JPH10106749A

JPH10106749A - 有機エレクトロルミネセンスデバイス

Info

Publication number: JPH10106749A
Application number: JP22410497A
Authority: JP
Inventors: Jianmin Shi; ジァンミン・シ; Ching Wan Tang; チン・ワン・タン; Chin Hsin Chen; チン・シン・チェン
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1996-08-20
Filing date: 1997-08-20
Publication date: 1998-04-24
Anticipated expiration: 2017-08-20
Also published as: JP3992795B2; EP0825803B1; EP0825803A3; US5766779A; DE69708997D1; EP0825803A2; DE69708997T2

Abstract

(57)【要約】【課題】エレクトロルミネセンス（ＥＬ）装置の電子
伝達材料として有用な新規なベンザゾール類化合物を提
供し、それを備えたＥＬ装置を得る。【解決手段】電極並びに蛍光材料を含有する少なくと
も１つの電子伝達層を具備する有機ＥＬ装置。該蛍光材
料は、下記式：【化１】（式中、ｎは２から８の整数；ＺはＯ、ＮＲ、または
Ｓ；Ｒ及びＲ’は、個々に、水素、１から２４の炭素原
子を持つアルキル、アリールまたはヘテロ原子置換アリ
ール、またはハロゲン、または縮合芳香環を完成するの
に必要な原子；Ｂは複数のベンザゾール類を共役的また
は非共役的に互いに結合させる結合単位）で表されるベ
ンザゾール類化合物を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機エレクトロル
ミネセンス（ＥＬ）デバイスに関する。より詳しくは、
本発明は、多層有機ＥＬデバイスにおける電子伝達層用
の新規な有機材料の使用に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】有機
ＥＬデバイスは、高効率であることが知られ、広範囲の
色を形成することができる。平坦パネルのディスプレー
のような有用な応用が考えられている。従来の代表的な
ＥＬデバイスは、1965年3月9日に発行された Gurnee等
の米国特許第3,172,862号公報、1965年3月9日に発行さ
れた Gurnee等の米国特許第3,173,050号公報、Dresner
等の文献「アントラセンにおける二重注入エレクトロル
ミネセンス(Double Injection Electroluminescence in
Anthracene」、RCA Review、第30巻、322-334頁、1969
年、及び、1973年1月9日に発行された Dresner等の米国
特許第3,710,167号公報に記載されている。典型的な有
機発光材料は、共役有機ホスト材料と、縮合ベンゼン環
を有する共役有機活性化剤とから形成される。ナフタレ
ン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、ベンゾピ
レン、クリセン、ピセン、カルバゾール、フルオレン、
ビフェニル、ターフェニルス、クォーターフェニルス、
トリフェニレンオキシド、ジハロビフェニル、トランス
−スチルベン、及び１，４−ジフェニルブタジエンが、
有機ホスト材料の例として挙げることができる。アント
ラセン、テトラセン、及びペンタセンは、活性化剤の例
として挙げられる。有機発光材料は、１マイクロメータ
ーより大きな厚みを有する単一層媒体として存在する。
よって、この有機ＥＬ媒体は高抵抗であり、このＥＬデ
バイスを作動させるには比較的高い電圧（＞１００ボル
ト）が必要である。

【０００３】有機ＥＬデバイス製造の分野における最近
の発見により、アノードとカソードとに挟設された極め
て薄い層（＜１．０マイクロメーター）からなるＥＬ媒
体を具備するデバイスが得られた。ここで、このＥＬ媒
体は、アノード及びカソード電極の間の有機部材として
定義される。基本的な２層ＥＬデバイス構造では、一方
の有機層がホールの注入及び伝達のために特に選択さ
れ、他方の有機層が電子の注入及び伝達のために特に選
択される。２つの層の界面は、注入されたホール−電子
対の再結合、その結果としてのエレクトロルミネセンス
に有効な場所を提供する。極めて薄い有機ＥＬ層は抵抗
を減少させ、与えられたレベルの電気的バイアス電圧で
高い電流密度をもたらす。光放射は、有機ＥＬ媒体を通
した電流密度に直接関係しているので、向上した電荷注
入及び伝達効率を持つ薄層により、許容できる光放射レ
ベル（例えば、環境光において目視で検出されうる明る
さレベル）が、電解効果トランジスタのような集積回路
ドライバに匹敵する範囲の低い印加電圧において達成さ
れる。

【０００４】さらに、有機ＥＬデバイスにおける、色、
安定性、効率、及び製造方法等の改善が、米国特許第4,
356,429号、第4,539,507号、第4,720,432号、第4,885,2
11号、第5,151,629号、第5,150,006号、第5,141,671
号、第5,073,446号、第5,061,569号、第5,059,862号、
第5,059,861号、第5,047,687号、第4,950,950号、第4,7
69,292号、第5,104,740号、第5,227,252号、第5,256,94
5号、第5,069,975号、第5,122,711号、第5,366,811号、
第5,126,214号、第5,142,343号、第5,389,444号、及び
第5,458,977号公報に記載されている。

