(57)【要約】      （修正有）【課題】白色光を発光可能な有機発光デバイスの非発光電子輸送層に用いられる化合物及びその化合物を有する有機発光デバイスの提供。【解決手段】式１で表される化合物が電子注入・輸送材料、又は励起子ブロック層に存在する有機発光デバイス。2015218112.tif 000009〔ＸとＹは各々独立にＨ、芳香族又は複素環芳香族炭化水素；Ａｒ１とＡｒ２は各々独立にＨ又は芳香族炭化水素、或いは、隣接する炭化水素と共に縮合芳香族環を形成〕【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰極と、
陽極と、
発光層と、
前記陰極と前記発光層の間に介在された非発光電子輸送層と、
を含む、ＯＬＥＤ装置。
【請求項２】
前記非発光電子輸送層が、下記式１の化合物を濃度２５％〜９０％の範囲で含む、請求項１記載のＯＬＥＤ装置。
【化１】
2015218112.tif 000008
（式１中、ＸとＹは、互いに独立して、水素、炭素数５〜１０の芳香族または複素環芳香族炭化水素を表す。ＸとＹは、互いに同じであっても、異なってもよい。Ａｒ１〜Ａｒ２は、それぞれ水素、炭素数４〜１２の非置換のまたは置換された芳香族炭化水素、または炭素数４〜１２の非置換のまたは置換された縮合多環芳香族炭化水素を表す。Ａｒ１〜Ａｒ２は、隣接する芳香族炭化水素と共に縮合芳香族環系を形成してもよい）
【請求項３】
厚さが１ｎｍ〜５００ｎｍの範囲である有機層をさらに含む、請求項１記載のＯＬＥＤ装置。
【請求項４】
電子輸送層と、
電子注入層と、
発光層と、
正孔ブロック層または電子ブロック層とをさらに含み、
式１で表される化合物を含有する、請求項２記載のＯＬＥＤ装置。
【請求項５】
前記電子輸送層に、式１で表される前記化合物と結合するｎ-ドーパント材料をさらに含む請求項４記載のＯＬＥＤ装置。
【請求項６】
前記発光層に、式１で表される前記化合物と結合する蛍光またはリン光発光子をさらに含む、請求項４記載のＯＬＥＤ装置。
【請求項７】
請求項２記載の式１で表される化合物を含む非晶質薄膜を製造する方法。
【請求項８】
真空蒸着法または回転塗布法である、請求項７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非放射性（emissive）材料を含む有機発光（electroluminescent）デバイスに関し、より具体的には、白色光を発光するための縮合環（fused ring）構造を有する非放射性材料を含む有機発光デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光デバイス（Organic Light-Emitting Devices、ＯＬＥＤ）は、高輝度、速いリフレッシュ速度および広色域などの性質を有すると共に、より携帯型電子機器への応用に適しているため、近年注目を集めている。
【０００３】
一般的に、ＯＬＥＤは、真空蒸着または塗布技術により順番に被着された、陽極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層および陰極を含む。電圧が提供されると、陽極から正孔が有機層に注入（inject）され、陰極からは電子が有機層に注入される。注入された正孔は、正孔輸送層を経由して発光層に移動し、電子は、電子輸送層を経由して発光層に移動する。発光層において、正孔と電子が再結合することで励起子（exciton）が生成される。励起子が光電子放出メカニズムにより緩和すると、光が発光される。
【０００４】
複数層の薄膜構造を含む有機発光（ＥＬ）表示デバイスを製造する理由には、電極と有機層の間のインターフェースを安定化することが含まれる。また、有機材料について、電子と正孔の移動性（mobility）は著しく異なるため、適切な正孔輸送層と電子輸送層を使用すれば、正孔と電子は効率的にルミネセント層（luminescent layer）に伝達されることができる。また、発光層における正孔と電子の密度のバランスがとれていれば、発光（luminous）効率を向上させることができる。上述した有機層の適切な組合せは、デバイス効率および寿命を向上させることができる。しかし、実際の表示デバイスの応用用途の要件を全て満足する有機材料を見つけることは、極めて困難である。
【０００５】
トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ３）は、電子輸送材料として広く使用される一例である。しかし、Ａｌｑ３は、非常に強い緑色発光を有し、それを用いたデバイスは、高い駆動電圧を示す。そのため、あらゆる実用面において、従来の材料よりも優れた特性（例えば、高い効率、低減された駆動電圧および操作の安定性）を有する電子輸送分子を発見することは、極めて重要である。
【０００６】
電子注入と輸送層の材料としては、イミダゾール基、オキサゾール基およびチアゾール基を有する小さな有機分子が、非特許文献１（Chem. Mater. 2004, No.16, p. 4556）のように、よく報告されている。
【０００７】
特許文献１（米国特許第5645948号）と特許文献２（米国特許第5766779号）は、青色発光（blue emission）を有する電子輸送のための典型的な材料である1,3,5-トリス(1-フェニル-1H-ベンゾイミダゾール-2-イル)ベンゼン（ＴＰＢＩ）を開示している。ＴＰＢＩは、ベンゼンの1,3,5の置換位置に３つのＮ−フェニルベンゾイミダゾール基を有しており、電子輸送と発光材料としての両方の機能を有している。しかしながら、ＴＰＢＩは操作の安定性が低い。
