(57)【要約】  離間した２つの電極（３０、９０）を有し、緑色発光を生じ、且つアントラセンホスト及び２，６−ジアミノアントラセン発光ドーパントを含む第１発光層（５０ｇ）と、赤色発光を生じ、且つホスト及び赤色発光ドーパントを含む第２発光層（５０ｒ）とを含むＯＬＥＤ装置である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
離間した２つの電極を有し、
（ａ）緑色発光を生じ、且つ（ｉ）アントラセンホスト、及び（ｉｉ）２，６−ジアミノアントラセン発光ドーパントを含む第１発光層と、
（ｂ）赤色発光を生じ、且つホスト及び赤色発光ドーパントを含む第２発光層と
を含むＯＬＥＤ装置。
【請求項２】
前記アントラセンホストは、９，１０−ジアリールアントラセンである請求項１に記載のＯＬＥＤ装置。
【請求項３】
前記アントラセンホストは、２，９，１０−トリアリールアントラセンである請求項２に記載のＯＬＥＤ装置。
【請求項４】
前記アントラセンホストは、２，６，９，１０−テトラアリールアントラセンである請求項３に記載のＯＬＥＤ装置。
【請求項５】
前記２，６−ジアミノアントラセン発光ドーパントは、２，６，９−トリアミノアントラセンである請求項１に記載のＯＬＥＤ装置。
【請求項６】
前記２，６，９−トリアミノアントラセン発光ドーパントは、２，６，９，１０−テトラアミノアントラセンである請求項５に記載のＯＬＥＤ装置。
【請求項７】
前記第１発光層は、青色発光ドーパントをさらに含む請求項１に記載のＯＬＥＤ装置。
【請求項８】
前記第１発光層は、前記第２発光層と接している請求項１に記載のＯＬＥＤ装置。
【請求項９】
前記赤色発光ドーパントは、ジインデノペリレン化合物である請求項１に記載のＯＬＥＤ装置。
【請求項１０】
前記第２発光層ホストは、芳香族アミンである請求項１に記載のＯＬＥＤ装置。
【請求項１１】
前記芳香族アミンは、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラアリールベンジジンである請求項１０に記載のＯＬＥＤ装置。
【請求項１２】
前記第２発光層は、９，１０−ジアリールアントラセン誘導体共同ホストをさらに含む請求項１０に記載のＯＬＥＤ装置。
【請求項１３】
前記第２発光層は、黄色発光ドーパントをさらに含む請求項１に記載のＯＬＥＤ装置。
【請求項１４】
前記第１発光層及び前記第２発光層と接し、且つ黄色発光を生じる第３発光層をさらに含む請求項１に記載のＯＬＥＤ装置。
【請求項１５】
前記黄色発光は、ルブレン誘導体ドーパントによってもたらされる請求項１４に記載のＯＬＥＤ装置。
【請求項１６】
前記黄色発光層は、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラアリールベンジジン及び９，１０−ジアリールアントラセンの混合物を共同ホストとしてさらに含む請求項１５に記載のＯＬＥＤ装置。
【請求項１７】
前記第１発光層と接し、且つ青色発光を生じる第３発光層をさらに含む請求項１に記載のＯＬＥＤ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広帯域発光ＯＬＥＤディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光ダイオード装置は、ＯＬＥＤとも称され、アノード、カソード、及びアノードとカソードとの間に挟まれた有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）ユニットを一般に含む。有機ＥＬユニットは、少なくとも１つの正孔輸送層（ＨＬＴ）、発光層（ＬＥＬ）、及び電子輸送層（ＥＴＬ）を含む。ＯＬＥＤは、低駆動電圧、高輝度、広視野角、並びにフルカラーディスプレイ及び他の用途の可能性の観点から魅力的である。タン（Tang）らは、米国特許第４，７６９，２９２号及び同第４，８８５，２１１号において多層ＯＬＥＤを記載している。
【０００３】
ＯＬＥＤは、そのＬＥＬの発光特性に応じて、赤色、緑色、青色又は白色などの様々な色を発光し得る。近年、固体光源、カラーディスプレイ、又はフルカラーディスプレイなどの様々な用途に組み込まれる広帯域ＯＬＥＤへの要求が高まっている。広帯域発光というのは、光がフィルター又は変色モジュールと共に用いられ、少なくとも２種の色を有するディスプレイ又はフルカラーディスプレイを製造し得るように、ＯＬＥＤが可視スペクトル領域全体にわたって十分に広い光を発光することを意味する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＯＬＥＤからの広帯域発光を実現するためには、２種以上のモジュールを用い（excited）なければならない。各種のモジュールは、標準条件下で比較的狭いスペクトルをもつ光を発光するだけであるためである。ホスト物質及び１種以上の発光ドーパントを有する発光層は、ホスト物質からドーパントへのエネルギー移動が不完全であるなら、可視スペクトルで広帯域の発光をもたらすホスト及びドーパントの両方からの発光を実現し得る。しかしながら、単一の発光層を有する広帯域ＯＬＥＤを実現するためには、発光ドーパントの濃度を注意深く制御しなければならず、製造が難しくなる。２つ以上の発光層を有する広帯域ＯＬＥＤは、１つの発光層を有する装置に比べて、優れた色及び発光効率を有することができ、且つドーパント濃度の変動許容範囲も大きい。また、２つの発光層を有する広帯域ＯＬＥＤが、単一の発光層を有するＯＬＥＤよりも、典型的により安定であることも見出された。
【０００５】
多層広帯域発光体（emitter）で時々見られる問題は、色相シフトである。装置を流れる電流は変化するため、異なる発光層の相対的な寄与も変化し、電流変化による色相の変化に至る。これは望ましくなく、一定の色相を与え、且つ電流変化によって発光強度が単に変化する発光装置が望ましい。
