(57)【要約】  本発明は、電子バッファリング材料及びそれを電子バッファ層に含む有機電界発光デバイスに関する。本発明による電子バッファリング材料を使用することによって、優れた発光効率及び寿命特性を有する有機電界発光デバイスを提供することが可能である。【選択図】図１
2017510071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の式１〜３によって表される化合物から選択される窒素含有ヘテロアリールを含む化合物を含む電子バッファリング材料であって、
Ｈ−（Ｃｚ−Ｌ１）ａ−Ｍ            −−−−（１）
Ｈ−（Ｃｚ）ｂ−Ｌ１−Ｍ            −−−−（２）
【化１】
2017510071.tif 000033
式中、
Ｃｚは、以下の構造を表し、
【化２】
2017510071.tif 000034
Ａは、
【化３】
2017510071.tif 000035
を表し、
Ｂは、
【化４】
2017510071.tif 000036
を表し、
Ｃは、
【化５】
2017510071.tif 000037
を表し、
Ｒ１〜Ｒ５は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、置換もしくは非置換（５〜３０員）ヘテロアリール、または−ＳｉＲ６Ｒ７Ｒ８を表すか、あるいはＲ１〜Ｒ５は、それぞれ独立して、隣接する置換基（複数可）に連結して単環式もしくは多環式の置換もしくは非置換（Ｃ３−Ｃ３０）脂環式もしくは芳香族環を形成し、その炭素原子（複数可）は窒素、酸素、及び硫黄から選択される少なくとも１個のヘテロ原子と置き換えられてもよく、
Ｒ６〜Ｒ８は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、または置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリールを表し、
Ｌ１は、単結合、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリーレン、または置換もしくは非置換（５〜３０員）ヘテロアリーレンを表し、
Ｍは、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、または置換もしくは非置換（５〜３０員）ヘテロアリールを表し、
Ｃｚ、Ｌ１、及びＭは、隣接する置換基（複数可）に縮合して環を形成し得、
Ｘ１〜Ｘ３は、それぞれ独立して、−Ｎ（Ｒ９）−または−Ｃ（Ｒ１０）（Ｒ１１）−を表し、
Ｙは、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ（Ｒ１２）（Ｒ１３）−、−Ｓｉ（Ｒ１４）（Ｒ１５）−、または−Ｎ（Ｒ１６）−を表し、
Ｒ９〜Ｒ１６は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、置換もしくは非置換（５〜３０員）ヘテロアリール、置換もしくは非置換（５〜７員）ヘテロシクロアルキル、または少なくとも１つの置換もしくは非置換芳香族環と縮合した（５〜７員）ヘテロシクロアルキルを表し、Ｒ９〜Ｒ１６は、同じかまたは異なってもよく、Ｒ１０及びＲ１１は、互いに連結して単環式もしくは多環式の置換もしくは非置換（Ｃ３−Ｃ３０）脂環式もしくは芳香族環を形成し得、その炭素原子（複数可）は窒素、酸素、及び硫黄から選択される少なくとも１個のヘテロ原子と置き換えられてもよく、
ａ、ｂ、及びｄは、それぞれ独立して、１〜３の整数を表し、
ｃ、ｅ、及びｇは、それぞれ独立して、１〜４の整数を表し、
ｆは、１または２を表し、
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、またはｇが２以上の整数である場合、（Ｃｚ−Ｌ１）の各々、（Ｃｚ）の各々、Ｒ１の各々、Ｒ２の各々、Ｒ３の各々、Ｒ４の各々、またはＲ５の各々は、同じかまたは異なってもよい、前記電子バッファリング材料。
【請求項２】
前記窒素含有ヘテロアリールが、トリアジン、ピリミジン、キナゾリン、またはキノキサリンである、請求項１に記載の前記電子バッファリング材料。
【請求項３】
窒素含有ヘテロアリールを含む前記化合物が、以下からなる群から選択される、請求項１に記載の前記電子バッファリング材料。
【化６−１】
2017510071.tif 000038
【化６−２】
2017510071.tif 000039
【化６−３】
2017510071.tif 000040
【化６−４】
2017510071.tif 000041
【請求項４】
第１の電極、前記第１の電極に対向する第２の電極、前記第１の電極と前記第２の電極との間の発光層、ならびに前記発光層と前記第２の電極との間の電子輸送ゾーン及び電子バッファ層を備え、
前記電子バッファ層が、請求項１に記載の窒素含有ヘテロアリールを含む前記化合物を含む、有機電界発光デバイス。
【請求項５】
前記電子バッファ層が、前記発光層と前記電子輸送ゾーンとの間に配置されている、請求項４に記載の前記有機電界発光デバイス。
【請求項６】
前記発光層が、アントラセン誘導体蛍光ホスト及びピレン系蛍光ドーパントを含む、請求項４に記載の前記有機電界発光デバイス。
【請求項７】
前記電子バッファ層のＬＵＭＯ（最低空軌道）エネルギー準位（Ａｂ）及び前記ホストのＬＵＭＯエネルギー準位（Ａｈ）が、以下の等式関係を有する、  請求項４に記載の前記有機電界発光デバイス。
Ａｂ≦Ａｈ＋０．５ｅＶ
【請求項８】
前記第１の電極と前記発光層との間に正孔注入層及び正孔輸送層が含まれる、請求項４に記載の前記有機電界発光デバイス。
【請求項９】
前記電子輸送ゾーンが、電子注入層を備え、前記電子注入層が、リチウムキノリンの金属錯体を含む、請求項４に記載の前記有機電界発光デバイス。
【請求項１０】
前記有機電界発光デバイスが、青色光を放出する、請求項４に記載の前記有機電界発光デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子バッファリング材料及びそれを含む有機電界発光デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｅａｓｔｍａｎ  ＫｏｄａｋのＴａｎｇ等が発光層及び電子輸送層から構成されるＴＰＤ／Ａｌｑ３低分子二重層の緑色有機電界発光デバイス（ＯＬＥＤ）を１９８７年に初めて開発してから、有機電界発光デバイスの研究は、急速に行われ、今では商品化されている。リン光性材料は、優れた発光効率を有し、現在、有機電界発光デバイスのパネル用に主に使用されている。赤色及び緑色に発光する有機電界発光デバイスの場合、リン光性材料を使用した有機電界発光デバイスの商品化は成功したが、青色リン光性材料の場合、過剰に形成された励起子の損失による高電流でのロールオフの減少のため特性が劣化し、青色リン光性材料自体は長期的な寿命安定性の点で問題を露呈させており、色純度は時間が経過するにつれて急激に下落するため、フルカラーディスプレイの実現は妨げられている。
【０００３】
現在使用されている青色蛍光材料も、いくつかの問題を有する。第１に、パネルを製造するプロセスの間に高温に暴露されるとき、青色蛍光発光デバイスの電流特性が変化して輝度の変化の問題を引き起こし、発光層と電子注入層との間のインターフェース特性の下落が輝度の減少を引き起こす。第２に、アントラセン系青色蛍光ホスト及びピレン系ドーパントを含むデバイスの場合、ホストのＬＵＭＯ（最低空軌道）エネルギーの絶対値（Ａｈ）がドーパントのそれ（Ａｄ）よりも高く、電子輸送層と蛍光発光層との間のインターフェース発光のため効率が増大するように正孔トラップが拡大されるが、寿命が減少するという点で問題がある。
