(57)【要約】【課題】白色発光性有機発光ダイオードデバイスを改良すること。【解決手段】ａ）基板、ｂ）該基板の上に配置されたアノード、ｃ）該アノードの上に配置された正孔注入層、ｄ）該正孔注入層の上に配置された正孔輸送層、ｅ）該正孔輸送層の上に配置されたスペクトルの黄色領域において発光する黄色発光層であって、該黄色発光層の成分の５０体積％を超える量のルブレン又はその誘導体を含有するもの、ｆ）該黄色発光層の上に直接配置された、青色発光性化合物をドープした青色発光層、ｇ）該青色発光層の上に配置された電子輸送層、及びｈ）該電子輸送層の上に配置されたカソードを含んで成る、実質的に白色光を発する有機発光ダイオードデバイス。【選択図】　　　図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記ａ〜ｈを含んで成る、実質的に白色光を発する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイス：
ａ）基板、
ｂ）該基板の上に配置されたアノード、
ｃ）該アノードの上に配置された正孔注入層、
ｄ）該正孔注入層の上に配置された正孔輸送層、
ｅ）該正孔輸送層の上に配置されたスペクトルの黄色領域において発光する黄色発光層であって、該黄色発光層の成分の５０体積％を超える量のルブレン又はその誘導体を含有するもの、
ｆ）該黄色発光層の上に直接配置された、青色発光性化合物をドープした青色発光層、
ｇ）該青色発光層の上に配置された電子輸送層、及び
ｈ）該電子輸送層の上に配置されたカソード。
【請求項２】
該正孔輸送層が芳香族第三アミンを含む、請求項１に記載のＯＬＥＤデバイス。
【請求項３】
該電子輸送層がトリス（８−ヒドロキシキノリノール）アルミニウムを含む、請求項１に記載のＯＬＥＤデバイス。
【請求項４】
該青色発光層が、下記化合物：
【化１】
2004047469.tif 000012
からなる群より選ばれた少なくとも一種のホスト材料を含む、請求項１に記載のＯＬＥＤデバイス。
【請求項５】
当該青色ドーパントの濃度が当該ホスト材料の０．１〜１０％の範囲内である、請求項１に記載のＯＬＥＤデバイス。
【請求項６】
該正孔輸送層の厚さが２０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内である、請求項１に記載のＯＬＥＤデバイス。
【請求項７】
下記ａ〜ｈを含んで成る、実質的に白色光を発する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイス：
ａ）基板、
ｂ）該基板の上に配置されたアノード、
ｃ）該アノードの上に配置された正孔注入層、
ｄ）該正孔注入層の上に配置された正孔輸送層、
ｅ）該正孔輸送層の上に直接配置された、青色発光性化合物をドープした青色発光層、
ｆ）該青色発光層の上に配置されたスペクトルの黄色領域において発光する黄色発光層であって、該黄色発光層の成分の５０体積％を超える量のルブレン又はその誘導体を含有するもの、
ｇ）該黄色発光層の上に直接配置された電子輸送層、及び
ｈ）該電子輸送層の上に配置されたカソード。
【請求項８】
該青色発光層が、下記化合物：
【化２】
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からなる群より選ばれたホスト材料を含む、請求項７に記載のＯＬＥＤデバイス。
【請求項９】
下記ａ〜ｉを含んで成る、実質的に白色光を発する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイス：
ａ）基板、
ｂ）該基板の上に配置されたアノード、
ｃ）該アノードの上に配置された正孔注入層、
ｄ）該正孔注入層の上に配置された正孔輸送層、
ｅ）該正孔輸送層の上に配置されたスペクトルの黄色領域において発光する第１黄色発光層であって、該黄色発光層の成分の５０体積％を超える量のルブレン又はその誘導体を含有するもの、
ｆ）該第１黄色発光層の上に直接配置された、青色発光性化合物をドープした青色発光層、
ｇ）該青色発光層の上に配置されたスペクトルの黄色領域において発光する第２黄色発光層であって、該黄色発光層の成分の５０体積％を超える量のルブレン又はその誘導体を含有するもの、
ｈ）該第２黄色発光層の上に直接配置された電子輸送層、及び
ｉ）該電子輸送層の上に配置されたカソード。
【請求項１０】
該青色発光層が、下記化合物：
【化３】
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からなる群より選ばれたホスト材料を含む、請求項９に記載のＯＬＥＤデバイス。
【請求項１１】
下記ａ〜ｊを含んで成る、実質的に白色光を発する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイス：
ａ）基板、
ｂ）該基板の上に配置されたアノード、
ｃ）該アノードの上に配置された正孔注入層、
ｄ）該正孔注入層の上に配置された正孔輸送層、
