(57)【要約】  有機発光ダイオード照明器具が提供される。この照明器具は、第１の電極と、第２の電極と、それらの間の発光層とを含む。発光層は、第１の発光色を有する第１のドーパントおよび第２の発光色を有する第２のドーパントが分散された小分子ホスト材料を含む。全体的な発光色は白色である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と、第２の電極と、それらの間の発光層とを含む有機発光ダイオード照明器具であって、前記発光層が、第１の発光色を有する第１のドーパントおよび第２の発光色を有する第２のドーパントを中に分散させた小分子ホスト材料を含み、全体的な発光色が白色である有機発光ダイオード照明器具。
【請求項２】
前記第１の電極がパターニングされ、前記発光層がピクセル化されている請求項１に記載の照明器具。
【請求項３】
前記発光層が、第３の発光色を有する第３のドーパントをさらに含む請求項１に記載の照明器具。
【請求項４】
前記第１のドーパントが青色ドーパントである請求項１に記載の照明器具。
【請求項５】
前記第２のドーパントが黄色ドーパントである請求項４に記載の照明器具。
【請求項６】
前記第２のドーパントが赤色ドーパントである請求項４に記載の照明器具。
【請求項７】
前記第１のドーパントが青色ドーパントであり、前記第２のドーパントが黄色ドーパントであり、前記第３のドーパントが赤色ドーパントである請求項３に記載の照明器具。
【請求項８】
前記青色ドーパントが、ジアミノアントラセン、ジアミノクリセン、ジアミノピレン、およびフェニルピリジン配位子を有するシクロメタレート化されたＩｒ錯体から選択される請求項４に記載の照明器具。
【請求項９】
前記黄色ドーパントが、ルブレン、ナフタセン、およびフルオランテンから選択される請求項５に記載の照明器具。
【請求項１０】
前記赤色ドーパントが、フェニルキノリンまたはフェニルイソキノリンの配位子を有するシクロメタレート化されたＩｒ錯体、ペリフランテン、フルオランテン、およびペリレンから選択される請求項６に記載の照明器具。
【請求項１１】
前記青色ドーパントが、ジアミノアントラセン、ジアミノクリセン、ジアミノピレン、およびフェニルピリジン配位子を有するシクロメタレート化されたＩｒ錯体から選択され；前記黄色ドーパントが、ルブレン、ナフタセン、およびフルオランテンから選択され；前記赤色ドーパントが、フェニルキノリンまたはフェニルイソキノリンの配位子を有するシクロメタレート化されたＩｒ錯体、ペリフランテン、フルオランテン、およびペリレンから選択される請求項７に記載の照明器具。
【請求項１２】
前記小分子ホスト材料が、下式：
Ａｎ−Ｌ−Ａｎ
（式中：
Ａｎがアントラセン部分であり；
Ｌが二価結合基である）
で表わされる材料；
ならびに下式：
Ａ−Ａｎ−Ａ
（式中：
Ａｎがアントラセン部分であり；
Ａが、出現するごとに同じかまたは異なっており、かつ芳香族基である）
で表わされる材料から選択される請求項１に記載の照明器具。
【請求項１３】
ＯＬＥＤ照明器具の作製方法であって、
第１の電極を上に有する基板を提供するステップと；
小分子ホスト材料、第１の発光色を有する第１のドーパント、および第２の発光色を有する第２のドーパントのすべてを第１の液体媒体中に含む第１の液体組成物を堆積させるステップと；
第２の電極を全体的に形成するステップとを含み；
前記照明器具の全体的な発光色が白色である方法。
【請求項１４】
前記第１の電極がパターニングされ、前記発光層がピクセル化されたパターンで堆積される請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記発光層が、第３の発光色を有する第３のドーパントをさらに含む請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて、２００８年６月２６日に出願された米国仮特許出願第６１／０７５，９６７号の優先権を主張するものであり、この仮特許出願は、全体が参照により援用される。
【０００２】
本開示は、一般に、有機発光ダイオード（「ＯＬＥＤ」）照明器具に関する。本開示は、そのようなデバイスの作製方法にも関する。
【背景技術】
【０００３】
発光する有機電子デバイスは、多くの様々な種類の電子機器において存在している。すべてのそのようなデバイスにおいて、有機活性層が、２つの電極の間に挟まれている。電極の少なくとも一方は、光が電極を通過できるように光透過性である。有機活性層は、電極に電気を印加すると、光透過性電極を透過する光を発する。さらなる電気活性層が、発光層と電極との間に存在してもよい。
【０００４】
発光ダイオード中の活性成分として有機エレクトロルミネッセンス化合物を使用することが周知である。アントラセン、チアジアゾール誘導体、およびクマリン誘導体などの単純な有機分子は、エレクトロルミネッセンスを示すことが知られている。場合によっては、加工特性および／または電子特性を向上させるために、これらの小分子材料がホスト材料中にドーパントとして存在する。
【０００５】
通常、赤色、緑色、および青色といった異なる色を発するＯＬＥＤを、ディスプレイ中のサブピクセル単位として使用することができる。パッシブマトリクスディスプレイおよびアクティブマトリクスディスプレイの両方が知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
白色光を発するＯＬＥＤを、照明用途に用いることができる。照明用途のための新規なＯＬＥＤ構造およびそれらの作製方法が引き続き必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の電極と、第２の電極と、それらの間の発光層とを含む有機発光ダイオード照明器具であって、発光層が、第１の発光色を有する第１のドーパントおよび第２の発光色を有する第２のドーパントが分散された小分子ホスト材料を含み、全体的な発光色が白色である有機発光ダイオード照明器具が提供される。
【０００８】
発光層が、第３の発光色を有する第３のドーパントをさらに含む、上記のＯＬＥＤ照明器具も提供される。
