JP4818494B2

JP4818494B2 - 有機ｅｌデバイス

Info

Publication number: JP4818494B2
Application number: JP4712298A
Authority: JP
Inventors: シエショアン; フーナン−シン; ディー．ポポヴィックゾラン; ホーアー−ミー; エス．オンベン
Original assignee: エルジーディスプレイカンパニーリミテッド
Priority date: 1997-02-27
Filing date: 1998-02-27
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2018-02-27
Also published as: US5989737A; JPH10255985A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機エレクトロルミネセント（ＥＬ）デバイスに関し、より詳細には、動作の安定性を高め、性能特性を改良したエネルギー効率の高い有機ＥＬデバイスに関する。有機ＥＬデバイスは、低駆動電圧における高いルミネセンス、優れたデバイスの安定性及び寿命の延長を提供することができる。本発明のＥＬデバイスは上記の特性を可能にし、ＴＶスクリーン、コンピュータスクリーンなどを含むフラットパネル放射ディスプレイ技術における使用に、そしてデジタルコピー機及びプリンタ用のイメージ（結像）バー構成要素として、これらのＥＬデバイスを選択することができる。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬの研究における最近の進歩により、有機ＥＬデバイスを広範囲の用途に使用できる可能性が高くなっているが、現行の性能特性は改良が必要があり、おそらく本文中に引用される特許出願を除いては、その特性は期待されるものに達しない。また、多数の現行の有機ＥＬデバイスは動作寿命が比較的短い。これらの問題は、デバイス材料の成分の劣化、特に正孔注入及び輸送層の劣化により薄膜として形態的に不安定であることに関連する。このデバイスの劣化により、輝度強度は送られる定電流下で着実に減少し、動作電圧はますます増加する。芳香族第３アミンなどのある種の正孔輸送物質は、正孔の注入及び輸送を容易にすることで既知であり、ＥＬデバイスの性能を改良しうるが、これらの物質のいくつかは薄膜として熱的及び形態的に不安定であるため、デバイスの機能寿命を短くしている。
【０００３】
本発明の実施の形態では、ある種の多環式芳香族炭化水素化合物を第３芳香族アミン正孔輸送層に組み込むことを含む優れたデバイス構造を提供する。このデバイス構造設計は、例えば、電荷キャリヤ注入及び輸送効率の劣化を伴わずに、デバイス動作の安定性を改良している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、熱及び動作の安定性を高めた有機ＥＬデバイスを提供すること、即ちある種の多環式芳香族炭化水素化合物を第３芳香族アミン正孔輸送層に混合することによってＥＬ性能を大幅に改良することにある。
【０００５】
本発明の別の目的は、正孔注入及び輸送特性を改良した有機ＥＬデバイス、即ち、好ましくは約５重量％のルブレンなどの多環式化合物で正孔輸送層をドープした有機ＥＬデバイスを提供することである。
【０００６】
本発明の別の目的は、約２０Ｖ未満の低動作電圧において高いエレクトロルミネセンス効率を示す、改良された有機ＥＬデバイスを提供することである。
【０００７】
更に、本発明の目的は、例えばガラスなどの支持基板、陽極、芳香族第３アミンと１種以上の多環式芳香族炭化水素化合物を含有する、真空蒸着された有機正孔注入及び輸送ゾーン、好ましくは、キナクリドン又はその誘導体などの蛍光染料でドープされた、例えばトリス（８−ヒドロキシキノリネート）アルミニウムの電子輸送材料を含有する、真空蒸着された電子注入及び輸送ゾーン、電子注入及び輸送ゾーンに接触したマグネシウム、マグネシウム合金又はリチウム合金などの低仕事関数金属である陰極、からなる有機ＥＬデバイスを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の実施の形態は、動作安定性の改良、優れた耐久性、低い動作電圧、及びエネルギー変換効率の改良などの多数の利点を有し、真空蒸着技術を用いて容易に製造することができる層状の有機ＥＬデバイスを提供することに関する。