(57)【要約】【課題】既存の積層型ＯＬＥＤ構成の利点を示す、積層型ＯＬＥＤ構成を提供する。【解決手段】積層型ＯＬＥＤデバイスは、中間電極によって分離された垂直積層型構成における複数の個別ＯＬＥＤを含み、個別ＯＬＥＤの少なくとも１つは、混合領域を含む発光領域またはゾーンを含み、混合領域は、正孔輸送材料、電子輸送材料、および任意選択のドーパントとの混合物を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層型有機発光デバイスであって、
基板と、
第１の電極と、
第２の電極と、
前記第１および第２の電極間に配置された複数のルミネッセンス領域と、
連続するルミネッセンス領域間に配置された中間電極とを含み、
前記複数のルミネッセンス領域の少なくとも１つは、混合領域を含み、前記混合領域は、第１の材料および第２の材料、ならびに任意選択のドーパントの混合物を含み、前記第１の材料、第２の材料、およびドーパントの少なくとも１つが、エミッタであり、前記第１および第２の材料は、異なる電子および正孔輸送性能を有する積層型有機発光デバイス。
【請求項２】
前記第１および前記第２の材料は、正孔輸送材料、電子輸送材料、およびバイポーラ輸送材料から無関係に選択される請求項１に記載の積層型有機発光デバイス。
【請求項３】
前記第１の材料は、正孔輸送材料であり、かつ前記第２の材料は、電子輸送材料またはバイポーラ輸送材料である請求項２に記載の積層型有機発光デバイス。
【請求項４】
前記第１の材料は、電子輸送材料であり、かつ前記第２の材料は、正孔輸送材料またはバイポーラ輸送材料である請求項２に記載の積層型有機発光デバイス。
【請求項５】
前記第１の材料は、正孔輸送材料であり、かつ前記第２の材料は、電子輸送材料である請求項２に記載の積層型有機発光デバイス。
【請求項６】
前記混合領域は、さらにドーパントを含む請求項１に記載の積層型有機発光デバイス。
【請求項７】
前記複数のルミネッセンス領域それぞれは、異なる放出色を放出する請求項１に記載の積層型有機発光デバイス。
【請求項８】
前記複数のルミネッセンス領域の少なくとも１つは、他のルミネッセンス領域の少なくとも１つから放出された放出色とは異なる放出色を放出する請求項１に記載の積層型有機発光デバイス。
【請求項９】
前記複数のルミネッセンス領域それぞれは、同一の放出色を放出する請求項１に記載の積層型有機発光デバイス。
【請求項１０】
混合領域を含む少なくともルミネッセンス領域は、さらに、前記第１の電極、前記第２の電極、および前記中間電極の１つに隣接する電荷輸送ゾーンを含む請求項１に記載の積層型有機発光デバイス。
【請求項１１】
混合領域を含む少なくとも１つのルミネッセンス領域は、第１の電荷輸送ゾーンと第２の電荷輸送ゾーンとの間に配置される混合領域を含む請求項１に記載の積層型有機発光デバイス。
【請求項１２】
混合領域は、約５容量パーセントから約９５容量パーセントの前記第１の材料、および約５容量パーセントから約９５容量パーセントの前記第２の材料を含む請求項１に記載の積層型有機発光デバイス。
【請求項１３】
混合領域は、さらに約０．０１容量パーセントから約２５容量パーセントの量のドーパントを含む請求項１２に記載の積層型有機発光デバイス。
【請求項１４】
請求項１に記載の積層型有機発光デバイスを含む表示デバイス。
【請求項１５】
積層型有機発光デバイスであって、
第１の電極と、
第２の電極と、
前記第１および第２の電極間に配置された複数のルミネッセンス領域と、
連続するルミネッセンス領域間に配置された中間電極とを含み、
前記複数のルミネッセンス領域の少なくとも１つは、第１の電荷輸送ゾーンと、第２の電荷輸送ゾーンと、前記第１および第２の電荷輸送ゾーン間に配置された混合領域とを含み、前記混合領域は、第１の材料および第２の材料、ならびに任意選択のドーパントの混合物を含み、前記第１の材料、第２の材料、およびドーパントの少なくとも１つが、エミッタであり、前記第１および第２の材料は、異なる電子および正孔輸送性能を有する積層型有機発光デバイス。
【請求項１６】
前記第１および前記第２の材料は、正孔輸送材料、電子輸送材料、およびバイポーラ輸送材料から無関係に選択される請求項１５に記載の積層型有機発光デバイス。
【請求項１７】
前記第１の材料は、正孔輸送材料であり、かつ前記第２の材料は、電子輸送材料またはバイポーラ輸送材料である請求項１６に記載の積層型有機発光デバイス。
【請求項１８】
前記第１の材料は、電子輸送材料であり、かつ前記第２の材料は、正孔輸送材料またはバイポーラ輸送材料である請求項１６に記載の積層型有機発光デバイス。
【請求項１９】
前記第１の材料は、正孔輸送材料であり、かつ前記第２の材料は、電子輸送材料である請求項１６に記載の積層型有機発光デバイス。
【請求項２０】
前記混合領域は、さらにドーパントを含む請求項１５に記載の積層型有機発光デバイス。
【請求項２１】
前記複数のルミネッセンス領域それぞれは、異なる色を放出する請求項１５に記載の積層型有機発光デバイス。
【請求項２２】
前記複数のルミネッセンス領域それぞれは、同一の放出色を放出する請求項１５に記載の積層型有機発光デバイス。
【請求項２３】
中間電極は、第１のルミネッセンス領域の電荷輸送ゾーンと接触する第１の表面、および第２のルミネッセンス領域の電荷輸送ゾーンと接触する第２の表面を含み、前記電荷輸送ゾーンそれぞれは、同一の電荷輸送機能を有する前記中間電極の前記第１および第２の表面に接触する請求項１５に記載の積層型有機発光デバイス。
【請求項２４】
前記中間電極は、隣接する電荷輸送ゾーンに単一タイプの電荷を注入することができる単一層である請求項１５に記載の積層型有機発光デバイス。
【請求項２５】
中間電極は、第１のルミネッセンス領域の電荷輸送ゾーンに隣接する第１の層、および第２のルミネッセンス領域の電荷輸送ゾーンに隣接する第２の層を含む複数層構成であり、前記中間電極の前記第１および第２の層は、隣接する電荷輸送ゾーンに適切なタイプの電荷を注入することができる電荷注入材料を含む請求項１５に記載の積層型有機発光デバイス。
【請求項２６】
前記複数の発光領域それぞれは、第１の電荷輸送ゾーンと、第２の電荷輸送ゾーンと、前記第１および第２の電荷輸送ゾーン間に配置される混合領域とを含み、前記混合領域は、第１の材料および第２の材料、ならびに任意選択のドーパントの混合物を含み、前記第１の材料、第２の材料、およびドーパントの少なくとも１つが、エミッタであり、前記第１および第２の材料は、異なる電子および正孔輸送性能を有する請求項１５に記載の積層型有機発光デバイス。
【請求項２７】
前記第１の電極はアノードであり、かつ前記第２の電極はカソードである請求項１５に記載の積層型有機発光デバイス。
【請求項２８】
前記第１の電極はカソードであり、かつ前記第２の電極はアノードである請求項１５に記載の積層型有機発光デバイス。
【請求項２９】
前記第１および第２の電極それぞれは、アノードである請求項１５に記載の積層型有機発光デバイス。
【請求項３０】
前記第１および第２の電極それぞれは、カソードである請求項１５に記載の積層型有機発光デバイス。
【請求項３１】
前記中間電極は、第１のルミネッセンス領域の正孔輸送ゾーンと接触する第１の表面、および第２のルミネッセンス領域の電子輸送ゾーンと接触する第２の表面を有する請求項１５に記載の積層型有機発光デバイス。
【請求項３２】
第１のルミネッセンス領域の正孔輸送ゾーンおよび第２のルミネッセンス領域の電子輸送ゾーンと接触する前記中間電極は、前記第１のルミネッセンス領域の前記正孔輸送ゾーンに隣接する第１の層、および前記第２のルミネッセンス領域の前記電子輸送ゾーンに隣接する第２の層を含み、前記第１の層は、正孔注入材料を含み、かつ前記第２の層は、電子注入材料を含む請求項３１に記載の積層型有機発光デバイス。
【請求項３３】
混合領域は、約５容量パーセントから約９５容量パーセントの前記第１の材料、および約５容量パーセントから約９５容量パーセントの前記第２の輸送材料を含む請求項１５に記載の積層型有機発光デバイス。
【請求項３４】
混合領域は、さらに約０．０１容量パーセントから約２５容量パーセントの量のドーパントを含む請求項３３に記載の積層型有機発光デバイス。
【請求項３５】
請求項１５に記載の積層型有機発光デバイスを含む表示デバイス。
【請求項３６】
積層型有機発光デバイスであって、
任意選択の基板と、
第１の電極と、
第２の電極と、
前記第１および第２の電極間に配置された複数のルミネッセンス領域と、
連続するルミネッセンス領域間に配置された中間電極とを含み、
前記複数のルミネッセンス領域の少なくとも１つは、混合領域を含み、前記混合領域は、第１の材料および第２の材料、ならびに任意選択のドーパントの混合物を含み、前記第１の材料、第２の材料、およびドーパントの少なくとも１つが、エミッタであり、前記第１および第２の材料は、異なる電子および正孔輸送性能を有し、
前記１つ以上の中間電極の少なくとも１つは、第１の電荷注入層と、第２の電荷注入層と、前記第１および第２の電荷注入層間に配置された有機金属混合層を含む有機金属混合層電極である積層型有機発光デバイス。
【請求項３７】
前記有機金属混合層電極の前記第１および第２の電荷注入層は、正孔注入層および電子注入層からなるグループから無関係に選択される請求項３６に記載の積層型有機発光デバイス。
【請求項３８】
前記有機金属混合層電極の前記有機金属混合層は、約５容量パーセントから約９５容量パーセントの量の金属材料、および約５容量パーセントから約９５容量パーセントの量の有機材料を無関係に含む請求項３６に記載の積層型有機発光デバイス。
【請求項３９】
前記有機金属混合層電極の前記有機金属混合層は、約５容量パーセントから約３０容量パーセントの量の金属材料、および約９５容量パーセントから約７０容量パーセントの量の有機材料を含む請求項３６に記載の積層型有機発光デバイス。
【請求項４０】
前記第１の電荷注入層は、電子注入層であり、前記第２の電荷注入層は、正孔注入層である請求項３６に記載の積層型有機発光デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、様々な例示的な実施形態において、有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）に関する。特に、本開示は、積層型ＯＬＥＤ構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）は、表示適用のための見込みのある技術を示す。典型的な有機発光デバイスは、第１の電極と、１つ以上のエレクトロルミネッセンス有機材料を含むルミネッセント領域と、第２の電極とを含み、第１の電極および第２の電極の一方は、正孔注入アノードとして機能し、他方の電極は、電子注入カソードとして機能し、第１の電極および第２の電極の一方は、前方電極であり、他方の電極は、後方電極である。前方電極は、透明（または少なくとも部分的に透明）であり、一方、後方電極は、通常光に対して非常に反射性である。第１および第２の電極を横切って電圧が印加されるとき、光が、ルミネッセント領域から放出されて、透明な前方電極を通過する。