【０００４】
Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  ９０，１２３５０６（２００７）では、電子バッファ層を備えた青色蛍光発光デバイスが実現されている。しかしながら、この参考文献は、アミン系ドーパントをアントラセン系ホストにドーピングすることによる座標シフトのみに焦点を当てており、電子バッファ層による発光ゾーンの制御及び色座標の向上、ならびに電子バッファ層を挿置することによる発光効率の増大または寿命の改善は、開示されていない。
【０００５】
日本特許第４９４７９０９号は、電子バッファ層を備えた青色蛍光発光デバイス、電子バッファ層を挿置することによってＡｌｑ３と比較して効率的に発光層に注入される電子、ならびに移動度を変化させて駆動電圧を低下させ、発光インターフェースの劣化を防止することによって寿命を向上させることを開示している。しかしながら、電子バッファリング材料は、Ａｌｑ３誘導体に限定され、材料の群は小さく、したがって、発光効率及び寿命の効果的な改善の分析は、限定されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、優れた発光効率及び寿命特性を有する有機電界発光デバイスを製造し得る電子バッファ層、ならびにそれを備える有機電界発光デバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上述の目的が、窒素含有ヘテロアリールを含む化合物を含む電子バッファリング材料によって達成され得ることを発見した。
【発明の効果】
【０００８】
本発明による電子バッファリング材料を使用することによって、電子注入は、制御され、発光層と電子注入層との間のインターフェース特性は、改善され、それゆえ、優れた発光効率及び寿命特性を有する有機電界発光デバイスを製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態による電子バッファリング材料を含む有機電界発光デバイスの概略断面図を図示する。
【図２】本発明の一実施形態による有機電界発光デバイスの層間のエネルギーギャップ関係を図示する。
【図３】電子バッファ層を備える有機電界発光デバイスと、いかなる電子バッファ層も備えない有機電界発光デバイスとの間の発光効率の比較を図示する。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
これより、本発明を詳細に説明する。しかしながら、以下の説明は、本発明を説明することを目的とするものであり、本発明の範囲をいかようにも制限することを意図するものではない。
【００１１】
本発明は、窒素含有ヘテロアリールを含む化合物を含む電子バッファリング材料と、第１の電極、第１の電極に対向する第２の電極、第１の電極と第２の電極との間の発光層、ならびに発光層と第２の電極との間の電子輸送ゾーン及び電子バッファ層を備え、電子バッファ層が窒素含有ヘテロアリールを含む化合物を含む、有機電界発光デバイスとに関する。
【００１２】
本発明による電子バッファリング材料は、有機電界発光デバイスを製造するときに一般的に使用される材料を追加的に含む混合物または組成物であり得る。
【００１３】
第１の電極及び第２の電極、ならびに発光層を備える有機電界発光デバイスでは、電子バッファ層のＬＵＭＯエネルギー準位によって制御される電子注入のため、電子バッファ層を発光層と第２の電極との間に挿置して高効率性及び長寿命を獲得することに焦点を当て得る。
【００１４】
本来、ＬＵＭＯ（最低空軌道）エネルギー及びＨＯＭＯ（最高被占軌道）エネルギーの準位は、負の値を有する。しかしながら、本発明では、便宜上、ＬＵＭＯエネルギー準位（Ａ）及びＨＯＭＯエネルギー準位は、絶対値で表される。加えて、ＬＵＭＯエネルギー準位の値は、絶対値に基づいて比較される。
【００１５】
電子バッファ層及び電子輸送ゾーンは、発光層と第２の電極との間に挿設される。電子バッファ層は、発光層と電子輸送ゾーンとの間に、または電子輸送ゾーンと第２の電極との間に、位置し得る。
【００１６】
本発明では、電子輸送ゾーンとは、電子が第２の電極から発光層に輸送されるゾーンを意味する。電子輸送ゾーンは、電子輸送化合物、還元性ドーパント、またはそれらの組み合わせを含んでもよい。電子輸送化合物は、オキサゾール系化合物、イソオキサゾール化合物、トリアゾール系化合物、イソチアゾール系化合物、オキサジアゾール系化合物、チアジアゾール系化合物、ペリレン系化合物、アントラセン系化合物、アルミニウム錯体、及びガリウム錯体を含む群から選択される少なくとも１つであり得る。還元性ドーパントは、アルカリ金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、希土類金属、それらのハロゲン化物、それらの酸化物、及びそれらの錯体からなる群から選択される少なくとも１つであり得る。加えて、電子輸送ゾーンは、電子輸送層、電子注入層、またはそれらの両方を備え得る。電子輸送層及び電子注入層は、それぞれ、２つ以上の層から構成され得る。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態による電子バッファリング材料を含む有機電界発光デバイスの概略断面図を図示している。
【００１８】
電子バッファ層を有機電界発光デバイス内に挿置することによって、電子の注入及び輸送は、発光層と電子輸送ゾーンとの間の親和性の相違のため、ＬＵＭＯエネルギー準位に従って制御され得る。
【００１９】
図２は、本発明の一実施形態による有機電界発光デバイスの層間のエネルギーギャップ関係を図示する。
【００２０】
電子バッファ層が含まれる場合と電子バッファ層が含まれない場合との比較が、図３に図示されている。電子バッファ層が挿置された有機電界発光デバイスは、より高い電流効率を有する。上述のことを、これより、詳細に説明する。
【００２１】
本発明の電子バッファ層では、窒素含有ヘテロアリールは、トリアジン誘導体、ピリミジン誘導体、キナゾリン誘導体、キノキサリン誘導体等であり得る。電子注入特性は、窒素含有ヘテロアリールを変更することによって制御され得る。
【００２２】
トリアジン誘導体を含む電子バッファリング材料化合物は、発光層に対する適切な障壁を活用することによって、特定の水準での電子注入の抑制を通じて、好適な効率性及び寿命特性を獲得し得る。
【００２３】
ピリミジン誘導体を含む電子バッファリング材料化合物は、低いＬＵＭＯエネルギー準位に従って、発光層からの電子注入障壁を最小限に抑えることによって、デバイスの効率性増大に寄与し得る。
【００２４】
キナゾリンまたはキノキサリンを含む電子バッファリング材料化合物は、高いＬＵＭＯエネルギー準位に従って、過剰な電子注入の遮断によって、デバイスの効率性ではなく寿命の大幅な改善を示す。
【００２５】
電子バッファリング材料に含まれる窒素含有ヘテロアリールを含む化合物は、以下の式１〜３によって表される化合物から選択され得、
【００２６】
Ｈ−（Ｃｚ−Ｌ１）ａ−Ｍ                    −−−−（１）
【００２７】