【０００９】
ＯＬＥＤ照明器具の作製方法であって、
第１の電極を上に有する基板を提供するステップと；
小分子ホスト材料、第１の発光色を有する第１のドーパント、および第２の発光色を有する第２のドーパントのすべてを第１の液体媒体中に含む第１の液体組成物を堆積させるステップと；
第２の電極を全体的に形成するステップとを含み；
照明器具の全体的な発光色が白色である方法も提供される。
【００１０】
発光層が、第３の発光色を有する第３のドーパントをさらに含む、上記のＯＬＥＤ照明器具の形成方法も提供される。
【００１１】
以上の概要および以下の詳細な説明は、単に例示的および説明的なものであり、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明を限定するものではない。
【００１２】
本明細書において提示される概念の理解を進めるために、添付の図面において実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１（ａ）】１つの先行技術の白色発光デバイスの図である。
【図１（ｂ）】別の先行技術の白色発光デバイスの図である。
【図２】アノードの設計の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
当業者であれば理解しているように、図面中の物体は、平易かつ明快にするために示されており、必ずしも縮尺通りに描かれているわけではない。たとえば、実施形態を理解しやすいようにするために、図面中の一部の物体の寸法が他の物体よりも誇張されている場合がある。
【００１５】
（発明を実施するための形態）
多くの態様および実施形態を上述したが、これらはあくまで例示であり限定されるものではない。当業者は、本明細書を読めば、他の態様および実施形態が本発明の範囲から逸脱せずに可能であることが分かる。
【００１６】
実施形態のいずれか１つまたは複数の他の特徴および利点は、以下の詳細な説明および特許請求の範囲から明らかになるであろう。詳細な説明はまず、用語の定義および説明に触れ、その後、照明器具、発光層、他のデバイス層、方法および最後に実施例と続いている。
【００１７】
１．用語の定義および説明
下記の実施形態の詳細に触れる前に、いくつかの用語を定義または説明する。
【００１８】
用語「青色」は、約４００〜５００ｎｍの範囲の波長で発光極大を有する放射線を意味することを意図している。
【００１９】
用語「ＣＲＩ」は、ＣＩＥ演色評価数を意味する。ＣＲＩは、理想的な光源すなわち自然光源と比較した、様々な物体の色を忠実に再現する光源の能力の定量的尺度である。黒体放射などの基準光源は、１００のＣＲＩを有するものと定義される。
【００２０】
用語「ドーパント」は、ホスト材料を含む層内の材料であって、そのような材料がない場合の放射線放出の波長と比較して、層の放射線放出の波長を変える材料を意味することを意図している。所与の色のドーパントは、当該色の光を発するドーパントを意味する。
【００２１】
用語「緑色」は、約５００〜６００ｎｍの範囲の波長で発光極大を有する放射線を意味することを意図している。
【００２２】
用語「ホスト材料」は、通常、層の形態の材料を意味することを意図しており、それにドーパントを加えてもまたは加えなくてもよい。ホスト材料は、電子的特徴、すなわち放射線を放出するか、受けるか、またはフィルタリングする能力を有しても有さなくてもよい。ドーパントがホスト材料中に存在する場合、ホスト材料は、ドーパント材料の発光波長を大きく変えない。
【００２３】
用語「液体組成物」は、材料を溶解して溶液を形成する液体媒体、材料を分散させて分散体を形成する液体媒体、または材料を懸濁させて懸濁液またはエマルジョンを形成する液体媒体を意味することを意図している。
【００２４】
用語「液体媒体」は、純粋な液体、液体の組合せ、溶液、分散体、懸濁液、およびエマルジョンを含む液体材料を意味することを意図している。１つまたは複数の溶媒が存在するかどうかにかかわらず液体媒体が使用される。
【００２５】
用語「照明器具」は、照明パネルを意味し、付属される筐体および電源への電気的接続部を含んでもまたは含まなくてもよい。
【００２６】
照明器具に言及する際に、用語「全体的な発光」は、全体的に照明器具が受ける光出力を意味する。
【００２７】
用語「ピクセル化」は、ピクセルと呼ばれる小さな繰り返し単位に分割されることを意味することを意図している。ピクセルは、肉眼で個別に識別できないほど十分に小さい。
【００２８】
用語「赤色」は、約６００〜７００ｎｍの範囲の波長で発光極大を有する放射線を意味することを意図している。
【００２９】
化合物に言及している際に、用語「小分子」は、繰り返しモノマー単位を有さない化合物を意味することを意図している。一実施形態においては、小分子は、約２０００ｇ／ｍｏｌ以下の分子量を有する。
【００３０】
用語「黄色」は、約５５０〜６００ｎｍの範囲の波長で発光極大を有する放射線を意味することを意図している。
【００３１】
用語「白色光」は、白色を有するものと肉眼で知覚される光を意味する。
【００３２】
本明細書において使用される場合、用語「含んでなる」、「含んでなること」、「含む」、「含むこと」、「有する」、「有すること」、またはそれらの他のあらゆる変形は、非排他的な包含を扱うことを意図している。たとえば、ある一連の要素を含むプロセス、方法、物品、または装置は、それらの要素のみに必ずしも限定されるわけではなく、そのようなプロセス、方法、物品、または装置に関して明示されず固有のものでもない他の要素を含むことができる。さらに、相反する明示的な記載がない限り、「または」は、包含的な「または」を意味するのであって、排他的な「または」を意味するのではない。たとえば、条件ＡまたはＢが満たされるのは：Ａが真であり（または存在する）Ｂが偽である（または存在しない）、Ａが偽であり（または存在しない）Ｂが真である（または存在する）、ならびにＡおよびＢの両方が真である（または存在する）のいずれか１つによってである。
【００３３】
