(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極及び陰極と、式：
【化１】
0003992794.tif 000055
式Ｉ
ここで：
ｎは３から８の整数であり；
ＺはＯ，ＮＲ若しくはＳであり；
Ｒ及びＲ’は独立に水素；例えばプロピル、ｔ−ブチル、ヘプチル等の１から２４炭素原子のアルキル；例えばフェニル及びナフチル、フリル、チエニル、ピリジル、キノリニル及び他のヘテロ環系である５から２０炭素原子のアリール若しくはヘテロ原子置換されたアリール；又はクロロ、フルオロ等のハロ；又は縮環された芳香環の完成に必要な原子であり；
Ｂはアリール又は置換アリールからなり、共役して若しくは共役無しに多数のインドールを一つに結合する結合ユニットである、
インドール化合物を含む少なくとも一の有機発光媒質と、を有する有機ＥＬ素子。
【請求項２】
該結合ユニットＢは、
【化２】
0003992794.tif 000056
；
【化３】
0003992794.tif 000057
；
【化４】
0003992794.tif 000058
；
【化５】
0003992794.tif 000059
；
【化６】
0003992794.tif 000060
又は
【化７】
0003992794.tif 000061
を有する請求項１記載の有機ＥＬ素子。
【請求項３】
ｎ＝３である、請求項１又は２記載の有機ＥＬ素子。
【請求項４】
Ｂはアリール基である、請求項３記載の有機ＥＬ素子。
【請求項５】
ＺはＮＲである、請求項１乃至３何れ一項に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項６】
Ｒは６から２０炭素原子のアリール基である、請求項５記載の有機ＥＬ素子。
【請求項７】
Ｒ’は水素である、請求項４記載の有機ＥＬ素子。
【請求項８】
ＺはＮＲである、請求項３記載の有機ＥＬ素子。
【請求項９】
Ｒは６から２０炭素原子のアリール基である、請求項８記載の有機ＥＬ素子。
【請求項１０】
Ｒはフェニルである、請求項９記載の有機ＥＬ素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）素子に関する。特に、本発明は効率の良い青色ＥＬ素子の製造のための新規な種類の有機物質の使用に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬ素子は高効率であることが知られ、広範囲の色を生成できる。フラット−パネルディスプレイ等の有用な応用が期待されてきた。初期の有機ＥＬ素子の代表例は、１９６５年３月９日発行のＧｕｒｎｅｅ他のアメリカ特許第３，１７２，８６２号；１９６５年３月９日発行のＧｕｒｎｅｅ他のアメリカ特許第３，１７３，０５０号；１９６９年のＲＣＡ  Ｒｅｖｉｅｗ、第３０巻、３２２−３３４ページのＤｒｅｓｎｅｒによる”アントラセン中の二重注入エレクトロルミネセンス”；及び１９７３年１月９日発行のＤｒｅｓｎｅｒのアメリカ特許第３，７１０，１６７号がある。典型的な有機発光物質は、共役有機ホスト物質と縮環されたベンゼン環を持つ共役有機活性化剤とから形成される。ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、ベンゾピレン、クリセン、ピセン、カルバゾール、フルオレン、ビフェニル、ターフェニル、コーターフェニル、トリフェニレンオキサイド、ジハロビフェニル、トランス−スチルベン、及び１，４−ジフェニルブタジエンが有機ホスト物質の例として提案される。アントラセン、テトラセン、及びペンタセンが活性化剤の例として指定される。有機発光物質は１ミクロンメートルよりはるかに高い厚みを持つ単層の媒質として存在した。このように、この有機ＥＬ媒質は高抵抗であり、ＥＬ素子は操作のために比較的高い電圧（＞１００ボルト）を必要とした。
【０００３】
有機ＥＬ素子構造に関する技術における最近の発見は、陽極と陰極を分離する極薄い層（＜１．０ミクロンメートルの合計厚み）からなる有機ＥＬ媒質を持つ素子をもたらした。ここで、有機ＥＬ媒質は陽電極と陰電極の間の有機合成物として定義される。基本となる二層ＥＬ素子構造において、一の有機層はホールを注入及び輸送するために特に選択され、他の有機層は特に電子を注入及び輸送するために選択される。二つの層の間の界面は注入されたホール−電子対の再結合及び得られるエレクトロルミネセンスに対して有効な場所を提供する。極薄い有機ＥＬ媒質は、付与されたレベルの電気的バイアス電圧に対してより高い電流強度を可能にし、抵抗の減少をもたらす。光の発生は有機ＥＬ媒質を通る電流強度に直接に相関するため、増大した電荷の注入及び輸送の効率と結び付けられた薄層は、まずまずの発光レベル（例えば、大気光中で目に見えて検出可能な明るさレベル）が、電界効果トランジスタ等積分回路駆動体と競争可能な範囲の低供給電圧で達成されることを可能とした。
