JP2007529597A - 性能が向上した白色有機発光デバイス - Google Patents

Abstract

白色光を出す有機発光ダイオード（OLED）デバイスであって、a）アノードと；b）このアノードの上に配置された正孔輸送層と；c）この正孔輸送層の上に配置された青色発光層と；d）この青色発光層の上に配置された電子輸送層と；e）この電子輸送層の上に配置されたカソードとを備え；正孔輸送層が、青色発光層の全体または一部と接触している層を備えていて、特定の一般式を持つ発光ナフタセン化合物を含んでいることを特徴とするデバイス。

Description

本発明は、白色光を出す有機発光OLEDデバイスに関する。

OLEDデバイスは、基板と、アノードと、有機化合物からなる正孔輸送層と、適切な発光材料（ドーパントとしても知られる）を含む有機発光層と、有機電子輸送層と、カソードを備えている。OLEDデバイスが魅力的なのは、駆動電圧が低く、高輝度で、視角が広く、フル・カラーのフラット発光ディスプレイが可能だからである。Tangらは、この多層OLEDデバイスをアメリカ合衆国特許第4,769,292号と第4,885,211号に記載している。

高効率の白色発光OLEDデバイスは、紙のように薄い光源、LCDディスプレイのバックライト、自動車の室内灯、オフィスの照明など、いろいろな用途における低コストの代替手段と考えられている。白色発光OLEDデバイスは、明るくて、高効率であり、しかも一般に国際照明委員会（CIE）の色度座標がほぼ（0.33, 0.33）である必要がある。いずれにせよ、この明細書では、白色光は、白い色を持つとユーザーが認識する光である。

以下に示す特許明細書と刊行物には、一対の電極間に正孔輸送層と有機発光層を備えていて白色光を出すことのできる有機OLEDデバイスの製造方法が開示されている。

白色発光OLEDデバイスは、以前にJ. Shi（アメリカ合衆国特許第5,683,823号）が報告している。このデバイスでは、発光層が、ホスト発光材料の中に均一に分散された赤色発光材料と青色発光材料を含んでいる。このデバイスは、優れた電場発光特性を有するが、赤色ドーパントと青色ドーパントの濃度が非常に小さい（例えばホスト材料の0.12％と0.25％）。このような濃度は、大規模生産において制御するのが難しい。Satoらは、日本国特開平7-142,169号に、正孔輸送層の隣に青色発光層を形成した後、赤色蛍光層を含む領域を有する緑色発光層を形成することによって白色光を出すことのできるOLEDデバイスを開示している。

Kidoらは、Science、第267巻、1332ページ、1995年とAPL、第64巻、815ページ、1994年に、白色光OLEDデバイスを報告している。このデバイスでは、キャリア輸送特性が異なる3つの発光層（それぞれが青色光、緑色光、赤色光を出す）を使用して白色光を発生させている。Littmanらは、アメリカ合衆国特許第5,405,709号に、別の白色発光デバイスを開示している。このデバイスは、正孔-電子再結合に応答して白色光を出すことができ、可視光の青緑から赤の範囲の蛍光を含んでいる。最近、Deshpandeらは、Applied Physics Letters、第75巻、888ページ、1999年に、正孔阻止層によって互いに隔てられた赤発光層、青発光層、緑発光層を用いた白色光OLEDデバイスを発表した。

しかしこれらのOLEDデバイスで必要なドーパントの濃度は非常に低いため、大規模生産において工程を制御することは難しい。また、ドーパント濃度のわずかな変化により、出る色が違ってくる。白色OLEDは、カラー・フィルタ・アレイを利用したフル・カラー・デバイスを作るのに使用される。しかしこのカラー・フィルタは、元の光の約30％しか透過させない。したがって、白色OLEDにおいて高い輝度効率と安定性が必要とされている。

そこで本発明の1つの目的は、有効な白色光有機デバイスを製造することである。

本発明の別の目的は、構造が簡単であり製造環境における再現性がある、高効率で安定な白色光OLEDデバイスを提供することである。

本発明のさらに別の目的は、熱に対して安定な黄色発光材料を提供することである。

まったく予想外なことに、輝度効率が高くて動作安定性のある白色光OLEDデバイスが、黄色発光ルブレン誘導体（黄色ドーパントとしても知られ、例えば2,8-ジ-t-ブチル-5,6,11,12-テトラ(p-t-ブチルフェニル)ナフタセン（Inv-1）や2,8-ジ-t-ブチル-5,11-ジ(p-t-ブチルフェニル)-6,12-ジ(p-フェニルフェニル)ナフタセン（Inv-2）がある）をNPB正孔輸送層にドーピングし、かつ、青色発光材料（青色ドーパントしても知られ、例えばジスチリルアミン誘導体やビス(アジニル)アミン誘導体がある）をTBADNホスト発光層にドーピングすることによって得られることがわかった。このような黄色発光材料は、予想外なことに、OLEDデバイスの製造プロセスにおいて熱に対して安定であることがわかった。ドーパントまたは発光材料は、正孔輸送層の中にホスト材料の0.01〜50質量％を組み込むことができる。この値は、一般にホスト材料の0.01〜30質量％であり、より一般的なのは0.01〜15質量％である。

上記の目的は、実質的に白色光を出す有機発光ダイオード（OLED）デバイスであって、
a）アノードと；
b）このアノードの上に配置された正孔輸送層と；
c）この正孔輸送層の上に直接配置された、青色発光化合物をドープされた青色発光層と；
d）この青色発光層の上に配置された電子輸送層と；
e）この電子輸送層の上に配置されたカソードとを備えていて；
f）正孔輸送層と電子輸送層の一方または両方が、一般式（I）の化合物：

（ただし、
R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆は各環の置換基を表わし、各置換基は、独立に、炭素原子が1〜24個のアルキル基または置換されたアルキル基；炭素原子が6〜20個のアリール基または置換されたアリール基；縮合芳香族環を完成させるのに必要な4〜24個の炭素原子；5〜24個の炭素原子からなる複素環基または置換された複素環基で、単結合を通じて結合すること、または縮合した複素芳香族環系を完成させることができるもの；炭素原子が1〜24個のアルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシアミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基；フッ素置換基、塩素置換基、臭素置換基、シアノ置換基の中から選択され；
a、b、c、dは、独立に、0〜5の中から選択され；
eとfは、独立に、0〜4の中から選択され；
R₁〜R₄のうちの少なくとも1つは縮合環基ではなく、R₁〜R₆のうちの少なくとも1つは置換基であり；
さらに、R₁とR₄の両方が複素環であることはなく、R₂とR₃の両方が複素環であることもない）またはその誘導体を選択的にドープされていて、その化合物がスペクトルの黄色領域の光を出し、青色発光層と接触している層の全体または一部に対応することを特徴とするデバイスによって実現される。

本発明の特徴と利点は以下の通りである。

黄色発光ルブレンに由来するドーパントである2,8-ジ-t-ブチル-5,6,11,12-テトラ(p-t-ブチルフェニル)ナフタセン（Inv-1）または2,8-ジ-t-ブチル-5,11-ジ(p-t-ブチルフェニル)-6,12-ジ(p-フェニルフェニル)ナフタセン（Inv-2）を正孔輸送層と電子輸送層の一方または両方に含むことによって白色光を出す単純なOLEDデバイス。

高効率の白色光OLEDを用い、チップ上のカラー・フィルタと集積された薄膜トランジスタを備えた基板を有するフル・カラー・デバイスを製造することができる。

本発明に従って製造したOLEDデバイスでは、フル・カラーOLEDデバイスの発光層を形成するのにシャドウ・マスクを用いる必要がない。

本発明に従って製造したOLEDデバイスは高い再現性で製造することができ、高い発光効率を常に提供することができる。

本発明のOLEDデバイスは動作安定性が高く、しかも必要な駆動電圧が低い。

本発明により、このようなデバイスを備えるディスプレイと、このようなデバイスを利用したイメージング法も提供される。

このようなデバイスは、高純度の白色光を作る上で望ましい長波長のエレクトロルミネッセンスを出す。

本発明の材料は熱に対して安定であるため、長期にわたって高温に加熱する材料を必要とするOLEDデバイスの製造に使用できる。

本発明は上にまとめた通りである。有機OLEDデバイスの従来の発光層は発光材料または蛍光材料を含んでおり、電子-正孔対が再結合する結果としてエレクトロルミネッセンス（EL）が生じる。

OLEDの白色光を利用すると、赤色（R）フィルタ、緑色（G）フィルタ、青色（B）フィルタを用いてフル・カラー・デバイスを製造することができる。RGBフィルタは、基板の上に堆積させること、または基板の中に組み込むこと、または上部電極の上に堆積させること（光が上部電極を透過する場合）ができる。RGBフィルタ・アレイを上部電極の上に堆積させる場合には、適切な厚さ（例えば1〜1000nm）の緩衝層を用いて上部電極を保護するとよい。緩衝層は、無機材料（例えばシリコン酸化物、窒化物）、または有機材料（例えばポリマー）、または無機材料と有機材料からなる多数の層を含むことができる。RGBフィルタ・アレイを設ける方法は従来技術でよく知られている。リソグラフィ法、インクジェット印刷法、レーザー熱転写法というのが、RGBフィルタを設ける方法のほんのいくつかの例である。

白色光とRGBフィルタを用いたフル・カラー・ディスプレイをこのようにして製造する方法には、フル・カラーを出すのに用いる精密シャドウ・マスキング技術と比べていくつかの利点がある。この方法は、正確な位置揃えを必要とせず、低コストであり、製造が容易である。基板そのものが、個々の画素にアドレスするための薄膜トランジスタを備えている。ChingとHseihに付与されたアメリカ合衆国特許第5,550,066号と第5,684,365号に、TFT基板のアドレス法が記載されている。

正孔輸送層は、少なくとも1つの正孔輸送化合物として芳香族第三級アミンなどを含んでいる。芳香族第三級アミンは、炭素原子（そのうちの少なくとも1つは芳香族環のメンバーである）だけに結合する少なくとも1つの3価窒素原子を含んでいる化合物であると理解されている。さらに、正孔輸送層を1つ以上の層で構成し、それぞれの層に同じか異なる発光材料をドープする、または発光材料をドープしないようにすることができる。正孔輸送層には、本発明のナフタセン誘導体に加え、他の安定化用ドーパント（例えばt-BuDPN）を同時にドープできることも理解すべきである。同様に、青色発光層は、青色発光ドーパントと、青色発光層のための色相変更材料であるNPBなどの補助ドーパントで構成することができる。補助ドーパントの濃度は0.5〜30％の範囲であるが、5〜20％であることが好ましい。

