改良形ドーピングを伴う白色発光デバイス
白色光を生成する有機発光ダイオード(ＯＬＥＤ)には、陽極、陽極の上に配置された正孔輸送層、正孔輸送層の上に配置された青色発光層、青色発光層の上に配置された電子輸送層、及び電子輸送層の上に配置された陰極が内含されている。正孔輸送層は、黄色発光及び赤色発光ドーパントの両方でドープされている。赤色、緑色及び青色カラーフィルタと併せて用いた場合、ＯＬＥＤは良好な色品質及び高い効率で赤色、緑色及び青色光を生成する。カラーフィルタと併せて又はカラーフィルタ及び液晶ライトバルブの両方と併せてＯＬＥＤを用いるマルチカラー ディスプレイデバイスも同様に開示されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は白色光を生成する有機発光ダイオード デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）は、低い駆動電圧、高輝度、広角検分及びフルカラー平面発光ディスプレイ能力を有することを理由として魅力的なデバイスである。Tang et al.は、その米国特許第４，７６９，２９２号及び第４，８８５，２１１号中で多層ＯＬＥＤについて記述している。効率良く白色光を生成するＯＬＥＤ（白色ＯＬＥＤ）は、例えば紙のように薄い光源、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）中のバックライト、自動車の車内灯及び事務所の照明といった幾つかの利用分野にとって低コストの代替品であると考えられている。あらゆる発光デバイスについてそうであるように、白色ＯＬＥＤは、明るく、かつ、電力消費の点から見て高効率であることが望ましい。白色ＯＬＥＤの好ましいスペクトル及び精確な色は、意図されている利用分野に左右されることになる。例えば、特定の利用分野が、ヴューワが感知する色を改変する後処理なく白色として感知されることになる光を必要とする場合、ＯＬＥＤによって発出される光が、約（０．３３、０．３３）の1931 Commission International d'Eclairage （ＣＩＥ）色度座標（ＣＩＥｘ、ＣＩＥｙ）を有することが望ましい。その他の利用分野、特にＯＬＥＤによって発出される光が、その感知された色を改変するさらなる処理に付される利用分野については、ＯＬＥＤによって発出される光がオフホワイト、例えば帯青白色、帯緑白色、帯黄白色又は帯赤白色であることで充分であるか、さらにはその方が望ましい可能性がある。以下では、「白色」という用語は、白色又はオフホワイトとして感知される光を意味するべく広義に使用される。このような光のＣＩＥ座標は、（ＣＩＥｘ＋０．６４ＣＩＥｙ）及び（０．６４ＣＩＥｘ−ＣＩＥｙ）の数量がそれぞれ０．３６〜０．７６の範囲内及び−０．２０〜＋０．０１の範囲内に入るような条件を少なくともおおよそ満たすものである。白色ＯＬＥＤというのは、その発光がこの広義の白色であるＯＬＥＤを意味することになる。
【０００３】
以下の特許及び刊行物は、正孔輸送層及び有機ルミネセント層を含み、２つの電極の間に置かれた白色光を発出する能力をもつＯＬＥＤを開示している。白色ＯＬＥＤは、以前にJ. Shiによって米国特許第５，６８３，８２３号中で報告されており、そこでルミネセント層はホスト発光材料中に均一に分散された赤色及び青色発光材料を含んでいる。これらのデバイスは、良好なエレクトロルミネセント特性を有するものの、赤色及び青色ドーパントの濃度は、ホスト材料の０．１２％及び０．２５％といったように非常に低い。これらの濃度は、大規模生産中制御することが困難である。Sato et al.は、日本国特許第０７，１４２，１６９号中で、正孔輸送層に隣接する青色発光層及び、それに続く赤色蛍光色素を含む領域を有する緑色発光層を形成することによって作られた白色光を発出する能力を有するＯＬＥＤを開示している。Kido et al.は、Applied Physics Letters 第６４巻、８１５頁（１９９４）で、単一の発光層が重合体ホスト及び異なるスペクトル領域を発出する３つの蛍光色素を含有する白色ＯＬＥＤについて報告している。Kido et al.は、Science、第２６７巻、１３３２頁（１９９５年）中で、もう一つの白色ＯＬＥＤについて報告している。このデバイスでは、白色光を生成するために、異なる担体輸送特性を有し、個別に青色、緑色又は赤色光を発出する３つの発光層が用いられている。Littman et al.は、米国特許第５，４０５，７０９号中で、赤色ドーパントでドープされた電子輸送層を内含しかつ正孔注入及び正孔輸送ゾーンに隣接する青色発光再結合層をも同様に内含するもう一つの白色ＯＬＥＤを開示している。Deshpande et al.は、Applied Physics Letters、第７５巻、８８８頁（１９９９）で、正孔阻止層によって分離されている、緑色ルミネセンスをもつ１つの層及び赤色と青色ルミネセンスをもつ第２の層を用いた白色ＯＬＥＤについて記述している。
【０００４】
白色ＯＬＥＤは、フルカラーディスプレイデバイス中でカラーフィルタと共に用いることができる。それらは、その他のマルチカラー又は機能的なカラーディスプレイデバイス中でカラーフィルタと共に用いることも可能である。かかるディスプレイデバイス中で使用するための白色ＯＬＥＤは製造が容易であり、ディスプレイの各画素内で信頼性の高い白色光を生成する。しかしながら、カラーフィルタは各々の、元来の白色光の約３０%しか伝送しない。従って、白色ＯＬＥＤは高い発光収量を有していなければならない。ＯＬＥＤは白色と呼ばれかつ白色又はオフホワイトに見え得るものの、この利用分野のためには、ＯＬＥＤによって発出される光のＣＩＥ座標は、各々のカラーフィルタが通過させるスペクトル成分がこの光の中に充分な強度で存在するという必要条件に比べると重要性が低い。カラーフィルタを通過した後の色が、意図された利用分野に適切なものであるということも同様に重要である。フルカラーディスプレイ内で使用するためには、赤色、緑色又は青色フィルタ通過後の標準的な望ましい色は、それぞれ、ＣＩＥ座標が約（０．６４、０．３６）の赤色、ＣＩＥ座標が約（０．２９、０．６７）の緑色、及びＣＩＥ座標が約（０．１５、０．１９）の青色である。デバイスは同様に、長時間の作動における優れた安定性も有していなければならない。すなわち、デバイスを長時間にわたり動作させるにつれてのデバイスの輝度低下は、可能な限り最小でなければならない。
【０００５】
カラーフィルタと共に用いられる場合の白色ＯＬＥＤの利用分野における１つの問題点は、発光スペクトルの赤色成分の強度が所望の値より低い場合が多いということにある。従って、ＯＬＥＤからの白色光を赤色フィルタを通して通過させると、所望のものよりも低効率の赤色光が提供され、赤色光の所望の強度を提供するために必要な電力は、所望のものよりも高くなる。その結果、赤色、緑色及び青色光を混合することによってディスプレイ中に白色を生成するために求められる電力も同様に、所望のものよりも高いものであり得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、赤色フィルタと共に用いた場合に改善された効率及び色純度をもつ赤色光を生成する白色ＯＬＥＤを生産することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、
ａ） 陽極；
ｂ） 陽極の上に配置された正孔輸送層；
ｃ） 正孔輸送層の上に配置された青色発光層；
ｄ） 青色発光層の上に配置された電子輸送層；及び
ｅ） 電子輸送層の上に配置された陰極を含み、
ｆ） 該正孔輸送層がホスト材料、黄色ドーパント及び赤色ドーパントを含む
ことを特徴とする、白色光を生成する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイス、を提供することによって達成される。
【０００８】
全く予想外ではあるが、青色発光層並びにホスト材料、黄色ドーパント及び赤色ドーパントを内含する正孔輸送層の両方をＯＬＥＤ中に内含させることによって、赤色フィルタを伴う白色ＯＬＥＤが生成する赤色光の強度を増強しかつその飽和度を改善することが可能であることが発見された。
【発明の効果】
【０００９】
以下では、本発明の特長及び利点を記す。
【００１０】
適切なカラーフィルタと併せて本発明に従って構築された白色ＯＬＥＤを用いたフルカラー ディスプレイは改善された赤色成分強度を有する。
【００１１】
適切なカラーフィルタと併せて本発明に従って構築された白色ＯＬＥＤを用いたフルカラー ディスプレイは赤色画素のための所要電力が低い。
【００１２】
適切なカラーフィルタと併せて本発明に従って構築された白色ＯＬＥＤを用いたフルカラー ディスプレイは、赤色成分の改善された色純度を有する。
【００１３】
本発明に従って構築されたＯＬＥＤは高い作動安定性を有する。
【００１４】
本発明に従って構築されたはＯＬＥＤデバイスは、高い効率、低い駆動電圧及び優れた安定性を提供するべく一貫してかつ高い再現性で生産することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
従来のＯＬＥＤは、層中に電子及び正孔を注入する能力を有する電気接点と併せて有機発光層を内含する。発光層は、ルミネセント（すなわち、蛍光性又は燐光性）である材料及び電子及び正孔の両方を輸送する能力を有する材料を内含する。エレクトロルミネセンス（ＥＬ）として知られている発光は、この層内で電子−正孔対の再結合の結果として生成される。最も単純な構造では、図１に示されている通りのＯＬＥＤ１００は、基板１１０及び陽極１２０と陰極１７０の間に挟まれた有機発光層１４０を有する。発光層１４０は、高いルミネセント効率を有する単一の純粋な有機又は有機金属材料であり得る。この利用分野に適した周知の材料は、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌｑ）であり、これは優れた緑色エレクトロルミネセンスを生成する。代替的には、発光層１４０は、電子及び正孔の両方を輸送する能力を有するホスト材料、及びドーパントとして比較的少量の単数又は複数のルミネセント色素を内含することができる。電子及び正孔の再結合よって開放されるエネルギーは、ドーパントによって可視放射線に変換される。
【００１６】
ＯＬＥＤは、陽極が陰極よりも高い電位にあるときに順方向バイアスされる１つのダイオードとして考えることができる。一般に、ＯＬＥＤは、順方向バイアスされている場合２０ｍＡ／ｃｍ2以上の大きな電流密度を輸送する能力を有するが、逆方向バイアスされている場合には、１μＡ／ｃｍ2よりもはるかに低い非常に小さい電流密度しか輸送しない。
【００１７】
ＯＬＥＤ１００の単純な構造は、発光層が有機正孔輸送層と電子輸送層の間に位置づけられている図２に示される通りの三層構造（デバイス２００）へと修正可能である。発光層は、主として正孔−電子再結合すなわちエレクトロルミネセンスのためのサイトとして機能する。付加的な層は、それぞれ陽極及び陰極から発光層まで正孔及び電子を輸送するのに役立つ。この構造中では、個々の有機層の機能は全く異なるものであり、従って独立して最適化可能である。かくして、所望の発光色並びに高い発光収量を生成するように発光層を選択することができる。同様にして、電子輸送及び正孔輸送層を、主としてその担体輸送特性について最適化することができる。
【００１８】
図２で有機発光デバイス２００は、光透過性陽極２２０が上に配置されている光透過性基板２１０を有している。有機発光構造は、陽極２２０及び陰極２７０の間で形成されている。その結果、有機発光構造は、透明な有機正孔輸送層２４０、有機発光層２５０及び有機電子輸送層２６０で構成されている。層２３０は、任意の正孔注入層である。陽極２２０及び陰極２７０の間に電位差（図示せず）が印加された時点で、陰極は電子輸送層２６０中に電子を注入し、電子は層２６０を横断して発光層２５０に移動することになる。同時に、正孔が陽極２２０から正孔輸送層２４０又は任意の正孔注入層２３０内に注入されることになる。正孔は、存在する場合には層２３０を横断して、かつ層２４０を横断して移動し、発光層中で又は正孔輸送層２４０と発光層２５０の間に形成された接合点で電子と再結合することになる。再結合事象は、光透過性陽極２２０及び基板２１０を通る光として発出されるエネルギーを放出する。代替的には、電子輸送層及び陰極を透明にし、かくして基板を通してよりもむしろ陰極を通した発光が容易になるように選択することができる。
【００１９】
有機発光層の１つの好ましい実施形態は、単数又は複数のルミネセント色素でドープされたホスト材料を内含する。このようなドープされた発光層を用いて、高い効率のＥＬデバイスを構築することができる。同時に、共通のホスト材料中又は異なるホスト材料で異なる発光スペクトル有するルミネセント色素を用いて発光の色を調整することができる。Tang et al.は、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第４，７６９，２９２号の中で、ホスト材料としてＡｌｑを用いるＥＬデバイスのためにこのドーパントスキームについてきわめて詳細に説明した。Shi et al.は、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第５，９３５，７２１号中で、ホスト材料として９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセン（ＡＤＮ 及びその誘導体を用いた青色発光ＯＬＥＤ用のためにこのドーパントスキームについてきわめて詳細に説明した。
【００２０】
標準的には赤色、緑色及び青色の異なる発光色を伴う複数のＯＬＥＤ又は１つのアレイを用いてフルカラー又はマルチカラーディスプレイデバイスを構築することができる。この構築には、異なる要領で着色された画素内の異なる組成のＯＬＥＤの製造が必要である。
【００２１】
赤色、緑色及び青色（ＲＧＢ）カラーフィルタ即ち赤色、緑色又は青色光を透過させるフィルタと組み合わされた単一組成の白色ＯＬＥＤを用いて代替的なフルカラー又はマルチカラー ディスプレイデバイスを構築することができる。ＲＧＢフィルタは、基板上に被着させるか（光透過が基板を通しての場合）、基板に内蔵するか、又は上部電極全体の上（光透過が上部電極を通しての場合）に被着させることができる。各々のカラーフィルタは異なるＯＬＥＤに対応する。電流が個々のＯＬＥＤを通して駆動される場合、ＯＬＥＤは、白色光を生成し、これが、カラーフィルタによってろ過されて赤色、緑色又は青色光を生成する。ＲＧＢフィルタアレイを上部電極全体の上に被着させる場合には、上部電極を保護するために緩衝層を用いることができる。緩衝層は、例えば酸化ケイ素及び窒化ケイ素といった無機材料又は例えば重合体といった有機材料或いは無機及び有機材料の多重層を含むことができる。ＲＧＢフィルタアレイを提供するための方法は、当該技術分野において周知である。リソグラフィ手段、インクジェット印刷及びレーザー熱転写などは、ＲＧＢフィルタを提供することのできる方法のうちのほんの一部に過ぎない。
【００２２】
白色光に加えてＲＧＢフィルタを用いたこのフルカラーディスプレイの製造技術は、フルカラーディスプレイを製造するために用いられる精密シャドウマスク技術に比べていくつかの利点を有する。この技術は、精密な整列を必要とせず、低コストでかつ製造が比較的容易である。基板自体は標準的に、個々の画素にアドレスするための薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）含有する。Ching et al.に対する米国特許第５，５５０，０６６号及び第５，６８４，３６５号は、ＴＦＴ基板のアドレッシング方法について記述している。
【００２３】
もう一つの代替的フルカラー又はマルチカラーディスプレイデバイスは、液晶ディスプレイ用のバックライト（単複）として単数又は複数の白色ＯＬＥＤを用いることによって構築可能である。このようなデバイスでは、ＯＬＥＤ（単複）を通して電流が通過した時点で、ＯＬＥＤ（単複）は一定強度かつ一定スペクトルの光を供給し、各画素の色は、カラーフィルタにより制御され、かつ各画素の輝度は液晶ライトバルブによって制御される。かくして、ディスプレイデバイスは、単数又は複数の白色ＯＬＥＤ；ＯＬＥＤ（単複）によって生成された白色光がカラーフィルタによってろ過されて着色光を生成するような形に配置された標準的には赤色、緑色及び青色フィルタを内含するカラーフィルタのアレイ；及びＯＬＥＤ（単複）が生成しかつカラーフィルタがろ過した白色光の輝度が液晶ライトバルブによって調節されるような形で各々が異なるカラーフィルタに対応している液晶ライトバルブのアレイを内含する。
【００２４】
本発明に従って構築されたＯＬＥＤが図３〜６に例示されている。これらのＯＬＥＤはいずれのものも、カラーディスプレイデバイスを構築するために適切なカラーフィルタと併せて使用することが出来る。
【００２５】
本発明に従って構築された１つの白色ＯＬＥＤが図３に例示されている。該白色ＯＬＥＤ３００ は、光透過性陽極３２０が上に配置されている光透過性基板３１０を有している。有機白色発光構造は、陽極３２０と陰極３７０の間に構成されている。当該構造は、任意の正孔注入層３３０、正孔輸送層３４０、青色発光層３５０及び有機電子輸送層３６０を逐次内含する。青色発光層は、青色光を発出するように構築された発光層である。それは、単一の材料又はホスト、青色ドーパント及び任意には単数又は複数の付加的ドーパントを内含する材料の組合せのいずれかを内含することができる。正孔輸送層３４０は、黄色ドーパント及び赤色ドーパントで同時にドープ（同時ドープ）されている。青色、緑色、黄色又は赤色ドーパントは、ルミネセンスの特徴的な色がそれぞれ青色、緑色、黄色又は赤色であるドーパントである。本開示では、「青色」という用語は、紫色を帯びた青色、青色又は緑色がかった青色を意味するべく広義に使用されることになり；「黄色」という用語は、緑色がかった黄色、黄色、黄色がかったオレンジ色、オレンジ色がかった黄色、又はオレンジ色を意味するべく広義に使用されることになり；かつ「赤色」という用語は、赤色がかったオレンジ色、オレンジ色がかった赤色又は赤色を意味するべく広義に使用されることになる。
【００２６】
図４は、有機正孔輸送層４４０が２つの正孔輸送副層４４１及び４４２含むという点を除き、図３に示されているものと類似の白色ＯＬＥＤ４００を描いている。副層４４２は青色発光層４５０に隣接しており、黄色ドーパント及び赤色ドーパントで同時ドープされている。副層４４１は、必ずしも黄色ドーパント及び赤色ドーパントの両方で同時ドープされているとは限らない。例えば、副層４４１は、発光ドーパントを全く含有しない可能性もある。代替的には、副層４４１を単数又は複数の発光ドーパントでドープすることもできる。構造４００のその他の層は、基板４１０、陽極４２０、任意の正孔注入層４３０、電子輸送層４６０及び陰極４７０である。
【００２７】
電子輸送層は、同様に単数又は複数の発光ドーパント（単複）を含有することもできる。電子輸送層全体を、発光ドーパント（単複）でドープすることが可能である。代替的には、電子輸送層は、青色発光層に隣接する電子輸送副層中に発光ドーパント（単複）が存在する状態でかつ陰極に隣接する電子輸送副層には発光ドーパント（単複）が不在である状態で、２つ以上の電子輸送副層を内含することができる。図５は、電子輸送層５６０が電子輸送副層５６１及び５６２に細分されているという点を除き図３のＯＬＥＤ３００と同様であるＯＬＥＤ５００を描いている。副層５６１は、青色発光層５５０に隣接しかつ発光ドーパントを含有しているが、一方、副層５６２は陰極５７０に隣接し発光ドーパントを全く含有していない。構造５００のその他の層は、基板５１０、陽極５２０、任意の正孔注入層５３０及び正孔輸送層５４０である。図６は、電子輸送層６６０が電子輸送副層６６１及び６６２に細分されているという点を除き、図４中のＯＬＥＤ４００と同様であるＯＬＥＤ６００を描いている。副層６６１は、青色発光層６５０に隣接かつ発光ドーパントを含有しているが、一方副層６６２は陰極６７０に隣接し発光ドーパントを全く含有していない。構造６００のその他の層は、基板６１０、陽極６２０、任意の正孔注入層６３０、正孔輸送層６４０及び正孔輸送副層６４１並びに同時ドープされた正孔輸送副層６４２である。
【００２８】
本発明に従って構築されたＯＬＥＤは、標準的には図３中の基板３１０といった支持基板全体の上に構築される。陽極又は陰極のいずれであれ一つの電極が基板と接触状態にあり得る。代替的には、カラーフィルタ層といった付加的な層を、基板及び近い方の電極の間に置ことができる。便宜上、基板により近い方の電極を下部電極と呼び、他の電極を上部電極と呼ぶ。従来、下部電極は、例えば図３に示されるように陽極であるが、本発明はかかる構成に制限されるものではない。下部電極が陰極である場合、有機層の順序は、上述のものから逆転され、陽極は正孔輸送層又は任意の正孔注入層全体の上に被着される。
【００２９】
基板は、意図された光の発出方向に応じて光透過性又は半透明のいずれかであり得る。光透過特性は、基板を通してＥＬ発光を検分するために望ましい特性である。このような場合には、一般に透明なガラス又はプラスチックが使用される。上部電極を通してＥＬ発光が検分される利用分野については、下部支持体の透過特性は重要ではなく、従って基板は、光透過性、光吸収性又は光反射性のいずれであっても良い。この場合に使用するための基板としては、ガラス、プラスチック、ケイ素を含めた半導体材料、セラミクス、回路基板材料、及び研磨金属表面が含まれるが、それに制限されるわけではない。当然のことながら、これらのデバイス構成中には光透明性の上部電極を提供することが必要である。
【００３０】
本発明は、図３〜６に示されている特定の構造に関して記述されてきたが、類似の構造も該発明の範囲内に入る。特に、層のさらなる細分化、様々な目的のために用いられる付加的なドーパント及び付加的な層も、本発明の精神を逸脱せずに使用することが可能である。例えば、ドープされた又はされていない非常に薄い付加的な層を、発光層と正孔輸送層又は電子輸送層の間に挿入してそれらの間の接触の性質を修正することができる。このような層の厚みは、標準的には５nm以下である。もう一つの例としては、デバイスの作動安定性を改善する目的で正孔輸送層又は電子輸送層に付加的ドーパントを含有させることが可能である。さらにもう一つの例としては、電子の注入又は輸送を容易にするために、電子輸送層と陰極の間に付加的な層を挿入することができる。
【００３１】