【０００８】
特許文献３（米国特許第6878469号）は、２−フェニルベンゾイミダゾリル基がアントラセン（anthracene）構造のC-2とC-6の位置に結合された化合物を開示している。特許文献４（米国特許第20080125593号）と特許文献５（韓国特許出願第2010-0007143号）は、分子の骨格にイミダゾピリジルまたはベンゾイミダゾリル基を有する電子輸送材料を開示しており、低い駆動電圧と高い効率を示している。しかし、これらの材料も操作の安定性に欠けている。
【０００９】
特許文献６（日本特開2002-069044）、特許文献７（日本特開2005-320286）、特許文献８（米国特許公開番号第20070243411号）、特許文献９（ＰＣＴ国際公開第2008-059713号）および特許文献１０（ＰＣＴ国際公開第2011-052186号）に開示されているフルオランテン誘導体は、発光化合物として有用であることがよく知られている。特許文献１１（米国特許第7879465号）と特許文献１２（米国特許第8076009号）は、電子注入と電子輸送層に環状のフルオランテンを用いる用途を開示している。しかしながら、これらのデバイスは、所望のＥＬ特性（高輝度、操作の安定性および低減された駆動電圧）の全てを有さない。
【００１０】
したがって、長い寿命の安定性と低減された操作電圧を有するＯＬＥＤが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第5645948号
【特許文献２】米国特許第5766779号
【特許文献３】米国特許第6878469号
【特許文献４】米国特許第20080125593号
【特許文献５】韓国特許出願第2010-0007143号
【特許文献６】日本特許特開2002-069044
【特許文献７】日本特許特開2005-320286
【特許文献８】米国特許公開第20070243411号
【特許文献９】ＰＣＴ国際公開第2008-059713号
【特許文献１０】ＰＣＴ国際公開第2011-052186号
【特許文献１１】米国特許第7879465号
【特許文献１２】米国特許第8076009号
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Chem. Mater. 2004, No.16, p. 4556.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、長い寿命の安定性と低減された操作電圧という上記所望の特性を有し、白色光を発光することが可能なＯＬＥＤデバイスを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題および他の課題を解決するために、本発明は、陰極と、陽極と、発光層と、陰極と発光層の間に介在された非発光電子輸送層とを含むＯＬＥＤデバイスを提供する。１つの実施例において、非発光電子輸送層は、下記式１の化合物を２５％〜９０％の濃度で含む。
【００１５】
【化１】
2015218112.tif 000002
【００１６】
式１中、ＸとＹは、互いに独立して、水素、炭素数５〜１０の芳香族または複素環芳香族炭化水素を表す。ＸとＹは、互いに同じであっても、異なってもよい。Ａｒ１〜Ａｒ２は、それぞれ水素、炭素数４〜１２の非置換のまたは置換された芳香族炭化水素、または炭素数４〜１２の非置換のまたは置換された縮合多環芳香族炭化水素を表す。Ａｒ１〜Ａｒ２は、隣接する芳香族炭化水素と共に縮合芳香族環系（fused aromatic ring system）を形成してもよい。
【００１７】
他の実施例において、上記ＯＬＥＤは、厚さが１ｎｍ〜５００ｎｍの有機層をさらに含む。
【００１８】
さらに他の実施例において、上記ＯＬＥＤは、式１で示す化合物が含有される、電子輸送層、電子注入層、発光層、正孔ブロック層または電子ブロック層をさらに含む。
【００１９】
また、さらに他の実施例において、上記ＯＬＥＤは、式１で示す化合物と結合するためのｎ-ドーパント材料、蛍光またはリン光の放射体（emitter）をさらに含む。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る有機発光デバイスの一実施例の一実例を示す断面図である。
【図２】本発明に係る有機発光デバイスの他の実施例の一実例を示す断面図である。
【図３】本発明に係る有機発光デバイスのさらに他の実施例の一実例を示す断面図である。
【図４】本発明に係る青色蛍光有機発光デバイスのエレクトロルミネセントスペクトルを示す。
【図５】本発明に係る緑色リン光有機発光デバイスのエレクトロルミネセントスペクトルを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、具体的な実施例を用いて本発明の利点および効果を説明する。当業者は、本願明細書を読むことによって、これらおよび他の利点および効果を容易に理解することができる。
【００２２】