実施の形態において、本発明は、陽極、有機正孔注入及び輸送ゾーン、電子注入及び輸送ゾーン、及び陰極を順に積層した有機ＥＬデバイスに関し、ここで正孔注入及び輸送ゾーンは、有効量、例えば約０．１〜約５０重量％、好ましくは約１〜約１０重量％の、ある種の多環式芳香族炭化水素化合物でドープされ、真空蒸着された第３芳香族アミン層からなり、電子注入及び輸送ゾーンは、好ましくは、キナクリドン又はその誘導体などの発光染料でドープされた、例えばトリス（８−ヒドロキシキノリネート）アルミニウムの真空蒸着された電子輸送層からなる。正孔注入及び輸送ゾーンのための第３芳香族アミンは、例えばガラス転移温度が約５０℃よりも高く、好ましくは約８０℃よりも高い化合物から選択することができる。薄膜の正孔輸送第３芳香族アミン層の熱的及び形態的安定性は、正孔輸送材料の正孔注入及び輸送特性に悪影響を及ぼさずに、少量の有効量の多環式芳香族炭化水素化合物を混合することによって著しく改良することができる。更に、実施の形態では、本発明の有機ＥＬデバイスの光放出は、光エミッタとして機能する蛍光染料でドープした結果、電子輸送層において発生する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１にはＥＬデバイスが示されている。このデバイスは、例えばガラスの支持基板２、陽極３、１種以上の多環式芳香族炭化水素化合物を混合した第３芳香族アミン層からなる真空蒸着された有機正孔注入及び輸送層又はゾーン４、電子−正孔の再結合の後に光を放出することができる、好ましくは蛍光材料でドープされ、真空蒸着された電子注入及び輸送層又はゾーン５、及びこれに接触した低仕事関数金属の陰極６を含む有機発光ダイオードを包含する。
【００１０】
実施の形態において、ゾーン又は層４は、正孔輸送、正孔注入又はこれらの組み合わせとして機能することができ、ゾーン又は層５は、電子輸送、電子注入又はこれらの組み合わせとして機能することができる。より詳細には、このデバイスは２つのゾーン、即ち４の代わりに４ａ及び４ｂ、そして５の代わりに５ａ及び５ｂを含むことができる。ここで、４ａは正孔注入層、４ｂは正孔輸送層、５ａは電子輸送層、及び５ｂは電子注入層である。４ａ及び４ｂと５、又は５ａ及び５ｂと４の組み合わせも可能である。
【００１１】
支持基板の例としては、ポリマー成分、ガラス等、ＭＹＬＡＲ（登録商標名）のようなポリエステル、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリスルホン、石英などが含まれる。例えば、本質的に機能をもたず、他の層を支持することができるならば、他の基板を選択することもできる。基板の厚みは、例えばデバイスの構造要求に依存して、例えば約２５〜１，０００μｍをこえるもの、特に約１００〜約８００μｍとすることができる。
【００１２】
本発明のデバイスにおいて基板と接触する陽極は、好ましくは約４ｅＶ以上、例えば４〜約７ｅＶの仕事関数を有する金属、合金、導電性化合物又はその混合物を含むことができる。陽極の具体的な例は、酸化インジウム錫、酸化錫、酸化亜鉛、金、プラチナなどの正電化注入電極；導電性炭素、及びポリアニリン、ポリピロールなどのπ共役ポリマーを含む。陽極の厚みは約１０ｎｍ〜１μｍの範囲が可能であり、好適な範囲は陽極材料の光学定数によって決定する。ある好適な厚みの範囲は、約１０〜約２００ｎｍである。
【００１３】
正孔注入及び正孔輸送層又はゾーン４は、正孔輸送芳香族第３アミン化合物を含有する。選択される芳香族第３アミンは、約５０℃以上、好ましくは約８０℃よりも高いガラス転移温度を有する。例えば、１以上のトリアリールアミン構造単位を含むトリアリールアミン誘導体は、一種の好適な正孔輸送芳香族第３アミンを構成する。芳香族第３アミンの例は、米国特許第４，５３９，５０７号に示されるものであり、これは下の構造式によって表される。
【００１４】
【化２】

【００１５】