また、本発明に記載の要素および成分を説明するために単数形（「ａ」または「ａｎ」）も使用されている。これは単に便宜的なものであり、本発明の範囲の一般的な意味を提供するために行われている。この記述は、１つまたは少なくとも１つを含むものと読むべきであり、明らかに他の意味となる場合を除けば、単数形は複数形も含んでいる。
【００３４】
元素周期表の縦列に対応する族番号は、「ＣＲＣ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ」、第８１版（２０００〜２００１年）に見られるような「新表記法（Ｎｅｗ  Ｎｏｔａｔｉｏｎ）」規約を使用する。
【００３５】
特に定義しない限り、本明細書において使用されるすべての技術用語および科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解されている意味と同じ意味を有する。本明細書に記載されるものと類似または等価の方法および材料を、本発明の実施形態の実施または試験において使用することができるが、好適な方法および材料について以下に説明する。本明細書において言及されるあらゆる刊行物、特許出願、特許、およびその他の参考文献は、特定の段落が引用されない限りそれらの記載内容全体が援用される。矛盾が生じる場合には、定義を含めて本明細書に従うものとする。さらに、材料、方法、および実施例は、単に説明的なものであり、限定を意図したものではない。
【００３６】
本明細書に記載されない程度に、特定の材料、処理行為、および回路に関する多くの詳細が、従来のものであり、有機発光ダイオードディスプレイ技術、光検出器技術、光起電力技術、および半導体部材技術の範囲内のテキストブックおよび他の出典に見出されるであろう。
【００３７】
２．照明器具
照明器具は、異なる色の発光層がアノードとカソードとの間に互いに積み重ねられた白色の発光層を有することが知られている。２つの例示的な先行技術のデバイスが、図１に示されている。図１ａにおいて、アノード３およびカソード１１は、基板２上でそれらの間に積層された、青色発光層６、緑色発光層９、および赤色発光層１０を有する。発光層の両側には正孔輸送層４、電子輸送層８があり、正孔ブロッキング層７および電子ブロッキング層５もある。図１ｂにおいて、基板２、アノード３、正孔輸送層４、電子輸送層８およびカソード１１は、図示されるように存在する。発光層１２は、ホスト材料中の黄色発光体と赤色発光体との組合せである。発光層１３は、ホスト材料中で青色発光性である。層１４は、ホスト材料の追加の層である。
【００３８】
本明細書に記載の照明器具は、少なくとも２つの発光材料を含有する単一の発光層を有する。
【００３９】
照明器具は、第１の電極と、第２の電極と、それらの間の発光層とを有する。発光層は、少なくとも小分子ホスト材料、第１の発光色を有する第１の発光材料、および第２の発光色を有する第２の発光材料を含む。第１の色は第２の色と同じでない。発光色を加法混色することにより、白色光の全体的な発光が得られる。電極の少なくとも一方は、発生した光の透過を可能にするために少なくとも部分的に透過性である。ある実施形態においては、電極の少なくとも一方はパターニングされ、発光層はピクセル化される。
【００４０】
電極の一方はアノードであり、正電荷キャリアを注入するのに特に効率的な電極である。ある実施形態においては、アノードはパターニングされる。ある実施形態においては、アノードは、平行な縞模様にパターニングされる。ある実施形態においては、アノードは、少なくとも部分的に透過性である。
【００４１】
他方の電極はカソードであり、電子または負電荷キャリアを注入するのに特に効率的な電極である。ある実施形態においては、カソードは、連続した一体の層である。
【００４２】
発光層がピクセル化される場合、個々のピクセルは、任意の幾何学的形状のものであり得る。ある実施形態においては、個々のピクセルは矩形または楕円形である。
【００４３】
ある実施形態においては、ＯＬＥＤ照明器具の発光層は、第３の発光色を有する第３の発光材料をさらに含む。第３の色は、第１および第２の色の両方と異なっている。ある実施形態においては、色のうちの少なくとも１つは青色である。ある実施形態においては、第１、第２および第３の色はそれぞれ、赤色、緑色、および青色である。
【００４４】
ＯＬＥＤデバイスは、デバイスに電力を供給するための母線も含む。ピクセル化されたデバイスのある実施形態においては、母線の一部が、デバイスの活性領域内に、ピクセル線間で間隔を空けて存在している。母線は、ピクセル線ｘ本ごとに存在してもよく、ｘは整数であり、この値は、照明器具の大きさおよび電子的要件によって決まる。ある実施形態においては、母線は、ピクセル線１０〜２０本ごとに存在している。ある実施形態においては、複数の金属母線がまとまって、いくつかのピクセル線用の単一の電気接点となる。
【００４５】
複数の電極をまとめると、簡素なドライブエレクトロニクスが可能になり、その結果、作製コストが最小限に抑えられる。そのような設計で生じ得る潜在的な問題は、ピクセルのいずれかにおける電気的短絡の発生が、照明器具全体の短絡および破壊的な故障を招き得ることである。ある実施形態においては、これは、ピクセルが個別の「弱連結」を有するように設計することによって対処できる。結果として、いずれか１つのピクセルの短絡は、当該ピクセルの故障を引き起こすに過ぎず、照明器具の残りの部分は、光出力の減少が目立たずに機能し続けることになる。１つの考えられるアノードの設計が、図２に示されている。アノード２５０は、幅の狭いスタブ２７０によって金属母線２６０に接続される。スタブ２７０は、動作中に電流を流すのに十分であるが、ピクセルが万一短絡した場合には機能しなくなり、それによって、短絡を単一のピクセルにとどめる。
【００４６】
ある実施形態においては、ＯＬＥＤ照明器具は、ピクセル開口を画定するためのバンク構造を含む。用語「バンク構造」は、基板を被覆する構造を意味することを意図しており、この構造は、基板内にあるかまたは基板を被覆する物体、領域、またはそれらの任意の組合せを、基板内にあるかまたは基板を被覆する、異なる物体または異なる領域との接触から隔てるという主な機能を果たす。
