JP2008518442A - 性能の改善された有機発光デバイス - Google Patents

Abstract

第一のバンドギャップを有するある種の電場発光成分、第二のバンドギャップを有する非電場発光成分、及びさらなるバンドギャップを有する一つまたはそれ以上のさらなる非電場発光成分を含有する発光層からなるＯＬＥＤデバイスであって、それらの成分があるバンドギャップ関係を有しているＯＬＥＤデバイス。

Description

本発明は有機発光ダイオード(ＯＬＥＤ)電場発光(ＥＬ)デバイスに関し、より詳しくは、少なくとも一つの電場発光化合物(ＥＬＣ)および少なくとも二つの非電場発光化合物(non-ＥＬＣ)を含有する発光層からなるデバイスに関する。

有機電場発光（ＥＬ）デバイスが知られるようになってから２０年以上が過ぎているが、その性能上の制限が、多くの望ましい用途に対し障害となっている。最も簡易な形態の有機ＥＬデバイスは、正孔注入のためのアノードと、電子注入のためのカソードと、これらの電極に挟まれ、発光のための電荷再結合を支援する有機媒体とを含んで成る。これらのデバイスは、通常、有機発光ダイオード又はＯＬＥＤとも称される。初期の有機ＥＬデバイスの代表例として、１９６５年３月９日発行の米国特許第３，１７２，８６２号（Ｇｕｒｎｅｅら）、１９６５年３月９日発行の米国特許第３，１７３，０５０号（Ｇｕｒｎｅｅら）、「Ｄｏｕｂｌｅ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ｉｎ Ａｎｔｈｒａｃｅｎｅ」、ＲＣＡ Ｒｅｖｉｅｗ、第３０巻、第３２２−３３４頁、１９６９年（Ｄｒｅｓｎｅｒ）、及び１９７３年１月９日発行の米国特許第３，７１０，１６７号（Ｄｒｅｓｎｅｒ）が挙げられる。これらのデバイスにおける有機層は、通常は多環式芳香族炭化水素を含み、非常に厚い（１μｍをはるかに上回る）ものであった。その結果、動作電圧が非常に高くなり、１００Ｖを超える場合が多かった。

最近の有機ＥＬデバイスは、アノードとカソードの間に、極めて薄い層（例、＜１．０μｍ）からなる有機ＥＬ素子を含む。本明細書中の用語「有機ＥＬ素子」には、アノードとカソードの電極間の層が包含される。有機層を薄くすることによりその抵抗が小さくなり、はるかに低い電圧でデバイスを動作させることができる。米国特許第４，３５６，４２９号明細書に最初に記載された基本的な２層形ＥＬデバイス構造では、ＥＬ素子のアノードに隣接した一つの有機層が特に正孔を輸送するように選ばれており、そのためこれを正孔輸送層と称している。他方の有機層は特に電子を輸送するように選ばれており、そのためこれを電子輸送層と称している。これら２つの層の界面が、注入された正孔／電子対の再結合と、その結果生じる電場発光のための効果的な部位を提供する。

Ｔａｎｇら［Ｊ．Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ、第６５巻、第３６１０頁−３６１６頁、１９８９年］に記載されているもののように、正孔輸送層と電子輸送層との間に有機発光層（ＬＥＬ）を含有する３層形有機ＥＬデバイスが提案されている。発光層は通常、非電場発光化合物（ｎｏｎ−ＥＬＣ）にゲスト材料である電場発光化合物（ＥＬＣ）をドープしたものからなり、このため効率が向上し、色の調整も可能となる。

これらの初期の発明以来、デバイス材料のさらなる改良により、色、安定性、輝度効率及び製造適性のような属性における性能が向上している。この点については、例えば、米国特許第５，０６１，５６９号、同第５，４０９，７８３号、同第５，５５４，４５０号、同第５，５９３，７８８号、同第５，６８３，８２３号、同第５，９０８，５８１号、同第５，９２８，８０２号、同第６，０２０，０７８号及び同第６，２０８，０７７号明細書に記載されている。

こうした開発にもかかわらず、高輝度効率と併せて高色純度、長寿命および低動作電圧を提供する有機ＥＬデバイス成分（電場発光化合物および非電場発光化合物、あるいはポリマー部分）に対するニーズが、いまなお存在する。

電場発光化合物の有用な種類は、ＤＣＭ化合物種（４−ジシアノメチレン−４Ｈ−ピラン）の誘導体であり、欧州特許公開第１，１６２，６７４号、米国特許出願公開第２００２／０，１２７，４２７号および米国特許第５，９０８，５８１号に記載されている。これらの材料は、発光帯が広く輝度量子収率が高いことが特徴である。しかし、これらの材料のＯＬＥＤでの動作安定性、動作駆動電圧、色純度およびＥＬ効率は、広範囲のＯＬＥＤに適用するには不十分である。

電場発光化合物の別の有用な種類は、欧州特許公開第１，１４８，１０９号、欧州特許公開第１，２３５，４６６号、欧州特許公開第１，１８２，２４４号、米国特許第６，００４，６８５号、Ｂａｒｄらの［Ｊ．Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、第６２巻、第５３０頁−５３７頁、１９９７年；Ｊ．Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ、第１１８巻、第２３７４頁−２３７９頁、１９９６年］に記載されている、ペリフランテン種の材料である。これらの材料は、可視スペクトルの中の赤色領域での「ペリレン型」発光が特徴的である。

Ｙｏｕｎｇらは米国特許第６，７２０，０９０号の中で、少なくとも二つの成分の混合物からなる一つのホスト材料および、少なくとも一つのドーパントを有する有機発光デバイスを教示している。第一のホスト成分はテトラセン型の多環式炭化水素（ＰＡＨ）を含んでいてもよい。

Ａｎｔｏｎｉａｄｉｓらは米国特許第６，００４，６８５号の中で、電場発光層の第一の電子輸送材料中での、ジベンゾテトラフェニルペリフランテンのドーパントとしての使用を教示している。

Ａｒａらは米国特許第６，６１３，４５４号の中で、与えられた化合物リストの中から選ばれる少なくとも一つの有機化合物を含む、少なくとも一つの有機層を有する有機ＥＬデバイスを記載している。米国特許第６，６１３，４５４号に記載の有機化合物の一種はナフタセンベースであり、５，６，１１，１２−テトラ−（２’−ナフタレニル）ナフタセン（ＮＲ）を含む。しかしそこには依然として、ナフタセン核の両端およびナフタセンの二つのフェニル基上に同一の単一置換基を有する、ナフタセンベースの化合物は教示されていない。

Ｔｅｒａｚｏｎｏらは日本特許公開平１１−２７３８６１号の中で、有機放出材料として８−オキシキノリンベース錯体を有する放出層からなる電場発光素子について記載している。ここで上記素子として考えうる化合物の一つはルブレンベース化合物であり、放出層中に０．０１〜３０モル％の濃度で含まれる。Ｔｅｒａｚｏｎｏらは、８−オキシキノリンベース錯体を９，１０−ジフェニルアントラセンベースの化合物およびルブレンベースの化合物と組み合わせて用いることを教示している。しかし、ナフタセン核の両端およびナフタセンの二つのフェニル基上に同一の単一置換基を有する、ナフタセンベースの化合物は教示されていない。

しかしこれらのデバイスは、所望のＥＬ特性、つまり輝度およびデバイス成分の安定性を有していない。

解決すべき課題は、輝度および安定特性の改善された発光層(ＬＥＬ)を有するＯＬＥＤデバイスを提供することである。

本発明は、第一のバンドギャップを有する電場発光成分、第二のバンドギャップを有する非電場発光成分、及びさらなるバンドギャップを有する一つまたはそれ以上のさらなる非電場発光成分を含有する発光層を含むＯＬＥＤデバイスであって、
（１）該第二のバンドギャップは該第一のバンドギャップ以上であるが２．７ｅＶ以下であり、
（２）該一つまたはそれ以上のさらなるバンドギャップのそれぞれは、該第一および第二のバンドギャップよりも大きく、
（３）該第二のバンドギャップを有する非電場発光成分は、該発光層中の全材料の０．１〜９９．８容量％の量で存在し、
（４）該さらなるバンドギャップを有する一つまたはそれ以上のさらなる非電場発光成分は総計で、該発光層中の全材料の０．１〜９９．８容量％の量で存在し、
（５）該電場発光成分は、該発光層中の全材料の０．１〜５容量％の量で存在し、
（６）該第二のバンドギャップを有する非電場発光成分は、式（Ｉａ）であらわされる、ＯＬＥＤデバイスを提供する。

式中、
（ａ）６位と１２位のフェニル環の水素はいずれも置換されていてもよく、
（ｂ）２位と８位には同一の置換基が存在し、
（ｃ）５位および１１位のフェニル環は、上記（ｂ）の置換基と同一のパラ置換基のみを含む。

本発明はまた、このようなデバイスを含むディスプレイおよびこのようなデバイスを用いた発光または画像化方法も提供する。

このようなデバイスは、改善された輝度および安定特性を示す。

本発明は一般的に上記の通りである。

本発明のＯＬＥＤデバイスは、カソード、アノードおよび発光層（ＬＥＬ）を含む複層電場発光デバイスであって、上記発光層は少なくとも二つの非電場発光成分（ｎｏｎ−ＥＬＣ）および少なくとも一つの電場発光成分（ＥＬＣ）（ペリフランテン、ピラン等）からなる。本発明のＯＬＥＤデバイスは、電荷注入層、電荷輸送層、阻止層等の他の層を含んでいてもよい。

ここで用いられる「成分」という用語は、「化合物」と同じ意味で用いられ、「成分」および「化合物」は、単独の化合物だけでなくポリマー化合物の関連部分も含んでいると理解される。電場発光成分または電場発光化合物という用語は、その組み合わせにおいて４００−７００ｎｍの範囲で電場発光する成分を表す。