式中、Ａｒ¹〜Ａｒ⁴は、例えば６〜約３０個の炭素原子を有するアリール基であり、フェニル、トリル、キシリル、ナフチル、４−ビフェニリルなどからなる群からそれぞれ選択される；Ｐはアリーレン、特にフェニレン基；ｎは１〜４の整数である。具体的な例は、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−ｐ−トリル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−１−ナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−２−ナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−１−ナフチル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−１−ナフチル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−４−ビフェニリル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−４−ビフェニリル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミンなどを含む。
【００１６】
正孔注入及び正孔輸送層又はゾーンのための正孔輸送アミン化合物の例も、次の構造式によって示されるような多核芳香族アミンの群から選択することができる。
【００１７】
【化３】

【００１８】
式中、Ａｒ⁵〜Ａｒ⁹は本文中に示されるようなアリール基であり、例えばフェニル、トリル、キシリル、ナフチル、ビフェニリルなどからそれぞれ選択される；Ａ¹及びＡ²は、約１２〜約６０個の炭素原子を有するビアリール基、例えばビフェニル、ビトリルなどである。
【００１９】
正孔輸送成分の具体的な例は、Ｎ，Ｎ−ビス−［４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｍ−トリルアミノ）−４−ビフェニリル］アニリン；Ｎ，Ｎ−ビス−［４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｍ−トリルアミノ）−４−ビフェニリル］−ｍ−トルイジン；Ｎ，Ｎ−ビス−［４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｍ−トリルアミノ）−４−ビフェニリル］−ｐ−トルイジン；Ｎ，Ｎ−ビス−［４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｐ−トリルアミノ）−４−ビフェニリル］アニリン；Ｎ，Ｎ−ビス−［４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｐ−トリルアミノ）−４−ビフェニリル］−ｍ−トルイジン；Ｎ，Ｎ−ビス−［４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｐ−トリルアミノ）−４−ビフェニリル］−ｐ−トルイジン；Ｎ，Ｎ−ビス−［４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｐ−クロロフェニルアミノ）−４−ビフェニリル］−ｍ−トルイジン；Ｎ，Ｎ−ビス−［４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｍ−クロロフェニルアミノ）−４−ビフェニリル］−ｍ−トルイジン；Ｎ，Ｎ−ビス−［４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｍ−クロロフェニルアミノ）−４−ビフェニリル］−ｐ−トルイジン；Ｎ，Ｎ−ビス−［４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｍ−トリルアミノ）−４−ビフェニリル］−ｐ−クロロアニリン；Ｎ，Ｎ−ビス−［４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｐ−トリルアミノ）−４−ビフェニリル］−ｍ−クロロアニリン；Ｎ，Ｎ−ビス−［４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｍ−トリルアミノ）−４−ビフェニリル］−１−アミノナフタレンなどを含む。
【００２０】
