JP4625005B2 - 有機エレクトロルミネセンス素子 - Google Patents
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Description
本発明は、有機エレクトロルミネセンス素子のための新規の設計原理およびこれに基づくディスプレイにおけるその使用を記載する。
最も広い意味で電子産業に属し得る一連の異なるタイプのアプリケーションにおいて、機能材料としての有機半導体の使用は、近年現実のものとなり、また近い将来に予測される。例えば、感光性の有機材料（例えば、フタロシアニン）および有機電荷輸送材料（一般的には、トリアリールアミンに基づく正孔輸送体）は、既に、コピー機においてこの数年間用途を見出している。半導性有機材料（この中のいくつかは、可視スペクトル範囲において光を放射できる）の使用を、市場に、例えば、有機エレクトロルミネセンスデバイスに導入することがまさに始まっている。これらの個々の要素である、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）は、以下の非常に幅広い範囲の用途を有する。すなわち、
１．単色または多色ディスプレイ要素（例えば、ポケット計算機、携帯電話等）のための白色または有色バックライト、
２．大表面積ディスプレイ（例えば、交通標識、広告掲示板等）、
３．全ての色および全ての形態の照明要素、
４．携帯アプリケーション（例えば、携帯電話、ＰＤＡ、カムコーダ等）のための単色またはフルカラーパッシブマトリックスディスプレイ、
５．種々様々なアプリケーション（例えば、携帯電話、ＰＤＡ、ラップトップ、テレビ等）のための、フルカラー、大表面積、高解像度のアクティブマトリックスディスプレイ
である。
１．単色または多色ディスプレイ要素（例えば、ポケット計算機、携帯電話等）のための白色または有色バックライト、
２．大表面積ディスプレイ（例えば、交通標識、広告掲示板等）、
３．全ての色および全ての形態の照明要素、
４．携帯アプリケーション（例えば、携帯電話、ＰＤＡ、カムコーダ等）のための単色またはフルカラーパッシブマトリックスディスプレイ、
５．種々様々なアプリケーション（例えば、携帯電話、ＰＤＡ、ラップトップ、テレビ等）のための、フルカラー、大表面積、高解像度のアクティブマトリックスディスプレイ
である。
いくつかのこれらのアプリケーションの開発は、既に非常に進歩しているにもかかわらず、なお、技術的な改善の多大なる要求が存在する。
比較的単純なＯＬＥＤを含むデバイスは、有機ディスプレイを有する、パイオニア社製のカーラジオ、パイオニア社製の携帯電話、およびコダック社製のＳＮＭＤまたはデジタルカメラにより示されるように、市場へと既に導入されている。しかしながら、切迫した改善が要求される少なからぬ問題がなお存在する。
１．例えば、とりわけＯＬＥＤにおける駆動寿命は未だに短く、従って、今日までのところ、単純なアプリケーションを商業的に実現することが可能であるのみである。
２．この比較的短い寿命は、さらなる問題を生じる。とりわけ、フルカラーアプリケーション（フルカラーディスプレイ）、すなわち、全くセグメント化されず、むしろ、全表面に渡り全ての色を示すことができるディスプレイについては、現在の状況であるが、個々の色が異なる速度でここで老化する場合が特に悪い。これは、上記した寿命の終わり（これは、一般的に、初期の輝度の５０％までの低下により定義される）の前でさえ、白色点の明瞭なシフトをもたらし、すなわち、ディスプレイにおける色の表示の正確さが、非常に乏しくなる。このことを回避するために、いくつかのディスプレイ製造元は、寿命を、７０％または９０％の寿命（すなわち、初期値の７０％または９０％までの初期輝度の低下）として設定する。しかしながら、これは、さらに短くなる寿命をもたらす。
３．ＯＬＥＤの効率、とりわけパワー効率（Ｉｍ／Ｗで測定）は容認できても、勿論のこと、ここでの改善も未だに望まれる。
４．老化プロセスは、一般的に、電圧の上昇を伴う。この効果は、電圧駆動型有機エレクトロルミネセンスデバイスを、困難または不可能にする。しかしながら、電流駆動型アドレッシングは、より複雑であり、この場合にはまさに高価である。
５．必要とされる駆動電圧は、効率的なリン光ＯＬＥＤの場合にとりわけ非常に高く、従って、パワー効率を改善するために低下させる必要がある。このことは、とりわけ携帯アプリケーションについて非常に重要である。
６．必要とされる駆動電流は、同様に、この数年において低下しているが、パワー効率を改善するために、なおさらに低下させる必要がある。
７．ＯＬＥＤの構造は、有機層の数の多さの結果として、複雑であり高価である。層の数を減らすことは、製造工程を減らし、よって、コストを削減し、製造信頼度を高めるために、製造にとって非常に重要である。
上記した問題は、ＯＬＥＤの製造における改善を必要とする。近年持ち上がったこの方向における開発は、蛍光の代わりにリン光を示す有機金属錯体の使用である（Ｍ．Ａ．バルドー（M.A.Baldo）、Ｓ．ラマンスキー（S.Lamansky）、Ｐ．Ｅ．バローズ（P.E.Burrows）、Ｍ．Ｅ．トンプソン（M.E.Thompson）、Ｓ．Ｒ．フォレスト（S.R.Forrest）、Appl. Phys. Lett. 1999, 75, 4-6）。量子力学的な理由のために、最大で４倍までの量子効率、エネルギー効率およびパワー効率が、有機金属化合物を用いると可能である。この新しい開発は確立されるであろうが、それ自身が、対応するデバイス構成が、ＯＬＥＤにおけるこれらの利点（一重項発光＝蛍光に対して、三重項発光＝リン光）を利用できるということを見出せるかどうかという点に強く依存する。この分野での実用的な使用のための必須の条件は、携帯アプリケーションを可能にするために、高いパワー効率と共に、とりわけ、長い駆動寿命、熱応力に対する高い安定度、並びに低い使用電圧および低い駆動電圧である。
蛍光有機エレクトロルミネセンスデバイスの一般的な構造は、例えば、米国特許第４，５３９，５０７号および米国特許第５，１５１，６２９号に記載される。典型的には、有機エレクロトルミネセンスデバイスは、真空方法または種々の印刷技術により設けられる複数の層から成る。リン光有機エレクトロルミネセンスデバイスについては、これらの層が、具体的である。すなわち、
１．キャリア板＝支持体（典型的には、ガラスまたはプラスチックフィルム）、
２．透明陽極（典型的には、インジウムスズ酸化物、ＩＴＯ）、
３．正孔注入層（Hole Injection Layer ＝ＨＩＬ）：例えば、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）またはポリアニリン（ＰＡＮＩ）若しくはポリチオフェン誘導体（ＰＥＤＯＴ等）のような伝導性ポリマーに基づくもの、
