(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極及び陰極、並びに陽極及び陰極間に配置されたＥＬ素子を含む有機エレクトロルミネセント装置であって、
前記ＥＬ素子は、蛍光材料と式（Ｉ）の金属キレート化合物との混合物を含む少なくとも１つの発光層を有し、
式（Ｉ）において、Ｍは金属を表し、ｎは１〜３の数であり、Ｌは式（II）の配位子であり、
式（II）において、Ａｒはアリールであり、Ｘは酸素、硫黄及びセレンから成る群より選択され、Ｎは窒素、Ｏは酸素であり、Ｚは適切な芳香族成分である有機エレクトロルミネセント装置。
【化１】
0004195130.tif 000008
【請求項２】
前記金属キレート化合物は、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾラト〕ベリリウム、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕ベリリウム、ビス〔５−ビフェニル−２−（２−ヒドロキシフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔５−ビフェニル−２−（２−ヒドロキシフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕ベリリウム、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−ｐ−トリル−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−ｐ−トリル−１，３，４−オキサジアゾラト〕ベリリウム、ビス〔５−（ｐ−ｔ−ブチルフェニル）−２−（２−ヒドロキシフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔５−（ｐ−ｔ−ブチルフェニル）−２−（２−ヒドロキシフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕ベリリウム、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（３−フルオロフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（４−フルオロフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（４−フルオロフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕ベリリウム、ビス〔５−（４−クロロフェニル）−２−（２−ヒドロキシフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（４−メトキシフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−（２−ヒドロキシ−４−メチルフェニル）−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−α−（２−ヒドロキシナフチル）−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−ｐ−ピリジル−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−ｐ−ピリジル−１，３，４−オキサジアゾラト〕ベリリウム、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（２−チオフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−フェニル−１，３，４−チアジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−フェニル−１，３，４−チアジアゾラト〕ベリリウム、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（１−ナフチル）−１，３，４−チアジアゾラト〕亜鉛、及びビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（１−ナフチル）−１，３，４−チアジアゾラト〕ベリリウムから成る群より選択される請求項１に記載の有機エレクトロルミネセント装置。
【請求項３】
３００〜１０００Åの範囲の厚さを有しインジウムスズ酸化物層から成る陽極と、１００〜８００Åの範囲の厚さを有し第３級芳香族アミンから成る正孔輸送層と、１００〜８００Åの範囲の厚さを有し前記発光層と、前記発光層と接触する１００〜２０００Åの範囲の厚さを有しマグネシウム／銀合金又はリチウム／アルミニウム合金から成る陰極とを、この順序で含む、請求項１に記載の有機エレクトロルミネセント装置。
【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ト（ＥＬ）装置に関し、更に詳細には、動作安定性が向上され、性能特性が改良され、エネルギ効率が高い有機ＥＬ装置に関する。低駆動電圧で高ルミネセンス、優れた装置安定性、及び長い寿命を提供することのできる有機ＥＬ装置が所望される。本発明の有機ＥＬ装置は実施例において上記の特性を可能にし、これらのＥＬ装置は、ＴＶスクリーン及びコンピュータスクリーン等を含むフラットパネル発光ディスプレイテクノロジにおいて、並びにディジタル複写機及びプリンタのためのイメージバー要素として、使用するために選択可能である。更に詳細には、本発明は電荷注入特性が改良された動作電圧の低い有機ＥＬ装置に関し、これらの装置は例えば均一で十分な輝度の光を発することができ、またこれらの装置は有機ルミネセント組成物を利用する。
