JP2004207223A

JP2004207223A - 白色発光有機ｅｌ装置

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Publication number: JP2004207223A
Application number: JP2003361365A
Authority: JP
Inventors: Joseph John Shiang; ジョセフ・ジョン・シアン; Anil Raj Duggal; アニル・ラージ・ドゥガル; Gautam Parthasarathy; ゴータム・パルタサラティ
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2002-12-23
Filing date: 2003-10-22
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2023-10-22
Also published as: JP5254519B2; US7063900B2; TW200421907A; CN1520237A; CN100481563C; EP1434284B1; EP1434284A3; TWI337047B; EP1434284A2; US20050260439A1

Abstract

【課題】制御可能な波長の光を発光し、効率が高く、製造の簡単な有機ＥＬ材料を基材とする光源の提供。
【解決手段】発光装置（１０）は、２個の電極、電極間に介在する２種以上の有機エレクトロルミネセント（ＥＬ）材料（３０，２５，３５）、電極間に介在する電荷障壁材料を含む発光素子（２０）と、１種以上のフォトルミネセント（ＰＬ）材料（５０）とを備える。発光素子（２０）は２つの電極（２２，３８）に印加された電圧に応答して第１スペクトルの電磁（ＥＭ）放射線を発光する。ＰＬ材料（５０）は発光素子（２０）が出すＥＭ放射線の一部を吸収し、第１スペクトルとは異なる第２スペクトルのＥＭ放射線を発光する。各有機ＥＬ材料（２０，２５，３５）が青色及び赤色波長範囲のいずれかの波長範囲のＥＭ放射線を発光する。
【選択図】図１

Description

本発明は、広義には、異なる波長範囲の光を発光する２種以上の有機エレクトロルミネセント材料を用いる発光装置に関し、より詳しくは、有機エレクトロルミネセント材料のうち１種以上から発光された光の一部を有機及び／又は無機フォトルミネセント材料により変換する、発光装置に関する。

エレクトロルミネセント（ＥＬ）素子は、有機素子又は無機素子に分類でき、グラフィックディスプレイ及び像形成技術においてよく知られている。ＥＬ素子は多くの用途向けに種々の形状に製造されている。しかし、通常無機ＥＬ素子には、高い活性化電圧が必要で輝度が低いという問題がある。一方、最近開発された有機ＥＬ素子（ＯＥＬＤ）は、製造が簡単であることに加えて活性化電圧がより低く輝度がより高いという利点があり、したがって用途がさらに広がる見込みがある。

通常ＯＥＬＤは、ガラスや透明なプラスチックなどの基板上に形成された薄膜構造である。有機ＥＬ材料の発光層及び（所望に応じて）隣接する有機半導体層が、陰極と陽極の間に挟まれる。有機半導体層は正孔（正電荷）注入層でも、電子（負電荷）注入層でもよく、有機材料も含有する。発光層用の材料は、異なる波長の光を放出する多くの有機ＥＬ材料から選択できる。有機発光層自体は、各々異なる有機ＥＬ材料からなる複数層から構成してもよい。現在の技術水準の有機ＥＬ材料は、可視スペクトル内に狭い波長範囲を有する電磁（ＥＭ）放射線を発することができる。本明細書では、用語「ＥＭ放射線」及び「光」は、特記しない限り、紫外（ＵＶ）から中赤外（ｍｉｄ−ＩＲ）の範囲の波長、すなわち約３００ｎｍから約１０μｍの範囲の波長の放射線という一般的な意味で、互換できる用語として用いている。白色光を得るために、従来の素子は青、緑及び赤色光を発光するＯＥＬＤを密接配列にて組み込んでいる。これらの色が混ざって白色光を生成する。白色光を生成する他の方式が、米国特許第５２９４８７０号に提案されており、これには青色光を発光する有機ＥＬ源を備え、緑色及び赤色発光蛍光物質が異なるサブピクセル領域に付与された、有機ＥＬ多色ディスプレイ素子が記載されている。この素子は、緑色及び赤色発光蛍光物質でカラーシフトを行うことにより、異なるサブピクセル領域から異なる色を発光する。しかし、このようなマイクロ素子の製造は複雑であり、高度な技術が必要である。

ＯＥＬＤの他の例が、ＪｕｎｊｉＫｉｄｏｅｔａｌ．， ″ＭｕｌｔｉｌａｙｅｒＷｈｉｔｅＬｉｇｈｔ−ＥｍｉｔｔｉｎｇＯｒｇａｎｉｃＥｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔＤｅｖｉｃｅ，″ ２６７Ｓｃｉｅｎｃｅ１３３２−１３３４（１９９５）に記載されている。この素子は、各々青色、緑色又は赤色光を発する異なるキャリヤ（又は電荷）輸送特性を有する３つのエミッタ層を備え、これらの層を一緒に用いて白色光を発生する。しかし、これらの層を順次形成するには、不必要な電荷輸送障壁を層間の界面に導入しないように、細心の注意が必要である。この素子では、異なる色を発する層は、通常、異なる速度で経時的に劣化する。その結果、素子から発せられる光の色は経時的に変化しがちである。さらに、層間の界面に欠陥があるため、素子の発光領域全体にわたる光出力の均一性が目標を下回るおそれがある。

ＯＥＬＤの改良は目覚ましく進展したが、これらの素子の効率はいまだに低い。したがって、制御可能な波長の光を発光し、効率が高く、製造の簡単な有機ＥＬ材料を基材とする光源の提供が依然として強く望まれている。このような光源を使用して白色光を生成することも望まれている。

本発明の発光装置は、（１）２個の電極及びこれらの電極間に介在する２種以上の有機ＥＬ材料を含む発光素子であって、各有機ＥＬ材料が電極間に印加された電圧に応答して２つの異なる第１及び第２波長範囲の片方を有するＥＭ放射線を放出する、発光素子と、（２）少なくとも１種のフォトルミネセント（ＰＬ）材料（「蛍光体」とも言う）とを備え、発光素子と蛍光体材料とは、蛍光体材料が有機ＥＬ材料の少なくとも１つが出すＥＭ放射線の一部を吸収し、第３波長範囲のＥＭ放射線を放出するように光学的に連結されている。発光素子は基板上に配置される。本発明の１観点によれば、ＰＬ材料の粒子が光散乱材料として作用し得る。有機ＥＬ材料から発光されるが、蛍光体により吸収されないＥＭ放射線が第３スペクトルを有するＥＭ放射線と混ざって、所望の色の光を生成する。

本発明の１観点によれば、蛍光体を別個にポリマー材料の層に分散させる。

また本発明は、第１及び第２波長範囲のＥＭ放射線を発光する２種以上の有機ＥＬ材料に基づく発光装置を製造する方法を提供する。本方法は、（１）基板を用意し、（２）（ａ）第１導電性材料を基板の片面に堆積して第１電極を形成し、（ｂ）２種以上の有機ＥＬ材料を第１電極上に配置し、（ｃ）第２導電性材料を有機ＥＬ材料上に堆積して第２電極を形成する工程を含むプロセスで発光素子を形成し、次いで（３）ＰＬ材料が有機ＥＬ材料の１つが出すＥＭ放射線の一部を吸収し、第３波長範囲のＥＭ放射線を発光するような発光素子との光学的連結関係に、１種以上のＰＬ材料を配置する工程を含む。

本発明のさらに他の観点によれば、発光装置の製造方法は、さらに、ＰＬ材料に隣接して散乱材料のナノ粒子（ナノメータ寸法の粒子）又はマイクロ粒子（マイクロメータ寸法の粒子）を配置する工程を含む。

本発明の他の特徴や効果は、以下の発明の詳細な説明と添付の図面から明らかになるであろう。なお、図面中同一符号は同じ構成要素を示す。

本発明は、２種以上の有機ＥＬ材料が２つの異なる波長範囲の光を発光し、この発光の一部がＰＬ材料によって変換されて目的の色の光を生成する、発光装置、光源又はディスプレイを提供する。本発明の実施形態において、ＰＬ材料すなわち蛍光体は、有機ＥＬ材料による発光の一部を吸収し、第３波長範囲の光を発する、有機又は無機材料とすることができる。本発明の発光装置は、有機ＥＬ材料を基材とする発光素子と、発光素子に隣接しかつ光学的に連結された１種以上のＰＬ材料とを備える。本発明の一実施形態において、発光素子は基板上に配置される。この実施形態では、有機ＥＬ材料及びＰＬ材料は基板のかなりの部分、例えば基板の表面積の約１０％超えからほぼ１００％までの部分を覆うように形成される。本発明の別の実施形態では、発光素子は基板上に所望の形状の物体として形成される。