【０００５】フルカラーＥＬディスプレーパネルの製造
のために、有効な赤、緑、及び青（ＲＧＢ）ＥＬ材料を
具備することが必要である。これらの一次材料を用い
て、これらの発光の適当な組み合わせにより、白を含む
任意の所望のＥＬ色相即ち色を生ぜしめることができ
る。特に重要なのは、青色ＥＬ材料の製造であり、有効
な青色ＥＬ材料を与えることにより、下方へエネルギー
移動過程で他のＥＬ色を作製することができるからであ
る。例えば、緑色ＥＬ発光は、ホストの青色ＥＬ材料に
少量の感緑色蛍光色素をドープすることによって得られ
る。このホスト−ゲストエネルギー移動機構は、Tang等
（米国特許第4,769,292号）によって詳細に議論されて
いる。同様に、赤色ＥＬ色は、ホストの青色ＥＬ材料に
赤色蛍光色素をドープすることによって得られる。Imai
等（米国特許第5,015,999号）に議論されているよう
に、ほぼ類似した機構において、感蛍光色素は、ＥＬ発
光波長のシフトを効率的にするために、青色ＥＬエミッ
タの外側に配置してもよい。この機構では、感光性媒体
は、青色ＥＬエミッタによって発生した青色光子を吸収
し、次いで、より長波長において発光する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、電極と電子伝
達層とを具備するＥＬデバイスに関し、該電子伝達層
は、下記式（Ｉ）で表される分子からなるベンザゾール
化合物を含有する。これらのベンザゾール化合物は、有
機ＥＬデバイスに有用な広いバンドギャップの電子伝達
材料である。本発明のＥＬデバイスにおいては、前記電
子伝達層を具備するＥＬ媒体が、アノード及びカソード
の間に挟設される。

【０００７】

【化１１】

【０００８】上記式（Ｉ）において、ｎは２から８の整
数であり、ＺはＯ、ＮＲ、またはＳであり、Ｒ及びＲ’
は、個々に、水素、例えばプロピル、t-ブチル、ヘプチ
ル等の１から２４の炭素原子を持つアルキル、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
ノリル及び他の複素環系等のアリールまたはヘテロ原子
置換アリール、またはクロロ、フルオロ等のハロゲン、
または縮合芳香環を完成するのに必要な原子である。Ｂ
は、複数のベンザゾール類を共役的または非共役的に互
いに結合させるアルキル、アリール、置換アルキル、ま
たは置換アリールからなる結合単位である。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明のこれら及び他の利点は、
図面を参照した以下の詳細な説明を考慮することによ
り、さらに正しく理解される。図１に、本発明のＥＬデ
バイス１００を模式的に示す。支持体は、ガラスまたは
プラスチック等の電気絶縁性で光透過性の材料からなる
層１０２である。アノード１０４は、積層された２層の
有機フィルムからなるＥＬ媒体１０８によってカソード
１０６と離間されている。アノード側の層１１０は、有
機ＥＬ媒体のホール伝達層を形成している。このホール
伝達層の上に、有機ＥＬ媒体の電子伝達層を構成する層
１１２が配設されている。アノードとカソードは、各々
導体１１６及び１１８によって、外部ＡＣまたはＤＣ電
源に接続されている。この電源は、パルス電源、周期的
電源、または連続電源でもよい。

【００１０】作動時において、アノードがカソードより
高電位である場合は、ＥＬデバイスは順方向にバイアス
されたダイオードとみなせる。この条件下では、ホール
（正電荷キャリア）は、アノードからホール伝達層に注
入され、電子は電子伝達層に注入される。注入されたホ
ールと電子は、各々、矢印１２０及び１２２で示したよ
うな反対に帯電した電極に向けて泳動する。その結果、
ホール−電子の再結合が起こり、エネルギーの一部が光
として放出されてエレクトロルミネセンスが生ずる。

【００１１】ホールと電子とが再結合する領域は、再結
合ゾーンとして知られている。特に２層デバイス構造
は、再結合をエレクトロルミネセンスの起こる可能性が
最も高いホール伝達層と電子伝達層の界面付近近傍に閉
じ込めるように設計される。この再結合閉じ込め機構
は、Tang 及び Van Slyke（Applied Physics Letters、
51巻、913頁、1987年）に開示され、適当な仕事関数の
キャリア注入電極及び適当なキャリア移動度の伝達材料
を選択することによって実施されている。この有機層界
面から離れて、そして特に注入電極においてまたはその
近傍においては、導電性の表面による発光の消光効果に
よって、一般的にホールと電子の再結合が発光すること
は極めて少ない。

【００１２】図２に示した有機ＥＬデバイス２００は、
本発明の他の好ましい実施態様を示す。絶縁性の透明な
支持体は層２０２である。アノード２０４は、積層され
た３層の有機フィルムからなるＥＬ媒体２０８によって
カソード２０６と離間されている。アノード２０４に隣
接する層２１０はホール伝達層である。カソード２０６
の隣接する層２１４は電子伝達層である。ホール伝達層
と電子伝達層との間に配設された層２１２は発光層であ
る。また、この発光層は、ホールと電子とが再結合する
再結合層としても働く。