ｅ）該正孔輸送層の上に配置されたスペクトルの黄色領域において発光する第１黄色発光層であって、該黄色発光層の成分の５０体積％を超える量のルブレン又はその誘導体を含有するもの、
ｆ）該第１黄色発光層の上に直接配置された、青色発光性化合物をドープした青色発光層、
ｇ）該青色発光層の上に配置されたスペクトルの黄色領域において発光する第２黄色発光層であって、該黄色発光層の成分の５０体積％を超える量のルブレン又はその誘導体を含有するもの、
ｈ）該第２黄色発光層の上に配置された緑色発光層、
ｉ）該緑色発光層の上に直接配置された電子輸送層、及び
ｊ）該電子輸送層の上に配置されたカソード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、白色光を放出する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＯＬＥＤデバイスは、基板と、アノードと、有機化合物でできた正孔輸送層と、適当なドーパントを含む有機発光層と、有機電子輸送層と、カソードとを含む。ＯＬＥＤデバイスが魅力的であるのは、動作電圧が低く、輝度が高く、視角が広く、しかもフルカラーのフラット発光ディスプレイを可能にするからである。Ｔａｎｇらは、米国特許第４，７６９，２９２号及び同第４，８８５，２１１号において、この多層型ＯＬＥＤデバイスについて記述している。
【０００３】
高効率白色発光ＯＬＥＤデバイスは、ＬＣＤディスプレイ、自動車用ドーム形ライト及びオフィス照明における紙状薄型光源バックライトのようないくつかの用途において低コストの代替物になるものと考えられている。白色発光性ＯＬＥＤデバイスは、明るく、高効率で、そして一般に国際照明委員会（ＣＩＥ）の色度座標が約（０．３３，０．３３）であることが必要である。いずれにせよ、本明細書による白色光は、ユーザーが白色を有するものとして知覚する光である。
【０００４】
下記の特許明細書及び刊行物に、白色光を発することのできる有機ＯＬＥＤデバイスであって正孔輸送層と有機発光層とを一対の電極間に挟んでなるものの製造法が記載されている。
【０００５】
Ｊ．　Ｓｈｉ（米国特許第５，６８３，８２３号）が従前報告した白色発光性ＯＬＥＤデバイスは、発光層のホスト発光材料に赤色発光材料と青色発光材料とが均一に分散しているものである。このデバイスは、良好な電界発光特性を示すが、赤用ドーパント及び青用ドーパントの濃度がホスト材料の０．１２％及び０．２５％と非常に低く、大規模生産で制御するには困難な濃度である。
【０００６】
Ｓａｔｏらは、特開平７−１４２１６９号公報に、正孔輸送層の隣に青色発光層を固着させ、続いて赤色蛍光層を含む領域を有する緑色発光層を固着させて製造した白色光を放出することができるＯＬＥＤデバイスを開示している。
【０００７】
Ｋｉｄｏらは、Ｓｃｉｅｎｃｅ，　Ｖｏｌ．２６７，　ｐ．１３３２（１９９５）及びＡＰＬ　Ｖｏｌ．６４，　ｐ．８１５（１９９４）に、白色発光性ＯＬＥＤデバイスを報告している。このデバイスでは、白色光を発生させるため、キャリヤ輸送特性が異なる３種の発光層であってそれぞれ青色、緑色又は赤色の光を放出するものを使用している。
【０００８】
Ｌｉｔｔｍａｎらは、米国特許第５，４０５，７０９号に、正孔−電子再結合に応じて白色光を放出することができる白色発光デバイスであって、青緑色から赤色までの可視光範囲に蛍光を含む別のデバイスを開示している。
【０００９】
最近では、Ｄｅｓｈｐａｎｄｅらが、Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ，　Ｖｏｌ．７５，　ｐ．８８８（１９９９）に、正孔阻止層によって分離された赤色、青色及び緑色発光層を使用する白色ＯＬＥＤデバイスを発表している。
【００１０】
【特許文献１】
米国特許第４５３９５０７号明細書
【特許文献２】
米国特許第４７６９２９２号明細書
【特許文献３】
米国特許第４８８５２２１号明細書
【特許文献４】
米国特許第５０５９８６２号明細書
【特許文献５】
米国特許第５４０５７０９号明細書
【特許文献６】
米国特許第５６８３８２３号明細書
【特許文献７】
米国特許第５７７６６２２号明細書
【特許文献８】
米国特許第５９３５７２１号明細書
【特許文献９】
米国特許第６２０８０７５号明細書
【特許文献１０】
特開平７−１４２１６９号公報
【非特許文献１】
Ｙｕｊｉ　Ｈａｍａｄａ他、「Ｒｅｄ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅｓ　Ｕｓｉｎｇ　ａｎ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ａｓｓｉｓｔ　Ｄｏｐａｎｔ」、Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ、第７５巻、第１２号、１９９９年９月２０日、第１６８２〜１６８４頁
【非特許文献２】
Ｌ．Ｓ．　Ｈｕｎｇ他、「Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｉｎ　Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｓｕｒｆａｃｅ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅｓ」、Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ、第７４巻、