ＯＬＥＤの陽極及び陰極は各々、Tang et al.が米国特許第４，８８５，２１１号中で開示している様々な形態のいずれかといったような都合の良いあらゆる従来の形態をとることができる。駆動電圧としても知られている作動電圧は、低仕事関数の陰極及び高仕事関数の陽極を用いた場合に実質的に削減させることが可能である。好ましい陰極は、４．０ｅＶ未満の仕事関数を有する１つの金属と、他の１つの金属、好ましくは４．０ｅＶより大きい仕事関数を有する金属との組合せで構築されている陰極である。Tang et al.、米国特許第４，８８５，２１１号のＭｇ：Ａｇ合金は、１つの好ましい陰極構造である。Hung et al. は、米国特許第５，７７６，６２２号において、ＯＬＥＤ内の電子の注入を増強させるためのＬｉＦ／Ａｌ二層の使用を開示した。Ｍｇ：Ａｇ又はＬｉＦ／Ａｌのいずれかで作られた陰極は、通常不透明であり陰極を通してディスプレイを検分することはできない。Gu et al. Applied Physics Letters、第６８巻、２６０６頁(１９９６)；Burrows et al. ，Journal of Applied Physics、第８７巻、３０８０頁(２０００)；Parthasarathy et al. ，Applied Physics Letters、第７２巻、２１３８頁(１９９８)； Parthasarathy et al.，Applied Physics Letters、第７６巻、２１２８ (２０００)；及び Hung et al.，Applied Physics Letters、第７４巻、３２０９頁(１９９９)の一連の刊行物は、透明な陰極を開示してきた。これらの透明な陰極は、薄い半透明な金属（最高１０ｎｍ)と金属の上面の酸化インジウム錫(ＩＴＯ)の組合せをベースにしている。
【００３２】
従来、陽極は導電性で透明な金属酸化物で形成されている。酸化インジウム錫は、その透明度、優れた導電性及び高い仕事関数のために陽極接点として広く用いられてきた。
【００３３】
１つの好ましい実施形態では、図３中の陽極３２０といった陽極は、図３中の陽極３２０といった正孔注入層によって修正され得る。正孔注入層は、後続の有機層の膜形成特性を改善し、かつ正孔輸送層中への正孔の注入を容易にするのに役立つことができる。正孔注入層で使用するための適切な材料としては、米国特許第４，７２０，４３２号中に記述されているようなフタロシアニン銅（ＣｕＰｃ）といったポルフィリン化合物；米国特許第６，２０８，０７５号中に記述されているようなプラズマ被着のフッ素樹脂；及びｍ−ＭＴＤＡＴＡ、通称名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といったいくつかの芳香族アミンが内含されるが、これらに制限されるわけではない。ＯＬＥＤ中の正孔注入層中で使用するための代替的材料は、欧州特許第０，８９１，１２１Ａｌ号及び第１，０２９，９０９Ａｌ号中で開示されている。
【００３４】
本発明に従ったドープされていない正孔輸送層又は副層、或いはドープされた又は同時ドープされた正孔輸送層又は副層のホスト材料は、少なくとも１つの正孔輸送化合物、例えば芳香族第３アミンを内含し、ここで後者は、その炭素原子のうち少なくとも１つが芳香環の一員である３つの炭素原子に結合された少なくとも１つの３価の窒素原子を含有する化合物であると理解される。１つの形態において、芳香族第３アミンは、モノアリールアミン、ジアリールアミン、トリアリールアミン又は高分子アリールアミンといったアリールアミンであり得る。単量体トリアリールアミンの例は、Klupfel et al.により米国特許第３，１８０，７３０号中で例示されている。単数又は複数のビニルラジカルで置換されかつ／又は少なくとも１つの活性水素含有基を含むその他の適切なトリアリールアミンは、Brantley et al.により、米国特許第３，５６７，４５０号及び第３，６８，５２０号中で開示されている。
【００３５】
より好ましい種類の芳香族第３アミンは、米国特許第４，７２０，４３２号及び第５，０６１，５６９号中に記述されている通りの少なくとも２つの芳香族第３アミン部分を内含する化合物である。正孔輸送層は、単独の芳香族第３アミン又は芳香族第３アミンの混合物で形成され得る。有用な芳香族第３アミンの実例が以下のリストである：
１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン
１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−４，４’’’−ジアミノ１，１’；４’，１’’：４’’，１’’’−クアテルフェニル
ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン
１，４−ビス［２−［４−［Ｎ，Ｎ−ジ（ｐ−トリ）アミノ］フェニル］ビニル］ベンゼン（ＢＤＴＡＰＶＢ）
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−ｐ−トリル−４，４’−ジアミノビフェニル
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−４，４’−ジアミノビフェニル
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−１−ナフチル４，４’−ジアミノビフェニル
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−２−ナフチル４，４’−ジアミノビフェニル
Ｎ−フェニルカルバゾル
４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＢ）
４，４’−ビス［Ｎ−（ｌ−ナフチル）−Ｎ−（２−ナフチル）アミノ］ビフェニル（ＴＮＢ）
４，４’−ビス［Ｎ−（ｌ−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］−ｐ−テルフェニル
４，４’−ビス［Ｎ−（２−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
４，４’−ビス［Ｎ−（３−アセナフテニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
１，５−ビス［Ｎ−（ｌ−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ナフタレン
４，４’−ビス［Ｎ−（９−アンスリル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
４，４’−ビス［Ｎ−（ｌ−アンスリル）−Ｎ−フェニルアミノ］−ｐ−テルフェニル
４，４’−ビス［Ｎ−（２−フェナンスリル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
４，４’−ビス［Ｎ−（８−フルオランセニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
４，４’−ビス［Ｎ−（２−ピレニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
４，４’−ビス［Ｎ−（２−ナフタセニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
４，４’−ビス［Ｎ−（２−ペリレニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
４，４’−ビス［Ｎ−（ｌ−コロネニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
２，６−ビス（ジ−ｐ−トリルアミノ）ナフタレン
２，６−ビス［ジ−（１−ナフチル）アミノ］ナフタレン
２，６−ビス［Ｎ−（ｌ−ナフチル）−Ｎ−（２−ナフチル）アミノ］ナフタレン
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（２−ナフチル）−４，４’’−ジアミノ−ｐ−テルフェニル
４，４’−ビス｛Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（ｌ−ナフチル）フェニル］アミノ｝ビフェニル
２，６−ビス［Ｎ，Ｎ−ジ（２−ナフチル）アミノ］フルオレン
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（ＭＴＤＡＴＡ）
４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＴＰＤ）
【００３６】
３つ以上のアミン基を有する第３芳香族アミンは、オリゴマー材料を含め、正孔輸送化合物として使用することができる。さらに、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾル）（ＰＶＫ）、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン及びＰＥＤＯＴ／ＰＳＳとも呼ばれているポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（４−スチレンスルホナート）などの共重合体といった重合体正孔輸送材料を使用することができる。もう一つの種類の有用な正孔輸送材料には、欧州特許第１ ００９ ０４１号中に記述されているような多環式芳香族化合物が内含される。
【００３７】
本発明のドープされていない電子輸送層又は副層、或いはドープされた電子輸送層又は副層のホスト材料には、少なくとも１つの電子輸送材料が内含される。好ましい電子輸送材料は、米国特許第４，８８５，２１１号中に開示されているようなオキシン自体のキレート（一般に８−キノリノール又は８−ヒドロキシキノリンとも呼ばれる)を含めた、金属キレート化オキシノイド化合物である。Ａｌｑとしても知られるトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）が、一般に用いられる電子輸送材料の一つである。かかる化合物は、高レベルの性能を示しかつ、薄層の形で容易に製造可能である。有用な電子輸送材料のいくつかの例としては以下に示すものがある：
アルミニウムトリオキシン［通称名、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）］
マグネシウムビスオキシン［通称名、ビス（８−キノリノラト）マグネシウム（ＩＩ）］
ビス［ベンゾ｛ｆ｝−８−キノリノラト］亜鉛（ＩＩ）
ビス（２−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）−μ−オキソ−ビス（２−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）
インジウムトリオキシン［通称名、トリ（８−キノリノラト）インジウム］
アルミニウムトリス（５−メチルオキシン）［通称名、トリス（５−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）］
リチウムオキシン［通称名、（８−キノリノラト）リチウム（Ｉ）］
ガリウムオキシン［通称名、トリス（８−キノリノラト）ガリウム（ＩＩＩ）］
ジルコニウムオキシン［通称名、テトラ（８−キノリノラト）ジルコニウム（ＩＶ）］
【００３８】
集合的にＢＡｌｑとして表示される関連材料も同様に電子輸送材料として使用することができる。Bryan et al.は、米国特許第５，１４１，６７１中において、かかる材料について論述している。ＢＡｌｑ化合物は混合リガンドアルミニウムキレートであり、特定的には、Ｒsが８−キノリノラト環状核の環状置換基であるビス（Ｒs−８−キノリノラト）（フェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）キレートである。これらの化合物は、（ＲSＱ）2ＡｌＯＬという構造式で表わされ、式中、Ｑは置換８−キノリノラトリリガンドを表わし、Ｒsは３つ以上の置換８−キノリノラトリガンドのアルミニウムイオンに対する付着を立体的に阻害するための８−キノリノラト環置換基を表わし、ＯＬはフェノラトリガンド、Ｏは酸素、そしてＬはフェニル又は６〜２４個の炭素原子の炭化水素置換フェニル部分である。
【００３９】
その他の電子輸送材料としては、米国特許第４，３５６，４２９号に開示されているような様々なブタジエン誘導体及び米国特許第４，５３９，５０７号に記述されているような様々な複素環光沢剤が含まれる。ベンザゾール及びトリアジンも同様に有用な電子輸送材料である。
【００４０】
青色発光層の１つの好ましい実施形態には、単数又は複数の青色ドーパントでドープされたホスト材料が含まれる。
【００４１】
青色ドーパントと共に用いるのに適したホスト材料としては、米国特許第５，９３５，７２１号に記述されているような９，１０−ジフェニルアントラセン及びその誘導体といったような、９及び１０の位置に炭化水素又は置換炭化水素の置換基を有するアントラセンの誘導体が含まれる。９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセン（構造式I）の誘導体が、青色発光層中で青色ドーパント共に用いるための好ましい種類のホストを構成する。これらの誘導体の一般構造を以下に示す：
【００４２】
【化１】
【００４３】
なお式中、Ｒ1〜Ｒ6は、各々の環上の単数又は複数の置換基を表わし、各置換基は：
カテゴリー１： 水素、又は１〜２４個の炭素原子のアルキル；
カテゴリー２： ５〜２０個の炭素原子のアリール又は置換アリール；
カテゴリー３： 縮合芳香環又は環系を補完する、４〜２４個の炭素原子を含む炭化水素；
カテゴリー４： 単結合を介して結合されるか、又は縮合複素芳香環系を補完する５〜２４個の炭素原子のヘテロアリール又は置換ヘテロアリール、例えばチアゾリル、フリル、チエニル、ピリジル、キノリニル又はその他の複素環系；
カテゴリー５： １〜２４個の炭素原子のアルコキシルアミノ、アルキルアミノ又はアリールアミノ；又は
カテゴリー６： フルオロ、クロロ、ブロモ又はシアノ、
の中から個別に選択されている。
【００４４】
青色発光層中のホストとして有用である９，１０−ジ−（２−ナフチル) アントラセンの誘導体の実例としては、以下にその構造を示す９，１０−ジ−（２−ナフチル)アントラセン（ＡＤＮ）自体、及び２−ｔ−ブチル−９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセン（ＴＢＡＤＮ）が含まれる：
【００４５】
【化２】
【００４６】
ＡＤＮ、構造式ＩＩ
【００４７】
【化３】
【００４８】
ＴＢＡＤＮ、構造式ＩＩＩ
【００４９】
米国特許第５，１２１，０２９号及び日本特許第０８３３３５６９号に記述されているようなスチリルアリレン誘導体も同様に青色発光用として有用なホストである。例えば、９，１０−ビス［４−（２，２−ジフェニルエテニル）フェニル］アントラセン及び４，４’−ビス（２，２−ジフェニルエテニル）−１，１’−ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）は青色発光用として有用なホストである。
【００５０】
９及び１０の位置に炭化水素又は置換炭化水素の置換基を有し、青色ドーパントと共に用いるためのホスト材料として適しているアントラセンの付加的誘導体には、米国特許第６，５３４，１９９号に記述されているようなビアンスリル及びトリアンスリル化合物が含まれる。これらのアントラセン誘導体において、９位置にある置換基又は９及び１０の両方の位置にある置換基には、アントラセン又は置換アントラセンが含まれる。これらのビアンスリル又はトリアンスリル化合物中のアントラセン部分のいずれもが、所望の場合、単数又は複数の炭化水素、ハロゲン、又はシアノ置換基（単複）を担持することができる。
【００５１】
当該技術分野において数多くの青色ドーパントが既知であり、本発明を実践する上で用いるべく考慮されている。特に有用な種類の青色ドーパントには、ペリレン及びその誘導体、例えばアルキル、置換アルキル、アリール又はハロゲンといった単数又は複数の置換基を担持するペリレン核が含まれる。青色ドーパントとして用いるための特に好ましいペリレン誘導体は、２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルペリレン（ＴＢＰ）である。もう一つの特に有用な種類の青色ドーパントとしては、米国特許第５，１２１，０２９号中に記述されている化合物を内含する、ジスチリルベンゼン及びジスチリルビフェニルといったようなジスチリルアレーンの青色発光誘導体が含まれる。青色ルミネセンスを提供するジスチリルアレーン誘導体の中で、特に有用であるのは、 ジスチリルアミンとしても同様に知られている、ジアリールアミノ基で置換されたものである。例としては、以下に示した一般構造を有するビス［２−［４−［Ｎ，Ｎ−ジアリールアミノ］フェニル］ビニル］−ベンゼン：
【００５２】
【化４】
【００５３】
構造式ＩＶ
及び、以下に示した一般構造を有するビス［２−［４−［Ｎ，Ｎ−ジアリールアミノ］フェニル］ビニル］ビフェニル：
【００５４】
【化５】
【００５５】
構造式Ｖ
が含まれ；
構造式ＩＶ及びＶにおいて、Ｒ1〜Ｒ4は、同一のものであるか又は異なるものであり、かつ個別にアルキル、アリール、縮合アリール、ハロ又はシアノといった単数又は複数の置換基を表わし得る。１つの好ましい実施形態において、Ｒ1〜Ｒ4は、個別に、各々１個〜約１０個の炭素原子を含有するアルキル基である。この種類の特に好ましい青色ドーパントは、１，４−ビス［２−［４−［Ｎ，Ｎ−ジ（ｐ−トリル）アミノ］フェニル］ビニル］ベンゼン（ＢＤＴＡＰＶＢ）である：
【００５６】
【化６】
【００５７】
構造式ＶＩ、ＢＤＴＡＰＶＢ。
【００５８】
もう一つの有用な種類の青色ドーパントは構造式ＶＩＩによって表わされ、その開示が本書中に包含されている２００２年６月２７日付けでBenjamin P. Hoag et al.により提出された「エレクトロルミネセントデバイス用うの有機 素子」という題の本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第１０/１８３，２４２号中で記述されている。
【００５９】
【化７】
【００６０】
構造式ＶＩＩ
なお、構造式ＶＩＩ中：
− Ａ及びＡ’は、少なくとも１つの窒素原子を含む６員の芳香環系に対応する独立したアジン環系を表わし；
− （Ｘa）n及び（Ｘb）mは、単数又は複数の独立して選択された置換基を表わし、非環式置換基を内含するか又はＡ又はＡ’に縮合された環を形成するべく接合されており；
− ｍ及びｎは独立して０〜４であり；
− Ｚa及びＺbは独立して選択された置換基であり；
− １、２、３、４、１’、２’、３’、及び４’は炭素又は窒素原子のいずれかとして独立して選択されている。
【００６１】
構造式ＶＩＩに従ったドーパントの中で用いるのに適した置換基Ｘa、Ｘb、Ｚa及びＺbは、上述の本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第１０/１８３，２４２号の中で論述されている。望ましくは、青色ルミネセンスを提供するためには、アジン環は１、２、３、４、１’、２’、３’及び４’が全て炭素となるようにキノリニル又はイソキノリニル環のいずれかであり；ｍ及びｎは両方とも２以上であり；かつ（Ｘa）n及び（Ｘb）mは各々、接合して１つの芳香環を形成する少なくとも２つの置換基を表わしている。望ましくは、青色ルミネセンスを提供するためには、Ｚa及びＺbはフッ素原子である。
【００６２】
好ましい青色ドーパントにはさらに、２つの縮合環系がキノリン又はイソキノリン系である、すなわち接合して６−６縮合環を形成する少なくとも２つのＸa基及び２つのＸb基が存在し；縮合環系が、それぞれ１−２、３−４、１’−２’又は３’−４’位置で縮合されており；縮合環のうちの１つ又は両方がアリール又はヘテロアリール基で置換されており；かつドーパントが構造式ＶＩＩＩ、ＩＸ又はＸ形で描かれているような材料、が含まれる。この好ましい構造の青色ドーパントには、以下のものが含まれる。
【００６３】
【化８】
【００６４】
構造式ＶＩＩＩ
【００６５】
【化９】
【００６６】
構造式ＩＸ
【００６７】
【化１０】
【００６８】
構造式Ｘ
なお式中、各Ｘc、Ｘd、Ｘe、Ｘf、Ｘg及びＸhは、水素又はその内の１つがアリール又はヘテロアリール基でなければならない独立して選択された置換基である。これらの化合物は、脱プロトン化されたビス（アジニル）アミンリガンドの二環窒素で錯化されたホウ素化合物として記述することができ、ここで二環窒素は、うち少なくとも１つの系がアリール又はヘテロアリール置換基を含有する異なる６−６縮合環系の成員である。
【００６９】
青色ルミネセンスを提供しかつ青色発光層中において青色ドーパントとして有用な構造式ＶＩＩＩ〜Ｘに従った化合物の制限的な意味のない実例は以下の通りである：
【００７０】
【化１１】
【００７１】
構造式ＸＩ
【００７２】
【化１２】
【００７３】
構造式ＸＩＩ
【００７４】
【化１３】
【００７５】
構造式ＸＩＩＩ
【００７６】
【化１４】
【００７７】
構造式ＸＩＶ
【００７８】
【化１５】
【００７９】
構造式ＸＶ
【００８０】
【化１６】
【００８１】
構造式ＸＶＩ
【００８２】
【化１７】
【００８３】
構造式ＸＶＩＩ。
【００８４】
青色ドーパントは、個別に青色ドーパントともなり得る化合物の混合物でもあり得る。青色発光層は、デバイスの発光収量を増大させることを主たる機能とする単数又は複数の付加的ドーパントを含有し得る。発光収量を増大させる種類の化合物には、トリアリールアミンが含まれる。この機能のための好ましい付加的トリアリールアミンドーパントには、ＮＰＢ及びＴＮＢが含まれる。
【００８５】
正孔輸送層、電子輸送層、又は正孔輸送層及び電子輸送層の両方において黄色ドーパントとして用いるための好ましい材料は、構造式ＸＶＩＩＩによって表わされるものである：
【００８６】
【化１８】
【００８７】
構造式ＸＶＩＩＩ
なお式中、Ｒl〜Ｒ6は、各環上の単数又は複数の置換基を表わし、各置換基は上述のカテゴリーの１つから個別に選択されている。Ｒl〜Ｒ4として好ましいのは、上述のカテゴリー３及び４から選択された置換基である。
【００８８】
特に有用な黄色ドーパントの例としては、以下にその構造式が示されている、５，６、１１，１２−テトラフェニルナフタセン（ルブレン）；６，１１−ジフェニル５，１２−ビス（４−（６−メチル−ベンゾチアゾール−２−イル）フェニル）ナフタセン（ＤＢｚＲ）及び５，６，１１，１２−テトラ（２−ナフチル）ナフタセン（ＮＲ）が含まれる：
【００８９】
【化１９】
【００９０】
（ルブレン、構造式ＸＩＸ）
【００９１】
【化２０】
【００９２】
（ＤＢｚＲ、構造式ＸＸ）
及び
【００９３】
【化２１】
【００９４】
（ＮＲ、構造式ＸＸＩ）
【００９５】
黄色ドーパントは同様に、個別に黄色ドーパントにもなり得る化合物の混合物でもあり得る。
【００９６】
本発明中において有用な赤色ドーパントには、２００２年１２月３１日付けの米国特許出願第１０/３３４，３２４号中に記述されているようなジインデノペリレン化合物が含まれる。ジインデノペリレン化合物は構造式ＸＸＩＩによって表わされ得る：
【００９７】
【化２２】
【００９８】
構造式ＸＸＩＩ
式中：
指示された置換基のいずれも接合してさらなる縮合環を形成できることを条件として；
Ｒ1〜Ｒ16は赤色ルミネセンスを提供するヒドロ又はその他の置換基として独立して選択される；例えば、上述の米国特許出願第１０/３３４，３２４号を参照のこと。
【００９９】
赤色ルミネセンスを提供する１つの望ましい実施形態において、Ｒ1〜Ｒ16は、ヒドロ、アルキル及びアリールを内含するカテゴリーから独立して選択される。赤色ルミネセンスを提供する特に有用なジインデノペリレンドーパントは、Ｒ1〜Ｒ16が、以下に示す構造式により例示されているように、ジインデノペリレン骨格に対して縮合されたアリール環を含むアリール及びヒドロを内含するカテゴリーから独立して選択されているものである：