【００４７】
ある実施形態においては、ＯＬＥＤ照明器具は、追加の層をさらに含む。ある実施形態においては、ＯＬＥＤ照明器具は、１つまたは複数の電荷輸送層をさらに含む。層、材料、部材、または構造に言及している際に、用語「電荷輸送」は、そのような層、材料、部材、または構造が、比較的効率的かつ少ない電荷損失で、そのような層、材料、部材、または構造の厚さを通過するそのような電荷の移動を促進することを意味することを意図している。正孔輸送層は正電荷の移動を促進し；電子輸送層は負電荷の移動を促進する。発光材料はいくつかの電荷輸送特性も有し得るが、用語「電荷輸送層、材料、部材、または構造」は、主な機能が発光である層、材料、部材、または構造を含むことを意図していない。
【００４８】
ある実施形態においては、ＯＬＥＤ照明器具は、発光層とアノードとの間に１つまたは複数の正孔輸送層をさらに含む。ある実施形態においては、ＯＬＥＤ照明器具は、発光層とカソードとの間に１つまたは複数の電子輸送層をさらに含む。
【００４９】
ある実施形態においては、ＯＬＥＤ照明器具は、アノードと正孔輸送層との間にバッファ層をさらに含む。用語「バッファ層」または「緩衝材料」は、導電性材料または半導体材料であることを意図している。バッファ層は、下位層の平坦化、電荷輸送特性および／または電荷注入特性、酸素または金属イオンなどの不純物の捕捉（ｓｃａｖｅｎｇｉｎｇ）、および有機電子デバイスの性能を促進または改良するための他の態様を含むがこれらに限定されるものではない、有機電子デバイスの１つまたは複数の機能を有していてもよい。
【００５０】
ＯＬＥＤ照明器具は、空気および／または水分による劣化を防ぐためにさらに封入され得る。様々な封入技術が知られている。ある実施形態においては、広い面積の基板の封入は、パッケージの縁部から水分を透過させないために乾燥シールを導入し、薄い不透湿性のガラスの蓋を用いて行われる。封入技術は、たとえば、米国特許出願公開第２００６／０２８３５４６号明細書に記載されている。
【００５１】
ＯＬＥＤ照明器具は、光取り出し効率（ｏｕｔｃｏｕｐｌｉｎｇ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）を向上させるとともにデバイスの側における導波（ｗａｖｅｇｕｉｄｉｎｇ）を防ぐための光取り出しの向上も含み得る。光取り出しの向上のタイプとしては、たとえば微小球またはレンズのような規則的な構造を含む、表示側における表面膜が挙げられる。別の手法は、表面の研磨および／またはエーロゲルの塗布のような、光散乱を実現するための不規則構造の使用である。
【００５２】
ドライブエレクトロニクスの複雑性のみが異なる（ＯＬＥＤパネル自体はいかなる場合も同じである）ＯＬＥＤ照明器具の様々な変形例があり得る。ドライブエレクトロニクスの設計は、依然として非常に単純であり得る。ある実施形態においては、ドライブエレクトロニクスは、単純な安定化したＤＣ電圧源を必要とするのみである。
【００５３】
３．発光層
発光層は、小分子ホスト、ドーパントとしての第１の発光材料、およびドーパントとしての第２の発光材料を含む。
【００５４】
ａ．発光材料
小分子有機蛍光化合物、蛍光性およびリン光性の金属錯体、およびそれらの混合物を含むがこれらに限定されるものではない、任意のタイプの発光材料を、デバイス中のドーパントとして使用することができる。蛍光化合物の例としては、ピレン、ペリレン、ルブレン、クマリン、それらの誘導体、およびそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。金属錯体の例としては、トリス（８−ヒドロキシキノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）などの金属キレート化オキシノイド化合物；Ｐｅｔｒｏｖらの米国特許第６，６７０，６４５号明細書ならびにＰＣＴ出願公開の国際公開第０３／０６３５５５号パンフレットおよび国際公開第２００４／０１６７１０号パンフレットに開示されるようなフェニルピリジン、フェニルキノリン、またはフェニルピリミジンの配位子を有するイリジウム錯体などの、シクロメタレート化されたイリジウムおよび白金のエレクトロルミネッセンス化合物、ならびに、たとえば、ＰＣＴ出願公開の国際公開第０３／００８４２４号パンフレット、国際公開第０３／０９１６８８号パンフレット、および国際公開第０３／０４０２５７号パンフレットに記載されるような有機金属錯体、ならびにそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００５５】
ある実施形態においては、ドーパントは、イリジウムのシクロメタレート化錯体である。ある実施形態においては、この錯体は、フェニルピリジン、フェニルキノリン、およびフェニルイソキノリンから選択される２つの配位子を有し、第３の配位子は、β−ジエノレートである。配位子は、非置換あるいはＦ、Ｄ、アルキル、ＣＮ、またはアリール基で置換されていてもよい。
【００５６】
ある実施形態においては、ドーパントは、非ポリマースピロビフルオレン化合物およびフルオランテン化合物からなる群から選択される。
【００５７】
ある実施形態においては、ドーパントは、アリールアミン基を有する化合物である。ある実施形態においては、ドーパントは、下式：
【００５８】
【化１】
2011526424.tif 000003
【００５９】
（式中：
Ａが、出現するごとに同じかまたは異なっており、３〜６０個の炭素原子を有する芳香族基であり；
Ｑが、単結合または３〜６０個の炭素原子を有する芳香族基であり；
ｎおよびｍが独立して１〜６の整数である）
から選択される。
【００６０】
上記の式のある実施形態においては、各式のＡおよびＱのうちの少なくとも一方は、少なくとも３つの縮合環を有する。ある実施形態においては、ｍおよびｎは１に等しい。
【００６１】
ある実施形態においては、Ｑがスチリルまたはスチリルフェニル基である。
【００６２】
