(57)【要約】  有機発光デバイスは、基板と、基板の上に配置されたアノード及びカソードと、アノードとカソードとの間に配置された、ホストと少なくとも１つのドーパントとを含む発光層とを含む。発光層のホストは少なくとも２つの成分の混合物を含む固体有機材料を含むように選択され、その際第１の成分はアミノアントラセンを含む有機化合物である。【選択図】図４
2007520061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機発光デバイスであって、基板と、前記基板の上に配置されたアノード及びカソードと、前記アノードと前記カソードとの間に配置された発光層とを備え、前記発光層がホストと少なくとも１つのドーパントとを含み、前記発光層の前記ホストが少なくとも２つの成分の混合物を含む固体有機材料を含むよう選択され、前記混合物の第１の成分がアミノアントラセンを含む有機化合物であり、第２の成分が、該第１の成分より大きい双極子モーメントを有する有機化合物を含む有機発光デバイス。
【請求項２】
有機発光デバイスであって、
ａ）基板と、
ｂ）前記基板の上に配置されたアノード及びカソードと、
ｃ）前記アノードと前記カソードとの間に配置された、ホストと少なくとも１つのドーパントとを含む発光層とを備え、
ｄ）前記発光層の前記ホストが少なくとも２つの成分の混合物を含む固体有機材料を含むように選択され、その際、
ｉ）前記混合物の第１の成分が式
【化１】
2007520061.tif 000024
のアミノアントラセン化合物を含み、
ここで、
Ｒ1〜Ｒ10は個別に、水素、フルオロ、ハロゲン、ヒドロキシ、ニトロ、シアノ、１〜２４個の炭素原子の非分枝アルキルまたは置換非分枝アルキル、１〜２４個の炭素原子の分枝アルキルまたは置換分枝アルキル、１〜２４個の炭素原子の環式アルキルまたは置換環式アルキル、５〜４０個の炭素原子のアリールまたは置換アリール、複素環または置換複素環、アルケニルまたは置換アルケニル、アルコキシまたは置換アルコキシ、アリールオキシまたは置換アリールオキシ、芳香族炭化水素または置換芳香族炭化水素であり、Ｒ1〜Ｒ10の少なくとも１つはジアリールアミノ、アリールアルキルアミノ、またはジアルキルアミノであり、
ｉｉ）前記混合物の第２の成分が、該第１の成分より大きい双極子モーメントを有する有機化合物を含み、
ｅ）前記発光層の前記ドーパントが前記発光デバイスから光を生じるように選択される有機発光デバイス。
【請求項３】
前記ホストの前記第１の成分が前記発光層の少なくとも１体積％を占める、請求項２に記載の有機発光デバイス。
【請求項４】
前記ホストの前記第１の成分が好適には前記発光層の２５〜７５体積％を占める、請求項２に記載の有機発光デバイス。
【請求項５】
前記第２の成分がオキシノイド化合物を含む、請求項２に記載の有機発光デバイス。
【請求項６】
前記第２の成分が、ＡｌＱ3、ＧａＱ3、ＩｎＱ3、ＳｃＱ3、ＺｎＱ2、ＢｅＢｑ2（ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム）、Ａｌ（４−ＭｅＱ）3、Ａｌ（２−ＭｅＱ）3、Ａｌ（２，４−Ｍｅ2Ｑ）3、Ｇａ（４−ＭｅＱ）3、Ｇａ（２−ＭｅＱ）3、Ｇａ（２，４−Ｍｅ2Ｑ）3、Ｍｇ（２−ＭｅＱ）2、またはＸがアリールオキシ、アルコキシ、アリールカボキシラトもしくは複素環式カルボキシラト基であるＡｌ（２−ＭｅＱ）2（Ｘ）を含む、請求項５に記載の有機発光デバイス。
【請求項７】
前記ホストの前記第２の成分が好適には前記発光層の７５〜２５体積％を占める、請求項２に記載の有機発光デバイス。
【請求項８】
前記発光層中の前記ドーパントの濃度が０．１〜１０体積％である、請求項２に記載の有機発光デバイス。
【請求項９】
前記ドーパントがクマリン染料を含む、請求項２に記載の有機発光デバイス。
【請求項１０】
前記ドーパントがＣ−６、Ｃ−５４５Ｔ、またはＣ−５２５Ｔを含む、請求項９に記載の有機発光デバイス。
【請求項１１】
前記ドーパントがキナクリドン染料を含む、請求項２に記載の有機発光デバイス。
【請求項１２】
前記ドーパントがＱＡ、ＤＭＱＡ、ＣＦＤＭＱＡ、またはＤＰＱＡを含む、請求項１１に記載の有機発光デバイス。
【請求項１３】
前記ドーパントが青色、青−緑色、緑色、緑−黄色、または黄色の光を生じる、請求項２に記載の有機発光デバイス。
【請求項１４】
前記ホストの前記第１の成分が式
【化２】
2007520061.tif 000025
の化合物を含む、請求項２に記載の有機発光デバイス。
【請求項１５】
前記ホストの前記第１の成分が式
【化３】
2007520061.tif 000026
の化合物を含む、請求項２に記載の有機発光デバイス。
【請求項１６】
前記ホストの前記第１の成分が式
【化４】
2007520061.tif 000027
の化合物を含む、請求項２に記載の有機発光デバイス。
【請求項１７】
前記ホストの前記第１の成分が式
【化５】
2007520061.tif 000028
の化合物を含む、請求項２に記載の有機発光デバイス。
【請求項１８】
有機発光デバイスであって、
ａ）基板と、
ｂ）前記基板の上に配置されたアノード及びカソードと、
ｃ）前記アノードと前記カソードとの間に配置された、ホストと少なくとも１つのドーパントとを含む発光層とを備え、
ｄ）前記発光層の前記ホストが少なくとも２つの成分の混合物を含む固体有機材料を含むように選択され、その際、
ｉ）前記混合物の第１の成分が式
【化６】
2007520061.tif 000029
のアミノアントラセン化合物を含み、
ここで、
Ｒ1〜Ｒ9は個別に、水素、フルオロ、ハロゲン、ヒドロキシ、ニトロ、シアノ、１〜２４個の炭素原子の非分枝アルキルまたは置換非分枝アルキル、１〜２４個の炭素原子の分枝アルキルまたは置換分枝アルキル、１〜２４個の炭素原子の環式アルキルまたは置換環式アルキル、５〜４０個の炭素原子のアリールまたは置換アリール、複素環または置換複素環、アルケニルまたは置換アルケニル、アルコキシまたは置換アルコキシ、アリールオキシまたは置換アリールオキシ、芳香族炭化水素または置換芳香族炭化水素であり、Ａｒ1及びＡｒ2は個別に５〜４０個の炭素原子のアリールまたは置換アリールであり、
ｉｉ）前記混合物の第２の成分が、該第１の成分より大きい双極子モーメントを有する有機化合物を含み、
ｅ）前記発光層の前記ドーパントが前記発光デバイスから光を生じるように選択される有機発光デバイス。
【請求項１９】
前記ホストの前記第１の成分が前記発光層の少なくとも１体積％を占める、請求項１８に記載の有機発光デバイス。
【請求項２０】
前記ホストの前記第１の成分が好適には前記発光層の２５〜７５体積％を占める、請求項１８に記載の有機発光デバイス。
【請求項２１】
前記第２の成分がオキシノイド化合物を含む、請求項１８に記載の有機発光デバイス。
【請求項２２】
前記第２の成分が、ＡｌＱ3、ＧａＱ3、ＩｎＱ3、ＳｃＱ3、ＺｎＱ2、ＢｅＢｑ2（ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム）、Ａｌ（４−ＭｅＱ）3、Ａｌ（２−ＭｅＱ）3、Ａｌ（２，４−Ｍｅ2Ｑ）3、Ｇａ（４−ＭｅＱ）3、Ｇａ（２−ＭｅＱ）3、Ｇａ（２，４−Ｍｅ2Ｑ）3、Ｍｇ（２−ＭｅＱ）2、またはＸがアリールオキシ、アルコキシ、アリールカボキシラトもしくは複素環式カルボキシラト基であるＡｌ（２−ＭｅＱ）2（Ｘ）を含む、請求項２１に記載の有機発光デバイス。
【請求項２３】
前記ホストの前記第２の成分が好適には前記発光層の７５〜２５体積％を占める、請求項１８に記載の有機発光デバイス。
【請求項２４】
前記発光層中の前記ドーパントの濃度が０．１〜１０体積％である、請求項１８に記載の有機発光デバイス。
【請求項２５】
前記ドーパントがクマリン染料を含む、請求項１８に記載の有機発光デバイス。
【請求項２６】
前記ドーパントがＣ−６、Ｃ−５４５Ｔ、またはＣ−５２５Ｔを含む、請求項２５に記載の有機発光デバイス。
