JP4490435B2 - エレクトロルミネセントデバイスのための有機素子 - Google Patents

Description

本発明は、ナフタセン核の末端環とつながっている分枝アルキル基もしくは非芳香族炭素環基を含むルブレンドーパント化合物を含有している発光層を含む有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）エレクトロルミネセント（ＥＬ）デバイスに関する。

有機エレクトロルミネセント（ＥＬ）デバイスは今まで２０年以上の間知られているが、それらの性能限界は、多くの所望の用途に対する障壁となることを示している。最も単純な形式では、有機ＥＬデバイスは、正孔注入のための陰極、電子注入のための陽極、および発光を生じる電荷再結合を支援するためのこれらの電極の間にはさみ込まれた有機媒体で構成されている。これらのデバイスは、有機発光ダイオードまたはＯＬＥＤとも一般に呼ばれている。初期の有機ＥＬデバイスの代表的なものとしては、Ｇｕｒｎｅｅら、米国特許３，１７２，８６２号（１９６５年３月９日交付）；Ｇｕｒｎｅｅ、米国特許３，１７３，０５０号（１９６５年３月９日交付）；Ｄｒｅｓｎｅｒ「Ｄｏｕｂｌｅ ＩｎｊｅｃｔＩｏｎ ＥｌｅｃｔｒｏｌｕｍＩｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｉｎ Ａｎｔｈｒａｃｅｎｅ」（ＲＣＡ ＲｅｖＩｅｗ、Ｖｏｌ．３０、３２２−３３４頁、１９６９年）；およびＤｒｅｓｎｅｒ、米国特許３，７１０，１６７号（１９７３年１月９日交付）である。多環式芳香族炭化水素で通常構成されているこれらのデバイスにおける有機層は、非常に厚かった（１μｍよりずっと大きい）。そのため、動作電圧は非常に高かった（しばしば＞１００Ｖ）。

より最近の有機ＥＬデバイスは、陽極と陰極との間の極めて薄い層（例えば、＜１．０μｍ）からなる有機ＥＬ素子を含む。本明細書中では、有機ＥＬ素子には、陽極と陰極電極との間の層が包含される。厚さを減らすことで有機層の抵抗が下がり、ずっと低い電圧において稼働するデバイスが可能となった。最初に米国特許４，３５６，４２９号に記述された基本的な２層ＥＬデバイス構造では、陽極に隣接しているＥＬ素子の有機層は、正孔を輸送するように特に選ばれるために、正孔輸送層と呼ばれる。そして他の有機層は、電子を輸送するように特に選ばれるため、電子輸送層と呼ばれる。２つの層の間のインタフェースにより、注入正孔／電子対の再結合および結果として生じるエレクトロルミネッセンスのための効率的な部位が提供される。

Ｔａｎｇら「Ｊ．ＡｐｐｌＩｅｄ ＰｈｙｓＩｃｓ、ｖｏｌ．６５、３６１０−３６１６頁、１９８９年」により開示されているように、正孔輸送層と電子輸送層との間に有機発光層（ＬＥＬ）を含む三層有機ＥＬデバイスもまた提案されている。発光層は、一般に、ゲスト材料−ドーパントでドープされたホスト材料からなる。その結果、効率の改良をもたらし、そしてカラー調整が可能となる。

これらの初期発明のときから、デバイス材料におけるさらなる改良の結果として、カラー、安定性、輝度効率および製造性のような特性における性能改善をもたらした。その例としては、米国特許５，０６１，５６９号、米国特許５，４０９，７８３号、米国特許５，５５４，４５０号、米国特許５，５９３，７８８号、米国特許５，６８３，８２３号、米国特許５，９０８，５８１号、米国特許５，９２８，８０２号、米国特許６，０２０，０７８号に開示されたものであり、とりわけ米国特許６，２０８，０７７号が開示される。

これらの開発にもかかわらず、高い色純度および長い寿命と共に高い輝度効率を提供するドーパントのような有機ＥＬデバイス成分に対する要求が継続して存在する。

有用な種類のドーパントは、ルブレンとも呼ばれる５，６，１１，１２−テトラフェニルナフタセンから得られるものである。これらの物質の溶液スペクトルは、一般的に５５０〜５６０ｎｍの範囲における最大発光波長（発光λ_maxとも呼ばれる。）によって特徴づけられ、そして他の層でのドーパントと組み合わせて白色光を作り出す有機ＥＬデバイスにおいて有用である。しかしながら、ルブレン誘導ドーパントによる発光の範囲は、そのようなＯＬＥＤで作り出された白色光の純度を制限する。より高い純度の白色光を作り出すＯＬＥＤを得るためには、他の光の発生層におけるドーパントの発光とスペクトル的に合致させることができるように、ルブレン誘導ドーパントの最大発光すなわち発光λ_maxを増加させる能力を有する必要がある。有用なドーパントは、５６３〜６５０ｎｍの範囲、特に５６５〜６００ｎｍの範囲において溶液中で光を発するものであり、また良好な効率を有し、容易に昇華するものである。

「Ｔｈｅ ＲｅｐｒｏｄｕｃｔＩｏｎ ｏｆ Ｃｏｌｏｕｒ Ｉｎ Ｐｈｏｔｏｇｒａｈｙ、ＰｒＩｎｔＩｎｇ＆ＴｅｌｅｖＩｓＩｏｎ」（第４版１９８７年、ＦｏｕｎｔａＩｎ Ｐｒｅｓｓ、４頁）においてＲ．Ｗ．Ｇ．Ｈｕｎｔ博士により定義されたように、黄色光は、一般に５７０〜５９０ｎｍの電磁スペクトルの可視領域の中に波長範囲を有しており、橙色光は５９０〜６３０ｎｍ、そして赤色光は６３０〜７００ｎｍの範囲であると定義づけされる。光がこれらの範囲と重なるスペクトルプロフィールを有する場合、どのような程度であれ、それは、おおよそ黄色−橙色または橙色−赤色と呼ばれる。

米国特許６，３８７，５４７号；米国特許６，３９９，２２３号；欧州特許ＥＰ１，１４８，１０９Ａ２号；日本国特許２０００１１５６２９０Ａ号；および日本国特許０４３３５０８７号は、ルブレン構造の１つの末端環の上に２つのフェニル基または両方の末端環上に４つのフェニル基を含むルブレン誘導体の使用を教示している。ルブレン構造の各末端環の上に単一の分岐アルキル基または非芳香族炭素環基の教示はない。

