JP2013500585A - 安定化黄色発光層を持つｏｌｅｄ装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、アノードと、カソードと、それらの間に配置された黄色発光層とを含むＯＬＥＤ装置であって、前記発光層が、９，１０−ジアリールアントラセンホストと、フェニル基の少なくとも１つが更に置換されている黄色発光５，６，１１，１２−テトラフェニルテトラセン誘導体と、非発光ジアリールアミン置換９，１０−ジアリール置換アントラセン安定剤とを含むＯＬＥＤ装置を提供する。本発明の装置は、優れた色を保持しつつ、安定性及び効率等の特性における改良を提供する。

Description

［関連出願の相互参照］
参照は、同一出願人による、「高効率及び優れた寿命を持つＯＬＥＤ(OLEDS Having High Efficiency and Excellent Lifetime)」と題されたケビンＰ．クルーベック（Kevin P. Klubek）らによる２００７年１月３０日に出願された米国特許出願第１１／６６８，５１５号（米国特許出願公開第２００８／０１８２１２９号）、及び「安定化緑色発光層を持つＯＬＥＤ装置(OLED Device With Stabilized Green Light-Emitting Layer)」と題されたマリーナＥ．コンダコフ（Marina E. Kondakov）らによる２００９年２月２７日に出願された米国特許出願第１２／３９４，９３５号に対してなされ、それらの開示は参照することにより本明細書に援用される。

［発明の分野］
本発明は、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）装置に関し、より詳細には、９，１０−ジアリールアントラセンホスト、発光ドーパントとしての置換ルブレン、及びジアリールアミノ置換９，１０−ジアリール置換アントラセン安定剤を含有する黄色発光層を有する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）装置に関する。

［発明の背景］
有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）装置は２０年以上にわたって知られているが、その性能の制限は、多くの望ましい用途にとって障害となっていた。最も単純な形態において、有機発光装置（ＯＬＥＤ）は、有機エレクトロルミネッセンス装置又は有機内部結合発光装置とも称され、電極間の電位差の適用に応えて発光する有機発光構造（有機ＥＬ媒体とも称される）によって分離された離間電極を含有する。電極の少なくとも１つは、光透過性であり、有機発光構造は、アノードからの正孔の注入及び輸送、並びにカソードからの電子の注入及び輸送をそれぞれ与える複数の有機薄膜の多層を有することができ、正孔輸送薄膜と電子輸送薄膜との間の接合部分で形成された内部結合における電子−正孔再結合から生じる発光をもつ。

近年のＥＬ装置は、赤色、緑色及び青色のような単一色発光装置だけでなく、白色装置（白色光を発光する装置）にも拡大されている。効率的な白色発光ＯＬＥＤ装置は、産業界において強く望まれており、いくつかの用途（例えば、紙のように薄い光源（paper-thin light sources）、ＬＣＤ装置のバックライト、自動車の室内灯、オフィス照明）の低コスト代替品としてみなされている。白色発光ＯＬＥＤ装置は明るく、効率的でなくてはならず、その国際照明委員会（ＣＩＥ）１９３１色度座標は一般に、約（０．３３、０．３３）である。いずれにせよ、本開示によれば、白色光とは白色を有すると使用者により認識される光である。白色光を生じる典型的な色の組み合わせは、赤色、緑色及び青色；青緑色及び橙色；青色及び黄色であるが、その他も公知である。

これら初期の発明以来、装置の材料がさらに改善された結果、例えば、特に米国特許第５，０６１，５６９号、米国特許第５，４０９，７８３号、米国特許第５，５５４，４５０号、米国特許第５，５９３，７８８号、米国特許第５，６８３，８２３号、米国特許第５，９０８，５８１号、米国特許第５，９２８，８０２号、米国特許第６，０２０，０７８号、及び米国特許第６，２０８，０７７号等に開示されているように、色、安定性、輝度効率、製造容易性のような特性における性能が改善された。

これら全ての発展にもかかわらず、高い色純度と同時に高い輝度効率及び長い寿命を維持しつつ、装置駆動電圧をさらに低くし、したがって電力消費量を減少させる、黄色発光層等の有機ＥＬ装置構成要素が引き続き必要とされている。このような黄色発光層は、白色発光ＯＬＥＤに有用である。

同一出願人による米国特許出願公開第２００８／０１８２１２９号は、アントラセンホスト、アミノ置換アントラセンドーパントを含有し、テトラセンなどの追加のドーパントを含有し得る発光層を持つＯＬＥＤ装置を開示している。

米国特許出願公開第２００９／０００１８７４号及び同第２００８／０２８６４４５号、欧州特許第１１８２１８３号並びに国際公開第２００５０２９６０７号はいずれも、発光層が、アントラセン、アミノ置換アントラセン及びテトラセンを他の物質と共に含有し得るＯＬＥＤを開示している。

米国特許出願公開第２００５／００７９３８１号は、ホスト、発光ドーパント、及びテトラセンである第１発光補助ドーパントを含有する発光層を持つＯＬＥＤを開示している。アミンである第２発光補助ドーパントが存在してもよい。