【０００４】
有機ＥＬ素子における色、安定性、効率及び作製方法等のさらなる改善がアメリカ特許：第４，３５６，４２９号；第４，５３９，５０７号；第４，７２０，４３２号；第４，８８５，２１１号；第５，１５１，６２９号；第５，１５０，００６号；第５，１４１，６７１号；第５，０７３，４４６号；第５，０６１，５６９号；第５，０５９，８６２号；第５，０５９，８６１号；第５，０４７，６８７号；第４，９５０，９５０号；第４，７６９，２９２号；第５，１０４，７４０号；第５，２２７，２５２号；第５，２５６，９４５号；第５，０６９，９７５号，及び第５，１２２，７１１号；第５，３６６，８１１号；第５，１２６，２１４号；第５，１４２，３４３号；第５，３８９，４４４号；第５，４５８，９７７号に開示されてきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
フルカラーＥＬディスプレイパネルの生産のためには、効率的な赤、緑、青（ＲＧＢ）のＥＬ物質を有する必要がある。これらの主要な物質を用いて、それらの発光の適当な組み合わせが望みのＥＬ色相又は白色を含む色を生成する。特に重要な点は青色ＥＬ物質の製造であり、なぜならば、効率よい青色ＥＬ物質を得れば、発熱過程に従う下り勾配のエネルギー移動過程により他のＥＬ色の生成が可能だからである。例えば、緑色ＥＬ発光は、少量の緑色蛍光増感色素を用いてホストの青色ＥＬ物質中にドープすることにより得られうる。このホスト−ゲストエネルギー移動のスキームはＴａｎｇ他〔アメリカ特許第４，７６９，２９２号〕により詳細に検討された。同様に、赤色のＥＬ色は赤色蛍光色素を用いて青色ＥＬホスト物質をドープすることにより生成されうる。幾分類似したスキームにおいて、蛍光増感する色素は、Ｉｍａｉ〔アメリカ特許第５，０１５，９９９号〕により検討されるように、ＥＬ発光波長におけるシフトを達成するために青色ＥＬ発光体の外側に置かれる。このスキームにおいて、増感する媒質は青色ＥＬ発光体により生成された青色フォトンを吸収し、その後により長い波長で発光する。
【０００６】
本発明において、インドールとして知られる新規な有機物質の一種が高効率の青色エレクトロルミネセンスを生成可能であることを見出した。これらの物質は広範囲の可視色を持つＥＬ素子の製造に使用可能である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、陽極と、陰極と、該陽極と該陰極との間の有機発光媒質とからなり；
該発光媒質は式Ｉ：
【０００８】
【化７】
0003992794.tif 000002
【０００９】
ここで：
ｎは３から８の整数であり；
ＺはＯ，ＮＲ若しくはＳであり；
Ｒ及びＲ’は独立に水素；例えばプロピル、ｔ−ブチル、ヘプチル等の１から２４炭素原子のアルキル；例えばフェニル及びナフチル、フリル、チエニル、ピリジル、キノリニル及び他のヘテロ環系である５から２０炭素原子のアリール若しくはヘテロ原子置換されたアリール；又はクロロ、フルオロ等のハロ；又は縮環された芳香環の完成に必要な原子であり；
Ｂはアルキル、アリール、置換アルキル、又は置換アリールからなり、共役して若しくは共役無しに多数のインドールを一つに結合する結合ユニットである、
のインドールに属する物質又は物質の混合物を含む、
効率的な青色有機ＥＬ素子を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明にかかるＥＬ素子１００は図１に構成が示される。支持体は、ガラス又はプラスチック等の電気的に絶縁性で光学的に透明な物質である層１０２である。陽極１０４は、示されるように積層された二層の有機薄膜からなる有機ＥＬ媒質により陰極１０６から隔離される。陽極上に置かれた層１１０は有機ＥＬ媒質のホール輸送層を形成する。ホール輸送層の上に設置されたのは、有機ＥＬ媒質の電子輸送層を形成する層１１２である。陽極と陰極は、それぞれ導体１１６及び１１８により外部のＡＣ又はＤＣ電源１１４に結合される。電源はパルス化され、又は周期的、又は連続的とされうる。
【００１１】
動作において、ＥＬ素子は、陽極が陰極より高い電位にある時に順方向にバイアスされたダイオードと見なされうる。このような条件下、ホール（正電荷キャリアー）は陽極からホール輸送層中に注入され、そして電子は電子輸送層中に注入される。注入されたホールと電子は、それぞれ矢印１２０と１２２により示されるように、各々逆に帯電した電極の方向に移動する。これはホール−電子再結合をもたらし、エネルギーを一部光として放出し、即ちエレクトロルミネセンスを生じる。