刊行物「Ａ Ｎｅｗ Ｙｅｌｌｏｗ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｄｏｐａｎｔ ｆｏｒ ＨＩｇｈ−ＥｆｆＩｃＩｅｎｃｙ ＯＬＥＤｓ」（１１^th ＩｎｔｅｒｎａｔＩｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ ＩｎｏｒｇａｎＩｃ ａｎｄ ＯｒｇａｎＩｃ ＥｌｅｃｔｏｒｏｌｕｍＩｎｅｓｃｅｎｃｅ ＆ ２００２ ＩｎｔｅｒｎａｔＩｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ ＳｃＩｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ＥｍＩｓｓＩｖｅ ＤＩｓｐｌａｙｓ ａｎｄ ＬＩｇｈｔＩｎｇ、２００２年９月、セッション４、Ｅｌ２００２ Ｇｈｅｎｔ、Ｇｈｅｎｔ大学、Ｇｈｅｎｔ、ベルギー）は、ルブレン誘導体ＴＢＲｂを開示している。開示されたＴＢＲｂ化合物は、ＯＬＥＤデバイスのための黄色蛍光ドーパントである。

しかしながら、これらのルブレン誘導体は、所望の発光λ_maxを生じない。したがって、これらのルブレン誘導体を含むデバイスは、高い色純度を有するＯＬＥＤデバイスを提供することができない。

解決すべき課題は、白色光純度および高い輝度効率を提供するＯＬＥＤデバイスの発光層のためのドーパント化合物を提供することである。

陰極と陽極との間に位置するホストおよびドーパントを含有する発光層（ＬＥＬ）を含むＯＬＥＤデバイスであって、その発光体が式（Ｉ）で表される赤橙色発光ルブレン誘導体であるＯＬＥＤデバイス：

式中、
ａ）２位および８位において同一の分枝アルキル基または非芳香族炭素環基が存在し；
ｂ）５位および１１位におけるフェニル環は、パラグラフａ）における分枝アルキル基または非芳香族炭素環基と同一のパラ置換基のみを含み；そして
ｃ）６位および１２位におけるフェニル環は置換されている。

本発明は、このようなデバイスおよびこのようなデバイスを使ったイメージング方法を含むディスプレイもまた提供する。

このようなデバイスは、高純度の白色光を作り出すことにおいて望ましい長い波長のエレクトロルミネッセンスを示す。

本発明は、一般的には上述の通りである。

本発明のＯＬＥＤデバイスは、陰極、陽極、電荷注入層（もし必要であるなら）、電荷輸送層、ならびにホストおよび少なくとも１つのドーパント、ルブレン誘導体を含む発光層（ＬＥＬ）を含む多層エレクトロルミネッセンスデバイスである。ルブレンという用語は、「Ｇｒａｎｔ＆Ｈａｃｋｈ’ｓ ＣｈｅｍＩｃａｌ ＤＩｃｔＩｏｎａｒｙ」（第５版、マグローヒル出版社、５１２頁）および「ＤＩｃｔＩｏｎａｒｙ ｏｆ ＯｒｇａｎＩｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ」（第５版、Ｃｈａｐｍａｎ ａｎｄ Ｈａｌｌ、Ｖｏｌｕｍｅ５、５２９７頁）によって定義されるように、５，６，１１，１２−テトラフェニルナフタセンを指す。ナフタセンという用語は、「Ｇｒａｎｔ＆Ｈａｃｋｈ’ｓ ＣｈｅｍＩｃａｌ ＤＩｃｔＩｏｎａｒｙ」（第５版、マグローヒル出版社、３８３頁）によって定義されるように、４つの線形縮合ベンゼン環を記述するために使われる化学名である。

適切には、本デバイスの発光層は、ドーパントがホストの１０質量％まで、より一般的にはホストの０．１〜５．０質量％の量で存在しているホストおよびドーパントを含む。ドーパントは、適切にはナフタセンの２，８−位において分枝アルキル基を有する５，６，１１，１２−テトラフェニルナフタセン、そして、有用にはナフタセンの２，８−位において非芳香族炭素環基を有する５，６，１１，１２−テトラフェニルナフタセンである。上記のフェニル基、アルキル基または炭素環基が置換される場合、特にその置換基がフッ素、フッ素含有基、アルキル基、アリール基、アルコキシ基またはアリールオキシ基のときに良い結果が得られる。

本発明の有用なドーパントは、５６３ｎｍ＜λ_max≦６５０ｎｍ、好ましくは５６５ｎｍ＜λ_max≦６２５ｎｍとなるように酢酸エチル溶液中で発光し、そして良好な効率を有するものである。他の光の発光ドーパントと組み合わせれば、本発明のドーパントは、白色光を作り出すために使うことができる。他の発光ドーパントは、有用には青色または青緑色の光を発するドーパントである。

「Ｔｈｅ ＲｅｐｒｏｄｕｃｔＩｏｎ ｏｆ Ｃｏｌｏｕｒ Ｉｎ Ｐｈｏｔｏｇｒａｈｙ、ＰｒＩｎｔＩｎｇ＆ＴｅｌｅｖＩｓＩｏｎ」（第４版１９８７年、ＦｏｕｎｔａＩｎ Ｐｒｅｓｓ、４頁）においてＲ．Ｗ．Ｇ．Ｈｕｎｔ博士により定義されたように、青色光は一般に４５０〜４８０ｎｍの電磁スペクトルの可視領域の波長範囲を有するものと定義されており、青緑色４８０〜５１０ｎｍ、緑色５１０〜５５０ｎｍ、黄緑色５５０〜５７０ｎｍ、黄色５７０〜５９０ｎｍ、橙色５９０〜６３０ｎｍ、および赤色６３０〜７００ｎｍと定義されている。これらの成分の適切な組み合わせにより、白色光が作られる。

本発明の別の実施形態では、ドーパントを組み込んだ追加の層が含まれる。そのドーパントからの光は、ルブレン誘導体の赤橙色光と組み合わされて、白色光を与える。このような追加のドーパントは、青色または青緑色の光を発するように選択することができる。

本発明の別の実施形態では、追加の層が、その発光が白色となるように存在している場合、赤色、緑色および青色のような白色光のスペクトル成分を制御できるフィルターでデバイスをオーバーレイして、カラーディスプレイのために有用なデバイスを得ることができる。適切には、デバイスの各発光層は、ドーパントがホストの１０質量％まで、より一般的にはホストの０．１〜５．０質量％の量で存在しているホストおよびドーパントを含む。

ドーパントによって与えられる利益にホスト特異性はないようである。望ましいホストとしては、アミン化合物に基づくものがあげられるが、このような化合物に限定されない。特に、ホストの１つの例は、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）である。