ＯＬＥＤ装置におけるジアリールアミノ置換９，１０−ジアリールアントラセンは、米国特許第６，９５１，６９３号、米国特許出願公開第２００５／０１５３１６３号、同第２００７／０１３４５１２号、同第２００５／０２６０４２２号、同第２００６／０１２７６９８号、同第２００４／０２０９１１８号、同第２００７／０５９５５６号、特開２００３−１４６９５１号公報、韓国特許第２００９０４６７３１号、国際公開第２００７０２１１１７号、国際公開第２００９０６１１５６号、国際公開第２００９０６１１４５号、国際公開第２００８０１３３９９号、国際公開第２００７０８１１７９号、及び国際公開第２００７０５８５０３号に記載されている。

フェニル基が置換されている５，６，１１，１２−テトラフェニルテトラセン（ルブレン）誘導体は、黄色発光物質（emitter）として公知である。米国特許第６，３８７，５４７号、同第７，０５２，７８５号、同第６，６１３，４５４号、米国特許出願公開第２００５／００７９３８１号及び特開平１０−２８９７８６号公報を参照。

しかしながら、これらの装置は、高輝度、低駆動電圧及び十分な使用安定性の点において所望の全てのＥＬ特性を必ずしも有していない。これら全ての発展にもかかわらず、ＯＬＥＤ装置の効率を改善し、そして駆動電圧を低減すると共に、他の改善された特徴を持つ実施形態を提供する必要性が残っている。

［発明の概要］
本発明は、アノードと、カソードと、それらの間に配置された黄色発光層とを含むＯＬＥＤ装置であって、前記発光層が、
（ａ）９，１０−ジアリールアントラセンホスト、
（ｂ）式（２）：

（式中、Ａｒ¹及びＡｒ²は、フェニル基から独立して選択され；Ｒ₁及びＲ₂は、アルキル又はアリール基から独立して選択されると共に、ｎ及びｍは、０、１及び２から独立して選択され；Ｒ₃及びＲ₄は、水素、アルキル、アリール又はヘテロ芳香族基から独立して選択されると共に、ｏ及びｐは、０又は１から独立して選択され、ただし、ｏ及びｐの両方が０ではない）に従う黄色発光テトラセン、及び
（ｃ）式（３）：

（式中、Ｘ₁及びＸ₂は、６〜３０個の環炭素原子のアリール基から独立して選択され；Ａｒ₁、Ａｒ₂、Ａｒ₃及びＡｒ₄はそれぞれ、６〜３０個の環炭素原子の置換又は無置換アリール基を独立して表し、Ａｒ₁、Ａｒ₂、Ａｒ₃及びＡｒ₄は、任意に一緒に結合されることができ；ｎは１又は２である）に従う非発光ジアリールアミン置換９，１０−ジアリール置換アントラセン
を含むＯＬＥＤ装置を提供する。

本発明の装置は、安定性の向上、効率の向上又は駆動電圧の低下又はそれらの組み合わせ等の特徴の改善を提供する。

本発明のＯＬＥＤ装置の１つの実施形態の概略断面図である。個々の層があまりに薄く、各種層の厚さの差が縮尺通りに描写するには大き過ぎるため、図１は正確な縮尺ではないことが理解されよう。 比較例のＯＬＥＤ装置及び本発明のＯＬＥＤ装置の規格化されたＥＬスペクトルである。

［発明の詳細な説明］
本発明は、一般に上記に記載されるようなものである。本発明のＯＬＥＤ装置は、カソード、アノード、発光層（ＬＥＬ）（複数可）、電子輸送層（ＥＴＬ）（複数可）、及び電子注入層（ＥＩＬ）（複数可）、並びに任意で、正孔注入層（複数可）、正孔輸送層（複数可）、励起子ブロック層（複数可）、スペーサ層（複数可）、結合層（複数可）、及び正孔ブロック層（複数可）等の追加の層を備える多層エレクトロルミネッセンス装置である。

本発明の発光層は、黄色発光を生じる。黄色発光は、約５７０〜５８０ｎｍの波長をもつ光であると一般に考えられるが、少し長い及び短い波長の適切な混合が黄色にも見えるであろう。ＣＩＥ色度座標の点では、黄色発光は、一般に、約（０．５，０．５）の範囲にあり、ＣＩＥ_xは０．４８〜０．５２の範囲にあり、ＣＩＥ_yは（０．４７〜０．５２）の範囲にある。

本発明の発光層のホストは、９，１０−ジアリールアントラセンである。ホスト材料は、非発光性である、すなわち、その層によって生じる有意な量の光を生じない（合計の１０％未満である）と一般に理解される。９，１０−ジアリールアントラセンは、特にアミン置換基を有しない場合、青色発光を一般に生じる。黄色層において、アントラセンからの発光の量は、もしあれば、発光スペクトルの調査によって容易に決定することができる。

