7. 前記ナノ構造材料の少なくとも一部分が、前記第一の電荷輸送層に最も近い発光層の表面に配置されている複数のナノ構造体を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の発光デバイス。
8. 前記ナノ構造材料の少なくとも一部分が遷移層の中にあり、該遷移層が、前記第一の電荷輸送材料と該ナノ構造材料の混合物を含み、前記発光層と前記第一の電荷輸送層の間に配置されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の発光デバイス。
9. 前記有機化合物が、場合により置換されている芳香族もしくはヘテロ芳香族環または環系を含む、請求項１に記載の発光デバイス。
10. 光取り出し材料をさらに含む、請求項１に記載の発光デバイス。
11. 前記ナノ構造材料が、前記発光層の表面積１ｃｍ^２につき約１ｎｇ〜約５００ｎｇの総質量を有する、請求項１〜１０のいずれかに記載の発光デバイス。
12. 前記ナノ構造材料が、前記発光層の表面積１ｃｍ^２につき約１０ｎｇ〜約１００ｎｇの総質量を有する、請求項１１に記載の発光デバイス。
13. 前記遷移層が、約１：１〜約１：１０のナノ構造材料の電荷輸送材料に対する重量比（ナノ構造材料：電荷輸送材料）を有する、請求項８〜１０に記載の発光デバイス。
14. 前記ナノ構造材料が、前記デバイスの発光効率を、該ナノ構造材料がないことを除き同一であるデバイスと比較して少なくとも約５％増加させる、請求項１〜１３のいずれかに記載の発光デバイス。
15. 前記陽極の上に配置された光取り出し材料、前記陰極の上に配置された光取り出し材料、前記陽極と前記光取り出し層の間に配置された透明層、または前記陰極と前記光取り出し層の間に配置された透明層をさらに含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の発光デバイス。
16. 前記光取り出し材料が、前記デバイスの電力効率を、該光取り出し材料がないことを除き同一であるデバイスと比較して少なくとも約１０％増加させる、請求項１５に記載の発光デバイス。
17. 前記ナノ構造材料と前記光取り出し材料の併用が、前記デバイスの発光効率を相乗的に増加させる、請求項１５に記載の発光デバイス。
18. 前記ナノ構造材料と前記光取り出し材料の併用が、前記デバイスの発光効率を少なくとも約１５％相乗的に増加させる、請求項１７に記載の発光デバイス。
    

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