アントラセン化合物を利用した有機エレクトロルミネッセンス装置
【課題】エレクトロルミネッセンス装置におけるホール注入層材料、ホール輸送層材料、もしくは発光層材料とすることができ、特に単独で正孔注入層材料とすることができ、好ましい発光効率と長い使用寿命が得られる新規なアントラセン化合物を提供する。
【解決手段】アントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置であって、少なくとも陰電極と、陽電極と、及び該陰電極と該陽電極の間に介在する有機層とを含み、該有機層が次に掲げる材料を含み、式中Arはナフチル基、フェニル基、またはビフェニル基から選択される。
【解決手段】アントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置であって、少なくとも陰電極と、陽電極と、及び該陰電極と該陽電極の間に介在する有機層とを含み、該有機層が次に掲げる材料を含み、式中Arはナフチル基、フェニル基、またはビフェニル基から選択される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発光ダイオードに関し、特に好ましい安定性を有する新規なアントラセン化合物を利用した有機エレクトロルミネッセンス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アメリカ合衆国コダック社の▲とう▼青雲博士が、低駆動電圧の有機エレクトロルミネッセンス装置を発表して以来（C.W. Tang, Applied Physics Letters, 51, 913, 1987）、有機化合物を有機発光ダイオード装置の研究開発がブームとなった。有機発光ダイオード装置は有機質中間層を両電極（陽電極、陰電極）の間に挟んでサンドイッチ状のヘテロ構造を形成してなる。
【０００３】
前記陽電極は、高パワー関数を有する金属、もしくは導電性化合物であって、例えばITO、IZO、SnO2、ZnOなどに類似した透明金属酸化物か、もしくはpoly-Si、a-SiなどのＴＦＴ基材である。
【０００４】
前記陰電極は、低パワー関数を有する金属、もしくは導電性化合物であって、例えば Au、Al、In、Mg、Caか、もしくはこれらに類似した金属、合金である。
【０００５】
前記両電極の内、少なくとも一方は透明、または半透明であって、照射する光線を効率よく透過させることができる。
【０００６】
前記有機質中間層は、状況によって複数の層に形成される。この場合、各層の厚さは、特に厳密に制限されていなく、通常は５ｎｍから５μｍの間である。代表的なものとして両電極の間に三層の有機分子層を介在させた形式が挙げられる。この三層には電子輸送層と、発光層と、正孔輸送層とを含む。但し、駆動電圧を低下させるために、通常正孔注入層、または電子注入層を別途加える。もしくは発光効率を改善するために正孔隔離層、または電子隔離層を加える。よって、４層から６層の有機分子層によって有機発光ダイオード装置を構成する。
【０００７】
前記電子注入層は、通常アルカリ金属ハロゲン化物、もしくは窒素、酸素を含むアルカリ金属キレート物であって、例えばLiF、8-quinolinolato lithium (Liq)などである。
【０００８】
前記正孔注入層は、通常金属フタロシアニン（Metal Phthalocyanine）派生物、星状ポリアミン（polyamine）派生物、polyaniline派生物、 (Y. Yang et al, Syn. Met., 1997, 87, 171)
、全フッ化物、SiO2 (Z. B. Deng
et al, Appl. Phys. Lett., 1997, 74, 2227) 、もしくは正孔輸送層材料に酸化物をドーピングしたものであって、例えばCuPc (S. A. VanSlyke
et al, Appl. Phys. Lett., 1996, 69, 2160) 、MTDATA (Y. Shirota
et al, Appl. Phys. Lett., 1994, 65, 807)、TPD+SbCl6- (A. Yamamori et al, Appl. Phys. Lett.,
1998, 72, 2147)、PEDOT-PSS (A. Elschner et al, Syn. Met., 2000, 111, 139)などである。
【０００９】
前記電子輸送層は窒素、酸素によってなる金属キレート物 (T. Sano et al, J. Mater. Chem., 2000, 10, 157)、oxadiazole派生物、全フッ化多芳香環派生物、芳香環もしくはドーピングで代替とするsilole派生物、oligothiophene派生物、もしくはbenzimidazole派生物によって組成され、例えばtris(8-quinolinolato) aluminum (Alq3)、PBD (N. Johansson et al, Adv. Mater., 1998,
10, 1136)、PyPySiPyPy (M. Uchida et al, Chem.
Mater., 2001, 13, 2680)、BMB-3T (T. Noda et al, Adv. Mater., 1999, 11, 283)、PF-6P (Y. Sakamoto et al, J. Amer. Chem.
Soc., 2000, 122, 1832)、TPBI (Y. T. Tao et al, Appl. Phys. Lett.,
2000, 77, 933)などである。
【００１０】
前記正孔輸送層は、通常有機光導材料中の、正孔に対する電荷伝送材料によって組成される。この電荷伝送材料はtriazole派生物、oxadiazole派生物、imidazole派生物、phenylenediamine派生物、星状多アミン類派生物、spiro-linked分子派生物、またはarylamine派生物によって組成され、例えばNPBまたはその派生物 (Y.
Sato et al, Syn. Met., 2000, 111, 25) 、PTDATA (Y. Shirota et al, Syn. Met., 2000,
111, 387)、spiro-mTTB (U. Bach et al, Adv.
Mater., 2000, 12, 1060) などである。
【００１１】
有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）は、低駆動電圧を具えるという特性を有し、フルカラーのフラット表示装置に応用できることが実証されている。このため有機エレクトロルミネッセンス装置と、その材料の研究は世界的に注目され、開発が行われている。
【００１２】
有機エレクトロルミネッセンス装置の発光する光線の色彩、発光効率、発光の安定性、素子の寿命、素子の製造方法などを改善するために、研究、開発が進められた。その成果は次ぎに掲げる幾つかのアメリカ合衆国特許に見られる。即ち、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、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号などである。
【００１３】
有機エレクトロルミネッセンス装置の終極の目標の一つとしてパネル表示装置への応用が挙げられる。よって、商品化できる素子であって、好ましい発光効果と、発光する光線の色彩が得られるのみならず、好ましい素子の寿命が求められている。
【００１４】
主に青色光線を照射する発光体については、Phenylanthracene派生物の応用がJP Heisei 8(1996)-012600で発表されている。Anthracene派生物は青色光線の主要発光体とすることできるが、その寿命については更なる改良が望まれる。また、anthracene派生物の応用は、コダック社の石建民等( US Patent 5 935 721, 1999)が１９９９年にアメリカ合衆国特許において9,10-di-(2-naphthyl)anthracene (ADN)を有機エレクトロルミネッセンス装置の青色光線主要発光体とする技術を提示した。但し。ＡＤＮは容易に結晶化現象が容易に発生し、その寿命も改善が待たれる。
【特許文献１】アメリカ合衆国特許第４，３５６，４２９号公報
【特許文献２】アメリカ合衆国特許第４，５３９，５０７号公報
【特許文献３】アメリカ合衆国特許第４，７２０，４３２号公報
【特許文献４】アメリカ合衆国特許第４，８８５，２１１号公報
【特許文献５】アメリカ合衆国特許第５，１５１，６２９号公報
【特許文献６】アメリカ合衆国特許第５，１５０，００６号公報
【特許文献７】アメリカ合衆国特許第５，１４１，６７１号公報
【特許文献８】アメリカ合衆国特許第５，０７３，４４６号公報
【特許文献９】アメリカ合衆国特許第５，０６１，５６９号公報
【特許文献１０】アメリカ合衆国特許第５，０５９，８６２号公報
【特許文献１１】アメリカ合衆国特許第５，０５９，８６１号公報
【特許文献１２】アメリカ合衆国特許第５，０４７，６８７号公報
【特許文献１３】アメリカ合衆国特許第４，９５０，９５０号公報
【特許文献１４】アメリカ合衆国特許第４，７６９，２９２号公報
【特許文献１５】アメリカ合衆国特許第５，１０４，７４０号公報
【特許文献１６】アメリカ合衆国特許第５，２２７，２５２号公報
【特許文献１７】アメリカ合衆国特許第５，２５６，９４５号公報
【特許文献１８】アメリカ合衆国特許第５，０６９，９７５号公報
【特許文献１９】アメリカ合衆国特許第５，１２２，７１１号公報
【特許文献２０】アメリカ合衆国特許第５，３６６，８１１号公報
【特許文献２１】アメリカ合衆国特許第５，１２６，２１４号公報
【特許文献２２】アメリカ合衆国特許第５，１４２，３４３号公報
【特許文献２３】アメリカ合衆国特許第５，３８９，４４４号公報
【特許文献２４】アメリカ合衆国特許第５，４５８，９７７号公報
【特許文献２５】アメリカ合衆国特許第５, ９３５, ７２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
この発明は、有機エレクトロルミネッセンス装置に応用できる化合物であって、エレクトロルミネッセンス装置におけるホール注入層材料、ホール輸送層材料、もしくは発光層材料とすることができ、特に単独で正孔注入層材料とすることのできる化合物であって、有機エレクトロルミネッセンス装置に好ましい発光効率と長い使用寿命という特性を与える新規なアントラセン化合物と該アントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
そこで、本発明者は従来の技術に見られる欠点に基づき鋭意研究を重ねた結果、少なくとも陰電極と、陽電極と、及び該陰電極と該陽電極の間に介在する有機層とを含み、該有機層が次に掲げる化３７の材料を含み、かつ化３９におけるArがナフチル基(naphthyl)か、フェニル基(phenyl)か、もしくはビフェニル基(bipenyl)から選択されるアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置によって課題を解決できる点に鑑み、係る知見に持ちづいて本発明を完成させた。
【化３７】
【００１７】
以下、この発明について具体的に説明する。
請求項１に記載するアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置は、 少なくとも陰電極と、陽電極と、及び該陰電極と該陽電極の間に介在する有機層とを含み、該有機層が次に掲げる化３８の材料を含み、かつ化３８におけるArがナフチル基(naphthyl)か、フェニル基(phenyl)か、もしくはビフェニル基(bipenyl)から選択される。
【化３８】
【００１８】
請求項２に記載するアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置は、請求項１におけるArが1-naphthyl(1-ナフチル基)である。
【００１９】
請求項３に記載するアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置は、請求項１におけるArが4-(1-naphthyl)phenyl[4-(1-ナフチル基)-フェニル基]である。
【００２０】
請求項４に記載するアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置は、請求項１におけるArが4-(2-naphthyl)phenyl [4-(2-ナフチル)- フェニル基]である。
【００２１】
請求項５に記載するアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置は、請求項１におけるArが4-bipenyl(4-ビフェニル基)である。
【００２２】
請求項６に記載するアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置は、請求項１における有機層が正孔注入層と、正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層とを含み、かつこれらの層の内の少なくとも一つが次ぎの化３９の材料を含む。
【化３９】
【００２３】
請求項７に記載するアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置は、請求項１における有機層が発光層を含み、かつ該発光層が次ぎの化４０の材料を含む。
【化４０】
【００２４】
請求項８に記載するアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置は、 少なくとも陰電極と、陽電極と、該陰電極と該陽電極との間に介在する有機層とを含み、かつ該有機層が次ぎに掲げる化４１から化４８までのいずれかの材料を含む。
【化４１】
【化４２】
【化４３】
【化４４】
【化４５】
【化４６】
【化４７】
【化４８】
【００２５】
請求項９に記載するアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置は、請求項８における有機層が正孔注入層と、正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層とを含み、かつこれら各層の内の少なくとも一が、前記化４１から化４８に開示するＥＭ１からＥＭ８の化合物を含む。
【００２６】
請求項１０に記載するアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置は、請求項８における有機層が発光層を含み、かつ該発光層が、前記化４１から化４８に開示するＥＭ１からＥＭ８の化合物を含む。
【００２７】
請求項１１に記載するアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置は、少なくとも陰電極と、陽電極と、該陰電極と該陽電極との間に介在する発光層とを含み、かつ該発光層がメイン発光体と、及び０．０１から５０％重量比のドーピング物とを含み、かつ該メイン発光体が次に化４９の材料から選択される。
【化４９】
【００２８】
請求項１２に記載するアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置は、請求項１１におけるドーピング物の少なくとも一が、次ぎの化５０から化６６の化合物のいずれかから選択され、
かつ化５０におけるＲが水素か、または第三ブチル基であって、
化５１におけるn = 1または2であって、かつR1, R2, R3, R4 が代替、または非代替のフェニル基か、1-ナフチル基か、2-ナフチル基か、もしくは9-アントラセン基から選択され、
化５２におけるR9,
R10, R11, R12 が代替、または非代替のフェニル基か、1-ナフチル基か、2-ナフチル基か、もしくは9-アントラセン基から選択され、
化５３におけるR13,
R14,Xが代替、または非代替のフェニル基」，1-ナフチル基か、2-ナフチル基か、4-ビフェニル基か、もしくは9-アントラセン基から選択され、