正孔輸送層または電子輸送層で黄色発光材料または黄色発光ドーパントとして用いる材料は、一般式（I）で表わされる材料である：

（ただし、
R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆は各環の置換基を表わし、各置換基は、独立に、炭素原子が1〜24個のアルキル基または置換されたアルキル基；炭素原子が6〜20個のアリール基または置換されたアリール基；縮合芳香族環を完成させるのに必要な4〜24個の炭素原子；5〜24個の炭素原子からなる複素環基または置換された複素環基で、単結合を通じて結合すること、または縮合した複素芳香族環系を完成させることができるもの；炭素原子が1〜24個のアルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシアミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基；フッ素置換基、塩素置換基、臭素置換基、シアノ置換基の中から選択され；
a、b、c、dは、独立に、0〜5の中から選択され；
eとfは、独立に、0〜4の中から選択され；
R₁〜R₄のうちの少なくとも1つは縮合環基ではなく、R₁〜R₆のうちの少なくとも1つは置換基であり；
さらに、R₁とR₄の両方が複素環であることはなく、R₂とR₃の両方が複素環であることもない）。

本発明の有用な実施態様は、
a）R₅とR₆の少なくとも一方が芳香族基または複素環基の中から選択されていて；
b）R₁、R₂、R₃、R₄のうちの少なくとも1つが、a）の芳香族基または複素環基と同じ少なくとも1つの置換基を含んでいる実施態様である。

ナフタセンが一般式（II）で表わされる実施態様も本発明において有用である：

（ただし、
a）2位と8位に同じ芳香族基または複素環基が存在しており；
b）5位と11位のフェニル環が、a）の芳香族基または複素環基と同じパラ置換基を含み；
c）6位と12位のフェニル環が、置換されている、または置換されていない）。

一般式（I）の黄色発光材料を組み込んだ本発明の別の実施態様は、
a）R₅とR₆のうちの少なくとも一方が、オキシ基、アザ基、チオ基の中から選択され；
b）R₁、R₂、R₃、R₄のうちの少なくとも1つが、a）のオキシ基、アザ基、チオ基と同じ1個の置換基を含んでいる場合に得られる。

本発明の特別な実施態様は、一般式（II）において、
a）R₅とR₆が、2位と8位に同じオキシ基、アザ基、チオ基を含み；
b）5位と11位のフェニル環が、a）のオキシ基、アザ基、チオ基と同じパラ置換基を含み；
c）6位と12位のフェニル環が、置換されている、または置換されておらず；
1個の置換基がc）の両方のフェニル環に存在しているときには、その置換基はパラ位置にあるメトキシ基ではない場合である。

アルキル基または非芳香族炭素環基を含む本発明の好ましい一実施態様は、一般式（II）において、
a）R₅とR₆のそれぞれが、少なくとも1個の同じアルキル基または非芳香族炭素環基を含み；
b）R₁とR₃のそれぞれが、a）のアルキル基または非芳香族炭素環基と同じ少なくとも1個の置換基を含んでいる場合である。

アルキル基または非芳香族炭素環基が一般式（II）のナフタセン上の特定の位置にある本発明の実施態様は、
a）R₅とR₆のそれぞれが、2位と8位に少なくとも1個の同じ分岐アルキル基または非芳香族炭素環基を含み；
b）5位と11位のフェニル環が、a）の分岐アルキル基または非芳香族炭素環基と同じパラ置換基を含み；
c）6位と12位のフェニル環が、置換されている、または置換されていない場合である。

有用な複素環基の具体例は、ベンゾイミダゾリル、ベンゾセレナゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾオキサゾリル、クロモニル、フリル、イミダゾリル、インダゾリル、インドリル、イソキノリル、イソチアゾリル、イソオキサゾリル、モルホリニル、オキサジアゾリル、オキサゾリル、ピコリニル、ピペリジニル、プリニル、ピラダジニル、ピラニル、ピラジニル、ピラゾリル、ピリジル、ピリミジニル、ピロリル、ピロリジニル、キナルジニル、キナゾリニル、キノリル、キノキサリニル、セレナゾイル、テルラゾリル、テトラゾリル、テトラヒドロフリル、チアジアゾリル、チアモルホリニル、チアトリアゾリル、チアゾリル、チエニル、チオフェニル、トリアゾリルの各基である。特に有用な複素環基は、チアゾリル、フリル、チエニル、ピリジル、キノリニルの各基である。これらの基は、単結合を通じて結合すること、または縮合した複素芳香族環系を完成させることができる。

特に有用なアリール基または縮合芳香族環基は、フェニル、ナフチル、アントラセニル、フェナントリル、ピレニル、ペリレニルの各基である。

本発明の別の一実施態様は、白色光を出す有機発光ダイオード（OLED）デバイスであって、
a）アノードと；
b）このアノードの上に配置された正孔輸送層と；
c）この正孔輸送層の上に配置された青色発光層と；
d）この青色発光層の上に配置された電子輸送層と；
e）この電子輸送層の上に配置されたカソードとを備え；
f）上記正孔輸送層が、上記青色発光層の全体または一部と接触している層を備えていて、一般式（III）の発光ナフタセン化合物：

（ただし、
i）上記ナフタセンは、少なくとも1個のフッ素基またはフッ素含有基を含み；
ii）正確に2個のフッ素含有基が存在している場合には、その基がそれぞれ5位と12位に位置せず、それぞれ6位と11位にも位置していないことを特徴とするデバイスである。

本発明による一般式（III）の有用なナフタセン誘導体は、昇華温度が、フッ素またはフッ素含有基を含まないナフタセン誘導体よりも少なくとも5℃〜20℃低いドーパントである。すなわち本発明の有用なナフタセン誘導体は昇華するのに対し、フッ素またはフッ素含有基を含まないナフタセン誘導体は融解する。昇華温度が低いほど、ドーパントが分解する可能性が小さくなる。ドーパントがデバイスの表面に堆積する前に融解すると、デバイスの品質が低くなる。フッ素基またはフッ素含有基を含む一般式（III）の有用な実施態様は、
a）上記ナフタセン誘導体の昇華温度が、フッ素基またはフッ素含有基を含まない誘導体よりも少なくとも5℃低い；あるいは
b）上記ナフタセン誘導体が昇華し、フッ素基またはフッ素含有基を含まない誘導体が融解する実施態様である。

フッ素またはフッ素含有基が一般式（II）のナフタセン上の特定の位置にある本発明の実施態様は、
a）上記ナフタセンが、5位と6位と11位と12位、または1位〜4位、または7位〜10位に位置するフェニル基上に少なくとも1個のフッ素基またはフッ素含有基を含み；
b）正確に2個のフッ素基が存在している場合には、その基は、それぞれ5位と12位のフェニル基上に位置せず、それぞれ6位と11位のフェニル基上にも位置していない実施態様である。

分岐したアルキル基が一般式（II）の2位と8位に存在している本発明の好ましい実施態様を以下の一般式（IV）と（V）に示す。

本発明の具体例は以下の通りである。

本発明の実施態様により、輝度効率が向上するだけでなく、熱に対する安定性も改善されるため、長期にわたって高温に加熱する材料を必要とするOLEDデバイスの製造に本発明の実施態様を使用できる。