Ｈ−（Ｃｚ）ｂ−Ｌ１−Ｍ                    −−−−（２）
【００２８】
【化１】
2017510071.tif 000003
【００２９】
式中、
Ｃｚは、以下の構造を表し、
【００３０】
【化２】
2017510071.tif 000004
【００３１】
Ａは、
【００３２】
【化３】
2017510071.tif 000005
【００３３】
を表し、
Ｂは、
【００３４】
【化４】
2017510071.tif 000006
【００３５】
を表し、
Ｃは、
【００３６】
【化５】
2017510071.tif 000007
【００３７】
を表し、
Ｒ１〜Ｒ５は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、置換もしくは非置換（５〜３０員）ヘテロアリール、または−ＳｉＲ６Ｒ７Ｒ８を表すか、あるいはＲ１〜Ｒ５は、それぞれ独立して、隣接する置換基（複数可）に連結して単環式もしくは多環式の置換もしくは非置換（Ｃ３−Ｃ３０）脂環式もしくは芳香族環を形成し、その炭素原子（複数可）は窒素、酸素、及び硫黄から選択される少なくとも１個のヘテロ原子と置き換えられてもよく、
【００３８】
Ｒ６〜Ｒ８は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、または置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリールを表し、
【００３９】
Ｌ１は、単結合、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリーレン、または置換もしくは非置換（５〜３０員）ヘテロアリーレンを表し、
【００４０】
Ｍは、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、または置換もしくは非置換（５〜３０員）ヘテロアリールを表し、
【００４１】
Ｃｚ、Ｌ１、及びＭは、隣接する置換基（複数可）に縮合して環を形成し得、
【００４２】
Ｘ１〜Ｘ３は、それぞれ独立して、−Ｎ（Ｒ９）−または−Ｃ（Ｒ１０）（Ｒ１１）−を表し、
【００４３】
Ｙは、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ（Ｒ１２）（Ｒ１３）−、−Ｓｉ（Ｒ１４）（Ｒ１５）−、または−Ｎ（Ｒ１６）−を表し、
【００４４】
Ｒ９〜Ｒ１６は、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン、置換もしくは非置換（Ｃ１−Ｃ３０）アルキル、置換もしくは非置換（Ｃ６−Ｃ３０）アリール、置換もしくは非置換（５〜３０員）ヘテロアリール、置換もしくは非置換（５〜７員）ヘテロシクロアルキル、または少なくとも１つの置換もしくは非置換芳香族環と縮合した（５〜７員）ヘテロシクロアルキルを表し、Ｒ９〜Ｒ１６は、同じかまたは異なってもよく、Ｒ１０及びＲ１１は、互いに連結して単環式もしくは多環式の置換もしくは非置換（Ｃ３−Ｃ３０）脂環式もしくは芳香族環を形成し得、その炭素原子（複数可）は窒素、酸素、及び硫黄から選択される少なくとも１個のヘテロ原子と置き換えられてもよく、
【００４５】
ａ、ｂ、及びｄは、それぞれ独立して、１〜３の整数を表し、
【００４６】
ｃ、ｅ、及びｇは、それぞれ独立して、１〜４の整数を表し、
【００４７】
ｆは、１または２を表し、
【００４８】
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、またはｇが２以上の整数である場合、（Ｃｚ−Ｌ１）の各々、（Ｃｚ）の各々、Ｒ１の各々、Ｒ２の各々、Ｒ３の各々、Ｒ４の各々、またはＲ５の各々は、同じかまたは異なってもよい。
【００４９】
窒素含有ヘテロアリールがトリアジンである具体的な化合物としては、以下の化合物が挙げられるが、これらには限定されない。
【００５０】
【化６−１】
2017510071.tif 000008
【００５１】
【化６−２】
2017510071.tif 000009
【００５２】
窒素含有ヘテロアリールがピリミジンである具体的な化合物としては、以下の化合物が挙げられるが、これらには限定されない。
【００５３】
【化７−１】
2017510071.tif 000010
【００５４】
【化７−２】
2017510071.tif 000011
【００５５】
窒素含有ヘテロアリールがキノリンである具体的な化合物としては、以下の化合物が挙げられるが、これらには限定されない。
【００５６】
【化８−１】
2017510071.tif 000012
【００５７】
【化８−２】
2017510071.tif 000013
【００５８】
窒素含有ヘテロアリールがキノキサリンである具体的な化合物としては、以下の化合物が挙げられるが、これらには限定されない。
【００５９】
【化９】
2017510071.tif 000014
【００６０】
電子バッファ層（１２６）の厚さは、１ｎｍ以上であり得るが、特にこれには限定されない。詳細には、電子バッファ層（１２６）の厚さは、２〜１００ｎｍであり得る。電子バッファ層（１２６）は、真空蒸着法、湿式成膜法、レーザ転写法等の、既知である様々な方法で発光層（１２５）上に形成され得る。
【００６１】
本発明の有機電界発光デバイスに含まれる発光層は、ホスト及びドーパントを含み得る。ホスト化合物は、リン光性ホスト化合物または蛍光ホスト化合物であり得る。ドーパント化合物は、リン光性ドーパント化合物または蛍光ドーパント化合物であり得る。好ましくは、ホスト化合物及びドーパント化合物は、それぞれ、蛍光ホスト化合物及び蛍光ドーパント化合物であり得る。
【００６２】
アントラセン誘導体、アルミニウム錯体、ルブレン誘導体、アリールアミン誘導体等がホスト材料として使用され得るが、好ましくは、アントラセン誘導体である。
【００６３】
本発明のホスト材料の例としては、以下の化合物が挙げられるが、これらには限定されない。
【００６４】
【化１０】
2017510071.tif 000015
【００６５】
ピレン系誘導体、アミノフルオレン系誘導体、アミノアントラセン系誘導体、アミノクリセン系誘導体等が、かつ好ましくはピレン系誘導体が、ドーパント材料として使用され得る。
【００６６】
本発明のドーパント材料の例としては、以下の化合物が挙げられるが、これらには限定されない。
【００６７】
【化１１】
2017510071.tif 000016
【００６８】
発光層（１２５）がホスト及びドーパントを含む場合、ドーパントは、発光層のドーパント及びホストの総量に基づいて約２５重量％未満、好ましくは約１７重量％未満の量でドーピングされ得る。発光層（１２５）の厚さは、約５ｎｍ〜１００ｎｍ、好ましくは約１０ｎｍ〜６０ｎｍであり得る。発光は、発光層で生じ、発光層は、単層または多層であり得る。発光層（１２５）が２つ以上の層からなる多層である場合、各発光層は、異なる色の光を放出し得る。例えば、白色発光デバイスは、青色、赤色、及び緑色をそれぞれ放出する３つの発光層（１２５）によって製造され得る。発光層（１２５）は、真空蒸着法、湿式成膜法、レーザ転写法等の、既知である様々な方法で正孔輸送層（１２３）上に形成され得る。
【００６９】
本発明の有機電界発光デバイスは、第１の電極と発光層との間に正孔注入層または正孔輸送層を追加的に備え得る。
【００７０】
これより、有機電界発光デバイスの構造及び作製方法を図１を参照して説明する。