第２１号、１９９９年５月２４日、第３２０９〜３２１１頁
【非特許文献３】
Ｇ．　Ｐａｒｔｈａｓａｒａｔｈｙ他、「Ｈｉｇｈ−Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｅｖｉｃｅｓ」、Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ、第７６巻、第１５号
、２０００年４月１０日、第２１２８〜２１３０頁
【非特許文献４】
Ｇ．　Ｐａｒｔｈａｓａｒａｔｈｙ他、「Ａ　Ｍｅｔａｌ−Ｆｒｅｅ　Ｃａｔｈｏｄｅ　ｆｏｒ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｄｅｖｉｃｅｓ」、Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ、第７２巻、第１７号、１９９８年４月２７日、第２１３８〜２１４０頁
【非特許文献５】
Ｐ．Ｅ．　Ｂｕｒｒｏｗｓ他、「Ｓｅｍｉｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ　Ｃａｔｈｏｄｅｓ　ｆｏｒ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｅｖｉｃｅｓ」、Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ、第８７巻、第６号、
２０００年３月１５日、第３０８０〜３０８５頁
【非特許文献６】
Ｇ．　Ｇｕ他、「Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｅｖｉｃｅｓ」、Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ、第６８巻、第１９号、１９９６年５月６日、第２６０６〜２６０８頁
【非特許文献７】
Ｒ．Ｓ．　Ｄｅｓｈｐａｎｄｅ他、「Ｗｈｉｔｅ−Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ　Ｄｅｖｉｃｅｓ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｉｎｔｅｒｌａｙｅｒ　Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ」、Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ、第７５巻、第７号、１９９９年８月１６日、第８８８〜８９０頁
【非特許文献８】
Ｊ．　Ｋｉｄｏ他、「Ｗｈｉｔｅ−Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ　Ｄｅｖｉｃｅｓ　Ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐｏｌｙ（Ｎ−ｖｉｎｙｌｃａｒｂａｚｏｌｅ）　Ｅｍｉｔｔｅｒ　Ｌａｙｅｒ　Ｄｏｐｅｄ　ｗｉｔｈ　Ｔｈｒｅｅ　Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ　Ｄｙｅｓ」、Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ、第６４巻、
第７号、１９９４年２月１４日、第８１５〜８１７頁
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらのＯＬＥＤデバイスは、ドーパント濃度を非常に低くする必要があり、大規模生産での工程制御が困難である。また、ドーパント濃度の小さな変化によって発光色が変わってしまうという問題もある。
本発明の目的は、有効な白色発光性有機デバイスを提供することにある。
本発明の別の目的は、効率及び安定性の高い白色発光性ＯＬＥＤデバイスであって構造がシンプルで、製造環境下で再現し得るものを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
まったく意外なことであるが、輝度効率及び動作安定性の高い白色発光性ＯＬＥＤデバイスが、黄色発光層を青色発光層に隣接するように堆積させることによって得られることが見出された。
【００１３】
上述の目的は、下記ａ〜ｈを含んで成る、実質的に白色光を発する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイスにより達成される：
ａ）基板、
ｂ）該基板の上に配置されたアノード、
ｃ）該アノードの上に配置された正孔注入層、
ｄ）該正孔注入層の上に配置された正孔輸送層、
ｅ）該正孔輸送層の上に配置されたスペクトルの黄色領域において発光する黄色発光層であって、該黄色発光層の成分の５０体積％を超える量のルブレン又はその誘導体を含有するもの、
ｆ）該黄色発光層の上に直接配置された、青色発光性化合物をドープした青色発光層、