特に断わらない限り、“置換された”または“置換基”という用語を使用する場合、水素以外のあらゆる基または原子を意味する。さらに、“基”という用語を使用する場合、置換基が置換可能な水素を含んでいるのであれば、その中には置換されていない形態が含まれるだけでなく、この明細書に記載した任意の1個または複数の置換基でさらに置換された形態も、その置換基が、デバイスが機能する上で必要な性質を失わせない限りは含まれるものとする。置換基は、ハロゲンにすること、または炭素、ケイ素、酸素、窒素、リン、イオウ、セレン、ホウ素いずれかの原子によって分子の残部に結合させうることが好ましい。置換基としては、例えば、ハロゲン（クロロ、ブロモ、フルオロなど）；ニトロ；ヒドロキシル；シアノ；カルボキシル；さらに置換されていてもよい基（アルキル（直鎖または分岐鎖のアルキル、環式アルキルが含まれ、具体的には、メチル、トリフルオロメチル、エチル、t-ブチル、3-(2,4-ジ-t-ペンチルフェノキシ)プロピル、テトラデシルなどがある））；アルケニル（エチレン、2-ブテンなど）；アルコキシ（メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、2-メトキシエトキシ、s-ブトキシ、ヘキシルオキシ、2-エチルヘキシルオキシ、テトラデシルオキシ、2-(2,4-ジ-t-ペンチルフェノキシ)エトキシ、2-ドデシルオキシエトキシなど）；アリール（フェニル、4-t-ブチルフェニル、2,4,6-トリメチルフェニル、ナフチルなど）；アリールオキシ（フェノキシ、2-メチルフェノキシ、α-ナフチルオキシ、β-ナフチルオキシ、4-トリルオキシなど）；カルボナミド（アセトアミド、ベンゾアミド、ブチルアミド、テトラデカンアミド、α-(2,4-ジ-t-ペンチル-フェノキシ)アセトアミド、α-(2,4-ジ-t-ペンチルフェノキシ)ブチルアミド、α-(3-ペンタデシルフェノキシ)ヘキサンアミド、α-(4-ヒドロキシ-3-t-ブチルフェノキシ)テトラデカンアミド、2-オキソ-ピロリジン-1-イル、2-オキソ-5-テトラデシルピロリン-1-イル、N-メチルテトラデカンアミド、N-スクシンイミド、N-フタルイミド、2,5-ジオキソ-1-オキサゾリジニル、3-ドデシル-2,5-ジオキソ-1-イミダゾリル、N-アセチル-N-ドデシルアミノ、エトキシカルボニルアミノ、フェノキシカルボニルアミノ、ベンジルオキシカルボニルアミノ、ヘキサデシルオキシカルボニルアミノ、2,4-ジ-t-ブチルフェノキシカルボニルアミノ、フェニルカルボニルアミノ、2,5-(ジ-t-ペンチルフェニル)カルボニルアミノ、p-ドデシルフェニルカルボニルアミノ、p-トリルカルボニルアミノ、N-メチルウレイド、N,N-ジメチルウレイド、N-メチル-N-ドデシルウレイド、N-ヘキサデシルウレイド、N,N-ジオクタデシルウレイド、N,N-ジオクチル-N'-エチルウレイド、N-フェニルウレイド、N,N-ジフェニルウレイド、N-フェニル-N-p-トリルウレイド、N-(m-ヘキサデシルフェニル)ウレイド、N,N-(2,5-ジ-t-ペンチルフェニル)-N'-エチルウレイド、t-ブチルカルボナミドなど）；スルホンアミド（メチルスルホンアミド、ベンゼンスルホンアミド、p-トリルスルホンアミド、p-ドデシルベンゼンスルホンアミド、N-メチルテトラデシルスルホンアミド、N,N-ジプロピルスルファモイルアミド、ヘキサデシルスルホンアミドなど）；スルファモイル（N-メチルスルファモイル、N-エチルスルファモイル、N,N-ジプロピルスルファモイル、N-ヘキサデシルスルファモイル、N,N-ジメチルスルファモイル、N-[3-(ドデシルオキシ)プロピル]スルファモイル、N-[4-(2,4-ジ-t-ペンチルフェノキシ)ブチル]スルファモイル、N-メチル-N-テトラデシルスルファモイル、N-ドデシルスルファモイルなど）；カルバモイル（N-メチルカルバモイル、N,N-ジブチルカルバモイル、N-オクタデシルカルバモイル、N-[4-(2,4-ジ-t-ペンチルフェノキシ)ブチル]カルバモイル、N-メチル-N-テトラデシルカルバモイル、N,N-ジオクチルカルバモイルなど）；アシル（アセチル、(2,4-ジ-t-アミルフェノキシ)アセチル、フェノキシカルボニル、p-ドデシルオキシフェノキシカルボニル、メトキシカルボニル、ブトキシカルボニル、テトラデシルオキシカルボニル、エトキシカルボニル、ベンジルオキシカルボニル、3-ペンタデシルオキシカルボニル、ドデシルオキシカルボニルなど）；スルホニル（メトキシスルホニル、オクチルオキシスルホニル、テトラデシルオキシスルホニル、2-エチルヘキシルオキシスルホニル、フェノキシスルホニル、2,4-ジ-t-ペンチルフェノキシスルホニル、メチルスルホニル、オクチルスルホニル、2-エチルヘキシルスルホニル、ドデシルスルホニル、ヘキサデシルスルホニル、フェニルスルホニル、4-ノニルフェニルスルホニル、p-トリルスルホニルなど）；スルホニルオキシ（ドデシルスルホニルオキシ、ヘキサデシルスルホニルオキシなど）；スルフィニル（メチルスルフィニル、オクチルスルフィニル、2-エチルヘキシルスルフィニル、ドデシルスルフィニル、ヘキサデシルスルフィニル、フェニルスルフィニル、4-ノニルフェニルスルフィニル、p-トリルスルフィニルなど）；チオ（エチルチオ、オクチルチオ、ベンジルチオ、テトラデシルチオ、2-(2,4-ジ-t-ペンチルフェノキシ)エチルチオ、フェニルチオ、2-ブトキシ-5-t-オクチルフェニルチオ、p-トリルチオなど）；アシルオキシ（アセチルオキシ、ベンゾイルオキシ、オクタデカノイルオキシ、p-ドデシルアミドベンゾイルオキシ、N-フェニルカルバモイルオキシ、N-エチルカルバモイルオキシ、シクロヘキシルカルボニルオキシなど）；アミン（（フェニルアニリノ、2-クロロアニリノ、ジエチルアミン、ドデシルアミンなど）；イミノ（1-(N-フェニルイミド)エチル、N-スクシンイミド、3-ベンジルヒダントイニルなど）；ホスフェート（ジメチルホスフェート、エチルブチルホスフェートなど）；ホスフィト（ジエチルホスフィト、ジヘキシルホスフィトなど）；複素環基、複素環式オキシ基、複素環式チオ基のいずれかで、それぞれの基は置換されていてもよく、炭素原子と、酸素、窒素、イオウ、リン、ホウ素の中から選択した少なくとも1個のヘテロ原子とからなる3〜7員の複素環を含んでいるもの（2-フリル、2-チエニル、2-ベンゾイミダゾリルオキシ、2-ベンゾチアゾリルなど）；第四級アンモニウム（トリエチルアンモニウムなど）；第四級ホスホニウム（トリフェニルホスホニウムなど）；シリルオキシ（トリメチルシリルオキシなど）などが可能である。

望むのであれば、置換基それ自体が、1個以上の上記の置換基でさらに置換されていてもよい。使用される具体的な置換基は、特定の用途にとって望ましい特性を実現するため、当業者が選択することができる。置換基としては、例えば、電子求引基、電子供与基、立体基などが可能である。ある分子が2つ以上の置換基を持つことができる場合には、特に断わらない限り、それら置換基を互いに結合させて環（例えば縮合環）を形成することが可能である。一般に、上記の基とその置換基としては、48個までの炭素原子（典型的には1〜36個の炭素原子であり、通常は24個未満の炭素原子）を持つものが可能であるが、選択した具体的な置換基が何であるかに応じ、数をそれより多くすることも可能である。

デバイスの一般的な構造

本発明は、たいていのOLEDデバイス構造で利用できる。その中には、単一のアノードとカソードを持つ非常に単純な構造から、より複雑な構造（互いに直交するアノード・アレイとカソード・アレイが画素を形成しているアレイパッシブ・マトリックス・ディスプレイや、各画素が例えば薄膜トランジスタ（TFT）によって独立に制御されるアクティブ・マトリックス・ディスプレイ）までが含まれる。

本発明をうまく実現できる有機層の構成は多数ある。不可欠な条件は、カソードと、アノードと、HTLと、LELが存在していることである。非常に一般的な構造を図1に示してあり、この構造は、基板101と、アノード103と、場合によっては存在する正孔注入層（HIL）105と、正孔輸送層（HTL）107と、発光層（LEL）109と、電子輸送層（ETL）111と、カソード113を備えている。これらの層について以下に詳しく説明する。基板はカソードの隣に位置していてもよいこと、または基板が実際にはアノードまたはカソードを構成していてもよいことに注意されたい。また、有機層を合計した厚さは500nm未満であることが好ましい。

以下に白色ELデバイスの実施例を示すが、実施例がそれだけに限定されることはない。それぞれのデバイスは、一般式（I）で表わされる少なくとも1つの黄色発光材料を含んでいる。

正孔輸送層107は発光材料を含んでいる。一実施態様では、正孔輸送層107は黄色発光材料を含んでおり、発光層109は、青色発光材料または青緑色発光材料を含んでいる。

図2は、図1と同様の有機白色発光デバイスであるが、正孔輸送層107が2つのサブ層、すなわち層106と層108を含んでいる点が異なっている。

望ましい一実施態様では、層108は黄色発光材料を含んでおり、発光層109は、青色発光材料または青緑色発光材料を含んでいる。

図3は、図1と同様の有機白色発光デバイスであるが、電子輸送層111が2つのサブ層、すなわち層110と層112を含んでいる点が異なっている。

望ましい一実施態様では、層110は黄色発光材料を含んでおり、発光層109は青色発光材料を含んでいる。

望ましい別の一実施態様では、正孔輸送層107は黄色発光材料を含んでおり、層110も黄色発光材料を含んでいる。後者の黄色発光材料は、前者の黄色発光材料と同じでも異なっていてもよい。発光層109は青色発光材料を含んでいる。

望ましい別の一実施態様では、層110は緑色発光材料を含んでおり、発光層109は青色発光材料を含んでおり、正孔輸送層107は黄色発光材料を含んでいる。

図4は、図1と同様の有機白色発光デバイスであるが、正孔輸送層107が2つのサブ層、すなわち層106と層108を含んでいて、電子輸送層111が2つのサブ層、すなわち層110と層112を含んでいる点が異なっている。

望ましい一実施態様では、層108は黄色発光材料を含んでおり、層110も黄色発光材料を含んでいる。後者の黄色発光材料は、前者の黄色発光材料と同じでも異なっていてもよい。発光層109は青色発光材料または青緑色発光材料を含んでいる。

望ましい別の一実施態様では、層108は黄色発光材料を含んでおり、発光層109は青緑色発光材料を含んでおり、層110は緑色発光材料を含んでいる。

図5は、図1と同様の有機白色発光デバイスであるが、電子輸送層111が3つのサブ層、すなわち層110、112、112bを含んでいる点が異なっている。

望ましい一実施態様では、層112は緑色発光材料を含んでおり、層110は黄色発光材料を含んでおり、発光層109は青色発光材料または青緑色発光材料を含んでいる。正孔輸送層107は黄色発光材料を含んでいる。その黄色発光材料は、層110の黄色発光材料と同じでも異なっていてもよい。

図6は、図1と同様の有機白色発光デバイスであるが、正孔輸送層107が2つのサブ層、すなわち層106と層108を含んでいて、電子輸送層111が3つのサブ層、すなわち層110、112、112bを含んでいる点が異なっている。

望ましい一実施態様では、層112は緑色発光材料を含んでおり、層110は黄色発光材料を含んでおり、発光層109は青色発光材料または青緑色発光材料を含んでいる。層108は黄色発光材料を含んでいる。その黄色発光材料は、層110の黄色発光材料と同じでも異なっていてもよい。

基板

どの方向に光を出したいかに応じ、透光性または不透明にすることができる。透光特性は、基板を通してEL光を見る上で望ましい。その場合には、透明なガラスまたはプラスチックが一般に用いられる。EL光を上部電極を通じて見るような用途では、底部支持体の透過特性は重要でないため、底部支持体は、透光性、光吸収性、光反射性のいずれでもよい。この場合に用いる基板としては、ガラス、プラスチック、半導体材料（例えばケイ素）、セラミック、回路板材料などがある。このような構成のデバイスでは、もちろん透光性のある上部電極を設ける必要がある。

アノード

導電性アノード層103は一般に基板の上に形成され、EL光をアノードを通して見る場合には、アノードは、興味の対象となる光に対して透明か、実質的に透明である必要がある。本発明で用いられる透明なアノード用の一般的な材料は、インジウム-スズ酸化物（ITO）とスズ酸化物であるが、他の金属酸化物（例えばアルミニウムをドープした亜鉛酸化物、インジウムをドープした亜鉛酸化物（IZO）、マグネシウム-インジウム酸化物、ニッケル-タングステン酸化物）も可能である。これら酸化物に加え、金属窒化物（例えば窒化ガリウム）、金属セレン化物（例えばセレン化亜鉛）、金属硫化物（例えば硫化亜鉛）をアノード層103で用いることができる。EL光を上部電極を通して見るような用途では、アノード層103の透過特性は重要でなく、あらゆる導電性材料（透明なもの、不透明なもの、反射性のもの）を使用することができる。この用途での具体的な導電性材料としては、金、イリジウム、モリブデン、パラジウム、白金などがある。典型的なアノード用材料は、透光性であろうとそうでなかろうと、仕事関数が4.1eV以上である。望ましいアノード用材料は、一般に適切な任意の手段（例えば蒸着、スパッタリング、化学蒸着、電気化学的手段）で堆積される。アノードは、よく知られているフォトリソグラフィ法を利用してパターニングすることができる。