化５４におけるＲが水素か、または第三ブチル基であって、
化５５におけるＲが水素か、フェニル基か、またはメチル基である。
【化５０】
【化５１】
【化５２】
【化５３】
【化５４】
【化５５】
【化５６】
【化５７】
【化５８】
【化５９】
【化６０】
【化６１】
【化６２】
【化６３】
【化６４】
【化６５】
【化６６】
【００２９】
請求項１３に記載するアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置は、 ガラス基板と、陽電極と、ホール注入層と、ホール輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層と、金属陰電極と、電源とを含み、
該発光層の蛍光メイン発光体材料が次ぎの化６７の材料であって、
該発光層の青色蛍光ドーピング物が次ぎの化６８から化７１の材料から選択され、
該正孔輸送層の蛍光ドーピング物が化７２の材料から選択され、
かつ化６８におけるＲが水素か、または第三ブチル基であって、
化６９におけるn = 1か、または或2であって、かつR1, R2, R3, R4 が代替、または非代替フェニル基か、1-ナフチル基か、2-ナフチル基か、もしくは9-アントラセン基から選択され、
化７０におけるR1,
R2, R3, R4 が代替、または非代替フェニル基か、1-ナフチル基か、2-ナフチル基か、もしくは9-アントラセン基から選択され
化７１におけるR1,
R2,Xが代替、もしくは非代替フェニル基か、1-ナフチル基か、2-ナフチル基か、もしくは9-アントラセン基から選択され、
化７２におけるRが水素か、メチル基か、第三ブチル基か、もしくはフェニル基であってもよい。
【化６７】
【化６８】
【化６９】
【化７０】
【化７１】
【化７２】
【発明の効果】
【００３０】
この発明の提供する有機エレクトロルミネッセンス装置に応用できる化合物は、エレクトロルミネッセンス装置におけるホール注入層材料、ホール輸送層材料、もしくは発光層材料とすることができ、特に単独で正孔注入層材料とすることができ、有機エレクトロルミネッセンス装置に好ましい発光効率と長い使用寿命という特性を与えることができ、従来有機エレクトロルミネッセンス装置に見られる欠点を改善できるという利点を有する
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
この発明は複数種の異なる有機エレクトロルミネッセンス装置に応用できる新規な化合物を提供する。該有機エレクトロルミネッセンス装置は陰電極と、陽電極と、該陰電極と陽電極との間に介在する有機層とを必要な構成要素とする。また、該有機層はホール注入層を、ホール輸送層と、発光層と、及び電子輸送層とを含む。
【００３２】
図１に有機エレクトロルミネッセンス装置の典型的な構造を開示する。図面によれば、基板１１と、陽電極１２と、必ずしも必須でないホール注入層１３と、ホール輸送層１４と、発光層１５と、電子輸送層１０と、電子注入層１７と、金属陰電極１８と、及び電源１９とを含む。
【００３３】
両電極間に印加すると、陽電極によって発生したホールと、陰電極によって発生した電子とが有機層に注入されて結合し、結合して励起子(excitons)となり、該励起子が励起状態から基底状態に戻る際に発光する。
【００３４】
上述する複数層に用いられる材料について詳述する。
基板は陰電極の隣に選択的に設置するか、もしくは基板を陰電極、または陽電極とする。さらに、すべての有機層を総合した厚さは、好ましくは５００ｎｍより小さくする。これらについて先ず注意すべきである。
【００３５】
また、次の点についても注意すべきである。即ち、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者は、従来の技術、もしくは本発明の明細書に述べる従来の技術、もしくは既存の方法に基づいて、本発明の標的である化合物を製造し、有機エレクトロルミネッセンス装置に応用することができる。
【００３６】
以下、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子、もしくは装置におけるホール注入層以外の各部材の構造と、及び適用される材料について説明する。
【００３７】
基板について述べると、基板は光線の照射される方向に基づいて光透過性とするか、もしくは不透明とする。エレクトロルミネッセンスの照射を基板側から観察しようとするのであれば、該基板は光透過性でなければならない。係る状況においては、一般にガラス、または有機材料を用いる。但し、エレクトロルミネッセンスの照射を上部電極側から観察しようとするのであれば、下層の支持物が光透過性を有するか否かは重要ではなくなる。この場合、基板の材料はガラス、プラスチック、半導体材料、セラミックス、回路ボード材料などを用いることができるが、これらに限らない。当然のことながら、係る構造の素子には光透過性の上部電気電極を提供しなければならない。
【００３８】
陽電極について述べると、陽電極は通常基板上に設けられる。エレクトロルミネッセンスの光線照射を陽電極側から観察するのであれば、陽電極は透明でなければならないが、もしくは一部の光線を透過させるものであってもよい。本発明においては一般に常用されるＩＴＯ(indium tin oxide，ITO)による透明陽電極を用いるが、その他金属酸化物であっても使用が可能である。これにはアルミ、もしくはインジウムをドーピングした亜鉛酸化物(indium doped zinc oxide，IZO)、ニッケル−タングステン酸化物(nickel-tungsten
oxide)を含むが、但しこれらに限らない。また、これら酸化物以外に例えば窒化ガリウム(gallium nitride)などの金属窒化物であってもよく、さらに例えばセレン化亜鉛(zinc selenide)などの金属セレン化物、例えば硫化亜鉛(zinc sulfide)などの金属硫化物なども使用することができる。
【００３９】
エレクトロルミネッセンス照射を、上部電極を介して観察する形態に応用するのであれば、光透過性は重要ではなく、如何なる導電性材料も使用することができる。透明、不透明、反射などの如何なる材料であってもよい。かかる応用には、例えば金、イリジウム、モリブデン、パラジウム、白金などを含む材料を用いることができるが、但しこれらに限らない。
【００４０】
一般に、陽電極材は、透明であろうとなかろうと、そのパワー関数は通常4.1 eVと等しいか、もしくはこれより大きい。必要とするよう電極材は蒸着、スパッタリング、化学気相成長法、もしくは電気化学などの方法で成長させる。また、陽電極は周知のマイクロフォトグラフィー方式(photolithography)を利用してエッチングし、パターン化する。
【００４１】
ホール輸送層(hole-transporting
layer, HTL)について述べると、有機ルミネッセンス素子のホール輸送層は、例えば芳香三級アミンなどの少なくとも一つのホール電動化合物を含む。この種の化合物は、炭素原子上の三価のみに結合する少なくとも一つの窒素原子を含むものと、目下推定されている。これら炭素原子は少なくとも一つの芳香環の内の一つを必要とする。これら芳香族三級アミンの内の一種の形式はアリールアミンであってもよく、例えばモノアライン基アミン、ジアライン基アミン、トリアライン基アミン、もしくは高分子のアライン基グループなどである。
【００４２】
モノ分子型トリアライン基アミンの典型的なものについては、Klupfel等の人士がU.S. Pat. No. 3,180,730で述べている。その他適合するトリアライン基アミンについては、Brantley等の人士がU.S. Pat.
Nos. 3,567,450、3,658,520で開示している。
【００４３】
１個、または複数のエチレン基自由基及び／もしくは少なくとも１個の活性窒素を収納したラジカルグループの代替となるトリ芳香族炭化水素アミンについて述べる。
【００４４】
最も使用頻度が高い一種の芳香族三級アミノは、U.S. Pat. Nos. 4,720,432及び5,061,569に開示される、少なくとも２個の芳香族三級アミンラジカルグループを含む芳香族三級アミンである。
【００４５】
以下、有用な芳香族三級アミンについて例証する。
1,1-ビス(4-ジ-パラ-トルエン基アミノ基フェニル基)環ヘキサン、
1,1-ビス(4-二-パラ-トルエン基アミノ基フェニル基)-4-フェニル基-環ヘキサン、
4,4’-ビス(ジフェニル基アミノ基)テトラフェニル、
ビス(4-二メチル基アミノ基-2-メチル基フェニル基)-フェニル基メタン、
N,N,N-三(パラ-トルエン基)アミン、
4-(二-パラ-トルエン基アミノ基)-4’-[4(二-パラ-トルエン基アミノ基)-スチレン基]スチルベン、
N,N,N’,N’-テトラ-パラ-トルエン基-4,4’-二アミノ基ビベンゼン、
N,N,N’,N’-テトラフェニル基-4,4’-ジアミノ基ビベンゼン、
N,N,N’,N’-テトラ-1-ナフチル基-4,4’-ジアミノ基ビベンゼン、
N,N,N’,N’-テトラ-2-ナフチル基-4,4’-ジアミノ基ビベンゼン、
N-フェニル基カルバゾール、
4,4’-ビス[N-(1-ナフチル基)-N-フェニル基アミノ基] ビベンゼン、
4,4’-ビス[N-(1-ナフチル基)-N-(2-ナフチル基)アミノ基] ビベンゼン、
4,4’’-ビス[N-(1-ナフチル基)-N-フェニル基アミノ基]パラ-ビトリベンゼン、
4,4’-ビス[N-(2-ナフチル基)-N-フェニル基アミノ基]ビベンゼン、
1,5-ビス[N-(1-ナフチル基)-N-フェニル基アミノ基]ナフタリン、
4,4’-ビス[N-(9-アントラセン基)-N-フェニル基アミノ基]ビベンゼン、
4,4’’-ビス[N-(1-アントラセン基)-N-フェニル基アミノ基]パラ-ビトリベンゼン、
4,4’’-ビス[N-(2-フェナントレン基)-N-フェニル基アミノ基]ビベンゼン、
4,4’’-ビス[N-(8-フッ素アントラセンアルケニル基)-N-フェニル基アミノ基]ビベンゼン、
4,4’’-ビス[N-(2-pyrenyl)-N-フェニル基アミノ基]ビベンゼン、
4,4’’-ビス[N-(2-naphthacenyl)-N-フェニル基アミノ基]ビベンゼン、
4,4’’-ビス[N-(2-perylenyl)-N-フェニル基アミノ基]ビベンゼン、
4,4’’-ビス[N-(2-苛性基)-N-フェニル基アミノ基]ビベンゼン、
2,6-ビス(二-パラ-メチルフェニル基アミノ基)ナフタリン、
2,6-ビス(二-(1-ナフチル基)アミノ基)ナフタリン、
2,6-ビス[N-(1-ナフチル基)-N-(2-ナフチル基)アミノ基]ナフタリン、
N,N,N’,N’-四(2-ナフチル基)-4,4’’-ジアミノ基-パラ-ビトリベンゼン、
4,4’-ビス{N-フェニル基-N-[4-(1-ナフチル基)-フェニル基]アミノ基}ビベンゼン、
4,4’-ビス[N-フェニル基-N-(2-pyrenyl)アミノ基]ビベンゼン、
2,6-ビス[N,N-二(2-ナフチル基)アミノ基]フルオレン、もしくは
1,5-ビス[N-(1-ナフチル基)-N-フェニル基アミノ基]ナフタリン。
【００４６】
別途、有用な正孔輸送材料として、EP
1 009 041に開示される多環性芳香族化合物が挙げられる。また、例えば、ポリ(N-エチレン基カルバゾール)(PVK)、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、コモポリマーなどの高分子タイプの正孔輸送材料を使用することもできる。また、例えばポリ(3,4-エチレン基二酸チオフェン)/ポリ(4-スチレン-炭酸塩)も亦、PEDOT/PSSと称することができる。
【００４７】
発光層(Light-emitting
layer, LEL)について述べると、例えばU.S.
Pat. Nos. 4,769,292、5,935,721に開示されるように、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層１０９は、発光性、もしくは蛍光性材料によって構成される。この領域は電子・正孔ペアが再結合して励起発光する場所でもある。
【００４８】
発光層は単一の材料によってなる。但し、通常はメイン発光材料と、サブ発光材料、もしくは発光可能な如何なる光色のドーピング物を含む。
【００４９】
発光層におけるメイン発光材料は電子輸送材料（以下参照）か、正孔輸送材料（上述参照）か、その他材料であって電子・正孔ペアの再結合に供する材料との組み合わせであってもよい。ドーピング物は通常高蛍光効率の染料から選択される。但し、燐光化合物、例えばWO 98/55561、WO 00/18851、WO 00/57676、WO 00/70655に開示される遷移金属錯体を使用することもできる。また、ドーピング物をメイン発光材料にドーピングする場合の比例は、通常０．０１から１０％である。
【００５０】
ドーピング物として染料を選択する場合バンドギャップ電位(bandgap potential)の比較がキーポイントとなる。バンドギャップ電位とは電子に占有された最も高い価電子帯の頂上領域(highest
occupied molecular orbital)から最も低い空の伝導帯の底の領域(lowest unoccupied molecular orbital)までのエネルギー準位の差を指す。
【００５１】
メイン発光材料からドーピング部の高効率エネルギー転移を達成しようとすれは、ドーピング物のバンドギャップはメイン発光材料のバンドギャップより小さくなければならない。
【００５２】
すでに周知となり、かつ使用されたことのある発光体と発光材料は、次の特許に開示されている。但し、これらに限らない。U.S. Pat. Nos. 4,768,292，5,141,671，5,150,006，5,151,629，5,405,709，5,484,922，5,593,788，5,645,948，5,683,823，5,755,999，5,928,802，5,935,720，5,935,721、6,020,078。
【００５３】
8-カルボスチリル及び類似する派生物(化７３)によって構成される金属錯体は、有用な発光体化合物の一種である。特に波長が５００ｎｍより大きいエレクトロルミネッセンス、例えば緑色、黄色、オレンジＩＴＯ、赤色の光線の発光に適する。
【化７３】
【００５４】
以下、有用で、キレート可能な8-カルボスチリル類(oxinoide)化合物を例証する。
CO-1：トリ(8-ヒドロキシキノリン根)アルミニウム (III)
CO-2：ビス(8-ヒドロキシキノリン根)マグネシウム(II)
CO-3：ビス[ベンゾ{f}-8-ヒドロキシキノリン根]亜鉛(II)
CO-4：ビス(2-メチル基-8-ヒドロキシキノリン根)アルミニウム(III)-μ-オキソ-ビス(2-メチル基-8-ヒドロキシキノリン) アルミニウム(III)
CO-5：トリ(8-アルミニウム)インジウム
CO-6：トリ(5-メチル基-8-ヒドロキシキノリン根)アルミニウム(III)
CO-7：(8-ヒドロキシキノリン根)リチウム(I)
CO-8：トリ(8-ヒドロキシキノリン根)ガリウム(III)]
CO-9：テトラ(8-ヒドロキシキノリン根)ジルコニウム(IV)]
CO-10：ビス(2-メチル基-8-ヒドロキシキノリン根)-4-フェニル基フェノール根アルミニウム(III)
【００５５】
9,10-二-(2-ナフチル基)アントラセンの派生物(化７４)は、有用なメイン発光体の一種を構成する。特に波長が４００ｎｍより大きいエレクロトルミネッセンス、例えば青色、緑色、黄色、オレンジ色、赤色光線の発光に適する。
【化７４】
【００５６】
例証には、9,10-二-(2-ナフチル基)アントラセン、2-第三-ブチル基-9,10-二-(2-ナフチル基)アントラセンを含む。その他発光層のメイン発光体とすることのできるアントラセン派生物には、9,10-ビス[4-(2,2-二フェニル基エチレン基)フェニル基]アントラセン派生物、及びEP
681,019に開示されるフェニル基アントラセン派生物が挙げられる。
【００５７】
U.S. Pat. No.