正孔注入及び輸送層は、芳香族アミン化合物の他に、正孔輸送層の薄膜形態を安定させる機能を果たすポリカーボサイクリック芳香族化合物を含むことが好ましい。ポリカーボサイクリック芳香族化合物の有効量は様々であり、例えば約０．１〜約５０重量％、好ましくは約１〜約１０重量％である。好適な多環式芳香族炭化水素化合物の例は、少なくとも２つの芳香環を含み、約１０〜約１００個の炭素原子を含むものである。ポリカーボサイクリック芳香族炭化水素化合物の例は、以下の構造式のような化合物、即ち（１）ルブレン、（２）１，４，５，１２−テトラフェニルナフタレン、（３）１，４，５，６，９，１０−ヘキサフェニルアントラセン、（４）１，４，５，１０−テトラフェニルアントラセン、（５）９，１０−ジフェニルアントラセン、（６）１，２，３，４−テトラフェニルナフタレン、（７）２，３，６，７−テトラフェニルナフタレン、（８）４，４−ジフェニルペリレン、（９）４，４−ジフェニルベンゾ［ｋ］ペリレン、（１０）３，４，９，１０−テトラフェニルペリレン、（１１）２，７−ジフェニルジベンゾ［ｅ，ｌ］ピレン、（１２）ジベンゾ［ｅ，ｌ］ピレン、（１３）ベンゾ［ｃ］ナフト［２，１−ｐ］クリセン、（１４）１，３，６，１１−テトラフェニルトリフェニレン、（１５）ジベンゾ［ａ，ｈ］アントラセン、（１６）５，１０−ジフェニルジベンゾ［ａ，ｈ］アントラセン、（１７）ベンゾ［ａ］ピレン、（１８）ナフト［ｂ］ピレン、（１９）６，６，１３，１３−テトラフェニル−６，１３−ジヒドロペンタセン、（２０）１，２，３，４，５−ペンタフェニル−１，３−シクロペンタジエン、（２１）ヘキサフェニルベンゼン、（２２）９，９’−スピロビフルオレン、（２３）ｐ−キンクフェニル、（２４）コロネン、（２５）ペンタセン、又は（２６）５，１４−ジフェニルペンタセンなどを含む。これらの化合物は、例えば１〜約８個の炭素原子を有するアルキル基、ハロゲン、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、ジアルキルアミノ又はジアリールアミノなどの１つ又はそれより多くの置換基を有することもできる。
【００２１】
【化４】

【００２２】
【化５】

【００２３】
【化６】

【００２４】
本発明のＥＬデバイスの電子注入及び輸送層又はゾーンは、多数の電子注入及び輸送化合物から製造することができる。有用な電子輸送化合物の例は、米国特許第３，１７２，８６２号に示されるような、アントラセン、フェナントラセン、ピレン、ペリレンなどの縮合環ルミネセント材料；米国特許第４，３５６，４２９号及び第５，５１６，５７７号に示されるような１，４−ジフェニルブタジエン及びテトラフェニルブタジエンなどのブタジエン、スチルベン；及び米国特許第４，５３９，５０７号によって開示されるような光学輝度材料を含む。
【００２５】
特に好適な電子輸送材料は、開示内容が本文中にすべて援用されて本発明の一部とする米国特許第４，５３９，５０７号、第５，１５１，６２９号及び第５，１５０，００６号に開示される８−ヒドロキシキノリンの金属キレートである。金属キレート化合物の例は、トリス（８−ヒドロキシキノリネート）アルミニウム（ＡｌＱ３）、トリス（８−ヒドロキシキノリネート）ガリウム、ビス（８−ヒドロキシキノリネート）マグネシウム、ビス（８−ヒドロキシキノリネート）亜鉛、トリス（５−メチル−８−ヒドロキシキノリネート）アルミニウム、トリス（７−プロピル−８−キノリノーラト）アルミニウム、ビス［ベンゾ｛ｆ｝−８−キノリネート］亜鉛、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリネート）ベリリウム、ビス（２−メチルキノリノーラト）アルミニウム(III) −μ−オキソ−ビス（２−メチル−８−キノリノーラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−８−キノリノーラト)(フェノーラト）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノーラト)(パラ−フェニルフェノーラト）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノーラト)(２−ナフタローラト）アルミニウムなどを含む。
【００２６】