【００１２】
ホールと電子が再結合する領域は再結合領域として知られる。二層の素子構造は、エレクトロルミネセンス生成の可能性が最も高いホール輸送層と電子輸送層間の界面近傍に、再結合を限定するために特に設計された。この再結合限定の構成はＴａｎｇとＶａｎ  Ｓｌｙｋｅ〔Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，第５１巻の９１３ページ、１９８７年〕により開示され、適当な仕事関数のキャリヤー注入電極と適当なキャリヤー移動度の郵送物質を選択することによりなされた。有機層の間のこの界面から離れて、特に注入電極の位置又は近くでは、ホールと電子の再結合は導電性の表面による光放射の消光効果のためにずっと少ない光の放射となる。
【００１３】
図２に示される有機ＥＬ素子２００は本発明の別の好ましい実施例を示す。絶縁性の透明な支持体は層２０２である。陽極２０４は、示されるように積層された三層の有機薄膜からなる有機ＥＬ媒質２０８により陰極２０６から隔離される。陽極２０４に隣接した層２１０はホール輸送層である。陰極２０６に隣接した層２１４は電子輸送層である。ホール輸送層と電子輸送層の間にある層２１２は発光層である。この発光層はまた、ホールと電子が再結合する再結合層として配される。
【００１４】
素子１００と２００の形態は、ホール−電子再結合及びそれによるエレクトロルミネセンスのための部位として主に機能するために追加の発光層が素子２００中に導入されたことを除いて同様である。この点で、個々の有機層の機能は区別され、そのため独立に最適化されうる。そのため、発光又は再結合層は、高い発光効率と同様に望みのＥＬ色を持つように選択されうる。同様に、電子及びホール輸送層はキャリヤー輸送性能に関して主に最適化されうる。
【００１５】
有機素子３００は本発明の更に別の好ましい実施例を示す。絶縁性で透明な支持体は層３０２である。陽極３０４は、示されるように積層された五層の有機薄膜からなるＥＬ媒質３０８により陰極３０６から隔離される。陽極層３０４の最上部に置かれたのは、順に、ホール注入層３１０、ホール輸送層３１２、発光層３１４、電子輸送層３１６、及び電子注入層３１８である。素子３００の構造は、ホール注入層と電子注入層が各陽極と陰極の注入効率を改善するために加えられた以外は、素子２００と同様である。ＥＬ素子は、素子の性能を過度に落とすことなく有機ＥＬ媒質中に存在するホール又は電子注入層の何れかを有して構成されることが分かる。
【００１６】
ＥＬ素子１００，２００，及び３００のための基板は電気的に絶縁性で光透明性である。光透明特性は基板を通してＥＬ発光を観測するのに望ましい。最表面の電極を通してＥＬ発光が観察される応用に対しては、支持体の透過特性は重要ではなく、そのため不透明な半導体及びセラミックのウエハ等の適当な基板が用いられえる。もちろん、これらの素子形態において光透明性の表面電極を提供することが必要である。
【００１７】
有機ＥＬ媒質の構成は素子構造３００に対する特定の例を用いて、以下に記載される。
ポルフィリン化合物を含む層は有機ＥＬ素子のホール注入層を形成する。ポルフィリン化合物は天然又は合成の何れかの化合物であり、ポルフィリン自身を含むと共に、ポルフィリン構造から誘導されるか、又はそれを有する。ポリフィリン化合物の幾つかは、アメリカ特許第３，９３５，０３１号でＡｄｌｅｒにより、又はＴａｎｇのアメリカ特許第４，３５６，４２９号により開示され、その開示内容はここで例により取り入れられて使用されうる。
【００１８】
好ましいポルフィリン化合物は構造式（ＩＩ）のものであり、
【００１９】
【化８】
0003992794.tif 000003
【００２０】
ここで、
Ｑは−Ｎ＝又は−Ｃ（Ｒ）＝であり；
Ｍは金属、金属酸化物、又はメタルハライドであり；
Ｒは水素、アルキル、アラルキル、アリール、若しくはアルカリルであり；
Ｔ1 及びＴ2 は水素を表し、又はアルキル若しくはハロゲン等の置換基を含む不飽和六員環を共同して完成する。
【００２１】
好ましい六員環は炭素、硫黄、及び窒素環原子から形成されたものである。好ましいアルキル部分は約１から６の炭素原子を含み、一方フェニルは好みのアリール部分を構成する。
別の好ましい形態におけるポルフィリン化合物は、式（ＩＩＩ）により示されるように、金属原子で二つの水素を置換することにより構造式（Ｉ）のものと異なる。
【００２２】
【化９】
0003992794.tif 000004
【００２３】