本発明において有用なドーパントの実施形態は、赤橙色の色相を有する発光を提供する。本発明のドーパントと組み合わせて、追加層における青色または青緑色の光を発する追加のドーパントは、結果として白色光を形成させる。本発明のドーパントにおける置換基の選択により、ルブレン化合物を含まないデバイスと比較して初期輝度の損失が抑えられる実施形態が得られる。

式（ＩＩ）は、本発明で有用な化合物を適切に表す：

式中、
Ｒ₁は以下の式を表す：

式中、Ｒ₃、Ｒ₄およびＲ₅のそれぞれが、水素、または１つのみが水素である独立して選択される置換基であるか、あるいは一緒になったＲ₃、Ｒ₄およびＲ₅が単環系または多環系を形成することができる；
Ｒ₂は置換基である；
ｎは１〜５である；
ただし、全てのＲ₁基は同じである；そして
さらに、１つの環におけるＲ₂基、それらの位置およびｎ値は、２番目の環のそれらと同じである。

本発明の特に有用な実施形態は、式（ＩＩＩ）によって表される。

式中、
Ｒ₂は置換基である；
ｎは１〜５である；
ただし、１つの環におけるＲ₂基、それらの位置およびｎ値は、２番目の環のそれらと同じである。

本発明のさらなる有用な実施形態は、式（ＩＶ）によって表される。

式中
Ｗは、非芳香族ヘテロ環基または非芳香族炭素環基を完成するのに必要な原子を表す；
Ｒ₂は置換基である；
ｎは０〜５である；
ただし、１つの環におけるＲ₂基、それらの位置およびｎ値は、２番目の環のそれらと同じである。

本デバイスで有用な式（ＩＩ）〜（ＩＶ）において、全てのＲ₁基は同じであり、そして分岐アルキル基、非芳香族炭素環基または非芳香族ヘテロ環基であることが都合がよい。Ｒ₁が分枝アルキル基である場合、特に有用なＲ₁基は、ｔｅｒｔ−ブチル基もしくはｔｅｒｔ−アミル基であり、さらに追加の置換基で置換することができる。アルキル基のための特に有用な追加の置換基は、フッ素、またはトリフルオロメチル、ペンタフルオロエチルもしくはフッ素化フェニル基のようなフッ素含有基である。Ｒ₁が非芳香族炭素環基の場合、一緒になったＲ₃基、Ｒ₄基およびＲ₅基は、シクロヘキシルのような単環を形成することができ、あるいはアダマンチルのような多環であってもよい。本デバイスにおいて、フェニル基におけるＲ₂基は、位置および数に関して、斜めに対するフェニル基におけるそれらと同じである。用語「斜めに対するフェニル基」は、ナフタセン核の上のフェニル基の場所を指す。５−と１１−位または６−と１２−位にあるフェニル基は、互いに斜めに対している。Ｒ₂基は、ハライド基、アルキル基、アリール基、アルコキシ基およびアリールオキシ基からなる群より選択される。１つの有用な実施形態では、Ｒ₂基は、フッ素、アルキル基およびアリール基からなる群より選択される。望ましい実施形態は、Ｒ₂がフッ素、またはトリフルオロメチル、ペンタフルオロエチルもしくはフッ素化フェニル基のようなフッ素含有基である場合である。Ｒ₂基は、当該フェニル環においてオルト位、メタ位およびパラ位に位置することができるが、好ましくはメタ位およびパラ位である。Ｒ₂がフッ素である場合、それはオルト位、メタ位およびパラ位のいずれかに位置することができ、あるいは、これら全ての位もしくはこれらの位の任意の組み合わせに位置することができる。

これらの化合物の発光波長は、Ｒ₁基、Ｒ₂基、Ｒ₃基、Ｒ₄基、Ｒ₅基およびＷ基に対する適切な変更によってある程度調整することができ、そして色目標すなわち赤橙色に合わせることができる。

ルブレン化合物は、正孔輸送層および電子輸送層の間の発光層を表すホスト化合物の中に通常ドープされる。ホストからルブレン化合物に効率的にエネルギーが移動するように、ホストは選択される。ルブレン化合物は、励起状態から発光し、明るく、高い効率の、安定したＥＬデバイスを提供する。

本発明のＥＬデバイスは、静止画デバイスもしくは動画デバイス（例えば、テレビ、携帯電話、ＤＶＤプレイヤーもしくはコンピュータモニター）におけるランプもしくは構成部品のような発光が要求される任意のデバイスで有用である。

本発明で有用なルブレン化合物を示す例は、以下のものである。

本発明の実施形態は、より長い波長にシフトした発光λ_maxだけではなく、発光の吸収曲線の配置および形により示されるような高い輝度効率およびいっそう望ましい赤橙色の色相を提供する。

特に示さない限り、用語「置換された」もしくは「置換基」は、水素以外の任意の基もしくは原子を意味する。さらに、用語「基」が使われるとき、それは、置換基が置換可能な水素を含む場合に、置換基の非置換形だけでなく、置換基がデバイスの実用性ために必要な特性を破壊しない限り、任意の置換基または本明細書中で述べられた置換基でさらに置換された形もまた包含することを意図するとの意味である。適切には、置換基は、ハロゲンであってもよく、または炭素、シリコン、酸素、窒素、リン、硫黄、セレンもしくはホウ素の原子によって分子の残りに結合させることもできる。置換基は、例えば、ハロゲン（例、クロロ、ブロモまたはフルオロ）；ニトロ；ヒドロキシル；シアノ；カルボキシル；または直鎖もしくは分枝鎖もしくは環状のアルキルを含むアルキル基のようなさらに置換され得る基（例、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、およびテトラデシル）；アルケニル（例、エチレン、２−ブテン）；アルコキシ（例、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）エトキシおよび２−ドデシルオキシエトキシ）；アリール（例、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）；アリールオキシ（例、フェノキシ、２−メチルフェノキシ、α−ナフチルオキシもしくはβ−ナフチルオキシ、および４−トリルオキシ）；カルボンアミド（例、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−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、および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−ヘキサドデシルウレイド、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’−エチルウレイドおよびｔ−ブチルカルボンアミド）；スルホンアミド（例、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、およびヘキサデシルスルホンアミド）；スルファモイル（例、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、およびＮ−ドデシルスルファモイル）；カルバモイル（例、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およびＮ，Ｎ−ジオクチルカルバモイル）；アシル（例、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、およびドデシルオキシカルボニル）；スルホニル（例、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、およびｐ−トリルスルホニル）；スルホニルオキシ（例、ドデシルスルホニルオキシ、およびヘキサデシルスルホニルオキシ）；スルフィニル（例、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、およびｐ−トリルスルフィニル）；チオ（例、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、およびｐ−トリルチオ）；アシルオキシ（例、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、およびシクロヘキシルカルボニルオキシ）；アミン（例、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）；イミノ（例、１（Ｎ−フェニルイミド）エチル、Ｎ−スクシンイミドまたは３−ベンジルヒダントイニル）；ホスフェート（例、ジメチルホスフェートおよびエチルブチルホスフェート）；ホスファイト（例、ジエチルホスファイトおよびジヘキシルホスファイト）；それぞれが置換することができ、炭素原子と、酸素、窒素、硫黄、リンもしくはホウ素からなる群より選択される少なくとも１つのヘテロ原子とで構成された３員から７員のヘテロ環を含むヘテロ環基、ヘテロ環オキシ基もしくはヘテロ環チオ基（例、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）；第四級アンモニウム（例、トリエチルアンモニウム；第四級ホスホニウム（例、トリフェニルホスホニウム；ならびにシリルオキシ（例、トリメチルシリルオキシ）であってもよい。