本発明のアントラセンホストは、式（１）に従う。

式（１）において、Ｒ¹及びＲ⁶はそれぞれ、６個〜２４個の炭素原子を有するアリール基（例えば、フェニル基又はナフチル基）を独立して表す。Ｒ²〜Ｒ⁵及びＲ⁷〜Ｒ¹⁰はそれぞれ、水素、１個〜２４個の炭素原子を有するアルキル基又は５個〜２４個の炭素原子を有する芳香族基（複素環芳香族基等）から独立して選択される。有用なホストにおいて、アントラセン環は、ヘテロ原子で直接置換されるべきではない。

１つの適切な実施形態において、Ｒ¹及びＲ⁶は、独立して選択されたフェニル基、ビフェニル基、又はナフチル基を表す。Ｒ³は、水素、又は６〜２４個の炭素原子を有する芳香族基を表す。Ｒ²、Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁷〜Ｒ¹⁰は、水素を表す。

有用なアントラセンホストの実例を以下に記載する。

本発明の発光層は、黄色発光テトラセンを含有する。テトラセン（ナフタセンとも呼ばれる）は、直線状に一緒に縮合した４つのフェニルのコアを含み、そのコアに追加的に縮合した芳香環を一切含有しない。特定のテトラセン誘導体は、５，６，１１，１２−テトラフェニルテトラセンであるルブレンである。ルブレンは、本発明のテトラセンではない。本発明のテトラセンは、５，６，１１，１２フェニル基の少なくとも１つ（好ましくは２つ）に少なくとも１つの置換基を有するルブレン誘導体である。テトラセンは、本発明の層の全発光発生量の９０％よりも多くを与えるべきであり、望ましくは、アントラセンホストからの検出可能な発生がなく、安定剤から約１０％未満であり、アントラセンホスト及び安定剤の存在によってスペクトル出力が大きく変動すべきではない。スペクトルデータにおける有意な変化は、発光極大（λ_max）のシフトを用いて定義し得る。λ_maxにおける約１０ｎｍのシフトは、無視できるスペクトル変化としてみなすことができる。

黄色発光テトラセンは、式（２）に従う。

式中、Ａｒ¹及びＡｒ²は、フェニル基から独立して選択され；Ｒ₁及びＲ₂は、アルキル又はアリール基から独立して選択されると共に、ｎ及びｍは、０、１及び２から独立して選択され；Ｒ₃及びＲ₄は、水素、アルキル、アリール又はヘテロ芳香族基から独立して選択されると共に、ｏ及びｐは、０又は１から独立して選択され、ただし、ｏ及びｐの両方が０ではない。

式（２）において、Ａｒ¹及びＡｒ²は、置換又は無置換フェニル環を表す。これらフェニル環の適切な非水素置換基は、アルキル（好ましくはｔ−ブチルなどの第３級アルキル基）、アリール（好ましくはフェニル）、アルケニル（例えば、スチリル（−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ₆Ｈ₅））、アルキニル（例えば、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ₆Ｈ₅）、フルオロ、アミノ（例えば、ジフェニルアミノ）、又はアルキルオキシ（例えば、メトキシ）である。

Ｒ₁及びＲ₂は、アルキル基（好ましくは、ｔ−ブチルなどの第３級アルキル基）、又はアリール基（好ましくはフェニル又はナフチル基）から選択される。これらの基は、置換又は無置換であり得る。ｎ及びｍは、共に０か、又は共に１のいずれかである。ｎ及びｍが２であり、２つの隣接する置換基が存在するなら、Ｒ₁及びＲ₂は、任意に一緒に縮合して非芳香環（例えば、シクロヘキシル）を形成し得る。しかしながら、テトラセンコアの隣接する置換基は、追加の縮合芳香環を形成すべきではない。

Ｒ₃及びＲ₄はそれぞれ、５，１１−（或いは６，１２−）フェニル基に、好ましくはテトラセンコアにパラで位置する単一の置換基である。アルキル又はアリール置換基は、Ｒ₁及びＲ₂について記載したものと同じである。ヘテロ芳香族基は、芳香環の一部として、少なくとも１つのヘテロ原子を含有する。ヘテロ芳香族基は、ヘテロ原子を介してテトラセンコアに結合すべきではない。適切なヘテロ芳香族基の例は、ベンゾチアゾール、ベンズイミダゾール、ベンズオキサジアゾール（benzoxadiazoleole）、ピロール、プリン、フェナントロリン、ピリジン、チオフェン、キノリン、及びイソキノリンである。これらは、さらに置換され得る。好ましいものは、ベンゾチアゾール基、特に６−メチルベンゾチアゾール−２−イルである。

２種類の好ましい有用なテトラセン誘導体がある。１つ目は、式（２ａ）に従うテトラセンの場合である。

式中、Ａｒ¹、Ａｒ²、Ｒ₃及びＲ₄は、式（２）について記載したものと同じである。Ｒ₃及びＲ₄は、同じであり、テトラセンコアにパラに位置していることが好ましい。Ａｒ¹、Ａｒ²の最も好ましい置換基は、無置換フェニルである。Ｒ₃及びＲ₄の最も好ましい置換基は、ヘテロ芳香族、特にベンゾチアゾールである。

