JPH09255948A - 新しいホール輸送材料を備えた有機エレクトロルミネセンスデバイス - Google Patents
新しいホール輸送材料を備えた有機エレクトロルミネセンスデバイスInfo
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Abstract
材料を備えた有機ELデバイスを提供する。 【構成】 順次積層されたカソード(16)、電子輸送
層(15)、発光層(14)、ホール輸送層(13)お
よびアノード(12)を具備する有機ELデバイス(1
0)が提供され、前記ホール輸送層(13)は、一般式 【化1】 (式中のR1、R2、R3、R4、R5、R6はそれぞ
れ独立して、水素原子、炭素原子が1ないし6のアルキ
ル基、ハロゲン基、シアノ基、ニトロ基、または炭素原
子が6ないし15のアリール基、融解芳香族基、アルコ
キシ基、アルキルアミン基、アリールオキシ基、または
アリールアミン基を表す)で表される物質を含んでい
る。
Description
ネセンスデバイスに関し、より特定的には、新しいホー
ル輸送材料を備えたデバイスに関する。
troluminescent:EL)デバイスは一般
に透明および金属電極の間にはさまれた有機分子の3つ
の層で構成され、その3つの層は電子輸送層(elec
tron transporting layer)、
放射または発光層(emissive layer)お
よびホール輸送層(hole transportin
g layer)を含んでいる。有機ELデバイスは低
い駆動電圧とフルカラー平面発光ディスプレイへの応用
の可能性により魅力的である。かなりの寿命が従来技術
で達成されているけれども(1988年1月19日に発
行され「有機ルミネセンス媒体を備えたエレクトロルミ
ネセンスデバイス(Electroluminesce
nt Device with Organic Lu
minescent Medium)」と題された米国
特許第4,720,432号を参照)、更なる改良が高
輝度が要求される応用に対して必要とされる。一般に、
有機ELデバイスのホール輸送領域で使用されるホール
輸送材料(hole transporting ma
terials)は、物理的な凝集あるいは再結晶によ
って熱的な劣化を受けやすい最も弱い部分である。
の熱的な劣化の問題に取り組むために、いくつかの機構
(schemes)が提案されている。1つは二重層ホ
ール輸送配置(double−layer hole
transportingconfiguratio
n:1993年10月26日に発行され「有機エレクト
ロルミネセンスエレメント(Organic Elec
troluminescent Element)」と
題された米国特許第5,256,945号を参照)であ
り、1つは高いガラス転移温度の材料の使用(1991
年10月29日に発行され「有機エレクトロルミネセン
ス媒体を備えたエレクトロルミネセンスデバイス(El
ectroluminescent Device w
ithOrganic Electrolumines
cent Medium)」と題された米国特許第5,
061,569号を参照)である。
熱的安定性を有する、新しいホール輸送材料を備えた有
機ELデバイスを提供することである。
積層されたカソード、電子輸送層、放射または発光層、
ホール輸送層およびアノードを具備し、前記ホール輸送
層は、一般式
れ独立して、水素原子、炭素原子が1ないし6のアルキ
ル基、ハロゲン基、シアノ基、ニトロ基、または炭素原
子が6ないし15のアリール基、融解芳香族基、アルコ
キシ基、アルキルアミン基、アリールオキシ基、または
アリールアミン基を表す)で表される物質で作られる。
属電極の間にはさまれた有機分子の薄い層からなる有機
発光デバイスに向けられたものである。
バイス(light emitting devic
e:LED)10の一実施形態を描いてある。有機LE
D10は、この特定の実施形態においては比較的平坦な
上部面を有するガラスまたはプラスチックのプレートで
ある、透明な(transparent)基板11を含
んでいる。透明な導電層12が比較的均一な電気的コン
タクトを形成するように基板11の平坦な表面上にデポ
ジットされる。有機ホール輸送材料で作られたホール輸
送層13が、導電層12の表面にデポジットされる。ゲ
スト蛍光ドーパント(guest fluoresce