本発明に係る有機発光デバイスのための化合物は、式１で表される。式１中、ＸとＹは、互いに独立して、水素、炭素数５〜１０の芳香族または複素環芳香族炭化水素を表す。ＸとＹは、互いに同じであっても、異なってもよい。Ａｒ１〜Ａｒ２は、それぞれ水素、炭素数４〜１２の非置換のまたは置換された芳香族炭化水素、または炭素数４〜１２の非置換のまたは置換された縮合多環芳香族炭化水素を表す。Ａｒ１〜Ａｒ２は、隣接する芳香族炭化水素と共に縮合芳香族環系を形成してもよい。
【００２３】
上記式１で表される化合物の好ましい例として、下記（Ａ〜Ｌ）を挙げるが、本願はそれらに限定されない。
【００２４】
【化２Ａ】
2015218112.tif 000003
【化２Ｂ】
2015218112.tif 000004
【００２５】
様々なアリール置換のベンゾフルオランテンは、Journal of the American Chemical Society 1949, vol. 71 (6), p. 1917およびJournal of Nanoscience and Nanotechnology 2008, 8(9), p.4787に記載されたものと類似する手順により、用意されてもよい。ベンゾフルオランテンを用意するための出発物質として使用される対称な1,3-ジアリールイソベンゾフランは、Synlett, 2006, 13, p. 2035に記載の手順により合成された。そして、これらを、様々な文献に記載の手順を応用して、対応するアリール置換のフルオランテンのブロモ類似物（bromo analogues）に変換する。
【００２６】
以下に示すように、式１で表される化合物の合成は、臭素化フルオランテンと(4-(1-フェニル-1H-ベンゾ[d]イミダゾール-2-イル)フェニル)ボロン酸の鈴木カップリング（Suzuki coupling）反応を用いて行われる。
【００２７】
【化３】
2015218112.tif 000005
【００２８】
式１で表される化合物は、有機発光デバイスの有機層に含まれてもよい。したがって、本発明の有機発光デバイスは、基板に積層された陽極と陰極の間に介在された有機層を少なくとも１つ有し、上記有機層は、上記述式１で表される化合物を含む。ここで、有機層は、発光層、正孔ブロック層、電子輸送層、電子注入層または正孔輸送層であってもよい。式１で表される化合物を含む有機層は、電子輸送／注入層を有し、電気的注入ドーパント（n/p型）と結合するものが好ましい。
【００２９】
好ましくは、電子輸送層に使用される電気的注入ドーパント（n/p型）は、有機アルカリ／アルカリ土類金属錯体、酸化物（oxides）、ハロゲン化合物（halides）、炭酸塩（carbonates）、並びに、リチウム（lithium）およびセシウム（cesium）から選ばれる少なくとも１つの金属を含むアルカリ／アルカリ土類金属のリン酸塩である。このような有機金属錯体は、上述特許文献または他の文献において知られており、これらから適切な錯体を選択し、本発明に使用することができる。
【００３０】
電子輸送／電子注入層における上述した電気的注入ドーパント（n/p型）の含有量は、２５重量％〜７５重量％の範囲が好ましい。
【００３１】
さらに、式１で表される化合物は、発光層と電子輸送層の間の層に含まれてもよい。発光層は、蛍光とリン光ドーパント、および、それぞれに対応する蛍光とリン光のホスト発光体を含んでも良い。
【００３２】
さらに、式１で表される化合物は、電子注入／輸送層または正孔ブロック層および／または電子ブロック層に使用されても良い。
【００３３】
本発明に係る有機発光デバイスの構造を、図面を参照しながら説明するが、本発明はそれらに限定されない。
【００３４】
図１は、本発明の一実施例の有機発光デバイスの概略図を示す。有機発光デバイス１００は、基板１１０、陽極１２０、正孔注入層１３０、正孔輸送層１４０、発光層１５０、電子輸送層１６０、電子注入層１７０および陰極１８０を含む。有機発光デバイス１００は、上記層を順番に積層することにより、製造されても良い。図２は、本発明の他の実施例の有機発光デバイスの断面図を示し、図１に似ているが、励起子ブロック層２４５が、正孔輸送層２４０の上かつ発光層２５０の下に配置された点が異なる。図３は、本発明の他の実施例の有機発光デバイスの断面図を示し、図２に似ているが、励起子ブロック層３５５が、発光層３５０の上かつ電子輸送層３６０の下に配置された点が異なる。
【００３５】
図１ないし３に示す構造と逆の構造（reverse structure）を有する有機発光デバイスを製造することも可能である。この逆の構造において、必要に応じて、１つまたは複数層を追加または削除しても良い。
【００３６】
正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層、正孔ブロック層、発光層、電子注入層に使用される材料は、文献に報告された材料から選んでも良い。例えば、電子輸送層を形成する電子輸送材料は、発光層を形成する材料と異なり、正孔輸送特性を有することにより、電子輸送層における正孔移動性を促進し、発光層と電子輸送層のイオン化ポテンシャル（ionization potential）の差によるキャリア蓄積(carrier accumulation)を防止する。
【００３７】