２つ目の好ましい種類のテトラセンは、式（２ｂ）に従う。

式中、Ａｒ¹及びＡｒ²は、式（２）について記載したものと同じであり、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃及びＲ₄は全て同一のアルキル又はアリール基である。最も好ましいのは、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃及びＲ₄が全て第３級アルキル基の場合である。最も好ましいＡｒ¹及びＡｒ²基は、ビフェニルである。

式（２）に従う化合物のいくつかの実例は、以下の通りである。

本発明の発光層は、非発光安定剤として、ジアリールアミン置換９，１０−ジアリールアントラセンも含有する。ジアリールアミン置換９，１０−ジアリールアントラセンは緑色発光を一般に生じる。ジアリールアミン置換９，１０−ジアリールアントラセンからの発光を低減又は回避するために、安定剤は、その励起状態のエネルギーが、黄色発光テトラセンのものよりも高くなるように選択すべきである。安定剤から発光する緑色光の量は、顕著であるべきではなく、すなわち、その層から生じる光の合計量の１０％以下、好ましくは光の合計量の約５％以下である。黄色層において、アミノ置換アントラセンからの発光の量は、発光スペクトルの調査によって容易に決定することができる。

ジアリールアミン置換９，１０−ジアリール置換アントラセンは、式（３）に従う。

式中、Ｘ₁及びＸ₂は、６〜３０個の環炭素原子のアリール基から独立して選択され；Ａｒ₁、Ａｒ₂、Ａｒ₃及びＡｒ₄はそれぞれ、６〜３０個の環炭素原子の置換又は無置換アリール基を独立して表し、Ａｒ₁及びＡｒ₂又はＡｒ₃及びＡｒ₄は、任意に一緒に結合されることができ；ｎは１又は２である。ジアリールアミン置換基は、窒素を介してアントラセンコアに直接結合される。

好ましいジアリールアミン置換９，１０−ジアリール置換アントラセンは、Ｘ₁及びＸ₂が、フェニル又はナフチル基であるもの、最も好ましくはフェニルであるものである。好ましくは、ｎは２であり、ジアリールアミノ基は、アントラセンの２，６位に位置する。Ａｒ₁、Ａｒ₂、Ａｒ₃及びＡｒ₄は、好ましくはフェニル基、ナフチル基、又はＡｒ₁及びＡｒ₂又はＡｒ₃及びＡｒ₄が一緒に結合してｃａｒｂＡＨ−６ｏｌｅ環を形成するものえある。これらの基のいずれかは、さらに置換され得る。

式（３）に従う化合物のいくつかの実例は、以下の通りである。

本発明の黄色ＬＥＤは、前記アントラセンに加えて、追加の共通ホストを含有することができる。追加の共通ホストは、著しく発光すべきではなく、例えば、他のアントラセン、又は第３級アミン化合物（正孔輸送層に有用であると知られているもの等）であることができる。単一のホストとして存在するなら、アントラセンホストの量は、３５体積％〜９９体積％の範囲、望ましくは４５〜９８体積％の範囲であることができる。アントラセンがホストの混合物として存在するなら、全てのホストの合計量は、４５体積％〜９９体積％、望ましくは４５〜９８体積％の範囲であるべきである。ホストの混合物中のアントラセンの量は限定されないが、適切には、ホストの合計量の５０体積％以上である。本発明の黄色ＬＥＬは、黄色発光化合物として置換テトラセンを含有する。テトラセンの適切な範囲は０．５体積％〜２０体積％、好ましい範囲は１〜１５体積％、最も望ましい範囲は３体積％〜１０体積％である。本発明の黄色ＬＥＬは、ジアリールアミノ置換９，１０−ジアリールアントラセンである安定剤化合物を含有する。安定剤の適切な範囲は０．５体積％〜４５体積％であり、好ましい範囲は１〜４０体積％であり、最も好ましい範囲は５〜３０体積％である。これらの範囲に基づき、本発明の黄色ＬＥＬにおける全ての成分の好ましい（体積）濃度は、ジアリールアミノ置換９，１０−ジアリールアントラセン安定剤が１〜４０体積％の範囲、発光テトラセンが１体積％〜１５体積％の範囲、残部がホストであろう。さらにより好ましくは、ジアリールアミノ置換９，１０−ジアリールアントラセン安定剤が５〜３０体積％の範囲、テトラセンが３体積％〜１０体積％の範囲、残部がホストである場合であろう。