【請求項２７】
前記ドーパントがキナクリドン染料を含む、請求項１８に記載の有機発光デバイス。
【請求項２８】
前記ドーパントがＱＡ、ＤＭＱＡ、ＣＦＤＭＱＡ、またはＤＰＱＡを含む、請求項２７に記載の有機発光デバイス。
【請求項２９】
前記ドーパントが青色、青−緑色、緑色、緑−黄色、または黄色の光を生じる、請求項１８に記載の有機発光デバイス。
【請求項３０】
前記ホストの前記第１の成分が式
【化７】
2007520061.tif 000030
の化合物を含む、請求項１８に記載の有機発光デバイス。
【請求項３１】
前記ホストの前記第１の成分が式
【化８】
2007520061.tif 000031
の化合物を含む、請求項１８に記載の有機発光デバイス。
【請求項３２】
前記ホストの前記第１の成分が式
【化９】
2007520061.tif 000032
の化合物を含む、請求項１８に記載の有機発光デバイス。
【請求項３３】
前記ホストの前記第１の成分が式
【化１０】
2007520061.tif 000033
の化合物を含む、請求項１８に記載の有機発光デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光デバイスに関する。より詳しく言うと、本発明は、デバイス性能を改善するための発光層の組成の設計に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機電場発光（ＥＬ）デバイスとしても知られる有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）は、デバイスに印加された電流に応答して光を放射する一種の電子デバイスである。ＯＬＥＤデバイスの構造は一般に、アノード、有機ＥＬ媒体、及びカソードを含む。本出願では、有機ＥＬ媒体という用語は、ＯＬＥＤデバイス中のアノードとカソードとの間に配置された有機材料または有機材料の層を指す。有機ＥＬ媒体は、薄膜またはバルク固体の形態の低分子量化合物、高分子量ポリマー、低分子量化合物のオリゴマー、または生体材料を含んでもよい。媒体はアモルファスまたは結晶性でもよい。様々な構造の有機電場発光媒体が先行技術で記載されている。ドレスナー（Ｄｒｅｓｎｅｒ）は、ＲＣＡレビュー（ＲＣＡ  Ｒｅｖｉｅｗ）、３０、３２２（１９６９）で、単一層のアントラセン膜を備える媒体を記載した。タン（Ｔａｎｇ）他は、応用物理通信（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ）、５１、９１３（１９８７）、応用物理紀要（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ）、６５、３６１０（１９８９）、及び同じ譲受人に譲受された米国特許第４，７６９，２９２号で、多層構造の有機薄膜を備えたＥＬ媒体を報告し、こうした媒体を使用した高い効率のＯＬＥＤデバイスを実証した。ＯＬＥＤデバイス構造の中には、多層ＥＬ媒体が、アノードに隣接した正孔輸送層と、カソードに隣接した電子輸送層と、これらの２つの層の間に配置された発光層とを含むものがある。さらに、好適なデバイス構造の中には、発光層が、ホストとしての有機材料と、ドーパントとしての低濃度の蛍光化合物とを備えるドープ有機膜から構成されるものがある。こうしたドープＯＬＥＤデバイスにおいて、適当なドーパントとホストの組成を選択することによって、ＥＬ効率、色度、及び安定性の改善が得られた。主要な発光中心であるドーパントは、望ましいＥＬ色を生じるように選択する。タン（Ｔａｎｇ）他が同じ譲受人に譲受された米国特許第４，７６９，２９２号で報告し、チェン（Ｃｈｅｎ）他が同じ譲受人に譲受された米国特許第５，９０８，５８１号で報告したドープ発光層の例は、緑色発光ＯＬＥＤのためのクマリン染料でドープしたトリス（８−キノリノール）アルミニウム（ＡｌＱ）ホスト、及び橙−赤色発光ＯＬＥＤのための４−ジシアノメチレン−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）でドープした（ＡｌＱ）ホストである。シ（Ｓｈｉ）他は、同じ譲受人に譲受された米国特許第５，５９３，７８８号で、ＡｌＱホスト中のドーパントとしてキナクリドン化合物を使用することによって長動作寿命が得られることを報告した。ブライアン（Ｂｒｙａｎ）他は、同じ譲受人に譲受された米国特許第５，１４１，６７１号で、青色発光ホスト中のドーパントとしてペリレンまたはペリレン誘導体を含む発光層を開示した。彼らは、動作安定性が改善された青色発光ＯＬＥＤデバイスが得られることを示した。どちらの開示でも、発光層中に選択した蛍光ドーパントを組み込むことによってＯＬＥＤデバイスの全体的な性能パラメータが大きく改善されることが分かる。日本国特許第ＪＰ１１−２７３８６１号及び第ＪＰ２００１−２８４０５０号に示されるように、発光層をアントラセン誘導体でコドープすることによって、より良好な安定性を備えたデバイスが得られる。正孔輸送を妨害する材料によって正孔輸送層をドープし、正孔輸送材料を電子輸送性ＡｌＱにコドープすることによってデバイスの寿命が改善される。ポポヴィッチ（Ｐｏｐｏｖｉｃ）他、固体薄膜２０００（Ｔｈｉｎ  Ｓｏｌｉｄ  Ｆｉｌｍ  ２０００）、３６３、６、。ＳＰＩＥ、１９９８、３４７６、６８。
【０００３】
ドープ発光層の最も一般的な構成は、ホストマトリックス中の単一のドーパントだけを含む。しかし、場合によっては、発光層中に１つより多いドーパントを組み込むのが安定性及び色相を改善する際有益であることが分かっている。ＡｌＱホスト中に、黄色発光ドーパントであるルブレンと、赤色発光ドーパントであるＤＣＪ、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−［２−（４−ジュロリジル）エテニル］−４Ｈ−ピランとを含む発光層を使用して、動作安定性が改善され優れた色度を備えた赤色発光ＯＬＥＤデバイスを製造することができる。浜田（Ｈａｍａｄａ）他、応用物理通信（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．）、７５、１６８２（１９９９）。ハトワール（Ｈａｔｗａｒ）他、欧州特許第ＥＰ  １  １６２  ６７４  Ａ２号。こうした多重ドーパント系によって、ルブレンは、ＡｌＱホストからＤＣＪ発光体へのエネルギー移動を媒介する際コドーパントとしての役目を果たす。
【０００４】
様々な組成のドープ発光層を使用することによってＥＬ効率、色、及び安定性は大きく改善したが、低い動作安定性の問題は残っている。不十分な安定性は、多くの望ましい実際の用途に対する最大の障害の１つになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、ＯＬＥＤデバイスの寿命及び効率を増大する発光層のための新しい組成を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、有機発光デバイスであって、基板と、基板の上に配置されたアノード及びカソードと、アノードとカソードとの間に配置された発光層とを備え、発光層がホストと少なくとも１つのドーパントとを含み、発光層のホストが少なくとも２つの成分の混合物を含む固体有機材料を含むよう選択され、その混合物の第１の成分がアミノアントラセンを含む有機化合物であり、第２の成分が、該第１の成分より大きい双極子モーメントを有する有機化合物を含む有機発光デバイスによって達成される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の利点は、高い動作安定性、低い駆動電圧、及び優れた輝度効率を備えたＯＬＥＤデバイスが達成できることである。
【０００８】
第１の成分としてアミノアントラセンを選択し、第１の成分より大きい双極子モーメントを有する第２の成分を選択することによって、ＯＬＥＤデバイスのための発光層の寿命と効率との両方が増大することが、全く予想外に判明した。