多くの有機ＥＬ材料が近紫外から遠赤外（すなわち、約３００〜８００ｎｍ）の種々の波長範囲の光を発光することができる。本発明の発光装置は少なくとも２種の有機ＥＬ材料、すなわち青色領域（すなわち、約３５０〜５００ｎｍ）で発光する第１の有機ＥＬ材料及び赤色領域（すなわち、約６００〜７７０ｎｍ）で発光する第２の有機ＥＬ材料を含有するのが好ましい。２種の有機ＥＬ材料を、１つのＥＬ層中に混合物として又は各々１種の有機ＥＬ材料材料を含む２つの別個のＥＬ層として配置することができる。各有機ＥＬ層は、１種以上の有機ＥＬ材料ですべて形成するか、又は有機ＥＬ材料と実質的に透明なポリマーなどのマトリックス材料との混合物で形成することができる。「実質的に透明な」という用語は、可視波長領域の光の８０％以上、好ましくは９０％以上、より好ましくは９５％以上が厚さ約０．５μｍのフィルムを透過することを意味する。

有機ＥＬ材料に電圧を印加すると、電極から有機ＥＬ材料に正電荷（正孔）及び負電荷（電子）が注入され、これら電荷が結合して高エネルギーな励起分子（励起子）を形成し、次いで励起子が低エネルギーレベルに低下すると同時に電磁（ＥＭ）放射線を発生する。高エネルギーな励起子は、一重項励起状態又は一重項状態よりもエネルギーの低い三重項励起状態のいずれかにある。一般的に、一重項状態だけが可視光の発生をもたらす放射（発光）過程で壊変すると考えられている。したがって、ある有機ＥＬ材料の三重項状態エネルギーを、放射（発光）過程で励起状態が壊変することができる他の有機ＥＬ材料へ移すことができれば、装置の全体的なエネルギー効率が高められる。換言すれば、２種以上のＥＬ材料を使用すると、一つの有機ＥＬ材料の分子の励起状態のエネルギー（このエネルギーは、移動しなければ、非放射（非発光）壊変過程を通して失われる。）の少なくとも一部を第２の有機ＥＬ材料の分子の励起状態へ移動させ、後者の励起状態がうまいことに放射（発光）過程を通って壊変するというプロセスによって、発光装置のエネルギー効率を向上させることができると考えられる。

図１は、本発明の第１の実施形態の概略図である。なお、添付の図面は縮尺通りではない。発光装置１０は、少なくとも２種の有機ＥＬ材料：少なくともＥＭ放射線スペクトルの青色領域で発光する有機ＥＬ材料と赤色領域で発光する有機ＥＬ材料とに基づく発光素子２０を備える。有機ＥＬ材料を一緒に混合し、ＥＬ層３０を形成する。或いは、有機ＥＬ材料を実質的に透明なポリマー母材に混ぜてＥＬ層３０を形成する。ＥＬ層３０は２つの電極層２２と３８の間に配置される。青色発光材料の三重項状態からのエネルギーを取り込むのに赤色発光材料を使用する場合、この赤色発光材料は三重項状態エネルギーが青色発光材料のそれより低く、一重項状態エネルギーが青色発光材料のそれより高くなければならない。或いは、青色発光材料と赤色発光材料を同じＥＬ層に配置する場合、赤色発光材料は、青色発光材料から三重項状態エネルギーを取り込むのに十分であるが、一重項状態エネルギー取り込むほど過剰でない量だけ使用する。ポリマー母材材料としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリエーテルイミド、シリコーン、エポキシ樹脂及びシリコーン官能化エポキシ樹脂が適当である。他のポリマー母材材料としては、後述するように、共役結合系を有するポリマーなどの半導体ポリマーも適当である。さらに別の実施形態では、電子輸送材料をＥＬ層３０にドープしてこの層の電荷伝導を高めることができる。電子輸送材料の例は後述する。

一実施形態においては、電圧源２６により１対の電極層２２と３８間に電圧を印加するとき、電極層２２は有機ＥＬ層３０へ負電荷キャリヤ（電子）を注入する陰極（カソード）であり、電極層３８は有機ＥＬ層３０へ正電荷キャリヤ（正孔）を注入する陽極（アノード）である。発光素子２０はＥＬ層３０と電極層２２及び３８を備え、実質的に透明な基板４０上に配置される。この実施形態では、陽極層３８が基板４０に隣接配置される。しかし、別の実施形態では、陰極層を実質的に透明に製造すれば、陰極層２２が基板４０に隣接配置されてもよい。少なくともＰＬ材料を含む層５０は、発光素子２０からの発光の少なくとも一部を受け取るように配置される。この実施形態では、層５０は基板４０に隣接配置される。ＰＬ材料は、上述したポリマーの１種類又は混合物などのフィルム形成材料中に分散されている。

基板４０は単一部品でも、異なる材料の層複数を隣接させた構造体でもよく、屈折率が約１．０５〜２．５、好ましくは約１．１〜１．５５の範囲にある。基板４０は実質的に透明なガラス又はポリマー材料で形成するのが好ましい。ポリマー材料としては、例えばＰＥＴ、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリエーテルイミド、シリコーン、エポキシ樹脂及びシリコーン官能化エポキシ樹脂が適当である。本発明の一実施形態では、ＰＬ材料を基板材料に分散させてもよい。

陰極層２２は、仕事関数が低い、代表的には約４ｅＶ未満の材料、例えばＫ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、これらの合金又はこれらの混合物で形成される。陰極層２２の製造に好ましい材料としては、Ａｇ−Ｍｇ、Ａｌ−Ｌｉ、Ｉｎ−Ｍｇ及びＡｌ−Ｃａ合金が挙げられる。非合金積層構造、例えばＣａなどの金属又はＬｉＦなどの非金属の薄層（厚さ約１〜１０ｎｍ）をアルミニウムや銀などの他の金属の厚い層で被覆したものも使用できる。陽極層３８は仕事関数が高い、代表的には約４．５ｅＶ超え、好ましくは約５〜５．５ｅＶの材料から形成される。通常この目的にはインジウム−錫酸化物（ＩＴＯ）が使用される。ＩＴＯは光の透過に実質的に透明であり、有機ＥＬ層３０からの発光が大きく減衰することなくＩＴＯ陽極層を容易に通過するのを可能にする。陽極層として使用するのに適当な他の材料としては、酸化錫、酸化インジウム、酸化亜鉛、インジウム−亜鉛酸化物、亜鉛−インジウム−錫酸化物、酸化アンチモン及びこれらの混合物がある。電極層２２、３８は、物理蒸着、化学蒸着又はスパッタリングにより下側部品上に堆積させることができる。薄い、実質的に透明な金属層も適当である。

発光装置１０は、保護層１００を陰極層２２上に配置して、発光素子２０の敏感な構成要素を物理的な損傷や化学的な攻撃から保護することができ、そうするのが有利である。保護層１００は実質的に透明なポリマー又はガラスから構成することができる。

有機ＥＬ層３０は正孔及び電子の両方の輸送媒体として働く。この層内では、これらの電荷種が結合して励起子を形成し、低エネルギーレベルに低下し、同時に可視領域のＥＭ放射線を放出する。青色領域（約３８０〜５００ｎｍの範囲の波長を有する。）でエレクトロルミネセンスを示す１種以上の有機ＥＬ材料と、赤色領域（約６００〜７７０ｎｍの範囲の波長を有する。）でエレクトロルミネセンスを示す１種以上のＥＬ材料とを選択する。本発明の発光装置は、各々青色か赤色どちらかの領域でエレクトロルミネセンスを示す有機ＥＬ材料だけを含有するのが好ましい。有機ＥＬ層４０の厚さは約１００〜３００ｎｍの範囲に保つのが好ましい。有機ＥＬ材料は、ポリマー、コポリマー、ポリマー混合物又は不飽和結合を有する低分子量有機分子とすることができる。このような材料は非局在化π電子系を有し、これがポリマー鎖又は有機分子に移動度の高い状態で正電荷キャリヤ及び負電荷キャリヤを保持する能力を与える。

青色発光ＥＬポリマーとしては、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ、約３８０〜５００ｎｍの波長の紫から青色の発光）、ポリ（９，９−ジヘキシルフルオレン）（４１０〜５５０ｎｍ）、ポリ（ジオクチルフルオレン）（ＥＬ発光ピーク波長４３６ｎｍ）又はポリ｛９，９−ビス（３，６−ジオキサヘプチル）−フルオレン−２，７−ジイル｝（４００〜５５０ｎｍ）などのポリ（アルキルフルオレン）、ポリ（２−デシルオキシ−１，４−フェニレン）（４００〜５５０ｎｍ）などのポリ（ｐ−フェニレン）誘導体が適当である。これらのポリマーの混合物又はこれらのポリマー１種以上と他のポリマーに基づくコポリマーを使用して発光の色を調節することができる。