【０００６】
また、良好な広帯域発光を保持しつつ、ＯＬＥＤの効率を改善する必要性もある。
【０００７】
従って、本発明の目的は、効率及び電流による色相安定性を改善した広帯域ＯＬＥＤ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、離間した２つの電極を有し、
（ａ）緑色発光を生じ、且つ（ｉ）アントラセンホスト、及び（ｉｉ）２，６−ジアミノアントラセン発光ドーパントを含む第１発光層と、
（ｂ）赤色発光を生じ、且つホスト及び赤色発光ドーパントを含む第２発光層と
を含むＯＬＥＤ装置により達成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の利益は、良好な効率及び低電圧条件（low voltage requirements）をもつ広帯域発光構造物を提供することである。また、本発明のさらなる利益は、電流の変化によって色相変化がほとんどない広帯域発光構造物を提供することである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明によるＯＬＥＤ装置の１つの実施形態を示す図である。
【図２】本発明によるＯＬＥＤ装置の他の実施形態を示す図である。
【図３】本発明によるＯＬＥＤ装置の他の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
層厚などの装置特徴の寸法は概ねサブミクロン域にあるので、図は寸法精度よりも視覚化を容易にするために拡大された。
【００１２】
「ＯＬＥＤ装置」という用語は、画素として有機発光ダイオードを含むディスプレイ装置の、当該技術分野において認識されているその意味で使用される。この用語は、単一の画素を有する装置を意味し得る。本明細書における「ＯＬＥＤディスプレイ」という用語は、様々な色からなり得る複数の画素を含むＯＬＥＤ装置を意味する。カラーＯＬＥＤ装置は、少なくとも１つの色の光を発光する。「フルカラー」という用語は、可視スペクトルの赤色、緑色及び青色領域で発光し、色相の任意の組み合わせで画像を表示し得る表示パネルを説明するために用いられる。赤色、緑色及び青色は、適切な混合によって他の色を生じる三原色を構成する。「色相」という用語は、可視スペクトル領域内での発光の強度特性を言い、色相の違いは、視覚的に認識できる色の違いを示す。「画素」という用語は、他の区域と無関係に発光するように促進される表示パネルの区域を指定するために当該技術分野において認識されている用法で使用される。フルカラーシステムにおいては、様々な色のいくつかの画素が一緒に用いられ、広範囲の色を生じさせ、観察者は、かかるグループを単独画素と称するであろうことが認識される。この議論の目的で、かかるグループはいくつかの異なる色の画素とみなされるであろう。この開示に従い、広帯域発光は、可視スペクトルの多数の部分（例えば、赤色及び緑色）において重要な要素を有する光である。また、広帯域発光は、白色光を生じさせるために、スペクトルの赤色、緑色及び青色部分で発光する状況を含み得る。白色光は、白色を有すると消費者に認識される光、又はカラーフィルターと組み合わせて使用され、実際のフルカラーディスプレイを製造するのに十分な発光スペクトルを有する光である。
【００１３】
次に図１を見ると、本発明の１つの実施形態による広帯域発光ＯＬＥＤ装置１０の画素の断面図が示されている。ＯＬＥＤ装置１０は、基板２０と、アノード３０及びカソード９０である離間した２つの電極と、緑色発光を生じる第１発光層（例えば、緑色発光層５０ｇ）と、赤色発光を生じる第２発光層（例えば、赤色発光層５０ｒ）とを含む。第１発光層は、第２発光層と接している。望ましくは、赤色発光層５０ｒは、緑色発光層５０ｇよりもアノード３０に近いが、本発明の実行は、かかる配置に限定されない。
【００１４】
本明細書に記載されるもののような発光層は、電子−正孔再結合に応じて光を生じる。所望の有機発光物質は、蒸発、スパッタリング、化学気相蒸着、電気化学プロセス、又はドナー物質からの放射熱転写（radiation thermal transfer）などの任意の適切な方法によって堆積され得る。この発明の発光層は、１つ以上の発光ゲスト化合物をドープした１つ以上のホスト物質、発光がドーパントから主にもたらされるドーパントを含む。ドーパントは、特定のスペクトルを有する色彩光（color light）を生じ、且つ他の所望の特性を有するように選択される。ドーパントは、０．０１〜１５重量％でホスト物質中に典型的に塗装される。
【００１５】
第１発光層５０ｇは、アントラセンホスト及び２，６−ジアミノアントラセン発光ドーパントを含む。アントラセンホストは、望ましくは９，１０−ジアリールアントラセンであり、その特定の誘導体（式Ａ）は、エレクトロルミネッセンスを支持し得る有用なホスト物質群を構成することが知られており、４００ｎｍより長い波長の発光（例えば、青色、緑色、黄色、橙色又は赤色）に特に適している。
【００１６】
【化１】
2010537426.tif 000003
【００１７】
式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は、各環における１つ以上の置換基を表し、各置換基は下記の群からそれぞれ選択される。
第１群：水素、又は１〜２４個の炭素原子を有するアルキル
第２群：５〜２０個の炭素原子を有するアリール又は置換アリール
第３群：アントラセニル、ピレニル又はペリレニルの縮合芳香環を完成するのに必要な４〜２４個の炭素原子
第４群：フリル、チエニル、ピリジル、キノリニル又は他の複素環系の縮合芳香族複素環を完成するのに必要な５〜２４個の炭素原子を有するヘテロアリール又は置換ヘテロアリール