正孔注入層（HIL）

必ずしも必要なわけではないが、正孔注入層105をアノード103と正孔輸送層107の間に設けると有用であることがしばしばある。正孔注入材料は、後に続く有機層のフィルム形成能力を向上させ、正孔を正孔輸送層に容易に注入できるようにする機能を持つことができる。正孔注入層で使用するのに適した材料としては、アメリカ合衆国特許第4,720,432号に記載されているポルフィリン化合物、アメリカ合衆国特許第6,208,075号に記載されているプラズマ堆積させたフルオロカーボン・ポリマーなどがある。HILの厚さは適切な任意の厚さにすることができ、0.1nm〜100nmの範囲が可能である。有機ELデバイスにおいて有用であることが報告されている別の正孔注入材料は、ヨーロッパ特許第0,891,121 A1号と第1,029,909 A1号に記載されている。

正孔輸送層（HTL）

有機ELデバイスの正孔輸送層107は、少なくとも1つの正孔輸送化合物（例えば芳香族第三級アミン）を含んでいる。芳香族第三級アミンは、炭素原子（そのうちの少なくとも1つは芳香族環のメンバーである）だけに結合する少なくとも1つの3価窒素原子を含んでいる化合物であると理解されている。さらに、正孔輸送層を1つ以上の層からなる構成にして、それぞれの層に同じか異なる発光材料をドープすること、または発光材料をドープしないようにすることができる。HTLの厚さは適切な任意の厚さにすることができ、0.1nm〜300nmの範囲が可能である。芳香族第三級アミンの1つの形態は、アリールアミン（例えばモノアリールアミン、ジアリールアミン、トリアリールアミン、ポリマー・アリールアミン）である。具体的なモノマー・トリアリールアミンは、Klupfelらによってアメリカ合衆国特許第3,180,730号に示されている。1個以上のビニル基で置換された他の適切なトリアリールアミン、および／または少なくとも1つの活性な水素含有基を含む他の適切なトリアリールアミンは、Brantleyらによってアメリカ合衆国特許第3,567,450号と第3,658,520号に開示されている。

芳香族第三級アミンのより好ましいクラスは、アメリカ合衆国特許第4,720,432号と第5,061,569号に記載されているように、少なくとも2つの芳香族第三級アミン部分を含むものである。このような化合物としては、構造式（A）：

で表わされるものがある。ただし、Q₁とQ₂は、独立に、芳香族第三級アミン部分の中から選択され、Gは、炭素-炭素結合の結合基（例えば、アリーレン基、シクロアルキレン基、アルキレン基など）である。一実施態様では、Q₁とQ₂の少なくとも一方は、多環縮合環構造（例えばナフタレン）を含んでいる。Gがアリール基である場合には、Q₁とQ₂の少なくとも一方は、フェニレン部分、ビフェニレン部分、ナフタレン部分のいずれかであることが好ましい。

構造式（A）に合致するとともに2つのトリアリールアミンを含むトリアリールアミンの有用な1つのクラスは、構造式（B）：

で表わされる。ただし、
R₁とR₂は、それぞれ独立に、水素原子、アリール基、アルキル基のいずれかを表わすか、R₁とR₂は、合わさって、シクロアルキル基を完成させる原子を表わし；
R₃とR₄は、それぞれ独立にアリール基を表わし、そのアリール基は、構造式（C）：

に示したように、ジアリール置換されたアミノ基によって置換されている。ただし、
R₅とR₆は、独立に、アリール基の中から選択される。一実施態様では、R₅とR₆のうちの少なくとも一方は、多環縮合環構造（例えばナフタレン）を含んでいる。

芳香族第三級アミンの別のクラスは、テトラアリールジアミンである。望ましいテトラアリールジアミンとして、構造式（C）に示したように、アリーレン基を通じて結合した2つのジアリールアミノ基が挙げられる。有用なテトラアリールジアミンとしては、一般式（D）：

で表わされるものがある。ただし、
それぞれのAreは、独立に、アリーレン基（例えばフェニレン基またはアントラセン基）の中から選択され；
nは1〜4の整数であり；
Ar、R₇、R₈、R₉は、独立に、アリール基の中から選択される。

典型的な一実施態様では、Ar、R₇、R₈、R₉のうちの少なくとも1つは多環縮合構造（例えばナフタレン）である。

上記の構造式(A)、(B)、(C)、(D)のさまざまなアルキル基、アルキレン基、アリール基、アリーレン基は、それぞれ、置換されていてもよい。典型的な置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、ハロゲン（例えばフッ化物、塩化物、臭化物）などがある。さまざまなアルキル基とアルキレン基は、一般に、1〜約6個の炭素原子を含んでいる。シクロアルキル部分は、3〜約10個の炭素原子を含むことができるが、一般には5個、または6個、または7個の炭素原子を含んでいる（例えばシクロペンチル環構造、シクロヘキシル環構造、シクロヘプチル環構造）。アリール基とアリーレン基は、通常は、フェニル部分とフェニレン部分である。

正孔輸送層は、単一の芳香族第三級アミン化合物で、または芳香族第三級アミン化合物の混合物で形成することができる。特に、トリアリールアミン（例えば構造式(B)を満たすトリアリールアミン）をテトラアリールジアミン（例えば構造式(D)に示したもの）と組み合わせて使用することができる。トリアリールアミンをテトラアリールジアミンと組み合わせて使用する場合には、後者をトリアリールアミンと電子注入・輸送層の間に位置させる。有用な芳香族第三級アミンの具体例としては、以下のものがある。
1,1-ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)シクロヘキサン
1,1-ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)-4-フェニルシクロヘキサン
4,4'-ビス (ジフェニルアミノ)クアドリフェニル
ビス(4-ジメチルアミノ-2-メチルフェニル)フェニルメタン
N,N,N-トリ(p-トリル)アミン
4-(ジ-p-トリルアミノ)-4'-[4(ジ-p-トリルアミノ)-スチリル]スチルベン
N,N,N',N'-テトラ-p-トリル-4,4'-ジアミノビフェニル
N,N,N',N'-テトラフェニル-4,4'-ジアミノビフェニル
N,N,N',N'-テトラ-1-ナフチル-4,4'-ジアミノビフェニル
N,N,N',N'-テトラ-2-ナフチル-4,4'-ジアミノビフェニル
N-フェニルカルバゾール
4,4'-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル（NPB）
4,4'-ビス[N-(1-ナフチル)-N-(2-ナフチル)アミノ]ビフェニル（TNB）
4,4"-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]-p-テルフェニル
4,4'-ビス[N-(2-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4'-ビス[N-(3-アセナフテニル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
1,5-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ナフタレン
4,4'-ビス[N-(9-アントリル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4"-ビス[N-(1-アントリル)-N-フェニルアミノ]-p-テルフェニル
4,4'-ビス[N-(2-フェナントリル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4'-ビス[N-(8-フルオランテニル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4'-ビス[N-(2-ピレニル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4'-ビス[N-(2-ナフタセニル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4'-ビス[N-(2-ペリレニル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
4,4'-ビス[N-(1-コロネニル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル
2,6-ビス(ジ-p-トリルアミノ)ナフタレン
2,6-ビス[ジ-(1-ナフチル)アミノ]ナフタレン
2,6-ビス[N-(1-ナフチル)-N-(2-ナフチル)アミノ]ナフタレン
N,N,N',N'-テトラ(2-ナフチル)-4,4"-ジアミノ-p-テルフェニル
4,4'-ビス｛N-フェニル-N-[4-(1-ナフチル)-フェニル]アミノ｝ビフェニル
4,4'-ビス[N-フェニル-N-(2-ピレニル)アミノ]ビフェニル
2,6-ビス[N,N-ジ(2-ナフチル)アミン]フルオレン
1,5-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ナフタレン
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）
4,4'-ビス[N-(3-メチルフェニル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル（TPD）。

有用な正孔輸送材料の別のクラスとして、ヨーロッパ特許第1,009,041号に記載されている多環式芳香族化合物がある。さらに、正孔輸送ポリマー材料を使用することができる。それは、例えば、ポリ(N-ビニルカルバゾール)（PVK）、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、コポリマー（例えばポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)／ポリ(4-スチレンスルホネート)（PEDOT/PSSとも呼ばれる））などである。

発光層（LEL）

アメリカ合衆国特許第4,769,292号、第5,935,721号により詳しく説明されているように、有機EL素子の発光層（LEL）109は、ルミネッセンス材料または蛍光材料を含んでおり、この領域で電子-正孔対の再結合が起こる結果としてエレクトロルミネッセンスが生じる。発光層は単一の材料で構成できるが、より一般的には、ゲスト発光材料をドープしたホスト材料からなる。光は主としてドーパントから発生し、任意の色が可能である。発光層内のホスト材料は、以下に示す電子輸送材料、または上記の正孔輸送材料、または正孔-電子再結合をサポートする別の単一の材料または組み合わせた材料にすることができる。ドーパントは通常は強い蛍光染料の中から選択されるが、リン光化合物（例えばWO 98/55561、WO 00/18851、WO 00/57676、WO 00/70655に記載されている遷移金属錯体）も有用である。ドーパントまたは発光材料は、0.01〜50質量％の割合でホスト材料に組み込めるが、一般には0.01〜30質量％、より一般には0.01〜15質量％の割合でホスト材料に組み込まれる。LELの厚さは適切な任意の厚さにすることができ、0.1nm〜100nmの範囲が可能である。

ドーパントとして染料を選択する際の重要な関係は、分子の最高被占軌道と最低空軌道のエネルギー差として定義されるバンドギャップ電位の比較値である。ホストからドーパント分子にエネルギーが効率的に輸送されるための必要条件は、ドーパントのバンドギャップがホスト材料のバンドギャップよりも小さいことである。

有用であることが知られているホスト分子および発光分子としては、アメリカ合衆国特許第4,768,292号、第5,141,671号、第5,150,006号、第5,151,629号、第5,405,709号、第5,484,922号、第5,593,788号、第5,645,948号、第5,683,823号、第5,755,999号、第5,928,802号、第5,935,720号、第5,935,721号、第6,020,078号に開示されているものなどがある。

8-ヒドロキシキノリンの金属錯体と、それと同様の誘導体（一般式E）は、エレクトロルミネッセンスをサポートすることのできる有用なホスト化合物の1つのクラスを形成し、波長が500nmよりも長い光（例えば緑、黄、オレンジ、赤）を出させるのに特に適している。