別の種の好適な電子注入及び輸送化合物は、金属チオキシノイド化合物である。有用な金属チオキシノイド化合物の例は、ビス（８−キノリンチオーラト）亜鉛、ビス（８−キノリンチオーラト）カドミウム、トリス（８−キノリンチオーラト）ガリウム、トリス（８−キノリンチオーラト）インジウム、ビス（５−メチルキノリンチオーラト）亜鉛、トリス（５−メチルキノリンチオーラト）ガリウム、トリス（５−メチルキノリンチオーラト）インジウム、ビス（５−メチルキノリンチオーラト）カドミウム、ビス（３−メチルキノリンチオーラト）カドミウム、ビス（５−メチルキノリンチオーラト）亜鉛、ビス［ベンゾ｛ｆ｝−８−キノリンチオーラト］亜鉛、ビス［３−メチルベンゾ｛ｆ｝−８−キノリンチオーラト］亜鉛、ビス［３，７−ジメチルベンゾ｛ｆ｝−８−キノリンチオーラト］亜鉛などを含む。
【００２７】
本発明の有機ＥＬデバイスにおいて、光放出は電子輸送層において主に制御され、この電子輸送層は、電子注入及び輸送ゾーンにおいて電子−正孔の再結合が生じた後に光を放出する機能を果たすドープされた蛍光染料を含有することが好ましい。蛍光染料は、電子注入及び輸送ゾーン中に、０．０１〜約１０重量％、好ましくは約０．５〜約５重量％の有効量で存在する。有用な蛍光材料は母材である電子輸送材料に適合でき、母材と安定な均一相を容易に形成することができるものを含む。蛍光染料の例は、米国特許第４，７６９，２９２号に開示されるようなもの、７−ジエチルアミノ−４−メチルクマリン、４，６−ジメチル−７−エチルアミノクマリン、４−メチルウンベリフェロンなどのクマリン染料；４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピランなどの蛍光４−ジシアノメチレン−４Ｈ−ピラン；シアニン類、メロシアニン類、複合シアニン類及びメロシアニン類、オキソナール類、ヘキシオキソノール類、スチリル類、メロスチリル類、ストレプトシアニン類などのポリメチン染料；オキソベンズアントラセン染料；［９−（ｏ−カルボキシフェニル）−６−（ジエチルアミノ）−３Ｈ−キサンテン−３−イリデン］ジエチルアンモニウム、スルホローダミンＢなどのローダミン染料を含むキサンテン染料；及びルブレン、コロネンなどの芳香族縮合環蛍光染料を含む。
【００２８】
本発明の有機ＥＬデバイスに特に好適な種の蛍光材料は、キナクリドン染料である。選択可能なキナクリドン染料の例は、キナクリドン、２−メチルキナクリドン、２，９−ジメチルキナクリドン、２−クロロキナクリドン、２−フルオロキナクリドン、１，２−ベンゾキナクリドン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−２−メチルキナクリドン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−２，９−ジメチルキナクリドン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−２−クロロキナクリドン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−２−フルオロキナクリドン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−１，２−ベンゾキナクリドン、Ｎ，Ｎ’−ジエチルキナクリドン、Ｎ，Ｎ’−ジプロピルキナクリドン、Ｎ，Ｎ’−ジ−イソプロピルキナクリドン、Ｎ，Ｎ’−ジ−ｎ−ブチルキナクリドン、Ｎ，Ｎ’−ジ−ｔ−ブチルキナクリドン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドンなどを含む。
【００２９】
本発明の実施の形態では、正孔注入及び輸送ゾーン４及び電子注入及び輸送ゾーン５を含む有機ルミネセント中間物の全体の厚みは、電極を横切って印加される比較的低い電圧下での有効な光放出に適合した電流密度を維持できるように約１μｍ未満に制限されることが好ましい。正孔注入及び輸送ゾーンの好適な厚みは約５０〜約２，０００Å、好ましくは約４００〜約１，０００Åの範囲である。同様に、電子注入及び輸送ゾーンの厚みは約５０〜約２，０００Å、好ましくは約４００〜約１，０００Åの範囲でありうる。
【００３０】
陰極６は、高又は低仕事関数金属を含むあらゆる好適な金属を含有することができる。低仕事関数金属（約４ｅＶ以下、例えば２〜約４）と、第２の金属との組み合わせから得られる陰極は、デバイス性能及び安定性を改良するなどの利点を更に提供する。第２の金属に対する低仕事関数金属の好適な割合は約０．１〜約９９．９重量％の範囲である。低仕事関数金属の例としては、アルカリ性金属、第２Ａ族又はアルカリ性土類金属、希土類金属及びアクチニド系金属を含む第III 族金属が含まれる。リチウム、マグネシウム及びカルシウムは特に好適である。