ｇ）該青色発光層の上に配置された電子輸送層、及び
ｈ）該電子輸送層の上に配置されたカソード。
【００１４】
上述の目的はまた、下記ａ〜ｈを含んで成る、実質的に白色光を発する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイスにより達成される：
ａ）基板、
ｂ）該基板の上に配置されたアノード、
ｃ）該アノードの上に配置された正孔注入層、
ｄ）該正孔注入層の上に配置された正孔輸送層、
ｅ）該正孔輸送層の上に直接配置された、青色発光性化合物をドープした青色発光層、
ｆ）該青色発光層の上に配置されたスペクトルの黄色領域において発光する黄色発光層であって、該黄色発光層の成分の５０体積％を超える量のルブレン又はその誘導体を含有するもの、
ｇ）該黄色発光層の上に直接配置された電子輸送層、及び
ｈ）該電子輸送層の上に配置されたカソード。
【００１５】
本発明によると以下の利点が得られる。
白色光を発生させるためのＯＬＥＤデバイスが、ルブレン系黄色発光層を、正孔輸送層の上、電子輸送層の上又は正孔輸送層と電子輸送層の両方の上に設けることによって、簡素化される。
青色発光層及び黄色発光層の制御が容易なＯＬＥＤデバイスが得られる。
本発明により製造されたＯＬＥＤデバイスは、製造再現性が高く、しかも高い発光効率を一貫して提供することができる。本発明によるデバイスは動作安定性が高い上、所要駆動電圧も低くて済む。
【００１６】
【発明の実施の形態】
有機ＯＬＥＤデバイスの常用の発光層は、ルミネセント物質又は蛍光物質を含み、その領域で電子−正孔対の再結合が起こる結果、エレクトロルミネセンスが発生する。最も簡単な構造のＯＬＥＤデバイス１００（図１）では、発光層１４０がアノード１２０とカソード１３０の間に挟まれている。基板には１１０が標識されている。発光層１４０は発光効率の高い純粋物質である。周知の材料は、優れた緑色電場発光を生じるトリス（８−キノリナト）アルミニウム（Ａｌｑ）である。
【００１７】
その単純な構造を、図２に示すように３層構造へ改変することができる。ここでは、正孔輸送層と電子輸送層の間に追加の電場発光層を導入し、主として正孔−電子再結合の場、すなわち電場発光の場として機能させている。この点で、個々の有機層の機能が区別されているので、それらを独立に最適化することができる。このため、電場発光層又は再結合層を、高い輝度効率と共に、所望のＯＬＥＤ色が得られるように選定することができる。同様に、電子輸送層と正孔輸送層を、主としてキャリヤ輸送特性について最適化することができる。当業者であれば、電子輸送層とカソードを透明体にすることによって、デバイスの照明をその基板ではなく最上層を介して助長し得ることを理解している。
【００１８】
図２を見ると、有機発光デバイス２００は透光性基板２１０を有し、その上に透光性アノード２２０が配置されている。有機発光構造体はアノード２２０とカソード２７０の間に形成されている。有機発光構造体は、順に、正孔注入（薄いフルオロカーボン）層２３０、有機正孔輸送層２４０、有機発光層２５０及び有機電子輸送層２６０を含む。アノード２２０とカソード２７０の間に電位差（図示なし）を印加すると、カソードが電子を電子輸送層２６０に注入し、その電子が層２４０を渡って発光層２５０へ移動する。同時に、正孔がアノード２２０から正孔輸送層２４０に注入される。正孔は層２３０を渡って移動し、そして正孔輸送層２４０と発光層２５０の間に形成される接合部において、又はその付近で、電子と再結合する。移動中の電子がその伝導帯から価電子帯へ落下して正孔を充填すると、エネルギーが光として放出され、その光が透光性アノード２２０と基板２１０を介して放出される。
【００１９】
有機ＯＬＥＤデバイスは、アノードがカソードよりも高い電位にある場合に順方向にバイアスされるダイオードと見ることができる。有機ＯＬＥＤのアノード及びカソードは、Ｔａｎｇらの米国特許第４，８８５，２１１号に開示されている各種形態のいずれかのように、それぞれ従来の都合のよい任意の形態をとることができる。仕事関数の低いカソードと仕事関数の高いアノードを使用した場合には動作電圧を実質的に低下することができる。好適なカソードは、仕事関数が４．０ｅＶ未満の金属と別の一種の金属、好ましくは仕事関数が４．０ｅＶより高いものとを組み合わせて構成されたものである。Ｔａｎｇらの米国特許第４，８８５，２１１号に記載のＭｇ：Ａｇが、好適なカソード構造体を構成する。Ｖａｎ　Ｓｌｙｋｅらの米国特許第５，０５９，０６２号に記載のＡｌ：Ｍｇは、別の好適なカソード構造体である。Ｈｕｎｇらの米国特許第５，７７６，６２２号は、有機ＯＬＥＤデバイスの電子注入性を高めるためにＬｉＦ／Ａｌ二層形の使用を開示している。Ｍｇ：Ａｇ、Ａｌ：Ｍｇ又はＬｉＦ／Ａｌのいずれでできているカソードも不透明であるため、カソードを介してディスプレイを観察することはできない。最近では、一連の刊行物（Ｇｕら、ＡＰＬ　６８，　２６０６［１９９６］；　Ｂｕｒｒｏｗｓら、Ｊ．　Ａｐｐｌ．　Ｐｈｙｓ．　８７，　３０８０（２０００）；　Ｐａｒｔｈａｓａｒａｔｈｙら、ＡＰＬ　７２，　２１３８　１９９８；　Ｐａｒｔｈａｓａｒａｔｈｙら、ＡＰＬ７６，　２１２８［２０００］；　Ｈｕｎｇら、ＡＰＬ，　３２０９［１９９９］）に透明カソードが開示されている。これらのカソードは、半透明金属薄膜（〜１００Å）の上にインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を組み合わせたものをベースにしている。銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）の有機層も金属薄膜に取って代わる。