青色光を発光する他の１群のＥＬポリマーとしてはポリシランが適当である。ポリシランは種々のアルキル及び／又はアリール側基で置換されたケイ素主鎖の直鎖状ポリマーである。これらはポリマー主鎖に沿って非局在化σ共役電子を有する擬１次元材料である。ポリシランの例としては、ポリ（ジ−ｎ−ブチルシラン）、ポリ（ジ−ｎ−ペンチルシラン）、ポリ（ジ−ｎ−ヘキシルシラン）、ポリ（メチルフェニルシラン）及びポリ｛ビス（ｐ−ブチルフェニル）シラン｝があり、これらはＨ．Ｓｕｚｕｋｉｅｔａｌ．，″Ｎｅａｒ−ＵｌｔｒａｖｉｏｌｅｔＥｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅＦｒｏｍＰｏｌｙｓｉｌａｎｅｓ，″ ３３１ＴｈｉｎＳｏｌｉｄＦｉｌｍｓ６４−７０（１９９８）に開示されている。これらのポリシランは約３２０〜４２０ｎｍの範囲の波長の光を発光する。

多数の芳香族単位から構成された分子量が約５０００未満の有機材料も青色発光材料として使用できる。このような材料の例に、３８０〜５００ｎｍの波長範囲で発光する、１，３，５−トリス｛Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）フェニルアミノ｝ベンゼンがある。有機ＥＬ層は低分子量の有機分子、例えばフェニルアントラセン、テトラアリールエテン、クマリン、ルブレン、テトラフェニルブタジエン、アントラセン、ペリレン、コロネン又はこれらの誘導体からも製造できる。これらの材料は、通常最大波長約５２０ｎｍの光を発光する。さらに他の適当な材料として、低分子量金属有機錯体、例えば４１５〜４５７ｎｍの波長範囲で発光する、アルミニウム、ガリウム及びインジウム−アセチルアセトネートや、４２０〜４３３ｎｍの範囲で発光する、アルミニウム−（ピコリルメチルケトン）−ビス｛２，６−ジ（ｔ−ブチル）フェノキシド｝又はスカンジウム−（４−メトキシ−ピコリルメチルケトン）−ビス（アセチルアセトネート）が挙げられる。

共役ポリマー系又は有機金属材料である多くの赤色発光ＥＬ材料が本発明の装置に使用できる。赤色発光ＥＬポリマーとしては、米国特許第６１２７６９３号に開示されているような５５０〜６００ｎｍに発光ピークを有するアルコキシ置換ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、米国特許第６４０３２３８号に開示されているようなポリ｛２−メトキシ−５（２′−エチル−ヘキシロキシ）−１，４−フェニレン−１，２−エテニレン−２，５−ジメトキシ−１，４−フェニレン−１，２−エテニレン｝、及び米国特許第６３６５２７０号に開示されているようなポリチオフェンが適当である。これらの特許の開示内容は援用によって本明細書の内容の一部をなす。

他の１群の赤色発光有機低分子としては、Ｉ．Ｓｅｇｕｙｅｔａｌ．， ″ＲｅｄＯｒｇａｎｉｃＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｅｖｉｃｅＭａｄｅＦｒｏｍＴｒｉｐｈｅｎｙｌｅｎｅＨｅｘａｅｔｈｅｒａｎｄＰｅｒｙｌｅｎｅＴｅｔｒａｅｓｔｅｒ，″ Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．８９，Ｎｏ．１０，５４４２（２００１）に開示されているような、ペリレンテトラエチルエステル（式Ｉ）及びトリフェニレンヘキサブチルエーテル（式ＩＩ）などのペリレンテトラエステル及びトリフェニレンヘキサエーテル、米国特許第６３２９０８４号（その開示内容は援用によって本明細書の内容の一部をなす。）に開示されているようなアミノ置換ペリレン誘導体が挙げられる。

他の適当な赤色発光有機低分子として、米国特許第６０３０７１５号に開示されているようなアズラクトン誘導体（このうちの１種を式ＩＩＩに示す）、米国特許第６００４６８５号に開示されているようなジベンゾテトラフェニルペリフラテン、ＰＣＴ特許出願ＷＯ０１／４５４６９Ａ１に開示されているような環が２個以上の芳香族又は複素芳香族基で置換されているペンタセンの誘導体（このうちの１種を式ＩＶに示す）、ＰＣＴ特許出願ＷＯ０１／４２２１８Ａ１に開示されているようなキノリン誘導体（式Ｖで示す）、及び欧州特許出願ＥＰ１２１５９４５Ａ２に開示されているようなピラン誘導体（式ＶＩＩで示す）が挙げられる。これらの特許及び特許出願の開示内容は援用によって本明細書の内容の一部をなす。

適当なアズラクトンの誘導体は式ＩＩＩで表される。

本発明の装置に使用するのに適当なペンタセンの誘導体は式ＩＶで表される。

式ＩＶ中、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃及びＲ₄は各々独立に芳香族基、置換芳香族基、複素芳香族基、置換複素芳香族基からなる群から選択される。Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃及びＲ₄は独立にペンタセン分子内の他の環に結合してもよい。

本発明で使用するのに適当なキノリン誘導体は式Ｖで表される。

式Ｖ中、Ｒ₁及びＲ₂は独立に式ＶＩで表される。

式ＶＩ中、Ｒ′及びＲ″は独立にアルキルアリール、アルケニルアリール及びヘテロアリール基から選択され、ｎは１〜３である。

本発明の装置に使用するのに適当なピラン誘導体は式ＶＩＩで示される。

少量（例えば、約２００ｐｐｍ未満の濃度）の重金属（貴金属又は希土類金属など）を上述した赤色発光有機材料に添加すると、青色発光材料の３重項状態エネルギーを一層効率よく移動し取り込むことが可能になり、好ましい。適当な重金属はＰｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｅｕ及びＩｒである。

他の適当な赤色発光材料としては、有機金属錯体、例えば白金、パラジウム、ユウロピウム又は亜鉛などの２価、３価又は４価金属のポルフィリンなどがある。具体例に、白金オクタエチルポルフィンなどの白金ポルフィリンがある。これらの化合物は米国特許第６０４８６３０号、同第６３０３２３８号及び同第６３２９０８５号（その開示内容は援用によって本明細書の内容の一部をなす。）に開示されている。他の錯体としては、米国特許第６３６５２７０号（その開示内容は援用によって本明細書の内容の一部をなす。）に開示されているような、発光ピークが約６００〜６６０ｎｍにあるマレオニトリルジチオレートホスホネートの白金、パラジウム及び亜鉛錯体がある。米国特許第６３３３１２２号（その開示内容は援用によって本明細書の内容の一部をなす。）に開示されているような、キレート金属を含まないポルフィリンで赤色光を発するものもある。

他の適当な赤色発光有機金属錯体には、Ｃ．Ａｄａｃｈｉｅｔａｌ．， ″ＥｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅＭｅｃｈａｎｉｓｍｓｉｎＯｒｇａｎｉｃＬｉｇｈｔ−ＥｍｉｔｔｉｎｇＤｅｖｉｃｅｓＥｍｐｌｏｙｉｎｇａＥｕｒｏｐｉｕｍＣｈｅｌａｔｅＤｏｐｅｄｉｎａＷｉｄｅＢａｎｄＧａｐＢｉｐｏｌａｒＣｏｎｄｕｃｔｉｎｇＨｏｓｔ，″ Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．８７，Ｎｏ．１１，８０４９（２０００）及びＨ．Ｈｅｉｌｅｔａｌ．″Ｔｒｉｓ（ｄｉｂｅｎｚｏｙｌｍｅｔｈａｎｅ）（ｍｏｎｏｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）ｅｕｒｏｐｉｕｍ（ＩＩＩ）ＢａｓｅｄＲｅｄＥｍｉｔｔｉｎｇＯｒｇａｎｉｃＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅｓ，″ Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．９０，Ｎｏ．１０，５３５７（２００１）（これらの開示内容は援用によって本明細書の内容の一部をなす。）に開示されているような、希土類金属錯体、例えばユウロピウム（ＩＩＩ）フェナントロリンの誘導体（代表的には式ＶＩＩＩのユウロピウム（ＩＩＩ）トリス−テノイルトリフルオロアセトン−１，１０−フェナントロリン）などがある。トリス（ジベンゾイルメタン）（モノフェナントロリン）ユウロピウム（ＩＩＩ）は次式ＩＸで表される。