第５群：１〜２４個の炭素原子を有するアルコキシルアミノ、アルキルアミノ又はアリールアミノ
第６群：フッ素又はシアノ
【００１８】
特に有用なのは、Ｒ1及びＲ2、場合によってはＲ3が付加（additional）芳香環を表す化合物である。発光層中のホストとしての使用に有用なアントラセン物質の具体例としては、以下のものが挙げられる。
【００１９】
【化２】
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【００２０】
【化３】
2010537426.tif 000005
【００２１】
他の適切な実施の形態において、９，１０−ジアリールアントラセンホスト（Ａ）は、望ましくは２，９，１０−トリアリールアントラセンであり、その特定の誘導体（式Ｂ）は、エレクトロルミネッセンスを支持し得る有用なホスト物質群を構成することが知られており、４００ｎｍより長い波長の発光（例えば、青色、緑色、黄色、橙色又は赤色）に特に適している。
【００２２】
【化４】
2010537426.tif 000006
【００２３】
式中、ｄ1及びｄ3−ｄ8は同一でも異なっていてもよく、水素又は独立して選択された置換基をそれぞれ表し、各ｇは同一でも異なっていてもよく、独立して選択された置換基をそれぞれ表し、ただし、２つの置換基が結合して環基（ring group）を形成することができ、ｐ、ｒ及びｓは独立して０〜５である。
【００２４】
発光層中のホストとしての使用に有用な２，９，１０−トリアリールアントラセン物質の具体例としては、上記のＡ１０及びＡ１１の化学構造が挙げられる。さらなる例は、上記で引用した米国特許出願第１１／６６８，５１５号においてクルーベック（Klubek）らによって説明されており、その開示は参照することによって本明細書に援用される。
【００２５】
他の適切な実施形態において、２，９，１０−トリアリールアントラセンホスト（Ｂ）は、望ましくは２，６，９，１０−テトラアリールアントラセンであり、その特定の誘導体（式Ｃ）は、エレクトロルミネッセンスを支持し得る有用なホスト物質群を構成することが知られており、４００ｎｍより長い波長の発光（例えば、青色、緑色、黄色、橙色又は赤色）に特に適している。
【００２６】
【化５】
2010537426.tif 000007
【００２７】
式中、ｄ1、ｄ3−ｄ5及びｄ7−ｄ8は同一でも異なっていてもよく、水素又は独立して選択された置換基をそれぞれ表し、各ｇは同一でも異なっていてもよく、独立して選択された置換基をそれぞれ表し、ただし、２つの置換基が結合して環基（ring group）を形成することができ、ｐ、ｒ、ｓ及びｔは独立して０〜５である。
【００２８】
発光層中のホストとしての使用に有用な２，６，９，１０−テトラアリールアントラセン物質の具体例は、上記で引用した米国特許出願第１１／６６８，５１５号においてクルーベック（Klubek）らによって説明されており、その開示は参照することによって本明細書に援用される。
【００２９】
本発明に特に有用なのは、２−アリール−９，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセン、例えば、Ａ１０及びＡ１１の化学構造である。
【００３０】
上記したようなホスト物質に加えて、第１発光層５０ｇはまた、以下の式で表されるような２，６−ジアミノアントラセン発光ドーパントを含む。
【００３１】
【化６】
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【００３２】
式中、ｄ1、ｄ3−ｄ5及びｄ7−ｄ10は同一でも異なっていてもよく、水素又は独立して選択された置換基をそれぞれ表し、各ｈは同一でも異なっていてもよく、独立して選択された１つ以上の置換基をそれぞれ表し、ただし、２つの置換基が結合して環基（ring group）を形成することができ、ａ−ｄは独立して０〜５である。これの１つの有用な実施形態は、化学構造Ｅである。
【００３３】
【化７】
2010537426.tif 000009
【００３４】
式中、ｉ及びｊは独立して０〜５である。
【００３５】
他の適切な実施形態において、２，６−ジアミノアントラセン発光ドーパントは、式Ｆによって表される２，６，９−トリアミノアントラセン発光ドーパントである。
【００３６】
【化８】
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【００３７】
式中、ｄ1、ｄ3−ｄ5及びｄ7−ｄ8は同一でも異なっていてもよく、水素又は独立して選択された置換基をそれぞれ表し、各ｈは同一でも異なっていてもよく、独立して選択された置換基をそれぞれ表し、ただし、２つの置換基が結合して環基（ring group）を形成することができ、ａ−ｆ及びｊは独立して０〜５である。
【００３８】
他の適切な実施形態において、２，６−ジアミノアントラセン発光ドーパントは、式Ｇによって表される２，６，９、１０−テトラアミノアントラセン発光ドーパントである。
【００３９】
【化９】
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【００４０】
式中、ｄ1、ｄ3−ｄ5及びｄ7−ｄ8は同一でも異なっていてもよく、水素又は独立して選択された置換基をそれぞれ表し、各ｈは同一でも異なっていてもよく、独立して選択された置換基をそれぞれ表し、ただし、２つの置換基が結合して環基（ring group）を形成することができ、ａ−ｈは独立して０〜５である。化学構造Ｄ〜Ｇのジアミノアントラセンは、上記で引用した米国特許出願第１１／６６８，５１５号においてクルーベック（Klubek）らによって詳細に説明されており、その開示は参照することによって本明細書に援用される。ジアミノアントラセンドーパントは、１体積％〜２５体積％、望ましくは２体積％〜１５体積％、有効には３体積％〜１０体積％の濃度範囲で存在し得る。