ある実施形態においては、Ｑが、少なくとも２つの縮合環を有する芳香族基である。ある実施形態においては、Ｑが、ナフタレン、アントラセン、クリセン、ピレン、テトラセン、キサンテン、ペリレン、クマリン、ローダミン、キナクリドン、およびルブレンからなる群から選択される。
【００６３】
ある実施形態においては、Ａが、フェニル、トリル、ナフチル、およびアントラセニル基からなる群から選択される。
【００６４】
ある実施形態においては、ドーパントは、下式：
【００６５】
【化２】
2011526424.tif 000004
【００６６】
（式中：
Ｙが、出現するごとに同じかまたは異なっており、３〜６０個の炭素原子を有する芳香族基であり；
Ｑ’が、芳香族基、二価のトリフェニルアミン残基、または単結合である）
で表される。
【００６７】
ある実施形態においては、ドーパントはアリールアセンである。ある実施形態においては、ドーパントは非対称アリールアセンである。
【００６８】
ある実施形態においては、ドーパントはクリセン誘導体である。用語「クリセン」は１，２−ベンゾフェナントレンを意味することを意図している。ある実施形態においては、ドーパントは、アリール置換基を有するクリセンである。ある実施形態においては、ドーパントは、アリールアミノ置換基を有するクリセンである。ある実施形態においては、ドーパントは、２つの異なるアリールアミノ置換基を有するクリセンである。ある実施形態においては、クリセン誘導体は藍色発光を有する。
【００６９】
ＯＬＥＤディスプレイにおいては、広い色域には純色が必要である。しかしながら、本明細書に記載のＯＬＥＤ照明器具においては、色の純度は必要でない。その代わりに、発光材料は、高いＣＲＩ値が得られる限り、高い発光効率に基づいて選択され得る。発光がＣ．Ｉ．Ｅ．色度図（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ  ｄｅ  Ｌ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ，１９３１）の黒体曲線に位置するように、材料および比率の様々な組合せが選択され得る。
【００７０】
ある実施形態においては、発光層は、少なくとも１つの青色ドーパントを含む。青色ドーパントの例としては、ジアミノアントラセン、ジアミノクリセン、ジアミノピレン、およびフェニルピリジンの配位子を有するシクロメタレート化されたＩｒ錯体が挙げられるが、これらに限定されるものではない。青色ドーパントは、たとえば、米国特許第６，８７５，５２４号明細書、ならびに米国特許出願公開第２００７−０２９２７１３号明細書および同第２００７−００６３６３８号明細書に開示されている。
【００７１】
ある実施形態においては、発光層は、青色ドーパントおよび第２の発光色を有する第２のドーパントが分散された小分子ホストから本質的になる。ある実施形態においては、第２の発光色は、赤色および黄色から選択される。
【００７２】
ある実施形態においては、第２のドーパントは黄色ドーパントである。青色：黄色の比率は、１０：１から８０：１の範囲であり得る。ある実施形態においては、比率は２０：１から４０：１である。黄色ドーパントの例としては、ルブレン、ナフタセン、およびフルオランテンが挙げられるが、これらに限定されるものではない。黄色ドーパントは、たとえば、米国特許第６，８７５，５２４号明細書および同第６，６２７，３３３号明細書、ならびに米国特許出願公開第２００７−００６３６３８号明細書に開示されている。
【００７３】
ある実施形態においては、第２のドーパントは赤色ドーパントである。青色：赤色の比率は、１０：１から８０：１の範囲であり得る。ある実施形態においては、比率は２０：１から４０：１である。赤色ドーパントの例としては、フェニルキノリンまたはフェニルイソキノリンの配位子を有するシクロメタレート化されたＩｒ錯体、ペリフランテン、フルオランテン、およびペリレンが挙げられるが、これらに限定されるものではない。赤色ドーパントは、たとえば、米国特許第６，８７５，５２４号明細書、および米国特許出願公開第２００５−０１５８５７７号明細書に開示されている。
【００７４】
ある実施形態においては、発光層は、青色ドーパント、黄色ドーパント、および赤色ドーパントを含む。青色：（黄色＋赤色）の比率は、１０：１から８０：１の範囲であり得る。ある実施形態においては、比率は２０：１から４０：１である。黄色：赤色の比率は、１０：１から１：１０の範囲であり得る。
【００７５】
予想外かつ意外にも、本明細書に記載のデバイスの発光色は、時間が経っても大きく変化しない。異なるドーパントの経年劣化の差はほとんどまたは全くない。このため、発光ピークの初期比は、デバイスの半減期における比率とほぼ同じである。
【００７６】
ｂ．ホスト材料
小分子ホスト材料は、ドーパントを均一に混合できるものである。ホストは、ドーパントの発光を促進するが、その発光波長を大きく変えない。
【００７７】
ある実施形態においては、小分子ホストは、ビス縮合環式芳香族化合物である。
【００７８】
ある実施形態においては、小分子ホストは、アントラセン誘導体化合物である。ある実施形態においては、化合物は、下式：
Ａｎ−Ｌ−Ａｎ
（式中：
Ａｎがアントラセン部分であり；
Ｌが二価結合基である）
で表わされる。
【００７９】
この式のある実施形態においては、Ｌが、単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｎ（Ｒ）−、または芳香族基である。ある実施形態においては、Ａｎが、モノ−またはジフェニルアントリル部分である。
【００８０】
ある実施形態においては、小分子ホストは、下式：
Ａ−Ａｎ−Ａ
（式中：
Ａｎがアントラセン部分であり；
Ａが、出現するごとに同じかまたは異なっており、かつ芳香族基である）
で表わされる。
【００８１】
ある実施形態においては、Ａ基が、アントラセン部分の９位および１０位において結合される。ある実施形態においては、Ａが、ナフチル、ナフチルフェニレン、およびナフチルナフチレンからなる群から選択される。ある実施形態においては、化合物は対称であり、ある実施形態においては、化合物は非対称である。
【００８２】
ある実施形態においては、小分子ホストは、下式：