他の赤色発光有機金属錯体として、Ｙ．Ｋａｗａｍｕｒａ， ″ＥｎｅｒｇｙＴｒａｎｓｆｅｒｉｎＰｏｌｙｍｅｒＥｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｅｖｉｃｅｓＷｉｔｈＳｉｎｇｌｅＡｎｄＭｕｌｔｉｐｌｅＤｏｐｅｄＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔＬａｙｅｒｓ，″ Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．９２，Ｎｏ．１，８７（２００２）（その開示内容は援用によって本明細書の内容の一部をなす。）に開示されているような、発光ピークが６００〜７００ｎｍにあるビス｛２−（２′−ベンゾチエニル）−ピリジナト−Ｎ−Ｃ³′｝（アセチルアセトネート）イリジウム（ＩＩＩ）（次式Ｘ）が適当である。

他の赤色発光材料として、｛２−（２′−ベンゾチエニル）−ピリジナト−Ｎ−Ｃ³′｝（アセチルアセトネート）白金（ＩＩ）（式ＸＩ）が適当である。

他の適当な赤色発光材料として、オスミウム（ＩＩ）錯体及びルテニウム（ＩＩ）錯体、例えばビス（４，７−ビス−（４−ナフタレン−２−イル−フェニル）−１，１０−フェナントロリン）cis−１，２−ビニレンビス（ジフェニルアルシン）トシレートオスミウム（ＩＩ）、ビス（４，７−ビス（ｐ−ブロモフェニル）−１，１０−フェナントロリン）cis−１，２−ビニレンビス（ジフェニルアルシン）オスミウム（ＩＩ）（式ＸＩＩ）、ポリピリジルルテニウム（ＩＩ）錯体（式ＸＩＩＩ）、及びトリス（２，２′−ビピリジル）ルテニウム（ＩＩ）ヘキサフルオロホスフェート（式ＸＩＶ）などがある。

式ＸＩＩ中、ＡはＢｒ^-及びナフチル基から選択される。

有機ＥＬ層３０の他に、１つ以上の追加の有機層を発光素子２０に設層して装置１０全体の効率を上げることができる。例えば、これらの追加層は有機ＥＬ層への電荷の注入（電子又は正孔注入増強層）又は輸送（電子又は正孔輸送層）を向上する機能を果たすことができる。これらの層の１層の厚さは約５００ｎｍ未満、好ましくは約１００ｎｍ未満とする。追加層用の材料は代表的には、低分子量乃至中間分子量（約２０００未満）の有機分子である。これらの材料は装置１０の製造時に、スプレー塗布、浸漬塗布又は物理又は化学蒸着のような普通の方法で設層することができる。

本発明の一実施形態では、図２に示すように、正孔注入増強層３６が陽極層３８と有機ＥＬ層３０との間に形成され、所定の順方向バイアスでのより多い注入電流及び／又は装置の破壊未満のより高い最高電流を与える。つまり、正孔注入増強層は陽極からの正孔（ホール）の注入を促進する。正孔注入増強層用の材料としては、米国特許第５９９８８０３号（その開示内容は援用によって本明細書の内容の一部をなす。）に開示されたアリーレン系化合物、例えば３，４，９，１０−ペリレンテトラ−カルボン酸二無水物又はビス（１，２，５−チアジアゾロ）−ｐ−キノビス（１，３−ジチオール）が適当である。

本発明の別の実施形態では、図３に示すように、発光素子２０はさらに、正孔注入増強層３６と有機ＥＬ層３０との間に介在する正孔輸送層３４を含む。正孔輸送層３４は、正孔と電子とが有機ＥＬ層３０内で適切に結合されるように、正孔を輸送し、電子の輸送を阻止する機能を有する。正孔輸送層に適当な材料には、米国特許第６０２３３７１号（その開示内容は援用によって本明細書の内容の一部をなす。）に開示されているように、トリアリールジアミン、テトラフェニルジアミン、芳香族第三アミン、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾル誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を有するオキサジアゾール誘導体及びポリチオフェンがある。

本発明のさらに他の実施形態では、図４に示すように、発光素子２０はさらに、陰極層２２と有機ＥＬ層３０との間に介在する追加層２４を含む。この層２４は電子を有機ＥＬ層３０に注入、輸送する併合機能を有する。電子注入輸送層に適当な材料には、米国特許第６０２３３７１号及び同第６３９２２５０号（その開示内容は援用によって本明細書の内容の一部をなす。）に開示されているように、トリス（８−キノリノラト）アルミニウムのような８−ヒドロキシキノリンの金属有機錯体、スチルベン誘導体、アントラセン誘導体、ペリレン誘導体、金属チオキシノイド化合物、オキサジアゾール誘導体及び金属キレート、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体及びトリアジンがある。

本発明のさらに他の実施形態では、図５に示すように、正孔障壁層２６が電子注入輸送層２４とＥＬ層３０との間に介在する。正孔障壁層６０は、正孔が陰極２２に到達すると正孔が無用に失われてしまうので、正孔が陰極２２に到達するのを防止する作用をなす。一般に、前述した化合物のような電子輸送材料が正孔阻止性も有する。特に、正孔障壁層６０に適当な材料には、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、バトクプロイン（ＢＣＰ）、ビス（２−メチル−８−キノリナト）トリフェニルシラノレートアルミニウム（ＩＩＩ）、ビス（２−メチル−８−キノリナト）−４−フェノレートアルミニウム（ＩＩＩ）及びビス（２−メチル−８−キノリナト）−４−フェニルフェノレートアルミニウム（ＩＩＩ）がある。

本発明の別の実施形態では、図６に示すように、青色及び赤色発光有機ＥＬ材料を別個の層２５及び３５として形成することができる。陰極層２２に隣接配置された層２５は青色又は赤色発光赤材料を含有することができる。青色及び赤色発光有機ＥＬ材料を、前掲の化合物類から選択される電子輸送材料でもあるマトリックス材料（母材）に混合することができ、有利である。好ましくは、図７に示すように、層２５と層３５との間に中間スペーサ層２７が介在する。中間スペーサ層２７は、青色発光層から赤色発光層への、一重項状態エネルギーの拡散を阻止する作用をなし、三重項状態エネルギーの拡散のみを許す。言い換えると、青色発光材料の一重項状態エネルギーは青色発光材料のそれより低くなければならず、青色発光材料の三重項状態エネルギーは赤色発光材料のそれより高い。赤色発光材料が陰極近くに位置する場合、中間スペーサ層は、電子の移動度が正孔の移動度より大きい正孔障壁層でなければならず、スペーサ材料のＨＯＭＯ（最高被占軌道）エネルギーは青色発光材料のそれより小さくなければならず、また赤色発光材料のＬＵＭＯ（最低空軌道）エネルギーはスペーサ材料及び青色発光材料のＬＵＭＯエネルギーに等しいかそれより大きくなければならない。適当な正孔障壁材料は前述した通りである。他方、赤色発光材料が陽極近くに位置する場合、中間スペーサ層は、正孔の移動度が電子の移動度より大きい電子障壁層でなければならず、スペーサ材料のＬＵＭＯエネルギーは青色発光材料のそれより大きくなければならず、また赤色発光材料のＨＯＭＯエネルギーはスペーサ材料及び青色発光材料のＨＯＭＯエネルギーに等しいかそれより小さくなければならない。一般に、前述した化合物のような正孔輸送材料は電子阻止性も有する。特に、適当な電子障壁材料には、Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−（３−メチルフェニル）−１，１′−ビフェニル−４，４′−ジアミン及びポリ（３−オクチル−４−メチルチオフェン）がある。

中間スペーサ層２７は、物理蒸着、化学蒸着、スピンコート、スプレー塗布及び浸漬塗布から選択される方法により形成することができる。

中間スペーサ層２７の厚さは、青及び赤色発光材料対のフェルスター（Ｆｏｒｓｔｅｒ）エネルギー移動半径より大きくなければならない。しかし、中間スペーサ層２７の厚さは、電荷移動抵抗が過度に増加する程大きくてはいけない。通例、中間スペーサ層の厚さは約４〜２０ｎｍである。