非電場発光成分または非電場発光化合物という用語は、その組み合わせにおいて４００−７００ｎｍの範囲で有意に電場発光しない成分を表す。

ペリフランテンという用語は、ジベンゾ｛［ｆ，ｆ］−４，４’，７，７’−テトラフェニル｝−ジインデノ［１，２，３−ｃｄ：１’，２’，３’−ｌｍ］ペリレンの、中心ジインデノペリレン構造を表す慣用名である。ジインデノペリレン核は、インデンの１，２，３位とペリレンのｃｄ面およびＩｍ面を有する二つのインデン融合体を含む。［Ｔｈｅ Ｎａｍｉｎｇ ａｎｄ Ｉｎｄｅｘｉｎｇ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ ｆｏｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ａｂｓｔｒａｃｔｓ−Ａ Ｒｅｐｒｉｎｔ ｏｆ Ｉｎｄｅｘ ＩＶ （Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｕｂｓｔａｎｃｅ Ｉｎｄｅｘ Ｎａｍｅｓ） ｆｒｏｍ ｔｈｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ａｂｓｔｒａｃｔｓ − １９９２ Ｉｎｄｅｘ Ｇｕｉｄｅ；Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ： Ｃｏｌｕｍｂｕｓ， ＯＨ，１９９２年；第１３５欄、１４８欄および１５０欄］ペリフランテンの最初の記述は、１９３７年であった（Ｂｒａｕｎ，Ｊ．；Ｍａｎｚ，Ｇ．，Ｂｅｒ．１９３７年、第７０巻、第１６０３頁）。この場合、インデンは類似の材料も含んでいてもよく、ここでインデンのベンゾ基は、窒素、硫黄、酸素のようなヘテロ原子または炭素からなる５、６または７員環でありうる。

Ｉｎｖ−１として表され、Ｉｎｖ−２からＩｎｖ−１１の「ジインデノペリレン」化合物に関連する化合物は、塩化アルミニウム（Ｂｒａｕｎ，Ｊ．；Ｍａｎｚ，Ｇ．，Ｂｅｒ．１９３７年、第７０巻、第１６０３頁）、フッ化コバルト（ＩＩＩ）（Ｄｅｂａｄ，Ｊ．Ｄ．；Ｍｏｒｒｉｓ，Ｊ．Ｃ；Ｌｙｎｃｈ，Ｖ．；Ｍａｇｎｕｓ，Ｐ．；Ｂａｒｄ，Ａ．Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１９９６年、第１１８巻、第２３７４頁−２３７９頁）、およびトリフルオロ酢酸タリウム（Ｆｅｉｌｅｒ，Ｌ．；Ｌａｎｇｈａｌｓ，Ｈ．；Ｐｏｌｂｏｒｎ，Ｋ．Ｌｉｅｂｉｇｓ Ａｎｎ．１９９５年、第１２２９頁−１２４４頁）を用いる、認められた標準プロトコルによって生成することができる。

好適には上記デバイスの発光層は、少なくとも二つの非電場発光成分および少なくとも一つの電場発光成分からなる。ここで電場発光成分は、発光層中の全材料の０．１〜５％の量、より典型的には０．１〜２．０％の量で存在する。この電場発光成分は第一のバンドギャップを有する。上記非電場発光成分は、主要な発光体である電場発光成分またはゲスト材料へエネルギーを運搬する、初期「エネルギー受容剤」として作用する。非電場発光成分は、それぞれ第二のバンドギャップまたはさらなるバンドギャップを有する少なくとも二つの非電場発光成分からなる。第二のバンドギャップを有する非電場発光成分は、発光層中の全材料の０．１〜９９．８％の量で存在し、さらなるバンドギャップを有する非電場発光成分もまた、全層の０．１〜９９．８％の量で発光層中に存在する。非電場発光成分の量の総計は、多くとも発光層の材料の９９．９％であり、残りは電場発光成分の合計である。発光層中に存在する第二のバンドギャップを有する非電場発光成分は、望ましくは発光層中の全材料の５〜９５％の量で発光層中に存在し、より典型的には１０〜７５％である。残りの材料は、一つまたは複数のさらなるバンドギャップを有する非電場発光成分または電場発光化合物および、一つまたは複数の電場発光成分で構成されている。

本発明の一つの有用な実施例では、第二のバンドギャップを有する非電場発光成分は式（Ｉｂ）で表される。

式中、

Ｒ₁およびＲ₂は置換基、
ｎは１〜５である。
ただし複数のＲ₁基は同一であり、
さらに複数のＲ₂基、その置換位置およびｎの値は、第一の環と第二の環で同一である。

式（１ｂ）で表される非電場発光成分の特に有用な実施例では、Ｒ₁が次の式で表される。

式中、Ｒ₃、Ｒ₄およびＲ₅はそれぞれ水素または独立に選ばれた置換基を表すか、あるいはＲ₃、Ｒ₄およびＲ₅は一緒になって単一または多環系を形成してもよい。特に有用なＲ₃、Ｒ₄およびＲ₅はアルキル基である。Ｒ₃、Ｒ₄およびＲ₅がアルキル基の時、特に有用な基はメチル基である。

本発明において有用な電場発光成分の実施例は、赤い色調を有する発光を提供する。置換基は、請求項１に記載のジインデノペリレンを含まないデバイスと比較して最初の輝度の喪失が少ない実施例を提供するように選択される。

本発明において有用な電場発光成分は好適には、式（ＩＩ）で表される。

式中
Ｒ₆、Ｒ₇、Ｒ₈、Ｒ₉、Ｒ₁₀、Ｒ₁₁、Ｒ₁₂、Ｒ₁₃、Ｒ₁₄、Ｒ₁₅、Ｒ₁₆、Ｒ₁₇、Ｒ₁₈、Ｒ₁₉、Ｒ₂₀、Ｒ₂₁、Ｒ₂₂、Ｒ₂₃、Ｒ₂₄およびＲ₂₅は独立に、水素または置換基から選ばれる。ただしＲ₆〜Ｒ₂₅のいずれかが結合しさらなる縮合環を形成してもよい。

有用で都合のよい実施例では、Ｒ₆、Ｒ₁₁、Ｒ₁₆およびＲ₂₁が全てフェニルであり、Ｒ₇、Ｒ₈、Ｒ₉、Ｒ₁₀、Ｒ₁₂、Ｒ₁₃、Ｒ₁₄、Ｒ₁₅、Ｒ₁₇、Ｒ₁₈、Ｒ₁₉、Ｒ₂₀、Ｒ₂₂、Ｒ₂₃、Ｒ₂₄およびＲ₂₅は全て水素である。関連する実施例は、フェニル基がない場合である。別の望ましい実施例では、Ｒ₆、Ｒ₇、Ｒ₈、Ｒ₉、Ｒ₁₀、Ｒ₁₁、Ｒ₁₂、Ｒ₁₃、Ｒ₁₄、Ｒ₁₅、Ｒ₁₆、Ｒ₁₇、Ｒ₁₈、Ｒ₁₉、Ｒ₂₀、Ｒ₂₁、Ｒ₂₂、Ｒ₂₃、Ｒ₂₄およびＲ₂₅は独立に、水素、アルキルおよびアリールからなる群から選ばれる。

これらの成分の発光波長は、中心ペリレン核の周辺を適当に置換することである程度調整することができる。

本発明において有用なさらなる電場発光成分は、好適には式（ＩＩＩ）で表されるピラン誘導体である。

式中
Ｒ₃₁、Ｒ₃₂、Ｒ₃₃、Ｒ₃₄およびＲ₃₅は独立に、水素または置換基から選ばれる。
ただし上記の置換基のいずれかが結合しさらなる縮合環を形成してもよい。

有用で都合のよい実施例では、Ｒ₃₁、Ｒ₃₂、Ｒ₃₃、Ｒ₃₄およびＲ₃₅が独立に、水素、アルキルおよびアリール基からなる群から選ばれる。

上記電場発光成分は一般に、非電場発光成分中へドープされ、正孔輸送層と電子輸送層の間の発光層となる。上記非電場発光成分は、電場発光成分に励起状態を効果的に形成し、それによって明るく高効果で安定したＥＬデバイスを提供しうるように選択される。

本発明において有用な、さらなるバンドギャップを有する非電場発光成分は、本発明のバンドギャップ要件を満たすものであれば、当該分野において公知のいずれのものでもよく、好適には式（ＩＶ）で表される。

式中
Ｒ₄₁、Ｒ₄₂、Ｒ₄₃、Ｒ₄₄、Ｒ₄₅、Ｒ₄₆、Ｒ₄₇、Ｒ₄₈、Ｒ₄₉、Ｒ₅₀、Ｒ₅₁およびＲ₅₂は独立に、水素または置換基から選ばれる。
ただし上記の置換基のいずれかが結合しさらなる縮合環を形成してもよい。

有用で都合のよい実施例では、Ｒ₄₁、Ｒ₄₂、Ｒ₄₃、Ｒ₄₄、Ｒ₄₅、Ｒ₄₆、Ｒ₄₇、Ｒ₄₈、Ｒ₄₉、Ｒ₅₀、Ｒ₅₁およびＲ₅₂の少なくとも一つが独立に、ハロゲン化物、アルキル、アリール、アルコキシおよびアリールオキシ基からなる群から選ばれる。