【０１００】
【化２３】
【０１０１】
ペリフランテン、
構造式ＸＸＩＩＩ；
【０１０２】
【化２４】
【０１０３】
構造式ＸＸＩＶ；
【０１０４】
【化２５】
【０１０５】
構造式 ＸＸＶ；
【０１０６】
【化２６】
【０１０７】
構造式ＸＸＶＩ；
【０１０８】
【化２７】
【０１０９】
構造式ＸＸＶＩＩ；
【０１１０】
【化２８】
【０１１１】
構造式ＸＸＶＩＩＩ；
【０１１２】
【化２９】
【０１１３】
構造式ＸＸＩＸ；
【０１１４】
【化３０】
【０１１５】
構造式ＸＸＸ；
【０１１６】
【化３１】
【０１１７】
ＴＰＤＢＰ、
構造式ＸＸＸＩ；
【０１１８】
【化３２】
【０１１９】
構造式ＸＸＸＩＩ；
【０１２０】
【化３３】
【０１２１】
構造式ＸＸＸＩＩＩ；
【０１２２】
【化３４】
【０１２３】
構造式ＸＸＸＩＶ；
【０１２４】
【化３５】
【０１２５】
構造式ＸＸＸＶ；
【０１２６】
【化３６】
【０１２７】
構造式ＸＸＸＶＩ；
【０１２８】
【化３７】
【０１２９】
構造式ＸＸＸＶＩＩ；
【０１３０】
【化３８】
【０１３１】
構造式ＸＸＸＶＩＩＩ；
【０１３２】
【化３９】
【０１３３】
構造式ＸＸＸＩＸ；
【０１３４】
【化４０】
【０１３５】
構造式ＸＬ；
【０１３６】
【化４１】
【０１３７】
構造式ＸＬＩ；
【０１３８】
【化４２】
【０１３９】
構造式ＸＬＩＩ；
【０１４０】
【化４３】
【０１４１】
構造式ＸＬＩＩＩ；
【０１４２】
【化４４】
【０１４３】
構造式ＸＬＩＶ；
【０１４４】
【化４５】
【０１４５】
構造式ＸＬＶ；
【０１４６】
【化４６】
【０１４７】
構造式ＸＬＶＩ；
【０１４８】
【化４７】
【０１４９】
構造式ＸＬＶＩＩ；又は
【０１５０】
【化４８】
【０１５１】
構造式ＸＬＶＩＩＩ、
特に好ましいジインデノペリレンドーパントは、ジベンゾ｛（［ｆ，ｆ’］−４，４’７，７’−テトラフェニル］ジインデノ−［１，２，３−ｃｄ：１’，２’，３’−ｌｍ］ペリレン（ＴＰＤＢＰ）である。
【０１５２】
本発明において有用なその他の赤色ドーパントは、構造式（ＸＬＩＸ）で表わされる色素のＤＣＭクラスに属する：
【０１５３】
【化４９】
【０１５４】
(構造式ＸＬＩＸ)
式中、Ｒ3及びＲ5が共に縮合環を形成しないことを条件として、Ｒ1〜Ｒ5はヒドロ、アルキル、置換アルキル、アリール又は置換アリールから独立して選択された単数又は複数の基を表わし；Ｒ1〜Ｒ5は独立して非環式基を内含するか、又は対の形で接合されて単数又は複数の縮合環を形成する。
【０１５５】
赤色ルミネセンス提供する有用かつ都合の良い実施形態においては、Ｒ1〜Ｒ5は、ヒドロ、アルキル及びアリールから独立して選択される。ＤＣＭクラスの特に有用なドーパントの構造を以下に示す：
【０１５６】
【化５０】
【０１５７】
構造式Ｌ、
ＤＣＪＴＢ；
【０１５８】
【化５１】
【０１５９】
構造式ＬＩ；
【０１６０】
【化５２】
【０１６１】
構造式ＬＩＩ；
【０１６２】
【化５３】
【０１６３】
構造式ＬＩＩＩ；
【０１６４】
【化５４】
【０１６５】
構造式ＬＩＶ；
【０１６６】
【化５５】
【０１６７】
構造式ＬＶ；又は
【０１６８】
【化５６】
【０１６９】
構造式ＬＶＩ。
好ましいＤＣＭドーパントは、DＣＪＴＢである。赤色ドーパントは同様に、個別に赤色ドーパントにもなり得る化合物の混合物でもあり得る。
【０１７０】
クマリンは、Tang et al. により米国特許第４，７６９，２９２号及び第６，０２０，０７８号中に記述されているとおりの有用な緑色ドーパントの１種類である。有用な緑色クマリンの一例は以下にその構造を示すＣ５４５Ｔである：
【０１７１】
【化５７】
【０１７２】
（Ｃ５４５Ｔ、構造式ＬＶＩＩ）。
【０１７３】
キナクリドンは、もう一種類の有用な緑色ドーパントを代表する。有用なキナクリドンは、米国特許第５，５９３，７８８号、日本特許公報第０９−１３０２６Ａ号及びその開示が本書中に包含されている「緑色有機発光ダイオードを含むデバイス」という題の、Lelia Cosimbescuにより２００２年６月２７日付けで提出され本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第１０／１８４，３５６号の中で記述されている。
【０１７４】
特に有用な緑色キナクリドンの例を以下に示す：
【０１７５】
【化５８】
【０１７６】
（構造式ＬＶＩＩＩ）
及び
【０１７７】
【化５９】
【０１７８】
（ＤＰＱＡ、構造式ＬＩＸ）。
【０１７９】
もう一つの有用な種類の緑色ドーパントは以下の構造式ＬＸによって表わされる：
【０１８０】
【化６０】
【０１８１】
（構造式ＬＸ）
式中：
Ａ及びＡ’は、各々少なくとも１つの窒素原子を含む６員の芳香環系に対応する独立したアジン環系を表わし；
Ｘa及びＸbは各々１つの独立して選択された置換基であり、うち２つは接合してＡ又はＡ’に対する縮合環を形成することができ；
ｍ及びｎは独立して０〜４であり；
ＹはＨ又は１つの置換基であり；
Ｚa及びＺbは独立して選択された置換基であり；かつ
原子１〜４及び1’〜4’は、炭素又は窒素原子として独立して選択されている。
【０１８２】
構造式ＬＸに従ったドーパント中で用いるのに適した置換基Ｘa、Ｘb、Ｙ、Ｚa及びＺbは、上述の本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第１０／１８３，２４２号の中で論述されている。望ましくは、緑色ルミネセンスを提供するために、アジン環は１、２、３、４、１’、２’、３’及び４’が全て炭素であるようにキノリニル又はイソキノリニル環のいずれかであり；ｍ及びｎは２以上であり；かつ（Ｘa）m及び（Ｘb）nは各々、接合して芳香環を形成する少なくとも２つ置換基を表わす。望ましくは、緑色ルミネセンスを提供するために、Ｚa及びＺbａはフッ素原子である。
【０１８３】
一部の都合の良い実施形態では、１〜４及び１’〜４’は、全て炭素原子である。望ましくは、置換基Ｘaが環Ａに縮合される環を形成するか、又は置換基Ｘbが環Ａ’に縮合される環を形成するか、或いは両方の置換基Ｘa及びＸbがそれぞれ環Ａ及びＡ’に縮合される環を形成する。１つの有用な実施形態では、ハロ、アルキル、アリール、アルコキシ及びアリールオキシ置換基を内含するカテゴリーから選択された少なくとも１つのＸa又はＸb置換基が存在する。もう一つの実施形態では、フルオロ及びアルキル、アリール、アルコキシ及びアリールオキシ置換基を内含するカテゴリーから独立して選択されたＺa及びＺb置換基が存在する。１つの望ましい実施形態では、Ｚa及びＺbは両方ともフルオロ置換基である。Ｙは適切には、水素又はシアノ、カルボキシル、アルキル、トリフルオロメチル、アリール、アリール又は複素環といった置換基である。一般構造が構造式ＬＸ中に示されている有用な緑色ドーパントのいくつかの例についての構造式を以下に示す：
【０１８４】
【化６１】
【０１８５】
構造式ＬＸＩ；
【０１８６】
【化６２】
【０１８７】
構造式ＬＸＩＩ；
【０１８８】
【化６３】
【０１８９】
構造式ＬＸＩＩＩ；
【０１９０】
【化６４】
【０１９１】
構造式ＬＸＩＶ；又は
【０１９２】
【化６５】
【０１９３】
構造式ＬＸＶ。
【０１９４】
以下で、層中のドーパントの百分率は、薄膜被着モニターを用いて測定された層中の合計材料に対するドーパントの体積百分率を表わす。青色ドーパントは、青色発光層の０．１〜１０％かつ好ましくは０．７５〜２％を構成する。トリアリールアミン化合物といった付加的ドーパントは、青色発光層の０〜３０%、かつ好ましくは０〜１５%を構成する。黄色ドーパントは、それが赤色ドーパントと中で同時ドープされている正孔輸送層又は副層の０．５〜５０%、好ましくは２〜３０%を構成する。赤色ドーパントは、それが黄色ドーパントと中で同時ドープされている正孔輸送層又は副層の約０．１〜５%、かつ好ましくは０．５〜１%を構成する。緑色ドーパントが、電子輸送層又は副層中に存在する場合、それは当該層又は副層の０．１〜３%、かつ好ましくは０．２５〜１%を構成する。赤色ドーパントが電子輸送層又は副層中に存在する場合、該赤色ドーパントは、当該層又は副層の０．１〜３%、かつ好ましくは０．２５〜１%を構成する。
【０１９５】
正孔輸送層の厚みは、２０〜約２５０ｎｍの間、かつ好ましくは７０〜１５０ｎｍの間である。青色発光層の厚みは、１０〜５０ｎｍの間、かつ好ましくは２０〜４０ｎｍの間である。電子輸送層の厚みは、１０〜１００ｎｍの間、かつ好ましくは２０〜４０ｎｍの間である。正孔輸送層の副層のみが黄色及び赤色ドーパントで同時ドープされる場合、当該副層の厚みは、５〜５０ｎｍの間、かつ好ましくは１０〜３０ｎｍの間である。発光ドーパントが電子輸送副層中に存在する場合、当該副層の厚みは、５〜４０ｎｍの間、かつ好ましくは１０〜２０ｎｍの間である。付加的な層が発光層及び正孔輸送層又は電子輸送層の間に存在する場合、当該層厚みは、１〜１０ｎｍ、かつ好ましくは２〜５ｎｍの間である。陰極の厚みは通常、２０〜４００ｎｍの間、かつ好ましくは５０〜２５０ｎｍの間である。
【０１９６】
本発明のＯＬＥＤは、白色光源を必要とするあらゆる利用分野で使用することができる。これらは、紙のように薄い光源といったコンパクトな光源として、及びオフィス照明及び自動車用のルームランプといった部域的照明において使用することができる。それらは、個別にアドレス可能な光源として又はＬＣＤ中のバックライトとしてディスプレイデバイス中で使用することができる。マルチカラーディスプレイデバイスにおいては、本発明に従って構築されたＯＬＥＤを赤色、緑色及び青色カラーフィルタと共に使用することができる。かかるフィルタは、フルカラー又はマルチカラーディスプレイの構築においてそれらを使用するための手段と同様、当該技術分野において周知である。赤色、緑色及び青色フィルタの代表例としては、市販のＲ３７、Ｇ３７及びＢ３７フィルタがある。Ｒ３７フィルタによって通過させられるスペクトル帯は、約５８５ｎｍを超える全ての可視波長を含む。Ｇ３７フィルタによって通過させられるスペクトル帯は、約４８０〜約５８５ｎｍの間の全ての可視波長を内含する。Ｂ３７フィルタによって通過させられるスペクトル帯は、約５２５nmより短い全ての可視波長を内含する。
【実施例】
【０１９７】
本発明及びその利点は、以下の実施例により例示される。以下で記述される全てのＯＬＥＤの製造手順は、比較例１のケースについて例示されている。各ＯＬＥＤの電流−電圧特性は、定電流源測定ユニットを用いて評価された。エレクトロルミネセンススペクトル及び収量は、フィルタを使用せずに定電流源及びダイオードアレイ分光計を用いて評価された。発光を同様に市販のR３７赤色、G３７緑色又はB３７青色フィルタを通してろ過し、各々の伝送された色についての測光性能も同様に測定した。
【０１９８】
実施例の一部について、シミュレーションされたフルカラー２．２インチ対角正方形ＯＬＥＤディスプレイパネルの電力消費を、Ｄ６０又はD６５の白色点で１００ｃｄ／m2の輝度について計算した。D６０及びD６５の白色点は、それぞれ（０．３２、０．３３）及び（０．３１、０．３３）のＣＩＥ座標に対応している。シミュレーションされたデバイスは、実施例の白色ＯＬＥＤ、個別のR３７、G３７及びB３７フィルタを伴う着色された画素及び透過率０．４の偏光子を内含していた。さらに、各画素が１３Ｖの駆動電圧を必要とするものと仮定した。この値は、駆動回路中の非効率性をシミュレーションする目的で、ＯＬＥＤ自体についての駆動電圧を超過している。シミュレーションされたディスプレイの赤色、緑色及び青色画素を駆動するために必要な電流を推定するために、所望のディスプレイ輝度及びＣＩＥ座標をカラーフィルタを通して測定された通りＯＬＥＤの発光収量及びＣＩＥ座標と組み合わせた。各画素についての輝度は、駆動電流に比例するものと仮定し、比例定数を２０ｍＡ／ｃｍ2での輝度から評価した。かかるシミュレーションの方法は、当業者にとっては明白なものである。
【０１９９】
作動安定性（デバイス寿命）は、その輝度及び駆動電圧を監視しながら２０ｍＡ／ｃｍ2の一定の平均電流密度及び７０℃でＯＬＥＤを作動させることによって評価された。平均２０ｍＡ／ｃｍ2の電流密度は、０．５ｍｓ周期の１４Ｖ逆バイアスで交番する０．５ｍｓ周期の４０ｍＡ／ｃｍ2電流密度として供給された。
【０２００】
比較用例１
比較用例１のＯＬＥＤは、正孔輸送層（３４０）が黄色ドーパントのみを含有しているという点を除き、図３中に示されている該発明のデバイスと同一の構造を有していた。ガラス基板（２１０）上の８０ｎｍのＩＴＯ層を、同一基板上の複数のＯＬＥＤの陽極（３２０）を画定するようにパターン化した。 陽極を順次、市販の洗剤中で超音波処理し、脱イオン水中で洗い流し及びトルエン蒸気中で脱脂した。ＩＴＯ層を酸素プラズマを用いて約１分間処理し、次にＣＨＦ3のプラズマ援用被着によって１ｎｍの過フッ化炭化水素層、つまり正孔注入層（３３０）をコーティングした。結果として得られたコーティング済みの基板を真空チャンバに移し、そこで以下の付加的な層を真空蒸着によって正孔注入層全体の上に順次製造した：正孔輸送層（ＨＴＬ、３４０）としての２％のルブレンを含有する１５０ｎｍのＮＰＢ、青色発光層（３５０）としての２％ＴＢＰでドープされた２０ｎｍのＴＢＡＤＮ、電子輸送層（ＥＴＬ、３６０）としての３５ｎｍのＡｌｑ、そして最後に複数のＯＬＥＤ用の陰極（３７０）を供給するようにパターン化された１０％のＡｇを含有する２２０ｎｍのＭｇ。上述のシーケンスでＯＬＥＤの被着を完成した。次にＯＬＥＤを、周囲環境に対する保護のための乾燥窒素を満たしたグローブボックス中に密封包装した。
例２〜４
【０２０１】
ＨＴＬが２％のルブレン及び赤色ドーパントとしてのＤＣＪＴＢで同時ドープされいる点を除き（表Ｉａ中に百分率が示されている）、例２〜４のＯＬＥＤを比較用例１と類似の要領で構築した。カラーフィルタ無しでの駆動電圧及び測光パラメータ（発光収量及びＣＩＥ座標）の点から見た２０ｍＡ／ｃｍ2の電流密度でのデバイスの性能も同様に表Ｉａ中で報告されている。赤色、緑色青色カラーフィルタを伴う各ＯＬＥＤについての同じ測光パラメータは、表Ｉｂに報告されている。
【０２０２】
表Ｉａ
２０ｍＡ／ｃｍ2の電流密度でのカラーフィルタ無しのい例１〜４のＯＬＥＤの組成及び性能パラメータ
第２欄は、正孔輸送層中の赤色ドーパントの百分率ＤＣＪＴＢを示し；第３欄は駆動電圧を報告し；第４欄は発光収量を報告し；かつ第５欄はＣＩＥ座標を報告している、
【０２０３】
【表１】
【０２０４】
表Ｉｂ
Ｒ３７赤色、Ｇ３７緑色及びＢ３７青色フィルタを通して測定された例１〜４のＯＬＥＤの測光特性
【０２０５】
【表２】
【０２０６】
例２〜４のＯＬＥＤは、比較用例１のＯＬＥＤに比べて、フィルタ無し及び赤色又は緑色フィルタで発光収量の増大を、そして青色フィルタで発光収量の軽度の減少を実証した。赤色フィルタでのＣＩＥ座標は極僅かに変化し、緑色及び青色フィルタでのＣＩＥ座標は幾分か変化した。駆動電圧には無視できる程度の変化しかなかった。赤色フィルタでの発光収量の増大は、本発明に従った同時ドープされた正孔輸送層を利用したことの利点である。
例５〜９
【０２０７】
例６〜９のＯＬＥＤを、図４に示される通りのＯＬＥＤ４００の構造に従って調製した。正孔輸送層は、ドープされていないＮＰＢの厚み１３０ｎｍの副層（４４１）及び黄色ドーパントとしての２％のルブレン及び赤色ドーパントとしての様々な百分率のＤＣＪＴＢで同時ドープされたＮＰＢの厚み２０ｎｍの副層（４４２）を含んでいた。青色発光層（４５０）は、青色ドーパントとして５％のＢＤＴＡＰＶＢでドープされたホストとしての厚み２５ｎｍのＴＢＡＤＮの層であった。電子輸送層（４６０）は、３５ｎｍのＡｌｑであった。比較用例５のＯＬＥＤは、副層４４２がＤＣＪＴＢを全く含有していない点を除き類似のものであった。基板（４１０）、陽極（４２０）、正孔注入層（４３０）及び陰極（４７０）に関しては、例５〜９のＯＬＥＤは、比較用例１のＯＬＥＤと同じであった。
【０２０８】
表ＩＩａ及びＩＩｂは、ＤＣＪＴＢの百分率及びこれらのデバイスの２０ｍＡ／ｃｍ2での性能を示している。Ｄ６０白色点で作動させたシミュレーションされたディスプレイパネルの電力消費が含まれている。フィルタ無しの発光収量は、ＤＣＪＴＢドーパントの存在により幾分か減少した。駆動電圧には無視できる程度の変化しかなかった。緑色及び青色フィルタでの発光収量も同様に減少し、ＣＩＥ座標は幾分か変化した。しかしながら、最も重要なことに、赤色フィルタでの発光収量は著しく増大し、かつ赤色フィルタでの色はより飽和した赤色に向かってシフトした。その上、Ｄ６０白色点での予想電力消費が著しく減少した。赤色フィルタでの効率の増大、赤色の改善及びＤ６０白色点での電力消費の減少は、本発明に従った同時ドープされた正孔輸送副層を使用したことの利点である。
【０２０９】
適切なカラーフィルタを伴う本発明に従って構築された白色ＯＬＥＤによって生成された赤色光の発光収量が改善されたことから、適切なカラーフィルタを伴う本発明に従って構築された白色ＯＬＥＤを用いたシミュレーションフルカラーディスプレイパネルは、赤色成分の効率の改善を示している。従って、適切なカラーフィルタを伴う本発明に従って構築された白色ＯＬＥＤを用いたシミュレーションフルカラー ディスプレイは、赤色画素のための所要電力量の減少を示す。さらに、適切なカラーフィルタを伴う本発明に従って構築された白色ＯＬＥＤを用いたシミュレーションフルカラーディスプレイは、赤色成分色純度の改善を示している。
【０２１０】
表ＩＩａ
例５〜９のＯＬＥＤの組成及び性能パラメータ
各欄は、表Ｉａと同一の意味を有している
【０２１１】
【表３】
【０２１２】
表ＩＩｂ
Ｒ３７赤色、Ｇ３７緑色及びＢ３７青色フィルタを通して測定された例５〜９のＯＬＥＤの測光特性及び光源としてこれらのＯＬＥＤを用いた２．２インチ対角正方形ディスプレイパネルの予測電力消費
【０２１３】
【表４】
【０２１４】
同じく２０ｍＡ／ｃｍ2での例５及び７のデバイスのＥＬスペクトルは図７に示されている。当該図において、矢印及び数字はそれぞれの例に付随するスペクトルを表わしている。ＨＴＬ中に赤色ドーパントＤＣＪＴＢを添加することで、スペクトルの赤色部分の強度は増大するが、一方スペクトルの青色部分の強度は減少した。青色及び赤色フィルタを通して測定された相対強度の変化及び赤色フィルタを通した発光の飽和度の増大は、ＯＬＥＤの未ろ過発光スペクトル中のこれらの変化に原因があると考えられている。比較用例５のものに比べて例７についての未ろ過発光が、スペクトルの緑色領域の一部で比較的強くもう一つの部分で比較的弱いことから、緑色フィルタでの効率の減少が軽度であることの説明はさらに複雑である。
例１０〜１３
【０２１５】
比較用例１０及び例１１〜１３のＯＬＥＤは、図３中に示されている構造を有し、かつ赤色ドーパントがＤＣＪＴＢではなくＴＰＤＢＰである点を除き、例１〜４のデバイスと類似の要領で調製された。
【０２１６】
表ＩＩＩａ及びＩＩＩｂは、ＴＰＤＢＰの百分率とこれらのデバイスの性能を示している。赤色ドーパントとしてＴＰＤＢＰが存在することの効果は、赤色ドーパントの百分率が増大するのに伴って駆動電圧が１ボルト未満だけ増大したという点を除き、例５〜９中のＤＣＪＴＢのものと類似であった。しかしながら、最も重要なことに、色がより飽和した赤色に近づいた一方で、赤色フィルタでの発光収量はおよそ１．８の係数だけ増大した。比較用例１０との関係における例１１〜１３の効率及び色の改善は、本発明に従った同時ドープされた正孔輸送層を用いることの利点を例示している。
【０２１７】
例１０〜１３デバイスのＥＬスペクトルは、図８に示されている。該図中で、矢印及び数字はここでも又それぞれの例に付随するスペクトルを示している。赤色ドーパントＴＰＤＢＰの最大の効果は、およそ５６０ｎｍにピークをもつ黄色ドーパントルブレンの黄色発光を、およそ６１０ｎｍにピークをもちかつさらに長い波長で実質的な強度を有する赤色ドーパントＴＰＤＢＰの赤色がかった発光によって置き換えることにある。より小さな効果としては、およそ４７０ｎｍにピークを有するＴＢＰの青色発光の強度を低減させるということがある。赤色フィルタでの性能の改善は、未ろ過スペクトル中の赤色成分の増加の結果であると考えられている。
【０２１８】
表ＩＩＩａ
例１０〜１３のＯＬＥＤの組成及び性能パラメータ
各欄は、赤色ドーパントがＴＰＤＢＰである点を除き表ｌａと同じ意味をもつ。
【０２１９】
【表５】
【０２２０】
表ＩＩＩｂ
Ｒ３７赤色、Ｇ３７緑色及びＢ３７青色フィルタを通して測定された例１０〜１３のＯＬＥＤの測光特性
【０２２１】
【表６】
例１４〜１７
【０２２２】
例１５〜１７ＯＬＥＤは、図４中に示された構造を有し、例５〜９のデバイスと類似の要領で調製された。正孔輸送層は、ドープされていないＮＰＢの厚み１３０ｎｍの副層（４４１）及び黄色ドーパントとしての３%のＤＢｚＲ及び赤色ドーパントとしての様々な百分率のＴＰＤＢＰで同時ドープされたＮＰＢの厚み２０ｎｍの副層（４４２）を含んでいた。青色発光層（４５０）は、青色ドーパントとして２％のＢＤＴＡＰＶＢでドープされたホストとしての厚み２０ｎｍのＴＢＡＤＮの層であった。電子輸送層（４６０）は、３５ｎｍのＡｌｑであった。比較例１４のＯＬＥＤは、副層４４２がＴＰＤＢＰを全く含有していないという点を除き類似のものであった。基板（４１０）、陽極（４２０）、正孔注入層（４３０）及び陰極（４７０）に関して、例１４〜１７のＯＬＥＤは、比較用例１のＯＬＥＤと同じであった。
【０２２３】
表ＩＶａ及びＩＶｂは、ＴＰＤＢＰの百分率及び２０ｍＡ／ｃｍ2でのこれらのデバイスの性能を示している。Ｄ６０白色点で作動させられたシミュレーションディスプレイパネルの電力消費も含まれていた。ここでも又、フィルタ無しの発光収量は、ＴＰＤＢＰドーパントの存在により幾分か減少した。駆動電圧は、僅かな量だけ減少した。緑色及び青色フィルタでの発光収量も同様に減少し、ＣＩＥ座標は幾分か変化した。しかしながら、最も重要なことに、赤色フィルタでの発光収量は、著しく増大し、赤色フィルタでの色は、より飽和した赤色の方にシフトした。これらの例は、本発明に従った同時ドープされた正孔輸送副層の使用が、マルチカラーディスプレイの赤色画素のためのより飽和した赤色及び赤色フィルタを用いた効率の増大という利点を有していることを例示している。その上、例１５のケースでは、Ｄ６０白色点での予測電力消費は、比較用例１４についてのものに比べて著しく減少した。この例は、本発明の範囲内で同時ドープされた層の組成を調整することによって、マルチカラーディスプレイが白色を表示している場合に電力消費の減少を達成することがで可能であるということを例示している。
【０２２４】
例１４〜１７のデバイスのＥＬスペクトルは、図８中に示されているような例１０〜１３のものと類似であり、それらは類似の傾向を示している。赤色フィルタと共に使用された場合の比較用例１４のものに比べた本発明の例１５〜１７の性能の改善は、ＴＰＤＢＰの赤色発光によってＤＢｚＲの黄色発光を置き換えたことにより引き起こされた、未ろ過スペクトル内の赤色成分の増大の結果であると考えられている。
【０２２５】
表Ｉｖａ
例１４〜１７のＯＬＥＤの組成及び性能パラメータ
各欄は、表ｌａと同じ意味を有する
【０２２６】
【表７】