【０００９】
本発明の別の利点は、ディスプレイ用途に適したＯＬＥＤデバイスを提供することである。
【００１０】
基準化を行い、また便宜な均等な基準化を行うには、個々の層は薄すぎ、様々な要素の厚さの差は大きすぎるので、図面は当然概略的な性質のものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明で実施される最も単純な構成のＯＬＥＤデバイスの構造を例示する。この構造では、ＯＬＥＤデバイス１００は、基板１１０の上に配置された、アノード１２０と、ＥＬ媒体１３０と、カソード１４０とを含む。動作の際、導電体１０を備えた外部電流または電圧源をアノード及びカソードに接続することによってＯＬＥＤデバイスを電流が通過し、ＥＬ媒体から光を放射させる。光は必要に応じて、かつアノード及びカソードの光透過性に応じて、アノードまたはカソードの何れかまたはそれらの両方を通じて出てもよい。ＥＬ媒体は単一層または多重層の有機材料を含む。
【００１２】
図２は、本発明の別のＯＬＥＤデバイスの構造を例示する。この構造では、ＯＬＥＤデバイス２００は、基板２１０と、アノード２２０とカソード２４０との間に配置されたＥＬ媒体２３０とを含む。ＥＬ媒体２３０は、アノードに隣接した正孔輸送層２３１と、カソードに隣接した電子輸送層２３３と、正孔輸送層と電子輸送層との間に配置された発光層２３２とを含む。動作の際、導電体１０を備えた外部電流または電圧源をアノード及びカソードに接続することによってＯＬＥＤデバイスを電流が通過する。ＥＬ媒体を通過するこの電流によって、主として発光層２３２から光が放射する。正孔輸送層２３１は、正孔、すなわち正の電荷キャリアを、アノードから発光層に運ぶ。電子輸送層２３３は、電子、すなわち負の電荷キャリアを、カソードから発光層２３２に運ぶ。正孔と電子の再結合によって、光の放射、すなわち電場発光が、発光層２３２から生じる。
【００１３】
図３は、本発明のＯＬＥＤデバイスのまた別の構造を例示する。この構造では、ＯＬＥＤデバイス３００は、基板３１０と、アノード３２０とカソード３４０との間に配置されたＥＬ媒体３３０とを含む。ＥＬ媒体３３０は、正孔注入層３３１と、正孔輸送層３３２と、発光層３３３と、電子輸送層３３４と、電子注入層３３５とを含む。図２のＯＬＥＤデバイス２００と同様に、電子と正孔の再結合によって、主として発光層３３３から放射が生じる。正孔注入層３３１と電子注入層３３５とを提供することは、それぞれの電極からのキャリア注入に対する障壁を減少させる働きがある。その結果、ＯＬＥＤデバイスのために必要な駆動電圧を低下させることができる。
【００１４】
本発明によれば、発光層（図２の層２３２または図３の層３３３の何れか）は主としてＯＬＥＤデバイスから放射される電場発光を担当する。この発光層のための最も一般的に使用される構成は、ホストと１つかそれ以上のドーパントとを含む有機薄膜である。ホストは、アノード及びカソードから注入される電荷キャリアの輸送及び再結合のための固体媒体またはマトリックスの役目を果たす。ドーパントは、普通ホスト中に少量均質に分布しており、光が生成される発光中心を提供する。先行技術の教示に準拠して、本発明はホスト及びドーパントを含む発光層を使用するが、本発明のホストは、各成分が特定の電子特性を有する少なくとも２つの成分を有する混合物である点で先行技術と異なっている。こうしたホスト成分及び適合するドーパント材料の選択は以下の基準による。
１．ホストは少なくとも２つの成分の混合物を含む固体有機薄膜である。
２．混合物の第１の成分は、次式のアミノアントラセン化合物を含むが、
【００１５】
【化１】
2007520061.tif 000003
【００１６】
ここで、
Ｒ1〜Ｒ10は個別に、水素、フルオロ、ハロゲン、ヒドロキシ、ニトロ、シアノ、１〜２４個の炭素原子の非分枝アルキルまたは置換非分枝アルキル、１〜２４個の炭素原子の分枝アルキルまたは置換分枝アルキル、１〜２４個の炭素原子の環式アルキルまたは置換環式アルキル、５〜４０個の炭素原子のアリールまたは置換アリール、複素環または置換複素環、アルケニルまたは置換アルケニル、アルコキシまたは置換アルコキシ、アリールオキシまたは置換アリールオキシ、芳香族炭化水素または置換芳香族炭化水素であり、Ｒ1〜Ｒ10の少なくとも１つはジアリールアミノ、アリールアルキルアミノ、またはジアルキルアミノである。
３．混合物の第２の成分は、第１の成分より大きい双極子モーメントを有する有機化合物を含む。
４．ドーパントは、第１または第２何れかのホスト成分中の電子と正孔の再結合から放出されたエネルギーを受容し、光としてエネルギーを放射することのできる有機発光化合物である。
【００１７】
本発明の選択基準に準拠して、低い電圧、高い効率、及び優れた動作安定性を有するＯＬＥＤデバイスを構成した。より重要なことだが、動作安定性と、カンデラ／アンペアを単位として測定した輝度効率が、第１の成分のない系と比較して大きく向上した。さらに、色度が保持され動作電圧が低下した。これは、先行技術に対する歴然たる利点であり、先行技術では、比較例に対する効率の増大と組み合わされたこうした動作安定性の改善を実証することはなかった。実際には、動作安定性の増大は、輝度の減少、駆動電圧の増大または色度の変化といった１つかそれ以上の副作用を伴うことが多い。
【００１８】
本発明の発光層の第１のホスト成分のための好適な材料は次式のアミノアントラセン化合物を含むが、
【００１９】
【化２】
2007520061.tif 000004
【００２０】
ここで、
Ｒ1〜Ｒ10は個別に、水素、フルオロ、ハロゲン、ヒドロキシ、ニトロ、シアノ、１〜２４個の炭素原子の非分枝アルキルまたは置換非分枝アルキル、１〜２４個の炭素原子の分枝アルキルまたは置換分枝アルキル、１〜２４個の炭素原子の環式アルキルまたは置換環式アルキル、５〜４０個の炭素原子のアリールまたは置換アリール、複素環または置換複素環、アルケニルまたは置換アルケニル、アルコキシまたは置換アルコキシ、アリールオキシまたは置換アリールオキシ、芳香族炭化水素または置換芳香族炭化水素であり、Ｒ1〜Ｒ10の少なくとも１つはジアリールアミノ、アリールアルキルアミノ、またはジアルキルアミノである。
【００２１】
特に好適な材料の特定の例の化学式は以下である。
【化３】
2007520061.tif 000005
【化４】
2007520061.tif 000006
【００２２】
第２のホスト成分のための１つの特定の選択基準は、当該有機化合物が第１の成分より極性の強い分子構造を有するべきであるというものである。化合物の極性は分子中の電荷の分布の尺度である。非極性またはほぼ非極性の分子は、各原子がほぼ電気的に中性であるという構造を有する。それと対照的に、極性化合物は一部の原子が部分的に正または負の電荷を有する分子構造を有する。場合によっては、分子の極性は、デバイ（Ｄｅｂｙｅ）を単位として定義する双極子モーメントの大きさによって示してもよい。参考までに、多数の有機化合物の双極子モーメントの値は、化学物理便覧、５１版（Ｔｈｅ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，５１st  ｅｄｉｔｉｏｎ）、Ｅ７０ページに見られる。非極性分子は普通１．０デバイ未満の双極子モーメントを有する。第１のホスト成分の双極子モーメントは好適には２．５デバイ未満である。
【００２３】