ただし、
Mは金属を表わし；
nは1〜4の整数であり；
Zは、各々独立に、縮合した少なくとも2つの芳香族環を有する核を完成させる原子を表わす。

以上の説明から、金属は、一価、二価、三価、四価の金属が可能であることが明らかである。金属としては、例えばアルカリ金属（リチウム、ナトリウム、カリウムなど）；アルカリ土類金属（マグネシウム、カルシウムなど）；土類金属（アルミニウム、ガリウムなど）；遷移金属（亜鉛、ジルコニウムなど）が可能である。一般に、キレート化金属として有用であることが知られている任意の一価、二価、三価、四価の金属を使用することができる。

Zは、縮合した少なくとも2つの芳香族環を持っていてそのうちの少なくとも一方はアゾール環またはアジン環である複素環の核を完成させる。必要な場合には、必要なその2つの環に追加の環（例えば脂肪族環と芳香族環の両方）を縮合させることができる。機能の向上なしに分子が大きくなることを避けるため、環の原子数は、通常は18個以下に維持する。

キレート化オキシノイド系化合物の具体例としては、以下のものがある。
CO-1：アルミニウムトリスオキシン［別名、トリス(8-キノリノラト)アルミニウム(III)］（AlQ₃）
CO-2：マグネシウムビスオキシン［別名、ビス(8-キノリノラト)マグネシウム(II)］
CO-3：ビス[ベンゾ｛f｝-8-キノリノラト]亜鉛(II)
CO-4：ビス(2-メチル-8-キノリノラト)アルミニウム(III)-μ-オキソ-ビス(2-メチル-8-キノリノラト)アルミニウム(III)
CO-5：インジウムトリスオキシン［別名、トリス(8-キノリノラト)インジウム］
CO-6：アルミニウムトリス(5-メチルオキシン)［別名、トリス(5-メチル-8-キノリノラト)アルミニウム(III)］
CO-7：リチウムオキシン［別名、(8-キノリノラト)リチウム(I)］
CO-8：ガリウムオキシン［別名、トリス(8-キノリノラト)ガリウム(III)］
CO-9：ジルコニウムオキシン［別名、テトラ(8-キノリノラト)ジルコニウム(IV)］
CO-10：ビス(2-メチル-8-キノリナト)-4-フェニルフェノラトアルミニウム(III)

他の電子輸送材料としては、アメリカ合衆国特許第4,356,429号に開示されているさまざまなブタジエン誘導体や、アメリカ合衆国特許第4,539,507号に記載されているさまざまな複素環式蛍光増白剤がある。ベンズアゾールとトリアジンも電子輸送材料として有用である。

発光層の好ましい一実施態様は、蛍光染料をドープしたホスト材料からなる。この方法を利用して高効率のELデバイスを構成することができる。それと同時に、共通するホスト材料の中に発光波長が異なる蛍光染料を使用し、ELデバイスの色をチューニングすることができる。Tangらは、譲受人に譲渡されたアメリカ合衆国特許第4,769,292号の中で、ホスト材料としてAlqを用いたELデバイスに関してこのドーパント・スキームをかなり詳細に記載している。

Shiらは、譲受人に譲渡されたアメリカ合衆国特許第5,935,721号の中で、ホスト材料として9,10-ジ-(2-ナフチル)アントラセン（ADN）誘導体を用いた青色発光OLEDデバイスに関してこのドーパント・スキームをかなり詳細に記載している。

9,10-ジ-(2-ナフチル)アントラセンの誘導体（一般式F）は、エレクトロルミネッセンスをサポートすることのできる有用なホスト材料の1つのクラスを形成し、波長が400nmよりも長い光（例えば青、緑、黄、オレンジ、赤）を出させるのに特に適している。

ただし、R¹、R²、R³、R⁴、R⁵、R⁶は、水素または1個以上の置換基を表わす。この場合の置換基は、以下に示すグループの中から選択される。
グループ1：水素、または炭素原子が1〜24個のアルキル基とアルコキシ基；
グループ2：炭素原子が6〜20個の環式基
グループ3：一般に6〜30個の炭素原子を有するナフチル基、アントラセニル基、ピレニル基、ペリレニル基などの炭素環式縮合環基を完成させるのに必要な原子；
グループ4：一般に5〜24個の炭素原子を有するフリル基、チエニル基、ピリジル基、キノリニル基などの複素環縮合環基を完成させるのに必要な原子；
グループ5：一般に1〜24個の炭素原子を有するアルコキシアミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基；
グループ6：フッ素基、塩素基、臭素基、シアノ基。

代表的な具体例として、9,10-ジ-(2-ナフチル)アントラセン（ADN）と2-t-ブチル-9,10-ジ-(2-ナフチル)アントラセン（TBADN）がある。他のアントラセン誘導体はLELにおけるホストとして役に立つ可能性があり、例えばアメリカ合衆国特許第5,927,247号に記載されているジフェニルアントラセンとその誘導体がある。アメリカ合衆国特許第5,121,029号と日本国特開平08-333569号に記載されているスチリルアリーレン誘導体も青色発光のためのホストとして有用である。例えばヨーロッパ特許第681,019号に記載されている9,10-ビス[4-(2,2-ジフェニルエテニル)フェニル]アントラセン、4,4'-ビス(2,2-ジフェニルエテニル)-1,1'-ビフェニル（DPVBi）、フェニルアントラセン誘導体は、青色発光にとって有用なホストである。青色発光ためのエレクトロルミネッセンスをサポートできる別の有用なホストは、以下に示すH-1とその誘導体である。

ベンズアゾール誘導体（一般式G）は、エレクトロルミネッセンスをサポートすることのできる有用なホスト材料の1つのクラスを形成し、波長が400nmよりも長い光（例えば青、緑、黄、オレンジ、赤）を出させるのに特に適している。

ただし、
nは3〜8の整数であり；
Zは、-O、-NR、-Sのいずれかであり（ただしRはHまたは置換基である）；
R'は場合によっては存在する1個以上の置換基を表わし、Rと各R'は、水素、または炭素原子が一般に1〜24個のアルキル基（例えばプロピル基、t-ブチル基、ヘプチル基など）；炭素環基または複素環基（例えばフェニル基、ナフチル基、フリル基、チエニル基、ピリジル基、キノリニル基）、炭素原子が一般に5〜20個の縮合芳香族環基を完成させるのに必要な原子；ハロ（例えばクロロ、フルオロ）であり；
Lは、アルキル基またはアリール基を含む結合単位であり、複数のベンズアゾールを互いに共役的または非共役的に結合させる。

有用なベンズアゾールの一例は、2,2',2"-(1,3,5-フェニレン)トリス[1-フェニル-1H-ベンゾイミダゾール]である。

アメリカ合衆国特許第5,121,029号に記載されているジスチリルアリーレン誘導体もLELにおける有用なホスト材料である。

望ましい蛍光ドーパントとしては、縮合環化合物に由来する基、複素環化合物に由来する基、これら以外の化合物に由来する基（例えばアントラセン、テトラセン、キサンテン、ペリレン、ルブレン、クマリン、ローダミン、キナクリドン、ジシアノメチレンピラン、チオピラン、ポリメチン、ピリリウム、チアピリリウム、カルボスチリルの各化合物に由来する基）がある。ドーパントまたは発光材料はホスト材料に0.01〜50質量％を組み込むことができるが、一般には0.01〜30質量％、より一般には0.01〜15質量％がホスト材料に組み込まれる。ペリレンのクラスに属する特に有用な青色ドーパントとして、ペリレン（L1）とテトラ-t-ブチルペリレン（TBP、L2）がある。有用なドーパントの他の代表例として以下のものがある。

多くの青色蛍光ドーパントが従来技術で知られており、本発明を実施する際に使用することが考えられる。青色ドーパントまたは青色発光材料はホスト材料に0.01〜50質量％を組み込むことができるが、一般には0.01〜30質量％、より一般には0.01〜15質量％がホスト材料に組み込まれる。青色発光材料の厚さは適切な任意の厚さにでき、10〜100nmの範囲が可能である。青色蛍光ドーパントの特に有用なクラスとしてペリレンとその誘導体（例えば2,5,8,11-テトラ-t-ブチルペリレン（TBP））や、アメリカ合衆国特許第5,121,029号に記載されているジスチリルアミン誘導体（例えば構造を上に示したL47）がある。

青色蛍光ドーパントの別の有用なクラスは一般式2であり、譲受人に譲渡されたBenjamin P. Hoagらによる「エレクトロルミネッセンス・デバイスのための有機素子」という名称のアメリカ合衆国特許第6,661,023号（2003年2月9日）に記載されている（その開示内容はこの明細書に組み込まれているものとする）。

ただし、
AとA'は、独立に、少なくとも1個の窒素を含む6員の芳香族環系に対応するアジン環系を表わし；
X^aとX^bはそれぞれ、独立に選択した置換基であり、そのうちの2つが合わさってAまたはA'との縮合環を形成していてもよく；
mとnは、独立に、0〜4であり；
Yは、Hまたは置換基であり；
Z^aとZ^bは、独立に選択した置換基であり；
1、2、3、4、1'、2'、3'、4'は、独立に選択した炭素原子または窒素原子である。

アジン環は、1、2、3、4、1'、2'、3'、4'がすべて炭素原子になったキノリニル環またはイソキノリニル環であり；mとnは2以上であり；X^aとX^bは、少なくとも2個の炭素置換基を表わし、それらが合わさって芳香族環を形成する。Z^aとZ^bはフッ素原子であることが望ましい。

好ましい実施態様としてはさらに、2つの縮合環系がキノリニル環またはイソキノリニル環であり；アリール置換基または複素環置換基がフェニル基であり；少なくとも2個のX^a基と少なくとも2個のX^b基が存在していて、それらが6-6縮合環を形成し、その縮合環系が、それぞれ1-2位、3-4位、1’-2’位、3’-4’位で縮合していて；縮合環の一方または両方がフェニル基で置換されており；ドーパントが一般式3、4、5のいずれかで表わされるデバイスがある。

ただしそれぞれのX^c、X^d、X^e、X^f、X^g、X^hは、水素、または独立に選択した置換基であり、その置換基の1つはアリール基または複素環基でなければならない。

アジン環は、1、2、3、4、1'、2'、3'、4'がすべて炭素原子になったキノリニル環またはイソキノリニル環であり；mとnは2以上であり；X^aとX^bは、少なくとも2個の炭素置換基を表わし、それらが合わさって芳香族環を形成し、一方はアリール基または置換されたアリール基であることが望ましい。Z^aとZ^bはフッ素原子であることが望ましい。