【０００２】
【従来の技術】
青色発光有機ＥＬ装置について記載する幾つかの開示があるが、これらの性能特性は、発光の色相が悪い、動作電圧が高い、輝度が低い、及び動作安定性が低い等、依然として多くの不都合を有する。従って、真空蒸発可能であり、熱安定性の優れた薄膜を形成する、有機ＥＬ装置のための改良されたルミネセント組成物が引き続き必要とされている。特に、青色から赤色に及ぶ可視スペクトルにおいて発光を提供することのできるルミネセント組成物が必要とされている。更に、ルミネセント領域を形成し、満足な色の発光及び装置の動作性能の改良を可能にするために、蛍光ドーパントと共に付着されることの可能なルミネセントホスト材料が必要とされる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の特徴は、低動作電圧、青色波長からより長い波長にわたるスペクトルでの均一な発光、及び改良されたエレクトロルミネセンス効率等の多くの利点を有する有機ＥＬ装置を提供することである。
【０００４】
本発明のもう１つの特徴では、正孔−電子の再結合を維持できるホスト成分としての１，３，４−オキサジアゾールキレート化合物と、正孔−電子の再結合により解放されたエネルギに応答して光を発することのできる蛍光材料と、から成る発光層を含む有機ＥＬ装置が提供される。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
実施例では、本発明は、係属中の米国特許出願第８２９、３９８号（その開示は参照によってここに完全に組み込まれる）に説明されるように調製されたルミネセント成分としての金属キレート化合物（Ｉ）と、それと共にブレンドされた蛍光材料と、から成るルミネセント組成物に関する。ここで、金属キレート化合物は次の式（Ｉ）によって示され、Ｍは金属を表し、ｎは例えば１〜３の数であり、Ｌは次の式（II）によって表される配位子である。
【０００６】
【化２】
0004195130.tif 000002
【０００７】
式（II）において、Ａｒは、例えば６〜約３０個の炭素原子を含むアリール基、又はピリジル、キノリル、チエニル、オキサジアゾリル等の芳香族ヘテロ環基である。Ｘは酸素、硫黄及びセレンから成る群より選択され、Ｎは窒素、Ｏは酸素である。Ｚは、１，２−フェニレン、１，２−ナフチレン、２，３−ナフチレン、３，４−ピリジンジイル、３，４−キノリンジイル、及び置換基で置換されたこれらの類似体等の適切な芳香族成分である。前記置換基は、好ましくは、１乃至約５個の炭素原子を有するアルキル基、フェニル、アリール基（ハロゲン、アルキル、又は１〜５個の炭素を有するアルコキシの置換基を有する）、ハロゲン、１乃至３個の炭素原子を含むアルコキシ基、カルボキシ基、シアノ基等から成る群より選択される。
【０００８】
１，３，４−オキサジアゾール等の金属キレート化合物は、幾つかの利点を有する。例えば、化合物は、真空蒸発により優れた熱安定性を有する薄膜を形成する能力を示す。また、化合物は、広範な種類の蛍光材料とブレンドされて共通の位相を形成することができる。
【０００９】
実施例では、本発明は、例えばガラス等の支持基板、陽極、任意の緩衝層、有機正孔輸送層、有機発光層、及び任意の電子輸送層、並びにそれと接触する陰極としての低仕事関数金属を、この順序で含む有機ＥＬ装置に関する。ここで、発光層は、正孔−電子の再結合を維持できるホスト成分としての式（Ｉ）で示される金属キレート化合物と、正孔−電子の再結合により解放されたエネルギに応答して光を発することのできる蛍光材料と、から成るルミネセント組成物を含む。発光層はホスト材料及び蛍光材料の同時蒸発から真空蒸着により形成することができる。蛍光材料の存在は広い範囲の波長の発光を可能にし、エレクトロルミネセンス効率を高め、装置の動作安定性を改良することができるであろう。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、例えばガラス製等の支持基板２、陽極３、任意の緩衝層４、有機正孔輸送層５、有機金属キレート蛍光発光層６、及び電子輸送層７、並びにそれと接触する陰極８としての低仕事関数金属、から成るＥＬ装置又は有機発光ダイオード１を示す。作動中、陽極が陰極に関して正電位へ電気的バイアスがかけられると、正孔は有機正孔輸送層内へ注入され、この層を横切って発光層へ輸送される。同時に、電子は陰極から電子輸送層内へ注入され、発光層へ向かって輸送される。正孔及び電子の再結合が発光層内で発生し、その結果、発光が起こる。
【００１１】
本発明の実施例は、蛍光材料及び以下の式（Ｉ）の金属キレート化合物の混合物から成るルミネセント組成物を含む。式（Ｉ）においてＭは金属を表し、ｎは１〜３の数であり、Ｌは以下の式（II）の配位子である。式（II）において、Ａｒはアリールであり、Ｘは酸素、硫黄及びセレンから成る群より選択され、Ｎは窒素、Ｏは酸素である。Ｚは適切な芳香族成分である。
【００１２】
【化３】
0004195130.tif 000003
【００１３】
また本発明の実施例は、陽極及び陰極、並びに陽極及び陰極間に配置されたＥＬ素子から成る有機エレクトロルミネセント装置を含み、前記ＥＬ素子は、蛍光材料及び以下の式（Ｉ）の金属キレート化合物の混合物を含む少なくとも１つの発光層を有する。式（Ｉ）において、Ｍは金属を表し、ｎは１〜３の数であり、Ｌは以下の式（II）の配位子である。式（II）において、Ａｒはアリールであり、Ｘは酸素、硫黄及びセレンから成る群より選択され、Ｎは窒素、Ｏは酸素である。Ｚは適切な芳香族成分である。
【００１４】
【化４】