【０００３】
積層型ＯＬＥＤを形成するために、２つ以上の個別のＯＬＥＤを積層型構成に積層することが時には望ましい。積層型ＯＬＥＤ構成は、隣接する個別ＯＬＥＤ間に配置された中間電極を含む。すなわち、連続するＯＬＥＤは、中間電極を共有し、積み重ねにおける１つの個別ＯＬＥＤの上部電極は、積み重ねにおける他のＯＬＥＤの底部電極としても機能する。中間電極は、一般に透明である。さらに、中間電極は、しばしば一方側で電子注入接点としてかつ他方側で正孔注入接点として作用することが必要である。
【０００４】
積層型ＯＬＥＤは、任意の色が放出される真の色画素が形成されるように、異なる色を放出することができる。例えば、Ｂｕｒｒｏｗｓらは、色調整可能な垂直に統合された画素を形成するために積み重ねられた、赤、緑、または青放出を有する個別のＯＬＥＤを、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６９、２９５９頁（１９９６年）に開示する。
【０００５】
積層型単色ＯＬＥＤは、また、Ｍａｔｓｕｍｏｔｏらの「Ｓｔａｃｋｅｄ，ｍｏｎｏｃｈｒｏｍａｔｉｃ  ＯＬＥＤｓ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌｌｙ  ｐｒｏｖｉｄｅ  ａｎ  ＯＬＥＤ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  ｈａｖｉｎｇ  ｈｉｇｈ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｅｎｃｅ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ。」（ＳＩＤ  ０３  Ｄｉｇｅｓｔ、９７９（２００３年））に示されるなど可能である。
【０００６】
【非特許文献１】Ｂｕｒｒｏｗｓら、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６９、２９５９頁（１９９６年）
【非特許文献２】Ｍａｔｓｕｍｏｔｏらの、「Ｓｔａｃｋｅｄ，ｍｏｎｏｃｈｒｏｍａｔｉｃ  ＯＬＥＤｓ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌｌｙ  ｐｒｏｖｉｄｅ  ａｎ  ＯＬＥＤ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  ｈａｖｉｎｇ  ｈｉｇｈ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｅｎｃｅ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ」、ＳＩＤ  ０３  Ｄｉｇｅｓｔ、９７９頁、２００３年
【特許文献１】米国特許第４８８５２１１号明細書
【特許文献２】米国特許第４５３９５０７号明細書
【特許文献３】米国特許第５９４２３４０号明細書
【特許文献４】米国特許第４３５６４２９号明細書
【非特許文献３】Ｚ．Ｄ．Ｐｏｐｏｖｉｃらの、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＳＰＩＥ、Ｖｏｌ．３１７６、「Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ａｎｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ＩＩ」、Ｓａｎ  Ｄｉｅｇｏ、Ｃａｌｉｆ．、Ｊｕｌ．２１−２３、１９９８年、頁６８−７３
【特許文献５】米国特許第６３９２３３９号明細書
【特許文献６】米国特許第５１５１６２９号明細書
【特許文献７】米国特許第５１５０００６号明細書
【特許文献８】米国特許第５１４１６７１号明細書
【特許文献９】米国特許第５５１６５７７号明細書
【特許文献１０】米国特許第５８４６６６６号明細書
【特許文献１１】米国特許第５９２５４７２号明細書
【特許文献１２】米国特許第６０５７０４８号明細書
【特許文献１３】米国特許第６８２１６４３号明細書
【特許文献１４】米国特許第６４６５１１５号明細書
【特許文献１５】米国特許第５９７２２４７号明細書
【特許文献１６】米国特許第５９３５７２１号明細書
【特許文献１７】米国特許第６４７９１７２号明細書
【特許文献１８】米国特許第３１７２８６２号明細書
【特許文献１９】米国特許第５６０１９０３号明細書
【特許文献２０】米国特許第５９３５７２０号明細書
【非特許文献４】Ｋｉｄｏらの、「Ｗｈｉｔｅ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  ｄｅｖｉｃｅ  ｕｓｉｎｇ  ｌａｎｔｈａｎｉｄｅ  ｃｏｍｐｌｅｘｅｓ」、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．、Ｖｏｌｕｍｅ３５、頁Ｌ３９４−Ｌ３９６（１９９６年）
【非特許文献５】Ｂａｌｄｏらの「Ｈｉｇｈｌｙ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｆｒｏｍ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  ｄｅｖｉｃｅｓ」、Ｌｅｔｔｅｒｓ  ｔｏ  Ｎａｔｕｒｅ、Ｖｏｌｕｍｅ  ３９５、頁１５１−１５４（１９９８年）
【特許文献２１】米国特許第６３９２２５０号明細書
【特許文献２２】米国特許第６６１４１７５号明細書
【特許文献２３】米国特許第６７３７１７７号明細書
【特許文献２４】米国特許第６７５３０９８号明細書
【特許文献２５】米国特許第６７５９１４６号明細書
【特許文献２６】米国特許第６７７３８３０号明細書
【特許文献２７】米国特許第４８８５２１１号明細書
【特許文献２８】米国特許第５４２９８８４号明細書
【特許文献２９】米国特許第５７０３４３６号明細書
【特許文献３０】米国特許第５７０７７４５号明細書
【特許文献３１】同時係属米国特許出願第０９／０７７７１５４号明細書
【特許文献３２】米国特許第６８４１９３２号明細書
【特許文献３３】米国特許出願公開第１０／４０１２３８号明細書
【特許文献３４】米国特許第５４５７５６５号明細書
【特許文献３５】米国特許第５７３９６３５号明細書
【特許文献３６】米国特許第５７７６６２２号明細書
【特許文献３７】米国特許第６４２３４２９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の積層型ＯＬＥＤは、高いエレクトロルミネッセンス効率（例えば、１０ｃｄ／Ａより大きい）を有する、可変放出色および単色ＯＬＥＤを可能にする構成を示すが、両方は、制限された動作安定性を被る。制限された動作安定性は、一般にＯＬＥＤに関する知られている問題である。
【０００８】
したがって、既存の積層型ＯＬＥＤ構成の利点を示す、積層型ＯＬＥＤ構成の必要性が依然としてある。また、増大した動作安定性を示すことができる、積層型ＯＬＥＤ構成の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示は、その様々な実施形態において、積層型有機発光デバイスに関し、この積層型有機発光デバイスは、基板と、第１の電極と、第２の電極と、第１および第２の電極間に配置された複数のルミネッセンス領域と、連続するルミネッセンス領域間に配置された中間電極とを含み、複数のルミネッセンス領域の少なくとも１つは、混合領域を含み、混合領域は、異なる電子および正孔輸送性能を有する少なくとも２つの材料、および任意選択のドーパントの混合物を含み、混合領域には、発光できる少なくとも１つのエレクトロルミネッセンス材料がある。異なる電子および正孔輸送性能を有する材料は、正孔輸送材料、電子輸送材料、およびバイポーラ輸送材料から無関係に選択されることができる。
【００１０】
さらに、本開示は、そのいくつかの実施形態において、積層型有機発光デバイスを含み、この積層型有機発光デバイスは、第１の電極と、第２の電極と、第１および第２の電極間に配置された複数のルミネッセンス領域と、連続するルミネッセンス領域間に配置された中間電極とを含み、複数のルミネッセンス領域の少なくとも１つは、第１の電荷輸送ゾーンと、第２の電荷輸送ゾーンと、第１および第２の電荷輸送ゾーン間に配置された混合領域とを含み、混合領域は、異なる電子および正孔輸送性能を有する少なくとも２つの材料、および任意選択のドーパントの混合物を含み、混合領域には、発光できる少なくとも１つのルミネッセンス材料がある。異なる電子および正孔輸送性能を有する材料は、正孔輸送材料、電子輸送材料、およびバイポーラ輸送材料から無関係に選択されることができる。
【００１１】
さらに、本開示は、そのいくつかの実施形態において、積層型有機発光デバイスを含み、この積層型有機発光デバイスは、第１の電極と、第２の電極と、第１および第２の電極間に配置された複数のルミネッセンス領域と、連続するルミネッセンス領域間に配置された中間電極とを含み、複数のルミネッセンス領域の少なくとも１つは、少なくとも１つの電荷輸送ゾーンと、混合領域とを含み、混合領域は、異なる電子および正孔輸送性能を有する少なくとも２つの材料、および任意選択のドーパントの混合物を含み、混合領域には、発光できる少なくとも１つのルミネッセンス材料がある。異なる電子および正孔輸送性能を有する材料は、正孔輸送材料、電子輸送材料、およびバイポーラ輸送材料から無関係に選択されることができる。
【００１２】
さらに、本開示は、そのいくつかの実施形態において、有機発光デバイスに関し、有機発光デバイスは、基板と、第１の電極と、第２の電極と、第１および第２の電極間に配置された複数のルミネッセンス領域と、連続するルミネッセンス領域間に配置された中間電極とを含み、複数のルミネッセンス領域の少なくとも１つは、第１の電荷輸送ゾーンと、第２の電荷輸送ゾーンと、混合領域とを含み、混合領域は、異なる電子および正孔輸送性能を有する少なくとも２つの材料、およびドーパントの混合物を含み、混合領域には、発光できる少なくとも１つのルミネッセンス材料がある。異なる電子および正孔輸送性能を有する材料は、正孔輸送材料、電子輸送材料、およびバイポーラ輸送材料から無関係に選択されることができる。
【００１３】
本開示のこれらおよび他の非限定特性または特徴は、より詳細に以下に開示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本開示は、複数の個別ＯＬＥＤを含む積層型ＯＬＥＤ構成に関する。積層型ＯＬＥＤは、第１の電極と、第２の電極と、第１および第２の電極間に配置された複数の個別ＯＬＥＤを含む。より詳細には、積層型ＯＬＥＤは、第１および第２の電極間に配置された複数のルミネッセンス領域を含み、中間電極が、連続するルミネッセンス領域間に配置される。すなわち、連続するルミネッセンス領域は、中間電極を共有する。２つの電極間に配置されたルミネッセンス領域の組合せは、個別ＯＬＥＤであると考えられる。したがって、積層型ＯＬＥＤは、複数のＯＬＥＤを含むと言うことができる。個別ルミネッセンス領域は、第１の電荷輸送ゾーンと第２の電荷輸送ゾーンとの間に任意選択で配置された発光層またはゾーンを含む。積層型ＯＬＥＤにおける個別ＯＬＥＤの少なくとも１つの発光層は、異なる電子および正孔輸送性能を有する少なくとも２つの材料と、任意選択のドーパントとの混合物を有する混合領域を含み、混合領域には、発光できる少なくとも１つのルミネッセンス材料がある。異なる電子および正孔輸送性能を有する材料は、正孔輸送材料、電子輸送材料、およびバイポーラ輸送材料から無関係に選択されることができる。