米国特許第５８４４３６３号（全ての内容を本発明に引用する）は、フレキシブルかつ透明な基板と陽極の組合せを開示している。米国特許公開番号第20030230980号（全ての内容を本発明に引用する）は、モル比が５０：１でF4-TCNQ をm-MTDATAにドープしたｐドープ正孔輸送層の実例を開示している。米国特許公開番号第20030230980号（全ての内容を本発明に引用する）は、モル比が１：１でＬｉをBPhenにドープしたｎドープ電子輸送層の実例を開示している。米国特許第5703436号と第5707745号（全ての内容を本発明に引用する）は、透明であって導電性を有してスパッタリング蒸着した（sputter-deposited）ＩＴＯ層に覆われている金属（例えばＭｇ：Ａｇ）薄膜を有する化合物陰極を含む陰極の実例を開示している。ブロック層の理論および用途は、米国特許第6097147号と米国特許公開番号第20030230980号（全ての内容を本発明に引用する）に説明されている。米国特許公開番号第20040174116号（全ての内容を本発明に引用する）は、注入層の実例を開示している。又、米国特許公開番号第20040174116号（全ての内容を本発明に引用する）には保護層が説明されている。
【００３８】
具体的に記載されていない構造と材料を使用してもよく、例えば、米国特許第5247190号（全ての内容を本発明に引用する）に開示された、重合材料を含んだＯＬＥＤ(PLEDs)を使用してもよい。また、単一の有機層を含むＯＬＥＤを使用してもよい。ＯＬＥＤは、米国特許第5707745号（全ての内容を本発明に引用する）に記載されたように、積み重ねられてもよい。
【００３９】
特に特定しない限り、様々な実施例の各層は、適切な方法により被着されても良い。有機層について、好適な方法は、熱蒸発、米国特許第6013982号と米国特許第6087196号（全ての内容を本発明に引用する）に記載されたインクジェット（ink-jet）、米国特許第6337102号（全ての内容を本発明に引用する）に記載された有機気相堆積（Organic vapor phase deposition、OVPD）および米国特許出願第10/233,470号（全ての内容を本発明に引用する）に記載された有機気相ジェット・プリンティング (Organic Vapor Jet Printing 、OVJP)による堆積を含む。他の適切な堆積方法は、回転塗布（spin coating）と他の溶液に基づくプロセスを含む。溶液に基づくプロセスは、窒素または不活性雰囲気において行われるのが好適である。他の層について、好適な方法は、熱蒸発を含む。好適なパターン形成法（patterning method）は、マスクによる堆積、米国特許第6294398号と米国特許第6468819号（全ての内容を本発明に引用する）に記載された冷間圧接（cold welding）およびインクジェットとOVJDのように堆積方法と関連しているパターン形成を含む。もちろん他の方法も使用してもよい。被着される材料は、ある特定の堆積法に適合するように改良しても良い。
【００４０】
式１で表される化合物は、有機発光デバイスのため、真空蒸着法またはスピンコーティング法により、非晶質薄膜に製造されることが可能である。この化合物は、上述したいずれかの層に使用されるとき、比較的に長い寿命とより良い熱安定性とともに、高い効率と低い駆動電圧を示す。
【００４１】
本発明に係る有機発光デバイスは、単一のデバイス、アレイ状に配置された構造を有するデバイスまたはX-Yマトリックスに配置された陽極と陰極を有するデバイスに適用することができる。本発明は、発光層にリン光ドーパントとの組合せを使用した場合、従来のデバイスに比べ、有機発光デバイスの発光効率と駆動安定性を著しく改善する。さらに、本発明に係る有機発光デバイスは、フルカラーまたはマルチカラーパネルに適用した場合、パフォーマンスがより良く、白色光を発光することができる。
【００４２】
実例
本発明の特性と有効性を明確にするために、下記実例を用いて、本発明を詳細に説明する。詳細な実例は、単に本発明の特性を明確にするためのものであって、本発明は、これらの特定の実施例に限定されない。
【００４３】
合成例１（化合物Ｂの合成）
１Ｌのフラスコに、3-ブロモ-7,12-ジフェニルベンゾ[k]フルオランテン(20 g)、(4-(1-フェニル-1H-ベンゾ[d]イミダゾール-2-イル)フェニル)ボロン酸 (15.6 g)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム (2.40 g)、トルエン (300 ml)、エタノール (150 ml)および２Ｍ炭酸カリウム水溶液 (72.4 ml)の混合物を仕込み、１６時間還流した。水で反応を止め（quench）、トルエン層を取り除き、塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、減圧で溶媒を取り除き、2-(4-(7,12-ジフェニルベンゾ[k]フルオランテン-3-イル)フェニル)-1-フェニル- 1H-ベンゾ[d]イミダゾール(化合物B、5.3 g)の淡黄色固体を得た。
1H NMR (CDCl3, δ): 7.92 (d, 1 H), 7.77(d, 1 H), 7.71-7.62 (m, 10 H), 7.60-7.55 (m, 4 H), 7.55-7.52 (m, 1H), 7.52-7.49 (m, 1 H), 7.48-7.44 (m, 2H), 7.43-7.39 (m, 4H), 7.38-7.34 (m, 1 H), 7.32-7.25 (m, 5 H), 6.64 (d, 2 H)。
【００４４】
合成例２（化合物Ｃの合成）