【００７１】
図１では、有機電界発光デバイス（１００）は、基板（１０１）、基板（１０１）上に形成された第１の電極（１１０）、第１の電極（１１０）上に形成された有機層（１２０）、及び有機層（１２０）上に形成された第１の電極（１１０）に対向する第２の電極（１３０）を備える。
【００７２】
有機層（１２０）は、正孔注入層（１２２）、正孔注入層（１２２）上に形成された正孔輸送層（１２３）、正孔輸送層（１２３）上に形成された発光層（１２５）、発光層（１２５）上に形成された電子バッファ層（１２６）、及び電子バッファ層（１２６）上に形成された電子輸送ゾーン（１２９）を備える。電子輸送ゾーン（１２９）は、電子バッファ層（１２６）上に形成された電子輸送層（１２７）、及び電子輸送層（１２７）上に形成された電子注入層（１２８）を備える。
【００７３】
基板（１０１）は、一般的な有機電界発光デバイスにおいて使用されるガラス基板、プラスチック基板、または金属基板であり得る。
【００７４】
第１の電極（１１０）は、アノードであり得、高い仕事関数を有する材料によって形成され得る。第１の電極（１１０）のための材料は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、スズ酸化物（ＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、インジウムスズ亜鉛酸化物（ＩＴＺＯ）、またはそれらの混合物であり得る。第１の電極（１１０）は、蒸着法、スパッタリング法等の、既知である様々な方法で形成され得る。
【００７５】
正孔注入層（１２２）に使用される材料は、既知の正孔注入材料であり得る。例えば、銅フタロシアニン、ＭＴＤＡＴＡ（４，４’，４”−トリス［（３−メチルフェニル）フェニルアミノ］トリフェニルアミン）、２−ＴＮＡＴＡ（４，４’，４”−トリス［２−ナフチル（フェニル）アミノ］トリフェニルアミン）、Ｎ１，Ｎ１’−（［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジイル）ビス（Ｎ１−（ナフタレン−１−イル）−Ｎ４，Ｎ４−ジフェニルベンゼン−１，４−ジアミン）、Ｐａｎｉ／ＤＢＳＡ（ポリアニリン／ドデシルベンゼンスルホン酸）、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（４−スチレンスルホネート）、Ｐａｎｉ／ＣＳＡ（ポリアニリン／カンファースルホン酸）、またはＰａｎｉ／ＰＳＳ（ポリアニリン）／ポリ（４−スチレンスルホネート））等のフタロシアニン化合物が使用され得るが、これらには限定されない。
【００７６】
加えて、正孔注入層（１２２）は、以下の式１１の化合物を使用することによって形成され得る。
【００７７】
【化１２】
2017510071.tif 000017
【００７８】
式中、Ｒは、シアノ（−ＣＮ）、ニトロ（−ＮＯ２）、フェニルスルホニル（−ＳＯ２（Ｃ６Ｈ５））、シアノまたはニトロで置換された（Ｃ２−Ｃ５）アルケニル、及びシアノまたはニトロで置換されたフェニルからなる群から選択される。
【００７９】
式１１の化合物は、結晶化特性を有する。したがって、この化合物を使用することによって、正孔注入層（１２２）は、強度を獲得し得る。
【００８０】
正孔注入層（１２２）は、単層または多層であり得る。正孔注入層（１２２）が２つ以上の層からなる多層である場合、式１１の化合物は、それらのうちの１つにおいて使用され得る。正孔注入層（１２２）の厚さは、約１ｎｍ〜約１，０００ｎｍ、好ましくは約５ｎｍ〜１００ｎｍであり得る。正孔注入層（１２２）は、真空蒸着法、湿式成膜法、レーザ転写法等の、既知である様々な方法で第１の電極（１１０）上に形成され得る。
【００８１】
正孔注入層に含まれる正孔注入材料の例としては、以下の化合物が挙げられるが、これらには限定されない。
【００８２】
【化１３】
2017510071.tif 000018
【００８３】
正孔輸送層（１２３）に使用される材料は、既知の正孔輸送材料であり得る。例えば、芳香族アミン系誘導体、具体的には、ＴＰＤ（Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン）、Ｎ４，Ｎ４，Ｎ４’，Ｎ４’−テトラ（［１，１’−ビフェニル］−４−イル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン等の、ビフェニルジアミン系誘導体が使用され得るが、これらには限定されない。
【００８４】
正孔輸送層に含まれる正孔輸送材料の例としては、以下の化合物が挙げられるが、これらには限定されない。
【００８５】
【化１４】
2017510071.tif 000019
【００８６】
正孔輸送層（１２３）は、単層または多層であり得る。正孔輸送層（１２３）の厚さは、約１ｎｍ〜約１００ｎｍ、好ましくは約５ｎｍ〜８０ｎｍであり得る。正孔輸送層（１２３）は、真空蒸着法、湿式成膜法、レーザ転写法等の、既知である様々な方法で正孔注入層（１２２）上に形成され得る。
【００８７】
ＨＯＭＯ特性及びアニオン安定性が改善された材料を正孔輸送材料として使用する場合、寿命が相対的に短い電子バッファ層を備える有機電界発光デバイスでさえ、安定化された正孔輸送層のためデバイスの寿命は長くなる、すなわち、正孔輸送層の正孔輸送材料にＨＯＭＯ特性及びアニオン安定性が改善された材料を使用することとＨＯＭＯ特性及びアニオン安定性が脆弱である材料を使用することとを比較すると、寿命が相対的に短い電子バッファ層を備えたデバイスでさえ、電子バッファ層からなる材料群による相対的に低い寿命の偏差のため、ＨＯＭＯ特性及びアニオン安定性が改善された材料を使用することによって寿命特性の減少は防止され得る。
【００８８】
電子輸送層（１２７）に使用される材料は、既知の電子輸送材料であり得る。例えば、オキサゾール系化合物、イソオキサゾール化合物、トリアゾール系化合物、イソチアゾール系化合物、オキサジアゾール系化合物、チアジアゾール系化合物、ペリレン系化合物、アントラセン系化合物、アルミニウム錯体、及びガリウム錯体等が使用され得るが、これらには限定されない。
【００８９】
電子輸送層に含まれる電子輸送材料の例としては、以下の化合物が挙げられるが、これらには限定されない。
【００９０】
【化１５】
2017510071.tif 000020
【００９１】
好ましくは、電子輸送層（１２７）は、電子輸送化合物及び還元性ドーパントを含む混合層であり得る。混合層として形成される場合、電子輸送化合物は、還元されてアニオンとなり、そのため電子は、発光媒体に容易に注入及び輸送され得る。
【００９２】
電子輸送層（１２７）が混合層として形成される場合、電子輸送化合物は、特に限定されず、既知の電子輸送材料が使用され得る。
【００９３】
還元性ドーパントは、アルカリ金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、希土類金属、それらのハロゲン化物、それらの酸化物、及びそれらの錯体であり得る。還元性ドーパントの具体的な例としては、キノリン酸リチウム、キノリン酸ナトリウム、キノリン酸セシウム、キノリン酸カリウム、ＬｉＦ、ＮａＣｌ、ＣｓＦ、Ｌｉ２Ｏ、ＢａＯ、及びＢａＦ２が挙げられるが、これらには限定されない。
【００９４】