本発明の装置に用いられるＰＬ材料は、有機ＥＬ材料が発光する短波長光の一部、好ましくは青色領域の部分を吸収し、可視スペクトルの緑色領域の光を発光する材料である。したがって、有機ＥＬ材料が発光する青色光及び赤色光の非吸収部分がＰＬ材料（１種又は複数種）が発光する緑色光と混ざり合って白色光を生成する。ＰＬ材料はあらゆる有機蛍光体、あらゆる無機蛍光体又は有機と無機蛍光体の混合物とすることができる。有機ＰＬ材料は通常剛直な分子構造を有し、拡張π系である。有機ＰＬ材料は通例ストークスシフトが小さく、量子効率が高い。例えば、スペクトルの青色部分に吸収極大を示す有機ＰＬ材料はスペクトルの緑色部分の発光を示す。本発明の装置に使用できる適当な青色光吸収有機ＰＬ材料の具体例としては、Ｐ．Ｆ．ＧｏｒｄｏｎａｎｄＰ．Ｇｒｅｇｏｒｙ， ”ＯｒｇａｎｉｃＣｈｅｍｉｓｔｒｙｉｎＣｏｌｏｕｒ，” Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ，Ｂｅｒｌｉｎ，ｐ．ｐ．９９−１０１，１０５−１０６，１２６，１８０，２５３−２５５及び２５７（１９８３）に開示されているように、アゾ色素、アントラキノン色素、ニトロジフェニルアミン色素、１−ニトロソ−２−ナフトール及び６−スルホール−１−ニトロソ−２−ナフトールの鉄（ＩＩ）錯体があるが、これらに限定されない。他の有機ＰＬ材料にクマリン色素及びキサンテン色素がある。

有機ＰＬ材料は、発光素子２０の実質的に透明な電極３８上に、物理蒸着、スプレー塗布、スピンコート、浸漬塗布又はインクジェット印刷のような印刷法により堆積することができる。有機ＰＬ材料を実質的に透明なポリマー材料、例えばポリアクリレート、ポリカーボネート、ＰＥＴ、ポリエステル、ポリスルホン、ポリエーテルイミド、シリコーン、エポキシ又はこれらの誘導体に分散させてもよい。次に、混合物を流延（キャスティング）によりフィルム５０に形成し、その後フィルム５０を発光素子２０上に配置する。

本発明の別の実施形態では、無機ＰＬ材料をフィルム５０内の有機ＰＬ材料の代わりに或いは有機ＰＬ材料に加えて使用する。無機ＰＬ材料は別の母材に分散させ、それからフィルム６０を形成し、発光素子２０上にフィルム５０に隣接して配置してもよい。粒径及び粒子表面とポリマー媒体間の相互作用により、粒子をポリマー材料に分散させてフィルム又は層６０を形成する際の難易が決められる。無機蛍光体材料のミクロンサイズの粒子はほとんどが、標準シリコーンポリマー、例えばポリ（ジメチルシロキサン）に単なる撹拌によりよく分散する。必要なら、多くの標準蛍光体を溶液に懸濁するのに使用するような、他の分散剤（例えば界面活性剤或いはポリビニルアルコールのようなポリマー材料）を加えてもよい。蛍光体粒子は、蛍光体材料の比較的大きな破片から、粉砕又は微粒化法、例えばジルコニア強化ボールを用いるボールミル粉砕やジェットミル粉砕により製造することができる。蛍光体粒子は、溶液からの結晶成長によって製造してもよく、その寸法は結晶成長を適当な時間で終了することによって制御できる。

適当な青色光吸収・緑色光発光無機ＰＬ材料の具体例には、Ｃａ₈Ｍｇ（ＳｉＯ₄）₄Ｃｌ₂：Ｅｕ²⁺，Ｍｎ²⁺；ＧｄＢＯ₃：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺；ＣｅＭｇＡｌ₁₁Ｏ₁₉：Ｔｂ³⁺；Ｙ₂ＳｉＯ₅：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺；ＢａＭｇ₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ²⁺，Ｍｎ²⁺；（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｃｅ；Ｓｒ₂Ｓｉ₃Ｏ₈・２ＳｒＣｌ₂：Ｅｕ²⁺；Ｓｒ₄Ａｌ₁₄Ｏ₂₅：Ｅｕ²⁺；Ｙ（Ｇｄ，Ｔｂ，Ｌｕ）₃（Ａｌ，Ｇａ）₅Ｏ₁₂：Ｃｅ³⁺；及びＭｎ添加マグネシウムフルオロゲルマネートがあるが、これらに限定されない。

エネルギー利用率を増加する手段として、蛍光体に他のイオンを導入して、有機材料から出た光からのエネルギーを蛍光体ホスト格子内の他のアクチベータイオンに移動することができる。例えば、Ｓｂ³⁺及びＭｎ²⁺イオンが同じ蛍光体格子内に存在する場合、Ｓｂ³⁺はＭｎ²⁺が効率よくは吸収できない青色領域の光を効率よく吸収し、そのエネルギーをＭｎ²⁺イオンに移動する。したがって、両イオンが吸収する有機ＥＬ材料からの発光の合計量が多くなり、その結果装置全体の量子効率が高くなる。

蛍光体粒子はフィルム形成用ポリマー材料、例えばポリアクリレート、実質的に透明なシリコーン又はエポキシに分散させる。混合物に基づいて約３０体積％未満、好ましくは約１０体積％未満のポリマー材料と蛍光体とを含む蛍光体組成物を使用する。混合物に溶剤を添加してフィルム形成材料の粘度を所望レベルに調節することができる。フィルム形成材料及び蛍光体粒子の混合物を支持体上に、スプレー塗布、浸漬塗布、印刷又は流延により成形して層とする。その後、フィルムを支持体からはがし、発光素子２０上に配置する。フィルム又は層５０及び６０各々の厚さは１ｍｍ未満が好ましく、５００μｍ未満がより好ましい。フィルム形成ポリマー材料の屈折率が基板４０及び有機ＥＬ材料の屈折率に近い、即ち約１．４〜１．６の範囲にあるのが好ましい。

本発明の発光装置は、本出願人に譲渡された係属中の米国特許出願第０９／６８３３４５号「有機ＥＬ材料及びＰＬ材料を含有する発光装置」（２００１年１２月１７日出願）に教示されているように、保護バリヤでカプセル封止することができ、有利である。この特許出願の記載内容も援用によって本明細書の内容の一部をなす。

次に、発光装置を製造する方法を説明する。まず、基板、例えば大面積のガラス又はプラスチック板を用意する。基板の片面に第１導電性材料を堆積して第１電極を形成する。第１電極は陽極でも陰極でもよく、電極用に先に開示した材料から１種又は２種以上の適当な材料を選択する。第１電極材料を基板上にスパッタ堆積するのが好ましい。さらに第１電極をエッチングなどにより所望の形状にパターン化することができる。

一実施形態では、２つの異なる波長範囲で発光する２種以上の有機ＥＬ材料を使用し、混合し、混合物を、物理又は化学蒸着、スピンコート、浸漬塗布、スプレー塗布、インクジェット印刷又は流延により第１電極上に堆積して層とし、次いで材料を重合（必要なら）又は硬化させる。有機ＥＬ材料の混合物は溶剤で希釈してその粘度を調節するか、フィルム形成性ビヒクルとして作用する他のポリマー材料と混合してもよい。先に開示した化合物から選択される電子輸送材料を、フィルム形成性ポリマーとともに或いはなしで、混合物に添加することもできる。第２導電性材料を有機ＥＬ層上に堆積して第２電極を形成する。第２電極は有機ＥＬ材料の全域に堆積するか、所望の形状にパターン化することができる。これらの電極の少なくとも一方が実質的に透明である。電極と有機ＥＬ層とで発光素子を構成する。少なくとも１種の有機ＰＬ材料を、発光素子が発光したＥＭ放射線を受け取るように、発光素子に隣接配置する。有機ＰＬ材料は、発光素子の表面上に、例えば物理又は化学蒸着、スプレー塗布、スピンコート、浸漬塗布又はインクジェット印刷により成膜することができる。或いはまた、有機ＰＬ材料を実質的に透明なポリマー材料、例えばポリアクリレート、ポリカーボネート、ＰＥＴ、ポリエステル、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、シリコーン又はエポキシに分散させ、得られた混合物を発光素子の表面上に、物理又は化学蒸着、スピンコート、浸漬塗布、スプレー塗布又はインクジェット印刷により層又はフィルムとして堆積する。発光素子の透明電極と同じ側に、有機ＰＬ材料を堆積するか、有機ＰＬ材料を含有するフィルムを形成するのが好ましい。

或いはまた、混合物を別個に流延してフィルムとし、そのフィルムを発光素子の表面に貼り付ける。製造方法は、所望に応じて、正孔注入増強層、正孔輸送層及び電子注入増強及び輸送層として作用する１つ以上の追加層を電極と有機ＥＬ材料層との間に形成する工程を含む。