上記電場発光成分によって与えられる利益は、非電場発光成分に特有のものとは思われない。さらなるバンドギャップを有する非電場発光化合物として望ましいものには、キレート化されたオキシノイド、ベンザゾール、アントラセン、テトラセンまたはテトラアリールベンジジンを基とするものが含まれるが、これら五種の非電場発光成分に限定されない。さらなるバンドギャップを有する非電場発光化合物の特定の例としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（ＡｌＱ₃，Ｉｎｖ−２６）；２，２’，２”−（１，３，５−ベンゼントリル）トリス［１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール］（ＴＰＢＩ）；２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセン（ＴＢＡＤＮ、Ｉｎｖ−２２）；５，６，１１，１２−テトラフェニルナフタセン（ルブレン、Ｉｎｖ−１９）；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、Ｉｎｖ−２４）；５，１２−ビス［２−（５−メチルベンゾチアゾリル）フェニル］−６，１１−ジフェニルナフタセン（ＤＢＺＲ、Ｉｎｖ−２１）；５，１２−ビス［４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル］ナフタセン（ｔＢＤＰＮ、Ｉｎｖ−２３）；５，６，１１，１２−テトラ−２−ナフタレニルナフタセン（ＮＲ、Ｉｎｖ−２０）；９，１０−ビス（２−ナフチル）−２−フェニルアントラセン（Ｉｎｖ−２５）および９−（２−ナフチル）−１０−（４−フェニル）フェニルアントラセン（Ｉｎｖ−２７）がある。

本発明のＥＬデバイスは、ランプあるいは静電または動画デバイス（テレビ、携帯電話、ＤＶＤプレイヤー、コンピューターのモニター等）における成分などの安定した発光が望まれる、いかなるデバイスにおいても有用である。

本発明において有用な、第一のバンドギャップを有する電場発光化合物の例は、Ｉｎｖ−１からＩｎｖ−１１の式で表されるジインデノ［１，２，３−ｃｄ］ペリレンおよびＩｎｖ−１２からＩｎｖ−１８の式で表されるピランである。本発明において有用な、第二のバンドギャップを有する非電場発光化合物の例は、Ｉｎｖ−２９からＩｎｖ−６８の式で表される。本発明において有用な、さらなるバンドギャップを有する非電場発光化合物の例は、ナフタセン、インデノ［１，２，３−ｃｄ］ペリレン、キレート化されたオキシノイド、アンスラセニルおよびＮ，Ｎ’，Ｎ，Ｎ’−テトラアリールベンジジンであり、Ｉｎｖ−１９からＩｎｖ−２８の式で表される。

本発明の一実施例では、第二のバンドギャップを有する成分は層の５〜９５％を構成し、別の実施例では、第二のバンドギャップを有する成分は層の１０〜７５％を構成する。本発明の有用な実施例においては、第二のバンドギャップを有する成分は層の５〜９５％を構成し、電場発光成分はペリフランテンまたはピランである。本発明のまた別の有用な実施例では、第二のバンドギャップを有する成分は層の１０〜７５％を構成し、電場発光成分はペリフランテンまたはピランである。電場発光化合物、特に上記ペリフランテンまたはピラン材料は、赤色発光層中の全材料の０．１〜５％の範囲で存在することができるが、典型的には０．３〜１．５％の範囲である。

別の実施例では、第二のバンドギャップを有する成分は層の５〜９５％を構成し、さらなるバンドギャップを有する成分は、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌｑ₃）；２，２’，２”−（１，３，５−ベンゼントリル）トリス［１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール］（ＴＰＢＩ）；２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセン（ＴＢＡＤＮ）；５，６，１１，１２−テトラフェニルナフタセン（ルブレン）；Ｎ，Ｎ’−ジ−（１−ナフタレニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ジアミノ（１，１’−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−（２−ナフチル）アミノ］ビフェニル（ＴＮＢ）；５，１２−ビス［２−（５−メチルベンゾチアゾリル）フェニル］−６，１１−ジフェニルナフタセン（ＤＢＺＲ）；５，１２−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ナフタセン（ｔＢＤＰＮ）；５，６，１１，１２−テトラ−（２’−ナフタレニル）ナフタセン（ＮＲ）；９，１０−ビス（２−ナフチル）−２−フェニルアントラセンおよび９−（２−ナフチル）−１０−（４−フェニル）フェニルアントラセンからなる特定のリストから選ばれる。

さらに他の実施例では、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌｑ₃）；２，２’，２”−（１，３，５−ベンゼントリル）トリス［１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール］（ＴＰＢＩ）；２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセン（ＴＢＡＤＮ）；５，６，１１，１２−テトラフェニルナフタセン（ルブレン）；Ｎ，Ｎ’−ジ−（１−ナフタレニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ジアミノ（１，１’−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）；５，１２−ビス［２−（５−メチルベンゾチアゾリル）フェニル］−６，１１−ジフェニルナフタセン（ＤＢＺＲ）；５，１２−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ナフタセン（ｔＢＤＰＮ）；５，６，１１，１２−テトラ−（２’−ナフタレニル）ナフタセン（ＮＲ）；９，１０−ビス（２−ナフチル）−２−フェニルアントラセン；および９−（２−ナフチル）−１０−（４−フェニル）フェニルアントラセンから選ばれる少なくとも一つを含む、さらなるバンドギャップを有する少なくとも二つの成分が存在する。

さらなる実施例では、第二のバンドギャップを有する成分は層の１０〜７５％を構成し、さらなるバンドギャップを有する成分は、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌｑ₃）；２，２’，２”−（１，３，５−ベンゼントリル）トリス［１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール］（ＴＰＢＩ）；２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセン（ＴＢＡＤＮ）；５，６，１１，１２−テトラフェニルナフタセン（ルブレン）；Ｎ，Ｎ’−ジ−（１−ナフタレニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ジアミノ（１，１’−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）；５，１２−ビス［２−（５−メチルベンゾチアゾリル）フェニル］−６，１１−ジフェニルナフタセン（ＤＢＺＲ）；５，１２−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ナフタセン（ｔＢＤＰＮ）；５，６，１１，１２−テトラ−（２’−ナフタレニル）ナフタセン（ＮＲ）；９，１０−ビス（２−ナフチル）−２−フェニルアントラセン；および９−（２−ナフチル）−１０−（４−フェニル）フェニルアントラセンからなる特定のリストから選ばれる。さらに他の実施例では、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌｑ₃）；２，２’，２”−（１，３，５−ベンゼントリル）トリス［１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール］（ＴＰＢＩ）；２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセン（ＴＢＡＤＮ）；５，６，１１，１２−テトラフェニルナフタセン（ルブレン）；Ｎ，Ｎ’−ジ−（１−ナフタレニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ジアミノ（１，１’−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）；５，１２−ビス［２−（５−メチルベンゾチアゾリル）フェニル］−６，１１−ジフェニルナフタセン（ＤＢＺＲ）；５，１２−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ナフタセン（ｔＢＤＰＮ）；５，６，１１，１２−テトラ−（２’−ナフタレニル）ナフタセン（ＮＲ）；９，１０−ビス（２−ナフチル）−２−フェニルアントラセン；および９−（２−ナフチル）−１０−（４−フェニル）フェニルアントラセンから選ばれる少なくとも一つを含む、さらなるバンドギャップを有する少なくとも二つの成分が存在する。

本発明の典型的な実施例では、駆動電圧が改善されるだけでなく、輝度効率、動作安定性および色純度（色度）も向上する。

特に記載しない限り、「置換される」または「置換基」という用語の使用は、水素以外の基または原子を意味する。さらに「基」という用語を用いる場合は、置換基が置換可能な水素を含む時、置換基の未置換型だけでなく、その置換基がここで述べるようにさらに一つまたは複数の置換基で置換された形をも包含して意味する。ただしその置換基が、デバイスの実用性に必要な特性の妨げになってはならない。好適には置換基はハロゲンであってもよく、あるいは炭素、シリコン、酸素、窒素、リン、硫黄、セレンまたはホウ素原子によって、分子の残部に結合していてもよい。上記置換基は例えば、クロロ、ブロモ、フルオロ等のハロゲン；ニトロ；ヒドロキシル；シアノ；カルボキシルであってもよく、あるいは直鎖、分鎖、環状アルキルを含むアルキル（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、テトラデシル等）；アルケニル（エチレン、２−ブテン等）；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、ｓｅｃ−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等）；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、ナフチル等）；アリールオキシ（フェノキシ、２−メチルフェノキシ、α−またはβ−ナフチルオキシ、４−トリルオキシ等）；カルボンアミド（アセトアミド、ベンズアミド、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−ｌ−イル、２−オキソ−５−テトラデシルピロリン−ｌ−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−ブチルカルボンアミド等）；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ノ、ヘキサデシルスルホンアミド等）；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等）；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等）；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等）；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−トリルスルホニル等）；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等）；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等）；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−トリルチオ等）；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等）；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、ドデシルアミン等）；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ンイル等）；リン酸塩（リン酸ジメチル、リン酸エチルブチル等）；亜リン酸塩（亜リン酸ジエチル、亜リン酸ジヘキシル等）；複素環基であってもよく、これらの基はさらに置換されていてもよい。ここで複素環基は、複素環オキシ基または複素環チオ基であって、これらはそれぞれ置換されていてもよく、酸素、窒素、硫黄、リンおよびホウ素からなる群から選択される少なくとも一つのヘテロ原子および炭素原子からなる、３から７員複素環を含む。２−フリル、２−チエニル、２−ベンズイミダゾリルオキシまたは２−ベンゾチアゾリル；トリエチルアンモニウム等の第四級アンモニウム；トリフェニルホスホニウム等の第四級ホスホニウム；トリメチルシリルオキシ等のシリルオキシがある。

所望であれば上記置換基は、それ自身が上記置換基で一回または複数回さらに置換されていてもよい。ここで用いられる特定の置換基は、特定の用途に望ましい特性が得られるよう当業者によって選択され、例えば電子吸引基、電子供与基および立体基を含んでいてもよい。分子が二つ以上の置換基を有する場合、他に提供されなければその置換基同士が結合して縮合環等の環を形成してもよい。一般的に、上記置換基群およびそれらの置換基は、４８以下の炭素原子を有するものを含んでいてもよく、典型的には１から３６の炭素原子を含み、一般に２４未満の炭素原子を含むが、選択される特定の置換基によっては、より炭素数の大きいものも可能である。
一般的なデバイスの構造