電子輸送層（１２７）の厚さは、約５ｎｍ〜約１００ｎｍ、好ましくは約１０ｎｍ〜約６０ｎｍであり得る。電子輸送層（１２７）は、真空蒸着法、湿式成膜法、レーザ転写法等の、既知である様々な方法で電子バッファ層（１２６）上に形成され得る。
【００９５】
電子注入層（１２８）に使用される材料は、既知の電子注入材料であり得る。例えば、キノリン酸リチウム、キノリン酸ナトリウム、キノリン酸セシウム、キノリン酸カリウム、ＬｉＦ、ＮａＣｌ、ＣｓＦ、Ｌｉ２Ｏ、ＢａＯ、ＢａＦ２等が使用され得るが、これらには限定されない。
【００９６】
電子注入層（１２８）の厚さは、約０．１〜約１０ｎｍ、好ましくは約０．３ｎｍ〜約９ｎｍであり得る。電子注入層（１２８）は、真空蒸着法、湿式成膜法、レーザ転写法等の、既知である様々な方法で電子輸送層（１２７）上に形成され得る。
【００９７】
リチウムキノリン錯体金属が、電子注入層に含まれる電子注入材料として使用され得る。具体的には、それは、以下の化合物として例示されるが、これらには限定されない。
【００９８】
【化１６】
2017510071.tif 000021
【００９９】
第２の電極（１３０）は、カソードであり得、低い仕事関数を有する材料によって形成され得る。第２の電極（１３０）のための材料は、アルミニウム（Ａｌ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）、セシウム（Ｃｓ）、リチウム（Ｌｉ）、またはそれらの組み合わせであり得る。第２の電極（１３０）は、蒸着法、スパッタリング法等の、既知である様々な方法で形成され得る。
【０１００】
図１の有機電界発光デバイスは、単に明確に説明される実施形態であり、本発明は、この実施形態に限定されるべきではなく、別のモードに合わせて変更され得る。例えば、発光層及び電子バッファ層のほかに、正孔注入層等の、図１の有機電界発光デバイスの自由選択的コンポーネントが省略され得る。加えて、自由選択的コンポーネントが更に追加され得る。更に追加される自由選択的コンポーネントの例は、ｎ型ドーピング層及びｐ型ドーピング層等の不純物層である。その上、有機電界発光デバイスは、発光層をそれぞれ両側で不純物層の間に置くことによって、両側から光を放出し得る。両側の発光層は、異なる色を放出し得る。加えて、有機電界発光デバイスが底面発光型であり得るように第１の電極は透明電極であり得、第２の電極は反射電極であり得、有機電界発光デバイスが上面発光型であり得るように第１の電極は反射電極であり得、第２の電極は透明電極であり得る。また、カソード、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、及びアノードは、基板上に順次に堆積されて逆型有機電界発光デバイスになり得る。
【０１０１】
図２は、本発明の一実施形態による有機電界発光デバイスの層間のエネルギーギャップ関係を図示する。
【０１０２】
図２では、正孔輸送層（１２３）、発光層（１２５）、電子バッファ層（１２６）、及び電子輸送ゾーン（１２９）が、順次に堆積され、電子は、カソードから電子輸送ゾーン（１２９）及び電子バッファ層（１２６）を通して発光層（１２５）に注入される。
【０１０３】
電子バッファ層（１２６）のＬＵＭＯエネルギー準位は、発光層（１２５）のホスト化合物及びドーパント化合物のそれ、ならびに電子輸送層（１２７）のそれよりも高い。具体的には、ＬＵＭＯエネルギー準位は、以下の等式関係、すなわち、電子バッファ層＞電子輸送ゾーン＞ホスト化合物、を有する。従来の技術によれば、正孔トラップ及びインターフェースで放出される光のため、発光層（１２５）の発光領域は、正孔輸送層（１２３）側にシフトされてきた。しかしながら、本発明によれば、電子バッファ層（１２６）は、電子トラップが生じることを可能にする上述のようなＬＵＭＯエネルギー準位を有し、そのため発光層の発光領域は、電子輸送ゾーン（１２９）側にシフトし、したがって、有機電界発光デバイスの寿命及び効率性が改善され得る。一方で、電子バッファ層（１２６）のＨＯＭＯエネルギー準位は、発光層（１２５）のドーパント化合物のそれよりも高いが、ホスト化合物及び電子輸送ゾーン（１２９）のそれよりも低い。
【０１０４】
本発明のＬＵＭＯエネルギー準位は、既知の様々な方法によって容易に測定され得る。一般に、ＬＵＭＯエネルギー準位は、サイクリックボルタンメトリー法または紫外光電子分光法（ＵＰＳ）によって測定される。したがって、当業者は、本発明のＬＵＭＯエネルギー準位の等式関係を満たす電子バッファリング層、ホスト材料、及び電子輸送ゾーンを容易に理解し、本発明を実施することができる。ＨＯＭＯエネルギー準位は、ＬＵＭＯエネルギー準位を測定するのと同じ方法によって容易に測定され得る。
【０１０５】
本発明の有機電界発光デバイスの一実施形態によれば、ホストのＬＵＭＯエネルギー準位（Ａｈ）は、ドーパントのそれ（Ａｄ）よりも高い。
【０１０６】
本発明の有機電界発光デバイスの一実施形態によれば、電子バッファ層のＬＵＭＯエネルギー準位（Ａｂ）は、ホストのそれ（Ａｈ）よりも高い。
【０１０７】
本発明の有機電界発光デバイスの一実施形態によれば、電子バッファ層のＬＵＭＯエネルギー準位及びホストのＬＵＭＯエネルギー準位（Ａｈ）は、以下の等式関係を有する。
【０１０８】
Ａｂ≦Ａｈ＋０．５ｅＶ
【０１０９】
デバイスの発光効率を向上させるために、電子バッファ層のＬＵＭＯエネルギー準位（Ａｂ）は、以下の等式関係を有するように設定され得る。
【０１１０】
Ａｂ＜Ａｈ＋０．２〜０．３ｅＶ
【０１１１】
加えて、デバイスの寿命を向上させるために、電子バッファ層のＬＵＭＯエネルギー準位（Ａｂ）は、以下の等式関係を有するように設定され得る。
【０１１２】
Ａｂ＜Ａｈ＋０．３〜０．５ｅＶ
【０１１３】
加えて、デバイスの効率性及び寿命の両方を向上させるために、電子バッファ層のＬＵＭＯエネルギー準位（Ａｂ）は、以下の等式関係を有するように設定され得る。
【０１１４】
Ａｂ＜Ａｈ＋０．３ｅＶ
【０１１５】
密度汎関数理論（ＤＦＴ）によって測定された値が、電子バッファ層のＬＵＭＯエネルギー準位に使用される。電子バッファ層のＬＵＭＯエネルギー準位（Ａｂ）及びホストのそれ（Ａｈ）の関係による結果は、デバイスの大体の傾向を電子バッファ層のＬＵＭＯエネルギー群全体に従って説明するためのものであり、それゆえ、特定の誘導体の固有の特性及び材料の安定性により、上述以外の結果が表れ得る。
【０１１６】
電子バッファ層は、青色、赤色、及び緑色を含むあらゆる色を放出する有機電界発光デバイスに含められ得る。好ましくは、電子バッファ層は、青色光を放出する（すなわち、主要ピーク波長が４３０〜４７０ｎｍ、好ましくは、４５０ｎｍ台である）有機電界発光デバイスに含められ得る。
【０１１７】
これより、本発明による有機電界発光デバイスの発光特性を、以下の実施例を参照して詳細に説明する。
【０１１８】
実施例１〜３：トリアジン誘導体を含む電子バッファリング材料を含む有機電界発光デバイス