【００１３】デバイス１００と２００とは、デバイス２
００には、主にホール−電子再結合そしてエレクトロル
ミネセンスの場所として作用する発光層が付加されてい
ることを除けば類似している。この点で、個々の有機層
の機能は区別することができ、よって、個々に独立して
最適化できる。即ち、発光または再結合層は、所望のＥ
Ｌ色並びに高い発光効率を持つように選択することがで
きる。同様に、電子及びホール伝達層は、第１に、その
キャリア移動特性で最適化することができる。

【００１４】図３の有機デバイス３００は、本発明の更
に他の好ましい実施態様を例示している。絶縁性かつ透
明な支持体は層３０２である。アノード３０４は、積層
された５層の有機薄フィルムからなるＥＬ媒体３０８に
よってカソード３０６と離間されている。アノード層３
０４の上には、ホール注入層３１０、ホール伝達層３１
２、発光層３１４、電子伝達層３１６、及び電子注入層
３１８が順次積層されている。デバイス３００の構造
は、アノード及びカソードの注入効率を向上させるため
に、各々ホール注入層及び電子注入層が設けられている
ことを除けばデバイス２００に類似している。ＥＬデバ
イスは、デバイス特性を不当に損なうことなく、有機Ｅ
Ｌ媒体にホールまたは電子注入層を具備するように構成
してもよいことがわかる。

【００１５】ＥＬデバイス１００、２００および３００
の基板は、電気絶縁性で光透過性である。光透過性は、
基板を通したＥＬ発光の点から望ましい。ＥＬ発光が最
上の(top)電極を通して見られる使用法では、基板の透
明性は重要ではなく、従って、不透明な半導体やセラミ
ックウェハを用いてもよい。当然のことながら、これら
のデバイス構成では、光透過性の最上電極を具備する必
要がある。

【００１６】有機ＥＬ媒体の組成は、特にデバイス構造
３００を参照して以下に説明する。ポルフィリン化合物
を含有する層が、有機ＥＬデバイスのホール注入層（図
３における層３１０）を形成する。ポルフィリン化合物
は、ポルフィリン自身を含むポルフィリン構造から誘導
された、またはそれを含む天然または合成の任意の化合
物である。ある種のポルフィリン化合物が、Alder の米
国特許第３，９３５，０３１号、または、Tang の米国
特許第４，３５６，４２９号に記載されており、それら
をここで参考文献として取り入れる。

【００１７】好ましいポルフィリン化合物は、下記式
（ＩＩ）で表されるものである。

【化１２】式中、Ｑは、−Ｎ＝または−Ｃ（Ｒ）＝であり、Ｒは金
属、金属酸化物、または金属ハライドであり、Ｔ¹およ
びＴ²は、水素、または、共に不飽和６員環を形成し、
この６員環は置換基を含んでいてもよい。好ましい６員
環は、炭素、イオウ、および窒素の環原子を含む。好ま
しいアルキル部分は、１から６の炭素原子を含み、フェ
ニルは好ましいアリール部分を構成する。

【００１８】ポルフィリン化合物の選択しうる好ましい
形態は、式（ＩＩＩ）に示すように、２つの水素で金属
原子が置換されることにより構造式（Ｉ）のものと異な
る。

【化１３】

【００１９】有用なポルフィリン化合物の極めて好まし
い例は、フリーなフタロシアニンおよび金属含有フタロ
シアニンである。一般的にポルフィリン化合物、特にフ
タロシアニンは、任意の金属を含有でき、この金属は２
価以上の正電荷を持つのが好ましい。好ましい金属の例
は、コバルト、マグネシウム、亜鉛、パラジウム、ニッ
ケル、および、特に銅、鉛、および白金である。

【００２０】有用なポルフィリン化合物の例は以下のも
のである。ポルフィリン、１，１０，１５，２０−テト
ラフェニル−２１Ｈ，２３Ｈ−銅（ＩＩ）ポルフィリ
ン、１，１０，１５，２０−テトラフェニル−２１Ｈ，
２３Ｈ−亜鉛（ＩＩ）ポルフィリン、銅フタロシアニ
ン、クロムフタロシアニンフルオリド。

【００２１】有機ＥＬデバイスのホール伝達層（３１
２）は、少なくとも１つのホール伝達性芳香族４級アミ
ンを含有し、該アミンは、少なくとも１つの３価の窒素
原子を含むと解され、その窒素原子は炭素原子とのみ結
合し、その炭素原子の少なくとも１つは芳香族環の一員
である。芳香族４級アミンの形態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、またはア
リールアミンポリマーなどのアリールアミンである。ト
リアリールアミンモノマーの例は、Klupfel 等の米国特
許第３，１８０，７３０号公報に記載されている。ビニ
ル即ちビニル基で置換され、及び／または少なくとも１
つの活性水素含有基を含む他の好ましいトリアリールア
ミン類は、Brantley 等の米国特許第3,567,450号及び第
3,658,520号に記載されている。