４．１以上の正孔輸送層（Hole Transport Layer ＝ＨＴＬ）：典型的には、トリアリールアミン誘導体に基づくもの、例えば、第１の層として、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−１−ナフチル−Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（ＮａｐｈＤＡＴＡ）、第２の正孔輸送層として、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタ−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）、
５．１以上の発光層（Emission Layer ＝ＥＭＬ）：例えば、トリス（フェニルピリジル）イリジウム（Ｉｒ（ＰＰｙ）３）またはトリス（２−ベンゾチオフェニルピリジル）イリジウム（Ｉｒ（ＢＴＰ）３）であるリン光染料をドープした、４，４’−ビス（カルバゾール−９−イル）ビフェニル（ＣＢＰ）のようなマトリックス材料から典型的に成る。しかしながら、発光層は、また、ポリマー、ポリマーの混合物、ポリマーと低分子量化合物の混合物、または異なる低分子量化合物の混合物から成り得る、
６．正孔障壁層（Hole Blocking Layer ＝ＨＢＬ）：ＢＣＰ（２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン＝バトクプロイン）またはビス（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）（ＢＡｌｑ）から典型的に成るもの、
７．電子輸送層（Electron Transport Layer ＝ＥＴＬ）：通常、アルミニウムトリス−８−ヒドロキシキノリネート（ＡＩＱ３）に基づくもの、
８．電子注入層（Electron Injection Layer ＝ＥＩＬ）（また、絶縁層（Insulator Layer）（ＩＳＬ）として時として知られる）：高い誘電率を有する材料、例えば、ＬｉＦ、Ｌｉ２Ｏ、ＢａＦ２、ＭｇＯ、ＮａＦから成る薄層、
９．陰極：ここでは、一般的に、低い仕事関数を有する金属、金属の組み合わせ、または合金、例えば、Ｃａ、Ｂａ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｍｇ／Ａｇが用いられる
である。
１．キャリア板＝支持体（典型的には、ガラスまたはプラスチックフィルム）、
２．透明陽極（典型的には、インジウムスズ酸化物、ＩＴＯ）、
３．正孔注入層（Hole Injection Layer ＝ＨＩＬ）：例えば、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）またはポリアニリン（ＰＡＮＩ）若しくはポリチオフェン誘導体（ＰＥＤＯＴ等）のような伝導性ポリマーに基づくもの、
４．１以上の正孔輸送層（Hole Transport Layer ＝ＨＴＬ）：典型的には、トリアリールアミン誘導体に基づくもの、例えば、第１の層として、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−１−ナフチル−Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（ＮａｐｈＤＡＴＡ）、第２の正孔輸送層として、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタ−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）、
５．１以上の発光層（Emission Layer ＝ＥＭＬ）：例えば、トリス（フェニルピリジル）イリジウム（Ｉｒ（ＰＰｙ）３）またはトリス（２−ベンゾチオフェニルピリジル）イリジウム（Ｉｒ（ＢＴＰ）３）であるリン光染料をドープした、４，４’−ビス（カルバゾール−９−イル）ビフェニル（ＣＢＰ）のようなマトリックス材料から典型的に成る。しかしながら、発光層は、また、ポリマー、ポリマーの混合物、ポリマーと低分子量化合物の混合物、または異なる低分子量化合物の混合物から成り得る、
６．正孔障壁層（Hole Blocking Layer ＝ＨＢＬ）：ＢＣＰ（２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン＝バトクプロイン）またはビス（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）（ＢＡｌｑ）から典型的に成るもの、
７．電子輸送層（Electron Transport Layer ＝ＥＴＬ）：通常、アルミニウムトリス−８−ヒドロキシキノリネート（ＡＩＱ３）に基づくもの、
８．電子注入層（Electron Injection Layer ＝ＥＩＬ）（また、絶縁層（Insulator Layer）（ＩＳＬ）として時として知られる）：高い誘電率を有する材料、例えば、ＬｉＦ、Ｌｉ２Ｏ、ＢａＦ２、ＭｇＯ、ＮａＦから成る薄層、
９．陰極：ここでは、一般的に、低い仕事関数を有する金属、金属の組み合わせ、または合金、例えば、Ｃａ、Ｂａ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｍｇ／Ａｇが用いられる
である。
この全体のデバイスは、適切な（アプリケーションに依存して）構造を有し、接触し、および最終的には密閉される。このようなデバイスの寿命は、一般的に、水および／または空気の存在下で劇的に短くなるためである。同じことが、光を陰極から発する逆の構造として知られるものにも当てはまる。これら逆転ＯＬＥＤにおいて、陽極は、例えば、Ａｌ／Ｎｉ／ＮｉＯｘまたはＡｌ／Ｐｔ／ＰｔＯｘ、または５ｅＶよりも大きいエネルギーを有するＨＯＭＯを有する他の金属／金属酸化物の組み合わせから成る。陰極は、ポイント８および９で述べたものと同じ材料から成るが、金属、例えば、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｉｎ等が、非常に薄く、よって透明であるという点で異なる。層の厚さは、５０ｎｍ以下、より良くは３０ｎｍ以下、さらにより良くは１０ｎｍ以下である。例えば、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）、ＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）等のさらなる透明材料を、この透明陰極に適用することができる。
有機エレクトロルミネセンスデバイスにおける効率と寿命を高めるためのリン光エミッタおよびマトリックス材料で構成されるエミッタ層に続く正孔障壁層（ＨＢＬ）の使用は、長い間知られている。