本発明のＯＬＥＤデバイスを製造した。有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイス用のガラス基板上の透明電極インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）薄膜（１５Ω／ｓｑ）（Ｓａｍｓｕｎｇ−Ｃｏｒｎｉｎｇ）を、順次にアセトン、エタノール、及び蒸留水による超音波洗浄に供した後、イソプロパノール中で保管した。次いで、ＩＴＯ基板を真空蒸着装置の基板ホルダに載置した。Ｎ４，Ｎ４’−ジフェニル−Ｎ４，Ｎ４’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミンを、該真空蒸着装置のセルに導入し、次いで、該装置のチャンバ内の圧力を１０−６トルに制御した。その後、電流をセルに印加して上述の導入材料を蒸発させ、それによってＩＴＯ基板上に４０ｎｍの厚さを有する正孔注入層を形成した。１，４，５，８，９，１１−ヘキサアザトリフェニレン−ヘキサカルボニトリルを次いで、該真空蒸着装置の別のセルに導入し、電流をセルに印加することによって蒸発させ、それによって、正孔注入層上に５ｎｍの厚さを有する正孔注入層を形成した。次に、Ｎ−（［１，１’−ビフェニル］−４−イル）−９，９−ジメチル−Ｎ−（４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル）−９Ｈ−フルオレン−２−アミンを、該真空蒸着装置の別のセルに導入し、電流をセルに印加することによって蒸発させ、それによって、正孔注入層上に２５ｎｍの厚さを有する正孔輸送層を形成した。その後、化合物Ｈ−１をホスト材料として該真空蒸着装置の１つのセルに導入し、化合物Ｄ−２をドーパントとして別のセルに導入した。２つの材料を異なる速度で蒸発させ、ホスト及びドーパントの総量に基づいて２重量％のドーピング量で蒸着させて、正孔輸送層上に２０ｎｍの厚さを有する発光層を形成した。２−（４−（９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン−２−イル）フェニル）−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾールを次いで１つのセルに導入し、キノリン酸リチウムを別のセルに導入した。２つの材料を同じ速度で蒸発させ、それぞれを５０重量％のドーピング量で蒸着させて、発光層上に２７ｎｍの厚さを有する電子輸送層を形成した。その後、９ｎｍの厚さを有する電子バッファ層を、発光層と電子輸送層との間に挿設した。キノリン酸リチウムを、２ｎｍの厚さを有する電子注入層として電子輸送層上に蒸着させた後、８０ｎｍの厚さを有するＡｌカソードを次いで、別の真空蒸着装置によって電子注入層上に蒸着させた。このようにして、ＯＬＥＤデバイスを製造した。ＯＬＥＤデバイスを製造するために使用した全ての材料は、使用前に１０−６トルでの真空昇華によって精製した。１，０００ニットの輝度に基づく駆動電圧、発光効率、ＣＩＥ色座標、ならびに２，０００ニットの輝度及び定電流に基づく１０時間での寿命を測定した。
【０１１９】
実施例１〜３：
ＨＩ−１（４０）／ＨＩ−２（５）／ＨＴ−１（２５）／Ｈ−１：Ｄ−２（２０，２重量％）／Ｃ−ｘ（９）／
ＥＴＬ−１：ＥＩＬ−１（２７）／ＥＩＬ−１（２）／Ａｌ（８０）
【０１２０】
比較例１：電子バッファリング材料を含まない有機電界発光デバイス
２７ｎｍの電子輸送層及び９ｎｍの電子バッファ層を形成する代わりに電子輸送層の厚さを３６ｎｍに増大させることを除き、実施例１〜３の場合と同じ方式でＯＬＥＤデバイスを製造した。
【０１２１】
比較例１：
ＨＩ−１（４０）／ＨＩ−２（５）／ＨＴ−１（２５）／Ｈ−１：Ｄ−２（２０，２重量％）／ＥＴＬ−１：ＥＩＬ−１（３６）／
ＥＩＬ−１（２）／Ａｌ（８０）
【０１２２】
実施例１〜３及び比較例１の駆動電圧、発光効率、ＣＩＥ色座標、及び寿命、ならびに電子バッファ層のＬＵＭＯ値及びＨＯＭＯ値の測定結果を表１に示す。
【０１２３】
【表１】
2017510071.tif 000022
【０１２４】
実施例１〜３では、電子バッファ層のＬＵＭＯエネルギー準位は、１．９ｅＶ台中間以上であり、そのため発光層と電子バッファ層との間のインターフェースにおける電子注入障壁が最小限に抑えられ、高速な電子注入特性を示す一方で、比較例１と比較して同様の電圧特性を示す。特に、実施例１及び２のＬＵＭＯエネルギー準位は、１．８ｅＶ台を維持し、適切な電子注入特性を獲得し、高い効率性を示した。対照的に、実施例１〜３の寿命は、比較例１と同様であった。
【０１２５】
実施例４〜７：トリアジン誘導体を含む電子バッファリング材料を含む有機電界発光デバイス
異なる電子バッファリング材料を使用することを除き、実施例１〜３の場合と同じ方式でＯＬＥＤデバイスを製造した。
【０１２６】
実施例４〜７：
ＨＩ−１（４０）／ＨＩ−２（５）／ＨＴ−１（２５）／Ｈ−１：Ｄ−２（２０，２重量％）／Ｃ−ｘ（９）／
ＥＴＬ−１：ＥＩＬ−１（２７）／ＥＩＬ−１（２）／Ａｌ（８０）
【０１２７】
実施例４〜７及び比較例１の駆動電圧、発光効率、ＣＩＥ色座標、及び寿命、ならびに電子バッファ層のＬＵＭＯ値及びＨＯＭＯ値の測定結果を表２に示す。
【０１２８】
【表２】
2017510071.tif 000023
【０１２９】
実施例４〜７では、電子バッファ層のＬＵＭＯエネルギー準位は、１．９ｅＶ台中間及び後半〜２．０ｅＶであり、そのため発光層と電子バッファ層との間のインターフェースの電子注入障壁は、大いに影響を与え、したがって比較例１と比較して低速な電子注入特性を示した。しかしながら、比較例１と比較して、より高い電圧特性が示された。したがって、注入された電子は、正孔と比較して相対的に十分ではなく、励起子を形成する可能性は下落し、比較例１と比較してより低い効率性を示している。しかしながら、比較例１と比較して、より長い寿命が示された。
【０１３０】
実施例８〜１２：トリアジン誘導体を含む電子バッファリング材料を含む有機電界発光デバイス
異なる電子バッファリング材料を使用することを除き、実施例１〜３の場合と同じ方式でＯＬＥＤデバイスを製造した。
【０１３１】
実施例８〜１２：
ＨＩ−１（４０）／ＨＩ−２（５）／ＨＴ−１（２５）／Ｈ−１：Ｄ−２（２０，２重量％）／Ｃ−ｘ（９）／
ＥＴＬ−１：ＥＩＬ−１（２７）／ＥＩＬ−１（２）／Ａｌ（８０）
【０１３２】
実施例８〜１２及び比較例１の駆動電圧、発光効率、ＣＩＥ色座標、及び寿命、ならびに電子バッファ層のＬＵＭＯ値及びＨＯＭＯ値の測定結果を表３に示す。
【０１３３】
【表３】
2017510071.tif 000024
【０１３４】
実施例８〜１２では、効率性及び寿命の両方を満たす適切な電子注入特性が示されるように、電子バッファ層のＬＵＭＯエネルギー準位は、１．９ｅＶ台中間で形成され、特定の水準の電子注入障壁が適用される。したがって、比較例１と比較してより高い効率性及びより長い寿命が示された。特に、優れた寿命特性（すなわち、比較例１と比較して１．５％以上）が示された一方で、高い効率性を示している。
【０１３５】
トリアジン誘導体を含む電子バッファ層を使用することは、好適な効率性及び寿命のために有利であった。
【０１３６】
実施例１３〜１５：ピリミジン誘導体を含む電子バッファリング材料を含む有機電界発光デバイス
異なる電子バッファリング材料を使用することを除き、実施例１〜３の場合と同じ方式でＯＬＥＤデバイスを製造した。
【０１３７】
実施例１３〜１５：
ＨＩ−１（４０）／ＨＩ−２（５）／ＨＴ−１（２５）／Ｈ−１：Ｄ−２（２０，２重量％）／Ｃ−ｘ（９）／
ＥＴＬ−１：ＥＩＬ−１（２７）／ＥＩＬ−１（２）／Ａｌ（８０）
【０１３８】
実施例１３〜１５及び比較例１の駆動電圧、発光効率、ＣＩＥ色座標、及び寿命、ならびに電子バッファ層のＬＵＭＯ値及びＨＯＭＯ値の測定結果を表４に示す。
【０１３９】
【表４】
2017510071.tif 000025