【００４１】
また、発光ドーパントとして有用なのは、９，１０−ジアミノアントラセン誘導体である。
【００４２】
【化１０】
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【００４３】
式中、ｄ1−ｄ8は同一でも異なっていてもよく、水素又は独立して選択された置換基をそれぞれ表し、各ｈは同一でも異なっていてもよく、独立して選択された１つ以上の置換基をそれぞれ表し、ただし、２つの置換基が結合して環基（ring group）を形成することができ、ａ−ｄは独立して０〜５である。
【００４４】
第１発光層５０ｇは、少量の青色発光ドーパントを安定剤として任意に含み得る。高エネルギードーパントである青色発光化合物の存在は、緑色発光ドーパントの良好な効率を保持しつつ、ジアミノアントラセンドーパントの緑色発光に、より高い輝度安定性（luminance stability）を与える。青色発光化合物は、青色発光層５０ｂについて以下で記載されるものであり得る。青色発光化合物は、０．２体積％〜１０体積％、有効には１体積％〜５体積％の濃度範囲で存在し得る。
【００４５】
安定剤として、少量の第２緑色発光ドーパントの１つを代わりに使用し得る。例えば、少量のキナクリドン化合物、例えば、以下の化学構造の化合物の１つを使用し得る。
【００４６】
【化１１】
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【００４７】
式中、置換基Ｒ1及びＲ2は独立して、アルキル、アルコキシル、アリール又はヘテロアリールであり；置換基Ｒ3〜Ｒ12は独立して、水素、アルキル、アルコキシル、ハロゲン、アリール、又はヘテロアリールであり、隣接した置換基Ｒ3〜Ｒ10は任意に接続されて、縮合芳香環及び縮合芳香族複素環などの１つ以上の環系（ring systems）を形成することができ、ただし、置換基は５１０ｎｍ〜５４０ｎｍの最大発光を与えるように選択される。アルキル、アルコキシル、アリール、ヘテロアリール、縮合芳香環及び縮合芳香族複素環置換基は、さらに置換され得る。有用なキナクリドンのいくつかの例としては、米国特許第５，５９３，７８８号及び米国特許出願公開第２００４／０００１９６９Ａ１に開示されているものが挙げられる。
【００４８】
有用なキナクリドン緑色ドーパントの例としては、以下のものが挙げられる。
【００４９】
【化１２】
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【００５０】
第２発光層５０ｒは、１つ以上のホスト物質と、１つ以上の赤色発光ドーパントとを含む。赤色発光ドーパントは、以下の化学構造Ｊのジインデノペリレン化合物を含み得る。
【００５１】
【化１３】
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【００５２】
式中、Ｘ1−Ｘ16は、水素、又は１〜２４個の炭素原子を有するアルキル基、５〜２０個の炭素原子を有するアリール又は置換アリール基、１つ以上の縮合芳香環又は環系を完成する、４〜２４個の炭素原子を含有する炭化水素基、若しくはハロゲンなどの置換基から独立して選択され、ただし、置換基は５６０ｎｍ〜６４０ｎｍの最大発光を与えるように選択される。
【００５３】
この種類の有用な赤色ドーパントの説明に役立つ実例としては、同一出願人による米国特許第７，２４７，３９４号においてハットワー（Hatwar）らにより示されており、その開示は参照することによって本明細書に援用される。
【００５４】
いくつかの他の赤色ドーパントは、式Ｋによって表される染料のＤＣＭ類（DCM class）に属する。
【００５５】
【化１４】
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【００５６】
式中、Ｙ1−Ｙ5は、水素（hydro）、アルキル、置換アルキル、アリール、又は置換アリールから独立して選択される１つ以上の基を表し；Ｙ1−Ｙ5は、アクリル基を独立して含むか、又は一対で結合して(joined pairwise）縮合環を形成することができ；ただし、Ｙ3およびＹ5は一緒になって縮合環を形成しない。ＤＣＭ類の特に有用な化学構造は、同一出願人による米国特許第７，２５２，８９３号においてリックス（Ricks）らにより示されており、その開示は参照することによって本明細書に援用される。
【００５７】
第２発光層５０ｒ中のホスト物質は、正孔輸送物質を含む。発光層中のホストとして有用な正孔輸送物質は、芳香族第３級アミンなどの化合物を含むことが周知であり、芳香族第３級アミンは、炭素原子のみに結合した少なくとも１つの３価窒素原子を含有し、その少なくとも１つは芳香環の一部である化合物であると理解される。１つの形態において、芳香族第３級アミンは、モノアリールアミン、ジアリールアミン、トリアリールアミン、又はポリマーアリールアミン（polymeric arylamine）などのアリールアミンであり得る。典型的なモノマートリアリールアミン（monomeric triarylamine）は、米国特許第３，１８０，７３０号においてクルプフェル（Klupfel）らによって説明されている。ビニル基で置換された、及び／又は少なくとも１つの活性水素含有基を含む他の適切なトリアリールアミンは、米国特許第３，５６７，４５０号及び同第３，６５８，５２０号においてブラントレイ（Brantley）らによって開示されている。
【００５８】
芳香族第３級アミンのより好ましい類は、米国特許第４，７２０，４３２号及び同第５，０６１，５６９号に記載されているような、少なくとも２つの芳香族第３級アミン部分を含むものである。かかる化合物としては、化学構造式Ｌによって表されるものが挙げられる。