【００２０】
従来のアノード２２０は、導電性且つ透明な酸化物で形成される。インジウム錫酸化物は、その透明性、良好な導電性及び高い仕事関数のため、アノード接点として広く用いられている。
【００２１】
好適な実施態様では、アノード２２０を正孔注入層２２０ｂで改変することができる。このような正孔注入層における材料の一例は、Ｈｕｎｇらの米国特許第６，２０８，０７５号に開示されているフルオロカーボン類である。
透光性基板２１０はガラス、石英又はプラスチック材料で構築することができる。
【００２２】
有機ＯＬＥＤデバイスの正孔輸送層の形成用として好適な材料は、Ｖａｎ　Ｓｌｙｋｅの米国特許第４，５３９，５０７号に記載されている第三アミン類である。別の種類の好適なアミン類はテトラアリールアミンである。好適なテトラアリールジアミンは、式（ＩＩＩ）に示したように、アリーレン基を介して連結された二つのジアリールアミノ基を含む。好適なテトラアリールジアミンは、下式で表されるものを含む。
【００２３】
【化４】
2004047469.tif 000003
【００２４】
上式中、Ａｒ，Ａｒ１，Ａｒ２及びＡｒ３は、各々独立に、フェニル部分、ビフェニル部分及びナフチル部分の中から選ばれ、
Ｌは二価のナフチレン部分又はｄｎを表し、
ｄはフェニレン部分を表し、
ｎは１〜４の整数を表し、そして
Ｌがｄｎである場合には、Ａｒ，Ａｒ１，Ａｒ２及びＡｒ３の少なくとも一つはナフチル部分である。
【００２５】
上記構造式（ＩＩＩ）の各種アルキル、アルキレン、アリール及びアリーレン部分は、それぞれ置換されていてもよい。典型的な置換基には、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基並びにフッ化物、塩化物及び臭化物などのハロゲンが含まれる。各種アルキル部分及びアルキレン部分は、典型的に約１〜６個の炭素原子を含む。シクロアルキル部分は３〜約１０個の炭素原子を含有することができるが、典型的には５、６又は７個の環炭素原子を含み、例えば、シクロペンチル、シクロヘキシル及びシクロヘプチル環構造体を含む。アリール部分及びアリーレン部分が縮合芳香族環部分でない場合、それらはフェニル部分及びフェニレン部分であることが好ましい。
【００２６】
有用な特定の（縮合芳香族環を含有する）芳香族第三アミン（ＡＴＡ）の例を以下に挙げる。
ＡＴＡ−１：４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＢ）
ＡＴＡ−２：４，４”−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］−ｐ−ターフェニル
ＡＴＡ−３：４，４’−ビス［Ｎ−（２−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
ＡＴＡ−４：４，４’−ビス［Ｎ−（３−アセナフテニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
ＡＴＡ−５：１，５−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ナフタレン
ＡＴＡ−６：４，４’−ビス［Ｎ−（９−アントリル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
ＡＴＡ−７：４，４”−ビス［Ｎ−（１−アントリル）−Ｎ−フェニルアミノ］−ｐ−ターフェニル
ＡＴＡ−８：４，４’−ビス［Ｎ−（２−フェナントリル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
ＡＴＡ−９：４，４’−ビス［Ｎ−（８−フルオランテニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
ＡＴＡ−１０：４，４’−ビス［Ｎ−（２−ピレニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
ＡＴＡ−１１：４，４’−ビス［Ｎ−（２−ナフタセニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
ＡＴＡ−１２：４，４’−ビス［Ｎ−（２−ペリレニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
ＡＴＡ−１３：４，４’−ビス［Ｎ−（１−コロネニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