0004195130.tif 000004
【００１５】
本発明の実施例は、前記金属が周期表のＩ族、II族、又は III族の金属から選択される有機エレクトロルミネセント装置、前記金属が亜鉛又はベリリウムである有機エレクトロルミネセント装置、Ｘが酸素又は硫黄である有機エレクトロルミネセント装置、並びにＺが１，２−フェニレン、１，２−ナフチレン及び２，３−ナフチレンから成る群より選択される芳香族成分である有機エレクトロルミネセント装置を含む。また本発明の実施例は、前記キレート化合物が、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾラト〕ベリリウム、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕ベリリウム、ビス〔５−ビフェニル−２−（２−ヒドロキシフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔５−ビフェニル−２−（２−ヒドロキシフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕ベリリウム、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−ｐ−トリル−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−ｐ−トリル−１，３，４−オキサジアゾラト〕ベリリウム、ビス〔５−（ｐ−ｔ−ブチルフェニル）−２−（２−ヒドロキシフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔５−（ｐ−ｔ−ブチルフェニル）−２−（２−ヒドロキシフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕ベリリウム、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（３−フルオロフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（４−フルオロフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（４−フルオロフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕ベリリウム、ビス〔５−（４−クロロフェニル）−２−（２−ヒドロキシフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（４−メトキシフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−（２−ヒドロキシ−４−メチルフェニル）−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−α−（２−ヒドロキシナフチル）−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−ｐ−ピリジル−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−ｐ−ピリジル−１，３，４−オキサジアゾラト〕ベリリウム、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（２−チオフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−フェニル−１，３，４−チアジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−フェニル−１，３，４−チアジアゾラト〕ベリリウム、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（１−ナフチル）−１，３，４−チアジアゾラト〕亜鉛、及びビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（１−ナフチル）���１，３，４−チアジアゾラト〕ベリリウムから成る群より選択される有機エレクトロルミネセント装置を含む。また本発明の実施例は、前記金属キレート化合物が、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾラト〕ベリリウム、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕ベリリウム、ビス〔５−ビフェニル−２−（２−ヒドロキシフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、及びビス〔５−ビフェニル−２−（２−ヒドロキシフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕ベリリウムから成る群より選択される有機エレクトロルミネセント装置を含む。また本発明の実施例には、前記ＥＬ素子が前記蛍光材料及び式（Ｉ）の前記金属キレート化合物の混合物を含む少なくとも１つのルミネセント層を有し、前記蛍光材料が前記ホスト成分よりも大きくないバンドギャップと、前記ホスト成分よりも負でない電位と、を有する有機エレクトロルミネセント装置が含まれる。本発明の実施例には、前記蛍光材料が、クマリン、ジシアノメチレンピラン、ポリメチン、オキサベンゾアントラン、キサンテン、ピリリウム、カルボスチル、ペリレン、キナクリドン、及び縮合環芳香族蛍光染料から成る群より選択される染料である有機エレクトロルミネセント装置が含まれる。本発明の実施例は、前記縮合環芳香族蛍光染料が少なくとも４つの縮合環を含む有機エレクトロルミネセント装置、前記縮合環芳香族蛍光染料がペリレン又はルブレンである有機エレクトロルミネセント装置、及び前記キナクリドン蛍光染料が次の式を有する有機エレクトロルミネセント装置を含む。次式において、Ｒ1 及びＲ2 は各々独立的に水素、アルキル、アルコキシル、アリール、縮合アリール、又はハロゲンであり、Ｒ3   及びＲ4   は各々独立的に水素、アルキル又はアリールであり、ｎ＝０、１、２又は３である。