脱プロトン化されたビス(アジニル)アミン・リガンドの環内の2個の窒素（ただし環内の2個の窒素は別々の6,6縮合環系のメンバーであり、環のうちの少なくとも1つは、アリール置換基または複素環置換基を含んでいる）によって錯体化された本発明で有用なホウ素化合物の代表例は以下の通りである。

クマリンは、Tangらがアメリカ合衆国特許第4,769,292号と第6,020,078号に記載しているように、緑色発光ドーパントの有用な1つのクラスである。緑色ドーパントまたは緑色発光材料はホスト材料に0.01〜50質量％を組み込むことができるが、一般には0.01〜30質量％、より一般には0.01〜15質量％がホスト材料に組み込まれる。有用な緑色発光クマリンの具体例として、C545TとC545TBがある。キナクリドンは緑色発光ドーパントの有用な別の1つのクラスである。有用なキナクリドンは、アメリカ合衆国特許第5,593,788号、日本国特開平09-13026A、2002年6月27日にLelia Cosimbescuによって「有機緑色発光ダイオードを含むデバイス」という名称で出願されて譲受人に譲渡されたアメリカ合衆国特許出願シリアル番号第10/184,356号に記載されている（これら特許文書の内容は参考としてこの明細書に組み込まれているものとする）。

特に有用な緑色発光キナクリドンの具体例を以下に示す。

以下の一般式6は、本発明で有用な別のクラスの緑色発光ドーパントである。

ただし、
AとA'は、独立に、少なくとも1個の窒素を含む6員の芳香族環系に対応するアジン環系を表わし；
X^aとX^bはそれぞれ、独立に選択した置換基であり、そのうちの2つが合わさってAまたはA'との縮合環を形成していてもよく；
mとnは、独立に、0〜4であり；
Yは、Hまたは置換基であり；
Z^aとZ^bは、独立に選択した置換基であり；
1、2、3、4、1'、2'、3'、4'は、独立に選択した炭素原子または窒素原子である。

デバイスにおいて、1、2、3、4、1'、2'、3'、4'はすべて炭素原子であることが好ましい。デバイスでは、置換基を含む環AとA'の少なくとも一方または両方が合わさって縮合環を形成していることが望ましい。有用な一実施態様では、X^aとX^bの少なくとも一方が、ハロゲン化物、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基からなるグループの中から選択される。別の一実施態様では、Z^aとZ^bは、独立に、フッ素、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基からなるグループの中から選択される。望ましい一実施態様では、Z^aとZ^bがFになっている。Yは、水素または置換基（例えばアルキル基、アリール基、複素環基）であることが好ましい。

これら化合物が発光する波長は、目的とする色（すなわち緑色）に合うよう、中心にあるビス(アジニル)メテンホウ素基の周辺で適切な置換を行なうことによってある程度調節することができる。有用な一般式の具体例を以下にいくつか示す。

ナフタセンとその誘導体も、安定化剤として使用できる発光ドーパントの有用な1つのクラスである。このドーパント材料はホスト材料に0.01〜50質量％を組み込むことができるが、一般には0.01〜30質量％、より一般には0.01〜15質量％がホスト材料に組み込まれる。以下のナフタセン誘導体Y-1（別名t-BuDPN）は、安定化剤として使用されるドーパント材料の一例である。

電子輸送層（ETL）

本発明の有機ELデバイスの電子輸送層111を形成する際に用いる望ましい薄膜形成材料は、金属キレート化オキシノイド化合物である。その中には、オキシンそのもの（一般に、8-キノリノールまたは8-ヒドロキシキノリンとも呼ばれる）も含まれる。このような化合物は、電子を注入して輸送するのを助け、高レベルの性能を示し、薄膜の形態にするのが容易である。考慮するオキシノイド化合物の具体例は、すでに説明した構造式（E）を満たすものである。

他の電子輸送材料としては、アメリカ合衆国特許第4,356,429号に記載されているさまざまなブタジエン誘導体や、アメリカ合衆国特許第4,539,507号に記載されているさまざまな複素環式蛍光増白剤がある。構造式（G）を満たすベンズアゾールも、電子輸送材料として有用である。

発光層109と電子輸送層111は、場合によっては単一の層にし、発光と電子輸送の両方をサポートする機能を担わせることができる場合がある。ETLの厚さは適切な任意の厚さにでき、0.1nm〜100nmの範囲が可能である。

カソード

アノードを通して発光する場合には、本発明で使用するカソード層113は、ほぼ任意の導電性材料で構成することができる。望ましい材料は優れたフィルム形成特性を有するため、下にある有機層との接触がよくなり、低電圧で電子の注入が促進され、優れた安定性を得ることができる。有用なカソード材料は、仕事関数が小さな（4.0eV未満）金属または合金を含んでいることがしばしばある。カソード材料は、Mg：Ag合金、Al：Li合金、Mg：Al合金からなる。好ましい1つのカソード材料は、アメリカ合衆国特許第4,885,221号に記載されているように、銀が1〜20％の割合で含まれたMg：Ag合金からなる。適切なカソード材料の別のクラスとしては、仕事関数が小さな金属または金属塩からなる薄い層にそれよりも厚い導電性金属層を被せた構成の二層がある。このような1つのカソードは、アメリカ合衆国特許第5,677,572号に記載されているように、LiFからなる薄い層と、その上に載るより厚いAl層からなる。他の有用なカソード材料としては、アメリカ合衆国特許第5,059,861号、第5,059,862号、第6,140,763号に開示されているものがあるが、これだけに限定されるわけではない。

カソードを通して発光を見る場合、カソードは、透明であるか、ほぼ透明である必要がある。このような用途のためには、金属が薄いか、透明な導電性酸化物を使用するか、このような材料の組み合わせを使用する必要がある。光学的に透明なカソードは、アメリカ合衆国特許第5,776,623号に、より詳細に記載されている。カソード材料は、蒸着、スパッタリング、化学蒸着によって堆積させることができる。必要な場合には、よく知られた多数の方法でパターニングすることができる。方法としては、例えば、スルー・マスク蒸着、アメリカ合衆国特許第5,276,380号とヨーロッパ特許第0,732,868号に記載されている一体化シャドウ・マスキング、レーザー除去、選択的化学蒸着などがある。

有機層の堆積

上記の有機材料は、昇華によって堆積させることが好ましいが、膜の形成を改善するため、場合によっては結合剤も用いて溶媒から堆積させることもできる。材料がポリマーである場合には、溶媒堆積が通常は好ましい。昇華によって堆積させる材料は、タンタル材料からなることの多い昇華用“ボート”から気化させること（例えばアメリカ合衆国特許第6,237,529号に記載されている）や、まず最初にドナー・シートにコーティングし、次いで基板のより近くで昇華させることができる。混合材料からなる層では、別々の昇華用ボートを用いること、または材料をあらかじめ混合し、単一のボートまたはドナー・シートからコーティングすることができる。パターニングした堆積は、シャドウ・マスク、一体化シャドウ・マスク（アメリカ合衆国特許第5,294,870号）、ドナー・シートからの空間的に限定された染料熱転写（アメリカ合衆国特許第5,851,709号、第6,066,357号）、インクジェット法（アメリカ合衆国特許第6,066,357号）を利用して実現することができる。

封入

たいていのOLEDデバイスは、水分および／または酸素に敏感であるため、一般に不活性雰囲気（例えば窒素やアルゴン）中で、乾燥剤（例えばアルミナ、ボーキサイト、硫酸カルシウム、粘土、シリカゲル、ゼオライト、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、硫酸塩、ハロゲン化金属、過塩素酸塩）とともに密封される。封入と乾燥のための方法としては、アメリカ合衆国特許第6,226,890号に記載されている方法などがある。

本発明とその利点を以下の特別な実施例によってさらに説明する。“％”という用語は、ホスト材料に対する個々のドーパントの容積％（または薄膜厚さモニターで測定した厚さの比）を意味する。

この明細書で言及した特許その他の刊行物の全内容が参考としてこの明細書に組み込まれているものとする。

本発明とその利点を以下の特別な実施例によってさらに説明する。

例１
合成（スキーム1）

化合物（3）の調製：窒素雰囲気下でアセチレン化合物（2）（2.0g、12ミリモル）をジメチルホルムアミド（DMF）（100ml）に溶かし、得られた溶液を0℃に冷却した。カリウムt-ブトキシド（KBu^tO）（1.4g、12ミリモル）を添加し、得られた混合物を約15分間にわたってよく撹拌した。次に、この混合物にベンゾフェノン（1）（3.53g、30ミリモル）を添加した。0℃にて約30分間にわたって撹拌を継続した後、1時間かけて室温にした。この時間が経過した後、溶液を0℃に冷却し、反応物を飽和塩化ナトリウム（20ml）で処理した。次にこの混合物を酢酸エチルで希釈し、2NのHClで洗浄し（×3）、MgSO₄上で乾燥させ、濾過し、減圧下で濃縮した。粗生成物を石油エーテルを用いて研和すると、生成物が灰白色の固形物として得られた。化合物（3）の収量は3.0g。

本発明の化合物Inv-1の調製：化合物（3）（7.0g、15ミリモル）を塩化メチレン（CH₂Cl₂）（70ml）に溶かし、窒素雰囲気下で0℃にて撹拌した。この溶液にトリエチルアミン（NEt₃）（1.56g、15ミリモル）を添加した後、塩化メタンスルホニル（CH₃SO₂Cl）（1.92g、15ミリモル）を一滴ずつ添加して処理した。そのとき反応の温度を0〜5℃に維持した。添加終了後、溶液を0℃にて30分間にわたって撹拌し、次いで1時間かけて室温まで温めた。次に反応物を還流温度まで加熱し、塩化メチレン溶媒を蒸留によって除去し、徐々にキシレンと置き換えた（合計70ml）。反応物の内部温度が80℃に達したとき、キシレンに溶かしたコリジン（2.40g、19.82ミリモル）を10分間かけて一滴ずつ添加した。次に温度を110℃まで上げ、この温度を4時間にわたって維持した。この時間が経過した後、反応物を冷却し、減圧下で濃縮した。油性残留物をメタノール（70ml）とともに撹拌すると、粗生成物が得られた。この物質を濾過によって取り出し、メタノールと石油エーテルで洗浄すると、本発明の化合物Inv-1が明るい赤色の固形物ｒとして得られた。収量は1.5gであり、融点は300〜305℃であった。この生成物は、N₂キャリア・ガスを用いた昇華（200ミリトルの圧力下で250℃）によってさらに精製することができる。