【００１５】
図１を参照すると、積層型ＯＬＥＤ１００は、基板１１０と、第１の電極１２０と、第２の電極１３０と、ルミネッセンス領域１４０と、ルミネッセンス領域１５０と、ルミネッセンス領域１６０Ｎと、ルミネッセンス領域１４０とルミネッセンス領域１５０との間に配置された中間電極１７０と、ルミネッセンス領域１５０とルミネッセンス領域１６０Ｎとの間に配置された中間電極１８０とを含む。ルミネッセンス領域１６０Ｎに関して、Ｎは、積層型ＯＬＥＤ１００内に存在する個別ルミネッセンス領域１６０の数を表し、０、１、または１以上の整数であることができる。Ｎが０に等しいとき、積層型ＯＬＥＤは、２つのルミネッセンス領域を含む。Ｎが１より大きいとき、中間電極は、任意のさらなる連続する個別ＯＬＥＤ間に配置されることが理解される。さらにＮが１より大きいとき、ルミネッセンス領域１６０Ｎは、特定の目的または意図された使用に所望であるように、同一または異なる構成および／または組成を有することができる。議論を単純にするために、積層型ＯＬＥＤ１００が、ルミネッセンス領域１４０、１５０、および１６０を含むように、Ｎは、図１の実施形態において１として用いられる。
【００１６】
積層型ＯＬＥＤ１００は、２つの電極間に配置されたルミネッセンス領域が形成された複数の個別ＯＬＥＤを含む。例えば、積層型ＯＬＥＤ１００は、３つの個別ＯＬＥＤを含む。ＯＬＥＤ１Ａは、第１の電極１２０と、ルミネッセンス領域１４０と、中間電極１７０とから形成され、ＯＬＥＤ１Ｂは、中間電極１７０と、ルミネッセンス領域１５０と、中間電極１８０とから形成され、かつＯＬＥＤ１Ｃは、中間電極１８０と、ルミネッセンス領域１６０（Ｎ＝１）と、第２の電極１３０とから形成される。図１に示されるように、個別ＯＬＥＤは、電極を共有することができる。より詳細には、連続するルミネッセンス領域は、少なくとも１つの中間電極を共有する。
【００１７】
各ルミネッセンス領域１４０、１５０、および１６０は、それぞれ第１の輸送ゾーン１４２、１５２、および１６２と、それぞれ発光層またはゾーン１４４、１５４、および１６４と、それぞれ第２の電荷輸送ゾーン１４６、１５６、および１６６を含む。少なくとも１つの発光層またはゾーン１４４、１５４、および１６４は、混合領域であり、この混合領域は、異なる電子および正孔輸送性能を有する少なくとも２つの材料と、任意選択のドーパントとの混合物を含み、混合領域には、発光できる少なくとも１つのエレクトロルミネッセンス材料がある。異なる電子および正孔輸送性能を有する材料は、正孔輸送材料、電子輸送材料、およびバイポーラ輸送材料から無関係に選択されることができる。ある実施形態において、各ルミネッセンス領域１４４、１５４、および１６４は、混合領域を含む。
【００１８】
図１における実施形態は、各ルミネッセンス領域１４０、１５０、および１６０が、第１および第２の電荷輸送ゾーンを有するとして示されているが、１つ以上の電荷輸送ゾーンは、発光層、中間電極などの組成に応じて取り除かれることができることが理解される。例えば、発光層も所望の電荷輸送機能（すなわち、電子輸送または正孔輸送）を示すなら、電荷輸送ゾーンは、取り除かれることができる。
【００１９】
第１の電極１２０は、正孔注入アノードまたは電子注入カソードの一方であることができる。第２の電極１３０は、電子注入カソードまたは正孔注入アノードの一方であることができる。第１および第２の電極は、特定の目的または意図された使用のために所望なように、アノードまたはカソードであることができる。例えば、ＯＬＥＤ１００において、第２の電極１３０が、カソードであるかまたはアノードであるかは、第２の電極１３０のすぐ下にある層またはゾーンの電荷輸送機能に応じる。
【００２０】
第１の電荷輸送ゾーン１４２、１５２、および１６２と、第２の電荷輸送ゾーン１４６、１５６、および１６６とは、正孔輸送ゾーンまたは電子輸送ゾーンの一方であることができる。正孔輸送ゾーンまたは電子輸送ゾーンとして、個別ＯＬＥＤまたはルミネッセンス領域の第１または第２の電荷輸送ゾーンの性質または機能は、それぞれ電荷輸送ゾーンにすぐ隣接する電極層（第１の電極、第２の電極、または中間電極）の機能に応じる。同様に、中間電極（または第１あるいは第２の電極）を作る組成は、例えば、それぞれの電極にすぐ隣接する電荷輸送ゾーンなど、層またはゾーンの性質に応じる適切な電荷注入層を提供するように選択される。例えばいくつかの実施形態において、中間電極は、正孔輸送機能を有する層（例えば正孔輸送ゾーン）と接触する一方の側または表面上で正孔注入層として機能し、かつ電子輸送機能を有する層（例えば電子輸送ゾーン）と接触する他方の側または表面上で電子注入層としても機能しなければならない場合がある。そのようないくつかの実施形態において、中間電極は、ルミネッセンス領域の適切な層に隣接する正孔注入層および電子注入層を含む複数層構成であることができる。いくつかの実施形態において、各中間電極は、一方側で正孔注入電極として機能し、かつ他方側で電子注入電極として機能するとき、積層型ＯＬＥＤは、第１および第２の電極だけを横切る外部フォワード・バイアス電圧を印加することによって、積み重ね全体を横切る外部フォワード・バイアス電圧を印加することにより、または代わりに、例えば第１の電極および第１の中間電極、第１の中間電極および第２の中間電極、ならびに第２の中間電極および第２の電極を横切る外部フォワード・バイアス電圧を印加することによって、別個に積み重ねの各個別ユニットを横切る外部フォワード・バイアス電圧を印加することにより動作されることができる。いくつかの実施形態において、１つ以上の中間電極が、両側で正孔注入電極として機能するとき、または１つ以上の中間電極が、両側で電子注入電極として機能するとき、積層型ＯＬＥＤは、例えば第１の電極および第１の中間電極、第１の中間電極および第２の中間電極、ならびに第２の中間電極および第２の電極を横切る外部フォワード・バイアス電圧を印加することによって、別個に積み重ねの各個別ユニットを横切る外部フォワード・バイアス電圧を印加することにより動作されることができる。
【００２１】
積層型ＯＬＥＤの構成は、重要ではなく、特定の目的または意図された使用に所望であるように選択されることができる。例えば、一例として図１を使用して、一実施形態において、積層型ＯＬＥＤ１００は、第１の電極１２０としてのアノードと、各第１の電荷輸送ゾーン１４２、１５２、および１６２としての正孔輸送ゾーンと、第２の電荷輸送ゾーン１４６、１５６、および１６６としての電子輸送ゾーンとを含むことができる。この実施形態において、中間電極１７０および１８０は、電子輸送ゾーンに隣接する電子注入層、および正孔輸送ゾーンに隣接する正孔注入層を有する複数層電極である。積層型構成における全ての個別ＯＬＥＤが、第２の電荷輸送ゾーンとして電子輸送ゾーンを含むなら、最後のルミネッセンス領域（例えば、Ｎが１に等しいなら１６０）における電子輸送ゾーンは、第２の電極１３０に隣接し、かつ第２の電極１３０はカソードである。
【００２２】
他の実施形態において、第１の電極１２０が、カソードであり、第１の電荷輸送ゾーン１４２、１５２、および１６２は、それぞれ電子輸送ゾーンであり、かつ第２の電荷輸送ゾーン１４６、１５６、および１６６は、それぞれ正孔輸送ゾーンである。この実施形態において、正孔輸送ゾーンは、第２の電極１３０の下にあるゾーンであり、したがって第２の電極１３０は、アノードである。中間電極１７０および１８０は、正孔輸送ゾーンに隣接する正孔注入層、および電子輸送ゾーンに隣接する電子注入層を有する複数層電極である。上述の実施形態は、単なる例示的な実施形態であり、他の構成および配置が可能である。
【００２３】
図２を参照すると、積層型ＯＬＥＤの他の実施形態が示される。積層型ＯＬＥＤ２００は、基板２１０と、アノード２２０と、上部電極２３０と、アノード２１０と上部電極２３０との間に配置された複数のルミネッセンス領域とを含む。ルミネッセンス領域２４０は、アノード２２０上に配置され、アノード２２０に隣接する正孔輸送ゾーン２４２と、発光層またはゾーン２４４と、電子輸送ゾーン２４６とを含む。中間電極２７０は、ルミネッセンス領域２４０上に配置される。ルミネッセンス領域２５０は、中間電極２７０上に配置され、電子輸送ゾーン２５２と、発光層またはゾーン２５４と、正孔輸送ゾーン２５６とを含む。中間電極２８０は、ルミネッセンス領域２５０上に配置される。ルミネッセンス領域２６０Ｎは、中間電極２８０上に配置され、電荷輸送ゾーン２６２と、発光層またはゾーン２６４と、第２の電荷輸送ゾーン２６６とを含み、ここでＮは、０、１、または１以上の整数である。積層型ＯＬＥＤ２００は、アノード、カソード、および／または中間電極に隣接するそれぞれのルミネッセンス領域によって形成される、複数のＯＬＥＤ、例えばＯＬＥＤ２Ａ、２Ｂ、および２Ｃを含むと考えられる。ＯＬＥＤ２００は、積層型ＯＬＥＤ構成に組み込まれるルミネッセンス領域の数に応じて、追加のまたはより少ないＯＬＥＤを含むことができる。
【００２４】
図３を参照すると、積層型ＯＬＥＤ３００は、基板３１０と、カソード３２０と、上部電極３３０と、カソード３２０と上部電極３３０との間に配置された複数のルミネッセンス領域とを含む。ルミネッセンス領域３４０は、カソード３２０上に配置される。ルミネッセンス領域３４０は、電子輸送ゾーン３４２と、発光層またはゾーン３４４と、正孔輸送ゾーン３４６とを含む。中間電極３７０は、ルミネッセンス領域３４０上に配置される。ルミネッセンス領域３５０は、中間電極３７０上に配置され、正孔輸送ゾーン３５２と、発光層またはゾーン３５４と、電子輸送ゾーン３５６とを含む。この実施形態において、中間電極３７０は、正孔輸送ゾーン３４６と３５２との間に配置され、したがって正孔注入材料を含む。積層型ＯＬＥＤ３００は、Ｎ個のルミネッセンス領域３６０を含むことができ、ここでＮは、０、１、または１以上の整数である。ＯＬＥＤ３６０は、第１の電荷輸送ゾーン３６２と、ルミネッセンス領域３６４と、第２の電荷輸送ゾーン３６６とを含む。中間電極３８０などの中間電極は、任意の連続する個別ＯＬＥＤ間に配置される。積層型ＯＬＥＤ３００は、アノード、カソード、および／または中間電極に隣接するそれぞれのルミネッセンス領域によって形成される、複数のＯＬＥＤ、例えばＯＬＥＤ３Ａ、３Ｂ、および３Ｃを含む。ＯＬＥＤは、積層型ＯＬＥＤ構成に組み込まれるルミネッセンス領域の数に応じて、追加のまたはより少ないＯＬＥＤを含むことができる。