本発明の好ましい組み合わせの例は、アントラセンホスト化合物がＡＨ−１、ＡＨ−４及びＡＨ−６から選択され、テトラセン発光化合物がＴＤ−１及びＴＤ−８から選択され、ビス−ジアリールアミン９，１０−置換アントラセン安定剤がＡＳ−１、ＡＳ−２、ＡＳ−１２及びＡＳ−２１から選択されるものである。これらの可能な組み合わせのいずれかが望ましい。最も望ましい組み合わせは、アントラセンホスト化合物がＡＨ−１、テトラセン発光化合物がＴＤ−１及びＴＤ−８から選択され、ビス−ジアリールアミン９，１０−置換アントラセンドーパントがＡＳ−１である場合である。

１つの適切な実施形態において、ＥＬ装置は白色光を発し、それは、相補エミッタ、白色エミッタ、又はフィルタを使用すること含む。白色発光装置を製造するためにその装置は、白色発光を作るのに適した、適切な割合の本発明の黄色発光層と共に、青色蛍光エミッタを含むのが理想的である。本発明は、例えば、米国特許第５，７０３，４３６号及び米国特許第６，３３７，４９２号に教示されるような、いわゆる積層装置構造で使用され得る。本発明の実施形態は、白色光を生じさせるために蛍光素子だけを含む積層装置において使用され得る。本発明の黄色ＬＥＬは、蛍光層である。白色装置は、蛍光発光材料とリン光発光材料との組み合わせを含んでもよい（ハイブリッドＯＬＥＤ装置と称される場合もある）。

１つの望ましい実施形態において、ＥＬ装置は、ディスプレイ装置の一部である。他の適切な実施形態において、ＥＬ装置は、エリア照明装置の一部である。本発明のＥＬ装置は、電灯、又はテレビ、携帯電話、ＤＶＤプレイヤー、若しくはコンピュータ用モニター等の静止画像装置若しくは動画像装置の構成要素のような安定した発光が所望される任意の装置に有用である。

本明細書中及び本願全体を通して使用される場合、化学用語は、一般に、Grant & Hackh's Chemical Dictionary, Fifth Edition, McGraw-Hill Book Companyによって定義されるようなものである。本発明の目的上、配位結合を含む環も複素環の定義に含まれる。配位結合又は供与結合の定義は、Grant & Hackh's Chemical Dictionary, pages 91 and 153に見ることができる。多座配位子を含む配位子の定義はそれぞれ、Grant & Hackh's Chemical Dictionary, pages 337 and 176に見ることができる。特に規定のない限り、「置換された」又は「置換基」という用語の使用は、水素以外の任意の基又は原子を意味する。さらに、「基」という用語を用いる場合、置換基が置換可能な水素を含有するのであれば、置換基の置換されていない形態だけでなく、本明細書中に言及される任意の置換基（複数可）でさらに置換された形態も、デバイスの有用性に必要とされる性質をその置換基が失わせない限りは包含することも意図されることを意味する。必要に応じて、置換基それ自体が上記の置換基で１回以上さらに置換されていてもよい。当業者は、特定の用途にとって望ましい性質が実現されるように、使用する具体的な置換基を選択することができる。置換基としては、例えば、電子求引基、電子供与基及び立体バルク（steric bulk）を与える基を挙げることができる。分子が２つ以上の置換基を有することができる場合には、特に規定のない限り、その置換基を互いに結合させて環（例えば、縮合環）を形成してもよい。

ＯＬＥＤ装置のための層構造、材料選択及び製造方法の基本的なＯＬＥＤの情報及び記載は、以下のものに加えて、その中で引用される引例である。Chen, Shi, and Tang, "Recent Developments in Molecular Organic Electroluminescent Materials," Macromol. Symp. 125, 1 (1997)、Hung and Chen, "Recent Progress of Molecular Organic Electroluminescent Materials and Devices," Mat. Sci. and Eng. R39, 143 (2002)、H. Yersin, "Highly Efficient OLEDS with Phosphorescent Materials" (Wiley-VCH (Weinheim), 2007)、K. Mullen and U. Scherf, "Organic Light Emitting Devices; Synthesis, Properties and Applications" (Wiley-VCH (Weinheim), 2006)、J. Kalinowski, "Organic Light-Emitting Diodes; Principles, Characteristics and Processes (Optical Engineering)" (Dekker (NY), 2004)、Z. Li and H. Meng, "Organic Light-Emitting Materials and Devices (Optical Science and Engineering)" (CRT/Tayler&Francis (Boca Raton), 2007、及びJ. Shinar, "Organic Light Emitting Devices" (Springer (NY), 2002）。

本発明は、小分子材料、オリゴマー材料、ポリマー材料、又はこれらの組み合わせを用いた多くのＯＬＥＤ構成で使用することができる。このような構成には、単一のアノードとカソードとを有する非常に単純な構造から、より複雑なデバイス（例えば、複数のアノードとカソードとが直交配列を成して画素を形成するパッシブマトリクスディスプレイ、及び各画素が例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって独立して制御されるアクティブマトリクスディスプレイ）までが含まれる。本発明が首尾よく実施される有機層の構成は多数ある。本発明にとって必須の要件は、カソード、アノード及びＬＥＬである。