ＡＴＡ−１４：２，６−ビス（ジ−ｐ−トリルアミノ）ナフタレン
ＡＴＡ−１５：２，６−ビス［ジ−（１−ナフチル）アミノ］ナフタレン
ＡＴＡ−１６：２，６−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（２−ナフチル）−アミノ］ナフタレン
ＡＴＡ−１７：Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（２−ナフチル）−４，４”−ジ−アミノ−ｐ−ターフェニル
ＡＴＡ−１８：４，４’−ビス｛Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（１−ナフチル）−フェニル］アミノ｝ビフェニル
ＡＴＡ−１９：４，４’−ビス［Ｎ−フェニル−Ｎ−（２−ピレニル）アミノ］ビフェニル
ＡＴＡ−２０：２，６−ビス［Ｎ，Ｎ−ジ（２−ナフチル）アミノ］フルオレン
ＡＴＡ−２１：１，５−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ナフタレン
【００２７】
本発明の有機ＯＬＥＤデバイスの電子輸送層の形成用として好適な材料は、米国特許第４，８８５，２１１号に記載されているオキシン（通称８−キノリノール又は８−ヒドロキシキノリン）自体のキレートをはじめとする金属キレート化オキシノイド化合物である。このような化合物は、性能レベルが高く、しかも薄膜形態での製造が容易である。電子輸送層は、米国特許第５，６８３，８２３号に記載されているポルフィリン系化合物で製造することもできる。有用なポルフィリン系化合物の非常に好適な例として、金属を含まないフタロシアニン及び含金属フタロシアニンが挙げられる。有用なポルフィリン系化合物の例示として銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）が挙げられる。
【００２８】
発光層の好適な実施態様は、ホスト材料に蛍光色素をドープしたものからなる。この方法を採用すると、高効率ＥＬデバイスを構築することができる。同時に、共通のホスト材料において発光波長の異なる複数種の蛍光色素を使用することによって、ＥＬデバイスの色を調節することができる。こうしたドーパント計画が、譲受人共通のＴａｎｇらの米国特許第４，７６９，２９２号に、ホスト材料にＡｌｑを使用したＥＬデバイスについてかなり詳細に記載されている。
【００２９】
こうしたドーパント計画は、譲受人共通のＳｈｉらの米国特許第５，９３５，７２１号に、ホスト材料に９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセン（ＡＤＮ）誘導体を使用した青色発光性ＯＬＥＤデバイスについてかなり詳細に記載されている。
本発明の青色発光層について好適なホスト材料として、
ａ）ＡＤＮ
【００３０】
【化５】
2004047469.tif 000004
【００３１】
又は
ｂ）第三ブチルＡＤＮ
【００３２】
【化６】
2004047469.tif 000005
【００３３】
が挙げられる。
以下、本発明の実施用に企図されている青色蛍光性ドーパントを列挙する。
１）ペリレン
【００３４】
【化７】
2004047469.tif 000006
【００３５】
２）２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルペリレン
及び
３）共役ベンゼノイド
【００３６】
【化８】
2004047469.tif 000007
【００３７】
黄色発光層として使用するのに好適な材料は、ルブレン系材料である。これらは、多環式ベンゾイド発色団単位を含有する炭化水素化合物である。Ｈａｍａｄａらは、Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓ．　Ｌｅｔｔ．　Ｖｏｌ．　７５，　１６８２（１９９９）において、正孔輸送層にルブレンを、またＡｌｑ発光層にＤＣＭ２ドーパントをそれぞれドーピングした赤色発光性ＯＬＥＤデバイスを報告している。
【００３８】
本発明における黄色発光層は、下記構造式で示される５，６，１１，１２−四置換型ナフタセンをはじめとするルブレン又はその誘導体（本明細書における呼称）から実質的に成る。
【００３９】
【化９】
2004047469.tif 000008
【００４０】
上式中、Ｒ、Ｒ’、Ｒ”及びＲ’”は、同一であっても異なってもよく、各々独立に、フェニル、ビフェニリルもしくはナフチルのようなアリール基又はベンゾチアゾリルフェニルのようなヘテロアリール基である。このようなルブレン誘導体の例として、５，６，１１，１２−テトラフェニルナフタセン及び５，６，１１，１２−テトラキス（２−ナフチル）ナフタセンが挙げられる。当該ナフタセン部分に、当該アリールもしくはヘテロアリール基Ｒ、Ｒ’、Ｒ”及びＲ’”に、又は当該ナフタセン部分と当該アリールもしくはヘテロアリール基Ｒ、Ｒ’、Ｒ”及びＲ’”との両方に、アルキル、アリール、フッ素化アルキル、フルオロ又はシアノのような追加の置換基が存在してもよい。このような追加置換型安定化ドーパントの一例として、６，１１−ジフェニル−５，１２−ビス（４−（６−メチル−ベンゾチアゾル−２−イル）フェニル）ナフタセンが挙げられる。現在好ましいものは、分子量が約８００ダルトンを超えないルブレン及びルブレン誘導体である。現在最も好適なものは、ルブレンである。