【００２２】他の種類の芳香族４級アミン類は、少なく
とも２つの４級アミン部分を含む。このような化合物
は、下記式（ＩＶ）で表されるものを含む。

【化１４】ここで、Ｑ¹及びＱ²は、個々に芳香族４級アミン部分で
あり、Ｇは、アリーレン、シクロアルキレン、またはア
ルキレン基等の炭素−炭素結合の結合基である。

【００２３】前記構造式（ＩＶ）を満足し、２つのトリ
アリールアミン部分を具備する好ましい種類のトリアリ
ールアミンは、下記式（Ｖ）で表されるものである。

【化１５】ここで、Ｒ¹及びＲ²は、各々独立に、水素原子、アリー
ル基、またはアルキル基を示し、Ｒ¹とＲ²とは、ともに
シクロアルキル基を形成してもよい。Ｒ³及びＲ⁴は、各
々独立に、アリール基を示し、それは、下記式（ＶＩ）
で表されるようなジアリール置換アミノ基で置換されて
いてもよい。

【化１６】ここで、Ｒ⁵、Ｒ⁶は、個々に選択されたアリール基であ
る。

【００２４】他の好ましい種類の芳香族４級アミン類
は、テトラアリールジアミン類である。好ましいテトラ
アリールジアミン類は、アリーレン基で結合された下記
化学式（ＶＩＩ）で表されるような２つのジアリールア
ミノ基を含有する。

【化１７】ここで、Ａｒｅは、アリーレン基である。ｎは、１から
４の整数である。Ａｒ、Ｒ⁷、Ｒ⁸、及びＲ⁹は、個々に
選択されたアリール基である。

【００２５】上記の式（ＩＶ）、（Ｖ）、（ＶＩＩ）に
おける種々のアルキル、アルキレン、アリール、及びア
リーレン部分は、各々置換されていてもよい。典型的な
置換基は、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、ア
リールオキシ基、及び、フルオライド、クロライド及び
ブロマイド等のハロゲンである。種々のアルキルアルキ
レン部分は、典型的には約１から６の炭素原子を含む。
シクロアルキル部分は、３から約１０の炭素原子を含む
ことができるが、典型的には５、６、または７の環炭素
を含む、即ち、シクロペンチル、シクロヘキシル、及び
シクロヘプチル環構造を有する。アリール及びアリーレ
ン部分は、好ましくはフェニルまたはフェニレン部分で
ある。

【００２６】有用なホール伝達化合物の例を以下に挙げ
る。

【化１８】

【化１９】

【化２０】

【化２１】

【００２７】有機ＥＬ媒体の発光層（図３における層３
１４）は、発光または蛍光材料を含有し、この領域にお
ける電子−ホール再結合の結果としてエレクトロルミネ
センスが生ずる。最も簡単な構造では、発光層は単一成
分、即ち、高蛍光効率を持つ純粋な物質のみからなる。
周知の材料は、トリス−（８−キノリナト）アルミニウ
ム((8-quinolinato)Alminum)（Ａｌｑ）であり、これは
優れた緑色エレクトロルミネセンスを生ずる。発光層の
好ましい実施態様は、１またはそれ以上の蛍光色素成分
をドープされたホスト材料からなる複数の成分からな
る。この方法を用いると、高効率のＥＬデバイスが構成
できる。同時に、ＥＬデバイスの色は、共通のホスト材
料で異なる発光波長を持つ蛍光色素を用いることによっ
て変えることができる。ドーパントの概略は、ホスト材
料としてＡｌｑを用いたＥＬデバイスについて、Tgang
等により、J. Applied Physics, 第65巻、3610-3616
頁、米国特許第4,769292号にかなり詳細に記載されてい
る。

【００２８】ホスト材料中に存在するときに光放出の色
合いを修正することのできるドーパントとして蛍光色素
を選択することにおいての重要な関係は、分子の最高占
有分子軌道と最低非占有分子軌道との間のエネルギー差
として定義されるバンドギャップ電位におけるそれらの
比較である。ホストからドーパント分子への有効なエネ
ルギー伝達のために必要な条件は、ドーパントのバンド
ギャップが、ホスト材料のバンドギャップより小さいこ
とである。ベンザゾール等の青色ホストを用いる利点
は、そのバンドギャップが十分に大きく、青色中で発光
する一般に入手可能な多くの蛍光色素に有効にエネルギ
ー伝達できることである。これらの青色ドーパントは、
クマリン、スチルベン、ジスチリルスチルベン、アント
ラセン誘導体、テトラセン、ペリレン、及び他の共役ベ
ンゼノイド類である。低波長でのＥＬ発光のための他の
ドーパントは、クマリン、ローダミン、及び他の緑色ま
たは赤色発光蛍光色素である。