所望であれば、置換基自体は、記述された置換基と１回以上さらに置換することができる。用いられる特定の置換基は、特定の用途のために所望の望ましい特性が得られるように当業者によって選択することができ、そして、例えば、電子吸引性基、電子供与性基および立体基を含むことができる。分子が２つ以上の置換基を有することができる場合、その置換基は、他に規定されない限り、一緒につながって縮合環のような環を形成することができる。一般に、上記の基およびその置換基は、最高４８個の炭素原子、代表的には１〜３６個の炭素原子、そして通常は２４個未満の炭素原子を有しているものが挙げられるが、より大きい数も選択される特定の置換基によっては可能である。

一般的なデバイス構造
本発明は、たいていのＯＬＥＤデバイス構成に使用することができる。これらには、一つの陽極および陰極を含む非常に単純な構造から、ピクセルを形成する陽極および陰極の直交配列で構成された受動マトリックスディスプレイおよび例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）でそれぞれのピクセルが独立して制御されている能動マトリックスディスプレイのようないっそう複雑なデバイスまでが含まれる。

本発明が首尾よく実施できる有機層の多数の構成が存在する。必須のものは、陰極、陽極、ＨＴＬおよびＬＥＬである。より代表的な構造は、図１に示され、基板１０１、陽極１０３、オプションの正孔注入層１０５、正孔輸送層１０７、発光層１０９、電子輸送層１１１および陰極１１３を含む。これらの層は、下記で詳細に記述される。その他にも、基板は陰極に隣接した位置にあることもでき、あるいは基板が実際に陽極または陰極を構成するのが可能であることに注意すべきである。また、有機層の全体の合わさった厚さは、好ましくは５００ｎｍ未満である。

基板
基板１０１は、発光の意図される方向性により、光透過性または不透明のいずれかであり得る。光透過特性は、基板を通してＥＬ発光が見えるために望ましい。このような場合、透明ガラスまたは有機材料が一般的に使用される。ＥＬ発光が最上層電極を通して見られる場合、最下層の支持体の透過特性は重要ではなく、したがって光透過性、光吸収性または光反射性であることが可能である。このような場合における使用のための基板としては、これらに限定されないが、ガラス、プラスティック、半導体材料、セラミックス、および回路基板材料が挙げられる。当然、このようなデバイス構成においては、光透過性の最上層電極を備えることが必要である。

陽極
伝導性陽極層１０３は、一般に基板上に形成され、そしてＥＬ発光が陽極を通して見られる場合、対象の発光に対して透明もしくは実質的に透明であるべきである。本発明で使われる通常の透明な陽極材料は、インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ）および酸化スズである。しかし、アルミニウムドープ酸化亜鉛もしくはインジウムドープ酸化亜鉛（ＩＺＯ）、マグネシウム−インジウム酸化物およびニッケルタングステン酸化物を含むが、それらに限定されない他の金属酸化物も機能し得る。これらの酸化物に加えて、金属窒化物（例、窒化ガリウム）、金属セレン化物（例、セレン化亜鉛）、および金属硫化物（例、硫化亜鉛）も層１０３において使用することができる。ＥＬ発光が最上層電極を通して見られる場合、層１０３の透過特性は重要ではなく、したがって透明、不透明または光反射性の任意の導電性材料を使用することができる。この用途のための導電体の例としては、以下のものに限定されないが、金、イリジウム、モリブデン、パラジウムおよびプラチナが挙げられる。一般的な陽極材料は、光透過性かどうかによらず、４．１ｅＶ以上の仕事関数を有する。所望の陽極材料は、エバポレーション、スパッタリング、化学蒸着、または電気化学的手段のような任意の適切な手段により、通常付着させる。陽極は、周知のフォトリソグラフィープロセスを使ってパターン化することができる。

正孔注入層（ＨＩＬ）
必ずしも必要ではないが、正孔注入層１０５を陽極１０３と正孔輸送層１０７との間に設けることは、しばしば有用となる。正孔注入材料は、後に続く有機層のフィルム成形特性を改善し、そして正孔輸送層の中への正孔の注入を容易にするのに役立ち得る。正孔注入層における使用のために適した材料としては、これらに限定されないが、米国特許４，７２０，４３２号で記述されたようなポルフィリン化合物、および米国特許６，２０８，０７５号で記述されたようなフルオロカーボンポリマーが挙げられる。報告されているところでは、有機ＥＬデバイスにおいて有用な別の正孔注入材料は、欧州特許ＥＰ０８９１１２１Ａ１および欧州特許ＥＰ１０２９９０９Ａ１に記述されている。

正孔輸送層（ＨＴＬ）
有機ＥＬデバイスの正孔輸送層１０７は、芳香族第三アミンのような正孔輸送化合物を少なくとも１つ含む。芳香族第三アミンは、その炭素原子の少なくとも１つが芳香環のメンバーである炭素原子にのみ結合しており、三価窒素原子を少なくとも１つ含む化合物であると理解される。１つの形態では、芳香族第三アミンは、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、またはポリマーのアリールアミン基のようなアリールアミンであり得る。例示的なモノマーのトリアリールアミンは、Ｋｌｕｐｆｅｌら（米国特許３，１８０，７３０号）によって例証されている。１つ以上のビニルラジカルで置換されているおよび／または少なくとも１つの活性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（米国特許３，５６７，４５０号および米国特許３，６５８，５２０号）によって開示されている。

より好ましい種類の芳香族第三アミンは、米国特許４，７２０，４３２号および米国特許５，０６１，５６９号で記述されているように、少なくとも２つの芳香族第三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）によって表されるものが挙げられる。