上記の構造のリン光ＯＬＥＤからも明らかなように、次々と多くの異なる材料から成る多くの層が、連続的に設けられる必要があり、これは、市販のＯＬＥＤの製造プロセスを非常に複雑にするために、リン光ＯＬＥＤは、非常に高価であり、不便である。これらの構造は、一般的に、最大効率の基準に従って最適化される。しばしば、ＢＣＰは、正孔障壁材料（ＨＢＭ）として用いられ、これは、しかしながら、ＯＬＥＤの寿命を大いに制限するという非常に不利な点を有する。さらなる正孔障壁材料は、ビス（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（ＢＡｌｑ）である。これは、デバイスの安定度と寿命を改善することを可能にするが、デバイスの量子効率が、ＢＣＰと比べて、明らかに（約４０％）低いという副作用を有する（Ｔ．ワタナベ（T.Watanabe）等、Proc. SPIE 2001, 4105, 175）。従って、クォン（Kwong）等（Appl. Phys. Lett. 2002, 81, 162）は、トリス（フェニルピリジル）イリジウム（ＩＩＩ）を用いて、１００ｃｄ／ｍ２において１００００ｈの寿命を達成した。しかしながら、このデバイスは、１９ｃｄ／Ａの効率のみを示し、これは、当該技術分野の状態よりもはるかに低い。つまり、得られる効率がとても低いために、ＢＡｌｑは、全体として、満足な正孔障壁材料ではない。
今日までのところ、この問題を解決するためのいくつかの試みがある。とりわけ、新規のマトリックス材料が提案され、これは、ＨＢＬを過剰に用いる。
・EP 1308494 は、発光層（ＥＭＬ）が、リン光エミッタをドープした、電子伝導性質を有するマトリックス材料から成るＯＬＥＤを記載する。ここに記載されるＯＬＥＤの不利な点は、最も高い効率が、この構造では得られないということである。効率の損失と引き換えに、寿命のみが改善される。
・US 2003/0146443 は、発光層（ＥＭＬ）が、リン光エミッタをドープされた、電子伝導性質を有するマトリックス材料から成るＯＬＥＤを記載する。ただ１つのみのさらなる正孔輸送層を用いるために、これは、層構造を簡素化する。しかしながら、これらのＯＬＥＤは、従来の構造のＯＬＥＤ、すなわち、ＨＢＬの使用を伴うものと同じ効率を達成しない。いくつかの場合において、わずかではあるが、用いられるマトリックスの発光が、観察される。この筆者等により批評される従来技術の側面は、ＨＢＬにおいて用いられる材料が、非常に低い安定度を有するために、従来のＯＬＥＤの寿命があまりにも短いことである。しかしながら、彼等自身は、彼等により製造された構造の寿命と安定度のいかなる発表もしてはいない。これは、ここに示される構造が、低い安定度の問題を解決してはいないという疑念をもたらす。
・Ｃ．アダチ（C.Adachi）等（Organic Electronics 2001, 2, 37）は、カルバゾール含有マトリックス（ＣＢＰ）が、三重項エミッタで完全にはドープされず、および正孔障壁層を用いず、その結果としてドープされないＣＢＰ層が、エミッタ層と陰極間に存在するリン光ＯＬＥＤを記載する。しかしながら、別個の正孔障壁層を用いるかどうかに関係なく、マトリックス層が完全にドープされる場合と比較して、この場合において、明らかに乏しい効率（１オーダを超える範囲における）が得られる。ドープされない分画が大きいほど、得られる効率はより乏しい。従って、マトリックスが部分的にのみドープされる場合に、明確な不都合がここでは生じる。また、マトリックスが部分的にのみドープされる場合に、デバイスの発光色が、明瞭にシフトすることも見出される。完全にドープされたマトリックスを有するデバイスは、三重項エミッタの緑色発光を示す一方で、部分的にドープされたマトリックスを用いる場合には、発光色が、正孔輸送材料の青色発光へとシフトする。つまり、カルバゾールに基づくマトリックス材料は、不完全なドープに適さないことが明らかである。
とりわけ効率的なＯＬＥＤについて、例えば、ＢＣＰまたはＢＡｌｑである正孔障壁材料（ＨＢＭ）が、今日までのところ必要とされてきたが、不満足な副作用をもたらすことが、従来技術の記載から明らかである。驚くべきことに、以下に詳述する本発明の設計原理に対応するＯＬＥＤは、従来技術に対して明確な改善を有することがここに見出された。別個の電子輸送層は、この設計原理によると必ずしも用いられる必要はなく、この結果として、ＯＬＥＤの構造は、相当に簡素化される。さらに、明確により高いパワー効率が、この構造によって得られる。
従って、本発明は、陽極、陰極、並びに少なくとも１つのマトリックス層を含み、この少なくとも１つのマトリックス層が、式Ｙ＝Ｘ（式中、Ｘは、少なくとも１つの非結合電子対を有し、およびＹ基は、Ｃ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓ、ＳｅまたはＴｅであり、Ｘ基は、Ｎ、Ｏ、Ｓ、ＳｅまたはＴｅである）の構造ユニットを含みおよび少なくとも１種のリン光エミッタでドープされる少なくとも１つのマトリックス材料を含む、有機エレクトロルミネセンスデバイスであって、層に対して垂直の、マトリックスにおけるエミッタのドープ領域が、マトリックス層の一部に渡ってのみ延びていることを特徴とするエレクトロルミネセンスデバイスを提供する。
上記した一般式Ｙ＝Ｘにおいて、「＝」は、二重結合を表わす。
有機エレクトロルミネセンスデバイスは、好ましくは、式Ｙ＝Ｘのマトリックス材料が、式（１）〜（４）の化合物（スキーム１）を含むことを特徴とする
（式中、用いられる記号は、以下の通りにそれぞれ定義される。すなわち、
Ｙは、式（２）においてはＣ、式（１）および（３）においてはＰ、Ａｓ、ＳｂまたはＢｉ、並びに式（１）、（２）および（４）においてはＳ、ＳｅまたはＴｅであり、
Ｘは、それぞれの場合において同一であるか異なり、ＮＲ１、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅであり、
Ｒは、それぞれの場合において同一であるか異なり、Ｈ、Ｆ、ＣＮ、Ｎ（Ｒ１）２、１〜４０の炭素原子を有し、Ｒ１により置換されていてもよく、あるいは置換されていない直鎖の、分枝のまたは環状のアルキル、アルコキシまたはチオアルコキシ基（ここで、１以上の非隣接のＣＨ２基は、−Ｒ２Ｃ＝ＣＲ２−、−Ｃ≡Ｃ−、Ｓｉ（Ｒ２）２、Ｇｅ（Ｒ２）２、Ｓｎ（Ｒ２）２、Ｃ＝Ｏ、Ｃ＝Ｓ、Ｃ＝Ｓｅ、Ｃ＝ＮＲ２、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＲ２−または−ＣＯＮＲ２−により置き換えられてもよく、また、１以上の水素原子は、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＣＮ、Ｂ（Ｒ２）２、Ｓｉ（Ｒ２）３またはＮＯ２により置き換えられてもよい）、または１〜４０の炭素原子を有し、１以上のＲ１、ＣＮ、Ｂ（Ｒ２）２またはＳｉ（Ｒ２）３基により置換されていてもよい芳香族環構造若しくはヘテロ芳香族環構造であり、ここで、複数の置換基Ｒは、互いに、単環の環構造、多環の環構造、脂肪族環構造または芳香族環構造を形成していてもよく、