【００２９】本発明の実施において、有機ＥＬデバイス
の電子伝達層（図３における層３１６）を形成するのに
有用な種類の有機材料は、下記の分子式（Ｉ）で表され
る。

【００３０】

【化２２】上記式（Ｉ）において、ｎは２から８の整数であり、Ｚ
はＯ、ＮＲ、またはＳであり、Ｒ及びＲ’は、個々に、
水素、例えばプロピル、t-ブチル、ヘプチル等の１から
２４の炭素原子を持つアルキル、例えばフェニル及びナ
フチル、フリル、チエニル、ピリジル、キノリル及び他
の複素環系等のアリールまたはヘテロ原子置換アリー
ル、またはクロロ、フルオロ等のハロゲン、または縮合
芳香環を完成するのに必要な原子であり、Ｂは、複数の
ベンザゾール類を共役的または非共役的に互いに結合さ
せるアルキル、アリール、置換アルキル、または置換ア
リールからなる結合単位である。

【００３１】前記結合単位Ｂは、以下の群の少なくとも
１つから選択されるのが好ましい。第１群：

【化２３】

【化２４】

【化２５】

【００３２】第２群：

【化２６】

【化２７】

【化２８】

【化２９】

【化３０】

【化３１】

【００３３】第３群：

【化３２】

【化３３】

【００３４】第４群：

【化３４】

【化３５】

【００３５】第５群：

【化３６】

【化３７】

【００３６】第６群：

【化３８】式中、Ｚは、ＯまたはＣ（ＣＮ）₂である。

【００３７】第７群：

【化３９】

【化４０】式中、Ｘは、Ｏ、Ｓ、ＳＯ₂、ＣＨ₂、ＣＨＲ、ＣＲ
Ｒ’、またはＮＲであり、かつＲ及びＲ’は、個々に、
水素、１から２４炭素原子の飽和脂肪族基、例えばプロ
ピル、ｔ-ブチル、ヘプチル等、６から２０炭素原子の
アリール基、例えばフェニル及びナフチル等、またはハ
ロゲン、例えばクロロ、フルオロ等；あるいは、Ｒ及び
Ｒ’は、個々に、縮合芳香環を完成するために必要な原
子である。

【００３８】第８群：

【化４１】式中、Ｚは、ＯまたはＣ（ＣＮ）₂である。

【化４２】式中、Ｘ及びＹは、Ｏ、Ｓ、ＳＯ₂、ＣＨ₂、ＣＨＲ、Ｃ
ＲＲ’、またはＮＲであり、かつＲ及びＲ’は、個々
に、水素、１から２４炭素原子の飽和脂肪族基、例えば
プロピル、ｔ-ブチル、ヘプチル等、６から２０炭素原
子のアリール基、例えばフェニル及びナフチル等、また
はハロゲン、例えばクロロ、フルオロ等；あるいは、Ｒ
及びＲ’は、個々に、縮合芳香環を完成するために必要
な原子である。

【００３９】第９群：

【化４３】

【化４４】

【化４５】

【化４６】式中、Ｚは、ＯまたはＣ（ＣＮ）₂であり、Ｘは、
Ｏ、Ｓ、ＳＯ₂、ＣＨ₂、ＣＨＲ、ＣＲＲ’、またはＮＲ
であり、かつＲ及びＲ’は、個々に、水素、１から２４
炭素原子の飽和脂肪族基、例えばプロピル、ｔ-ブチ
ル、ヘプチル等、６から２０炭素原子のアリール基、例
えばフェニル及びナフチル等、またはハロゲン、例えば
クロロ、フルオロ等；あるいは、Ｒ及びＲ’は、個々
に、縮合芳香環を完成するために必要な原子である。

【００４０】以下の分子構造は、本発明の要件を満足す
る好ましいベンザゾールの特定の例を構成する。

【化４７】

【化４８】

【化４９】

【化５０】

【００４１】

【化５１】

【化５２】

【化５３】

【００４２】

【化５４】

【化５５】

【００４３】

【化５６】Ｘ＝Ｓ，Ｏ

【化５７】Ｘ＝Ｓ，Ｏ

【００４４】

【化５８】Ｘ＝Ｓ，Ｏ，Ｎ，Ａｒ

【化５９】

【００４５】

【化６０】

【化６１】

【００４６】

【化６２】

【化６３】

【００４７】

【化６４】

【化６５】

【００４８】有機ＥＬ媒体の電子伝達層は、高い電子移
動度を有するのが好ましい。高い移動度を有する材料
は、電子伝達層を横切る電圧低下を低減させ、従ってＥ
Ｌデバイスとしての効率を高める。さらに、電子伝達材
料は、広いバンドギャップ、例えば２．００ｅＶを越え
るエネルギーギャップを有するのが特に好ましい。広い
バンドギャップを持つ電子伝達材料を用いると、ホール
伝達層と電子伝達層とに挟設された発光層からのＥＬ発
光が、吸収による減衰無しに電子伝達層を通過すること
ができる。更に重要なのは、広いバンドギャップを持つ
伝達材料は、エネルギー即ち電荷を発光層から伝達層へ
戻り難くし、よって、発光を、主に発光層内に閉じこめ
ることである。