式中、Ｑ₁およびＱ₂は、独立して選択された芳香族第三アミン部分であり、Ｇは、炭素−炭素結合のアリーレン基、シクロアルキレン基またはアルキレン基のような結合基である。１つの実施形態では、Ｑ₁またはＱ₂の内の少なくとも１つは、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とき、フェニレン基、ビフェニレン基、またはナフタレン基であることが好都合である。

構造式（Ａ）を満たし、２つのトリアリールアミン基を含む有用な種類のトリアリールアミン基は、構造式（Ｂ）によって表される。

式中
Ｒ₁およびＲ₂は、それぞれ独立して、水素原子、アリール基、もしくはアルキル基を表すか、あるいはＲ₁およびＲ₂は、共に、シクロアルキル基を完成する原子を表す；そして
Ｒ₃およびＲ₄は、それぞれ独立して、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で順に置換されたアリール基を表す：

式中、Ｒ₅およびＲ₆は、独立して選択されるアリール基である。１つの実施形態では、Ｒ₅またはＲ₆の内の少なくとも１つは、ナフタレンのような多環式縮合環基を含む。

他の種類の芳香族第三アミン基は、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基は、式（Ｃ）によって示されたような２つのジアリールアミノ基を含み、そしてアリーレン基を介して結合している。有用なテトラアリールジアミンとしては、式（Ｄ）によって表されるものが挙げられる。

それぞれのＡｒｅは、独立して選択されるアリーレン基（例えば、フェニレン基またはアントラセン基）であり、
ｎは１〜４の整数であり、そして
Ａｒ、Ｒ₇、Ｒ₈およびＲ₉は、独立して選択されるアリール基である。典型的な実施形態においては、Ａｒ、Ｒ₇、Ｒ₈およびＲ₉の少なくとも１つは、多環式縮合環基、例えばナフタレンである。

前述の構造式（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の種々のアルキル基、アルキレン基、アリール基およびアリーレン基は、それぞれ順に置換することができる。一般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、およびハロゲン（例えば、フッ化物、塩化物および臭化物）が挙げられる。種々のアルキル基およびアルキレン基は、一般的に約１〜６個の炭素原子を含む。シクロアルキル部分は、３〜約１０個の炭素原子を含むが、一般的には、５、６または７個の環炭素原子（例えば、シクロペンチル、シクロヘキシルおよびシクロヘプチルの環構造）を含む。アリール基およびアリーレン基は、通常フェニル部分およびフェニレン部分である。

正孔輸送層は、芳香族第三アミン化合物の単一物または混合物から形成される。具体的には、式（Ｂ）を満たす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、後者は、トリアリールアミンと電子注入層および電子輸送層との間に挿入された層として配置される。有用な芳香族第三アミンの例は、以下のものである。
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（ｑｕａｄｒＩｐｈｅｎｙｌ）
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
４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（２−ナフチル）アミノ］ビフェニル
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］フッ素
１，５−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ナフタレン。

他の種類の有用な正孔輸送材料としては、欧州特許ＥＰ１００９０４１号に記述されるような多環式の芳香族化合物が挙げられる。さらに、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、ならびにＰＥＤＯＴ／ＰＳＳと呼ばれるポリ（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）のようなコポリマーなどのポリマーの正孔輸送材料を使用することができる。

発光層（ＬＥＬ）
米国特許４，７６９，２９２号および５，９３５，７２１号においてより十分に記述されているように、有機ＥＬ素子の発光層（ＬＥＬ）１０９は、エレクトロルミネッセンスがこの領域での電子−正孔対の再結合の結果として生じるような発光材料または蛍光材料を含む。発光層は一つの材料で構成することができるが、しかし、より一般的には、発光が主にドーパントから発生し、その発光が任意の色であり得るゲスト化合物をドープされたホスト材料からなっている。発光層におけるホスト材料は、下記で定義される電子輸送材料、上記で定義された正孔輸送材料、または他の材料もしくは正孔電子再結合を助ける材料の組合せであり得る。ドーパントは、通常は蛍光性の大きい色素から選ばれるが、国際公開ＷＯ９８／５５５６１、国際公開ＷＯ００／１８８５１、国際公開ＷＯ００／５７６７６、および国際公開ＷＯ００／７０６５５に記述された遷移金属錯体のようなリン光性化合物もまた有用である。ドーパントは、一般的に、ホスト材料の中に０．０１〜１０質量％としてコートされる。

色素をドーパントとして選ぶことに対しての重要な関係は、最高占有分子軌道と最低非占有分子軌道との間のエネルギーの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。ホストからドーパント分子へ効率よくエネルギー転送が行われるために、必要な条件は、ドーパントのバンドギャップがホスト材料のそれより小さいということである。

有用であることが知られているホストおよび発光分子としては、以下において開示されたものが挙げられるが、これらに制限されな。米国特許４，７６８，２９２号、米国特許５，１４１，６７１号、米国特許５，１５０，００６号、米国特許５，１５１，６２９号、米国特許５，４０５，７０９号、米国特許５，４８４，９２２号、米国特許５，５９３，７８８号、米国特許５，６４５，９４８号、米国特許５，６８３，８２３号、米国特許５，７５５，９９９号、米国特許５，９２８，８０２号、米国特許５，９３５，７２０号、米国特許５，９３５，７２１号および米国特許６，０２０，０７８号。

８−ヒドロキシキノリンおよび同様の誘導体（式Ｅ）の金属錯体は、エレクトロルミネッセンスを補助することができる１つの種類の有用なホスト化合物を構成し、そして５００ｎｍより長い波長の発光（例えば、緑色、黄色、橙色および赤色）に特に適している。

式中、
Ｍは金属を表す；
Ｎは、１〜４の整数である；そして
Ｚは、少なくとも２つの縮合された芳香環を有している核を完成する原子を、それぞれの出現において独立して表す。

前述のことより、金属は、一価、二価、三価、または四価の金属であり得ることは明白である。金属は、例えば、アルカリ金属（例、リチウム、ナトリウムまたはカリウム）；アルカリ土類金属（例、マグネシウムまたはカルシウム）；土類金属（例、アルミニウムまたはガリウム）、または遷移金属（例、亜鉛またはジルコニウム）であり得る。一般に、有用なキレート化金属であると知られている任意の一価、二価、三価、または四価の金属を使用することができる。

Ｚは、少なくとも２つの縮合芳香環を含み、その内の少なくとも１つがアゾール環またはアジン環であるヘテロ環核を完成している。脂肪族環および芳香族環の両方を含む追加の環は、必要とされる場合、２つの必要とされる環と縮合することができる。機能を改良することなく、分子のかさが増加するのを避けるために、環原子の数は通常１８以下に維持される。