【００５９】
【化１５】
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【００６０】
式中、Ｑ1及びＱ2は、独立して選択された芳香族第３級アミン部分であり、Ｇは、炭素−炭素結合のアリーレン、シクロアルキレン又はアルキレン基などの結合基である。
【００６１】
かかる芳香族第３級アミンの１つの類は、テトラアリールジアミンである。所望のテトラアリールジアミンは、アリーレン基を介して結合した２つのジアリールアミノ基を含む。有用なテトラアリールジアミンとしては、式Ｍによって表されるものが挙げられる。
【００６２】
【化１６】
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【００６３】
式中、各Ａｒｅは、フェニレン又はアントラセン部分などの、独立して選択されたアリーレン基であり、ｎは１〜４の整数であり、Ａｒ、Ｒ7、Ｒ8及びＲ9は、独立して選択されたアリール基である。
【００６４】
上記の化学構造式Ｌ及びＭの様々なアルキル、アルキレン、アリール及びアリーレン部分は、それぞれ順に置換され得る。典型的な置換基としては、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挙げられる。様々なアルキル及びアルキレン部分は、１〜約６個の炭素原子を典型的に含有する。シクロアルキル部分は、３〜約１０個の炭素原子を含有し得るが、５個、６個又は７個の炭素原子（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）を典型的に含有する。アリール及びアリーレン部分は、通常、フェニル及びフェニレン部分である。有用には、正孔輸送ホスト物質は、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラアリールベンジジンであり、式ＭのＡｒｅがフェニレン基を表し、ｎが２であるものである。
【００６５】
第２発光層５０ｒは、上記したような９，１０−ジアリールアントラセン誘導体を共同ホストとしてさらに含み得る。９，１０−ジアリールアントラセン誘導体は、１体積％〜９５体積％、有用には２５体積％〜７５体積％の濃度範囲で存在し得る。
【００６６】
第２発光層５０ｒは、黄色発光ドーパントをさらに含み得る。黄色発光ドーパントは、以下の構造の化合物を含み得る。
【００６７】
【化１７】
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【００６８】
式中、Ａ1−Ａ6及びＡ’1−Ａ’6は、各環における１つ以上の置換基を表し、各置換基は、以下の群の１つから個別に選択される。
第１群：水素、又は１〜２４個の炭素原子を有するアルキル
第２群：５〜２０個の炭素原子を有するアリール又は置換アリール
第３群：縮合芳香環又は環系を完成する、４〜２４個の炭素原子を含有する炭化水素
第４群：単結合を介して結合されるか、又は縮合芳香族複素環を完成する、チアゾリル、フリル、チエニル、ピリジル、キノリニル又は他の複素環系などの５〜２４個の炭素原子を有するヘテロアリール又は置換へテロアリール
第５群：１〜２４個の炭素原子を有するアルコキシルアミノ、アルキルアミノ又はアリールアミノ
第６群：フルオロ又はシアノ
【００６９】
特に有用な黄色ドーパントの例は、同一出願人による米国特許第７，２５２，８９３号においてリックス（Ricks）らにより示されている。
【００７０】
本発明で使用され得る他のＯＬＥＤ装置の層は、当該技術分野において十分に述べられており、ＯＬＥＤ装置１０及び本明細書に記載される他の装置は、かかる装置で一般に使用される層を含み得る。以下に記載される層及び物質に加えて、有用な物質が、他の場所、例えば、上記で引用した米国特許出願第１１／６６８，５１５号においてクルーベック（Klubek）らによって詳細に説明されており、その開示は参照することによって本明細書に援用される。ＯＬＥＤ装置は、基板、例えば、ＯＬＥＤ基板２０上に一般に形成される。この基板は、当該技術分野において十分に述べられている。下部電極は、ＯＬＥＤ基板２０の上方に形成され、アノード３０として最も一般的に配置される。ただし、本発明の実行は、この配置に限定されない。ＥＬ発光がアノードを介して見られる場合、重要な発光のために、アノードは透明又は実質的に透明でなければならない。本発明で使用される一般的な透明アノード物質は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）及び酸化スズであるが、他の金属酸化物（アルミニウム又はインジウムドープ酸化亜鉛、マグネシウムインジウム酸化物及びニッケルタングステン酸化物が挙げられるが、これらに限定されない）が有効であり得る。これらの酸化物に加えて、窒化ガリウムなどの金属窒化物、セレン化亜鉛などの金属セレン化物、硫化亜鉛などの金属硫化物が、アノードとして使用され得る。ＥＬ発光がカソード電極を介してのみ見られる応用に関しては、アノードの透過特性は重要ではなく、透明、不透明又は反射性（reflective）であるかに関らず、多くの導電性物質が使用され得る。本発明のための導電性物質（conductor）の例としては、金、イリジウム、モリブデン、パラジウム、及び白金が挙げられるが、これらに限定されない。透過性又は他の場合の典型的なアノード物質は、４．０ｅＶ以上の仕事関数を有する。所望のアノード物質は、蒸発、スパッタリング、化学気相蒸着、又は電気化学プロセスなどの任意の適切な方法によって堆積され得る。アノード物質は、公知のフォトリソグラフィープロセスを用いてパターン化され得る。
【００７１】
正孔輸送層４０は、アノードの上方に形成され、配置される。正孔輸送層４０は、ＯＬＥＤ装置に有用な任意の正孔輸送物質を含み得る。正孔輸送物質の多くの例は、当業者に公知である。有用な正孔輸送物質のいくつかの例は、正孔輸送ホスト物質として上記されたが、正孔輸送層４０はこれらに限定されない。所望の正孔輸送物質は、蒸発、スパッタリング、化学気相蒸着、電気化学プロセス、ドナー物質からの熱転写（thermal transfer）又はレーザー熱転写などの任意の適切な方法によって堆積され得る。
【００７２】
電子輸送層５５は、ＯＬＥＤ装置に有用な任意の電子輸送物質を含み得る。電子輸送物質の多くの例は、当業者に公知である。電子輸送層５５は、オキシン自体（８−キノリノール又は８−ヒドロキシキノリンとも一般に称される）のキレートを含む、１つ以上の金属キレートオキシノイド化合物を含有し得る。他の電子輸送物質としては、米国特許第４，３５６，４２９号に開示されているような様々なブタジエン誘導体や、米国特許第４，５３９，５０７号に記載されているような様々な複素環光学的光沢剤が挙げられる。ベンズアゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、ピリジンチアジアゾール（pyridinethiadiazoles）、トリアジン、フェナントロリン誘導体、及びいくつかのシロール誘導体もまた、有用な電子輸送物質である。他の電子輸送物質は、上記で引用した米国特許出願第１１／６６８，５１５号においてクルーベック（Klubek）らによって説明されており、その開示は参照することによって本明細書に援用される。
【００７３】
カソード９０として最も一般的に配置される上部電極は、電子輸送層５５の上方に形成される。装置が表面発光（top-emitting）であるなら、電極は、透明又はほぼ透明でなければならない。かかる応用に関して、金属は、薄く（好ましくは２５ｎｍ未満）なければならないか、又は透明な導電性酸化物（例えば、インジウムスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化物）若しくはこれらの物質の組み合わせを使用しなければならない。任意に透明なカソードは、米国特許第５，７７６，６２３号に、より詳細に記載されている。カソード物質は、蒸発、スパッタリング、又は化学気相蒸着により堆積され得る。必要なら、多くの周知の方法（米国特許第５，２７６，３８０号及び欧州特許第０７３２８６８号に記載されているようなスルーマスク堆積（through-mask deposition）、集積シャドーマスク（integral shadow masking）、レーザーアブレーション、及び選択化学気相蒸着が挙げられるが、これらに限定されない）を通じてパターニングが達成され得る。
【００７４】
ＯＬＥＤ装置１０は、同様に他の層を含み得る。例えば、正孔注入層３５は、米国特許第４，７２０，４３２号、米国特許第６，２０８，０７５号、欧州特許第０８９１１２１Ａ１号及び欧州特許１０２９９０９Ａ１号に記載されているように、アノードの上方に形成され得る。また、米国特許第６，７２０，５７３号においてソン（Son）らによって開示されている有用なものは、以下の一般的な化学構造の物質である。
【００７５】
【化１８】
2010537426.tif 000020
【００７６】
他の正孔注入物質は、上記で引用した米国特許出願第１１／６６８，５１５号においてクルーベック（Klubek）らによって説明されている。
【００７７】
アルカリ若しくはアルカリ土類金属、ハロゲン化アルカリ塩、又はアルカリ若しくはアルカリ土類金属ドープ有機層などの電子注入層もまた、カソード９０と電子輸送層５５との間に存在し得る。他の電子注入物質は、上記で引用した米国特許出願第１１／６６８，５１５号においてクルーベック（Klubek）らによって説明されている。
【００７８】
次に図２を見ると、本発明に従う他の実施形態のＯＬＥＤ装置が示されている。ＯＬＥＤ装置１５は、ＯＬＥＤ装置１０の層を含み、第３発光層、例えば、第１および第２発光層５０ｇおよび５０ｒと接し、且つ黄色発光を生じる黄色発光層５０ｙをさらに含む。発光層５０ｙは、１つ以上のホスト物質及び黄色発光ドーパントを含む。黄色発光ドーパントは、上記で説明された。望ましくは、黄色発光を生じる黄色発光ドーパントは、ルブレン誘導体、すなわち、上記の構造Ｎ２の化合物である。ホストは、上記の９，１０−ジアリールアントラセン、上記のＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラアリールベンジジン、又はこれらの混合物を共同ホストとして含み得る。
【００７９】
次に図３を見ると、本発明に従う他の実施形態のＯＬＥＤ装置が示されている。ＯＬＥＤ装置２５は、ＯＬＥＤ装置１０の層を含み、第３発光層、例えば、第１発光層５０ｇと接し、且つ青色発光を生じる青色発光層５０ｂをさらに含む。発光層５０ｂは、１つ以上のホスト物質及び青色発光ドーパントを含む。ホストは、上記の９，１０−ジアリールアントラセン、又は上記の９，１０−ジアリールアントラセンとＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラアリールベンジジンとの混合物を含み得る。青色発光化合物は、構造Ｑのビス（アジニル）アゼンボロン錯体化合物を含み得る。
【００８０】
【化１９】
2010537426.tif 000021
【００８１】
式中、Ａ及びＡ’は、少なくとも１つの窒素を含有する６員芳香環系に相当する独立したアジン環系を表し；（Ｘa）n及び（Ｘb）mは、１つ以上の独立して選択された置換基を表し、且つアクリル置換基を含むか、又は結合してＡ又はＡ1と縮合した環を形成し；ｍ及びｎは独立して０〜４であり；Ｚa及びＺbは、独立して選択された置換基であり；１、２、３、４、１’、２’、３’及び４’は、炭素又は窒素原子のいずれかとして独立的に選択され；ただし、Ｘa、Ｘb、Ｚa及びＺb、１、２、３、４、１’、２’、３’及び４’は、青色発光を与えるように選択される。