以下、ルブレン類の一部を示す。
【００４１】
【化１０】
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【化１１】
2004047469.tif 000010
【００４２】
本発明とその利点を下記の具体例によってさらに説明する。用語「パーセント（％）」は、特定のドーパントの当該ホスト材料に対する体積％を表す。これは、真空蒸着工程中に厚さモニターに記録された各材料の厚さ比に基づく。
図３〜図５は、本発明により製造された白色発光性ＯＬＥＤデバイスの構造と、その動作の各種パラメータのグラフを示す。本発明とその利点を下記の具体例によってさらに説明する。
【００４３】
図３を見ると、有機白色発光デバイス３００は、透光性基板３１０を有し、その上に透光性アノード３２０、正孔注入層３３０及び正孔輸送層３４０が配置されている。アノード３２０とカソード３７０の間に有機白色発光構造体が形成されている。該有機発光構造体は、順に、有機正孔輸送層３４０、黄色発光性ルブレン化合物層３４１及び青色発光性有機発光層３５０を含む。有機電子輸送層３６０はＡｌｑでできている。
【００４４】
図４は、図３に示したものと同様の有機白色発光性デバイス４００を示すが、但し、黄色発光層（４６１）は青色発光性有機層４５０の上に堆積されている。他の層は、基板４１０、アノード４２０、正孔注入層４３０、正孔輸送層４４０、電子輸送層４６０及びカソード４７０である。
【００４５】
図５は、さらに別の構造の有機白色発光性ＯＬＥＤデバイス５００を示す。この構造体には、図３及び図４に示した構造体の両方の特徴が含まれる。層５５０は有機青色発光層である。ルブレン化合物層でできた黄色発光層が２層設けられている。第１黄色発光性ルブレン化合物層５４１と第２黄色発光性ルブレン化合物層５６１が青色発光層５５０に隣接して配置されている。他の層は、基板５１０、アノード５２０、正孔注入層５３０、正孔輸送層５４０、電子輸送層５６０及びカソード層５７０である。
【００４６】
図６は、さらに別の構造の有機白色発光性ＯＬＥＤデバイス６００を示す。この構造は図５の構造と同様であるが、但し、第２黄色発光性ルブレン化合物層の上に追加の緑色発光層５６２が堆積されている。
【００４７】
【実施例】
本発明を以下の実施例でさらに説明する。
例１
以下のようにＯＬＥＤデバイスを構築した。
８０ｎｍのＩＴＯを被覆した基板を、逐次、市販の洗剤で超音波処理し、脱イオン水でリンスし、そしてトルエン蒸気中で脱脂処理した。これらの基板を酸素プラズマで約１分間処理した後、ＣＨＦ３のプラズマ蒸着法により１ｎｍのフルオロカーボン層で被覆した。同一の手順を採用して本発明によるその他のデバイスのすべてを製造した。これらの基板を蒸着室に装填して、有機層とカソードの蒸着を行った。
【００４８】
例１のデバイスは、１５０ｎｍのＮＰＢ正孔輸送層（ＨＴＬ）、ＴＢＡＤＮホストに１．５％のＴＢＰ青色ドーパントをドープしてなる２０ｎｍの青色発光層（ＥＭＬ）、３７．５ｎｍのＡｌｑ電子輸送層（ＥＴＬ）並びにカソードの一部として０．５ｎｍのＬｉＦ及び２００ｎｍのＡｌを逐次蒸着することによって製造した。上記の序列によりＯＬＥＤデバイスの堆積を完了した。
【００４９】
次いで、ＯＬＥＤデバイスを、周囲環境から保護するため、窒素を充填したドライグローブボックス内で気密包装した。これらのＯＬＥＤデバイスを製造するために用いたＩＴＯパターン化基板は、いくつかのテストパターンを含有した。当該デバイスの各々を、電流電圧特性及び電場発光収率についてテストした。表１に、２０ｍＡ／ｃｍ２で測定したデバイス特性を示す。本例は、輝度収率２．８ｃｄ／Ａ及びＣＩＥｘ，ｙ＝０．１６、０．２３の青色発光性デバイスである。
【００５０】
【表１】
2004047469.tif 000011
【００５１】
例２のデバイスは、例１のデバイスと同様に調製したが、但し、１５０ｎｍのＮＰＢ正孔輸送層を堆積した後、その正孔輸送層の上に厚さ約０．０５ｎｍの薄いルブレン化合物層を堆積させた。本デバイスも青色発光性であり、輝度収率３．３ｃｄ／Ａ及びＣＩＥｘ，ｙ＝０．２１、０．２８を示した。
【００５２】
例３のデバイスは、例２のデバイスと同様に調製したが、但し、１５０ｎｍのＮＰＢ正孔輸送層を堆積した後、その正孔輸送層の上に厚さ約０．１ｎｍの薄いルブレン化合物層を堆積させた。本デバイスは青白色発光性であり、輝度収率３．５ｃｄ／Ａ及びＣＩＥｘ，ｙ＝０．２５、０．３５を示した。
【００５３】
例４のデバイスは、例２のデバイスと同様に調製したが、但し、１５０ｎｍのＮＰＢ正孔輸送層を堆積した後、その正孔輸送層の上に厚さ約０．２ｎｍの薄いルブレン化合物層を堆積させた。本デバイスは白色発光性であり、輝度収率３．６ｃｄ／Ａ及びＣＩＥｘ，ｙ＝０．３０、０．３５を示した。
【００５４】