【００４９】有機ＥＬ媒体の多層を形成するのに好まし
い材料は、フィルム形成材料、即ち５０００Å未満の厚
さを有する連続膜を形成しうる材料である。有機ＥＬ媒
体の好ましい形成方法は、真空蒸着によるものである。
この方法によって、極めて薄い欠陥のない連続層が得ら
れる。特に、個々の層を約５０Å程度の薄さにして構成
し、なおかつ満足できるＥＬデバイス特性を実現するこ
とができる。一般に、有機ＥＬデバイス全体の厚さは、
少なくとも約１０００Åとするのが好ましい。

【００５０】本発明のＥＬデバイスにおける薄フィルム
の他の形成方法は、ＥＬ材料を含有する溶液からのスピ
ンコートを含む。スピンコート法と真空蒸着法との組み
合わせも、多層ＥＬデバイスの作製には有用である。

【００５１】有機ＥＬデバイスのアノード及びカソード
は、各々、従来から用いられている如何なる便利な形状
としてもよい。有機ＥＬデバイスからアノードを通して
発光させようとする場合は、光透過性基板、例えば透明
または本質的に透明なガラスプレートまたはプラスチッ
クフィルム上に薄い導電層を被覆することによって適切
に達成される。本発明の有機ＥＬデバイスの１つの形態
は、Gurnee 等の米国特許第3,172,862号、Gurnee の米
国特許第3,173,050号、Dresner の「アントラセンにお
ける２重注入エレクトロルミネセンス(Double Injectio
n Electroluminescence in Anthracene)」、RCA Revie
w, 第30巻、322-334頁、1969年、及び Dresner の米国
特許第3,710,167号に開示されているような、ガラスプ
レート上に被覆された酸化スズ、インジウム酸化スズ(I
ndium tin oxide)からなる光透過性アノードを含む従来
の経験に従う。

【００５２】本発明のＥＬデバイスは、高または低仕事
関数金属を有し、これまでにカソードとして有用である
ことが教示されているような任意の金属からなるカソー
ドを用いてよい。低仕事関数金属と少なくとも１つの他
の金属との組み合わせによってカソードを構成すること
により、予期しない構成、特性、及び安定性の利点が実
現される。さらなる開示として、Tang 及び Van Slyke
の米国特許第4,885,211号を参照されたい。ここに、そ
の開示を参考として取り入れる。

【００５３】

【実施例】本発明及びその利点を、以下の特別な実施例
を用いてさらに説明する。実施例１１，３，５-トリス（Ｎ-フェニル-Ｎ-フェニルアミノ）
ベンズアミドの合成Ｎ-フェニル-１，２-フェニレンジアミン（１６．６
ｇ、０．０９モル）の１００ｍＬのＮ-メチルピロリド
ン溶液に、塩化１，３，５-ベンゼントリカルボニル
（８．０ｇ、０．０３モル）を、窒素下、室温で分けて
添加した。反応混合物を室温で２時間撹拌し、次いで反
応温度を５０℃上げて、さらに３０分反応させた。反応
混合物を冷却した後、３００ｍｌの冷水に撹拌しながら
投入した。得られた沈殿を濾過し、水で洗浄した。乾燥
の後、回収したトリベンズアミドは１９．５ｇ（収率９
２％）であった。

【００５４】実施例２２，２’，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）の
合成ＴＰＢＩは、１，３，５-トリス（Ｎ-フェニル-Ｎ-フェ
ニルアミノ）ベンズアミドを、０．３気圧の窒素圧下、
２８０から２９５℃で約１時間加熱することにより合成
した。純粋なＴＰＢＩ（セル作製に直接使用できるも
の）は、２Ｔｏｒｒ圧において、３１５℃で２回昇華さ
せることによって得た。

【００５５】実施例３ＥＬデバイス作製及び特性本発明の要件を満足するＥＬデバイスを、以下の方法に
従って作製した。デバイス構造は、３つの有機層、即
ち、ホール注入層、ホール伝達層及び電子伝達層を含
む。ａ）インジウム酸化スズ（ＩＴＯ）被覆ガラス基板を、
市販の洗浄剤中で連続的に超音波処理し、脱塩水でリン
スし、トルエン蒸気中で脱脂し、紫外光及びオゾンに数
分間露呈した。ｂ）銅フタロシアニンのホール注入層（１５０Å）をＩ
ＴＯ被覆基板の上に、タンタルボートからの蒸着によっ
て堆積させた。ｃ）銅フタロシアニン層の上に、やはりタンタルボート
からの蒸着により、Ｎ，Ｎ’-ビス-（１-ナフチル）-
Ｎ，Ｎ’-ジフェニルベンジジンのホール伝達層（６０
０Å）を堆積させた。ｄ）ＴＰＢＩの電子伝達層（５００Å）を、ホール伝達
層の上に堆積させた。ｅ）ＴＰＢＩ層の上に、原子比１０：１のＭｇ及びＡｇ
から形成される２０００Åのカソードを堆積させた。