【００１６】
【化５】
0004195130.tif 000005
【００１７】
また本発明の実施例は、Ｒ3 及びＲ4 が各々独立的にアルキル又はアリールである有機エレクトロルミネセント装置を含む。本発明の実施例は、前記キナクリドン蛍光染料が、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−２−メチルキナクリドン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−２，９−ジメチルキナクリドン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−２−クロロキナクリドン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−２−フルオロキナクリドン、及びＮ，Ｎ’−ジメチル−１，２−ベンゾキナクリドンから成る群より選択される有機エレクトロルミネセント装置を含む。本発明の実施例は、蛍光材料が前記金属キレートのモル数に基づいて約１０-3〜約１０モルパーセントの濃度で存在する有機エレクトロルミネセント装置を含む。本発明の実施例は、約３００Å〜約１０００Åの範囲の厚さを有するインジウムスズ酸化物層から成る陽極と、約１００Å〜約８００Åの範囲の厚さの第３級芳香族アミンから成る正孔輸送層と、約１００Å〜約８００Åの範囲の厚さの前記発光層と、前記発光層と接触する約１００Å〜約２０００Åの範囲の厚さを有するマグネシウム／銀合金又はリチウム／アルミニウム合金から成る陰極  とをこの順序で含む有機エレクトロルミネセント装置を含む。本発明の実施例は、陽極と正孔輸送層との間に位置される約３０ナノメートル〜約２００ナノメートルの厚さの緩衝層を更に含む有機エレクトロルミネセント装置、前記緩衝層がポルフィリニック化合物から成る有機エレクトロルミネセント装置、前記緩衝層が陽極の仕事関数と正孔輸送層のイオン化ポテンシャルとの間のイオン化ポテンシャルを有する芳香族第３級アミンから成る有機エレクトロルミネセント装置、並びに前記緩衝層がポリアニリン、ポリピロール及びポリ（フェニレンビニレン）から成る群より選択される導電性ポリマーから成る有機エレクトロルミネセント装置を含む。本発明の実施例は、発光層と陰極との間に位置される約１００Å〜約８００Åの厚さの電子輸送層を更に含む有機エレクトロルミネセント装置、前記電子輸送層が８−ヒドロキシキノリンの金属錯体から成る有機エレクトロルミネセント装置、及び前記電子輸送層が８−キノリンチオールの金属錯体から成る有機エレクトロルミネセント装置を含む。更に本発明の実施例は、Ｚが約６〜約３０個の炭素原子を有する組成物を含む。
【００１８】
支持基板の実例には、高分子成分、ガラス等、ＭＹＬＡＲ（登録商標）のようなポリエステル、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリスルホン、及び石英等が含まれる。他層を有効に支持でき、装置の機能性能を妨害しなければ、他の基板材料も選択されることができる。基板の厚さは、例えば装置の構造上の要求次第で、例えば約２５〜約１０００ミクロン又はそれ以上であり、例えば約５０〜約５００ミクロンである。
【００１９】
基板に隣接する陽極の例には、約４エレクトロンボルト以上の仕事関数、更に詳細には約４〜約６エレクトロンボルトの仕事関数を有する、インジウムスズ酸化物、酸化スズ、金、白金等の金属酸化物、あるいは導電性カーボンや、ポリアニリン及びポリピロール等のπ共役ポリマーのような他の材料を含む正電荷注入電極が含まれる。陽極の厚さは約１０〜約５０００Åの範囲であり、好ましい範囲は陽極材料の光学定数により規定される。１つの好ましい厚さ範囲は約２０〜約１０００オングストローム（Å）である。
【００２０】
ここに示される緩衝層は任意のものである。この層の機能は、陽極からの効率的で均一な正孔注入を容易にし、陽極及び有機正孔輸送層間の接着を改良し、これにより装置の動作安定性を更に改良することである。緩衝層材料の有用な例には、米国特許第４、３５６、４２９号に開示されたポルフィリン誘導体や第３級芳香族アミン等の適切な正孔輸送材料、ポリアニリン及びその酸ドープされた形、ポリピロール、ポリ（フェニレンビニレン）等の導電性材料、並びに既知の半導体有機材料が含まれる。これらの２つの特許のそれぞれの開示は、参照によってここに完全に組み込まれる。ポルフィリン誘導体の代表的な例は、ポルフィリン、１，１０，１５，２０−テトラフェニル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン銅（II）、銅フタロシアニン、銅テトラメチルフタロシアニン、亜鉛フタロシアニン、酸化チタンフタロシアニン、マグネシウムフタロシアニン等である。緩衝層に使用される第３級アリールアミンの特定の例は、４，４’，４”−トリス（フェニル−ｍ−トリルアミノ）トリフェニルアミン等の４，４’，４”−トリス（ジアリールアミノ）トリフェニルアミンを含む多核芳香族第３級アミンである。緩衝層は、蒸着又はスピンコーティング等の既知の方法で上記化合物のうちの１つを薄膜に形成することによって調製することができる。こうして形成された緩衝層の厚さは特に制限されず、約１ナノメートル〜約１ミクロンの範囲、好ましくは約３０ナノメートル〜約５００ナノメートルの範囲でよい。