Ｒ１は、それぞれの場合において同一であるか異なり、１〜２２の炭素原子を有する直鎖の、分枝のまたは環状のアルキル鎖またはアルコキシ鎖（ここで、１以上の非隣接の炭素原子は、−Ｒ２Ｃ＝ＣＲ２−、−Ｃ≡Ｃ−、Ｓｉ（Ｒ２）２、Ｇｅ（Ｒ２）２、Ｓｎ（Ｒ２）２、−ＮＲ２−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−により置き換えられてもよく、１以上の水素原子は、フッ素により置き換えられてもよい）、１〜４０の炭素原子を有し、および１以上のＲ２基により置換されていてもよいアリール、ヘテロアリール若しくはアリールオキシ基、またはＯＨまたはＮ（Ｒ２）２であり、
Ｒ２は、それぞれの場合において同一であるか異なり、Ｈ、または１〜２０の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基または芳香族炭化水素基であり、
但し、前記マトリックス材料のモル質量は、１５０ｇ／モルを超える）。
Ｙは、式（２）においてはＣ、式（１）および（３）においてはＰ、Ａｓ、ＳｂまたはＢｉ、並びに式（１）、（２）および（４）においてはＳ、ＳｅまたはＴｅであり、
Ｘは、それぞれの場合において同一であるか異なり、ＮＲ１、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅであり、
Ｒは、それぞれの場合において同一であるか異なり、Ｈ、Ｆ、ＣＮ、Ｎ（Ｒ１）２、１〜４０の炭素原子を有し、Ｒ１により置換されていてもよく、あるいは置換されていない直鎖の、分枝のまたは環状のアルキル、アルコキシまたはチオアルコキシ基（ここで、１以上の非隣接のＣＨ２基は、−Ｒ２Ｃ＝ＣＲ２−、−Ｃ≡Ｃ−、Ｓｉ（Ｒ２）２、Ｇｅ（Ｒ２）２、Ｓｎ（Ｒ２）２、Ｃ＝Ｏ、Ｃ＝Ｓ、Ｃ＝Ｓｅ、Ｃ＝ＮＲ２、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＲ２−または−ＣＯＮＲ２−により置き換えられてもよく、また、１以上の水素原子は、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＣＮ、Ｂ（Ｒ２）２、Ｓｉ（Ｒ２）３またはＮＯ２により置き換えられてもよい）、または１〜４０の炭素原子を有し、１以上のＲ１、ＣＮ、Ｂ（Ｒ２）２またはＳｉ（Ｒ２）３基により置換されていてもよい芳香族環構造若しくはヘテロ芳香族環構造であり、ここで、複数の置換基Ｒは、互いに、単環の環構造、多環の環構造、脂肪族環構造または芳香族環構造を形成していてもよく、
Ｒ１は、それぞれの場合において同一であるか異なり、１〜２２の炭素原子を有する直鎖の、分枝のまたは環状のアルキル鎖またはアルコキシ鎖（ここで、１以上の非隣接の炭素原子は、−Ｒ２Ｃ＝ＣＲ２−、−Ｃ≡Ｃ−、Ｓｉ（Ｒ２）２、Ｇｅ（Ｒ２）２、Ｓｎ（Ｒ２）２、−ＮＲ２−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−により置き換えられてもよく、１以上の水素原子は、フッ素により置き換えられてもよい）、１〜４０の炭素原子を有し、および１以上のＲ２基により置換されていてもよいアリール、ヘテロアリール若しくはアリールオキシ基、またはＯＨまたはＮ（Ｒ２）２であり、
Ｒ２は、それぞれの場合において同一であるか異なり、Ｈ、または１〜２０の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基または芳香族炭化水素基であり、
但し、前記マトリックス材料のモル質量は、１５０ｇ／モルを超える）。
本発明の文脈において、芳香族環構造またはヘテロ芳香族環構造は、必ずしも芳香族基またはヘテロ芳香族基のみを含む系でなく、複数の芳香族基またはヘテロ芳香族基が、短い非芳香族ユニット（Ｈ以外の＜１０％の原子、好ましくは、Ｈ以外の＜５％の原子）、例えば、ｓｐ３混成のＣ、Ｏ、Ｎ等により中断され得る系も意味すると理解される。すなわち、例えば、９，９’−スピロビフルオレン、９，９’−ジアリールフルオレン、トリアリールアミン、ジフェニルエーテル等が、芳香族系であると理解される。
ケトン種およびイミン種からのマトリックス材料が、例えば、未公開特許出願 DE 10317556.3 に記載され、ホスフィンオキシド種、ホスフィンスルフィド種、ホスフィンセレニド種、ホスファゼン種、スルホン種およびスルホキシド種からのマトリックス材料が、例えば、未公開特許出願 DE 10330761.3 に記載されている。ケトン、ホスフィンオキシドおよびスルホキシド、すなわち、Ｙ＝Ｃ、Ｐ、ＳおよびＸ＝Ｏである材料が好ましく、ケトン、すなわち、Ｙ＝ＣおよびＸ＝Ｏである材料が特に好ましい。
この文脈において、１を超えるＹ＝Ｘ基を含む材料が、明示的に可能であり、適している。
特に適したマトリックス材料は、平面構造を有さない化合物であることが見出された。Ｙ＝Ｘの形態の構造ユニットにおいて、適切な置換基が、平面からの全体の構造のずれを確実にすることができる。これは、特に、少なくとも１つの置換基Ｒが、少なくとも１つのｓｐ３混成炭素、シリコン、ゲルマニウムおよび／または窒素原子を含む場合であり、これらは適切な四面体結合形状、または窒素の場合には、ピラミッド形の結合形状を有する。平面からの明らかなずれを達成するためには、少なくとも１つのｓｐ３混成原子が、二級原子、三級原子または四級原子である場合が好ましく、より好ましくは、三級原子または四級原子であり、炭素、シリコン、ゲルマニウムの場合には、最も好ましくは四級原子である。二級原子、三級原子または四級原子とは、それぞれ、水素原子以外の２つの、３つのおよび４つの置換基を有する原子と理解される。
少なくとも１つのＲ基において、９，９’−スピロビフルオレン誘導体（好ましくは、２位、および／または２，７位、および／または２，２’位、および／または２，２’，７位、および／または２，２’，７，７’位を介して結合される）、９，９−二置換フルオレン誘導体（好ましくは、２位および／または２，７位を介して結合される）、６，６−および／または１２，１２−二または四置換インデノフルオレン誘導体、トリプチセン誘導体（好ましくは、９位および／または１０位を介して結合される）、ジヒドロフェナントレン誘導体（好ましくは、２位および／または２，７−位を介して結合される）、ヘキサアリールベンゼン誘導体（好ましくは、芳香族基に対するｐ位を介して結合される）、またはテトラアリールメタン誘導体（好ましくは、芳香族基に対するｐ位を介して結合される）を含む化合物が好ましい。
少なくとも１つのＲ基において、９，９’−スピロビフルオレン誘導体を含む化合物が特に好ましい。
マトリックス材料のガラス転移温度Ｔｇが、１００℃を超える、好ましくは１２０℃を超える、最も好ましくは１４０℃を超えることを特徴とする有機エレクトロルミネセンスデバイスがさらに好ましい。
有機エレクトロルミネセンスデバイスが、上記した層の他に、１以上の正孔注入層（ＨＩＬ）および／または正孔輸送層（ＨＴＬ）を含む場合も、好ましいであろう。有機エレクトロルミネセンスデバイスが、上記した層の他に、１以上の電子輸送層（ＥＴＬ）および／または電子注入層（ＥＩＬ）を含む場合もまた、好ましいであろう。原則として、別個の正孔障壁層（ＨＢＬ）を使用することも可能であるが、本発明のデバイス構造におけるその使用は、必要でなく、よって、好ましくない。