有効なポルフィリン化合物の特に好ましい例は、金属を保持しないフタロシアニン及び金属を含むフタロシアニンである。ポルフィリン化合物では通常、そしてフタロシアニンでは特異的に金属を含有することができるが、金属は二価若しくはそれ以上の正の電荷を持つことが好ましい。典型的な好ましい金属はコバルト、マグネシウム、亜鉛、パラジウム、ニッケル、そして特に、銅、鉛、及び白金である。
【００２４】
有用なポルフィリン化合物の例は下記のものである。：
プロフィン
１，１０，１５，２０−テトラフェニル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン銅（ＩＩ）
１，１０，１５，２０−テトラフェニル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン亜鉛（ＩＩ）
フタロシアニン銅
クロミウムフタロシアニンフルオライド
有機ＥＬ素子のホール輸送層は少なくとも一種のホールを輸送する芳香族三級アミンを含み、後者は、少なくとも一つが芳香環の構成原子である炭素原子のみに結合されて、少なくとも一個の三価窒素原子を含む化合物であると理解される。一つの形態において、芳香族三級アミンはモノアリールアミン、ジアリールアミン、若しくは高分子アリールアミン等のアリールアミンでありうる。典型的な単量体トリアリールはＫｌｕｐｆｅｌ他のアメリカ特許第３，１８０，７３０号により示される。ビニル若しくはビニルラジカルで置換され、及び／又は少なくとも一つの活性水素を含む基を含む他の適当なトリアリールアミンはＢｒａｎｔｌｅｙ他のアメリカ特許第３，５６７，４５０号及び第３，６５８，５２０号により開示される。
【００２５】
別の種類の芳香族三級アミンは少なくとも二つの芳香族三級アミン部分を含むものである。そのような化合物は構造式（ＩＶ）により表されるものを含む。
【００２６】
【化１０】
0003992794.tif 000005
【００２７】
ここで
Ｑ1 及びＱ2 は独立して芳香族三級アミン部分であり、
Ｇは炭素と炭素の結合のアリーレン、シクロアルキレン、若しくはアルキレン基等の結合基である。
構造式（ＩＶ）を満足し、二つのトリアリールアミン部分を含む好ましい種類の三級アミンは構造式（Ｖ）を満足するものであり：
【００２８】
【化１１】
0003992794.tif 000006
【００２９】
ここで
Ｒ1 とＲ2 は各々独立に水素原子、アリール基、若しくはアルキル基を表すか、又はＲ1 とＲ2 は共同してシクロアルキル基の完成する原子を表し、
Ｒ3 とＲ4 は各々独立に構造式（ＶＩ）によって示されるようなジアリール置換されたアミノ基で順に置換されるアリール基を表し：
【００３０】
【化１２】
0003992794.tif 000007
【００３１】
ここでＲ5 Ｒ6 は独立に選択されたアリール基である。
芳香族三級アミンの別の好ましい種類はテトラアリールジアミンである。好ましいテトラアリールジアミンは、アリーレン基を介して結合された式（ＶＩＩ）によって示されるような二つのジアリールアミノ基を含み：
【００３２】
【化１３】
0003992794.tif 000008
【００３３】
ここで
Ａｒｅはアリーレン基であり、
ｎは１から４の整数であり、
Ａｒ，Ｒ7 ，Ｒ8 及びＲ9 は独立に選択されたアリール基である。
先の構造式（ＩＶ），（Ｖ），（ＶＩＩ）の多様なアルキル、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うる。典型的な置換基はアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリロキシ基、並びにフルオライド、クロライド、及びブロマイド等のハロゲンを含む。多様なアルキル及びアルキレン部分は典型的には約１から６炭素原子までを含む。シクロアルキル部分は３から約１０炭素原子までを含みうるが、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等、典型的には５，６又は７の環炭素原子含む。
【００３４】
有用なホール輸送化合物の例は下記のものである。：
【００３５】
【化１４】
0003992794.tif 000009
【００３６】
【化１５】
0003992794.tif 000010
【００３７】
【化１６】
0003992794.tif 000011
【００３８】
【化１７】
0003992794.tif 000012
【００３９】