3-ブロモ-7,8,9,10-テトラフェニルフルオランテンを、New Journal of Chemistry, 2010, 34, p. 2739に記載の手順により合成した。3-ブロモ-7,8,9,10-テトラフェニルフルオランテン(20g)、(4-(1-フェニル-1H-ベンゾ[d]イミダゾール-2-イル)フェニル)ボロン酸(12.88 g)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(1.97 g)、トルエン (300 ml)、エタノール (150ml)および２Ｍの炭酸カリウム水溶液 (59.8 ml)を仕込み、１６時間還流した。水で反応を止め、トルエン層を取り除き、塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、減圧で溶媒を取り除き、1-フェニル-2-(4-(7,8,9,10-テトラフェニルフルオランテン-3-イル)フェニル)-1H-ベンゾ[d]イミダゾール (化合物Ｃ、14.6 g)の淡黄色固体を得た。
1H NMR (CDCl3, δ): 7.90-7.96 (m, 2 H), 7.80 (m, 2 H), 7.70 (m, 2 H), 7.58 (s, 1 H), 7.46-7.55 (m, 12 H), 7.30-7.32 (m, 13 H),7.22-7.26 (m, 6 H)。
【００４５】
合成例３（化合物Ａの合成）
3-ブロモ-7,10-ジフェニルフルオランテンを、Journal of the American Chemical Society, 1993, 11, p. 11542に記載の手順により合成した。
3-ブロモ-7,10-ジフェニルフルオランテン(20 g)、(4-(1-フェニル-1H-ベンゾ[d]イミダゾール-2-イル)フェニル)ボロン酸(17.40 g)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(2.67 g)、トルエン(300 ml)、エタノール(150ml)および２Ｍの炭酸カリウム(80.8 ml)を仕込み、１６時間還流した。水で反応を止め、トルエン層を取り除き、塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、減圧で溶媒を取り除き、2-(4-(7,10-ジフェニルフルオランテン-3-イル)フェニル)-1-フェニル-1H-ベンゾ[d]イミダゾール(化合物Ａ、17.8 g)の黄色粉末を得た。
1H NMR (CDCl3, δ): 7.92-7.96 (m, 2 H), 7.70-7.80 (m, 4H), 7.58 (s, 1 H), 7.53-7.55 (m, 6 H), 7.47-7.49 (m, 4 H), 7.28-7.32 (m, 9 H), 7.22-7.26 (m, 4 H)。
【００４６】
合成例４（化合物Ｆの合成）
3-ブロモフルオランテン(20 g)、(4-(1-フェニル-1H-ベンゾ[d]イミダゾール-2-イル)フェニル)ボロン酸(26.82 g)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(4.11 g)、トルエン(300 ml)、エタノール(150ml)および２Ｍの炭酸カリウム(124.5 ml)を仕込み、８０℃で１６時間撹拌した。水で反応を止め、トルエン層を取り除き、塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、減圧で溶媒を取り除き、2-(4-(フルオランテン-3-イル)フェニル)-1-フェニル-1H-ベンゾ[d]イミダゾール(化合物Ｆ、17.8 g)の淡黄色無定形（amorphous）固体を得た。
1H NMR (CDCl3, δ): 7.90 (m, 2 H), 7.79-7.80 (m, 2 H), 7.70 (m, 2 H), 7.58 (s, 1 H), 7.53-7.55 (m, 6 H), 7.54 (m, 4 H), 7.30 (m, 5 H), 7.23-7.28 (m, 11 H)。
【００４７】
実例１〜４（有機発光デバイスの作製）
基板を蒸発システム（evaporation system）に載せる前に、基板を溶媒で脱脂させ、ＵＶオゾンにて洗浄した。続いて、全ての他の層を基板の上に蒸着するため、基板を真空蒸着室（vacuum deposition chamber）に移した。基板を加熱された舟形の皿に置き、図２に示すような下記順番で他の層を、10-6トル真空の状態で蒸着した。
ａ）正孔注入層、厚さ20 nm、HAT-CN
ｂ）正孔輸送層、厚さ60 nm、N,N'-ジ-1-ナフチル-N,N'-ジフェニル- 4,4'-ジアミノビフェニル (NPB)
ｃ）発光層、厚さ30 nm、ＢＤが体積３％ドープされたＢＨを含む（ＢＨとＢＤは、台湾のeRay optoelectronics Tech Co. Ltd製を用いた)
ｄ）電子輸送層、厚さ20 nm、Ｌｉｑがドープされた化合物Ｂを含む
ｅ）電子注入層、厚さ1 nm、ＬｉＦ
ｆ）陰極：厚さは約150 nm、Ａｌを含む
【００４８】
デバイス構造は下記のように表示されても良い：ITO/HAT-CN (20 nm)/NPB (60 nm)/ BH-3% BD (30 nm)/化合物 B : Liq (20 nm)/LiF (1 nm)/ Al (150 nm)。
【００４９】
【化４】
2015218112.tif 000006
【００５０】