小分子装置に特に有用な本発明による１つの実施形態を図１に示す。ＯＬＥＤ１００は、基板１１０、アノード１２０、正孔注入層１３０、正孔輸送層（ＨＴＬ）１３２、発光層（ＬＥＬ）１３４、正孔ブロック層（ＨＢＬ）１３５、電子輸送層（ＥＴＬ）１３６、電子注入層（ＥＩＬ）１３８、及びカソード１４０を含有する。ＬＥＬ１３４は、アントラセンホスト、テトラセンドーパント及び安定剤化合物の本発明の組み合わせを含有する。いくつかの他の実施形態において、ＬＥＬ１３４のいずれかの側に任意のスペーサ層が存在する。これらのスペーサ層は、発光材料を典型的に含有しない。これらの層タイプの全てを下記に詳しく説明する。基板を代替的にカソード１４０に隣接して配置してもよいこと、又は基板１１０がアノード１２０若しくはカソード１４０を実際に構成し得ることに留意されたい。また、有機層を合計した厚さは、５００ｎｍ未満であることが好ましい。

他の実施形態において、ＥＴＬ１３６とＬＥＬ１３４との間に配置されるＨＢＬ１３５がない。また他の実施形態において、ＥＴＬ１３６は、２つ以上の副層に分割されることができる。１つの実例において、ＯＬＥＤ装置は、ＨＢＬ１３５を有さず、１つのＨＩＬ１３０、ＥＩＬ１３８及びＥＴＬ１３６のみを有する。他の実例において、ＥＩＬ１３８は、２つの副層（示していない）、ＥＴＬ１３６に隣接する第１の電子注入層（ＥＩＬ１）及びＥＩＬ１とカソード１４０との間に配置される第２の電子注入層（ＥＩＬ２）にさらに分割される。

ＯＬＥＤ１００のアノード１２０及びカソード１４０は、導電体１６０を介して電圧／電流源１５０と接続される。アノード１２０とカソード１４０との間に、アノード１２０がカソード１４０より正の電位となるように電位を印加することによってＯＬＥＤが動作する。正孔はアノード１２０から有機ＥＬ素子に注入される。ＡＣモードではサイクル中に電位バイアスが逆転して電流が流れない期間があるため、ＯＬＥＤ１００をＡＣモードで動作させるときに装置の安定性向上を実現することができる場合もある。ＡＣ駆動のＯＬＥＤの例が、米国特許第５，５５２，６７８号に記載されている。

フルカラーディスプレイに関して、ＬＥＬのピクセル化（画素化）が必要とされ得る。このＬＥＬのピクセル化堆積は、シャドーマスク、一体化シャドーマスク（米国特許第５，２９４，８７０号）、ドナーシートからの空間的に限定された染料熱転写（米国特許第５，６８８，５５１号、同第５，８５１，７０９号及び同第６，０６６，３５７号）、インクジェット法（米国特許第６，０６６，３５７号）を用いて実現される。

本発明のＯＬＥＤでは、必要なら、その発光特性を向上させるために、既知の様々な光学的効果を利用することができる。これには、層の厚さを最適化して改善された光の透過を得ること、誘電体ミラー構造を設けること、反射性電極の代わりに光吸収性電極にすること、グレア防止用若しくは反射防止用コーティングをディスプレイ上に設けること、偏光媒体をディスプレイ上に設けること、又は色フィルタ、減光フィルタ、若しくは色変換フィルタをディスプレイ上に設けること等がある。フィルタ、偏光板、及びグレア防止用又は反射防止用コーティングは、ＯＬＥＤの上に、又はＯＬＥＤの一部として特に設けることができる。

本発明の実施形態により、良好な輝度効率、良好な動作安定性、優れた色を有し、且つ駆動電圧を低減したＥＬ装置が提供され得る。本発明の実施形態は、装置の寿命期間にわたって電圧増大を抑えることもでき、良好な光効率をもたらすように、高い再現性及び一貫性をもって作製することができる。本発明の実施形態では、電力消費（consumption requirements）がより少ないため、電池と共に使用する場合、電池寿命を延長することができる。

本発明及びその利点を以下の具体例によりさらに説明する。「パーセンテージ」又は「パーセント」という用語、及び「％」という記号は、本発明の層及び装置の他の構成要素中の全材料における、特定の第１の化合物又は第２の化合物の体積パーセント（又は薄膜厚モニターで測定した厚さの比率）を表す。１種より多い第２の化合物が存在する場合には、第２の化合物の総体積を、本発明の層中の全材料におけるパーセンテージとして表すこともできる。