１以上のドープ領域が、マトリックス層中に存在し、および１以上のドープされない領域が、マトリックス層中に存在し、マトリックス層中の１つのドープされない領域が、電子輸送層ＥＴＬ（またはＥＩＬまたは陰極）と隣接し、およびマトリックス層中の１つのドープ領域が、正孔輸送層ＨＴＬ（またはＨＩＬまたは陽極）に隣接することを特徴とする有機エレクトロルミネセンスデバイスが好ましい。
本発明の１つのとり得る態様を、図１に記載する。ここでは、マトリックス層は、ドープされた領域とドープされない領域から成り、ドープされた領域は、ＨＴＬに隣接し、ドープされない領域は、ＥＴＬに隣接する。記載から明らかではあるが、ドープされたマトリックス層とドープされないマトリックス層（両領域１）におけるマトリックス材料は、同一であることを指摘しておく。
図１において（以下に続く全ての図においても全く同様に）、別個のＥＩＬ、ＥＴＬ、ＨＴＬ、および／またはＨＩＬの使用は、絶対的に必要ではなく、これらの層の使用は、本発明の単にとり得る態様であることを、明示的に指摘しておく。つまり、図１〜８におけるこれらの層の描写は、単に、例としてみなされるのみであり、本発明の一般的な実行を制限することは意図されない。同様に、これらの層を含まない対応するデバイスは、本発明に従う。
本発明のさらにとり得る態様を、図２に記載する。マトリックス層は、２つのドープされた領域と２つのドープされない領域から成り、１つのドープされた領域は、ＨＴＬに隣接し、および１つのドープされない領域は、ＥＴＬに隣接する。記載から明らかではあるが、マトリックス材料は、個々の領域において同一であり、好ましくは、全ての領域において同一であることを、再び明示的に指摘しておく。
マトリックス層は、また、３つ以上のドープされた領域と３つ以上のドープされない領域から成る。２つまたは３つの交互のドープされた領域とドープされない領域が、白色発光ＯＬＥＤに特に適している。
１以上のドープ領域が、マトリックス層中に存在し、および１以上のドープされない領域がマトリックス層中に存在し、マトリックス層中の１つのドープされない領域が、正孔輸送層ＨＴＬ（またはＨＩＬまたは陽極）に隣接し、マトリックス層中の１つのドープ領域が、電子輸送層ＥＴＬ（またはＥＩＬまたは陰極）に隣接することを特徴とする有機エレクトロルミネセンスデバイスもまた、好ましい。
本発明のさらにとり得る態様を、図３に記載する。マトリックス層は、ドープされた領域とドープされない領域から成り、ドープされた領域は、ＥＴＬに隣接し、およびドープされない領域は、ＨＴＬに隣接する。記載から明らかではあるが、ドープされたマトリックス層とドープされないマトリックス層（両領域１）におけるマトリックス材料は、同一であることを、再び明示的に指摘しておく。
本発明のさらにとり得る態様を、図４に記載する。マトリックス層は、２つのドープされた領域と２つのドープされない領域から成り、１つのドープされた領域は、ＥＴＬに隣接し、および１つのドープされない領域は、ＨＴＬに隣接する。記載から明らかではあるが、マトリックス材料は、それぞれの個々の領域において同一であり、好ましくは、全ての領域において同一であることを、再び明示的に指摘しておく。
１以上のドープ領域が、マトリックス層中に存在し、および１以上のドープされない領域が、マトリックス層中に存在し、マトリックス層中の１つのドープされない領域が、電子輸送層ＥＴＬ（またはＥＩＬまたは陰極）に隣接し、および１つのドープされない領域が、正孔輸送層ＨＴＬ（またはＨＩＬまたは陽極）に隣接することを特徴とする有機エレクトロルミネセンスデバイスが好ましい。
本発明のさらにとり得る態様を、図５に記載する。マトリックス層は、１つのドープされた領域と２つのドープされない領域から成り、２つのドープされた領域は、ＨＴＬおよびＥＴＬに隣接し、およびドープされた領域は、ドープされない領域の間に存在する。記載から明らかではあるが、ドープされたマトリックス層とドープされないマトリックス層（両領域１）におけるマトリックス材料は、同一であることを、再び明示的に指摘しておく。
本発明のさらにとり得る態様を、図６に記載する。マトリックス層は、２つのドープされた領域と３つのドープされない領域から成り、ドープされない領域は、ＨＴＬおよびＥＴＬに隣接し、ドープされた領域とドープされない領域は、それらの間で互い違いになる。記載から明らかではあるが、マトリックス材料が、それぞれの個々の領域において同一であり、好ましくは、全ての領域において同一であることを、再び明示的に指摘しておく。同様に、マトリックス層は、３つ以上のドープされた領域と４つ以上のドープされない領域からも成り得る。
１以上のドープ領域が、マトリックス層中に存在し、および１以上のドープされない領域がマトリックス層中に存在し、マトリックス層中の１つのドープ領域が、電子輸送層ＥＴＬ（またはＥＩＬまたは陰極）に隣接し、および１つのドープ領域が、正孔輸送層ＨＴＬ（またはＨＩＬまたは陽極）に隣接することを特徴とする有機エレクトロルミネセンスデバイスが好ましい。
本発明のさらにとり得る態様を、図７に記載する。マトリックス層は、１つのドープされない領域と２つのドープされた領域から成り、２つのドープされた領域は、ＨＴＬおよびＥＴＬに隣接し、ドープされない領域は、ドープされた領域の間に存在する。記載から明らかではあるが、マトリックス材料は、それぞれの個々の領域において同一であり、好ましくは全ての領域において同一であることを、再び明示的に指摘しておく。
本発明のさらにとり得る態様を、図８に記載する。マトリックス層は、２つのドープされない領域と３つのドープされた領域から成り、ドープされた領域は、ＨＴＬおよびＥＴＬに隣接し、およびドープされた領域とドープされない領域は、それらの間で互い違いになる。記載から明らかではあるが、マトリックス材料は、それぞれの個々の領域において同一であり、好ましくは全ての領域において同一であることを、再び明示的に指摘しておく。同様に、マトリックス層は、４つ以上のドープされた領域と３つ以上のドープされない領域からも成り得る。
少なくとも１つが、上記した構造ユニットＸ＝Ｙを含むという条件で、原則として、異なる領域に異なる材料を用いることができる。しかしながら、全てのマトリックス材料が、この構造ユニットを含む必要はない。例えば、いくつかの領域において、例えば、他のマトリックス材料が存在することが可能である。しかしながら、実行可能性および経済上の実現性の理由のために、同一のマトリックス材料が、複数の領域において用いられる場合が有利であることが見出され、複数の隣接する領域において同一のマトリックス材料を用いることが特に好ましく、全ての領域について同一のマトリックス材料を用いることが非常に特に好ましい。
さらに好ましい態様において、ドーパントにより決定される異なる発光色が、それぞれの領域および全ての領域に割り当てられる。