本発明における比較用化合物は以下のものである。

Comp-1は親ルブレンであり、本発明の範囲外である。この化合物は当業者によく知られており、ナフタセン核の端部にあるどの環にも、ナフタセンの中心部に位置する4つのどのフェニル環にも、2位と8位に置換基がない。Comp-2も本発明の範囲外である。この化合物は、フェニル基のパラ位置である5位と12位に複素環を備えている。

例２
ELデバイスの製造 - 発明例

本発明の条件を満たすELデバイスをサンプル1として以下のようにして構成した。

アノードとしてインジウム-スズ酸化物（ITO）を85nmの厚さにコーティングしたガラス基板を、順番に、市販の洗剤の中で超音波処理し、脱イオン水の中でリンスし、トルエン蒸気の中で脱脂し、酸素プラズマに1分間にわたって曝露した。

a）プラズマ支援CHF₃堆積により、ITOの上にフルオロカーボン（CFx）からなる正孔注入層（HIL）を1nm堆積させた。

b）次に、N,N'-ジ-1-ナフタレニル-N,N'-ジフェニル-4,4'-ジアミノビフェニル（NPB）からなる厚さが130nmの正孔輸送層（HTL）を層a）の上に蒸着した。

c）N,N'-ジ-1-ナフタレニル-N,N'-ジフェニル-4,4'-ジアミノビフェニル（NPB）からなる厚さが20nmの第2の正孔輸送層（HTL）と黄色発光ドーパント材料Inv-1（名目値2.5質量％、表1を参照）を層b）の上に堆積させた。

d）次に、2-t-ブチル-9,10-ジ-(2-ナフチル)アントラセン（TBADN）と青色発光ドーパント材料L47（名目値2.5質量％、表1を参照）からなる厚さ20nmの青色発光層（LEL）を正孔輸送層の上に堆積させた。

e）次に、トリス(8-キノリノラト)アルミニウム(III)（AlQ₃）からなる厚さ35nmの電子輸送層（ETL）を層d）の上に堆積させた。

f）ETL- AlQ₃層の上に、体積比が10：1のMgとAgで厚さが220nmのカソードを堆積させた。

上記の一連の操作によってELデバイスの堆積が完了した。次にこのデバイスを乾燥グローブ・ボックスの中で気密包装して周囲の環境から保護した。

例2の結果をサンプル1として表1に記録してある。表1のサンプル2と表2のサンプル6は、比較用化合物Comp-1を同じ名目値2.5質量％で組み込んで例2と同じようにして製造したELデバイスである。表1のサンプル3は、比較用化合物Comp-2をやはり同じ名目値2.5質量％で組み込んで例2と同じようにして製造したELデバイスである。表2のサンプル4と5は、Inv-2をそれぞれ名目値2質量％と3質量％で組み込んで例2と同じようにして製造したELデバイスである。表2のサンプル7と8は、Comp-2をやはりそれぞれ名目値2質量％と3質量％で組み込んで例2と同じようにして製造したELデバイスである。このようにして形成したセルを輝度収率と出力効率に関して調べた結果を表1と表2に示してある。

表1と表2からわかるように、本発明のドーパントを組み込んだELデバイス（Inv-1に関してはホストの2.5質量％、Inv-2に関してはホストの2質量％と3質量％）は、どれをテストしても、比較用材料Comp-1およびComp-2を組み込んだELデバイスよりも効率が大きかった。

2：真空下で7日間にわたって材料の昇華温度よりも6％高い温度（単位はケルビン）に加熱した後に残ったドーパントの割合（％）。

表3から、比較用材料Comp-1およびComp-2と比較したInv-1およびInv-2の熱に対する安定性がわかる。材料を真空下で個々の材料の昇華温度よりも6％高い温度（ケルビンを単位として計算）に加熱した後、7日間にわたってこの温度を維持した。この期間が経過した後、材料を分析し、残ったドーパントの量を、元の量に対する割合（％）として表示した。

この条件下でサンプル12にはComp-2が残っていない。サンプル11にはComp-1が100％残っていたが、表1と表2から、Comp-1は輝度効率と出力効率が低いことがわかる。しかし本発明の化合物は両方とも、比較用化合物と比較して熱に対する安定性が優れており、輝度も大きい。

例３
ELデバイスの製造 - 発明例

本発明の条件を満たすELデバイスを、サンプル13、14、16、17として以下のようにして構成した。

アノードとしてインジウム-スズ酸化物（ITO）を85nmの厚さにコーティングしたガラス基板を、順番に、市販の洗剤の中で超音波処理し、脱イオン水の中でリンスし、トルエン蒸気の中で脱脂し、酸素プラズマに1分間にわたって曝露した。

a）プラズマ支援CHF₃堆積により、ITOの上にフルオロカーボン（CFx）からなる正孔注入層（HIL）を1nm堆積させた。

b）次に、N,N'-ジ-1-ナフタレニル-N,N'-ジフェニル-4,4'-ジアミノビフェニル（NPB）からなる厚さが260nmの正孔輸送層（HTL）を層a）の上に蒸着した。

c）N,N'-ジ-1-ナフタレニル-N,N'-ジフェニル-4,4'-ジアミノビフェニル（NPB）からなる厚さが20nmの第2の正孔輸送層（HTL）と黄色発光ドーパント材料Inv-1またはInv-2（3.5質量％）を正孔輸送層b）の上に堆積させた。

d）次に、NPB（7質量％）と、補助青色発光ドーパント材料TBPまたはB-6（1質量％）とをドープした青色ホストH-1からなる厚さ45nmの青色発光層（LEL）を正孔輸送層の上に堆積させた。

e）次に、トリス(8-キノリノラト)アルミニウム(III)（AlQ₃）からなる厚さ10nmの電子輸送層（ETL）を青色発光層の上に堆積させた。

f）ETL- AlQ₃層の上に、体積比が10：1のMgとAgで厚さが220nmのカソードを堆積させた。

上記の一連の操作によってELデバイスの堆積が完了した。次にこのデバイスを乾燥グローブ・ボックスの中で気密包装して周囲の環境から保護した。

例４
ELデバイスの製造 - 発明例

本発明の条件を満たすELデバイスを、サンプル15および18として以下のようにして構成した。

アノードとしてインジウム-スズ酸化物（ITO）を85nmの厚さにコーティングしたガラス基板を、順番に、市販の洗剤の中で超音波処理し、脱イオン水の中でリンスし、トルエン蒸気の中で脱脂し、酸素プラズマに1分間にわたって曝露した。

a）プラズマ支援CHF₃堆積により、ITOの上にフルオロカーボン（CFx）からなる正孔注入層（HIL）を1nm堆積させた。

b）次に、N,N'-ジ-1-ナフタレニル-N,N'-ジフェニル-4,4'-ジアミノビフェニル（NPB）からなる厚さが260nmの正孔輸送層（HTL）を層a）の上に蒸着した。

c）黄色発光ドーパント材料Inv-1またはInv-2（3.5質量％）と、補助ドーパントt-BuDPN（10％）とをドープしたN,N'-ジ-1-ナフタレニル-N,N'-ジフェニル-4,4'-ジアミノビフェニル（NPB）からなる厚さが20nmの第2の正孔輸送層（HTL）を正孔輸送層b）の上に堆積させた。

d）次に、NPB（7質量％）と、補助青色発光ドーパント材料B-6（1質量％）とをドープした青色ホストH-1からなる厚さ45nmの青色発光層（LEL）を正孔輸送層の上に堆積させた。

e）次に、トリス(8-キノリノラト)アルミニウム(III)（AlQ₃）からなる厚さ10nmの電子輸送層（ETL）を青色発光層の上に堆積させた。

f）ETL- AlQ₃層の上に、体積比が10：1のMgとAgで厚さが220nmのカソードを堆積させた。

上記の一連の操作によってELデバイスの堆積が完了した。次にこのデバイスを乾燥グローブ・ボックスの中で気密包装して周囲の環境から保護した。

サンプル15と18からわかるように、正孔輸送層には、本発明のナフタセン誘導体に加えて他の安定化用ドーパント（例えばt-BuDPN）も同時にドープできることを理解する必要がある。同様に、サンプル13〜18からわかるように、青色発光層は、補助ドーパント（例えば青色発光層の色相変更材料であるNPB）と青色発光ドーパントで構成することができる。これら補助ドーパントの濃度は0.5〜30％であるが、5〜20％であることが好ましい。

表4と表5からわかるように、黄色ドーパントと青色ドーパントの割合がさまざまなサンプル13〜18は、輝度収量と輝度効率、CIEx,y色座標、駆動電圧、動作安定性に関して優れた性能を示す。

本発明を特にいくつかの好ましい実施態様を参照して詳しく説明してきたが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく、さまざまな変形や変更をなしうることが理解されよう。例えば、正孔輸送層、電子輸送層、発光層のいずれにおいても複数のドーパントを使用することができる。

言及した特許その他の刊行物はその全体がこの明細書に組み込まれているものとする。

正孔輸送層に発光材料が含まれている白色発光ELデバイスである。 正孔輸送層に2つのサブ層があり、そのうちの1つに発光材料が含まれている白色発光ELデバイスの別の構造である。 電子輸送層に2つのサブ層があり、そのうちの1つに発光材料が含まれている白色発光ELデバイスの別の構造である。正孔輸送層にも発光材料が含まれている。 電子輸送層に2つのサブ層があり、そのうちの1つに発光材料が含まれている白色発光ELデバイスの別の構造である。正孔輸送層にも2つのサブ層があり、そのうちの1つに発光材料が含まれている。 電子輸送層に3つのサブ層があり、そのうちの2つに発光材料が含まれている白色発光ELデバイスの別の構造である。正孔輸送層にも発光材料が含まれている。 電子輸送層に3つのサブ層があり、そのうちの2つに発光材料が含まれている白色発光ELデバイスの別の構造である。正孔輸送層にも2つのサブ層があり、そのうちの1つに発光材料が含まれている。

符号の説明

101 基板
103 アノード
105 正孔注入層（HIL）
106 第1の正孔輸送層（HTL-1）
107 正孔輸送層（HTL-1）
108 第2の正孔輸送層（HTL-2）
109 発光層（LEL）
110 第1の電子輸送層（ETL-1）
111 電子輸送層（ETL-1）
112 第2の電子輸送層（ETL-2）
112b 第3の電子輸送層（ETL-3）
113 カソード

Claims (52)

1. 白色光を出す有機発光ダイオード（OLED）デバイスであって、
   a）アノードと；
   b）このアノードの上に配置された正孔輸送層と；
   c）この正孔輸送層の上に配置された青色発光層と；
   d）この青色発光層の上に配置された電子輸送層と；
   e）この電子輸送層の上に配置されたカソードとを備え；
   f）上記正孔輸送層が、上記青色発光層の全体または一部と接触している層を備えていて、一般式（I）の発光ナフタセン化合物：
   