【００２１】
正孔輸送層５は、約５０〜約２０００Åの範囲、好ましくは約４００〜１０００Åの範囲の厚さを有する１つ、２つ又はそれ以上の正孔輸送材料の層で形成される。この層を形成するために従来の適切な正孔輸送材料を選択することができる。好ましい部類の正孔輸送材料は、米国特許第４、５３９、５０７号に開示されたような芳香族第３級アミンである。芳香族第３級アミンの代表的な例は、ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン、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、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、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メトキシフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−ｐ−トリル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−１−ナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１、１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン等である。
【００２２】
本発明のＥＬ装置では、発光層６は、蛍光ドーパント材料及び式（Ｉ）のルミネセントキレート化合物の混合物から成るルミネセント組成物で形成される。式（Ｉ）において、Ｍは金属を表し、ｎは１〜３の数であり、Ｌは式（II）で本質的に表される配位子である。
【００２３】
【化６】
0004195130.tif 000006
【００２４】
式（II）において置換基はここに示されるようなものである。例えばＡｒは、例えば６〜約３０個の炭素原子を含むアリール、又はピリジル、キノリル、チエニル等の芳香族ヘテロ環基である。Ｘは酸素、硫黄及びセレンから成る群より選択され、Ｎは窒素、Ｏは酸素である。Ｚは、１，２−フェニレン、１，２−ナフチレン、２，３−ナフチレン、３，４−ピリジンジイル、３，４−キノリンジイル、及び置換基で置換されたこれらの類似体等の適切な芳香族成分である。前記置換基は、好ましくは、１〜約５個の炭素原子を有するアルキル、フェニル、アリール（ハロゲン、アルキル又は１〜５個の炭素を有するアルコキシ基の置換基を有する）、ハロゲン、１〜３個の炭素原子を含むアルコキシ基、カルボキシ基、シアノ基等である。
【００２５】
式（Ｉ）に含まれる金属イオンは、一価、二価又は三価である。金属イオンの特定の例には式（II）に示される配位子と安定なキレート化合物を形成することのできるものが含まれ、金属の例は、リチウム、ナトリウム、ベリリウム、マグネシウム、亜鉛、アルミニウム等であり、好ましくはベリリウム及び亜鉛である。
【００２６】
式（II）で表される配位子の実例には以下のものが含まれる。
【００２７】
【化７】
0004195130.tif 000007
【００２８】
上記の式において、置換基はここに説明されるようなものである。更に詳細には、Ｘは酸素、硫黄及びセレンから成る群より選択される原子であり、Ｎは窒素、Ｏは酸素である。Ｒ1 〜Ｒ4 は、好ましくは１〜約５個の炭素原子を有するアルキル基、フェニル等のアリール、ハロゲン原子、アルキル又は好ましくは１〜５個の炭素を有するアルコキシの置換基を有するアリール基、ハロゲン、カルボキシ、シアノ等から成る群より独立的に選択される、ここに示されるような適切な置換基である。
【００２９】
金属キレート化合物の実例には、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾラト〕ベリリウム、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕ベリリウム、ビス〔５−ビフェニル−２−（２−ヒドロキシフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔５−ビフェニル−２−（２−ヒドロキシフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕ベリリウム、ビス〔（２−ヒドロキシフェニル）−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾラト〕リチウム、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−ｐ−トリル−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−ｐ−トリル−１，３，４−オキサジアゾラト〕ベリリウム、ビス〔５−（ｐ−ｔ−ブチルフェニル）−２−（２−ヒドロキシフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔５−（ｐ−ｔ−ブチルフェニル）−２−（２−ヒドロキシフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕ベリリウム、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（３−フルオロフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（４−フルオロフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（４−フルオロフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕ベリリウム、ビス〔５−（４−クロロフェニル）−２−（２−ヒドロキシフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（４−メトキシフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−（２−ヒドロキシ−４−メチルフェニル）−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−α−（２−ヒドロキシナフチル）−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−ｐ−ピリジル−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−ｐ−ピリジル−１，３，４−オキサジアゾラト〕ベリリウム、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（２−チオフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−フェニル−１，３，４−チアジアゾラト〕亜鉛、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−フェニル−１，３，４−チアジアゾラト〕ベリリウム、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（１−ナフチル）−１，３，４−チアジアゾラト〕亜鉛、及びビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（１−ナフチル）−１，３，４−チアジアゾラト〕ベリリウム等が含まれる。
【００３０】
式（Ｉ）に示されるキレート化合物は、正孔及び電子の再結合に応答して光を発することができる。正孔−電子再結合に応答して光を発することのできる少量の蛍光材料をこの成分と混合することによって、発光の色相及びエレクトロルミネセント効率のような装置の性能特性の改良が達成できる。蛍光材料は、例えばキレート層の約０．０１〜約１０重量パーセントの量、好ましくはキレート層の約１〜約５重量パーセントの量だけ存在する。本発明のＥＬ装置で使用できる蛍光材料の例には、ホストキレート材料とブレンドされて共通の位相を形成できるようなものが含まれる。蛍光剤をホスト材料中に分散させるために都合のよい技法はどれでも選択できるが、好ましい技法は、蛍光剤及びホスト材料の両方を同時に蒸着できる真空蒸着によるものである。１つの好ましい部類の蛍光材料は蛍光染料である。蛍光染料の実例は米国特許第４、７６９、２９２号に開示されており、その開示は参照によってここに完全に組み込まれる。また蛍光染料の実例には、７−ジエチルアミノ−４−メチルクマリン、４，６−ジメチル−７−エチルアミノクマリン及び４−メチルウンベリフェロン等のクマリン染料、４−（ジシアノメチレン）２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン等の蛍光４−ジシアノメチレン−４Ｈ−ピラン、シアニン、メロシアニン、複合シアニン及びメロシアニン、オキソナル、ヘキシオキソノル、スチリル、メロスチリル及びストレプトシアニン等のポリメチン染料、オキソベンゾアントラセン染料、〔９−（ｏ−カルボキシフェニル）−６−（ジエチルアミノ）−３Ｈ−キサンテン−３−イリデン〕ジエチルアンモニウム及びスルホローダミンＢ等のローダミン染料を含むキサンテン染料のような既知の化合物が含まれる。もう１つの特に好ましい部類の蛍光材料はキナクリドン染料である。キナクリドン染料の実例には、キナクリドン、２−メチルキナクリドン、２，９−ジメチルキナクリドン、２−クロロキナクリドン、２−フルオロキナクリドン、１，２−ベンゾキナクリドン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−２−メチルキナクリドン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−２，９−ジメチルキナクリドン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−２−クロロキナクリドン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−２−フルオロキナクリドン、及びＮ，Ｎ’−ジメチル−１，２−ベンゾキナクリドン等が含まれる。またもう１つの好ましい部類の蛍光材料は縮合環蛍光染料である。縮合環蛍光染料の例には、米国特許第３、１７２、８６２号（その開示は参照によってここに完全に組み込まれる）に示されるように、ペリレン、ルブレン、アントラセン、コロネン、フェナントレセン、及びピレン等が含まれる。また、ドーパントとして使用される蛍光材料には、米国特許第４、３５６、４２９号及び同第５、５１６、５７７号に示されるように、１，４−ジフェニルブタジエン及びテトラフェニルブタジエン等のブタジエンや、スチルベン等が含まれる。
【００３１】
発光層の厚さは特に制限されないが、約５０〜約２０００Åの範囲、好ましくは約１００〜約１０００Åの範囲でよい。
【００３２】