有機化合物の中には、個別の基としては極性である原子の様々なモイエティまたは基を含み得るものの、分子の平均双極子モーメントは比較的小さいものであり得る分子構造を有するものがある。その理由は、分子構造中の個別のモイエティの双極子モーメントは互いに反対なことがあり、それらの双極子モーメントを打ち消すからである。基双極子モーメントとして知られる、分子中の原子の様々な基の双極子モーメントの値は、文献「有機化学における双極子モーメント（Ｄｉｐｏｌｅ  Ｍｏｍｅｎｔｓ  ｉｎ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）」、Ｖ．Ｉ．ミンキン（Ｖ．Ｉ．Ｍｉｎｋｉｎ）、Ｏ．Ａ．オシポフ（Ｏ．Ａ．Ｏｓｉｐｏｖ）、及びＹ．Ａ．ジダノフ（Ｙ．Ａ．Ｚｈｄａｎｏｖ）著、に見られる。ＯＬＥＤ中で有用な分子の非極性または極性の性質を記述するための正味及び基双極子モーメントのさらなる例は、ヤング（Ｙｏｕｎｇ）及びフィッツジェラルド（Ｆｉｔｚｇｅｒａｌｄ）、物理化学紀要（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）、９９、４２３０（１９９５）で利用可能である。
【００２４】
本出願で使用する場合、分子中の原子のモイエティまたは基の双極子モーメントを基双極子モーメントと呼ぶ。分子全体の双極子モーメントを分子の正味双極子モーメントと呼ぶ。
【００２５】
本発明の発光層の第２のホスト成分のための材料は、第１のホスト成分より高い双極子モーメントを有する有機化合物を含む。前に定義したように、分子の正味双極子モーメントと基双極子モーメントの値はかなり異なっていることがある。有機化合物が第２のホスト成分として有用であるために必要なことは、分子の何らかの個別の基双極子モーメントまたは正味双極子モーメントが、第１のホスト成分のために使用される分子の何らかの個別の基双極子モーメントまたは正味双極子モーメントより大きいことだけである。発光層中の第２のホスト成分として有用な分子の個別の基または正味双極子モーメントとしては２．５デバイまたはそれより大きい値が好適である。表１は、本発明で有用ないくつかの材料の双極子モーメントを記載する。形状と双極子モーメントはＢ３ＬＹＰ／ＭＩＤＩ！法を使用して計算した。Ｂ３ＬＹＰは、Ｇａｕｓｓｉａｎ９８コンピュータコード中の定義により使用した。使用した双極子は波動関数双極子であった。
【００２６】
【化５】
2007520061.tif 000007
【００２７】
第２のホスト成分のための材料の好適な種類はオキシノイド化合物である。オキシノイド化合物の例は以下の構造式を満たすものであるが、
【化６】
2007520061.tif 000008
ここで、
Ｍｅは金属を表し、
ｎは１〜３の整数であり、
Ｚは発生する都度個別に、少なくとも２つの縮合芳香環を有する核を完成する原子を表す。
【００２８】
上記から、金属は一価、二価、または三価の金属でもよいことが明らかである。金属は、例えば、リチウム、ナトリウム、ルビジウム、セシウムまたはカリウムといったアルカリ金属、マグネシウム、ストロンチウム、バリウム、またはカルシウムといったアルカリ土類金属、またはボロンまたはアルミニウム、ガリウム、及びインジウムといった土類金属でもよい。一般に、有用なキレート化金属であることが知られた一価、二価、または三価の金属を利用すればよい。
【００２９】
Ｚは、少なくとも１つがアゾール環またはアジン環である少なくとも２つの縮合芳香環を含む複素環核を完成する。必要な場合、脂肪族環及び芳香族環の両方を含む追加の環を２つの必要な環と共に縮合してもよい。機能を改善することなく分子の大きさを増やすのを避けるため、環の原子の数は１８またはそれ未満に維持することが好ましい。
【００３０】
有用なキレート化オキシノイド化合物とそれらの短縮名の例は以下である。
トリス（８−キノリノール）アルミニウム（ＡｌＱ3）
ビス（８−キノリノール）マグネシウム（ＭｇＱ2）
トリス（８−キノリノール）ガリウム（ＧａＱ3）
８−キノリノールリチウム（ＬｉＱ）
このリストはさらに、ＩｎＱ3、ＳｃＱ3、ＺｎＱ2、ＢｅＢｑ2（ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム）、Ａｌ（４−ＭｅＱ）3、Ａｌ（２−ＭｅＱ）3、Ａｌ（２，４−Ｍｅ2Ｑ）3、Ｇａ（４−ＭｅＱ）3、Ｇａ（２−ＭｅＱ）3、Ｇａ（２，４−Ｍｅ2Ｑ）3、及びＭｇ（２−ＭｅＱ）2を含む。オキシノイド化合物のリストはさらに、例えば、Ｘが任意のアリールオキシ、アルコキシ、アリールカボキシラト、又は複素環式カルボキシラト基であるＡｌ（２−ＭｅＱ）2（Ｘ）といった、２つの二座配位子と１つの単座配位子とを備えた金属錯体を含む。
【００３１】
発光層中のドーパントのための材料選択基準は、１）ドーパント分子が、発光層中の高い効率の蛍光または燐光を有する、及び２）第１及び第２両方のホスト材料より小さいバンドギャップを有する、というものである。さらに、選択されたドーパントは青色、青−緑色、緑色、緑−黄色、または黄色の光を生じてもよい。
【００３２】
緑色発光ＯＬＥＤの場合、次式のクマリン染料を含む種類の蛍光材料が本発明のドーパントとして有用であるが、
【００３３】
【化７】
2007520061.tif 000009
【００３４】
ここで、
Ｘ＝Ｓ、Ｏ、またはＮＲ7であり、Ｒ1及びＲ2は個別に１〜２０個の炭素原子のアルキル、アリールまたは炭素環系であり、
Ｒ3及びＲ4は個別に、１〜１０個の炭素原子のアルキル、または、それぞれＲ1及びＲ2と接続する分枝または非分枝の５〜６個の要素の置換環であり、
Ｒ5及びＲ6は個別に、分枝または非分枝の、１〜２０個の炭素原子のアルキルであり、
Ｒ7は任意のアルキルまたはアリール基である。
【００３５】
こうした材料は、溶液中の個体と同程度の高い蛍光効率を有する。この種類の代表的な材料とそれらの短縮名は以下を含む。
【００３６】
【化８】
2007520061.tif 000010
【００３７】
緑色発光ＯＬＥＤの場合、次式のキナクリドン染料を有する化合物を含む別の種類の蛍光材料が本発明のドーパントとして有用であるが、
【化９】
2007520061.tif 000011
【００３８】
ここで、
置換基Ｒ1〜Ｒ7は各々個別に、水素、フルオロ、シアノ、アルコキシ、アリールオキシ、ジアリールアミノ、アリールアルキルアミノ、ジアルキルアミノ、トリアルキルシリル、トリアリールシリル、ジアリールアルキルシリル、ジアルキルアリールシリル、ケト、ジシアノメチル、１〜２４個の炭素原子のアルキル、１〜２４個の炭素原子のアルケニル、１〜２４個の炭素原子のアルキニル、５〜３０個の炭素原子のアリール、置換アリール、少なくとも１つの窒素原子、または少なくとも１つの酸素原子、または少なくとも１つの硫黄原子、または少なくとも１つのボロン原子、または少なくとも１つの燐原子、または少なくとも１つのシリコン原子、またはそれらの任意の組み合わせを含む複素環であり、また任意の２つの隣接するＲ1〜Ｒ4置換基は縮環ベンゾ、ナフト、アントラ、フェナントロ、フルオランテノ、ピレノ、トリフェニレノ、またはペリレノ置換基またはそのアルキルまたはアリール置換誘導体を形成し、また任意の２つのＲ1〜Ｒ4置換基は１，２−ベンゾ、１，２−ナフト、２，３−ナフト、１，８−ナフト、１，２−アントラセノ、２，３−アントラセノ、２，２’−ＢＰ、４，５−ＰｈＡｎ、１，１２−ＴｒｉＰ、１，１２−Ｐｅｒ、９，１０−ＰｈＡｎ、１，９−Ａｎ、１，１０−ＰｈＡｎ、２，３−ＰｈＡｎ、１，２−ＰｈＡｎ、１，１０−Ｐｙｒ、１，２−Ｐｙｒ、２，３−Ｐｅｒ、３，４−ＦｌＡｎ、２，３−ＦｌＡｎ、１，２−ＦｌＡｎ、３，４−Ｐｅｒ、７，８−ＦｌＡｎ、８，９−ＦｌＡｎ、２，３−ＴｒｉＰ、１，２−ＴｒｉＰ、アセ、またはインデノ置換基またはそれらのアルキルまたはアリール置換誘導体を形成する。
【００３９】
こうした材料は、溶液中の個体と同程度の高い蛍光効率を有する。この種類の代表的な材料とそれらの短縮名は以下を含む。
【化１０】
2007520061.tif 000012
【００４０】
緑色、緑−黄色、及び黄色発光ＯＬＥＤの場合、ＤＰＭＢ（ジピリジノメテンボラート）モイエティを有する化合物を含む別の種類の蛍光材料が本発明のドーパントとして有用であるが、
【化１１】
2007520061.tif 000013
【００４１】
ここで、