【００２５】
図２および図３のいくつかの実施形態において、中間電極が、同一の電荷輸送機能を有する電荷輸送ゾーン間に配置されるように、連続するルミネッセンス領域の第１の電荷輸送ゾーンは、互いに異なる電荷輸送機能を有し、かつ連続するルミネッセンス領域の第２の電荷輸送ゾーンは、互いに異なる電荷輸送機能を有する。すなわち、いくつかの実施形態において、あるルミネッセンス領域の第２の電荷輸送層は、次の連続するルミネッセンス領域の第１の電荷輸送層と同一の電荷輸送機能を有する。そのような実施形態において、中間電極は、任意選択で適切な電荷注入材料（すなわち、正孔注入または電子注入）の単一層であることができる。例えば、図２の実施形態において、中間電極２７０は、電子輸送ゾーン２４６と２５２との間に配置され、中間電極２７０は、電子注入材料を含む。パターンが、積層型ＯＬＥＤを通じて継続するなら、上部電極２３０は、積み重ね内に存在するルミネッセンス領域２６０の数に基づいて決定される。Ｎが、０または偶数であるなら、この実施形態において上部電極２３０は、アノード材料である（Ｎが０に等しいなら、中間電極２８０は排除される）。Ｎが１または奇数に等しく、電荷輸送層２６２が正孔輸送ゾーンであり、かつ電荷輸送ゾーン２６６が電子輸送ゾーンであるなら、上部電極はカソードである。図３の実施形態において、中間電極３７０は、正孔輸送ゾーン２４６と３５２との間に配置され、正孔注入材料を含む。連続するルミネッセンス領域の第１の電荷輸送ゾーンが異なる機能を有する取り決めが、積み重ねを通じて実行されるなら、上部電極３３０の機能および組成は、積み重ね内に存在するルミネッセンス領域３６０の数Ｎに応じ、Ｎが、０または偶数であるなら、上部電極は、カソードであり、Ｎが１または奇数であるならアノードである。
【００２６】
図１、図２、および図３を参照して記載される実施形態は、本開示による可能な積層型ＯＬＥＤの単なる説明のための例であり、開示による積層型ＯＬＥＤの範囲を限定することを意図するものではないことは理解される。個別層の組成および／または機能を含む積層型ＯＬＥＤの全体構成は、特定の目的または意図された使用に関して所望であるように選択されることができ、本明細書に記載される特定の実施形態に限定されない。
【００２７】
少なくとも１つのルミネッセンス領域は、混合領域を含む。本明細書で使用されるように、混合領域は、異なる電子および正孔輸送性能を有する少なくとも２つの材料、および任意選択のドーパントの混合物を含み、混合領域には、発光できる少なくとも１つのエレクトロルミネッセンス材料がある。異なる電子および正孔輸送性能を有する材料は、正孔輸送材料、電子輸送材料、およびバイポーラ輸送材料から無関係に選択されることができる。一実施形態において、混合領域は、異なる電子および正孔輸送性能を有する２つの材料を含み、その一方は、発光できるエレクトロルミネッセンス材料である。他の実施形態において、混合領域は、異なる電子および正孔輸送性能を有する２つの材料を含み、任意選択でその一方は、エレクトロルミネッセンス材料であり、さらにエレクトロルミネッセンス・ドーパントを含む。さらなる実施形態において、混合領域は、異なる電子および正孔輸送性能を有する２つの材料を含み、その一方は、エレクトロルミネッセンス材料であり、さらにエレクトロルミネッセンス・ドーパントを含む。他の実施形態において、混合領域は、異なる電子および正孔輸送性能を有する２つの材料を含み、さらにドーパントを含み、２つの材料の少なくとも一方またはドーパントは、エレクトロルミネッセンス材料である。
【００２８】
混合領域の放出色は、特定の目的または意図される使用に所望なように選択される。個別ＯＬＥＤの放出色は、混合領域におけるエミッタとして選択される材料に基づく。混合領域がドーパントを含み、かつドーパントと異なる電子および正孔輸送性能を有する材料の少なくとも一方が、エミッタである実施形態において、混合領域からの放出色は、異なる電子および正孔輸送性能を有する材料からドーパントへのエネルギー伝達に応じる。例えば、エネルギー伝達がドーパントで終了するなら、個別ＯＬＥＤの放出色は、ドーパントからの放出色である。ドーパントへのエネルギー伝達が終了しないなら、個別ＯＬＥＤの放出色は、異なる電子および正孔輸送性能を有する材料およびドーパントの放出色によって決定される。
【００２９】
積層型ＯＬＥＤ構成の少なくとも１つの個別ＯＬＥＤのルミネッセンス領域は、混合領域を含む。実施形態において、各個別ＯＬＥＤのルミネッセンス領域は、混合領域を含む。ルミネッセンス領域の一部として混合領域を含む個別ＯＬＥＤの数は、特定の目的または意図された使用に関して所望であるように選択されることができることは理解される。
【００３０】
一実施形態において、積層型ＯＬＥＤの個別ＯＬＥＤは、異なる放出色を放出するように作成されることができる。他の実施形態において、２つ以上の個別ＯＬＥＤは、同一の放出色を放出するように作成されることができる。さらに他の実施形態において、２つ以上の個別ＯＬＥＤは、第１の色を放出するように作成されることができ、２つ以上の個別ＯＬＥＤは、第２の色を放出するように作成されることができ、以下同様である。なおさらなる実施形態において、積層型ＯＬＥＤの全ての個別ＯＬＥＤは、単色の積層型ＯＬＥＤを形成するために、同じ放出色を放出するように作られることができる。単色の積層型ＯＬＥＤにおいて、個別ＯＬＥＤのルミネッセンス領域は、同じ組成を有することができ、またはルミネッセンス領域は、それぞれの組成が同じ放出色を放出する、異なる組成および材料であることができる。
【００３１】
基板は、例えばポリマー成分、ガラス、水晶などを含む様々な適切な材料を含むことができる。適切なポリマー成分は、ＭＹＬＡＲ（登録商標）などのポリエステル、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメタアクリレート、ポリサルフォンなどを含むが、これらに限定されない。これら様々な材料の混合物も、使用されることができる。例えば、材料が、他の層を効果的に支持でき、かつデバイスの機能性能を実質的に妨げないなら、他の基板材料も選択されることができる。いくつかの実施形態において、基板は、光透過性材料で形成される。
【００３２】
基板の厚みは、恐らく有機発光デバイスおよびその意図される使用の構造的な要求を除いて、特に限定されない。適切な厚みは、例えば、少なくとも約２５μｍから約１００００μｍを含む。いくつかの実施形態において、基板は、約１００μｍから約１０００μｍの厚みを有する。もちろん、これらの範囲外の厚みは、可能でありかつ本開示による積層型ＯＬＥＤの範囲内である。
【００３３】
アノードは、酸化インジウムすず（ＩＴＯ）、酸化すず、金、および白金などの、適切な正孔注入電極を含むことができる。アノードのための他の適切な材料は、電気導電性炭素、例えば、約４ｅＶに等しいまたは約４ｅＶより高い仕事関数、および好ましくは約４ｅＶから約６ｅＶの仕事関数を有する、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリパイロールなどのπ共役ポリマーを含むが、これらに限定されない。
【００３４】
アノードは、任意の適切な形態であることができる。薄い導電層は、例えば、それぞれ透明または実質的に透明なガラス・プレートまたはプラスチック・フィルムなどの基板上に被覆されることができ、または薄い導電層は、正孔輸送ゾーン上に被覆されることができる。本開示による積層型ＯＬＥＤの実施形態は、ガラス・プレート上に被覆された酸化すずまたは酸化インジウムすず（ＩＴＯ）から形成された光透過性アノードを含むことができる。例えば、約２００Å未満、およびいくつかの実施形態において約７５Åから約１５０Åの厚みを有する非常に薄い光透過性の金属アノードも、使用されることができる。これらの薄いアノードは、金、パラジウムなどの金属を含むことができる。さらに、導電性炭素、または例えば約５０Åから約１７５Åの厚みを有するポリアニリン、ポリチオフェン、ポリパイロールなどの共役ポリマーの透明または半透明薄層が、アノードとして使用されることができる。アノードのさらなる適切な形態は、その開示全体が参照によって本明細書に組み込まれる、米国特許第４８８５２１１号に開示されている。
【００３５】
アノードの厚みは、約１ナノメートルから約５０００ナノメートルの範囲であることができる。この範囲外の厚みも使用できると考えられる。範囲は、アノード材料の光学係数に応じることがある。いくつかの実施形態において、アノードの厚みは、約３０ナノメートルから約３００ナノメートルである。アノードは、真空における気相堆積、スピン・コーティング、電子ビーム堆積、およびスパッタリング堆積などの任意の適切な薄膜形成方法を使用して形成されることができる。
【００３６】
正孔輸送ゾーンおよび混合領域を形成するために選択される正孔輸送材料は、任意の適切な既知の材料または後で開発される材料であることができる。適切な正孔輸送材料は、ポリアニリンおよびその酸ドープされた形態、ポリパイロール、ポリ（フェニリン・ビニレン）、および他の適切な半導電性有機材料などの導電性材料を含むが、これらに限定されない。これらおよび他の適切な材料の混合物も使用されることができる。正孔輸送材料の適切な種類は、その開示全体が参照によって本明細書に組み込まれる、米国特許第４５３９５０７号に開示されているものなど芳香族第三アミンである。適切な例示的な芳香族第三アミンは、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、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、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メトキシフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−ｐ−トリル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−１−ナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、それらの混合物などを含むが、これらに限定されない。
【００３７】