本発明の好ましい態様において、本発明のエレクトロルミネセンスデバイスは、別個の正孔障壁層（ＨＢＬ）を含まない。
本発明のさらに好ましい態様において、本発明のエレクトロルミネセンスデバイスは、別個の正孔障壁層（ＨＢＬ）も、別個の電子輸送層（ＥＴＬ）も含まず、すなわち、マトリックス層のドープされた部分またはドープされない部分は、陰極または電子注入層に直接的に隣接する。
本発明のエレクトロルミネセンスデバイスは、必ずしも、正孔注入層および／または正孔輸送層（ＨＩＬまたはＨＴＬ）を含まず、すなわち、マトリックス層のドープされた部分またはドープされない部分は、正孔注入層に直接的に隣接するか、陽極に直接的に隣接する。
ドープ領域の層の厚さが、マトリックス層の厚さの９８％〜４０％、好ましくは９０％〜６０％であることを特徴とする有機エレクトロルミネセンスデバイスが好ましい。
マトリックス層の層の厚さが、１〜１５０ｎｍの厚さ、好ましくは５〜１００ｎｍの厚さを有することを特徴とする有機エレクトロルミネセンスデバイスが好ましい。
マトリックス材料が、３０ｎｍのフィルム厚で、３８０ｎｍ〜７５０ｎｍの可視スペクトル範囲において、０．２未満の、好ましくは０．１未満の、より好ましくは０．０５未満の吸光度を有することを特徴とする有機エレクトロルミネセンスデバイスが好ましい。
存在するリン光エミッタが、３６よりも大きく且つ８４未満の原子番号の少なくとも１つの原子を有する化合物であることを特徴とする有機エレクトロルミネセンスデバイスもまた、好ましい。
リン光エミッタが、５６よりも大きく且つ８０未満の原子番号の少なくとも１つの元素を含み、例えば、特許出願 WO 98/01011、US 02/0034656、US 03/0022019、WO 00/70655、WO 01/41512、WO 02/02714、WO 02/15645、EP 1191613、EP 1191612、EP 1191614、WO 03/040257 および WO 03/084972 によれば、最も好ましくは、モリブデン、タングステン、レニウム、ルテニウム、オスミウム、ロジウム、イリジウム、パラジウム、白金、銀、金またはユーロピウム、とりわけ、イリジウムまたは白金を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネセンスデバイスが特に好ましい。
１以上の層が、昇華プロセスを用いてコーティングされることを特徴とする有機エレクトロルミネセンスデバイスもまた、好ましい。低分子量材料が、真空昇華ユニットにおいて、１０−５ｍｂａｒ未満の、好ましくは１０−６ｍｂａｒ未満の、より好ましくは１０−７ｍｂａｒ未満の圧力で、真空蒸着により適用される。
１以上の層が、ＯＶＰＤ（有機気相蒸着（organic vapor phase deposition））プロセスにより、またはキャリアガス昇華によりコーティングされることを特徴とする有機エレクトロルミネセンスデバイスが、同様に好ましい。この場合において、低分子量材料は、１０−５ｍｂａｒ〜１ｂａｒの圧力で適用される。
１以上の層が、任意の印刷プロセス、例えば、フレキソ印刷またはオフセット印刷により、より好ましくは、ＬＩＴＩ（光誘発熱画像処理（light-induced thermal imaging）、熱転写印刷）およびインクジェット印刷によりコーティングされることを特徴とする有機エレクトロルミネセンスデバイスもまた、好ましい。
上記した発光デバイスは、従来技術に対する以下の驚くべき利点を有する。
１．対応するデバイスの効率が、本発明の設計に従わない系、すなわち、１以上の別個のＨＢＬを含む系と比較して向上する。カルバゾール含有マトリックスを用いるデバイスの相当する構造は、効率の大幅な低下をもたらす（アダチ等、Organic Electronics 2001, 2, 37 を参照）ために、このことは特に驚くべきことである。
２．対応するデバイスの安定度および寿命が、本発明の設計に従わない系、すなわち、１以上の別個のＨＢＬを含む系と比較して向上する。
３．駆動電圧が、本質的に低減され、これは、パワー効率を高める。このことは、別個の電子輸送層が用いらない場合、すなわち、マトリックス層が、陰極または電子注入層に直接的に隣接する場合に特に当てはまる。
４．より少ない少なくとも１つの有機層が用いられるために、層構造は単純である。マトリックス層が、陰極または電子注入層と直接的に隣接する場合に、この場合において、別個の正孔障壁層も別個の電子輸送層も用いられないために、特に明確な利点が存在する。同様に、別個の正孔輸送層および／または別個の正孔注入層が用いられない場合に、層構造は、とりわけ簡素化する。
５．より少ない少なくとも１つの有機層が用いられるために、製造の複雑さが減じられる。このことは、従来の製造方法においてはそれぞれの有機層のために別個の蒸着ユニットが用いられるために、製造プロセスにおけるかなりの利点であり、結果として、このようなユニットは省かれるか、完全に不要になる。
６．発光スペクトルは、ドープされたマトリックスと正孔障壁材料により得られる発光スペクトルと同一である。このことは、アプリケーションについて必須であり、およびカルバゾール含有化合物に基づく部分的にドープされた材料は、発光スペクトルにおける極端な変化をもたらし、従って、発光は最終的に、もはや三重項エミッタに由来せず、正孔輸送材料に由来し（アダチ等、Organic Electronic 2001, 2, 37 を参照）、このようなカラーシフトと伴うデバイスを、アプリケーションには用いることができないために、特に驚くべき結果である。
ここに述べたことに基づく詳細を、以下に記載する例においても見出すことができる。
本明細書および以下のさらなる例は、有機発光ダイオードおよび対応するディスプレイにのみ向けられる。記載のこの制限に関わらず、さらなる発明能力を伴うことなく、いくつかのさらなるアプリケーションを挙げるだけであるが、例えば有機太陽電池（Ｏ−ＳＣ）、有機電界効果トランジスタ（Ｏ−ＦＥＴ）、または他の有機レーザーダイオード（Ｏ−ｌａｓｅｒ）である他の関連するデバイスのために、対応する本発明の設計を用いることは、当業者には可能である。
例
本発明の構造に対応する有機エレクトロルミネセンスデバイスの製造および特性決定
ＯＬＥＤは、以下に概要を述べる一般プロセスにより製造された。これは、各状況に対する個々の場合（例えば、最適な効率および色を得るための層の厚さの変化）に適応させる必要があった。本発明のデバイスの製造のために、別個の正孔障壁層は省略され、いくつかの例においては、電子輸送層も省略され、およびエミッタ層は、上の記載に従って構成された。
本発明の構造に対応する有機エレクトロルミネセンスデバイスの製造および特性決定
ＯＬＥＤは、以下に概要を述べる一般プロセスにより製造された。これは、各状況に対する個々の場合（例えば、最適な効率および色を得るための層の厚さの変化）に適応させる必要があった。本発明のデバイスの製造のために、別個の正孔障壁層は省略され、いくつかの例においては、電子輸送層も省略され、およびエミッタ層は、上の記載に従って構成された。