5,121,029に開示される ジ二スチレン基芳香族化合物派生物も発光層の有効なメイン発光体とすることができる。蛍光ドーピング物として適したものには次のものには、例えばアントラセン、テトラフェニル(tetracene)、ジベンゾピラン、perylene、ルブレン(rubrene)、クマリン(coumarin)、ローダミン(rodamine)、キナクリドン(quinacridone)、ジシアンメチレンフラン、チオピラン(thiopyran)、ポリメチン(polymethine)、pyrilium、 thiapyrilium、carbostyryl化合物などの融合環、雑環から派生する化合物、及びその他化合物を含む。
【００５８】
以下、有用な一部のドーピング物について例証する。但し、これらに限らない。
【化７５】
【００５９】
化７５におけるＲは水素、もしくは第三ブチル基であってよい。
もしくは、化７６に開示する化合物であってもよい。
【化７６】
【００６０】
化７６においてn = 1か、もしくは２であってR1, R2, R3,
R4 はフェニル基，1-ナフチル基，2-ナフチル基，9-アントラセン基から選択するか、もしくはこれらの代替であってもよい。
もしくは化７７に開示する化合物であってもよい。
【化７７】
【００６１】
化７７における R9, R10,
R11, R12 は、1-ナフチル基，2-ナフチル基，9-アントラセン基から選択するか、もしくはこれらの代替であってもよい。
もしくは化７８に開示する化合物であってもよい。
【化７８】
【００６２】
化７８におけるR13,
R14,Xは代替、もしくは非代替のフェニル基，1-ナフチル基，2-ナフチル基，9-アントラセン基、から選択される。
もしくは化７９に開示される化合であってもよい。
【化７９】
【００６３】
化７９におけるＲは水素か、または第三ブチル基である。
もしくは化８０に開示する化合物であってもよい。
【化８０】
【００６４】
化８０におけるＲは水素か、もまたは第三ブチル基である。
もしくは化８１に開示する化合物であってもよい。
【化８１】
【００６５】
化８１におけるＲは水素、フェニル基、またはメチル基である。
もしくは化８２に開示する化合物であってもよい。
【化８２】
【００６６】
5,6,11,12- −tetraphenylnaphthacene
(ルブレン)は、広く研究され、かつ使用されている黄色ドーピング物である。一部の研究報告（Y. Sato
et al, Syn. Met., 1997, 91, 103）によれは、該化合物は１００％に近い量子効率、７％に達する抗濃度消光、二極性、さらには素子の安定性と寿命を高めるという特性を有し、一般のメイン発光体、もしくは正孔輸送材料におけるメイン発光体として用いられる。例えば台湾特許第１２４２５９５号に開示される。
【化８３】
【００６７】
もしくは化８４に開示する化合物であってもよい。
【化８４】
【００６８】
もしくは化８５に開示する化合物であってもよい。
【化８５】
【００６９】
もしくは化８６に開示する化合物であってもよい。
【化８６】
【００７０】
もしくは化８７に開示する化合物であってもよい。
【化８７】
【００７１】
もしくは化８８に開示する化合物であってもよい。
【化８８】
【００７２】
もしくは化８９に開示する化合物であってもよい。
【化８９】
【００７３】
もしくは化９０に開示する化合物であってもよい。
【化９０】
【００７４】
もしくは化９１に開示する化合物であってもよい。
【化９１】
【００７５】
もしくは化９２に開示する化合物であってもよい。
【化９２】
【００７６】
以下、電子輸送層(Elctron-transporting layer, ETL)について述べる。
この発明において、有機エレクトロルミネッセンス（以下有機ＥＬと称する）に適した電子輸送層のフィルム材料は金属キレート8-ヒドロキシキノリン類(oxinoid)化合物であって、8-ヒドロキシキノリン (oxine)キレート基(一般に、8-キノリン・アルコール、もしくは8-ヒドロキシキノリンに関連する)を含む。
【００７７】
この類の化合物は、電子の注入と輸送を助け、高い効率の、かつ製造しやすいフィルムの形態であって、重要な8-ヒドロキシキノリン類化合物は上述する分子の構造式（Ｅ）に適合する化合物である。
その他有用な電子輸送材料にはU.S.
Pat. No. 4,356,429に開示されるブタジエン派生物、及びU.S. Pat. No. 4,539,507ｍに記載される各種の雑環光學増白剤(heterocyclic optical brighteners)を含み、分子構造式（Ｇ）に適合するベンゾアゾールも有用な電子輸送材料である。
【００７８】
一部の例では、発光層と電子輸送層は選択的に連結して単一の層とし、発光と電子の輸送を兼ねるようにすることができる。
【００７９】
以下、陽電極(Cathode)について述べる。
励起発光した光線が陽電極を透過するように設計するのであれば、この発明において陰電極は、ほとんどのいかなる材料を用いてもよい。特に、必要性に応じた材料には、好ましい成膜性を有し、陰電極とその下の有機層の好ましい接触を保持して低電圧における電子の注入効率を高め、かつ好ましい安定性を維持できるという特性を有することが求められる。
【００８０】
有用な陰電極材料は通常低パワー関数の金属(＜4.0 eV)、もしくは金属合金が挙げられ、例えばU.S. Pat. No. 4,885,221に開示されるマグネシウム、銀合金(Mg:Ag)は、適した陰電極材料の一つといえる。その内、銀の比率は１：２０％である。
【００８１】
別途、陰電極に適した材料には、厚膜導電金属層で低於アワー関数の金属の薄膜、もしくは金属塩を被覆してなる二層構造のものが含まれる。例えばU.S. Pat. No. 5,677,572に開示される陰電極は、LiF薄膜層とAl圧膜層とによって構成される。
【００８２】
その他、有用な陰電極材料には、U.S.
Pat. Nos. 5,059,861、5,059,862、6,140,763に開示される材料が含まれるが、但しこれらに限らない。
【００８３】
励起発光した光線が陰電極を透過して照射されるように設計するのであれば、陰電極は透明か、もしくは透明に近くなければならない。係る状況においては、金属膜は薄くなければならず、もしくは透明の導電性酸化物を使用しなければならない。または、これらの材料を組み合わせてもよい。
【００８４】
U.S. Pat. No. 5,776,623には、光学光透過性電極に関して詳細に記載されている。即ち、陰電極を成長させる方法には蒸着
(evaporation)、スパッタリング(sputtering)、または化学気相成長(chemical vapor deposition)などを含み、必要に応じてパターン化することができる。これには、スルーマスク成長(through-mask
deposition)などの周知の多くの方法が含まれるが、但し、これらにかぎらない。例えばU.S. Pat. No. 5,276,380、EP 0 732 868に開示されるインテグラル・シャドーマスキング技術(integral shadow masking)、レーザーアブレーション(laser ablation)、選択的化学気相成長なども挙げることができる。
【００８５】
また、有機ＥＬの発光色、発光効率、発光の安定性、素子の寿命、素子の製造方法などを改善するためには、次のアメリカ合衆国特許を参考にすることができる。即ち、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、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号などである。
【００８６】
この発明における他の好ましい実施例において、有機ＥＬ装置は表示装置である、一般に、該標示装置はテレビジョン、携帯電話機、コンピュータ用ディスプレー、モニター、各種の個人、家庭、オフィース及び／もしくは交通の手段に使用される装置及び／もしくは電器製品、またはそのた表示装置を用いる装置及び／もしくは電器製品に応用される。
【００８７】
以下、正孔注入層について述べる。この発明の主要な点は、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、もしくは発光層などの有機層材料とすることのできるアントラセン類化合物を提供することにある。該アントラセン類化合物は、アントラセンを基本のプライマリーキーとして、その内の一位置をメチル基で代替基とし、かつ化９３に開示するようにArは1-ナフチル基か、4-(1-ナフタリン)-フェニル基か、4-(2-ナフタリン)-フェニル基か、4-ビフェニル基から選択する。
【化９３】
【００８８】
次に、この発明による有機ＥＬ装置の製造工程に係る実施例を説明する。
先ず、次に掲げる装置を用意する。
【００８９】
核磁気共鳴(NMR) スペクトラム装置であって、VARIAN Unity 300MHz核磁気共鳴スペクトラム装置で測量し、かつCDCl3を測量の標準化合物とする。
【００９０】
マススペクトロメータであって、MICROMASS
TRIO-2000 GC/MSで、高速電子衝撃(FAB)分離法で測定する。
【００９１】
真空薄膜蒸着機(coater)であって、ＴＲＣの１８インチのスピン蒸着。６つの基板の載置が可能で、２つの機動ダンパー、８つの電熱るつぼ、５つの震動センサ、ＩＣ−５膜厚制御メータ、及び拡散式ポンプを具える。
【００９２】
カラーメーター(colorimeter)であって、PhotoResearch PR-650を使って測定する。
【００９３】
電源供給器(programmable
power supply)であって、KEITHLEY
2400を使って電流を供給する。
【００９４】
製造工程は次のとおりである。
基板を洗浄する。予めエッチングしたＩＴＯ基板（サイズは４０×４０ｎｍほど）を準備する。該基板をアセトン、メチルアルコール、イオン除去水で洗浄し、レンジに載置して、１３０度の温度で１時間加熱する。
【００９５】
次いで、基板の前処理を行う。即ち、ＩＴＯ基板を取り出し、プラズマ処理器に入れて、従来の活性化のステップで活性化を行う。
【００９６】
次いで、蒸着を行う。前処理を完成させたＩＴＯ基板を蒸着装置内のスピンテーブル上に載置し、該蒸着装置のチャンバーの真空度が10-6Torrに達した時点で蒸着材料を加熱する。この場合、蒸着の速度は石英センサによって監視する。例えば、２Ａ／Ｓの速度で正孔注入層を蒸着する場合、２Ａ／Ｓの速度でＮＰＢを蒸着し、２Ａ／Ｓの速度でAlq3を蒸着し、さらに０．１Ａの速度でLiFを蒸着し、１０Ａ／Ｓの速度でAlを蒸着する。
【００９７】
次いで、素子をパッケージする。パッケージカバーはガラス素材を用いる。ガラスカバーにＵＶゲルを塗布し、製造した素子とパッケージカバーとを窒素グローブボックス内に入れ、さらに荷重をかけてＩＴＯ基板と派ケージカバーとを密着させ、かつＵＶ光線でゲルの重合反応を進行させる。
【００９８】
次いで、素子の色と発光度を測定する。即ち、パッケージした素子をLabVIEWプログラムの監視下において電源供給器から電流を供給し、分光光度計で素子のスペクトル、発光度、発光色度 (CIEx,y)等の特性を測定する。
【００９９】
化合物の合成は、次の式のとおりである。
【化９４】
【０１００】
以下、ＥＭ−１の合成について述べる。
１リットルの三口フラスコ内に窒素ガスを通過させて、１７．５ｇの10-dibromo-2-methylanthracene、２００ｍｌのトルエン、１８．９ｇの1-naphthaleneboronic acid、１００ｍｌの２Ｍ炭酸ナトリウム溶液、２０ｍｌのエチルアルコール、及び０、５７ｇのtetrakis(triphenylphosphine)palladium(0)の順に加えて１２時間回流加熱を行い、酢酸カルボエトキシルで抽出し、適量の無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、濃縮し、さらにカラムクロマトグラフィーによって純化して、うすい黄色の固体１５．９ｇを得て、最後に真空昇華で純化し、かつ核磁気共鳴スペクトラム装置（ＮＭＲ）とマススペクトロメータ(GC-Mass)で分析した。
【０１０１】
以下、ＥＭ−２の合成について述べる。
１リットルの三口フラスコ内に窒素ガスを通過させて、１７．５ｇの9,10-dibromo-2-methylanthracene、２００ｍｌのトルエン、２１．８ｇの4-biphenylboronic acid、１００ｍｌの２Ｍ炭酸ナトリウム溶液、２０ｍｌのエチルアルコール、及び０、５７ｇのtetrakis(triphenylphosphine)palladium(0)の順に加えて１２時間回流加熱を行い、酢酸カルボエトキシルで抽出し、適量の無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、濃縮し、さらにカラムクロマトグラフィーによって純化して、うすい黄色の固体１６．１ｇを得て、最後に真空昇華で純化し、かつ核磁気共鳴スペクトラム装置（ＮＭＲ）とマススペクトロメータ(GC-Mass)で分析した。
【０１０２】
以下、ＥＭ−３の合成について述べる。
１リットルの三口フラスコ内に窒素ガスを通過させて、１７．５ｇの9,10-dibromo-2-methylanthracene、２００ｍｌのトルエン、２７．３ｇの4-(1-naphthyl)phenylboronic acid、１００ｍｌの２Ｍ炭酸ナトリウム溶液、２０ｍｌのエチルアルコール、及び０、５７ｇのtetrakis(triphenylphosphine)palladium(0)の順に加えて１２時間回流加熱を行い、酢酸カルボエトキシルで抽出し、適量の無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、濃縮し、さらにカラムクロマトグラフィーによって純化して、うすい黄色の固体２２．３ｇを得て、最後に真空昇華で純化し、かつ核磁気共鳴スペクトラム装置（ＮＭＲ）とマススペクトロメータ(GC-Mass)で分析した。