正孔輸送材料に適切な芳香族第三アミンの他の種類は、多核芳香族アミンである。そのような多核芳香族アミンの例には、Ｎ，Ｎ−ビス−[４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｍ−トリルアミノ）−４−ビフェニルイル]アニリン、Ｎ，Ｎ−ビス−[４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｍ−トリルアミノ）−４−ビフェニルイル]−ｍ−トルイジン、Ｎ，Ｎ−ビス−[４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｍ−トリルアミノ）−４−ビフェニルイル]−ｐ−トルイジン、Ｎ，Ｎ−ビス−[４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｐ−トリルアミノ）−４−ビフェニルイル]アニリン、Ｎ，Ｎ−ビス−[４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｐ−トリルアミノ）−４−ビフェニルイル]−ｍ−トルイジン、Ｎ，Ｎ−ビス−[４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｐ−トリルアミノ）−４−ビフェニルイル]−ｐ−トルイジン、Ｎ，Ｎ−ビス−[４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｐ−クロロフェニルアミノ）−４−ビフェニルイル]−ｍ−トルイジン、Ｎ，Ｎ−ビス−[４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｍ−クロロフェニルアミノ）−４−ビフェニルイル]−ｍ−トルイジン、Ｎ，Ｎ−ビス−[４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｍ−クロロフェニルアミノ）−４−ビフェニルイル]−ｐ−トルイジン、Ｎ，Ｎ−ビス−[４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｍ−トリルアミノ）−４−ビフェニルイル]−ｐ−クロロアニリン、Ｎ，Ｎ−ビス−[４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｐ−トリルアミノ）−４−ビフェニルイル]−ｍ−クロロアニリン、Ｎ，Ｎ−ビス−[４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｍ−トリルアミノ）−４−ビフェニルイル]−１−アミノナフタレン、その混合物などが含まれるが、これらに限定されない。
【００３８】
適切な正孔輸送材料の他の種類は、４，４’−ビス（９−カルバゾリル）−１，１’−ビフェニル化合物であり、４，４’−ビス（９−カルバゾリル）−１，１’−ビフェニル化合物の具体的な例には、４，４’−ビス（９−カルバゾリル）−１，１’−ビフェニル、および４，４’−ビス（３−メチル−９−カルバゾリル）−１，１’−ビフェニルなどが含まれる。正孔輸送材料の例示的な種類は、例えば、その開示全体が参照によって本明細書に組み込まれる、米国特許第５９４２３４０号に開示されているものなど、５，１１−ジ−ナフチル−５，１１−ビフェニリルイル[３，２−ｂ]カルバゾール、および２，８−ジメチリル−５，１１−ジ−ナフチル−５，１１−ジヒドロインドロ[３，２−ｂ]カルバゾールなどのインドール−カルバゾールである。他の適切な材料は、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラアリールベンジジンを含み、ここで、アリールは、フェニル、ｍ−トリル、ｐ−トリル、ｍ−メトキシフェニル、ｐ−メトキシフェニル、１−ナフチル、２−ナフチルなどから選択されることができる。Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラアリールベンジジンの具体的な例は、Ｎ，Ｎ’ジ−ナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メトキシフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミンなどである。さらに他の適切な正孔輸送材料は、ナフチル置換されたベンジジン誘導体も含む。
【００３９】
正孔輸送ゾーンは、少なくとも１つのバッファ層（図示されず）をさらに含むことができ、このバッファ層は、所定の正孔注入および輸送特性を有する材料からなり、かつ例えばデバイス性能が改善されるように選択される。バッファ層に使用されることができる適切な材料は、例えば、その開示全体が参照によって本明細書に組み込まれる、米国特許第４３５６４２９号に開示されている、１，１０，１５，２０−テトラフェニル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン銅（ＩＩ）などのポルフィリン誘導体、銅フタロシアニン、銅テトラメチル・フタロシアニン、亜鉛フタロシアニン、酸化チタン・フタロシアニン、マグネシウム・フタロシアニンなどの半導電性有機材料を含む。これらおよび他の適切な材料の混合物も使用されることができる。バッファ層に使用されることができる他の適切な材料は、例えば、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＢｅＯ、ＢａＯ、ＡｇＯ、ＳｒＯ、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、ＣａＯ、Ｃｓ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、およびＮａ２Ｏなどの金属酸化物、およびＬｉＦ、ＫＣｌ、ＮａＣｌ、ＣｓＣｌ、ＣｓＦ、およびＫＦなどのハロゲン化金属などの、半導電性および絶縁性金属化合物を含む。
【００４０】
バッファ層を任意選択で含む正孔輸送ゾーンは、例えば任意の適切な既知の方法または後で開発される方法によって、薄膜に上述の材料の１つを形成することで準備されることができる。この目的のための適切な方法は、例えば気相堆積およびスピン・コーティング技術を含む。
【００４１】
バッファ層は、正孔輸送ゾーン内の任意の位置に配置されることができる。すなわち、バッファ層の一表面が、正孔輸送ゾーンの一表面と一致するように、バッファ層は配置されることができる。この実施形態において、バッファ層は、アノード、中間電極、または混合領域にいずれかに接触し、またはバッファ層の２つの表面が、正孔輸送ゾーンの２つの表面間にあるように、バッファ層は配置されることができる。しかしながら、いくつかの実施形態において、バッファ層は、アノードまたは正孔注入中間カソードと接触する。
【００４２】
任意選択でバッファ層を含む正孔輸送ゾーンは、約５ナノメートルから約５００ナノメートルの範囲の厚みを有することができる。バッファ層は、約１ナノメートルから約１００ナノメートルの範囲の厚みを有することができる。バッファ層の厚みは、例えば、バッファ層を含む正孔輸送ゾーンの厚みより少なくとも１ナノメートル薄い。いくつかの実施形態において、バッファ層に関する厚みの範囲は、約５ナノメートルから約２５ナノメートルである。他の実施形態において、バッファ層に関する厚みの範囲は、約１ナノメートルから約５ナノメートルである。
【００４３】
その開示全体が参照によって本明細書に組み込まれる、Ｚ．Ｄ．ＰｏｐｏｖｉｃらのＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＳＰＩＥ、Ｖｏｌ．３１７６、「Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ａｎｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ＩＩ」、Ｓａｎ  Ｄｉｅｇｏ、Ｃａｌｉｆ．、Ｊｕｌ．２１−２３、１９９８年、頁６８−７３、およびその開示全体が参照によって本明細書に組み込まれる、米国特許第６３９２３３９号から、正孔輸送ゾーンの厚みが、有機発光デバイスの性能に影響を有することがあることが知られている。また、正孔輸送ゾーンにおけるバッファ層の厚みを除いた正孔輸送ゾーンの厚みが、デバイスの性能に影響を有することも決定され、一般に、その内のバッファ層の厚みを低減することなく正孔輸送ゾーンの厚みを低減することが、デバイス安定性における望ましい増大、および同時にデバイス効率における望ましくない低減を導くことができる。したがって、その領域におけるバッファ層の特定の厚みに関して、正孔輸送ゾーンのための望ましい厚み範囲が存在する。一実施形態において、バッファ層の厚みを除いた正孔輸送ゾーンの厚み範囲（バッファ層の厚みを引いた後の正孔輸送領域の残りの厚み）は、約５ナノメートルから約１５ナノメートルである。他の実施形態において、バッファ層の厚みを除いた正孔輸送ゾーンの厚み範囲は、約１５ナノメートルから約７５ナノメートルである。
【００４４】
いくつかの実施形態において、個別ＯＬＥＤは、正孔輸送ゾーンまたは電子輸送ゾーンの一方だけを含むことが望ましいことがある。すなわち、混合領域などの発光層またはゾーンは、第１の電極、第２の電極、または中間電極の１つと直接接触することができる。
【００４５】
電子輸送ゾーンまたは混合領域を形成するために選択される電子輸送材料は、任意の適切な既知の材料または後で開発される材料であることができる。電子輸送ゾーンおよび混合領域で使用されることができる適切な電子輸送材料は、その開示全体がそれぞれ参照によって本明細書に組み込まれる、米国特許第４５３９５０７号、米国特許第５１５１６２９号、米国特許第５１５０００６号、および米国特許第５１４１６７１号に開示されるように、８−ヒドロキシキノリンの金属キレートなどの金属オキシノイド化合物を含む。具体的な例には、トリス（８−ヒドロキシキノリネート）アルミニウム（ＡｌＱ３）が含まれる。他の例は、ビス（８−ヒドロキシキノラート）−（４−フェニルフェノラート）アルミニウム（Ｂａｌｑ）である。他の例は、トリス（８−ヒドロキシキノリネート）ガリウム、ビス（８−ヒドロキシキノリネート）マグネシウム、ビス（８−ヒドロキシキノリネート）亜鉛、トリス（５−メチル−８−ヒドロキシキノリネート）アルミニウム、トリス（７−プロピル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス[ベンゾ{ｆ}−８−キノリネート]亜鉛、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ[ｈ]キノリネート）ベリリウムなどである。
【００４６】