本発明は、ほとんどのＯＬＥＤデバイスの構成に用いることができる。これらには、単一アノードとカソードを備えている極めて単純な構造から、より複雑なデバイス、例えば、アノードとカソードとを直交アレイ状に設けて画素を構成したパッシブマトリックスディスプレイ、及び各画素が独立的に例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）で制御されるアクティブマトリックスディスプレイなどがある。

本発明をうまく実施できる有機層の構成には非常に数多くのものがある。必須構成要素はカソード、アノード、ＨＴＬおよびＬＥＬである。より典型的な構造を図１に示す。この構造は基板１０１、アノード１０３、任意の正孔注入層１０５、正孔輸送層１０７、発光層１０９、電子輸送層１１１およびカソード１１３を含む。これらの層を以下で詳細に説明する。基板は、別法としてカソードに隣接して位置させてもよいし、又は基板が実際にアノード又はカソードを構成してもよい。有機発光層の総合計厚さは、好ましくは５００ｎｍ未満である。

ＯＬＥＤのアノードとカソードは、電気導体１６０を介して電源１５０に接続されている。アノードとカソードの間に、アノードがカソードより正極となるように電位差を印加することによりＯＬＥＤを動作させる。アノードから正孔が有機ＥＬ素子に注入される。サイクル中の一定期間電位差バイアスを逆方向にして電流を流さないようにするＡＣモードでＯＬＥＤを動作させると、デバイスの安定性が向上する場合がある。ＡＣ駆動式ＯＬＥＤの一例が米国特許第５，５５２，６７８号明細書に記載されている。
基板

基板１０１は、意図された発光方向に応じて光透過性又は不透明であってよい。光透過特性は、基板を通してＥＬ発光を見るために望ましい。このような場合には、透明なガラス又は有機材料が一般に採用される。ＥＬ発光が頂部電極を通して見られる用途の場合、底部支持体の透過特性は重要ではなく、従って光透過性、光吸収性又は光反射性であってよい。このような事例において使用するための基板の一例としては、ガラス、プラスチック、半導体材料、セラミック、及び回路基板材料が挙げられる。もちろん、これらのデバイスの構成においては、光透過性頂部電極を提供する必要がある。
アノード

導電性アノード層１０３は、一般に基板上に形成され、ＥＬ発光をアノードを介して見るとき、アノードは意図する発光に対して透過性又は実質的に透過性でなければならない。本発明に使用される一般的な透明アノード材料は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）及び酸化錫であるが、他の金属酸化物、例えばアルミニウムをドーピングした酸化亜鉛若しくはインジウムをドーピングした酸化亜鉛（ＩＺＯ）、酸化マグネシウムインジウム及び酸化ニッケルタングステン（これらには限定されない）でもよい。これらの酸化物の他に、金属窒化物、例えば窒化ガリウム、及び金属セレン化物、例えば、セレン化亜鉛、及び金属硫化物、例えば、硫化亜鉛も、層１０３中で使用できる。ＥＬ発光を頂部電極を介して見る用途では、層１０３の透過特性は重要ではなく、いずれの導電性材料を使用してもよく、透明、不透明又は反射性であってもよい。この用途に用いられる導電体としては、例えば金、イリジウム、モリブデン、パラジウム及び白金が挙げられるが、これらには限定されない。典型的なアノード材料（透過性又はそうでないもの）の仕事関数は、４．１ｅＶ以上である。所望のアノード材料は、一般的には蒸着、スパッタリング、化学蒸着又は電気化学的手段等のいずれかの適当な手段により付着される。アノードは、周知のフォトリソグラフィーを用いてパターン形成できる。
正孔注入層（ＨＩＬ）

いつも必要というわけではないが、アノード１０３と正孔輸送層１０７の間に正孔注入層１０５が設けられるのはしばしば有用である。正孔注入材料は、後続の有機層の膜形成特性を改善し、そして正孔輸送層内への正孔の注入を容易にするのに役立つことができる。正孔注入層において使用するのに適した材料の一例としては、米国特許第４，７２０，４３２号明細書に記載されたポルフィリン化合物および米国特許第６，２０８，０７５号明細書に記載されたプラズマ蒸着されたフルオロカーボン・ポリマーなどが挙げられる。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が、欧州特許出願公開第０８９１１２１号及び同第１０２９９０９号明細書に記載されている。
正孔輸送層（ＨＴＬ）

有機ＥＬデバイスの正孔輸送層１０７は、少なくとも一種の正孔輸送化合物、例えば芳香族第三アミンを含む。ここで、芳香族第三アミンは、その少なくとも一つが芳香族環の員である炭素原子のみに結合した少なくとも一つの３価の窒素原子を含む化合物であると理解される。一形態において、芳香族第三アミンは、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又は高分子アリールアミンであることができる。典型的なモノマートリアリールアミン類は、米国特許第３，１８０，７３０号明細書（Ｋｌｕｐｆｅｌら）により示されている。一つ以上のビニルラジカルで置換され及び／又は少なくとも一つの活性水素含有基を含む他の好適なトリアリールアミンが、米国特許第３，５６７，４５０号及び同第３，６５８，５２０号明細書（Ｂｒａｎｔｌｅｙら）に開示されている。

芳香族第三級アミンのさらに好適な種類は、米国特許第４，７２０，４３２号及び同第５，０６１，５６９号明細書で開示されているような少なくとも２つの芳香族第三級アミン部分を含むものである。こうした化合物は構造式Ａによって表されるものを含む。

ここで、Ｑ₁及びＱ₂は独立に選択された芳香族第三級アミン部分であり、Ｇは炭素−炭素結合のアリーレン、シクロアルキレン、またはアルキレン基といった結合基である。１つの実施形態では、Ｑ₁またはＱ₂の少なくとも１つは、例えばナフタレンのような多環式縮合環基を含む。Ｇがアリール基である場合、それは好都合にはフェニレン、ビフェニレン、またはナフタレン部分である。

構造式（Ａ）を満足し２つのトリアリールアミン基を含むトリアリールアミンの有用な種類は構造式（Ｂ）によって表される。

ここで、
Ｒ₁及びＲ₂はそれぞれ独立に水素原子、アリール基、またはアルキル基を表すか、またはＲ₁及びＲ₂は共にシクロアルキル基を完成する原子を表し、
Ｒ₃及びＲ₄はそれぞれ独立にアリール基を表し、そのアリール基は、構造式（Ｃ）によって示されるようなジアリール置換アミノ基によって置換される。:

ここでＲ₅及びＲ₆は独立に選択されたアリール基である。１つの実施形態では、Ｒ₅及びＲ₆の少なくとも１つは、例えばナフタレンのような多環式縮合環基を含む。

芳香族第三級アミンの別の種類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はアリーレン基を介して結合した、式（Ｃ）によって示されるような２つのジアリールアミノ基を含む。有用なテトラアリールジアミンは式（Ｄ）によって表されるものを含む。

ここで、
各Ａｒｅは、フェニレンまたはアントラセン基といった独立に選択されたアリーレン基であり、
ｎは１〜４の整数である。
Ａｒ、Ｒ₇、Ｒ₈およびＲ₉は独立に選択されたアリール基である。
通常の実施形態では、Ａｒ、Ｒ₇、Ｒ₈、及びＲ₉の少なくとも１つは、例えばナフタレンのような多環式縮合環基を含む。

上記の構造式（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｄ）の様々なアルキル、アルキレン、アリール、及びアリーレン基についても各々同様に置換されてもよい。通常の置換基はアルキル基、アルコキシル基、アリール基、アリールオキシ基、及びフッ化物、塩化物、及び臭化物といったハロゲンを含む。様々なアルキル及びアルキレン基は通常１〜６個の炭素原子を含む。シクロアルキル部分は３〜１０個の炭素原子を含むことがあるが、通常は、例えばシクロペンチル、シクロヘキシル、及びシクロヘプチル環状構造といった５個、６個、または７個の炭素原子を含む。アリール及びアリーレン基は普通フェニル及び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またはその混合物から形成してよい。詳しく言うと、式（Ｂ）を満足するトリアリールアミンのようなトリアリールアミンを、式（Ｄ）によって示されるようなテトラアリールジアミンと組み合わせて利用してよい。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利用する場合、後者は、トリアリールアミンと電子注入及び電子輸送層との間に挿入された層として配置する。有用な芳香族第三級アミンの例は以下である。

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−アンスリル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
４，４”−ビス［Ｎ−（１−アンスリル）−Ｎ−フェニルアミノ］−ｐ−テルフェニル
４，４’−ビス［Ｎ−（２−フェナンスリル）−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（ＴＰＤＡ）

別の種類の有用な正孔輸送材料には、欧州特許第１００９０４１号に記載のような多環状芳香族化合物などがある。さらに、高分子正孔輸送材料、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、ポリアニリン及びコポリマー、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とも称される）を使用することができる。
発光層（ＬＥＬ）

米国特許第４，７６９，２９２号及び同第５，９３５，７２１号明細書により詳細に説明されているように、有機ＥＬ素子の発光層（ＬＥＬ）１０９は、電界発光が、この領域における電子ー正孔対再結合の結果として生じる発光材料又は蛍光材料を含む。発光層は、単一材料から構成することができるが、より一般的には、電場発光ゲスト化合物（単一又は複数）でドーピングした非電場発光化合物から構成される。ここで、発光は主に電場発光化合物から生じ、いずれの色をも生じることができる。発光層における非電場発光化合物（単一又は複数）は、以下で定義するような電子輸送材料、上記で定義したような正孔輸送材料、又は正孔−電子再結合を支持する別の材料又は材料の組み合わせであることができる。電場発光化合物は、通常高度蛍光性染料から選択されるが、リン光性化合物、例えばＷＯ９８／５５５６１、ＷＯ００／１８８５１、ＷＯ００／５７６７６及びＷＯ００／７０６５５に記載されているような遷移金属錯体も有用である。電場発光化合物は、典型的には非電場発光成分材料に０．０１〜１０％コーティングされる。