【０１０３】
以下、ＥＭ−４の合成について述べる。
１リットルの三口フラスコ内に窒素ガスを通過させて、１７．５ｇの9,10-dibromo-2-methylanthracene、２００ｍｌのトルエン、１４．９ｇの2-methylphenylboronic acid、１００ｍｌの２Ｍ炭酸ナトリウム溶液、２０ｍｌのエチルアルコール、及び０、５７ｇのtetrakis(triphenylphosphine)palladium(0)の順に加えて１２時間回流加熱を行い、酢酸カルボエトキシルで抽出し、適量の無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、濃縮し、さらにカラムクロマトグラフィーによって純化して、うすい黄色の固体１３ｇを得て、最後に真空昇華で純化し、かつ核磁気共鳴スペクトラム装置（ＮＭＲ）とマススペクトロメータ(GC-Mass)で分析した。
【０１０４】
以下、この発明の化合物によって構成される素子の色と発光度の測定について述べる。
図１に、この発明の具体的な実施例としての有機ルミネッセンスダイオード（以下ＯＬＥＤと称する）１0の断面図を開示する。図面によれば、ＯＥＬＤ１０は、透明ガラス、もしくはプラスチックによる基材１１を含み、透明で導電性の陽電極１２を基材１１の平面上に成長させ、有機正孔注入材料を陽電極１２上に成長させて正孔注入層１３を形成する。
【０１０５】
次に、正孔注入層１３の表面に有機正孔輸送層材料を成長させて有機正孔輸送層１４を形成する。
【０１０６】
次に、蛍光ドーピング物を含むメイン発光材料によって発光有機層１５を有機正孔輸送層１４上に形成する。
【０１０７】
次に、電子輸送材料を有機発光層１５の表面に成長させて電子輸送層１６を形成する。
【０１０８】
次に、電子注入材料を電子輸送層１６の表面に成長させて電子注入層１７を形成し、さらに金属導電層１８を電子注入層１７の表面に成長させて陰電極を形成する。
【０１０９】
本実施例において導電性の陽電極１２はp−型接点であって、陰電極１８はn
−型接点である。
【０１１０】
電源１９の負極端子は金属導電層１８に接続し、正極導電性の陽電極１２に接続する。
【０１１１】
電位が電源１０によって陽電極１２と金属導電層１８に加えられると、n −型接点（金属導電層18）から注入された電子が電子注入層１７と有機電子輸送層１６を通過して有機発光層１５に進入し、p
−型接点（陽電極１２）から注入された正孔が有機正孔注入層１３と有機正孔輸送層１４を通過して有機発光層１５に進入し、電子と成功が結合して光子を発射する。
【０１１２】
前述する色と発光度の測定法に基づいて、化合物ＥＭ−１からＥＭ４を正孔注入層として構成される素子の色と発光度を測定した。その結果を次に掲げる。
【実施例１】
【０１１３】
ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）ガラス基板を４０ｍｍ×４０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍとし、メチルアルコール内で１２分間の超音波洗浄を行った。次いで、紫外線（オゾンを発生させる）を１０分間照射した。
【０１１４】
洗浄したガラス基板を真空気相成長設備に移し、透明電極の表面に厚さ１００nmのフィルムＳ７０７（以下の式参照）を形成して透明電極を覆った。Ｓ７０７によって形成されるフィルムは第１正孔注入層（正孔輸送層）とした。
【０１１５】
フィルムＳ７０７の分子構造式は次の式のとおりである。
【化９５】
次いで、フィルムＳ７０７上に２０ｎｍのＮＰＢ（以下の式参照）を形成した。形成されたフィルムを第２正孔注入層（正孔輸送層）とした。
【０１１６】
該ＮＰＢの分子構造式は次の式とおりである。
【化９６】
【０１１７】
化合物ＥＭ１とＢＤ１（以下の式参照）とを混合して真空気相成長を行い、厚さが４０ｎｍで７％のＢＤ１を含む化合物ＥＭ１を形成し、発光層とした。
【０１１８】
該化合物ＢＤ１の分子構造式は次のとおりである。
【化９７】
【０１１９】
さらに、Ａｌｑ（以下の式参照）を形成して厚さ１０ｎｍのフィルムを形成して電子注入層とした。
【０１２０】
該Ａｌｑの分子構造式は次の式のとおりである。
【化９８】
【０１２１】
次いで、フッ化リチウムをＡｌｑ上に成長させて電子注入層（陰電極）とした。
【０１２２】
最後に、金属アルミニウムを気相成長させ金属陰電極を形成してＯＥＬＤの製造を完成させた。
【０１２３】
直流電圧６．９５Ｖで該ＯＥＬＤを駆動した結果、発生した青色光線は色純度（ＣＩＥ）が（０．１４５
，０．１７５ ）で、発光度が１２２６．５２ｃｄ／ｍ２、電流効率が６．１３ｃｄ／Ａであった。
【実施例２】
【０１２４】
実施例１のプロセスにしたがってＯＥＬＤを製造した。但し、化合物ＥＭ２を以って化合物ＥＭ１の代替とした。
【０１２５】
直流電圧８．０４Ｖで該ＯＥＬＤを駆動した結果、発生した青色光線は色純度（ＣＩＥ）が（
０．１４５ ，０．１８３ ）で、発光度が９９３．９４ｃｄ／ｍ２、電流効率が４．９７ｃｄ／Ａであった。
【実施例３】
【０１２６】
実施例１のプロセスにしたがってＯＥＬＤを製造した。但し、化合物ＥＭ３を以って化合物ＥＭ１の代替とした。
【０１２７】
直流電圧８．３５Ｖで該ＯＥＬＤを駆動した結果、発生した青色光線は色純度（ＣＩＥ）が（
０．１５２ ，０．１６９ ）で、発光度が１２３２．５８ｃｄ／ｍ２、電流効率が０．１６ｃｄ／Ａであった。
【実施例４】
【０１２８】
実施例１のプロセスにしたがってＯＥＬＤを製造した。但し、化合物ＥＭ４を以って化合物ＥＭ１の代替とした。
【０１２９】
直流電圧８．１３Ｖで該ＯＥＬＤを駆動した結果、発生した青色光線は色純度（ＣＩＥ）が（
０．１５１ ，０．１５１ ）で、発光度が１００８．３３ｃｄ／ｍ２、電流効率が５．０４ｃｄ／Ａであった。
【０１３０】
別途、実施例１のプロセスにしたがってＯＥＬＤを製造し、比較例とした。但し、化合物ＡＮＤ（以下参照）を以って化合物ＥＭ１の代替とした。
【０１３１】
直流電圧７．８１Ｖで該ＯＥＬＤを駆動した結果、発生した青色光線は色純度（ＣＩＥ）が（
０．１７２ ，０．２３６ ）で、発光度が１２３２．７３ｃｄ／ｍ２、電流効率が６．６１ｃｄ／Ａであった。
【０１３２】
該化合物ＡＤＮの分子構造式は次のとおりである。
【化９９】
【０１３３】
上述するそれぞれの実施例と比較例によって形成したＯＥＬＤについて、それぞれの電圧、発光度、色純度（ＣＩＥ）について比較した。その結果を表１に記載した。
【表１】
【０１３４】
ＯＥＬＤにこの発明による化合物ＥＭ１からＥＭ４を使用した場合、図２に開示するように高い発光効率を具え、かつ濃い青色光線を発する。有機小分子を材料として製造されたＯＥＬＤは、材料自体（均一なフィルム形態で存在する）が素子の操作（電流の流通）の過程において結晶を避けることができる。結晶は分子の体積を招き、蛍光であろうと燐光であろうと、本質のエレクトロツミネッセンス (electroluminescence)に消光(quenching)が発生して発光度が大幅に下降し、最終的には完全に発光しなくなる。このため、ＯＥＬＤの製造には、組成材料の分子の設計において非晶質 (amorphous)のガラス形態が強く求められる。
【０１３５】
図３Ａ、Ｂに、化合物ＥＭ−１とＡＤＮを大気、７０℃の温度環境を１０時間持続させた後、原子顕微鏡でフィルムの粗さを観測した結果を開示する。図３Ａに開示するように、化合物ＥＭ−１によるフィルムは平滑で非晶質の形態が見られる。但し、図３Ｂに開示するように、化合物ＡＤＮによるフィルムは粗く、結晶質の形態が見られる。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】従来の一般的なＯＥＬＤの構造を示した説明図である。
【図２】実施例と比較例の材料で製造したそれぞれの素子の発光に係るスペクトル図である。
【図３Ａ】化合物ＥＭ−１フィルムの粗さを観測した原子顕微鏡写真である。
【図３Ｂ】化合物ＡＤＭ−１フィルムの粗さを観測した原子顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【０１３７】
１０ 有機エレクトリクルミネッセンス装置
１１ ガラス基板
１２ 陽電極
１３ 正孔注入層
１４ 正孔輸送層
１５ 発光層
１６ 電子輸送層
１８ 金属陰電極
１９ 電極
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発光ダイオードに関し、特に好ましい安定性を有する新規なアントラセン化合物を利用した有機エレクトロルミネッセンス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アメリカ合衆国コダック社の▲とう▼青雲博士が、低駆動電圧の有機エレクトロルミネッセンス装置を発表して以来（C.W. Tang, Applied Physics Letters, 51, 913, 1987）、有機化合物を有機発光ダイオード装置の研究開発がブームとなった。有機発光ダイオード装置は有機質中間層を両電極（陽電極、陰電極）の間に挟んでサンドイッチ状のヘテロ構造を形成してなる。
【０００３】
前記陽電極は、高パワー関数を有する金属、もしくは導電性化合物であって、例えばITO、IZO、SnO2、ZnOなどに類似した透明金属酸化物か、もしくはpoly-Si、a-SiなどのＴＦＴ基材である。
【０００４】
前記陰電極は、低パワー関数を有する金属、もしくは導電性化合物であって、例えば Au、Al、In、Mg、Caか、もしくはこれらに類似した金属、合金である。
【０００５】
前記両電極の内、少なくとも一方は透明、または半透明であって、照射する光線を効率よく透過させることができる。
【０００６】
前記有機質中間層は、状況によって複数の層に形成される。この場合、各層の厚さは、特に厳密に制限されていなく、通常は５ｎｍから５μｍの間である。代表的なものとして両電極の間に三層の有機分子層を介在させた形式が挙げられる。この三層には電子輸送層と、発光層と、正孔輸送層とを含む。但し、駆動電圧を低下させるために、通常正孔注入層、または電子注入層を別途加える。もしくは発光効率を改善するために正孔隔離層、または電子隔離層を加える。よって、４層から６層の有機分子層によって有機発光ダイオード装置を構成する。
【０００７】
前記電子注入層は、通常アルカリ金属ハロゲン化物、もしくは窒素、酸素を含むアルカリ金属キレート物であって、例えばLiF、8-quinolinolato lithium (Liq)などである。
【０００８】
前記正孔注入層は、通常金属フタロシアニン（Metal Phthalocyanine）派生物、星状ポリアミン（polyamine）派生物、polyaniline派生物、 (Y. Yang et al, Syn. Met., 1997, 87, 171)
、全フッ化物、SiO2 (Z. B. Deng
et al, Appl. Phys. Lett., 1997, 74, 2227) 、もしくは正孔輸送層材料に酸化物をドーピングしたものであって、例えばCuPc (S. A. VanSlyke
et al, Appl. Phys. Lett., 1996, 69, 2160) 、MTDATA (Y. Shirota
et al, Appl. Phys. Lett., 1994, 65, 807)、TPD+SbCl6- (A. Yamamori et al, Appl. Phys. Lett.,
1998, 72, 2147)、PEDOT-PSS (A. Elschner et al, Syn. Met., 2000, 111, 139)などである。
【０００９】
前記電子輸送層は窒素、酸素によってなる金属キレート物 (T. Sano et al, J. Mater. Chem., 2000, 10, 157)、oxadiazole派生物、全フッ化多芳香環派生物、芳香環もしくはドーピングで代替とするsilole派生物、oligothiophene派生物、もしくはbenzimidazole派生物によって組成され、例えばtris(8-quinolinolato) aluminum (Alq3)、PBD (N. Johansson et al, Adv. Mater., 1998,
10, 1136)、PyPySiPyPy (M. Uchida et al, Chem.
Mater., 2001, 13, 2680)、BMB-3T (T. Noda et al, Adv. Mater., 1999, 11, 283)、PF-6P (Y. Sakamoto et al, J. Amer. Chem.
Soc., 2000, 122, 1832)、TPBI (Y. T. Tao et al, Appl. Phys. Lett.,
2000, 77, 933)などである。
【００１０】
前記正孔輸送層は、通常有機光導材料中の、正孔に対する電荷伝送材料によって組成される。この電荷伝送材料はtriazole派生物、oxadiazole派生物、imidazole派生物、phenylenediamine派生物、星状多アミン類派生物、spiro-linked分子派生物、またはarylamine派生物によって組成され、例えばNPBまたはその派生物 (Y.
Sato et al, Syn. Met., 2000, 111, 25) 、PTDATA (Y. Shirota et al, Syn. Met., 2000,
111, 387)、spiro-mTTB (U. Bach et al, Adv.