電子輸送ゾーンまたは混合領域に使用されることができる他の種類の電子輸送材料は、例えば４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニルを含む、その開示全体が参照によって本明細書に組み込まれる、米国特許第５５１６５７７号に開示されるなどのスチルベン誘導体、ビス（８−キノリンチオラート）亜鉛、ビス（８−キノリンチオラート）カドミウム、トリス（８−キノリンチオラート）ガリウム、トリス（８−キノリンチオラート）インジウム、ビス（５−メチルキノリンチオラート）亜鉛、トリス（５−メチルキノリンチオラート）ガリウム、トリス（５−メチルキノリンチオラート）インジウム、ビス（５−メチルキノリンチオラート）カドミウム、ビス（３−メチルキノリンチオラート）カドミウム、ビス（５−メチルキノリンチオラート）亜鉛、ビス[ベンゾ{ｆ}−８−キノリンチオラート]亜鉛、ビス[３−メチル−ベンゾ{ｆ}−８−キノリンチオラート]亜鉛、ビス[３，７−ジメチルベンゾ{ｆ}−８−キノリンチオラート]亜鉛などの金属チオキシノイド化合物など、その開示全体が参照によって本明細書に組み込まれる、米国特許第５８４６６６６号に示されるなどの金属チオキシノイド化合物からなる電子輸送材料、ビス[２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾラート]ベリリウム、ビス[２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾラート]ベリリウム、ビス[５−ビフェニル−２−（２−ヒドロキシフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[５−ビフェニル−２−（２−ヒドロキシフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラート]ベリリウム、ビス[２−（ヒドロキシフェニル）−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾラート]リチウム、ビス[２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−ｐ−トリル−１，３，４−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−ｐ−トリル−１，３，４−オキサジアゾラート]ベリリウム、ビス[５−（ｐ−tert−ブチルフェニル）−２−（２−ヒドロキシフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[５−（ｐ−tert−ブチルフェニル）−２−（２−ヒドロキシフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラート]ベリリウム、ビス[２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（３−フルオロフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（４−フルオロフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（４−フルオロフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラート]ベリリウム、ビス[５−（４−クロロフェニル）−２−（２−ヒドロキシフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（４−メトキシフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[２−（２−ヒドロキシ−４−メチルフェニル）−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[２−α−（２−ヒドロキシナフチル）−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−ｐ−ピリジル−１，３，４−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−ｐ−ピリジル−１，３，４−オキサジアゾラート]ベリリウム、ビス[２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（２−チオフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラート]亜鉛、ビス[２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−フェニル−１，３，４−チアジアゾラート]亜鉛、ビス[２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−フェニル−１，３，４−チアジアゾラート]ベリリウム、ビス[２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（１−ナフチル）−１，３，４−チアジアゾラート]亜鉛、およびビス[２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（１−ナフチル）−１，３，４−チアジアゾラート]ベリリウムなど、その開示全体がそれぞれ参照によって本明細書に組み込まれる、米国特許第５９２５４７２号に示されるオキサジアゾール金属、および、その開示全体がそれぞれ参照によって本明細書に組み込まれる、米国特許第６０５７０４８号および米国特許第６８２１６４３号に示されるトリアジンを含む。混合領域に適した他の種類の金属は、アントラセン誘導体である。
【００４７】
電子輸送ゾーンは、例えば約５ナノメートルから約５００ナノメートルの範囲の厚みを有する電子輸送材料を含むことができる。いくつかの実施形態において、この厚みは、約２０ナノメートルから約８０ナノメートルである。これらの範囲外の厚みも、使用されることができると考えられる。複数層の電子輸送領域を含む有機発光デバイスを有するようないくつかの実施形態において、個別層は、少なくとも約１ナノメートルの厚みを有する。
【００４８】
混合領域で使用されることができるある種類のバイポーラ輸送材料は、２−ｔ−ブチル−９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセン、９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセン、９，１０−ジ−フェニルアントラセン、９，９−ビス[４−（９−アントリル）フェニル]フルオリン、および９，９−ビス[４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル]フルオリンなどのアントラセンを含む。他の適切なアントラセンは、現在、米国特許第６４６５１１５号である米国特許出願公開第０９／２０８１７２号（欧州特許出願公開第１００９０４４号に対応する）に開示され、米国特許第５９７２２４７号に開示され、米国特許第５９３５７２１号に開示され、および現在、米国特許第６４７９１７２号である米国特許出願公開第０９／７７１３１１号に開示され、それら開示全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
【００４９】
混合領域で使用されることもできるある種類のドーパント材料は、溶融リング蛍光染料である。溶融リング蛍光染料の例には、その開示全体が参照によって本明細書に組み込まれる、米国特許第３１７２８６２号に開示されるように、ペリレン、ルブレン、アントラセン、コロネン、フェアントラセン、パイレンなどが含まれる。ドーパントとして使用されることができる蛍光材料は、それらの開示全体が参照によって本明細書に組み込まれる、米国特許第４３５６４２９号および米国特許第５５１６５７７号に開示されるように、１，４−ビフェニルブタジエン、およびテトラフェニルブタジエン、スチルベンなどブタジエンを含む。ドーパント材料の他の例は、その開示全体が参照によって本明細書に組み込まれる、米国特許第５６０１９０３号に記載される。混合領域で使用されることもできる他の蛍光染料は、例えば、４−（ジシアノメチレン）−２−ｌ−プロピル−６−（１，１，７，７−テトラメチルユロジル−９−エニル）−４Ｈ−パイラン（ＤＣＪＴＢ）など、その開示全体が参照によって本明細書に組み込まれる、米国特許第５９３５７２０号に記載されるものを含む。混合領域で使用されることができる他の種類のドーパント材料は、例えば、トリス（アセチルアセトナート）（フェナンチロリン）テルビウム、トリス（アセチルアセトナート）（フェナンチロリン）ユーロピウム、およびトリス（セノイル・トリスフルオロアセトナート）（フェナンチロリン）ユーロピウムなどのランタニド金属キレート錯体、およびＫｉｄｏらの、「Ｗｈｉｔｅ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  ｄｅｖｉｃｅ  ｕｓｉｎｇ  ｌａｎｔｈａｎｉｄｅ  ｃｏｍｐｌｅｘｅｓ」、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．、Ｖｏｌｕｍｅ３５、頁Ｌ３９４−Ｌ３９６（１９９６年）に開示されるものである。混合領域で使用されることができる他の種類のドーパント材料は、Ｂａｌｄｏらの「Ｈｉｇｈｌｙ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｆｒｏｍ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  ｄｅｖｉｃｅｓ」、Ｌｅｔｔｅｒｓ  ｔｏ  Ｎａｔｕｒｅ、Ｖｏｌｕｍｅ  ３９５、頁１５１−１５４（１９９８年）に開示されるものなど、例えば、強スピン軌道結合に導く重金属原子を含む有機金属成分などの蛍光材料である。そのような蛍光材料の例には、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−フォルピン白金（ＩＩ）（ＰｔＯＥＰ）、およびファク−トリス（２−フェニルピリジン）インジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）が含まれる。
【００５０】
いくつかの実施形態において、混合領域は、異なる電子および正孔輸送性能を有する少なくとも２つの材料の混合物を含む。２つの材料は、異なる正孔移動度および／または異なる電子移動度を有する任意の２つの材料であり得る。
【００５１】
一般に、その正孔移動度が、その電子移動度より少なくとも１０倍大きいなら、材料は、正孔輸送材料であると考えられる。さらに、その電子移動度が、その正孔移動度より少なくとも１０倍大きいなら、材料は、電子輸送材料であると考えられる。さらに、その正孔移動度が、その電子移動度に等しいなら、その正孔移動度が、その電子移動度を１０倍未満だけなら、またはその電子移動度が、その正孔移動度を１０倍未満だけなら、材料は、バイポーラ輸送材料と考えられる。
【００５２】
異なる電子および正孔輸送性能を有する２つの材料は、その具体的な例が上述された、正孔輸送材料、電子輸送材料、およびバイポーラ輸送材料から無関係に選択されることができる。例えば、両方の材料は、正孔輸送材料であることができ、両方の材料は、電子輸送材料であることができ、両方の材料は、バイポーラ輸送材料であることができ、一方の材料が正孔輸送材料であることができ、かつ他方の材料が電子輸送材料であることができ、一方の材料が正孔輸送材料であることができ、かつ他方の材料がバイポーラ輸送材料であることができ、または一方の材料が電子輸送材料であることができ、かつ他方の材料がバイポーラ輸送材料であることができる。
【００５３】