【０１４０】
実施例１３〜１５では、電子バッファ層のＬＵＭＯエネルギー準位は、１．７ｅＶ台中間〜１．８ｅＶ台で形成され、発光層と電子バッファ層との間のインターフェースの電子注入障壁は、トリアジン誘導体と比較して減少し、高速な電圧特性及びかなり改善された効率性を有する有機電界発光デバイスをもたらす。しかしながら、寿命は、比較例１と比較して同様であるか、または劣っており、トリアジン誘導体よりも劣っていた。
【０１４１】
色座標に関して、電子バッファ層のＨＯＭＯエネルギー値が相対的に高い実施例１４及び１５において、ｙ座標の短い波長が示された。これは、アントラセンホストのＨＯＭＯエネルギー準位よりも高い電子バッファ層のＨＯＭＯエネルギー準位を有するので、励起子が発光層内に十分に束縛されるためである。
【０１４２】
実施例１６〜１８：キナゾリンまたはキノキサリン誘導体を含む電子バッファリング材料を含む有機電界発光デバイス
異なる電子バッファリング材料を使用することを除き、実施例１〜３の場合と同じ方式でＯＬＥＤデバイスを製造した。
【０１４３】
実施例１６〜１８：
ＨＩ−１（４０）／ＨＩ−２（５）／ＨＴ−１（２５）／Ｈ−１：Ｄ−２（２０，２重量％）／Ｃ−ｘ（９）／
ＥＴＬ−１：ＥＩＬ−１（２７）／ＥＩＬ−１（２）／Ａｌ（８０）
【０１４４】
実施例１６〜１８及び比較例１の駆動電圧、発光効率、ＣＩＥ色座標、及び寿命、ならびに電子バッファ層のＬＵＭＯ値及びＨＯＭＯ値の測定結果を表５に示す。
【０１４５】
【表５】
2017510071.tif 000026
【０１４６】
実施例１６〜１８では、電子バッファ層のＬＵＭＯエネルギー準位は、１．９ｅＶ台中間〜２．０ｅＶ台で維持されている。電子バッファ層のうちのいくつかのＬＵＭＯエネルギー準位は、１．９台中間で維持されたが、キナゾリン及びキノキサリン誘導体の電子注入能力は、トリアジンまたはピリミジン誘導体と比較して大幅に下落し、そのため低速な電圧特性及び減少した効率性を有するデバイスがもたらされた。対照的に、比較例１と比較して、より高い寿命特性が示された。これは、電子バッファ層によって引き起こされる電子注入能力の減退の結果として、電子輸送層と発光層との間のインターフェース発光が軽減されるためである。
【０１４７】
実施例１９〜２２：トリアジン誘導体内のフェニルの存在による特性の比較
異なる電子バッファリング材料を使用することを除き、実施例１〜３の場合と同じ方式でＯＬＥＤデバイスを製造した。
【０１４８】
実施例１９〜２２：
ＨＩ−１（４０）／ＨＩ−２（５）／ＨＴ−１（２５）／Ｈ−１：Ｄ−２（２０，２重量％）／Ｃ−ｘ（９）／
ＥＴＬ−１：ＥＩＬ−１（２７）／ＥＩＬ−１（２）／Ａｌ（８０）
【０１４９】
実施例１９〜２２の駆動電圧、発光効率、ＣＩＥ色座標、及び寿命、ならびに電子バッファ層のＬＵＭＯ値及びＨＯＭＯ値の測定結果を表６に示す。
【０１５０】
【表６】
2017510071.tif 000027
【０１５１】
実施例１９及び２０では、カルバゾール誘導体とトリアジン誘導体との間のフェニルの存在により、デバイスの特性を比較した。それらの間にフェニルを挿置することによって、実施例１９のＬＵＭＯエネルギー値が実施例２０と比較して増大したため、電子注入は、妨げられた。したがって、高い駆動電圧及び低い効率性が示されたが、寿命は改善した。
【０１５２】
実施例２１及び２２では、カルバゾール誘導体とトリアジン誘導体との間のフェニルの存在により、デバイスの特性を比較した。それらの間にフェニルを挿置することによって、実施例２１のＬＵＭＯエネルギー値が実施例２２と比較して増大したため、電子注入は、妨げられた。したがって、高い駆動電圧及び低い効率性が示されたが、寿命は改善した。加えて、フェニルのメタまたはパラの置換位置にかかわらず、同様の傾向が示された。しかしながら、メタ位置で置換がなされた実施例２２において、ＬＵＭＯエネルギー準位のより大きな差異が示された。
【０１５３】
実施例２３〜２６：トリアジン、キナゾリン、及びキノキサリン誘導体を電子バッファリング材料として使用することによる特性の比較
異なる電子バッファリング材料を使用することを除き、実施例１〜３の場合と同じ方式でＯＬＥＤデバイスを製造した。
【０１５４】
実施例２３〜２６：
ＨＩ−１（４０）／ＨＩ−２（５）／ＨＴ−１（２５）／Ｈ−１：Ｄ−２（２０，２重量％）／Ｃ−ｘ（９）／
ＥＴＬ−１：ＥＩＬ−１（２７）／ＥＩＬ−１（２）／Ａｌ（８０）
【０１５５】
実施例２３〜２６の駆動電圧、発光効率、ＣＩＥ色座標、及び寿命、ならびに電子バッファ層のＬＵＭＯ値及びＨＯＭＯ値の測定結果を表７に示す。
【０１５６】
【表７】
2017510071.tif 000028
【０１５７】
実施例２３及び２４では、ＬＵＭＯエネルギー準位を決定するトリアジン誘導体及びキナゾリン誘導体を、ＬＵＭＯエネルギー準位を決定する誘導体に応じてデバイス特性を確認するためにＨＯＭＯ軌道ゾーンの誘導体を等しく維持することによって、比較した。
【０１５８】
トリアジン誘導体の実施例２４と対照的に、キナゾリン誘導体の実施例２３では電子注入が大いに妨げられたためにＬＵＭＯエネルギー準位が増大し、したがって、高い駆動電圧及び低い効率性にもかかわらず改善された寿命を示した。
【０１５９】
実施例２５及び２６では、ＬＵＭＯエネルギー準位を決定するトリアジン誘導体及びキノキサリン誘導体を、ＬＵＭＯエネルギー準位を決定する誘導体に応じてデバイス特性を確認するためにＨＯＭＯ軌道ゾーンの誘導体を等しく維持することによって、比較した。
【０１６０】
トリアジン誘導体の実施例２５と対照的に、キノキサリン誘導体の実施例２６では電子注入が大いに妨げられたためにＬＵＭＯエネルギー準位が増大し、したがって、高い駆動電圧及び低い効率性にもかかわらず改善された寿命を示した。
【０１６１】
加えて、キナゾリン及びキノキサリン誘導体は、トリアジン誘導体と比較して、より高いｘ座標及びｙ座標を示した。これは、電子注入能力が電子バッファ層のために下落し、電子バッファ層のＨＯＭＯエネルギー準位がアントラセンホストのそれよりも低い一方で、発光ゾーンが電子輸送層と発光層との間のインターフェースから更に離隔し、そのため励起子が発光層内に束縛されず、電子バッファ層が発光に寄与したためである。
【０１６２】
実施例２７〜３１及び比較例２〜５：電子バッファ層を含む、または含まない構成内の電子輸送層の存在による特性の比較
実施例２７〜３１では、電子輸送層を変化させることを除き、実施例２２における構成と同じ構成を有する、電子バッファ層を含むＯＬＥＤデバイスを製造した。
【０１６３】
実施例２７〜３１：
ＨＩ−１（４０）／ＨＩ−２（５）／ＨＴ−１（２５）／Ｈ−１：Ｄ−２（２０，２重量％）／Ｃ−ｘ（９）／
ＥＴＬ：ＥＩＬ−１（２７）／ＥＩＬ−１（２）／Ａｌ（８０）
【０１６４】
比較例２〜５では、電子輸送層を変化させることを除き、比較例１における構成と同じ構成を有する、いかなる電子バッファ層も含まないＯＬＥＤデバイスを製造した。
【０１６５】
比較例２〜５：
ＨＩ−１（４０）／ＨＩ−２（５）／ＨＴ−１（２５）／Ｈ−１：Ｄ−２（２０，２重量％）／
ＥＴＬ：ＥＩＬ−１（３６）／ＥＩＬ−１（２）／Ａｌ（８０）
【０１６６】
比較例１〜５及び実施例２７〜３１の駆動電圧、発光効率、ＣＩＥ色座標、及び寿命、ならびに電子輸送層のＬＵＭＯ値及びＨＯＭＯ値の測定結果を表８に示す。
【０１６７】
【表８】
2017510071.tif 000029