電場発光成分として染料を選択するための重要な関係は、分子の最高被占軌道と最低空軌道との間のエネルギー差として定義される、バンドギャップポテンシャルの比較である。非電場発光化合物から電場発光化合物分子への効率的なエネルギー輸送のために必要な条件は、電場発光化合物のバンドギャップが、非電場発光化合物（単一又は複数）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非電場発光化合物及び発光分子には、米国特許第４，７６８，２９２号；同第５，１４１，６７１号；同第５，１５０，００６号；同第５，１５１，６２９号；同第５，４０５，７０９号；同第５，４８４，９２２号；同第５，５９３，７８８号；同第５，６４５，９４８号；同第５，６８３，８２３号；同第５，７５５，９９９号；同第５，９２８，８０２号；同第５，９３５，７２０号；同第５，９３５，７２１号；及び同第６，０２０，０７８号に開示されたものが含まれるが、これらには限定されない。

８−ヒドロキシキノリンの金属錯体及び同様の誘導体（式Ｅ）が、電場発光を支持することができる有用な非電場発光化合物の１クラスを構成し、５００ｎｍよりも長い波長、例えば緑、黄、橙及び赤色の発光に特に適している。

式中
Ｍは金属を表し；
ｎは整数１〜３であり；
Ｚは独立して、出現毎に、２つ以上の縮合芳香環を有する核を完成する原子を表す。

以上から明らかなように、金属は一価、二価、三価、又は四価金属であってよい。金属は例えば、アルカリ金属、例えばリチウム、ナトリウム、又はカリウム；アルカリ土類金属、例えばマグネシウム又はカルシウム；土類金属、例えばアルミニウム又はガリウム、あるいは亜鉛、ジルコニウム等の遷移金属であってよい。一般に、有用なキレート金属であることが知られている任意の一価、二価、三価、又は四価金属を採用することができる。

Ｚは２つ以上の縮合芳香環を含有する複素環核を完成し、これらの縮合芳香環のうちの１つ以上がアゾール又はアジン環である。脂肪族環及び芳香環の両方を含む付加的な環は、必要な場合には、２つの所要の環と縮合することができる。機能を改善することなしに分子の嵩を加えることを避けるために、環内原子数は通常１８以下に維持される。

有用なキレート型オキシノイド化合物の例は、下記の通りである：
ＣＯ−１：アルミニウムトリソキシン［別名、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）］
ＣＯ−２：マグネシウムビソキシン［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：インジウムトリソキシン［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−メチロキシン）［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、（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−キノリノラト）−４−フェニルフェノラトアルミニウム（ＩＩＩ）

９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセンの誘導体（式Ｆ）が、電場発光を支持することができる有用な非電場発光化合物の１クラスを構成し、４００ｎｍよりも長い波長、例えば青、緑、黄、橙及び赤色の発光に特に適している。

式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵及びＲ⁶は、水素あるいは１つ又はそれ以上の置換基を表し、各置換基は下記群から選択される：

群１：水素、又は典型的には炭素原子数１〜２４のアルキルまたはアルコキシ；
群２：典型的には炭素原子数６〜２０の単環；
群３：ナフチル、アントラセニル、ピレニル又はペリレニル等の典型的には６〜３０個の炭素原子を有する縮合芳香環を完成するのに必要な原子；
群４：フリル、チエニル、ピリジル又はキノリニル等の典型的には５〜２４個の炭素原子を有する縮合芳香族複素環を完成するのに必要な原子；
群５：典型的には炭素原子数１〜２４のアルコキシルアミノ、アルキルアミノ、又はアリールアミノ；
群６：フッ素、塩素、臭素又はシアノラジカル。

代表例として、９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセン及び２−ｔ−ブチル−９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセンが挙げられる。ＬＥＬの非電場発光化合物としては、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、および欧州特許第６８１，０１９号に記載されているフェニルアントラセン誘導体を含む他のアントラセン誘導体も有用となり得る。

ベンザゾール誘導体（式Ｇ）が、電場発光を支持することができる有用な非電場発光成分の別のクラスを構成し、４００ｎｍよりも長い波長、例えば青、緑、黄、橙及び赤色の発光に特に適している。

式中：ｎは整数３〜８であり；
ＺはＯ、ーＮＲ又はーＳであり、ここでＲはＨまたは置換基であり；
Ｒ’は一つまたはそれ以上の任意の置換基であって、ここでＲおよびそれぞれのＲ’は水素；典型的には炭素原子数１〜２４のアルキル（例えばプロピル、ｔ−ブチル、及びヘプチルなど）；典型的には炭素原子数５〜２０の炭素環または複素環基（例えばフェニル及びナフチル、フリル、チエニル、ピリジル、キノリニル等）及び典型的には炭素原子数５〜２０の縮合型芳香環を完成するのに必要な原子；又はハロ、例えばクロロ、フルオロ；
Ｌは、複数のベンザゾールと共役又は非共役結合する、アルキルまたはアリールを含む結合ユニットである。

有用なベンザゾールの一例は、２，２’，２’’−（１，３，５−フェニレン）トリス［１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール］（ＴＰＢＩ）である。

米国特許第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また、ＬＥＬにおいて有用な非電場発光成分材料である。

望ましい蛍光電場発光成分は、縮合環、複素環、及びアントラセン、テトラセン、キサンテン、ペリレン、ルブレン、ピラン、ローダミン、キナクリドン、ジシアノメチレンピラン化合物、チオピラン化合物、ポリメチン化合物、ピリリウム及びチアピリリウム化合物、及びカルボスチリル化合物の誘導体等の化合物を含む。有用な電場発光成分の一例として、下記のものが挙げられる：

電子輸送層（ＥＴＬ）

本発明の有機ＥＬデバイスの電子輸送層１１１を形成するのに使用するための好ましい薄膜形成材料は、オキシン自体のキレート（一般に、８−キノリノール又は８−ヒドロキシキノリンとも呼ばれる）を含む、金属キレート型オキシノイド化合物である。このような化合物は、電子の注入及び輸送を助け、両方とも高レベルの性能を示し、そして薄膜の形態で容易に加工される。考えられるオキシノイド化合物の例は、前記構造式Ｅを満たしている。

他の電子輸送材料は、米国特許第４，３５６，４２９号明細書に開示された種々のブタジエン誘導体、及び米国特許第４，５３９，５０７号明細書に開示された種々の複素環式蛍光増白剤を含む。構造式Ｇを満たすベンザゾールも、有用な電子輸送材料である。

ある場合には、層１０９及び層１１１が、必要に応じて潰れて単一の層となり、発光と電子輸送の両方を支持するように機能することができる。
カソード

発光をアノードを介して見るときには、本発明に使用されるカソード１１３は、ほとんどいずれの導電材料からも構成することができる。所望の材料は、良好な膜形成性を有し、下に位置する有機層と良好に接触し、低電圧で電子注入が促進でき、且つ良好な安定性を有するものである。有用なカソード材料は、低仕事関数金属（＜４．０ｅＶ）又は金属合金を含有することがよくある。一つの好ましいカソード材料は、米国特許第４，８８５，２２１号明細書に記載されているような、銀の割合が１〜２０％であるＭｇ：Ａｇ合金から構成されている。別の好適な種類のカソード材料には、導電金属からなるより厚い層でキャッピングされた、低仕事関数金属又は金属塩の薄層を含む二分子層などがある。一つのこのようなカソードには、米国特許第５，６７７，５７２号明細書に記載されているような、ＬｉＦからなる薄層の上により厚いＡｌ層を設けて構成されたものがある。他の有用なカソード材料には、米国特許第５，０５９，８６１号、同第５，０５９，８６２号及び同第６，１４０，７６３号明細書に開示されているものがあるが、これらには限定されない。

発光をカソードを介して見るときには、カソードは透明又はほぼ透明でなくてはならない。このような用途では、金属が薄くなければならないか、又は透明な導電性酸化物又はこれらの材料の組み合わせを使用しなくてはならない。光学的に透明なカソードは、米国特許第５，７７６，６２３号明細書により詳細に記載されている。カソード材料は、蒸着、スパッタリング又は化学蒸着により付着することができる。必要に応じて、数多くの周知の方法によりパターン形成をすることができる。これらの方法には、スルーマスク蒸着、米国特許第５，２７６，３８０号及び欧州特許第０７３２８６８号に記載されているようなインテグラルシャドーマスキング、レーザーアブレーション及び選択的化学蒸着などがあるが、これらには限定されない。
有機層の付着

上記した有機材料は、昇華により好適に付着されるが、必要に応じてバインダーを用いた溶媒から付着させて膜形成を改善できる。材料がポリマーの場合には、溶媒付着が好適である。昇華により付着される材料は、例えば米国特許第６，２３７，５２９号明細書に記載されているようなタンタル材料から構成されていることがよくある昇華「ボート」から気化させるか、又はまずドナーシート上にコーティングした後、基板により近いところで昇華させることができる。材料の混合物を用いた層は、別個の昇華ボートを利用してもよいし、又は材料を予備混合し、単一のボート又はドナーシートからコーティングしてもよい。パターン形成蒸着は、シャドーマスク、インテグラルシャドーマスク（米国特許第５，２９４，８７０号明細書）、ドナーシートからの空間的に規定された熱染料転写（米国特許第５，８５１，７０９号及び同第６，０６６，３５７号明細書）及びインクジェット法（米国特許第６，０６６，３５７号明細書）を用いておこなうことができる。