有機ＥＬ媒質の発光層は、この領域での電子−ホール対の再結合の結果としてエレクトロルミネセンスが生成される発光又は蛍光物質からなる。最も単純な構造において、発光層は高い蛍光効率を持つ純粋な物質である単一の成分からなる。良く知られた物質は、優れた緑色のエレクトロルミネセンスを発生させる（８−キノリナト）アルミニウム，（Ａｌｑ）である。発光層の好ましい実施例は、一若しくはそれ以上の蛍光色素の成分でドープされたホスト物質を含む多数の成分物質からなる。この方法を用いれば、高効率のＥＬ素子が構成されうる。同時に、ＥＬ素子の色は通常のホスト物質内で異なる発光波長の蛍光色素を使用することにより調整されうる。このドーパント構成は、Ｔａｎｇ他〔Ｊ．Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，第６５巻のページ３６１０−３６１６、１９８９年；アメリカ特許第４、７６９，２９２号〕によりホスト物質としてＡｌｑを使用するＥＬ素子についてかなり詳細に記載された。
【００４０】
ホスト物質中に存在するときに発光の色相の改良が可能なドーパントとしての蛍光色素の選択にとっての重要な関係は、分子の最高被占軌道と最低空軌道との間のエネルギー差として定義されるそれらのバンドギャップ電位の比較である。ホストからドーパント物質への効率的なエネルギー移動のために必要な条件は、ドーパントのバンドギャップがホスト物質のそれより小さいことである。インドール等の青色ホストを使用することの利点は、そのバンドギャップが通常入手できる青色領域で発光する蛍光色素の領域へのエネルギー移動を達成するために十分に大きいことである。これらの青色ドーパントはコウマリン、スチルベン、ジスチリルスチルベン、アントラセン誘導体、テトラセン、ペリレン、及び他の共役ベンゼノイドを含む。より長波長でのＥＬ発光のための別のドーパントはコウマリン、ローダミン及び他の緑色若しくは赤色発光蛍光色素を含む。
【００４１】
本発明の実施において、電子−ホール再結合に対応して光の発せられるＥＬ発光層を形成するホスト物質は、インドール誘導体若しくは式Ｉにより表されたこれらの誘導体の混合物からなる。インドールのためのドーパントは上記したような蛍光色素を含む。効果的な青色エレクトロルミネセンスはこの物質が図１の層１１２、図２の層２１２、又は図３の層３１４中で使用されたときに素早く得られる。
【００４２】
【化１８】
0003992794.tif 000013
【００４３】
ここで：
ｎは３から８の整数であり；
ＺはＯ，ＮＲ若しくはＳであり；
Ｒ及びＲ’は独立に水素；例えばプロピル、ｔ−ブチル、ヘプチル等の１から２４炭素原子のアルキル；例えばフェニル及びナフチル、フリル、チエニルである５から２０炭素原子のアリール又はヘテロ原子置換されたアリール；又はクロロ、フルオロ等のハロ；又は縮環された芳香環の完成に必要な原子であり；
Ｂはアルキル、アリール、置換アルキル、又は置換アリールからなり、共役して若しくは共役無しに多数のインドールを一つに結合する結合ユニットである。
【００４４】
基１：
【００４５】
【化１９】
0003992794.tif 000014
【００４６】
【化２０】
0003992794.tif 000015
【００４７】
【化２１】
0003992794.tif 000016
【００４８】
基２：
【００４９】
【化２２】
0003992794.tif 000017
【００５０】
【化２３】
0003992794.tif 000018
【００５１】
【化２４】
0003992794.tif 000019
【００５２】
【化２５】
0003992794.tif 000020
【００５３】
【化２６】
0003992794.tif 000021
【００５４】
【化２７】
0003992794.tif 000022
【００５５】
基３：
【００５６】
【化２８】
0003992794.tif 000023
【００５７】
【化２９】
0003992794.tif 000024
【００５８】
基４：
【００５９】
【化３０】
0003992794.tif 000025
【００６０】
【化３１】
0003992794.tif 000026
【００６１】
基５：
【００６２】
【化３２】
0003992794.tif 000027
【００６３】
【化３３】
0003992794.tif 000028
【００６４】
基６：
【００６５】
【化３４】
0003992794.tif 000029
【００６６】
ここでＺはＯ又はＣ（ＣＮ）2 であり；
基７：
【００６７】
【化３５】
0003992794.tif 000030
【００６８】
；及び
【００６９】
【化３６】
0003992794.tif 000031
【００７０】