【００３１】
陰極６の厚みは、例えば約１０〜約５，０００Åにわたる。米国特許第４，８８５，２１１号のＭｇ：Ａｇ陰極は、１つの好適な陰極構造を構成している。別の好適な陰極構造は米国特許第５，４２９，８８４号に述べられており、この特許において、陰極はアルミニウム及びインジウムなどの他の高仕事関数金属とのリチウム合金から形成される。
【００３２】
本発明の有機ＥＬデバイスの陽極３及び陰極６は共に、あらゆる簡便な形をとることができる。薄い導電性の陰極層を、例えば透明又はほぼ透明のガラス板又はプラスチック膜である光透過性基板の上に被覆することができる。ＥＬデバイスは、ガラス板に被覆された酸化錫又は酸化インジウム錫から形成される光透過性陽極３を含むことができる。また、例えば約２００Å以下、より詳細には約１００〜約２００Åの、非常に薄い光透過性の、金、パラジウムなどの金属陽極を使用することもできる。更に、ポリアニリン、ポリピロールなど、透明又は半透明で導電性炭素又は共役ポリマーの非常に薄い層を陽極として使用することができる。あらゆる光透過性重合膜を基板として用いることができる。更に、陽極３及び陰極６の好適な形は米国特許第４，８８５，２１１号に示されている。
【００３３】
【実施例】
実施例Ｉ
以下の方法で有機ＥＬを製造した。
１．厚み５００Åの酸化インジウム錫（ＩＴＯ）で被覆したガラス（厚み約１ｍｍ）を商用洗剤で洗浄し、脱イオン水ですすぎ、オーブン内で６０℃で１時間乾燥させた。使用の直前に、ＵＶオゾンでガラスを０．５時間処理した。
２．このＩＴＯ基板を真空蒸着室に配置した。約５×１０^-6Ｔｏｒｒ未満の圧力下で、正孔輸送化合物であるＮ，Ｎ’−ジ−１−ナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、及びルブレンを電気加熱した２つのタンタルボートから同時に蒸発させ、ＩＴＯガラスの上に厚さ６０ｎｍの層を蒸着した。インフィコン（Inficon)モデルＩＣ／５コントローラによって、正孔輸送化合物及びルブレンの蒸着速度を０．６ｎｍ／秒及び０．０３ｎｍ／秒にそれぞれ制御した。
３．電子輸送化合物であるトリス（８−ヒドロキシキノリネート）アルミニウムと、蛍光染料であるＮ，Ｎ’−ジメチル−２，９−ジメチルキナクリドンを、電気加熱した２つのタンタルボートから０．６ｎｍ／秒及び０．０９ｎｍ／秒の蒸着速度で同時にそれぞれ蒸発させることによって、６０ｎｍの電子注入及び輸送層を正孔注入及び輸送層２の上に蒸着した。
４．一方がＭｇ、他方がＡｇを含み、個々に制御された２つのタンタルボートから同時に蒸発させることによって、１００ｎｍのマグネシウムと銀の合金を１ｎｍ／秒の全体的な蒸着速度で電子注入及び輸送層３の上に蒸着した。典型的な組成は、Ｍｇ対Ａｇの原子比が９：１であった。最後に、反応しやすいＭｇを周囲の湿気から保護する目的で、２００ｎｍの銀の層をＭｇ：Ａｇ陰極の上に被覆した。
【００３４】
上記のように製造したデバイスを、窒素ガスで連続的にパージした乾燥室内に保管した。直流の測定において電流−電圧特性及び光の出力を測定することによって、デバイスの性能を評価した。キースリー（Keithley) モデル２３８高電流源測定装置（High Current Source Measure Unit) を用いて電流−電圧特性を決定した。ＩＴＯ電極は常に電源の正端子に接続していた。同時に、シリコン光ダイオードによってデバイスからの光の出力をモニタした。
【００３５】
動作において、正のバイアス電圧をＩＴＯ電極に印加したところ、製造されたデバイスはピーク発光が５５０ｎｍである黄色がかった緑色光を放出した。このデバイスから記録した発光スペクトルは、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−２，９−ジメチルキナクリドンのエレクトロルミネセントスペクトルと同一であり、これは、本発明のＥＬデバイスの光が電子注入及び輸送層に存在するキナクリドン蛍光染料から放出されたことを示している。
【００３６】
このデバイスの動作安定性を、２５ｍＡ／ｃｍ²の定電流密度下でテストした。初期の光強度は１，０００ｃｄ／ｍ²であり、これは実質的な用途における所望の光強度を上回っている。光強度は時間の経過に伴ってゆっくりと減少し、１，５００時間の連続動作後に光強度の５０％減少を記録した。
【００３７】
比較例１