これらの層を蒸着した後、デバイスを蒸着室からカプセル化（encapsulation）のための乾燥箱に移してから，ＵＶ硬化可能なエポキシ樹脂および吸湿剤（moisture getter）を含むガラス蓋により、カプセル化させた。その有機発光デバイスは3mm2の発光領域を有する。得られた有機発光デバイスを、外付けの電源に接続し、直流電圧を印加し、表２に記載の発光特性が確認された。
【００５１】
作製された全てのデバイスのＥＬ特性を、室温で、定電流源（constant current source。KEITHLEY 2400 Source Meter, Keithley Instruments社製、 Cleveland, Ohio）と光度計 (PHOTO RESEARCH SpectraScan PR 650, Photo Research社製、 Chatsworth, Calif.)により評価した。
【００５２】
デバイスの操作寿命（または安定性）を、室温で、発光層の色による様々な初期輝度で、デバイスに定電を通すことによりテストした。色は、国際照明委員会（Commission Internationale de l'Eclairage、ＣＩＥ）座標を用いた。
【００５３】
実例４は、電子輸送層における化合物Ｂの代わりに化合物Ｆを使用した点を除き、実例１のように作製した。
【００５４】
比較例１（有機発光デバイスの作製）
有機リン光ＥＬデバイスは、電子輸送層における化合物Ｂの代わりに、ＥＴを使用した点を除き、実例１のように作製した。デバイス構造は下記のように表示されても良い：ITO/ HAT-CN (20 nm)/NPB (60 nm)/ BH-3% BD (30 nm)/ET : Liq(20 nm)/LiF (1 nm)/ Al (150 nm)。
【００５５】
実例５〜７（緑色リン光ＯＬＥＤデバイスの作製）
緑色リン光ＯＬＥＤデバイスは、図２に示すような下記順番で、10-6トル真空の状態で、加熱された舟形の皿により作製した。
ａ）正孔注入層、厚さ20 nm、HAT-CN
ｂ）正孔輸送層、厚さ100 nm、N,N'-ジ-1-ナフチル-N,N'-ジフェニル- 4,4'-ジアミノビフェニル (NPB)
ｃ）発光層、厚さ30 nm、ＧＤが体積１４％ドープされたＧＨを含む（GD-Ir(ppy)3とＧＨは、台湾のeRay optoelectronics Tech Co. Ltd製を用いた)
ｄ）電子輸送層、厚さ30 nm、Ｌｉｑがドープされた化合物Ｂを含む
ｅ）電子注入層、厚さ1 nm、ＬｉＦ
ｆ）陰極：厚さは約150 nm、Ａｌを含む
【００５６】
デバイス構造は下記のように表示されても良い：ITO/HAT-CN (20 nm)/NPB (100 nm)/ GH-14% GD (30 nm)/化合物 B : Liq (30 nm)/LiF (1 nm)/ Al (150 nm)。
【００５７】
実例６と７は、電子輸送層における化合物Ｂの代わりに化合物Ａと化合物Ｃを使用した点を除き、実例５のように作製した。
【００５８】
比較例２（有機発光デバイスの作製）
有機リン光ＥＬデバイスは、電子輸送層における化合物Ｂの代わりにＥＴを使用した点を除き、実例５のように作製した。デバイス構造は下記のように表示されても良い：ITO/HAT-CN (20 nm)/NPB (100 nm)/ GH-14% GD (30 nm)/化合物Ｂ: Liq (30 nm)/LiF (1 nm)/ Al (150 nm)。
【００５９】
実例として作製された有機発光デバイスの発光された光のピーク波長、最大発光効率、駆動電圧および寿命安定性は、表１に示される。作製された青色蛍光と緑色リン光デバイスのＥＬスペクトルは、図４と図５に示される。
【００６０】
【表１】
2015218112.tif 000007
【００６１】
本発明は、上記記載の実施例、方法および実例に限定されないが、本発明の主旨を逸脱しない範囲において為された全ての実施例および方法を含む。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
このように、本発明のＥＬデバイスのための材料を含む有機発光デバイスは、高い発光効率、高い熱安定性、十分に低い駆動電圧および長い寿命を有しているため、極めて高い実用性を有する。したがって、本発明の有機発光デバイスは、フラットパネル表示デバイス、携帯電話の表示デバイス、平面発光子（planar light emitter）、看板（sign board）に応用することができ、高い技術価値を有する。
【符号の説明】
【００６３】
１００、２００、３００  有機発光デバイス
１１０、２１０、３１０  基板
１２０、２２０、３２０  陽極
１３０、２３０、３３０  正孔注入層
１４０、２４０、３４０  正孔輸送層
１５０、２５０、３５０  発光層
１６０、２６０、３６０  電子輸送層
１７０、２７０、３７０  電子注入層
１８０、２８０、３８０  陰極
【図１】
2015218112.tif 000010
【図２】
2015218112.tif 000011
【図３】
2015218112.tif 000012
【図４】
2015218112.tif 000013
【図５】
2015218112.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成26年9月19日(2014.9.19)