ここでＸはＯ，Ｓ，ＳＯ2 ，ＣＨ2 ，ＣＨＲ，ＣＲＲ’，若しくはＮＲであり；Ｒ及びＲ’は独立に水素；例えばプロピル、ｔ−ブチル、ヘプチル等の１から２４炭素原子の飽和脂肪族炭化水素；例えばフェニル及びナフチルである６から２０炭素原子のアリール；又はクロロ、フルオロ等のハロであり；或いはＲ及びＲ’は独立に縮環された芳香環の完成に必要な原子からなり；
基８：
【００７１】
【化３７】
0003992794.tif 000032
【００７２】
ここでＺはＯ又はＣ（ＣＮ）2 ；及び
【００７３】
【化３８】
0003992794.tif 000033
【００７４】
ここでＸ及びＹは独立にＯ，Ｓ，ＳＯ2 ，ＣＨ2 ，ＣＨＲ，ＣＲＲ’，若しくはＮＲであり；Ｒ及びＲ’は独立に水素；例えばプロピル、ｔ−ブチル、ヘプチル等の１から２４炭素原子の飽和脂肪族炭化水素；例えばフェニル及びナフチルである６から２０炭素原子のアリール；又はクロロ、フルオロ等のハロであり；或いはＲ及びＲ’は独立に縮環された芳香環の完成に必要な原子からなり；
基９：
【００７５】
【化３９】
0003992794.tif 000034
【００７６】
【化４０】
0003992794.tif 000035
【００７７】
【化４１】
0003992794.tif 000036
【００７８】
【化４２】
0003992794.tif 000037
【００７９】
ここでＺはＯ又はＣ（ＣＮ）2 であり；ＸはＯ，Ｓ，ＳＯ2 ，ＣＨ2 ，ＣＨＲ，ＣＲＲ’，若しくはＮＲであり；Ｒ若しくはＲ’は独立に水素；例えばプロピル、ｔ−ブチル、ヘプチル等の１から２４炭素原子の飽和脂肪族炭化水素；例えばフェニル及びナフチルである６から２０炭素原子のアリール；又はクロロ、フルオロ等のハロであり；或いはＲ及びＲ’は独立に縮環された芳香環の完成に必要な原子からなる。
【００８０】
下記の分子構造は本発明の要求を満足する好ましいインドールの特定例を構成する。：
【００８１】
【化４３】
0003992794.tif 000038
【００８２】
【化４４】
0003992794.tif 000039
【００８３】
【化４５】
0003992794.tif 000040
【００８４】
【化４６】
0003992794.tif 000041
【００８５】
【化４７】
0003992794.tif 000042
【００８６】
【化４８】
0003992794.tif 000043
【００８７】
【化４９】
0003992794.tif 000044
【００８８】
【化５０】
0003992794.tif 000045
【００８９】
【化５１】
0003992794.tif 000046
【００９０】
【化５２】
0003992794.tif 000047
【００９１】
【化５３】
0003992794.tif 000048
【００９２】
【化５４】
0003992794.tif 000049
【００９３】
【化５５】
0003992794.tif 000050
【００９４】
【化５６】
0003992794.tif 000051
【００９５】
【化５７】
0003992794.tif 000052
【００９６】
【化５８】
0003992794.tif 000053
【００９７】
本発明の有機ＥＬ素子の電子輸送層の形成における使用のための好ましい物質は、オキシン自身（通常、８−キノリノール又は８−ヒドロキシキノリンとも称される）のキレートを含む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高い水準の特性と薄膜形状への製造の容易さの両方を示す。意図されるオキソノイド化合物の例は構造式：
【００９８】
【化５９】
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【００９９】
ここで
Ｍｅは金属を表し；
ｎは１から３の整数であり；
Ｚはそれぞれの場合に独立に少なくとも二の縮合芳香環を持つ核をなす原子を表す、
を満足するものである。
【０１００】
上記より金属は明らかに一価、二価、又は三価の金属でありうる。例えば、金属はリチウム、ナトリウム、若しくはカリウム等のアルカリ金属；マグネシウム若しくはカルシウム等アルカリ土類金属；又はホウ素若しくはアルミニウム等土類金属でありうる。一般に有用なキレート形成金属として知られる一価、二価、又は三価の金属を用いうる。
【０１０１】
Ｚは少なくとも一の環がアゾール又はアジン環である少なくとも二の縮合環を含む複素環の核をなす。脂肪族及び芳香族の環の両方を含む追加の環は、必要ならば、該二の必須の環に縮合されうる。機能上の改善無しに分子がかさばるのを避けるため環形成原子の数は好ましくは１８若しくはそれ以下に維持される。
有用なキレート化オキソノイド化合物の例は以下のものである。：