Ｎ，Ｎ’−ジ−１−ナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミンの正孔輸送層をルブレンなしで付着したことを除いて、制御されたＥＬデバイスを実施例Ｉと同じ方法で製造した。
【００３８】
正のバイアス電圧をＩＴＯ電極に印加したところ、このデバイスはピーク発光が５５０ｎｍである黄色がかった緑色光を放出した。このデバイスから記録した発光スペクトルは、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−２，９−ジメチルキナクリドンのエレクトロルミネセントスペクトルと同一であり、これは、本発明のＥＬデバイスの光が電子輸送層にドープされたキナクリドン蛍光染料から放出されたことを示している。このデバイスの動作安定性を、２５ｍＡ／ｃｍ²の定電流密度下でテストした。初期の光強度は１，０００ｃｄ／ｍ²であった。光強度は、２００時間連続動作させただけで初期の光強度の５０％に減少した。この結果から、安定化していない正孔輸送層を有するＥＬデバイスの動作安定性がより劣っていたことがわかった。
【００３９】
比較例２
実施例Ｉで説明した手順を変更して、制御されたＥＬデバイスを構成した。ステップ２において、ルブレンの代わりにＮ，Ｎ’−ジメチル−２，９−ジメチルキナクリドンを用いて正孔輸送層を形成した。キナクリドン染料のドープ剤を用いずに、トリス（８−ヒドロキシキノリネート）アルミニウムから電子輸送層を形成した。
【００４０】
正のバイアス電圧をＩＴＯ電極に印加したところ、このデバイスはピーク発光が５２５ｎｍである緑色光を放出した。このデバイスから記録した発光スペクトルは、トリス（８−ヒドロキシキノリネート）アルミニウムのエレクトロルミネセントスペクトルと同一であり、これは、正孔輸送層に存在するキナクリドン蛍光染料から光が放出されなかったことを示している。このデバイスの動作安定性を、１２．５ｍＡ／ｃｍ²の定電流密度下でテストした。初期の光強度は１８５ｃｄ／ｍ²であった。光強度は、６００時間の連続動作後に初期の光強度の５０％に減少した。この実施例は、キナクリドン蛍光染料が正孔輸送層中の発光ドープ剤として好適ではないことを示している。
【００４１】
比較例３
Ｎ，Ｎ’−ジメチル−２，９−ジメチルキナクリドンを用いることなくトリス（８−ヒドロキシキノリネート）アルミニウム層を蒸着したことを除いて、有機ＥＬデバイスを実施例Ｉに従って構成した。
【００４２】
正のバイアス電圧をＩＴＯ電極に印加したところ、このデバイスはピーク発光が５５０ｎｍである黄色がかった緑色光を放出した。このデバイスから記録した発光スペクトルはルブレンのエレクトロルミネセントスペクトルと同一であり、これは、本発明のＥＬデバイスの光が正孔輸送層にドープされたルブレン蛍光染料から放出されたことを示している。このデバイスの動作安定性を、２５ｍＡ／ｃｍ²の定電流密度下でテストした。初期の光強度は１，０００ｃｄ／ｍ²であり、これは実質的な用途における所望の光強度を上回っている。光強度は時間の経過に伴ってゆっくりと減少し、１３０時間連続動作させただけで光強度の５０％減少を記録した。
【００４３】
実施例 II
Ｎ，Ｎ’−ジメチル−２，９−ジメチルキナクリドンの代わりにＮ，Ｎ’−ジメチルキナクリドンを蛍光染料として用いたことを除いて、有機ＥＬデバイスを実施例Ｉに従って製造した。
【００４４】
正のバイアス電圧をＩＴＯ電極に印加したところ、このデバイスはピーク発光が５４０ｎｍである緑色光を放出した。このデバイスから記録した発光スペクトルはＮ，Ｎ’−ジメチルキナクリドンのエレクトロルミネセントスペクトルと同一であり、これは、本発明のＥＬデバイスの光が電子輸送層に存在するキナクリドン蛍光染料から放出されたことを示している。このデバイスの動作安定性を、２５ｍＡ／ｃｍ²の定電流密度下でテストした。初期の光強度は８００ｃｄ／ｍ²であった。光強度は時間の経過に伴ってゆっくりと減少し、１，２００時間の連続動作後に光強度の５０％減少を記録した。
【００４５】
実施例 III
ルブレンの代わりに１，２，３，４−テトラフェニルナフタレンを用いたことを除いて、有機ＥＬデバイスを実施例Ｉの手順に従って構成した。
【００４６】