【０２２７】
表Ｉｖｂ
Ｒ３７赤色、Ｇ３７緑色及びＢ３７青色フィルタを通して測定された例１４〜１７のＯＬＥＤの測光特性、及び光源としてこれらのＯＬＥＤを用いた２．２インチ対角正方形ディスプレイパネルの予測電力消費
【０２２８】
【表８】
【０２２９】
例１８及び１９
例１８及び１９のＯＬＥＤは、本発明の実践及び本発明に従って構築されたＯＬＥＤの性能についてさらに例示している。該ＯＬＥＤは、図４中に示された構造を有し、例５〜９のデバイスと類似の要領で調製された。正孔輸送層は、ドープされていないＮＰＢの厚み２８０ｎｍの副層（４４１）及び黄色ドーパントとしての変動する百分率のルブレン及び赤色ドーパントとしての０．５％のＴＰＤＢＰで同時ドープされたＮＰＢのおよそ３０ｎｍの副層（４４２）を含んでいた。青色発光層（４５０）は、青色ドーパントとしての３％ＢＤＴＡＰＶＢでドープされ、かつ変動する百分率のＮＰＢで付加的にドープされたホストとしてのＴＢＡＤＮの厚み４０ｎｍの層であった。電子輸送層（４６０）は、１０ｍｎのＡｌｑであった。基板（４１０）、陽極（４２０）、正孔注入層（４３０）、及び陰極（４７０）に関して、例１８〜１９のＯＬＥＤは、比較用例１のＯＬＥＤと同じであった。
【０２３０】
表Ｖａ及びＶｂは、正孔輸送層の同時ドープされた副層中のルブレン百分率、及び青色発光層中のＮＰＢ百分率を、これらのデバイスの２０ｍＡ／ｃｍ2での性能と併せて示している。ここに含まれているのは、Ｄ６５白色点で作動させられたシミュレーションディスプレイパネルの電力消費である。
【０２３１】
表Ｖａ
例１８〜１９のＯＬＥＤの組成及び性能パラメータ
第２欄は、正孔輸送層（ＨＴＬ２）の同時ドープされた副層中のルブレンの百分率を示している。
第３欄は青色発光層（ＥＭＬ）中のＮＰＢの百分率を示している。
第４〜６欄は、表ｌａの第３〜５欄と同じ意味を有する。
【０２３２】
【表９】
【０２３３】
表Ｖｂ
Ｒ３７赤色、Ｇ３７緑色及びＢ３７青色フィルタを通して測定された例１８〜１９のＯＬＥＤの測光特性、及び光源としてこれらのＯＬＥＤを用いた２．２インチ対角正方形ディスプレイパネルの予測電力消費
【０２３４】
【表１０】
【０２３５】
本発明に従って構築された例１８及び１９のデバイスは、赤色フィルタと共に用いられた場合に優れた赤色を、かつ緑色及び青色フィルタと共に用いられた場合に優れた緑色及び青色を示す。さらに、Ｄ６５白色点での所要電力は非常に低い。従って、ここでも又、正孔輸送副層を赤色及び黄色ドーパントの両方で同時ドーピングすることにより本発明に従って優れた色品質及び高い電力効率を達成することができる。
例２０〜２１
【０２３６】
例２１のＯＬＥＤは、図６中に示されている通りのＯＬＥＤ６００の構造に従って構築された。正孔輸送層は、ドープされていないＮＰＢの厚み１３０ｎｍの副層（６４１）及び黄色ドーパントとしての３％のルブレン及び赤色ドーパントとしての０．５％のＴＰＤＢＰで同時ドープされたＮＰＢの２０ｎｍの副層（６４２）を含んでいた。青色発光層（６５０）は、青色ドーパントとしての３％のＢＤＴＡＰＶＢでドープされたホストとしてのＴＢＡＤＮの厚み２０ｎｍの層であった。青色発光層に隣接する電子輸送副層（６６１）は、０．２５％のＴＰＤＢＰでドープされた厚み２０ｎｍのＡｌｑ層を含んでいた。陰極に隣接する電子輸送副層（６６２）は、１５ｎｍのドープされていないＡｌｑを含んでいた。基板（６１０）、陽極（６２０）、正孔注入層（６３０）及び陰極（６７０）に関しては、例２１のＯＬＥＤは、比較用例１のＯＬＥＤと同じであった。比較用例２０のＯＬＥＤは、それがＴＰＤＢＰを全く含有していないという点を除き、例２１のものと同じであった。表ＶＩａ及びＶＩｂは、２０ｍＡ／ｃｍ2でのこれらのデバイス性能を示している。
【０２３７】
表Ｖｉａ
例２０〜２１のＯＬＥＤの組成及び性能パラメータ
第２〜４欄は、表Ｉａの第３〜５欄と同一の意味を有する。
【０２３８】
【表１１】
【０２３９】
表Ｖｉｂ
Ｒ３７赤色、Ｇ３７緑色及びＢ３７青色フィルタを通して測定された例２０〜２１のＯＬＥＤの測光特性
【０２４０】
【表１２】
【０２４１】
本発明に従って構築された例２１は、フィルタ無しでの発光収量の減少及び比較用例２０に比べた駆動電圧の僅かな増大を示した。それでも例２１では、比較用例２０に比べて、赤色フィルタでの発光収量は著しく増大し、一方緑色及び青色フィルタ発光収量は減少した。例２１中の赤色フィルタでの色も同様にさらに飽和度が高くなっていた。
【０２４２】
２つのＯＬＥＤの作動上の安定性を、２０ｍＡ／ｃｍ2及び７０℃でそれらを作動させることによって評価した。図９は、作動時間の関数としての初期値に対する輝度のプロットである。 図９は、作動時間の関数としての駆動電圧も同様に示している。当該図において、矢印及び数字はそれぞれの例と結び付けられた相対輝度及び駆動電圧を示している。両方のＯＬＥＤについての駆動電圧は、測定期間中非常に僅かしか変化しなかった。.しかしながら、２００時間の作動後、比較用例２０のＯＬＥＤの輝度は、約１８％だけ減少し、一方例２１のＯＬＥＤの輝度は僅かに約７％しか減少しなかった。従って、本発明に従って構築された例２１のデバイスは、例２０の対照デバイスに比べてはるかに高い作動安定性及びより長いデバイス寿命を示した。
【０２４３】
例２２
この実施例のＯＬＥＤは、図６中に示されている通りのＯＬＥＤ６００の構造に従って構築された。正孔輸送層は、ドープされていないＮＰＢの厚み２４０ｎｍの副層（６４１）及び黄色ドーパントとしての２８％のルブレン及び赤色ドーパントとしての０．５％のＴＰＤＢＰで同時ドープされたＮＰＢの２６ｎｍの厚みの副層（６４２）を含んでいた。青色発光層（６５０）は、青色ドーパントとしての０．７５％の構造式ＸＶＩに示されている化合物でドープされ、さらに０．５％のＮＰＢで付加的にドープされたホストとしてのＴＢＡＤＮの厚み３０ｎｍの層であった。青色発光層に隣接する電子輸送副層（６６１）は、０．５％のＤＰＱＡでドープされた厚み１５ｎｍのＡｌｑ層を含んでいた。陰極に隣接する電子輸送副層（６６２）は、５ｎｍのドープされていないＡｌｑを含んでいた。基板（６１０）、陽極（６２０）、正孔注入層（６３０）及び陰極（６７０）に関しては、例２２のＯＬＥＤは、比較用例１のＯＬＥＤと同じであった。
【０２４４】
表ＶＩＩａ及びＶＩＩｂは、Ｄ６５白色点で作動させたシミュレーションディスプレイパネルの電力消費を内含する２０ｍＡ／ｃｍ2でのこのデバイスの性能を示している。
【０２４５】
表ＶＩＩａ
例２２のＯＬＥＤの性能パラメータ
【０２４６】
【表１３】
【０２４７】
表ＶＩＩｂ
Ｒ３７赤色、Ｇ３７緑色、及びＢ３７青色フィルタを通して測定された例２２のＯＬＥＤの測光特性及び予測電力消費
【０２４８】
【表１４】
【０２４９】
赤色、緑色及び青色フィルタと共に使用した場合、本発明に従って構築された例２２のデバイスは、優れた色と優れた効率を示した。
【０２５０】
該発明は、一部の好ましい実施形態を特に参照して詳細に記述されてきたが、該発明精神及び範囲内で変更及び修正を加えることができるということが分かるだろう。例えば、正孔輸送層、電子輸送層又は発光層のいずれの中でも、単数又は複数の付加的ドーパント（単複）を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２５１】
【図１】先行技術のＯＬＥＤを示す模式図である。
【図２】もう一つの先行技術ＯＬＥＤを示す模式図である。
【図３】本発明に従って構築された白色ＯＬＥＤを示す模式図である。
【図４】本発明に従って構築されたもう一つの白色ＯＬＥＤを示す模式図である。
【図５】本発明に従って構築されたさらにもう一つの白色ＯＬＥＤを示す模式図である。
【図６】本発明に従って構築されたさらにもう一つの白色ＯＬＥＤを示す模式図である。
【図７】本発明に従って構築された白色ＯＬＥＤを含む、白色ＯＬＥＤのエレクトロルミネセンス（ＥＬ）スペクトルを示す模式図である。
【図８】本発明に従って構築された白色ＯＬＥＤを含む、白色ＯＬＥＤのエレクトロルミネセンス（ＥＬ）スペクトルを示す模式図である。
【図９】本発明に従って構築された白色ＯＬＥＤを含む２つのＯＬＥＤについての作動時間の関数としての駆動電圧及び相対輝度値を示すグラフである。
【符号の説明】
【０２５２】
１００ 単純構造のＯＬＥＤ
１１０ 基板
１２０ 陽極
１４０ 発光層
１７０ 陰極
２００ 多層構造のＯＬＥＤ
２１０ 基板
２２０ 陽極
２３０ 正孔注入層
２４０ 正孔輸送層
２５０ 発光層
２６０ 電子輸送層
２７０ 陰極
３００ ＯＬＥＤ
３１０ 基板
３２０ 陽極
３３０ 正孔注入層
３４０ 正孔輸送層
３５０ 発光層
３６０ 電子輸送層
３７０ 陰極
４００ ＯＬＥＤ
４１０ 基板
４２０ 陽極
４３０ 正孔注入層
４４０ 正孔輸送層
４４１ 正孔輸送副層
４４２ 正孔輸送副層
４５０ 発光層
４６０ 電子輸送層
４７０ 陰極
５００ ＯＬＥＤ
５１０ 基板
５２０ 陽極
５３０ 正孔注入層
５４０ 正孔輸送層
５５０ 発光層
５６０ 電子輸送層
５６１ 電子輸送副層
５６２ 電子輸送副層
５７０ 陰極
６００ ＯＬＥＤ
６１０ 基板
６２０ 陽極
６３０ 正孔注入層
６４０ 正孔輸送層
６４１ 正孔輸送副層
６４２ 正孔輸送副層
６５０ 発光層
６６０ 電子輸送層
６６１ 電子輸送副層
６６２ 電子輸送副層
６７０ 陰極
【技術分野】
【０００１】
本発明は白色光を生成する有機発光ダイオード デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）は、低い駆動電圧、高輝度、広角検分及びフルカラー平面発光ディスプレイ能力を有することを理由として魅力的なデバイスである。Tang et al.は、その米国特許第４，７６９，２９２号及び第４，８８５，２１１号中で多層ＯＬＥＤについて記述している。効率良く白色光を生成するＯＬＥＤ（白色ＯＬＥＤ）は、例えば紙のように薄い光源、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）中のバックライト、自動車の車内灯及び事務所の照明といった幾つかの利用分野にとって低コストの代替品であると考えられている。あらゆる発光デバイスについてそうであるように、白色ＯＬＥＤは、明るく、かつ、電力消費の点から見て高効率であることが望ましい。白色ＯＬＥＤの好ましいスペクトル及び精確な色は、意図されている利用分野に左右されることになる。例えば、特定の利用分野が、ヴューワが感知する色を改変する後処理なく白色として感知されることになる光を必要とする場合、ＯＬＥＤによって発出される光が、約（０．３３、０．３３）の1931 Commission International d'Eclairage （ＣＩＥ）色度座標（ＣＩＥｘ、ＣＩＥｙ）を有することが望ましい。その他の利用分野、特にＯＬＥＤによって発出される光が、その感知された色を改変するさらなる処理に付される利用分野については、ＯＬＥＤによって発出される光がオフホワイト、例えば帯青白色、帯緑白色、帯黄白色又は帯赤白色であることで充分であるか、さらにはその方が望ましい可能性がある。以下では、「白色」という用語は、白色又はオフホワイトとして感知される光を意味するべく広義に使用される。このような光のＣＩＥ座標は、（ＣＩＥｘ＋０．６４ＣＩＥｙ）及び（０．６４ＣＩＥｘ−ＣＩＥｙ）の数量がそれぞれ０．３６〜０．７６の範囲内及び−０．２０〜＋０．０１の範囲内に入るような条件を少なくともおおよそ満たすものである。白色ＯＬＥＤというのは、その発光がこの広義の白色であるＯＬＥＤを意味することになる。
【０００３】
以下の特許及び刊行物は、正孔輸送層及び有機ルミネセント層を含み、２つの電極の間に置かれた白色光を発出する能力をもつＯＬＥＤを開示している。白色ＯＬＥＤは、以前にJ. Shiによって米国特許第５，６８３，８２３号中で報告されており、そこでルミネセント層はホスト発光材料中に均一に分散された赤色及び青色発光材料を含んでいる。これらのデバイスは、良好なエレクトロルミネセント特性を有するものの、赤色及び青色ドーパントの濃度は、ホスト材料の０．１２％及び０．２５％といったように非常に低い。これらの濃度は、大規模生産中制御することが困難である。Sato et al.は、日本国特許第０７，１４２，１６９号中で、正孔輸送層に隣接する青色発光層及び、それに続く赤色蛍光色素を含む領域を有する緑色発光層を形成することによって作られた白色光を発出する能力を有するＯＬＥＤを開示している。Kido et al.は、Applied Physics Letters 第６４巻、８１５頁（１９９４）で、単一の発光層が重合体ホスト及び異なるスペクトル領域を発出する３つの蛍光色素を含有する白色ＯＬＥＤについて報告している。Kido et al.は、Science、第２６７巻、１３３２頁（１９９５年）中で、もう一つの白色ＯＬＥＤについて報告している。このデバイスでは、白色光を生成するために、異なる担体輸送特性を有し、個別に青色、緑色又は赤色光を発出する３つの発光層が用いられている。Littman et al.は、米国特許第５，４０５，７０９号中で、赤色ドーパントでドープされた電子輸送層を内含しかつ正孔注入及び正孔輸送ゾーンに隣接する青色発光再結合層をも同様に内含するもう一つの白色ＯＬＥＤを開示している。Deshpande et al.は、Applied Physics Letters、第７５巻、８８８頁（１９９９）で、正孔阻止層によって分離されている、緑色ルミネセンスをもつ１つの層及び赤色と青色ルミネセンスをもつ第２の層を用いた白色ＯＬＥＤについて記述している。
【０００４】
白色ＯＬＥＤは、フルカラーディスプレイデバイス中でカラーフィルタと共に用いることができる。それらは、その他のマルチカラー又は機能的なカラーディスプレイデバイス中でカラーフィルタと共に用いることも可能である。かかるディスプレイデバイス中で使用するための白色ＯＬＥＤは製造が容易であり、ディスプレイの各画素内で信頼性の高い白色光を生成する。しかしながら、カラーフィルタは各々の、元来の白色光の約３０%しか伝送しない。従って、白色ＯＬＥＤは高い発光収量を有していなければならない。ＯＬＥＤは白色と呼ばれかつ白色又はオフホワイトに見え得るものの、この利用分野のためには、ＯＬＥＤによって発出される光のＣＩＥ座標は、各々のカラーフィルタが通過させるスペクトル成分がこの光の中に充分な強度で存在するという必要条件に比べると重要性が低い。カラーフィルタを通過した後の色が、意図された利用分野に適切なものであるということも同様に重要である。フルカラーディスプレイ内で使用するためには、赤色、緑色又は青色フィルタ通過後の標準的な望ましい色は、それぞれ、ＣＩＥ座標が約（０．６４、０．３６）の赤色、ＣＩＥ座標が約（０．２９、０．６７）の緑色、及びＣＩＥ座標が約（０．１５、０．１９）の青色である。デバイスは同様に、長時間の作動における優れた安定性も有していなければならない。すなわち、デバイスを長時間にわたり動作させるにつれてのデバイスの輝度低下は、可能な限り最小でなければならない。
【０００５】
カラーフィルタと共に用いられる場合の白色ＯＬＥＤの利用分野における１つの問題点は、発光スペクトルの赤色成分の強度が所望の値より低い場合が多いということにある。従って、ＯＬＥＤからの白色光を赤色フィルタを通して通過させると、所望のものよりも低効率の赤色光が提供され、赤色光の所望の強度を提供するために必要な電力は、所望のものよりも高くなる。その結果、赤色、緑色及び青色光を混合することによってディスプレイ中に白色を生成するために求められる電力も同様に、所望のものよりも高いものであり得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、赤色フィルタと共に用いた場合に改善された効率及び色純度をもつ赤色光を生成する白色ＯＬＥＤを生産することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、
ａ） 陽極；
ｂ） 陽極の上に配置された正孔輸送層；
ｃ） 正孔輸送層の上に配置された青色発光層；
ｄ） 青色発光層の上に配置された電子輸送層；及び
ｅ） 電子輸送層の上に配置された陰極を含み、
ｆ） 該正孔輸送層がホスト材料、黄色ドーパント及び赤色ドーパントを含む
ことを特徴とする、白色光を生成する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイス、を提供することによって達成される。
【０００８】
全く予想外ではあるが、青色発光層並びにホスト材料、黄色ドーパント及び赤色ドーパントを内含する正孔輸送層の両方をＯＬＥＤ中に内含させることによって、赤色フィルタを伴う白色ＯＬＥＤが生成する赤色光の強度を増強しかつその飽和度を改善することが可能であることが発見された。
【発明の効果】
【０００９】
以下では、本発明の特長及び利点を記す。
【００１０】
適切なカラーフィルタと併せて本発明に従って構築された白色ＯＬＥＤを用いたフルカラー ディスプレイは改善された赤色成分強度を有する。
【００１１】
適切なカラーフィルタと併せて本発明に従って構築された白色ＯＬＥＤを用いたフルカラー ディスプレイは赤色画素のための所要電力が低い。
【００１２】
適切なカラーフィルタと併せて本発明に従って構築された白色ＯＬＥＤを用いたフルカラー ディスプレイは、赤色成分の改善された色純度を有する。
【００１３】
本発明に従って構築されたＯＬＥＤは高い作動安定性を有する。
【００１４】
本発明に従って構築されたはＯＬＥＤデバイスは、高い効率、低い駆動電圧及び優れた安定性を提供するべく一貫してかつ高い再現性で生産することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
従来のＯＬＥＤは、層中に電子及び正孔を注入する能力を有する電気接点と併せて有機発光層を内含する。発光層は、ルミネセント（すなわち、蛍光性又は燐光性）である材料及び電子及び正孔の両方を輸送する能力を有する材料を内含する。エレクトロルミネセンス（ＥＬ）として知られている発光は、この層内で電子−正孔対の再結合の結果として生成される。最も単純な構造では、図１に示されている通りのＯＬＥＤ１００は、基板１１０及び陽極１２０と陰極１７０の間に挟まれた有機発光層１４０を有する。発光層１４０は、高いルミネセント効率を有する単一の純粋な有機又は有機金属材料であり得る。この利用分野に適した周知の材料は、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌｑ）であり、これは優れた緑色エレクトロルミネセンスを生成する。代替的には、発光層１４０は、電子及び正孔の両方を輸送する能力を有するホスト材料、及びドーパントとして比較的少量の単数又は複数のルミネセント色素を内含することができる。電子及び正孔の再結合よって開放されるエネルギーは、ドーパントによって可視放射線に変換される。
【００１６】
ＯＬＥＤは、陽極が陰極よりも高い電位にあるときに順方向バイアスされる１つのダイオードとして考えることができる。一般に、ＯＬＥＤは、順方向バイアスされている場合２０ｍＡ／ｃｍ2以上の大きな電流密度を輸送する能力を有するが、逆方向バイアスされている場合には、１μＡ／ｃｍ2よりもはるかに低い非常に小さい電流密度しか輸送しない。
【００１７】
ＯＬＥＤ１００の単純な構造は、発光層が有機正孔輸送層と電子輸送層の間に位置づけられている図２に示される通りの三層構造（デバイス２００）へと修正可能である。発光層は、主として正孔−電子再結合すなわちエレクトロルミネセンスのためのサイトとして機能する。付加的な層は、それぞれ陽極及び陰極から発光層まで正孔及び電子を輸送するのに役立つ。この構造中では、個々の有機層の機能は全く異なるものであり、従って独立して最適化可能である。かくして、所望の発光色並びに高い発光収量を生成するように発光層を選択することができる。同様にして、電子輸送及び正孔輸送層を、主としてその担体輸送特性について最適化することができる。
【００１８】
図２で有機発光デバイス２００は、光透過性陽極２２０が上に配置されている光透過性基板２１０を有している。有機発光構造は、陽極２２０及び陰極２７０の間で形成されている。その結果、有機発光構造は、透明な有機正孔輸送層２４０、有機発光層２５０及び有機電子輸送層２６０で構成されている。層２３０は、任意の正孔注入層である。陽極２２０及び陰極２７０の間に電位差（図示せず）が印加された時点で、陰極は電子輸送層２６０中に電子を注入し、電子は層２６０を横断して発光層２５０に移動することになる。同時に、正孔が陽極２２０から正孔輸送層２４０又は任意の正孔注入層２３０内に注入されることになる。正孔は、存在する場合には層２３０を横断して、かつ層２４０を横断して移動し、発光層中で又は正孔輸送層２４０と発光層２５０の間に形成された接合点で電子と再結合することになる。再結合事象は、光透過性陽極２２０及び基板２１０を通る光として発出されるエネルギーを放出する。代替的には、電子輸送層及び陰極を透明にし、かくして基板を通してよりもむしろ陰極を通した発光が容易になるように選択することができる。
【００１９】
有機発光層の１つの好ましい実施形態は、単数又は複数のルミネセント色素でドープされたホスト材料を内含する。このようなドープされた発光層を用いて、高い効率のＥＬデバイスを構築することができる。同時に、共通のホスト材料中又は異なるホスト材料で異なる発光スペクトル有するルミネセント色素を用いて発光の色を調整することができる。Tang et al.は、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第４，７６９，２９２号の中で、ホスト材料としてＡｌｑを用いるＥＬデバイスのためにこのドーパントスキームについてきわめて詳細に説明した。Shi et al.は、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第５，９３５，７２１号中で、ホスト材料として９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセン（ＡＤＮ 及びその誘導体を用いた青色発光ＯＬＥＤ用のためにこのドーパントスキームについてきわめて詳細に説明した。
【００２０】
標準的には赤色、緑色及び青色の異なる発光色を伴う複数のＯＬＥＤ又は１つのアレイを用いてフルカラー又はマルチカラーディスプレイデバイスを構築することができる。この構築には、異なる要領で着色された画素内の異なる組成のＯＬＥＤの製造が必要である。
【００２１】
赤色、緑色及び青色（ＲＧＢ）カラーフィルタ即ち赤色、緑色又は青色光を透過させるフィルタと組み合わされた単一組成の白色ＯＬＥＤを用いて代替的なフルカラー又はマルチカラー ディスプレイデバイスを構築することができる。ＲＧＢフィルタは、基板上に被着させるか（光透過が基板を通しての場合）、基板に内蔵するか、又は上部電極全体の上（光透過が上部電極を通しての場合）に被着させることができる。各々のカラーフィルタは異なるＯＬＥＤに対応する。電流が個々のＯＬＥＤを通して駆動される場合、ＯＬＥＤは、白色光を生成し、これが、カラーフィルタによってろ過されて赤色、緑色又は青色光を生成する。ＲＧＢフィルタアレイを上部電極全体の上に被着させる場合には、上部電極を保護するために緩衝層を用いることができる。緩衝層は、例えば酸化ケイ素及び窒化ケイ素といった無機材料又は例えば重合体といった有機材料或いは無機及び有機材料の多重層を含むことができる。ＲＧＢフィルタアレイを提供するための方法は、当該技術分野において周知である。リソグラフィ手段、インクジェット印刷及びレーザー熱転写などは、ＲＧＢフィルタを提供することのできる方法のうちのほんの一部に過ぎない。