本発明のエレクトロルミネセンスデバイスを、例えば、特許出願 DE10330761.3 において記載されるように調製することができる。
以下に続く例において、種々のＯＬＥＤの結果を示す。ＥＭＬおよびＨＢＬを除けば、基本の構造、並びに用いられた材料および層の厚さは、より良い比較のために同一であった。
上記した一般プロセスに類似して、以下の構造を有する発光ＯＬＥＤを得た。すなわち、
ＰＥＤＯＴ（ＨＩＬ）：６０ｎｍ（水からスピンコーティングされた；Ｈ．Ｃ．スターク（H.C.Starck）から購入したＰＥＤＯＴ；ポリ−［３，４−エチレンジオキシ−２，５−チオフェン］）、
ＮａｐｈＤＡＴＡ（ＨＴＭ）：２０ｎｍ（蒸着により適用された：シンテック（Syn Tec）から購入したＮａｐｈＤＡＴＡ；４，４’，４’’−トリス（Ｎ−１−ナフチル−Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン）、
Ｓ−ＴＡＤ（ＨＴＭ）：２０ｎｍ（蒸着により適用された；WO 99/12888 に従って調製されたＳ−ＴＡＤ；２，２’，７，７’−テトラキス（ジフェニルアミノ）スピロビフルオレン）、
エミッタ層：正確な構造については、表における例を参照のこと、
ＢＣＰ（ＨＢＬ）：使用する場合には、１０ｎｍ；表における比較例を参照のこと、
ＡＩＱ３（ＥＴＬ）：全ての場合において使用されない（表を参照）；存在する場合には、１０ｎｍ（蒸着により適用された；シンテックから購入したＡＩＱ３；トリス（ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（ＩＩＩ））、
Ｂａ−Ａｌ（陰極）：３ｎｍのＢａ、その上の１５０ｎｍのＡｌ
である。
ＰＥＤＯＴ（ＨＩＬ）：６０ｎｍ（水からスピンコーティングされた；Ｈ．Ｃ．スターク（H.C.Starck）から購入したＰＥＤＯＴ；ポリ−［３，４−エチレンジオキシ−２，５−チオフェン］）、
ＮａｐｈＤＡＴＡ（ＨＴＭ）：２０ｎｍ（蒸着により適用された：シンテック（Syn Tec）から購入したＮａｐｈＤＡＴＡ；４，４’，４’’−トリス（Ｎ−１−ナフチル−Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン）、
Ｓ−ＴＡＤ（ＨＴＭ）：２０ｎｍ（蒸着により適用された；WO 99/12888 に従って調製されたＳ−ＴＡＤ；２，２’，７，７’−テトラキス（ジフェニルアミノ）スピロビフルオレン）、
エミッタ層：正確な構造については、表における例を参照のこと、
ＢＣＰ（ＨＢＬ）：使用する場合には、１０ｎｍ；表における比較例を参照のこと、
ＡＩＱ３（ＥＴＬ）：全ての場合において使用されない（表を参照）；存在する場合には、１０ｎｍ（蒸着により適用された；シンテックから購入したＡＩＱ３；トリス（ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（ＩＩＩ））、
Ｂａ−Ａｌ（陰極）：３ｎｍのＢａ、その上の１５０ｎｍのＡｌ
である。
まだ最適化されるこれらのＯＬＥＤは、標準様式で特性決定された。この目的のために、エレクトロルミネセンススペクトル、電流−電圧−輝度特性（ＩＵＬ特性）から計算した、輝度の関数としての効率（ｃｄ／Ａで測定）およびパワー効率（Ｉｍ／Ｗで測定）、並びに寿命を測定した。寿命は、ＯＬＥＤの初期輝度が、１０ｍＡ／ｃｍ２の一定の電流密度において、半分まで落ちた後の時間を意味すると理解される。
表１は、種々の例の結果をまとめる。対応する層の厚さを含む全体のＥＭＬおよびＨＢＬの組成を挙げる。例１および２において、別個の電子輸送層を用いた。例３〜５は、別個の電子輸送層を有するものと有さないもの双方のデバイスを記載する。ドープされたリン光ＥＭＬは、マトリックス材料Ｍ１として化合物ビス（９，９’−スピロビフルオレン−２−イル）ケトン、マトリックス材料Ｍ２として化合物ビス（９，９’−スピロビフルオレン−２−イル）スルホキシド、マトリックス材料Ｍ３として化合物ビス（９，９’−スピロビフルオレン−２−イル）フェニルホスフィンオキシド、およびマトリックス材料Ｍ４として化合物２，７−ビス（２−スピロ−９，９’−ビフルオレニルカルボニル）スピロ−９，９’−ビフルオレンを含む。これらの化合物の合成は、未公開特許出願 DE 10317556.3 および DE 10330761.3 において記載される。本発明の構造に対応する提示した例において、ＥＭＬは、３０ｎｍ厚のドープされた領域、およびそれに続く１０ｎｍ厚のドープされない領域から成る。
表１において用いられる略語は、以下の化合物に対応する。
図９は、新規設計原理に従うもの（実験３ａによる、三角印）および比較標準に相当するもの（実験３ｃによる、菱形印）の、Ｍ１においてＩｒ（ｐｐｙ）３でドープされた場合におけるパワー効率（Ｉｍ／Ｗ）の例を示す。例３ａからのパワー効率は、高さが約2倍である。ＨＢＬおよびＥＴＬを有さない、パワー効率（実験３ｂによる、丸印）は、さらに約３０〜５０％高い。
例３について示されるものと同じ観察が、表１から理解され得る通り、他の例においても成された。
まとめると、新規設計原理により製造されたＯＬＥＤは、表１から容易に見受けることができる通り、より低い電圧におけるより高い効率と、より長い寿命を有する。このことは、ケトン、ホスフィンオキシドおよびスルホキシドについての例において示されるような、記載した全てのマトリックス材料およびマトリックス材料種に当てはまる。別個の電子輸送層が用いられない場合に、すなわち、マトリックス層が、陰極または電子注入層に直接的に隣接する場合に、電圧はとりわけ低く、従って、パワー効率は、特に高い。
Claims (24)
- 陽極、陰極、並びに少なくとも１つのマトリックス層を含み、前記少なくとも１つのマトリックス層が、式（２）、（３）または（４）の化合物（スキーム１）を含み、および少なくとも１種のリン光エミッタでドープされた少なくとも１つのマトリックス材料を含む、有機エレクトロルミネセンスデバイスであって、前記層に対して垂直の、前記マトリックスにおける前記エミッタのドープ領域が、前記マトリックス層の一部に渡ってのみ延びていることを特徴とする有機エレクトロルミネセンスデバイス。
Ｙは、式（２）においてはＣであり、式（３）においてはＰであり、並びに式（２）および（４）においてはＳであり、
Ｘは、Ｏであり、
Ｒは、それぞれの場合において同一であるか異なり、１〜４０の炭素原子を有し、１以上のＲ１、ＣＮ、Ｂ（Ｒ２）２またはＳｉ（Ｒ２）３基により置換されていてもよい芳香族環構造若しくはヘテロ芳香族環構造であり、
Ｒ１は、それぞれの場合において同一であるか異なり、１〜２２の炭素原子を有する直鎖の、分枝のまたは環状のアルキル鎖またはアルコキシ鎖（ここで、１以上の非隣接の炭素原子は、−Ｒ２Ｃ＝ＣＲ２−、−Ｃ≡Ｃ−、Ｓｉ（Ｒ２）２、Ｇｅ（Ｒ２）２、Ｓｎ（Ｒ２）２、−ＮＲ２−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−により置き換えられてもよく、１以上の水素原子は、フッ素により置き換えられてもよい）、１〜４０の炭素原子を有し、および１以上のＲ２基により置換されていてもよいアリール、ヘテロアリール若しくはアリールオキシ基、またはＯＨまたはＮ（Ｒ２）２であり、