別の実施形態では、有機発光装置の作動に必要又は望ましい複数層のセットを各々別個のアセンブリとして形成し、これらのアセンブリを積層するか互いに貼り付けて作用装置を生成する。

本発明のさらに他の実施形態では、本方法は、無機ＰＬ材料を発光素子に隣接配置する工程を含む。無機ＰＬ材料を発光素子の透明電極と同じ側に配置するのが好ましい。無機ＰＬ材料を、前述した化合物のような実質的に透明なポリマー材料に分散し、得られた混合物を、（有機及び無機ＰＬ材料両方を設けたい場合には）有機ＰＬ材料のフィルム又は層上に、或いは（無機ＰＬ材料のみを設けたい場合には）基板上に、スピンコート、浸漬塗布、スプレー塗布又はインクジェット印刷により成膜する。或いは、混合物を別個に流延してフィルムとし、そのフィルムを有機ＰＬ材料の層又は基板に貼り付けてもよい。なお、有機及び無機ＰＬ材料両方を設けたい場合に、ＰＬ層の順序は反転してもよい。すなわち、まず無機ＰＬ層を発光素子に貼り付け、次いで有機ＰＬ層を無機ＰＬ層に貼り付けてもよい。

有機ＥＬ材料を別個の層又はフィルム（薄膜）にて配置するのが望ましい実施形態では、各々を単独材料として又はその材料と前述したようなフィルム形成材料との混合物として層に形成するか、堆積することができる。フィルム形成材料を電子輸送材料として有機ＥＬ層への電子輸送を促進するのが好ましい。

発光素子の実施例
本発明の三重項状態エネルギー移動の概念を採用した発光素子は、以下の構成要素：陽極、ポリフルオレン青色発光材料の層、ポリ（２，５−ピリジンジイル）のスペーサ層、赤色発光トリス（ジナフトイルメタン）モノフェナントロリンユウロピウム（ＩＩＩ）（Ｄｎｍ：Ｅｕ、式ＸＶ）の層及び陰極をこの順序で配置した構成である。この発光素子は隣接層間のＨＯＭＯ及びＬＵＭＯエネルギーレベルがほぼ調和しており、効率のよい装置を提供する。

下記の層：陽極、Ｄｎｍ：Ｅｕがドープされたポリフルオレン又は白金オクタエチルポルフィンからなる赤色発光材料の層、ポリ（３−オクチル−４−メチルチオフェン）のスペーサ層、青色発光ポリフルオレンの層及び陰極をこの順序で配置した構成の別の発光素子も想定できる。

青色発光ポリフルオレン、赤色発光Ｄｎｍ：Ｅｕ、及び緑黄色発光（Ｙ，Ｇｄ）₃Ａｌ₅Ｏ₁₂：Ｃｅ³⁺蛍光体を用いて、本発明の白色発光装置のシミュレーションを行う。このような装置の発光スペクトルを図９に示す。この装置は演色評価数９０、相関色温度４９８０Ｋ、ＣＩＥ色度図上の座標ｘ＝０．３４５６，ｙ＝０．３５２３である。この座標は黒体軌跡に近い。

大面積のプラスチック又はガラス基板上に予め形成した大面積発光素子と少なくとも１種の有機ＰＬ材料からなる少なくとも１枚のフィルムとを積層することにより、大面積発光装置を製造することができる。ここで「大面積」とは、発光表面積が１０ｃｍ×１０ｃｍの正方形の面積以上であることを意味する。各々少なくとも１種の無機ＰＬ材料又は光散乱材料からなる追加のフィルムを同時に積層してもよい。さらに、保護バリヤ膜を別個に形成し、次いで発光素子及び他のフィルムと一緒に積層してもよい。

本発明の大面積発光装置は、通常の照明目的など、大面積を照明するのに使用するのが有利である。

本発明の発光装置複数個を支持体上に配置して所望のメッセージ又は符号を表示することができる。

以上、本発明の特定の好適な実施形態を記載したが、本発明の要旨から逸脱することなく、これらの実施形態に種々の変更、改変、置き換えが可能であることが、当業者には明らかである。

発光素子と有機ＰＬ材料層とを備える実施形態の線図である。正孔注入増強層を含む発光素子の線図である。正孔注入増強層及び正孔輸送層を含む発光素子の線図である。電子注入増強・輸送層を含む発光素子の線図である。有機ＥＬ層と電子注入増強・輸送層の間に正孔障壁層を含む発光素子の線図である。発光素子が２つの別個の有機ＥＬ層を含む実施形態の線図である。発光素子が２つの別個の有機ＥＬ層及びこれら有機ＥＬ層間の電荷障壁層を含む実施形態の線図である。２つの別個のＰＬ材料層を含む実施形態の線図である。青色発光ポリフルオレン、赤色発光トリス（ジナフトイルメタン）モノフェナントロリンユウロピウム（ＩＩＩ）及びセリウム添加イットリウムアルミネートガーネット蛍光体からなる発光装置の複合発光スペクトル図である。

Claims

第１電極（２２）、第２電極（３８）、前記第１電極（２２）と第２電極（３８）との間に介在する２種以上の有機エレクトロルミネセント（ＥＬ）材料（３０，２５，３５）、及び前記第１電極（２２）と第２電極（３８）との間に介在する電荷障壁材料を含む発光素子（２０）を備え、前記発光素子（２０）は前記電極間に電圧が印加されると第１スペクトルを有する第１電磁（ＥＭ）放射線を発光し、
さらに前記発光素子が発光する光の通路に配置された１種以上のフォトルミネセント（ＰＬ）材料（５０）を備え、前記ＰＬ材料は前記第１ＥＭ放射線の一部を吸収し、第２スペクトルを有する第２ＥＭ放射線を発光する、
発光装置（１０）。
前記２種以上の有機ＥＬ材料（３０，２５，３５）が各々２つの異なる波長範囲のいずれかのＥＭ放射線を発光する、請求項１記載の発光装置（１０）。
前記２つの異なる波長範囲が青色及び赤色ＥＭ放射線範囲である、請求項２記載の発光装置（１０）。
前記青色ＥＭ放射線が約３８０〜５００ｎｍの波長範囲を有し、前記赤色ＥＭ放射線が約６００〜７７０ｎｍの波長範囲を有する、請求項３記載の発光装置（１０）。
前記第２スペクトルが緑色ＥＭ放射線波長範囲にある、請求項１記載の発光装置（１０）。
前記緑色ＥＭ放射線波長範囲が約５００〜６００ｎｍである、請求項５記載の発光装置（１０）。
前記ＰＬ材料（５０）が前記発光素子（２０）上に配置されたポリマー材料の層内に分散されている、請求項１記載の発光装置（１０）。
前記ＰＬ材料（５０）が有機ＰＬ材料及び無機ＰＬ材料を含有する、請求項１記載の発光装置（１０）。
前記有機ＰＬ材料及び無機ＰＬ材料が各々異なる層内に配置されている、請求項１記載の発光装置（１０）。
少なくとも第１有機ＥＬ材料（２５）が、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリ（アルキルフルオレン）、ポリ（ｐ−フェニレン）、ポリシラン、これらの誘導体、これらの混合物、これらの共重合体、１，３，５−トリス｛Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）フェニルアミノ｝ベンゼン、フェニルアントラセン、テトラアリールエテン、クマリン、ルブレン、テトラフェニルブタジエン、アントラセン、ペリレン、コロネン、アルミニウム（ピコリルメチルケトン）−ビス｛２，６−ジ（ｔ−ブチル）フェノキシド、スカンジウム（４−メトキシ−ピコリルメチルケトン）−ビス（アセチルアセトネート）、アルミニウムアセチルアセトネート、ガリウムアセチルアセトネート及びインジウムアセチルアセトネートからなる群から選択され、少なくとも第２有機ＥＬ材料（３５）が、アルコキシ置換ポリ（ｐ−フェニレン）、トリフェニレンヘキサエーテル、ペリレンテトラエステル、アズラクトンの誘導体、ジベンゾテトラフェニルペリフランテン、ペンタセンの誘導体、キノリンの誘導体、ピランの誘導体、白金、パラジウム、ユウロピウム及び亜鉛のポルフィリン錯体、ユウロピウム（ＩＩＩ）フェナントロリンの誘導体、白金、パラジウム及び亜鉛のマレオニトリルジチオレートホスホネート錯体、イリジウム（ＩＩＩ）及び白金（ＩＩ）のアセトアセトネート錯体、及びオスミウム（ＩＩ）及びルテニウム（ＩＩ）のポリピリジル錯体からなる群から選択される、請求項１記載の発光装置（１０）。
少なくとも第１有機ＥＬ材料（２５）が、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリ（アルキルフルオレン）、ポリ（ｐ−フェニレン）、ポリシラン、これらの誘導体、これらの混合物、これらの共重合体、１，３，５−トリス｛Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）フェニルアミノ｝ベンゼン、フェニルアントラセン、テトラアリールエテン、クマリン、ルブレン、テトラフェニルブタジエン、アントラセン、ペリレン、コロネン、アルミニウム（ピコリルメチルケトン）−ビス｛２，６−ジ（ｔ−ブチル）フェノキシド、スカンジウム（４−メトキシ−ピコリルメチルケトン）−ビス（アセチルアセトネート）、アルミニウムアセチルアセトネート、ガリウムアセチルアセトネート及びインジウムアセチルアセトネートからなる群から選択され、少なくとも第２有機ＥＬ材料（３５）が、アルコキシ置換ポリ（ｐ−フェニレン）、トリフェニレンヘキサエーテル、ペリレンテトラエステル、アズラクトンの誘導体、ジベンゾテトラフェニルペリフランテン、ペンタセンの誘導体、キノリンの誘導体、ピランの誘導体、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｅｕ及びＩｒのうち１種以上の金属からなる群から選択される、請求項１記載の発光装置（１０）。
前記アルコキシ置換ポリ（ｐ−フェニレン）がポリ｛２−メトキシ−５（２′−エチル−ヘキシロキシ）−１，４−フェニレン−１，２−エテニレン−２，５−ジメトキシ−１，４−フェニレン−１，２−エテニレン｝であり、
前記トリフェニレンヘキサエーテルが次式Ｉで表され、

