(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
順次積層されたカソード（１６）、電子輸送層（１５）、放射層（１４）、ホール輸送層（１３）およびアノード（１２）を具備する有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）デバイスであって、前記ホール輸送層が、一般式
【化１】
0004215837.tif 000025
（式中のＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６はそれぞれ独立して、水素原子、炭素原子が１ないし６のアルキル基、ハロゲン基、シアノ基、ニトロ基、または炭素原子が６ないし１５のアリール基、縮合芳香族基、アルコキシ基、アルキルアミン基、アリールオキシ基、またはアリールアミン基を表す）
で表される中央のビナフチル基を備えた材料を含むことを特徴とする有機ＥＬデバイス。
【請求項２】
順次積層されたカソード（１６）、電子輸送層（１５）、放射層（１４）、ホール輸送層（１３）およびアノード（１２）を具備する有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）デバイスであって、前記ホール輸送層（１３）が、式
【化２】
0004215837.tif 000026
【化３】
0004215837.tif 000027
【化４】
0004215837.tif 000028
【化５】
0004215837.tif 000029
【化６】
0004215837.tif 000030
【化７】
0004215837.tif 000031
【化８】
0004215837.tif 000032
【化９】
0004215837.tif 000033
【化１０】
0004215837.tif 000034
【化１１】
0004215837.tif 000035
【化１２】
0004215837.tif 000036
で表される材料から選択され、中央のビナフチル基を備えた、ホール輸送材料を含むことを特徴とする有機ＥＬデバイス。
【請求項３】
順次積層されたカソード（１６）、電子輸送層（１５）、放射層（１４）、ホール輸送層（１３）およびアノード（１２）を具備する有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）デバイスであって、前記ホール輸送層（１３）が、一般式
【化１３】
0004215837.tif 000037
（式中のＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６はそれぞれ独立して、水素原子、炭素原子が１ないし６のアルキル基、ハロゲン基、シアノ基、ニトロ基、または炭素原子が６ないし１５のアリール基、縮合芳香族基、アルコキシ基、アルキルアミン基、アリールオキシ基、またはアリールアミン基を表す）
で表される中央のビナフチル基を備えた物質を含み、そして前記電子輸送層（１５）が、式
【化１４】
0004215837.tif 000038
【化１５】
0004215837.tif 000039
【化１６】
0004215837.tif 000040
【化１７】
0004215837.tif 000041
で表される材料のうちの一つで構成されていることを特徴とする有機ＥＬデバイス。
【請求項４】
順次積層されたカソード（１６）、電子輸送層（１５）、放射層（１４）、ホール輸送層（１３）およびアノード（１２）を具備する有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）デバイスであって、前記ホール輸送層（１３）が混合されたホール輸送材料の層を含み、該ホール輸送材料の少なくとも１つが、一般式
【化１８】
0004215837.tif 000042
（式中のＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６はそれぞれ独立して、水素原子、炭素原子が１ないし６のアルキル基、ハロゲン基、シアノ基、ニトロ基、または炭素原子が６ないし１５のアリール基、縮合芳香族基、アルコキシ基、アルキルアミン基、アリールオキシ基、またはアリールアミン基を表す）
で表される中央のビナフチル基を備えた物質から選択されることを特徴とする有機ＥＬデバイス。