【００８３】
【化３】
2011526424.tif 000005
【００８４】
（式中：
Ａ1およびＡ2が、出現するごとに同じかまたは異なっており、Ｈ、芳香族基、およびアルケニル基からなる群から選択され、またはＡが、１つまたは複数の縮合芳香環を表わしてもよく；
ｐおよびｑが、同じかまたは異なっており、１〜３の整数である）
で表わされる。
【００８５】
ある実施形態においては、アントラセン誘導体は非対称である。ある実施形態においては、ｐ＝２かつｑ＝１である。ある実施形態においては、Ａ1およびＡ2の少なくとも一方はナフチル基である。
【００８６】
４．他のデバイス層
本明細書に記載の照明器具における他の層に使用されるべき材料は、ＯＬＥＤデバイスに有用であることが知られているもののいずれかであり得る。
【００８７】
アノードは、正電荷キャリアを注入するのに特に効率的な電極である。アノードは、たとえば、金属、混合金属、合金、金属酸化物、または混合金属酸化物を含有する材料でできていてよく、あるいは導電性ポリマー、およびその混合物であり得る。好適な金属としては、第１１族金属、第４族、第５族、および第６族の金属、ならびに第８〜１０族の遷移金属が挙げられる。アノードが光透過性であるべきである場合、インジウムスズ酸化物などの第１２族、第１３族、および第１４族の金属の混合金属酸化物が一般に使用される。アノードは、「Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅｓ  ｍａｄｅ  ｆｒｏｍ  ｓｏｌｕｂｌｅ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ  ｐｏｌｙｍｅｒ」、Ｎａｔｕｒｅ  第３５７巻、４７７〜４７９頁（１９９２年６月１１日）に記載されるようなポリアニリンなどの有機材料も含むこともできる。アノードおよびカソードの少なくとも一方は、発生した光を観察できるようにするため、少なくとも部分的に透明であるべきである。
【００８８】
任意選択のバッファ層は緩衝材料を含む。用語「バッファ層」または「緩衝材料」は、導電性材料または半導体材料を意味することを意図しており、下位層の平坦化、電荷輸送特性および／または電荷注入特性、酸素または金属イオンなどの不純物の捕捉、および有機電子デバイスの性能を促進または改良するための他の態様を含むがこれらに限定されるものではない、有機電子デバイスの１つまたは複数の機能を有していてもよい。緩衝材料は、ポリマー、オリゴマー、または小分子であってもよく、溶液、分散体、懸濁液、エマルジョン、コロイド混合物、または他の組成物の形態であってもよい。
【００８９】
バッファ層は、プロトン酸でドープされることが多い、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）またはポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）などのポリマー材料で形成され得る。プロトン酸は、たとえば、ポリ（スチレンスルホン酸）、ポリ（２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸）などであり得る。バッファ層は、銅フタロシアニンおよびテトラチアフルバレン−テトラシアノキノジメタン系（ＴＴＦ−ＴＣＮＱ）などの電荷輸送化合物などを含み得る。一実施形態においては、バッファ層は、伝導性ポリマーおよびコロイド形成性ポリマー酸の分散体でできている。そのような材料は、たとえば、米国特許出願公開第２００４−０１０２５７７号明細書、同第２００４−０１２７６３７号明細書、および同第２００５／２０５８６０号明細書に記載されている。
【００９０】
正孔輸送層は、正孔輸送材料を含む。正孔輸送層の正孔輸送材料の例は、たとえば、Ｙ．Ｗａｎｇによる「Ｋｉｒｋ  Ｏｔｈｍｅｒ  Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、第４版、第１８巻、８３７−８６０頁（１９９６年）にまとめられている。正孔輸送小分子とポリマーとの両方を使用することができる。慣用的に使用される正孔輸送分子としては：４，４’，４”−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（ＴＤＡＴＡ）；４，４’，４”−トリス（Ｎ−３−メチルフェニル−Ｎ−フェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）；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（ＴＰＤ）；４，４’−ビス（カルバゾール−９−イル）ビフェニル（ＣＢＰ）；１，３−ビス（カルバゾール−９−イル）ベンゼン（ｍＣＰ）；１，１−ビス［（ジ−４−トリルアミノ）フェニル］シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）；Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−エチルフェニル）−［１，１’−（３，３’−ジメチル）ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＥＴＰＤ）；テトラキス−（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−２，５−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）；α−フェニル−４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチレン（ＴＰＳ）；ｐ−（ジエチルアミノ）−ベンズアルデヒドジフェニルヒドラゾン（ＤＥＨ）；トリフェニルアミン（ＴＰＡ）；ビス［４−（Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ）−２−メチルフェニル］（４−メチルフェニル）メタン（ＭＰＭＰ）；１−フェニル−３−［ｐ−（ジエチルアミノ）スチリル］−５−［ｐ−（ジエチルアミノ）フェニル］ピラゾリン（ＰＰＲまたはＤＥＡＳＰ）；１，２−ｔｒａｎｓ−ビス（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）シクロブタン（ＤＣＺＢ）；Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＴＢ）；Ｎ，Ｎ’−ビス（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ビス−（フェニル）ベンジジン（α−ＮＰＢ）；および銅フタロシアニンなどのポルフィリン化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。