前記ペリレンテトラエステルが次式ＩＩで表され、

前記アズラクトンの誘導体が次式ＩＩＩで表され、

前記ペンタセンの誘導体が次式ＩＶで表され、

（式中のＲ₁、Ｒ₂、Ｒ₃及びＲ₄は各々独立に芳香族基、置換芳香族基、複素芳香族基又は置換複素芳香族基からなる群から選択される。）
前記キノリンの誘導体が次式Ｖで表され、

［式中のＲ₁及びＲ₂は独立に次式ＶＩで表される。

（式中のＲ′及びＲ”は独立にアルキルアリール基、アルケニルアリール基及びヘテロアリール基からなる群から選択され、Ｑはアリール基及び縮合環芳香族基から選択される基であり、ｎは１〜３である。）］
前記ピランの誘導体が次式ＶＩＩで表され、

前記白金のポルフィリン錯体が白金オクタエチルポルフィンであり、
前記ユウロピウム（ＩＩ）フェナントロリンの誘導体が次式ＶＩＩＩ、ＩＸ及びＸＶからなる群から選択され、

前記マレオニトリルジチオレートホスホネート錯体が白金（ビス（ジフェニルホスフィノ）メタン）マレオニトリルジチオレート及び白金（ビス（トリフェニルホスフィノ）マレオニトリルチオレートからなる群から選択され、
前記イリジウム（ＩＩＩ）及び白金（ＩＩ）のアセトアセトネート錯体が次式Ｘ及びＸＩで表され、

前記オスミウム（ＩＩ）及びルテニウム（ＩＩ）のポリピリジル錯体が次式ＸＩＩ、ＸＩＩＩ及びＸＩＶからなる群から選択される、

請求項１０記載の発光装置（１０）。
前記ＰＬ材料（５０）がアゾ色素、アントラキノン色素、ニトロジフェニルアミン色素、１−ニトロソ−２−ナフトール及び６−スルホール−１−ニトロソ−２−ナフトールの鉄（ＩＩ）錯体、クマリン色素及びキサンテン色素からなる群から選択される、請求項１記載の発光装置（１０）。
前記ＰＬ材料（５０）が、Ｃａ₈Ｍｇ（ＳｉＯ₄）₄Ｃｌ₂：Ｅｕ²⁺，Ｍｎ²⁺；ＧｄＢＯ₃：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺；ＣｅＭｇＡｌ₁₁Ｏ₁₉：Ｔｂ³⁺；Ｙ₂ＳｉＯ₅：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺；ＢａＭｇ₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ²⁺，Ｍｎ²⁺；（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｃｅ；Ｓｒ₂Ｓｉ₃Ｏ₈・２ＳｒＣｌ₂：Ｅｕ²⁺；Ｓｒ₄Ａｌ₁₄Ｏ₂₅：Ｅｕ²⁺；Ｙ（Ｇｄ，Ｔｂ，Ｌｕ）₃（Ａｌ，Ｇａ）₅Ｏ₁₂：Ｃｅ³⁺；及びＭｎ添加マグネシウムフルオロゲルマネートからなる群から選択される、請求項１記載の発光装置（１０）。
前記有機ＥＬ材料（２５，３５）が少なくとも電子輸送材料の母材中に分散されている、請求項１記載の発光装置（１０）。
前記電子輸送材料が、８−ヒドロキシキノリンの金属有機錯体、スチルベン誘導体、アントラセン誘導体、ペリレン誘導体、金属チオキシノイド化合物、オキサジアゾール誘導体及び金属キレート、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体及びトリアジンからなる群から選択される、請求項１５記載の発光装置（１０）。
さらに、電子輸送材料を含有する電子注入増強層（２４）が陰極（２２）と前記有機ＥＬ材料の少なくとも１種の層（２５）との間に介在する、請求項１記載の発光装置（１０）。
前記電子輸送材料が、８−ヒドロキシキノリンの金属有機錯体、スチルベン誘導体、アントラセン誘導体、ペリレン誘導体、金属チオキシノイド化合物、オキサジアゾール誘導体及び金属キレート、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体及びトリアジンからなる群から選択される、請求項１７記載の発光装置（１０）。
さらに、正孔輸送材料の層（３４）が陽極（３８）と前記有機ＥＬ材料の少なくとも１種の層（３５）との間に介在する、請求項１記載の発光装置（１０）。
前記正孔輸送材料が、トリアリールジアミン、テトラフェニルジアミン、芳香族第三アミン、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を有するオキサジアゾール誘導体及びポリチオフェンからなる群から選択される、請求項１９記載の発光装置（１０）。
前記第１電極（２２）が、Ｋ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｓｍ、Ｅｕ及びこれらの合金及びこれらの混合物からなる群から選択される材料からなる、請求項１記載の発光装置（１０）。
前記第２電極（３８）が、ＩＴＯ、酸化錫、酸化インジウム、酸化亜鉛、インジウム−亜鉛酸化物、亜鉛−インジウム−錫酸化物、酸化アンチモン及びこれらの混合物からなる群から選択される材料からなる、請求項１記載の発光装置（１０）。
さらに、カプセル封止保護バリヤ（１００）を備える、請求項１記載の発光装置（１０）。
前記有機ＥＬ材料（２５，３５）が各々前記電極（２２，３８）間の別個の層に含有され、前記発光素子（２０）はさらにこれらの有機ＥＬ材料層間に介在する電荷障壁層を含む、請求項１記載の発光装置（１０）。
（１）第１電極（２２）、第２電極（３８）、前記第１電極（２２）と第２電極（３８）との間に介在する別個の層に含有された２種以上の有機ＥＬ材料（３０，２５，３５）、及び前記有機ＥＬ材料（３０，２５，３５）の層間に介在する電荷障壁層を含む発光素子（２０）を備え、前記発光素子（２０）は前記電極（２２，３８）間に電圧が印加されると第１スペクトルを有する第１ＥＭ放射線を発光し、ここで少なくとも第１有機ＥＬ材料（２５）が約３８０〜５００ｎｍの第１波長範囲を有するＥＭ放射線を発光し、第２有機ＥＬ材料（３５）が約６００〜７７０ｎｍの第２波長範囲を有するＥＭ放射線を発光し、さらに
（２）前記発光素子が発光する光の通路に配置された１種以上のＰＬ材料（５０）を備え、前記ＰＬ材料（５０）は前記第１ＥＭ放射線の一部を吸収し、約５００〜６００ｎｍの第３波長範囲を有する第２スペクトルを有する第２ＥＭ放射線を発光する、
発光装置（１０）。
前記２種以上の有機ＥＬ材料（３０，２５，３５）が各々前記第１波長範囲及び第２波長範囲のいずれかの波長範囲を有するＥＭ放射線を発光する、請求項２５記載の発光装置（１０）。
（３）第１電極（２２）、第２電極（３８）、前記第１電極（２２）と第２電極（３８）との間に介在する別個の層に含有された２種以上の有機ＥＬ材料（３０，２５，３５）、及び前記有機ＥＬ材料（３０，２５，３５）の層間に介在する電荷障壁層を含む発光素子（２０）を備え、前記発光素子（２０）は基板（４０）上に配置され、前記電極間に電圧が印加されると第１スペクトルを有する第１ＥＭ放射線を発光し、さらに
（４）前記発光素子が発光する光の通路に配置された１種以上のＰＬ材料（５０）を備え、前記ＰＬ材料は前記第１ＥＭ放射線の一部を吸収し、約５００〜６００ｎｍの波長範囲を有する第２スペクトルを有する第２ＥＭ放射線を発光し、
少なくとも第１有機ＥＬ材料（２５）が、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリ（アルキルフルオレン）、ポリ（ｐ−フェニレン）、ポリシラン、これらの誘導体、これらの混合物、これらの共重合体、１，３，５−トリス｛Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）フェニルアミノ｝ベンゼン、フェニルアントラセン、テトラアリールエテン、クマリン、ルブレン、テトラフェニルブタジエン、アントラセン、ペリレン、コロネン、アルミニウム（ピコリルメチルケトン）−ビス｛２，６−ジ（ｔ−ブチル）フェノキシド、スカンジウム（４−メトキシ−ピコリルメチルケトン）−ビス（アセチルアセトネート）、アルミニウムアセチルアセトネート、ガリウムアセチルアセトネート及びインジウムアセチルアセトネートからなる群から選択され、
少なくとも第２有機ＥＬ材料（３５）が、以下の式Ｉ〜Ｖ、ＶＩＩ〜ＸＩＶからなる群から選択され、