有用なキレート化オキシノイド化合物の例は、以下のものである。
ＣＯ−１：アルミニウムトリスオキシン［別名、トリス（８−キノリノレート）アルミニウム（ＩＩＩ）］
ＣＯ−２：マグネシウムビスオキシン［別名、ビス（８キノリノレート）マグネシウム（ＩＩ）］
ＣＯ−３：ビス［ベンゾ｛ｆ｝−８−キノリノレート］亜鉛（ＩＩ）
ＣＯ−４：ビス（２−メチル−８−キノリノレート）アルミニウム（ＩＩＩ）−μ−オキソ−ビス（２−メチル−８−キノリノレート）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−キノリノレート）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−キノリノレート）アルミニウム（ＩＩＩ）］
ＣＯ−７：リチウムオキシン［別名、（８−キノリノレート）リチウム（Ｉ）］
ＣＯ−８：ガリウムオキシン［別名、トリス（８−キノリノレート）ガリウム（ＩＩＩ）］
ＣＯ−９：ジルコニウムオキシン［別名、テトラ（８−キノリノレート）ジルコニウム（ＩＶ）］
ＣＯ−１０：ビス（２−メチル−８−キノリノレート）−４−フェニルフェノレートアルミニウム（ＩＩＩ）。

９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセン（式Ｆ）の誘導体は、エレクトロルミネッセンスを補助することができる１つの種類の有用なホストを構成し、４００ｎｍより長い波長の発光（例えば、青色、緑色、黄色、橙色または赤色）に特に適している。

式中：Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵およびＲ⁶は水素、または次のグループから選択される１つ以上の置換基を表す：
グループ１：水素、一般的に１〜２４個の炭素原子を有するアルキル基およびアルコキシ基；
グループ２：一般的に６〜２０個の炭素原子を有する環基；
グループ３：一般的に６〜３０個の炭素原子を有する縮合炭素環基（例、ナフチル基、アントラセニル基、ピレニル基、およびペリレニル基）を完成するために必要な原子；
グループ４：一般的に５〜２４個の炭素原子を有する縮合へテロ環基（例、フリル基、チエニル基、ピリジル基、およびキノリニル基）を完成するために必要な原子；
グループ５：一般的に１〜２４個の炭素原子を有するアルコキシルアミノ基、アルキルアミノ基、およびアリールアミノ基；ならびに
グループ６：フッ素、塩素、臭素およびシアノ基。

実例としては、９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセンおよび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。他のアントラセン誘導体は、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ＥＰ６８１，０１９号に記述されたフェニルアントラセン誘導体を含むＬＥＬにおけるホストとして有用であり得る。

ベンザゾール誘導体（式Ｇ）は、エレクトロルミネッセンスを補助することができる別の種類の有用なホストを構成し、４００ｎｍより長い波長の発光（例えば、青色、緑色、黄色、橙色または赤色）に特に適している。

式中：
ｎは、３〜８の整数である；
Ｚは−Ｏ、−ＮＲもしくは−Ｓであり、ＲはＨもしくは置換基である；そして
Ｒ’は１つ以上の任意の置換基を表し、ＲおよびそれぞれのＲ’は、Ｈ、または一般的に１〜２４個の炭素原子を有するアルキル基（例、プロピル、ｔ−ブチルおよびヘプチル基）；炭素環基もしくはヘテロ環基（例、フェニルおよびナフチル、フリル、チエニル、ピリジルおよびキノリニル基）および一般的に５〜２０個の炭素原子を有する縮合芳香族環基を完成するのに必要な原子；ならびにハロ（例、クロロおよびフルオロ）である；
Ｌは、多数のベンザゾールを共に共役もしくは非共役で連結するアルキル基もしくはアリール基を通常含む結合ユニットである。

有用なベンザゾールの例は、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］である。

米国特許５，１２１，０２９号に記述されたジスチリルアリーレン誘導体もまた、ＬＥＬにおける有用なホスト材料である。

望ましい蛍光性ドーパントとしては、縮合環、ヘテロ環および他の化合物に由来するグループのものが挙げられ、例えば、アントラセン、テトラセン、キサンチン、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、およびカルボスチリル化合物である。有用なドーパントの例としては、以下のものが挙げられるが、これらに限定されない。

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を含む金属キレート化オキシノイド化合物（８−キノリノールまたは８−ヒドロキシキノリンとしても一般的）である。このような化合物は、電子を注入および輸送するのに役立ち、共に高いレベルの性能を示し、そして薄膜の形に容易に製造される。意図されるオキシノイド化合物の例は、前述の構造式（Ｅ）を満たすものである。

他の電子輸送材料としては、米国特許４，３５６，４２９号で開示されたような種々のブタジエン誘導体、および米国特許４，５３９，５０７号で記述されたような種々のヘテロ環増白剤が挙げられる。構造式（Ｇ）を満たすベンザゾールもまた有用な電子輸送材料である。

いくつかの例では、層１０９および層１１１は、発光および電子輸送の両方を補助する機能を果たす単一層の中に必要に応じて折りこむことができる。

陰極
発光が陽極を通る場合、本発明で使われる陰極層１１３は、ほとんど任意の導電材料で構成することができる。望ましい材料は、下に位置する有機層との良好な接触を保証する良好なフィルム形成特性を有し、低電圧において電子注入を促進し、そして良好な安定性を有する。有用な陰極材料は、低い仕事関数の金属（＜４．０ｅＶ）または合金をしばしば含む。１つの好ましい陰極材料は、米国特許４，８８５，２２１号に記述されるような、銀のパーセンテージが１〜２０％の範囲にあるＭｇ：Ａｇ合金からなる。他の種類の適切な陰極材料としては、伝導性金属のより厚い層で覆われた低い仕事関数の金属または金属塩の薄層からなる二層体が挙げられる。このような陰極の１つは、米国特許５，６７７，５７２号で記述されるように、ＬＩＦの薄層、それに続いてＡｌのより厚い層で構成されている。他の有用な陰極材料としては、これらに限定されないが、米国特許５，０５９，８６１号、米国特許５，０５９，８６２号および米国特許６，１４０，７６３号が挙げられる。

発光が陰極を通して見られる場合、陰極は透明であるか、またはほとんど透明でなければならない。このような用途のためには、金属は薄くなければならないか、または透明な伝導性酸化物、もしくはこれらの材料の組み合わせを使わなくてはならない。光学的に透明な陰極は、米国特許５，７７６，６２３号においてより詳細に記述されている。陰極材料は、エバポレーション、スパッタリング、または化学蒸着によって蒸着することができる。必要とされる場合、パターニングは、スルーマスク（ｔｈｒｏｕｇｈ−ｍａｓｋ）蒸着、米国特許５，２７６，３８０号および欧州特許ＥＰ０７３２８６８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（Ｉｎｔｅｇａｌ ｓｈａｄｏｗ ｍａｓｋＩｎｇ）、レーザー切断、および選択性化学蒸着が例として挙げられるが、これらに限定されない多くの周知の方法により達成することができる。