【００５６】上記の連続工程により、ＥＬデバイスの堆
積が完了する。デバイスは、次いで、周囲環境から保護
するための乾燥した溝箱に密封収納した。このＥＬデバ
イスからの発光出力は、２０ｍＡ／ｃｍ²の電流源及び
７．３Ｖのバイアス電圧で作動させたときに３４８ｃｄ
／ｍ²であった。このＥＬ色は、１９３１ＣＩＥ色座標
においてＸ＝０．１５３かつＹ＝０．１５７の青色であ
った。図４に示したＥＬスペクトルは、４６０ｎｍにピ
ーク放出を有していた。このＥＬスペクトルは、ＥＬ放
出が電子伝達ＴＰＢＩ層を起源としていることを示して
いる。

【００５７】実施例４本発明の要件を満足するＥＬデバイスを、以下の方法に
従って作製した。デバイス構造は、４つの有機層、即
ち、ホール注入層、ホール伝達層、発光層、及び電子伝
達層を含む。ａ）ＩＴＯガラス基板を、市販の洗浄剤中で連続的に超
音波処理し、脱塩水でリンスし、トルエン蒸気中で脱脂
し、紫外光及びオゾンに数分間露呈した。ｂ）銅フタロシアニンのホール注入層（１５０Å）をＩ
ＴＯ被覆基板の上に、タンタルボートからの蒸着によっ
て堆積させた。ｃ）銅フタロシアニン層の上に、やはりタンタルボート
からの蒸着により、Ｎ，Ｎ’-ビス-（１-ナフチル）-
Ｎ，Ｎ’-ジフェニルベンジジンのホール伝達層（６０
０Å）を堆積させた。ｄ）Ａｌｑの発光層（３７５Å）をホール伝達層の上に
堆積させた。ｅ）ＴＰＢＩの電子伝達層（３７５Å）を発光層の上に
堆積させた。ｆ）電子伝達層の上に、原子比１０：１のＭｇ及びＡｇ
から形成される２０００Åのカソードを堆積させた。

【００５８】上記の連続工程により、ＥＬデバイスの堆
積が完了する。デバイスは、次いで、周囲環境から保護
するための乾燥した溝箱に密封収納した。このＥＬデバ
イスからの発光出力は、２０ｍＡ／ｃｍ²の電流源及び
８．９Ｖのバイアス電圧で作動させたときに６３１ｃｄ
／ｍ²であった。このＥＬ色は、１９３１ＣＩＥ色座標
においてＸ＝０．３１６かつＹ＝０．５５７の緑色であ
った。ＥＬスペクトルは、５２８ｎｍにピーク放出を有
していた。

【００５９】実施例５本発明の要件を満足するＥＬデバイスを、以下の方法に
従って作製した。デバイス構造は、４つの有機層、即
ち、ホール注入層、ホール伝達層、発光層、及び電子伝
達層を含む。ａ）ＩＴＯガラス基板を、市販の洗浄剤中で連続的に超
音波処理し、脱塩水でリンスし、トルエン蒸気中で脱脂
し、紫外光及びオゾンに数分間露呈した。ｂ）銅フタロシアニンのホール注入層（１５０Å）をＩ
ＴＯ被覆基板の上に、タンタルボートからの蒸着によっ
て堆積させた。ｃ）ホール注入層の上に、やはりタンタルボートからの
蒸着により、Ｎ，Ｎ’-ビス-（１-ナフチル）-Ｎ，Ｎ’
-ジフェニルベンジジンのホール伝達層（６００Å）を
堆積させた。ｄ）４，４’-ビス-［（２，２-ジフェニル）エテニ
ル］-１，１-ビフェニルの発光層（３００Å）をホール
伝達層の上に堆積させた。ｅ）ＴＰＢＩの電子伝達層（２００Å）を発光層の上に
堆積させた。ｆ）電子伝達層の上に、原子比１０：１のＭｇ及びＡｇ
から形成される２０００Åのカソードを堆積させた。

【００６０】上記の連続工程により、ＥＬデバイスの堆
積が完了する。デバイスは、次いで、周囲環境から保護
するための乾燥した溝箱に密封収納した。このＥＬデバ
イスからの発光出力は、２０ｍＡ／ｃｍ²の電流源で作
動させたときに５３７ｃｄ／ｍ²であった。このＥＬ色
は、１９３１ＣＩＥ色座標においてＸ＝０．１５４かつ
Ｙ＝０．１５９の青色であった。ＥＬスペクトルは、４
６０ｎｍにピーク放出を有していた。