例５のデバイスは、例２のデバイスと同様に調製したが、但し、１５０ｎｍのＮＰＢ正孔輸送層を堆積した後、その正孔輸送層の上に厚さ０．５ｎｍの薄いルブレン化合物層を堆積させた。本デバイスも白色発光性であり、輝度収率３．７ｃｄ／Ａ及びＣＩＥｘ，ｙ＝０．３５、０．３５を示した。
【００５５】
例６のデバイスは、例２のデバイスと同様に調製したが、但し、１５０ｎｍのＮＰＢ正孔輸送層を堆積した後、その正孔輸送層の上に厚さ１ｎｍの薄いルブレン化合物層を堆積させた。本デバイスも白色発光性であり、輝度収率３．６ｃｄ／Ａ及びＣＩＥｘ，ｙ＝０．３７、０．３５を示した。このように、青色発光性有機層に隣接する黄色発光層の厚さを最適化することにより白色光が得られた。
【００５６】
図７に、例１のデバイスと例５のデバイスのＥＬスペクトルを示す。
黄色発光層の厚さが０．１ｎｍ〜１ｎｍの範囲内にある場合に、２０ｍＡ／ｃｍ２において、３．７ｃｄ／Ａの輝度効率で、ＣＩＥ色座標（０．３５、０．３５）の白色が得られた。
ＮＰＢ正孔輸送層の上に、薄い黄色発光層を青色発光層に隣接するように堆積させることにより白色発光性ＯＬＥＤが得られる、ということが本発明の重要な特徴である。
【００５７】
さらに、この黄色ルブレン層に、ＮＰＢのような正孔輸送性材料やＡｌｑのような電子輸送性材料といった別の材料を混合してもよいことも見出された。例えば、図３の黄色発光層３４１又は図５及び図６の層５４１に、ＮＰＢ正孔輸送性材料を、ルブレン又はその誘導体を含有する黄色発光層における当該ルブレン成分の含有量が５０体積％よりも多くなるように、ドープすることができる。同様に、黄色ルブレン層に、Ａｌｑのような別の電子輸送性材料を混合することもできる。例えば、図４の黄色発光層４６１又は図５及び図６の層５６１に、Ａｌｑ電子輸送性材料を、ルブレン又はその誘導体を含有する黄色発光層における当該ルブレン成分の含有量が５０体積％よりも多くなるように、ドープすることができる。
【００５８】
封入されたＯＬＥＤデバイスの周囲環境における動作安定性を、２０ｍＡ／ｃｍ２の一定電流密度で動作させた際の駆動電圧及び輝度の変化量を測定することによって確認した。本発明により製造された各種構造体のＯＬＥＤは、高い動作安定性を示した。
【００５９】
このように、本発明の白色発光性ＯＬＥＤデバイスは、黄色発光層を青色発光層の近傍に堆積することによって製造された。黄色発光層は、正孔輸送層の上に、青色発光層の上に、又は正孔輸送層及び青色発光層の両方の上に堆積された。これらのＯＬＥＤデバイスは、より高い輝度収率及びより低い駆動電圧を示す。これらのＯＬＥＤデバイスは、その色座標及び輝度効率の劣化を極力抑えつつ、より高い電流密度で動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術の有機発光デバイスを示す略断面図である。
【図２】従来技術の別の有機発光デバイスを示す略断面図である。
【図３】黄色発光層を正孔輸送層の上に堆積させた白色発光性ＯＬＥＤデバイスを示す略断面図である。
【図４】黄色発光層を青色発光層の上に堆積させた白色発光性ＯＬＥＤデバイスを示す略断面図である。
【図５】第１黄色発光層を正孔輸送層の上に堆積させ、かつ、第２黄色発光層を青色発光層の上に堆積させた白色発光性ＯＬＥＤデバイスを示す略断面図である。
【図６】緑色発光層を第２黄色発光層の上に堆積させた白色発光性ＯＬＥＤデバイスを示す略断面図である。
【図７】本発明により得られた白色発光性ＯＬＥＤデバイスのＥＬ分光分布を示すグラフである。
【符号の説明】
１００…有機発光ダイオードデバイス
１１０…基板
１２０…アノード
１４０…発光層
１５０…カソード
２００…有機発光ダイオードデバイス
２１０…透光性基板
２２０…透光性アノード
２３０…正孔注入層
２４０…有機正孔輸送層
２５０…有機発光層
２６０…有機電子輸送層
２７０…カソード
３００…有機発光ダイオードデバイス
３１０…透光性基板
３２０…透光性アノード
３３０…正孔注入層
３４０…正孔輸送層
３４１…黄色発光性ルブレン化合物層
３５０…青色発光性有機発光層
３６０…有機電子輸送層
３７０…カソード
４００…有機発光ダイオードデバイス
４１０…基板
４２０…アノード
４３０…正孔注入層
４４０…正孔輸送層
４６１…黄色発光層
４５０…青色発光性有機層
４６０…電子輸送層
４７０…カソード
５００…有機発光ダイオードデバイス
５１０…基板
５２０…アノード
５３０…正孔注入層
５４０…正孔輸送層
５４１…第１黄色発光性ルブレン化合物層
５６１…第２黄色発光性ルブレン化合物層
５６２…緑色発光層
５５０…青色発光層
５６０…電子輸送層
５７０…カソード
６００…有機発光ダイオードデバイス
【図１】
2004047469.tif 000015
【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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【図７】
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