（式ＩＶ中のＲ₁、Ｒ₂、Ｒ₃及びＲ₄は各々独立に芳香族基、置換芳香族基、複素芳香族基又は置換複素芳香族基からなる群から選択される。）

［式Ｖ中のＲ₁及びＲ₂は独立に次式ＶＩで表される。

（式中のＲ′及びＲ”は独立にアルキルアリール基、アルケニルアリール基及びヘテロアリール基からなる群から選択され、Ｑはアリール基及び縮合環芳香族基から選択される基であり、ｎは１〜３である。）］

（式中のＡはＢｒ^-及びナフチル基から選択される。）

前記ＰＬ材料（５０）が有機ＰＬ材料及び無機ＰＬ材料から選択され、前記有機ＰＬ材料がアゾ色素、アントラキノン色素、ニトロジフェニルアミン色素、１−ニトロソ−２−ナフトール及び６−スルホール−１−ニトロソ−２−ナフトールの鉄（ＩＩ）錯体、クマリン色素及びキサンテン色素からなる群から選択され、
前記無機ＰＬ材料が、Ｃａ₈Ｍｇ（ＳｉＯ₄）₄Ｃｌ₂：Ｅｕ²⁺，Ｍｎ²⁺；ＧｄＢＯ₃：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺；ＣｅＭｇＡｌ₁₁Ｏ₁₉：Ｔｂ³⁺；Ｙ₂ＳｉＯ₅：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺；ＢａＭｇ₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ²⁺，Ｍｎ²⁺；（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｃｅ；Ｓｒ₂Ｓｉ₃Ｏ₈・２ＳｒＣｌ₂：Ｅｕ²⁺；Ｓｒ₄Ａｌ₁₄Ｏ₂₅：Ｅｕ²⁺；Ｙ（Ｇｄ，Ｔｂ，Ｌｕ）₃（Ａｌ，Ｇａ）₅Ｏ₁₂：Ｃｅ³⁺；及びＭｎ添加マグネシウムフルオロゲルマネートからなる群から選択され、
前記電荷障壁層が、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、バトクプロイン（ＢＣＰ）、アルミニウム（ＩＩＩ）ビス（２−メチル−８−キノリナト）トリフェニルシラノレート、アルミニウム（ＩＩＩ）ビス（２−メチル−８−キノリナト）−４−フェノレート、アルミニウム（ＩＩＩ）ビス（２−メチル−８−キノリナト）−４−フェニルフェノレート、Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−（３−メチルフェニル）−１，１′−ビフェニル−４，４′−ジアミン及びポリ（３−オクチル−４−メチルチオフェン）からなる群から選択される材料からなる、
発光装置（１０）。
さらに、カプセル封止保護バリヤを備える、請求項２７記載の発光装置（１０）。
請求項１記載の発光装置（１０）複数個を備え、これら発光装置（１０）が支持体に装着された、発光ディスプレイ。
請求項２５記載の発光装置（１０）複数個を備え、これら発光装置（１０）が支持体に装着された、発光ディスプレイ。
請求項２７記載の発光装置（１０）複数個を備え、これら発光装置（１０）が支持体に装着された、発光ディスプレイ。
各々２つの波長範囲の片方を有するＥＭ放射線を発光する少なくとも２種の有機ＥＬ材料を含有する発光装置（１０）を製造するにあたり、
（１）第１導電性材料からなる第１電極（２２）及び第２導電性材料からなる第２電極（３８）を設け；前記第１電極（２２）と第２電極（３８）の間に少なくとも２種の有機ＥＬ材料（３０，２５，３５）を配置し；前記第１電極（２２）と第２電極（３８）の間に電荷障壁材料を配置する工程を含むプロセスで発光素子（２０）を形成する工程と、
（２）前記発光素子に隣接して少なくとも１種のＰＬ材料（５０）を配置する工程と
を含む発光装置（１０）の製造方法。
少なくとも２種の有機ＥＬ材料（３０，２５，３５）を配置する工程で、これらの有機ＥＬ材料（３０，２５，３５）を一緒に単一層に配置する、請求項３２記載の方法。
さらに、前記単一層における有機ＥＬ材料（３０，２５，３５）用の母材として電子輸送材料を供給する工程を含む、請求項３３記載の方法。
少なくとも２種の有機ＥＬ材料（３０，２５，３５）を配置する工程で、これらの有機ＥＬ材料（３０，２５，３５）各々を別個の層に配置する、請求項３２記載の方法。
さらに、前記層における各有機ＥＬ材料用の母材として電子輸送材料を供給する工程を含む、請求項３５記載の方法。
さらに、前記発光素子（２０）に隣接して散乱材料の層を配置する工程を含む、請求項３２記載の方法。
前記第１及び第２導電性材料を配置する工程が、物理蒸着、化学蒸着及びスパッタリングから選択される、請求項３２記載の方法。
前記少なくとも２種の有機ＥＬ材料（３０，２５，３５）を配置する工程が、物理蒸着、化学蒸着、スピンコート、浸漬塗布、スプレー塗布、インクジェット印刷及び流延から選択される、請求項３２記載の方法。
前記少なくとも１種のＰＬ材料（５０）が有機ＰＬ材料であり、前記ＰＬ材料を配置する工程で、物理蒸着、化学蒸着、スピンコート、浸漬塗布、スプレー塗布、インクジェット印刷及び流延から選択される方法により前記有機ＰＬ材料を堆積する、請求項３２記載の方法。
前記少なくとも１種のＰＬ材料が有機ＰＬ材料（５０）であり、前記ＰＬ材料を配置する工程が、前記有機ＰＬ材料を実質的に透明なポリマー材料に分散させて混合物を形成し、この混合物をドクターブレード法により流延してフィルムとし、フィルムを硬化し、フィルムを前記発光素子に隣接して配置する工程を含む、請求項３２記載の方法。
前記少なくとも１種のＰＬ材料が無機ＰＬ材料（６０）であり、前記ＰＬ材料を配置する工程が、前記無機ＰＬ材料（６０）を実質的に透明なポリマー材料に分散させて混合物を形成し、スピンコート、浸漬塗布、スプレー塗布、インクジェット印刷及び流延から選択される方法により前記混合物を前記有機ＰＬ材料上に堆積する工程を含む、請求項３２記載の方法。
前記少なくとも１種のＰＬ材料が無機ＰＬ材料（６０）であり、前記ＰＬ材料を配置する工程が、前記無機ＰＬ材料（６０）を実質的に透明なポリマー材料に分散させて混合物を形成し、この混合物をドクターブレード法により流延してフィルムとし、フィルムを硬化し、フィルムを前記有機ＰＬ材料（５０）に隣接して配置する工程を含む、請求項３２記載の方法。
前記電荷障壁材料が正孔障壁材料及び電子障壁材料から選択され、前記電荷障壁材料を配置する工程が物理蒸着、化学蒸着、スピンコート、スプレー塗布及び浸漬塗布から選択される方法により行われる、請求項３２記載の方法。