ＯＬＥＤの製造に有用な有機材料、例えば、有機正孔輸送材料、有機電場発光成分をドープした有機発光材料は、比較的分子構造が複雑な上、分子結合力が弱いため、当該有機材料が物理蒸着工程で分解しないように注意しなければならない。上述の有機材料は、比較的高純度のものとして合成され、また粉末、フレーク又はグラニュールの形態で提供される。従来、このような粉末又はフレークを使用して物理蒸着源に入れ、そこで熱をかけて当該有機材料の昇華又は気化による蒸気形成を行い、その蒸気を基板上に凝縮させてその上に有機層を設けていた。

物理蒸着法において有機粉末、フレーク又はグラニュールを使用することには、いくつかの問題が認められている。粉末、フレーク又はグラニュールは、取扱いが困難である。一般にこれらの有機材料は、特に１０^-6トル程度にまで排気減圧されたチャンバ内に配置された物理蒸着源に入れられた場合、物理的密度が比較的低く、熱伝導性が望ましくないほど低い。このため、粉末粒子、フレーク又はグラニュールは、加熱された蒸着源からの輻射加熱と、蒸着源の加熱面に直に接している粒子やフレークの伝導加熱とによってのみ加熱される。蒸着源の加熱面に接していない粉末粒子、フレーク又はグラニュールは、粒子間の接触面積が比較的小さいため、伝導加熱によっては効果的に加熱されない。このことは、物理蒸着源内の当該有機材料の不均一な加熱を招き、基板上に形成される蒸着有機層が、潜在的に不均一となるおそれがある。

これら有機粉末は、結合して固体ペレットとしてもよい。昇華可能な有機材料粉末の混合物を結合して生成したこれら固体ペレットは、取り扱いが容易である。有機粉末の固体ペレットへの結合は、比較的単純なツールを用いて達成される。ひとつまたはそれ以上の非発光有機非電場発光成分材料または発光電場発光成分材料からなる混合物、あるいは非電場発光成分と電場発光成分材料との混合物より形成された固体ペレットは、有機層を作成するために物理蒸着源に配置してもよい。このような固体化されたペレットは、物理蒸着装置中で用いてもよい。

一形態において本発明は、有機材料の圧縮ペレットから基板上へ、ＯＬＥＤの一部を形成することになる有機層を形成する方法を提供する。
封入

ほとんどのＯＬＥＤデバイスは湿分もしくは酸素又はこれら双方に対して感受性を示すため、窒素又はアルゴンのような不活性雰囲気において、アルミナ、ボーキサイト、硫酸カルシウム、クレー、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、スルフェート、金属ハロゲン化物及び金属過塩素酸塩のような乾燥剤と一緒に、封止されることが一般的である。封入法及び乾燥法として、米国特許第６，２２６，８９０号明細書に記載されている方法が挙げられるが、これらに限定はされない。
正孔阻止層

ＬＥＬへの電子注入を促進するか、ＥＴＬへの正孔の通過を抑制しＬＥＬでの再結合を確実にするために、いくつかのＯＬＥＤデバイスでは正孔阻止層が必要とされる（Ｄ．Ｆ．Ｏ’ｂｒｉｅｎ，Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ，Ｍ．Ｅ．Ｔｈｏｍｐｓｏｎ， ａｎｄ Ｓ．Ｒ．Ｆｏｒｒｅｓｔ Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．第７４巻，第４４２頁（１９９９年））。典型的にはこの層は薄く（つまり１０ｎｍ）、ＬＥＬとＥＴＬの間に位置する。
バンドギャップ

電場発光化合物を選定するにあたり重要な関係がある。当該バンドギャップポテンシャルとＬＥＬ材料中の非電場発光化合物のバンドギャップの対比は、慎重に考えなければならない。非電場発光化合物から電場発光成分分子へのエネルギー伝達の効率化を図るためには、電場発光化合物のバンドギャップは、典型的には非電場発光成分材料のそれよりも小さい。

バンドギャップは典型的には、ＵＶＳまたはＸＰＳ分光技術によって経験的に決定され、ＨＴＬ層、ＬＥＬ層およびＥＴＬ層のエネルギーレベルおよび化学的性質を特徴づける。本出願に関する限り、全てのバンドギャップは以下の工程により決定される。

１．材料の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを、酢酸エチルまたはトルエンなどの非極性溶媒中、低濃度（つまり１×１０⁻³Ｍ）および低光学濃度（つまり＜０．２）バンドギャップで測定する。
２．スペクトルを、可視領域（つまり３５０−７５０ｎｍ）の最大吸収バンドおよび発光バンドから、一つへ標準化する。
３．標準化した吸収スペクトルおよび発光スペクトルを、同一のグラフにプロットする。
４．標準化した吸収スペクトルと発光スペクトルの間で、それらが交わる波長（交差波長）をＥ_0,0と定義する。この「光学」バンドギャップは、当該分野では分子の最高被占軌道（ＨＯＭＯ）レベルまたは価電子帯の最大レベルと、分子の最低空軌道（ＬＵＭＯ）レベルまたは導電帯の最小レベルとのエネルギー差として知られている。この値は典型的にはｅＶとして報告され、「交差波長」を１２４０ｅＶｎｍに分けることにより変換が行われる。

代表的な材料の光学バンドギャップ
発明 バンドギャップ（ｅＶ）
Ｉｎｖ−１ ２．１２ ｅＶ
Ｉｎｖ−１２ ２．２２ ｅＶ
Ｉｎｖ−１９ ２．３１ ｅＶ
Ｉｎｖ−２０ ２．２７ ｅＶ
Ｉｎｖ−２１ ２．２８ ｅＶ
Ｉｎｖ−２２ ３．０４ ｅＶ
Ｉｎｖ−２３ ２．５１ ｅＶ
Ｉｎｖ−２４ ３．１５ ｅＶ
Ｉｎｖ−２６ ２．７６ ｅＶ

本発明およびその利点は、以下の特定の実施例によりさらに詳細に説明される。「パーセンテージ」または「パーセント」という用語および記号「％」は、発光層の全材料中の、特定の電場発光化合物または非電場発光化合物の容量パーセント（または薄膜厚さ測定機により測定した厚さの割合）を表す。複数の電場発光化合物または非電場発光化合物が存在する場合、電場発光化合物または非電場発光化合物の総量は、発光層中の全材料に対するパーセンテージで説明することができる。容量パーセントは、密度ｄ、質量ｍおよび体積ｖの関係を与える等式ｄ＝ｍ／ｖを用いて質量パーセントに変換できる。

本発明およびその利点を、以下の特定の実施例を用いてさらに述べる。
方法１

実施例１−合成（スキーム１）

化合物（３）の調製：窒素雰囲気下、アセチレン化合物（２）（２．０ｇ，１２ｍモル）をジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（１００ｍＬ）中に溶解し、０℃まで冷却した。カリウムｔ−ブトキシド（ＫＢｕ^tＯ）（１．４ｇ，１２ｍモル）を加え、混合物を約１５分間よく撹拌した。その後この混合物にベンゾフェノン（１）（３．５３ｇ，３０ｍモル）を加えた。０℃で約３０分間撹拌を続け、その後１時間以上放置し室温にした。この時最後に溶液を０℃に冷却し、反応を飽和ナトリウム塩化物（２０ｍＬ）とともに行った。その後混合物を酢酸エチルで希釈し、２Ｎ−ＨＣｌ（ｘ３）で洗浄した。ＭｇＳＯ₄上で乾燥し、濾過後減圧下で濃縮した。粗生成物を石油エーテルとともに粉末化し、オフホワイトの固体である生成物を得た。化合物（３）の収量は３．０ｇであった。

Ｉｎｖ−５４の調製：化合物（３）（７．０ｇ，１５ｍモル）を塩化メチレン（ＣＨ₂Ｃｌ₂）（７０ｍＬ）中に溶解し、窒素雰囲気下０℃で撹拌した。この溶液にトリエチルアミン（ＮＥｔ₃）（１．５６ｇ，１５ｍモル）を加え、反応温度を０〜５℃の範囲に保った状態でメタンスルホニル塩化物（ＣＨ₃ＳＯ₂Ｃｌ）（１．９２ｇ，１５ｍモル）を滴下した。その後溶液を０℃で３０分間撹拌し、１時間以上放置して室温まで昇温した。その後反応系を加熱還流して塩化メチレン溶媒を蒸留除去し、徐々にそれをキシレン（総量７０ｍＬ）で置換した。反応系の内部温度が８０℃に達した時に、キシレン（１０ｍＬ）中に溶解したコリジン（２．４０ｇ，１９．８２ｍモル）を１０分以上かけて滴下した。その後１１０℃まで昇温し、この温度を４時間保った。その後反応系を冷却し、減圧下で濃縮した。油状残さをメタノール（７０ｍＬ）とともに撹拌し、粗生成物を得た。これを濾過しメタノールおよび石油エーテルで洗浄して、鮮赤色固体のＩｎｖ−５４を得た。収量は１．５ｇ、融点は３００〜３０５℃であった。得られた生成物はさらに窒素キャリアガスを用いた昇華（２５０℃、２００ミリトール）により精製してもよい。

本発明で用いられる比較化合物は以下の通りである。

Ｃｏｍｐ−１は親ルブレンで、本発明の対象外である。この化合物は当業者には周知であり、ナフタセン核の端環の２位および８位にもナフタセンの中心環に位置する四つのフェニル環上にも、置換基を有さない。これは米国特許第６，６１３，４５４号の実施例３においてホストとして記載されている。Ｃｏｍｐ−２、つまり５，６，１１，１２−テトラ−（２’−ナフタレニル）ナフタセン（ＮＲ）もまた、本発明の対象外である。この化合物はナフタセン核の５、６、１１および１２位に４つの２−ナフチル基を有し、２位および８位には置換基を有さない。これは米国特許第６，６１３，４５４号の化合物ＩＢ−８１である。次の実施例２では、Ｉｎｖ−１およびＩｎｖ−９が第一のバンドギャップを有する電場発光化合物（ＥＬＣ−１）であり、Ｉｎｖ−５４およびＩｎｖ−５５が第二のバンドギャップを有する非電場発光化合物（ｎｏｎ−ＥＬＣ−２）である。Ｉｎｖ−２６は、さらなるバンドギャップを有する非電場発光化合物（ｎｏｎ−ＥＬＣ−３）である。Ｃｏｍｐ−１およびＣｏｍｐ−２は比較化合物であり、これらも第二のバンドギャップを有する非電場発光化合物（ｎｏｎ−ＥＬＣ−２）である。