電子輸送層７は本発明の装置には必ずしも必要ではないが、ＥＬ装置の電子注入特性及び発光の均一性を改良する目的で、任意に使用されるのが好ましい。この層の厚さは、約５０〜約２０００Å、好ましくは約４００〜約１０００Åでよい。この層で利用できる電子輸送化合物の実例には、式（Ｉ）の金属キレート、金属オキシノイド化合物、並びに１０−ヒドロキシベンゾ〔ｈ〕キノリン及びその誘導体のキレート化合物が含まれる。実例には、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）ガリウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）マグネシウム、ビス（８−ヒドロキシキノリナート）亜鉛、トリス（５−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム、トリス（７−プロピル−８−キノリノラト）アルミニウム、ビス〔ベンゾ｛ｆ｝−８−キノリナート〕亜鉛、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ〔ｈ〕キノリナート）ベリリウム、等が含まれる。もう１つの部類の好ましい電子注入化合物は、係属中の米国特許出願第８０７、４８８号（その開示は参照によってここに完全に組み込まれる）に示されるような金属チオキシノイド化合物である。金属チオキシノイド化合物の実例には、ビス（８−キノリンチオラト）亜鉛、ビス（８−キノリンチオラト）カドミウム、トリス（８−キノリンチオラト）ガリウム、トリス（８−キノリンチオラト）インジウム、ビス（５−メチルキノリンチオラト）亜鉛、トリス（５−メチルキノリンチオラト）ガリウム、トリス（５−メチルキノリンチオラト）インジウム、ビス（５−メチルキノリンチオラト）カドミウム、ビス（３−メチルキノリンチオラト）カドミウム、ビス（５−メチルキノリンチオラト）亜鉛、ビス〔ベンゾ｛ｆ｝−８−キノリンチオラト〕亜鉛、ビス〔３−メチルベンゾ｛ｆ｝−８−キノリンチオラト〕亜鉛、ビス〔３，７−ジメチルベンゾ｛ｆ｝−８−キノリンチオラト〕亜鉛、等が含まれる。
【００３３】
陰極６は、例えば約４．０ｅＶ〜約６．０ｅＶの高仕事関数の金属、あるいは例えば２．５ｅＶ〜約４．０ｅＶ（エレクトロンボルト）のｅＶの金属のような低仕事関数の金属を含む適切な金属で構成できる。陰極は、低仕事関数金属（約４ｅＶより低い）と少なくとも１つの他の金属との組み合わせから得ることができる。第２又は他の金属に対する低仕事関数金属の有効比率は、約０．１重量パーセントより低い値から約９９．９重量パーセントまでである。低仕事関数金属の実例には、リチウム又はナトリウム等のアルカリ金属、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム又はバリウム等の２Ａ族又はアルカリ土類金属、並びにスカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム、ユウロピウム、テルビウム、又はアクチニウム等の希土類金属及びアクチニド族金属を含む III族金属が含まれる。リチウム、マグネシウム及びカルシウムは、好ましい低仕事関数金属である。
【００３４】
陰極６の厚さは、例えば約１０〜約５０００Åの範囲である。米国特許第４、８８５、２１１号のＭｇ：Ａｇ陰極は１つの好ましい陰極構造を構成する。もう１つの好ましい陰極構造は米国特許第５、４２９、８８４号に記載されており、この特許では、陰極は、アルミニウム及びインジウム等の他の高仕事関数金属とのリチウム合金から形成される。
【００３５】
本発明のＥＬ装置の陽極３及び陰極６はいずれも、適切で都合のよい形状を有することができる。薄い導電層は、例えば透明又は実質的に透明なガラスプレート又はプラスチック膜の光透過性基板上へコーティングできる。従って、ＥＬ装置は、ガラスプレート上にコーティングされた酸化スズ又はインジウムスズ酸化物から形成される光透過性陽極３を含むことができる。また、例えば約２００Åよりも薄い、更に詳細には約５０Å〜約１５０Åの非常に薄い、金やパラジウム等の光透過性金属陽極が選択できる。更に、インジウムスズ酸化物、酸化スズ及び他の透明電極材料を有する導電性カーボン又は共役ポリマー（ポリアニリン、ポリピロール等）及びその組み合わせの透明又は半透明の薄層は、陽極として選択できる。ポリカーボネート等の光透過性高分子膜は基板として選択できる。
【００３６】
【実施例】
【００３７】
（実施例１）
有機ＥＬ装置は以下の方法で調製された。
【００３８】
１．  ５００Åのインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）陽極が被覆された厚さ約１ミリメートルのガラス基板は、商業用洗剤でクリーニングされ、脱イオン水で洗浄され、真空乾燥器中で６０℃で１時間乾燥された。使用の直前に、ガラスはＵＶオゾンで０．５時間処理された。
【００３９】
２．  ガラス基板上に被覆されたＩＴＯ陽極は、次に、真空蒸着チャンバ内に配置された。蒸着速度及び層の厚さは、インフィコンモデル（Inficon Model ）ＩＣ／５コントローラで制御された。約５×１０-6トルの圧力下で、正孔輸送化合物のＮ，Ｎ’−１−ナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミンは、電気加熱されたタンタルボートから蒸発し、０．６ナノメートル／秒の速度でＩＴＯガラス上に８０ナノメートル厚の正孔輸送層として蒸着された。
【００４０】
３．  正孔輸送層の上に、２つの独立して制御されたタンタルボートから、０．６ナノメートル／秒の速度の蒸発速度で、ビス〔２−（ヒドロキシフェニル）−５−１−ナフチル−１，３，４−オキサジアゾラート〕ベリリウムが、０．０３ナノメートル／秒の蒸発速度で３重量パーセント又は重量部のルブレンの蛍光材料が同時蒸発され、金属キレートの８０ナノメートル厚の発光層が蒸着された。