正のバイアス電圧をＩＴＯ電極に印加したところ、このデバイスはピーク発光が５４０ｎｍである緑色光を放出した。このデバイスから記録した発光スペクトルはＮ，Ｎ’−ジメチルキナクリドンのエレクトロルミネセントスペクトルと同一であり、これは、電子輸送層にドープされたキナクリドン蛍光染料から光が放出されたことを示している。このデバイスの動作安定性を、２５ｍＡ／ｃｍ²の定電流密度下でテストした。初期の光強度は８５０ｃｄ／ｍ²であり、これは実質的な用途における所望の光強度を十分に上回っている。光強度は時間の経過に伴ってゆっくりと減少し、９５０時間の連続動作後に光強度の５０％減少を記録した。
【００４７】
実施例 IV
ルブレン及びトリス（８−ヒドロキシキノリネート）アルミニウムの代わりに１，２，３，４−テトラフェニルナフタレン及びビス（８−キノリンチオーラト）亜鉛をそれぞれ用いたことを除いて、有機ＥＬデバイスを実施例Ｉの手順に従って構成した。
【００４８】
正のバイアス電圧をＩＴＯ電極に印加したところ、このデバイスはピーク発光が５５０ｎｍである黄色がかった緑色光を放出した。このデバイスから記録した発光スペクトルは、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−２，９−ジメチルキナクリドンのエレクトロルミネセントスペクトルと同一であり、これは、電子輸送層にドープされたキナクリドン蛍光染料から光が放出されたことを示している。このデバイスの動作安定性を、２５ｍＡ／ｃｍ²の定電流密度下でテストした。初期の光強度は９５０ｃｄ／ｍ²であり、これは実質的な用途における所望の光強度を十分に上回っている。光強度は時間の経過に伴ってゆっくりと減少し、８５０時間の連続動作後に光強度の５０％減少を記録した。
【００４９】
実施例Ｖ
Ｎ，Ｎ’−ジ−１−ナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミンの代わりにＮ，Ｎ’−ビス−［４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｍ−トリルアミノ）−４−ビフェニリル］アニリンを正孔輸送成分として用いたことを除いて、有機ＥＬデバイスを実施例Ｉの手順に従って構成した。
【００５０】
正のバイアス電圧をＩＴＯ電極に印加したところ、このデバイスはピーク発光が５４０ｎｍである緑色光を放出した。このデバイスから記録した発光スペクトルはＮ，Ｎ’−ジメチルキナクリドンのエレクトロルミネセントスペクトルと同一であり、これは、電子輸送層にドープされたキナクリドン蛍光染料から光が放出されたことを示している。このデバイスの動作安定性を、２５ｍＡ／ｃｍ²の定電流密度下でテストした。初期の光強度は１，１５０ｃｄ／ｍ²であり、これは実質的な用途における所望の光強度を上回っている。光強度は時間の経過に伴ってゆっくりと減少し、９５０時間の連続動作後に光強度の５０％減少を記録した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＥＬデバイスの一実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
２支持基板
３陽極
４正孔注入及び正孔輸送層
５電子注入及び電子輸送層
６陰極

Claims

陽極、有機正孔注入及び正孔輸送層、有機電子注入及び電子輸送層、及び陰極を順に含み、前記有機正孔注入及び輸送層が第３芳香族アミン及び多環式芳香族炭化水素化合物の混合物を含有する、有機エレクトロルミネセント（ＥＬ）デバイスであって、
前記有機電子注入及び輸送層が電子輸送成分を含有するルミネセント層からなり、前記
ルミネセント層は蛍光染料によってドープされており、
前記多環式芳香族炭化水素化合物が、１，２，３，４−テトラフェニルナフタレンであり、及び
選択された前記第３芳香族アミンが下の構造式によって表される有機エレクトロルミネセント（ＥＬ）デバイス

式中、Ａｒ¹〜Ａｒ⁴はそれぞれ独立してフェニル、ナフチル及び４−ビフェニリルからなる群から選択されるアリールであり、Ｐはフェニレンであり、ｎは１〜４の整数である。
前記第３芳香族アミンが、Ｎ，Ｎ'−ジ−１−ナフチル−Ｎ，Ｎ'−ジフェニル−１，１'−ビフェニル−４，４'−ジアミンである請求項１に記載の有機ＥＬデバイス。
前記第３芳香族アミンが、Ｎ，Ｎ’−ビス−［４'−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｍ−トリルアミノ）−４−ビフェニリル］アニリンである請求項１に記載の有機ＥＬデバイス。