いくつかの実施形態において、混合物が、２つの正孔輸送材料を含むとき、一方の材料の正孔移動度が、他方の材料の正孔移動度より少なくとも２倍大きいように、２つの材料が選択される。いくつかの実施形態において、混合物が、２つの電子輸送材料を含むとき、一方の材料の電子移動度が、他方の材料の電子移動度より少なくとも２倍大きいように、２つの材料が選択される。いくつかの実施形態において、混合物が、２つのバイポーラ輸送材料を含むとき、一方の材料の正孔移動度が、他方の材料の正孔移動度より少なくとも２倍大きい、および／または一方の材料の電子移動度が、他方の材料の電子移動度より少なくとも２倍大きいように、２つの材料が選択される。
【００５４】
混合領域は、約５容量パーセントから約９５容量パーセントの前記２つの材料の一方、および約９５容量パーセントから約５容量パーセントの前記２つの材料の他方を含むことができる。混合領域は、さらに任意選択で約０．０１容量パーセントから約２５容量パーセントのドーパント材料を含むことができる。いくつかの実施形態において、混合領域は、約３０容量パーセントから約７０容量パーセントの前記２つ材料の一方、約７０容量パーセントから約３０容量パーセントの前記２つの材料の他方を含むことができ、かつさらに任意選択で、約０．０５容量パーセントから約１０容量パーセントのドーパント材料を含むことができる。他の実施形態において、混合領域は、約４０容量パーセントから約６０容量パーセントの前記２つの材料の一方、約６０容量パーセントから約４０容量パーセントの前記２つの材料の他方、および任意選択で、約０．１容量パーセントから約２容量パーセントのドーパント材料を含むことができる。他の実施形態において、混合領域内のドーパント材料は、約５容量パーセントから約２０容量パーセントの量で存在することができる。
【００５５】
２つ以上の個別ＯＬＥＤが混合領域を含む積層型ＯＬＥＤにおいて、個別ＯＬＥＤの混合領域は、混合領域を形成するために使用される材料の一方または両方に関して同一または異なる組成、および混合領域における材料の濃度であることができることが理解される。
【００５６】
混合領域は、選択された材料の混合物および任意選択のドーパント材料の構成を可能にする、任意の適切な方法によって形成されることができる。例えば、混合領域は、混合領域を形成するために、正孔輸送材料、電子輸送材料、および任意選択のドーパント材料を同時蒸着することによって形成されることができる。
【００５７】
混合領域の厚みは、例えば、約１ナノメートルから約１０００ナノメートルに変わることができる。いくつかの実施形態において、混合領域の厚みは、約１０ナノメートルから約２００ナノメートルである。他の実施形態において、混合領域の厚みは、約２０ナノメートルから約１００ナノメートルである。しかしながら、これらの範囲外の厚みも使用されることができる。積層型ＯＬＥＤが、それぞれ混合領域を含む２つ以上の個別ＯＬＥＤを含むいくつかの実施形態において、混合領域は、同一または異なる厚みを有することができる。それぞれの混合領域の厚みは、特定の目的または意図された使用に所望なように選択されることができ、かつ積層型ＯＬＥＤデバイスの電気特性を調整することを可能にすることができる。
【００５８】
混合領域は、２つ以上の層を含むことができる。例えば、混合領域は、２つ、３つ、またはより多くの別個の層を含むように、選択的に形成されることができる。これらの実施形態において、異なる電子および正孔輸送性能を有する２つの材料の混合比は、各層で同一であることができ、または混合比は、複数の層おいて異なることができる。例えば、複数層は、それぞれ正孔輸送材料および電子輸送材料の等しい重量パーセントを含むことができる。他の実施形態において、混合領域は、これら材料の異なる量を含むことができる。さらに、混合領域の個別層の組成は、同一または異なることができる。それぞれの材料の少なくとも１つが、異なる濃度で存在するなら、作り上げる同一の材料を有する隣接する層は、異なる層と考えられる。
【００５９】
本開示による積層型ＯＬＥＤで使用するのに適した混合領域の例には、それらの開示全体が参照によって本明細書に組み込まれる、米国特許第６３９２２５０号、米国特許第６３９２３３９号、米国特許第６６１４１７５号、米国特許第６７３７１７７号、米国特許第６７５３０９８号、米国特許第６７５９１４６号、および米国特許第６７７３８３０号に開示されるものが含まれるが、これらに限定されない。
【００６０】
カソードは、例えば約４ｅＶから約６ｅＶの仕事関数を有する高い仕事関数成分、または例えば約２．５ｅＶから約４ｅＶの仕事関数を有する金属などの低い仕事関数成分を含む、任意の適切な金属を含むことができる。カソードは、低い仕事関数（約４ｅＶ未満）の金属、および少なくとも１つの他の金属の組合せを含むことができる。第２または他の金属に対する低い仕事関数の金属の有効な比率は、約０．１重量パーセント未満から約９９．９重量パーセント、さらには、約３重量パーセントから約４５重量パーセントである。低い仕事関数の金属の具体的な例は、リチウムまたはナトリウムなどのアルカリ金属と、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、またはベリリウムなどの族２Ａまたはアルカリ土類金属と、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム、ユーロピウム、テルビウム、またはアクチニウムなどの、希土類金属およびアクチニド族金属を含む族ＩＩＩ金属とが含まれるが、これらに限定されない。リチウム、マグネシウム、およびカルシウムは、好ましい低い仕事関数の金属である。その開示全体が参照によって本明細書に組み込まれる、米国特許第４８８５２１１号のＭｇ−Ａｇ合金カソードが、１つの好ましいカソード構成を開示する。他のカソード構成は、その開示全体が参照によって本明細書に組み込まれる、米国特許第５４２９８８４号に記載され、カソードは、アルミニウムおよびインジウムなどの他の高い仕事関数の金属を有するリチウム合金から形成される。カソードのための他の適切な材料は、アルミニウム金属である。
【００６１】
カソードは、例えば酸化インジウムすず（ＩＴＯ）などの少なくとも１つの透明導電材料、および例えば、それらの開示全体が参照によって本明細書に組み込まれる、米国特許第５７０３４３６号および米国特許第５７０７７４５号に開示されるものなどの他の材料を含むことができる。
【００６２】
カソードの厚みは、例えば、約１０ナノメートルから約５００ナノメートル、より詳細には約２５ナノメートルから約３００ナノメートルの範囲であることができるが、これらの範囲外の厚みが、使用されることができる。カソードは、任意の適切な薄膜形成方法を使用して形成されることができる。カソードを形成するための例示的な方法は、真空内の気相堆積、電子ビーム堆積、およびスパッタリング堆積を含むが、それらに限定されない。
【００６３】
積層型ＯＬＥＤは、高められた温度で低減された積層型ＯＬＥＤの抵抗性を増大するように、所定の熱特性を有する少なくとも１つの材料を含む少なくとも１つの層で形成された、熱保護要素（図示されず）を含むことができる。熱膨張特性は、熱保護要素を含む材料の所望の熱特性の中であり、これら特性のための所定の範囲は、好ましくは例えば約９×１０−６（℃−１）未満であり、好ましくは例えば約４×１０−６（℃−１）未満であり、これら特性に特性のより低い制限は無い。範囲は、高められた温度で低減された積層型ＯＬＥＤの感受性が、取り除かれ、最小化され、または実質的に低減されるように、積層型ＯＬＥＤを含む他の材料の熱特性、特に基板、正孔輸送ゾーンおよび混合領域、ならびに電子輸送ゾーンを含む材料の熱特性に基づき選択される。熱保護要素に使用される材料は、例えば、有機成分、無機材料、金属材料、およびそれらの混合物などの任意の適切な種類の材料から選択されることができる。熱保護要素に使用されることができる材料の具体的な例は、その開示全体が参照によって本明細書に組み込まれる、同時係属米国特許出願第０９／０７７７１５４号に開示されており、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２などの金属酸化物の材料が、適切な例である、熱保護要素の厚みは、約１ナノメートルから約１００ミクロンとすることができるが、製造技術における制限のために必要なことがある場合や、ＯＬＥＤの他の性能特徴または追加される価格に対する悪影響を避けるために必要なことがある場合を除き、厚みに対する上限は無いことができる。熱保護要素に適切な厚み範囲は、例えば約１０ナノメートルから約１０００ナノメートルである。
【００６４】
熱保護要素は、任意の適切な既知の方法または後で開発される方法で、１つの上述の材料を薄膜に形成することによって準備されることができる。この目的に適切な方法は、例えば、気相堆積、スパッタリング、電子ビーム、アーク蒸着、およびスピン・コーティング技術を含む。これらの方法の中で気相堆積およびスパッタリングが好ましい。
【００６５】
中間電極は、電極が、正孔注入接点または電子注入接点、あるいは両方として機能することが必要であるかどうかに応じて、任意の適切な正孔注入材料または電子注入材料を含むことができる。これらの方策に従って、電極が機能しなければならない方法に応じて、中間電極は、単一層または複数層電極であることができる。例えば、中間電極が、両側で正孔輸送ゾーンと接触するとき、中間電極は、正孔注入材料の単一層、または正孔輸送ゾーンにそれぞれ隣接する層が正孔注入材料を含む、複数層構成を含むことができる。同様に、中間電極が、両側で電子輸送ゾーンと接触するとき、中間電極は、電子注入材料を含む単一層、またはそれぞれ電子輸送ゾーンに隣接する層が電子注入材料を含む、複数層構成であることができる。中間電極の一方側が、正孔輸送機能を有する層と接触し、かつ中間電極の他方側が、電子輸送機能を有する層と接触するとき、いくつかの実施形態において、中間電極は、正孔輸送層に隣接する正孔注入材料を含む層、および電子輸送層に隣接する電子注入材料を含む層を有する複数層電極である。
【００６６】
中間電極のための適切な材料は、ＩＴＯ、Ｖ２Ｏ５、Ｍｇ：Ａｇの薄層を含む。代わりに、中間電極は、それらの開示全体が参照によって本明細書に組み込まれる、米国特許第６８４１９３２号および米国特許出願公開第１０／４０１２３８号に記載されるものなど、有機金属混合層（ＭＯＭＬ）を含むことができる。さらに、中間電極は、いくつかの場合、ＭＯＭＬが、正孔注入層と電子注入層との間に配置され、正孔注入層が、有機化合物を酸化する特性を有する電子受容材料を含む、その開示全体が参照によって本明細書に組み込まれる、同時係属米国特許出願（Ａ３６２３−ＵＳ−ＮＰ）に記載されるような構成であることができる。
【００６７】
電子注入層は、カソードまたは中間電極から電子輸送ゾーンへの電子の注入を増大する少なくとも１つの材料を含むことができる。電子注入層に使用されることができる材料の具体的な例には、金属化合物および適切な有機半導体材料が含まれるが、これらに限定されない。
【００６８】