【００２２】
白色光に加えてＲＧＢフィルタを用いたこのフルカラーディスプレイの製造技術は、フルカラーディスプレイを製造するために用いられる精密シャドウマスク技術に比べていくつかの利点を有する。この技術は、精密な整列を必要とせず、低コストでかつ製造が比較的容易である。基板自体は標準的に、個々の画素にアドレスするための薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）含有する。Ching et al.に対する米国特許第５，５５０，０６６号及び第５，６８４，３６５号は、ＴＦＴ基板のアドレッシング方法について記述している。
【００２３】
もう一つの代替的フルカラー又はマルチカラーディスプレイデバイスは、液晶ディスプレイ用のバックライト（単複）として単数又は複数の白色ＯＬＥＤを用いることによって構築可能である。このようなデバイスでは、ＯＬＥＤ（単複）を通して電流が通過した時点で、ＯＬＥＤ（単複）は一定強度かつ一定スペクトルの光を供給し、各画素の色は、カラーフィルタにより制御され、かつ各画素の輝度は液晶ライトバルブによって制御される。かくして、ディスプレイデバイスは、単数又は複数の白色ＯＬＥＤ；ＯＬＥＤ（単複）によって生成された白色光がカラーフィルタによってろ過されて着色光を生成するような形に配置された標準的には赤色、緑色及び青色フィルタを内含するカラーフィルタのアレイ；及びＯＬＥＤ（単複）が生成しかつカラーフィルタがろ過した白色光の輝度が液晶ライトバルブによって調節されるような形で各々が異なるカラーフィルタに対応している液晶ライトバルブのアレイを内含する。
【００２４】
本発明に従って構築されたＯＬＥＤが図３〜６に例示されている。これらのＯＬＥＤはいずれのものも、カラーディスプレイデバイスを構築するために適切なカラーフィルタと併せて使用することが出来る。
【００２５】
本発明に従って構築された１つの白色ＯＬＥＤが図３に例示されている。該白色ＯＬＥＤ３００ は、光透過性陽極３２０が上に配置されている光透過性基板３１０を有している。有機白色発光構造は、陽極３２０と陰極３７０の間に構成されている。当該構造は、任意の正孔注入層３３０、正孔輸送層３４０、青色発光層３５０及び有機電子輸送層３６０を逐次内含する。青色発光層は、青色光を発出するように構築された発光層である。それは、単一の材料又はホスト、青色ドーパント及び任意には単数又は複数の付加的ドーパントを内含する材料の組合せのいずれかを内含することができる。正孔輸送層３４０は、黄色ドーパント及び赤色ドーパントで同時にドープ（同時ドープ）されている。青色、緑色、黄色又は赤色ドーパントは、ルミネセンスの特徴的な色がそれぞれ青色、緑色、黄色又は赤色であるドーパントである。本開示では、「青色」という用語は、紫色を帯びた青色、青色又は緑色がかった青色を意味するべく広義に使用されることになり；「黄色」という用語は、緑色がかった黄色、黄色、黄色がかったオレンジ色、オレンジ色がかった黄色、又はオレンジ色を意味するべく広義に使用されることになり；かつ「赤色」という用語は、赤色がかったオレンジ色、オレンジ色がかった赤色又は赤色を意味するべく広義に使用されることになる。
【００２６】
図４は、有機正孔輸送層４４０が２つの正孔輸送副層４４１及び４４２含むという点を除き、図３に示されているものと類似の白色ＯＬＥＤ４００を描いている。副層４４２は青色発光層４５０に隣接しており、黄色ドーパント及び赤色ドーパントで同時ドープされている。副層４４１は、必ずしも黄色ドーパント及び赤色ドーパントの両方で同時ドープされているとは限らない。例えば、副層４４１は、発光ドーパントを全く含有しない可能性もある。代替的には、副層４４１を単数又は複数の発光ドーパントでドープすることもできる。構造４００のその他の層は、基板４１０、陽極４２０、任意の正孔注入層４３０、電子輸送層４６０及び陰極４７０である。
【００２７】
電子輸送層は、同様に単数又は複数の発光ドーパント（単複）を含有することもできる。電子輸送層全体を、発光ドーパント（単複）でドープすることが可能である。代替的には、電子輸送層は、青色発光層に隣接する電子輸送副層中に発光ドーパント（単複）が存在する状態でかつ陰極に隣接する電子輸送副層には発光ドーパント（単複）が不在である状態で、２つ以上の電子輸送副層を内含することができる。図５は、電子輸送層５６０が電子輸送副層５６１及び５６２に細分されているという点を除き図３のＯＬＥＤ３００と同様であるＯＬＥＤ５００を描いている。副層５６１は、青色発光層５５０に隣接しかつ発光ドーパントを含有しているが、一方、副層５６２は陰極５７０に隣接し発光ドーパントを全く含有していない。構造５００のその他の層は、基板５１０、陽極５２０、任意の正孔注入層５３０及び正孔輸送層５４０である。図６は、電子輸送層６６０が電子輸送副層６６１及び６６２に細分されているという点を除き、図４中のＯＬＥＤ４００と同様であるＯＬＥＤ６００を描いている。副層６６１は、青色発光層６５０に隣接かつ発光ドーパントを含有しているが、一方副層６６２は陰極６７０に隣接し発光ドーパントを全く含有していない。構造６００のその他の層は、基板６１０、陽極６２０、任意の正孔注入層６３０、正孔輸送層６４０及び正孔輸送副層６４１並びに同時ドープされた正孔輸送副層６４２である。
【００２８】
本発明に従って構築されたＯＬＥＤは、標準的には図３中の基板３１０といった支持基板全体の上に構築される。陽極又は陰極のいずれであれ一つの電極が基板と接触状態にあり得る。代替的には、カラーフィルタ層といった付加的な層を、基板及び近い方の電極の間に置ことができる。便宜上、基板により近い方の電極を下部電極と呼び、他の電極を上部電極と呼ぶ。従来、下部電極は、例えば図３に示されるように陽極であるが、本発明はかかる構成に制限されるものではない。下部電極が陰極である場合、有機層の順序は、上述のものから逆転され、陽極は正孔輸送層又は任意の正孔注入層全体の上に被着される。
【００２９】
基板は、意図された光の発出方向に応じて光透過性又は半透明のいずれかであり得る。光透過特性は、基板を通してＥＬ発光を検分するために望ましい特性である。このような場合には、一般に透明なガラス又はプラスチックが使用される。上部電極を通してＥＬ発光が検分される利用分野については、下部支持体の透過特性は重要ではなく、従って基板は、光透過性、光吸収性又は光反射性のいずれであっても良い。この場合に使用するための基板としては、ガラス、プラスチック、ケイ素を含めた半導体材料、セラミクス、回路基板材料、及び研磨金属表面が含まれるが、それに制限されるわけではない。当然のことながら、これらのデバイス構成中には光透明性の上部電極を提供することが必要である。
【００３０】
本発明は、図３〜６に示されている特定の構造に関して記述されてきたが、類似の構造も該発明の範囲内に入る。特に、層のさらなる細分化、様々な目的のために用いられる付加的なドーパント及び付加的な層も、本発明の精神を逸脱せずに使用することが可能である。例えば、ドープされた又はされていない非常に薄い付加的な層を、発光層と正孔輸送層又は電子輸送層の間に挿入してそれらの間の接触の性質を修正することができる。このような層の厚みは、標準的には５nm以下である。もう一つの例としては、デバイスの作動安定性を改善する目的で正孔輸送層又は電子輸送層に付加的ドーパントを含有させることが可能である。さらにもう一つの例としては、電子の注入又は輸送を容易にするために、電子輸送層と陰極の間に付加的な層を挿入することができる。
【００３１】
ＯＬＥＤの陽極及び陰極は各々、Tang et al.が米国特許第４，８８５，２１１号中で開示している様々な形態のいずれかといったような都合の良いあらゆる従来の形態をとることができる。駆動電圧としても知られている作動電圧は、低仕事関数の陰極及び高仕事関数の陽極を用いた場合に実質的に削減させることが可能である。好ましい陰極は、４．０ｅＶ未満の仕事関数を有する１つの金属と、他の１つの金属、好ましくは４．０ｅＶより大きい仕事関数を有する金属との組合せで構築されている陰極である。Tang et al.、米国特許第４，８８５，２１１号のＭｇ：Ａｇ合金は、１つの好ましい陰極構造である。Hung et al. は、米国特許第５，７７６，６２２号において、ＯＬＥＤ内の電子の注入を増強させるためのＬｉＦ／Ａｌ二層の使用を開示した。Ｍｇ：Ａｇ又はＬｉＦ／Ａｌのいずれかで作られた陰極は、通常不透明であり陰極を通してディスプレイを検分することはできない。Gu et al. Applied Physics Letters、第６８巻、２６０６頁(１９９６)；Burrows et al. ，Journal of Applied Physics、第８７巻、３０８０頁(２０００)；Parthasarathy et al. ，Applied Physics Letters、第７２巻、２１３８頁(１９９８)； Parthasarathy et al.，Applied Physics Letters、第７６巻、２１２８ (２０００)；及び Hung et al.，Applied Physics Letters、第７４巻、３２０９頁(１９９９)の一連の刊行物は、透明な陰極を開示してきた。これらの透明な陰極は、薄い半透明な金属（最高１０ｎｍ)と金属の上面の酸化インジウム錫(ＩＴＯ)の組合せをベースにしている。
【００３２】
従来、陽極は導電性で透明な金属酸化物で形成されている。酸化インジウム錫は、その透明度、優れた導電性及び高い仕事関数のために陽極接点として広く用いられてきた。
【００３３】
１つの好ましい実施形態では、図３中の陽極３２０といった陽極は、図３中の陽極３２０といった正孔注入層によって修正され得る。正孔注入層は、後続の有機層の膜形成特性を改善し、かつ正孔輸送層中への正孔の注入を容易にするのに役立つことができる。正孔注入層で使用するための適切な材料としては、米国特許第４，７２０，４３２号中に記述されているようなフタロシアニン銅（ＣｕＰｃ）といったポルフィリン化合物；米国特許第６，２０８，０７５号中に記述されているようなプラズマ被着のフッ素樹脂；及びｍ−ＭＴＤＡＴＡ、通称名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といったいくつかの芳香族アミンが内含されるが、これらに制限されるわけではない。ＯＬＥＤ中の正孔注入層中で使用するための代替的材料は、欧州特許第０，８９１，１２１Ａｌ号及び第１，０２９，９０９Ａｌ号中で開示されている。
【００３４】
本発明に従ったドープされていない正孔輸送層又は副層、或いはドープされた又は同時ドープされた正孔輸送層又は副層のホスト材料は、少なくとも１つの正孔輸送化合物、例えば芳香族第３アミンを内含し、ここで後者は、その炭素原子のうち少なくとも１つが芳香環の一員である３つの炭素原子に結合された少なくとも１つの３価の窒素原子を含有する化合物であると理解される。１つの形態において、芳香族第３アミンは、モノアリールアミン、ジアリールアミン、トリアリールアミン又は高分子アリールアミンといったアリールアミンであり得る。単量体トリアリールアミンの例は、Klupfel et al.により米国特許第３，１８０，７３０号中で例示されている。単数又は複数のビニルラジカルで置換されかつ／又は少なくとも１つの活性水素含有基を含むその他の適切なトリアリールアミンは、Brantley et al.により、米国特許第３，５６７，４５０号及び第３，６８，５２０号中で開示されている。
【００３５】
より好ましい種類の芳香族第３アミンは、米国特許第４，７２０，４３２号及び第５，０６１，５６９号中に記述されている通りの少なくとも２つの芳香族第３アミン部分を内含する化合物である。正孔輸送層は、単独の芳香族第３アミン又は芳香族第３アミンの混合物で形成され得る。有用な芳香族第３アミンの実例が以下のリストである：
１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン
１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−４，４’’’−ジアミノ１，１’；４’，１’’：４’’，１’’’−クアテルフェニル
ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン
１，４−ビス［２−［４−［Ｎ，Ｎ−ジ（ｐ−トリ）アミノ］フェニル］ビニル］ベンゼン（ＢＤＴＡＰＶＢ）
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−ｐ−トリル−４，４’−ジアミノビフェニル
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−４，４’−ジアミノビフェニル
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−１−ナフチル４，４’−ジアミノビフェニル
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−２−ナフチル４，４’−ジアミノビフェニル
Ｎ−フェニルカルバゾル
４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＢ）
４，４’−ビス［Ｎ−（ｌ−ナフチル）−Ｎ−（２−ナフチル）アミノ］ビフェニル（ＴＮＢ）
４，４’−ビス［Ｎ−（ｌ−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］−ｐ−テルフェニル
４，４’−ビス［Ｎ−（２−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
４，４’−ビス［Ｎ−（３−アセナフテニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
１，５−ビス［Ｎ−（ｌ−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ナフタレン
４，４’−ビス［Ｎ−（９−アンスリル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
４，４’−ビス［Ｎ−（ｌ−アンスリル）−Ｎ−フェニルアミノ］−ｐ−テルフェニル
４，４’−ビス［Ｎ−（２−フェナンスリル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
４，４’−ビス［Ｎ−（８−フルオランセニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
４，４’−ビス［Ｎ−（２−ピレニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
４，４’−ビス［Ｎ−（２−ナフタセニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
４，４’−ビス［Ｎ−（２−ペリレニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
４，４’−ビス［Ｎ−（ｌ−コロネニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
２，６−ビス（ジ−ｐ−トリルアミノ）ナフタレン
２，６−ビス［ジ−（１−ナフチル）アミノ］ナフタレン
２，６−ビス［Ｎ−（ｌ−ナフチル）−Ｎ−（２−ナフチル）アミノ］ナフタレン
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（２−ナフチル）−４，４’’−ジアミノ−ｐ−テルフェニル
４，４’−ビス｛Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（ｌ−ナフチル）フェニル］アミノ｝ビフェニル
２，６−ビス［Ｎ，Ｎ−ジ（２−ナフチル）アミノ］フルオレン
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（ＭＴＤＡＴＡ）
４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＴＰＤ）
【００３６】
３つ以上のアミン基を有する第３芳香族アミンは、オリゴマー材料を含め、正孔輸送化合物として使用することができる。さらに、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾル）（ＰＶＫ）、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン及びＰＥＤＯＴ／ＰＳＳとも呼ばれているポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（４−スチレンスルホナート）などの共重合体といった重合体正孔輸送材料を使用することができる。もう一つの種類の有用な正孔輸送材料には、欧州特許第１ ００９ ０４１号中に記述されているような多環式芳香族化合物が内含される。
【００３７】
本発明のドープされていない電子輸送層又は副層、或いはドープされた電子輸送層又は副層のホスト材料には、少なくとも１つの電子輸送材料が内含される。好ましい電子輸送材料は、米国特許第４，８８５，２１１号中に開示されているようなオキシン自体のキレート（一般に８−キノリノール又は８−ヒドロキシキノリンとも呼ばれる)を含めた、金属キレート化オキシノイド化合物である。Ａｌｑとしても知られるトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）が、一般に用いられる電子輸送材料の一つである。かかる化合物は、高レベルの性能を示しかつ、薄層の形で容易に製造可能である。有用な電子輸送材料のいくつかの例としては以下に示すものがある：
アルミニウムトリオキシン［通称名、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）］
マグネシウムビスオキシン［通称名、ビス（８−キノリノラト）マグネシウム（ＩＩ）］
ビス［ベンゾ｛ｆ｝−８−キノリノラト］亜鉛（ＩＩ）
ビス（２−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）−μ−オキソ−ビス（２−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）
インジウムトリオキシン［通称名、トリ（８−キノリノラト）インジウム］
アルミニウムトリス（５−メチルオキシン）［通称名、トリス（５−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）］
リチウムオキシン［通称名、（８−キノリノラト）リチウム（Ｉ）］
ガリウムオキシン［通称名、トリス（８−キノリノラト）ガリウム（ＩＩＩ）］
ジルコニウムオキシン［通称名、テトラ（８−キノリノラト）ジルコニウム（ＩＶ）］
【００３８】
集合的にＢＡｌｑとして表示される関連材料も同様に電子輸送材料として使用することができる。Bryan et al.は、米国特許第５，１４１，６７１中において、かかる材料について論述している。ＢＡｌｑ化合物は混合リガンドアルミニウムキレートであり、特定的には、Ｒsが８−キノリノラト環状核の環状置換基であるビス（Ｒs−８−キノリノラト）（フェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）キレートである。これらの化合物は、（ＲSＱ）2ＡｌＯＬという構造式で表わされ、式中、Ｑは置換８−キノリノラトリリガンドを表わし、Ｒsは３つ以上の置換８−キノリノラトリガンドのアルミニウムイオンに対する付着を立体的に阻害するための８−キノリノラト環置換基を表わし、ＯＬはフェノラトリガンド、Ｏは酸素、そしてＬはフェニル又は６〜２４個の炭素原子の炭化水素置換フェニル部分である。
【００３９】
その他の電子輸送材料としては、米国特許第４，３５６，４２９号に開示されているような様々なブタジエン誘導体及び米国特許第４，５３９，５０７号に記述されているような様々な複素環光沢剤が含まれる。ベンザゾール及びトリアジンも同様に有用な電子輸送材料である。
【００４０】
青色発光層の１つの好ましい実施形態には、単数又は複数の青色ドーパントでドープされたホスト材料が含まれる。
【００４１】
青色ドーパントと共に用いるのに適したホスト材料としては、米国特許第５，９３５，７２１号に記述されているような９，１０−ジフェニルアントラセン及びその誘導体といったような、９及び１０の位置に炭化水素又は置換炭化水素の置換基を有するアントラセンの誘導体が含まれる。９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセン（構造式I）の誘導体が、青色発光層中で青色ドーパント共に用いるための好ましい種類のホストを構成する。これらの誘導体の一般構造を以下に示す：
【００４２】
【化１】
【００４３】
なお式中、Ｒ1〜Ｒ6は、各々の環上の単数又は複数の置換基を表わし、各置換基は：
カテゴリー１： 水素、又は１〜２４個の炭素原子のアルキル；
カテゴリー２： ５〜２０個の炭素原子のアリール又は置換アリール；
カテゴリー３： 縮合芳香環又は環系を補完する、４〜２４個の炭素原子を含む炭化水素；
カテゴリー４： 単結合を介して結合されるか、又は縮合複素芳香環系を補完する５〜２４個の炭素原子のヘテロアリール又は置換ヘテロアリール、例えばチアゾリル、フリル、チエニル、ピリジル、キノリニル又はその他の複素環系；
カテゴリー５： １〜２４個の炭素原子のアルコキシルアミノ、アルキルアミノ又はアリールアミノ；又は
カテゴリー６： フルオロ、クロロ、ブロモ又はシアノ、
の中から個別に選択されている。
【００４４】
青色発光層中のホストとして有用である９，１０−ジ−（２−ナフチル) アントラセンの誘導体の実例としては、以下にその構造を示す９，１０−ジ−（２−ナフチル)アントラセン（ＡＤＮ）自体、及び２−ｔ−ブチル−９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセン（ＴＢＡＤＮ）が含まれる：
【００４５】
【化２】
【００４６】
ＡＤＮ、構造式ＩＩ
【００４７】
【化３】
【００４８】
ＴＢＡＤＮ、構造式ＩＩＩ
【００４９】
米国特許第５，１２１，０２９号及び日本特許第０８３３３５６９号に記述されているようなスチリルアリレン誘導体も同様に青色発光用として有用なホストである。例えば、９，１０−ビス［４−（２，２−ジフェニルエテニル）フェニル］アントラセン及び４，４’−ビス（２，２−ジフェニルエテニル）−１，１’−ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）は青色発光用として有用なホストである。
【００５０】