   

   （ただし、
   R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆は各環の置換基を表わし、各置換基は、独立に、炭素原子が1〜24個のアルキル基または置換されたアルキル基；炭素原子が6〜20個のアリール基または置換されたアリール基；縮合芳香族環を完成させるのに必要な4〜24個の炭素原子；5〜24個の炭素原子からなる複素環基または置換された複素環基で、単結合を通じて結合すること、または縮合した複素芳香族環系を完成させることができるもの；炭素原子が1〜24個のアルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシアミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基；フッ素置換基、塩素置換基、臭素置換基、シアノ置換基の中から選択され；
   a、b、c、dは、独立に、0〜5の中から選択され；
   eとfは、独立に、0〜4の中から選択され；
   R₁〜R₄のうちの少なくとも1つは縮合環基ではなく、R₁〜R₆のうちの少なくとも1つは置換基であり；
   さらに、R₁とR₄の両方が複素環であることはなく、R₂とR₃の両方が複素環であることもない）を含むことを特徴とするデバイス。
2. a）R₅とR₆のうちの少なくとも一方が芳香族基と複素環基の中から選択され；
   b）R₁、R₂、R₃、R₄のうちの少なくとも1つが、a）の芳香族基または複素環基と同じ少なくとも1個の置換基を含む、請求項1に記載のデバイス。
3. 上記ナフタセンが、一般式（II）：
   

   

   （ただし、
   a）2位と8位に同じ芳香族基または複素環基が存在しており；
   b）5位と11位のフェニル環が、a）の芳香族基または複素環基と同じパラ置換基を含み；
   c）6位と12位のフェニル環が、置換されている、または置換されていない）で表わされる、請求項1に記載のデバイス。
4. a）R₅とR₆のうちの少なくとも一方が、オキシ基、アザ基、チオ基の中から選択され；
   b）R₁、R₂、R₃、R₄のうちの少なくとも1つが、a）のオキシ基、アザ基、チオ基と同じ1個の置換基を含む、請求項1に記載のデバイス。
5. a）R₅とR₆が、2位と8位に同じオキシ基、アザ基、チオ基を含み；
   b）5位と11位のフェニル環が、a）のオキシ基、アザ基、チオ基と同じパラ置換基を含み；
   c）6位と12位のフェニル環が、置換されている、または置換されておらず；
   1個の置換基がc）の両方のフェニル環に存在している場合には、その置換基はパラ位置にあるメトキシ基ではない、請求項3に記載のデバイス。
6. a）R₅とR₆のそれぞれが、少なくとも1個の同じアルキル基または非芳香族炭素環基を含み；
   b）R₁とR₃のそれぞれが、a）のアルキル基または非芳香族炭素環基と同じ少なくとも1個の置換基を含む、請求項1に記載のデバイス。
7. a）R₅とR₆のそれぞれが、2位と8位に少なくとも1個の同じ分岐アルキル基または非芳香族炭素環基を含み；
   b）5位と11位のフェニル環が、a）の分岐アルキル基または非芳香族炭素環基と同じパラ置換基を含み；
   c）6位と12位のフェニル環が、置換されている、または置換されていない、請求項3に記載のデバイス。
8. 上記縮合芳香族環の選択が、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ピレニル基、ペリレニル基の中からなされる、請求項1に記載のデバイス。
9. 上記複素環基または縮合複素環基系の選択が、チアゾリル基、フリル基、チエニル基、ピリジル基、キノリニル基の中からなされ、これらの基は、単結合を通じて結合すること、または縮合した複素芳香族環系を完成させることができる、請求項1に記載のデバイス。
10. a）アノードと；
    b）このアノードの上に配置された正孔輸送層と；
    c）この正孔輸送層の上に配置された青色発光層と；
    d）この青色発光層の上に配置された電子輸送層と；
    e）この電子輸送層の上に配置されたカソードとを備え；
    f）上記正孔輸送層が、上記青色発光層の全体または一部と接触している層を備えていて、一般式（III）の発光ナフタセン化合物：
    

    

    （ただし、
    i）上記ナフタセンは、少なくとも1個のフッ素基またはフッ素含有基を含み；
    ii）正確に2個のフッ素含有基が存在している場合には、その基がそれぞれ5位と12位に位置せず、それぞれ6位と11位にも位置していないことを特徴とするデバイス。
11. a）上記ナフタセン誘導体の昇華温度が、フッ素基またはフッ素含有基を含まない誘導体よりも少なくとも5℃低い；あるいは
    b）上記ナフタセン誘導体が昇華し、フッ素基またはフッ素含有基を含まない誘導体が融解する、請求項10に記載のデバイス。
12. a）上記ナフタセンが、5位と6位と11位と12位、または1位〜4位、または7位〜10位に位置するフェニル基上に少なくとも1個のフッ素基またはフッ素含有基を含み；
    b）正確に2個のフッ素基が存在している場合には、その基は、それぞれ5位と12位のフェニル基上に位置せず、それぞれ6位と11位のフェニル基上にも位置していない、請求項3に記載のデバイス。
13. 上記ナフタセンが、一般式（IV）または（V）：
    

    

    

    で表わされる、請求項1に記載のデバイス。
14. 上記ナフタセンの選択が、
    

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    からなるグループの中から行なわれる、請求項1に記載のデバイス。
15. 上記正孔輸送層が、ホスト材料と黄色発光ナフタセン化合物とを含み、そのナフタセン化合物の濃度が、そのホスト材料の0体積％よりも多く50体積％未満である、請求項14に記載のデバイス。
16. 上記ナフタセン化合物の濃度が、上記ホスト材料の0体積％よりも多く30体積％未満である、請求項15に記載のデバイス。
17. 上記ナフタセン化合物の濃度が、上記ホスト材料の0体積％よりも多く15体積％未満である、請求項15に記載のデバイス。
18. 上記青色発光材料が、以下に示す一般式：
    

    

    のジスチリルアミン化合物またはその誘導体である、請求項1に記載のデバイス。
19. 上記青色発光材料がさらにペリレン化合物またはその誘導体を含む、請求項1に記載のデバイス。
20. 上記ペリレン誘導体が、2,5,8,11-テトラ-t-ブチルペリレン（TBP）である、請求項19に記載のデバイス。
21. 上記青色発光材料がさらにビス(アジニル)アミンホウ素錯体を含む、請求項1に記載のデバイス。
22. 上記青色発光材料が、以下の一般式：
    

    

    

    

    で表わされる少なくとも1つの化合物を含む、請求項21に記載のデバイス。
23. 上記青色発光層がホスト材料と青色発光材料を含み、その青色発光材料の濃度がそのホスト材料の0体積％よりも多く20体積％未満である、請求項1に記載のデバイス。
24. 上記正孔輸送層の厚さが10nm〜300nmである、請求項1に記載のデバイス。
25. 上記正孔輸送層が2つ以上のサブ層を含んでおり、上記青色発光層に最も近いサブ層に黄色発光材料がドープされている、請求項1に記載のデバイス。
26. 上記正孔輸送層内の発光材料の選択が、以下の化合物：
    

    

    

    の中からなされ、上記黄色発光材料を含む層の厚さが1nm〜300nmの範囲である、請求項25に記載のデバイス。
27. 上記青色発光層の厚さが10nm〜100nmである、請求項1に記載のデバイス。
28. 正孔注入層が上記アノードと上記正孔輸送層の間に設けられている、請求項1に記載のデバイス。
29. 上記正孔注入層が、CFx、CuPC、m-MTDATAのいずれかを含む、請求項28に記載のデバイス。
30. 上記正孔注入層の厚さが0.1nm〜100nmである、請求項28に記載のデバイス。
31. 上記電子輸送層の厚さが10nm〜150nmの範囲である、請求項1に記載のデバイス。
32. 上記カソードの選択が、LiF/Al、Mg：Ag合金、Al-Li合金、Mg-Al合金からなるグループの中からなされる、請求項1に記載のデバイス。
33. 上記カソードが透明である、請求項1に記載のデバイス。
34. 上記電子輸送層が透明である、請求項1に記載のデバイス。
35. 上記電子輸送層に、緑色発光材料、または緑色発光材料と黄色発光材料の組み合わせがドープされている、請求項1に記載のデバイス。
36. 上記電子輸送層内の緑色発光材料がクマリン化合物を含む、請求項35に記載のデバイス。
37. 上記クマリン化合物がC545TまたはC545TBである、請求項36に記載のデバイス。
38. 上記緑色発光材料の選択が、キナクリドン基とビス(アジニル)メテンホウ素錯体基の中からなされる、請求項35に記載のデバイス。
39. 上記緑色発光材料の選択が、以下の一般式で表わされる化合物：
    

    

    

    

    の中からなされる、請求項35に記載のデバイス。
40. 上記緑色発光材料の濃度が、上記ホスト材料の0.1〜5体積％の範囲である、請求項35に記載のデバイス。
41. 上記カソード層の上に配置された緩衝層をさらに含む、請求項1に記載のデバイス。
42. 上記緩衝層の厚さが1nm〜1000nmの範囲である、請求項40に記載のデバイス。
43. 上記基板または上記カソードの上に配置されたカラー・フィルタ・アレイをさらに含む、請求項1に記載のデバイス。
44. 上記緩衝層の上に配置されたカラー・フィルタ・アレイをさらに含む、請求項40に記載のデバイス。
45. 個々の画素にアドレスするための薄膜トランジスタ（TFT）を上記基板上にさらに含む、請求項1に記載のデバイス。
46. 上記正孔輸送層が芳香族第三級アミンを含む、請求項1に記載のデバイス。
47. 上記電子輸送層が銅フタロシアニン化合物を含む、請求項1に記載のデバイス。
48. 上記青色発光層が、以下の一般式に示すアントラセン化合物：
    

    

    

    またはその誘導体を含有するホスト材料と、以下の一般式に示すジスチリルアミン：
    

    

    またはその誘導体を含有する青色発光材料とを含む、請求項1に記載のデバイス。
49. 上記正孔輸送層と上記青色発光層に他のドーパントも同時にドープされている、請求項1に記載のデバイス。
50. 上記正孔輸送層の補助ドーパントがt-BuDPNであり、上記青色発光層の補助ドーパントがNPBである、請求項49に記載のデバイス。
51. 三重項発光化合物を含む、請求項1に記載のデバイス。
52. ポリマー発光材料を含む、請求項1に記載のデバイス。

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