【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デバイスに関し、より特定的には、新しいホール輸送材料を備えたデバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機エレクトロルミネセンス（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ：ＥＬ）デバイスは一般に透明および金属電極の間にはさまれた有機分子の３つの層で構成され、その３つの層は電子輸送層（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）、放射または発光層（ｅｍｉｓｓｉｖｅ  ｌａｙｅｒ）およびホール輸送層（ｈｏｌｅ  ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）を含んでいる。有機ＥＬデバイスは低い駆動電圧とフルカラー平面発光ディスプレイへの応用の可能性により魅力的である。かなりの寿命が従来技術で達成されているけれども（１９８８年１月１９日に発行され「有機ルミネセンス媒体を備えたエレクトロルミネセンスデバイス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  Ｄｅｖｉｃｅ  ｗｉｔｈ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  Ｍｅｄｉｕｍ）」と題された米国特許第４，７２０，４３２号を参照）、更なる改良が高輝度が要求される応用に対して必要とされる。一般に、有機ＥＬデバイスのホール輸送領域で使用されるホール輸送材料（ｈｏｌｅ  ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ  ｍａｔｅｒｉａｌｓ）は、物理的な凝集あるいは再結晶によって熱的な劣化を受けやすい最も弱い部分である。
【０００３】
有機ＥＬデバイスにおけるホール輸送材料の熱的な劣化の問題に取り組むために、いくつかの機構（ｓｃｈｅｍｅｓ）が提案されている。１つは二重層ホール輸送配置（ｄｏｕｂｌｅ−ｌａｙｅｒ  ｈｏｌｅ  ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ：１９９３年１０月２６日に発行され「有機エレクトロルミネセンスエレメント（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  Ｅｌｅｍｅｎｔ）」と題された米国特許第５，２５６，９４５号を参照）であり、１つは高いガラス転移温度の材料の使用（１９９１年１０月２９日に発行され「有機エレクトロルミネセンス媒体を備えたエレクトロルミネセンスデバイス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  Ｄｅｖｉｃｅ  ｗｉｔｈ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  Ｍｅｄｉｕｍ）」と題された米国特許第５，０６１，５６９号を参照）である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、高い熱的安定性を有する、新しいホール輸送材料を備えた有機ＥＬデバイスを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
有機ＥＬデバイスは順次積層されたカソード、電子輸送層、放射または発光層、ホール輸送層およびアノードを具備し、前記ホール輸送層は、一般式
【化１９】
0004215837.tif 000002
（式中のＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６はそれぞれ独立して、水素原子、炭素原子が１ないし６のアルキル基、ハロゲン基、シアノ基、ニトロ基、または炭素原子が６ないし１５のアリール基、融解芳香族基、アルコキシ基、アルキルアミン基、アリールオキシ基、またはアリールアミン基を表す）
で表される物質で作られる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明は、一般に、透明および金属電極の間にはさまれた有機分子の薄い層からなる有機発光デバイスに向けられたものである。
【０００７】
図１は単純化された断面図で、有機発光デバイス（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ：ＬＥＤ）１０の一実施形態を描いてある。有機ＬＥＤ１０は、この特定の実施形態においては比較的平坦な上部面を有するガラスまたはプラスチックのプレートである、透明な（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ）基板１１を含んでいる。透明な導電層１２が比較的均一な電気的コンタクトを形成するように基板１１の平坦な表面上にデポジットされる。有機ホール輸送材料で作られたホール輸送層１３が、導電層１２の表面にデポジットされる。ゲスト蛍光ドーパント（ｇｕｅｓｔ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  ｄｏｐａｎｔ）を含んでいるホスト発光材料（ｈｏｓｔ  ｅｍｉｓｓｉｖｅ  ｍａｔｅｒｉａｌ）で作られた発光有機層（ｅｍｉｓｓｉｖｅ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｌａｙｅｒ）１４が層１３の表面上にデポジットされる。それから、電子輸送材料から作られた電子輸送層１５が層１４の表面上にデポジットされそして第２の導電層１６が第２の電気的コンタクトを形成するために層１５の上部面にデポジットされる。