置換基Ｒ1〜Ｒ9は各々個別に、水素、フルオロ、シアノ、アルコキシ、アリールオキシ、ジアリールアミノ、アリールアルキルアミノ、ジアルキルアミノ、トリアルキルシリル、トリアリールシリル、ジアリールアルキルシリル、ジアルキルアリールシリル、ケト、ジシアノメチル、１〜２４個の炭素原子のアルキル、１〜２４個の炭素原子のアルケニル、１〜２４個の炭素原子のアルキニル、５〜３０個の炭素原子のアリール、置換アリール、少なくとも１つの窒素原子、または少なくとも１つの酸素原子、または少なくとも１つの硫黄原子、または少なくとも１つのボロン原子、または少なくとも１つの燐原子、または少なくとも１つのシリコン原子、またはそれらの任意の組み合わせを含む複素環であり、また任意の２つの隣接するＲ1〜Ｒ9置換基は縮環ベンゾ、ナフト、アントラ、フェナントロ、フルオランテノ、ピレノ、トリフェニレノ、またはペリレノ置換基またはそのアルキルまたはアリール置換誘導体を形成し、また任意の２つのＲ1〜Ｒ9置換基は１，２−ベンゾ、１，２−ナフト、２，３−ナフト、１，８−ナフト、１，２−アントラセノ、２，３−アントラセノ、２，２’−ＢＰ、４，５−ＰｈＡｎ、１，１２−ＴｒｉＰ、１，１２−Ｐｅｒ、９，１０−ＰｈＡｎ、１，９−Ａｎ、１，１０−ＰｈＡｎ、２，３−ＰｈＡｎ、１，２−ＰｈＡｎ、１，１０−Ｐｙｒ、１，２−Ｐｙｒ、２，３−Ｐｅｒ、３，４−ＦｌＡｎ、２，３−ＦｌＡｎ、１，２−ＦｌＡｎ、３，４−Ｐｅｒ、７，８−ＦｌＡｎ、８，９−ＦｌＡｎ、２，３−ＴｒｉＰ、１，２−ＴｒｉＰ、アセ、またはインデノ置換基またはそれらのアルキルまたはアリール置換誘導体を形成する。
【００４２】
こうした材料は、溶液中の個体と同程度の高い蛍光効率を有する。この種類の代表的な材料は以下を含む。
【化１２】
2007520061.tif 000014
【００４３】
黄色及び橙色発光ＯＬＥＤの場合、本発明のための好適な種類のドーパントはインデノペリレンモイエティを有する化合物を含むが、
【化１３】
2007520061.tif 000015
【００４４】
ここで、
置換基Ｒ1〜Ｒ14は各々個別に、水素、フルオロ、シアノ、アルコキシ、アリールオキシ、ジアリールアミノ、アリールアルキルアミノ、ジアルキルアミノ、トリアルキルシリル、トリアリールシリル、ジアリールアルキルシリル、ジアルキルアリールシリル、ケト、ジシアノメチル、１〜２４個の炭素原子のアルキル、１〜２４個の炭素原子のアルケニル、１〜２４個の炭素原子のアルキニル、５〜３０個の炭素原子のアリール、置換アリール、少なくとも１つの窒素原子、または少なくとも１つの酸素原子、または少なくとも１つの硫黄原子、または少なくとも１つのボロン原子、または少なくとも１つの燐原子、または少なくとも１つのシリコン原子、またはそれらの任意の組み合わせを含む複素環であり、また任意の２つの隣接するＲ1〜Ｒ14置換基は縮環ベンゾ、ナフト、アントラ、フェナントロ、フルオランテノ、ピレノ、トリフェニレノ、またはペリレノ置換基またはそのアルキルまたはアリール置換誘導体を形成し、また任意の２つのＲ1〜Ｒ14置換基は１，２−ベンゾ、１，２−ナフト、２，３−ナフト、１，８−ナフト、１，２−アントラセノ、２，３−アントラセノ、２，２’−ＢＰ、４，５−ＰｈＡｎ、１，１２−ＴｒｉＰ、１，１２−Ｐｅｒ、９，１０−ＰｈＡｎ、１，９−Ａｎ、１，１０−ＰｈＡｎ、２，３−ＰｈＡｎ、１，２−ＰｈＡｎ、１，１０−Ｐｙｒ、１，２−Ｐｙｒ、２，３−Ｐｅｒ、３，４−ＦｌＡｎ、２，３−ＦｌＡｎ、１，２−ＦｌＡｎ、３，４−Ｐｅｒ、７，８−ＦｌＡｎ、８，９−ＦｌＡｎ、２，３−ＴｒｉＰ、１，２−ＴｒｉＰ、アセ、またはインデノ置換基またはそれらのアルキルまたはアリール置換誘導体を形成する。
【００４５】
こうした材料は、溶液中の個体と同程度の高い蛍光効率を有する。この種類の１つの代表的な材料は以下である。
【化１４】
2007520061.tif 000016
【００４６】
黄色及び橙色発光ＯＬＥＤの場合、本発明のための別の好適な種類のドーパントはナフタセンモイエティを有する化合物を含むが、
【化１５】
2007520061.tif 000017
【００４７】
ここで、
置換基Ｒ1〜Ｒ12は各々個別に、水素、フルオロ、シアノ、アルコキシ、アリールオキシ、ジアリールアミノ、アリールアルキルアミノ、ジアルキルアミノ、トリアルキルシリル、トリアリールシリル、ジアリールアルキルシリル、ジアルキルアリールシリル、ケト、ジシアノメチル、１〜２４個の炭素原子のアルキル、１〜２４個の炭素原子のアルケニル、１〜２４個の炭素原子のアルキニル、５〜３０個の炭素原子のアリール、置換アリール、少なくとも１つの窒素原子、または少なくとも１つの酸素原子、または少なくとも１つの硫黄原子、または少なくとも１つのボロン原子、または少なくとも１つの燐原子、または少なくとも１つのシリコン原子、またはそれらの任意の組み合わせを含む複素環であり、また任意の２つの隣接するＲ1〜Ｒ12置換基は縮環ベンゾ、ナフト、アントラ、フェナントロ、フルオランテノ、ピレノ、トリフェニレノ、またはペリレノ置換基またはそのアルキルまたはアリール置換誘導体を形成し、また任意の２つのＲ1〜Ｒ12置換基は１，２−ベンゾ、１，２−ナフト、２，３−ナフト、１，８−ナフト、１，２−アントラセノ、２，３−アントラセノ、２，２’−ＢＰ、４，５−ＰｈＡｎ、１，１２−ＴｒｉＰ、１，１２−Ｐｅｒ、９，１０−ＰｈＡｎ、１，９−Ａｎ、１，１０−ＰｈＡｎ、２，３−ＰｈＡｎ、１，２−ＰｈＡｎ、１，１０−Ｐｙｒ、１，２−Ｐｙｒ、２，３−Ｐｅｒ、３，４−ＦｌＡｎ、２，３−ＦｌＡｎ、１，２−ＦｌＡｎ、３，４−Ｐｅｒ、７，８−ＦｌＡｎ、８，９−ＦｌＡｎ、２，３−ＴｒｉＰ、１，２−ＴｒｉＰ、アセ、またはインデノ置換基またはそれらのアルキルまたはアリール置換誘導体を形成する。
【００４８】
緑−青色、青−緑色、及び青色発光ＯＬＥＤの場合、本発明のための好適な種類のドーパントはＢＡＳＢ（ビスアミノスチリルベンゼン）モイエティを有する化合物を含むが、
【化１６】
2007520061.tif 000018
【００４９】
ここで、
各二重結合は他の二重結合とは独立してＥまたはＺの何れでもよく、置換基Ｒ1〜Ｒ4は各々個別に、かつ独立して、１〜２４個の炭素原子のアルキル、５〜３０個の炭素原子のアリールまたは置換アリール、少なくとも１つの窒素原子、または少なくとも１つの酸素原子、または少なくとも１つの硫黄原子、または少なくとも１つのボロン原子、または少なくとも１つの燐原子、または少なくとも１つのシリコン原子、またはそれらの任意の組み合わせを含む複素環であり、置換基Ｒ5〜Ｒ20は各々個別に、水素、フルオロ、シアノ、アルコキシ、アリールオキシ、ジアリールアミノ、アリールアルキルアミノ、ジアルキルアミノ、トリアルキルシリル、トリアリールシリル、ジアリールアルキルシリル、ジアルキルアリールシリル、ケト、ジシアノメチル、１〜２４個の炭素原子のアルキル、１〜２４個の炭素原子のアルケニル、１〜２４個の炭素原子のアルキニル、５〜３０個の炭素原子のアリール、置換アリール、少なくとも１つの窒素原子、または少なくとも１つの酸素原子、または少なくとも１つの硫黄原子、または少なくとも１つのボロン原子、または少なくとも１つの燐原子、または少なくとも１つのシリコン原子、またはそれらの任意の組み合わせを含む複素環であり、また任意の２つの隣接するＲ5〜Ｒ20置換基は縮環ベンゾ、ナフト、アントラ、フェナントロ、フルオランテノ、ピレノ、トリフェニレノ、またはペリレノ置換基またはそのアルキルまたはアリール置換誘導体を形成し、また任意の２つのＲ5〜Ｒ20置換基は１，２−ベンゾ、１，２−ナフト、２，３−ナフト、１，８−ナフト、１，２−アントラセノ、２，３−アントラセノ、２，２’−ＢＰ、４，５−ＰｈＡｎ、１，１２−ＴｒｉＰ、１，１２−Ｐｅｒ、９，１０−ＰｈＡｎ、１，９−Ａｎ、１，１０−ＰｈＡｎ、２，３−ＰｈＡｎ、１，２−ＰｈＡｎ、１，１０−Ｐｙｒ、１，２−Ｐｙｒ、２，３−Ｐｅｒ、３，４−ＦｌＡｎ、２，３−ＦｌＡｎ、１，２−ＦｌＡｎ、３，４−Ｐｅｒ、７，８−ＦｌＡｎ、８，９−ＦｌＡｎ、２，３−ＴｒｉＰ、１，２−ＴｒｉＰ、アセ、またはインデノ置換基またはそれらのアルキルまたはアリール置換誘導体を形成する。