【００６１】実施例６本発明の要件を満足するＥＬデバイスを、以下の方法に
従って作製した。デバイス構造は、４つの有機層、即
ち、ホール注入層、ホール伝達層、発光層、及び電子伝
達層を含む。ａ）ＩＴＯガラス基板を、市販の洗浄剤中で連続的に超
音波処理し、脱塩水でリンスし、トルエン蒸気中で脱脂
し、紫外光及びオゾンに数分間露呈した。ｂ）銅フタロシアニンのホール注入層（１５０Å）をＩ
ＴＯ被覆基板の上に、タンタルボートからの蒸着によっ
て堆積させた。ｃ）ホール注入層の上に、やはりタンタルボートからの
蒸着により、Ｎ，Ｎ’-ビス-（１-ナフチル）-Ｎ，Ｎ’
-ジフェニルベンジジンのホール伝達層（６００Å）を
堆積させた。ｄ）ビス-（２-メチル-８-キノリノラト）（２，３-ジ
メチルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）の発光層
（Ｂ-Ａｌｑ、３７５Å）をホール伝達層の上に堆積さ
せた。ｅ）ＴＰＢＩの電子伝達層（３７５Å）を発光層の上に
堆積させた。ｆ）電子伝達層の上に、原子比１０：１のＭｇ及びＡｇ
から形成される２０００Åのカソードを堆積させた。

【００６２】上記の連続工程が、ＥＬデバイスの堆積を
完了させる。デバイスは、次いで、周囲環境から保護す
るための乾燥した溝箱に密封収納した。このＥＬデバイ
スからの発光出力は、２０ｍＡ／ｃｍ²の電流源で作動
させたときに６６６ｃｄ／ｍ²であった。このＥＬ色
は、１９３１ＣＩＥ色座標においてＸ＝０．２０８かつ
Ｙ＝０．３６０の青緑色であった。ＥＬスペクトルは、
４９２ｎｍにピーク放出を有していた。

【００６３】実施例７電子伝達層がＴＰＢＩではなくＡｌｑ（３７５Å）であ
ること以外は実施例６と同様の方法でＥＬデバイスを作
製した。このＥＬデバイスからの発光出力は、２０ｍＡ
／ｃｍ²の電流源で作動させたときに４６０ｃｄ／ｍ²で
あった。ＣＩＥ色座標は、Ｘ＝０．２１４かつＹ＝０．
３７３であった。ＥＬスペクトルは、４９２ｎｍにピー
ク放出を有していた。この実施例は、電子伝達材料とし
てのＴＰＢＩは、Ａｌｑより有効なＥＬデバイスを製す
ることを示した。本発明を、ある好ましい実施態様を参
照して説明したが、本発明の精神及び範囲内において、
種々の変形及び修正が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好ましいＥＬデバイスの多層構造の
断面模式図である。

【図２】本発明の他の好ましいＥＬデバイスの多層構
造の断面模式図である。

【図３】本発明の更に他の好ましいＥＬデバイスの多
層構造の断面模式図である。

【図４】実施例３に記載したＥＬデバイスの特性を示
すグラフである。

【符号の説明】

１００…ＥＬデバイス、１０２…基板、１０４…アノード、１０６…カソード、１０８…有機ＥＬ媒体、１１０…ホール伝達層、１１２…電子伝達層、１１４…外部電源、１１６…導体、１１８…導体、１２０…ホール、１２２…電子、２００…ＥＬデバイス、２０２…基板、２０４…アノード、２０６…カソード、２０８…有機ＥＬ媒体、２１０…ホール伝達層、２１２…発光層、２１４…電子伝達層、３００…ＥＬデバイス、３０２…基板、３０４…アノード、３０６…カソード、３０８…有機ＥＬ媒体、３１０…ホール注入層、３１２…ホール伝達層、３１４…発光層、３１６…電子伝達層、３１８…電子注入層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電極と、下記式：【化１】（上記式（Ｉ）において、ｎは２から８の整数であり、
ＺはＯ、ＮＲ、またはＳであり、Ｒ及びＲ’は、個々
に、水素、例えばプロピル、t-ブチル、ヘプチル等の１
から２４の炭素原子を持つアルキル、例えばフェニル及
びナフチル、フリル、チエニル、ピリジル、キノリル及
び他の複素環系等のアリールまたはヘテロ原子置換アリ
ール、または、例えばクロロ、フルオロ等のハロゲン、
または縮合芳香環を完成するのに必要な原子であり、Ｂ
は、複数のベンザゾール類を共役的または非共役的に互
いに結合させるアルキル、アリール、置換アルキル、ま
たは置換アリールからなる結合単位である）で表される
化合物を含有する少なくとも１つの電子伝達層とを具備
する有機エレクトロルミネセンスデバイス。
【請求項２】前記結合単位Ｂが、下記式：【化２】【化３】または、【化４】からなる請求項１記載のエレクトロルミネセンスデバイ
ス。
【請求項３】前記結合単位Ｂが、下記式：【化５】【化６】【化７】【化８】【化９】または、【化１０】からなる請求項１記載のエレクトロルミネセンスデバイ
ス。