９及び１０の位置に炭化水素又は置換炭化水素の置換基を有し、青色ドーパントと共に用いるためのホスト材料として適しているアントラセンの付加的誘導体には、米国特許第６，５３４，１９９号に記述されているようなビアンスリル及びトリアンスリル化合物が含まれる。これらのアントラセン誘導体において、９位置にある置換基又は９及び１０の両方の位置にある置換基には、アントラセン又は置換アントラセンが含まれる。これらのビアンスリル又はトリアンスリル化合物中のアントラセン部分のいずれもが、所望の場合、単数又は複数の炭化水素、ハロゲン、又はシアノ置換基（単複）を担持することができる。
【００５１】
当該技術分野において数多くの青色ドーパントが既知であり、本発明を実践する上で用いるべく考慮されている。特に有用な種類の青色ドーパントには、ペリレン及びその誘導体、例えばアルキル、置換アルキル、アリール又はハロゲンといった単数又は複数の置換基を担持するペリレン核が含まれる。青色ドーパントとして用いるための特に好ましいペリレン誘導体は、２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルペリレン（ＴＢＰ）である。もう一つの特に有用な種類の青色ドーパントとしては、米国特許第５，１２１，０２９号中に記述されている化合物を内含する、ジスチリルベンゼン及びジスチリルビフェニルといったようなジスチリルアレーンの青色発光誘導体が含まれる。青色ルミネセンスを提供するジスチリルアレーン誘導体の中で、特に有用であるのは、 ジスチリルアミンとしても同様に知られている、ジアリールアミノ基で置換されたものである。例としては、以下に示した一般構造を有するビス［２−［４−［Ｎ，Ｎ−ジアリールアミノ］フェニル］ビニル］−ベンゼン：
【００５２】
【化４】
【００５３】
構造式ＩＶ
及び、以下に示した一般構造を有するビス［２−［４−［Ｎ，Ｎ−ジアリールアミノ］フェニル］ビニル］ビフェニル：
【００５４】
【化５】
【００５５】
構造式Ｖ
が含まれ；
構造式ＩＶ及びＶにおいて、Ｒ1〜Ｒ4は、同一のものであるか又は異なるものであり、かつ個別にアルキル、アリール、縮合アリール、ハロ又はシアノといった単数又は複数の置換基を表わし得る。１つの好ましい実施形態において、Ｒ1〜Ｒ4は、個別に、各々１個〜約１０個の炭素原子を含有するアルキル基である。この種類の特に好ましい青色ドーパントは、１，４−ビス［２−［４−［Ｎ，Ｎ−ジ（ｐ−トリル）アミノ］フェニル］ビニル］ベンゼン（ＢＤＴＡＰＶＢ）である：
【００５６】
【化６】
【００５７】
構造式ＶＩ、ＢＤＴＡＰＶＢ。
【００５８】
もう一つの有用な種類の青色ドーパントは構造式ＶＩＩによって表わされ、その開示が本書中に包含されている２００２年６月２７日付けでBenjamin P. Hoag et al.により提出された「エレクトロルミネセントデバイス用うの有機 素子」という題の本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第１０/１８３，２４２号中で記述されている。
【００５９】
【化７】
【００６０】
構造式ＶＩＩ
なお、構造式ＶＩＩ中：
− Ａ及びＡ’は、少なくとも１つの窒素原子を含む６員の芳香環系に対応する独立したアジン環系を表わし；
− （Ｘa）n及び（Ｘb）mは、単数又は複数の独立して選択された置換基を表わし、非環式置換基を内含するか又はＡ又はＡ’に縮合された環を形成するべく接合されており；
− ｍ及びｎは独立して０〜４であり；
− Ｚa及びＺbは独立して選択された置換基であり；
− １、２、３、４、１’、２’、３’、及び４’は炭素又は窒素原子のいずれかとして独立して選択されている。
【００６１】
構造式ＶＩＩに従ったドーパントの中で用いるのに適した置換基Ｘa、Ｘb、Ｚa及びＺbは、上述の本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第１０/１８３，２４２号の中で論述されている。望ましくは、青色ルミネセンスを提供するためには、アジン環は１、２、３、４、１’、２’、３’及び４’が全て炭素となるようにキノリニル又はイソキノリニル環のいずれかであり；ｍ及びｎは両方とも２以上であり；かつ（Ｘa）n及び（Ｘb）mは各々、接合して１つの芳香環を形成する少なくとも２つの置換基を表わしている。望ましくは、青色ルミネセンスを提供するためには、Ｚa及びＺbはフッ素原子である。
【００６２】
好ましい青色ドーパントにはさらに、２つの縮合環系がキノリン又はイソキノリン系である、すなわち接合して６−６縮合環を形成する少なくとも２つのＸa基及び２つのＸb基が存在し；縮合環系が、それぞれ１−２、３−４、１’−２’又は３’−４’位置で縮合されており；縮合環のうちの１つ又は両方がアリール又はヘテロアリール基で置換されており；かつドーパントが構造式ＶＩＩＩ、ＩＸ又はＸ形で描かれているような材料、が含まれる。この好ましい構造の青色ドーパントには、以下のものが含まれる。
【００６３】
【化８】
【００６４】
構造式ＶＩＩＩ
【００６５】
【化９】
【００６６】
構造式ＩＸ
【００６７】
【化１０】
【００６８】
構造式Ｘ
なお式中、各Ｘc、Ｘd、Ｘe、Ｘf、Ｘg及びＸhは、水素又はその内の１つがアリール又はヘテロアリール基でなければならない独立して選択された置換基である。これらの化合物は、脱プロトン化されたビス（アジニル）アミンリガンドの二環窒素で錯化されたホウ素化合物として記述することができ、ここで二環窒素は、うち少なくとも１つの系がアリール又はヘテロアリール置換基を含有する異なる６−６縮合環系の成員である。
【００６９】
青色ルミネセンスを提供しかつ青色発光層中において青色ドーパントとして有用な構造式ＶＩＩＩ〜Ｘに従った化合物の制限的な意味のない実例は以下の通りである：
【００７０】
【化１１】
【００７１】
構造式ＸＩ
【００７２】
【化１２】
【００７３】
構造式ＸＩＩ
【００７４】
【化１３】
【００７５】
構造式ＸＩＩＩ
【００７６】
【化１４】
【００７７】
構造式ＸＩＶ
【００７８】
【化１５】
【００７９】
構造式ＸＶ
【００８０】
【化１６】
【００８１】
構造式ＸＶＩ
【００８２】
【化１７】
【００８３】
構造式ＸＶＩＩ。
【００８４】
青色ドーパントは、個別に青色ドーパントともなり得る化合物の混合物でもあり得る。青色発光層は、デバイスの発光収量を増大させることを主たる機能とする単数又は複数の付加的ドーパントを含有し得る。発光収量を増大させる種類の化合物には、トリアリールアミンが含まれる。この機能のための好ましい付加的トリアリールアミンドーパントには、ＮＰＢ及びＴＮＢが含まれる。
【００８５】
正孔輸送層、電子輸送層、又は正孔輸送層及び電子輸送層の両方において黄色ドーパントとして用いるための好ましい材料は、構造式ＸＶＩＩＩによって表わされるものである：
【００８６】
【化１８】
【００８７】
構造式ＸＶＩＩＩ
なお式中、Ｒl〜Ｒ6は、各環上の単数又は複数の置換基を表わし、各置換基は上述のカテゴリーの１つから個別に選択されている。Ｒl〜Ｒ4として好ましいのは、上述のカテゴリー３及び４から選択された置換基である。
【００８８】
特に有用な黄色ドーパントの例としては、以下にその構造式が示されている、５，６、１１，１２−テトラフェニルナフタセン（ルブレン）；６，１１−ジフェニル５，１２−ビス（４−（６−メチル−ベンゾチアゾール−２−イル）フェニル）ナフタセン（ＤＢｚＲ）及び５，６，１１，１２−テトラ（２−ナフチル）ナフタセン（ＮＲ）が含まれる：
【００８９】
【化１９】
【００９０】
（ルブレン、構造式ＸＩＸ）
【００９１】
【化２０】
【００９２】
（ＤＢｚＲ、構造式ＸＸ）
及び
【００９３】
【化２１】
【００９４】
（ＮＲ、構造式ＸＸＩ）
【００９５】
黄色ドーパントは同様に、個別に黄色ドーパントにもなり得る化合物の混合物でもあり得る。
【００９６】
本発明中において有用な赤色ドーパントには、２００２年１２月３１日付けの米国特許出願第１０/３３４，３２４号中に記述されているようなジインデノペリレン化合物が含まれる。ジインデノペリレン化合物は構造式ＸＸＩＩによって表わされ得る：
【００９７】
【化２２】
【００９８】
構造式ＸＸＩＩ
式中：
指示された置換基のいずれも接合してさらなる縮合環を形成できることを条件として；
Ｒ1〜Ｒ16は赤色ルミネセンスを提供するヒドロ又はその他の置換基として独立して選択される；例えば、上述の米国特許出願第１０/３３４，３２４号を参照のこと。
【００９９】
赤色ルミネセンスを提供する１つの望ましい実施形態において、Ｒ1〜Ｒ16は、ヒドロ、アルキル及びアリールを内含するカテゴリーから独立して選択される。赤色ルミネセンスを提供する特に有用なジインデノペリレンドーパントは、Ｒ1〜Ｒ16が、以下に示す構造式により例示されているように、ジインデノペリレン骨格に対して縮合されたアリール環を含むアリール及びヒドロを内含するカテゴリーから独立して選択されているものである：
【０１００】
【化２３】
【０１０１】
ペリフランテン、
構造式ＸＸＩＩＩ；
【０１０２】
【化２４】
【０１０３】
構造式ＸＸＩＶ；
【０１０４】
【化２５】
【０１０５】
構造式 ＸＸＶ；
【０１０６】
【化２６】
【０１０７】
構造式ＸＸＶＩ；
【０１０８】
【化２７】
【０１０９】
構造式ＸＸＶＩＩ；
【０１１０】
【化２８】
【０１１１】
構造式ＸＸＶＩＩＩ；
【０１１２】
【化２９】
【０１１３】
構造式ＸＸＩＸ；
【０１１４】
【化３０】
【０１１５】
構造式ＸＸＸ；
【０１１６】
【化３１】
【０１１７】
ＴＰＤＢＰ、
構造式ＸＸＸＩ；
【０１１８】
【化３２】
【０１１９】
構造式ＸＸＸＩＩ；
【０１２０】
【化３３】
【０１２１】
構造式ＸＸＸＩＩＩ；
【０１２２】
【化３４】
【０１２３】
構造式ＸＸＸＩＶ；
【０１２４】
【化３５】
【０１２５】
構造式ＸＸＸＶ；
【０１２６】
【化３６】
【０１２７】
構造式ＸＸＸＶＩ；
【０１２８】
【化３７】
【０１２９】
構造式ＸＸＸＶＩＩ；
【０１３０】
【化３８】
【０１３１】
構造式ＸＸＸＶＩＩＩ；
【０１３２】
【化３９】
【０１３３】
構造式ＸＸＸＩＸ；
【０１３４】
【化４０】
【０１３５】
構造式ＸＬ；
【０１３６】
【化４１】
【０１３７】
構造式ＸＬＩ；
【０１３８】
【化４２】
【０１３９】
構造式ＸＬＩＩ；
【０１４０】
【化４３】
【０１４１】
構造式ＸＬＩＩＩ；
【０１４２】
【化４４】
【０１４３】
構造式ＸＬＩＶ；
【０１４４】
【化４５】
【０１４５】
構造式ＸＬＶ；
【０１４６】
【化４６】
【０１４７】
構造式ＸＬＶＩ；
【０１４８】
【化４７】
【０１４９】
構造式ＸＬＶＩＩ；又は
【０１５０】
【化４８】
【０１５１】
構造式ＸＬＶＩＩＩ、
特に好ましいジインデノペリレンドーパントは、ジベンゾ｛（［ｆ，ｆ’］−４，４’７，７’−テトラフェニル］ジインデノ−［１，２，３−ｃｄ：１’，２’，３’−ｌｍ］ペリレン（ＴＰＤＢＰ）である。
【０１５２】
本発明において有用なその他の赤色ドーパントは、構造式（ＸＬＩＸ）で表わされる色素のＤＣＭクラスに属する：
【０１５３】
【化４９】
【０１５４】
(構造式ＸＬＩＸ)
式中、Ｒ3及びＲ5が共に縮合環を形成しないことを条件として、Ｒ1〜Ｒ5はヒドロ、アルキル、置換アルキル、アリール又は置換アリールから独立して選択された単数又は複数の基を表わし；Ｒ1〜Ｒ5は独立して非環式基を内含するか、又は対の形で接合されて単数又は複数の縮合環を形成する。
【０１５５】
赤色ルミネセンス提供する有用かつ都合の良い実施形態においては、Ｒ1〜Ｒ5は、ヒドロ、アルキル及びアリールから独立して選択される。ＤＣＭクラスの特に有用なドーパントの構造を以下に示す：
【０１５６】
【化５０】
【０１５７】
構造式Ｌ、
ＤＣＪＴＢ；
【０１５８】
【化５１】
【０１５９】
構造式ＬＩ；
【０１６０】
【化５２】
【０１６１】
構造式ＬＩＩ；
【０１６２】
【化５３】
【０１６３】
構造式ＬＩＩＩ；
【０１６４】
【化５４】
【０１６５】
構造式ＬＩＶ；
【０１６６】
【化５５】
【０１６７】
構造式ＬＶ；又は
【０１６８】
【化５６】
【０１６９】
構造式ＬＶＩ。
好ましいＤＣＭドーパントは、DＣＪＴＢである。赤色ドーパントは同様に、個別に赤色ドーパントにもなり得る化合物の混合物でもあり得る。
【０１７０】
クマリンは、Tang et al. により米国特許第４，７６９，２９２号及び第６，０２０，０７８号中に記述されているとおりの有用な緑色ドーパントの１種類である。有用な緑色クマリンの一例は以下にその構造を示すＣ５４５Ｔである：
【０１７１】
【化５７】
【０１７２】
（Ｃ５４５Ｔ、構造式ＬＶＩＩ）。
【０１７３】
キナクリドンは、もう一種類の有用な緑色ドーパントを代表する。有用なキナクリドンは、米国特許第５，５９３，７８８号、日本特許公報第０９−１３０２６Ａ号及びその開示が本書中に包含されている「緑色有機発光ダイオードを含むデバイス」という題の、Lelia Cosimbescuにより２００２年６月２７日付けで提出され本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第１０／１８４，３５６号の中で記述されている。
【０１７４】
特に有用な緑色キナクリドンの例を以下に示す：
【０１７５】
【化５８】
【０１７６】
（構造式ＬＶＩＩＩ）
及び
【０１７７】
【化５９】
【０１７８】
（ＤＰＱＡ、構造式ＬＩＸ）。
【０１７９】
もう一つの有用な種類の緑色ドーパントは以下の構造式ＬＸによって表わされる：
【０１８０】
【化６０】
【０１８１】
（構造式ＬＸ）
式中：
Ａ及びＡ’は、各々少なくとも１つの窒素原子を含む６員の芳香環系に対応する独立したアジン環系を表わし；
Ｘa及びＸbは各々１つの独立して選択された置換基であり、うち２つは接合してＡ又はＡ’に対する縮合環を形成することができ；
ｍ及びｎは独立して０〜４であり；
ＹはＨ又は１つの置換基であり；
Ｚa及びＺbは独立して選択された置換基であり；かつ
原子１〜４及び1’〜4’は、炭素又は窒素原子として独立して選択されている。
【０１８２】
構造式ＬＸに従ったドーパント中で用いるのに適した置換基Ｘa、Ｘb、Ｙ、Ｚa及びＺbは、上述の本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第１０／１８３，２４２号の中で論述されている。望ましくは、緑色ルミネセンスを提供するために、アジン環は１、２、３、４、１’、２’、３’及び４’が全て炭素であるようにキノリニル又はイソキノリニル環のいずれかであり；ｍ及びｎは２以上であり；かつ（Ｘa）m及び（Ｘb）nは各々、接合して芳香環を形成する少なくとも２つ置換基を表わす。望ましくは、緑色ルミネセンスを提供するために、Ｚa及びＺbａはフッ素原子である。
【０１８３】
一部の都合の良い実施形態では、１〜４及び１’〜４’は、全て炭素原子である。望ましくは、置換基Ｘaが環Ａに縮合される環を形成するか、又は置換基Ｘbが環Ａ’に縮合される環を形成するか、或いは両方の置換基Ｘa及びＸbがそれぞれ環Ａ及びＡ’に縮合される環を形成する。１つの有用な実施形態では、ハロ、アルキル、アリール、アルコキシ及びアリールオキシ置換基を内含するカテゴリーから選択された少なくとも１つのＸa又はＸb置換基が存在する。もう一つの実施形態では、フルオロ及びアルキル、アリール、アルコキシ及びアリールオキシ置換基を内含するカテゴリーから独立して選択されたＺa及びＺb置換基が存在する。１つの望ましい実施形態では、Ｚa及びＺbは両方ともフルオロ置換基である。Ｙは適切には、水素又はシアノ、カルボキシル、アルキル、トリフルオロメチル、アリール、アリール又は複素環といった置換基である。一般構造が構造式ＬＸ中に示されている有用な緑色ドーパントのいくつかの例についての構造式を以下に示す：
【０１８４】
【化６１】
【０１８５】
構造式ＬＸＩ；
【０１８６】
【化６２】
【０１８７】
構造式ＬＸＩＩ；
【０１８８】
【化６３】
【０１８９】
構造式ＬＸＩＩＩ；
【０１９０】
【化６４】
【０１９１】
構造式ＬＸＩＶ；又は
【０１９２】
【化６５】
【０１９３】
構造式ＬＸＶ。
【０１９４】
以下で、層中のドーパントの百分率は、薄膜被着モニターを用いて測定された層中の合計材料に対するドーパントの体積百分率を表わす。青色ドーパントは、青色発光層の０．１〜１０％かつ好ましくは０．７５〜２％を構成する。トリアリールアミン化合物といった付加的ドーパントは、青色発光層の０〜３０%、かつ好ましくは０〜１５%を構成する。黄色ドーパントは、それが赤色ドーパントと中で同時ドープされている正孔輸送層又は副層の０．５〜５０%、好ましくは２〜３０%を構成する。赤色ドーパントは、それが黄色ドーパントと中で同時ドープされている正孔輸送層又は副層の約０．１〜５%、かつ好ましくは０．５〜１%を構成する。緑色ドーパントが、電子輸送層又は副層中に存在する場合、それは当該層又は副層の０．１〜３%、かつ好ましくは０．２５〜１%を構成する。赤色ドーパントが電子輸送層又は副層中に存在する場合、該赤色ドーパントは、当該層又は副層の０．１〜３%、かつ好ましくは０．２５〜１%を構成する。
【０１９５】
正孔輸送層の厚みは、２０〜約２５０ｎｍの間、かつ好ましくは７０〜１５０ｎｍの間である。青色発光層の厚みは、１０〜５０ｎｍの間、かつ好ましくは２０〜４０ｎｍの間である。電子輸送層の厚みは、１０〜１００ｎｍの間、かつ好ましくは２０〜４０ｎｍの間である。正孔輸送層の副層のみが黄色及び赤色ドーパントで同時ドープされる場合、当該副層の厚みは、５〜５０ｎｍの間、かつ好ましくは１０〜３０ｎｍの間である。発光ドーパントが電子輸送副層中に存在する場合、当該副層の厚みは、５〜４０ｎｍの間、かつ好ましくは１０〜２０ｎｍの間である。付加的な層が発光層及び正孔輸送層又は電子輸送層の間に存在する場合、当該層厚みは、１〜１０ｎｍ、かつ好ましくは２〜５ｎｍの間である。陰極の厚みは通常、２０〜４００ｎｍの間、かつ好ましくは５０〜２５０ｎｍの間である。
【０１９６】
本発明のＯＬＥＤは、白色光源を必要とするあらゆる利用分野で使用することができる。これらは、紙のように薄い光源といったコンパクトな光源として、及びオフィス照明及び自動車用のルームランプといった部域的照明において使用することができる。それらは、個別にアドレス可能な光源として又はＬＣＤ中のバックライトとしてディスプレイデバイス中で使用することができる。マルチカラーディスプレイデバイスにおいては、本発明に従って構築されたＯＬＥＤを赤色、緑色及び青色カラーフィルタと共に使用することができる。かかるフィルタは、フルカラー又はマルチカラーディスプレイの構築においてそれらを使用するための手段と同様、当該技術分野において周知である。赤色、緑色及び青色フィルタの代表例としては、市販のＲ３７、Ｇ３７及びＢ３７フィルタがある。Ｒ３７フィルタによって通過させられるスペクトル帯は、約５８５ｎｍを超える全ての可視波長を含む。Ｇ３７フィルタによって通過させられるスペクトル帯は、約４８０〜約５８５ｎｍの間の全ての可視波長を内含する。Ｂ３７フィルタによって通過させられるスペクトル帯は、約５２５nmより短い全ての可視波長を内含する。
【実施例】
【０１９７】
本発明及びその利点は、以下の実施例により例示される。以下で記述される全てのＯＬＥＤの製造手順は、比較例１のケースについて例示されている。各ＯＬＥＤの電流−電圧特性は、定電流源測定ユニットを用いて評価された。エレクトロルミネセンススペクトル及び収量は、フィルタを使用せずに定電流源及びダイオードアレイ分光計を用いて評価された。発光を同様に市販のR３７赤色、G３７緑色又はB３７青色フィルタを通してろ過し、各々の伝送された色についての測光性能も同様に測定した。
【０１９８】
実施例の一部について、シミュレーションされたフルカラー２．２インチ対角正方形ＯＬＥＤディスプレイパネルの電力消費を、Ｄ６０又はD６５の白色点で１００ｃｄ／m2の輝度について計算した。D６０及びD６５の白色点は、それぞれ（０．３２、０．３３）及び（０．３１、０．３３）のＣＩＥ座標に対応している。シミュレーションされたデバイスは、実施例の白色ＯＬＥＤ、個別のR３７、G３７及びB３７フィルタを伴う着色された画素及び透過率０．４の偏光子を内含していた。さらに、各画素が１３Ｖの駆動電圧を必要とするものと仮定した。この値は、駆動回路中の非効率性をシミュレーションする目的で、ＯＬＥＤ自体についての駆動電圧を超過している。シミュレーションされたディスプレイの赤色、緑色及び青色画素を駆動するために必要な電流を推定するために、所望のディスプレイ輝度及びＣＩＥ座標をカラーフィルタを通して測定された通りＯＬＥＤの発光収量及びＣＩＥ座標と組み合わせた。各画素についての輝度は、駆動電流に比例するものと仮定し、比例定数を２０ｍＡ／ｃｍ2での輝度から評価した。かかるシミュレーションの方法は、当業者にとっては明白なものである。
【０１９９】
作動安定性（デバイス寿命）は、その輝度及び駆動電圧を監視しながら２０ｍＡ／ｃｍ2の一定の平均電流密度及び７０℃でＯＬＥＤを作動させることによって評価された。平均２０ｍＡ／ｃｍ2の電流密度は、０．５ｍｓ周期の１４Ｖ逆バイアスで交番する０．５ｍｓ周期の４０ｍＡ／ｃｍ2電流密度として供給された。
【０２００】
比較用例１
比較用例１のＯＬＥＤは、正孔輸送層（３４０）が黄色ドーパントのみを含有しているという点を除き、図３中に示されている該発明のデバイスと同一の構造を有していた。ガラス基板（２１０）上の８０ｎｍのＩＴＯ層を、同一基板上の複数のＯＬＥＤの陽極（３２０）を画定するようにパターン化した。 陽極を順次、市販の洗剤中で超音波処理し、脱イオン水中で洗い流し及びトルエン蒸気中で脱脂した。ＩＴＯ層を酸素プラズマを用いて約１分間処理し、次にＣＨＦ3のプラズマ援用被着によって１ｎｍの過フッ化炭化水素層、つまり正孔注入層（３３０）をコーティングした。結果として得られたコーティング済みの基板を真空チャンバに移し、そこで以下の付加的な層を真空蒸着によって正孔注入層全体の上に順次製造した：正孔輸送層（ＨＴＬ、３４０）としての２％のルブレンを含有する１５０ｎｍのＮＰＢ、青色発光層（３５０）としての２％ＴＢＰでドープされた２０ｎｍのＴＢＡＤＮ、電子輸送層（ＥＴＬ、３６０）としての３５ｎｍのＡｌｑ、そして最後に複数のＯＬＥＤ用の陰極（３７０）を供給するようにパターン化された１０％のＡｇを含有する２２０ｎｍのＭｇ。上述のシーケンスでＯＬＥＤの被着を完成した。次にＯＬＥＤを、周囲環境に対する保護のための乾燥窒素を満たしたグローブボックス中に密封包装した。
例２〜４
【０２０１】
ＨＴＬが２％のルブレン及び赤色ドーパントとしてのＤＣＪＴＢで同時ドープされいる点を除き（表Ｉａ中に百分率が示されている）、例２〜４のＯＬＥＤを比較用例１と類似の要領で構築した。カラーフィルタ無しでの駆動電圧及び測光パラメータ（発光収量及びＣＩＥ座標）の点から見た２０ｍＡ／ｃｍ2の電流密度でのデバイスの性能も同様に表Ｉａ中で報告されている。赤色、緑色青色カラーフィルタを伴う各ＯＬＥＤについての同じ測光パラメータは、表Ｉｂに報告されている。
【０２０２】
表Ｉａ
２０ｍＡ／ｃｍ2の電流密度でのカラーフィルタ無しのい例１〜４のＯＬＥＤの組成及び性能パラメータ
第２欄は、正孔輸送層中の赤色ドーパントの百分率ＤＣＪＴＢを示し；第３欄は駆動電圧を報告し；第４欄は発光収量を報告し；かつ第５欄はＣＩＥ座標を報告している、
【０２０３】
【表１】
【０２０４】
表Ｉｂ
Ｒ３７赤色、Ｇ３７緑色及びＢ３７青色フィルタを通して測定された例１〜４のＯＬＥＤの測光特性
【０２０５】
【表２】
【０２０６】