実施例２−ＥＬデバイスの製造−発明例および比較例

本発明の要件を満たすＥＬデバイスを、下記の方法に従ってサンプル１として製造した。

アノードとしての８５ｎｍのインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）層でコートされたガラス基板を順次、市販の洗剤中で超音波照射し、脱イオン水中ですすぎ、トルエン蒸気中で脱脂し、約１分間酸素プラズマに曝した。
ａ）上記ＩＴＯ上に１ｎｍのフルオロ炭素（ＣＦ_x）正孔注入層（ＨＩＬ）を、ＣＨＦ３のプラズマ支援蒸着により付着した。
ｂ）その後厚さ１５０ｎｍの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）の正孔輸送層（ＨＴＬ）をａ）上に蒸着した。
ｃ）その後、ｎｏｎ−ＥＬC［トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（ＡｌＱ₃，Ｉｎｖ−２６）およびＩｎｖ−５５］およびＥＬＣ［Ｉｎｖ−１（％で表示された濃度は表１および２参照）］からなる３７．５ｎｍの発光層（ＬＥＬ）を、上記正孔輸送層に付着した。
ｄ）その後、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（ＡｌＱ₃，Ｉｎｖ−２６）からなる３７．５ｎｍの電子輸送層（ＥＴＬ）を、上記発光層上に付着した。
ｅ）ＡｌＱ₃層上に、ＭｇとＡｇの体積比が１０：１であるように形成された２２０ｎｍのカソードを付着した。

上記連続作業により、ＥＬデバイスの付着が完了した。その後周囲の環境から保護するために、このデバイスを乾燥グローブボックスに密閉した。

実施例２の結果を表１、２、３および４にサンプル１〜６として示す。

表１および表２のサンプル２およびサンプル３は、Ｉｎｖ−５５およびＩｎｖ−５５と同様のレベルのものの代わりに、それぞれＣｏｍｐ−１およびＣｏｍｐ−２を用いた以外は、サンプル１と同一の方法で製造された比較ＥＬデバイスである。

表３および表４のサンプル４は、ｎｏｎ−ＥＬＣ（Ｉｎｖ−５４およびＩｎｖ−２６）とともにＥＬＣ（Ｉｎｖ−９）を用いた本発明のＥＬデバイスであり、サンプル１と同一の方法で製造されたものである。

表３および表４のサンプル５は、ｎｏｎ−ＥＬＣ（Ｉｎｖ−５５およびＩｎｖ−２６）とともにＥＬＣ（Ｉｎｖ−９）を用いた本発明のＥＬデバイスであり、サンプル１と同一の方法で製造されたものである。

表３および表４のサンプル６は、ｎｏｎ−ＥＬＣ（Ｃｏｍｐ−２およびＩｎｖ−２６）とともにＥＬＣ（Ｉｎｖ−９）を用いたＥＬデバイスであり、サンプル１と同一の方法で製造されたものである。

表１および表３は実施例の輝度について表し、表２および表４は実施例の安定性について表す。

表１：電場発光化合物（Ｉｎｖ−１）および非電場発光化合物を含むＥＬデバイスの評価

*１：輝度収率および輝度効率は、２０ｍＡ／ｃｍ²で報告した。

表２：電場発光化合物（Ｉｎｖ−１）および非電場発光化合物を含むＥＬデバイスの安定性

*２：安定性は、デバイスを７０℃、電流密度２０ｍＡ／ｃｍ²で２００時間運転した後に残った輝度の％を表す。

表３：電場発光化合物（Ｉｎｖ−９）および非電場発光化合物を含むＥＬデバイスの評価

*１：輝度収率および輝度効率は、２０ｍＡ／ｃｍ²で報告した。

表４：電場発光化合物（Ｉｎｖ−９）および非電場発光化合物を含むＥＬデバイスの安定性

*２：安定性は、デバイスを７０℃、電流密度２０ｍＡ／ｃｍ²で２００時間運転した後に残った輝度の％を表す。

表１および表３から分かるように、本発明のサンプル１、４および５のＥＬデバイスは、電場発光化合物および非電場発光化合物の全てのコーティングレベルにおいて一貫して、サンプル２、３および６の比較ＥＬデバイスと比べて優れた輝度を示している。さらに表２および表４は、本発明のＥＬデバイスの動作安定性についても、一貫して比較ＥＬデバイスより優れていることを示す。

特定の好ましい実施例についての特定の記載を用いて本発明を詳細に述べたが、本発明の精神と範囲内での改変は有効であることが理解されるであろう。例えば、複数の電場発光化合物および複数の非電場発光化合物を上記正孔輸送層、電子輸送層または発光層のいずれに用いてもよい。

上に言及した特許およびその他の刊行物は、その全部を本明細書の一部とする。

本発明に有用な発光層を採用した典型的なＯＬＥＤデバイスを示す横断面図である。

符号の説明

１０１ 基板
１０３ アノード
１０５ 正孔注入層 (ＨＩＬ)
１０７ 正孔輸送層 (ＨＴＬ)
１０９ 発光層(ＬＥＬ)
１１１ 電子輸送層 (ＥＴＬ)
１１３ カソード
１５０ 電源
１６０ 導体

Claims (37)

1. 第一のバンドギャップを有する電場発光成分、第二のバンドギャップを有する非電場発光成分、及びさらなるバンドギャップを有する一つまたはそれ以上のさらなる非電場発光成分を含有する発光層を含むＯＬＥＤデバイスであって、
   （１）該第二のバンドギャップは該第一のバンドギャップ以上であるが、２．７ｅＶ以下であり、
   （２）該一つまたはそれ以上のさらなるバンドギャップのそれぞれは、該第一および第二のバンドギャップよりも大きく、
   （３）該第二のバンドギャップを有する非電場発光成分は、該発光層中の全材料の０．１〜９９．８容量％の量で存在し、
   （４）該さらなるバンドギャップを有する一つまたはそれ以上のさらなる非電場発光成分は総計で、該発光層中の全材料の０．１〜９９．８容量％の量で存在し、
   （５）該電場発光成分は、該発光層中の全材料の０．１〜５容量％の量で存在し、かつ、
   （６）該第二のバンドギャップを有する非電場発光成分は、式（Ｉａ）であらわされる、ＯＬＥＤデバイス：
   

   

   式中、
   （ａ）６位と１２位のフェニル環の水素はいずれも置換されていてもよく、
   （ｂ）２位と８位には同一の置換基が存在し、
   （ｃ）５位および１１位のフェニル環は、上記（ｂ）の置換基と同一のパラ置換基のみを含む。
2. 該発光層が複数の電場発光成分を含有することを特徴とする、請求項１に記載のＯＬＥＤデバイス。
3. 該第一のバンドギャップを有する電場発光成分が、式（ＩＩ）で表されるペリフランテン化合物であることを特徴とする、請求項１に記載のＯＬＥＤデバイス：
   

   

   式中、
   Ｒ₆、Ｒ₇、Ｒ₈、Ｒ₉、Ｒ₁₀、Ｒ₁₁、Ｒ₁₂、Ｒ₁₃、Ｒ₁₄、Ｒ₁₅、Ｒ₁₆、Ｒ₁₇、Ｒ₁₈、Ｒ₁₉、Ｒ₂₀、Ｒ₂₁、Ｒ₂₂、Ｒ₂₃、Ｒ₂₄、Ｒ₂₅は独立に、水素または置換基から選ばれる。ただしＲ₆〜Ｒ₂₅の置換基のいずれかが結合しさらなる縮合環を形成してもよい。
4. Ｒ₆、Ｒ₇、Ｒ₈、Ｒ₉、Ｒ₁₀、Ｒ₁₁、Ｒ₁₂、Ｒ₁₃、Ｒ₁₄、Ｒ₁₅、Ｒ₁₆、Ｒ₁₇、Ｒ₁₈、Ｒ₁₉、Ｒ₂₀、Ｒ₂₁、Ｒ₂₂、Ｒ₂₃、Ｒ₂₄およびＲ₂₅のうちの少なくとも一つが独立に、ハロゲン化物、アルキル、アリール、アルコキシおよびアリールオキシ基からなる群から選択されることを特徴とする、請求項３に記載のＯＬＥＤデバイス。
5. 少なくとも一つの置換基がフェニル基である、請求項４に記載のＯＬＥＤデバイス。
6. 該第二のバンドギャップを有する非電場発光成分が、式（Ｉｂ）で表されることを特徴とする、請求項１に記載のＯＬＥＤデバイス：
   

   

   式中、
   Ｒ₁およびＲ₂は置換基、
   ｎは１〜５である。
   ただし複数のＲ₁基は同一であり、
   さらに複数のＲ₂基、それらの置換位置およびｎの値は、第一の環と第二の環で同一である。
7. Ｒ₁が下記式で表される、請求項６に記載のＯＬＥＤデバイス：
   

   

   式中、Ｒ₃、Ｒ₄およびＲ₅は水素または独立に選ばれた置換基であるか、あるいはＲ₃、Ｒ₄およびＲ₅は一緒になって単一または多環系を形成する。
8. 該第二のバンドギャップを有する非電場発光成分が、該発光層中の全材料の少なくとも５容量パーセントであることを特徴とする、請求項３に記載のＯＬＥＤデバイス。
9. 該第二のバンドギャップを有する非電場発光成分が、該発光層中の全材料の５〜９５容量パーセントの範囲であることを特徴とする、請求項３に記載のＯＬＥＤデバイス。
10. 該第二のバンドギャップを有する非電場発光成分が、該発光層中の全材料の１０〜７５容量パーセントの範囲であることを特徴とする、請求項３に記載のＯＬＥＤデバイス。
11. 該ペリフランテン化合物が下記式のいずれかで表される、請求項３に記載のＯＬＥＤデバイス。
    