＜実験結果＞
ＥＬ装置１−１〜１−２０を以下の方法で組み立てた。
（１）約６０ｎｍのインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）の層でコーティングしたガラス基板をアノードとして、順に、市販の洗剤中で超音波処理し、脱イオン水でリンスし、約１分間酸素プラズマに曝露した。
（２）次に、ＤｉｐｙｒＡＨ−６イノ［２，３−ｆ：２’，３’−ｈ］キノキサリン−２，３，６，７，１０，１１−ヘキサカルボニトリル（ＨＡＴ−ＣＮ）の１０ｎｍ層を電子注入層（ＨＩＬ）として真空蒸着させた。
（３）次に、Ｎ，Ｎ’−ジ−１−ナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ジアミノビフェニル（ＮＰＢ）の正孔輸送層（ＨＴＬ）を８０ｎｍの厚さに真空蒸着させた。
（４）次に、表１に示すような、ホスト、黄色エミッタ及びアミン安定剤の混合物からなる４０ｎｍの発光層をＨＴＬ上に真空蒸着させた。
（５）１０ｎｍの厚さを有する、８−［１，１’−ビフェニル］−４−イル−３，７，１０−トリフェニルフルオランテンと９−［１，１’−ビフェニル］−４−イル−３，７，１０−トリフェニルフルオランテンとの１：１混合物の電子輸送層（ＥＴＬ）をＬＥＬ上に真空蒸着させた。
（６）次に、２０ｎｍの厚さを有する、４９％のリチウム８−ヒドロキシキノレート、４９％の４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン、及び１％のリチウム金属の電子注入層（ＥＩＬ）をＥＴＬ上に真空蒸着させた。
（７）次に、１００ｎｍのアルミニウムのカソードをＥＩＬ上に形成した。

上記の手順によってＥＬ装置の堆積を完了した。次に、装置を周囲環境から保護するため、乾燥グローブボックス中で乾燥剤と共に密封包装した。このように形成したセルを、２０ｍＡ／ｃｍ²の動作電流密度で効率及び色について試験した。その結果を輝度収率（ｃｄ／Ａ）、外部量子効率（ＥＱＥ）及びＣＩＥ（国際証明委員会）座標の形式で報告する。装置は、ＤＣモードにおいて８０ｍＡ／ｃｍ²の電流密度で室温にて電気的にエージングされた。ＯＬＥＤ装置の寿命（Ｔ₅₀）及び動作安定性は、８０ｍＡ／ｃｍ²での輝度が初期の装置の輝度の半分に低下するまでに要する時間として定義される。Ｄｐｙｎは、５，１２−ジ−１−ピレニル−ナフタセンである。

表１の結果は、アントラセンホスト及び置換ルブレン黄色エミッタの組み合わせに対するジアリールアミノ置換９，１０−ジ置換アントラセンの添加が、安定性の大きな改善と共に効率の改善を予想外に与えることを示す。例えば、本発明のサンプル１−３及び１−１１におけるジアリールアミノ置換９，１０−ジ置換アントラセン安定剤の添加と、安定剤が欠如する比較例１−２及び１−１０との比較。図２に見られるように、発光に対する効果は特に存在せず、従って、ジアリールアミノ置換９，１０−ジ置換アントラセンが約５％を超える緑色光を発光していないことを示している。サンプル１−５及び１−６におけるように式（３）でないアミン（ＮＰＢ）の使用は、如何なる安定化を与えない。ジアリールアミノ置換９，１０−ジ置換アントラセンもまた、式（２）でないテトラセンエミッタで如何なる安定化も与えない（サンプル１−６〜１−８及び１−１２参照）。その効果は、如何なる特定の９，１０−ジアリールアントラセンホスト（サンプル１−３及び１−１１参照）又は如何なる式（２）の特定の化合物（サンプル１−４参照）にも依存しない。サンプル１−３及び１−１３〜１−２０の調査は、式２の化合物が３％以上で存在し、ジアリールアミノ置換９，１０−ジ置換アントラセン安定剤が５％以上で存在する場合に最も良好な結果が得られることを示す。

ＥＬ装置２−１〜２−７を以下の方法で組み立てた。
（１）約６０ｎｍのインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）の層でコーティングしたガラス基板をアノードとして、順に、市販の洗剤中で超音波処理し、脱イオン水でリンスし、約１分間酸素プラズマに曝露した。
（２）次に、ＨＡＴ−ＣＮの１０ｎｍ層を電子注入層（ＨＩＬ）として真空蒸着させた。
（３）次に、ＮＰＢの正孔輸送層を７０ｎｍの厚さに真空蒸着させた。
（４）次に、表２に示すような、ホスト、黄色エミッタ及びアミン安定剤の混合物からなる４０ｎｍの発光層をＨＴＬ上に真空蒸着させた。
（５）４０ｎｍの厚さを有する、８−［１，１’−ビフェニル］−４−イル−３，７，１０−トリフェニルフルオランテンと９−［１，１’−ビフェニル］−４−イル−３，７，１０−トリフェニルフルオランテンとの１：１混合物の電子輸送層をＬＥＬ上に真空蒸着させた。
（６）次に、３ｎｍの厚さを有する、リチウム２−（１，１０−フェナントロリン−２−イル）フェノラートの電子注入層をＥＴＬ上に真空蒸着させた。
（７）次に、１００ｎｍのアルミニウムのカソードをＥＩＬ上に形成した。