慣用的に使用される正孔輸送ポリマーとしては、ポリビニルカルバゾール、（フェニルメチル）ポリシラン、ポリ（ジオキシチオフェン）、ポリアニリン、およびポリピロールが挙げられるが、これらに限定されるものではない。前述のような正孔輸送分子を、ポリスチレンおよびポリカーボネートなどのポリマー中にドープすることによって正孔輸送ポリマーを得ることも可能である。場合によっては、トリアリールアミンポリマー、特にトリアリールアミン−フルオレンコポリマーが使用される。場合によっては、ポリマーおよびコポリマーは架橋性である。架橋性正孔輸送ポリマーの例は、たとえば、米国特許出願公開第２００５−０１８４２８７号明細書およびＰＣＴ出願公開の、国際公開第２００５／０５２０２７号パンフレットに見られる。
【００９１】
電子輸送層は、電子輸送を促進し、また層の境界における励起子がクエンチされるのを防ぐためのバッファ層または閉じ込め層（ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ  ｌａｙｅｒ）として働くように機能し得る。好ましくは、この層は、電子移動度を促進し、励起子のクエンチを低減する。任意選択の電子輸送層に使用され得る電子輸送材料の例としては、トリス（８−ヒドロキシキノラト）アルミニウム（ＡｌＱ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（ｐ−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＢＡｌｑ）、テトラキス−（８−ヒドロキシキノラト）ハフニウム（ＨｆＱ）およびテトラキス−（８−ヒドロキシキノラト）ジルコニウム（ＺｒＱ）などの金属キノレート誘導体；ならびに２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）、および１，３，５−トリ（フェニル−２−ベンズイミダゾール）ベンゼン（ＴＰＢＩ）などのアゾール化合物；２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリンなどのキノキサリン誘導体；４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＤＰＡ）および２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＤＤＰＡ）などのフェナントロリン；ならびにそれらの混合物を含む、金属キレートオキシノイド化合物が挙げられる。
【００９２】
カソードは、電子または負電荷キャリアを注入するのに特に効果的な電極である。カソードは、アノードよりも低い仕事関数を有する任意の金属または非金属であってよい。カソード用の材料は、第１族のアルカリ金属（たとえば、Ｌｉ、Ｃｓ）、第２族（アルカリ土類）金属、希土類元素およびランタニド、ならびにアクチニドを含む第１２族金属から選択され得る。アルミニウム、インジウム、カルシウム、バリウム、サマリウムおよびマグネシウム、ならびにそれらの組み合わせなどの材料を使用することができる。動作電圧を下げるために、ＬｉＦおよびＬｉ2ＯといったＬｉ含有有機金属化合物を、有機層とカソード層との間に堆積することもできる。この層は、電子注入層と呼ばれることもある。
【００９３】
成分層の各々のための材料の選択は、デバイスに高いエレクトロルミネッセンス効率を与えるためにエミッタ層中の正電荷と負電荷とのバランスを取ることによって決定されるのが好ましい。
【００９４】
一実施形態においては、異なる層は、以下の範囲の厚さを有する：アノード１１０、５００〜５０００Å、一実施形態においては、１０００〜２０００Å；バッファ層、５０〜２０００Å、一実施形態においては、２００〜１０００Å；正孔輸送層、５０〜２０００Å、一実施形態においては、２００〜１０００Å；発光層、１０〜２０００Å、一実施形態においては、１００〜１０００Å；電子輸送層、５０〜２０００Å、一実施形態においては、１００〜１０００Å；カソード、２００〜１００００Å、一実施形態においては、３００〜５０００Å。層の厚さの所望の比率は、使用される材料の正確な性質に依存することになる。
【００９５】
本明細書に記載のＯＬＥＤ照明器具は、既存の照明材料に勝るいくつかの利点を有し得る。ＯＬＥＤ照明器具は、白熱電球より低い電力消費の可能性を有する。５０ｌｍ／Ｗより高い効率が得られる。ＯＬＥＤ照明器具は、蛍光灯と比較して向上された光質を有し得る。演色は、蛍光灯の６２の演色と比較して、８０より高くなり得る。すべての他の照明の選択肢と異なり、ＯＬＥＤの拡散性は、外部の拡散器の必要性を低減する。
【００９６】
さらに、本明細書に記載のＯＬＥＤ照明器具は、他の白色発光デバイスに勝る利点を有する。その構造は、発光層が積層されたデバイスよりはるかに単純である。発光材料の蒸発によって形成されるデバイスを用いるよりも材料活用性が高い。蛍光性またはリン光性のドーパントを使用することが可能である。
【００９７】
４．方法
ＯＬＥＤ照明器具の作製方法は、
第１の電極を上に有する基板を提供するステップと；
小分子ホスト材料、第１の発光色を有する第１のドーパント、および第２の発光色を有する第２のドーパントのすべてを第１の液体媒体中に含む第１の液体組成物を堆積させるステップと；
第２の電極を全体的に形成するステップとを含み；
照明器具の全体的な発光色が白色である。