【００５０】
こうした材料は、溶液中の個体と同程度の高い蛍光効率を有する。この種類の代表的な材料は以下を含む。
４−（ジフェニルアミノ）−４’−［４−（ジフェニルアミノ）スチリル］スチルベン
４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４’−［（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル］スチルベン（青色−緑色２）
４，４’−［（２，５−ジメトキシ−１，４−フェニレン）ジ−２，１−エテネジル］ビス［Ｎ，Ｎ−ビス（４−メチルフェニル）ベンゼンアミン
４，４’−（１，４−ナフタレネジルジー２，１−エスネジル）ビス［Ｎ，Ｎ−ビス（４−メチルフェニル）ベンゼンアミン
３，３’−（１，４−フェニレンジ−２，１−エスネジル）ビス［９−（４−エチルフェニル）−９Ｈ−カルバゾール
４，４’−（１，４−フェニレンジ−２，１−エスネジル）ビス［Ｎ，Ｎ−ジフェニル−１−ナフタレンアミン
４，４’−［１，４−フェニレンビス（２−フェニル−２，１−エスネジル）］ビス［Ｎ，Ｎ−ジフェニルベンゼンアミン］
４，４’，４”−（１，２，４−ベンゼントリイルトリ−２，１−エスネジル）トリス［Ｎ，Ｎ−ジフェニルベンゼンアミン］
９，１０−ビス［４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル］アントラセン
α，α’−（１，４−フェニレンジメチリジン）ビス［４−（ジフェニルアミノ）−１−ナフタレンアセトニトリル
【００５１】
青色発光ＯＬＥＤの場合、本発明のための好適な種類のドーパントはペリレンモイエティを有する化合物を含むが、
【化１７】
2007520061.tif 000019
【００５２】
ここで、
置換基Ｒ1〜Ｒ12は各々個別に、水素、フルオロ、シアノ、アルコキシ、アリールオキシ、ジアリールアミノ、アリールアルキルアミノ、ジアルキルアミノ、トリアルキルシリル、トリアリールシリル、ジアリールアルキルシリル、ジアルキルアリールシリル、ケト、ジシアノメチル、１〜２４個の炭素原子のアルキル、１〜２４個の炭素原子のアルケニル、１〜２４個の炭素原子のアルキニル、５〜３０個の炭素原子のアリール、置換アリール、少なくとも１つの窒素原子、または少なくとも１つの酸素原子、または少なくとも１つの硫黄原子、または少なくとも１つのボロン原子、または少なくとも１つの燐原子、または少なくとも１つのシリコン原子、またはそれらの任意の組み合わせを含む複素環であり、また任意の２つの隣接するＲ1〜Ｒ12置換基は縮環ベンゾ、ナフト、アントラ、フェナントロ、フルオランテノ、ピレノ、トリフェニレノ、またはペリレノ置換基またはそのアルキルまたはアリール置換誘導体を形成し、また任意の２つのＲ1〜Ｒ12置換基は１，２−ベンゾ、１，２−ナフト、２，３−ナフト、１，８−ナフト、１，２−アントラセノ、２，３−アントラセノ、２，２’−ＢＰ、４，５−ＰｈＡｎ、１，１２−ＴｒｉＰ、１，１２−Ｐｅｒ、９，１０−ＰｈＡｎ、１，９−Ａｎ、１，１０−ＰｈＡｎ、２，３−ＰｈＡｎ、１，２−ＰｈＡｎ、１，１０−Ｐｙｒ、１，２−Ｐｙｒ、２，３−Ｐｅｒ、３，４−ＦｌＡｎ、２，３−ＦｌＡｎ、１，２−ＦｌＡｎ、３，４−Ｐｅｒ、７，８−ＦｌＡｎ、８，９−ＦｌＡｎ、２，３−ＴｒｉＰ、１，２−ＴｒｉＰ、アセ、またはインデノ置換基またはそれらのアルキルまたはアリール置換誘導体を形成する。
【００５３】
こうした材料は、溶液中の個体と同程度の高い蛍光効率を有する。この種類の代表的な材料は以下を含む。
ペリレン
２，５，８，１１−テトラ−タート−ブチルペリレン（ＴＢＰ）
２，８−ジ−タート−ブチルペリレン
オバレン
ジベンゾ［ｂ，ｇｈｉ］ペリレン
ジベンゾ［ｂ，ｋ］ペリレン
【００５４】
青色発光ＯＬＥＤの場合、本発明のための別の好適な種類のドーパントはＡＤＰＭＢ（アザ−ＤＰＭＢ）モイエティを有する化合物を含むが、
【化１８】
2007520061.tif 000020
【００５５】
ここで、
置換基Ｒ1〜Ｒ8は各々個別に、水素、フルオロ、シアノ、アルコキシ、アリールオキシ、ジアリールアミノ、アリールアルキルアミノ、ジアルキルアミノ、トリアルキルシリル、トリアリールシリル、ジアリールアルキルシリル、ジアルキルアリールシリル、ケト、ジシアノメチル、１〜２４個の炭素原子のアルキル、１〜２４個の炭素原子のアルケニル、１〜２４個の炭素原子のアルキニル、５〜３０個の炭素原子のアリール、置換アリール、少なくとも１つの窒素原子、または少なくとも１つの酸素原子、または少なくとも１つの硫黄原子、または少なくとも１つのボロン原子、または少なくとも１つの燐原子、または少なくとも１つのシリコン原子、またはそれらの任意の組み合わせを含む複素環であり、また任意の２つの隣接するＲ1〜Ｒ8置換基は縮環ベンゾ、ナフト、アントラ、フェナントロ、フルオランテノ、ピレノ、トリフェニレノ、またはペリレノ置換基またはそのアルキルまたはアリール置換誘導体を形成し、また任意の２つのＲ1〜Ｒ8置換基は１，２−ベンゾ、１，２−ナフト、２，３−ナフト、１，８−ナフト、１，２−アントラセノ、２，３−アントラセノ、２，２’−ＢＰ、４，５−ＰｈＡｎ、１，１２−ＴｒｉＰ、１，１２−Ｐｅｒ、９，１０−ＰｈＡｎ、１，９−Ａｎ、１，１０−ＰｈＡｎ、２，３−ＰｈＡｎ、１，２−ＰｈＡｎ、１，１０−Ｐｙｒ、１，２−Ｐｙｒ、２，３−Ｐｅｒ、３，４−ＦｌＡｎ、２，３−ＦｌＡｎ、１，２−ＦｌＡｎ、３，４−Ｐｅｒ、７，８−ＦｌＡｎ、８，９−ＦｌＡｎ、２，３−ＴｒｉＰ、１，２−ＴｒｉＰ、アセ、またはインデノ置換基またはそれらのアルキルまたはアリール置換誘導体を形成する。
【００５６】
こうした材料は、溶液中の個体と同程度の高い蛍光効率を有する。この種類の代表的な材料は以下を含む。
【化１９】
2007520061.tif 000021
【００５７】
本発明の発光層の組成は、第１のホスト成分または第２のホスト成分の何れかが発光層の最大の体積分率を占めることができるようなものである。ドーパントは普通最小の体積分率を占める。第１のホスト成分の範囲は発光層の１〜９９体積％である。第１のホスト成分の好適な範囲は２５〜７５体積％である。第２のホスト成分の範囲は発光層の９９〜１体積％である。第２のホスト成分の好適な範囲は７５〜２５体積％である。ドーパントの濃度範囲は０．１〜１０体積％である。ドーパントの好適な濃度範囲は０．５〜５体積％である。本発明で有用な発光層の厚さは５０〜５０００オングストロームである。この範囲の厚さは十分に大きいので、電荷キャリアの再結合が可能になり、もっぱらこの層で電場発光が行われる。好適な範囲は１００〜１０００オングストロームであり、この範囲内では、駆動電圧を含むＯＬＥＤデバイス全体の性能パラメータが最適になる。
【００５８】
本発明の発光層を形成する有用な方法は真空チャンバ内での蒸着によるものである。この方法は、有機層を含む層構造を層間の大きな干渉なしに基板上に順次蒸着できるためＯＬＥＤデバイスを製造するため特に有用である。個別の各層の厚さとその組成は蒸着処理中に正確に制御することができる。発光層の望ましい組成を生じるため、蒸着率モニタを使用して各成分の蒸着率を独立して制御する。
【００５９】
本発明の発光層を形成する別の有用な方法はスピンコーティングまたはインクジェット印刷によるものである。この方法は低コストＯＬＥＤデバイスを製造するため特に有用である。発光層の組成はコーティングする溶液中の各成分の濃度によって決定する。
【００６０】
図２に戻ると、正孔輸送層２３１及び電子輸送層２３３は、発光層２３２にそれぞれ正孔及び電子を輸送する機能を提供する。ＯＬＥＤデバイスにおけるこうした層の使用とその材料組成は、引用によって本出願の記載に援用する、同じ譲受人に譲受された米国特許第４，７６９，２９２号でタン（Ｔａｎｇ）他によって開示されている。通常の正孔輸送層は、Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（２−ナフチル）ベンジジン（ＴＮＢ）、及びＮ，Ｎ’−ビス（３−トリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＴＰＤ）といった正孔輸送化合物を含む。