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機発光デバイスに用いられ、下記式１で表される化合物。
【化１】
2015218112.tif 000015
（式１中、ＸとＹは、互いに独立して、水素、炭素数５〜１０の芳香族または複素環芳香族炭化水素を表す。ＸとＹは、互いに同じであっても、異なってもよい。Ａｒ１とＡｒ２は、互いに独立して、水素または炭素数５〜１２の非置換のあるいは置換された芳香族炭化水素を表し、または、隣接する炭化水素と共に縮合芳香族環系を形成する）
【請求項２】
前記炭素数５〜１０の芳香族炭化水素が、フェニル基またはナフチル基である、請求項１記載の化合物。
【請求項３】
前記炭素数５〜１０の複素環芳香族炭化水素が、ピリジンまたは
【化２】
2015218112.tif 000016
である、請求項１記載の化合物。
【請求項４】
Ａｒ１とＡｒ２が、互いに独立して、水素またはフェニル基を表し、または、隣接する炭化水素と共に縮合ベンゼン環を形成する、請求項１記載の化合物。
【請求項５】
陰極と、
陽極と、
前記陰極と前記陽極の間に介在されており、請求項１に記載の化合物を含む有機層と、を含む有機発光デバイス。
【請求項６】
式１で表される化合物の含有量が、前記有機層の重量に対して２５％〜９０％の範囲である、請求項５記載の有機発光デバイス。
【請求項７】
前記有機層の厚さが１ｎｍ〜５００ｎｍの範囲である、請求項５記載の有機発光デバイス。
【請求項８】
前記有機層が、非放射性の電子輸送層である、請求項５記載の有機発光デバイス。
【請求項９】
前記有機層が、さらに電気的注入ドーパントを含む、請求項５記載の有機発光デバイス。
【請求項１０】
前記電気的注入ドーパントの含有量が、前記有機層の重量に対し、２５％〜９０％の範囲である、請求項９記載の有機発光デバイス。
【請求項１１】
電子輸送層、電子注入層、発光層、正孔ブロック層と電子ブロック層からなる群のうちの少なくとも１層をさらに含む、請求項５記載の有機発光デバイス。
【請求項１２】
前記発光層が、蛍光またはリン光発光子をさらに含む、請求項１１記載の有機発光デバイス。
【請求項１３】
前記陽極と前記有機層の間には、正孔注入層、正孔輸送層と発光層をさらに含み、
前記有機層と前記陰極の間には、電子注入層をさらに含み、
前記有機層が、電子輸送層である、
請求項５記載の有機発光デバイス。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
上記課題および他の課題を解決するために、本発明は、有機発光デバイスに用いられ、下記式１で表される化合物を提供する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
式１中、ＸとＹは、互いに独立して、水素、炭素数５〜１０の芳香族または複素環芳香族炭化水素を表す。ＸとＹは、互いに同じであっても、異なってもよい。Ａｒ１とＡｒ２は、互いに独立して、水素または炭素数５〜１２の非置換のあるいは置換された芳香族炭化水素を表し、または、隣接する炭化水素と共に縮合芳香族環系を形成する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
他の実施例において、本発明は、陰極と、陽極と、前記陰極と前記陽極の間に介在されており、下記式１で表される化合物を含む有機層と、を含む、有機発光デバイスを提供する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
【化３】
2015218112.tif 000017
式１中、ＸとＹは、互いに独立して、水素、炭素数５〜１０の芳香族または複素環芳香族炭化水素を表す。ＸとＹは、互いに同じであっても、異なってもよい。Ａｒ１とＡｒ２は、互いに独立して、水素または炭素数５〜１２の非置換のあるいは置換された芳香族炭化水素を表し、または、隣接する炭化水素と共に縮合芳香族環系を形成する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
式１の化合物は、電子注入または輸送材料、あるいは有機発光デバイスの励起子ブロック層に存在し、これによってデバイスの安定性を向上させ、操作電圧を低下させる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
本発明に係る有機発光デバイスに用いられ、下記式１で表される化合物は、式１で表される。式１中、ＸとＹは、互いに独立して、水素、炭素数５〜１０の芳香族または複素環芳香族炭化水素を表す。ＸとＹは、互いに同じであっても、異なってもよい。Ａｒ１とＡｒ２は、互いに独立して、水素または炭素数５〜１２の非置換のあるいは置換された芳香族炭化水素を表し、または、隣接する炭化水素と共に縮合芳香族環系を形成する。
他の実施例において、前記炭素数５〜１０の芳香族炭化水素は、フェニル基またはナフチル基である。また、ＸまたはＹは、フェニル基またはナフチル基であってもよく、Ｘはフェニル基またはナフチル基である場合、式１中、Ｙ、Ａｒ１とＡｒ２は、本明細書の他の箇所に記載の通りに選択でき、Ｙはフェニル基またはナフチル基である場合、式１中、Ｘ、Ａｒ１とＡｒ２は、本明細書の他の箇所に記載の通りに選択できる。
他の実施例において、前記炭素数５〜１０の複素環芳香族炭化水素は、ピリジンまたは
【化４】
2015218112.tif 000018