【００９８】
ある実施形態においては、液体組成物は、第３の発光色を有する第３のドーパントをさらに含む。
【００９９】
連続および不連続技術を含む任意の公知の液相堆積技術を使用することができる。連続液相堆積技術の例としては、スピンコーティング、グラビアコーティング、カーテンコーティング、浸漬コーティング、スロットダイコーティング、スプレーコーティング、および連続ノズルコーティングが挙げられるが、これらに限定されるものではない。不連続堆積技術の例としては、インクジェット印刷、グラビア印刷、およびスクリーン印刷が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【０１００】
ホストとドーパントとの特定の組合せに好適な液体媒体は、当業者によって容易に決定することができる。用途によっては、化合物が非水性の溶媒に溶解されるのが望ましい。そのような非水性の溶媒は、Ｃ1〜Ｃ20アルコール、エーテル、および酸エステルなど、比較的極性であり得るか、あるいはＣ1〜Ｃ12アルカンまたはトルエン、キシレン、トリフルオロトルエンなどの芳香族化合物など、比較的非極性であり得る。新規な化合物を構成する、本明細書に記載の溶液または分散体のいずれかとして、液体組成物を作製するのに使用するのに好適な別の液体としては、塩素化炭化水素（塩化メチレン、クロロホルム、クロロベンゼンなど）、芳香族炭化水素（トリフルオロトルエンを含め、置換または非置換のトルエンまたはキシレンなど）、極性溶媒（テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）など）、エステル（酢酸エチルなど）、アルコール（イソプロパノールなど）、ケトン（シクロペンタノンなど）、またはそれらの任意の混合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。発光材料用の溶媒の混合物の例は、たとえば、米国特許出願公開第２００８−００６７４７３号明細書に記載されている。
【０１０１】
堆積後、材料は乾燥されて層が形成される。加熱、真空、およびそれらの組合せを含む任意の従来の乾燥技術を使用することができる。
【０１０２】
ある実施形態においては、組成物は、ピクセル化されたパターンで堆積される。ピクセルは、任意の形状を有し得るが、ほぼ楕円形または矩形である。
【０１０３】
ある実施形態においては、本方法は、化学薬品閉じ込め層を堆積させて、ピクセル領域を画定することをさらに含む。用語「化学薬品閉じ込め層」は、物理的なバリア構造ではなく表面エネルギー効果によって液体材料が広がるのを閉じ込めるかまたは抑制するパターニングされた層を意味することを意図している。層に言及している際に、用語「閉じ込められる」は、層が堆積される領域を越えて大きく広がらないことを意味することを意図している。用語「表面エネルギー」は、材料からある単位面積の表面を形成するのに必要なエネルギーである。表面エネルギーの特徴は、所与の表面エネルギーを有する液体材料がより低い表面エネルギーを有する表面を濡らさないということである。
【０１０４】
ある実施形態においては、本方法は、パターニングされたＩＴＯおよび金属母線を有するガラス基板を基板として使用する。基板は、個々のピクセルを画定するためにバンク構造も含んでいてもよい。バンク構造は、標準的なフォトリソグラフィー技術などの任意の従来の技術を用いて形成され、パターニングされ得る。スロットダイコーティングを用いて、水溶液からのバッファ層をコーティングした後、次に、正孔輸送層用のスロットダイコータに通す。これらの層は、すべてのピクセルに共通であり、したがってパターニングされない。発光層は、ノズル印刷機器を用いてパターニングされ得る。ある実施形態においては、ピクセルは、約４０ミクロンの横寸法を有する列で印刷される。スロットダイプロセスステップおよびノズル印刷は両方とも、標準的なクリーンルーム雰囲気中で行うことができる。次に、デバイスは、電子輸送層および金属製のカソードの堆積のために真空チャンバに送られる。これは、真空チャンバ機器を必要とする唯一のステップである。最後に、上述した封入技術を用いて、照明器具全体が密封される。
【０１０５】
概要または実施例において前述したすべての行為が必要なわけではなく、特定の行為の一部は不要である場合があり、１つまたは複数のさらに別の行為が、前述の行為に加えて実施される場合があることに留意されたい。さらに、行為が列挙されている順序は、必ずしもそれらが実施される順序ではない。
【０１０６】
以上の明細書において、具体的な実施形態を参照しながら本発明の概念を説明した。しかし、当業者であれば、特許請求の範囲に記載される本発明の範囲から逸脱せずに種々の変更および変形を行えることが理解できるであろう。したがって、本明細書および図面は、限定的な意味ではなく説明的なものであるとみなすべきであり、すべてのこのような変更は本発明の範囲内に含まれることを意図している。
【０１０７】
特定の実施形態に関して、利益、その他の利点、および問題に対する解決法を以上に記載してきた。しかし、これらの利益、利点、問題の解決法、ならびに、なんらかの利益、利点、または解決法を発生させたり、より顕著にしたりすることがある、あらゆる特徴が、特許請求の範囲のいずれかまたはすべての重要、必要、または本質的な特徴として解釈されるものではない。
【０１０８】
別々の実施形態の状況において、明確にするために本明細書に記載されている特定の複数の特徴は、１つの実施形態の中で組み合わせても提供できることを理解されたい。逆に、簡潔にするため１つの実施形態の状況において説明した種々の特徴も、別々に提供したり、あらゆる副次的な組み合わせで提供したりすることができる。さらに、範囲で記載される値への言及は、当該範囲内のあらゆる値を含む。
【図１ａ】
2011526424.tif 000006
【図１ｂ】
2011526424.tif 000007
【図２】
2011526424.tif 000008
【国際調査報告】
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