【００６１】
図３に戻ると、正孔注入層３３１及び電子注入層３３５は、それぞれアノードからの正孔注入とカソード３４０からの電子注入を改善する機能を提供する。ＯＬＥＤデバイスにおける正孔注入層の使用は、引用によって本出願の記載に援用する、同じ譲受人に譲受された米国特許第４，７２０，４３２号でヴァン・スライク（Ｖａｎ  Ｓｌｙｋｅ）他によって開示されている。電子注入層の使用は、やはり引用によって本出願の記載に援用する、同じ譲受人に譲受された米国特許第５，７７６，６２２号でフン（Ｈｕｎｇ）他によって開示されている。
【００６２】
アミノアントラセンは多様な方法で合成してよい。以下の合成スキームで、１つの特定の方法を概説する。この例では、鈴木クロスカップリングを使用して９−ブロモアントラセンをある特定のアリール基と結合しアリールアントラセン（ａ）を形成する。アリールアントラセン（ａ）を臭素化して（ｂ）を得る。アリールアントラセン（ｂ）をＰｄ触媒によりアミンとクロスカップリングして、本発明で有用なアミノアントラセン（ｃ）を得る。
【００６３】
【化２０】
2007520061.tif 000022
【実施例】
【００６４】
化合物Ｉ−ＩＶの合成
９−（２−ナフチレニル）アントラセン
９−ブロモアントラセン（２５．０ｇ、０．０８８モル）、２−ナフチルボロン酸（１７．１ｇ、０．０９９モル）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（０．７ｇ）、３００ｍｌのトルエン、及び１５０ｍｌの炭酸カリウム（２Ｎ）を全て窒素雰囲気下で丸底フラスコに加えた。反応物を２日間還流させ加熱した。溶離液としてヘキサン：ジクロロメタン（比率６：１）を使用した薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）は、９−ブロモアントラセンがもはや存在しないことを示した。反応物を室温に冷却し、濾過によって灰色の固体を収集し、水で十分に洗浄した。この固体をＨＣｌ（６Ｍ）中で２時間軽く加熱した後固体を濾過によって収集し、水で十分に洗浄し乾燥した。灰色の固体をジクロロメタン中に懸濁し穏やかに加熱した。浮遊物を濾過し、ジクロロメタンで十分に洗浄した。濾過液を回転気化し、その結果得られた黄色の固体をジエチルエーテル中で６０分間超音波処理する。黄色の固体を濾過によって収集し、ジエチルエーテルで洗浄した後オーブン中で乾燥して１６．７ｇの純粋な黄色の製品を得る（収率６２％）。ＦＤ−ＭＳ（ｍ／ｚ）：３０４。
【００６５】
９−ブロモ−１０−（２−ナフチレニル）アントラセン
９−（２−ナフチレニル）アントラセン（２４．５ｇ、０．０８１モル）を４００ｍｌのジクロロメタン中に溶解した。１００ｍｌのジクロロメタン中に溶解した臭素（１３．０ｇ、０．０８１モル）を３０分間にわたって滴下して加え、溶液を室温で一晩攪拌した。回転気化によってジクロロメタンを除去し、メタノール（２５０ｍｌ）をフラスコに加える。浮遊物を濾過し黄色の固体をメタノールで洗浄し乾燥して３０ｇの純粋な黄色の製品を得る（収率９７％）。ＦＤ−ＭＳ（ｍ／ｚ）：３８３。
【００６６】
Ｎ，１０−（２−ナフタレニル）−Ｎ’−フェニル−９−アントラセンアミン（Ｉ）
９−ブロモ−１０−（２−ナフチレニル）アントラセン（５．０ｇ、０．０１３モル）、Ｎ−フェニル−２−ナフチルアミン（３．２ｇ、０．０１４モル）１．７５ｇのナトリウムタート−ブトキシド、０．１６ｇのパラジウム（ＩＩ）アセテート、２滴のトリ−タート−ブチルホスフィン、及び２５ｍｌのｏ−キシレンを全て窒素雰囲気下で丸底フラスコに加える。混合物を１００℃で一晩加熱する。室温まで冷却した後、不溶性の材料を濾過によって除去する。キシレンを蒸留によって除去し残った固体をシリカゲルカラムでクロマトグラフにかけ、６．０ｇの純粋な黄色の製品を得る（収率８８％）。ＦＤ−ＭＳ（ｍ／ｚ）：５２１。
【００６７】
Ｎ，１０−フェニル−Ｎ’−（２−ナフタレニル）−９−アントラセンアミン（ＩＩ）
９−ブロモ−１０−フェニルアントラセン（１．５ｇ、０．００５モル）、Ｎ−フェニル−２−ナフチルアミン（０．００５モル）０．５ｇのナトリウムタート−ブトキシド、０．１ｇのパラジウム（ＩＩ）アセテート、２滴のトリ−タート−ブチルホスフィン、及び４０ｍｌのトルエンを窒素雰囲気下で丸底フラスコに加える。混合物を２日間還流させ加熱する。冷却後、回転気化によってトルエンを除去し、残った固体をシリカゲルカラムでクロマトグラフにかけ、１．６ｇの純粋な黄色の製品を得る（収率７５％）。ＦＤ−ＭＳ（ｍ／ｚ）：４７１。
【００６８】
１０−（２−ナフタレニル）−Ｎ，Ｎ−ジフェニル−９−アントラセンアミン（ＩＩＩ）
９−ブロモ−１０−（２−ナフチレニル）アントラセン（３．３ｇ、０．００８モル）、ジフェニルアミン（１．５ｇ、０．００８モル）、１．０ｇのナトリウムタート−ブトキシド、０．１ｇのパラジウム（ＩＩ）アセテート、３滴のトリ−タート−ブチルホスフィン、及び８０ｍｌのトルエンを窒素雰囲気下で丸底フラスコに加える。混合物を２日間還流させ加熱する。冷却後、回転気化によってトルエンを除去し、残った固体をシリカゲルカラムでクロマトグラフにかけ、４．０ｇの純粋な黄色の製品を得る（収率９９％）。ＦＤ−ＭＳ（ｍ／ｚ）：４７１。
【００６９】
１０−［１，１’−ビフェニル］−４−ｙｌ−Ｎ−フェニル−Ｎ’−（２−ナフタレニル）−９−アントラセンアミン（ＩＶ）
９−ブロモ−１０−［１，１’−ビフェニル］−４−ｙｌ−アントラセン（７．０ｇ、０．０１７モル）、Ｎ−フェニル−２−ナフチルアミン（３．５ｇ、０．０１７モル）、２．７ｇのナトリウムタート−ブトキシド、１．０ｇのパラジウム（ＩＩ）アセテート、６滴のトリ−タート−ブチルホスフィン、及び１２０ｍｌのトルエンを窒素雰囲気下で丸底フラスコに加える。混合物を１日間還流させ加熱する。冷却後、メタノールを加え、濾過によって固体を収集し乾燥する。固体をシリカゲルカラムでクロマトグラフにかけ、７．０ｇの純粋な黄色の製品を得た（収率７５％）。ＦＤ−ＭＳ（ｍ／ｚ）：５４７。
【００７０】
デバイス例１〜７
本発明及びその利点は、以下の本発明の例及び比較例によってよりよく認識できる。これらの例では、有機層の厚さ及びドーピング濃度は、較正膜厚モニタ（ＩＮＦＩＣＯＮ  ＩＣ／５蒸着制御装置）を使用して現場で制御及び測定した。製造した全てのデバイスの電場発光特性は、室温で定電流源（ＫＥＩＴＨＬＥＹ  ２４００  ＳｏｕｒｃｅＭｅｔｅｒ）及び光度計（ＰＨＯＴＯ  ＲＥＳＥＡＲＣＨ  ＳｐｅｃｔｒａＳｃａｎ  ＰＲ  ６５０）を使用して評価した。
【００７１】
例１（比較例）
従来のＯＬＥＤの準備は以下の通りである。透明なＩＴＯ導電層でコーティングした〜１．１ｍｍ厚のガラス基板を市販のガラス洗浄工具を使用して清掃及び乾燥した。ＩＴＯの厚さは約４２ｎｍであり、ＩＴＯのシート抵抗は約６８Ω／スクエアである。次いで、ＩＴＯの表面を酸化性プラズマで処理し、表面をアノードとして調整した。ＲＦプラズマ処理チャンバ内でＣＨＦ3ガスを分解することによって、１ｎｍ厚のＣＦｘの層を、清掃したＩＴＯの表面にＨＩＬとして蒸着した。そして、基板を真空蒸着チャンバ（ＴＲＯＶＡＴＯ  ＭＦＧ．ＩＮＣ）内に移動し、基板の上部に他の全ての層を蒸着した。
【００７２】
約１０-6トールの真空下で加熱したボートから気化することによって、以下の層を以下の順序で蒸着した。（１）正孔輸送層、７５ｎｍ厚、ＮＰＢを含む、（２）発光層、３７．５ｎｍ厚、単独のホスト材料としてのＡｌＱとドーパントとしての０．６％のＤＰＱＡを含む、（３）電子輸送層、３７．５ｎｍ厚、ＡｌＱ3を含む、及び（４）カソード、約２１００ｎｍ厚、Ｍｇ：Ａｇの体積比が約１０：０．５であるマグネシウムと銀の合金を含む。