Mater., 2000, 12, 1060) などである。
【００１１】
有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）は、低駆動電圧を具えるという特性を有し、フルカラーのフラット表示装置に応用できることが実証されている。このため有機エレクトロルミネッセンス装置と、その材料の研究は世界的に注目され、開発が行われている。
【００１２】
有機エレクトロルミネッセンス装置の発光する光線の色彩、発光効率、発光の安定性、素子の寿命、素子の製造方法などを改善するために、研究、開発が進められた。その成果は次ぎに掲げる幾つかのアメリカ合衆国特許に見られる。即ち、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、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号などである。
【００１３】
有機エレクトロルミネッセンス装置の終極の目標の一つとしてパネル表示装置への応用が挙げられる。よって、商品化できる素子であって、好ましい発光効果と、発光する光線の色彩が得られるのみならず、好ましい素子の寿命が求められている。
【００１４】
主に青色光線を照射する発光体については、Phenylanthracene派生物の応用がJP Heisei 8(1996)-012600で発表されている。Anthracene派生物は青色光線の主要発光体とすることできるが、その寿命については更なる改良が望まれる。また、anthracene派生物の応用は、コダック社の石建民等( US Patent 5 935 721, 1999)が１９９９年にアメリカ合衆国特許において9,10-di-(2-naphthyl)anthracene (ADN)を有機エレクトロルミネッセンス装置の青色光線主要発光体とする技術を提示した。但し。ＡＤＮは容易に結晶化現象が容易に発生し、その寿命も改善が待たれる。
【特許文献１】アメリカ合衆国特許第４，３５６，４２９号公報
【特許文献２】アメリカ合衆国特許第４，５３９，５０７号公報
【特許文献３】アメリカ合衆国特許第４，７２０，４３２号公報
【特許文献４】アメリカ合衆国特許第４，８８５，２１１号公報
【特許文献５】アメリカ合衆国特許第５，１５１，６２９号公報
【特許文献６】アメリカ合衆国特許第５，１５０，００６号公報
【特許文献７】アメリカ合衆国特許第５，１４１，６７１号公報
【特許文献８】アメリカ合衆国特許第５，０７３，４４６号公報
【特許文献９】アメリカ合衆国特許第５，０６１，５６９号公報
【特許文献１０】アメリカ合衆国特許第５，０５９，８６２号公報
【特許文献１１】アメリカ合衆国特許第５，０５９，８６１号公報
【特許文献１２】アメリカ合衆国特許第５，０４７，６８７号公報
【特許文献１３】アメリカ合衆国特許第４，９５０，９５０号公報
【特許文献１４】アメリカ合衆国特許第４，７６９，２９２号公報
【特許文献１５】アメリカ合衆国特許第５，１０４，７４０号公報
【特許文献１６】アメリカ合衆国特許第５，２２７，２５２号公報
【特許文献１７】アメリカ合衆国特許第５，２５６，９４５号公報
【特許文献１８】アメリカ合衆国特許第５，０６９，９７５号公報
【特許文献１９】アメリカ合衆国特許第５，１２２，７１１号公報
【特許文献２０】アメリカ合衆国特許第５，３６６，８１１号公報
【特許文献２１】アメリカ合衆国特許第５，１２６，２１４号公報
【特許文献２２】アメリカ合衆国特許第５，１４２，３４３号公報
【特許文献２３】アメリカ合衆国特許第５，３８９，４４４号公報
【特許文献２４】アメリカ合衆国特許第５，４５８，９７７号公報
【特許文献２５】アメリカ合衆国特許第５, ９３５, ７２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
この発明は、有機エレクトロルミネッセンス装置に応用できる化合物であって、エレクトロルミネッセンス装置におけるホール注入層材料、ホール輸送層材料、もしくは発光層材料とすることができ、特に単独で正孔注入層材料とすることのできる化合物であって、有機エレクトロルミネッセンス装置に好ましい発光効率と長い使用寿命という特性を与える新規なアントラセン化合物と該アントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
そこで、本発明者は従来の技術に見られる欠点に基づき鋭意研究を重ねた結果、少なくとも陰電極と、陽電極と、及び該陰電極と該陽電極の間に介在する有機層とを含み、該有機層が次に掲げる化３７の材料を含み、かつ化３９におけるArがナフチル基(naphthyl)か、フェニル基(phenyl)か、もしくはビフェニル基(bipenyl)から選択されるアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置によって課題を解決できる点に鑑み、係る知見に持ちづいて本発明を完成させた。
【化３７】
【００１７】
以下、この発明について具体的に説明する。
請求項１に記載するアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置は、 少なくとも陰電極と、陽電極と、及び該陰電極と該陽電極の間に介在する有機層とを含み、該有機層が次に掲げる化３８の材料を含み、かつ化３８におけるArがナフチル基(naphthyl)か、フェニル基(phenyl)か、もしくはビフェニル基(bipenyl)から選択される。
【化３８】
【００１８】
請求項２に記載するアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置は、請求項１におけるArが1-naphthyl(1-ナフチル基)である。
【００１９】
請求項３に記載するアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置は、請求項１におけるArが4-(1-naphthyl)phenyl[4-(1-ナフチル基)-フェニル基]である。
【００２０】
請求項４に記載するアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置は、請求項１におけるArが4-(2-naphthyl)phenyl [4-(2-ナフチル)- フェニル基]である。
【００２１】
請求項５に記載するアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置は、請求項１におけるArが4-bipenyl(4-ビフェニル基)である。
【００２２】
請求項６に記載するアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置は、請求項１における有機層が正孔注入層と、正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層とを含み、かつこれらの層の内の少なくとも一つが次ぎの化３９の材料を含む。
【化３９】
【００２３】
請求項７に記載するアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置は、請求項１における有機層が発光層を含み、かつ該発光層が次ぎの化４０の材料を含む。
【化４０】
【００２４】
請求項８に記載するアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置は、 少なくとも陰電極と、陽電極と、該陰電極と該陽電極との間に介在する有機層とを含み、かつ該有機層が次ぎに掲げる化４１から化４８までのいずれかの材料を含む。
【化４１】
【化４２】
【化４３】
【化４４】
【化４５】
【化４６】
【化４７】
【化４８】
【００２５】
請求項９に記載するアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置は、請求項８における有機層が正孔注入層と、正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層とを含み、かつこれら各層の内の少なくとも一が、前記化４１から化４８に開示するＥＭ１からＥＭ８の化合物を含む。
【００２６】
請求項１０に記載するアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置は、請求項８における有機層が発光層を含み、かつ該発光層が、前記化４１から化４８に開示するＥＭ１からＥＭ８の化合物を含む。
【００２７】
請求項１１に記載するアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置は、少なくとも陰電極と、陽電極と、該陰電極と該陽電極との間に介在する発光層とを含み、かつ該発光層がメイン発光体と、及び０．０１から５０％重量比のドーピング物とを含み、かつ該メイン発光体が次に化４９の材料から選択される。
【化４９】
【００２８】
請求項１２に記載するアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置は、請求項１１におけるドーピング物の少なくとも一が、次ぎの化５０から化６６の化合物のいずれかから選択され、
かつ化５０におけるＲが水素か、または第三ブチル基であって、
化５１におけるn = 1または2であって、かつR1, R2, R3, R4 が代替、または非代替のフェニル基か、1-ナフチル基か、2-ナフチル基か、もしくは9-アントラセン基から選択され、
化５２におけるR9,
R10, R11, R12 が代替、または非代替のフェニル基か、1-ナフチル基か、2-ナフチル基か、もしくは9-アントラセン基から選択され、
化５３におけるR13,
R14,Xが代替、または非代替のフェニル基」，1-ナフチル基か、2-ナフチル基か、4-ビフェニル基か、もしくは9-アントラセン基から選択され、
化５４におけるＲが水素か、または第三ブチル基であって、
化５５におけるＲが水素か、フェニル基か、またはメチル基である。
【化５０】
【化５１】
【化５２】
【化５３】
【化５４】
【化５５】
【化５６】
【化５７】
【化５８】
【化５９】
【化６０】
【化６１】
【化６２】
【化６３】
【化６４】
【化６５】
【化６６】
【００２９】
請求項１３に記載するアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置は、 ガラス基板と、陽電極と、ホール注入層と、ホール輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層と、金属陰電極と、電源とを含み、
該発光層の蛍光メイン発光体材料が次ぎの化６７の材料であって、
該発光層の青色蛍光ドーピング物が次ぎの化６８から化７１の材料から選択され、
該正孔輸送層の蛍光ドーピング物が化７２の材料から選択され、
かつ化６８におけるＲが水素か、または第三ブチル基であって、
化６９におけるn = 1か、または或2であって、かつR1, R2, R3, R4 が代替、または非代替フェニル基か、1-ナフチル基か、2-ナフチル基か、もしくは9-アントラセン基から選択され、
化７０におけるR1,
R2, R3, R4 が代替、または非代替フェニル基か、1-ナフチル基か、2-ナフチル基か、もしくは9-アントラセン基から選択され
化７１におけるR1,
R2,Xが代替、もしくは非代替フェニル基か、1-ナフチル基か、2-ナフチル基か、もしくは9-アントラセン基から選択され、
化７２におけるRが水素か、メチル基か、第三ブチル基か、もしくはフェニル基であってもよい。
【化６７】
【化６８】
【化６９】
【化７０】
【化７１】
【化７２】
【発明の効果】
【００３０】
この発明の提供する有機エレクトロルミネッセンス装置に応用できる化合物は、エレクトロルミネッセンス装置におけるホール注入層材料、ホール輸送層材料、もしくは発光層材料とすることができ、特に単独で正孔注入層材料とすることができ、有機エレクトロルミネッセンス装置に好ましい発光効率と長い使用寿命という特性を与えることができ、従来有機エレクトロルミネッセンス装置に見られる欠点を改善できるという利点を有する
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
この発明は複数種の異なる有機エレクトロルミネッセンス装置に応用できる新規な化合物を提供する。該有機エレクトロルミネッセンス装置は陰電極と、陽電極と、該陰電極と陽電極との間に介在する有機層とを必要な構成要素とする。また、該有機層はホール注入層を、ホール輸送層と、発光層と、及び電子輸送層とを含む。
【００３２】
図１に有機エレクトロルミネッセンス装置の典型的な構造を開示する。図面によれば、基板１１と、陽電極１２と、必ずしも必須でないホール注入層１３と、ホール輸送層１４と、発光層１５と、電子輸送層１０と、電子注入層１７と、金属陰電極１８と、及び電源１９とを含む。
【００３３】
両電極間に印加すると、陽電極によって発生したホールと、陰電極によって発生した電子とが有機層に注入されて結合し、結合して励起子(excitons)となり、該励起子が励起状態から基底状態に戻る際に発光する。
【００３４】
上述する複数層に用いられる材料について詳述する。
基板は陰電極の隣に選択的に設置するか、もしくは基板を陰電極、または陽電極とする。さらに、すべての有機層を総合した厚さは、好ましくは５００ｎｍより小さくする。これらについて先ず注意すべきである。
【００３５】
また、次の点についても注意すべきである。即ち、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者は、従来の技術、もしくは本発明の明細書に述べる従来の技術、もしくは既存の方法に基づいて、本発明の標的である化合物を製造し、有機エレクトロルミネッセンス装置に応用することができる。
【００３６】
以下、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子、もしくは装置におけるホール注入層以外の各部材の構造と、及び適用される材料について説明する。
【００３７】
基板について述べると、基板は光線の照射される方向に基づいて光透過性とするか、もしくは不透明とする。エレクトロルミネッセンスの照射を基板側から観察しようとするのであれば、該基板は光透過性でなければならない。係る状況においては、一般にガラス、または有機材料を用いる。但し、エレクトロルミネッセンスの照射を上部電極側から観察しようとするのであれば、下層の支持物が光透過性を有するか否かは重要ではなくなる。この場合、基板の材料はガラス、プラスチック、半導体材料、セラミックス、回路ボード材料などを用いることができるが、これらに限らない。当然のことながら、係る構造の素子には光透過性の上部電気電極を提供しなければならない。
【００３８】
陽電極について述べると、陽電極は通常基板上に設けられる。エレクトロルミネッセンスの光線照射を陽電極側から観察するのであれば、陽電極は透明でなければならないが、もしくは一部の光線を透過させるものであってもよい。本発明においては一般に常用されるＩＴＯ(indium tin oxide，ITO)による透明陽電極を用いるが、その他金属酸化物であっても使用が可能である。これにはアルミ、もしくはインジウムをドーピングした亜鉛酸化物(indium doped zinc oxide，IZO)、ニッケル−タングステン酸化物(nickel-tungsten
oxide)を含むが、但しこれらに限らない。また、これら酸化物以外に例えば窒化ガリウム(gallium nitride)などの金属窒化物であってもよく、さらに例えばセレン化亜鉛(zinc selenide)などの金属セレン化物、例えば硫化亜鉛(zinc sulfide)などの金属硫化物なども使用することができる。
【００３９】
エレクトロルミネッセンス照射を、上部電極を介して観察する形態に応用するのであれば、光透過性は重要ではなく、如何なる導電性材料も使用することができる。透明、不透明、反射などの如何なる材料であってもよい。かかる応用には、例えば金、イリジウム、モリブデン、パラジウム、白金などを含む材料を用いることができるが、但しこれらに限らない。
【００４０】
一般に、陽電極材は、透明であろうとなかろうと、そのパワー関数は通常4.1 eVと等しいか、もしくはこれより大きい。必要とするよう電極材は蒸着、スパッタリング、化学気相成長法、もしくは電気化学などの方法で成長させる。また、陽電極は周知のマイクロフォトグラフィー方式(photolithography)を利用してエッチングし、パターン化する。
【００４１】
ホール輸送層(hole-transporting
layer, HTL)について述べると、有機ルミネッセンス素子のホール輸送層は、例えば芳香三級アミンなどの少なくとも一つのホール電動化合物を含む。この種の化合物は、炭素原子上の三価のみに結合する少なくとも一つの窒素原子を含むものと、目下推定されている。これら炭素原子は少なくとも一つの芳香環の内の一つを必要とする。これら芳香族三級アミンの内の一種の形式はアリールアミンであってもよく、例えばモノアライン基アミン、ジアライン基アミン、トリアライン基アミン、もしくは高分子のアライン基グループなどである。
【００４２】
モノ分子型トリアライン基アミンの典型的なものについては、Klupfel等の人士がU.S. Pat. No. 3,180,730で述べている。その他適合するトリアライン基アミンについては、Brantley等の人士がU.S. Pat.