アルミニウムトリスオキシン〔別名、トリス（８−キノリノール）アルミニウム，（Ａｌｑ）〕
マグネシウムビスオキシン〔別名、ビス（８−キノリノール）マグネシウム〕
インジウムトリスオキシン〔別名、トリス（８−キノリノール）インジウム〕
リチウムオキシン〔別名、８−キノリノールリチウム〕
有機ＥＬ媒質の多重の層として好ましい化合物はそれぞれ薄膜形成の可能な、即ち、５０００オングストローム以下の厚みの連続層として製造可能な薄膜形状に形成が可能である。好ましい有機ＥＬ媒質製造方法は真空蒸着による。特に薄く欠陥の無い連続層はこの方法で形成しうる。特に、満足なＥＬ素子特性をなお実現させるかぎり、約５０オングストローム程度の低い単独層厚が構成されうる。有機ＥＬ媒質の総厚は少なくとも約１０００オングストロームであることが一般に好ましい。
【０１０２】
本発明のＥＬ素子における別の薄膜形成方法はＥＬ物質を含有する溶液のスピンコーティングを含む。スピンコーティング法と真空蒸着法の結合もまた多層ＥＬ素子の製造に対して有用である。
有機ＥＬ素子の陽極と陰極はそれぞれ簡便な従来形状を有しうる。陽極を通して有機ＥＬ素子からの光を透過させようとする場合は、例えば透明または実質的に透明なガラス基板又はプラスチックフィルム等光透過性基板上に薄い導電層をコートすることで簡単に達成される。本発明の有機ＥＬ素子は一の形態で、Ｇｕｒｎｅｅ他のアメリカ特許第３，１７２，８６２号、Ｇｕｒｎｅｅのアメリカ特許第３，１７３，０５０号、Ｄｒｅｓｎｅｒの”Double Injection Electroluminescence in Anthracene”，ＲＣＡ  Ｒｅｖｉｅｗの第３０巻のページ３２２−３３４、１９６９年；及びＤｒｅｓｎｅｒの上記されたアメリカ特許第３，１７０，１６７号に開示されたように、ガラス基板上にコートされた酸化スズまたはインジウム−チン−オキサイドから形成された光透過性陽極を含む歴史的な実施を辿ることができる。
【０１０３】
本発明の有機ＥＬ素子は、高い又はこれまでに本目的にとって有効であるとされた低い仕事関数の金属を含む幾つかの金属から構成された陰極を用いうる。予想外の製造、特性、及び安定性上の利点が、低い仕事関数の金属と少なくとも一の他の金属との結合からなる陰極の形成によって実現される。更なる開示としては、その開示内容がここで例により組み込まれているＴａｎｇ他によるアメリカ特許第４，８８５，２１１号を参照すればよい。
【０１０４】
【実施例】
以下の特定例により本発明及びその利点はを更に説明される。
例１−１，３，５−トリス（Ｎ−フェニル−Ｎ−フェニルアミノ）ベンズアミドの合成
Ｎ−フェニル−１，２−フェニレンジアミン（１６．６ｇ，０．０９ｍｏｌ）のＮ−メチルピロリドン１００ｍＬの溶液に、１，３，５−ベンゼントリカルボニルクロライド（８．０ｇ，０．０３ｍｏｌ）が窒素下、室温で一部ずつ添加された。反応混合物は室温で二時間攪拌され、その後更に３０分間の間、反応温度を５０°Ｃに上昇させた。冷却後、反応混合物は攪拌しながら３００ｍｌの冷却水に加えられた。得られた結晶は濾過されて水で洗浄された。乾燥後、トリベンズアミドは集められ１９．５ｇ（収率９２％）を得た。
例２−２，２’，２”−（１，３，５−フェニレン）トリス〔１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール〕（ＴＰＢＩ）の合成
ＴＰＢＩは、１，３，５−トリス（Ｎ−フェニル−Ｎ−フェニルアミノ）ベンズアミドを０．３ａｔｍの窒素圧下、２８０−２９５°Ｃで約１時間加熱することにより調製された。純粋なＴＰＢＩ（セル製造に直接使用可能である）は２Ｔｏｒｒ圧、３１５°Ｃで２回の昇華により得られた。
例３−ＥＬ素子製造と特性
本発明の要求を満足するＥＬ素子は以下の方法により組み立てられた。有機ＥＬ媒質は四つの有機層、即ちホール注入層、ホール輸送層、発光層、及び電子輸送層を持つ。
【０１０５】
ａ）  インジウム−チン−オキサイド（ＩＴＯ）のコートされたガラス基板は市販の洗剤中で逐次的に超音波処理され、脱イオン化水中ですすぎをされ、トルエン蒸気中で脱脂され、紫外線とオゾンに数分間晒される。
ｂ）  フタロシアニン銅（１５０Å）のホール注入層が、その後タンタルボートからの蒸着によりＩＴＯコートされた基板表面上に堆積された。
【０１０６】
ｃ）  フタロシアニン銅層上にＮ，Ｎ’−ビス−（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（６００Å）が、またタンタルボートからの蒸着により堆積された。
ｄ）  ＴＰＢＩ（２００Å）の発光層がそれから該ホール輸送層上に堆積された。