例２〜４のＯＬＥＤは、比較用例１のＯＬＥＤに比べて、フィルタ無し及び赤色又は緑色フィルタで発光収量の増大を、そして青色フィルタで発光収量の軽度の減少を実証した。赤色フィルタでのＣＩＥ座標は極僅かに変化し、緑色及び青色フィルタでのＣＩＥ座標は幾分か変化した。駆動電圧には無視できる程度の変化しかなかった。赤色フィルタでの発光収量の増大は、本発明に従った同時ドープされた正孔輸送層を利用したことの利点である。
例５〜９
【０２０７】
例６〜９のＯＬＥＤを、図４に示される通りのＯＬＥＤ４００の構造に従って調製した。正孔輸送層は、ドープされていないＮＰＢの厚み１３０ｎｍの副層（４４１）及び黄色ドーパントとしての２％のルブレン及び赤色ドーパントとしての様々な百分率のＤＣＪＴＢで同時ドープされたＮＰＢの厚み２０ｎｍの副層（４４２）を含んでいた。青色発光層（４５０）は、青色ドーパントとして５％のＢＤＴＡＰＶＢでドープされたホストとしての厚み２５ｎｍのＴＢＡＤＮの層であった。電子輸送層（４６０）は、３５ｎｍのＡｌｑであった。比較用例５のＯＬＥＤは、副層４４２がＤＣＪＴＢを全く含有していない点を除き類似のものであった。基板（４１０）、陽極（４２０）、正孔注入層（４３０）及び陰極（４７０）に関しては、例５〜９のＯＬＥＤは、比較用例１のＯＬＥＤと同じであった。
【０２０８】
表ＩＩａ及びＩＩｂは、ＤＣＪＴＢの百分率及びこれらのデバイスの２０ｍＡ／ｃｍ2での性能を示している。Ｄ６０白色点で作動させたシミュレーションされたディスプレイパネルの電力消費が含まれている。フィルタ無しの発光収量は、ＤＣＪＴＢドーパントの存在により幾分か減少した。駆動電圧には無視できる程度の変化しかなかった。緑色及び青色フィルタでの発光収量も同様に減少し、ＣＩＥ座標は幾分か変化した。しかしながら、最も重要なことに、赤色フィルタでの発光収量は著しく増大し、かつ赤色フィルタでの色はより飽和した赤色に向かってシフトした。その上、Ｄ６０白色点での予想電力消費が著しく減少した。赤色フィルタでの効率の増大、赤色の改善及びＤ６０白色点での電力消費の減少は、本発明に従った同時ドープされた正孔輸送副層を使用したことの利点である。
【０２０９】
適切なカラーフィルタを伴う本発明に従って構築された白色ＯＬＥＤによって生成された赤色光の発光収量が改善されたことから、適切なカラーフィルタを伴う本発明に従って構築された白色ＯＬＥＤを用いたシミュレーションフルカラーディスプレイパネルは、赤色成分の効率の改善を示している。従って、適切なカラーフィルタを伴う本発明に従って構築された白色ＯＬＥＤを用いたシミュレーションフルカラー ディスプレイは、赤色画素のための所要電力量の減少を示す。さらに、適切なカラーフィルタを伴う本発明に従って構築された白色ＯＬＥＤを用いたシミュレーションフルカラーディスプレイは、赤色成分色純度の改善を示している。
【０２１０】
表ＩＩａ
例５〜９のＯＬＥＤの組成及び性能パラメータ
各欄は、表Ｉａと同一の意味を有している
【０２１１】
【表３】
【０２１２】
表ＩＩｂ
Ｒ３７赤色、Ｇ３７緑色及びＢ３７青色フィルタを通して測定された例５〜９のＯＬＥＤの測光特性及び光源としてこれらのＯＬＥＤを用いた２．２インチ対角正方形ディスプレイパネルの予測電力消費
【０２１３】
【表４】
【０２１４】
同じく２０ｍＡ／ｃｍ2での例５及び７のデバイスのＥＬスペクトルは図７に示されている。当該図において、矢印及び数字はそれぞれの例に付随するスペクトルを表わしている。ＨＴＬ中に赤色ドーパントＤＣＪＴＢを添加することで、スペクトルの赤色部分の強度は増大するが、一方スペクトルの青色部分の強度は減少した。青色及び赤色フィルタを通して測定された相対強度の変化及び赤色フィルタを通した発光の飽和度の増大は、ＯＬＥＤの未ろ過発光スペクトル中のこれらの変化に原因があると考えられている。比較用例５のものに比べて例７についての未ろ過発光が、スペクトルの緑色領域の一部で比較的強くもう一つの部分で比較的弱いことから、緑色フィルタでの効率の減少が軽度であることの説明はさらに複雑である。
例１０〜１３
【０２１５】
比較用例１０及び例１１〜１３のＯＬＥＤは、図３中に示されている構造を有し、かつ赤色ドーパントがＤＣＪＴＢではなくＴＰＤＢＰである点を除き、例１〜４のデバイスと類似の要領で調製された。
【０２１６】
表ＩＩＩａ及びＩＩＩｂは、ＴＰＤＢＰの百分率とこれらのデバイスの性能を示している。赤色ドーパントとしてＴＰＤＢＰが存在することの効果は、赤色ドーパントの百分率が増大するのに伴って駆動電圧が１ボルト未満だけ増大したという点を除き、例５〜９中のＤＣＪＴＢのものと類似であった。しかしながら、最も重要なことに、色がより飽和した赤色に近づいた一方で、赤色フィルタでの発光収量はおよそ１．８の係数だけ増大した。比較用例１０との関係における例１１〜１３の効率及び色の改善は、本発明に従った同時ドープされた正孔輸送層を用いることの利点を例示している。
【０２１７】
例１０〜１３デバイスのＥＬスペクトルは、図８に示されている。該図中で、矢印及び数字はここでも又それぞれの例に付随するスペクトルを示している。赤色ドーパントＴＰＤＢＰの最大の効果は、およそ５６０ｎｍにピークをもつ黄色ドーパントルブレンの黄色発光を、およそ６１０ｎｍにピークをもちかつさらに長い波長で実質的な強度を有する赤色ドーパントＴＰＤＢＰの赤色がかった発光によって置き換えることにある。より小さな効果としては、およそ４７０ｎｍにピークを有するＴＢＰの青色発光の強度を低減させるということがある。赤色フィルタでの性能の改善は、未ろ過スペクトル中の赤色成分の増加の結果であると考えられている。
【０２１８】
表ＩＩＩａ
例１０〜１３のＯＬＥＤの組成及び性能パラメータ
各欄は、赤色ドーパントがＴＰＤＢＰである点を除き表ｌａと同じ意味をもつ。
【０２１９】
【表５】
【０２２０】
表ＩＩＩｂ
Ｒ３７赤色、Ｇ３７緑色及びＢ３７青色フィルタを通して測定された例１０〜１３のＯＬＥＤの測光特性
【０２２１】
【表６】
例１４〜１７
【０２２２】
例１５〜１７ＯＬＥＤは、図４中に示された構造を有し、例５〜９のデバイスと類似の要領で調製された。正孔輸送層は、ドープされていないＮＰＢの厚み１３０ｎｍの副層（４４１）及び黄色ドーパントとしての３%のＤＢｚＲ及び赤色ドーパントとしての様々な百分率のＴＰＤＢＰで同時ドープされたＮＰＢの厚み２０ｎｍの副層（４４２）を含んでいた。青色発光層（４５０）は、青色ドーパントとして２％のＢＤＴＡＰＶＢでドープされたホストとしての厚み２０ｎｍのＴＢＡＤＮの層であった。電子輸送層（４６０）は、３５ｎｍのＡｌｑであった。比較例１４のＯＬＥＤは、副層４４２がＴＰＤＢＰを全く含有していないという点を除き類似のものであった。基板（４１０）、陽極（４２０）、正孔注入層（４３０）及び陰極（４７０）に関して、例１４〜１７のＯＬＥＤは、比較用例１のＯＬＥＤと同じであった。
【０２２３】
表ＩＶａ及びＩＶｂは、ＴＰＤＢＰの百分率及び２０ｍＡ／ｃｍ2でのこれらのデバイスの性能を示している。Ｄ６０白色点で作動させられたシミュレーションディスプレイパネルの電力消費も含まれていた。ここでも又、フィルタ無しの発光収量は、ＴＰＤＢＰドーパントの存在により幾分か減少した。駆動電圧は、僅かな量だけ減少した。緑色及び青色フィルタでの発光収量も同様に減少し、ＣＩＥ座標は幾分か変化した。しかしながら、最も重要なことに、赤色フィルタでの発光収量は、著しく増大し、赤色フィルタでの色は、より飽和した赤色の方にシフトした。これらの例は、本発明に従った同時ドープされた正孔輸送副層の使用が、マルチカラーディスプレイの赤色画素のためのより飽和した赤色及び赤色フィルタを用いた効率の増大という利点を有していることを例示している。その上、例１５のケースでは、Ｄ６０白色点での予測電力消費は、比較用例１４についてのものに比べて著しく減少した。この例は、本発明の範囲内で同時ドープされた層の組成を調整することによって、マルチカラーディスプレイが白色を表示している場合に電力消費の減少を達成することがで可能であるということを例示している。
【０２２４】
例１４〜１７のデバイスのＥＬスペクトルは、図８中に示されているような例１０〜１３のものと類似であり、それらは類似の傾向を示している。赤色フィルタと共に使用された場合の比較用例１４のものに比べた本発明の例１５〜１７の性能の改善は、ＴＰＤＢＰの赤色発光によってＤＢｚＲの黄色発光を置き換えたことにより引き起こされた、未ろ過スペクトル内の赤色成分の増大の結果であると考えられている。
【０２２５】
表Ｉｖａ
例１４〜１７のＯＬＥＤの組成及び性能パラメータ
各欄は、表ｌａと同じ意味を有する
【０２２６】
【表７】
【０２２７】
表Ｉｖｂ
Ｒ３７赤色、Ｇ３７緑色及びＢ３７青色フィルタを通して測定された例１４〜１７のＯＬＥＤの測光特性、及び光源としてこれらのＯＬＥＤを用いた２．２インチ対角正方形ディスプレイパネルの予測電力消費
【０２２８】
【表８】
【０２２９】
例１８及び１９
例１８及び１９のＯＬＥＤは、本発明の実践及び本発明に従って構築されたＯＬＥＤの性能についてさらに例示している。該ＯＬＥＤは、図４中に示された構造を有し、例５〜９のデバイスと類似の要領で調製された。正孔輸送層は、ドープされていないＮＰＢの厚み２８０ｎｍの副層（４４１）及び黄色ドーパントとしての変動する百分率のルブレン及び赤色ドーパントとしての０．５％のＴＰＤＢＰで同時ドープされたＮＰＢのおよそ３０ｎｍの副層（４４２）を含んでいた。青色発光層（４５０）は、青色ドーパントとしての３％ＢＤＴＡＰＶＢでドープされ、かつ変動する百分率のＮＰＢで付加的にドープされたホストとしてのＴＢＡＤＮの厚み４０ｎｍの層であった。電子輸送層（４６０）は、１０ｍｎのＡｌｑであった。基板（４１０）、陽極（４２０）、正孔注入層（４３０）、及び陰極（４７０）に関して、例１８〜１９のＯＬＥＤは、比較用例１のＯＬＥＤと同じであった。
【０２３０】
表Ｖａ及びＶｂは、正孔輸送層の同時ドープされた副層中のルブレン百分率、及び青色発光層中のＮＰＢ百分率を、これらのデバイスの２０ｍＡ／ｃｍ2での性能と併せて示している。ここに含まれているのは、Ｄ６５白色点で作動させられたシミュレーションディスプレイパネルの電力消費である。
【０２３１】
表Ｖａ
例１８〜１９のＯＬＥＤの組成及び性能パラメータ
第２欄は、正孔輸送層（ＨＴＬ２）の同時ドープされた副層中のルブレンの百分率を示している。
第３欄は青色発光層（ＥＭＬ）中のＮＰＢの百分率を示している。
第４〜６欄は、表ｌａの第３〜５欄と同じ意味を有する。
【０２３２】
【表９】
【０２３３】
表Ｖｂ
Ｒ３７赤色、Ｇ３７緑色及びＢ３７青色フィルタを通して測定された例１８〜１９のＯＬＥＤの測光特性、及び光源としてこれらのＯＬＥＤを用いた２．２インチ対角正方形ディスプレイパネルの予測電力消費
【０２３４】
【表１０】
【０２３５】
本発明に従って構築された例１８及び１９のデバイスは、赤色フィルタと共に用いられた場合に優れた赤色を、かつ緑色及び青色フィルタと共に用いられた場合に優れた緑色及び青色を示す。さらに、Ｄ６５白色点での所要電力は非常に低い。従って、ここでも又、正孔輸送副層を赤色及び黄色ドーパントの両方で同時ドーピングすることにより本発明に従って優れた色品質及び高い電力効率を達成することができる。
例２０〜２１
【０２３６】
例２１のＯＬＥＤは、図６中に示されている通りのＯＬＥＤ６００の構造に従って構築された。正孔輸送層は、ドープされていないＮＰＢの厚み１３０ｎｍの副層（６４１）及び黄色ドーパントとしての３％のルブレン及び赤色ドーパントとしての０．５％のＴＰＤＢＰで同時ドープされたＮＰＢの２０ｎｍの副層（６４２）を含んでいた。青色発光層（６５０）は、青色ドーパントとしての３％のＢＤＴＡＰＶＢでドープされたホストとしてのＴＢＡＤＮの厚み２０ｎｍの層であった。青色発光層に隣接する電子輸送副層（６６１）は、０．２５％のＴＰＤＢＰでドープされた厚み２０ｎｍのＡｌｑ層を含んでいた。陰極に隣接する電子輸送副層（６６２）は、１５ｎｍのドープされていないＡｌｑを含んでいた。基板（６１０）、陽極（６２０）、正孔注入層（６３０）及び陰極（６７０）に関しては、例２１のＯＬＥＤは、比較用例１のＯＬＥＤと同じであった。比較用例２０のＯＬＥＤは、それがＴＰＤＢＰを全く含有していないという点を除き、例２１のものと同じであった。表ＶＩａ及びＶＩｂは、２０ｍＡ／ｃｍ2でのこれらのデバイス性能を示している。
【０２３７】
表Ｖｉａ
例２０〜２１のＯＬＥＤの組成及び性能パラメータ
第２〜４欄は、表Ｉａの第３〜５欄と同一の意味を有する。
【０２３８】
【表１１】
【０２３９】
表Ｖｉｂ
Ｒ３７赤色、Ｇ３７緑色及びＢ３７青色フィルタを通して測定された例２０〜２１のＯＬＥＤの測光特性
【０２４０】
【表１２】
【０２４１】
本発明に従って構築された例２１は、フィルタ無しでの発光収量の減少及び比較用例２０に比べた駆動電圧の僅かな増大を示した。それでも例２１では、比較用例２０に比べて、赤色フィルタでの発光収量は著しく増大し、一方緑色及び青色フィルタ発光収量は減少した。例２１中の赤色フィルタでの色も同様にさらに飽和度が高くなっていた。
【０２４２】
２つのＯＬＥＤの作動上の安定性を、２０ｍＡ／ｃｍ2及び７０℃でそれらを作動させることによって評価した。図９は、作動時間の関数としての初期値に対する輝度のプロットである。 図９は、作動時間の関数としての駆動電圧も同様に示している。当該図において、矢印及び数字はそれぞれの例と結び付けられた相対輝度及び駆動電圧を示している。両方のＯＬＥＤについての駆動電圧は、測定期間中非常に僅かしか変化しなかった。.しかしながら、２００時間の作動後、比較用例２０のＯＬＥＤの輝度は、約１８％だけ減少し、一方例２１のＯＬＥＤの輝度は僅かに約７％しか減少しなかった。従って、本発明に従って構築された例２１のデバイスは、例２０の対照デバイスに比べてはるかに高い作動安定性及びより長いデバイス寿命を示した。
【０２４３】
例２２
この実施例のＯＬＥＤは、図６中に示されている通りのＯＬＥＤ６００の構造に従って構築された。正孔輸送層は、ドープされていないＮＰＢの厚み２４０ｎｍの副層（６４１）及び黄色ドーパントとしての２８％のルブレン及び赤色ドーパントとしての０．５％のＴＰＤＢＰで同時ドープされたＮＰＢの２６ｎｍの厚みの副層（６４２）を含んでいた。青色発光層（６５０）は、青色ドーパントとしての０．７５％の構造式ＸＶＩに示されている化合物でドープされ、さらに０．５％のＮＰＢで付加的にドープされたホストとしてのＴＢＡＤＮの厚み３０ｎｍの層であった。青色発光層に隣接する電子輸送副層（６６１）は、０．５％のＤＰＱＡでドープされた厚み１５ｎｍのＡｌｑ層を含んでいた。陰極に隣接する電子輸送副層（６６２）は、５ｎｍのドープされていないＡｌｑを含んでいた。基板（６１０）、陽極（６２０）、正孔注入層（６３０）及び陰極（６７０）に関しては、例２２のＯＬＥＤは、比較用例１のＯＬＥＤと同じであった。
【０２４４】
表ＶＩＩａ及びＶＩＩｂは、Ｄ６５白色点で作動させたシミュレーションディスプレイパネルの電力消費を内含する２０ｍＡ／ｃｍ2でのこのデバイスの性能を示している。
【０２４５】
表ＶＩＩａ
例２２のＯＬＥＤの性能パラメータ
【０２４６】
【表１３】
【０２４７】
表ＶＩＩｂ
Ｒ３７赤色、Ｇ３７緑色、及びＢ３７青色フィルタを通して測定された例２２のＯＬＥＤの測光特性及び予測電力消費
【０２４８】
【表１４】
【０２４９】
赤色、緑色及び青色フィルタと共に使用した場合、本発明に従って構築された例２２のデバイスは、優れた色と優れた効率を示した。
【０２５０】
該発明は、一部の好ましい実施形態を特に参照して詳細に記述されてきたが、該発明精神及び範囲内で変更及び修正を加えることができるということが分かるだろう。例えば、正孔輸送層、電子輸送層又は発光層のいずれの中でも、単数又は複数の付加的ドーパント（単複）を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２５１】
【図１】先行技術のＯＬＥＤを示す模式図である。
【図２】もう一つの先行技術ＯＬＥＤを示す模式図である。
【図３】本発明に従って構築された白色ＯＬＥＤを示す模式図である。
【図４】本発明に従って構築されたもう一つの白色ＯＬＥＤを示す模式図である。
【図５】本発明に従って構築されたさらにもう一つの白色ＯＬＥＤを示す模式図である。
【図６】本発明に従って構築されたさらにもう一つの白色ＯＬＥＤを示す模式図である。
【図７】本発明に従って構築された白色ＯＬＥＤを含む、白色ＯＬＥＤのエレクトロルミネセンス（ＥＬ）スペクトルを示す模式図である。
【図８】本発明に従って構築された白色ＯＬＥＤを含む、白色ＯＬＥＤのエレクトロルミネセンス（ＥＬ）スペクトルを示す模式図である。
【図９】本発明に従って構築された白色ＯＬＥＤを含む２つのＯＬＥＤについての作動時間の関数としての駆動電圧及び相対輝度値を示すグラフである。
【符号の説明】
【０２５２】
１００ 単純構造のＯＬＥＤ
１１０ 基板
１２０ 陽極
１４０ 発光層
１７０ 陰極
２００ 多層構造のＯＬＥＤ
２１０ 基板
２２０ 陽極
２３０ 正孔注入層
２４０ 正孔輸送層
２５０ 発光層
２６０ 電子輸送層
２７０ 陰極
３００ ＯＬＥＤ
３１０ 基板
３２０ 陽極
３３０ 正孔注入層
３４０ 正孔輸送層
３５０ 発光層
３６０ 電子輸送層
３７０ 陰極
４００ ＯＬＥＤ
４１０ 基板
４２０ 陽極
４３０ 正孔注入層
４４０ 正孔輸送層
４４１ 正孔輸送副層
４４２ 正孔輸送副層
４５０ 発光層
４６０ 電子輸送層
４７０ 陰極
５００ ＯＬＥＤ
５１０ 基板
５２０ 陽極
５３０ 正孔注入層
５４０ 正孔輸送層
５５０ 発光層
５６０ 電子輸送層
５６１ 電子輸送副層
５６２ 電子輸送副層
５７０ 陰極
６００ ＯＬＥＤ
６１０ 基板
６２０ 陽極
６３０ 正孔注入層
６４０ 正孔輸送層
６４１ 正孔輸送副層
６４２ 正孔輸送副層
６５０ 発光層
６６０ 電子輸送層
６６１ 電子輸送副層
６６２ 電子輸送副層
６７０ 陰極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ） 陽極；
ｂ） 陽極の上に配置された正孔輸送層；
ｃ） 正孔輸送層の上に配置された青色発光層；
ｄ） 青色発光層の上に配置された電子輸送層；及び
ｅ） 電子輸送層の上に配置された陰極を含み、
ｆ） 該正孔輸送層がホスト材料、黄色ドーパント及び赤色ドーパントを含む
ことを特徴とする、白色光を生成する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイス。
【請求項２】
青色発光層がホスト材料及び青色ドーパントを内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項３】
青色発光層中のホスト材料が、９位及び１０位に炭化水素又は置換炭化水素の置換基を有するアントラセン誘導体を内含する、請求項２に記載のＯＬＥＤ。
【請求項４】
ホスト材料が９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセン（ＡＤＮ）又は２−ｔ−ブチル−９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセン（ＴＢＡＤＮ）を内含する、請求項２に記載のＯＬＥＤ。
【請求項５】
青色ドーパントがペリレン又はペリレンの誘導体を内含する、請求項２に記載のＯＬＥＤ。
【請求項６】
青色ドーパントが２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルペリレン（ＴＢＰ）を内含する、請求項２に記載のＯＬＥＤ。
【請求項７】
青色ドーパントがジスチリルベンゼン又はジスチリルビフェニルの青色発光誘導体を内含する、請求項２に記載のＯＬＥＤ。
【請求項８】
青色ドーパントがビス［２−［４−［Ｎ，Ｎ−ジアリールアミノ］フェニル］ビニル］アレーンを内含する、請求項２に記載のＯＬＥＤ。
【請求項９】
青色ドーパントが１，４−ビス［２−［４−［Ｎ，Ｎ−ジ（ｐ−トリル）アミノ］フェニル］ビニル］ベンゼン（ＢＤＴＡＰＶＢ）を内含する、請求項２に記載のＯＬＥＤ。
【請求項１０】
青色ドーパントが、
【化１】
という構造式の化合物を内含し、
式中、
Ｘa、Ｘb、Ｚa及びＺb、１、２、３、４、１’、２’、３’、及び４’が青色ルミネセンスを提供するように選択されることを条件として；
− Ａ及びＡ’が少なくとも１つの窒素原子を含む６員の芳香環系に対応する独立したアジン環系を表わし；
− （Ｘa）n及び（Ｘb）mが単数又は複数の独立して選択された置換基を表わし、非環式置換基を内含するか又はＡ又はＡ’に縮合された環を形成するべく接合されており；
− ｍ及びｎが独立して０〜４であり；
− Ｚa及びＺbが独立して選択された置換基であり；
− １、２、３、４、１’、２’、３’、及び４’が炭素又は窒素原子のいずれかとして独立して選択されている；
請求項２に記載のＯＬＥＤ。
【請求項１１】
青色ドーパントが、
【化２】
【化３】
【化４】
【化５】
【化６】
【化７】
【化８】
という構造の化合物を内含する、請求項２に記載のＯＬＥＤ。
【請求項１２】
青色ドーパントが、
【化９】
という構造の化合物を内含する、請求項２に記載のＯＬＥＤ。
【請求項１３】
青色ドーパントが青色発光層の０．１〜１０体積％の間である、請求項２に記載のＯＬＥＤ。
【請求項１４】
青色発光層がトリアリールアミンドーパントを内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項１５】
青色発光層がドーパントとしてＮＰＢ又はＴＮＢを内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項１６】
正孔輸送層が第３芳香族アミンを内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項１７】
黄色ドーパントが、
【化１０】
という構造の化合物を内含し、
式中、
Ｒl〜Ｒ6が、各環上の単数又は複数の置換基を表わし、ここで各置換基が：
カテゴリー１： 水素、又は１〜２４個の炭素原子のアルキル；
カテゴリー２： ５〜２０個の炭素原子のアリール又は置換アリール；
カテゴリー３： 縮合芳香環又は環系を補完する、４〜２４個の炭素原子を含む炭化水素；
カテゴリー４： 単結合を介して結合されるか、又は縮合複素芳香環系を補完する５〜２４個の炭素原子のヘテロアリール又は置換ヘテロアリール、例えばチアゾリル、フリル、チエニル、ピリジル、キノリニル又はその他の複素環系；
カテゴリー５： １〜２４個の炭素原子のアルコキシルアミノ、アルキルアミノ又はアリールアミノ；又は
カテゴリー６： フルオロ、クロロ、ブロモ又はシアノ、
のうちの１つから個別に選択されている、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項１８】
黄色ドーパントが５，６，１１，１２−テトラフェニルナフタセン（ルブレン）；６，１１−ジフェニル５，１２−ビス（４−（６−メチル−ベンゾチアゾール−２−イル）フェニル）ナフタセン（ＤＢｚＲ）；又は５，６，１１，１２−テトラ（２−ナフチル）ナフタセン（ＮＲ）を内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項１９】
赤色ドーパントが、
【化１１】
という構造のジインデノペリレン化合物を内含し、