Nos. 3,567,450、3,658,520で開示している。
【００４３】
１個、または複数のエチレン基自由基及び／もしくは少なくとも１個の活性窒素を収納したラジカルグループの代替となるトリ芳香族炭化水素アミンについて述べる。
【００４４】
最も使用頻度が高い一種の芳香族三級アミノは、U.S. Pat. Nos. 4,720,432及び5,061,569に開示される、少なくとも２個の芳香族三級アミンラジカルグループを含む芳香族三級アミンである。
【００４５】
以下、有用な芳香族三級アミンについて例証する。
1,1-ビス(4-ジ-パラ-トルエン基アミノ基フェニル基)環ヘキサン、
1,1-ビス(4-二-パラ-トルエン基アミノ基フェニル基)-4-フェニル基-環ヘキサン、
4,4’-ビス(ジフェニル基アミノ基)テトラフェニル、
ビス(4-二メチル基アミノ基-2-メチル基フェニル基)-フェニル基メタン、
N,N,N-三(パラ-トルエン基)アミン、
4-(二-パラ-トルエン基アミノ基)-4’-[4(二-パラ-トルエン基アミノ基)-スチレン基]スチルベン、
N,N,N’,N’-テトラ-パラ-トルエン基-4,4’-二アミノ基ビベンゼン、
N,N,N’,N’-テトラフェニル基-4,4’-ジアミノ基ビベンゼン、
N,N,N’,N’-テトラ-1-ナフチル基-4,4’-ジアミノ基ビベンゼン、
N,N,N’,N’-テトラ-2-ナフチル基-4,4’-ジアミノ基ビベンゼン、
N-フェニル基カルバゾール、
4,4’-ビス[N-(1-ナフチル基)-N-フェニル基アミノ基] ビベンゼン、
4,4’-ビス[N-(1-ナフチル基)-N-(2-ナフチル基)アミノ基] ビベンゼン、
4,4’’-ビス[N-(1-ナフチル基)-N-フェニル基アミノ基]パラ-ビトリベンゼン、
4,4’-ビス[N-(2-ナフチル基)-N-フェニル基アミノ基]ビベンゼン、
1,5-ビス[N-(1-ナフチル基)-N-フェニル基アミノ基]ナフタリン、
4,4’-ビス[N-(9-アントラセン基)-N-フェニル基アミノ基]ビベンゼン、
4,4’’-ビス[N-(1-アントラセン基)-N-フェニル基アミノ基]パラ-ビトリベンゼン、
4,4’’-ビス[N-(2-フェナントレン基)-N-フェニル基アミノ基]ビベンゼン、
4,4’’-ビス[N-(8-フッ素アントラセンアルケニル基)-N-フェニル基アミノ基]ビベンゼン、
4,4’’-ビス[N-(2-pyrenyl)-N-フェニル基アミノ基]ビベンゼン、
4,4’’-ビス[N-(2-naphthacenyl)-N-フェニル基アミノ基]ビベンゼン、
4,4’’-ビス[N-(2-perylenyl)-N-フェニル基アミノ基]ビベンゼン、
4,4’’-ビス[N-(2-苛性基)-N-フェニル基アミノ基]ビベンゼン、
2,6-ビス(二-パラ-メチルフェニル基アミノ基)ナフタリン、
2,6-ビス(二-(1-ナフチル基)アミノ基)ナフタリン、
2,6-ビス[N-(1-ナフチル基)-N-(2-ナフチル基)アミノ基]ナフタリン、
N,N,N’,N’-四(2-ナフチル基)-4,4’’-ジアミノ基-パラ-ビトリベンゼン、
4,4’-ビス{N-フェニル基-N-[4-(1-ナフチル基)-フェニル基]アミノ基}ビベンゼン、
4,4’-ビス[N-フェニル基-N-(2-pyrenyl)アミノ基]ビベンゼン、
2,6-ビス[N,N-二(2-ナフチル基)アミノ基]フルオレン、もしくは
1,5-ビス[N-(1-ナフチル基)-N-フェニル基アミノ基]ナフタリン。
【００４６】
別途、有用な正孔輸送材料として、EP
1 009 041に開示される多環性芳香族化合物が挙げられる。また、例えば、ポリ(N-エチレン基カルバゾール)(PVK)、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、コモポリマーなどの高分子タイプの正孔輸送材料を使用することもできる。また、例えばポリ(3,4-エチレン基二酸チオフェン)/ポリ(4-スチレン-炭酸塩)も亦、PEDOT/PSSと称することができる。
【００４７】
発光層(Light-emitting
layer, LEL)について述べると、例えばU.S.
Pat. Nos. 4,769,292、5,935,721に開示されるように、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層１０９は、発光性、もしくは蛍光性材料によって構成される。この領域は電子・正孔ペアが再結合して励起発光する場所でもある。
【００４８】
発光層は単一の材料によってなる。但し、通常はメイン発光材料と、サブ発光材料、もしくは発光可能な如何なる光色のドーピング物を含む。
【００４９】
発光層におけるメイン発光材料は電子輸送材料（以下参照）か、正孔輸送材料（上述参照）か、その他材料であって電子・正孔ペアの再結合に供する材料との組み合わせであってもよい。ドーピング物は通常高蛍光効率の染料から選択される。但し、燐光化合物、例えばWO 98/55561、WO 00/18851、WO 00/57676、WO 00/70655に開示される遷移金属錯体を使用することもできる。また、ドーピング物をメイン発光材料にドーピングする場合の比例は、通常０．０１から１０％である。
【００５０】
ドーピング物として染料を選択する場合バンドギャップ電位(bandgap potential)の比較がキーポイントとなる。バンドギャップ電位とは電子に占有された最も高い価電子帯の頂上領域(highest
occupied molecular orbital)から最も低い空の伝導帯の底の領域(lowest unoccupied molecular orbital)までのエネルギー準位の差を指す。
【００５１】
メイン発光材料からドーピング部の高効率エネルギー転移を達成しようとすれは、ドーピング物のバンドギャップはメイン発光材料のバンドギャップより小さくなければならない。
【００５２】
すでに周知となり、かつ使用されたことのある発光体と発光材料は、次の特許に開示されている。但し、これらに限らない。U.S. Pat. Nos. 4,768,292，5,141,671，5,150,006，5,151,629，5,405,709，5,484,922，5,593,788，5,645,948，5,683,823，5,755,999，5,928,802，5,935,720，5,935,721、6,020,078。
【００５３】
8-カルボスチリル及び類似する派生物(化７３)によって構成される金属錯体は、有用な発光体化合物の一種である。特に波長が５００ｎｍより大きいエレクトロルミネッセンス、例えば緑色、黄色、オレンジＩＴＯ、赤色の光線の発光に適する。
【化７３】
【００５４】
以下、有用で、キレート可能な8-カルボスチリル類(oxinoide)化合物を例証する。
CO-1：トリ(8-ヒドロキシキノリン根)アルミニウム (III)
CO-2：ビス(8-ヒドロキシキノリン根)マグネシウム(II)
CO-3：ビス[ベンゾ{f}-8-ヒドロキシキノリン根]亜鉛(II)
CO-4：ビス(2-メチル基-8-ヒドロキシキノリン根)アルミニウム(III)-μ-オキソ-ビス(2-メチル基-8-ヒドロキシキノリン) アルミニウム(III)
CO-5：トリ(8-アルミニウム)インジウム
CO-6：トリ(5-メチル基-8-ヒドロキシキノリン根)アルミニウム(III)
CO-7：(8-ヒドロキシキノリン根)リチウム(I)
CO-8：トリ(8-ヒドロキシキノリン根)ガリウム(III)]
CO-9：テトラ(8-ヒドロキシキノリン根)ジルコニウム(IV)]
CO-10：ビス(2-メチル基-8-ヒドロキシキノリン根)-4-フェニル基フェノール根アルミニウム(III)
【００５５】
9,10-二-(2-ナフチル基)アントラセンの派生物(化７４)は、有用なメイン発光体の一種を構成する。特に波長が４００ｎｍより大きいエレクロトルミネッセンス、例えば青色、緑色、黄色、オレンジ色、赤色光線の発光に適する。
【化７４】
【００５６】
例証には、9,10-二-(2-ナフチル基)アントラセン、2-第三-ブチル基-9,10-二-(2-ナフチル基)アントラセンを含む。その他発光層のメイン発光体とすることのできるアントラセン派生物には、9,10-ビス[4-(2,2-二フェニル基エチレン基)フェニル基]アントラセン派生物、及びEP
681,019に開示されるフェニル基アントラセン派生物が挙げられる。
【００５７】
U.S. Pat. No.
5,121,029に開示される ジ二スチレン基芳香族化合物派生物も発光層の有効なメイン発光体とすることができる。蛍光ドーピング物として適したものには次のものには、例えばアントラセン、テトラフェニル(tetracene)、ジベンゾピラン、perylene、ルブレン(rubrene)、クマリン(coumarin)、ローダミン(rodamine)、キナクリドン(quinacridone)、ジシアンメチレンフラン、チオピラン(thiopyran)、ポリメチン(polymethine)、pyrilium、 thiapyrilium、carbostyryl化合物などの融合環、雑環から派生する化合物、及びその他化合物を含む。
【００５８】
以下、有用な一部のドーピング物について例証する。但し、これらに限らない。
【化７５】
【００５９】
化７５におけるＲは水素、もしくは第三ブチル基であってよい。
もしくは、化７６に開示する化合物であってもよい。
【化７６】
【００６０】
化７６においてn = 1か、もしくは２であってR1, R2, R3,
R4 はフェニル基，1-ナフチル基，2-ナフチル基，9-アントラセン基から選択するか、もしくはこれらの代替であってもよい。
もしくは化７７に開示する化合物であってもよい。
【化７７】
【００６１】
化７７における R9, R10,
R11, R12 は、1-ナフチル基，2-ナフチル基，9-アントラセン基から選択するか、もしくはこれらの代替であってもよい。
もしくは化７８に開示する化合物であってもよい。
【化７８】
【００６２】
化７８におけるR13,
R14,Xは代替、もしくは非代替のフェニル基，1-ナフチル基，2-ナフチル基，9-アントラセン基、から選択される。
もしくは化７９に開示される化合であってもよい。
【化７９】
【００６３】
化７９におけるＲは水素か、または第三ブチル基である。
もしくは化８０に開示する化合物であってもよい。
【化８０】
【００６４】
化８０におけるＲは水素か、もまたは第三ブチル基である。
もしくは化８１に開示する化合物であってもよい。
【化８１】
【００６５】
化８１におけるＲは水素、フェニル基、またはメチル基である。
もしくは化８２に開示する化合物であってもよい。
【化８２】
【００６６】
5,6,11,12- −tetraphenylnaphthacene
(ルブレン)は、広く研究され、かつ使用されている黄色ドーピング物である。一部の研究報告（Y. Sato
et al, Syn. Met., 1997, 91, 103）によれは、該化合物は１００％に近い量子効率、７％に達する抗濃度消光、二極性、さらには素子の安定性と寿命を高めるという特性を有し、一般のメイン発光体、もしくは正孔輸送材料におけるメイン発光体として用いられる。例えば台湾特許第１２４２５９５号に開示される。
【化８３】
【００６７】
もしくは化８４に開示する化合物であってもよい。
【化８４】
【００６８】
もしくは化８５に開示する化合物であってもよい。
【化８５】
【００６９】
もしくは化８６に開示する化合物であってもよい。
【化８６】
【００７０】
もしくは化８７に開示する化合物であってもよい。
【化８７】
【００７１】
もしくは化８８に開示する化合物であってもよい。
【化８８】
【００７２】
もしくは化８９に開示する化合物であってもよい。
【化８９】
【００７３】
もしくは化９０に開示する化合物であってもよい。
【化９０】
【００７４】
もしくは化９１に開示する化合物であってもよい。
【化９１】
【００７５】
もしくは化９２に開示する化合物であってもよい。
【化９２】
【００７６】
以下、電子輸送層(Elctron-transporting layer, ETL)について述べる。
この発明において、有機エレクトロルミネッセンス（以下有機ＥＬと称する）に適した電子輸送層のフィルム材料は金属キレート8-ヒドロキシキノリン類(oxinoid)化合物であって、8-ヒドロキシキノリン (oxine)キレート基(一般に、8-キノリン・アルコール、もしくは8-ヒドロキシキノリンに関連する)を含む。
【００７７】
この類の化合物は、電子の注入と輸送を助け、高い効率の、かつ製造しやすいフィルムの形態であって、重要な8-ヒドロキシキノリン類化合物は上述する分子の構造式（Ｅ）に適合する化合物である。
その他有用な電子輸送材料にはU.S.