【０１０７】
ｅ）  Ａｌｑ（３７５Å）の電子輸送層がそれから該発光層上に堆積された。
ｆ）  該Ａｌｑ層の表面上に１０：１の原子比でＭｇとＡｇから形成された陰極層（２０００Å）が堆積された。
上記のシーケンスはＥＬ素子の堆積を完成した。該素子はその後大気環境に対する保護のため乾燥グローブボックス中に密封パッケージされた。
【０１０８】
このＥＬ素子からの光の出射は、２０ｍＡ／ｃｍ2 の電流源と９．５ボルトのバイアス電圧により駆動されたとき２００ｃｄ／ｍ2 であった。ＥＬ色は１９３１ＣＩＥ色座標でＸ＝０．１５６及びＹ＝０．１５２の青色であった。図４に示されたＥＬスペクトルは発光ピークを４６０ｎｍに持つ。該ＥＬスペクトルはＥＬ発光が発光ＴＰＢＩ層から生じていることを示す。
例４
この例は、ＥＬ媒質がドープされた発光層を含む有機ＥＬ素子を示す。有機ＥＬ媒質は四つの有機層、即ちホール注入層、ホール輸送層、発光層、及び電子輸送層を持つ。
【０１０９】
ａ）  インジウム−チン−オキサイド（ＩＴＯ）のコートされたガラス基板は市販の洗剤中で逐次的に超音波処理され、脱イオン化水中ですすがれ、トルエン蒸気中で脱脂されて紫外線とオゾンに数分間晒される。
ｂ）  フタロシアニン銅（１５０Å）のホール注入層が、その後タンタルボートからの蒸着によりＩＴＯコートされた基板表面上に堆積された。
【０１１０】
ｃ）  フタロシアニン銅層上にＮ，Ｎ’−ビス−（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（６００Å）が、またタンタルボートからの蒸着により堆積された。
ｄ）  ドープされたＴＰＢＩ（２００Å）の層がそれから該ホール輸送層上に堆積された。該ドープされた層は均一なドープ発光層を形成するためにＴＢＰＩと共に堆積された０．８％のペリレンを含む。
【０１１１】
ｅ）  Ａｌｑ（３００Å）の電子輸送層がそれから該発光層上に堆積された。
ｆ）  該Ａｌｑ層の表面上に１０：１の原子比でＭｇとＡｇから形成された陰極層（２０００Å）が堆積された。
上記のシーケンスはＥＬ素子の堆積を完成した。該素子はその後大気環境に対する保護のため乾燥グローブボックス中に密封パッケージされた。
【０１１２】
このＥＬ素子からの光の出射は、２０ｍＡ／ｃｍ2 の電流源と９．８ボルトのバイアス電圧により駆動されたとき３１０ｃｄ／ｍ2 であった。ＥＬ色は１９３１ＣＩＥ色座標でＸ＝０．１４６及びＹ＝０．１５０の青色であった。ＥＬスペクトルは発光ピークを４５６ｎｍに持つ。該ＥＬスペクトルはＥＬ発光がペリレンドープされたＴＰＢＩ層から生じており、ペリレンドーパントの特徴を支配的に表していることを示す。
【０１１３】
本発明はその好ましい実施例を明らかにするために特定の例を用いて詳細に記載されてきたが、変形と改良は本発明の思想と範囲の中で達成されうることが理解される。
【０１１４】
【発明の効果】
本発明において、インドールとして知られる新規な有機物質の一種が高効率の青色エレクトロルミネセンスを生成することが可能であることを見出した。これらの物質は広範囲の可視色を持つＥＬ素子の製造に使用可能である。
【図面の簡単な説明】
本発明の様々な利点は以下の図と共に考察された上記の詳細な説明の例によってより明らかにされうる。
【図１】本発明にかかる好ましいＥＬ素子の多層構造を示す構成図である。
【図２】本発明にかかる好ましいＥＬ素子の多層構造を示す構成図である。
【図３】本発明にかかる好ましいＥＬ素子の多層構造を示す構成図である。
【図４】例３に記載されたＥＬ素子のスペクトル特性を示す図である。
【符号の説明】
１００    ＥＬ素子
１０２    基板
１０４    陽極
１０６    陰極
１０８    有機ＥＬ媒質
１１０    ホール輸送層
１１２    電子輸送層
１１４    外部電源
１１６    導電体
１１８    導電体
１２０    ホール
１２２    電子
２００    ＥＬ素子
２０２    基板
２０４    陽極
２０６    陰極
２０８    有機ＥＬ媒質
２１０    ホール輸送層
２１２    発光層
２１４    電子輸送層
３００    ＥＬ素子
３０２    基板
３０４    陽極
３０６    陰極
３０８    有機ＥＬ媒質
３１０    ホール注入層
３１２    ホール輸送層
３１４    発光層
３１６    電子輸送層
３１８    電子注入層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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