【００８２】
上記類のドーパントのいくつかの例は、同一出願人による米国特許第７，２５２，８９３号においてリックス（Ricks）らにより示されている。
【００８３】
他の類の青色ドーパントは、ペリレン類である。ペリレン類の特に有用な青色ドーパントは、ペリレン及びテトラ−ｔ−ブチルペリレン（ＴＢＰ）を含む。
【００８４】
他の類の青色ドーパントとしては、米国特許第５，１２１，０２９号及び米国特許出願公開第２００６／００９３８５６号においてヘルバー（Helber）らによって記載された化合物を含む、ジスチリルベンゼン、スチリルビフェニル、及びジスチリルビフェニルなどのスチリルアレンやジスチリルアレンの青色発光誘導体が挙げられる。青色発光を与えるこれらの誘導体の中でも特に有用なのは、ジアリールアミノ基で置換されたものである。例としては、以下に示される一般構造Ｒ１のビス［２−［４−［Ｎ，Ｎ−ジアリールアミノ］フェニル］ビニル］−ベンゼン：
【００８５】
【化２０】
2010537426.tif 000022
【００８６】
以下に示される一般構造Ｒ２の［Ｎ，Ｎ−ジアリールアミノ］［２−［４−［Ｎ，Ｎ−ジアリールアミノ］フェニル］ビニル］ビフェニル：
【００８７】
【化２１】
2010537426.tif 000023
【００８８】
及び以下に示される一般構造Ｒ３のビス［２−［４−［Ｎ，Ｎ−ジアリールアミノ］フェニル］ビニル］ビフェニル：
【００８９】
【化２２】
2010537426.tif 000024
【００９０】
が挙げられる。
【００９１】
式Ｒ１〜Ｒ３において、Ｘ1−Ｘ4は同一でも異なっていてもよく、アルキル、アリール、縮合アリール、ハロ（halo）、又はシアノなどの１つ以上の置換基をそれぞれ表す。好ましい実施形態において、Ｘ1−Ｘ4はそれぞれ、１〜約１０個の炭素原子をそれぞれ含有するアルキル基である。この類の特に好ましい青色ドーパントは、同一出願人による米国特許第７，２５２，８９３号においてリックス（Ricks）らによって開示されている。
【実施例】
【００９２】
本発明及びその利益が、以下の比較例によって、より良く理解され得る。実施例２〜１０は本発明の代表例であるが、実施例１は、比較目的の独創性のないＯＬＥＤ装置例である。真空蒸着されるとされる層は、約１０-6Ｔｏｒｒの真空下で加熱ボートからの蒸発によって蒸着させた。ＯＬＥＤ層の蒸着の後、カプセル化のために各装置をドライボックスに移した。ＯＬＥＤは、１０ｍｍ2の発光領域を有する。フェード安定性を８０ｍＡ／ｃｍ2で試験したこと以外は、電極間に２０ｍＡ／ｃｍ2の電流を適用することによって装置を試験した。実施例１〜１０の結果を表１に示す。
【００９３】
＜実施例１（比較）＞
１．きれいなガラス基板の表面上にインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）をスパッタリングにより堆積させ、６０ｎｍの厚さの透明電極を形成した。
２．上記で調製したＩＴＯ表面を酸素プラズマエッチングで処理した。
３．上記で調製した基板を、正孔注入層（ＨＩＬ）としてヘキサシアノヘキサアザトリフェニレン（ＣＨＡＴＰ）の１０ｎｍ層を真空蒸着することによってさらに処理した。
【００９４】
【化２３】
2010537426.tif 000025
【００９５】
４．上記で調製した基板を、正孔輸送層（ＨＴＬ）として４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＢ）の１０ｎｍ層を真空蒸着することによってさらに処理した。
５．上記で調製した基板を、ホストとして９４．５％のＮＰＢ、黄色発光ドーパントとして５％のジフェニルテトラ−ｔ−ブチルルブレン（ＰＴＢＲ）、及び赤色発光ドーパントとして０．５％のジベンゾ｛［ｆ，ｆ’］−４，４’，７，７’−テトラフェニル］ジインデノ−［１，２，３−ｃｄ：１’，２’，３’−ｌｍ］ペリレン（ＴＰＤＢＰ）を含む２０ｎｍの赤色発光層を真空蒸着することによってさらに処理した。
【００９６】
【化２４】
2010537426.tif 000026
【００９７】
６．上記で調製した基板を、共同ホストとして８４．５％の２−フェニル−９，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセン（ＰＢＮＡ）及び１５％のＮＰＢ、緑色発光ドーパントとして０．５％のジフェニルキナクリドン（ＤＰＱ）を含む４０ｎｍの緑色発光層を真空蒸着することによってさらに処理した。
７．上記で調製した基板を、ホストとして９９％のＰＢＮＡ、青色発光ドーパントとして１％のＢＥＰを含む２０ｎｍの青色発光層を真空蒸着することによってさらに処理した。
【００９８】
【化２５】
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【００９９】
８．共同ホストとして４９％の４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（バソフェン又はＢｐｈｅｎとしても知られている）及び４９％のトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（ＡＬＱ）と、２％のＬｉ金属を含む４０ｎｍの混合電子輸送層を真空蒸着した。
９．基板上に１００ｎｍのアルミニウム層を蒸発によって堆積させ、カソード層を形成した。
【０１００】
＜実施例２（本発明）＞
工程６を以下のようにしたこと以外は、実施例１で上記した通りにしてＯＬＥＤ装置を作製した。