Pat. No. 4,356,429に開示されるブタジエン派生物、及びU.S. Pat. No. 4,539,507ｍに記載される各種の雑環光學増白剤(heterocyclic optical brighteners)を含み、分子構造式（Ｇ）に適合するベンゾアゾールも有用な電子輸送材料である。
【００７８】
一部の例では、発光層と電子輸送層は選択的に連結して単一の層とし、発光と電子の輸送を兼ねるようにすることができる。
【００７９】
以下、陽電極(Cathode)について述べる。
励起発光した光線が陽電極を透過するように設計するのであれば、この発明において陰電極は、ほとんどのいかなる材料を用いてもよい。特に、必要性に応じた材料には、好ましい成膜性を有し、陰電極とその下の有機層の好ましい接触を保持して低電圧における電子の注入効率を高め、かつ好ましい安定性を維持できるという特性を有することが求められる。
【００８０】
有用な陰電極材料は通常低パワー関数の金属(＜4.0 eV)、もしくは金属合金が挙げられ、例えばU.S. Pat. No. 4,885,221に開示されるマグネシウム、銀合金(Mg:Ag)は、適した陰電極材料の一つといえる。その内、銀の比率は１：２０％である。
【００８１】
別途、陰電極に適した材料には、厚膜導電金属層で低於アワー関数の金属の薄膜、もしくは金属塩を被覆してなる二層構造のものが含まれる。例えばU.S. Pat. No. 5,677,572に開示される陰電極は、LiF薄膜層とAl圧膜層とによって構成される。
【００８２】
その他、有用な陰電極材料には、U.S.
Pat. Nos. 5,059,861、5,059,862、6,140,763に開示される材料が含まれるが、但しこれらに限らない。
【００８３】
励起発光した光線が陰電極を透過して照射されるように設計するのであれば、陰電極は透明か、もしくは透明に近くなければならない。係る状況においては、金属膜は薄くなければならず、もしくは透明の導電性酸化物を使用しなければならない。または、これらの材料を組み合わせてもよい。
【００８４】
U.S. Pat. No. 5,776,623には、光学光透過性電極に関して詳細に記載されている。即ち、陰電極を成長させる方法には蒸着
(evaporation)、スパッタリング(sputtering)、または化学気相成長(chemical vapor deposition)などを含み、必要に応じてパターン化することができる。これには、スルーマスク成長(through-mask
deposition)などの周知の多くの方法が含まれるが、但し、これらにかぎらない。例えばU.S. Pat. No. 5,276,380、EP 0 732 868に開示されるインテグラル・シャドーマスキング技術(integral shadow masking)、レーザーアブレーション(laser ablation)、選択的化学気相成長なども挙げることができる。
【００８５】
また、有機ＥＬの発光色、発光効率、発光の安定性、素子の寿命、素子の製造方法などを改善するためには、次のアメリカ合衆国特許を参考にすることができる。即ち、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、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号などである。
【００８６】
この発明における他の好ましい実施例において、有機ＥＬ装置は表示装置である、一般に、該標示装置はテレビジョン、携帯電話機、コンピュータ用ディスプレー、モニター、各種の個人、家庭、オフィース及び／もしくは交通の手段に使用される装置及び／もしくは電器製品、またはそのた表示装置を用いる装置及び／もしくは電器製品に応用される。
【００８７】
以下、正孔注入層について述べる。この発明の主要な点は、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、もしくは発光層などの有機層材料とすることのできるアントラセン類化合物を提供することにある。該アントラセン類化合物は、アントラセンを基本のプライマリーキーとして、その内の一位置をメチル基で代替基とし、かつ化９３に開示するようにArは1-ナフチル基か、4-(1-ナフタリン)-フェニル基か、4-(2-ナフタリン)-フェニル基か、4-ビフェニル基から選択する。
【化９３】
【００８８】
次に、この発明による有機ＥＬ装置の製造工程に係る実施例を説明する。
先ず、次に掲げる装置を用意する。
【００８９】
核磁気共鳴(NMR) スペクトラム装置であって、VARIAN Unity 300MHz核磁気共鳴スペクトラム装置で測量し、かつCDCl3を測量の標準化合物とする。
【００９０】
マススペクトロメータであって、MICROMASS
TRIO-2000 GC/MSで、高速電子衝撃(FAB)分離法で測定する。
【００９１】
真空薄膜蒸着機(coater)であって、ＴＲＣの１８インチのスピン蒸着。６つの基板の載置が可能で、２つの機動ダンパー、８つの電熱るつぼ、５つの震動センサ、ＩＣ−５膜厚制御メータ、及び拡散式ポンプを具える。
【００９２】
カラーメーター(colorimeter)であって、PhotoResearch PR-650を使って測定する。
【００９３】
電源供給器(programmable
power supply)であって、KEITHLEY
2400を使って電流を供給する。
【００９４】
製造工程は次のとおりである。
基板を洗浄する。予めエッチングしたＩＴＯ基板（サイズは４０×４０ｎｍほど）を準備する。該基板をアセトン、メチルアルコール、イオン除去水で洗浄し、レンジに載置して、１３０度の温度で１時間加熱する。
【００９５】
次いで、基板の前処理を行う。即ち、ＩＴＯ基板を取り出し、プラズマ処理器に入れて、従来の活性化のステップで活性化を行う。
【００９６】
次いで、蒸着を行う。前処理を完成させたＩＴＯ基板を蒸着装置内のスピンテーブル上に載置し、該蒸着装置のチャンバーの真空度が10-6Torrに達した時点で蒸着材料を加熱する。この場合、蒸着の速度は石英センサによって監視する。例えば、２Ａ／Ｓの速度で正孔注入層を蒸着する場合、２Ａ／Ｓの速度でＮＰＢを蒸着し、２Ａ／Ｓの速度でAlq3を蒸着し、さらに０．１Ａの速度でLiFを蒸着し、１０Ａ／Ｓの速度でAlを蒸着する。
【００９７】
次いで、素子をパッケージする。パッケージカバーはガラス素材を用いる。ガラスカバーにＵＶゲルを塗布し、製造した素子とパッケージカバーとを窒素グローブボックス内に入れ、さらに荷重をかけてＩＴＯ基板と派ケージカバーとを密着させ、かつＵＶ光線でゲルの重合反応を進行させる。
【００９８】
次いで、素子の色と発光度を測定する。即ち、パッケージした素子をLabVIEWプログラムの監視下において電源供給器から電流を供給し、分光光度計で素子のスペクトル、発光度、発光色度 (CIEx,y)等の特性を測定する。
【００９９】
化合物の合成は、次の式のとおりである。
【化９４】
【０１００】
以下、ＥＭ−１の合成について述べる。
１リットルの三口フラスコ内に窒素ガスを通過させて、１７．５ｇの10-dibromo-2-methylanthracene、２００ｍｌのトルエン、１８．９ｇの1-naphthaleneboronic acid、１００ｍｌの２Ｍ炭酸ナトリウム溶液、２０ｍｌのエチルアルコール、及び０、５７ｇのtetrakis(triphenylphosphine)palladium(0)の順に加えて１２時間回流加熱を行い、酢酸カルボエトキシルで抽出し、適量の無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、濃縮し、さらにカラムクロマトグラフィーによって純化して、うすい黄色の固体１５．９ｇを得て、最後に真空昇華で純化し、かつ核磁気共鳴スペクトラム装置（ＮＭＲ）とマススペクトロメータ(GC-Mass)で分析した。
【０１０１】
以下、ＥＭ−２の合成について述べる。
１リットルの三口フラスコ内に窒素ガスを通過させて、１７．５ｇの9,10-dibromo-2-methylanthracene、２００ｍｌのトルエン、２１．８ｇの4-biphenylboronic acid、１００ｍｌの２Ｍ炭酸ナトリウム溶液、２０ｍｌのエチルアルコール、及び０、５７ｇのtetrakis(triphenylphosphine)palladium(0)の順に加えて１２時間回流加熱を行い、酢酸カルボエトキシルで抽出し、適量の無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、濃縮し、さらにカラムクロマトグラフィーによって純化して、うすい黄色の固体１６．１ｇを得て、最後に真空昇華で純化し、かつ核磁気共鳴スペクトラム装置（ＮＭＲ）とマススペクトロメータ(GC-Mass)で分析した。
【０１０２】
以下、ＥＭ−３の合成について述べる。
１リットルの三口フラスコ内に窒素ガスを通過させて、１７．５ｇの9,10-dibromo-2-methylanthracene、２００ｍｌのトルエン、２７．３ｇの4-(1-naphthyl)phenylboronic acid、１００ｍｌの２Ｍ炭酸ナトリウム溶液、２０ｍｌのエチルアルコール、及び０、５７ｇのtetrakis(triphenylphosphine)palladium(0)の順に加えて１２時間回流加熱を行い、酢酸カルボエトキシルで抽出し、適量の無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、濃縮し、さらにカラムクロマトグラフィーによって純化して、うすい黄色の固体２２．３ｇを得て、最後に真空昇華で純化し、かつ核磁気共鳴スペクトラム装置（ＮＭＲ）とマススペクトロメータ(GC-Mass)で分析した。
【０１０３】
以下、ＥＭ−４の合成について述べる。
１リットルの三口フラスコ内に窒素ガスを通過させて、１７．５ｇの9,10-dibromo-2-methylanthracene、２００ｍｌのトルエン、１４．９ｇの2-methylphenylboronic acid、１００ｍｌの２Ｍ炭酸ナトリウム溶液、２０ｍｌのエチルアルコール、及び０、５７ｇのtetrakis(triphenylphosphine)palladium(0)の順に加えて１２時間回流加熱を行い、酢酸カルボエトキシルで抽出し、適量の無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、濃縮し、さらにカラムクロマトグラフィーによって純化して、うすい黄色の固体１３ｇを得て、最後に真空昇華で純化し、かつ核磁気共鳴スペクトラム装置（ＮＭＲ）とマススペクトロメータ(GC-Mass)で分析した。
【０１０４】
以下、この発明の化合物によって構成される素子の色と発光度の測定について述べる。
図１に、この発明の具体的な実施例としての有機ルミネッセンスダイオード（以下ＯＬＥＤと称する）１0の断面図を開示する。図面によれば、ＯＥＬＤ１０は、透明ガラス、もしくはプラスチックによる基材１１を含み、透明で導電性の陽電極１２を基材１１の平面上に成長させ、有機正孔注入材料を陽電極１２上に成長させて正孔注入層１３を形成する。
【０１０５】
次に、正孔注入層１３の表面に有機正孔輸送層材料を成長させて有機正孔輸送層１４を形成する。
【０１０６】
次に、蛍光ドーピング物を含むメイン発光材料によって発光有機層１５を有機正孔輸送層１４上に形成する。
【０１０７】
次に、電子輸送材料を有機発光層１５の表面に成長させて電子輸送層１６を形成する。
【０１０８】
次に、電子注入材料を電子輸送層１６の表面に成長させて電子注入層１７を形成し、さらに金属導電層１８を電子注入層１７の表面に成長させて陰電極を形成する。
【０１０９】
本実施例において導電性の陽電極１２はp−型接点であって、陰電極１８はn
−型接点である。
【０１１０】
電源１９の負極端子は金属導電層１８に接続し、正極導電性の陽電極１２に接続する。
【０１１１】
電位が電源１０によって陽電極１２と金属導電層１８に加えられると、n −型接点（金属導電層18）から注入された電子が電子注入層１７と有機電子輸送層１６を通過して有機発光層１５に進入し、p
−型接点（陽電極１２）から注入された正孔が有機正孔注入層１３と有機正孔輸送層１４を通過して有機発光層１５に進入し、電子と成功が結合して光子を発射する。
【０１１２】
前述する色と発光度の測定法に基づいて、化合物ＥＭ−１からＥＭ４を正孔注入層として構成される素子の色と発光度を測定した。その結果を次に掲げる。
【実施例１】
【０１１３】
ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）ガラス基板を４０ｍｍ×４０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍとし、メチルアルコール内で１２分間の超音波洗浄を行った。次いで、紫外線（オゾンを発生させる）を１０分間照射した。
【０１１４】
洗浄したガラス基板を真空気相成長設備に移し、透明電極の表面に厚さ１００nmのフィルムＳ７０７（以下の式参照）を形成して透明電極を覆った。Ｓ７０７によって形成されるフィルムは第１正孔注入層（正孔輸送層）とした。
【０１１５】
フィルムＳ７０７の分子構造式は次の式のとおりである。
【化９５】
次いで、フィルムＳ７０７上に２０ｎｍのＮＰＢ（以下の式参照）を形成した。形成されたフィルムを第２正孔注入層（正孔輸送層）とした。
【０１１６】
該ＮＰＢの分子構造式は次の式とおりである。
【化９６】
【０１１７】
化合物ＥＭ１とＢＤ１（以下の式参照）とを混合して真空気相成長を行い、厚さが４０ｎｍで７％のＢＤ１を含む化合物ＥＭ１を形成し、発光層とした。
【０１１８】
該化合物ＢＤ１の分子構造式は次のとおりである。
【化９７】
【０１１９】
さらに、Ａｌｑ（以下の式参照）を形成して厚さ１０ｎｍのフィルムを形成して電子注入層とした。
【０１２０】
該Ａｌｑの分子構造式は次の式のとおりである。
【化９８】
【０１２１】
次いで、フッ化リチウムをＡｌｑ上に成長させて電子注入層（陰電極）とした。
【０１２２】
最後に、金属アルミニウムを気相成長させ金属陰電極を形成してＯＥＬＤの製造を完成させた。
【０１２３】
直流電圧６．９５Ｖで該ＯＥＬＤを駆動した結果、発生した青色光線は色純度（ＣＩＥ）が（０．１４５
，０．１７５ ）で、発光度が１２２６．５２ｃｄ／ｍ２、電流効率が６．１３ｃｄ／Ａであった。
【実施例２】
【０１２４】
実施例１のプロセスにしたがってＯＥＬＤを製造した。但し、化合物ＥＭ２を以って化合物ＥＭ１の代替とした。
【０１２５】
直流電圧８．０４Ｖで該ＯＥＬＤを駆動した結果、発生した青色光線は色純度（ＣＩＥ）が（
０．１４５ ，０．１８３ ）で、発光度が９９３．９４ｃｄ／ｍ２、電流効率が４．９７ｃｄ／Ａであった。
【実施例３】
【０１２６】
実施例１のプロセスにしたがってＯＥＬＤを製造した。但し、化合物ＥＭ３を以って化合物ＥＭ１の代替とした。
【０１２７】
直流電圧８．３５Ｖで該ＯＥＬＤを駆動した結果、発生した青色光線は色純度（ＣＩＥ）が（
０．１５２ ，０．１６９ ）で、発光度が１２３２．５８ｃｄ／ｍ２、電流効率が０．１６ｃｄ／Ａであった。
【実施例４】
【０１２８】
実施例１のプロセスにしたがってＯＥＬＤを製造した。但し、化合物ＥＭ４を以って化合物ＥＭ１の代替とした。
【０１２９】
直流電圧８．１３Ｖで該ＯＥＬＤを駆動した結果、発生した青色光線は色純度（ＣＩＥ）が（
０．１５１ ，０．１５１ ）で、発光度が１００８．３３ｃｄ／ｍ２、電流効率が５．０４ｃｄ／Ａであった。
【０１３０】
別途、実施例１のプロセスにしたがってＯＥＬＤを製造し、比較例とした。但し、化合物ＡＮＤ（以下参照）を以って化合物ＥＭ１の代替とした。
【０１３１】
直流電圧７．８１Ｖで該ＯＥＬＤを駆動した結果、発生した青色光線は色純度（ＣＩＥ）が（
０．１７２ ，０．２３６ ）で、発光度が１２３２．７３ｃｄ／ｍ２、電流効率が６．６１ｃｄ／Ａであった。
【０１３２】
該化合物ＡＤＮの分子構造式は次のとおりである。