【０１６８】
比較例１〜５と対照的に、化合物Ｃ−１の電子バッファ層は、実施例２７〜３１内に載置され、適切な効率性を維持する一方で、寿命の改善を示した。比較例２の寿命は、１００．８％を示した。これは、デバイスのＥＴＬ−２での励起子の形成における不均衡によって引き起こされた異常な結果である。電子バッファ層が、この結果を補い、適切な効率性、及び寿命が示されている。電子バッファ層に関する傾向は、電子輸送層がピリジン、トリアジン、アントラセン誘導体等に変更された場合でさえ、同様であった。
【０１６９】
比較例６及び実施例３２〜３５：多層正孔輸送層を備え、電子バッファ層を備えるか、または備えない有機電界発光デバイス
比較例６では、２５ｎｍの１つの正孔輸送層ではなく、それぞれ２０ｎｍ及び５ｎｍの２つの別個の正孔輸送層を挿置し、ＨＩ−１の厚さを６０ｎｍに変更することを除き、比較例１の場合と同じ方式でＯＬＥＤデバイスを製造した。
【０１７０】
比較例６：
ＨＩ−１（６０）／ＨＩ−２（５）／ＨＴ−１（２０）／ＨＴ−２（５）／Ｈ−１：Ｄ−２（２０，２重量％）／
ＥＴＬ−１：ＥＩＬ−１（３６）／ＥＩＬ−１（２）／Ａｌ（８０）
【０１７１】
実施例３２〜３５では、電子バッファ層を変化させることを除き、比較例６の場合と同じ構成を有する、電子バッファ層を備えたＯＬＥＤデバイスを製造した。
【０１７２】
実施例３２〜３５：
ＨＩ−１（６０）／ＨＩ−２（５）／ＨＴ−１（２０）／ＨＴ−２（５）／Ｈ−１：Ｄ−２（２０，２重量％）／Ｃ−ｘ（９）／
ＥＴＬ−１（２７）／ＥＩＬ−１（２）／Ａｌ（８０）
【０１７３】
比較例６及び実施例３２〜３５の駆動電圧、発光効率、ＣＩＥ色座標、及び寿命、ならびに電子バッファ層のＬＵＭＯ値及びＨＯＭＯ値の測定結果を表９に示す。
【０１７４】
【表９】
2017510071.tif 000030
【０１７５】
比較例６では、比較例１と比較して効率的に正孔を注入することによって効率性を増大させ得る正孔輸送層２を挿置することによって、効率性を増大させた。
【０１７６】
実施例３２〜３５では、正孔輸送層２を有する構成に電子バッファ層を挿置することによって、比較例６と比較して効率性と寿命の両方が改善された結果が得られた。
【０１７７】
電子バッファ層に関する傾向は、正孔輸送層２を挿置した場合でさえ、同様であった。
【０１７８】
比較例７及び実施例３６〜３９：多層正孔輸送層を備え、電子バッファ層を備えるか、または備えない有機電界発光デバイス
比較例７では、正孔輸送層２を別の誘導体に変更することを除き、比較例６の場合と同じ方式でＯＬＥＤデバイスを製造した。
【０１７９】
比較例７：
ＨＩ−１（６０）／ＨＩ−２（５）／ＨＴ−１（２０）／ＨＴ−３（５）／Ｈ−１：Ｄ−２（２０，２重量％）／
ＥＴＬ−１：ＥＩＬ−１（３６）／ＥＩＬ−１（２）／Ａｌ（８０）
【０１８０】
実施例３６〜３９では、正孔輸送層及び電子バッファ層を変更することを除き、実施例３２の場合と同じ構成を有する、電子バッファ層を備えたＯＬＥＤデバイスを製造した。
【０１８１】
実施例３６〜３９：
ＨＩ−１（６０）／ＨＩ−２（５）／ＨＴ−１（２０）／ＨＴ−３（５）／Ｈ−１：Ｄ−２（２０，２重量％）／Ｃ−ｘ（９）／
ＥＴＬ−１：ＥＩＬ−１（２７）／ＥＩＬ−１（２）／Ａｌ（８０）
【０１８２】
比較例７及び実施例３６〜３９の駆動電圧、発光効率、ＣＩＥ色座標、及び寿命、ならびに電子バッファ層のＬＵＭＯ値及びＨＯＭＯ値の測定結果を表１０に示す。
【０１８３】
【表１０】
2017510071.tif 000031
【０１８４】
比較例７では、比較例１と比較して効率的に正孔を注入することによって効率性を増大させ得る正孔輸送層２を挿置することによって、効率性を増大させた。
【０１８５】
実施例３６〜３９では、正孔輸送層２を有する構成に電子バッファ層を挿置することによって、比較例７と比較して効率性と寿命の両方が改善された結果が得られた。
【０１８６】
電子バッファ層に関する傾向は、正孔輸送層２を挿置したか、または正孔輸送層２の材料を変更した場合でさえ、同様であった。
【０１８７】
比較例８〜１１及び実施例４０〜４３：様々な発光材料を含み、電子バッファ層を備えるか、または備えない有機電界発光デバイス
【０１８８】
比較例８〜１０では、ホストを別の誘導体に変更することを除き、比較例１の場合と同じ方式でＯＬＥＤデバイスを製造した。
【０１８９】
比較例８〜１０：
ＨＩ−１（４０）／ＨＩ−２（５）／ＨＴ−１（２５）／Ｈ−ｘ：Ｄ−２（２０，２重量％）／
ＥＴＬ−１：ＥＩＬ−１（３６）／ＥＩＬ−１（２）／Ａｌ（８０）
【０１９０】
実施例４０〜４２では、電子輸送層の厚さを２７ｎｍに縮小し、９ｎｍの電子バッファ層を発光層と電子輸送層との間に挿置することを除き、比較例８の場合と同じ方式でＯＬＥＤデバイスを製造した。
【０１９１】
実施例４０〜４２：
ＨＩ−１（４０）／ＨＩ−２（５）／ＨＴ−１（２５）／Ｈ−ｘ：Ｄ−２（２０，２重量％）／
Ｃ−１（９）／ＥＴＬ−１：ＥＩＬ−１（２７）／ＥＩＬ−１（２）／Ａｌ（８０）
【０１９２】
比較例１１では、青色ドーパントを化合物Ｄ−１に変更することを除き、比較例１の場合と同じ方式でＯＬＥＤデバイスを製造した。
【０１９３】
比較例１１：
ＨＩ−１（４０）／ＨＩ−２（５）／ＨＴ−１（２５）／Ｈ−１：Ｄ−１（２０，２重量％）／
ＥＴＬ−１：ＥＩＬ−１（３６）／ＥＩＬ−１（２）／Ａｌ（８０）
【０１９４】
実施例４３では、電子輸送層の厚さを２７ｎｍに縮小し、９ｎｍの電子バッファ層を発光層と電子輸送層との間に挿置することを除き、比較例１１の場合と同じ方式でＯＬＥＤデバイスを製造した。
【０１９５】
実施例４３：
ＨＩ−１（４０）／ＨＩ−２（５）／ＨＴ−１（２５）／Ｈ−１：Ｄ−１（２０，２重量％）／
ＢＦ−２３（９）／ＥＴＬ−１：ＥＩＬ−１（２７）／ＥＩＬ−１（２）／Ａｌ（８０）
【０１９６】
比較例８〜１１及び実施例４１〜４３の駆動電圧、発光効率、ＣＩＥ色座標、及び寿命の測定結果を表１１に示す。
【０１９７】
【表１１】
2017510071.tif 000032
【０１９８】
実施例４０〜４２では、比較例８〜１０と比較して寿命を改善し得るＣ−１材料を電子バッファ層に使用したため、Ｈ−１以外のホストを使用した。結果として、他のホストに関してさえ、いかなる電子バッファ層も有さないデバイスと比較して、同様の傾向が示された。
【０１９９】
比較例１１及び実施例４３から、ドーパントＤ−１等のスチルベンドーパントに関してさえ、Ｃ−１の電子バッファ層の存在に応じて同様の傾向が示されることが立証される。結果として、ホスト及びドーパントの変化に関してさえ、電子バッファ層を有するデバイスの同様の特性が証明される。
【０２００】
参照番号
１００：有機電界発光デバイス
１０１：基板
１１０：第１の電極
１２０：有機層
１２２：正孔注入層
１２３：正孔輸送層
１２５：発光層
１２６：電子バッファ層
１２７：電子輸送層
１２８：電子注入層
１２９：電子輸送ゾーン
１３０：第２の電極
【図１】
2017510071.tif 000042
【図２】
2017510071.tif 000043
【図３】
2017510071.tif 000044
【国際調査報告】
2017510071.tif 000045
2017510071.tif 000046
2017510071.tif 000047
2017510071.tif 000048
2017510071.tif 000049