６．上記で調製した基板を、ホストとして９０％のＰＢＮＡ、緑色発光ドーパントとして１０％の２，６−ビス（ジフェニルアミノ）−９，１０−ジフェニルアントラセンを含む４０ｎｍの緑色発光層を真空蒸着することによってさらに処理した。
【０１０１】
＜実施例３（本発明）＞
１．きれいなガラス基板の表面上にＩＴＯをスパッタリングにより堆積させ、６０ｎｍの厚さの透明電極を形成した。
２．上記で調製したＩＴＯ表面を酸素プラズマエッチングで処理した。
３．上記で調製した基板を、ＨＩＬとしてＣＨＡＴＰの１０ｎｍ層を真空蒸着することによってさらに処理した。
４．上記で調製した基板を、ＨＴＬとしてＮＰＢの１０ｎｍ層を真空蒸着することによってさらに処理した。
５．上記で調製した基板を、ホストとして９４．５％のＮＰＢ、黄色発光ドーパントとして５％のＰＴＢＲ、及び赤色発光ドーパントとして０．５％のＴＰＤＢＰを含む２０ｎｍの赤色発光層を真空蒸着することによってさらに処理した。
６．上記で調製した基板を、ホストとして８９％のＰＢＮＡ、緑色発光ドーパントとして１０％の２，６−ビス（ジフェニルアミノ）−９，１０−ジフェニルアントラセン、安定剤として１％のＢＥＰを含む４０ｎｍの緑色発光層を真空蒸着することによってさらに処理した。
７．４９％のＢｐｈｅｎ、４９％のＡＬＱ、２％のＬｉ金属を含む４０ｎｍの混合電子輸送層を真空蒸着した。
８．基板上に１００ｎｍのアルミニウム層を蒸発によって堆積させ、カソード層を形成した。
【０１０２】
＜実施例４（本発明）＞
工程６を以下のようにしたこと以外は、実施例３で上記した通りにしてＯＬＥＤ装置を作製した。
６．上記で調製した基板を、ホストとして８９．７％のＰＢＮＡ、緑色発光ドーパントとして１０％の２，６−ビス（ジフェニルアミノ）−９，１０−ジフェニルアントラセン、安定剤として０．３％のジフェニルキナクリドン（ＤＰＱ）を含む４０ｎｍの緑色発光層を真空蒸着することによってさらに処理した。
【０１０３】
＜実施例５（本発明）＞
工程５を以下のようにしたこと以外は、実施例３で上記した通りにしてＯＬＥＤ装置を作製した。
５．上記で調製した基板を、ホストとして９９．５％のＮＰＢ、及び赤色発光ドーパントとして０．５％のＴＰＤＢＰを含む２０ｎｍの赤色発光層を真空蒸着することによってさらに処理した。
【０１０４】
＜実施例６（本発明）＞
工程５を以下のようにしたこと以外は、実施例３で上記した通りにしてＯＬＥＤ装置を作製した。
５．上記で調製した基板を、共同ホストとして６９．５％のＮＰＢ及び３０％の９−（１−ナフチル）−１０−（２−ナフチル）アントラセン（ＮＮＡ）、赤色発光ドーパントとして０．５％のＴＰＤＢＰを含む２０ｎｍの赤色発光層を真空蒸着することによってさらに処理した。
【０１０５】
＜実施例７（本発明）＞
工程５において３９．５％のＮＰＢ及び６０％のＮＮＡを共同ホストとして使用したこと以外は、実施例６で上記した通りにしてＯＬＥＤ装置を作製した。
【０１０６】
＜実施例８（本発明）＞
１．きれいなガラス基板の表面上にＩＴＯをスパッタリングにより堆積させ、６０ｎｍの厚さの透明電極を形成した。
２．上記で調製したＩＴＯ表面を酸素プラズマエッチングで処理した。
３．上記で調製した基板を、ＨＩＬとしてＣＨＡＴＰの１０ｎｍ層を真空蒸着することによってさらに処理した。
４．上記で調製した基板を、ＨＴＬとしてＮＰＢの１０ｎｍ層を真空蒸着することによってさらに処理した。
５．上記で調製した基板を、共同ホストとして７４．５％のＮＰＢ及び２５％のＮＮＡ、赤色発光ドーパントとして０．５％のＴＰＤＢＰを含む２０ｎｍの赤色発光層を真空蒸着することによってさらに処理した。
６．上記で調製した基板を、共同ホストとして７４％のＮＰＢ及び２４％のＮＮＡ、黄色−橙色発光ドーパントとして２％のＰＴＢＲを含む４ｎｍの黄色発光層を真空蒸着することによってさらに処理した。
７．上記で調製した基板を、ホストとして９１．５％のＰＢＮＡ、緑色発光ドーパントとして７．５％の２，６−ビス（ジフェニルアミノ）−９，１０−ジフェニルアントラセン、安定剤として１％のＢＥＰを含む４０ｎｍの緑色発光層を真空蒸着することによってさらに処理した。
８．４９％のＢｐｈｅｎ、４９％のＡＬＱ、２％のＬｉ金属を含む４０ｎｍの混合電子輸送層を真空蒸着した。
９．基板上に１００ｎｍのアルミニウム層を蒸発によって堆積させ、カソード層を形成した。
【０１０７】
＜実施例９（本発明）＞
工程６において２４％のＮＰＢ及び７４％のＮＮＡを使用したこと以外は、実施例８で上記した通りにしてＯＬＥＤ装置を作製した。
【０１０８】
＜実施例１０（本発明）＞
工程７において、ホストとしてＰＢＮＡの代わりに９１．５％の２，９，１０−トリス（２−ナフチル）アントラセンを使用したこと以外は、実施例８で上記した通りにしてＯＬＥＤ装置を作製した。
【０１０９】
これらの実施例を試験した結果を以下の表１に示す。本発明の実施例（２〜１０）は、比較例と比べて、改善された発光効率、量子効率、及び電流変化に伴う色相変化に対する耐性を示す。これらは、同様の電圧条件を更に示す。
【０１１０】
【表１】
2010537426.tif 000028
【符号の説明】
【０１１１】
１０  ＯＬＥＤ装置
１５  ＯＬＥＤ装置
２０  基板
２５  ＯＬＥＤ装置
３０  アノード
３５  正孔注入層
４０  正孔輸送層
５０ｙ  黄色発光層
５０ｂ  青色発光層
５０ｒ  赤色発光層
５０ｇ  緑色発光層
５５  電子輸送層
９０  カソード
【図１】
2010537426.tif 000029
【図２】
2010537426.tif 000030
【図３】
2010537426.tif 000031
【国際調査報告】
2010537426.tif 000032
2010537426.tif 000033
2010537426.tif 000034