Ｒ２は、それぞれの場合において同一であるか異なり、Ｈ、または１〜２０の炭素原子を有する脂肪族炭化水素基または芳香族炭化水素基であり、
但し、前記マトリックス材料のモル質量は、１５０ｇ／モルを超える） - 少なくとも１つの前記Ｒ基が、少なくとも１つの二級原子、三級原子または四級原子を含むことを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネセンスデバイス。
- 少なくとも１つの前記Ｒ基が、四級原子を含むことを特徴とする請求項２に記載の有機エレクトロルミネセンスデバイス。
- 少なくとも１つの前記Ｒ基が、９，９’−スピロビフルオレン誘導体、９，９−二置換フルオレン誘導体、６，６−および／または１２，１２−二置換または四置換インデノフルオレン誘導体、トリプチセン誘導体、ジヒドロフェナントレン誘導体、ヘキサアリールベンゼン誘導体またはテトラアリールメタン誘導体を含むことを特徴とする請求項３に記載の有機エレクトロルミネセンスデバイス。
- 少なくとも１つの前記Ｒ基が、９，９’−スピロビフルオレン誘導体を含むことを特徴とする請求項４に記載の有機エレクトロルミネセンスデバイス。
- 前記マトリックス材料のガラス転移温度Ｔｇが、１００℃を超えることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項記載の有機エレクトロルミネセンスデバイス。
- 前記有機エレクトロルミネセンスデバイスが、１以上の正孔注入層（ＨＩＬ）および／または１以上の正孔輸送層（ＨＴＬ）を含むことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項記載の有機エレクトロルミネセンスデバイス。
- 前記有機エレクトロルミネセンスデバイスが、１以上の電子輸送層（ＥＴＬ）および／または１以上の電子注入層（ＥＩＬ）を含むことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項記載の有機エレクトロルミネセンスデバイス。
- １以上のドープ領域が、前記マトリックス層中に存在し、および１以上のドープされない領域が、前記マトリックス層中に存在し、前記マトリックス層中の１つの前記ドープされない領域が、前記電子輸送層ＥＴＬ（またはＥＩＬまたは陰極）に隣接し、および前記マトリックス層中の１つの前記ドープ領域が、前記正孔輸送層ＨＴＬ（またはＨＩＬまたは陽極）に隣接することを特徴とする請求項１〜８の何れか１項記載の有機エレクトロルミネセンスデバイス。
- １以上のドープ領域が、前記マトリックス層中に存在し、および１以上のドープされない領域が、前記マトリックス層中に存在し、前記マトリックス層中の１つの前記ドープされない領域が、前記正孔輸送層ＨＴＬ（またはＨＩＬまたは陽極）に隣接し、前記マトリックス層中の１つの前記ドープ領域が、電子輸送層ＥＴＬ（またはＥＩＬまたは陰極）に隣接することを特徴とする請求項１〜８の何れか１項記載の有機エレクトロルミネセンス
デバイス。 - １以上のドープ領域が、前記マトリックス層中に存在し、および１以上のドープされない領域が、前記マトリックス層中に存在し、前記マトリックス層中の１の前記ドープされない領域が、前記電子輸送層ＥＴＬ（またはＥＩＬまたは陰極）に隣接し、および１の前記ドープされない領域が、前記正孔輸送層ＨＴＬ（またはＨＩＬまたは陽極）に隣接することを特徴とする請求項１〜８の何れか１項記載の有機エレクトロルミネセンスデバイス。
- １以上のドープ領域が、前記マトリックス層中に存在し、および１以上のドープされない領域が、前記マトリックス層中に存在し、前記マトリックス層中に１の前記ドープ領域が、前記電子輸送層ＥＴＬ（またはＥＩＬまたは陰極）に隣接し、１の前記ドープ領域が、前記正孔輸送層ＨＴＬ（またはＨＩＬまたは陽極）に隣接することを特徴とする請求項１〜８の何れか１項記載の有機エレクトロルミネセンスデバイス。
- 前記ドープされたマトリックス層または前記ドープされないマトリックス層が、前記陰極または前記電子注入層（ＥＩＬ）に直接的に隣接することを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項記載の有機エレクトロルミネセンスデバイス。
- 前記ドープされたマトリックス層または前記ドープされないマトリックス層が、前記正孔注入層（ＨＩＬ）に直接的に隣接するか、または前記陽極に直接的に隣接することを特徴とする請求項１〜１３の何れか１項記載の有機エレクトロルミネセンスデバイス。
- 前記ドープ領域の層の厚さが、前記マトリックス層の厚さの９８％〜４０％であることを特徴とする請求項１〜１４の何れか１項記載の有機エレクトロルミネセンスデバイス。
- 前記マトリックス層が、１〜１５０ｎｍの層の厚さを有することを特徴とする請求項１〜１５の何れか１項記載の有機エレクトロルミネセンスデバイス。
- 前記マトリックス層が、３０ｎｍのフィルム厚で、３８０ｎｍ〜７５０ｎｍの可視スペクトル領域において、０．２未満の吸光度を有することを特徴とする請求項１〜１６の何れか１項記載の有機エレクトロルミネセンスデバイス。
- 存在する前記リン光エミッタが、３６よりも大きく且つ８４未満の原子番号の少なくとも１つの原子を有する化合物であることを特徴とする請求項１〜１７の何れか１項記載の有機エレクトロルミネセンスデバイス。
- 前記リン光エミッタが、モリブデン、タングステン、レニウム、ルテニウム、オスミウム、ロジウム、イリジウム、パラジウム、白金、銀、金またはユーロピウムを含むことを特徴とする請求項１８に記載の有機エレクトロルミネセンスデバイス。
- １以上の層が、昇華プロセスにより生成されることを特徴とする請求項１〜１９の何れか１項記載の有機エレクトロルミネセンスデバイス。
- １以上の層が、ＯＰＶＤ（有機気相蒸着（organic vapor phase deposition））プロセスにより設けられることを特徴とする請求項１〜１９の何れか１項記載の有機エレクトロルミネセンスデバイス。
- １以上の層が、印刷プロセスによりコーティングされることを特徴とする請求項１〜１９の何れか１項記載の有機エレクトロルミネセンスデバイス。
- １以上の層が、ＬＩＴＩ（光誘発熱画像処理（light-induced thermal imaging））プロセスによりコーティングされることを特徴とする請求項２２に記載の有機エレクトロルミネセンスデバイス。
- １以上の層が、インクジェット印刷プロセスによりコーティングされることを特徴とする請求項２２に記載の有機エレクトロルミネセンスデバイス。
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