【０００８】
この実施形態において、導電層１６は少なくとも１つの金属が４．０ｅＶより小さい仕事関数を有する広範囲の金属または合金の内の任意のものから形成される。導電層１６の材料の適切な選択によって、層１５および１６を作っている材料の仕事関数は必要とされる動作電圧を引き下げかつ有機ＬＥＤ１０の効率を改善するために十分に適合させることができる。仕事関数の適合における付加的な情報は、同じ譲受人に譲渡された、１９９４年９月１２日に出願の「改良された効率を備えた有機ＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  ＬＥＤ  ｗｉｔｈ  Ｉｍｐｒｏｖｅｄ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）」と題された同時係属の米国特許出願シリアルナンバー０８／３０４，４５４、に開示されている。
【０００９】
この実施形態において、導電層１２はｐ型のコンタクトであり、かつ導電層１６はｎ型のコンタクトである。電圧源１７の負の端子が導電層１６に接続されかつ正の端子が導電層１２に接続される。電圧が電圧源１７によって層１２および１６の間に印加されたとき、ｎ型コンタクト（層１６）から注入された電子は有機層１５を通って有機層１４（放射または発光層）に輸送されかつｐ型コンタクト（層１２）から注入されたホールは有機層１３を通って有機層１４（発光層）に輸送され、該有機層１４で電子とホールの再結合により光子（ｐｈｏｔｏｎ）が放射される。
【００１０】
第三芳香族アミン（ｔｅｒｔｉａｒｙ  ａｒｏｍａｔｉｃ  ａｍｉｎｅｓ）で作られたホール輸送材料は有機エレクトロルミネセンスデバイスにおいて最も熱的に安定でない材料であることが従来技術で認められている。特に、有機ＥＬデバイスが高い電流密度で駆動されたとき、ホール輸送層におけるホール輸送材料はアイランド（ｉｓｌａｎｄｓ）、ドメイン（ｄｏｍａｉｎｓ）およびピンホール（ｐｉｎｈｏｌｅｓ）を形成するよう凝集（ａｇｇｒｅｇａｔｅ）または再配合する（ｒｅｏｒｇａｎｉｚｅ）傾向にある。ホール輸送材料の膜（ｆｉｌｍ）の均一性（ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）および均質性（ｈｏｍｏｇｅｎｅｉｔｙ）の変化は、始めにデバイスの輝度の徐々なる劣化を引き起こし、そしてついにはデバイスの障害を引き起こす。
【００１１】
一般に、材料のガラス転移温度（Ｔｇ）は結果として生じるアモルファス膜の熱的安定性の指標である。より高いガラス転移温度はアモルファス膜のより高い熱的安定性を提供する。大きな分子量およびスタッキングへの強い立体障害（ｓｔｅｒｉｃ  ｈｉｎｄｒａｎｃｅ）は、有機材料のガラス転移温度を決定する主要な因子のうちの２つである。
【００１２】
有機ＥＬデバイスの信頼性を改善する努力において、シロタ（Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．：ジャーナル・フィジクス・ケミストリ，１９９３，９７，６２４０およびその中に示された参考文献を参照）とアダチ（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ：アプライド・フィジクス・レター，１９９５，６６（２０），２６７９）は高いＴｇを備えたいくつかの対称球状（ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ｇｌｏｂｕｌａｒ）第三芳香族アミンを設計しかつ準備し、有機ＥＬデバイスのアプリケーションのための均質なアモルファス膜をもたらしている。従来技術において、一般式
【化２０】
0004215837.tif 000003
【化２１】
0004215837.tif 000004
【化２２】
0004215837.tif 000005
【化２３】
0004215837.tif 000006
で表される化合物は７５℃以上のＴｇを備えるいくつかの有機ホール輸送材料であり、かつ有機ＥＬデバイスに用いられるとき優れた寿命を与える。
【００１３】