【００７３】
これらの層を蒸着した後、カプセル化のためデバイスを蒸着チャンバからドライボックス（ＶＡＣ  Ｖａｃｕｕｍ  Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ  Ｃｏｍｐａｎｙ）内に移動した。
【００７４】
デバイスのＥＬ特性を、定電流源及び光度計を使用して評価した。駆動電圧、ｃｄ／ｍ2を単位とする輝度、ｃｄ／Ａを単位とするＥＬ効率、及び国際照明委員会（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ  ｄｅ  ｌ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ，ＣＩＥ）座標を全て測定した。それらの値を表２に示す。このデバイスは２０ｍＡ／ｃｍ2を流すのに８．６Ｖの駆動電圧を必要とする。その輝度は１７５６ｃｄ／ｍ2でありその輝度効率は８．８ｃｄ／Ａである。製造したデバイスを動作安定性の試験のため２０ｍＡ／ｃｍ2で室温で動作させた。その結果得られた輝度の減衰と動作時間との関係を図４及び図５の両方に示す。３００時間の動作後、輝度は１３％低下した。
【００７５】
例２（本発明の例）
発光層中、化合物Ｉが第１のホスト成分のための材料であり、Ａｌｑが第２のホスト成分のための材料であり、ＤＰＱＡが蛍光ドーパントである点以外は比較例１と同様のＯＬＥＤデバイスを構成した。化合物Ｉ、ＡｌＱ、及びＤＰＱＡの体積比での相対量は２５．２：７４．２：０．６である。このデバイスのＥＬ特性もやはり表２に示す。このデバイスは２０ｍＡ／ｃｍ2を流すのに８．３Ｖの駆動電圧を必要とする。その輝度は１８５７ｃｄ／ｍ2でありその輝度効率は９．３ｃｄ／Ａである。例１と比較すると、効率はわずかに高く、電圧は低い。輝度の減衰と動作時間との関係を図４に示す。３００時間の動作後、輝度は約５％低下しただけだった。
【００７６】
例３（本発明の例）
発光層中、化合物Ｉが第１のホスト成分のための材料であり、Ａｌｑが第２のホスト成分のための材料であり、ＤＰＱＡが蛍光ドーパントである点以外は比較例１と同様のＯＬＥＤデバイスを構成した。化合物Ｉ、ＡｌＱ、及びＤＰＱＡの体積比での相対量は５０．７：４８．７：０．６である。このデバイスのＥＬ特性もやはり表２に示す。このデバイスは２０ｍＡ／ｃｍ2を流すのに７．６Ｖの駆動電圧を必要とする。その輝度は２１０３ｃｄ／ｍ2でありその輝度効率は１０．５ｃｄ／Ａである。例１と比較すると、効率は極めて高く、電圧はかなり低い。輝度の減衰と動作時間との関係を図４に示す。３００時間の動作後、輝度は約４％低下しただけだった。
【００７７】
例４（本発明の例）
発光層中、化合物Ｉが第１のホスト成分のための材料であり、Ａｌｑが第２のホスト成分のための材料であり、ＤＰＱＡが蛍光ドーパントである点以外は比較例１と同様のＯＬＥＤデバイスを構成した。化合物Ｉ、ＡｌＱ、及びＤＰＱＡの体積比での相対量は７５．８：２３．６：０．６である。このデバイスのＥＬ特性もやはり表２に示す。このデバイスは２０ｍＡ／ｃｍ2を流すのに７．４Ｖの駆動電圧を必要とする。その輝度は２０１９ｃｄ／ｍ2でありその輝度効率は１０．１ｃｄ／Ａである。例１と比較すると、効率は極めて高く、電圧はかなり低い。輝度の減衰と動作時間との関係を図４に示す。３００時間の動作後、輝度は約４％低下しただけだった。
【００７８】
例５（本発明の例）
発光層中、化合物ＩＩが第１のホスト成分のための材料であり、Ａｌｑが第２のホスト成分のための材料であり、ＤＰＱＡが蛍光ドーパントである点以外は比較例１と同様のＯＬＥＤデバイスを構成した。化合物ＩＩ、ＡｌＱ、及びＤＰＱＡの体積比での相対量は７５．６：２３．８：０．６である。このデバイスのＥＬ特性もやはり表２に示す。このデバイスは２０ｍＡ／ｃｍ2を流すのに７．７Ｖの駆動電圧を必要とする。その輝度は１７０６ｃｄ／ｍ2でありその輝度効率は８．５ｃｄ／Ａである。例１と比較すると、効率はほぼ同じであり、電圧は低い。輝度の減衰と動作時間との関係を図５に示す。３００時間の動作後、輝度は約７％低下しただけだった。
【００７９】
例６（本発明の例）
発光層中、化合物ＩＩが第１のホスト成分のための材料であり、Ａｌｑが第２のホスト成分のための材料であり、ＤＰＱＡが蛍光ドーパントである点以外は比較例１と同様のＯＬＥＤデバイスを構成した。化合物ＩＩ、ＡｌＱ、及びＤＰＱＡの体積比での相対量は５４．２：４５．２：０．６である。このデバイスのＥＬ特性もやはり表２に示す。このデバイスは２０ｍＡ／ｃｍ2を流すのに７．０Ｖの駆動電圧を必要とする。その輝度は１８８０ｃｄ／ｍ2でありその輝度効率は９．４ｃｄ／Ａである。例１と比較すると、効率は増大し、電圧はかなり低い。輝度の減衰と動作時間との関係を図５に示す。３００時間の動作後、輝度は約７％低下しただけだった。
【００８０】
例７（本発明の例）
発光層中、化合物ＩＩが第１のホスト成分のための材料であり、Ａｌｑが第２のホスト成分のための材料であり、ＤＰＱＡが蛍光ドーパントである点以外は比較例１と同様のＯＬＥＤデバイスを構成した。化合物ＩＩ、ＡｌＱ、及びＤＰＱＡの体積比での相対量は３８．１：６１．３：０．６である。このデバイスのＥＬ特性もやはり表２に示す。このデバイスは２０ｍＡ／ｃｍ2を流すのに６．９Ｖの駆動電圧を必要とする。その輝度は１９１３ｃｄ／ｍ2でありその輝度効率は９．６ｃｄ／Ａである。例１と比較すると、効率は増大し、電圧はかなり低い。輝度の減衰と動作時間との関係を図５に示す。３００時間の動作後、輝度は約８％低下しただけだった。
【００８１】
【表１】
2007520061.tif 000023
【００８２】
上記の例は、第１の成分がアミノアントラセンを含む有機化合物である少なくとも２つの成分の混合物を含む固体有機材料を含むように発光層のホストを選択する場合達成される電圧、効率及び安定性の極めて大きな改善を実証している。さらに、ＣＩＥ座標から明らかなように、発光層のホストがアミノアントラセンを含む場合、デバイスの色純度が保持される。
【００８３】
本明細書中で引用した特許及び他の刊行物の全体を引用によって本明細書の記載に援用する。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】有機ＥＬ媒体を備えたＯＬＥＤの概略構造である。
【図２】１つの構成の有機ＥＬ媒体を示す概略ＯＬＥＤ構造である。
【図３】別の構成の有機ＥＬ媒体を示す概略ＯＬＥＤ構造である。
【図４】比較例１及び本発明に係るデバイスの例２〜４についての正規化輝度対動作時間のグラフである。全てのデバイスは、２０ｍＡ／ｃｍ2の一定の電流密度及び室温で動作した。
【図５】比較例１及び本発明に係るデバイスの例５〜７についての正規化輝度対動作時間のグラフである。全てのデバイスは、２０ｍＡ／ｃｍ2の一定の電流密度及び室温で動作した。
【符号の説明】
【００８５】
１０    導電体
１００    ＯＬＥＤデバイス
１１０    基板
１２０    アノード
１３０    ＥＬ媒体
１４０    カソード
２００    ＯＬＥＤデバイス
２１０    基板
２２０    アノード
２３０    ＥＬ媒体
２３１    正孔輸送層
２３２    発光層
２３３    電子輸送層
２４０    カソード
３００    ＯＬＥＤデバイス
３１０    基板
３２０    アノード
３３０    ＥＬ媒体
３３１    正孔注入層
３３２    正孔輸送層
３３３    発光層
３３４    電子輸送層
３３５    電子注入層
３４０    カソード
【図１】
2007520061.tif 000034
【図２】
2007520061.tif 000035
【図３】
2007520061.tif 000036
【図４】
2007520061.tif 000037
【図５】
2007520061.tif 000038
【国際調査報告】
2007520061.tif 000039
2007520061.tif 000040