    

    

    

    

    
12. 該第一のバンドギャップを有する電場発光成分が、該発光層中の全材料の０．１〜５容量パーセントの範囲であることを特徴とする、請求項３に記載のＯＬＥＤデバイス。
13. 該第一のバンドギャップを有する電場発光成分が、該発光層中の全材料の０．３〜１．５容量パーセントの範囲であることを特徴とする、請求項３に記載のＯＬＥＤデバイス。
14. 該第一のバンドギャップを有する電場発光成分が、下記Ｉｎｖ−１およびＩｎｖ−９で表されることを特徴とする、請求項３に記載のＯＬＥＤデバイス。
    

    
15. 該第一のバンドギャップを有する電場発光成分が、式（ＩＩＩ）で表されるピラン誘導体であることを特徴とする、請求項１に記載のＯＬＥＤデバイス。
    

    

    式中
    Ｒ₃₁、Ｒ₃₂、Ｒ₃₃、Ｒ₃₄およびＲ₃₅は独立に、水素または置換基から選ばれる。ただし上記置換基のいずれかが結合しさらなる縮合環を形成してもよい。
16. Ｒ₃₁、Ｒ₃₂、Ｒ₃₃、Ｒ₃₄およびＲ₃₅が独立に、水素、アルキルおよびアリール基からなる群から選ばれることを特徴とする、請求項１５に記載のＯＬＥＤデバイス。
17. Ｒ₃₁、Ｒ₃₂、Ｒ₃₃、Ｒ₃₄およびＲ₃₅の少なくとも一つが独立に、ハロゲン化物、アルキル、アリール、アルコキシおよびアリールオキシ基からなる群から選ばれることを特徴とする、請求項１５に記載のＯＬＥＤデバイス。
18. 該第二のバンドギャップを有する非電場発光成分が、該発光層中の全材料の少なくとも５容量パーセントであることを特徴とする、請求項１５に記載のＯＬＥＤデバイス。
19. 該第二のバンドギャップを有する非電場発光成分が、該発光層中の全材料の５〜９５容量パーセントの範囲であることを特徴とする、請求項１５に記載のＯＬＥＤデバイス。
20. 該第二のバンドギャップを有する非電場発光成分が、該発光層中の全材料の５〜７５容量パーセントの範囲であることを特徴とする、請求項１５に記載のＯＬＥＤデバイス。
21. 式（ＩＩＩ）の成分が下記式の一つで表される、請求項１５に記載のデバイス。
    

    

    

    
22. 該第一のバンドギャップを有する電場発光成分が、該発光層中の全材料の０．１〜５容量パーセントの範囲であることを特徴とする、請求項１９に記載のＯＬＥＤデバイス。
23. 該第一のバンドギャップを有する電場発光成分が、該発光層中の全材料の０．５〜１．５容量パーセントの範囲であることを特徴とする、請求項１９に記載のＯＬＥＤデバイス。
24. 該第一のバンドギャップを有する電場発光成分が、Ｉｎｖ−１２で表されることを特徴とする、請求項１９に記載のＯＬＥＤデバイス。
    

    
25. Ｒ₃、Ｒ₄およびＲ₅がアルキル基から選ばれることを特徴とする、請求項７に記載のＯＬＥＤデバイス。
26. Ｒ₃、Ｒ₄およびＲ₅がメチル基であることを特徴とする、請求項７に記載のＯＬＥＤデバイス。
27. 該第二のバンドギャップを有する非電場発光成分が、下記式の一つで表されることを特徴とする、請求項１に記載のＯＬＥＤデバイス。
    

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    
28. 該さらなるバンドギャップを有する一つまたはそれ以上の非電場発光成分が、式（ＩＶ）で表される化合物からなることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス：
    

    

    式中、
    Ｒ₄₁、Ｒ₄₂、Ｒ₄₃、Ｒ₄₄、Ｒ₄₅、Ｒ₄₆、Ｒ₄₇、Ｒ₄₈、Ｒ₄₉、Ｒ₅₀、Ｒ₅₁およびＲ₅₂は独立に、水素または置換基から選ばれる。
    ただし上記置換基のいずれかが結合しさらなる縮合環を形成してもよい。
29. Ｒ₄₁、Ｒ₄₂、Ｒ₄₃、Ｒ₄₄、Ｒ₄₅、Ｒ₄₆、Ｒ₄₇、Ｒ₄₈、Ｒ₄₉、Ｒ₅₀、Ｒ₅₁およびＲ₅₂の少なくとも一つが独立に、ハロゲン化物、アルキル、アリール、アルコキシおよびアリールオキシ基からなる群から選ばれることを特徴とする、請求項２８に記載のデバイス。
30. 該さらなるバンドギャップを有する非電場発光成分が、下記化合物から選ばれることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
    

    

    

    

    

    
31. 該さらなるバンドギャップを有する一つまたはそれ以上の非電場発光成分が、下記化合物から選ばれる複数の材料からなることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
    

    

    

    

    
32. （１）基板、
    （２）該基板上に配置したアノード、
    （３）該アノード上に配置した正孔注入層、
    （４）該正孔注入層上に配置した正孔輸送層、
    （５）請求項１に記載の発光層、
    （６）該発光層上に配置した電子輸送層、および
    （７）該電子輸送層上に配置したカソードを含む、請求項１に記載のＯＬＥＤデバイス。
33. 該第二のバンドギャップを有する非電場発光成分が、該発光層中の全材料の少なくとも５容量パーセントの量で存在し、
    該さらなるバンドギャップを有する一つまたはそれ以上のさらなる非電場発光成分が総計で、該発光層中の全材料の０．１〜９４．９容量パーセントの量で存在し、
    該電場発光成分がペリフランテン化合物であることを特徴とする、請求項１に記載のＯＬＥＤデバイス。
34. 該第二のバンドギャップを有する非電場発光成分が、該発光層中の全材料の５〜９４．９容量パーセントの量で存在し、
    該さらなるバンドギャップを有する一つまたはそれ以上のさらなる非電場発光成分が総計で、該発光層に含まれる全材料の５〜９４．９容量パーセントの量で存在し、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌｑ₃）；２，２’，２”−（１，３，５−ベンゼントリル）トリス［１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール］（ＴＰＢＩ）；２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（２ーナフチル)アントラセン（ＴＢＡＤＮ）；５，６，１１，１２−テトラフェニルナフタセン（ルブレン）；Ｎ，Ｎ’−ジ−（１−ナフタレニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ジアミノ（１，１’−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）；５，１２−ビス［２−（５−メチルベンゾチアゾリル）フェニル］−６，１１−ジフェニルナフタセン（ＤＢＺＲ）；５，１２−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ナフタセン（ｔＢＤＰＮ）；５，６，１１，１２−テトラ−（２’−ナフタレニル）ナフタセン（ＮＲ）；９，１０−ビス（２−ナフチル）−２−フェニルアントラセン；および９−（２−ナフチル）−１０−（４−フェニル）フェニルアントラセンからなる群から選択される一つを含むことを特徴とする、請求項１に記載のＯＬＥＤデバイス。
35. 第一のバンドギャップを有する電場発光成分、第二のバンドギャップを有する非電場発光成分、およびさらなるバンドギャップを有する二つ以上の非電場発光成分を含有する発光層を含むＯＬＥＤデバイスであって、
    （１）該第二のバンドギャップは該第一のバンドギャップ以上であるが、２．７ｅＶ以下であり、
    （２）該さらなるバンドギャップのそれぞれは、該第一および第二のバンドギャップよりも大きく、
    （３）該第二のバンドギャップを有する非電場発光成分は、該発光層中の全材料の５〜９４．９容量％の量で存在し、
    （４）該さらなるバンドギャップを有する二つ以上の非電場発光成分は総計で、該発光層中の全材料の５〜９４．９容量％の量で存在し、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌｑ₃）；２，２’，２”−（１，３，５−ベンゼントリル）トリス［１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール］（ＴＰＢＩ）；２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセン（ＴＢＡＤＮ）；５，６，１１，１２−テトラフェニルナフタセン（ルブレン）；Ｎ，Ｎ’−ジ−（１−ナフタレニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ジアミノ（１，１’−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）；５，１２−ビス［２−（５−メチルベンゾチアゾリル）フェニル］−６，１１−ジフェニルナフタセン（ＤＢＺＲ）；５，１２−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ナフタセン（ｔＢＤＰＮ）；５，６，１１，１２−テトラ−（２’−ナフタレニル）ナフタセン（ＮＲ）；９，１０−ビス（２−ナフチル）−２−フェニルアントラセン；および９−（２−ナフチル）−１０−（４−フェニル）フェニルアントラセンからなる群から選択される少なくとも一つであり、
    （５）該電場発光成分は、該発光層中の全材料の０．１〜５容量％の量で存在し、
    （６）該第二のバンドギャップを有する非電場発光成分は式（Ｉａ）であらわされる、ＯＬＥＤデバイス。：
    

    

    式中、
    （ａ）６位と１２位のフェニル環の水素はいずれも置換されていてもよく、
    （ｂ）２位と８位の置換基は同一であり、
    （ｃ）５位および１１位のフェニル環は、上記（ｂ）の置換基と同一のパラ置換基のみを含む。
36. 請求項１に記載のデバイスに電位をかけることからなる、該デバイスからの発光方法。
37. 請求項３４に記載のデバイスに電位をかけることからなる、該デバイスからの発光方法。

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