本発明の目的は、有機発光ダイオードにおける使用のための高いガラス転移温度を有する新しい種類の芳香族アミンを提供することである。
【００１４】
本発明によれば、ＬＥＤ１０で図示されるような有機ＥＬデバイスは、順次積層されたカソード、電子輸送層、発光層（ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）、ホール輸送層およびアノードを具備し、前記ホール輸送層は、一般式
【化２４】
0004215837.tif 000007
（式中のＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６はそれぞれ独立に、水素原子（ｈｙｄｒｏｇｅｎ  ａｔｏｍ）、炭素原子が１ないし６のアルキル基（ａｌｋｙｌ  ｇｒｏｕｐ）、ハロゲン基（ｈａｌｏｇｅｎ  ｇｒｏｕｐ）、シアノ基（ｃｙａｎｏ  ｇｒｏｕｐ）、ニトロ基（ｎｉｔｒｏ  ｇｒｏｕｐ）、または炭素原子が６ないし１５のアリール基（ａｒｙｌ  ｇｒｏｕｐ）、融解芳香族基（ｆｕｓｅｄ  ａｒｏｍａｔｉｃ  ｇｒｏｕｐ）、アルコキシ基（ａｌｋｏｘｙ  ｇｒｏｕｐ）、アルキルアミン基（ａｌｋｙｌａｍｉｎｅ  ｇｒｏｕｐ）、アリールオキシ基（ａｒｙｌｏｘｙ  ｇｒｏｕｐ）、またはアリールアミン基（ａｒｙｌａｍｉｎｅ  ｇｒｏｕｐ）を表す）
で表される中央のビナフチル基（ｃｅｎｔｒａｌ  ｂｉｎａｐｈｔｈｙｌ  ｇｒｏｕｐ）を備えた物質で作られる。
【００１５】
この特定の実施形態において、有機ＥＬデバイス１０のホール輸送層で用いられるホール輸送材料は７５℃以上のガラス転移温度を有することが望ましい。しかしながら、９０℃より大きなガラス転移温度を有するホール輸送材料が長い耐久性のある有機ＥＬデバイスを達成するために用いられることが好ましい。
【００１６】
以下の式
【化２５】
0004215837.tif 000008
【化２６】
0004215837.tif 000009
【化２７】
0004215837.tif 000010
【化２８】
0004215837.tif 000011
【化２９】
0004215837.tif 000012
【化３０】
0004215837.tif 000013
【化３１】
0004215837.tif 000014
【化３２】
0004215837.tif 000015
【化３３】
0004215837.tif 000016
【化３４】
0004215837.tif 000017
【化３５】
0004215837.tif 000018
で表されるものは本発明の必要条件を満足する芳香族第三アミン（ａｒｏｍａｔｉｃ  ｔｅｒｔｉａｒｙ  ａｍｉｎｅｓ）の例の一部のリストである。
【００１７】
１つの代替実施形態においては、ＬＥＤ１０のホール輸送層はホール輸送材料の２つの層で構成され、該ホール輸送材料の少なくとも１つの層は本発明に従って、一般式
【化３６】
0004215837.tif 000019
で表される物質から選択される。
【００１８】
他の代替実施形態においては、ＬＥＤ１０のホール輸送層は混合したホール輸送材料の層で構成され、該ホール輸送材料の少なくとも１つは本発明に従って、一般式
【化３７】
0004215837.tif 000020
で表される物質から選択される。
【００１９】
この実施形態において、ＬＥＤ１０の電子輸送層１５は、式
【化３８】
0004215837.tif 000021
【化３９】
0004215837.tif 000022
【化４０】
0004215837.tif 000023
【化４１】
0004215837.tif 000024
で表される電子輸送材料から選択されることが好ましいが、これらに制限されるものではない。
【００２０】
【発明の効果】
実施例の有機ＥＬデバイスで用いられたホール輸送材料は一般に剛性のある（ｒｉｇｉｄ）中央のビナフチル基のために高いガラス転移温度を有している。より高いガラス転移温度は一般にアモルファス膜のより高い熱的安定性を与えるので、本発明に従った有機ＥＬデバイスは通常の有機ＥＬデバイスより高電流密度駆動条件下でより良い信頼性を提供する。
【００２１】
本発明の特定の実施形態を示しかつ記述してきたけれども、更なる変更と改良が当業者によりなされるであろう。本発明は示されている特別な形態に制限されるものではなく、特許請求の範囲には本発明の精神と範囲から逸脱しない全ての変更を含ませるつもりである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる発光ダイオードの単純化された断面図である。
【符号の説明】
１０  有機発光デバイス
１１  基板
１２  導電層
１３  ホール輸送層
１４  発光層
１５  電子輸送層
１６  導電層
１７  電圧源
【図１】
0004215837.tif 000043