nt dopant)を含んでいるホスト発光材料(h
ost emissive material)で作ら
れた発光有機層(emissive organic
layer)14が層13の表面上にデポジットされ
る。それから、電子輸送材料から作られた電子輸送層1
5が層14の表面上にデポジットされそして第2の導電
層16が第2の電気的コンタクトを形成するために層1
5の上部面にデポジットされる。
くとも1つの金属が4.0eVより小さい仕事関数を有
する広範囲の金属または合金の内の任意のものから形成
される。導電層16の材料の適切な選択によって、層1
5および16を作っている材料の仕事関数は必要とされ
る動作電圧を引き下げかつ有機LED10の効率を改善
するために十分に適合させることができる。仕事関数の
適合における付加的な情報は、同じ譲受人に譲渡され
た、1994年9月12日に出願の「改良された効率を
備えた有機LED(Organic LED with
Improved Efficiency)」と題さ
れた同時係属の米国特許出願シリアルナンバー08/3
04,454、に開示されている。
のコンタクトであり、かつ導電層16はn型のコンタク
トである。電圧源17の負の端子が導電層16に接続さ
れかつ正の端子が導電層12に接続される。電圧が電圧
源17によって層12および16の間に印加されたと
き、n型コンタクト(層16)から注入された電子は有
機層15を通って有機層14(放射または発光層)に輸
送されかつp型コンタクト(層12)から注入されたホ
ールは有機層13を通って有機層14(発光層)に輸送
され、該有機層14で電子とホールの再結合により光子
(photon)が放射される。
romatic amines)で作られたホール輸送
材料は有機エレクトロルミネセンスデバイスにおいて最
も熱的に安定でない材料であることが従来技術で認めら
れている。特に、有機ELデバイスが高い電流密度で駆
動されたとき、ホール輸送層におけるホール輸送材料は
アイランド(islands)、ドメイン(domai
ns)およびピンホール(pinholes)を形成す
るよう凝集(aggregate)または再配合する
(reorganize)傾向にある。ホール輸送材料
の膜(film)の均一性(uniformity)お
よび均質性(homogeneity)の変化は、始め
にデバイスの輝度の徐々なる劣化を引き起こし、そして
ついにはデバイスの障害を引き起こす。
結果として生じるアモルファス膜の熱的安定性の指標で
ある。より高いガラス転移温度はアモルファス膜のより
高い熱的安定性を提供する。大きな分子量およびスタッ
キングへの強い立体障害(steric hindra
nce)は、有機材料のガラス転移温度を決定する主要
な因子のうちの2つである。
において、シロタ(J.Phys.Chem.:ジャー
ナル・フィジクス・ケミストリ,1993,97,62
40およびその中に示された参考文献を参照)とアダチ
(Appl.Phys.Lett:アプライド・フィジ
クス・レター,1995,66(20),2679)は
高いTgを備えたいくつかの対称球状(symmetr
ic globular)第三芳香族アミンを設計しか
つ準備し、有機ELデバイスのアプリケーションのため
の均質なアモルファス膜をもたらしている。従来技術に
おいて、一般式
の有機ホール輸送材料であり、かつ有機ELデバイスに
用いられるとき優れた寿命を与える。
ける使用のための高いガラス転移温度を有する新しい種
類の芳香族アミンを提供することである。
ような有機ELデバイスは、順次積層されたカソード、
電子輸送層、発光層(emitting laye
r)、ホール輸送層およびアノードを具備し、前記ホー
ル輸送層は、一般式
れ独立に、水素原子(hydrogen atom)、
炭素原子が1ないし6のアルキル基(alkyl gr
oup)、ハロゲン基(halogen grou
p)、シアノ基(cyano group)、ニトロ基
(nitro group)、または炭素原子が6ない
し15のアリール基(aryl group)、融解芳
香族基(fused aromatic grou
p)、アルコキシ基(alkoxy group)、ア
ルキルアミン基(alkylamine grou
p)、アリールオキシ基(aryloxy grou
p)、またはアリールアミン基(arylamine