電子注入層に使用されることができる適切な金属化合物は、それらの開示全体が参照によって本明細書に組み込まれる、米国特許第５４５７５６５号および米国特許第５７３９６３５号に開示されるものなどのＳｒＯ、ＣａＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属酸化物、およびＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ、およびＳｉＯ２などの他の金属酸化物を含む。他の適切な電子注入材料は、Ｃａ、Ｌｉ、Ｋ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｙ、Ｓｒ、Ｃｓ、Ｃｒ、Ｂａ、Ｓｃ、およびそれらの化合物などの金属を含むが、これらに限定されない。電子注入層に使用されることができる適切な種類の金属化合物は、それらの開示全体が参照によって本明細書に組み込まれる、上述で参照された米国特許第５７３９６３５号に開示されるもの、および米国特許第５７７６６２２号に開示されるものなど、例えばＬｉＦ、ＬｉＣｌ、ＮａＣｌ、ＫＦ、ＫＣｌなどのアルカリ金属ハロゲン化合物である。
【００６９】
電子注入層に使用されることができる適切な有機半導体材料は、カソードの高いエネルギー堆積を可能にする材料または成分を含む。これらの材料の例は、その一例が銅フタロシアニンである、ポルフィリンおよびナフタセン化合物から選択されることができる。電子注入層は、さらに、例えばＬｉなどの電子注入ドーパントからなる少なくとも１つのドーパントを含むことができる。
【００７０】
中間電極の電子注入層は、例えば約１ナノメートルから約１００ナノメートルの範囲の厚みを有することができる。いくつかの実施形態において、電子注入層の厚み範囲は、約１ナノメートルから約１０ナノメートルである。電子注入層の他の適切な厚み範囲は、約１０ナノメートルから約１００ナノメートルである。電子注入層は、真空における気相堆積、電子ビーム堆積、およびスパッタリング堆積などの任意の適切な薄膜形成方法を使用して形成されることができ、真空における気相堆積が、好ましい方法である。
【００７１】
中間電極に適切な正孔注入材料の例には、アノードとして適切なような本明細書で前述されたこれらの材料が含まれる。他の実施形態において、正孔注入材料は、ルミネッセンス領域における有機化合物を酸化することができる電子受容材料を含むことができる。適切な電子受容材料は、その開示全体が参照によって本明細書に組み込まれる、Ｋｉｄｏらへの米国特許第６４２３４２９号に記載されるなどの無機化合物を含む。そのような無機化合物は、ＦｅＣｌ３、ＡｌＣｌ３、ＧａＣｌ３、ＩｎＣｌ３、ＳｂＣｌ５、およびそれらの組合せなどのルイス酸を含む。適切な電子受容有機材料は、トリニトロフルオレナン、および２，３，５，６−テトラフルオロ−７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン（Ｆ４−ＴＣＮＱ）を含むが、これらに限定されない。上述のような電子受容材料を含む正孔注入層は、正孔輸送材料などの有機材料を任意選択で含むことができる。適切な正孔輸送材料は、ＮＰＢ、ＭＴＤＡＴＡ、ＢＰ−ＴＰＤ、ＣｕＰｃ、ＶＯＰＣ、ＰＥＤＯＴ、ＰＡＮｉなどを含むが、これらに限定されない、本明細書に前述されるものを含む。そのような正孔注入層は、気相堆積技術に耐えられる。電子受容材料および任意選択の正孔輸送材料を含むアノード構成は、その開示全体が参照によって本明細書に組み込まれる、同時係属米国特許出願（Ａ３６１８−ＵＳ−ＮＰおよびＡ３６２３−ＵＳ−ＮＰ）に記載される。いくつかの実施形態において、中間電極の正孔注入層は、電子受容材料または電子受容材料の組合せだけを含む。他の実施形態において、中間電極の正孔注入層は、電子受容材料、または電子受容材料および正孔輸送材料の組合せを含む。いくつかの実施形態において、中間電極の正孔注入層における正孔輸送材料に対する電子受容材料の比率は、約１０：９０容量パーセントから約９０：１０容量パーセントである。中間電極の正孔注入層は、例えば約１ナノメートルから約１００ナノメートルの範囲の厚みを有することができる。いくつかの実施形態において、正孔注入層の厚み範囲は、約１ナノメートルから約１０ナノメートルである。正孔注入層の他の適切な厚み範囲は、約１０ナノメートルから約１００ナノメートルである。正孔注入層は、真空における気相堆積、電子ビーム堆積、およびスパッタリング堆積などの任意の適切な薄膜形成方法を使用して形成されることができ、真空における気相堆積が、好ましい方法である。
【００７２】
積層型ＯＬＥＤの様々な特性は、例えば混合領域の厚みを変更することによってなど、積層型ＯＬＥＤの任意の層の厚みを変更することによって、所望のように調整または調節されることができることは理解される。
【００７３】
混合領域を有する少なくとも１つのＯＬＥＤを含む、本開示による積層型ＯＬＥＤは、さらに以下の実施例を参照して記載される。以下の実施例は、単なる例示であり、任意の方法で限定することを意図されない。
【実施例】
【００７４】
実施例Ｉ
第１の積層型ＯＬＥＤデバイスは、図４に示されるような構造を有して準備された。積層型ＯＬＥＤ４００は、基板４１０と、アノード４２０と、ルミネッセンス領域４３０と、ルミネッセンス領域４５０と、ルミネッセンス領域４３０および４５０間に配置された中間電極４４０と、カソード４６０とを含む。ルミネッセンス領域４３０および４５０それぞれは、底部正孔輸送ゾーン（それぞれ４３２および４５２）と、混合領域（それぞれ４３４および４５４）と、上部電子輸送ゾーン（それぞれ４３６および４５６）とを含む。積層型ＯＬＥＤは、底部アノードとして作用するＩＴＯを有する、ＩＴＯで被覆されたガラス基板上に真空（５×１０−６Ｔｏｒｒ）における物理的な気相堆積を使用して製造された。混合領域４３４および４５４は、８００オングストロームの厚みを有し、かつ正孔輸送材料としてＮ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン（ＮＰＢ）と、電子輸送材料としてトリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（ＡｌＱ３）と、（Ｃ５４５Ｔ）クマリン染料（１０−（２−ベンゾチアゾリル）−２，３，６，７−テトラヒドロ−１，１，７，７−テトラメチル１−１Ｈ，５Ｈ，１１Ｈ−[１]ベンゾピラノ[６，７，８−ｉｊ]キノリジン−１１−オン）]緑発光ドーパントとを含んでいた。カソード４６０は、Ｍｇ：Ａｇから形成された。中間電極４４０は、電子注入材料層として１０オングストロームの厚みを有するＬｉＦの層と、正孔注入材料層として２００オングストロームの厚みを有するＮＰＢ＋１０％Ｆ４−ＴＣＮＱの層との間に挿入された、５００オングストロームの厚みを有するＡｌＱ３／Ａｇ（９０：１０）の有機金属混合層を含む複数層電極であった。
【００７５】
デバイスは、約３１．２５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度を使用して駆動され、３９１０ｃｄ／ｍ２の明るさ（輝度）で緑の発光を生成した。その輝度値は、１２．５ｃｄ／Ａの電気輝度効率に相当する。ＣＩＥ色座標は、デバイスに関して飽和した緑発光に達する（０．３２７、０．６１７）であった。デバイスのための駆動電圧は、１３．４Ｖであった。
実施例ＩＩ
それぞれルミネッセンス領域４３０および４５０の各混合領域４３４および４５４の厚みが、８００オングストロームの代わりに４００オングストロームであることを除く全ての態様において、実施例Ｉのデバイスと同一である積層型ＯＬＥＤデバイスが準備された。２５ｍＡ／ｃｍ２の密度で駆動されたとき、駆動電圧は９．５Ｖだけであったが、デバイスは、１２．４ｃｄ／Ａの電気輝度効率を有し、これは、実施例Ｉのデバイスの電気輝度効率に匹敵する。したがって、積層型ＯＬＥＤにおいて混合層の厚みを最適にすることによって、デバイスの駆動電圧が低減されると共に、高い電気輝度効率（１０ｃｄ／Ａより高い）をまだ維持することができる。
比較例Ｉ
個別ＯＬＥＤデバイスは、図５に示されたような構成を有して製造された。基板５１０と、アノード５２０と、正孔輸送ゾーン５３２と、混合領域５３４と、電子輸送ゾーン５３６と、カソード５４０とは、実施例Ｉのデバイスにおける比較層と同一の組成および厚みを有していた。約３１．２５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で駆動されたとき、比較デバイスは、２６００ｃｄ／ｍ２の輝度で緑の発光を生成した。比較デバイスは、８．３ｃｄ／Ａの電気輝度効率に相当する輝度値を有していた。比較デバイスの駆動電圧は、６．８Ｖであった。比較例の色座標は、飽和緑発光に達する（０．３０４、０．６２１）であった。
動作安定性試験
動作安定性試験が、乾燥雰囲気内で３１．２５ｍＡ／ｃｍ２の平均フォワード定数の電流密度の交流駆動条件下で、実施例Ｉのデバイスと比較例Ｉのデバイスとに実行された。結果は、これらの条件下で時間における輝度変化の形態で図６に示される。図６に示されるように、実施例Ｉの積層型ＯＬＥＤは、比較例Ｉの積み重ねられていないＯＬＥＤ動作安定性と匹敵する動作安定性を示し、両方は、３１．２５ｍＡ／ｃｍ２の動作の５００時間後に、初期輝度の約２５％だけの輝度における低減を示す。しかしながら、積層型ＯＬＥＤは、積み重ねられていないＯＬＥＤより高い輝度を有していた。したがって、混合領域を有するＯＬＥＤを含む積層型ＯＬＥＤは、混合領域を有する積み重ねられていないＯＬＥＤの高い動作安定性を有するデバイスを提供するだけでなく、他の積層型ＯＬＥＤデバイスによって通常示される高い電気輝度効率も提供する。
【００７６】
特定の例が記載されたが、現在予想されないまたは現在予想されないことがある代替、修正、変形、改善、または実質的な等価物を、発明者または当業者が考えつくこともできる。したがって、出願されたようにかつそれらが補正されることができるように、添付の特許請求範囲は、全てのそのような代替、修正、変形、改善、または実質的な等価物を包含することが意図される。
【００７７】
以下は、本明細書に開示される具体的な例を限定するためではなく、それらを示す目的で示される概略的な図示である図面の簡単な記載である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本開示による積層型ＯＬＥＤの一実施形態の概略断面図である。
【図２】本開示による積層型ＯＬＥＤの他の実施形態の概略断面図である。
【図３】本開示による積層型ＯＬＥＤのさらに他の実施形態の概略断面図である。
【図４】実施例Ｉの積層型ＯＬＥＤの概略断面図である。
【図５】比較例Ｉの積み重ねられていないＯＬＥＤの概略断面図である。
【図６】時間における輝度変化に関して、比較例Ｉの積み重ねられていないデバイスに対する、実施例Ｉの標準デバイスの動作安定性を比較するグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【外国語明細書】
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