上記の手順によってＥＬ装置の堆積を完了した。次に、装置を周囲環境から保護するため、乾燥グローブボックス中で乾燥剤と共に密封包装した。サンプル２−４及び２−５は全て、工程（３）と（４）との間に、２０ｎｍの厚さを有する、３％のＴＤ−１を持つＮＰＢの追加のＬＥＬを有した。また、この追加のＬＥＬは、その厚さを４ｎｍに低減し、且つ２０ｎｍの厚さを有する、０．５％の赤色ドーパント５，１０，１５，２０−テトラフェニル−ビスベンズ［５，６］インデノ［１，２，３−ｃｄ：１’，２’，３’−ｌｍ］ペリレンを持つＮＰＢホストの追加の赤色ＬＥＬを工程（３）と追加の４ｎｍ厚ＬＥＬとの間に追加したこと以外は、サンプル２−６及び２−７にも存在している。結果を表２に記載する。

表２の結果は、ジアリールアミノ置換９，１０−ジ置換アントラセンが、９，１０−ジアリールアントラセン及び式（２）のエミッタを持つＬＥＬを安定化することを裏付ける。

本発明は、それらの特定の好ましい実施形態に特に関連して詳細に説明されたが、本発明の精神及び範囲内で変更及び改良がなされ得ることが理解されるであろう。

１００ ＯＬＥＤ
１１０ 基板
１２０ アノード
１３０ 正孔注入層（ＨＩＬ）
１３２ 正孔輸送層（ＨＴＬ）
１３４ 発光層（ＬＥＬ）
１３５ 正孔ブロック層（ＨＢＬ）
１３６ 電子輸送層（ＥＴＬ）
１３８ 電子注入層（ＥＩＬ）
１４０ カソード
１５０ 電圧／電流源
１６０ 電気コネクタ。

Claims (7)

1. アノードと、カソードと、それらの間に配置された黄色発光層とを含むＯＬＥＤ装置であって、前記発光層が、
   （ａ）９，１０−ジアリールアントラセンホスト、
   （ｂ）式（２）：
   

   

   （式中、Ａｒ¹及びＡｒ²は、フェニル基から独立して選択され；Ｒ₁及びＲ₂は、アルキル又はアリール基から独立して選択されると共に、ｎ及びｍは、０、１及び２から独立して選択され；Ｒ₃及びＲ₄は、水素、アルキル、アリール又はヘテロ芳香族基から独立して選択されると共に、ｏ及びｐは、０又は１から独立して選択され、ただし、ｏ及びｐの両方が０ではない）に従う黄色発光テトラセン、及び
   （ｃ）式（３）：
   

   

   （式中、Ｘ₁及びＸ₂は、６〜３０個の環炭素原子のアリール基から独立して選択され；Ａｒ₁、Ａｒ₂、Ａｒ₃及びＡｒ₄はそれぞれ、６〜３０個の環炭素原子の置換又は無置換アリール基を独立して表し、Ａｒ₁、Ａｒ₂、Ａｒ₃及びＡｒ₄は、任意に一緒に結合されることができ；ｎは１又は２である）に従う非発光ジアリールアミン置換９，１０−ジアリール置換アントラセン
   を含むＯＬＥＤ装置。
2. 前記テトラセンが、式（２ａ）：
   

   

   （式中、Ａｒ¹及びＡｒ²は、フェニル基から独立して選択され；Ｒ₃及びＲ₄は、アルキル、アリール又はヘテロ芳香族基から独立して選択される）に従う請求項１に記載のＯＬＥＤ装置。
3. 式（２ａ）の前記テトラセンにおいて、Ａｒ¹及びＡｒ²の両方が無置換フェニル基であり、Ｒ₃及びＲ₄の両方が同一のヘテロ芳香族基である請求項２に記載のＯＬＥＤ装置。
4. 前記テトラセンが、式（２ｂ）：
   

   

   （式中、Ａｒ¹及びＡｒ²は、フェニル基から独立して選択され；Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃及びＲ₄は全て同一のアルキル又はアリール基である）に従う請求項１に記載のＯＬＥＤ装置。
5. 前記テトラセンが、下記：
   

   

   

   から選択される請求項１に記載のＯＬＥＤ装置。
6. 式（３）に従う前記ジアリールアミン置換９，１０−ジアリール置換アントラセンにおいて、Ｘ₁及びＸ₂が、フェニル又はナフチル基から独立して選択され；Ａｒ₁、Ａｒ₂、Ａｒ₃及びＡｒ₄が、フェニル又はナフチル基から独立して選択され；ｎが２である請求項１に記載のＯＬＥＤ装置。
7. 発光層において、式（３）に従う前記ジアリールアミン９，１０−ジアリール置換アントラセンが５体積％以上で存在し、且つ式（２）に従う前記テトラセンが３体積％以上で存在する請求項１に記載のＯＬＥＤ装置。

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