【００４１】
４．  次に、１００ナノメートルのマグネシウム銀合金の陰極は、Ｍｇ及びＡｇをそれぞれ含む２つの独立して制御されたタンタルボートからの同時蒸発によって、０．５ナノメートル／秒の全蒸着速度で上記の電子注入及び輸送層３上に蒸着された。典型的な組成は、Ｍｇ対Ａｇの原子比が９：１であった。最後に、２００ナノメートルの銀層は、主として外界の湿気から反応性Ｍｇを保護する目的のために、Ｍｇ：Ａｇ陰極上にオーバーコーティングされた。
【００４２】
上記で調製された装置は、窒素ガスで連続的にパージされたドライボックス中に保持された。その性能は、直流測定下でその電流−電圧特性及び光出力を測定することによって評価された。電流−電圧特性は、キースリーモデル（Keithley Model）２３８高電流電源測定装置で決定された。ＩＴＯ電極は常に電源の正端子へ接続された。同時に、装置からの光出力はシリコンホトダイオードによりモニターされた。
【００４３】
作動中、ＩＴＯ電極へ正バイアス電圧が印加されると、製造された装置は、５６０ナノメートルのピーク発光で緑がかった黄色の光を発した。この装置から記録された発光スペクトルは、ルブレンのエレクトロルミネセントスペクトルと同様であった。装置は１２ボルトで３２００ｃｄ／ｍ2 の光強度を提供した。２５ｍＡ／ｃｍ2 の定電流での安定性試験では、装置は９５０ｃｄ／ｍ2 の初期光出力を提供した。光強度はゆっくりと低下し、２５０時間の連続動作後に５０パーセント減少した。
【００４４】
比較のために、コントロールのＥＬ装置は、ルブレン蛍光材料を使用しない点を除いて同様の方法で製造された。装置は４８０ナノメートルのピーク発光で青色光を発し、１４ボルトで７５０ｃｄ／ｃｍ2 の光強度を提供した。これにより、例えば、ルブレンドーパントの存在が４８０ナノメートル〜５６０ナノメートルの発光色の同調及び改良を可能にすることが示される。
【００４５】
（実施例２）
有機ＥＬ装置は、蛍光材料としてルブレンの代わりにペリレンが利用された点を除いて例Ｉに従って調製された。ＩＴＯ電極へ正バイアス電圧が印加されると、製造された装置は、４８０ナノメートルのピーク発光で青色の光を発した。この装置から記録された発光スペクトルは、ペリレンのエレクトロルミネセントスペクトルと実質的に同一であった。装置は１４ボルトで１７００ｃｄ／ｍ2 の光強度を提供した。２５ｍＡ／ｃｍ2 の定電流での安定性試験では、装置は４５０ｃｄ／ｍ2 の初期光出力を提供した。光強度はゆっくりと低下し、３５０時間の連続動作後に５０パーセント減少した。
【００４６】
（実施例３）
有機ＥＬ装置は、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドンが蛍光材料としてルブレンの代わりに利用され、０．００６ナノメートル／秒の速度で蒸発された点を除いて実施例１に従って調製された。ＩＴＯ電極へ正バイアス電圧が印加されると、製造された装置は、５４５ナノメートルのピーク発光で緑色の光を発した。この装置から記録された発光スペクトルは、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドンのエレクトロルミネセントスペクトルと実質的に同一であった。装置は１２ボルトで５１００ｃｄ／ｍ2 の光強度を提供した。２５ｍＡ／ｃｍ2 の定電流での安定性試験では、装置は７８０ｃｄ／ｍ2 の初期光出力を提供した。光強度はゆっくりと低下し、２６０時間の連続動作後に５０パーセント減少した。
【００４７】
( 実施例４)
有機ＥＬ装置は、２，９−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドンが蛍光材料としてルブレンの代わりに利用され、０．００６ナノメートル／秒の速度で蒸発された点を除いて例Ｉに従って調製された。ＩＴＯ電極へ正バイアス電圧が印加されると、製造された装置は、５５０ナノメートルのピーク発光で黄色がかった緑色の光を発した。この装置から記録された発光スペクトルは、２，９−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドンのエレクトロルミネセントスペクトルと実質的に同一であった。装置は１２ボルトで６３００ｃｄ／ｍ2 の光強度を提供した。２５ｍＡ／ｃｍ2 の定電流での安定性試験では、装置は９８０ｃｄ／ｍ2 の初期光出力を提供した。光強度はゆっくりと低下し、２１０時間の連続動作後に５０パーセント減少した。
【００４８】
（実施例５）
有機ＥＬ装置は、ビス〔２−（ヒドロキシフェニル）−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾラート〕ベリリウムがビス〔２−（ヒドロキシフェニル）−５−１−ナフチル−１，３，４−オキサジアゾラート〕ベリリウムの代わりに利用された点を除いて例Ｉに従って調製された。ＩＴＯ電極へ正バイアス電圧が印加されると、この装置は、５６０ナノメートルのピーク発光で緑がかった黄色の光を発し、１６ボルトで９８０ｃｄ／ｃｍ2 の光強度を提供した。２５ｍＡ／ｃｍ2 の定電流での安定性試験では、装置は６５０ｃｄ／ｍ2 の初期光出力を提供した。光強度はゆっくりと低下し、２１０時間の連続動作後に５０パーセント減少した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＥＬ装置を示す。
【符号の説明】
１    ＥＬ装置又は有機発光ダイオード
２    支持基板
３    陽極
４    緩衝層
５    有機正孔輸送層
６    有機金属キレート蛍光発光層
７    電子輸送層
８    陰極
【図１】
0004195130.tif 000009