である。ピリジンの結合位置は、ピリジンの２、３または４位にあってもよい。また、ＸまたはＹは、ピリジンまたは
【化５】
2015218112.tif 000019
であってもよく、Ｘはピリジンまたは
【化６】
2015218112.tif 000020
である場合、式１中、Ｙ、Ａｒ１とＡｒ２は、本明細書の他の箇所に記載の通りに選択でき、Ｙはピリジンまたは
【化７】
2015218112.tif 000021
である場合、式１中、Ｘ、Ａｒ１とＡｒ２は、本明細書の他の箇所に記載の通りに選択できる。
他の実施例において、Ａｒ１とＡｒ２は、互いに独立して、水素またはフェニル基を表し、または、隣接する炭化水素と共に縮合ベンゼン環を形成する。例えば、Ａｒ１は、水素またはフェニル基を表し、または、隣接する炭化水素と共に縮合ベンゼン環を形成する場合、Ｘ、ＹとＡｒ２は、本明細書の他の箇所に記載の通りに選択でき、Ａｒ２は、水素またはフェニル基を表し、または、隣接する炭化水素と共に縮合ベンゼン環を形成する場合、Ｘ、ＹとＡｒ１は、本明細書の他の箇所に記載の通りに選択できる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
本発明は、陰極と、陽極と、前記陰極と前記陽極の間に介在されており、本発明の式１で表される化合物を含む有機層と、を含む、有機発光デバイスも提供する。
式１で表される化合物は、有機発光デバイスの有機層に適用してもよい。したがって、本発明の有機発光デバイスは、基板に積層された陽極と陰極の間に介在された有機層を少なくとも１つ有し、上記有機層は、上記述式１で表される化合物を含む。ここで、有機層は、発光層、正孔ブロック層、電子輸送層、電子注入層または正孔輸送層であってもよい。式１で表される化合物を含む有機層は、電子輸送／注入層を有し、電気的注入ドーパント（n/p型）と結合するものが好ましい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
上記電気的注入ドーパント（n/p型）の含有量は、上記有機層の重量に対し、２５重量％〜９０重量％の範囲にある。例えば、上記有機層は、電子輸送層または電子注入層であり、上記電気的注入ドーパント（n/p型）が電子輸送層または電子注入層における含有量は、２５重量％〜７５重量％の範囲にあるのが好ましい。
他の実施例において、式１で表される化合物の含有量は、前記有機層の重量に対し、２５％〜９０％の範囲である。また、前記有機層の厚さは、１ｎｍ〜５００ｎｍの範囲である。
他の実施例において、前記有機層は、非放射性の電子輸送層である。
他の実施例において、有機発光デバイスは、電子輸送層、電子注入層、発光層、正孔ブロック層と電子ブロック層からなる群のうちの少なくとも１層をさらに含む。前記発光層は、蛍光またはリン光発光子をさらに含む。
他の実施例において、前記陽極と前記有機層の間には、正孔注入層、正孔輸送層と発光層をさらに含み、前記有機層と前記陰極の間には、電子注入層をさらに含み、前記有機層は、電子輸送層である。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
図１は、本発明の一実施例の有機発光デバイスの概略図を示す。有機発光デバイス１００は、基板１１０、陽極１２０、正孔注入層１３０、正孔輸送層１４０、発光層１５０、電子輸送層１６０、電子注入層１７０および陰極１８０を含む。有機発光デバイス１００は、上記層を順番に積層することにより、製造されても良い。図２は、本発明の他の実施例の有機発光デバイスの断面図を示し、基板２１０、陽極２２０、正孔注入層２３０、正孔輸送層２４０、発光層２５０、電子輸送層２６０、電子注入層２７０および陰極２８０を含む点について、図１に似ているが、励起子ブロック層２４５が、正孔輸送層２４０の上かつ発光層２５０の下に配置された点が異なる。図３は、本発明の他の実施例の有機発光デバイスの断面図を示し、基板３１０、陽極３２０、正孔注入層３３０、正孔輸送層３４０、発光層３５０、電子輸送層３６０、電子注入層３７０および陰極３８０を含む点について、図１に似ているが、励起子ブロック層３５５が、発光層３５０の上かつ電子輸送層３６０の下に配置された点が異なる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
これらの層を蒸着した後、デバイスを蒸着室からカプセル化（encapsulation）のための乾燥箱に移してから，ＵＶ硬化可能なエポキシ樹脂および吸湿剤（moisture getter）を含むガラス蓋により、カプセル化させた。その有機発光デバイスは3mm2の発光領域を有する。得られた有機発光デバイスを、外付けの電源に接続し、直流電圧を印加し、表１に記載の発光特性が確認された。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
比較例２（有機発光デバイスの作製）
有機リン光ＥＬデバイスは、電子輸送層における化合物Ｂの代わりにＥＴを使用した点を除き、実例５のように作製した。デバイス構造は下記のように表示されても良い：ITO/HAT-CN (20 nm)/NPB (100 nm)/ GH-14% GD (30 nm)/化合物ＥＴ: Liq (30 nm)/LiF (1 nm)/ Al (150 nm)。
【外国語明細書】
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