式中、Ｒ1〜Ｒ16が赤色ルミネセンスを提供するヒドロ又は置換基から独立して選択されている、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項２０】
赤色ドーパントが、
【化１２】
【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】
【化３１】
【化３２】
【化３３】
【化３４】
【化３５】
【化３６】
を内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項２１】
赤色ドーパント化合物がＴＰＤＢＰを内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項２２】
赤色ドーパントが、
【化３７】
という構造の化合物を内含し、
式中、
Ｒ3及びＲ5が共に１つの縮合環を形成せず、かつＲ1〜Ｒ5が赤色ルミネセンスを提供するように選択されていることを条件として；
− Ｒ1〜Ｒ15が、ヒドロ、アルキル、置換アルキル、アリール、又は置換アリールの中から独立して選択された単数又は複数の基を表わし；
− Ｒ1〜Ｒ5が、アシル基を独立して内含するか、或いは対として接合されて単数又は複数の縮合環を形成している、
請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項２３】
赤色ドーパントが、
【化３８】
【化３９】
【化４０】
【化４１】
【化４２】
【化４３】
【化４４】
を内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項２４】
赤色ドーパントがＤＣＪＴＢである、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項２５】
黄色ドーパントが正孔輸送層の０．５〜５０体積%の間である、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項２６】
赤色ドーパントが正孔輸送層の０．１〜５体積%である、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項２７】
正孔輸送層が２以上の正孔輸送副層を内含し；青色発光層に最も近い副層がホスト材料、黄色ドーパント及び赤色ドーパントを内含し；かつ陽極に最も近い副層が黄色ドーパントを含まないか、又は赤色ドーパントを含まない、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項２８】
黄色ドーパントの濃度が青色発光層に最も近い正孔輸送副層の０．５〜５０体積％の間にある、請求項２７に記載のＯＬＥＤ。
【請求項２９】
赤色ドーパントの濃度が青色発光層に最も近い正孔輸送副層の０．１〜５体積％の間にある、請求項２7に記載のＯＬＥＤ。
【請求項３０】
電子輸送層が緑色ドーパントを内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項３１】
電子輸送層がクマリン化合物を内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項３２】
電子輸送層がC５４５Tを内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項３３】
電子輸送層がキナクリドンを内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項３４】
電子輸送層が
【化４５】
【化４６】
を内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項３５】
電子輸送層が
【化４７】
【化４８】
【化４９】
【化５０】
【化５１】
を内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項３６】
電子輸送層が２つ以上の電子輸送副層を内含し、青色発光層に隣接する副層が緑色ドーパントを内含し、かつ陰極に隣接する副層が緑色ドーパントを含有しない、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項３７】
電子輸送層が赤色ドーパントを内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項３８】
電子輸送層が、
【化５２】
という構造のジインデノペリレン化合物を内含し、
式中、Ｒl−Ｒ16が赤色ルミネセンスを提供する水素又は置換基として独立して選択されている、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項３９】
電子輸送層が、
【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】
【化６７】
【化６８】
【化６９】
【化７０】
【化７１】
【化７２】
【化７３】
【化７４】
【化７５】
【化７６】
【化７７】
【化７８】
を内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項４０】
電子輸送層がＴＰＤＢＰを内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項４１】
電子輸送層が、
【化７９】
という構造の化合物を内含し、
式中、
Ｒ3及びＲ5が共に１つの縮合環を形成せず、かつＲl〜Ｒ5が赤色ルミネセンスを提供するように選択されていることを条件として；
− Ｒl〜Ｒ5は、ヒドロ、アルキル、置換アルキル、アリール又は置換アリールの中から独立して選択された単数又は複数の基を表わし；
− Ｒl〜Ｒ5は独立して非環式基を内含するか又は単数又は対として接合されて複数の縮合環を形成している、
請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項４２】
電子輸送層が、
【化８０】
【化８１】
【化８２】
【化８３】
【化８４】
【化８５】
【化８６】
を内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項４３】
電子輸送層が、ＤＣＪＴＢを内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項４４】
ａ）ｉ） 陽極；
ｉｉ） 陽極の上に配置された正孔輸送層；
ｉｉｉ） 正孔輸送層の上に配置された青色発光層；
ｉｖ） 青色発光層の上に配置された電子輸送層；及び
ｖ） 電子輸送層の上に配置された陰極を各々含み、
ｖｉ） 該正孔輸送層がホスト材料、黄色ドーパント及び赤色ドーパントを含み、
それらを通して電流が駆動された時点で白色光を生成する複数のＯＬＥＤ、並びに
ｂ） 各ＯＬＥＤが生成した白色光がその対応するフィルタによってろ過されるような形で各フィルタが異なる１つのＯＬＥＤに対応している、ディスプレイ中に配置された赤色、緑色、及び青色フィルタを内含するカラーフィルタアレイ、
を内含する、発光ディプレイ。
【請求項４５】
カラーフィルタアレイが基板より上に配置され陽極がカラーフィルタアレイより上に配置されているか、或いは陽極が基板の上に配置されかつカラーフィルタアレイが陰極より上に配置されている、さらに１枚の基板を内含する、請求項４４のディスプレイ。
【請求項４６】
ａ）ｉ） 陽極；
ｉｉ） 陽極の上に配置された正孔輸送層；
ｉｉｉ） 正孔輸送層の上に配置された青色発光層；
ｉｖ） 青色発光層の上に配置された電子輸送層；及び
ｖ） 電子輸送層の上に配置された陰極を各々含み、
ｖｉ） 該正孔輸送層がホスト材料、黄色ドーパント及び赤色ドーパントを含み、
ＯＬＥＤを通した電流の通過時に白色光を生成する単数又は複数のＯＬＥＤ、
ｂ） ＯＬＥＤが生成した白色光がカラーフィルタを通してろ過されるような形でディスプレイ中に配置されている赤色、緑色及び青色フィルタを内含するカラーフィルタアレイ、並びに
ｃ） ＯＬＥＤ（単複）が生成しカラーフィルタがろ過した白色光が液晶ライトバルブによって輝度調整されるような形でアレイ内に配置されている異なる１つのカラーフィルタに各々対応している液晶ライトバルブアレイ
を内含する、発光ディスプレイ。
【請求項１】
ａ） 陽極；
ｂ） 陽極の上に配置された正孔輸送層；
ｃ） 正孔輸送層の上に配置された青色発光層；
ｄ） 青色発光層の上に配置された電子輸送層；及び
ｅ） 電子輸送層の上に配置された陰極を含み、
ｆ） 該正孔輸送層がホスト材料、黄色ドーパント及び赤色ドーパントを含む
ことを特徴とする、白色光を生成する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイス。
【請求項２】
青色発光層がホスト材料及び青色ドーパントを内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項３】
青色発光層中のホスト材料が、９位及び１０位に炭化水素又は置換炭化水素の置換基を有するアントラセン誘導体を内含する、請求項２に記載のＯＬＥＤ。
【請求項４】
ホスト材料が９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセン（ＡＤＮ）又は２−ｔ−ブチル−９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセン（ＴＢＡＤＮ）を内含する、請求項２に記載のＯＬＥＤ。
【請求項５】
青色ドーパントがペリレン又はペリレンの誘導体を内含する、請求項２に記載のＯＬＥＤ。
【請求項６】
青色ドーパントが２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルペリレン（ＴＢＰ）を内含する、請求項２に記載のＯＬＥＤ。
【請求項７】
青色ドーパントがジスチリルベンゼン又はジスチリルビフェニルの青色発光誘導体を内含する、請求項２に記載のＯＬＥＤ。
【請求項８】
青色ドーパントがビス［２−［４−［Ｎ，Ｎ−ジアリールアミノ］フェニル］ビニル］アレーンを内含する、請求項２に記載のＯＬＥＤ。
【請求項９】
青色ドーパントが１，４−ビス［２−［４−［Ｎ，Ｎ−ジ（ｐ−トリル）アミノ］フェニル］ビニル］ベンゼン（ＢＤＴＡＰＶＢ）を内含する、請求項２に記載のＯＬＥＤ。
【請求項１０】
青色ドーパントが、
【化１】
という構造式の化合物を内含し、
式中、
Ｘa、Ｘb、Ｚa及びＺb、１、２、３、４、１’、２’、３’、及び４’が青色ルミネセンスを提供するように選択されることを条件として；
− Ａ及びＡ’が少なくとも１つの窒素原子を含む６員の芳香環系に対応する独立したアジン環系を表わし；
− （Ｘa）n及び（Ｘb）mが単数又は複数の独立して選択された置換基を表わし、非環式置換基を内含するか又はＡ又はＡ’に縮合された環を形成するべく接合されており；
− ｍ及びｎが独立して０〜４であり；
− Ｚa及びＺbが独立して選択された置換基であり；
− １、２、３、４、１’、２’、３’、及び４’が炭素又は窒素原子のいずれかとして独立して選択されている；
請求項２に記載のＯＬＥＤ。
【請求項１１】
青色ドーパントが、
【化２】
【化３】
【化４】
【化５】
【化６】
【化７】
【化８】
という構造の化合物を内含する、請求項２に記載のＯＬＥＤ。
【請求項１２】
青色ドーパントが、
【化９】
という構造の化合物を内含する、請求項２に記載のＯＬＥＤ。
【請求項１３】
青色ドーパントが青色発光層の０．１〜１０体積％の間である、請求項２に記載のＯＬＥＤ。
【請求項１４】
青色発光層がトリアリールアミンドーパントを内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項１５】
青色発光層がドーパントとしてＮＰＢ又はＴＮＢを内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項１６】
正孔輸送層が第３芳香族アミンを内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項１７】
黄色ドーパントが、
【化１０】
という構造の化合物を内含し、
式中、
Ｒl〜Ｒ6が、各環上の単数又は複数の置換基を表わし、ここで各置換基が：
カテゴリー１： 水素、又は１〜２４個の炭素原子のアルキル；
カテゴリー２： ５〜２０個の炭素原子のアリール又は置換アリール；
カテゴリー３： 縮合芳香環又は環系を補完する、４〜２４個の炭素原子を含む炭化水素；
カテゴリー４： 単結合を介して結合されるか、又は縮合複素芳香環系を補完する５〜２４個の炭素原子のヘテロアリール又は置換ヘテロアリール、例えばチアゾリル、フリル、チエニル、ピリジル、キノリニル又はその他の複素環系；
カテゴリー５： １〜２４個の炭素原子のアルコキシルアミノ、アルキルアミノ又はアリールアミノ；又は
カテゴリー６： フルオロ、クロロ、ブロモ又はシアノ、
のうちの１つから個別に選択されている、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項１８】
黄色ドーパントが５，６，１１，１２−テトラフェニルナフタセン（ルブレン）；６，１１−ジフェニル５，１２−ビス（４−（６−メチル−ベンゾチアゾール−２−イル）フェニル）ナフタセン（ＤＢｚＲ）；又は５，６，１１，１２−テトラ（２−ナフチル）ナフタセン（ＮＲ）を内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項１９】
赤色ドーパントが、
【化１１】
という構造のジインデノペリレン化合物を内含し、
式中、Ｒ1〜Ｒ16が赤色ルミネセンスを提供するヒドロ又は置換基から独立して選択されている、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項２０】
赤色ドーパントが、
【化１２】
【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】
【化３１】
【化３２】
【化３３】
【化３４】
【化３５】
【化３６】
を内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項２１】
赤色ドーパント化合物がＴＰＤＢＰを内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項２２】
赤色ドーパントが、
【化３７】
という構造の化合物を内含し、
式中、
Ｒ3及びＲ5が共に１つの縮合環を形成せず、かつＲ1〜Ｒ5が赤色ルミネセンスを提供するように選択されていることを条件として；
− Ｒ1〜Ｒ15が、ヒドロ、アルキル、置換アルキル、アリール、又は置換アリールの中から独立して選択された単数又は複数の基を表わし；
− Ｒ1〜Ｒ5が、アシル基を独立して内含するか、或いは対として接合されて単数又は複数の縮合環を形成している、
請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項２３】
赤色ドーパントが、
【化３８】
【化３９】
【化４０】
【化４１】
【化４２】
【化４３】
【化４４】
を内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項２４】
赤色ドーパントがＤＣＪＴＢである、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項２５】
黄色ドーパントが正孔輸送層の０．５〜５０体積%の間である、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項２６】
赤色ドーパントが正孔輸送層の０．１〜５体積%である、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項２７】
正孔輸送層が２以上の正孔輸送副層を内含し；青色発光層に最も近い副層がホスト材料、黄色ドーパント及び赤色ドーパントを内含し；かつ陽極に最も近い副層が黄色ドーパントを含まないか、又は赤色ドーパントを含まない、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項２８】
黄色ドーパントの濃度が青色発光層に最も近い正孔輸送副層の０．５〜５０体積％の間にある、請求項２７に記載のＯＬＥＤ。
【請求項２９】
赤色ドーパントの濃度が青色発光層に最も近い正孔輸送副層の０．１〜５体積％の間にある、請求項２7に記載のＯＬＥＤ。
【請求項３０】
電子輸送層が緑色ドーパントを内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項３１】
電子輸送層がクマリン化合物を内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項３２】
電子輸送層がC５４５Tを内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項３３】
電子輸送層がキナクリドンを内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項３４】
電子輸送層が
【化４５】
【化４６】
を内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項３５】
電子輸送層が
【化４７】
【化４８】
【化４９】
【化５０】
【化５１】
を内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項３６】
電子輸送層が２つ以上の電子輸送副層を内含し、青色発光層に隣接する副層が緑色ドーパントを内含し、かつ陰極に隣接する副層が緑色ドーパントを含有しない、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項３７】
電子輸送層が赤色ドーパントを内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項３８】
電子輸送層が、
【化５２】
という構造のジインデノペリレン化合物を内含し、
式中、Ｒl−Ｒ16が赤色ルミネセンスを提供する水素又は置換基として独立して選択されている、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項３９】
電子輸送層が、
【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】
【化６７】
【化６８】
【化６９】
【化７０】
【化７１】
【化７２】
【化７３】
【化７４】
【化７５】
【化７６】
【化７７】
【化７８】
を内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項４０】
電子輸送層がＴＰＤＢＰを内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項４１】
電子輸送層が、
【化７９】
という構造の化合物を内含し、
式中、
Ｒ3及びＲ5が共に１つの縮合環を形成せず、かつＲl〜Ｒ5が赤色ルミネセンスを提供するように選択されていることを条件として；
− Ｒl〜Ｒ5は、ヒドロ、アルキル、置換アルキル、アリール又は置換アリールの中から独立して選択された単数又は複数の基を表わし；
− Ｒl〜Ｒ5は独立して非環式基を内含するか又は単数又は対として接合されて複数の縮合環を形成している、
請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項４２】
電子輸送層が、
【化８０】
【化８１】
【化８２】
【化８３】
【化８４】
【化８５】
【化８６】
を内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項４３】
電子輸送層が、ＤＣＪＴＢを内含する、請求項１に記載のＯＬＥＤ。
【請求項４４】
ａ）ｉ） 陽極；
ｉｉ） 陽極の上に配置された正孔輸送層；
ｉｉｉ） 正孔輸送層の上に配置された青色発光層；
ｉｖ） 青色発光層の上に配置された電子輸送層；及び
ｖ） 電子輸送層の上に配置された陰極を各々含み、
ｖｉ） 該正孔輸送層がホスト材料、黄色ドーパント及び赤色ドーパントを含み、
それらを通して電流が駆動された時点で白色光を生成する複数のＯＬＥＤ、並びに
ｂ） 各ＯＬＥＤが生成した白色光がその対応するフィルタによってろ過されるような形で各フィルタが異なる１つのＯＬＥＤに対応している、ディスプレイ中に配置された赤色、緑色、及び青色フィルタを内含するカラーフィルタアレイ、
を内含する、発光ディプレイ。
【請求項４５】
カラーフィルタアレイが基板より上に配置され陽極がカラーフィルタアレイより上に配置されているか、或いは陽極が基板の上に配置されかつカラーフィルタアレイが陰極より上に配置されている、さらに１枚の基板を内含する、請求項４４のディスプレイ。
【請求項４６】
ａ）ｉ） 陽極；
ｉｉ） 陽極の上に配置された正孔輸送層；
ｉｉｉ） 正孔輸送層の上に配置された青色発光層；
ｉｖ） 青色発光層の上に配置された電子輸送層；及び
ｖ） 電子輸送層の上に配置された陰極を各々含み、
ｖｉ） 該正孔輸送層がホスト材料、黄色ドーパント及び赤色ドーパントを含み、
ＯＬＥＤを通した電流の通過時に白色光を生成する単数又は複数のＯＬＥＤ、
ｂ） ＯＬＥＤが生成した白色光がカラーフィルタを通してろ過されるような形でディスプレイ中に配置されている赤色、緑色及び青色フィルタを内含するカラーフィルタアレイ、並びに
ｃ） ＯＬＥＤ（単複）が生成しカラーフィルタがろ過した白色光が液晶ライトバルブによって輝度調整されるような形でアレイ内に配置されている異なる１つのカラーフィルタに各々対応している液晶ライトバルブアレイ
を内含する、発光ディスプレイ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公表番号】特表２００７−５０３０９２（Ｐ２００７−５０３０９２Ａ）
【公表日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５２３９００（Ｐ２００６−５２３９００）
【出願日】平成１６年８月９日（２００４．８．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０２５６３５
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０２０２８３
【国際公開日】平成１７年３月３日（２００５．３．３）
【出願人】（５９００００８４６）イーストマン コダック カンパニー (1,594)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月９日（２００４．８．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０２５６３５
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０２０２８３
【国際公開日】平成１７年３月３日（２００５．３．３）
【出願人】（５９００００８４６）イーストマン コダック カンパニー (1,594)
【Ｆターム（参考）】
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