有機層の蒸着
前述の有機材料は、昇華により適切に蒸着されるが、フィルム成形を改善するための任意のバインダーで溶媒から蒸着することができる。材料がポリマーである場合、溶媒蒸着が通常好ましい。昇華によって蒸着する材料は、例えば米国特許６，２３７，５２９号に記述されているようなタンタル材料で構成されることが多い昇華「ボート」から蒸発させることができ、あるいは、最初にドナーシート上にコートし、次いで基板のさらに近傍において昇華させることができる。材料の混合物を有する層は、個別の昇華ボートを利用することができ、あるいは、その材料は、単一のボートもしくはドナーシートから予混合またはコートすることができる。パターン化された蒸着は、シャドウマスク、インテグラルシャドウマスク（米国特許５，２９４，８７０号）、ドナーシートからの空間的定義の熱染料転写（米国特許５，８５１，７０９号および米国特許６，０６６，３５７号）およびインクジェット法（米国特許６，０６６，３５７号）を使って得ることができる。

密封
大部分のＯＬＥＤデバイスは、湿気および／または酸素に敏感である。そのため、それらは、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、または金属ハロゲン化物および過塩素酸塩）と共に、窒素またはアルゴンのような不活性雰囲気の中に通常密閉される。密封および乾燥のための方法としては、米国特許６，２２６，８９０号に記載されるものが挙げられるが、これらに限定されない。

本明細書中で参照した特許および他の出版物の全ての内容は、本明細書に参照として組み込まれる。

本発明およびその利点は、以下の具体的な実施例によりさらに説明される。

例１：合成（スキーム１）
化合物（３）の調製：窒素雰囲気下において、アセチレン化合物（２）（２．０ｇ、１２ｍＭｏｌｅ）をジメチルホルアミド（ＤＭＦ）（１００ｍＬ）に溶かし、そして、０℃まで溶液を冷却した。カリウムｔ−ブトキシド（ＫＢｕ^tＯ）（１．４ｇ、１２ｍＭｏｌｅ）を加え、そして混合物を約１５分間よく攪拌した。次いで、この混合物にベンゾフェノン（１）（３．５３ｇ、３０ｍＭｏｌｅ）を加えた。攪拌を０℃において約３０分間続け、次いで１時間かけて室温になるようにした。この時間の終わりに溶液を０℃に冷却し、そして反応物を飽和塩化ナトリウム（２０ｍＬ）で処理した。次いで、混合物をエチル酢酸塩で薄め、２Ｎの塩酸（×３）で洗浄し、ＭｇＳＯ₄上で乾燥し、ろ過して減圧下で濃縮した。粗生成物を石油エーテルで粉砕し、オフホワイトの固体として生成物を得た。化合物（３）の収量３．０ｇ。

発明化合物Ｉｎｖ−１の調製：化合物（３）（７．０ｇ、１５ｍＭｏｌｅ）を塩化メチレン（ＣＨ₂Ｃｌ₂）（７０ｍＬ）に溶かし、そして窒素雰囲気下で０℃において攪拌した。この溶液にトリエチルアミン（ＮＥｔ₃）（１．５６ｇ、１５ｍＭｏｌｅ）を加え、次いで、反応物の温度を０〜５℃の範囲に維持しながら、滴下により塩化メタンスルホニル（ＣＨ₃ＳＯ₂Ｃｌ）（１．９２ｇ、１５ｍＭｏｌｅ）で処理した。その添加の後、溶液を０℃で３０分間攪拌し、次いで１時間かけて室温にまで暖めた。次に反応物を加熱還流し、塩化メチレン溶媒を蒸留して除去し、そして徐々にそれをキシレン（合計７０ｍＬ）に置換した。反応物の内部の温度が８０℃に達したとき、キシレン（１０ｍＬ）に溶かしたコリジン（２．４０ｇ、１９．８２ｍＭｏｌｅ）を１０分間かけて滴下して加えた。次いで温度を１１０℃に引き上げ、そしてこの温度を４時間維持した。この時間の後、反応物を冷却し、そして減圧下で濃縮した。オイル状の残渣をメタノール（７０ｍＬ）と共に攪拌し、粗生成物を得た。この物質を濾過で分離し、メタノールおよび石油エーテルで洗浄し、発明化合物Ｉｎｖ−１を明るい赤色の固体として得た。収量１．５ｇ。融点３００〜３０５℃。この生成物をＮ₂キャリアガスで昇華（２００ｍＩｌｌＩｔｏｒｒにおいて２５０℃）させることにより、さらに精製することができる。

例２：最大発光の波長
本発明および比較例Ｃｏｍｐ−１〜Ｃｏｍｐ−４の化合物の最大発光波長（すなわちλ_max）を、酢酸エチルに化合物を溶かし、蛍光光度計における発光スペクトルを記録することによって得た。表１は、比較化合物が５４５〜５６２ｎｍの範囲に発光λ_max値を有するのに対して、本発明の化合物は、より長い波長への望ましいシフトを示し、そして５６６〜５７２ｎｍの範囲にあることを示している。

本発明で使われた比較化合物は、以下のものである。

Ｃｏｍｐ−１は、親ルブレンである。それは、当分野で周知のものであり、ナフタセン核の末端環のいずれかの２−位およびと８−位においても、またナフタセンの中央の環上に位置している４つのフェニル環にも、置換基を有さない。Ｃｏｍｐ−２は、ナフタセンの４つの中央のフェニル環の内の２つに位置しているｔｅｒｔ−ブチル置換基を互いに斜めに対して有するが、ナフタセンの末端環上にはｔｅｒｔ−ブチル基を有さないので、本発明の範囲には属さない。Ｃｏｍｐ−３は、当分野で見られるのもので、ＴＢＲｂとして「Ａ Ｎｅｗ Ｙｅｌｌｏｗ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｄｏｐａｎｔ ｆｏｒ ＨＩｇｈ−ＥｆｆＩｃＩｅｎｃｙ ＯＬＥＤｓ」（１１^th ＩｎｔｅｒｎａｔＩｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ ＩｎｏｒｇａｎＩｃ ａｎｄ ＯｒｇａｎＩｃ ＥｌｅｃｔｒｏｌｕｍＩｎｅｓｃｅｎｃｅ ＆ ２００２ ＩｎｔｅｒｎａｔＩｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ ＳｃＩｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ＥｍＩｓｓＩｖｅ ＤＩｓｐｌａｙｓ ａｎｄ ＬＩｇｈｔＩｎｇ、２００２年９月、セッション４、ＥＬ２００２ Ｇｈｅｎｔ、Ｇｈｅｎｔ大学、Ｇｈｅｎｔ、ベルギー）において開示されている。Ｃｏｍｐ−３もまた、本発明の範囲に属さない。それは、ナフタセン核の２−位およびと８−位において、ならびに５−位および１１−位にあるフェニル基のパラ位においてｔｅｒｔ−ブチル基を有するが、６−位および１２−位のフェニル基の上に置換基を有さない。さらに、酢酸エチル溶液中におけるその最大発光波長（λ_max）は５６２ｎｍであり、これは本発明の発光範囲５６３ｎｍ＜λ_max≦６５０ｎｍに達しない。Ｃｏｍｐ−４は、ナフタセンの末端環の上の置換基の全てが発光λ_maxをより長い波長にシフトできるわけではないことを示すために選択された。