【化９９】
【０１３３】
上述するそれぞれの実施例と比較例によって形成したＯＥＬＤについて、それぞれの電圧、発光度、色純度（ＣＩＥ）について比較した。その結果を表１に記載した。
【表１】
【０１３４】
ＯＥＬＤにこの発明による化合物ＥＭ１からＥＭ４を使用した場合、図２に開示するように高い発光効率を具え、かつ濃い青色光線を発する。有機小分子を材料として製造されたＯＥＬＤは、材料自体（均一なフィルム形態で存在する）が素子の操作（電流の流通）の過程において結晶を避けることができる。結晶は分子の体積を招き、蛍光であろうと燐光であろうと、本質のエレクトロツミネッセンス (electroluminescence)に消光(quenching)が発生して発光度が大幅に下降し、最終的には完全に発光しなくなる。このため、ＯＥＬＤの製造には、組成材料の分子の設計において非晶質 (amorphous)のガラス形態が強く求められる。
【０１３５】
図３Ａ、Ｂに、化合物ＥＭ−１とＡＤＮを大気、７０℃の温度環境を１０時間持続させた後、原子顕微鏡でフィルムの粗さを観測した結果を開示する。図３Ａに開示するように、化合物ＥＭ−１によるフィルムは平滑で非晶質の形態が見られる。但し、図３Ｂに開示するように、化合物ＡＤＮによるフィルムは粗く、結晶質の形態が見られる。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】従来の一般的なＯＥＬＤの構造を示した説明図である。
【図２】実施例と比較例の材料で製造したそれぞれの素子の発光に係るスペクトル図である。
【図３Ａ】化合物ＥＭ−１フィルムの粗さを観測した原子顕微鏡写真である。
【図３Ｂ】化合物ＡＤＭ−１フィルムの粗さを観測した原子顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【０１３７】
１０ 有機エレクトリクルミネッセンス装置
１１ ガラス基板
１２ 陽電極
１３ 正孔注入層
１４ 正孔輸送層
１５ 発光層
１６ 電子輸送層
１８ 金属陰電極
１９ 電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも陰電極と、陽電極と、及び該陰電極と該陽電極の間に介在する有機層とを含み、該有機層が次に掲げる式１の材料を含み、かつ化１におけるArがナフチル基(naphthyl)か、フェニル基(phenyl)か、もしくはビフェニル基(bipenyl)から選択されることを特徴とするアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置。
【化１】
【請求項２】
前記Arが1-naphthyl(1-ナフチル基)であることを特徴とする請求項１に記載のアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項３】
前記Arが4-(1-naphthyl)phenyl [4-(1-ナフチル基)-フェニル基]であることを特徴とする請求項１に記載のアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項４】
前記Arが4-(2-naphthyl)phenyl [4-(2-ナフチル)- フェニル基]であることを特徴とする請求項１に記載のアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項５】
前記Arが4-bipenyl(4-ビフェニル基)であることを特徴とする請求項１に記載のアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項６】
前記有機層が正孔注入層と、正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層とを含み、かつこれらの層の内の少なくとも一つが次ぎの化２の材料を含むことを特徴とする請求項１に記載のアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置。
【化２】
【請求項７】
前記有機層が発光層を含み、かつ該発光層が次ぎの化３の材料を含むことを特徴とする請求項１に記載のアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置。
【化３】
【請求項８】
少なくとも陰電極と、陽電極と、該陰電極と該陽電極との間に介在する有機層とを含み、かつ該有機層が次ぎに掲げる化４から化１１までのいずれかの材料を含むことを特徴とするアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置。
【化４】
【化５】
【化６】
【化７】
【化８】
【化９】
【化１０】
【化１１】
【請求項９】
前記有機層が正孔注入層と、正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層とを含み、かつこれら各層の内の少なくとも一が、前記化４から化１１に開示するＥＭ１からＥＭ８の化合物を含むことを特徴とする請求項８に記載のアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項１０】
前記有機層が発光層を含み、かつ該発光層が、前記化４から化１１に開示するＥＭ１からＥＭ８の化合物を含むことを特徴とする請求項８に記載のアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項１１】
少なくとも陰電極と、陽電極と、該陰電極と該陽電極との間に介在する発光層とを含み、かつ該発光層がメイン発光体と、及び０．０１から５０％重量比のドーピング物とを含み、かつ該メイン発光体が次に式１２の材料から選択されることを特徴とするアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置。
【化１２】
【請求項１２】
前記ドーピング物の少なくとも一が、次ぎの化１３から化２９の化合物のいずれかから選択され、
かつ化１３におけるＲが水素か、または第三ブチル基であって、
化１４におけるn = 1または2であって、かつR1, R2, R3, R4 が代替、または非代替のフェニル基か、1-ナフチル基か、2-ナフチル基か、もしくは9-アントラセン基から選択され、
化１５におけるR9,
R10, R11, R12 が代替、または非代替のフェニル基か、1-ナフチル基か、2-ナフチル基か、もしくは9-アントラセン基から選択され、
化１６におけるR13,
R14,Xが代替、または非代替のフェニル基」，1-ナフチル基か、2-ナフチル基か、4-ビフェニル基か、もしくは9-アントラセン基から選択され、
化１７におけるＲが水素か、または第三ブチル基であって、 化１８におけるＲが水素か、フェニル基か、またはメチル基であることを特徴とする請求項１１に記載のアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置。
【化１３】
【化１４】
【化１５】
【化１６】
【化１７】
【化１８】
【化１９】
【化２０】
【化２１】
【化２２】
【化２３】
【化２４】
【化２５】
【化２６】
【化２７】
【化２８】
【化２９】
【化３０】
【請求項１３】
ガラス基板と、陽電極と、ホール注入層と、ホール輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層と、金属陰電極と、電源とを含み、
該発光層の蛍光メイン発光体材料が次ぎの化３１の材料であって、
該発光層の青色蛍光ドーピング物が次ぎの化３２から化３５の材料から選択され、
該正孔輸送層の蛍光ドーピング物が化３６の材料から選択され、
かつ化３２におけるＲが水素か、または第三ブチル基であって、
化３３におけるn = 1か、または或2であって、かつR1, R2, R3, R4 が代替、または非代替フェニル基か、1-ナフチル基か、2-ナフチル基か、もしくは9-アントラセン基から選択され、
化３４におけるR1,
R2, R3, R4 が代替、または非代替フェニル基か、1-ナフチル基か、2-ナフチル基か、もしくは9-アントラセン基から選択され
化３５におけるR1,
R2,Xが代替、もしくは非代替フェニル基か、1-ナフチル基か、2-ナフチル基か、もしくは9-アントラセン基から選択され、
化３６におけるRが水素か、メチル基か、第三ブチル基か、もしくはフェニル基であってもよいことを特徴とするアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置。
【化３１】
【化３２】
【化３３】
【化３４】
【化３５】
【化３６】
【請求項１】
少なくとも陰電極と、陽電極と、及び該陰電極と該陽電極の間に介在する有機層とを含み、該有機層が次に掲げる式１の材料を含み、かつ化１におけるArがナフチル基(naphthyl)か、フェニル基(phenyl)か、もしくはビフェニル基(bipenyl)から選択されることを特徴とするアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置。
【化１】
【請求項２】
前記Arが1-naphthyl(1-ナフチル基)であることを特徴とする請求項１に記載のアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項３】
前記Arが4-(1-naphthyl)phenyl [4-(1-ナフチル基)-フェニル基]であることを特徴とする請求項１に記載のアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項４】
前記Arが4-(2-naphthyl)phenyl [4-(2-ナフチル)- フェニル基]であることを特徴とする請求項１に記載のアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項５】
前記Arが4-bipenyl(4-ビフェニル基)であることを特徴とする請求項１に記載のアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項６】
前記有機層が正孔注入層と、正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層とを含み、かつこれらの層の内の少なくとも一つが次ぎの化２の材料を含むことを特徴とする請求項１に記載のアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置。
【化２】
【請求項７】
前記有機層が発光層を含み、かつ該発光層が次ぎの化３の材料を含むことを特徴とする請求項１に記載のアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置。
【化３】
【請求項８】
少なくとも陰電極と、陽電極と、該陰電極と該陽電極との間に介在する有機層とを含み、かつ該有機層が次ぎに掲げる化４から化１１までのいずれかの材料を含むことを特徴とするアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置。
【化４】
【化５】
【化６】
【化７】
【化８】
【化９】
【化１０】
【化１１】
【請求項９】
前記有機層が正孔注入層と、正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層とを含み、かつこれら各層の内の少なくとも一が、前記化４から化１１に開示するＥＭ１からＥＭ８の化合物を含むことを特徴とする請求項８に記載のアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項１０】
前記有機層が発光層を含み、かつ該発光層が、前記化４から化１１に開示するＥＭ１からＥＭ８の化合物を含むことを特徴とする請求項８に記載のアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項１１】
少なくとも陰電極と、陽電極と、該陰電極と該陽電極との間に介在する発光層とを含み、かつ該発光層がメイン発光体と、及び０．０１から５０％重量比のドーピング物とを含み、かつ該メイン発光体が次に式１２の材料から選択されることを特徴とするアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置。
【化１２】
【請求項１２】
前記ドーピング物の少なくとも一が、次ぎの化１３から化２９の化合物のいずれかから選択され、
かつ化１３におけるＲが水素か、または第三ブチル基であって、
化１４におけるn = 1または2であって、かつR1, R2, R3, R4 が代替、または非代替のフェニル基か、1-ナフチル基か、2-ナフチル基か、もしくは9-アントラセン基から選択され、
化１５におけるR9,
R10, R11, R12 が代替、または非代替のフェニル基か、1-ナフチル基か、2-ナフチル基か、もしくは9-アントラセン基から選択され、
化１６におけるR13,
R14,Xが代替、または非代替のフェニル基」，1-ナフチル基か、2-ナフチル基か、4-ビフェニル基か、もしくは9-アントラセン基から選択され、
化１７におけるＲが水素か、または第三ブチル基であって、 化１８におけるＲが水素か、フェニル基か、またはメチル基であることを特徴とする請求項１１に記載のアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置。
【化１３】
【化１４】
【化１５】
【化１６】
【化１７】
【化１８】
【化１９】
【化２０】
【化２１】
【化２２】
【化２３】
【化２４】
【化２５】
【化２６】
【化２７】
【化２８】
【化２９】
【化３０】
【請求項１３】
ガラス基板と、陽電極と、ホール注入層と、ホール輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層と、金属陰電極と、電源とを含み、
該発光層の蛍光メイン発光体材料が次ぎの化３１の材料であって、
該発光層の青色蛍光ドーピング物が次ぎの化３２から化３５の材料から選択され、
該正孔輸送層の蛍光ドーピング物が化３６の材料から選択され、
かつ化３２におけるＲが水素か、または第三ブチル基であって、
化３３におけるn = 1か、または或2であって、かつR1, R2, R3, R4 が代替、または非代替フェニル基か、1-ナフチル基か、2-ナフチル基か、もしくは9-アントラセン基から選択され、
化３４におけるR1,
R2, R3, R4 が代替、または非代替フェニル基か、1-ナフチル基か、2-ナフチル基か、もしくは9-アントラセン基から選択され
化３５におけるR1,
R2,Xが代替、もしくは非代替フェニル基か、1-ナフチル基か、2-ナフチル基か、もしくは9-アントラセン基から選択され、
化３６におけるRが水素か、メチル基か、第三ブチル基か、もしくはフェニル基であってもよいことを特徴とするアントラセン化合物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置。
【化３１】
【化３２】
【化３３】
【化３４】
【化３５】
【化３６】
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【公開番号】特開２００９−２５９９９４（Ｐ２００９−２５９９９４Ａ）
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１０６４０５（Ｐ２００８−１０６４０５）
【出願日】平成２０年４月１６日（２００８．４．１６）
【出願人】（５０８１１６９３１）▲いく▼▲らい▼光電科技股▲ふん▼有限公司 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月１６日（２００８．４．１６）
【出願人】（５０８１１６９３１）▲いく▼▲らい▼光電科技股▲ふん▼有限公司 (1)
【Ｆターム（参考）】
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