group)を表す)で表される中央のビナフチル基
(central binaphthyl grou
p)を備えた物質で作られる。
バイス10のホール輸送層で用いられるホール輸送材料
は75℃以上のガラス転移温度を有することが望まし
い。しかしながら、90℃より大きなガラス転移温度を
有するホール輸送材料が長い耐久性のある有機ELデバ
イスを達成するために用いられることが好ましい。
三アミン(aromatic tertiary am
ines)の例の一部のリストである。
0のホール輸送層はホール輸送材料の2つの層で構成さ
れ、該ホール輸送材料の少なくとも1つの層は本発明に
従って、一般式
のホール輸送層は混合したホール輸送材料の層で構成さ
れ、該ホール輸送材料の少なくとも1つは本発明に従っ
て、一般式
輸送層15は、式
が、これらに制限されるものではない。
ホール輸送材料は一般に剛性のある(rigid)中央
のビナフチル基のために高いガラス転移温度を有してい
る。より高いガラス転移温度は一般にアモルファス膜の
より高い熱的安定性を与えるので、本発明に従った有機
ELデバイスは通常の有機ELデバイスより高電流密度
駆動条件下でより良い信頼性を提供する。
てきたけれども、更なる変更と改良が当業者によりなさ
れるであろう。本発明は示されている特別な形態に制限
されるものではなく、特許請求の範囲には本発明の精神
と範囲から逸脱しない全ての変更を含ませるつもりであ
る。
断面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 順次積層されたカソード(16)、電子
輸送層(15)、放射層(14)、ホール輸送層(1
3)およびアノード(12)を具備する有機エレクトロ
ルミネセンス(EL)デバイスであって、前記ホール輸
送層が、一般式 【化1】 (式中のR1、R2、R3、R4、R5、R6はそれぞ
れ独立して、水素原子、炭素原子が1ないし6のアルキ
ル基、ハロゲン基、シアノ基、ニトロ基、または炭素原
子が6ないし15のアリール基、融解芳香族基、アルコ
キシ基、アルキルアミン基、アリールオキシ基、または
アリールアミン基を表す)で表される材料を含むことを
特徴とする有機ELデバイス。 - 【請求項2】 順次積層されたカソード(16)、電子
輸送層(15)、放射層(14)、ホール輸送層(1
3)およびアノード(12)を具備する有機エレクトロ
ルミネセンス(EL)デバイスであって、前記ホール輸
送層(13)が、式 【化2】 【化3】 【化4】 【化5】 【化6】 【化7】 【化8】 【化9】 【化10】 【化11】 【化12】 で表される材料から選択されるホール輸送材料を含むこ
とを特徴とする有機ELデバイス。 - 【請求項3】 順次積層されたカソード(16)、電子
輸送層(15)、放射層(14)、ホール輸送層(1
3)およびアノード(12)を具備する有機エレクトロ
ルミネセンス(EL)デバイスであって、前記ホール輸
送層(13)が、一般式 【化13】 (式中のR1、R2、R3、R4、R5、R6はそれぞ
れ独立して、水素原子、炭素原子が1ないし6のアルキ
ル基、ハロゲン基、シアノ基、ニトロ基、または炭素原
子が6ないし15のアリール基、融解芳香族基、アルコ
キシ基、アルキルアミン基、アリールオキシ基、または
アリールアミン基を表す)で表される物質を含み、そし
て前記電子輸送層(15)が、式 【化14】 【化15】 【化16】 【化17】 で表される材料のうちの一つで構成されていることを特
徴とする有機ELデバイス。 - 【請求項4】 順次積層されたカソード(16)、電子
輸送層(15)、放射層(14)、ホール輸送層(1
3)およびアノード(12)を具備する有機エレクトロ
ルミネセンス(EL)デバイスであって、前記ホール輸
送層(13)が混合されたホール輸送材料の層を含み、
該ホール輸送材料の少なくとも1つが、一般式 【化18】 (式中のR1、R2、R3、R4、R5、R6はそれぞ
れ独立して、水素原子、炭素原子が1ないし6のアルキ
ル基、ハロゲン基、シアノ基、ニトロ基、または炭素原
子が6ないし15のアリール基、融解芳香族基、アルコ
キシ基、アルキルアミン基、アリールオキシ基、または
アリールアミン基を表す)で表される物質から選択され
ることを特徴とする有機ELデバイス。
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