表１からわかるように、溶液のλ_maxは、比較例については望ましい範囲より下にある。

例３：ＥＬデバイス製造−発明例
本発明の必要条件を満たしているＥＬデバイスを、次の方法でサンプル１０として組み立てた：
陽極としてのインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）の８５ｎｍの層でコートされたガラス基板を、市販の洗剤と共に連続的に超音波処理し、脱イオン水で濯ぎ、トルエン蒸気で脱脂して、そして酸素プラズマに約１分間曝露した。
ａ）ＩＴＯの上に、１ｎｍのフルオロカーボン（ＣＦｘ）正孔注入層（ＨＩＬ）を、ＣＨＦ₃のプラズマ援用蒸着により蒸着した。
ｂ）次いで、１５０ｎｍの厚さを有する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、タンタルボートから蒸着させた。
ｃ）次いで、トリス（８−キノリノレート）アルミニウム（ＩＩＩ）（ＡｌＱ₃）およびＩｎｖ−１（３質量％および５質量％、表２および表３を参照）の３７．５ｎｍ発光層（ＬＥＬ）を、正孔輸送層の上に蒸着した。これらの物質もまた、タンタルボートから蒸着させた。
ｄ）次いで、トリス（８−キノリノレート）アルミニウム（ＩＩＩ）（ＡｌＱ₃）の３７．５ｎｍ電子輸送層（ＥＴＬ）を発光層の上に蒸着した。この物質もまた、タンタルボートから蒸着させた。
ｅ）ＡｌＱ₃層の上に、１０：１の体積比のＭｇおよびＡｇからなる２２０ｎｍ陰極を蒸着した。

上記の手順により、ＥＬデバイスの蒸着を完成させた。次いで、デバイスを周囲環境に対する保護のために乾燥グラブボックスの中で密封してパッケージした。

サンプル１１、１２および１３は、Ｉｎｖ−１を組み込んだ実施例と同一の方法および同じレベル（３質量％）で製造されたＩｎｖ−２、Ｉｎｖ−３およびＩｎｖ−５を組み込んだＥＬデバイスであった。サンプル１４〜１７は、発明実施例と同じデバイス構造およびレベルとしながら、比較化合物Ｃｏｍｐ−１〜Ｃｏｍｐ−４から調製した比較ＥＬデバイスである。サンプル１８〜２２は、Ｉｎｖ−１〜Ｉｎｖ−５を組み込んだＥＬデバイスであり、サンプル２３〜２５は、Ｉｎｖ−１を組み込んだ実施例と同じ手法であるが、５質量％において製造された、Ｃｏｍｐ−２、Ｃｏｍｐ−３およびＣｏｍｐ−４をそれぞれ組み込んだＥＬデバイスであった。このようにして形成されたセルを、（輝度収率のかたちで）発光λ_maxおよび効率についてテストし、その結果を表２および表３に列挙する。

表２からわかるように、ホストの３質量％における本発明のドーパントを組み入れる全てのテストされたＥＬデバイスは、高い輝度収率を実証した。これらのドープされたＥＬデバイスは、５７６ｎｍの平均λ_max値を有する赤橙色のエレクトロルミネッセンスを示す。それと対照的に、比較用ドーパントを組み入れるＥＬデバイスは、５６９ｎｍの平均λ_max値を有するエレクトロルミネッセンスを示した。

表３は、全てのテストされたＥＬデバイスが、本発明のドーパントをホストの５質量％において組み入れることを示している。このレベルにおいて、本発明のドーパントはまた、良好な輝度収率および５７８ｎｍの平均λ_max値も示している。それとは対照的に、比較用ドーパントを５質量％において組み入れるＥＬデバイスは、５７２ｎｍの平均λ_max値を示した。

本発明のドーパントは、３質量％および５質量％レベルの両方において、改良された輝度およびさらに長い波長の発光の両方を一貫して示す。比較用ドーパントは、これらの改良を示さない。

本発明で用いられる一般的なＯＬＥＤデバイスの横断面図を示す。

符号の説明

１０１ 基板
１０３ 陽極
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 陰極

Claims (7)

1. 陰極と陽極との間に位置するホストおよび発光ドーパントを含有する発光層（ＬＥＬ）を含むＯＬＥＤデバイスであって、前記ドーパントが式（ＩＩＩ）で表される赤橙色発光ルブレン誘導体であり、
   

   

   式中、
   Ｒ₂は、フッ素、フッ素含有基、アルキル基、アリール基、アルコキシ基およびアリールオキシ基からなる群より選択され；
   ｎは１〜５であり；そして
   さらに、１つの環におけるＲ₂基、それらの位置およびｎ値は、２番目の環のそれらと同じであるが、ただし
   酢酸エチル溶液中での最大発光波長（λ_max）が５６３ｎｍ＜λ_max≦６５０ｎｍとなるように上記置換基のすべてが選択されている
   ＯＬＥＤデバイス。
2. 白色発光を提供するために青色発光化合物をさらに含む、請求項１に記載のデバイス。
3. 前記ドーパントがホストの１０質量％までの量で存在するホストおよびドーパントを前記層が含む、請求項２に記載のデバイス。
4. Ｒ₂が当該フェニル基のメタ位またはパラ位に位置している、請求項１に記載のデバイス。
5. 前記ホストがアミン化合物である、請求項１に記載のデバイス。
6. 前記ルブレン誘導体が、５６５ｎｍ＜λ_max≦６２５ｎｍとなるような酢酸エチル溶液中での最大発光波長（λ_max）を有する、請求項１に記載のＯＬＥＤデバイス。
7. 請求項１のＯＬＥＤデバイスを含む、発光ディスプレイ。

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